HDCP 2.2 測試用例設計詳解
基于HDCP 2.2 CTS v1.1規范及協議核心機制，以下從正常流程與異常場景兩大方向拆解測試用例設計要點，覆蓋認證、密鑰管理、拓撲驗證等關鍵環節：
1. 正常流程測試
1.1 單設備認證
? 測試目標：驗證源設備（Transmitter）與接收設備（Receiver）的認證流程符合協議要求。
? 核心步驟：
- 密鑰交換：源設備生成隨機數
r_tx，接收端生成r_rx，通過RSA-OAEP加密交換并生成主密鑰k_m。 - 會話密鑰派生：基于
k_m和隨機數派生動態會話密鑰k_s，通過AES-CTR模式加密音視頻流。 - 加密啟動驗證：確認接收端解密后的視頻流無數據丟失或失真。
? 預期結果：認證成功，加密通道建立，視頻流正常播放。
1.2 中繼器級聯
? 測試目標：驗證中繼器（Repeater）在合法拓撲中的轉發與密鑰管理能力。
? 核心步驟：
- 拓撲上報：中繼器收集下游設備KSV列表，計算SHA-1哈希驗證值
V并上報源設備。 - 層級驗證：模擬多層級聯（≤4層），檢查源設備是否接受拓撲并生成會話密鑰。
- 密鑰同步：驗證中繼器與下游設備同步使用
k_s加密數據流。
? 預期結果：級聯認證通過，視頻流在各級設備中加密傳輸無異常。
2. 異常場景測試
2.1 證書吊銷（SRM驗證失敗）
? 測試目標：驗證設備在證書被吊銷時的錯誤處理機制。
? 模擬方法：
? 在系統可更新消息（SRM）中預置目標設備的KSV為吊銷狀態。
? 源設備發起認證時，主動查詢SRM吊銷列表。
? 預期結果：
? 源設備拒絕建立連接，觸發REVOKED_DEVICE錯誤。
? 日志記錄吊銷事件，中繼器停止向下游轉發數據。
2.2 拓撲超限（>4級級聯）
? 測試目標：驗證協議對拓撲層級的強制限制。
? 模擬方法：
? 構建5級級聯拓撲（如源設備→中繼器1→中繼器2→中繼器3→中繼器4→接收器）。
? 觸發中繼器上報拓撲時，源設備計算層級深度。
? 預期結果：
? 源設備檢測到層級超限，觸發MAX_CASCADE_EXCEEDED錯誤并終止認證。
? 中繼器向上游傳遞錯誤狀態，禁止加密啟動。
2.3 隨機數碰撞測試
? 測試目標：驗證隨機數生成器（TRNG）的不可預測性與抗碰撞能力。
? 模擬方法：
- 強制碰撞：在實驗室環境中注入相同
r_tx或riv，模擬隨機數重復場景。 - 統計測試：生成10^6組隨機數，通過NIST STS測試套件驗證熵源質量（如頻數測試、游程測試）。
? 預期結果：
? 隨機數碰撞概率≤2^-128（符合NIST SP 800-90A標準）。
? 檢測到碰撞時，系統重置TRNG模塊并重新生成密鑰。
3. 測試工具與合規性驗證
? 測試環境搭建：
? 硬件：支持HDCP 2.2的源設備、中繼器、接收器及HDMI/DisplayPort接口測試儀。
? 軟件：HDCP CTS v1.1測試套件，模擬SRM吊銷列表注入工具。
? 自動化測試：
? 使用邏輯分析儀捕獲I2C總線消息，驗證KSV列表完整性及錯誤狀態傳遞時序。
? 通過腳本模擬拓撲超限、隨機數碰撞等場景，自動化記錄測試結果。
總結
HDCP 2.2測試需覆蓋認證流程合規性、錯誤處理魯棒性及隨機數安全性三大維度。開發者應嚴格遵循CTS規范設計測試用例，重點關注：
- 拓撲層級與設備數限制（≤4層，≤32設備）。
- SRM吊銷列表的動態加載與驗證機制。
- TRNG模塊的NIST合規性測試與碰撞防御。
建議結合《HDCP 2.2 CTS v1.1》文檔細化測試步驟，并利用硬件加速工具提升測試效率（如FPGA實現AES-CTR加密驗證）。
HDCP合規性驗證與性能優化關鍵技術解析
結合HDCP 2.3協議規范與行業實踐，以下從合規性驗證和性能優化兩大核心方向拆解關鍵技術要點：
1. 合規性驗證
DCP LLC認證
? 認證流程：
- 測試工具要求：必須使用DCP LLC授權的測試套件（如Unigraf UCD系列設備），覆蓋HDMI/DisplayPort/MHL接口的HDCP 2.3兼容性測試。
- 測試內容：包括認證協議一致性（AKE、Locality Check、SKE）、拓撲層級驗證（≤4級級聯，≤32設備）及SRM吊銷列表動態加載能力。
- 結果審核：DCP LLC對測試日志（AUX通道監控數據）進行審核，驗證錯誤處理（如
MAX_CASCADE_EXCEEDED）是否符合規范。
? 特殊測試項：
? Vendor Specific Tests (VST)：針對廠商自定義功能（如多端口并行認證）的擴展測試，需通過DCP LLC預審測試方案。
日志記錄與審計
? 數據存儲：
? 記錄認證流程全鏈路數據，包括KSV列表、隨機數（r_tx/rrx）、會話密鑰k_s的生成與銷毀時間戳，存儲于防篡改安全芯片（如TPM）。
? 審計要求：
? 日志需支持離線導出，格式符合DCP CTS規范，供第三方審計機構驗證協議合規性。
2. 性能優化
密鑰緩存加速
? 緩存機制：
? 主密鑰k_m存儲：對已成功配對的設備，將其k_m與設備KSV綁定存儲于非易失性存儲器（NVM），跳過RSA-OAEP加密環節，縮短AKE流程耗時（從100ms降至20ms）。
? 失效策略：若設備KSV被SRM吊銷或k_m超過生命周期（通常30天），自動清除緩存并觸發重新認證。
并行處理架構
? 多端口獨立狀態機：
? 硬件實現：每個物理端口分配獨立狀態機（如FPGA邏輯單元），支持并發處理AKE、LC、SKE流程，避免端口間資源競爭。
? 數據隔離：各端口的密鑰派生與加密流使用獨立內存區域，防止側信道攻擊跨端口泄露。
? 硬件加速模塊：
? AES-CTR引擎：集成專用硬件IP核（如ARM CryptoCell），支持多通道并行加密，實現4K@60Hz視頻流加密延遲≤2ms。
? TRNG吞吐優化：預生成隨機數池（如riv、rn），通過DMA直接傳輸至加密引擎，減少CPU中斷開銷。
總結
HDCP合規性驗證需嚴格遵循DCP CTS測試規范與SRM動態管理機制，而性能優化則依賴密鑰緩存與并行架構設計提升實時性。開發者需平衡安全性與效率，例如通過硬件加速模塊（AES/TRNG）降低協議棧負載，同時確保日志審計機制滿足DCP LLC的強制要求。
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官方文檔：
? HDCP 2.3 Specification（注意NDA限制）
? HDMI 2.1規范中的HDCP集成章節 -
密碼學參考：
? 《Applied Cryptography》中的密鑰交換協議
? NIST FIPS 197（AES標準） -
開源參考：
? Linux內核中的DRM HDCP實現（drivers/gpu/drm/）
? Intel HDCP白皮書（需申請訪問）
