想必您在逛商場的時候會偶爾選擇去樓上的影城放松一下吧？不知您在看電影的時候有沒有想過，電影院是怎么拿到影片資源的，又是怎么播放的？為什么一部影片只能在規(guī)定時間里放映，過了時間就買不到票上新片了？本文就來談一談我自己理解的正規(guī)數(shù)字影院播放影片流程的全過程，包括各種技術(shù)細(xì)節(jié)的淺析。

文章開始前我必須先說明，我只是一位普通的影視愛好者。我從來沒碰過放映機(jī)、沒見過整個流程中的任何一個環(huán)節(jié)、甚至都不認(rèn)識一個放映員。以下所有內(nèi)容都是我通過資料總結(jié)的個人理解。如有任何謬誤歡迎批評指出，我將及時修正。謝謝您的理解。

STEP 1. 影片是以何種形式交給電影院的？

您在自家播放電影自己看，想必您的做法就是去找mp4 mkv資源下載，然后拿個播放器打開，對吧？然而影院也會這么做么？

現(xiàn)在你能見到的99.99%的影院都已經(jīng)不用膠片了。他們和你在家里看電影一樣，在播放這些數(shù)字編碼的視頻。但想想看您從來沒見過銀幕上出現(xiàn)暴風(fēng)影音就知道事情不像在家里打開播放器就播這么簡單，對吧。事實(shí)上，雖然事情沒有這么簡單，但現(xiàn)代數(shù)字影院做的事情也大差不差。我們干脆就拿影視資源怎么做出來的當(dāng)作類比吧，一切就將顯得非常好理解了。

一部影片被資源小組拿到，他們會對原片進(jìn)行壓縮、封入字幕，打包成視頻文件，然后發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)上。而一部要上院線的電影拿到公映許可證后，做的也是一樣的事情。他們會把自己的原片（一種稱作DCDM（Digital Cinema Distribution Master）的母版文件）交給專業(yè)的制版公司去壓制一種專門用于影院放映的格式，稱作“數(shù)字院線文件包”（DCP）。這種格式全稱“Digital Cinema Package” - 顧名思義，就是專門用于在院線播放的視頻包。雖然并不嚴(yán)謹(jǐn)，但這種包我們完全可以理解為和mp4 mkv mov一樣是一種視頻格式，里面封入了視頻、音頻、字幕等內(nèi)容。制版公司制作出這一文件包之后，會交給發(fā)行機(jī)構(gòu)（比如中影）復(fù)制無數(shù)份到移動硬盤里，再將這些移動硬盤寄給各家電影院。影院拿到硬盤后會將其拷到自己的服務(wù)器上，再將硬盤寄回去。接下來，放映員只需在自家影城放映服務(wù)器（TMS）上排好放映時間（SPL），各影廳放映機(jī)便會在規(guī)定時間到了后自動讀取DCP文件并播放了。這樣，影院拿到并播放電影資源的全流程就完成了。

（*備注：針對有些偏遠(yuǎn)地區(qū)，也有曾試點(diǎn)過通過衛(wèi)星傳送這些影片資源的。不過我并不清楚有哪些地方真的用過這種方式。）

那接下來我們從技術(shù)上刨析一下這個“包”吧。

20世紀(jì)末，數(shù)字信息技術(shù)飛速發(fā)展。影院也開始逐漸接受不了每天扛著膠片跑來跑去、卷膠片開關(guān)燈了。人們都在開始嘗試探索使用數(shù)字技術(shù)取締膠片放映。1997年，《星球大戰(zhàn)前傳：I》首次嘗試扔掉膠片，采用數(shù)字化放映方式，在影視界掀起了軒然大波。隨著更多的影視從業(yè)人員開始對數(shù)字放映感興趣，人們都開始擔(dān)心像單孔和四孔膠片之爭、Sony Betamax和JVC VHS格式之爭、DTS、Dolby Digital格式兼容性這樣的戰(zhàn)爭再次打響。——總不能又是你家設(shè)備只能放mkv 他家設(shè)備只能放mp4這種亂套情況再上演吧。于是2002年，好萊塢巨頭們牽頭成立了DCI - 數(shù)字電影創(chuàng)導(dǎo)組織。他們旨在希望日后影院數(shù)字化后能有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)存在。于是就在2005年，DCI率先牽頭發(fā)布了數(shù)字電影規(guī)范的1.0版本。自此，數(shù)字電影的時代開始了。

經(jīng)過多次完善和修正，這一標(biāo)準(zhǔn)在2009年進(jìn)行了一次大的修訂，引入了對高幀率、SMPTE字幕信息和字幕加密等的支持。這一修訂也就引出了如今影院都在使用的SMPTE標(biāo)準(zhǔn)（此前的標(biāo)準(zhǔn)稱為Interop標(biāo)準(zhǔn)）。

影院所用的DCP包，正是這一標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)晶。

我們都不是專業(yè)的制版公司，但好在開源社區(qū)是個神奇的地方——開源軟件開發(fā)者Carl Hetherington就曾開發(fā)過一款開源的DCP封裝軟件DCP-o-matic。這一工具使得制作DCP文件包變得人人可行。那么今天，且允許我用它來做一番演示。

就請我們的老朋友Rick Astley當(dāng)實(shí)驗(yàn)品吧。新建工程，起名為Rickroll。添加內(nèi)容文件Never gonna give you up.mp4

既然是個演示，那么幀率 色域等等就不弄得那么細(xì)節(jié)了。我們來看看一些可配置的選項(xiàng)。可以看見，我們可以設(shè)置內(nèi)容類型、各類元數(shù)據(jù)等諸多信息。這些信息可以被影院的服務(wù)器識別出來以方便放映員進(jìn)行分類管理。不管那么多了，我們直接送去編碼：

在這里必須說明：DCP里的視頻采用的是jpeg2000編碼的j2c序列（也有使用mpeg2編碼的，但畢竟很不“標(biāo)準(zhǔn)”且在逐漸退出歷史舞臺）——也就是說，你平時在電影院看到的影片可以簡單理解為放映機(jī)在按照固定幀率快速切換著一大堆的jpg圖片。這也就導(dǎo)致了DCP包的大小和編碼時間可是近乎于恐怖。當(dāng)然，其質(zhì)量也是很高，是接近于無損的：

這就是成品了：

可以看到——DCP不是一個文件，而是一個文件夾。它實(shí)質(zhì)上是一個播放列表（要么為什么叫它“文件包”呢）。這部影片對應(yīng)的視頻、音頻等都被分開存儲在了不同的mxf文件里（也有可能被切成很多個分塊，就像膠片電影要用5 6盤膠片一盤接一盤地播放一樣），通過附帶的ASSETMAP文件標(biāo)識，以用于讓放映設(shè)備索引到。同時，附帶的PKL文件也用于校驗(yàn)每個文件是否正確儲存，CPL文件用于音視頻和播放順序的同步等操作。具體可見參考資料“DCP的四個xml文件”文章的詳解，這里不再贅述。打開這些文件看看我們就已經(jīng)可以理解個大概了。

這樣，有了這些信息的保證，影片播放時就不會出現(xiàn)音畫不同步、放一半沒了的尷尬情況發(fā)生。事實(shí)上，您平時播放的MP4、MKV等視頻也是一樣的記錄原理，只不過所有信息都放在一個文件里而不是一個文件夾里罷了。

STEP 2. 那么這一過程里，影院是如何防止盜版的？

講到這里了，您或許會有這樣的想法：

那我偷著把寄到影院的硬盤拿出來拷一份出來，豈不是就可以做院線第一手搶先盜版了？為何院線在映影片除了屏攝，很少見到有盜版資源流出呢？

答案再簡單不過：絕大多數(shù)送到院線去的DCP都是加密的。而這里就不得不引出人類為了防著人類而做出的一項(xiàng)偉大發(fā)明——對稱與非對稱加密。

對稱加密

根據(jù)數(shù)學(xué)家香農(nóng)的理論，再怎么復(fù)雜的加解密算法，最終原理都是一樣的。我們現(xiàn)在就假設(shè)沒有加密過的DCP影片為明文。

接下來，我們使用一種密鑰和一種加密算法，就可以把明文進(jìn)行一定的變換，使之變成密文。

那么，我們只需知道這串密鑰和反著來的加密算法，就可以把它變回明文。非常簡單。

非對稱加密

對稱加密的一個最大的弱點(diǎn)，莫非就在于只要非法第三者搞到了密鑰和算法，就可以未經(jīng)授權(quán)進(jìn)行解密。為了解決這一問題，非對稱加密應(yīng)運(yùn)而生。

非對稱加密要求你使用兩個密鑰：公鑰和私鑰。使用特定的算法就可以實(shí)現(xiàn)：公鑰可以加密內(nèi)容，而只有私鑰才能將其解密。

記住這兩個概念是怎么運(yùn)作的，就可以理解下文了。

DCP如何使用兩者同時進(jìn)行加密

影院所用的每臺服務(wù)器在生產(chǎn)時，廠家都會制作出一份私鑰和一份公鑰，并且將私鑰寫死在固件里，輕易無法被復(fù)制或拿到。影城買到放映機(jī)后，需要將公鑰發(fā)給中影等三大發(fā)行平臺進(jìn)行注冊。這樣，每當(dāng)有新影片上映時，中影等發(fā)行平臺會將一個DKDM密鑰交給片方。片方會用這個DKDM中聲明的一種DCP內(nèi)容密鑰對稱加密加密自己的DCP，再分發(fā)硬盤到各大影城。

你沒看錯。這個DCP內(nèi)容密鑰是一種對稱加密的密鑰，DCP本身是對稱加密的。至于為什么要這么做，是因?yàn)榧用蹹CP用對稱加密算法解密速度很快，能降低放映機(jī)解碼的運(yùn)算量，從而避免卡頓或性能跟不上的情況發(fā)生，保證實(shí)時性與可靠性。至于你會說對稱加密很不安全？且看下文：

隨后，中影拿著這個DKDM和各大影城各個放映機(jī)的公鑰，就可以制作出每個放映機(jī)對應(yīng)的KDM密鑰。這一KDM密鑰中正包含著被放映機(jī)公鑰加密著的DCP內(nèi)容密鑰。這一密鑰將被放到指定的網(wǎng)站上。影片上映前，影城放映員需要憑借自家影城的賬戶和密碼登錄這一網(wǎng)站，下載這一KDM密鑰，上傳到服務(wù)器上。固件將用自己系統(tǒng)內(nèi)的私鑰解密出DCP內(nèi)容密鑰，再用DCP內(nèi)容密鑰去解密DCP，即可正常播放。是的，這是一種二重加密。非對稱加密的是解密DCP用的密鑰，而這一密鑰是對稱加密的。

這樣，就算你拿到了DCP，沒有KDM和KDM對應(yīng)的服務(wù)器中的私鑰，你照樣無法播放影片。而且現(xiàn)代數(shù)字放映機(jī)都有隱形水印技術(shù)。投影到屏幕上的畫面和音響播放的聲音都被添加了人體感官感受不到的隱形水印。而倘若有人通過屏攝等方式錄下了內(nèi)容，送到專門的識別部門去分析錄下的視頻，就能得知是哪個影城、哪個場次、什么時間錄下的信息。而且服務(wù)器解密后發(fā)送至放映機(jī)的信號同樣遵守FIPS規(guī)范并使用了鏈路加密，期間沒有可供將信號導(dǎo)出的余地，避免了非法采集。

STEP 3.為什么影片只能在院線播放一段時間，過了時間就下映了？影院不能繼續(xù)播放下映的影片嗎？

答案很簡單：不能。

原因也很簡單：KDM有有效期。

正規(guī)的放映服務(wù)器在開始播放、解析KDM前都必須同指定的NTP服務(wù)器對時，再檢查KDM的有效期。若檢測到KDM過期或未生效，服務(wù)器會拒絕解碼，從而無法播放影片。我們經(jīng)常聽到的某影片密鑰延期，正是指中影等發(fā)行平臺同意發(fā)行一個有效期更長的新密鑰，以讓某部影片繼續(xù)在院線播放。

那么都已經(jīng)做到這一步了，真的就能在院線層面預(yù)防盜版了嗎？

我父親和我講過一句話我至今認(rèn)為極有道理：世間所有的鎖都是防君子而不防小人的。只要有預(yù)防措施就總會有人嘗試在其中鉆空子，從古至今始終如此。著名的“幽靈1號”放映機(jī)案就是個典型的例子。該案件一番操作堪稱前無古人后無來者。該團(tuán)伙正是使用了一款老款服務(wù)器的系統(tǒng)漏洞，復(fù)制出了一臺正規(guī)服務(wù)器的解密私鑰并通過刷機(jī)破解另一臺從一家已倒閉影城購得的已注銷的服務(wù)器，將相同的密鑰信息導(dǎo)入，使得該服務(wù)器可以解碼那臺正規(guī)服務(wù)器的KDM而自己的身份信息被隱藏，產(chǎn)生了一臺“幽靈”服務(wù)器，并通過特定視角的錄像設(shè)備錄制該服務(wù)器解碼播放的影片。這樣，水印分析單位檢查這些盜錄的影片，查到的設(shè)備信息都是一臺下落不明的已注銷服務(wù)器，根本沒有辦法停止發(fā)放它的KDM密鑰，因?yàn)橥耆恢榔銴DM是來自哪臺正規(guī)機(jī)器的。這一“借尸還魂”之舉著實(shí)讓人瞠目結(jié)舌。更離譜的是，團(tuán)伙盜攝這些影片反而還效仿國家院線的運(yùn)作方式，再次制版出售給非法的私人影院，還搞起了自己的一套水印加密監(jiān)控系統(tǒng)以防出售后被再次盜錄翻版。。。就算這樣也算他們有技術(shù)，最離譜的莫過于團(tuán)伙成員本來就開有一家正規(guī)影院，而他們則將出售盜版所賺得的資金投資用于維護(hù)這家正規(guī)影院的運(yùn)營。。。。。。

這起案件的最終破獲也充滿了戲劇性：團(tuán)伙出售這些影片給了一家私人影吧后，這家影吧的老板也看這種賺錢方式眼饞，于是再次利用技術(shù)漏洞，通過錄播軟件再次盜錄后繼續(xù)出售給其它非法影吧，結(jié)果由于未經(jīng)加密而泄露，在互聯(lián)網(wǎng)上迅速擴(kuò)散，很快被反偵查到。。。

至2019年案件破獲，警方扣押盜版影片制作、播放、加密等設(shè)備13673件（其中放映服務(wù)器4臺），涉案金額5000余萬元。據(jù)本案二號人物馬某松供稱，兩年時間他們共翻拍制作高清盜版影片200余部。曾經(jīng)的2019年春節(jié)檔，就曾因這起案件而損失慘重。

《中國電影報》對這一事件的報道我認(rèn)為非常在理：防電影盜版靠技術(shù)更要靠自律。好片自然應(yīng)當(dāng)值得我們拿出真金白銀去支持。盜版終究是打擊不過來的，究竟要為電影人送去何種形式的支持，選擇最終在我們自己。

后記

我已經(jīng)盡可能地“專業(yè)地通俗”完成我的解釋了。我覺得這應(yīng)該足夠您理解整個流程是怎么下來的了。如果您還是想深入更多細(xì)節(jié)，我的參考資料最后一條 DCI圖像規(guī)范與數(shù)字電影圖像DCP加密打包：http://www.yantok.com/images/download/136dc4bebfb855f3a4a93a16f71c65ab.pdf 是我目前認(rèn)為講解技術(shù)細(xì)節(jié)最為仔細(xì)、清晰、易懂的版本了。可以進(jìn)一步仔細(xì)參閱理解。

參考資料：

Get any content CINEMA-READY: DCP-o-matic https://dcpomatic.com/

DCP（數(shù)字電影包） 百度百科：https://baike.baidu.com/item/DCP/20407033

你了解什么是DCP嗎？：http://www.studyofnet.com/884688688.html

DCP的四個xml文件：https://www.qianng.com/p/231547

DCI圖像規(guī)范與數(shù)字電影圖像DCP加密打包：http://www.yantok.com/images/download/136dc4bebfb855f3a4a93a16f71c65ab.pdf

Inter-Society Digital Cinema Forum (ISDCF) ：http://isdcf.com/ISDCF/index.html

春節(jié)檔高清大片盜版大案揭秘：三年追蹤，擒獲“幽靈一號”（海外網(wǎng)）：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1633649024857587765&wfr=spider&for=pc

揭秘｜賀歲片盜版案偵破經(jīng)過：尋找“幽靈一號”成關(guān)鍵：https://www.sohu.com/a/311035182_114988

多部門聯(lián)動成功抓捕“幽靈機(jī)” 防電影盜版靠技術(shù)更要靠自律（中國電影報）：http://www.chinafilmnews.cn/Html/2019-05-08/624.html