CAS（Conditional Access System），即有條件訪問(wèn)系統(tǒng)，是一種選擇性的數(shù)字媒體傳輸系統(tǒng)，主要用于數(shù)字電視系統(tǒng)中的付費(fèi)電視業(yè)務(wù)。
工作原理
CAS的工作原理涉及兩個(gè)概念：加解擾（Scrambling-Descrambling）和加解密（Encryption-Decryption）。前者是在發(fā)送端CA系統(tǒng)的控制下改變或控制被傳送的服務(wù)（節(jié)目）的某些特征，后者則是通過(guò)加密信息來(lái)控制解擾器對(duì)數(shù)據(jù)的解密。這兩個(gè)技術(shù)都是CA系統(tǒng)的重要組成部分，但在技術(shù)上有顯著區(qū)別。在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視系統(tǒng)中，與節(jié)目流條件接收系統(tǒng)相關(guān)的有兩個(gè)數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息ECM（Entitle Control Message）和授權(quán)管理信息EMM（Entitle Manage Message）。ECM中包含了加密處理后的控制字CW，以及節(jié)目相關(guān)信息，如節(jié)目來(lái)源、時(shí)間、內(nèi)容分類和節(jié)目?jī)r(jià)格等。EMM中則包含了加密處理后的SK，以及用戶個(gè)人信息，如地址、用戶授權(quán)信息等。CW作為解擾密鑰使用，SK的使用與用戶付費(fèi)條件相關(guān)。SK在傳送前要經(jīng)過(guò)PDK的加密處理，PDK是一系列與終端設(shè)備地址關(guān)聯(lián)的加密序列，通常由CA系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生并嚴(yán)格控制。智能卡授權(quán)方式是目前機(jī)頂盒市場(chǎng)的主流，也是中國(guó)廣電總局規(guī)定的入網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配件。
構(gòu)成
CAS的主要組成部分包括集成管理系統(tǒng)（IMS）、節(jié)目管理系統(tǒng)（PMS）、用戶管理系統(tǒng)（SMS）、前端條件接收系統(tǒng)（CAS）、電子節(jié)目指南系統(tǒng)（EPG）、復(fù)用加擾處理系統(tǒng)、接收端CA系統(tǒng)、智能卡發(fā)行與管理系統(tǒng)。IMS負(fù)責(zé)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，連接各個(gè)組成部分，并控制系統(tǒng)的執(zhí)行。PMS對(duì)節(jié)目進(jìn)行定義、編輯、編排、查詢，產(chǎn)生節(jié)目時(shí)間表。SMS處理用戶信息、用戶設(shè)備信息、節(jié)目預(yù)定信息、用戶授權(quán)信息、財(cái)務(wù)信息等，并為其他子系統(tǒng)提供用戶授權(quán)管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。CAS完成用戶授權(quán)控制信息（ECM）及用戶授權(quán)管理信息（EMM）的獲取、生成、加密、發(fā)送等處理。EPG系統(tǒng)自動(dòng)提取節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)中的節(jié)目描述信息，并將其轉(zhuǎn)化為DVB的業(yè)務(wù)信息（SI），按一定周期發(fā)送給復(fù)用器。復(fù)用加擾處理系統(tǒng)定義了同密同步器（SCS）、授權(quán)管理信息發(fā)生器（EMMG）、業(yè)務(wù)信息發(fā)生器（SIG）的接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的DVB加擾算法。接收端CA系統(tǒng)接收并處理ECM、EMM信息，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口與智能卡交換數(shù)據(jù)，獲取解擾控制字，傳遞給解擾器完成解擾工作，并向接收設(shè)備提供CAS輔助信息。智能卡發(fā)行系統(tǒng)發(fā)行CA系統(tǒng)所需的智能卡，包括系統(tǒng)母卡、系統(tǒng)鑰匙卡、系統(tǒng)控制卡、用戶接收卡等，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的卡發(fā)行系統(tǒng)。
功能
CAS提供多種授權(quán)方式，包括節(jié)目定期預(yù)訂（Subscription）、節(jié)目分次預(yù)訂（PPV）和節(jié)目即時(shí)購(gòu)買（IPPV）。節(jié)目定期預(yù)訂可分為分類分級(jí)方式和節(jié)目組合方式，允許用戶自由選擇收看類別和級(jí)別。節(jié)目分次預(yù)訂基于節(jié)目號(hào)實(shí)現(xiàn)條件接收，用戶可通過(guò)電話點(diǎn)播節(jié)目。節(jié)目即時(shí)購(gòu)買是最靈活的收看方式，用戶可根據(jù)節(jié)目號(hào)和價(jià)格即時(shí)購(gòu)買觀看。CAS還可實(shí)現(xiàn)地區(qū)的阻塞，禁止指定地區(qū)內(nèi)的用戶收看節(jié)目。EMM消息可用于通知用戶交費(fèi)等用途。郵件功能允許用戶手動(dòng)查看郵件內(nèi)容，并存儲(chǔ)在機(jī)頂盒中。CAS還支持不同層次的加擾方式，分別對(duì)PES層和TS層加擾，為用戶提供更多選擇和靈活性。智能卡認(rèn)證確保智能卡和機(jī)頂盒之間通信的安全性。
特點(diǎn)
CAS的特點(diǎn)包括使用DVB Common Scrambling通用加擾算法，CW控制字隨機(jī)產(chǎn)生并頻繁變化，傳輸中的ECM、EMM消息使用多級(jí)密鑰加密保護(hù)，定期通過(guò)空中發(fā)送消息改變用戶的多級(jí)密鑰、會(huì)話密鑰或用戶的有關(guān)授權(quán)，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗攻擊性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)符合國(guó)際DVB SimulCrypt標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性接口，可與其他DVB前端系統(tǒng)連接。前端系統(tǒng)基于局域網(wǎng)開發(fā)，可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下靈活配置和使用。CAS完成多種收視控制和管理功能，支持廣播郵件（B-Mail）的生成、發(fā)送、和接收，支持父母鎖定控制、機(jī)卡配對(duì)、防錄制等功能。系統(tǒng)集成了電子節(jié)目指南生成系統(tǒng)、節(jié)目管理系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、機(jī)頂盒接收系統(tǒng)，以及多種獨(dú)立的智能卡發(fā)行與管理系統(tǒng)。
安全
CAS的安全特性包括節(jié)目加密系統(tǒng)和分層密鑰加密系統(tǒng)。節(jié)目加密系統(tǒng)采用DVB Common Scrambling算法，CW控制字每5至10秒變化一次，有效抵御黑客攻擊。分層密鑰加密系統(tǒng)使用多層加密機(jī)制，保護(hù)CW的安全。CW通過(guò)SK加密后通過(guò)ECM傳送給用戶端，SK、PDK、IK等依次通過(guò)PDK、IK和PPK加密后通過(guò)EMM發(fā)送到用戶端。用戶端智能卡按照相反順序解密，最終解出CW明文，傳送給接收設(shè)備完成解擾工作。
示例
ChinaCrypt是中國(guó)本土化的CA系統(tǒng)，基于飛利浦的CryptoWorks開發(fā)而成。ChinaCrypt提供不同的專用算法，密鑰管理基于特定用戶，智能卡芯片內(nèi)置加密協(xié)處理器，前端使用“抗破壞設(shè)備”。ChinaCrypt最小系統(tǒng)支持2500用戶，大系統(tǒng)可支持超過(guò)600萬(wàn)用戶，能夠快速處理SMS請(qǐng)求和EMM刷新。ECM發(fā)生器可處理多個(gè)ECM流/秒，TRD可產(chǎn)生大量EMM/秒，對(duì)大規(guī)模用戶進(jìn)行惟一尋址的時(shí)間較短，帶寬占用小。
參考資料 >
條件接收系統(tǒng) （CAs:Conditional Access System）.CSDN.2024-08-25
DVB-條件接收系統(tǒng)(CAS).CSDN.2024-08-25
數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)(CAS)的FPGA實(shí)現(xiàn).數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)(CAS)的FPGA實(shí)現(xiàn).2024-08-25