Аналіз порівняння форматів HD DVD і Blue-ray

Опис і специфікації формату HD DVD.

    Структура даних HD-DVD використовує ті ж самі структури даних (образ, сектор, блоки ECC), алгоритми корекції помилок і модуляцію, що і стандартні DVD. Єдина відмінність полягає тому, що блок ECC HD DVD відповідає за розміром двом блокам ECC DVD, забезпечуючи сильнішу корекцію помилок. Обсяг одношарового HD DVD - 15Гб, двошарового - 30Гб. Обсяг одношарового HD DVD-RAM - 20Гб.

 
 
 
 

Рис.2 Порівняння довжини хвилі лазера у форматах DVD і HD DVD.

    Як і на DVD, шар даних HD DVD розташовується в 0.6мм від поверхні диска і таким чином захищений від механічних пошкоджень. Числова апертура оптичної системи зчитування - 0.65, тоді як в DVD вона дорівнює 0.6. Всі HD DVD програвачі назад сумісні з DVD і CD. У HD DVD може використовуватися декілька різних файлових систем, наприклад ISO 9660 і Universal Disk Format (UDF); зараз всі диски випускаються з UDF 2.5.

    Використання  синього лазера з довжиною хвилі 405 нм. Таке зменшення дозволило звузити доріжку у два рази більше, ніж у звичайного DVD-диска до 0,32 мікрон, і збільшити щільність запису даних.

 
 Рис. 3 Порівняння щільності запису у форматах DVD і HD DVD.

 

Таблиця 1. Опис об’єму пам’яті у форматі HD DVD.

 

    Гібридні диски, існує два типи гібридних дисків, що містять                стандартну DVD-Video частину для сумісності зі                                            старими DVD плеєрами. Combo disc це двосторонній диск, де на одній                стороні DVD, на іншій HD DVD.   Twin disc це одношаровий диск, що містить до трьох шарів, де до двох шарів можуть бути DVD або HD DVD. 
 

     

     Рис. 4 Порівняння структури гібридних форматах DVD і HD DVD.

     
Формат підтримує 2 канали звуку 24-біт/192 КГц або  24-біт/96 КГц. Всі HD DVD програвачі повинні декодувати лінійний (незжатий) PCM, Dolby Digital EX, DTS, Dolby Digital Plus і Dolby TrueHD. Додатковий саундтрек, якщо присутній на диску, може бути або в одному з перерахованих вище форматів, або в опціональних: DTS-HD High Resolution Audio і DTS-HD Master Audio. 
Відео HD DVD підтримує безліч дозволів від низькоякісних CIF і SDTV (звичайне ТБ), всіх дозволів DVD-Video до HDTV 720p, 1080i та 1080p. Кодування відео може здійснюватися в MPEG2, що застосовується в DVD, і в нових, більш ефективних, форматах VC-1 і AVC. 

     Таблиця 2. Швидкість передачі даних і час запису для формату HD DVD.

 

Захист: 
Контент HD DVD захищений від копіювання стандартом Advanced Access Content System (AACS). Стандарт розроблений концерном AACS Licensing Administrator, що складається з компаній Disney, Intel, Microsoft, Matsushita (Panasonic), Warner Brothers, IBM, Toshiba і Sony. Перевагою AACS перед CSS, що використовується в DVD, є можливість блокування окремого пристрою відтворення у випадку, якщо криптографічні ключі були скомпрометовані. У 2006 хакерами був знайдений і опублікований "Processing Key", що дозволяє декодувати всі HD DVD диски, випущені на той момент. AACS LA            почала знаходити і розсилати вимоги про блокування                                                                                       адміністрації всіх сайтів, що розмістили ключ. 
У поточній специфікації HD DVD немає регіонального захисту. 
Інтерактивність HD DVD використовують "HDi Interactive Format" - "Інтерактивний формат HDi",  заснований на інтернет-технологіях HTML, XML, CSS, SMIL та ECMAScript (JavaScript), що спрощує створення HDi контенту веб-розробникам.

 
3xDVD: 
Формат HD DVD може фізично розміщуватися на стандартних DVD - це називається 3x DVD. Смуга пропускання 3x DVD в три рази вище, ніж у звичайних DVD. На 8.5 Гб DVD можна записати 85 хвилин 1080p відео, стисненого кодеком VC-1 або AVC з середнім бітрейтом 13 Мбіт / с. 
Розвиток: 
Ведуться роботи над подальшим удосконаленням формату. У січні 2007 Toshiba продемонструвала тришарові HD DVD з 17 Гб на одному шарі, загальний обсяг диска досяг 51 Гб, але сумісність таких дисків з випущеними програвачами не гарантується. 
 

     Опис стандарту захисту  від копіювання  для формату HD DVD.

    AACS (Advanced Access Content System;   Поліпшена  система  доступу    до вмісту) – стандарт поширення інформації та   захисту  авторських  прав, призначення якого - обмеження доступу та копіювання  оптичних  дисків наступного покоління і DVD. Специфікація була опублікована в квітні 2005 року, і стандарт був адаптований для обмеження доступу до HD DVD і Blu-ray Disc(BD). Стандарт розроблений AACS LA (AACS Licensing Administrator), консорціумом включає Disney, Intel, Microsoft, Panasonic, Warner Bros. , IBM, Toshiba і Sony. AACS працює на підставі тимчасової угоди,  так  як  остаточна специфікація (що включає надання можливості легального копіювання) ще неприйнята. З моменту появи в пристроях в 2006 році, більшість  ключів розшифрування було вилучено із слабо захищених програвачів та опубліковано в інтернеті.

    

Рис. 5. Структура стандарту кодування захисту від копіювання інформації у    форматі HD DVD.

    AACS використовує криптографію для контролю за використанням цифрового носія даних. Вміст зашифровується з використанням одного або більше титульних ключів (Title Key - ключ, асоційований з певним твором, наприклад, з кінофільмом), використовуючи шифр AES. Ключ отримують з комбінації ключа носія даних (Media Key), закодованого в блоці ключів (Media Key Block) і ідентифікатора тому (Volume ID) - наприклад, фізичного серійного номера вбудованого в диск перед записом. 
Принципова відмінність між AACS і CSS, системою захисту використовуваної на DVD, полягає в тому як організовані ключі розшифрування. 
При використанні CSS всім програвачів однієї моделі надано один і той же загальний ключ розшифрування. Дані зашифровані специфічним титульним ключем, який, у свою чергу, зашифрований ключем моделі. Таким чином, кожен диск містить набір з декількох сотень зашифрованих ключів, по одному для кожної ліцензованої моделі програвача. 
У принципі, цей підхід дозволяє ліцензіару «відкликати» будь-яку модель програвача (заборонити йому програвати виходить згодом контент) за допомогою припинення шифрування титульних ключів ключем даної моделі програвача. На практиці, однак, відключення всіх програвачів певної моделі - дорога операція, тому що багато користувачів втратять можливість відтворення. Більш того, використання загальних ключів на багатьох плеєрах робить компрометірованіе ключа значно більш імовірним, що було показано поруч компрометований в середині 90-х. 
При підході AACS кожен індивідуальний програвач постачається унікальним набором ключів розшифрування, що використовуються за схемою широкомовного шифрування. Цей підхід дозволяє ліцензіару відкликати індивідуальні програвачі, або більш точно - ключі дешифрування, пов'язані з цими програвачами. Таким чином, якщо ключ певного програвача скомпрометований і опубліковано, AACS LA може просто анулювати цей ключ, роблячи його непотрібним для розшифровки нових творів. 
Також AACS має систему відслідковування витоків. Якщо зломщик намагається зберегти скомпрометований ключ у секреті (публікуючи лише розшифровані титульні ключі), тим не менш він може бути відстежено. Стандарт допускає, що певна частина фільму може мати декілька версій і ці версії можуть бути зашифровані різними ключами для того щоб певні програвачі змогли розшифрувати лише певну версію кожної частини.За допомогою вбудовування цифрових водяних знаків у різні версії і аналізу того, які секції фільму опублікував зломщик, скомпрометовані ключі можуть бути врешті-решт ідентифіковані та анульовано (ця властивість називається послідовними ключами в специфікації стандарту AACS). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Огляд приводу HD DVD на прикладі NEC HR-1100A.

    Одним із перших представників формату HD DVD у вигляді оптичного привода HD DVD-ROM від компанії NEC стала модель HR-1100A.

    Основна відмінність нового формату HD DVD від DVD розглянемо за допомоогою приведеної специфікації. 

Таблиця 3. Специфікації порівняння форматів HD DVD i DVD.

 

     

     Рис. 6. Зовнішній вигляд приводу  NEC HR-1100A.  

     

     

       

     

       

     Рис. 7. Структурна схема оптичного HD DVD приводу фірми NEC.

     ASP – Analog Signal Processor ( аналоговий сигнальний процессор )

     DSP – Digital Signal Processor  (цифровий сигнальний процессор )

    Специфікація по даному приводу:

• Интерфейс: IDE/ATAPI (PIO Mode 4/UDMA 33)
• Швидкість  зчитування інформації:
• CD-ROM: 32x (4800 Кбіт/с)
• DVD-ROM: 8x (11000 Кбіт/с)
• DVD-RAM: 5х (6900 Кбіт/с)
• HD DVD: 2х (9349 Кбіт/с)
• Підтримка форматів: HD DVD-ROM, HD DVD-R, HD DVD/DVD Twin disk, DVD-ROM, DVD-R(DL), DVD+R(DL), DVD-RW, DVD+RW, DVD-Video CD-ROM, CDROM XA, CD-Audio, CD-I, CD-Extra, CD-Text , Photo CD, Video CD, Hybrid CD.
• Час доступу:
• CD: 150 мс.
• DVD: 160 мс.
• HD DVD: 500 мс.
• Розмір буфера даних: 2 Мбіт.
• Разміри: 148 X 42 X 190 мм.
• MTBF: 70,000 POH

    Вага 1.0 кг.

     

     Рис. 8. Зображення оптичної системи приводу NEC HR-1100A.

     

     Рис. 9. Зображення чіпсетів D63400GM і D63645AGM.

     Чіпсет  D63400GM підтримує формат оптичного запису HD DVD.

     Чіпсет D63645AGM є стандартним для DVD приводів фірми NEC.

     Результати  тестування:

Таблиця 4. Результати  тесту основних параметрів зчитування HD DVD диска.