تعریف DRM 

DRM (Digital Rights Management) یک سیستم مهندسی‌شده برای کنترل دسترسی و کنترل استفاده از دارایی‌های دیجیتال است که بر پایه‌ی رمزنگاری، مدیریت کلید و اجرای امن طراحی می‌شود.

برخلاف رمزنگاری سنتی که هدف اصلی آن:

(حفظ محرمانگی داده در برابر دسترسی غیرمجاز) است، DRM دامنه‌ی وسیع‌تری را پوشش می‌دهد:

کنترل اینکه پس از دسترسی مجاز، کاربر دقیقاً چه کارهایی می‌تواند یا نمی‌تواند انجام دهد.

یعنی، DRM فقط نمی‌پرسد چه کسی فایل را باز کند؟
بلکه می‌پرسد:

  • چند بار پخش شود؟
  • روی چه دستگاهی اجرا شود؟
  • آیا قابل کپی باشد؟
  • آیا ضبط صفحه مجاز است؟
  • چه مدت معتبر باشد؟

 

تفاوت DRM با رمزنگاری کلاسیک

DRM

 رمزنگاری کلاسیک

تمرکز بر Usage Control

 تمرکز بر Confidentiality

کنترل بعد از دسترسی

حفاظت قبل از دسترسی
لایسنس = قوانین رفتار

کلید = اجازه مشاهده
داده را امن می‌کند

رفتار مصرف را محدود می‌کند

 

تمایز لایه‌های امنیتی در DRM

لایه

 نقش اصلی

توضیح

Encryption

 محافظت از داده محتوای خام با الگوریتم‌های رمزنگاری مانند AES رمز می‌شود تا بدون کلید غیرقابل استفاده باشد.

License Management

 کنترل دسترسی

تعیین می‌کند چه کاربر یا دستگاهی مجاز به دریافت کلید رمزگشایی است.
Policy Enforcement کنترل نحوه مصرف

قوانین استفاده از محتوا (زمان، تعداد پخش، رزولوشن، خروجی) را در زمان اجرا اعمال می‌کند.

 

معماری DRM

 

 DRM چگونه کار می‌کند؟

1. رمزنگاری محتوا (Content Encryption)

رمزنگاری محتوا بخش پایه‌ای و حیاتی DRM است و دو هدف اصلی دارد:

  • جلوگیری از دسترسی مستقیم و غیرمجاز به محتوای دیجیتال.
  • اطمینان از اینکه بدون کلید رمزگشایی (Decryption Key)، فایل قابل استفاده نیست.

 

فرآیند فنی رمزنگاری

  1. تولید کلید محتوا (Content Key – CK)
  • برای هر Asset (ویدیو، موسیقی، کتاب دیجیتال) یک کلید مجزا تولید می‌شود.
  • این کلید معمولاً 128 یا 256 بیتی است و به صورت تصادفی ایجاد می‌شود.
  • مزیت: هر فایل کلید مجزا دارد، بنابراین افشای یک کلید به بقیه محتواها آسیبی نمی‌زند.

 

2.  رمزگذاری محتوا

  • الگوریتم رایج: AES (Advanced Encryption Standard)
  • حالت‌های رایج AES در DRM:
  • AES-CTR (Counter Mode): مناسب برای Streaming به دلیل قابلیت رمزگشایی بخش به بخش.
  • AES-CBC (Cipher Block Chaining): بیشتر در سناریوهای فایل‌محور استفاده می‌شود، زیرا وابستگی بلاکی آن باعث محدودیت در رمزگشایی تصادفی (Random Access) و Seek در Streaming می‌شود.
  • خروجی یک فایل Encrypted Content است که بدون CK غیرقابل خواندن است.

 

3. ایجاد Key ID (KID)

  • یک شناسه منحصر به فرد برای هر CK تولید می‌شود.
  • KID به فایل رمزگذاری شده ضمیمه می‌شود و نقش لینک بین محتوا و License Server را دارد.
  • مزیت: License Server می‌تواند کلید صحیح را برای فایل مناسب صادر کند بدون افشای CK در فایل.

 

4. تولید Metadata / Manifest

  • برای استریم و Adaptive Bitrate، فایل‌ها به سگمنت‌های کوچک تقسیم می‌شوند مثلاً MPEG-DASH یا HLS .
  • Manifest شامل: URL سگمنت‌ها، KID  و اطلاعات DRM است.

 

جریان منطقی رمزنگاری

Raw Content

Generate Random Content Key (CK)

Encrypt Content with AES (CK)

Attach KID to Encrypted Content

Generate Manifest for Streaming / Playback

Output: Encrypted Media + Manifest

نکات مهم:

  • CK هرگز در فایل ذخیره نمی‌شود: فقط KID و Reference به License Server نگهداری می‌شود.
  • سگمنت‌بندی برای Streaming: امکان Adaptive Bitrate و کاهش Latency را فراهم می‌کند.
  • Integrity Protection: هَش یا MAC برای هر سگمنت اضافه می‌شود تا هرگونه تغییر یا دستکاری شناسایی شود.
  • Key Rotation: برای محتوای طولانی، CK ممکن است در طول پخش تغییر کند (Session Key Rotation).

 

مزیت رمزنگاری محتوا در DRM

  • بدون کلید، داده عملاً غیرقابل استفاده است.
  • افشای یک فایل تأثیری بر دیگر فایل‌ها ندارد.
  • امکان استریم امن با Adaptive Bitrate فراهم می‌شود.
  • پایه‌ای برای لایه‌های بعدی DRM: License Management و Secure Decryption.

 

محدودیت‌ها و چالش‌ها

  • Performance: رمزگشایی AES برای ویدیوهای HD و 4K نیازمند Hardware Acceleration است.
  • Memory Management: CK باید در محیط امن و Temporary ذخیره شود تا استخراج توسط بدافزار دشوار شود.
  • Latency: رمزگشایی Real-time باید سریع باشد تا تجربه کاربری تحت تأثیر قرار نگیرد.

 

2. صدور مجوز (License Management)

License Management یا مدیریت مجوز، لایه کنترل دسترسی DRM است. هدف آن این است که حتی اگر محتوا رمزگذاری شده باشد، کاربر بدون مجوز رسمی نتواند به کلید رمزگشایی و در نتیجه محتوا دسترسی پیدا کند.

لایسنس شامل اطلاعاتی است که مشخص می‌کند:

  • چه کسی می‌تواند محتوا را مصرف کند.
  • چه مدت می‌تواند آن را استفاده کند.
  • روی چه دستگاه یا پلتفرم‌هایی مجاز است.
  • چه محدودیت‌های خروجی یا سیاست‌های اضافی وجود دارد.

 

ساختار یک License

یک لایسنس DRM معمولاً شامل اجزای زیر است:

بخش

توضیح فنی

Encrypted Content Key (CK)

 کلید رمزگشایی محتوا، رمزگذاری شده برای هر دستگاه یا Session

Policy Rules

قوانین استفاده از محتوا (مثلاً تعداد پخش، محدودیت رزولوشن)

Expiration / Validity

 زمان اعتبار لایسنس (مثلاً 48 ساعت)

Device / User Binding

محدودیت به دستگاه خاص یا حساب کاربری
Output Control Flags

محدودیت‌هایی برای خروجی ویدیو (HDCP, Screen Capture)
Signature / MAC

صحت و یکپارچگی License برای جلوگیری از دستکاری

 

فرآیند صدور لایسنس

  • درخواست از کلاینت
  • هنگام تلاش برای پخش، DRM Client درخواست لایسنس به License Server ارسال می‌کند.
  • این درخواست شامل KID و اطلاعات احراز هویت کاربر و دستگاه است.
  • ارزیابی سیاست‌ها (Policy Evaluation)
  • License Server بررسی می‌کند که کاربر مجاز است یا خیر.
  • سیاست‌های کسب‌وکار (Policy Rules) اعمال می‌شوند.
  • بررسی می‌شود که دستگاه و اپلیکیشن معتبر باشند.
  • ایجاد و ارسال License
  • License Server Content Key را رمزگذاری می‌کند با کلید عمومی دستگاه یا Session.
  • لایسنس شامل قوانین و محدودیت‌های معتبر نیز هست.
  • License به DRM Client ارسال می‌شود.
  • مصرف License در کلاینت
  • DRM Client لایسنس را بررسی می‌کند، CK را در محیط امن بارگذاری می‌کند، و سپس اجازه رمزگشایی و پخش محتوا را می‌دهد.

 

جریان داده فنی (Technical Flow)

DRM Client → License Request (KID, User/Device Auth)

License Server:

Authenticate User

Validate Device

Evaluate Policy

Encrypt CK for Device

→ License Response → DRM Client

DRM Client:

Validate License Signature

Load CK in Secure Environment

Enforce Policy (Playback Rules, Output Control)

→ Content Playback

 

نمونه قوانین و سیاست‌ها (Policy Rules)

قانون

توضیح

Expiration Time

 لایسنس پس از X ساعت یا تاریخ مشخص منقضی می‌شود

Playback Limit

 حداکثر تعداد دفعات پخش محتوا

Device Binding

محتوا فقط روی دستگاه مشخص اجرا شود
Output Restrictions

پخش فقط با HDCP فعال یا رزولوشن محدود
Offline Playback

مجاز/غیرمجاز بودن پخش آفلاین

 

نکات مهم

  1. کلید محتوا هرگز مستقیم در فایل محتوا نیست.
  • فقط Reference (KID) وجود دارد.
  • CK رمزگذاری‌شده به وسیله License Server صادر می‌شود.
  1. امکان بازگشایی لایسنس برای دستگاه‌های مختلف.
  • License می‌تواند Device-specific یا Session-specific باشد.
  1. امکان تجزیه و تحلیل سیاست‌ها
  • DRM Client Policy Engine قوانین لایسنس را enforce می‌کند
  1. یکپارچگی و صحت لایسنس
  • Signature یا MAC برای جلوگیری از دستکاری و جعل لایسنس

 

تهدیدات رایج در License Management

تهدید

 توضیح

راهکار

Replay Attack

 مهاجم لایسنس معتبر را دوباره ارسال می‌کند Nonce, Timestamp

MITM

 تغییر درخواست/پاسخ License TLS / Signed Messages
Fake Client کلاینت غیرمجاز درخواست می‌دهد

Device Certificates, Integrity Checks
License Tampering دستکاری محتویات License

Digital Signature, MAC

 

اهمیت License Management

  • بدون لایسنس، حتی فایل رمزگذاری‌شده بی‌ارزش است.
  • لایسنس امکان کنترل زمان، دستگاه و سیاست‌ها را فراهم می‌کند.
  • پایه برای تمام مراحل بعدی DRM (Secure Decryption، Policy Enforcement) است.

 

3. احراز هویت (Authentication)

احراز هویت در DRM مرحله‌ای است که تضمین می‌کند:

  1. کاربر مجاز است:  یعنی فقط کسانی که حق دسترسی به محتوا دارند می‌توانند آن را پخش کنند.
  2. دستگاه معتبر است:  محتوا روی دستگاه‌های ثبت‌شده و ایمن اجرا شود.
  3. شرایط لایسنس رعایت شده است: قوانین مصرف (Policy Rules) اجرا می‌شوند.

این مرحله برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز و سوءاستفاده از لایسنس‌ها ضروری است.

 

فرآیند احراز هویت و مجوز

1. اعتبارسنجی کاربر (User Authentication)

  • استفاده از توکن‌های امن یا Session ID
  • پروتکل‌های رایج:  OAuth2, JWT
  • بررسی اینکه کاربر حساب فعال و معتبر دارد.
  • جلوگیری از Login همزمان روی دستگاه‌های غیرمجاز (Optional)

 

2. اعتبارسنجی دستگاه  (Device Authentication)

  • بررسی اینکه دستگاه ثبت‌شده و مجاز است.
  • استفاده از Device Certificates یا Hardware Ids.
  • تضمین اینکه کلید رمزگشایی (CK) فقط روی دستگاه معتبر استفاده شود.

 

3. اعتبارسنجی لایسنس (License Validation)

  • بررسی صحت و امضای دیجیتال لایسنس
  • اطمینان از رعایت قوانین Policy Rules:
    • محدودیت زمان (Expiration)
    • تعداد دفعات پخش (Playback Limit)
    • محدودیت رزولوشن یا خروجی (Output Control)
    • Device Binding
  • این مرحله تضمین می‌کند که لایسنس جعلی یا دستکاری شده قابل استفاده نیست.

 

جریان داده فنی (Authentication Flow)

  1. DRM Client → License Request (KID + User Token + Device ID)
    2. License Server:
    • Authenticate User
    • Authenticate Device
    • Validate License Signature
    • Evaluate Policy Rules
    3. License Server → Response (CK encrypted, License Metadata)
    4. DRM Client:
    • Validate License
    • Load CK in Secure Environment
    • Enforce Policy
    5. Playback Allowed

مکانیزم‌های امنیتی رایج

مکانیزم‌

توضیح

TLS / HTTPS

 جلوگیری از MITM و شنود شبکه

Digital Signatures

 یکپارچگی و اصالت لایسنس

Nonce / Timestamp

جلوگیری از Replay Attack
Device Certificates

اطمینان از اجرای محتوا روی دستگاه معتبر
Application Integrity Checks

جلوگیری از دستکاری کلاینت

 

تهدیدات رایج

Threat

 توضیح

راهکار

Replay Attack

 ارسال مجدد لایسنس معتبر توسط مهاجم Nonce, Timestamp

MITM

 تغییر یا رهگیری درخواست/پاسخ

TLS, Certificate Pinning
Fake Client اجرای محتوا روی کلاینت غیرمجاز

Device Certificates, Integrity Check

Tampered License

 دستکاری محتویات لایسنس

Digital Signature Verification

 

نکات مهم:

  1. لایسنس فقط روی دستگاه معتبر قابل استفاده است.
  2.  Authentication هویت کاربر/دستگاه را تأیید می‌کند، در حالی که Policy Enforcement قوانین مصرف License را اعمال می‌کند.
  3. Trusted License Server باید ریشه اعتماد باشد.
  4. کلید محتوا (CK) هیچگاه در مسیر شبکه یا فایل بدون رمزنگاری منتقل نمی‌شود.

 

اهمیت مرحله  Authentication

  • بدون احراز هویت و اعتبارسنجی دستگاه، کل سیستم DRM بی‌اثر می‌شود.
  • تضمین می‌کند که کلیدهای رمزگشایی فقط به کاربران مجاز و روی دستگاه‌های امن دسترسی پیدا می‌کنند.
  • پایه‌ای برای امنیت مرحله بعد یعنی رمزگشایی امن (Secure Decryption) است.

 

4. رمزگشایی امن (Secure Decryption)

رمزگشایی امن تضمین می‌کند که:

  • کلید رمزگشایی محتوا (Content Key / CK) هرگز در حافظه معمولی سیستم یا فضای قابل دسترس نرم‌افزارهای مخرب ظاهر نشود.
  • عملیات رمزگشایی در یک محیط ایزوله و قابل اعتماد انجام شود.
  • مهاجم نمی‌تواند کلید را استخراج یا مسیر ویدیو را شنود کند.

حتی اگر لایسنس معتبر باشد، در صورت انجام رمزگشایی در محیط غیرایزوله،  CK ممکن است در حافظه قابل دسترس سیستم‌عامل یا فرآیندهای کاربر ظاهر شده و در معرض حملاتی مانند Memory Scraping، Debugging و Key Extraction قرار گیرد.

چرا رمزگشایی معمولی ناامن است؟

اگر CK در:

  • RAM معمولی
  • فضای کاربر (User Space)
  • نرم‌افزار بدون حفاظت سخت‌افزاری

قرار گیرد، در نتیجه، ابزارهای  Debug، Memory Dump یا Malware می‌توانند کلید را استخراج کنند.

 

معماری Secure Decryption

رمزگشایی امن معمولاً در محیط‌های سخت‌افزاری ایزوله انجام می‌شود:

محیط امن

توضیح

Trusted Execution Environment (TEE)

 ناحیه ایزوله CPU برای اجرای کد امن

Secure Enclave / TrustZone

 پردازش کلیدها جدا از OS
Hardware-backed DRM

عملیات رمزگشایی در سخت‌افزار
Secure Video Path (SVP)

جلوگیری از دسترسی نرم‌افزار به فریم ویدیو

 

فرآیند رمزگشایی امن

1. دریافت کلید رمزگذاری‌شده

DRM Client از License Server:

  • CK رمزگذاری‌شده
  • Policy Rules

دریافت می‌کند.

 

2. ورود CK به محیط امن

CK:

  • مستقیماً وارد TEE / Secure Enclave می‌شود.
  • هرگز به Application Layer لو نمی‌رود.

Encrypted CK → Secure Hardware/TEE → Decrypted CK (Protected)

 

3. رمزگشایی محتوا

موتورDRM:

  • با CK محتوا را AES Decrypt می‌کند.
  • خروجی به مسیر امن ویدیو ارسال می‌شود (SVP).

 

4. نمایش امن محتوا

فریم‌های ویدیو:

  • از مسیر محافظت‌شده عبور می‌کنند
  • قابل Capture یا Dump نیستند (در حالت ایده‌آل)

 

جریان داده فنی

License Server → Encrypted CK → DRM Client
DRM Client → Secure Environment (TEE)
TEE:
• Decrypt CK
• AES Content Decryption
• Enforce Output Protection
→ Secure Video Path → Display

مکانیزم‌های حفاظتی کلیدی

مکانیزم

نقش امنیتی

Key Ladder

 جلوگیری از دسترسی مستقیم به CK

White-box Crypto

 مقاومت در برابر Reverse Engineering

Memory Isolation

جلوگیری از Memory Dump
Secure Boot

جلوگیری از اجرای Firmware دستکاری‌شده
HDCP Enforcement

جلوگیری از ضبط خروجی HDMI

 

تهدیدات رایج

تهدید

 توضیح

راهکار

Memory Scraping

 استخراج کلید از RAM TEE / Hardware Isolation

Hooking DRM APIs

 رهگیری CK Secure Execution
Screen Capture ضبط خروجی تصویر

SVP / HDCP
Man-in-the-Device دستگاه روت/جیلبریک شده

Integrity Checks

 

نکات مهم:

کلید هرگز نباید:

  • وارد حافظه معمولی شود.
  • لاگ شود.
  • در Debugger قابل مشاهده باشد.

 

رمزگشایی باید:

  • در سخت‌افزار یا TEE انجام شود.
  • از Secure Video Path استفاده کند.

 

 DRM Client باید:

  • Device Integrity را بررسی کند
  • Root/Jailbreak Detection داشته باشد

 

اهمیت Secure Decryption

بدون این مرحله:

کلید قابل استخراج است.
محتوا قابل کپی است.
DRM عملاً بی‌اثر می‌شود.

این مرحله ستون فقرات امنیت واقعی DRM محسوب می‌شود.

 

 

Policy Enforcement (اجرای قوانین لایسنس)

Policy Enforcement مکانیزمی است که تضمین می‌کند تمام محدودیت‌ها و قوانین تعریف‌شده در License در زمان اجرا به‌صورت سخت‌گیرانه اعمال شوند.

DRM بدون Policy Enforcement = فقط رمزنگاری ساده

 

Policy  چیست؟

Policy مجموعه‌ای از قیود اجرایی (Execution Constraints) است که رفتار Player و مسیر پردازش محتوا را کنترل می‌کند.

 

نمونه Policyها:

دسته

مثال

Temporal

زمان انقضا (Expiration Time)

Usage

 تعداد دفعات پخش

Output

 الزام HDCP

Device

محدودیت به دستگاه خاص
Security Level

نیاز به Hardware DRM
Offline

محدودیت پخش آفلاین

 

معماری اجرای Policy

1. محل اجرای Policy Enforcement

Policy Enforcement باید در بخش‌های قابل اعتماد (Trusted Components) اجرا شود:

محل

دلیل

DRM Client Secure Module

 جلوگیری از دستکاری نرم‌افزاری

TEE (Trusted Execution Environment)

ایزوله از OS
Trusted Media Path

محافظت از Pipeline ویدیو

اجرای Policy در Application Layer ناامن است.

 

چرخه اجرای Policy

License Received
↓
License Validation
↓
Policy Extraction
↓
Policy Evaluation Engine
↓
Runtime Enforcement
↓
Playback Allowed / Denied

 

موتور Policy (Policy Engine)

وظایف اصلی:

تفسیر قوانین License
ارزیابی شرایط محیط اجرا
اعمال محدودیت‌ها در زمان واقعی

 

مثال ارزیابی Policy

Policy:

{
“resolution_limit”: “HD”,
“hdcp_required”: true,
“expiration”: “2026-03-01”,
“playback_count”: 3
}

 Policy Engine بررسی می‌کند:

  • آیا تاریخ معتبر است؟
  • آیا HDCP فعال است؟
  • آیا شمارنده پخش باقی مانده؟
  • آیا رزولوشن در محدوده است؟

 

انواع Enforcement

  • Hard Enforcement(سخت‌گیرانه)

سیستم:

پخش را متوقف می‌کند
رزولوشن را کاهش می‌دهد
خروجی را مسدود می‌کند

 

2) Soft Enforcement (انعطاف‌پذیر)

هشدار به کاربر
محدودسازی تدریجی

 

مکانیزم‌های اجرایی

Expiration Enforcement

  • بررسی Timestamp امن
  • استفاده از Secure Clock (جلوگیری از تغییر ساعت سیستم)

 

Playback Count Enforcement

  • شمارنده امن در Storage محافظت‌شده
  • جلوگیری از Reset با Reinstall

 

Resolution Enforcement

  • بررسی Security Level دستگاه

Security Levels مانند L1/L3 در برخی  DRMها) تعیین می‌کنند عملیات رمزگشایی و پردازش کلید در سخت‌افزار امن انجام شود یا در نرم‌افزار.

 

Output Control Enforcement

  • بررسی وضعیت HDCP
  • مسدودسازی HDMI ناامن
  • محدودسازی Miracast / AirPlay

 

Screen Recording Protection

  • تشخیص APIهای Capture
  • مسدودسازی Frame Access
  • استفاده از Secure Video Path

 

اگر Policy Enforcement ضعیف باشد:

  • License معتبر
  • کلید معتبر
  • محدودیت‌ها قابل دور زدن

نتیجه: DRM شکست خورده

 

اهمیت استراتژیک

کلید رمزگشایی، امکان تبدیل محتوای رمزگذاری‌شده به محتوای قابل پخش را فراهم می‌کند و به‌تنهایی هیچ محدودیت مصرفی اعمال نمی‌کند. Policy Enforcement مکانیزمی است که استفاده از این کلید را بر اساس قوانین تعریف‌شده در License ، شرایطی نظیر اعتبار زمانی، محدودیت دستگاه، سطح امنیتی و کنترل خروجی را در زمان اجرا ارزیابی و اجرا می‌کند. در صورت نبود Policy Enforcement، داشتن CK عملاً به معنای دسترسی نامحدود به محتوا خواهد بود، حتی اگر License شامل محدودیت‌های زمانی، دستگاهی یا کیفی باشد.

 

 Root of Trust در DRM

ریشه اعتماد (Root of Trust) نقطه‌ای است که زنجیره اعتماد امنیتی از آن آغاز می‌شود. این ریشه معمولاً در سخت‌افزار تعبیه شده و شامل Secure Boot، کلیدهای سخت‌افزاری و محیط اجرای امن (TEE) است.
تمامی مراحل DRM از دریافت License تا رمزگشایی محتوا باید در چارچوب این زنجیره اعتماد اجرا شوند. اگر Root of Trust نقض شود، کل سیستم DRM قابل دور زدن خواهد بود.

 

مدل تهدید در DRM

DRM معمولاً در برابر مهاجمانی طراحی می‌شود که:

  • دسترسی کامل به دستگاه کاربر دارند.
  • امکان مهندسی معکوس نرم‌افزار را دارند.
  • قادر به شنود شبکه یا دستکاری درخواست‌ها هستند.
  • ممکن است دستگاه را Root یا Jailbreak کنند.

هدف DRM حذف کامل کپی غیرقانونی نیست، بلکه افزایش هزینه و پیچیدگی حمله تا سطحی است که از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر نباشد.

 

سیستم DRM