奚修仲
【摘要】本文从加扰与解扰，加密与解密，使用有条件接收系统的目的，有条件接收系统的特点、技术、结构，使用有条件接收系统的意义，有条件接收系统的发展概况等方面，详细地介绍了有线电视网络有条件接收技术。
【关键词】有条件接收;有线电视网络
有条件接收（CA）经历了模拟和数字两代的发展，模拟第一代的特征是以设备为基础，一般用于模拟系统。多年前，为了实现有线电视的有效收费，在前端将模拟信号进行加扰，使普通电视机无法收看，只有安装了解扰器的用户才能正常收看。系统可以通过前端的寻址来控制单个用户的解扰器开关，实现全频段加扰和频道加扰，方法通常是采用视频倒相、水平同步重叠、垂直同步重叠、数字随机视频行抖动等技术。
第二代是随着数字电视的出现而产生的，采用加扰控制字加密传输的方法，用户端利用IC卡解密。由于采用的是数字技术，对信号没有损耗，系统的保密性、可靠性均大大提高。对传输流的加扰，DVB已有标准;对控制字的加密算法一般采用RSA以及3DES算法。
一、使用有条件接收系统的目的
对运营者来说，加扰不是目的，而只是进行商业控制的一个步骤。最终的目标是有条件接收系统提供的另外的功能：控制字提供、接入条件申明以及用户的权限管理。终端的解扰过程必须与前端的加扰同步。尤其是应将加扰算法中随机和周期性改变算法的控制字传输到终端，它们附加在同一信号和几个复用结构中的节目内，并解析规则以允许终端在准确时刻恢复和运用好控制字。很明显，这些控制字是不明显的，而是被加密的，在有条件接收系统中，它们被携带在称为ECM（授权检验信息）的信息中。但是，接收控制字时，终端不直接用它起解扰作用，控制字供给取决于接入条件，也就是运营者在商业上对节目接入进行控制的地方。根据运营者的政策，他可规定如何出售节目：预约，按次付费，视频点播等。有条件接收系统建议，这种接入条件应附于节目上，并用附加参数来描述（预约类型、PPV费用、预览时间等）。一般，它们像控制字那样被携带于ECM信息中。
在终端，可将接入条件与用户已获得的权限进行对比，如果接入条件与用户权限相匹配，或者用户购买了节目，那么就由控制字提供解扰功能，允许接入节目。
有条件接收系统支持的3种新功能：安全地携带控制字，给节目附加商业条件，验证用户已获得节目接入的权限。另一重要功能是商业运营者具有能遥控管理每一个用户权限的能力，例如对用户更新其下一个月的预约授权，或者发给他们新的PPV信用卡。这些数据在称为EMM（授权管理信息）的信息中传输给终端，由有条件接收系统来提供。
二、有条件接收系统的特点
安全是有条件接收系统性能的核心。敏感数据必须在运营者和用户之间交换，在回传通道中交换是可选的。此安全性包括敏感数据（典型的是控制字）的可靠性，ECM和EMM信息（它们只能由授权源产生）的完整性，以及前端、终端和智能卡之间的验证。防御攻击的能力是有条件接收系统提供者和运营者永久和主要关注的问题。由于没有任何有接收系统能防御长时间的攻击，为了提高安全性和防御攻击的能力，需进行长久的努力。有多种方法用于实现这种安全：有力的加密算法，签字和鉴别（隐蔽密钥或公共密钥法），类似智能卡的防止物理和逻辑攻击的安全处理器。
但是，为了查阅方便，有条件接收系统显示在电视屏幕上的功能摘要是最重要的，也即是运营者为出售其节目可预先应用的功能表。在大多数有条件接收系统中，可找到相同的作用原理，即预订后让用户在确定的时间上接收节目，按次付费时允许用户按需要购买特定的节目。每一个有条件接收系统在这些基本功能上提供出变型的业务：预订类型，预约和即时的PPV，以及VOD业务支持。另外还能提出补充特性，例如预览、中断、供用户检查其购买的回传通道管理和收视到期率控制等。这些功能的多样性和它们的灵活性决定了一个有条件接收系统或另一个系统能如何适应运营者的商业政策。
最后，在节目商业接入条件定义的补充规定中，管理用户的灵活性是有条件接收系统的一个重要特性。此种管理功能包括处理用户的接入权限请求、通过广播传送有效的授权和管理好系统的安全等。技术上，用户的权限管理性能取决于有条件接收系统提供者的实践技能，做好有效的用户寻址和可能的回传通道管理。
三、有条件接收系统的技术
有条件接收系统是在数字电视系统技术上实现的一个功能层。每一个有条件接收系统方案提出了一种专用技术，包括设备、模块、软件包和协议等，它们关联到前端或者还连同终端，用于支持所有功能。
在前端，有条件接收系统提供一个授权控制信息ECM（Entitle Control Message）发生器，它将接入条件和控制字结合到节目所属的ECM中。极少情况下，它也提供控制字发生器和加扰器。由运营者编辑的接入条件能由播放系统编排程序，它们能一并地组合到电子节目指南中。而且，为了将授权管理信息EMM（Entitle Manage Message）插入到传送流中，可将EMM发生器连接到前端上。EMM发生器是用户管理系统和授权管理系统的组合，前者被用户看作他们的商业接口，后者在传送流中对终端产生和广播EMM。
在终端，有条件接收系统技术上是软件模块和安全硬件的结合，它们与机顶盒的其它调谐/解复用/解码功能相关联。它们可以直接嵌入终端平台，或者更多地应用于由用户插入机顶盒的智能卡中。
四、有条件接收系统的结构
在世界上，一些数字电视规划已经专为前端推荐了系统结构。例如欧洲DVB规划中设计的Simulcrypt系统结构模型。这个模型的目标最初是希望在共享节目下支持多个有条件接收系统的互操作性。此工作衍生出的目标是在有条件接收系统和使用“即插即用”概念的任何前端之间形成标准化接口。这个模型由美国的OpenCAS规划扩展，用于支持新业务，比如VOD或交互式带外业务。同样地，在终端上，外部有条件接收系统模块用的接口已经标准化（DVB通用接口，NRSS-B模塊），用于使机顶盒独立并适合于任何有条件接收系统。即使所有问题都还没有解决，由于不同电子节目指南方案中有条件接收系统的一致性，复用的接口标准是提高不同技术的互操作性的最好方式。
五、使用有条件接收系统的意义
广播电视的数字化使网络运营商能充分利用有线电视网络，在提供电视基本业务的同时，开展多种增值服务，在为家庭和商务用户开展宽带服务的行业中，占有无可争议的领导地位，而这些必须依靠一个强大的有条件接收系统。
1.有条件接收系统是实现收费的基础
在全世界范围内，付费电视业务已被确认是电视发展的动力和结构变化的方向。有条件接收系统的基本功能是使有授权的用户能正常地接收被加扰的节目。通过授权信息和客户服务数据库的相关信息实现计费。无论我们实现何种服务，对于我们的信息提供商、运营商等参与者来说，没有收益，无法保证用户服务的周到和进步，无法保障设备的正常运营。实现井然有序的管理是实现各种服务的核心。可以说，有条件接收系统是实现收费的基础。
2.有条件接收系统是实现个性化服务的系统
进入数字化时代的今天，人们对有线电视提出了更高的要求。尤其是Internet的异军突起，靠“按需服务”和交互功能极大地改变了人们的生活方式，我们不仅期望通过有线电视收看数字高清晰度电视，而且想要具有交互能力和Internet相结合的服务，也就是说，有线电视迎来的不仅仅是“数字电视”时代，同时即将面临“数据电视”时代——利用广播电视平台提供全面数据业务。另一方面，有线电视的迅速发展以及电视用户消费倾向的转变，不仅推动了电视广播技术的进步，更重要的是导致了电视广播运营机制的变革。
由于IC卡的使用，在用户端有了一个能受前端安全而完全控制的存储区域，通过卡可以识别不同的用户;用户的个人信息可以通过加密通道传输，保证了在广播媒体上传输的安全性。
3.有条件接收系统为实现电视直接购物提供良好的渠道
利用有条件接收系统可以开展电视购物。我们知道，有条件接收系统最大的特点是能实现授权与收费。充分利用它的这一特点，可实现基于有线电视网的电子商务。对于B2C方式，此项技术可以将购物平台延伸到家庭。它具有操作简单、快速方便等优点，易被家庭主妇等主要购物者采纳。在传统的电视购物之上增加立即订货、付费的功能，便能捕捉到用户的第一需求。
