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直播卫星北斗“户户通”可管可控及安全性分析

2018-1-8 19:10| 发布者: 北京户户通工作室| 查看: 1387| 评论: 0|原作者: 孙功宪|来自: 卫星与网络

     具备北斗定位功能的新一代“户户通”(也称“第四代‘户户通’”)已成为当下行业最新热门话题。本文将从TVOS操作系统、北斗芯片SiP封装、 ROM版及其安全性三方面,对北斗“户户通”进行分析,看看它能否有效解决北斗“户户通”定位的可管可控及安全性问题,保证广播电视安全播出。

直播卫星“户户通”安全面临的巨大挑战

        目前,全国直播卫星“户户通”用户已达到1.1亿户,“户户通”作为广电的重大惠民工程,一直都是政府重点监管的地带。广播电视作为党和政府的喉舌,必须要保护其安全、绿色健康、可管可控。2015年6月,国家新闻出版广电总局科技司发布《关于严格按照标准生产销售卫星直播系统综合接收解码器的通知(技科字【2015】242号)》,明确指出我国的“户户通”卫星电视接收机都强制安装GPRS模块,具备基站定位功能,一旦出现跨区域使用,就不能正常收看电视。然而,市面上屡屡出现免定位破解型机顶盒,给广播电视的安全播出、“户户通”业务的正常开展带来巨大隐患;也给行业主管部门、正规的“户户通”机顶盒厂家、经销商带来了很大困扰。免定位机“野火烧不尽、春风吹又生”,严重扰乱了“户户通”产业的发展。

        为此,新闻出版广电总局成立了TVOS工作组专门负责推进新一代“户户通”系统工作,并于2017年颁布了北斗机顶盒、北斗LNB行业技术标准(GD/J071、072、073-2017),明确采用TVOS操作系统及北斗定位。

 那么新一代采用北斗定位的“户户通”是否会面临和上一代GPRS定位模式一样的问题呢,这些安全性问题如何才能从根本上得以根治?笔者试着就北斗“户户通”如何保障安全播出、可管可控、防止免定位等问题,进行初步的探讨。

北斗“户户通”的安全关键技术问题

一、TVOS2.0系统将有效保障“户户通”安全播出,防刷机、防翻墙、无法自行安装第三方软件


        2015年12月,国家新闻出版广电总局科技司、工业和信息化部电子信息司在湖南长沙举办了“智能电视操作系统TVOS2.0发布会暨TVOS2.0产业化规模应用启动仪式”。


        2016年8月,国家新闻出版广电总局审查通过了《智能电视操作系统第1部分:功能与架构》与《智能电视操作系统第2部分:安全》两项行业标准。我国第四代“户户通”机顶盒将采用TVOS2.0操作系统。


        TVOS2.0是我国自主研发的可管可控、安全高效、开放兼容的电视操作系统,将使得广电终端更加安全。TVOS2.0构建了以硬件可信执行环境为基础的开放、自主的安全技术体系,并有针对性地加强了DCAS、DRM和在线支付等的相关安全,将支撑广电有线、无线、卫星的智能融合一体化和广电业务生态的构建。

 TVOS2.0具有可管可控的特点,从底层锁死root,用户无法自行安装第三方软件,无法刷机、无法翻墙,无法收看明令禁止的内容,所输出的内容都是正规合法的。和Android操作系统的机顶盒相比,更加容易对系统内容进行管理。


二、北斗定位的防破解技术

1)SiP封装的安全性问题

图4 北斗“户户通”机顶盒主CPU与北斗定位的SiP封装


        新一代“户户通”机顶盒主CPU将与北斗定位芯片采取SiP封装的方式,合封在一颗芯片中。在SiP封装过程中,北斗芯片Die需要保证信息安全性,其关键测试管脚和功能配置管脚只能在裸片时可见,封装后不可见,确保无物理条件进行切换。北斗芯片输出定位信息给机顶盒主CPU,主CPU只能接收NEMA0183格式的数据,而无法对北斗芯片发出指令,这种传输是单向的。

2)ROM版与FLASH版的差异

        新一代“户户通”机顶盒主CPU合封的北斗定位Die,从业内情况看,有FLASH版、ROM版两种形式,这里推荐使用ROM版进行合封。首先,北斗芯片 Die的ROM版程序在ROM中运行,直接固化,无任何条件修改运行程序;其次,FLASH版本相当于在主CPU中合封了两个Die,成本高而且可靠性下降,并且在遇到某些情况(如开关机、断电、严重干扰等)下可能会发生FLASH改写问题,造成主CPU无法工作。

3)伪基站的高成本及易发现问题

        新一代“户户通”机顶盒主CPU与北斗Die合封,北斗芯片采用的是射频基带一体化方案,进入CPU的是卫星定位射频信号,而不是数字信号。一般卫星定位需要接收四颗或以上的信号才能定位。如果采用伪基站的方式模拟卫星定位的射频信号来破解定位,面临如下的问题:


● 首先,违法成本高。需要采用北斗/GPS信号模拟器、信号发射设备,覆盖某片区域,发射的定位导航信号强度高于正常的卫星定位信号强度,设备投资较大,预计达到数十万的规模。而伪基站是我国行业主管部门一致重点打击的违法行为,目前,管理部门各种伪基站探测设备和技术逐渐成熟,违法行为一经发现,违法者将面临法律的处罚,所投设备也会血本无归。


● 其次,破解新一代“户户通”定位的商业模式不成立。现有的免定位机顶盒因为采用移动基站定位,破解后即可随意到各个地区销售流通。考虑到“户户通”经销是“省-地市-县级”三级模式。如果采用伪卫星定位基站的破解方式,需要在全国所有准备销售免定位机的地区都安装卫星定位伪基站。那么谁来投资?省级经销商在全省统一建伪基站,投资大、风险大、可能性小,而且通常在一个省内会存在多个省级经销商;各个地区、市县,更是存在多个大大小小的经销商,彼此属于竞争关系,单个经销商自己建设,不符合其商业利益;破解机顶盒定位是非法行为,因此不可能由政府或者行业联盟主导组织投资建设。

展望

        可以预见,具备北斗定位功能的新一代“户户通”面临着爆发性的增长,其安全性备受关注。TVOS2.0操作系统与北斗定位的完美结合,将从根本上保障可管可控的问题,而目前“户户通”市场的免定位机乱象也有望得以根治。我国“户户通”产业即将迎来新的春天。

作者简介:

孙功宪,博士、高级工程师,长期从事卫星定位导航、数字电视、集成电路设计领域技术研究,参与广电总局北斗“户户通”三项行业标准制定。现任深圳市北斗万方信息技术有限公司总经理。

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