Защита от копирования

Покупатель музыкального компакт-диска или фильма на DVD автоматически заключает договор с издателем: слушать музыку и смотреть видео он обязуется только в домашней обстановке и со своими домочадцами. Проблема защиты от несанкционированного копирования сопровождает звукозапись еще со времен безраздельного торжества аналога, когда о цифре еще и не думали. Если на «яблоке» грампластинок советского производства не было предупреждающей надписи, что все права защищены (то есть запрещено публичное воспроизведение, в том числе и на радио, и использование в театре и кино), то на пластинках из стан народной демократии, не говоря уж о дисках китов грамзаписи (EMI, BMG, Universal и так далее), подобный текст присутствовал всегда. Естественно, что после появления бытового видео еще на VHS-кассетах все положения по защите авторских прав распространились и на него.

Меню начальных установок в проигрывателе для шины i.LINK активизируется только при подключении к усилителю или ресиверу, для которого подобное подключение разрешено

Универсальный DVD-проигрыватель DV-868Ai-S позволяет передавать по шине i.LINK сигналы в цифровой форме при воспроизведении DVD-Audio и SACD

Модули с цифровыми выходами HDMI для апгрейда DVD-проигрывателей выпускают уже многие производители дорогой аппаратуры

Копирование аналогового звука было бедой для фирм грамзаписи, но не катастрофой. Магнитная запись-копия фонограммы, сделанная с использованием даже профессионального проигрывателя, всегда была хуже оригинала на магнитной ленте-мастере, с которого записывалась пластинка. Масштабные проблемы обозначились после создания компакт-диска и появления затем записываемых CD. Положение для владельцев авторских прав осложнялось еще и тем, что в силу своей универсальности музыкальный CD мог быть прочитан не только на специальном проигрывателе, но и на любом персональном компьютере. Причем не просто воспроизведен, но и скопирован с точностью до последнего бита. Таким образом, любой мог получить копию практически равную по качеству оригиналу. Заметим, что цифровые выходы S/PDIF на бытовых CD-проигрывателях появились лишь в конце 80-х годов, то есть восемь лет спустя после начала продаж самих дисков. Изобретатели формата, Sony и Philips, закладывали возможность цифрового интерфейса для передачи записи еще при его разработке, но решились ее популяризировать только в преддверии создания DVD, хотя тогда его так еще никто не называл.
   Поставить проблему копирования под контроль должно было появление бытовых MD- и CD-рекордеров, в которых сразу была реализована система защиты от копирования. Она достаточно демократична: вы можете сделать одну копию для себя с максимальным (бит в бит в случае CD, поскольку MD — это запись со сжатием) приближением к оригиналу. Но записать с нее еще одну равную оригиналу копию уже не получится. CD-рекордер с одним приводом откажется делать это наотрез, а CD-двухкарманник предложит копирование через аналог, то есть с двойным преобразованием сигнала. Кроме того, для записи на бытовых CD-рекордерах требуются специальные диски с пометкой «только для музыки», стоимость которых из-за заложенных в нее отчислений обладателям прав на музыкальные произведения значительно выше чистых компьютерных болванок. Более сложные правила аппаратно соблюдаются в различных комбинированных записывающих устройствах, содержащих жесткий диск. Обычно для музыкальных устройств любая запись, хранящаяся на жестком диске, будь то РСМ или МР3-файл, воспроизводится через аналоговый выход, а с компакт-диска — через любой, в том числе и цифровой. На жесткий диск, встроенный в CD-рекордер, можно скопировать любые компакт-диски. Если же попытаться записать содержимое винчестера на CD, и среди выбранных треков окажется фрагмент, не подлежащий последующему цифровому копированию (то есть большее число раз, чем допускается DRM), то перезапись будет выполнена напрямую, бит в бит, без аналоговых преобразований, но при этом трек на жестком будет удален. Допуская такой режим, создатели комбинированных CD-рекордеров предлагают пользователю примирить свои интересы с авторскими правами — ведь цифровая копия останется в единственном экземпляре.
   Понимая слабость своей позиции, разработчики бытовых рекордеров часто используют дружественный подход к проблеме защиты интеллектуальной собственности. Если при подготовке к дубляжу CD-рекордер с двумя лотками обнаруживает на исходном диске фрагменты, цифровая запись которых запрещена правилами SCMS, он выводит на дисплей предупреждающее пользователя сообщение о невозможности прямого копирования. Если же владелец настаивает на дубляже, рекордер вроде бы подчиняется: запретные треки будут автоматически перезаписаны, но через двойное ЦАП/АЦП-преобразование. Иначе говоря, копирование происходит принудительно через аналоговые входы, но закон при этом не нарушается. Остальные же треки будут автоматически копироваться в цифре.
   Одно из последних решений — выпуск программного обеспечения MediaMax CD3, предназначенного для защиты звуковых CD от копирования при помощи компьютера. То есть такой диск на компьютере или вообще не воспроизводится, или, если компьютер имеет соответствующее программное обеспечение, воспроизводится только в аналоговом виде. Однако всегда найдутся головастые умельцы — и вот уже представители компании Arista (входит в группу BMG), выпускающей подобные компакт-диски с защитой, заявляют, что рассматривают MediaMax CD3 лишь как средство предотвращения массового копирования. Основные же силы направлены на видео и новые звуковые форматы SACD и DVD-Audio. Заметим, что когда члены DVD-форума еще только обсуждали звуковой формат DVD-Audio, то первым пунктом требований, предъявляемых к новому формату, была именно защита от копирования, а качество звука располагалось в начале второй десятки списка из четырнадцати пунктов. До последнего времени эти звуковые форматы вообще не выходили за пределы проигрывателя. Первой решилась на подобное фирма Pioneer, выпустив несколько моделей универсальных DVD-проигрывателей, AV-ресиверов и AV-усилителей с интерфейсом i.LINK: VSA-AX10i-S, VSA-AX5i-S, DV-868Ai-S, DV-757Ai. Передача цифрового потока от проигрывателя к преобразователю в усилителе возможна только после идентификации подключенного устройства как разрешенного.
   Когда говорят о защите от копирования бытового видео, то сразу вспоминают о системе Macrovision. Корпорация Macrovision — один из лидеров на рынке электронного лицензирования, защиты от копирования и управления цифровыми правами (DRM), стала широко известна после появления DVD. Система ее имени используется для защиты от копирования содержимого DVD на аналоговый VHS-видеомагнитофон. Заметим, что здесь речь идет о запрете копирования аналогового сигнала: цифровой поток видеосигнала вообще не выходит за пределы современных DVD-проигрывателей. Принцип работы этой системы основан на различии временных характеристик систем синхронизации (а точнее — выделения кадрового синхроимпульса) в телевизорах и видеомагнитофонах. При включении системы защиты амплитуда импульса начинает периодически меняться. Эти изменения телевизор игнорирует, а для видеомагнитофона они губительны: синхронизация срывается, и запись происходит с помехами, смотреть видео с которыми просто невозможно.
   Разработчики прекрасно понимают преимущества цифрового копирования, но защита прав превыше всего. Цифровое видео на собственный DVD можно записать со своей видеокамеры через вход DVI. Показывая, что все равны перед законом, разработчики позаботились уже о защите ваших прав, сделав невозможным копирование с собственного DVD. Если нужна еще одна копия для подарка друзьям, то ее придется делать опять с видеокамеры. В появившихся комбинированных DVD-рекордерах со встроенным жестким диском не только цифровое, но аналоговое копирование фирменных DVD на жесткий диск невозможно. С другой стороны, все, что содержит жесткий диск (записи телепрограмм, собственные видео), можно скопировать на DVD.
    Передача сигналов в цифровом виде обещает получить беспрецедентное качество изображения и звука. Во-первых, в этом случае итоговое цифроаналоговое преобразование будет производиться непосредственно перед выводом информации (на экран или акустику). Во-вторых, исчезают потери и помехи, присущие аналоговой линии связи. В-третьих, исключаются лишние ЦАП/АЦП-преобразования, которые необходимы при дополнительной цифровой обработке и коррекции сигнала.
   Отвечая на растущие запросы голливудских компаний по защите их видеопродукции для домашнего потребления, Intel совместно с Silicon Image разработали стандарт HDCP. Основная цель разработки HDCP — защита от копирования контента, передаваемого по шине DVI. Большинство голливудских компаний одобрило его также для спутниковых и кабельных каналов телевидения. По замыслу, шина DVI — это соединение между двумя устройствами: одним источником (как правило, это источник видео) и одним приемником, в качестве которого выступает какое-либо цифровое устройство отображения с матричным формированием изображения (плазменные и ЖК-панели, видеопроекторы). Протокол HDCP осуществляет свою функцию защиты подключения двух устройств по следующей процедуре. Сначала источник (передатчик) запрашивает у преемника идентификацию и производит обмен ключей (процедура AKE). При этом он подтверждает, что приемник имеет разрешение на прием сигнала в цифровой форме и обменивается «цифровыми» подписями или ключами, которые запоминаются и приемником, и передатчиком. И только после этого становится возможной передача данных. Чтобы исключить несанкционированное использование данных с этой шины (путем подключения еще одного приемника), данные передаются в закодированном виде и могут быть раскодированы только авторизованным приемником. Именно для этого при идентификации происходит обмен ключами. Перед передачей кодируется каждый пиксель изображения. При подключении неавторизованного дисплея такой сигнал воспроизводится как случайный шум. Это похоже на то, что можно увидеть на экране старого телевизора при отключении антенны. Но и это можно увидеть лишь в течение нескольких секунд. В качестве дополнительной меры защиты передатчик запрашивает у приемника подтверждения идентификации каждые две секунды (для стандарта NTSC через каждые 128 кадров). Если он не получает подтверждения, то передача данных прекращается. Если это произошло просто из-за плохого соединения разъемов, то после восстановления контакта возобновляется и передача. И наконец, как последняя мера: HDCP позволяет отозвать авторизацию у преемника. Это возможно в случае подключения, скажем мягко, нестандартного оборудования.
   Шина DVI с использованием HDCP или без него предназначена для передачи только сигналов RGB и синхронизации. Для передачи всех сигналов (изображения и звука) в цифровом виде между бытовыми AV-компонентами домашнего театра был разработан интерфейс HDMI. О его особенностях мы уже писали (см. «Цифровой коннект» в «Стерео и видео» за июнь 2003 года) и отметим лишь, что он, являясь развитием DVI, позволяет передавать данные со скоростью до 5 Гбит/с и использует аналогичную систему защиты от копирования.