ビデオクリプト

VideoCrypt は、アナログ有料テレビ信号を暗号化するスマートカードベースの限定受信 テレビ暗号化システムです。1989 年にNews Datacomによって導入され、最初は Sky TV で使用され、その後、東経 19.2 度にあるSESのAstra衛星の他の放送局でも使用されました。

ヨーロッパでは、VideoCrypt システムの 3 つのバリエーションが展開されました。英国およびアイルランド市場向けの VideoCrypt I と、ヨーロッパ大陸向けの VideoCrypt II です。3 番目のバリエーションである VideoCrypt-S は、短期間のBBC Selectサービスで使用されました。VideoCrypt-S システムは、ライン シャッフル スクランブルを使用する点で、一般的な VideoCrypt 実装とは異なります。

• Sky NZ と Sky Fiji は、VideoCrypt 標準の異なるバージョンを使用する可能性があります。
• Sky NZ は長年NICAMステレオを使用していましたが、Sky DTHテクノロジーが Sky UHF に取って代わり始めたため、これを廃止しました。

このシステムは、「ライン カット アンド ローテート」と呼ばれる技術を使用して画像をスクランブルします。各画像 (ビデオ フレーム) を構成する各ラインは、256 の可能な「カット ポイント」の 1 つでカットされ、各ラインの 2 つの半分は送信時に入れ替えられます。一連のカット ポイントは、疑似ランダム シーケンスによって決定されます。チャネルは、スマート カード(別名ビューイング カード) に保存されている疑似乱数ジェネレータ(PRNG) シーケンスを使用してデコードされました。

チャンネルをデコードするには、デコーダーはスマート カードを読み取って、カードが特定のチャンネルに対して承認されているかどうかを確認します。承認されていない場合は、画面にメッセージが表示されます。承認されている場合は、デコーダーはビデオ信号とともに送信されたシードを使用してカードの PRNG をシードし、カット ポイントの正しいシーケンスを生成します。

システムには、フィアットシャミールゼロ知識テストと呼ばれる暗号化要素も含まれていました。この要素は、スマートカード内のルーチンで、デコーダーにカードが本物のカードであることを証明します。基本的なモデルは、デコーダーがカードにデータ パケット (質問またはチャレンジ) を提示し、カードがそれを処理し、重要な情報を開示することなく本物のカードであることを証明する結果 (回答) をデコーダーに返すというものでした。デコーダーがカードから間違った結果を受け取った場合、ビデオのデコードを停止することになっていました。しかし、この強力な暗号化要素の実装は技術的に安全でなかったため、冗長になりました。

BBC セレクト サービスで使用されている VideoCrypt-S バリアントは、ライン シャッフル スクランブルに基づいています。この形式のビデオ スクランブルは、ラインが送信される順序を変更するため、ライン 20 がライン 32 として送信されることがあります。VideoCrypt-S バリアントは、フィールドごとに 47 ラインのブロックを 6 つ使用しました。スクランブル形式は 3 つあり、282 ラインが影響を受けるフル シャッフル、フィールドごとにスクランブルされるハーフ シャッフル、各ラインのビデオの開始位置が疑似ランダムに遅延されるライン遅延スクランブルです。BBC は、ライン カット アンド ローテートではなくライン シャッフル スクランブルを選択しました。これは、地上波送信で一般的に見られるゴーストや同一チャネル干渉条件にさらされると、ライン カット アンド ローテートの方が画像劣化の影響を受けやすいことがテストで判明したためです。^[1]

VideoCrypt システムは安全性からは程遠く、数多くのハッキングが行われました。

• ハッカーは、Sky がカードを無効にしたり、無効化したりすることを防ぐ方法を発見しました。これらの攻撃の中で最も単純なものは、当時 Sky がスマートカードに EPROM 技術を使用していたという事実に頼っていました。したがって、デコーダーを変更してカードへの書き込み電圧を制限することで、無線でカードが無効化されるのを防ぐことができました。KENtucky Fried Chip 攻撃として知られる別の攻撃は、スマートカードとデコーダーのインターフェイスを制御するマイクロコントローラーを交換することに頼っていました。この攻撃は、スマートカードの識別番号を含むパケットをブロックすることに頼っていました。電圧ベースの攻撃は、Sky が EEPROM 技術を使用するスマートカードに変更した後、失敗しました。
• 商業海賊は Sky スマートカードを完全にリバースエンジニアリングし、アクセス制御ルーチンを削除し、Sky が使用したものとは異なるタイプのマイクロコントローラ (通常はPIC16C84 ) を使用して動作する海賊版スマートカードを作成しました。
• ハッカーは、商用海賊版コードが公開された後、コンピュータとスマートカードのインターフェースを使用して、適切にフォーマットされアドレス指定されたアクティベーション パケットをカードに送信することで、「デッド」カードをオンにする方法も発見しました。この攻撃のバリエーションにより、既存の加入者カードをより高価な加入パッケージにアップグレードすることも可能になりました。この攻撃は、自らを生き返らせることができる伝説の鳥にちなんで「フェニックス ハック」と呼ばれていました。

• その他の成功したハッキン​​グには、カードとデコーダー間のデータストリームをサンプリングするものがあります。たとえば、映画を録画してデコーダー情報を保存しておけば、それを使って、以前にデコーダーと「ダミー」カードで録画した同じ映画をデコードすることができます (ダミー スマートカードは、コンピューターから同期された復号化シードを受信するインターフェイスでした)。この攻撃は遅延データ転送ハッキングとして知られており、条件付きアクセス データ、デコーダーのアドレス指定、暗号化されたキーが通常の VCR で録画されるビデオ ライン上にあり、データ レートがテレテキストとは異なり、暗号化されたビデオでデータを録画できるほど低速であったため、成功しました。

• VideoCrypt システムに対する最も成功したハッキン​​グは、John McCormac が考案した「McCormac Hack」です。^[要出典]この攻撃では、デコーダー カード データからの復号化キーをライブでブロードキャストし、他のデコーダーがそれを使用して暗号化されたチャンネルを視聴できるようにすることで、複数のデコーダーでカードを効果的に共有します。カード共有は McCormac Hack の実装です。

• デスクトップの計算能力が増加するにつれて、このような単純なシステムは、ブルートフォースの「画像処理」攻撃に対して本質的に脆弱になりました。
• カットポイントのシーケンスに関する情報がまったくなくても、画像内の隣接する線を「相関」させて最適な一致を見つけ、画像を再構築することができます。
• ブルートフォース方式はすべての写真に有効ではありませんが、興味深い概念実証です。
• 1994 年のMarkus Kuhnの Antisky.c プログラムは、このような攻撃の初期の例です。
• 最近では、アナログテレビシステムで色が送信される方法に関する詳細な知識を使用することで、多くのシーンで「完璧な」再構成が達成できることが示されています。
• 特定のチップセット (例: Brooktree) を搭載した安価な PC TV カード (約 40 ポンド) は、ほぼリアルタイムで画像を解読することができました (音声はそれに合わせて遅延されました)。これは、MoreTV や hVCPlus などのソフトウェアと、かなり高速な PC によって可能になりました。画質は古い VHS ビデオテープと同等で、PC の性能によっては多少の色の歪みがありました。

• EP 0428252、Cohen、Michael および Hashkes、Jonathan、「放送送信へのアクセスを制御するシステム」、1991 年 5 月 22 日公開、News Data Security Products Ltd. に譲渡。 
• ジョン・マコーマック：ヨーロッパのスクランブリングシステム5 - ブラックブック、ウォーターフォード大学出版局、1996年、ISBN 1-873556-22-5。 
• Markus Kuhn: 有料テレビのアクセス制御システムに対する攻撃、セミナー講演スライド、1997 年。
• Markus Kuhn: VideoCrypt に関する技術的な詳細、1996 年。
• Markus Kuhn: AntiSky – VideoCrypt に対する画像処理攻撃、1994 年。この C プログラムは、VideoCrypt でエンコードされた静止画を再構成します。