JP2001103444A - パケット暗号化装置およびプログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＰＥＧ２トランスポートストリームが不正
にコピーされることを防止することができるとともに、
記録媒体の記録装置もしくは再生装置に暗号解読手段を
備えることなく特殊再生機能を実現することのできるパ
ケット暗号化装置を提供する。 【解決手段】 ＭＰＥＧ２トランスポートストリームを
構成するトランスポートパケットの一部の、少なくとも
同期符号を除いた部分に対し、トランスポートパケット
単位で暗号化を行い、前記暗号化の動作は、同一パケッ
トＩＤを持つトランスポートパケットに対し、暗号化を
行うパケットと暗号化を行わないパケットとが混在する
ように行い、前記同一パケットＩＤを持つトランスポー
トパケットのそれぞれに、暗号化が施されているか否か
を示す暗号化フラグを多重することを特徴とするパケッ
ト暗号化装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等情
報処理装置において、ディジタルＴＶ受信カード、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭドライブ等から出力されるディジタルＡＶ
（オーディオ・ビジュアル）信号を暗号化した上で、ハ
ードディスク等の記録媒体に記録、もしくはバス上を転
送するためのパケット暗号化装置およびプログラム記録
媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のディジタル信号転送システムとし
ては、例えば特開平１１−１２２５５０号広報に記載さ
れたディジタル信号転送システムがある。この先願広報
に開示されたシステムにおいては、ディジタル衛星放送
チューナから出力されるＭＰＥＧ２トランスポートスト
リームを、有料放送の場合スクランブルを解除したの
ち、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームのパケットを
パケットのＩＤによりフィルタし、フィルタ出力を一旦
バッファに貯えたのち、ホストバス経由でシステムメモ
リにＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓ
ｓ）転送している。

【０００３】システムメモリにＤＭＡ転送された映像や
音声のパケットは、ＣＰＵで実行されるプログラムによ
り、パケットのペイロード部分を抜き出して、ＭＰＥＧ
２トランスポートストリームの、映像および音声各々の
ＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ
Ｓｔｒｅａｍ）を抽出している。さらに、抽出したＰ
ＥＳをＣＰＵで実行されるプログラムによってデコード
し、画像デコードの結果を画像表示部に転送すること
で、ＣＲＴに映像を表示している。また、音声デコード
の結果を音声再生部に転送することで、スピーカから音
声を鳴らしている。

【０００４】このようなシステムにおいては、システム
メモリにＤＭＡ転送された映像や音声のパケットをハー
ドディスク（以下、ＨＤＤと略する）等の記録媒体に一
旦記録することにより、ディジタル信号の再生時刻を受
信時とは異ならせる、いわゆるタイムシフト機能を実現
することができる。

【０００５】しかし、このような機能の実現は、一方
で、第３者による映像や音声の不正コピーを、容易に実
行させてしまうことにつながる。そこで、このような不
正コピーを防止する方法としては、ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームのパケットに対して暗号化を施すパケ
ット暗号化装置を用いることが考えられる。

【０００６】パケット暗号化装置としては、例えば通信
衛星（以下、ＣＳと略する）を用いたディジタル放送に
おける限定受信方式を実現するためのパケット暗号化装
置を用いることができる（例えば、「平成７年度 電気
通信技術審議会答申 諮問第７４号「デジタル放送方式
に係る技術的条件」のうち１２．２〜１２．７５ＧＨｚ
を使用する衛星デジタル放送方式（２７ＭＨｚ帯域幅を
使用するもの）の技術的条件」、１９９５年）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来のパ
ケット暗号化装置を用いた場合は、暗号化を行った後の
ＭＰＥＧ２トランスポートストリームが記録媒体に記録
されることになる。

【０００８】一方、暗号化を行わずにＭＰＥＧ２トラン
スポートストリームを記録媒体に記録した場合、再生す
る際にフレーム内符号化された画面（以下、Ｉ−ｐｉｃ
ｔｕｒｅと略する）のみを再生することにより、早送り
再生、巻き戻し再生などの特殊再生を行うことが可能で
ある。

【０００９】この場合、記録媒体への記録時にＩ−ｐｉ
ｃｔｕｒｅの記録位置情報を同時に記録媒体に記録す
る、もしくは記録媒体からの特殊再生時にＩ−ｐｉｃｔ
ｕｒｅのデータのみを選択して出力するといった制御を
行うためには、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームの
解析を行うことが必要になる。

【００１０】ところが、暗号化を行った後のＭＰＥＧ２
トランスポートストリームが入力された場合、特殊再生
の為には、記録装置もしくは再生装置において、ＭＰＥ
Ｇ２トランスポートストリームの解析を行うために暗号
解読手段を備える必要があり、回路規模が増大するとい
う問題を生ずる。

【００１１】本発明は前記問題点に鑑みなされたもので
あり、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームが不正にコ
ピーされることを防止することができるとともに、記録
媒体の記録装置もしくは再生装置に暗号解読手段を備え
ることなく特殊再生機能を実現することのできるパケッ
ト暗号化装置およびプログラム記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明（請求項１に対応）はＭＰＥＧ２ト
ランスポートストリームを、トランスポートパケット単
位で暗号化を行うパケット暗号化装置であって、前記暗
号化の動作は、同一パケットＩＤを持つトランスポート
パケットに対し、暗号化を行うパケットと暗号化を行わ
ないパケットとが混在するように行い、少なくとも前記
同一パケットＩＤを持つトランスポートパケットを含む
トランスポートパケットのそれぞれに、暗号化が施され
ているか否かを示す暗号化フラグを多重することを特徴
とするパケット暗号化装置である。

【００１３】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、ＭＰＥＧビデオストリームをペイロードに格納した
ＭＰＥＧ２トランスポートストリームの入力を受け、前
記ＭＰＥＧビデオストリームのスタートコードを検出す
るスタートコード検出手段と、前記ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームを構成するトランスポートパケットを
選択的に暗号化するパケット選択暗号化手段と、全ての
前記トランスポートパケットに対し、暗号化が施されて
いるか否かを示す暗号化フラグを付加する暗号化フラグ
付加手段とを備え、前記パケット選択暗号化手段は、前
記スタートコードが検出された検出トランスポートパケ
ットおよび前記検出トランスポートパケットに続くｎ個
（ｎはｎ＞１を満たす整数）のトランスポートパケット
以外のトランスポートパケットに暗号化を行うことを特
徴とするパケット暗号化装置である。

【００１４】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、ＭＰＥＧビデオストリームをペイロードに格納した
ＭＰＥＧ２トランスポートストリームの入力を受け、前
記ＭＰＥＧビデオストリームのスタートコードを検出す
るスタートコード検出手段と、前記ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームを構成するトランスポートパケットを
選択的に暗号化するパケット選択暗号化手段と、全ての
前記トランスポートパケットに対し、暗号化が施されて
いるか否かを示す暗号化フラグを付加する暗号化フラグ
付加手段とを備え、前記パケット選択暗号化手段は、検
出したスタートコードがピクチャ・スタートコード（ｐ
ｉｃｔｕｒｅ＿ｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅ）である場合は、
前記ピクチャ・スタートコード及びそれに続く少なくと
も１３ビットのデータを含むトランスポート・パケット
以外のトランスポート・パケットに暗号化を行うことを
特徴とするパケット暗号化装置である。

【００１５】また、第４の本発明（請求項４に対応）
は、本発明のパケット暗号化装置の全部又は一部の手段
の全部又は一部の機能をコンピュータにより実行させる
ためのプログラムを記録したことを特徴とするプログラ
ム記録媒体である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 （実施の形態）図１に本発明の実施の形態におけるパケ
ット暗号化装置を用いたディジタル信号記録再生システ
ムのブロック図を示す。図１において、１は入力端子、
２はスイッチ、３は暗号化手段、４は第２の遅延手段、
５は暗号化フラグ付加手段、６は出力端子、７はスター
トコード検出手段、８はパケット同期検出手段、９は暗
号化パケット選択制御手段、１０はパケット暗号化装
置、１１は第１の遅延手段、２０は記録再生装置、２１
は入力端子、２２は記録媒体、２３はスタートコード検
出手段、２４はストリーム解析手段、２５は読み出し制
御手段、２６は出力端子、２７はスイッチ、３０はパケ
ット復号装置、３１は入力端子、３２は暗号解読手段、
３３はビデオデコーダ、３４は出力端子である。ただ
し、本発明のパケット選択暗号化手段は、本実施の形態
においては、スイッチ２、暗号化手段３、第２の遅延手
段４、パケット同期検出手段８、暗号化パケット選択制
御手段９及び第１の遅延手段１１により実現されてい
る。

【００１７】以上のような構成を有する、本発明の実施
の形態におけるパケット暗号化装置の動作について、以
下説明を行う。

【００１８】はじめに、入力端子１からは、ＭＰＥＧビ
デオストリームをペイロードに格納したＭＰＥＧ２トラ
ンスポートストリームが入力され、第１の遅延手段１
１、スタートコード検出手段７、パケット同期検出手段
８、暗号化パケット選択制御手段９に供給される。第１
の遅延手段１１は、ＭＰＥＧ２トランスポートストリー
ムの入力を受けると、暗号化パケット選択制御手段９で
の処理時間に対応した分だけ遅らせた後、スイッチ２に
出力する。

【００１９】パケット同期検出手段８は、トランスポー
トパケットのパケット同期を検出し、パケット同期信号
をスタートコード検出手段７及び暗号化パケット選択制
御手段９に出力する。また、スタートコード検出手段７
は、パケット同期信号を利用して、ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームのペイロードに格納されたＭＰＥＧビ
デオストリームに含まれるスタートコードを検出し、ス
タートコード検出信号を暗号化パケット選択制御手段９
に出力する。

【００２０】暗号化パケット選択制御手段９は、スター
トコード検出手段７からのスタートコード検出信号、及
びパケット同期検出手段からのパケット同期信号に基づ
いてＭＰＥＧ２トランスポートストリームを解析し、暗
号化を施す部分と暗号化を施さない部分とを選択して、
選択結果に合わせてスイッチ２を制御し、ＭＰＥＧ２ト
ランスポートストリームを暗号化手段３もしくは第２の
遅延手段４に供給する。また、暗号化パケット選択制御
手段９は、暗号化フラグ付加手段５を制御して、暗号化
フラグを暗号化手段３もしくは第２の遅延手段４から出
力されたＭＰＥＧ２トランスポートパケットに付加す
る。

【００２１】暗号化手段３は、入力されたＭＰＥＧ２ト
ランスポートストリームに暗号化を施し、暗号化フラグ
付加手段５に出力する。ただし、ここで暗号化手段３
は、ＤＥＳなどの暗号方式を実装したものである（例え
ば、「暗号のすべてがわかる本」技術評論社、１５１頁
〜１５９頁、１９９８年）。

【００２２】第２の遅延手段４は、ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームに暗号化を施したものと、暗号化を施
さないものとが、スイッチ２に入力された順番と同じ順
番で、暗号化フラグ付加手段５に入力されるようにタイ
ミングを合わせるためのものであり、暗号化手段３での
暗号化処理に必要な時間と同じだけ、入力されたＭＰＥ
Ｇ２トランスポートストリームを遅延させる。

【００２３】暗号化フラグ付加手段５は、暗号化フラグ
を暗号化手段３もしくは第２の遅延手段４から出力され
たＭＰＥＧ２トランスポートパケットに付加し、暗号化
トランスポートストリームとして出力端子６を介して出
力する。

【００２４】ここで図２に、ＭＰＥＧ２トランスポート
ストリームの構成を示す。トランスポートストリームは
１８８バイト固定長のトランスポートパケットによって
構成される。トランスポートパケットは同期符号（８ビ
ット）、誤り表示（１ビット）、ユニット開始表示（１
ビット）、トランスポート・パケット・プライオリティ
（１ビット）、パケットＩＤ（以下、ＰＩＤと略する。
１３ビット）、スクランブル制御（２ビット）、アダプ
テーションフィールド制御（２ビット）、巡回カウンタ
（４ビット）、アダプテーションフィールド及びペイロ
ードからなる。

【００２５】ある一つの情報ストリームは、同一のパケ
ットＩＤを持つトランスポートパケットに分割されてト
ランスポートストリームに多重される。通常のディジタ
ル放送においては、複数の情報ストリームがそれぞれ固
有のＰＩＤを持ったトランスポートパケットとして、ト
ランスポートストリームに多重されている。例えば、図
２のトランスポートストリームで、映像１のＰＩＤが１
０１、映像２のＰＩＤが２０１、音声１のＰＩＤが１０
２とすると、これらのトランスポートパケットが時間軸
多重された形になっている。

【００２６】従って、コピー禁止にすべき、著作権保護
の必要な情報ストリームと、著作権保護の必要のない情
報ストリームとが一つのトランスポートストリームに多
重されている場合がある。暗号化パケット選択制御手段
９は、著作権保護の必要な情報ストリームに対応したパ
ケットＩＤのトランスポートパケットのみを暗号化す
る。本実施の形態では、映像１のみについて著作権保護
が必要であるものとして説明を行い、よって暗号化パケ
ット選択制御手段９は、スイッチ２がＰＩＤ＝１０１の
トランスポートパケットのみを暗号化手段３に出力し、
暗号化するように制御するものとする。

【００２７】この場合、同一パケットＩＤを持つトラン
スポートパケット同士の間に異なるパケットＩＤを持つ
トランスポートパケットが送られてくるため、受信した
トランスポートパケットの処理を連続的に行うことはで
きない。そこで本実施の形態においては、暗号化パケッ
ト選択制御手段９は暗号化手段３を制御し、入力された
トランスポートストリームに対してトランスポートパケ
ット毎に完結するような暗号化処理を施して出力する。
このようなトランスポートパケット毎に完結する暗号化
は、従来の技術で述べた、ＣＳを用いたディジタル放送
における限定受信方式を実現するためのパケット暗号化
装置においても用いられている。

【００２８】さらに、暗号化パケット選択制御手段９
は、ＰＩＤ＝１０１のトランスポートパケットの中で
も、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅの検出に必要となるＭＰＥＧビ
デオストリームのピクチャヘッダ部分を含むトランスポ
ートパケットについては、暗号化手段３ではなく、遅延
手段４に供給するようにスイッチ２を制御することで、
暗号化処理を施さずに暗号化フラグ付加手段５に出力す
る。

【００２９】ここで図３に、ＭＰＥＧビデオストリーム
のピクチャヘッダ部分の構成を示す。ＭＰＥＧビデオス
トリームにおいては、ヘッダの開始位置を示すために、
スタートコードと呼ばれる３２ビットのデータが用いら
れる。この３２ビットのうち、先頭からの２４ビットは
１６進数で００,００,０１という値になっており、この
値はＭＰＥＧビデオストリームの他の部分では発生しな
いユニークなコードになっている。また残りの８ビット
は、このスタートコードが何の情報に関するスタートコ
ードであるかを識別するための値である。ピクチャスタ
ートコードにおいては、この８ビットは１６進数で００
という値になっている。

【００３０】ピクチャスタートコードに続く、ピクチャ
ヘッダの情報の中でｐｉｃｔｕｒｅ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｔ
ｙｐｅと呼ばれる３ビットの情報が、この情報を含むピ
クチャがＩ、Ｐ、Ｂ及びＤ−ｐｉｃｔｕｒｅのいずれで
あるかを識別するための識別情報であり、Ｉ−ｐｉｃｔ
ｕｒｅの検出のために必要な情報である。従って、この
３ビットを暗号解読手段なしに解読できるようにするた
めには、少なくともピクチャヘッダの先頭からｐｉｃｔ
ｕｒｅ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｔｙｐｅまで、すなわちピクチ
ャスタートコードとそれに続く１３ビットの情報のいず
れにも暗号化を施さないようにする必要がある。

【００３１】図４は、ＭＰＥＧ２トランスポートストリ
ーム内のピクチャヘッダの状態を示す概念図である。な
お、図４においては説明の簡単のため、他の情報ストリ
ームを格納したトランスポートパケットを省略し、ＰＩ
Ｄ＝１０１のパケットのみが並んでいるものとして以下
説明を記述する。

【００３２】図４において、４０及び４１がピクチャヘ
ッダを示す。ピクチャヘッダ４０はトランスポートパケ
ット４２に丸々格納されており、この場合にはトランス
ポートパケット４２のみ暗号化を施さないようにすれば
よい。一方、ピクチャヘッダ４１はトランスポートパケ
ット４４及び４５にまたがって格納されている。この場
合はトランスポートパケット４４及び４５の２つに暗号
化を施さないようにする必要がある。

【００３３】暗号化パケット選択制御手段９は、スター
トコード検出手段７からのスタートコード検出信号、及
びパケット同期検出手段８からのパケット同期信号に基
づいてＭＰＥＧ２トランスポートストリームを解析する
ため、ピクチャヘッダとトランスポートパケットの境目
との関係を正確に知ることができる。従って、最低必要
なトランスポートパケット（すなわち４２、４４及び４
５の３つ）のみに暗号化を施さないように、スイッチ２
を制御することが可能である。以下、この選択的な暗号
化の動作について、図５及び図６を用いて説明する。

【００３４】図５にパケット同期検出手段８の構成例、
図６に暗号化パケット選択制御手段９の構成例をそれぞ
れ示す。図５において、６０、６１は入力端子、６２は
同期符号照合回路、６３はパケット長カウンタ、６４、
６５、６６はＡＮＤゲート、６７は復帰カウンタ、６８
ははずれカウンタ、６９はＳＲ−ＦＦ、７０、７１、７
２は出力端子である。

【００３５】入力端子６０からはＭＰＥＧ２トランスポ
ートストリームが入力される。また、入力端子６１から
はＭＰＥＧ２トランスポートストリームに同期したバイ
トクロックが入力される。同期符号照合回路６２は、入
力されたＭＰＥＧトランスポートストリームを１バイト
ずつ抜き出して、その値が同期符号の１６進数の値４７
と一致するかどうか照合する。照合の結果、一致してい
れば一致検出パルスをＡＮＤゲート６４に出力し、一致
していなければ不一致検出パルスをＡＮＤゲート６５に
出力する。

【００３６】パケット長カウンタ６３は、入力されたバ
イトクロックをカウントアップして、パケット長周期、
すなわち同期符号周期で０に戻るとともに、同期符号位
置パルスをＡＮＤゲート６４及び６５に出力する。ま
た、パケット長カウンタ６３のカウンタ値は出力端子７
２から出力される。

【００３７】ＡＮＤゲート６４からは、同期符号位置パ
ルスが示すＭＰＥＧ２トランスポートストリーム中の１
バイトが同期符号と一致している場合に、パルスが出力
され、復帰カウンタ６７をカウントアップさせるととも
に、はずれカウンタ６８をリセットする。ＡＮＤゲート
６５からは、同期符号位置パルスが示すＭＰＥＧ２トラ
ンスポートストリーム中の１バイトが同期符号と一致し
ていない場合に、パルスが出力され、はずれカウンタ６
８をカウントアップさせるとともに、復帰カウンタ６７
をリセットする。

【００３８】復帰カウンタ６７は所定の値、たとえば３
までカウントアップすると、同期復帰パルスを発生して
ＳＲ−ＦＦ６９に出力する。この同期復帰パルスは、Ａ
ＮＤゲート６４から３回連続でパルスが発生し、かつそ
の間にＡＮＤゲート６５からは一度もパルスを発生しな
かった場合に出力される。すなわち、同期符号位置パル
スが示すＭＰＥＧ２トランスポートストリーム中の１バ
イトが、同期符号と３回連続で一致している場合であ
る。同期復帰パルスが出力されると、ＳＲ−ＦＦの出力
は同期検出ＯＫを示すＨレベルにセットされ、出力端子
７０から同期検出結果として出力されるとともに、ＡＮ
Ｄゲート６６にも出力される。ＡＮＤゲート６６は同期
検出結果を反転論理で入力するため、ＡＮＤゲート６６
からの出力は同期検出ＯＫのときは常にＬレベルにな
る。すなわち、ＡＮＤゲート６６からパルスが発生しな
いので、パケット長カウンタ６３にはリセットが掛から
ず、一定周期で安定して同期符号位置を示すパルスを出
力する。このパルスは出力端子７１から出力される。

【００３９】はずれカウンタ６８もまた所定の値、たと
えば４までカウントアップすると、同期はずれパルスを
発生してＳＲ−ＦＦ６９に出力する。この同期はずれパ
ルスは、ＡＮＤゲート６５から３回連続でパルスが発生
し、かつＡＮＤゲート６４からは一度もパルスを発生し
なかった場合に出力される。すなわち、同期符号位置パ
ルスが示すＭＰＥＧ２トランスポートストリーム中の１
バイトが、同期符号と４回連続で一致していなかった場
合である。同期はずれパルスが出力されると、ＳＲ−Ｆ
Ｆの出力は同期検出ＮＧを示すＬレベルにリセットさ
れ、出力端子７０から同期検出結果として出力されると
ともに、ＡＮＤゲート６６にも出力される。ＡＮＤゲー
ト６６は同期検出結果を反転論理で入力するため、ＡＮ
Ｄゲート６６からは同期符号照合回路６２からＡＮＤゲ
ート６４に出力されるパルスがそのまま出力される。

【００４０】この場合、同期符号周期とは関係なく、Ｍ
ＰＥＧ２トランスポートストリーム中に同期符号と一致
するバイトが見付かった時点でパケット長カウンタ６３
にリセットが掛かる。パケット長カウンタ６３は、この
時点からカウントアップを開始し、カウンタ値がパケッ
ト長に達したときに、次の同期符号位置を示すパルスを
発生する。この周期でＭＰＥＧ２トランスポートストリ
ーム中の１バイトが同期符号と３回連続で一致すれば、
再度同期検出ＯＫの状態に戻る。

【００４１】以上の動作により、図５に示した同期符号
検出回路４１は、ＭＰＥＧ２トランスポートストリーム
を構成するトランスポートパケットが固定長であること
よる同期符号の周期性を利用して、同期符号を安定して
検出することができる。さらに、同期符号の位置を示す
パルス及びパケット長カウンタ値を出力できる。これら
はパケット同期信号として、スタートコード検出手段７
及び暗号化パケット選択制御手段９に供給される。

【００４２】スタートコード検出手段７は、トランスポ
ートパケットの同期符号の位置を示すパルス及びパケッ
ト長カウンタ値を用いて、トランスポートヘッダを読み
飛ばし、ペイロードの部分のみについて、１６進数で０
０、００、０１の順でデータが現れた場合にスタートコ
ード検出信号を出力する。

【００４３】次に、図６は暗号化パケット選択制御手段
９の構成例である。図６において、８０、８１、８２及
び８３は入力端子、８４はスタートコード識別手段、８
５はＲＯＭテーブル、８６は第１の比較手段、８７は第
２の比較手段、８８はシフトレジスタ、８９は出力端子
である。

【００４４】入力端子８０からは、ＭＰＥＧ２トランス
ポートストリームが入力される。また、入力端子８１か
らは、スタートコード検出手段７から出力されたスター
トコード検出信号が出力される。入力端子８２からはパ
ケット同期検出手段８から出力されたパケット長カウン
タ値が、また入力端子８３からは同期符号位置パルスが
それぞれ入力される。

【００４５】入力端子８１から入力されたスタートコー
ド検出信号は、スタートコード識別手段８４、第１の比
較手段８６、第２の比較手段８７及びシフトレジスタ８
８に入力される。入力端子８０から入力されたＭＰＥＧ
２トランスポートストリームは、スタートコード識別手
段８４に入力される。スタートコード識別手段８４はス
タートコード検出信号を用い、ＭＰＥＧ２トランスポー
トストリームを解析してスタートコードの種類を判定
し、ＲＯＭテーブル８５を制御して、スタートコードの
種類に応じた第１の比較値及び第２の比較値を、第１の
比較手段８６及び第２の比較手段８７に出力させる。

【００４６】このときスタートコードがトランスポート
パケットの終端近くに存在する場合、スタートコードが
あるトランスポートパケットと、その次のトランスポー
トパケットとに暗号化を施さないようにする必要があ
る。第１の比較値はスタートコードのあるパケットの、
次のパケットに暗号化を施すか否かを判定するための基
準値である。特にピクチャヘッダの場合は、ピクチャス
タートコードと、それに続く１３ビットのデータについ
て暗号化を施さないようにする必要がある。そこで本実
施の形態では、ピクチャスタートコードに続く２バイト
（＝１６ビット）には暗号化を施さないようにする。

【００４７】また、本実施の形態では、スタートコード
検出信号はスタートコードの４バイト目で出力されるも
のとする。このとき第１の比較値は、例えば、（トラン
スポートパケット最後のバイトにおけるパケット長カウ
ンタ値１８７）−（２バイト）＝１８５に設定される。

【００４８】第１の比較手段８６は、スタートコード検
出信号が入力された時点での、第１の比較値とパケット
長カウンタ値とを比較し、パケット長カウンタ値が第１
の比較値よりも大きい場合、すなわち、スタートコード
がトランスポートパケットの終端近くにあり、これに続
く２バイトが次のトランスポートパケットに存在する場
合には、シフトレジスタ８８の記憶素子Ｄ０に１を設定
する。これ以外の場合は、シフトレジスタ８８にはデフ
ォルト値として０が入力される。

【００４９】スタートコードがパケットの切れ目にまた
がって存在する場合、スタートコードの先頭バイトがあ
るトランスポートパケットと、その次のトランスポート
パケットとの両方に暗号化を施さないようにする必要が
ある。第２の比較値は、スタートコードが２つのパケッ
トにまたがっているかどうかを判定するための基準値で
ある。スタートコード検出信号がスタートコードの最後
の１バイト、すなわちスタートコード４バイト目に出力
されるものとすると、第２の比較値は３に設定される。
これはパケット長カウンタ値が０から開始されるためで
ある。

【００５０】第２の比較手段８６は、スタートコード検
出信号が入力された時点での、第２の比較値とパケット
長カウンタ値とを比較し、パケット長カウンタ値が第２
の比較値よりも小さい場合、すなわちスタートコードの
最初の１バイトが、スタートコード検出信号が入力され
た時点に入力端子８０から入力されているトランスポー
トパケットよりも１つ前のトランスポートパケットにあ
った場合には、シフトレジスタ８８の記憶素子Ｄ２に１
を設定する。

【００５１】また、第１の比較手段８６及び第２の比較
手段８７における比較結果に関わらず、入力端子８１か
らスタートコード検出信号が入力されると、シフトレジ
スタ８８の記憶素子Ｄ１に１が設定される。シフトレジ
スタ８８は以上の設定値を、入力端子８３から入力され
た同期符号位置パルスをクロックとしてシフトし、記憶
素子Ｄ３にシフトされてきた値を暗号化パケット選択結
果として出力端子８９から出力する。

【００５２】ここで図７に、暗号化パケット選択制御手
段９の各部におけるタイミング図を示す。図７（ａ）は
入力端子８０から入力されたＭＰＥＧ２トランスポート
ストリーム、図７（ｂ）は入力端子８３から入力された
同期符号位置パルス、図７（ｃ）は入力端子８１から入
力されたスタートコード検出信号、図７（ｄ）はシフト
レジスタ８８に記憶されている値、図７（ｅ）はシフト
レジスタ８８から出力端子８９を介して出力される暗号
化パケット選択結果、図７（ｆ）は第１の遅延手段１１
から出力され、スイッチ２に入力されるトランスポート
ストリームをそれぞれ示す。いずれも図中左から右に時
間が推移しているものとして示されている。ただし、第
１の遅延手段１１においては、このタイミング図に合わ
せて入力ストリームが２パケット長分だけ遅延される。

【００５３】図７（ａ）において、９８、９９はピクチ
ャスタートコードを示す。これらのピクチャスタートコ
ードをスタートコード検出手段７が検出すると、図７
（ｃ）のようにスタートコードの４バイト目のタイミン
グでスタートコード検出信号が出力される。このスター
トコード検出信号がパケット内のどの位置にあるかによ
り、１つ前のパケットもしくは１つ後のパケットにも暗
号化を施さないようにする必要がある。この判定は、先
に説明したように第１の比較手段８６及び第２の比較手
段８７において行われるが、その結果に応じて複数のパ
ケットに対して暗号化の選択処理を行うためにシフトレ
ジスタ８８及び第１の遅延手段１１が用いられる。

【００５４】図７（ｄ）において、図７（ｃ）にスター
トコート検出信号のパルスが出力されたことを受けて、
シフトレジスタ８８の所定の記憶素子に１が設定され
る。スタートコード検出信号が発生した時点に入力され
ているパケット（図７（ａ）の９０及び９３）に暗号化
を施さないようにするため、記憶素子Ｄ１に１が設定さ
れる。ピクチャスタートコード９８においては、ピクチ
ャスタートコードに続く１３ビットの情報が暗号化され
るのを防ぐためであるが、これよりも時間軸上で一つ後
のパケット（図７（ａ）の９１）も暗号化を施さないよ
うにする必要があり、記憶素子Ｄ０にも１が設定され
る。また逆に、ピクチャスタートコード９９において
は、スタートコード検出信号が発生した時点に入力され
ているパケットよりも時間軸上で一つ前のパケット（図
７（ａ）の９２）も暗号化を施さないようにする必要が
あるため、記憶素子Ｄ２にも１が設定される。

【００５５】これらの設定値が図７（ｂ）の同期符号位
置パルスによりシフトされると、図７（ｄ）のように値
が推移し、図７（ｅ）に示したような信号が暗号化パケ
ット選択結果として出力端子８９より出力される。この
信号でスイッチ２を切り替えることにより、図７に示し
た第１の遅延手段１１からの出力において、図（ｅ）に
おいて信号値が１になっているパケット９４、９５、９
６及び９７においては暗号化を施さないようにし、それ
以外のパケットでは暗号化を施すようにすることができ
る。

【００５６】ここで再び図１に戻って説明を行う。暗号
化パケット選択制御手段９は、上記のようにトランスポ
ートパケットに暗号化を施すか否かを選択し、スイッチ
２を制御するとともに、暗号化フラグ付加手段５を制御
して暗号化フラグを付加する。このために、暗号化フラ
グ付加手段５ではトランスポートパケットに付加ヘッダ
を時間軸多重する。この様子を図８に示す。

【００５７】図８に示したように、暗号化フラグ付加手
段５は各トランスポートパケットの前に付加ヘッダを時
間軸多重する。このとき、付加ヘッダのサイズは任意で
よいが、トランスポートパケットの同期符号長、および
同期符号の間隔が元々バイト単位で決められているの
で、付加ヘッダのサイズもバイト単位で決定した方が都
合がよい。例えば、付加ヘッダとして４バイトのデータ
を付加するようにすれば、暗号化フラグ付加手段５の出
力信号において、同期符号が１８８バイト＋４バイト＝
１９２バイト周期で発生することになる。暗号化フラグ
としては、この４バイトのうち１ビットを用いて暗号化
の有無を示せばよい。

【００５８】再び図１に戻って、パケット暗号化装置１
０から出力された暗号化トランスポートストリームは、
記録再生装置２０の入力端子２１に入力され、記録媒体
２２に記録される。記録再生装置２０は早送り再生を行
う場合、ストリームの先頭から高速再生を行い、スター
トコード検出手段２３及びストリーム解析手段２４に暗
号化トランスポートストリームを供給する。なお、高速
再生を行っている間は、ストリーム検出手段２４は、ス
イッチ２７が暗号化トランスポートストリームを出力し
ないように設定する。

【００５９】スタートコード検出手段２３は、読み出さ
れた暗号化トランスポートストリームに含まれるスター
トコードを検出し、スタートコード検出信号をストリー
ム解析手段２４に出力する。ストリーム解析手段２４は
スタートコード検出信号に基づき、暗号化トランスポー
トストリームに含まれるピクチャヘッダを解析する。Ｉ
−ｐｉｃｔｕｒｅを検出した場合は、次のピクチャレイ
ヤ以上のスタートコードを検出するまで通常再生を行う
ように、読み出し制御手段２５を介して記録媒体２２を
制御する。また、ストリーム解析手段２４は、通常再生
を行っている間は暗号化トランスポートストリームを出
力端子２６経由で出力するようにスイッチ２７を設定す
る。なお、本実施の形態においては、ビデオデコーダ３
３は、ストリームが入力されていない間は直前にデコー
ドした画像を表示しているものとする。

【００６０】図９は、読み出し制御手段２５における制
御の状況を示す概念図である。横軸は早送り再生開始か
らの時間経過を示し、縦軸は記録媒体２２からの読み出
しアドレスを示す。なお、図９では、暗号化トランスポ
ートストリームは記録媒体２２にリニアアドレス上で連
続して記録されているものとしている。

【００６１】図９において、線形の変位１０１は通常再
生の場合の時間に対する読み出しアドレスの変化を表
す。これに対し、早送り再生を行う場合、最初は高速再
生を行うため読み出しアドレスが時間軸に対して早く進
行する。時刻１０２においてピクチャスタートコードが
検出されると通常再生に移行し、時刻１０３において次
のピクチャレイヤ以上のスタートコードが検出されるま
では線形の変位１０１と同じ傾きで読み出しアドレスが
進行する。図９の時刻１０２と時刻１０３との間で読み
出されるピクチャ、時刻１０４と時刻１０５との間で読
み出されるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータは、通常再生ス
トリームとして、出力端子２６を介してパケット復号装
置３０に送られる。従って、このＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの
データは暗号解読手段３２で暗号を解読され、ビデオデ
コーダ３３で復号されて映像信号となり、出力端子３４
から出力される。これにより、出力端子３４にはＩ−ｐ
ｉｃｔｕｒｅのみの早送り再生画像が出力される。

【００６２】以上、本実施の形態においては、著作権保
護が必要であるトランスポートパケットのペイロード
は、スタートコード近辺以外のほとんどのデータについ
て暗号化されているので、パケット暗号化装置１０から
出力された後、パケット復号装置３０に入力されるまで
の経路でコピーされたとしても、その内容を第３者が見
ることはできず、不正コピーされずにすむ。また、記録
再生装置２０でＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのみの早送り再生ス
トリームが抜き出された出力においても、やはりスター
トコード近辺以外のほとんどのペイロードが暗号化され
ているので不正コピーされずに済む。

【００６３】また、ＭＰＥＧビデオストリームのピクチ
ャヘッダ部分を格納したＭＰＥＧ２トランスポートパケ
ットには暗号化を施さないようにしたので、記録再生装
置２０に改めて暗号解読手段を備えることなく、特殊再
生機能を実現することができる。

【００６４】また、暗号化が施されているか否かを示す
暗号化フラグを付加するように構成したことにより、暗
号化が施されているＭＰＥＧ２トランスポートパケット
のみを誤りなく暗号解読することができる。

【００６５】この暗号化フラグは、暗号化トランスポー
トストリームにおいてビデオレイヤのスタートコードを
正確に検出するためにも有用である。すなわち、ＭＰＥ
Ｇストリームにおいては、スタートコードと同じデータ
パターンは発生しないように規格が決められているが、
これを暗号化処理した場合にはスタートコードと同じデ
ータパターンが発生する可能性がある。この現象をスタ
ートコードエミュレーションと呼ぶ。スタートコードエ
ミュレーションが発生した場合は、単純にデータの並び
が１６進数の００，００，０１となっていることを検出
しただけでは、元々暗号化を行う前にはスタートコード
ではなかった誤った位置でスタートコード検出信号を発
生してしまうことになる。

【００６６】しかし、本実施の形態においては、スター
トコードの含まれたトランスポートパケットは暗号化を
行わず、各トランスポートパケットに暗号化フラグが付
加されているので、暗号化トランスポートストリームか
らスタートコードを検出する際には、まず暗号化フラグ
を確認して、暗号化が施されていないトランスポートパ
ケットについてのみ００、００、０１のパターンを照合
すればよい。このことにより、暗号化トランスポートス
トリームからスタートコードエミュレーションの影響を
受けることなく正確にスタートコードを検出することが
できる。

【００６７】なお、本実施の形態においては、暗号化パ
ケット選択制御手段９において、スタートコードがトラ
ンスポートパケット内のどの位置で検出されるかを判定
して、暗号化を施さないパケットを選択するように構成
しているが、暗号化パケット選択制御手段９の処理を簡
略化するために、ピクチャスタートコードを含むパケッ
トと、次のパケットの２つを無条件に暗号化を施さない
ようにすることも可能である。すなわち、図４において
トランスポートパケット４２、４３、４４、４５の４つ
について暗号化を施さないようにするという方法であ
る。

【００６８】図１において、入力端子１から、スタート
コード検出手段７以外の各手段へ供給するトランスポー
トストリームを遅らせることで、スタートコード検出信
号が、第１の遅延手段１１に入力されるトランスポート
ストリームにおけるスタートコードの１バイト目で出力
されるようにすることができる。この場合は、スタート
コード検出信号が出力されたトランスポートパケット
と、その次のパケットを常に暗号化しないようにするこ
とで、第１の比較手段８６及び第２の比較手段８７にお
ける判定処理を省略することができる。

【００６９】また、さらにピクチャ以外のスタートコー
ドについても同様に暗号化を施さないようにすることも
可能である。このようにすることにより、暗号化パケッ
ト選択制御手段９は入力されたトランスポートストリー
ムを解析する必要がなくなり、スタートコード検出手段
７がスタートコードを検出したトランスポートパケット
及びその次のパケットを自動的に暗号化を施さないよう
にして回路を簡略化することができる。

【００７０】また、本発明の実施の形態において、記録
再生装置２０において高速再生の際に読み出しアドレス
を制御するような構成をしめしたが、この部分は発明の
内容には直接関係なく、他の構成であっても問題はな
い。例えば高速再生の際には一定比率でデータを飛ばし
読みし、得られたデータの中からＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの
データを拾い出すように構成してもよい。

【００７１】また、本発明の実施の形態においては、本
発明のパケット暗号化装置を中心に説明したが、本発明
の記録媒体として、以上説明した各手段の機能の全部ま
たは一部、または、各ステップの全部または一部をコン
ピュータにより実行させるプログラムを格納する記録媒
体を用いてもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、入力
されたＭＰＥＧ２トランスポートストリームのうち、著
作権保護の必要な部分のほとんどは暗号化されているの
で、不正コピーされずにすむ。

【００７３】また、記録媒体の記録装置もしくは再生装
置に暗号解読手段を備えることなく特殊再生機能を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるパケット暗号化装
置を用いたディジタル信号記録再生システムのブロック
図

【図２】ＭＰＥＧ２トランスポートストリームの構成を
示す図

【図３】ＭＰＥＧビデオストリームのピクチャヘッダ部
分の構成を示す図

【図４】ＭＰＥＧ２トランスポートストリーム内のピク
チャヘッダの状態を示す概念図

【図５】パケット同期検出手段８の構成例をしめすブロ
ック図

【図６】暗号化パケット選択制御手段９の構成例をしめ
すブロック図

【図７】暗号化パケット選択制御手段９の各部タイミン
グ図

【図８】暗号化フラグ付加手段５でトランスポートパケ
ットに付加ヘッダを時間軸多重する様子を示す概念図

【図９】図９は読み出し制御手段２５における制御の状
況を示す概念図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ スイッチ ３ 暗号化手段 ４ 第２の遅延手段 ５ 暗号化フラグ付加手段 ６ 出力端子 ７ スタートコード検出手段 ８ パケット同期検出手段 ９ 暗号化パケット選択制御手段 １０ パケット暗号化装置 １１ 第１の遅延手段 ２０ 記録再生装置 ２１ 入力端子 ２２ 記録媒体 ２３ スタートコード検出手段 ２４ ストリーム解析手段 ２５ 読み出し制御手段 ２６ 出力端子 ２７ スイッチ ３０ パケット復号装置 ３１ 入力端子 ３２ 暗号解読手段 ３３ ビデオデコーダ ３４ 出力端子

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 5/44 Ｈ０４Ｌ 11/20 １０２Ｚ ５Ｄ０４４ 7/08 Ｈ０４Ｎ 7/08 Ｚ ５Ｊ１０４ 7/081 7/13 Ｚ ５Ｋ０３０ 7/24 Ｆターム(参考） 5B017 AA06 BA05 BA07 BB03 CA07 CA09 CA14 CA16 5C025 BA14 BA27 BA28 DA01 DA04 5C059 KK43 MA00 RB09 RC11 RC35 SS02 SS13 SS20 UA02 UA05 5C063 AA20 AB03 CA23 CA34 CA36 DA07 DA13 5C064 CA14 CA18 CC04 5D044 AB05 AB07 BC01 BC04 CC04 DE50 GK17 HL11 5J104 AA01 AA33 NA27 PA14 5K030 GA15 HA08 HB02 HB11 HB16 LA07 LD20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＰＥＧ２トランスポートストリーム
   を、トランスポートパケット単位で暗号化を行うパケッ
   ト暗号化装置であって、 前記暗号化の動作は、同一パケットＩＤを持つトランス
   ポートパケットに対し、暗号化を行うパケットと暗号化
   を行わないパケットとが混在するように行い、 少なくとも前記同一パケットＩＤを持つトランスポート
   パケットを含むトランスポートパケットのそれぞれに、
   暗号化が施されているか否かを示す暗号化フラグを多重
   することを特徴とするパケット暗号化装置。
2. 【請求項２】 ＭＰＥＧビデオストリームをペイロード
   に格納したＭＰＥＧ２トランスポートストリームの入力
   を受け、 前記ＭＰＥＧビデオストリームのスタートコードを検出
   するスタートコード検出手段と、 前記ＭＰＥＧ２トランスポートストリームを構成するト
   ランスポートパケットを選択的に暗号化するパケット選
   択暗号化手段と、 全ての前記トランスポートパケットに対し、暗号化が施
   されているか否かを示す暗号化フラグを付加する暗号化
   フラグ付加手段とを備え、 前記パケット選択暗号化手段は、 前記スタートコードが検出された検出トランスポートパ
   ケットおよび前記検出トランスポートパケットに続くｎ
   個（ｎはｎ＞１を満たす整数）のトランスポートパケッ
   ト以外のトランスポートパケットに暗号化を行うことを
   特徴とするパケット暗号化装置。
3. 【請求項３】 ＭＰＥＧビデオストリームをペイロード
   に格納したＭＰＥＧ２トランスポートストリームの入力
   を受け、 前記ＭＰＥＧビデオストリームのスタートコードを検出
   するスタートコード検出手段と、 前記ＭＰＥＧ２トランスポートストリームを構成するト
   ランスポートパケットを選択的に暗号化するパケット選
   択暗号化手段と、 全ての前記トランスポートパケットに対し、暗号化が施
   されているか否かを示す暗号化フラグを付加する暗号化
   フラグ付加手段とを備え、 前記パケット選択暗号化手段は、検出したスタートコー
   ドがピクチャ・スタートコード（ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｓｔ
   ａｒｔ＿ｃｏｄｅ）である場合は、前記ピクチャ・スタ
   ートコード及びそれに続く少なくとも１３ビットのデー
   タを含むトランスポート・パケット以外のトランスポー
   ト・パケットに暗号化を行うことを特徴とするパケット
   暗号化装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のパ
   ケット暗号化装置の全部又は一部の手段の全部又は一部
   の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラ
   ムを記録したことを特徴とするプログラム記録媒体。