.لعلوم الفضائيات:- دراسه لتقنيات البث و التشفير

[Hossam Hegazy]

الفصل الثالث :- النفاذ المشروط و خوارزميات التشفير

النفاذ المشروط
Conditional Access

يعتمد نطام التشفير على نظام حمايه المفاتيح السريه التى ترسل مع الاشاره المشفره التى تفعل وحده فك الشفره للعمل
هذا المفتاح المشفر يسمى Control Word مفتاح او كلمه التحكم التى يتم ارسالها فى صوره ECM كما ذكرنا و نظام (Conditional Access (CA المتوافر فى الاجهزه يقوم بفك تشفير EMM و هذا هو اساس عمل CA

لنعود الى عام 1988 حين بدأت محاولات شركه فرانس للاتصالات France Telecom و شركات اخرى لتطوير نظم التشفير فى اوروبا و كانت النتيجه يوروكريبت Eurocrypt
و بائت هذه المحاوله بالفشل نظرا لضعف الحمايه فى هذه الاصدارات الاولى

و فى عام 1992 عند بدأ استعمال CA فى DVB التكنولوجيا الرقميه حان الوقت لتقديم تكنولوجيا متطوره مواكبه لاحدث التطورات و متطلبات الاسواق من حيث امكانيه الاجهزه لاستقبال عده مذودى خدمات رقميه فى ذات الوقت فى منظومه متكامله و متناغمه

بالطبع واجه نظام CA تحدى كبير فى اول الامر نظرا لارتفاع تكلفته و زياده العبء على مصنعه اجهزه الاستقبال STB
اعتمد النظام الحديث على استخدام كامات خارجيه او داخله بالجهاز لتمكين المشاهد من استخدام عده كروت شرعيه لعده باقات فى نفس الوقت يشاهده على جهاز واحد بدلا من الاضطرار الى اقتناء جهاز خاص بكل باقه

و جاء تصديق المملكه المتحده لهاذا النظام فى عام 1996 للبث الرقمى الارضى اكبر محفز لانتشار استعمال CA
ثم قامت CENELEC الوكاله الاوروبيه لمعايره التقنيه الاليكترونيه الكهربائيه بالمطالبه باستخدام هذه التقنيه فى كل مواد البث التليفزيونى ولكن بشرط عدم استخدام اجهزه استقبال تحتوى على نظام CA مدمج





و بأنتعاش و تطور تقنيات التشفير فى هذه الحقبه تم تقديم نظام Simulcrypt او التشفير المتعدد
و هو نتيجه اندماج بعض القنوات فى عده باقات مختلفه على نفس القمر فتلجأ بعض الشركات الى استأجار تردد واحد و بث القناه بعده نظم تشفير مختلفه تناسب مذودى الخدمه الحاصلين على احقيه بث هذه القناه ضمن باقاتهم مما يزيد قاعده المشاهده للقناه الواحده و يقلل التكلفه




و يعتمد هذا النظام على ارسال عده EMM مستقلين و بنظام CA مختلفين فى ذات الوقت
و اقرب مثال لهذه الحاله هى باقه الاغانى الشهيره MTV على اقمار Astra - 19.2 درجه شرقا حيث يتم بث القنوات بأربع نظم تشفير مختلفه على نفس التردد


خوازرميات التشفير المتداوله
Common Scrambling Algorithm


تمثل خوارزميات الشفير المتداوله بناء لنظام التشفير نفسه

استخدم نظام CSA منذ عام 1989 فى تقنيه الاتصالات للهواتف الجواله و تم تطوير عده اصدارات و تحديثات كثيره توالت الى ان تم تصديق استخدام DVB CSA من طرف ائتلاف البث الرقمى فى مايو 1994

حتى عام 2002 كان الخوارزميات غير مفصوح عنها تحت بنود و شروط السريه الى ان تم طرح برنامج FreeDec الذى يستخدم CSA فى الويندوز Windows لمعرفه اسرار هذه الخوارزميات و تم نشر اسراره فى مواقع الانترنت

و كان اشهرالخوارزميات A5/1 (و هى اول خوارزميات فى عام 1989)
و كذلك RC4 و AES و RSA و سندرس اهم هذه الانواع لاحقا

و نرى ان نواه نظام التشفير CSA تعتمد على مصطلح عرفناه و شاهدناه كثيرا الا و هو Control Word (كلمه التحكم)

يتكون نظام التشفير العام من خوارزميات متعدده تتجمع فى الوحدات المشفره و فى التشفير
و تختلف هذه الخوارزميات بحسب نوع التشفير ( ارديتو , نجرافيجين , فياكسس ....) كذلك يختلف ميكانيكيه الدخول المشروط Conditional Access

خوارزميات التشفير ممكن مشاهدتها على انها طبقتان من التشفير
64 بت من شفرات الكتل Block Cipher
و شفرات التدفق Stream Cipher

كلا الشفرتان يستخدمان مفتاح عام Common/Public Key مكون من 64 بت
يتم قسمه البث المشفر الى كتل 8 بيتات كلا منهم و من الممكن الا تكون بهذا الحجم دائما بل احيانا تكون اقل و تسمى فى هذه الحاله residue (بقايا)
هذا التيار المتعدد من الشفرات المكون من 8 بيتات يتم تشفيره فى نظام معكوس Reverce order بأستخدام اسلوب CBC Cipher Block Chaining بينما يتم ترك "البقايا"
ثم يتم اضافه العمليه XOR او فاى الى هذه البتات المشفره