關(guān)于手機(jī)電視加密技術(shù)的專利分析

奚惠寧，趙梅芳，康丹丹

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局 專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

1 手機(jī)電視加密技術(shù)簡介

手機(jī)電視指利用手機(jī)等便攜式手持終端為設(shè)備，傳播視聽內(nèi)容的一項技術(shù)或應(yīng)用，由于手機(jī)具有用戶普及率高、攜帶方便、不受觀看環(huán)境限制等特性，手機(jī)電視業(yè)務(wù)在年輕人中有更廣泛的影響力。但手機(jī)電視是廣播式傳送，具有接收模塊的山寨手機(jī)也可以享用電視的服務(wù)，必須對收費(fèi)內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)，僅對付費(fèi)用戶提供相關(guān)密鑰和采取相應(yīng)措施，防止密鑰被無意或有意泄漏，從而避免非法用戶收看、收聽付費(fèi)內(nèi)容。

手機(jī)電視安全功能包含業(yè)務(wù)保護(hù)和內(nèi)容保護(hù)。業(yè)務(wù)保護(hù)就是業(yè)務(wù)的訪問控制，即保護(hù)業(yè)務(wù)或電視節(jié)目只能被合法的用戶訪問，該功能不對該業(yè)務(wù)或電視節(jié)目所傳輸?shù)膬?nèi)容提供任何保護(hù)。

內(nèi)容保護(hù)即內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)，受保護(hù)的內(nèi)容在傳輸中和發(fā)送后都將受到保護(hù)，如果沒有使用權(quán)限就不能訪問內(nèi)容。權(quán)限可通過內(nèi)容許可提供，不僅包括用來解密受保護(hù)內(nèi)容的信息，還能指定內(nèi)容可以如何、在何時及由誰使用。常用的內(nèi)容保護(hù)技術(shù)主要有數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management，DRM）技術(shù)。DRM基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（Public Key Infrastructure，PKI），通過內(nèi)容加解密、授權(quán)管理、身份認(rèn)證以及使用控制等機(jī)制實(shí)現(xiàn)內(nèi)容保護(hù)的技術(shù)，防止內(nèi)容被非法復(fù)制[1]。

與業(yè)務(wù)保護(hù)相關(guān)的技術(shù)有條件接收、基于智能卡（Smart Card）方式的業(yè)務(wù)保護(hù)和數(shù)字版權(quán)保護(hù)等。條件接收系統(tǒng)是指該系統(tǒng)使用授權(quán)密鑰對控制字加密形成授權(quán)控制信息，將其復(fù)用到傳送流當(dāng)中。同時系統(tǒng)使用分配密鑰對授權(quán)密鑰加密形成授權(quán)管理信息，也復(fù)用到傳送流當(dāng)中。分配密鑰通常固化在智能卡中，用戶可通過購買智能卡的方式獲得，這就避免了廣播方式的信道傳送被竊取。使用分配密鑰加密授權(quán)密鑰就實(shí)現(xiàn)了授權(quán)控制。基于Smart Card方式的業(yè)務(wù)保護(hù)是由3GPP的MBMS安全和3GPP2的BCMCS安全定義用戶業(yè)務(wù)的認(rèn)證方式、密鑰分配和數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。數(shù)字版權(quán)保護(hù)既可以用于內(nèi)容保護(hù)也可以用于業(yè)務(wù)保護(hù)。

2 手機(jī)電視加密技術(shù)專利布局情況

本次專利檢索范圍截止到2012年6月的手機(jī)電視專利以及專利申請，使用的數(shù)據(jù)庫來自國家知識產(chǎn)權(quán)局。

截至2012年5月1日，國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的有關(guān)手機(jī)電視加密技術(shù)的專利文獻(xiàn)共484篇，下文將從手機(jī)電視加密技術(shù)的專利年度申請情況，手機(jī)電視加密技術(shù)的專利年度公布情況、手機(jī)電視加密技術(shù)的專利技術(shù)分布情況，手機(jī)電視加密技術(shù)專利主要申請人申請量分布情況幾個角度進(jìn)行分析。

2.1 年度分析

2.1.1 申請量年度分布情況

圖1為手機(jī)電視加密技術(shù)專利申請量年度分布情況（CNTXT數(shù)據(jù)庫），可以看出國內(nèi)2004年開始有手機(jī)電視加密技術(shù)研發(fā)活動，但沒有迅速取得重大突破，2005年手機(jī)電視保密技術(shù)快速增長，當(dāng)年申請量達(dá)到27件，2006年申請量達(dá)到68件，是2005年的2.52倍，加密技術(shù)的研發(fā)進(jìn)入迅速發(fā)展時期，2007年申請的專利達(dá)到104件，2008年申請的專利達(dá)到122件，手機(jī)電視的加密技術(shù)進(jìn)入研究高峰期，2009年申請量為99件，申請量有所下降，2010，2011年申請的專利從提出申請到公布通常1年半的滯后期，因此相當(dāng)數(shù)量的專利沒有公布，年度數(shù)據(jù)還沒有統(tǒng)計完全。

2.1.2 公布量年度分布情況

圖2為手機(jī)電視專利申請年度公布情況（CNTXT庫），由圖2可見，2007年公開了57件，2008年公開了74件專利，2009年公開的專利達(dá)到198件，處于手機(jī)電視加密技術(shù)研發(fā)的鼎盛時期，2010和2011年公布情況趨于穩(wěn)定，分別達(dá)到104和109件，相信2012年公布的數(shù)量也會保持相應(yīng)的數(shù)量，以上情況表明，手機(jī)電視加密技術(shù)的申請量及公布量在近年出現(xiàn)了穩(wěn)定趨勢。

2.2 技術(shù)領(lǐng)域分析

2.2.1 IPC大類統(tǒng)計分析

圖3為手機(jī)電視加密技術(shù)專利的技術(shù)分布情況，分類依據(jù)是IPC分類號的大類，從圖3可看出手機(jī)電視加密技術(shù)分類的技術(shù)領(lǐng)域非常多，其中：H04N圖像通信的占244件，占總量50.41%；涉及H04W無線通信網(wǎng)絡(luò)123件，占總量25.41%；H04L數(shù)字信息的傳輸，168件，占總量34.71%；H04H廣播通信91件，占總量18.80%；H04M電話通信68件，占總量14.05%；H04Q涉及選擇100件，占總量20.66%；G06F電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理25件，占總量5.16%；G06Q專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法14件，占總量2.89%。

2.2.2 主要申請人在IPC大類統(tǒng)計分析

手機(jī)電視加密技術(shù)專利的主要申請人有中興、華為、中國移動通信集團(tuán)公司、中國移動通信有限公司。圖4可看出，H04N,H04L,H04W,H04H成為熱點(diǎn)研究方向，中興和中國移動通信集團(tuán)申請的專利涉及的分類號較多，中興申請的有關(guān)手機(jī)電視加密技術(shù)的專利數(shù)量最多，其中圖像通信領(lǐng)域H04N的有116件、無線通信網(wǎng)絡(luò)H04W的78件、數(shù)字信息的傳輸H04L的有73件、廣播通信H04H的38件、電話通信H04M的20件。華為申請的有關(guān)手機(jī)電視加密技術(shù)的專利主要分布在H04L,H04N,H04W,H04M，其中數(shù)字信息的傳輸H04L的有30件、圖像通信領(lǐng)域H04N的有18件、無線通信網(wǎng)絡(luò)H04W的15件、電話通信H04M的7件。中國移動通信集團(tuán)申請的有關(guān)手機(jī)電視加密技術(shù)的專利主要分布在H04N,H04L,H04W,其中圖像通信領(lǐng)域H04N的有45件、無線通信網(wǎng)絡(luò)H04W的28件、數(shù)字信息的傳輸H04L的有17件、廣播通信H04H的4件、電話通信H04M的3件。

2.3 申請人分析

2.3.1 主要申請人申請量分布情況

截止到2012年5月，涉及手機(jī)電視加密技術(shù)的申請人達(dá)到106個，集中在移動通信基礎(chǔ)設(shè)備制造商、移動通信終端制造商，移動通信運(yùn)營商。其中，中興通訊股份有限公司申請量最多，為139件，中國移動通信集團(tuán)申請量38件。華為技術(shù)有限公司，申請量為33件，宇龍計算機(jī)通信科技（深圳）有限、深圳清華大學(xué)研究院、上海擎龍通信技術(shù)有限公司分別有4件專利，上海貝爾阿爾卡特股份有限公司5件。

2.3.2 主要申請人申請量年度分布情況

圖5為手機(jī)電視加密技術(shù)專利主要申請人申請量年度分布情況，從圖6可以看出，在2004年第一件有關(guān)手機(jī)電視加密技術(shù)的專利申請由中興通訊股份有限公司提出，2005—2008年期間中興通訊股份有限公司專利申請增長很快，2007—2010年的專利申請遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過華為、中國移動通信集團(tuán)公司，在2008年申請達(dá)到35件，2009和2010年趨于穩(wěn)定。華為技術(shù)有限公司2005—2006年申請的專利與中興通訊股份有限公司數(shù)量接近，2007年后中國移動通信集團(tuán)公司專利申請增加，在2009年達(dá)到13件。中國移動通信有限公司在2010年開始申請手機(jī)電視加密技術(shù)的專利，有4件申請，相信今后還會持續(xù)增加申請數(shù)量。

3 主要申請人的熱點(diǎn)研究

深圳清華大學(xué)研究院主要研究無線數(shù)字電視加密通信，提出“基于手機(jī)電視安全模塊的無線數(shù)字電視加密通信系統(tǒng)和工作方法”的專利（CN101102462），采用的技術(shù)方案是用戶請求的媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)在前端加密封裝，授權(quán)認(rèn)證信息數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶終端，用戶終端通過授權(quán)認(rèn)證信息數(shù)據(jù)解密還原媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)，還原的媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)在用戶終端播放。

華為技術(shù)有限公司針對密鑰方面申請了專利“手機(jī)電視業(yè)務(wù)保護(hù)方法、系統(tǒng)、手機(jī)電視服務(wù)器及終端”（CN101166259），其中的手機(jī)電視服務(wù)器通過數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)的廣播通道下發(fā)廣播內(nèi)容和用于加密廣播內(nèi)容的內(nèi)容密鑰，通過移動網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對點(diǎn)通道下發(fā)用于加密內(nèi)容密鑰的業(yè)務(wù)密鑰。在盡量降低終端負(fù)擔(dān)的情況下提高業(yè)務(wù)質(zhì)量，提高了業(yè)務(wù)開展的靈活性。

針對不同地域的特殊需求，華為技術(shù)有限公司還申請了專利“無線通信系統(tǒng)中廣播多播區(qū)域管理的實(shí)現(xiàn)方法”（CN101166311），其中網(wǎng)絡(luò)側(cè)實(shí)體根據(jù)配置的廣播區(qū)域信息對用戶的請求消息進(jìn)行區(qū)域鑒權(quán)來支持廣播節(jié)目基于位置區(qū)域進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)了針對地域的鑒權(quán)和管理。

上海貝爾阿爾卡特股份有限公司針對加密引入“控制字”，在2006年申請了專利“用于提供可在通信網(wǎng)絡(luò)中播放的音/視頻信號的方法及裝置”（CN101193308），將控制字發(fā)送至通信網(wǎng)絡(luò)中的安全控制裝置進(jìn)行加密，并將經(jīng)加密的控制字與經(jīng)控制字加擾的音/視頻信號進(jìn)行復(fù)用，然后發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端。

中興通訊股份有限公司對密鑰的更新時間進(jìn)行了研究，在2008年申請的專利“手機(jī)電視業(yè)務(wù)密鑰分發(fā)的方法及系統(tǒng)”（CN101262335）中，根據(jù)待更新業(yè)務(wù)密鑰的用戶數(shù)計算出每個月密鑰開始更新時間，將開始業(yè)務(wù)密鑰通知下發(fā)的時間確定在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)。減少密鑰下發(fā)后用戶退定操作對系統(tǒng)的影響，保證跨月節(jié)目不中斷，避免了密鑰同時集中下發(fā)對系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)造成的沖擊。2009年申請的“手機(jī)電視鑒權(quán)方法、裝置及系統(tǒng)”（CN102111669），通過在用戶每次觀看收費(fèi)節(jié)目時，在終端和運(yùn)營商業(yè)務(wù)平臺計算當(dāng)次的RES和SRES，在終端比對這兩個值來對請求播放手機(jī)電視的用戶終端進(jìn)行鑒權(quán)，提高了手機(jī)電視播放的安全性，避免了一人付費(fèi)多人使用的情況。

中興通訊股份有限公司的專利“一種傳遞權(quán)利管理消息與權(quán)利控制消息的方法”（CN101076143）公開了采用異步方式接收和傳遞EMM與ECM，并調(diào)用SOCKET啟動回調(diào)函數(shù)處理EMM流和ECM流。以解決現(xiàn)有DVB-H（數(shù)字電視廣播手持設(shè)備）系統(tǒng)EMM（權(quán)利管理消息）和ECM（權(quán)利控制消息）的接收和使用過程中丟失很多正確有效解繞加密媒體流所需要的TEKs（傳輸加密密鑰）的問題。

中國移動通信集團(tuán)公司的專利“業(yè)務(wù)退訂方法與系統(tǒng)、移動終端、卡及業(yè)務(wù)服務(wù)器”（CN101267590），業(yè)務(wù)服務(wù)器接收移動終端發(fā)送的業(yè)務(wù)退訂請求消息，生成并向移動終端返回包括無效的新業(yè)務(wù)密鑰的業(yè)務(wù)密鑰消息；業(yè)務(wù)服務(wù)器刪除移動終端用戶的業(yè)務(wù)訂購關(guān)系信息，將存儲的原有業(yè)務(wù)密鑰更新為無效的新業(yè)務(wù)密鑰。可以有效阻止移動終端用戶在退訂手機(jī)電視業(yè)務(wù)后，仍然借助于原有的業(yè)務(wù)密鑰繼續(xù)使用運(yùn)營商提供的手機(jī)電視業(yè)務(wù)。

4 小結(jié)

通過上述分析可以看出，目前在中國申請的以手機(jī)電視加密技術(shù)為主體的專利申請呈現(xiàn)出以下特征：

1）手機(jī)電視加密技術(shù)起步較晚，目前申請量不大，但隨著手機(jī)電視業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，該技術(shù)日漸受到關(guān)注，相應(yīng)的專利申請量增長迅速，尤其以各大電信設(shè)備廠商如中興、華為，他們對手機(jī)電視加密技術(shù)紛紛投入研究。華為是中國國內(nèi)最大的電信網(wǎng)絡(luò)解決方案供應(yīng)商，在手機(jī)電視業(yè)務(wù)上投資很大，加大了和電信運(yùn)營商以及廣電企業(yè)的合作，中興通訊是國內(nèi)綜合性通信制造業(yè)上市公司，中興通訊積極的和中國移動合作，進(jìn)行手機(jī)電視業(yè)務(wù)的試驗[2]。

2）多種加密方式漸現(xiàn)，中廣傳播和中國移動合作的手機(jī)電視系統(tǒng)TD-CMMB正在實(shí)施中，手機(jī)電視/移動多媒體廣播業(yè)務(wù)的認(rèn)證授權(quán)通過對節(jié)目流進(jìn)行加密，然后向用戶發(fā)送解密密鑰的方式實(shí)現(xiàn)。中國移動手機(jī)電視/移動多媒體廣播業(yè)務(wù)平臺根據(jù)用戶IMSI（或IMPI）對用戶進(jìn)行認(rèn)證，在卡中和BSF模塊中分別生成相同的共享密鑰Ks，根據(jù)用戶的Ks再生成用戶密鑰[3]。從主要申請人的專利申請中可以看出各個專利申請人提出的專利都沒有局限在某個技術(shù)背景下，而是在加密技術(shù)所涉及的多個技術(shù)點(diǎn)上都進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)和專利申請，使得該領(lǐng)域的專利發(fā)展趨勢顯著，推動了手機(jī)電視加密技術(shù)廣闊的發(fā)展前景。

[1]李飛.手機(jī)電視業(yè)務(wù)DRM關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2009：16-17.

[2]朱敏.X公司手機(jī)電視市場拓展模式研究[D].上海交通大學(xué)，2008：22-32.

[3]何秋陽，孫雷.TD-CMMB手機(jī)電視認(rèn)證授權(quán)體系研究[J].電視技術(shù)，2010，34（8）：54-56.