Курс "Защита информации", кафедра радиотехники, Московский физико-технический институт (МФТИ)

2010: Главная Экзамен Лекции Семинары Проекты Эссе | Преподаватели Литература | Архив: 2009 2008-fall 2008 2007 2006 2005 2004 2003 | English
HTML-версия эссе "AudioCD copy protection and breaking", Sergeev, 2003, сгенерированная из pdf/rtf.
Конвертация не вcегда корректна. Смотрите исходный pdf.
Сергеев Михаил, 911 гр. «Защита информации». Эссе на тему
Методы защиты AudioCD от копирования и методы преодоления этой защиты.
Защищённые от копирования аудио CD диски, появившиеся недавно, были приняты с большим недовольством. Они очень непопулярны, но это не останавливает некоторые крупные звукозаписывающие корпорации от намерений защитить все аудиодиски в ближайшем будущем.
Защита компакт-дисков - возможно панический ответ на множество mp3 файлов, распространяющихся по файлообменным сетям. Но это не эффективная мера. CD никогда не разрабатывались для защиты хранящейся на них информации и те нестандартные схемы, которые сейчас пытаются применять, легко взламываемы и ненадёжны. Они не в состоянии остановить пиратство, но раздражают рядовых потребителей. Такие CD не работают на некоторых моделях CD проигрывателей. Не работают и на многих DVD плеерах и игровых консолях. И они не работают на PC.
Некоторые кампании разработали конкурирующие системы защиты CD, с различными уровнями защиты и соответственно причиняемыми неудобствами.
Неуспех в защите CD заключается в простом принципе: «Если что-то можно услышать, это можно записать». Даже самая сложная защита CD может быть легко устранена.
Хотя некоторые системы защиты имеют свои специфические лазейки, наиболее общий подход к взламыванию этой защиты - самый простейший. Почти любой защищённый CD может быть скопирован побитно, используя метод «raw copy». Например, это можно сделать с помощью CloneCD. Эта программа позволяет сделать точную копию диска, и копия будет также защищена. Другой простейший метод копирования - использование обычного аналогового CD плеера и кабеля, соединяющего его с линейным входом звуковой карты. Но этот метод не даст высокого качества цифрового копирования. Можно и не использовать аналоговый CD плеер, потому что многие накопители CD-ROM имеют аналоговый кабель, соединяющий их со звуковой картой. Однако, многие системы защиты не позволяют использовать компьютерный CD-ROM в принципе, даже в аналоговом режиме, поэтому, как правило, необходим отдельный CD плеер. Некоторые модели таких устройств имеют цифровой выход, который работает точно так же, как и аналоговый, но он есть далеко не всегда. И если такой дорогой CD плеер есть, можно попробовать использовать цифровой аудиокабель, например, S/PDIF или
TOSlink, подключённый к звуковой карте. Этот метод требует наличия CD плеера класса high-end и соответствующей звуковой карты. Если нет звуковой карты с соответствующим цифровым входом, можно подключить S/PDIF кабель к цифровому входу для CD-ROMa. Протоколы одинаковые, отличаются только уровни напряжений, что легко исправляется простой схемой. Любая защита CD может быть взломана одним из этих способов.
Метод
Цифровой
Дорогое оборудование
|слОЖ„ОСТЬ
Качество
Внешний аналоговый кабель
нет
нет
просто
Хорошее
Внутренний аналоговый кабель
нет
нет
просто
Плохое. Зависит от защиты и оборудования.
Внешний цифровой кабель
да
да
Дорогая звуковая карта + внешний CD плеер
Хорошее
Внутренний цифровой кабель
да
нет
просто
Плохое. Зависит от защиты и оборудования.
Нечувствительный к ошибкам ripper (напр. cdparanoia)
да
нет
просто
Зависит от защиты и оборудования
«Фломастер»
да
нет
Зависит от вида защиты
Старые виды защиты
А теперь рассмотрим сами виды защиты. key2audio.
Одна из систем защиты аудио CD, разработанная Sony. Многие крупные музыкальные студии приняли сейчас этот стандарт в качестве основного и, возможно, key2audio CD скоро будут очень распространены, с учётом планов RIAA защитить все CD.
Дорожки могут быть скопированы с помощью обычного аналогового метода, либо посредством цифрового кабеля.
При использовании этой защиты возникают проблемы с компьютерами iMac. Происходит блокировка и перезагрузка системы. Они не могут загрузиться при вставленном диске. Кнопка извлечения диска также блокируется. Единственный выход - извлечение диска вручную. И если Mac не имеет функции ручного извлечения диска, то придется отправиться в ремонтную мастерскую. Такое случается с достаточно новыми моделями iMac'ов.
Наиболее необычный метод взламывания защиты. Key2audio работает, используя повреждённые внешние дорожки. CD плееры игнорируют эти дорожки, а CD-ROMы пытаются читать их и блокируются, попадая в бесконечный цикл. Если они не смогут увидеть такую дорожку, диск будет работать нормально. Эту дорожку можно даже увидеть, смотря с близкого расстояния на диск со стороны данных по слегка заметному оттенку серебра по кольцу. Возьмите чёрный фломастер и аккуратно нарисуйте линию вдоль защищённой дорожки. Теперь диск будет нормально читаться в CD-ROMe.
Key2audio диск - мультисессионный диск, с несколькими сессиями, каждая из которых имеет начальную и конечную дорожку (но без видимых границ между ними). Первая сессия - нормальная и содержит Red Book audio, но первые дорожки других сессий содержат заведомо неверную информацию. Они ссылаются на сессии, содержащие неверные отметки времени и синхронизации.
Аудиоплеер должен проигрывать только первую сессию, пропуская все остальные, поэтому он никогда не видит той неправильной информации. Но CDROM будет смотреть и дальнейшие сессии и будет «сбит с толку» неправильным содержимым. Таким образом, воспроизведение на PC и копирование с его помощью невозможно. Однако, такие диски могут повредить некоторые компьютеры, делая невозможной перезагрузку и физически блокируя диск в CDROMe.
Обычные K2A диски не могут быть воспроизведены на PC. Новая разновидность Key2AudioXSplus включает защищённые файлы, проигрываемые компьютером.
Mediacloq
Другой метод защиты данных, разработанный sunncomm.Эта защита используется редко, хотя, BMG проявляла некоторый интерес к ней. Mediacloq использует вторую сессию с Windows Media 9 файлами для ограниченного «персонального использования».
Основная идея этой защиты - сделать трудным для CDROM опознавать этот диск как AudioCD. Этот диск мультисессионный и имеет неправильную TOC, таким образом, программы, копирующие диски, не распознают их.
Так как диски имеют data-сессию, они распознаются компьютером как data-диски, содержащие защищённые аудиофайлы. Однако попытки скопировать высококачественные аудиоданные зачастую бывают неуспешными.
Cactus data shield
Другой метод защиты, впервые предложенный компанией Midbar Tech, и сейчас принадлежащий Macrovision Corporation.
Ходят слухи, что копии CD с такой защитой повреждают динамики. Отчасти это правда. Прямоугольный аудиосигнал действительно повреждает динамики. CDS была разработана, чтобы «поражать» систему коррекции ошибок, которая применяется в компьютерных CDROMах. Защита приводит к тому, что при копировании система коррекции ошибок «исправляет» сигнал до прямоугольного. Однако эффект порчи динамиков проявляется только при специально созданной защите и из-за возможных судебных процессов и недовольства обычных пользователей, никогда не применяется.
Как и key2audio, CDS иногда может быть «исправлен» с помощью фломастера. Более новые версии защиты исправляют эту проблему, удаляя видимое кольцо. Фломастер по-прежнему может быть использован, но почти невозможно поставить отметку в нужном месте.
Как и key2audio, CDS иногда может блокировать Mac'и, которые необходимо перезагружать для извлечения диска. Обе технологии используют мультисессионные диски, и, можно сказать, почти идентичны.
Cactus data shield создаётся Midbar tech и существует в трёх версиях.
Первая версия, CDS-100, просто защищает AudioCD. Эти CD проигрываются в большинстве аудиоплеерв, но не в компьютерах. Как и большинство систем защиты AudioCD, эта технология не позволяет дискам воспроизводиться на игровых консолях, DVD плеерах и профессиональных CD плеерах.
Вторая версия, CDS-200, также воспроизводится на аудиоплеерах, но также содержит data-сессию, содержащую сжатые и зашифрованные аудиофайлы и специальный софтверный проигрыватель. CDS-200 CD могут быть воспроизведены на windows PC, но только плеером, находящимся на диске. Этот плеер не использует аудио-дорожки (которые недоступны из-за
неправильной TOC), вместо этого читая сжатый зашифрованный файл WMA с низким битрейтом. Так как это всё ещё недостаточно раздражительно, плеер не запускается с диска. Он требует установки, и интегрирует куски своего кода в системные приложения.
Некоторые программы, такие как Feurio! и Exact Audio Copy, могут копировать такие диски, но только на некоторых системах. Всё зависит от ОС, модели CDROM и firmware.
Последняя версия, CDS-300, позволяет ограниченное низкокачественное «личное использование», основанное на использовании windows media player. Пользователи могут использовать WMP для «копирования» CD на их жёсткий диск, но только в зашифрованные файлы формата WMA, которые нельзя редактировать, копировать, переносить на другой компьютер или преобразовывать в другой формат.
Первая версия формата использует нестандартный TOC. Позиция последнего сектора последней дорожки и её длина изменены, в результате длина диска кажется всего 28 секунд. Большинство плееров игнорируют изменения, но не все. Известно, что CD плееры Philips не могут проигрывать такие диски. В результате, BMG Entertainment отказалась от использования этой защиты.
В конце 2001 года в технологию защиты были внесены изменения. Нововведение заключается в том, что в аудиопоток вставляются фреймы с контрольной информацией и «шумом». При воспроизведении, лишние фреймы пропускаются. При копировании диска или использовании S/PDIF выхода, лишние фреймы включаются. Но при записи на CDR контрольная информация утрачивается, и неправильные фреймы проявляются при воспроизведении копии.
Audiolock
Macrovision также создала другую систему, названную AudioLock, которая мешает людям копировать диски, предотвращая их воспроизведение на PC, CD и DVD плеерах, использующих CDROM. В Таблицу Содержимого диска (Table of Contents) вносятся умышленные ошибки (обозначение одного сектора как первого и последнего одновременно, или обозначение музыки как данных.…). Эти ошибки сбивают с толку CDROM, но музыкальные CD плееры игнорируют эту информацию, и поэтому нечувствительны к искажениям.
Модификация этой технологии - изменение временных меток в P и Q "subcode" data-каналах. При воспроизведении, музыкальный плеер игнорирует
неправильный код (хотя и отображает время неправильно), но CDROMы проверяют код, пытаются исправить ошибки и «зависают».
Safeaudio
Ещё одна система защиты AudioCD от Macrovision.
В отличие от CDS и K2A, safeaudio не может быть «исправлена» с помощью фломастера. Зато подходит более простой метод. Побитно скопируйте диск и пользуйтесь. Либо копируйте, используя аналоговый или цифровой кабель, как было описано в начале.
В некоторых версиях, safedisc позволяет копировать защищённые диски на жёсткий диск, но только с помощью Windows Media Player. Скопированная музыка может воспроизводиться без использования диска. Однако через некоторое время система попросит вас предоставить ей диск, чтобы убедиться, что он действительно у вас, а не у вашего друга, или не продан. Эта функция называется SafeAuthenticate и основана на Windows Media DRM system. После этого самое большое, что можно сделать, это воспользоваться специальными утилитами, ломающими формат WMA, отучив записи от диска. Но после этого останется сжатый WMA файл, который намного хуже, чем WAV.
The CPTWG protection
На сайте RIAA сообщается о том, что совместно с CPTWG в 1997 году был разработан метод защиты CD различных форматов
(http://www.riaa.com/News Story.cfm?id=214) Предполагается, что эта защита использует «do-not-copy» флаг. Эта схема работает, только если CD recorder поддерживает этот флаг. До тех пор, пока есть хотя бы один CD recorder, не поддерживающий эту технологию, пиратство не прекратится. Эта защита ещё ни разу не была реализована, но, по всей видимости, исправления в firmware позволят обойти эту защиту.


Page last update: Fri Jun 10 10:11:23 2005 MSD.
Website last update:
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru