DE69732880T2

DE69732880T2 - Verschlüsselungsverfahren, Entschlüsselungsverfahren, Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren, Entschlüsselungsvorrichtung, Vorrichtung für Entschlüsselungseinheit, Aufzeichnungsmedium, Aufzeichnungsmediumherstellungsverfahren und Schlüsselsteuerverfahren

Info

Publication number: DE69732880T2
Application number: DE69732880T
Authority: DE
Inventors: Takehisa 1-1 Shibaura 1-chome Kato; Naoki 1-1 Shibaura 1-chome Endoh; Hiroaki 1-1 Shibaura 1-chome Unno; Tadashi 1-1 Shibaura 1-chome Kojima; Koichi 1-1 Shibaura 1-chome Hirayama
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: CN1293719C; EP0817185B1; US6347145B2; TW340920B; CN100446106C; US7433474B2; CN1617248A; EP0817185A2; EP0817185A3; DE69732880D1; JP3093678B2; US20080279383A1; CN1183685A; JPH10106148A; US20020080972A1; US20010019615A1; KR100270252B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlüsselungsverfahren, ein Entschlüsselungsverfahren, eine Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung, eine Entschlüsselungsvorrichtung, eine Entschlüsselungs-Einheitsvorrichtung, ein Aufzeichnungsmedium, ein Aufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren und ein Schlüsselsteuerverfahren, die dazu da sind, zu verhindern, dass die digital aufgezeichneten Daten von einem Aufzeichnungsmedium kopiert werden.
CDs und Laserplatten sind als Aufzeichnungsmedien verfügbar gewesen, die digitalisierte Daten (z.B. Dokumente, Ton, Bilder oder Programme) aufzeichnen. Disketten und Festplatten wurden als Aufzeichnungsmedien für Computerprogramme und Daten verwendet. Zusätzlich zu diesen Aufzeichnungsmedien wurde eine DVD (digital video disk) entwickelt, die ein Aufzeichnungsmedium mit großer Kapazität ist.
Da die oben erwähnten verschiedenen digitalen Aufzeichnungsmedien die Digitaldaten (einschließlich der komprimierten oder codierten Daten, die später decodiert werden können) aufzeichnen, wie sie sind, können die aufgezeichneten Daten ohne weiteres auf ein anderes Aufzeichnungsmedium ohne Beeinträchtigen der Qualität des Tons oder der Qualität des Bildes kopiert werden, was ermöglicht, dass eine große Anzahl von Reproduktionen erstellt werden kann, was zum Raubkopieren beiträgt.
Zusammengefasst können, wenn die Daten von einem digitalen Aufzeichnungsmedium kopiert werden, die Daten ohne Verändern der Tonqualität und Bildqualität des Materials oder ohne die Verschlechterung der Tonqualität oder Bildqualität kopiert werden. Dies verursachte das Problem, das unrechtmäßige Verhalten, unerlaubte Kopien des Originals herzustellen und diese ohne Bezahlen einer Nutzungsgebühr zu verkaufen, zu erlauben.
Das US-Patent Nr. 5 319 705 offenbart eine Technik zum sicheren Transferieren von Dateien von einem Software-Verteilungsprozessor zu einem Benutzer-Prozessor. Gemäß dieser Referenz verschlüsselt ein erstes Verschlüsselungsmittel eine i-te Datei (FILEi) mit einem Chiffrierschlüssel für die i-te Datei (Kdi), um eine i-te verschlüsselte Datei zu erhalten. Ein zweites Verschlüsselungsmittel verschlüsselt den Chiffrierschlüssel der i-ten Datei (Kdi) mit einem zweiten Kundenschlüssel (KC2), um einen verschlüsselten Chiffrierschlüssel für die i-te Datei (eKC2(KDi)) zu erhalten.
Das US-Patent Nr. 4 683 968 offenbart ein System, um zu ermöglichen, dass ein geschützten Programm lediglich auf ausgewählten Computern ausgeführt werden kann, indem ein dreifach verschlüsselter Schlüssel (E_FKE_KiE_FKKi]]] verwendet wird. Ki ist der unverschlüsselte Schlüssel, E_FK ist eine Verschlüsselungsprozedur mit einem festen Schlüssel und E_Ki ist eine Verschlüsselungsprozedur mit dem Schlüssel Ki. Der ausgewählte Computer umfasst ein zugehöriges Modul mit dem festen Schlüssel zum Entschlüsseln von E_FK und ein Programm in dem Computer, das den Schlüssel Ki enthält und eine Verschlüsselungsprozedur an E_Ki durchführt. Der dreifach verschlüsselte Schlüssel wird zuerst an das zugehörige Modul für die erste Entschlüsselung mit dem festen Schlüssel, dann an das Programm in dem Computer zur Entschlüsselung mit dem Schlüssel Ki, dann zurück zu dem zugehörigen Modul für eine weitere Entschlüsselung mit dem festen Schlüssel gesendet, bevor der unverschlüsselte Schlüssel Ki erhalten werden kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verschlüsselungsverfahren, ein Entschlüsselungsverfahren, eine Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung, eine Entschlüsselungsvorrichtung, eine Entschlüsselungseinheitvorrichtung, ein Aufzeichnungsmedium, ein Aufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren und ein Schlüsselsteuerverfahren bereitzustellen, die dazu da sind, eine unerlaubte Kopie der digitalen Aufzeichnungsmedien zu verhindern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verschlüsselungsverfahren bereitgestellt, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Halten einer Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (M_Ki); Verschlüsseln (303) von Daten mit einem ersten Schlüssel (E_SK); und Verschlüsseln (301) des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p), wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, der gehaltenen Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (M_Ki), um jeweils eine Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln (E_MKi(S_K)) zu erhalten, und Aufzeichnen der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln auf einem Aufzeichnungsmedium mit den verschlüsselten Daten.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verschlüsselungsverfahren bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch: Aufzeichnen mindestens eines Teils einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, in einem geheimen Bereich; Eingeben erster Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (S_K) erhalten wurde, und zweiter Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganzen Zahl größer als oder gleich zwei ist, die jeweils durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit der Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) erhalten wurden; Entschlüsseln mindestens eines der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln mit mindestens einem Teil einer aufgezeichneten Anzahl p von zweiten Schlüsseln, um den ersten Schlüssel zu erhalten; Bestätigen, dass der erhaltene erste Schlüssel korrekt ist; und Entschlüsseln der verschlüsselten Daten mit dem erhaltenen ersten Schlüssel nach der Bestätigung, um die Daten zu erhalten.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmedium mit darauf aufgezeichneten Informationselementen bereitgestellt, wobei die Informationselemente gekennzeichnet sind durch: erste Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (S_K) erhalten wurden; und zweite Information (E_MKI(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, die durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) jeweils erhalten wurde, wobei die zweite Information, die aus der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, in einem Schlüsselaufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Aufzeichnungsmedium-Herstellungsvorrichtung bereitgestellt, gekennzeichnet durch: ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Verschlüsseln erster Information (DATA) mit einem ersten Schlüssel (S_K); ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Erzeugen zweiter Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer oder gleich zwei ist, durch jeweiliges Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln einer Mehrzahl von zweiten Schlüssen (M_Ki); und ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Aufzeichnen der ersten und zweiten Information auf einem Aufzeichnungsmedium.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Entschlüsselungsvorrichtung bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch: ein Speichermittel zum Aufzeichnen mindestens eines Teils einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, in einem geheimen Bereich; ein Eingabemittel zum Eingeben erster Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (S_K) erhalten wurden, und zweiter Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, die jeweils durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit der Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) erhalten wurden; und ein Entschlüsselungsmittel zum Entschlüsseln mindestens eines der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln der zweiten Information (E_MKi(S_K)), die von dem Eingabemittel mit mindestens einem einer aufgezeichneten Anzahl p von zweiten Schlüsseln eingegeben wurde, um den ersten Schlüssel zu erhalten, zum Bestätigen, dass der erhaltene erste Schlüssel korrekt ist, und zum Entschlüsseln der verschlüsselten Daten der ersten Information (E_SK(DATA)) mit dem ersten Schlüssel (S_K) nach der Bestätigung, um die Daten zu erhalten.
Gemäß einem zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel wird eine Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung bereitgestellt, die gekennzeichnet ist durch ein Speichermittel zum Aufzeichnen von zumindest eines Teils einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich 2 ist, in einem geheimen Bereich; ein Lesemittel zum Lesen der ersten Information, die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln der Daten mit einem ersten Schlüssel erhalten wurden, und zweiter Information, die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich 2 ist, die durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln von einem Aufzeichnungsmedium erhalten wurden, auf dem die erste Information bzw. die zweite Information gespeichert wurde; und ein Entschlüsselungsmittel zum Entschlüsseln von zumindest der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln der zweiten Information, die von dem Lesemittel gelesen wurde, mit zumindest einem der Anzahl p von zweiten Schlüsseln in dem Speichermittel, zum Bestätigen durch ein spezifisches Verfahren, das der erhaltene erste Schlüssel korrekt ist, und zum Entschlüsseln der verschlüsselten Daten der ersten Information mit dem ersten Schlüssel nach der Bestätigung, um die Daten zu erhalten.
Gemäß einem weiteren, zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel, wird ein Schlüsselsteuerverfahren bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch Umfassen der Schritte einen ersten Verwalter zu veranlassen, eine Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (MK_i) in Verwahrung zu nehmen; einen zweiten Verwalter zu veranlassen, erste Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel erhalten wurden, und zweite Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, in Verwahrung zu nehmen, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich Zwei ist, die durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) der ersten Mehrzahl von zweiten Schlüsseln jeweils erhalten wurden; und einen dritten Verwalter zu veranlassen, mindestens einen der Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (M_Ki) in Verwahrung zu nehmen, wobei zumindest ein Teil der Mehrzahl von zweiten Schlüsseln in einem geheimen Bereich einer durch den dritten Verwalter bereitgestellten Vorrichtung aufgezeichnet wird.
Bei jeder der obigen Kategorien können die Daten zumindest Schlüsselinformation, Dokumente, Ton, Bilder und/oder Programme aufweisen.
Mit der Erfindung kann nur der richtige Teilnehmer, der mindestens einen der zweiten Schlüssel aufweist, den ersten Schlüssel erhalten, und kann daher die klaren Daten der mit dem ersten Schlüssel verschlüsselten Daten erhalten. Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Außerdem können mit der Erfindung, sogar wenn die Daten, die über die Signalleitung fließen, die die Verschlüsselungseinheit mit der Entschlüsselungseinheit verbindet, gespeichert sind, können die gespeicherten Daten nicht reproduziert oder verwendet werden, da die Daten die verschlüsselten Daten sind. Außerdem können, da die Information, die zum Verschlüsseln der Daten notwendig ist, beispielsweise auf der Grundlage von Zufallszahlen erzeugt wurde und später nicht reproduziert werden kann, die gespeicherten Daten nicht reproduziert oder verwendet werden, sogar wenn der zweite Schlüssel (Masterschlüssel) in der Entschlüsselungseinheit geknackt wurde. Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufen der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Weiterhin müssen mit der Erfindung, da die Verschlüsselungseinheit und Entschlüsselungseinheit aus dem wesentlichen Teil des Reproduktionsabschnitts der digitalen Aufzeichnungs- und Reproduktions-Vorrichtung getrennt ausgestaltet werden kann, sogar wenn der Schlüssel geknackt ist, die Verschlüsselungseinheit und die Entschlüsselungseinheit lediglich ausgetauscht werden, um dieses Problem zu überwinden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit dem begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einem Beispiel, das zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
2 ein Ablaufdiagramm für den Betrieb des Beispiels von 1;
3 ein Beispiel eines Formats, bei dem der verschlüsselte Schlüssel und die verschlüsselten Daten auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert sind;
4 ein Diagramm, um zu helfen, einen Fall zu erläutern, wobei die Daten von dem CPU BUS gespeichert werden;
5 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
6A und 6B Beispiele der internen Struktur des Schlüsselbeurteilungsabschnitts;
7 ein Ablaufdiagramm für den Betrieb der ersten Ausführungsform;
8 ein Ablaufdiagramm für den Betrieb der ersten Ausführungsform;
9 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10 ein Ablaufdiagramm für den Betrieb der zweiten Ausführungsform;
11 ein Diagramm, um zu helfen, das Schlüsselsteuerverfahren zu erläutern; und
12 ein Diagramm, um zu helfen, den Verschlüsselungsvorgang zu erläutern.
Hier werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung und Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind, erläutert.
Bei den Beispielen und Ausführungsformen wird der Vorgang des Verschlüsselns eines bestimmten Datenelements a mit dem Schlüssel K als E_K(a) ausgedrückt, und der Vorgang des Entschlüsselns eines bestimmten Datenelements a mit dem Schlüssel K wird als D_K(a) ausgedrückt. Durch diese Art des Ausdrucks kann der Betrieb des Verschlüsselns und Entschlüsselns eines bestimmten Datenelements a mit dem Schlüssel K beispielsweise als D_K(E_K(a)) ausgedrückt werden.
Bei den Beispielen und Ausführungsformen gibt es einen Fall, wobei ein bestimmtes Datenelement zuerst entschlüsselt und dann das entschlüsselte Datenelement verschlüsselt wird, um das ursprüngliche Datenelement wieder herzustellen. Dies basiert auf der Tatsache, dass das Entschlüsseln der Daten die gleiche Funktion wie das Verschlüsseln der Daten umfasst. Insbesondere muss, um die verschlüsselten Daten in die ursprünglichen Daten zurückzubringen, der zum Entschlüsseln verwendete Schlüssel bekannt sein. Sobald der Schlüssel bekannt ist, erzeugt das Verschlüsseln der entschlüsselten Daten die ursprünglichen Daten, die zuerst entschlüsselt wurden. Wenn der Chiffrierschlüssel x und das Datenelement y ist, wird der Vorgang ausgedrückt als: Ex(Dx(y)) = y
Bei den Beispielen und Ausführungsformen wird eine Erläuterung mit einem Beispiel eines Systems gegeben, das die Bilddaten, die gemäß dem MPEG 2 Daten-Komprimierungsstandard komprimiert und verschlüsselt wurden, von einer DVD liest und die ausgelesenen Daten verschlüsselt, decodiert und reproduziert.
Hier wird nachstehend ein zum Verständnis der Erfindung nützliches Beispiel erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß eines zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiels.
2 ist ein Ablaufdiagramm für den Betrieb dieses Beispiels.
Das sich auf das Beispiel beziehende System ist mit dem CPU BUS der CPU (nicht gezeigt) verbunden, die zur Reproduktion in einem Computer, wie beispielsweise einem Personal-Computer, verwendet wird. Das System ist ausgestaltet, um zu ermöglichen, dass die verschlüsselten Daten (E_SK(Data), später erläutert) über den CPU BUS fließen können. 1 zeigt nur die die CPU betreffenden Abschnitte, die für die Reproduktion verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das System der ersten Ausführungsform eine DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt), die die Daten von einer DVD 104 liest, eine Verschlüsselungseinheit 107, die mit der DVD-Treibereinheit ohne den CPU BUS verbunden oder in der DVD-Treibereinheit eingebaut ist, und eine Entschlüsselungseinheit 114.
Die Verschlüsselungseinheit 107 und die Entschlüsselungseinheit 114 sind mit dem CPU BUS 110 verbunden. Die Entschlüsselungseinheit 114 gibt die Daten beispielsweise über einen E/A-Port und nicht über den CPU BUS aus. Das heißt, dass bei dem Beispiel die Eingabe und Ausgabe der Daten ohne den CPU BUS durchgeführt wird, wohingegen der CPU BUS für den Datentransfer zwischen der Verschlüsselungseinheit 107 und der Entschlüsselungseinheit 114 verwendet wird.
Die Verschlüsselungseinheit 107 umfasst eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117, eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 und eine Verschlüsselungsschaltung 104. Obwohl in 1 die Verschlüsselungseinheit 107 zwei Verschlüsselungsschaltung 104 aufweist, sei angenommen, dass sie tatsächlich eine Verschlüsselungsschaltung aufweist. Es sei angenommen, dass die Verschlüsselungseinheit 107 aus einem einzigen unabhängigen IC-Chip zusammengesetzt ist. Die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 und die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 können in der Einheit (der DVD-Treibereinheit) in der vorhergehenden Stufe und nicht in der Verschlüsselungseinheit 107 bereitgestellt werden.
Die Entschlüsselungseinheit 114 umfasst eine Entschlüsselungsschaltung 112 und eine Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 117, die einen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' erzeugt. Bei dem Beispiel sei angenommen, dass die Entschlüsselungseinheit 114 eine MPEG-Decodiererschaltung 115 und eine Wandlerschaltung 116 aufweist, die die digital verschlüsselten Bilddaten in Analogdaten umwandelt. Obwohl in 1 die Entschlüsselungseinheit 114 vier Entschlüsselungsschaltungen 112 aufweist, sei angenommen, dass sie tatsächlich eine Entschlüsselungsschaltung aufweist. Es sei angenommen, dass die Entschlüsselungseinheit 114 aus einem einzigen unabhängigen IC-Chip zusammengesetzt ist.
In jeweils der Verschlüsselungseinheit 107 und der Entschlüsselungseinheit 114 wurde ein Masterschlüssel (später erläutert) registriert. Es sei angenommen, dass der Masterschlüssel in einem geheimen Bereich in jeweils dem Verschlüsselungseinheit-Chip und dem Entschlüsselungseinheit- Chip aufgezeichnet wurde, so dass der Benutzer den Masterschlüssel nicht von außen herausnehmen kann.
Es sei angenommen, dass ein Steuerabschnitt (nicht gezeigt) das gesamte System steuert. Der Steuerabschnitt wird beispielsweise durch Ausführen eines Programms auf der CPU in dem Computer verwirklicht. Konkrete Beispiele der Steuerung durch den Steuerabschnitt umfassen eine Anweisung, um die Daten von einer DVD zu lesen, die Spezifikation des Datentransferziels und eine Anweisung, die Daten von der Entschlüsselungseinheit 114 auszugeben. Der Steuerabschnitt kann beispielsweise durch den Benutzer über eine Benutzerschnittstelle oder durch einen Prozess in einem Anwendungsprogramm ausgelöst werden.
Bei dem obigen Beispiel wird ein erster Sitzungsschlüssel durch S_K, ein zweiter Sitzungsschlüssel durch S_K', der Masterschlüssel durch M_K und die Bilddaten (d.h. die zu verschlüsselnden Daten) durch Data dargestellt.
In 1 wird E_MK(S_K), die durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_K erzeugt wurde, durch die Ziffer 102 angeben, E_SK(Data), die durch die Verschlüsseln der Bilddatendaten mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurden, durch 103 angegeben, der Masterschlüssel M_K durch 105 angeben, ein zweiter Sitzungsschlüssel S_K' durch 106 angegeben, D_MK(S_K'), der durch Entschlüsseln des zweiten Sitzungsschlüssels S_K' mit dem Masterschlüssel M_K entschlüsselt wurde, durch 108 angeben, E_SK'(E_MK(S_K)), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels (E_MK(S_K)) erzeugt wurde, der mit dem ersten Masterschlüssel MK unter Verwendung des zweiten Sitzungsschlüssels S_K' verschlüsselt wurde, durch 109 angegeben, und der erste Sitzungsschlüssel S_K durch 113 angegeben.
Wie in 3 gezeigt, sei angenommen, dass E_MK(S_K), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_K erzeugt wurden, in dem Schlüsselaufzeichnungsbereich (Einführungsbereich) in dem innersten Umfangsabschnitt auf der DVD 101 aufgezeichnet wird, und E_SK(Data), die durch Verschlüsseln der Bilddatendaten mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurden, in dem Datenaufzeichnungsbereich (Datenbereich) aufgezeichnet werden.
Hier wird nachstehend der Betrieb der ersten Ausführungsform mit Bezug auf das Ablaufdiagramm von 2 erläutert.
Bei Schritt S1 wird der erste Sitzungsschlüssel E_MK(S_K), der mit dem Masterschlüssel M_K verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den ersten Sitzungsschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S2 erzeugt die Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 in der Entschlüsselungseinheit 114 einen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit Zufallszahlen, wie beispielsweise Zeitdaten von einer Uhr (nicht gezeigt). Dann entschlüsselt die Entschlüsselungsschaltung 112 den erzeugten zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit dem Masterschlüssel M_K, um D_MK(S_K') zu erzeugen, und sendet ihn an die Verschlüsselungseinheit 107 über den CPU BUS 110.
Als das Timing zum Erzeugen von Zufallszahlen (z.B. das Timing zum Eingeben von Zeitinformation) kann beispielsweise das Timing, mit dem das Signal aktiviert wird, das angibt, dass die DVD 101 in die DVD-Treibereinheit geladen wurde, verwendet werden.
Die Sitzungserzeugungsschaltung 111 kann aus einem Zufallszahlgenerator zusammengesetzt sein, der so lang wie der Schlüssel ist. Wenn ein Schlüssel mit Zufallszahlen erzeugt wird, von denen alle Bits 0en oder 1en annehmen, ist es notwendig, einen Prüfprozess durchzuführen, um zu verhindern, dass alle Bits 0en oder 1en annehmen.
Bei Schritt S3 verschlüsselt mit dem Masterschlüssel MK die Verschlüsselungsschaltung 104 der Verschlüsselungseinheit 107 D_MK(S_K'), die über den CPU BUS 110 empfangen wurden.
Das heißt, dass aus E_MK(D_MK(S_K')) = S_K' ein zweiter Sitzungsschlüssel S_K', der bei der Sitzungsschlüsselerzeugungsschaltung 111 der Entschlüsselungseinheit 114 erzeugt wurde, erhalten werden kann.
Der zweite Sitzungsschlüssel S_K', der bei der Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 erzeugt wurde, ist ausgestaltet, um zu verhindern, dass sein Inhalt bekannt wird, sogar wenn er auf dem CPU BUS 110 gestohlen wird.
Dann entschlüsselt bei Schritt S4 mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' die Verschlüsselungseinheit 107 den verschlüsselten ersten Sitzungsschlüssel D_MK(S_K), der auf der DVD aufgezeichnet wurde, um E_SK'(E_MK(S_K)) zu erzeugen, und sendet diesen an die Entschlüsselungseinheit 114.
Dann wird E_SK'(E_MK(S_K)), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, bei Schritt S5 durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114 mit dem zweiten Sitzungsschlüssels SK' entschlüsselt und DSK'(ESK'(EMK(SK))) = EMK(SK)erzeugt.
Außerdem wird der bei der Entschlüsselungsschaltung 112 erhaltene E_MK(S_K) mit dem Masterschlüssel M_K entschlüsselt, um zu erzeugen: DMK(EMK(SK)) = SK
Somit gibt dies den ersten Sitzungsschlüssel S_K.
Nachdem der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde, wie oben beschrieben, werden bei Schritt S6 die Bilddaten E_SK(Data), die mit dem auf der DVD 101 aufgezeichneten ersten Sitzungsschlüssel S_K verschlüsselt wurden, ausgelesen und in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 die Demodulation durch und korrigiert Fehler in den Daten. Dann wird E_SK(Data) an die Verschlüsselungseinheit 107 über den CPU BUS 110 gesendet.
Bei Schritt S7 entschlüsselt die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114 E_SK(Data), die über den CPU BUS 110 empfangen wurden, mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K und erzeugt: DSK(ESK(Data) = Data
Dann werden die verschlüsselten Bilddaten entschlüsselt, um Data zu erzeugen.
Dann werden Schritt S6 und Schritt S7 wiederholt, bis beispielsweise der Prozess der zu entschlüsselnden Daten (d.h. E_SK(Data)) abgeschlossen oder der Stopp des Prozesses angefordert wurde.
Wenn die somit erhaltenen Bilddaten beispielsweise gemäß dem MPEG2-Datenkomprimierungsstandard komprimiert wurden, werden die Bilddaten bei einer MPEG-Decodiererschaltung 115 decodiert. Nachdem das decodierte Signal durch eine D/A-Wandlerschaltung 116 in ein Analogsignal umgewandelt wurde, wird das Analogsignal an eine Bildgebungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise einen Fernseher, gesendet, der das Bild reproduziert.
Schritt S1 kann vor oder nach Schritt S2 und Schritt S3 ausgeführt werden.
Schritt S6 und Schritt S7 können durch das Verfahren zum Ausführen der Schritte in Einheiten von E_SK(Data), dem Verfahren zum Lesen einer spezifischen Anzahl von E_SK(Data) bei Schritt S6, dem vorübergehenden Speichern der ausgelesenen Daten in einem Puffer und dann dem Entschlüsseln von E_SK(Data) in dem Puffer bei Schritt S7 oder dem Verfahren zum Ausführen der Schritte S6 und S7 auf eine Pipeline-Verarbeitungsweise ausgeführt werden.
Außerdem kann die Entschlüsselungsschaltung 112 die Bilddaten E_SK(Data) an die MPEG-Decodiererschaltung 115 in Einheiten von einem Datenelement oder einer spezifischen Anzahl von Datenelementen transferieren.
Wie bei dem obigen Beispiel beschrieben, werden, wenn die Daten von einem Medium reproduziert werden, auf dem die digitalisierten Daten verschlüsselt und aufgezeichnet wurden (wenn die verschlüsselten Daten entschlüsselt werden), die entschlüsselten Daten am Fließen über den CPU BUS des Computers gehindert, und der zweite Sitzungsschlüssel S_K', der verwendet wird, um den ersten Sitzungsschlüssel zu verschlüsseln, der zum Entschlüsseln der über den CPU BUS fließenden verschlüsselten Daten notwendig ist, wird auf der Grundlage von Information erzeugt, die sich jedes Mal ändert, wenn die Daten erzeugt werden, wie beispielsweise Zeitinformation. Daher können, sogar wenn die über den CPU BUS 110 fließenden Daten von Signalleitungen 210 in einem digitalen Speichermedium 211 gespeichert werden, wie in 4 gezeigt, die Daten nicht reproduziert oder verwendet werden.
Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Außerdem müssen mit dem obigen Beispiel, wie aus 1 ersichtlich ist, da die Schaltungen, die zum Verschlüsseln und Entschlüsseln verwendet werden, getrennt von dem wesentlichen Teil des Reproduktionsabschnitts der digitalen Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung, wie beispielsweise einer DVD, ausgestaltet werden können, sogar wenn der Schlüssel geknackt ist, die Entschlüsselungseinheit 114 (oder die Verschlüsselungseinheit 107 und Entschlüsselungseinheit 114) lediglich ausgetauscht werden, um dieses Problem zu überwinden.
Obwohl bei dem obigen Beispiel die Verschlüsselungseinheit 107 eine Verschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie zwei Verschlüsselungsschaltungen aufweisen. Außerdem kann sie, obwohl bei dem obigen Beispiel die Verschlüsselungseinheit 114 eine Verschlüsselungsschaltung aufweist, zwei, drei oder vier Entschlüsselungsschaltungen aufweisen. In diesen Fällen ist es wünschenswert, dass die Verschlüsselungsschaltungen mit den entsprechenden Entschlüsselungsschaltungen gepaart werden sollten und jedes Paar unabhängig oder auf eine gemeinsam genutzte Art und Weise verwendet wird.
Wenn ein Satz einer Verschlüsselungsschaltung und die entsprechende Entschlüsselungsschaltung unabhängig verwendet wird, kann ein Verschlüsselungsverfahren, das von dem in einer anderen Verschlüsselungsschaltung und Entschlüsselungsschaltung unterschiedlich ist, bei der Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung in dem unabhängigen Satz verwendet werden.
(Erste Ausführungsform)
Hier wird nachstehend eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Was bei der ersten Ausführungsform erläutert wird, ist ein Beispiel, das für einen Fall geeignet ist, wobei eine Mehrzahl von vorbestimmten Masterschlüsseln erstellt werden, und einer oder mehrere von ihnen den Entschlüsselungseinheiten-Herstellern (oder DVD-Herstellern und Großhändlern) zugeteilt sind.
5 ist ein Blockdiagramm des Systems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein Beispiel des Betriebs der ersten Ausführungsform wird in dem Ablaufdiagramm von 7 und 8 gezeigt.
Das System, das sich auf die erste Ausführungsform bezieht, ist mit dem CPU BUS der CPU (nicht gezeigt) verbunden, die für die Reproduktion in einem Computer, wie beispielsweise einem Personalcomputer, verwendet wird. Das System ist ausgestaltet, um zu ermöglichen, dass die verschlüsselten Daten (E_SK(Data)) über den CPU BUS fließen können. 5 zeigt lediglich die betroffenen Abschnitte der CPU, die zur Reproduktion verwendet werden.
Wie in 5 gezeigt, umfasst das System der ersten Ausführungsform eine DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt), die die Daten von einer DVD 101 liest, eine Verschlüsselungseinheit 107, die mit der DVD-Treibereinheit ohne den CPU BUS verbunden oder in der DVD-Treibereinheit eingebaut ist, und eine Entschlüsselungseinheit 114a.
Die Verschlüsselungseinheit 107 und die Entschlüsselungseinheit 114a sind mit dem CPU BUS 110 verbunden. Die Entschlüsselungseinheit 114a gibt die Daten beispielsweise über einen E/A-Port und nicht über den CPU BUS aus. Das heißt, dass bei der ersten Ausführungsform die Eingabe und Ausgabe der Daten ohne den CPU BUS ausgeführt wird, wohingegen der CPU BUS für den Datentransfer zwischen der Verschlüsselungseinheit 107 und der Entschlüsselungseinheit 114a verwendet wird.
Die Verschlüsselungseinheit 107 umfasst eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117, eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 und eine Verschlüsselungsschaltung 104. Obwohl in 5 die Verschlüsselungseinheit 107 zwei Verschlüsselungsschaltungen 104 aufweist, sei angenommen, dass sie tatsächlich eine Verschlüsselungsschaltung aufweist. Es sei angenommen, dass die Verschlüsselungseinheit 107 aus einem einzigen unabhängigen IC-Chip zusammengesetzt ist. Die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 und die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 können in der Einheit (der DVD-Treibereinheit) in der vorhergehenden Stufe und nicht in der Verschlüsselungseinheit 107 bereitgestellt werden.
Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst eine Entschlüsselungsschaltung 117 und eine Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111, die einen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' erzeugt, und eine Schlüsselbeurteilungsschaltung 120.
6A und 6B zeigen Beispiele der Struktur der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120. Die Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 umfasst eine Entschlüsselungsschaltung 112, eine Vergleichsschaltung 121 und eine Gate-Schaltung 122. Bei der zweiten Ausführungsform sei angenommen, dass die Entschlüsselungseinheit 114a eine MPEG-Decodiererschaltung 115 und eine Umwandlungsschaltung 116 beinhaltet, die die entschlüsselten digitalen Bilddaten in analoge Bilddaten umwandelt.
Obwohl in 5 und 6A und 6B die Entschlüsselungseinheit 114a eine Gesamtzahl von fünf Entschlüsselungsschaltungen 112, einschließlich der beiden Entschlüsselungsschaltungen 112 in der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120, aufweist, sei angenommen, dass sie tatsächlich eine Entschlüsselungsschaltung aufweist.
Die Entschlüsselungseinheit 114a ist aus einem einzigen unabhängigen IC-Chip zusammengesetzt.
Bei jeweils der Verschlüsselungseinheit 107 und der Entschlüsselungseinheit 114a wurden Masterschlüssel (später erläutert) registriert. Es sei angenommen, dass die Masterschlüssel in einem geheimen Bereich in jeweils dem Verschlüsselungseinheit-Chip und dem Entschlüsselungseinheit-Chip aufgezeichnet wurden, so dass der Benutzer die Masterschlüssel nicht von außen herausnehmen kann.
Es sei angenommen, dass ein Steuerabschnitt (nicht gezeigt) das gesamte System steuert. Der Steuerabschnitt wird beispielsweise durch Ausführen eines Programms auf der CPU in dem Computer verwirklicht. Konkrete Beispiele der Steuerung durch den Steuerabschnitt umfassen eine Anweisung, Daten von einer DVD zu lesen, die Spezifikation des Datentransferziels und eine Anweisung, die Daten von der Entschlüsselungseinheit 114a auszugeben. Der Steuerabschnitt kann beispielsweise durch den Benutzer über eine Benutzerschnittstelle oder durch einen Prozess in einem Anwendungsprogramm ausgelöst werden.
Bei der ersten Ausführungsform gibt es eine Anzahl n von Masterschlüsseln. Ein erster Sitzungsschlüssel wird durch S_K, ein zweiter Sitzungsschlüssel durch S_K', der n-te Masterschlüssel durch M_Kt (t ist im Bereich von 1 bis n) und Bilddaten (d.h. die zu verschlüsselnden Daten) durch Data dargestellt.
In 5 wird E_MKi(S_K), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_Ki erzeugt wurde, durch eine Ziffer 102-1 angegeben, E_SK(S_K), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selbst erzeugt wurde, durch 102-2 angeben, E_SK(Data), die durch Verschlüssen der Bilddaten Data mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurde, durch 103 angegeben, der Masterschlüssel MKi durch 105 angegeben, ein zweiter Sitzungsschlüssel S_K' durch 106 angegeben, D_MKj(S_K'), der durch Entschlüsseln des zweiten Sitzungsschlüssels S_K' mit dem Masterschlüssel M_Kj erzeugt wurde, durch 108 angwegeben, E_SK'(E_MKi(S_K)), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels E_MKi(S_K), der mit dem Masterschlüssel M_Ki mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' verschlüsselt wurde, erzeugt wurde, durch 109-1 angegeben, E_SK'(E_SK(S_K)), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels E_SK(S_K) erzeugt wurde, der mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selber mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' verschlüsselt wurde, durch 109-2 angegeben und der erste Sitzungsschlüssel S_K durch 113 angegeben.
Verschiedene Verfahren können dahingehend betrachtet werden, wie die Anzahl von Typen von E_MKi(S_K) einzustellen sind, die durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K, der auf der DVD 101 mit dem Masterschlüssel M_Ki aufgezeichnet wurde, erzeugt wurden, und wie die Anzahl von Typen des Masterschlüssel M_Kj, die die Entschlüsselungseinheit 114 in sich aufweist, einzustellen sind. Beispielsweise sind sie wie folgt:
(Verfahren 1) Ein verschlüsselter erster Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K) (i ist in dem Bereich von 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) darin. Das Verfahren 1 ist ein Beispiel, das zum Verständnis der Erfindung nützlich ist.
(Verfahren 2) Eine Anzahl n verschlüsselter erster Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst einen Masterschlüssel M_Kj (j ist in dem Bereich von 1 bis n) darin.
(Verfahren 3) Dies ist eine Erweiterung des Verfahrens 2. Eine Anzahl n verschlüsselter erster Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst eine Anzahl m (2 < m < n) von Masterschlüsseln M_Ki (j = 1 bis n) darin. Die Anzahl m von Masterschlüsseln wurde aus der Anzahl n von Masterschlüsseln vorher ausgewählt.
Als ein konkretes Beispiel sei n = 100 oder n = 400 und m = 2, 3, 4 oder 10. Die Erfindung ist nicht auf diese Werte beschränkt.
(Verfahren 4) Dies ist die Umkehrung des Verfahrens 3. Eine Anzahl m (2 < m < n) von verschlüsselten ersten Sitzungsschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Anzahl m von Masterschlüsseln wurde aus einer Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) zuvor ausgewählt. Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln (M_Kj (j = 1 bis n) darin.
(Verfahren 5) Eine Anzahl n von verschlüsselten ersten Sitzungsschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114a umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) darin.
Verfahren 3 bis Verfahren 5 weisen die gleiche Entschlüsselungsprozedur auf.
Wie in 3 gezeigt, sei angenommen, dass auf der DVD 101 ein (im Fall des Verfahrens 1) oder mehrere (im Fall des Verfahrens 2 bis Verfahrens 5) E_MKi(S_K), der/die durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_Ki erzeugt wurde(n), in dem Schlüsselaufzeichnungsbereich (Einlaufbereich) in dem innersten Umfangsabschnitt aufgezeichnet wird/werden, und E_SK(Data), die durch Verschlüsseln der Bilddaten Data mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurden, in dem Datenaufzeichnungsbereich (Datenbereich) aufgezeichnet sind.
Es sei angenommen, dass eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (in dem Fall des Verfahrens 1, Verfahrens 4 oder Verfahrens 5), ein Masterschlüssel M_Kj (in dem Fall des Verfahrens 2) oder einer Anzahl m von Masterschlüsseln M_Kj (in dem Fall des Verfahrens 3) in der Entschlüsselungseinheit 114a registriert wurden.
Es sei angenommen, dass ein vorbestimmter Masterschlüssel in der Entschlüsselungseinheit 107 registriert wurde.
Hier werden nachstehend das Verfahren 1, Verfahren 2 und Verfahren 3 bis 5 in dieser Reihenfolge erläutert.
Zuerst wird der Betrieb der ersten Ausführungsform in dem Fall des Verfahrens 1 mit Bezug auf die Ablaufdiagramme von 7 und 8 erläutert.
Bei Schritt S11 wird der erste Sitzungsschlüssel E_SK(S_K), der mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selbst verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den ersten Sitzungsschlüssel aufgezeichnet hat, und wird dann in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S12 wird der erste Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K) (i in dem Bereich von 1 bis n, wobei i hier unbekannt ist), der mit dem ersten Masterschlüssel M_Ki verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den Masterschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S13 erzeugt die Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 der Entschlüsselungseinheit 114 einen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit Zufallszahlen, wie beispielsweise Zeitdaten von einer Uhr (nicht gezeigt). Dann entschlüsselt die Entschlüsselungsschaltung 112 den erzeugten zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit dem Masterschlüssel M_Kj (j ist in dem Bereich von 1 bis n, wobei j vorbestimmt ist), um D_MKj(S_K') zu erzeugen, und sendet ihn an die Verschlüsselungseinheit 107 über den CPU BUS 110.
Als das Timing zum Erzeugen von Zufallszahlen (z.B. das Timing des Eingebens von Zeitinformation) kann beispielsweise das Timing, mit dem das Signal aktiviert wird, das angibt, dass die DVD 101 in die DVD-Treibereinheit geladen wurde, verwendet werden.
Die Sitzungserzeugungsschaltung 111 kann aus einem Zufallszahlengenerator zusammengesetzt sein, der beispielsweise so lang wie der Schlüssel ist. Wenn ein Schlüssel mit Zufallszahlen erzeugt wird, wobei alle Bits von 0en oder 1en annehmen können, ist es notwendig, einen Prüfprozess durchzuführen um zu verhindern, dass alle Bits 0en oder 1en annehmen.
Bei Schritt S14 wird D_MKj(S_K'), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, mit dem Masterschlüssel M_Kj (j weist einen vorbestimmten Wert in dem Bereich von 1 bis n auf) durch die Verschlüsselungsschaltung 104 der Verschlüsselungseinheit 107 verschlüsselt.
Das heißt, das aus E_MKj(D_MKj(S_K')) = S_K' ein zweiter Sitzungsschlüssel S_K', der bei der Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 der Verschlüsselungsschaltung 114a erzeugt wurde, erhalten werden kann.
Der bei der Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 erzeugte zweite Sitzungsschlüssel S_K' ist ausgestaltet, um zu verhindern, dass sein Inhalt bekannt wird, sogar wenn er auf dem CPU BUS 110 gestohlen wird.
Dann verschlüsselt bei Schritt S15 mit dem somit erhaltenen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' die Verschlüsselungseinheit 107 den verschlüsselten ersten Sitzungsschlüssel E_SK(S_K), der auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde, um E_SK'(E_SK(S_K)) zu erzeugen, und sendet diesen an die Entschlüsselungseinheit 114a über den CPU BUS 110.
Auf ähnliche Weise verschlüsselt bei Schritt S16 mit dem somit erhaltenen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' die Verschlüsselungseinheit 107 den verschlüsselten ersten Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K), der auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde, um E_SK'(E_MKi(S_K)) zu erzeugen, und sendet diesen an die Entschlüsselungseinheit 114a.
Dann wird E_SK'(E_SK(S_K)), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, bei Schritt S17 durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114a mit dem zweiten Sitzungsschlüssel SK' entschlüsselt, und DSK'(ESK'(ESK(SK))) = ESK(SK)erzeugt.
Auf ähnliche Weise wird E_SK'(E_MKi(S_K))), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, bei Schritt S18 durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114a mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' entschlüsselt und DSK'(ESK'(EMKi(SK))) = EMKi(SK)erzeugt.
Da der beim Erzeugen von E_MKi(S_K) verwendete Masterschlüssel M_Ki unbekannt ist, wird der erste Sitzungsschlüssel S_K mit der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 wie folgt gefunden.
Zuerst wird das Prinzip des Schlüsselbeurteilungsprozesses erläutert.
Wenn E_MKi(S_K) mit allen Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) entschlüsselt wird, ergibt dies: SKij = DMKj(EMKi(SK))(j = 1 bis n)
Von diesen ist ein S_Kij (j = 1 bis n) der erste Sitzungsschlüssel S_K.
Mit dem E_SK(S_K) wird bestimmt, welcher der erzeugten S_Kij (j = 1 bis n) der erste Sitzungsschlüssel S_K ist.
Wenn E_SK(S_K) mit allen Kandidaten S_Kij (j = 1 bis n) des ersten Sitzungsschlüssels entschlüsselt wird, dann ergibt dies: SK''(i, j) = DSKij(ESK(SK))
Wenn der gleiche Masterschlüssel M_Kj wie der Masterschlüssel M_Ki, der beim Erzeugen von E_MKi(S_K) verwendet wurde, in der Entschlüsselungseinheit verwendet wird, oder wenn i = j ist, ergibt dies hier S_K''(I, j) = S_Kij = S_K.
Wenn eine Prüfung durchgeführt wird, um zu sehen, ob S_K''(i, j) = S_Kj (j = 1 bis n) für jeden S_Kij (j = 1 bis n) gilt, gibt dies S_Kij, der S_K''(i, j) = S_Kij (j = 1 bis n) erfüllt, als den ersten Sitzungsschlüssel S_K. Der j entsprechende, der S_Kij gibt, ist der bei der vorliegenden Sitzung verwendete Masterschlüssel.
Der Vorgang wird in der Schreibweise der Sprache C wie folgt ausgedrückt:
Die zweite Zeile in der obigen Prozedur gibt die Operation des Entschlüsselns von E_MKi(S_K) mit M_Ki und des Einsetzens des Ergebnisses in DS1[i] an.
Die dritte Zeile in der Prozedur gibt die Operation des Entschlüsselns von E_SK(S_K) mit S_Ki und des Einsetzens des Ergebnisses in DS2[i] an.
Die vierte Zeile in der Prozedur gibt die Operation des Beurteilens an, ob DS1[i] mit DS2[i] koinzidiert oder nicht. Die neunte Zeile in der Prozedur gibt den Vorgang an, der ausgeführt wird, wenn DS1[i] nicht mit DS2[i] koinzidiert.
Beispielsweise wird E_MKi(S_K) in 6A und 6B durch die Entschlüsselungsschaltung 112 in der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 für j = 1 mit dem Masterschlüssel M_Kj entschlüsselt, was ergibt: SKij = DMKj(EMKi(SK))
Dann wird E_SK(S_K) durch die Entschlüsselungsschaltung 112 mit S_Kij entschlüsselt, was gibt: SK'' = DSKij(ESK(SK))
Als nächstes vergleicht die Vergleichungsschaltung 121 S_K'' mit S_Kij. Wenn sie miteinander koinzidieren, wird die Gate-Schaltung 122 gesteuert, um den gespeicherten S_Kij ( 6A) oder S_K'' (6B) als den ersten Sitzungsschlüssel S_K auszugeben.
Wenn sie nicht koinzidieren, wird j um Eins inkrementiert, und der gleiche Vorgang wird ausgeführt, bis der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde.
Nachdem der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde, wie oben beschrieben, werden bei Schritt S20 die mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K verschlüsselten Bilddaten E_SK(Data), die auf der DVD 101 durch die DVD Treibereinheit (nicht gezeigt) aufgezeichnet wurden, ausgelesen und in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 die Demodulation durch und korrigiert Fehler in den Daten. Dann wird E_SK(Data) an die Verschlüsselungsschaltung 107 über den CPU BUS 110 gesendet.
Bei Schritt S21 wird E_SK(Data), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Eetschlüsselungseinheit 114 mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K entschlüsselt und DSK(ESK(Data) = Dataerzeugt.
Dann werden die verschlüsselten Bilddaten entschlüsselt, um Data zu erzeugen.
Dann werden der Schritt S20 und der Schritt S21 wiederholt, bis beispielsweise der Prozess der zu entschlüsselnden Daten (d.h. E_SK(Data)) abgeschlossen oder der Stopp des Prozesses angefordert wurde.
Wenn die somit erhaltenen Bilddaten Data beispielsweise gemäß dem MPEG2-Datenkomprimierungsstandard komprimiert wurden, werden die Bilddaten bei einer MPEG-Decodiererschaltung 115 decodiert. Nachdem das decodierte Signal durch eine D/A-Wandlerschaltung 116 in ein Analogsignal umgewandelt wurde, wird das Analogsignal an eine Bildgebungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielweise einen Fernseher, gesendet, der das Bild reproduziert.
Jeder der Schritte S11, S12 und S13 und S4 können zuerst ausgeführt werden.
Außerdem kann entweder der Schritt S15 und der Schritt S17 oder der Schritt S16 und S18 zuerst ausgeführt werden.
Schritt S20 und Schritt S21 können durch das Verfahren zum Ausführen der Schritte in Einheiten von E_SK(Data), dem Verfahren zum Lesen einer spezifischen Anzahl von E_SK(Data) bei Schritt S20, dem vorübergehenden Speichern der ausgelesenen Daten in einem Puffer und dann des Entschlüsselns von E_SK(Data) in dem Puffer bei Schritt S21 oder dem Verfahren zum Ausführen des Schritts S20 und des Schritts S21 auf eine Pipeline-Verarbeitungsweise ausgeführt werden.
Außerdem kann die Entschlüsselungsschaltung 112 die Bilddaten E_SK(Data) zu der MPEG-Decodiererschaltung 115 in Einheiten von einem Datenelement oder einer spezifischen Anzahl von Datenelementen transferieren.
Wie oben beschrieben, können bei der ersten Ausführungsform, sogar wenn die über den CPU BUS 110 fließenden Daten gespeichert werden, die Daten nicht reproduziert oder verwendet werden, wie bei dem ersten, zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel.
Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Ferner ist mit der ersten Ausführungsform die Information nicht notwendig, die direkt den Masterschlüssel angibt, der verwendet wird, um den auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten ersten Sitzungsschlüssel zu verschlüsseln, was ermöglicht, dass ein geeigneter Masterschlüssel ausgewählt und in einem vorbestimmten Bereich beim Aufzeichnen der Daten auf einer DVD verwendet werden kann. Außerdem weist die erste Ausführungsform den Vorteil auf, dass sie Masterschlüssel einer spezifischen Einheit, wie beispielsweise einem DVD-Hersteller oder einem DVD-Großhändler, zuteilen kann.
Mit der ersten Ausführungsform müssen, da die Schaltungen, die zum Verschlüsseln und Entschlüsseln verwendet werden, getrennt von dem wesentlichen Teil des Reproduktionsabschnitts der digitalen Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung, wie beispielsweise einer DVD, ausgestaltet werden können, sogar wenn der Schlüssel geknackt wurde, lediglich die Entschlüsselungseinheit 114a (oder die Verschlüsselungseinheit 107 und die Entschlüsselungseinheit 114a) ausgetauscht werden, um dieses Problem zu überwinden.
Obwohl die Verschlüsselungseinheit 107 bei der ersten Ausführungsform eine Verschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie zwei Verschlüsselungsschaltungen aufweisen. Obwohl bei der Ausführungsform die Entschlüsselungseinheit 114a eine Entschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie zwei, drei, vier oder fünf Entschlüsselungsschaltungen aufweisen. In diesen Fällen ist es wünschenswert, dass die Verschlüsselungsschaltungen mit den entsprechenden Entschlüsselungsschaltungen gepaart sein sollten und jedes Paar unabhängig verwendet wird.
Wenn ein Satz einer Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung unabhängig verwendet wird, kann ein Verschlüsselungsverfahren, das sich von dem bei einer anderen Verschlüsselungsschaltung und Entschlüsselungsschaltung unterscheidet, in der Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung in dem unabhängigen Satz verwendet werden.
Als nächstes wird der Betrieb der ersten Ausführungsform in dem Fall des Verfahrens 2, wobei eine Anzahl n von E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) auf der DVD 101 aufgezeichnet wurden und die Entschlüsselungseinheit 114a einen M_Kj (j hat einen Wert in dem Bereich von 1 bis n) aufweist, mit Bezug auf die Ablaufdiagramme von 7 und 8 erläutert.
Bei Schritt S11 wird der erste Sitzungsschlüssel E_SK(S_K), der mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selbst verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den ersten Sitzungsschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und die Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S12 wird der erste Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K) (i = 1 bis n), der mit dem Masterschlüssel M_Ki verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den Masterschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Verschlüsselungseinheit 107 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S13 erzeugt die Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 der Entschlüsselungseinheit 114a einen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit Zufallszahlen, wie beispielsweise Zeitdaten von einer Uhr (nicht gezeigt). Dann entschlüsselt die Entschlüsselungsschaltung 112 den erzeugten zweiten Sitzungsschlüssel S_K' mit dem Masterschlüssel M_Kj (j hat einen vorbestimmten Wert in dem Bereich von 1 bis n), um D_MKj(S_K') zu erzeugen, und sendet ihn zu der Verschlüsselungseinheit 107 über den CPU BUS 110.
Als das Timing zum Erzeugen von Zufallszahlen (z.B. das Timing des Eingebens von Zeitinformation) kann beispielsweise das Timing verwendet werden, mit dem das Signal aktiviert wird, das angibt, dass die DVD 101 in die DVD-Treibereinheit geladen wurde.
Bei Schritt S14 wird D_MKj(S_K'), der über den CPU BUS 110 empfangen wurden, mit dem Masterschlüssel M_Kj (j hat einen vorbestimmten Wert in dem Bereich von 1 bis n) durch die Verschlüsselungsschaltung 104 der Verschlüsselungseinheit 107 verschlüsselt.
Das heißt, aus E_MKj(D_MKj(S_K')) = S_K' kann ein zweiter Sitzungsschlüssel S_K', der bei der Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 der Entschlüsselungsschaltung 114a erzeugt wurde, erhalten werden.
Der bei der Sitzungsschlüssel-Erzeugungsschaltung 111 erzeugte zweite Sitzungsschlüssel S_K' ist ausgestaltet, um zu verhindern, dass sein Inhalt bekannt wird, sogar wenn er auf dem CPU BUS 110 gestohlen wird.
Dann verschlüsselt bei Schritt S15 mit dem somit erhaltenen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' die Verschlüsselungseinheit 107 den verschlüsselten ersten Sitzungsschlüssel E_SK(S_K), der auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde, um E_SK'(E_SK(S_K)) zu erzeugen, und sendet diesen an die Entschlüsselungseinheit 114a.
Auf ähnliche Weise verschlüsselt bei Schritt S16 mit dem somit erhaltenen zweiten Sitzungsschlüssel S_K' die Verschlüsselungseinheit 107 eine Anzahl n verschlüsselter erster Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K), die auf der DVD 101 aufgezeichnet wurden, um E_SK'(E_MKi(S_K)) zu erzeugen, und sendet diese an die Entschlüsselungseinheit 114a über den CPU BUS 110.
Dann wird E_SK'(E_SK(S_K), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, bei Schritt S17 durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114a mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' entschlüsselt und DSK'(ESK'(ESK(SK)) = ESK(SK)erzeugt.
Auf ähnliche Weise wird E_SK'(E_MKi(S_K)), der über den CPU BUS 110 empfangen wurde, bei Schritt S18 durch die Entschlüsselungsschaltung 112 der Entschlüsselungseinheit 114a mit dem zweiten Sitzungsschlüssel S_K' entschlüsselt und DSK'(ESK'(EMKi(SK))) = EMKi(SK)erzeugt.
Da der Masterschlüssel M_K, unbekannt ist, der beim Erzeugen jeder der Anzahl n von E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) verwendet wurde, die auf der DVD 101 aufgezeichnet wurden, kann nicht bekannt sein, ob der Masterschlüssel M_Ki dem Masterschlüssel M_Kj in der Entschlüsselungseinheit 114 entspricht. Bei Schritt S19 wird der erste Sitzungsschlüssel S_K mit der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 wie folgt gefunden.
Zuerst wird das Prinzip des Schlüsselbeurteilungsprozesses erläutert.
Wenn alle E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) mit dem Masterschlüssel M_Kj entschlüsselt sind, ergibt dies: SKij = DMKj(EMKi(SK))(i = 1 bis n)
Von denen ist ein S_Kij (i ist in dem Bereich von 1 bis n) der erste Sitzungsschlüssel S_Kj.
Mit dem E_SK(S_K) wird bestimmt, welcher der erzeugten S_Kij (i = 1 bis n) der erste Sitzungsschlüssel S_K ist.
Wenn E_SK(S_K) mit allen Kandidaten S_Kij (i = 1 bis n) des ersten Sitzungsschlüssels entschlüsselt wird, ergibt dies: SK''(i, j) = DSKij(ESK(SK))
Wenn der gleiche Masterschlüssel M_Kj wie der Masterschlüssel M_Ki, der beim Erzeugen von E_MKi(S_K) verwendet wurde, in der Entschlüsselungseinheit verwendet wird, oder wenn i = j ist, ergibt dies hier S_K''(i, j) = S_Kij = S_K.
Wenn eine Prüfung durchgeführt wird, um zu sehen, ob S_K''(i, j) = S_Kij (j = 1 bis n) für jeden S_Kij (i = 1 bis n) gilt, ergibt dies daher S_Kj, der S_K''(i, j) = S_Kj (j = 1 bis n) als den ersten Sitzungsschlüssel S_K erfüllt. Der i entsprechende, der S_Kij ergibt, ist der bei der vorliegenden Sitzung verwendete Masterschlüssel.
Beispielsweise wird E_MKi(S_K) für i = 1 mit dem Masterschlüssel M_Kij in 6A und 6B durch die Entschlüsselungsschaltung 112 in der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 entschlüsselt, was ergibt: SKij = DMKj(EMKi(SK)
Dann entschlüsselt die Entschlüsselungsschaltung 112 E_SK(S_K) mit S_Kij, was ergibt SK'' = DSKij(ESK(SK))
Als nächstes vergleicht die Vergleichsschaltung 121 S_K'' mit S_Kij. Wenn sie miteinander koinzidieren, wird die Gate-Schaltung 122 gesteuert, um das gespeicherte S_Kij (6A) oder S_K'' (6B) als den ersten Sitzungsschlüssel S_K auszugeben.
Wenn sie nicht koinzidieren, wird i um Eins inkrementiert und der gleiche Vorgang ausgeführt. Dies wird fortgesetzt, bis der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde.
Nachdem der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde, wie oben beschrieben, werden bei Schritten S20 bis S22 die Bilddaten Data aus den Bilddaten E_SK(Data) extrahiert, die mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K verschlüsselt wurden.
Wie zuvor beschrieben, werden die Bilddaten Data bei der MPEG-Decodiererschaltung 115 decodiert. Nachdem das decodierte Signal durch die D/A-Wandlerschaltung 116 in ein Analogsignal umgewandelt wurde, wird das Analogsignal an die Bildgebungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise einen Fernseher, gesendet, der das Bild reproduziert.
Beim Verfahren 2 kann ebenfalls jeder der Schritte S11, S12, S13 und S14 zuerst ausgeführt werden.
Außerdem kann entweder der Schritt S15 und der Schritt S17 oder der Schritt S16 und S18 zuerst ausgeführt werden.
Außerdem können die Schritte S12, S16, S18 und S19 auf eine Stapelverarbeitungsweise mit allen der Anzahl n von (verschlüsselten) Masterschlüsseln ausgeführt werden, die auf der DVD aufgezeichnet sind, oder mit einer spezifischen Anzahl von Masterschlüsseln auf einmal ausgeführt werden. Sie können nacheinander für jeden Masterschlüssel ausgeführt werden.
Wenn sie sequentiell jeden dritten Masterschlüssel ausgeführt werden, kann der zweite Sitzungsschlüssel S_K' für jeden Masterschlüssel erzeugt werden.
Schritt S20 und Schritt S21 können durch das Verfahren zum Durchführen der Schritte in Einheiten von E_SK(Data), das Verfahren zum Lesen einer spezifischen Anzahl von E_SK(Data) bei Schritt S20, das vorübergehende Speichern der ausgelesenen Daten in einem Puffer und dann Entschlüsseln von E_SK(Data) in dem Puffer bei Schritt S21, oder das Verfahren zum Ausführen von Schritt S20 und Schritt S21 auf eine Pipeline-Verarbeitungsweise ausgeführt werden.
Außerdem kann die Entschlüsselungsschaltung 114a die Bilddaten E_SK(Data) an die MPEG-Decodiererschaltung 115 in Einheiten von einem Datenelement oder einer spezifischen Anzahl von Datenelementen transferieren.
Wie oben beschrieben, können mit der zweiten Ausführungsform, sogar wenn die über den CPU BUS 110 fließenden Daten gespeichert sind, die Daten nicht reproduziert oder verwendet werden, wie bei dem zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel.
Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Außerdem können mit der ersten Ausführungsform, da die ersten Sitzungsschlüssel, die mit mehr als einem Masterschlüssel verschlüsselt wurden, und der erste Sitzungsschlüssel, der mit dem ersten Sitzungsschlüssel selbst verschlüsselt wurde, auf dem Aufzeichnungsmedium gespeichert sind, die in der Entschlüsselungseinheit eingebauten Masterschlüssel einer spezifischen Einheit, wie beispielsweise jedem Einheiten-Hersteller, zugeteilt werden.
Mit der zweiten Ausführungsform muss, da die Schaltungen, die zum Verschlüsseln und Entschlüsseln verwendet werden, getrennt von dem wesentlichen Teil des Reproduktionsabschnitts der digitalen Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung ausgestaltet werden können, wie beispielsweise eine DVD, wie aus 1 ersichtlich ist, sogar wenn der Schlüssel geknackt ist, die Entschlüsselungseinheit 114b (oder die Verschlüsselungseinheit 107 und die Entschlüsselungseinheit 114b) lediglich ausgetauscht werden, um dieses Problem zu überwinden.
Obwohl bei der zweiten Ausführungsform die Verschlüsselungseinheit 107 eine Verschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie zwei Verschlüsselungsschaltungen aufweisen. Obwohl bei der Ausführungsform die Entschlüsselungseinheit 114a eine Entschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie außerdem zwei, drei, vier oder fünf Entschlüsselungsschaltungen aufweisen. In diesen Fällen ist es wünschenswert, dass die Verschlüsselungsschaltungen mit den entsprechenden Entschlüsselungsschaltungen gepaart werden und jedes Paar unabhängig verwendet oder gemeinsam benutzt wird.
Wenn ein Satz aus einer Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung unabhängig verwendet wird, kann ein Verschlüsselungsverfahren, das von dem bei einer anderen Verschlüsselungsschaltung und Entschlüsselungsschaltung unterschiedlich ist, in der Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung in dem unabhängigen Satz verwendet werden.
Als nächstes wird eine Erläuterung über das Verfahren 3 gegeben, wobei eine Anzahl n von E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde und die Entschlüsselungseinheit 114a eine Anzahl m von M_Kj umfasst (j nimmt m-Werte in dem Bereich von 1 bis n (m < n) an).
Da das Verfahren 3 das gleiche wie das Verfahren 2 in der Grundkonfiguration, dem Betrieb und der Wirkung ist, wird nur der Unterschied zwischen ihnen erläutert.
Obwohl beim Verfahren 2 die Entschlüsselungsschaltung 114a einen vorbestimmten Masterschlüssel M_Kj (j hat einen Wert in dem Bereich von 1 bis n) aufweist, weist beim Verfahren 3 die Entschlüsselungseinheit 114a eine Anzahl m von vorbestimmten Masterschlüsseln M_Kj (m ≥ 2) auf. Die Reihenfolge, in der die Anzahl von Masterschlüsseln M_Kj (j nimmt m Werte in dem Bereich von 1 bis n an) in der Schlüsselbeurteilung verwendet werden, wurde bestimmt.
Da eine Anzahl n von E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) auf der DVD 101 aufgezeichnet wurden, erzeugt das Verwenden des Masterschlüssels zuerst in der Reihenfolge der Verwendung in der Entschlüsselungseinheit 114b den ersten Sitzungsschlüssel S_K. Daher ist in diesem Fall der Vorgang der Gleiche wie beim Verfahren 2.
Mit dem Verfahren 3 wird, wenn einer der Masterschlüssel geknackt ist, der Masterschlüssel unbrauchbar gemacht. Von dieser Zeit an ist es nicht erlaubt, E_MKi(S_K), der dem unbrauchbaren Masterschlüssel entspricht, auf der DVD 101 aufzuzeichnen. Dieser Fall wird nachstehend erläutert.
Wenn der unbrauchbare Masterschlüssel nicht der Masterschlüssel ist, der zuerst in der Reihenfolge der Verwendung ist, kann der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten werden. In diesem Fall ist der Vorgang ebenfalls der Gleiche wie beim Verfahren 2.
Wenn der Masterschlüssel, der zuerst in der Reihenfolge der Verwendung ist, unbrauchbar gemacht wird, wurde E_MKi(S_K), das dem nicht nutzbaren Masterschlüssel entspricht, nicht auf der DVD 101 aufgezeichnet. Sogar wenn der Masterschlüssel, der zuerst in der Reihenfolge der Verwendung ist, verwendet wird, kann der erste Sitzungsschlüssel S_K nicht bei Schritt S19 erhalten werden. In einem derartigen Fall, wenn die Entschlüsselungseinheit 114a den gleichen Vorgang mit dem Masterschlüssel, der der in der Reihenfolge der Verwendung an zweiter Stelle ist, wie beim Verfahren 2 ausführt, erzeugt dies den ersten Sitzungsschlüssel S_K, vorausgesetzt, dass dieser Masterschlüssel unbrauchbar ist.
Sogar wenn der Masterschlüssel, der an r-ter Stelle in der Reihenfolge der Verwendung ist, unbrauchbar gemacht wird, kann der erste Sitzungsschlüssel S_K auf ähnliche Weise erhalten werden, vorausgesetzt, dass einer der Masterschlüssel, der an (r + 1)-ter Stelle oder später in der Reihenfolge der Verwendung ist, unbrauchbar ist.
Auf diese Art und Weise kann die Entschlüsselungseinheit 114a verwendet werden, bis die vorbestimmte Anzahl m von Masterschlüsseln (m ≥ 2) in der Entschlüsselungseinheit 114a alle unbrauchbar gemacht wurden.
Der Vorgang des Verfahrens 5 ist der Gleiche wie der des Verfahrens 3.
Da im Verfahren 4 die Information, die allen Masterschlüsseln entspricht, nicht auf der DVD 101 gespeichert wurde, kann, wenn die Information, die dem in der Entschlüsselungseinheit ausgewählten Masterschlüssel entspricht, nicht auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde, die Entschlüsselung wie bei dem Fall, bei dem der Masterschlüssel unbrauchbar ist, nicht ausgeführt werden. In diesem Fall wird der Masterschlüssel ausgewählt, der der nächste in der Reihenfolge der Verwendung ist, und die Entschlüsselung versucht. Daher ist der Vorgang des Verfahrens 4 ebenfalls der Gleiche wie der des Verfahrens 3.
Bei der Ausführungsform wurde, um die Information zu verschlüsseln und sie sicher über den CPU BUS 110 zu transferieren, der zweite Sitzungsschlüssel S_K' verwendet. Der zweite Sitzungsschlüssel S_K' wird in der Entschlüsselungseinheit 114a erzeugt und an die Verschlüsselungseinheit 107 durch die Prozedur des Verwendens von Masterschlüsseln transferiert. Zu diesem Zeitpunkt wird angenommen, dass ein vorbestimmter Masterschlüssel in der Verschlüsselungseinheit 107 registriert wurde.
Stattdessen kann eine Mehrzahl von Masterschlüsseln in der Verschlüsselungseinheit 107 registriert sein, und der zweite Sitzungsschlüssel S_K' kann von der Entschlüsselungseinheit 114a zu der Verschlüsselungseinheit 107 mit der Prozedur, wie bei Verfahren 1 bis Verfahren 5 beschrieben, mit der Schlüsselbeurteilung transferiert werden.
Wenn beispielsweise der gleiche Masterschlüssel wie der, der in der Entschlüsselungseinheit 114 registriert ist, ebenfalls in der Verschlüsselungseinheit 107 registriert ist, ist der Vorgang der Gleiche wie der von Verfahren 5.
Wenn ein Teil der Masterschlüssel, die in der Entschlüsselungseinheit 114 registriert sind, in der Verschlüsselungseinheit 107 registriert sind, ist der Vorgang der Gleiche wie der von Verfahren 3.
Wenn ein Masterschlüssel in der Verschlüsselungseinheit 107 registriert ist, kann die Prozedur von Verfahren 2 verwendet werden.
In diesen Fällen wird jedoch jeweils in der Prozedur des Verfahrens 1 bis Verfahrens 5 die Verschlüsselung durch Entschlüsselung ersetzt. Insbesondere werden D_MKi(S_K) und D_SK(S_K) von der Entschlüsselungseinheit 114a zu der Verschlüsselungseinheit 107 transferiert.
Zusätzlich zu der Konfiguration mit dem Masterschlüssel können verschiedene geeignete Konfigurationen als die Konfiguration verwendet werden, die den zweiten Sitzungsschlüssel S_K' sicher von der Entschlüsselungseinheit 114a zu der Verschlüsselungseinheit 107 über den CPU BUS 110 transferiert. Siehe beispielsweise die in Nikkei Electronics, Nr. 676, November 18, 1996, Seiten 13–14 offenbarten Techniken. In diesem Fall ist es nicht notwendig, einen Masterschlüssel in der Verschlüsselungseinheit 107 zu registrieren.
(Zweite Ausführungsform)
Hier wird nachstehend eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die zweite Ausführungsform ist beispielsweise ein einzelnes DVD-Abspielgerät.
9 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Ein Beispiel des Betriebs der zweiten Ausführungsform wird in dem Ablaufdiagramm von 10 gezeigt.
Die zweite Ausführungsform ist das, was erhalten wird, wenn von der Konfiguration der ersten Ausführungsform der Abschnitt eliminiert wird, der sich auf den Vorgang des Austauschens eines verschlüsselten Schlüssels zwischen der Verschlüsselungseinheit und der Entschlüsselungseinheit durch Verwenden des zweiten Sitzungsschlüssels bezieht.
Wie in 9 gezeigt, umfasst das System der zweiten Ausführungsform eine DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt), die die Daten von einer DVD 101 liest, und eine Entschlüsselungseinheit 114b.
Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst eine Entschlüsselungseinheit 112, eine Schlüsselbeurteilungsschaltung 120, eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 und eine Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118. Bei der zweiten Ausführungsform wird angenommen, dass die Entschlüsselungseinheit 114b eine MPEG-Decodiererschaltung 115 und eine Umwandlungsschaltung 116 umfasst, die die entschlüsselten Digitaldaten in Analogdaten umwandelt.
Wie in 6A und 6B gezeigt, umfasst die Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 eine Entschlüsselungsschaltung 112, eine Vergleichsschaltung 121 und eine Gate-Schaltung 122.
Obwohl in 9 und 6A und 6B die Entschlüsselungseinheit 114b eine Gesamtzahl von drei Entschlüsselungsschaltungen 112, einschließlich der beiden Entschlüsselungsschaltung 112 in der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 aufweist, sei angenommen, dass sie tatsächlich eine Entschlüsselungsschaltung aufweist. Jede der Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 und der Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 118 können in der Einheit in der vorhergehenden Stufe, nicht in der Verschlüsselungseinheit 107, bereitgestellt werden.
Die Entschlüsselungseinheit 114b ist aus einem einzigen unabhängigen IC-Chip zusammengesetzt.
In der Entschlüsselungsschaltung 114b wurde ein Masterschlüssel, der später erläutert wird, registriert. Es sei angenommen, dass der Masterschlüssel in einem geheimen Bereich in dem Chip der Entschlüsselungseinheit aufgezeichnet wurde, so dass der Benutzer den Masterschlüssel nicht von außen herausnehmen kann.
Bei der zweiten Ausführungsform gibt es eine Anzahl n von Masterschlüsseln. Ein erster Sitzungsschlüssel wird durch S_K, ein zweiter Sitzungsschlüssel durch S_K', der i-te Masterschlüssel durch M_K' (i ist in dem Bereich von 1 bis n) und die Bilddaten (d.h. die zu verschlüsselnden Daten) werden durch Data dargestellt.
In 9 wird E_MKi(S_K), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_Ki erzeugt wurde, durch die Ziffer 102-1 angegeben, E_SK(S_K), der durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selber erzeugt wurde, wird durch 102-2 angegeben, S_K(Data), die durch Verschlüsseln der Bilddaten Data mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurde, wird durch 103 angegeben, der Masterschlüssel M_Ki wird durch 105 angegeben und der erste Sitzungsschlüssel S_K wird durch 113 angegeben.
Wie bei der ersten Ausführungsform können verschiedene Verfahren betrachtet werden, wie die Anzahl von Typen von E_MKi(S_K) einzustellen ist, die durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K, der auf der DVD 101 aufgezeichnet wurde, mit dem Masterschlüssel M_Ki erzeugt wurden, und wie die Anzahl von Typen des Masterschlüssels M_Kj einzustellen sind, die die Entschlüsselungseinheit 114 darin aufweist. Beispielsweise sind sie wie folgt:
(Verfahren 1) Ein Masterschlüssel E_MKi(S_K) (i ist in dem Bereich von 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) darin.
(Verfahren 2) eine Anzahl n von Masterschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst einen Masterschlüssel M_Kj (j hat einen Wert in dem Bereich von 1 bis n) darin.
(Verfahren 3) Eine Anzahl n von Masterschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst eine Anzahl m (2 < m < n) von Masterschlüsseln M_Kj (j ist in dem Bereich von 1 bis n) darin.
(Verfahren 4) Eine Anzahl m (2 < m < n) von Masterschlüsseln E_MKi(S_K) (ist in dem Bereich von 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) darin.
(Verfahren 5) Eine Anzahl n von Masterschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) wird auf der DVD 101 aufgezeichnet. Die Entschlüsselungseinheit 114b umfasst eine Anzahl n von Masterschlüsseln M_Kj (j = 1 bis n) darin.
Wie in 3 gezeigt, sei angenommen, dass auf der DVD 101 ein (im Fall des Verfahrens 1) oder mehrere (im Fall des Verfahrens 2 bis Verfahrens 5) E_MKi(S_K), der/die durch Verschlüsseln des ersten Sitzungsschlüssels S_K mit dem Masterschlüssel M_Ki erzeugt wurde(n), in dem Schlüsselaufzeichnungsbereich (Einlaufbereich) in dem innersten Umfangsabschnitt aufgezeichnet ist/sind, und die E_SK(Data), die durch Verschlüsseln der Bilddaten Data mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K erzeugt wurden, sind in dem Datenaufzeichnungsbereich (Datenbereich) aufgezeichnet.
Als nächstes wird der Betrieb der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf das Ablaufdiagramm von 10 beschrieben. Der Betrieb der zweiten Ausführungsform ist das, was erhalten wird, indem von dem Betrieb der ersten Ausführungsform der Abschnitt eliminiert wird, der sich auf den Vorgang des Austauschens eines verschlüsselten Schlüssels zwischen der Verschlüsselungseinheit und Entschlüsselungseinheit durch Verwenden des zweiten Sitzungsschlüssels bezieht.
Bei Schritt S31 wird der erste Sitzungsschlüssel E_SK(S_K), der mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K selber verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den ersten Sitzungsschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Entschlüsselungseinheit 114 geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S32 wird der erste Sitzungsschlüssel E_MKi(S_K), der mit dem Masterschlüssel M_Ki verschlüsselt wurde, von der DVD 101 gelesen, auf der die DVD-Treibereinheit (nicht gezeigt) den Masterschlüssel aufgezeichnet hat, und dann in die Entschlüsselungseinheit 114b geladen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Demodulations/Fehlerkorrekturschaltung 117 die Demodulation und Datenfehlerkorrektur durch.
Bei Schritt S33 wird der erste Sitzungsschlüssel S_K mit der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 erhalten.
Der Vorgang zum Erhalten des ersten Sitzungsschlüssels S_K unterscheidet sich abhängig vom Verfahren 1, Verfahren 2 oder Verfahren 3 bis Verfahren 5. Jeder Fall ist der Gleiche, wie bei der ersten Ausführungsform erläutert wurde, und daher wird keine Erläuterung von Ihnen gegeben.
Nachdem der erste Sitzungsschlüssel S_K erhalten wurde, werden die Bilddaten Data von den verschlüsselten Bilddaten E_SK(Data) mit dem ersten Sitzungsschlüssel S_K bei Schritten S34 bis S36 extrahiert. Der Vorgang bei Schritt S34 bis S36 ist der Gleiche wie der von Schritten S20 bis S22, der bei der ersten Ausführungsform erläutert wurde (d.h. der der Schritte S6 bis S8, der in dem zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel erläutert wurde), mit der Ausnahme, dass es keinen Austausch in den Bilddaten Data zwischen den Einheiten über den CPU BUS gibt.
Wie zuvor beschrieben, werden die Bilddaten Data bei der MPEG-Decodiererschaltung 115 decodiert. Nachdem das decodierte Signal durch die D/A-Wandlerschaltung 116 in ein Analogsignal umgewandelt wurde, wird das Analogsignal an die Bildgebungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Fernseher, gesendet, der das Bild reproduziert.
Beim Verfahren 3 kann ebenfalls der Schritt S31 vor dem Schritt S32 oder umgekehrt ausgeführt werden.
Außerdem kann beim Verfahren 2 und beim Verfahren 3 bis Verfahren 5 der Schritt S32 und Schritt S33 in einer Stapelverarbeitungsweise mit allen der Anzahl n von (verschlüsselten) Masterschlüsseln (im Fall der Verfahren 2, 3 und 5) oder allen der Anzahl m von (verschlüsselten) Masterschlüssen (im Fall des Verfahrens 4), die auf der DVD aufgezeichnet sind, oder mit einer spezifischen Anzahl von Masterschlüsseln auf einmal, ausgeführt werden. Sie können nacheinander für jeden Masterschlüssel ausgeführt werden.
Schritt S34 und Schritt S35 können durch das Verfahren zum Ausführen der Schritte in Einheiten von E_SK(Data), das Verfahren zum Lesen einer spezifischen Anzahl von E_SK(Data) bei Schritt S34, das vorübergehende Speichern der ausgelesenen Daten in einem Puffer und dann das Entschlüsseln von E_SK(Data) in dem Puffer bei Schritt S34 oder das Verfahren zum Ausführen von Schritt S34 und Schritt S35 auf eine Pipelineverarbeitungsweise ausgeführt werden.
Außerdem kann die Entschlüsselungseinheit 114b die Bilddaten E_SK(Data) an die MPEG-Decodiererschaltung 115 in Einheiten von einem Data-Element oder einer spezifischen Anzahl von Data-Elementen transferieren.
Mit der zweiten Ausführungsform kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.
Außerdem ist es mit der zweiten Ausführungsform möglich, einen geeigneten Masterschlüssel in einem vorbestimmten Bereich beim Aufzeichnen der Daten auf einer DVD auszuwählen und zu verwenden. Die Masterschlüssel können einer spezifischen Einheit, wie beispielsweise einem DVD-Abspielgerätehersteller, einem DVD-Hersteller oder einem DVD-Großhändler, zugeteilt werden.
Weiterhin muss mit der zweiten Ausführungsform, da die Schaltungen, die zum Verschlüsseln und Entschlüsseln verwendet werden, getrennt von dem wesentlichen Teil des Reproduktionsabschnitts des digitalen Aufzeichnungs- und Reproduktionsvorrichtung, wie beispielsweise einer DVD, ausgestaltet werden können, wie aus 1 ersichtlich ist, sogar wenn der Schlüssel geknackt ist, lediglich die Entschlüsselungsschaltung 114b ausgetauscht werden, um dieses Problem zu überwinden.
Obwohl bei der zweiten Ausführungsform die Entschlüsselungseinheit 114b eine Entschlüsselungsschaltung aufweist, kann sie zwei oder mehr Entschlüsselungsschaltungen aufweisen. In diesen Fällen ist es wünschenswert, dass die Verschlüsselungsschaltungen mit den entsprechenden Entschlüsselungsschaltungen gepaart sein sollten, und dass jedes Paar unabhängig verwendet oder gemeinsam benutzt wird.
Wenn ein Satz einer Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung unabhängig verwendet wird, kann ein Verschlüsselungsverfahren, das von dem bei einer anderen Verschlüsselungsschaltung und Entschlüsselungsschaltung unterschiedlich ist, bei der Verschlüsselungsschaltung und ihrer entsprechenden Entschlüsselungsschaltung in dem unabhängigen Satz verwendet werden.
Bis jetzt wurden die erste Ausführungsform (insbesondere die drei Konfigurationsarten) und die zweite Ausführungsform (insbesondere die drei Konfigurationsarten) erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern kann in noch anderen Weisen ohne Abweichen von dem Schutzumfang der angehängten Ansprüche praktiziert oder verkörpert werden.
Obwohl die Ausführungsformen mit einer DVD als ein Informationsaufzeichnungsmedium erläutert wurden, kann die Erfindung auf andere Aufzeichnungsmedien, wie beispielsweise CD-ROMS, angewendet werden.
Obwohl bei den Ausführungsformen die Bilddaten als die zu entschlüsselnde Information verwendet wurde, kann die Erfindung auf Reproduktionsvorrichtungen von anderen Arten von Information, wie beispielsweise Ton, Text oder Programme, angewendet werden.
Obwohl bei den Ausführungsformen die Daten Data Bilddaten sind, kann die Konfiguration ausgestaltet sein, um Schlüsselinformation S_Kt als die Daten Data zu verwenden. Insbesondere kann E_SK(S_Kt) und E_SKt(Data) auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD, vorher anstatt von E_SK(Data) aufgezeichnet sein, wobei dann S_Kt zuerst bei den Entschlüsselungseinheiten 114, 114a, 114b durch die Prozedur bei jeder der Ausführungsformen erhalten wird, und E_SKt(Data) mit S_Kt entschlüsselt wird, um den tatsächlichen Inhalt der Daten zu erzeugen. Die Hierarchisierung von Schlüsseln kann über jede Anzahl von Stufen einer Hierarchie ausgeführt werden.
Obwohl bei den Ausführungsformen die zu entschlüsselnde Information gemäß dem MPEG2-Standard komprimiert wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Daten können gemäß einem anderen Standard komprimiert oder verschlüsselt werden. In diesem Fall muss eine Decodiererschaltung, die einem anderen Standard entspricht, anstatt der MPEG-Decodiererschaltung 115 bereitgestellt werden. Die Daten können nicht verschlüsselt sein. In diesem Fall wird die MPEG-Decodiererschaltung 115 eliminiert.
Um alle Datenelemente, die durch verschiedene Verfahren (oder Datenelemente, die keine Entschlüsselung erfordern) auszugeben, werden verschiedene Arten von Decodiererschaltungen bereitgestellt und geeignet umgeschaltet. In diesem Fall kann ein Verfahren betrachtet werden, das einen Kennzeichner liest, der den von einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD, zu verwendenden Decodierer angibt, und eine geeignete Decodiererschaltung gemäß dem Kennzeichner auswählt.
Die Konfigurationen der Schlüsselbeurteilungsschaltung 120, die in 6A und 6B bei der zweiten und dritten Ausführungsform gezeigt ist, sind veranschaulichend und nicht einschränkend. Andere Konfigurationen der Schlüsselbeurteilungsschaltung können betrachtet werden.
Verschiedene Arten der Konfiguration, die E_SK(S_K) als Schlüsselbeurteilungsinformation verwendet, können betrachtet werden. Beispielsweise wird E_SK(S_K) als Information verwendet, die für die Schlüsselbeurteilung verwendet wird. Die Schlüsselbeurteilungsschaltung 120 entschlüsselt E_MKi(S_K), die von einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD gelesen wurde, mit dem Masterschlüssel M_Kj, um S_Kij = D_MKj(E_MKi(S_K)) zu erzeugen, entschlüsselt den S_Kij mit dem S_Kij selber, um S_K''' = D_SKij(S_Kij) zu erzeugen, und vergleicht den S_K'' mit D_SK(S_K), der von einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD, gelesen wurden. Wenn sie miteinander koinzidieren, beurteilt die Schlüsselbeurteilungsschaltung, dass der erste Sitzungsschlüssel S_K = S_Kij korrekt ist und gibt ihn aus.
Als weiteres Beispiel der Schlüsselbeurteilungsinformation kann die, die zweimal oder mehrmals verschlüsselt oder entschlüsselt wurde, wie beispielsweise E_SK(E_SK(S_K)) oder D_ESK(D_SK(S_K)), betrachtet werden. Außerdem kann E_MKi(E_MKi(S_K)) für jeden E_MKi(S_K) bereitgestellt werden.
Bei den Ausführungsformen wird auf der Grundlage der Schlüsselbeurteilungsinformation eine Beurteilung durch die in jedem der Verfahren 1 bis Verfahren 5 gezeigte Prozedur dahingehend durchgeführt, ob der durch Entschlüsseln erhaltene Schlüssel der richtige erste Sitzungsschlüssel ist. Die Schlüsselbeurteilungsinformation, die Schlüsselbeurteilungsprozedur und die Struktur für die Schlüsselbeurteilung können jedoch durch Aufzeichnen aller E_MKi(S_K) auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD, in der Reihenfolge von i und Registrieren derselben in der Entschlüsselungseinheit auf eine solche Art und Weise eliminiert werden, dass i M_Ki entspricht. Wenn M_Ki für ein bestimmtes i unbrauchbar wird, ist es wünschenswert, dass Information, die die Ungültigkeit angibt, auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer DVD, anstatt von E_MKi(S_K) gespeichert sein sollte.
Ein Schlüsselsteuerverfahren, das von Plattenherstellern (von denen angenommen wird, dass sie DVDs für Schriftstücke, einschließlich Filme und Musik, erzeugen), Abspielgerätehersteller (wobei angenommen wird, dass sie Hersteller sind, die DVD-Abspielgeräte erzeugen) befolgt wird, und eine Schlüsselsteuerorganisation, die Masterschlüssel steuert, werden mit Bezug auf 11 als ein zum Verständnis der Erfindung nützliches Beispiel beschrieben, wobei eine DVD-ROM als Beispiel genommen wird. Hier kann Data zusätzlich zu dem Inhalt die Schlüsselinformation sein, wie zuvor beschrieben (Erläuterung des Falls, wobei Verschlüsselung oder Entschlüsselung mit Schlüsselinformation S_Kt durchgeführt wird, wenn Data die Schlüsselinformation E_SKt ist, wird weggelassen). In 11 ist ein für die Verarbeitung verwendeter Computer nicht gezeigt.
12 ist ein Diagramm, um zu helfen, ein System zum Entschlüsseln zu erläutern. Entschlüsselungsschaltungen 301, 312, 303 in 12 können auf der gleichen Einheit (z.B. einem Computer) oder auf unterschiedlichen Einheiten (z.B. Computern) sein. Im letzteren Fall wird Information zwischen den Einheiten ausgetauscht. Die Verschlüsselungsschaltungen 301, 312, 303 können in Hardware oder in Software aufgebaut sein.
Eine Erläuterung wird über einen Fall gegeben, wobei eine Anzahl n von Masterschlüsseln E_MKi(S_K) (i = 1 bis n) auf einer DVD aufgezeichnet sind. Ein DVD-Abspielgerät (eine Entschlüsselungseinheit 114b) weist eine Anzahl m (2 < m < n) von Masterschlüsseln M_Kj (j ist in dem Bereich von 1 bis n) darin auf. Die Anzahl m von Masterschlüsseln wurde aus der Anzahl n von Masterschlüsseln vorher ausgewählt. Es sei angenommen, dass die Masterschlüssel M_Kj exklusiv dem DVD-Abspielgerätehersteller zugeteilt sind. Es sei angenommen, dass n = 100 und m = 10 ist.
Ein Verfahren zum Aufzeichnen von E_SK(S_K) auf einer DVD als Schlüsselbeurteilungsinformation wird verwendet (der durch die Ziffer 302 in 12 angegebene Abschnitt verwendet E_SK(S_K) als Schlüsselbeurteilungsinformation).
Eine Schlüsselsteuerorganisation 200 behält die Masterschlüssel M_Ki (i = 1 bis 100). Es ist wünschenswert, dass die Anzahl von Masterschlüsseln auf einen größeren Wert als notwendig bei der Erstellung für den Eintrag eines neuen Abspielgeräteherstellers oder in dem Fall, dass ein Masterschlüssel geknackt ist, eingestellt werden sollte.
Die Schlüsselsteuerorganisation 200 teilt die Masterschlüssel M_Ki (i = 1 bis 100) exklusiv den einzelnen Abspielgeräteherstellern 201 bis 203 zu. Wie beispielsweise in 11 gezeigt ist, teilt sie den Masterschlüssel M_Ki (i = 10 bis 19) dem Abspielgerätehersteller A, den Masterschlüssel M_Ki (i = 20 bis 29) dem Abspielgerätehersteller B und den Masterschlüssel M_Ki (i = 30 bis 39) dem Abspielgerätehersteller C zu. Die Schlüsselsteuerorganisation 200 sendet die zugeteilten Masterschlüssel an die einzelnen Abspielgerätehersteller mittels Kommunikationsmedien oder Aufzeichnungsmedien. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, dass sie sicher durch verschlüsselte Kommunikation ausgetauscht werden sollten.
Jeder Abspielgerätehersteller steuert die Masterschlüssel, die durch die Schlüsselsteuerorganisation 200 zugeteilt werden. Mit den zugeteilten Masterschlüsseln stellt jeder Abspielgerätehersteller DVD-Abspielgeräte mit der Konfiguration her, wie bei der dritten Ausführungsform gezeigt ist, und verkauft die resultierenden Produkte.
Es sei angenommen, dass die Schlüsselsteuerorganisation 200 die klaren Daten auf den Masterschlüsseln nicht an die Plattenhersteller 221 bis 223 gibt.
Zuerst bestimmt jeder Plattenhersteller (z.B. Hersteller a) selbst den ersten Sitzungsschlüssel S_K (z.B. für jede Platte) und gibt den ersten Sitzungsschlüssel S_K an die Schlüsselsteuerorganisation 200. Die Schlüsselsteuerorganisation 200 verschlüsselt den empfangenen ersten Sitzungsschlüssel S_K mit allen Masterschlüsseln M_Ki (i = 1 bis 100), um E_MKi(S_K) (i = 1 bis 100) (mit der Verschlüsselungseinheit 301 von 12) zu erzeugen. Dann wird E_MKi(S_K) (i = 1 bis 100) durch die Schlüsselsteuerorganisation 200 an den Plattenhersteller A gegeben.
Es ist wünschenswert, dass der Austausch der zugeteilten Masterschlüssel zwischen der Schlüsselsteuerorganisation 200 und dem Plattenhersteller mittels Kommunikationsmedien oder Aufzeichnungsmedien durch verschlüsselte Kommunikation durchgeführt werden sollte.
Ein Plattenhersteller a zeichnet E_MKi(S_K) (i = 1 bis 100), E_SK(S_K) und E_SK(Data) auf einer DVD 231 auf. Der Vorgang des Verschlüsselns S_K mit S_K selber, um E_SK(S_K) zu erzeugen, wird von der Seite des Plattenherstellers oder von der Seite der Schlüsselsteuerorganisation 200 (mit der Verschlüsselungsschaltung 321 von 12) im Fall der Verschlüsselung mit einem Masterschlüssel durchgeführt. Es sei angenommen, dass zumindest die Verschlüsselung des Inhalts auf der Seite des Plattenherstellers durchgeführt wird (mit der Verschlüsselungsschaltung 303 von 12).
Der Plattenhersteller a steuert beispielsweise den empfangenen E_MKi(S_K), die Schlüsselbeurteilungsinformation E_SK(S_K) und E_SK(Data) (oder Data) für S_K.
Das gleiche gilt für die anderen Plattenhersteller.
Im Fall, dass herausgefunden wird, dass der Masterschlüssel geknackt wurde, werden von dieser Zeit an DVDs ohne Verwenden des geknackten Masterschlüssels hergestellt. Wenn beispielsweise der Masterschlüssel für i = 19 geknackt wurde, werden 99 E_MKi(S_K), die i = 1 bis 18 und 20 bis 100 entsprechen, auf einer DVD aufgezeichnet.
Im Fall, dass herausgefunden wird, dass der Masterschlüssel geknackt wurde, ist es wünschenswert, dass der Abspielgerätehersteller, dem der geknackte Masterschlüssel zugeteilt wurde, DVD-Abspielgeräte ohne den geknackten Masterschlüssel herstellen und verkaufen sollte. Wenn beispielsweise der Masterschlüssel für i = 19 geknackt wurde, stellt der Abspielgerätehersteller A DVD-Abspielgeräte mit dem Masterschlüsseln für i = 10 bis 18 her und verkauft die resultierenden Produkte.
Das bereits verkaufte DVD-Abspielgerät mit dem Masterschlüssel für i = 19 kann ohne jede Modifikation verwendet werden. Er kann jedoch modifiziert werden, um nicht den Masterschlüssel für i = 19 aufzuweisen.
Folglich können die Masterschlüssel sicher und wirksam gesteuert werden. Außerdem kann das Risiko, das der Masterschlüssel auf eine unrechtmäßige Art und Weise entschlüsselt wird, verteilt werden, und sogar nach der Entschlüsselung des Masterschlüssels kann das System sicher und wirksam arbeiten.
Wie ausführlich beschrieben ist, kann nur der richtige Hersteller mit mindestens einer Mehrzahl von zweiten Schlüsseln den ersten Schlüssel bekommen, und kann daher die klaren Daten der mit dem ersten Schlüssel entschlüsselten Daten erhalten.
Als Ergebnis kann das unrechtmäßige Verhalten des Herstellens unerlaubter Kopien und des Verkaufens der somit kopierten Medien verhindert werden, wodurch Kopierrechte geschützt werden.

Claims

Verschlüsselungsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Halten einer Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (M_Ki); Verschlüsseln (303) von Daten mit einem ersten Schlüssel (E_SK); und Verschlüsseln (301) des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p), wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, der gehaltenen Mehrzahl von zweiten Schlüsseln (M_Ki), um jeweils eine Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln (E_MKi(S_K)) zu erhalten, und Aufzeichnen der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln auf einem Aufzeichnungsmedium mit den verschlüsselten Daten.
Verschlüsselungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mindestens eines der folgenden umfassen: Schlüsselinformation, Dokumente, Ton, Bilder und Programme.
Verschlüsselungsverfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit dem Schritt eines Verschlüsselns (312) des ersten Schlüssels (S_K) mit dem ersten Schlüssel (E_SK(S_K)) selber und eines Aufzeichnens des aufgezeichneten Schlüssels auf dem Aufzeichnungsmedium.
Aufzeichnungsmedium (101) mit darauf aufgezeichneten Informationselementen, wobei die Informationselemente gekennzeichnet sind durch: erste Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (S_K) erhalten wurden; und zweite Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, die durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) jeweils erhalten wurde, wobei die zweite Information, die aus der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, in einem Schlüsselaufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet wird.
Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 4, ferner gekennzeichnet durch: dritte Information (E_SK(S_K)), die aus einem verschlüsselten ersten Schlüssel zusammengesetzt ist, der durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit dem ersten Schlüssel selber erhalten wurde.
Aufzeichnungsmedium-Herstellungsvorrichtung, gekennzeichnet durch: ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Verschlüsseln erster Information (DATA) mit einem ersten Schlüssel (S_K); ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Erzeugen zweiter Information E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer oder gleich zwei ist, durch jeweiliges Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln einer Mehrzahl von zweiten Schlüssen (M_Ki); und ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Aufzeichnen der ersten und zweiten Information auf einem Aufzeichnungsmedium.
Aufzeichnungsmedium-Herstellungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch: ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Erzeugen dritter Information (E_SK(S_K)), die aus einem verschlüsselten ersten Schlüssel zusammengesetzt ist, der durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit dem ersten Schlüssel selber erhalten wurde; und ein Mittel (221, 222 oder 223) zum Aufzeichnen der dritten Information auf dem Aufzeichnungsmedium.
Verschlüsselungsverfahren, gekennzeichnet durch: Aufzeichnen mindestens eines Teils einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, in einem geheimen Bereich; Eingeben (S32, S34) erster Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (SK) erhalten wurde, und zweiter Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganzen Zahl größer als oder gleich zwei ist, die jeweils durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit der Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) erhalten wurden; Entschlüsseln (S33) mindestens eines der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln mit mindestens einem Teil einer aufgezeichneten Anzahl p von zweiten Schlüsseln, um den ersten Schlüssel zu erhalten; Bestätigen (S33), dass der erhaltene erste Schlüssel korrekt ist; und Entschlüsseln (S35) der verschlüsselten Daten mit dem erhaltenen ersten Schlüssel nach der Bestätigung, um die Daten zu erhalten.
Entschlüsselungsverfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mindestens eines der folgenden umfassen: Schlüsselinformation, Dokumente, Ton, Bilder und Programme.
Entschlüsselungsverfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Eingabeschritt (S32, S34) den Schritt eines Eingebens (S31) dritter Information (E_SK(S_K)) umfasst, die aus dem verschlüsselten ersten Schlüssel zusammengesetzt ist, der durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit dem ersten Schlüssel selber erhalten wurde, und der Bestätigungsschritt (S33) die Schritte eines Entschlüsselns der dritten Information mit dem erhaltenen ersten Schlüssel und Vergleichen eines entschlüsselten Ergebnisses der dritten Information mit dem erhaltenen ersten Schlüssel umfasst.
Entschlüsselungsverfahren gemäß Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Transferieren (S15, S16, S20) der ersten, zweiten und dritten Information von einer ersten Einheit (107), die in einer Treibereinheit eines Aufzeichnungsmediums eingebaut ist oder mit der Treibereinheit des Aufzeichnungsmediums verbunden ist, an einer zweiten Einheit (114a) über einen CPU-Bus (110) eines Computers.
Entschlüsselungsvorrichtung, gekennzeichnet durch: ein Speichermittel (105) zum Aufzeichnen mindestens eines Teils einer Anzahl p von zweiten Schlüsseln, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, in einem geheimen Bereich; ein Eingabemittel (112) zum Eingeben erster Information (E_SK(DATA)), die aus verschlüsselten Daten zusammengesetzt ist, die durch Verschlüsseln von Daten mit einem ersten Schlüssel (SK) erhalten wurden, und zweiter Information (E_MKi(S_K)), die aus einer Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln zusammengesetzt ist, wobei p eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist, die jeweils durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (SK) mit der Anzahl p von zweiten Schlüsseln (MK_i bis MK_p) erhalten wurden; und ein Entschlüsselungsmittel (112, 120) zum Entschlüsseln mindestens eines der Anzahl p von verschlüsselten ersten Schlüsseln der zweiten Information (E_MKi(S_K)), die von dem Eingabemittel mit mindestens einem einer aufgezeichneten Anzahl p von zweiten Schlüsseln eingegeben wurde, um den ersten Schlüssel zu erhalten, zum Bestätigen, dass der erhaltene erste Schlüssel korrekt ist, und zum Entschlüsseln der verschlüsselten Daten der ersten Information (E_SK(DATA)) mit dem ersten Schlüssel (S_K) nach der Bestätigung, um die Daten zu erhalten.
Entschlüsselungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass: das Eingabemittel (112) ein Mittel zum Eingeben dritter Information (E_SK(S_K)) umfasst, das aus einem verschlüsselten ersten Schlüssel zusammengesetzt ist, der durch Verschlüsseln des ersten Schlüssels (S_K) mit dem ersten Schlüssel selber erhalten wurde; und das Entschlüsselungsmittel (112, 120) ein Mittel zum Entschlüsseln der dritten Information (E_SK(S_K)) mit dem erhaltenen ersten Schlüssel und zum Vergleichen eines entschlüsselten Ergebnisses der dritten Information mit dem erhaltenen ersten Schlüssel umfasst.
Entschlüsselungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass: das Eingabemittel (112) ein Mittel zum Empfangen der ersten, zweiten und dritten Information von einer Einheit umfasst, die in einer Treibereinheit eines Aufzeichnungsmediums eingebaut ist oder die mit der Treibereinheit des Aufzeichnungsmediums über einen CPU-Bus eines Computers verbunden ist.