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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datensende-Vorrichtung und ein
Verfahren, eine Datenempfangs-Vorrichtung und ein Verfahren und ein
Datensende/Datenempfangs-System
und ein Verfahren, insbesondere auf solche zum Verhindern einer
illegalen Benutzung von Daten beim Senden und/oder Empfangen von
Daten.
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Unlängst hat
es eine weitverbreitete Anwendung des IEEE-1394-Hochleistungs-Seriellbusses (im
folgenden einfach als 1394-Bus bezeichnet) gegeben, der durch IEEE
standardisiert wurde. Mittels eines solchen 1394-Busses können digitale
Video- u. Audiosignale zusammen mit Steuerbefehlen über ein einziges
Kabel durch Anschließen
einer elektronischen Vorrichtung, wie einer Audio/Video-(AV-)Vorrichtung,
und eines Personal Computers schnell in Echtzeit übertragen
werden.
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Für die Übertragung
von Daten über
einen 1394-Bus sind eine asynchrone Betriebsart (asynchrone Datenübertragungs-Betriebsart) und
eine isochrone Betriebsart (synchrone Datenübertragung-Betriebsart) bekannt,
wobei die Daten durch einen Zyklus-Haupttakt in dem 1394-Bus synchron
mit isochronen Zyklen von 8 kHz (125 μs) erzeugt werden. Befehle werden
im allgemeinen in einer asynchronen Betriebsart übertragen, während Video-
und Audiosignale normalerweise wegen der Notwendigkeit einer Echtzeit-Wiedergabe
in einer isochronen Betriebsart übertragen
werden.
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Die
Datenübertragung
in der isochronen Betriebsart wird jedoch durch eine Mehradressen-Kommunikation
durchgeführt,
wobei ein Zielort der Daten nicht bestimmt ist. Aus diesem Grunde
ergibt sich, wenn irgendein Video- oder Audiosignal, das in bezug
auf ein Copyright zu schützen
ist, über
einen 1394-Bus übertragen
wird, ein Problem dahingehend, dass einige Benutzer, denen dies
durch den relevanten Copyright- Inhaber
nicht erlaubt ist, ein solches Video- oder Audiosignal illegal kopieren
oder das kopierte Signal ändern
oder modifizieren können.
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Es
ist daher ein Ziel zumindest eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung, eine strenge Verhinderung irgendeiner illegalen Benutzung
solcher Daten durchzuführen.
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Die
Druckschrift EP-A-0 756 276 offenbart ein System zum Steuern von
elektronischen Einrichtungen, die über einen IEEE-1394-Seriellbus
angeschlossen sind. Wenn ein Ziel-Schlüsselkode
von einer anderen Einrichtung akzeptiert ist, berechnet das System
einen Antrags-Schlüsselkode
auf der Grundlage einer Verschlüsselungsfunktion
und einen Ziel-Schlüsselkode
dafür.
Es sendet dann einen Öffnungsbefehl
für den
Antrag, der dem Antrags-Schlüsselkode
zugeordnet ist. Die Ziel-Einrichtung dekodiert, wenn sie den Öffnungsbefehl
akzeptiert hat, den Ziel-Schlüsselkode
in dem Befehl. Wenn der dekodierte Ziel-Schlüsselkode einem Ziel-Schlüsselkode
entspricht, der durch das System erzeugt ist, wird die Ausführung des
Befehls ermöglicht.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Informationsverarbeitungs-Vorrichtung
zum Senden eines Datenpakets vorgesehen, die ein Datenblöckefeld
und einen Nachrichtenvorsatz umfasst, der dem Datenblöckefeld
hinzugefügt
ist, zu einer anderen Informationsverarbeitungs-Vorrichtung, die über einen
seriellen Bus angeschlossen ist, wobei Audio/Video-Daten als Echtzeit-Daten und Steuer-Daten
als asynchrone Daten über
den seriellen Bus übertragen
werden, welche Vorrichtung umfasst:
ein Verschlüsselungsmittel
zum Verschlüsseln
von Audio/Video-Daten, die durch Benutzung von Verschlüsselungs-Schlüsseln zu übertragen
sind, die aus einem Vorgangsschlüssel,
der bei jedem Vorgang der Echtzeit-Datenübertragung invariabel ist, und
einem zeitvariablen Schlüssel
bestehen, der bei jedem Vorgang häufig aktualisiert wird,
ein
erstes Paketbildungsmittel zum Packen der verschlüsselten
Audio/Video-Daten zu Datenpaketen der Echtzeit-Datenübertragung,
wobei das Datenblöckefeld
die verschlüsselten
Audio/Video-Daten beinhaltet und der Nachrichtenvorsatz Information
enthält,
die auf den zeitvariablen Schlüssel
bezogen ist,
ein zweites Paketbildungsmittel zum Packen des Vorgangsschlüssels zu
Datenpaketen der asynchronen Datenübertragung, wobei das Datenblöckefeld den
Vorgangsschlüssel
enthält,
und
ein Übertragungsmittel
zum Übertragen
der Datenpakete der Echtzeit-Datenübertragung, die durch das erste
Paketbildungsmittel gepackt sind, zu dem seriellen Bus und der Datenpakete
der asynchronen Datenübertragung,
die durch das zweite Paketbildungsmittel gepackt sind, zu dem seriellen
Bus.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Übertragen
eines Datenpakets vorgesehen, das ein Datenblöckefeld und einen Nachrichtenvorsatz
umfasst, der dem Datenblöckefeld
hinzugefügt
ist, von einer Informationsverarbeitungs-Vorrichtung zu einer anderen
Informationsverarbeitungs-Vorrichtung, die über einen seriellen Bus angeschlossen
ist, wobei Audio/Video-Daten
als Echtzeit-Daten und Steuer-Daten als asynchrone Daten über dem
seriellen Bus übertragen
werden, welches Verfahren Schritte umfasst zum
Verschlüsseln von
Audio/Video-Daten, die durch Benutzung von Verschlüsselungs-Schlüsseln zu übertragen
sind, die aus einem Vorgangsschlüssel,
der bei jedem Vorgang der Echtzeit-Datenübertragung invariabel ist,
und einem zeitvariablen Schlüssel
bestehen, der bei jedem Vorgang häufig aktualisiert wird,
Packen
der verschlüsselten
Audio/Video-Daten zu Datenpaketen der Echtzeit-Datenübertragung,
wobei das Datenblöckefeld
die verschlüsselten
Audio/Video-Daten beinhaltet und der Nachrichtenvorsatz Information
enthält,
die auf den zeitvariablen Schlüssel bezogen
ist, und
Übertragen
der Datenpakete der Echtzeit-Datenübertragung und der Datenpakete
der asynchronen Datenübertragung
zu dem seriellen Bus.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Informationsverarbeitungs-Vorrichtung
zum Empfangen eines Datenpakets vorgesehen, das ein Datenblöckefeld
und einen Nachrichtenvorsatz umfasst, der dem Datenblöckefeld
hinzugefügt
ist, wobei das Datenpaket von einer anderen Informationsverarbeitungs-Vorrichtung übertragen
wird, die über
einen seriellen Bus mit der Informationsverarbeitungs-Vorrichtung
verbunden ist, und wobei Audio/Video-Daten als Echtzeit-Daten und
Steuer-Daten als asynchrone Daten über den seriellen Bus übertragen
werden, welche Vorrichtung umfasst:
ein Empfangsmittel zum
Empfangen übertragener gepackter,
verschlüsselter
Audio/Video-Daten von dem seriellen Bus,
ein Entpackungsmittel
zum Entpacken ausgegebener Pakete der gepackten verschlüsselten
Audio/Video-Daten, die von dem Empfangsmittel gewonnen sind, wobei
das Datenblöckefeld
die verschlüsselten Audio/Video-Daten
beinhaltet und der Nachrichtenvorsatz Information enthält, die
sich auf einen zeitvariablen Schlüssel bezieht, und zum Entpacken
ausgegebener Pakete eines Vorgangsschlüssels bei der asynchronen Datenübertragung
und
ein Entschlüsselungsmittel
zum Entschlüsseln
der verschlüsselten
Audio/Video-Daten, die von dem Entpackungsmittel ausgegeben sind,
entsprechend Verschlüsselungs-Schlüsseln, die
aus dem Vorgangsschlüssel,
der bei jedem Vorgang der Echtzeit-Datenübertragung invariabel ist,
und dem zeitvariablen Schlüssel
bestehen, der bei jedem Vorgang häufig aktualisiert wird.
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In
jedem Paket ist bei der Echtzeit-Datenübertragungs-Betriebsart Information enthalten, die sich
auf den zeitvariablen Schlüssel
bezieht, und außerdem
ist darin Information enthalten, die sich auf den Vorgangsschlüssel bezieht.
Daher können
die Daten, die mit Sicherheit übertragen
sind, exakt entschlüsselt
werden.
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Gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Empfangen eines
Datenpakets vorgesehen, das ein Datenblöckefeld und einen Nachrichtenvorsatz
umfasst, der dem Datenblöckefeld
hinzugefügt
ist, wobei das Datenpaket von einer Informationsverarbeitungs-Vorrichtung über einen
seriellen Bus zu einer anderen Informationsverarbeitungs-Vorrichtung übertragen
wird und wobei Audio/Video-Daten als Echtzeit-Daten und Steuer-Daten
als asynchrone Daten über
den seriellen Bus übertragen
werden, welches Verfahren Schritte umfasst zum
Empfangen übertragener
gepackter, verschlüsselter Audio/Video-Daten
von dem seriellen Bus,
Entpacken ausgegebener Pakete der gepackten, verschlüsselten
Audio/Video-Daten, die in dem Empfangsschritt gewonnen sind, wobei
das Datenblöckefeld
die verschlüsselten
Audio/Video-Daten und den Nachrichtenvorsatz beinhaltet, der Information
enthält,
die auf einen zeitvariablen Schlüssel
bezogen ist, und zum Entpacken ausgegebener Pakete eines Vorgangsschlüssels bei
der asynchronen Datenübertragung
und
Entschlüsseln
der verschlüsselten
Audio/Video-Daten, die in dem Entpackungsschritt ausgegeben sind, entsprechend
Verschlüsselungsschlüsseln, die
aus dem Vorgangsschlüssel,
der bei jedem Vorgang der Echtzeit-Datenübertragung invariabel ist,
und dem zeitvariablen Schlässel
bestehen, der bei jedem Vorgang häufig aktualisiert wird.
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Somit
ist es möglich,
Verbesserungen bei der Übertragung
und dem Empfang der Daten mit vergrößerter Sicherheit zu verwirklichen.
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Im
folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die
vorliegenden Figuren beschrieben, in denen durchwegs gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau eines Daten-Sende/Empfangs-Systems
darstellt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den inneren Aufbau eines
digitalen Video-Kassettenrekorder gemäß 1 darstellt.
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3 zeigt
eine erklärende
Darstellung, welche die zeitliche Steuerung von Daten zeigt, die über einen
1394-Bus übertragen
werden.
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4 zeigt
ein Format eines isochronen Pakets.
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5 zeigt
ein Format eines CIP-Nachrichtenvorsatzes.
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6 zeigt
ein Format eines Zyklusstartpakets.
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Im
folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren
beschrieben.
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1 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau eines Informationsverarbeitungs-Systems, auf das die
vorliegende Erfindung angewendet ist. Dieses System umfasst einen
digitalen Video-Kassettenrekorder 1, einen Fernsehempfänger 2,
einen Personal Computer 3 und einen DVD-Spieler 4,
die über
einen 1394-Bus 5 miteinander verbunden sind.
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2 zeigt
ein Beispiel für
den inneren Aufbau des digitalen Video-Kassettenrekorders 1.
Eine PHY-Einheit 11 emp fängt Eingangsdaten, die ihr über einen
1394-Bus zugeführt
werden, und sie gibt die demodulierten Daten, nachdem dieselben
demoduliert sind, an eine Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 in
einer Verbindungseinheit 12 aus. Ferner moduliert die PHY-Einheit 11 Daten,
die ihr von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 zugeführt und
zu senden sind und gibt dann die modulierten Daten an den 1394-Bus 5 aus.
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Die
Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 in der Verbindungseinheit 12 zerlegt
das Eingangssignal von der PHY-Einheit 11 in Pakete einer
asynchronen Betriebsart und Pakete einer isynchrcnousn Betriebsart
und gibt dieselben nach dem Entpacken der Pakete der asynchronen
Betriebsart an eine CPU 41 aus. Ferner entpackt die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 die
Pakete der isochronen Betriebsart und gibt dann dieselben an eine
eine Zeitsteuerschaltung 22 aus. Das Signal der asynchronen Betriebsart,
das von der CPU 41 zugeführt wird, wird gepackt, während die
Daten, die von der Zeitsteuerschaltung 22 zugeführt werden,
zu Paketen der isochronen Betriebsart gepackt und dann an die PHY-Einheit 11 ausgegeben
werden.
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Die
Zeitsteuerschaltung 22 enthält einen Zykluszeitgeber 31,
einen Zykluszmonitor 32 und einen sog. CRC-Detektor/Generator 33.
Der Zykluszeitgeber 31 hat in sich einen Zähler 34.
Der Zähler 34 zählt vorbestimmte
Taktimpulse ab und erzeugt einen Zählwert, der die zeitliche Steuerung
eines isochronen Zyklus von 125 μs
repräsentiert.
Der Zykluszmonitor 32 enthält Register 35 u. 36.
In dem Register 35 wird ein Zielabweichungswert gehalten,
der in einem Zyklusstartpaket aufgezeichnet ist, das über den 1394-Bus übertragen
ist. Unterdessen wird in dem Register 36 der Wert von Zykluszeitdaten
des Zyklussstartpakets gehalten.
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Der
CRC-Detektor/Generator 33 erfasst CRC-Daten zur Fehlererfassung
und -korrektur aus den empfangenen Daten und führt dann einen Prozess zur
Fehlererfassung und -korrektur unter Benutzung dieser CRC-Daten
aus. Bei einer Übertragung von
Daten führt
der CRC-Detektor/Generator 33 einen Prozess zum Verbinden
der CRC-Daten mit den zu übertragenden
Daten aus.
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Zur
Zeit eines Datenempfangs erfasst eine Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 einen
Nachrichtenvorsatz und ein Synchronisierungssignal aus Daten, die
dieser von der Zeitsteuerschaltung 22 zugeführt sind,
und gibt, nachdem sie dieselben getrennt hat, einen Realdatenteil
an eine Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 aus.
Zur Zeit der Datenübertragung
verbindet die Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 den
Nachrichtenvorsatz und das Synchronisierungssignal mit den Daten,
die zu übertragen
und der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 zugeführt sind,
und gibt dann dieselben an die Zeitsteuerschaltung 22 aus.
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Zur
Zeit des Datenempfangs entschlüsselt die
Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 die
von der Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 zugeführten Daten
unter Steuerung der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 und
gibt dann die entschlüsselten
Daten an eine Aufzeichungs/Wiedergabeschaltung 42 aus.
Zur Zeit der Datenübertragung
verschlüsselt
die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 die
von der Aufzeichnungs/Wiedergabe-Schaltung 42 eingegebenen
Daten unter Steuerung der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 und
gibt dann die verschlüsselten
Daten an die Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 aus.
Die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 steuert
die Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23,
um vorbestimmte Identifizierungsdaten mit dem Nachrichtenvorsatz
oder den Daten zu verbinden oder dieselben zu gewinnen. Ferner steuert die
Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steu erschaltung 25 den
Betrieb der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24.
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Zur
Zeit eines Datenempfangs moduliert die Aufzeichnungs/Wiedergabe-Schaltung 42 die
von der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 eingegebenen
Daten und zeichnet dann die modulierten Daten auf einer Videokassette 43 auf.
In einer Wiedergabe-Betriebsart gibt diese Aufzeichnungs/Wiedergabe-Schaltung 42 die
Daten wieder, die auf der Videokassette 43 aufgezeichnet
sind, und gibt dieselben, nachdem die wiedergegeben Daten demoduliert
sind, an die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 aus.
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3 zeigt
die zeitliche Steuerung von Daten, die zu dem 1394-Bus 5 übertragen
werden. Es sei nun beispielsweise angenommen, dass der digitale
Video-Kassettenrekorder 1 die Daten von der Videokassette 43 wiedergibt
und die wiedergegeben Daten zu dem Fernsehempfänger 2 überträgt. Es sei außerdem agenommen,
dass der DVD-Spieler 4 die Daten, die von einer geladenen
DVD (Disk) wiedergegeben werden, über den 1394-Bus 5 an
den Personal Computer 3 weiterleitet. In diesem Beispiel
sei ferner angenommen, dass ein Signalstrom A von der Videokassette 43 wiedergegeben
und von dem digitalen Video-Kassettenrekorder 1 ausgegeben
wird, während
ein Signalstrom B von der DVD wiedergegeben und von dem DVD-Spieler 4 ausgegeben
wird.
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Es
sei nun z. B. angenommen, dass der Zyklus-Haupttakt des 1394-Busses 5 derjenige
des digitalen Video-Kassettenrekorders 1 ist. In diesem
Fall steuert die CPU 41 die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21,
um Zyklusstartpakete zum Bestimmen der isochronen 125-μs-Zyklen
des 1394-Busses 5 zu erzeugen. Die Zyklusstartpakete sind
als S1, S2,... bei den
Beginnteilen der isochronen Zyklen angeordnet, wie dies in 3 gezeigt
ist.
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Wie
später
9 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wird, sind Zyklus-Zeitdaten
in dem Zyklusstartpaket angeordnet. Der Zählwert, der von dem Zähler 34 des
Zykluszeitgebers 31 gewonnen ist, wird in den Zykluszeitdaten
aufgezeichnet. Irgendeine elektronische Vorrichtung, die nicht die
Erzeugungsvorrichtung des Zyklus-Haupttakts ist, die mit dem 1394-Bus 5 verbunden
ist, liest die Zykluszeitdaten aus und hält deiselben in einem Register des
internen Zykluszmonitors.
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Wenn
beispielsweise die Erzeugungsvorrichtung für den Zyklus-Haupttakt anstelle
des digitalen Video-Kassettenrekorders 1 der Personal Computer 3 ist, überträgt der Personal
Computer 3 die Zyklusstartpakete. In diesem Fall empfängt der
digitale Video-Kassettenrekorder 1 in seiner PHY-Einheit 11 das
Zyklusstartpaket, das über
den 1394-Bus 5 an diesen übertragen wird, und entpackt
dann das empfangene Paket in seiner Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21.
Danach werden die entpackten Daten in die Zeitsteuerschaltung 22 eingegeben.
Nachfolgend werden in der Zeitsteuerschaltung 22 die Zykluszeitdaten,
die in dem Zyklusstartpaket enthalten sind, durch den Zykluszmonitor 32 ausgelesen,
und der ausgelesene Wert wird in dem Register 36 gehalten.
Dann wird das Zeit-Management der isochronen Zyklen auf dem 1394-Bus 5 unter
Bezugnahme auf den Wert durchgeführt,
der in dem Register 36 gehalten ist.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Zeitbasen von isochronen Zyklen der elektronischen Vorrichtung,
die mit dem 1394-Bus 5 verbunden ist, gemeinsam zu machen.
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Da
der digitale Video-Kassettenrekorder 1 und der DVD-Spieler 4 gegenwärtig Daten über den 1394-Bus 5 übertragen,
werden diesen zu vorbestimmten Zeitpunkten jedes isochronen Zyklus
in einer Weise Zeitschlitze zugeteilt, um eine Übertragung von isochronen Paketen
zu ermöglichen.
Jede der Vorrichtungen, der digitale Video-Kassettenrekorder 1 und der
DVD-Spieler 4, komprimiert und packt den Signalstrom A
oder B und überträgt dann die
gepackten Daten zu dem Zeitpunkt des Zeitschlitzes, der dieser zugeteilt
ist.
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Beispielsweise
gibt der digitale Video-Kassettenrekorder 1 die Videokassette 43 in
seiner Aufzeichnungs/Wiedergabe-Schaltung 42 wieder
und führt
dann die wiedergegeben Daten der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 zum
Verschlüsseln
der Daten unter Benutzung von Verschlüsselungsschlüsseln zu,
die aus einem Vorgangsschlüssel
S und einem zeitvariablen Schlüssel i
bestehen. Die verschlüsselten
Daten werden der Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 zugeführt, in
der die Daten komprimiert und mit einem Nachrichtenvorsatz verbunden
werden. Die mit dem Nachrichtenvorsatz verbundenen Daten, die auf
diese Weise gewonnen sind, werden der Zeitsteuerschaltung 22 eingegeben, in
der ferner ein CRC-Kode mit jedem, dem Nachrichtenvorsatz und dem
Datenteil, verbunden wird.
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Die
Daten, die von der Zeitsteuerschaltung 22 ausgegeben werden,
werden der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 zugeführt und
dann zu einem Paket der isochronen Betriebsart gepackt. Wie zuvor
beschrieben wird dieses Paket von der PHY-Einheit 11 über den
1394-Bus 5 zum Zeitpunkt des zugeteilten Zeitschlitzes übertragen.
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Ein
solcher Prozess wird je isochronem Zyklus ausgeführt, wie dies in 3 gezeigt
ist, und Signale A1, A2,
A3,... eines Signalstroms A werden als Pakete,
die mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, zu den Zeitpunkten
von vorbestimmten Zeitschlitzen einzelner isochroner Zyklen übertragen.
In jedem isochronen Zyklus, in dem keine zu übertragenden Daten vorliegen,
werden leere Pakete a1, a2 übertragen.
In jedem leeren Paket liegt lediglich ein Nachrichtenvorsatz ohne
irgendeinen wirklichen Datenteil vor.
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Ein
Betrieb, der dem zuvor beschriebenen ähnlich ist, wird auch in dem
DVD-Spieler 4 durchgeführt,
so dass Signale B1, B2,...
eines Signalstroms B als Pakete, die mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind, zu Zeitpunkten, die von denjenigen des Signalstroms
A verschieden sind, übertragen
werden.
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Beispielsweise
wird der Befehl, wenn die CPU 41 einen Befehl überträgt, in die
Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 eingegeben. Dann packt
diese Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 den Befehl zu
einem Paket der asynchronen Betriebsart und überträgt denselben als C1,
C2 oder dgl., wie dies in 3 gezeigt
ist.
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Ein
solches asynchrones Paket wird in Übereinstimmung mit vorhandenen
Erfordernissen übertragen
und wird nicht stets in jedem isochronen Zyklus erzeugt.
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In ähnlicher
Weise überträgt die CPU 41,
wie später
beschrieben wird, einem Vorgangsschlüssel S, der einer von Verschlüsselungsschlüsseln ist,
in einem asynchronen Paket.
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Auf
diese Weise wird der Signalstrom A, der über den 1394-Bus 5 übertragen
wird, durch den Fernsehempfänger 2 empfangen,
während
der Signalstrom B durch den Personal Computer 3 empfangen
wird. Es sei nun, um eine einfache Erjkärung zu ermöglichen, angenommen, dass der
Signalstrom A durch den digitalen Video-Kassettenrekorder 1 empfangen
wird, der in 2 gezeigt ist. In diesem Fall wird
der folgende Betrieb durchgeführt:
Die
PHY-Einheit 11 empfängt
die Pakete, die zu dieser übertragen übertragen
werden, über
den 1394-Bus 5 und führt
dann dieselben der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 zu.
Nachfolgend trennt diese Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 die
eingegebenen Pakete in isochronone Pakete und asynchrone Pakete,
entpackt dann die isochronen Pakete und gibt die Daten an die Zeitsteuerschaltung 22 aus.
Die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 21 entpackt außerdem die
asynchronen Pakete und gibt die Daten an die CPU 41 aus.
Als Ergebnis wird der Signalstrom A beispielsweise der Zeitsteuerschaltung 22 zugeführt, während der
Befehl und der Vorgangsschlüssel
S der CPU 41 zugeführt
werden.
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Der
CRC-Detektor/Generator 33 in der Zeitsteuerschaltung 22 führt die
eingegebenen Daten der Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 zu.
Nachfolgend erfasst der CRC-Detektor/Generator 33 den CRC-Kode
aus den Daten, die diesem von der Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 zugeführt sind,
und führt
dann einen Prozess zur Fehlererfassung und -korrektur unter Benutzung
eines solchen CRC-Kodes aus. Danach werden die fehlerkorrigierten
Daten an die Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 zurückgegeben.
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Die
Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 trennt dem
Nachrichtenvorsatz von den eingegebenen Daten und führt die
Nachrichtenvorsatzinformation der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 zu,
während
sie den wirklichen Datenteil der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 zuführt. Die
Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 erfasst
Verschlüsselungs-Identifizierungsdaten,
die in dem Nachrichtenvorsatz enthalten sind, der durch die Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 erfasst
ist, und steuert dann die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis einer solche Erfassung. Im einzelnen ermöglicht es
die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25,
wenn die Identifizierungsdaten angeben, dass die Daten verschlüsselt sind,
der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24,
einen Entschlüsselungsprozess
unter Benutzung des Verschlüsselungsschlüssels auszuführen. Wenn
die Iden tifizierungsdaten jedoch angeben, dass die Daten nicht verschlüsselt sind,
entfällt
ein solcher Entschlüsselungsprozess.
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Die
Daten, die von der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 ausgegeben sind,
werden in einer vorbestimmten Betriebsart durch die Aufzeichnungs/Wiedergabe-Schaltung 42 moduliert
und dann der Videokassette 43 zugeführt, um darauf aufgezeichnet
zu werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bestehen Verschlüsselungsschlüssel, die
zum Verschlüsseln
und Entschlüsseln
der Daten in der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24 eingesetzt
werden, aus einem Vorgangsschlüssel
S und einem zeitvariablen Schlüssel
i. Der Vorgangsschlüssel
S wird je Vorgang (z. B. je Film-Information oder je -Wiedergabe)
aktualisiert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass der Vorgangsschlüssel S einen
invariablen Wert innerhalb eines Vorgangs hat, wohingegen der zeitvariable Schlüssel i häufig bei
jedem Vorgang aktualisiert wird. Auf diese Weise kann eine höhere Sicherheit durch
die Benutzung eines Vorgangsschlüssel
S und eines zeitvariablen Schlüssels
i als Verschlüsselungsschlüssel erreicht
werden.
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Mehr
im einzelnen ist es sogar dann, wenn der Vorgangsschlüssel S gestohlen
ist, unmöglich, die
verschlüsselten
Daten in einem Fall, in dem der zeitvariable Schlüssel i unbekannt
ist, zu entschlüsseln.
Ferner sind die Daten selbst dann, wenn der zeitvariable Schlüssel i ebenfalls
gestohlen ist, da der zeitvariable Schlüssel i in jedem Augenblick
aktualisiert wird, lediglich für
eine äußerst kurze
Zeitperiode, jedoch nicht länger
danach entschlüsselbar.
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Der
Vorgangsschlüssel
S wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in einem asynchronen Paket übertragen,
das durch K1, K2 in 3 bezeichnet
ist. Wie jedoch später
beschrieben wird, ist es eine Selbstverständlichkeit, dass der Vorgangsschlüssel S ähnlich wie
der zeitvariable Schlüssel
i in einem isochronen Paket übertragen
werden kann.
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4 zeigt
ein Format eines isochronen Pakets. Wie in dieser Darstellung gezeigt,
sind die ersten zwei Blöcke
als isochroner Datenvorsatz benutzt. Im oberen Teil dieses Datenvorsatzes
ist eine Datenlänge
aufgezeichnet, und als nächstes
ist ein Identifizierungskennzeichen aufgezeichnet, das angibt, ob einem
Datenfeld ein sog. CIP-Nachrichtenvorsatz zugefügt ist oder nicht. Danach ist
nächst
dem Identifizierungskennzeichen ein Kanal angeordnet. Dieser Kanal
wird beispielsweise benutzt, um einen Strom A oder einen Strom B
in 3 zu identifizieren.
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In 4 schreibt "tcode" (transaction code) das
Format eines Pakets vor. Im Falle eines isochronen Startpakets ist
es auf 1010 (= A) gesetzt. Als nächstes
bezeichnet "sy" einen Synchronisierungs-Kode,
der je Antrag vorgeschrieben ist. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung sind zwei Bits des zeitvariablen Schlüssels i, der aus 32 bis 40
Bits zusammengesetzt ist, an den Stellen der zwei Bits unterer Ordnung
des Synchronisierungs-Kodes "sy" angeordnet. Beispielsweise
bildet, wenn der zeitvariable Schlüssel i aus 32 Bits zusammengesetzt
ist, eine Gesamtzahl von 16 Paketen den zeitvariablen Schlüssel i vollständig ab.
Dem dritten Bit der LSB's
des Kodes "sy" kann ein Kennzeichnungsbit
zugefügt
sein, das angibt, dass das relevante Paket das obere des zeitvariablen
Schlüssels
i ist oder nicht. Beispielsweise ist dieses dritte Bit in dem Fall,
in dem das relevante Paket das obere des zeitvariablen Schlüssels i
ist, auf 1 gesetzt, oder es ist im anderen Fall auf 0 gesetzt.
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Wenn
der zeitvariable Schlüssel
i wie beschrieben in dem Synchronisierungs-Kode "sy" aufgezeichnet
wird, kann ein Wert 1100 (= C) in "tcode" gesetzt werden, um als ein Identifizierungs-Kode
des zeitvariablen Schlüssels
i zu dienen. Die Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Steuerschaltung 25 sammelt
zwei Bits des zeitvariablen Schlüssels
i in jedem Paket aus der Nachrichtenvorsatz-Information, die von
der Nachrichtenvorsatzsynchronisierungs-Erfassungs/Erzeugungsschaltung 23 ausgegeben
ist, und überträgt auf die
Beendigung des Sammelns solcher Bits von 16 Paketen hin den vervollständigten
zeitvariablen Schlüssel
i zu der Verschlüsselungs/Entschlüsselungs-Schaltung 24.
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Wie
in 4 gezeigt wird der zweite Block des isochronen
Nachrichtenvorsatzes als ein Nachrichtenvorsatz CRC benutzt. In
dem nächsten
Datenfeld des isochronen Nachrichtenvorsatzes ist ein CIP-Nachrichtenvorsatz
angeordnet, der den zwei Blöcken
entspricht, und danach sind Inhalte angeordnet. Die Inhalte repräsentieren
verschlüsselte
Daten, wie dies zuvor beschrieben wurde.
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Gemäß dem MPEG-Standard
ist in dem Bereich solcher Inhalte ein Quellen-Nachrichtenvorsatz angeordnet.
In diesem Fall ist irgendein Quellen-Nachrichtenvorsatz mit einer
Zeitangabe oder dgl., der darin aufgezeichnet ist, nicht verschlüsselt.
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Nächst dem
Datenfeld sind Daten CRC angeordnet.
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5 zeigt
einen ins einzelne gehenden Aufbau eines CIP-Nachrichtenvorsatzes. Wie in dieser
Darstellung gezeigt ist ein Bit (= 0), das den oberen Teil des Nachrichtenvorsatzes
angibt, in dem oberen Teil desselben in dem ersten CIP-Nachrichtenvorsatz 1 von
den Nachrichtenvorsätzen
gemäß den zwei
Blöcken
angeordnet, während
ein Bit 1 in dem zweiten CIP-Nachrichtenvorsatz 2 angeordnet ist.
Im einzelnen dient das erste Bit als "EOH_n" (Ende des CIP-Machrichtenvorsatzes),
das angibt, ob dieser Block der letzte des CIP-Nachrichtenvorsatzes
ist oder nicht. Dieser Wert ist auf 0 ge setzt, wenn irgendein weiterer
Block folgt, oder ist auf 1 gesetzt, wenn der Block der letzte Block
des CIP-Nachrichtenvorsatzes ist.
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Das
zweite Bit dient als "Form_n", das in Kombination
mit "EOH" den Block des CIP-Nachrichtenvorsatzfelds
repräsentiert.
In dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist dieses Bit im Falle von verschlüsselten
Daten auf 1 oder im Falle von nichtverschlüsselten Daten auf 0 gesetzt.
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Das
dritte bis achte Bit des CIP-Nachrichtenvorsatzes 1 dienen
als "SID" (Source node ID),
und "DBS" (Datenblockgröße in den
Blöcken)
ist nächst "SID" angeordnet. Dieses "DBS" repräsentiert
die Blockgröße der Daten. "FN" (Fraction number),
das als nächstes
angeordnet ist, repräsentiert
die Anzahl von Blöcken,
in die ein Quellenpaket unterteilt ist. Als nächstes repräsentiert "QPC" (Quadlet
padding count) die Anzahl von zugefügten Scheinblöcken. "SPH" (Source Paket header),
das als nächstes
angeordnet ist, gibt an, ob das Quellenpaket einen Quellenpaket-Nachrichtenvorsatz
hat oder nicht.
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Ein
Bereich "Rsv" ist für zukünftige Anwendungen
reserviert, und "DBC" repräsentiert
den Zählwert
von aufeinanderfolgenden Datenblöcken
zum Erfassen eines Datenverlustes.
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"FMT" repräsentiert
eine Format-Identifizierung, und "FDF" repräsentiert
ein formatabhängiges Feld.
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6 zeigt
ein Format eines Zyklus-Startpakets. Im oberen Teil dieses Pakets
ist "destination_ID" angeordnet, das
eine Identifizierung eines Datenziels repräsentiert. Jedes Bit des nächsten "tl" (transaction label)
ist normalerweise auf 0 gesetzt. An dieser Stele kann der Wert des
zeitvariablen Schlüssels
i aufgezeichnet werden.
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Jedes
Bit von "rt" (retry code) ist
normalerweise auf 0 gesetzt. In dem nächsten "tcode" (transaction code) ist ein Pakettyp-Transaktionskode
angeordnet.
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Ein
Bereich "pri" gibt eine Priorität an, und
jedes Bit davon ist auf 1 gesetzt, wenn diese Priorität zwischen
Vorrichtungen benutzt wird, die miteinander über den 1394-Bus 5 verbunden
sind. Diesem "pri" kann auch der zeitvariable
Schlüssel
i zugeteilt werden.
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In "source_ID" ist eine Identifizierung
einer Datenquelle aufgezeichnet, und ein Taktwert, welcher der Zeitabweichung
von dem Zyklusstartpaket entspricht, ist in "destination_offset" gesetzt. In "cycle_time_data" ist ein Registerwert gesetzt, der als
eine Referenz für
den Zyklus-Haupttakt benutzt wird, wie dies beschrieben ist. Die
Zeitbasisreferenz des isochronen Zyklus jeder elektronischen Vorrichtung,
die mit dem 1394-Bus 5 verbunden ist, ist unter Bezugnahme
auf diesen Taktwert gesetzt. In dem letzten Bereich ist außerdem ein
Wert CRC des Nachrichtenvorsatzes angeordnet.
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In
dem Ausführungsbeispiel,
das zuvor beschrieben wurde, wird der zeitvariable Schlüssel i übertragen,
nachdem er in den Datenteil oder den Nachrichtenvorsatz jedes Pakets
eingeschrieben ist. Der Wert von "destination_offset", "cycle_time_data" oder "header_CRC in dem
Zyklusstartpaket kann jedoch direkt als der zeitvariable Schlüssel i benutzt werden.
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Da
jede elektronische Vorrichtung diese Werte ausliest und dieselben
in den Registern 35 u. 36 des Zykluszmonitors 32 hält, ist
es außerdem möglich, den
zeitvariablen Schlüssel
i aus den Werten zu gewinnen, die auf diese Weise gehalten werden.
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Ferner
kann der Wert von "DBC" des CIP-Nachrichtenvorsatzes,
der in 5 gezeigt ist, oder der Wert von "data_CRC", der in 4 gezeigt ist,
direkt als der zeitvariable Schlüssel
i benutzt werden.
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Gemäß der Datensende-Vorrichtung
und dem Verfahren, welche die vorliegende Erfindung schafft, werden
verschlüsselte
Daten zu Paketen einer isochronen Betriebsart gepackt und dann zu
einem seriellen Bus übertragen,
wodurch eine Datenübertragung
mit erhöhter
Sicherheit durchgeführt
werden kann.
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Gemäß der Datenempfangs-Vorrichtung
und dem Verfahren, welche die vorliegende Erfindung schafft, werden
verschlüsselte
Daten, die durch Entpacken der Pakete der isochronen Betriebsart
gewonnen sind, entschlüsselt,
so dass die Daten, die mit Sicherheit übertragen sind, exakt entschlüsselt werden
können.
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Die
Daten, die durch die Datensende-Vorrichung verschlüsselt sind,
werden übertragen,
nachdem sie zu Paketen der isochronen Betriebsart gepackt sind,
und werden durch die Datenempfangs-Vorrichtung empfangen. Folglich
wird es möglich,
ein verbessertes Datensende/Empfangs-System zu verwirklichen, in
dem eine erhöhte
Sicherheit erzielt wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf einige bevorzugte
Ausführungsbeispiele
derselben beschrieben worden ist, ist ersichtlich, dass die Erfindung
nicht allein auf solche Ausführungsbeispiels
beschränkt
ist. Für
den Fachmann ist ersichtlich, dass eine Vielfalt von Änderungen
und Modifizierungen möglich
ist, ohne den Schutzumfang, wie er beansprucht ist, verlassen zu müssen.