Система шифрования контента
| Общий | |
|---|---|
| Дизайнеры | DVD-форум |
| Впервые опубликовано | Около 1996 г. |
| Сертификация | Ассоциация контроля копирования DVD |
| Деталь шифрования | |
| Размеры ключей | 40 бит |
| Претензии по безопасности | 2 40 |
| Размер штата | 2048 байт ( размер сектора DVD ) |
| Структура | сдвигового регистра с линейной обратной связью на основе Потоковый шифр |
| Лучший публичный криптоанализ | |
| Побежденный в 1999 году DeCSS , 40-битный размер ключа подвержен атаке методом перебора , эффективный размер ключа составляет около 16 бит. Это может быть грубо выполнено примерно за минуту на Pentium II или за несколько секунд на современном процессоре. | |
Система шифрования контента ( CSS ) — это система управления цифровыми правами (DRM) и шифрования , используемая на многих коммерческих дисках DVD-Video . CSS использует собственный 40-битный алгоритм потокового шифрования . Система была внедрена примерно в 1996 году и впервые была скомпрометирована в 1999 году. [1]
CSS — одна из нескольких дополнительных систем, предназначенных для ограничения доступа к DVD-Video .
Он был заменен более новыми схемами DRM, такими как защита контента для записываемых носителей (CPRM) или расширенным стандартом шифрования (AES) в схеме DRM системы расширенного доступа к контенту (AACS), используемой HD DVD и Blu-ray Disc . 56 и 128 бит Размеры ключей соответственно обеспечивают гораздо более высокий уровень безопасности, чем менее безопасный 40-битный размер ключа CSS.
Предварительное примечание
[ редактировать ]Система шифрования контента (CSS) представляет собой набор собственных механизмов защиты дисков DVD-Video . CSS пытается ограничить доступ к контенту только для лицензионных приложений. По данным Ассоциации контроля копирования DVD (CCA), консорциума, выдающего лицензии, CSS должен защищать права интеллектуальной собственности владельца контента.
Подробная информация о CSS предоставляется лицензиатам только за определенную плату. Лицензия, [2] которое обязывает лицензиата соглашением о неразглашении , не разрешает разработку программного обеспечения с открытым исходным кодом для воспроизведения DVD-Video. Вместо этого существует libdvdcss , реверс-инженерная реализация CSS. Libdvdcss является источником документации наряду с общедоступным DVD -ROM. [3] и ММС [4] спецификации. Также были предприняты некоторые попытки собрать информацию о CSS из различных источников. [5]
DVD-Video может быть создан с использованием CSS или без него. Издатель может, например, решить отказаться от защиты CSS, чтобы сэкономить на лицензии и производственных затратах.
Введение
[ редактировать ]Система шифрования контента имеет дело с тремя участниками: диском, приводом и проигрывателем. Диск содержит предполагаемую информацию об авторских правах и зашифрованные данные. Привод предоставляет средства для чтения диска. Плеер расшифровывает и представляет аудио- и визуальный контент функции. Все участники должны соблюдать лицензионное соглашение CCA.
Существует три метода защиты:
- Защита воспроизведения основана на шифровании: для расшифровки функции плееру требуется секретный ключ.
- Защита чтения основана на диске: доступ к важным данным диска предоставляется только в случае успешной аутентификации проигрывателя.
- Региональное ограничение зависит от диска и привода: привод может запретить доступ, если диск не принадлежит региону привода.
Первые два метода защиты были взломаны. Обход региональной защиты возможен не для каждого диска — даже если диск предоставляет доступ к этой функции, предсказание ключей заголовка может не сработать. [5] Однако существуют DVD-плееры, которые не применяют региональные ограничения (после отключения вручную), что делает региональные ограничения менее эффективными как компонент CSS. [6]
Диск
[ редактировать ]Основные данные DVD-ROM (§16 [3] ), представляющие собой последовательные логические блоки по 2048 байт, структурированные в соответствии с форматом DVD-Video. DVD-Video содержит (помимо прочего) программный поток MPEG , который состоит из так называемых пакетов. Если к диску применяется CSS, то подмножество всех пакетов шифруется с помощью ключа заголовка.
DVD-ROM содержит, помимо основных данных, области дополнительных данных. CSS хранит там:
- флаг, указывающий, применяется ли CSS или нет (§6.23.3.2.2 [4] ),
- 8-битная информация управления регионом ( код региона ),
- блок дискового ключа, содержащий 409 зашифрованных вариантов дискового ключа (§6.23.3.2.3 [4] ).
CSS также использует шесть байтов в заголовке кадра для каждого логического блока пользовательских данных (раздел 16.3, [3] §6.29.3.1.5 [4] ):
- один байт с информацией об управлении авторскими правами,
- пять байтов, содержащих зашифрованный ключ заголовка.
Водить машину
[ редактировать ]Привод воспринимает диск DVD-Video как любой диск DVD-ROM. Проигрыватель считывает пользовательские данные с диска и обрабатывает их в соответствии с форматом DVD-Video. Однако если привод обнаруживает диск, скомпилированный с помощью CSS, он запрещает доступ к логическим блокам, помеченным как защищенные авторским правом (§6.15.3). [4] ). Игрок должен сначала выполнить аутентификацию (§4.10.2.2). [4] ). Аутентификационное подтверждение также используется для получения блока дисковых ключей и ключей заголовков.
Привод также может поддерживать региональное управление воспроизведением (RPC), чтобы ограничить воспроизведение содержимого DVD-Video определенными регионами мира (§3.3.26). [4] ). Диски RPC Phase II имеют 8-битный код региона и соответствуют всем требованиям лицензионного соглашения CSS (§6.29.3.1.7). [4] ). Похоже, что диски RPC Phase II отклоняют запросы ключа заголовка из-за несоответствия региона. Однако чтение пользовательских данных все еще может работать. [5]
Шифр
[ редактировать ]CSS использует поточный шифр и преобразует ключевой поток с данными в виде простого текста для создания зашифрованного текста. [7] Поточный шифр основан на двух регистрах сдвига с линейной обратной связью (LFSR) и настроен на 40-битное начальное число.
Искажение зависит от типа операции. Есть три типа:
- расшифровка диска или ключа заголовка,
- расшифровка пака и
- шифрование ключей для подтверждения аутентификации.
Чтобы расшифровать DVD-Video, проигрыватель считывает блок ключей диска и использует свой ключ проигрывателя для расшифровки ключа диска. После этого проигрыватель считывает ключи заголовков и расшифровывает их с помощью дискового ключа. можно назначить разные ключи титров Для Менеджера видео и для каждого набора заголовков видео . Ключи заголовка используются для расшифровки зашифрованных пакетов. [5]
Криптоанализ
[ редактировать ]CSS использует криптографические ключи размером всего 40 бит. Это делает CSS уязвимым для атаки методом перебора . В то время, когда CSS был введен, в Соединенных Штатах производителям было запрещено экспортировать криптографические системы, использующие ключи длиной более 40 бит — длина ключа, которая, как уже было показано, совершенно неадекватна перед лицом возрастающей вычислительной мощности компьютеров (см. Стандарт шифрования данных ).
Основываясь на просочившемся DeCSS исходном коде , Фрэнк А. Стивенсон опубликовал в ноябре 1999 года три эксплойта, которые сделали шифр CSS практически неэффективным: [7]
- Корреляционная атака позволяет восстановить начальное значение ключевого потока со сложностью 2. 16 .
- Искажение дисковых и титульных ключей можно устранить со сложностью 2. 8 .
- Дисковый ключ можно восстановить по его хеш-значению со сложностью 2. 25 .
Последний эксплойт восстанавливает дисковый ключ по его хэш-значению менее чем за 18 секунд на процессоре Intel Pentium III с частотой 450 МГц.
Дизайн CSS был подготовлен к утечке нескольких ключей игрока. Новые диски не будут содержать зашифрованный вариант этих ключей проигрывателя в блоке дисковых ключей. Однако эксплойты Стивенсона позволили сгенерировать все ключи игрока. Libdvdcss использует такой список сгенерированных ключей игрока.
Бывают случаи, когда тайтл-ключи недоступны. Привод может запретить доступ из-за несоответствия региона, но при этом разрешить чтение зашифрованного DVD-Video. Итан Хоук представил прогнозирование повторений данных в программном потоке MPEG с помощью простого текста , которое позволяет восстанавливать ключи заголовков в режиме реального времени непосредственно из зашифрованного DVD-Video. [8]
В книге Geeks Bearing Gifts автор Тед Нельсон заявляет, что «шифрование DVD было намеренно освещено комитетом по шифрованию DVD на основании аргументов, изложенных в либертарианской книге Computer Lib .», утверждение, которое, как утверждается, возникло в результате личного общения с анонимным источником ; Нельсон — автор Computer Lib . [9]
См. также
[ редактировать ]- Ассоциация контроля копирования DVD
- libdvdcss — популярное бесплатное программное обеспечение для воспроизведения дисков на проигрывателях с открытым исходным кодом.
- Защита ARccOS
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фрэнк, Стивенсон (26 сентября 2020 г.) [1999]. "mail1.txt" . cs.cmu.edu . Проверено 26 сентября 2020 г.
- ^ Лицензионное соглашение DVD CCA CSS , заархивировано 30 мая 2015 г. на Wayback Machine.
- ^ Перейти обратно: а б с Стандарт ECMA-267, 3-е издание, 2001 г., DVD 120 мм — диск только для чтения
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Мультимедийные команды - 5 (рабочий проект) T10/1675D, редакция 4, 24 октября 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Система шифрования контента – исследование
- ^ «Сделайте свой DVD-плеер безрегиональным за считанные секунды» .
- ^ Перейти обратно: а б Фрэнк А. Стивенсон (8 ноября 1999 г.). «Криптоанализ системы шифрования контента» . Архивировано из оригинала 2 марта 2000 года.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Итан Хоук: DeCSSplus (исходный код)
- ^ Нельсон, Тед (2008). Гики, несущие подарки: как таким стал компьютерный мир (Ред. 1.0. Ред.). Саусалито, Калифорния: Mindful Press. стр. 199 . ISBN 978-0-578-00438-9 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальный сайт
- Эдвардс, Эдди. «Система шифрования контента: техническое описание» . Коллектив Крошечного Теда . Синопсис. Архивировано из оригинала 6 мая 2007 г. Проверено 29 декабря 2005 г.
- Барри, Марк (июнь 2004 г.). «Криптография в домашних развлечениях: взгляд на шифрование контента на DVD» . УКСД . Математика.