有條件接收系統(tǒng)(CAS)概述

　　在CAS中，授權(quán)工作是由SMS向CA發(fā)出相關(guān)指令，由CA來(lái)完成授權(quán)信息的產(chǎn)生和傳送，SMS是通過(guò)CA來(lái)進(jìn)行用戶控制的，而對(duì)節(jié)目按照不同的組合打包，生成不同的產(chǎn)品也是由SMS發(fā)出指令通過(guò)CA來(lái)完成的。SMS實(shí)際上是一個(gè)運(yùn)營(yíng)管理軟件平臺(tái)，它提供一個(gè)完整的、有效的管理和支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)的綜合管理。它集用戶管理、收費(fèi)、賬務(wù)、客戶服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析、決策支持、客戶關(guān)系管理等功能于一體，是運(yùn)營(yíng)商開展付費(fèi)電視業(yè)務(wù)和其他增值業(yè)務(wù)不可缺少的工具。SMS采用三層體系結(jié)構(gòu)：

　　1、 數(shù)據(jù)庫(kù)：存儲(chǔ)用戶、財(cái)務(wù)、用戶終端設(shè)備等信息。

　　2、 應(yīng)用服務(wù)：根據(jù)運(yùn)營(yíng)等進(jìn)行節(jié)目產(chǎn)品打包和定價(jià)，機(jī)頂盒、智能卡的初始化定義。

　　3、 客戶端應(yīng)用程序：進(jìn)行用戶管理、財(cái)務(wù)管理、運(yùn)營(yíng)策略管理等。

　　SMS與CA是密不可分的，它將CA對(duì)節(jié)目的加密方式賦予直觀的產(chǎn)品形式而面向市場(chǎng)，而用戶的購(gòu)買，體現(xiàn)為特定智能卡的授權(quán)行為。

　　另外，我國(guó)的節(jié)目管理是采取多級(jí)授權(quán)分級(jí)管理的辦法，這就要求SMS與CA有統(tǒng)一的接口和數(shù)據(jù)格式，各級(jí)SMS之間具有統(tǒng)一的接口協(xié)議(如IP)以方便聯(lián)網(wǎng)。

　　三、CA的運(yùn)行模式

　　CA還有兩種運(yùn)行模式：同密和多密，同密是基于CA今后的技術(shù)升級(jí)，它對(duì)付費(fèi)電視的經(jīng)營(yíng)無(wú)直接的關(guān)系。同密是前端使用兩個(gè)以上的CA，每個(gè)CA使用不同的加密系統(tǒng)來(lái)處理CW，產(chǎn)生不同的ECM和EMM，但加擾器和CW是共享的。當(dāng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)自己選擇的CA不滿足需要時(shí)，會(huì)考慮用新的CA來(lái)取代，由于老用戶還使用舊的機(jī)頂盒，所以舊的CA還不能撤下來(lái)，這時(shí)新的CA就要和舊的CA進(jìn)行同密，讓一個(gè)數(shù)字廣播平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)CA，原來(lái)的老用戶繼續(xù)使用原來(lái)的機(jī)頂盒，新發(fā)展的用戶就采用新的機(jī)頂盒，兩個(gè)CA在平臺(tái)上有個(gè)交互期，直到新的CA被普遍使用，老的機(jī)頂盒逐漸減少直到被完全替換。

　　多密是基于運(yùn)營(yíng)的模式，它對(duì)付費(fèi)電視的經(jīng)營(yíng)有直接關(guān)系。在多密的情況下，多個(gè)不同的CA同時(shí)運(yùn)行在數(shù)字前端，為多個(gè)節(jié)目商建立平臺(tái)。每個(gè)節(jié)目商對(duì)自己的內(nèi)容和模式都有自己的不同定義，各節(jié)目商通過(guò)CA來(lái)保護(hù)自己的利益。比如：中央的付費(fèi)頻道和省的付費(fèi)頻道都不想由當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)營(yíng)商控制，運(yùn)營(yíng)商也很難要求所有的節(jié)目商都使用自己的CA，節(jié)目商和運(yùn)營(yíng)商通過(guò)協(xié)議進(jìn)行收益分賬，這就是CA的多密運(yùn)行模式。這種模式要求在機(jī)頂盒集成多個(gè)解擾器和解密算法，這樣一來(lái)使機(jī)頂盒的成本大幅增加。另外，機(jī)頂盒生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)機(jī)頂盒時(shí)要和多家CA廠商協(xié)調(diào)，給生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便，所以，多密模式不適宜推廣應(yīng)用。

　　實(shí)際上國(guó)家廣電局科技司在2003年就發(fā)布了CAS系統(tǒng)的應(yīng)用模式：一是解密模式，二是不解密模式。

　　解密模式：節(jié)目商的節(jié)目碼流傳送到運(yùn)營(yíng)商數(shù)字前端后被解擾，還原為非加擾的節(jié)目碼流，再被運(yùn)營(yíng)商的CA系統(tǒng)加密后，傳送到用戶，所有節(jié)目都由運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一管理。在這種模式中，運(yùn)營(yíng)商可以采用單一的CA和CA同密的方式。

　　不解密模式：當(dāng)節(jié)目商和運(yùn)營(yíng)商采用相同的CA系統(tǒng)時(shí)，節(jié)目商的節(jié)目碼流傳送到運(yùn)營(yíng)商數(shù)字前端后不解擾，直接傳送到用戶。用戶將收視節(jié)目商節(jié)目的申請(qǐng)送交運(yùn)營(yíng)商的SMS，SMS將該信息提交到節(jié)目商的SMS，節(jié)目商的SMS通過(guò)自己的CA系統(tǒng)發(fā)出該用戶的收視授權(quán)。運(yùn)營(yíng)商收到節(jié)目商的加擾節(jié)目碼流后，無(wú)改變地轉(zhuǎn)播到用戶。用戶終端中采用分區(qū)的智能卡，節(jié)目商的CA系統(tǒng)密鑰和運(yùn)營(yíng)商CA系統(tǒng)密鑰分別被植入到不同的智能卡分區(qū)中，用戶終端根據(jù)加擾節(jié)目碼流中CA系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)決定采用哪個(gè)密鑰進(jìn)行解擾。

　　四、機(jī)卡分離方案

　　目前，機(jī)頂盒的生產(chǎn)牽涉運(yùn)營(yíng)商、機(jī)頂盒制造商和CA廠家三個(gè)方面，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商首先要確定使用那一家的CA系統(tǒng)，機(jī)頂盒制造商要根據(jù)CA廠家的要求將CA模塊植入到機(jī)頂盒內(nèi)才能完成機(jī)頂盒的生產(chǎn)。這樣一來(lái)，生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)頂盒只適用于某一家運(yùn)營(yíng)商，產(chǎn)品缺乏通用性和競(jìng)爭(zhēng)性，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)也缺乏個(gè)性化的選擇，機(jī)頂盒不能放在普通商場(chǎng)里出售，這些都不利于機(jī)頂盒的推廣。為此就有了“機(jī)卡分離”的提法，所謂機(jī)卡分離就是把機(jī)頂盒里有關(guān)CA的硬件和軟件全部集成為一個(gè)獨(dú)立的模塊，用一個(gè)專用的集成電路和智能卡一起獨(dú)立完成CA的全部功能，機(jī)頂盒里不再直接進(jìn)行CA處理，CA模塊安裝在PCMCAI卡里，通過(guò)一個(gè)公共接口CI與機(jī)頂盒進(jìn)行通訊。如此一來(lái)，機(jī)頂盒就具有了通用性。這種方案不足之處是因?yàn)橐褂肞CMCAI卡而使成本升高。

　　另一種方案：因?yàn)槿魏蜟A廠家為了推廣自己的CA產(chǎn)品，都愿意將自己的CA支持盡可能多種類的機(jī)頂盒，都應(yīng)愿意為機(jī)頂盒制造商和運(yùn)營(yíng)商提供任何一種機(jī)頂盒的CA解決方案，滿足運(yùn)營(yíng)商的各種應(yīng)用要求，由CA廠家或機(jī)頂盒制造商將各種CA模塊放進(jìn)任何一款機(jī)頂盒里，使制造商和運(yùn)營(yíng)商在CA的困擾中解脫出來(lái)，用戶可以通過(guò)用不同的智能卡來(lái)啟用不同的CA，這是一種以不變應(yīng)萬(wàn)變的解決方案。

　　還有一種稱為軟硬分離的方案：CA內(nèi)核軟件包括CA廠家提供的CA工作流程、CA算法與機(jī)頂盒之間的通訊協(xié)議、以及CA系統(tǒng)與智能卡之間的通訊協(xié)議，也包括對(duì)各種解擾操作所需要的外部工作指令。CA內(nèi)核在機(jī)頂盒內(nèi)部構(gòu)建在5個(gè)底層驅(qū)

　　動(dòng)模塊基礎(chǔ)之上，這5個(gè)模塊是CA必須處理的。第一個(gè)模塊是操作系統(tǒng)，因?yàn)镃A的進(jìn)程必須由操作系統(tǒng)來(lái)管理;第二個(gè)模塊是屏幕顯示系統(tǒng)，負(fù)責(zé)顯示CA的自有信息，以便與操作者通訊。這兩個(gè)模塊不依賴于應(yīng)用而獨(dú)立存在。第三個(gè)模塊是解復(fù)用器的驅(qū)動(dòng)軟件，CA要操作解復(fù)用器，以獲取CA運(yùn)作所需要的特定碼流;第四個(gè)模塊是解擾，CA內(nèi)核要直接控制解擾器，對(duì)被加擾的節(jié)目源進(jìn)行解擾;第五個(gè)模塊是通訊模塊，CA在某些特定的情況下(如在線點(diǎn)播)需要對(duì)通訊接口進(jìn)行處理，包括回傳、下載等操作。后三個(gè)模塊都與硬件有關(guān)。通過(guò)以上的分析可知，無(wú)論是哪種CA，都只需要有5個(gè)軟件接口對(duì)應(yīng)這5個(gè)底層模塊。如果我們能定義一個(gè)通用的CA軟件接口API(application programme interface)標(biāo)準(zhǔn)，要求驅(qū)動(dòng)軟件開發(fā)者開發(fā)出符合各個(gè)底層驅(qū)動(dòng)API的界面接口，而CA內(nèi)核也反過(guò)來(lái)針對(duì)底層API做好接口，一裝上去就可以直接經(jīng)由API與底層模塊打交道，就可以輕易地解決各種機(jī)頂盒與CA 的相關(guān)問(wèn)題。解決了CA內(nèi)核對(duì)下層的兼容性問(wèn)題，僅僅解決了CA進(jìn)入機(jī)頂盒的問(wèn)題，還有一個(gè)CA的應(yīng)用問(wèn)題，CA的功能也必須通過(guò)應(yīng)用才能體現(xiàn)出來(lái)，所以必須象底層軟件API一樣定義一個(gè)面向應(yīng)用的連接CA的應(yīng)用服務(wù)API。高檔的機(jī)頂盒可以面向中間件來(lái)定義API，普及型的機(jī)頂盒可以直接面向應(yīng)用層做接口。這樣一來(lái)，只要有了面向驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用的API標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)頂盒制造商就可以放手生產(chǎn)銷售不帶CA軟件的機(jī)頂盒，而運(yùn)營(yíng)商只要將其選定的CA和應(yīng)用軟件下載到用戶的機(jī)頂盒中，即可開展運(yùn)營(yíng)服務(wù)。這就是所謂的軟硬分離的機(jī)頂盒模式。

　　綜上所述，CAS是數(shù)字電視的核心技術(shù)，在目前，如果有多個(gè)CA在同一個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行，適宜采用同密的運(yùn)行模式，機(jī)卡分離是機(jī)頂盒的生產(chǎn)和銷售策略，目的是實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒的市場(chǎng)銷售，是發(fā)展數(shù)字電視必要的技術(shù)手段之一。