CN1303599C - 高速缓存设备 - Google Patents

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Abstract

一种与一个以上的相对设备相连的高速缓存设备，它包括：记录装置，用于记录数据；和再现装置，根据下述任意一种方式再现所述数据：当所述数据在记录前复制被限制时，不改变所记录的所述数据的所述复制限制内容，仅一次再现所述数据的高速缓存方式；和当所述数据在记录前复制被限制为“仅允许复制一次”时，把所记录的所述数据的所述复制限制内容变更为“不允许作进一步的复制”，并多次再现所述数据的非高速缓存方式；和加密装置，用于所述数据再现后，对此进行加密并且输出到所述相对设备中；和密钥生成输出装置，用于为解密所加密的所述数据生成所需要的密钥，传送给相对设备。

Description

高速缓存设备
本申请是申请日为1999年10月29日，申请号为99803661.7，发明名称为“记录和再现设备、程序记录媒体、记录媒体、高速缓存设备和发送设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种将AV数据的EMI信息加入AV数据的记录和再现设备，一种将AV数据的版权信息加入AV数据的记录和再现设备，一种在连接多个设备的情况下处理有版权数据的高速缓存设备，一种发送设备以及一种程序记录媒体。
背景技术
在数字化的浪潮下，对家庭多媒体系统和家庭网络的需求正在迅速增长。在办公室和商业系统中，对数字化和多媒体系统的需求增长得比家庭系统来得更快。在这种情况下，近年来，人们关注着IEEE 1394-1995。这是一个关于高速串行总线的标准，由IEEE于1995年标准化，并且集中在物理层和链路层。另外，这还是一个关于100Mbps、200Mbps和400Mbps数据传送的硬件和软件标准。IEEE1394具有即插即用和多媒体数据传送的特征功能。具体地说，它提供了这样的同步数据传送，即保证用于传送诸如视频或音频数据等数据的频带能够实时传送。另外，通过IEEE 1394总线连接的PC机的控制程序可以通过IEEE 1394的控制命令(异步数据)，同时控制数字摄像机等的视频数据(视频数据的切换，和摄像机的控制)。
当要将通过IEEE 1394-1995(如上所述，这是一种标准)流动的数字AV数据记录在记录和再现设备上时，传统上要根据嵌入流中的CGMS(复制发生管理系统)，判断该数据是否为可以复制的AV数据。
CGMS存在于广播站发出的传输流中。CGMS是一个2位数据。CGMS取以下数值，并且各数值的意义表述如下：
当CGMS＝11时，表示“永不复制”；当CGMS＝10时，表示“一代复制”；而当CGMS＝00时，表示“自由复制”。不存在CGMS＝01。在以上表述中，“永不复制”意味着禁止复制，只允许观看或收听AV数据；“一代复制”表示只允许复制一代，或者允许任何次数地反复观看或收听经复制的AV数据，而“自由复制”表示可以自由地复制数据。
用于记录和再现DV流的DVC具有DV流解码器，它从流的预定位置抽取CGMS，并且判断是否允许复制，这里DV流位于通过IEEE 1394-1995流动的数字AV数据之间。如果CGMS＝11或者“永不复制”，那么不记录AV数据。在不设置内部解码器的设备中，只记录和再现数据，而将AV数据的解码工作交给诸如DVHS、HDD或DVD-RAM等用于记录和再现MPEG2传输流的外部解码器。为了检测CGMS，必须有传输流解码电路或类似装置。因此，硬件结构复杂化。
特别是，在使用MPEG2传输流的数字广播流中，可以根据服务器，改变嵌入CGMS的位置。在许多情况下，这一位置是不公开的。因此，即使提供传输流解码电路，有时也不能检测到CGMS。
另一方面，当把用于发送版权信息的信号信息(以下称为EMI)加入IEEE 1394分组数据的首部时，不再需要诸如传输流解码电路等硬件。
EMI取以下数值。当EMI＝11时，表示“永不复制”；当“EMI”＝10时，表示“一代复制”；而当EMI＝00时，表示“自由复制”。另外，当EMI＝01时，表示“不再复制”。在上述表述中，“永不复制”意味着禁止复制，只允许观看或收听AV数据；“一代复制”表示只允许复制一代，或者允许任何次数地反复观看或收听经复制的AV数据，而“自由复制”表示可以自由地复制数据。另外，“不再复制”表示在复制了“一代复制”的AV数据后的AV数据，或者表示禁止作进一步的复制。
在IEEE 1394中，这种EMI用来表示加密方法和认证方法。例如，在EMI＝00的“自由复制”的情况下，在发送AV数据时不加密。在EMI＝10的“一代复制”以及EMI＝01的“不再复制”的情况下，加密时使用的密钥以及设备的认证方法与EMI＝11“永不复制”情况下的不同。
EMI是通过STB(机顶盒，卫星广播接收机)从CGMS中生成的。也就是说，在广播站，将CGMS加入一数据中，然后，STB接收广播站发出的广播电波，并将接收到的节目发送给IEEE 1394总线。这时，将CGMS嵌入同步分组数据之MPEG2传输流的一部分服务信息中。在一个同步分组数据中，存储多个MPEG数据，并且对于这些MPEG数据分别存在相应的CGMS。
EMI由STB从这样的CGMS中生成。STB检查从广播台接收到的MPEG2传输流中每个数据的CGMS，并且为一个同步分组数据提供一个EMI，作为其代表值。将EMI保持在同步分组数据的首部。
在所接收到的MPEG2传输流数据中存在许多数据CGMS，EMI的值等于这许多CGMS中对版权限制最严格的那个CGMS的值。例如，当所接收的MPEG2传输流之数据中的数据CGMS为11、10和10时，EMI的值为限制最严格的11。当CGMS为10、10、00、和00时，EMI的值为其中限制最严格的10。用这种方法，可以确定EMI的值。
传统上，当CGMS表示版权内容为“永不复制”时，只能观看或收听一次相应的数据，而且将允许观看或收听的时段限定为当播放节目之时。因此，当作者试图只允许观看或收听一次时，也要限制允许观看或收听的时段。换句话说，即使用户希望在用户方便的时段观看或收听节目，仍只允许用户在播放节目的时段内观看或收听节目。在CGMS表示版权内容为“一代复制”的情况下，当曾经把数据记录到某个记录媒体上时，该数据以后就不能再移至另一个记录媒体上。
当把设备构造成没有传输解码器时，要用EMI判断版权内容。CGMS情况下所用的过程也可以应用于使用EMI的情况。
传统上，当把AV数据输出到记录设备中时，会将加入IEEE 1394分组数据首部的EMI与分组数据首部一起删除。因此，EMI没有记录到记录设备中。这产生一个问题，即当要输出AV数据时，不可能判断AV数据的版权内容，以及将使用哪个密钥和认证方法。
即使用任何一种方法将EMI记录到记录媒体上，也存在这样的问题，即用户可以窜改被记录的EMI，改变版权条件。
考虑到当删除EMI而不将其记录到记录和再现设备中时不可能知道再现AV数据的版权以及将使用哪个加密方法，以及考虑到当EMI记录到记录和再现设备中时用户很容易窜改EMI，所以本发明的一个目的是提供一种记录和再现设备，该设备用一种记录过程记录EMI，并且用户不容易窜改被记录的EMI，以便未经授权不得使用AV数据。
传统上，当CGMS表示版权信息为“永不复制”时，只能观看或收听一次相应的AV数据，而且将允许观看或收听的时段限定为当播放节目时。因此，当作者试图只允许观看或收听一次时，也要限制允许观看或收听的时段。换句话说，存在这样的问题，即，即使用户希望在其方便的时段观看或收听节目，仍只允许用户在播放节目的时段观看或收听节目。
在CGMS表示版权信息为“一代复制”的情况下，当一度将数据记录到某个记录媒体上时，该数据不能再移至另一个记录媒体上。
本发明的一个目的是提供一种记录和再现设备以及一种程序记录媒体，在该设备和记录媒体中，当表示节目之版权信息的信息表示禁止复制时，用户可以根据作者只允许观看或收听一次的意向观看或收听AV数据，并且用户还可以在广播了AV数据之后观看或收听该AV数据，时段不受限制。
本发明的一个目的是提供一种记录和再现设备以及一种程序记录媒体，在该设备和记录媒体中，当节目的版权信息只允许复制一次时，可以将AV数据从曾经记录该数据的记录媒体上移至另一记录媒体上。
另外，传统上，将多种设备与IEEE 1394连接，以便交换数据。当这种记录和再现设备与另一设备交换有版权的数据时，存在一个问题，即不能根据作者的意愿保护版权。
例如，会出现下述情况，即记录和再现设备记录一数据，该数据的版权内容是“永不复制”，然后有多个具有与该记录和再现设备相同功能的设备同时从该记录和再现设备获得该数据，并记录该数据。在该情况下，“永不复制”的数据被记录到多个设备中，其结果就不能根据作者只允许观看或收听一次的意愿保护版权，所以仍然可以多次观看或收听该数据。另外，会出现下述情况，即记录和再现设备记录一数据，该数据的版权内容是“永不复制”，然后一个监视器和一个具有与该记录和再现设备相同功能的设备获得该数据。在该情况下，在用监视器观看或收听了一次该数据后，所述记录和再现设备只能再现一次该数据，因此可以多观看或收听一次该数据。因此，不能根据作者只允许观看或收听一次的意愿保护版权。在有多个这种记录和再现设备与诸如STB等发送设备相连的情况下，当发送设备发送版权内容为“永不复制”的数据时，所述多个记录和再现设备记录该数据，并且可以多次观看或收听该数据，这里所述发送设备具有接收广播电波以及将接收到的数据发送给另一设备的功能。结果，不能根据作者只允许观看或收听一次的意愿保护版权。
这类发送设备中有一些设备具有模拟终端，由此可以将模拟监视器与模拟终端相连，然后观看或收听由广播站发出的视频或音频数据。存在一个问题，即当这类发送设备输出数据时，在存在记录和再现设备的情况，不能根据作者的意愿保护版权。
当这类发送设备将有版权的数据输出至IEEE 1394总线，而IEEE 1394总线与记录和再现设备相连时，可以通过模拟监视器观看或收听一次该数据，然后将数据记录到与IEEE 1394总线相连的记录和再现设备中，导致数据可以被观看或收听二次。因此，不能保护作者只允许观看或收听一次的意愿。
如上所述，只再现一次有版权的数据且不改变版权内容的现有设备存在上述各种问题。在本说明书中，将解决这些问题的设备称为高速缓存设备。
考虑到当连接多个设备但其中一个设备只能再现一次有版权的数据而不会改变版权内容时，不能根据作者的意愿保护版权，以及考虑到在将监视器与监视器终端相连的情况下，当设备输出有版权的数据时，不能根据作者的意愿保护版权，所以本发明的一个目的是提供一种高速缓存设备、一种发送设备和一种程序记录媒体，对于有版权的数据，这些设备和记录媒体可以根据作者的意愿保护版权，可以在非数据广播时段的任何时段观看或收听数据，并且即使在安装了监视器终端并将监视器与终端相连的情况下，当数据具有版权时，也可以根据作者的意愿保护版权。
发明内容
本发明的第一方面是一种与一个以上的相对设备相连的高速缓存设备，它包括：
记录装置，用于记录数据；和
再现装置，根据下述任意一种方式再现所述数据：当所述数据在记录前复制被限制时，不改变所记录的所述数据的所述复制限制内容，仅一次再现所述数据的高速缓存方式；和当所述数据在记录前复制被限制为“仅允许复制一次”时，把所记录的所述数据的所述复制限制内容变更为“不允许作进一步的复制”，并多次再现所述数据的非高速缓存方式；和
加密装置，用于所述数据再现后，对此进行加密并且输出到所述相对设备中；和
密钥生成输出装置，用于为解密所加密的所述数据生成所需要的密钥，传送给相对设备。
本发明的第一方面是如第一方面所述的高速缓存设备，具有相对装置候选确定装置，用于根据与自己相连的所述一个以上的所述相对装置的特性、动作状态、连接状态、或者能力中的任何一个相关的所规定的判断标准，确定加密的所述数据以及传送所述密钥的特定的所述相对装置的候选，
作为所述相对装置，当连接一台以上的具有所述高速缓存装置功能的装置时，所述相对装置候选确定装置，根据所定的判断标准，只把一台具有所述高速缓存装置功能的装置确定为所述候选，
所述再现装置根据所述高速缓存方式，把所述数据以及所述密钥作为所述候选输出到所确定的一台高速缓存装置的同时，根据所述非高速缓存方式，把所述数据以及所述密钥输出到所述一台装置以外的装置，作为所述相对装置，当没有连接具有所述高速缓存装置功能的装置时，所述相对装置候选确定装置，根据所连接的所有的所述相对装置，或者所述确定的判断标准，把所确定的一部分所述相对装置确定为所述候选，
所述再现装置根据所述非高速缓存方式，把所述数据以及密钥作为所述候选输出到所确定的所述相对装置。
本发明的第三方面是如第一方面所述的高速缓存设备，所述复制限制内容是“只允许收听1次的禁止复制”，“仅允许1次的复制”，“不允许作进一步的复制”中的任何1个。
本发明的第四方面是如第一方面所述的高速缓存设备，其特征在于，所述复制限制内容用CGMS或者EMI表示。
附图说明
图1是一基本结构图，示出了本发明第一、第四至第八、第九、第十、第十一、第十四和第二十实施例的硬盘设备。
图2是一基本结构图，示出了本发明第二实施例的磁带设备。
图3是一方框图，示出了本发明第一和第三实施例中用于构成硬盘设备的流控制装置。
图4是一方框图，示出了本发明第一至第八实施例的认证和加密装置。
图5是一方框图，示出了本发明第一、第二和第四至第八实施例的记录加密装置。
图6是一方框图，示出了本发明第二实施例中用于构成VCR的流控制装置。
图7是一方框图，示出了本发明第四实施例中用于构成硬盘的流控制装置。
图8是一方框图，示出了本发明第五实施例中用于构成硬盘的流控制装置。
图9是一方框图，示出了本发明第六实施例中用于构成硬盘的流控制装置。
图10是一示意图，示出了本发明第六实施例中用户1区域和用户2区域的结构。
图11是一方框图，示出了本发明第七实施例中用于构成硬盘的流控制装置。
图12是一方框图，示出了本发明第八实施例中用于构成硬盘的流控制装置。
图13是一示意图，示出了当把EMI记录在块单位中时，本发明第一实施例的记录方法。
图14是一示意图，示出了当在EMI的每个转折点进行记录时，本发明第一实施例的记录方法。
图15是一示意图，示出了当记录EMI且EMI与块成对时，本发明第一实施例的记录方法。
图16是一示意图，示出了当记录EMI且使EMI与块成对时，本发明第一实施例的记录方法。
图17是一示意图，示出了当把EMI记录到磁带上时，时，本发明第二实施例的记录方法。
图18是一示意图，示出了当把EMI记录到磁带上且EMI嵌入在AV数据中时，本发明第二实施例的记录方法。
图19是一示意图，示出了当在每个磁道单位上把EMI记录在赋给磁带媒体的存储器中时，本发明第二实施例的记录方法。
图20是一示意图，示出了当在EMI的每个转折点处将EMI记录到赋给磁带媒体的存储器中时，本发明第二实施例的记录方法。
图21是一示意图，示出了本发明第一实施例中将“不再复制”的概念引进EMI的意义。
图22是一示意图，示出了本发明第三实施例中光盘的基本结构图。
图23是一方框图，示出了本发明第三实施例中记录加密装置的结构。
图24是一示意图，示出了本发明第三和第九实施例中DVD-R的记录格式。
图25是一示意图，示出了本发明第三和第九实施例中DVD-RAM的记录格式。
图26是一方框图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体的不同区域中时，本发明第九实施例中流控制装置的结构。
图27是一方框图，示出了本发明第九至第十四实施例中认证和加密装置的结构。
图28是一方框图，示出了本发明第九和第十二实施例中再现信息管理装置A的结构。
图29是一示意图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体的不同区域中时，本发明第九实施例中将再现信息记录到数据块单位之系统区中的记录方法。
图30是一示意图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体之不同区域中时，在本发明第九实施例中，当改变再现信息时，根据起始LBA和终止LBA来记录再现信息的记录方法。
图31是一方框图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体的同一区域中时，本发明第十实施例中流控制装置的结构。
图32是一方框图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体的同一区域中时，本发明第十实施例中再现信息管理装置B的结构。
图33是一示意图，示出了当把再现信息和数据块记录到盘片媒体的同一区域中时，本发明第十实施例中用于记录再现信息的数据块的记录方法。
图34是一流程图，示出了本发明第九和第十实施例中记录和再现AV数据的过程流程，以及当再现时在再现结束后更新再现信息的过程流程。
图35是一流程图，示出了本发明第九和第十实施例中记录和再现AV数据的过程流程，以及当再现时在再现期间更新再现信息的过程流程。
图36是一基本结构图，示出了本发明第十二实施例的VCR。
图37是一方框图，示出了当把再现信息记录到存储器上，并将AV数据记录到磁带上时，本发明第十二实施例中流控制装置的结构。
图38是一示意图，示出了当把再现信息记录到存储器上，并将AV数据记录到磁带上时，本发明第十二实施例中将再现信息记录到磁道单位中的记录方法。
图39是一示意图，示出了当把再现信息记录到存储器上，并将AV数据记录到磁带上时，在本发明第十二实施例中，当改变再现信息时，根据起始磁道和结束磁道记录再现信息的记录方法。
图40是一基本结构图，示出了本发明第十三实施例的VCR。
图41是一方框图，示出了在再现AV数据的同时将其擦除的情况下，本发明第十三实施例中流控制装置的结构。
图42是一示意图，示出了在再现AV数据的同时将其擦除的情况下，本发明第十三实施例中将EMI信息和AV数据记录到磁带上的记录方法。
图43是一方框图，示出了在下述情况下，本发明第十四实施例中流控制装置的结构，所述情况是当把AV数据记录到盘片媒体上时，在记录数据时对其再加密，并且当再现数据时，对AV数据解密，并输出AV数据，然后擦除记录在盘片媒体上的密钥。
图44是一流程图，示出了在AV数据再现结束后擦除密钥的情况下，本发明第十四实施例中的过程流程。
图45是一流程图，示出了在AV数据再现期间擦除密钥的情况下，本发明第十四实施例中的过程流程。
图46是一流程图，示出了在AV数据再现后擦除AV数据的情况下，本发明第十一实施例中的过程流程。
图47是一流程图，示出了在AV数据再现期间擦除AV数据的情况下，本发明第十一实施例中的过程流程。
图48是一方框图，示出了在AV数据再现期间或之后擦除AV数据的情况下，本发明第十一实施例中流控制装置的结构。
图49是一方框图，示出了本发明第十六实施例中发送选择装置的结构。
图50是一方框图，示出了本发明第十七实施例中发送选择装置的结构。
图51是一方框图，示出了本发明第十八和第二十一实施例中起发送设备作用的STB的结构。
图52是一方框图，示出了本发明第十九实施例中起非高速缓存设备作用的TV监视器的结构。
图53是一方框图，示出了本发明第二十实施例中起高速缓存设备作用的硬盘设备流控制装置的结构。
图54是一示意图，示出了本发明第十五实施例中将高速缓存设备和非高速缓存设备与一数字总线连接的状态。
图55是一方框图，示出了本发明第十五实施例中每个设备与数字总线相连的情况。
(标号说明)
1    数字I/F装置
2    流控制装置
3    LBA存取装置
4    硬盘控制装置
5    驱动器装置
6    盘片媒体
7    磁头
8    主轴电动机装置
9    流控制装置
10    去格式化装置
11    格式化装置
12    控制装置
13    存储器存取装置
14    再现装置
15    记录装置
17    记录头
18    再现头
19    磁带媒体
20    存储器
21    EMI检测装置
22    EMI赋予装置
23    EMI存取/改写装置
24    EMI判定装置
25    认证和加密装置
26    记录加密装置
27    数据块存取装置
28    文件存取装置
29    流存取装置
30    解密装置
31    认证装置
32    密钥生成装置
33    加密装置
34    转换开关
35    转换开关
36    密钥生成装置
37    解密装置A
38    解密装置B
39    加密选择装置
40    加密装置A
41    转换开关
42     转换开关
209    EMI检测装置
210    EMI赋予装置
211    EMI存取装置
212    EMI判定装置
213    认证和加密装置
214    无效数据输出装置
215    文件存取装置
216    流存取装置
217    再现信息管理装置A
218    数据块存取装置
219    转换开关
220    解密装置
221    认证装置
222    密钥生成装置
223    加密装置
224    转换开关
225    转换开关
226    再现信息更新装置
227    再现判定装置
228    再现信息生成装置
229    再现信息存取装置
230    转换开关
301    发送选择装置
302    模式存储装置
303    接收装置候选确定装置
304    接收装置候选判定装置
305    模式确定装置
306    通知装置
307    密钥生成和输出装置
308    加密装置
309    认证装置
310    转换开关
311    非高速缓存设备
312    高速缓存设备
313    接收装置分组装置
314    密钥生成装置
315    密钥分发装置
316    当前发送分组存储装置
317    发送分组确定装置
318    发送请求检测装置
319    天线
320    调谐部器
321    传输流解密部
322    EMI赋予装置
323    数字I/F装置
324    AV流解码器
325    D/A转换部
326    转换开关
327    数字I/F装置
328    EMI检测装置
329    认证和解密装置
330    显示设备
具体实施方式
下面，参照附图，描述本发明的实施例。
(实施例1)
首先，描述第一实施例。
在本实施例中，例举硬盘设备作为记录和再现设备，所描述的情况是将EMI记录在用户不能访问的区域中。当在记录期间EMI不是00时，为进行记录要对AV数据再加密，然后记录AV数据。当在再现期间EMI不是00时，对AV数据加密，然后输出AV数据。当在记录期间EMI是10时，将其改写成01，然后进行记录。当在记录期间EMI为11时，不进行记录，并且将EMI和AV数据存储在不同区域中。
图1是一基本结构图，示出了本实施例的硬盘设备。
硬盘设备由数字I/F装置1、流控制装置2、LBA存取装置3、硬盘控制装置4、驱动器装置5、盘片媒体6、头部7和主轴电动机装置8构成。
数字I/F装置1互连诸如STB(机顶盒，卫星广播接收机)、电视监视器、DVHS和硬盘设备等外部AV设备，用以控制AV设备；并且用以传送一个AV数据，例如IEEE 1394-1995中所描述的用于高性能串行总线的IEEE标准。称为同步系统的传送系统在数字I/F装置1中传送AV数据，并且在执行传送过程的同时确保被传送数据的实时。例如，被传送数据是MPEG2传输流或DV流。称为异步系统的异步传送系统控制数字I/F装置1的AV设备。流控制装置2用于执行流的存取和认证过程。LBA存取装置3是用于以指定LBA(逻辑块地址)并且在硬盘设备中存取盘片媒体6的I/F装置。硬盘控制装置4用于控制驱动器装置5和主轴电动机装置8，并且进行信号处理，以便通过头部7对盘片媒体6进行记录和再现。头部7用于将信号记录在盘片媒体6上，或者从盘片媒体6中再现信号。主轴电动机装置8以一恒定速度旋转盘片媒体。驱动器装置5用于将头部7定位到盘片媒体6的目标位置上。
在本实施例中，从CGMS中生成的EMI(加密模式指示符)用作复制权信息。因此，以下说明EMI。
在说明之前，先简要叙述一下在描述数字I/F装置1时已略微提及的IEEE 1394数据传送协议。当通过监视器观看或收听AV数据时，必须周期性地、同步地发送数据。当要控制停止硬盘设备、起动视频记录以及其它操作时，必须异步地且在任意定时发送和接收控制命令。在IEEE 1394中，前者数据是同步分组数据，而后者数据是异步分组数据。
在数据传送时，在进行传送之前，事先向管理节点请求使用总线的权利，然后获得复制权。
在异步传送时，将发送节点ID和接收节点ID与被传送的数据一起作为分组数据发出。在接收节点处，当其自身的ID被确认并且接收该分组时，将确认信号发送给发送节点。结果，结束了一项事务。
在同步传送时，发送节点方请求同步信道以及传输速率。将信道ID与被发送的数据一起作为分组数据发出。接收节点确认其自己需要的信道，然后接收分组。
上面，简要叙述了IEEE 1394的数据传送协议。
回过头来描述EMI。在广播站中，将CGMS加入AV数据。用于从广播站接收广播电波的STB将一接收到的节目发送给IEEE 1394总线。这时，CGMS被嵌入同步分组数据之MPEG2传输流的一部分服务信息中。在一个同步分组数据中，存储了多个MPEG2数据，并且对于这些MPEG2数据，分别存在对应的CGMS。
EMI是由STB从CGMS中生成的。STB检查将由一个同步分组数据发送的每个AV数据的CGMS，并且为一个同步分组数据提供一个EMI，作为代表值。将EMI保持在同步分组数据的首部。
在一个同步分组数据中存在许多AV数据CGMS，EMI的值等于这许多CGMS中对版权条件限制最严格的那个CGMS的值。例如，当一个同步分组数据中存在的AV数据CGMS为11、10和10时，EMI的值为限制最严格的11。当CGMS为10、10、00、和00时，EMI的值为其中限制最严格的10。用这种方法，可以确定EMI的值。
上面描述了EMI。
返回图1，如图3所示，构造硬盘设备的流控制装置2的结构。也就是说，流控制装置2由EMI检测装置21、EMI赋予装置22、EMI存取/改写装置23、EMI判定装置24、认证和加密装置25、记录加密装置26、数据块存取装置27、文件存取装置28和流存取装置29构成。
EMI检测装置21用于从同步分组数据的首部中检测描述EMI的字段，而所述同步分组数据是从数字I/F装置1输入的。EMI赋予装置22将被委派的EMI提供给同步分组数据中的首部，然后输出给数字I/F装置1。EMI存取/改写装置23通过LBA存取装置3将检测到的EMI信息记录到盘片媒体6上。在本例中，EMI存取/改写装置记录EMI，并且将“一代复制”复写成“不再复制”。当来自数字I/F装置1的输入信号的EMI是“永不复制”或“不再复制”时，EMI存取/改写装置23禁止记录，并且以与一个指定的数据块相对应的方式，记录和再现被读出的EMI信息。EMI判定装置24根据EMI信息判断版权是否存在以及版权的类型。认证和加密装置25通过数字I/F装置1在AV设备之间进行认证，用于对数字I/F装置1输入的经加密的AV数据进行解密，并且对通过数据块存取装置27从盘片媒体6读出的AV数据进行加密。认证和加密装置25以后再作描述。记录加密装置26对解密后的AV数据加密，以便到达记录的目的。记录加密装置26以后再作描述。数据块存取装置27通过LBA存取装置3记录或再现指定块编号的数据，并且将目前访问的块的编号通知EMI存取/改写装置24。流存取装置29将要记录或再现的块的编号指定给数据块存取装置27，以便执行从数字I/F装置1接收到的存取系统2的命令；根据诸如再现、记录或停止等指令，管理流的指针，并且将盘片媒体6之用户区域的初始数据块至终止数据块假设成一个磁带，其中流的指针表示流目前所在的块的位置；并且通过LBA存取装置3将流指针管理信息记录到盘片媒体6上，或者读取盘片媒体6上的流指针管理信息。存取系统2是例如符合2.0.1版AV/C数字接口命令组VCR子单位规范说明的存取系统。文件存取装置28将要记录或再现的块的编号指定给数据块存取装置27，以便执行从数字I/F装置1接收到的存取系统3的命令；管理具有文件管理信息且由文件名称和构成文件的多个数据块组成的顺序结构；还依照存取系统3的命令，根据诸如再现、记录或停止等指令，管理表示当前块在文件中位置的文件指针；以及通过LBA存取装置3，将这些文件之数据块的顺序结构信息和文件指针信息等记录在盘片媒体6，或者从盘片媒体6上读取这些信息。存取系统3例如是一种符合AV/C数字接口命令组通用规范说明的存取系统，它通过指示文件名称和文件上诸如再现、记录或停止等内容过程，来控制AV设备。
如图4所示，构造图3中认证和加密装置25的结构。认证和加密装置25由解密装置30、认证装置31、密钥生成装置32、加密装置33、转换开关34和转换开关35构成。
认证装置31在通过数字I/F装置1相连的AV设备之间进行认证，并且如果认证成功，那么当要把AV数据输出给数字I/F装置1一侧时，将其本身加密时所用的密钥传送给相对设备，而当要从数字I/F装置1一侧输入AV数据时，从相对设备接收其自身解密时所用的密钥。加密装置33用密钥生成装置32生成的密钥，对通过数据块存取装置27从盘片媒体6读取的AV数据进行加密，并且将加密数据输出给数字I/F装置1。密钥生成装置32生成加密用的密钥，并且将该密钥传送给加密装置33和认证装置31。解密装置30用认证装置31中获得的密钥，对从数字I/F装置1输入的经加密的AV数据解密，并且将解密数据输出给数据块存取装置27。当EMI判定装置24的判断结果表示EMI为00时，开关34和35进行切换，以便输入/输出数据不通过加密装置33和解密装置30，而当EMI不是00时，开关34和35进行切换，以便输入/输出数据通过加密装置33和解密装置30。
如图5所示，构造记录加密装置26的结构。也就是说，记录加密装置26由密钥生成装置36、解密装置A 37、加密选择装置39、加密装置A 40、转换开关41、和转换开关42构成。
加密选择装置39根据EMI的值，切换加密和解密技术，其中EMI的值与要记录或再现的一部分AV数据相对应。例如，当EMI是“一代复制”时，加密装置A 40用于记录，而解密装置A 37用于再现。当EMI是“不再复制”时，解密装置37用于再现。当EMI是“自由复制”时，使AV数据不通过加密装置40和解密装置A 37。转换开关41和42切换由加密选择装置39确定的加密和解密方法。密钥生成装置36根据EMI的值生成加密/解密用的密钥，其中EMI的值与要记录或再现的一部分数据相对应，并且将该密钥传送给解密装置A 37和加密装置A 40。当EMI是“一代复制”时，加密装置A 40对认证和加密装置25发出的AV数据进行加密，并且将加密数据传送给数据块存取装置27。当EMI是“不再复制”或“一代复制”时，解密装置A 37接收来自数据块存取装置27的AV数据，对AV数据解密，并且将解密后的数据传送给认证和加密装置25。
接下来，描述实施例的工作情况。
描述发送AV数据的源设备是STB的情况。有一个控制器，它将节目接收命令、开始记录命令、停止记录命令等发送给通过IEEE 1394总线耦连的设备。关于在控制器、硬盘设备和STB之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，假设控制器将开始接收命令发送给STB，以便开始接收由广播站发出的节目，并且将开始记录命令发送给硬盘设备。以后将描述所接收的AV数据由非STB的设备发送的情况，例如由诸如DVHS或硬盘设备等记录和再现设备发送。然后，STB接收由广播站发出的节目，并且将EMI赋给该节目。然后，将节目作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。当硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2或存取系统3之命令形式的开始记录命令时，数字I/F装置1确认其本身想获得的通道编号，并且取出相应的同步分组数据。假设接收到存取系统2之命令形式的开始记录命令。然后，认证装置31将一认证命令发送给STB。EMI检测装置21检测在所取得的同步分组数据之首部中保存的EMI信息。EMI判定装置24根据检测到的EMI信息，判断版权是否存在以及版权的类型。将结果输出给认证和加密装置25。认证装置31根据版权是否存在以及版权的类型，确定认证方法。当EMI是11或“永不复制”时，AV数据的重要性很高，因此进行基于公开密钥的认证。对于“永不复制”，硬盘设备是一种不具有基于公开密钥之认证功能的记录设备。因此，在从STB向硬盘记录的情况下，认证装置31接收EMI判定装置24的结果，并且认证失败。以下描述如何根据EMI选择认证方法。当EMI为10或“一代复制”时，AV数据的重要性不如EMI为11时的高，因此进行基于公用密钥的认证。当EMI为00或“自由复制”时，AV数据不重要。因此，认为认证成功，不需要进行认证。当接收到认证命令时，STB在STB和硬盘设备之间进行基于公用密钥的认证。当认证成功时，将密钥传送给硬盘设备。认证装置31通过数字I/F装置1接收STB发出的密钥，然后将该密钥传送给解密装置30。但是，当EMI为00时，认证装置31不接收STB发出的密钥。在该情况下，不对AV数据本身加密。当EMI为10时，解密装置30接收来自认证装置31的密钥。
假设通过数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的记录命令。当通过数字I/F装置1发出的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关34，致使AV数据通过解密装置30。当EMI为00时，进行切换，致使AV数据不通过解密装置30。解密装置用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置29命令数据块存取装置27记录块x。数据块存取装置27将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取/改写装置23。EMI存取/改写装置23以与此获知的块编号相对应的方式，记录由EMI检测装置21检测到的EMI信息。在EMI为10或“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，进行记录并将EMI改写成01或“不再复制”。以后将描述把EMI从“一代复制”改写成“不再复制”的意义。记录加密装置26对已经通过认证和加密装置25的AV数据再加密。也就是说，响应于EMI判定装置24的结果，加密选择装置39根据EMI的值确定是否存在加密。具体地说，当EMI为00或“自由复制”时，加密选择装置39切换转换开关42，以便不通过加密装置A 40。当EMI不是00时，加密选择装置39切换转换开关42，以便通过加密装置A 40。这样，当要记录的AV数据的EMI为00时，不对该数据加密，而当EMI不是00时，对数据再加密。将已经通过记录加密装置26的AV数据传送给数据块存取装置27，然后通过LBA存取装置3将AV数据记录在盘片媒体6上。接下来，流存取装置29将目前访问的块的编号加1，或者设置x＝x+1，以便更新流指针管理信息。接下来，流存取装置29判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么重复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片媒体6上的情况。
接下来，描述用硬盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在硬盘设备上的AV数据是从STB记录的。有一个控制器，它向通过IEEE 1394总线耦连的设备发送开始再现命令、停止再现命令等等。关于在控制器、硬盘设备和电视监视器之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，控制器将开始再现命令发送给电视监视器，还将开始再现命令发送给硬盘设备。因此，在硬盘设备中，数据块存取装置27将存取位置通知EMI存取/改写装置23。EMI存取/改写装置23取出已得知的存取位置的EMI信息，并且将该EMI信息传送给EMI赋予装置22。数据块存取装置27通过LBA存取装置3再现AV数据，用记录加密装置26对再现数据解密，并且通过认证和加密装置25将解密数据传送给EMI赋予装置22。EMI赋予装置22通过数字I/F装置1将一对AV数据和EMI作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。电视监视器将认证命令发送给硬盘设备。电视监视器取出由硬盘设备发出的同步分组数据，并且同时参照赋给该数据的EMI信息确定认证方法。当EMI为01或“不再复制”时，认证装置31通过数字I/F装置1，对电视监视器进行基于公用密钥的认证。当EMI为00时，不进行认证，并且认为认证成功。本实施例处理了下述情况，即再现了通过记录STB发出的AV数据而获得的数据。因此，记录了EMI为10或者“一代复制”的所有AV数据，并且将EMI改写成01。当硬盘设备通过数字I/F装置1接收认证命令时，认证装置31在参考EMI信息的同时确定认证类型，并且对电视监视器进行认证。当认证成功时，认证装置31将密钥生成装置32生成的密钥传送给加密装置33。当EMI为00时，不把密钥传送给加密装置33，并且将转换开关35切换到数据不通过加密装置33的一侧。当EMI不是00时，将转换开关35切换到数据通过加密装置33的一侧。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置29命令数据块存取装置27再现块x。数据块存取装置27将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取/改写装置23。同时，数据块存取装置27通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据。EMI存取/改写装置23从盘片媒体6读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。在EMI判定装置24中，对读出的EMI信息进行判断。将判断结果发送给记录加密装置26以及认证和加密装置25。将数据块存取装置27读取的AV数据传送给记录加密装置26。
当EMI判断结果表示EMI为00时，将认证和加密装置25的转换开关35切换到数据不通过加密装置33的一侧，并且将记录加密装置26的转换开关41切换到数据不通过解密装置A37的一侧。因此，输出AV数据，但不加密。当EMI不是00时，将转换开关35切换到数据通过加密装置33的一侧。
当EMI不是00时，用加密选择装置39根据EMI的值所发的指令，将转换开关41切换到解密装置A 37。记录加密装置26把AV数据变成明文，加密装置33对所述AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出AV数据。
接下来，流存取装置29更新流指针管理信息，使目前访问的块的编号加1，或者设置x＝x+1。接下来，流存取装置29判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
在本实施例中，根据EMI信息转换记录加密的存在和不存在。因此，即使用户窜改EMI信息，设置“自由复制”，也不能正确地对记录加密解密，并且可以使窜改无效。
以下将描述上述根据EMI对认证方法的选择。也就是说，使用两种认证方法。作为EMI为11时用于“永不复制”的认证方法，使用认证方法A。作为EMI为10时用于“一代复制”的认证方法，和EMI为01时用于“不再复制”的认证方法使用认证方法B。具体地说，可以将基于公开密钥的认证用作认证方法A，而将基于公用密钥的认证用作认证方法B。诸如电视监视器或STB等不记录AV数据的设备支持认证方法A和B两者，而诸如VTR等记录AV数据的设备只支持认证方法B。诸如DVD-RAM等光盘设备除了记录来自STB的AV数据外，还对DVD-ROM媒体进行再现，而所述DVD-ROM上预先记录了CGMS＝11或EMI＝11的AV数据，因此光盘设备支持认证方法A和B两者。当本发明的硬盘设备记录STB发出的AV数据时，由于本发明的硬盘设备只支持认证方法B，所以EMI为11时的认证失败。因此不记录EMI为11时的AV数据。当EMI为10时，认证成功，并且可以将该AV数据记录到本发明的硬盘设备上。当EMI为01时，由于认证装置31没有01的公用密钥，所以认证失败，并且即使认为认证成功，也不会根据EMI值的判断记录此AV数据。在对本发明的硬盘设备进行再现期间，在要把AV数据再现到电视监视器上的情况下，当EMI为01或“不再复制”时，认证成功，并且由于电视监视器支持认证方法B且具有“不再复制”的公用密钥，所以可以将AV数据输出到电视监视器上。由于VTR支持认证方法B，所以认证成功。当EMI为10或“一代复制”时，可以将AV数据记录到VTR中。当EMI为01或“不再复制”时，认证成功，但由于没有为VTR提供“不再复制”的公用密钥，所以VTR不会根据EMI信息判断记录AV数据，或者认为认证失败。对于光盘设备，当STB发送EMI为11或“永不复制”的AV数据时，由于支持认证方法A和B两者，所以认证成功。但是，由于EMI信息表示“永不复制”，所以不记录AV数据，或者认为认证失败。当STB发送EMI为10或“一代复制”的AV数据时，认证成功，并且可以进行记录。当STB发送EMI为01或“不再复制”的AV数据时，不记录AV数据，或者认为认证失败。当要把数据再现到电视监视器上时，可以用方法认证EMI为01的“不再复制”的数据，然后输出数据。当要再现CGMS为11或EMI为11的DVD-ROM媒体时，可以用方法A对数据进行认证，然后输出数据。当要把事先记录在DVD-ROM媒体上的、CGMS为10或EMI为10的“一代复制”数据记录在VTR中时，可以用方法B对数据进行认证，然后输出数据，并且使EMI保持10。
如上所述，可以根据EMI的值选择认证方法。结果，获得以下好处，即通过对较重要的AV数据使用更安全的认证方法，从而提高安全性，但对不太重要的AV数据使用较简单的认证，从而防止负担超过设备的应用需要。
接下来，如上所述，在记录期间，将“一代复制”EMI改写成“不再复制”。以下说明此改写的意义。参照图21，假设AV数据103包括EMI为10且CGMS为10和00的AV数据。假设在记录和再现时，记录器1(104)只访问EMI。另外，假设记录器2访问EMI和CGMS两者。为了简明起见，假设EMI没有“不再复制”的概念。也就是说，用与CGMS相同的方式，当记录“一代复制”的数据时，将其EMI改写成“永不复制”。因此，当用记录器1(104)记录AV数据103时，将EMI改写成11，作为AV数据105。接下来，假设将记录在记录器1(104)中的AV数据再现到记录器2(106)上。记录器2(106)访问AV数据105的EMI。由于EMI为11，所以从EMI的信息可以知道禁止复制。因此，为了获得更详细的信息，该记录器访问AV数据105的CGMS。对于AV数据105的CGMS，数据A为10，而数据B为00。因此，可以复制两者。记录器2(106)用这种方法判断，记录数据A和数据B，并且将A的CGMS从10改写成11，结果EMI和CGMS都成AV数据107的内容。因此，尽管CGMS为10，记录器1(104)和记录器2(106)仍能够记录AV数据103的数据。也就是说，可以进行两代或更多代的记录，并且不保护版权。
相反，假设当记录EMI为10的AV数据时，将EMI改写成01。假设图21中的AV数据108包括EMI为10且CGMS为10和00的AV数据。假设在记录和再现期间，记录器1(109)只访问EMI。另外，假设记录器2(111)可以访问EMI和CGMS两者。因此，当记录器1(109)记录AV数据108时，将EMI改写成01，作为AV数据110。接下来，假设要把记录在记录器1(109)上的AV数据110再现到记录器2(111)上。记录器2(111)访问AV数据110的EMI。由于EMI为01，所以知道AV数据过去已被复制过一次。为了获得更详细的信息，记录器2(111)访问AV数据110的CGMS。然后，可以看出数据A具有CGMS 10，数据B具有CGMS00。可以对数据A复制一次，但EMI为01或者其历史表示该数据已被复制过一次。因此，记录器2(111)不记录数据A。记录数据B，并且将EMI设置为00。用这种方法，不把数据A记录到记录器2(111)中。如上所述，当EMI引入“不再复制”时，可以知道过去是否记录过的历史，因此可以防止CGMS为10的数据被记录两次。
在本实施例中，已描述了用流存取装置29在存取系统2中执行命令的情况。另一方面，可以用文件存取装置28在存取系统3中执行命令。
如上所述，以下描述将非STB的设备所发出的AV数据记录本发明硬盘设备中的情况。在STB发出的AV数据中，没有EMI为01或“不再复制”的数据。当数据由非STB的设备发出时，还存在EMI为“不再复制”的AV数据。当EMI为01或“不再复制”时，判定认证装置31认证失败，或者防止将AV数据和EMI信息记录在盘片媒体6上。其它方面与记录STB发出的AV数据的情况相同。
在本发明的记录加密装置中，可以对AV数据应用任何类型的加密方法。所用的加密可以基于记录AV数据时格式的变化，或者对AV数据的调制。
可以使用不安装本发明记录加密装置的结构。也就是说，可以使用这样的结构，即在将AV数据记录到盘片媒体上时，可以按明文记录AV数据。
在上述情况下，假设在设备接收到开始记录命令后进行认证。但本发明不限于此。还可以使用这样一种方法，即当用IEEE 1394进行连接，或者接收前一个节目时，先进行认证。
在上述情况下，描述时假设要记录的EMI各位的意义与要发送的EMI各位的意义相同。但本发明不限于此。在记录设备中，可以进行唯一的位分配。
以下描述把EMI记录到盘片媒体6上时的格式。
图13示出了将EMI记录到块单位之系统区60中的情况。参照图13，将盘片媒体6分成系统区60和用户区61。系统区60是系统使用的区域，用户不能访问。相反，用户区61是用户使用的区域。假设用户区61包括k个块。将记入EMI的区域安置在系统区60的一部分中。将每个块的EMI记录在该区域中。参照以位图形式存储的表，块1(62)、块2(63)和块k(65)的EMI都为00。这说明各区域是“自由复制”的。但是，诸如块k(65)等区域是还没有使用的区域。假设对于一个未使用的区域，也可以将EMI信息设置为00。由于块11、块12和块13的EMI为01，所以它们是“不再复制”的区域。这类EMI信息由EMI存取/改写装置23生成和更新。由于EMI信息存储在系统区60中，所以用户不容易窜改EMI信息的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，具有本实施例功能的硬盘设备具有很高的可靠性。
接下来，描述用地址来管理EMI信息的情况。参照图14，将盘片媒体6分成系统区66和用户区67。系统区66是系统使用的区域，用户不能访问。相反，用户区67是用户使用的区域。每次改变EMI信息时都定义一个流并且进行数据划分。对于EMI信息，用流的EMI以及流的起始LBA和终止LBA来表示EMI信息。在流1(68)中，起始LBA是a0，终止LBA是a1，并且该流中的所有EMI都是“自由复制”。在流2(69)中，起始LBA是a1，终止LBA是a2，并且该流中的所有EMI都是“不再复制”。在流3(70)中，起始LBA是a2，终止LBA是a3，并且该流中的所有EMI都是“自由复制”。在流n(71)中，起始LBA是a4，终止LBA是a5，并且该流中的所有EMI都是“不再复制”。这类EMI信息由EMI存取/改写装置23生成和更新。由于EMI信息存储在系统区66中，所以用户不容易窜改EMI信息的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的硬盘设备具有很高的可靠性。
接下来，描述将EMI信息布置成与数据块配对的情况。参照图15，将盘片媒体6分成系统区72和用户区73。系统区72是系统使用的区域，用户不能访问。相反，用户区73是用户使用的区域。在图13中，保证系统区是一个大区域。相反，在图15中，保证将系统区与每个块相对应。与块1(74)、块2(75)、块3(76)和块k(77)对应的EMI存储在系统区中，分别成对布置。块1(74)的EMI是00，表示“自由复制”。块2(75)的EMI为01，表示“不再复制”。这类EMI信息由EMI存取/改写装置23生成和更新。由于EMI信息存储在系统区72中，所以用户不容易窜改EMI信息的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的硬盘设备具有很高的可靠性。
在上述第一实施例中，不必总是将EMI信息放在系统区72中，也可以将EMI信息放在用户区73中。但是，在该情况下，需要一种防止用户直接改变EMI的措施。这将在第四和第五实施例中具体描述。
可以将EMI信息记录在LBA存取装置3不能访问的区域中。在硬盘设备的情况下，存在一个用于替换处理的替换扇区，并且可以将EMI信息记录在该替换扇区内。在该情况下，EMI存取/改写装置23直接指定物理地址，诸如盘片媒体6的柱面、头或扇区。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI存取/改写装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。
代替本实施例中的LBA存取装置，可以使用用于指定柱面、头或扇区的存取装置。在该情况下，可以将EMI信息记录在用户不能改变的任何区域中。
(实施例2)
接下来，描述第二实施例。
在本实施例中，例举VCR(盒式磁带录象机)作为记录和再现设备，所描述的情况是将EMI记录在用户不能访问的区域中。当在记录期间EMI不是00时，为进行记录要对AV数据再加密，然后记录AV数据。当在再现期间EMI不是00时，对AV数据加密，然后输出AV数据。当在记录期间EMI是10时，将其改写成01，然后进行记录。当在记录期间EMI为11时，不进行记录，并且将EMI和AV数据存储在不同区域中。
图2示出了VCR的基本结构图。也就是说，VCR由数字I/F装置1、流控制装置9、去格式化装置10、格式化装置11、控制装置12、存储器存取装置13、再现装置14、记录装置15、磁头16、记录头17、再现头18、磁带媒体19和存储器20构成。
数字I/F装置1互连诸如STB、电视监视器、DVHS和硬盘设备等外部AV设备，用以控制AV设备并且用以传送AV数据。流控制装置9用于执行流的存取和认证过程。去格式化装置10用于转换由再现装置14再现的信号的格式。格式化装置11用于转换要记录在磁带媒体19上的信号的格式，并且将其传送给记录装置15。控制装置12用于控制磁带的运转、磁头16的跟踪，以及控制再现装置14和记录装置15。存储器存取装置13用于访问加于磁带媒体19上的存储器20。再现装置14用于对来自磁头16之再现头18的再现信号进行信号处理，并且输出数字AV数据。记录装置15用于对来自流控制装置9的AV数据进行信号处理，并且将记录信号发送给磁头16的记录头17。磁头16用于将信号记录到磁带媒体19上，以及再现磁带媒体上的信号。记录头17位于磁头16中，用于将信号记录到磁带媒体19上。再现头18位于磁头16中，用于再现磁带媒体19上的信号。磁带媒体19用于记录信号，以达到记录和再现的目的。存储器20用于记录和再现EMI信息。
返回图2，图6示出了VCR的流控制装置9的结构。也就是说，流控制器装置由EMI检测装置21、EMI赋予装置22、EMI存取/改写装置23、EMI判定装置24、认证和加密装置25、记录加密装置26、格式化装置10、去格式化装置i1、命令执行装置43和EMI信息管理装置102构成。
在本实施例中，只描述与第一实施例不同的部分。上面已描述了格式化装置10和去格式化装置11。命令执行装置43用于执行从数字I/F装置1接收到的命令；用于解释命令的处理内容；并且用于命令控制装置12进行再现、记录和停止等操作。例如，这样的命令是符合2.0.1版AV/C数字接口命令组VCR子单位规范说明的系统。EMI信息管理装置102在记录时，以与记录装置14所通知的磁道号相对应的方式，记录由EMI检测装置21检测到的EMI信息，而在再现时，读出与再现装置15所通知的磁道号相对应的EMI信息。
接下来，描述本实施例的工作情况。
现在描述发送AV数据的源设备是STB的情况。有一个控制器，它将节目接收命令、开始记录命令、停止记录命令等发送给通过IEEE 1394总线耦连的设备。关于在控制器、VCR和STB之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。对STB和VCR的认证与第一实施例中的相同，因此省略其描述。
假设命令执行装置43通过数字I/F装置1接收一记录命令。控制装置12控制磁带媒体19运转，并且命令记录装置14进行记录。记录装置14将目前访问的磁道号(＝x)通知EMI存取/改写装置23和EMI信息管理装置102。EMI存取/改写装置23以与该信息的值相对应的方式，改写由EMI检测装置21检测到的EMI信息。当EMI为10或“一代复制”时，将EMI改写成01或“不再复制”。EMI信息管理装置102以彼此相对应的方式，记录EMI信息和被通知的磁道号。当通过数字I/F装置1发送的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关34，使AV数据通过解密装置30。当EMI是00时，切换转换开关34，致使AV数据不通过解密装置30。解密装置30用接收到的密钥对加密的AV数据解密。记录加密装置26对已经通过认证和加密装置25的AV数据再加密。也就是说，响应于EMI判定装置24的结果，加密选择装置39根据EMI的值决定加密方法。具体地说，当EMI为00或“自由复制”时，加密选择装置39切换转换开关42，以便不通过加密装置A 40。当EMI不是00时，加密选择装置39切换转换开关42，以便通过加密装置A 40。这样，当要记录的AV数据的EMI为00时，不对该数据加密，而当EMI不是00时，对数据再加密。将已经通过记录加密装置26的AV数据传送给格式化装置10，以便进行格式转换，然后通过记录装置14将AV数据记录在磁带媒体19上。接下来，将磁道号加1，或者设置x＝x+1。接下来，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么重复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到VCR上的情况。
接下来，描述用VCR再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在VCR上的AV数据是从STB记录的。有一个控制器，它向通过IEEE 1394总线耦连的设备发送开始再现命令、停止再现命令等等。关于在控制器、VCR和电视监视器之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。认证与第一实施例中的相同，因此省略其描述。
假设命令执行装置42接收来自数字I/F装置1的再现命令。控制装置12控制磁带媒体19运转，并且命令再现装置15对磁带媒体19进行再现。再现装置15将目前的磁道号(＝x)通知EMI存取/改写装置23以及EMI信息管理装置102。EMI存取/改写装置23和EMI信息管理装置102读出与所通知的磁道号(＝x)相对应的EMI信息。EMI判定装置24对读出的EMI信息进行判断，然后发送给EMI赋予装置、认证和加密装置25，以及记录加密装置26。将由再现装置15再现的、且经过去格式化装置11格式转换的AV数据发送给记录加密装置26。
当EMI判断结果表示EMI为00时，将认证和加密装置25的转换开关35切换到数据不通过加密装置33的一侧，并且将记录加密装置26的转换开关41切换到数据不通过解密装置A 37的一侧。因此，输出AV数据，但不加密。当EMI不是00时，将转换开关35切换到数据通过加密装置33的一侧。
当EMI不是00时，用加密选择装置39根据EMI的值所发的指令，将转换开关41切换到解密装置A 37。记录加密装置26把AV数据变成明文，加密装置33对所述AV数据加密，EMI赋予装置22将AV数据与EMI信息配对，然后通过数字I/F装置1输出AV数据。假设在认证步骤中事先选择起再现目的地作用的设备。这已在第一实施例中描述过。
接下来，将块的编号加1，或者设置x＝x+1。接下来，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
在本实施例中，用与第一实施例相同的方式，根据EMI信息，转换记录加密的类型和密钥的类型。因此，即使用户窜改EMI信息，也不能建立与记录加密对应的关系，不能正确地解密。因此，窜改无效。
接下来，描述记录EMI信息的方法。
图17示出了将要记录在磁带上的AV数据和EMI信息。AV数据记录在数据记录部83中，而EMI信息记录在EMI信息记录部84中。EMI信息记录部84是用户不能访问的区域。因此，用户不能访问EMI信息，修改版权的条件。
图18示出了另一种将AV数据和EMI信息记录在磁带上的方法。将AV数据记录在数据记录部86中。在记录EMI的同时将其与AV数据混合。
图19和图20分别示出了将EMI信息记录到加于磁带媒体19上的存储器20中的情况。
在图19中，EMI记录部94位于存储器20的一部分中。每个磁道的EMI信息记录在EMI记录部94中。整个磁带88由k个磁道构成。记录EMI的EMI记录部位于存储器20的一部分中。每个块的EMI记录在该区域内。参照以位图形式存储的表，块1(89)、块2(90)、块3(91)和块k(92)的EMI都为00。这说明该区域是“自由复制”的。但是，诸如块k(65)等区域是还没有使用的区域。假设对于一个未使用的区域，也可以将EMI信息设置为00。由于块11、块12和块13的EMI为01，所以它们是“不再复制”的区域。这类EMI信息由EMI存取/改写装置23生成和更新。由于EMI信息存储在存储器20，所以用户不容易窜改EMI信息的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，具有本实施例功能的VCR具有很高的可靠性。
图20示出了用地址来管理EMI信息的情况。每次改变EMI信息时都定义一个流并且进行数据划分。对于EMI信息，用流的EMI以及流的起始磁道和终止磁道来表示EMI信息。在流1(96)中，起始磁道是a0，终止磁道是a1，并且所有EMI都是“自由复制”。在流2(97)中，起始磁道是a1，终止磁道是a2，并且所有EMI都是“不再复制”。在流3(98)中，起始磁道是a2，终止磁道是a3，并且所有EMI都是“自由复制”。在流n(99)中，起始磁道是a4，终止磁道是a5，并且所有EMI都是“不再复制”。这类EMI信息由EMI存取/改写装置23生成和更新。由于EMI信息存储在存储器20中，所以用户不容易窜改EMI信息的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的VCR具有很高的可靠性。
假设了在设备接收到开始记录命令之后进行认证。但本发明不限于此。可以使这样的方法，即当用IEEE 1394进行连接，或者接收到前一个节目时，先进行认证。
在上述情况下，描述时假设要记录的EMI各位的意义与要发送的EMI各位的意义相同。但本发明不限于此。在记录设备中，可以进行唯一的位分配。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI存取/改写装置、EMI信息管理装置、格式化装置和去格式化装置是本发明记录和再现装置的举例。
(实施例3)
接下来，描述第三实施例。
在本实施例中，例举光盘设备(例如，DVD-R或DVD-RAM)作为记录和再现设备，所描述的情况是将EMI记录在用户不能访问的区域中。当在记录期间EMI不是00时，为进行记录要对AV数据再加密，然后记录AV数据。当在再现期间EMI不是00时，对AV数据加密，然后输出AV数据。当在记录期间EMI是10时，将其改写成01，然后进行记录。当在记录期间EMI为11时，不进行记录。并且，存在这样一种情况，即为了进行记录，对CGMS为11或10的AV数据加密，然后将加密数据记录到一盘片媒体上，当要再现这样的盘片媒体时，对记录用的加密数据解密，然后再对解密后的数据加密后输出数据，并且将EMI和AV数据存储在不同区域中。
图22示出了本实施例光盘设备的基本结构图。光盘设备由数字I/F装置1、流控制装置112、LBA存取装置3、盘控制装置113、驱动装置114、盘片媒体116、检拾器115和主轴电动机装置117构成。数字I/F装置1和LBA存取装置3与第一实施例中描述的硬盘设备之基本结构中的相同，因此省略其描述。流控制装置的结构基本上与第一实施例中描述的硬盘设备的基本结构相同。不同之外在于，用图23的记录加密装置118来代替记录加密装置26。以后将描述记录加密装置118。
盘控制装置113用于控制驱动器装置114、主轴电动机装置117和检拾器115，并且用于进行信号处理，以便通过检拾器115对盘片媒体116进行记录和再现。主轴电动机装置117用于以恒定的线速度旋转盘片媒体116，以恒定的旋转速度旋转每个区，或者以恒定的线速度旋转每个区，从而控制到适合对盘片媒体记录或再现的转数。驱动器装置114用于将检拾器定位到盘片媒体的一个记录和再现的目标位置。检拾器115用于控制焦距，并且对盘片媒体116进行跟踪，并且对盘片媒体发信号或再现。
图23示出了记录加密装置118的结构。也就是说，记录加密装置118由密钥生成装置36、解密装置A 37、解密装置B 38、加密选择装置39、加密装置A 40、转换开关41和转换开关42构成。
加密选择装置39根据EMI的值，切换加密和解密技术，其中EMI的值与要记录或再现的一部分AV数据相对应。例如，当EMI是“一代复制”时，加密装置A 40用于记录，而解密装置A 37用于再现。当EMI是“不再复制”时，解密装置37用于再现。当EMI是“永不复制”时，解密装置B 38用于再现。当EMI是“自由复制”时，使AV数据不通过加密装置40、解密装置A 37和解密装置B38。转换开关41和42用于切换由加密选择装置39确定的加密和解密方法。密钥生成装置36根据EMI的值生成加密/解密用的密钥，其中EMI的值与要记录或再现的一部分数据相对应，并且将该密钥传送给解密装置A 37、解密装置B 38和加密装置A 40。当EMI是“一代复制”时，加密装置A 40对认证和加密装置25发出的AV数据进行加密，并且将加密数据传送给数据块存取装置27。当EMI是“不再复制”或“一代复制”时，解密装置A 37接收来自数据块存取装置27的AV数据，对AV数据解密，并且将解密后的数据传送给认证和加密装置25。当EMI为“永不复制”时，解密装置B 38接收来自数据块存取装置27的AV数据，对AV数据解密，并且将解密后的数据传送给认证和加密装置25。
接下来，描述本实施例的工作情况。
描述发送AV数据的源设备是STB的情况。有一个控制器，它将节目接收命令、开始记录命令、停止记录命令等发送给通过IEEE 1394总线耦连的设备。关于在控制器、光盘设备和STB之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，假设控制器将开始接收命令发送给STB，以便开始接收由广播站发出的节目，并且将开始记录命令发送给光盘设备。然后，由STB接收由广播站发出的节目，并且将EMI赋予该节目。然后，将节目作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。当光盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2或存取系统3之命令形式的开始记录命令时，数字I/F装置1确定其本身想获得的通道编号，并且取出相应的同步分组数据。假设接收到存取系统2之命令形式的开始记录命令。然后，认证装置31将一认证命令发送给STB。EMI检测装置21检测在所取出的同步分组数据之首部中包含的EMI信息。EMI判定装置24根据检测到的EMI信息，判断版权是否存在以及版权的类型。将结果输入认证和加密装置25。认证装置31根据版权是否存在以及版权的类型，确定认证方法。当EMI是11或“永不复制”时，AV数据的很重要，因此进行基于公开密钥的认证。但是，在从STB向光盘记录的情况下，由于“永不复制”表示禁止复制，所以光盘不记录数据，并且光盘不进行认证，或者认证装置31接收EMI判定装置24的结果，并且认证失败。当EMI为10或“一代复制”时，AV数据的重要性不如EMI为11时的高，因此进行基于公用密钥的认证。当EMI为00或“自由复制”时，AV数据不重要。因此，认为认证成功，不需要进行认证。当接收到认证命令时，STB在STB和光盘设备之间进行基于公用密钥的认证。当认证成功时，将密钥传送给光盘设备。认证装置31通过数字I/F装置1接收STB发出的密钥，然后将该密钥传送给解密装置30。但是，当EMI为00时，认证装置31不接收STB发出的密钥。在该情况下，不对AV数据本身加密。当EMI为10时，解密装置30接收来自认证装置31的密钥。
假设通过数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的记录命令。当通过数字I/F装置1发出的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关34，致使AV数据通过解密装置30。当EMI为00时，切换转换开关34，致使AV数据不通过解密装置30。解密装置30用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置29命令数据块存取装置27记录块x。数据块存取装置27将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取/改写装置23。EMI存取/改写装置23以与此获知的块编号相对应的方式，记录由EMI检测装置21检测到的EMI信息。在EMI为10或“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，进行记录并将EMI改写成01或“不再复制”。记录加密装置118对已经通过认证和加密装置25的AV数据再加密。也就是说，响应于EMI判定装置24的结果，加密选择装置39根据EMI的值确定是否存在加密。具体地说，当EMI为00或“自由复制”时，加密选择装置39切换转换开关42，以便不通过加密装置A 40。当EMI不是00时，加密选择装置39切换转换开关42，以便通过加密装置A 40。这样，当要记录的AV数据的EMI为00时，不对该数据加密，而当EMI不是00时，对数据再加密。将已经通过记录加密装置118的AV数据传送给数据块存取装置27，然后通过LBA存取装置3将AV数据记录在盘片媒体6上。接下来，流存取装置29将目前访问的块的编号加1，或者设置x＝x+1，以便更新流指针管理信息。接下来，流存取装置29判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么重复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片媒体6上的情况。
接下来，描述用光盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在光盘设备上的AV数据是从STB记录的。有一个控制器，它向通过IEEE 1394总线耦连的设备发送开始再现命令、停止再现命令等等。关于在控制器、光盘设备和电视监视器之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，控制器将开始再现命令发送给电视监视器，还将开始再现命令发送给光盘设备。因此，在光盘设备中，数据块存取装置27将存取位置通知EMI存取/改写装置23。EMI存取/改写装置23取出已得知的存取位置的EMI信息，并且将EMI信息传送给EMI赋予装置22。数据块存取装置27通过LBA存取装置3再现AV数据，用记录加密装置118对再现数据解密，并且通过认证和加密装置25将解密数据传送给EMI赋予装置22。EMI赋予装置22通过数字I/F装置1将一对AV数据和EMI作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。电视监视器将认证命令发送给光盘设备。电视监视器取出由光盘设备发出的同步分组数据，并且确定认证方法，同时参照赋予该数据EMI信息。当EMI为01或“不再复制”时，认证装置31通过数字I/F装置1，对电视监视器进行基于公用密钥的认证。当EMI为00时，不进行认证，并且认为认证成功。本实施例处理了下述情况，即再现了通过记录STB发出的AV数据而获得的数据。因此，记录了EMI为10或者“一代复制”的所有AV数据，并且将EMI改写成01。当光盘设备通过数字I/F装置1接收认证命令时，认证装置31在参考EMI信息的同时确定认证类型，并且对电视监视器进行认证。当认证成功时，认证装置31将密钥生成装置32生成的密钥传送给加密装置33。当EMI为00时，不把密钥传送给加密装置33，并且将转换开关35切换到数据不通过加密装置33的一侧。当EMI不是00时，将转换开关35切换到数据通过加密装置33的一侧。
假设光盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置29命令数据块存取装置27再现块x。数据块存取装置27将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取/改写装置23。同时，数据块存取装置27通过LBA存取装置3从盘片媒体116读出AV数据。EMI存取/改写装置23从盘片媒体6读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。在EMI判定装置24中，对读出的EMI信息进行判断。将判断结果发送给记录加密装置118以及认证和加密装置25。将数据块存取装置27读取的AV数据传送给记录加密装置118。
当EMI判断结果表示EMI为00时，将认证和加密装置25的转换开关35切换到数据不通过加密装置33的一侧，并且将记录加密装置118的转换开关41切换到数据不通过解密装置A 37和解密装置B 38的一侧。因此，输出AV数据，但不加密。当EMI不是00时，将转换开关35切换到数据通过加密装置33的一侧。
当EMI不是00时，用加密选择装置39根据EMI的值所发的指令，将转换开关41切换到解密装置A 37或解密装置B 38。当要记录和再现来自STB的AV数据时，由于EMI＝01，所以选择解密装置A。记录加密装置118把AV数据变成明文，而加密装置33对所述AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出AV数据。
接下来，流存取装置29更新流指针管理信息，使目前访问的块的编号加1，或者设置x＝x+1。接下来，流存取装置29判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
接下来，考虑将DVD-ROM媒体再现在电视监视器上的情况，其中事先对DVD-ROM进行记录，并且CGMS＝11或CGMS＝10。假设已经用记录加密方法B记录了CGMS＝11的AV数据，并且已经用记录加密方法A记录了CGMS＝10的AV数据。另外，假设本实施例中描述的光盘设备可以理解记录媒体中的CGMS。
首先，描述CGMS＝11且已事先记录的盘片的再现情况。控制器将开始再现命令发送给电视监视器，并且还将开始再现命令发送给光盘设备。然后，光盘设备读出记录在盘片媒体某特定区域中的CGMS信号，并且得知CGMS＝11(永不复制)。因此，EMI赋予装置22将加密数据发送给IEEE 1394总线，并且添加EMI＝11。这时，过程按以下方式进行。首先，将CGMS的结果通知EMI存取/改写装置23，并且执行过程，同时假设记录EMI＝11的AV数据。结果，EMI判定装置24判定EMI＝11。根据对EMI的判定结果，加密选择装置39将记录加密装置118的数据输出切换至解密装置B 38。这会使加密记录的AV数据被一次解密。根据对EMI的判定结果，将认证和加密装置25的转换开关33切换至数据通过加密装置33的一侧。结果，将经过再加密的AV数据输出到IEEE 1394总线上。另一方面，电视监视器向光盘设备发出一认证命令。由于数据的EMI＝11，所以进行基于公开密钥的认证。当认证成功时，光盘设备将密钥传送给电视监视器。电视监视器用该密钥对加密的AV数据解密，并且将数据再现在屏幕上。
接下来，描述CGMS＝10且已事先记录的盘片的再现情况。控制器将开始再现命令发送给电视监视器，并且还将开始再现命令发送给光盘设备。然后，光盘设备读出记录在盘片媒体116某特定区域中的CGMS信号，并且得知CGMS＝10(一代复制)。因此，EMI赋予装置22将加密数据发送给IEEE 1394总线，并且增加EMI＝10。这时，过程按以下方式进行。首先，将CGMS的结果通知EMI存取/改写装置23，并且执行过程，同时假设记录EMI＝10的AV数据。结果，EMI判定装置24判定EMI＝10。根据对EMI的判定结果，加密选择装置39将记录加密装置118的数据输出切换至解密装置A 37。这会使加密记录的AV数据被一次解密。根据对EMI的判定结果，将认证和加密装置25的转换开关35切换至数据通过加密装置33的一侧。结果，将经过再加密的AV数据输出到IEEE 1394总线上。另一方面，电视监视器向光盘设备发出一认证命令。由于数据的EMI＝10，所以进行基于公用密钥的认证。当认证成功时，光盘设备将密钥传送给电视监视器。电视监视器用该密钥对加密的AV数据解密，并且将数据再现在屏幕上。
如上所述，在本实施例中，根据EMI的信息改变记录加密的方法。因此，即使在输出期间窜改了EMI，记录加密的方法是不同的，而且在对记录加密解密时，会用另一种不对应的方法进行解密。结果，不能获得正确的数据，从而窜改无效。
在本实施例中，可以将EMI信息记录到LBA存取装置不能访问的区域中。如图24所示，对于DVD-R的情况，该区域可以是称为功率校准区(PCA)的区域，用于试写，从而调节激光功率等，或者是称为记录管理区(RMA)的区域，用于记录后写数据处后写位置等的信息。另一种方法是，使用引入区和引出区，引入区记录TOC信息等，引出区表示结束。如图25所示，对于DVD-RAM的情况，除了上述区域外，还可以使用首部，用于记录每个扇区的ID信息等。在DVD-RAM中，还可以将EMI记录在一个替换扇区中。总之，需要将EMI记录在用户不能直接访问的区域中。
可以用与第一实施例中相同的方式实现EMI记录格式。
代替本实施例中的LBA存取装置，可以使用MSF存取装置。MSF存取装置用分、秒和帧(一帧等于1/75秒)指定光盘上的物理地址。
(实施例4)
接下来，描述第四实施例。
除了第一实施例之外，在本实施例中，描述当认证还没有结束并且EMI不是00时输出无效数据的情况。
在本实施例的结构中，只描述与第一实施例不同的部分。参照图7，在流控制装置2中，认证结束判定装置44、转换开关45，以及无效数据输出装置46是与第一实施例不同的部分。认证结束判定装置用于判断认证是否成功。无效数据输出装置46用于输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据。转换开关45用于当认证还没有结束时，切换到无效数据输出装置46的一侧，并且当认证成功时，切换到认证和加密装置25的一侧。
接下来，描述本实施例的工作情况。
对于本实施例的工作情况，只描述与第一实施例工作情况不同的部分。在再现期间，认证结束判定装置44判断认证是否成功。当EMI不是00且认证还没有成功时，将转换开关45切换到无效数据输出装置46的一侧。在该情况下，无效数据输出装置46输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据。当认证结束判定装置44判定认证成功或者EMI为00时，将转换开关45切换到认证和加密装置25的一侧。在该情况下，当EMI为00时，认证和加密装置输出明文的AV数据，并且当EMI不是00时，输出加密的AV数据。
如上所述，当EMI不是00时，不输出有效数据。因此，可以更安全地在AV设备之间传送数据。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI存取/改写装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。
(实施例5)
接下来，描述第五实施例。
在本实施例中，描述在记录EMI时将其与AV数据混合的情况，该情况与第一实施例和第三实施例不同。
在本实施例中，只描述与第一实施例不同的部分。在图8的流控制装置2中，EMI混合装置47用于在记录期间将EMI与AV数据混合。EMI分离装置48用于在再现期间将EMI和AV数据分离。
接下来，描述本实施例的工作情况。
对于本实施例的工作情况，只描述与第一实施例工作情况不同的部分。在记录期间，EMI混合装置47将EMI检测装置21检测到的EMI与用记录加密装置26加密的AV数据混合。例如，执行将EMI加入AV数据之空字段过程。在再现期间，EMI分离装置48将EMI与再现的AV数据分离。
如图16所示，执行记录EMI的方法。将EMI和AV数据彼此成对地记录在盘片媒体6的用户区78中。分别将EMI和一部分AV数据成对地记录在块1(79)、块2(80)、块3(81)、…、和块k(82)中。
当如上所述混合记录AV数据和EMI时，与分开记录AV数据和EMI的情况相比，可以降低访问盘片的频率。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI混合装置、EMI分离装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。
(实施例6)
接下来，描述第六实施例。
在本实施例中，将描述下述情况，即把盘片媒体6的用户区分成两个区，将EMI和AV数据存储在其中的一个区，另一区则用来执行用于处理计算机数据等的命令，并且通过执行用于处理计算机数据等的命令，不能访问前一区。
在本实施例的结构中，只描述与第一实施例不同的部分。在图9的流控制装置2中，EMI混合装置47用于在记录期间将EMI与AV数据混合。EMI分离装置48用于在再现期间将EMI和AV数据分离。如图10所示，用户2区判定装置49将用户区分成用户1区51和用户2区52，判断由存取系统1之命令指定的LBA是否位于用户2区内，并且如果LBA在用户2区之外，那么进行控制，以便不执行存取系统1的命令。在用户2区判定装置49的判定结果表示LBA位于用户2区之外时，转换开关50停止执行命令。存取系统1是这样一种存取系统，它发出记录命令或再现命令，并且用LBA指定要记录或再现的盘片地址，并且用扇区编号指定读出规模。例如，在1997年11月10的信息技术串行总线协议2(SBP-2)修订本2h中，描述了这类存取系统。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在本实施例的工作情况中，仅描述与第一实施例工作情况不同的部分。
在记录期间，EMI混合装置47将EMI检测装置21检测到的EMI与用记录加密装置26加密的AV数据混合。例如，执行将EMI加入AV数据之空字段的过程。在再现期间，EMI分离装置48将EMI与再现的AV数据分离。在用存取系统3的命令进行处理的文件存取装置28中执行一命令，或者在用存取系统2的命令进行处理的流存取装置29中执行一命令，由此将AV数据和EMI记录到用户1区51中，或者从用户1区51中再现AV数据和EMI。相反，当用于处理计算机数据的存取系统1的命令得到支持时，可以访问记录AV数据的用户1区，并且窜改EMI信息等。因此，如图10所示，将用户区分成用户1区51和用户2区。存取系统1的命令使用用户2区52。当指定地址涉及用户1区时，用户2区判定装置49判定地址移到范围之外，于是不执行命令。根据该结构，可以防止窜改存储在用户1区中的EMI信息和AV数据。因此，同时支持诸如计算机等与AV数据不同的存取数据。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI混合装置、EMI分离装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。
(实施例7)
接下来，描述第七实施例。
在本实施例中，将描述下述情况作为举例，即支持第六实施例已描述的存取系统1的命令，但不执行存取系统1的命令，除非对用存取系统1进行处理的设备认证成功。
在本实施例的结构中，只描述与第六实施例不同的部分。在图11的流控制装置2中，认证结束判定装置用于判断对用存取系统1之命令进行处理的设备的认证是否成功。当认证还没有成功时，转换开关58不执行存取系统1的命令，而当认证成功时，转换开关58执行存取系统1的命令。
接下来，描述本实施例的工作情况。
对于本实施例的工作情况，只描述与第六实施例工作情况不同的部分。
在用存取系统3的命令进行处理的文件存取装置28中执行一命令，或者在用存取系统2的命令进行处理的流存取装置29中执行一命令，由此记录或再现AV数据和EMI。相反，在用于处理数据(该数据与诸如计算机数据等AV数据不同)的存取系统1的命令得到支持的情况下，当认证结束判定装置44的结果表示对用存取系统1之命令进行处理的设备的认证没有结束时，可以防止执行存取系统1的命令，并且仅当认证成功时，才能执行存取系统1的命令。因此，即使不同于实施例6，不把用户区分成两种区段，也可以支持存取系统1。具体地说，在盘片设备中，存取系统1必须在生产期间进行测试，测试盘片设备的性能，并且当按与本实施例相同的方式构造时，可以支持存取系统1。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI混合装置、EMI分离装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。
(实施例8)
接下来，描述第八实施例。
在本实施例中，描述除非认证成功不能访问EMI和AV数据的情况。
在本实施例中，只描述与第七实施例不同的部分。在图12的流控制装置2中，当认证结束判定装置44的判定结果表示认证还没有成功时，转换开关59可以防止数据块存取装置27访问LBA存取装置3，而当认证成功时，转换开关59可以使数据块存取装置27访问LBA存取装置3。
接下来，描述本实施例的工作情况。
对于本实施例的工作情况，只描述与第七实施例工作情况不同的部分。
当认证结束判定装置44的判定结果表示认证还没有成功时，转换开关59防止数据块存取装置27与LBA存取装置3交换数据。当认证结束判定装置44表示认证成功时，转换开关59使数据块存取装置27能够与LBA存取装置3交换数据。与不认证时对数据加密然后输出数据的情况相比，该结构更加安全。
本实施例的数字I/F装置是本发明输入装置的举例，而本实施例的EMI混合装置、EMI分离装置和数据块存取装置是本发明记录和再现装置的举例。本发明的诸多部件可以用能够实现其功能的专用硬件电路、设备等来实现，或者通过计算机用软件来实现。
具有以下特征的程序记录媒体也属于本发明的范围，所述程序记录媒体的特征在于，存储一程序，该程序使计算机能够执行本发明记录和再现设备的全部或一部分功能。
另外，将本发明EMI记录在媒体中的记录媒体也属于本发明的范围。
(实施例9)
下面，描述第九实施例。
在本实施例中，描述一种硬盘设备，作为记录和再现设备的举例。在该设备中，在广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”的情况下，当广播一节目时，可以在一时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次该节目。
在本实施例中，可以用以下方法来实现这类硬盘设备，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且使用再现信息管理装置，使AV数据只能再现一次。以下描述将本实施例中使用的再现信息记录到盘片媒体上不同于数据块的区域中。
如图26所示，构造图1所示的硬盘设备的流控制装置2。也就是说，流控制装置2由EMI检测装置209、EMI赋予装置210、EMI存取装置211、EMI判定装置212、认证和加密装置213、无效数据输出装置214、文件存取装置215、流存取装置216、再现信息管理装置A 217、数据块存取装置218和转换开关219构成。
EMI检测装置209从数字I/F装置1输入的同步分组数据的首部中检测描述EMI的字段。EMI赋予装置210将指定的EMI赋给将输出给数字I/F装置1的同步分组数据的首部。EMI存取装置211通过LBA存取装置3读出被检测到EMI信息，并且与所指定数据块对应地记录和再现被检测到的EMI信息。EMI判定装置212用于根据EMI信息判断版权是否存在以及版权的类型。认证和加密装置213通过数字I/F装置1在AV数据之间进行认证，对由数字I/F装置1输出的AV数据进行解密，并且对通过数据块存取装置218从盘片媒体6读出的AV数据加密。数据块存取装置218通过LBA存取装置3记录或再现一指定的块编号，并且将目前访问的块的编号通知EMI存取装置211和再现信息管理装置A 217。流存取装置216将要记录或再现的块的编号指定给数据块存取装置218，以便执行从数字I/F装置1接收到的存取系统2的命令；根据诸如再现、记录或停止等指令，并且将盘片媒体6之用户区的起始数据块到终止数据块假设成一个磁带，由此管理表示流当前所在块的位置的流指针；并且通过LBA存取装置3将流指针管理信息记录在盘片媒体6上，或者读出盘片媒体6上的流指针管理信息。存取系统2例如是一种符合2.0.1版AV/C数字接口命令组VCR子单位规范说明的系统。文件存取装置215将要记录或再现的块的编号指定给数据块存取装置218，以便执行从数字I/F装置1接收到的存取系统3的命令；管理具有文件管理信息且由文件名称和构成文件的多个数据块组成的顺序结构；还依照存取系统3的命令，根据诸如再现、记录或停止等指令，管理表示文件中当前块位置的文件指针；并且通过LBA存取装置3，将这些文件之数据块的顺序结构信息和文件指针信息等记录在盘片媒体6上，或者读出盘片媒体6上的这些信息。存取系统3例如是一种符合AV/C数字接口命令组通用规范说明的存取系统，它通过指示文件名称以及诸如再现、记录或停止等对文件的处理内容，来控制AV设备。
在通过EMI赋予装置210将AV数据输出给数字I/F装置1时，在再现信息管理A 217的结果表示已作再现的情况下，转换开关219切断开关，或者将开关转换到无效数据输出装置214，以输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据。并且当还没有进行再现时，转换开关219将开关切换到认证和加密装置213，以输出加密的AV数据。再现信息管理装置A 217用于记录和读出与指定数据块相对应的再现信息，并且根据再现信息判断是否已经再现。
如图27所示，构造图26所示的认证和加密装置213。也就是说，该装置由解密装置220、认证装置221、密钥生成装置222、加密装置223、转换开关224和转换开关225构成。
认证装置221在通过数字I/F装置1连接的AV设备之间进行认证，并且如果认证成功，当要把AV数据输出给数字I/F装置1时，认证装置221将其本身加密时使用的密钥传送给相对设备，而当要把AV数据从数字I/F装置1输入时，认证装置221从相对设备接收其本身解密时使用的密钥。加密装置223通过使用密钥生成装置222生成的密钥，对通过数据块存取装置218从盘片媒体6读出的AV数据进行加密，并且将加密数据输出给数字I/F装置1。密钥生成装置222生成加密用的密钥，并且将该密钥传送给加密装置223和认证装置221。解密装置220用认证装置221中获得的密钥对由数字I/F装置1输入的经加密的AV数据解密，并且将解密数据输出给数据块存取装置218。当EMI判定装置212的判定结果表示EMI为00时，开关224和225进行切换，致使输入/输出数据不通过加密装置223和解密装置220，并且当EMI不是00时，开关224和225进行切换，致使输入/输出数据通过加密装置223和解密装置220。
如图28所示，构造图26的再现信息管理装置A 217。也就是说，该装置由再现信息更新装置226、已再现判定装置227、再现信息生成装置228、再现信息存取装置229和转换开关230构成。
再现信息生成装置228用于生成再现信息，并且用于例如将已再现标志play_flag初始为0。假设当play_flag为0时，表示还没有再现相应的AV数据。再现信息更新装置226用于将再现信息更新为表示数据已再现的信息，并且用于例如将已再现标志play_flag初始为1。假设当play_flag为1时，表示已再现了相应的AV数据。再现信息存取装置229用表格的形式存储与各数据块对应的再现信息，并且通过LBA存取装置3将再现信息记录到盘片媒体6上，或者从盘片媒体6上读出再现信息。已再现判定装置227根据再现信息存取装置229读出的再现信息，判断是否已再现。并且，例如当已再现标志play_flag为1时，判定已再现一次，而当根据EMI判定结果得到EMI为11或“永不复制”时，在判定还没有再现的情况下，已再现判定装置227切换开关23，以更新再现信息(已再现标志)。如果已再现判定装置227判定将重新记录AV数据，那么开关230切换到再现信息生成装置228的一侧，并且如果在再现期间判定已记录了AV数据，那么开关230切换到再现信息更新装置226的一侧。
接下来，描述本实施例的工作情况。
描述发出AV数据的源设备是STB的情况。有一个控制器，它将节目接收命令、开始记录命令、停止记录命令等发送给通过IEEE 1394总线耦连的设备。关于在控制器、硬盘设备和STB之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，假设控制器将开始接收命令发送给STB，以便开始接收由广播站发出的节目，并且将开始记录命令发送给硬盘设备。以后将描述所接收的AV数据由非STB的设备发送的情况，例如由诸如DVHS或硬盘设备等记录和再现设备发送。然后，STB接收由广播站发出的节目，并且将EMI赋给该节目。然后，将节目作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。当硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2或存取系统3之命令形式的开始记录命令时，数字I/F装置1确认其本身想获得的通道编号，并且取出相应的同步分组数据。假设接收到存取系统2之命令形式的开始记录命令。然后，认证装置221将一认证命令发送给STB。EMI检测装置209检测在取出的同步分组数据之首部中保存的EMI信息。EMI判定装置212根据检测到的EMI信息，判断版权是否存在以及版权的类型。将结果输出给认证和加密装置213。认证装置221根据版权是否存在以及版权的类型，决定认证方法。当EMI是11或“永不复制”时，AV数据的重要性很高，因此进行基于公开密钥的认证。当EMI为10或“一代复制”时，AV数据的重要性不如EMI为11时的高，因此进行基于公用密钥的认证。当EMI为00或“自由复制”时，AV数据不重要。因此，不进行认证便认为认证成功。当接收到认证命令时，STB在STB和硬盘设备之间进行基于公开密钥或公用密钥的认证。当认证成功时，将密钥传送给硬盘设备。认证装置221通过数字I/F装置1接收STB发出的密钥，然后将该密钥传送给解密装置220。但是，当EMI为00时，认证装置221不接收STB发出的密钥。在该情况下，不对AV数据本身加密。当EMI为11以及EMI为10时，解密装置220接收来自认证装置221的密钥。
假设通过数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的记录命令。参照图34的流程图，描述后续过程。当通过数字I/F装置1发出的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关224，致使AV数据通过解密装置220。当EMI为00时，切换转换开关224，致使AV数据不通过解密装置220。解密装置220用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置216命令数据块存取装置218记录块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置221。EMI存取装置221用对应于通知块编号的方式记录由EMI检测装置209检测到的EMI信息。在EMI为10或“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，进行记录并将EMI改写成01或“不再复制”。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知再现信息管理装置A 217。在记录期间，将转换开关230切换到再现信息生成装置228的一侧。再现信息存取装置229用对应于所通知块编号(＝x)的方式，按表格的形式存储再现信息，再现信息生成装置228将数据还没有再现的信息登记到再现信息中。也就是说，用play_flag＝0更新再现信息(S1)。接着再现信息存取装置229通过LBA存取装置3将再现信息记录到盘片媒体6上(S2)。接着，将块编号加1，或者设置x＝x+1(S3)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置的另一个命令(S4)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么重复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片媒体6上的情况。
接下来，描述用硬盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在硬盘设备上的AV数据是从STB记录的。有一个控制器，它向通过IEEE 1394总线耦连的设备发送开始再现命令、停止再现命令等等。关于在控制器、硬盘设备和电视监视器之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，控制器将开始再现命令发送给电视监视器，还将开始再现命令发送给硬盘设备。因此，在硬盘设备中，数据块存取装置218将存取位置通知再现信息管理装置A 217和EMI存取装置211。EMI存取装置211取出所通知的存取位置的EMI信息，并且将EMI信息传送给EMI赋予装置210。将转换开关219切换到无效数据输出装置214的一侧，以便将诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据传送给EMI赋予装置210。EMI赋予装置210通过数字I/F装置1将来自EMI存取装置211的EMI信息和来自无效数据输出装置214的AV数据作为作为同步分组数据发送给IEEE 1394总线。电视监视器将认证命令发送给硬盘设备。电视监视器取得由硬盘设备发出的同步分组数据，并且决定认证方法，同时参照赋给该数据的EMI信息。当EMI是11或“永不复制”时，认证装置211通过数字I/F装置1，对电视监视器进行基于公开密钥的认证。当EMI为01或“不再复制”时，认证装置221通过数字I/F装置1，对电视监视器进行基于公用密钥的认证。当EMI为00时，不进行认证，并且认为认证成功。本实施例处理了下述情况，即再现了通过记录STB发出的AV数据而获得的数据。因此，记录了EMI为10或者“一代复制”的所有AV数据，并且将EMI改写成01。当硬盘设备通过数字I/F装置1接收认证命令时，认证装置221在参考EMI信息的同时确定认证类型，并且对电视监视器进行认证。当认证成功时，认证装置221将密钥生成装置222生成的密钥传送给加密装置223。当EMI为00时，不把密钥传送给加密装置223，并且将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧。另外，将转换开关219切换到认证和加密装置213的一侧。
根据再现信息管理装置A 217更新再现信息的定时，随后的操作可以取两种操作中的一个。在第一种情况下，在再现结束后集体更新再现信息，而在第二种情况下，在再现期间，更新块单位中的再现信息。
以下，参照图34的流程图，描述第一种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211和再现信息管理装置A 217。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据(S5)。EMI存取装置211从盘片媒体6读出与所通知的块编号相对应的EMI信息。在EMI判定装置212中，对读出的EMI信息进行判断。将判断结果发送给认证和加密装置213以及已再现判定装置227。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S6)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且输出AV数据，但不对AV数据加密(S8)。当EMI不是00时(S6)，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。在再现期间，将转换开关230切换到再现信息更新装置226的一侧。已再现判定装置227检查被读出EMI信息的判定结果。
当EMI是11时，已再现判定装置227判断AV数据是否已再现(S7)。当EMI是11或“永不复制”并且已进行再现时，将转换开关219切换到无效数据输出装置214的一侧，以便输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据(S10)。当EMI是11或“永不复制”并且还没有进行再现，或者EMI不是11时，将转换开关219切换到认证和加密装置223的一侧，并且用加密装置223对AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出(S8)。
接下来，将块的编号加1，或者设置x＝x+1(S9)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令(S11)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。当再现过程结束时，再现信息存取装置229访问从再现块的起始编号至终止编号的再现信息，并且再现信息更新装置226将再现信息更新为已经再现或者play_flag＝1(S12)。如果没有接收到另一个命令，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了第一种情况下再现AV数据的情形。
以下，参照图35的流程图，描述第二种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211和再现信息管理装置A 217。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据(S17)。EMI存取装置211从盘片媒体6读出与所通知的块编号相对应的EMI信息。在EMI判定装置212中，对读出的EMI信息进行判断。将判断结果发送给认证和加密装置213以及已再现判定装置227。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S18)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，而AV数据通过认证和加密装置213和数字I/F装置1，然后输出AV数据，但不对AV数据加密(S21)。当EMI不是00时(S18)，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。在再现期间，将转换开关230切换到再现信息更新装置226的一侧。已再现判定装置227检查被读出EMI信息的判定结果。
当EMI不是00时，判断AV数据是否已再现(S19)。当EMI是11或“永不复制”，并且已进行再现或play_flag＝1时，将转换开关219切换到无效数据输出装置214的一侧，以便输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据(S22)。当已再现判定装置227判定EMI是11或“永不复制”，并且还没有再现或play_flag＝0时，再现信息更新装置226更新再现信息，以便表示数据已再现或者play_flag＝1(S20)。接着，将转换开关219切换到认证和加密装置213的一侧，以便用加密装置对数据块存取装置218读出的AV数据进行加密，然后通过数字I/F装置1输出AV数据(S21)。另外，用再现信息存取装置229更新块x的再现信息(S23)。然后，将块x设置成x+1(S24)，并且如果接收到一个非再现命令的命令(S25)，那么过程结束。如果没有接收到，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
以上描述了在第二种情况再现AV数据的情形。
当记录在硬盘上的AV数据的EMI是11或“永不复制”时，根据再现信息管理装置A 217的判断，切换转换开关219，并且通过再现信息管理装置A 217管理再现信息，由此只允许再现一次“永不复制”的AV数据。
在本实施例中，已描述了用流存取装置216在存取系统2中执行命令的情况。另一种方法是，用文件存取装置215在存取系统3中执行命令。在该情况下，记录和再现的次序不依赖于块编号的次序，而是依赖于文件管理信息所管理的块的次序。也就是说，当用f(x)表示第x次过程中记录或再现的块时，只请求用块f(x)替换图34或图35中块x的描述部分。
实施时可以根据EMI选择认证方法。也就是说，使用两种认证方法。作为EMI为11时用于“永不复制”的认证方法，使用认证方法A。作为EMI为10时用于“一代复制”的认证方法，以及作为EMI为01时用于“不再复制”的认证方法，使用认证方法B。具体地说，可以将基于公开密钥的认证用作认证方法A，而将基于公用密钥的认证用作认证方法B。诸如电视监视器或STB等不记录AV数据的设备支持认证方法A和B两者，而诸如VTR等记录AV数据的设备只支持认证方法B。本发明的硬盘设备支持认证方法A和B两者。假设本发明的硬盘设备记录STB发出的AV数据。由于STB和本发明的硬盘设备支持认证方法A和B两者，所以当EMI不是00时，认证成功，并且可以将AV数据记录在本发明的硬盘设备中。在对本发明的硬盘设备进行再现期间，在要把AV数据再现到电视监视器上的情况下，当EMI是11或“永不复制”时，由于电视监视器支持认证方法A，所以认证成功，并且可以将AV数据输出到电视监视器上。由于电视监视器不记录AV数据，所以可以保护“永不复制”的版权。同样，当EMI为10或“一代复制”，或者EMI是01或“不再复制”时，由于电视监视器支持认证方法B，所以认证成功，并且可以将AV数据输出到电视监视器上。相反，当要把EMI为11的AV数据输出给VTR时，本发明的硬盘设备试图执行认证方法A。但是，由于VTR只支持认证方法B，所以认证失败。因此，不能将EMI为11的AV数据记录到VTR中。但是，当EMI是10或“一代复制”，或者EMI是01或“不再复制”时，执行认证方法B。由于VTR支持认证方法B，所以认证成功。当EMI为10或“一代复制”时，可以AV数据记录在VTR中。当EMI为01或“不再复制”时，认证成功，但由于不允许VTR记录“不再复制”，所以根据EMI信息判断，不会记录AV数据。考虑存在两个本发明硬盘设备的情况，其中一个硬盘设备输出EMI为11或“永不复制”的AV数据(该硬盘设备称为盘设备A)，另一个硬盘设备记录上述AV数据(该硬盘设备称为盘设备B)。在该情况下，两个盘设备相互执行认证方法A，并且可以将AV数据从盘设备A传送到盘设备B。这时，盘设备A只输出一次AV数据。因此，盘设备A不能再次输出该AV数据。结果，将AV数据从盘设备A移到盘设备B。但是，数据移动的目的地不是电视监视器，因此在此期间，用户不能观看或收看AV数据。也就是说，可以进行AV数据移动。用这种方法，很容易保护版权。
如上所述，下面将描述把非STB的设备所发出的AV数据记录在本发明硬盘设备中的情况。在STB发出的AV数据中，没有EMI为01或“不再复制”的数据。当数据由非STB的设备发出时，还存在EMI为“不再复制”的AV数据。当EMI为01或“不再复制”时，避免了用数据块存取装置218和EMI存取装置211将AV数据和EMI信息记录在盘片媒体6上。其它方面与记录STB发出的AV数据的情况相同。当在本发明的硬盘设备之间进行再现和记录时，可以将EMI为11或“永不复制”的AV数据从再现设备移至记录设备。
当EMI不是11时，工作过程与本发明的硬盘设备和VTR互连的情况相同。如上所述，根据EMI选择认证方法，从而可以用诸如公开密钥等更安全的认证方法认证诸如“永不复制”等较重要的AV数据。
作为将再现信息和AV数据存储到盘片媒体上的例子，以下描述两种情况。
首先，描述在块单位中提供再现信息的情况。参照图29，将盘片媒体6分成系统区231和用户区232。系统区231是系统使用的区域，用户不能访问。相反，用户区232是用户使用的区域。假设用户区232包括k个块。将再现信息记录部分233安置在系统区231的一部分中。将每个块的再现信息记录在再现信息记录部分233中。参照以再现信息记录部(233)的位图形式保存的表，块1(234)、块2(235)，块3(236)和块k(237)的所有再现信息都为0。这说明该区域没有被再现。但是，诸如块k(237)等区域是还没有使用的区域。假设对于一个未使用的区域，也可以将再现信息设置为0。由于块211、块212和块213的再现信息为1，所以它们是已再现区域。再现信息记录部分231由再现信息管理装置A 217生成和更新。由于再现信息记录部分233存储在系统区231中，所以用户不容易窜改再现信息记录部分的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，具有本实施例功能的硬盘具有很高的可靠性。
接下来，描述用地址来管理EMI信息的情况。参照图30，将盘片媒体6分成系统区238和用户区239。系统区238是系统使用的区域，用户不能访问。相反，用户区239是用户使用的区域。每次将再现信息从已再现改变成还没有再现或从还没有再现改变成已再现时，都定义一个流并且进行数据划分。如此构造再现信息记录部分240，以便用流的再现信息以及流的起始LBA和终止LBA来表示再现信息。在流1(241)中，起始LBA是a0，终止LBA是a1，并且整个流没有被再现。在流2(242)中，起始LBA是a1，终止LBA是a2，并且整个流已再现。在流3(243)中，起始LBA是a2，终止LBA是a3，并且流还没有被再现。在流n(244)中，起始LBA是a4，终止LBA是a5，并且已再现了流的再现信息。再现信息记录部分240由再现信息管理装置A 217生成和更新。由于再现信息记录部分240存储在系统区238中，所以用户不容易窜改该部分的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的硬盘设备具有很高的可靠性。
在硬盘设备的情况下，可以将再现信息记录部分233或240放在一替换扇区中，以代替系统区231或238。
上述实施例还可以在光盘设备(诸如DVD-RAM)中实施，代替使用硬盘设备。这时，当使用光盘设备时，再现信息记录部分233或240可以是未经授权用户不能方法的区域。或者，如图24所示，在DVD-R的情况下，再现信息记录部分233或240可以是称为功率校准区(PCA)的区域，该区域用于试写，以便调节激光功率等，或者是称为记录管理区(RMA)的区域，用于记录后写数据处后写位置等的信息。另一种方法是，使用引入区和引出区，引入区记录TOC信息等，引出区表示结束。如图25所示，对于DVD-RAM的情况，除了上述区域外，还可以使用用于记录每个扇区之ID信息的首部。在DVD-RAM中，还可以在一个替换扇区中进行记录。总之，可以将再现信息记录在用户不能直接访问的任何区域中，与记录设备的类型无关。
另外，EMI存取装置211通过LBA存取装置将EMI信息记录到盘片媒体6上，以及从盘片媒体6中再现EMI信息。当用与再现信息相同的方式将EMI信息记录在诸如盘片媒体6之系统区等用户不能直接改变数据的区域中时，用户不容易窜改EMI信息，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的硬盘设备具有很高的可靠性。
(实施例10)
接下来，描述第十实施例。
在本实施例中，描述一硬盘设备，作为记录和再现设备的举例。在该硬盘设备中，从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”。可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
在本实施例中，可以用以下方法来实现这类硬盘设备，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且使用再现信息管理装置，使AV数据只能再现一次。
在第九实施例中，将再现信息记录到与数据块不同的区域中。在本实施例中，将再现信息记录在与数据块相同的区域中。
下面，描述与第九实施例不同的部分。
参照图31，再现信息管理装置B 245用于读出和更新与指定数据块相对应的再现信息，并且根据再现信息判断是否已再现。再现信息生成和EMI混合装置246用于将EMI信息和再现信息与数据块配对，并且将再现信息初始化，以便表示未再现状态。再现信息和EMI分离装置247用于将EMI信息和再现信息与数据块(它们是配对的)分离，并抽取EMI信息和再现信息，以及数据块。
用以下方式构造再现信息管理装置B 245。也就是说，再现信息管理装置B 245由再现信息更新装置226、已再现判定装置227、再现信息存取装置229和转换开关248构成。
再现信息更新装置226用于将再现信息更新为表示数据已再现的信息，并且例如用已再现标志p1ay_flag＝1更新信息。再现信息存取装置229用于更新与数据块对应的再现信息，通过LBA存取装置3在盘片媒体6上进行记录，并且以表格的形式存储与数据块对应的再现信息，并且再现信息存取装置229具有高速缓存功能。已再现判断装置227根据再现信息存取装置229读出的再现信息，判断是否已再现，例如当已再现标志play_flag＝1时，判定再现进行了一次，并且当EMI＝11，并且根据EMI判定结果判定还没有进行再现时，将转换开关248切换到再现信息更新装置226的一侧，以便更新再现信息。当EMI＝11并且判定已再现时，已再现判定装置227切断转换开关219，或者切换到无效数据输出装置214。
接下来，描述实施例的工作情况。
在本实施例中，假设硬盘设备以与第九实施例相同的方式，记录和再现STB发出的AV数据。本实施例中STB与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
假设通过数字I/F装置1以存取系统2之命令的形式接收记录命令。参照图34的流程图，描述以后的过程。当被发送AV数据的EMI不是00时，切换转换开关224，以便AV数据通过解密装置220。当EMI是00时，切换转换开关224，致使AV数据不通过解密装置220。解密装置220用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置216命令数据块存取装置218记录块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知再现信息管理装置B 245。EMI判定装置212对EMI检测装置209检测到的EMI信息判断版权是否存取，以及版权的类型。然后，将判定结果传送给再现信息生成和EMI混合装置246。再现信息生成和EMI混合装置246将EMI信息和再现信息与一数据块配对，并且将再现信息初始化，以表示未再现状态。也就是说，将再现信息的已再现标志设置成play_flag＝0(S1)。当EMI是210或“一代复制”时，将EMI改写成01或“不再复制”。再现信息生成和EMI混合装置246将AV数据、再现信息和EMI信息为配对的一个数据传送给数据块存取装置218。数据块存取装置218通过LBA存取装置3将配对的数据存储到盘片媒体6的块x中(S2)。以下描述块x中的记录格式。接下来，将块编号加1，或者设置x＝x+1(S3)。接下来，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一命令(S4)。如果接收到另一命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片设备6上的情况。
接下来，描述硬盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在硬盘设备上的AV数据是从STB记录的。本实施例中电视监视器与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
根据再现信息管理装置B 245更新再现信息的定时，后续操作可以是两种工作方式中的一种。在第一种情况下，在再现结束后集体更新再现信息，而在第二种情况下，在再现期间，更新块单位中的再现信息。先参照图34的流程图，描述第一种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知再现信息管理装置B 245。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6中读出一个EMI信息和再现信息配对的AV数据(S5)。再现信息和EMI分离装置247将EMI信息和再现信息从配对的数据中分离出来。将EMI信息传送给EMI赋予装置210和EMI判定装置212，而将再现信息传送给已再现判定装置227。EMI判定装置212判定EMI信息。将判定结果发送给认证和加密装置213和已再现判定装置227。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S6)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且输出AV数据，但不对AV数据加密(S8)。当EMI不是00时，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。仅当EMI＝11时，才在再现期间将转换开关248切换到再现信息更新装置226的一侧。已再现判定装置227检查被读出EMI信息的判定结果。
当EMI是211或“永不复制”时，已再现判定装置227判断AV数据是否已再现(S7)。当EMI是211或“永不复制”并且已进行再现时，将转换开关219切换到无效数据输出装置214的一侧，以便输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据(S10)。当EMI是211或“永不复制”但还没有进行再现，或者EMI不是211时，将转换开关219切换到认证和加密装置223的一侧，并且用加密装置223对AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出(S8)。
接下来，将块的编号加1，或者设置x＝x+1(S9)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令(S11)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。当再现过程结束时，再现信息存取装置229访问从再现块的起始编号至终止编号的再现信息，并且再现信息更新装置226将再现信息更新为已再现或者play_flag＝1(S12)。如果没有接收到另一个命令，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了第一种情况下再现AV数据的情形。
以下，参照图35的流程图，描述第二种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知再现信息存取装置229。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出与EMI信息和再现信息配对的AV数据(S17)。再现信息和EMI分离装置247将EMI信息和再现信息从配对的AV数据中分离出来。将EMI信息传送给EMI赋予装置210和EMI判定装置212，而将再现信息传送给已再现判定装置227。EMI判定装置212判定EMI信息。将判定结果发送给认证和加密装置213和已再现判定装置227。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S18)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且EMI赋予装置210将EMI信息赋给AV数据，但AV数据不通过认证和加密装置213，然后通过数字I/F装置1输出AV数据，但不对AV数据加密(S21)。当EMI不是00时(S18)，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。在再现期间，将转换开关230切换到再现信息更新装置226的一侧。已再现判定装置227检查被读出EMI信息的判定结果。
当EMI是11或“”或“永不复制”时，判断AV数据是否已再现(S19)。当EMI是11或“永不复制”，并且已进行再现或者play_flag＝1时，将转换开关219切换到无效数据输出装置214的一侧，以便输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据(S22)。当已再现判定装置227判定EMI为11或“永不复制”，但数据还没有再现或者play_flag＝0时，再现信息更新装置226更新再现信息，以表示数据已再现，或者play_flag＝1(S20)。接下来，将转换开关219切换到认证和加密装置223的一侧，以便加密装置223对数据块存取装置218读出的AV数据加密，EMI赋予装置210将EMI赋给AV数据，然后通过数字I/F装置1输出(S21)。另外，用再现信息存取装置229更新块x的再现信息(S23)。然后，将块x设置成x+1(S24)，并且如果接收到一个非再现命令的命令(S25)，那么过程结束。如果没有接收到，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
以上描述了在第二种情况下再现AV数据的情形。
以下，描述上述用再现信息生成和EMI混合装置246生成的并用再现信息管理装置B 245更新的数据的格式。图33示出了盘片媒体6的用户区。用户区分成k个块，它们是块1(249)、块2(250)、块3(251)、…、和块k(252)。在块1中，存储EMI 253，然后存储再现信息254，最后存储AV数据255。当已再现标志play_flag＝0时，再现信息表示还没有再现；而当play_flag＝1时，再现信息表示已经再现。当EMI信息、再现信息和AV数据彼此配对地存储在同一区域中时，可以通过访问盘片媒体一次来处理三种信息，从而减小盘片媒体的存取负担。
如此构造上述第十实施例，以便用再现信息生成的EMI混合装置246将AV数据与再现信息混合，并且用再现信息和EMI分离装置247将AV数据与再现信息分离，从而即使不将再现信息记录在系统区中，而是记录在用户区中(这与第九实施例不同)，也能防止用户通过数字I/F装置1直接修改再现信息。因此，可以防止再现信息未经授权而被窜改。本实施例的硬盘设备具有很高的可靠性。
当EMI信息与再现信息分离地记录在一个系统区中时，也可以实施第十实施例。相反，当用与第十实施例相同的方式时，只有将EMI信息记录在用户区并将再现信息记录在系统区中时，才能实施第九实施例。也就是说，可以用第九实施例和第十实施例所描述的诸方法中的一种合适方法来记录再现信息和EMI信息。
(实施例11)
下面，描述第十一实施例。
在接下来，描述第十实施例。
在本实施例中，描述一硬盘设备，作为记录和再现设备的举例。在该硬盘设备中，当从广播站发出的AV数据的版权信息表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
在本实施例中，可以用以下方法来实现这类硬盘设备，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且在再现期间或之后，通过擦除AV数据，使AV数据只能再现一次。
下面，描述与第九实施例不同的结构部分。
图48示出了本实施例的结构。以下几点是该结构与第九实施例中所用结构的不同之处。也就是说，本结构中没有再现信息管理装置A和无效数据输出装置。假设转换开关219总是与加密数据的输出侧相连。假设数据块存取装置可以输入EMI判定装置的判定结果，并且根据该结果进行存取。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在本实施例中，假设硬盘设备以与第九实施例相同的方式，记录和再现STB发出的AV数据。本实施例中STB与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
假设通过数字I/F装置1以存取系统2之命令的形式接收记录命令。参照图46的流程图，描述以后的过程。当被发送的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关224，以便AV数据通过解密装置220。当EMI是00时，切换转换开关224，致使AV数据不通过解密装置220。解密装置220用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置216命令数据块存取装置218记录块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211。EMI存取装置211用与被通知块编号相对应的方式，记录EMI检测装置209检测到EMI信息。在EMI是10或“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，在进行记录的同时，将EMI改写成01或“不再复制”(S50)。
接下来，将块编号加1，或者设置x＝x+1(S51)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一命令(S52)。如果接收到另一命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片设备6上的情况。
接下来，描述硬盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在硬盘设备上的AV数据是从STB记录的。本实施例中电视监视器与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
根据擦除AV数据的定时，后续操作可以是两种工作方式中的一种。在第一种情况下，在再现结束后集体更新AV信息，而在第二种情况下，在再现期间，擦除块单位中的AV信息。
参照图46的流程图，描述第一种情况。
首先，用所有块的擦除标志＝“假”进行初始化(S53)。擦除标志是与块成一一对应的关系的标志。擦除标志＝“真”表示以后必须擦除相应的块。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6中读出一个AV数据(S54)。EMI存取装置211从盘片媒体6中读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。EMI判定装置212对读出的EMI信息进行判定。将判定结果发送给认证和加密装置213。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S55)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且输出AV数据，但不对AV数据加密(S57)。当EMI不是00时，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。
当EMI是11时，将与块编号相对应的擦除标志改写成“真”。当EMI不是00时，将转换开关219切换到认证和加密装置213的一侧，以便加密装置223对AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出AV数据(S57)。
接下来，将块的编号加1，或者设置x＝x+1(S9)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令(S59)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。当再现过程结束时，在从起始编号到终止编号的多个被再现块中，对于擦除标志＝“真”的一个块，擦除AV数据，或者擦除与块x在盘片上的记录位置相关的链接信息(S60)。如果没有接收到另一个命令，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了第一种情况下再现AV数据的情形。
以下，参照图47的流程图，描述第二种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据(S64)。EMI存取装置211从盘片媒体6中读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。EMI判定装置212对读出的EMI信息进行判定。将判定结果发送给认证和加密装置213和已再现判定装置227。
当EMI判定结果表示EMI为00时(S66)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且AV数据通过认证和加密装置213，然后通过数字I/F装置1输出AV数据，但不对AV数据加密(S66)。当EMI不是00时(S66)，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧。接着，将转换开关219切换到认证和加密装置213的一侧，以便用加密装置223对数据块存取装置218读出的AV数据加密，然后通过数字I/F装置1输出。当块x的EMI是11时，数据块存取装置218擦除块x、写上无效数据、或者擦除与块x在盘片上的记录位置相关的链接信息(S67)。然后，将块x设置为x+1(S68)，并且如果接收到一个非再现命令的命令时(S69)，那么过程结束。如果没有接收到，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。
以上描述了在第二种情况下再现AV数据的情形。
当记录在硬盘上的AV数据的EMI是11或“”或“永不复制”时，在输出了AV数据之后擦除AV数据的数据块、写上无效数据、或者擦除与盘片上记录位置相关的链接信息，从而只允许再现“永不复制”的AV数据一次。
在本实施例中，描述了用流存取装置216在存取系统2中执行命令的情况。另一种方法是，用文件存取装置215在存取系统3中执行命令。在该情况下，记录和再现的次序不依赖于块编号的次序，而是依赖于文件管理信息所管理的块的次序。也就是说，当用f(x)表示第x次过程中记录或再现的块时，只请求用块f(x)替换图46或图47中块x的描述部分。另外，可以在文件管理中擦除块x。
当用与第十实施例相同的方式记录EMI并且将EMI与AV数据混合时，可以实施本实施例。
(实施例12)
接下来，描述第十二实施例。
在本实施例中，描述VCR(盒式磁带录象机)，作为记录和再现设备的举例。在此VCR中，当从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
在本实施例中，可以用以下方法来实现这种VCR，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且通过利用再现信息管理装置，只允许AV数据再现一次。
图36示出了VCR的基本结构图。也就是说，VCR由数字I/F装置1、流控制装置290、存储器存取装置256、记录和再现装置257、控制装置258、磁头260、存储器259和磁带媒体261构成。
数字I/F装置1与第九实施例中描述的相同。对于流控制装置290，以后只描述与第九实施例不同的部分。存储存取装置256对位于磁带媒体261上的存储器259记录和再现EMI信息和再现信息等。记录和再现装置257对来自磁头260的再现信号进行信号处理，并且输出数字AV数据，还对流控制装置290发出的AV数据进行信号处理，并将一记录信号发送给头260。控制装置258用于控制磁带媒体261的运转、跟踪磁头260，并且控制记录和再现装置257。磁头260将信号记录在磁带媒体261上，或者再现磁带媒体261上的信号。存储器259包含在磁带媒体261中，并且记录和再现EMI信号、再现信息等。
如上所述，参照图37，描述流控制装置290中与第九实施例不同的部分。命令执行装置262用于执行从数字I/F装置1接收到的命令，或者解释命令内容并命令控制装置258进行再现、记录、停止等操作。例如，这样的命令是符合2.0.1版AV/C数字接口命令组VCR子单位规范说明的系统。记录再现装置257代替了第九实施例中的数据块存取装置218。记录和再现装置257用于将目前记录或再现的磁道编号通知再现信息管理装置A。
本实施例的工作情况与第九实施例的相同，除了对于第九实施例的工作过程，当用“磁道”代替块并且用命令执行装置262代替文件存取装置215和流存取装置216。结果，实现了这样的VCR，即当从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
作为将再现信息和AV数据存储到磁带媒体261上的例子，以下描述两种情况。
首先，描述在磁道单位中提供再现信息的情况。参照图38，磁带媒体261由k个磁道构成。存储器259包含在磁带媒体261中。再现信息记录部分267记录在存储器259中。参照以位图形式存储在再现信息记录部分267中的表，磁道1(263)、磁道2(264)、磁道3(265)和磁道k(266)的所有再现信息都为0。这说明该区域还没有再现。但是，诸如磁道k(266)等区域是还没有使用的区域。假设对于一个未使用的区域，也可以将再现信息设置为0。由于磁道211、磁道212和磁道213的再现信息为1，所以它们是已再现区域。再现信息记录部分267是由再现信息管理装置A 217生成和更新的。由于再现信息记录267存储在包含在磁带媒体261中的存储器259中，所以用户不容易窜改再现记录部分267的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的VCR具有很高的可靠性。
接下来，描述用地址来管理再现信息的情况。参照图39，每次将再现信息从已再现改变成未再现或者从未再现改变成已再现时，在磁带媒体261之整个磁带273的一部分中，定义一个流并且进行数据划分。再现信息记录部分267用一对流的再现信息以及流的起始磁道和终止磁道来表示。在流1(269)中，起始磁道是a0，终止磁道是a1，并且整个流没有再现。在流2(270)中，起始磁道是a1，终止磁道是a2，并且整个流已再现。在流3(271)中，起始磁道是a2，终止磁道是a3，并且流未再现。在流n(272)中，起始磁道是a4，终止磁道是a5，并且流的再现信息已再现。再现信息记录部分267由再现信息管理装置A 217生成和更新。由于再现信息记录部分267存储在媒体261的存储器259中，所以用户不容易窜改再现信息记录部分267的内容，从而未经授权不能观看或收听AV数据。因此，本实施例的VCR具有很高的可靠性。
(实施例13)
接下来，描述第十三实施例。
在本实施例中，描述VCR，作为记录和再现设备的举例。在此VCR中，当从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。与第十二实施例不同，在本实施例中，EMI信息以与AV数据配对的方式存储在磁带上。可以用以下方法来实现这种VCR，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且在再现时擦除AV数据。
图40示出了VCR的基本结构图。如图36所示，第十二实施例的VCR是记录和再现装置。相反，本实施例与第十二实施例的不同之外在于，分开构造再现装置和记录装置，将记录头和再现头分立设置在磁头中，并且设置分离装置和混合装置。此VCR由数字I/F装置1、流控制装置291、分离装置277、再现装置278、混合装置279、记录装置280、控制装置281、磁头274、记录头275、再现头276和磁带媒体261构成。
数字I/F装置1与第九实施例中描述的相同。对于流控制装置291的结构，以后将只描述与第十二实施例不同的部分。分离装置277将从再现装置278中读出的数据分离成EMI信息和AV数据。混合装置279用于将EMI信息与AV数据配对。再现装置278通过磁头274的再现头276，再现记录在磁带媒体261上的EMI信息和AV数据。记录装置280通过磁头274的记录头275，将EMI信息和AV数据记录到磁带媒体261上。磁头274由记录头275和再现头276构成，它用再现头276再现记录在磁带媒体261上的信号，而用记录头275将信号记录在磁带媒体261上。控制装置281控制磁带媒体261的运转、跟踪磁头274，并且控制再现装置278和记录装置280。磁带媒体261是记录信号的媒体。
如上所述，流控制装置291与第十二实施例不同，表现在以下几个方面。在记录期间，切换转换开关282，将来自认证和加密装置213的输出数据照原样输出给混合装置279，并且在再现期间，当EMI判定装置212的判定结果表示EMI＝11时，将转换开关282切换到无效数据装置214的一侧。当进行再现并且EMI＝01或10时，不与认证和加密装置213和无效数据输出装置214两者连接。除了第十二实施例中的已描述的内容之外，命令执行装置262还将是否正在记录或者是否正在再现的信息通知转换开关282。本实施例中不使用再现信息管理装置A。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在本实施例，假设VCR用与第九实施例相同的方式，记录和再现STB发出的AV数据。本实施例中STB与VCR之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
假设命令执行装置262通过数字I/F装置1接收记录命令。命令执行装置262将接收到记录命令的信息通知转换开关282。然后，切换转换开关282，将被发送的AV数据从认证和加密装置213传送给混合装置279。当被发送AV数据的EMI不是00时，切换转换开关224，以便AV数据通过解密装置220。当EMI是00时，切换转换开关224，致使AV数据不通过解密装置220。解密装置220用从STB接收到的密钥对加密的AV数据解密。混合装置通过转换开关282接收EMI检测装置209检测到的EMI信息，以及认证和加密装置213输出的AV数据。混合装置279将接收到的EMI信息与AV数据配对。然后，记录装置280通过磁头274的记录头275，将配对的AV数据和EMI信息记录在磁带媒体261上。在EMI是210或“一代复制”的情况下，记录EMI，并且当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，将EMI改写成01或“不再复制”，以下描述将AV数据和EMI信息记录到磁带媒体261上的格式。该过程反复执行，直到接收到另一个命令。以上，描述了将AV数据记录到磁带媒体261中的情况。
接下来，描述VCR再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在VCR上的AV数据是从STB记录的。本实施例中电视监视器与VCR之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
假设VCR从数字I/F装置1接收再现命令。执行装置262将接收到再现命令的信息通知转换开关282。然后，当EMI判定装置212的判定结果是211时，将转换开关282切换到无效数据输出装置282的一侧。当EMI＝10或01时，转换开关282不与认证和加密装置213以及无效数据输出装置214相连。本实施例处理下述情况，即再现了通过记录STB发出的AV数据而获得的数据。结果，没有EMI＝10的AV数据。也就是说，当要从STB记录数据时，将10的AV数据的EMI改写成01。分离装置277分离通过磁头274从磁带媒体261以及从再现装置278再现出来的AV数据和EMI信息。将AV数据传送给认证和加密装置213。将EMI信息传送给EMI赋予装置210。另外，通过认证和加密装置213导出的AV数据通过EMI赋予装置210，被赋予EMI，然后通过数字I/F装置1输出。在分离装置277分离了AV数据和EMI信息之后，当EMI是11时，混合装置279利用无效数据输出装置214，通过记录装置280和磁头274的记录头275将无效数据写入磁带媒体261中。用诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据改写上述磁带媒体261上被再现的AV数据。结果，实现了这样的VCR，即当从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
如上所述，现在描述将AV数据和EMI信息记录在磁带媒体261上的格式。
如图42所示，在磁带284中，按磁道单位进行记录，并且将磁道编号284加入记录磁道中。一个磁道分成EMI信息记录部分285和数据记录部分286。EMI信息记录部分285记录EMI信息而数据记录部分286记录AV数据。
本发明的EMI信息不限于记录在上述各实施例的EMI信息记录部分中。可以将一存储器设置在磁带媒体上，并在存储器上进行记录。根据这一结构，几乎不能窜改信息，从而提高了系统的可靠性。
(实施例14)
下面，描述第十四实施例。
在本实施例中，描述一硬盘设备，作为记录和再现设备的举例。在此硬盘设备中，当从广播站发出的AV数据的版权信息是表示禁止复制的“永不复制”时，可以在广播节目一段时段之后的任何一个时刻只观看或收听一次节目。
在本实施例中，用下述方式实现这种硬盘设备，即将具有“永不复制”版权信息的AV数据设置成可记录的，并且在记录AV数据时用第二加密/解密装置进行再加密，并且在再现期间，进行再现并且擦除第二加密/解密装置中使用的密钥。
图1是本发明硬盘设备的基本结构图。它与第九实施例中描述的相同。如图43所示，构造图1中硬盘设备的流控制装置2。也就是说，流控制装置2由EMI检测装置209、EMI赋予装置210、EMI存取装置211、EMI判定装置212、认证和加密装置213、文件存取装置215、流存取装置216、数据块存取装置218、时变密钥装置287、密钥存取装置288和第二加密/解密装置289构成。
关于流控制装置2的结构，只描述与第九实施例不同的部分。时变密钥装置287用于生成一个随时间段随机变化的密钥，并且将生成的密钥传送给密钥存取装置288和第二加密/解密装置289。密钥存取装置288用与相应数据块相对应的方式，存储时变密钥装置287中生成的密钥。将密钥记录到盘片媒体6中，并且从盘片媒体6中读出密钥。第二加密/解密装置289根据输入的密钥对AV数据加密或解密。
接下来，描述本发明的工作情况。
在本实施例中，假设硬盘设备以与第九实施例相同的方式，记录和再现记录期间由STB发出的AV数据。本实施例中STB与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
假设通过数字I/F装置1以存取系统2之命令的形式接收记录命令。参照图44的流程图，描述以后的过程。当通过数字I/F装置发送的AV数据的EMI不是00时，切换转换开关224，以便AV数据通过解密装置220。当EMI是00时，切换转换开关224，致使AV数据不通过解密装置220。解密装置220用接收到的密钥对加密的AV数据解密。流存取装置216命令数据块存取装置218记录块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211。EMI存取装置211用与被通知块编号相对应的方式，记录EMI检测装置209检测到EMI信息。在EMI是10或“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，在进行记录的同时，将EMI改写成01或“不再复制”。时变密钥装置287生成一密钥。将生成的密钥传送给密钥存取装置288，然后通过LBA存取装置3将密钥记录在盘片媒体6上(S26)。还将密钥传送给第二加密/解密装置289。对从认证和加密装置213接收到的AV数据进行再加密，并且将加密的AV数据传送给数据块存取装置218，然后通过LBA存取装置3(S27)将加密的AV数据记录在盘片媒体6上。
接下来，将块编号加1，或者设置x＝x+1(S28)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一命令(S29)。如果接收到另一命令，那么过程结束。如果没有，那么反复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片设备6上的情况。
接下来，描述硬盘设备再现AV数据的情况。考虑将AV数据再现到电视监视器上的情况。假设记录在硬盘设备上的AV数据是从STB记录的。本实施例中电视监视器与硬盘设备之间的认证和密钥交换与第九实施例的相同，因此不再描述。
根据从盘片媒体6中擦除时变密钥装置287生成的密钥的定时，再现期间的操作可以是两种工作方式中的一种。在第一种情况下，在再现结束后集体擦除密钥，而在第二种情况下，在再现期间，擦除块单位中的密钥。
下面参照图44的流程图，描述第一种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211和密钥存取装置288。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6中读出一个AV数据(S30)。EMI存取装置211从盘片媒体6中读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。EMI判定装置212对读出的EMI信息进行判定。将判定结果发送给认证和加密装置213和密钥存取装置288。密钥存取装置288从盘片媒体6中读出块x的密钥(S31)。密钥存取装置288将读出的密钥传送给第二加密/解密装置289。第二加密/解密装置289对从数据块存取装置218接收到的块x的AV数据解密(S32)。密钥存取装置288将块x之密钥的擦除标志设置为0(S33)。当EMI判定结果表示EMI为00时(S34)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且输出AV数据，但不对AV数据加密。当EMI不是00时，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧(S34)。
当EMI是11或“永不复制”时，或者当EMI是01或“不再复制”时，第二加密/解密装置289将解密后的块x的AV数据传送给认证和加密装置213。
然后，密钥存取装置288将块x之密钥的擦除标志设置为1(S35)。接着，将块的编号加1，或者设置x＝x+1(S36)。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令(S37)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。当再现过程结束时，仅在EMI为11的情况，密钥存取装置从块的起始编号到块的终止编号，擦除擦除标志为1的那些块的密钥(S38)。例如，擦除装置可以用一无效数据盖写记录密钥的部分，或者擦除与盘片媒体上记录密钥的记录位置相关的链接信息。
以下，参照图45的流程图，描述第二种情况。
假设硬盘设备从数字I/F装置1接收存取系统2之命令形式的再现命令。流存取装置216命令数据块存取装置218再现块x。数据块存取装置218将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置211和密钥存储装置288。同时，数据块存取装置218通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据(S43)。EMI存取装置211从盘片媒体6中读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。EMI判定装置212对读出的EMI信息进行判定。将判定结果发送给认证和加密装置213和密钥存取装置288。密钥存取装置288从盘片媒体6读取块x的密钥(S44)。密钥存储装置288将读出的密钥传送给第二加密/解密装置289。第二加密/解密装置289对从数据块存取装置218接收到的块x的AV数据解密(S45)。当EMI判定结果表示EMI为00时(S46)，将转换开关225切换到数据不通过加密装置223的一侧，并且输出AV数据，但不对AV数据加密。当EMI不是00时，将转换开关225切换到数据通过加密装置223的一侧(S46)。
当EMI是11或“不再复制”时，第二加密/解密装置289将经解密的块x的AV数据传送给认证和加密装置213。然后，密钥存储装置288擦除块x的密钥(S47)。擦除装置用一无效数据盖写记录密钥的部分，或者擦除与盘片媒体上记录密钥的记录位置相关的链接信息。
当EMI是01或“不再复制”时，第二加密/解密装置289输出经解密的块x的AV数据。在该情况下，不擦除块x的密钥(S47)。
接着，将块编号加1，或者设置x＝x+1(S48)。接着判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令(S49)。如果接收到另一个命令，那么过程结束。
如上所述，在本实施例中，对AV数据加密，然后记录到媒体中。因此，在诸如DVD-RAM等可交换的媒体中，与记录未加密AV数据的情况相比，提高了针对未授权使用的安全性。
在本实施例的记录密钥的方法中，可能用与AV数据配对的方式记录密钥，或者与AV数据分开地记录密钥。在该情况下，可以将密钥记录在诸如用户不能直接访问的系统区中。用户不能直接访问的区域不限于此，还可以是第九实施例中所述的交替扇区、PCA、RMA、引入区、引出区或DVD-RAM上的头部。总之，可以使用任何区域，只要它是用户不能直接访问数据的区域。根据该结构，不必害怕用户访问密钥数据，对密钥解密。由此提高了安全性。
在本实施例中，描述了这种的方法，即通过在再现期间擦除密钥而只允许作一次再现。当管理密钥的再现信息时，同样可以实施。具体地说，可以将表示密钥是否已读出的信息用作密钥的再现信息，并且实施时用第九或第十实施例中所描述的相同方法管理再现信息，从而只允许读出密钥一次。结果，在再现期间，只能再现一次被加密然后记录在记录媒体中的AV数据。
当如上所述也将密钥再现信息记录在用户不能访问的区域中时，进一步提高了安全性。
在第九至第十四实施例中，描述了只能再现一次EMI＝11的“永不复制”的AV数据的设备。当记录EMI＝10的“一代复制”的AV数据，并且将AV数据设置为EMI＝01的“不再复制”的AV数据时，可以通过只再现一次AV数据并且设置EMI＝10的“一代复制”，在各设备之间移动AV数据。在该情况下，用与第九至第十四实施例相同的方式进行实施，除了将原来以EMI＝01记录的AV数据输出为EMI＝10。在第九实施例中，描述了移动EMI＝11的AV数据。用这种方法，还可以移动EMI≠11的AV数据。结果，存在一个好处，即用户可以自由地选择要存储AV数据的媒体。
在第九至第十四实施例中，使用了EMI。本发明不限于使用EMI。可以用CGMS判断版权是否存在，以及版权的类型。当用CGMS判断版权是否存在以及版权的类型时，尽管本发明的记录和再现设备需要用传输解码器来检测CGMS，致使设备具有复杂的结构，但可以获得与使用EMI相同的效果。在CGMS的情况下，要求再次输出已被复制一次且保持“一代复制”的AV数据，并使其保持“一代复制”，以便作一次再现。
在本实施例中，无效数据不限于各实施例中的蓝色背景屏幕或黑色屏幕，它可以是除再现数据之外的任何数据，诸如测试图形、白色屏幕、或者包含了表示不允许观看或收听的消息的屏幕。
本发明的时变密钥发生装置不限于实施例中用于为每个块生成一个密钥的装置，它也可以是用于生成时变密钥的任何装置，诸如为每两个块或每四个块生成一个密钥的装置。
本实施例的硬盘设备是本发明记录和再现设备的一个例子，本实施例的VCR也是本发明记录和再现设备的一个例子，本实施例中的再现信息管理装置、EMI存取装置和数据块存取装置是本发明记录装置的举例，而本实施例的EMI存取装置、再现信息管理装置、数据块存取装置以及转换开关是本发明再现装置的举例。
本发明的记录和再现设备不限于本实施例中的硬盘设备和VCR，它可以是能够记录和再现的任何设备，诸如光盘设备或DVD-RAM设备。
第九到第十四设备中描述的LBA存储装置可以是在硬盘设备情况下利用磁头、柱面或扇区的存取装置，或者是在光盘设备情况下利用分、秒和帧(一帧等于1/75秒)的存取装置。总之，所述装置可以是能够用物理方式访问盘片媒体的任何装置。
可以实施例第九至第十四实施例，以便不将无效数据输出给相对设备(再现信息表示已再现的AV数据将输出给相对设备)，而是使认证失败，或者不传送用于对AV数据解密的密钥。
具有以下特征的程序记录媒体也属于本发明，所述程序记录媒体存储了一程序，该程序可以使计算执行本发明记录和再现设备的全部或一部分功能。
(实施例15)
以下，描述第十五实施例。
首先，参照图54和图55描述高速缓存设备、非高速缓存设备和发送设备的概念。这些概念普遍用于以后描述的第十六至第二十一实施例中。
参照图55，数字总线354例如是IEEE 1394-1995中描述的关于高性能串行总线(以下，称为IEEE 1394总线)的IEEE标准，并且是这样一条总线，通过该总线可以在各设备之间交换命令和数据，诸如IEEE 1394总线等。STB 355、TV监视器356、硬盘设备357等与数字总线354相连。STB 355接收广播站发出的数据，并且将数据发送给数字总线354。TV监视器356监视发送给数字总线354的数据。硬盘设备357记录发送给数字总线354的数据、再现被记录的数据，并且将再现数据发送给数字总线354。在本实施例中，首先，将各种设备分类成高速缓存设备、非高速缓存设备和发送设备。
参照图54，数字总线354是IEEE 1394总线，它可以交换命令和数据，并且与各种设备相连。非高速设备350和351、高速缓存设备352和353、发送设备349等与数字总线354相连。
诸如电视监视器356等非高速缓存设备350或351根据数据的版权内容进行通常的处理，即根据数据版权中包含的EMI的值处理数据。在电视监视器356的情况下，对EMI为“永不复制”、“一代复制”和“不再复制”的任何一种情况，监视数据。当非高速缓存设备350或351是诸如硬盘设备或VCR等进行记录和再现的设备时，当EMI为“永不复制”或“不再复制”时，不记录数据。当EMI是“一代复制”时，记录数据，并在再现输出时将EMI从“一代复制”改变成“不再复制”。当从广播站发出的数据是“永不复制”时，即使它是一种用于记录和再现的设备，非高速缓存设备352或353也不记录数据。由此只能在广播节目的一段时段内观看或收听一次节目。如上所述，非高速缓存设备350或351是一种根据数据之版权内容来处理数据的设备，它们可以粗略地分成监视数据的设备，以及根据版权内容进行记录和再现的设备。
高速缓存设备352或353是这样一种设备，它可以记录EMI为“永不复制”或“不再复制”的数据，只能再现一次该数据，不能再现两次或更多次该数据。根据该结构，可以在用户希望观看或收听数据的任何时段观看或收听数据，同时保护作者的意愿。该设备还可以记录EMI为“一代复制”的数据，只能再现一次该数据，并且在再现期间输出该数据，同时使EMI保持“一代复制”。根据该结构，可以暂时保持数据，直到用户将数据记录到非高速缓存设备350或351中，并且保护了作者的意愿。因此，用户可以充分研究记录数据的设备，然后在用户感到方便的时段中将数据记录在非高速缓存设备352或353中。
与图55的STB 355不同，发送设备349是一种不能从数字总线354接收数据的设备，但它可以从诸如广播站等另一个地方获得数据，并且将数据发送给数字总线354。
在以上说明中，基于EMI描述了版权内容。当高速缓存设备或非高速缓存设备具有传输流解码器时，可以根据版权内容用CGMS处理数据。当EMI或CGMS为“自由复制”时，数据没有版权，因此对数据处理没有限制。
高速缓存设备，非高速缓存设备和发送设备具有上述概念。
在高速缓存设备350或351与数字总线354相连的情况下，不可能保护有版权的数据的版权内容。因此，下面说明即使在连接高速缓存设备350或351的情况，本实施例也可以保护数据的版权内容。
首先描述(1)高速缓存设备352将有版权的数据发送给数字总线354；然后描述(2)发送设备349将有版权的数据发送给数字总线354；最后描述(3)非高速缓存设备350将有版权的数据发送给数字总线354。
(1)描述高速缓存设备352将有版权的数据发送给数字总线354的情况。
当高速缓存设备352只再现一次有版权的数据时，将该数据发送给数字总线354。当其它高速设备352和非高速缓存设备350或351同时使用数据时，不能保护版权内容。因此，为了保护版权内容，设立以下规则。
也就是说，高速缓存设备352选择用于从数字总线354接收有版权的数据并且根据版权内容使用该数据的设备。
用以下方式进行选择。当高速缓存设备352以外的其它高速缓存设备与数字总线354相连时，只允许一个高速缓存设备根据版权内容使用数据，但不允许其余的高速缓存设备和非高速缓存设备使用数据。另一种方法是，允许所有的非高速缓存设备根据版权内容使用数据，但不允许高速缓存设备使用数据。
当高速缓存设备352以外的其它高速缓存设备不与数字总线354相连时，允许所有与数字总线354相连的设备根据版权内容使用数据。
在下述情况下，高速缓存设备352是这样一种设备，即当一个高速缓存设备352以外的其它高速缓存设备使用并记录由高速缓存设备352本身输出的有版权的数据时，高速缓存设备352可以同时进行记录和再现。这时不允许高速缓存设备352记录其本身输出的数据。也就是说，在包括输出数据的高速缓存设备352的诸多设备中，只允许一个记录数据。被允许使用数据的高速缓存设备记录该数据，并且只再现一次数据。如果所述高速缓存设备是高速缓存设备353，那么高速缓存设备353再次再现一次数据的工作情况与高速缓存设备352再现数据的工作情况相同。
(2)描述发送设备349将有版权的数据发送给数字总线354的情况
发送设备349将有版权的数据发送给数字总线354。当高速缓存设备352和353以及非高速缓存设备350和351同时使用数据时，不能保护版权的内容。因此，为了保护版权内容，设立以下规则。
也就是说，发送设备352选择用于从数字总线354接收有版权的数据并且根据版权内容使用该数据的设备。
用以下方式进行选择。当诸如高速缓存设备352或353等一个或多个高速缓存设备与数字总线354相连时，只允许一个高速缓存设备根据版权内容使用数据，但不允许其余的高速缓存设备和非高速缓存设备使用数据。另一种方法是，允许所有的非高速缓存设备根据版权内容使用数据，但不允许高速缓存设备使用数据。
当诸如高速缓存设备352和353等高速缓存设备不与数字总线354相连时，允许所有与数字总线354相连的设备根据版权内容使用数据。
在下述情况下，发送设备349是这样一种设备，即当一个发送设备349以外的高速缓存设备使用并记录由发送设备349本身输出的有版权的数据时，发送设备349从IEEE 1394总线接收一个流并进行发送，而且还对接收到的流进行监视器输出。这时不允许发送设备349接收其本身输出的数据。也就是说，当发送设备具有非高速缓存设备的功能时，进行处理时将该功能部分认为是一个高速缓存设备。
在发送设备349能够将数据发送给数字总线354且同时对数据进行监视器输出的情况下，当一个高速缓存设备使用并记录由发送设备349输出的有版权的数据时，使监视器输出无效。
被允许使用数据的高速缓存设备记录该数据，并且只再现一次数据。如果所述高速缓存设备是高速缓存设备352，那么高速缓存设备352再次再现一次数据的工作情况与“(1)描述高速缓存设备352将有版权的数据发送给数字总线354的情况”相同。
(3)描述非高速缓存设备350将有版权的数据发送给数字总线354的情况
非高速缓存设备350将有版权的数据发送给数字总线354。当高速缓存设备352和353以及非高速缓存设备350和351同时使用数据时，不能保护版权内容。因此，为了保护版权内容，设立以下规则。
预先产生一种结构，该结构能够选择用于从数字总线354接收有版权的数据并且根据版权内容使用该数据的设备。这可以用下述两种方法中的一种来实现。
在第一种方法中，支持与高速缓存设备352和353以及非高速缓存设备350和351中的认证或密钥不同的认证或密钥。也就是说，预先确定认证方法，以便当为了从非高速缓存设备350接收数据而发出认证请求并进行认证的设备是非高速缓存设备351时，认证能成功。预先确定认证方法，以便当为了从非高速缓存设备350接收数据而发出认证请求并进行认证的设备是高速缓存设备352或353时，认证会失败。但是，高速缓存设备至非高速缓存设备的传输认证必须按“(1)高速缓存设备将有版权的数据发送给数字总线354的情况”中描述的那样进行。因此，预先确定认证方法，以便该情况下的认证成功。当如上所述确定认证方法时，在有版权的数据从非高速缓存设备350发送到数字总线354的情况下，能够根据版权内容使用数据的设备局限于非高速缓存设备350或351。因此，可以保护版权内容。如果接收数据的非高速缓存设备是可以记录和再现的设备，那么它用与非高速缓存设备350相同的方式工作，从本说明部分或“(3)非高速缓存设备350将有版权的数据发送给数字总线354的情况”的起始部分开始。
在第二种方法中，当有版权的数据从非高速缓存设备350发出时，高速缓存设备352或353切换模式，以便用与非高速缓存设备相同的方式工作。在模式切换方法中，将高速缓存设备设置成不能进入作为高速缓存设备工作的模式，除非它被认证为高速缓存设备。例如，当EMI为“永不复制”的数据从非高速缓存设备350发出时，由于非高速缓存设备350不能支持将高速缓存设备352或353认证为高速缓存设备的功能，所以进行作为非高速缓存设备的识别。因此，高速缓存设备352或353作为非高速缓存设备以某种模式工作。结果，高速缓存设备352或353不记录数据。根据此结构，在数据由非高速缓存设备350发出的情况下，也可以保护版权。但是，在这种高速缓存设备的情况下，当要用高速缓存模式发送用非高速缓存模式记录的“一代复制”数据时，由于以下原因，将数据设置成“不再复制”。考虑下述情况，即用高速缓存模式发送按非高速缓存模式记录的“一代复制”数据，同时将其保持为“一代复制”。例如，在一个非高速缓存设备之前存在n个高速缓存设备，并且m个高速缓存设备与每个高速缓存设备相连。当n个高速缓存设备记录以非高速缓存设备模式工作的n个“一代复制”数据，然后n×m个高速缓存设备进行高速缓存模式并以高速缓存模式保持“一代复制”时，存在n×m个“一代复制”的数据，并且导致拷贝的数量可以持续增加。接收数据的高速缓存设备作为非高速缓存设备来工作，因此，如“(3)非高速缓存设备350将有版权的数据发送给数字总线354”中对非高速缓存设备350所描述的相同方式工作。
在本实施例中，描述了高速缓存设备、非高速缓存设备和发送设备的概念。已经表明，即使在高速缓存设备与数字总线相连的情况下，也可以保护有版权数据的版权内容。
(实施例16)
接下来，参照图49描述第十六实施例。
如第十五实施例中所描述，高速缓存设备从接收数据的设备中选择能够根据版权内容使用数据的设备。在本实施例中，将描述一个具体的例子，其中输出数据的设备选择使用数据的设备。
图49是一发送选择装置301的方框图，其中发送选择装置301包含在高速缓存设备和发送设备中，用于选择使用数据的设备。如下所述，构造发送选择装置301。
模式存储装置302用于将高速缓存设备或非高速缓存设备是否能够根据版权内容使用数据的信息作为一种模式存储起来(以下，称为高速缓存模式，或非高速缓存模式)。接收装置候选确定装置用于检测为使用数据而产生发送请求或认证请求的设备，或者当非高速缓存设备不处于接收状态时的合适的高速缓存设备，并且用于确定使用数据的设备的候选装置。接收装置判定装置304用于进行认证，以判断希望使用数据的设备是高速缓存设备还是非高速缓存设备。模式确定装置305用于根据使用数据的设备类型，确定模式是高速缓存模式还是非高速缓存模式。通知装置用于将当前模式，即高速缓存模式或非高速缓存模式，通知非高速缓存设备311和高速缓存设备312。在高速缓存模式的情况下，密钥生成和输出装置307生成一密钥，该密钥能使某个特定的高速缓存设备对因发送而加密的数据解密，并且将密钥传送给特定的高速缓存设备。在非高速缓存模式的情况下，密钥生成和输出装置307生成一密钥，该密钥能使所有非高速缓存设备对因发送而加密的数据解密，并且将密钥传送给所有非高速缓存设备。加密装置308用密钥生成和输出装置307生成的密钥对有版权的数据加密，并且将加密数据输出给数字总线354。当用于对加密装置308加密的数据进行解密的密钥将被传送给高速缓存设备或非高速缓存设备时，认证装置309进行认证。转换开关310是一种用于切换下述设备的开关，而所述设备用于在高速缓存设备和非高速缓存设备之间进行认证。
作为从发送选择装置301中使用数据的设备，非高速缓存设备311和高速缓存设备312与数字总线354相连。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在将有版权的数据从发送选择装置301发送给数字总线354之前，接收装置候选确定装置303确定接收设备的候选。当非高速缓存设备311或高速缓存设备312发出发送请求或认证请求时，将发出发送请求或认证请求的设备设置为接收设备的候选装置。当没有一个非高速缓存设备发出发送请求或认证请求时，接收装置候选确定装置303从连接数字总线354的诸多设备中检测出一个高速缓存设备，并且发出一指令，命令该高速缓存设备发出认证请求。当未连接任何一个高速缓存设备时，可以选择一个非高速缓存设备，并且发出一指令，命令被选中的非高速缓存设备发认证请求。用这种方式，接收装置候选确定装置确定接收设备的候选装置。例如，为了检测高速缓存设备，发出一指令，询问它是否为高速缓存设备。
接收装置判定装置304根据接收装置候选确定装置303中确定的候选装置，判断接收设备的类型。用以下方式进行判断。进行接收设备的候选是否为高速缓存设备的认证。如果候选接收设备对接收装置判定装置304的认证成功，那么判定该接收设备是高速缓存设备。如果认证失败，那么判定该接收设备是非高速缓存设备。
接下来，模式确定装置305根据接收装置判定装置304所判定的接收设备候选装置的类型，确定高速缓存模式和非高速缓存设备中的一个。当确定模式时，将所确定的模式存储在模式存储装置302中。例如，当模式确定装置305确定高速缓存模式时，模式存储装置302将高速缓存模式存储为当前模式。通知装置306将模式确定装置305确定的模式通知由接收装置候选确定装置303所确定的接收设备候选装置。例如，当确定高速缓存模式时，将模式是高速缓存模式的情形通知所有接收设备的候选装置。加密装置308对有版权的数据进行加密，然后输出给数字总线354。模式确定装置305确定一个接收设备候选装置，以便将用于对加密数据解密的密钥发送给该接收设备候选装置。
模式确定装置305可以根据以下判断标准中的一个标准将诸多接收设备候选装置中的一个确定为实际接收设备。
作为第一判断标准，将首先向发送选择装置发出发送请求的接收设备判定为实际接收设备。作为第二判断标准，用户预先给各接收设备分配优先权，并且将具有较高优先权的接收设备判定为实际接收设备。作为第三判断标准，将最近向发送选择装置301发出发送请求的接收设备判定为实际接收设备。作为第四判断标准，在诸多接收设备候选中，将高速缓存设备而不是非高速缓存设备判定为实际接收设备。作为第五判断标准，在诸多接收设备候选中，将非高速缓存设备而不是高速缓存设备判定为实际接收设备。作为第六判断标准，根据诸如记录时间和同时记录通道数目等设备的能力，判断实际接收设备。例如，将具有较长记录时间以及较多可以同时记录的通道的设备判定为实际接收设备。作为第七判断标准，根据设备的使用频率判断实际接收设备。例如，将使用频率最高的设备判定为实际接收设备。另一种方法是，将使用频率最低的设备判定为实际接收设备。
在以上说明中，描述了模式确定装置305确定某个接收设备候选为实际接收设备所用的判断标准。
接下来，为了传送密钥，认证装置309对密钥将传往的接收设备候选进行认证。例如，当已经确定密钥将被传送给非高速缓存设备311，认证装置对非高速缓存设备311进行认证。如果认证成功，那么密钥生成和输出装置307生成用于对加密数据解密的密钥，并且将该密钥发送给诸如非高速缓存设备311等所有非高速缓存设备。当密钥将发往的候选设备是高速缓存设备，那么只将密钥发送给起候选作用的诸多高速缓存设备中的一个高速缓存设备。密钥是认证装置309对接收设备进行认证时使用的临时密钥。预先对密钥加密，然后将其传送给诸如高速缓存设备312等某个高速缓存设备。在高速缓存设备312中，用临时密钥对数据解密用的密钥进行解密，然后使用密钥。
当高速缓存设备接收到数据解密用的密钥时，记录从数字总线354发出的数据和密钥。
在本实施例中，将用于对加密数据解密的密钥传送给发送选择装置301所选择的设备，从而确定可以使用有版权数据的设备。选择设备的方法与第十五实施例中描述的方式相同。
(实施例17)
接下来，参照图50描述第十七实施例。
如在第十五实施例中描述的，高速缓存设备从接收数据的设备中选择一个能够根据版权内容使用数据的设备。同样，在本实施例中，描述一种具体的例子，其中输出数据的设备选择使用数据的设备。
图50是一发送选择装置301的方框图，其中发送选择装置301包含在高速缓存设备和发送设备中，用于选择使用数据的设备。如下所述，构造发送选择装置301。
接收装置候选确定装置303用于检测为使用数据而产生发送请求或认证请求的设备，或者当非高速缓存设备不在接收状态时的一个合适的高速缓存设备，并且用于确定使用数据的候选设备。例如，为了检测高速缓存设备，发出一指令，询问它是否为高速缓存设备。接收装置分组装置313，用于对接收设备候选进行认证，从而对候选设备分组。密钥生成装置314为接收装置分组装置313分组而成的每组接收设备，生成用于对加密密钥解密的密钥。为不同的分组生成不同的密钥。发送请求检测装置318用于检测发出发送请求的分组。发送分组确定装置317用于从发送请求检测装置318检测到的发出发送请求的分组以及当前发送分组中，确定用来对有版权的数据进行加密的分组密钥。当前发送分组存储装置316用于存储所确定的分组。密钥分发装置315用于将密钥生成装置314生成的密钥分发给分组中的各个设备。当分发由密钥生成装置314生成的密钥时，认证装置309对发出接收密钥之请求的设备进行认证，以便用此时产生的临时密钥对数据解密用的密钥加密，并且分发加密密钥。转换开关310转接将作认证的设备。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在将有版权的数据从发送选择装置301发送给数字总线354之前，接收装置候选确定装置303确定接收设备的候选装置。当非高速缓存设备、高速缓存设备或类似设备发出发送请求或认证请求时，将发出发送请求或认证请求的设备设置为接收设备的候选。当没有一个非高速缓存设备发出发送请求或认证请求时，接收装置候选确定装置303从连接数字总线354的诸多设备中检测出一个高速缓存设备，并且发出一指令，命令该高速缓存设备发出认证请求。当未连接任何一个高速缓存设备时，可以选择一个非高速缓存设备，并且发出一指令，命令被选中的非高速缓存设备发认证请求。用这种方式，接收装置候选确定装置可以确定接收设备的候选装置。
接收装置分组装置313根据接收装置候选确定装置303所确定的候选装置，判断接收设备的类型，并进行分组。用以下方式进行分组。进行接收设备的候选是否为高速缓存设备的认证。如果候选接收设备对接收装置分组装置313的认证成功，那么判定该接收设备是高速缓存设备。如果认证失败，那么判定该接收设备是非高速缓存设备。另外，将高速缓存设备分发到不同的分组中。将所有非高速缓存设备置入一个分组中。目前，在接收装置分组装置313中，将设备分成三组，或者分成分组A、分组B和分组C。在A中登记非高速缓存组中的所有设备。在B中登记高速缓存组中的一个设备。在C中登记高速缓存组中的其它设备。
密钥生成装置314为接收装置分组装置313分成的每个分组生成一个数据解密用的密钥。各分组的密钥彼此不同。也就是说，不能用分组B的密钥对用分组A的密钥加密的数据解密。
认证装置309对属于每个分组的一个设备进行认证，并且如果认证成功，那么认证装置309用认证时使用的临时密钥对每个分组的密钥加密。密钥分发装置315将该密钥分发给分组中的各设备。如上所述，在将数据输出给数字总线之前，对起接收装置候选作用的设备进行分组，并且为每个分组分发不同的密钥，从而选择接收数据的设备。
发送请求检测装置318检测发出发送请求的分组。根据检测结果，发送分组确定装置317确定将用来加密和发送数据的分组密钥。加密装置308用被确定分组的密钥对数据加密，并且将加密数据输出组数字总线354。如上所述，各分组的密钥彼此不同。因此，只能对被确定分组的数据解密。
用这种方法，可以选择第十六实施例中所述的设备。
最后，描述发送分组确定装置317用来确定加密和发送数据时使用的分组密钥的判断标准。
作为第一判断标准，将首先向发送选择装置发出发送请求的接收设备判定为实际接收设备。作为第二判断标准，用户预先给各接收设备分配优先权，并且将具有较高优先权的接收设备判定为实际接收设备。作为第三判断标准，将最近向发送选择装置301发出发送请求的接收设备判定为实际接收设备。作为第四判断标准，在诸多接收设备候选中，将高速缓存设备而不是非高速缓存设备判定为实际接收设备。作为第五判断标准，在诸多接收设备候选中，将非高速缓存设备而不是高速缓存设备判定为实际接收设备。作为第六判断标准，根据诸如记录时间和同时记录通道数目等设备的能力，判断实际接收设备。例如，将具有较长记录时间以及较多可以同时记录的通道的设备判定为实际接收设备。作为第七判断标准，根据设备的使用频率判断实际接收设备。例如，将使用频率最高的设备判定为实际接收设备。另一种方法是，将使用频率最低的设备判定为实际接收设备。
在以上说明中，描述了发送分组确定装置317用来确定加密和发送时使用的分组密钥的判断标准。
在本实施例中，通过传送数据解密用的密钥，来选择使用数据的相对设备。除此之外，将数据是否可以使用的信息预先通知起候选作用的相对设备，其中所述候选使用该数据。根据此结构，相对设备知道了数据是否可以使用，因此不必要求进行所发送的数据的解密处理。因此，可以减少每个设备上的负载。
(实施例18)
接下来，参照附图，描述第十八实施例。
在本实施例中，将STB描述为一例实际设备，在STB中包含了第十六实施例或第十七实施例所描述的发送选择装置301。STB起发送设备的作用。
参照图51，天线319用于接收广播装置发送的广播电波。调谐器320用于选择广播电波中的节目，并且输出传输流。传输流解码器321用于对传输流解码，并且检测CGMS。EMI赋予装置322根据检测到的CGMS生成EMI，并且赋予EMI。数字I/F装置323用于与数字总线354交换数据和命令。
发送选择装置301用来选择有版权的数据将被发往的高速缓存设备或非高速缓存设备，并且发送选择装置301与第十六或第十七实施例中描述的相同。
接下来，描述本实施例的工作情况。
将CGMS嵌入广播站发出的广播电波。接收广播波的调谐器320选择一节目。将被选中的节目作为位流传送给发送选择装置301。同时，还将该节目传送给传输流解码器321，以便解码。在解码期间，检测CGMS，并且EMI赋予装置322根据CGMS生成EMI。发送选择装置301执行与第十六或第十七实施例中所述相同的过程，并且在有版权的数据的情况下，根据版权内容选择发送目的地中可以使用数据的设备。对有版权的数据加密，然后输出给数字I/F装置323。这时，赋予EMI赋予装置322生成的EMI。
如上所述，发送选择装置301包含在STB中，并且发送设备将数据发送给高速缓存设备，同时观察版权内容。因此，当EMI是“永不复制”时，可以在非广播时段的任意时段中观看或收听节目，或者当EMI是“一代复制”时，可以在任何时刻移动数据。
(实施例19)
接下来，参照图52描述第十九实施例。
在本实施例中，描述TV监视器，作为一例非高速缓存设备。
数字I/F装置327用于接收来自数字总线354的数据，并且交换命令。EMI检测装置328用于从数字I/F装置327发出的数据中检测EMI。当要接收有版权的数据时，认证和解密装置329对发送数据的设备进行认证，并且如果认证成功，认证和解密装置329接收用于对加密数据解密的密钥，并且对数据解码。传输流解码器321用于对解密数据(传输流)解码，并分离多路复用的数据。AV流解码器324使压缩的MPEG数据扩展，并且输出经扩展的数据，同时达到AV同步。它是用于分离多路复用数据的装置。D/A转换部325用于将扩展的AV数字数据转换成模拟信号。显示设备330用于将模拟信号显示在显示器上。
接下来，描述本实施例的工作情况。
首先，认证和解密装置329发出一认证请求，以便接收数据，并且对数字发送设备进行认证。当认证成功时，用认证时临时使用的密钥对数字解密用的密钥加密，然后传送数据解密用的密钥。同时，EMI检测装置328检测EMI。根据EMI的值，认证和解密装置329判断是否要用数据解密用的密钥对数据解密。当认证和解密装置329对数据解密时，将该数据传送给传输流解码器321，并且分离多路复用的数据。AV流解码器324扩展MPEG数据。D/A转换部325将数字数据转换成模拟信号。显示设备330监视模拟信号。
传统结构的TV监视器可以用作非高速缓存设备，即使在高速缓存设备和非高速缓存设备都存在的情况下。
(实施例20)
接下来，参照图1和图53，描述第二十实施例。
在本实施例中，描述起高速缓存设备作用的硬盘设备。
如图53所示，构造图1所示的硬盘设备的流控制装置2。
也就是说，流控制装置2包括EMI检测装置339、EMI赋予装置344、EMI存取装置340、EMI判定装置341、认证和解密装置342、无效数据输出装置345、流存取装置348、再现信息管理装置343、数据块存取装置347、转换开关346和发送选择装置301。
EMI检测装置339用于从数字I/F装置1输入的同步分组数据的首部中检测描述EMI的字段。EMI赋予装置344将指定的EMI赋给将输出给数字I/F装置1的同步分组数据的首部。EMI存取装置340通过LBA存取装置3读出被检测到EMI信息，并且用与所指定数据块相对应的方法，记录和再现被检测到的EMI信息。EMI判定装置341用于根据EMI信息判断数据是否有版权以及版权的类型。认证和解密装置342通过数字I/F装置1在AV设备之间进行认证，对由数字I/F装置1输入的AV数据进行解密。数据块存取装置347通过LBA存取装置3记录或再现具有一指定块编号的数据，并且将目前访问的块的编号通知EMI存取装置340和再现信息管理装置343。流存取装置348将要记录或再现的块的编号指定给数据块存取装置347，以便在预定的存取系统中，执行从数字I/F装置1接收到的命令；根据诸如再现、记录或停止等指令，并且将图1所示的盘片媒体6之用户区的起始数据块到终止数据块假设成一个磁带，由此管理表示流当前所在块的位置的流指针；并且通过LBA存取装置3将流指针管理信息记录在盘片媒体6上，或者读出盘片媒体6上的流指针管理信息。预定存取系统例如是一种符合2.0.1版AV/C数字接口命令组VCR子单位规范说明的系统。在通过EMI赋予装置344将AV数据输出给数字I/F装置1时，在再现信息管理装置343的结果表示已作再现的情况下，转换开关346切断开关，或者将开关转换到无效数据输出装置345，以输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据。并且当还没有进行再现时，转换开关346将开关切换到认证和解密装置342，以输出加密的AV数据。再现信息管理装置343用于记录和读出与指定数据块相对应的再现信息，并且根据再现信息判断是否已经再现。发送选择装置301与第十六或第十七实施例中描述的相同。
接下来，描述本实施例的工作情况。
首先，描述硬盘设备的记录过程。
描述发出AV数据的源设备是STB的情况。STB是本发明的发送设备，并且包括发送选择装置301。有一个控制器，它将开始记录命令、停止记录命令等发送给通过IEEE 1394总线耦连的硬盘设备。关于在控制器和硬盘设备之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，硬盘设备利用认证和解密装置342，将认证请求发送给STB。结果，在STB一侧的发送选择装置301中，硬盘设备变成接收装置候选。接下来，当硬盘设备接收来自数字I/F装置1的开始记录命令时，数字I/F装置1确认其本身希望获得的通道数，并且取出相应的同步分组数据。EMI检测装置339检测在所取得的同步分组数据之首部中保持的EMI信息。EMI判断装置341根据检测到的EMI信息，判断数据是否有版权，以及版权内容。假设在STB一侧的发送选择装置301将硬盘设备视作高速缓存设备，并且最终将其选作发送AV数据的特定高速缓存设备。认证和解密装置342通过数字I/F装置1，接收STB发出的密钥。但是，当EMI是“自由复制”时，认证和解密装置342不接收STB发出的密钥。在该情况下，不对AV数据本身加密。当EMI是“永不复制”、“一代复制”以及“不再复制”的情况下，认证和解密装置342接收密钥。
在AV数据的EMI不是“自由复制”时，认证和解密装置342通过数字I/F装置1对AV数据解密。在EMI是“自由复制”的情况下，不对AV数据加密，因此认证和解密装置342允许AV数据通过。流存取装置348命令数据块存取装置347记录块x。数据块存取装置347将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置340。EMI存取装置340用对应于通知块编号的方式，记录由EMI检测装置339检测到的EMI信息。由于本发明的硬盘设备起高速缓存作用，所以在EMI为“一代复制”的情况下，当要把EMI信息记录到盘片媒体6上时，进行记录，但不将EMI改写成“不再复制”。数据块存取装置347将目前访问的块的编号(＝x)通知再现信息管理装置343。在记录期间，再现信息管理装置343用对应于被通知的块编号(＝x)的方式，以表格形式存储再现信息。另外，将数据还没有再现的信息登记到再现信息中。也就是说，用play_flag＝0更新再现信息。接着，再现信息管理装置343通过LBA存取装置3将再现信息记录到盘片媒体6上。接着，将块编号加1，或者设置x＝x+1。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。如果没有，那么重复执行在接收到记录命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了将AV数据记录到盘片媒体6上的情况。
接下来，描述硬盘设备的再现过程。描述用于接收AV数据的相对设备是TV监视器。有一个控制器，它将开始再现命令、停止再现命令等发送给硬盘设备。关于在控制器和硬盘设备之间交换命令的描述脱离了本实施例的精神。因此，在本实施例中，省略该描述。
首先，TV监视器向硬盘设备发出一认证请求。结果，在硬盘设备的发送选择装置301中，TV监视器变成接收装置候选。接着，用第十六或第十七实施例中描述的发送选择装置301的工作过程，对TV监视器(非高速缓存设备)进行认证，并且传送一密钥。接着，当硬盘设备接收开始再现命令时，流存取装置348命令数据块存取装置347再现块x，数据块存取装置347将目前访问的块的编号(＝x)通知EMI存取装置340和再现信息管理装置343。。同时，数据块存取装置347通过LBA存取装置3从盘片媒体6读出AV数据。EMI存取装置340从盘片媒体6中读出与被通知的块编号相对应的EMI信息。EMI判定装置341对读出的EMI信息进行判定。将判定结果发送给发送选择装置301、再现信息管理装置343以及认证和解密装置342。
当EMI判定结果表示EMI是“自由复制”时，发送选择装置301不对数据加密，并且在不加密的情况下输出AV数据。当EMI不是“自由复制”时，发送选择装置301对数据加密并输出加密数据。在再现期间，再现信息管理装置343更新再现信息，并且检查被读出EMI信息的判定结果。
当EMI不是“自由复制”时，再现信息管理装置343判断AV数据是否已再现。当EMI是“永不复制”并且已进行再现时，将转换开关346切换到无效数据输出装置345的一侧，以输出诸如蓝色背景屏幕或黑色屏幕等无效数据。
接下来，将块的编号加1，或者设置x＝x+1。接着，判断是否接收到来自数字I/F装置1的另一个命令。如果接收到另一个命令，那么过程结束。当再现过程结束时，再现信息管理装置343访问从再现块的起始编号至终止编号的再现信息，并且将再现信息更新为已经再现或者play_flag＝1。如果没有接收到另一个命令，那么反复执行在接收到再现命令之后所执行的过程，直到接收到另一个命令。以上描述了再现AV数据的情形。
当记录在硬盘设备上的AV数据的EMI不是“自由复制”时，根据再现信息管理装置343作出的判定，切换转换开关346，并且用再现信息管理装置317管理再现信息，由此只允许不是“自由复制”的AV数据被再现一次。
本实施例的再现信息管理装置、EMI存取装置和数据块存取装置是本发明记录装置的举例，而EMI存取装置、再现信息管理装置、数据块存取装置以及转换开关是本发明记录装置的举例。
(实施例21)
接下来，参照图51描述第二十一实施例。
在本实施例中，描述模拟监视与第十八实施例中STB相连的情况。
在本实施例中，主要描述与第十八实施例不同的部分。
除了第十八实施例的结构之外，起本发明发送设备作用的STB还包括AV流解码器324和D/A转换部325，STB通过模拟端与模拟监视器相连，并且被构造成可以通过模拟监视器观看或收听STB接收到的节目。
AV流解码器324用于扩展从传输流解码器321输出的MPEG。D/A转换部325用于将扩展的数字数据转换成模拟信号。
接下来，描述本实施例的工作情况。
在第十六和第十七实施例中，已经描述了这样的结构，在该结构中，对于广播站发送的广播电波，用发送选择装置301选择相对设备，并且根据版权使用数据。由于模拟监视器与STB相连，所以总能观看或收听数据。结果，引出一个问题，即当数据输出到数字总线354时可以通过模拟监视器观看或收听数据，所以不同保护版权。
对此，在本实施例中，当发送选择装置301使得高速缓存设备能够使用数据时，切断转换开关326，致使数据不会输出到模拟监视器。另一种方法是，不使用转换开关326，而是将处于加扰状态的数据输出给模拟监视器。
为了实现这一目的，参照存储在模式存储装置302中的模式或者存储在当前发送分组存储装置316中的分组，当它是高速缓存设备时，切断转换开关，或者如上所述对数据加扰。这里，模式存储装置302或者当前发送分组存储装置316构成发送选择装置301。
根据该结构，即使监视器与STB相连，也可以保护版权。
在本实施例中，已描述了发送设备。当将类似的过程应用到与监视器相连的高速缓存设备上时，可以在输出数据时遵守版权。
本实施例的数字I/F装置是本发明输出装置的一个例子，它可以是IEEE 1394接口，或者是符合另一标准的接口。
本实施例主要是用EMI来描述的。但本发明不限于此。可以使用CGMS，或者使用EMI和CGMS两者。
本发明的高速缓存设备不限于本实施例的硬盘设备。还可以将VCR、光盘设备、DVD-RAM设备等用作高速缓存设备。总之，可以将能够进行记录和再现的设备用作高速缓存设备。如第二十实施例中所描述的，在此情况下，必须安装记录装置、再现装置和发送选择装置。
在关于本发明高速缓存设备的结构举例中，对于非发送选择装置301的结构，可以使用任何结构，只要它可以用对应于EMI或CGMS的方式实现只再现一次的功能。
在本发明的发送设备或高速缓存设备中，当用于对“永不复制”、“一代复制”和“不再复制”的数据加密/解密的密钥彼此不同时，可以提高安全性。对“永不复制”、“一代复制”和“不再复制”的密钥进行传送/获取的认证方法可以彼此不同。例如，可以将公开密钥系统用于“永不复制”，将公用密钥系统用于“一代复制”和“不再复制”。根据此结构，可以进一步提高安全性。
用专用硬件或者计算机软件可以实现本发明发送设备或高速缓存设备的功能。
另外，具有以下特征的程序记录媒体也属于本发明的范围，所述程序记录媒体存储一程序，该程序能使计算机执行本发明发送设备或高速缓存设备的全部或一部分功能。
工业应用性
由以上描述可见，本发明提供了一种记录和再现设备，在该设备中，在一记录过程中记录EMI，并且用户不容易窜改所记录的EMI，致使未经授权不能使用AV数据。
另外，本发明还提供了一种记录和再现设备和一种程序记录媒体，在该设备和媒体中，当表示一节目之版权信息的信息指出禁止复制时，用户可以根据作者只允许观看或收听一次的意愿观看或收听AV数据，并且用户可以在广播了AV数据之后观看或收听AV数据，不限制观看和收听的时段。另外，本发明还提供了一种记录和再现设备，在该设备中，当版权信息表示禁止复制或者允许一代复制时，可以通过只再现二次数据来移动AV数据，并且用户可以自由选择存储数据的媒体。
另外，本发明提供了一种高速缓存设备、发送设备和程序记录媒体，在该设备和记录媒体中，对于有版权的数据，可以根据作者的意愿保护版权，可以在非数据广播时段的任何时段内观看或收听数据，并且即使安装一个监视器端子并且将一监视器与该端子相连，当数据有版权时，也可以根据作者的意愿保护版权。
另外，由以上描述可见，本发明提供了一种记录和再现设备和一种程序记录媒体，在该设备和记录媒体中，当表示一节目之版权信息的信息指出禁止复制时，用户可以根据作者只允许观看或收听一次的意愿观看或收听AV数据，并且用户可以在广播了AV数据之后观看或收听AV数据，不限制观看和收听的时段。另外，本发明还提供了一种记录和再现设备，在该设备中，当版权信息表示禁止复制或者允许一代复制时，可以通过只再现一次数据来移动AV数据，并且用户可以自由选择存储数据的媒体。
另外，由以上描述可见，本发明提供了一种高速缓存设备、发送设备和程序记录媒体，在该设备和记录媒体中，对于有版权的数据，可以根据作者的意愿保护版权，可以在非数据广播时段的任何时段内观看或收听数据，并且即使安装一个监视器端子并且将一监视器与该端子相连，当数据有版权时，也可以根据作者的意愿保护版权。

Claims (4)

1、一种与一个以上的相对设备相连的高速缓存设备，它包括：
记录装置，用于记录数据；和
再现装置，根据下述任意一种方式再现所述数据：当所述数据在记录前复制被限制时，不改变所记录的所述数据的所述复制限制内容，仅一次再现所述数据的高速缓存方式；和当所述数据在记录前复制被限制为“仅允许复制一次”时，把所记录的所述数据的所述复制限制内容变更为“不允许作进一步的复制”，并多次再现所述数据的非高速缓存方式；和
加密装置，用于所述数据再现后，对此进行加密并且输出到所述相对设备中；和
密钥生成输出装置，用于为解密所加密的所述数据生成所需要的密钥，传送给相对设备。
2、权利要求1所述的高速缓存设备，其特征在于，具有相对装置候选确定装置，用于根据与自己相连的所述一个以上的所述相对装置的特性、动作状态、连接状态、或者能力中的任何一个相关的所规定的判断标准，确定加密的所述数据以及传送所述密钥的特定的所述相对装置的候选，
作为所述相对装置，当连接一台以上的具有所述高速缓存装置功能的装置时，所述相对装置候选确定装置，根据所定的判断标准，只把一台具有所述高速缓存装置功能的装置确定为所述候选，
所述再现装置根据所述高速缓存方式，把所述数据以及所述密钥作为所述候选输出到所确定的一台高速缓存装置的同时，根据所述非高速缓存方式，把所述数据以及所述密钥输出到所述一台装置以外的装置，作为所述相对装置，当没有连接具有所述高速缓存装置功能的装置时，所述相对装置候选确定装置，根据所连接的所有的所述相对装置，或者所述确定的判断标准，把所确定的一部分所述相对装置确定为所述候选，
所述再现装置根据所述非高速缓存方式，把所述数据以及密钥作为所述候选输出到所确定的所述相对装置。
3、权利要求1所述的高速缓存设备，其特征在于，所述复制限制内容是“只允许收听1次的禁止复制”，“仅允许1次的复制”，“不允许作进一步的复制”中的任何1个。
4、权利要求1所述的高速缓存设备，其特征在于，所述复制限制内容用CGMS或者EMI表示。
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