HDCP

高清数位内容保护（HDCP，High-Bandwidth Digital Content Protection），是由英特尔公司所发展，用以确保数字化的影像与声音资料在透过DVI、DisplayPort、HDMI界面传送时不会遭到非法拷贝。HDCP的规格受到多项专利权保护，任何人欲实作HDCP必须申请授权。

HDCP的授权管理是由英特尔的子公司“数位内容保护公司”（Digital Content Protection, LLC）负责。除了交付授权金之外，生产HDCP相容设备的厂商必须限制其产品功能，例如高清画面（分辨率为720p者）在透过产品上不支援HDCP的界面播放时必须支援碟片需求将分辨率降至480p，而DVD声讯在透过不支援HDCP的界面时必须被强制降到DAT等级的类比输出。所有支援HDCP的影音播放设备都不得支援数位资料直接拷贝功能，并且必须“将其产品设计到足以打消大多数破解者的念头”。

基本来说，欲播放有HDCP保护的影音内容如HD DVD、Blu-ray Disc、PlayStation 3游戏（透过HDMI输出时）、PlayStation 4游戏，讯号来源（播放机或电脑的显卡）和显示器双方都必须内建HDCP密钥功能才能正常播放。若系统任何一者不配备此密匙，影像画素有可能降低，甚至不能播放影像。

现时许多显卡已内建HDCP功能。

## 规格

HDCP的主要目标是防止未加密的高分辨率影音内容被传送出去。为此HDCP当中设计了三套系统以达成此目标：

- 一个验证流程以防止未经授权的装置接收到高分辨率内容。
- 将通过DVI与HDMI界面的资料加密以防止资料被窃听。并同时防止“中介者”破解法。
- 一个金钥撤销机制，以确保任何违反HDCP协定的装置可以相对容易的被排除。

所有支援HDCP的装置都有一组独特的金钥：一个金钥组含有40把56bits长度的金钥，如厂商将其外流将被视为违反HDCP授权协定。此外每一个金钥组都还会附带一组特别的金钥称为KSV（Key Selection Vector）。KSV内容有40bits且其中0与1各占20bits。

在验证流程中播放与显示两侧将交换其KSV，双方将收到对方的KSV中为1的bit字段所指向的金钥做加总取得一个56bits的共同金钥；金钥组与KSV的生成过程将确保双方验证的结果可得到同一组56bits金钥。

加密过程是以串流方式进行。每个像素资料都会和金钥所推导出的24bits整数作XOR运算，且每一个frame都会再产生不同的金钥。

如果某些特定的机器被认为遭到破解，其KSV参数将被放入黑名单当中，并透过新发售的碟片或操作系统更新而散出。黑名单必须经过HDCP验证管理中心电子签章，以确保不会有人恶意干扰其他合法机器的运作。如果接收端的KSV被传送端发现处于黑名单中。传送端将会拒绝传送内容。

## 收费

厂商每年要向Digital HDCP委员会支付15000美元的年费。

除此之外，向HDCP委员会购买key，则要支付key的费用，Key的费用依据每单购买的数量不同，而不同（买的越多越便宜）：

- 一次性购买1万个key，收费2,000美元。
- 一次性购买10万个key，收费5,000美元。
- 一次性购买100万个key，收费10,000美元。

## 密码破解

密码破解专家们于2001年首度公开了HDCP协定中的数个严重漏洞（当时尚未有任何HDCP产品上市）。来自卡内基美隆大学的Scott Crosby、Ian Goldberg、Robert Johnson、Dawn Song与David Wagner 等人共同在2001年11月5日ACM-CCS8大会数位内容管理小组中发表了一篇论文名为《A Cryptanalysis of the High-bandwidth Digital Content Protection System》，该论文摘要如下：

HDCP的线性金钥交换机制存在基本的弱点，使得我们可以：

- 窃听任何传送中的资料
- 只靠其公开金钥部分即可复制任何HDCP装置
- 避免任何装置被列入黑名单
- 未经授权而生成新的合法KSV
- 以上机能合在一起可以导致我们完全篡取HDCP协会的权威性。

在大约同时间，密码学家Niels Ferguson也宣布破解了HDCP，但是他并未公开其研究结果，因为担忧公开之后随之而来的法律问题。最为人所知的HDCP破解方法是“conspiracy attack”，将一定数量的HDCP装置破解并收集其资讯后，理论上可破解出HDCP授权中心的私钥。

2010年9月13日，一组主密钥被署名Intel Global PR之Twitter账户贴在网络上，并于数日后被Intel官方证实，这也就意味着数百万蓝光光盘、播放器等设备的保护盾已经在瞬间土崩瓦解，所有蓝光光盘都可以自由解锁、复制。著名黑客Scott Crosby评论说：“只要从少至40部电视机、显示器、显卡、播放机设备上存储的密钥进行计算，就可能获得主密钥”，而支持HDCP的显卡和电视在全世界到处都是，已经数以百万计。

虽然Intel方面威胁要起诉任何非法设备，但是已经有号称可录制高清HDCP影像之撷取装置开始销售。

## 用途

- HD DVD与Blu-ray Disc播放机可接受影音光碟片上的“影像限制符码”（Image Constraint Token；ICT），并且依据其内容决定是否要将传送内容以HDCP协定加密。如果此类播放机被连接到不支援HDCP的电视机，且光碟片的ICT标注此内容应经HDCP加密，则播放机会强制把输出画面降低分辨率至960x540像素（扣除NTSC Overscan范围之后，即为720x480像素的DVD分辨率）。目前可接受HDTV讯号的电视机并不一定支援HDCP，使得HD DVD与Blu-ray Disc对此类电视的拥有者吸引力大减。为此，电影制作公司在现阶段同意暂时不在任何HDDVD或BD影片上面加上ICT，直至2011年。
- 2004年8月4日，美国联邦通讯委员会（FCC）无视于HDCP已知缺陷，批准HDCP为一个标准的“数位输出保护技术”。在FCC的数位广播旗标规范当中规定，所有的HDTV广播信号解码器必须包含数位输出保护技术（该规范已被美国哥伦比亚特区上诉法庭裁定为违法）。美国国会仍在考虑类似于FCC数位广播旗标规范的相关法案。
- 2005年1月19日，欧洲资讯通讯技术协会（EICTA）宣告，支援HDCP为其HD ready商标的取得要件之一。
- 微软已经宣告它的次世代操作系统Windows Vista将会在萤幕与显卡相关软件元件中支援HDCP技术。

## 外部链接

- 数位内容保护公司
- HDCP specification （PDF）
- HDCP HDCP Encoding and Decoding - What Does This Mean to You? (theprojectorpros.com)
- DVI HDCP and DVI MAGIC Compatibility-enhancement devices for non-HDCP monitors
- Windows Vista and HDCP How Windows Vista will handle HDCP and Hi-Def output.
- Current hardware incompatible: HDCP: The nightmare on computer graphic cards and monitors (2006-01-06)
- All ATI and nVidia cards announced un-supportive of HDCP:
- Lack of Consumer Understanding about HDTV and HDCP
- A Cryptanalysis of HDCP
- Prof. Ed Felten's description of the conspiracy attack
- An example of the HDCP conspiracy attack
- HDCP License Agreement （PDF）