DE69723650T2

DE69723650T2 - Verfahren zur Beglaubigung von Daten mittels Verschlüsselung und System zur Beglaubigung unter Verwendung eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE69723650T2
Application number: DE69723650T
Authority: DE
Inventors: Arnaldo Campinos; Louis Gregoire; Jean-Marie Vigneron
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Vantiva SA
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: CN1189032A; FR2755810A1; EP0843479B1; CN1174578C; US6035397A; EP0843479A1; FR2755810B1; JPH10164053A; DE69723650D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenbeglaubigung.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Beglaubigung von Daten mit einer großen Menge an Informationen, wie zum Beispiel Videodaten mit einer Bitrate in der Größenordnung] von 4 bis 5 MBit/s.
Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Beglaubigung von Videodaten durch Markierung (Signierung oder "signing"): das Videosignal wird mittels eines sogenannten Hash-Algorithmus kontrollsummiert (hashed), und jeder aus dem Hash-Algorithmus hervorgehende Block wird mittels eines Schlüssels markiert (signed).
Ein derartiges Beglaubigungsverfahren hat den Nachteil, dass es zeitraubend ist. Die Zentraleinheit des Systems, das die Informationen verarbeitet, diese Zentraleinheit wird allgemein mit CPU ("Central Processing Unit" = zentrale Verarbeitungseinheit) bezeichnet, muß nämlich eine beachtliche Verarbeitungskapazität aufweisen, die für den Beglaubigungsvorgang verfügbar ist.
Die Erfindung weist diesen Nachteil nicht auf.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beglaubigung durch Datenverwürfelung zur Übertragung von einer Datenquelle zu wenigstens einem Empfangsgerät sowie ein System zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Gemäß der Erfindung verwürfelt eine Behörde, eine Autorität oder dergl., die von der Einheit oder der sogenannten Entität, die die Datenquelle steuert, und dem Benutzer, für den diese Daten vorgesehen sind, unabhängig ist, die Daten mit Steuerwörtern und verschlüsselt die Steuerwörter mittels eines Verschlüsselungsalgorithmus mit einem Schlüssel KA. Damit ein Benutzer oder die Benutzer die durch die unabhängige Autorität verwürfelten Daten entwürfeln kann, wird ein Beglaubigungs-Verifikationsgerät (Kontrollgerät) mit dem Verschlüsselungsschlüssel KA dem Benutzer oder den Benutzern unter Steuerung durch die unabhängige Autorität zur Verfügung gestellt.
Der Ausdruck Unabhängigkeit der Autorität für die Entität, die die Quelle steuert, und für den Benutzer oder die Benutzer, für den die Daten vorgesehen sind, soll bedeuten, dass die Verwürfelung der Daten sowie die Verschlüsselung der Steuerwörter, die durch die unabhängige Autorität geschaffen werden, weder der die Quelle steuernden Entität noch den Benutzern der Daten bekannt sind.
Auf ähnliche Weise beinhaltet die Aussage, dass das Beglaubigungs-Verifikationsgerät unter Steuerung durch die unabhängige Autorität an den Benutzer oder die Benutzer geliefert wird, dass das Beglaubigungs-Verifikationsgerät Informationen enthält, die nur der unabhängigen Autorität allein bekannt sind und die es ermöglichen, ein unverschlüsseltes Datenwort oder Datenfeld aus dem verwürfelten Datenwort, das er empfängt, zurückzugewinnen.
Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beglaubigung von Daten, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Als Beispiele kann der Schritt der Datenverwürfelung ECG1 durch einen Verwürfelungsalgorithmus unter der DES-Norm ("Data Encryption Standard") oder auch der Norm DVB Super-Scrambler ("Digital Video Broadcasting Super-Scrambler") durchgeführt werden.
Die Erfindung kann in einem System für die Beglaubigung von Daten durchgeführt werden, die von einer Quelle stammen und für wenigsten einen Benutzer vorgesehen sind, wobei die Quelle einen Teil einer ersten Entität bildet. Das Beglaubigungssystem enthält:
– eine Verwürfelungs- und Verschlüsselungs-Einheit, die unabhängig von der ersten Entität einen Teil einer Autorität bildet und es ermöglicht, die von der Quelle kommenden Daten mit einer ersten Reihe oder eines sogenannten String von Steuerwörtern CW1 zu verwürfeln, um so ein erstes verwürfeltes Datenwort IE(ECG1) zu bilden und zur Verschlüsselung des ersten String von Steuerwörtern CW1 mit einem Verschlüsselungs-Algorithmus mit einem Schlüssel KA, um so die verschlüsselten Steuerwörter E(CW1)_KA zu bilden, und
– eine Beglaubigungs-Verifikationseinheit, die dem Benutzer unter Steuerung durch die unabhängige Autorität geliefert wird und Schaltungen enthält, die es ermöglichen, die Steuerwörter E(CW1)_KA zu entschlüsseln und das erste verwürfelte Datenwort IE(ECG1) mittels der entschlüsselten Datenwörter (CW1) zu entwürfeln.
In vorteilhafter Weise können nur die Daten, die durch Steuerung durch die unabhängige Autorität verwürfelt worden sind, durch den oder die Benutzer entwürfelt werden, die mit der Beglaubigungs-Verifikationseinheit versehen sind.
Gemäß der Erfindung kann die Beglaubigung der Daten durch die unabhängige Autorität direkt oder indirekt erfolgen.
Im Fall einer direkten Beglaubigung bildet die Verwürfelungs- und Verschlüsselungs-Schaltung einen Teil der Struktur, die durch die unabhängige Autorität selbst gebildet wird.
Im Fall einer indirekten Beglaubigung wird die Verwürfelungs- und Verschlüsselungs-Schaltung durch die unabhängige Autorität auf eine Entität delegiert, die sich von der unabhängigen Autorität unterscheidet. Diese von der unabhängigen Autorität abweichende Entität kann die Entität sein, die die Quelle oder eine Identität steuert, die sich von der Entität unterscheidet, die die Quelle steuert.
Gemäß einer vorteilhaften Verbesserung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, außerhalb der Verwürfelungs- und Verschlüsselungs-Einheit, die einen Teil der unabhängigen Autorität bildet, sind die unverschlüsselten Steuerwörter nicht an jedem Punkt des Beglaubigungssystems zugänglich. Im Falle der indirekten Beglaubigung wird dann die delegierte Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit als eine Schaltung ausgebildet, zum Beispiel als eine Chipkarte, die keinen unverschlüsselten Zugriff zu den Steuerwörtern ermöglicht, die sie in sich selbst erzeugt.
Wie vorangehend erwähnt, besteht ein Vorteil der Erfindung in der Verringerung der Verarbeitungszeit für den Vorgang der Datenbeglaubigung auf ein beträchtliches Maß und ermöglicht somit einen großen Betrag an Informationen für die Beglaubigung Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Lesen einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Figuren:
1 zeigt das Schema eines ersten Systems zur Beglaubigung durch eine Verwürfelung gemäß der Erfindung,
2 zeigt das Schema des ersten Beglaubigungssystems durch eine Verwürfelung gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung,
3 zeigt das Schema eines zweiten Beglaubigungssystems durch eine Verwürfelung gemäß der Erfindung,
4 zeigt das Schema des zweiten Beglaubigungssystems durch eine Verwürfelung gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung,
5 zeigt eine erste Anwendung des Beglaubigungssystems,
6 zeigt die erste Anwendung des Beglaubigungssystems gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung,
7 zeigt eine zweite Anwendung des Beglaubigungssystems,
8 zeigt die zweite Anwendung des Beglaubigungssystems gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung, In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Teile.
1 zeigt das Schema eines ersten Beglaubigungssystems durch die Verwürfelung gemäß der Erfindung.
Das System von 1 enthält eine Informationsquelle 1, eine Verwürtelungs- und Verschüsselungseinheit 3 und eine Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7.
Die Verwürtelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 bildet einen Teil der Struktur, die durch die oben genannte unabhängige Autorität gebildet wird, und das Beglaubigungs-Verifikationsgerät 7 ist eine Einheit, die dem Benutzer oder den Benutzern unter Steuerung durch die unabhängige Autorität geliefert wird.
Gemäß der Erfindung ist das in der Quelle 1 enthaltene Datenwort ECG1 ein unverschlüsseltes Datenwort, das zu einer Verwürfelungseinheit 4 gesendet wird, die in der Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 enthalten ist.
Im Fall von Videodaten wird zum Beispiel das unverschlüsselte Datenwort ECG1 in der Form eines Datenstroms gemäß der Norm MPEG2 geliefert.
Die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 enthält außerdem einen Generator 5 für Steuerwörter CW1 sowie eine Einheit 6 zur Verschlüsselung der Steuerwörter mittels eines Algorithmus mit dem Schlüssel KA.
Die Steuerwörter CW1 werden einerseits der Verwürfelungseinheit 4 zugeführt, so dass letztere das verwürfelte Datenwort IE (ECG1) erzeugt, und wird andererseits der Verschlüsselungseinheit 6 zugeführt, so dass letztere die Steuerwörter erzeugt, die mit dem Verschlüsselungsalgorithmus mit dem Schlüssel KA, E(CW1)_KA verschlüsselt sind.
Das verschlüsselte Datenwort IE(ECG1) und die verschlüsselten Steuerwörter E(CW1)_KA von der Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 werden in einer Datenbank 2 gespeichert, die einen Teil der die Quelle 1 enthaltenden Entität bildet.
Die Datenbank 2 ist mit der Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 in einer solchen Weise verbunden, dass das verwürfelte Datenwort IE (ECG1) und die verschlüsselten Steuerwörter E (CW1)_KA zu der Einheit 7 übertragen werden können. Die Einheit 7 ist eine Entwürfelungseinheit, die zum Beispiel aus einer Chipkarte 8 mit dem Schlüssel KA für die Verschlüsselung der Steuerwörter 8 und aus einem Decoder 9 besteht.
Die Chipkarte 8 empfängt die verschlüsselten Steuerwörter E(CW1)_KA, entschlüsselt sie und überträgt sie zu dem Decoder 9.
Das verwürfelte Datenwort IE(ECG1) wird zu dem Decoder 9 übertragen. Unter der Wirkung von Steuerwörtern CW1 von der Chipkarte 8 erzeugt der Decoder 9 das entwürfelte Datenwort ECG1.
Gemäß der Erfindung ist die unabhängige Autorität, die die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 und die Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 steuert, ein Pflicht- oder Zwangsdurchlauf (compulsory pass) der zu übertragenden Daten.
In vorteilhafter Weise kann, neben der tatsächlichen Durchführung der Beglaubigung der sie durchlaufenden Daten, die unabhängige Autorität auf diese Weise die die Autorschaft und/oder die Ursprünglichkeit der Daten garantieren. Der Ausdruck Ursprünglichkeit der Daten sollte so verstanden werden, dass die unverschlüsselten Daten, die durch die Empfangsschaltung zurückgewonnen werden, tatsächlich diejenigen sind, die durch die Quelle ausgegeben wurden.
2 zeigt das Schema des ersten Beglaubigungssystems durch die Verwürfelung gemäß der Verbesserung der Erfindung.
Die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 sowie die Quelle 1 sind identisch zu denen, die in 1 beschrieben wurden.
Die Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 von 2 enthält Elemente, die sich, vollständig oder teilweise von denen in der Einheit 7 von 1 unterscheiden.
Gemäß der Verbesserung der Erfindung, die in 2 dargestellt ist, ermöglicht die Benutzerkarte 23 nicht nur die Entschlüsselung der Steuerwörter mittels des Schlüssels KA, den sie enthält, sondern auch die Entwürfelung des verwürfelten Datenworts IE(ECG1). Beispielsweise kann die Chipkarte eine Karte sein, die die amerikanische Norm "National Renewable Security Standard", DIS679, erfüllt, die veröffentlicht wurde durch die " Electronic Industry Association" oder eine andere Chipkarte vom Typ PCMCIA, die die Schnittstellennorm erfüllt, die dem Fachmann auf diesem Gebiet als die sogenannte "DVB-Common Interface" bekannt ist.
Die Benutzerkarte empfängt einen Datenstrom aus dem verwürfelten Datenwort IE(ECG1) und den verschlüsselten Steuerwörtern E(CW1)_KA. Das Datenwort C(ECG1) von der Karte 23 ist ein entwürfeltes Datenwort, das zum Beispiel in der Form eines MPEG-Datenstroms codiert ist. Der Decoder 24 empfängt das Datenwort C(ECG1), um es zu decodieren.
In vorteilhafter Weise sind, wie oben erwähnt, die unverschlüsselten Datenwörter CW1 beim Benutzer nicht zugänglich und folglich auch nirgendwo anders zugänglich als in der Einheit 3, die zu der unabhängigen Autorität gehört.
3 zeigt das Schema eines zweiten Beglaubigungssystems durch die Verwürfelung gemäß der Erfindung.
Das in 3 beschriebene System besteht aus denselben Strukturen wie denen, die in den 1 und 2 beschrieben wurden: eine Informationsquelle 1, eine Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 und eine Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7.
Gemäß dem zweiten System für die Beglaubigung durch eine Verwürfelung läuft ein erster Teil der unverschlüsselten Daten ECG1 über eine Schaltung, die identisch ist zu der in 1 beschriebenen Schaltung, und ein zweiter Teil der unverschlüsselten Daten ECG2 läuft über eine Schaltung, die sich von der in 1 beschriebenen Schaltung unterscheidet.
Die Schaltung, über die die Daten ECG2 laufen, enthält eine Einheit 10 für die Verwürfelung und Verschlüsselung durch Delegation. Entsprechend dem in 3 dargestellten Beispiel bildet die Einheit 10 einen Teil der Entität, die die Quelle 1 enthält. Gemäß den anderen Ausführungsformen kann die Schaltung 10 zu einer anderen Entität gehören als der, die die Quelle 1 enthält.
Die Schaltung 10 besteht aus einem Generator 12 für Steuerwörter CW2, einer Einheit 13 für die Verschlüsselung der Steuerwörter mit dem Verschlüsselungsschlüssel KB und einer Verwürfelungseinheit 11.
Die Steuerwörter CW2 werden einerseits der Verwürtelungseinheit 11 und andererseits der Verschlüsselungseinheit 13 zugeführt, die Steuerwörter CW2 erzeugt, die mit einem Verschlüsselungsalgorithmus mit dem Schlüssel KB, E(CW2)_KB verschlüsselt sind.
Die Steuerwörter CW2 dienen zur Verwürfelung des Datenworts ECG2. Das verwürfelte Datenwort IE(ECG2) sowie die verschlüsselten Steuerwörter E(CW2)_KB von der Schaltung 10 werden von der Quelle 1 zu der Beglaubigungseinheit 7 gesendet.
Die Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 ist eine Entwürfelungsschaltung, die zum Beispiel aus einer Chipkarte 14 und einem Decoder 15 besteht. Die verschlüsselten Steuerwörter E(CW2)_KB werden der Karte 14 zugeführt, die nicht nur den Verschlüsselungsschlüssel KA, sondern auch den Verschlüsselungsschlüssel KB enthält. Daraus folgt, dass die Steuerwörter CW2 und CW1 durch die Karte 14 erzeugt werden. Der Decoder 15, der an seinem Eingang die verwürfelten Daten IE(ECG1) und/oder IE(ECG2) empfängt, kann diese dann entwürfeln und die unverschlüsselten Datenwörter ECG1 und/oder ECG2 erzeugen.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung, die in 2 dargestellt ist, wird die Beglaubigungsschaltung 10 zu der Entität delegiert, die die Quelle durch die oben genannte unabhängige Autorität steuert.
Der Vorteil eines derartigen Systems für die Beglaubigung durch eine Delegation besteht darin, dass es möglich ist, die zu beglaubigenden Informations-Datenwörtern zu hierarchisieren. Diese Hierarchisierung der zu beglaubigenden Daten ist in den in den 7 und 8 beschriebenen beispielhaften Anwendungen klar erkennbar.
4 zeigt das Schema des zweiten Systems für die Beglaubigung durch Verwürfelung gemäß der Verbesserung der Erfindung.
Die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 sowie die Quelle 1 sind identisch zu denjenigen, die in 3 beschrieben wurden.
Gemäß der Verbesserung der Erfindung empfängt die Benutzerkarte 25 den Datensatz IE(ECG1), E(CW1)_KA, IE(ECG2), E(CW2)_KB. Die Benutzerkarte entschlüsselt die verschlüsselten Steuerwörter mittels der Schlüssel KA und KB, die sie enthält, und entwürfelt das verwürfelte Datenwort mittels der entschlüsselten Steuerwörter.
Das Datenwort von der Karte 25 besteht dann aus den entwürfelten und codierten Datenwörtern C(ECG1) und C(ECG2). Wie in dem Fall der in 2 beschriebenen Ausführungsform werden die codierten Datenwörter, zum Beispiel in der Form eines MPEG-Datenstroms, durch den Decoder 26 decodiert, der es auf diese Weise ermöglicht, die unverschlüsselten Datenwörter ECG1 und ECG2 zu erzeugen.
5, 6, 7 und 8 zeigen beispielhafte Anwendungen des Beglaubigungssystems gemäß der Erfindung auf ein System mit bedingtem Zugriff.
Wie für den Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, ermöglicht ein System mit bedingtem Zugriff, dass ein Serviceanbieter seine Dienstleistungen allein nur zu denjenigen Benutzern liefert, die Berechtigungen für diese Dienstleistungen erworben haben. Das ist zum Beispiel der Fall für Gebührenfernsehsysteme (pay-television).
Wie für den Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, besteht der durch einen Serviceanbieter gelieferte Service aus einem durch Steuerwörter verwürfelten Datenwort. Das verwürfelte Datenwort kann nur zusammen mit den diesem Benutzer zugeordneten Berechtigungen entwürfelt und daher durch den Benutzer gelesen werden.
Um das Datenwort zu entwürfeln, liefert der Serviceanbieter jedem Benutzer die Steuerwörter, die zur Verwürfelung des Datenwortes gedient haben. Um die Steuerwörter geheim zu halten, werden sie geliefert, nachdem sie mit einem Algorithmus mit dem Schlüssel KSP verschlüsselt worden sind, wobei der Schlüssel KSP ein Schlüssel individuell für den Serviceanbieter ist.
Die verschiedenen verschlüsselten Steuerwörter werden zu den verschiedenen Benutzern in Nachrichten gesendet, die im folgenden mit ECM bezeichnet werden.
Um so den Zugriff zu diesem Service nur den autorisierten Benutzern allein zu gewähren, versieht der Serviceanbieter jeden Benutzer mit einer Chipkarte und einem Decoder. Der Satz aus der Chipkarte und dem Decoder ermöglicht, das verwürfelte Datenwort zu entwürfeln.
Die Chipkarte macht es möglich, einerseits die Berechtigungen auf ihre Gültigkeit zu überprüfen und aufzuzeichnen, die der Benutzer für den gelieferten Service hat, und andererseits mittels des Schlüssels KSP die verschlüsselten Steuerwörter zu entschlüsseln. Zu diesem Zweck enthält die Chipkarte den Schlüssel KSP des Algorithmus, der die Verschlüsselung der Steuerwörter möglich gemacht hat.
Die Berechtigungen jedes Benutzers werden in Nachrichten gesendet, die im folgenden mit EMM bezeichnet werden.
Gemäß dem Stand der Technik enthält eine einem Benutzer gewidmete EMM drei Hauptdatenwörter:
– ein erstes Datenwort, das die Adresse der Karte des Benutzers angibt,
– ein zweites Datenwort, das die Beschreibung der Berechtigungen des Benutzers angibt,
– ein drittes Datenwort, das es ermöglicht, die Gültigkeit der EMM zu prüfen und zu prüfen, ob die in dem EMM enthaltenen Benutzerberechtigungen tatsächlich die für den Benutzer reservierten Berechtigungen sind.
Wie oben erwähnt, werden die verschlüsselten Steuerwörter durch die ECMs zu den Benutzern gesendet.
Gemäß dem Stand der Technik besteht eine ECM aus einem Header und einem Körper (body):
Der Header gibt, unter anderen Dingen, den Typ und die Größe der in dem Körper der ECM enthaltenen Datenwörter an. Der Körper besteht, unter anderen Dingen, aus einem Datenwort mit dem Satz von Bedingungen für den Zugriff zu dem durch den Anbieter gelieferten Service, einem ein Datenwort enthaltenen Steuerwort, das mit dem Algorithmus mit dem Schlüssel KSP verschlüsselt ist, und aus einem einen Datenteil enthaltenden Datenwort, das von dem Schlüssel KSp abhängig ist und es ermöglicht, den Inhalt der ECM auf ihre Gültigkeit und insbesondere für die in den ECM enthaltenen Zugriffsbedingungen zu überprüfen und zu verifizieren.
Wenn der Decoder eines Benutzers die Adresse der dazugehörigen Karte aus den verschiedenen, durch den Serviceanbieter verteilten Adressen erkennt, wird die der erkannten Adresse entsprechende EMM durch die Karte analysiert. Die Analyse der EMM erfolgt im allgemeinen mittels eines Analysealgorithmus, der von dem Schlüssel KSP für die Verschlüsselung der Steuerwörter abhängig ist.
Systeme für einen bedingten Zugriff bestehen hauptsächlich aus zwei Typen.
Ein erstes System wird allgemein als ein sogenanntes On-line-System bezeichnet. In einem On-line-System für einen bedingten Zugriff ist das verwürfelte Datenwort ein Datenwort aus einem Signal, das gleichzeitig von einer einzigen Quelle an die verschiedenen Kunden eines Serviceanbieters verteilt wird. Diese Verteilung kann zum Beispiel über drahtlosen Rundfunk oder auch über Kabel erfolgen. Wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, werden in einem derartigen System für einen bedingten Zugriff die ECMs durch den Serviceanbieter zusammen mit dem verwürfelten Datenwort gesendet.
Ein zweites System für einen bedingten Zugriff wird allgemein als das sogenannte selbständige (stand-alone) System bezeichnet. In einem derartigen selbständigen System mit bedingtem Zugriff sind das verwürfelte Datenwort und die ECMs in selbständigen Informationsmedien enthalten, wie zum Beispiel sogenannten Compakt Discs (CD) oder sogenannten Digital Video Discs (DVD).
Im Rahmen dieser Anwendung der Erfindung auf ein System mit bedingtem Zugriff werden die verschlüsselten Steuerwörter durch den Serviceanbieter zu seinen Kunden geliefert, nachdem sie durch eine von dem Serviceanbieter unabhängige Autorität verwürfelt worden sind.
Somit betrifft die Erfindung ein System mit bedingtem Zugriff mit wenigstens einer Quelle von Informationsdatenwörtern, die verwürfelt werden müssen, bevor sie über einen Serviceanbieter zu wenigstens einem Kunden verteilt werden. Das System enthält eine Einheit, die es ermöglicht, die Informationsdatenwörter mit einer ersten Reihe von Steuerwörtern zu verwürfeln, eine Einheit für die Verschlüsselung des ersten String der Steuerwörter mit einem Verschlüsselungsalgorithmus mit dem Schlüssel KA und einer Verschlüsselungseinheit, die es ermöglicht, die Steuerwörter zu verschlüsseln, die derart mit einem Algorithmus mit dem Schlüssel KSP verschlüsselt wurden, wobei der Schlüssel KSP von dem Serviceanbieter und der Schlüssel KA von einer von dem Serviceanbieter unabhängigen Autorität abhängig ist.
5 zeigt ein erstes Anwendungsbeispiel für ein System mit bedingtem Zugriff des Beglaubigungssystems gemäß der Erfindung.
Das System besteht aus einer Quelle 1 von unverschlüsselten Daten, einer Verteilschaltung 16, einer Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 und einer Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7.
Die Quelle 1 der unverschlüsselten Daten ECG1 bildet einen Teil der durch einen Datenlieferanten gebildeten Entität. Die Verteilschaltung 16 gehört zu dem Serviceanbieter, dessen Aufgabe es ist, die Daten zu verteilen, die er von dem Datenlieferant empfängt. Die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 3 bildet einen Teil der durch die unabhängige Autorität gebildeten Struktur. Die Einheit 7 wird unter Steuerung durch die unabhängige Autorität zu den verschiedenen Kunden des Serviceanbieters geliefert.
Der Ausdruck "unabhängige Autorität" soll hier so verstanden werden, dass er eine Entität bedeutet, die von dem Datenlieferanten, dem Serviceanbieter und auch von den Kunden des Serviceanbieters unabhängig ist.
Wie vorher, wird das unverschlüsselte Datenwort ECG1 zu der in der Einheit 3 enthaltenen Verwürfelungseinheit 4 gesendet, und das verwürfelte Datenwort IE(ECG1) wird in der Datenbank 2 gespeichert. Die Steuerwörter CW1, die die Verwürfelung des unverschlüsselten Datenworts möglich machten, werden mit einem Verschlüsselungsalgorithmus mit dem Schlüssel KA verschlüsselt, und die verschlüsselten Steuerwörter E(CW1)_KA werden in der Datenbank 2 gespeichert.
Die Verteilschaltung 16 des Serviceanbieters enthält eine Verschlüsselungsschaltung 17 und eine Datenbank 18.
Das verwürfelte Datenwort IE(ECG1) wird zu der Datenbank 18 gesendet, und die verschlüsselten Steuerwörter E(CW1)_KA werden zu der Verschlüsselungseinheit 17 gesendet. Die Verschlüsselungseinheit 17 ist eine Verschlüsselungseinheit mit einem Verschlüsselungsschlüssel KSP, und der Schlüssel KSP ist ein Schlüssel spezifisch für den Serviceanbieter und vorzugsweise anders als der Schlüssel KA.
Die von dem Serviceanbieter zu dem Kunden gesendeten Daten bestehen dann aus dem verwürfelten Datenwort IE(ECG1) und dem Datenwort E(E(CW1)_KA)_KSP, das aus der Verschlüsselung der Daten E(CW1)_KA hervorgeht.
Die Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 enthält eine Benutzerkarte 19 und einen Decoder 20.
Das Datenwort E(E(CW1)_KA)_KSP wird durch die in 3 mit ECMA bezeichneten ECMs zu der Benutzerkarte gesendet, die die Verschlüsselungsschlüssel KA und KSP enthält.
Die Benutzerkarte 19 entschlüsselt das Datenwort, das sie empfängt, und macht es so möglich, die Steuerwörter CW1 zu erzeugen, die, zugeführt zu dem Decoder 20, die Entwürfelung des Datenworts IE(ECG1) ermöglichen.
Die Benutzerkarte enthält die beiden Verschlüsselungsschlüssel KA und KSP. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Benutzerkarte durch die unabhängige Autorität derart ausgegeben, dass der Schlüssel KA von dem oder den verschiedenen Serviceanbietern und den oder dem verschiedenen Datenlieferanten, die unter seiner Steuerung arbeiten, geheim gehalten werden.
6 zeigt die erste Anwendung des Beglaubigungssystems gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung.
Die Benutzerkarte 27 empfängt den Datenstrom aus dem verwürfelten Datenwort IE(ECG1) und den Nachrichten ECMA. Das aus der Benutzerkarte hervorgehende Datenwort ist ein codiertes, entwürfeltes Datenwort C(ECG1). Der Decoder 28 macht es möglich, das codierte Datenwort C(ECG1) in einer derartigen Weise zu decodieren, dass die unverschlüsselten Datenwörter ECG1 erzeugt werden.
Die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung, wie diejenigen, die in den 5 und 6 beschrieben wurden, sind insbesondere auf selbständige (stand-alone) Systeme mit bedingtem Zugriff anwendbar, in denen die Daten ECG1 aus selbständigen Informationsmedien stammen, wie zum Beispiel dem oben genannten Medium oder anderen On-line-Systemen mit bedingtem Zugriff in dem Fall, in dem die Daten ECG1 aus aufgezeichneten Servicediensten und/oder Programmen bestehen.
Vorzugsweise betrifft die Erfindung in dem Fall von On-line-Systemen mit bedingtem Zugriff, die nicht nur aufgezeichnete Servicedienste und/oder Programme, sondern auch aktuelle oder sogenannte Life-Sendedienste und/oder Programme senden, Systeme mit bedingtem Zugriff wie diejenigen, die in den 7 und 8 dargestellt sind.
In derartigen Systemen mit bedingtem Zugriff delegiert die unabhängige Autorität ihre Vollmacht der Authentifikation zu verschiedenen Serviceanbietern. Jeder Serviceanbieter enthält dann eine Beglaubigungseinheit, deren Verschlüsselungsschlüssel von dem Schlüssel KA abweicht.
Das in 7 beschriebene System besteht aus denselben Strukturen wie das, das in den 5 und 6 beschrieben wurde: ein Datenlieferant, wenigstens ein Serviceanbieter, eine unabhängige Autorität und wenigstens ein Kunde des Serviceanbieters, der mit einer Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 versehen ist, die aus einer Benutzerkarte 21 und einem Decoder 22 besteht.
Gemäß diesem zweiten Typ eines Systems mit bedingtem Zugriff bilden die unverschlüsselten Daten von der Quelle 1 zwei Typen von Datenwörtern ECG1 und ECG2.
Die Daten ECG1 sind von demselben Typ wie diejenigen, die oben erwähnt wurden. Die Sendung dieser Daten ist ebenso anwendbar auf die On-Line-Systeme mit bedingtem Zugriff sowie für die selbständigen (stand-alone) Systeme mit bedingtem Zugriff.
Die Daten ECG2 bilden entweder aktuelle oder sogenannte Life-Sendedienste und/oder Programme für die On-Line-Systeme mit bedingtem Zugriff allein oder aufgezeichnete Programme, deren Beglaubigungswert nicht so hoch sein muß wie der Beglaubigungswert der Daten ECG1, die direkt über die Einheit 3 laufen.
Um die Daten ECG2 zu zertifizieren oder zu beglaubigen, werden neue Schaltungen bei dem Wert jedes Servicelieferanten sowie in der Beglaubigungs-Verifikationseinheit 7 eingeführt worden, zu jedem Kunden verteilt.
Die Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit 10 wird unter Steuerung durch die unabhängige Autorität zu jedem Serviceanbieter geliefert. Der Schlüssel KB der Verschlüsselungsschaltung 12 ist nur der unabhängigen Autorität bekannt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schlüssel KB gemeinsam für alle Serviceanbieter, die die Daten von einem und demselben Lieferanten empfangen. Gemäß anderen Ausführungsformen ist der Schlüssel KB von einem Serviceanbieter zu einem anderen oder von einer Gruppe von Serviceanbietern zu einer anderen unterschiedlich.
Das Datenwort E(CW2)_KB von der Einheit 10 wird zu der Verschlüsselungseinheit 17 des Serviceanbieters gesendet, der dann die Erzeugung des Datenworts E(E(CW2)_KB)_KSP ermöglicht.
Die Steuerwörter CW2 von dem Generator 12 werden zu der Verwürtelungseinheit 11 gesendet, die zusätzlich die Daten ECG2 aus den Programmen und/oder den Servicediensten empfängt, die durch den Datenlieferanten live übertragen werden. Der Ausgang von der Verwürfelungseinheit 11 besteht dann aus dem verwürfelten Datenwort IE(ECG2), das dann zu der Datenbank 18 der Serviceanbieter gesendet wird.
Das Datenwort E(E(CW2)_KB)_KSP wird durch ECMs, in 4 mit ECMB bezeichnet, zu der Benutzerkarte 21 gesendet, die getrennt von den Verschlüsselungsschlüsseln KA und KSP den Verschlüsselungsschlüssel KB enthält.
Gemäß dem System mit bedingtem Zugriff von 4 verwendet die Benutzerkarte 21 beide Schlüssel KA und KSP zur Entschlüsselung der durch die ECMAs übertragenen Steuerwörter oder die Schlüssel KB und KSP zur Entschlüsselung der durch die ECMBs übertragenen Steuerwörter.
Die durch den Serviceanbieter zu seinen verschiedenen Kunden gesendeten ECMs enthalten ein Datenwort, das es ermöglicht, ihre Art anzuzeigen, das heißt, zu sagen, ob es ECMA oder ECMB sind. Dieses Datenwort kann zum Beispiel mittels eines Signalisierungsbit gebildet werden, das in den ECM übertragen wird und von dem ein erster Wert anzeigt, ob es eine ECMA ist, und von dem ein zweiter Wert, komplementär zu dem ersten Wert, anzeigt, ob dies ein ECMB ist. Die Benutzerkarte 21 enthält dann eine Schaltung zur Verarbeitung des Signalisierungsbit, um in der Lage zu sein, entweder die Anwendung der Schlüssel KA und KSP für die Entschlüsselung der durch die ECMAs übertragenen Steuerwörter oder die Anwendung der Schlüssel KB und KSP für die Entschlüsselung der durch die ECMBs übertragenen Steuerwörter auszulösen.
8 zeigt die zweite Anwendung des Beglaubigungssystems gemäß der oben genannten Verbesserung der Erfindung.
Die Benutzerkarte 29 empfängt den Satz der Daten IE(ECG1), ECMA, IE(ECG2) und ECMB.
Die Datenwörter C(ECG1) und C(ECG2) von der Karte 29 werden entwürfelt und Datenwort-codiert.
Der Decoder 30 ermöglicht, die unverschlüsselten Datenwörter ECG1 und ECG2 aus den Datenwörtern C(ECG1) und C(ECG2), die er empfängt, zurückzugewinnen.
In vorteilhafter Weise garantieren die Systeme mit bedingtem Zugriff, die durch die Beglaubigung wie diejenigen, die in den 5, 6, 7 und 8 beschrieben wurden, geschützt sind, dass nur Daten, die durch eine Autorität unabhängig von denen, die die unverschlüsselten Daten und auch die Serviceanbieter liefern, beglaubigt werden, in dem System fliegen können.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht, dass sie die Ursprünglichkeit oder Integrität der Daten garantiert, die in dem System mit bedingtem Zugriff fließen.
Somit wurde es durch die Benutzung einer Beglaubigungslösung durch die unabhängige Autorität auf der Grundlage der Verwürfelung von Daten unmöglich gemacht, dass verschiedene Serviceanbieter den Inhalt der Daten ändern, aus der Befürchtung, dass ihre Kunden daran gehindert werden, das verwürfelte Datenwort zu entwürfeln.
Zusätzlich kann der Lieferant von unverschlüsselten Daten als Beweis mit der unabhängigen Autorität immer eine Version von Daten hinterlegen oder deponieren, die er liefert.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen bilden der Datenlieferant und der Serviceanbieter voneinander unabhängige getrennte Strukturen. Gemäß anderen Ausführungsformen bilden der Datenlieferant und der Serviceanbieter ein und dieselbe einzige Einheit oder Entität.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterscheiden sich die Steuerwörter CW1 des ersten String von Steuerwörtern von den Steuerwörtern CW2 des zweiten String von Steuerwörtern. Die Erfindung betrifft jedoch auch den Fall, in dem die Steuerwörter CW1 identisch zu den Steuerwörtern CW2 sind.

Claims

Verfahren zur Beglaubigung von Daten (ECG1), die von einer Quelle (1) stammen und durch eine Verifikationseinheit (7) empfangen werden sollen, gekennzeichnet durch folgende Schritte für die Quelle: (a) Senden der Daten zu einer unabhängigen Autorität, die eine Verwürfelungs- und Verschlüsselungseinheit (3) enthält, (b) Empfang von der unabhängigen Autorität: – der Daten, die durch einen ersten String von Steuerwörtern (CW1) verwürfelt sind und ein erstes verwürfeltes Datenwort (IE(ECG1)) bilden, und – einen ersten String von Steuerwörtern (CW1), die durch einen ersten Schlüssel (KA) verschlüsselt sind und einen ersten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(CW1)_KA) bilden, (c) Senden des ersten verwürfelten Datenworts (IE(ECG1)) und des ersten String der verschlüsselten Steuerwörter (E(CW1)_KA) zu der Verifikationseinheit (7), wobei die Verifikationseinheit (7) Mittel (8, 9, 23, 24) enthält, die unter Steuerung durch die unabhängige Autorität zur Entschlüsselung des ersten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(CW1)_KA) und zur Entwürfelung des ersten verwürfelten Datenworts (IE(ECG1)) geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem Schritt der Speicherung des ersten verwürfelten Datenworts (IE(ECG1)) und des ersten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(CW1)_KA) in einer Datenbank (2) der Quelle vor dem Schritt (c).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit folgenden Schritten anstelle des Schritts (c): (d) Senden der Quelle (1) des ersten verwürfelten Datenworts (IE(ECG1)) und des ersten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(CW1)_KA) zu einem von der Quelle (1) unabhängigen Serviceanbieter, (e) Verschlüsselung des ersten String der verschlüsselten Steuerwörter (E(CW1)_KA) durch den Serviceanbieter durch Anwendung eines zweiten Schlüssels (KSP), der sich von dem ersten Schlüssel (KA) unterscheidet, um so einen zweiten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(E(CW1)_KA)_KSP) zu bilden, (f) Senden des ersten verwürfelten Datenworts (IE(ECG1)) und des zweiten String von der verschlüsselten Steuerwörter E(E(CW1)_KA)_KSP durch den Serviceanbieter zu der Verifikationseinheit (7), wobei die Verifikationseinheit (7) außerdem Mittel (19, 27) für die Entschlüsselung des zweiten String von verschlüsselten Steuerwörtern (E(E(CW1)_KA)_KSP) enthält, um so mit Hilfe der Mittel (7) den ersten String von Steuerwörtern (E(CW1)_KA) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Entschlüsselung der verschlüsselten Steuerwörter (E(CW1)_KA) und der Entwürfelung der verwürfelten Daten (IE(ECG1)) einen Zugriff zu den unverschlüsselten Steuerwörtern (CW1) verhindert.