條件接收系統(tǒng)的工作原理及對數(shù)字電視的影響

近幾年數(shù)字電視能夠飛速發(fā)展，CAS（條件接收系統(tǒng)）為數(shù)字電視運行商發(fā)展提供了至關重要的保障，其功不可沒。

一、數(shù)字電視為什么要采用CAS

廣播電視網(wǎng)絡已從原來粗放型經(jīng)營發(fā)展到現(xiàn)今的集約經(jīng)營管理。集約經(jīng)營是指在前端復用器里對提供的節(jié)目或服務進行管理，通過用戶管理系統(tǒng)（SMS）對每個用戶的要求實行記錄、統(tǒng)計、管理，使整個系統(tǒng)提供的各種服務精確到每個終端。在終端，用機頂盒實現(xiàn)系統(tǒng)提供的各種服務CAS貫穿于前端服務器、SMS、機頂盒三個環(huán)節(jié)中。CAS的目的是將收費服務對應的碼流加擾，對用戶密鑰加密，建立一個確保只有被授權(quán)用戶才能收到節(jié)目的用戶授權(quán)管理系統(tǒng)，使每個用戶必須按時交費才能獲得服務。CAS涉及的技術很廠，但主要的是加擾和加密。

二、幾個有關概念

1.加擾：指在前端系統(tǒng)的控制字CW的控制下。連續(xù)不斷地對被傳送的全部內(nèi)容（視、音頻流和數(shù)據(jù)流）進行擾亂，使不用恰當?shù)慕獯a器和密鑰就不能收到正確的信號。

2.控制字CW：指用于解碼器中的電子密鑰。CW是CA的關鍵。必須可靠地傳輸。CW由前端加密后經(jīng)網(wǎng)絡傳送到用戶機頂盒的智能卡上，經(jīng)解密后產(chǎn)生密鑰。為了防止被破譯，CW要不斷改變，一般每隔5～lO秒改變一次。

3.同密：是一種加擾方式。該方式通過同一種加擾算法和控制字使多個條件接收系統(tǒng)一同工作。這種方式便于多級運營管理，為多級運營商選擇CA系統(tǒng)提供靈活性（不必大家都使用同—CA系統(tǒng)）。而每臺機頂盒也只需選用一種CA系統(tǒng)，不必裝多個CA系統(tǒng)。這樣便于不同的CA開發(fā)商在同一網(wǎng)絡中公平競爭。

4.授權(quán)控制信息ECM－ ECM傳送加密后的密鑰和節(jié)目標識、收視條件、加擾算法、提供商等。ECM是在前端形成的。把控制字發(fā)生器產(chǎn)生的加擾控制字，按一定的數(shù)據(jù)編碼格式加密、打包，送到復用器中傳送。在接收端，ECM用來控制解擾。

5授權(quán)管理信息EMM：是授權(quán)用戶對某個業(yè)務進行解擾的信息。對用戶在什么時間看，看什么節(jié)目授權(quán)。在前端，EMM發(fā)生器從用戶管理系統(tǒng)取得授權(quán)信息（用戶標識號、智能卡號、用戶授權(quán)信息等）和密鑰，編碼后形成EMM數(shù)據(jù)包，加密送到復用器中傳送。在接收端，EMM也用于控制解擾。

三、條件接收系統(tǒng)（CAS）的工作原理

1.在前端CAS的工作原理

首先由控制字發(fā)生器產(chǎn)生加擾控制字（CW），提供給加擾器和加密器A。

加擾器根據(jù)提供的控制字（CW），對來自復用器的TS流進行加擾運算。加擾器的輸出結(jié)果就是經(jīng)過加擾打亂了的TS流，控制字就是加擾所用的密鑰。

加密器A接收到控制字（CW）之后，根據(jù)用戶授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務密鑰對控制字進行加密運算。加密器A的輸出結(jié)果就是加了密的控制宇，稱為授權(quán)控制信息（ECM）。

業(yè)務密鑰在送給加密器A的同時，也送給了加密器B。它能夠自己產(chǎn)生密鑰，并且能夠?qū)κ跈?quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務密鑰進行加密。加密器B的輸出結(jié)果就是加了密的業(yè)務密鑰，稱為授權(quán)管理信息（EMM）。

上面所產(chǎn)生的ECM和EMM信息都送往MPEG－2復用器、與其他的TS流一起進行打包，形成TS流再輸出。

2.在用戶端CAS的工作原理

解調(diào)后的加擾數(shù)據(jù)流經(jīng)過解擾器解擾，然后送往解復用器。

解復用器根據(jù)TS流的包結(jié)構(gòu)，提取出ECM不口EMM控制信息。

提取出來的ECM和EMM信息分別被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢復出加擾控制字（CW），把CW送往解擾器。

恢復控制字的過程非常短暫，一旦恢復出正確的控制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾岱流變成正常的TS流。

CAS杜絕了原有模擬有線電視網(wǎng)私拉亂接的現(xiàn)象，使得廣電運營商能夠更好地維護自己的權(quán)益。