JP2000322825A - ディジタル信号記録装置 - Google Patents

ディジタル信号記録装置

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JP2000322825A
JP2000322825A JP13233199A JP13233199A JP2000322825A JP 2000322825 A JP2000322825 A JP 2000322825A JP 13233199 A JP13233199 A JP 13233199A JP 13233199 A JP13233199 A JP 13233199A JP 2000322825 A JP2000322825 A JP 2000322825A
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Manabu Sasamoto
学 佐々本
Hiroo Okamoto
宏夫 岡本
Toshifumi Takeuchi
敏文 竹内
将 ▲高▼橋
Susumu Takahashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ディジタル信号に変換されたアナログ入力の情
報の、記録媒体上での著作権を保護することにある。 【解決手段】アナログ信号をディジタル信号に変換して
記録媒体上に記録するディジタル信号記録装置におい
て、ディジタルインタフェースを介するディジタル信号
保護技術の方式と同様の方式で、鍵情報に所定の演算を
施して得られた鍵で、アナログ信号から変換したディジ
タル信号を暗号化して、前記鍵情報とともに、記録媒体
に記録することで達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号を
記録媒体に記録するディジタル信号記録装置に関し、特
に記録媒体上のディジタル信号の著作権を保護する機能
を有するディジタル信号記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル技術を用いた映像、音
声等のデータ圧縮の研究が進み、これらデータの蓄積、
伝送が容易にできるようになった。これに伴い、放送の
分野においてもディジタル化が急速に進められている。
【０００３】例えば、アナログ映像信号、音声信号をＭ
ＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）規格を用いて
高能率にディジタル圧縮符号化し、衛星や同軸ケーブル
を通して放送するシステムが知られている。このディジ
タル放送を受信するための装置として、セットトップボ
ックスと呼ばれるディジタル放送受信機がある。
【０００４】複数の情報が多重されて伝送されてくるデ
ィジタル信号を受信して所望の番組を選択する技術が、
日本特開平８−５６３５０号に述べられている。
【０００５】また、家庭用の映像信号、音声信号記録再
生機器としては、光ディスクを用い、ディジタルＴＶ放
送などのディジタル圧縮符号化された映像信号及び音声
信号をディジタル信号のまま記録し再生できる光ディス
クレコーダの開発が進められている。
【０００６】このディジタル放送受信機と光ディスクレ
コーダは、ディジタルインターフェースで接続され、受
信したディジタル放送を高品質で保存可能となる。ま
た、ディジタルインターフェース上を流れるディジタル
信号が有料の番組などの場合、容易にコピーされないよ
う、保護する必要がある。
【０００７】このディジタルインターフェース上を流れ
るディジタル信号を保護する方法については、例えば５
シー ディジタル トランスミッション コンテント
プロテクション ホワイトペーパー（5C Digital Trans
mission Content ProtectionWhite Paper, Revision1.
0, July 14, 1998)に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述の光ディ
スクレコーダが、アナログ信号を入力して、ディジタル
放送と同じ形式のディジタル信号に変換して記録媒体上
に記録する機能を有する場合、上記のディジタル信号保
護技術を用いて記録した記録媒体と互換性のある記録を
行う必要がある。
【０００９】本発明の目的は、上記課題を解決して、デ
ィジタル信号に変換されたアナログ入力の情報について
も、同様の方式で記録媒体上のディジタル信号の著作権
を保護することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、アナログ信号
を入力してディジタル信号に変換する変換手段と、少な
くとも一つの鍵情報を発生する鍵情報発生手段と、前記
鍵情報が入力され、所定の演算を行って鍵を発生する鍵
発生手段と、前記鍵と前記ディジタル信号が入力され、
前記鍵で前記ディジタル信号を暗号化して出力する暗号
変換手段と、少なくとも一つの前記鍵情報を、暗号化さ
れた前記ディジタル信号と共に、前記記録媒体上の所定
の領域に記録する記録手段とを備えることで達成され
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
【００１２】図１は、光ディスクを記録媒体として用い
たディジタル信号記録再生装置の構成図である。同図
中、７０１は光ディスク、７０２は光ピックアップ、７
０３ａは記録時の記録信号の生成等を行う記録信号処理
回路、７０３ｂは再生時の再生信号の復調等を行う再生
信号処理回路、７０４はマイクロプロセッサのような制
御回路、７０５はスピンドルモータ、７０６は光ディス
ク７０１の回転速度および光ピックアップ７０２の位
置、焦点を制御するサーボ回路である。７０７はパケッ
トデータを後述するデータセクタのユーザデータに変
換、あるいはユーザデータからパケットデータを取り出
すセクタ変換回路、７０８は記録時のパケットデータへ
のタイムスタンプ処理、再生時のパケットデータの出力
タイミング制御を行う入出力制御回路である。７０９は
アナログ信号から変換したディジタル信号を記録する際
のデータ暗号回路、７１０はディジタル信号を再生しア
ナログ信号に変換する際のデータ復号回路、７１１は、
ディジタル信号を暗号あるいは復号する際にデータ暗号
回路７０９あるいはデータ復号回路７１０に供給するデ
ータ鍵のもとであるデバイス鍵を発生するデバイス鍵発
生器、７１３はディジタル情報を暗号あるいは復号する
際のデータ鍵のさらにもう一つのもとであるブロック鍵
を発生するブロック鍵発生器である。７１４はパケット
変換回路、７１５はディジタル圧縮伸長回路、７１６は
アナログディジタル変換回路、７１７はマイクロプロセ
ッサのような制御回路であり、ディジタル圧縮伸長回路
７１５、アナログディジタル変換回路７１６を制御す
る。７１８はアナログ信号入出力端子、７１９は切り換
え回路、７２０はディジタルインターフェース回路、７
２１は、マイクロプロセッサのような制御回路であり、
ディジタルインターフェース回路７２０を制御する。７
２２はディジタル信号入出力端子である。
【００１３】図２はディジタル放送受信機と、図１に示
したディジタル信号記録再生装置とをディジタルインタ
ーフェースバスでつないだ構成図である。７００はディ
ジタル信号記録再生装置、２０１はディジタル放送受信
装置、２０２はアンテナ、２０９は受像機である。ま
た、２０３はチューナ、２０４は選択回路、２０５は復
号回路、２０６はディジタルインターフェースバス上の
信号を保護するための暗号復号回路、２０７はディジタ
ルインターフェース回路、２０８はディジタル放送受信
機２０１の動作の制御を行う制御回路、２１０はディジ
タルインターフェースバスである。ここで、ディジタル
インターフェース回路２０７および、図１のディジタル
インターフェース回路７２０は、例えばＩＥＥＥ１３９
４のような高速ディジタルバスインターフェース等のプ
ロトコルを実現するディジタルインターフェース回路で
あり、入力されたパケットデータの時間間隔を維持しな
がら、高速にデータを伝送する機能を有する。
【００１４】ディジタル圧縮映像信号は、パケット形式
のデータで、複数チャンネルの信号が時分割多重されて
伝送される。図２において、アンテナ２０２で受信され
たディジタル放送信号は、チューナ２０３で復調され、
その後、選択回路２０４で必要なディジタル圧縮映像信
号が選択される。選択されたディジタル圧縮映像信号
は、復号回路２０５で通常の映像信号に復号されて、受
像機２０９に出力される。また、受信信号にスクランブ
ル等の処理が行われているときは、選択回路２０４にお
いてそれを解除した後に、復号処理が行なわれる。受信
したディジタル放送信号をディジタル信号記録再生装置
７００によって記録するときは、選択回路２０４におい
て記録するディジタル圧縮映像信号及びそれに関連した
情報が選択され、暗号復号回路２０６により、あらかじ
めディジタル放送受信装置２０１とディジタル信号記録
再生装置７００とで共有した鍵により暗号化され、ディ
ジタルインターフェース回路２０７を介してディジタル
信号記録再生装置７００の入出力端子７２２より、ディ
ジタル信号記録装置７００に入力され、記録される。ま
た、記録したディジタル放送信号の再生を行うときは、
ディジタル信号記録再生装置７００で再生されたディジ
タル圧縮映像信号等が、入出力端子７２２よりディジタ
ルインターフェース回路２０７に出力される。ディジタ
ルインターフェース回路２０７に入力されたディジタル
圧縮映像信号等は、暗号復号回路２０６で復号され、選
択回路２０４、復号回路２０５により、通常の放送受信
時と同様の処理を行って、受像機２０９に出力する。
【００１５】図３はディジタル映像圧縮信号のパケット
の構成図である。１パケットは固定長、例えば、１８８
バイトで構成されており、４バイトのパケットヘッダ３
０６と、１８４バイトのパケット情報３０７により構成
されている。ディジタル圧縮映像信号は、パケット情報
３０７の領域に配置される。また、パケットヘッダ３０
７はパケット情報の種類等の情報により構成される。
【００１６】図４は図３のパケットヘッダ３０６の構成
図である。５０１はパケットの先頭を示す同期バイト、
５０２は誤りの有無を示す誤り表示、５０３はユニット
の開始を示すユニット開始表示、５０４はパケットの重
要度を示すパケットプライオリティ、５０５はパケット
の種類を示すパケットＩＤ、５０６はスクランブルの有
無を示すスクランブル制御、５０７は追加情報の有無及
びパケット情報の有無を示すアダプテーションフィール
ド制御、５０８はパケット単位でカウントアップされる
巡回カウンタである。
【００１７】図５はディジタル放送の伝送信号及び伝送
信号より選択された信号の構成図である。７１は図３の
１パケットである。通常、上記映像信号に音声信号、プ
ログラムに関する情報等が付加され、複数チャンネルの
プログラムが時分割多重されて伝送される。
【００１８】図５（ａ）は、３チャンネルのプログラム
を多重した例であり、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３はそれぞれのチ
ャンネルの映像信号、Ａ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれのチ
ャンネルの音声信号のパケットである。なお、映像また
は音声は、一つのチャンネルに複数の映像または音声で
構成されている場合もある。Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は
プログラムに関する情報である。それぞれのパケット
は、異なるパケットＩＤ５０５が割り当てられており、
これによりパケットの内容を識別することができる。
【００１９】Ｐ０は、図５（ａ）の伝送信号全体に関す
る情報であり、それぞれのプログラムにどのパケットＩ
Ｄが割り当てられているかを認識するためのプログラム
アソシエーションテーブル、番組ガイド情報等のパケッ
トが時分割多重されて伝送される。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
は、それぞれのプログラムに関する情報であり、そのチ
ャンネルの映像パケット、音声パケット等にどのパケッ
トＩＤが割り当てられているかを認識するためのプログ
ラムマップテーブル、スクランブル情報等のパケットが
時分割多重されて伝送される。通常、プログラムアソシ
エーションテーブルのパケットＩＤは決まった値、例え
ば０が割り当てられている。
【００２０】受信時には、まずプログラムアソシエーシ
ョンテーブルによって受信したいプログラムのプログラ
ムマップテーブルにどのパケットＩＤが割り当てられて
いるかを認識し、次に、受信したいプログラムのプログ
ラムマップテーブルによって映像パケット、音声パケッ
ト等にどのパケットＩＤが割り当てられているかを認識
する。そして、映像パケットおよび音声パケットを抽出
してディジタル圧縮データの復号を行う。また、同時に
プログラムクロックリファレンスを抽出し、これによっ
てディジタル圧縮データの復号回路の復号タイミングが
符号化時のタイミングと同期するように復号回路の動作
を制御する。
【００２１】ＣＲは、ディジタル圧縮データの復号時の
同期をとるためのプログラムクロックリファレンス情報
である。
【００２２】もちろん、多重するチャンネル数は３チャ
ンネル以外、例えば４チャンネルでもよいし、また、こ
れ以外の情報を多重してもよい。
【００２３】図５（ｂ）は、図５（ａ）から第１のチャ
ンネルの情報およびそれに関連したプログラム情報のみ
を選択したものである。第１のチャンネルを記録する場
合には、この情報をディジタル放送受信機２０１から記
録再生装置２００に出力する。もちろん、これ以外の情
報を含めて記録してもよいし、また、再生時の処理をや
りやすくするために、パケットの情報の一部を変更して
もよい。例えば、プログラムアソシエーションテーブル
の情報を記録するプログラムのみの情報に変更すれば、
再生時にチャンネルの選択が不要になる。
【００２４】図６は、図２の暗号復号回路２０６の構成
図である。１１５１はパケットデータ入力端子、１１５
７はパケットデータ出力端子、１１５３ａ、１１５３ｂ
はデータ鍵入力端子、１１５３ｃはデータ鍵選択信号入
力端子、１１５３ｄは、処理モード選択信号入力端子、
１１５２、１１５６はブロック処理回路、１１５４は鍵
スケジュール回路、１１５５は暗号復号器、１１５８
ａ，１１５８ｂはデータ鍵レジスタ、１１５９はデータ
鍵セレクタである。暗号復号回路２０６は、あらかじめ
定められたデータ鍵により、入力されるパケットデータ
単位で暗号化して出力する。この際、このデータ鍵をあ
る時間間隔で変更していくことにより、ディジタルイン
ターフェースバス２１０上を流れるパケットデータの安
全性を高めることができる。
【００２５】暗号復号器１１５５は、例えば、伝送中に
ビット誤り等のエラーが発生しても、そのエラーが後続
のデータに影響を与えない、すなわちエラー伝播がない
ように、複数ビットで構成されるブロックを単位として
暗号復号処理を簡単な回路構成で実現できるブロック暗
号を用いる。以下暗号化動作の場合について説明する。
【００２６】入力端子１１５１から入力されたパケット
データは、まず、ブロック処理回路１１５２において、
複数ビットからなるブロックＰに区切られる。例えば１
ブロックを６４ビットとする。各ブロックは、暗号復号
器１１５５において順次暗号化され、その結果ブロック
Ｃを出力し、ブロック処理回路１１５６において、今度
はブロックをパケットデータの形式に戻して出力端子１
１５７へ出力する。ここで、暗号化のための鍵であるデ
ータ鍵は、制御回路２０８より、データ鍵入力端子１１
５３ａおよび１１５３ｂから入力され、データ鍵レジス
タ１１５８ａ、１１５８ｂに記憶される。例えば、デー
タ鍵レジスタ１１５８ａには、現在のデータ鍵を、デー
タ鍵レジスタ１１５８ｂには次に切り換えるデータ鍵を
記憶させる。
【００２７】また、データ鍵選択信号入力端子１１５３
ｃからは、制御回路２０８より、データ鍵レジスタ１１
５８ａ、１１５８ｂのどちらのデータ鍵を選択するかを
示す信号が入力され、データ鍵セレクタ１１５９によ
り、選択されたデータ鍵が出力される。ここでは、例え
ば鍵レジスタ１１５８ａのデータ鍵が選択されているも
のとする。選択されたデータ鍵は、スケジュール回路１
１５４においてサブ鍵ＫＡ、ＫＢに変換され、暗号復号
器１１５５に供給される。例えば、データ鍵の長さ５６
ビット、サブ鍵の長さが、それぞれ３２ビットとし、デ
ータ鍵の上位３２ビットをＫＡに割り当て、データ鍵の
上位３２ビットと下位３２ビットの加算値をＫＢに割り
当てる。
【００２８】ここで、データ鍵を変更する場合には、制
御回路２０８より、データ鍵レジスタ１１５８ｂを出力
するようデータ鍵選択信号入力端子１１５３ｃから信号
が入力される。データ鍵セレクタは、一つのパケットデ
ータのブロック全ての暗号化が終了するまでは、その選
択出力を切り換えず、次のパケットデータとの間で切り
換えるよう制御する。
【００２９】その他、例えば、暗号復号器１１５５の出
力と、暗号復号器１１５５の入力を排他的論理和をと
り、ブロック単位でフィードバックをかけることで、暗
号強度を増す方法もある。
【００３０】図７は図６の暗号復号器１１５５の暗号動
作の場合の構成図である。同図中、５５１、５５２、５
５３、５５４は暗号処理部、Ｐａ、Ｐｂは入力ブロック
データＰの上位および下位ビット、Ｃａ、Ｃｂは暗号化
されたデータ、ＫＡ、ＫＢは、サブ鍵である。同図に示
すように、例えば入力された６４ビットのブロックＰ
を、その上位３２ビットＰａと下位３２ビットＰｂに分
離する。そのＰａ、Ｐｂは、暗号処理部５５１におい
て、排他的論理和（５５１１）、ビットシフトおよび加
算演算（５５１２、５５１３、５５１５：Ａ＜＜＜ｐ
は、Ａをｐビット左方向に循環ビットシフトすることを
表す）、加算演算（５５１４、５５１６）を行い、その
結果を暗号処理部５５１と同様の処理を行う後続の暗号
処理部５５２、５５３、さらに図示しない暗号処理部に
入力して複数段繰り返し演算を行い、最終段の暗号処理
部５５４により出力されたデータＣａ、Ｃｂより、暗号
化されたブロックＣを得る。
【００３１】以上は、図２の暗号復号回路２０６の暗号
動作について説明したが、復号動作の場合、図７に示し
た暗号復号器１１５５の動作の逆の流れで演算していく
ことにより、暗号化されたブロックを復号することがで
きる。ただし、図７の演算５５１６は、減算処理とす
る。また、当然、サブ鍵ＫＡ、ＫＢは、暗号時と同一の
鍵を用いなければならない。
【００３２】その他、記録するパケットデータを保護す
る必要が無い場合、例えば記録する番組が自由にコピー
してもよいよう許可されている場合、パケットデータを
暗号化しないで、そのままテープ上に記録する場合があ
る。これは例えば、図２、図６の暗号復号回路２０６に
おいて、入力パケットの暗号・復号の機能と、なにもし
ないで通過させる機能とを切り換えることで実現でき
る。図２、図６の暗号復号回路２０６において、図６の
処理モード選択信号入力端子１１５３ｄを介して入力さ
れる処理モード選択信号により、図７の演算５５１６へ
の入力Ｘ５を、図示していないが、零に固定すること
で、暗号、復号処理を行わずに、ブロックを通過させる
ことが出来る。この方法によれば、入力パケットの通過
遅延時間を一定に保ったまま、動作を切り換えることが
できる。また、図示しないが、他の方法としては、入力
端子１１５１から入力されたパケットデータを、ブロッ
ク処理回路１１５２、暗号復号器１１５５、ブロック処
理回路１１５６を介さず、出力端子１１５７に出力する
か、ブロック処理回路１１５６から出力されるパケット
データを出力端子１１５７に出力するかを切り換える切
り換え回路を出力端子１１５７の前段に設け、処理モー
ド選択信号入力端子１１５３ｄを介して入力される処理
モード選択信号をその切り換え回路に入力して、ブロッ
ク処理回路１１５６から出力されるパケットデータか、
入力端子１１５７に入力されたパケットデータかを切り
換える方法もある。
【００３３】図８は図２の暗号復号回路２０６に供給す
るデータ鍵の生成例を示すところの制御回路２０８内の
データ鍵の生成図である。共有鍵発生器１１７は、例え
ば図２の制御回路２０８からの司令１１７１により、９
６ビットの乱数を発生させる乱数発生器である。ブロッ
ク鍵発生器１１８は、同様に図２の制御回路２０８から
の司令１１８１により、９６ビットの乱数を発生させる
乱数発生器である。１２１はハッシュ関数演算器であ
る。共有鍵とブロック鍵は、ハッシュ関数演算器１２１
にてハッシュ演算がなされ、その結果のうちの選択され
た５６ビットが、データ鍵として図２の暗号復号回路２
０６に供給される。ハッシュ関数は、その出力結果か
ら、入力データが類推困難な関数であり、データ鍵か
ら、秘密情報である共有鍵、ブロック鍵が求められな
い。
【００３４】また、図２の制御回路２０８からの司令１
１８１をある時間間隔で発生させることで、ブロック鍵
を順次生成させ、上述の演算によるデータ鍵生成を繰り
返し行うことにより、データ鍵を次々に更新していくこ
とができ、ディジタルインターフェースバス２１０上の
データの安全性を高めることが可能となる。
【００３５】共有鍵発生器１１７で発生された共有鍵
は、ディジタル信号記録再生装置７００に伝送され、互
いに共有する。また、ブロック鍵発生器１１８で発生さ
れたブロック鍵はその発生の度にディジタル信号記録再
生装置７００に伝送され、また、データ鍵の更新のタイ
ミングも暗号化されたパケットデータと共に伝送され
る。
【００３６】記録再生の動作を図１に戻って説明する。
【００３７】記録時には、ディジタル信号入出力端子７
２２から入力された暗号化されたパケットデータを、デ
ィジタルインターフェース回路７２０において所定のパ
ケット処理を行い、切り換え回路７１９を介し、入出力
制御回路７０８において入力されたパケットデータにタ
イムスタンプを施し、セクタ変換回路７０７に出力す
る。タイムスタンプは、例えば４バイトのパケット到着
時刻の時間情報である。セクタ変換回路７０７では、入
力されたパケットデータを次述のデータセクタのユーザ
データの形式に変換する。
【００３８】図９は、データセクタの構成図である。デ
ータセクタは、例えば、６３１はＩＤ情報で４バイト、
６３２はＩＤ情報６３１の誤り検出訂正のためのパリテ
ィで２バイト、６３３は管理データで６バイト、６３４
はユーザデータで２０４８バイト、６３５はユーザデー
タ６３４の誤り検出訂正のためのパリティで４バイトか
ら構成される。このうちユーザーデータ６３４に、図３
で示したパケットデータが格納される。
【００３９】図１０は、図１のセクタ変換回路７０７に
よって変換された図９のデータセクタのユーザデータ６
３４に格納されるパケットデータの構成図である。タイ
ムスタンプが施されたパケットが複数個格納される。デ
ータセクタが２０４８バイトの場合、時間情報が付加さ
れた約１０個のパケットが格納可能である。パケットヘ
ッダ６４１には、例えば格納されたパケットの数等が記
録される。
【００４０】図１１は、ディスクに記録する際に付加す
る誤り訂正符号の構成図である。まず、データセクタが
１７２バイトに区切られ、それに対し、１０バイトの第
１の誤り検出訂正のためのパリティ（ＰＩパリティ）が
付加される。さらにこのデータセクタをｎ個（例えば本
実施例では１６個）集め、今度は行方向の１９２バイト
に１６個の第２の誤り検出訂正のためのパリティ（ＰＯ
パリティ）が付加される。得られたＰＯパリティにも１
０バイトのＰＩパリティが付加される。
【００４１】図１２は、図９の管理データ６３３の構成
図である。例えばこの管理データ６３３に、前述のブロ
ック鍵を格納する。６３４１はこの管理データ６３３が
格納されているデータセクタのユーザデータが暗号化さ
れているかどうかを示す暗号フラグ、６３４２はブロッ
ク鍵が一つの管理データ６３３に格納できない場合、後
続の管理データがあることを示す鍵シーケンス番号、６
３４３はこの管理データに格納されているブロック鍵が
更新されたことを示す鍵フラグ、６３４４はユーザデー
タ内の異なるデータ鍵で暗号化されているパケットの開
始位置を示す鍵ポインタ、６３４５はブロック鍵を格納
する領域である。
【００４２】図１３は、９６ビットのブロック鍵を管理
データ領域に格納する方法を示す図である。９６ビット
のブロック鍵ｋｂは３個の管理データにｋｂ（０）、ｋ
ｂ（１）、ｋｂ（２）に分割され格納される。その際、
暗号フラグ６３４１は暗号化されていることを示す
“１”が、また、鍵シーケンス番号６３４２は、３個の
管理データに順に“２”、“１”、“０”を格納し、
“０”が分割の最後であることを示す。鍵フラグ６３４
３は、格納されるブロック鍵が更新されたこと“０”と
“１”を交互に変化されることで示し、例えばブロック
鍵Ｋｂ１からｋｂ２に更新された時に“０”から“１”
に変化する。また、鍵ポインタ６３４４は、更新された
データ鍵で暗号化されているパケットの開始位置を示
し、例えば、“０”は更新されていないことを示し、同
図（５）では、６番目のパケットから新しいデータ鍵で
暗号化されていることを示す。この鍵ポインタは、前述
の図１０のパケットヘッダ６４１に格納してもよい。
【００４３】その他、暗号フラグ、更新位置を示すフラ
グを、図１０の各パケットに付加される時間情報６４
２、６４３…の一部に格納してもよい。この場合は、後
続のパケットの属性を直接知ることができる。
【００４４】図１４は、ディスク上に記録されているフ
ァイルの構成図である。６０１はリードイン領域であ
り、各種パラメータが格納されている。プログラム６０
２、プログラム６０３には、それぞれ異なる番組等が格
納されている。前述の共有鍵は、例えばこのリードイン
領域６０１に格納される。
【００４５】図１５は図１の記録信号処理回路７０３ａ
および再生信号処理回路７０３ｂからなるディジタル記
録再生信号処理回路７０３の構成例である。４００はメ
モリ回路、４０１は図１の制御回路７０４に従いメモリ
回路４００を制御するアドレス等を生成するメモリ制御
回路、４０２はＰＯパリティ演算回路、４０３はＰＩパ
リティ演算回路、４０４は前記制御回路７０４からの設
定内容に従い記録時のＩＤ情報、管理データ等の付加情
報の付加、および再生時のＩＤ情報、管理データ等の付
加情報の取得等を行う付加情報処理回路、４０５は記録
時の変調処理及び再生時の復調処理を行う変復調回路で
ある。
【００４６】記録時には、端子４１１、４１３を介して
図１の制御回路７０４により、記録状態に設定される。
図１のセクタ変換回路７０７からのユーザデータが端子
４１０から入力され、メモリ制御回路４０１の制御信号
に従いメモリ回路４００に蓄積される。一方、端子４１
３を介して図１の制御回路７０４からの設定に従い、付
加情報処理回路４０４で、入力された暗号化パケットデ
ータのブロック鍵等の管理データが生成され、メモリ回
路４００に蓄積される。この際、図９のＩＤ６３１、パ
リティ６３２、管理データ６３３、およびパリティ６３
５を付加し、データセクタの形式にする。ＰＯパリティ
演算に必要なデータが蓄積された後、ｎ個のデータセク
タを単位として（本実施例では１６個）、メモリ回路４
００から逐次読みだされ、ＰＯパリティ演算回路４０２
に入力されて、所定の演算が行われる。ＰＯパリティ演
算回路４０２で得られた演算結果は、メモリ回路４００
に蓄積される。メモリ回路４００から読みだされたデー
タは、ＰＩパリティ演算回路４０３でＰＩパリティを付
加され、さらに図示しないが、所定の並べ替え、ヘッダ
を付加し、変復調回路４０５に入力される。変復調回路
４０５で所定の変調処理された信号は、端子４１４を介
して出力され、図１の光ピックアップ７０２を介して光
ディスク７０１上に記録される。
【００４７】再生時には、図１の光ピックアップ７０２
より再生された再生信号が再生信号処理回路７０３ｂに
入力され、再生信号処理回路７０３ｂにおいて復調、誤
り検出訂正を行うとともに、図９のユーザデータ６３４
の形式のディジタル信号が、セクタ変換回路７０７に出
力される。再生信号処理回路７０３ｂではディスク鍵、
ブロック鍵情報の再生も行い制御回路７０４に送られ、
制御回路７０４において、前述のデータ鍵再生の演算を
行ってデータ復号回路７１０に供給する。
【００４８】図１５に示すディジタル記録再生信号処理
回路７０３において、端子４１１、４１３を介して図１
の制御回路７０４によって、再生状態に設定される。光
ディスク７０１から光ピックアップ７０２で再生され、
端子４１４から入力された再生信号は、変復調回路４０
５で復調処理された後、ＰＩパリティ演算回路４０３で
ＰＩパリティ演算を行い、誤り検出およびその訂正を行
い、ＰＩパリティ演算結果も一緒にメモリ回路４００に
蓄積される。ＰＯパリティ演算に必要なデータが蓄積さ
れた後、メモリ制御回路４０１の制御信号に従いメモリ
回路４００から逐次読みだされ、ＰＯパリティ演算回路
４０２に入力される。ＰＯパリティ演算回路４０２で
は、上記データで演算を行い、誤りの検出、訂正処理し
たデータおよびＰＯパリティ演算結果を、再びメモリ回
路４００に蓄積する。
【００４９】次に、所定の順番にメモリ回路４００から
データを読みだし、前記ＰＩパリティ、ＰＯパリティの
演算結果を参照し、誤りの無いデータのみを端子４１０
から図１のセクタ変換回路７０７に出力する。一方、付
加情報処理回路４０４では、メモリ回路４００から読み
出したデータからブロック鍵や共有鍵等を取得し、端子
４１３を介して図１の制御回路７０４に送出する。
【００５０】なお、ディジタル記録再生信号処理回路７
０３の構成は図１５に示したものに限定するものではな
く、同様の動作を行うものであればよい。
【００５１】次に、セクタ変換回路７０７において、再
生されたデータセクタ内のユーザデータに格納されてい
るタイムスタンプが付加されているパケットデータを分
離して入出力制御回路７０８に出力する。入出力制御回
路７０８では、タイムスタンプを取り除いたパケットデ
ータをそのタイムスタンプの時刻に出力し、切り換え回
路７１９を介し、ディジタルインターフェース回路７２
０において、所定のパケット処理がなされ、入出力端子
７２２より出力される。
【００５２】再生で得られたブロック鍵および共有鍵
は、図２のディジタル放送受信装置２０１に伝送され
る。また、ブロック鍵はその更新の度にディジタル放送
受信装置２０１に伝送され、また、データ鍵の更新のタ
イミングもディジタルインターフェース回路７２０によ
ってパケットデータと共に伝送される。ディジタル放送
受信装置２０１の制御回路２０８において、図８のデー
タ鍵生成と同様の方法で、今度は、ディジタル信号記録
再生装置７００から伝送されたブロック鍵と共有鍵を用
いてデータ鍵を生成し、暗号復号回路２０６に供給す
る。図６の暗号復号回路２０６において、復号化のため
のデータ鍵は、図２の制御回路２０８によりデータ鍵入
力端子１１５３ａおよび１１５３ｂから入力され、デー
タ鍵レジスタ１１５８ａ、１１５８ｂに記憶される。例
えば、データ鍵レジスタ１１５８ａには、現在のデータ
鍵を、データ鍵レジスタ１１５８ｂには次に切り換える
データ鍵を記憶させる。また、データ鍵選択信号入力端
子１１５３ｃには、ディジタルインターフェース回路２
０７から、伝送されてきたデータ鍵の更新タイミングに
連動して、データ鍵レジスタ１１５８ａ、１１５８ｂの
どちらのデータ鍵を選択するかを示す信号が入力され、
データ鍵セレクタ１１５９により、選択されたデータ鍵
が出力される。
【００５３】図２において、ディジタル放送受信装置２
０１のディジタルインターフェース回路２０７に入力さ
れたパケットデータは、暗号復号回路２０６で復号さ
れ、選択回路２０４、復号回路２０５により、通常の放
送受信時と同様の処理を行って、受像機２０９に出力す
る。
【００５４】次に、図１のアナログ信号入力端子７１８
から入力されるアナログ信号の記録動作について説明す
る。
【００５５】図１において、アナログ信号入力端子７１
８から入力されるアナログ映像、音声信号等は、アナロ
グディジタル変換回路７１６においてディジタル信号に
変換され、ディジタル圧縮伸長回路７１５に入力され
る。ディジタル圧縮伸長回路７１５では、所定のディジ
タル圧縮処理を行う。
【００５６】図１６は、ディジタル圧縮処理の例であ
り、ディジタル圧縮映像信号のフレーム単位で圧縮され
たイントラフレームデータと、前後のフレームのデータ
よりの予測を用いて差分情報のみの圧縮を行ったインタ
ーフレームデータの関係である。６２１はイントラフレ
ーム、６２２はインターフレームである。ディジタル圧
縮映像信号は、所定数のフレーム、例えば１５フレーム
を一つのシーケンスとし、その先頭はイントラフレーム
とし、残りのフレームはイントラフレームからの予測を
用いて圧縮したインターフレームとしている。もちろ
ん、先頭以外にもイントラフレームを配置するようにし
てもよい。
【００５７】図１７は、ディジタル圧縮映像信号の構成
である。６２３はフレーム単位で付加されるピクチャヘ
ッダ、６２４はシーケンス単位で付加されるシーケンス
ヘッダである。シーケンスヘッダ６２４は、同期信号及
び伝送レート等の情報により構成される。ピクチャヘッ
ダ６２３は、同期信号及びイントラフレームかインター
フレームかの識別情報等により構成される。通常、各デ
ータの長さは情報量により変化する。
【００５８】図１において、ディジタル圧縮伸長回路７
１５から出力されるディジタル圧縮映像信号等は、パケ
ット変換回路７１４において、固定長のパケット形式に
変換される。例えば、図１７で示したディジタル圧縮映
像信号は、図３のパケット情報３０７の領域に分割して
格納される。この固定長のパケットデータは、データ暗
号回路７０９において、パケットデータ単位で暗号化さ
れ、切り換え回路７１９を介して入出力制御回路７０８
に入力される。後の記録処理は、前述のディジタル信号
入出力端子からの入力信号の記録動作と同様に行われ
る。
【００５９】ここで、暗号化のためのデータ鍵の生成
は、図２のディジタル放送受信装置２０１の場合と同様
に行われる。ただし、この場合、装置間の共有鍵の代わ
りに、デバイス鍵発生器の発生するデバイス鍵を用い
る。ブロック鍵発生器７１３は、制御回路７０４からの
司令により、９６ビットの乱数を発生させる乱数発生器
である。デバイス鍵とブロック鍵は、ハッシュ演算がな
され、その結果のうちの選択された５６ビットが、デー
タ鍵としてデータ暗号回路７０９に供給される。また、
制御回路７０４からの司令をある時間間隔で発生させる
ことで、ブロック鍵を順次生成させ、データ鍵生成を繰
り返し行うことにより、データ鍵を次々に更新していく
ことができる。また、デバイス鍵は、図１４のリードイ
ン領域６０１に格納され、再生時には、前述の共有鍵と
して扱われる。
【００６０】以上の処理により、光ディスク７０１に記
録された暗号化されたパケットデータは、前述のディジ
タル信号入出力端子からの入力信号の記録動作の場合と
同様に、互換性と持つことができる。これにより、アナ
ログ入力端子７１８から入力された信号の記録された光
ディスクを再生し、ディジタル入出力端子７２２から出
力し、図２のディジタル放送受信装置２０１に伝送し
て、前述のブロック鍵、共有鍵を共有して、暗号を復号
し、受像機２０９から出力することが可能となる。また
逆に、ディジタル入出力端子７２２から入力されたパケ
ットデータを前述の方式で記録した光ディスクを再生
し、データ復号回路７１０、パケット変換回路７１４、
ディジタル圧縮伸長回路７１５、アナログディジタル変
換回路を介して、アナログ信号として出力することも可
能である。この場合、データ復号回路７１０に供給する
データ鍵は、前述と同様の方法で生成されたものであ
る。
【００６１】なお、以上の実施例では、光ディスクを用
いた記録再生装置について説明したが、再生機能を持た
ない記録装置でもかまわない。
【００６２】また、記録媒体としては光ディスクに限ら
ず、磁気ディスクや磁気テープ、半導体メモリ等、他の
あらゆる記録媒体に記録する場合、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換して記録する場合は、同様に適用する
ことができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、アナログ信号をディジ
タル信号に変換して記録媒体上に記録するディジタル信
号記録装置において、ディジタルインタフェースを介す
るディジタル信号保護技術の方式と、同様の方式で鍵情
報に所定の演算を施して得られた鍵で、ディジタル信号
を暗号化して、前記鍵情報とともに、記録媒体に記録す
る。以上の処理により、記録媒体に記録された暗号化さ
れたディジタル信号は、ディジタル信号入出力端子から
の入力信号を記録した記録媒体と、互換性と持つことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル信号記録再生装置７００の構成図で
ある。
【図２】ディジタル放送受信機２０１とディジタル信号
記録再生装置７００を含む構成図である。
【図３】ディジタル映像圧縮信号のパケットの構成図で
ある。
【図４】図３のパケットヘッダ３０６の構成図である。
【図５】ディジタル放送の伝送信号及び伝送信号より選
択された信号の構成図である。
【図６】図１のデータ暗号回路７０９、データ復号回路
７１０、図２のデータ暗号復号回路２０６の構成図であ
る。
【図７】図６の暗号復号器１１５５の構成図である。
【図８】図１のデータ暗号回路７０９とデータ復号回路
７１０に供給するデータ鍵の生成例を示すところの制御
回路７０４、および図２のデータ暗号復号回路２０６に
供給するデータ鍵の生成例を示すところの制御回路２０
８内のデータ鍵の生成図である。
【図９】データセクタの構成図である。
【図１０】図９のデータセクタのユーザデータ６３４に
格納されるパケットデータの構成図である。
【図１１】ディスクに記録する際に付加する誤り訂正符
号の構成図である。
【図１２】図９の管理データ６３３の構成図である。
【図１３】ブロック鍵ｋｂを管理データ６３３に格納す
る方法を示す図である。
【図１４】ディスク上に記録されているファイルの構成
図である。
【図１５】図１の記録信号処理回路７０３ａおよび再生
信号処理回路７０３ｂからなるディジタル記録再生信号
処理回路７０３の構成図である。
【図１６】ディジタル圧縮映像信号のイントラフレーム
データとインターフレームデータの関係を示す図であ
る。
【図１７】ディジタル圧縮映像信号の構成図である。
【符号の説明】
７００…ディジタル信号記録再生装置、７０１…光ディ
スク、７０２…光ピックアップ、７０３ａ…記録信号処
理回路、７０３ｂ…再生信号処理回路、７０４…制御回
路、７０５…スピンドルモータ、７０６…サーボ回路、
７０７…セクタ変換回路、７０８…入出力制御回路、７
０９…データ暗号回路、７１０…データ復号回路、７１
１…デバイス鍵発生器、７１３…ブロック鍵発生器、７
１４…パケット変換回路、７１５…ディジタル圧縮伸長
回路、７１６…アナログディジタル変換回路、７１７…
制御回路、７１９…切り換え回路、７２０…ディジタル
インターフェース回路、７２１…制御回路、７２２…デ
ィジタル信号入出力回路、１１７…共有鍵発生器、１１
８…ブロック鍵発生器、２０１…ディジタル放送受信
機、２０３…チューナ、２０４…選択回路、２０５…復
号回路、２０６…暗号復号回路、２０７…ディジタルイ
ンターフェース回路、２０８…制御回路、１１５２…ブ
ロック処理回路、１１５４…鍵スケジュール回路、１１
５５…暗号器、１１５８…データ鍵レジスタ、１１５９
…データ鍵セレクタ、４００…メモリ回路、４０１…メ
モリ制御回路、４０２…ＰＯパリティ演算回路、４０３
…ＰＩパリティ演算回路、４０４…付加情報処理回路、
４０５…変復調回路、５５１…暗号処理部。
フロントページの続き (72)発明者 竹内 敏文 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所デジタルメディア開発本部 内 (72)発明者 ▲高▼橋 将 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所デジタルメディア開発本部 内 Ｆターム(参考） 5D044 DE03 DE12 DE43 DE50 GK17 HL11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アナログ信号を入力してディジタル信号に
    変換する変換手段と、 少なくとも一つの鍵情報を発生する鍵情報発生手段と、 前記鍵情報が入力され、所定の演算を行って鍵を発生す
    る鍵発生手段と、 前記鍵と前記ディジタル信号が入力され、前記鍵で前記
    ディジタル信号を暗号化して出力する暗号変換手段と、 少なくとも一つの前記鍵情報を、暗号化された前記ディ
    ジタル信号と共に、前記記録媒体上の所定の領域に記録
    する記録手段とを備えたことを特徴とするディジタル信
    号記録装置。
  2. 【請求項２】第２の鍵情報をもとに暗号化された第２の
    ディジタル信号と、前記第２の鍵情報を入力する入力手
    段を備え、 前記記録手段は、前記鍵情報と前記ディジタル信号と
    を、あるいは前記第２の鍵情報と前記第２のディジタル
    信号とを、選択して前記記録媒体上の所定の領域に記録
    する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載のディ
    ジタル信号記録装置。
  3. 【請求項３】前記ディジタル信号および第２のディジタ
    ル信号は、同じ所定長のパケット形式を有してなること
    を特徴とする請求項２記載のディジタル信号記録装置。
  4. 【請求項４】前記鍵情報発生手段は、所定時間間隔で少
    なくとも一つの前記鍵情報を更新していく機能を備え、 前記記録手段は、前記鍵情報発生手段が前記鍵情報を更
    新するタイミングを識別可能な情報を、前記記録媒体上
    の所定の領域に記録する機能を備えたことを特徴とする
    請求項１記載のディジタル信号記録装置。
  5. 【請求項５】前記ディジタル信号は、所定長のパケット
    形式を有してなり、 前記記録手段は、前記鍵情報発生手段が前記鍵情報を更
    新するタイミングを識別可能な情報を、前記ディジタル
    信号の各パケットに付加して前記記録媒体上に記録する
    機能を備えたことを特徴とする請求項４記載のディジタ
    ル信号記録装置。
  6. 【請求項６】前記暗号変換手段は、さらに、前記ディジ
    タル信号を暗号化して出力する機能と、暗号化しないで
    そのまま出力する機能とを選択できる機能を備え、 前記記録手段は、前記ディジタル信号が暗号化されてい
    るか否か示す暗号フラグ情報を前記記録媒体上の所定の
    領域に記録する機能を備えたことを特徴とする請求項１
    記載のディジタル信号記録装置。
  7. 【請求項７】前記ディジタル信号は、所定長のパケット
    形式を有してなり、 前記記録手段は、前記ディジタル信号が暗号化されてい
    るか否か示す暗号フラグ情報を、前記ディジタル信号の
    各パケットに付加して前記記録媒体上に記録する機能を
    備えたことを特徴とする請求項６記載のディジタル信号
    記録装置。
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