JP4283699B2

JP4283699B2 - コンテンツ転送制御装置、コンテンツ配信装置およびコンテンツ受信装置

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Publication number: JP4283699B2
Application number: JP2004036008A
Authority: JP
Inventors: 東海森野; 裕孝岡山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: JP2005228028A; US7734913B2; US20050216730A1

Description

本発明は、コンテンツを配信する技術に関し、特にコンテンツを配信する範囲を限定するためのルーティング制御を行うコンテンツ転送制御装置、コンテンツを配信する装置およびコンテンツを受信する装置に関するものである。

インターネットや衛星放送などの通信手段によって、映画や音楽といったコンテンツを配信するサービスが提案されている。このようなサービスで扱われるデータはデジタル化されており、複製が容易であるため、コンテンツの著作権を保護することが重要である。そのための手段のひとつとして、コンテンツを暗号化して配信する方法が提案されている。これは例えば公開鍵暗号方式などにより、コンテンツを暗号化し、それと同時に暗号化されたコンテンツを復号するための復号鍵を作成する。暗号化されたコンテンツは対応する復号鍵がなければ再生できないため、復号鍵とその利用条件を対としたライセンスを管理することによってコンテンツの不正使用を防ぎ、コンテンツ著作者らの権利を保護できる。

またインターネットを利用してコンテンツを配信するとき、コンテンツは複数のネットワークを経由して配信される。各ネットワークは、ルータと呼ばれるデータの転送を制御する装置を介して接続され、コンテンツを配信した装置から複数のルータとネットワークを介して受信端末に配信される。このようにインターネットによってコンテンツが配信されるが、その一方で、ユーザがデジタル放送されるコンテンツなどを録画して不特定多数の人にそのコンテンツを配信することも可能となる。そこでコンテンツを正当に購入したユーザのみにその利用を限定したいといった要求がコンテンツホルダーなどからあがってきている。

例えば不特定多数の人へのコンテンツの配信を防止するために、コンテンツがルータを通過する回数を制限することが提案されている（非特許文献１参照）。以下図２を用いて提案システムの動作について説明する。配信元ネットワーク１に接続された配信元端末１０から配信先ネットワーク２に接続された配信先端末３０にコンテンツを配信するケースを考える。まず配信元端末１０の機器認証制御部１３は、配信先端末３０が正当な機器かどうかを確認し、コンテンツを暗号化するための鍵を生成するための情報を配信先端末３０と交換し、両者で暗号鍵を共有する。また必要であれば配信先端末３０は、配信元端末１０が正当な機器であるか否かを確認する。正当な機器であると確認されると実際にコンテンツの配信が始まる。ここで正当な機器でないと判断されるとコンテンツの配信は行われない。

コンテンツを配信する場合には、コンテンツ暗号部１４は、共有したコンテンツを暗号化するための鍵を生成するための情報を用いてコンテンツを暗号化する鍵を生成し、この暗号鍵を用いて配信するコンテンツを暗号化し、ネットワーク上の配信先アドレスやポート、配信元アドレスやポート、ルータを通過する最大の回数(以下ＴＴＬ：ＴｉｍｅｔｏＬｉｖｅとする)などをヘッダに設定したパケットを作成し、配信制御部１１を介して暗号化コンテンツを配信元ネットワーク１に送出する。ルータ２０は、このパケットの配信先アドレスを参照し、このアドレスが配信先ネットワーク２で管理しているアドレスであると検知し、このパケットを配信先ネットワーク２に送出する。配信先端末３０は、パケットが自分宛のアドレスのものであると確認するとそのパケットを受信し、コンテンツを暗号化するための共有の鍵を生成するための情報を用いてコンテンツを暗号化する鍵を生成し、この鍵を用いて暗号化コンテンツを復号してコンテンツを利用する。

以下ルータ２０での動作を詳細に説明する。ルータ２０は、配信元端末１０から送出されたパケットを受信すると、ルーティング制御部２１は、ルーティングテーブル２２を参照してそのパケットのヘッダに格納されている配信先アドレス、ポートや配信元アドレス、ポートをもつパケットの転送が許可されているかどうか、または禁止されているかどうかを判定する。転送が許可されている場合には、ヘッダに設定してあるＴＴＬに格納された数から“１”を減算してＴＴＬを更新し、そのルータを通過したことを示す。ここでＴＴＬの数を“１”減算した結果、“０”になった場合は、パケットの転送が許可されている場合でもそのパケットの通過を行わず、その旨を配信元端末１０に通知する。ＴＴＬの数を“１”減算して“０”より大きい場合には、ルーティング制御部２１はそのパケットを配信先ネットワーク２に転送する。またルーティングテーブル２２でそのパケットの転送が禁止されている場合には、そのパケットは配信先ネットワーク２に転送されない。

配信元端末１０のパケット生成部１２がＴＴＬに設定する値を制限することによってコンテンツを配信するネットワークを限定でき、コンテンツの不特定多数への配信を防止することができる。また非特許文献１は、ＴＴＬを“３”以下にするように決めている。つまり通過することのできるルータの数は２つまでに限定される。

上記のようなコンテンツ配信方式においては、配信元端末１０やルータ２０によってＴＴＬを管理する方法が重要となる。

ＤＴＣＰ巻１、追補Ｅ、「ＤＴＣＰからＩＰへのマッピング」（インフォメーショナル・バージョン）、ドラフト・リビジョン０．９、２００３年９月１２日：ＤＴＣＰＶｏｌｕｍｅ１ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＥＭａｐｐｉｎｇＤＴＣＰｔｏＩＰ（ＩｎｆｏｍａｔｉｏｎａｌＶｅｒｓｉｏｎ）ＤＲＡＦＴＲｅｖｉｓｉｏｎ０．９Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１２、２００３（第１８頁、Ｖ１ＳＥ．６．２）

上記従来技術によれば、配信元端末と配信先端末が正当な機器であってもネットワーク間の接続を行うルータが不正にＴＴＬを変更して大きな値を設定しまうと、インターネットに接続された機器であればどの配信先端末でもコンテンツを受信することができてしまい、不特定多数へのコンテンツの配信が可能となる。ルータが専用機器として製造されている場合はその変更を行うのは比較的困難であるが、一般のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で汎用ＯＳを搭載する場合には比較的容易にその変更が可能になる。例えばルータは、配信元アドレスがプライベートアドレスの場合、パケットのヘッダに含まれる配信元アドレスをグローバルなアドレスに変更する。このようにルータは、ヘッダに含まれる情報を変更することが可能である。つまりコンテンツが共有された情報を基にして暗号化され安全に配信されても、パケットのヘッダの情報を変更することによって不特定多数へのコンテンツの配信が可能になってしまい、ＴＴＬによってルータの通過回数を制限する意味はなくなる。

本発明の目的は、パケットのヘッダの不正な変更を検知する手段を持つコンテンツ転送制御装置を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、このコンテンツ転送制御装置を認証し、不特定多数へのコンテンツ配信を防止するコンテンツ配信端末装置およびコンテンツ受信端末装置を提供することにある。

本発明のコンテンツ転送制御装置は、コンテンツの転送可能回数と認証コード鍵とから作成した認証コードが転送元から受信した認証コードと一致するか否か検証し、両者が一致するとき転送可能回数を更新し、更新後の転送可能回数と認証コード鍵とから新しい認証コードを生成し、更新後の転送可能回数と新しい認証コードとをコンテンツの配信先に向けて転送する。

本発明のコンテンツ配信装置は、転送可能回数と認証コード鍵とから認証コードを生成し、この転送可能回数と生成した認証コードとをコンテンツの配信先に向けて転送する。

また本発明のコンテンツ受信装置は、コンテンツの転送可能回数と認証コード鍵とから作成した認証コードが転送元から受信した認証コードと一致するか否か検証し、両者が不一致のとき受信したパケットを破棄する。

本発明によれば、パケットにコンテンツの転送可能回数とともにその認証コードを設定するので、コンテンツ転送中の転送可能回数の改竄を防止することができる。

以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施例１のコンテンツ配信システムの構成を示す図である。図１において、１０１はコンテンツを配信する端末が接続される配信元ネットワークである。１０２はコンテンツを受信する端末が接続される配信先ネットワーク、１１０はコンテンツを配信する配信元端末である。１１１はコンテンツの送出を制御する配信制御部、１１２はネットワークに送出するパケットを生成するパケット生成部、１１３は配信先端末の機器を認証する機器認証制御部、１１４は配信するコンテンツを暗号化するコンテンツ暗号化部、１１５は配信するコンテンツである。１１６はヘッダに含まれるＴＴＬの認証コードを生成するための情報である認証コード鍵である。コンテンツ１１５および認証コード鍵１１６は、記憶装置に格納される。１２０はネットワーク間の接続を行うルータである。１２１はネットワーク間の転送を制御するルーティング制御部、１２２はネットワーク間のデータの転送を許可したり禁止するための規則を格納するルーティングテーブル、１２３は認証コードを生成したり検証する認証コード検証、生成部である。もちろん認証コード検証、生成部１２３を認証コード検証部と認証コード生成部のように分離してもよい。１２４はヘッダに含まれるＴＴＬの認証コードを生成するための情報である認証コード鍵である。ルーティングテーブル１２２および認証コード鍵１２４は、記憶装置に格納される。１３０はコンテンツを受信する配信先端末である。以下、各構成要素に付されたこの符号を用いて説明する。

まず配信先端末１３０から配信元端末１１０にコンテンツの配信要求があると、機器認証制御部１１３は配信先端末１３０を認証する。このとき必要があれば、配信先端末１３０は配信元端末１１０を認証する。この認証が正常に行われなかった場合は、それ以上の処理はせず、コンテンツの配信は行われない。端末が正常に認証された場合は、機器認証制御部１１３は、配信先端末１３０と配信元端末１１０との間でコンテンツを暗号化するための鍵を生成する情報を共有する。

コンテンツを配信するとき、コンテンツ暗号化部１１４は、コンテンツを暗号化するための鍵を生成する情報を用いてコンテンツを暗号化するコンテンツ鍵を生成し、要求されたコンテンツ１１５を読み出し、コンテンツ鍵を用いてそのコンテンツを暗号化する。

次にパケット生成部１１２は、コンテンツをネットワークに送出するためにヘッダを生成し、パケットを生成する。ここでヘッダには配信先端末のアドレス、ポート、配信元端末のアドレス、ポートおよび通過できるルータの数を指定するＴＴＬなどが含まれる。またＴＴＬが改ざんされた場合に検出できるように認証コード鍵１１６を用いてＴＴＬに関する認証コードを生成しヘッダに追加する。ヘッダの形式の詳細については後述する。認証コードの生成は、例えばＴＴＬの値と認証コード鍵１１６を結合したデータに一方向関数（ハッシュ（Ｈａｓｈ）関数）を用いることによって生成される。この場合、ハッシュ関数のアルゴリズムがわかっても認証コード鍵がわからなければ認証コードを生成することができない。

パケットが生成されると、配信制御部１１１は、暗号化コンテンツを含んだパケットを配信元ネットワークに送出する。ここで配信先端末１３０が配信元ネットワーク１０１に接続されていないので、配信制御部１１１は、ルータ１２０に向けてこのパケットを送出する。

ルータ１２０が配信元端末１１０から送出されたパケットを受信すると、まずルーティング制御部１２１は、パケットのヘッダに含まれる配信先アドレス、ポートと配信元アドレス、ポートを抜き出し、ルーティングテーブル１２２を参照してこのパケットの転送が許可されているか、あるいは禁止されていないかを確認する。ここで転送が許可されていない場合はパケットの転送は行われずパケットは破棄される。転送が許可されていて、禁止もされていない場合には、認証コード検証、生成部１２３は、ＴＴＬの値を検証する。認証コード検証、生成部１２３は、ＴＴＬの値とＴＴＬの認証コードをヘッダから抜き出し、まずＴＴＬと認証コード鍵１２４にハッシュ関数を適用して認証コードを生成し、パケットヘッダから抜き出したＴＴＬ認証コードと比較して同一の値であるかどうかを検証する。ここでルータ１２０と配信元端末１１０で保持する認証コード鍵を同じ値にしておくと、比較した結果が同一であればＴＴＬの値は改竄されていないことが確認できる。従って比較した結果が相違していれば、ＴＴＬが改ざんされた可能性があるので、認証コード検証、生成部１２３は、送られてきたパケットを破棄して転送を行わない。

比較した結果が同一であったとき、ＴＴＬの値を“１”減算して、減算した結果“０”になった場合には、コンテンツがそれ以上ルータを通過することができないため、認証コード検証、生成部１２３は、パケットを破棄し、配信元端末１１０に破棄したことを通知する。減算したあとのＴＴＬが“１”以上であれば、認証コード検証、生成部１２３は、減算したあとのＴＴＬと認証コード鍵１２４にハッシュ関数を適用して新たにＴＴＬ認証コードを生成し、パケットのヘッダのＴＴＬとパケット内のＴＴＬ認証コードを変更する。ルーティング制御部１２１は、変更されたＴＴＬと認証コードをもつパケットを配信先ネットワーク１０２に送出する。ルーティング制御部１２１が実際に変更されたＴＴＬと認証コードをパケットに設定してもよい。

配信先ネットワーク１０２にパケットが送出されると、配信先端末１３０でパケットを受信する。パケットを受信した配信先端末１３０は、機器認証により共有されたコンテンツを暗号化する鍵を生成するための情報をもとにコンテンツ鍵を生成し、このコンテンツ鍵を用いてパケットに含まれる暗号化コンテンツを復号してコンテンツを利用する。

配信元端末１１０、ルータ１２０及び配信先端末１３０は、それぞれの機能をもつ専用の機器でもよい。配信元端末１１０及びルータ１２０は、各々ＣＰＵとメモリをもち、処理部の構成要素は、メモリにロードされ、ＣＰＵによって実行されるプログラムとして実現される。配信元端末１１０、ルータ１２０及び配信先端末１３０をＰＣのような汎用の情報処理装置によって実現することも可能である。

次に図３、図４、図５、図６及び図７を用いてネットワークに送出するパケットの構成と本発明の特徴であるＴＴＬの認証データの付加について説明する。

図３は、配信元端末１１０がネットワークに送出するパケットであり、ＵＤＰ／ＩＰのプロトコルで送出する場合の例である。２０１はＩＰヘッダであり、２０２はＵＤＰヘッダであり、２０３は暗号化されたコンテンツを含むデータである。

図４は、ＩＰヘッダの詳細構成を示す図である。２１１はＩＰパケットのバージョンを示すバージョンで、２１２はヘッダの長さを示すヘッダ長で、２１３は優先度やサービスの種別を示すサービスタイプで、２１４はＩＰパケットの長さを示すパケット長である。２１５はパケットを分割した場合に再結合させるために用いる識別子で、２１６は分割の禁止や分割の継続を示すフラグで、２１７は分割されたデータのオフセットを示すフラグメントオフセットである。２１８はパケットの生存期間を示すＴＴＬで、２１９はデータのプロトコルの種別を示すプロトコルで、２２０はヘッダのチェックサムを示すヘッダチェックサムである。２２１は配信元アドレスであり、２２２は配信先アドレスである。２２３はルーティングの情報やその他のオプションのデータを格納するオプションで、２２４はオプションが可変長であるので4バイトのアライメントに調整するためのパディングである。

図５は、ＵＤＰヘッダの詳細を示した図である。２３１は配信元のポートを示す配信元ポートで、２３２は配信先のポートを示す配信先ポートである。２３３はＵＤＰパケットの長さを示す長さで、２３４はデータのチェックサムをしめすチェックサムである。

ここでＴＴＬは、本来パケットの存在時間を示す値であるが、現実には正確な時間予測が困難なことや、パケットを転送する時間が１秒以下であれば“１”を減算することになっておりほとんどの場合はパケットを転送する時間はごく短いので、単純にＴＴＬから“１”を引く減算処理を行っている。従って作成又は更新後のＴＴＬは、配信元端末１１０又はルータ１２０がネットワークを介して他のルータ又は配信先端末１３０に転送可能な回数を意味する。ルータ又は配信先端末１３０が受信するＴＴＬは、ネットワークを介して転送元の配信元端末１１０又は他のルータが作成又は更新した転送可能回数である。なおＴＴＬの用語の代わりに「ホップ数」ということもあるが、ＴＴＬと同じ意味である。

図６は、本発明の特徴であるＴＴＬの認証コードを図４で示すオプション２２３に格納した場合の例を示す図である。２４１はＴＴＬの認証コードを識別するための認証コード識別子で、２４２はＴＴＬ認証コードの長さを示すデータ長で、２４３はＴＴＬと認証コード鍵を用いて生成したＴＴＬ認証コードである。２２４はルーティング情報などその他のオプションのデータであるオプションデータである。ここで認証コード識別子２４１を他のオプションの識別子と区別できるように一意に決め、更にデータ長２４２で長さを示すことによって次のオプションの始まりが特定できるので、ＴＴＬ認証コードを格納しても他のオプションも問題なく使用できる。

図７は、図３のデータ２０３にＴＴＬ認証情報を格納する場合の例を示す図である。認証コード識別子２４１、データ長２４２およびＴＴＬ認証コード２４３は、図６について説明した通りである。２４５は暗号化されたコンテンツを含むデータである。この場合は、データ２０３に格納されるデータの形式は決められていないため、例えば図４の配信元アドレス２２１と図５の配信元ポート２３１と関連付け、このアドレス、ポートで送出されるデータにはＴＴＬ認証コードが付加されていると予め決めておく必要がある。この関連付けは、特定のポートに固定して関連付けしたり、アプリケーションレベルで関連付けしてもよい。この様に関連付けすれば図６について説明したように認証コード識別子２４１でＴＴＬ認証コード２４３が格納されていること、データ長２４２でどの位置から暗号化されたコンテンツのデータ２４５が格納されているかを特定できる。

上記のように構成することによって、ネットワーク間を接続するルータでＴＴＬとＴＴＬに関する認証コードを検証するため、不正にＴＴＬを改竄することが困難になり、コンテンツを配信する範囲を適切に制限し、不特定多数へのコンテンツの配信を防止することが可能になる。またこの構成においては、認証コードを生成するために必要な認証コード鍵やハッシュ関数のアルゴリズムは秘匿情報としなければならない。そのため正当な動作をするルータや配信元端末にのみ実装されるべきであり、更にこれらの情報は簡単にユーザに解析されないように管理されなければならない。

図８は、実施例２のコンテンツ配信システムの構成例を示す図である。図８において、１０１はコンテンツを配信する端末が接続される配信元ネットワーク、１０２はコンテンツを受信する端末が接続される配信先ネットワークである。１１０はコンテンツを配信する配信元端末である。１１１はコンテンツの送出を制御する配信制御部、１１２はネットワークに送出するパケットを生成するパケット生成部、１１３は配信先端末の機器を認証する機器認証制御部、１１４は配信するコンテンツを暗号化するコンテンツ暗号化部、１１５は配信するコンテンツである。１１７はＴＴＬの認証コードを格納しておく認証コード鍵格納領域である。認証コード鍵格納領域１１７は、記憶装置上に設けられる。１１８は暗号化コンテンツを配信するときに経由するルータまたは暗号化コンテンツを受信する端末を認証する端末、ルータ認証部である。１２０はネットワーク間の接続を行うルータである。１２１はネットワーク間の転送を制御するルーティング制御部、１２２はネットワーク間のデータの転送を許可したり禁止するための規則を格納するルーティングテーブル、１２３は認証コードを生成したり検証する認証コード検証、生成部である。１２５はヘッダに含まれるＴＴＬの認証コードを生成するための情報である認証コード鍵を複数格納する認証コード鍵テーブルである。認証コード鍵テーブル１２５は、記憶装置に格納される。１２６は暗号化コンテンツを転送するときに経由するルータまたは暗号化コンテンツを受信する端末を認証する端末、ルータ認証部である。１３０はコンテンツを受信する配信先端末である。以下、各構成要素に付されたこの符号を用いて説明する。

まず配信先端末１３０から配信元端末１１０にコンテンツの配信要求があると、配信元端末１１０は、配信先端末１３０までの経路を調べルータが存在するかどうかを検出する。図８のようにルータ１２０が経路に存在する場合は、少なくとも端末、ルータ認証部１１８は、コンテンツを転送するルータ１２０を認証する。またこのときルータ１２０との配信元端末の間で相互認証を行なってもよい。実際にこの認証を行うのは、配信元端末１１０の端末、ルータ認証部１１８とルータ１２０の端末、ルータ認証部１２６である。

端末、ルータ認証部１１８と端末、ルータ認証部１２６の間で認証が正常に終わると互いに、認証コード鍵を安全に交換するときに使用する交換鍵が共有される。詳細については後述する。そして端末、ルータ認証部１１８は、乱数などを用いて認証コード鍵を生成し認証コード鍵格納領域１１７に格納する。次にこの交換鍵を用いて認証コード鍵を暗号化して、コンテンツを送出する配信元端末のアドレス、ポートと配信先端末のアドレス、ポートの情報と共にルータ１２０の端末、ルータ認証部１２６に送出する。端末、ルータ認証部１２６は、暗号化された認証コード鍵を共有する交換鍵を用いて復号し、認証コード鍵と配信元アドレス、ポートと配信先アドレス、ポートを関連付けて認証コード鍵テーブル１２５に格納する。このようにしてコンテンツを配信する経路にあるルータ１２０と配信元端末１１０で認証コード鍵を共有することができる。

次に機器認証制御部１１３は、配信先端末１３０を認証する。このとき必要があれば、配信先端末１３０は配信元端末１１０を認証する。この認証が正常に行われなかった場合は、それ以上の処理はせず、コンテンツの配信は行われない。端末が正常に認証された場合は、機器認証制御部１１３は、配信先端末１３０と配信元端末１１０との間でコンテンツを暗号化するための鍵を生成する情報を共有する。

次にパケット生成部１１２は、コンテンツをネットワークに送出するためにヘッダを生成し、パケットを生成する。ここでヘッダには配信先端末のアドレス、ポート、配信元端末のアドレス、ポートおよび通過できるルータの数を指定するＴＴＬなどが含まれる。またＴＴＬが改ざんされた場合に検出できるように認証コード鍵領域１１７に格納された認証コード鍵を用いてＴＴＬに関する認証コードを生成しヘッダに追加する。

ルータ１２０が配信元端末１１０から送出されたパケットを受信すると、まずルーティング制御部１２１は、パケットのヘッダに含まれる配信先アドレス、ポートと配信元アドレス、ポートを抜き出し、ルーティングテーブル１２２を参照してこのパケットの転送が許可されているか、あるいは禁止されていないかを確認する。ここで転送が許可されていない場合はパケットの転送は行われずパケットは破棄される。転送が許可されていて、禁止もされていない場合には、認証コード検証、生成部１２３は、ＴＴＬの値を検証する。認証コード検証、生成部１２３は、ＴＴＬの値とＴＴＬの認証コードをヘッダから抜き出し、まずＴＴＬと配信元アドレス、ポートと配信先アドレス、ポートに関連付けされた、認証コード鍵テーブル１２５に格納してある認証コード鍵を読み出し、ハッシュ関数を用いて認証コードを生成し、パケットヘッダから抜き出したＴＴＬ認証コードと比較して同一の値であるかどうかを検証する。

比較した結果が同一であったとき、ＴＴＬの値を“１”減算して、減算した結果“０”になった場合には、コンテンツがそれ以上ルータを通過することができないため、認証コード検証、生成部１２３は、パケットを破棄し、配信元端末１１０に破棄したことを通知する。減算したあとのＴＴＬが“１”以上であれば、認証コード検証、生成部１２３は、減算したあとのＴＴＬと認証コード鍵にハッシュ関数を適用して新たにＴＴＬ認証コードを生成し、パケット内のＴＴＬとＴＴＬ認証コードを変更する。ルーティング制御部１２１は、変更されたＴＴＬとＴＴＬ認証コードをもつパケットを配信先ネットワーク１０２に送出する。ルーティング制御部１２１が実際にパケットにＴＴＬとＴＴＬ認証コードを設定してもよい。

配信先ネットワーク１０２にパケットが送出されると、配信先端末１３０は、このパケットを受信する。パケットを受信した配信先端末１３０は、機器認証により共有されたコンテンツを暗号化する鍵を生成するための情報をもとにコンテンツ鍵を生成し、このコンテンツ鍵を用いてパケットに含まれる暗号化コンテンツを復号してコンテンツを利用する。

このように構成することによって、認証コード鍵が固定の場合にＴＴＬの値で固定の認証コードが生成される場合と比べ、認証コード鍵を認証するごとに変えることができるので、ＴＴＬ認証コードがＴＴＬの値で固定になることなく認証ごとに変化して、より改竄されるのを防ぐことが可能になる。

次に図９を用いて認証コード鍵テーブル１２５の詳細構成について説明する。図９において、１５１はコンテンツの配信元のアドレスを示す配信元ＩＰアドレスで、１５２はコンテンツの配信元のポートを示す配信元ポートで、１５３はコンテンツの配信先のアドレスを示す配信先ＩＰアドレスで、１５４はコンテンツの配信先のポートを示す配信先ポートである。１５５は認証コード鍵である。図９に示すように、認証コード鍵１５５は、配信元と配信先のコネクションを識別する情報と関連付けて格納される。この例のコネクションを識別する情報は、配信元ＩＰアドレス１５１、配信元ポート１５２、配信先ＩＰアドレス１５３および配信先ポート１５４である。このように管理することによってルータ１２０は、コンテンツのパケットを受信したときそのパケットのヘッダに含まれる配信元アドレス、ポート、配信先アドレス、ポートを調べ、認証コード鍵テーブル１２５にこれらに該当する認証コード鍵が存在するかどうかを確認してあれば、対応する認証コード鍵を用いて認証コードを検証したりＴＴＬを変化させたときに認証コードを生成することが可能になる。

次に図１０を用いてルータ、配信元端末間のＴＴＬに関する認証の一例について説明する。ここでＫｏは認証データを検証するときに用いる認証局の公開鍵で、Ｋ１ｏは配信元端末で管理する公開鍵方式の公開鍵で、Ｋ１ｐは配信元端末で管理する公開鍵方式の秘密鍵で、Ｋ２ｏはルータで管理する公開鍵方式の公開鍵で、Ｋ２ｐはルータで管理する公開鍵方式の秘密鍵である。

まず認証を開始するとき配信元端末１１０の端末、ルータ認証部１１８は、自身の認証データである端末認証データと公開鍵Ｋ１ｏをルータ１２０の端末、ルータ認証部１２６に送信する（ステップＴ００１）。これを受けてルータ１２０は、この端末認証データを認証局の公開鍵Ｋｏを用いて認証し、配信元端末１１０の認証を行う（Ｔ００２）。そしてルータ１２０は、乱数Ｎ２を生成し、配信元端末１１０の公開鍵Ｋ１ｏを用いて暗号化する(Ｔ００３)。これらが終わると、ルータ１２０は、自身の認証データであるルータ認証データと公開鍵Ｋ２ｏと暗号化した乱数Ｎ２を配信元端末１１０に送信する（Ｔ００４）。Ｅ（Ｋ１ｏ，Ｎ２）は、公開鍵Ｋ１ｏを用いて暗号化された乱数Ｎ２を意味する。

これを受けて配信元端末１１０は、ルータ認証データを認証局の公開鍵Ｋｏを用いて認証し、ルータ１２０の認証を行う（Ｔ００５）。そして暗号化された乱数Ｎ２を配信元端末１１０の秘密鍵Ｋ１ｐを用いて復号する（Ｔ００６）。そして乱数Ｎ１を生成して、配信元端末１１０の公開鍵Ｋ１ｏを用いて暗号化する（Ｔ００７）。これらが終わると、配信元端末１１０は、暗号化した乱数Ｎ１をルータ１２０に送信する（Ｔ００８）。

これを受けてルータ１２０は、配信元端末１１０の公開鍵Ｋ１ｏを用いて乱数Ｎ１を復号化する（Ｔ００９）。ここまでの処理が終了すると、ルータ１２０と配信元端末１１０の間で乱数Ｎ１とＮ２が共有される。そしてこれらの乱数を引数としてルータ１２０と配信元端末で共有しているアルゴリズムを用いて認証コード鍵を転送するときの暗号に用いる交換鍵Ｋａｕｔｈを生成する（Ｔ０１０、Ｔ０１１）。次に配信元端末１１０は、乱数などを用いて認証コード鍵を生成する（Ｔ０１２）。そして配信元端末１１０は、交換鍵Ｋａｕｔｈを用いて認証コード鍵を暗号化して、配信元アドレス、ポートと配信先アドレス、ポートとともにルータ１２０に送信する（Ｔ０１３）。これを受けてルータ１２０は、交換鍵Ｋａｕｔｈを用いて認証コード鍵を復号する（Ｔ０１４）。

このように認証コード鍵は、暗号化されて転送され、この暗号に使われる交換鍵は、各々が生成した乱数により生成さるので、コネクションごとに毎回異なる交換鍵が生成され、この交換鍵はルータと配信元端末しか知りえず、外部から信号を観測するだけでは、認証コード鍵を知ることは困難である。

図１１は、複数のルータを経由するときのシステム構成の一例を示す図である。図１１において、１４０はネットワーク１０２，１０３間の接続を行うルータである。１４１はネットワーク間の転送を制御するルーティング制御部、１４２はネットワーク間のデータの転送を許可したり禁止するための規則を格納するルーティングテーブル、１４３は認証コードを生成したり検証する認証コード検証、生成部である。１４５はヘッダに含まれるＴＴＬの認証コードを生成するための情報である認証コード鍵を複数格納する認証コード鍵テーブルである。認証コード鍵テーブル１４５は、記憶装置に格納される。１４６は暗号化コンテンツを転送するときに経由するルータまたは暗号化コンテンツを受信する端末を認証する端末、ルータ認証部である。１０３はルータ間を接続するルータ１２０，１４０間のネットワークである。

まず配信先端末１３０から配信元端末１１０にコンテンツの配信要求があると、配信元端末１１０は、配信先端末１３０までの経路を調べルータが存在するかどうかを検出する。図１１のようにルータ１２０、ルータ１４０が経路に存在する場合は、まずルータ１２０との間で認証を行う。

端末、ルータ認証部１１８と端末、ルータ認証部１２６の間で認証が正常に終わると互いに、認証コード鍵を安全に交換するときに使用する交換鍵が共有される。そして端末、ルータ認証部１１８は、乱数などを用いて認証コード鍵を生成し、認証コード鍵格納領域１１７に格納する。次にこの交換鍵を用いて認証コード鍵を暗号化して、コンテンツを送出する配信元端末のアドレス、ポートと配信先端末のアドレス、ポートの情報と共にルータ１２０の端末、ルータ認証部１２６に送出する。端末、ルータ認証部１２６は、暗号化された認証コード鍵を共有する交換鍵を用いて復号し、認証コード鍵と配信元アドレス、ポートと配信先アドレス、ポートを関連付けて認証コード鍵テーブル１２５に格納する。

次にルータ１２０は、認証コード鍵テーブル１２５に格納された配信先アドレスを用いてルータ１２０が接続されるルータ間ネットワーク１０３にこのアドレスを持つ配信先端末が存在するかどうかをしらべる。図１１の場合は配信先端末１３０がネットワーク１０３に接続されていないため、ルータ１２０とルータ１４０の間で上述したと同様にルータ間で認証を行う。そしてルータ１２０は、認証コード鍵テーブル１２５に格納されたテーブルの該当する認証コード鍵を共有する交換鍵で暗号化して配信元端末のアドレス、ポートと配信先端末のアドレス、ポートの情報と共にルータ１４０に送出する（Ｔ０１３相当）。端末、ルータ認証部１４６は、暗号化された認証コード鍵を共有する交換鍵を用いて復号し（Ｔ０１４相当）、認証コード鍵テーブル１４５に認証コード鍵と配信元アドレス、ポートと配信先アドレス、ポートを関連付けて格納する。このようにしてコンテンツを配信する経路にある複数のルータと配信元端末で認証コード鍵を共有することができる。

比較した結果が同一であったとき、ＴＴＬの値を“１”減算して、減算した結果“０”になった場合には、コンテンツがそれ以上ルータを通過することができないため、認証コード検証、生成部１２３は、パケットを破棄し、配信元端末１１０に破棄したことを通知する。減算したあとのＴＴＬが“１”以上であれば、認証コード検証、生成部１２３は、減算したあとのＴＴＬと認証コード鍵にハッシュ関数を適用して新たにＴＴＬ認証コードを生成し、パケット内のＴＴＬとＴＴＬ認証コードを変更する。ルーティング制御部１２１は、変更されたＴＴＬとＴＴＬ認証コードをもつパケットをルータ間ネットワーク１０３に送出する。ルーティング制御部１２１が実際にパケット内に変更されたＴＴＬとＴＴＬ認証コードを設定してもよい。

ルータ間ネットワーク１０３にパケットが送出されると、ルータ１４０は、このでパケットを受信する。上述したと同様に、ルータ１４０は、ルーティングテーブル１４２を参照し、転送が許可されている場合には、認証コード検証、生成部１４３は、ＴＴＬの検証やＴＴＬの更新、認証コードの更新を行い、パケットの認証コードを変更して、ルーティング制御部１４１から配信先ネットワーク１０２にパケットを送出する。

このように構成することによって、複数のルータを経由した場合もＴＴＬの認証コードを付加してコンテンツを配信できる。

図１２は、実施例３のコンテンツ配信システムの構成例を示す図である。図１２において、１０４は配信元端末と配信先端末が接続されるネットワークである。１１９はＴＴＬの認証コードの検証に対応しているかどうかを検出するＴＴＬ認証検証部である。１３１はネットワークのパケットを受信する受信制御部で、１３２はＴＴＬの認証コードを検証する認証コード検証部である。１３４は暗号化されたコンテンツを復号するコンテンツ復号部で、１３５はコンテンツをデコードするコンテンツデコード部である。１３７は認証コード鍵を格納する認証コード鍵格納領域で、１３８は端末またはルータを認証する端末、ルータ認証部である。以下各構成要素に付されたこれらの符号を用いて動作を説明する。

まず配信先端末１３０から配信元端末１１０にコンテンツの配信要求があると、配信元端末１１０は、配信先端末１３０までの経路を調べルータが存在するかどうかを検出する。図１２のようにネットワーク１０４に配信先端末１３０が存在する場合、端末、ルータ認証部１１８は、コンテンツを転送する配信先端末１３０を認証する。実際にこの認証を行うのは、配信元端末１１０の端末、ルータ認証部１１８と配信先端末１３０の端末、ルータ認証部１３８である。

端末、ルータ認証部１１８と端末、ルータ認証部１３８の間で認証が正常に終わると互いに、認証コード鍵を安全に交換するときに使用する交換鍵が共有される。そして端末、ルータ認証部１１８は、乱数などを用いて認証コード鍵を生成し、認証コード鍵格納領域１１７に格納する。次にこの交換鍵を用いて認証コード鍵を暗号化して、コンテンツを送出する配信元端末のアドレス、ポートと配信先端末のアドレス、ポートの情報と共に配信先端末１３０の端末、ルータ認証部１３８に送出する。端末、ルータ認証部１３８は、共有する交換鍵を用いて暗号化された認証コード鍵を復号し、その認証コード鍵を認証コード鍵領域１３７に格納する。このようにしてコンテンツを配信する配信先端末１３０と配信元端末１１０で認証コード鍵を共有することができる。

次に機器認証制御部１１３は、配信先端末１３０を認証する。この認証が正常に行われなかった場合は、それ以上の処理はせず、コンテンツの配信は行われない。端末が正常に認証された場合は、配信先端末１３０の機器認証制御部１３３と配信元端末１１０の機器認証制御部１１３は、コンテンツを暗号化するための鍵を生成する情報を共有する。

次にパケット生成部１１２は、コンテンツをネットワークに送出するためにヘッダを生成し、パケットを生成する。ここでヘッダには配信先端末のアドレス、ポート、配信元端末のアドレス、ポートおよび通過できるルータの数を指定するＴＴＬなどが含まれる。またＴＴＬが改ざんされた場合に検出できるように認証コード鍵領域１１７に格納された認証コード鍵を用いてＴＴＬに関する認証コードを生成しヘッダに追加する。パケットが生成されると、配信制御部１１１は、暗号化コンテンツを含んだパケットをネットワーク１０４に送出する。

ネットワーク１０４にパケットが送出されると、配信先端末１３０の受信制御部１３１は、このパケットを受信する。パケットを受信した配信先端末１３０の認証コード検証部１３２は、パケットに含まれるＴＴＬと認証コードを抜き出し、認証コード格納領域１３７に格納された認証コード鍵とハッシュ関数を用いて認証コードを生成し、パケットから抜き出した認証コードと比較して受信した認証コードを検証する。検証が正常に行われなかった場合は、正規の端末からの配信ではないと判断して、そのパケットを破棄する。正常に検証できた場合には、コンテンツ復号部１３４は、機器認証により共有されたコンテンツを暗号化する鍵を生成するための情報をもとにコンテンツ鍵を生成し、暗号化されたコンテンツを復号する。次にコンテンツデコード部１３５は、コンテンツをデコードしてそのコンテンツを利用する。

このように配信先端末でもＴＴＬの認証コードを検証することによって、正規の端末からの配信かどうかを判断することができ、不正な端末から配信されたコンテンツを利用しないように制御することが可能になり、コンテンツの不正利用を防止することができる。

また、実施例３は、配信の経路にルータを含んでいないが、ルータを経由する場合でも、そのルータと配信先端末との間で認証を行い、配信先端末でもＴＴＬの認証コードを検証できることは当業者であれば容易に理解される。こうするとＴＴＬの認証コードを検証できないルータを経由した場合のコンテンツ利用を防止することができる。

またネットワーク１０４に接続されているルータがＴＴＬの認証コードを検証しない従来のルータ２０の場合は、端末、ルータ認証部１１８とルータ２０で認証が正常に行われないため、配信元端末１１０のＴＴＬ検証検出部１１９は、ルータ２０がＴＴＬの認証コードを検証できないと判断する。その結果、コンテンツを配信するとき、パケット生成部１１２は、ＴＴＬに“１”を設定して配信することによって、コンテンツの配信をネットワーク１０４に限定することができる。このように構成することによって、ＴＴＬを検証できないルータを経由してのコンテンツの配信を防止することができる。

実施例１のコンテンツ配信システムの構成を示す図である。従来のコンテンツ配信システムの構成例を示す図である。コンテンツを配信するパケットの構成例を示す図である。ＩＰパケットのヘッダ構成を示す図である。ＵＤＰパケットのヘッダ構成を示す図である。ＴＴＬ認証コードをＩＰパケットのオプションに格納する例を示す図である。ＴＴＬ認証コードをパケットのデータ領域に格納する例を示す図である。実施例２のコンテンツ配信システムの構成を示す図である。実施例２の認証コード鍵テーブルの構成を示す図である。実施例２の認証コード鍵を送るときの認証のシーケンスを示す図である。実施例２のルータを複数経由する場合の構成例を示す図である。実施例３のコンテンツ配信システムの構成を示す図である。

符号の説明

１０１…配信元ネットワーク，１０２…配信先ネットワーク，１０３…ルータ間ネットワーク，１１０…配信元端末，１１２…パケット生成部，１１６…認証コード鍵，１１７…認証コード鍵格納領域，１１８…端末、ルータ認証部，１１９…ＴＴＬ認証検証部，１２０…ルータ，１２３…認証コード検証、生成部，１２４…認証コード鍵，１２５…認証コード鍵テーブル，１２６…端末、ルータ認証部，１３０…配信先端末，１３２…認証コード検証部，１３７…認証コード格納領域，１３８…端末、ルータ認証部，１４０…ルータ，１４３…認証コード検証、生成部，１４５…認証コード鍵テーブル，１４６…端末、ルータ認証部，２１８…ＴＴＬ，２４１…認証コード識別子，２４２…データ長，２４３…ＴＴＬ認証コード。

Claims

ネットワーク間に介在し該ネットワーク間のコンテンツの転送を制御するコンテンツ転送制御装置であって、転送元の装置から受信する前記コンテンツを伝送するためのパケットは、前記コンテンツの転送可能回数を示す情報と前記転送可能回数の正当性を検証するための認証コードとを含み、
前記認証コードを生成するための情報である認証コード鍵を保持する記憶手段と、
受信した前記転送可能回数と前記認証コード鍵とから作成した認証コードが受信した前記認証コードに一致するか否か検証する手段と、
検証の結果、受信した前記認証コードが作成された認証コードに一致すると判定されたとき、受信した前記転送可能回数から１減じた新しい転送可能回数と前記認証コード鍵とから新しい認証コードを生成する手段と、
前記コンテンツを伝送するための新しいパケットに前記新しい転送可能回数と前記新しい認証コードを設定し、前記コンテンツの配送先に向けて転送する手段とを有することを特徴とするコンテンツ転送制御装置。
検証の結果、受信した前記認証コードと作成された認証コードとが不一致と判定されたとき、あるいは前記新しい転送可能回数が０になったとき、前記コンテンツの転送を抑止する手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載のコンテンツ転送制御装置。
前記記憶手段は、コンテンツ配信元とコンテンツ配信先とのコネクションを識別する情報と対応させて前記認証コード鍵を保持し、
前記コンテンツ転送制御装置は、さらに前記転送元の装置と前記コネクションごとに共有する交換鍵によって暗号化された認証コード鍵と前記コネクションを識別する情報とを前記転送元の装置から受信し、前記暗号化された認証コード鍵を前記交換鍵を用いて復号して前記記憶手段に格納する手段を有し、前記コネクションごとに生成された前記認証コード鍵を用いて前記認証を行うことを特徴とする請求項１記載のコンテンツ転送制御装置。
前記認証コードは、前記パケットのヘッダに設定されることを特徴とする請求項１記載のコンテンツ転送制御装置。
前記認証コードは、前記パケットのデータ領域に設定されることを特徴とする請求項１記載のコンテンツ転送制御装置。
ネットワークを介してコンテンツを配信するコンテンツ配信装置であって、前記コンテンツを配信するためのパケットは、前記コンテンツの転送可能回数を示す情報と前記転送可能回数の正当性を検証するための認証コードとを含み、
前記認証コードを生成するための情報である認証コード鍵を保持する記憶手段と、
前記転送可能回数と前記認証コード鍵とから前記認証コードを生成する手段と、
前記パケットに前記転送可能回数と生成された前記認証コードを設定し、前記コンテンツの配送先に向けて転送する手段とを有することを特徴とするコンテンツ配信装置。
前記コンテンツ配信装置は、ネットワークを介して前記コンテンツの転送先の装置と共有する交換鍵を用いて前記認証コード鍵を暗号化する手段と、前記暗号化された認証コード鍵およびコンテンツ配信先とのコネクションを識別する情報を前記転送先の装置へ送信する手段とをさらに有し、前記転送先の装置との間で前記コネクションごとに生成された前記交換鍵及び前記認証コード鍵を共有することを特徴とする請求項６記載のコンテンツ配信装置。
前記認証コードは、前記パケットのヘッダに設定されることを特徴とする請求項６記載のコンテンツ配信装置。
前記認証コードは、前記パケットのデータ領域に設定されることを特徴とする請求項６記載のコンテンツ配信装置。
前記転送先の装置との間で前記交換鍵を共有できない前記コネクションについて、前記パケットに設定する前記転送可能回数を１に決定する手段をさらに有することを特徴とする請求項７記載のコンテンツ配信装置。
ネットワークを介して転送元の装置からコンテンツを受信するコンテンツ受信装置であって、前記コンテンツを包含するパケットは、前記コンテンツの転送可能回数を示す情報と前記転送可能回数の正当性を検証するための認証コードとを含み、
前記認証コードを生成するための情報である認証コード鍵を保持する記憶手段と、
受信した前記転送可能回数と前記認証コード鍵とから作成した認証コードが受信した前記認証コードに一致するか否か検証する手段と、
検証の結果、受信した前記認証コードと作成された認証コードとが不一致と判定されたとき、前記パケットを破棄する手段とを有することを特徴とするコンテンツ受信装置。
前記転送元の装置と共有する交換鍵によって暗号化された認証コード鍵を前記転送元の装置から受信し、前記暗号化された認証コード鍵を前記交換鍵を用いて復号して前記記憶手段に格納する手段をさらに有し、コンテンツ転送元とのコネクションごとに前記転送元との間で共有する前記認証コード鍵を用いて前記検証を行うことを特徴とする請求項１１記載のコンテンツ受信装置。
ネットワークを介してコンテンツを配信するコンテンツ配信装置で実行されるプログラムであって、前記コンテンツを配信するためのパケットは、前記コンテンツの転送可能回数を示す情報と前記転送可能回数の正当性を検証するための認証コードとを含み、前記コンテンツ配信装置に、
前記転送可能回数と記憶手段に保持された認証コード鍵とから前記認証コードを生成する機能、および
前記パケットに前記転送可能回数と生成された前記認証コードを設定し、前記コンテンツの配送先に向けて転送する機能を実現させるためのプログラム。
さらに前記コンテンツ配信装置に、ネットワークを介して前記コンテンツの転送先の装置と共有する交換鍵を用いて前記認証コード鍵を暗号化する機能、および前記暗号化された認証コード鍵およびコンテンツ配信先とのコネクションを識別する情報を前記転送先の装置へ送信する機能を実現させ、前記転送先の装置との間で前記コネクションごとに生成された前記交換鍵及び前記認証コード鍵を共有することを特徴とする請求項１３記載のプログラム。
ネットワークを介して転送元の装置からコンテンツを受信するコンテンツ受信装置で実行されるプログラムであって、前記コンテンツを包含するパケットは、前記コンテンツの転送可能回数を示す情報と前記転送可能回数の正当性を検証するための認証コードとを含み、前記コンテンツ受信装置に、
受信した前記転送可能回数と記憶手段に保持された認証コード鍵とから作成した認証コードが受信した前記認証コードに一致するか否か検証する機能、および検証の結果、受信した前記認証コードと作成された認証コードとが不一致と判定されたとき、前記パケットを破棄する機能を実現させるためのプログラム。