HDCP Repeater工作模式流程总结 ——第一阶段

HDCP认证总共分三个阶段：

1. First Part ——协议认证,如果hdmi连接线两端的设备都有合法的Device Key Set，则第一步通过。

2. Second Part——适用于存在Repeater的情况下，Repeater设备上报自己下游所连接的KSVs.

3. Third Part——内容加密

首先了解这么几个单词的基本意思：

Key  Selection Vector (KSV).   Each  HDCP  Device  contais a set of Device Private Keys .A set of Device Private Keys is associated with a KSV. Each HDCP Transmitter has assigned to it a unique KSV from all other HDCP Transmitters. Also ,echo HDCP Receiver has assigned to it a unique KSV from all other HDCP Receivers.The KSV is a  40-bit binary value.（密钥选择矢量：每个HDCP设备都包含一个KSV，KSV是一个40bit的二进制数值，由20个0和20个1组成）

Device Private Keys.   A set of Device Private Keys consists of  40 different 56-bit values.These keys are to be protected from exposure outside of the HDCP Device.A set of Device Private Keys is associated with a unique Key Selection Vector .（设备密钥：每个HDCP设备都有一组40个56bit密钥组成的合集，这里面每一个密钥都必须是合法的。）

Device Key Set.  Each HDCP Devices has a Device Key Set,which consists of  a set  of Device Private Keys along with the associated  Key Selectin Vector.（设备密钥集：KSV与Device Private Keys共同组成了Device Key Set）

不要刻意记中文名，容易产生误解，最好直接以英文理解这几个概念的含义。

（1）第一阶段

将设有两个HDCP设备A,B. A是Transmitter， B是Receiver。当A,B连接后，流程是这样的：

1. A发送自己的KSV(AKsv)和一个64bit的伪随机码An给设备B;  (An由HDCP加密函数hdcpRngCipher生成 ，64-bit，每次都不一定相同)

2. B收到后，回复自己的KSV(BKsv)和REPEATER bit; (REPEATER bit是Bcaps里的第1位，为1表明自己的repeater，为0则不是)

3. A收到BKsv和REPEATER bit后， 首先确认BKsv没有被HDCP组织撤销，且必须有20个0和20个1组成，即必须属于合法的才能继续进行认证。图1.(图片来自网络)

                                                  图1. 初始的密钥交换验证

4. 双方都验证KSV合法后，根据对方的KSV和自己的Device Private Keys生成一个56bit的共享密钥Km(A),km'(B).

Km计算方法：

               Km =  ∑AKeys Over BKsv

               Km' =  ∑BKeys Over AKsv

举个例子：

     假设BKsv最后12位为0x5A3, 转为二进制 0101 1010 0011，第0,1,5,7,8位都是1.(KSV总共40位，肯定是0/1各20个，这里举例只挑前12位中的1来说明)

     那么Km = Akey(0) + AKey(1) + AKey(5) + AKey(7) + AKey(8) + ...+AKey(i) (把BKsv为1所指的A的40个key中对应值相加)

     最后得到一个56bit的Km

     同理Km‘也是如此算的，若AB都合法，则Km=Km' 。 图2. (图片来自网络)

                                                   图2. 计算各自的Km Km'

5. 由于直接交换Km不安全，所以还会再进行一次加密运算，得到R0,R0'.

      （Ks, M0, R0) = hdcpBlkCipher(Km, REPEATER||An) .这里的“||”不是与，而是类似现行拼接字符串，把An追加的REPEATERbit的后面，所以REPEATER||An为1+64=65bit

     Ks: 56-bit，会在后面加密用到。

     M0: 64-bit密钥，用在认证第二部分。

     R0: 16-bit，用于最终在收发双方传递，来验证设备合法性

     AB双方都计算出各自的R0,R0', A读取B的R0'，若R0=R0',则设备合法。图3,4. (图片来自网络)

                                                                图3.  双方各自计算自己的R0

     

                                                                 图4. Transmitter读取Receiver的R0' (图片来自网络)

第一阶段在R0比较后完毕，B必须在收到AKsv后的100ms内准备好R0'. A必须在发送AKsv100ms后才能读取R0'。整个过程如图5所示。

                                                                 图5. 第一阶段的握手流程