Kerangka CAS

Kerangka kerja sistem akses bersyarat Media (Media CAS) menyediakan API standar untuk mengaktifkan layanan akses bersyarat (CA) pada berbagai perangkat keras TV digital, termasuk kabel digital, satelit, sistem terestrial, dan sistem IPTV. Framework ini bekerja dengan framework Android TV Input dan framework Android TV Tuner , menyediakan Java API yang dipanggil dari aplikasi TV Input Service (TIS).

Tujuan utama Media CAS adalah sebagai berikut.

  • Menyediakan API Java publik dan kerangka kerja plugin asli yang dapat digunakan oleh pengembang pihak ketiga dan OEM untuk mendukung CAS untuk siaran TV di Android.
  • Menyediakan kerangka kerja CAS dalam Android yang memungkinkan OEM ATV beroperasi dengan berbagai vendor CAS secara konsisten.
  • Mendukung beberapa vendor CAS pihak ketiga menggunakan plugin asli. Plugin CAS mungkin menggunakan protokol jaringan khusus vendor, format pesan manajemen hak (EMM)/pesan kontrol hak (ECM), dan descrambler.
  • Mendukung keamanan perangkat keras seperti tangga kunci.
  • Mendukung lingkungan eksekusi tepercaya (TEEs) seperti TrustZone.

Konfigurasi yang didukung

Konfigurasi Penyetel Perangkat Keras

Jika perangkat keras bertanggung jawab atas demultiplexing dan descrambling aliran transportasi MPEG, kerangka kerja Tuner menyediakan data informasi spesifik program (PSI) akses bersyarat ke aplikasi TIS untuk berinteraksi dengan TV tuner berbasis perangkat keras.

Data PSI akses bersyarat mencakup deskriptor CA, ECM, dan EMM. Struktur ini memungkinkan plugin CAS untuk mendapatkan kunci yang diperlukan untuk mendekripsi aliran konten.

Diagram konfigurasi Tuner perangkat keras.

Gambar 1. Konfigurasi Hardware Tuner

Konfigurasi perangkat keras mungkin memiliki lapisan TEE, seperti TrustZone, yang diilustrasikan pada Gambar 1. Jika tidak ada lapisan TEE, plugin klien CAS dapat berkomunikasi dengan layanan tangga kunci perangkat keras yang disediakan oleh platform. Karena variasi khusus vendor dari antarmuka ini, Media CAS tidak menstandarkannya.

Konfigurasi perangkat lunak

Sebelum Android 11, framework Media CAS masih dapat digunakan untuk memproses konten berbasis perangkat lunak, seperti IPTV dari IP multicast/unicast. Aplikasi TIS bertanggung jawab untuk membuat instance dan menyediakan objek Java Media CAS dengan benar.

Aplikasi mungkin menggunakan MediaExtractor atau parser MPEG2-TS lainnya untuk mengekstrak data PSI terkait CA, seperti deskriptor CA, ECM, dan EMM. Jika aplikasi menggunakan framework MediaExtractor, aplikasi dapat mendelegasikan manajemen sesi CAS, seperti membuka sesi dan memproses EMM/ECM, ke framework MediaExtractor. MediaExtractor kemudian mengonfigurasi sesi CAS menggunakan API asli secara langsung.

Jika tidak, aplikasi bertanggung jawab untuk mengekstrak data PSI terkait CA dan mengonfigurasi sesi CAS menggunakan Media CAS Java API (misalnya, saat aplikasi menggunakan parser MPEG2-TS sendiri).

Diagram konfigurasi Tuner.

Gambar 2. Input IPTV, CAS, dan konfigurasi descrambler menggunakan framework MediaExtractor

Dalam skenario ekstraktor perangkat lunak, ekstraktor memerlukan objek descrambler berbasis perangkat lunak atau perangkat keras untuk setiap trek yang diacak, terlepas dari apakah trek tersebut memanggil dekoder aman. Hal ini disebabkan hal-hal berikut.

  • Jika trek tidak memerlukan decoding yang aman, ekstraktor menguraikan unit akses untuk menghapus buffer dan mengekstrak sampel seolah-olah dari aliran yang jernih. Dengan cara ini MediaCodec tidak perlu terlibat dalam penguraian.

  • Jika trek memerlukan decoding yang aman, ekstraktor mungkin masih memerlukan descrambler. Ini terjadi ketika transport stream diacak pada level paket transport, di mana header packetized elementer stream (PES) diacak. Ekstraktor perlu mengakses header PES untuk menurunkan informasi tertentu (misalnya, stempel waktu presentasi).

    Descrambler tidak digunakan oleh extractor jika transport stream diacak pada level paket PES, di mana header PES dibiarkan kosong. Namun, tidak mungkin untuk mengonfirmasi kapan pengacakan terjadi sampai paket pengacak yang sebenarnya tiba. Untuk mempermudah, asumsikan descrambler digunakan jika trek ditentukan untuk diacak berdasarkan tabel pemetaan program (PMT).

Batasan konfigurasi perangkat lunak

Ketika trek membutuhkan decoding yang aman, descrambler harus berhati-hati saat membiarkan operasi decramble menjadi buffer yang jelas. Karena decoding audio yang tidak aman diperlukan, jika decoding video memerlukan dekoder yang aman, itu harus diacak pada sesi yang berbeda dari audio. ECM untuk sesi harus memberi sinyal ke plugin bahwa dekoder aman diperlukan.

Atau, plugin harus dapat mengikat kunci dengan kebijakan keamanannya dengan andal. Jika tidak, aplikasi dapat dengan mudah mendapatkan bingkai video dengan descrambler audio.

Bahkan ketika sesi membutuhkan dekoder yang aman, mungkin akan diminta untuk mengeluarkan sejumlah kecil data untuk menghapus buffer oleh ekstraktor untuk memproses header PES. Untuk mencegah aplikasi jahat membuat plugin mengembalikan seluruh unit akses, plugin perlu mengurai muatan transportasi untuk memastikan bahwa muatan dimulai dengan header PES dari jenis aliran yang sesuai. Jika tidak, plugin harus menolak permintaan tersebut.

Urutan penyetelan CA

Saat menyetel saluran baru, modul TIS mendaftar untuk menerima deskriptor CA, ECM, dan EMM dari kerangka PSI Tuner. Deskriptor CA berisi ID sistem CA, yang secara unik mengidentifikasi vendor CA tertentu dan data khusus vendor lainnya. TIS menanyakan Media CAS untuk menentukan apakah ada plugin CAS yang dapat menangani deskriptor CA.

Diagram penyetelan konten CAS.

Gambar 3. Menyetel konten CAS

Jika ID sistem CA didukung, instance Media CAS dibuat dan data pribadi vendor dari deskriptor CA diberikan ke plugin. Kemudian, sesi baru dibuka di Media CAS untuk menangani streaming audio dan video. Sesi yang baru dibuka menerima ECM dan EMM untuk plugin.

Contoh alur plugin CAS

TIS mengirimkan ECM ke plugin CAS menggunakan Media CAS API. ECM berisi kata kontrol terenkripsi, yang perlu didekripsi menggunakan informasi dari EMM. Plugin CAS menentukan cara memperoleh EMM untuk aset berdasarkan informasi khusus vendor di deskriptor CA, yang disediakan oleh metode setPrivateData() .

EMM mungkin dikirimkan dalam pita di aliran konten atau di luar pita menggunakan permintaan jaringan yang diprakarsai oleh plugin CA. TIS menggunakan metode processEMM() untuk mengirimkan EMM in-band ke plugin CA.

Jika permintaan jaringan diperlukan untuk mendapatkan EMM, plugin CA bertanggung jawab untuk melakukan transaksi jaringan dengan server lisensi.

Diagram contoh CAS.

Gambar 4. Contoh plugin CAS untuk pemrosesan EMM dan ECM

Ketika EMM diterima, plugin CA mem-parsingnya untuk mendapatkan kunci terenkripsi untuk mendekripsi kata kontrol. Kunci EMM terenkripsi dan kata kontrol terenkripsi mungkin dimuat ke tangga kunci atau lingkungan tepercaya untuk melakukan dekripsi kata kontrol dan penguraian aliran konten selanjutnya.

Media CAS Java API

Media CAS Java API berisi metode berikut.

  • Daftar semua plugin CA yang tersedia di perangkat.

    class MediaCas.PluginDescriptor {
  public String getName();
  public int getSystemId();
}
static PluginDescriptor[] enumeratePlugins();

  • Buat instance Media CAS untuk sistem CA yang ditentukan. Ini berarti bahwa kerangka kerja Media CAS dapat menangani beberapa sistem CAS secara bersamaan.

    MediaCas(int CA_system_id);
MediaCas(@NonNull Context context, int casSystemId,
         @Nullable String tvInputServiceSessionId,
         @PriorityHintUseCaseType int priorityHint);

  • Daftarkan event listener dan izinkan aplikasi untuk menentukan handler yang loopernya digunakan.

    interface MediaCas.EventListener {
  void onEvent(MediaCas, int event, int arg, byte[] data);
  void onSessionEvent(@NonNull MediaCas mediaCas, @NonNull Session session, int event, int arg, @Nullable byte[] data);
  void onPluginStatusUpdate(@NonNull MediaCas mediaCas, @PluginStatus int status, int arg);
  void onResourceLost(@NonNull MediaCas mediaCas);
}
void setEventListener(MediaCas.EventListener listener, Handler handler);

  • Kirim data pribadi untuk sistem CA. Data pribadi dapat berasal dari deskriptor CA, tabel akses bersyarat, atau sumber di luar pita. Ini tidak terkait dengan sesi tertentu.

    void setPrivateData(@NonNull byte[] data);

  • Memproses paket EMM.

    void processEmm(@NonNull byte[] data, int offset, int length);

  • Kirim acara ke sistem CA. Format acara khusus untuk skema dan buram untuk kerangka kerja.

    void sendEvent(int event, int arg, @Nullable byte[] data);

  • Memulai operasi penyediaan dari jenis yang ditentukan untuk sistem CA. Saat perangkat mendaftar ke layanan TV berbayar untuk pertama kalinya, perangkat tersebut harus di-provisioning ke server CAS terlebih dahulu. Berikan satu set parameter terkait ke perangkat untuk penyediaan.

    void provision(String provisionString);

  • Memicu penyegaran hak. Saat pengguna berlangganan saluran baru (misalnya, dengan menanggapi iklan atau dengan menambahkan saluran pada panduan program elektronik (EPG)), aplikasi harus dapat memberi tahu klien CA untuk menyegarkan kunci kepemilikan.

    void refreshEntitlements(int refreshType);

  • Tutup objek Media CAS.

    void close();

  • Buka sesi.

    Session openSession();
Session openSession(@SessionUsage int sessionUsage, @ScramblingMode int scramblingMode);

  • Tutup sesi yang sebelumnya dibuka.

    void Session#close();

  • Berikan data pribadi CA dari deskriptor CA di PMT, yang bisa dari info program atau bagian info ES, ke sesi CAS.

    void Session#setPrivateData(@NonNull byte[] sessionId, @NonNull byte[] data);

  • Memproses paket ECM untuk satu sesi.

    void Session#processEcm(@NonNull byte[] data, int offset, int length);

  • Dapatkan ID sesi.

    byte[] Session#getSessionId();

  • Kirim acara sesi ke sistem CA. Format acara khusus untuk skema dan buram untuk kerangka kerja.

    void Session#sendSessionEvent(int event, int arg, @Nullable byte[] data);