CGMS

Protection Protection Protection

數字拷貝具有100%的保真性，而模擬電影每拷貝一次質量就下降一次。為了保護軟體、電影、音樂著作權者的利益，由“4C”(Intel, IBM, Matsushita, 和Toshiba)協同拷貝保護技術工作組(CPTWG)共同開發了“內容保護系統體系”(CPSA-- Content Protection System Architecture)，為DVD家族產品建立了內容保護和訪問控制的框架，它涵蓋了加密、水印、模擬和數字輸出保護等技術。DVD的拷貝保護有如下幾種：
1) 模擬拷貝保護系統 (Analog CPS—Analog Copy Protection System)
Macrovision公司開發的模擬拷貝保護系統是用來防止從連續電影的數字傳輸或數字複製品(磁帶、光碟)上進行模擬拷貝的技術。當從DVD光碟上轉錄視頻節目到錄像帶時，該技術能產生圖像畸變。在播放DVD光碟時，光碟上的編碼的觸發位會激活播放機中Macrovision數模晶片，把拷貝保護加到DVD播放機的模擬信號輸出端，使錄像機輸入端信號中加入macrovision激活的APS信號，錄像帶的影像就變得模糊或產生畸變。
2) 拷貝代次管理系統(CGMS--Copy Generation Management System)
CGMS/A是用來控制允許的合法模擬拷貝代次的技術。DVD光碟上含有CGMS信息，標明是否可以拷貝。CGMS/A信息內置在輸出視頻信號(NTSC的21行)中，CGMS工作時，進行拷貝的設備必須能識別CGMS。CGMS/A數據優先於Macrovision防拷貝信號。
CGMS/D是數碼拷貝保護系統，在設計上是針對下一代數位電視和數碼視頻刻錄機(DVR)的。數碼節目內容將會標有“不準拷貝”或“拷貝一次”等標準CGMS標識。數碼視頻刻錄裝置將只能刻錄未標有“不準拷貝”標識的節目。如果節目源有“拷貝一次”標識，刻錄裝置將會改變節目內含的CGMS標識成“不準拷貝”。
3) 內容擾亂系統(CSS--Content Scrambling System)
內容擾亂系統 (CSS)是一種防止直接從碟片上複製視頻檔案的數據加密和鑑定方法。每個獲得許可的人都能得到一把密鑰，它從加密光碟上的密鑰組成的母集中取出來。 只要在以後的光碟上去除該密鑰，許可就失效了。CSS解密算法與驅動器單元交換密鑰，以生成加密用的密鑰。這一生成的密鑰用來擾亂碟片密鑰與影視節目密鑰的交換。影視節目密鑰用來解密碟片上數據。有CSS電路的DVD播放機先對數據進行解密，然後再解碼和播放。如果是計算機，那么DVD解碼硬體和軟體必須加入一個CSS解密模組。所有DVD-ROM驅動器都有一個附加固件，可以與計算機中的CSS模組交換鑑定和解密鑰匙。1999年10月，CSS算法被人破解，並被散布於網上，引發了無休止的法律爭端。
4) 預錄媒體內容保護 (CPPM-- Content Protection for Prerecorded Media)
CPPM 只用於 DVD-Audio光碟，它是在CSS技術基礎上經過改進的。密鑰放置在導入區,但與CSS不同，在扇區標頭中沒有節目密鑰。在控制區存有每集56位的"唱片集標識符"，類似CSS的光碟密鑰。媒體密鑰數據塊按行列羅輯排序，在鑑定過程中從播放機密鑰的專用集中生成解密鑰。如果播放機密鑰撤除，則媒體密鑰數據塊將導致無效鑰值。媒體密鑰數據塊可以更新，以刪除已泄密的密鑰。鑑定方案與CSS相同,因此現有設備無須任何改動.DVD音頻/視頻混合光碟可以同時包含 CSS 和 CPPM 內容。
5) 可錄媒體內容保護 (CPRM-- Content Protection for Recordable Media)
CPRM 把可錄媒體與錄製相聯繫.所有1999年後製造的DVD刻錄機都支持這一方案.每張空白的可錄DVD光碟上有唯一的64位碟片ID標識符，放置在BCA上 。在光碟上刻錄要保護的內容時, 它可從碟片ID得到的56位 C2密碼對內容進行加密。播放時,從BCA中讀取碟片ID,然後生成碟片內容解密所需要的密鑰。如果該光碟的內容被複製到其他媒體,那么碟片ID將會丟失或出錯,數據將無法解密.
6) 數字拷貝保護系統(DCPS-- Digital Copy Protection System)
為了讓各部件之間進行數字連線，防止數字拷貝，消費電子協會得到五份數字拷貝保護系統方案.最先的方案是DTCP(數字傳輸內容保護),其重點在於IEEE 1394/FireWire，但也可用於其他協定。 另一項５Ｃ草案於1998年2月由英特爾、索尼、日立、松下和東芝制訂。1999年中期，索尼推出DTCP晶片。有了DTCP,以數字方式連線的設備，如DVD播放機和數位電視或數字錄像機，就可以交換鑑證密鑰建立安全的通道。DVD播放機對已編碼的音頻/視頻信號進行加密，然後傳送給接收設備，由接收設備進行解密。這就防止那些未鑑證的已連線設備竊取信號。沒有拷貝保護的內容則不進行加密。新的內容（如新的光碟或廣播節目）以及含有更新的密鑰和撤銷的列表（用來識別未經授權的或已泄密的設備）的新設備也可獲得安全特性。一個很有競爭實力的建議是由Zenith和Thomson提出的XCA(擴展內容獲取)與DTCP相類似。但其數字接口可單向工作(如EIA-762 RF remodulator標準)，所採用的智慧卡能獲得安全特性。其他的建議還有由MRJ Technology, NDS, 和飛利浦制訂的建議。所有五種建議中，內容中使用GMS方式的標誌，如“隨意拷貝”, “拷貝一次”，“不準拷貝”，也有“不準再拷貝”。只能再生音頻和視頻的數字設備只要能證明它只是回放設備就可以接收所有數據。 數字刻錄設備所接收的數據都是那些被標識為可拷貝的，如果來源的標誌是“拷貝一次”，那么該設備必須把標誌改寫為“不準拷貝”或“不準再拷貝”。DCPS是為下一代數位電視、數字接收機和數字視頻刻錄機設計的。它要求新的DVD播放機帶有數字連線器(如在DV設備上的接口)。這些新產品最早也要到2003年才出現。由於加密是由播放機完成的，因而現有的碟片無須更改。
前四種拷貝保護方案可供光碟製作廠商選擇。電影解密可供硬體和軟體回放廠商選擇: 一台無解密能力的播放機或計算機只能播放未經加密的影片。CPRM由DVD刻錄機自動處理。DCPS是由DVD播放機完成的，而不是由光碟開發商完成的。
這些拷貝保護方案的設計只是用來防止一些偶爾的拷貝行為(影片廠商聲稱因為拷貝行為讓他們丟失了幾十億美元的收入)，其目的只是“讓誠實的人誠實”。 即便開發拷貝保護標準的人都承認他們不會停止研究裝備精良的盜版設備。
影片廠商已敦促立法讓破解DVD拷貝保護成為非法行為。世界智慧財產權組織(WIPO)的著作權條約和表演及語音條約在1996年12月通過，美國的數字千年著作權行動(DMCA) 在1998年10月通過立法。 如今在美國和其他一些國家，破解拷貝保護的軟體是違法的。 DVD著作權保護委員會立法組主席認為，“關於視頻方面, 將來的立法除了要對破解行為予以處罰外，也應該允許一些正當的家庭刻錄行為”。
水印檢討小組(WaRP)是拷貝保護技術工作組（CPTWG）之下的一個數據隱藏小組(DHSG)的接任者，使用dvd論壇對DVD-Audio建議的音頻水印系統。原先7種視頻水印被合併成為三種: IBM/NEC, 日立/先鋒/索尼, Macrovision/Digimarc/飛利浦。1999年2月17日，前兩個組合併成立了“銀河小組”。後一組稱他們的技術為“千年”。水印就是在每一數字音頻或視頻幀上加入人眼或耳察覺不到的噪聲。回放和刻錄設備可以識別水印標籤，以防止拷貝，而不管信號是用數字或模擬來傳輸的，或是經過視頻處理。新的播放機和其他設備要求支持水印，但是DVD論壇打算讓水印光碟與現有的播放機兼容。
日本音樂著作權協會（JASRAC）與日本唱片協會（RIAJ）於2003年1月22日宣布，通過在音樂數據中嵌入電子水印的實用性試驗，已經對其效果進行了確認。該試驗是在2002年底進行的。試驗結果顯示，在下載的多數檔案中都能正確地檢測出嵌入的電子水印數據，並能完整地將嵌入數據取出。兩家協會針對此次試驗結果均得出了“電子水印可以投入實用”的結論。今後可用於掌握音樂數據在網際網路上的拷貝次數與廣播電台的使用頻率。該項技術也有望在控制非法拷貝方面發揮重要作用。