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HDCP

高清数位内容保护
提示：此条目页的主题不是DHCP。

高清数码内容保护（HDCP，High-Bandwidth Digital Content Protection），是由英特尔公司所发展，用以确保数码化的影像与声音资料在透过DVI、DisplayPort、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必须申请授权。

HDCP的授权管理是由英特尔的子公司“数码内容保护公司”（Digital Content Protection, LLC）负责。除了交付授权金之外，生产HDCP兼容装置的厂商必须限制其产品功能，例如高清画面（分辨率为720p者）在透过产品上不支持HDCP的接口播放时必须支持碟片需求将分辨率降至480p，而DVD声讯在透过不支持HDCP的接口时必须被强制降到DAT等级的模拟输出。所有支持HDCP的影音播放装置都不得支持数码资料直接拷贝功能，并且必须“将其产品设计到足以打消大多数破解者的念头”。

基本来说，欲播放有HDCP保护的影音内容如HD DVD、Blu-ray Disc、PlayStation 3游戏（透过HDMI输出时）、PlayStation 4游戏，信号来源（播放机或电脑的显卡）和显示器双方都必须内建HDCP密钥功能才能正常播放。若系统任何一者不配备此密匙，影像像素有可能降低，甚至不能播放影像。

现时许多显卡已内建HDCP功能。

规格

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HDCP的主要目标是防止未加密的高清晰度影音内容被发送出去。为此HDCP当中设计了三套系统以达成此目标：

  1. 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. 将通过DVI与HDMI接口的资料加密以防止资料被窃听。并同时防止“中介者”破解法。
  3. 一个密钥撤销机制，以确保任何违反HDCP协议的装置可以相对容易的被排除。

所有支持HDCP的装置都有一组独特的密钥：一个密钥组含有40把56bits长度的密钥，如厂商将其外流将被视为违反HDCP授权协议。此外每一个密钥组都还会附带一组特别的密钥称为KSV（Key Selection Vector）。KSV内容有40bits且其中0与1各占20bits。

在验证流程中播放与显示两侧将交换其KSV，双方将收到对方的KSV中为1的bit字段所指向的密钥做加总获取一个56bits的共同密钥；密钥组与KSV的生成过程将确保双方验证的结果可得到同一组56bits密钥。

加密过程是以流方式进行。每个像素资料都会和密钥所推导出的24bits整数作XOR运算，且每一个frame都会再产生不同的密钥。

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，并透过新发售的碟片或操作系统更新而散出。黑名单必须经过HDCP验证管理中心电子签名，以确保不会有人恶意干扰其他合法机器的运作。如果接收端的KSV被发送端发现处于黑名单中。发送端将会拒绝发送内容。

收费

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厂商每年要向Digital HDCP委员会支付15000美元的年费。 除此之外，向HDCP委员会购买key，则要支付key的费用，Key的费用依据每单购买的数量不同，而不同（买的越多越便宜）：

  • 一次性购买1万个key，收费2,000美元。
  • 一次性购买10万个key，收费5,000美元。
  • 一次性购买100万个key，收费10,000美元。

密码破解

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密码破解专家们于2001年首度公开了HDCP协议中的数个严重漏洞（当时尚未有任何HDCP产品上市）。来自卡内基美隆大学的Scott Crosby、Ian Goldberg、Robert Johnson、Dawn Song与David Wagner 等人共同在2001年11月5日ACM-CCS8大会数码内容管理小组中发表了一篇论文名为《A Cryptanalysis of the High-bandwidth Digital Content Protection System》[1]，该论文摘要如下：

在大约同时间，密码学家Niels Ferguson也宣布破解了HDCP，但是他并未公开其研究结果，因为担忧公开之后随之而来的法律问题。最为人所知的HDCP破解方法是“conspiracy attack”，将一定数量的HDCP装置破解并收集其资讯后，理论上可破解出HDCP授权中心的私钥。

2010年9月13日，一组主密钥被署名Intel Global PR之Twitter账户贴在网络上[2][3]，并于数日后被Intel官方证实[4]，这也就意味着数百万蓝光光碟、播放器等装置的保护盾已经在瞬间土崩瓦解，所有蓝光光碟都可以自由解锁、复制。著名骇客Scott Crosby评论说：“只要从少至40部电视机、显示器、显卡、播放机装置上存储的密钥进行计算，就可能获得主密钥”[5]，而支持HDCP的显卡和电视在全世界到处都是，已经数以百万计。

虽然Intel方面威胁要起诉任何非法装置[6]，但是已经有号称可录制高清HDCP影像之截取装置开始销售。

用途

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  • HD DVD与Blu-ray Disc播放机可接受影音光碟片上的“影像限制符码”（Image Constraint Token；ICT），并且依据其内容决定是否要将发送内容以HDCP协议加密。如果此类播放机被连接到不支持HDCP的电视机，且光碟片的ICT标注此内容应经HDCP加密，则播放机会强制把输出画面降低分辨率至960x540像素（扣除NTSC Overscan范围之后，即为720x480像素的DVD分辨率）。目前可接受HDTV信号的电视机并不一定支持HDCP，使得HD DVD与Blu-ray Disc对此类电视的拥有者吸引力大减。为此，电影制作公司在现阶段同意暂时不在任何HDDVD或BD影片上面加上ICT，直至2011年[7] [8]。
  • 2004年8月4日，美国联邦通讯委员会（FCC）无视于HDCP已知缺陷，批准HDCP为一个标准的“数码输出保护技术”[9]。在FCC的数码广播旗标规范当中规定，所有的HDTV广播信号解码器必须包含数码输出保护技术（该规范已被美国哥伦比亚特区上诉法庭裁定为违法）。美国国会仍在考虑类似于FCC数码广播旗标规范的相关法案。
  • 微软已经宣告它的次世代操作系统Windows Vista将会在屏幕与显卡相关软件组件中支持HDCP技术[11]。

参见

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参考资料

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  1. ^ A Cryptanalysis of the High-bandwidth Digital Content Protection System. Scott Crosby、Ian Goldberg、Robert Johnson、Dawn Song与David Wagner 等人. 2001-11-05 [2006-11-16]. （原始内容存档于2006-02-16）. 
  2. ^ 存档副本. [2010-10-08]. （原始内容存档于2020-08-08）. 
  3. ^ http://pastebin.com/kqD56TmU互联网档案馆的存档，存档日期2010-09-15.
  4. ^ 存档副本. [2010-10-08]. （原始内容存档于2012-04-19）. 
  5. ^ Scott Crosby. Apparent HDCP authentication protocol weaknesses. [2020-05-29]. 原始内容存档于2020-03-02. 
  6. ^ 存档副本. [2010-10-08]. （原始内容存档于2014-02-22）. 
  7. ^ Hugh Bennett. The Authoritative Blu-ray Disc (BD) FAQ. [2006-11-16]. （原始内容存档于2012-06-29）. 
  8. ^ Hugh Bennett. The Authoritative HD DVD FAQ. [2006-11-16]. （原始内容存档于2006-12-08）. 
  9. ^ FCC APPROVES DIGITAL OUTPUT PROTECTION TECHNOLOGIES AND RECORDING METHOD CERTIFICATIONS (PDF). FCC. 2004-08-04 [2010-02-19]. （原始内容 (PDF)存档于2011-10-17）. 
  10. ^ the official specs for products that carry the "HD Ready" logo (PDF). EICTA. 2005-01-19 [2006-11-16]. （原始内容 (PDF)存档于2006-09-29）. 
  11. ^ The Clicker: Microsoft's OPM for the masses. Engadget. 2005-07-14 [2010-02-19]. （原始内容存档于2008-07-26）. 

外部链接

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