無卡CA系統的應用

目前國內有線電視數字化采用的CA主要分為兩大模式：第一種，解密/解授權任務由機頂盒智能卡及主機芯片共同完成（即智能卡方式）；第二種，解密/解授權任務由智能卡單獨完成（機卡分離方式），理論上智能卡可直接做在機頂盒中，因此這種CA被形象地稱為無卡CA。

　　基本原理

　　無卡CA其實并不神秘，其在衛星數字電視領域已應用多年，但在有線數字電視市場還是一個新鮮的話題。以國內已開發的產品為例，目前無卡CA系統具有如下特點：

　　1.支持加密算法的動態下載。即將算法的一部分存儲在終端，一部分安排在前端供臨時下載使用。

　　2.CA的殼與內核分離。CA公司提供統一的殼，內核則可根據運營商的需求進行個性化設計。

　　3.解密、解擾全部在機頂盒芯片內完成。

　　4.支持與有卡CA的同密。

　　CA卡即CMMB移動電視CA解密卡，用于CMMB移動電視終端設備上，針對部分對CMMB加密的城市的終端設備。中國移動多媒體廣播電視卡是在CMMB移動電視終端（手機、GPS、PMP、MP4、MP5、電視棒等）上使用的用戶管理卡。用戶使用此卡與CMMB移動電視終端配套就能夠快捷地收聽收看廣播電視節目，真正享受隨時隨處看電視的無窮樂趣。

　　無卡CA與有卡CA的優劣勢分析

　　衡量CA好壞的標準主要包括安全性、穩定性、擴展性、經濟性及技術成熟度等方面。

　　安全性。主要指CA加密系統被攻破的難易程度，理論上，在一個接近無限長的時間內，沒有一家的CA系統能夠不被攻破，因此CA的安全性其實是相對的。

　　先看有卡CA，有卡CA的終端在工作時，由于智能卡要與機頂盒進行通訊，在通訊過程就會存在算法被截取的風險。雖然理論上可以不斷更新加密算法，但智能卡接收后就等于將算法完全向黑客公開。另外，智能卡的物理結構決定了其存儲器的容量不可能做得很大（一般只有幾十K字節），黑客在其中尋找目標碼，并不是太難。而破解了解密算法的黑客通過復制智能卡或通過網絡共享智能卡CA信息的方式就可侵吞運營商的利益。

　　而無卡CA終端的解密在機頂盒芯片中進行，不但大大提升了截取加密信息的難度，且黑客要獲得待破解的目標碼，須在幾兆乃至十幾兆字節容量的Flash中尋找，從理論上來說要慢得多，因此，無卡CA的安全性要大大高于有卡CA。

　　穩定性。由于智能卡是通過插槽與機頂盒內電路連接，因此，有卡CA很難避免出現接觸不良的問題。如不少用戶將智能卡插入插槽后，機頂盒因不能讀取EMM信息無法對節目進行解擾時，將智能卡芯片擦拭幾下就能解決一般都是因為接觸問題，相比較而言，無卡CA由于省掉了智能卡，穩定性也會相應提高。

　　經濟性。無卡CA由于省掉了智能卡，理論上也可以節省與智能卡對應的插槽及接口電路，但出于與有卡CA同密的考慮，筆者建議應保留這些插槽及接口。即使是這樣，無卡CA機頂盒的成本與有卡CA機頂盒相比，每臺也將下降50元左右，鑒于這一原因，對于經濟欠發達地區的有線整體平移工作來說，無卡CA的經濟優勢不容小覷。

　　技術成熟度。從技術成熟度來考慮，有卡CA應用于數字電視領域時間較長，且有較完善的DVB標準系列支持；無卡CA在數字電視領域應用時間較短，尤其在有線數字電視領域，近幾年才開始起步，而且終端尚無相關標準。

　　應用情況。從應用情況來考察，全國已數字整轉地區95%以上采用有卡CA；采用無卡CA的僅有青島萊西、廣西有線網絡及部分衛星和地面數字電視運營商。

　　無卡CA與軟硬分離

　　由于無卡CA不再使用智能卡，因此其原理是一種在機頂盒硬件平臺上單獨使用的應用軟件，即CA終端軟件與機頂盒的硬件平臺已經能夠做到軟硬分離，而軟硬分離其實也可以看做是機卡分離的終極形式（將大小卡的功能均做進機頂盒芯片）。

　　機卡分離實現了機頂盒EPG、數據廣播、VOD等應用軟件與機頂盒的分離，但其CA應用軟件只是與機頂盒主機進行了分離，運行在機頂盒UTI卡或CAM卡的硬件平臺上。因此筆者認為機卡分離是一種不完全的軟硬分離，只有無卡CA才能真正實現軟硬分離，而建立在無卡CA基礎上的軟硬分離優勢非常顯著，具體如下：

　　1.有助于解密算法和密鑰的保護。軟硬分離后，（無卡）CA軟件作為一個單獨的模塊，可以臨時從碼流里下載執行，假如黑客從Flash或碼流里截獲了CA信息，也只能得到被加密的目標碼。而即使黑客有足夠的人力、財力，也要花費半年以上的時間才有可能破譯。同時如果解密算法每天都在變動的話，黑客的破解工作實質上沒有任何意義。只能“孤芳自賞”自己的勞動“成果”。

　　2.軟硬分離有助于業務升級。軟硬分離雖然對機頂盒運行應用程序軟硬件平臺的要求有所提高，但卻降低了對應用軟件的要求，因此一旦發現（無卡）CA、EPG等應用軟件有缺陷，可隨時在不影響使用的情況下對其進行單獨升級。

　　3.軟硬分離有助于提高工作效率。軟硬分離后，機頂盒的硬件及運行平臺由機頂盒廠家提供，（無卡）CA、EPG、數據廣播等應用軟件由專門的軟件公司開發，由于軟硬件廠商均可專心于自己所擅長的工作，不但效率大大提升，成本也會相應下降。

　　盡管無卡CA的應用案例不多，但在已實施的項目中，已有許多亮點，且主要集中在終端。目前國內已有廠商推出支持無卡CA的相關芯片，并實現了完全的軟硬分離，且基于芯片的開發平臺已經集成了設計CA所需的各項基礎功能。在此平臺上開發無卡CA，所做的工作如下：

　　1.利用芯片開發平臺提供的操作系統接口，創建各種線程，建立運行環境；

　　2.利用芯片開發平臺提供的驅動，完成各種收表的動作；

　　3.由無卡CA廠商提供給芯片開發平臺所需的接口，如：開始、停止解碼、設置年齡等級、工作時段、獲取授權信息等，以便完成CA的各種功能；

　　4.在以上軟硬件平臺上進行編譯，生產可執行文件，由運營商單獨下載到機頂盒中運行。

　　結論

　　長期以來無卡CA已經有了一定的規模應用基礎。因此，建議各地有線數字電視運營商尤其是數字電視剛起步或即將啟動的運營商，應該優先考慮使用無卡CA方案，但要在機頂盒終端預留智能卡插槽，做好與有卡CA的同密；而目前尚處于萌芽狀態的地面數字電視則應盡量采用無卡CA方案。