JP3723718B2 - 受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョン信号を通信衛星を用いて送信する場合に使用して好適な受信装置に関する。詳しくは、スクランブルされた信号の受信に関して、盗視聴を困難にすると共に、正規の受信装置では正常な受信を容易に行うことができるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば通信衛星を用いてテレビジョン信号の送信を行う場合に、非契約者の盗視聴を禁止する目的で信号をスクランブルすることが考えられている。その場合に、映像信号のスクランブルについては、例えば特開昭60−256286〜8号公報に示されるような、いわゆるラインシャフリングの技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述のように単にスクランブルのみを行っているのでは、これが無断で解読されて比較的容易に盗視聴されてしまうおそれがある。
【0004】
そこでスクランブルのキー信号(SDA)を時々刻々に変化させると共に、このキー信号をスクランブルされた信号と共に送信することが考えられ、さらにこのキー信号にもスクランブルを行ってこのキー信号をデスクランブルするデータも共に送信することが考えられた。これによればスクランブルの無断解読を相当に困難にすることができるものである。
【0005】
しかしながらこのような方式を採用した場合に、上述のキー信号のスクランブルは、一般に任意のデータを初期値としたM系列等によるランダム信号を加算することによって行われている。その場合にM系列は完全なランダムではなく、周期性を持つために長期の観測によって解読が可能となる。
【0006】
これに対して初期値のデータを時々刻々に変化させることが考えられるが、このようなデータは既に定められている信号のフォーマットの一部を使って伝送されるために常時伝送することはできず、また伝送された初期値データの切替を同期して行うことも容易ではなく、複雑な構成が必要になるなどの問題が生じた。
【0007】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、初期値のデータを常時伝送することはできず、伝送された初期値データの切替を同期して行うことも容易ではなく、複雑な構成が必要になるなどの問題が生じていたというものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、複数のデータの一つを用いてスクランブルした信号と、複数のデータと、スクランブルに用いられたデータの識別信号を送付するようにしたものであって、これによれば、盗視聴を困難にすると共に、正規の受信装置では正常な受信を容易に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明は、第 1 の鍵の初期値と、第2の鍵の初期値と、第 1 の鍵の初期値、第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵いずれか一方が識別信号により選択され、該選択された第1の鍵または第2の鍵に基づいて暗号化された第3の鍵と、第3の鍵の暗号化が第1の鍵または第2の鍵のいずれに基づいているかを示す識別信号と、が多重化されたスクランブル信号を受信する受信装置であって、スクランブル信号を受信する受信手段と、受信されたスクランブル信号から第1の鍵の初期値、第2の鍵の初期値、暗号化された第3の鍵、及び識別信号と、を抽出する抽出手段と、抽出された識別信号に基づいて、第1の鍵の初期値、第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵を選択する選択手段と、選択された第1の鍵または第2の鍵を用いて受信した暗号化された第3の鍵を復号する復号手段と、を備え、第 1 の鍵の初期値または第2の鍵の初期値は、第1の鍵または第2の鍵が識別信号により選択されていないときに、その値が変更されるものである。
あるいは、第 1 の鍵の初期値と、第2の鍵の初期値と、第 1 の鍵の初期値、第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵いずれか一方が識別信号により選択され、該選択された第1の鍵または第2の鍵に基づいて暗号化された第3の鍵と、第3の鍵に基づいて暗号化された信号と、第3の鍵の暗号化が第1の鍵または第2の鍵のいずれに基づいているかを示す識別信号と、が多重化されたスクランブル信号を受信する受信装置であって、スクランブル信号を受信する受信手段と、受信されたスクランブル信号から、暗号化された信号と、第1の鍵の初期値、第2の鍵の初期値、暗号化された第3の鍵、及び識別信号と、を抽出する抽出手段と、抽出された識別信号に基づいて、第1の鍵の初期値、第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵を選択する選択手段と、選択された第1の鍵または第2の鍵を用いて受信した暗号化された第3の鍵を復号する復号手段と、復号された第3の鍵を用いて受信した暗号化された信号を復号する復号手段と、を備え、第 1 の鍵の初期値または第2の鍵の初期値は、第1の鍵または第2の鍵が識別信号により選択されていないときに、その値が変更されてなるものである。
【0010】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図1は送信から受信までのシステム構成を示し、図中、送信側の装置100と受信側の装置200をそれぞれ全体として示している。
【0011】
図1において、入力端子1に供給される映像信号が上述のラインシャフリング等のスクランブル回路2に供給され、スクランブルされた映像信号が送信回路3に供給される。また、入力端子4には音声信号が供給され、この音声信号は例えば48kHzでサンプリングされ16ビットで量子化されたPCM音声信号が供給される。この入力端子4からの音声信号がスクランブル回路5に供給されて、任意のビット反転等のスクランブルが行われ、このスクランブルされた音声信号が多重化回路6を通じて送信回路3に供給される。
【0012】
さらにキー信号発生回路7からの時々刻々変化される所定のキー信号K5 が映像信号のスクランブル用のデータ(SDA)としてスクランブル回路2に供給される。それと共にこのキー信号K5(=SDA)が加算器(イクスクルーシブオア回路)8に供給されて、任意のビット反転等のスクランブルが行われ、このスクランブルされたキー信号K5 が多重化回路6に供給される。
【0013】
また発生回路7からのキー信号K4 、K3 がそれぞれM系列等のランダム信号発生回路9、10に初期値として供給され、これらの発生回路9、10からのランダム信号がスイッチ11で選択されて、音声信号のスクランブル回路5及び加算器8に供給される。なおキー信号K3 、K4 はスイッチ11で選択されていない間に順次値が変更される。これによって音声信号及びキー信号K5 のスクランブルが行われる。
【0014】
さらにスイッチ11の切替が切替信号発生回路12からの信号で制御されると共に、この切替状態を示すフラグ(識別信号)が多重化回路6に供給される。なおこの切替は後述するキー信号K3 、K4 の伝送に対して余裕を持った間隔で行われる。
【0015】
また例えばコンピュータからなる複数の情報データの発生手段13が設けられ、この発生手段13では、チャンネル番号等の放送データ、各契約者の加入者番号及び契約チャンネル番号等の個別情報を含む加入者データ(受信登録番号)、改ざん防止用ID、誤り訂正コード等が発生される。この発生手段13からの情報データが情報信号列形成回路14に供給される。さらに上述の発生回路7からのキー信号K4 、K3 及び後述のK2 、K1 が形成回路14に供給される。
【0016】
そしてこの形成回路14では、例えば次に述べるような2つのフォーマットで情報信号列が形成される。すなわち図2のAは共通情報信号列のフォーマットを示し、時系列の先頭(左)側から例えば8ビットの後続が共通情報であることを示すヘッダID、それぞれ16ビットのキー信号K1 、K2 、それぞれ32ビットのキー信号K3 、K4 、4ビットの改ざん防止用ID、4ビットのチャンネル番号等が設けられ、末尾に24ビットの誤り訂正コードが設けられて全体が256ビットにされている。
【0017】
また、図2のBは個別情報信号列のフォーマットを示し、同じく時系列の先頭(左)側から例えば8ビットの後続が個別情報であることを示すヘッダID、22ビットの加入者番号、4ビットの改ざん防止ID、192ビットの各契約者個別情報等が設けられ、末尾に24ビットの誤り訂正コードが設けられて全体が256ビットにされている。
【0018】
これらの共通情報信号列及び個別情報信号列がそれぞれ加算器(イクスクルーシブオア回路)15、16に供給される。さらに発生回路7からのキー信号K1 がランダム信号発生回路17に初期値として供給され、この発生回路17からのランダム信号が加算器15、16に供給される。そしてこの加算器16からの信号が加算器18に供給されると共に、発生回路7からのキー信号K2 がランダム信号発生回路19に初期値として供給され、この発生回路19からのランダム信号が加算器18に供給される。
【0019】
これによって共通情報信号列にはキー信号K1 によるスクランブルが行われ、個別情報信号列にはキー信号K1 及びK2 によるスクランブルが行われる。なお実際には、共通情報信号列ではヘッダとキー信号K1 を除くキー信号K2 以降にキー信号K1 によるスクランブルが行われ、個別情報信号列ではヘッダを除く部分にキー信号K1 及びK2 によるスクランブルが行われている。またこれらのキー信号K1 及びK2 は例えば5秒ごとに順次値が変化されている。
【0020】
さらにこれらのスクランブルされた共通情報信号列及び個別情報信号列が多重化回路20に供給され、例えば個別情報信号列が9回に共通情報信号列が1回の割合で時分割多重化され、この多重化された信号が多重化回路6に供給される。そしてこの多重化回路6では、例えば次に述べたような多重化が行われる。
【0021】
すなわちこの装置においては、PCM音声信号はいわゆる放送衛星におけるBモード音声に準拠した形式で伝送が行われている。そこで図3は1ms周期で伝送される1フレームのビットインターリーブマトリクスを示しており、このマトリクスは32行64列で構成される。ここで第1列、第2列はフレーム同期、音声信号のモード等を示す制御符号及びレンジビットのエリアとされ、続く第3列〜第50列がPCM音声信号のエリアとされる。さらに第58列〜第64列が誤り訂正コードのエリアとされると共に、これらの間の第51列〜第57列はBモード音声では独立データエリアとされている。
【0022】
従って上述の多重化回路6においては、この第51列〜第57列のエリアにスクランブルされたキー信号K5 、スイッチ11の切替状態を示すフラグ及び共通情報信号列または個別情報信号列を多重化することができる。なお共通情報信号列及び個別情報信号列は、例えば各フレームに8ビットずつ伝送され、全体は32フレームかけて伝送される。
【0023】
そして上述のようにスクランブルされた映像信号と、スクランブル及び多重化された音声信号が送信回路3に供給され、例えば通信衛星(図示せず)を用いて受信側の装置200に伝送される。
【0024】
そこで受信側の装置200において、まず受信回路21で受信された映像信号がデスクランブル回路22に供給され、上述のラインシャフリングが元に戻されて出力端子23に取出される。また受信回路21で受信された音声信号が分離回路24を通じてデスクランブル回路25に供給され、任意のビット反転等が元に戻されて出力端子26に取出される。
【0025】
さらに分離回路24にて、キー信号K5 に相当する信号が分離され、この信号が減算器(イクスクルーシブオア回路)27に供給されて、任意のビット反転等のデスクランブルが行われる。このデスクランブルによって復元されたキー信号K5 (=SDA)がデスクランブル回路22に供給される。
【0026】
また分離回路24にて上述の共通情報信号列及び個別情報信号列に相当する信号が分離され、この信号が減算器28と、キー信号K1 のメモリ29に供給される。それと共に分離回路24からの信号がヘッダ検出及びタイミング発生回路30に供給され、この発生回路30からの共通情報のヘッダIDが検出された直後のキー信号K1 の期間に相当する信号がメモリ29に供給されて、キー信号K1 がメモリ29に書込まれる。
【0027】
さらにこのメモリ29に書込まれたキー信号K1 がランダム信号発生回路31に初期値として供給されると共に、発生回路30からの共通情報のヘッダIDが検出されたときのキー信号K2 以降の期間、及び個別情報のヘッダIDが検出されたときの加入者番号以降の期間に相当する信号が発生回路31に供給され、この期間に発生されたランダム信号が減算器28に供給される。これによって共通情報信号列のキー信号K2 以降の信号のデスクランブルが行われる。
【0028】
この減算器28からの信号が減算器32と、キー信号K2 のメモリ33に供給される。それと共に発生回路30からの共通情報のヘッダIDが検出された後のキー信号K2 の期間に相当する信号がメモリ33に供給されて、キー信号K2 がメモリ33に書込まれる。そしてこのメモリ33に書込まれたキー信号K2 がランダム信号発生回路34に初期値として供給されると共に、発生回路30からの個別情報のヘッダIDが検出されたときの加入者番号以降の期間に相当する信号が発生回路34に供給され、この期間に発生されたランダム信号が減算器32に供給される。これによって個別情報信号列の加入者番号以降の信号のデスクランブルが行われる。
【0029】
さらに減算器32からの信号がデータラッチ及び誤り訂正の回路(メモリ)35に供給される。一方発生回路30からの信号がメモリ制御回路36に供給され、この制御回路36からの信号が回路35に供給される。これによって、上述のキー信号K3 、K4 、改ざん防止ID、チャンネル番号、加入者番号、改ざん防止ID、各契約者個別情報等のデータがそれぞれ回路35にラッチされる。
【0030】
この回路35にて各情報信号列の末尾の誤り訂正コードを用いてデータの誤り訂正が行われる。そしてこの誤り訂正が終了し、データの誤りが無くなったときにそれを示す信号が制御回路36に供給され、この制御回路36からの信号がメモリ37に供給されて、回路35にラッチされた各データがメモリ37に転送される。これによって各データがメモリ37に書込まれる。
【0031】
そこでこれらのデータに対して、まず加入者番号が発生回路30からの所定のタイミングでオーソライズ回路38に読出される。一方このオーソライズ回路38には受信装置200ごとに独立に設けられたデコーダ識別番号(登録番号)がその記憶手段39から供給され、この識別番号と上述の加入者番号(受信登録番号)とが比較され、これらが一致したときに以降の各契約者個別情報が有効とされて、ここに設けられた契約チャンネル番号等の情報が抽出保存される。
【0032】
そして共通情報信号列中のチャンネル番号と契約チャンネル番号とが一致したときに、デスクランブル動作の承認が行われる。またメモリ37の共通情報信号列のデータと個別情報信号列のデータのそれぞれに設けられた改ざん防止IDが発生回路30からのタイミングで不一致検出回路40に読出され、不一致が検出されたときにメモリ37の内容がリセットされて全チャンネルが未契約の状態となるようにされる。
【0033】
さらに上述のデスクランブル動作の承認が行われたときは、メモリ37からのキー信号K4 、K3 がそれぞれランダム信号発生回路41、42に初期値として供給され、また分離回路24からのフレーム同期信号が検出回路43で検出されて発生回路41、42に供給される。これによって発生されたランダム信号がスイッチ44で選択されてデスクランブル回路25、減算器27に供給されると共に、分離回路24からのスイッチの切替状態を示すフラグ(識別信号)が切替信号発生回路45に供給され、この発生回路45からの信号でスイッチ44の切替が制御される。
【0034】
このようにして受信された映像信号及びPCM音声信号のデスクランブルが行われる。
【0035】
そしてさらにこの装置においては、送信側でキー信号K3 、K4 によるランダム信号が切替られてスクランブルが行われると共に、この切替を示すフラグ(識別信号)がキー信号K3 、K4 等と共に送信される。一方受信側では、キー信号K3 、K4 が検出されてランダム信号が発生されると共に、切替を示すフラグが検出され、このフラグに応じてランダム信号が切替られ、これによって信号のデスクランブルが行われる。
【0036】
すなわち上述の装置において、異なる初期値によるM系列信号が切替えて用いられることによって、M系列によるランダム信号の周期性が除かれ、その解読が極めて困難にされる。一方正規の装置ではキー信号K3 、K4 と識別信号が送付されることによってデスクランブルを極めて容易に行うことができる。
【0037】
なお識別信号(フラグ)は例えば1ビットのデータであるので、上述の共通情報及び個別情報のフォーマット以外の任意のデータエリアで伝送することができ、常時伝送を行うことによって極めて良好な切替を行うことができる。またキー信号K3 、K4 はスイッチ11、44で選択されていない期間に順次変更されることによって、無断解読が一層困難になるようにすることができるものである。
【0038】
こうして上述の受信装置によれば、複数のデータの一つを用いてスクランブルした信号と、複数のデータと、スクランブルに用いられたデータの識別信号を送付することによって、盗視聴を困難にすると共に、正規の受信装置では正常な受信を容易に行うことができる。
【0039】
すなわち上述の装置によれば、複数のデータとスクランブルに用いられたデータの識別信号とが送付されるので、これらを総て解読して盗視聴を行うことが極めて困難になる一方、正規の受信は容易に行うことができ、簡単な構成で良好なスクランブル信号の送信及び受信を行うことができるものである。
【0040】
これによって、従来の装置では、初期値のデータを常時伝送することはできず、伝送された初期値データの切替を同期して行うことも容易ではなく、複雑な構成が必要になるなどの問題が生じていたものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【0041】
なお上述の装置において、デスクランブルの承認を個別情報信号列をデスクランブルするデータが検出されるまで禁止することによって誤動作の発生を良好に防止している。またキー信号K1 でスクランブルされた情報の中に個別情報信号列のスクランブルのキー信号K2 を設けることによって個別情報信号列の機密性を極めて高くしている。
【0042】
さらに改ざん防止IDを設けることによって盗視聴を良好に禁止している。またデスクランブルされたデータを一旦ラッチし、誤りが無いときのみメモリに転送することによって誤動作のおそれを大幅に減少させている。
【0043】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【0044】
【発明の効果】
この発明によれば、複数のデータとスクランブルに用いられたデータの識別信号とが送付されるので、これらを総て解読して盗視聴を行うことが極めて困難になる一方、正規の受信は容易に行うことができ、簡単な構成で良好なスクランブル信号の送信及び受信を行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスクランブル信号の受信装置を含む全体のシステムの一例の構成図である。
【図2】伝送される情報信号列のフォーマットを示す線図である。
【図3】PCM音声信号のビットインターリーブマトリクスを示す線図である。
【符号の説明】
1,4…入力端子、2,5…スクランブル回路、3…送信回路、6,20…多重化回路、7…キー信号発生回路、8,15,16,18…加算器、9,10,17,19,31,34,41,42…ランダム信号発生回路、11,44…スイッチ、12,45…切替信号発生回路、13…情報データ発生回路、14…情報信号列形成回路、21…受信回路、22,25…デスクランブル回路、23,26…出力端子、24…分離回路、27,28,32…減算器、29,33,37…メモリ、30…ヘッダ検出及びタイミング発生回路、35…データラッチ及び誤り訂正回路、36…メモリ制御回路、38…オーソライズ回路、39…識別番号の記憶手段、40…不一致検出回路、43…同期検出回路、100…送信装置、200…受信装置
Claims (2)
- 第 1 の鍵の初期値と、第2の鍵の初期値と、上記第 1 の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵いずれか一方が識別信号により選択され、該選択された第1の鍵または第2の鍵に基づいて暗号化された第3の鍵と、上記第3の鍵の暗号化が上記第1の鍵または第2の鍵のいずれに基づいているかを示す上記識別信号と、が多重化されたスクランブル信号を受信する受信装置であって、
上記スクランブル信号を受信する受信手段と、
上記受信されたスクランブル信号から上記第1の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値、上記暗号化された第3の鍵、及び上記識別信号と、を抽出する抽出手段と、
上記抽出された識別信号に基づいて、上記第1の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値及び上記ランダム信号発生器を用いて発生された上記第1の鍵または第2の鍵を選択する選択手段と、
上記選択された第1の鍵または第2の鍵を用いて上記受信した暗号化された第3の鍵を復号する復号手段と、
を備え、
上記第 1 の鍵の初期値または上記第2の鍵の初期値は、上記第1の鍵または第2の鍵が上記識別信号により選択されていないときに、その値が変更されることを特徴とする受信装置。 - 第 1 の鍵の初期値と、第2の鍵の初期値と、上記第 1 の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値及びランダム信号発生器を用いて発生された第1の鍵または第2の鍵いずれか一方が識別信号により選択され、該選択された第1の鍵または第2の鍵に基づいて暗号化された第3の鍵と、上記第3の鍵に基づいて暗号化された信号と、上記第3の鍵の暗号化が上記第1の鍵または第2の鍵のいずれに基づいているかを示す識別信号と、が多重化されたスクランブル信号を受信する受信装置であって、
上記スクランブル信号を受信する受信手段と、
上記受信されたスクランブル信号から、上記暗号化された信号と、上記第1の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値、上記暗号化された第3の鍵、及び上記識別信号と、を抽出する抽出手段と、
上記抽出された識別信号に基づいて、上記第1の鍵の初期値、上記第2の鍵の初期値及び上記ランダム信号発生器を用いて発生された上記第1の鍵または第2の鍵を選択する選択手段と、
上記選択された第1の鍵または第2の鍵を用いて上記受信した暗号化された第3の鍵を復号する復号手段と、
上記復号された第3の鍵を用いて上記受信した暗号化された信号を復号する復号手段と、
を備え、
上記第 1 の鍵の初期値または上記第2の鍵の初期値は、上記第1の鍵または第2の鍵が上記識別信号により選択されていないときに、その値が変更されることを特徴とする受信装置。
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