JP2003195751A

JP2003195751A - 暗号化方法

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Publication number: JP2003195751A
Application number: JP2001397986A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Ueda; 健二朗上田; Seiji Higure; 誠司日暮; Takayuki Sugawara; 隆幸菅原; Wataru Iba; 渉猪羽; Toshio Kuroiwa; 俊夫黒岩
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】コンテンツの一回限りの再生及び媒体に
記録した後の移動を可能とする。【解決手段】複数の単位ブロックが連続した情報を単
位ブロック毎に暗号化する際に、所定の単位ブロックを
暗号化するための暗号鍵のシードは、前記所定の単位ブ
ロック以外の単位ブロックを暗号化したときの暗号鍵を
基にした情報である暗号化方法であって、前記暗号化し
た情報を記録媒体に記録する際に、前記暗号鍵又は前記
暗号鍵のシードを前記記録媒体に一体的に設けられたメ
モリに記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視聴制限のあるコ
ンテンツを暗号化する暗号化方法に関し、特に暗号化の
際に使用される暗号鍵及び暗号鍵のシードの管理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像や音声等のコンテンツは、ビ
デオテープやオーディオテープ等のテープ状記録媒体に
記録されたり、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状記録媒体に
記録されたりしているが、これらの媒体に記録されたコ
ンテンツをダビング等の行為によって不正にコピーされ
ることが問題となっていた。

【０００３】また、映像や音声等のコンテンツを記録す
る際にデジタル方式が採用されるようになり、上述した
媒体への記録の他にデータ配信などによってもコンテン
ツが配布されるようになり、不正なコピーの防止はより
重要になってきている。

【０００４】次に、デジタルコンテンツデータに対する
コピーの制限方法について説明する。近年、上述したよ
うに映像や音声のデジタル配信が普及してきたことによ
り、コンテンツの配信を行うコンテンツプロバイダはデ
ジタルコンテンツデータに「コピー禁止」や「一回コピ
ー可」等の視聴制限をかけていた。またアナログでコピ
ーする場合には、コンテンツの中にコピーガード信号を
挿入することにより、コンテンツをコピーしようとした
ときに、コピーした側のコンテンツの映像が乱れるとい
った効果をもたらしていた。

【０００５】このような方法を採用したコピーガードの
代表的なものとしてマクロビジョン方式（擬似シンクパ
ルス方式、カラーストライプ方式）と呼ばれるものがあ
る。これは、「コピー禁止」の制限がかかったコンテン
ツのアナログ信号の特定部分に一定の信号を組み込むこ
とにより、このコンテンツを録画しても、録画機器が特
定部分に組み込んだ信号を認識しながら録画するため、
コピー後の画面を再生すると前述した信号の影響で画面
が鑑賞に堪えないものとなってしまう方法である。な
お、デジタル放送のＰＰＶ（Pay Per View）番組にはこ
の方式が採用されている。

【０００６】しかしながら、この方式のコピーガードで
は画面を乱す信号を除去するだけで正常な状態でコピー
できるため、このコピーガードを回避するための機器が
市販されるようなことが行われてきた。

【０００７】また、「一回コピー可」の制限がかかった
コンテンツについてはコピー世代の管理をすることによ
って規定回数以上のコピーを防止してきた。これの代表
的なものとしては、ＣＧＭＳ（Copy Generation Manage
ment System）と呼ばれるものがある。これは、コンテ
ンツのデジタル信号の特定の箇所に特定のデジタル信号
（１．コピー不可，２．コピー一世代のみ可，３．コピ
ー無制限の三通り）を組み込み、この信号をデジタル録
画機器が識別することにより、そのコンテンツに組み込
まれる特定のデジタル信号が指示するようにコピーを制
限する方法である。なお、ＭＤ（ミニディスク）のコピ
ー世代管理にもＣＧＭＳ方式が採用されている。

【０００８】しかしながら、上述したＣＧＭＳ方式もコ
ピー世代に関するフラグを「コピー不可」のものから
「コピー可能」のものに書き換えることによってコピー
ガードを解除することができた。

【０００９】このようなことを踏まえて、ＤＶＤではデ
ジタルコンテンツデータ自体に暗号をかけて媒体に記録
するようにした。従って、ＤＶＤからデータをそのまま
取り出そうとしても暗号がかかっているコンテンツを取
り出すことになり、しかも、暗号鍵を取り出すことは困
難になっているので、実際に暗号がかかっていないデジ
タル信号をコピーするのは難しくなった。

【００１０】このような暗号化の方式の一つであるＤＥ
Ｓ（Data Encryption Standard）について説明する。Ｄ
ＥＳは平文(原文）、暗号文、暗号鍵共に６４ビットの
サイズを持つブロック暗号である。ただし、暗号鍵は６
４ビットのサイズを持つブロック暗号である。ただし、
暗号鍵は６４ビットのうち８ビットをパリティに使用し
ているため、実質的な暗号鍵の長さは５６ビットであ
る。

【００１１】ＤＥＳの基本構成を図１に示す。平文の隣
り合った各ビットがほぼ３２ビット離れるようにビット
の入れ替えが行われた後、１６段の同一の変換が繰り返
し適用される。各段では、前段から入力される上位３２
ビットのＬ_n-1と下位３２ビットのＲ_n-1をそれぞれひと
まとまりとし、鍵生成部から入力される４８ビットの鍵
Ｋ_nを用いて、それらをＬ_nとＲ_nとに変換して次段に出
力する。そして、１６段目の出力のＬ₁₆とＲ₁₆とを入れ
替えた後、ＩＰ^-1により各ビットを置換することで暗号
文が出力される。一方、鍵は選択置換ＰＣ−１により８
ビットのパリティピットが取り除かれると共に、残りの
５６ビットの入れ替えが行われる。

【００１２】その後、上位２８ビットのＣ_nと下位２８
ビットのＤ_nをそれぞれひとまとまりとしてシフトを１
６段繰り返しながら、各段毎に鍵Ｋ_nを作成する。図１
に示したＤＥＳの基本単位である１６段の変換部は各段
共に図２に示す構造となっており、前段からの入力（Ｌ
_n-1，Ｒ_n-1）と次段の出力（Ｌ_n，Ｒ_n）は次の関係を満
たす。Ｌ_n＝Ｒ_n-1，Ｒ_n＝Ｌ_n-1ＥＸＯＲｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）ここでは、ＥＸＯＲは排他的論理和を示しており、関数
ｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）は、さらに図３に示す構造を有してい
る。

【００１３】ｆ関数への入力Ｒ_n-1は３２ビットからな
るが、拡大置換Ｅにより、４８ビットに拡大される。次
に、その４８ビットとＫ_nとをビット単位で排他的論理
和を取った後、６ビット単位の８個に分割され、それぞ
れがＳ₁〜Ｓ₈のＳボックスに入力される。各Ｓボックス
では６ビットの入力が４ビットの出力に非線形変換され
る。最後に、その出力の４ビットを８個合わせた３２ビ
ットが、置換Ｐによりビット位置が入れ替えられ、ｆ
（Ｒ_n-1，Ｋ_n）の出力となる。

【００１４】ＤＥＳの基本変換である式Ｌ_n＝Ｒ_n-1，Ｒ_n＝Ｌ_n-1ＥＸＯＲｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）を解いて、（Ｌ_n-1，Ｒ_n-1）を（Ｌ_n，Ｒ_n）で表すと次
式となる。Ｒ_n-1＝Ｌ_n，Ｌ_n-1＝Ｒ_nＥＸＯＲｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）＝Ｒ
_nＥＸＯＲｆ（Ｌ_n，Ｋ_n）これによって（Ｒ_n，Ｌ_n）から（Ｒ_n-1，Ｌ_n-1）を求め
る操作は、（Ｌ_n-1，Ｒ_n _-1）から（Ｌ_n，Ｒ_n）を求める
操作を同じ構造になっていることが分かる。この性質
は、復号を暗号化と同じ変換で行うことができることを
意味している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
デジタル放送のＰＰＶ番組では「コピー禁止」の制限が
かかっているため、そのコンテンツを一回だけ視聴する
ことができるが、視聴者はＰＰＶ番組が放送されている
決まった時間帯に見なければいけなかった。このよう
に、「コピー禁止」のコンテンツについては、その著作
権者がコンテンツの視聴を一回だけ許可する意図であっ
たとしても、実際には視聴する時間帯を限定してしまう
ことになっていた。また、「コピー禁止」のコンテンツ
を記録媒体に記録して一回だけ視聴を許可する場合も、
一回コンテンツを視聴したらコンテンツの再生を不可能
とする方式が確立されていなかった。さらに、これを実
現するために、コンテンツを再生しながら見終わった部
分のデータを消去するというのは処理が難しく実現が困
難であった。例えば、パーソナルコンピュータ等でハー
ドディスク上のデータを削除するのはファイルシステム
のＦＡＴを消去しているだけなので、実際にデータを消
去しているわけではなかった。

【００１６】一方、「一回コピー可」のコンテンツは、
例えばＶＴＲとＨＤＤ（ハードディスクドライブ）とを
組み合わせた記録再生装置で記録する場合でも一回どち
らかの媒体に記録したらそれ以上の記録は二回目のコピ
ーとなってしまうためできなかった。従って、一度視聴
した後に所望の番組だけを保存用の媒体に改めて記録す
ることはできなかった。このように、「一回コピー可」
のコンテンツについては、その著作権者がコンテンツが
記録される媒体は一つに限定するという意図であったと
しても、実際には一度記録したコンテンツを別の媒体に
記録して元の記録媒体の記録部分を消去する、いわゆる
コンテンツの移動が許可されていなかった。

【００１７】また、暗号化に関しても、コンピュータの
性能の向上によって暗号鍵を知ることが容易となった。
そして、一つのコンテンツに固定の鍵を使用すること
は、その鍵を知ることができたらそのコンテンツ全てが
解読されたことになり、その結果、デジタルコンテンツ
が違法にコピーされることが予想される。そこで、これ
を回避するために鍵を時間毎に変化させるという方法が
ある。これによってコンテンツの一部の暗号化に使用さ
れた鍵が知られても、コンテンツ全体が解読されたこと
にはならず、固定の鍵を使用する場合に比べて安全性は
増す。また、復号時に複数の鍵を生成する際に暗号化に
使用した鍵を計算するが、その鍵又はその鍵のシードを
別に記憶しておく必要があるが、この方法ではその記憶
量が複数個の鍵の個数に比例して大きくなるという欠点
がある。ここで「鍵のシード」とは鍵の生成の基になる
情報を表している。

【００１８】さらに、暗号化に関しては特開平９−１０
７５３６号公報に記載されているように、ブロック連鎖
法における暗号化処理として、Ｐ１を暗号鍵Ｋ及び初期
値ＩＶに依存させて、暗号化関数Ｅ１を用いて暗号化
し、Ｐｉ（２≦ｉ≦ｎ）は、暗号鍵Ｋ及び（Ｐｉ−１）
に依存させて、暗号化関数Ｅ２を用いて順次暗号化し、
暗号化されたデータブロック（Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ）
を生成する方法が開示されている。しかしながら、この
場合には、暗号鍵Ｋが固定であるため、暗号化が解かれ
る危険性が高いという問題があった。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、複数の単位ブロックが連続した情報を単位ブロ
ック毎に暗号化する際に、所定の単位ブロックを暗号化
するための暗号鍵のシードは、前記所定の単位ブロック
以外の単位ブロックを暗号化したときの暗号鍵を基にし
た情報である暗号化方法であって、前記暗号化した情報
を記録媒体に記録する際に、前記暗号鍵又は前記暗号鍵
のシードを前記記録媒体に一体的に設けられたメモリに
記録することを特徴とする暗号化方法を提供する。

【００２０】また、前記複数の単位ブロックは再生順序
を有することを特徴とする請求項１に記載の暗号化方法
を提供する。

【００２１】更に、前記所定の単位ブロックを暗号化す
るための暗号鍵のシードが少なくとも２回以上連鎖して
いることを特徴とする請求項２に記載の暗号化方法を提
供する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る暗号化方法の
一実施例について図面を参照して説明する。デジタルコ
ンテンツデータが放送局から送られてくるＡＶデータで
あり、「コピー禁止」である場合、放送が行われた時間
帯以降の任意の時間にその番組を一回だけ視聴できる記
録再生装置としてデジタルＶＴＲを例に説明する。

【００２３】本実施例では、「コピー禁止」のコンテン
ツについて、一回のみ視聴可能とすることでこのような
デジタルＶＴＲを実現している。ビデオテープにはＭＰ
ＥＧ（Motion Picture Expert Group）のトランスポー
トストリーム（ＴＳ）を記録する。なお、暗号化／復号
化にはＤＥＳを使用する。

【００２４】図４は本発明に係る暗号化方法を適用した
暗号化部を内蔵したデジタルＶＴＲの記録部を示す図で
ある。チューナー１や外部信号入力部２によってＭＰＥ
ＧのＴＳが入力されて、スイッチ回路部３へ送られる。
ここでユーザーインターフェース２００によって出され
た指示に従って、チューナー１又は外部信号入力部２か
ら記録信号処理部４に信号が送られる。記録信号処理部
４に送られた信号に対してそこでタイムコード、絶対ト
ラック番号などが生成される。その後、信号は暗号化部
５に送られてデータの暗号化が行われる。そして、記録
部６においてテープ１００に記録される。なお、テープ
１００には、映像信号、音声信号の他にタイムコードな
どが例えばサブコードエリアに記録される。また、テー
プに付属するメモリーには、暗号化部５で生成された暗
号鍵または暗号鍵のシードなどが記録される。

【００２５】また、図５は本発明に係る暗号化方法によ
って暗号化された信号を復号化する復号化装置を内蔵し
たデジタルＶＴＲの再生部を示す図である。まず、再生
部１０によってテープ１００の信号を読み取る。同時に
メモリー読み出し部１４によって、カセットテープに付
属するメモリーに記録されている暗号鍵または暗号鍵の
シードを読み取る。それらの読み取った信号は復号化部
９に送られる。そこでデータの復号化が行われた後、再
生信号処理部８に送られ、エラー訂正等が行われた後、
外部信号出力部７を介してモニタ３００に出力される。

【００２６】このように図４及び図５に示す構成のデジ
タルＶＴＲにおいて、「コピー禁止」のデジタルコンテ
ンツデータを記録する場合には、「コピー禁止」を示す
信号が前述したＣＧＭＳによって記録されている。例え
ば、デジタル放送では、ＴＳにdigital copy control d
escriptorという記述子があり、さらにその中にdigital
recording control data（デジタルコピー制御情報）
という２ビットのフィールドがある。そのフィールドの
中に例えば「コピー可」＝００、「一回コピー可」＝１
０、「コピー禁止」＝１１というように記述されてい
る。入力された信号に対して、ハードディスクレコーダ
ーが「１１」という２ビットを検知すると、同一コンテ
ンツでは一定のＣｏｎｓｔ_iを初期ベクトル生成関数ｈ_i
の入力として初期値ＩＶ＝ｈ_i（Ｃｏｎｓｔ_i）を計算す
る。

【００２７】初期値ＩＶは、入力されたコンテンツの最
初の単位ブロックを暗号化する際の鍵のシードとなるも
のである。従って初期値ＩＶが簡単に知られてしまうと
暗号化されたコンテンツが解読される恐れがあるので、
初期値ＩＶは解析が困難な媒体に記録する。媒体として
は、例えば、ビデオテープに付属するメモリーを使用す
る。

【００２８】具体的なビデオテープの構成を図６に示
す。図のようにテープ１１の筐体内に非接触型のメモリ
チップ１２を備える。このメモリチップは、不揮発性メモ
リとその制御回路などからなる。不揮発性メモリーを備
えることによって、テープをビデオデッキに挿入してい
る時ならいつでも、そのメモリーの情報を読み取ること
ができるようになる。したがって、テープの現在位置が
どこにあっても、初期値ＩＶを読み取ることができる。
また、メモリが非接触型であることから、インターフェ
ースとのデータのやり取りためのアンテナ１３が設けら
れている。さらに、メモリーに再生を許可された部分の先
頭アドレスを記録することによって、テープの現在位置
が再生の許可がされていない部分であった場合、再生を
許可された部分の先頭アドレスまでテープを早送りまた
は巻き戻しすることが出来るようになる。

【００２９】非接触型メモリチップの内部構成を図７に
示す。図のように、パワー回路１４、ＲＦ処理部１５、コ
ントローラ１６、ＲＯＭ１７からなる。電源は、アンテナ
経由で外部から供給される。そして、パワー回路に送られ
た電源は、ＲＦ処理部１５、コントローラ１６、ＲＯＭ１
７に供給される。ＲＦ処理部１５は、受信された信号の復
調などを行うところである。コントローラ１６は、受信
された信号のデコードやＲＯＭ１７に対する書き込みの
制御などを行う。また、非接触型でなくて接触型の不揮
発性メモリーを持つことによっても、実現できる。実際
に、テープにメモリーを付属して、データ管理する方法
は、特開２０００−１７３２３７に開示されている。

【００３０】まず、単位ブロックを１８４バイトとして
考えると、初期値ＩＶを鍵生成関数ｇの入力として鍵Ｋ
₁＝ｇ（ＩＶ，Ｃｏｎｓｔ）を計算する。以後、Ｋ_iは、
ｉ番目のブロックを暗号化／復号化する際に使う鍵を表
すものとする。また、Ｃｏｎｓｔは鍵生成の基になるそ
の他の情報を表すものとする。ここで、Ｃｏｎｓｔの情
報が同一コンテンツ内で時間と共に変化するものと仮定
すると、Ｃｏｎｓｔの情報を記憶しておかなければなら
ない。また、それらの情報が時間と共に変化するもので
ある場合、変化した全ての情報を記憶しておくための大
容量のメモリーを使用しなければならなくなるので、Ｃ
ｏｎｓｔは例えばビデオデッキ固有のＩＤなど同一のコ
ンテンツ内で一定のパラメータからなるものとする。な
お、暗号化／復号化にはＤＥＳを使用しているので、鍵
Ｋ_iが５６ビットである必要がある。よって、初期値Ｉ
ＶとＣｏｎｓｔとのビット数の合計が５６ビット以上に
なる方が好ましい。なぜならば、鍵生成関数ｇが１対１
関数であると鍵Ｋ_iから初期値ＩＶやＣｏｎｓｔが推測
し易くなるからである。従って、鍵生成関数ｇがｎ（ｎ
≧２）対１関数となるようにする。

【００３１】次に図７を用いて本発明に係る暗号化方法
について説明する。１ＴＳパケットの１８８バイトのう
ち、ヘッダの４バイトを除いた単位ブロックの１８４バ
イトという値は、ＡＶデータが記録されている領域のバ
イト数である。ＴＳパケットＰ（１）のＡＶデータであ
る１８４バイトの中にＤＥＳの暗号化ブロック６４ビッ
トが２３ブロック分ある。そして、この２３ブロックに
対してそれぞれＴＳパケットＰ（１）の暗号鍵Ｋ₁で暗
号化する。なお、暗号化されたＰ（１）はＣ（１）と記
載する。なお、ＴＳパケットＰ（２），Ｐ（３），…に
関しても同様の操作を行う。

【００３２】次に、Ｐ（２）の暗号化に使用する鍵Ｋ₂
の作成方法を説明する。鍵Ｋ₂＝ｇ（Ｓ₁，Ｃｏｎｓｔ）
と定義する。ここで、Ｓ₁とは鍵シード生成関数をｈと
するとＳ_i＝ｈ（Ｋ_i）で定義されるものとする。すなわ
ち、一つ前の単位ブロックの暗号鍵／復号鍵を鍵のシー
ドとする。これによって暗号鍵は１単位ブロック毎に可
変になり、たとえ一つの暗号鍵が分かっても全ての平文
を解読するのは困難である。また、このほかにも暗号鍵
のシードを複数用意することによって暗号鍵を可変にす
る方法があるが、全ての鍵のシードを別に記憶しておく
必要があった。しかし、本発明の方法を採用すると、暗
号鍵のシードはテープ上に記録されていない暗号鍵／復
号鍵を基に計算したものであるから、解析することも困
難で別の領域に記憶しておく必要もない。Ｋ₃以降もＫ₃
＝ｇ（Ｓ₂，Ｃｏｎｓｔ），Ｋ₄＝ｇ（Ｓ₃，Ｃｏｎｓ
ｔ），…となる。

【００３３】一方、再生する際にはメモリー上の初期値
ＩＶを読んで鍵Ｋ₁を生成し、Ｃ（１）を復号化する。
その際、Ｋ₁からＳ₁も同時に生成しておく。次に、その
Ｓ₁から鍵Ｋ₂を生成し、Ｃ（２）を復号化する。暗号化
と復号化の概略を図８に示す。また、上述した実施例で
は、単位ブロックの暗号鍵のシードを一つの単位ブロッ
クの暗号鍵／復号鍵から生成したが、例えば一つ前と二
つ前の単位ブロックの暗号鍵／復号鍵といったように複
数の単位ブロックから鍵のシードを生成しても良い。ま
た、一つ前の単位ブロックの暗号鍵／復号鍵から鍵のシ
ードを生成していたが、例えば二つ前の単位ブロックの
暗号鍵／復号鍵を使用しても良いことはもちろんであ
る。

【００３４】次に、「コピー禁止」のコンテンツを途中
まで再生したときに、一度再生した部分が見られないよ
うにする方法について説明する。図９に示すようにＴＳ
パケットＣ（１）からＣ（４）までを再生するものとす
る。上述した説明のように、まず初期値ＩＶを読んでＣ
（１）から復号化を開始する。そして、Ｃ（４）の復号
化を終了した時点で再生を終了する。ここで、次回にＣ
（１）からＣ（４）までのデータを再生できないように
するために、メモリーに記録されていた初期値ＩＶを消
去する。これによってＣ（１）を復号化するための鍵Ｋ
₁を生成することができなくなる。しかし、次回、Ｃ
（５）から再生を開始するためにはＣ（５）を復号する
ための鍵Ｋ₅のシードＳ₄を記録しておかなければならな
い。従って、再生を開始した時点で初期値ＩＶをメモリ
ーから消去、又は、その後必要な場合はバッファに移動
する。そして、再生を終了した時点でＳ₄をメモリーに
記録する。これにより、次回はＰ（１）からＰ（４）が
復号できないことにより再生ができなくなる。一方、メ
モリーにＳ₄と共にＰ（５）の先頭アドレス等を記録し
ておくことによって、Ｐ（５）の位置より、早送りもし
くは巻き戻しされていても、次回、Ｐ（５）からの再生
が可能になる。この例では、Ｓ_iはＣ（ｉ＋１）の復号
化に使用する鍵Ｋ_i+1のシードとなっているが、二つの
初期値ＩＶ₁とＩＶ₂とを持つことによってＳ_iをＣ（ｉ
＋２）の復号化に使用する鍵Ｋ_i+2のシードにしても良
い。同様に、初期値ＩＶを３つ、４つ、…と持つことに
よって、Ｓ _iを３つ、４つ先の単位ブロックを復号化す
るためのシードとして使用可能である。また、Ｋ_i+2の
シードをＳ_iとＳ_i+1のように複数にする、すなわち過去
の二つ以上の平文を基に鍵を生成しても良い。このよう
にＳ_iがＫ_i+1、Ｓ_i+1がＫ_i+2、…のシードになっている
ことを以後、「連鎖している」と呼ぶこととする。

【００３５】元々、「コピー禁止」のコンテンツは放送
時に一度だけ視聴することができるという趣旨で放送さ
れているものである。従って、一度再生した部分を巻戻
して視聴するのは著作権者の意図に反する可能性が高い
ので許可されないことがある。しかし、現行の「コピー
禁止」のコンテンツは巻戻して視聴することができない
のは当然であるが、途中から視聴することは可能であ
る。よって、「コピー禁止」のコンテンツの場合、早送
りのみは許可される可能性はある。そこで、上述した方
法で早送りを行うと、ランダムアクセス可能なハードデ
ィスクや光ディスクに記録した場合でも、必ずＣ（１）
から復号していかなければならない。従って、コンテン
ツの後半の方から視聴するようなことがあると、そこま
でアクセスするのに非常に時間がかかってしまう。そこ
で、以下のような構成が考えられる。

【００３６】図１０にその概略を示す。図中の矢印は矢
印の始点にある情報が指している情報を暗号化するため
の鍵のシードになることを示す。隣のブロックの連鎖を
こまめにリセットして、その代わりにリセットがかかっ
た次にＰ（２−１）というブロックを設ける。Ｐ（２−
１）は、初期値ＩＶをシードにした鍵で暗号化される。
そして、Ｋ_2-1はＰ（２−２）とＰ（３−１）の暗号鍵
のシードとなる。このような構成により、例えばＰ（３
−４）にアクセスしたい場合は、初期値ＩＶ→Ｐ（２−
１）→Ｐ（３−１）→Ｐ（３−２）→Ｐ（３−３）→Ｐ
（３−４）という順序で復号化していけば短い時間でア
クセスすることが可能となる。このような構成を以後二
つの「階層」と呼ぶことにする。そして、Ｐ（２−
１），Ｐ（３−１），Ｐ（４−１），…のことを「第２
階層」と呼ぶことにする。なお、上述した実施例では、
この階層の数が二つの場合を説明したが、階層の数を三
つ以上にしても良い。しかし、階層の数を三つ以上にす
るとランダムアクセスにかかる時間が短縮されるという
利点があるものの、暗号化／復号化の方法が複雑になる
という欠点がある。なお、ここからは、第１階層の単位
ブロックを暗号化／復号化する鍵のシードを生成する関
数をｈ₁、第２階層の単位ブロックを暗号化／復号化す
る鍵のシードを生成する関数をｈ₂、…と記述する。ま
た、第２階層のＫ₂ _-1によって生成される鍵Ｋ_3-1のシー
ドをＴ_2-1、Ｋ_3-1によって生成される鍵Ｋ₄ _-1のシード
をＴ_3-1、…とする。

【００３７】次に、複数の階層になっている場合に、コ
ンテンツの一度再生した部分を視聴不可能とする方法に
ついて説明する。図１１に示すように、ＴＳパケットＣ
（１−１）からＣ（２−３）までを再生するものとす
る。再生開始時には、メモリーには初期値ＩＶが記録さ
れている。そして、再生を開始した時点で初期値ＩＶを
メモリーから消去、又は、その後必要なときにはバッフ
ァに移動して、Ｃ（２−３）まで再生が終了した時点で
Ｔ_2-1とＳ_2-3をメモリーに記録する。Ｓ_2-3を記録する
理由は複数の階層を持たなかったときと同様にＫ_2-4を
生成するため、すなわちＣ（２−４）から再生できるよ
うにするためである。一方、Ｃ（２−３）まで再生を終
了して、次回、Ｃ（４−１）から再生したい場合には、
第２階層のＣ（４−１）にできるだけ速くランダムアク
セスするために、Ｔ_2-1→Ｃ（３−１）→Ｃ（４−１）
と進むのが最も速い。従って、ランダムアクセスのため
にＴ _2-1もメモリーに記録している。以上の方式を用い
ることによって、Ｃ（２−４）からの再生とランダムア
クセスが可能になる。

【００３８】以上、デジタルＶＴＲで「コピー禁止」の
デジタルコンテンツを記録する際の説明を行ってきた。
なお、本実施例ではＭＰＥＧのＴＳパケットのデジタル
コンテンツデータに相当する１８４バイトを単位ブロッ
クのサイズとして取ってきたが、これはアプリケーショ
ンに応じてさまざまなサイズを取ることが可能である。
図８や図１０のような連鎖を一つのコンテンツを通して
行った場合、途中でデータを誤って読み取ったり、誤っ
て記録したりすることで正しく再生できなくなることが
ある。この場合、一箇所の誤りがその後も連鎖するため
に起きるものなので、これを防止するために初期値ＩＶ
から始まる連鎖を同一コンテンツ内で複数回リセットす
るという方法を取ることもできる。例えば図１２に示す
ように初期値ＩＶを複数用意することによって連鎖が複
数回リセットされることになるので、誤りの伝播を防止
することができる。

【００３９】なお、本実施例ではデジタルＶＴＲについ
てのみ説明してきたが、「コピー禁止」のコンテンツの
場合には、ハードディスクレコーダーや光ディスクレコ
ーダーなどでも実現可能である。

【００４０】これまでは「コピー禁止」のコンテンツの
場合について説明してきたが、以下、放送局から送られ
てくるデジタルコンテンツデータが「一回コピー可」で
ある場合に、その番組を一つの別媒体にのみ記録するこ
とができる記録再生装置の例としてハードディスクレコ
ーダーとデジタルＶＴＲを組み合わせた記録再生装置に
ついて説明する。このように、ハードディスクレコーダ
ーとデジタルＶＴＲとを組み合わせた記録再生装置によ
って、「一回コピー可」のデジタルコンテンツデータを
記録する際の説明を行う。「一回コピー可」を示す信号
は、「コピー禁止」を示す信号と同様にＣＧＭＳによっ
て記録される。例えば、デジタル放送ではＴＳにdigita
l copy control descriptorという記述子があり、さら
にその中にdigital recording control data（デジタル
コピー制御情報）という２ビットのフィールドがある。
そのフィールド中で例えば「コピー可」＝００、「一回
コピー可」＝１０、「コピー禁止」＝１１というように
記述される。入力された信号に対して、記録再生装置が
その「１０」という２ビットを検知すると、同一コンテ
ンツでは一定のＣｏｎｓｔ_iを初期ベクトル生成関数ｈ_i
の入力とし、初期値ＩＶ＝ｈ_i（Ｃｏｎｓｔ_i）として計
算する。以下、「コピー禁止」の場合と同様に暗号化を
行う。また、「一回コピー可」のコンテンツは「コピー
禁止」のコンテンツと異なり、再生に関しては何度行っ
ても良いので、「一回コピー可」のコンテンツは別媒体
に記録を行う際に限って鍵を消去することとする。従っ
て、再生の際にはメモリーに記憶された初期値ＩＶを参
照するが、メモリーに対して記録や消去は行わない。

【００４１】ここで、図１３のような場合を考える、ビ
デオテープに記録されたＣ（１−２）からＣ（２−２）
とＣ（２−４）からＣ（３−２）までの二箇所をテープ
にコピーする。このとき、コピー開始前に複数のＩＮ点
とＯＵＴ点を指定してコピーを開始し、それが終了する
と「コピー禁止」のときと同様にメモリーの初期値ＩＶ
をＴ_3-1とＳ_3-2に書き換える。これによってＣ（３−
３）以降はビデオテープ上で再生可能であり、Ｃ（３−
２）以前は初期値ＩＶがメモリーから消去されたことに
なるので再生不可能となる。このように「一回コピー
可」の番組に関しても同様の機能を実現することができ
る。

【００４２】以上、ハードディスクレコーダーとデジタ
ルＶＴＲとを組み合わせた記録再生装置で「一回コピー
可」のデジタルコンテンツを記録する際の説明を行っ
た。なお、ハードディスクレコーダーとデジタルＶＴＲ
とを組み合わせた記録再生装置についてのみ説明してき
たが、「一回コピー可」のコンテンツの場合、ハードデ
ィスクドライブ部には光ディスクレコーダー等のランダ
ムアクセスが可能な記録装置であれば置換可能であり、
ＶＴＲ部にはあらゆる記録装置で置換可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に係る暗
号化方法によれば、「コピー禁止」のコンテンツについ
て、今までは放送時のみしか視聴することができなかっ
たが、視聴者が視聴したい時間にコンテンツを一度のみ
視聴することが可能となった。また、「一回コピー可」
のコンテンツも、媒体に記録した後で一度限り別の媒体
にコピー及び編集することが可能となる。そして、その
際にビデオテープ上にあるデータのセキュリティに関し
ては暗号化されることによって保障される。さらに、
「コピー禁止」のコンテンツに対して途中までコンテン
ツを見た場合には、それまでの復号化鍵のシードを消去
する方法によって途中の地点までの再生を不可能にする
という機能も実現可能である。同様に、「一回コピー
可」のコンテンツも別の媒体にコピーした部分は再生を
不可能とすることができる。また、暗号鍵のシードが所
定の単位ブロック以外の暗号鍵であることによって、平
文などを鍵のシードにするよりもビット数が少ないこと
により、処理を簡単にできる。そして、連鎖する方式を
取ることにより、記録しておく鍵のシード情報の容量が
非常に少なくて済む。また、連鎖が複数の階層を有する
ことによって、ランダムアクセスがスムーズに行われる
ようになる。さらに、テープに付属するメモリーに暗号
鍵または暗号鍵のシードを記録することによって、ラン
ダムアクセスが行えないテープ状記録媒体でもテープの
特定部分を再生不可能にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＤＥＳの基本構成を示す図である。

【図２】ＤＥＳの基本単位である１６段の変換部の構造
を示す図である。

【図３】ＤＥＳで用いられる関数ｆの構造を示す図であ
る。

【図４】本発明に係る暗号鍵管理方法を適用したデジタ
ルＶＴＲの記録部の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る暗号鍵管理方法を適用して記録し
た信号を再生するデジタルＶＴＲの再生部の構成を示す
ブロック図である。

【図６】本発明に係る暗号鍵管理方法を適用して記録さ
れた、筐体内に不揮発性メモリを備えるビデオテープの
構成を示す図である。

【図７】本発明に係る暗号鍵管理方法を適用して記録さ
れた、ビデオテープに設けられる非接触型メモリチップ
の構成を示す図である。

【図８】本発明に係る暗号化方法におけるＭＰＥＧのＴ
Ｓの構成と暗号化の概略を示す図である。

【図９】本発明に係る暗号化方法による暗号化と復号化
方法及び復号化装置による復号化を示す図である。

【図１０】本発明に係る暗号化方法によって暗号化され
たコンテンツの再生方法を示す図である。

【図１１】本発明に係る暗号化方法による暗号化の一例
を示す図である。

【図１２】本発明に係る暗号化方法によって暗号化され
たコンテンツの別の再生方法を示す図である。

【図１３】本発明に係る暗号化方法による暗号化の別の
例を示す図である。

【図１４】本発明に係る暗号鍵管理方法を適用したハー
ドディスクレコーダーとデジタルＶＴＲとを組み合わせ
た記録再生装置のコピー方法を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者菅原隆幸神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者猪羽渉神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者黒岩俊夫神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内Ｆターム(参考） 5J104 AA12 EA16 EA17 EA18 FA06 JA03 JA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の単位ブロックが連続した情報を単位
ブロック毎に暗号化する際に、所定の単位ブロックを暗
号化するための暗号鍵のシードは、前記所定の単位ブロ
ック以外の単位ブロックを暗号化したときの暗号鍵を基
にした情報である暗号化方法であって、前記暗号化した情報を記録媒体に記録する際に、前記暗
号鍵又は前記暗号鍵のシードを前記記録媒体に一体的に
設けられたメモリに記録することを特徴とする暗号化方
法。
【請求項２】前記複数の単位ブロックは再生順序を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の暗号化方法。
【請求項３】前記所定の単位ブロックを暗号化するため
の暗号鍵のシードが少なくとも２回以上連鎖しているこ
とを特徴とする請求項２に記載の暗号化方法。