JP2009539174A - セキュア媒体記憶装置及び媒体記憶装置の保護方法 - Google Patents

Abstract

撮像装置のためのセキュア媒体記憶装置であり、デジタルデータを受け取るためのインタフェース（４０）と、デジタルデータを記憶しデジタルデータの読み出しを可能にするためのメモリ（４４）と、デジタルデータの完全性の確認を可能にするためにデジタルデータにセキュリティデータを埋め込むための、記憶装置に組み込まれたセキュリティ層（４２）とを含む。

Description

本発明は、セキュア媒体記憶装置及び記憶装置の媒体を保護する方法に関する。本発明は、デジタル静止カメラ及びデジタル監視カメラによってもたらされる画像を保護することについて、それらの機器のアーキテクチャに著しい変更を伴うことなく、排他的な適用ではないが、特段の適用を有する。

画像及びビデオといったデジタル媒体コンテンツの偽造の危険性は、高度な編集ソフトウェアの急増によって悪化している。記憶媒体カードにあるデジタル媒体情報は保護されておらず、基本的に撮像装置によって記録された後に不法に改ざんされる危険に公然とさらされている。例えば、記憶装置カードが良からぬ者に渡った場合、デジタル画像は容易に改ざんされ得る。これは、善良な所有者が、その写真が真の原物の複写であることを、又はそれが特定の日時に自己のカメラで撮られたものであることを主張できないことを意味する。

加えて、インターネット上における即時媒体アクセス用のリアルタイムビデオストリーミングの出現もまた、大きな問題を有する。ＭＰＥＧ−４規格を用いてネットワーク間で時間単位当たりにおける少ない量のデータ（ビットレート）を送るという利点は、デジタルビデオ媒体の窃盗及び著作権侵害を生じ易く、所有者識別の困難性をもたらしている。

暗号は、デジタルマルチメディアのデータを保護するための極めて一般的な方式として広く知られている。しかし、暗号化などのこれらの従来の保護構造は、そのデジタルコンテンツが解読された時には暗号化によって提供された保護はもはや存在しないので、もはや十分ではない。近年、画像及びビデオといったデジタル化マルチメディアデータの著作権を保護する視点から、デジタル透かし技術が補完的な技術として研究されてきた。

デジタル透かしは、デジタルステガノグラフィーとして知られる技術から進化した。「ステガノグラフィー（steganography）」という語は、実際には「隠された書き物（covered writing）」を意味するギリシア語に由来する。一般に、デジタル透かしは、所定の規則に従って所定の情報をマルチメディアデータ（例えば画像又はビデオ）に埋め込むための技術であり、それにより所定の情報は少なくとも所定の規則を使用しなければマルチメディアデータから取り出すことはできない。デジタル署名方式（以下、セキュリティアルゴリズムと呼ぶ）で補完されたデジタル透かしにより、デジタル化マルチメディアデータは、それが最初に作成されたまさにその瞬間に保護され得る。

この問題を解決するために、既存の撮像装置においてそのようなセキュリティアルゴリズムが使用できるいくつかの方法が存在する。一般的に使用される方法は、既存の撮像装置のファームウェアに、ファームウェアの形態でセキュリティアルゴリズムを組み込むことであり、それはＡＲＭ（先進ＲＩＳＣマシン）又はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）コアといったインテリジェントプログラマブル機器に存在する。デジタルカメラの場合、セキュリティアルゴリズムは、ＣＣＤ処理及びＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理といったデジタルカメラのハードウェアアクセラレータ装置によって画像が処理された直後で、それが記憶装置カードに保存される前に、ファームウェアに組み込まれ得る。

別の技術は、セキュリティアルゴリズムをハードウェアＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）チップの形態で設計し、それを既存の撮像装置のハードウェアアーキテクチャに組み込むことである。このチップは、撮像装置のあらゆる他のハードウェアエンジンと全く同様に動作すると考えられる。

しかし、多くの場合、デジタル静止カメラ及び監視用ビデオカメラといった既存の撮像装置に上述の方式を使用することは容易な作業ではない。それらの方式は、デジタル媒体情報を保護することができるが、いくつかの欠点がある。
１）どちらの方法も変更を必要とし、それがファームウェア又はハードウェアであれば、撮像装置の内部アーキテクチャ設計を複雑にするおそれがある。
２）撮像装置の性能も、デジタル透かし及び／又は暗号方式といったセキュリティアルゴリズムの代償として低下するおそれがある。
３）これらの種類の組み込みは、それらは通常、非常にカスタマイズされるので、消費者に対して「確認」装置の選択肢を限られたものにするであろう。

本発明の目的は、上記の欠点を克服する装置及び方法を提供することである。

本発明は、撮像装置のためのセキュア媒体記憶装置にあると言え、それは、
デジタルデータを受け取るためのインタフェースと、
デジタルデータを記憶しデジタルデータの読み出しを可能にするためのメモリと、
デジタルデータの完全性の確認を可能にし、デジタルデータを読み出して画像を生成する時にデジタルデータが変更されていないことを示す出力を提供するために、デジタルデータにセキュリティデータを埋め込むための、セキュア媒体記憶装置に組み込まれたセキュリティ層とを含む。

このようにしてデジタルデータは保護されることができ、そしてデータの完全性の確認は埋め込まれたセキュリティデータによって読み出しの時に行われる。このように、撮像装置の例において、本発明は、製造者がその撮像装置のアーキテクチャ及び設計に不要な複雑な変更を行う必要がなく、撮像装置の全体性能が損なわれず、静止画像及びビデオといったデジタル媒体コンテンツは撮像装置によって記録されると直ちに保護され、そして消費者は同じ撮像装置を依然として使用しながらそれらのコンテンツを保護する選択肢を有する、という利益を提供する。例えば、顧客は、カードに記憶されるデジタル画像を保護する必要がなければ、通常のＣＦカードを自己のデジタルカメラで変わらずに使用することができる。

撮像装置によって記録されたデジタルデータを受け取るためのインタフェースは、ＣＦ、ＳＤ、ＭＭＣといった標準のメモリカードインタフェース、又は２．５インチハードディスクに見られるＳＡＴＡインタフェースとすることができる。インタフェースはまた、ＵＳＢインタフェース又は、無線インタフェースを含め撮像装置に対するあらゆる他の可能なインタフェースとすることができる。

好ましくは、セキュリティ層は、セキュリティアルゴリズムを実行するための装置を含む。

セキュリティアルゴリズムは、デジタル透かしとすることができる。

セキュリティデータは、媒体装置識別、時刻スタンプ、及び日付スタンプのうちの１つ以上を含むことができる。

セキュリティアルゴリズムはまた、暗号アルゴリズムを含むことができる。

暗号アルゴリズムは、デジタル署名アルゴリズムを含むことができる。セキュリティアルゴリズムはまた、メッセージダイジェストアルゴリズムを含むことができる。

他の形態のセキュリティアルゴリズムもまた、使用することができる。

本発明の１つの実施形態において、メモリは、メモリコントローラによって制御されるフラッシュメモリよりなる。メモリは、明確にフラッシュメモリに限定される必要はなく、あらゆる形態のメモリ、例えば２．５インチハードディスクといった磁気記憶媒体又はソリッドステートディスクであってもよい。

１の実施形態において、セキュリティアルゴリズムを実行するための装置は、セキュリティコントローラを含む。

デジタル署名アルゴリズムは、顕著な特徴を提供するためにデジタルデータの一部についてハッシュ値を計算することと、署名全体がデジタルデータに入れられた透かしのビットストリームの一部を形成するように、秘密鍵暗号化を使用することとを含み得る。そして、透かしは公開鍵によって解読され、それにより解読された、ハッシュ値を計算された顕著な特徴が、そのデジタルデータのハッシュ値を計算した顕著な特徴と比較されて、画像が有効であるか、又は改ざんされており従って無効であるかを決定する。

本発明はまたさらに、上述のようにセキュア媒体記憶装置、例えばデジタル撮像装置を有するデジタル媒体装置を提供する。

本発明はまた、デジタルデータを保護する方法にあると言うことができ、それは、
記憶装置にデジタルデータを受け取ることと、
デジタルデータを記憶装置に記憶してデジタルデータの読み出しを可能にすることと、
デジタルデータの完全性の確認を可能にするために、記憶装置に組み込まれたセキュリティ層を設けてデジタルデータにセキュリティデータを埋め込むことと、
画像を生成するためにメモリからデジタルデータを読み出す時に、デジタルデータが変更されていないことを示す記憶装置からの出力を提供することとを含む。

好ましくは、セキュリティ層は、セキュリティアルゴリズムを含む。

セキュリティアルゴリズムは、デジタル透かしアルゴリズムとすることができる。

セキュリティデータは、媒体装置識別並びに時刻及び日付スタンプよりなる群から選定される。

セキュリティアルゴリズムはまた、暗号アルゴリズムを含むことができる。

暗号アルゴリズムは、デジタル署名アルゴリズム及び／又はメッセージダイジェストアルゴリズムとすることができる。

他の形態のセキュリティアルゴリズムもまた、使用することができる。

本発明の１つの実施形態において、メモリは、メモリコントローラによって制御されるフラッシュメモリよりなる。メモリは、明確にフラッシュメモリに限定される必要はなく、２．５インチハードディスク又は最新のソリッドステートディスクに搭載されているメモリも含む、あらゆる形態のメモリにすることができる。

１の具体的な実施形態において、セキュリティアルゴリズムは、デジタル署名アルゴリズムをさらに含む。

デジタル署名アルゴリズムは、顕著な特徴を提供するためにデジタルデータの一部についてハッシュ値を計算することを含み、署名全体がデジタルデータに入れられた透かしのビットストリームの一部を形成するように秘密鍵暗号化を使用する。そして、透かしは公開鍵によって解読され、それにより解読された、ハッシュ値を計算された顕著な特徴が、そのデジタルデータのハッシュ値を計算した顕著な特徴と比較されて、画像が有効であるか、又は改ざんされており従って無効であるかを決定する。

従来技術のセキュリティ技術を示すブロック図である。 本発明の１の実施形態に従ったセキュア媒体記憶装置を有する撮像装置のブロック図である。 図２の記憶装置のワークフローを示す図である。 デジタル署名が本発明の１の実施形態においてどのように使用されるかを示すブロック図である。 ユーザに確認がどのように提示されるかを示す図である。 ＵＳＢトークンのブロック図である。 フローチャートである。

本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して一例として説明する。

図１は、ＣＣＤモジュール１０、ＣＣＤモジュールによって記録されたデータを処理するための処理部１２、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理モジュール１４、メモリコントローラ１６及びメモリカード２０を有する、上述の従来技術のセキュリティ技術を例示している。プロセッサ２２は、モジュール１２、１４、１６、内部メモリ２４及び画像コーデック２６を制御するために設けられている。この装置には、ファームウェアの形態でセキュリティアルゴリズムが装置ファームウェアに組み込まれている。セキュリティアルゴリズムは、モジュール１４においてハードウェアアクセラレータエンジンによって画像が処理された直後で、それがメモリカード２０に保存される前に、ファームウェアに組み込まれ得る。

図２は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮像装置３０に組み込まれた本発明の実施形態を図示している。撮像装置３０は、画像を記録し処理するための従来の処理回路を含む処理部３２及びセキュア媒体装置３４を含む。セキュア媒体装置は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）カード、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、マルチメディア（ＭＭＣ）カード、ハードディスク又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）トークンとすることができ、カード３４に記憶されたデジタル画像データを保護するためのセキュリティコントローラを形成するデジタルセキュリティプロセッサ３６とともに、カードにあるデジタルデータを記憶し、そして読み出すための構成要素の全部を有する。インタフェース３５は、撮像装置３０に対するあらゆる可能なインタフェースにでき、それはＣＦ、ＳＤ、ＭＭＣ、ＵＳＢ又は無線インタフェースといった標準のメモリインタフェースを含む。

図３は、セキュア媒体カード３４のワークフローの一例を示す。撮像装置によって記録されたデジタルデータは、メモリコントローラ４６の制御のもとで、フラッシュメモリ４４での記憶のためにインタフェース４０によってセキュリティコントローラ４２に供給される。セキュリティコントローラは、撮像装置３０を許可された撮像装置として確認し、そのデジタルデータをセキュリティコントローラ４２内部のオンボードセキュリティアルゴリズムを用いて保護し、保護されたデジタルデータをフラッシュメモリ４４に保存する。

図６は、セキュアＵＳＢトークン６３４のワークフローの一例を示す。セキュリティコントローラ６４２は、撮像装置３０を許可された撮像装置として確認する。セキュリティコントローラ６４２は、続いて撮像装置内部に存在するデジタルデータを読み出し、セキュリティコントローラ６４２内のオンボードセキュリティアルゴリズムを用いてデジタルデータを保護する。メモリコントローラ６４６は、その後、保護されたデジタルデータをフラッシュメモリ６４４に保存する。

セキュリティアルゴリズムは、セキュリティコントローラ４２によって使用され、後で所有権を提示するための撮像装置ＩＤ、時刻及び日付スタンプなどの詳細を含み得る強固なデジタル透かし、デジタル署名のような暗号方式（例えば公開鍵構造）、及びデジタルコンテンツが本物であることを保証する脆弱な透かしとして使用されるメッセージダイジェスト方式を含むことができ、またカード３４上のデジタルコンテンツを保護することができるあらゆる他の形態のセキュリティアルゴリズムにすることができる。

強固な透かしは、内容の改変、圧縮、フィルタリング及びトリミングといった故意又は悪意のある攻撃に耐えるように設計されている。さらに、脆弱な透かしの使用は、カード３４に記憶されたデジタルコンテンツに何らかの変更が存在するかどうかを検出する。

透かしアルゴリズムをさらに保護するために、デジタル署名アルゴリズムを組み込むことができる。例えば、画像を形成するデジタルデータを保護する場合、データの一部は最初に顕著な特徴を得るためにハッシュ値を計算された後、続いて認証のために秘密鍵暗号化される。署名全体は、フラッシュメモリ４４に記憶されたデジタルデータに入れられる透かしのビットストリームの一部を形成する。

図４は、デジタルデータを保護するためにデジタル署名がどのように使用されるかを示すブロック図である。ステップ４０３に表わされたデジタルデータから、データの一部はステップ４０１でハッシュ値を計算され、ステップ４０２で暗号化される。暗号化されたデータは、ステップ４０４で透かしを入れられる。同じ顕著な特徴がステップ４０４で得られ、ステップ４０２で暗号化された顕著な特徴はステップ４０６において解読されて、ステップ４０５でハッシュ値を計算された顕著な特徴と、ステップ４０６で解読された、ハッシュ値を計算された顕著な特徴とが等しいかどうかをステップ４０７により決定する。肯定であれば、データは有効であり損なわれていない。否定であれば、データは無効であり損なわれている。

本発明の好ましい実施形態に従って保護された画像が表示される場合、図５に示される通り、画像が改ざんされていないことを確認するウインドウが開くか、又はボックスが表示され得る。例えば、デジタルカメラ３０のディスプレイは、その画像は透かしが入れられていることを示す透かし確認３２を提示し、識別日付及び時刻、並びに画像が改ざんされていないことを示すメッセージを提示することができる。

この方法７００は、図７に要約されている。セキュリティ層が、記憶装置に設けられる（７１０）。デジタルデータが、記憶装置で受け取られる（７２０）。デジタルデータは、セキュリティアルゴリズムにより保護されて（７３０）、記憶装置の部材に記憶される（７４０）。その後、保護されたデータは、記憶装置から読み出され（７５０）、デジタルデータとして確認される（７６０）。

記憶媒体装置でのセキュリティ機能の実行は、撮像装置との切れ目のない調和を可能にする。撮像装置で必要となるのは、わずかなファームウェアの更新だけであろう。より重要なことに、撮像装置の全体性能は、本発明の好ましい実施形態に従いデータを保護することによって影響を受けないであろう。記憶媒体カードにおけるこの付加的なセキュリティ機能は、犯罪の警察捜査、損害事故保険請求、デジタルコンテンツ配信及び所有権の証明といった多くの法執行用途に信用のある、そして信頼できる証拠をもたらす。

本発明の趣旨及び範囲内における修正は、当業者によって容易に行い得るので、この発明が先に例示として述べた特定の実施形態に限定されないことは、理解されるべきである。

例えば、同じ技術は、音声ファイルといった他の形態の媒体に適用することができる。例えば、その技術は、デジタル録音装置により行われた録音を確認するために使用することができるであろう。

請求項において、そして本発明の前述の説明において、文脈が明確な言葉又は必要な暗示により別段に要求する場合を除き、用語「よりなる（comprise）」又は、「よりなる（comprises）」又は「よりなり（comprising）」といったバリエーションは、包含の意味において、すなわち本発明の種々の実施形態におけるさらなる特徴の存在又は追加を除外するためにではなく、明白に規定された特徴の存在を明確にするために使用される。

１０ ＣＣＤカメラモジュール
１２ ＣＣＤ処理
１４ ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理
１６ メモリコントローラ
２０ メモリカード
２２ プロセッサ
２４ 内部メモリ
２６ 画像コーデック
３４ セキュア媒体カード
４０ ホストインタフェース
４２ セキュリティコントローラ
４４ フラッシュメモリ
４６ メモリコントローラ

Claims (20)

1. 撮像装置のためのセキュア媒体記憶装置であって、
   デジタルデータを受け取るためのインタフェースと、
   前記デジタルデータを記憶して、前記デジタルデータの読み出しを可能にするためのメモリと、
   前記デジタルデータの完全性の確認を可能にするために、前記デジタルデータにセキュリティデータを埋め込むための、前記セキュア媒体記憶装置に組み込まれたセキュリティ層とを含む、セキュア媒体記憶装置。
2. 前記インタフェースは、撮像装置によって記録されたデジタルデータを受け取るようにされており、それによって前記デジタルデータは、画像を提供するために前記メモリから読み出されて、前記画像の完全性が確認される、請求項１に記載のセキュア媒体記憶装置。
3. 前記セキュリティ層は、セキュリティアルゴリズムを実行するための装置を含む、請求項１又は請求項２に記載のセキュア媒体記憶装置。
4. 前記セキュリティアルゴリズムは、デジタル透かしアルゴリズムである、請求項３に記載のセキュア媒体記憶装置。
5. 前記セキュリティデータは、
   媒体装置識別と、
   時刻スタンプと、
   日付スタンプとのうちの１つ以上を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセキュア媒体記憶装置。
6. 前記セキュリティアルゴリズムは、暗号アルゴリズムを含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載のセキュリティ媒体記憶装置。
7. 前記暗号アルゴリズムは、デジタル署名アルゴリズムを含む、請求項６に記載のセキュリティ媒体記憶装置。
8. 前記セキュリティアルゴリズムは、メッセージダイジェストアルゴリズムを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセキュリティ媒体記憶装置。
9. 前記セキュリティアルゴリズムを実行するための装置は、セキュリティコントローラを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のセキュリティ媒体記憶装置。
10. 前記セキュリティアルゴリズムはデジタル署名アルゴリズムを含み、前記デジタル署名アルゴリズムは、顕著な特徴を提供するために前記デジタルデータの一部についてハッシュ値を計算することと、署名全体が前記デジタルデータに入れられた透かしのビットストリームの一部を形成するように秘密鍵暗号化を使用することとを含む、請求項３に記載のセキュリティ媒体記憶装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセキュア媒体記憶装置を含む、デジタル媒体装置。
12. デジタル撮像装置を含む、請求項１１に記載のデジタル媒体装置。
13. デジタルデータを保護する方法であって、
    記憶装置にデジタルデータを受け取ることと、
    前記デジタルデータを前記記憶装置に記憶して前記デジタルデータの読み出しを可能にすることと、
    前記デジタルデータの完全性の確認を可能にするために、前記記憶装置に組み込まれたセキュリティ層を設けて前記デジタルデータにセキュリティデータを埋め込むこととを含む、方法。
14. デジタル撮像装置によって記録された前記デジタルデータを受け取り、それによって前記デジタルデータから生成された画像が確認されることを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記セキュリティ層は、セキュリティアルゴリズムを含む、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
16. 前記セキュリティアルゴリズムは、デジタル透かしアルゴリズムである、請求項１５に記載の方法。
17. 前記セキュリティデータは、
    媒体装置識別と、
    時刻スタンプと、
    日付スタンプとのうちの１つ以上よりなる、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記セキュリティアルゴリズムは、暗号アルゴリズムを含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記セキュリティアルゴリズムは、デジタル署名アルゴリズムを含む、請求項１５に記載の方法。
20. 前記デジタル署名アルゴリズムは、顕著な特徴を提供するために前記デジタルデータの一部についてハッシュ値を計算することを含み、署名全体が前記デジタルデータに入れられた透かしのビットストリームの一部を形成するように秘密鍵暗号化を使用する、請求項１９に記載の方法。

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