基于A(yíng)ndroid的機頂盒CAS系統的開(kāi)發(fā)

摘要：詳細闡述了機頂盒CAS終端子系統的設計過(guò)程，提出一種CAS子系統軟件框架，并介紹了Android系統的NDK環(huán)境搭建以及上層應用(JAVA)與底層(C語(yǔ)言)的無(wú)縫銜接，并成功地把CAS子系統移植到Android系統中。實(shí)驗證明，此CAS子系統可以穩定地在華為H3716C平臺(Android平臺)上運行。
關(guān)鍵詞：Android；機頂盒；CAS；NDK

引言
CAS(Conditional Access System，條件接收系統)是一種加密系統方法總稱(chēng)，通過(guò)這個(gè)系統可以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )控制、收費、加密、管理等諸多功能，廣泛應用于視頻點(diǎn)播、電子銀行、網(wǎng)上超市、遠程教育等諸多環(huán)境。其與數字廣播系統獨立，但對商業(yè)的數字廣播系統來(lái)說(shuō)，是其成功運營(yíng)的基礎、增值服務(wù)的命脈，CAS系統須保證未授權用戶(hù)不能收看加密節目，而授權的用戶(hù)可以收看加密節目，同時(shí)可以對單用戶(hù)進(jìn)行識別、控制，消除傳統網(wǎng)路電視的盲目性，是我國數字網(wǎng)絡(luò )改造的核心部分。CAS系統由兩部分組成：前端加擾管理系統和終端解擾子系統。機頂盒屬于終端設備，本文介紹的CAS系統屬于終端解擾子系統。
任何一款復雜電子設備，都離不開(kāi)一款強大的操作系統支持，而 Android系統起初是Google公司為移動(dòng)設備開(kāi)發(fā)的一套操作系統，但由于其開(kāi)源、擁有OHA聯(lián)盟強大的后盾，而且具有獨特的系統架構以及Linux內核底層的穩定支撐，很快有許多其他產(chǎn)品廠(chǎng)商都紛紛開(kāi)發(fā)出 And roid平臺，使其成為目前在大型嵌入式設備上最流行的操作系統。目前華為、中必等為代表的機頂盒廠(chǎng)商都在紛紛推出基于Android平臺的機頂盒。本文詳細介紹了機頂盒CAS終端子系統的設計過(guò)程和移植到Android平臺上的過(guò)程。

1 終端解擾子系統解擾過(guò)程
數字電視節目都是通過(guò)介質(zhì)(地面、電纜、衛星)以TS流的形式傳播的。TS流依據MPEG-2協(xié)議被分成長(cháng)度188字節的ES包，每一個(gè)ES包都有自身識別的PID號，根據PID號的不同分成各種功能不同的表，其中對CAS系統有用的是ECM表和EMM表。EMM(Entitle Manager Message)表為授權管理信息表，里面主要包含每個(gè)用戶(hù)授權的節目數和對應的SK(Service Key)業(yè)務(wù)密鑰信息。ECM(Entitle Control Message)表為授權控制信息表，里面含有對解擾最重要的CW(Control Word)控制字，取得對應節目的CW之后，就可以交給安全模塊解擾，解擾后的明文CW就可以用來(lái)解擾加密節目，整個(gè)解密過(guò)程也就完成了。
CA解擾的過(guò)程如圖1所示。

2 終端子系統設計
考慮到應用設計與底層硬件智能卡進(jìn)行交互，且Android系統提供有NDK套件工具，使得底層的其他語(yǔ)言的API與Android應用層JAVA語(yǔ)言無(wú)縫對接，所以可以把CAS以庫的形式存放到Android中間層，供Android上層GUI調用。CAS系統的設計用到上述的ECM表和EMM表，但EMM表和ECM表要從PSI中的PMT、CAT表獲得其PID號。圖2、圖3是用專(zhuān)用工具截取的一段PMT和CAT表里面的CA信息。