專利名稱：光盤拷貝防止系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種記錄載體即存儲媒體的拷貝保護方法，該記錄載體將數字數據作為異步信號來存儲，例如光盤(CD)和數字式視頻光盤(DVD)，該存儲媒體包括所有現存或者未來格式的CD和DVD或者按照相同概念工作的其它光存儲媒體。
尤其是，按照本發明的拷貝保護方法防止進行媒體內容的物理拷貝或者建立媒體內容的完整數據圖象的能力。
將信息存儲在一面或者兩面上的存儲光盤已經被用于各種用途，通常顯著地用于音樂、游戲、電視和計算機工業。數字信息以凹坑的形式被存儲在光存儲媒體上，凹坑沿著光盤一面或者兩面的圓形、同心軌跡被布置。典型地，軌跡被從里向外讀取，但是像一些光存儲媒體已經采用的那樣，軌跡也可以被從外向里讀取。
軌跡上的數據本身被細分成幀，各個幀長度相同，包括相同的信息量。取決于光存儲媒體(CD，DVD)的類型，各個幀具有一種專用布局。這種幀總是包括用戶數據符號本身，而且還包括用于同步的數據、數據符號和誤差校正之間的合并數據。
光存儲媒體本身上的信號是異步的，這意味著在解碼過程中，必須從信號中辨認出同步和時序信息。
由于這種存儲媒體的性質，可以容易地進行拷貝。為了應付這一局面，存在各種拷貝保護方案，這些方案借助于相應光存儲媒體本身所存儲的密鑰和口令，試圖防止非法訪問。此外，存在保證光盤安全的方法，即借助于所存儲的無效信息，在拷貝過程中，無效信息得到修復，這樣基于這個無效信息的存在或者不存在，一種應用程序可以確定它是否被存儲在原版上或者拷貝上。
然而，這些拷貝保護方案僅防止間接方式的拷貝，即拷貝是可能的而且僅可限制對拷貝過的記錄載體的訪問。
此外，US 6,005,839說明了光記錄載體，尤其是DVD的一種拷貝保護方案，按照這種方案，通過在光記錄載體的某些區域或者扇區的不同于規則位置的不規則位置處插入一種同步模式(pattern)，或者通過在光記錄載體的某些區域或者扇區的規則位置處插入一種不同于標準同步模式的同步模式，則直接或者轉儲拷貝被禁止。為了保證這種記錄載體不受干擾的再現(reproduction)，基于位置指定信息(指定再現遮斷區)，通過跳轉，由誤導同步模式建立的再現遮斷區被跳過，所述位置指定信息被記錄在記錄載體上，優選地在目錄(TOC)區域。
因此，本發明下面的一個目的是提供一種改進的拷貝保護方法，即生產包括改進拷貝保護的記錄載體、帶有改進拷貝保護的記錄載體和可以生產這種記錄載體的記錄載體寫入裝置的方法。
按照本發明的方法在獨立權利要求1中被定義，按照本發明的帶有拷貝保護的記錄載體在獨立權利要求11中被定義，而且可以生產這種記錄載體的記錄載體寫入裝置在獨立權利要求20中被定義。其中的優選實施方案在附屬的權利要求中分別地被定義。尤其是，權利要求9和10定義按照此發明的方法工作的一種計算機程序。
本發明的中心特點是將附加產生的數據寫入到記錄載體的至少一個特定部分，以便于可以訪問不同格式記錄載體的多種用途讀取裝置在訪問所述記錄載體時，判斷出所述記錄載體不可訪問，并且按照本發明的記錄載體包括至少一個具有如此附加產生數據的特定部分。
于是，按照本發明，這種令讀取裝置迷惑的附加產生數據被插入到這樣的區域，該區域不能被為那種類型的記錄載體所設計的讀取裝置，例如用于音頻CD的普通音頻激光唱機所訪問，但是該區域總可以被多種用途讀取裝置，例如CDROM讀取裝置來訪問。
附加產生的數據被產生而且被附加地存儲到意欲被記錄的數據上以及用于訪問意欲被記錄的數據所需要的數據上。
術語“將……寫入記錄載體的至少一個特定部分中”不僅限制向記錄載體，例如CDR(可記錄的CD)直接寫入的范圍，而且還包括向正本寫入，記錄載體從該正本被拷貝。
不同格式的記錄載體不僅可以是不同類型的記錄載體，例如CD和DVD，而且還可以是一種類型的記錄載體，該記錄載體可以記錄同一類型或不同類型的多個會話期(session)。
在這種意義上說，會話期代表所記錄的不間斷的數據流，該數據流具有在開始處的導入部分，末端處的導出部分以及最終數據流不同部分之間的中間區域。
按照本發明，所述的數據產生包括產生至少一個被解碼的特殊模式的步驟，以使當訪問存儲所述特殊模式的記錄載體中的至少一個特定部分時，存儲數據的時鐘再生不能被所述的讀取裝置執行。
當讀取裝置試圖訪問包括如此產生的數據的特定部分時，所述讀取裝置無法再生所存儲數據的時鐘。在這種情況下，多種用途讀取裝置將產生一個出錯信息，指示所插入的記錄載體不能被訪問。
另一可供選擇地或者附加地，為了獲得這樣的結果，所述數據產生包括這樣的一個步驟，即在一個通常沒有同步模式的相應位置上，至少一次向記錄載體的所述至少一個特定部分拷貝一個同步模式。在這種情況下，試圖訪問特定部分的讀取裝置沒有發現正確的同步，因為該讀取裝置被較高的同步模式號碼所迷惑，而且其結果同以前所說明的情況一樣。這樣的拷貝還包括同步模式的模擬，即通過修改標準數據字節，使之好像一個同步模式。
于是，按照本發明定義一種方法，即如何修改在存儲光盤上的物理數據流來影響解碼過程，以致無法找到正確的同步和時序。這可以導致不是解碼過程的終止就是至少導致數據符號的錯誤解碼。
然而，按照本發明，對解碼過程的這種影響僅在多種用途讀取裝置試圖訪問裝備有本發明拷貝保護的記錄載體時被執行，該多種用途讀取裝置可以訪問不同格式的記錄載體，即可以記錄多個會話期的記錄載體。如果那些模式被包括在例如第二會話期的導入部分，則專門為具有預先設定格式例如被記錄在一個會話期中的音頻數據的記錄載體而設計的讀取裝置仍然可以訪問一個裝備有按照本發明拷貝保護的記錄載體。支持多個格式的多種用途讀取裝置需要至少分析第二會話期的導入部分，而且通過這種方式，解碼過程受到迷惑。專門為具有預先設定格式的記錄載體而設計的這種讀取裝置并不局限于新的適合于修改的讀取裝置，而是所有現存的已經滿足了必要要求的這種類型的讀取裝置。
按照本發明的這一策略也適用于音頻CD的間隙前的部分，即在音頻內容開始前的間隙部分。
對于所插入的用于誤導時鐘再生或者同步的模式，另一可供選擇地或者附加地是，有可能在記錄載體的多個會話期上產生一個指向另一個會話期的修改過的指針。這種在記錄載體的多個會話期上指向另一個會話期的指針，在下面也被稱為會話期指針，它被布置在一個會話期的導入部分且指向隨后會話期數據區的開始處。對這種指針的適當修改導致所需要的對多種用途讀取裝置的迷惑。按照本發明，優選地是，一種遞歸指針可以被確定，進一步優選地是處在第三會話期，該遞歸指針并不指向另一會話期數據區域的開始處，而是指向同一會話期的數據區域的開始處。當多種用途讀取裝置試圖訪問如此修改的記錄載體時，它被迷惑并且判斷出這個記錄載體不可訪問。
此外，本發明下面的一個目的是提供一種多種用途讀取裝置，這種多種用途讀取裝置可以訪問裝備有按照本發明的拷貝保護的記錄載體。
這個目的由按照獨立權利要求19所述的記錄載體訪問裝置來解決，該記錄載體訪問裝置可切換或可預先編程，以便于不讀取即將被訪問且預先設定類型的記錄載體上至少一個預先設定的部分，即不讀取存儲了上述附加產生的數據的記錄載體的至少一個特定部分。
包括在且構成此技術說明一部分的附圖舉例說明了本發明的實施方案，并且與發明的上述概括說明，以及下述實施方案的詳細說明一道，用于解釋本發明的原理，其中
圖1舉例說明了CD幀的格式；圖2顯示了以異步流存儲數據的記錄載體的解碼過程；以及圖3闡明了按照本發明的遞歸會話期指針的原理。
下述說明作為一個實例，表明如何修改音頻CD的物理數據流，以防止在具有多個會話期能力的讀取裝置，即多種用途讀取裝置內正確解碼。物理數據流的格式在“紅皮書”技術說明和IEC908中加以規定。
CD上的物理數據流以多種方式被優化，以便于降低錯誤并保證一個簡單的解碼機理。因此，每隔3至11位必須有信號的轉變。在數據符號內，這點由EFM(八至十四調制)保證。音頻數據被分成8位符號，利用EFM表格，這些8位符號被轉變成一個14位符號。這個表格包括14位數值的256個條目，這14位數值是位的組合，這些位包括連續的多于2但卻低于10個數的零。14位符號中的每個“1”代表信號的一個轉變。同樣當符號被連接在一起時，為了保證這種限制，存在有附加的3個合并位，這3位必須要相應加以選擇。兩個轉變之間最后得到的信號被稱為凹坑和平地(pit and land)。各個長度被限制為3至10乘以基礎長度(base length)。
音頻數據最終的幀包括下述數據1同步符號 24位1子碼字節 14位(EFM編碼)24數據字節 336位(EFM編碼)8奇偶校驗字節 112位(EFM編碼)34*3合并位102位總計 588位位按照圖1所示的方式構成。一個CD幀的順序如下24位同步模式后緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位；其后的14位子碼數據后緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位；其后的14位信息數據的12個塊后分別緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位；其后的14位奇偶校驗數據的4個塊后分別緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位；其后的14位信息數據的12個塊后分別緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位；而最后的14位奇偶校驗數據的4個塊后分別緊接著用于合并和低頻抑制的3個輔助位。
圖2舉例說明了解碼過程，按照本發明，通過迷惑時鐘再生或者迷惑同步檢測和時序，該解碼過程可以被影響。
從光盤讀出的進入到解碼器的輸入信號經過位檢測1，緊跟著的是解調2，隨后是誤差校正3和通道多路輸出選擇4。從位檢測器1出來的輸出信號被輸入到時鐘再生電路5以及同步檢測和時序電路6，同步檢測和時序電路6附加地接收到時鐘再生電路5的輸出信號。同步檢測和時序電路6將其輸出信號供給到通道多路輸出選擇4，該通道多路輸出選擇4輸出第一信號到D/A轉換器和低通濾波器7，以便于產生音頻輸出的第一通道ch1，該通道多路輸出選擇4還輸出第二信號到D/A轉換器和低通濾波器8，以便于產生音頻輸出的第二通道ch2。來自解調器2的輸出信號被附加地輸入到控制和顯示解碼單元9，該控制和顯示解碼單元9為控制功能裝置10和顯示11供給輸入信號。
迷惑時鐘再生通常地，數據符號在數據信號中變化，因此在一些幀內每個凹坑長度應該是可用的。各個CD驅動器采用特殊模式來從信息中檢索出時鐘信息，如果無這個模式可用，則CD驅動器不能夠繼續解碼。采用用戶數據的特定模式，充許刪除CD驅動器時鐘再生所需要的模式，因此防止正確地進行解碼。
迷惑同步和時序同步符號是包括3個信號轉變的位序列“100000000001000000000010”。通常，合并算法必須被如此選擇，以避免這個信號出現在數據符號內。搜尋這個信號的數據流使解碼器可能發現CD幀的起始點。采用用戶數據的某些模式并修改合并算法允許同步符號在一個幀內有多次，從而防止CD驅動器發現正確的同步符號(幀的起始點)，而且防止正確地對數據解碼。
圖3闡明了會話期指針的原理，即被布置在一個會話期的導入部分的指針，分別直接指向緊隨其后的會話期的數據區域的開始，該指針按照本發明優選的實施方案被如此修改，以致這些會話期指針中的一個是遞歸的且指向它本身所在的會話期數據區域的開始，通常所述的這個會話期指針從第三會話期的導入部分指向第四會話期數據區域的開始，而在此它指向第三會話期數據區域的開始。這一原理針對按照本發明修改的音頻CD加以闡明，其包括至少三個會話期，各個會話期具有導入部分、數據區域和導出部分。
按照本發明，因為解碼失靈，兩種迷惑解碼的方法都可以被單獨地或共同地用于拷貝保護。此外，遞歸會話期指針的布置還可以被單獨使用或者同按照本發明的迷惑解碼共同使用。信號被修改以用于拷貝保護的一種區域智能布置，充許利用專門適合于所記錄的用戶數據例如所記錄的音頻數據的讀取裝置來保持回放用戶數據的能力，但是防止了拷貝。
同樣的修改也可以在采用相似的信號布局和解碼過程的DVD上進行。
權利要求
1.生產以異步信號存儲數據的記錄載體的方法，其特征在于下述步驟將附加產生的數據寫入到記錄載體的至少一個特定部分，以使可以訪問不同格式記錄載體的多種用途的讀取裝置在訪問所述記錄載體時，判斷出所述記錄載體不可訪問。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述數據產生包括產生至少一個特殊模式的步驟，該特殊模式被解碼，以便于當訪問存儲所述特殊模式的記錄載體中的至少一個特定部分時，存儲數據的時鐘再生不能被所述的讀取裝置執行。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述數據產生包括這樣的一個步驟，即在一個通常沒有同步模式的相應位置上，至少一次向記錄載體的所述至少一個特定部分拷貝一個同步模式。
4.如上述任何一項權利要求所述的方法，其特征在于所述產生的數據被安排寫入記錄載體上所記錄的一個會話期的導入部分和/或中間部分以及/或導出部分。
5.如上述任何一項權利要求所述的方法，其特征在于所述附加產生的數據包括一種修改過的會話期指針。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述修改過的會話期指針是一種遞歸會話期指針。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于所述修改過的會話期指針被布置在第三會話期。
8.如上述任何一項權利要求所述的方法，其特征在于所述記錄載體是CD或DVD。
9.具有程序代碼裝置的計算機程序，如果該程序在計算機上運行的話，用于執行如權利要求1至8中任何一個所述的所有步驟。
10.如權利要求9所述的具有程序代碼裝置的計算機程序，被存儲在計算機可訪問的存儲裝置上。
11.以異步信號存儲數據的記錄載體，其特征在于記錄載體的至少一個特定部分內附加產生的數據，以致于可以訪問不同格式記錄載體的多種用途的讀取裝置在訪問所述記錄載體時，判斷出所述記錄載體不可訪問。
12.如權利要求11所述的記錄載體，其特征在于所述附加產生的數據包括至少一個特殊模式，該特殊模式被解碼，以致于當訪問存儲所述特殊模式的記錄載體中的至少一個特定部分時，存儲數據的時鐘再生不能被所述的讀取裝置執行。
13.如權利要求11或12所述的記錄載體，其特征在于所述附加產生的數據在一個通常沒有同步模式的相應位置上包括至少一個同步模式。
14.如權利要求11至13任何一條所述的記錄載體，其特征在于所述產生的數據被安排在記錄載體上所記錄的一個會話期的導入部分和/或中間區域和/或導出部分。
15.如權利要求11至14任何一條所述的記錄載體，其特征在于所述附加產生的數據包括一種修改過的會話期指針。
16.如權利要求15所述的記錄載體，其特征在于所述修改過的會話期指針是一種遞歸會話期指針。
17.如權利要求15或16所述的記錄載體，其特征在于所述修改過的會話期指針被布置在第三會話期。
18.如權利要求11至17任何一條所述的記錄載體，其特征在于所述記錄載體是CD或DVD。
19.記錄載體訪問裝置，其特征在于它可切換或可預先編程以使不讀取待訪問的且預先設定類型的記錄載體上至少一個預先設定的部分。
20.用于寫入以異步信號存儲數據的記錄載體的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠將附加產生的數據寫入記錄載體的至少一個特定部分，以使可以訪問不同格式記錄載體的多種用途讀取裝置在訪問所述記錄載體時，判斷出所述記錄載體不可訪問。
21.如權利要求20所述的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠將模式寫入記錄載體的所述至少一個特定部分，以使當訪問存儲所述記錄載體中所述的至少一個特定部分時，對于讀取裝置存儲數據的時鐘再生不能被執行。
22.如權利要求20或21所述的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠將同步模式寫入規定用于同步模式的記錄載體外部區域的所述的至少一個特定部分上。
23.如權利要求20至22中任何一條所述的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠寫入一個修改過的會話期指針。
24.如權利要求23所述的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠寫入一個遞歸會話期指針。
25.如權利要求23或24所述的記錄載體寫入裝置，其特征在于能夠在第三會話期寫入所述修改過的會話期指針。
全文摘要
本發明公開了一種方法,即如何修改預先設定類型的存儲光盤上的物理數據流,以至于影響解碼過程,使可以訪問具有多個會話期記錄載體的多種用途讀取裝置被迷惑,這樣記錄載體被判斷為不可訪問,例如通過使之不可能發現正確的同步和時序,或通過定義一種遞歸會話期指針。這可以或者導致解碼過程中止,或者至少導致數據符號的錯誤解碼。
文檔編號G11B20/10GK1366671SQ01800876
公開日2002年8月28日 申請日期2001年3月8日 優先權日2000年4月7日
發明者A·溫特, S·波德哈斯基 申請人:索尼達德克奧地利股份公司