تشفير التلفزيون

تعتمد أنظمة التلفزيون المدفوع التناظرية والرقمية على عدة أنظمة وصول مشروط تُستخدم لخدمة الدفع مقابل المشاهدة (PPV) وغيرها من الخدمات المتعلقة بالمشتركين. في الأصل، كانت أنظمة التلفزيون الكبلي التناظرية تعتمد على أجهزة الاستقبال للتحكم في الوصول إلى البرامج، حيث لم تكن أجهزة التلفزيون في ذلك الوقت مُجهزة لاستقبال البث الكبلي . كان التشفير التناظري يقتصر عادةً على القنوات المميزة مثل HBO أو القنوات ذات المحتوى الموجه للبالغين. في هذه الحالات، استُخدمت طرق خاصة لكبح تزامن الفيديو للتحكم في الوصول إلى البرامج. في بعض هذه الأنظمة، كانت إشارة التزامن اللازمة موجودة على حامل فرعي منفصل، مع أن قطبية التزامن تُعكس أحيانًا. في هذه الحالة، إذا استُخدمت مع نظام PAL ، يمكن استخدام تلفزيون SECAM L مزود بموالف كابل لفك تشفير الإشارة جزئيًا، ولكن فقط بالأبيض والأسود وبإضاءة معكوسة. لذا ، يُفضل استخدام تلفزيون متعدد المعايير يدعم نظام PAL L لفك تشفير الألوان أيضًا. لكن هذا سيؤدي إلى استقبال جزء من إشارة الفيديو كصوت أيضًا، لذا يُنصح باستخدام تلفزيون آخر، ويفضل ألا يحتوي على خاصية كتم الصوت التلقائي، لفك تشفير الصوت. وقد حلت أجهزة الاستقبال الرقمية محل أجهزة الاستقبال التناظرية إلى حد كبير، حيث تتيح هذه الأجهزة التحكم المباشر في الوصول إلى البرامج، بالإضافة إلى فك تشفير الإشارات رقميًا.

على الرغم من اختبار العديد من أنواع التشفير التناظري في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، أصبح VideoCipher II المعيار الفعلي للتشفير التناظري الذي استخدمته قنوات التلفزيون المدفوع عبر الأقمار الصناعية من النطاق C. وكانت HBO وCinemax من أوائل القنوات التي تبنت VCII، حيث بدأتا التشفير بشكل دائم في يناير 1986؛ وShowtime وThe Movie Channel في مايو 1986؛ وCNN وHeadline News في يوليو من العام نفسه. استُبدل VideoCipher II كمعيار بـ VCII+ في أوائل تسعينيات القرن الماضي، ثم استُبدل بدوره بـ VCII+ RS. ويتطلب فك تشفير قنوات VCII جهاز استقبال فضائي يدعم VCII. وقد حل DigiCipher 2 محل VCII إلى حد كبير في أمريكا الشمالية . في الأصل، كانت أجهزة الاستقبال التي تعمل بتقنية VCII مزودة بتقنية مودم منفصلة للوصول إلى خدمة الدفع مقابل المشاهدة تُعرف باسم Videopal. وقد دُمجت هذه التقنية بالكامل في أجهزة استقبال التلفزيون الفضائي التناظري من الأجيال اللاحقة.

• VideoCipher I (مهمل)
• VideoCipher II (تم إيقاف استخدامه)
• VideoCipher II+
• VideoCipher II RS (الأمن المتجدد)

DigiCipher 2 هو نظام توزيع فيديو خاص بشركة General Instruments. يعتمد DigiCipher 2 على معيار MPEG-2. يتطلب فك تشفير قنوات DigiCipher 2 جهاز استقبال فضائي رباعي الأبعاد (4DTV) . في أمريكا الشمالية، يتم الوصول إلى معظم برامج الكابل الرقمي عبر أجهزة استقبال رقمية (Set-top Boxes) تعتمد على DigiCipher 2. يُشار إلى DigiCipher 2 أيضًا باسم DCII.

يُعدّ PowerVu تقنية تشفير رقمية شائعة أخرى تُستخدم في التطبيقات غير السكنية. طُوّرت PowerVu بواسطة شركة Scientific Atlanta . ومن أنظمة التشفير الرقمية التجارية الأخرى: Nagravision (من شركة Kudelski)، و Viaccess (من شركة France Telecom)، و Wegener .

في الولايات المتحدة، تستخدم كل من DirecTV و Dish Network، وهما نظاما بث فضائي مباشر، معايير التشفير الرقمي للتحكم في الوصول إلى البرامج. تستخدم DirecTV نظام VideoGuard ، المصمم من قبل NDS . وقد تم اختراق نظام DirecTV في الماضي، مما أدى إلى وفرة البطاقات الذكية المخترقة في السوق السوداء. إلا أن التحول إلى نوع أقوى من البطاقات الذكية (بطاقة P4) قضى على قرصنة DirecTV بعد فترة وجيزة من طرحها. ومنذ ذلك الحين، لم تتوفر أي نسخ مخترقة متاحة للعامة. أما Dish Network فتستخدم تشفير Nagravision (2 و3). وكانت خدمتا VOOM و PrimeStar، اللتان توقفتا عن العمل الآن، تستخدمان معدات من General Instruments/Motorola، وبالتالي تستخدمان نظام DigiCipher 2، وهو نظام مشابه جدًا لأنظمة 4DTV الفضائية الكبيرة السابقة.

في كندا ، تستخدم كل من أنظمة Bell Satellite TV و Shaw Direct DBS معايير التشفير الرقمي. وتستخدم Bell TV، مثل Dish Network، نظام Nagravision للتشفير. أما Shaw Direct، فتستخدم نظام DigiCipher 2، نظراً لأن معداتها أيضاً من إنتاج General Instruments/Motorola.

طورت شركة زينيث إلكترونيكس نظام تشفير لنظام فونفيجن الخاص بها في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين.

استُخدم نظام أوك أوريون في الأصل للوصول إلى قنوات التلفزيون الفضائي التناظري المدفوعة في كندا . وكان مبتكرًا في عصره لاستخدامه الصوت الرقمي . وقد استُبدل تمامًا بتقنيات التشفير الرقمي. استخدمت قناة سكاي في أوروبا نظام أوك أوريون بين عامي 1982 و1987، وقناة إم-نت في جنوب إفريقيا من عام 1986 إلى 2018. طوّرت شركة أوك أنظمة تشفير مماثلة لتلفزيون الكابل وخدمات البث التلفزيوني المدفوع مثل ONTV .

يُعدّ Leitch Viewguard معيار تشفير تناظري يُستخدم بشكل أساسي من قِبل شبكات البث التلفزيوني في أمريكا الشمالية . وتعتمد آلية التشفير فيه على إعادة ترتيب خطوط الفيديو (Line Shuffle)، مع الحفاظ على الصوت سليمًا. وقد استخدمت أنظمة البث التلفزيوني الأرضي عبر الكابل في شمال كندا نظام الوصول المشروط هذا لسنوات عديدة. ويُستخدم اليوم بشكل متقطع فقط في بعض دوائر الأقمار الصناعية نظرًا لتشابهه مع D2-MAC و B-MAC .

كان هناك أيضاً إصدارٌ يُشفّر الصوت باستخدام دفق صوتي رقمي في فاصل التعتيم الأفقي، على غرار نظام VCII. استخدمت إحدى الشبكات الأمريكية هذا النظام لبثّاتها التابعة، وكانت تُعطّل الإشارات الفرعية التناظرية على البثّ الفضائي.

لم يتم استخدام B-MAC لتطبيقات البث التلفزيوني المباشر عبر الأقمار الصناعية منذ أن تحولت PrimeStar إلى نظام توصيل رقمي بالكامل في منتصف التسعينيات.

كان نظام VideoCrypt نظام تشفير تناظري يعتمد على القص والتدوير، مع نظام وصول مشروط قائم على البطاقات الذكية. استُخدم في التسعينيات من قِبل العديد من محطات البث الفضائي الأوروبية، ولا سيما شركة Sky Broadcasting البريطانية . كما استُخدم أيضًا من قِبل Sky New Zealand (Sky-NZ). كانت إحدى نسخ VideoCrypt (VideoCrypt-S) قادرة على تشفير الصوت. كما توفر خيار تشفير مرن، حيث يُمكن إرسال الفيديو المُشفّر بمفتاح ثابت، ويستطيع أي جهاز فك تشفير VideoCrypt فك تشفيره.

نظام RITC Discret 11 هو نظام يعتمد على تأخير خط الفيديو الأفقي وتشفير الصوت. يتم تأخير نقطة بداية كل سطر فيديو بشكل شبه عشوائي بمقدار 0 نانوثانية ، أو 902 نانوثانية، أو 1804 نانوثانية. استُخدم هذا النظام لأول مرة عام 1984 من قِبل قناة Canal Plus الفرنسية ، ولكنه تعرض للاختراق على نطاق واسع بعد نشر مجلة "Radio Plans" في عدد ديسمبر 1984 خططًا لأجهزة فك التشفير. ^{[ 4 ]} كما استخدمت هيئة الإذاعة البريطانية (BBC) نسخةً مُعدّلةً لاحقةً من نظام التشفير، Discret 12، والمُخصصة للاستخدام خارج فرنسا، في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، كجزء من اختبار استخدام ساعات البث غير المباشر لبرامج متخصصة مُشفّرة، حيث بُثّت قناة BMTV (التلفزيون الطبي البريطاني) على قناة BBC Two. ^{[ 5 ]} وقد أدى ذلك في نهاية المطاف إلى إطلاق خدمة BBC Select المُشفّرة في أوائل تسعينيات القرن الماضي. ^{[ 6 ]}

استخدمت قناة FilmNet الأوروبية نظام SATPAC الذي كان يتداخل مع إشارات التزامن الأفقية والرأسية، وينقل إشارة تحتوي على بيانات التزامن والترخيص على موجة حاملة فرعية منفصلة. استُخدم النظام لأول مرة في سبتمبر 1986، وشهد العديد من التحديثات نظرًا لسهولة اختراقه من قِبل القراصنة. وبحلول سبتمبر 1992، تحولت FilmNet إلى نظام D2-MAC EuroCrypt.

أُضيفت موجة جيبية متداخلة بتردد حوالي 93.750 كيلوهرتز إلى إشارة الفيديو. كان تردد هذه الإشارة المتداخلة يعادل ستة أضعاف تردد التحديث الأفقي تقريبًا. تضمنت هذه التقنية خيارًا لتشويش الصوت باستخدام تقنية عكس الطيف. استُخدمت هذه التقنية في المملكة المتحدة من قِبل هيئة الإذاعة البريطانية (BBC) لبث خدماتها العالمية، ومن قِبل قناة الأفلام البريطانية "بريمير" التي توقفت عن البث.

استخدم هذا النظام من قبل قناة Teleclub الألمانية/السويسرية في أوائل التسعينيات، وقد اعتمد على أساليب مختلفة مثل عكس الفيديو، وتعديل إشارات التزامن، وتأثير تأخير الخط الزائف.

نظام الوصول المشروط باستخدام معيار D2-MAC . طُوّر هذا النظام بشكل رئيسي من قِبل شركة فرانس تيليكوم، وكان يعتمد على البطاقات الذكية. تعتمد خوارزمية التشفير في البطاقة الذكية على معيار DES . وكان هذا النظام من أوائل أنظمة البطاقات الذكية التي تعرضت للاختراق.

استُخدم نظام Nagravision قديم لتشفير برامج التلفزيون التناظري الفضائي والأرضي في التسعينيات، على سبيل المثال من قِبل قناة Premiere الألمانية المدفوعة. في هذا النظام، تُخزَّن 32 سطرًا من إشارة PAL التلفزيونية مؤقتًا في كلٍّ من المُشفِّر والمُفكِّك، وتُقرأ بترتيب مُبدَّل تحت سيطرة مُولِّد أرقام شبه عشوائية . يقوم مُتحكِّم دقيق أمني للبطاقات الذكية (في غلاف على شكل مفتاح) بفك تشفير البيانات المُرسَلة خلال فترات حجب إشارة التلفزيون، ويستخرج قيمة البذرة العشوائية اللازمة للتحكم في توليد الأرقام العشوائية. كما يسمح النظام بتشفير الإشارة الصوتية عن طريق عكس طيفها عند 12.8  كيلوهرتز باستخدام مُخالِط تردد.