CA系统简介和流程

### CA系统简介与流程详解 #### 一、卡、接口规范和协议 ##### 1. 使用卡的过程 在条件接收系统（Conditional Access System, CA）中，IC卡的使用过程通常包括以下步骤： 1. **插卡**: 将IC卡插入IFD（Interface Device, 接口设备）并接通各个触点。 2. **复位与通信建立**: IFD对IC卡进行复位，并与IC卡建立通信连接。 3. **交易过程**: 执行具体的交易或交互过程。 4. **拔卡**: 交易完成后，从IFD中拔出IC卡并释放触点。 ##### 2. 卡检测 IFD通过单独的pin根据电路设计来触发中断，检测IC卡的插入状态。具体可以通过上升沿或下降沿来触发这一中断过程。 ##### 3. Coldreset & Warmreset & Deactivation **Coldreset** 和 **Warmreset** 是两种不同的复位方式，而 **Deactivation** 是当未成功获取ATR（Answer to Reset）时启动的一种处理机制。具体步骤如下： 1. **Coldreset**: - T0: 在CLK信号加入时，将IO设置为输入上拉高电平。 - T1: 在T0之后的200个时钟周期内，拉高RST信号。 - T1-T0: 时间间隔为40000至45000个时钟周期。 - 在T1之后的400至40000个时钟周期内获取ATR，若未获取到则启动Deactivation。 2. **Warmreset**: - 类似于Coldreset，但通常在特定条件下使用，例如当系统需要重新初始化但不必完全重启时。 3. **Deactivation**: - 当无法成功获取ATR时，启动Deactivation机制，通常会导致IFD与IC卡之间的通信被中断。 ##### 4. ATR解析 ATR是IC卡在复位后返回的一系列信息，用于描述IC卡的特性。ATR的解析通常涉及以下方面： 1. **TS**: 正向0x3B，反向0x3F。 2. **T0**: b5-b8表示TA1-TD1的存在情况，b1-b4表示history byte的数量。 3. **TA1**: 包含Fi&Di信息。 4. **TC1**: 表示extra guard time integer。 5. **TD1**: 指明第一个提供的协议T&Y2。 ##### 5. 异步半双工字符传输协议T0和块传输协议T1 **T0** 和 **T1** 分别定义了两种不同的传输协议，分别适用于不同场景下的数据传输： 1. **T0**: 定义了一种基于字符的异步半双工传输模式。 2. **T1**: 定义了一种基于块的传输模式，通常适用于更高带宽的需求。 #### 二、CA（条件接收系统）介绍 条件接收系统的主要目的是确保DVB（Digital Video Broadcasting, 数字视频广播）业务仅被授权用户接收。这一系统的核心功能包括信号加扰、用户电子密钥的加密以及用户管理系统的建立。以下是CA系统中几个重要的概念： - **控制字或密钥 (CW)**: 用于加扰和解扰数据的关键信息。 - **节目映射表 (PMT)**: 用于描述节目内容和其所在的数据流的信息。 - **条件接收表 (CAT)**: 用于描述ECM和EMM的PID及CA系统的ID。 - **授权控制信息 (ECM)**: 用于解密控制字CW的信息。 - **授权管理信息 (EMM)**: 用于管理用户授权状态的信息。 - **即时付费电视 (IPPV)**: 提供按次付费观看的服务。 #### 工作原理 在发送端，使用PDK对SK进行加密，并传输加密后的EMM数据。在接收端，智能卡中存储的PDK用于解出SK。 #### 机顶盒CA系统工作流程 1. **查找PMT和CAT表**: 在TS流中查找并获取EMMPID、ECMPID、CASystemID等信息。 2. **解密EMM**: 使用智能卡中的EMM密钥对加密的EMM进行解密，根据解出的信息判断智能卡是否被授权观看该节目。 3. **解密ECM**: 若智能卡被授权，则利用ECMPID找到加密的ECM信息，并使用智能卡中的ECM密钥对其进行解密，从而获得控制字CW。 4. **解扰TS流**: 使用解密得到的CW对加扰的TS流进行解扰，获取清晰的视频流并送入解码器。 #### ECM和EMM的包格式 - **ECM包格式**: 表头3字节 + 4至11字节ECM包总数184字节。 - **EMM包格式**: 表头3字节，每2个字节为一组用户，每个EMM包包含84个用户，总长度为184字节。 #### PSI数据接收 在接收到PMT和CAT表后，可以通过这些表中的CA_descriptor()描述符获取EMMPID、ECMPID和CASystemID。其中CA_descriptor()描述符提供了关键的CA系统类型和PID信息。 条件接收系统是一项复杂的数字视频广播技术，它通过一系列加密、解密和授权管理过程确保只有授权用户能够访问和观看加密的视频内容。