具有数字只写区域的多媒体存储装置.pdf

一种多媒体存储装置，例如具有允许用户装置从外部访问的非限制区域的硬盘驱动器，以便于存储在所述非限制区域内的数字多媒体可以被客户装置访问。此外，该装置具有包含有数字多媒体的限制区域，所述限制区域在任何时候都不允许客户装置访问。然而，在所述限制区域内的数字多媒体只允许被装置内的控制器访问，所述控制器总是并且在任何情况下，在允许客户装置访问多媒体包含的内容前，都将所述限制区域内的数字多媒体转换为模拟格式。

1.  一种用于存储多媒体数据的装置，包括：
数据存储介质，所述介质至少具有一个只模拟读部分；
控制所述介质并且包含数/模转换电路的控制器，所述控制器只允许所述数/模转换电路访问所述只模拟读部分，以便将存储于所述只模拟读部分中的数字化多媒体转换为模拟形式。

2.  权利要求1的装置，其中所述只模拟读部分具体实现为存储介质的物理部分。

3.  权利要求1的装置，其中所述只模拟读部分具体实现为存储介质的逻辑部分。

4.  权利要求1的装置，其中在所述装置上没有所述只模拟读部分的数字输出通道，只有连接所述只模拟读部分与所述数/模转换电路的通道。

5.  权利要求1的装置，其中所述控制器和所述存储介质被封装在壳体内。

6.  权利要求5的装置，其中所述装置是硬盘驱动器，并且所述存储介质是至少一片盘片。

7.  权利要求6的装置，其中所述控制器是硬盘驱动器控制器。

8.  权利要求1的装置，还包括在装有所述存储介质和所述控制器的壳体上的数字多媒体输出端子，用于访问没有存储在所述只模拟读部分的数字多媒体。

9.  权利要求5的装置，其中所述壳体不包含允许从壳体外部访问所述只模拟读部分内的数字多媒体的端子。

10.  权利要求1的装置，其中在截止时间后，存储在所述只模拟读部分内的数字化多媒体就变成实际上不可访问的。

11.  多媒体存储装置，包括：
所述装置外的客户装置可访问的非限制区域，这样存储在所述非限制区域内的数字多媒体可以被所述客户装置访问；以及
包含有所述客户装置始终都不能访问其中的数字多媒体的限制区域，所述限制区域内的数字多媒体只能通过所述装置内的控制器进行访问，所述控制器总是并且在任何情况下都，在允许客户装置访问多媒体所包含的内容之前，将所述限制区域内的数字多媒体转换为模拟格式。

12.  权利要求11的装置，包含控制介质并具有数/模转换电路的控制器，所述控制器只允许所述数/模转换电路访问所述限制区域，以便将存储在所述限制区域内的数字化多媒体转换为模拟格式。

13.  权利要求12的装置，其中所述限制区域具体实现为存储介质的物理部分。

14.  权利要求12的装置，其中所述限制区域具体实现为存储介质的逻辑部分。

15.  权利要求12的装置，其中在所述装置上没有从所述限制区域的数字输出通道，只有连接该部分与所述数/模转换电路的通道。

16.  权利要求12的装置，其中所述控制器和所述存储介质封装在壳体内。

17.  权利要求16的装置，其中所述装置是硬盘驱动器且存储介质至少为一片盘片。

18.  权利要求17的装置，其中所述控制器是硬盘驱动器控制器.

19.  权利要求12的装置，还包括在装有所述存储介质和所述控制器的壳体上的数字多媒体输出端子，用于访问所述非限制区域内的数字多媒体。

20.  权利要求16的装置，其中所述壳体不包含允许从壳体外部访问所述限制区域内的数字多媒体的端子。

21.  权利要求11的装置，其中在截止时间后，存储在所述限制区域内的数字化多媒体就变成实际上不可访问的。

22.  多媒体播放系统，包括：
娱乐系统，以及
与娱乐系统相配的、用于接收多媒体请求的多媒体存储装置，所述存储装置可以数字格式将多媒体传送到所述娱乐系统，除非多媒体是存储在所述存储装置的存储介质的限制区域内的，在这种情况下多媒体在被发送到娱乐系统之前，首先被转换为模拟格式。

23.  权利要求22的系统，包含控制介质且具有数/模转换电路的控制器，所述控制器只允许所述数/模转换电路访问所述限制区域，以便将存储于所述限制区域内的数字化多媒体转换为模拟格式。

24.  权利要求23的系统，其中所述限制区域具体体现为存储介质的物理部分。

25.  权利要求23的系统，其中的限制区域具体体现为所述存储介质的逻辑部分。

26.  权利要求23的系统，其中在所述多媒体装置上没有从所述限制区域的数字输出通道，只有连接该部分与数/模转换电路的通道。

27.  权利要求23的系统，其中所述控制器和所述存储介质封装在壳体内。

28.  权利要求27的系统，其中所述多媒体存储装置是硬盘驱动器且所述存储介质至少为一片盘片。

29.  权利要求28的系统，其中所述控制器是硬盘驱动器控制器。

30.  权利要求23的系统，还包括在装有所述存储介质和所述控制器的壳体上的数字多媒体输出端子，用于允许访问存储在所述非限制区域内的数字多媒体。

31.  权利要求27的系统，其中所述壳体不包含允许从壳体外部访问所述限制区域内的数字多媒体的端子。

32.  权利要求22的系统，其中在截止时间后，存储在所述限制区域内的多媒体就变成实际上不可访问的。

33.  一种用于提供多媒体内容的方法，包括：
提供包含有数字格式内容的数字存储装置；
为至少下列行为之一向用户收费：购买存储装置，租用存储装置，以及将内容上载到存储装置；
防止从装置外部访问数字化形式的内容；以及
只以模拟形式在所述存储装置外部传送内容。

具有数字只写区域 的多媒体存储装置
技术领域
本发明涉及多媒体存储装置。
技术背景
对可以轻易地按字节进行拷贝的数字内容进行维权的问题，是一个重要的问题。既然可以对数字多媒体进行完全的复制，那么也就有可能对数字内容进行无限制的盗版。
为了降低这个难题带来的每年十亿美元损失，已经提出了数字权利管理(DRM)方案，该方案中包括各种的加密和解密方案。虽然如此，数字内容，无论其是否被加密，都是可以进行复制和存储的，并且如果它被加密了，这对于未经授权的某些人所进行的最终解密也是脆弱的。无论CD技术，DVD技术，流媒体技术，HDTV技术，或这些技术的组合，都无法改变这个事实。换句话说，无论DRM方案如何强大，一旦数字内容能够被传播，无论是否加密，它都是易受攻击的，从而会被某剽窃者攻破。
基于以上评论性陈述，在此公开本发明。
发明内容
一种用于存储多媒体数据的装置，所述装置包括数据存储介质，所述存储介质具有只模拟读的部分。一种控制存储介质的，且包括数/模转换电路的控制器。所述控制器只允许所述数/模转换电路访问所述只模拟读部分，以便将存储在所述只模拟读部分的数字化多媒体转换为模拟格式。
在一个优选的具体实施例中，所述只模拟读部分实现为存储介质的物理部分。它也可以实现为存储介质的逻辑部分。所述装置上的所述只模拟读部分没有数字输出通道，只有连接该部分与所述数/模转换电路的通道。
控制器和存储介质可以封装在一个壳体内。所述装置可以是硬盘驱动器，并且所述存储介质可以至少是一片。在这样的一个具体实施例中，所述控制器可以是硬盘驱动器控制器。
壳体内可以设置一个数字多媒体输出端子，用于访问未存储在所述只模拟读部分的数字多媒体。相反，所述壳体内不包含允许从所述壳体外面访问所述只模拟读部分内的数字多媒体的端子。
另一方面，多媒体存储装置包括可允许客户的装置从所述存储装置外访问的非限制区域，这样存储在所述非限制区域内的数字多媒体就可以被客户装置访问了。所述多媒体存储装置也包括限制区域，所述限制区域包含有永不允许客户的装置访问的数字多媒体。此外，无论所述限制区域内的数字多媒体是否被加密了，在所述限制区域内的数字多媒体都只可以被所述装置内的控制器访问。所述控制器在任何情况下，总是会在允许客户的装置访问所述数字多媒体所包含的内容之前，将所述限制区域内的数字多媒体转换为模拟格式。
再一方面，多媒体播放系统包括娱乐系统以及与娱乐系统相配的、用于接收多媒体请求的多媒体存储装置。所述存储装置会将数字格式的多媒体传输给所述娱乐系统，除非多媒体是存储在存储装置的存储介质的限制区域内的；在这种情况下，在将所述多媒体发送给所述娱乐系统之前，首先要将其转换为模拟格式。
又一方面，一种提供多媒体内容的方法，包括提供含有数字格式内容的数字存储装置。所述方法还包括为下列行为向用户收费：购买或租用所述存储装置，向所述存储装置上载内容。从所述装置外面访问数字形式的内容是要被防止的。所述内容可以被传送到存储装置外，但只能以模拟格式。
本发明的具体细节，有关其结构和操作，可以参照附图获得很好的理解，在附图中可根据标记数字参见相应的部分。
图1是本存储装置的典型具体实施例的透视图，配置为硬盘驱动器，但其壳体部分被刨开了；
图2是所述控制器的结构图；
图3是优选具体实施例的存储装置的前端透视图；
图4是图3所示的存储装置的后端透视图；
图5是具有关联的播放器的存储装置的分解透视图；
图6是从图5所示的播放器的另一角度看的透视图。
首先参见图1，所示为一装置，总体标记为10，用于在存储介质12上存储多媒体以及其它数据，所述存储介质12在一具体实施例中可以实现为硬盘驱动器内的多个存储碟片。当实现为硬盘驱动器时，所述装置10，依照硬盘驱动器的原理，包括在端部具有读/写头16的支臂14。所述数据存储区域12可由控制器18进行管理，所述控制器18可以是按下面的逻辑进行了改造的通常的硬盘驱动器控制器。或者，所述控制器18也可以是与硬盘驱动器控制器分开的控制器。
所述控制器18可以接收输入/输出端口20处的输入信号。数据输入接口，在硬盘驱动器这种实现方式的情况下，可以是串行ATA，但增加了允许用户指定数据所发往的存储区域的功能。输入信号可以包括来自用户地读和写的请求，其中包括来自客户装置的，寻求播放存储在所述存储装置10上的内容的信号。在所述控制器18和所述存储介质12之间设有数据输入和输出通道22，下面会对其进行进详细讨论。所述控制器18也可以在数字多媒体输出端子24输出数字化多媒体内容，如数字化的音频内容。
此外，如图1所示，控制器18可以在模拟输出端口26输出模拟多媒体内容。也可以向交互式用户提供可控输入端口27，例如游戏控制器。如果需要，所述可控输入端口27的功能也可以由所述输入/输出端口20实现。
如下面将进一步阐述的，模拟内容是以数字形式(如MPEG-2或MPEG-4)存储在所述装置10的限制区域28内的，在从所述端口26输出之前被所述控制器18从数字格式转换为模拟格式的内容。其它任何对存储在所述限制区域28内的内容的访问都是不被接受的。就是说，数字内容可以被写入所述限制区域28，但是，除了可以被所述控制器18将内容转换为模拟格式外，不可以被读。因此，可以将所述限制区域28想成所述存储介质12的数字只写，或模拟只读部分。在任何情况下，无论所述限制区域28是物理定义的还是逻辑定义的，它都被特别指定为由所述控制器18限制。
作为使用上述区域的例子，可以将一部电影的音频部分存储在所述存储介质12的非限制区域(比如所述限制区域28以外的区域)内，并且以数字化的形式在所述端口24输出；而已经被存储在所述限制区域28内的电影的视频部分，首先要被转换为模拟形式，然后再从所述端口26输出。在任何情况下，所述控制器18和所述存储介质12都优选地放置在整体的抗干扰壳体30内。
限制区域28可以物理地定义是可以理解的，比如，在硬盘驱动器实现方式中，一个磁盘或的一个磁盘的一个预定的部分可以被指定为“受限制的”。进入的被内容提供者标记为“受限制的”的多媒体数据就相应地被所述控制器18存储在所述限制区域28内。此外，所述区域28可也以逻辑定义。换句话说，进入的多媒体内容可以被标记为“受限制的”或者用一个标签或其它的数据结构指定为此，并存储在所述存储介质12的任何区域，所述控制器18随后就将该区域指定为一个限制区域28。在任何情况下，数据能否以数字化形式从所述装置10输出的决定都是不能改变的，但是在数据写入所述装置10时是保持确定的。实际上，一旦数据被写入到所述限制区域28，它就不能以数字化的形式在所述装置10外重新获得了。
图2表示优选的控制器18的细节。优选地，所述控制器18包含在单独的抗干扰芯片内。
图2所示的所述控制器18控制所述装置10内的数据流动。所述输入/输出端口27是给控制信号(遥控信号、可具有物理反馈的游戏控制器B，如索尼PS2控制器信号等)用的。此外，数字信号还可以通过所述数字输入/输出端口20输入。数字信号首先被传送到数字控制单元32，所述数字控制单元32决定数据是否为只能模拟输出，或者是否允许数字输出。该决定可以根据内容提供者提供的数据内的代码做出。一旦该决定做出，就不能够对数据的状态做任何进一步的改变。
然后，数字的数据要经过加密/解密模块34。如果数据原先没有被加密，则在所述模块34中被加密。然后信号被传送到调制/解调和编码/解码模块36，在这里被转换为将要存储在物理介质内的适当的格式。例如，在硬盘驱动器内，数据将被转换为NRZ驱动电流，并传到记录磁头。
然后数据被传递通过所述数据输出端口22，所述数据输出端口22是通向所述物理存储介质12的通道。如果内容被指定为只能模拟输出，则就被存储在所述存储介质12的所述限制区域28内。
了解了上述的公开内容，就知道了存储在物理介质内的数据(如果不是以加密的形式接收到的)的加密/解密，是在所述加密/解密模块34内的所述控制器18内完成的。在任何情况下，被指定为只能模拟输出的数据(如果需要，也可包括其它内容)总是已加密形式被存储在所述物理介质12内。因此，即使某些人将所述控制器18与所述物理介质12分离开，他/她也不能够访问被指定为只能模拟输出的未加密的数字内容。
在一个优选实施例中，一段只能模拟输出的内容的解密密钥被所述装置10的公钥加密，并与数据存储在一起。所述多媒体存储装置10的私钥被存储在所述加密/解密模块34内。内容提供者掌握公钥，并且在多数情况下，他们在以加密格式提供数字内容的同时，会提供用所述装置10的公钥加密的密钥。如上所述，如果是以加密形式收到的内容，则所述模块34只是将数字流传递给所述调制/译码模块36，而不对信息进行任何操作。
当数据要从多媒体装置输出时(以模拟格式或者数字格式)，所述控制器18重新从物理介质中找到加密的内容，在所述模块36内处理读回的信号，然后加密的数字信号被传送到所述加密/解密模块34进行解密。用所述装置10的公钥加密的解密密钥和数据一起被传送到。然后所述加密/解密模块34使用所述装置10的私钥(只有模块34知道)对这段关联的内容的解密密钥进行解密，这样所述加密/解密模块34就可以解密该数字内容了。以后，数字信号被发送到所述数据控制单元32。
根据本发明，所述控制单元32识别内容的类型，例如，是将要以模拟形式输出的内容(就是已经存储在所述限制区域28的内容)还是将要以数字形式输出的内容。如果内容被指定为只能模拟输出，则数字流被发送到数字信号处理器(DSP)单元38，所述数字信号处理器(DSP)单元38响应用户发出的典型的录放功能请求，如播放、快退、快进以及暂停。内容从所述DSP38被传送到数/模转换器(DAC)40，以便在从所述模拟输出端口26输出前被转换为模拟格式。
为了提高系统的安全性，优选情况下，至少所述加密/解密模块34和所述数/模转换模块40要包含在单独的抗干扰模块内，比如单独的芯片。这意味着被指定为只能模拟输出的数字内容在所述装置10内是永远不能直接获得的，这样某些人想打开所述装置10并查明数据通道以获得加密数据流的作法是行不通的。
图3和图4各表示所述装置10配置为独立装置时的前面和后面。如图4所示，硬盘驱动器实现方式时，所述数字输入/输出端口20可以是标准硬盘驱动器的I/O端口。所述装置也可以包含游戏控制I/O端口27。还可以提供一电源连接器42为所述装置10供电。
如图3所示，从所述壳体30上突出的是所述模拟输出端口26和所述数字多媒体输出端口24。还可以提供遥控指令信号接收器44，比如IR(红外)接收器，用于接收用户的内容请求。在图3和图4所示的具体实施例中，用户可以，举例来说，在类似视频存储这样的上载状态下向所述装置10内上载内容，然后将其带回家连接到一个TV监视器或其它录放装置上。
图5和图6表示本发明的多媒体存储装置可以与录放装置48的隔舱46相配的情况。在这个具体实施例中，上述的输出端口可以被替换为装置54的壳体52上的集成的数字/模拟输出板50，而所述装置54在其它的各个方面实质上都与上述的存储装置10相一致。所述板50与所述隔舱46的辅助机构相接合，实现图5所示的所述装置48和54间的通信。录放装置48还可以包括一个遥控指令信号接收器56，例如一个IR(红外)接收器。如图6所示，包括模拟视频输出、数字音频输出、数控输入/输出、模拟音频输出、以及S视频输出的标准连接器58，可以从录放装置48上突出出来，用于将装置48与电视或其他的显示设备相连。
在非限制性的示范实施例中，所述存储装置10或54的控制器也可以包括安全机制，所述安全机制允许所述存储装置10进行准确的自我识别，以可靠的方式交换密钥，并且可以根据技术上可知的鉴别原理进行准确的自我鉴别。特别地，以所述装置10为例，所述装置10可能会执行一套标准的密码协议，但是可以将它们与一个总的硬盘驱动器存储保护方案相结合。该方案的主要特征是，可以在所述装置10中采用N个不同的握手协议(如PKI系统)，但是只有其中K(K＜＝N)个握手协议在装置10接收写入的数据时可以采用。这些握手协议也可用于识别装置是否是真实的装置10，因而可以避免欺骗性的存储装置，通过装作合法的装置来欺骗内容分发者，从而达到获取数字内容的目的。这些握手协议也可以用于将解密密钥提供给存储在只能模拟输出区域内的数字内容。
如果还需要，如上所述，为了确保数字内容永远不可直接获得，优选情况下，可按照所述控制器18与所述存储介质12不可分的方式构造所述装置10。
优选的非限制性的装置10可以设计为内容流的先后顺序可由用户自己控制，但是只能在内容创作者所允许的程度内。这种对先后顺序的操作的限制，例如播放、快退、快进、跳进、直接到某时间点/位置，是在内容被上载到所述装置10时建立的。例如，为了显示内容开始时的版权信息，可以将所述装置10指定为，在内容显示开始时不允许使用快进、跳进及相关功能。该限制机制的另一种应用是，在商业片断的播放过程中禁用这样的功能(如快进、跳进、直接到某时间点/位置等)。如果谁愿意观看带有商业广告部分的视频内容，则可以对其降低租金，这很像商业广告片被插入到广播性视频流中的方式。
此外，如果需要，所述装置10还具有让内容分发者(在视频商店内)添加自己的商业广告的功能。这个新的广告流可以用多种方式加入，例如，以类似许多在电影放映演出的开始阶段播放的片断的放映方式，在视频播放的开始阶段加入。这给了视频出租商店一个添加本地广告的功能以及根据视频商店所在的特定地理位置定制广告的功能，或者甚至将广告定制给租用视频内容的客户的功能。
如果需要，优选的装置10可以对其中存储的多媒体数据片断设置终止时期。当内容被上载到所述装置10上时，可启动计数器判断什么时候内容将被禁止访问或禁止以模拟格式播放。在截止时间后，数据可以被删除或改变为禁止访问的。截止时间可以是相对的，如在上载后的一个给定的时间内；或者绝对的，如在某给定时间点。
除了时间终止点外，还可以建立使用终止点。这就是说，一个给定的内容片断只允许被访问预先设定的次数。例如，一个租用的视频在到期之前只被允许播放三次。
如果需要，上述两种到期方法可以组合起来。也就是，终止规则可以被设置为使用及时间的函数。举例说明，内容可以设定为在第一次访问后48小时终止。
上述的终止规则的使用，可以采用只针对内容片断的解密密钥的方式。这种方式中，一旦内容到期了，内容分发者只需要重新上载内容片断的解密密钥，而不需要重新上载内容本身。
有了上述发明，就可以提供数字化形式的多媒体内容，并且要求用户要么购买或租用存储装置，要么向存储装置上载内容。从装置外访问数字化形式的内容是被禁止的。内容只能以模拟形式从装置内输出。
虽然这里所示和详细描述的特定的“具有数字只写区域的多媒体存储装置”完全能够实现上面所说的本发明的目的，但应该理解，该特定的具有数字只写区域的多媒体存储装置是本发明当前的优选实施例，并且因此代表为本发明广泛设想的主题；还应该理解本发明的范围完全包括了那些对本领域的技术人员来讲显而易见的其它的具体实施例，并且本发明的范围仅被后面所附的权利要求所限定，其中以单数的形式引用某个元素并不表示“一个或只此一个”，除非明确说明，否则应表示“一个或多个”。此外，没有必要用一个装置或方法来解决本发明要解决的每一个问题，因为这将包括在本权利要求中。此外，无论本发明公开中的元素、组件、或方法步骤是否在权利要求中明确引述，这些元素、组件、或方法步骤的目标都不是公众。这里权利要求的任何一个元素都不应按照35U.S.C’112第六段的规定进行解释，除非该元素明确用“...的装置”这样的词语表述，或者是对于方法权利要求，该元素被表述为一个“步骤”而不是一个“操作”。对于这里没有提到的表述定义，可以用与本说明书和申请历史不矛盾的任何普通的和习惯的含义来理解权利要求中的术语。