向影片盗版说不——AACS技术全面解析
技术空间
自从影音内容实现数字化的那天起，影片制造商就一直备受盗版的困扰。尽管保护知识产权的呼声一浪高过一浪，但雷声大雨点小的局面似乎一直没有改变。花费很大代价研发出来的DVD版权保护系统，最终却被一个只有几十KB的软件所破解。我们在感到叹息的同时不禁要质问：难道版权保护没有更好的技术？深受盗版侵害的行业的领头企业，已经联合起来开发了一种更加强大的版权保护技术——AACS。
CSS的尴尬
在了解AACS之前，我们有必要先回顾一下现有DVD等数字音像制品的版权保护技术，也就是AACS的前任——CSS的应用现状。CSS的英文全称是“Content Scrambing System”，意即“内容扰乱系统”，该技术的作用就如同它的名字一样，如果有人想强行复制光盘上的数据，新光盘上的内容就会经过加密系统被扰乱，用户播放时光盘内容无法真实还原，播放过程将被强行终止。从表面上看，CSS的设计似乎天衣无缝，但“千里之堤，溃于蚁穴”这句古训还是发生在它身上，CSS的致命缺陷很快就被破解天才发现了。CSS解密时居然没有对解密键进行暗号化处理！一旦解密键被别人获取，所有的加密就如同虚设一般，这也难怪破解它的程序DeCSS只有几十KB了。尽管后来出现了CSS 2等升级版本，但各种各样的问题还是迫使CSS不得不考虑退出历史的舞台，接班人正是AACS。
AACS的全称是“Advanced Access Content System”，意即“高级内容访问系统”。它是由全球IBM、Sony、Intel、Microsoft、Panasonic、TOSHIBA、迪斯尼和华纳等联合起来开发的一种版权保护技术，目前AACS已经确定了正式版本并开始授权工作，但该版本还未正式对外开放，它在官方网站公开的是比较全面的0.91版。
AACS会带来哪些好处？
1.保护机制先进，应用范围大大扩展
我们知道，CSS系统的应用范围狭小，一般只用在DVD-9、DVD-5等标准清晰度的影像资料上，而AACS不仅包含CSS所能支持的格式，还重点对两大高清晰影像——HD-DVD和蓝光提供了保护。事实上，AACS本身就是一个完整的加密系统，它拥有一整套用于内容加密的方法和技术，包含了加密、解密、密钥管理以及可更新的加密方法、可变的文件使用许可证书和许可规范等。对于文件内容，AACS使用了先进的AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）算法进行加密，为了进一步切断破解的渠道，AACS还使用了技术手段保护加密后的内容不会被非法轻易获得。
小知识：AES是美国国家标准协会（NIST）发布的高级加密算法，NIST是从全世界的各种方案中精心筛选出来的。AES最终使用了比利时Joan Daeman和Vincent Rijmen提交的Rijndael算法，该算法具有安全性强、性能优秀、灵活易用等优点。由于本身使用了非线性结构的S-boxes，Rijndael的安全性能优异，在抵御长时间的攻击时表现出了良好的防御性能，而内在的迭代结构也赋予了它防御未来攻击的潜能。
2.多管齐下，从源头一直保护到终端
源头自不必多说，无论什么样的保护系统，原始内容都是重点的保护对象。为了对内容实施有效的加密，光盘生产商需要得到许可机构的密钥和相关支持，而设备生产商要生产相关的产品，也必须获得许可机构的认可，拿到许可机构承认的两把公钥才行，非法设备的生产从源头上得以堵住。你可能会问，如果某台设备的密钥不幸被破解了，那该怎么办？这一点AACS也考虑到了，它将使用CRL（Contenet Revocation List，内容撤回清单）封杀这个被破解的密钥。也就是说，内容撤回清单将包含不受欢迎的黑名单，AACS可以把它包含到固件升级包中，如果你的播放设备不对固件进行升级，那么你只能享受“老片”了。
对于计算机上使用的播放软件，如果它的密钥被盗用，AACS组织也可以通过软件升级的方式解决，如果用户不升级软件，新的盘片就无法播放。到了AACS广泛应用之时，除非破解者能找到AACS的致命软肋，否则以后我们要观看盗版影片，就不像现在这样容易了。
3.面对危机不会束手无策
为了应对最坏局面的出现，这次AACS组织作好了最坏的打算，即使AACS的密钥算法被破解了，他们将在必要时采取破釜沉舟的做法，通过更换新的密钥算法让盗版者无机可乘。但必须指出的是，如此一来势必殃及大批无辜的用户，AACS也将为此付出高昂的代价。
AACS如何保护数字内容？
AACS体系包含了一整套完整的密钥管理机制，整个保护体系总共包含了4个实体：Content Owner（内容拥有者）、Licensed Replicator（合法复制者）、Licensed Player（合法播放者）和Licensing Entity（许可机构）。许可机构是整个体系的密钥管理者，负责颁发CRL和CC（Content Certificate，内容证书）。
1.光盘制造部分
许可机构将把深蓝色和红色密钥提供给光盘生产商，其中深蓝色密钥用来标记CRL，红色密钥则用来对内容进行加密。复制商对内容进行加密，然后从中提出CHT（Content Hash Table，内容散列表），这个CHT将被交给许可机构备案。包含有MK（Media Key，媒体密钥）的加密数据块被称为MKB（Media Key Block，媒体密钥块）。
2.光盘使用端
光盘使用端负责验证光盘的合法性。许可机构把浅蓝色和黄色两把公钥分配给影碟机制造商，这两把公钥将对内容散列表和内容撤回清单进行核实，黄色公钥还要负责核实内容证书，这个过程主要分为三个阶段。
第一阶段：混合生成新的MKB
光盘上的MKB数据块将对播放设备中的密钥信息进行核实，如果核实无误，光盘上的MKB就会与该设备的序列密钥混合生成新的MKB。这一过程如果失败，虽然新的MKB还会生成，但验证即告失败。
第二阶段：序列密钥验证阶段
这里还要涉及AACS中的一个技术名词——KCD（Key Conversion Data，密钥转换数据），其长度目前定为128位。在这一步，光盘的KCD信息将通过AES-G算法转换第一阶段得到的MKB，随后就进入序列密钥验证模块。验证程序会生成一个MK值，然后与第一阶段得到的MK值进行对比，如果两者无法匹配，就说明播放设备或光盘非法。
第三阶段：解密工作
成功完成上面两个阶段的工作后，播放设备就会读取相关信息进行解密。如果内容提供商还规定了光盘的使用方法，光盘播放时这些使用方法还将被核实，只有满足规定才能继续播放。
AACS存在的问题
“金无足赤，人无完人”，尽管AACS看起来很不错，但多年来版权领域的斗争总给人“道高一尺，魔鬼一丈”的感觉，更何况AACS自身还存在着一些缺陷，这些软肋有的在短期内还难以改变，有的则是出于兼容性的考虑被保存下来，以后会逐步被解决的。
1.最大的软肋：如何防止屏幕录制？
不管什么样的内容保护系统，它加密后的内容都要解码并显示在屏幕上。这样一来，盗版商就可以通过屏幕录制的手段获取影片内容，甚至在屏幕录制软件无法侵入影片之时，他们也可以使用摄像机把影片拍摄下来。虽说拍摄下来的影片在质量上同原来的影片有一定的差距，但在摄像技术越来越先进的今天，这种差距很有可能逐渐缩小。如何保护好屏幕上的内容不被窃取？这一难题恐怕不是依靠技术所能解决的。
2.输出支持：过渡时期要承担风险
模拟输出端口的弱点，除了传输质量有所损失外，没有任何保护措施也让输出的内容容易被窃取，只要拥有合适的设备，任何人都可以在模拟端截获输出的内容。虽然支持HDCP的HDMI接口可以解决这一问题，但由于涉及到各自的利益，在AACS是否兼容模拟接口这一问题上，AACS组织内部的意见也不一样。
以华纳电影为主的影片内容提供商，为了最大限度地保护他们的影片不被盗版，他们坚持AACS采取强硬手段，即使要对模拟信号进行支持，也要加入ICT（Image Constraint Token，影像抵制标志）功能。而以索尼和松下为主的日系企业却坚持保留模拟输出支持，在日本很多HDTV只有模拟接口，拥有量还不在少数，如果ICT必须强制执行，很多用户就不能观赏到高清晰光盘节目，如此一来高清播放机的普及就要受到影响了。
怎么办？面对利益上的冲突，最终双方还是各退一步达成了协议，规定允许日本等特例国家在2010年12月31日前不必加入ICT机能，而在2011年以后高清晰视频只能通过HDMI接口输出，2014年以后必须彻底放弃模拟接口。
写在最后
尽管AACS还存在着一些问题，但它的优秀性能还是吸引了下一代光存储的两大阵营。HD-DVD与蓝光均会使用AACS作为其版权保护系统，而蓝光还将采取更进一步的保护措施，其内容保护系统还可以附加“BD+”和“ROM Mark”两种新技术。ROM Mark技术将在光盘上加入水印标记，只有指定的设备才能生产相应的蓝光光盘，这一技术由飞利浦、松下和索尼公司（简称3C）共同授权，可以用来防止大规模盗版生产；BD+则用来负责监视蓝光光盘的数据流，防止它被未知的硬件（比如被破解的硬件或虚拟的硬件）所截取，该技术为可选项，受权人可以选择执行还是不执行。
人们经常用“猫捉老鼠”来形容盗版与反盗版的斗争，即使猫捉老鼠的本事再大，也有一些老鼠能躲过猫的追捕……AACS这只“猫”真能像它所形容的那么神气吗？一切还要看它的实际表现才能定论。在这里，我们衷心祝愿AACS一路走好。