Система защиты содержимого и интерфейс BD

Так как BD допускает запись цифровых передач HD, возможности защиты такого контента более важны, чем для обычных DVD, на который записывается только SD контент. Поэтому была принята новая система защиты содержимого (Улучшенная система доступа к содержимому записываемого тома диска Blu-ray), оптимизированная для записи цифровых передач MPEG-TS. 
 

Электронная защита

 
На рисунке показана система защиты контента во время записи содержимого цифрового вещания. Перед началом записи внутри цифрового вещательного сигнала обнаруживается информация о контроле копирования. Если согласно информации о контроле копирование допускается, то контент записывается на диск. Во время воспроизведения записанный контент декодируется и выдаётся с устройства, использующее технологию защиты содержимого, основанную на информации о контроле копирования.
 

 
В системе защиты содержимого BD принято шифрование AES (улучшенный стандарт) с длиной ключа 128 бит. Кроме того, для исключения незаконных устройств (обновляемость системы) и
для предотвращения незаконного копирования на диск записываются MKB (блок медиа-ключа) и ID (идентификатор), уникальный для каждого диска. У каждого рекордера (плеера) есть коды устройства, которые отличаются в зависимости от изготовителя или экземпляра. Ключ шифрования генерируется на основе кода устройства и MKB. Поэтому незаконные устройства можно исключить, обновляя информацию о MKB. Кроме того, предотвращается незаконное копирование при помощи уникального ID Диска.
 
В дополнение к такому высокозащищённому кодированию во время записи, благодаря технологии защиты, заложенной в интерфейс воспроизведения, можно предотвратить нелегальное копирование и распространение через Интернет. Перед воспроизведением содержимое защищается с помощью DTCP (защита содержимого цифровой передачи) для потока MPEG-TS и с помощью HDCP (защита широкополосного цифрового контента) для цифрового сигнала в основной полосе частот. Кроме того, к аналоговому сигналу изображения добавлены CGMS-A и сигнал контроля копирования Macrovision.
 

Твёрдое покрытие для открытого диска

 
BD намного более чувствителен к царапинам и отпечаткам пальцев по сравнению с DVD. Даже лёгкое воздействие вызывает увеличение коэффициента ошибок и/или потери управления сервомотором слежения. Во избежание таких проблем первое поколение BD-RE (ver1.02) защищалось с помощью картриджа. Открытый диск, однако, предпочтительнее, потому что уменьшаются размеры дисковода. Кроме того, отсутствие картриджа снижает себестоимость производства.
 
Для Blu-ray разработана технология твёрдого покрытия открытых дисков, преследующая главным образом цель защиты содержимого путём повышения сопротивляемости к царапинам и отпечаткам пальцев. Твёрдые покрытия уже применялись в DVD-RW. В качестве твёрдого материала использовалась световосстанавливаемая акриловая смола. Хотя она обеспечивает достаточное сопротивление царапинам, но в некоторых случаях BD требует более высокой твёрдости.
 
Кроме того, не рассматривалась проблема отпечатков пальцев. Для альтернативного твёрдого покрытия было исследовано множество различных материалов. В результате пришли к заключению, что коллоидная кремнийсодержащая световосстанавливаемая смола – самый многообещающий кандидат, в котором сочетаются сопротивление царапинам, оптические свойства и воспроизводимость. Структура диска теперь выглядит так:
 
Светопропускающий свет слой состоит из защитного слоя 98мкм толщиной и твёрдого покрытия толщиной 2мкм. Оба слоя могут быть нанесены, например, поочерёдным покрытием вращением. В этом случае в качестве защитного слоя может использоваться обычная световосстановимая смола без коллоидного кремния.
 
Для разработанного покрытия исследования зависимости увеличения джиттера при натирании поверхности стальной губкой показали более чем 300-кратное улучшение показателя по сравнению с покрытием для DVD-RW. Такое увеличение надёжности систем BD открывает большое разнообразие использования дисков (например, долгосрочное архивирование данных, использование для видеокамер и т.д.).
 
Очень важна проблема отпечатков пальцев. Можно случайно оставить свои отпечатки на чистом диске перед установкой его в рекордер (плеер). Обычно сигналы данных, записанных через отпечатки пальцев, содержат намного больше ошибок, чем данные с ROM диска, прочитанные так же через отпечатки пальцев. В этом кроется причина того, что сопротивляемость отпечаткам рассматривается как крайне важное свойство BD-RЕ или BD-R по сравнению с BD-ROM.
 
На этом фоне защита содержимого BD-RE требует, чтобы защитное покрытие уменьшило воздействие отпечатков пальцев. При оценке влияния отпечатка на уровень ошибок необходим заранее подготовленный реактив «искусственный отпечаток пальца» (AFP). AFP реактив – это взвесь, которая в основном состоит из триолеина (вязкое жирное масло) и неорганических частиц. Неорганические частицы симулируют нерастворимые компоненты и/или воски, входящие в реальный отпечаток пальца. Это также нужно для улучшения повторяемости теста AFP.
 
Процедура помещения относительно проста – сначала приготавливается реактив AFP путём смешивания триолеина, тестового порошка 1 #11 JIS и метоксипропанола (5/2/60 по весу). Затем на пластмассовую подложку (из поликарбоната) наносится методом покрытия вращением AFP реактив (1), далее к подложке прижимается цилиндрическая силиконовая резина (2) так, чтобы на торце её остался реактив AFP. Силиконовая резина предварительно должна быть загрунтована наждачной бумагой, как предписано в JIS K2246, до начала процедуры (1). Наконец, силиконовая резина прижимается к поверхности оцениваемого диска (3). В итоге BD-RE, обработанный AFP, готов (4):

 
Спецификация открытого BD-RE требует, чтобы количество ошибок Blu-ray диска было меньше 4.2 x 10-3 при измерении сигнала данных, записанных через AFP. Проигрываемость BD-RE и DVD, обработанных AFP, проверялась на коммерческих дисководах. BD с новым твёрдым покрытием показал хорошую сопротивляемость отпечаткам пальцев, которая одинакова или выше, чем у DVD. С точки зрения записи кинофильма такой диск допускает даже более грубое обращение.
 
Хотя здесь рассмотрена только “невосприимчивость к отпечаткам пальцев”, BD с твёрдым покрытием более живучи, чем DVD, также и с точки зрения “удаляемости отпечатка пальца”.
 
Напоследок отметим, что новое твёрдое покрытие защитного слоя имеет хорошие производственные качества и обеспечивает себестоимость, сопоставимую с записываемым DVD.