JP2000502857A - 多数のサービス・プロバイダを備えた接続指向双方向ネットワークにおいて条件付アクセスを与える方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 顧客が要求するビデオ、オーディオ、およびデータの少なくとも１つを含むプログラムが、サービス・プロバイダ（ＳＰ）（１１０）から双方向処理情報サービス・システム（１０）を通じて確実に配信する方法およびシステムについて記載する。双方向処理情報サービス・システムは、要求されたプログラムを、プログラム担持パケット内で、顧客（１３０）に関連するセット・トップ・ユニット（ＳＴＵ）（９０）に伝送し、許可された顧客（１３０）のみによってアクセス可能とする。本装置はＳＰ（１１０）とＳＴＵ（９０）との間に配置され、第１のデータ・リンク（４０）から第１のネットワーク・プロトコルのプログラム担持パケットを受信し、第１のネットワーク・プロトコルからパケットを除去する手段と、プログラム担持パケットに条件付アクセスを追加する手段と、プログラム担持パケットを第２のネットワーク・プロトコルに再カプセル化し、これらプログラム担持パケットを第２のデータ・リンク（５０）を通じて出力する手段とを備えている。また、条件付アクセスを適用する方法および装置についても記載し、第１のキーを用いて、選択したプログラム担持パケットを暗号化し、第２のキーを用いて第１のキーを暗号化し、顧客（１３０）に関連するＳＴＵ（９０）内に格納されている秘密キーに対応する公開キーを用いて、公開キー暗号化アルゴリズムにしたがって第２のキーを暗号化することから成る。

Description

【発明の詳細な説明】 多数のサービス・プロバイダを備えた接続指向双方向ネットワークにおいて 条件付アクセスを与える方法および装置 関連出願に対する引用 本願は、"An Apparatus for Providing Conditional Access in Connection-O riented，Interactive Networks with a Multiplicity of Service Providers" （多数のサービス・プロバイダを備えた接続指向双方向ネットワークにおいて条 件付アクセスを与える装置）と題し、１９９５年１２月４日に出願された、先願 の米国仮出願第 号（弁理士整理番号Ｔ−５９８）の優先権を主張す る。 発明の分野 本発明は、デジタル・ネットワーク上において、ビデオ、オーディオ、ライブ ラリ、双方向ゲーム等のような双方向情報サービスを提供する制御システムに関 するものである。特定のビデオ用途には、「ムービー・オン・デマンド」、オン ・ライン・データ検索、およびホーム・ショッピングが含まれる。更に特定すれ ば、本発明は、デジタル・ネットワーク上において、サービス・プロバイダと顧 客のセット・トップ・ユニット(set top unit)との間に、これら情報サービスの 確実な伝送を提供する制御システムに関するものである。 発明の背景 デジタル信号処理技法における最近の発達、特にデジタル圧縮技法における進 歩によって、既存の電話回線および同軸ケーブル回線を通じて、顧客の家庭に新 たなデジタル・サービスを提供する数多くの提案がなされるようになった。例え ば、デジタル・ビデオを圧縮し、圧縮したデジタル・ビデオを従来の同軸ＣＡＴ Ｖケーブルを通じて伝送し、次いで顧客のセット・トップ・ユニットにおいてこ のビデオを伸長することによって、数百ものＣＡＴＶチャネルを顧客に提供する 提案がなされている。この技術の用途についての別の提案に、「ムービー・オン ・デマンド」ビデオ・システムがあり、顧客は電話回線または同軸ＣＡＴＶケー ブ ルを通じてビデオ・サービス・プロバイダと直接通信を行い、ビデオ・ライブラ リから特定のビデオ・プログラムを要求し、要求されたビデオ・プログラムは、 電話回線を通じてまたは同軸ＣＡＴＶケーブルを通じて要求元の家庭に送出され 、直ちに聴取することができる。 かかる例示的なシステムは、典型的に３つの異なるセグメント、即ち、（１） ビデオ、オーディオ、双方向ゲーム等（以後総称して「プログラム」と呼ぶ）を 当該システムに提供するサービス・プロバイダ（ＳＰ）、（２）サービス・プロ バイダからプログラムを購入する顧客、および（３）ＳＰおよび顧客間に伝送経 路または接続部を提供し、プログラムの配信を行うネットワーク運営者を有する 。ネットワーク運営者が、連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal Communications C ommision）によって電話会社として定義されると、システムの動作および構造に もう１レイヤの複雑度が追加される。かかる場合、ネットワーク運営者は、ＦＣ Ｃの司法権による規制を受けることになる。更に、システムは、レベル１サービ ス（Ｌ１）およびレベル２サービス（Ｌ２）に分類される。レベル１サービスは 、情報セッション接続を提供し、顧客およびＳＰ間の双方向通信セッションの設 定および維持を担当するシステムの部分を定義する。レベル１サービスは、ネッ トワーク運営者によって提供され、ＦＣＣによって規制される。一方、レベル２ サービスは、ＳＰからシステムのＬ１部分に要求されるプログラムの提供、ネッ トワークの顧客端におけるサービスの終了を担当するシステムの部分を定義する 。レベル２サービスのプロバイダは、ＦＣＣによって、拡張サービス・プロバイ ダとして定義され、ＦＣＣによる規制は受けない。重要なのは、これらＦＣＣの 規制によって、レベル１サービス・プロバイダがレベル２サービスに対して行い 得る制御が制限されることである。 レベル１／レベル２・システムでは、ＦＣＣの司法権の下にあり、ＳＰはレベ ル２に位置し、ＳＰがレベル１サービスに対して行使することができる制御は制 限される。しかしながら、ＳＰがネットワークを通じて顧客にプログラムを配信 しているいずれのシステムにおいても、ＳＰは顧客に提供されるプログラムへの 無許可のアクセスを防止する必要がある。例えば、有料加入者が使用するために 意図したプログラムを、非加入者が違法に受信しようとする場合がある。このよ うに無許可のアクセスを防止することによってプログラムを保護することを、「 条件付アクセス」と呼ぶ。ここで用いる場合、「条件付アクセス」および「条件 付アクセス・レイヤ」という用語は、広い意味で、制御機構、データ構造、およ び特定のサービスの選択的アクセスまたは拒絶(denial)を可能にするコマンドを 含むものとする。従来技術のシステムには、ＳＰサイトにおいてプログラムを暗 号化し、顧客サイトにおいてプログラムの暗号を解除することによって、条件付 アクセスを与えるものがある。 例えば、Lee et al.の米国特許第Ｒｅ３３，１８９号は、暗号化機構を用い、 衛星テレビジョン・システムにおいて、条件付アクセスを与えるシステムを開示 する。その内容は、この言及により本願にも援用されるものとする。Leeでは、 頻繁に変化する乱数を用いて、ＳＰサイトにおいてプログラムにスクランブルを かける。乱数は、あるキーによって暗号化され、プログラムと共に顧客サイトに 同報通信される。料金を支払った顧客は、彼らのセット・トップ・ユニット（Ｓ ＴＵ）に埋め込まれている一意のＩＤを用いて暗号化されたキーを受信する。こ れらの顧客のＳＴＵは、その中に埋め込まれている一意のＩＤを用いて、キーを 解読することができる。次に、顧客のＳＴＵは、同報通信される際に暗号化され た乱数を解読し、この乱数をキーと共に用いて、プログラムの暗号を解除する。 先に注記したように、Leeの発明におけるキーは機密的に伝送しなければならな い。さもなければ、無許可のユーザがキーにアクセスし、同報通信されるプログ ラムにアクセスできてしまう。Leeは、ＳＴＵの一意のＩＤを用いこれを暗号化 することによって、キーを保護する。かかる技法は、多数のユーザに対して同報 通信元が単一である同報通信環境ではうまく機能する。この環境では、同報通信 元は、有効な顧客ＳＴＵ ＩＤのリストを保護するための適切な処置を取ること ができる。しかしながら、上述のようにＦＣＣの規制を受ける電話アーキテクチ ャでは、多数のサービス・プロバイダ（即ち、同報通信元）が、多数のユーザに 対するアクセスを有さなければならない。かかる環境では、一意のＳＴＵ ＩＤ のリストは、無許可の者によって発見される恐れがあり、システムの安全性が色 褪せる可能性がある。加えて、Leeのシステムは、ＳＰがＳＴＵにアドレスする 唯一の合理的な手段を有するような同報通信環境には適切なものである。したが って、システムは、ＳＴＵにアドレスする無許可のユーザによる危険に曝される 可能性は低い。しかしながら、ＳＴＵが一意にアドレス可能であり、多数のＳＰ が多数のＳＴＵに対するアクセスを有するデジタル・ネットワーク環境では、無 許可のユーザが、個々のＳＴＵにアドレスされた情報をネットワーク上に送り、 これによってシステムを危険に曝す可能性がある。本出願人は、デジタル・ネッ トワーク環境における条件付アクセス・システムは、ＳＴＵがＳＰの同一性の認 証を可能にする機構を有する必要があることを認識した。したがって、本出願人 は、改良された暗号化技法が必要であることを認識した。 更に、暗号化によって条件付アクセスが与えられるものの、ＦＣＣによって規 制されたシステムにおいて、どこで条件付アクセスを行うのかという問題は未解 決のままである。本出願人は、システムのＬ１部分において条件付アクセスを行 う解決策が、ＦＣＣの規制によって不必要に複雑化されていることを認識した。 本出願人は、条件付アクセスは、プログラムが未だレベル２サービス・プロバ イダの制御の範囲にある間、即ち、システムのＬ１部分に配信される前に行うべ きであると認識している。プログラムに対するアクセスおよび極めて重要な条件 付アクセス情報は、サービス・プロバイダによって密接に制御することができる 。しかしながら、現在サービス・プロバイダに入手可能なファイル・サーバ機器 には、プログラムがファイル・サーバから出力される前に、条件付アクセスを実 行するために必要な機能性(functionality)を備えるものはない。その結果、プ ログラムがフィアル・サーバから出力された後で、システムのＬ１部分に入る前 に、これに対する条件付アクセスを与える方法および装置が必要とされている。 この問題は、典型的なデジタル・ネットワーク環境の関連で検討すると更に複 雑化する。かかる環境では、ＳＰが、Moving Picture Expert Group(MPEG-2)シ ステム・トランスポート・パケットの形態で、ファイル・サーバ上にプログラム を格納することが想定される。これは、１９９４年１１月に発行された、MPEG-2 Systems International Standards Reference（ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 NO801, ISO 参照番号13818‐1）において規定されており、その内容はこの言及により本 願にも援用されるものとする。重要なのは、ＭＰＥＧ−２システム国際規格の委 託の範囲では、条件付アクセスの特定方法を標準化しないが、ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットへの条件付アクセスの追加を考えていることである。し たがって、ＭＰＥＧ−２規格に準拠するためには、条件付アクセスは、高位のネ ットワーク・プロトコル・レイヤではなく、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケ ット・レイヤにおいてプログラムに追加する必要がある。しかしながら、プログ ラムがサービス・プロバイダのファイル・サーバを離れる際、条件付アクセスを 適用するのに便利なフォーマットにはなっていない。むしろ、ＭＰＥＧ−２トラ ンスポート・パケットの形式のプログラムがファイル・サーバから離れる際、第 １のネットワーク・プロトコルに包まれている。加えて、用途によっては、ネッ トワーク運営者が提供するネットワーク・プロトコルに合わせるために、パケッ トを第２のネットワーク・プロトコルにリマップしなければならない可能性もあ る。したがって、この場合、特定のプログラムのＭＰＥＧ−２トランスポート・ パケットを第１のネットワーク・プロトコルから除去し、ＭＰＥＧ−２トランス ポート・パケットに対する条件付アクセスを与え、次いでＭＰＥＧ−２トランス ポート・パケットを再度第１のネットワーク・プロトコルまたは第２のネットワ ーク・プロトコルにマップする方法および装置が必要となる。 発明の概要 本発明は、先に論じた必要性を満たすために、ＳＰとレベル１のサービス・プ ロバイダとの間で、複数のネットワーク・プロトコルの１つに包まれたＭＰＥＧ −２トランスポート・パケットの形式でＳＴＵに宛てられたプログラムを受け入 れる方法および装置を提供する。本発明によれば、第１のネットワーク・プロト コルからパケットを除去する。このパケットに条件付アクセス・レイヤを適用す る。条件付アクセス・レイヤを適用した後、パケットをカプセル化し、ＳＴＵに 宛てて第２ネットワーク・プロトコルで出力する。 本発明の一態様によれば、選択されたプログラムに対して条件付アクセスを与 える方法を提供する。ＳＴＵを有する顧客によって要求されたプログラムを表す パケットが選択される。これらのプログラム担持パケットは、第１のキーを用い て、第１の暗号化アルゴリズムにしたがって暗号化される。一方、プログラムを 暗号化するために用いられる第１のキーは、第２のキーを用いて、第２の暗号化 アルゴリズムにしたがって暗号化される。第１のキーは、パケットに入れられ、 顧客のＳＴＵにプログラム・パケットと共に転送される。一方、第２のキーは、 公開キー暗号化技法(public-key cryptographic technique)を用いて暗号化され 、その際暗号化に用いられる公開キーを顧客のＳＴＵの秘密キーに対応させる。 次いで、暗号化された第２のキーは、プログラムおよび第１のキー・パケットと 共に、パケットとしてＳＴＵに転送される。 本発明の別の態様によれば、前述の装置は、第１のデータ・リンクから第１の ネットワーク・プロトコルのプログラム担持パケットを受信し、第１のネットワ ーク・プロトコルからパケットを除去する手段を与える。本装置は、顧客が要求 した特定のプログラムを含む全てのパケットを選択する。次に、上述の方法にし たがってパケット・レイヤにおいて要求されたプログラムに条件付アクセスを適 用する。次に、本装置は全てのパケットを第２のネットワーク・プロトコルにカ プセル化し、第２のデータ・リンクを通じてそれらを出力し、顧客のＳＴＵに配 信する。 本発明の更に別の態様によれば、第１のキーおよび第２のキーのハッシュ(has h)から成るメッセージ認証コードを発生し、第１のキーを担持するパケットが伝 送中に改竄されたか否かについてＳＴＵが判定を行うようにした方法および装置 を提供する。また、暗号化された第２のキーにデジタル・サインを適用し、許可 された顧客が暗号化された第２のキーのプロバイダの同一性を判定可能とするこ とにより、無許可のユーザがＳＴＵにアドレスするのを防止する追加の方法およ び装置も提供する。 図面の簡単な説明 以上の概要、および以下の好適な実施形態の詳細な説明は、添付図面と関連付 けながら読むことによって、一層理解が深まるであろう。本発明を例示する目的 のために、図面には現在好適な実施形態を示すが、本発明は、開示する特定の方 法および手段(instrumentality)に限定される訳ではないことは理解されよう。 図面において、 図１は、本発明を使用可能なデジタル・ビデオ配給システムの一例を示す。 図２は、本発明の現時点における好適な実施形態による、サーバ・アクセスお よび広帯域暗号リマッパ（remapper）の更なる詳細を示すブロック図である。 図２のＡは、ＦＤＤＩ入力カードの現時点における好適な実施形態の更なる詳 細を示すブロック図である。 図２のＢは、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭ出力カードの現時点における好適な実施形態 の更なる詳細を示すブロック図である。 図２のＣは、条件付アクセス・カードの現時点における好適な実施形態の更な る詳細を示すブロック図である。 図２のＤは、制御カードの動作を示すブロック図である。 図３は、本発明によって提供される条件付アクセス方式を示す機能ブロック図 である。 図３のＡは、本発明による制御ワードのメッセージ認証のプロセスを示す機能 ブロック図である。 図３のＢは、本発明によるＭＳＫにデジタル・サインを追加するプロセスを示 す機能ブロック図である。 図４は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットの一例の構造および内容を図 で示す。 図５は、本発明によるＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのＡＴＭセルへ のマッピングを図で示す。 図６は、本発明によるＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのＦＤＤＩフレ ームへのマッピングを図で示す。 図７は、本発明によるＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのＤＳ−３フレ ームへのマッピングを図で示す。 図８は、本発明によるＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのＵＮＩＳＯＮ フレームへのマッピングを図で示す。 図９は、ＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃフレームにおいて用いられるトラン スポート・オーバーヘッド構造を図で示す。 図１０は、ＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃフレーム構造にしたがって、ＭＰ ＥＧ−２トランスポート・パケットを送信するために用いられる同期ペイロード ・エンベロープ（ＳＰＥ）構造を図で示す。 図１１は、本発明の条件付アクセス方法を実施するセット・トップ・ユニット の一例の機能ブロック図を示す。 図１２は、条件付きアクセス・マネージャの内容および動作を示す機能ブロッ ク図である。 好適な実施形態の詳細な説明 図面を参照するが、同様の番号は全体を通じて同様の要素を示すものとする。 図１に、本発明を組み込むことができる、デジタル情報配給システム１０（「配 給システム）」の一例の構成要素のブロック図を示す。同様のシステムは、本発 明と同一譲受人に譲渡された、米国特許第５，４８１，５４２号にも記載されて おり、この言及によりその内容を全体が本願にも援用されるものとする。配給シ ステム１０は、サービス・プロバイダ（ＳＰ）１１０からの圧縮デジタル・ビデ オ・データのようなデータがネットワーク運営者１２０の制御の下で、広帯域伝 送ネットワークを通じて顧客１３０に伝送され、顧客のＳＴＵ９０に提示するた めの機構を提供する。ここで用いる場合、セット・トップ・ユニットという用語 は、パーソナル・コンピュータ、家庭制御端末、デコーダ等、デジタル・サービ スを受信しデコード可能なあらゆる顧客装置を意味するものとする。ビデオ・サ ービスの場合、例えば、受信情報は、顧客のテレビジョンまたはコンピュータ画 面上に表示することができる。また、ＳＰ１１０および顧客１３０の間には、ネ ットワーク運営者１２０によって、双方向通信経路も確立され維持されており、 これによって、顧客１３０はサービス・プロバイダとの双方向処理が可能となる 。例えば、顧客１３０は、メニューからプログラムを選択したり、プログラムの 再生を制御したり、あるいはビデオ・ゲームとの双方向処理を行いたい場合もあ ろう。 本発明を組み込んだ配給システム１０の種々の面について、以下に説明する。 最初に、配給システム１０の構成要素の概要を述べる。概要に続いて、本発明を 組み込んだ配給システム１０の種々の構成要素に関する詳細な情報を提供する。 Ｉ．システムの概要 顧客１３０がプログラムを要求した場合、この要求は顧客のＳＴＵ９０からネ ットワーク・アクセス・ノード８０を通じて、ネットワーク制御および管理コン ピュータ（ＮＣＭＣ）１００に送出される。すると、ＮＣＭＣ１００は、特定の サービス・プロバイダ１１０ａ，１１０ｂと顧客１３０との間に通信接続を設け る。接続を確立するために、ＮＣＭＣ１００は、デジタル・ネットワーク７０お よびネットワーク・アクセス・ノード（ＮＡＮ）上で帯域が使用可能であること を確かめる。その後、ＮＣＭＣ１００は顧客の要求をサーバ・ゲートウエイ６１ を介して要求先のＳＰ１１０に渡す。サーバ・ゲートウエイ６１は、種々の請求 書作成代理人(billing agency)との通信を処理し、要求されたプログラムを受信 する顧客の適格性を判断すると共に、要求されたプログラムに対する条件付アク セスの要件を判定する。ＳＰは、Moving Picture Experts Group（MPEG-2）Syst emsトランスポート・パケットの形式で、プログラムをファイル・サーバ６０に 格納する。これには、圧縮デジタル・ビデオおよびオーディオ・データ、ならび にその他のデジタル・サービス情報が含まれる。次に、要求されたＭＰＥＧ−２ トランスポート・パケットは、ネットワーク・プロトコルにカプセル化されて、 データ・リンク４０上を出力される。最終的に、パケットは、デジタル・ネット ワーク７０を通じて、ＮＡＮ８０に伝送され、次いで顧客のＳＴＵ９０に伝送さ れる。サービス・プロバイダ１１０は、デジタル・ネットワーク７０に入ったプ ログラムが、サービス・ゲートウエイ６１によって許可された顧客のみが視聴す ることを確かめたい。そのために、これらのプログラムがデジタル・ネットワー ク７０に入る前に、プログラムに対する条件付アクセスを用意する必要がある。 したがって、本発明の一態様、即ち、ここではサービス・アクセスおよび広帯域 暗号リマッパ（ＳＡＢＥＲ：Server Access and Broad Band Encrypter Re-mapp er）２０および条件付アクセス・マネージャ３０と呼ぶ装置２０および３０を、 ＳＰ１１０とデジタル・ネットワーク７０との間に設け、送信すべきプログラム に条件付アクセスを追加する手段を提供する。即ち、ＳＡＢＥＲ２０は、データ ・リンク１４０を通じて、当該リンクのネットワーク・プロトコルにカプセル化 されたＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットをＳＰ１１０から受信する。本発 明によれば、ＳＡＢＥＲ２０はＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを抽出し 、条件付アクセスを追加し、次いでこのパケットを第２のプロトコル（第１のプ ロトコルと同一でも異なってもよい）に再度カプセル化し、デジタル・ネットワ ーク７０に導入する。ＣＡＭ３０は、ＳＡＢＥＲに、ＭＰＥＧ−２トランスポー ト・ パケットへの条件付アクセスを選択的に適用するのに必要な情報を与える。ＣＡ Ｍ３０は、サーバ・ゲートウエイ６１を通じて、ＳＰから要求されたプログラム に対する条件付アクセス要件および一意のＰＩＤ割り当てを受信する。 第２のネットワーク・プロトコル、即ち、データ・リンク５０のプロトコルは 、データ・リンク４０の第１のネットワーク・プロトコルと同一でも、異なって もよい。例えば、データ・リンク４０がＦＤＤＩネットワーク・プロトコルに準 拠し、一方データ・リンク５０がＴＡＭネットワーク・プロトコルに準拠しても よいし、あるいは双方のデータ・リンク４０，５０がＡＴＭネットワーク・プロ トコルに準拠してもよい。現在ＳＡＢＥＲ２０に考えられるプロトコルの内、Ｓ ＯＮＥＴ−ＡＴＭ、ＦＤＤＩ、ＤＳ−３およびＵＮＩＳＯＮ−１は全て、データ ・リンク４０またはデータ・リンク５０を通じて、Moving Picture Experts Gro up（MPEG-2）Systemsトランスポート・パケットを転送するために使用可能であ る。しかしながら、ここに掲げ、記載したネットワーク・プロトコルは単なる例 示に過ぎず、本発明はここに掲げたプロトコルに限定されると解釈するべきでは なく、例えば、専用プロトコル(proprietary protocol)のような他のプロトコル も同様に機能することができる。 重要なのは、デジタル・ネットワーク７０が本質的に安全であれば（例えば、 完全なファイバ・ネットワーク）、ＳＡＢＥＲ２０はシステム１０のどこにでも 配置可能なことである。かかる安全なネットワークでは、ＳＡＢＥＲ２０は、デ ジタル・ネットワーク７０の対向端、またはデジタル・ネットワーク７０とＮＡ Ｎ８０との間に配置してもよい。 ネットワーク制御および管理コンピュータ（ＮＣＭＣ）１００は、ＳＴＵ９０ およびＳＰ１１０間のセッションを管理する。その業務の内、ＮＣＭＣ１００は 、ＮＡＮ８０を用意し、ＳＴＵ９０を用意し、適切なときにデジタル・ネットワ ーク７０にルーティング情報を与え、更にＳＴＵ９０とＳＰ１００との間の情報 セッション管理を行う。セッション管理を行う際、ＳＴＵ９０またはＳＰ１１０ のいずれかが、ＮＣＭＣ１００に情報サービス接続の要求を送ることができる。 要求を受信した後、ＮＣＭＣ１００は、要求されたサービスを搬送するための資 源がネットワーク７０上で使用可能か否かについて判定を行い、使用可能な場合 、 ＳＰ１００からＳＴＵ９０に要求サービス接続を確立する。次に、ＮＣＭＣ１０ ０は、サービス情報をＳＴＵ９０およびＳＰ１１０双方に送り、それらにネット ワークへの接続を許可し、要求された双方向情報サービスを開始させる。ＮＣＭ Ｃ１００は、米国特許５，４８１，５４２号に記載されているようにセッション を確立することも可能である。この特許の内容は、その全体がこの言及により本 願にも援用されるものとする。 ＩＩ．サービス・プロバイダ複合体 ＳＰ１１０は、プログラムを顧客に供給するシステムを制御する。これらのプ ログラムを供給するために、ＳＰは１つ以上のファイル・サーバ６０、サーバ・ ゲートウエイ６１、ならびに本発明による条件付きアクセス・マネージャ（ＣＡ Ｍ）３０およびＳＡＢＥＲ２０を用いる。ファイル・サーバは、ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケット・フォーマットのプログラムを格納し、顧客に配信する 。即ち、顧客がファイル・サーバ６０からのプログラムを要求した場合、ファイ ル・サーバ６０は、要求されたプログラムを担持するＭＰＥＧ−２トランスポー ト・パケットを出力し、デジタル・ネットワーク７０を通じて配信する。しかし ながら、プログラムに対する制御を放棄する前に、ＳＰ１１０は、プログラムが 無許可のユーザに流用される可能性を低下させることが望ましい。即ち、ＳＰ１ １０は、条件付アクセスのレイヤをプログラムに追加し、プログラムを要求した 顧客のみにそれを視聴可能とすることを確かめることが望ましい。現在入手可能 なファイル・サーバ機器には、必要な条件付アクセス・レイヤを追加する機能を 有するものはない。ファイル・サーバ６０によるパケット出力が、条件付アクセ スなしにデジタル・ネットワーク７０上を伝送され、ＭＰＥＧ−２トランスポー ト・パケットをデコード可能なＳＴＵ９０を所有する無許可のユーザによって傍 受された場合、この無許可のユーザは、伝送されたプログラム全てにアクセスす ることが可能となる。 本発明によれば、ＳＡＢＥＲ２０とＣＡＭ３０との協同によって、条件付アク セス・レイヤをＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットに追加する。ＣＡＭ３０ およびＳＡＢＥＲ２０は、イーサネット・リンク１４０を通じて、所与のプログ ラムのトランスポート・パケットに条件付アクセスを追加するプロセスを調整す る。通常、条件付アクセスを追加するプロセスは、トランスポート・パケットの 内容および対応するキーの暗号化、および情報がＳＴＵ９０に供給されたことの 確認を伴う。同時に、ＣＡＭ３０は、プログラム・レベル情報（例えば、ＰＩＤ マップおよび高位の暗号キー）を追跡し、周期的にＳＡＢＥＲ２０にこれを供給 する。加えて、ＣＡＭ３０は周期的に他のデータを発生し（例えば、システム全 体にわたるペイ・パー・ビュー・アクセス、コピー保護情報等）を発生し、ＳＴ Ｕ９０に送信しなければならない。この情報は、資格制御メッセージ(Entitleme nt Control Messages)および資格管理メッセージ(Entitlement Management Mess ages)内に置かれ、これらのメッセージはＭＰＥＧ−２トランスポート・パケッ ト内で搬送され、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットはプログラム担持ＭＰ ＥＧ−２パケットのストリームに多重化される。条件付アクセス情報をＳＴＵに 提供する方法は、Wasilewskiの米国特許第５，４２０，８６６号に更に詳細に記 載されている。この特許は本発明と同じ譲受人に譲渡され、その内容はその全体 がこの言及により本願にも援用されるものとする。これらＣＡＭ３０によって発 生されたパケットは、ＣＡＭ３０からＳＴＵ９０に、ＳＡＢＥＲ２０を介して伝 送され、ＳＡＢＥＲ２０において、これらはデータ・リンク５０のネットワーク ・レイヤ・プロトコルにマップされる。 ＩＩＩ．本発明の条件付アクセス・モデル ＳＡＢＥＲ２０およびＣＡＭ３０の内部処理は、条件付アクセス・モデルを参 照することにより、一層よく理解されよう。その目的のために、本発明の条件付 アクセス・モデルの現時点における好適な実施形態についてここで提示し、それ に続いてそのモデルの詳細な実施態様のハードウエア・レベルの説明に移ること にする。図３は、現時点における好適な条件付アクセス・モデルの機能図を示す 。 本発明は、３つの機能レベルの保護、即ち、（１）プログラムの暗号化、（２ ）制御ワードの暗号化および認証、ならびに（３）資格メッセージの暗号化およ び認証を備えている。第１レベルでは、乱数発生キーを用いて、プログラム担持 ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを暗号化する。乱数発生キーのことを、 以後、制御ワードと呼ぶ。第２レベルでは、第２のランダムに発生されたキーを 用いて制御ワードを暗号化する。この第２のキーのことを、以後、マルチ・セッ シ ョン・キー（ＭＳＫ：multi-session key）と呼ぶ。第３レベルにおいて、公開 キー暗号化技法を用いて、マルチ・セッション・キーを暗号化する。 第１レベルの暗号化、即ち、プログラム暗号化を、図３ではボックス１５４で 示す。好ましくは、第１レイヤは、秘密キー暗号化技法を用いて実装する。図示 のように、プログラム暗号化器は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを入 力として、制御ワードと共に受信し、暗号化されたＭＰＥＧ−２トランスポート ・パケットを出力する。暗号化器は、ＤＥＳまたはトリプルＤＥＳのような、い ずれかの適切な暗号化アルゴリズムを用いればよい。重要なのは、本発明では、 ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット内のヘッダ情報は決して暗号化されず、 条件付アクセスは、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのペイロード部分に のみ適用されることである。したがって、ＳＴＵ９０は、パケットを解読する必 要なく、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット内に搬送されているＰＩＤやそ の他のオーバーヘッド情報を読み取ることができる。 制御ワードは、ＳＴＵ９０に転送され、プログラムの最終的な解読ができるよ うにしなければならない。この転送の間、制御ワードには無許可のアクセスの恐 れがある。したがって、暗号化モデルの第２レベルでは、ＭＳＫを用いて制御ワ ードを暗号化し、無許可のユーザがこれらにアクセスするのを妨げ、これによっ て、その制御ワードを用いて暗号化したプログラムへのアクセスを得るのを妨げ る。これは、ボックス１５３に示されており、そこには、制御ワードがＭＳＫと 共に入力として示され、出力として暗号化制御ワードが示されている。 ＭＳＫのＳＴＵ９０までの転送は、安全に行わなければならない。暗号化モデ ルの第３レベルは、この安全転送を支援する。本発明の別の態様によれば、この 暗号化の第３レベルは、公開キー暗号化アルゴリズムを用いて、ＭＳＫを暗号化 し、ＳＰ１１０からＳＴＵ９０に、無限の階層のキーを安全に転送する必要性を 排除する。この技法によれば、各ＳＴＵ９０は、秘密キーおよび対応する公開キ ーを有する。ボックス１５５によって示されるように、特定のＳＴＵ９０の公開 キーが、ＭＳＫを暗号化するために用いられる。更に、以下で詳細に説明するが 、デジタル・サイン技法を用いて、条件付アクセス・システムの安全性を更に保 証する。その結果、ＭＳＫを安全にＳＴＵ９０に転送することができる。これ以 上 の暗号化レベルは必要ない。何故なら、ＳＴＵ９０は既に、その公開キーに対応 する秘密キーを含んでおり、ＳＴＵ９０はこれを用いてＭＳＫの解読が可能であ るからである。 本発明において用いられる全てのキーの内、暗号化の第１レベルにおいて用い られる制御ワードは、最も頻繁に、例えば、約２秒毎に変化する。この頻繁なキ ーの変化は、無許可のユーザが、キーを発見することによって暗号化アルゴリズ ムを侵そうとする試みを妨害するために設計されたものである。無許可のユーザ が制御ワードを手に入れたとしても、その制御ワードは、何らかの利点が得られ る前に消滅してしまうので、かかる設計は効果的である。しかしながら、制御ワ ードが頻繁に変化し、この高いプログラム・データ・レートに追いつくように素 早く暗号化を実行しなければならないので、比較的小さな制御ワードを有する秘 密キー暗号化方式が用いられる（例えば、５６ビット・キーを有するＤＥＳ）。 本発明の条件付アクセスの解決策は、付加的な障害を克服する。即ち、ＳＰ１ １０とＳＴＵ９０との間には単一の双方向接続のみが存在し、この接続は安全で ないと想定されている。単一の双方向接続を有することの結果として、ＳＰ１１ ０はこの同じ接続を通じて、暗号化キーをプログラムと共にＳＴＵ９０に送らな ければならない。ネットワークの危険性についてのあらゆる想定は、ＳＰ１１０ からＳＴＵ９０へのキーの伝送にも適用される。適切な安全性をプログラムの伝 送に与え、単一接続の障害を克服するために、制御ワードも、無許可のアクセス から保護しなければならない。したがって、条件付アクセス・モデルの第２レベ ルでは、第２の暗号化アルゴリズムを用いて、制御ワード自体を暗号化する。重 要なのは、暗号化制御ワードをＳＴＵ９０に伝送するために必要なデータ・レー トは、プログラム・データを伝送するために必要なデータ・レートよりも大幅に 低いことである。結果的に、より長いキーおよび一層頑丈な暗号化アルゴリズム （例えば、１１２ビット・キーを有するトリプルＤＥＳ）によってキーを暗号化 することができる。 先に注記したように、本システムは、単一の双方向接続を通じて、制御ワード をＳＴＵ９０に配信しなければならない。したがって、制御ワードをＭＰＥＧ− ２トランスポート・パケットに挿入し、ＳＴＵ９０に伝送する。制御ワードは、 資格制御メッセージ（ＥＣＭ）の形式で、ＳＴＵ９０に配信される。かかるメッ セージは、メッセージ認証コードのような、認証情報と共に制御ワードをＳＴＵ ９０に伝送するために用いられる。各ＥＣＭは、ヘッダ情報、およびＥＣＭペイ ロードを含み、後者は制御ワードおよびメッセージ認証コードを含む。 メッセージ認証は、条件付アクセスの第２のレベルにおいて設けられる別の機 構であり、ＥＣＭデータが伝送の間に改竄されないことを保証するものである。 本実施形態では、この認証は、メッセージ認証コード（ＭＡＣ）を用いて行う。 メッセージ認証コードは、ＥＣＭ内で、暗号化された制御ワードと共に伝送され る。この機構を図３のＡに示す。 図３のＡに示すように、ＳＡＢＥＲ２０では、明白な（あるいは、非暗号化と 呼ぶ）制御ワードは、ボックス１５３によって示されるように、ＭＳＫを用いて 暗号化される。同時に、明白な制御ワード、その他のデータ（例えば、システム 全体におけるペイ・パー・ビュー・アクセス、コピー保護等）、およびＭＳＫが 一緒に連結される（１００２）。この連結物には、次に、ボックス１００４に示 すように、公知のメッセージ・ダイジェスト（ＭＤ５）アルゴリズムのような、 一方向ハッシュ・アルゴリズムを用いたハッシングが行われ、ＭＡＣを生成する 。ＭＤ５ハッシュは出力値を生成するが、これから、ハッシュ・アルゴリズムへ の入力値を発見することは、計算上実現不可能である。ＭＡＣは、１００６に示 すように、暗号化された制御ワードに添付される。ＭＡＣの生成元（例えば、Ｓ ＡＢＥＲ２０）は、予め暗号化された制御ワードおよびＭＳＫの双方を知ってお き、適正な出力ハッシュ値を生成しなければならない。結果的に得られるハッシ ュ値は、暗号化された制御ワードと共に、ＥＣＭ内においてＳＴＵ９０に伝送さ れる。 ＳＴＵ９０において、解読に用いるために制御ワードを解放する前に、ＭＡＣ プロセスを逆に行う。暗号化された制御ワードをＥＣＭから探し出し、ＭＳＫを 用いて解読する（ボックス１００８）。このＭＳＫは、以下で詳細に説明する機 構を通じて、ＳＴＵ９０に伝送されたものである（図３のＡにおいて点線で示す ように）。この時点で明白になった制御ワード、およびＭＳＫには、伝送に先立 ってＳＡＢＥＲ２０において用いた技法と同様に、連結およびハッシングが行わ れる（ボックス１０１０）。次に、このハッシュ値をＥＣＭ内で受信したＭＡＣ と比較する（１０１２）。２つの値が一致した場合、制御ワードは、ＳＴＵ９０ によるプログラムの解読における使用を許可される。 ＥＣＭ（即ち、暗号化された制御ワードおよび対応するＭＡＣ）は、（１）制 御ワードを用いて暗号化したプログラム・データを搬送するＭＰＥＧ−２トラン スポート・パケット内のアダプテーション領域(adaptation field)の一部、また は（２）別個のＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットの２つの方法の一方で、 ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット内において搬送することができる。２番 目の場合では、一意のＰＩＤをこれらのパケットに割り当て、ＳＴＵ９０に宛て られるパケットのストリームにこれらを多重化する。 第３レベルの暗号化では、ＭＳＫをＳＴＵ９０に伝送するのに必要なレートは 、制御ワードの伝送レートよりも低いので（ＭＳＫは１日１回ないし１カ月に１ 回程度で変化するのみである）、ＭＳＫの保護を強化することができる。更に、 発見されたＭＳＫの結果(consequences)は、発見された制御ワードの結果よりも 大きい場合がある。これは、ＭＳＫは大幅に長い期間にわたって有効であり続け 、多数のプログラムに適用可能なためである。したがって、一層頑丈な暗号化ア ルゴリズムが賢明である。本発明によれば、公開キー暗号化アルゴリズムを、こ の第３レベルの暗号化に利用する。 本発明によれば、各ＳＴＵ９０は公開キー／秘密キーの対を有する。キー対の 秘密部分は、ＳＴＵ９０に機密的に格納され、決して公に開示されることはない 。公開キーが公に開示されないことを保証するためには、種々の手段を用いるこ とができる。例えば、製造の間に秘密キーを、ＳＴＵ９０内の耐改竄プロセッサ 内に埋め込むことができる。当該ＳＴＵ９０に対する秘密キーの記録は全て破壊 され、無許可のユーザがこの秘密キーを発見できないことを保証する。あるいは 、ＳＴＵ９０は、公開キー／秘密キー対を発生するアルゴリズムを含むことも可 能である。この方式では、ＳＴＵ９０を一番最初に起動する際に、キー対を発生 し、秘密キー部分を内部に確保し、公開部分を出力として与える。その結果、秘 密キーの記録のみが、ＳＴＵ９０内に機密的に格納され続け、秘密キーのあらゆ る記録も、ＳＴＵ９０外部には、全く知られることはない。 特定の秘密キーに対応する公開キーを用いて、ＳＴＵ９０に伝送する前に、Ｃ ＡＭ３０内のメッセージ（例えば、ＭＳＫ）が暗号化される。公開キーは、条件 付アクセス・システムの保全性を損なうことなく、広く使用可能とすることがで きる。多数のＳＰ１１０が多数のＳＴＵ９０にアクセスすることができるレベル １／レベル２アーキテクチャでは、公開キーが広く使用可能なことのために、多 数のＳＰ１１０が単一のＳＴＵ９０を共有することができ、しかも第３レベルの キーが無許可のユーザに知れてしまうという懸念もない。しかし、公開キーのリ ストが多数のＳＰ１１０に広く使用可能となるので、ＳＰ１１０間でキー情報を 共有する方法が必要となる。 本発明の現時点において好適な実施形態によれば、条件付アクセス・オーソリ ティ(conditional access authority)が公開キーの保全性を維持し、必要に応じ て、公開キーをＳＰ１１０に分配する。条件付アクセス・オーソリティは、公開 キー・データベースを保持し、これを用いて、全ての公開キーが適正なＳＴＵ９ ０に対応することを保証しようとする。あるいは、条件付アクセス・オーソリテ ィの保全性が損なわれた場合、無許可のユーザが、条件付アクセス・オーソリテ ィによって保持されているテーブル内のキー・エントリを偽造する可能性があり 、こうしてＳＰ１１０に偽造公開キーを与えることが考えられる。したがって、 ＳＰ１１０が許可されたＳＴＵ９０に伝送しようとするメッセージが、無許可の ユーザによって流用される可能性がある。また、条件付アクセス・オーソリティ は、全てのＳＰ１１０に対する公開キーの基準を保持している場合もある。した がって、ＳＴＵ９０は、ＳＰ１１０のデジタル・サインを確認して、ＳＰ１１０ の公開キーを供給するとよい。 条件付アクセス・システムの最後の部分として、無許可のユーザが資格管理メ ッセージ（即ち、ＭＳＫを特定のＳＴＵ９０に搬送するメッセージ）をＳＴＵ９ ０に送ることを禁止する方策が用意される。特定のＳＴＵ９０に対する公開キー は広く使用可能であり、無許可のユーザによって発見される恐れがある。何らか の保護機構を追加しなければ、無許可のユーザはＳＴＵ９０の１つに対する公開 キーを入手し、それにメッセージを配信することができ、ＳＴＵ９０はこのメッ セージを受け入れ、それを解読することになる。このように、偽造ＭＳＫがデジ タル・ネットワーク７０を通じて送られ、システムの保全性を損なう可能性があ る。かかる事態を防止するために、デジタル・サインを用い、メッセージの発信 元を、許可されたＳＰ１１０として認証する。具体的には、伝送の前に、デジタ ル・サインを用いて、ＳＰ１１０の秘密キーを備えた、ハッシュ・メッセージ(h ashed message)に「署名」する。このメッセージの受信後、ＳＴＵ９０はＳＰ１ １０の公開キーを用いて、当該メッセージが真正であることを確認する。 このデジタル・サイン機構を図３のＢに示す。システムの伝送端（即ち、ＣＡ Ｍ３０）において、公知のＭＤ５ハッシュ・アルゴリズムのような一方向ハッシ ュ関数を用いて、ＳＴＵ９０に送るべき明白なＥＭＭ（ＭＳＫおよびその他のＳ ＴＵ９０に特定な情報を含むことができる）にハッシングを行う（ボックス１０ ２０）。次に、ＥＭＭを送るＳＰ１１０の秘密キーを用いて、出力ハッシュ値を 暗号化する。暗号化は、ＲＳＡのような公知の公開キー暗号化アルゴリズムを用 いて実行する。このプロセスによって、デジタル・サイン・トークンが作成され 、１０２３に示すように、これを明白なＥＭＭに添付する。デジタル的に署名さ れたＥＭＭは、次に、メッセージを受信するＳＴＵ９０の公開キーを用いて暗号 化される。この署名され、暗号化されたＥＭＭは、次いでデジタル・ネットワー ク７０を通じてＳＴＵに伝送される。 ＥＭＭは、デコーダ群または個々のデコーダにアドレス可能であり、ＭＳＫお よびデジタル・サイン、ならびにアドレスおよびメッセージ長のような他の情報 を含む。各ＳＴＵ９０は、デコーダを識別する、一意の公衆アドレスを含む。Ｅ ＭＭを伝送する前に、この公衆アドレス情報を、ＥＭＭの空の領域に埋め込む。 ＳＴＵ９０は、入来する全てのＥＭＭの空の領域に入れた公衆アドレスを検査し 、その特定の公衆アドレスを含むものを受け入れる。このようにして、特定の情 報を個々のＳＴＵ９０に伝送することができる。 ＥＭＭがＳＴＵ９０によって受信されたなら、ＳＴＵ９０は、その秘密キーを 用いてＥＭＭを解読する（ボックス１０２６）。この結果、ＭＳＫおよびトーク ンを搬送する明白なＥＭＭが得られる。これは、デジタル的に署名されたＥＭＭ のハッシュを担持する。このメッセージのトークン部分（即ち、デジタル的に署 名されたハッシュ）は、ＳＰの公開キーを用いて解読され（ボックス１０２８） 、その結果、ハッシュＥＭＭが得られる。同時に、ボックス１０２６からの明白 な ＥＭＭ出力にハッシングを行い、ハッシュＥＭＭを生成する。メッセージが真正 である場合、２つのハッシュ値は同等となる（ボックス１０３２）。次に、ＥＭ Ｍ内に含まれて到達したＭＳＫに対して、ＳＴＵ９０が使用するための認証を行 うことができる。ボックス１０２８において適正なＳＰ１１０の公開キーを判定 し、これによって受信したメッセージを解読するために、ＳＴＵ９０は、許可さ れたＳＰ１１０の秘密キーに対応する公開キーの内部リストを保持する。この情 報は、条件付アクセス・オーソリティによって、ＳＴＵ９０に提供され、公開キ ーの保全性を保証する。 要約すれば、プログラム担持ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのストリ ームが、ネットワーク・プロトコル・レイヤに埋め込まれたＳＡＢＥＲ２０に加 わる。ＳＡＢＥＲ２０は、第１のネットワーク・プロトコル・レイヤを除去し、 ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットにアクセスする。多数の暗号化レベルを 通じて、条件付アクセス・レイヤが追加される。条件付アクセス・プロセスによ って発生されたＥＣＭおよびＥＭＭを担持するＭＰＥＧ−２トランスポート・パ ケットは、ユーザが選択したプログラムのデータ（例えばビデオ、オーディオ） を搬送するトランスポート・パケットと多重化され、ＳＴＵ９０に宛てた単一の 出立パケット・ストリームを形成する。ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット がＳＡＢＥＲ２０から出る前に、これらを受信した際の元のネットワーク・プロ トコルにカプセル化するか、あるいは別の第２のネットワーク・プロトコル・レ イヤにカプセル化し、デジタル・ネットワーク７０上を伝送する。 ＳＡＢＥＲ２０の内部処理に関する詳細は、条件付アクセス・システムを通過 するパケットの流れの順にほぼ沿って、以下で論ずることにする。入力カード２ ８および出力カード２６について説明する際に、この順序から逸脱する。これら のカードは、機能的に重複するので、纏めて説明する。入力および出力カードの 説明に続いて、条件付アクセスを実施する種々の構成要素の詳細について説明す る。 ＩＶ．サービス・アクセスおよび広帯域暗号リマッパ（ＳＡＢＥＲ） ＳＡＢＥＲ２０は、様々な別のシステム構成要素から入力を受信する。ファイ ル・サーバ６０から、データ・リンク４０を通じて、ＳＡＢＥＲ２０は、ネット ワーク・プロトコル・レイヤに埋め込まれたＭＰＥＧ−２トランスポート・パケ ットの形式のプログラムを受信する。ＣＡＭ３０からは、イーサネット・インタ ーフェース１４０を通じて、ＳＡＢＥＲ２０は、プログラム特定暗号化情報（即 ち、ＰＩＤによって識別されたプログラムを暗号化する情報）および置換ＰＩＤ 値を受信する。ＳＡＢＥＲ２０がプログラムへの条件付アクセス・レイヤの追加 を終了した場合、プログラムのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを、第２ のネットワーク・プロトコルに再カプセル化し、データ・リンク５０を通じて、 それらをデジタル・ネットワーク７０に伝送する。 図２に示すように、内部的には、ＳＡＢＥＲ２０は、カード間通信のためのチ ャネル・バンク・バックプレーン２１、１つまたは２つの入力カード２８、出力 カード２６、条件付アクセス・カード２４、および制御カード２２から成る。非 暗号化プログラムは、入力カード２８ａおよび２８ｂを介して、ＳＰ１１０から 受信され、データ・リンク４０のネットワーク・プロトコルからプログラムのＭ ＰＥＧ−２トランスポート・パケットを除去し、ＳＰ１１０のファイル・サーバ によって割り当てられたＰＩＤを、新しいＰＩＤで置換する。これらのＰＩＤは 、ＣＡＭ３０によって与えられ、ＳＡＢＥＲ２０によって置換され、多数のＳＰ １１０からの多数のプログラムが、同一のＰＩＤを有するＭＰＥＧ−２トランス ポート・パケット内にプログラム情報を配信するのを防止する。ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットは、次に、バックプレーン２１を通じて制御カード２２ に送られる。制御カード２２は、１つより多くの入力カード２８を使用する場合 、多数のＭＰＥＧ−２トランスポート・ストリームを共に多重化する。次に、制 御カード２２は、データ経路１５０を通じて、トランスポート・パケットを条件 付アクセス・カード２４に転送する。条件付アクセス・カード２４は、必要に応 じて、トランスポート・パケットを暗号化し、データ経路１５０を通じて、これ らを制御カード２２に返送する。次に、トランスポート・パケットは多重化され 、バックプレーン２１を通じて出力カード２６に送られ、ここで第２のネットワ ーク・プロトコルに埋め込まれ、データ・リンク５０を通じて伝送される。 Ａ．チャネル・バンク・バックプレーン チャネル・バンク・バックプレーン２１は、カード間通信インターフェースで ある。バスは、ＳＡＢＥＲ２０のカードがそれらの間での制御情報の送信、およ びパケットの搬送が可能であることを保証する。特定の設定に望まれるカード全 てのコンフィギュレーションを作成し、次いでバックプレーン２１に差し込む。 例えば、ＳＡＢＥＲ２０がＦＤＤＩネットワーク・プロトコルのＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットを受け入れ、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭネットワーク・プロト コルのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを出力することが望まれる場合、 ＦＤＤＩに対応する入力カード２８およびＳＯＮＥＴ−ＡＴＭに対応する出力カ ード２６を、バックプレーン２１内の適切なスロットに差し込み、所望のプロト コル変換が提供される。 バックプレーン２１は、クロック・ライン、イネーブル・ラインおよび同期ラ インを備えた、８ビット・パラレル・データ・バスである。このバスは、２７Ｍ Ｈｚのクロック・レートで動作する。これは、ＭＰＥＧ−２規格によって定義さ れた公称クロック・レートである。各カードは、制御カード２２を除いて、共通 のチャネル・バンク・インターフェース（ＣＢＩ）を通じて、バックプレーン２ １にインターフェースする。ＣＢＩは、カード間通信のために、ＦＩＦＯバッフ ァおよびグルー・ロジック(glue logic)を備える。ＣＢＩは、制御カード２２上 のチャネル・バンク・マルチプレクサ（ＣＢＭＵＸ）１５２と共に動作し、バッ クプレーン２１を介して、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを転送する。 入力カード２８のように、バックプレーン２１を通じてデータを転送する必要が あるカードは、ＣＢＩ内にローカル・バッファを有し、ＣＢＭＵＸ１５２によっ てパケット転送が要求されるまで、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを格 納しておく。ＣＢＭＵＸ１５２によってポーリングされた場合、ＣＢＩはバック プレーン２１を通じてパケットを転送し、パケットは制御カード２２上のＣＢＭ ＵＸ１５２によって読み出される。制御情報は、バックプレーン２１を通じて、 カード間で転送される。現時点において好適なバスは高速８ビット・パラレル・ バスであるが、代わりのバス構造でも等しく機能し、例えば、３２ビット・パラ レル・バスも使用可能であることを、当業者は認めよう。 また、ＣＢＭＵＸ１５２は、ＣＢＩを特定のカードに差し向け、バックプレー ン２１からのパケットを受け入れる。例えば、ＣＢＭＵＸ１５２がパケットを出 力カード２６に転送するために、ＣＢＭＵＸ１５２は出力カード２６上のＣＢＩ に通信し、パケットを受信する。次に、パケットはバックプレーン２１を通じて 出力されるが、この場合パケットは、出力カード２６上のＣＢＩによって受信さ れバッファされる。 Ｂ．入出力カード 本発明の別の態様によれば、ＳＡＢＥＲ２０は、単に所望のプロトコルを実装 するカードを選択的にバックプレーン２１に差し込むことによって、異なるプロ トコルに準拠する機能を有する。かかる機能によって、ＳＡＢＥＲ２０の様々な ネットワーク・プロトコル間の変換が容易に行われる。この多数変換機能を容易 に実施するために、適切な入力カード２８および出力カード２６を選択し、その コンフィギュレーションを作成し、ＳＡＢＥＲ２０の適正なスロットに差し込む 。データ・リンク４０の入力ネットワーク・プロトコルに適合する入力カード２ ８を、バックプレーン２１に差し込む。データ・リンク５０の出力ネットワーク ・プロトコルに適合する出力カード２６も、バックプレーン２１に差し込む。そ の結果、ＳＡＢＥＲ２０は、条件付アクセスを与えつつ、入力カード２８および 出力カード２６によって支援されるネットワーク・プロトコル群から選択される ２つのネットワーク・プロトコル間の変換を行うことが可能となる。 ネットワーク・データ・リンク４０，５０とインターフェースするカード２６ ，２８は、通常、入力モードまたは出力モードのいずれかで動作する単一のカー ドとして実装する。例えば、データ・リンク４０に対する入力ネットワーク・レ ベル・プロトコルとしてＳＯＮＥＴ−ＡＴＭを選択する場合、ＳＯＮＥＴ−ＡＴ ＭＩ／Ｏカードのコンフィギュレーションを、入力カード２８として作成する。 すると、カード２８は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを含むＡＴＭセ ルを搬送するＳＯＮＥＴフレームの形式のデータを受け入れる。カード２８は、 入来する各データ・ストリームからＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを抽 出する。一方、データ・リンク５０に対する出力ネットワーク・プロトコルとし てＳＯＮＥＴ−ＡＴＭを選択する場合、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット をＡＴＭセルを担持するＳＯＮＥＴフレームにマップし、パケットをこれらのフ レームに出力するように、同一のカードのコンフィギュレーションを作成するこ と ができる。 入力カード２８および出力カード２６の機能については、以下で説明する。機 能の説明に続いて、ネットワーク・レイヤ・プロトコルからＭＰＥＧ−２トラン スポート・パケットへの種々のマッピングについて説明する。最後に、２つの入 出力カードの実装例について、詳細な説明を行う。 １．入力カード機能 入力カード２８は、種々のネットワーク・プロトコルの１つに準拠することが できる。例えば、入力カード２８は、ＦＤＤＩ、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭ、ＵＮＩＳ ＯＮ−１またはＤＳ−３プロトコルのプログラムを受信することができる。しか しながら、これらのプロトコルは単なる例であり、限定として解釈すべきではな い。入力カード２８は、データ・リンク４０のネットワーク・プロトコル・レイ ヤに埋め込まれたＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットの形式で、データ・リ ンク４０からプログラム・データを受け入れ、ネットワーク・プロトコル・レイ ヤからＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを抽出する。ＭＰＥＧ−２間のマ ッピングの例および種々のプロトコルについて、以下に更に詳細に説明する。 受信データからネットワーク・プロトコルを除去することに加えて、入力カー ド２８は、各プログラムのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットの集合の中で 搬送されるＰＩＤをリマップする。先に注記したように、プログラムは、ファイ ル・サーバ６０内に、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットとして格納されて いる。プログラムをファイル・サーバ６０から出力する際、ファイル・サーバ６ ０は当該プログラムのトランスポート・パケットにパケットＩｄ（ＰＩＤ）を割 り当てる。このＩｄは当該ファイル・サーバ６０に対して一意である。しかしな がら、多数のファイル・サーバ６０がプログラムをＳＡＢＥＲ２０に供給し、多 数のＳＡＢＥＲ２０がデジタル・ネットワーク７０にプログラムを供給する潜在 的な可能性がある。２つ以上のファイル・サーバ６０が同じＰＩＤを有するＭＰ ＥＧ−２トランスポート・パケットにプログラムを出力した場合、衝突が発生す る。したがって、ＣＡＭ３０（図１参照）は、ＮＣＭＣ１００によって提供され る情報と共に、ネットワーク上で使用されているＰＩＣを追跡し、ＳＡＢＥＲ２ ０にＰＩＣリマッピング・テーブルを与え、入力カード２８上に格納させる。入 力カード２８がネットワーク・プロトコル・レイヤを除去した後、ファイル・サ ーバ６０によって割り当てられたＰＩＤは、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケ ットから抽出される。次に、入力カード２８は、ＰＣＩリマッピング・テーブル を検索して使用可能なＰＩＤを求め、ファイル・サーバ６０から受信したＰＩＤ を、テーブル内において指定したＰＩＤと置換し、その後にこれらのパケットを 制御カード２２に転送する。このようにして、ＮＣＭＣ１００およびＣＡＭ３０ は、システム１０内の下流側でＰＩＤの衝突が発生しないことを保証する。 ２．出力カードの機能 入力カード２８の場合と同様、出力カード２６も、種々のネットワーク・プロ トコルの１つに準拠する。更に、ＰＩＤリマッピングを除いて、出力カード２６ は、入力カード２８と逆の機能を実行する。本質的に、出力カード２６は、その ＣＢＩを通じて、バックプレーン２１からＭＰＥＧ−２トランスポート・パケッ トを受信し、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを、データ・リンク５０の ネットワーク・プロトコルにマップする。次に、出力カード２６は、データ・リ ンク５０を通じて、特定のプログラムを出力する。以下に提示するマッピングの 例では、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットをどのようにして所与のネット ワーク・プロトコルにマップし、あるいは所与のネットワーク・プロトコルから マップするのかについて詳細に説明する。入力モードでは、ＭＰＥＧ−２トラン スポート・パケットは、ネットワーク・プロトコルから除去される（即ち、マッ プ・アウト）。出力モードでは、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットはネッ トワーク・プロトコルにマップされる。 ３．ＭＰＥＧ−２＜−−＞ネットワーク・レイヤ・プロトコル・マッピング ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのフォーマットを理解することは、ど のようにしてこれらのパケットを種々のネットワーク・プロトコル間でマップす るのかを理解するための、予備的な必須要件である。このため、図４は、標準的 なＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット２００を示す。図示のように、ＭＰＥ Ｇ−２トランスポート・パケットは、１８８バイトの固定長パケットである。更 に、これらの１８８バイトは、４バイトのヘッダ２１０、可変長でｎバイトのア ダプテーション領域２２０、および１８４−ｎバイトのペイロード２３０に分割 される。アダプテーション領域２２０はオプションであり、配給システム１０の 構成要素の同期を取るためのタイムスタンプのようなものを収容することができ る。一般的な規則として、そして以下に各ネットワーク・プロトコルにしたがっ て更に具体的に説明するように、所与のプログラムのＭＰＥＧ−２トランスポー ト・パケットを所望のネットワーク・レイヤ・プロトコルに効率的にマップする ためには、時としてＭＰＥＧ−２パケットを連結して大きなデータ・ブロックを 形成することや、時として区分して短いデータ・ブロックを形成することがある 。プロトコルのマッピングの例を以下にあげる。 ａ．ＭＰＥＧ−２＜−−＞ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭマッピング 現時点において好適な実施形態によれば、入手可能な入出力カード２６，２８ を選択することによって、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットおよびＳＯＮ ＥＴ−ＡＴＭ間のマッピングに対応する。このマッピングは、いくつかのレイヤ の変換から成る。最初に、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを、ＡＡＬ５ ＰＤＵを通じて、ＡＴＭセルにマップし、次いでＡＴＭセルをＳＯＮＥＴフレ ームにマップする。このマッピングを図５に示す。 図５に示すように、ＭＰＥＧ−２とＡＴＭとの間のマッピングは、ＡＴＭアダ プテーション・レイヤ５のプロトコル・データ・ユニット（ＡＡＬ５ ＰＤＵ） の使用により容易となる。ＡＡＬ５ ＰＤＵは可変長ペイロード領域を有し、こ れは通常、４８バイトの境界に整合するように詰込まれなければならない。８ビ ットのトレーラは、長さやＣＲＣ−３２情報のような、標準的なＡＡＬ５ ＰＤ Ｕ情報を含む。２つのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット２００ａおよび２ ００ｂが、共通部分収束サブレイヤ(common part convergence sublayer)におい て、単一のＡＡＬ５ ＰＤＵ２５０のペイロード２５２にマップする。２つの１ ８８バイトＭＰＥＧ−２パケットおよび８ビットのトレーラを４８バイトの境界 に整合させるので（即ち、４８バイト・ブロックに等しく分割可能なので）、詰 め込み（padding）は不要である。その後、標準的なＡＴＭ仕様にしたがって、 マッピングが進行する。ＡＡＬ５ ＰＤＵ２５０のペイロード２５２およびトレ ーラ２５４は合わせて合計３８４バイトであり、これらは正確に８ビットのセグ メントに区分しＰＤＵ２６０を再度組み立てることができ、好都合である。これ ら８つの４８バイトＳＡＲ ＰＤＵ２６０は、８つのＡＴＭセル２７０のペイロ ード２７２に一致する。８番目のセル２７０ｈのＡＴＭセル・ヘッダ２７１ｈは 、そのユーザ−ユーザ間インディケータ・ビットが１にセットされており、２つ のＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット２００ａおよび２００ｂを構成する８ つの群の内最後のセルであることを示す。 ＡＴＭセルからＭＰＥＧ−２パケットにマップする場合、ユーザ−ユーザ間イ ンターフェース・ビットが１にセットされているセル同士の間にあるセルの数に 、ＡＴＭセルを集合化される。８つのセルの各々のペイロードを除去し、連結す る。次に、共通部分収束サブレイヤにおいてＣＲＣ−３２の値をチェックし、そ のデータを確認することができる。データが有効である場合、ＡＡＬ５ペイロー ドを、２つのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットに分割することができる。 ＳＯＮＥＴ ＯＣ−３は、ＭＰＥＧ−２を担持するＡＴＭセルを伝送するため の物理レイヤを与える。したがって、ＡＴＭセルは、物理データ・リンク４０， ５０上の伝送のために、更にＳＯＮＥＴフレームにマップしなければならない。 ＳＯＮＥＴからＡＴＭのマッピングは、公知のＵＮＩ３．１規格にしたがって行 われる。この規格は、ATM User-Network Interface Specification，Version 3. 1に詳細に記載されており、その内容はこの言及により本願にも援用されるもの とする。ＳＯＮＥＴ ＯＣ−３は、１５５．５２Ｍｂｐｓで物理的接続を与える 。通常、ＡＴＭセルのマッピングは、行整合式で行い、ＡＴＭセルのバイト構造 を、ＳＯＮＥＴペイロードのバイト構造と整合させる。ＡＴＭセルはＳＯＮＥＴ フレーム・ペイロード全体を埋め尽くす。ＳＯＮＥＴ接続は１５５．５１Ｍｂｐ ｓで行われるが、ＡＴＭセルの実際の転送容量は、ＳＯＮＥＴのオーバーヘッド のために、１４９．７６Ｍｂｐｓである。 ｂ．ＭＰＥＧ−２からＦＤＤＩへのマッピング 図６に、標準的なＦＤＤＩフレームを示す。標準的なＦＤＤＩフレーム２８０ は、最大で４，５００オクテットであり、プリアンブル２８１、先頭デリミッタ ２８２、フレーム・ヘッダ２９３、情報（ここでは、論理リンク制御ＰＤＵフォ ーマットに準拠する）２８４、フレーム・チェック・シーケンス２８５、終端デ リミッタ２８６、およびフレーム・ステータス領域２８７から成る。これらの領 域は全て、標準的なＦＤＤＩプロトコルであり、ＭＰＥＧ−２トランスポート・ パケットのマッピングに関して変更されていない。例えば、フレーム・ヘッダ領 域２８３は、標準的な宛先アドレス領域２９４およびソース・アドレス領域２９ ６を含む。フレーム制御領域２９２は、フレーム・ヘッダ２８３内にあり、当該 フレームが非同期でソースから送出された論理リンク制御フレームでない(async hronous non-source routed Logical Link Control frames)ことの指示を含む。 したがって、ＦＤＤＩフレーム２８０内の情報領域２８４は、標準的なＩＥＥＥ ８０２．２タイプＩパケットに準拠した論理リンク制御ＰＤＵに、データを含む 。ペイロード２９９は、互いに端部を連結されたＭＰＥＧ−２トランスポート・ パケット２００ａ〜２００ｕを含み、１つのペイロードが最大で２１個のＭＰＥ Ｇ−２トランスポート・パケットを搬送し、合計で３９４８オクテットを搬送す る。 ｃ．ＭＰＥＧ−２からＤＳ−３へのマッピング 図７は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットからＤＳ−３フレームへのマ ッピングを示す。このマッピングによれば、３つのＭＰＥＧ−２トランスポート ・パケット２００ａ，２００ｂ，２００ｃ（図示せず）を、単一のＤＳ−３フレ ームにマップする。ＤＳ−３マッピングでは、各１８８バイトのＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットを、追加の８ビット・トレーラ２０５と連結し、最終的 なパケット長を１９６バイトとする。トレーラは、ｔ＝４リード・ソロモン順方 向エラー訂正バイトを含む。単一のＤＳ−３フレームは、４，７０４ビット、即 ち、５８８バイトのデータまでを収容することができる。ＭＰＥＧ−２トランス ポート・パケットにリード・ソロモン符号化を加えると１９６バイトとなるので 、３つのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを、ＤＳ−３フレームのデータ ・ビットにマップする。次に、３つの連結されたＭＰＥＧ−２トランスポート・ パケットをＤＳ−３フレームのデータ・ビットにロードし、最初のトランスポー ト・パケットの最上位ビットを、ＤＳ−３フレームの最上位ビットに整合する。 サブフレームの整合は不要である。 ｄ．ＵＮＩＳＯＮ データ・リンク４０または５０は、本発明の譲受人が開発した単一方向同期光 ネットワーク（ＵＮＩＳＯＮ−１）インターフェースにしたがって、デジタル・ データを搬送することも可能である。ＵＮＩＳＯＮ−１インターフェースは、同 期光ネットワーク(ＳＯＮＥＴ：Synchronous Optical Network)トランスポート ・プロトコルにしたがってモデル化された、物理レイヤ特性および基礎的なネッ トワーク・トランスポート構造を有する。ＵＮＩＳＯＮ−１ネットワークは、Ｓ ＯＮＥＴの改良版を用いた二点間光通信(point-to-point optical communicatio n)を提供する。尚、ＳＯＮＥＴは、ＳＯＮＥＴ仕様に完全に準拠することを要求 しない。ＵＮＩＳＯＮ−１光信号の物理インターフェースは、Bellcore文書TR-N WT-00253，Issue 2，１９９１年１２月の第４章、表４．１１、列ＩＲ−１に定 義されている、ＯＣ−３光インターフェース、中間範囲(intermediate reach)に ついて記述された仕様を満たすことが好ましい。一方、物理／光コネクタは、Ｆ Ｃ／ＰＣ機械的コネクタが好ましい。ＵＮＩＳＯＮ−１インターフェース信号は 、Regional Bell Operating Companyから得られるStratum3タイミング・ソース から同期されることが好ましい。 好ましくは、本発明によるデジタル・ネットワーク７０において用いる基本的 なデータ・レートは、１５５．５２Ｍｂｐｓの同期搬送信号レベル３連結（ＳＴ Ｓ−３ｃ：Synchronous Transport Signal Level 3 concatenation）レートであ る。連結とは、ＳＯＮＥＴシステムの転送状態(transport condition)のことで あり、同期ペイロード・エンベロープ（ＳＰＥ：Synchronous Payload Envelope ）の全てが、単一のエンティティまたは連続データ・ストリームとして扱われる 。好適な実施形態では、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットはＳＰＥにマッ プされ、次いで単一のエンティティとしてデジタル・ネットワーク７０に渡され る。ＳＴＳ−３ｃの光通信に対応するものは、光キャリア・レベル３信号(ＯＣ −３：Optical Carrier Level 3)であり、これは、フレーム同期スクランブリン グ後のＳＴＳ−３ｃの直接光変換の結果である。 図８に示すように、本発明によるＵＮＩＳＯＮ−１のＳＴＳ−３ｃの好適な実 施形態は、２７０列および９行の８ビット・オクテットから成り、合計で２４３ ０オクテットとなる。フレーム長が１２５マイクロ秒（毎秒８０００フレーム） の場合、ＳＴＳ−３ｃのビット・レートは、１５５．５２Ｍｂｐｓとなる。好適 な実施形態では、各行の内最初の３列が、セクション・レイヤおよびライン・レ イヤのオーバーヘッド・オクテットを収容するトランスポート・オーバーヘッド である。図９に示すように、８１オクテットがこのように割り当てられ、２７オ クテットがセクション・オーバーヘッドに割り当てられ、５４オクテットがライ ン・オーバーヘッドに割り当てられる。ＳＴＳ−３ｃのセクション・オーバーヘ ッドは、次の領域で構成することが好ましい。ＳＴＳ−３ｃフレーミング（Ａ１ およびＡ２）、多重化識別（Ｃ１）、セクション・エラー監視機能用ビット・イ ンターリーブ・パリティ（ＢＩＰ−８）（Ｂ１）、および１つの１９２ｋｂｐｓ メッセージ系チャネルを形成するために割り当てられた３つのオクテット（Ｄ１ ，Ｄ２およびＤ３）。Ｅ１およびＦ１は、現在は使用されていない。一方、ＳＴ Ｓ−３ｃのライン・オーバーヘッドは、ポインタとＳＴＳ ＳＰＥの最初のオク テットとの間のオクテットにオフセットを与え、連結が行われたときを示すポイ ンタ領域（Ｈ１およびＨ２）、ライン・エラー監視機能用ビット・インターリー ブ・パリティ領域（Ｂ２）、および５７６ｋｂｐｓメッセージ・チャネルを形成 するために割り当てられた９つのオクテット（Ｄ４ないしＤ１２）で構成するこ とが好ましい。Ｈ３，Ｋ１，Ｋ３，Ｚ１，Ｚ２，およびＥ２は、現在では使用さ れていない。 ペイロードは、図１０に示すように、ＳＰＥ内に含まれる。これは、１２５ｍ ｓｅｃのフレーム構造である。図示のＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃ ＳＰＥ は、２６１列および９行のバイトから成り、合計で２３４９バイトとなる。図１ ０に示すように、列１は、ＳＴＳ経路オーバーヘッド（ＰＯＨ）として示す９バ イトを含むことが好ましく、一方残りの２３４０バイトはペイロードに使用可能 である。ＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃ ＳＰＥは、ＳＴＳ−３ｃフレームの 行１、列１０において開始する。好適な実施形態では、ＭＰＥＧ−２トランスポ ート・パケットは、図１０に示すように、ＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃ Ｓ ＰＥにマップされる。図１０に示すように、経路オーバーヘッドは、次の領域で 構成される。Ｂ３は、経路エラー監視機能用ビット・インターリーブ・パリティ ・オクテット（ＢＩＰ−８）である。Ｃ２はＳＴＳ ＳＰＥの構造および内容を 示すために割り当てられたものである。Ｈ４は、次のＭＰＥＧ−２システム・ト ランスポート・パケット・エンベロープの先頭位置を示す。ＰＯＨオクテットの 残 りは、現在では使用されていない。次に、図１０に示すように、ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットをＵＮＩＳＯＮ−１ ＳＴＳ−３ｃペイロードにマップ する。ここでは、ＳＰＥペイロードは、予約（Ｒ）オクテット（現在では未使用 ）、種々のビデオ、オーディオおよび私用データを単一のまたは多数のストリー ムに組み合わせ、記憶または伝送するための１８８オクテット・パケットから成 るＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット、ならびにエラー訂正用リード・ソロ モン・パリティ・ビット（Ｐ）で構成される。リード・ソロモン・パリティ・ビ ットは、好ましくは、直前のＭＰＥＧ−２システム・トランスポート・パケット 全体（１８８オクテット）について計算され。パリティ計算に用いられるリード ・ソロモン符号は、８ビットのシンボル・サイズ（Ｍ）および多項式ｐ（ｘ）＝ ｘ⁸＋ｘ⁷＋ｘ²＋ｘ＋１を用い、２５６のガロア体を発生するために実装された コードである。 ＳＰＥにおいてフレーム・バイトのエミュレーションの発生を防止するために 、スクランブリングを採用する。好ましくは、ライン・レートで動作するシーケ ンス長１２７のフレーム同期スクランブラを用いる。好適な実施形態では、発生 多項式は１＋ｘ⁶＋ｘ⁷である。スクランブルすべき全てのビットには、スクラン ブラのｘ⁷の位置からの出力とのモジュロ−２の加算を行う。好ましくは、スク ランブラは、図８に示す完全なＳＴＳ−３ｃフレームを通して、連続的に動作す る。しかしながら、フレーム・バイトおよび識別バイトは、スクランブルしない 方が好ましい。 最後に、連結とは、ＳＯＮＥＴ ＯＣ−Ｎシステムの転送状態のことを意味し 、ここでは、ＳＰＥ全体が単一のエンティティまたは連続データ・ストリームと して扱われる。連結を実施する場合、Ｈ１およびＨ２オクテットには、予め定義 されている値が割り当てられる。好ましくは、ＭＰＥＧ−２システム・トランス ポート・パケットをＳＰＥにマップし、次いで単一の連続するエンティティとし てデジタル・ネットワーク７０に渡す。 ４．詳細なＩ／Ｏカード実装の例 条件付アクセス・システムの現時点において好適な実施例では、ＳＡＢＥＲ２ ０は、データ・リンク４０を通じてＦＤＤＩフレームのプログラムを受け入れ、 条件付アクセスを備えたプログラムを、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭフレームとしてデー タ・リンク５０に出力する。かかる構成におけるデータ転送レートを最大に高め るために、２つのＦＤＤＩ入力カード２８ａ，２８ｂを、単一のＳＯＮＥＴ−Ａ ＴＭ出力カード２６に一致させる。以下に提示するのは、ＦＤＤＩからＭＰＥＧ −２へのマッピングを実施する入力カード２６の一例、およびＭＰＥＧ−２のＳ ＯＮＥＴ−ＡＴＭへのマッピングを実施する出力カード２８の一例の実装の詳細 である。 ａ．ＦＤＤＩからＭＰＥＧ−２への実施の詳細 図２のＡを参照すると、ＦＤＤＩカードは、７５Ｍｂｐｓという結合レートで 、最大６４個のプログラムからのデータをＦＤＤＩネットワークを通じて受け入 れることができる。多数のＦＤＤＩカードをバックプレーン２１に挿入し、この 結合データ・レートおよび所望数のセッションを得ることができる。 ＦＤＤＩフレームは、データ・リンク４０から、光ファイバ・インターフェー スを通じて到達する。１００Ｍｂｐｓの標準的なＦＤＤＩレートがサポートされ るが、ＦＤＤＩカードに転送されるＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットは、 ７５Ｍｂｐｓの結合レートで到達する。ＦＤＤＩカード２８からファイル・サー バ６０へのオーバーヘッド・フレーム情報および通信のために、追加の帯域幅を 得ることができる。ＦＤＤＩフレームは、ＦＤＤＩインターフェースおよびＤＭ Ａ制御部１２１によってバッファされ、ＦＤＤＩ情報の物理レイヤを剥ぎ取り、 ＭＰＥＧ−２パケットのＦＤＤＩペイロードをＲＡＭバッファ１２３に転送する 。セッション・マネージャおよびデータ・プリプロセッサ１２２は、ＰＩＤの全 てを、フレーム毎に置換する。加えて、プロセッサ１２２は、ＦＤＤＩインター フェースおよびＤＭＡ制御部１２１との通信を処理し、ファイル・サーバ６０と 通信を行い、ＦＤＤＩリンクを維持する。例えば、バッファ・オーバーフローま たはアンダーフロー状態を監視し、ファイル・サーバ６０に伝達し、必要に応じ て、データの転送の低速化または高速化を行う。バッファ・レベルは常に監視さ れる。また、フレーム・シーケンス・カウントを監視し、ＦＤＤＩカードおよび ファイル・サーバ６０間の同期を確保する。ＰＩＤをリマップした後、トランス ポート・パケットをバッファ１２４に転送する。 セッション・バッファ管理およびレート制御（ＳＢＲＣ：Session Buffer Man agement and Rate Control）部１２５は、セッション毎に、ＭＰＥＧ−２トラン スポート・パケットを追跡する。ＳＢＲＣ部１２５は、パケットを出力すべきレ ートを、各セッション毎に計算する。パケットを出力すべきとき、ＣＢＩ１２６ に移動させ、バックプレーン２１上に出力し、制御カード２２に送出し、その後 、条件付アクセス・カード２４に向かう。加えて、ＳＢＲＣ部１２５は、ＦＤＤ Ｉ入力カード２８上で発生する可変遅延に対して、プログラムの時間軸を補正す る。時間軸補正については、MPEG-2 Systems Standards Referenceに概要が記さ れている。 ｂ．ＭＰＥＧ−２からＳＯＮＥＴ−ＡＴＭへの実施の詳細 ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭマッピングを実施する出力カード２６の一例を図２のＢに 示す。このカードの機能は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットのＡＴＭセ ルへのマッピングを示す図５と関連付けると理解することができる。制御プロセ ッサ２６４は汎用のプロセッサであり、入力カード２６を通る情報の流れを制御 する。チャネル・バンク・インターフェース２６２は、バックプレーン２１を通 じて、制御カード２２からＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを受信する。 ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットはバッファ２６３に格納され、ＭＰＥＧ プロセッサ２６５による処理を待つ。ＭＰＥＧプロセッサ２６５は、バッファ２ ６３を管理し、ＡＡＬ５ ＰＤＵを形成するＭＰＥＧ−２トランスポート・パケ ットの対を、ＡＴＭセグメンタおよびリアセンブラ（ＳＡＲ：ATM segmenter an d reassembler）２６７に受け渡す。区分化は、ＡＬＬ５ ＰＤＵを４８バイト のブロックに分割すること、および５バイトのヘッダを付加することから成る。 次に、ＳＡＲ２６７は、ＡＴＭセルを内部にバッファし、必要に応じてこれらの セルをＡＴＭフレーマ２６８に供給する。 ＳＡＲ２６７から出力されるセル・ストリームの適合化(adaptation)は、ＡＴ Ｍフレーマ２６８によって行われ、ＡＴＭセルを出力用ＳＯＮＥＴフレームに封 止する。ＡＴＭフレーマ２６８は、セルを格納するための弾性バッファ(elastic buffer)を含み、ＡＴＭ ＨＥＣバイトを計算し、ＳＡＲが伝送の用意ができて いるセルを有していない場合、ヌル・セルをＳＯＮＥＴフレームに詰め込む。Ａ ＴＭフレーマ２６８は、ＯＣ−３フレームを作成し、データ・ストリームＢ１， Ｂ２，およびＢ３パリティ・バイトを発生し、ＯＣ−３ｃに挿入する。次に、Ｓ ＯＮＥＴフレームを、ＳＯＮＥＴ ＯＣ−３ｃ送受信機２６９に送り、デジタル ・ネットワーク７０を通じて伝送する。送受信機は、中間範囲クラスのＯＣ−３ 信号を伝送するのに適した光送信機を含む。 送信機は、１５５．５２Ｍｂｐｓのバランス型ＰＥＣＬドライバによって駆動 される。 Ｄ．制御カード 図２のＤは、制御カード２２の動作の機能ブロック図である。制御カード２２ は、ＣＢＭＵＸ１５２を介して、バックプレーン２１からトランスポート・パケ ットを受け入れる。ＣＢＭＵＸ１５２は、バックプレーン２１を通じて、使用可 能なパケットのために、入力カード２８をポーリングする。多数の入力カード２ ８がＳＡＢＥＲ２０に挿入されている場合、ＣＢＭＵＸ１５２は、順次各入力カ ード２８をポーリングすることによって、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケッ トを単一のストリームに多重化する。パケットがデータ・ポーラ１３５によって 入力カード２８から読み出された後、パケットはバッファ１３７に転送され、条 件付アクセス・カード２４に転送されるのを待つ。次に、ＭＰＥＧ−２トランス ポート・パケットは、インターフェース１５０を通じて、条件付アクセス・カー ド２４に転送され、ここで、パケットは選択的に暗号化される。これについては 、以下で詳細に説明する。条件付アクセス・カード２４がその機能を完了した後 、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットはインターフェース１５０を通じて再 度制御カード２２に転送され、データ出力ブロック１３９によって受け入れられ る。ＳＡＢＥＲ２０に２つの入力カード２８ａおよび２８ｂが装備されている場 合、制御カード２２は、各カードからのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット を共に多重化し、次いでこれらを条件付アクセス・カード２４に送出する。制御 カード２２は、イーサネット・データ・リンク１４０を通じて、ＣＡＭ３０から 準備情報(provisioning information)を受信する。イーサネット・インターフェ ース１３６は、用意された情報をメモリに移動させ、制御プロセッサ１３２によ るアクセスができるようにする。 制御カード２２は、ＭＰＥＧ−２ System Standard Reference（ISO13818-1） にしたがって、ＣＡＭ３０によって発生されたＥＭＭおよび条件付アクセス・カ ード２４によって発生されたＥＣＭを含むトランスポート・パケットを含む、１ つ以上のプログラムのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを多重化する。制 御プロセッサ１３２から命令されると、ＣＢＭＵＸ１５２は、データ出力バッフ ァ１３９から出力カード２６に、ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを出力 する。出力カード２６は、次に、データを適切にフォーマット化し、ＳＡＢＥＲ ２０から出力する。 Ｅ．条件付アクセス・カード 条件付アクセスは、３つの別個の構成要素、即ち、条件付アクセス・マネージ ャ（ＣＡＭ）３０、制御カード２２、および条件付アクセス・カード２４の協同 によって与えられる。これら３つの構成要素は、本発明の改良された３レイヤ暗 号化方式を実施し、特定のプログラムのＭＰＥＧ−２トランスポート・パケット への条件付アクセスを与える。これについては、既に詳細に説明した。図２およ び図２のＣを参照しながら、これら構成要素間のデータの流れについて説明する 。 データ・リンク４０から受信された非暗号化ＭＰＥＧ−２トランスポート・パ ケットは、ネットワーク・プロトコルから除去され、バックプレーン２１を通じ て、入力カード２８から制御カード２２に転送される。次に、パケットは、制御 カードからリンク１５０を通じて条件付アクセス・カード２４に転送され、暗号 化が行われる。周期的に、ＣＡＭ３０は、条件付アクセス・カード２４に、第１ レベルの暗号化の制御ワードを暗号化するために用いるＭＳＫを与える。条件付 アクセス・カード２４が、頻繁に変化する制御ワードを用いて、ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットを暗号化した後、データ・リンク１５０を通じて再度こ のパケットを制御カード２２に転送する。制御カード２２は、これらのトランス ポート・パケットを他のトランスポート・パケットと多重化し、出立トランスポ ート・ストリームを形成し、ＳＴＵ９０に伝送する。 本発明の暗号化モデルを図３に示す。このモデルについては、先に詳細に説明 した。本発明の好適な実施形態によれば、条件付アクセス・カード２４は、３つ の暗号化レイヤの内最初の２つを実施し、最後のレイヤはＣＡＭ３０によって与 えられる。最初のレイヤにおいて、非暗号化トランスポート・パケットが、デー タ経路１５０を通じて、プログラム暗号化器１５４に入来する。制御ワード（即 ち、キー）は、条件付アクセス・カード２４上に位置する乱数発生器１５６によ って与えられる。即ち、乱数発生器１５６は、コントローラ１５７にシード(see d)を供給し、コントローラ１５７は、トランスポート・パケットを暗号化するた めに用いられる制御ワードを発生する。乱数発生器１５６を実施するには、Newb ridge MicrosystemsのＮＭ８１０乱数発生器カードのような、専用ハードウエア 装置を用いる。現時点において好適な実施形態によれば、プログラム暗号化器１ ５４は、公知のデータ暗号化規格（ＤＥＳ：Data Encryption Standard）アルゴ リズムを用いて、プログラムの暗号化を行う。暗号化アルゴリズムの攻撃に対す る頑丈性を高めるために、制御ワードを頻繁に変化させる（例えば、２秒毎）。 更に、プログラム全体をリアルタイムに暗号化する必要があるので、暗号化アル ゴリズムはハードウエアで実施する。 ＣＡＭ３０から受信したＭＳＫを用いて、制御ワードの暗号化を行う。プログ ラム情報に対する制御ワードのデータ・レートは、比較的低い。したがって、よ り完全な暗号化を行って、制御ワードの暗号化の攻撃に対する安全性を確保する ことができる。これらの制御ワードの暗号化には、トリプル−ＤＥＳを用いる。 制御ワードを暗号化するのに使用可能な時間が長いので、暗号化アルゴリズムは 、ファームウエアで実施する。 図２のＣは、条件付アクセス・カード２４の内部動作のブロック図を示す。Ｍ ＰＥＧ−２トランスポート・パケットは、制御カード２２からデータ・リンク１ ５０を通じて到来し、ＦＩＦＯ１６０にバッファされる。次に、パケットは、パ ケット分配ロジック１６３に移動する。パケット暗号化プロセッサ１５８は、パ ケット毎に制御ワードの参照を行い、AM29030 RISCプロセッサを用いて実施され る。具体的には、プロセッサ１５８は、暗号化すべきパケットのＰＩＤに対応す る制御ワードを読み出す。制御ワードはパケット分配ロジック１６３に転送され 、これがパケットおよび制御ワードをＤＥＳブロック１６６に分配する。 各ＤＥＳブロック１６６はパケット全体を受信し、当該パケットを暗号化すべ きか否かについて判定を行い、行う場合、このパケットを８バイトのブロックに 分解し、これらのブロックをＶＭ００９ ＶＬＳＩ ＤＥＳチップに送り、ＭＰ ＥＧ−２ペイロード２３０（図４参照）の暗号化を行う。暗号化の後、３つのパ ケットは、パケット再多重化ロジック１６２によって、再多重化され、これによ って、パケットは、到達したときと同じ順序で出力されることを保証する。パケ ット再多重化ロジック１６２から、ＦＩＦＯ１６１がパケットをバッファし、制 御カード２２に返送し、バックプレーン２１上に出力する。 制御プロセッサ１５７は、乱数発生器１５６と協同して、制御ワードを発生し 、この制御ワードを、暗号化すべきパケットのＰＩＤに割り当て、これらをデュ アル・ポートＲＡＭ１５１に入力し、パケット暗号化プロセッサ１５８に使用さ せる。ＣＡＭ３０は、イーサネット・インターフェース１５９を通じて、暗号化 すべきＰＩＤの同一性や更新されたＭＳＫのような情報を、制御プロセッサ１５ ７に供給する。制御プロセッサは、この情報を、デュアル・ポートＲＡＭ１５１ を通じてパケット暗号化プロセッサ１５８に伝達するので、プロセッサ１５８は 、プログラム担持トランスポート・パケットの暗号化を選択的に制御することが できる。加えて、制御プロセッサ１５７は、トリプル−ＤＥＳ暗号化器１５３と 共に、現在のＭＳＫを用いて制御ワードを暗号化する。トリプル−ＤＥＳ暗号化 器１５３は、ＶＬＳＩ ＶＭ００７暗号化器チップを備えており、これがトリプ ル−ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを実施する。先に詳細に説明したメッセージ認証 機能（即ち、ＭＤ５ハッシング）は、制御プロセッサ１５７によって実施される 。 暗号化された制御ワードはＣＢＩ１６４に送られ、ここで、ＭＰＥＧ−２トラ ンスポート・パケットに挿入され、一意のＰＩＤを割り当てられ、バックプレー ンを介して伝送され、制御カード２２によって、トランスポート・パケットのス トリームに多重化される。また、ＭＳＫも暗号化され、ＭＰＥＧ−２トランスポ ート・パケットに挿入される。これらのトランスポート・パケットは、ＣＡＭ３ ０によって発生されたものであるが、条件付アクセス・カード２４のＣＢＩ１６ ４を通じて送出され、バックプレーン２１上に出力される。全てのトランスポー ト・パケットは、制御カード２２によって多重化され、単一の出立トランスポー ト・ストリームを形成する。Ｖ．条件付アクセス・マネージャ ＣＡＭ３０は、条件付アクセス・システムのマスタ・コントローラとして動作 する。これは、種々の外部構成要素に対して接続を与え、条件付アクセスを提供 するための環境を設定する際に必要なすべての情報を判定する。種々の外部構成 要素との関連における、ＣＡＭ３０の機能ブロック図を図１２に示す。図示のよ うに、ＣＡＭ３０は、サーバ・ゲートウエイ６１と通信し、ＰＩＤの割り当てを 調整し、かつプログラムの条件付アクセスの要件に関する情報を受信する。加え て、ＣＡＭ３０は、ＳＡＢＥＲ２０と通信し、ＰＩＤリマッピング・テーブルの ような準備情報を提供し、更に条件付アクセス情報をＳＴＵ９０に伝達する。Ｃ ＡＭ３０は、条件付アクセス・オーソリティ４００（即ち、公開キー・サーバ） と通信し、ＳＴＵ９０およびＳＰ１１０の公開キーを得る。 先に詳細に説明したように、第３レベルの暗号化は、ＣＡＭ３０によって行わ れる。この第３レベルは、公開キー暗号化アルゴリズムを用いて実施される。好 適な実施形態では、ＣＡＭ３０および外部構成要素からのインターフェースは、 全てイーサネットを通じたものである。しかしながら、これは単なる一例に過ぎ ず、限定を意図したものではない。外部構成要素に対するインターフェースは、 適切なものであればいずれを用いても、同様の成果を得ることができる。例えば 、ダイアル・アップ接続は、ＣＡＭ３０と条件付アクセス・オーソリティ４００ との間に必要なリンクを備えることができる。小型コンピュータ・システム・イ ンターフェースは、トランザクション暗号化装置３００のような、更に身近な装 置への接続を備えることができる。 ＣＡＭ３０は、制御プロセッサ３２と、プログラムに関連する格納のためのメ モリ３４から成る。ＣＡＭ３０の機能の殆どは、ソフトウエアで実施される。最 初に、ＣＡＭ３０は、イーサネット接続を通じて、サーバ・ゲートウエイ６１と 通信する。サーバ・ゲートウエイ６１が顧客からプログラムの要求を受信し、Ｎ ＣＭＣ１００から接続帯域幅の許可を受信した場合、ＳＰ１１０は、プログラム 担持ＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットを、配給システム１０を通じて、要 求元ＳＴＵ９０に伝送する準備を行う。この準備の際に、サーバ・ゲートウエイ ６１は、ＣＡＭ３０と通信し、どのＰＩＤがプログラムに割り当てられたのか、 および条件付アクセスを適用するのか否かというような情報を関係付ける。要求 を受信した後、ＣＡＭはＳＡＢＥＲ２０に、ＰＩＤリマッピングおよびプログラ ムの条件付アクセス要求を通知する。また、ＣＡＭ３０はＳＡＢＥＲ２０に、プ ログラムに条件付アクセスを与える際に用いるべき現ＭＳＫを与える。ＭＳＫを ＳＡＢＥＲ２０に送ることに加えて、ＣＡＭ３０はＭＳＫを許可されたＳＴＵ９ ０にも送らなければならない。また、ＣＡＭ３０は、上述のデジタル・サイン機 能も実行する。 暗号化サービスを行うために、ＣＡＭ３０はトランザクション暗号化装置（Ｔ ＥＤ）３００を含み、この中にＳＰの秘密キーを確保(secure)する。次に、ＣＡ Ｍ３０は、ＴＥＤ３００にＭＳＫを与える。先に詳細に説明したプロセスにした がって、そして図３のＢに示すように、ＴＥＤ３００は、適切なＳＴＵ９０の公 開キーを用いてＭＳＫを暗号化し、そのＳＰ秘密キーを用いて、ＭＳＫメッセー ジのハッシュに署名する。ＭＳＫおよび署名されたハッシュは、次に、ＣＡＭ３ ０に戻され、ＥＭＭに埋め込まれ、ＳＡＢＥＲ２０を通じてＳＴＵ９０に伝送さ れる。 ＳＴＵ９０を共有することに加えて、多数のＳＰ１１０が単一の条件付アクセ ス装置（即ち、ＳＡＢＥＲ２０およびＣＡＭ３０）を共有してもよい。本出願人 は、かかる共有化によって安全性の問題が発生することを認識している。例えば 、そして上述のように、条件付アクセス・システムの一部として、ＳＰ１００は デジタル・サインを用いてメッセージ・ハッシュに署名し、ＳＴＵ９０への無許 可のアクセスを防止する。これは、ＳＰ１１０の秘密キーを用いてハッシュを暗 号化することによって行われ、秘密キーは、ＳＴＵ９０に与えられたその公開キ ーに対応する。 本発明の好適な実施形態によれば、かかる共有コンフィギュレーションにおい ては、ＣＡＭ３０は、全てのＳＰ１１０に対して、クリアリングハウス(clearin ghouse)として機能する。ＣＡＭ３０は、サーバ・ゲートウエイ６１を通じてＳ Ｐ１１０に許可を与え、次いでＣＡＭ３０はＳＰ１１０の代わりに、全てのメッ セージにデジタル的に署名する。したがって、ＳＰ１１０からＣＡＭ３０へのメ ッセージは、図３のＢに示したものと同様のデジタル・サイン技法にしたがって 、ハッシュされ、署名される。ＣＡＭ３０は、ＳＰ１００のサインを、対応する 公 開キーに対してチェックする。この公開キーは、ＣＡＭ３０が条件付アクセス・ オーソリティ４００から受信したものである。デジタル・サインが真正である場 合、ＳＴＵ９０に対する接続が許可される。ＥＭＭを通じてＭＳＫをＳＴＵ９０ に伝送する際、ＥＭＭのハッシングを行い、ＣＡＭ３０のデジタル・サインを用 いてこれに署名する。ＳＴＵ９０は、ＳＰ１１０のＳＴＵ９０に対するデジタル ・サについて先に述べた方法にしたがって、このデジタル・サインを真正と認め る。このシステムは、単一の秘密キーを共有することによって、多数のＳＰ１１ ０が単一のＣＡＭ３０およびＳＡＢＥＲ２０を共有することを可能にする。しか しながら、かかるシステムでは、ＳＴＵ９０は、ＳＰ１１０間の区別をすること ができない。ＳＴＵ９０がＳＰ１１０間の区別をすることが望ましい環境では、 異なるシステムが必要である。 本発明の別の態様によれば、多数のＳＰ１１０は、各々が別個のＴＥＤ３００ を用いることによって、単一のＣＡＭ３０およびＳＡＢＥＲ２０の組み合わせを 共有することが可能である。かかる環境では、ＣＡＭ３０は各ＳＰ１１０のＴＥ Ｄ３００と通信し、ＭＳＫを暗号化し、これに署名して、ＳＴＵ９０に送出する 。すると、ＳＰ１１０は各々別個の公衆キー／秘密キー対を与えることができる 。かかるシステムでは、各ＳＰ１１０の秘密キーが発見から適切に保護されてい ることを保証するための対策が講じられる。次に、対応するサーバ・ゲートウエ イ６１を通じたＳＰ１１０による各要求の結果、当該１１０の全ての暗号化が、 それ自体のＴＥＤ３００に向けられる。したがって、多数のＳＰ１１０は単一の ＣＡＭ３０およびＳＡＢＥＲ２０を共有することができ、ＳＴＵ９０はなおもＳ Ｐ１１０間で区別することができる。 各ＳＴＵ９０は、１つの公開キー／秘密キー対を有する。秘密キーは、安全な プロセッサ内のＳＴＵ９０内部に確保されている。また、関連する公開キーは、 条件付アクセス・オーソリティ４００によって維持される公開キー・データベー ス・サーバにおいて発行される。ＳＰ１１０が、特定のＳＴＵ９０に対して、そ のプログラミングに条件付アクセスを与えたい場合、ＣＡＭ３０は、当該ＳＴＵ ９０に対する公開キーを調べ、そのＳＴＵ９０の公開キーによって暗号化された ＭＳＫをＳＴＵ９０に送る。こうして、ＳＴＵ９０は、その対応する秘密キーを 用いて、ＭＳＫを解読することができる。ＣＡＭ３０は、有効なＳＴＵ９０の公 開キーのデータ・ベースを維持し、条件付アクセス・オーソリティ４００から周 期的に更新する。ＶＩ．セット・トップ・ユニット（ＳＴＵ）の一例 図１１は、ＳＴＵ９０の一例の機能ブロック図である。ＮＡＮ８０がＭＰＥＧ −２パケットをデジタル・ネットワーク７０のネットワーク・プロトコルから除 去した後、生のＭＰＥＧ−２トランスポート・パケットがＳＴＵ９０に伝送され る。ＳＴＵ９０は、その広帯域インターフェース・プロセッサ１９０を介して、 これらのパケットを受信する。広帯域インターフェース・プロセッサ１９０は、 ＮＡＮ８０からのパケットの配信を取り決める。広帯域インターフェース・プロ セッサ１９０は、汎用プロセッサ１９３から、どのパケットをＭＰＥＧ−２トラ ンスポート・パケット・ストリームからデマルチプレクスするのかについての命 令を受信する。これらの命令は、プログラム担持ＭＰＥＧ−２トランスポート・ パケットに関連するＥＣＭに関する情報を含む。広帯域インターフェース・プロ セッサ１９０は、関連するＥＣＭを機密プロセッサ(secure processor)１９６に 渡し、ＥＣＭ内で搬送された制御ワードのトリプル−ＤＥＳ解読を行い、当該Ｓ ＴＵ９０が要求されたプログラム ・サービスに対する許可を受けていることを 確認する。機密プロセッサ１９６は、次いで、解読された制御ワードを広帯域イ ンタフェース・プロセッサ１９０に返送し、広帯域インタフェース・プロセッサ １９０はこれらを用いてプログラムを解読する。 機密プロセッサ１９６は、更に、ＥＭＭ内で搬送されたＭＳＫの解読も行う。 機密プロセッサは、ＳＰ１１０が先に詳細に説明したようにＥＭＭを暗号化する 際に用いた、ＳＴＵ９０の公開キーに対応する秘密キーを保有する。加えて、機 密プロセッサ１９２は、バッファ１９２に収容されている許可されたＳＰ１１０ の公開キーに対するアクセスを有する。このように、機密プロセッサ１９２は、 先に詳細に述べた暗号化の第３レベルの逆を実施し、ＥＭＭのデジタル・サイン を確認することによって、ＥＭＭ認証を与える。 広帯域インターフェース・プロセッサ１９０がプログラム担持ＭＰＥＧ−２ト ランスポート・パケットを解読した後、パケットはＦＩＦＯ１９１に出力される 。 次に、メモリ・マネージャ１９４は、パケットをバッファ１９２に移動させ、Ｍ ＰＥＧ−２マルチメディア・プロセッサ１９８によるアクセスを可能とする。ト ランスポート・パケットはＭＰＥＧ−２マルチメディア・プロセッサ１９８によ って処理され、プレゼンテーション装置（図示せず）上で再生される。プレゼン テーション装置とは、テレビジョンまたはパーソナル・コンピュータのような、 いずれかの適切な装置とすればよい。 これまでに例示したように、本発明は、多数のサービス・プロバイダを有する 接続指向、双方向ネットワークにおいて、条件付アクセスを追加する方法および 装置を対象とする。しかしながら、本発明の広範な発明の概念から逸脱すること なく、上述の実施形態に対する変更が可能であることは理解されよう。例えば、 本発明は、双方向処理システムとの関連において説明したが、同一の方法および 装置は、同報通信環境においても効果的に機能する。したがって、本発明は、こ こに開示した特定の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に 定義される、本発明の範囲および精神に該当する全ての修正を含むことを意図す るものである。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年８月１２日（１９９８．８．１２） 【補正内容】 請求の範囲 １．顧客によって要求されたビデオ、オーディオ、およびデータ（プログラム） の少なくとも１つを、サービス・プロバイダ（ＳＰ）から供給し、要求されたプ ログラムを、プログラム担持パケット内にて、前記顧客に関連するセット・トッ プ・ユニット（ＳＴＵ）に伝送する双方向処理情報サービス・システムにおける 、前記ＳＰと前記ＳＴＵとの間に配置され、前記顧客のみが前記プログラムに対 するアクセスを有することを保証する装置であって、 第１のデータ・リンクから、第１のネットワーク・プロトコルのプログラム担 持パケットを受信し、前記パケットを前記第１のネットワーク・プロトコルから 除去する手段と、 前記プログラム担持パケットに条件付アクセスを追加する手段と、 前記プログラム担持パケットを第２のネットワーク・プロトコルに再カプセル 化し、前記プログラム担持パケットを第２のデータ・リンクを通じて出力する手 段と、 を具備する装置。 ２．請求項１記載の装置において、前記プログラム担持パケットを受信する手段 が、 前記第１のデータ・リンクからプログラム担持パケットを受信する受信機と、 前記第１のネットワーク・プロトコルの受信プログラム担持パケットを格納す るバッファと、 プロトコル・マッピング機能にしたがって、前記ネットワーク・プロトコルか ら前記プログラム担持パケットを除去するプロセッサと、 を備える装置。 ３．請求項１記載の装置において、前記プログラムを再カプセル化する前記手段 が、 プロトコル・マッピング機能にしたがって、前記プログラム担持パケットを前 記ネットワーク・プロトコルにマッピングするプロセッサと、 前記第２ネットワーク・プロトコルの前記プログラム担持パケットの一部分を 格納するバッファと、 前記プログラム担持パケットを、前記第２のデータ・リンクを通じて出力する 送信機と、 を備える装置。 ４．請求項１記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 する手段と、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択された プログラム担持パケットを暗号化する手段と、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化する手段と、 前記暗号化した第１のキーを前記顧客に与える手段と、 前記顧客に関連するＳＴＵ内に格納されている秘密キーに対応する公開キーを 用いて、公開キー暗号化アルゴリズムにしたがって、前記第２のキーを暗号化す る手段と、 前記暗号化した第２のキーを前記顧客に与える手段と、 を備える装置。 ５．請求項４記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、 前記ＳＰに関連する公開キーに対応する秘密キーで暗号化された前記第２のキ ーに基づいてデジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記デジタル・サインを用 いて前記第２のキーのソースを確認する手段を更に備える装置。 ６．請求項１記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 する手段と、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択された プログラム担持パケットを暗号化する手段と、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化する手段と、 ハッシュ関数にしたがって、前記第２のキーに連結された前記第１のキーのハ ッシングを行い、前記ＳＴＵが前記第１のキーの真正性を判定する真正コードを 生成する手段と、 前記暗号化された第１キーと、前記第２のキーに連結された前記第１のキーの ハッシュとを前記顧客に供給する手段と、 前記顧客に関連するＳＴＵ内に格納されている秘密キーに対応する第３のキー を用いて、第３の暗号化アルゴリズムにしたがって、前記第２のキーを暗号化す る手段と、 前記第２のキーに基づいてデジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記デジタ ル・サインを用いて前記第２のキーのソースを確認する手段と、 前記暗号化された第２のキーおよび前記デジタル・サインを前記顧客に与える 手段と、 を備える装置。 ７．請求項６記載の装置において、前記第３の暗号化アルゴリズムが公開キー暗 号化アルゴリズムを備え、更に、前記第３のキーが、前記ＳＴＵ内に格納されて いる前記秘密キーに対応する公開キーを備える装置。 ８．複数のプログラムをトランスポート・パケット・フォーマットでサービス・ プロバイダ（ＳＰ）に格納し、第１のプロトコル・フィーマットでネットワーク に送出し、加入者に配信するデジタル・ビデオ配信システムにおける、前記ＳＰ をネットワークにリンクし、条件付アクセスを前記トランスポート・パケットに 適用する方法であって、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 するステップと、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択したプ ログラム担持パケットを暗号化するステップと、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化するステップと、 前記暗号化された第１のキーを前記顧客に与えるステップと、 前記顧客に関連するセット・トップ・ユニット（ＳＴＵ）内に格納されている 秘密キーに対応する公開キーを用いて、公開キー暗号化アルゴリズムにしたがっ て、前記第２のキーを暗号化するステップと、 前記暗号化された第２のキーを前記顧客に与えるステップと、 を備える方法。 ９．請求項８記載の方法において、条件付アクセスを適用する前記ステップが、 ハッシュ関数にしたがって、前記第１のキーと前記第２のキーとの連結のハッ シングを行い、前記ＳＴＵが前記第１のキーの真正性を判定する真正コードを生 成するステップを更に含むことを特徴とする方法。 １０．請求項８記載の方法において、条件付アクセスを適用する前記ステップが 、 前記ＳＰに関連する公開キーに対応する秘密キーで暗号化された前記第２のキ ーに基づいてデジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記デジタル・サインを用 いて前記第２のキーのソースを確認するステップを更に含む方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/173 ６１０ Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ｂ (72)発明者 ログストン，ゲイリー・リー アメリカ合衆国ジョージア州30084，タッ カー，イングル・ドライブ 441 【要約の続き】 用いて、選択したプログラム担持パケットを暗号化し、 第２のキーを用いて第１のキーを暗号化し、顧客（１３ ０）に関連するＳＴＵ（９０）内に格納されている秘密 キーに対応する公開キーを用いて、公開キー暗号化アル ゴリズムにしたがって第２のキーを暗号化することから 成る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．顧客によって要求されたビデオ、オーディオ、およびデータ（プログラム） の少なくとも１つを、サービス・プロバイダ（ＳＰ）から供給し、要求されたプ ログラムを、プログラム担持パケット内にて、前記顧客に関連するセット・トッ プ・ユニット（ＳＴＵ）に伝送する双方向処理情報サービス・システムにおいて 、ＳＰとＳＴＵとの間に配置され、前記顧客のみが前記プログラムに対するアク セスを有することを保証する装置であって、 第１のデータ・リンクから、第１のネットワーク・プロトコルのプログラム担 持パケットを受信し、前記パケットを前記第１のネットワーク・プロトコルから 除去する手段と、 前記プログラム担持パケットに条件付アクセスを追加する手段と、 前記プログラム担持パケットを第２のネットワーク・プロトコルに再カプセル 化し、前記プログラム担持パケットを第２のデータ・リンクを通じて出力する手 段と、 から成ることを特徴とする装置。 ２．請求項１記載の装置において、前記第２のネットワーク・プロトコルが、前 記第１のネットワーク・プロトコルおよび他のネットワーク・プロトコルの一方 を備えることを特徴とする装置。 ３．請求項１記載の装置において、前記プログラム担持パケットを受信する手段 が、 前記第１のデータ・リンクからプログラム担持パケットを受信する受信機と、 前記第１のネットワーク・プロトコルの受信プログラム担持パケットを格納す るバッファと、 プロトコル・マッピング機能にしたがって、前記ネットワーク・プロトコルか ら前記プログラム担持パケットを除去するプロセッサと、 を備えることを特徴とする装置。 ４．請求項１記載の装置において、前記プログラムを再カプセル化する前記手段 が、 プロトコル・マッピング機能にしたがって、前記プログラム担持パケットを前 記ネットワーク・プロトコルにマップするプロセッサと、 前記第２ネットワーク・プロトコルの前記プログラム担持パケットの一部分を 格納するバッファと、 前記プログラム担持パケットを、前記第２のデータ・リンクを通じて出力する 送信機と、 を備えることを特徴とする装置。 ５．請求項１記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 する手段と、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択された プログラム担持パケットを暗号化する手段と、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化する手段と、 前記暗号化した第１のキーを前記顧客に与える手段と、 前記顧客に関連するＳＴＵ内に格納されている秘密キーに対応する公開キーを 用いて、公開キー暗号化アルゴリズムにしたがって、前記第２のキーを暗号化す る手段と、 前記暗号化した第２のキーを前記顧客に与える手段と、 を備えることを特徴とする装置。 ６．請求項５記載の装置であって、更に、条件付アクセス・オーソリティによっ て維持される公開キー・データベースから、前記公開キーを獲得する手段を備え ることを特徴とする装置。 ７．請求項５記載の装置において、前記選択したプログラム担持パケットを暗号 化する前記手段が、ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを実施する少なくとも１つのプロ セッサを備えることを特徴とする装置。 ８．請求項５記載の装置において、前記第１のキーを暗号化する前記手段が、ト リプル−ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを実施する少なくとも１つのプロセッサを備 えることを特徴とする装置。 ９．請求項５記載の装置において、前記第２のキーを暗号化する前記装置が、Ｒ ＳＡアルゴリズムを実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 １０．請求項５記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、更 に、ハッシュ関数にしたがって、前記第２のキーと連結された前記第１のキーの ハッシングを行い、前記ＳＴＵが前記第１のキーの真正性を判定可能とする手段 を備えることを特徴とする装置。 １１．請求項５記載の装置において、前記ハッシング手段が、Message Digest 5 ハッシング関数を実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 １２．請求項５記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、更 に、前記ＳＰに関連する公開キーに対応する秘密キーと連結された前記第２のキ ーに基づいてデジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記第２のキーのソースを 確認可能とする手段を備えることを特徴とする装置。 １３．請求項１２記載の装置において、デジタル・サインを与える前記手段が、 ＲＳＡアルゴリズムを実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 １４．請求項１２記載の装置において、前記公開キーおよび対応する秘密キーが 、複数のＳＰと関連付けられることを特徴とする装置。 １５．請求項１記載の装置において、条件付アクセスを適用する前記手段が、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 する手段と、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択された プログラム担持パケットを暗号化する手段と、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化する手段と、 ハッシュ関数にしたがって、前記第２のキーに連結された前記第１のキーのハ ッシングを行い、前記ＳＴＵが前記第１のキーの真正性を判定可能とする手段と 、 前記暗号化された第１キーと、前記第２のキーに連結された前記第１のキーの ハッシュとを、前記デジタル・ネットワークを通じて前記顧客に供給する手段と 、 前記顧客に関連するＳＴＵ内に格納されている秘密キーに対応する第３のキー を用いて、第３の暗号化アルゴリズムにしたがって、前記第２のキーを暗号化す る手段と、 前記第２のキーに基づいてデジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記第２の キーのソースを確認可能とする手段と、 前記暗号化された第２のキーおよび前記デジタル・サインを前記顧客に与える 手段と、 を備えることを特徴とする装置。 １６．請求項１５記載の装置において、前記選択したプログラム担持パケットを 暗号化する前記手段が、ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを実施する少なくとも１つの プロセッサを備えることを特徴とする装置。 １７．請求項１５記載の装置において、前記第１のキーを暗号化する前記装置が 、トリプル−ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを実施する少なくとも１つのプロセッサ を備えることを特徴とする装置。 １８．請求項１５記載の装置において、前記ハッシンング手段が、Message Dige st 5ハッシング関数を実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 １９．請求項１５記載の装置において、前記第３の暗号化アルゴリズムが、公開 キー暗号化アルゴリズムを備え、更に、前記第３のキーが、前記ＳＴＵ内に格納 されている前記秘密キーに対応する公開キーから成ることを特徴とする装置。 ２０．請求項１９記載の装置において、前記第２のキーを暗号化する前記手段が 、ＲＳＡアルゴリズムを実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 ２１．請求項１５記載の装置において、デジタル・サインを与える前記手段が、 ＲＳＡアルゴリズムを実施するプロセッサを備えることを特徴とする装置。 ２２．請求項１記載の装置において、前記第１のネットワーク・プロトコルが、 ファイバ分散データ・インターフェース（ＦＤＤＩ）、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭ、Ｕ ＮＩＳＯＮ−１、およびＤＳ−３の１つから成ることを特徴とする装置。 ２３．請求項１記載の装置において、前記第２のネットワーク・プロトコルが、 ファイバ分散データ・インターフェース（ＦＤＤＩ）、ＳＯＮＥＴ−ＡＴＭ、Ｕ ＮＩＳＯＮ−１、およびＤＳ−３の１つから成ることを特徴とする装置。 ２４．複数のプログラムをトランスポート・パケット・フォーマットでサーバに 格納し、第１のプロトコル・フィーマットでネットワークに送出し、加入者に配 信するデジタル・ビデオ配信システムにおいて、前記サーバをネットワークにリ ンクし、条件付アクセスを前記トランスポート・パケットに適用する方法であっ て、 前記顧客によって要求されたプログラムを含むプログラム担持パケットを選択 するステップと、 第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記選択したプ ログラム担持パケットを暗号化するステップと、 第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１のキー を暗号化するステップと、 前記暗号化された第１のキーを前記顧客に与えるステップと、 前記顧客に関連するＳＴＵ内に格納されている秘密キーに対応する公開キーを 用いて、公開キー暗号化アルゴリズムにしたがって、前記第２のキーを暗号化す るステップと、 前記暗号化された第２のキーを前記顧客に与えるステップと、 から成ることを特徴とする方法。 ２５．請求項２４記載の方法にであって、更に、条件付アクセス・オーソリティ によって維持される公開キー・データベースから前記公開キーを獲得するステッ プを含むことを特徴とする方法。 ２６．請求項２４記載の方法において、前記選択したプログラム担持パケットを 暗号化する前記ステップが、ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを備えることを特徴とす る方法。 ２７．請求項２４記載の方法において、前記第１のキーを暗号化する前記ステッ プが、トリプル−ＤＥＳ暗号化アルゴリズムを備えることを特徴とする方法。 ２８．請求項２４記載の方法において、前記第２のキーを暗号化する前記ステッ プが、ＲＳＡアルゴリズムを備えることを特徴とする方法。 ２９．請求項２４記載の方法において、条件付アクセスを適用する前記ステップ が、更に、ハッシュ関数にしたがって、前記第２のキーと連結された前記第１の キーのハッシングを行い、前記ＳＴＵが前記第１のキーの真正性を判定可能とす るステップを含むことを特徴とする方法。 ３０．請求項２４記載の方法において、前記ハッシンングを行うステップが、Me ssage Digest 5ハッシング関数を備えることを特徴とする方法。 ３１．請求項２４記載の方法において、条件付アクセスを適用する前記ステップ が、更に、前記ＳＰに関連する公開キーに対応する秘密キーと連結された前記第 ２のキーに基づいて、デジタル・サインを与え、前記ＳＴＵが前記第２のキーの ソースを確認可能とするステップを含むことを特徴とする方法。 ３２．請求項３１記載の方法において、デジタル・サインを与える前記ステップ が、ＲＳＡアルゴリズムを備えることを特徴とする方法。 ３３．請求項３１記載の方法において、前記公開キーおよび対応する秘密キーが 、複数のＳＰと関連付けられることを特徴とする方法。 ３４．複数のプログラムをトランスポート・パケット・フォーマットでサーバに 格納し、第１のプロトコル・フィーマットでネットワークに送出し、加入者に配 信するデジタル・ビデオ配信システムにおいて、前記サーバをネットワークにリ ンクし、条件付アクセスを前記トランスポート・パケットに適用する方法であっ て、 第１のネットワーク・レベル・プロトコルに埋め込まれたトランスポート・パ ケットを受信するステップと、 前記トランスポート・パケットを前記第１のネットワーク・プロトコルから除 去するステップと、 各トランスポート・パケットについて、条件付アクセスを追加すべきか否かに ついて判定を行うステップと、 前記パケットに条件付アクセスを適用するステップと、 前記パケットを、前記第１のネットワーク・プロトコルおよび第２のネットワ ーク・プロトコルの一方で出力するステップと、 から成ることを特徴とする方法。 ３５．複数のプログラムをトランスポート・パケット・フォーマットで格納され 、ネットワークに送出し、許可された顧客に伝送するデジタル情報配信システム において、前記トランスポート・パケットに対して条件付アクセスを適用する方 法であって、 （ａ）顧客によって要求されたプログラムを含むパケットを選択するステップ と、 （ｂ）第１の暗号化アルゴリズムにしたがって、第１のキーを用いて前記プロ グラムを担持するトランスポート・パケットを暗号化するステップと、 （ｃ）前記暗号化したトランスポート・パケットを出力し、前記デジタル・ネ ットワークを通じて前記許可された顧客に配信するステップと、 （ｄ）第２の暗号化アルゴリズムにしたがって、第２のキーを用いて前記第１ のキーを暗号化するステップと、 （ｅ）ハッシング関数にしたがって、前記１のキーおよび前記第２のキーのハ ッシュを含む、メッセージ認証コードを発生するステップと、 （ｆ）前記暗号化された第１のキーおよび前記メッセージ認証コードを、前記 デジタル・ネットワークを通じて前記許可された顧客に供給するステップと、 （ｇ）第３の暗号化アルゴリズムにしたがって、第３のキーを用いて前記第２ のキーを暗号化するステップと、 （ｈ）前記暗号化された第２のキーにデジタル・サインを適用し、前記許可さ れた顧客が、前記暗号化された第２のキーの発信元を確認可能とするステップと 、 （ｉ）前記暗号化され、デジタル的に署名された第２のキーを、前記デジタル ・ネットワークを通じて前記許可された顧客に与えるステップと、 から成ることを特徴とする方法。 ３６．請求項３５記載の方法において、前記パケットが、ＤＥＳアルゴリズムに したがって暗号化されることを特徴とする方法。 ３７．請求項３５記載の方法において、前記第１のキーが、トリプル−ＤＥＳア ルゴリズムにしたがって暗号化されることを特徴とする方法。 ３８．請求項３５記載の方法において、前記第２のキーが、公開キー暗号化技法 にしたがって暗号化されることを特徴とする方法。 ３９．請求項３８記載の方法において、前記公開キー暗号化技法が、ＲＳＡアル ゴリズムを実施することを特徴とする方法。 ４０．請求項３５記載の方法において、前記メッセージ認証コードの適用が、 前記第１のキーおよび前記第２のキーを連結するステップと、 ハッシング関数にしたがって前記連結したキーのハッシングを行い、前記メッ セージ認証コードを生成するステップと、 から成ることを特徴とする方法。 ４１．請求項４０記載の方法において、前記ハッシング関数が、Message Digest 5関数から成ることを特徴とする方法。 ４２．請求項３５記載の方法において、前記ステップ（ｈ）が、更に、 （ｉ）前記第２のキーから成るメッセージのハッシングを行うステップと、 （ｉｉ）前記ＳＰに関連する秘密キーを用いて、公開キー暗号化アルゴリズム によって前記ハッシュ・メッセージを暗号化するステップであって、前記秘密キ ーが対応する公開キーを有し、これを前記ＳＴＵに与えるステップと、 （ｉｉｉ）前記暗号化されたハッシュ・メッセージを前記許可された顧客に伝 送するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 ４３．デジタルネットワークを通じて、送信サイトにおけるサービス・プロバイ ダと受信サイトを有する顧客との間でプログラム担持パケット群を伝送するデジ タル伝送システムにおいて、前記プログラム担持パケット内の前記プログラムに 条件付アクセスを選択的に与える方法であって、 前記送信サイトにおいて、 （ａ）少なくとも１箇所の選択された顧客に配信すべき特定のプログラムを担 持するパケットを選択するステップと、 （ｂ）第１の暗号化アルゴリズムを用いて、第１のキーによって、前記選択し たパケットの少なくとも一部分を暗号化するステップと、 （ｃ）第２の暗号化アルゴリズムを用いて、第２のキーによって前記第１のキ ーを暗号化するステップと、 （ｄ）ハッシング関数にしたがって、前記第２のキーと前記第１のキーとの連 結のハッシュから成る、前記第１のキーのためのメッセージ認証コードを発生す るステップと、 （ｅ）前記メッセージ認証コードと前記第１のキーとの連結から成る資格制御 メッセージを発生するステップと、 （ｆ）ハッシング関数にしたがって、前記第２のキーのハッシュから成るデジ タル・サインを前記第２のキーに対して発生し、公開キー暗号化アルゴリズムに したがって、前記ＳＰに関連する秘密キーを用いて前記第２のキーの前記ハッシ ュを暗号化し、前記秘密キーが対応する公開キーを有するステップと、 （ｇ）前記暗号化されたキーと前記デジタル・サインとから成る資格管理メッ セージを形成するステップと、 （ｈ）公開キー暗号化アルゴリズムにしたがって、公開キーを用いて前記資格 管理メッセージの少なくとも一部分を暗号化し、前記公開キーを前記少なくとも １箇所の選択された顧客に関連付けるステップと、 （ｉ）前記選択したプログラム担持パケットと、前記資格制御メッセージと、 前記資格管理メッセージとを前記デジタル・ネットワークに多重化し、前記少な くとも１箇所の顧客の受信サイトによって受信するステップと、 から成り、 前記受信サイトにおいて、 （ｊ）前記選択したプログラム担持パケットと、前記資格制御メッセージと、 前記資格管理メッセージとを、前記少なくとも１箇所の顧客の受信サイトにおい て受信するステップと、 （ｋ）前記資格管理メッセージから前記第２のキーを復元するステップであっ て、 前記少なくとも１箇所の選択された顧客に関連する前記公開キーに対応する秘 密キーを用いて、前記資格管理メッセージの前記暗号化された部分を解読し、 前記デジタル・サイン部分を読み出し、前記ＳＰに関連する前記秘密キーに対 応する公開キーを用いて、前記デジタル・サイン部分を解読し、 前記第２のキーを読み出し、前記第２のキーのハッシングを行い、 前記デジタル・サインが前記ハッシュされた第２のキーと同等である場合、前 記第２のキーを認証することによって、前記第２のキーを復元するステップと、 （ｌ）前記資格制御メッセージから前記第１のキーを復元するステップであっ て、 前記第２のキーを用いて前記第１のキーを解読し、 前記第１のキーおよび前記第２のキーを連結し、 前記連結された第１のキーおよび前記第２のキーのハッシングを行うことによ って、ハッシュ値を発生し、 前記ハッシュ値が前記資格制御メッセージ内に含まれる前記メッセージ認証コ ードと同等である場合、前記第１のキーを認証することによって前記第１のキー を復元するステップと、 （ｍ）前記第１のキーを用いて、前記特定のプログラムを担持する前記選択し たパケットを解読するステップと、 から成ることを特徴とする方法。 ４４．請求項４３記載の方法であって、更に、送信サイトにおいて、条件付アク セス・オーソリティによって維持される公開キー・データベースから、前記少な くとも１箇所の顧客に対応する前記公開キーを獲得するステップを含むことを特 徴とする方法。 ４５．請求項４３記載の方法において、前記第１の暗号化アルゴリズムが、ＤＥ Ｓ暗号化アルゴリズムから成ることを特徴とする方法。 ４６．請求項４３記載の方法において、前記第２の暗号化アルゴリズムが、トリ プル−ＤＥＳ暗号化アルゴリズムから成ることを特徴とする方法。 ４７．請求項４３記載の方法において、前記公開キー暗号化アルゴリズムが、Ｒ ＳＡ暗号化アルゴリズムから成ることを特徴とする方法。 ４８．請求項４３記載の方法において、前記ハッシング関数が、Message Digest 5ハッシング関数から成ることを特徴とする方法。 ４９．請求項４３記載の方法であって、更に、前記第１のキーを周期的に変化さ せるステップを含むことを特徴とする方法。 ５０．請求項４３記載の方法であって、更に、前記第２のキーを周期的に変化さ せるステップを含むことを特徴とする方法。 ５１．複数のサービス・プロバイダ（ＳＰ）がデジタル・ネットワークを通じて プログラム担持パケットを伝送して少なくとも１箇所の選択された顧客に配信し 、前記ＳＰが、（ａ）第１の暗号化アルゴリズムを用いて第１のキーによって前 記プログラム・パケットの一部分を暗号化し、（ｂ）第２の暗号化アルゴリズム を用いて、第２のキーによって前記第１のキーを暗号化し、（ｃ）公開キー暗号 化アルゴリズムを用いて公開キーによって前記第２のキーの一部を暗号化し、前 記公開キーが前記少なくとも１箇所の選択された顧客に関連し、前記公開キーが 対応する秘密キーを有し、（ｄ）前記プログラム担持パケット、前記第１のキー 、および前記第２のキーを前記少なくとも１箇所の顧客に供給することによって 、条件付アクセス・レベルをプログラム担持パケットに追加するデジタル伝送シ ステムにおいて、前記少なくとも１箇所の顧客の受信サイトにおいて前記プログ ラム担持パケットを復元する方法であって、 （ａ）前記選択したプログラム担持パケットと、前記第１のキーと、前記第２ のキーとを、前記少なくとも１箇所の顧客の受信サイトにおいて受信するステッ プと、 （ｂ）前記少なくとも１箇所の選択された顧客に関連する前記公開キーに対応 する前記秘密キーを用いて、前記暗号化された第２のキーを解読するステップと 、 （ｃ）前記第２のキーを用いて、前記第１のキーを解読するステップと、 （ｄ）前記プログラム担持パケットの前記暗号化された部分を、前記第１のキ ーを用いて解読することによって、前記プログラム担持パケットを復元するステ ップと、 から成ることを特徴とする方法。 ５２．複数のサービス・プロバイダ（ＳＰ）がデジタル・ネットワークを通じて プログラム担持パケットを伝送して少なくとも１箇所の選択された顧客に配信し 、前記複数のＳＰが、（ａ）第１の暗号化アルゴリズムを用いて第１のキーによ って前記プログラム・パケットの一部分を暗号化し、（ｂ）第２の暗号化アルゴ リズムを用いて、第２のキーによって前記第１のキーを暗号化し、メッセージ認 証コードを前記第１のキーに添付し、（ｃ）公開キー暗号化アルゴリズムを用い て公開キーによって前記第２のキーの一部を暗号化し、前記公開キーが前記少な くとも１箇所の選択された顧客に関連し、前記公開キーが対応する秘密キーを有 し、デジタル・サインを前記第２のキーに添付し、（ｄ）前記プログラム担持パ ケット、前記第１のキーおよび前記添付されたメッセージ認証コード、ならびに 前記第２のキーおよび前記添付されたデジタル・サインを前記少なくとも１箇所 の顧客に供給することによって、条件付アクセス・レベルをプログラム担持パケ ットに追加するデジタル伝送システムにおいて、前記少なくとも１箇所の顧客の 受信サイトによって前記プログラム担持パケットを復元する方法であって、 （ａ）前記選択したプログラム担持パケットと、前記第１のキーおよび前記添 付したメッセージ認証コードと、前記第２のキーおよび前記添付したデジタル・ サインとを、前記少なくとも１箇所の顧客の受信サイトにおいて受信するステッ プと、 （ｂ）前記少なくとも１箇所の選択された顧客に関連する前記公開キーに対応 する秘密キーを用いて、前記公開キー暗号化アルゴリズムの前記逆によって、前 記暗号化された第２のキーを解読するステップと、 （ｃ）前記添付されたデジタル・サインを、前記複数のＳＰの少なくとも１つ に対応する、前記顧客の受信サイトに格納されているデジタル・サインと照合す ることにより、解読に用いるための前記第２のキーを認証するステップと、 （ｄ）前記第２のキーを用いて、前記第１のキーを解読するステップと、 （ｅ）前記添付されたメッセージ認証コードを、前記顧客の受信サイトにおい て発生されるメッセージ認証コードと照合することにより、解読に用いるための 前記第１のキーを認証するステップと、 （ｆ）前記プログラム担持パケットの前記暗号化された部分を、前記第１のキ ーを用いて解読するステップと、 から成ることを特徴とする方法。