PlayReady: was es ist, DRM von Microsoft und Versionen

Was ist PlayReady?

PlayReady ist eine von Microsoft im Jahr 2007 entwickelte Digital Rights Management (DRM)-Technologie zum Schutz von Medieninhalten und anderen digitalen Assets. Sie löste WMDRM (Windows Media DRM) ab und wurde zum Standard-Schutz für Windows Media Center, Xbox Video und Microsoft Silverlight.

Der Hauptvorteil von PlayReady ist ein einheitliches Lizenzsystem für verschiedene Inhaltstypen: Video, Audio, E-Books, Spiele und Dokumente. Die Technologie unterstützt die Vertriebsmodelle Abonnement (Subscription), Miete (Rental) und Kauf (Purchase), was sie für Mediendienste und Bildungsplattformen attraktiv macht.

PlayReady-Architektur

Die PlayReady-Architektur besteht aus drei Schlüsselkomponenten: der Client-Laufzeitumgebung PlayReady Device Porting Kit, dem Lizenzserver PlayReady License Server und dem Content Packager. Die PlayReady-Laufzeitumgebung wird in eine Anwendung oder einen Player eingebettet und übernimmt die Entschlüsselung von Inhalten auf dem Gerät.

Der Lizenzserver generiert Lizenzschlüssel basierend auf den vom Content Provider festgelegten Richtlinien. Der Content Packager verschlüsselt Mediendateien mit dem Common Encryption (CENC)-Standard und bettet Metadaten ein, um sie mit einer bestimmten Lizenz zu verknüpfen.

Wie funktioniert PlayReady DRM?

Der Schutzprozess PlayReady beginnt mit der Verpackungsphase, wenn Medieninhalte mit einem symmetrischen Schlüssel verschlüsselt werden, der dann durch den öffentlichen Schlüssel des Lizenzservers geschützt wird. Die verpackten Inhalte werden auf einem CDN abgelegt und stehen zum Download oder Streaming zur Verfügung.

Wenn ein Benutzer geschützte Inhalte anfordert, initiiert der Player eine Lizenzanfrage an den Lizenzserver. Der Server überprüft die Anmeldeinformationen des Benutzers, seine Zugriffsrechte (Abonnement, Miete, Kauf) und stellt eine Lizenz mit dem Entschlüsselungsschlüssel aus.

Lizenzaustauschprotokoll

PlayReady verwendet ein SOAP- oder JSON-basiertes Austauschprotokoll, bei dem die Lizenzanfrage die Inhalts-ID (Content ID), die Geräte-ID und die Anwendungssignatur enthält. Der Server gibt die Lizenz im XML-Format zurück, verschlüsselt mit dem öffentlichen Schlüssel des Geräts.

Die Lizenz enthält den Inhaltsverschlüsselungsschlüssel (CEK), der in einen Geräteschlüssel (Device Key) eingewickelt ist, sowie eine Reihe von Richtlinien. Die Richtlinien können die Wiedergabezeit, die Videoqualität, die Anzahl der Geräte und den Ausgabetyp (HDMI, Composite) einschränken.

Initialisieren einer PlayReady-Sitzung

var mediaProtectionManager = new MediaProtectionManager();
var properties = new PropertySet();
properties["Windows.Media.Protection.MediaProtectionSystemId"] =
    "9a22f0a1-9e6c-4f2d-bc8e-4d8d5a2c3f1e";

mediaProtectionManager.SetProtectionScheme(
    MediaProtectionSystemType.PlayReady,
    properties
);

var mediaSource = MediaSource.CreateFromUri(
    new Uri(contentUrl)
);
mediaPlayer.Play(mediaSource);

PlayReady Versionen: 3.0 und 4.0

PlayReady 3.0, veröffentlicht 2014, führte Hardware-Verschlüsselungsunterstützung über TPM 2.0 und die Sicherheitsstufe SL3000 für 4K-Inhalte ein. Diese Version fügte die Möglichkeit hinzu, eine Lizenz über einen Device Binding-Mechanismus an ein bestimmtes Gerät zu binden, wodurch die Übertragung von Lizenzen zwischen Geräten verhindert wurde.

PlayReady 4.0, angekündigt 2020, erweiterte die Funktionalität um drei wichtige Neuerungen: Unterstützung erweiterter Nutzungstelemetrie, verbesserte Analysen für Content Provider und Optimierung des Energieverbrauchs auf mobilen Geräten.

PlayReady Versionsvergleich

PlayReady Sicherheitsstufen

Die Sicherheitsstufen PlayReady legen fest, wie kryptografische Operationen durchgeführt werden und welche maximale Inhaltsauflösung möglich ist. SL150 ist eine reine Software-Implementierung, SL2000 erfordert teilweise Hardware-Unterstützung, SL3000 ist vollständige Hardware-Verschlüsselung mit TPM.

Geräte mit SL3000 können 4K HDR-Inhalte abspielen, und die Entschlüsselungsschlüssel verlassen niemals den geschützten TPM-Bereich. SL2000 ist auf 1080p beschränkt, SL150 auf 720p und ist nur für Desktop-Browser ohne Hardware-Schutz geeignet.

PlayReady Lizenzierung und Richtlinien

Das Lizenzsystem PlayReady ist eines der flexibelsten unter den DRM-Lösungen. Es unterstützt verschiedene Vertriebsmodelle: Miete mit Zeitablauf, Kauf mit dauerhaftem Zugriff, Abonnement mit regelmäßiger Schlüsselaktualisierung und Vorschau mit begrenzter Dauer.

Jede Lizenz enthält eine Reihe von Richtlinien, die der Lizenzserver auf den Inhaltsschlüssel anwendet. Zu den Richtlinien können gehören: maximale Videoauflösung, Art des geschützten Ausgangs (HDCP Pflicht für 4K), Anzahl der Aktivierungen, zeitliche Einschränkungen (absolut und relativ).

PlayReady Richtlinientypen

• Time-based — zeitliche Einschränkung: absolutes Ablaufdatum oder relativer Zeitraum ab der ersten Wiedergabe.
• Output protection — Einschränkung des Videoausgabetyps: HDCP Pflicht für digitale Ausgänge, analoger Ausgang verboten.
• Resolution constraint — maximale Auflösung: 720p, 1080p, 4K je nach Gerätesicherheitsstufe.
• Device count — maximale Anzahl von Geräten, auf denen eine Lizenz aktiviert werden kann.

Beispiel für die Lizenzverarbeitung

public async Task AcquireLicenseAsync(MediaProtectionManager manager)
{
    var serviceRequest = new PlayReadyLicenseAcquisitionServiceRequest
    {
        ContentHeader = new PlayReadyContentHeader(
            contentKeyId,
            contentUrl,
            licenseServerUrl,
            null
        ),
        DomainServiceId = domainId
    };

    var result = await serviceRequest.BeginServiceRequest();
    if (result == PlayReadyLicenseAcquisitionResult.Success)
    {
        HandleLicenseAcquired(serviceRequest.GetLicenses());
    }
}

PlayReady Integration auf verschiedenen Plattformen

PlayReady wird unterstützt auf einer Vielzahl von Plattformen, darunter Windows (UWP, Win32), Xbox, Android (über PlayReady Porting Kit), iOS (eingeschränkt) und Smart TV (Samsung Tizen, LG webOS). Jede Plattform hat ihre eigene Laufzeitumgebung und API-Implementierung.

Unter Windows erfolgt die Integration über MediaProtectionManager und die PlayReady-API im Namespace Windows.Media.Protection.PlayReady. Unter Android wird das PlayReady Porting Kit verwendet, das über NDK in die Anwendung eingebettet wird und Java-Wrapper für die Arbeit mit DRM bereitstellt.

Integration unter Windows (UWP)

In der UWP-Umgebung erstellt die Anwendung eine Instanz von MediaProtectionManager, registriert PlayReady als Schutzsystem und konfiguriert Ereignisbehandlungsroutinen für die Lizenzierung. Der MediaPlayerElement-Player verarbeitet geschützte Streams automatisch, wenn MediaProtectionManager korrekt konfiguriert ist.

Der PlayReady-Lizenzserver kann sowohl auf der Azure-Infrastruktur als auch auf eigenen Servern bereitgestellt werden. Microsoft bietet fertige PlayReady License Server-Lösungen im Rahmen von Azure Media Services an, was die Integration für Cloud-Projekte vereinfacht.

Integration unter Android

Unter Android wird PlayReady über die NDK-Bibliothek libplayready.so integriert, die eine in Java-Klassen eingebettete C++-API bereitstellt. ExoPlayer unterstützt PlayReady genauso wie Widevine über die standardmäßige MediaDrm-API mit der PlayReady-UUID.

Die PlayReady-UUID für MediaDrm ist — 9a22f0a1-9e6c-4f2d-bc8e-4d8d5a2c3f1e. Bei der Initialisierung von ExoPlayer mit PlayReady ähnelt die Konfiguration Widevine: Die Lizenzserver-URL, Authentifizierungsheader und der DRM-Typ werden angegeben.

Für die korrekte Funktion von PlayReady unter Android muss die PlayReady-Laufzeitumgebung installiert sein, die in der Regel auf Geräten von Samsung, LG und anderen Marken vorinstalliert ist, die PlayReady Porting Kit verwenden. Auf Geräten ohne vorinstallierte Laufzeitumgebung muss die Anwendung die Bibliothek libplayready.so in das APK aufnehmen.

Integration auf Smart TV

PlayReady ist das dominierende DRM auf Smart-TV-Plattformen, einschließlich Samsung Tizen und LG webOS. Auf diesen Plattformen bietet die integrierte Laufzeitumgebung PlayReady Hardware-Schutz auf Chipset-Ebene des Fernsehers, was die Wiedergabe von 4K HDR-Inhalten ohne zusätzliche Konfiguration ermöglicht.

Die Integration auf Smart TV erfolgt über PlayReady Device Porting Kit für ein bestimmtes SoC (MediaTek, Realtek, Amlogic). TV-Hersteller installieren die PlayReady-Laufzeitumgebung in der Firmware-Phase vor, und Anwendungen starten sie über die standardmäßige EME-API in einem Web-Player oder einer nativen Anwendung.

Für Content Provider ist es wichtig zu beachten, dass nicht alle Smart-TVs die höchste SL3000-Stufe unterstützen — ältere Modelle können auf SL2000 und 1080p-Qualität beschränkt sein. HDCP-Kompatibilität ist auch für die 4K-Inhaltsausgabe über HDMI erforderlich.

Sicherheit und Telemetrie in PlayReady 4.0

PlayReady 4.0 führte erweiterte Telemetrie ein, die es Content Providern ermöglicht, detaillierte Informationen über die Inhaltsnutzung zu erhalten: Betrachtungszeit, unbefugte Zugriffsversuche, Gerätetyp, Laufzeitversion. Telemetriedaten werden über einen sicheren Kanal gesammelt und digital signiert, um Manipulationen zu verhindern.

Der Widerrufsmechanismus in PlayReady 4.0 ermöglicht es Content Providern, kompromittierte Geräte oder Laufzeitversionen in Echtzeit zu blockieren. Die Widerrufsliste wird über den Lizenzserver verteilt und bei jeder Lizenzanfrage automatisch aktualisiert, was eine schnelle Reaktion auf Schwachstellen gewährleistet.