JP2001223654A - 暗号化ファイル伝送システム、送信装置、受信装置、および暗号化ファイル伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】暗号化ファイルを送受信するシステムに係り、
特にデータ放送の暗号化を効率的に実現する暗号化ファ
イル伝送システム、送信装置、受信装置、およびその方
法に関する。 【解決手段】１０は送信装置からされたファイルを受信
するチューナー、１１は多重化されたファイルを復号化
するＤＥＭＵＸ装置、１２は蓄積するファイルを選択す
る蓄積用フィルター、１３は蓄積フィルター１２にて選
択したファイルを蓄積するファイル蓄積装置、１４はフ
ァイルの蓄積を支持する受信端末指示装置、１５は蓄積
したファイルを表示するための外部接続装置、１６は受
信したファイルのSDT番号、EITの番組情報、またはfile
idなどの情報を表示する表示装置、１７は外部接続装
置１５および表示装置１６への出力を制御する外部出力
制御装置、１８は蓄積されたファイルを復号する復号装
置、１９は暗号鍵をユーザーに配信する暗号鍵配信装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
などの暗号化ファイルを送受信するシステムに係り、特
にデータ放送の暗号化を効率的に実現する暗号化ファイ
ル伝送システム、送信装置、受信装置、およびその方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の発展に伴い、地
上放送および衛星放送においてアナログ放送からディジ
タル放送への移行が実現化しつつある。従来はアナログ
信号を用いて放送を行っていたため、伝送できる情報量
に限界があるとともに、テレビ番組以外の情報を多重し
て放送するには困難が伴っていた。

【０００３】これに対し、ディジタル信号を用いた放送
システムでは、情報を多重化して送信することにより、
従来のアナログ放送よりも伝送できる情報量が飛躍的に
増えてきている。これにより、従来はテレビ番組だけの
内容であったり、簡単な番組情報の付加程度であったの
が、複数チャネルの番組や、番組ガイド、課金情報など
の付加情報が付加された放送が考えられている。

【０００４】更にディジタル放送においては、課金型放
送が一般的になりつつある。これは、チャネル毎に一定
料金を課金するもの、実際に見た番組毎に課金を行うも
の（ペイパービュー形式）などがある。

【０００５】このうちペイパービュー形式の課金では、
セットトップボックス（ＳＴＢ）と呼ばれるチューナー
にて放送を受信し、ユーザーが特定の番組を視聴したこ
とを検出し、これを電話回線などの上り回線を用いて放
送局側のシステムに通知するものが多い。

【０００６】これらのディジタル放送におけるテレビ番
組のほかにも、映像、音声、その他コンピュータソフト
などもデータ放送として放送することが考えられてい
る。

【０００７】このような課金放送では、通常、同一デー
タを何度か繰り返し送るのが一般的となっている。ユー
ザーは繰り返し放送されるデータのうち、所定時刻に放
送されるデータを受信すればよく、従来型の放送を視聴
するよりも自由度が増す。

【０００８】しかしながら、このような繰り返し放送さ
れる場合でも、所望のデータの放送開始時刻にならなけ
れば、視聴や受信を開始できず、利便性にかけていると
いう問題があった。

【０００９】さらに、課金のために所定のスクランブル
をかけてから放送されたデータが、本来受信権利を有す
るユーザー以外に悪用されるという問題もあった。

【００１０】また放送の特徴である同報性は、スクラン
ブルしたファイルを放送する用途では、全受信者が同一
のスクランブルファイルを入手する作用を持つ。

【００１１】このようなシステムでは、スクランブル鍵
が一人に渡るとその鍵で別の受信者もファイルをデスク
ランブルすることができる。この性質は鍵を個別に渡し
て、それぞれ課金をしようとする場合には不利に働く。

【００１２】コピーした鍵がインターネット上で出まわ
るようになれば、スクランブルすることは無意味であ
る。従来はこの欠点を解決するため蓄積媒体に個別の鍵
を埋め込み、再スクランブルするなどの工夫をしてい
た。個別鍵による再スクランブルは鍵コピーによる不正
を防止する点では効果があるが、スクランブル機器が複
数となり使いにくいという問題があった。

【００１３】また従来の受信の場合は、従来より限定受
信放送のために、鍵更新の頻度をあげることがおこなれ
てきた。鍵更新は鍵コピーによる不正受信に対して有効
であるが、更新された鍵情報を同じ伝送路で送る必要が
あった。蓄積を前提とするファイル放送では鍵情報を正
規受信者から入手すればデスクランブルが可能であるの
で鍵更新は意味が無いという問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のディジタル放送システムでは、放送などで暗号化した
ファイルを送信する際、共通の鍵を使用していたため、
鍵のコピーや不正使用などの問題があった。

【００１５】従って、本発明はディジタル放送システム
などにおいて、音声、映像、コンピュータソフト、電子
ゲームなどのファイルを暗号化し、時間指定無く繰り返
し送ることにより、受信時間や受信状態により異なった
暗号鍵による復号が必要となり、自己が保有する暗号鍵
だけを他人に譲渡して不正使用することを防ぐことがで
きる。

【００１６】また、コピーガードなどの他の仕組みを併
用させることにより、ファイルを外部に出力させないよ
うにして、同一受信者であっても新たな暗号鍵を取得し
なければ復号できないようにすることができる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明の暗号化ファイル伝送システムは、前記送
信装置に送信すべき前記データを複数のファイルに分割
する分割手段と、分割した複数の前記ファイルを各々所
定の暗号鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、暗号化し
た複数の前記ファイルの送信順序を変更（シャッフル）
し、前記データを複数回繰り返し送信する送信手段とを
具備し、前記受信装置に、複数の前記ファイルを受信す
る受信手段と、受信した前記ファイルが暗号化されてい
るか否かを判断する判断手段と、前記ファイルが暗号化
されている場合は、暗号化に用いられた前記暗号鍵を要
求する要求手段と、前記要求手段により入手した前記暗
号鍵を用いて、暗号化された前記ファイルの暗号化を解
く手段と、暗号化を解いた前記ファイルの並び順を変更
し、元のデータに戻す手段とを具備する。

【００１８】これにより、より簡易な方法で暗号化ファ
イルを送信することができる。

【００１９】また本発明の送信装置は、送信すべきデー
タを複数のファイルに分割する分割手段と、前記分割手
段にて分割した複数の前記ファイルを各々所定の暗号鍵
を用いて暗号化する暗号化手段と、前記暗号化手段にて
暗号化した複数の前記ファイルの送信順序を変更した
後、前記データを複数回繰り返し送信する送信手段とを
具備する。

【００２０】また本発明の受信装置は、複数のファイル
に分割されたデータを受信する受信手段と、前記受信手
段で受信した複数の前記ファイルが暗号化されているか
否かを判断する判断手段と、前記判断手段にて暗号化さ
れいていると判断された場合は、前記ファイルの暗号化
に用いられた暗号鍵を要求する要求手段と、前記要求手
段により入手した前記暗号鍵を用いて、暗号化された前
記ファイルの暗号を解く手段と、暗号化を解いた前記フ
ァイルの並び順を変更し、元のデータに戻す手段とを具
備する。

【００２１】また本発明の暗号化ファイル伝送方法は、
前記送信装置にて、送信すべき前記データを複数のファ
イルに分割し、分割した複数の前記ファイルを各々所定
の暗号鍵を用いて暗号化し、暗号化した複数の前記ファ
イルの送信順序を変更し、前記データを複数回繰り返し
送信し、前記受信装置にて、複数の前記ファイルを受信
し、受信した前記ファイルが暗号化されているか否かを
判断し、前記ファイルが暗号化されている場合は、暗号
化に用いられた前記暗号鍵を要求し、この要求により入
手した前記暗号鍵を用いて、暗号化された前記ファイル
の暗号化を解き、暗号化を解いた前記ファイルの並び順
を変更し、元のデータに戻すことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の第1の実施例を示すディ
ジタル放送用の暗号化ファイル送信装置のブロック図で
ある。

【００２４】1はファイル蓄積装置、２はコンテンツ作
成装置、３は暗号化用の鍵作成装置、４は送信ファイル
の暗号化を行う暗号化装置、５は送信するファイルを分
割するファイル分割装置、６は送信するファイルの順番
をシャッフルするシャッフル装置、７は暗号鍵を配信す
る暗号鍵配信装置、８は送信するファイルを管理する送
出管理装置、９は送信するファイルを多重化する多重化
装置である。

【００２５】次に図２のフローチャートを用いて送信フ
ァイルの送信手順を説明する。

【００２６】まず送出するためのファイルをファイル蓄
積装置１に蓄積し、file idを付与する（Ｓ１０１）。
次に乱数発生装置３にて、ｎ個の鍵を用意しkey idを付
する（Ｓ１０３）。次にこのｎ個の鍵とkey idを暗号鍵
配信装置７に送る（Ｓ１０４）。

【００２７】ここで暗号化処理を行わない場合および、
すでに暗号化が終了しているかどうかを確認する（Ｓ１
０５）。暗号化を行わず、ファイルの並び順のみを変更
する場合、およびすでに暗号化が終了している場合は、
Ｓ１０９にて、送出順番をランダム化するためにシャッ
フルする。これらの動作は送出管理装置８によって制御
される。

【００２８】暗号化処理を行う場合および、さらに鍵を
変える必要がある場合は、Ｓ１０６にて、鍵を変更す
る。次にファイルを分割しsequence id を付与する（Ｓ
１０７）。sequence idを付与した後、鍵を用いて暗号
化を行う。

【００２９】Ｓ１０９にてシャッフルした後、送出管理
装置に送出準備完了を伝える（Ｓ１１０）。

【００３０】これらの処理の後、シャッフルしたファイ
ルを多重化装置９にて多重化し、送信する。また暗号に
用いた鍵は、暗号鍵配信装置７にて送信する。

【００３１】暗号鍵は多重化装置９にて送信ファイルと
多重化して送信してもよい。

【００３２】次に送信側を説明する。図３は受信装置の
ブロック図である。

【００３３】１０は送信装置からされたファイルを受信
するチューナー、１１は多重化されたファイルを復号化
するＤＥＭＵＸ装置、１２は蓄積するファイルを選択す
る蓄積用フィルター、１３は蓄積フィルター１２によっ
て選択したファイルを蓄積するファイル蓄積装置、１４
はファイルの蓄積を指示する受信端末指示装置、１５は
蓄積したファイルを表示するための外部接続装置、１６
は受信したファイルのＳＤＴ（Service Description Ta
ble）番号、ＥＩＴ（Event Information Table）の番組
情報、またはfile idなどの情報を表示する表示装置、
１７は外部接続装置１５および表示装置１６への出力を
制御する外部出力制御装置、１８は蓄積されたファイル
を復号する復号装置、１９は暗号鍵をユーザーに配信す
る暗号鍵配信装置である。

【００３４】次に図４のフローチャートを用いてファイ
ルの受信方法を説明する。

【００３５】受信者はファイルを受信し、当該ファイル
のＳＤＴ番号、ＥＩＴの番組情報、あるいはfile idの
直接入力により、そのファイルを蓄積の蓄積を受信端末
の蓄積フィルターに指示する（S２０１、S２０２）。

【００３６】次に、当該ファイルが暗号化されている
か、暗号の方式が本方式であるかなどはＣＡＴ（Condit
ional Access Table）、ＰＭＴ（Program Map Tabl
e）、ＥＩＴ、ＳＤＴなどの一部に記載されていれば、
ファイルを蓄積しないでも判別できる（S２０２）。暗
号化してあるファイルが蓄積不要なら、フィルターの判
定により捨てることができる。ファイル内容による判定
は蓄積したあとでないと行えない。上記ＰＳＩ（Progra
m Specific Information）／SI（System Information）
によらない方法ではファイルを蓄積したあと、ファイル
ヘッダーなどを見ることで判断し廃棄する（S２０
３）。ここで蓄積するかどうかの判定において放送局の
指定が受信者の指定より優先することがある。

【００３７】受信したセクションあるいはＰＥＳ（Pack
etized Elementary Stream）は蓄積フィルターで蓄積が
必要であると判断されると蓄積装置に送られ蓄積される
（S２０４）。ここで、ファイルは分割して送られてい
るため全部が揃うまでファイルとしての利用ができな
い。本実施例では図５に示すように、ファイル１、２、
３、４が揃わないと利用できないがこの情報は別途送ら
れているものとする。

【００３８】揃ったとき受信端末は新たな受信を止め、
指示装置の利用要求により暗号鍵配信装置に自分の受信
したKey id（本例ではＡ，Ｂ，Ｃ）を送り、鍵を要求す
る（S２０５）。

【００３９】暗号化配信装置は遠隔地にあり、公衆回線
を利用して鍵を取得しても良いが、限定受信方式によっ
て送付したり、CDなどの記録媒体による配信や、より簡
単には葉書などによる配信もできる。

【００４０】鍵を放送で配信する場合は、直近のファイ
ルを連続受信した場合を想定して必要な鍵を送る。受信
者はこの鍵を受信する（S２０６）。

【００４１】この鍵は別の鍵を用いて秘匿される必要が
あるので、たとえば限定受信方式を使って送らなければ
ならない。限定受信方式を使ってファイル全体を暗号化
した場合は限定受信カードが復号に必要であるが、本発
明を使用すれば、鍵だけをファイルと共に保存しておけ
ば利用できる。鍵の保存を許しても、ファイルが分割、
シャッフルされて放送されているため、全く同じタイミ
ングで蓄積した人でない限り、鍵は無効である。受信者
はこの鍵を用いて受信したファイルを復号化する（S２
０７）。

【００４２】本実施例で用いられるファイルの暗号化お
よび送受信方法を、図５、図６、図７を用いて説明す
る。図５に示すように、番組やゲームやソフトウエアー
は、４つのファイルに分割される。次に暗号鍵Aを用い
てそれぞれのファイルが暗号化される（スクランブル
A）。同様に暗号鍵B、Cを用いて暗号化される（スクラ
ンブルB、スクランブルC)。

【００４３】次に図６に示すように、放送装置側で、前
述したファイルの順番をシャッフルし送信する。受信者
Ｘは、分割されたファイルＡ１、Ａ２，Ｂ３、Ｂ４を受
信する。同様に受信者Ｙは、Ｂ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ１
を、受信者ＺはＢ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ１、
Ｃ２、Ａ３、Ａ４を受信する。

【００４４】次に図７に示すように、受信者Ｘは復号鍵
Ａ、Ｂを用いてファイル１、２、３、４を復号する。同
様に受信者Ｙは、復号鍵Ｂ、Ｃにて、受信者Ｚは復号鍵
Ａ、Ｃを用いてそれぞれ復号する。

【００４５】本方式は受信時間のずれを利用したスクラ
ンブル方式なので、下記の方法と組み合わせることでさ
らに顕著な効果を得ることができる。 （１）平文のコピーガード 図８に示すように、鍵が入手できたら、sequence idとk
ey idの組み合わせで暗号化されたファイルを復号す
る。平分となったファイルを表示装置により見たり聞い
たりして利用する。平文は外部出力するとコピーされた
り、繰り返し利用されてしまうため禁止する。禁止のた
めにはコピーガードの手法が必要であるが、本考案の範
囲外である。一方、暗号化したままのファイル（暗号化
ファイル）はコピーしても、鍵を一緒に渡さないと復号
できないので、コピーファイル利用者は新たに鍵の入手
が必要となるので、コピーを制御しない。 （２）鍵と暗号化ファイルのペアでコピーを禁止 鍵を暗号化ファイルに付与して渡した場合は表示装置に
より利用できるので、鍵は暗号化ファイルと同一媒体に
保存できない仕組みとする。あるいは鍵をさらに媒体と
対の鍵で再暗号するなどの処理をする。不正利用に対抗
する場合は、同一ファイルを一部または全部について再
度放送して受信機に接続されているファイルを書き換え
るなどの手段をとる。ファイルを書き換えるために受信
機のフィルター機能は放送局の指示が優先されるように
設計されなければならない。放送局による指示は、ＣＡ
記述子やデータ放送コンテンツとして伝送される。 （３）より簡易には、図９に示すように、復号鍵の全部
または一部の代わりに受信側換字テーブルを用いる方法
でもよい。この場合、非暗号ファイル１、２、３、４を
換字テーブルにて換字して放送し、受信側は受信したフ
ァイルの換字テーブルを復号鍵の代わりに用いてファイ
ルの順番を並び替える。映像・音声ファイルであれば、
正しい順番でなければ内容を理解できないことになる。
コンピュータソフトウェアのファイルであれば、正しい
順番でないと所望の動作をしないことになる。

【００４６】この方法は放送順序が連続していないこと
を利用してSequence IDの換字のみで本文は暗号化しな
い場合である。受信者は暗号鍵を入手するのではなく、
Sequence IDの換字表を入手することにより、正しい順
序を知ってファイル内部で並べ替えて利用することがで
きる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば同一内容のファイルを鍵と放送順序を変えて繰り返
し放送することで、必要な鍵の組み合わせが異なるよう
にすることができる。従って他人から鍵を譲り受けても
新たな鍵が使われている場合には鍵の追加が必要とな
り、不正なコピーを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における暗号化ファイル送信装置のブ
ロック図である。

【図２】 本発明における送信ファイルの送信手順を示
すフローチャートである。

【図３】 本発明における暗号化ファイル受信装置のブ
ロック図である。

【図４】 本発明における送信ファイルの受信手順を示
すフローチャートである。

【図５】 本発明における送信ファイルの分割方法を示
す説明図である。

【図６】 本発明における送信ファイルの送信順序を示
す説明図である。

【図７】 本発明における送信ファイルの復号化方法を
示す説明図である。

【図８】 本発明における平文のコピーガードを示す説
明図である。

【図９】 本発明における換字テーブルを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…ファイル蓄積装置 ２…コンテンツ作成装置 ３…暗号化用の鍵作成装置 ４…暗号化装置 ５…ファイル分割装置 ６…シャッフル装置 ７…暗号鍵配信装置 ８…送出管理装置 ９…多重化装置 １０…チューナー １１…ＤＥＭＵＸ装置 １２…蓄積用フィルター １３…ファイル蓄積装置 １４…受信端末指示装置 １５…外部接続装置 １６・・表示装置 １７…外部出力制御装置 １８…復号装置 １９…暗号鍵配信装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを送信する送信装置と、このデータ
   を受信する受信装置からなる暗号化ファイル伝送システ
   ムにおいて、 前記送信装置は、 送信すべき前記データを複数のファイルに分割する分割
   手段と、 分割した複数の前記ファイルを各々所定の暗号鍵を用い
   て暗号化する暗号化手段と、 暗号化した複数の前記ファイルの送信順序を変更し、前
   記データを複数回繰り返し送信する送信手段とを具備
   し、 前記受信装置は、 複数の前記ファイルを受信する受信手段と、 受信した前記ファイルが暗号化されているか否かを判断
   する判断手段と、 前記ファイルが暗号化されている場合は、暗号化に用い
   られた前記暗号鍵を要求する要求手段と、 前記要求手段により入手した前記暗号鍵を用いて、暗号
   化された前記ファイルの暗号化を解く手段と、 暗号化を解いた前記ファイルの並び順を変更し、元のデ
   ータに戻す手段とを具備したことを特徴とする暗号化フ
   ァイル伝送システム。
2. 【請求項２】送信すべきデータを複数のファイルに分割
   する分割手段と、 前記分割手段にて分割した複数の前記ファイルを各々所
   定の暗号鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、 前記暗号化手段にて暗号化した複数の前記ファイルの送
   信順序を変更した後、前記データを複数回繰り返し送信
   する送信手段とを具備したことを特徴とする送信装置。
3. 【請求項３】複数のファイルに分割されたデータを受信
   する受信手段と、 前記受信手段で受信した複数の前記ファイルが暗号化さ
   れているか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段にて暗号化されいていると判断された場合
   は、前記ファイルの暗号化に用いられた暗号鍵を要求す
   る要求手段と、 前記要求手段により入手した前記暗号鍵を用いて、暗号
   化された前記ファイルの暗号を解く手段と、 暗号化を解いた前記ファイルの並び順を変更し、元のデ
   ータに戻す手段とを具備したことを特徴とする受信装
   置。
4. 【請求項４】データを送信する送信装置と、このデータ
   を受信する受信装置からなる暗号化ファイル伝送システ
   ムに用いられる暗号化ファイル伝送方法おいて、 前記送信装置にて、送信すべき前記データを複数のファ
   イルに分割し、 分割した複数の前記ファイルを各々所定の暗号鍵を用い
   て暗号化し、 暗号化した複数の前記ファイルの送信順序を変更し、前
   記データを複数回繰り返し送信し、 前記受信装置にて、複数の前記ファイルを受信し、 受信した前記ファイルが暗号化されているか否かを判断
   し、 前記ファイルが暗号化されている場合は、暗号化に用い
   られた前記暗号鍵を要求し、 この要求により入手した前記暗号鍵を用いて、暗号化さ
   れた前記ファイルの暗号化を解き、 暗号化を解いた前記ファイルの並び順を変更し、元のデ
   ータに戻すことを特徴とした暗号化ファイル伝送方法。