JPH1198487A - Image coder and image decoder - Google Patents

Image coder and image decoder

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Publication number
JPH1198487A
JPH1198487A JP25841197A JP25841197A JPH1198487A JP H1198487 A JPH1198487 A JP H1198487A JP 25841197 A JP25841197 A JP 25841197A JP 25841197 A JP25841197 A JP 25841197A JP H1198487 A JPH1198487 A JP H1198487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
key
image
encryption
decoding
decryption
Prior art date
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Pending
Application number
JP25841197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoto Kawachi
清人 河内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP25841197A priority Critical patent/JPH1198487A/en
Publication of JPH1198487A publication Critical patent/JPH1198487A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/088Usage controlling of secret information, e.g. techniques for restricting cryptographic keys to pre-authorized uses, different access levels, validity of crypto-period, different key- or password length, or different strong and weak cryptographic algorithms
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/16Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/167Systems rendering the television signal unintelligible and subsequently intelligible
    • H04N7/1675Providing digital key or authorisation information for generation or regeneration of the scrambling sequence

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To select a key encryption and decoding depending on an image by dividing a quantized image into pluralities of blocks for each prescribed frequency region, using a reference key of the encryption key to generate pluralities of hierarchical encryption keys, using a quantization means to generate divided blocks and encrypting the blocks through the use of an encryption key of a prescribed hierarchical level. SOLUTION: An encryption management means 5 generates a reference key based on a random number, a key hierarchical pressing means 6 converts the reference key to generate encryption keys to be set to each of encryption processing means 4(1-n). In a key series, a low-order key is easily generated from a high-order key and estimate of the high-order key from the low-order key is quantitatively difficult. An orthogonal transform means 2 transforms the key into a spatial frequency component, a quantization means 3 quantizes the component, divided into a predetermined spatial frequency area block, encryption is conducted by an encryption processing means 4 corresponding to respective blocks, and image information is sent to an image decoder via an image transmission means 8 and a network 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、契約したユーザ
に対して、その課金に応じた画像を暗号化して提供する
画像符号化装置及び暗号化された画像を復号する画像復
号化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding apparatus for encrypting and providing an image according to a charge to a contracted user and an image decoding apparatus for decoding an encrypted image. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】図27は、例えば特開平6-54325号公報
に示された従来の画像符号化装置及び画像復号化装置か
らなる画像伝送システムで、画像復号化装置の暗号解読
能力に対応して異なる品質の画像を供給できるものを示
す構成図である。図において、200は画像符号化装置
をあらわし、その構成要素として、201は入力画像を
空間周波数成分に変換する直交変換手段、202は直交
変換された画像情報を量子化し、決められた周波数領域
毎に分割する量子化手段、203はそれぞれの周波数成
分を暗号化する暗号化手段、204は分割された画像情
報をネットワーク上に流すために一まとめにするための
多重化手段を示す。 一方、300は画像復号化装置を
あらわし、その構成要素として、301は多重化された
画像情報を再び決められた周波数成分毎に分割するため
の分離手段、302はそれぞれの周波数成分を復号化す
るための復号化手段、303は復号された各周波数成分
の情報を一つにまとめそれらを逆量子化する逆量子化手
段、304はこれらの要素を経て最後に元の画像を取り
出すための逆直交変換手段をあらわしている。
2. Description of the Related Art FIG. 27 shows a conventional image transmission system including an image encoding device and an image decoding device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-54325, corresponding to the decryption capability of the image decoding device. FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration capable of supplying images of different qualities. In the figure, reference numeral 200 denotes an image coding apparatus, and as its constituent elements, 201 is an orthogonal transform means for converting an input image into a spatial frequency component, 202 is a quantizer of the orthogonally transformed image information, and Numeral 203 denotes an encrypting means for encrypting the respective frequency components, and 204 denotes a multiplexing means for combining the divided image information so that the divided image information can be transmitted on a network. On the other hand, reference numeral 300 denotes an image decoding apparatus, and as its constituent elements, 301 is separating means for dividing the multiplexed image information for each predetermined frequency component, and 302 decodes each frequency component. 303 is an inverse quantization means for integrating the decoded information of each frequency component into one and inversely quantizing them, and 304 is an inverse orthogonal for finally extracting the original image through these elements. Represents conversion means.

【0003】次に、動作について説明をする。はじめ
に、画像符号化装置200について説明を行う。ユーザ
が、画像符号化装置200に暗号化して伝送したい画像
を入力すると、それらは例えば8×8ピクセルの画像領
域に分割され、まず直交変換手段201によって例えば
8×8の空間周波数成分マトリクスに変換される。出力
されたマトリクスを量子化手段202で量子化した後、
あらかじめ定められた空間周波数領域ブロックに分割さ
れて、高周波成分のブロックから順に各暗号化手段20
3(1〜n)に入力される。ここで、最も低周波成分の
ブロックは、暗号化が施されずに多重化手段204に送
られる。暗号化手段203に入力された各空間周波数領
域ブロックはあらかじめ定められた方法で暗号化が施さ
れ、多重化手段204に送られる。多重化手段204で
は、n+1ブロックに分割された画像情報を直列化して、
ネットワーク上に出力する。これらの動作をすべての8
×8ピクセルの画像領域について行うことによって、一
画面の伝送が終了する。
Next, the operation will be described. First, the image encoding device 200 will be described. When the user inputs an image to be encrypted and transmitted to the image encoding device 200, the image is divided into, for example, an image area of 8 × 8 pixels, and is first converted into an 8 × 8 spatial frequency component matrix by the orthogonal transformation means 201. Is done. After the output matrix is quantized by the quantization means 202,
Each encryption means 20 is divided into predetermined spatial frequency domain blocks, and
3 (1 to n). Here, the block of the lowest frequency component is sent to the multiplexing means 204 without being encrypted. Each spatial frequency domain block input to the encryption means 203 is encrypted by a predetermined method and sent to the multiplexing means 204. The multiplexing means 204 serializes the image information divided into n + 1 blocks,
Output on network. These operations are performed for all 8
The transmission of one screen is completed by performing the process on the image area of × 8 pixels.

【0004】次に、画像復号化装置300の動作につい
て説明する。ネットワークから送られてきた暗号化され
た画像情報は、分離手段301によって、あらかじめ定
められた空間周波数領域ブロックに分割される。各空間
周波数領域ブロックは高周波成分のブロックから順に復
号化手段302(1〜n)に入力される。ここで、最も
低周波成分のブロックは、復号化手段302を経由せず
に逆量子化手段303に送られる。復号化手段302に
入力された各空間周波数領域ブロックはあらかじめ定め
られた方法で復号化が施され、次の逆量子化手段303
に送られる。逆量子化手段303では、n+1ブロックに
分割された空間周波数領域ブロックを逆量子化し、さら
にそれらをまとめて、例えば8×8の空間周波数成分マ
トリクスに変換し、逆直交変換手段304に出力する。
逆直交変換手段304では、入力された空間周波数成分
マトリクスから例えば8×8ピクセルの画像を取り出
す。これらの動作を繰り返すことで、一画面の受信が終
了する。
Next, the operation of the image decoding apparatus 300 will be described. The encrypted image information sent from the network is divided by the separating means 301 into predetermined spatial frequency domain blocks. Each spatial frequency domain block is input to the decoding means 302 (1 to n) in order from the high frequency component block. Here, the block of the lowest frequency component is sent to the inverse quantization means 303 without passing through the decoding means 302. Each spatial frequency domain block input to the decoding means 302 is decoded by a predetermined method, and the next inverse quantization means 303
Sent to The inverse quantization means 303 inversely quantizes the spatial frequency domain blocks divided into n + 1 blocks, collectively converts them into, for example, an 8 × 8 spatial frequency component matrix, and outputs the matrix to the inverse orthogonal transform means 304 I do.
The inverse orthogonal transform unit 304 extracts, for example, an 8 × 8 pixel image from the input spatial frequency component matrix. By repeating these operations, the reception of one screen is completed.

【0005】画像情報を空間周波数領域で見たとき、低
周波成分は画像の概形や明暗をあらわし、一方高周波成
分は細かな部分をあらわしている。また、高周波成分が
忠実に復元されなくても極端な画像劣化にはつながらな
いことが多い。従来技術ではこのような背景から、高周
波成分を暗号化し、その復号機能を作動・停止すること
で、異なる品質の画像が再生される方法を開示してい
る。
When image information is viewed in the spatial frequency domain, low frequency components represent the outline and contrast of the image, while high frequency components represent fine parts. Further, even if the high-frequency component is not faithfully restored, it often does not lead to extreme image degradation. The prior art discloses a method for reproducing high-quality images by encrypting high-frequency components and activating / deactivating the decryption function from such a background.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の画像伝送システ
ムで、画像復号化装置の暗号解読能力に対応して異なる
品質の画像を供給できるものは、前記のように構成され
ており、各空間周波数領域ブロックを暗号化・復号化す
るための鍵は各々独立である。そのため、高い品質を要
求するユーザに対しては、より多くの復号化手段を動作
させる必要があるため、より多くの鍵を配送する必要が
あるので、画像提供者、ユーザともに多くの鍵を管理し
なければならないという問題点があった。
A conventional image transmission system capable of supplying images of different qualities in accordance with the decryption capability of an image decryption device is configured as described above, The keys for encrypting and decrypting the area blocks are independent of each other. Therefore, for users who demand high quality, it is necessary to operate more decryption means, and it is necessary to deliver more keys, so both image providers and users manage many keys. There was a problem that had to be done.

【0007】また、空間周波数領域分割の方法が固定的
であるため、画像品質のクラス階層が固定的になってし
まい、異なるクラス階層を持った画像を扱うことができ
ないという問題点があった。
Further, since the method of dividing the spatial frequency domain is fixed, the class hierarchy of image quality is fixed, and there is a problem that images having different class hierarchies cannot be handled.

【0008】また、画像によらず同一の鍵で暗号化、復
号化が行われるため、一つの画像符号化装置に対して、
対応する一つの画像復号化装置が必要であるという問題
点があった。
In addition, since encryption and decryption are performed with the same key regardless of the image, one image encoding device requires
There is a problem that one corresponding image decoding device is required.

【0009】本発明は、前記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、配送しなければならない鍵
を一つにし、さらに、異なるクラス階層を持った画像の
送受信を可能にし、画像に応じて、暗号化、復号化に使
用する鍵を選択できる画像符号化装置及び画像復号化装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has one key that must be delivered. Further, the present invention enables transmission and reception of images having different class hierarchies. It is an object of the present invention to provide an image encoding device and an image decoding device capable of selecting a key used for encryption and decryption according to an image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、画像を空
間周波数成分に変換する直交変換手段と、この変換され
た空間周波数成分を量子化し、所定の周波数領域毎の複
数のブロックに分割する量子化手段と、暗号化に使用す
る暗号鍵の基準となる基準鍵を用い、階層化された複数
の暗号鍵を生成する鍵階層化手段と、前記量子化手段に
より分割されたブロックを、前記鍵階層化手段により生
成された所定の階層レベルの暗号鍵を用いて暗号化する
画像暗号化手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an orthogonal transforming means for transforming an image into spatial frequency components, and quantizing the transformed spatial frequency components to divide the spatial frequency components into a plurality of blocks for each predetermined frequency region. Quantizing means, using a reference key that is a reference of an encryption key used for encryption, key hierarchization means for generating a plurality of hierarchized encryption keys, and a block divided by the quantization means, Image encryption means for encrypting using a predetermined hierarchy level encryption key generated by the key hierarchy means.

【0011】第2の発明は、前記量子化手段により分割
された複数のブロックをそれぞれ並列に暗号化する複数
の暗号化手段と、この複数の暗号化手段により暗号化さ
れた複数のブロックを一つにまとめる多重化手段とを備
えたものである。
A second invention provides a plurality of encryption means for respectively encrypting a plurality of blocks divided by the quantization means in parallel, and a plurality of blocks encrypted by the plurality of encryption means. And multiplexing means for combining them.

【0012】第3の発明は、前記階層化された複数の暗
号鍵を、上位の鍵から下位の鍵を得ることができる一方
向性関数により生成する鍵階層化手段を備えたものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a key hierarchizing means for generating the plurality of hierarchized encryption keys by a one-way function capable of obtaining a lower key from an upper key.

【0013】第4の発明は、前記階層化された複数の暗
号鍵を、公開鍵暗号アルゴリズムにおける公開鍵を用い
た暗号化により生成する鍵階層化手段を備えたものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a key layering means for generating the plurality of hierarchized encryption keys by encryption using a public key in a public key encryption algorithm.

【0014】第5の発明は、前記量子化された空間周波
数成分を、予め設定された周波数領域分割指定に基づい
て複数のブロックに分割する量子化手段を備えたもので
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a quantizing device for dividing the quantized spatial frequency component into a plurality of blocks based on a preset frequency domain division designation.

【0015】第6の発明は、前記量子化手段により分割
された各ブロックに関する情報を、前記画像暗号化手段
により暗号化されたブロックに付加する暗号化情報付加
手段を備えたものである。
A sixth invention is provided with encryption information adding means for adding information on each block divided by the quantization means to the block encrypted by the image encryption means.

【0016】第7の発明は、周波数が最も高い領域のブ
ロックを暗号化するために用いた暗号鍵の階層レベルを
付加する暗号化情報付加手段を備えたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an encryption information adding means for adding a hierarchical level of an encryption key used for encrypting a block in an area having the highest frequency.

【0017】第8の発明は、乱数の発生により新しい基
準鍵を生成する新規鍵生成手段と、この新規鍵生成手段
により生成された新しい基準鍵を、この基準鍵を識別す
る鍵識別子とともに格納する鍵保存手段とを備え、前記
鍵階層化手段は、前記新規鍵生成手段により生成された
新しい基準鍵又は前記鍵保存手段に格納されている基準
鍵のいずれかを用いて、前記階層化された複数の暗号鍵
を生成するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, a new key generating means for generating a new reference key by generating a random number, and a new reference key generated by the new key generating means are stored together with a key identifier for identifying the reference key. Key storage means, wherein the key hierarchy means uses either the new reference key generated by the new key generation means or the reference key stored in the key storage means, A plurality of encryption keys are generated.

【0018】第9の発明は、ネットワークを通じて送信
されてきた所定の階層レベルの鍵要求を受信する鍵要求
受信手段と、この要求された階層レベルの暗号鍵の基準
となる基準鍵を、前記新規鍵生成手段により生成する
か、あるいは前記鍵保存手段より取り出し、前記要求さ
れた階層レベルの暗号鍵を前記鍵階層化手段により生成
する鍵取得手段と、この生成された暗号鍵を前記鍵要求
の送信元に送信する鍵送信手段とを備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a key request receiving means for receiving a key request of a predetermined hierarchical level transmitted through a network, and a reference key serving as a reference of the requested encryption key of the hierarchical level. Key obtaining means for generating by the key generation means or extracting from the key storage means and generating the encryption key at the requested hierarchical level by the key hierarchy means; and Key transmitting means for transmitting to the transmission source.

【0019】第10の発明は、空間周波数成分に変換さ
れた画像を量子化し、暗号化して伝送された画像情報を
所定の周波数領域毎の複数のブロックに分割する分離手
段と、復号化に使用する復号鍵の基準となる基準鍵を用
い、階層化された複数の復号鍵を生成する復号鍵階層化
手段と、前記分離手段により分割されたブロックを、前
記復号鍵階層化手段により生成された所定の階層レベル
の復号鍵を用いて復号化する画像復号化手段とを備えた
ものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a separating means for quantizing an image converted into a spatial frequency component, dividing the transmitted image information into a plurality of blocks for each predetermined frequency region, and using the separating means for decoding. A decryption key hierarchical means for generating a plurality of hierarchically structured decryption keys using a reference key which is a reference of the decryption key to be decrypted, and a block divided by the separating means, generated by the decryption key hierarchical means. Image decoding means for decoding by using a decoding key of a predetermined hierarchical level.

【0020】第11の発明は、前記分離手段により分割
された複数のブロックをそれぞれ並列に復号化する複数
の復号化手段と、この複数の復号化手段により復号化さ
れた複数のブロックを逆量子化し、空間周波数成分に変
換する逆量子化手段と、この逆量子化手段により変換さ
れた空間周波数成分を元の画像に変換する逆直交変換手
段とを備えたものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, a plurality of decoding means for decoding the plurality of blocks divided by the separation means in parallel, respectively, and a plurality of blocks decoded by the plurality of decoding means are inversely quantized. And an inverse orthogonal transforming means for transforming the spatial frequency component converted by the inverse quantizing means into an original image.

【0021】第12の発明は、前記階層化された複数の
復号鍵を、上位の鍵から下位の鍵を得ることができる一
方向性関数により生成する復号鍵階層化手段を備えたも
のである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a decryption key hierarchical means for generating the hierarchized decryption keys by a one-way function capable of obtaining a lower key from a higher key. .

【0022】第13の発明は、前記階層化された複数の
復号鍵を、公開鍵暗号アルゴリズムにおける公開鍵を用
いた暗号化により生成する復号鍵階層化手段を備えたも
のである。
A thirteenth invention is provided with a decryption key hierarchical means for generating the plurality of hierarchized decryption keys by encryption using a public key in a public key encryption algorithm.

【0023】第14の発明は、予め設定された周波数領
域分割指定に基づいて複数のブロックに分割する分離手
段を備えたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a separating means for dividing into a plurality of blocks based on a preset frequency domain division designation.

【0024】第15の発明は、外部から新しい基準鍵を
入手する鍵入力手段と、この基準鍵を基準鍵識別子とと
もに格納する鍵保存手段とを備え、前記復号鍵階層化手
段は、前記鍵入力手段により入力された新しい基準鍵又
は前記鍵保存手段に格納されている前記鍵保存手段に格
納されている基準鍵のいずれかを用いて、前記階層化さ
れた複数の復号鍵を生成するものである。
A fifteenth invention comprises key input means for obtaining a new reference key from the outside, and key storage means for storing the reference key together with a reference key identifier. Using the reference key stored in the key storage unit stored in the key storage unit or the new reference key input by the unit, generating the hierarchized plurality of decryption keys. is there.

【0025】第16の発明は、基準鍵識別子に加えて鍵
生成者の識別子を格納する鍵保存手段を備えたものであ
る。
According to a sixteenth aspect, a key storage means for storing an identifier of a key creator in addition to a reference key identifier is provided.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は、実施の形態1の画像符号化装置
の構成を示す図である。図において、1は画像暗号化手
段、2は画像を空間周波数成分に変換する直交変換手
段、3は直交変換手段2で変換された空間周波数成分を
量子化し所定の周波数領域毎に分割する量子化手段、4
は量子化手段3で周波数領域毎に分割された空間周波数
成分をそれぞれ暗号化する暗号化手段、5は暗号化手段
4に暗号鍵を設定するとともにこの暗号鍵の基準となる
基準鍵を生成する暗号化管理手段、6は暗号化管理手段
5で設定された基準鍵から階層化された鍵を一方向性関
数で処理し生成する鍵階層化手段、7は暗号化手段4で
暗号化された分割空間周波数成分を一つにまとめる多重
化手段、8は暗号化した分割空間周波数成分を送信する
ための画像送信手段、9はネットワークである。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image encoding device according to Embodiment 1. In the figure, 1 is an image encryption means, 2 is an orthogonal transform means for converting an image into a spatial frequency component, and 3 is a quantizer which quantizes the spatial frequency component converted by the orthogonal transform means 2 and divides it into predetermined frequency regions. Means 4,
Is an encryption means for encrypting the spatial frequency components divided for each frequency domain by the quantization means 3, and 5 sets an encryption key in the encryption means 4 and generates a reference key serving as a reference for this encryption key. The encryption management means 6 is a key layering means for processing and generating a key hierarchized from the reference key set by the encryption management means 5 by a one-way function, and the numeral 7 is encrypted by the encryption means 4. A multiplexing unit for combining the divided spatial frequency components into one, an image transmitting unit 8 for transmitting the encrypted divided spatial frequency components, and a network 9.

【0027】図2は、実施の形態1の画像復号化装置の
構成を示す図である。図において、9は画像符号化装置
で暗号化された空間周波数成分が送られてくるネットワ
ーク、10は画像復号化手段、11は多重化して伝送さ
れてきた空間周波数成分を周波数領域毎に分割するため
の分離手段、12は分離手段11で分割された空間周波
数成分を復号化する復号化手段、13は復号化手段12
に復号鍵を設定するとともにこの復号化に使用する鍵の
基準となる基準鍵を格納する復号化管理手段、14は復
号化管理手段13に格納されている基準鍵から階層化さ
れた鍵を一方向性関数で処理し生成する鍵階層化手段、
15は復号化手段12で復号化された分割空間周波数成
分を一つにまとめ逆量子化する逆量子化手段、16は逆
量子化手段15で逆量子化された空間周波数成分を画像
に変換する逆直交変換手段、17は画像を表示する画像
表示手段である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the image decoding apparatus according to the first embodiment. In the figure, reference numeral 9 denotes a network to which the spatial frequency components encrypted by the image encoding device are transmitted, 10 denotes an image decoding means, and 11 divides the multiplexed and transmitted spatial frequency components for each frequency domain. 12 is a decoding means for decoding the spatial frequency components divided by the separation means 11, and 13 is a decoding means 12
A decryption management means for setting a decryption key in the decryption key and storing a reference key serving as a reference of a key to be used for the decryption; Key hierarchy means for processing and generating with a direction function,
Reference numeral 15 denotes an inverse quantization unit that combines the divided spatial frequency components decoded by the decoding unit 12 into one and inversely quantizes them, and 16 converts the spatial frequency components inversely quantized by the inverse quantization unit 15 into an image. Inverse orthogonal transform means 17 is an image display means for displaying an image.

【0028】以下、本実施の形態の動作説明を行う。ま
ず、画像符号化装置の処理について説明する。図1の画
像符号化装置において画像を符号化するとき、その前処
理として暗号化管理手段5は、各暗号化手段4に対して
暗号化に使用する暗号鍵を設定する。このとき鍵階層化
手段6を使用して各暗号化手段4に設定すべき暗号鍵を
生成する。具体的には、暗号化管理手段5は、まず基準
となる基準鍵を乱数を基に生成し、これを鍵階層化手段
6で変換させることによって、各暗号化手段4に設定す
べき暗号鍵を生成する。
The operation of this embodiment will be described below. First, the processing of the image encoding device will be described. When an image is encoded by the image encoding apparatus of FIG. 1, the encryption management unit 5 sets an encryption key to be used for encryption for each encryption unit 4 as preprocessing. At this time, an encryption key to be set in each encryption unit 4 is generated using the key hierarchy unit 6. More specifically, the encryption management unit 5 first generates a reference key as a reference based on a random number, and converts the generated reference key by the key layering unit 6 to set the encryption key to be set in each encryption unit 4. Generate

【0029】ここで鍵の階層化とは、以下の2つの性質
を満たすような鍵系列を、基準鍵から生成することであ
る。(1)上位の鍵から、下位の鍵を生成することは容易
であるが、(2)下位の鍵から上位の鍵を推測することは
計算量的に困難である。
Here, the hierarchization of a key is to generate a key sequence satisfying the following two properties from a reference key. (1) It is easy to generate a lower key from a higher key, but (2) it is difficult to estimate a higher key from a lower key in terms of computational complexity.

【0030】このように階層化された暗号鍵を、高位の
ものから順に暗号化手段4に設定していく。
The encryption keys hierarchized in this manner are set in the encryption means 4 in order from the highest key.

【0031】暗号化管理手段5が、各暗号化手段4に階
層化された暗号鍵を設定した後は、従来技術と同様に画
像は処理されていく。すなわち、直交変換手段2で空間
周波数成分に変換され、量子化手段3によって量子化さ
れた後、あらかじめ定められた空間周波数領域ブロック
に分割されて、それぞれのブロックに対応した暗号化手
段4によって暗号化が施され、最後に多重化手段7で直
列化され、画像送信手段8、ネットワーク9を通じて画
像復号化装置に画像情報は送られる。
After the encryption management unit 5 sets the hierarchized encryption key in each encryption unit 4, the image is processed as in the prior art. That is, after being transformed into spatial frequency components by the orthogonal transform means 2 and quantized by the quantizing means 3, they are divided into predetermined spatial frequency domain blocks and encrypted by the encrypting means 4 corresponding to each block. The image information is sent to the image decoding device via the image transmitting means 8 and the network 9.

【0032】画像符号化の前処理は、各暗号化手段4に
設定する暗号鍵を、基準鍵を階層化することによって生
成する方法を用いる。これにより、画像符号化装置は、
ただ一つの鍵のみを管理し、暗号化時に使用する鍵は使
用後破棄してしまうことが可能になる。
The pre-processing of image encoding uses a method of generating an encryption key to be set in each encryption means 4 by hierarchizing a reference key. With this, the image encoding device
Only one key can be managed, and the key used for encryption can be destroyed after use.

【0033】図3は、図1の画像符号化装置における鍵
階層化手段6の鍵階層化処理の流れを示すフローチャー
トである。図を用いて、鍵階層化手段6の動作を説明す
る。鍵階層化手段6は、暗号化管理手段5によって起動
される。このとき、基準鍵と必要とされる鍵の階層レベ
ルLevelを引数として渡される。ステップS1で
は、一時変数Keyを基準鍵で、また一時変数nを最上
位のレベルをあらわす値1で初期化する。ステップS2
〜ステップS4はループを形成している。ステップS2
はループを抜ける条件を評価している。「n=必要とさ
れる鍵の階層レベルLevel」となったとき、変数K
eyには、そのレベルに対応した階層化された鍵が格納
されているのでKeyの内容を暗号化管理手段5に返
す。もし、「n=必要とされる鍵の階層レベルLeve
l」でなければ、ステップS3で鍵は一段階階層化され
る。その後、ステップS4で、nが1増やされる。この
ループをステップS2の評価が真になるまで繰り返す。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the key hierarchy processing of the key hierarchy means 6 in the image encoding apparatus of FIG. The operation of the key hierarchy means 6 will be described with reference to the drawings. The key hierarchy means 6 is activated by the encryption management means 5. At this time, the hierarchy level Level of the reference key and the required key is passed as arguments. In step S1, a temporary variable Key is initialized with a reference key, and a temporary variable n is initialized with a value 1 representing the highest level. Step S2
Step S4 forms a loop. Step S2
Evaluates the conditions for exiting the loop. When “n = the required key hierarchy level Level”, the variable K
Since ey stores a hierarchized key corresponding to the level, the contents of Key are returned to the encryption management means 5. If "n = hierarchical level of required key Level
If not "1", the key is hierarchized in step S3. Thereafter, in step S4, n is incremented by one. This loop is repeated until the evaluation in step S2 becomes true.

【0034】ステップS3において鍵の階層化は、鍵を
一方向性関数で処理することで実現される。一方向性関
数とは、逆関数を求めることが困難であるような関数を
指す。このようにすることで、上位の鍵から下位の鍵を
生成するのは、関数を通すだけであるため容易であるの
に対し、下位の鍵から上位の鍵を生成するためには一方
向性関数の逆関数を求める必要があるため困難となり、
上述した階層鍵の定義を満たすような鍵系列を生成する
ことができる。
In step S3, the hierarchization of the key is realized by processing the key with a one-way function. A one-way function refers to a function for which it is difficult to find an inverse function. In this way, it is easy to generate a lower key from a higher key by simply passing a function, whereas to generate a higher key from a lower key, it is one-way. It is difficult to find the inverse of the function,
A key sequence that satisfies the above-described definition of the hierarchical key can be generated.

【0035】本実施の形態例においては、上位の鍵と、
下位の鍵が極力一対一の関係にあることが望ましいた
め、一方向性関数として、SHA, MD5などに代表されるメ
ッセージ縮約アルゴリズムを使用している。
In the present embodiment, a higher-order key and
Since it is desirable that the lower keys have a one-to-one relationship as much as possible, a message reduction algorithm such as SHA or MD5 is used as a one-way function.

【0036】次に、画像復号化装置の動作について述べ
る。画像を復号化するとき、その前処理として復号化管
理手段13は、各復号化手段12に対して、復号化に使
用する復号鍵を設定する。このとき復号化管理手段13
は鍵階層化手段14を使用して各復号化手段12に設定
すべき復号鍵を生成する。ただし、階層化された復号鍵
を生成するための基準鍵は、課金等に応じて画像送信者
から渡されるものであるため、常に最上位の鍵であると
は限らず、一般に画像送信者の使用している基準鍵を何
段階か階層化して得られるものである。そのため、渡さ
れた鍵の階層化レベルより上位の復号化手段には基準鍵
から、より上位の鍵を生成する必要があるため、階層鍵
の定義より、このような鍵は生成することが困難であ
り、従ってそのような復号化手段には鍵を設定すること
ができない。
Next, the operation of the image decoding apparatus will be described. When decoding an image, the decoding management unit 13 sets a decoding key to be used for decoding for each decoding unit 12 as preprocessing. At this time, the decryption management means 13
Generates a decryption key to be set in each decryption unit 12 using the key hierarchy unit 14. However, since the reference key for generating the hierarchized decryption key is passed from the image sender according to billing or the like, the reference key is not always the highest key, and is generally not the highest key. This is obtained by hierarchizing the used reference key in several stages. Therefore, it is necessary for the decryption means higher than the layering level of the passed key to generate a higher-level key from the reference key, and it is difficult to generate such a key according to the definition of the hierarchical key. Therefore, no key can be set for such decryption means.

【0037】設定できる最上位の復号化手段から順に、
基準鍵を階層化して得られる復号鍵を設定して、その後
復号処理が開始される。復号処理は従来技術と同様であ
る。すなわち、ネットワーク9を通じて送られてきた、
暗号化された画像情報を分離手段11によってあらかじ
め定められた空間周波数領域ブロックに分割し、各ブロ
ックに対応した復号化手段12によって復号され、逆量
子化手段15で逆量子化された後、空間周波数領域マト
リクスに変換され、逆直交変換手段16で通常の画像に
戻された後、最後に画像表示手段17によって表示され
る。ただし復号鍵を設定されていない復号化手段は、い
かなる入力に対しても0を出力する。これにより、従来
技術で言うところの復号機能の停止が実現される。
In order from the highest level decoding means that can be set,
A decryption key obtained by hierarchizing the reference key is set, and then the decryption process is started. The decoding process is the same as in the prior art. That is, sent through the network 9,
After the encrypted image information is divided into predetermined spatial frequency domain blocks by the separating unit 11, the image information is decoded by the decoding unit 12 corresponding to each block, and is dequantized by the dequantizing unit 15, After being converted into a frequency domain matrix and returned to a normal image by the inverse orthogonal transform means 16, it is finally displayed by the image display means 17. However, the decryption means for which the decryption key has not been set outputs 0 for any input. Thereby, the stop of the decoding function as described in the prior art is realized.

【0038】図4は、図2の画像復号化装置における鍵
階層化手段14の鍵階層化処理の流れを示すフローチャ
ートである。図を用いて鍵階層化手段14の動作につい
て説明する。鍵階層化手段14は、復号化管理手段13
によって起動される。このとき、復号化管理手段13か
ら基準鍵、基準鍵が鍵系列のどの階層レベルに位置する
かを示す基準レベル及び必要とされる鍵の階層レベルL
evelが引数として渡される。基準鍵、基準レベルは
ともに、あらかじめ画像送信者から画像受信者にオフラ
インで渡されたものであり、それらは復号化管理手段1
3に格納されている。ステップS5では、一時変数Ke
yを基準鍵で、一時変数nを基準レベルで初期化する。
もし、「基準レベルn>必要とされる鍵の階層レベルL
evel」、すなわち基準レベルよりも上位レベルの鍵
が要求されたならばステップS6の評価が真となり、そ
の結果エラーが復号化管理手段13に返される。ステッ
プS7〜ステップS9はループを形成している。ステッ
プS7は、ループを抜ける条件を評価している。「基準
レベルn=必要とされる鍵の階層レベルLevel」と
なったとき、変数Keyにはそのレベルに対応した階層
化された鍵が格納されているので、Keyの内容を復号
化管理手段13に返す。もし、「基準レベルn=必要と
される鍵の階層レベルLevel」でなければ、ステッ
プS8によって鍵は一段階階層化される。その後ステッ
プS9で、nが1増やされる。このループをS7の評価
が真になるまで繰り返す。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the key hierarchy processing of the key hierarchy means 14 in the image decoding apparatus of FIG. The operation of the key hierarchy means 14 will be described with reference to the drawings. The key layering means 14
Invoked by At this time, from the decryption management means 13, the reference key, the reference level indicating at which hierarchical level of the key sequence the reference key is located, and the hierarchical level L of the required key
level is passed as an argument. Both the reference key and the reference level have been transferred in advance from the image sender to the image receiver off-line.
3 is stored. In step S5, the temporary variable Ke
Initialize y with the reference key and temporary variable n with the reference level.
If "reference level n> hierarchical level L of required key"
If an “evel”, that is, a key higher than the reference level is requested, the evaluation in step S6 becomes true, and as a result, an error is returned to the decryption management unit 13. Steps S7 to S9 form a loop. A step S7 evaluates a condition for exiting the loop. When “reference level n = required key hierarchical level Level” is reached, a hierarchical key corresponding to the level is stored in the variable Key. To return. If “reference level n = required key hierarchy level Level” is not satisfied, the key is hierarchized in step S8. Thereafter, in step S9, n is incremented by one. This loop is repeated until the evaluation of S7 becomes true.

【0039】以上のように本実施の形態では、基準とな
る基準鍵を階層化することによって生成する復号鍵を各
復号化手段12に設定し復号化を行うため、画像復号化
装置はただ一つの鍵のみを管理し、復号化時に使用する
鍵は使用後破棄してしまうことが可能になる。
As described above, in the present embodiment, a decryption key generated by hierarchizing a reference key serving as a reference is set in each decryption means 12 to perform decryption. Only one key can be managed, and the key used for decryption can be discarded after use.

【0040】実施の形態2.図5は、実施の形態2の画
像符号化置の構成を示す図である。また、図6は実施の
形態2の画像復号化装置の構成及び処理の流れを示す図
である。図5、図6のそれぞれに記載の画像符号化装置
及び画像復号化装置とも、空間周波数成分に分割した画
像情報をバッファに格納する構成である。これにより、
実施の形態1において複数必要だった、画像符号化装置
中の暗号化手段及び画像復号化装置中の復号化手段をそ
れぞれ一つで済むようにし、さらに画像符号化装置中の
多重化手段及び画像復号化装置中の分離手段を省略可能
にしたものである。
Embodiment 2 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an image encoding device according to the second embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration and a processing flow of the image decoding apparatus according to the second embodiment. Each of the image encoding device and the image decoding device described in each of FIGS. 5 and 6 has a configuration in which image information divided into spatial frequency components is stored in a buffer. This allows
In the first embodiment, only one encryption unit in the image encoding device and one decoding unit in the image decoding device are required, and a multiplexing unit and an image in the image encoding device are required. It is possible to omit the separating means in the decoding device.

【0041】図7は、画像符号化装置中の画像情報が変
換されていく様子を示す図である。図5及び図7を参照
しながら、本実施の形態における画像符号化装置の処理
の流れについて説明する。図7において、元画像は、実
施の形態1と同様に、例えば8×8ピクセル単位に分解
され(a)、各々は直交変換及び量子化が施されて、例
えば8×8の空間周波数領域マトリクスに変換される
(b)。その後、このマトリクスは、低周波成分から
(c)で示されるようにジグザグに走査されて、図5の
バッファ31に格納される。次いで、暗号化管理手段2
8は、図5においてステップS10、ステップS11で
鍵階層化手段29を用いて暗号化するための暗号鍵を生
成し、ステップS12で暗号化手段32に暗号化を行う
よう要求する。この時渡されるパラメータは、鍵情報K
eyと暗号化するブロック数である。暗号化手段32は
要求を受け取ると、バッファ31から指定されたブロッ
ク数だけデータを取り出し、指定された鍵によって暗号
化し、それを暗号化された画像情報を格納するためのバ
ッファ33に格納する。この動作を繰り返して、バッフ
ァ31中のデータをすべてバッファ33に格納した段階
で、元画像領域における、8×8ピクセルの暗号化が終
了したことになる。これらを元画像領域全体にわたって
繰り返すことで元画像を暗号化したデータが、バッファ
33に格納される。ただし、各空間周波数領域マトリク
スの最も低周波部分に属するブロックは暗号化されるこ
となくバッファ33に出力されるものとする。最後にバ
ッファ33の内容を、ネットワークに送る。従って、本
実施の形態におけるデータのフォーマットは、図7
(d)のようになる。
FIG. 7 is a diagram showing how image information in the image encoding device is being converted. With reference to FIG. 5 and FIG. 7, the flow of processing of the image encoding device according to the present embodiment will be described. In FIG. 7, the original image is decomposed in units of 8 × 8 pixels, for example, as in the first embodiment (a), and each is subjected to orthogonal transformation and quantization to obtain a spatial frequency domain matrix of, for example, 8 × 8. (B). Thereafter, this matrix is scanned zigzag from the low frequency component as shown in (c) and stored in the buffer 31 of FIG. Next, encryption management means 2
8 generates an encryption key for encryption using the key layering means 29 in steps S10 and S11 in FIG. 5, and requests the encryption means 32 to perform encryption in step S12. The parameter passed at this time is key information K
ey and the number of blocks to be encrypted. Upon receiving the request, the encrypting means 32 extracts data from the buffer 31 by the designated number of blocks, encrypts the data with the designated key, and stores it in the buffer 33 for storing the encrypted image information. By repeating this operation and storing all the data in the buffer 31 in the buffer 33, the encryption of 8 × 8 pixels in the original image area is completed. The data obtained by encrypting the original image by repeating these steps over the entire original image area is stored in the buffer 33. However, blocks belonging to the lowest frequency part of each spatial frequency domain matrix are output to the buffer 33 without being encrypted. Finally, the contents of the buffer 33 are sent to the network. Therefore, the format of the data in the present embodiment is as shown in FIG.
(D).

【0042】図6の画像復号化装置は、実施の形態1で
示した分離手段11を取り除いた代わりに、復号化管理
手段34が復号すべきブロック数を復号化手段37に指
定することで同様な効果を得ている。処理の流れは、本
実施の形態の画像符号化装置中のそれとほぼ同様であ
る。ただし、実施の形態1の説明で述べたように、復号
化のための鍵を設定できない場合、復号化手段37は入
力されたブロックに関わらず0を出力する。
In the image decoding apparatus of FIG. 6, instead of removing the separating means 11 shown in the first embodiment, the decoding managing means 34 designates the number of blocks to be decoded to the decoding means 37. Effect has been obtained. The flow of the processing is almost the same as that in the image encoding device of the present embodiment. However, as described in the first embodiment, when a key for decryption cannot be set, the decryption unit 37 outputs 0 regardless of the input block.

【0043】以上のように、画像情報を一度バッファに
蓄えて、順番に暗号化・復号化していく方法をとること
で、暗号化管理手段・復号化管理手段の設定を変えるだ
けで自由に画像の品質の階層を設定できるという効果が
生じる。
As described above, the method of temporarily storing the image information in the buffer and sequentially encrypting and decrypting the image information allows the image information to be freely changed only by changing the settings of the encryption management means / decryption management means. The effect is that the quality hierarchy can be set.

【0044】実施の形態3.図8及び図9は、それぞれ
実施の形態3の画像符号化装置及び画像復号化装置の構
成を示す図である。図8は、実施の形態2の画像符号化
装置に暗号化情報付加手段45を追加した画像符号化装
置をあらわしている。また、図9は実施の形態2の画像
復号化装置に暗号化情報抽出手段52を追加した画像復
号化装置をあらわしている。これにより、ネットワーク
9を流れる画像情報に、暗号化する際の空間周波数領域
ブロックの分割方法を記述したヘッダを付加することが
可能となり、その結果、画像送信者は自由に、画像毎に
異なる品質階層を設定することが可能となる。 図10
は、画像情報に付加されるヘッダの一例をあらわしたも
のであり、このヘッダには、画像を所定の領域に分割し
た時の領域分割数Nと、暗号化されていない周波数領域
ブロック数BNと、鍵の階層レベルLevelN−1の
階層鍵で暗号化された周波数領域ブロック数BN-1と、
鍵の階層レベルLeveliの階層鍵で暗号化された周
波数領域ブロック数Biと、鍵の階層レベルLevel
1の階層鍵で暗号化された周波数領域ブロック数B1な
どの空間周波数領域ブロックの分割方法及び暗号化され
た画像情報が記述されている。
Embodiment 3 FIG. 8 and 9 are diagrams illustrating configurations of an image encoding device and an image decoding device according to the third embodiment, respectively. FIG. 8 shows an image encoding apparatus in which an encryption information adding unit 45 is added to the image encoding apparatus according to the second embodiment. FIG. 9 shows an image decoding apparatus in which the encryption information extracting means 52 is added to the image decoding apparatus according to the second embodiment. This makes it possible to add a header describing the method of dividing the spatial frequency domain block at the time of encryption to the image information flowing through the network 9, and as a result, the image sender can freely change the quality of each image. A hierarchy can be set. FIG.
Represents an example of a header added to the image information. The header includes an area division number N when the image is divided into predetermined areas, and an unencrypted frequency area block number BN. , The number BN-1 of frequency-domain blocks encrypted with the hierarchical key of the key hierarchical level Level N-1,
The number Bi of frequency-domain blocks encrypted with the hierarchical key of the hierarchical level of the key, and the hierarchical level of the key Level
It describes a method of dividing spatial frequency domain blocks such as the number of frequency domain blocks B1 encrypted with one hierarchical key, and encrypted image information.

【0045】実施の形態4.図11は、実施の形態4の
画像符号化装置において画像情報に付加されるヘッダの
別の例を示す図である。実施の形態3の暗号化情報付加
手段45において、最高位の空間周波数領域ブロックを
暗号化している鍵の階層化のレベルである最高品質Le
velLminもヘッダの内容に含めることで、あるレベ
ル以上の鍵を持っているユーザは、画像を完全に復号で
きるような画像の配信を可能としている。
Embodiment 4 FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the header added to the image information in the image encoding device according to the fourth embodiment. In the encryption information adding means 45 according to the third embodiment, the highest quality Le which is the level of layering of the key for encrypting the highest spatial frequency domain block.
By including velLmin in the content of the header, a user having a key of a certain level or higher can distribute an image so that the image can be completely decrypted.

【0046】実施の形態5.図8に示した画像符号化装
置の鍵階層化手段43において、一方向性関数処理に公
開鍵暗号系アルゴリズムを用い、画像送信者の公開鍵に
より暗号化することで、それまで最上位の鍵からさらに
上位の鍵を生成することが可能になる。
Embodiment 5 FIG. The key layering means 43 of the image encoding apparatus shown in FIG. 8 uses a public key cryptosystem algorithm for one-way function processing, and encrypts the public key with the public key of the image sender. , It is possible to generate a higher-order key.

【0047】図12は、実施の形態5の画像符号化装置
の階層鍵生成手段の処理の流れを示すフローチャートで
ある。図12のフローチャートを用いて、実施の形態5
の画像符号化装置の鍵階層化手段の処理の流れを説明す
る。鍵階層化手段43は、暗号化管理手段44によって
起動される。このとき、基準鍵と必要とされる鍵の階層
レベルLevelを引数として渡される。しかし、本実
施の形態では、必要とされる鍵の階層レベルは、基準鍵
よりも高いレベル、すなわち0以下の値をとることも可
能である。
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing by the hierarchical key generation means of the image coding apparatus according to the fifth embodiment. Fifth Embodiment Using the flowchart of FIG.
The processing flow of the key layering means of the image encoding device will be described. The key hierarchy means 43 is activated by the encryption management means 44. At this time, the hierarchy level Level of the reference key and the required key is passed as arguments. However, in the present embodiment, the required key hierarchy level can be a level higher than the reference key, that is, a value of 0 or less.

【0048】ステップS16で、一時変数Keyを基準
鍵で、一時変数nを最上位のレベルをあらわす値1で初
期化する。ステップS17で、「n=必要とされる鍵の
階層レベルLevel」になったら、その時Keyに入
っている値がそのレベルに対応する鍵データであるので
その値を返して終了する。もし「n=必要とされる鍵の
階層レベルLevel」でなかったならば、ステップS
18に移る。ステップS18では、望まれる鍵の階層レ
ベルLevelが最上位のレベルの1よりも高いレベル
かどうかを判別している。もしも、「必要とされる鍵の
階層レベルLevel<1」でなかったら(Level
≧ 1)、ステップS19で、画像送信者の公開鍵によ
って暗号化されることで一段階階層化され、ステップS
20でnを一つ増やし、ステップS17で再評価され
る。
In step S16, the temporary variable Key is initialized with the reference key, and the temporary variable n is initialized with the value 1 representing the highest level. In step S17, when "n = required key hierarchical level Level" is reached, the value contained in the key at that time is the key data corresponding to that level, so that the value is returned and the processing is terminated. If “n = hierarchical level of required key is not Level”, step S
Move to 18. In step S18, it is determined whether or not the desired key hierarchy level Level is higher than 1 which is the highest level. If “hierarchy level of required key Level <1” is not satisfied (Level
.Gtoreq.1), in step S19, the image is encrypted with the public key of the image sender to form a one-level hierarchy.
At step 20, n is incremented by one, and re-evaluated at step S17.

【0049】一方、「必要とされる鍵の階層レベルLe
vel<1」であったら、ステップS21で、画像送信
者の秘密鍵によって暗号化されることで逆方向に一段階
階層化される。なぜならば、このようにして生成された
鍵を、本実施の形態における一方向性関数である画像送
信者の公開鍵によって暗号化することで、秘密鍵による
暗号化が復号されて元の鍵を得ることができるからであ
る。次にステップS22においてnを一つ減じてステッ
プS17で再評価される。
On the other hand, “the required key hierarchy level Le
If vel <1, in step S21, the data is encrypted with the secret key of the image sender, thereby forming a one-stage hierarchy in the reverse direction. This is because the key generated in this manner is encrypted with the public key of the image sender, which is a one-way function in the present embodiment, so that the encryption with the private key is decrypted and the original key is decrypted. Because it can be obtained. Next, n is decremented by one in step S22 and re-evaluated in step S17.

【0050】実施の形態6.図13、図14は、それぞ
れ実施の形態6の画像符号化装置及び画像復号化装置の
構成を示す図である。図13は、図8に示す画像符号化
装置39の構成に、鍵管理手段61、新規鍵生成手段6
2、鍵保存手段63、鍵出力手段64を追加した画像符
号化装置である。また、図14は図9に示す画像復号化
装置に、鍵管理手段73、鍵保存手段74、鍵入力手段
75を追加した画像復号化装置である。図15は画像符
号化装置において、既存の鍵を再利用する場合の処理の
流れを、また図16は新規に鍵を生成する場合の処理の
流れを示す図である。さらに、図17は画像符号化装置
の鍵保存手段63において鍵が格納されている様子をあ
らわす図である。図18は、画像符号化装置中の鍵出力
手段64において鍵の出力形式を示す図である。また、
図19は、ネットワーク9を通じて送信される画像情報
に付加されるヘッダを、図20は画像復号化装置中にお
いて必要な鍵を鍵保存手段74から取得する様子を示す
図である。図21は、画像復号化装置の鍵保存手段74
における鍵の保存形式をあらわす図である。
Embodiment 6 FIG. FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating the configurations of the image encoding device and the image decoding device according to the sixth embodiment, respectively. FIG. 13 shows a configuration of the image encoding device 39 shown in FIG.
2. An image coding apparatus to which a key storage unit 63 and a key output unit 64 are added. FIG. 14 shows an image decoding apparatus in which a key management unit 73, a key storage unit 74, and a key input unit 75 are added to the image decoding apparatus shown in FIG. FIG. 15 is a diagram showing a flow of a process when an existing key is reused in the image encoding device, and FIG. 16 is a diagram showing a flow of a process when a new key is generated. FIG. 17 is a diagram showing a state in which a key is stored in the key storage unit 63 of the image encoding device. FIG. 18 is a diagram showing a key output format in the key output unit 64 in the image encoding device. Also,
FIG. 19 is a diagram showing a manner in which a header added to image information transmitted through the network 9 is acquired, and FIG. FIG. 21 shows a key storage unit 74 of the image decoding apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a key storage format in the embodiment.

【0051】次に、図13の画像符号化装置で画像を暗
号化するときの動作について説明する。画像を暗号化す
る際、暗号化管理手段56は画像送信者の設定によっ
て、既存の鍵を使用して暗号化するか、新規に鍵を生成
して暗号化するかを決定する。既存の鍵は鍵保存手段6
3に、図17に示すように、一意に割り振られた識別子
をキーとして格納されている。既存の鍵を利用して画像
の暗号化を行う場合の処理の流れは、図15のようにな
る。暗号化管理手段56から鍵の要求を受け取った鍵管
理手段61は、引数として、鍵を指し示す鍵識別子を受
け取る(ステップS23)。鍵管理手段61は、鍵保存
手段63に対して鍵識別子をキーとして対応する鍵を返
すよう要求する(ステップS24)。鍵保存手段63
は、与えられた鍵識別子をキーとして、自分の保持して
いる鍵データを検索する(ステップS25)。もし、対
応する鍵が鍵保存手段63中に存在していたならば、鍵
保存手段63は鍵識別子とともに、対応する鍵を返す
(ステップS26)。これらを受け取った鍵管理手段6
1は、それらを暗号化管理手段56に渡す(ステップS
27)。
Next, the operation of encrypting an image with the image encoding device of FIG. 13 will be described. When encrypting an image, the encryption management unit 56 determines whether to encrypt using an existing key or to generate and encrypt a new key according to the setting of the image sender. Existing key is key storage means 6
3, as shown in FIG. 17, a uniquely assigned identifier is stored as a key. FIG. 15 shows a flow of a process when encrypting an image using an existing key. The key management unit 61 that has received the key request from the encryption management unit 56 receives a key identifier indicating the key as an argument (step S23). The key management unit 61 requests the key storage unit 63 to return the corresponding key using the key identifier as a key (step S24). Key storage means 63
Searches for key data held by itself using the given key identifier as a key (step S25). If the corresponding key exists in the key storage unit 63, the key storage unit 63 returns the corresponding key together with the key identifier (step S26). Key management means 6 receiving these
1 passes them to the encryption management means 56 (step S
27).

【0052】新規に鍵を生成して画像の暗号化を行う場
合の処理は、図16のようになる。新規の鍵を生成する
要求を受けた鍵管理手段61は(ステップS28)、新
規鍵生成手段62に鍵生成要求を出す(ステップS2
9)。新規鍵生成手段62は、内部で乱数を発生するこ
とによって新しい鍵を生成し(ステップS30)、その
結果を鍵管理手段61に返す(ステップS31)。次に
鍵管理手段61は鍵保存手段63に対して、今生成した
鍵を保存するように要求する(ステップS32)。 鍵
保存手段63は、まだ使用していない識別子をその鍵に
対して割り当て(ステップS33)、新しい鍵を格納し
(ステップS34)、その識別子を鍵管理手段61に返
す(ステップS35)。これを受け取った鍵管理手段6
1は、鍵識別子と鍵を暗号化管理手段56に渡す(ステ
ップS36)。
FIG. 16 shows a process for generating a new key and encrypting an image. Upon receiving the request to generate a new key (step S28), the key management unit 61 issues a key generation request to the new key generation unit 62 (step S2).
9). The new key generation means 62 generates a new key by internally generating a random number (step S30), and returns the result to the key management means 61 (step S31). Next, the key management unit 61 requests the key storage unit 63 to store the generated key (step S32). The key storage unit 63 assigns an unused identifier to the key (step S33), stores a new key (step S34), and returns the identifier to the key management unit 61 (step S35). Key management means 6 receiving this
1 passes the key identifier and the key to the encryption management means 56 (step S36).

【0053】画像を送信する際に、暗号化管理手段56
は、暗号化情報付加手段60を通じて、図11で示した
ヘッダ情報に加えて鍵識別子を付加する。そのため、送
信される画像に付加されるヘッダ情報は図19のように
なる。
When transmitting an image, the encryption management means 56
Adds a key identifier to the header information shown in FIG. Therefore, the header information added to the transmitted image is as shown in FIG.

【0054】鍵出力手段64は、画像受信者に対して鍵
を渡す必要があるときに、鍵を持ち運び可能な媒体に出
力するための手段である。鍵を出力する必要が生じたな
らば、鍵出力手段64は、鍵管理手段61を通じて必要
な鍵を入手し、それを鍵階層化手段57によって階層化
を施した後、鍵を持ち運び可能な媒体に出力する。図1
8は出力される鍵情報の内容を表している。
The key output means 64 is means for outputting the key to a portable medium when it is necessary to hand the key to the image receiver. If it becomes necessary to output the key, the key output means 64 obtains the necessary key through the key management means 61, hierarchizes it by the key hierarchization means 57, and then stores the key in a portable medium. Output to FIG.
Reference numeral 8 denotes the content of the output key information.

【0055】次に、図14の画像復号化装置65で画像
を復号化するときの動作について説明する。ネットワー
ク9から、画像受信手段67を通じて画像情報を受信し
た画像復号化装置65は、暗号化情報抽出手段72にお
いて、図19に示したヘッダ情報より鍵識別子等の情報
を入手し、これらを復号化管理手段71に渡す。復号化
管理手段71は、図20に示す処理にしたがって、鍵管
理手段73から鍵を入手する。復号化管理手段71は、
鍵管理手段73に鍵識別子を引数として、既存鍵取得要
求を行う(ステップS37)。さらに、鍵管理手段73
は鍵保存手段74に鍵識別子を引数として既存鍵の取得
要求を行う(ステップS38)。鍵保存手段74では、
鍵は図21であらわされるような形式で格納されてお
り、鍵識別子をキーとして鍵の検索が行われる(ステッ
プS39)。鍵識別子で区別される鍵が鍵保存手段74
中に存在したならば、対応する鍵とその鍵の施されてい
る階層化レベルを鍵管理手段73に返す(ステップS4
0)。これを受け取った鍵管理手段73は、復号化管理
手段71に、この鍵と階層化レベルを返す(ステップS
41)。
Next, the operation of decoding an image by the image decoding device 65 of FIG. 14 will be described. The image decoding device 65, which has received the image information from the network 9 through the image receiving means 67, obtains information such as a key identifier from the header information shown in FIG. The information is passed to the management means 71. The decryption management means 71 obtains a key from the key management means 73 according to the processing shown in FIG. The decryption management means 71
An existing key acquisition request is made to the key management unit 73 using the key identifier as an argument (step S37). Further, the key management means 73
Requests the key storage unit 74 to obtain an existing key using the key identifier as an argument (step S38). In the key storage means 74,
The key is stored in a format as shown in FIG. 21, and a key search is performed using the key identifier as a key (step S39). The key distinguished by the key identifier is a key storage unit 74
If the key exists, the corresponding key and the hierarchical level to which the key is applied are returned to the key management unit 73 (step S4).
0). The key management means 73 which has received this returns the key and the hierarchical level to the decryption management means 71 (step S
41).

【0056】なお、外部から新たに鍵を入手するために
は鍵入力手段75を使用する。鍵入力手段75は持ち運
び可能な記録媒体に、図17であらわされるように記録
された鍵を読み出して鍵保存手段74中に格納する。
The key input means 75 is used to obtain a new key from the outside. The key input means 75 reads a key recorded on a portable recording medium as shown in FIG. 17 and stores it in the key storage means 74.

【0057】実施の形態7.図22は、実施の形態7の
画像復号化装置の鍵保存手段における鍵保存テーブルの
形式を示す図である。実施の形態7は、図14に示す画
像復号装置65の鍵保存手段74に鍵識別子に加えて鍵
生成者の識別子を格納することで、異なる画像送信者が
生成した鍵を一つの画像復号装置65で管理することが
可能になることをあらわしている。
Embodiment 7 FIG. FIG. 22 is a diagram illustrating a format of a key storage table in a key storage unit of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, a key generated by a different image sender is stored in a key storage unit 74 of an image decoding device 65 shown in FIG. 65 indicates that the management can be performed.

【0058】実施の形態8.図23、図24は、それぞ
れ実施の形態8の画像符号化装置及び画像復号化装置の
構成を示す図である。図23は、図13に示す画像符号
化装置54の構成に、鍵取得手段85、鍵要求受信手段
86、鍵送信手段87、認証手段88を加えた画像符号
化装置を示す図である。図24は、図14に示す画像復
号化装置65の構成に、鍵要求送信手段100、鍵受信
手段101、認証手段102を加えた画像復号化装置7
6を示す図である。さらに図25は、本実施の形態にお
ける鍵要求メッセージのデータ形式を示す図であり、図
26は、本実施の形態における鍵配布メッセージのデー
タ形式を示す図である。本実施の形態を用いることで、
鍵を画像符号化装置から画像復号化装置にオンラインで
配送することが可能となる。
Embodiment 8 FIG. FIGS. 23 and 24 are diagrams illustrating the configurations of the image encoding device and the image decoding device according to the eighth embodiment. FIG. 23 is a diagram showing an image encoding device in which a key obtaining unit 85, a key request receiving unit 86, a key transmitting unit 87, and an authentication unit 88 are added to the configuration of the image encoding device 54 shown in FIG. FIG. 24 shows an image decoding apparatus 7 in which a key request transmitting means 100, a key receiving means 101 and an authentication means 102 are added to the configuration of the image decoding apparatus 65 shown in FIG.
FIG. FIG. 25 is a diagram showing the data format of the key request message in the present embodiment, and FIG. 26 is a diagram showing the data format of the key distribution message in the present embodiment. By using this embodiment,
The key can be delivered online from the image encoding device to the image decoding device.

【0059】図24を参照しながら、画像復号化装置9
0が画像を受信してから、必要な鍵を入手するまでの流
れを説明する。復号化管理手段96が、復号化に必要な
鍵を鍵管理手段98から入手しようとする。鍵管理手段
98は、実施の形態6と同様に鍵保存手段99から対応
する鍵を入手しようと試みる。鍵保存手段99中に対応
する鍵が格納されていなかった場合、ユーザにそのこと
を告げるメッセージを出力して、画像の送りもとの画像
符号化装置76から鍵を入手するかどうかを選択させ
る。もし鍵を入手するのならば階層レベルもユーザによ
って入力されなければならない。鍵を入手する場合、鍵
管理手段98は鍵要求送信手段100を通じて、鍵を配
送するよう画像符号化装置76に要求する。送信される
メッセージは、図25(a)であらわされるデータ形式
を取る。このように、メッセージにディジタル署名を施
すことによって、送信されるメッセージの改ざんや、第
三者のなりすましを防止することができる。送信した鍵
要求メッセージに呼応する形で、図25(a)の形式で
あらわされる鍵要求メッセージが画像復号化装置90に
届けられ、これが鍵受信手段101によって暗号化を解
かれた後、鍵管理手段98に送られる。鍵管理手段98
は認証手段102を用いて、メッセージが本当に望まれ
た画像符号化装置76から送られてきたものかどうかを
認証する。認証が正しければ、鍵管理手段98は鍵保存
手段99中に入手した鍵を保存し、復号化管理手段96
に入手した鍵とその階層化レベルを返す。
Referring to FIG. 24, image decoding apparatus 9
The flow from receiving an image to obtaining a required key will be described. The decryption management means 96 attempts to obtain a key required for decryption from the key management means 98. The key management unit 98 attempts to obtain a corresponding key from the key storage unit 99 as in the sixth embodiment. If the corresponding key is not stored in the key storage unit 99, a message notifying the user is output and the user is prompted to select whether or not to obtain the key from the image encoding device 76 that sent the image. . If a key is obtained, the hierarchy level must also be entered by the user. When obtaining the key, the key management unit 98 requests the image encoding device 76 to distribute the key via the key request transmission unit 100. The transmitted message takes a data format shown in FIG. In this way, by applying a digital signature to the message, it is possible to prevent the transmitted message from being falsified and from impersonating a third party. In response to the transmitted key request message, a key request message represented in the format of FIG. 25A is delivered to the image decryption device 90, and after this is decrypted by the key receiving means 101, the key management message is transmitted. Sent to the means 98. Key management means 98
Uses the authentication means 102 to authenticate whether the message is indeed from the desired image encoding device 76. If the authentication is correct, the key management unit 98 stores the obtained key in the key storage unit 99, and stores the obtained key in the decryption management unit 96.
Returns the obtained key and its hierarchical level.

【0060】次に、画像符号化装置76において、鍵要
求メッセージを受信してからの処理の流れを説明する。
鍵要求受信手段86によって受け取られた鍵要求メッセ
ージは、鍵取得手段85に届けられる。鍵取得手段85
は、認証手段88を用いて鍵要求メッセージに付けられ
たディジタル署名を確認し、メッセージ送信者を確認す
る。メッセージ送信者を確認した後、鍵取得手段85は
メッセージ中に記述されている鍵識別子をもとに、鍵管
理手段82に対応する鍵を要求する。次に、入手した鍵
を、鍵要求メッセージ中に記述されている階層レベルま
で、鍵階層化手段79を用いて階層化し、それによって
得た鍵を、鍵送信手段87に送る。鍵送信手段87は、
鍵にディジタル署名を施し、さらに鍵要求メッセージ送
信者の公開鍵によってメッセージ全体を暗号化し、送信
する。なお、画像符号化装置76から送信される鍵送信
メッセージは図26(a)であらわされるデータ形式で
ある。
Next, the flow of processing after receiving the key request message in the image encoding device 76 will be described.
The key request message received by the key request receiving means 86 is delivered to the key obtaining means 85. Key acquisition means 85
Confirms the digital signature attached to the key request message using the authentication means 88, and confirms the message sender. After confirming the message sender, the key acquisition unit 85 requests a key corresponding to the key management unit 82 based on the key identifier described in the message. Next, the obtained key is hierarchized to the hierarchical level described in the key request message using the key hierarchization means 79, and the key obtained thereby is sent to the key transmission means 87. The key transmitting means 87
The key is digitally signed, and the entire message is encrypted with the public key of the sender of the key request message and transmitted. The key transmission message transmitted from the image encoding device 76 has the data format shown in FIG.

【0061】以上のように、鍵を暗号化して送信する機
能及び各メッセージにディジタル署名を施す機能を追加
したことによりオンラインによる鍵の配送が可能にな
る。
As described above, by adding the function of encrypting and transmitting a key and the function of applying a digital signature to each message, online key distribution becomes possible.

【0062】また、鍵要求メッセージにおいて、図25
(b)のように公開鍵証明証の代わりに、それを一意に
指し示すIssuerとシリアル番号を入れることにより、送
信するメッセージの大きさを小さくすることができる。
In the key request message, FIG.
By replacing the public key certificate with an issuer and a serial number that uniquely indicate the certificate as in (b), the size of the message to be transmitted can be reduced.

【0063】また、鍵要求メッセージにおいて、図25
(c)のように、全体を相手の公開鍵で暗号化すること
により、第三者に、どのような鍵を要求しているかの情
報が漏洩することを防ぐことができる。
In the key request message, FIG.
By encrypting the whole with the other party's public key as in (c), it is possible to prevent information about what key is being requested from a third party from leaking.

【0064】さらに、鍵送信メッセージにおいて、図2
6(b)のように、鍵識別子と階層化レベルも含めてデ
ィジタル署名を施すことによって、鍵の送信者が偽りの
鍵を送信することを防ぐことができる。
Further, in the key transmission message, FIG.
As shown in FIG. 6B, by applying a digital signature including a key identifier and a hierarchical level, it is possible to prevent a sender of a key from transmitting a false key.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0066】第1の発明では、暗号化に使用する暗号鍵
を暗号鍵の基準となる基準鍵を階層化することにより生
成し、所定の階層レベルの暗号化鍵を用いて暗号化する
ので、画像符号化装置はただ一つの鍵のみのでの管理が
可能になる。
In the first invention, an encryption key used for encryption is generated by hierarchizing a reference key which is a reference of the encryption key, and is encrypted using an encryption key of a predetermined hierarchy level. The image encoding device can be managed using only one key.

【0067】第2の発明では、量子化手段により分割さ
れた複数の周波数ブロックをそれぞれ並列に複数の暗号
化手段により暗号化するため、各周波数ブロックが同時
に暗号化でき、短時間での暗号化処理が可能になる。
In the second invention, since a plurality of frequency blocks divided by the quantization means are respectively encrypted by the plurality of encryption means in parallel, each frequency block can be encrypted at the same time, and encryption in a short time can be performed. Processing becomes possible.

【0068】第3の発明では、鍵の階層化を一方向性関
数で処理することにより、上位の鍵から下位の鍵を容易
に得ることができ、ただ一つの鍵のみでの管理が可能に
なる。
According to the third aspect of the present invention, by processing the hierarchization of keys by a one-way function, it is possible to easily obtain a lower key from a higher key, and it is possible to manage with only one key. Become.

【0069】第4の発明では、公開鍵暗号アルゴリズム
における公開鍵を用いた暗号化により、それまでの最上
位の鍵からさらに上位の鍵を生成することが可能にな
る。
According to the fourth aspect of the present invention, by using the public key in the public key encryption algorithm, it is possible to generate a higher-order key from the highest-order key.

【0070】第5の発明では、量子化された空間周波数
成分をあらかじめ設定された周波数領域分割指定に基づ
いて複数のブロックに分割するため、様々な画像品質の
階層設定化が可能となり、異なる階層の画像の配信が可
能になる。
In the fifth aspect, since the quantized spatial frequency component is divided into a plurality of blocks based on a preset frequency domain division designation, various image quality hierarchies can be set, and different hierarchies can be set. Can be distributed.

【0071】第6の発明では、暗号化した周波数ブロッ
クにこのブロックに関する情報を付加することにより、
画像送信者は自由に画像毎に異なる品質階層を設定する
ことができる。
In the sixth invention, by adding information about the encrypted frequency block to the frequency block,
The image sender can freely set a different quality hierarchy for each image.

【0072】第7の発明では、最高位の周波数領域ブロ
ックを暗号化している鍵の階層化のレベルを、暗号化し
た周波数ブロックに付加することにより、あるレベル以
上の鍵を持っているユーザは画像を完全に復号できるよ
うな画像の配信が可能となる。
According to the seventh aspect of the present invention, a user having a key of a certain level or more can be added to the encrypted frequency block by adding the level of layering of the key for encrypting the highest frequency domain block to the encrypted frequency block. It is possible to distribute an image so that the image can be completely decoded.

【0073】第8の発明では、新規鍵生成手段により生
成された新しい基準鍵又は鍵保存手段に格納されている
基準鍵のいずれかにより暗号鍵を生成することができ
る。
According to the eighth aspect, an encryption key can be generated using either a new reference key generated by the new key generation means or a reference key stored in the key storage means.

【0074】第9の発明では、ネットワークを通じて送
信されてきた鍵要求に対する暗号鍵をネットワークを通
じてオンラインで配送ができる。
According to the ninth aspect, the encryption key corresponding to the key request transmitted through the network can be distributed online through the network.

【0075】第10の発明では、復号化に使用する復号
鍵を復号鍵の基準となる基準鍵を階層化することにより
生成し、所定の階層レベルの復号鍵を用いて復号化する
ので、画像復号化装置はただ一つの鍵のみのでの管理が
可能になる。
In the tenth aspect, a decryption key used for decryption is generated by hierarchizing a reference key which is a reference of the decryption key, and decryption is performed using a decryption key of a predetermined hierarchical level. The decryption device can manage with only one key.

【0076】第11の発明では、分離手段により分割さ
れた複数の周波数ブロックをそれぞれ並列に複数の復号
化手段により復号化するため、各周波数ブロックを同時
に復号化でき、短時間での復号化処理が可能になる。
In the eleventh invention, the plurality of frequency blocks divided by the separating means are each decoded in parallel by the plurality of decoding means, so that each frequency block can be decoded simultaneously, and the decoding process can be performed in a short time. Becomes possible.

【0077】第12の発明では、鍵の階層化を一方向性
関数で処理することにより、上位の鍵から下位の鍵を容
易に得ることができ、ただ一つの鍵のみでの管理が可能
になる。
In the twelfth aspect, by processing the hierarchization of keys by a one-way function, it is possible to easily obtain a lower key from a higher key, and it is possible to manage with only one key. Become.

【0078】第13の発明では、公開鍵暗号アルゴリズ
ムにおける公開鍵を用いた暗号化により、それまでの最
上位の鍵からさらに上位の鍵を生成することが可能にな
る。
In the thirteenth aspect, encryption using a public key in a public key encryption algorithm makes it possible to generate a higher-order key from the highest-order key.

【0079】第14の発明では、あらかじめ設定された
周波数領域分割指定に基づいて複数のブロックに分割し
て復号化するため、短時間で復号化処理ができる。
According to the fourteenth aspect, since the data is divided into a plurality of blocks and decoded based on a preset frequency domain division designation, the decoding process can be performed in a short time.

【0080】第15の発明では、外部から入手した新し
い基準鍵又は鍵保存手段に格納されている基準鍵のいず
れかにより復号鍵を生成することができる。
In the fifteenth aspect, a decryption key can be generated using either a new reference key obtained from the outside or a reference key stored in the key storage means.

【0081】第16の発明では、基準鍵識別子に鍵生成
者の識別子を付加することで、異なる画像送信者が生成
した鍵を一つの画像復号装置中で管理することが可能に
なる。
In the sixteenth aspect, by adding the key generator identifier to the reference key identifier, it becomes possible to manage keys generated by different image senders in one image decoding apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態1の画像符号化装置の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image encoding device according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態1の画像復号化装置の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of an image decoding device according to the first embodiment.

【図3】 実施の形態1の画像符号化装置における鍵階
層化手段の処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of processing of a key hierarchy unit in the image encoding device according to the first embodiment;

【図4】 実施の形態1の画像復号化装置における鍵階
層化手段の処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of a key hierarchy unit in the image decoding device according to the first embodiment.

【図5】 実施の形態2の画像符号化装置の構成及び処
理の流れを示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration and a processing flow of an image encoding device according to a second embodiment.

【図6】 実施の形態2の画像復号化装置の構成及び処
理の流れを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration and a processing flow of an image decoding device according to a second embodiment.

【図7】 実施の形態2の画像符号化装置中における画
像情報の変換されていく様子をあらわした図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which image information is being converted in an image encoding device according to a second embodiment.

【図8】 実施の形態3の画像符号化装置の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of an image encoding device according to a third embodiment.

【図9】 実施の形態3の画像復号化装置の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of an image decoding device according to a third embodiment.

【図10】 実施の形態3の暗号化された画像情報のヘ
ッダ部分を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a header portion of encrypted image information according to the third embodiment.

【図11】 画像情報のヘッダ部分の別の例を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing another example of a header portion of image information.

【図12】 実施の形態5の画像符号化装置における鍵
階層化手段の処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing of a key hierarchy unit in an image encoding device according to a fifth embodiment.

【図13】 実施の形態6の画像符号化装置の構成図で
ある。
FIG. 13 is a configuration diagram of an image encoding device according to a sixth embodiment.

【図14】 実施の形態6の画像復号化装置の構成図で
ある。
FIG. 14 is a configuration diagram of an image decoding device according to a sixth embodiment.

【図15】 実施の形態6の画像符号化装置において、
既存の鍵を再使用する場合の処理の流れを示す図であ
る。
FIG. 15 illustrates an image encoding apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a flow of processing when an existing key is reused.

【図16】 実施の形態6の画像符号化装置において、
新規に鍵を生成する場合の処理の流れを示す図である。
FIG. 16 shows an image encoding apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a flow of processing when a new key is generated.

【図17】 実施の形態6の画像符号化装置の鍵保存手
段における鍵保存テーブルの形式を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a format of a key storage table in a key storage unit of the image encoding device according to the sixth embodiment.

【図18】 実施の形態6の画像符号化装置の鍵出力手
段における鍵の出力形式を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an output format of a key in a key output unit of the image encoding device according to the sixth embodiment.

【図19】 実施の形態6の画像符号化装置の暗号化さ
れた画像情報に付加されたヘッダ部分を示す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a header portion added to encrypted image information of the image encoding device according to the sixth embodiment.

【図20】 実施の形態6の画像復号化装置において、
既存の鍵を検索する場合の形式を示す図である。
FIG. 20 shows an image decoding apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a format for searching for an existing key.

【図21】 実施の形態6の画像復号化装置の鍵保存手
段における鍵保存テーブルの形式を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a format of a key storage table in a key storage unit of the image decoding apparatus according to the sixth embodiment.

【図22】 実施の形態7の画像復号化装置の鍵保存手
段における鍵保存テーブルの形式を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a format of a key storage table in a key storage unit of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment.

【図23】 実施の形態8の画像符号化装置の構成図で
ある。
FIG. 23 is a configuration diagram of an image encoding device according to an eighth embodiment.

【図24】 実施の形態8の画像復号化装置の構成図で
ある。
FIG. 24 is a configuration diagram of an image decoding apparatus according to an eighth embodiment.

【図25】 実施の形態8の鍵要求メッセージのデータ
形式である。
FIG. 25 shows a data format of a key request message according to the eighth embodiment.

【図26】 実施の形態8の鍵送信メッセージのデータ
形式である。
FIG. 26 shows a data format of a key transmission message according to the eighth embodiment.

【図27】 従来の画像伝送システムの構成図である。FIG. 27 is a configuration diagram of a conventional image transmission system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像暗号化手段、2 直交変換手段、3 量子化手
段、4 暗号化手段、5 暗号化管理手段、6 鍵階層
化手段、7 多重化手段、8 画像送信手段、9 ネッ
トワーク、10 画像復号化手段、11 分離手段、1
2 復号化手段、13 復号化管理手段、14 鍵階層
化手段、15 逆量子化手段、16 逆直交変換手段、
17 画像表示手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image encryption means, 2 orthogonal transformation means, 3 quantization means, 4 encryption means, 5 encryption management means, 6 key hierarchy means, 7 multiplexing means, 8 image transmission means, 9 network, 10 image decoding Means, 11 separation means, 1
2 decryption means, 13 decryption management means, 14 key hierarchy means, 15 inverse quantization means, 16 inverse orthogonal transform means,
17 Image display means.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像を空間周波数成分に変換する直交変
換手段と、 この変換された空間周波数成分を量子化し、所定の周波
数領域毎の複数のブロックに分割する量子化手段と、 暗号化に使用する暗号鍵の基準となる基準鍵を用い、階
層化された複数の暗号鍵を生成する鍵階層化手段と、 前記量子化手段により分割されたブロックを、前記鍵階
層化手段により生成された所定の階層レベルの暗号鍵を
用いて暗号化する画像暗号化手段とを備えたことを特徴
とする画像符号化装置。
1. An orthogonal transformation means for transforming an image into a spatial frequency component, a quantization means for quantizing the transformed spatial frequency component and dividing it into a plurality of blocks for each predetermined frequency domain, Key hierarchy means for generating a plurality of hierarchized encryption keys using a reference key which is a reference of an encryption key to be encrypted, and a block generated by the key hierarchy means, Image encoding means for encrypting using an encryption key at a hierarchical level.
【請求項2】 前記画像暗号化手段は、前記量子化手段
により分割された複数のブロックをそれぞれ並列に暗号
化する複数の暗号化手段と、 この複数の暗号化手段により暗号化された複数のブロッ
クを一つにまとめる多重化手段とを備えたことを特徴と
する請求項1記載の画像符号化装置。
2. The image encryption means includes: a plurality of encryption means for respectively encrypting a plurality of blocks divided by the quantization means in parallel; and a plurality of encryption means encrypted by the plurality of encryption means. 2. The image encoding apparatus according to claim 1, further comprising multiplexing means for combining blocks into one.
【請求項3】 前記鍵階層化手段は、前記階層化された
複数の暗号鍵を、上位の鍵から下位の鍵を得ることがで
きる一方向性関数により生成することを特徴とする請求
項1記載の画像符号化装置。
3. The key hierarchization means according to claim 1, wherein said hierarchized encryption keys are generated by a one-way function that can obtain a lower key from an upper key. The image encoding device according to claim 1.
【請求項4】 前記鍵階層化手段は、前記階層化された
複数の暗号鍵を、公開鍵暗号アルゴリズムにおける公開
鍵を用いた暗号化により生成することを特徴とする請求
項1記載の画像符号化装置。
4. The image encoding apparatus according to claim 1, wherein said key layering means generates the plurality of layered encryption keys by encryption using a public key in a public key encryption algorithm. Device.
【請求項5】 前記量子化手段は、前記量子化された空
間周波数成分を、予め設定された周波数領域分割指定に
基づいて複数のブロックに分割することを特徴とする請
求項1記載の画像符号化装置。
5. The image code according to claim 1, wherein said quantization means divides the quantized spatial frequency component into a plurality of blocks based on a preset frequency domain division designation. Device.
【請求項6】 前記量子化手段により分割された各ブロ
ックに関する情報を、前記画像暗号化手段により暗号化
されたブロックに付加する暗号化情報付加手段を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
6. An apparatus according to claim 1, further comprising encryption information adding means for adding information on each block divided by said quantization means to a block encrypted by said image encryption means. Image encoding device.
【請求項7】 前記暗号化情報付加手段は、周波数が最
も高い領域のブロックを暗号化するために用いた暗号鍵
の階層レベルを付加することを特徴とする請求項6記載
の画像符号化装置。
7. The image encoding apparatus according to claim 6, wherein said encryption information adding means adds a hierarchical level of an encryption key used for encrypting a block in an area having the highest frequency. .
【請求項8】 乱数の発生により新しい基準鍵を生成す
る新規鍵生成手段と、 この新規鍵生成手段により生成された新しい基準鍵を、
この基準鍵を識別する鍵識別子とともに格納する鍵保存
手段とを備え、 前記鍵階層化手段は、前記新規鍵生成手段により生成さ
れた新しい基準鍵又は前記鍵保存手段に格納されている
基準鍵のいずれかを用いて、前記階層化された複数の暗
号鍵を生成することを特徴とする請求項1記載の画像符
号化装置。
8. A new key generation means for generating a new reference key by generating a random number, and a new reference key generated by the new key generation means.
Key storage means for storing the reference key together with a key identifier for identifying the reference key, wherein the key layering means stores a new reference key generated by the new key generation means or a reference key stored in the key storage means. 2. The image encoding apparatus according to claim 1, wherein the plurality of hierarchized encryption keys are generated using any one of the encryption keys.
【請求項9】 ネットワークを通じて送信されてきた所
定の階層レベルの鍵要求を受信する鍵要求受信手段と、 この要求された階層レベルの暗号鍵の基準となる基準鍵
を、前記新規鍵生成手段により生成するか、あるいは前
記鍵保存手段より取り出し、前記要求された階層レベル
の暗号鍵を前記鍵階層化手段により生成する鍵取得手段
と、 この生成された暗号鍵を前記鍵要求の送信元に送信する
鍵送信手段とを備えたことを特徴とする請求項8記載の
画像符号化装置。
9. A key request receiving means for receiving a key request at a predetermined hierarchical level transmitted through a network, and a reference key serving as a reference for the requested encryption key at the hierarchical level, the new key generating means Key obtaining means for generating or extracting from the key storage means and generating the requested hierarchical level encryption key by the key hierarchy means; and transmitting the generated encryption key to the transmission source of the key request 9. The image encoding apparatus according to claim 8, further comprising: a key transmitting unit that performs key transmission.
【請求項10】 空間周波数成分に変換された画像を量
子化し、暗号化して伝送された画像情報を所定の周波数
領域毎の複数のブロックに分割する分離手段と、 復号化に使用する復号鍵の基準となる基準鍵を用い、階
層化された複数の復号鍵を生成する復号鍵階層化手段
と、 前記分離手段により分割されたブロックを、前記復号鍵
階層化手段により生成された所定の階層レベルの復号鍵
を用いて復号化する画像復号化手段とを備えたことを特
徴とする画像復号化装置。
10. A separating means for quantizing an image converted into a spatial frequency component, dividing the encrypted and transmitted image information into a plurality of blocks for each predetermined frequency region, and a decoding key used for decoding. A decryption key layering means for generating a plurality of hierarchically decrypted keys using a reference key serving as a reference; and a block divided by the separating means, a predetermined hierarchical level generated by the decryption key layering means. An image decoding device, comprising: an image decoding means for decoding by using the decoding key of (1).
【請求項11】 前記画像復号化手段は、前記分離手段
により分割された複数のブロックをそれぞれ並列に復号
化する複数の復号化手段と、 この複数の復号化手段により復号化された複数のブロッ
クを逆量子化し、空間周波数成分に変換する逆量子化手
段と、 この逆量子化手段により変換された空間周波数成分を元
の画像に変換する逆直交変換手段とを備えたことを特徴
とする請求項10記載の画像復号化装置。
11. The image decoding means comprises: a plurality of decoding means for respectively decoding a plurality of blocks divided by the separation means in parallel; and a plurality of blocks decoded by the plurality of decoding means. Inverse quantization means for inversely quantizing the image and converting it into spatial frequency components, and inverse orthogonal transform means for converting the spatial frequency components converted by the inverse quantization means into the original image. Item 11. The image decoding device according to Item 10.
【請求項12】 前記復号鍵階層化手段は、前記階層化
された複数の復号鍵を、上位の鍵から下位の鍵を得るこ
とができる一方向性関数により生成することを特徴とす
る請求項10記載の画像復号化装置。
12. The decryption key hierarchiing means generates the plurality of hierarchized decryption keys using a one-way function that can obtain a lower key from a higher key. The image decoding apparatus according to claim 10.
【請求項13】 前記復号鍵階層化手段は、前記階層化
された複数の復号鍵を、公開鍵暗号アルゴリズムにおけ
る公開鍵を用いた暗号化により生成することを特徴とす
る請求項10記載の画像復号化装置。
13. The image according to claim 10, wherein the decryption key hierarchical means generates the plurality of hierarchical decryption keys by encryption using a public key in a public key encryption algorithm. Decryption device.
【請求項14】 前記分離手段は、予め設定された周波
数領域分割指定に基づいて複数のブロックに分割するこ
とを特徴とする請求項10記載の画像復号化装置。
14. The image decoding apparatus according to claim 10, wherein said separation unit divides the image into a plurality of blocks based on a preset frequency domain division designation.
【請求項15】 外部から新しい基準鍵を入力する鍵入
力手段と、この基準鍵を基準鍵識別子とともに格納する
鍵保存手段とを備え、 前記復号鍵階層化手段は、前記鍵入力手段により入力さ
れた新しい基準鍵又は前記鍵保存手段に格納されている
基準鍵のいずれかを用いて、前記階層化された複数の復
号鍵を生成することを特徴とする請求項10記載の画像
復号化装置。
15. A key input means for externally inputting a new reference key, and key storage means for storing the reference key together with a reference key identifier, wherein the decryption key hierarchical means is inputted by the key input means. 11. The image decoding apparatus according to claim 10, wherein the plurality of hierarchized decryption keys are generated by using either the new reference key or a reference key stored in the key storage unit.
【請求項16】 前記鍵保存手段は、基準鍵識別子に加
えて鍵生成者の識別子を格納することを特徴とする請求
項15記載の画像復号化装置。
16. The image decoding apparatus according to claim 15, wherein said key storage means stores an identifier of a key generator in addition to a reference key identifier.
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