内容扰乱系统(英语:Content Scramble System,CSS),是通过种子生成密钥,对DVD进行流加密的技术。它也作为
数字版权管理系统,曾应用于几乎所有的DVD光盘。CSS有一个40-bit的流加密算法,1996年首次投入使用,1999年被首次破解。
简介
密钥流的种子取决于LFSR(
线性反馈移位寄存器)的初始状态,鉴于当时的技术水平,每个种子长度仅为5个字节,即40比特。而前2字节组成17-bit LFSR,后3字节组成25-bit LFSR,其余部分从内容部分获取(明文部分)。
它已被更新的DRM方案取代,例如可记录媒体内容保护(CPRM),或HD DVD和
蓝光光盘使用的高级访问内容系统(AACS)DRM方案中的
高级加密标准(AES)。分别为56位和128位密钥大小,提供比CSS不太安全的40位密钥大小更高级别的安全性。
内容扰乱系统(CSS)是DVD视频光盘的专有保护机制的集合。CSS尝试仅限制许可应用程序对内容的访问。根据DVD拷贝控制协会(CCA),即授予许可的联盟,CSS应该保护内容所有者的知识产权。
CSS的详细信息仅授予被许可人收费。许可证受到保密协议的约束,不允许开发用于DVD视频播放的开源软件。相反,有libdvdcss,一个反向工程的CSS实现。Libdvdcss是一个非常宝贵的文档来源,以及公开的DVD-ROM和MMC规范。还有一些努力从各种来源收集CSS细节。
一个DVD-Video可以自由选择使用或不使用CSS生成DVD视频。例如,发布者可以决定不使用CSS保护来节省许可和生产成本。
内容加扰系统处理三个参与者:光盘,驱动器和播放器。光盘保存版权信息和加密功能。驱动器提供读取光盘的方法。播放器解密并呈现该特征的音频和视觉内容。所有参与者必须遵守CCA的许可协议。
有三种保护方法:
这三种保护方法实际上都被打破了。
光盘
DVD-ROM的主数据(§16)是2048字节的连续逻辑块,根据DVD视频格式构成。DVD视频包含(除了其他之外)由所谓的包组成的MPEG节目流。如果CSS应用于光盘,则所有Pack的子集都使用标题密钥加密。
除主数据外,DVD-ROM还包含附加数据区。那里的CSS商店:
对于每个用户数据逻辑块,CSS还在帧头中使用六个字节(§16.3,§6.29.3.1.5):
驱动器
该驱动器将DVD视频光盘视为任何DVD-ROM光盘。播放器读取光盘的用户数据并根据DVD-Video格式处理它们。但是,如果驱动器检测到已使用CSS编译的光盘,则会拒绝访问标记为受版权保护的逻辑块(第6.5.3节)。玩家必须首先执行身份验证握手(§4.10.2.2)。身份验证握手还用于检索光盘密钥块和标题密钥。
该驱动器还可以支持区域播放控制(RPC),以限制DVD视频内容到世界特定区域的播放(§3.3.26)。RPC PhaseII驱动器具有8位区域代码,并符合CSS许可协议的所有要求(§6.29.3.1.7)。似乎RPC PhaseII驱动器拒绝区域不匹配的标题密钥请求。但是,读取用户数据可能仍然有效。
密码
CSS使用流密码并使用纯文本数据修改密钥流以生成密文。流密码基于两个
线性反馈移位寄存器(LFSR),并设置为40位种子。
管理取决于操作的类型。有三种类型:
为了解密DVD视频,播放器读取光盘密钥块并使用其播放器密钥来解密光盘密钥。此后,播放器读取标题密钥并用光盘密钥对它们进行解密。可以为视频管理器和每个视频标题集分配不同的标题键。标题密钥用于解密包。
密码分析
CSS使用大小仅为40位的加密密钥。这使得CSS容易受到暴力攻击。在引入CSS时,美国禁止制造商出口使用超过40位密钥的密码系统,这一密钥长度在计算机处理能力不断提高时已经显示出完全不足(见数据加密标准)。
根据泄露的DeCSS源代码,Frank A. Stevenson于1999年11月发布了三个漏洞,使得CSS密码几乎无效:
相关性攻击可以在 的复杂度下恢复密钥流的种子。
光盘和标题键的重复可以在 的复杂度上反转。
可以从复杂度为 的哈希值中恢复光盘密钥。
后者利用在Intel Pentium III@450 MHz上在不到18秒的时间内从其哈希值中恢复磁盘密钥。
CSS设计是为一些玩家密钥泄漏而准备的。新光盘不包含光盘密钥块中这些播放器密钥的加密变体。然而,史蒂文森的攻击使得生成所有玩家密钥成为可能。Libdvdcss使用这样生成的玩家键列表。
有些情况下没有标题键可用。驱动器可能拒绝访问区域不匹配但仍允许读取加密的DVD视频。Ethan Hawke为MPEG程序流中的数据重复提供了纯文本预测,可以直接从加密的DVD视频中实时恢复标题密钥。
在Geeks Bearing Gifts中,作者Ted Nelson表示“基于自由主义书籍计算机图书馆的论据,DVD加密委员会故意轻视DVD加密。”一项声称引用来自与匿名来源的个人通信;尼尔森是Computer Lib的作者。