高带宽数字内容保护( HDCP )介绍

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高带宽数字内容保护( HDCP ：High-bandwidth Digital Content Protection ) 是英特尔公司开发的一种数字复制保护形式，用于防止数字音频和视频内容在通过连接时被复制。连接类型包括DisplayPort (DP)、数字视频接口(DVI) 和高清多媒体接口(HDMI)，以及不太流行或现已弃用的协议，如千兆位视频接口(GVIF) 和统一显示接口(UDI)。

该系统旨在阻止 HDCP 加密内容在未经授权的设备或经过修改以复制 HDCP 内容的设备上播放。在发送数据之前，传输设备会检查接收方是否有权接收数据。如果是这样，发送器会加密数据以防止在数据流向接收器时被窃听。

为了制造能够播放支持 HDCP 的内容的设备，制造商必须从英特尔子公司 Digital Content Protection LLC 获得专利许可，支付年费，并满足各种条件。例如，设备不能设计为复制；它必须“挫败破坏内容保护要求的企图”；不得向非 HDCP 接收器传输受高清保护的视频；和 DVD-Audio 作品只能通过非 HDCP 数字音频输出以CD音频质量播放（模拟音频输出没有质量限制）。

密码分析研究人员早在 2001 年就证明了 HDCP 的缺陷。2010 年 9 月，允许生成有效设备密钥的 HDCP 主密钥向公众发布，使 HDCP 的密钥撤销功能无用。英特尔已确认破解是真实的，并相信主密钥是逆向工程而非泄露。实际上，破解的影响被描述为“数字等效于将摄像机对准电视”，并且对消费者来说重要性有限，因为高清光盘的加密受到直接攻击，菜单等交互功能的丢失。英特尔威胁要起诉任何生产未经许可设备的人。

HDCP 使用三个系统：

（1）身份验证可防止未经许可的设备接收内容。 （2）通过 DisplayPort、DVI、HDMI、GVIF 或 UDI 接口发送的数据加密可防止信息窃听和中间人攻击。 （3）密钥撤销可防止已被破坏和克隆的设备接收数据。

每个支持 HDCP 的设备都有一组唯一的 40 个 56 位密钥。未能保密将违反许可协议。对于每组值，都会创建一个称为KSV（密钥选择向量）的特殊私钥。每个 KSV 由 40 位组成（每个 HDCP 密钥一位），其中 20 位设置为 0，另外 20 位设置为 1。

在身份验证期间，各方根据称为Blom 方案的程序交换他们的 KSV 。每个设备根据从另一个设备接收到的 KSV将自己的密钥相加（使用无符号加法模2 56 ）。根据 KSV 中设置为 1 的位的顺序，添加时使用或忽略相应的密钥。密钥和 KSV 的生成为两个设备提供相同的 56 位数字，稍后用于加密数据。

加密是通过流密码完成的。每个解码像素都通过对生成器生成的 24 位数字进行XOR运算来加密。HDCP 规范确保在每个编码帧之后不断更新密钥。

如果一组特定的密钥被泄露，它们相应的 KSV 将被添加到以 DVD 和蓝光格式刻录到新光盘上的撤销列表中。（列表使用DSA数字签名进行签名，这是为了防止恶意用户撤销合法设备。）在身份验证期间，发送设备在列表中查找接收方的 KSV，如果存在，则不会发送解密的对已撤销的设备进行操作。

HDCP设备一般分为三类：

（1）Source 源发送要显示的内容。示例包括机顶盒、DVD、HD DVD和蓝光光盘播放器以及计算机视频卡。一个源只有一个 HDCP/HDMI 发送器。 （2）Sink 接收器呈现内容以供显示，以便可以查看。示例包括电视和数字投影仪。接收器具有一个或多个 HDCP/HDMI 接收器。 （3）Repeater中继器 转发器接受内容，对其进行解密，然后重新加密并重新传输数据。它可以执行一些信号处理，例如将视频上转换为更高分辨率的格式，或分离出信号的音频部分。Repeater具有 HDMI 输入和输出。示例包括家庭影院视听接收器，它可以分离和放大音频信号，同时重新传输视频以在电视上显示。中继器还可以简单地将输入数据流发送到多个输出，以便在多个屏幕上同时显示。 每个设备可能包含一个或多个 HDCP 发射器和/或接收器。（单个发射器或接收器芯片可以结合 HDCP 和 HDMI 功能。）

在美国，联邦通信委员会 (FCC) 于 2004 年 8 月 4 日批准 HDCP 作为“数字输出保护技术”。 FCC 的广播标志规定被美国地区上诉法院否决Columbia Circuit的 HDTV 信号解调器的所有数字输出都需要DRM技术。国会还在考虑将实施类似于广播标志的立法。HDCP 标准比 FCC 的数字输出保护技术要求更严格。HDCP 禁止兼容产品将受 HDCP 限制的内容转换为全分辨率模拟形式，大概是为了减小模拟孔的大小。

2005 年 1 月 19 日，欧洲信息、通信和消费电子技术行业协会 ( EICTA ) 宣布 HDCP 是欧洲“高清就绪”标签的必要组成部分。

Microsoft Windows Vista和Windows 7都在计算机图形卡和显示器中使用 HDCP。