Implementation of a Set-Top Box Architecture providing Security Components on an FPGA

Abstract

En el contexto de la transmisión de video digital (DVB), es importante proteger el material de alta definición (HD) debido a su disponibilidad cada vez mayor. En este entorno, específicamente en el extremo del usuario, el contenido HD se distribuye a través de una interfaz entre un decodificador o Set-Top Box (STB), y un módulo de acceso condicional (CAM). El contenido protegido es recibido por el STB, luego es enviado al CAM que lo descifra y lo enrruta de regreso al STB, atravesando una interfaz estándar sin ninguna protección. En nuestra propuesta, sin embargo, los datos que han sido recibidos por el STB y posteriormente decodificados por la CAM, se cifran y luego se envían de vuelta al STB. La idea de tener una arquitectura STB, en la que los datos permanezcan protegidos hasta la periferia del STB, se especifica en el estándar DVB CI Plus. Esta tesis propone una arquitectura STB que incluye componentes de seguridad que parcialmente adoptan el estándar DVB CI Plus y tiene como objetivo 1) analizar las características de seguridad de transmisión y 2) proporcionar una implementación y validación del prototipo hardware del STB en una tarjeta de desarrollo basada en un dispositivo FPGA.

In the Digital Video Broadcasting (DVB) context, it is important to protect the High-De nition (HD) material due to its ever increasing availability. In this environment, speci cally at the user end, the HD content is distributed through an interface between a Set-Top Box (STB) and a Conditional Access Module (CAM). The protected content is received by the STB, then it is sent to the CAM which unscrambles and routes it back to the STB traversing a standard interface without any protection. In our proposal instead, the data which has been received by the STB and subsequently unscrambled by the CAM, is encrypted and then sent back to the STB. The idea to have a STB architecture, in which the data remains protected until the very periphery of the STB video decoder, is speci ed in the DVB CI Plus standard. This thesis proposes a STB architecture that includes security components adopting partly the DVB CI Plus standard and aims to 1) analyze broadcast security features and to 2) provide a STB prototype implementation and validation on an FPGA development board.