蓝光播放器系统中AACS保护机制的研究与实现

摘要

计算机科学不断发展，技术不断进步，带来了一个严峻的问题，那就是破解技术也进一步提高，对数字媒体内容的盗版变得日益猖獗，传统的保护方法已经不能起到保护的作用。随着下一代高清数字视频格式标准的确定，亟需一种安全的保护机制来保护数字内容版权的安全。高级内容访问系统AACS正是这样一种保护机制，它采用高强度的加密方法，更有效的密钥管理，形成一个内容保护链从内容提供、内容的录制和复制、光盘制作、内容解密播放各个环节全方面对内容进行保护。 本文在密码学的基础上，深入分析研究了高级内容访问系统MCS的整个体系，对该体系所采用的技术做了研究并完成了一些设计和实现工作。文章由六个部分组成。第一部分对当前应用背景及从整体上对AACS体系做了介绍。第二部分详细分析并实现了基于高级加密算法AES的加解密功能。第三部分详细分析并实现了基于椭圆曲线数字签名的功能。第四部分分析了AACS中关键的技术一可更新的密钥管理机制，从子集差分技术上对它进行了研究。第五部分主要研究了驱动器和主机之间数据传输的安全性，主要通过对驱动器证书和主机证书数字签名的认证来实现。最后一部分则是对全文的总结，并对将来的发展做了展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2高级内容访问系统AACS

1.3论文总体结构

第2章基于AES算法的加解密

2.1背景

2.2数学原理

2.2.1有限域

2.2.2加法

2.2.3乘法

2.2.4系数在GF(28)域中的多项式

2.3算法实现

2.3.1 State数组

2.3.2密钥长度

2.3.3轮变换

2.3.4加密

2.3.5子密钥生成

2.3.6解密

2.3.7改进的解密方法

2.4 AES算法在AACS中的应用与实现

2.4.1 ECB模式(AES-128E和AES-128D)

2.4.2 CBC模式(AES-128CBCE和AES-128CBCD)

2.4.3单向函数(AES-G)

2.4.4 AES哈希函数(AES-H)

2.5实验结果分析比较

2.5.1加密效率

2.5.2安全性比较

2.6本章小结

第3章基于椭圆曲线算法的数字签名

3.1数学定义

3.2实数域上的椭圆曲线群

3.2.1定义

3.2.2椭圆曲线加法：几何方法

3.2.3椭圆曲线加法：代数方法

3.3有限域上的椭圆曲线

3.3.1定义

3.3.2有限域Fp上的算术运算

3.4椭圆曲线群和离散对数问题

3.4.1标量乘法

3.4.2椭圆曲线离散对数问题

3.5数字签名算法(DSA，Digital Signature Algorithm)

3.5.1椭圆曲线在数字签名中的应用

3.5.2 ECDSA在AACS中的应用与实现

3.6算法性能分析比较

3.7本章小结

第4章可更新的密钥管理机制

4.1背景

4.2设备密钥

4.3媒体密钥块

4.3.1可更新的密钥管理

4.3.2子集差分方法

4.3.3子设备密钥和处理密钥的计算

4.4媒体密钥的计算

4.5媒体密钥计算程序实现

4.6本章小结

第5章驱动器主机之间的认证

5.1驱动器-主机数据传输

5.2驱动器证书

5.3主机证书

5.4针对AACS的驱动器认证算法

5.5驱动器认证的程序实现

5.6本章小结

第6章总结和展望

参考文献

致谢

作者简历