数字高清时代 全面解密HDMI接口技术

3个TMDS数据信息通道的合理分配，既可以传输RGB数字色度分量的4：4：4信号，也可以传输YCbCr数字色差分量的4：2：2信号，最高可满足24位视频信号的传输需要。

　　HDMI每个TMDS通道视频像素流的速率一般在25MHz～165MHz之间，HDMI1.3规范已经将这一上限提升到了225MHz，当视频格式的速率低于25MHz时，将使用像素重复法来传输，即视频流中的像素被重复使用。以每个TMDS通道最高165MHz的频率计算，3个TMDS通道传输R/G/B或者Y/Cb/Cr格式编码的24位像素视频数据，最高带宽可以达到4.95Gbps，实际视频信号传输带宽接近4Gbps，而现在最高规格的高清视频格式1080p所需的带宽仅仅为2.2Gbps，因此HDMI拥有的充足带宽不仅可以满足现在高清视频的需要，在今后相当长一段时间内都可以提供对更高清晰度视频格式的支持。

HDMI接口的高传输速度使得今后的扩展性大大提高

　　除了高的视频信号带宽之外，HDMI还在协议中加入了对音频信号传输的支持，形成了业界首个单线缆多媒体接口协议。HDMI的音频信号不占用额外的通道，而是采用和其他辅助信息一起组成数据包，利用3个TMDS通道在视频信号传输的消隐期，以岛屿数据的形式传送。即使在传输1080p（60Hz）的视频信号的时候，还可以提供最高8路，每路采样频率192kHz的高质量音频信号，相比之下，CD音频制式44.1kHz的两声道信号，以及最新的DVD－Audio音频格式96kHz的6声道信号，就相形见绌了。

HDMI的数据保护技术

　　HDMI接口推出以后，受到了众多消费类电子制造商的支持，具备HDMI接口的产品不断上市，现在已经称为数码产品的标准配备的接口，其原因不仅仅在于HDMI性能上的优越性，而且包括HDMI对数据先进完备的保护技术。自从DVD内容保护技术不堪一击，盗版光盘全球泛滥以来，很多影音内容制造商和数码产品制造商都对数字化有很大的疑虑，能否找到有效的版权保护机制，将直接影响到高清晰视频技术的发展。HDMI能否顺利推广也必须要解决这一问题，为了阻止计算机利用数字接口对受保护的数字视频内容进行非法复制，HDMI采用了HDCP技术。

　　HDCP（High Band-width Digital Content Protection）即高宽带数字内容保护技术，是Intel下属的全资子公司Digital Content Protection LLC负责研究开发的，主要是保护基于Interne的数字多媒体视频版权，本质就是数字信号加密和解密技术，在发送端为信号添加特定的加密，而接收端通过一定的算法技术去除信号的加密部分，并还原真实的影音效果，目前也只有DVI和HDMI两种接口受到HDCP技术的保护。HDCP的保护系统由三个部分组成，一是授权认证协定，二是数据加密解密，三是自我更新。

　　授权认证协定是指每台带有HDCP技术的的设备都一套由Digital Content Protection LLC统一分发的设备钥匙集，它由一组设备私有密匙（DPKs）和一个与之配套的密匙选择向量（KSV）组成，其中DPKs是40个不同的56位二进制数，设备外不可见，严格保密，而KSV是一个40位的二进制数，无须保密。两台带有HDCP技术的的设备传送数据之前，根据授权认证协定，双方要先读取对方的KSV，然后根据对方的KSV在自己的DPKs当中选取一部分密钥，由特定的算法计算得出各自的共享密值，如果是双方提交的都是经过授权的KSV，这计算出的共享密值应该相等，由此来判定连接设备的合法性。

HDCP高宽带数字内容保护技术示意图

　　数据加密解密是指当设备合法性验证成功之后，设备间开始传送内容数据，HDCP的密码模块会通过特定的算法根据在授权认证中产生的共享密值得到24位的伪随机加密数据。该数据要经由HDMI的3个TDMS通道传输到TDMS编码器中生成TMDS信号，然后传送出去，在TMDS接收器中，由相同的机构和共享密值产生响应的24位伪随机解密数据，用于还原数据内容。由于共享密值含有设备身份识别标志DPKs和KSV，任何设备的变换或转接都将破坏已建立的现有连接，从而终止数据传送，因此可以有效的防止监听设备非法窃取HDCP保护的数据内容。

除此之外，HDCP技术还有一个最大的特点就是自我更新。为了防止授权设备适于密钥DPKs泄漏后被用于制造非法设备，窃取HDCP保护数据，HDCP协议中定义了系统更新信息（SRMs），其中包含又公司收集发布的已泄漏的设备KSV列表，SRMs跟随光盘、电视信号等内容数据传播，随时随地都能更新。所有带有HDCP技术的设备在收到该信息后都会将已废弃的KSV值记录下来，以备与其他设备连接并检验合法性的时候查阅。当某设备提交了已被废弃的KSV值之后，就会被另一台设备判定