CAS 框架

使用收藏集保持井井有条 根据您的偏好保存内容并进行分类。

媒体条件访问系统 (Media CAS) 框架提供了标准 API，可在各种数字电视硬件（包括数字有线电视、卫星电视、地面电视系统和 IPTV 系统）上启用条件访问 (CA) 服务。该框架与 Android TV 输入框架和 Android TV Tuner 框架协同工作，提供从电视输入服务 (TIS) 应用调用的 Java API。

Media CAS 的主要目标如下：

• 提供公共 Java API 和原生插件框架，供第三方开发者和 OEM 使用，以支持 Android 广播电视的 CAS。
• 在 Android 中提供一个 CAS 框架，使 ATV OEM 能够以一致的方式与各种 CAS 供应商互操作。
• 支持使用原生插件的多个第三方 CAS 供应商。CAS 插件可能会使用供应商特定的网络协议、授权管理消息 (EMM)/授权控制消息 (ECM) 格式和解扰器。
• 支持硬件安全功能，例如密钥阶梯。
• 支持可信执行环境 (TEE)，例如 TrustZone。

支持的配置

硬件 Tuner 配置

如果硬件负责 MPEG 传输流解复用和解扰，则 Tuner 框架会向 TIS 应用提供条件访问节目特定信息 (PSI) 数据，以便与基于硬件的电视调谐器进行交互。

条件访问 PSI 数据包括 CA 描述符、ECM 和 EMM。这些结构使 CAS 插件能够获取解密内容流所需的密钥。

图 1. 硬件 Tuner 配置

硬件配置可能具有 TEE 层（例如 TrustZone），如图 1 所示。如果没有 TEE 层，CAS 客户端插件可以与平台提供的硬件密钥阶梯服务通信。由于这些接口的供应商特定差异，Media CAS 不对其进行标准化。

软件配置

在 Android 11 之前，Media CAS 框架仍然可以用于处理基于软件的内容，例如来自 IP 多播/单播的 IPTV。TIS 应用负责实例化和正确配置 Media CAS Java 对象。

应用可能会使用 MediaExtractor 或其他 MPEG2-TS 解析器来提取 CA 相关 PSI 数据，例如 CA 描述符、ECM 和 EMM。如果应用使用框架 MediaExtractor，则可以将 CAS 会话管理（例如，打开会话和处理 EMM/ECM）委托给框架 MediaExtractor。然后，MediaExtractor 会使用原生 API 直接配置 CAS 会话。

否则，应用负责提取 CA 相关 PSI 数据，并使用 Media CAS Java API 配置 CAS 会话（例如，当应用使用自己的 MPEG2-TS 解析器时）。

图 2. 使用框架 MediaExtractor 的 IPTV 输入、CAS 和解扰器配置

在软件提取器场景中，提取器需要每个加扰轨道的基于软件或硬件的解扰器对象，无论轨道是否需要安全解码器。这是因为：

• 如果轨道不需要安全解码，则提取器会将访问单元解扰到清除缓冲区，并像从清除流中一样提取样本。这样，MediaCodec 就无需参与解扰。

• 如果轨道需要安全解码，则提取器可能仍然需要解扰器。当传输流在传输数据包级别加扰时，就会发生这种情况，其中数据包化基本流 (PES) 标头被加扰。提取器需要访问 PES 标头，以便向下游传递某些信息（例如，呈现时间戳）。

  如果传输流在 PES 数据包级别加扰（其中 PES 标头保持清除状态），则提取器不使用解扰器。但是，在实际的加扰数据包到达之前，无法确认何时发生加扰。为简单起见，假设如果根据节目映射表 (PMT) 确定轨道被加扰，则使用解扰器。

软件配置的限制

当轨道需要安全解码时，当允许解扰操作进入清除缓冲区时，解扰器需要谨慎。由于需要不安全的音频解码，如果视频解码需要安全解码器，则应将其与音频在不同的会话中加扰。会话的 ECM 必须向插件发出信号，表明需要安全解码器。

或者，插件必须能够可靠地将密钥与其安全策略关联起来。否则，应用可以轻松地通过音频解扰器获取视频帧。

即使会话需要安全解码器，也可能会被要求将少量数据输出到清除缓冲区，以便提取器处理 PES 标头。为了防止恶意应用使插件返回整个访问单元，插件需要解析传输有效负载，以确保有效负载以适当流类型的 PES 标头开头。否则，插件应拒绝该请求。

CA 调谐序列

当调谐到新频道时，TIS 模块会注册以接收来自 PSI Tuner 框架的 CA 描述符、ECM 和 EMM。CA 描述符包含 CA 系统 ID，该 ID 唯一标识特定的 CA 供应商和其他供应商特定的数据。TIS 查询 Media CAS 以确定是否存在可以处理 CA 描述符的 CAS 插件。

图 3. 调谐 CAS 内容

如果支持 CA 系统 ID，则会创建一个 Media CAS 实例，并将来自 CA 描述符的供应商私有数据提供给插件。然后，在 Media CAS 中打开新会话以处理音频和视频流。新打开的会话接收插件的 ECM 和 EMM。

示例 CAS 插件流程

TIS 使用 Media CAS API 将 ECM 传递到 CAS 插件。ECM 包含加密的控制字，需要使用来自 EMM 的信息对其进行解密。CAS 插件根据 CA 描述符中的供应商特定信息（由 setPrivateData() 方法提供）确定如何获取资产的 EMM。

EMM 可以在内容流中带内传递，也可以使用由 CA 插件发起的网络请求带外传递。TIS 使用 processEMM() 方法将任何带内 EMM 传递到 CA 插件。

如果需要网络请求才能获取 EMM，则 CAS 插件负责使用许可证服务器执行网络事务。

图 4. EMM 和 ECM 处理的示例 CAS 插件

收到 EMM 后，CAS 插件会解析它以获取加密密钥，从而解密控制字。加密的 EMM 密钥和加密的控制字可能会加载到密钥阶梯或可信环境中，以执行控制字解密和后续内容流解扰。

Media CAS Java API

Media CAS Java API 包含以下方法：

• 列出设备上所有可用的 CA 插件。

  class MediaCas.PluginDescriptor {
    public String getName();
    public int getSystemId();
  }
  static PluginDescriptor[] enumeratePlugins();
  

• 为指定的 CA 系统构造 Media CAS 实例。这意味着 Media CAS 框架可以同时处理多个 CAS 系统。

  MediaCas(int CA_system_id);
  MediaCas(@NonNull Context context, int casSystemId,
           @Nullable String tvInputServiceSessionId,
           @PriorityHintUseCaseType int priorityHint);
  

• 注册事件监听器，并允许应用指定要使用其 Looper 的处理程序。

  interface MediaCas.EventListener {
    void onEvent(MediaCas, int event, int arg, byte[] data);
    void onSessionEvent(@NonNull MediaCas mediaCas, @NonNull Session session, int event, int arg, @Nullable byte[] data);
    void onPluginStatusUpdate(@NonNull MediaCas mediaCas, @PluginStatus int status, int arg);
    void onResourceLost(@NonNull MediaCas mediaCas);
  }
  void setEventListener(MediaCas.EventListener listener, Handler handler);
  

• 发送 CA 系统的私有数据。私有数据可以来自 CA 描述符、条件访问表或带外源。这与特定会话无关。

  void setPrivateData(@NonNull byte[] data);
  

• 处理 EMM 数据包。

  void processEmm(@NonNull byte[] data, int offset, int length);
  

• 向 CA 系统发送事件。事件的格式特定于方案，并且对框架是不透明的。

  void sendEvent(int event, int arg, @Nullable byte[] data);
  

• 为 CA 系统启动指定类型的配置操作。当设备首次注册付费电视服务时，需要先向 CAS 服务器配置。为设备提供一组相关的参数以进行配置。

  void provision(String provisionString);
  

• 触发授权刷新。当用户订阅新频道（例如，通过响应广告或在电子节目指南 (EPG) 上添加频道）时，应用应该能够告知 CA 客户端刷新授权密钥。

  void refreshEntitlements(int refreshType);
  

• 关闭 Media CAS 对象。

  void close();
  

• 打开会话。

  Session openSession();
  Session openSession(@SessionUsage int sessionUsage, @ScramblingMode int scramblingMode);
  

• 关闭先前打开的会话。

  void Session#close();
  

• 将来自 PMT 中 CA 描述符的 CA 私有数据（可以来自节目信息或 ES 信息部分）提供给 CAS 会话。

  void Session#setPrivateData(@NonNull byte[] sessionId, @NonNull byte[] data);
  

• 处理会话的 ECM 数据包。

  void Session#processEcm(@NonNull byte[] data, int offset, int length);
  

• 获取会话 ID。

  byte[] Session#getSessionId();
  

• 向 CA 系统发送会话事件。事件的格式特定于方案，并且对框架是不透明的。

  void Session#sendSessionEvent(int event, int arg, @Nullable byte[] data);