Faits: A. Statuant sur les appels déposés contre un jugement du Tribunal de l'arrondissement de Lausanne du 30 mai 2011 par A._ et B._, d'une part, et par Société d'Edition de Canal Plus, Canal+ Distribution SAS, Nagra France SAS et Nagravision SA, d'autre part, la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal vaudois a, par jugement du 9 décembre 2011, partiellement rejeté l'appel des premiers et admis celui des seconds. Elle a condamné A._ et B._ pour infraction à la loi fédérale du 19 décembre 1986 contre la concurrence déloyale (LCD; RS 241) à une peine de 120 jours-amende, respectivement, 60 jours-amende, à 30 francs le jour, avec sursis pendant deux ans, dit que A._ était débiteur de Société d'Edition de Canal Plus, Canal+ Distribution SAS, Nagra France SAS et Nagravision SA, solidairement entre elles, de la somme de 104'000 francs au titre de remise de gain avec intérêts à 5% dès la date du jugement et mis les frais d'appel à la charge de A._ et B._, à raison d'un quart chacun, laissant le solde à la charge de l'Etat. B. Ce jugement se fonde sur les principaux éléments de fait suivants. B.a Société d'Edition de Canal Plus et Canal+ Distribution SAS appartiennent au groupe Canal+ dont les principales activités sont l'édition et la distribution de chaînes payantes ainsi que la production et la distribution de films et de programmes de télévision. Société d'Edition de Canal Plus a pour mission principale l'édition de chaînes généralistes. Elle est présente en Suisse depuis 1996 via différents téléréseaux et par satellite en analogique, et, depuis le 1er octobre 2008, en numérique. Canal+ Distribution SAS a notamment pour but d'assurer toutes opérations ou prestations se rapportant à la distribution ou la commercialisation des chaînes Canal+ et Canal Sat, par tout moyen de diffusion ou support. B.b Afin de limiter l'accès de ses programmes à ses abonnés, Canal+ Distribution SAS crypte le signal de ses émissions par le biais d'un mot de contrôle transmis à une carte à puce fournie à ses clients. Une fois décrypté par la carte à puce, le mot de contrôle est directement envoyé au décodeur de l'abonné, ce qui lui permet de visionner les programmes. Les données sont cryptées par un système développé et commercialisé par Nagravision SA. B.c A._ a créé l'entreprise C._ Sàrl et a ouvert deux magasins faisant commerce d'antennes et paraboles à Renens et à Fribourg. Entre 2006 et décembre 2007, il a modifié des appareils décodeurs, notamment de type Dreambox 500 S, afin qu'ils puissent décoder les chaînes cryptées de Société d'Edition de Canal Plus sans qu'il soit nécessaire de payer l'abonnement officiel y relatif. Pour ce faire, il installait sur les décodeurs un programme leur permettant d'accéder, via une connexion internet, aux codes de décryptage des cartes officielles dont il était titulaire. Pour bénéficier de ce système, ses clients devaient souscrire un abonnement de maintenance au prix de 350 francs par an. A._ a vendu entre 200 et 250 appareils modifiés pour un chiffre d'affaires se situant entre 130'000 et 162'000 francs. B.d B._ est l'associé de A._. Entre 2006 et décembre 2007, il a vendu des décodeurs qu'il avait parfois lui-même modifiés et a installé certains d'entre eux chez des clients. C. A._ et B._ interjettent un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral contre le jugement du 9 décembre 2011. Ils concluent à ce qu'il soit mis fin à l'action pénale dirigée contre eux pour infraction à la loi contre la concurrence déloyale et à l'annulation de la décision entreprise en tant qu'elle les déclare débiteurs des sommes de 104'000 francs et 10'926 francs à l'égard de Société d'Edition de Canal Plus, Canal+ Distribution SAS, Nagra France SAS et Nagravision SA. Ils sollicitent l'assistance judiciaire. Invités à se déterminer sur le recours, la Cour d'appel pénale et le Ministère public ont renoncé à se déterminer. Société d'Edition de Canal Plus, Canal+ Distribution SAS, Nagra France SAS et Nagravision SA ont conclu au rejet du recours dans la mesure de sa recevabilité.