JP2004152440A - 暗号化情報蓄積方法および暗号化情報蓄積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に記録されたデータあるいは情報等の無用な流出、著作権保護等の観点からデータ類を暗号化して記録する手段が多く提案されてきている。しかし、従来公知の方法では暗号化するためのキーを記録媒体に記録しておくため、読み出したデータのみで情報の復元が可能であった。このため、さらに信頼性の高い暗号化および記録方法の開発が課題と成っていた。
【解決手段】本発明においては、暗号化キー情報を記録媒体と信号処理回路に分散記録する方法を基本とし、この分散方法としては乱数系列を用いて分散記録する方法、記録媒体と信号処理回路固有の情報を使用して乱数生成を行なう方法、交替セクタ情報を分散記録する方法、ダミーセクタ情報を分散記録する方法の各方法を採用した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、著作権保護を行うための暗号化技術に関するもので、特に暗号化の信頼性を向上するため、暗号化キーを保存、読み出しの処理方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｄｎｅｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／ｂｕｒｓｔｓ／０１１２／１１／１２／．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｖｄｄｅｍｙｓｔｉｆｉｅｄ．ｃｏｍ／ｄｖｄｆａｑ．ｈｔｍｌ
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｔｃｐ．ｃｏｍ／ｓｐｅｃ．ｈｔｍｌ
従来の不正コピー防止情報蓄積装置におけるデータの不正コピー防止方法としては、暗号化と復号化に使用するキーまたは暗号化キーを生成するための情報を記録媒体に記録しておき、データを記録する際には、記録媒体に保持された暗号化キーまたは暗号化キーを生成するための情報のみを使用してデータを暗号化して記録媒体に暗号化データとして記録し、再生に際しては、記録媒体に保持された暗号化キーまたは暗号化キーを生成するための情報のみを使用して、記録媒体から読み出した暗号化データを復号するものがある。
暗号化キーを記録媒体に保持する例として、（非特許文献１）に開示されているセキュアマルチメディアカードがある。これは、暗号化キーと暗号化データを同一記録媒体に保存し、記録媒体に記録した暗号化キーを使用して、記録された暗号化データを記録媒体から読み出して復号するものである。
また、暗号化キーを生成するための情報を記録媒体に保持する例として、（非特許文献２）に開示されているＣＰＲＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ Ｍｅｄｈｉａ）を使用したＤＶＤ−Ｒがある。これは、利用者または記録媒体識別用としてのＩＤ情報が記録媒体に固有情報としてエッチング等の手段により固定記録されており、そのＩＤ情報を元にデータを暗号化して記録するものである。
さらに、コピーコントロールの機構を用いる装置の例として、（非特許文献３）に開示されているＤＴＣＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を用いた蓄積装置がある。これは、コンテンツ業者がデータに添付するデータのコピー許諾に関する情報であるＣＣＩ（Ｃｏｐｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を機器間で送受信し、データのコピーを禁止する、１回だけコピー可能とする、コピー・フリーとする、という動作を行なうようにしてコピーについての制御を行なうものである。
しかし、暗号化する従来の装置では、記録媒体から直接信号を読み出す装置を使用すると、暗号化されたデータが欠けることなく全て取り出すことが出来、暗号化の解析を行なうことにより復号出来る可能性が高くなるという欠点があった。さらに、記録媒体を解析することにより暗号化キーを欠けることなく取り出せた場合は、暗号化されたデータを復号出来る可能性がさらに高くなるという欠点があった。
また、コピーコントロールの機構を用いる装置では、記録媒体からの直接信号を読み出す装置を使用するとＣＣＩは意味を持たなくなってしまうという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の暗号化情報蓄積装置においては、暗号化キーまたは暗号化キーを生成するための情報が記録媒体上にあることにより、記録媒体から直接読み出された情報のみで暗号化されたデータを復号し、元のデータを取り出すことが可能であるという問題の解決が要求されていた。
本発明は、上記の欠点を改善するためになされたもので、記録媒体から直接読み出された情報だけでは、暗号化されたデータを復号して元のデータとして取り出すことを困難にする手段を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、予め設定されている整数値を用いて暗号化キーを作成し、前記暗号化キーを、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、前記データの記録に際しては、前記分散記録されている暗号化キーを統合し、復元することにより得られた元の暗号化キーを使用して、記録すべきデータを暗号化し、前記暗号化したデータを記録媒体に記録する方法について規定している。
【０００５】
請求項２においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、予め設定されている整数値を用いて暗号化キーを作成し、前記暗号化キーを、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、前記データの再生に際しては、前記分散記録されている暗号化キーを統合し、復元することにより得られた元の暗号化キーを使用して、前記記録媒体から読み出した暗号化したデータを復号して出力する方法について規定している。
【０００６】
請求項３においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、前記データの記録に際しては、前記分散記録されている交替セクタ情報を統合して復元することにより得られた元の交替セクタ情報を使用してデータの記録を行なう方法について規定している。
【０００７】
請求項４においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録しておき、前記データの再生に際しては、前記分散記録されている交替セクタ情報を統合して復元することにより得られた元の交替セクタ情報を使用して、前記記録媒体から前記データを読み出す方法について規定している。
【０００８】
請求項５においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、アクセスを無視するセクタであるダミーセクタの情報を設定し、前記ダミーセクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列により形成した数列を用いて記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、前記データの記録に際しては、前記分散記録されているダミーセクタ情報を読み出して統合し、記録命令で指定されたアドレスを前記統合されたダミーセクタ情報を使用してアドレス変換し、前記変換されたアドレスを用いてデータを記録する方法について規定している。
【０００９】
請求項６においては、データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、アクセスを無視するセクタであるダミーセクタの情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録しておき、前記データの再生に際しては、前記分散記録されているダミーセクタ情報を読み出して統合し、復元することにより得られた元のダミーセクタ情報を使用してデータ再生の命令で指定されているアドレスに対してアドレス変換を行ない、前記変換されたアドレスにより記録媒体上をアクセスして前記記録媒体からデータの読み出しを行ない出力する方法について規定している。
【００１０】
請求項７においては、請求項１から請求項６の何れかに記載された暗号化情報蓄積方法において、前記信号処理回路に搭載されている時計が指示する時刻を用いて前記暗号化回路により前記暗号化キーを生成する方法について規定している。
【００１１】
請求項８においては、請求項１から請求項６の何れかに記載された暗号化情報蓄積方法において、前記記録媒体と前記信号処理回路とそれぞれが有する固有の整数値を用いて合成情報を作成し、前記合成情報をもとに暗号化キーを生成する方法について規定している。
【００１２】
請求項９においては、記録媒体と、前記記録媒体の記録手段と、信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は、暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段と、
データの暗号化を行う暗号化手段と、前記キー生成を実行するための乱数系列生成手段と、前記暗号化キーを前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録する暗号化キー分散手段と、前記データの記録に際して、前記分散記録された暗号化キーを統合するためのキー統合手段と、分散記録された暗号化キーを記憶するメモリとを有する装置について規定している。
【００１３】
請求項１０においては、記録媒体と、前記記録媒体に記録されている暗号化したデータを読み出す再生手段と信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は、前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録されている暗号化キーを統合するキー統合手段とを有し、前記キー統合手段により、前記信号処理回路および前記記録媒体の両方に分散して記録された前記暗号化キーを統合し、統合された前記暗号化キーを使用して前記再生手段により読み出されたデータを復号する復号手段とを有する装置について規定している。
【００１４】
請求項１１においては、記録媒体と、前記記録媒体の記録手段と、信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は、前記記録媒体の交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて記録媒体と信号処理回路に振り分けて記録する分散記録手段を有する装置について規定している。
【００１５】
請求項１２においては、記録媒体と信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は前記記録媒体の再生手段と、前記記録媒体と前記信号処理回路とに予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて前記記録媒体と前記信号処理回路とに振り分けて分散記録されている交替セクタ情報の統合手段と、前記統合手段により統合して復元された交替セクタ情報を使用して前記記録媒体に記録されている暗号化されたデータを復号する復号手段とを有する装置について規定している
請求項１３においては、記録媒体と、前記記録媒体の記録手段と、信号処理回路とを有し、信号処理回路は予め定められた規則で生成された乱数系列を用いてアクセスを無視するダミーセクタ情報生成手段と、前記ダミーセクタ情報を前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録する分散記録手段と、データ記録時に前記分散記録されたダミーセクタ情報を用いて、記録命令で指定されたアドレスを変換するアドレス変換手段と、前記変換されたアドレス情報を用いてデータの記録を行なうデータ記録手段とを有する装置について規定している。
【００１６】
請求項１４においては、アクセスを無視するダミーセクタ情報が分散記録されている記録媒体と、媒体から信号を読み出す再生手段と信号処理回路とを有し、前記信号処理回路は、前記記録媒体と、前記信号処理回路とに分散記録されている前記ダミーセクタ情報を読み出して統合するダミーセクタ情報統合手段と、再生命令で指定されたアドレスを、前記統合されたダミーアドレス情報でアドレス変換を行なうアドレス変換手段と、前記変換されたアドレスを用いてデータ再生を行なうデータ再生手段と、前記再生されたデータを出力する出力手段とを有する装置について規定している。
【００１７】
請求項１５においては、請求項９から請求項１４の何れかに記載の暗号化情報蓄積装置において、前記信号処理装置に搭載されている時計が指示する時刻を用いて前記暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段を搭載している装置について規定している。
【００１８】
請求項１６においては、請求項９から請求項１４の何れかに記載の暗号化情報蓄積装置において、前記記録媒体と前記信号処理回路それぞれに固有の整数値を用いて暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段を有する装置について規定している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図により具体的に説明する。なお、以下の実施の形態では、情報蓄積装置として磁気ディスク装置など磁気記録装置を利用したものを例として説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば磁気テープ等の磁気記録装置、光磁気ディスク装置等の光磁気記録装置、光ディスク装置等の光記録装置、半導体メモリ、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）、磁性体メモリ（ＭＲＡＭ）等を用いた固体記録装置などを利用した情報蓄積装置に対しても同様に効果を奏するものである。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態を説明する図であって、１０１は記録媒体、１０２は記録再生手段としてのヘッド、１０３は信号処理回路、１０４は暗号化回路、１０５は復号回路、１０６はキー生成回路、１０７はメモリ、１０８はインターフェース回路（以下Ｉ／Ｆ回路と略記）、１０９はキー分散回路、１１０はキー統合回路、１１１はキー分散操作列生成回路、１１２は時計である。また、本実施の形態における手順を説明するためのフロー図を図３に示す。
信号処理回路１０３には固有の整数値が保持されており、例えば、装置の製造過程においてつけるＩＤ情報を保持しても良い（図３；ステップ３００）。
データを暗号化する暗号化キーは、記録媒体１０１と信号処理回路１０３の初期化時に、キー生成回路１０６により作成される。その暗号化キーは記録媒体１０１と信号処理回路１０３にｂｉｔ単位で分散して保持される。
【００２１】
暗号化キーのｂｉｔ単位の分散は、乱数によって決められる。乱数の発生系としては、たとえば、素数法乗算線形合同法生成系（ｐｒｉｍｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ ｌｉｎｅａｒ ｃｉｎｇｒｕｅｎｔｉａ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ， ＰＭＭＬＣＧＬａｗ Ａ． Ｍ．， ａｎｄ Ｋｅｌｔｏｎ Ｗ． Ｄ．， Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ． ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９８２， ｐｐ．２１９−２２９）がある。この乱数発生系を用いたｎｂｉｔの暗号化キーは以下の手順で分散される。以下で、ｍを素数とし、また、ａは２からｍ−１までの整数の１つとする。ｚ［ｉ］もａと同様に２からｍ−１までの整数の１つで、ｉ は初期値が１であり、関数ｆ（ｚ）で計算される毎に１ずつ増えていくものとする。すなわち、ｚ［ｉ＋１］＝ｆ（ｚ［ｉ］）とする。ここで、ｆ（ｚ）はｆ（ｚ）＝（ａ＊ｚ） ｍｏｄ ｍという関数である。この関数中に使用されている記号ｍｏｄは剰余を算出する演算子であり、たとえばｘ ｍｏｄ ｙという表記はｘをｙで割った時の剰余を示す。すなわち、以下の手順で分散処理を行なうための乱数計算が実行されることになる。
１ｂｉｔ目 ｉｆ ｆ（ｚ［１］）〉 ｍ／２ ｔｈｅｎ 記録媒体で保持 ｅｌｓｅ 信号処理回路で保持
２ｂｉｔ目 ｉｆ ｆ（ｚ［２］）〉 ｍ／２ ｔｈｅｎ 記録媒体で保持 ｅｌｓｅ 信号処理回路で保持
…
ｎｂｉｔ目 ｉｆ ｆ（ｚ［ｎ］）〉 ｍ／２ ｔｈｅｎ 記録媒体で保持 ｅｌｓｅ 信号処理回路で保持
上記乱数発生系において、ｍ＝２１４７４８３６４７、ａ＝１６８０７とするとランダム性の良い疑似乱数が得られることが知られており（Ｌｅｗｉｓ Ｐ．Ａ．， Ｇｏｏｄｍａｎ Ａ． Ｓ．， ａｎｄ Ｍｉｌｌｅｒ Ｊ． Ｍ．， Ａ ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｙｓｔｅｍ／３６０， ＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍ．Ｊ．， ８， ２ （１９６９））、本発明においてもこれを使用することができる。
ｚ［ｉ］の初期値ｚ［１］は信号処理回路１０３に保持されている前記固有の整数値を使用する。
【００２２】
以上の方法でデータ暗号化キーのｂｉｔ毎の分散の操作を記述した列をキー分散操作列生成回路１１１にて作成する。この列を、以下、キー分散操作列と呼ぶ（図３；ステップ３０１）。キー分散操作列の生成は、以下に述べるデータの暗号化または復号化をする毎に生成しても良いし、一度生成した後にメモリに保持しておいても良い。
データの暗号化キーの生成と、記録媒体と信号処理回路１０３への分散方法について、その手順を以下に述べる。
Ｋ１−１）信号処理回路１０３のメモリ１０７上に分散されたデータの暗号化キーを保持しているか否かを調べ、暗号化キーが作られていないことを確認する（図３；ステップ３０２）。作られていた場合は、暗号化キーの生成および保持の手順を終了する（図３；ステップ３０３）。この確認では、たとえば分散されたデータの暗号化キーを保持しているか否かを示すフラグとなる領域をメモリ１０７上に用意しておき、そのフラグが立っているか否かで判断する。
Ｋ１−２）信号処理回路１０３の時計１１２が示している時刻を用いて、暗号化回路１０４により暗号化キーを生成する（図３；ステップ３０４）。
Ｋ１−３）キー分散回路１０９により、上記キー分散操作列を用いて、記録媒体１０１と信号処理回路１０３に暗号化キーを振り分け（図３；ステップ３０５）、それぞれ記録媒体１０１（図３；ステップ３０６）およびメモリ１０７（図３；ステップ３０７）に保持する。
このように構成される装置において、データを書き込む手順および読み出す手順について以下記述する。
【００２３】
書き込む手順
Ｗ１−１）キー統合回路１１０により、記録媒体１０１と信号処理回路１０３のメモリ１０７から、分散されたデータの暗号化キーを取り出し、信号処理回路１０３のメモリ１０７に保持してあるキー分散操作列を用いて、元の暗号化キーを復元する（図３；ステップ３０８）。
Ｗ１−２）Ｉ／Ｆ回路１０８を経由して入力されたデータ（図３；ステップ３０９）は、上記で復元された暗号化キーを使用して、暗号化回路１０４で暗号化し（図３；ステップ３１０）、ヘッド１０２を使用して記録媒体１０１に書き込む（図３；ステップ３１１）。
【００２４】
読み出す手順
Ｒ１−１）キー統合回路１１０により、記録媒体１０１と信号処理回路１０３のメモリ１０７から、分散されたデータの暗号化キーを取り出し、キー分散操作列を用いて、元の暗号化キーを生成する（図３；ステップ３１２）。
Ｒ１−２）ヘッド１０２を通して記録媒体１０１から読み出した暗号化データ（図３；ステップ３１３）は、上記で元に戻した暗号化キーを使用して、復号回路１０５で復号し（図３；ステップ３１４）、Ｉ／Ｆ回路１０８を経由して出力する（図３；ステップ３１５）。
なお、ここで使用している暗号回路１０４はスクランブル回路でも良く、また、時計１１２は、乱数発生器でも良い。
分散されたデータの暗号化キーを保持しているメモリ１０７は、ＲＯＭでも良いし、電池バックアップしたＲＡＭでも良い。
このような構成となっているから、記録媒体１０１上のデータを直接読むような装置を用いてデータを読み出したとしても、暗号化キーは読み出すことが出来ず、これにより、復号による元のデータの読み出しは困難となるという効果が得られる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態を説明する図であって、２０１は記録媒体、２０２はヘッド、２０３は信号処理回路、２０４は暗号化回路、２０５は復号回路、２０６はキー生成回路、２０７はメモリ、２０８はＩ／Ｆ回路、２０９は情報合成回路である。図４は以下の手順を説明するためのフロー図である。
記録媒体２０１と信号処理回路２０３にはそれぞれ固有の整数値が保持されており、たとえば、記録媒体２０１や装置の製造過程においてつけるＩＤ情報を保持しても良い（図４；ステップ４００）。
データを暗号化する暗号化キーは、記録媒体２０１と信号処理回路２０３の初期化時に作成される。
データの暗号化キーを生成する方法について、その手順を以下に述べる。
【００２６】
Ｋ２−１）信号処理回路２０３のメモリ２０７上にデータの暗号化キーを保持しているか否かを調べ（図４；ステップ４０１）、暗号化キーが作られていないことを確認する。作られていた場合は、暗号化キーの生成および保持の手順を終了する（図４；ステップ４０２）。この確認では、たとえば、データの暗号化キーを保持しているかどうかを示すフラグとなる領域をメモリ２０７上に、用意しておき、そのフラグが立っているか否かで判断する。
Ｋ２−２）記録媒体２０１と信号処理回路２０３のそれぞれに保持されている前記固有の整数値を用いて、情報合成回路２０９により合成情報を作成する（図４；ステップ４０３）。このとき、たとえば、それぞれの整数値の各ｂｉｔの排他的論理和を用いて合成し、その合成値を暗号化キーとする。
Ｋ２−３）合成情報をもとにキー生成回路２０６により暗号化キーを生成する（図４；ステップ４０４）。
このように構成される装置において、データを書き込む手順および読み出す手順について以下記述する。
【００２７】
書き込む手順
Ｗ２−１）Ｉ／Ｆ回路２０８を経由して入力されたデータ（図４；ステップ４０５）は、上記で生成した暗号化キーを使用して、暗号化回路２０４により暗号化し（図４；ステップ４０６）、ヘッド２０２を使用して記録媒体２０１に書き込む（図４；ステップ４０７）。
読み出す手順
Ｒ２−１）ヘッド２０２を通して記録媒体２０１から読み出した暗号化データ（図４；ステップ４０５）は、上記で生成した暗号化キーを使用して復号回路２０５により復号（図４；ステップ４０９）し、Ｉ／Ｆ回路２０８を経由して出力する（図４；ステップ４１０）。
なお、ここで使用している暗号回路はスクランブル回路でも良く、分散された信号処理回路２０３固有の情報を保持しているメモリ２０７はＲＯＭでも良いし、電池バックアップしたＲＡＭでも良い。さらに、記録媒体２０１固有の番号は、記録媒体２０１のハードウェアフォーマット時に作成する記録媒体欠陥情報（ディフェクトリスト）を使用しても良い。
以上述べた構成とすることにより、記録媒体２０１上のデータを直接読むことが出来るような装置を用いてデータを読み出したとしても、暗号化キーは読み出すことは出来ない。したがって、記録媒体２０１のみからの読み出しデータでは、元のデータの復号は困難とすることが出来る。
【００２８】
（実施の形態３）
図５は本発明の第３の実施の形態を説明する図であって、５０１は記録媒体、５０２はヘッド、５０３は信号処理回路、５０４はヘッド駆動回路、５０５はメモリ、５０６はＩ／Ｆ回路、５０７は分散操作列生成回路である。また、本実施の形態において実行される手順のフロー図を図７に示す。
信号処理回路５０３には固有の整数値が保持されており、たとえば、装置の製造過程においてつけるＩＤ情報を保持しても良い。交替セクタ情報は、記録媒体５０１の初期化時、データ書き込み時および読み出し時に作成される。それぞれ作成される交替セクタ情報は記録媒体５０１と信号処理回路５０３にｂｉｔ単位で分散して保持される。
交替セクタ情報のｂｉｔ単位の分散方法は、乱数によって決められる。乱数の発生系としては、例えば、第１の実施の形態で述べた素数法乗算線形合同法生成系を使用することができる。
ここにおいても第１の実施の形態と同様にｚ［ｉ］の初期値ｚ［１］は信号処理回路に保持されている固有の番号である整数値を使用し（図７；ステップ７１１）、前記第１の実施の形態で述べた方法で交替セクタ情報のｂｉｔ毎の分散の操作を記述した列を分散操作列生成回路５０７にて作成する（図７；ステップ７１２）。この列を、以下、分散操作列と呼ぶ。分散操作列の生成は、以下に述べるデータの書き込みまたは読み出しをする毎に生成しても良いし、一度生成した後にメモリに保持しておいても良い。
交替セクタ情報を、記録媒体５０１と信号処理回路５０３へ分散する方法について、その手順を以下に述べる。
【００２９】
Ｃ１）ドライブ装置が通常持っている機能を使用して、交替セクタ情報を作成する。たとえば、記録媒体５０１初期化時には全セクタに対して、セクタ毎に、読み出しと書き込みを行い、エラーが出た場合は、予備としてあらかじめ記録媒体５０１上に用意されている記憶領域のセクタとの交換をするための表を作成する。これが交替セクタ情報となる（図７；ステップ７０１）。また、初期化後、セクタヘのデータ書き込み、または、読み出し動作時にエラーが出た場合も、予備としてあらかじめ記録媒体５０１上に用意されている記憶領域のセクタとの交換をするための表を作成することにより、交替セクタ情報を追加する。
Ｃ２）前記分散操作列を用いて、記録媒体５０１と信号処理回路５０３に交替セクタ情報を振り分け（図７；ステップ７０２）、それぞれ記録媒体５０１（図７；ステップ７０３）とメモリ５０５（図７；ステップ７０４）に保持する。初期化時に作られた交替セクタ情報については、必要なｂｉｔ数だけ分散操作列を用いて分散し、どのｂｉｔまで使用したかをメモリ５０５上に記録しておく。
Ｃ３）追加で作られた交替セクタ情報については、メモリ５０５上に記録された使用ｂｉｔ位置の次のｂｉｔから必要なｂｉｔ数だけ分散操作列を用いて分散し、使用ｂｉｔ位置をメモリに記録する。
Ｃ４）以降、追加で作られた交替セクタ情報の分散は、上記Ｃ３）を繰り返すことにより行う。
このように構成される装置において、データを書き込む手順および読み出す手順について以下記述する。
【００３０】
書き込む手順
Ｗ３−１）記録媒体５０１と信号処理回路５０３のメモリ５０５から、分散された交替セクタ情報を取り出し、信号処理回路５０３のメモリ５０５に保持してある分散操作列により、元の交替セクタ情報を生成する（図７；ステップ７０５）。
Ｗ３−２）Ｉ／Ｆ回路５０６を経由して来たデータ（図７；ステップ７０６）は、上記で元に戻した交替セクタ情報を使用して、ヘッド駆動回路５０４によってヘッド５０２を所望のセクタヘ動かし、ヘッド５０２を使用して記録媒体５０１に書き込む（図７；ステップ７０７）。
読み出す手順
Ｒ３−１）記録媒体５０１と信号処理回路５０３のメモリ５０５から、分散された交替セクタ情報を取り出し、分散操作列により、元の交替セクタ情報を生成する（図７；ステップ７０８）。
Ｒ３−２）上記で元に戻した交替セクタ情報を使用して、ヘッド駆動回路５０４によってヘッド５０２を所望のセクタヘ動かし、ヘッド５０２を介して記録媒体５０１からデータを読み出し、データを復号（図７；ステップ７０９）した後にＩ／Ｆ回路５０６を使用して出力する（図７；ステップ７１０）。
分散された交替セクタ情報を保持しているメモリ５０５としては、ＲＯＭでも良いし、電池バックアップしたＲＡＭでも良い。分散された交替セクタ情報に加えて、正しいものとは異なるダミーの交替セクタ情報を記録媒体５０１に保持しておいても良い。
以上述べたような構成とすることにより、記録媒体５０１上のデータを直接読むような装置を用いてデータを読み出したとしても、完全な交替セクタ情報は読み出すことは出来ず、元のデータの読み出しが困難となる効果が得られる。
【００３１】
（実施の形態４）
図６は本発明の第４の実施の形態を説明する図であって、６０１は記録媒体、６０２はヘッド、６０３は信号処理回路、６０４はヘッド駆動回路、６０５はメモリ、６０６はＩ／Ｆ回路、６０７は時計、６０８は分散操作列生成回路である。また、図８は本実施の形態における処理手順を説明するフロー図である。
信号処理回路６０８には前記実施の形態の場合と同様に固有の整数値が保持されており（図８；ステップ８１８）、これは例えば、装置の製造過程においてつけるＩＤ情報を保持しても良い。次に、この整数値を用いて他の実施の形態同様分散操作列を生成する（図８；ステップ８１９）
記録媒体６０１上では、正常に書き込み、読み出しのアクセスができるが、意図的にアクセスしないセクタを１つ、または、複数個設定しておく（図８；ステップ８０１）。このセクタを、以下、ダミーセクタと呼ぶ。また、ダミーセクタのアドレス表をダミーセクタ情報と呼ぶ。ダミーセクタのアドレスは、例えば、以下のように決定する。
Ｄ１）信号処理回路６０３の時計６０７の内部のカウンタが示す値を用いて、乱数のｓｅｅｄを生成する。たとえば、カウンタが示す値のうち、必要な桁を取り出してｓｅｅｄとしてもよい。
Ｄ２）乱数をダミーセクタの数だけ発生させ、セクタのアドレスを表すのに必要な桁数を取り出し、その値をダミーセクタのアドレスとする。
乱数の発生系としては、例えば、前実施の形態で述べた素数法乗算線形合同法生成系を用いる。この乱数発生系を用いた乱数の発生は、以下のようにする。
ｚ［１］＝ｓｅｅｄとし、１つ目の乱数＝ｆ（ｚ［１］）とする。
ｚ［２］＝ｆ（ｚ［１］）とし、２つ目の乱数＝ｆ（ｚ［２］）とする。
…
ｚ［ｉ］＝ｆ（ｚ［ｉ−１］）とし、ｉ個目の乱数＝ｆ（ｚ［ｉ］）とする。
…
ｚ［ｎ］＝ｆ（ｚ［ｎ−１］）とし、ｎ個目の乱数＝ｆ（ｚ［ｉ］）とする。
ここで、ｆ（ｚ）は第１の実施の形態の場合と同様に、ｆ（ｚ）＝（ａ＊ｚ）ｍｏｄ ｍという関数であり、ｍは素数、ａは２から（ｍ−１）までの整数、ｚ［ｉ］は２から（ｍ−１）までの整数である。ｉは初期値が１であり、関数ｆ（ｚ）で計算される毎に１ずつ増えていく。すなわち、ｚ［ｉ＋１］＝ｆ（ｚ［ｉ］）となる。関数中に使用される記号ｍｏｄは剰余を算出するための演算子であり、例えばｘ ｍｏｄ ｙという表記ｘをｙで割った時の剰余を示す。
上記乱数発生系において、前記のようにｍ＝２１４７４８３６４７、ａ＝１６８０７とするとランダム性の良い疑似乱数が得られることが知られており、本発明においてもこれを使用することができる。
【００３２】
ダミーセクタ情報は、記録媒体６０１の初期化時に、上記のような操作により作成される（図８；ステップ８０２）。そのダミーセクタ情報は記録媒体６０１と信号処理回路６０３にｂｉｔ単位で分散して保持される。ダミーセクタ情報のｂｉｔ単位の分散は、乱数によって決められる。乱数の発生系としては、例えば、上記で示したような素数法乗算線形合同法生成系がある。この乱数発生系を用いたｎｂｉｔの暗号化キーの分散方法は第１の実施の形態で述べた通りである。
ダミーセクタ情報を、記録媒体６０１と信号処理回路６０３へ分散する方法について、その手順を以下に述べる。
【００３３】
Ｋ４−１）信号処理回路６０３のメモリ６０６上に分散されたダミーセクタ情報を保持しているかどうかを調べ（図８；ステップ８０３）、ダミーセクタ情報が保持されていないことを確認する。保持されていた場合はダミーセクタ分散の処理を終了する（図８；ステップ８０５）。この確認では、たとえば、分散されたダミーセクタ情報を保持しているかどうかを示すフラグとなる領域をメモリ上に用意しておき、そのフラグが立っているか否かで判断する。
Ｋ４−２）上記分散操作列を用いて、記録媒体６０１と信号処理回路６０３に上記ダミーセクタ情報を振り分け（図８；ステップ８０４）、それぞれ記録媒体６０１（図８；ステップ８０６）とメモリ６０５（図８；ステップ８０７）に保持する。
このように構成される装置において、データを書き込む手順および読み出す手順について以下記述する。
【００３４】
書き込む手順
Ｗ４−１）記録媒体６０１と信号処理回路６０３のメモリ６０５から、分散されたダミーセクタ情報を取り出し、信号処理回路６０３のメモリ６０５に保持してある分散操作列により、元のダミーセクタ情報を生成する（図８；ステップ８０８）。
Ｗ４−２）Ｉ／Ｆ回路６０６を介して入力された書き込み命令で指定されたアドレスａ（図８；ステップ８０９）は、ダミーセクタ情報に記載されているダミーセクタアドレスｂ［ｉ］を使用して、以下のようにアドレス変換する（図８；ステップ８１０）。ただし、ｉ＝１〜ｎの整数であり、ｎはダミーセクタ数である。また、ａ’は変換された論理アドレスである。
ａ ＜ ｂ［１］ ならば、ａ’＝ａとする。
１≦ｊ＜ｎ−１ について以下のようにする。
ｂ［ｊ］≦ａ＜ｂ［ｊ＋１］ ならば、ａ’＝ａ＋ｊとする。
ｂ［ｎ］≦ａ ならば、ａ’＝ａ＋ｎとする。
Ｗ４−３）上記で変換したアドレスを使用して、ヘッド駆動回路６０４によってヘッド６０２を所望のセクタヘ動かし、ヘッド６０２を使って、データを記録媒体６０１に書き込む。
【００３５】
読み出す手順
Ｒ４−１）記録媒体６０１と信号処理回路６０３のメモリ６０５から、分散されたダミーセクタ情報を取り出し、分散操作列により、元のダミーセクタ情報を生成する（図８；ステップ８１３）。
Ｒ４−２）Ｉ／Ｆ回路６０６を介して入力された読み出し命令で指定されたアドレスａ（図８；ステップ８１４）は、ダミーセクタ情報に記載されているダミーセクタアドレス ｂ［ｉ］ を使用して、以下のようにアドレス変換する（図８；ステップ８１５）。ただし、ｉ＝１からｎの整数であり、ｎはダミーセクタ数である。また、ａ’は変換された論理アドレスである。
ａ＜ｂ［１］ならば、ａ’＝ａ とする。
１≦ｊ＜ｎ−１ について以下のようにする。
ｂ［ｊ］≦ａ＜ｂ［ｊ＋１］ ならばａ’＝ａ＋ｊとする。
ｂ［ｎ］≦ａならば ａ’＝ａ＋ｎとする。
Ｒ４−３）上記で変換したアドレスを使用して、ヘッド駆動回路６０４によってヘッド６０２を所望のセクタヘ動かし、ヘッド６０２を使って、データを記録媒体６０１から読み出し（図８；ステップ８１６）、復号した後Ｉ／Ｆ回路６０６を経由して出力する（図８；ステップ８１７）。
分散されたダミーセクタ情報を保持しているメモリ６０５は、ＲＯＭでも良いし、電池バックアップしたＲＡＭでも良い。また、時計６０７は、乱数発生器でもよい。
このような構成となっているから、記録媒体上６０１のデータを直接読むような装置を用いてデータを読み出したとしても、完全なダミーセクタ情報を読み出すことは出来ず、したがって、元のデータの読み出しは困難となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、暗号化キーまたは暗号化キーを生成するための情報を記録媒体とその信号処理回路とに分散記録することから、記録媒体のみから直接読み出した情報のみで暗号化されたデータを復号することが困難となる利点がある。
また、このように記録媒体から直接データを読み出しても、そのデータだけでは復号が困難であり、暗号キーを復元し得る機能を有する装置によってのみでなければデータ再生が不可能となることから、記録されたデータの流出を阻み、著作権保護に有効なものとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】第１の実施の形態を実行する手順を示すフロー図。
【図４】第２の実施の形態を実行する手順を示すフロー図。
【図５】第３の実施の形態を示すブロック図。
【図６】第４の実施の形態を示すブロック図。
【図７】第３の実施の形態を実行する手順を示すフロー図。
【図８】第４の実施の形態を実行する手順を示すフロー図。
【符号の説明】
１０１、２０１、５０１、６０１：記録媒体、
１０２、２０２、５０２、６０２：ヘッド、
１０３、２０３、５０３、６０３：信号処理回路、
１０４、２０４：暗号化回路、
１０５、２０５：復号回路、
１０６、２０６：キー生成回路、
１０７、２０７、５０５、６０５：メモリ、
１０８、２０８、５０６、６０６：Ｉ／Ｆ回路、
１０９：キー分散回路、
１１０：キー統合回路、
１１１：キー分散操作列生成回路、
１１２、６０７：時計、
２０９：情報合成回路
５０４、６０４：ヘッド駆動回路
５０７、６０８：分散操作列生成回路

Claims (16)

1. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   予め設定されている整数値を用いて暗号化キーを作成し、
   前記暗号化キーを、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、
   前記データの記録に際しては、前記分散記録されている暗号化キーを統合し、復元することにより得られた元の暗号化キーを使用して、記録すべきデータを暗号化し、前記暗号化したデータを記録媒体に記録することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
2. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   予め設定されている整数値を用いて暗号化キーを作成し、
   前記暗号化キーを、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、
   前記データの再生に際しては、前記分散記録されている暗号化キーを統合し、復元することにより得られた元の暗号化キーを使用して、前記記録媒体から読み出した暗号化したデータを復号して出力することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
3. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、
   前記データの記録に際しては、前記分散記録されている交替セクタ情報を統合して復元することにより得られた元の交替セクタ情報を使用してデータの記録を行なうことを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
4. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録しておき、
   前記データの再生に際しては、前記分散記録されている交替セクタ情報を統合して復元することにより得られた元の交替セクタ情報を使用して、前記記録媒体から前記データを読みだすことを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
5. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   アクセスを無視するセクタであるダミーセクタの情報を設定し、
   前記ダミーセクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列により形成した数列を用いて記録媒体と信号処理回路とに分散記録し、
   前記データの記録に際しては、前記分散記録されているダミーセクタ情報を読み出して統合し、
   記録命令で指定されたアドレスを前記統合されたダミーセクタ情報を使用してアドレス変換し、
   前記変換されたアドレスを用いてデータを記録することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
6. データを暗号化して記録再生する暗号化情報蓄積方法において、
   アクセスを無視するセクタであるダミーセクタの情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて形成した数列を利用して、記録媒体と信号処理回路とに分散記録しておき、
   前記データの再生に際しては、前記分散記録されているダミーセクタ情報を読み出して統合し、復元することにより得られた元のダミーセクタ情報を使用してデータ再生の命令で指定されているアドレスに対してアドレス変換を行ない、前記変換されたアドレスにより記録媒体上をアクセスして前記記録媒体からデータの読み出しを行ない出力することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載された暗号化情報蓄積方法において、前記信号処理回路に搭載されている時計が指示する時刻を用いて前記暗号化回路により前記暗号化キーを生成することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
8. 請求項１から請求項６の何れかに記載された暗号化情報蓄積方法において、前記記録媒体と前記信号処理回路とそれぞれが有する固有の整数値を用いて合成情報を作成し、前記合成情報をもとに暗号化キーを生成することを特徴とする暗号化情報蓄積方法。
9. 記録媒体と、前記記録媒体の記録手段と、信号処理回路とを有し、
   前記信号処理回路は、
   暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段と、
   データの暗号化を行う暗号化手段と、
   前記キー生成を実行するための乱数系列生成手段と、
   前記暗号化キーを前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録する暗号化キー分散手段と、
   前記データの記録に際して、前記分散記録された暗号化キーを統合するためのキー統合手段と、
   分散記録された暗号化キーを記憶するメモリとを有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
10. 記録媒体と、前記記録媒体に記録されている暗号化したデータを読み出す再生手段と信号処理回路とを有し、
    前記信号処理回路は、前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録されている暗号化キーを統合するキー統合手段とを有し、
    前記キー統合手段により、前記信号処理回路および前記記録媒体の両方に分散して記録された前記暗号化キーを統合し、統合された前記暗号化キーを使用して前記再生手段により読み出されたデータを復号する復号手段と
    を有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
11. 記録媒体と、
    前記記録媒体の記録手段と、
    信号処理回路とを有し、
    前記信号処理回路は、前記記録媒体の交替セクタ情報を、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて記録媒体と信号処理回路に振り分けて記録する分散記録手段を有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
12. 記録媒体と、
    前記記録媒体の再生手段と、
    信号処理回路とを有し、
    前記信号処理回路は、前記記録媒体と前記信号処理回路とに予め定められた規則で生成された乱数系列を用いて前記記録媒体と前記信号処理回路とに振り分けて分散記録されている交替セクタ情報の統合手段と、
    前記統合手段により統合して復元された交替セクタ情報を使用して前記記録媒体に記録されている暗号化されたデータを復号する復号手段とを有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
13. 記録媒体と、前記記録媒体の記録手段と、信号処理回路とを有し、
    前記信号処理回路は、予め定められた規則で生成された乱数系列を用いてアクセスを無視するダミーセクタ情報生成手段と、
    前記ダミーセクタ情報を前記記録媒体と前記信号処理回路とに分散記録する分散記録手段と、
    データ記録時に前記分散記録されたダミーセクタ情報を用いて、記録命令で指定されたアドレスを変換するアドレス変換手段と、
    前記変換されたアドレス情報を用いてデータの記録を行なうデータ記録手段とを有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
14. アクセスを無視するダミーセクタ情報が分散記録されている記録媒体と、媒体から信号を読み出す再生手段と信号処理回路とを有し、
    前記信号処理回路は、
    前記記録媒体と、前記信号処理回路とに分散記録されている前記ダミーセクタ情報を読み出して統合するダミーセクタ情報統合手段と、
    再生命令で指定されたアドレスを、前記統合されたダミーアドレス情報でアドレス変換を行なうアドレス変換手段と、
    前記変換されたアドレスを用いてデータ再生を行なうデータ再生手段と
    を有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
15. 請求項９から請求項１４の何れかに記載の暗号化情報蓄積装置において、前記信号処理装置に搭載されている時計が指示する時刻を用いて前記暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段を搭載していることを特徴とする暗号化情報蓄積装置。
16. 請求項９から請求項１４の何れかに記載の暗号化情報蓄積装置において、前記記録媒体と前記信号処理回路それぞれに固有の整数値を用いて暗号化キーを生成する暗号化キー生成手段を有することを特徴とする暗号化情報蓄積装置。

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