保护视频卡的方法和系统技术方案

本文介绍了用于保护视频卡或图形卡上使用和处理的数据的方法和系统。在各种实施例中，可以将计划由视频卡使用的数据加密以便数据被提供到视频卡和计算机系统之间的总线（例如ＰＣＩ或ＡＧＰ总线）时任何时候都可将数据加密。例如，当数据从视频卡上的存储器移到系统的存储器，例如当它被映射到系统的物理存储器时，以及进行相反操作时，数据处于加密形式并因此受到保护。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用视频卡处理视频的方法和系统。
技术介绍
通常，内容作者，如电影工作室或在网络上发布内容的用户，在发布视频内容时，将对用户查看它的方式设置限制。此内容通常可以在诸如个人计算机之类的计算机上查看或呈现。每年一些无道德的个人和机构总是花费大量的时间、精力和金钱试图偷窃或以别的方式不正当地获得此类视频内容。其中一个攻击点可以是将查看或呈现此类视频内容的计算机。即，流氓程序或设备可以并且常常试图不正当地获得诸如个人计算机之类的计算机上接收的视频内容。在其他计算机组件中，这种攻击可以针对处理视频内容的视频卡和/或向视频卡和从视频卡传输视频内容的总线。图1显示了包括总线连接器102的示范视频卡或图形卡100，总线连接器102插入到典型计算机上的端口中。视频卡100还包括监视器连接器104，例如15针插头，该连接器通过电缆连接到监视器。视频卡100可以包括数字视频输出插座106，该插座可以用于向LCD和平面控制板监视器等等发送视频图像。现代视频卡包括四个主要组件图形处理单元(GPU)108、视频存储器110、随机存取存储器数字到模拟转换器(RAMDAC)112，以及可以包括在视频BIOS114中的驱动程序软件。GPU108是专用图形处理芯片，用于控制分辨率、颜色深度，以及与在监视器屏幕上呈现图像相关的所有元素等各个方面。计算机的中央处理单元或CPU(未显示)发送一组图形指令和数据，它们由图形卡的专用驱动程序进行解释并由卡的GPU108执行。GPU108执行诸如位图传输和绘制、窗口大小和位置调整、线条绘制、字体缩放和多边形绘制之类的操作。GPU108在硬件中处理这些任务的速度比在系统的CPU上运行的软件的速度快得多。然后GPU将帧数据写入帧缓冲器，或板载视频存储器110。GPU大大地减少了系统的CPU的工作负载。保存视频图像的存储器也被称为帧缓冲器，通常在视频卡上实现。在此示例中，帧缓冲器是在视频卡上以存储器110的形式实现的。早期的系统是以标准DRAM实现视频存储器的。然而，此要求对数据进行持续不断的刷新，以防止丢失，并且无法在此刷新过程中进行修改。所造成的结果，特别是在现代图形卡需求的非常快的时钟速度下，是性能严重下降。在视频卡上实现视频存储器的一个优点是，可以为其特定的任务进行自定义，的确，这已经导致新的存储器技术的推广·视频RAM(VRAM)一个特殊类型的双端口DRAM，它可以同时被写入和读取。它要求的刷新没有普通的DRAM那么频繁，因此，执行效果好得多；·Windows RAM(WRAM)由Matrox Millennium使用，也是双端口，并且运行速度比传统的VRAM更快；·EDO DRAM它提供的带宽比DRAM大，比普通DRAM计时更准确，并且更有效地管理读/写周期；·SDRAM类似于EDO RAM，只是存储器和图形芯片在使用锁定数据的时钟上运行，可使SDRAM比普通EDO RAM运行速度更快；·与SDRAM相同，而且还支持区块写入和每位写入，它们在支持这些增强功能的图形芯片上产生更好的性能；以及·DRDRAM直接RDRAM是全新的，通用存储器体系结构，它的体系结构比传统的DRAM性能改善20倍。某些设计将图形电路集成到主板本身，并使用系统的一部分RAM作为帧缓冲器。这叫做“统一存储器体系结构，使用它的原因只是为了降低成本，并可能导致图形性能下降。视频存储器帧缓冲器中的信息是出现在屏幕上的作为数字位图存储的图像。但在视频存储器包含数字信息的同时，其输出介质—监视器—可能使用模拟信号。模拟信号不仅仅要求“开”或“关”信号，因为它用于确定在它们扫描监视器的上下扫描时在哪里、何时以及以什么强度激发电子枪。这就是如下文所述的RAMDAC112发挥作用的地方。某些RAMDAC还支持针对诸如LCD监视器之类的数字显示器的数字视频接口(DVI)。在这样的配置中，RAMDAC将内部数字表示转换为数字显示器可以理解的形式。RAMDAC扮演着“显示转换器”的角色，因为它将内部数字数据转换为显示器可以理解的形式。尽管安装在视频卡上的视频存储器的总量可能不会由特定分辨率用完，额外的存储器常常用于为GPU108缓存信息。例如，对通常使用的图形项—如文本字体和图标或图像—的缓存，可以使图形子系统不必在每次写入新字母或移动图标时加载这些项，从而改善了性能。缓存的图像可用于将那些将要被GPU呈现的图像序列排成队，从而腾出CPU用以执行其他任务。RAMDAC112每秒读取视频存储器的内容许多次，将它转换为信号，并通过视频电缆发送到监视器。对于模拟显示器，通常有一个数字到模拟转换器(DAC)，以使CRT使用的三个主要颜色中的每一种颜色创建一个完整的颜色范围。对于数字显示器，RAMDAC输出单个RGB数据流以便由输出设备解释和显示。计划的结果是创建单个像素的颜色所必需的混合。RAMDAC112转换信息可以达到的速率，以及GPU108本身的设计，决定了图形卡可以支持的刷新频率的范围。RAMDAC112还决定给定分辨率中可用的颜色数量，具体情况视其内部体系结构而定。总线连接器102可以支持用于与视频卡连接的一个或多个总线。例如，加速图形端口(AGP)总线可以使视频卡直接访问系统存储器。直接存储器访问帮助使峰值带宽比外围组件互连(PCI)总线高许多倍。这可以使系统的CPU在视频卡上的GPU访问系统存储器时执行其他任务。在操作期间，板载视频存储器中包含的数据可以被提供到计算机的系统存储器并可以对其进行管理，好像它是系统的存储器的组成部分。这包括诸如计算机的存储器管理使用的虚拟存储器管理技术之类的东西。此外，视频卡上的图形操作需要系统的存储器中包含的数据时，数据可以通过诸如PCI或AGP总线之类的总线发送到视频卡并存储在板载视频存储器110上。在那里，如上文所述，数据可以由GPU108进行访问和操作。当数据被从系统存储器传输到视频卡上的视频存储器以及进行相反操作时，连接到PCI总线的PCI设备在进行数据传输时“侦听”数据。PCI总线还使视频存储器对系统的其余部分“可见”，好像它像系统存储器一样存在。结果，PCI设备可以获得PCI总线并直接将视频存储器的内容复制到另一个设备。如果PCI设备与传入视频同步，则它可以潜在地捕获所有内容。一旦内容位于视频卡上的视频存储器中，以前有两种方案保护该内容。第一，仍可以访问视频存储器，但内容以受保护、加密的形式进行存储，以使它无法被流氓设备和应用程序进行读取。尽管这可以防止数据被读取，但是这也要求数据不断地以加密形式维护。如果视频卡(即，GPU)希望处理数据，它必须以原子方式在读取、处理时进行解密并在每次写回视频存储器时重新加密。对于视频数据，解压缩的数据会要求300mb每秒以上才能显示。相应地，加密器/解密器必须以这些高数据速率运行。通常，多个视频流将被处理到单个输出流中。例如，画中画(PIP)或多信道显示会将八个信道混合到单个显示中。这将要求八个同时的解密器和一个加密器以每秒300mb的速率运行，总数为大约为2.4GB每秒。因此，这种方法由于计算要求较高不十分理想。第二，可以简单地使视频存储器中的内容或数据不可访问。由于PCI和AGP总线的设计，这通常不可能，因为视频存储器被映射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将存储在视频卡存储器之外的存储器中的数据加密；将加密的数据通过总线传输到视频卡；在视频卡上将加密数据解密，所说的解密在需要处理加密数据的卡上独立于图形处理单元ＧＰＵ进行；以及在视频卡存储器中存储解密的数据。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格伦F埃文斯，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]