تشفير الفيديو

خلال النصف الأول من ثمانينيات القرن الماضي، واجهت قنوات HBO و Cinemax وغيرها من مزودي خدمات التلفزيون المدفوع الذين يستخدمون أجهزة إرسال واستقبال فضائية تناظرية، سوقًا متنامية بسرعة من مالكي أجهزة استقبال البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية (TVRO). كان بإمكان مستهلكي التلفزيون الفضائي مشاهدة هذه الخدمات ببساطة عن طريق توجيه طبق الاستقبال نحو القمر الصناعي، وضبطه على جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بالمزود. وقد طُرح سؤالان حول هذه الممارسة: أولهما، ما إذا كان قانون الاتصالات لعام 1934 ينطبق باعتباره حالة "استقبال غير مصرح به" من قبل مستهلكي أجهزة استقبال البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية (TVRO)؛ وثانيهما، إلى أي مدى كان من القانوني لمزود الخدمة تشفير إشاراته في محاولة لمنع استقبالها.

وقد أوضح قانون سياسة الاتصالات عبر الكابلات لعام 1984 كل هذه الأمور، مما جعل ما يلي قانونيًا: ^{[ 2 ]}

• استقبال إشارات الأقمار الصناعية غير المشفرة من قبل المستهلك
• استقبال إشارات الأقمار الصناعية المشفرة من قبل المستهلك، عندما يكون قد حصل على إذن قانوني لفك تشفيرها

أدى ذلك إلى إرساء إطار عمل لنشر التشفير على نطاق واسع في إشارات الأقمار الصناعية التناظرية. كما أرسى إطار عمل (وتفويضًا ضمنيًا لتوفير) خدمات اشتراك لمستهلكي TVRO تتيح فك تشفير تلك الإشارات بشكل قانوني. وكانت HBO وCinemax أول خدمتين تعلنان عن نيتهما تشفير بثهما عبر الأقمار الصناعية في أواخر عام 1984.

تم اختراع تقنية تشفير الفيديو عام 1983 من قبل شركة لينكابيت (التي استحوذت عليها لاحقًا شركة إم/إيه-كوم عام 1985، وأصبحت تُعرف باسم إم/إيه-كوم لينكابيت). في منتصف ثمانينيات القرن الماضي، بدأت إم/إيه-كوم بالتخلي عن الأقسام التي لا تندرج ضمن منتجاتها الأساسية من مكونات وأنظمة الترددات الراديوية والميكروويف. استحوذت شركة جنرال إنسترومنت على قسم لينكابيت عام 1987.

استُخدمت تقنية تشفير الفيديو طوال فترة التسعينيات من قِبل هيئة الإذاعة والتلفزيون الإندونيسية (RCTI) وهيئة الإذاعة والتلفزيون الإندونيسية ( SCTV) لتشفير بعض البرامج الأجنبية (مثل الأحداث الرياضية والأفلام) كجزء من شروط حقوق البث، وذلك لمنع الوصول إليها من خارج البلاد، بحيث لا يمكن مشاهدة هذه البرامج إلا عبر شبكات RCTI وSCTV عبر ترددات UHF/VHF في إندونيسيا . كما استخدمت شركة إندوفيجن تقنية تشفير الفيديو لتشفير قنواتها كإجراء لمكافحة القرصنة بين عامي 1994 و1997.

كانت هذه النسخة الأولى من نظام تشفير الفيديو الذي عرضته شركة Linkabit لأول مرة في عام 1983.

يُعرف هذا النوع من تشفير الفيديو أيضًا باسم Videocipher IB، وكان شائع الاستخدام في شبكات البث الرياضي . استخدمت شبكة CBS هذا النظام من عام 1987 وحتى منتصف التسعينيات لتشفير بثها إلى المحطات التابعة لها على قمري Telstar 301 و Telstar 302 .

في كندا، استخدمت شبكة CTV التلفزيونية هذه التقنية أيضاً في بثها. في هذا النظام، يتم تشفير الفيديو عن طريق إعادة ترتيب خطوط مسح الفيديو، بينما يبقى الصوت واضحاً. وقد استمر استخدام هذا النظام حتى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.

في ثمانينيات القرن الماضي، كان نظام تشفير الفيديو الأول (VCI) مطروحًا في البداية للاستخدام من قبل HBO. أجرت HBO اختبارات مكثفة على VCI، لكنها رفضته في النهاية لصالح نظام تشفير الفيديو الثاني (VCI II). كان استخدام HBO لنظام VCI سيتطلب أجهزة فك تشفير لمشاهدي البث الفضائي المنزليين. ونظرًا للتكاليف المرتبطة بنظام VCI الأول، فقد تبين أن صيانة نظام VCI وجهاز فك التشفير مكلف للغاية بالنسبة للاستخدام المنزلي.

استخدمت شبكة PBS في الولايات المتحدة الأمريكية تقنية VideoCipher I في بثها الفضائي لمحطاتها الأعضاء في منتصف الثمانينيات للاستفادة من إمكانيات الصوت الرقمي عالي الدقة التي توفرها هذه التقنية. كان هذا الأمر مرغوبًا فيه لبعض البرامج التي كانت تبثها PBS في تلك الحقبة، مثل الحفلات الموسيقية الكلاسيكية وغيرها من البرامج الموسيقية، والتي كان بعضها يُبث بالتزامن مع محطات إذاعية عامة شريكة باستخدام نفس مصدر الصوت. حاولت PBS في عام 1979 إرسال الصوت الرقمي لبرامجها إلى محطاتها الأعضاء باستخدام نظام يُسمى DATE (الصوت الرقمي للتلفزيون)، ^{[ 3 ]} والذي كان يستخدم فاصل التعتيم الرأسي (VBI) للفيديو التناظري لإرسال الصوت الرقمي. وفرت تقنية VCI هذه الميزة نفسها مع إتاحة استخدام فاصل التعتيم الرأسي لأغراض أخرى مثل الترجمة المصاحبة والتليتكست ، مما جعل نظام DATE قديمًا بحلول منتصف الثمانينيات (مع ذلك، كان نظام DATE يوفر 4 قنوات صوتية مقابل قناتين ستيريو في VideoCipher I).

استخدم نظام التشفير "ليتش فيوغارد " المستخدم في البث الفضائي نفس آلية إعادة ترتيب خطوط الفيديو، مع الحفاظ على الصوت سليمًا. كما استخدمت شبكتا ABC و Fox نظام "فيوغارد" في بثهما التناظري لمحطاتهما التابعة قبل فترة وجيزة من التحول إلى التوزيع الرقمي عبر الأقمار الصناعية في عامي 2005 (لشبكة ABC) و2004 (لشبكة Fox).

كان نظام Videocipher II أول نظام تشفير تلفزيوني للمستهلكين. بدأت شبكتا HBO وCinemax، اللتان كانتا تمتلكان أجهزة إرسال واستقبال على القمر الصناعي Satcom 3R والقمر الصناعي Galaxy 1 ، بتشفير بثهما على الساحل الغربي باستخدام Videocipher II لمدة 12 ساعة يوميًا في أوائل عام 1985، ثم طبقتا الأمر نفسه على بثهما على الساحل الشرقي بحلول أغسطس. وبدأت الشبكتان التشفير بشكل كامل في 15 يناير 1986، وهو ما أُطلق عليه في العديد من التقارير الإخبارية آنذاك اسم "يوم التشفير". في غضون عامين، استخدمت غالبية شركات برمجة التلفزيون الكبلي الكبرى التشفير عبر Videocipher II . ومع ذلك، سمحت ثغرات أمنية في النظام لبعض عمليات فك التشفير غير القانونية ، حيث تم تعديل جهاز فك تشفير خاص بالمستهلكين للحصول على برامج مجانية. ابتداءً من عام 1991، بدأت شركات البرمجة بالتخلي تدريجيًا عن نظام VCII لصالح نظام Videocipher II Plus (RS) الأكثر أمانًا. تم إيقاف استخدام النظام نهائيًا عام ١٩٩٣. كان يُباع في الأصل كجهاز فك تشفير مستقل يتألف من وحدة فك تشفير ووحدة فك تشفير إلكترونية بالكامل، ثم بدأت شركات تصنيع أنظمة الأقمار الصناعية الأخرى بتصنيع أجهزة الاستقبال الخاصة بها مزودة بوحدة فك تشفير GI. يقوم نظام VCII هذا بتشفير الصوت الاستريو رقميًا باستخدام خوارزمية تشفير DES ، ويشفر الفيديو عن طريق عكس قطبية الفيديو ونقل معلومات اللون إلى تردد منطقة غير قياسي. ومن الجدير بالذكر أن تصميم Videocipher II Plus لم يُغير خوارزمية تشفير الفيديو (بل تم تحسين تشفير الصوت فقط). ولذلك، لا يزال بإمكان جهاز فك تشفير Videocipher II فك تشفير جزء الفيديو من بث Videocipher II Plus المشفر. في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات، بدأت وحدات VideoCipher II المقرصنة بتلقي إجراءات مضادة إلكترونية (ECM) بشكل مستمر. ^{[ ٤ ]}

في أوائل التسعينيات، زاد المبرمجون من وتيرة إصدار مفاتيح DES الرئيسية من مرة شهريًا إلى ما يقارب اليوم. وبدأت شركات (مثل ماجنا سيستمز) بتقديم خدمات تُمكّن المستخدمين من الاستمرار في تلقي المفاتيح عبر الفاكس، وذلك من خلال تعديلات إلكترونية/لوحات إضافية مثل مودمات "VMS". تتصل هذه الوحدات الإضافية بنظام لوحة إعلانات ، وتقوم تلقائيًا بتنزيل المفاتيح المطلوبة لعرض جميع البرامج المتاحة.

في نهاية المطاف (حوالي عام ١٩٩٢)، تخلت HBO تمامًا عن تقنية VideoCipher II لصالح تقنية VideoCipher II Plus (RS) الأكثر أمانًا؛ وحذت شركات البث الأخرى حذوها. لم يعد لامتلاك وحدة VideoCipher II أي قيمة تُذكر إلا إذا رغب المشاهد في مشاهدة برامج للكبار بدون صوت.

في ذلك الوقت، لم تكن معظم شركات الكابل المحلية تُرسل الصوت المُشفّر إلى المشتركين. ولذلك، وجد بعض المشاهدين الذين لديهم اشتراك في كلٍ من الكابل والأقمار الصناعية طريقةً لدمج الصوت والصورة. إذ تمكنوا من الحصول على الصوت من خط الكابل والصورة من القمر الصناعي باستخدام جهاز VideoCipher II، ثم بثّهما معًا إلى أجهزة الفيديو وأجهزة التلفاز. ونظرًا لتقنية VideoCipher II Plus المتطورة، قد يظهر الفيديو متقطعًا أو غير واضح على وحدة VideoCipher II القديمة (بينما كانت الوحدات المزودة بشريحة مُعدّلة أحدث أقل عرضةً لهذه المشكلة).

كان برنامج VideoCipher II خاضعًا لقيود ITAR على تصدير التشفير من الولايات المتحدة بسبب استخدامه لـ DES، ولكن تمت إضافة استثناء لأجهزة فك التشفير الخاصة بالمستهلكين إلى قائمة الذخائر الأمريكية في عام 1992.

تم تطبيق Videocipher II على معالجات Texas Instruments TMS7000 ^{[ 5 ]} .

في عام ١٩٩٢، وبعد سنوات من الاختراقات الأمنية لنظام Videocipher II، طرحت شركة جنرال إنسترومنتس وحدة فك التشفير Videocipher II Plus. وفي عام ١٩٩٣، تم إيقاف بعض برامج VCII تدريجيًا، لا سيما قنوات الأفلام المدفوعة وخدمة الدفع مقابل المشاهدة. لفترة من الزمن، استمرت العديد من الشبكات، مثل SportsChannel America ، في استخدام بث VCII. كان Videocipher II+ نظامًا ذا مستوى أمان أعلى، وله إصداران. نظام Videocipher-RS (اختصارًا لـ Renewable Security)، هو نظام Videocipher II Plus مزود بفتحة في الجزء الخلفي من وحدة فك التشفير، حيث يمكن إدخال بطاقة لترقية مستوى الأمان في حال تعرض نظام VCII Plus للاختراق.