Nei precedenti articoli abbiamo fatto una panoramica sull’alta definizione e analizzato le caratteristiche della connessione HDMI, quasi indispensabile per la sua fruizione. In questa puntata ci soffermeremo sulle problematiche relative alla protezione dei contenuti ad alta definizione.
Nella trasmissione, riproduzione e registrazione di contenuti audio e video analogici era inevitabile un deterioramento dei dati tale da rendere impossibile una copia di elevata qualità dei contenuti stessi, limitando tale possibilità solamente a un numero ristretto di operatori che avessero a disposizione strumentazioni di costo e qualità professionali. Il riversamento di una cassetta VHS, così come la videoregistrazione di una trasmissione TV attraverso la connessione SCART, produceva copie scadenti rispetto all’originale; inoltre, poiché il VHS registrava analogicamente su supporto magnetico, le copie erano comunque soggette a decadimento anche solo per il passare del tempo.
Agli albori della tecnologia digitale il supporto CD (sia audio che dati) era considerato virtualmente “non copiabile”: quando un masterizzatore costava 10 Milioni e un CD vergine 100.000 lire era quasi sempre più conveniente l’acquisto di un originale. Si noti, per inciso, che i masterizzatori devono il loro nome al fatto che erano usati solo in ambito professionale per creare i master da cui produrre le copie commerciali.
Successivamente lo sviluppo tecnologico e l’enorme diffusione dei supporti audio e video con contenuti digitali ha posto in essere problemi di protezione dei contenuti molto maggiori che in passato. Infatti oggi è sempre teoricamente possibile produrre con attrezzature a basso costo una copia perfettamente identica di un qualsiasi contenuto digitale. Per questo motivo i supporti audio e video sono stati dotati di sistemi di protezione dalla copia più o meno efficaci e si è instaurata un’interminabile gara tra “guardie” e “ladri”.
I detentori dei diritti d’autore o i distributori di supporti digitali hanno cercato di tutelarsi mediante la costituzione di enti e si è creata una sorta di “filiera” nella produzione dei contenuti. L’autore deve rivolgersi a propria tutela a un ente apposito, il quale a sua volta cerca di dare un senso alle tariffe che chiede per tale tutela investendo o incentivando l’uso di tecnologie ritenute idonee a garantire la protezione del contenuto. Questo al di là dell’efficacia o meno del metodo di protezione si traduce a priori in un costo a carico dell’utente che acquisti un contenuto in maniera legale. La spesa che nel quinquennio che va dal 2007 al 2012 i produttori sosterranno per le protezioni è stimata in 9 miliardi di dollari: certamente un affare rilevante di per sé oltre le finalità dei sistemi di protezione.
Quando si parla di TPM (Technical Protection Measures) e DRM (Digital Right Management) si intende parlare della babele di sistemi tecnologici e dei diritti digitali posti in essere a tutela di un contenuto artistico (un film, un componimento musicale) o letterario (uno scritto o un dizionario) fino a una ricerca scientifica o a un’opera dell’ingegno (un software) a favore dei titolari dei rispettivi diritti d’autore.
Figura 1. I passaggi per acquistare un contenuto protetto (rielaborata da rigthscom 2000).
Paradossalmente a fare da contraltare alle velleità di protezione dei contenuti da parte dei produttori di supporti e degli autori delle opere vendute in formato digitale vi è l’alzata di scudi da parte dell’associazione di rivenditori di prodotti per l’intrattenimento. In Inghilterra essi hanno chiesto che siano eliminati i DRM, in quanto responsabili di creare un prodotto scarsamente appetibile da parte di un consumatore che non si troverebbe in grado di disporre pienamente dello stesso, magari non potendo nemmeno utilizzare sul lettore della propria auto un CD legalmente acquistato, in quanto la peculiarità di taluni sistemi di protezione dei supporti rende di fatto illeggibili i supporti originali su alcuni lettori. Sono peraltro diversi i movimenti che si battono per l’eliminazione tout-court dei DRM, in considerazione delle non certo inconsistenti ragioni della libera diffusione delle idee e della cultura.
La protezione del video digitale
Per proteggere i DVD-Video nel 1996 fu introdotto il Content Scramble System (CSS). Il metodo è basato sostanzialmente sulla scrittura di chiavi di protezione nei settori iniziali del disco normalmente non sottoposti a lettura da parte dei player. Tali accorgimenti si dimostrarono del tutto inutili sia per il fatto che, per sottostare alle leggi americane, le chiavi erano state definite ad appena 40 bit, sia perché la sicurezza si basava sulla necessità di tenere segreti gli aspetti dell’algoritmo (violando la prima regola della crittografia sicura). Al giorno d’oggi (con l’opportuno software) qualsiasi computer in grado di leggere un DVD è di fatto anche in grado di copiarlo illegalmente.
Nel 1999 furono pubblicate le specifiche in versione 1.0 dell’interfaccia DVI, che fu presto adottata da alcuni produttori di dispositivi per la riproduzione video a uso domestico e divenne rapidamente una porta d’uscita video alternativa alla VGA sulle schede video dei computer. Il DVI era uno standard che prevedeva l’introduzione di una protezione dei contenuti digitali, mediante un protocollo denominato HDCP (High-bandwidth Digital Copy Protection).
Figura 2. Infrangere i DRM è un reato (da sevensheaven.com).
Nel 2002 fu creato l’HDMI, standard commerciale di connessione completamente digitale per segnali audio e video ad alta definizione. Lo standard prende molto dal suo precursore, il DVI. Come il DVI, anche l’HDMI nasce col supporto della gestione dei diritti digitali grazie al protocollo HDCP e molto del successo dell’HDMI è dovuto proprio a questo, avendo ottenuto subito l’appoggio dei principali produttori cinematografici, quali: Fox, Universal, Warner Bros e Disney e degli operatori televisivi DirectTV ed EchoStar (Dish Network), di CableLabs e Samsung. Di conseguenza i produttori di lettori confidarono nella tecnologia e inserirono il connettore HDMI nei propri dispositivi.
Per i contenuti sui quali sia previsto l’uso dell’HDCP, ogni tentativo di prelievo dei segnali o di infrangere le protezioni del protocollo causerebbe automaticamente l’inibizione o il degrado della qualità del segnale fornito dalle sorgenti, e l’adozione di un sistema di protezione come l’HDCP sembra andare esattamente nella temuta direzione della prevaricazione degli utenti finali giacché essi si troverebbero nelle condizioni “tecnicamente imposte” dallo standard di non poter usufruire in maniera completa neppure dei contenuti dei quali abbiano anche legalmente acquistato i diritti d’uso. Peraltro la delicatezza dell’argomento ha di per sé dei violenti riscontri legali. Anche il solo tentativo di discutere su un blog l’argomento delle chiavi di decrittazione di un qualche DRM è già stato identificato e punito come reato. In Europa l’EICTA (European Information, Communications, and Consumer Electronics Technology Industry Associations) ha dichiarato l’HDCP requisito necessario per i dispositivi che vogliano fregiarsi del marchio HD Ready.
Il consorzio HDMI, inoltre, mediante la scelta di non prevedere nelle sue specifiche la possibilità di trasmissione wireless dei segnali delle proprie connessioni, ribadisce una volta di più il suo intento di controllare in maniera certa l’origine e la destinazione dei contenuti ad alta definizione allo scopo di tutelare i detentori del diritto di cessione e di visione di una trasmissione TV o di un contenuto memorizzato su supporto audio/video.
Esistono altre connessioni, ad esempio la Firewire, per la quale è prevista una versione dotata di trasferimento di dati protetti da protocolli di criptazione dei contenuti (DTCP e DTLA, il cui uso richiede particolari costi di licenza) il cui principio di funzionamento ricalca sostanzialmente quello dell’HDCP. Inoltre, un accordo firmato negli Stati Uniti nel 2004 tra gli operatori del settore pay TV e i produttori di schermi TV prevede che gli operatori di pay TV forniscano decoder muniti di porta d’uscita Firewire per il video in formato compresso (si ricordi ancora che l’HDMI trasferisce video in formati non compressi), al contempo i produttori s’impegnano a produrre i nuovi schermi TV (idonei all’interfacciamento con i decoder) con sole porte di ingresso DVI e HDMI e supporto del protocollo di protezione HDCP. La FCC (Federal Communications Commission) americana ha fatto proprio tale accordo, di fatto individuando nell’interfaccia Firewire la connessione su cui incanalare solo video compressi e registrabili, lasciando ai formati di massima qualità la sola possibilità di riproduzione sulle connessioni DVI e HDMI.
I dischi Blu-ray sono protetti mediante l’Advanced Access Content System (AACS), un sistema di protezione che può comprendere multipli controlli. Tra essi l’Image Constraint Token (ICT), che, sulle connessioni analogiche, riduce la risoluzione a 960×540 pixel (un quarto del Full), e il Digital Only Token, che prevede l’oscuramento totale obbligando all’uso delle uscite digitali protette con protocollo HDCP. Inoltre è prevista la codifica dei contenuti video mediante delle chiavi di protezione a 128 bit: per esse sono state già individuate le chiavi di generazione, il che (al di là del disappunto del consorzio AACS che invano ha cercato di arginare la diffusione delle chiavi su internet) rende di fatto possibile creare copie di Blu-ray mediante dei semplici software di lettura.
Figura 3. Simboli e manifestazioni antiDRM (da DefectiveByDesign.org).
Un ulteriore sistema di connessione audio/video denominato DisplayPort (progettato dal gruppo VESA) si propone come nuovo standard per sistemi ad alta definizione. DisplayPort dovrebbe coprire le connessioni interne ai dispositivi, come in un laptop, e quelle tra dispositivi esterni come un lettore DVD e una HDTV. La Apple ha deciso, a partire dal 2008, un progressivo inserimento nei propri dispositivi della connessione DisplayPort. L’obiettivo dichiarato dalla VESA è la sostituzione definitiva delle porte DVI con la DisplayPort entro il 2011. Dal punto di vista tecnico, anche nel caso della DisplayPort sono previsti protocolli di comunicazione per la protezione dei contenuti: è previsto sia il protocollo proprietario DPCP (Display Port Content Protection) che la compatibilità con l’HDCP. La prima versione del sistema DisplayPort, che si proponeva senza pagamento di licenze e senza royalty per il suo utilizzo, è del maggio 2006. Difficile in generale determinare se la diffusione di questa connessione supererà quella dell’HDMI (col quale peraltro è prevista la compatibilità). In ogni modo la connessione DisplayPort comincia ad essere adottata, oltre che da Apple, sui PC Dell, HP, Lenovo (ex IBM).
La scelta compiuta da parte dei fondatori dell’HDMI di proteggere i dati video ad alta risoluzione mediante strategie DRM, delle quali l’HDCP è un esempio, ha spinto l’USB Implementers Forum ad annunciare una variante dell’USB per la trasmissione di dati video ad alta definizione compressi (differenziandosi quindi dall’HDMI che trasferisce solo dati incompressi) che adotterà la medesima strategia di protezione dei dati HDCP. Forte critica è stata mossa da più parti per questa scelta degli implementatori USB, tant’è che già qualche pubblicazione sembra irridere tale decisione quando propone di rinominare l’Universal Serial Bus in Universal Studio Bus paventando un prossimo futuro nel quale i diffusori audio saranno venduti con accesso alla rete internet per l’immediata verifica dei diritti alla riproduzione della sorgente sonora. Una valutazione oggettiva è che al momento attuale la porta USB è estremamente diffusa, pertanto è lecito attendersi che il consorzio relativo voglia continuare ad essere presente sui dispositivi anche con un proprio connettore per l’alta definizione.
Ci sono poi due deadline:
2010 Sunset: in tutti i player costruiti e venduti dopo il 31 dicembre 2010 le uscite analogiche potranno riprodurre, in presenza di dischi protetti, esclusivamente segnali in definizione standard in formato interlacciato; i player attuali (cioè costruiti o venduti prima del 31 dicembre 2010) potranno essere venduti fino al 31 dicembre 2011, a meno che attraverso un aggiornamento le uscite analogiche vengano abilitate unicamente ai segnali 480i e 576i.
2013 Sunset: dopo il 31 dicembre 2013 nessun player che implementa l’AACS deve essere in grado di riprodurre materiale protetto da AACS tramite le uscite analogiche. Da notare che quando si parla di uscite analogiche si parla di tutti i tipi di uscite: component, video composito, S-Video, SCART, RGBHV e quindi VGA (fig. 4).
Figura 4. Lo schermo nero della morte.
Si noti che queste protezioni non spaventano minimamente gli hacker professionisti e le associazioni a delinquere che praticano il furto di contenuti su larga scala, mentre possono impedire alla “casalinga di Voghera” di visionare il Blu-ray appena comprato al supermercato per il nipotino su apparecchiature HD Ready non aggiornate.
La struttura dell’HDCP
La tecnologia HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) è stata sviluppata inizialmente dalla Intel, ed è fornita da una società controllata dal produttore stesso, la Digital Content Protection LLC. È stata implementata in tutti i prodotti HD DVD e Blu-ray (e in seguito da altri) e si tratta di un meccanismo di codifica che può essere decrittato solo da particolari dispositivi hardware, e dovrebbe in teoria essere difficile da aggirare da parte dei pirati.
Esaminiamone ora il funzionamento: esso prevede che ogni dispositivo HD possegga delle informazioni univoche d’identificazione e di criptaggio memorizzate nel suo chip EDID (Extended Display Identification Data). Il dispositivo sorgente (ad esempio un riproduttore Blu-ray) controllerà la chiave di autenticazione del dispositivo sorgente e di quello ricevente.
Per l’uso dell’HDCP, i produttori dei dispositivi acquistano dai centri autorizzati le licenze HDCP (a blocchi di 10.000 per una spesa di 16.000 $). Ogni licenza include una chiave pubblica v a 40 bit, la KSV (Key Selection Vector) e una chiave privata u (una sequenza di 40 valori a 56 bit), ognuna consistente in un vettore di numeri. Quando due dispositivi A e B desiderano comunicare, si scambiano le due rispettive chiavi pubbliche vA e vB. Fatto questo, il dispositivo A calcola il prodotto scalare uAxvB e il dispositivo B calcola il prodotto scalare uBxvA. Il risultato di tali prodotti è utilizzato come chiave condivisa (Shared Secret) per tutto il tempo della comunicazione e delle interazioni tra A e B. Perché la comunicazione funzioni e sia possibile il reciproco riconoscimento tra i due dispositivi, le chiavi HDCP date in licenza sono fornite in modo tale che i prodotti scalari calcolati dai due dispositivi producano lo stesso risultato. Tale scelta progettuale, senza scendere nei dettagli matematici, rende possibile il calcolo di una chiave principale (Master Secret) con la quale generare ogni altra chiave. Si può dimostrare che per generare la chiave principale sono sufficienti solo 40 chiavi di codifica. In pratica esistono molti modi per ottenerle, si potrebbe applicare la reverse engineering su 40 differenti software per la lettura di video codificati con HDCP e accedere così a 40 coppie di chiavi, oppure sarebbe possibile leggere le coppie di chiavi u e v dall’hardware di 40 dispositivi che usano l’HDCP; infine si potrebbero acquistare 40 coppie di chiavi di codifica pubblica/privata da un centro autorizzato (è per evitare questo che il taglio minimo di acquisto è formato da 10.000 licenze). Ottenute le 40 coppie, la chiave principale può essere calcolata facilmente, ogni comunicazione tra dispositivi può essere captata in tempo reale e ogni dispositivo può essere sostituito o clonato senza che la controparte se ne accorga. Questa possibilità rende inutili anche eventuali tentativi (da parte delle autorità) di catalogare sotto forma di black-list le chiavi copiate o ritenute non valide. In definitiva nella progettazione dell’HDCP è stato scelto di dotare il protocollo di un sistema di cifratura proprietario: una decisione che probabilmente è valso una qualche economia iniziale, ma che non ha tenuto conto dell’efficienza e della sicurezza di altri algoritmi esistenti.
Il problema della registrazione
Dal punto di vista della riproduzione di contenuti ad alta definizione, lo standard HDMI risulta uno dei migliori. Altrettanto non si può dire per le possibilità di registrazione dei contenuti audio/video riprodotti. Vi sono più cause che impediscono la registrazione di un contenuto che passa attraverso l’HDMI. I dati video possono essere codificati tramite l’HDCP, la cui funzione primaria è proprio quella di proteggere i dati non compressi dalla possibilità di copie, ma il problema più grande da affrontare per procedere alla registrazione riguarda il fatto che i dati siano non compressi. Tale fatto richiede dispositivi di registrazione aventi a disposizione enormi capacità di memoria di massa e una velocità di recepimento dei dati stessi paragonabile a quella con cui vengono riprodotti dalle sorgenti del segnale. Senza sfruttare l’HDMI al pieno delle sue capacità, ovvero con un trasferimento di 4.9 Gigabit al secondo, memorizzare un film di 2 ore richiede quasi 5 Terabyte di memoria. Se poi si volesse usare la massima qualità possibile allora i dati trasferiti sarebbero 10.2 Gbit al secondo e per lo stesso film occorrerebbero quasi 10 Terabyte!
Resta comunque discutibile la difficoltà di accesso alle funzionalità di registrazione di un contenuto soprattutto in considerazione del fatto che la possibilità di archiviazione di trasmissioni televisive in alta definizione non vincolate a proprietà intellettuale sembra una limitazione dei diritti all’informazione e pone problemi politici ed etici la cui portata e i cui effetti non sono a priori prevedibili se non paventando gli scenari romanzati da Ray Bradbury nel libro “Fahrenheit 451” o da G. Orwell in “1984”. Forse dovremo temere la possibilità che un esclusivo accesso on demand di qualsiasi contenuto possa dar vita a un sistema di controllo degno del Grande Fratello orwelliano? Domande per le quali al momento non v’è risposta. E per le quali, al momento, c’è la scappatoia della possibilità di registrare un contenuto a patto di accettare un degrado della qualità dell’immagine. Poco male se, come visto sopra, la possibilità di uso solo facoltativo del protocollo HDCP non fosse del tutto temporanea.
L’affermazione dell’HDMI come sistema di connessione audio/video costituirebbe un attacco frontale all’ambiente dei possessori di PC, nel quale trova le sue massime possibilità la copia e la diffusione dei contenuti non originali. Se l’HDCP è stato però già, come detto, superato come metodo di protezione resta dunque solo il limite della capacità di memorizzare il flusso di dati audio/video, cosa che sembra sorreggere l’HDMI dagli attacchi della pirateria. E resta sempre aperta la possibilità di copia dei supporti originali su cui sono memorizzati i contenuti audio/video.
di Thomas Cocco e Francesco Romani
da Digital Video n. 110 marzo 2009
Bibliografia
Sul DRM:
http://www.zeusnews.it/index.php3?ar=stampa&cod=6467 (in italiano)
http://www.vnunet.com/vnunet/news/2185545/drm-spending-reach-9bn-2012
Sulle leggi a tutela dei contenuti:
http://www.europe4drm.com/policy/eu_policy.htm
Sull’HDCP:
http://freedom-to-tinker.com/blog/felten/making-and-breaking-hdcp-handshakes
http://www.benis.it/dvd/css/rip.htm (in italiano)
http://www.chillingeffects.org/notice.cgi?sID=03218
