CN101221793B - 数据记录装置 - Google Patents

Abstract

一种数据记录装置，能确保光盘等可携带记录介质的安全。光盘装置在动作模式方面具有安全模式和通常模式。在安全模式下，系统控制器(32)在光盘的用户数据区域以外的区域记录安全识别信号，并且把文件管理数据的至少一部分记录在用户数据区域以外的区域。在复制光盘(10)时，文件管理数据会消失，所以不能再生，可防止复制。

Description

数据记录装置

技术领域

本发明涉及在可携带记录介质上加密而记录数据的装置。

背景技术

在CD、DVD等可携带记录介质上记录数据的场合，因为介质可自由携带，所以由于遗失、失盗等而常有数据泄漏的危险。因此，在可携带记录介质上记录钥匙数据，判断其是不是与在对可携带记录介质进行数据的记录再生的驱动器侧设定的钥匙数据一致，仅在一致的场合才能由该驱动器进行记录再生，这种技术是公知的。

在以下所示的专利文献1中披露了在记录设备中预先存储作为认证钥匙而加密的口令，在利用携带信息机器时，把记录设备与携带机器连接，比较由用户输入的口令和所连接的存储设备的认证信息，进行用户认证。

还有，在专利文献2中披露了基于所输入的安全钥匙来解读编码数据，对音频数据进行解密。

还有，在专利文献3中披露了在记录介质上记录加密数据时，把为解读加密数据所需的钥匙数据记录在与记录加密数据的记录介质不同的介质上，在数据再生后消去钥匙数据而确保安全。

再有，在专利文献4中披露了把进行加密和解密的安全钥匙可拆装地设置在个人计算机上，在安装时对由个人计算机操作的数据自动地进行加密或解密。还有，在个人计算机上安装安全钥匙时，进行认证。

专利文献1：特开平11-272563号公报

专利文献2：特开2001-197041号公报

专利文献3：特开2003-303136号公报

专利文献4：特开2005-173197号公报

发明内容

发明打算解决的课题

另一方面，除了对数据进行加密来保护内容以外，还期望能简单地防止可携带记录介质的复制的技术。

本发明的目的在于提供能简单地防止可携带记录介质的复制的装置。

用于解决课题的方案

本发明提供一种数据记录装置，用于对可携带记录介质进行数据的记录，其特征在于具有把应该记录的数据中的文件管理信息的至少一部分记录在上述可携带记录介质的用户数据区域以外的区域中的记录单元。

发明效果

根据本发明，能简单且有效地防止可携带记录介质的复制。

附图说明

图1是光盘装置的整体构成图。

图2是个人计算机启动时的处理流程图。

图3是数据记录时的处理流程图。

图4是地址变换处理说明图。

图5是数据再生时的处理流程图。

符号说明

10光盘，16光拾取器，32系统控制器，38缓冲存储器。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式，作为可携带记录介质，以可记录的光盘为例，说明针对光盘来记录及再生数据的光盘装置。

图1表示本实施方式中的光盘装置的整体构成。CD、DVD、HD-DVD、Blu-ray等光盘10由主轴马达(SPM)12驱动。主轴马达SPM12靠驱动器14驱动，驱动器14由伺服处理器30进行伺服控制，从而成为希望的旋转速度。

光拾取器16包含用于向光盘10照射激光的激光二极管(LD)、接受来自光盘10的反射光而将其变换为电信号的光电探测器(PD)，与光盘10相对配置。光拾取器16由步进马达所构成的移动马达(スレツドモ一タ)18在光盘10的半径方向驱动，移动马达18靠驱动器20驱动。驱动器20与驱动器14一样，由伺服处理器30进行伺服控制。还有，光拾取器16的LD由驱动器22驱动，驱动器22由自动功率控制电路(APC)24控制，使得驱动电流成为希望的值。APC24及驱动器22根据来自系统控制器32的指令来控制LD的发光量。图1中驱动器22是与光拾取器16分开设置的，不过，也可以在光拾取器16上搭载驱动器22。

对光盘10的通常的即不加密的场合的记录再生动作(通常动作模式)如下。在对光盘10上记录的数据进行再生时，从光拾取器16的LD照射再生功率的激光，其反射光由PD变换为电信号而输出。来自光拾取器16的再生信号被供给到RF电路26。RF电路26根据再生信号而生成聚焦误差信号、跟踪误差信号，将其供给到伺服处理器30。伺服处理器30基于这些误差信号对光拾取器16进行伺服控制，把光拾取器16维持在正聚焦状态及正跟踪状态。还有，RF电路26向地址解码电路28供给再生信号中包含的地址信号。地址解码电路28根据地址信号来解调光盘10的地址数据，将其向伺服处理器30、系统控制器32供给。

地址信号是频率摆动(ウオブル)信号，从再生信号中提取该频率摆动信号，对其进行解码，就能获得地址数据。还有，RF电路26向2值化电路34供给再生RF信号。2值化电路34把再生信号2值化，向编码/解码电路36供给所获得的信号。编码/解码电路36对2值化信号进行解调及误差订正而获得再生数据，通过接口I/F40向个人计算机等主机装置输出该再生数据。另外，在向主机装置输出再生数据时，编码/解码电路36把再生数据一次积蓄在缓冲存储器38中之后输出。

在光盘10上记录数据时，来自主机装置的应该记录的数据通过接口I/F40被供给到编码/解码电路36。编码/解码电路36在缓冲存储器38中收纳应该记录的数据，对该应该记录的数据进行编码，将其作为调制数据向写策略电路42供给。写策略电路42依照给定的记录策略把调制数据变换为多脉冲(脉冲串)，将其作为记录数据向驱动器22供给。记录策略会影响记录质量，所以在数据记录之前要进行最优化。从光拾取器16的LD照射由记录数据进行了功率调制的激光而把数据记录在光盘10上。数据记录时的记录功率是利用由OPC(Optical PowerControl)在光盘10的内周侧成形的PCA(Power Calibration Area：功率校准区域)来试写试验数据，从而进行最优化。记录数据之后，光拾取器16照射再生功率的激光而再生该记录数据，将其向RF电路26供给。RF电路26向2值化电路34供给再生信号，2值化了的数据被供给到编码/解码电路36。编码/解码电路36对调制数据进行解码，将其与缓冲存储器38中收纳的记录数据进行对照。校验的结果被供给到系统控制器32。系统控制器32按照校验的结果来决定是继续记录数据，还是执行轮换处理。系统控制器32控制系统整体的动作，通过伺服处理器30而驱动移动马达18，控制光拾取器16的位置。还有，系统控制器32控制OPC来对记录功率进行最优化。

另一方面，本实施方式的光盘装置除了上述通常动作模式以外还有安全模式。安全模式是在光盘上加密而记录数据，并且解调、再生加密了的数据的模式。在本实施方式中，把具有安全模式的光盘装置适当称为「安全驱动器」，把由安全驱动器加密而记录了数据的光盘适当称为「安全盘」。系统控制器32决定使装置以安全模式来动作，还是以通常动作模式来动作。在把光盘装置与个人计算机等连接的场合，或是内置于个人计算机的场合，系统控制器32按照来自个人计算机侧的OS(操作系统)或应用程序的指令来决定装置的动作模式。用户能利用应用程序来决定是使装置是以安全模式来动作，还是以通常模式来动作。系统控制器32响应来自个人计算机侧的咨询指令而向个人计算机侧送回表示是能以安全模式来动作的「安全驱动器」的信息。安装在个人计算机侧的应用程序(安全程序)基于来自系统控制器32的信息来识别所连接或内置的光盘装置是安全驱动器，接受来自用户的模式设定请求及口令，使光盘装置向安全模式转移。

图2表示连接或内置了图1所示的光盘装置的个人计算机启动时的处理。

首先，启动个人计算机(PC)的话(S101)，则安装在个人计算机中的安全程序(安全软件)启动(S102)。安全程序可以由光盘装置的制造商提供。安全程序可以从CD-ROM、DVD-ROM等记录介质向个人计算机安装，也可以通过网络来安装。安全程序收纳在个人计算机的RAM中，由个人计算机的CPU依次执行。安全程序至少具有使个人计算机判断所连接或内置的光盘装置是不是具有安全模式的「安全驱动器」的功能以及在是「安全驱动器」的场合从户用输入为以安全模式动作所需的钥匙数据的功能、把输入了的钥匙数据通过通信接口向光盘装置的系统控制器32发送的功能。

安全程序启动的话，个人计算机首先判断所连接或内置的光盘装置是不是「安全驱动器」(S103)。个人计算机的CPU向光盘装置进行咨询，根据从光盘装置的系统控制器32接收了的信息来判断是不是「安全驱动器」。在不是「安全驱动器」的场合，向通常的动作转移。在是「安全驱动器」的场合，判断是不是进行安全模式的设定输入(S104)，在用户希望设定输入的场合，判断安全模式的ON/OFF(S105)。用户例如从个人计算机画面上显示的菜单中选择安全模式ON的话，则接着请求作为固有钥匙数据的口令输入(S106)，用户输入口令的话个人计算机的CPU就向光盘装置的系统控制器32供给该口令。系统控制器32把从个人计算机侧接收了的口令收纳在DRAM等易失性存储器中，进行用于向安全模式转移的设定(S107)。即，设定表示动作模式是安全模式的内部标志。另外，口令可以收纳在闪存等非易失性存储器中，不过，为了确保安全，优选的是光盘装置的电源OFF会使口令消失。光盘装置的易失性存储器中收纳的口令用作记录数据时的加密钥匙及为了解密数据的解密钥匙，不过，口令本身不记录在光盘上，而是只保持在光盘装置的易失性存储器中。还有，加密是通过变换在光盘上应该记录的数据的地址来执行的。

在用户不希望向安全模式转移的场合，用户选择安全模式OFF。在该场合，不输入口令，因而不需要将其保持在易失性存储器中，也不执行加密。

通过以上的处理，把为以安全模式来执行所需的口令收纳在光盘装置的易失性存储器中。用户除了可以从个人计算机的键盘输入口令以外，也可以将其预先收纳在USB存储器等中，与个人计算机连接而进行输入。在个人计算机上连接USB存储器的场合，也可以进行认证之后连接。

图3表示数据记录时的处理。系统控制器32判断是不是从个人计算机接收了写指令(S201)。在从个人计算机接收了写指令的场合，接着判断向装置插入了的光盘10是不是新记录数据的光盘10，即是不是还未记录数据的光盘10(S202)。

在是新光盘的场合，系统控制器32判断装置的动作模式是不是安全模式(S203)，在是安全模式的场合，首先在光盘10的用户数据区域以外的区域中记录安全识别信号(S204)。安全识别信号是表示该光盘10由「安全驱动器」以安全模式记录了数据的信号，至少包含表示「安全驱动器」的驱动器ID及加密完毕的标志。

安全识别信号只表示该光盘10是加密了的「安全盘」，不包含加密所用的钥匙数据，即口令。因此，假如光盘10遗失或失盗，钥匙数据也不会流出。还有，安全识别信号不是记录在用户数据区域，而是记录在用户数据区域以外的区域。在复制光盘10的场合，是读取用户数据区域，将其向其他光盘中写入，所以在用户数据区域以外记录的安全识别信号不被复制，复制目标光盘10没有安全识别信号。即，复制目标光盘10仍然不能作为具有安全识别信号的「安全盘」而被识别。因此，如果是确认光盘10是「安全盘」才容许数据的再生的话，复制目标光盘10就不能再生，能防止复制。用户数据以外的区域可以利用例如用于执行OPC的PCA。在DVD-R的场合，从盘的内周向外周依次存在记录信息管理区域、导入区域、用户数据区域、导出区域，在记录信息管理区域中存在PCA和记录管理信息区域(RMA)。在OPC中是在数据记录之前一边使记录功率阶段状地变化一边在PCA上试写测试数据。再生试写了的测试数据，评价β值、γ值、出错率等再生信号质量，决定最适合的记录功率。安全识别信号被记录在PCA的任意位置，或是PCA中不被OPC使用的特定区域。安全识别信号除了在OPC之前记录在PCA上以外，也可以在OPC之后记录在PCA上。在DVD-RW等可改写的光盘的场合，也可以在OPC之后以在测试数据上重写的方式记录安全识别信号。安全识别信号也可以具有标题部及数据部，在标题部记录表示是安全识别信号的信息，在数据部记录安全驱动器ID及其他信息。在多区段记录中，在加密、记录了的区段与以通常动作记录了的区段混在一起的场合，也可以记录表示加密、记录了的区段的信息。

在用户数据区域以外的区域记录安全识别信号之后，利用易失性存储器中保持的钥匙数据，即口令，进行记录数据的地址变换(S205)。利用口令的地址变换的方法是任意的，不过，在缓冲存储器38中收纳例如从个人计算机供给的记录数据时，利用口令打乱收纳顺序来进行地址变换。具体是把缓冲存储器38分割为多个区域，例如4个区域，对各区域一一从1起按顺序付以管理号码。假设缓冲存储器38的容量是1MB，有512块的量的话，则把缓冲存储器38分割为第1区域～第4区域的4个区域，对各区域付以1～128的管理号码。即，在第1区域存在第1块～第128块，在第2区域也存在第1块～第128块。第3、第4区域也同样。然后，按一定的数学式来变换口令的最初2文字的ASK码，将其作为最初应该收纳的块号码。第2号以后是根据最初的管理号码，利用一定的数学式，不重复地决定。然后，利用口令的第3文字的ASK码决定4个区域的排列。例如，在口令的第3文字是某文字的场合，按第1区域→第3区域→第2区域→第4区域的顺序收纳，在口令的第3文字是另外的文字的场合，按第2区域→第4区域→第3区域→第1区域的顺序收纳等。这样，在某口令「ABCDEFG」的场合，应该记录的数据的最初数据块被第1区域的第68块收纳，其次的数据块被第3区域的第3块收纳，再其次的数据块被第2区域的第120块收纳，在另外的口令「STUVWX」的场合，应该记录的数据的最初数据块被第4区域的第1块收纳，其次的数据块被第1区域的第89块收纳，再其次的数据块被第2区域的第56块收纳。按以上方式变换在缓冲存储器38中收纳的顺序，从而进行地址变换，记录数据(S206)。

图4示意地表示本实施方式的地址变换处理。系统控制器32从个人计算机接收应该记录的数据，将其收纳在缓冲存储器38中，读出被易失性存储器保持的口令，利用口令的文字来变换在缓冲存储器38中收纳的位置。在通常动作模式下，把应该记录的数据从缓冲存储器38的前部按顺序收纳，而在安全模式下则按照口令来变换缓冲存储器38的收纳位置。在图中，最初的数据块被缓冲存储器38的第1区域38a的第110块收纳，其次的数据块被第3的区域38c的第50块收纳，其次的数据块被第4区域38d的第100块收纳，其次的数据块被第2区域38b的第70块收纳。把这样在缓冲存储器38中收纳了的数据从前部起读出，记录于光盘10的用户数据。数据是按被读出的顺序从光盘10的内周向外周来记录的，所以数据是按与通常模式不同的地址来记录的，即使原样读出也不能再生原来的数据。

另一方面，安全识别信号，如上所述，记录在用户数据区域以外的区域，例如PCA中，不过，不仅是安全识别信号，应该记录的数据的一部分也可以记录在用户数据区域以外的区域。在用户数据区域以外的区域中记录应该记录的数据的一部分，意味着在变换应该记录的数据的地址时，变换后的地址不限于用户数据区域，而是扩大到此外的区域。把应该记录的数据的一部分，在用户数据区域以外的区域，例如与安全识别信号一样在PCA上进行记录，使得在复制光盘10时被PCA记录了的数据不被复制地消失掉，因而复制目标光盘10成为数据欠缺的不完全的盘。应该记录的数据中的在用户数据区域以外记录的数据是任意的，例如也可以在PCA上记录文件管理数据(系统信息)。在CD所使用的ISO9660格式中，在最后区段的最初的轨迹的第1扇区，有PVD(Primary Volume Descriptor)存在，在PDV中记述了文件存取所需的卷属性、根目录的位置、路径表的位置。还有，在DVD、下一代盘所使用的UDF格式中，在最后边缘的第257号中有AVDP(AncorVolume Descriptor Pointer)存在。因此，把PVD、AVDP记录在PCA中是适宜的，这样在复制目标光盘中就不存在PVD、AVDP，能防止复制。另外，在PCA中记录PVD、AVDP等的文件管理数据的场合，在用户数据区域中应该记录的文件管理数据部分成为空白的，在该部分预先记录无意义的假数据来替代。图4表示在PCA中记录安全识别信号、系统信息，在用户数据区域记录此外的数据。还有，可以在PCA中记录所有文件管理数据，也可以在PCA中只记录文件管理数据的一部分。

当然，地址变换的方法不限于上述方法。也可以不分割缓冲存储器38，利用口令对数据块分配1～512的任意数字，在缓冲存储器38的第1块～第512块中的分配的数字所表示的块位置收纳数据块。还有，也可以把缓冲存储器38分割为2个区域，轮换收纳数据。易失性存储器中保持的口令可以说是规定应该记录的数据向缓冲存储器38的收纳顺序的钥匙数据。

按以上方式记录数据，重复执行，直到区段闭合(S207)。在区段闭合了的场合，进行结束处理(S208)，完成数据的记录处理。

另一方面，在不是新光盘10的场合，即已经记录了数据的光盘10的场合，接着判断安全识别信号是不是存在(S209)。在「安全盘」的场合如上所述把安全识别信号记录在用户数据区域以外的特定的区域，例如PCA之后，使光拾取器16查找到PCA而读取安全识别信号。在PCA中有安全识别信号存在的场合，因为是「安全盘」，所以系统控制器32禁止数据的补记(S210)。这样来防止数据的篡改等。在该场合，系统控制器32向个人计算机通知是安全盘的意思。个人计算机的CPU依照来自系统控制器32的通知，在画面上显示不可补记。在安全识别信号不存在的场合，因为不是「安全盘」，所以容许通常动作模式下的数据记录(S206)。即，不进行地址变换而在用户数据区域原样记录应该记录的数据。还有，即使是新光盘10，在光盘装置未设定为安全模式的场合，也不进行地址变换而在用户数据区域原样记录应该记录的数据。因此，文件管理数据也记录在用户数据区域。

总结以上情况，在插入了新光盘10的场合，光盘装置的系统控制器32在安全模式下在PCA中记录安全识别信号并且进行地址变换，在用户数据区域中记录用户数据，还有，在PCA中记录用户数据的一部分，例如文件管理数据。在插入了已记录的光盘10的场合，光盘装置的系统控制器32不问是安全模式还是通常动作模式，如果安全识别信号存在就禁止补记，如果安全识别信号不存在就容许补记。在安全识别信号不存在的场合，在安全模式的场合，关于补记部分，是在PCA中记录安全识别信号并且进行地址变换，在用户数据区域中记录用户数据，还有，也可以在PCA中记录用户数据的一部分，例如文件管理数据的一部分。在该场合，在光盘10中加密的数据部分和未加密的数据部分混在一起。

安全识别信号可以在数据记录之前记录在PCA中，不过，也可以在数据记录完成之后记录在PCA中。还有，也可以是，在已记录盘的场合，如果安全识别信号存在，则判断安全识别信号中包含的安全驱动器ID是不是与自己具有的驱动器ID一致，在ID一致的场合容许补记，在ID不一致的场合禁止补记。

图5表示安全模式时的数据再生处理。首先，插入光盘10的话(S301)，系统控制器32判断安全识别信号是不是存在(S302)。在安全识别信号存在的场合，从个人计算机接收读指令(S303)，再生用户数据区域以外的区域，例如PCA中记录的文件管理数据(S304)。还有，从用户数据区域依次读出数据，将其收纳在缓冲存储器38中，不过，要利用易失性存储器中保持的口令来变换收纳在缓冲存储器38中的位置，从而进行地址逆变换(S305)。即，因为在数据记录时利用口令进行了地址变换，所以对利用相同口令读出了的数据的地址进行逆变换，从而恢复本来的顺序。假如是数据记录时的口令和数据再生时的口令不同的场合，例如记录了数据的光盘装置和再生数据的光盘装置不同的场合，因为地址逆变换不正确，所以不能恢复数据。按以上方式利用口令对地址进行逆变换而再生数据(S306)，向个人计算机供给再生数据。个人计算机的CPU在OS上判别再生数据的状态(S307)，如果再生数据正常就结束处理(S308)。另一方面，如果再生数据异常就在显示器上显示异常(S309)。

另一方面，在插入了的光盘10中不存在安全识别信号的场合，系统控制器32进行通常的再生动作(S310)。因此，不是安全盘的通常的盘能以通常的再生动作进行再生。还有，在复制安全盘所得的光盘10的场合，在通常的再生动作下，因为数据被打乱而不能再生。

另外，在光盘装置设定为通常动作模式的场合，不论有无安全识别信号(不判断安全识别信号是不是存在)，总是进行通常的再生动作。因此，在安全盘的场合不能正常地再生数据，复制安全盘所得的光盘也不能正常地再生数据，而只有非安全盘的场合能正常地再生数据。

如以上说明了的，本实施方式的光盘装置具有安全模式和通常动作模式，在安全模式下，在记录数据时把安全识别信号和文件管理数据记录在用户数据区域以外的区域，并且变换用户数据的地址而在用户数据区域中进行记录，从而进行加密。地址变换是利用口令来执行的，口令不记录在光盘10本身中，而是被光盘装置的易失性存储器保持，随光盘装置的电源OFF而消失。在安全模式下，在再生数据时判断有无安全识别信号，在安全识别信号存在的场合，对利用被易失性存储器保持的口令而读出的数据的地址进行逆变换而再生数据。通过这样的处理就能保护在光盘上记录的数据，并且防止光盘的复制。

在本实施方式中，作为可携带记录介质，例示了光盘，不过，本发明不限于此，对于SD存储器等其他存储器也可以适用。

还有，在本实施方式中，把口令用作地址变换用的钥匙数据，不过，也可以在地址变换的基础上，再利用口令来加密应该记录的数据。

Claims (3)

1.一种数据记录方法，用于对可携带记录介质记录数据，其特征在于，

作为动作模式，具有安全模式和通常模式，

在上述安全模式的场合，把应该记录在上述可携带记录介质上的数据中的、应该记录在用户数据区域的文件管理信息的至少一部分，记录在上述可携带记录介质的用户数据区域以外的区域中。

2.根据权利要求1所述的数据记录方法，其特征在于，

在上述安全模式的场合把上述文件管理信息的至少一部分及表示进行了加密记录的识别信息记录在上述可携带记录介质的用户数据区域以外的区域，在上述通常模式的场合把上述文件管理信息记录在上述用户数据区域。

3.根据权利要求1、2中任意一项所述的数据记录方法，其特征在于，

上述可携带记录介质是光盘，

把上述文件管理信息的至少一部分记录在功率校准区域。

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