PC顯卡急需解決的HDCP兼容性問題

HDMI、DVI、DisplayPort等高清媒體內容傳輸的版權保護機制HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection）由好萊塢和英特爾（Intel）共同開發，用于防止數據通過接口傳輸時發生的非法拷貝和獲取。這種加密安全措施雖然能在一定程度上防止盜版，但在實際應用中卻因為自身驗證機制的缺陷給消費者帶來了無數煩惱，其中最常見的是源端和接收端之間的“握手問題”。相關廠商在技術上提出了各種設計和測試手段來避免此類兼容性問題的發生，但目前似乎在實際產品，尤其是PC顯卡上，仍頻繁出現。

　　近日與朋友用HTPC（Home Theater PC）、AV功放和大屏幕電視連接家庭影院時就碰到了這類麻煩。我們首先用HDMI把HTPC連接到功放，再由功放分別向電視機和5.1聲道音箱輸出高清視頻和音頻。數字技術擺脫了模擬線纜的束縛，僅需要兩根HDMI線就可以完成高清視頻和5.1聲道的信號傳輸。但開機時，慘劇發生了：視頻清晰度差到難以形容的程度，每個圖形都有類似USM（Unsharped Mask）算法處理之后的暗色邊緣；視頻輸出高寬比嚴重錯誤，任何修改都無濟于事；高反差，顏色完全失去層次，噪點嚴重；不定時地出現水平掃描線；輸入設備（如鼠標）的任何動作都導致畫面黑屏并刷新。音頻更讓人無法忍受，中置聲道輸出似乎一直在做自動增益控制，聲音忽大忽小。

　　以上癥狀顯示極有可能是HDCP握手失敗所致。無奈之中，我們將所有電器關閉重啟數次后一切功能才恢復正常。進一步測試又發現，HDCP握手能否成功與開機順序密切相關，如果順序不對，就只能把所有設備按正確的順序再次重啟。許多廠商都宣稱在電路設計上考慮到了HDCP的缺陷而不存在熱插拔的“握手問題”，但遺憾的是，實際經驗告訴我們該問題不但存在，而且十分嚴重。

　　HDCP的“握手問題”實際來源于其內部密鑰認證機制的固有缺陷，以及對設備設計缺乏相關規范的漏洞。當通過PC、PS3、藍光播放器等高清設備通過高清接口向顯示設備輸出信號時，信號源端與接收端必須同時配備HDCP密鑰芯片。雙方都擁有一個加密存儲的密鑰集，并用密鑰進行加解密運算來保證連接的合法。HDMI首次連接并識別正常后，源端和終端的HDCP模塊會反復進行相互認證，以確保線纜兩端始終是合法的授權設備，即所謂的“握手”。問題就在于，一些設備采取基于時間的周期性掃描方式，而有的則采用基于事件的中斷方式，不同的握手方式致使在實際操作時經常性的失敗，嚴重影響正常使用。有時也會由于TMDS解碼處理器休眠而導致HDCP的識別過程被意外終止。因為出于對系統功耗和高速信號干擾等問題的考慮，ADC、TMDS解碼處理器等器件在不工作時會處于休眠狀態，這時，高清信號的傳輸則會因為握手過程不能進行而被關閉。

　　HDCP兼容性測試是保證多媒體設備實現完整高清體驗的必要條件，但其似乎針對PC產品的測試項目仍不成熟。據消息稱，目前通過HDCP認證的HDMI產品多數為功能單一、數據傳輸方式簡單的電視/顯示器、藍光播放器等普通家電產品，PC則由于受到顯卡、操作系統、播放軟件、光驅等諸多復雜因素的影響而在測試時幾乎全軍覆沒。由于價格的下降，集高清音視頻播放、上網、辦公、游戲等功能于一身的HTPC目前已大量普及，PC設備HDCP測試的完善已成為當務之急；而由于PC產品牽涉的技術過多，實現廣泛的HDCP兼容性就急需各環節廠商共同協作，就相關設計與方案達成一致。