JP2002259217A - 秘匿データの補償と不正改造抑制機能を備えたデータ処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】秘匿データにエラーが存在してもスクランブル
ドデータの復号を可能とし、また不正改造行為が行なわ
れてもスクランブルドデータの復号を不可能にし、不正
改造を抑制し得る。 【解決手段】不揮発性メモリ２００に格納された秘匿デ
ータを復号し、コンテンツをスクランブリングするスク
ランブリングデータを発生するデータ処理装置におい
て、不揮発性メモリ２００から前記秘匿データを読み出
したときに、当該秘匿データとホストコンピュータ４０
０に格納されているバックアップ秘匿データとを比較
し、不一致の場合には、バックアップ秘匿データを不揮
発性メモリ２００に書き込み回復させる回復手段を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンピュータ或
はディスク録再装置などに内蔵されたハードディスク及
び又は光学式ディスクタイプの媒体、さらには半導体メ
モリタイプの媒体に暗号化データを格納する装置に採用
されて有効な秘匿データの補償と保護機能を備えたデー
タ処理装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク及び又は光学式ディスク
にデータを記録し、また再生する装置には、記録データ
を暗号化して記録する、また再生データを復号化するた
めの暗号及び復号化装置が内蔵されている。

【０００３】図５には、従来の暗号化及び復号化装置を
示している。１００は、半導体部品として構成されたデ
ータ処理部であり、２００は、その外部に設けられる外
部不揮発性メモリである。３００は外部データ入出力部
であり、個人データあるいはビデオデータ、オーディオ
データなどが出力される。４００は、ホストコンピュー
タであり、装置全体の動作を制御するもので、上記のデ
ータ処理部１００の各ブロックの動作タイミングを制御
している。

【０００４】上記の暗号化及び復号化装置の動作を以下
簡単に説明すると、以下のようになる。今、外部データ
入出力部３００のデータを暗号化して光学式ディスクあ
るいはハードディスクに記録するものとする。不揮発性
メモリ２００から秘匿データが読み出され、復号化部１
０２に入力される。ここでは第1のキーデータK1を用い
て秘匿データの復号が行なわれ、復号化秘匿データ（第
2のキーデータ）が得られる。この復号化秘匿データ
は、復号化秘匿データメモリ１０３に一時格納される。
復号化秘匿データは、乱数発生器１０４で発生するスク
ランブリングデータの初期値として用いられる。乱数発
生器１０４から発生されたスクランブリングデータは、
暗号・復号化処理部１０５に入力され、外部からのデー
タを暗号化する。

【０００５】暗号化されたデータ（スクランブルドデー
タ）は、光ディスクドライバー５００あるいはハードデ
ィスクドライバー６００に供給される。これにより、ス
クランブルドデータは、光学式ディスク或はハードディ
スクに記録される。

【０００６】光学式ディスクにスクランブルドデータが
記録される場合には、このスクランブルドデータを解凍
するためのキーとなるシード（第2のキーデータ）も光
学式ディスクに記録される。これは、この光学式ディス
クが別の機器において再生される場合、第2のキーデー
タを再生機器に与え、その再生機器が記録内容を復号化
できるようにするするためである。

【０００７】一方、ハードディスクにスクランブルドデ
ータが記録される場合には、このスクランブルドデータ
が記録され、第2のキーデータは記録されない。

【０００８】上記のシステムにおいて、終了操作が行な
われると復号化秘匿データメモリ１０３に格納されてい
る復号化秘匿データは、第1のキーデータK1により、暗
号化部１０６で暗号化され元の秘匿データとなる。この
復元秘匿データは、再度不揮発性メモリ２００にフィー
ドバックされ記憶され、次回の再生或は記録のために用
意される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したデータ処理装
置には、以下のような問題がある。例えば、不揮発性メ
モリ２００に格納されている秘匿データが何らかの原因
で破損したような場合である。このような場合は、この
秘匿データを復号し、乱数発生器１０４において、スク
ランブルデータを得て、ハードディスクに記録されてい
るスクランブルドデータを復号しようとしても、正しい
復号データが得られなくなってしまう。この場合は、シ
ステム全体が機能不能となってしまうことがある。

【００１０】上記のように秘匿データが破損するケース
としては、終了操作がなされた後、秘匿データが不揮発
性メモリに書き込まれている（フィードバック）途中で
電源が完全オフしたような場合がある。さらには、この
ようなフィードバック途中で、何らかの外部ノイズで、
秘匿データに多数のエラーが生じる場合がある。さらに
また、不揮発性メモリ２００の一部の領域が不良となっ
た場合がある。

【００１１】また、つぎのような問題もある。即ち、ハ
ードディスクドライバー及びそのハードディスクが強制
的に取り離なされ、また不揮発性メモリ２００も取り離
され、この両者が、別の機器に取り付けられる不正改造
行為がなされた場合である。

【００１２】通常ハードディスクには、個人データに類
する未公開データを格納する場合がるが、上記のような
不正行為が行なわれると、未公開データの秘密性を補償
できなくなる。

【００１３】そこでこの発明は、秘匿データにエラーが
存在してもスクランブルドデータの復号を可能とし、ま
た不正改造行為が行なわれてもスクランブルドデータの
復号を不可能にし不正改造を抑制し得る、秘匿データの
補償と不正改造抑制機能を備えたデータ処理装置を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、不揮発性メモリに格納された秘匿デー
タを復号し、コンテンツをスクランブリングするスクラ
ンブリングデータを発生するデータ処理装置において、
前記不揮発性メモリから前記秘匿データを読み出したと
きに、当該秘匿データとホストコンピュータに格納され
ているバックアップ秘匿データとを比較し、不一致の場
合には、前記バックアップ秘匿データを前記不揮発性メ
モリに書き込み回復させる回復手段を有する。

【００１５】またこの発明は、前記不揮発性メモリから
前記秘匿データを読み出したときに、当該秘匿データの
誤り検出を行い、前記秘匿データに誤りがあるときは、
ホストコンピュータに格納されているバックアップ秘匿
データを前記不揮発性メモリに書き込み回復させる回復
手段を有する。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】図１において、１００は、半導体部品とし
て構成されたデータ処理部であり、２００は、その外部
に設けられる外部不揮発性メモリである。３００は外部
データ入出力部であり、個人データあるいはビデオデー
タ、オーディオデータなどが出力される。４００は、ホ
ストコンピュータであり、装置全体の動作を制御するも
ので、上記のデータ処理部１００の各ブロックの動作タ
イミングを制御している。

【００１８】ここで、不揮発性メモリ２００には、秘匿
データと公開データが格納されている。秘匿データは、
コンテンツを暗号化及び復号化するためのシード（See
d）が含まれている。シードは、機器個別データや特定
のキーデータで構成され、これが第1のキーデータで暗
号化されてる。

【００１９】半導体部品としてのデータ処理部１００に
は、ホストコンピュータ４００のメモリ４０１に格納さ
れているバックアップ秘匿データと、不揮発性メモリ２
００からの秘匿データを比較するための比較器１１１が
設けられている。また、比較器１１１の比較処理結果に
応じて、不揮発性メモリ２００からの秘匿データを復号
化部１０２に供給する、或は禁止するためのゲート回路
１１２が設けられる。

【００２０】バックアップ秘匿データと、不揮発性メモ
リ２００からの秘匿データとが一致した場合には、秘匿
データは、復号化部１０２に入力される。この復号化部
１０２では、キーデータ格納部１０１からの第1のキー
データK1を用いて、秘匿データの復号が行なわれる。

【００２１】復号された復号秘匿データ（第2のキーデ
ータ）は、一旦、復号秘匿データメモリ１０３に格納さ
れる。この復号秘匿データは、乱数発生器１０４に与え
られる。乱数発生器１０４は、復号秘匿データを初期値
として用い、これによりスクランブリングデータを発生
する。このスクランブリングデータは、暗号・復号化処
理部１０５に入力される。これにより、外部データ入出
力部３００から与えら得るコンテンツ（個人データ、ビ
デオデータ、オーディオデータなど）がスクランブルさ
れる。スクランブルされたスクランブルドデータは、デ
ィスクドライバー５００を介して光学式ディスクに記録
される。あるいは、ハードディスクドライバー６００を
介してハードディスクに記録される。

【００２２】光学式ディスクに暗号化データが記録され
る場合には、この暗号化データを解凍するためのキーと
なるシード（第2のキーデータ）も光学式ディスクに記
録される。これは、この光学式ディスクが別の機器にお
いて再生される場合、第2のキーを再生機器に与え、そ
の再生機器が記録内容を復号化できるようにするするた
めである。一方、ハードディスクに暗号化データが記録
される場合には、その暗号化データが記録され、第2の
キーデータは記録されない。

【００２３】今、ハードディスクに記録されているスク
ランブルドデータが読み出され再生されるものとする。
このときは、記録時と同様に、復号化秘匿データメモリ
１０３から第2のキーデータが乱数発生器１０４に与え
られる。乱数発生器１０４は、第2のキーデータに基づ
いてスクランブリングデータを発生し暗号・復号化処理
部１０５に与えられる。暗号・復号化処理部１０５で
は、ハードディスクから読み取られたスクランブルドデ
ータが復号化される。この復号化されたデータ（コンテ
ンツ）は、外部データ入出力部３００に供給される。

【００２４】ホストコンピュータ４００は、装置全体の
動作を制御するもので、上記のデータ処理部１００の各
ブロックの動作タイミングを制御している。またディス
クドライバー５００は、装置に対して装填、離脱が可能
で、かつ記録再生が可能な例えば光学式ディスク（CD、
DVD、FD等）の外部ディスクドライバーであり、ハード
ディスクドライバー６００は、装置内蔵のハードディス
クドライバー部であり、通常は装置から取り離しできな
いように取り付けられている。

【００２５】上記のシステムにおいて、終了操作が行な
われると復号化秘匿データメモリ１０３に格納されてい
る復号化秘匿データは、第1のキーデータK1により、暗
号化部１０６で暗号化され元の秘匿データとなる。この
復元秘匿データは、セレクタ１１３を介して、再度不揮
発性メモリ２００にフィードバックされ記憶され、次回
の再生或は記録のために用意される。セレクタ１１３は
通常は、暗号化部１０６からのデータを選択して導出す
るように設定されている。

【００２６】次に、記録或は再生時に、比較器１１１で
バックアップ秘匿データと、不揮発性メモリ２００から
の秘匿データとを比較した結果、不一致であった場合に
ついて説明する。この場合は、不揮発性メモリ２００の
秘匿データが一部破損、或は全部破損しているものと判
定し、セレクタ１１３は、ホストコンピュータ４００か
らのメモリ出力（つまりバックアップ秘匿データ）を選
択する。そして、このバックアップ秘匿データを不揮発
性メモリ２００に供給する。

【００２７】これにより、ホストコンピュータ４００の
バックアップ秘匿データが使用され、正常な暗号化、復
号化が可能となる。

【００２８】つまり本発明のシステムでは、秘匿データ
メモリ２００からの秘匿データと、ホストコンピュータ
からのバックアップ秘匿データとを比較し、不一致の場
合は、バックアップ秘匿データを秘匿データメモリ２０
０に供給する回復手段を備えている。

【００２９】次に、不正改造が行なわれ、不揮発性メモ
リ２００とハードディスクドライバー６００が、本来の
機器から取り離され、別の機器に装着された場合を考え
る。この場合は、別の機器のホストコンピュータに格納
されているバックアップ秘匿データと、不揮発性メモリ
２００に格納されている秘匿データは当然異なることに
なる。従って、当該別の機器のホストコンピュータに格
納されているバックアップ秘匿データがデスクランブリ
ングデータ発生のために利用されることになる。

【００３０】しかし、この場合は、ハードディスクに記
録されているスクランブルドデータに対するスクランブ
リングデータが、当該別の機器のホストコンピュータの
秘匿データとは異なる秘匿データに基づいて作成されて
いるので、復号が不可能である。結果、不正改造が行な
われても、スクランブルドされたデータをもとのデータ
に復号することはできない。

【００３１】この発明は、上記の実施の形態に限定され
るものではない。先の実施の形態では、ホストコンピュ
ータ４００内のバックアップ秘匿データ自身に誤りがあ
ると、常に正常な暗号化、或は復号化が得られなく恐れ
がある。そこで、次に説明する実施の形態では、不揮発
性メモリ２００内の秘匿データにエラーが生じている場
合のみホストコンピュータ４００からのバックアップ秘
匿データを用いるようにした例を示している。

【００３２】図２はこの発明の他の実施の形態を示して
いる。この実施の形態では、復号秘匿データが復号秘匿
データメモリ１０３に格納されたときに、その復号秘匿
データのエラーチックを行なっている。エラーチック部
１２１は、復号秘匿データにエラーがある場合には、そ
のセレクタ１１２を制御するための切り換え信号を出力
する。セレクタ１１２は、通常は、暗号化部１０６の出
力を選択するように設定されているが、エラーチック部
１２１からの切り換え信号が与えられると、ホストコン
ピュータ４００に格納されているバックアップ秘匿デー
タを選択する。これにより、不揮発性メモリ２００に
は、ホストコンピュータ４００に格納されているバック
アップ秘匿データが書き込まれる。つまり、復号化秘匿
データメモリの前記復号化秘匿データのエラーチックを
行い、エラーがあるときは、ホストコンピュータからの
バックアップ秘匿データを秘匿データメモリ２００に供
給するための回復手段を有する。

【００３３】次に、この秘匿データが読み出されて復号
化部１０２で復号化され第2のキーデータとして用いら
れる。この場合は、バックアップ秘匿データを用いてい
るので、エラーはなく、正常なデスクランブリングデー
タが得られる。

【００３４】この発明は上記の実施の形態に限定される
ものではない。

【００３５】即ち、上述した回復手段は、不揮発性メモ
リ２００から読み出した秘匿データにエラーがある場合
には、バックアップ秘匿データを不揮発性メモリ２００
に再度書き込む。しかしながら、不揮発性メモリ２００
の一部に障害があり、不揮発性メモリ２００の内部でメ
モリエラーが生じるような場合には、何回回復させても
無駄である。

【００３６】そこでこの発明では、回復手段が複数回動
作したかどうかをカウントするカウント手段がホストコ
ンピュータ４００内に設けられる。そして、回復手段が
所定回数動作したときは、不揮発性メモリ２００に対し
てバックアップ秘匿データを書き込むときに、以前のア
ドレスとは異なる位置に書き込む手段を設けてもよい。
このようにすると、不揮発性メモリ２００に多少のメモ
リエラーが生じても、コンテンツの暗号化・復号化処理
が支障なく維持され、装置の信頼性を向上することがで
きる。

【００３７】図３には、図１の実施例にさらに不揮発性
メモリの秘匿データ書き込みアドレスを切り換える機能
を付加した装置の動作フローチャートを示している。

【００３８】コンテンツの暗号化、或は復号化処理がス
タートすると、不揮発性メモリ２００から秘匿データの
読出しが行なわれる（ステップA１）。次に、ホストコ
ンピュータ４００からのバックアップ秘匿データと、読
み出した秘匿データとの比較が行われる（ステップA
2）。一致した場合は、秘匿データの復号（ステップA
３）、復号秘匿データの一時格納（ステップA４）が行
なわれる。次に、復号秘匿データが乱数発生器１０４に
供給され、乱数（スクランブリングデータ（暗号化
時）、或はデスクランブリングデータ（復号化時））が
発生される（ステップA５）。これによりコンテンツの
暗号化或は復号化が行なわれる（ステップA６）。そし
て暗号化されたコンテンツの記録、或は媒体から読み出
された暗号化コンテンツの再生が行なわれ終了する（ス
テップA７、A７、A8）。

【００３９】ステップA2において不一致の結果が得られ
たときは、セレクタ１１３の切り換えが行なわれ、ホス
トコンピュータ４００よりバックアップ秘匿データが読
みだされる（ステップA9、A１０）。次に、エラー発生
回数のカウント（つまり、不一致が得られた回数のカウ
ント）が行なわれる（ステップA１１）。

【００４０】次に、エラー発生回数が所定回数以上であ
るかどうかを判定し（ステップA１２）、所定回数以上
であれば、今までの不揮発性メモリ３００の書き込みア
ドレスを変更し、そのアドレスにバックアップ秘匿デー
タを書き込み、（ステップ）A1に戻る（ステップA13,A
１４）。

【００４１】図４は、図２の実施例にさらに不揮発性メ
モリの秘匿データ書き込みアドレスを切り換える機能を
付加した装置の動作フローチャートを示している。図３
に示したフローチャートと同一部分には、同一符号を付
している。

【００４２】ステップA１とステップA3の間のステップA
１５において、復号化秘匿データのエラーチックが行な
われる点である。したがって、図３のフローチャートと
同一部分には同一符号を付して説明は省略することにす
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
秘匿データにエラーが存在してもスクランブルドデータ
の復号を可能とし、また不正改造行為が行なわれてもス
クランブルドデータの復号を不可能にし、不正改造を抑
制し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す構成図。

【図２】この発明の他の実施の形態を示す構成図。

【図３】この発明のまた他の実施の形態の動作を説明す
るために示したフローチャート。

【図４】この発明のさらにまた他の実施の形態の動作を
説明するために示したフローチャート。

【図５】従来の暗号化・復号化装置を示す構成図。

【符号の説明】

１００…データ処理部、１０１…キーデータ格納部、１
０２…符号化部、１０３…復号化秘匿データメモリ、１
０４…乱数発生器、１０５…暗号・復号化処理部、１０
６…暗号化部、 １１１…比較器、１１２…ゲート回
路、１１３…セレクタ、２００…不揮発性メモリ、３０
０…外部データ入出力部、４００…ホストコンピュー
タ、５００…ディスクドライバー、６００…ハードディ
スクドライバー、１２１…エラーチック部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久富 秀一 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 デジタルメディアエンジニアリング株式会 社内 Ｆターム(参考） 5B017 AA08 BA07 BA09 BB09 5B018 GA10 KA22 NA06 QA14 5J104 AA12 AA16 EA04 EA15 NA02 PA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不揮発性メモリに格納された秘匿データを
   復号し、コンテンツをスクランブリングするスクランブ
   リングデータを発生するデータ処理装置において、 前記不揮発性メモリから前記秘匿データを読み出したと
   きに、当該秘匿データとホストコンピュータに格納され
   ているバックアップ秘匿データとを比較し、不一致の場
   合には、前記バックアップ秘匿データを前記不揮発性メ
   モリに書き込み回復させる回復手段を有したことを特徴
   とする秘匿データの補償と不正改造抑制機能を備えたデ
   ータ処理装置。
2. 【請求項２】不揮発性メモリに格納された秘匿データを
   復号し、コンテンツをスクランブリングするスクランブ
   リングデータを発生するデータ処理装置において、 前記不揮発性メモリから前記秘匿データを読み出したと
   きに、当該秘匿データの誤り検出を行い、前記秘匿デー
   タに誤りがあるときは、ホストコンピュータに格納され
   ているバックアップ秘匿データを前記不揮発性メモリに
   書き込み回復させる回復手段を有したことを特徴とする
   秘匿データの補償と不正改造抑制機能を備えたデータ処
   理装置。
3. 【請求項３】前記不揮発性メモリに対して、前記回復手
   段が複数回動作したかどうかのデータを蓄積し、所定回
   数を越えた場合には、前記バックアップ秘匿データを前
   記不揮発性メモリに書き込むアドレスを変更することを
   特徴とする請求項1又は2記載の秘匿データの補償と不正
   改造抑制機能を備えたデータ処理装置。
4. 【請求項４】 秘匿データを格納した秘匿データメモリ
   と、 前記秘匿データをキーデータで復号する秘匿データ復号
   手段と、 前記秘匿データ復号手段で復号された復号化秘匿データ
   を保持する復号化秘匿データメモリと、 復号化秘匿データメモリからの復号化秘匿データを用い
   て暗号化及び復号化用のスクランブリングデータを発生
   するスクランブリングデータ発生手段と、 前記第スクランブリングデータで外部入力データを暗号
   化又は復号化する暗号・復号化手段と、 前記復号化秘匿データメモリからの復号化秘匿データを
   前記キーデータで暗号化し、前記秘匿データメモリに供
   給するフィードバック手段と、 前記秘匿データメモリからの前記秘匿データと、ホスト
   コンピュータからのバックアップ秘匿データとを比較
   し、不一致の場合は、前記バックアップ秘匿データを前
   記秘匿データメモリに供給するための回復手段と、 を有したことを特徴とする秘匿データの補償と保護機能
   を備えたデータ処理装置。
5. 【請求項５】 秘匿データを格納した秘匿データメモリ
   と、 前記秘匿データをキーデータで復号する秘匿データ復号
   手段と、 前記秘匿データ復号手段で復号された復号化秘匿データ
   を保持する復号化秘匿データメモリと、 復号化秘匿データメモリからの復号化秘匿データを用い
   て暗号化及び復号化用のスクランブリングデータを発生
   するスクランブリングデータ発生手段と、 前記第スクランブリングデータで外部入力データを暗号
   化又は復号化する暗号・復号化手段と、 前記復号化秘匿データメモリからの復号化秘匿データを
   前記キーデータで暗号化し、前記秘匿データメモリに供
   給するフィードバック手段と、 前記復号化秘匿データメモリの前記復号化秘匿データの
   エラーチックを行い、エラーがあるときは、ホストコン
   ピュータからのバックアップ秘匿データを前記秘匿デー
   タメモリに供給するための回復手段と、 を有したことを特徴とする秘匿データの補償と保護機能
   を備えたデータ処理装置。
6. 【請求項６】 前記秘匿データ復号手段、復号化秘匿デ
   ータメモリ、スクランブリングデータ発生手段、暗号・
   復号化手段、回復手段は、集積化された半導体部品に内
   蔵されていることを特徴とする請求項４又は５のいずれ
   かに記載の秘匿データの補償と保護機能を備えたデータ
   処理装置。
7. 【請求項７】 前記秘匿データメモリは、不揮発性メモ
   リであることを特徴とする請求項４又は５のいずれかに
   記載の秘匿データの補償と保護機能を備えたデータ処理
   装置。
8. 【請求項８】不揮発性メモリに格納された秘匿データを
   復号し、コンテンツをスクランブリングするスクランブ
   リングデータを発生するデータ処理方法において、 前記不揮発性メモリから前記秘匿データを読み出したと
   きに、当該秘匿データとホストコンピュータに格納され
   ているバックアップ秘匿データとを比較し、不一致の場
   合には、前記バックアップ秘匿データを前記不揮発性メ
   モリに書き込み回復させることを特徴とする秘匿データ
   の補償と不正改造抑制機能を備えたデータ処理方法。
9. 【請求項９】不揮発性メモリに格納された秘匿データを
   復号し、コンテンツをスクランブリングするスクランブ
   リングデータを発生するデータ処理方法において、 前記不揮発性メモリから前記秘匿データを読み出したと
   きに、当該秘匿データの誤り検出を行い、前記秘匿デー
   タに誤りがあるときは、ホストコンピュータに格納され
   ているバックアップ秘匿データを前記不揮発性メモリに
   書き込み回復させる回復手段を有したことを特徴とする
   秘匿データの補償と不正改造抑制機能を備えたデータ処
   理方法。