無(wú)卡CA系統的應用

目前國內有線(xiàn)電視數字化采用的CA主要分為兩大模式：第一種，解密/解授權任務(wù)由機頂盒智能卡及主機芯片共同完成（即智能卡方式）；第二種，解密/解授權任務(wù)由智能卡單獨完成（機卡分離方式），理論上智能卡可直接做在機頂盒中，因此這種CA被形象地稱(chēng)為無(wú)卡CA。

　　基本原理

　　無(wú)卡CA其實(shí)并不神秘，其在衛星數字電視領(lǐng)域已應用多年，但在有線(xiàn)數字電視市場(chǎng)還是一個(gè)新鮮的話(huà)題。以國內已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品為例，目前無(wú)卡CA系統具有如下特點(diǎn)：

　　1.支持加密算法的動(dòng)態(tài)下載。即將算法的一部分存儲在終端，一部分安排在前端供臨時(shí)下載使用。

　　2.CA的殼與內核分離。CA公司提供統一的殼，內核則可根據運營(yíng)商的需求進(jìn)行個(gè)性化設計。

　　3.解密、解擾全部在機頂盒芯片內完成。

　　4.支持與有卡CA的同密。

　　CA卡即CMMB移動(dòng)電視CA解密卡，用于CMMB移動(dòng)電視終端設備上，針對部分對CMMB加密的城市的終端設備。中國移動(dòng)多媒體廣播電視卡是在CMMB移動(dòng)電視終端（手機、GPS、PMP、MP4、MP5、電視棒等）上使用的用戶(hù)管理卡。用戶(hù)使用此卡與CMMB移動(dòng)電視終端配套就能夠快捷地收聽(tīng)收看廣播電視節目，真正享受隨時(shí)隨處看電視的無(wú)窮樂(lè )趣。

　　無(wú)卡CA與有卡CA的優(yōu)劣勢分析

　　衡量CA好壞的標準主要包括安全性、穩定性、擴展性、經(jīng)濟性及技術(shù)成熟度等方面。

　　安全性。主要指CA加密系統被攻破的難易程度，理論上，在一個(gè)接近無(wú)限長(cháng)的時(shí)間內，沒(méi)有一家的CA系統能夠不被攻破，因此CA的安全性其實(shí)是相對的。

　　先看有卡CA，有卡CA的終端在工作時(shí)，由于智能卡要與機頂盒進(jìn)行通訊，在通訊過(guò)程就會(huì )存在算法被截取的風(fēng)險。雖然理論上可以不斷更新加密算法，但智能卡接收后就等于將算法完全向黑客公開(kāi)。另外，智能卡的物理結構決定了其存儲器的容量不可能做得很大（一般只有幾十K字節），黑客在其中尋找目標碼，并不是太難。而破解了解密算法的黑客通過(guò)復制智能卡或通過(guò)網(wǎng)絡(luò )共享智能卡CA信息的方式就可侵吞運營(yíng)商的利益。

　　而無(wú)卡CA終端的解密在機頂盒芯片中進(jìn)行，不但大大提升了截取加密信息的難度，且黑客要獲得待破解的目標碼，須在幾兆乃至十幾兆字節容量的Flash中尋找，從理論上來(lái)說(shuō)要慢得多，因此，無(wú)卡CA的安全性要大大高于有卡CA。

　　穩定性。由于智能卡是通過(guò)插槽與機頂盒內電路連接，因此，有卡CA很難避免出現接觸不良的問(wèn)題。如不少用戶(hù)將智能卡插入插槽后，機頂盒因不能讀取EMM信息無(wú)法對節目進(jìn)行解擾時(shí)，將智能卡芯片擦拭幾下就能解決一般都是因為接觸問(wèn)題，相比較而言，無(wú)卡CA由于省掉了智能卡，穩定性也會(huì )相應提高。

　　經(jīng)濟性。無(wú)卡CA由于省掉了智能卡，理論上也可以節省與智能卡對應的插槽及接口電路，但出于與有卡CA同密的考慮，筆者建議應保留這些插槽及接口。即使是這樣，無(wú)卡CA機頂盒的成本與有卡CA機頂盒相比，每臺也將下降50元左右，鑒于這一原因，對于經(jīng)濟欠發(fā)達地區的有線(xiàn)整體平移工作來(lái)說(shuō)，無(wú)卡CA的經(jīng)濟優(yōu)勢不容小覷。

　　技術(shù)成熟度。從技術(shù)成熟度來(lái)考慮，有卡CA應用于數字電視領(lǐng)域時(shí)間較長(cháng)，且有較完善的DVB標準系列支持；無(wú)卡CA在數字電視領(lǐng)域應用時(shí)間較短，尤其在有線(xiàn)數字電視領(lǐng)域，近幾年才開(kāi)始起步，而且終端尚無(wú)相關(guān)標準。

　　應用情況。從應用情況來(lái)考察，全國已數字整轉地區95%以上采用有卡CA；采用無(wú)卡CA的僅有青島萊西、廣西有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )及部分衛星和地面數字電視運營(yíng)商。

　　無(wú)卡CA與軟硬分離

　　由于無(wú)卡CA不再使用智能卡，因此其原理是一種在機頂盒硬件平臺上單獨使用的應用軟件，即CA終端軟件與機頂盒的硬件平臺已經(jīng)能夠做到軟硬分離，而軟硬分離其實(shí)也可以看做是機卡分離的終極形式（將大小卡的功能均做進(jìn)機頂盒芯片）。

　　機卡分離實(shí)現了機頂盒EPG、數據廣播、VOD等應用軟件與機頂盒的分離，但其CA應用軟件只是與機頂盒主機進(jìn)行了分離，運行在機頂盒UTI卡或CAM卡的硬件平臺上。因此筆者認為機卡分離是一種不完全的軟硬分離，只有無(wú)卡CA才能真正實(shí)現軟硬分離，而建立在無(wú)卡CA基礎上的軟硬分離優(yōu)勢非常顯著(zhù)，具體如下：

　　1.有助于解密算法和密鑰的保護。軟硬分離后，（無(wú)卡）CA軟件作為一個(gè)單獨的模塊，可以臨時(shí)從碼流里下載執行，假如黑客從Flash或碼流里截獲了CA信息，也只能得到被加密的目標碼。而即使黑客有足夠的人力、財力，也要花費半年以上的時(shí)間才有可能破譯。同時(shí)如果解密算法每天都在變動(dòng)的話(huà)，黑客的破解工作實(shí)質(zhì)上沒(méi)有任何意義。只能“孤芳自賞”自己的勞動(dòng)“成果”。

　　2.軟硬分離有助于業(yè)務(wù)升級。軟硬分離雖然對機頂盒運行應用程序軟硬件平臺的要求有所提高，但卻降低了對應用軟件的要求，因此一旦發(fā)現（無(wú)卡）CA、EPG等應用軟件有缺陷，可隨時(shí)在不影響使用的情況下對其進(jìn)行單獨升級。

　　3.軟硬分離有助于提高工作效率。軟硬分離后，機頂盒的硬件及運行平臺由機頂盒廠(chǎng)家提供，（無(wú)卡）CA、EPG、數據廣播等應用軟件由專(zhuān)門(mén)的軟件公司開(kāi)發(fā)，由于軟硬件廠(chǎng)商均可專(zhuān)心于自己所擅長(cháng)的工作，不但效率大大提升，成本也會(huì )相應下降。

　　盡管無(wú)卡CA的應用案例不多，但在已實(shí)施的項目中，已有許多亮點(diǎn)，且主要集中在終端。目前國內已有廠(chǎng)商推出支持無(wú)卡CA的相關(guān)芯片，并實(shí)現了完全的軟硬分離，且基于芯片的開(kāi)發(fā)平臺已經(jīng)集成了設計CA所需的各項基礎功能。在此平臺上開(kāi)發(fā)無(wú)卡CA，所做的工作如下：

　　1.利用芯片開(kāi)發(fā)平臺提供的操作系統接口，創(chuàng )建各種線(xiàn)程，建立運行環(huán)境；

　　2.利用芯片開(kāi)發(fā)平臺提供的驅動(dòng)，完成各種收表的動(dòng)作；

　　3.由無(wú)卡CA廠(chǎng)商提供給芯片開(kāi)發(fā)平臺所需的接口，如：開(kāi)始、停止解碼、設置年齡等級、工作時(shí)段、獲取授權信息等，以便完成CA的各種功能；

　　4.在以上軟硬件平臺上進(jìn)行編譯，生產(chǎn)可執行文件，由運營(yíng)商單獨下載到機頂盒中運行。

　　結論

　　長(cháng)期以來(lái)無(wú)卡CA已經(jīng)有了一定的規模應用基礎。因此，建議各地有線(xiàn)數字電視運營(yíng)商尤其是數字電視剛起步或即將啟動(dòng)的運營(yíng)商，應該優(yōu)先考慮使用無(wú)卡CA方案，但要在機頂盒終端預留智能卡插槽，做好與有卡CA的同密；而目前尚處于萌芽狀態(tài)的地面數字電視則應盡量采用無(wú)卡CA方案。