HDMI позволяет по единому соединительному кабелю передавать видео как стандартного разрешения, так и высокой чёткости, а также передавать многоканальный звук. HDMI инвариантен к источнику цифрового видео, поскольку стандарты ATSC/DVB-(T/S/C) служат лишь для передачи, а HD-DVD/BlueRay/DVD для хранения сжатых потоков MPEG или H.264, которые обрабатываются декодером, с выхода которого, посредством HDMI, несжатые цифровые потоки видео и звука передаются устройствам отображения.

При передаче по HDMI данные видео и звука кодируются методом TMDS. HDMI позволяет передавать 8-канальный звук в несжатой форме, а начиная с версии HDMI 1.2 и до 8-каналов однобитного (1-bit) звука (это формат звука, применяемый в дисках Super-Audio CD). Поскольку в HDMI передается и видео и звук, то его смело можно назвать "цифровым SCARTом".

Уже на настоящий момент в HDMI можно выделить несколько технологических уровней, описываемых последовательными версиями стандарта, а также несколько типов используемых коннекторов-соединителей.

Типы соединений

* На сегодня есть три типа соединителей: Type A, Type И и mini.
* Коннектор HDMI Type A имеет 19 контактов, Коннектор HDMI Type B имеет 29 контактов.
* Type B имеет расширенный видеоканал и позволяет подсоединять устройства с разрешением, большим, чем 1080p.
* Type A обратно совместим со стандартом соединения DVI-D Single Link, который используется в большинстве современных видеокарт и компьтерных мониторов. Таким образом, источник DVI-D можно подключить к HDMI панели или монитору через специальный переходник, а устройство-источник HDMI к монитору DVI-D. Но в последнем случае не будет передавться звук (т.к. DVI его не поддерживает). Кроме того, если нет поддержки HDCP, то источник может либо изменить качество выводимого сигнала (например, деградировать его из ТВЧ в стандартное разрешение), либо не выводить вообще. Практически все HDMI устройства поддерживают HDCP, но многие DVI устройства HDCP не поддерживают. По аналогии, Type B обратно совместим с DVI-D Dual Link.



Спецификация



Что такое HDCP
High-Bandwidth Digital Content Protection - протокол защиты широкополосных цифровых данных- это один из вариантов системы управления правами доступа к цифровым данным (DRM). HDCP разработан корпорацией Intel для управления доступом к данным аудио и видео, передаваемым по интерфейсам DVI и HDMI.

HDCP является частной разработкой, а за его использование необходимо производить лицензионные отчисления.

Лицензированием занимается Digital Content Protection LLC дочернее подразделение Intel. Помимо собственно уплаты отчислений, производитель подписывает соглашение, в котором содержатся требования по ограничению качества сигналов производимых продуктов. К примеру, если в сигнале есть соответствующее требование, то видео высокой четкости может выводиться только в DVD качестве (720*576) через выходы, не поддерживающие HDCP. В этом же случае аудио на цифровых аудио выходах ограничивается DAT качеством (48 кГц, 16 бит), но ограничения по качеству не распространяются на аналоговые звуковые выходы. Помимо этого, производители должны предусматривать технические средства ограничения записи цифровых потоков, если содержится запрет на их копирование.

Описание

Основной целью HDCP является предотвращение передачи нешифрованных данных аудио и видео высокой четкости. Для этого имеются три системы:

* Специальный протокол аутентификации, который не позволяет не сертифицированным устройствам получать контент высокой четкости;
* Шифрование передаваемых по DVI или HDMI данных предотвращает как прямое копирование, так и "подслушивание" данных. Также исключается возможность атаки "третьим лицом".
* Алгоритм аннулирования ключей позволяет сравнительно просто блокировать передачу контента высокой четкости на устройства нарушивших соглашения производителей.


Каждое устройство с поддержкой HDCP имеет уникальный набор ключей: 40 шт. по 56 бит. Эти ключи секретны, а любое их разглашение или вскрытие является нарушением лицензионного соглашения. Каждому набору ключей сопоставляется специальный ключа KSV (key-selection vector, вектор выбора ключа). В каждом KSV ровно 20 битов имеют значение 0 и еще 20 битов имеют значение 1.

Во время аутентификации обе стороны (например, ТВ и ресивер) обмениваются ключами KSV. Затем каждое устройство суммирует свои секретные ключи в соответствии с битами KSV от другого устройства. Если бит KSV равен единице, то соответствующий секретный ключ используется, если нулю, то не используется. И секретные ключи, и KSV составлены таким образом, что в результате этого процесса оба устройства получат одинаковое 56-битное число. Это число далее используется для шифрования.

Шифрование производится поточным шифром. К битам каждого пикселя применяется операция XOR с некоторым 24-битным числом, которое генерируется специальным устройством. В алгоритм заложена смена ключей после каждого кадра.

В случае, если некоторая модель будет считаться нарушившей соглашение, то ее KSV помещается в список аннулирования. Этот список записывается, например, на все новые диски. Каждый список аннулирования подписывается цифровой подписью на основе алгоритма DSA. Это требуется, чтобы отсечь попытки внесения в такие листы легитимных моделей злоумышленниками. Во время аутентификации, если источник сигнала обнаруживает, что KSV подключенного к нему устройства есть в списке аннулирования, то он просто не устанавливает с ним соединения и не передает данные высокой четкости.

Имеются многочисленные заявления криптоаналитиков о фундаментальной уязвимости HDCP, а также практические примеры взлома.

Применение

Поддержка HDCP является обязательным условием соответствия марке "HD ready", также его применение насаждается законами США для всех приёмников вещания высокой чёткости.

HDMI позволяет по единому соединительному кабелю передавать видео как стандартного разрешения, так и высокой чёткости, а также передавать многоканальный звук. HDMI инвариантен к источнику цифрового видео, поскольку стандарты ATSC/DVB-(T/S/C) служат лишь для передачи, а HD-DVD/BlueRay/DVD для хранения сжатых потоков MPEG или H.264, которые обрабатываются декодером, с выхода которого, посредством HDMI, несжатые цифровые потоки видео и звука передаются устройствам отображения.

При передаче по HDMI данные видео и звука кодируются методом TMDS. HDMI позволяет передавать 8-канальный звук в несжатой форме, а начиная с версии HDMI 1.2 и до 8-каналов однобитного (1-bit) звука (это формат звука, применяемый в дисках Super-Audio CD). Поскольку в HDMI передается и видео и звук, то его смело можно назвать "цифровым SCARTом".

Уже на настоящий момент в HDMI можно выделить несколько технологических уровней, описываемых последовательными версиями стандарта, а также несколько типов используемых коннекторов-соединителей.

Типы соединений

* На сегодня есть три типа соединителей: Type A, Type И и mini.
* Коннектор HDMI Type A имеет 19 контактов, Коннектор HDMI Type B имеет 29 контактов.
* Type B имеет расширенный видеоканал и позволяет подсоединять устройства с разрешением, большим, чем 1080p.
* Type A обратно совместим со стандартом соединения DVI-D Single Link, который используется в большинстве современных видеокарт и компьтерных мониторов. Таким образом, источник DVI-D можно подключить к HDMI панели или монитору через специальный переходник, а устройство-источник HDMI к монитору DVI-D. Но в последнем случае не будет передавться звук (т.к. DVI его не поддерживает). Кроме того, если нет поддержки HDCP, то источник может либо изменить качество выводимого сигнала (например, деградировать его из ТВЧ в стандартное разрешение), либо не выводить вообще. Практически все HDMI устройства поддерживают HDCP, но многие DVI устройства HDCP не поддерживают. По аналогии, Type B обратно совместим с DVI-D Dual Link.



Спецификация



Что такое HDCP
High-Bandwidth Digital Content Protection - протокол защиты широкополосных цифровых данных- это один из вариантов системы управления правами доступа к цифровым данным (DRM). HDCP разработан корпорацией Intel для управления доступом к данным аудио и видео, передаваемым по интерфейсам DVI и HDMI.

HDCP является частной разработкой, а за его использование необходимо производить лицензионные отчисления.

Лицензированием занимается Digital Content Protection LLC дочернее подразделение Intel. Помимо собственно уплаты отчислений, производитель подписывает соглашение, в котором содержатся требования по ограничению качества сигналов производимых продуктов. К примеру, если в сигнале есть соответствующее требование, то видео высокой четкости может выводиться только в DVD качестве (720*576) через выходы, не поддерживающие HDCP. В этом же случае аудио на цифровых аудио выходах ограничивается DAT качеством (48 кГц, 16 бит), но ограничения по качеству не распространяются на аналоговые звуковые выходы. Помимо этого, производители должны предусматривать технические средства ограничения записи цифровых потоков, если содержится запрет на их копирование.

Описание

Основной целью HDCP является предотвращение передачи нешифрованных данных аудио и видео высокой четкости. Для этого имеются три системы:

* Специальный протокол аутентификации, который не позволяет не сертифицированным устройствам получать контент высокой четкости;
* Шифрование передаваемых по DVI или HDMI данных предотвращает как прямое копирование, так и "подслушивание" данных. Также исключается возможность атаки "третьим лицом".
* Алгоритм аннулирования ключей позволяет сравнительно просто блокировать передачу контента высокой четкости на устройства нарушивших соглашения производителей.


Каждое устройство с поддержкой HDCP имеет уникальный набор ключей: 40 шт. по 56 бит. Эти ключи секретны, а любое их разглашение или вскрытие является нарушением лицензионного соглашения. Каждому набору ключей сопоставляется специальный ключа KSV (key-selection vector, вектор выбора ключа). В каждом KSV ровно 20 битов имеют значение 0 и еще 20 битов имеют значение 1.

Во время аутентификации обе стороны (например, ТВ и ресивер) обмениваются ключами KSV. Затем каждое устройство суммирует свои секретные ключи в соответствии с битами KSV от другого устройства. Если бит KSV равен единице, то соответствующий секретный ключ используется, если нулю, то не используется. И секретные ключи, и KSV составлены таким образом, что в результате этого процесса оба устройства получат одинаковое 56-битное число. Это число далее используется для шифрования.

Шифрование производится поточным шифром. К битам каждого пикселя применяется операция XOR с некоторым 24-битным числом, которое генерируется специальным устройством. В алгоритм заложена смена ключей после каждого кадра.

В случае, если некоторая модель будет считаться нарушившей соглашение, то ее KSV помещается в список аннулирования. Этот список записывается, например, на все новые диски. Каждый список аннулирования подписывается цифровой подписью на основе алгоритма DSA. Это требуется, чтобы отсечь попытки внесения в такие листы легитимных моделей злоумышленниками. Во время аутентификации, если источник сигнала обнаруживает, что KSV подключенного к нему устройства есть в списке аннулирования, то он просто не устанавливает с ним соединения и не передает данные высокой четкости.

Имеются многочисленные заявления криптоаналитиков о фундаментальной уязвимости HDCP, а также практические примеры взлома.

Применение

Поддержка HDCP является обязательным условием соответствия марке "HD ready", также его применение насаждается законами США для всех приёмников вещания высокой чёткости.