JP3359185B2

JP3359185B2 - 通信装置及び通信システム

Info

Publication number: JP3359185B2
Application number: JP16623195A
Authority: JP
Inventors: 敏彰鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: SG48461A1; JPH0918852A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像データ、静止画
像データ、音声データ、コンピュータデータ等の情報を
伝送するマルチメディアネットワーク等で用いられる通
信装置及び通信システムに関し、特に情報の提供に対す
る課金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、幹線通信網における光ファイバネ
ットワークの整備、ケーブルテレビシステムの普及、衛
星通信の実用化、ローカルエリアネットワークの普及等
に伴い、このような通信網を利用して種々な情報を提供
し、その情報の内容及び量に応じて料金を徴収する、い
わゆる情報サービス産業が増大している。このようなサ
ービスにおいては、提供した情報に対する課金を適切に
行うことが重要となる。しかしながら、従来の課金方式
はケーブルテレビシステムや衛星放送のように、使用頻
度に無関係な月極の課金方式であったり、または、コン
ピュータの利用サービスのように、情報の種類や質に無
関係な使用頻度（または使用時間）のみを計数した課金
方式であることが多かった。

【０００３】また近年、次世代通信方式であるＡＴＭ
（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏ
ｄｅ：非同期転送モード）の研究開発が活発化してきて
いる。ＡＴＭは、情報をセルとよばれる固定長のバケッ
トに分割して伝送する方式であり、音声や映像あるいは
コンピュータデータを、同一伝送路上に多重化して伝送
できるため、マルチメディアネットワークを実現する重
要な技術として注目されている。ＡＴＭは、Ｂ−ＩＳＤ
Ｎ（ＢｒｏａｄｂａｎｄａｓｐｅｃｔｓｏｆＩｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌ
Ｎｅｔｗｏｒｋ：広帯域ＩＳＤＮ）の転送方式として
採用されているため、Ｂ−ＩＳＤＮ網の交換機に必要な
ＡＴＭスイッチやセル分離多重ＬＳＩなどが、通信器メ
ーカーを中心に研究発表あるいは発売が盛んになってき
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような情報やサ
ービスの種類や質に依存しない従来の課金方式では、今
後さらに広がっていくことが予想される多様な情報やサ
ービスに対応していくことは困難である。特に、画像情
報には様々な画像品位が混在し、均一の課金を行った方
式では適切な課金ができず、画像の品位に応じて課金体
系を変化させる技術が必須となる。即ち、受信装置が再
生できる品位が個々の受信装置により異なることが考え
られ、受信装置の再生能力以上の情報を与えても利用者
に届かない場合がある。また、利用者が過度の情報を望
まない場合が考えられる。これらの場合、伝達される画
像の品位に応じた課金が必要とされる。尚、ここで画像
の品位とは、単位時間当たりのフレーム数、画像の画素
数、画像に含まれるそれぞれの画素の色度、画素の彩
度、画素の明度といった尺度のダイナミックレンジの分
解能の数を言うものとする。

【０００５】本発明は上述のような実情に鑑みてなされ
たものであり、利用者に提供される画像の品位に応じた
課金を行うことのできる通信装置及び通信システムを得
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明におい
ては、画像の画素数、画像に含まれるそれぞれの画素の
色度、彩度、明度、単位時間当たりのフレーム数を含む
画像品位についての受信側からの指定に基づいて画像信
号を処理して該受信側に送出する通信装置であって、上
記画像品位の指定を受信する受信手段と、上記指定に基
づいて画像信号に対して所定の処理を行うことによって
該画像信号の画像品位を制御する画像品位制御手段と、
上記画像品位制御手段により画像品位が制御された画像
信号を暗号化処理する暗号化手段と、上記暗号化手段に
おける処理時間を測定する測定手段と、上記画像品位に
応じて課金するために上記暗号化手段における処理時間
に応じて課金する課金手段とを備えた点に特徴を有す
る。

【０００７】請求項３の本発明においては、画像の画素
数、画像に含まれるそれぞれの色度、彩度、明度、単位
時間当たりのフレーム数を含む画像品位についての受信
側からの指定に基づいて画像信号を処理して送出する送
信端末を備えた通信システムであって、上記受信端末
は、上記画像品位を指定する指定手段を有し、上記送信
端末は、上記受信端末による指定に基づいて画像信号に
対して所定の処理を行うことによって該画像信号の画像
品位を制御する画像品位制御手段と、上記画像品位制御
手段により画像品位が制御された画像信号を暗号化処理
する暗号化手段と、上記暗号化手段における処理時間を
測定する測定手段と、上記画像品位に応じて課金するた
めに上記暗号化手段における処理時間に応じて課金する
課金手段とを有する点に特徴を有する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、利用者に提供される画像の品
位に応じた金額が利用者に課金される。また、利用者が
受信する画像の品位を自ら選択することができる。

【０００９】また、送信される画像やその品位を選択す
る情報を暗号化し、受信側で復号することにより、利用
者が他の利用者になりすましたり、あるいは情報が改ざ
んされることを防止することができ、課金に関する情報
のセキュリティを保護することができる。さらに、暗号
化や復号化の処理時間を測定することにより、受信した
時間に応じた課金を行うことができる。

【００１０】

【実施例】図１は情報の単位量当たりの料金に応じて課
金する通信システムの例を示すブロック図である。図１
において、１００は画像情報を送信する送信部、１２０
は画像情報を受信する受信部で利用者が用いる。１０６
は送信部１００と受信部１２０との通信に用いる伝送路
である。送信部１００において、１０１は課金データベ
ース、１０２は累積金額記憶装置、１０３は課金装置、
１０４は画像品位制御部、１０５は通信インタフェース
である。受信部１２０において、１０７はインタフェー
ス、１０８は品位情報採集部、１０９はユーザ入出力
部、１１０は品位情報入出力部である。

【００１１】図２は課金データベース１０１の構成を示
す図である。この課金データベースは利用者に提供する
ための情報と、その情報の単位当たりの料金とが対応し
て格納されている。この情報毎に異なる単位量当たりの
料金を単位料金ということにする。また、利用者が選択
できるようにするため、それぞれの情報には名前が与え
られているものとする。このような課金データベース１
０１は既存のデータベースで容易に構成できる。ここで
は、画像の画素の数やそれらの画素の色度の階調、彩度
の階調、明度の階調、単位時間当たりのフレーム数等を
情報の量として換算し、単位料金を課金データベース１
０１に登録している。この課金データベース１０１は半
導体記憶装置、磁気記録装置、光記憶装置等により構成
できる。

【００１２】図３は累積金額記憶装置１０２の構成を示
す図である。これは半導体記憶装置、磁気記録装置、光
記憶装置等により構成できる。この累積金額記憶装置１
０２には、利用者毎のある期間の利用料金の累積金額が
記憶される。尚、一回受信する毎に課金請求する場合は
この累積金額記憶装置１０２は省略できる。

【００１３】図４は課金装置１０３の構成を示す図であ
る。これはＣＰＵ、乗算器、加算器等で構成できる。

【００１４】次に動作について説明する。例えば図３の
利用者Ａが受信部１２０のユーザ入出力部１０９により
情報要求し、同時に品位情報入出力部１１０により特定
の画像の品位を選択し設定する。即ち、単位時間当たり
のフレーム数、画素数、画像の色度の階調、彩度の階
調、明度の階調等を利用者Ａが設定する。これらの情報
要求と品位情報とは通信インタフェース１０７、伝送路
１０６を通じ、送信部１００の通信インタフェース１０
５を経て画像品位制御部１０４へ達する。画像品位制御
部１０４では符号化されている入力画像データを、品位
情報に応じて画素を間引く、あるいは色度、彩度、明度
の階調を減少させるあるいは補間する等の演算を、ＤＳ
Ｐやセレクタスイッチなどを用いてデジタル信号処理で
行う。また、上記品位情報は課金装置１０３へ入力され
る。

【００１５】課金装置１０３は課金データベース１０４
と累積金額記憶装置１０２から、それぞれ単位料金と累
積金額とを採集して演算器により図４に示す式に基づき
累積金額を算出し累積金額記憶装置１０２に記憶させ
る。一方、画像品位制御部１０４で、上述のように画像
処理されて適切な品位に調整された画像情報は、通信イ
ンタフェース１０５、伝送路１０６を通じ、受信部１２
０の通信インタフェース１０７を経て品位情報採集部１
０７へと伝達される。ここで送られて来た画像情報につ
いて単位時間当たりのフレーム数、画素数、色度と彩度
と明度を演算することにより品位を測定される。測定さ
れた品位が利用者Ａの要求品位と比較された後、上記画
像情報がユーザ入出力部１０９を介して利用者Ａに届け
られる。尚、受信部１２０で画像品位を比較しないよう
にしてもよく、その場合は、品位情報採集部１０８と品
位情報入出力部１１０とを省略することができる。

【００１６】尚、本発明で言う画像品位とは画像の単位
時間当たりのフレーム数、画素数、彩度、明度、色度の
ダイナミックレンジと階調の数により決まるもので、そ
れぞれの項目について、より広いダイナミックレンジと
より細かい階調を持つほど画像品位が高い。

【００１７】図５は暗号処理時間に応じて課金する通信
システム、すなわち本発明の実施例を示すブロック図で
あり、図１と対応する部分には同一符号を付して説明を
省略する。本実施例においては、図５に示すように送信
部１００に共通鍵暗号処理部１１１、時間測定部１１２
を設けると共に受信部１２０に共通鍵暗号処理部１１３
を設けている。

【００１８】次に動作について説明する。ここでは不図
示の公知の鍵配送法、例えばＩＤに基づく鍵配送法（辻
井重男、笠原正雄："暗号とセキュリティ"、昭晃堂（１
９９０）、またはＲＳＡ暗号などの公開鍵暗号方式（池
野信一、小山健二："現代暗号論"、電子情報通信学会
（１９８６））、または鍵管理用のデータベースなどに
よって共通鍵暗号処理部１１１、１１３で用いられる共
通鍵は予め配送されているものとする。尚、暗号化につ
いては後述により説明する。

【００１９】図１で説明した例と同様に、利用者から画
像送信の情報要求と品位要求とがそれぞれ受信部１２０
のユーザ入出力部１０９と品位情報入出力部１１０とか
ら発せられ、品位情報採集部１０８で要求する品位を記
憶された後、共通鍵暗号処理部１１３で暗号化される。
この暗号化情報は通信インタフェース１０７、伝送路１
０６を通じ、送信部１００の通信インタフェース１０５
を経て共通鍵暗号処理部１１１で復号される。復号され
た要求情報と品位情報とは画像品位制御部１０４へ送ら
れる。これと共に図１で説明した例と同様に課金装置１
０３による課金が行われる。

【００２０】そして、入力画像データは画像品位制御部
１０４で図１で説明した例と同様に加工された後、共通
鍵暗号処理部１１１で暗号化される。この暗号化された
画像情報は通信インタフェース１０５、伝送路１０６、
通信インタフェース１０７を経て共通鍵暗号処理部１１
３で復号される。復号された画像情報は図１で説明した
例と同様にして利用者へ届く。

【００２１】また、時間測定部１１２で共通鍵暗号処理
部１１１の動作時間を測定し、画像品位制御部１０４を
経て課金装置１０３へ送ることにより暗号化情報に対す
る課金が行われる。この場合、図２の課金データベース
１０２には暗号化情報に対する時間当たりの単位料金が
設定されており、さらに課金装置１０３の品位情報数に
は時間測定部１１２で測定した暗号処理時間を設定す
る。また、復号処理時間を測定し、その時間に応じて課
金することもできる。

【００２２】図６は本発明が適用されるネットワークシ
ステムの一例を示す。図６において、６０１はＡＴＭに
より画像データ等の各種符号化データを転送するＡＴＭ
ネットワーク、６０２と６０３はイーサネット（Ｅｔｈ
ｅｒＮｅｔ）等によりＡＴＭ以外のモードでデータを転
送するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、６０４
はＡＴＭネットワーク６０１に接続され、画像データを
扱うファクシミリ装置、６０５は内部にページメモリを
有し、受信した画像データに基づいた像形成を行うカラ
ープリンタである。６０６はカラースキャナ、カラープ
リンタを含むカラー複写機で、カラースキャナで読み取
った原稿の画像データが書き込まれるページメモリ、ペ
ージメモリに書き込まれたデータを読み出してプリンタ
に供給する回路を含む。

【００２３】６０７はＡＴＭネットワーク６０１を介し
て入力される画像データを一旦蓄えるファイルサーバ、
６０８はファイルサーバ６０７にデータを入出力するた
めのワークステーション、６０９はＡＴＭネットワーク
６０１と接続されるパソコンであり、このパソコン６０
９はローカルエリアネットワーク６０２、６０３との間
でデータの授受を行う。また、このパソコン６０９はカ
ラープリンタ６０５等とローカルエリアネットワーク６
０３または専用線を介して接続されている。６１０はフ
ァイルサーバで、ファイルサーバ６０７と同様の構成で
ある。６１１はカラー複写機でファイルサーバ６１０と
接続されている。

【００２４】６１２はＡＴＭネットワーク６０１に接続
されているデジタルテレビで、ＡＴＭネットワーク６０
１を介して入力されるデータを受信し、これを復号して
可視像としてディスプレイ装置に表示する。６１３はＡ
ＴＭネットワーク６０１を介して入力されたデータを受
信するＶＴＲ、６１４はＡＴＭネットワーク６０１にデ
ータを送出するＣＡＴＶ局、６１５はＡＴＭネットワー
ク６０１に他のＡＴＭネットワークを接続するためのル
ータ、６１６はローカルエリアネットワーク６０３を他
のローカルエリアネットワークと接続するためのルータ
である。

【００２５】また、ファクシミリ装置６０４とプリンタ
ー６０５とカラー複写機６０７とＡＴＭネットワーク６
０１との間には不図示のＡＴＭネットワークスイッチが
設けられている。

【００２６】また、これらの各機器には上記実施例に示
した課金装置１０３、課金データベース１０１、累積金
額記憶装置１０２等の課金手段が配置されているものと
する。

【００２７】次に動作について図８を用いて説明する。
ここではＣＡＴＶ局６１４を送信側とし、デジタルテレ
ビ６１２を受信側とした場合について説明する。まず、
図８の１１０１で示すように、デジタルテレビ６１２は
課金手段を介して、ＣＡＴＶ局に送信要求を行い、同時
に画像品位を要求する。次に１１０２で示すようにＣＡ
ＴＶ局６１４は画像データを転送し、デジタルテレビ６
１２が受信する。この時上記実施例で説明したように課
金動作が実行されている。デジタルテレビ６１２は１１
０３で示すようにデータの受信を終了したいとき送信終
了要求を送る。ＣＡＴＶ局６１４の課金装置１０３はこ
の終了要求に応じて前述の課金動作を終了する。次にＣ
ＡＴＶ局６１４は１１０４で示す送信終了要求に応じて
送信を終了する。そしてＣＡＴＶ局６１４の課金装置１
０３は１１０５で示すようにデジタルテレビ６１２に料
金を通知する。尚、双方向のデータ転送がある場合は、
送受信が逆転した形で上述と同様の課金が行われる。

【００２８】上述と同様の動作がＣＡＴＶ局６１４とデ
ジタルテレビ６１２のみならず、他の各機器同志でも行
われ、そのデータのやり取りに対して上記実施例と同様
に課金できることは明らかである。

【００２９】図７は本発明が適用されるマルチメディア
ネットワークシステムの一例を示す図である。図７にお
いて、７０１は高速公衆回線を用いたＢ−ＩＳＤＮ網、
７０２はケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）網、７０３、７０
４はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、７０５は
通信衛星、７６１、７６２は通信衛星７０５を介して情
報通信を行う地上局、７７１、７７２はこれらの通信網
を利用して映像情報、音声情報、その他様々なマルチメ
ディア情報を提供してその対価を受け取る情報提供者、
７９１〜７９９は情報提供者７７１、７７２から提供さ
れる情報を利用して対価を支払う利用者である。Ｂ−Ｉ
ＳＤＮ網７０１、ＣＡＴＶ網７０２、ＬＡＮ７０３、７
０４、通信衛星７０５は互いに接続され、相互に情報の
やり取り（双方向通信）が可能であり、また、各情報提
供者７７１、７７２、利用者７９１〜７９９は、これら
の通信網のいずれかに接続されている。

【００３０】また、情報提供者７７１、７７２は上記実
施例に示した送信側の課金手段を有し、利用者７９１〜
７９９も送信側の課金手段と同様のものを有している。
ただし、双方向通信が可能であるので、情報提供者と利
用者とが送信側と受信側の２つの課金手段を各々持て
ば、情報提供者が利用者になったり、利用者が情報提供
者になることができる。この課金手段は各装置に内蔵さ
れていたり、各装置とネットワークの間に挿入する形で
設置されていたり、各装置の外付け装置として各装置に
接続されていたりする。

【００３１】次に、例えば利用者７９３を受信側とし、
送信側を情報提供者７７２とした場合の動作について図
８を用いて説明する。尚、図８に示す伝送路は、ＬＡＮ
２７０４、Ｂ−ＩＳＤＮ網７０１、ＣＡＴＶ網７０２、
ＬＡＮ７０３、７０４に相当する。

【００３２】図８において、１１０１で示すように受信
側（利用者７９３）は課金手段を介して、送信側（情報
提供者７７２）に送信要求を行い、同時に画像品位を要
求する。次に１１０２で示すように、送信側はデータを
転送し、受信側が受信する。この時上記実施例で説明し
たように課金動作が実行されている。受信側は１１０３
で示すように、データの受信を終了したいとき送信終了
要求を送る。送信側の課金装置はこの終了要求に応じて
課金動作を終了する。次に送信側は送信終了要求１１０
４に応じて送信を終了する。そして送信側の課金装置は
１１０５で示すように受信側に料金を通知する。双方向
のデータ転送がある場合は、送受信が逆転した形で上記
と同様の課金が行われる。他の利用者と情報提供者との
間の送受信についても同様の動作及び課金が行われる。
以上のように広域ネットワークの中においても上記実施
例と同様の課金を行うことができる。

【００３３】次に本発明で用いられる暗号化について説
明する。暗号化は"暗号とセキュリティ"、（辻井重男、
笠原正雄、昭晃堂（１９９０））に記載されているよう
に種々の方式があるが、現在よく使われている方式の例
としてＤＥＳがある。ＤＥＳ暗号は米国商務省標準局で
ビジネス一般用に標準化された暗号方式で、そのアルゴ
リズムは公開されている。また、ＤＥＳ暗号を使用する
時の利用モードも標準化されている。まずＤＥＳのアル
ゴリズムについて説明し、続いて利用モードについて説
明する。

【００３４】（Ａ）ＤＥＳのアルゴリズムＤＥＳ暗号では、６４ビットのデータブロックを単位に
暗号化及び復号が行われ、鍵の長さは５６ビット（８ビ
ットのパリティビットを加える６４ビット）とされてい
る。暗号アルゴリズムは転置式と換字式とを基本として
おり、これらの転置と換字を適当に組み合わせた処理を
１６段繰り返すことにより、平文のビットパターンをか
き混ぜ、意味の分からない暗号文に変換している。復号
する場合は、逆にかき混ぜることにより、元の平文を復
元する。

【００３５】このかき混ぜかたのパラメータを５６ビッ
トの鍵で指定する。鍵の候補の数は２の５６乗（約１０
の１７乗）個であり、総当たりの解読、つまり入手した
暗号文と平文のペアに対し、鍵を１回ずつ変化させてチ
ェックする解読を行うと、１回のチェックに５００ｎｓ
かかるとすると（１２８Ｍｂｐｓの処理速度）、全体で
１０００年程度かかる計算になる。

【００３６】ＤＥＳのアルゴリズムの詳細は連邦情報処
理規格に公表されている。図９にＤＥＳアルゴリズムの
全体のブロック図を示す。前述のように、ＤＥＳは６４
ビットの平文（あるいは暗号文）を入力し、５６ビット
の鍵のコントロールのもとに６４ビットの暗号文（ある
いは平文）を出力する暗号である。以下、ＤＥＳの詳細
を、（１）暗号処理、（２）復号処理、（３）暗号関
数、（４）鍵のスケジューリングに分けて図９と共に説
明する。

【００３７】（１）暗号化処理暗号化処理では、まず６４ビットの平文に対して転置
（初期転置ＩＰ）が行われる。この初期転置は固定であ
る。この転置処理の出力は途中複雑な１６段の暗号化処
理を経た後に最後に転置（最終転置ＩＰ^-1）が行われ
る。この最終転置も固定である。

【００３８】初期転置が行われた６４ビットのデータ
は、３２ビットずつ左右に分割され左半分がＬ₀、右半
分がＲ₀となる。このＬ₀とＲ₀からＬ₁₆とＲ₁₆になる
まで１６段にわたって図９に示す処理が行われる。つま
り、ｎ段目の処理を終了したときの左右の３２ビットを
それぞれＬ_n、Ｒ_nとすると、Ｌ_n、Ｒ_nは次式で表さ
れるものとなる。Ｌ_n＝Ｒ_n-1 Ｒ_n＝Ｌ_n-1＃ｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）

【００３９】ここで、＃はビット毎のｍｏｄ２の排他的
論理和を意味し、Ｋ_nはｎ段目に入力される４８ビット
の鍵、Ｌ_n-1とＲ_n-1はそれぞれｎ−１段目の出力、ｆ
はＲ_n-1とＫ_nを用いて３２ビットのデータを出力する
関数である。このｆについての詳細は後の（３）で述べ
る。

【００４０】（２）復号処理暗号文から平文への復号処理も、平文から暗号文への暗
号化処理と全く同じアルゴリズムを用いて行うことがで
きる。復号は暗号化の逆変換を行えばよいわけだが、既
に述べたように最終転置ＩＰ^-1は初期転置ＩＰの逆変換
となっており、さらに１６段の各段において、Ｒ_n-1＝Ｌ_n Ｌ_n-1＝Ｒ_n＃ｆ（Ｌ_n，Ｋ_n）となるため、Ｒ_n-1とＬ_n-1を求めるためには、Ｒ_n、
Ｌ_n、Ｋ_nがあれば同一の関数ｆを用いることができ
る。従って、各段の変換において暗号化に用いられたの
と同じＫ_nを用いて処理を行えば復号が行えることにな
る。

【００４１】具体的には、ＤＥＳアルゴリズムに入力さ
れた暗号文は、初期転置ＩＰによりＬ₁₆とＲ₁₆に変換さ
れる。これに１段目の処理ではＫ₁₆を用いてＬ₁₅とＲ₁₅
を得、次にＫ₁₅を用いてＬ₁₄とＲ₁₄を得るというように
１６段の処理を行い、Ｌ₀とＲ₀を得る。最後にＬ₀と
Ｒ₀を合成したものに最終転置ＩＰ^-1を行えば、もとの
平文が出力される。

【００４２】（３）暗号関数ｆ（Ｒ，Ｋ）暗号関数ｆ（Ｒ，Ｋ）を計算する方式を図１０に示す。
ＤＥＳの暗号方式では、このｆ（Ｒ，Ｋ）以外の部分は
すべて２進数演算で線形であるが、このｆ（Ｒ，Ｋ）の
変換が非線形であるため、暗号強度を高めている。３２
ビットのＲは図１１に示すように、まず拡大転置Ｅによ
って並び換えられると共に一部のビットは重複されて４
８ビットに拡大される。

【００４３】この４８ビットは同じ４８ビットの鍵Ｋは
排他的論理和の演算を施され、６ビットずつ８組に分割
されてＳ₁からＳ₈までの８つのボックスに入力され
る。Ｓ₁からＳ₈は選択関数またはＳボックスと呼ばれ
ており、６ビットを入力し、４ビットを出力する換字式
の表である。１つのＳボックスには４種類の換字表が用
意されており、それぞれ表中の行番号０、１、２、３に
対応している。この４種類の換字表のどれを用いるか
は、入力される６ビットのうち最初と最後のビットで決
まり、選ばれた換字表に従って入力された６ビットの中
央の４ビットが換字されることになる。８つのＳボック
スからの出力３２ビットは次に転置Ｐを行い、最終的な
ｆ（Ｒ，Ｋ）の出力となる。

【００４４】（４）鍵のスケジューリング（１）〜（３）で示したように鍵は各段毎に４８ビット
必要であり、１６段全部では４８×１６＝７６８ビット
の鍵が実質的に必要となる。ＤＥＳアルゴリズムに入力
される５６ビットの鍵をもとにこれらＫ₁からＫ₁₆まで
１６個の４８ビットの鍵を生成する手順（スケジューリ
ング）は以下のようになっている。

【００４５】パリティビットを含む６４ビットの入力鍵
は転置（鍵の縮約型転置ＰＣ−１）により、転置が行わ
れると共にパリティビットが除かれた５６ビットにな
る。この５６ビットもまた２つに分割され上半分の２８
ビットがＣ₀、下半分がＤ₀となる。このＣ₀とＤ₀を
それぞれ左に順にシフトすることにより、Ｃ₁，Ｄ₁か
らＣ₁₆，Ｄ₁₆が順次生成される。ｎ段目の鍵は、Ｃ_nと
Ｄ_nからなる５６ビットを入力し、転置（鍵の縮約型転
置ＰＣ−２）を行って４８ビットとなる。

【００４６】（Ｂ）ＤＥＳの利用モードブロック暗号の利用モードとしては、以下の４種類のモ
ードが提案されている。１．ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｄｅｂｏｏｋ）モ
ード２．ＣＢＣ（ＣｉｐｈｅｒＢｌｏｃｋＣｈａｉｎｉ
ｎｇ）モード３．ＯＦＢ（ＯｕｔｐｕｔＦｅｅｄＢａｃｋ）モード４．ＣＦＢ（ＣｉｐｈｅｒＦｅｅｄＢａｃｋ）モード

【００４７】以下にそれぞれのモードについて説明す
る。（１）ＥＣＢモードＤＥＳをブロック暗号としてそのまま用いる方法。（２）ＣＢＣモード６４ビットのブロック単位で暗号化し、更にこの暗号文
出力と次のブロックの平文との排他的論理和を次の暗号
化の入力とする。これを繰り返して次々と連鎖させる。
ＥＣＢモードに比べて暗号解読や能動的な不正行為に対
して強化されている。ＤＥＳ暗号の利用モードの一つと
して標準化されている。

【００４８】（３）ＯＦＢモードＤＥＳ暗号の出力を入力にフィードバックすると同時
に、出力のうちの何ビットかを疑似乱数として取り出す
ことを行い、ＤＥＳ暗号を乱数鍵生成器として利用した
もの。取り出された疑似乱数はストリーム暗号の鍵とし
て用いられる。ＤＥＳ暗号の鍵は固定である。ＤＥＳ暗
号の利用モードの一つとして標準化されている。

【００４９】（４）ＣＦＢモードＤＥＳ暗号の出力のうちの何ビットかを疑似乱数として
取り出すことを行い、取り出された疑似乱数はストリー
ム暗号の鍵として用いられる。ただし、ストリーム暗号
で暗号化された暗号文はＤＥＳ暗号の入力としてフィー
ドバックされる。これによりＯＦＢモードに比べて、同
期誤りが起こってもあるビット分だけが影響を受け、そ
の後からは自動的に同期が回復できるという特徴を持
つ。また、ＤＥＳ暗号の鍵は固定である。ＤＥＳ暗号の
利用モードの一つとして標準化されている。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、利用
者が望む画像品位、例えばどのような画素の数にする
か、画素の色度とするか、彩度とするか、明度とする
か、単位時間当たりのフレーム数を選択指定できるとと
もに、該利用者に提供される画像品位に応じて課金を行
うので、適正で公正な課金方式を実現することができ
る。

【００５１】さらに、画像信号を暗号化して送出するこ
とにより、セキュリティが保たれ、改ざん等の不正行為
から情報を守ることができる。

【００５２】しかも、暗号処理手段における処理時間に
応じて課金を行うので、暗号化処理の負担に応じた適切
な料金を徴収することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】情報の単位量当たりの料金に応じて課金する通
信システムの例を示すブロック図である。

【図２】図１の課金データベースを示す構成図である。

【図３】図１の累積金額記憶装置を示す構成図である。

【図４】図１の課金装置を示す構成図である。

【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図６】本発明を適用したネットワークシステムの構成
図である。

【図７】本発明を適用したマルチメディアネットワーク
システムの構成図である。

【図８】図６、図７におけるシステムの動作を示すシー
ケンスチャートである。

【図９】暗号化のアルゴリズムの一部を詳しく示したフ
ローチャートである。

【図１０】関数ｆの内容を示したフローチャートであ
る。

【図１１】課金の手順の例を示したフローチャートであ
る。

【符号の説明】１００送信部１０１課金データベース１０２累積金額記憶装置１０３課金装置１０４画像品位制御部１０５通信インタフェース１０７通信インタフェース１０８品位情報採集部１０９ユーザ入出力部１１０品位情報入出力部１１１共通鍵暗号処理部１１２共通鍵暗号処理部１１３時間測定部１２０受信部

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−108686（ＪＰ，Ａ) 特開平７−15715（ＪＰ，Ａ) 特開平２−238789（ＪＰ，Ａ) 特開平６−54325（ＪＰ，Ａ) 特開平７−115638（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−125483（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の画素数、画像に含まれるそれぞれ
の画素の色度、彩度、明度、単位時間当たりのフレーム
数を含む画像品位についての受信側からの指定に基づい
て画像信号を処理して該受信側に送出する通信装置であ
って、上記画像品位の指定を受信する受信手段と、上記指定に基づいて画像信号に対して所定の処理を行う
ことによって該画像信号の画像品位を制御する画像品位
制御手段と、上記画像品位制御手段により画像品位が制御された画像
信号を暗号化処理する暗号化手段と、上記暗号化手段における処理時間を測定する測定手段
と、上記画像品位に応じて課金するために上記暗号化手段に
おける処理時間に応じて課金する課金手段とを備えたこ
とを特徴とする通信装置。
【請求項２】上記暗号化手段における処理時間の時間
あたりの単位料金情報を記憶する課金データベース手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】画像の画素数、画像に含まれるそれぞれ
の色度、彩度、明度、単位時間当たりのフレーム数を含
む画像品位についての受信側からの指定に基づいて画像
信号を処理して送出する送信端末を備えた通信システム
であって、上記受信端末は、上記画像品位を指定する指定手段を有
し、上記送信端末は、上記受信端末による指定に基づいて画
像信号に対して所定の処理を行うことによって該画像信
号の画像品位を制御する画像品位制御手段と、上記画像
品位制御手段により画像品位が制御された画像信号を暗
号化処理する暗号化手段と、上記暗号化手段における処
理時間を測定する測定手段と、上記画像品位に応じて課
金するために上記暗号化手段における処理時間に応じて
課金する課金手段とを有することを特徴とする通信シス
テム。