關于手機電視加密技術的專利分析

奚惠寧，趙梅芳，康丹丹

（國家知識產權局專利局 專利審查協作北京中心，北京 100190）

1 手機電視加密技術簡介

手機電視指利用手機等便攜式手持終端為設備，傳播視聽內容的一項技術或應用，由于手機具有用戶普及率高、攜帶方便、不受觀看環境限制等特性，手機電視業務在年輕人中有更廣泛的影響力。但手機電視是廣播式傳送，具有接收模塊的山寨手機也可以享用電視的服務，必須對收費內容進行保護，僅對付費用戶提供相關密鑰和采取相應措施，防止密鑰被無意或有意泄漏，從而避免非法用戶收看、收聽付費內容。

手機電視安全功能包含業務保護和內容保護。業務保護就是業務的訪問控制，即保護業務或電視節目只能被合法的用戶訪問，該功能不對該業務或電視節目所傳輸的內容提供任何保護。

內容保護即內容的版權保護，受保護的內容在傳輸中和發送后都將受到保護，如果沒有使用權限就不能訪問內容。權限可通過內容許可提供，不僅包括用來解密受保護內容的信息，還能指定內容可以如何、在何時及由誰使用。常用的內容保護技術主要有數字版權管理（Digital Rights Management，DRM）技術。DRM基于公鑰基礎設施（Public Key Infrastructure，PKI），通過內容加解密、授權管理、身份認證以及使用控制等機制實現內容保護的技術，防止內容被非法復制[1]。

與業務保護相關的技術有條件接收、基于智能卡（Smart Card）方式的業務保護和數字版權保護等。條件接收系統是指該系統使用授權密鑰對控制字加密形成授權控制信息，將其復用到傳送流當中。同時系統使用分配密鑰對授權密鑰加密形成授權管理信息，也復用到傳送流當中。分配密鑰通常固化在智能卡中，用戶可通過購買智能卡的方式獲得，這就避免了廣播方式的信道傳送被竊取。使用分配密鑰加密授權密鑰就實現了授權控制?；赟mart Card方式的業務保護是由3GPP的MBMS安全和3GPP2的BCMCS安全定義用戶業務的認證方式、密鑰分配和數據保護機制。數字版權保護既可以用于內容保護也可以用于業務保護。

2 手機電視加密技術專利布局情況

本次專利檢索范圍截止到2012年6月的手機電視專利以及專利申請，使用的數據庫來自國家知識產權局。

截至2012年5月1日，國家知識產權局公開的有關手機電視加密技術的專利文獻共484篇，下文將從手機電視加密技術的專利年度申請情況，手機電視加密技術的專利年度公布情況、手機電視加密技術的專利技術分布情況，手機電視加密技術專利主要申請人申請量分布情況幾個角度進行分析。

2.1 年度分析

2.1.1 申請量年度分布情況

圖1為手機電視加密技術專利申請量年度分布情況（CNTXT數據庫），可以看出國內2004年開始有手機電視加密技術研發活動，但沒有迅速取得重大突破，2005年手機電視保密技術快速增長，當年申請量達到27件，2006年申請量達到68件，是2005年的2.52倍，加密技術的研發進入迅速發展時期，2007年申請的專利達到104件，2008年申請的專利達到122件，手機電視的加密技術進入研究高峰期，2009年申請量為99件，申請量有所下降，2010，2011年申請的專利從提出申請到公布通常1年半的滯后期，因此相當數量的專利沒有公布，年度數據還沒有統計完全。

2.1.2 公布量年度分布情況

圖2為手機電視專利申請年度公布情況（CNTXT庫），由圖2可見，2007年公開了57件，2008年公開了74件專利，2009年公開的專利達到198件，處于手機電視加密技術研發的鼎盛時期，2010和2011年公布情況趨于穩定，分別達到104和109件，相信2012年公布的數量也會保持相應的數量，以上情況表明，手機電視加密技術的申請量及公布量在近年出現了穩定趨勢。

2.2 技術領域分析

2.2.1 IPC大類統計分析

圖3為手機電視加密技術專利的技術分布情況，分類依據是IPC分類號的大類，從圖3可看出手機電視加密技術分類的技術領域非常多，其中：H04N圖像通信的占244件，占總量50.41%；涉及H04W無線通信網絡123件，占總量25.41%；H04L數字信息的傳輸，168件，占總量34.71%；H04H廣播通信91件，占總量18.80%；H04M電話通信68件，占總量14.05%；H04Q涉及選擇100件，占總量20.66%；G06F電數字數據處理25件，占總量5.16%；G06Q專門適用于行政、商業、金融、管理、監督或預測目的的數據處理系統或方法14件，占總量2.89%。

2.2.2 主要申請人在IPC大類統計分析

手機電視加密技術專利的主要申請人有中興、華為、中國移動通信集團公司、中國移動通信有限公司。圖4可看出，H04N,H04L,H04W,H04H成為熱點研究方向，中興和中國移動通信集團申請的專利涉及的分類號較多，中興申請的有關手機電視加密技術的專利數量最多，其中圖像通信領域H04N的有116件、無線通信網絡H04W的78件、數字信息的傳輸H04L的有73件、廣播通信H04H的38件、電話通信H04M的20件。華為申請的有關手機電視加密技術的專利主要分布在H04L,H04N,H04W,H04M，其中數字信息的傳輸H04L的有30件、圖像通信領域H04N的有18件、無線通信網絡H04W的15件、電話通信H04M的7件。中國移動通信集團申請的有關手機電視加密技術的專利主要分布在H04N,H04L,H04W,其中圖像通信領域H04N的有45件、無線通信網絡H04W的28件、數字信息的傳輸H04L的有17件、廣播通信H04H的4件、電話通信H04M的3件。

2.3 申請人分析

2.3.1 主要申請人申請量分布情況

截止到2012年5月，涉及手機電視加密技術的申請人達到106個，集中在移動通信基礎設備制造商、移動通信終端制造商，移動通信運營商。其中，中興通訊股份有限公司申請量最多，為139件，中國移動通信集團申請量38件。華為技術有限公司，申請量為33件，宇龍計算機通信科技（深圳）有限、深圳清華大學研究院、上海擎龍通信技術有限公司分別有4件專利，上海貝爾阿爾卡特股份有限公司5件。

2.3.2 主要申請人申請量年度分布情況

圖5為手機電視加密技術專利主要申請人申請量年度分布情況，從圖6可以看出，在2004年第一件有關手機電視加密技術的專利申請由中興通訊股份有限公司提出，2005—2008年期間中興通訊股份有限公司專利申請增長很快，2007—2010年的專利申請遠遠超過華為、中國移動通信集團公司，在2008年申請達到35件，2009和2010年趨于穩定。華為技術有限公司2005—2006年申請的專利與中興通訊股份有限公司數量接近，2007年后中國移動通信集團公司專利申請增加，在2009年達到13件。中國移動通信有限公司在2010年開始申請手機電視加密技術的專利，有4件申請，相信今后還會持續增加申請數量。

3 主要申請人的熱點研究

深圳清華大學研究院主要研究無線數字電視加密通信，提出“基于手機電視安全模塊的無線數字電視加密通信系統和工作方法”的專利（CN101102462），采用的技術方案是用戶請求的媒體內容數據在前端加密封裝，授權認證信息數據通過傳輸網絡發送到用戶終端，用戶終端通過授權認證信息數據解密還原媒體內容數據，還原的媒體內容數據在用戶終端播放。

華為技術有限公司針對密鑰方面申請了專利“手機電視業務保護方法、系統、手機電視服務器及終端”（CN101166259），其中的手機電視服務器通過數字廣播網絡的廣播通道下發廣播內容和用于加密廣播內容的內容密鑰，通過移動網絡的點對點通道下發用于加密內容密鑰的業務密鑰。在盡量降低終端負擔的情況下提高業務質量，提高了業務開展的靈活性。

針對不同地域的特殊需求，華為技術有限公司還申請了專利“無線通信系統中廣播多播區域管理的實現方法”（CN101166311），其中網絡側實體根據配置的廣播區域信息對用戶的請求消息進行區域鑒權來支持廣播節目基于位置區域進行管理，從而實現了針對地域的鑒權和管理。

上海貝爾阿爾卡特股份有限公司針對加密引入“控制字”，在2006年申請了專利“用于提供可在通信網絡中播放的音/視頻信號的方法及裝置”（CN101193308），將控制字發送至通信網絡中的安全控制裝置進行加密，并將經加密的控制字與經控制字加擾的音/視頻信號進行復用，然后發送給通信網絡中的移動終端。

中興通訊股份有限公司對密鑰的更新時間進行了研究，在2008年申請的專利“手機電視業務密鑰分發的方法及系統”（CN101262335）中，根據待更新業務密鑰的用戶數計算出每個月密鑰開始更新時間，將開始業務密鑰通知下發的時間確定在預設區間內。減少密鑰下發后用戶退定操作對系統的影響，保證跨月節目不中斷，避免了密鑰同時集中下發對系統和網絡造成的沖擊。2009年申請的“手機電視鑒權方法、裝置及系統”（CN102111669），通過在用戶每次觀看收費節目時，在終端和運營商業務平臺計算當次的RES和SRES，在終端比對這兩個值來對請求播放手機電視的用戶終端進行鑒權，提高了手機電視播放的安全性，避免了一人付費多人使用的情況。

中興通訊股份有限公司的專利“一種傳遞權利管理消息與權利控制消息的方法”（CN101076143）公開了采用異步方式接收和傳遞EMM與ECM，并調用SOCKET啟動回調函數處理EMM流和ECM流。以解決現有DVB-H（數字電視廣播手持設備）系統EMM（權利管理消息）和ECM（權利控制消息）的接收和使用過程中丟失很多正確有效解繞加密媒體流所需要的TEKs（傳輸加密密鑰）的問題。

中國移動通信集團公司的專利“業務退訂方法與系統、移動終端、卡及業務服務器”（CN101267590），業務服務器接收移動終端發送的業務退訂請求消息，生成并向移動終端返回包括無效的新業務密鑰的業務密鑰消息；業務服務器刪除移動終端用戶的業務訂購關系信息，將存儲的原有業務密鑰更新為無效的新業務密鑰?？梢杂行ё柚挂苿咏K端用戶在退訂手機電視業務后，仍然借助于原有的業務密鑰繼續使用運營商提供的手機電視業務。

4 小結

通過上述分析可以看出，目前在中國申請的以手機電視加密技術為主體的專利申請呈現出以下特征：

1）手機電視加密技術起步較晚，目前申請量不大，但隨著手機電視業務的迅猛發展，該技術日漸受到關注，相應的專利申請量增長迅速，尤其以各大電信設備廠商如中興、華為，他們對手機電視加密技術紛紛投入研究。華為是中國國內最大的電信網絡解決方案供應商，在手機電視業務上投資很大，加大了和電信運營商以及廣電企業的合作，中興通訊是國內綜合性通信制造業上市公司，中興通訊積極的和中國移動合作，進行手機電視業務的試驗[2]。

2）多種加密方式漸現，中廣傳播和中國移動合作的手機電視系統TD-CMMB正在實施中，手機電視/移動多媒體廣播業務的認證授權通過對節目流進行加密，然后向用戶發送解密密鑰的方式實現。中國移動手機電視/移動多媒體廣播業務平臺根據用戶IMSI（或IMPI）對用戶進行認證，在卡中和BSF模塊中分別生成相同的共享密鑰Ks，根據用戶的Ks再生成用戶密鑰[3]。從主要申請人的專利申請中可以看出各個專利申請人提出的專利都沒有局限在某個技術背景下，而是在加密技術所涉及的多個技術點上都進行相應的技術研發和專利申請，使得該領域的專利發展趨勢顯著，推動了手機電視加密技術廣闊的發展前景。

[1]李飛.手機電視業務DRM關鍵技術研究[D].上海交通大學，2009：16-17.

[2]朱敏.X公司手機電視市場拓展模式研究[D].上海交通大學，2008：22-32.

[3]何秋陽，孫雷.TD-CMMB手機電視認證授權體系研究[J].電視技術，2010，34（8）：54-56.