Brevet FR2855689A1 — publié le 20041203

Module de contrôle d'accès à clé de débrouillage securisée La présente invention concerne un module de contrôle d'accès à clé de débrouillage securisée. Le domaine de l'invention est celui des services à accès restreint que 5 I'on peut obtenir par un quelconque réseau de communication, notamment un réseau câblé ou un réseau hertzien. L'accès est restreint en ce sens qu'il est subordonné à la fourniture d'un code secret qui est généralement obtenu lors de la souscription d'un abonnement permettant de bénéficier de ces services. A titre d'exemple, un décodeur numérique de télévision à péage permet 10 de débrouiller au moyen d'un code secret de débrouillage une séquence vidéo qui a été brouillée avant d'être diffusée sur le réseau. Un tel décodeur comporte essentiellement un module de réception et un module de contrôle d'accès. Le module de réception comprend des moyens pour démoduler le signal reçu du réseau afin de le transmettre au module de contrôle 15 d'accès, ce signal démodulé étant ici la séquence vidéo brouillée. Il comprend d'autre part des moyens pour recevoir du module de contrôle d'accès la séquence vidéo débrouillée afin de la décoder pour fournir un signal approprié à un poste de télévision. La fonction du module de contrôle d'accès est donc de débrouiller la 20 séquence vidéo diffusée sur le réseau. Ce module comprend un organe de débrouillage prévu pour réaliser ce débrouillage au moyen d'une clé de débrouillage. Il comprend de plus un organe de mémorisation pour mémoriser cette clé qui doit rester confidentielle. Ces deux organes qui figurent sur deux composants distincts sont reliés par une simple liaison qui n'est pas protégée. En 25 effet, très couramment l'organe de mémorisation figure sur une carte à puce délivrée lors de l'abonnement aux services concernés. Il est assez facile d'espionner les données qui transitent sur cette simple liaison afin de récupérer la clé de débrouillage. De même, il est relativement aisé de remplacer la carte à puce par un équipement permettant d'émuler son 30 fonctionnement, de sorte que le module de contrôle d'accès puisse débrouiller la séquence diffusée sur le réseau. Cette situation va à l'encontre des intérêts du prestataire qui fournit les services à accès restreint. Un premier objet de la présente invention est ainsi de renforcer la 35 protection des informations confidentielles enregistrées dans l'organe de mémorisation. Selon l'invention, le module de contrôle d'accès comporte d'une part une unité de commande pourvue d'un organe de débrouillage fonctionnant au moyen d'une clé de débrouillage et un organe de mémorisation pour mémoriser cette clé 5 de débrouillage; de plus, les organes de débrouillage et de mémorisation sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de transmission au sein d'un circuit intégré de contrôle. Avantageusement, le circuit de contrôle comprend des moyens de sécurisation pour sécuriser ce bus de transmission. Eventuellement, les moyens de sécurisation incorporent des moyens de chiffrement. Les services à accès restreint mentionnés ci-dessus font souvent l'objet d'une facturation forfaitaire. Cependant, certains services individualisés sont facturés à l'unité. On pense par exemple au système connu sous la 15 dénomination anglaise " Pay Per View " qui permet de visionner un film déterminé sous réserve du paiement préalable d'un montant stipulé. L'accès au service individualisé est donc doublement restreint, d'une part en distribuant sélectivement la clé de débrouillage et d'autre part en vérifiant que le montant stipulé a bien été acquitté. Un deuxième objet de la présente invention est donc de faciliter la gestion de cette double restriction. Selon l'invention, le circuit de contrôle est de plus muni d'une connexion de transfert prévue pour le transfert d'informations avec une unité de transfert via une interface de transfert. Ainsi, le paiement peut être contrôlé en employant cette unité de transfert. De préférence, cette interface de transfert figurant dans le circuit de contrôle, celui-ci comporte de plus un bus de transfert pour raccorder l'interface de transfert à l'unité de commande. En outre, le circuit de contrôle comprend des moyens de sécurisation pour sécuriser ce bus de transfert. Eventuellement, ces moyens de sécurisation incorporent des moyens de chiffrement. Suivant un mode de réalisation privilégié, le module de contrôle d'accès 35 comprend de plus, reliée à cette interface de transfert, une unité de transfert. Cette unité de transfert sera souvent un connecteur de carte à puce. Ainsi, le connecteur, qui selon l'état de l'art était utilisé pour la fourniture de la clé de débrouillage, peut être ici employé comme terminal de paiement. Il serait en effet très encombrant et fort mal commode de disposer deux connecteurs de carte dans un seul module. Il y aurait même un risque non 5 négligeable que l'usager du service, confondant les deux contrôles d'accès, introduise la carte comportant la clé de débrouillage dans le connecteur prévu pour le paiement et vice- versa. La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif 10 en se référant à l'unique figure annexée qui représente un schéma d'un décodeur numérique apte à la mise en oeuvre de l'invention. L'invention est exposée en relation avec un réseau de diffusion vidéo numérique auquel est associé un système à accès restreint. Ainsi, préalablement à sa diffusion sur le réseau, une séquence vidéo fait l'objet d'un brouillage qui a 15 pour effet de rendre inintelligible les images, le son et éventuellement les données qu'elle comporte. De plus, des messages d'accès conditionnel qui comportent les paramètres nécessaires au débrouillage sont transmis avec la séquence vidéo brouillée. A titre d'exemple, deux types de message d'accès conditionnel sont 20 utilisés, un message de commande et un message d'exploitation qui sont tous deux générés à partir de trois données, à savoir un mot de contrôle, une clé de service (qui peut être commune à plusieurs utilisateurs) et une clé d'utilisateur (qui est spécifique à un utilisateur déterminé). Le message de commande est une fonction cryptée du mot de contrôle 25 au moyen de la clé de service tandis que le message d'exploitation est une fonction cryptée de la clé de service au moyen de la clé d'utilisateur. A la réception, la clé de service est obtenue en décryptant le message d'exploitation au moyen de la clé d'utilisateur enregistrée dans une carte à puce. Cette clé de service est ensuite employée pour décrypter le message de 30 commande afin de récupérer le mot de contrôle. C'est ce mot de contrôle qui permet d'initialiser le débrouillage de la séquence vidéo brouillée. Il apparaît ainsi que la clé d'utilisateur est la clé de débrouillage, clé unique sans laquelle le débrouillage est impossible. Les messages de commande et d'exploitation sont périodiquement 35 diffusés sur le réseau. On envisage donc ici un réseau hertzien bien que l'invention puisse s'appliquer à tout type de réseau. Plus spécifiquement, on se place dans le cadre du projet européen " DVB " (pour l'expression anglaise " Digital Video Broadcasting "). Dans ce cadre, en référence à la figure, c'est un décodeur numérique qui assure la réception de la séquence vidéo brouillée et en réalise le débrouillage. Ce décodeur comporte essentiellement un module de réception RD et un module de contrôle d'accès AC interconnectés par l'intermédiaire d'une interface commune Cl (" Common Interface " en anglais, dans le projet européen 10 " DVB "). On remarquera ici que l'invention s'appliquerait aussi si le module de réception et le module de contrôle d'accès n'étaient pas délimités par cette interface commune qui a été développée pour faciliter l'interchangeabilité de ce dernier module. Le module de réception RD comprend un syntoniseur TU pour ramener 15 la porteuse reçue sur l'antenne IN en bande de base. Il comprend ensuite un démodulateur qui démodule le signal en bande de base, restituant ainsi la séquence vidéo brouillée SS qu'il transmet au module de contrôle d'accès AC via l'interface commune Cl. Il comprend encore un démultiplexeur MUX qui reçoit la séquence vidéo débrouillée DS du module de contrôle d'accès AC via l'interface 20 commune Cl pour isoler le signal vidéo, le signal audio et éventuellement le signal de données D présents dans cette séquence débrouillée DS. Un décodeur vidéo VDEC décode le signal vidéo fourni par le démultiplexeur MUX, signal codé ici selon la norme " MPEG " (pour l'expression anglaise " Motion Pictures Expert Group "), afin de délivrer un signal d'image P 25 directement interprétable par un poste de télévision. De même, un décodeur audio ADEC décode le signal audio fourni par le démultiplexeur MUX afin de délivrer un signal de son S directement interprétable par ce poste de télévision. Le module de contrôle d'accès AC comprend en premier lieu un circuit de contrôle CC qui est un circuit intégré. Ce circuit de contrôle CC comporte une unité de commande, un microprocesseur MIC par exemple. L'unité de commande MIC a pour première fonction celle d'un organe de débrouillage qui assure le débrouillage de la séquence brouillée SS reçue du module de réception DR, ceci pour lui restituer la séquence débrouillée DS. Le circuit de contrôle comporte également un 35 organe de mémorisation MEM dans lequel est enregistrée la clé d'utilisateur ou clé de débrouillage nécessaire au débrouillage de la séquence brouillée SS. Cet organe de mémorisation MEM est par exemple implanté dans une mémoire non volatile de type " flash ". Les organes de débrouillage MIC et de mémorisation MEM sont reliés par un bus de transmission BM qui est enfoui dans le circuit de contrôle CC, si 5 bien que les informations véhiculées par ce bus de transmission BM sont beaucoup mieux protégées que lorsqu'elles circulaient sur une simple liaison externe au circuit de contrôle. Toutefois, le bus de transmission BM n'est pas complètement sécurisé. Il est toujours possible de venir lire son contenu de l'extérieur du circuit de 10 contrôle CC. L'invention propose donc de protéger ce bus et une solution avantageuse consiste à recourir à des moyens de cryptage. De préférence, ces moyens de cryptage sont mis en oeuvre par l'unité de commande MIC qui est ainsi pourvue d'une deuxième fonction. De fait, les données sont cryptées avant d'être enregistrées dans 15 l'organe de mémorisation MEM et elles sont décryptées lorsqu'elles sont lues dans cet organe avant d'être traitées. Pour ce faire, on préférera un algorithme a clé privée car il nécessite des temps de calcul beaucoup plus courts qu'un algorithme à clé publique. A titre d'exemple, on retiendra les algorithmes suivants: - AES (abréviation de l'expression anglaise " Advanced Encryption Standard "), travaillant sur des mots de 128 bits et offrant, à l'heure actuelle, une sécurité maximale, - DES (abréviation de l'expression anglaise " Data Encryption Standard "), travaillant sur des mots de 64 bits, connu pour son 25 universalité dans les systèmes les moins exigeants en matière de sécurité, - 3DES (abréviation de l'expression anglaise "Triple Data Encryption Standard "), ou - XDES (abréviation de l'expression anglaise " Extended Data Encryption Standard "), ces deux derniers algorithmes étant réputés pour des systèmes plus exigeant en terme de sécurité tout en assurant de hauts débits de chiffrement à faible coût. La clé de cryptage utilisée par l'algorithme peut être stockée dans une zone non sécurisée du circuit de contrôle CC dont l'accès se fait sans 35 chiffrement, de préférence dans un registre programmable une seule fois dit " OTP " (pour l'expression anglaise " One Time Programmable "). En effet, si le microprocesseur MIC détecte une opération non prévue sur le bus de transmission BM, il lui suffit d'effacer aussitôt cette clé de cryptage, ce qui est une opération très rapide. On remarquera par ailleurs que l'organe de mémorisation MEM peut également être utilisé à d'autres fins par le circuit de contrôle CC. Le module de contrôle d'accès AC comprend en second lieu une unité de transfert tel qu'un connecteur de carte à puce LC qui peut être employé comme terminal de paiement. Ce connecteur LC est raccordé à une interface de transfert IT elle-même raccordée par une liaison de transfert à une connexion de 10 transfert TC de l'unité de commande MIC. Là encore, si cette liaison de transfert est facilement accessible, les informations confidentielles qui figurent dans une carte à puce insérée dans le connecteur LC sont mal protégées. Il est donc proposé donc d'agencer l'interface de transfert IT à l'intérieur 15 du circuit de contrôle CC. Cette interface de transfert IT est raccordée à la connexion de transfert TC de l'unité de commande MIC par un bus de transfert BT. Le bus de transfert BT est enfoui dans le circuit de contrôle CC si bien que les informations qu'il véhicule sont beaucoup mieux protégées que si elles 20 circulaient sur une liaison de transfert externe au circuit de contrôle CC. Toutefois, ce bus de transfert BT, tout comme le bus de transmission BM, n'est pas complètement sécurisé. Il est donc préférable de prévoir des moyens de sécurisation du bus de transfert BT équivalents aux moyens décrits plus haut en relation avec le bus de 25 transmission BM. Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard au caractère concret qu'ils ont en commun. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut30 être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1) Module de contrôle d'accès AC comportant d'une part une unité de commande MIC pourvue d'un organe de débrouillage fonctionnant au 5 moyen d'une clé de débrouillage et d'autre part un organe de mémorisation MEM pour mémoriser cette clé de débrouillage, caractérisé en ce que lesdits organes de débrouillage MIC et de mémorisation MEM sont reliés par l'intermédiaire d'un bus de transmission BM au sein d'un circuit intégré de contrôle CC. 2) Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de contrôle CC comprend des moyens de sécurisation MIC pour sécuriser ledit bus de transmission BM. 3) Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de sécurisation MIC incorporent des moyens de cryptage. 4) Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de contrôle CC est de plus muni d'une connexion de transfert TC prévue 20 pour le transfert d'informations avec une unité de transfert LC via une interface de transfert IT. 5) Module selon la revendication 4 caractérisé en ce que, ladite interface de transfert IT figurant dans ledit circuit de contrôle CC, celui-ci comporte de 25 plus un bus de transfert BT pour raccorder cette interface de transfert IT à ladite unité de commande MIC. 6) Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de contrôle CC comprend des moyens de sécurisation MIC pour sécuriser 30 ledit bus de transfert BT. 7) Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de sécurisation MIC incorporent des moyens de cryptage. 8) Module selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend de plus, relié à ladite interface de transfert IT, une unité de transfert LC. 9) Module selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite unité de transfert est un connecteur de carte LC.