способ и устройство для защиты от копирования различных носителей записи с использованием отпечатка видеоуказателя

Формула изобретения

1. Способ обеспечения защиты от копирования для распространяющих программу носителей записи, согласно которому добавляют удостоверяющую сигнатуру к части записи отслеживания упомянутых носителей записи, подлежащих защите от копирования, вводят программные данные с входного терминала, к которым добавляют сигнал отпечатка указателя, кодируют упомянутые программные данные с сигналом отпечатка указателя, записывают кодированные данные на упомянутые носители записи при использовании управляющего устройства, и при воспроизведении записи, используя детектор, выявляют упомянутую удостоверяющую сигнатуру, декодируют упомянутые записанные на носители записи кодированные данные и выявляют упомянутый сигнал отпечатка указателя, отличающийся тем, что выводят декодированные данные при условии выявления упомянутой удостоверяющей сигнатуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что декодированные данные выводят при условии выявления упомянутого сигнала отпечатка указателя.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что программные данные содержат видеосигнал.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что упомянутый сигнал отпечатка указателя содержит небольшое дополнительное повышение упомянутого видеосигнала в первом поле и небольшое понижение во втором поле во время многочисленных кадров упомянутого видеосигнала.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что подают удостоверяющую сигнатуру на управляющий механизм радиального слежения устройства записи для создания модуляции радиального положения, выявленной детектором удостоверяющей сигнатуры.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми носителями записи является оптический компакт-диск.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми носителями записи является цифровой видеодиск ЦВД.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми носителями записи является магнитная лента.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые программные данные представляют собой видеосигнал.

10. Система защиты от копирования для распространяющих программу носителей записи, содержащая средство для добавления удостоверяющей сигнатуры к части записи отслеживания упомянутых носителей записи, подлежащих защите от копирования, средство для введения программных данных, средство для добавления сигнала отпечатка указателя к упомянутым программным данным, средство кодирования для кодирования упомянутых программных данных с сигналом отпечатка указателя, средство для записи упомянутых кодированных данных на упомянутых носителях записи, средство для выявления упомянутой удостоверяющей сигнатуры в устройстве воспроизведения носителя записи, средство декодирования для декодирования упомянутых записанных кодированных данных с упомянутых носителей записи и детектор для выявления упомянутого сигнала отпечатка указателя, отличающаяся тем, что устройство вывода данных предназначено для вывода упомянутых декодированных данных при условии выявления упомянутых сигналов удостоверяющей сигнатуры.

11. Устройство воспроизведения для распространяющих программу носителей записи с защищенными от копирования программными данными, в которых к части записи отслеживания носителей записи добавлена удостоверяющая сигнатура, к программным данным добавлен сигнал отпечатка указателя, программные данные с сигналом отпечатка указателя кодированы и записаны на носителях записи, содержащее детектор удостоверяющей сигнатуры для выявления удостоверяющей сигнатуры из части записи отслеживания упомянутых носителей записи, предназначенных для записи кодированных программных данных, к которым добавлены удостоверяющая сигнатура и сигнал отпечатка указателя, декодер для декодирования упомянутых детектированных кодированных данных, детектор сигнала отпечатка указателя для выявления наличия сигнала отпечатка указателя в упомянутых декодированных данных, отличающееся тем, что введены логическая схема И, предназначенная для выдачи сигнала в логическую схему ИЛИ для выявления при воспроизведении записи наличия упомянутой удостоверяющей сигнатуры и упомянутого сигнала отпечатка указателя или отсутствия упомянутого сигнала отпечатка указателя, переключатель, выполненный с возможностью управления логической схемой ИЛИ, для обеспечения подачи упомянутых декодированных данных в устройство вывода данных при условии выявления сигналов упомянутой удостоверяющей сигнатуры.

Описание изобретения к патенту

Данная заявка на патент является заявкой с частичным продолжением с регистрационным номером 08/267.635 ("635), поданной 29.06.94г. Джоном О.Райаном, под названием "Способ и устройство для защиты от копирования различных носителей записи". Эта заявка на патент также является заявкой с частичным продолжением с регистрационным номером 08/294.983 ("983), поданной 24.08.94 г., под названием "Способ и устройство выполнения отпечатка видеоуказателя".

Предпосылки создания изобретения

Оптический компакт-диск (КД) повсеместно признается суперсредой (носителем) для хранения цифровых данных. Его высокая плотность записи, низкая стоимость изготовления и относительная невосприимчивость к плохому обращению не сравнима с другими носителями данных. Успех КД как носителя звукозаписи высокой верности, вероятно, необходимо повторять в области систем с комплексным представлением информации, где технология приспособлена для более широкой задачи хранения преобразованных в цифровой вид звуковой, видео- и алфавитно-числовой информации для множества целей, удовлетворяющих изобилию стандартов, типа DVD (цифровой видеодиск, ЦВД), CD-ROM (компакт-диск постоянной памяти), CD-Video (компакт-диск с видеоинформацией) CD-I (интерактивный компакт-диск) и т.д.

На сегодняшний день владельцы авторских прав на программное обеспечение, использующие CD-ROM, не в состоянии бороться с сильно распространенным незаконным использованием программной продукции (несанкционированным копированием) на носителях-видеокассетах и звуковых кассетах.

Это почти полностью обусловлено большими расходами на капиталовложения, связанные с изготовлением оригиналов и тиражированием компакт-дисков, которые создают существенный финансовый барьер незаконному использованию программной продукции. Однако записывающие устройства компакт-дисков, способные делать безупречные копии данных с записанных прежде компакт-дисков, теперь доступны для профессиональных пользователей приблизительно за две тысячи долларов, и весьма вероятно, что через несколько лет потребитель будет иметь широкий доступ к устройствам воспроизведения-записи. Это создает серьезное противоречие между потребностями производителей программного обеспечения продавать свою продукцию по 50 долларов, чтобы делать прибыль, и получаемой в результате возможностью для потребителей делать безупречную копию по цене чистого диска, ожидаемой вскоре в диапазоне 10-20 долларов. Вероятно, проблема является значительно более серьезной, чем незаконное использование программного продукта, беспокоящее видеокоммерцию, поскольку, хотя очень мало людей хотят видеть кино больше, чем один раз, много мультимедийной продукции программного обеспечения предназначено для неоднократного использования, так что критерием, вероятно, должно быть право собственности, а не арендный доход.

Фундаментальной проблемой, решаемой данным изобретением, является гарантия того, что потребители могут пользоваться только продукцией изготовителей программного обеспечения, воспроизводя законно изготовленные компакт-диски.

Один подход к этой проблеме незаконного использования программного продукта (пиратства) может представлять включение специальных схем против копирования в устройства записи КД, оговариваемых общим соглашением между изготовителями, подобно Системе управления серийным копированием (СУСК), разработанной для носителя типа цифровой ленты для звукозаписи (ЦЛЗЗ). В случае такой схемы устройство записи на КД отыскивает специальную запрещающую копирование команду в цифровых данных и при нахождении ее останавливает запись. Однако такая система предлагает очень ограниченную защиту. Даже когда система СУСК сначала предлагалась для носителя типа ЦЛЗЗ, полностью понимали, что она представляет небольшую защиту от профессиональных или даже любителей-пиратов, которые, зная формат данных, могли и, по существу, делали встроенные недорогостоящие "черные ящики" (электронные схемы) для удаления запрещающей копирование команды, тем самым разблокируя устройства записи для изготовления неограниченного числа копий.

Заявители полагают, что все системы, запрещающие копирование, доверяющие запрещающим копирование командам, включенным в поток данных, могут разрушаться с помощью черных ящиков такого же порядка сложности и стоимости, как схемы в устройствах записи на КД, которые ищут эти команды. Следовательно, такие системы имеют ограниченную эффективность. Черный ящик можно подсоединять в линии между устройством воспроизведения КД и устройством записи КД, и он будет отыскивать специальные запрещающие копирование команды в потоке данных и просто удалять или модифицировать эти команды. Поэтому ожидают, что если этот вид запрещающей копирование системы будет принят, получат распространение недорогие черные ящики.

Дополнительная трудность, связанная с подходом к защите от копирования, заключается в необходимости гарантии, что все изготовители устройств записи на КД включат нужные схемы выявления в свою продукцию. Некоторые изготовители могут не согласиться, возможно, в ожидании увеличения их доли сбыта. Наличие даже небольшого количества несоответствующих устройств на рынке может подвергнуть опасности жизнеспособность этого типа защищающей от копирования схемы.

По упомянутым выше причинам существует необходимость в защищающей от копирования системе для носителей на компакт-диске, которая обеспечивает высокий уровень защиты для владельцев прав на программное обеспечение, то есть невосприимчивый к черным ящикам, и которая не ставит под угрозу отказом нескольких производителей программного обеспечения подчиняться этому стандарту.

Сущность изобретения

Одним объектом изобретения является способ обеспечения защиты от копирования для распространяющих программу носителей записи, согласно которому добавляют удостоверяющую сигнатуру к части отслеживания упомянутого носителя записи, подлежащего защите от копирования, вводят программные данные с помощью входа, добавляют сигнал отпечатка указателя к упомянутым программным данным, кодируют упомянутые программные данные с сигналом отпечатка указателя, записывают упомянутые кодированные данные на упомянутый носитель записи с помощью дискового управляющего устройства, выявляют упомянутую удостоверяющую сигнатуру с помощью детектора удостоверяющей сигнатуры, декодируют упомянутые записанные кодированные данные на линии с носителя записи и детектируют упомянутый сигнал отпечатка указателя, отличающийся тем, что декодированные данные вводят в устройство вывода данных, только когда выявляют упомянутый удостоверяющий сигнал на линии и упомянутый сигнал отпечатка указателя на линии или когда не выявляют упомянутый сигнал отпечатка указателя.

В заявленном упомянутом способе программные данные могут содержать видеосигнал.

Сигнал отпечатка указателя содержит небольшое дополнительное повышение упомянутого видеосигнала в первом поле и небольшое понижение во втором поле во время многочисленных кадров упомянутого видеосигнала.

Другим объектом изобретения является система защиты от копирования для распространяющих программу носителей записи, содержащая средство для добавления удостоверяющей сигнатуры к части отслеживания упомянутого носителя записи, подлежащего защите от копирования, средство для введения программных данных с помощью входа, средство для добавления сигнала отпечатка указателя к упомянутым программным данным, средство кодирования MPEG для кодирования упомянутых программных данных с сигналом отпечатка указателя, средство для записи упомянутых кодированных данных на упомянутый носитель записи, средство для выявления упомянутой удостоверяющей сигнатуры в устройстве воспроизведения носителя записи, декодер MPEG для декодирования упомянутых записанных кодированных данных с упомянутого носителя записи и средство для детектирования упомянутого сигнала отпечатка указателя, отличающаяся тем, что упомянутые декодированные данные вводятся в устройство вывода данных, только когда выявлены упомянутая удостоверяющая сигнатура на линии и упомянутый сигнал отпечатка указателя с детектора отпечатка указателя, или когда упомянутый сигнал отпечатка указателя не выявлен.

Еще одним объектом изобретения является устройство воспроизведения для распространяющих программу носителей записи с защищенными от копирования программными данными, в которых к части отслеживания носителей записи добавлена удостоверяющая сигнатура, к программным данным добавлен сигнал отпечатка указателя, и программные данные с сигналом отпечатка указателя кодированы и записаны на носителях записи, содержащее детектор удостоверяющей сигнатуры для выявления удостоверяющей сигнатуры из части отслеживания упомянутых носителей записи, декодер для декодирования упомянутых детектированных кодированных данных, детектор сигнала отпечатка указателя для выявления наличия сигнала отпечатка указателя в упомянутых декодированных данных, отличающееся тем, что содержит логическую схему И, выдающую сигнал в логическую схему ИЛИ для выявления наличия при воспроизведении записи упомянутой удостоверяющей сигнатуры и упомянутого сигнала отпечатка указателя или отсутствия упомянутого сигнала отпечатка указателя, а переключатель, управляемый упомянутым средством с логикой, обеспечивает подачу упомянутых декодированных данных в устройство вывода данных, только когда выявлены оба сигнала, и упомянутая удостоверяющая сигнатура и упомянутый сигнал отпечатка указателя, или выявлено отсутствие упомянутого сигнала отпечатка указателя.

Согласно способу обеспечения защиты от копирования для распространяющих программу носителей записи добавляют удостоверяющую сигнатуру к части записи отслеживания упомянутых носителей записи, подлежащих защите от копирования, вводят программные данные с входного терминала, к которым добавляют сигнал отпечатка указателя, кодируют упомянутые программные данные с сигналом отпечатка указателя, записывают кодированные данные на упомянутые носители записи при использовании управляющего устройства, и при воспроизведении записи, используя детектор, выявляют упомянутую удостоверяющую сигнатуру, декодируют упомянутые записанные на носителе записи кодированные данные и выявляют упомянутый сигнал отпечатка указателя. Заявленный способ обеспечения защиты от копирования отличается тем, что выводят декодированные данные при условии выявления упомянутой удостоверяющей сигнатуры.

Согласно заявленному способу упомянутым носителем записи может являться оптический компакт-диск.

Упомянутым носителем записи может являться цифровой видеодиск ЦВД. Упомянутым носителем записи может являться и магнитная лента.

В заявленном способе упомянутый поток данных может представлять собой видеосигнал.

В соответствии с изобретением система обусловленного воспроизведения обеспечивает защиту авторских прав в отношении предварительно записанного материала на различных носителях, например носителях на компакт-дисках или цифровых видеодисках. Поскольку подлежащее описанию изобретение применимо ко многим различным носителям, и обычный специалист в данной области техники легко может приспособить положения данного изобретения к другим носителям, последующее описание описывает его применение к носителям на цифровых видеодисках (ЦВД), варианту носителей на компакт-дисках.

Изобретение преодолевает недостатки вышеописанной системы. Система обусловленного воспроизведения не пытается предотвратить копирование устройствами записи ЦВД данных с защищенных дисков ЦВД. Вместо этого оно представляет способ, с помощью которого устройства записи ЦВД могут распознавать, является ли конкретный ЦВД законным подлинником или незаконной копией. Если законный, то устройство воспроизведения нормально воспроизводит ЦВД. Если нет, то устройство воспроизведения прекращает работу и может отобразить соответствующее предупреждающее сообщение об авторском праве.

Во время изготовления оригинала диска на диске печатается удостоверяющая сигнатура таким образом, чтобы ее не могла считывать нормальная оптическая головка считывания устройства воспроизведения ЦВД, но которую легко можно обнаружить с помощью других средств. Характер этой удостоверяющей сигнатуры таков, что она верно переносится на все изготавливаемые диски, сделанные с этого оригинала. Однако, если сделана незаконная копия изготавливаемого диска с использованием устройства воспроизведения ЦВД, копия может содержать правильные программные данные, но удостоверяющая сигнатура на копию не переносится. Все устройства воспроизведения ЦВД, удовлетворяющие этому стандарту защиты от копирования, могут включать подсистему для поиска этой удостоверяющей сигнатуры. Если сигнатура не найдена, устройство воспроизведения ЦВД не будет воспроизводить диск.

В случае применений компакт-дисков типа ЦВД удостоверяющую сигнатуру предпочтительно наносят на оригинал диска с помощью радиально-позиционной модуляции записывающей головки, которая создает оригинал диска, благодаря размаху в несколько десятков нанометров относительно нормального положения головки. Эту удостоверяющую сигнатуру затем можно считывать в устройстве воспроизведения ЦВД при минимальном увеличении сложности устройства воспроизведения, получая выгоду существующей системы автоматического регулирования радиального следования устройства воспроизведения, как это теперь будет описано.

Во всех устройствах воспроизведения ЦВД оптическая считывающая головка поддерживается на дорожке с помощью сложных систем обнаружения ошибок в качестве обычной части функции устройства воспроизведения. Если, например, головка слегка смещается по направлению к одной или другой стороне дорожки, или дорожка уходит из-под головки вследствие смещения шпинделя дисковода, выявляется ошибка и она после усиления подается на радиальный привод дисковода для повторного центрирования головки относительно дорожки. Поскольку оптическая считывающая головка должна также отслеживать умышленно включенную радиально-позиционную модуляцию, определяющую удостоверяющую сигнатуру, то это напряжение ошибки содержит соответствующий ей сигнальный компонент, наряду с другими сигналами, соответствующими эллиптическим ошибкам и им подобным. Следовательно, с помощью соответствующей обработки этого напряжения ошибки можно выявить удостоверяющую сигнатуру.

Этот сигнал модуляции положения может быть простой синусоидой такой частоты, что отпечатывается любое целое число циклов за время каждого оборота диска, или один полный цикл отпечатывается за время целого количества оборотов диска. В любом случае, выделение удостоверяющей сигнатуры из различных других сигналов ошибки слежения упрощается. Подходящий тип аномального сканирования описан в патенте США N 5247507 на имя Моримото (Morimoto) (включенном здесь в качестве ссылки), в котором описывается качание нормального сигнала слежения, заставляющее проводить слежение по синусоидальному пути относительно основной частоты.

Очевидно, что эта система защиты от копирования не может подвергаться риску со стороны какого-либо внешнего "черного" ящика, подсоединенного между сигнальным выходом устройства воспроизведения ЦВД и сигнальным входом устройства записи ЦВД, поскольку удостоверяющая сигнатура не передается в устройство записи.

Также система не подвергается риску, если несколько изготовителей не станут встраивать удостоверяющую систему в их устройства воспроизведения ЦВД, потому что изготовители пиратских дисков могут отмечать свою продукцию, как способную воспроизводиться только на ограниченном ряде несоответствующих устройств воспроизведения ЦВД на рынке. Изготовитель пиратских дисков фактически будет извещать о незаконности своей продукции и привлекать обвинение.

Здесь описаны три формы таких систем обусловленного воспроизведения. Общим элементом всех трех систем обусловленного воспроизведения является использование описанной выше специальной удостоверяющей сигнатуры, которая печатается на законно изготавливаемых дисках ЦВД или других носителях таким способом, что эта удостоверяющая сигнатура не является частью воспроизводимого сигнала "программы" и поэтому не проходит на незаконную копию.

Первая из этих систем обусловленного воспроизведения требует, чтобы все устройства воспроизведения ЦВД, соответствующие рассматриваемому конкретному стандарту, например ЦВД, искали удостоверяющую сигнатуру на каждом отдельном воспроизводимом ЦВД. Система управления устройства воспроизведения ЦВД будет конструироваться так, чтобы останавливать воспроизведение ЦВД, если удостоверяющая сигнатура отсутствует. Как установлено выше, поскольку незаконная копия не будет иметь удостоверяющую сигнатуру, такие копии фактически будут бесполезны. Следовательно, эффективная защита от копирования выполняется, даже если незаконная копия может содержать совершенную тиражируемую копию программных данных.

Недостаток этой первой системы состоит в том, что все законные диски ЦВД, которые предназначены для воспроизведения на этих специальных устройствах воспроизведения ЦВД, должны иметь добавленную удостоверяющую сигнатуру. Следовательно, эта система пригодна только для закрытых систем, в которых управляющее устройство систем может контролировать, чтобы все диски ЦВД были защищены от копирования. Однако с коммерческой точки зрения желательно, чтобы имелась возможность предлагать и требовать защиту от копирования на основе отдельных программ. Описываемые ниже вторая и третья системы обусловленного воспроизведения имеют эти возможности.

Во второй системе обусловленного воспроизведения для защиты от копирования диски ЦВД содержат специальную команду, указывающую всем устройствам воспроизведения ЦВД искать удостоверяющую сигнатуру и не воспроизводить такие диски ЦВД при ее отсутствии. Команду можно записывать, например, в секции инициализации ЦВД - части, резервируемой обычно для непрограммной информации. На команду может воздействовать специальная подсистема во всех соответствующих устройствах воспроизведения ЦВД. Таким образом, воспроизводиться смогут только оригиналы защищенных от копирования дисков ЦВД - незаконные копии будут отбрасываться. Эта команда будет опускаться в дисках ЦВД с программами, которые не нуждаются в защите от копирования, и в случае таких программ как оригинальные ЦВД, так и их копии будут нормально воспроизводиться. Таким образом, может быть предложена защита от копирования на основе отдельных программ путем использования или не использования этой команды "Поиска удостоверяющей сигнатуры и воспроизведения только при ее обнаружении".

Однако хотя эта вторая система обусловленного воспроизведения обеспечивает возможность предлагать свойство защиты от копирования на основе отдельных программ, она в принципе может подвергаться риску со стороны специальных черных ящиков, подсоединенных в сигнальной линии между устройством воспроизведения ЦВД и устройством записи ЦВД. Такие черные ящики могут искать эту команду "Поиска. . . " в потоке данных для устройства воспроизведения ЦВД и удалять или модифицировать ее так, что получаемая в результате незаконная копия не будет запускать удостоверяющий процесс в устройствах воспроизведения ЦВД.

Третья система обусловленного воспроизведения, названная программируемой системой обусловленного воспроизведения (ПСОВ), преодолевает недостатки вышеупомянутых систем и обеспечивает схему защиты от копирования, которая может активироваться на основе отдельных программ, и которая, кроме того, исключительно устойчива к воздействию черных ящиков. Это было полностью описано в заявке на патент "983.

Концепции в заявке на патент "983 применимы к системе, в которой только имеющие лицензии, так называемые законные изготовители, фактически могут изготавливать диски. Статус системы базируется на необходимости шифровать данные, существующие на диске при открытом шифровании и секретном ключе. Эти ключи должны храниться у каждого законного изготовителя оригинала диска. Если кто-то пытается защитить записываемое потребителем устройство, он должен иметь возможность изготовлять диски для воспроизведения их на своих собственных устройствах для своего личного пользования. С учетом этого описанная выше система не будет иметь требуемую защиту, если передавать каждому ключи. Поэтому значимость вышеупомянутого базируется на закрытой системе. Поскольку пользователь не желает, чтобы кто-либо еще делал диски для воспроизведения на этих устройствах, не целесообразно иметь открытый формат. Если даже кто-либо будет делать универсальные записи дисков, что именно и случается, чтобы иметь возможность воспроизводить на таких устройствах, то значимость этой системы теряется.

Однако большинство рассматриваемых новых форматов цифровых видеодисков (ЦВД) являются более открытыми форматами, так что любой оказывается в состоянии делать диски, воспроизводимые на устройствах воспроизведения. Ожидают, что следующее поколение цифровых форматов будет иметь записываемую потребителем продукцию в пределах пяти лет. Потребители будут способны использовать ее также, как они в настоящее время используют свои устройства бытовых видеосистем (ВВС). Поэтому любая система, требующая закладывания данных только при наличии секретного ключа, менее желательна.

Необходим немного отличающийся подход, называемый системой обусловленного воспроизведения отпечатка указателя. Чтобы преодолеть трудности закрытой системы, необходимо добавить в видеосистеме признак, который говорит, что устройство воспроизведения должно воспроизводить диск только в том случае, если безусловно видит качающуюся дорожку или ход диска. Этот сигнал нельзя легко удалить. Этот признак заменит систему кодирования-декодирования, описанную в заявке на патент 08/267.635. Способ выполнения этого признака заключается в добавлении сигнала отпечатка указателя, такого как например, видеосигнал отпечатка указателя, ко входному видеосигналу на низком уровне. Аналогичная система отпечатка видеоуказателя описана в заявке на патент "983, поданной 24.08.94 г. под названием "Способ и устройство для отпечатка видеоуказателя" на имя Грегори Коупленда. Важными элементами этого отпечатка видеоуказателя являются 1) низкая видимость видеосигнала, 2) легкость обнаружения и 3) трудность обходного действия. Нельзя только добавлять двоичный разряд в область гашения обратного хода кадровой развертки, так как его легко удалить. В видеосигнале зритель может допускать некоторое количество шума или ошибок. Система отпечатка указателя, подобная описанной в заявке на патент "983, добавляет небольшую величину повышения низкого уровня, которую невозможно заметить, но которую можно надежно выделить.

При такой системе отпечатка указателя можно достичь описанных выше целей. В случае цифровых данных один двоичный разряд или одна единственная ошибка в одном двоичном разряде может разрушить всю программу компьютера. Разрушение может быть от незначительного до катастрофического. При видеоизображении можно иметь много ошибок в сигнале, пока результирующее изображение достаточно хорошее, но это не имеет значения.

Отпечаток видеоуказателя легко можно удалить в пределах области видеосигнала. Его даже относительно легко удалить в цифровой области видеосигнала, но очень трудно удалить в области стандарта сжатия движущегося изображения (ССДИ). Большинство подходящих цифровых видеосистем используют одну или больше версий формата стандарта сжатия движущегося изображения. Эти форматы включают способы сжатия видеоизображения для более эффективной передачи данных. Нет способа просмотра данных ССДИ и обнаружения местоположения чего-либо, ССДИ является нелинейной системой. Поэтому нет ничего, на что можно было бы указать в данных ССДИ, что могло бы сказать, повышается ли видеосигнал или не повышается. Пират должен декодировать сигнал ССДИ до видеосигнала группового спектра. На этой стадии отпечаток указателя можно удалить, но теперь пират должен снова перекодировать в ССДИ, чтобы скопировать диск. Кодирование является главной операцией. Это не тривиальная вещь. Эта система не защищена от неумелых действий, если кто-нибудь имеет доступ в кодирующее устройство ССДИ. Такое устройство стоит сотни тысяч долларов.

Для того, чтобы выполнить отпечаток видеоуказателя, до кодирования ССДИ к видеосигналу добавляют сигнал отпечатка видеоуказателя. Сигнал отпечатка видеоуказателя реализуют путем добавления повышения небольшой величины к полю один, приблизительно одного милливольта к полю один, и вычитания милливольта повышения из поля два. Это должно быть сделано на всем протяжении кинофильма или другой видеозаписи. Принимающее устройство непрерывно запоминает поле один и затем вычитает его из поля два. Поскольку приходится вычитать две противоположности, сигналы отпечатка видеоуказателя добавляют, а видеосигнал вычитают. Результат интегрируется по периоду времени, и при этом будет достаточно несколько секунд. Напряжение повышается, что можно обнаружить. Устройство воспроизведения выявит этот сигнал после декодирования ССДИ. Если сигнал присутствует, устройство воспроизведения знает, что диск является защищенным от копирования диском. Устройство воспроизведения просматривает с целью определения, является ли дорожка качающейся, рассматривая сигнал системы автоматического регулирования. Обнаруженный признак в видеосистеме говорит устройству воспроизведения, что оно должно воспроизводить диск, только если оно видит удостоверяющую сигнатуру. Если сигнал отпечатка видеоуказателя не выявлен, устройство воспроизведения не обнаруживает удостоверяющую сигнатуру и воспроизводит без ограничения условиями.

Приведенное выше описание основано на предпосылке, что диск будет нести видеосигнал. Много цифровых видеодисков можно использовать для компьютерных данных из-за их большой возможности манипулирования данными. Однако вероятно, что в огромном большинстве применений компьютерная программа также включает видеосигнал.

В приведенном ниже изложении описан вариант осуществления системы обусловленного воспроизведения с отпечатком указателя в системе ЦВД.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет блок-схему аппаратного оборудования процесса изготовления оригинала диска, включающего некоторые элементы изобретения.

Фиг. 2 представляет блок-схему устройства воспроизведения компакт-дисков, включающего дополнительные элементы изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение касается способа и устройства для защиты от копирования различных носителей распространения программ, типа цифрового видеодиска (ЦВД). Это изобретение применимо ко всем дисковым носителям, и его принципы обычный специалист в данной области техники легко может распространить на другой носитель, типа магнитной ленты. Изобретение предлагает высокий уровень защиты для владельцев прав на программное обеспечение, является устойчивым к применению черных ящиков и не подвергается опасности из-за отказа некоторых изготовителей аппаратного оборудования согласиться со стандартом.

Как упоминалось выше, желательно, чтобы было возможно предлагать защиту от копирования владельцам авторских прав на основе отдельных программ и взамен получать вознаграждение за каждую программу или вознаграждение за каждый день. Это выполняется в системе обусловленного воспроизведения с отпечатком указателя (СОВОУ), использующей комбинацию системы отпечатка видеоуказателя и удостоверяющего сигнала для обеспечения возможности устройству воспроизведения манипулировать либо защищенными от копирования, либо незащищенными от копирования дисками таким образом, который является трудным или чрезвычайно дорогостоящим и требующим больших затрат времени, чтобы идти на компромисс, используя черные ящики.

Вариант осуществления СОВОУ заключает в себе часть устройства изготовления оригинала дисков, как показано на фиг. 1, и другую часть в устройстве воспроизведения ЦВД, как показано на фиг. 2.

Оборудование для изготовления оригинала дисков СОВОУ включает в себя устройство 10 записи защиты от копирования, которое принимает входной видеосигнал из обычного источника на входе 33, который подает данные на устройство 12 ввода видеосигнала отпечатка указателя. Этот обычный источник видеосигнала может иметь формат 525/60 или формат 625/50. Кроме того, устройство 12 ввода видеосигнала отпечатка указателя принимает входной видеосигнал на входе 22 защищенного авторским правом материала с переключателя 20 для введения видеосигнала отпечатка указателя в видеосигнал до кодирования ССДИ. Видеосигнал отпечатка указателя вводится путем добавления повышения небольшой величины к полю один, приблизительно одного милливольта, и вычитания одного милливольта повышения из поля два. Это введение чередующегося поля выполняется на всем протяжении кинофильма или другой видеозаписи. Устройство введения видеосигнала отпечатка указателя вводит видеосигнал отпечатка указателя, только когда переключатель 20 находится в положении введения зашиты авторского права, как показано на фиг. 1. Когда переключатель 20 находится в положении без введения защиты авторского права, введения видеосигнала отпечатка указателя не происходит. Выходной сигнал устройства 12 ввода видеосигнала отпечатка указателя поступает на кодирующее устройство ССДИ 14. Кодирующее устройство ССДИ 14 преобразует обычные программные данные, такие как видеосигнал вместе с сигналом отпечатка, таким как видеосигнал отпечатка указателя, или без него в сигнал формата ССДИ. Выход кодирующего устройства ССДИ 14 подсоединен к устройству для изготовления оригинала дисков, предназначенному для изготовления оригиналов дисков.

Переключатель 20 также подсоединен ко входу генератора 24 удостоверяющей сигнатуры. Генератор 24 удостоверяющей сигнатуры генерирует удостоверяющую сигнатуру 18 на линии, характер и назначение которой были описаны выше. Линия 18 подсоединяет выход генератора 24 удостоверяющей сигнатуры к радиальному приводу дисковода (не показан) в устройстве 16 для изготовления оригиналов дисков, только когда переключателем 20 выбран режим защиты авторского права.

На фиг. 2 показано сопровождающее устройство 30 защиты от копирования, содержащееся внутри устройства воспроизведения ЦВД. Программные данные ССДИ из ЦВД в линии 32, надлежащим образом декодированные и с исправленными ошибками, подаются в декодирующее устройство ССДИ 36, которое преобразует программные данные ССДИ в видеосигнал, который может включать или не включать сигнал отпечатка видеоуказателя.

Выход декодирующего устройства ССДИ 36 подсоединен ко входу переключателя 40 и ко входу детектора 48 отпечатка видеоуказателя. Детектор 48 отпечатка видеоуказателя постоянно запоминает поле один и затем вычитает его из поля два каждого кадра. Детектор 48 отпечатка видеоуказателя вычитает два противоположных сигнала отпечатка видеоуказателя, сигналы отпечатка видеоуказателя добавляет, а видеосигнал вычитает. Детектор 48 отпечатка видеоуказателя интегрирует результат по некоторому периоду времени и для этого достаточно может быть несколько секунд. Образуется повышенное напряжение, которое можно обнаружить. Если присутствует сигнал отпечатка видеоуказателя, устройство воспроизведения знает, что диск содержит материал, защищенный авторским правом. Выход детектора отпечатка видеоуказателя образует на линии 52 сигнал защиты от копирования, который подается на первый вход схемы И 54.

Сигнал ошибки с усилителя системы автоматического регулирования радиального слежения устройства воспроизведения ЦВД по линии 34 вводится в детектор 38 удостоверяющей сигнатуры. Как было представлено выше, этот сигнал имеет компоненту, соответствующую удостоверяющей сигнатуре. Детектор 38 удостоверяющей сигнатуры сконструирован для генерирования двоичного выходного сигнала в линию 50, соответствующего наличию или отсутствию на его входе удостоверяющей сигнатуры. Например, этот выходной сигнал может быть логической 1 при наличии удостоверяющей сигнатуры и логическим 0 при ее отсутствии.

Логические уровни выбирают так, чтобы заставить логическую схему И 54 выдать выходной сигнал, когда обнаруживается удостоверяющая сигнатура. Схема И 54 выдает сигнал 56 в логическую схему ИЛИ 58, когда обнаруживаются и сигнал отпечатка видеоуказателя, и удостоверяющая сигнатура. Второй входной сигнал для схемы ИЛИ 58 поступает с детектора отпечатка видеоуказателя только тогда, когда не выбран отпечаток видеоуказателя. Выходной сигнал схемы ИЛИ 58 подается на селектор переключателя 40 для подсоединения выхода декодирующего устройства ССДИ к системе выдачи видеосигнала и звукового сопровождения, только когда присутствуют сигнал отпечатка видеоуказателя и сигналы удостоверяющей сигнатуры, или когда отсутствует сигнал отпечатка видеоуказателя.

Теперь можно оценить работу этой системы обусловленного воспроизведения с отпечатком указателя путем исследования ее реакции в разных случаях.

Когда воспроизводится подлинный защищенный от копирования или незащищенный от копирования диск, наличие или отсутствие сигнала отпечатка видеоуказателя заставляет переключатель 40 правильно выбирать декодированный ССДИ видеосигнал. Следовательно, все подлинные диски будут нормально воспроизводиться.

Когда воспроизводится копия не защищенного от копирования диска, отсутствие отпечатка видеоуказателя также заставит переключатель 5 правильно выбирать декодированный ССДИ видеосигнал, снова обеспечивая возможность нормально воспроизводить такие диски.

Однако когда воспроизводится незаконная копия защищенного от копирования диска, отсутствие удостоверяющей сигнатуры заставит переключатель 5 надлежащим образом не выбирать декодированный ССДИ видеосигнал.

Надежность отпечатка видеоуказателя делает очень трудным или неэкономичным для пиратов делать воспроизводимые копии защищенных дисков.

Для того, чтобы делать воспроизводимые копии защищенных от копирования дисков, то есть для разрушения этой схемы, пират должен сделать одно из следующего:

1. Выявить и удалить сигнал отпечатка видеоуказателя.

2. Повторно закодировать видеосигнал в ССДИ сигнал. Как указывалось выше, это очень дорогостоящее мероприятие.

3. Добавить приемлемую удостоверяющую сигнатуру к незаконным копиям при записи дисков, чтобы соответствующие устройства воспроизведения ЦВД нормально воспроизводили эти диски. Это возможно, но чтобы сделать это пирату необходимо выполнить основные модификации в устройстве записи ЦВД, чтобы обеспечить возможность заложить радиально модулированные по положению дорожки. Такие модификации находятся за пределами возможностей потребителей и посредников программного обеспечения. Однако не реально утверждать то, что хорошо финансируемая работа пиратов не найдет способ для этого. Существуют различные способы, создавать трудности "фальсифицировать" пиратами удостоверяющую сигнатуру, но это все зависит в большей или меньшей степени от точных возможностей радиальной системы автоматического регулирования (если они вообще имеются) имеющихся в наличии устройств записи ЦВД. Например, сигнатура может иметь форму импульсной функции (а не простой синусоиды), так что радиальная система автоматического регулирования имеющегося в продаже устройства записи ЦВД может быть не в состоянии ее отслеживать. Конечно, если бы обеспечить этому мифическому пирату неограниченные финансовые ресурсы, он смог бы купить профессиональную систему изготовления оригиналов диска и сделать необходимые модификации.

Однако практическая способность этой системы и способа исключить пиратство на уровне потребителя, распространителя и технически хорошо осведомленного профессионала имеет чрезвычайную ценность.

Хотя в вышеупомянутых вариантах осуществления изобретения была описана система обусловленного воспроизведения с отпечатком указателя для дисков ЦВД и других форм компакт-дисков, ее принципы также применимы к форме магнитной ленты. В случае таких применений сигнал удостоверяющей сигнатуры можно добавлять к управляющей дорожке на ленте.

Хотя изобретение было описано в связи с предпочтительными вариантами осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что можно делать различные изменения, не выходя при этом за рамки объема притязаний изобретения. Объем защиты изобретения предоставляемый заявителем, определяется формулой и ее эквивалентами.