Acesso condicional DVB SimulCrypt¶

media.access.cas

O Sapsan oferece suporte ao embaralhamento da saída MPEG-TS ao vivo por DVB SimulCrypt. A mídia é protegida pelo algoritmo DVB-CSA2, enquanto um sistema externo de acesso condicional — CAS — gera as mensagens usadas pelo receptor para obter as chaves.

A configuração se aplica a um único stream e à sua saída SPTS compartilhada: um programa no fluxo de transporte. Essa é a função media.access.cas. A criptografia de um multiplex de vários programas, identificada na tabela de recursos dos planos como media.mux.simulcrypt, é uma capacidade separada; a implementação descrita aqui não significa que ela esteja disponível no Sapsan.

Como o sistema funciona¶

A comunicação com os componentes do CAS usa as interfaces ECMG–SCS e EMMG–MUX da ETSI TS 103 197.

CW — control word — é a chave de embaralhamento de um determinado criptoperíodo. Nesta implementação, o Sapsan gera a CW; o ECMG gera a mensagem ECM a partir dela, considerando os critérios de acesso enviados.

A operação se repete em ciclos:

1. O Sapsan estabelece uma conexão TCP com o ECMG e abre uma sessão para o stream.
2. O Sapsan gera as CW antecipadamente e as envia com access_criteria em mensagens CW_provision.
3. O ECMG retorna as ECM dos criptoperíodos correspondentes.
4. O Sapsan embaralha o payload dos PIDs de mídia e adiciona ECM ao fluxo de transporte. Um descritor CA aparece na PMT, indicando o sistema de acesso condicional e o PID das ECM.
5. Nos limites dos criptoperíodos, as próximas CW são usadas, alternando os indicadores even/odd. O momento da troca é determinado pelo PCR do fluxo.

ECM e EMM têm funções diferentes. A ECM permite que um receptor autorizado obtenha a CW do programa. A EMM entrega direitos aos recursos de acesso condicional do assinante. O Sapsan recebe EMM prontas do fornecedor de CAS; as assinaturas e o conteúdo dessas mensagens são gerados pelo sistema externo.

A quais saídas o embaralhamento se aplica¶

A seção mpegts.encryption é definida no nível do stream. O embaralhamento é executado uma única vez antes de distribuir o MPEG-TS compartilhado aos consumidores:

• UDP, incluindo encapsulamento em RTP — push de saída MPEG-TS.
• SRT — push MPEG-TS e entrega SRT ao vivo.
• RIST — push MPEG-TS.
• HTTP MPEG-TS — entrega contínua ao vivo da saída TS compartilhada.

Vários desses destinos usam um contexto CAS compartilhado. Não é possível configurar um ECMG ou uma chave separada para cada push por meio dessa seção: encryption nas configurações de uma saída é rejeitada. A seleção de faixas individuais por tracks em um push MPEG-TS de um stream criptografado também não é suportada.

As configurações de PIDs e PSI de saída podem ser aplicadas sobre o fluxo compartilhado já embaralhado.

O embaralhamento dessa saída não ativa a proteção de outros métodos de entrega. Em particular, não criptografa DASH/fMP4 nem segmentos HLS, não protege a saída RTMP e não criptografa a gravação DVR. A proteção de HLS/DASH é oferecida pela função separada de DRM. O acesso às demais saídas deve ser configurado separadamente.

Configuração do ECMG¶

A configuração é enviada pela API do central. Abaixo está um fragmento YAML de um stream com entrada UDP e saída UDP embaralhada:

streams:
  - name: tv1
    inputs:
      - udp:
          host: 239.0.0.1
          port: 5000
    mpegts:
      pnr: 1
      pmt_pid: 1020
      pids:
        v1: 101
        a1: 102
      service_name: TV1
      encryption:
        type: simulcrypt
        ecmg: "192.0.2.10:2222"
        cas_id: "4ae10006"
        ecm_pid: 100
        ecm_id: 1
        access_criteria: "0303010000000000"
        ecm_private_data: "15"
        nominal_cp_duration: 15
    pushes:
      encrypted-out:
        udp:
          host: 239.1.1.1
          port: 5500

Substitua os endereços e os valores de CAS pelos acordados com o fornecedor. v1 e a1 no exemplo devem corresponder às faixas do seu stream. Os direitos do dispositivo do assinante para o programa escolhido devem estar configurados no CAS.

Envie os valores hexadecimais como strings entre aspas. Os PIDs atribuídos explicitamente devem estar no intervalo de 32–8190 e não apresentar conflitos: os PIDs de mídia, PMT, ECM e EMM devem ser diferentes.

O cliente ECMG atual usa a versão 3 do protocolo. Os parâmetros do criptoperíodo e a compatibilidade com o ECMG específico devem ser acordados com o fornecedor: receber seu channel_status não significa oferecer suporte a todas as opções de temporização anunciadas. Em particular, os valores lead_cw, min_cp_duration e delay_start/delay_stop não constituem um ajuste automático de temporização totalmente implementado.

Entrega de EMM¶

Se os direitos precisarem ser entregues por esse fluxo de transporte, adicione os campos a seguir à mesma seção mpegts.encryption, mantendo as configurações do ECMG:

emmg_listen: "0.0.0.0:2233"
emm_pid: 200
emm_private_data: "15"
emm_bitrate: 500

Aqui, a direção da conexão é inversa: o Sapsan escuta em uma porta TCP, e o injetor de EMM do fornecedor se conecta a ela e envia as mensagens prontas. O Sapsan as inclui no PID especificado e anuncia esse PID por um descritor CA na CAT.

Cada stream com EMM cria seu próprio listener. Para streams simultaneamente ativos, escolha endereços e portas livres, sem conflitos. A conexão ao ECMG exige acesso TCP de saída; a entrega de EMM exige acesso TCP de entrada a partir do injetor.

A entrega de EMM por esse caminho é opcional: o embaralhamento pode funcionar se os direitos chegarem ao dispositivo de outra forma. A presença de ECM sem direitos válidos não garante a decodificação pelo assinante.

Inserção de mensagens e comportamento em falhas¶

ECM e EMM ocupam os espaços dos pacotes nulos. O filtro preserva a quantidade e a ordem dos pacotes TS, além da posição do PCR. ECM tem prioridade sobre EMM. Para entregar as mensagens no momento adequado, é necessária uma reserva suficiente de pacotes nulos; se ela for insuficiente, a inserção de ECM é adiada.

Verifique a formação de CBR e o preenchimento ao dimensionar o fluxo de saída. Uma comunicação bem-sucedida com o ECMG, por si só, não confirma que as ECM já estejam entrando no transporte com a frequência necessária.

Na ausência de uma CW válida, o Sapsan anula o payload dos pacotes de mídia, preservando os cabeçalhos e os campos de adaptação com PCR. Uma falha do ECMG não faz essa saída MPEG-TS passar a transmitir a mídia em claro. PSI/SI e as mensagens de acesso condicional permanecem sem embaralhamento para que o receptor possa interpretar o transporte.

O cliente se reconecta automaticamente ao ECMG com pausas crescentes. As chaves preparadas podem cobrir uma interrupção curta da conexão. Se faltarem chaves para os próximos criptoperíodos, a reprodução será interrompida até que o recebimento delas seja restabelecido.

Alterar o endereço do ECMG ou os parâmetros da sessão CAS recria a sessão e pode causar uma pausa até a obtenção de novas ECM. Remover a seção encryption desativa o embaralhamento — trata-se de uma alteração de configuração, diferente de uma falha de rede do ECMG.

Monitoramento¶

No streamer que executa o embaralhamento, consulte as estatísticas de um único stream:

curl -fsS -u "$ADMIN_USER:$ADMIN_PASSWORD" \
  http://streamer:8080/streamer/api-v4/streams/stats/tv1 \
  | jq '{name, cas}'

A seção cas oferece três contadores acumulativos:

Compare os valores ao longo de um intervalo. Os contadores são preservados quando o componente CAS é recriado, e a seção cas pode permanecer após a desativação da criptografia. Sua presença, por si só, não confirma que o embaralhamento esteja ativado no momento. As estatísticas compactas do central não substituem a consulta desses contadores detalhados no streamer que executa o embaralhamento.

Quando a exportação de métricas está disponível, /streamer/api-v4/live-metrics contém:

• stream_cas_scrambled_packets_total — pacotes embaralhados.
• stream_cas_ecm_received_total — ECM recebidas.
• stream_cas_ecmg_errors_total — erros do ECMG.

Os detalhes da rotação de CW e dos atrasos na inserção de ECM estão nos logs do streamer. O preenchimento dos payloads de mídia para anulá-los e os contadores de EMM também aparecem ali. Esses indicadores adicionais não fazem parte da seção pública cas.

Verificação antes de entrar em operação¶

1. Acorde os identificadores e os critérios de acesso com o fornecedor de CAS. Verifique o suporte à versão do protocolo ECMG e ao criptoperíodo escolhido.
2. Aplique a configuração e confirme que ecm_received_total aumenta e que não há erros do ECMG, ou que sua causa foi identificada.
3. Capture o MPEG-TS de saída e verifique o descritor CA da PMT e a presença de ECM no PID anunciado. Ao entregar EMM, verifique a CAT e o PID correspondente.
4. Verifique o embaralhamento dos PIDs de mídia e a reprodução real em um receptor com acesso autorizado. Os contadores do servidor, por si só, não bastam para essa verificação.
5. Interrompa a conexão ao ECMG de forma controlada. Verifique a anulação dos payloads de mídia após o esgotamento das chaves preparadas e a retomada da reprodução quando o ECMG voltar.
6. Para vários destinos de entrega, verifique cada saída, incluindo os PIDs redefinidos e os parâmetros PSI.

A configuração atual define um contexto CAS e um ECMG por stream; não há uma lista de fornecedores de CAS conectados simultaneamente. Há suporte a DVB-CSA2; esta seção não oferece seleção de CSA3 ou AES. A compatibilidade com o ECMG e o equipamento do assinante de um fornecedor específico deve ser verificada em um teste conjunto.