专利名称：在光盘上记录数据并从光盘中再现出数据的方法
在光盘上记录数据并从光盘中再现出数据的方法有关申请的交叉参照本申请涉及并要求2007年1月15日提交的韩国专利申请10-2007-004196 的优先权，其内容引用在此作为参考。技术领域本申请一般涉及在光盘上记录数据并从光盘中再现出数据的方法、设备和 计算机程序产品，尤其涉及一种用于加密和记录数据以及再现经加密和记录的 数据以防止数据被非法复制的方法。
背景技术：
近年来，像数字化视频光盘(DVD)记录器这样的光盘设备已商品化并广泛 流行，它能够在光盘上记录诸如高品质视频数据和高品质音频数据等大量数 据。光盘设备的使用者通过将自己的信息(比如文档、图片和移动的图像数据) 记录到光盘上来保存这些信息，目的是为了存储、备份或以后再现出这些信息。然而，其上存储有个人私生活的相关信息或重要信息的光盘可能被非法地 分发和复制。即使在盘片被复制之后，光盘上所记录的数据也不会降级或有数 据损失，由此非法复制已非常普遍。因此，急需一种有效的方法来解决非法复 制的问题。发明内容相应地，在考虑到现有技术的上述问题的情况下作出了本发明，并且本发 明的目的是提供一种用于在光盘上记录数据并从光盘中再现出数据的方法，它 能够防止光盘被非法复制。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于在光盘上记录数据的方法、设备和计算机程序产品，其中包括在光盘上记录用加密码加密过的数据；以及 在光盘的特定区域中选择性地记录上述加密码。此外，本发明提供了一种用于从光盘中再现出数据的方法、设备和计算机 程序产品，其中包括从光盘的特定区域中读取加密码；以及用该加密码对从 光盘中读出的数据进行解密和再现。上述加密码可能是用光盘的标识符和任意的随机数字随机生成的，并且可 能具有N个字节的长度，其中一个或多个比特具有除'O'以外的数值。当先前记录在特定区域中的加密码被使用时，可以不执行记录加密码的操作。当光盘是具有可记录的DVD格式(DVD-R)、可记录的DVD格式(DVD+R)、 可重写的DVD格式(DVD-RW)和可重写的DVD格式(DVD+RW)的多种数字化 视频光盘(DVD)之一时，上述特定区域可以是设置在光盘的导入区域中的第一 缓冲区。当光盘是DVD-随机存取存储器(DVD-RAM)时，上述特定区域可以是 光盘导入区域中所设置的第一缺陷管理区域(DMA)后面的保留区域。当光盘是 DVD-RAM且第一 DMA后面的保留区域中已记录有数据时，上述特定区域可 以是光盘导出区域中所设置的第四DMA后面的保留区域。
结合附图，根据下面的详细描述，将更清晰地理解本发明的上述和其它目 的、特征和其它优点，其中图1是示出了应用本发明的光盘设备的结构图； 图2是示出了根据本发明在光盘上记录数据的方法的操作流程图； 图3是示出了根据本发明记录加密码的过程的第一实施方式的图； 图4是示出了根据本发明记录加密码的过程的第二实施方式的图； 图5是示出了根据本发明从光盘中再现出数据的方法的操作流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明各实施方式的在光盘上记录数 据并从光盘中再现出数据的方法。用于记录的光盘具有一个为与记录相关的信息(比如缺陷管理)而保留的 区域。这一区域被设置在导入区域和/或导出区域中而非数据区域中，并且该区 域上所记录的数据仅仅被用于控制光盘上数据的记录和再现过程，无法被用户 访问。本发明加密数据，将经加密的数据记录到光盘的数据区域中，并且将加密 所用的加密码记录到导入区域或导出区域中的特定区域中。此外，当光盘被再 现时，本发明从该特定区域中读取加密码并且基于所读取的加密码对数据区域 中所记录的数据进行解密和再现。加密码可以是随机生成的。例如，可以使用盘片标识(Disc—ID)(该盘片标 识是光盘导航信息中所包括的盘片标识符)和任意随机数字作为代码生成因 子，来随机生成加密码。此后，加密码被称为"盘片唯一ID(DUID)"代码。上述特定区域是这样一个区域，其中记录了用于控制在光盘上记录数据或 从光盘中再现出数据等过程所必需的信息。即使盘片被复制，该特定区域中所 记录的数据也不会被复制到其它盘片上。如果光盘是具有可记录的DVD格式(DVD-R)/可记录的DVD格式 (DVD+R)/可重写的DVD格式(DVD-RW)/可重写的DVD格式(DVD+RW)的多 种数字化视频光盘(DVD)之一时，则DUID码作为16字节数值被记录到导入区 域中所设置的第一缓冲区中。如果光盘是DVD-随机存取存储器(DVD-RAM) 时，则DUID码作为16字节数值被记录到导入区域中所设置的第一缺陷管理区 域(DMA l)后面的保留区域中，或者被记录到导出区域中所设置的第四DMA (DMA 4)后面的保留区域中。图1是示出了一种光盘设备的结构图，其中应用了根据本发明的在光盘上 记录数据和从光盘中再现出数据的方法。应用了本发明的光盘设备(比如DVD记录器)包括光学拾取头20，读 取/记录单元30，数字信号处理(DSP)单元40，控制器50，以及加密码(DUID) 生成器60。控制器50控制加密码生成器60使得响应于用户对数据加密和记录的请求 而随机生成DUID码(即加密码)，还控制数字信号处理(DSP)单元40使得音 频数据、视频数据、用户文件等都是用DUID码加密的。此外，控制器50控制读取/记录单元30使得经加密的数据被记录到光盘10的数据区域中，而DUID 码则被记录到特定区域中，比如第一缓冲区、第一 DMA后面的保留区域、或 在完成记录之后第四DMA后面的保留区域。此外，响应于光盘10的再现请求，控制器50控制读取/记录单元30使得 光盘10的特定区域中所记录的DUID码被读取，还控制数字信号处理单元40 使得从数据区域中读取的数据被解密和再现。下文详细描述该操作。图2是示出了根据本发明在光盘上记录数据的方法的操作流程图。控制器50在步骤S10中响应于用户的请求而设置数据加密记录模式，在 步骤Sll中控制加密码生成器60使得16字节DUID码(其中一个或多个比特 具有除"0"以外的数值)得以随机生成。在这种情况下，控制器50可以使用 光盘IO的导航信息中所包括的盘片ID来随机生成DUID码，并且可以随机生 成任意随机数字作为代码生成因子。此外，控制器50在步骤S12中执行下列操作数据加密操作，即控制数 字信号处理单元40用DUID码来加密用户数据；以及数据记录操作，即控制读 取/记录单元30以便将经加密的数据记录到光盘10的数据区域中。当在步骤S13中已完成上述数据加密和记录操作时，控制器50在步骤S14 中创建用于控制数据(该数据已被记录到数据区域中)的再现操作所必需的导 航信息并且控制读取/记录单元30使得该导航信息被记录到光盘10的导入区域 中。此外，控制器50在步骤S15中将加密数据所用的16字节DUID码记录到 导入区域中的特定区域中。如果光盘10是具有DVD-R/+R/-RW/+RW的格式的 DVD之一，则上述特定区域是导入区域中所设置的第一缓冲区。如图3所示，第一缓冲区由30个误差校正码(ECC)块即480个扇区构成， 并且值为"0"的空值数据通常被记录在第一扇区(扇区1)中。然而，当根据 本发明将DUID码记录到第一扇区中时，除"0"以外的数值被记录到第一缓冲 区的第一扇区中的前16个字节中的一个或多个字节中。此外，DUID码可以被 记录到每个ECC块的第一扇区中。当光盘10是DVD-RAM时，上述特定区域可以是导入区域中所设置的第 一DMA (DMA l)后面的保留区域中，或者如果先前已将一些有效数据记录到第一 DMA后面的保留区域中，则上述特定区域可以是导出区域中所设置的第 四DMA (DMA 4)后面的保留区域。如图4所示，通常，值为"0"的空值数据被记录到第一DMA(DMA l)后 面的整个保留区域中。然而，当根据本发明将DUID码记录到第一DMA后面 的保留区域中时，除"0"以外的数值被记录到第一DMA后面的保留区域中的 前16个字节中的一个或多个字节中。
此外，当以这种方式完成DUID码的记录时，控制器50在步骤S16中释 放上述加密记录模式并等待用户输入(比如键击等)。
同时，如果设定了加密记录模式，则控制器50首先确定光盘IO的特定区 域中是否记录了 DUID码。如果确定特定区域中没有记录DUID码，则可以根 据上述过程来记录数据。然而，如果确定先前已将DUID码记录到该特定区域 中，则控制器50用从该特定区域中读取的DUID码来加密数据，而不执行创建 DUID码的步骤Sll，并且不执行记录DUID码的步骤S15。
图5是示出了根据本发明从光盘中再现出数据的方法的操作流程图。
当在步骤S20中请求对其上加密并记录了数据的光盘进行再现时，控制器 50在步骤S21中控制读取/记录单元30使得光盘10的特定区域中所记录的 DUID码被找到且被读取。
当已请求对其进行再现的光盘10是具有0￥0-11/+11/-111/+10￥的格式的多 种DVD之一时，控制器50从光盘10的导入区域中所设置的第一缓冲区中读 取DUID码。当光盘10是DVD-RAM时，控制器50从光盘10的导入区域中 所设置的第一 DMA后面的保留区域中读取DUID码。
当光盘10是DVD-RAM且第一 DMA后面的保留区域中没有记录DUID 码，则控制器50从光盘10的导出区域中所设置的第四DMA后面的保留区域 中读取DUID码。
如上所述，因为DUID码是作为16字节数值被记录的，其中的一个或多 个比特具有除"0"以外的数值，所以若在该特定区域中找到所有比特都是"O" 的16字节数值，则可以推论出该数值不是DUID码。此外，控制器50在步骤S22中控制读取/记录单元30使得从数据区域中读 取数据，还控制数字信号处理单元40使得对所读取的数据进行解密和再现等一系列再现操作得以执行。之后，控制器50在步骤S23中执行用户所请求的 操作。因此，根据本发明其上记录有数据的光盘是无法用任何光盘设备进行复制 的，其中包括应用了本发明的光盘设备。在没有应用本发明的光盘设备中，无 法再现根据本发明已在其上记录有数据的光盘。为了参考，本发明也可以应用于个人计算机(PC)和光盘驱动器(ODD)彼此 互连并使用的情形。在这种情况下，ODD执行预定的认证过程(先前与主机一 起被规定)，该认证过程是PC的记录程序，然后，执行根据本发明记录和再 现数据的方法。在认证过程中，主机和驱动器对分别创建的随机数字进行加密，彼此交换 经加密的随机数字，彼此交换与对经加密的随机数字进行解密的方法相关的信 息，基于这种加密/解密信息来标识被交换的经加密的随机数字，基于加密/解 密信息来创建唯一的标识信息，并且在主机和驱动器之间共享所创建的标识信 息。首先，该驱动器从主机那儿接收经加密的主机随机数字Rl、与随机数字 Rl的解密有关的解密信息、被分配到驱动器和主机之间的认证过程的标识信息 等。即，主机向驱动器发送经加密的主机随机数字R1、与解密信息相对应的比 特位置索引值(x)和合法性撤消块节点密钥(RBNK)、以及与认证过程相关的标 识信息相对应的应用程序认证唯一 ID (AAUID)。之后，驱动器基于解密信息对随机数字Rl进行解密。g卩，驱动器响应于 比特位置索引值(x)通过使用从其自身32个128比特密匙PKl[32]中选出的密匙 PK[x]并根据高级加密标准(AES)对从主机那儿接收到的128-比特RBNK进行加 密进而产生预定的密匙，由此利用所产生的密匙对从主机那儿接收到的随机数 字R1进行解码。此外，驱动器通过预定的方法对已利用预定的方法基于经解密的随机数字 Rl和驱动器所产生的随机数字R2而获得的数据进行加密，由此获得加密密匙。 所获得的加密密匙是为了产生DUID信息所必需的信息。即，驱动器在AES密码块链式(CBC)模式中利用其自身的两个128比特密 匙(PK2和CS1)对随机数字R2和经解码的Rl进行加密以获得数据，利用CS1(它是128比特密匙)对该数据进行加密，由此获得了对DUID进行加密所必 需的密匙。此外，驱动器产生对随机数字R1进行认证所必需的数据，并且将数据发 送到主机。即，驱动器将从随机数字R1和R2中所获得的数据发送到主机，对 从主机那儿接收到的标识信息进行预定的处理，获得对从随机数字Rl和R2中 所获得的数据进行解密所必需的解密信息，并且将该解密信息发送到主机。艮P，驱动器向主机发送在AES CBC模式中用随机数字Rl和R2加密过的 数据，对从主机那儿接收到的32比特AAUID执行合法性撤消块处理以获得与 解密有关的比特位置索引值和应用程序认证合法性撤消块(AARB)节点，并且将 比特位置索引值和AARB节点发送到主机。此外，驱动器利用解密密匙(KB)对随机数字R2进行AES-加密，并且将经 AES-加密过的随机数字R2发送到主机。此时所产生的信息就是DUID信息。之后，主机基于从驱动器那儿发送过来的解密信息(即AARB节点密匙和 比特位置索引值)从驱动器发送过来的数据(在AES CBC模式中经加密的数 据以及从随机数字R1和R2中获得的数据)中获得了随机数字R1，并且将此 随机数字Rl与由主机发送给驱动器的随机数字Rl进行比较，由此完成了主机 和驱动器之间的认证。通过上述过程，主机和驱动器可以在两者之间共享对 DUID信息进行加密所必需的DUID信息或密匙(KB)。仅仅当与主机进行认证的过程成功时，驱动器才可以执行根据本发明的记 录和再现数据的方法。本发明可以在实现在计算机可读介质(比如盘片)或计算机存储器件上所 存储的软件中。关于计算机如何工作的描述可以在Ron White的"How Computers Work,"—书(Que出版，2005年11月第8版)中找到，其全部内容 引用在此作为参考。与本发明有关的软件可以安装在DVD记录或复制终端设 备中，比如台式计算机、膝上型计算机、DVD记录器或另一种DVD记录或复 制终端设备。本发明的优点在于，可以有效地防止其上记录有用户相关信息的光盘被非 法复制。尽管出于说明的目的已经揭示了本发明的较佳实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，在不背离权利要求书所揭示的本发明的范围和精神的情况下 各种修改、添加和替代都是可能的。
权利要求
1.一种在光盘上记录数据的方法，包括在所述光盘上记录用加密码加密过的数据；以及在所述光盘的预定区域中选择性地记录所述加密码。
2. 如权利要求l所述的方法，还包括 随机生成所述加密码。
3. 如权利要求2所述的方法，还包括利用所述光盘的标识符和任意的随机数字来生成所述加密码。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，记录用加密码加密过的数据 的步骤包括记录用长度为N个字节的加密码加密过的数据，所述N个字节中的一个或多个比特具有除"o"以外的数值。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，记录用加密码加密过的数据的步骤包括确定所述光盘上先前是否记录过另一个加密码；以及若检测到另一个加密码则禁止所述加密码的记录。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述光盘的预定区域中选 择性地记录所述加密码的步骤包括当所述光盘是具有可记录的DVD格式(DVD-R)、可记录的DVD格式 (DVD+R)、可重写的DVD格式(DVD-RW)和可重写的DVD格式(DVD+RW) 的多种数字化视频光盘(DVD)之一时，在所述光盘的导入区域中所设置的第 一缓冲区中选择性地记录所述加密码。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述光盘的预定区域中选 择性地记录所述加密码的步骤包括当所述光盘是DVD随机存取存储器(DVD-RAM)时，在所述光盘的导 入区域中所设置的第一缺陷管理区域(DMA)后面的保留区域中选择性地记录所述加密码。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，在第一缺陷管理区域(DMA) 后面的保留区域中选择性地记录所述加密码的步骤包括当所述光盘是DVD-RAM且所述第一 DMA后面的保留区域中已记录有数 据时，在所述光盘的导出区域中所设置的第四DMA后面的保留区域中选择性 地记录所述加密码。
9. 如权利要求l所述的方法，还包括 在读取数据之前与主机一起执行认证；以及 在所述认证期间产生一密匙，使之成为生成所述加密码的基础。
10. —种从光盘中再现数据的方法，包括 从所述光盘的预定区域中读取加密码；以及 利用所述加密码对从所述光盘中读取的数据进行解密和再现。
11. 如权利要求IO所述的方法，其特征在于，读取加密码的步骤包括 读取长度为N个字节的加密码，所述N个字节中的一个或多个比特具有除"0"以外的数值。
12. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，从所述光盘的预定区域中 读取加密码的步骤包括当所述光盘是具有可记录的DVD格式(DVD-R)、可记录的DVD格式 (DVD+R)、可重写的DVD格式(DVD-RW)和可重写的DVD格式(DVD+RW) 的多种数字化视频光盘(DVD)之一时，从所述光盘的导入区域中所设置的第 一缓冲区中读取所述加密码。
13. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，从所述光盘的预定区域中 读取加密码的步骤包括当所述光盘是DVD随机存取存储器(DVD-RAM)时，从所述光盘的导 入区域中所设置的第一缺陷管理区域(DMA)后面的保留区域中读取所述加密码。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，从所述光盘的预定区域中 读取加密码的步骤包括当所述光盘是DVD-RAM且所述第一DMA后面的保留区域中已记录有数 据时，从所述光盘的导出区域中所设置的第四DMA后面的保留区域中读取所 述加密码。
15. 如权利要求IO所述的方法，还包括 与主机一起执行认证；以及仅仅当所述认证成功时，才执行所述解密和再现数据的步骤。
16. —种被配置成记录或复制光盘的记录或复制终端设备，包括 光学拾取头；读取/记录单元；加密码生成器，被配置成产生加密码；以及控制器，被配置成控制所述光学拾取头、读取/记录单元和加密码生成器， 使得在所述光盘上用所述加密码对记录数据进行加密，并且所述加密码被选择 性地记录到所述光盘的预定区域中。
17. 如权利要求16所述的记录或复制终端设备，其特征在于，所述加密 码生成器被配置成利用所述光盘的标识符和任意的随机数字来生成所述加密 码。
18. —种被配置成记录或复制光盘的记录或复制终端设备，包括 光学拾取头；读取/记录单元；加密码生成器，被配置成产生加密码；以及控制器，被配置成控制所述光学拾取头、读取/记录单元和加密码生成器， 使得从所述光盘的预定区域中读取所述加密码，并且利用所述加密码对从所述 光盘中读取的数据进行解密和再现。
19. 如权利要求18所述的记录或复制终端设备，其特征在于，所述读取/ 记录单元被配置成读取长度为N个字节的加密码，所述N个字节中的一个或多比特具有除"0"以外的数值,
全文摘要
一种用于在光盘上记录数据同时用加密码对其进行解密的方法、设备和计算机程序产品。加密码被选择性地记录在光盘的预定区域中。加密码是从预定区域中读取的，并且从光盘中读取的数据是基于所读取的加密码进行解密和再现的。加密码可以是随机生成的。当光盘是DVD-R/+R/-RW/+RW之一时，上述预定区域是光盘的导入区域中所设置的第一缓冲区。当光盘是DVD-RAM时，上述预定区域是光盘的导入区域中所设置的第一DMA后面的保留区域或导出区域中所设置的第四DMA后面的保留区域。
文档编号G11B20/00GK101226761SQ20081000315
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月11日 优先权日2007年1月15日
发明者梁芝勋, 郑瑛勋 申请人:日立-Lg数据存储韩国公司