JP2002536888A - 伝送システム - Google Patents

伝送システム

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JP2002536888A
JP2002536888A JP2000596736A JP2000596736A JP2002536888A JP 2002536888 A JP2002536888 A JP 2002536888A JP 2000596736 A JP2000596736 A JP 2000596736A JP 2000596736 A JP2000596736 A JP 2000596736A JP 2002536888 A JP2002536888 A JP 2002536888A
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Abstract

(57)【要約】 伝送システムは、送信機(１０)と受信機（１４）とを有する。送信機(１０)は、多重信号(１２)（例えばMPEG-２のトランスポートストリーム）を受信機（１４）へ伝送することができる。この多重信号(１２)は、それぞれ、暗号化されたデータパケット及び解読パケットを含む第１のセクション及び第２のセクションを有する。第１のセクション及び第２のセクションは、第１のセクションの一部及び第２のセクションの一部の同一の当該一部によって、一緒にリンクされる。解読パケットは、解読キーを有する。データパケットは多数回送信される解読キーによって解読できる。第１のセクション及び第２のセクションは更に、使用されている解読キーの変化を示している情報を含むヘッダ（２０）を有する。受信機（１４）は、この情報に基づいて同じ解読キーの第２の及び更なる出現をフィルタリングするためのフィルタ手段（１６）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗号化されたデータパケットを有する第１のセクションと、第２の
セクションとを有する多重信号を送信機から受信機へ伝送する伝送システムに関
する。
【０００２】 本発明は更に、多重信号を伝送する送信機と、多重信号を受信する受信機と、
セクションを有する多重信号とに関する。
【０００３】
【従来の技術】
冒頭に述べられた伝送システムは、Draft EN ３０１ １９２のV1.1.1、ヨーロッ
パ規格「Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data bro
adcasting」の文書から知られている。最近のデジタル放送システムにおいて、
送信機、例えばヘッドエンドは一般的に、例えばテレビジョン受信機又はセット
トップボックスのような複数の受信機に非常に多くのサービス（又はチャネル）
を伝送する。このようなサービスは、オーディオ/ビデオストリーム、（例えばM
HEG-５形式の）対話型アプリケーション、他の種類のデータ、又はこれらの要素
の組合せを含むことができる。MPEG-２トランスポートストリームは、多数のサ
ービスを多重化したものである。典型的に、送信機は、いくつかのトランスポー
トストリームをセットトップボックスに伝送する。セットトップボックスは、特
定のトランスポートストリームに同調でき、その後当該トランスポートストリー
ムから情報を取り出すことができる。このようなセットトップボックスは、典型
的にはチューナを１つだけもっているので、１度に１つの単一トランスポートス
トリームを受け取ることができるだけである。ユーザがテレビ番組を見たいか、
対話型アプリケーションを走らせたいか、他の種類のデータにアクセスしたいと
き、セットトップボックス又はテレビジョン受信機は、対応するトランスポート
ストリームに同調し、そのときに放送されているサービスから必要データを取り
出して処理する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムにおいては、例えば支払いが済んでいるユーザ又は特定の
グループに属しているユーザだけのような、限られた数のユーザのみがサービス
へのアクセスを持つことが望ましい。サービスへのこのような条件付きアクセス
は、データを暗号化したり、暗号化されたデータを受信機に伝送したり、データ
への資格を与えられた受信機にのみデータの解読に必要な解読キーを供給するこ
とにより実現することができる。解読キーによって受信機は、データを解読でき
る。セキュリティ上の理由のため、解読キーをある時間期間の後、又はあるデー
タ量の伝送の後に変更する必要がある。新しい解読キーへの推移は、送信機と受
信機との間で同期をとらなければならない。
【０００５】 既知の伝送システムにおいては、多数のデータサービスを含むトランスポート
ストリームは、送信機によって複数の受信機に送られる。各データサービスは、
単一データセクションにはめ込まれる多数の暗号化されたデータパケットを含む
。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、受信機又はセットトップボックスが効率的にデータパケット
の解読を処理することができる伝送システムを提供することである。この目的は
、第２のセクションが、解読キーを有する解読パケットを有し、前記データパケ
ットが、前記解読キーによって解読可能であり、第１のセクションの一部と第２
のセクションの一部とが少なくとも同一であり、第１のセクションと第２のセク
ションとが前記一部によりリンクされていることを特徴とする本発明に係る伝送
システムにおいて達成される。暗号化されたデータパケットと、そのデータパケ
ットに関連する、同一の部分によって互いにリンクされるセクション内の解読パ
ケットとを集結することによって、受信機は、データパケットと、上記一部を含
むセクションに含まれるすべてのパケットをフィルタリングする単一フィルタを
使用することにより、データパケットを解読するために必要とされる解読パケッ
トとを容易に得ることができる。
【０００７】 本発明に従う伝送システムの第１の実施例は、第１のセクション及び第２のセ
クションがそれぞれ、第１のヘッダ及び第２のヘッダを有し、前記一部はこれら
ヘッダ内に含まれることを特徴とする。一般に、セクションヘッダは、セクショ
ンの内容についての情報を含むので、第１及び第２のセクションが互いにリンク
されることを示す情報を記憶するために有利に使用することができる。
【０００８】 本発明に従う伝送システムの第２の実施例は、データパケットがIPパケットを
有することを特徴とする。このようにしてIPレベルで規定されるデータサービス
は、DVB準拠のインフラストラクチャーを使用して安全に放送できる。
【０００９】 本発明に従う伝送システムの第３の実施例は、解読キーが何度も再送信される
ことを特徴とする。これによって、受信機は速く解読キーにアクセスすることが
できるので、データサービスへの高速のアクセスが実現される。
【００１０】 本発明に従う伝送システムの第４の実施例は、セクションがヘッダを含み、当
該ヘッダが、使用される解読キーの変化を示す情報を含むことを特徴とする。こ
の情報をヘッダ内に含めることによって、受信機は、いつ新しい解読キーを使用
し始めるべきかを正確に決定することができる。
【００１１】 本発明に従う伝送システムの第５の実施例は、受信機が、情報に基づいて同じ
解読キーの第２の及び更なる出現をフィルタリングするためのフィルタ手段を有
することを特徴とする。これにより、受信機は、解読キーの第１の出現のみを処
理すればよい。このことは例えば、解読キー自身が符号化されている場合に、受
信機が、同じ解読キーの第２の及び更なる出現を解読することから開放されるこ
とを意味する。
【００１２】 本発明の上記の目的と特徴は、図面を参照して下記の好ましい実施例の説明か
ら明らかになるだろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による伝送システムのブロック図を示す。このような伝送シス
テムでは、多数のデータサービスを表す多数のデータ信号１２又は合成信号１２
は、送信機１０によって受信機１４に伝送される。伝送システムは、他の受信機
１４を有してもよい。エンドユーザは、例えばキーボード又はリモートコントロ
ールのような入力装置１５によって受信機１４を制御することができる。選択さ
れたサービスは、表示装置１７上に示されることができる。データ信号１２によ
って、データパケット、例えばIPパケットを送信機１０により複数の受信機１４
に送ることができる。
【００１４】 このような伝送システムでは、例えば支払いをした又はあるグループに属して
いるユーザのみのような、限られた数の受信機１４のユーザのみがデータサービ
スへもアクセスを持つことが望ましい。データサービスへのこのような条件付き
アクセスは、送信機１０においてデータを暗号化し、暗号化されたデータを受信
機１４へ伝送することにより実現することができる。さらに、データの解読に必
要な解読キーは、それ自体が暗号化され、データを受ける資格がある受信機１４
だけが解読キーを解読することができる。その後解読キーによって、受信機１４
はデータを解読することができる。解読キーは何度も再送信されるので、受信機
１４が速く解読キーにアクセスすることができる。
【００１５】 送信機１０は、いわゆる認証制御メッセージ（Entitlement Control Messages
）すなわちECMの形式で受信機１４に解読キーを転送する。IPパケットに入って
いてもよいこのようなECMは、暗号化されたバージョンの解読キー又は制御ワー
ドを含む。受信機が対応するデータサービス又は認証を保持する場合、例えば受
信機１４に含まれるスマートカードにより受信機１４においてECMを解読するこ
とにより、解読キーが明らかにされる。セキュリティ上の目的で、制御ワード値
は、例えばある期間の後、又はあるデータ量の伝送の後に頻繁に変更される。制
御ワード値が変わった場合に、新しいECMが、受信機に転送されなければならな
い。こうしてECMのストリームは、それぞれの条件つきでアクセス可能なデータ
サービスと関連づけられる。受信機１４がサービスにアクセスするために要する
時間を低減させるために、変更されていないECMを何度か再送信する必要があり
うる（サービスにアクセスするために、受信機１４は、まず対応するECMを捕捉
しなければならない）。同じ解読キーの第２の及び更なる出現をフィルタリング
する目的で、フィルタ手段１６が受信機１４に含まれてもよい。
【００１６】 インターネットのようなコンピュータネットワーク環境においてデータサービ
スを放送するための伝送システムの例は、RFC １８２５「Security Architectur
e for the Internet Protocol」（１９９５年８月）の文書から知られている。
この文書では、IPパケットの暗号化に関する２つのモードが記述されている： トランスポートモード：IPパケットのペイロードが暗号化される。 トンネルモード：IPパケット全体が暗号化され、新しいIPヘッダが暗号化された
パケットの前に置かれる。このモードは例えば、信頼性のないネットワークを通
る仮想プライベートネットワークトラフィックを暗号化するために使用される。
両方のモードでいわゆるESP（セキュリティペイロードのカプセル化（Encapsula
ting Security Payload））ヘッダは、暗号化されたデータを含む新しく生成さ
れたIPパケットに含まれる。このESPヘッダは、セキュリティパラメータインデ
ックス（SPI）と呼ばれる３２ビットフィールドから始まる。あて先アドレスと
共に、SPIはとりわけ、解読するためにどのキーを使用すべきか、どの解読アル
ゴリズムを使用すべきか、どのように解読アルゴリズムを適用すべきかを規定す
る。
【００１７】 データサービスを放送するための伝送システムは、Draft EN ３０１ １９２の
V1.1.1、ヨーロッパ規格、「Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specific
ation for data broadcasting」の文書から知られている。このような既知の伝
送システムは、例えばケーブルテレビ（CATV）ネットワーク環境において実現さ
れてもよい。この環境では、送信機１０は、CATV-ネットワークのヘッドエンド
を有し、受信機１４は、セットトップボックス、テレビジョン受信機又はエンド
ユーザのPCを有する。データ信号１２は、MPEG-２のトランスポートストリーム
の形式で実現されることができる多重信号１２を有する。MPEG-２のトランスポ
ートストリームは、多数のいわゆるサービスの多重化である。このようなサービ
スは、オーディオ/ビデオストリーム、（例えばMHEG-５の形式での）対話型アプ
リケーション、他の種類のデータ（例えばIPパケット）、又はこれらの要素の組
合せを含むことができる。典型的に、ヘッドエンド１０はセットトップボックス
１４にいくつかのトランスポートストリーム１２を伝送する。このように、非常
に多数のサービス（又はチャネル）が、ヘッドエンド１０によって複数のセット
トップボックス１４に送られる。
【００１８】 セットトップボックス１４は、特定のトランスポートストリーム１２に同調で
き、トランスポートストリーム１２から情報を取出すことができる。このような
セットトップボックス１４は、典型的に１つのチューナーのみを有しているので
、一度に１つのトランスポートストリーム１２を受け取ることができるだけであ
る。ユーザがテレビ番組を見たいとき、対話型アプリケーションを走らせたいと
き、又は他の種類のデータにアクセスしたいとき、セットトップボックス１４は
、対応するトランスポートストリーム１２に同調し、そのときに放送されている
サービスから必要なデータを取出し及び/又は処理を行う。
【００１９】 図２は、第１のセクションに含まれるデータパケットの構造図を示す。DVBは
、データ放送のために６つのプロトコルスタックを規定した。これらのプロトコ
ルスタックのうちの１つは、いわゆるマルチプロトコルカプセル化（multi-prot
ocol encapsulation）すなわちMPEである。この場合、データパケットとMPEGセ
クションとの間に１対１対応があり、MPEGセクションは、いくつかのMPEG-２の
トランスポートストリームパケットにおいて通常伝送される。MPEGセクションは
、プロトコルレイヤDSM-CCプライベートデータとDVBマルチプロトコルカプセル
化とによって規定されるような特別なタイプである。図２に示した構造図では、
データパケットは、IPヘッダ２２、ESPヘッダ２４及び暗号化されたIPペイロー
ド又はデータフィールド２６を有するIPパケットである。データフィールド２６
は、変化する解読キー４８によって解読できる。ESPヘッダは、いわゆるセキュ
リティパラメータインデックス（Security Parameter Index （SPI））フィール
ドを含む。MPEセクションヘッダ２０は、データパケットがMPEセクションにはめ
込まれていることを示す。ECMは、また、類似した構成ではめ込まれてもよい。E
CMを含むパケットは、解読パケットと呼ばれる。好ましくは、解読パケットは、
データパケットを含む第１のセクションにリンクされる第２のセクションに含ま
れる。第１及び第２のセクションは、第１及び第２のセクションの少なくとも一
部によって互いにリンクされ、当該一部は、両方のセクションに対して同一であ
る。暗号化されたデータパケットと、そのデータパケットに関連し、互いにリン
クされるセクション内の解読パケットとを合わせることによって、受信機は、デ
ータパケットと、前記同一の一部を含むすべてのパケットをフィルタリングする
単一のフィルタを使用することによってデータパケットを解読するために必要と
される解読パケットと、を容易に得ることができる。好ましくは、前記同一の一
部は、セクションヘッダ２０に含まれる。例えば、Draft EN ３０１ １９２ V
1.1.1（ヨーロッパ規格）"Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specificat
ion for data broadcasting") の文書の表３で規定されるような、MPEセクショ
ンヘッダ２０のMAC_addressの一部及び／又はtable_idが、この目的のために使
用できる。
【００２０】 図３は、SPIフィールドの構造図の例を示す。これはインターネットで使用さ
れるすべての異なるIP暗号方式について唯一の必須のフィールドであるので、こ
のフィールドは変化しない。この目的は、どのキーとどのアルゴリズムとを受信
機１４がデータを解読するために使用すべきかを（あて先アドレスと共に）識別
することである。この例では、SPIフィールドの最初の１４ビットは、ECMストリ
ームと暗号化されたデータとの間の関連付けを提供する、ECMストリーム参照３
０を記憶するために使用される。１５番目のビットは、解読キーの変化を示す情
報３２を記憶するために使用される。この情報３２によって、制御ワード変化は
、伝送システムで同期することができる。同期ビット３２は、データを暗号化す
るために使用される制御ワードが変化した値を持つときの値をトグルする。この
ことにより、受信機１４が、新しい制御ワード値をいつ使用開始するかを正確に
判断できる。SPIフィールドの１６番目のビット３４は、将来の使用のために確
保される。SPIフィールドの最後の１６ビットは、伝送システムによって使用さ
れる条件付きアクセスシステムの識別子３６を記憶するために使用される。
【００２１】 解読キーの変化を示している情報３２は、また、マルチビットカウンタに記憶
されてもよい。
【００２２】 受信機１４内のスマートカードは、ECMを処理するのに時間がかかる。暗号化
されたデータの拡張バッファの必要性を避けるために、対応している制御ワード
が実際に使用される前に、新しいECMは何度か伝送されるべきである。データを
解読するために古い制御ワードをまだ使用している間に、受信機１４は新しい制
御ワードを記憶しなければならない。同じECMは、サービスアクセス時間を低減
するために数回通常は再送信される。サービスをスクランブル復号するために、
最初に、ECMはデコードされ制御ワードを得なければならない。伝送エラーなし
で、ECMが単一制御ワードを含むには充分である。しかしながら、ECMが２つの連
続制御ワードを含む場合、より強力なシステムが得られる。２以上の連続制御ワ
ードがECMにある場合、同じECMの再送信は、ECMが伝送エラーのためにおそらく
消失する場合でも制御ワードが時間内に受信される可能性を増大させる。
【００２３】 MPEセクションヘッダ２０において、いわゆるpayload_scrambling_controlフ
ィールド（２ビット）は、もう一つの制御ワード（「Draft EN ３０１１９２のV
1.1.1」、ヨーロッパ規格の"Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specific
ation for data broadcasting"の文書のテーブル３参照）への変化を示すために
規定された。データを含むIPパケットに対して、これらの同期ビットは、内容が
スクランブルされたか(１１)、されていないか（００）を示す。ECMを転送するI
Pパケットに対して、ビットは制御ワードが偶数であるか（０１）、奇数である
か(１０)を示す。これらの同期ビットは、好ましくはハードウェアフィルタであ
るフィルタ手段１６によって使用されることができ、当該フィルタ手段１６は多
数の同じECMをフィルタリングするので、これらがソフトウェアによって除去さ
れる必要はない。暗号化が使用される場合、フィルタ手段１６は（1x）と（x1）
との間を交替する。最初に、フィルタ手段１６は、フィルタ1xを使用する。この
ことは、（奇数である）第１の制御ワードが通るとき、フィルタ手段１６がフィ
ルタx1を使用し始めることを意味する。第１の制御ワードの第２の及び更なる出
現は、フィルタ手段１６によってフィルタリングされる。（偶数である）第２の
制御ワードの最初の出現がフィルタ手段１６を通り、その後フィルタ手段１６は
フィルタ1xを使用し始める。第２の制御ワードの第２の及び更なる出現は、フィ
ルタ手段１６によってフィルタリングされる。第３の制御ワードの最初の出現は
、フィルタ手段１６を通過でき、以下同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送システムのブロック図を示す。
【図２】セクションに含まれるデータパケットの構造図を示す。
【図３】SPIフィールドの構造図の例を示す。
【符号の説明】
１０：送信機、 １２：多重信号、 １４：受信機、 １５：入力装置、 １６：フィルタ手段、 １７：表示装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 7/167 (72)発明者 ヴァン ラインソーエバー バーソロミュ ース ジェイ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 5C063 AA20 AB07 AC01 AC05 CA23 CA40 DA07 DA13 DB10 EB01 EB04 EB07 5C064 CA02 CB01 CB08 CC06 5J104 AA01 AA16 EA04 EA15 NA02 5K030 GA15 HA08 HC01 LD19

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 暗号化されたデータパケットを有する第１のセクションと、
    第２のセクションとを有する多重信号を送信機から受信機へ伝送する伝送システ
    ムにおいて、第２のセクションは、解読キーを有する解読パケットを有し、前記
    データパケットは、前記解読キーによって解読可能であり、第１のセクションの
    一部と第２のセクションの一部とが少なくとも同一であり、第１のセクションと
    第２のセクションとが前記一部によりリンクされていることを特徴とする伝送シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 第１のセクション及び第２のセクションはそれぞれ、第１の
    ヘッダ及び第２のヘッダを有し、前記一部はこれらヘッダ内に含まれることを特
    徴とする請求項１に記載の伝送システム。
  3. 【請求項３】 前記データパケットがIPパケットを有することを特徴とする
    請求項１又は２に記載の伝送システム。
  4. 【請求項４】 前記解読キーは何度も再送信されることを特徴とする請求項
    １ないし３の何れか一項に記載の伝送システム。
  5. 【請求項５】 第１のヘッダ及び第２のヘッダは、使用されている前記解読
    キーの変化を示す情報を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項
    に記載の伝送システム。
  6. 【請求項６】 前記受信機は、前記情報に基づいて同じ解読キーの第２及び
    更なる出現をフィルタリングするためのフィルタ手段を有することを特徴とする
    請求項５に記載の伝送システム。
  7. 【請求項７】 暗号化されたデータパケットを有する第１のセクションと、
    第２のセクションとを有する多重信号を受信機へ伝送するための送信機において
    、第２のセクションは、解読キーを有する解読パケットを有し、前記データパケ
    ットは、前記解読キーによって解読可能であり、第１のセクションの一部と第２
    のセクションの一部とが少なくとも同一であり、第１のセクションと第２のセク
    ションとが前記一部によりリンクされていることを特徴とする送信機。
  8. 【請求項８】 第１のセクション及び第２のセクションはそれぞれ、第１の
    ヘッダ及び第２のヘッダを有し、前記一部はこれらヘッダ内に含まれることを特
    徴とする請求項７に記載の送信機。
  9. 【請求項９】 前記データパケットがIPパケットを有することを特徴とする
    請求項７又は８に記載の送信機。
  10. 【請求項１０】 前記解読キーは何度も再送信されることを特徴とする請求
    項７ないし９の何れか一項に記載の送信機。
  11. 【請求項１１】 第１のヘッダ及び第２のヘッダは、使用されている前記解
    読キーの変化を示す情報を有することを特徴とする請求項７ないし１０の何れか
    一項に記載の送信機。
  12. 【請求項１２】 暗号化されたデータパケットを有する第１のセクションと
    、第２のセクションとを有する多重信号を送信機から受信するための受信機にお
    いて、第２のセクションは、解読キーを有する解読パケットを有し、前記データ
    パケットは、前記解読キーによって解読可能であり、第１のセクションの一部と
    第２のセクションの一部とが少なくとも同一であり、第１のセクションと第２の
    セクションとが前記一部によりリンクされていることを特徴とする受信機。
  13. 【請求項１３】 第１のセクション及び第２のセクションはそれぞれ、第１
    のヘッダ及び第２のヘッダを有し、前記一部はこれらヘッダ内に含まれることを
    特徴とする請求項１２に記載の受信機。
  14. 【請求項１４】 前記データパケットがIPパケットを有することを特徴とす
    る請求項１２又は１３に記載の受信機。
  15. 【請求項１５】 前記解読キーは何度も再送信されることを特徴とする請求
    項１２ないし１４の何れか一項に記載の受信機。
  16. 【請求項１６】 第１のヘッダ及び第２のヘッダは、使用されている前記解
    読キーの変化を示す情報を有することを特徴とする請求項１２ないし１５の何れ
    か一項に記載の受信機。
  17. 【請求項１７】 前記受信機は、前記情報に基づいて同じ解読キーの第２及
    び更なる出現をフィルタリングするためのフィルタ手段を有することを特徴とす
    る請求項１６に記載の受信機。
  18. 【請求項１８】 暗号化されたデータパケットを有する第１のセクションと
    、第２のセクションとを有する多重信号において、第２のセクションは、解読キ
    ーを有する解読パケットを有し、前記データパケットは、前記解読キーによって
    解読可能であり、第１のセクションの一部と第２のセクションの一部とが少なく
    とも同一であり、第１のセクションと第２のセクションとが前記一部によりリン
    クされていることを特徴とする多重信号。
  19. 【請求項１９】 第１のセクション及び第２のセクションはそれぞれ、第１
    のヘッダ及び第２のヘッダを有し、前記一部はこれらヘッダ内に含まれることを
    特徴とする請求項１８に記載の多重信号。
  20. 【請求項２０】 前記データパケットがIPパケットを有することを特徴とす
    る請求項１８又は１９に記載の多重信号。
  21. 【請求項２１】 第１のヘッダ及び第２のヘッダは、使用されている前記解
    読キーの変化を示す情報を有することを特徴とする請求項１８ないし２０の何れ
    か一項に記載の多重信号。
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