VideoCipher: История Системы Шифрования Спутникового и Кабельного ТВ

Введение

VideoCipher – это торговая марка аналогового оборудования для кодирования и декодирования кабельного и спутникового телевидения, разработанного главным образом для того, чтобы спутниковое оборудование для приёма телевизионного сигнала (TVRO) могло принимать только телевизионные программы по подписке. Вторая версия VideoCipher, VideoCipher II, была основной схемой шифрования, используемой крупными поставщиками кабельного телевидения для предотвращения несанкционированного приёма бесплатного эфирного телевидения владельцами TVRO. Она получила широкую известность из-за массового взлома её системы шифрования.

Технология видеошифрования

Videocipher был изобретен в 1983 году корпорацией Linkabit (позже приобретенной M/A COM в 1985 году, действовавшей как M/A COM Linkabit). В середине 1980-х годов M/A COM начала избавляться от подразделений, не относящихся к их основной продукции – компонентам и подсистемам радиочастотной и микроволновой техники. Подразделение Linkabit было приобретено General Instrument в 1987 году. На протяжении 1990-х годов Videocipher использовался RCTI и SCTV для шифрования некоторых иностранных программ (например, спортивных трансляций и фильмов) в соответствии с условиями прав на их показ, чтобы предотвратить несанкционированный доступ из-за рубежа и обеспечить доступ к программам только через сети RCTI и SCTV посредством частот UHF/VHF в Индонезии. Indovision также использовал Videocipher для шифрования своих каналов в качестве меры борьбы с пиратством в период с 1994 по 1997 год.

Видеошифровальщик I

Это была первая версия системы Videocipher, впервые продемонстрированная компанией Linkabit в 1983 году. Также известная как Videocipher IB, эта модификация Videocipher широко использовалась для передачи спортивного контента. CBS использовала эту систему с 1987 по середину 1990-х годов для шифрования своих передач для филиалов через спутники Telstar 301 и Telstar 302. В Канаде телесеть CTV также применяла эту технологию в своих сетевых потоках. В этой системе видео зашифровывалось путем перестановки строк видеоразвертки, при этом звук оставался незашифрованным. Система использовалась вплоть до начала 2000-х годов. Система Videocipher I (VCI) первоначально рассматривалась HBO для использования в 1980-х годах. HBO тщательно протестировала VCI, но в конечном итоге предпочла Videocipher II. Использование VCI потребовало бы наличия дешифраторов для домашних спутниковых абонентов. Из-за стоимости, связанной с VC1, поддержание VCI и дешифратора было признано слишком дорогим для потребительского использования. PBS в США использовала VideoCipher I для передачи сигналов своим филиалам через спутник в середине 80-х годов, чтобы воспользоваться возможностями высококачественного цифрового звука, предлагаемыми VCI. Это было востребовано для некоторых программ, которые PBS транслировала в ту эпоху, таких как классические концерты и другие музыкальные программы, часть которых одновременно транслировалась партнерскими общественными радиостанциями, используя тот же аудиопоток. В 1979 году PBS предприняла попытку передавать аудиопрограммы в цифровом формате своим филиалам с помощью системы DATE (Digital Audio for TElevision), которая использовала существующий аналоговый видео интервал обратного хода (VBI) для передачи цифрового звука. VCI предоставляла ту же функцию, освобождая VBI для других целей, таких как скрытые субтитры и телетекст, что сделало DATE устаревшей к середине 1980-х годов (однако DATE предлагала 4 аудиоканала, в отличие от 2-канального стерео VideoCipher I). Система скремблирования Leitch Viewguard, используемая для спутниковых передач, также применяла перестановку строк видеоразвертки, оставляя звук без изменений. ABC и Fox также использовали Viewguard в своих аналоговых сетевых потоках для своих филиалов незадолго до перехода на цифровое спутниковое вещание в 2005 году (для ABC) и 2004 году (для Fox).

This was the first version of the Videocipher system that was first demonstrated by Linkabit in 1983. Also known as Videocipher IB, this variation on Videocipher was commonly used by sports backhauls. CBS used this system from 1987 to the mid 1990s to encrypt its transmissions to affiliates on the Telstar 301 and Telstar 302 satellites. In Canada, the CTV television network also used this technology on its network feeds. With this system the video is scrambled by means of re ordering the video scan lines, while all audio remains in the clear. This system was in use as late as the early 2000s. Videocipher I (VCI) system was initially considered for use by HBO in the 1980s. HBO tested VCI extensively, but was ultimately rejected in favor of Videocipher II. HBO's use of VCI would have required descramblers for home satellite viewers. Due to costs involved with VC1, maintaining VCI a descrambler was determined to be too expensive for consumer use. PBS in the USA used VideoCipher I on its satellite feeds to its member stations in the mid 80s to take advantage of the high fidelity digital audio capability offered by VCI. This was desirable for some of the programming PBS would air in that era, such as classical concerts and other musical programming, some of which were simulcast by partnering public radio stations using the same audio feed. PBS had attempted in 1979 to send its program audio digitally to its member stations using a system called DATE (Digital Audio for TElevision), which used the existing analog video's vertical blanking interval (VBI) to send digital audio. VCI provided this same feature while freeing up the VBI for other purposes like closed captioning and teletext, making DATE obsolete by the mid 1980s (however, DATE did offer 4 channels of audio as opposed to VideoCipher I's 2 channel stereo). The Leitch Viewguard scrambling system used for satellite feeds as well used the same video line re ordering as well, while also leaving the audio intact. ABC and Fox used Viewguard as well on their analog network feeds to their affiliate stations shortly before switching to digital satellite distribution in 2005 (for ABC) and 2004 (for Fox).

Видеошифровальщик II

Videocipher II была первой потребительской системой кодирования TVRO. HBO и Cinemax, располагавшие транспондерами на Satcom 3R и Galaxy 1, начали кодировать свои эфиры для западного побережья с помощью Videocipher II по 12 часов в день в начале 1985 года, а затем сделали то же самое для восточного побережья к августу. Обе сети перешли на круглосуточное кодирование 15 января 1986 года, что во многих современных новостных репортажах называлось "Днём S". В течение двух лет кодирование с помощью Videocipher II использовалось большинством крупных поставщиков программ кабельного телевидения. Однако недостатки в системе безопасности позволили некоторым взламывать кодирование, модифицируя потребительский декодер для бесплатного просмотра программ. Начиная с 1991 года, поставщики программ начали постепенно отказываться от системы VCII в пользу более безопасной системы Videocipher II Plus (RS). Система была полностью выведена из эксплуатации в 1993 году. Первоначально продавалась как отдельный декодер, состоящий из полностью электронного декодера и модуля декодирования, после чего другие производители спутниковых систем стали оснащать свои приемники модулем декодирования GI. Эта система VCII цифровым способом кодирует стереозвук с использованием схемы шифрования DES и кодирует видео, инвертируя полярность видео и перемещая цветовую информацию на нестандартную частоту. Важно отметить, что конструкция Videocipher II Plus не изменила схему кодирования видео (улучшено было только аудиокодирование). Таким образом, декодер Videocipher II по-прежнему способен декодировать видеочасть потока, закодированного Videocipher II Plus. В конце 80-х и начале 90-х пиратские модули VideoCipher II начали получать постоянные меры электронного противодействия (ECM). В начале 90-х годов поставщики программ увеличили частоту смены ключей DES верхнего уровня с ежемесячной до почти ежедневной. Компании (такие как Magna Systems) начали предлагать услуги, позволяющие пользователям продолжать получать ключи по факсу, а также электронные модификации/дополнительные платы, такие как модемы "VMS". Эти модемные модули подключались к системе электронных досок объявлений и автоматически загружали необходимые ключи для просмотра всех доступных программ. В конечном итоге (около 1992 года) HBO полностью отказалась от потока данных VideoCipher II в пользу более безопасного потока данных VideoCipher II Plus (RS); другие поставщики программ последовали её примеру. Модуль VideoCipher II больше не представлял ценности, если зритель не хотел смотреть программы для взрослых без звука. В то время большинство местных кабельных операторов не передавали зашифрованный звук своим абонентам. Поэтому некоторые зрители, у которых были и кабельное, и спутниковое телевидение, нашли способ объединить звук и видео. Зрители могли получать звук с кабельной линии, а видео со спутника с помощью своего VideoCipher II и передавать их на видеомагнитофоны и телевизоры. Благодаря продвинутому потоку данных VideoCipher II Plus, видео могло "мерцать" или отображаться с помехами на старом модуле VideoCipher II (модули с новым "пиратским чипом" были менее подвержены этой проблеме). VideoCipher II подпадала под ограничения ITAR на экспорт криптографии из Соединенных Штатов из-за использования DES, но в 1992 году в Американский список вооружений было добавлено исключение для потребительских декодеров.

Videocipher II was the first consumer TVRO scrambling system. HBO and Cinemax, which had transponders on Satcom 3R and Galaxy 1, began encrypting their west coast feeds services with Videocipher II 12 hours a day early in 1985, then did the same with their east coast feeds by August. The two networks began scrambling full time on January 15, 1986, which in many contemporary news reports was called "S Day". Within two years, encryption through Videocipher II was used by a majority of major cable television programmers. However, lapses in its security enabled some pirate decryption, modifying a consumer descrambler to receive free programming. Beginning in 1991, programmers began to phase out the VCII system in favor of the more secure Videocipher II Plus (RS) system. The system was fully phased out in 1993. Originally sold as a stand alone decoder box that consisted of a fully electronic decoder and descrambler module, other satellite system manufacturers began to make their receivers with the GI descrambler module installed. This VCII system digitally encrypts stereo audio using the DES encryption scheme and scrambles video by inverting the video polarity and moving color information to a nonstandard area frequency. It is noteworthy that the Videocipher II Plus design did not alter the video scrambling scheme (only the audio encryption was improved). As such, a Videocipher II decoder is still capable of decoding the video portion of a Videocipher II Plus encrypted stream. In the late eighties and early nineties, VideoCipher II modules that had been pirated, began to receive constant Electronic Counter Measures (ECM). In the early nineties, programmers increased the frequency of the top tier DES keys from monthly to near daily. Companies (such as Magna Systems) began offering services whereby users could continue to receive keys via fax electronic modifications/add on boards such as "VMS" modems. These add on modem modules would dial into a bulletin board system and automatically download the required keys to view all available programming. Eventually (about 1992), HBO completely left the VideoCipher II datastream in favor of the more secure VideoCipher II Plus (RS) datastream; other programmers followed suit. Having a VideoCipher II module was no longer worth anything unless the viewer wanted to watch adult programming without audio. At the time, most local cable providers did not pass the encrypted audio to subscribers. As such, some viewers who had both cable and satellite found a way to marry audio and video. Viewers found a way to get audio from a cable line and video from satellite with their VideoCipher II and push both to their VCRs and TVs. Due to the advanced VideoCipher II Plus datastream, video could appear to "flicker" or struggle on an old VideoCipher II module (modules with a newer "pirate chip" installed, tended to be less prone to this issue). VideoCipher II was subject to ITAR restrictions on export of cryptography from the United States because of its use of DES, but an exception for consumer descramblers was added to the US Munitions List in 1992.

Видеошифровая система II+/RS

В 1992 году, после нескольких лет утечек информации, связанных с системой Videocipher II, компания General Instruments представила модуль дешифрования Videocipher II Plus. В 1993 году вещание некоторых программ VCII было прекращено, особенно премиальных киноканалов и каналов с оплатой за просмотр. На некоторое время многие сети, такие как SportsChannel America, продолжали вещание в потоке VC II. Videocipher II+ представляла собой систему безопасности более высокого уровня с двумя вариантами исполнения. Система Videocipher RS (RS расшифровывается как Renewable Security – возобновляемая безопасность) является системой Videocipher II Plus с разъемом на задней панели модуля дешифрования, в который можно было вставить карту для обновления безопасности в случае компрометации системы VCII Plus.

Технологическое устаревание

General Instrument прекратила производство модулей VC II+ RS в 1998 году, отдав предпочтение своей системе DigiCipher. В течение следующих десяти лет вещательные компании перешли на цифровую передачу и отключили аналоговые каналы. В октябре 2008 года Motorola (приобретшая General Instruments в январе 2000 года) объявила, что ее авторизационный центр прекратит авторизацию новых декодеров после 31 декабря 2008 года, а существующие аналоговые каналы Videocipher полностью перейдут на цифровую передачу после этой даты. The Weather Channel, последняя крупная телевизионная сеть, использовавшая систему VideoCipher II, прекратила трансляцию аналогового сигнала на транспондере AMC 11, транспондер 13, 26 июня 2014 года, что фактически положило конец эпохе Videocipher.

Наследие

В течение нескольких лет, последовавших за переходом от кодирования сигнала VC II к VCII+, DirecTV начал принимать многих бывших подписчиков C-диапазона, использовавших VideoCipher, а также пользователей, нелегально принимавших сигнал. Многие, кто был вовлечен в предоставление нелегального программирования VideoCipher II, перешли к взлому и обеспечению пользователям нелегального доступа к (на тот момент) новой цифровой спутниковой платной службе MPEG 2, основанной на технологии RCA.