4K数字格式的护航者:浅谈HDCP高清数字内容保护技术
来源：admin 时间：2015-01-06 阅读：次
4K技术的到来标志着多媒体内容进入超高清时代，高达3840x2160的分辨率足以让视频画面的细节纤毫毕现，给用户提供前所未有的视觉享受。同时，高清视频均采用标准化的数字格式存储。
相对于模拟格式的电视和电影视频，高清数字格式无疑有着巨大的优势，它不仅拥有更高的清晰度指标，而且以数字格式存储的多媒体内容可以无限期保存，你不用担心会有诸如胶片变质影响画质之类的问题，不论存放多长时间，画面清晰度始终如一。其次，高清视频标准统一了电视和电影，也增强了多媒体内容的共通性。
不过，高清数字格式的这种方便性也让很多电影厂商以及数字内容生产商头疼不已，数字媒体容易被复制和压缩转换，也很容易四处流传，再加上电脑技术和视频编辑软件技术的进步，让任何一个人都可以轻而易举地成为盗版生产商。
而在可见的将来，用户接入互联网的带宽将不断提升，P2P下载也将拥有日渐广泛的群体，倘若没有强有力的措施应付这一现状，将严重影响视听行业的健康发展。HDCP高清数字内容保护技术正是在这种背景下应运而生的科技产物。
而组织本篇HDCP知识文章的主要原因是：根据“影音新生活”收到的最新消息，SONY（索尼）近日推出的国内首台提供高品质4K内容的媒体播放器FMP-X10，其搭配的显示设备（包括电视与投影机），都必须通过HDCP2.2内容保护协议，否则无法正常播放。
据了解，索尼推出的4K电视、投影机都可满足HDCP2.2内容保护协议，其他品牌型号的显示设备需要大家在选购前仔细查询是否通过这一协议。 转自老蜗牛家庭影院博客
下面，“影音新生活”就为大家详细介绍一下HDCP的技术概述和发展及应用，以供大家参考学习。
一、HDCP技术概述
HDTV（高清电视）时代，为了适应高清电视的高带宽，出现了HDMI。HDMI是一种高清数字接口标准，它可以提供很高的带宽，无损地传输数字视频和音频信号。为了保证HDMI或者DVI传输的高清晰信号不会被非法录制，就出现了HDCP技术。
HDCP（高清数字内容保护，High-Bandwidth Digital Content Protection）技术规范由Intel（英特尔）领头完成，是针对高清电影、电视节目所发展的重要反盗版技术，用以确保数字化的图像与声音数据在通过DVI或HDMI接口发送时不至于遭到非法拷贝。HDCP的规格受到多项专利权保护，任何人欲实现HDCP都必须申请授权。
基本来说，欲播放有HDCP保护的影音内容如Blu-rayDisc、PlayStation 3游戏（通过HDMI输出时），信号来源（播放机或电脑的显卡）和显示器（电视或投影机）双方都必须内置HDCP密钥芯片才能正常播放。若系统任何一者不配备此密匙芯片，图像质量有可能降低，甚至不能播放图像。
二、HDCP的基本技术原理
HDCP的主要目标是防止未加密的高清晰度影音内容被非法拷贝传送出去。为此HDCP当中设计了三套系统以达成此目标：
1、校验协议。一个验证流程以防止未经授权的装置接收到高清晰度内容；
2、像素加密。将通过HDMI、DVI等接口传输的数据加密以防止数据被窃取或破解；
3、可更新性。一个密匙撤销机制，以确保任何违反HDCP协议的装置可以相对容易地被排除。
HDCP传输过程中，发送端和接受端都存储一个可用密钥集，这些密钥都是秘密存储，发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算，这样的运算中还要加入一个特别的值KSV(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号，发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值，以确保连接是合法的。
HDCP的加密过程会对每个像素进行处理，使得画面变得毫无规律、无法识别，只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理，完成数据的还原。在解密过程中，HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认，同时每128帧画面进行一次发送端和接受端同步识别码，确保连接的同步。
为了应对密钥泄漏的情况，HDCP特别建立了“撤销密钥”机制。如果某些特定的机器被认为遭到破解，其KSV参数将被放入黑名单当中。若是接收端的KSV被传送端发现处于黑名单中，传输端将会拒绝传送内容。
三、HDCP的应用及发展
前面说到，HDCP需要软硬件共同支持，凡是参与内容传输的设备缺一不可。基本来说DVD之后的高清电影节目均采用了HDCP反盗版技术，而视频源播放以及显示终端设备也需要通过内置转换芯片实现信号的二次编/解码，涉及产品包括显示卡、影碟机、电视、显示器、投影机等。在接口方面，目前HDCP主要通过数字接口DVI-D或HDMI实现，其中后者应用较为普遍，兼具音/视频传输，几乎成为支持HDCP的标志。 www.hdav.com.cn
在2011年7月，HDCP规格发布了修订版2.1，增加了对无线WiFi、以太网、USB等接口的支持，可以支持压缩或非压缩的高清晰音视频内容通过无线方式传输，更新了加密系统，采用1024位RSA加密技术，提高了系统的安全性。而目前在国际市场，尤其是欧美市场，最新的HDCP2.2技术也已经大量应用于蓝光碟片及播放机、高清机顶盒、游戏机等产品。索尼第二代4K播放器FMP-X10便要求与之搭配的设备，必须满足HDCP2.2内容保护协议。
国内HDCP技术则主要应用在高清显示设备及蓝光播放设备，如高清电视机、显示器、蓝光DVD等设备。对于高清机顶盒，它的HDMI接口硬件一般内置了HDCP功能，但要启用该功能，必须要软件配合，并且通过HDCP认证，才能取得合法的密钥。国内机顶盒播放的节目源，主要来自卫星、有线、地面等节目运营商，内容大多数没有采用HDCP加密，高清影视节目源也比较匮乏。所以，国内销售的大多数高清机顶盒并没有启用该功能。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/4897.html
目前高清视频越来越火爆，这从发达国家的广播电视节目、互联网中的视频资源以至于大屏幕终端输出设备就能看出来。因为高清内容都是数字信号，复制、存储相当容易，而且不会出现失真问题，难怪以电影制作/发行商为代表的内容提供商强烈支持HDCP技术，力求在高清电视/电影以及交互型网络形式大规模涌现之前，将这个内容保护功能配置在所有个人终端设备上。欢迎光临家庭影院网！
结语：随着国内对知识产权的保护越来越重视，消费者的知识产权意识不断提高，国外的节目源将会逐渐进入国内市场，再加上国内节目制作公司的加入，相信国内市场会更加成熟，支持HDCP技术接口的产品和高质量的音视频内容将会越来越多地进入我们的生活。
相对于模拟格式的电视和电影视频，高清数字格式无疑有着巨大的优势，它不仅拥有更高的清晰度指标，而且以数字格式存储的多媒体内容可以无限期保存，你不用担心会有诸如胶片变质影响画质之类的问题，不论存放多长时间，画面清晰度始终如一。其次，高清视频标准统一了电视和电影，也增强了多媒体内容的共通性。
不过，高清数字格式的这种方便性也让很多电影厂商以及数字内容生产商头疼不已，数字媒体容易被复制和压缩转换，也很容易四处流传，再加上电脑技术和视频编辑软件技术的进步，让任何一个人都可以轻而易举地成为盗版生产商。
www.hdav.com.cn
而在可见的将来，用户接入互联网的带宽将不断提升，P2P下载也将拥有日渐广泛的群体，倘若没有强有力的措施应付这一现状，将严重影响视听行业的健康发展。HDCP高清数字内容保护技术正是在这种背景下应运而生的科技产物。
而组织本篇HDCP知识文章的主要原因是：根据“影音新生活”收到的最新消息，SONY（索尼）近日推出的国内首台提供高品质4K内容的媒体播放器FMP-X10，其搭配的显示设备（包括电视与投影机），都必须通过HDCP2.2内容保护协议，否则无法正常播放。
据了解，索尼推出的4K电视、投影机都可满足HDCP2.2内容保护协议，其他品牌型号的显示设备需要大家在选购前仔细查询是否通过这一协议。 转自老蜗牛家庭影院博客
下面，“影音新生活”就为大家详细介绍一下HDCP的技术概述和发展及应用，以供大家参考学习。
一、HDCP技术概述
HDTV（高清电视）时代，为了适应高清电视的高带宽，出现了HDMI。HDMI是一种高清数字接口标准，它可以提供很高的带宽，无损地传输数字视频和音频信号。为了保证HDMI或者DVI传输的高清晰信号不会被非法录制，就出现了HDCP技术。
HDCP（高清数字内容保护，High-Bandwidth Digital Content Protection）技术规范由Intel（英特尔）领头完成，是针对高清电影、电视节目所发展的重要反盗版技术，用以确保数字化的图像与声音数据在通过DVI或HDMI接口发送时不至于遭到非法拷贝。HDCP的规格受到多项专利权保护，任何人欲实现HDCP都必须申请授权。
基本来说，欲播放有HDCP保护的影音内容如Blu-rayDisc、PlayStation 3游戏（通过HDMI输出时），信号来源（播放机或电脑的显卡）和显示器（电视或投影机）双方都必须内置HDCP密钥芯片才能正常播放。若系统任何一者不配备此密匙芯片，图像质量有可能降低，甚至不能播放图像。 微信号：hdavcomcn
二、HDCP的基本技术原理
HDCP的主要目标是防止未加密的高清晰度影音内容被非法拷贝传送出去。为此HDCP当中设计了三套系统以达成此目标：
1、校验协议。一个验证流程以防止未经授权的装置接收到高清晰度内容；
2、像素加密。将通过HDMI、DVI等接口传输的数据加密以防止数据被窃取或破解；
3、可更新性。一个密匙撤销机制，以确保任何违反HDCP协议的装置可以相对容易地被排除。
HDCP传输过程中，发送端和接受端都存储一个可用密钥集，这些密钥都是秘密存储，发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算，这样的运算中还要加入一个特别的值KSV(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号，发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值，以确保连接是合法的。
微信号：hdavcomcn
HDCP的加密过程会对每个像素进行处理，使得画面变得毫无规律、无法识别，只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理，完成数据的还原。在解密过程中，HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认，同时每128帧画面进行一次发送端和接受端同步识别码，确保连接的同步。
为了应对密钥泄漏的情况，HDCP特别建立了“撤销密钥”机制。如果某些特定的机器被认为遭到破解，其KSV参数将被放入黑名单当中。若是接收端的KSV被传送端发现处于黑名单中，传输端将会拒绝传送内容。
三、HDCP的应用及发展
前面说到，HDCP需要软硬件共同支持，凡是参与内容传输的设备缺一不可。基本来说DVD之后的高清电影节目均采用了HDCP反盗版技术，而视频源播放以及显示终端设备也需要通过内置转换芯片实现信号的二次编/解码，涉及产品包括显示卡、影碟机、电视、显示器、投影机等。在接口方面，目前HDCP主要通过数字接口DVI-D或HDMI实现，其中后者应用较为普遍，兼具音/视频传输，几乎成为支持HDCP的标志。 www.hdav.com.cn
在2011年7月，HDCP规格发布了修订版2.1，增加了对无线WiFi、以太网、USB等接口的支持，可以支持压缩或非压缩的高清晰音视频内容通过无线方式传输，更新了加密系统，采用1024位RSA加密技术，提高了系统的安全性。而目前在国际市场，尤其是欧美市场，最新的HDCP2.2技术也已经大量应用于蓝光碟片及播放机、高清机顶盒、游戏机等产品。索尼第二代4K播放器FMP-X10便要求与之搭配的设备，必须满足HDCP2.2内容保护协议。
国内HDCP技术则主要应用在高清显示设备及蓝光播放设备，如高清电视机、显示器、蓝光DVD等设备。对于高清机顶盒，它的HDMI接口硬件一般内置了HDCP功能，但要启用该功能，必须要软件配合，并且通过HDCP认证，才能取得合法的密钥。国内机顶盒播放的节目源，主要来自卫星、有线、地面等节目运营商，内容大多数没有采用HDCP加密，高清影视节目源也比较匮乏。所以，国内销售的大多数高清机顶盒并没有启用该功能。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/4897.html
目前高清视频越来越火爆，这从发达国家的广播电视节目、互联网中的视频资源以至于大屏幕终端输出设备就能看出来。因为高清内容都是数字信号，复制、存储相当容易，而且不会出现失真问题，难怪以电影制作/发行商为代表的内容提供商强烈支持HDCP技术，力求在高清电视/电影以及交互型网络形式大规模涌现之前，将这个内容保护功能配置在所有个人终端设备上。欢迎光临家庭影院网！
结语：随着国内对知识产权的保护越来越重视，消费者的知识产权意识不断提高，国外的节目源将会逐渐进入国内市场，再加上国内节目制作公司的加入，相信国内市场会更加成熟，支持HDCP技术接口的产品和高质量的音视频内容将会越来越多地进入我们的生活。
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