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光盘
阅读:27301时间:2011-09-14 17:46:15

  光盘是一种密度的信息存储设备,其基本原理是利用聚焦激光束在存储介质上进行光学读写。光盘片实际上是一张由复合材料制成的圆型薄片,市场上供应的CD唱片与VCD、DVD影碟片也属于光盘片的范畴。

原理

  光盘是近年来出现的一种密度的信息存储设备, 其基本原理是利用聚焦激光束在存储介质上进行光学读写。光盘片实际上是一张由复合材料制成的圆型薄片, 市场上供应的 C D唱片与 V C D、 D VD影碟片也属于光盘片的范畴, 碟片所刻录的信号, 是将调频后的视频信号与音频信号混合后, 进行限幅整形而成的二进制信息, 即“ 0 ” 、 “ 1 ” 信号, 用这个信号的激光束去刻蚀主盘, 生成凹坑与非凹坑两种状态的孔穴 , 当碟片播放时, 激光器可根据凹坑与非凹坑的不同反射信号读出二进制数据, 然后再还原成视频信号与音频信号。

特点

  光盘的特点是存储容量大,由于高能量的激光束可以聚焦成l微米以下的光斑,由它刻蚀的孔穴其宽度相当于一根头发直径的l/40一l/160,因此它具有其他存储技术不可比拟的存储容量。

  光盘的最重要特点是可靠性高。其原因之一是由于光盘的数据刻录是利用聚焦激光光束在存储介质上烧蚀出凹坑,一旦记录完成,写入的数据就不容易在烧蚀的介质上消失;原因之二,光盘在存储数据时进行的光学读写是非接触形式的,这是一种无损耗的读写,与传统的磁盘读写截然不同,就算读上成千数万次也丝毫不会减弱盘上的信号。日本柯达公司曾用现代科学方法去加速光盘的老化,测得只读型光盘的使用寿命约在209年。

  光盘的优势还在于他的存取速度快、保存管理方便等特点。日本TDK公司不久前成功地在可擦写蓝光光盘(Blu—rayDisc)上实现了216Mbit/秒的刻录速度,相当于6倍速刻录,在保存特性方面,也已确认在温度为80度、湿度为85%的环境下刻录150小时,其抖动值仍然保持在7%左右。

分类

  1、只读型光盘(CD—ROM、DVD—ROM)

  CD—ROM是众多只读光盘中的一种,早在上世纪70年代就以容量大、成本低、易于分发等优点广泛用于存储音像制品和电子出版业,作为各类多媒体系统采用的载体,CD—ROM曾经辉煌过,但随着DVD—ROM出现和走向国际化,CD—ROM已逐步被DVD—ROM所淘汰。目前在国际上DVD—ROM已广泛应用于卫星广播电视录像、影视制品和电子书刊出版业、保存个人电脑的大容量文件或数据备份。CD—ROM、DVD—ROM是一种只供用户从盘上读取数据的只读型光盘,它的内容必须通过对应的光盘刻录仪一次性写入,不能擦写或重写,但如果是音像制品,一般它的内容就由厂商用压膜大量复制而成。

  2、追记型光盘(CD—R、DVD—R、WORK)

  CD—R、DVD—R、CCWWORM(WriteOnceReadMany)都属于追记型光盘的范畴,追记型光盘虽然也是只能刻录一次,但它的刻录可以分多次完成。其中CCWWORM光盘在性能上比较高,在制作成本上也大于CD、DVD,由于WORM光盘价格因素而得不到到市场的青睐,但WORM光盘技术仍在稳步发展,一些要求较高的应用系统,如军事、金融保险、法律、航空等领域仍不同程度地使用WORM产品。而IBM公司在增强型3995光盘库C系列产品中采用的追记型光盘就是CCWWORM光盘。

  近年来,追记型蓝光光盘越来越引起人们的注目。在加拿大温哥华召开的光盘技术国际会议“ODS2003”上,日本TDK公司公布了记录容量为l00GB追记型蓝光光盘的开发成果,这是一种层叠4层25GB记录层的单面4层光盘,该种技术的关键是采用了光透率很高的记录膜(该材料被命名为“ZSMOS”),通过这种记录膜可以使入射到光盘上的激光到达最下层,然后由各记录层反射的激光送回到激光头。使用ZSMOS作为光盘的第3至l层的记录膜其光透率和反射率分别为:81%和4%、74%和6%、63%和11%,最下层的第0层记录膜采用铜合金和硅,其光透率和反射率为0%和27%。

  日本的富士胶卷在“0DS2003”上展示了容量为25GB的有机色素追记型蓝光光盘,这种光盘的特点是能够简化记录层结构,能够使用旋压覆盖设备形成记录膜,并有望将追记型蓝光光盘的生产成本降低到与CR—R、DVD—R光盘相同的水平上。

  3、可擦写型光盘(M0、CR—RV、DVD—RW)

  可擦写型光盘是一种可随机存取的存储设备,这一点类同与磁盘。这种光盘又分为磁光型M0(MagnetoOptica1)光盘与相变型电脑光盘。

  MO磁光盘介质的数据读写方式比较复杂,MO是由稀土过度金属合金磁性薄膜制成,数据的写入是利用激光束使介质材料上升到居里点,外加磁场作用使磁畴翻转来实现的,读盘时激光功率减小,介质不会升温,磁畴与光作用出现克尔效应,检测克尔效应便能读出数据。

  相变型电脑光盘的主要原理是“相变”(PhaseChange)技术,在光盘内部镀上一层厚度为400埃的半金属薄膜(主要成分为硒或碲),用适当功率的激光束照射,使其在“结晶”(Crystalline)态和“非结晶”(Amorphous)态之间进行转换,以此来完成对数据的擦除和重写,由于结晶态与非结晶态对光束的反射角度不同,所以就能很快读出盘上的数据。目前这类光盘主要有CD—Rw、CD+RW、DVD—RW、DVD+RW等。

加密技术

  1、外壳保护技术

  所谓“外壳”就是给可执行的文件加上一个外壳。用户执行的实际上是这个外壳的程序,而这个外壳程序负责把用户原来的程序在内存中解开压缩,并把控制权交还给解开后的真正的程序,由于一切工作都是在内存中运行,用户根本不知道也不需要知道其运行过程,并且对执行速度没有什么影响。如果在外壳程序中加入对软件锁或钥匙盘的验证部分,它就是我们所说的外壳保护了。其实外壳保护的作用还不止于此,在Internet上面有很多程序是专门为加壳而设计的,它对程序进行压缩或根本不压缩,它的主要特点在于反跟踪,保护代码和数据,保护你的程序数据的完整性。如果你不希望你的程序代码被黑客修改,如果你的程序不希望被人跟踪调试,如果你的算法程序不想被别人静态分析,这种外壳程序就是为你设计的。

  2、光盘狗技术

  一般的光盘保护技术需要制作特殊的母盘,进而改动母盘机,这样实施起来费用高不说,而且花费的时间也不少。针对上述的缺点,光盘狗技术不在母盘制造上动手脚,因此我们可以自由选择光盘厂来压制光盘。该保护技术能通过识别光盘上的特征来区分是原版盘还是盗版盘。该特征是在光盘压制生产时自然产生的,即由同一张母盘压出的光盘特征相同,而不同的母盘压制出的光盘即便盘上内容完全一样,盘上的特征也不一样。也就是说,这种特征是在盗版者翻制光盘过程中无法提取和复制的。光盘狗是专门保护光盘软件的方案,并且通过了中国软件评测中心的保护性能和兼容性的测试。

  3、CSS保护技术

  CSS的英文全称为Content Scrambling System,中文含义为数据干扰系统。该技术的主要工作思路就是将全球光盘设置为6个区域,并对每个区域进行不同的技术保护,只有具备该区域解码器的光驱才能正确处理光盘中的数据。使用该技术保护时,首先需要将所有存入光盘的信息经过编码程序来处理一下,而要访问这些经过编码的数据,必须要先对这些数据进行解码。

  4、CPPM技术

  该技术的中文含义为预录媒介内容保护技术,该技术一般用于DVD-Audio。该技术取代了CSS保护技术,它通过在盘片的导入区放置密钥来对光盘进行保护,但在sector header中没有title密钥,盘片密钥由"album identifier"取代。该技术的鉴定方案与CSS相同,因此现有设备无须任何改动。

  5、DCPS技术

  该技术的中文含义为数字拷贝保护系统技术,它的主要作用是让各部件之间进行数字连接,但不允许进行数字拷贝。有了该项保护技术,以数字方式连接的设备,如DVD播放机和数字电视或数字录象机,就可以交换鉴证密钥建立安全的通道。DVD播放机对已编码的音频/视频信号进行保护,然后发送给接收设备,由接收设备进行解密。这就防止那些未鉴证的已连接设备窃取信号。无须拷贝保护的内容则不进行保护。新内容(如新的盘片或广播节目)和含有更新的密钥和列表(用来识别非认证设备)的新设备也可获得安全特性。

  6、CPRM技术

  该技术也称为录制媒介内容保护技术,它将媒介与录制相联系。该技术的保护原理是,在每张空白的可录写光盘上有一个64比特盘片ID放置在BCA上。当受保护的内容被刻录到盘片上时, 它可由盘片ID得到的56位密码进行保护。需要访问光盘信息时,则从BCA中读取盘片ID,然后生成盘片内容解密所需要的密钥。如果盘片内容被复制到其他媒介,那么盘片ID将会丢失或出错,数据将无法解密。

  7、CGMS技术

  CGMS技术也叫内容拷贝管理技术,该技术主要是用来防止光盘的非法拷贝的。该技术主要是通过生成管理系统对数字拷贝进行控制,它是通过存储于每一光盘上的有关信息来实现的。CGMS这一“串行”拷贝,生成管理系统既可阻止母版软件进行拷贝,也可阻止对其子版软件进行再拷贝。而就在被允许正常拷贝的情况下,制作拷贝的设备也必须遵守有关规则。数字拷贝信息可以经编码后送入视频信号,这样做的目的在于使数字录音机能很方便地予以识别。

  8、APS保护技术

  APS的英文全称为Analog Protection System,中文含义为类比信号保护系统。该保护技术的主要作用是为了防止从光盘到光盘的复制。APS保护技术主要是通过一颗Macrovision 7的芯片,利用特殊信号影响光盘的复制功能,使光盘的图象产生横纹、对比度不均匀等等。当然,我们在使用计算机来访问光盘时,如果想通过显示卡输出到电视机上时,那么,显示卡必须支持类比保护功能,否则,将无法得到正确的信息,我们就无法在电视上享受光盘影片的画面。

  在现在的软件市场上,我们可以找到很多的工具软件、多媒体软件、设计软件、教学软件、杀毒软件都采用了软件保护技术。这些技术的使用,在一定程度上保护了软件的市场利益。这种保护技术的应用,可以对软件的非法拷贝或非法使用造成障碍。不过,科学地说,世界上没有一种保护软件(硬件),可以宣称杜绝软件解密盗版,只有难易之分。好的保护效果在于让盗版者在破解被保护的软件时,付出巨大的代价,耗费极大的时间精力,最终被迫放弃攻击。所以说,在选择保护产品时,如果有推销员向你说他的产品“绝不会被解掉”,那是不负责任的。

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