HDCP 2.2：身份验证和密钥交换

在 HDCP 2.2 身份验证过程 – 简介中，我们讨论了为什么需要 HDCP，以及 HDCP 身份验证过程的基本步骤。我们注意到，RSA 的高级版本是身份验证和密钥交换期间使用的基础加密标准。在 HDCP 2.2 身份验证：RSA 加密中，我们讨论了 RSA 加密的基础知识。在这篇博文中，我们将深入探讨身份验证和密钥交换 （AKE） 的详细信息，这是身份验证协议的第一步。
 

HDCP 发射器可以随时启动，甚至在之前的身份验证完成之前。HDCP 接收器的公钥证书由 HDCP 发射器验证，然后设备共享主密钥 Km。这个存储的主密钥公里加速了HDCP发射器和接收器之间的后续通信。即使发射器没有与 HDCP 接收器对应的存储主密钥，也会进行身份验证。这些密钥信息以消息的形式发送。如果我们使用HDMI，那么这些消息将以大端格式通过基于I2C的控制总线。

1024 位宽接收方的公钥存储在证书中，证书具有以下内容：

下图显示了身份验证和密钥交换的流程：

身份验证和密钥交换流（未存储 Km）

发射器将自己的信息发送给接收器，接收器又在 100ms 时间范围内发送包含公钥的自己的证书。发射器验证签名。如下图所示，签名验证失败将导致身份验证中止：

AKE 期间的签名验证

签名验证成功后，如果发射器没有存储的主密钥 Km 距离上一个会话，发射器将生成一个随机的 128 位主密钥，使用 RSAES-OAESP 加密和接收器的公钥对其进行加密，并将其发送给接收器。

除了签名验证外，发送器还会检查接收方的接收方 ID 是否不在吊销列表中。这是一个确保在身份验证期间跟踪已泄露和识别的接收方的过程。如果在吊销列表中找到接收方 ID，则 AKE 将中止。

收到加密的 Km，接收方使用接收方私钥对其进行解密（HDCP2.2 建议使用中文余数定理来减少工作量，因为这是整个认证流程中计算最密集的步骤）。整个解密和随后的哈希值计算的时间限制为 1s。

接收器成功解密 km 后，会将主密钥 Km 的哈希值H_Prime HMAC-SHA-256（有关详细信息，请参阅以下部分）发送回发射器。这是为了向发射器提供确认，即接收器确实已成功解密主密钥 Km。

从接收器接收到哈希值 （H_prime） 后，发射器会根据自己的计算值进行检查。成功比较H_Prime后，身份验证和密钥交换完成，否则 AKE 将中止。

HMAC SHA-256

为了提高消息的真实性，HDCP2.2 使用基于哈希的消息真实性代码 （HMAC）。HMAC-SHA256 是一种消息身份验证方法，它使用底层哈希函数作为 SHA-256。HMAC-SHA256 的输入是一个密钥（可以是消息）。输出是消息访问代码，可以发送回消息的发起者，该消息的发起者可以根据自己的代码检查HMAC代码，并验证消息是否已被接收方正确接收。

配对

在解释身份验证流程中的下一步之前，请务必解释称为配对的过程。在上面的 AKE 流程中，解释了如果发射器没有存储的密钥 Km，它如何生成主密钥 Km。现在，发射器可以存储接收到的 Km 值供下一个会话使用并重复使用，而不是生成新的 Km，从而加快 AKE 的整个流程。在接收机向发射机发送H_Prime信息的AKE流中，它会将AES加密的主密钥发送给发射机。发射器存储加密的主密钥和主密钥本身。对于后续会话，下图显示了存储了 Km 的 AKE 流：

身份验证和密钥交换（使用存储的公里）

审核编辑：郭婷