Tài liệu HDCP - Rào cản hay bảo mật pptx

Cụ thể, HDCP không chỉ cần sự hỗ trợ từ hệ điều hành, mà nó còn yêu cầu thiết bị phần cứng phải hỗ trợ thì bạn mới có thể xem được một bộ phim có bảo vệ HDCP.. Không cần biết bạn là ngườ

HDCP - Rào cản hay bảo mật

Bạn có bao giờ tự mình "đánh" đĩa phim DVD? Mọi người thường

muốn lưu lại một bản phim DVD lên ổ cứng hoặc chép ra đĩa DVD khác

để dự phòng đĩa gốc bị hỏng hoặc mất, hoặc vì lý do nào đó Nhưng thực

tế chỉ ít người làm việc này, chưa kể đó là việc hợp pháp hay không

Trong thế giới DVD, ta có thể sao chép DVD là nhờ một chàng trai trẻ tên là Jon Lech Johansen (có biệt danh là DVD-Jon) Chính Jon đã phá vỡ rào bảo

vệ của DVD để cho người dùng bình thường có thể sao chép DVD thoải mái lên ổ cứng Và thực ra, nếu không có "bàn tay" của Jon nhúng vào thì người dùng Linux sẽ không thể xem DVD được trên hệ điều hành này

Vài năm gần đây, chúng ta "sống" khá thoải mái trong thế giới DVD này vì

ta có thể dễ dàng làm mọi việc khi có trong tay đĩa phim DVD Đây là vấn

đề nhức nhối của các studio trên thế giới, mà "đau" nhất vẫn là Hollywood

Do vậy, Hollywood đang kiếm cách để tăng tính bảo mật, không cho người dùng giải mã và chép phim lên ổ cứng nữa Bước tiếp theo, Hollywood sẽ kết hợp với các hãng Intel, Macrovision và Digital Content Protection LLC

để đưa ra các phương pháp mới và hy vọng sẽ sớm xuất hiện

Một trong những phương pháp chống sao chép gần đây được nhắc đến nhiều

nhất là HDCP (High Bandwidth Digital Content Protection) Phương pháp

này không chỉ ngăn chặn việc sao chép từ đĩa gốc sang ổ cứng, mà còn xa hơn nữa, chặn cả những phim bị sao chép bất hợp pháp không cho hiển thị lên màn hình

Việc chống sao chép bây giờ không còn chỉ ở phần mềm nữa mà còn kết hợp

cả phần cứng Cụ thể, HDCP không chỉ cần sự hỗ trợ từ hệ điều hành, mà nó còn yêu cầu thiết bị phần cứng phải hỗ trợ thì bạn mới có thể xem được một

bộ phim có bảo vệ HDCP Không cần biết bạn là người chủ sở hữu đĩa

HDCP nguyên gốc hay không, nhưng không có thiết bị tương thích HDCP thì bạn không thể xem phim đó được

Vậy, chính xác HDCP là gì và nó "chạy" như thế nào? Các thiết bị xem phim trong lương lai sẽ như thế nào?

Định nghĩa HDCP

Nguyên gốc, HDCP do bàn tay Intel nhào nặn, dưới dạng giao thức để bảo

vệ nội dung độ phân giải cao (HD) truyền qua ngõ DVI (Digital Visual Interface) và HDMI (High Definition Multimedia Interface) Phiên bản chi

tiết kỹ thuật đầu tiên của giao thức này xuất hiện từ khá lâu, vào tháng

9/1999 Cho đến nay đã lên phiên bản 1.2a vào ngày 10/5/2006

Mục tiêu của HDCP là ngăn không cho người dùng xem hoặc chép nội dung

HD trên các thiết bị không được phép Ta có thể quy nội dung HD dưới 3 hình thức:

1 Phim chứa trên đĩa HD DVD và Blu-ray

2 TV độ nét cao được phát qua set-top box, qua cáp hoặc dạng phát sóng

3 Nguồn độ phân giải cao qua card đồ hoạ máy tính (game, phim hoặc nội dung video khác từ máy tính lên màn hình)

Phương thức bảo mật chung của HDCP là sử dụng kiến trúc trao đổi khoá (key-exchange) Một trong những tính năng chính của HDCP là khả năng

"thu hồi" khoá mà nhà sản xuất (studio và nhà sản xuất thiết bị) đặt ra

Ví dụ: nếu người dùng cố gắng chiếu một phim HD DVD hoặc Blu-ray trên máy tính của họ sử dụng một phần mềm bẻ khoá (chẳng hạn như DVD

Decrypter, AnyDVD ) thì máy tính sẽ ghi nhận và thông báo việc này với

cơ chế quản lý khoá trung tâm (central key-authority), thu hồi và "liệt" khoá

"giả” này vào "sổ đen" Lúc ấy, người dùng sẽ không thể dùng máy tính đó (cấu hình máy tính sẽ được lưu lại) để xem các phim HD nữa

Nếu bạn dùng phần mềm nào đó để vượt qua HDCP thì màn hình sẽ chuyển sang trắng, hoặc một hộp thoại "đáng yêu" sẽ hiện ra báo là bạn đang cố thực hiện điều gì đó "bất hợp pháp" Hiện nay, cách bảo vệ kiểu phần cứng cộng tác với phần mềm như vậy được nhiều nhà sản xuất thiết bị ủng hộ

Dù vậy, chẳng có gì ngạc nhiên khi nhiều nhà sản xuất thiết bị phần cứng trong thế giới máy tính lại khá e dè khi "đụng" đến HDCP Bạn có thể vào địa chỉ này để xem danh sách các công ty chấp nhận thỏa thuận bảo vệ bản quyền và sẽ ứng dụng giao thức HDCP trong sản phẩm phần cứng của họ: http://www.digital-cp.com/list Danh sách này khá dài (khoảng 400 công ty) Hai công ty "nồng nhiệt" nhất với HDCP là 2 hãng phim Warner Brothers và

Walt Disney Phim của 2 studio này (HD DVD hoặc Blu-ray) đều sẽ được bảo vệ nếu chiếu qua ngõ HDMI hoặc DVI Còn các studio khác thì sao? Lúc này họ vẫn chưa nhảy lên con thuyền HDCP, có lẽ họ đang chờ phản ứng của dư luận trước khi quyết định có đem HDCP vào đĩa phim của họ hay không

Bên trong HDCP

Có thể nói lưu đồ làm việc nội tại của HDCP tương tự như nguyên tắc của một giao thức theo nghĩa giao thức là phương pháp mà một hệ thống cụ thể

sử dụng để giao tiếp giữa các thành phần với nhau Để hiểu được nó, ta phải

có cái nhìn rõ ràng về các đối tượng trong môi trường của HDCP Trong hình 1, ta thấy 3 thành phần cơ bản: Upstream control (U), HDCP

Transmitter (T) và HDCP Receiver (R) Chỉ khi nào có 3 thành phần cơ bản này thì mới có một môi trường HDCP thực

Trong môi trường này, giữa HDCP Transmitter và HDCP Receiver có một

cơ chế nhận diện trước khi các thiết bị có thể làm việc cùng nhau Việc nhận diện này sẽ xảy ra khi T gửi tín hiện giao tiếp đến R Nếu thiết bị hiển thị tương thích, nó sẽ gửi lại lệnh cho T bằng cách sử dụng tập khoá thiết bị do Digital Content Protection LLC cấp

Tiếp theo, T sẽ so sánh tập khoá này với khoá thiết bị của chính nó Khi đó,

hệ thống sẽ tiến hành việc kiểm tra (tạo bảng checksum) tính tương thích giữa 2 thiết bị qua bộ nhớ động và hoàn tất việc nhận diện

Những điều đề cập trên nghe có vẻ rất tốt, suôn sẻ và đơn giản Nhưng làm

sao chúng có thể chạy cùng 1 nhịp được?

HDCP hoạt động

Bất cứ thiết bị nào muốn tương thích HDCP phải có 40 tập khoá bí mật được

mã hóa ở 56-bit Những khoá này được gọi chung một tên: Device Private Keys Cách dễ dàng nhất để bạn mường tượng ra các khoá này là chúng giống như tập dấu vân tay Không có thiết bị nào có cùng tập mã hoá, chí ít

là theo lý thuyết Digital Content Protection cũng "chêm" vào mỗi tập khoá

1 header với tên là KSV (Key Selection Vector) Đây là một giá trị nhị phân 40-bit Quá trình trao đổi giữa các thiết bị với những khoá tương tác này được minh hoạ trong hình 2

Đầu tiên, để liên lạc giữa các thiết bị, T sẽ gửi một tin nhắn "chào hỏi" có chứa một KSV của chính T (Aksv) cho R Nếu liên lạc đầu tiên này "ok", hàm điều khiển tính toán này là "hdcpBlkCipher" sẽ cho ra một giá trị là

"An" Sau đó, R gửi ngược lại KSV của nó (Bksv) cho T Lúc đó, nếu việc nhận diện có nghi vấn, T sẽ kiểm tra lại (có thể là kiểm tra số điện thoại nhà của người dùng) để chắc chắn là các khoá của HDCP Receiver không bị thu hồi trước đó (hoặc nếu phát hiện các khoá đó là giả thì hệ thống sẽ vô hiệu hoá khoá của thiết bị) Nếu qua được quá trình nhận diện, bạn đã có thể "mở rào" cho nội dung số đi qua? Lúc này vẫn chưa hoàn toàn thông suốt Hệ thống sẽ phải kiểm tra bảng checksum vừa đề cập phía trên Theo chi tiết kỹ thuật của HDCP, bảng checksum thuộc dạng nhị phân 56-bit dựa trên giá trị

"An" của 2 KSV Nếu giá trị R0 không hợp với R0' thì quá trình nhận diện

sẽ được thực hiện lại (hình 2)

Điều này còn sẽ phức tạp hơn nhiều nếu môi trường có nhiều kết nối

HDMI/DVI khác nhau, khi đó, HDCP Transmitter và HDCP Receiver phải thực hiện việc nhận diện nhiều lần Mặt khác, có một lớp nhận diện thứ 3 được thêm vào trong mỗi quá trình xử lý nhận diện Mỗi "khung" dữ liệu được truyền qua cáp HDMI/DVI sẽ được nhận diện lại sau mỗi 2 giây

Cuối cùng, hệ thống đảm bảo nội dung được bảo vệ không chỉ ở lớp đĩa phim mà còn ở lớp màn hình hiển thị Vì bảo mật được tích hợp ngay trong thiết bị phần cứng nên việc vượt rào rất khó

Còn với người dùng?

Mặc dù được thổi phồng, các công ty muốn sớm đưa HDCP vào sản phẩm của họ vẫn chưa phổ biến ATI và NVIDIA cho biết card đồ họa của họ đã tương thích với HDCP, sản phẩm của họ hoạt động tốt với các nội dung độ nét cao sắp đến Đây có thể là tin mừng vì GPU có khả năng xuất được hình ảnh ở mức 1080i/p nhưng như chúng ta đã đề cập, HDCP không chỉ có yếu

tố duy nhất là độ phân giải Vấn đề là những khóa HDCP từ central

key-authority tương ứng với thiết bị hiển thị vẫn chưa được "cấy" lên card đồ họa Hơn nữa, không thể dùng cách cập nhật BIOS để đưa các khóa này vào card đồ họa được vì những địa chỉ trống bên trong PROM rất hạn chế và đã được ưu tiên cho các tập lệnh đồ họa Cách khả thi nhất có lẽ là card đồ họa cần có chip mới được thiết kế riêng cho mục đích này; card đồ họa hiện thời chưa có được

Vì vậy, ngay cả card NVIDIA đời mới nhất như 7900GTX dùng chung với màn hình LCD có hỗ trợ HDCP thì bạn cũng chưa thể xem được phim dạng HDCP như quảng cáo Những màn hình thực sự hỗ trợ HDCP mới chỉ bắt đầu xuất hiện Hầu hết màn hình hiện đại có dán tem "HDCP compatible" nhưng lại dựa trên chuẩn HDCP cũ (1.0, nay đã là 1.2a) Điều này sẽ gây nhiều trở ngại cho những ai muốn là người dùng đầu tiên của HDCP Bạn có thể tìm hiểu thêm về vấn đề này tại

http://www.firingsquad.com/hardware/ati_nvidia_hdcp_support Trong bảng bên là danh sách một số model màn hình thực sự hỗ trợ HDCP Còn nếu màn hình không có hỗ trợ HDCP, thiết bị xuất và card đồ họa không tương thích, hoặc không hỗ trợ HDCP, thì khi dùng đĩa HD DVD hoặc Blu-ray tích hợp bit bảo mật trong vùng lead-in, người dùng sẽ vấp phải tình trạng sau:

• Màn hình trống sẽ hiện ra, báo cho bạn biết là thiết bị không hỗ trợ

• Phiên bản video trình chiếu chỉ ở độ phân giải 480i/p

Vài công ty như Sony đã bỏ quyết định thiết lập cờ ICT trong các đĩa video của họ, vì áp lực quá lớn từ người tiêu dùng và nhu cầu khuyến khích đem Blu-ray vào phòng khách

CAN THIỆP PHẦN CỨNG

Vì HDCP là giải pháp bảo mật kết hợp phần mềm lẫn phần cứng nên khả năng vô hiệu hóa

sẽ khó hơn rất nhiều Điều bất ngờ là trên thị trường hiện nay đã có một số sản phẩm phần cứng qua mặt HDCP,

đó là "HDCP strippers"

Hiện tại, công ty điện tử Đức là Spatz tung ra 2 sản phẩm để qua mặt HDCP: DVI HDCP và DVI Magic Hai thiết bị này hoạt động theo cách không đụng chạm gì đến công nghệ HDCP, thay vào đó, nó sử dụng chip HDCP giống hệt như trong màn hình hỗ trợ HDCP

Những thiết bị này "nằm" giữa thiết bị nguồn phát và thiết bị hiển thị, chúng có nhiệm vụ tách rời tín hiệu video phân giải cao với HDCP

Do đó, nguồn tín hiệu HDCP từ đầu phát cũng sẽ được hiển thị trọn vẹn trong chiếc hộp không có màn hình này Sau đó, nhiệm vụ tiếp theo của nó là chuyển đổi video sang dạng RGBHV hoặc là tín hiệu DVI không bảo mật Do đó, các màn hình không hỗ trợ HDCP

nhưng hỗ trợ độ phân giải lên đến 1080p/i hoặc từ hệ PAL/PAL Progressive lên NTSC/NTSC Progressive đều có thể hiển thị được video độ nét cao Đó có thể là màn hình CRT analog, digital, LCD hoặc máy chiếu thông thường không hỗ trợ HDCP

Giải mã HDCP: thiết bị DVIMAGIC HDCP của Spatz có thể vượt

qua rào cản HDCP

Sống với HDCP

HDCP đã xuất hiện trong thị trường giải trí

phòng khách và điện tử gia dụng và đang được

nhiều người đón nhận Vậy còn thị trường máy

tính? Tương lai của HDCP trong thị trường này

không đơn giản Hiện có rất nhiều nguồn tin

cho rằng ngay bản thân giao thức HDCP đã bị

"bẻ khóa" Năm 2001, những tài liệu chỉ rõ các

điểm yếu của giao thức này từng được "phơi"

trước công chúng Một vài người trong số

những nhà nghiên cứu mật mã đầu tiên phát

hiện khuyết điểm của giao thức này là Scott

Crosby (đại học Carnegie Mellon) và Ian

Goldberg (Zero Knowledge Systems) Theo

Crosby, ông có thể điều khiển được hoàn toàn

cơ chế central key-authority, và ông chỉ ra rằng

nếu đủ khóa, thì một người có thể có được các

bảng checksum đúng giữa 2 thiết bị, rồi qua đó

sẽ đưa ra khóa "giả” để làm cho thiết bị tương

thích với HDCP, hoặc vô hiệu hóa khả năng

kiểm tra tính hợp lệ của hệ thống

Bên cạnh Crosby, một chuyên gia mật mã khác

là Niels Ferguson cũng cho biết đã bẻ khóa

Bảng: Đây là các màn hình

có tương thích HDCP được thông qua vào ngày

10/5/2006

Nhãn hiệu Model

Gateway FPD2185W

NEC MultiSync

20WMGX2

Samsung SyncMaster

244T

ViewSonic VP2330WB

Samsung 214T

Samsung 930MP

Samsung 940MW

Samsung 242MP

MFM-HT75W

được cơ chế HDCP, nhưng không công bố nghiên cứu này của mình vì ngại những vấn đề phát sinh liên quan đến luật bản quyền số

Nhưng vẫn còn một lớp bảo mật khác, đó là HDCP+Certs Một giả thuyết là

cơ chế central key-authority (có khả năng) thêm vào các chứng nhận mã hoá cho các tập khoá Điều này có nghĩa là mỗi thiết bị sẽ có một "chứng minh thư” mới thứ 2 độc nhất do celtral key-authority cấp Chứng minh thư này có thể được tạo ra bằng thuật toán chuẩn, ví dụ như RSA/DSA Nếu theo cách này, HDCP Receiver sẽ gửi public key và kèm cả "chứng minh thư” và sẽ được đầu bên kia nhận diện cả 2

HDCP ngay từ đầu đã bộc lộ khuyết điểm, là một "vết thương" của Intel Do dựa trên cơ chế trao đổi khoá tuyến tính (Linear Key Exchange) nên khi dữ liệu được truyền từ điểm này đến điểm kia, không thể loại trừ khả năng dữ liệu sẽ bị "dòm ngó” hoặc suy giảm Vì dựa trên mã hóa 56-bit, những tập khóa "liên lạc" giữa Transmitter và Receiver dễ bị làm giả

Bạn sẽ đồng ý rằng công nghệ HDCP mạnh hay yếu còn tùy thuộc vào bạn đang đứng bên bờ nào Nếu đứng bên phía các studio muốn quản lý sản phẩm, muốn người dùng đi vào "khuôn phép" thì HDCP còn yếu Còn đứng trên phương diện người dùng muốn xem được phim mà họ mua ở đúng độ phân giải cao nhất mà phim hỗ trợ thì họ có nhiều hy vọng Dù gì đi nữa, HDCP có độ "đàn hồi" hơn nhiều chuẩn bảo mật trước nó nên chắc chắn nó

sẽ đạt đến mức không dễ gì bị "bẻ gãy"

Cuối cùng, dù bạn thích hay không thì tương lai sắp đến, HDCP vẫn sẽ "ngự trị" trên kệ bày hàng Nếu bạn muốn mua những sản phẩm thời thượng nhất

trong lúc này thì nên cân nhắc và hãy chú ý chọn màn hình tương thích HDCP phiên bản 1.2a Còn nếu bạn muốn xem HDCP trên máy tính thì còn phải chờ card màn hình hỗ trợ hoàn toàn HDCP

Để biết được hệ thống có thể tương thích tốt giữa các thành phần với nhau hay không, bạn có thể lên trang web www.simplayhd.com để kiểm tra

HDTV VÀ NHẬN THỨC NGƯỜI DÙNG

Bạn thực sự có một TV độ phân giải cao? Hoặc bạn dự định sắm một cái? Làm thế nào bạn biết chắc hình ảnh đang xem trên

TV đúng là video độ phân giải cao? Các khái niệm về DTV, HDTV, HDMI, DVI, HDCP là gì? Thực chất cơ chế bản quyền mới như thế nào? Hàng loạt câu hỏi có thể khiến ta

"choáng"

HDTV - High-Definition Television: chuẩn mà Mỹ sẽ áp dụng cho mọi TV mới trong thời gian sắp đến So với hệ thống hiện thời,

HDTV có 2 thay đổi quan trọng - tín hiệu tương tự (analog) được

chuyển sang tín hiệu số và chất lượng hình ảnh được nâng lên Các

TV thế hệ mới sẽ dần dần được "khoác" HDTV Tuy nhiên, ủy ban truyền thông liên bang Mỹ FCC (Federal Communications

Commission) đã đưa ra kỳ hạn từ 1/3/2007 mọi TV mới đều phải

chuyển sang tín hiệu số (digital tuner) để có thể nhận được sóng

truyền hình dạng số; sóng phát hình dạng analog sẽ không còn được phát sau ngày 7/4/2009 Rõ ràng đây là tiêu chuẩn đầu tiên của một