JP2004194295A - Packet transmitting/receiving device - Google Patents

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JP2004194295A JP2003355714A JP2003355714A JP2004194295A JP 2004194295 A JP2004194295 A JP 2004194295A JP 2003355714 A JP2003355714 A JP 2003355714A JP 2003355714 A JP2003355714 A JP 2003355714A JP 2004194295 A JP2004194295 A JP 2004194295A
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芳宏 森岡
Yasushi Ayaki
靖 綾木
Hiroshi Mitani
浩 三谷
Naoji Usuki
臼木  直司
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To install a DTCP system to an IP protocol which is a standard protocol of the Internet in a packet transmitting/receiving device. <P>SOLUTION: The packet transmitting/receiving device (401) comprises an authentication/key exchanging means (402), an encrypting means (406) for creating encrypted transmission data, a transmission condition setup managing means (404) for creating transmission condition setup information for setting the transmission condition of a transmission packet, a packeting means (403) for creating the transmission packet by using the encrypted transmission data, a reception condition setup managing means (408) for creating reception condition setup information for setting the reception condition of a reception packet, a packet receiving means (405) for receiving the reception packet, and a decoding means (407) for decoding the reception data by using a decoding key. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、パケット送受信装置に関する。より詳細には、本発明は、暗号化されたデータ(例えば、AVデータ)を用いてパケットを生成し、生成したパケットを、IEEE 802.3規格などに準拠するイーサネット(R)(有線LAN)、または、IEEE 802.11規格などに準拠する無線LANなどを用いて、送信および受信するパケット送受信装置に関する。   The present invention relates to a packet transmission / reception device. More specifically, the present invention generates a packet using encrypted data (for example, AV data) and converts the generated packet to an Ethernet (R) (wired LAN) conforming to the IEEE 802.3 standard or the like. Or a packet transmitting / receiving apparatus that transmits and receives data using a wireless LAN or the like that conforms to the IEEE 802.11 standard or the like.

従来、一般家庭においても、IEEE 1394規格を用いてIEC 61883−4で規定された方式に基づいて、MPEG−TSを暗号化して伝送することが行われている。MPEG−TSなどのAVデータを暗号化して伝送する方式の一例としては、DTCP(Digital Transmission Content Protection)方式が規定されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, even in ordinary households, MPEG-TS has been encrypted and transmitted using the IEEE 1394 standard based on the method defined in IEC 61883-4. As an example of a system for encrypting and transmitting AV data such as MPEG-TS, a DTCP (Digital Transmission Content Protection) system is defined.

DTCP方式は、IEEE 1394規格、USBなどの伝送メディア上のコンテンツ保護に関する方式である。DTCP方式は、DTLA(Digital Transmission Licencing Administrator)で規格化されている。DTCP方式は、より詳細には、例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3および、非特許文献4に説明されている。   The DTCP method is a method relating to content protection on transmission media such as the IEEE 1394 standard and USB. The DTCP method is standardized by DTLA (Digital Transmission Licensing Administrator). The DTCP method is described in more detail in, for example, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and Non-Patent Document 4.

図38は、DTCP方式を用いて、MPEG―TSを、IEEE 1394規格に準拠する伝送メディアを介して伝送すること示す模式図である。   FIG. 38 is a schematic diagram showing that the MPEG-TS is transmitted via the transmission medium conforming to the IEEE 1394 standard using the DTCP method.

DTCP方式では、送信装置をソース2001、受信装置をシンク2002とよび、暗号化したMPEG−TSなどのデータはソース2001からネットワーク2003を介して、シンク2002に伝送される。   In the DTCP method, a transmitting device is called a source 2001 and a receiving device is called a sink 2002, and encrypted data such as MPEG-TS is transmitted from the source 2001 to the sink 2002 via the network 2003.

図38において、ソース2001は、例えば、DVHS、DVDレコーダ、1394搭載STB(Set Top Box)または1394搭載ディジタルTV(Television)であり、シンク2002は、例えば、DVHS、DVDレコーダ、1394搭載STB(Set Top Box)または1394搭載ディジタルTV(Television)である。   38, a source 2001 is, for example, a DVHS, a DVD recorder, a 1394-equipped STB (Set Top Box) or a 1394-equipped digital TV (Television), and a sink 2002 is, for example, a DVHS, a DVD recorder, a 1394-equipped STB (Set). Top Box) or 1394-equipped digital TV (Television).

このように、DTCP方式を用いて、IEEE 1394規格に準拠する伝送メディアを介してMPEG―TSなどのAVデータを伝送することが知られている。
「Digital Transmission Licensing Administrator)」、 [online]、[平成15年10月14日検索]、インターネット<URL:http://www.dtcp.com> Bill Pearson、「Digital Transmission Content Protection」、[online]、1996年6月16日、[平成15年10月14日検索]、インターネット<URL:http://www.dtcp.com/data/dtcp_tut.pdf> 「5C Digital Transmission Content Protection White Paper」、[online]、1998年7月14日、[平成15年10月14日検索]、インターネット<URL:http://www.dtcp.com/data/wp_spec.pdf> 高田信司、「IEEE1394、AV機器への応用」、日刊工業新聞社、「第8章、コピープロテクション」、p133〜149
As described above, it is known that AV data such as MPEG-TS is transmitted via a transmission medium conforming to the IEEE 1394 standard using the DTCP method.
"Digital Transmission Licensing Administrator", [online], [searched October 14, 2003], Internet <URL: http: // www. dtcp. com> Bill Pearson, "Digital Transmission Content Protection", [online], June 16, 1996, [searched October 14, 2003], Internet <URL: http: // www. dtcp. com / data / dtcp_tut. pdf> "5C Digital Transmission Content Protection White Paper", [online], July 14, 1998, [searched October 14, 2003], Internet <URL: http: // www. dtcp. com / data / wp_spec. pdf> Shinji Takada, "IEEE1394, Application to AV Equipment", Nikkan Kogyo Shimbun, "Chapter 8, Copy Protection", pp. 133-149

しかしながら、DTCP方式をインターネットの標準プロトコルであるIPプロトコルに実装することは、今日まで知られていない。したがって、DTCP方式を用いて、AVデータを、イーサネット(R)の規格であるIEEE 802.3規格、無線LANの規格であるIEEE 802.11規格、または、その他のIPパケットを伝送可能な伝送メディアを介して伝送することはできなかった。別の言い方でいうと、従来においては、IPプロトコルを介して論理的に接続された送信装置と受信装置との間を、暗号化を用いてデータの機密性および著作権の保護を行なった状態でMPEG−TSなどのAVデータを伝送することはできなかった。   However, the implementation of the DTCP method in the IP protocol which is a standard protocol of the Internet has not been known to date. Therefore, using the DTCP method, AV data can be transferred to the IEEE 802.3 standard that is an Ethernet standard, the IEEE 802.11 standard that is a wireless LAN standard, or other transmission media that can transmit IP packets. Could not be transmitted over. In other words, in the related art, a state in which data confidentiality and copyright are protected between a transmitting device and a receiving device logically connected via the IP protocol using encryption. Could not transmit AV data such as MPEG-TS.

本発明によれば、送信パケットを送信し、受信パケットを受信するパケット送受信装置であって、暗号化鍵および復号鍵を生成する認証・鍵交換手段と、前記暗号化鍵を用いて送信データを暗号化することによって暗号化送信データを生成する暗号化手段と、前記送信条件関連情報と、送受信管理情報と、受信条件設定情報との少なくとも1つを用いて、前記送信パケットの送信条件を設定するための送信条件設定情報を生成する送信条件設定管理手段と、前記暗号化送信データを用いて、前記送信パケットを生成するパケット化手段と、受信条件関連情報およびパケット受信情報の少なくとも一方を用いて、前記受信パケットの受信条件を設定するための受信条件設定情報を生成する受信条件設定管理手段と、前記受信パケットを受信するパケット受信手段であって、前記受信条件設定情報を用いて、前記受信パケットから、前記受信パケットに含まれる受信データを抽出するとともに、前記受信パケットから前記パケット受信情報を生成し、前記パケット受信情報を前記認証・鍵交換手段または前記受信条件設定管理手段に出力する、パケット受信手段と、前記復号鍵を用いて前記受信データを復号する復号手段とを備える。   According to the present invention, there is provided a packet transmitting / receiving apparatus for transmitting a transmission packet and receiving a reception packet, wherein the authentication / key exchange means for generating an encryption key and a decryption key, and transmitting the transmission data using the encryption key. Setting a transmission condition of the transmission packet using at least one of an encryption unit that generates encrypted transmission data by encrypting the transmission condition-related information, transmission / reception management information, and reception condition setting information; Transmission condition setting management means for generating transmission condition setting information for performing transmission, packetizing means for generating the transmission packet using the encrypted transmission data, and at least one of reception condition related information and packet reception information. Receiving condition setting management means for generating receiving condition setting information for setting a receiving condition of the received packet; and receiving the received packet. Packet receiving means for extracting reception data included in the reception packet from the reception packet using the reception condition setting information, and generating the packet reception information from the reception packet; A packet receiving unit that outputs the received data to the authentication / key exchange unit or the reception condition setting management unit, and a decryption unit that decrypts the received data using the decryption key.

前記パケット化手段は、前記送信条件設定情報および前記認証・鍵交換手段に関連する認証・鍵交換関連情報の少なくとも1つを用いて、パケット付加情報を生成するパケット付加情報生成手段を含み、前記パケット化手段は、前記暗号化送信データに前記パケット付加情報を付加することによって、前記送信パケットを生成し、前記パケット受信手段は、前記送信パケットに含まれるパケット付加情報を抽出するパケット付加情報抽出手段を含む。   The packetizing unit includes a packet additional information generating unit that generates packet additional information using at least one of the transmission condition setting information and authentication / key exchange related information related to the authentication / key exchange unit, The packetizing means generates the transmission packet by adding the packet additional information to the encrypted transmission data, and the packet receiving means extracts the packet additional information for extracting the packet additional information included in the transmission packet. Including means.

前記送信パケットを用いて送信フレームを生成するフレーム化手段と、受信フレームを受け取り、前記受信フレームから前記受信パケットを抽出するフレーム受信手段とをさらに備える。   The apparatus further includes framing means for generating a transmission frame using the transmission packet, and frame receiving means for receiving a reception frame and extracting the reception packet from the reception frame.

前記パケット化手段にて生成された第1のパケットを一時的に蓄積する第1のキュー手段と、前記パケット化手段にて生成された第2のパケットを一時的に蓄積する第2のキュー手段と、前記送信条件設定情報に基づいて、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのいずれを送信するかを制御する送信キュー制御手段と、前記第1のキュー手段から出力された第1のパケットおよび第2のキュー手段から出力された第2のパケットをフレーム化することによって送信フレームを生成するフレーム化手段と、受信フレームから前記受信パケットを抽出するフレーム受信手段とをさらに備える。   First queue means for temporarily storing the first packet generated by the packetizing means, and second queue means for temporarily storing the second packet generated by the packetizing means And controlling which of the first packet stored in the first queue unit and the second packet stored in the second queue unit is to be transmitted, based on the transmission condition setting information. Transmission queue control means, and a framing means for generating a transmission frame by framing the first packet output from the first queue means and the second packet output from the second queue means. And a frame receiving means for extracting the received packet from the received frame.

前記送信キュー制御手段は、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットの送信経路に関する情報と、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットを送信するのに必要な帯域幅に関する情報と、前記送信パケットの送信から到着までの遅延に関する情報と、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットの優先度に関する情報とのうち少なくとも1つの情報を用いて、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのいずれを送信するかを制御する。   The transmission queue control means includes: information relating to a transmission path of the first packet or the second packet; information relating to a bandwidth required to transmit the first packet or the second packet; The information is stored in the first queue means using at least one of information on a delay from transmission of a transmission packet to arrival and information on a priority of the first packet or the second packet. It controls which of the first packet and the second packet stored in the second queue means is transmitted.

前記送信キュー制御手段は、IETF rfc2205、rfc2208、rfc2209で記載されたRSVP方式、IETF rfc2210、rfc2211、2212,rfc2215で記載されたIntserv方式、IETF rfc2474、rfc2475、rfc2597、rfc2598で記載されたDiffserv方式のいずれか1つの制御方式を使用する。   The transmission queue control means includes an RSVP method described in IETF rfc2205, rfc2208, and rfc2209, an Intserv method described in IETF rfc2210, rfc2211, 2212, and rfc2215, and a method described in IETF rfc2474, rfc2475, and rfc2597 in rfc2597. Either control method is used.

前記送信キュー制御手段は、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのうちのいずれかを選択して、選択したパケットを優先的に出力するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する。   The transmission queue control unit selects and selects one of the first packet stored in the first queue unit and the second packet stored in the second queue unit. The first queue means and the second queue means are controlled so as to output packets preferentially.

前記送信キュー制御手段は、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットの量が所定の量を超えない場合には、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットを優先して出力し、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットの量が所定の量を超える場合には、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットを優先的に出力するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する。   When the amount of the first packet stored in the second queue does not exceed a predetermined amount, the transmission queue control unit controls the first packet stored in the first queue. Is output with priority, and when the amount of the second packet stored in the second queue means exceeds a predetermined amount, the second packet stored in the second queue means is output. The first cue means and the second cue means are controlled so as to output preferentially.

前記送信キュー制御手段は、前記第1のキュー手段から送信される前記第1のパケットと前記第2のキュー手段から送信される前記第2のパケットとの間隔を平均化するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する。   The transmission queue control unit may control the first packet so as to average an interval between the first packet transmitted from the first queue unit and the second packet transmitted from the second queue unit. And the second queue means.

前記送信条件設定管理手段および前記受信条件設定管理手段は、前記送信フレームの送信から到着するまでの間において前記送信パケットの送信先から受信先までの経路における最大伝送パケットサイズの検出を行ない、前記最大伝送パケットサイズ情報を用いて、前記送信条件設定情報および前記受信条件設定情報を生成する。   The transmission condition setting management unit and the reception condition setting management unit detect a maximum transmission packet size in a path from a transmission destination of the transmission packet to a reception destination during a period from transmission of the transmission frame to arrival of the transmission frame, The transmission condition setting information and the reception condition setting information are generated using maximum transmission packet size information.

前記フレーム化手段は、前記パケット化手段にて生成された前記送信パケットに、IEEE 802.3規格のフレームヘッダを付加する。   The framing unit adds an IEEE 802.3 standard frame header to the transmission packet generated by the packetizing unit.

前記フレーム化手段は、前記パケット化手段にて生成された前記送信パケットに、IEEE 802.1Q規格のフレームヘッダを付加する。   The framing unit adds an IEEE 802.1Q standard frame header to the transmission packet generated by the packetizing unit.

前記パケット化手段は、前記暗号化送信データを所定の大きさに変換し、IETFでIPv4またはIPv6として規定されているIP(Internet Protocol)ヘッダを付加する。   The packetizing means converts the encrypted transmission data into a predetermined size, and adds an IP (Internet Protocol) header specified by the IETF as IPv4 or IPv6.

前記パケット化手段は、IPv4ヘッダのサービスタイプフィールド、または、サービスタイプフィールド内のTOS(Type of Service)フィールドに優先パケットであることを示す情報を付加する。   The packetizing means adds information indicating that the packet is a priority packet to a service type field of an IPv4 header or a TOS (Type of Service) field in the service type field.

前記パケット化手段は、IPv6ヘッダのプライオリティフィールドに優先パケットであることを示す情報を付加する。   The packetizing means adds information indicating that the packet is a priority packet to a priority field of an IPv6 header.

前記パケット化手段は、第1のパケット化手段と、第2のパケット化手段とを含み、前記第1のパケット化手段は、前記送信条件設定情報および前記認証・鍵交換関連情報の少なくとも一つの情報を用いて前記第1のパケットを生成し、前記第2のパケット化手段は、前記送信条件設定情報と、前記認証・鍵交換関連情報と、前記暗号化送信データとの少なくとも一つの情報を用いて前記第2のパケットを生成する。   The packetizer includes a first packetizer and a second packetizer, and the first packetizer includes at least one of the transmission condition setting information and the authentication / key exchange related information. The first packet is generated by using information, and the second packetizing unit transmits at least one of the transmission condition setting information, the authentication / key exchange related information, and the encrypted transmission data. To generate the second packet.

前記パケット化手段は、前記暗号化送信データを所定の大きさに変換し、IETFでIPv4またはIPv6として規定されているIPヘッダを付加し、前記第1のパケット化手段はソフトウエアによって構成され、前記第2のパケット化手段はハードウエアによって構成される。   The packetizing means converts the encrypted transmission data into a predetermined size, adds an IP header defined by the IETF as IPv4 or IPv6, and the first packetizing means is constituted by software; The second packetizing means is constituted by hardware.

前記送信データを優先データと一般データとに分離するデータ分離手段をさらに備え、前記暗号化手段は、前記優先データを暗号化し、前記第1のパケット化手段は、前記一般データを用いて第1のパケットを生成する。   The apparatus further includes a data separation unit that separates the transmission data into priority data and general data, the encryption unit encrypts the priority data, and the first packetization unit performs a first packetization using the general data. Generate a packet.

前記第1のパケット化手段は、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTCP,RTSP,HTTP、TCP、UDP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する。   The first packetizing means adds at least one header of RTCP, RTSP, HTTP, TCP, UDP, and IP, which are data processing protocols defined in the IETF document.

前記第2のパケット化手段は、データにシーケンス番号を付加するか、または、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTP,UDP、HTTP、TCP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する。   The second packetizer adds a sequence number to the data, or adds at least one header of RTP, UDP, HTTP, TCP, and IP, which are data processing protocols defined in the IETF document. I do.

前記優先データは、SMPTE 259M規格で規定された非圧縮SD方式信号、または、SMPTE 292M規格で規定された非圧縮HD形式、または、IEC 61883規格で規定されたIEEE1394によるDVまたはMPEG−TSの伝送ストリーム形式、または、DVB規格A010で規定されたDVB−ASIによるMPEG−TS形式、MPEG−PS形式、MPEG−ES形式、MPEG−PES形式の内の少なくとも一つのデータストリーム形式である。   The priority data is an uncompressed SD signal defined by the SMPTE 259M standard, an uncompressed HD format defined by the SMPTE 292M standard, or a DV or MPEG-TS transmission by IEEE 1394 defined by the IEC 61883 standard. It is a stream format or at least one data stream format of the MPEG-TS format, MPEG-PS format, MPEG-ES format, and MPEG-PES format according to DVB-ASI defined by DVB standard A010.

前記第2のパケット化手段は、エラー訂正符号付加手段を含む。   The second packetizing means includes an error correction code adding means.

前記エラー訂正符号付加手段で用いられるエラー訂正符号の方式は、リードソロモン方式、あるいはパリティ方式である。   The error correction code used in the error correction code adding means is a Reed-Solomon method or a parity method.

前記暗号化鍵を示す情報は、前記フレーム化手段において前記暗号化鍵で暗号化された送信パケットを出力するより前に、前記暗号化鍵の復号情報を前記フレーム化手段から出力する。   The information indicating the encryption key outputs decryption information of the encryption key from the framing unit before the framing unit outputs a transmission packet encrypted with the encryption key.

前記暗号化鍵を示す情報は、前記暗号化鍵を用いて生成された前記暗号化送信データを含む送信パケットが送信されるときよりも、前記送信フレームの送信から前記送信フレームに対応する受信フレームの受信までの時間より前に送信される。   The information indicating the encryption key is transmitted from the transmission frame to the reception frame corresponding to the transmission frame, when the transmission packet including the encrypted transmission data generated using the encryption key is transmitted. Sent before the time to receive.

前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置の位置情報と、前記送信パケットの到着先の位置情報または前記受信パケットの送信元の位置情報とが、あらかじめ決められた条件に合致する時に、認証を許可する。   The authentication / key exchange means, when the position information of the packet transmitting / receiving apparatus and the position information of the destination of the transmission packet or the position information of the transmission source of the reception packet match predetermined conditions, perform authentication. Allow

前記送受信管理情報は、前記パケット送受信装置の位置情報と、前記送信パケットの到着先の位置情報または前記受信パケットの送信元の位置情報との少なくとも一方を含んでいる。   The transmission / reception management information includes at least one of location information of the packet transmission / reception device, location information of an arrival destination of the transmission packet, and location information of a transmission source of the reception packet.

前記位置情報は、例えば、地域コード、住所、郵便番号、または、経度・緯度により範囲が指定された情報である。   The position information is, for example, information in which a range is designated by a region code, an address, a postal code, or longitude and latitude.

前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で、前記パケット送受信装置から前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの受信元までの片道または往復の伝播時間があらかじめ決められた制限時間より短い時間である場合に、認証を許可する。   The authentication / key exchange means, between the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet, receives the destination of the transmission packet or the reception source of the reception packet from the packet transmission / reception device. Authentication is permitted if the one-way or round-trip propagation time to is less than a predetermined time limit.

前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間の送受信区間において無線伝送区間が存在する場合、前記無線伝送区間ではデータをスクランブルして伝送するモードであることを確認した場合に、認証を許可する。   The authentication / key exchange means scrambles data in the wireless transmission section when a wireless transmission section exists in a transmission / reception section between the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet. If it is confirmed that the transmission mode is selected, the authentication is permitted.

前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で認証を行った場合に、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元に関する情報を一時的に記憶する記憶手段と、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元とが前記あらかじめ決められた条件に合致しないために前記認証が成立しない場合に、前記記憶手段にて記憶された情報と、前記送信パケットの前記到着先に関する情報または前記受信パケットの前記送信先に関する情報とを照合し、前記パケット送受信装置と前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で認証を行う、照合手段とを含む。   The authentication / key exchange means, when performing authentication between the packet transmitting / receiving device and the destination of the transmission packet or the source of the reception packet, transmits the destination of the transmission packet or transmission of the reception packet. The authentication is not established because the storage unit for temporarily storing information about the source, the packet transmitting / receiving device, and the destination of the transmission packet or the source of the reception packet do not match the predetermined condition. In this case, the information stored in the storage unit is compared with information on the destination of the transmission packet or information on the destination of the reception packet, and the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or Verification means for performing authentication with the source of the received packet.

前記送信パケットの前記到着先に関する情報または前記受信パケットの前記送信先に関する情報は、証明書、MACアドレスおよび生体情報の少なくとも1つを含む。   The information on the destination of the transmission packet or the information on the destination of the reception packet includes at least one of a certificate, a MAC address, and biometric information.

前記認証・鍵交換手段は、予め規定された認証および鍵交換を行い、所定の期間で暗号化鍵または復号鍵を更新する。   The authentication / key exchange means performs a predetermined authentication and key exchange, and updates an encryption key or a decryption key in a predetermined period.

前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングを示すタイミング情報が、前記送信パケットに付加される。   Timing information indicating the timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is added to the transmission packet.

前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットのTCPポート番号、またはUDPポート番号を変化させることによって通知される。   The timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is notified by changing the TCP port number or UDP port number of the transmission packet.

前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、HTTPリクエスト毎に更新される。   The timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated for each HTTP request when the transmission packet uses HTTP.

また、前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、一定のデータ量毎に変化される。   Further, the timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is changed for each fixed data amount when the transmission packet uses HTTP.

または、前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがRTPを使用している場合、予め決められた期間内に更新される。   Alternatively, the timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is updated within a predetermined period when the transmission packet uses RTP.

前記認証・鍵交換手段におけるDTCP方式のコピー制御情報は、前記送信パケットに暗号化モード情報を付加することによって伝送される。   The DTCP copy control information in the authentication / key exchange means is transmitted by adding encryption mode information to the transmission packet.

前記優先データのデータレートが所定の値より小さくならないように、前記送信キュー制御手段は前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する。   The transmission queue control unit controls the first queue unit and the second queue unit so that the data rate of the priority data does not become smaller than a predetermined value.

前記送信キュー制御手段は、前記優先データが前記第2のキュー手段に蓄積される時間があらかじめ決めた値より常に小さくなるように、前記送信キュー制御手段は前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する。   The transmission queue control unit may be configured to control the transmission queue control unit so that the time during which the priority data is stored in the second queue unit is always smaller than a predetermined value. Control the queuing means.

前記第2のパケット化手段は、データを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、前記第2のパケットのパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記パケットヘッダと前記バッファから出力されるペイロードとを組み合わせてパケットを合成するパケット合成手段とを含み、前記パケットヘッダ生成手段は前記第2のパケットのペイロード長を指定して、前記バッファ手段に蓄積されたデータを読み出して、前記パケット合成手段に入力する。   The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data, counter means for counting the length of the data, packet header generating means for generating a packet header of the second packet, Packet combining means for combining a packet by combining a packet header and a payload output from the buffer, wherein the packet header generating means specifies a payload length of the second packet and is stored in the buffer means. The read data is read and input to the packet combining means.

前記第2のパケット化手段は、前記優先データから抽出したデータを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、パケット化情報を用いてパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記パケットヘッダとペイロードとを組み合わせてパケットを生成するパケット生成手段とを含み、前記カウンタ手段は前記バッファ手段からペイロード長に相当するデータを読み出すための制御データを出力する。   The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data extracted from the priority data, counter means for counting the length of the data, and a packet for generating a packet header using packetization information. The packet generator includes a header generator and a packet generator that generates a packet by combining the packet header and the payload. The counter outputs control data for reading data corresponding to a payload length from the buffer.

前記第2のパケット化手段は、データを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、パケット化情報を用いてパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記データにエラー訂正を付加するエラー訂正付加手段手段と、前記パケットヘッダと前記エラー訂正を付加したデータとを合成するパケット合成手段とを含み、前記カウンタ手段は前記バッファ手段よりペイロード長に相当するデータを読み出すための制御データを出力する。   The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data, counter means for counting the length of the data, packet header generating means for generating a packet header using packetization information, Error correction adding means for adding error correction to the data, and packet combining means for combining the packet header and the data with the error correction added thereto, wherein the counter means outputs data corresponding to a payload length from the buffer means. And outputs control data for reading the data.

前記優先データおよび前記一般データが処理されるレイヤよりも下位レイヤの受信フレームを処理するレイヤにおいて、前記受信フレームに含まれる受信パケットの通信プロトコルヘッダから前記優先データと前記一般データを選別して、前記優先データの処理と前記一般データの処理を独立に行う。   In the layer that processes the received frame of the lower layer than the layer in which the priority data and the general data are processed, the priority data and the general data are selected from a communication protocol header of a reception packet included in the reception frame, The processing of the priority data and the processing of the general data are performed independently.

前記第2のパケット化手段は、暗号鍵切替手段を含み、前記暗号鍵切替手段に入力される暗号鍵を指定されたタイミングで切り替えながら前記暗号化手段に入力し、前記暗号化手段における暗号化鍵を指定の間隔で切替る。   The second packetizing unit includes an encryption key switching unit, and switches the encryption key input to the encryption key switching unit at a specified timing and inputs the encryption key to the encryption unit, and performs encryption in the encryption unit. Switch keys at specified intervals.

前記暗号鍵切替に用いるタイミングとしては、前記パケットヘッダ生成手段の出力であるパケットヘッダ内の所定のシーケンス番号に同期して発生したタイミングである。   The timing used for the encryption key switching is a timing generated in synchronization with a predetermined sequence number in a packet header output from the packet header generating means.

前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、HTTPリクエスト毎に更新される。   The timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated for each HTTP request when the transmission packet uses HTTP.

また、前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、一定のデータ量毎に変化される。   Further, the timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is changed for each fixed data amount when the transmission packet uses HTTP.

または、前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがRTPを使用している場合、予め決められた期間内に更新される。   Alternatively, the timing at which the authentication / key exchange means updates the decryption key is updated within a predetermined period when the transmission packet uses RTP.

前記暗号鍵切替に用いるタイミングとしては、エラー訂正マトリックスの終点または始点に同期して発生したタイミングである。   The timing used for the encryption key switching is a timing generated in synchronization with the end point or the start point of the error correction matrix.

本発明によれば、上記課題を解決するために、ネットワークを介して論理的に接続されたパケット送受信装置は、MPEG−TSなどの送信データの機密性および著作権の保護を実現するための認証・鍵交換手段(AKE手段)と、送信データを暗号化する暗号化手段と、送信データを用いて送信パケットを生成するパケット化手段と、暗号化された送信データを復号する復号手段と、送信パケットの送信先からフィードバックされるパケット受信状況に基づいて適切なパケット送信条件を設定する送信条件設定管理手段と、パケット受信手段と、受信条件設定管理手段とを備える。   According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a packet transmission / reception device logically connected via a network is provided with an authentication for realizing confidentiality of transmission data such as MPEG-TS and protection of copyright. Key exchange means (AKE means), encryption means for encrypting transmission data, packetization means for generating a transmission packet using transmission data, decryption means for decrypting encrypted transmission data, and transmission The apparatus includes a transmission condition setting management unit that sets appropriate packet transmission conditions based on a packet reception status fed back from a packet transmission destination, a packet reception unit, and a reception condition setting management unit.

これにより、DTCP方式をインターネットの標準プロトコルであるIPプロトコルに実装することができる。   Thereby, the DTCP method can be implemented in the IP protocol which is a standard protocol of the Internet.

また、MPEG−TSなどのAVデータを送信装置で暗号化してデータの機密性および著作権の保護などを図り、パケット(例えば、IPパケット)を伝送可能なネットワークを介して伝送し、受信装置で暗号化されたデータを復号することが可能である。   Also, AV data such as MPEG-TS is encrypted by a transmitting device to protect data confidentiality and copyright, and the like, and packets (eg, IP packets) are transmitted through a transmittable network. It is possible to decrypt the encrypted data.

本発明のある実施の形態によれば、パケット化手段において、送信パケットを一般パケットと、リアルタイム性が高く、優先的に送信されるべき優先パケットとにクラス分けし、一般パケットを第1のデータキュー手段に、また、優先パケットを第2のデータキュー手段に入力する。そして、送信キュー制御手段は、第1のデータキュー手段および第2のデータキュー手段に一時的に蓄積されているパケットの送信順序を制御する。これにより、データの機密性および著作権の保護を図りながら、リアルタイム性の高いデータを優先的に伝送することができる。   According to an embodiment of the present invention, the packetizing means classifies a transmission packet into a general packet and a priority packet having high real-time property and to be transmitted preferentially, and classifies the general packet into the first data. The priority packet is input to the queue means, and the priority packet is input to the second data queue means. Then, the transmission queue control means controls the transmission order of the packets temporarily stored in the first data queue means and the second data queue means. As a result, data with high real-time properties can be transmitted preferentially while protecting the confidentiality and copyright of the data.

また、入力ストリームが2チャネル以上の複数ストリームである場合、各々のストリームに関係する信号を優先データと一般データにクラス分けしてもよい。   Further, when the input stream is a plurality of streams of two or more channels, signals related to each stream may be classified into priority data and general data.

本発明のある実施の形態によれば、パケット化手段は、第1のパケット化手段と第2のパケット化手段とを含んでいる。第1のパケット化手段には、AKE関連情報を含む一般データが入力される。第2のパケット化手段には、暗号化手段にて生成された暗号化送信データおよびAKE関連情報が入力される。第2のパケット化手段では、ハードウエアによってパケットが生成される。なお、AKE関連情報とは、コピー制御情報または暗号化鍵更新情報のことである。   According to an embodiment of the present invention, the packetizing means includes a first packetizing means and a second packetizing means. General data including AKE-related information is input to the first packetizing means. The encrypted transmission data and AKE-related information generated by the encryption unit are input to the second packetization unit. In the second packetizing means, a packet is generated by hardware. The AKE related information is copy control information or encryption key update information.

第1のパケット化手段にて生成されたパケットは、第1のデータキュー手段に入力されて一時的に蓄積され、第2のパケット化手段にて生成されたパケットは第2のデータキュー手段に入力されて、一時的に蓄積される。   The packet generated by the first packetizer is input to the first data queue and temporarily stored therein, and the packet generated by the second packetizer is stored in the second data queue. Entered and temporarily stored.

送信条件設定管理手段が、送信キュー制御手段に、第2のデータキュー手段に一時的に蓄積されているパケットを優先的に出力するように命令すると、暗号化されたデータが優先的に出力される。この制御において、第2のデータキュー手段がオーバフローしないように制御し、受信装置が適切な大きさのバッファを有する場合、送信装置と受信装置との間でコンテンツのリアルタイム伝送が実現できる。   When the transmission condition setting management means instructs the transmission queue control means to preferentially output the packets temporarily stored in the second data queue means, the encrypted data is preferentially output. You. In this control, the second data queue means is controlled so as not to overflow, and if the receiving device has a buffer of an appropriate size, real-time transmission of content between the transmitting device and the receiving device can be realized.

以上、送信装置と受機装置との間でデータを暗号化してリアルタイム伝送する場合に、第2のパケット化手段はハードウエアで構成されているため、ソフトウエア処理が間に合わないために発生する送信パケットの送り残しおよび受信パケットの取りこぼしといった不具合が発生しない。また、データ量の小さい第1のパケット化手段は安価なマイコンなどでも構成できるため、低コスト化を図ることができる。   As described above, when data is encrypted and transmitted in real time between the transmitting device and the receiving device, since the second packetizing means is constituted by hardware, the transmission that occurs because software processing cannot be performed in time is performed. Problems such as unsent packets and missing received packets do not occur. Further, the first packetizing means having a small data amount can be constituted by an inexpensive microcomputer or the like, so that the cost can be reduced.

本発明のある実施の形態によれば、機器認証と暗号化鍵の交換を行なうAKE手段は、DTCP方式に基づいた方式であり、暗号化鍵生成手段と、DTCP情報生成手段と、AKEコマンド送信処理手段と、AKEコマンド受信処理手段と、交換鍵生成手段と、暗号化鍵変更情報生成手段と、復号鍵生成手段とを備える。暗号化鍵生成手段は、暗号化鍵を生成し暗号化に入力し暗号化動作を設定する。DTCP情報生成手段は、外部から入力されるコピー制御情報、および、暗号化鍵生成手段から入力される鍵更新情報とを用いて、AKE関連情報を生成する。AKEコマンド送信処理手段は、暗号化鍵生成手段より暗号化鍵を、外部よりAKEパラメータを、さらにAKEコマンド受信処理手段よりAKEコマンド情報を受け取り、AKE送信コマンドを生成し出力する。AKEコマンド受信処理手段は、第1のパケット受信手段よりAKE設定制御情報を受け取り、AKE送信処理手段、交換鍵生成手段、暗号化鍵変更情報生成手段にそれぞれ設定制御情報を出力する。暗号化鍵変更情報生成手段は、AKEコマンド受信処理手段と第1のパケット受信手段より情報を得て暗号化鍵変更情報を生成する。復号鍵生成手段は、交換鍵生成手段と暗号化鍵変更情報生成手段からの情報を用いて、復号鍵を生成し復号手段に出力する。   According to an embodiment of the present invention, the AKE means for performing device authentication and exchanging the encryption key is a method based on the DTCP method, and includes an encryption key generation means, a DTCP information generation means, and an AKE command transmission. A processing unit, an AKE command reception processing unit, an exchange key generation unit, an encryption key change information generation unit, and a decryption key generation unit. The encryption key generation means generates an encryption key and inputs it to encryption to set an encryption operation. The DTCP information generating means generates AKE-related information using copy control information input from outside and key update information input from the encryption key generating means. The AKE command transmission processing means receives the encryption key from the encryption key generation means, the AKE parameter from the outside, and the AKE command information from the AKE command reception processing means, and generates and outputs an AKE transmission command. The AKE command reception processing means receives the AKE setting control information from the first packet receiving means, and outputs the setting control information to the AKE transmission processing means, the exchange key generation means, and the encryption key change information generation means, respectively. The encryption key change information generating means obtains information from the AKE command reception processing means and the first packet receiving means to generate encryption key change information. The decryption key generation means generates a decryption key using information from the exchange key generation means and the encryption key change information generation means, and outputs the decryption key to the decryption means.

本発明のある実施の形態によれば、暗号化手段にて生成された暗号化送信データ、および、コピー制御情報および暗号化鍵更新情報などのAKE関連情報が入力される第2のパケット化手段が、内部にエラー訂正符号付加手段を備え、これらの情報にエラー訂正符号を付加し、UDP/IPプロトコルにより伝送される。これにより、IPパケットの伝送において、ネットワークでパケットロスおよびビットエラーなどが発生した場合にも、受信装置でエラー訂正により送信データの復元が可能となる。   According to an embodiment of the present invention, the second packetization means to which the encrypted transmission data generated by the encryption means and AKE-related information such as copy control information and encryption key update information are input. Is provided with an error correction code adding means therein, adds an error correction code to the information, and is transmitted by the UDP / IP protocol. As a result, in the transmission of an IP packet, even when a packet loss or a bit error occurs in the network, the transmission data can be restored by error correction in the receiving device.

本発明のある実施の形態によれば、優先して送信される優先パケットと、この優先パケットよりも送信優先度が低い一般パケットとを時間軸上で多重して送信し、送信される優先パケットにおける優先データの平均送信データレートを、たとえば、専用ハードウエアを用いて平均入力レート以上の速度で送信するように制御する。   According to an embodiment of the present invention, a priority packet to be transmitted with priority and a general packet having a lower transmission priority than the priority packet are multiplexed and transmitted on the time axis, and the priority packet to be transmitted is transmitted. Is controlled to transmit at a speed equal to or higher than the average input rate using dedicated hardware, for example.

また、一般データは一時的にバッファ手段に蓄積され、優先データ伝送が優先して行なわれる中で間欠的に伝送される。ここで、一般データの伝送レートが1Mbps以下の場合は、安価なCPUまたはマイコンなどのプロセッサを用いて一般伝送の伝送処理が可能である。   The general data is temporarily stored in the buffer means, and is transmitted intermittently while priority data transmission is performed with priority. Here, when the transmission rate of general data is 1 Mbps or less, transmission processing of general transmission can be performed using an inexpensive processor such as a CPU or a microcomputer.

なお、ストリームとして入力される優先データでは、ストリームの無効データ部が除去され、有効データのみを用いて、パケット化情報に基づいてパケットが生成される。ここで、通信プロトコルとしてUDP/IPを使用すると、ヘッダとしては、アドレスとしてIPアドレス、また、サブアドレスとしてUDPポート番号を使用することとなる。   In the priority data input as a stream, an invalid data portion of the stream is removed, and a packet is generated based on packetization information using only valid data. Here, if UDP / IP is used as a communication protocol, an IP address is used as an address and a UDP port number is used as a subaddress as a header.

本発明のある実施の形態によれば、有効データから優先データフォーマット情報を得て、外部から入力されるパケット化情報と共にパケット化パラメータの決定に使用する。これにより、たとえば、優先データがDV系の場合はDIFブロックの80バイト単位、また、MPEG系の場合はTSパケットの188バイト単位で優先データのパケット化の自動化などを行なうことができ、送受信装置の構成を簡単にすることができる。   According to an embodiment of the present invention, priority data format information is obtained from valid data and used to determine a packetization parameter together with externally input packetization information. Thereby, for example, when the priority data is of the DV type, automation of the packetization of the priority data can be performed in units of 80 bytes of the DIF block, and in the case of the MPEG type, 188 bytes of the TS packet. Can be simplified.

本発明のある実施の形態によれば、送信装置内の優先データパケット化手段において、優先データにエラー訂正符号を付加することにより、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データを復元することができる。   According to an embodiment of the present invention, the priority data packetizing means in the transmission device adds an error correction code to the priority data, so that even when a packet loss occurs in the network, the priority data can be transmitted to the reception device. Can be restored.

本発明のある実施の形態は、送信装置内の優先データパケット化手段における伝送エラー保護機能に関し、優先データを暗号化した後、エラー訂正符号を付加することにより、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データを復元することが可能になるとともに、ネットワーク上でのデータ盗聴を防止し、安全性の高いデータ伝送を実現する。これにより、伝送路にインターネットなど公衆網を使用した場合においても、リアルタイム伝送される優先データ(AVデータ)の盗聴、漏洩を防止することができる。また、インターネット等で伝送されるAVデータの販売、課金が可能となり、安全性の高いB−B、B−Cのコンテンツ販売流通が可能となる。   An embodiment of the present invention relates to a transmission error protection function in a priority data packetizing unit in a transmission device, and relates to a case where packet loss occurs in a network by adding an error correction code after encrypting priority data. In addition, the receiving device can restore the priority data, prevent data eavesdropping on the network, and realize highly secure data transmission. As a result, even when a public network such as the Internet is used for the transmission path, wiretapping and leakage of priority data (AV data) transmitted in real time can be prevented. Further, sales and billing of AV data transmitted via the Internet or the like can be performed, and highly secure BB and BC content sales and distribution can be performed.

本発明のある実施の形態は、暗号化を行なう暗号鍵を切り替える方法に関し、エラー訂正マトリックスの位相を暗号鍵の切替位相とすることにより、暗号鍵の切替をスムーズに実行することが可能となる。   An embodiment of the present invention relates to a method of switching an encryption key for performing encryption, and it is possible to smoothly perform encryption key switching by using a phase of an error correction matrix as an encryption key switching phase. .

本発明のある実施の形態は、有効データパケットのパケットヘッダのポート番号設定に関し、優先データのフォーマットまたはチャネル番号とポート番号の組み合わせを決めるテーブルを送信装置および受信装置で設けることにより、受信装置でポート番号を検出するだけでフォーマット検出ができるため、受信装置での信号処理を簡単にすることが可能となる。   One embodiment of the present invention relates to the setting of the port number of the packet header of the valid data packet, and the transmitting device and the receiving device provide a table for determining the format of the priority data or the combination of the channel number and the port number. Since the format can be detected only by detecting the port number, signal processing in the receiving device can be simplified.

また、2系統のストリーム処理が可能な受信装置で2つのストリームを同時受信している場合でもポート番号でフォーマットまたはチャネルの識別が可能となる。   Further, even when two streams are simultaneously received by a receiver capable of processing two streams, it is possible to identify the format or the channel by the port number.

本願明細書の以下の説明において、パケットを含む情報を送信および受信可能な装置を送受信装置とよぶ。2つの送受信装置はお互いに情報を通信する。また、本願明細書の以下の説明では、便宜上、送信すべきデータ(例えば、AVデータ)を送信する送受信装置を「送信装置」とよび、送信装置によって送信されたそのようなデータを受信する送受信装置を「受信装置」とよぶ。   In the following description of the present specification, a device capable of transmitting and receiving information including a packet is referred to as a transmitting / receiving device. The two transceivers communicate information with each other. Further, in the following description of the present specification, for convenience, a transmitting / receiving device that transmits data to be transmitted (for example, AV data) is referred to as a “transmitting device”, and a transmitting / receiving device that receives such data transmitted by the transmitting device is referred to as “transmitting device”. The device is called a “receiving device”.

まず、始めに、本発明を明確にするために本発明を適用可能なシステムの概略について説明する。   First, an outline of a system to which the present invention can be applied to clarify the present invention will be described.

図1は、本発明を適用可能なシステムの一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a system to which the present invention can be applied.

送信装置101は、データをルータ102を介して、受信装置103に送信する。   The transmitting apparatus 101 transmits data to the receiving apparatus 103 via the router 102.

より詳細には、送信装置101には、送受信条件関連情報、認証・鍵交換(Authentification and Key Exchange、以下、AKEともよぶ)設定情報、入力ストリーム(MPEG−TSなどのデータ)が入力され、以下の手順1から手順3に基づいて、通信が実行される。   More specifically, transmission / reception condition-related information, authentication and key exchange (hereinafter, also referred to as AKE) setting information, and an input stream (data such as MPEG-TS) are input to the transmitting device 101. Communication is executed based on the procedures 1 to 3 of the above.

手順1)送受信パラメータの設定:
(1−1)送信装置101および受信装置103のMAC(Media Access Control)アドレス、IP(Internet Protocol)アドレス、TCP/UDP(Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol)ポート番号等を設定する。
Procedure 1) Setting transmission / reception parameters:
(1-1) A MAC (Media Access Control) address, an IP (Internet Protocol) address, a TCP / UDP (Transmission Control Protocol / User Datagram Protocol) port number, and the like of the transmitting apparatus 101 and the receiving apparatus 103 are set.

(1−2)送信信号の種別、帯域を設定する。   (1-2) Set the type and band of the transmission signal.

送信装置101および受信装置103は、QoS(Quality of Service)エージェントとして機能し、ルータ102は、QoSマネージャとして機能する。QoSエージェントとQoSマネージャとの間でIEEE 802.1Q(VLAN)規格を用いたネットワークに関する設定が行われる。   The transmitting device 101 and the receiving device 103 function as a QoS (Quality of Service) agent, and the router 102 functions as a QoS manager. The setting relating to the network using the IEEE 802.1Q (VLAN) standard is performed between the QoS agent and the QoS manager.

(1−3)IEEE 802.1Q/p規格に基づいて優先度が設定される。   (1-3) The priority is set based on the IEEE 802.1Q / p standard.

手順2)認証および鍵交換:
(2−1)送信装置101および送信装置103は、お互いを認証し、お互いに鍵を交換する。この場合、例えば、DTCP方式を用いることもできる。
Step 2) Authentication and key exchange:
(2-1) The transmitting device 101 and the transmitting device 103 authenticate each other and exchange keys with each other. In this case, for example, the DTCP method can be used.

手順3)データ伝送:
(3−1)送信装置101から受信装置103に暗号化されたデータ(例えば、MPEG−TS)が伝送される。
Step 3) Data transmission:
(3-1) Encrypted data (for example, MPEG-TS) is transmitted from the transmitting device 101 to the receiving device 103.

なお、図1では、入力ストリームとして、MPEG−TSが送信装置101に入力されているが、本発明は、これに限定されない。このような入力ストリームとしては、例えば、MPEG1/2/4などのMPEG−TSストリーム(ISO/IEC 13818)、DV(IEC 61834、IEC 61883)、 SMPTE 314M(DV−based)、SMPTE 259M(SDI)、SMPTE 305M(SDTI)、SMPTE 292M(HD−SDI)等で規格化されたストリームがある。   In FIG. 1, the MPEG-TS is input to the transmitting apparatus 101 as an input stream, but the present invention is not limited to this. As such an input stream, for example, an MPEG-TS stream such as MPEG1 / 2/4 (ISO / IEC 13818), DV (IEC 61834, IEC 61883), SMPTE 314M (DV-based), SMPTE 259M (SDI) , SMPTE 305M (SDTI), and SMPTE 292M (HD-SDI).

なお、送信装置101から送信されるデータとしては、一般的なAVデータであってもよい。さらに、本発明のデータは、ファイルであってもよい。データとしてファイルを転送する場合、送信装置101と受信装置103との間の伝播遅延時間と、送信装置101と受信装置103のそれぞれの処理能力との関係から、データ転送速度がAVデータの通常再生データレートよりも大きくなるなどの条件下において、リアルタイムよりも高速にデータを伝送することが可能になる。   Note that the data transmitted from the transmission device 101 may be general AV data. Further, the data of the present invention may be a file. When a file is transferred as data, the data transfer speed is set to the normal reproduction of the AV data from the relationship between the propagation delay time between the transmitting device 101 and the receiving device 103 and the respective processing capabilities of the transmitting device 101 and the receiving device 103. Under conditions such as being greater than the data rate, data can be transmitted faster than in real time.

次に、図2を参照して、上記手順2の認証および鍵交換に関して、さらに詳細に説明する。   Next, with reference to FIG. 2, the authentication and key exchange of the above procedure 2 will be described in more detail.

図2は、認証および鍵交換にDTCP方式を適用する場合の送信装置および受信装置の動作を示すための図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating operations of the transmitting device and the receiving device when the DTCP method is applied to authentication and key exchange.

ここでは、DTCP方式に準拠した認証と鍵交換(Authentification and Key Exchange、以下、AKEともよぶ)が行なわれている。その場合、送信装置101をAKEソースともよび、受信装置103をAKEシンクともよぶ。   Here, authentication and key exchange (Authentication and Key Exchange, hereinafter, also referred to as AKE) based on the DTCP method are performed. In that case, the transmitting device 101 is also called an AKE source, and the receiving device 103 is also called an AKE sink.

送信装置101と受信装置103との間はIPネットワークにより接続されている。   The transmitting device 101 and the receiving device 103 are connected by an IP network.

まず、送信装置101から受信装置103にデータのコピー保護情報を含んだデータの保護モード情報が送信される。ここで、送信装置101は、暗号化データを同時に送信してもよい。   First, the transmission apparatus 101 transmits data protection mode information including data copy protection information to the reception apparatus 103. Here, the transmitting device 101 may transmit the encrypted data at the same time.

受信装置103は、データのコピー保護情報を解析し、使用する認証方式を決定して認証要求を送信装置101に送る。これらの動作を行うことによって、送信装置101および受信装置103は認証鍵を共有する。   The receiving device 103 analyzes the copy protection information of the data, determines an authentication method to be used, and sends an authentication request to the transmitting device 101. By performing these operations, the transmitting device 101 and the receiving device 103 share an authentication key.

次に、送信装置101は認証鍵を用いて交換鍵を暗号化することによって、暗号化交換鍵を生成し、送信装置101は、暗号化交換鍵を受信装置103に送信する。受信装置103は、送信装置101と共有している認証鍵を用いて、暗号化交換鍵を復号して、交換鍵を生成する。   Next, the transmitting device 101 generates an encrypted exchange key by encrypting the exchange key using the authentication key, and the transmitting device 101 transmits the encrypted exchange key to the receiving device 103. The receiving device 103 uses the authentication key shared with the transmitting device 101 to decrypt the encrypted exchange key and generate an exchange key.

次いで、送信装置101は暗号化鍵を時間的に変化させるために、時間とともに変更する鍵変更情報を生成する。ここで、この鍵変更情報は、シード情報ともよばれる。送信装置101は、鍵変更情報を受信装置103に送信する。   Next, the transmitting apparatus 101 generates key change information that changes with time in order to change the encryption key with time. Here, this key change information is also called seed information. The transmitting device 101 transmits the key change information to the receiving device 103.

送信装置101は、交換鍵と鍵変更情報とを用いて暗号化鍵を生成して、データ(例えば、MPEG−TS)をこの暗号化鍵を用いて暗号化手段で暗号化することによって、暗号化データを生成し、この暗号化データを受信装置103に送信する。   The transmitting apparatus 101 generates an encryption key using the exchange key and the key change information, and encrypts data (for example, MPEG-TS) using the encryption key by an encryption unit. The encrypted data is generated, and the encrypted data is transmitted to the receiving device 103.

受信装置103は、鍵変更情報と交換鍵とを用いて、暗号化鍵を生成する。受信装置103ではこの暗号化鍵を用いて暗号化データを復号する。受信装置103において暗号化鍵を復号鍵ともよぶ。   The receiving device 103 generates an encryption key using the key change information and the exchange key. The receiving device 103 decrypts the encrypted data using the encryption key. In the receiving device 103, the encryption key is also called a decryption key.

なお、送信装置101および受信装置103は、その後、任意の時間に、お互いの鍵変更情報を確認してもよい。   The transmitting apparatus 101 and the receiving apparatus 103 may confirm each other's key change information at an arbitrary time thereafter.

図3は、DTCP方式をイーサネット(R)を用いて、2階建ての家屋に適用する場合の一例を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a case where the DTCP method is applied to a two-story house using Ethernet (R).

1階のネットワーク構成301は、ルータ303を含んでおり、ルータ303は、1階に設置されている。1階のネットワーク構成301、100MbpsのFTTH(Fiber to the Home)を介してインターネットに接続されている。   The network configuration 301 on the first floor includes a router 303, and the router 303 is installed on the first floor. The first-floor network configuration 301 is connected to the Internet via 100 Mbps Fiber to the Home (FTTH).

2階のネットワーク構成302は、スイッチングハブ304を含んでおり、スイッチングハブ304は、2階に設置されている。   The network configuration 302 on the second floor includes a switching hub 304, and the switching hub 304 is installed on the second floor.

ルータ303は、ネットワーク305を介して、スイッチングハブ304に接続されており、それにより、1階のネットワーク構成301は、2階のネットワーク構成302に接続されている。ここで、ネットワーク305は、ルータ303とスイッチングハブ304とを接続するイーサネット(R)ネットワークであり、ルータ303は、スイッチングハブとしても機能している。   The router 303 is connected to the switching hub 304 via the network 305, so that the first floor network configuration 301 is connected to the second floor network configuration 302. Here, the network 305 is an Ethernet (R) network that connects the router 303 and the switching hub 304, and the router 303 also functions as a switching hub.

家屋の全てのイーサネット(R)ネットワークのデータレートは100Mbpsである。   The data rate of all Ethernet networks in a house is 100 Mbps.

1階のネットワーク構成301では、ルータ303には、テレビ(TV(Television))、パソコン(PC(Personal Computer))およびDVD(Digital Versatile Disc)レコーダが100Mbpsのイーサネット(R)で接続され、また、エアコンおよび冷蔵庫がECHONETで接続されている。   In the first-floor network configuration 301, a television (TV (Television)), a personal computer (PC (Personal Computer)), and a DVD (Digital Versatile Disc) recorder are connected to the router 303 via 100 Mbps Ethernet (R). Air conditioner and refrigerator are connected by ECHONET.

また、2階のネットワーク構成302では、スイッチングハブ304には、テレビ(TV)、パソコン(PC)およびDVDレコーダが100Mbpsのイーサネット(R)で接続され、また、エアコンがECHONETで接続されている。ECHONETは「エコーネットコンソーシアム」(http://www.echonet.gr.jp/)で開発された伝送方式である。   In the network configuration 302 on the second floor, a television (TV), a personal computer (PC), and a DVD recorder are connected to the switching hub 304 via 100 Mbps Ethernet (R), and an air conditioner is connected via ECHONET. ECHONET is a transmission method developed by "Echo Net Consortium" (http://www.echonet.gr.jp/).

図3において、パソコン(PC)、DVDレコーダ、ルータ303およびスイッチングハブ304は、IEEE 802.1Q規格(VLAN)に対応している。したがって、各ポートのデータレートが全て同じ(例えば100Mbps)である。ルータ303およびスイッチングハブ304において、特定の出力ポートから出力されるデータレートの合計がそのポートの出力ポートの伝送レートの規格値または実効値を越えないかぎり、入力ポートから入力されたデータは、ルータ303またはスイッチングハブ304内部で失われることなく、全て出力ポートから出力される。   In FIG. 3, a personal computer (PC), a DVD recorder, a router 303, and a switching hub 304 comply with the IEEE 802.1Q standard (VLAN). Therefore, the data rates of all ports are all the same (for example, 100 Mbps). In the router 303 and the switching hub 304, data input from an input port is transmitted to a router unless the sum of data rates output from a specific output port exceeds a standard value or an effective value of a transmission rate of an output port of the port. All are output from the output port without being lost inside the switching hub 303 or the switching hub 304.

スイッチングハブ304に、たとえば8個の入力ポートを介してデータが同時に入力されても、それぞれのデータの出力ポートが異なっていれば、それぞれのデータは、ルータ303またはスイッチングハブ304の内部に設けられたバッファにおいて競合することなく、スイッチングされて出力ポートから出力される。したがって、入力ポートから入力されたデータはパケット落ちすることなく全て出力ポートから出力される。   Even if data is simultaneously input to the switching hub 304 via, for example, eight input ports, if the output ports of the respective data are different, the respective data is provided inside the router 303 or the switching hub 304. The buffer is switched and output from the output port without conflict in the buffer. Therefore, all data input from the input port is output from the output port without dropping packets.

図3では、家屋内の全てのイーサネット(R)のデータレートが100Mbpsであり、1階と2階との間のネットワーク305のデータレートも100Mbpsである。1階の機器と2階の機器との間で複数のデータが流れる場合、各データに対するデータレートの制限がないと、このネットワーク305上を流れるデータレートの合計が100Mbpsを越える可能性があり、MPEG−TSの映像アプリケーションなどのリアルタイムな伝送が必要とされるデータストリームが途切れる可能性がある。   In FIG. 3, the data rate of all Ethernet® in the house is 100 Mbps, and the data rate of the network 305 between the first floor and the second floor is also 100 Mbps. When a plurality of data flows between the equipment on the first floor and the equipment on the second floor, there is a possibility that the total of the data rates flowing on the network 305 exceeds 100 Mbps unless there is a restriction on the data rate for each data. A data stream that requires real-time transmission such as an MPEG-TS video application may be interrupted.

この場合、リアルタイムな伝送が必要とされるデータストリームが途切れないようにするには、伝送データに対して優先制御を行うことが必要である。端末だけでなく、ルータ303およびスイッチングハブ304に、後述するストリーム伝送およびファイル転送の速度制限機構などを導入することによって、リアルタイムな伝送が必要とされるデータストリームを途切れないようにすることができる。   In this case, it is necessary to perform priority control on the transmission data so that the data stream requiring real-time transmission is not interrupted. By introducing a speed limiting mechanism for stream transmission and file transfer, which will be described later, into the router 303 and the switching hub 304 as well as the terminal, it is possible to prevent interruption of a data stream that requires real-time transmission. .

例えば、リアルタイムな伝送が必要とされるMPEG−TSデータの伝送優先度をファイルデータの伝送優先度よりも高くすると、1階のPCと2階のPCとの間でファイル転送を行いながら、同時に、1階のDVDレコーダ、PCまたはTVと、2階のDVDレコーダ、PCまたはTVとの間でMPEG−TSデータを暗号化してリアルタイムで伝送することが可能となる。   For example, if the transmission priority of MPEG-TS data requiring real-time transmission is higher than the transmission priority of file data, the file is transferred between the PC on the first floor and the PC on the second floor at the same time. MPEG-TS data can be encrypted and transmitted in real time between a DVD recorder, PC or TV on the first floor and a DVD recorder, PC or TV on the second floor.

ルータ303またはスイッチングハブ304における伝送速度制限機構は、データ流入制御により実現できる。より具体的には、ルータ303またはスイッチングハブ304の入力データキュー手段において優先度の高いデータと低いデータとを比較して、優先度の高いデータを優先的に出力することにより実現できる。この優先制御方式に用いるバッファ制御ルールとしては、ラウンドロビン方式、流体フェアスケジューリング方式、重み付けフェアスケジューリング方式、自己同期フェアスケジューリング方式、WFFQ方式、仮想時計スケジューリング方式、クラス別スケジューリング方式などがある。これらのスケジューリング方式に関する詳細は、戸田巌著、「ネットワークQoS技術」、平成13年5月25日(第1版)、オーム社刊の第12章などに記述されている。   The transmission rate limiting mechanism in the router 303 or the switching hub 304 can be realized by data inflow control. More specifically, this can be realized by comparing high-priority data with low-priority data in the input data queue means of the router 303 or the switching hub 304 and outputting the high-priority data with priority. Buffer control rules used in the priority control scheme include a round robin scheme, a fluid fair scheduling scheme, a weighted fair scheduling scheme, a self-synchronous fair scheduling scheme, a WFFQ scheme, a virtual clock scheduling scheme, and a class-based scheduling scheme. Details of these scheduling methods are described in Iwao Toda, "Network QoS Technology", May 25, 2001 (first edition), Chapter 12 of Ohmsha, and the like.

(実施の形態1)
図4は、本発明の実施の形態1によるパケット送受信装置401のブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 4 is a block diagram of the packet transmitting / receiving apparatus 401 according to Embodiment 1 of the present invention.

パケット送受信装置401は、DTCP方式に準拠した認証および鍵交換を行い、パケットを送信および受信する。ここで、パケット送受信装置401は、パケット送受信装置401と同様の機能を有する別のパケット送受信装置にパケットを送信し、そのようなパケット送受信装置からのパケットを受信することを想定している。したがって、パケット送受信装置401は、送信パケットの到着先に送信パケットを送信し、受信パケットの送信元から受信パケットを受信する。   The packet transmission / reception device 401 performs authentication and key exchange based on the DTCP method, and transmits and receives a packet. Here, it is assumed that the packet transmitting / receiving apparatus 401 transmits a packet to another packet transmitting / receiving apparatus having the same function as the packet transmitting / receiving apparatus 401 and receives a packet from such a packet transmitting / receiving apparatus. Therefore, the packet transmission / reception device 401 transmits the transmission packet to the destination of the transmission packet, and receives the reception packet from the transmission source of the reception packet.

パケット送受信装置401は、暗号化鍵および復号鍵を生成する認証・鍵交換手段(以下、AKE手段ともよぶ)402と、暗号化鍵を用いて送信データを暗号化することによって暗号化送信データを生成する暗号化手段406と、送信条件関連情報と、送受信管理情報と、受信条件設定情報との少なくとも1つを用いて、送信パケットの送信条件を設定するための送信条件設定情報を生成する送信条件設定管理手段404と、暗号化送信データを用いて、送信パケットを生成するパケット化手段403と、受信条件関連情報およびパケット受信情報の少なくとも一方を用いて、受信パケットの受信条件を設定するための受信条件設定情報を生成する受信条件設定管理手段408と、受信パケットを受信するパケット受信手段405であって、受信条件設定情報を用いて、受信パケットから、受信パケットに含まれる受信データを抽出するとともに、受信パケットからパケット受信情報を生成し、パケット受信情報を認証・鍵交換手段402または受信条件設定管理手段408に出力する、パケット受信手段405と、復号鍵を用いて受信データを復号する復号手段407とを備える。   The packet transmitting / receiving apparatus 401 includes an authentication / key exchange unit (hereinafter, also referred to as an AKE unit) 402 that generates an encryption key and a decryption key, and encrypts the transmission data using the encryption key, thereby transmitting the encrypted transmission data. Using at least one of the generating means 406, transmission condition related information, transmission / reception management information, and reception condition setting information, transmission condition generation information for setting transmission condition of a transmission packet is generated. A condition setting management unit 404, a packetization unit 403 that generates a transmission packet using encrypted transmission data, and a reception condition of a reception packet using at least one of reception condition related information and packet reception information. Receiving condition setting management means 408 for generating receiving condition setting information of the same and packet receiving means 405 for receiving a received packet. Using the reception condition setting information, the reception data included in the reception packet is extracted from the reception packet, the packet reception information is generated from the reception packet, and the packet reception information is authenticated by the authentication / key exchange means 402 or the reception condition setting management means. And a decryption unit 407 for decrypting the received data using a decryption key.

パケット送受信装置401は、送信パケットを用いて送信フレームを生成するフレーム化手段409と、受信フレームを受信するフレーム受信手段410とをさらに備えており、それにより、パケット送受信装置401は、送信パケットを含む送信フレームを送信する送信装置として機能するとともに、受信パケットを含む受信フレームを受信する受信装置としても機能する。   The packet transmitting / receiving apparatus 401 further includes framing means 409 for generating a transmission frame using a transmission packet, and frame receiving means 410 for receiving a reception frame. In addition to functioning as a transmission device that transmits a transmission frame including a received packet, it also functions as a reception device that receives a reception frame including a received packet.

以下に、パケット送受信装置401が、TCP/IPまたはUDP/IPなどを用いて送信フレームを送信する場合について説明する。   Hereinafter, a case where the packet transmitting / receiving apparatus 401 transmits a transmission frame using TCP / IP, UDP / IP, or the like will be described.

送信条件設定管理手段404には、送信条件関連情報と、送受信管理情報と、受信条件設定情報とが入力される。   The transmission condition setting management unit 404 receives transmission condition related information, transmission / reception management information, and reception condition setting information.

送信条件関連情報は、例えば、送信データの種別と、送信先アドレスまたはポート番号の情報と、送信に用いるパス情報(ルーティング情報)と、送信データの帯域と、送信データの送信優先度とを含む。   The transmission condition related information includes, for example, the type of transmission data, information of a transmission destination address or a port number, path information (routing information) used for transmission, transmission data bandwidth, and transmission priority of transmission data. .

送受信管理情報は、送信装置(ローカル)および受信装置(リモート)における機器管理制御データを含む。   The transmission / reception management information includes device management control data in the transmitting device (local) and the receiving device (remote).

より詳細には、送信管理情報は、送信装置(ローカル)および受信装置(リモート)におけるMAC(Media Access Control)アドレスまたは位置情報などの機器管理制御データを含む。位置情報は、例えば、地域コード、住所、郵便番号、あるいは、経度・緯度などに範囲が指定された情報である。位置情報を用いて、認証を行う送信機器と受信機器との範囲を限定することが可能となる。また、送信装置と受信装置との間で送受信されるパケットの片道または往復の伝播時間があらかじめ決められた制限時間より短い時間である場合に、認証を許可することにより認証範囲を制限することも可能である。たとえば、Ethernet(R)方式のIP接続で、RTT(Round Trip Time)が1msec以下である場合にのみ認証を許可することにより認証の範囲を制限することができる。また、802.11a規格または802.11b規格などの無線方式とEthernet(R)規格などの複数の伝送メディアを組み合わせた場合には、それぞれの伝送メディアの伝播遅延特性に応じたRTTを設定して認証を許可することができる。これらの時間の測定は、たとえば、AKEの専用コマンドで行ってもよいし、図5を参照して以下に説明するように、パケット付加情報がタイムスタンプまたは位置情報を含むことによって実現することもできる。   More specifically, the transmission management information includes device management control data such as a MAC (Media Access Control) address or position information at the transmitting device (local) and the receiving device (remote). The position information is, for example, information in which a range is specified in a region code, an address, a postal code, or longitude and latitude. Using the position information, it is possible to limit the range of the transmitting device and the receiving device that perform authentication. Further, when the one-way or round-trip propagation time of a packet transmitted and received between the transmitting device and the receiving device is shorter than a predetermined time limit, the authentication range may be limited by permitting authentication. It is possible. For example, the range of authentication can be limited by permitting authentication only when an RTT (Round Trip Time) is 1 msec or less in an Ethernet (R) IP connection. When a wireless system such as the 802.11a standard or the 802.11b standard is combined with a plurality of transmission media such as the Ethernet (R) standard, the RTT corresponding to the propagation delay characteristics of each transmission medium is set. Authentication can be allowed. The measurement of these times may be performed by, for example, a dedicated command of AKE, or may be realized by the packet additional information including a time stamp or position information as described below with reference to FIG. it can.

さらに、送信装置と受信装置との間の送受信区間において無線伝送区間が存在する場合、その無線伝送区間ではデータを無線LANのセキュリティ方式であるWEPまたはWPA方式によって、データの暗号化およびスクランブル化を行い伝送するモードであることを確認した後に、認証を許可することにより、無線伝送区間でのデータ漏洩による第3者によるデータ解読を防止することができる。   Further, when a wireless transmission section exists in a transmission / reception section between the transmission apparatus and the reception apparatus, data is encrypted and scrambled in the wireless transmission section according to the WEP or WPA scheme which is a security scheme of the wireless LAN. By permitting the authentication after confirming that the mode is the transmission mode, it is possible to prevent a third party from decrypting data due to data leakage in the wireless transmission section.

受信条件設定情報は、受信装置の受信状況を受信装置から送信装置にフィードバックする情報を含む。この情報は、受信条件設定管理手段408から送信条件設定管理手段404に入力される。   The reception condition setting information includes information for feeding back the reception status of the receiving device from the receiving device to the transmitting device. This information is input from the reception condition setting management unit 408 to the transmission condition setting management unit 404.

送信条件設定管理手段404は、送信条件関連情報と、送受信管理情報と、受信条件関連情報との少なくとも1つを用いて、送信条件設定情報を生成する。送信条件関連情報は、パケット送受信装置の位置情報と、送信パケットの到着先の位置情報または受信パケットの送信元の位置情報との少なくとも一方を含んでいる。   The transmission condition setting management unit 404 generates transmission condition setting information using at least one of the transmission condition related information, the transmission / reception management information, and the reception condition related information. The transmission condition related information includes at least one of the position information of the packet transmitting / receiving device, the position information of the destination of the transmission packet, and the position information of the transmission source of the reception packet.

送信条件設定管理手段404にて生成された送信条件設定情報を用いて、パケット化手段403およびフレーム化手段409では、ヘッダおよびペイロードなどが設定される。送信条件設定管理手段404は、また、送信条件設定情報をパケット化手段403、および、パケット化手段403に含まれるパケット付加情報生成手段411に出力する。   Using the transmission condition setting information generated by the transmission condition setting management unit 404, the packetizing unit 403 and the framing unit 409 set a header and a payload. The transmission condition setting management unit 404 also outputs the transmission condition setting information to the packetization unit 403 and the packet additional information generation unit 411 included in the packetization unit 403.

AKE手段402には、認証・鍵交換設定情報(以下、AKE設定情報ともよぶ)が入力される。AKE手段402から、このAKE設定情報に関連した認証・鍵交換関連情報(以下、AKE関連情報ともよぶ)がパケット付加情報生成手段411に入力される。認証・鍵交換関連情報は、例えば、伝送時における暗号化送信データの暗号化状態を表すコピー保護情報と、暗号化鍵変更情報とを含む。   The AKE means 402 receives authentication / key exchange setting information (hereinafter, also referred to as AKE setting information). Authentication / key exchange related information (hereinafter also referred to as AKE related information) related to the AKE setting information is input from the AKE means 402 to the packet additional information generating means 411. The authentication / key exchange related information includes, for example, copy protection information indicating the encryption state of the encrypted transmission data during transmission, and encryption key change information.

暗号化手段406には、例えば、MPEG−TSが、入力ストリームとして入力される。暗号化手段406は、MPEG−TSの一部を送信データとし、AKE手段402にて生成された暗号化鍵を用いて送信データを暗号化することによって暗号化送信データを生成する。暗号化送信データは、暗号化手段406からパケット化手段403に出力される。   For example, MPEG-TS is input to the encryption unit 406 as an input stream. The encryption unit 406 generates encrypted transmission data by using a part of the MPEG-TS as transmission data and encrypting the transmission data using the encryption key generated by the AKE unit 402. The encrypted transmission data is output from the encryption unit 406 to the packetization unit 403.

パケット化手段403は送信条件設定管理手段404において生成された送信条件設定情報に基づいて、暗号化送信データを用いて、送信パケットを生成する。   The packetizing unit 403 generates a transmission packet using the encrypted transmission data based on the transmission condition setting information generated by the transmission condition setting management unit 404.

パケット化手段403は、パケット付加情報生成手段411を含み、パケット付加情報生成手段411は、送信条件設定情報および認証・鍵交換関連情報の少なくとも1つを用いてパケット付加情報を生成する。   The packetizing means 403 includes a packet additional information generating means 411, and the packet additional information generating means 411 generates packet additional information using at least one of transmission condition setting information and authentication / key exchange related information.

パケット化手段403は、暗号化送信データを所定の大きさに変換し、IETFでIPv4またはIPv6として規定されているIP(Internet Protocol)ヘッダを付加してもよく、IPv4ヘッダのサービスタイプフィールド、または、サービスタイプフィールド内のTOS(Type of Service)フィールドに優先パケットであることを示す情報を付加してもよく、また、IPv6ヘッダのプライオリティフィールドに優先パケットであることを示す情報を付加してもよい。   The packetizing means 403 may convert the encrypted transmission data into a predetermined size and add an IP (Internet Protocol) header specified by the IETF as IPv4 or IPv6, or a service type field of the IPv4 header or Alternatively, information indicating a priority packet may be added to a TOS (Type of Service) field in a service type field, or information indicating a priority packet may be added to a priority field of an IPv6 header. Good.

パケット付加情報生成手段411にて生成されたパケット付加情報は、パケット化手段403に入力され、暗号化送信データに付加される。より具体的には、パケット付加情報は、TCP/IPまたはUDP/IPプロトコルのヘッダの一部として暗号化送信データに付加され、送信パケットが生成される。   The packet additional information generated by the packet additional information generating unit 411 is input to the packetizing unit 403 and is added to the encrypted transmission data. More specifically, the packet addition information is added to the encrypted transmission data as a part of the header of the TCP / IP or UDP / IP protocol to generate a transmission packet.

送信パケットには、また、AKE手段402におけるDTCP方式のコピー制御情報として、暗号化モード情報が付加される。   To the transmission packet, encryption mode information is added as DTCP copy control information in the AKE unit 402.

送信パケットは、さらに、フレーム化手段409においてMACヘッダが付加されて、イーサネット(R)フレームが生成され、イーサネット(R)フレームは、送信フレームとしてフレーム化手段409からネットワークに出力される。   The transmission packet is further added with a MAC header in the framing unit 409 to generate an Ethernet (R) frame, and the Ethernet (R) frame is output from the framing unit 409 to the network as a transmission frame.

なお、コンテンツのコピー制御情報をCGI(Copy Control Information)、伝送における暗号化を表すコピー保護情報をEMI(Encryption Mode Indicator)とよぶ。一般的には、EMIはCGIと同等またはより強い保護モードが用いられる。   The content copy control information is referred to as CGI (Copy Control Information), and the copy protection information indicating encryption in transmission is referred to as EMI (Encryption Mode Indicator). Generally, EMI uses a protection mode equivalent to or stronger than CGI.

次に、パケット送受信装置401が受信フレームを受信する場合について説明する。   Next, a case where the packet transmitting / receiving apparatus 401 receives a reception frame will be described.

フレーム受信手段410は、ネットワークを介して受信フレームを受信する。フレーム受信手段410は、受信フレームに含まれるMACヘッダを抽出し、抽出したMACヘッダに基づいてフィルタリングを行い、フィルタリングによって得られたIPパケットをパケット受信手段405に出力する。   The frame receiving means 410 receives a received frame via a network. The frame receiving unit 410 extracts a MAC header included in the received frame, performs filtering based on the extracted MAC header, and outputs an IP packet obtained by the filtering to the packet receiving unit 405.

パケット受信手段405では、IPパケットのIPパケットヘッダなどを識別することによって、フィルタリングを行い、パケット受信情報を生成する。フィルタリングによって、パケット受信情報として得られたAKE情報は、パケット受信手段405に含まれるパケット付加情報抽出手段412に入力される。パケット付加情報抽出手段412は、受信パケットからパケット付加情報を抽出し、抽出したパケット付加情報はAKE手段402に出力される。   The packet receiving unit 405 performs filtering by identifying an IP packet header or the like of the IP packet, and generates packet reception information. AKE information obtained as packet reception information by filtering is input to the packet additional information extraction unit 412 included in the packet reception unit 405. The packet additional information extracting unit 412 extracts the packet additional information from the received packet, and outputs the extracted packet additional information to the AKE unit 402.

このように、送信装置のAKE手段と、受信装置のAKE手段とは、ネットワークを介して1対1に接続することができるので、通信プロトコルを介してお互いにメッセージを交換することができる。   As described above, since the AKE unit of the transmitting device and the AKE unit of the receiving device can be connected one-to-one via a network, messages can be exchanged with each other via a communication protocol.

AKE手段402は、パケット送受信装置401の位置情報と、送信パケットの到着先の位置情報または受信パケットの送信元の位置情報とが、あらかじめ決められた条件に合致する時に、認証を許可する。   The AKE unit 402 permits authentication when the position information of the packet transmitting / receiving device 401 and the position information of the destination of the transmission packet or the position information of the source of the reception packet match predetermined conditions.

AKE手段402は、例えば、パケット送受信装置401と、送信パケットの到着先または受信パケットの送信元との間で、パケット送受信装置401から送信パケットの到着先または受信パケットの受信元までの片道または往復の伝播時間があらかじめ決められた制限時間より短い時間である場合に、認証を許可する。   The AKE means 402 is, for example, one-way or round-trip from the packet transmitting / receiving apparatus 401 to the destination of the transmitted packet or the source of the received packet between the packet transmitting / receiving apparatus 401 and the destination of the transmitted packet or the source of the received packet. If the propagation time is shorter than a predetermined time limit, authentication is permitted.

あるいは、AKE手段402は、パケット送受信装置401と、送信パケットの到着先または受信パケットの送信元との間の送受信区間において無線伝送区間が存在する場合、無線伝送区間ではデータをスクランブルして伝送するモードであることを確認する場合に、認証を許可してもよい。   Alternatively, if there is a wireless transmission section in a transmission / reception section between the packet transmission / reception device 401 and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet, the AKE section 402 scrambles and transmits the data in the wireless transmission section. When confirming the mode, authentication may be permitted.

したがって、二つのAKE手段の設定手順に従い、認証および鍵交換を実行することができる。   Therefore, authentication and key exchange can be executed according to the setting procedure of the two AKE units.

送信装置として機能するパケット送受信装置と、受信装置として機能するパケット送受信装置との間で認証および鍵交換が成立した後、送信装置は、暗号化したAVデータを送信する。   After authentication and key exchange are established between the packet transmitting / receiving apparatus functioning as a transmitting apparatus and the packet transmitting / receiving apparatus functioning as a receiving apparatus, the transmitting apparatus transmits the encrypted AV data.

送信装置としては、MPEG−TSデータが暗号化手段406に入力され、暗号化手段406は、MPEG−TSを暗号化した暗号化MPEG−TSデータを生成する。この暗号化MPEG−TSデータは、パケット化手段403に入力され、パケット化手段403においてTCP/IPプロトコルのヘッダが付加されて、送信パケットが生成される。   As the transmission device, the MPEG-TS data is input to the encryption unit 406, and the encryption unit 406 generates encrypted MPEG-TS data obtained by encrypting the MPEG-TS. The encrypted MPEG-TS data is input to the packetizing unit 403, and the packetizing unit 403 adds a TCP / IP protocol header to generate a transmission packet.

フレーム化手段409では、802.1Q(VLAN)方式を用いて、送信パケットにさらにMACヘッダが付加されて、イーサネット(R)フレームに変換され、送信フレームが生成される。このように生成された送信フレームは、ネットワークに出力される。   The framing unit 409 adds a MAC header to the transmission packet using the 802.1Q (VLAN) method, converts the packet into an Ethernet (R) frame, and generates a transmission frame. The transmission frame generated in this way is output to the network.

ここで、MACヘッダ内のTCI(Tag Control Informaition)内のPriority(ユーザ優先度)を高く設定することにより、ネットワーク伝送の優先度を一般のデータよりも高くすることができる。   Here, by setting a higher Priority (user priority) in TCI (Tag Control Information) in the MAC header, the priority of network transmission can be made higher than that of general data.

受信装置では、ネットワークより入力する信号がフレーム受信手段410でMACヘッダを元にフィルタリングされ、IPパケットとしてパケット受信手段405に入力される。パケット受信手段405でパケットヘッダなどの識別によりフィルタリングされ、復号手段407に入力され、復号されたMPEG−TSが出力される。   In the receiving device, the signal input from the network is filtered by the frame receiving unit 410 based on the MAC header, and is input to the packet receiving unit 405 as an IP packet. The packet is filtered by the packet receiving unit 405 based on the identification of the packet header or the like, input to the decoding unit 407, and the decoded MPEG-TS is output.

なお、送信条件設定管理手段404には、受信条件設定管理手段408から受信条件設定情報として、受信状況を送信装置にフィードバックするための情報が入力され、送信条件設定管理手段404は、これに基づいて、送信条件設定情報を生成し、送信条件設定情報に基づいて、パケット化手段403およびフレーム化手段409で生成するヘッダおよびペイロードが設定される。   Note that information for feeding back the reception status to the transmitting device is input to the transmission condition setting management unit 404 from the reception condition setting management unit 408 as the reception condition setting information, and the transmission condition setting management unit 404 receives the information based on the information. Then, transmission condition setting information is generated, and a header and a payload generated by the packetizing means 403 and the framing means 409 are set based on the transmission condition setting information.

図5は、MPEG−TSを用いてパケット、さらには、フレームを生成して、伝送する場合のパケット形式の一例を示す模式図である。ここで、MPEG−TSは、ISO/IBC 13818に準拠している。また、MPEG−TSは、ARIB規格、ARIB TR−B14、ARIB TR−B15、または、ARIB STD−B21に基づく信号形式でもよい。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a packet format when a packet and a frame are generated and transmitted using MPEG-TS. Here, MPEG-TS conforms to ISO / IBC 13818. The MPEG-TS may be a signal format based on the ARIB standard, ARIB TR-B14, ARIB TR-B15, or ARIB STD-B21.

入力ストリームとして入力されるMPEG−TSは、188バイト毎に分断され、188バイトのMPEG−TSには6バイトのタイムコード(TC(Time Code)が付加されて、194バイトの単位が形成される。ここで、TCは、42ビットのタイムスタンプと6ビットのベースクロックID(BCID(Base Clock ID))とを含んでいる。   The MPEG-TS input as an input stream is divided into 188 bytes, and a 194-byte unit is formed by adding a 6-byte time code (TC (Time Code)) to the 188-byte MPEG-TS. Here, the TC includes a 42-bit time stamp and a 6-bit base clock ID (BCID (Base Clock ID)).

BCIDによって、タイムスタンプの周波数情報を表すことができる。
例えば、
(ケース1)BCIDが0x00の場合は、タイムスタンプの周波数情報はない、(ケース2)BCIDが0z01の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては27MHz(MPEG2のシステムクロック周波数)である、
(ケース3)また、BCIDが0x02の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては90kHz(MPEG1で使用されるクロック周波数)である、
(ケース4)BCIDが0x03の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては24.576MHz(IEEE 1394で使用されるクロック周波数)である、
(ケース5)BCIDが0x04の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては100MHz(イーサネット(R)で使用される周波数)である。
The BCID can represent time stamp frequency information.
For example,
(Case 1) When BCID is 0x00, there is no time stamp frequency information. (Case 2) When BCID is 0z01, the time stamp frequency information is 27 MHz (MPEG2 system clock frequency).
(Case 3) When the BCID is 0x02, the frequency information of the time stamp is 90 kHz (clock frequency used in MPEG1).
(Case 4) When the BCID is 0x03, the time stamp frequency information is 24.576 MHz (clock frequency used in IEEE 1394).
(Case 5) When the BCID is 0x04, the frequency information of the time stamp is 100 MHz (frequency used in Ethernet (R)).

194バイト単位のデータを2つあわせて暗号化して暗号化データが生成され、さらに、その暗号化データに7バイトのパケット付加情報を付加すると、RTPプロトコルのペイロードが形成される。   Two pieces of 194-byte data are encrypted together to generate encrypted data, and when 7-byte packet additional information is added to the encrypted data, a payload of the RTP protocol is formed.

ここでは、パケット付加情報は、2ビットのEMI(Encryption Mode Indicator)と、1ビットのO/E(Odd/Even)と13ビットのReserved Dataと、40ビットのタイムスタンプまたは位置情報を含んでいる。EMIおよびO/EはDTCP方式で規定されている。なお、O/Eの代わりに、DTCPのシード情報(Nc)を用いてもよい。   Here, the packet additional information includes 2-bit EMI (Encryption Mode Indicator), 1-bit O / E (Odd / Even), 13-bit Reserved Data, and 40-bit time stamp or position information. . EMI and O / E are defined by the DTCP system. Note that DTCP seed information (Nc) may be used instead of O / E.

パケット付加情報生成手段411(図4参照)が、AKE関連情報を用いて、EMIおよびO/Eを生成する。   The packet additional information generation means 411 (see FIG. 4) generates EMI and O / E using the AKE related information.

タイムスタンプまたは位置情報は、送信条件設定情報を用いてパケット付加情報生成手段411(図4参照)にて生成された情報であり、Reserved Dataの後に続けて配置されている。タイムスタンプまたは位置情報は、また、O/EとReserved Dataとの間に配置されてもよい。   The time stamp or the position information is information generated by the packet additional information generating unit 411 (see FIG. 4) using the transmission condition setting information, and is arranged after Reserved Data. The time stamp or location information may also be located between O / E and Reserved Data.

位置情報は、例えば、地域コード、住所、郵便番号、または、経度・緯度により範囲が指定された情報である。   The position information is, for example, information in which a range is designated by a region code, an address, a postal code, or longitude and latitude.

ここでは、パケット付加情報は7バイトであったが、パケット付加情報は7バイトに限定されるものではない。   Here, the packet additional information is 7 bytes, but the packet additional information is not limited to 7 bytes.

パケット付加情報は、タイムスタンプまたは位置情報を含んでなくてもよい。その場合、パケット付加情報は、2バイトとなる。   The packet additional information may not include a time stamp or location information. In that case, the packet additional information is 2 bytes.

暗号化データに7バイトのパケット付加情報を付加すると、RTPプロトコルのペイロードが形成され、ヘッダとしてRTPヘッダが付加されると、RTPプロトコルが形成される。   When 7-byte packet additional information is added to the encrypted data, a payload of the RTP protocol is formed. When an RTP header is added as a header, the RTP protocol is formed.

RTPプロトコルは、TCPパケットまたはUDPパケットのペイロードであり、ヘッダとして、TCPヘッダまたはUDPヘッダが付加されると、TCPパケットまたはUDPパケットが形成される。   The RTP protocol is a payload of a TCP packet or a UDP packet. When a TCP header or a UDP header is added as a header, a TCP packet or a UDP packet is formed.

TCPパケットまたはUDPパケットは、IPパケットのペイロードであり、ヘッダとしてIPヘッダが付加されると、IPパケットが生成される。ここで、IPヘッダは、IETFでIPv4またはIPv6として規定されている。   The TCP packet or the UDP packet is a payload of the IP packet. When the IP header is added as a header, the IP packet is generated. Here, the IP header is defined in the IETF as IPv4 or IPv6.

さらにこのIPパケットはMACフレームのペイロードであり、ヘッダとしてイーサネット(R)ヘッダが付加されると、イーサネット(R)パケットが生成される。   Further, this IP packet is a payload of a MAC frame. When an Ethernet (R) header is added as a header, an Ethernet (R) packet is generated.

イーサネット(R)ヘッダとしては、図5に示すように、標準的なイーサネット(R)ヘッダとIEEE 802.1Q(VLAN)により拡張されたイーサネット(R)ヘッダの両方が適用可能である。   As shown in FIG. 5, both a standard Ethernet (R) header and an Ethernet (R) header extended by IEEE 802.1Q (VLAN) can be applied as the Ethernet (R) header.

標準的なイーサネット(R)ヘッダは14バイトであり、6バイトのDA(Destination Address)と、6バイトのSA(Source Address)と、2バイトの長さ/タイプを示す情報とを含む。   A standard Ethernet header is 14 bytes and includes 6 bytes of DA (Destination Address), 6 bytes of SA (Source Address), and 2 bytes of information indicating length / type.

802.1Qで拡張されたイーサネット(R)ヘッダは18バイトあり、802.1Qで拡張されたイーサネット(R)ヘッダは、SAと長さ/タイプを示す情報との間に4バイトの802.1q拡張部が設けられている点で標準的なイーサネット(R)ヘッダと異なる。   The Ethernet header extended by 802.1Q has 18 bytes, and the Ethernet header extended by 802.1Q has a 4-byte 802.1q between SA and information indicating the length / type. It differs from the standard Ethernet header in that an extension is provided.

802.1q拡張部は、2バイトのTPID(Tag Control ID)と、VLAN優先度を示す2バイトのTCI(Tag Contorol Information)とを含む。   The 802.1q extension unit includes a 2-byte Tag Control ID (TPID) and a 2-byte Tag Control Information (TCI) indicating VLAN priority.

TCIは、3ビットのPriority(User Priority)と、1ビットのCFI(Canonical Format Indicator)と、12ビットのVID(VLAN Identifier)とを含む。   The TCI includes 3-bit Priority (User Priority), 1-bit CFI (Canonical Format Indicator), and 12-bit VID (VLAN Identifier).

Priorityの使用法は、ISO/IEC 15802−3で規定されており、このPriorityのフラグを用いて、イーサネット(R)フレームの優先度を設定することができる。   The usage of Priority is defined in ISO / IEC 15802-3, and the priority of the Ethernet (R) frame can be set using the Priority flag.

次に、図6のプロトコルスタックを参照して上記手順を更に詳細に説明する。   Next, the above procedure will be described in more detail with reference to the protocol stack of FIG.

図6は、本発明の実施の形態1によるプロトコルスタックを説明するための模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a protocol stack according to the first embodiment of the present invention.

図6の左端には、OSI(Open Systems Interconnection)モデルの階層を示している。この階層は、下層から順に、リンク層、ネットワーク層、トランスミッション層、アプリケーション層となっている。   The hierarchy of the OSI (Open Systems Interconnection) model is shown at the left end of FIG. This layer is a link layer, a network layer, a transmission layer, and an application layer in order from the lower layer.

まず、送信装置から受信装置に暗号化データがデータポートを介して、また、データのAKE関連情報がAKEポートを介して送信される。   First, encrypted data is transmitted from a transmitting device to a receiving device via a data port, and AKE-related information of the data is transmitted via an AKE port.

受信装置では、データのコピー保護情報を解析して、認証方式を決定し、認証要求を送信装置に送る。   The receiving device analyzes the copy protection information of the data, determines an authentication method, and sends an authentication request to the transmitting device.

次に、送信装置では、乱数が発生され、この乱数を所定の関数に入力し、交換鍵を作成する。交換鍵の情報を所定の関数に入力すると、認証鍵が生成される。   Next, the transmitting device generates a random number, inputs the random number to a predetermined function, and creates an exchange key. When the information of the exchange key is input to a predetermined function, an authentication key is generated.

受信装置でも所定の処理を行うことによって認証鍵が生成され、それにより、送信装置および受信装置は認証鍵を共有する。   The receiving device also generates an authentication key by performing a predetermined process, whereby the transmitting device and the receiving device share the authentication key.

なお、ここで暗号化を行うために使用する情報は、例えば、送信装置の独自情報(機器ID、機器の認証情報、マックアドレスなど)、秘密鍵、公開鍵、外部から与えられた情報などを1つ以上組み合わせて生成した情報であり、DES方式またはAES方式などの暗号化強度の強い暗号化方式を用いることによって、強固な暗号化が可能である。   Here, the information used to perform the encryption includes, for example, unique information of the transmission device (e.g., device ID, device authentication information, and Mac address), a secret key, a public key, and information given from outside. This is information generated by combining one or more types, and strong encryption is possible by using an encryption method with a high encryption strength such as the DES method or the AES method.

次いで、送信装置は認証鍵を用いて交換鍵を暗号化して暗号化交換鍵を生成し、暗号化交換鍵を受信装置に送信する。受信装置は、認証鍵を用いて、暗号化交換鍵を交換鍵に復号する。また、交換鍵と初期鍵更新情報を所定の関数に入力し、暗号化鍵(復号鍵)を生成する。   Next, the transmitting device encrypts the exchange key using the authentication key to generate an encrypted exchange key, and transmits the encrypted exchange key to the receiving device. The receiving device decrypts the encrypted exchange key into an exchange key using the authentication key. In addition, the exchange key and the initial key update information are input to a predetermined function to generate an encryption key (decryption key).

なお、送信装置は、暗号化鍵を時間的に変化させるために、時間とともに変更する鍵更新情報を生成し、この鍵更新情報を受信装置に送信する。   The transmitting device generates key update information that changes with time in order to change the encryption key with time, and transmits the key update information to the receiving device.

送信装置では、コンテンツデータであるMPEG−TSは暗号化鍵により暗号化され、暗号化データが生成される。そして暗号化データは、前述したEMI、O/EとともにAVデータとしてTCP(またはUDP)パケットのペイロードとなり、TCP(またはUDP)パケットが生成される。さらにこのTCP(またはUDP)パケットはIPパケットのペイロードとして使用され、IPパケットが生成される。さらにこのIPパケットはMACフレームのペイロードとして使用され、イーサネット(R)MACフレームが生成される。   In the transmitting device, the MPEG-TS, which is the content data, is encrypted using an encryption key to generate encrypted data. Then, the encrypted data becomes a payload of a TCP (or UDP) packet as AV data together with the above-described EMI and O / E, and a TCP (or UDP) packet is generated. Further, the TCP (or UDP) packet is used as a payload of the IP packet, and an IP packet is generated. Further, this IP packet is used as a payload of a MAC frame, and an Ethernet MAC frame is generated.

なお、MACは、イーサネット(R)の規格であるIEEE 802.3規格だけでなく、無線LANの規格であるIEEE 802.11規格のMACにも適用できる。   The MAC can be applied not only to the IEEE 802.3 standard that is the Ethernet (R) standard, but also to the MAC of the IEEE 802.11 standard that is the wireless LAN standard.

イーサネット(R)MACフレームは、イーサネット(R)上を送信装置から受信装置に伝送される。受信装置は、所定の手順に従って暗号化鍵(復号鍵)を生成する。そして、受信したイーサネット(R)MACフレームからIPパケットをフィルタリングする。さらにIPパケットからTCP(またはUDP)パケットを抽出する。そして、TCP(またはUDP)パケットからAVデータを抽出し、交換鍵と鍵変更情報を用いて生成された暗号化鍵(復号鍵)により、データ(MPEG−TS)が復号される。   The Ethernet (R) MAC frame is transmitted from the transmitting device to the receiving device on the Ethernet (R). The receiving device generates an encryption key (decryption key) according to a predetermined procedure. Then, an IP packet is filtered from the received Ethernet MAC frame. Further, a TCP (or UDP) packet is extracted from the IP packet. Then, AV data is extracted from the TCP (or UDP) packet, and the data (MPEG-TS) is decrypted with an encryption key (decryption key) generated using the exchange key and the key change information.

AKE手段402が復号鍵を更新するタイミングを示すタイミング情報は、送信パケットに付加されていることが好ましい。その場合、AKE手段402が復号鍵を更新するタイミングは、送信パケットのTCPポート番号、またはUDPポート番号を変化させることによって通知されてもよい。   It is preferable that the timing information indicating the timing at which the AKE unit 402 updates the decryption key is added to the transmission packet. In this case, the timing at which the AKE unit 402 updates the decryption key may be notified by changing the TCP port number or the UDP port number of the transmission packet.

送信パケットがHTTPを使用している場合、AKE手段402が復号鍵を更新するタイミングは、HTTPリクエスト毎に更新されるか、または、一定のデータ量毎に変化されてもよい。   When the transmission packet uses HTTP, the timing at which the AKE unit 402 updates the decryption key may be updated for each HTTP request, or may be changed for each fixed amount of data.

あるいは、送信パケットがRTPを使用している場合、AKE手段402が復号鍵を更新するタイミングは、予め決められた期間(例えば、60秒)内に更新されてもよい。   Alternatively, when the transmission packet uses RTP, the timing at which the AKE unit 402 updates the decryption key may be updated within a predetermined period (for example, 60 seconds).

以上のように、MPEG−TSなどのデータを送信装置で暗号化して、HTTP/TCP/IPまたはRTP/UDP/IPなどにより、IPパケットをネットワークを介して伝送し、受信装置で元のデータに復号することが可能である。なお、前述したO/Eまたはシード情報(Nc)は、一定の規則、例えば、HTTPリクエスト毎、または、一定量のAVデータ毎(例えば、1MB毎)、あるいは、予め決められた一定時間内に更新すると、よりセキュリティを向上させることができる。   As described above, data such as MPEG-TS is encrypted by the transmission device, and the IP packet is transmitted via the network by HTTP / TCP / IP or RTP / UDP / IP, and is converted to the original data by the reception device. It is possible to decrypt. The above-mentioned O / E or seed information (Nc) is transmitted in a certain rule, for example, every HTTP request, every certain amount of AV data (for example, every 1 MB), or within a predetermined time. Updating can further improve security.

ここで、再び図3を参照して、スイッチングハブを用いたネットワークトポロジーを変更することにより、ストリーム伝送とファイル転送を共存させることができることを説明する。   Here, with reference to FIG. 3 again, it will be described that the stream transmission and the file transfer can coexist by changing the network topology using the switching hub.

例えば、1階と2階との間のネットワーク305のデータレートを100Mbpsから1Gbpsに拡張することによって、1階のPCと2階のPCとの間でのファイル転送を行いながら、同時に、1階のDVDレコーダ、PCまたはTVと、2階のDVDレコーダ、PCまたはTVとの間でMPEG−TSを暗号化してリアルタイムで伝送することができる。   For example, by extending the data rate of the network 305 between the first floor and the second floor from 100 Mbps to 1 Gbps, while performing file transfer between the first floor PC and the second floor PC, at the same time, the first floor MPEG-TS can be encrypted and transmitted in real time between a DVD recorder, PC or TV on the second floor and a DVD recorder, PC or TV on the second floor.

例えば、8つの100Mbpsのポートと、1つの1Gbpsのポートとを有する、市販されているスイッチングハブを用い、1階のネットワーク構成301と、2階のネットワーク構成302とを接続するネットワーク305に1Gbpsのポートを接続し、残りの8つの100MbpsのポートにTVなどのAV機器を接続する。100Mbpsのポートは8つなので、8つのポートにデータがそれぞれ最大100Mbpsで入力されて1つのポートから出力される場合であっても、入力ポートの合計データレートは100Mbps×8ch=800Mbpsであり、1Gbpsより小さいため、8つの入力ポートから入力されたデータはスイッチングハブ内部で失われることなく、全て1Gbpsの出力ポートから出力される。   For example, a commercially available switching hub having eight 100 Mbps ports and one 1 Gbps port is used, and a 1 Gbps network is connected to a network 305 connecting the first floor network configuration 301 and the second floor network configuration 302. The ports are connected, and AV devices such as TVs are connected to the remaining eight 100 Mbps ports. Since there are eight 100 Mbps ports, the total data rate of the input ports is 100 Mbps × 8 ch = 800 Mbps, even if data is input to each of the eight ports at a maximum of 100 Mbps and output from one port, and 1 Gbps Since it is smaller, the data input from the eight input ports are all output from the 1 Gbps output port without being lost inside the switching hub.

したがって、1階のAV機器から出力されるデータの全てを、ネットワーク305を介して、2階に伝送することが可能である。また、反対に、2階のAV機器から出力されるデータの全てを、ネットワーク305を介して1階に伝送することが可能である。   Therefore, all of the data output from the AV equipment on the first floor can be transmitted to the second floor via the network 305. Conversely, all data output from the AV equipment on the second floor can be transmitted to the first floor via the network 305.

以上のようなスイッチングハブを用いることによって、データのリアルタイム伝送とファイル転送とを同時に行うことができる。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2によるパケット送受信装置401Aのブロック図である。
By using the switching hub as described above, real-time data transmission and file transfer can be performed simultaneously.
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 401A according to Embodiment 2 of the present invention.

パケット送受信装置401Aは、送信キュー制御手段601と、第1のキュー手段602と、第2のキュー手段603とをさらに備える点を除いて、実施の形態1において図4を参照して説明したパケット送受信装置401と同様の構成を有している。以下の説明では、説明を簡略化する目的で、主に、送信キュー制御手段601と、第1のキュー手段602と、第2のキュー手段603について説明する。   The packet transmitting / receiving apparatus 401A includes the transmission queue control unit 601, the first queue unit 602, and the second queue unit 603, except that the packet transmission / reception device 401A includes the packet described in the first embodiment with reference to FIG. It has the same configuration as the transmitting / receiving device 401. In the following description, the transmission queue control unit 601, the first queue unit 602, and the second queue unit 603 will be mainly described for the purpose of simplifying the description.

パケット化手段403は、一般データにTCP/IPプロトコル処理をして、第1のパケットを生成し、第1のパケットを第1のキュー手段602に出力する。ここで、一般データとは、例えば、送信条件設定情報およびAKE関連情報である。   The packetizing unit 403 performs a TCP / IP protocol process on the general data to generate a first packet, and outputs the first packet to the first queue unit 602. Here, the general data is, for example, transmission condition setting information and AKE related information.

第1のキュー手段602は、第1のパケットを一時的に蓄積する。   The first queue unit 602 temporarily stores the first packet.

パケット化手段403は、また、暗号化手段406にて生成された暗号化送信データにTCP/IPプロトコル処理をして、第2のパケットを生成し、第2のパケットを第2のキュー手段603に出力する。   The packetizing unit 403 also performs TCP / IP protocol processing on the encrypted transmission data generated by the encrypting unit 406 to generate a second packet, and stores the second packet in the second queue unit 603. Output to

第2のキュー手段603は、第2のパケットを一時的に蓄積する。   The second queue unit 603 temporarily stores the second packet.

ここで、パケット化手段403は、一般データを用いて第1のパケットを生成しているのに対し、コンテンツデータである暗号化送信データを用いて第2のパケットを生成している。   Here, the packetizing means 403 generates the first packet using the general data, while generating the second packet using the encrypted transmission data which is the content data.

送信キュー制御手段602は、送信条件設定情報に基づいて、第1のキュー手段602と第2のキュー手段603とにパケットが一時的に蓄積されている場合に、どちらのパケットを優先的に出力するかを制御する。   When the packets are temporarily stored in the first queue means 602 and the second queue means 603, the transmission queue control means 602 outputs which packet has priority based on the transmission condition setting information. Control what to do.

具体的には、送信キュー制御手段601は、第1のパケットまたは第2のパケットの送信経路に関する情報と、第1のパケットまたは第2のパケットを送信するのに必要な帯域幅に関する情報と、送信パケットの送信から到着までの遅延に関する情報と、第1のパケットまたは第2のパケットの優先度に関する情報とのうち少なくとも1つの情報を用いて、第1のキュー手段に蓄積された第1のパケットおよび第2のキュー手段に蓄積された第2のパケットのいずれを送信するかを制御する。   Specifically, the transmission queue control unit 601 includes information on a transmission path of the first packet or the second packet, information on a bandwidth required to transmit the first packet or the second packet, Using at least one of information on delay from transmission of a transmission packet to arrival and information on the priority of the first packet or the second packet, the first queue stored in the first queue unit is used. It controls which of the packet and the second packet stored in the second queue means is transmitted.

送信キュー制御手段602は、通常状態では、一般データよりもMPEG−TSなどのコンテンツデータを優先的に出力するように第1のキュー手段602および第2のキュー手段603を制御する。すなわち、送信キュー制御手段602は、コンテンツデータである暗号化送信データを、一般データよりも優先させる優先データとして取り扱う。   In a normal state, the transmission queue control unit 602 controls the first queue unit 602 and the second queue unit 603 so that content data such as MPEG-TS is output with higher priority than general data. That is, the transmission queue control unit 602 treats the encrypted transmission data, which is the content data, as priority data that gives priority to general data.

優先データは、例えば、MPTE 259M規格で規定された非圧縮SD方式信号、または、SMPTE 292M規格で規定された非圧縮HD形式、または、IEC 61883規格で規定されたIEEE1394によるDVまたはMPEG−TSの伝送ストリーム形式、または、DVB規格A010で規定されたDVB−ASIによるMPEG−TS形式、MPEG−PS形式、MPEG−ES形式、MPEG−PES形式の内の少なくとも一つのデータストリーム形式である。   The priority data is, for example, an uncompressed SD signal defined by the MPTE 259M standard, an uncompressed HD format defined by the SMPTE 292M standard, or DV or MPEG-TS based on IEEE 1394 defined by the IEC 61883 standard. It is a transmission stream format or at least one data stream format of the MPEG-TS format, MPEG-PS format, MPEG-ES format, and MPEG-PES format according to DVB-ASI defined by DVB standard A010.

送信キュー制御手段601は、IETF rfc2205、rfc2208、rfc2209で記載されたRSVP方式、IETF rfc2210、rfc2211、2212,rfc2215で記載されたIntserv方式、IETF rfc2474、rfc2475、rfc2597、rfc2598で記載されたDiffserv方式のいずれか1つの制御方式を使用してもよい。   The transmission queue control unit 601 uses the RSVP method described in IETF rfc2205, rfc2208, and rfc2209, the Intserv method described in IETF rfc2210, rfc2211, 2212, and rfc2215, and the method described in IETF rfc2474, rfc2475, and rfc2597 in fc25, and rfc25 in fc25. Any one of the control methods may be used.

フレーム化手段409は、第1のキュー手段602または第2のキュー手段603からそれぞれ出力された第1のパケットまたは第2のパケットを用いて、送信フレームを生成し、ネットワークに送信フレームを出力する。   The framing unit 409 generates a transmission frame using the first packet or the second packet output from the first queue unit 602 or the second queue unit 603, respectively, and outputs the transmission frame to the network. .

送信キュー制御手段601は、第1のキュー手段602から送信される第1のパケットと第2のキュー手段603から送信される第2のパケットとの間隔を平均化するように第1のキュー手段および第2のキュー手段を制御してもよい。   The transmission queue control unit 601 controls the first queue unit so as to average the interval between the first packet transmitted from the first queue unit 602 and the second packet transmitted from the second queue unit 603. And the second queue means may be controlled.

一般的に、送信装置から受信装置にMPEG−TSを低遅延で伝送する場合には、MPEG−TSのためのバッファも小さいため、オーバーフローが発生しやすい。   Generally, when an MPEG-TS is transmitted from a transmitting device to a receiving device with low delay, an overflow is likely to occur because the buffer for the MPEG-TS is small.

送信装置において、MPEG−TSのためのバッファ(例えば、第2のキュー手段603のバッファ)がオーバーフローしそうになった場合、あるいは、受信装置からフィードバックされた情報を参照して受信装置のMPEG−TSのためのバッファがアンダーフローしそうになったことが判明した場合には、MPEG−TSのデータを優先的に出力するように第2のキュー手段603の優先度を更に適応的に上げることにより、このようなバッファの破綻を回避することができる。   In the transmitting device, when the buffer for the MPEG-TS (for example, the buffer of the second queue means 603) is about to overflow, or the MPEG-TS of the receiving device is referred to by referring to the information fed back from the receiving device. If it is found that the buffer for the data is about to underflow, the priority of the second queue means 603 is further adaptively increased so that the MPEG-TS data is preferentially output. Such a buffer failure can be avoided.

送信装置が受信装置を遠隔操作する場合において、受信装置の再生、停止などの制御応答をより速くするためには、送信装置において第1のキュー手段602の優先度を適応的に上げればよい。しかしながら、この場合には、MPEG−TSのためのバッファがオーバーフロまたはアンダーフローする可能性がある。   In the case where the transmitting device remotely controls the receiving device, the priority of the first queue means 602 in the transmitting device may be raised adaptively in order to make the control response such as reproduction and stop of the receiving device faster. However, in this case, the buffer for the MPEG-TS may overflow or underflow.

したがって、バッファのオーバーフローおよびアンダーフローを避け、かつ、受信装置の再生、停止などの制御応答をより速くするように送信装置が受信装置を遠隔操作するための態様としては、受信装置を遠隔制御するためのパケットをキュー手段を経由することなく、パケット化手段403から直接フレーム化手段409に出力することにより、迅速な制御応答を実現することができる。あるいは、受信装置を遠隔制御するためのパケットに対して第3のキュー手段を新たに設けることにより、迅速な制御応答を実現することができる。   Therefore, as a mode for the transmitting apparatus to remotely control the receiving apparatus so as to avoid overflow and underflow of the buffer and to speed up the control response such as reproduction and stop of the receiving apparatus, the receiving apparatus is remotely controlled. , The packet for packeting is output directly from the packetizing unit 403 to the framing unit 409 without passing through the queue unit, whereby a quick control response can be realized. Alternatively, a quick control response can be realized by newly providing a third queue means for a packet for remotely controlling the receiving device.

受信装置の動作は実施の形態1と同様である。   The operation of the receiving device is the same as in the first embodiment.

送信キュー制御手段601は、第2のパケットのデータレートが所定の値より小さくならないように、第1のキュー手段602および第2のキュー手段603を制御することが好ましい。また、送信キュー制御手段601は、第2のキュー手段603に蓄積される時間があらかじめ決めた値より常に小さくなるように、送信キュー制御手段601は第1のキュー手段602および第2のキュー手段603を制御することが好ましい。
(実施の形態3)
実施の形態3について説明する。
It is preferable that the transmission queue control unit 601 controls the first queue unit 602 and the second queue unit 603 so that the data rate of the second packet does not become lower than a predetermined value. Further, the transmission queue control means 601 operates the transmission queue control means 601 and the second queue means 602 so that the time accumulated in the second queue means 603 is always smaller than a predetermined value. Preferably, 603 is controlled.
(Embodiment 3)
Embodiment 3 will be described.

図8は、本発明の実施の形態3によるパケット送受信装置401Bのブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 401B according to Embodiment 3 of the present invention.

パケット化手段403が、第1のパケット化手段701と、第2のパケット化手段702とを含み、パケット受信手段405が、第1のパケット受信手段703と、第2のパケット受信手段704とを含む点を除いて、パケット送受信装置401Bは、実施の形態2において図7を参照して説明したパケット送受信装置401Aと同様の構成を有している。以下の説明では、説明を簡略化する目的で、主に、第1のパケット化手段701と、第2のパケット化手段702と、第1のパケット受信手段703と、第2のパケット受信手段704とについて説明する。   The packetizer 403 includes a first packetizer 701 and a second packetizer 702, and the packet receiver 405 includes a first packet receiver 703 and a second packet receiver 704. Except for this point, the packet transmitting / receiving apparatus 401B has the same configuration as the packet transmitting / receiving apparatus 401A described in Embodiment 2 with reference to FIG. In the following description, for the purpose of simplifying the description, mainly a first packetizing means 701, a second packetizing means 702, a first packet receiving means 703, and a second packet receiving means 704 Will be described.

はじめに、この送受信装置401Bが送信フレームを送信する場合について説明する。   First, a case where the transmitting / receiving device 401B transmits a transmission frame will be described.

第1のパケット化手段701は、例えば、プロセッサーを含んでおり、第1のパケット化手段701には、送信条件設定管理手段404にて生成された送信条件設定情報およびAKE関連情報が入力される。第1のパケット化手段701は、プロセッサーを用いたソフトウエア処理で送信条件設定情報およびAKE関連情報をTCP/IPプロトコル処理することによって、第1のパケットを生成する。第1のパケット化手段701は、第1のパケットを第1のキュー手段602に出力する。   The first packetizing unit 701 includes, for example, a processor, and the transmission condition setting information and the AKE related information generated by the transmission condition setting management unit 404 are input to the first packetizing unit 701. . The first packetizing means 701 generates a first packet by subjecting transmission condition setting information and AKE-related information to TCP / IP protocol processing by software processing using a processor. The first packetizing unit 701 outputs the first packet to the first queue unit 602.

第1のパケット化手段701は、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTCP,RTSP,HTTP、TCP、UDP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する。   The first packetizing means 701 adds at least one header of RTCP, RTSP, HTTP, TCP, UDP, and IP, which are data processing protocols defined in the IETF document.

第2のパケット化手段702には、MPEG−TSなどの送信データを暗号化手段406にて暗号化した暗号化送信データが入力される。第2のパケット化手段702にはAKE関連情報が入力されてもよい。AKE関連情報は、例えば、コピー制御情報、暗号化鍵更新情報である。   Encrypted transmission data obtained by encrypting transmission data such as MPEG-TS by the encryption unit 406 is input to the second packetizing unit 702. AKE-related information may be input to the second packetizer 702. The AKE-related information is, for example, copy control information and encryption key update information.

第2のパケット化手段702はハードウエア処理によって、この暗号化送信データをUDP/IPプロトコル処理することによって、第2のパケットを生成する。第2のパケット化手段702は、第2のパケットを第2のキュー手段603に出力する。   The second packetizing means 702 generates a second packet by processing the encrypted transmission data by a UDP / IP protocol by hardware processing. The second packetizing means 702 outputs the second packet to the second queue means 603.

第2のパケット化手段702は、データにシーケンス番号を付加するか、または、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTP,UDP、HTTP、TCP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する。   The second packetizing means 702 adds a sequence number to data or adds at least one header of RTP, UDP, HTTP, TCP, and IP which are data processing protocols specified in the IETF document. I do.

送信キュー制御手段601は、第1のキュー手段602と第2のキュー手段603との両方にパケットが一時的に蓄積されている場合、上述した実施の形態2と同様に、第1のキュー手段602および第2のキュー手段603のうちのどちらのパケットを優先的に出力するかを制御する。   When packets are temporarily stored in both the first queue unit 602 and the second queue unit 603, the transmission queue control unit 601 performs the same operation as the first queue unit in the second embodiment. It controls which of the packets 602 and 603 is output with priority.

この送受信装置401Bが受信フレームを受信する場合について説明する。   A case where the transmitting / receiving device 401B receives a reception frame will be described.

フレーム受信手段410は、ネットワークを介して、受信フレームを受信する。フレーム受信手段410は、フレーム受信手段410を、MACヘッダに基づいて受信フレームからIPパケットをフィルタリングする。   The frame receiving means 410 receives a received frame via a network. The frame receiving unit 410 filters the IP packet from the received frame based on the MAC header.

ここで、IPパケットが、第1のパケット化手段701にて生成される第1のパケットと同様のパケットである場合、そのIPパケットは第1のパケット受信手段703に入力され、IPパケットが、第2のパケット化手段702にて生成される第2のパケットと同様のパケットである場合、そのIPパケットは第2のパケット受信手段704に入力される。   Here, when the IP packet is a packet similar to the first packet generated by the first packetizing unit 701, the IP packet is input to the first packet receiving unit 703, and the IP packet is If the packet is the same as the second packet generated by the second packetizer 702, the IP packet is input to the second packet receiver 704.

第1のパケット受信手段703ではプロセッサーを用いたソフトウエア処理でTCP/IPプロトコルの受信処理を行い、この処理によって生成されたパケット受信情報をAKE手段402または受信条件設定管理手段408に出力する。   The first packet receiving unit 703 performs TCP / IP protocol reception processing by software processing using a processor, and outputs the packet reception information generated by this processing to the AKE unit 402 or the reception condition setting management unit 408.

また、第2のパケット受信手段704ではハードウエア処理によりUDP/IPプロトコルの受信処理を行い、この処理によって抽出された受信データを復号手段407に出力する。復号手段407では、受信データの暗号が復号される。   Further, the second packet receiving unit 704 performs a receiving process of the UDP / IP protocol by hardware processing, and outputs the received data extracted by this process to the decoding unit 407. The decryption means 407 decrypts the encryption of the received data.

次に、図9のプロトコルスタックを用い、上記手順を更に詳細に説明する。   Next, the above procedure will be described in more detail using the protocol stack of FIG.

図9は、本発明の実施の形態3によるプロトコルスタックを説明するための模式図である。   FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a protocol stack according to the third embodiment of the present invention.

図9に示すプロトコルスタックは、MPEG−TSなどのAVデータのトランスミッション層がUDPである点を除いて、図6を参照して説明したプロトコルスタックと同様の構成である。したがって、以下の説明では、主にトランスミッション層がUDPである点について説明する。   The protocol stack shown in FIG. 9 has the same configuration as the protocol stack described with reference to FIG. 6 except that the transmission layer of AV data such as MPEG-TS is UDP. Therefore, in the following description, the point that the transmission layer is UDP is mainly described.

送信装置において、コンテンツである送信データ(例えば、MPEG−TS)を暗号化鍵Kcを用いて暗号化することによって、暗号化送信データが生成される。暗号化送信データは、前述したEMI、O/EとともにAVデータとして、ハードウエアによりUDPパケットのペイロードとなり、UDPヘッダを付加することによってUDPパケットが生成される。さらにこのUDPパケットはIPパケットのペイロードとして使用され、IPヘッダを付加することによって、IPパケットが生成される。   In the transmitting device, encrypted transmission data is generated by encrypting the transmission data (for example, MPEG-TS) as the content using the encryption key Kc. The encrypted transmission data becomes the payload of the UDP packet by hardware as AV data together with the EMI and O / E described above, and the UDP packet is generated by adding a UDP header. Further, this UDP packet is used as a payload of the IP packet, and an IP packet is generated by adding an IP header.

なお、送信装置から受信装置への、EMIおよびO/Eを伝送する方法としては、例えば、専用の別パケットを生成して伝送することも可能である。その場合、暗号化鍵の復号がさらに困難となり、コンテンツの盗聴、漏洩をより困難にできる。インターネットなどの公衆網においても、リアルタイムに伝送されるAVデータの暗号化パラメータを変化させたり、別パケットとして送ることによって、コンテンツの盗聴、漏洩をより困難にすることができる。   As a method of transmitting EMI and O / E from the transmitting device to the receiving device, for example, it is also possible to generate and transmit another dedicated packet. In that case, decryption of the encryption key becomes more difficult, and eavesdropping and leakage of the content can be made more difficult. Even in a public network such as the Internet, by changing the encryption parameter of AV data transmitted in real time or by sending it as a separate packet, eavesdropping and leakage of content can be made more difficult.

管理制御データに関しては図6の例と同様に、ソフトウエア処理によりTCPパケットが生成され、IPパケットが生成される。   As for the management control data, similarly to the example of FIG. 6, a TCP packet is generated by software processing, and an IP packet is generated.

イーサネット(R)MACフレームは、イーサネット(R)上を送信装置から受信装置に伝送される。受信装置では、所定の手順に従って暗号化鍵を生成する。そして、受信したイーサネット(R)MACフレームからIPパケットがフィルタリングされる。さらにIPパケットからUDPパケットが抽出され、UDPパケットから受信データが抽出され、暗号化鍵Kcを用いて、受信データ(例えば、MPEG−TS)が復号される。   The Ethernet (R) MAC frame is transmitted from the transmitting device to the receiving device on the Ethernet (R). The receiving device generates an encryption key according to a predetermined procedure. Then, the IP packet is filtered from the received Ethernet MAC frame. Further, a UDP packet is extracted from the IP packet, reception data is extracted from the UDP packet, and the reception data (for example, MPEG-TS) is decrypted using the encryption key Kc.

このように、暗号化送信データおよび一般データが処理されるレイヤよりも下位レイヤの受信フレームを処理するレイヤにおいて、受信フレームに含まれる受信パケットの通信プロトコルヘッダから優先データと一般データを選別して、優先データの処理と一般データの処理を独立に行うことができる。   As described above, in the layer that processes the received frame in the lower layer than the layer in which the encrypted transmission data and the general data are processed, the priority data and the general data are selected from the communication protocol header of the received packet included in the received frame. The processing of priority data and the processing of general data can be performed independently.

図10は、MPEG−TSを用いてパケット、さらには、フレームを生成して、、伝送する場合のパケット形式の一例を示す模式図である。ここでも、MPEG−TSは、ISO/IBC 13818に準拠している。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a packet format when a packet and a frame are generated and transmitted using MPEG-TS. Again, MPEG-TS is based on ISO / IBC 13818.

入力ストリームとして入力されるMPEG−TSは、188バイト毎に分断され、188バイトのMPEG−TSには6バイトのタイムコード(TC(Time Code)を付加されて、194バイトの単位が形成される。ここで、TCは、42ビットのタイムスタンプと6ビットのベースクロックID(BCID(Base Clock ID))とを含んでいる。   The MPEG-TS input as an input stream is divided into 188 bytes, and a 194-byte unit is formed by adding a 6-byte time code (TC (Time Code)) to the 188-byte MPEG-TS. Here, the TC includes a 42-bit time stamp and a 6-bit base clock ID (BCID (Base Clock ID)).

BCIDによって、タイムスタンプの周波数情報を表すことができる。
例えば、
(ケース1)BCIDが0x00の場合は、タイムスタンプの周波数情報はない、(ケース2)BCIDが0z01の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては27MHz(MPEG2のシステムクロック周波数)である、
(ケース3)また、BCIDが0x02の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては90kHz(MPEG1で使用されるクロック周波数)である、
(ケース4)BCIDが0x03の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては24.576MHz(IEEE 1394で使用されるクロック周波数)である、
(ケース5)BCIDが0x04の場合は、タイムスタンプの周波数情報としては100MHz(イーサネット(R)で使用される周波数)である。
The BCID can represent time stamp frequency information.
For example,
(Case 1) When BCID is 0x00, there is no time stamp frequency information. (Case 2) When BCID is 0z01, the time stamp frequency information is 27 MHz (MPEG2 system clock frequency).
(Case 3) When the BCID is 0x02, the frequency information of the time stamp is 90 kHz (clock frequency used in MPEG1).
(Case 4) When the BCID is 0x03, the time stamp frequency information is 24.576 MHz (clock frequency used in IEEE 1394).
(Case 5) When the BCID is 0x04, the frequency information of the time stamp is 100 MHz (frequency used in Ethernet (R)).

194バイト単位のデータを2つあわせて暗号化して暗号化データが生成され、さらに、その暗号化データに2バイトのパケット付加情報を付加すると、RTPプロトコルのペイロードが形成される。   Encrypted data is generated by encrypting two pieces of data in units of 194 bytes and further adding 2-byte packet additional information to the encrypted data, thereby forming a payload of the RTP protocol.

ここでは、パケット付加情報は、2ビットのEMI(Encryption Mode Indicator)と、1ビットのO/E(Odd/Even)と13ビットのReserved Dataと、40ビットのタイムスタンプまたは位置情報を含んでいる。EMIおよびO/EはDTCP方式で規定されている。なお、O/Eの代わりに、DTCPのシード情報(Nc)を用いてもよい。   Here, the packet additional information includes 2-bit EMI (Encryption Mode Indicator), 1-bit O / E (Odd / Even), 13-bit Reserved Data, and 40-bit time stamp or position information. . EMI and O / E are defined by the DTCP system. Note that DTCP seed information (Nc) may be used instead of O / E.

パケット付加情報生成手段411(図4参照)が、AKE関連情報を用いて、EMIおよびO/Eを生成する。   The packet additional information generation means 411 (see FIG. 4) generates EMI and O / E using the AKE related information.

タイムスタンプまたは位置情報は、送信条件設定情報を用いてパケット付加情報生成手段411(図4参照)にて生成された情報であり、Reserved Dataの後に続けて配置されている。タイムスタンプまたは位置情報は、また、O/EとReserved Dataとの間に配置されてもよい。   The time stamp or the position information is information generated by the packet additional information generating unit 411 (see FIG. 4) using the transmission condition setting information, and is arranged after Reserved Data. The time stamp or location information may also be located between O / E and Reserved Data.

位置情報は、例えば、地域コード、住所、郵便番号、または、経度・緯度により範囲が指定された情報である。   The position information is, for example, information in which a range is designated by a region code, an address, a postal code, or longitude and latitude.

ここでは、パケット付加情報は7バイトであったが、パケット付加情報は7バイトに限定されるものではない。   Here, the packet additional information is 7 bytes, but the packet additional information is not limited to 7 bytes.

パケット付加情報は、タイムスタンプまたは位置情報を含んでなくてもよい。その場合、パケット付加情報は、2バイトとなる。   The packet additional information may not include a time stamp or location information. In that case, the packet additional information is 2 bytes.

暗号化データに7バイトのパケット付加情報を付加すると、RTPプロトコルのペイロードが形成され、ヘッダとしてRTPヘッダが付加されると、RTPプロトコルが形成される。   When 7-byte packet additional information is added to the encrypted data, a payload of the RTP protocol is formed. When an RTP header is added as a header, the RTP protocol is formed.

RTPプロトコルは、TCPパケットまたはUDPパケットのペイロードであり、ヘッダとして、TCPヘッダまたはUDPヘッダが付加されると、TCPパケットまたはUDPパケットが形成される。   The RTP protocol is a payload of a TCP packet or a UDP packet. When a TCP header or a UDP header is added as a header, a TCP packet or a UDP packet is formed.

TCPパケットまたはUDPパケットは、IPパケットのペイロードであり、ヘッダとしてIPヘッダが付加されると、IPパケットが生成される。   The TCP packet or the UDP packet is a payload of the IP packet. When the IP header is added as a header, the IP packet is generated.

さらにこのIPパケットはMACフレームのペイロードであり、ヘッダとしてイーサネット(R)ヘッダが付加されると、イーサネット(R)パケットが生成される。   Further, this IP packet is a payload of a MAC frame. When an Ethernet (R) header is added as a header, an Ethernet (R) packet is generated.

イーサネット(R)ヘッダとしては、図10に示す様に、標準的なイーサネット(R)ヘッダとIEEE 802.1Q(VLAN)により拡張されたイーサネット(R)ヘッダのと両方が適用可能である。   As the Ethernet (R) header, as shown in FIG. 10, both a standard Ethernet (R) header and an Ethernet (R) header extended by IEEE 802.1Q (VLAN) are applicable.

標準的なイーサネット(R)ヘッダは14バイトであり、6バイトのDA(Destination Address)と、6バイトのSA(Source Address)と、2バイトで示される長さ/タイプを示す情報とを含む。   A standard Ethernet header is 14 bytes and includes a 6-byte DA (Destination Address), a 6-byte SA (Source Address), and information indicating a length / type indicated by 2 bytes.

802.1Qで拡張されたイーサネット(R)ヘッダは18バイトあり、802.1Qで拡張されたイーサネット(R)ヘッダは、標準的なイーサネット(R)ヘッダと、SAと長さ/タイプを示す情報との間に4バイトの802.1q拡張部が設けられている点で異なる。   The Ethernet (R) header extended by 802.1Q has 18 bytes, and the Ethernet (R) header extended by 802.1Q is a standard Ethernet (R) header and information indicating SA and length / type. And a 4-byte 802.1q extension unit is provided between them.

802.1q拡張部は、2バイトのTPID(Tag Control ID)と、VLAN優先度を示す2バイトのTCI(Tag Contorol Information)とを含む。   The 802.1q extension unit includes a 2-byte Tag Control ID (TPID) and a 2-byte Tag Control Information (TCI) indicating VLAN priority.

TCIは、3ビットのPriority(User Priority)と、1ビットのCFI(Canonical Format Indicator)と、12ビットのVID(VLAN Identifier)とを含む。   The TCI includes 3-bit Priority (User Priority), 1-bit CFI (Canonical Format Indicator), and 12-bit VID (VLAN Identifier).

Priorityの使用法は、ISO/IEC 15802−3で規定されており、このPriorityのフラグを用いて、イーサネット(R)フレームの優先度を設定することができる。   The usage of Priority is defined in ISO / IEC 15802-3, and the priority of the Ethernet (R) frame can be set using the Priority flag.

以上により、送信装置と受信装置との間で送信データ(例えば、MPEG−TS)を暗号化してリアルタイム伝送が可能となる。また、第2のパケット化手段がハードウエアで構成されているため、本質的にソフトウエア処理に起因する送信パケットの送り残しや受信パケットの取りこぼしが発生しない。これにより、全ての優先データパケットが完全に送信され、リアルタイム性の保証された高品質映像の伝送が可能となる。   As described above, transmission data (for example, MPEG-TS) can be encrypted between the transmitting device and the receiving device and transmitted in real time. Further, since the second packetizing means is constituted by hardware, there is essentially no occurrence of unsent transmission packets or missing reception packets due to software processing. As a result, all the priority data packets are completely transmitted, and high-quality video transmission with real-time performance guaranteed.

また、一般データは一時的にバッファに蓄積され、優先データの伝送が優先的に行なわれる間に間欠的に伝送される。また、処理すべきデータ量の小さい第1のパケット化手段はマイコンなど安価なプロセッサで構成してもよい。   General data is temporarily stored in a buffer, and is intermittently transmitted while priority data is transmitted with priority. Further, the first packetizing means having a small amount of data to be processed may be constituted by an inexpensive processor such as a microcomputer.

さらに、ハードウエア処理により、受信処理においても、イーサネット(R)フレームを受信して、3層のIPヘッダ、4層のUDPヘッダを同時に検査することもできる。   Further, even in the receiving process, the Ethernet (R) frame can be received by the hardware process, and the three-layer IP header and the fourth-layer UDP header can be simultaneously checked.

また、優先データであるコンテンツデータ(例えば、MPEG−TS)のパケットと一般データのパケットとを分離し、コンテンツデータのパケットの処理をハードウェアで行うことにより、受信フレームの取りこぼしが発生せず、リアルタイム性が保証された高品質な受信を行うことができる。   Also, by separating the packet of the content data (for example, MPEG-TS), which is the priority data, from the packet of the general data and performing the processing of the packet of the content data by hardware, the reception frame is not lost. High-quality reception in which real-time performance is guaranteed can be performed.

パケットを送信するタイミング、または、2つのキュー手段からのパケットを送信する割合をソフトウェアではなくハードウェアで制御することによって、クロック単位で完全に送信を制御することが可能である。これにより全ての優先パケットが完全に送信され、リアルタイム性の保証された高品質の伝送が可能となる。また、出力パケットのシェイピングもクロック単位で正確に行われるため、初段のルータ、またはスイッチングハブでのパケット廃棄の発生確率が非常に少ない高品質な通信が可能となる。   By controlling the timing of transmitting packets or the ratio of transmitting packets from the two queue units by hardware instead of software, it is possible to completely control transmission in clock units. As a result, all priority packets are completely transmitted, and high-quality transmission with real-time property guaranteed. Further, since the shaping of the output packet is also accurately performed in units of clocks, high-quality communication with a very low probability of packet discarding in the first stage router or switching hub can be performed.

(実施の形態4)
図11は、本発明の実施の形態4によるパケット送受信装置401Cのブロック図を示す。
(Embodiment 4)
FIG. 11 shows a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 401C according to Embodiment 4 of the present invention.

AKE手段402が、DTCP情報生成手段1001と、AKEコマンド受信処理手段1002と、AKEコマンド送信処理手段1003と、交換鍵生成手段1004と、暗号化鍵生成手段1005と、暗号化鍵変更情報生成手段1006と、復号鍵生成手段1007とを含む点を除いてパケット送受信装置401Cは、実施の形態4において図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bと同様の構成である。したがって、以下の説明では、主に、DTCP情報生成手段1001と、AKEコマンド受信処理手段1002と、AKEコマンド送信処理手段1003と、交換鍵生成手段1004と、暗号化鍵生成手段1005と、暗号化鍵変更情報生成手段1006と、復号鍵生成手段1007とについて説明する。   The AKE unit 402 includes a DTCP information generation unit 1001, an AKE command reception processing unit 1002, an AKE command transmission processing unit 1003, an exchange key generation unit 1004, an encryption key generation unit 1005, and an encryption key change information generation unit. The packet transmitting / receiving apparatus 401C has the same configuration as the packet transmitting / receiving apparatus 401B described in Embodiment 4 with reference to FIG. Therefore, in the following description, the DTCP information generating means 1001, the AKE command receiving processing means 1002, the AKE command transmitting processing means 1003, the exchange key generating means 1004, the encryption key generating means 1005, and the The key change information generating means 1006 and the decryption key generating means 1007 will be described.

パケット送受信装置401Cにおいては、以下のステップに従ったDTCP方式により暗号化送信データの送信が行なわれる。ここでは、パケットを送信するソースおよびパケットを受信するシンクの両方の機能を、パケット送受信装置401Cを参照して説明するが、これは、説明を簡略化するためであり、実際には、二つの異なるパケット送受信装置においてパケットの送受信が行われることに留意されたい。   In the packet transmitting / receiving apparatus 401C, the encrypted transmission data is transmitted by the DTCP method according to the following steps. Here, both functions of a source for transmitting a packet and a sink for receiving a packet will be described with reference to the packet transmission / reception device 401C. However, this is for the sake of simplicity. It should be noted that transmission and reception of packets are performed in different packet transmission / reception devices.

(ステップ1)認証・鍵交換関連情報として、伝送時における暗号化送信データの暗号化状態を表すコピー保護情報がDTCP情報生成手段1001に入力される。   (Step 1) Copy protection information indicating the encryption state of encrypted transmission data at the time of transmission is input to the DTCP information generation unit 1001 as authentication / key exchange related information.

(ステップ2)まず、送信装置(ソース)においてデータの送信要求を発生させ、DTCP情報生成手段1001からデータの保護モード情報(EMI情報)が第1のパケット化手段701に出力され、送信パケットが生成され、送信パケットは送信装置から送信される。   (Step 2) First, a data transmission request is generated in the transmission device (source), the data protection mode information (EMI information) is output from the DTCP information generation unit 1001 to the first packetization unit 701, and the transmission packet is transmitted. The generated and transmitted packet is transmitted from the transmitting device.

(ステップ3)送信装置から送信された送信パケットは、受信装置(シンク)において、受信パケットとして受信され、AKEコマンド受信処理手段1002は、第1のパケット受信手段703から受け取ったデータのコピー保護情報を解析し、完全認証もしくは制限付き認証のどちらの認証方式を用いるかを決定し、AKE送信処理手段1003を通じて認証要求を送信装置に送る。   (Step 3) The transmission packet transmitted from the transmission device is received by the reception device (sink) as a reception packet, and the AKE command reception processing means 1002 performs copy protection information of the data received from the first packet reception means 703. To determine whether to use the full authentication method or the restricted authentication method, and sends an authentication request to the transmitting device via the AKE transmission processing unit 1003.

(ステップ4)送信装置と受信装置との間でDTCP方式の所定の処理が行なわれ、認証鍵が共有される。   (Step 4) A predetermined process of the DTCP method is performed between the transmitting device and the receiving device, and the authentication key is shared.

(ステップ5)次に、送信装置はAKE送信処理手段1003において、認証鍵を用いて交換鍵を暗号化することによって生成した暗号化交換鍵を第1のパケット化手段701を介して受信装置に送り、受信装置においてAKEコマンド受信処理手段1002によって暗号化交換鍵は抽出され、交換鍵生成手段1004において交換鍵に復号される。   (Step 5) Next, the transmitting device transmits the encrypted exchange key generated by encrypting the exchange key using the authentication key in the AKE transmission processing unit 1003 to the receiving device via the first packetizing unit 701. In the receiving apparatus, the encrypted exchange key is extracted by the AKE command reception processing means 1002 in the receiving apparatus, and is decoded into the exchange key by the exchange key generation means 1004.

(ステップ6)送信装置では、暗号化鍵を時間的に変化させるために、暗号化鍵生成手段1005において、時間とともに変更するシード情報(O/E)を生成し、シード情報は、DTCP情報生成手段1001および第1のパケット化手段701を介して受信装置に送信される。
(ステップ7)送信装置では、暗号化鍵生成手段1005において交換鍵とシード情報とを用いて暗号化鍵を生成して、暗号化手段406は、この暗号化鍵を用いて、送信データ(例えば、MPEG−TS)を暗号化して、暗号化送信データを生成し、暗号化手段406は、暗号化送信データを第2のパケット化手段702に出力する。
(Step 6) In the transmitting device, in order to change the encryption key with time, the encryption key generation means 1005 generates seed information (O / E) that changes with time, and the seed information is generated by DTCP information generation. It is transmitted to the receiving device via the means 1001 and the first packetizing means 701.
(Step 7) In the transmitting device, the encryption key generation unit 1005 generates an encryption key using the exchange key and the seed information, and the encryption unit 406 uses the encryption key to transmit data (eg, , MPEG-TS) to generate encrypted transmission data, and the encryption unit 406 outputs the encrypted transmission data to the second packetizing unit 702.

(ステップ8)受信装置では、暗号化鍵変更情報生成手段1006は第1のパケット受信手段703からシード情報を受信し、復号鍵生成手段1007はこのシード情報と交換鍵生成手段1004の交換鍵とを用いて、暗号化鍵(復号鍵)を生成する。   (Step 8) In the receiving device, the encryption key change information generation unit 1006 receives the seed information from the first packet reception unit 703, and the decryption key generation unit 1007 determines the seed information and the exchange key of the exchange key generation unit 1004. Is used to generate an encryption key (decryption key).

(ステップ9)受信装置では、この暗号化鍵(復号鍵)を用いて復号手段407において、暗号化されたデータを復号する。   (Step 9) In the receiving device, the decrypting means 407 decrypts the encrypted data using the encryption key (decryption key).

図12は、パケット化手段403に含まれる第1のパケット化手段701および第2のパケット化手段702、ならびに、パケット受信手段405に含まれる第1のパケット受信手段703および第2のパケット受信手段704におけるパケット処理について説明するためのブロック図である。   FIG. 12 shows a first packetizing unit 701 and a second packetizing unit 702 included in the packetizing unit 403, and a first packet receiving unit 703 and a second packet receiving unit included in the packet receiving unit 405. 704 is a block diagram for describing packet processing in 704. FIG.

第1のパケット化手段701では、入力されたデータを、RTCPまたはRTSPプロトコル、TCPまたはUDPプロトコル、さらにはIPプロトコルに形成するための処理が順次なされる。   In the first packetizing means 701, processing for forming the input data into the RTCP or RTSP protocol, the TCP or UDP protocol, and further the IP protocol is sequentially performed.

なお、RTCPプロトコル(rfc1889)を使用する場合には、ネットワークの実効帯域幅および遅延時間などといったネットワークの通信状態を受信装置より送信装置に送り、送信装置は送られてきたネットワークの通信状態に合わせてRTPで送信するデータの品質を調整して送信することもできる。   When the RTCP protocol (rfc1889) is used, the communication state of the network such as the effective bandwidth and the delay time of the network is sent from the receiving apparatus to the transmitting apparatus, and the transmitting apparatus adjusts the communication state of the received network. It is also possible to adjust the quality of data transmitted by RTP and transmit the data.

また、RTSPプロトコル(rfc2326)は、再生、停止、早送りなどの制御コマンドを送ることもでき、AVファイルからデータをダウンロードしながらデータを再生することが可能である。   The RTSP protocol (rfc2326) can also send control commands such as playback, stop, and fast forward, and can play back data while downloading data from an AV file.

第2のパケット化手段702では、入力されるデータをRTPプロトコル、UDPプロトコル、そして、IPプロトコルに形成するための処理がそれぞれ順次行われ、IPパケットが生成される。   In the second packetizing means 702, processing for forming input data into the RTP protocol, the UDP protocol, and the IP protocol is sequentially performed, and an IP packet is generated.

また、第1のパケット受信手段703では、フィルタリングなどのIPプロトコルの受信処理、TCPまたはUDPプロトコルの受信処理、さらに、RTCPまたはRTSPプロトコルの受信処理が順次行われ、それにより、受信パケットに含まれる受信データが抽出される。   In the first packet receiving unit 703, a receiving process of an IP protocol such as filtering, a receiving process of a TCP or a UDP protocol, and a receiving process of an RTCP or an RTSP protocol are sequentially performed. The received data is extracted.

また、第2のパケット受信手段704は、フィルタリングなどのIPプロトコルの受信処理、UDPプロトコルの受信処理、さらに、RTPプロトコルの受信処理が順次なされ、受信パケットに含まれる受信データが抽出される。   The second packet receiving means 704 sequentially performs receiving processing of the IP protocol such as filtering, receiving processing of the UDP protocol, and receiving processing of the RTP protocol, and extracts received data included in the received packet.

以上により、送信装置と受信装置との間でデータ(例えば、MPEG−TS)をDTCP方式に基づいて暗号化し、リアルタイムな伝送が可能となる。また、第2のパケット化手段がハードウエアで構成されているため、本質的にソフトウエア処理に起因する送信パケットの送り残しおよび受信パケットの取りこぼしが発生しない。また、データ量の小さい第1のパケット化手段はマイコンなどの安価なプロセッサで構成することができる。   As described above, data (for example, MPEG-TS) is encrypted between the transmitting device and the receiving device based on the DTCP method, and real-time transmission becomes possible. Further, since the second packetizing means is constituted by hardware, there is essentially no occurrence of untransmitted transmission packets and missing of received packets due to software processing. Further, the first packetizing means having a small data amount can be constituted by an inexpensive processor such as a microcomputer.

また、何らかの原因であらかじめ決められた条件に合致しないために受信装置と受信装置との認証が成立しない場合であっても、例えば、すでに送信装置または受信装置が記憶している証明書、MACアドレスなどの情報および指紋、虹彩などの個人を特定する生体情報の少なくとも1つを用いて、送信装置と受信装置との認証をおこなってもよい。   Further, even if authentication between the receiving device and the receiving device cannot be established because the predetermined condition is not met for some reason, for example, a certificate or MAC address already stored in the transmitting device or the receiving device. Authentication of the transmitting device and the receiving device may be performed using at least one of information such as fingerprints and irises, and biometric information identifying an individual.

再び、図11を参照すると、認証・鍵交換手段402のAKEコマンド受信処理手段1002は、パケット送受信装置401Cと、送信パケットの到着先または受信パケットの送信元との間で認証を行った場合に、送信パケットの到着先または受信パケットの送信元に関する情報を一時的に記憶する記憶手段と、パケット送受信装置と、送信パケットの到着先または受信パケットの送信元とがあらかじめ決められた条件に合致しないために認証が成立しない場合に、記憶手段にて記憶された情報と、送信パケットの到着先に関する情報または受信パケットの送信先に関する情報とを照合し、パケット送受信装置と送信パケットの到着先または受信パケットの送信元との間で認証を行う、照合手段として機能してもよい。   Referring again to FIG. 11, when the AKE command reception processing unit 1002 of the authentication / key exchange unit 402 performs authentication between the packet transmitting / receiving device 401C and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet, Storage means for temporarily storing information on the destination of a transmitted packet or the source of a received packet, a packet transmitting / receiving apparatus, and the destination of a transmitted packet or the source of a received packet do not satisfy predetermined conditions Therefore, when the authentication is not established, the information stored in the storage unit is compared with the information about the destination of the transmission packet or the information about the destination of the reception packet, and the packet transmission / reception device and the destination or reception of the transmission packet are compared. It may function as a collation unit that performs authentication with the source of the packet.

これにより、例えば、家庭で相互認証を行った2つの機器を遠隔地間で特定認証可能となり、家庭と旅行先などの遠隔地との間でのデータコンテンツの伝送、データコンテンツのリモート伝送が可能となる。   Thus, for example, two devices that have been mutually authenticated at home can be specified and authenticated between remote locations, and data content can be transmitted and data content can be remotely transmitted between home and a remote location such as a travel destination. It becomes.

(実施の形態5)
図13は、パケット化手段403Aの第1のパケット化手段701および第2のパケット化手段702A、ならびに、パケット受信手段405A内の第1のパケット受信手段703および第2のパケット受信手段704Aにおけるパケット処理について説明するためのブロック図である。
(Embodiment 5)
FIG. 13 is a diagram showing a packet in the first packetizer 701 and the second packetizer 702A of the packetizer 403A, and a packet in the first packet receiver 703 and the second packet receiver 704A in the packet receiver 405A. It is a block diagram for explaining a process.

パケット化手段403Aおよびパケット受信手段405Aは、第2のパケット化手段702、および、第2のパケット受信手段704Aが異なる点を除いて、図12を参照して説明したパケット化手段403およびパケット受信手段405と同様の構成である。したがって、以下の説明では、主に第2のパケット化手段702A、および、第2のパケット受信手段704Aについて説明する。   The packetizing means 403A and the packet receiving means 405A are the same as the packetizing means 403 and the packet receiving means described with reference to FIG. 12 except that the second packetizing means 702 and the second packet receiving means 704A are different. It has the same configuration as the means 405. Accordingly, in the following description, the second packetizing means 702A and the second packet receiving means 704A will be mainly described.

第2のパケット化手段702Aは、入力されるデータに対してエラー訂正処理を行ない、RTPプロトコル、UDPプロトコル、そしてIPプロトコルを形成するようにそれぞれ順次的に処理することによって、IPパケットを生成する。   The second packetizing means 702A generates an IP packet by performing an error correction process on the input data and sequentially processing the data to form an RTP protocol, a UDP protocol, and an IP protocol. .

また、第2のパケット受信手段704Aは、フィルタリングなどのIPプロトコルの受信処理、UDPプロトコルの受信処理、RTPプロトコルの受信処理、さらにエラー訂正符号処理を順次的に行い、それにより、エラー訂正されたデータが出力される。   The second packet receiving means 704A sequentially performs an IP protocol receiving process such as filtering, a UDP protocol receiving process, an RTP protocol receiving process, and an error correction code process, thereby performing error correction. Data is output.

図14は、本発明の実施の形態5によるプロトコルスタックを説明するための模式図である。   FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a protocol stack according to the fifth embodiment of the present invention.

送信装置では、AVデータにエラー訂正符号が付加され(ECCエンコード)、UDPプロトコルに渡される。また、受信装置では、UDPプロトコル処理よりデータを受け取りエラー訂正をして上位層のAVデータとなる。   In the transmission device, an error correction code is added to the AV data (ECC encoding), and the AV data is transferred to the UDP protocol. The receiving device receives the data from the UDP protocol processing, corrects the error, and turns the data into higher-layer AV data.

エラー訂正方式の例を、図15および図16を参照して、以下に説明する。   An example of the error correction method will be described below with reference to FIGS.

図15は、エラー訂正方式がリードソロモン方式である場合を説明するための模式図である。   FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a case where the error correction method is the Reed-Solomon method.

図16は、エラー訂正方式がパリティ方式である場合を説明するための模式図である。   FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a case where the error correction method is a parity method.

ここでは、2つの単位のデータ(MPEG−TS)をエラー訂正インターリーブマトリックスに入力している。なお、各行にはシーケンス番号を2バイト使用している。   Here, two units of data (MPEG-TS) are input to an error correction interleave matrix. Each row uses a sequence number of 2 bytes.

次いで、たとえば、2バイトのパケット付加情報を用いて、さらに、RTPヘッダ、UDPヘッダ、IPヘッダ、イーサネット(R)ヘッダを付加することによって、イーサネット(R)フレームを生成する。   Next, for example, an Ethernet (R) frame is generated by adding an RTP header, a UDP header, an IP header, and an Ethernet (R) header using 2-byte packet additional information.

このように、送信装置と受信装置との間でデータ(例えば、MPEG−TS)をDTCP方式に基づいて暗号化し、さらにエラー訂正符号を付加して、リアルタイムに伝送することが可能となる。   As described above, data (for example, MPEG-TS) is encrypted between the transmitting device and the receiving device based on the DTCP method, and further, an error correction code is added, and the data can be transmitted in real time.

また、第2のパケット化手段がハードウエアで構成されていると、本質的にソフトウエア処理に起因する送信パケットの送り残しおよび受信パケットの取りこぼしが発生しない。また、データ量の小さい第1のパケット化手段はマイコンなど安価なプロセッサで構成することができる。   Further, if the second packetizing means is constituted by hardware, the transmission packet is not left unsent and the received packet is not lost essentially due to the software processing. Further, the first packetizing means having a small data amount can be constituted by an inexpensive processor such as a microcomputer.

(実施の形態6)
図17は、本発明の実施の形態6によるパケット送受信装置401Dのブロック図である。
(Embodiment 6)
FIG. 17 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 401D according to Embodiment 6 of the present invention.

パケット送受信装置401Dでは、受信データ(例えば、MPEG−TSなどのAVデータ)の受信機能を取り除いた点を除いて、図11を参照して説明したパケット送受信装置401Cと同様の構成を有している。   The packet transmitting / receiving apparatus 401D has a configuration similar to that of the packet transmitting / receiving apparatus 401C described with reference to FIG. 11 except that a function of receiving received data (for example, AV data such as MPEG-TS) is removed. I have.

図18は、本発明の実施の形態6の別の形態によるパケット送受信装置401Eのブロック図である。   FIG. 18 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 401E according to another mode of the sixth embodiment of the present invention.

パケット送受信装置401Eは、送信データ(例えば、MPEG−TSなどのAVデータ)の送信機能を取り除いた点を除いて、図11を参照して説明したパケット送受信装置401Cと同様の構成を有している。   The packet transmitting / receiving apparatus 401E has a configuration similar to that of the packet transmitting / receiving apparatus 401C described with reference to FIG. 11 except that a transmission function of transmission data (for example, AV data such as MPEG-TS) is removed. I have.

なお、このように、データの受信機能または送信機能を取り除くことは、実施の形態1から実施の形態5にて説明したすべてのパケット送受信装置に適用できる。また、本発明は、送信または受信のみを行う機器に対しても適用可能であり、それにより、低コスト化を図ることができる。   It should be noted that removing the data receiving function or the transmitting function as described above can be applied to all the packet transmitting / receiving apparatuses described in the first to fifth embodiments. Further, the present invention can be applied to a device that performs only transmission or reception, thereby achieving cost reduction.

なお、上述した実施の形態1から6においては、一般のIPネットワークなどパケットの順序性が保証されていない通信網で伝送する場合には、シーケンス番号を付加したパケットを送信し、受信装置にてパケットに付加されたシーケンス番号を用いて順序性の保証を行ってもよい。この順序性の保証は、OSIモデルの第4層以上、すなわち、RTPプロトコルまたはビデオ信号処理などで行なうことができる。   In the above-described first to sixth embodiments, when a packet is transmitted over a communication network such as a general IP network in which the order of packets is not guaranteed, a packet to which a sequence number is added is transmitted, and The order may be guaranteed using the sequence number added to the packet. This ordering can be guaranteed by the fourth layer or higher of the OSI model, that is, by the RTP protocol or the video signal processing.

なお、送信装置においてハードウエア処理され、伝送されたAVデータのパケットは、ネットワークにおいてフラグメント化されることを防ぐことができる。具体的には、送信装置において、あらかじめアプリケーションレベルの処理で、通信網においてフラグメント化されない最大サイズ(MTU)を検査し、それ以下のパケットサイズで伝送すればよい。   It should be noted that a packet of AV data that has been hardware-processed and transmitted in the transmission device can be prevented from being fragmented in the network. More specifically, the transmitting apparatus may check the maximum size (MTU) that is not fragmented in the communication network in advance by application-level processing, and transmit the packet with a smaller packet size.

具体的には、送信条件設定管理手段404および受信条件設定管理手段408は、送信フレームの送信から到着するまでの間において送信パケットの送信先から受信先までの経路における最大伝送パケットサイズの検出を行ない、最大伝送パケットサイズ情報を用いて、送信条件設定情報または受信条件設定管理手段を生成してもよい。   Specifically, the transmission condition setting management unit 404 and the reception condition setting management unit 408 detect the maximum transmission packet size in the path from the transmission destination of the transmission packet to the reception destination during the period from transmission of the transmission frame to arrival of the transmission frame. The transmission condition setting information or the reception condition setting management means may be generated using the maximum transmission packet size information.

あるいは、RFCの規格において、全ての端末は576バイトのサイズのIPパケットを取り扱えなければならないと規定されているので、ルータ等の多くのネットワーク機器ではこれ以下のIPパケットに対してフラグメント化が起こらない。したがって、IPパケットのサイズが576バイト以下となるように、送信装置でハードウエア処理されるAVデータのパケットサイズを調整すればよい。なお、送信装置でハードウエア処理されるAVデータのパケットにフラグメント化が起こらない場合は、受信したパケットがフラグメント化されていれば全て一般パケットとして処理すればよい。なお、イーサネット(R)のIPパケットの最大値を越えた場合は送信装置においてフラグメント化する必要がある。したがって、優先パケットのフラグメント化を起こさせないためにはIPパケットの最大値以下でなければならないことは言うまでもない。   Alternatively, the RFC standard stipulates that all terminals must be able to handle 576-byte IP packets, so that many network devices such as routers will fragment IP packets below this size. Absent. Therefore, the packet size of the AV data that is hardware-processed in the transmitting device may be adjusted so that the size of the IP packet is 576 bytes or less. If fragmentation does not occur in a packet of AV data that is hardware-processed in the transmission device, all received packets may be processed as general packets if fragmented. When the maximum value of the Ethernet (R) IP packet is exceeded, it is necessary to fragment the packet in the transmitting device. Therefore, it is needless to say that in order not to cause fragmentation of the priority packet, it must be equal to or less than the maximum value of the IP packet.

また、通信網においてフラグメント化が起こる確率が非常に低い場合は、送信装置でハードウエア処理され伝送されたAVデータのパケットのIPヘッダにフラグメント禁止のフラグを付して伝送することにより、ルータがフラグメントせざるを得ない状態ではIPパケットを廃棄させることにより、受信装置のフラグメント化処理負荷を軽減してもよい。この場合、非常に少数のパケットは損失となるが、受信装置で誤り訂正あるいは誤り修整を行うことで通信品質を補償することができる。   When the probability of fragmentation occurring in the communication network is extremely low, the router transmits the IP header of the AV data packet that has been hardware-processed and transmitted by the transmitting apparatus by transmitting a fragmentation-inhibited flag to the IP header. In a state in which fragmentation has to be performed, the IP packet may be discarded to reduce the fragmentation processing load on the receiving apparatus. In this case, a very small number of packets will be lost, but the communication quality can be compensated by performing error correction or error correction in the receiving device.

さらに、実施の形態1から6においては、通信網プロトコルの具体例としてイーサネット(R)を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   Further, in the first to sixth embodiments, Ethernet (R) is described as a specific example of the communication network protocol, but the present invention is not limited to this.

また、ビデオ信号処理の例として、実施の形態1から6ではMPEG−TSを用いたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の入力ストリームは、MPEG1/2/4などMPEG−TSストリーム(ISO/IEC 13818)、DV(IEC 61834、IEC 61883)、 SMPTE 314M(DV−based)、SMPTE 259M(SDI)、SMPTE 305M(SDTI)、SMPTE 292M(HD−SDI)等で規格化されているストリ−ムを含んだあらゆる映像、音声に関するストリームまでも適用可能である。   Further, as an example of the video signal processing, the MPEG-TS is used in Embodiments 1 to 6, but the present invention is not limited to this. The input stream of the present invention is an MPEG-TS stream such as MPEG1 / 2/4 (ISO / IEC 13818), DV (IEC 61834, IEC 61883), SMPTE 314M (DV-based), SMPTE 259M (SDI), SMPTE 305M ( SDTI), SMPTE 292M (HD-SDI) and the like can be applied to any video and audio streams including streams standardized.

映像または音声のデータレートは、CBR(constant bit rate)に限定されるものではない。VBR(variable bit rate)でもよい。さらに、映像または音声だけでなく、一般のリアルタイムデータ、あるいは優先的に送受信を行うデータであればどのようなものでも本発明から排除されるべきではない。   The video or audio data rate is not limited to CBR (constant bit rate). VBR (variable bit rate) may be used. Further, not only video or audio but also general real-time data or any data that is transmitted and received with priority should not be excluded from the present invention.

また、本発明で使用されるデータは、ファイルであってもよい。データがファイルである場合、送信装置と受信装置との間の伝播遅延時間と、送信装置および受信装置の処理能力との関係により、一定の条件下でリアルタイムよりも高速に伝送することも可能である。   Further, the data used in the present invention may be a file. When the data is a file, the data can be transmitted faster than real time under certain conditions, depending on the relationship between the propagation delay time between the transmitting device and the receiving device and the processing capability of the transmitting device and the receiving device. is there.

また、インターネットの分野で一般にストリーミングと呼ばれているコンテンツ伝送方式も実現可能である。ストリーミング方式のコンテンツ伝送の場合、送信装置から受信装置のバッファにネットワークを介してTCP/IPまたはUDP/IPによりコンテンツデータを伝送し、受信装置のバッファからコンテンツデータを比較的一定のレートで読み出すことによって、受信装置において連続したデータを再生することができる。   Further, a content transmission method generally called streaming in the field of the Internet can be realized. In the case of streaming type content transmission, content data is transmitted from a transmission device to a buffer of a reception device via a network by TCP / IP or UDP / IP, and content data is read from the buffer of the reception device at a relatively constant rate. Thus, continuous data can be reproduced in the receiving device.

また、本発明は、SMPTE(www.smpte.org)において規格化されたGXFファイルフォーマット(SMPTE 360M)、および、規格化が推進されているMXFファイルフォーマットに準拠したファイルの暗号化伝送にも適用可能である。   The present invention is also applicable to the GXF file format (SMPTE 360M) standardized in SMPTE (www.smpte.org) and the encrypted transmission of files conforming to the MXF file format whose standardization is being promoted. It is possible.

(実施の形態7)
実施の形態7について説明する。
(Embodiment 7)
Embodiment 7 will be described.

図19は、本発明の実施の形態7によるパケット送信手段1101のブロック図である。   FIG. 19 is a block diagram of a packet transmitting unit 1101 according to the seventh embodiment of the present invention.

ここで、パケット送信手段1101は、図4を参照して説明したパケット送受信装置401のパケット化手段403およびフレーム化手段409に相当する。   Here, the packet transmitting unit 1101 corresponds to the packetizing unit 403 and the framing unit 409 of the packet transmitting / receiving device 401 described with reference to FIG.

パケット送信手段1101は、一般データ入力手段1102と、パケット化情報入力手段1104と、一般データパケット化手段1105と、バッファ手段11106と、有効データ抽出手段1107と、優先データパケット化手段1109と、パケット送信順序制御手段1113と、フレームデータ送信手段1114とを備える。   The packet transmitting unit 1101 includes a general data input unit 1102, a packetization information input unit 1104, a general data packetization unit 1105, a buffer unit 11106, a valid data extraction unit 1107, a priority data packetization unit 1109, A transmission order control unit 1113 and a frame data transmission unit 1114 are provided.

パケット送信手段1101において、優先データが優先データ入力手段1103から有効データ抽出手段1107に入力される。有効データ抽出手段1107は、入力された優先データから無効なデータ成分を取り除き、有効ペイロードを抽出して有効データ1108を優先データパケット化手段1109に入力する。   In the packet transmission unit 1101, priority data is input from the priority data input unit 1103 to the valid data extraction unit 1107. The valid data extracting unit 1107 removes an invalid data component from the input priority data, extracts a valid payload, and inputs the valid data 1108 to the priority data packetizing unit 1109.

優先データパケット化手段1109は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bの第2のパケット化手段702に相当する。   The priority data packetizing unit 1109 corresponds to the second packetizing unit 702 of the packet transmitting / receiving device 401B described with reference to FIG.

パケット送信順序制御手段1113は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bの送信キュー制御手段601に相当する。   The packet transmission order control unit 1113 corresponds to the transmission queue control unit 601 of the packet transmission / reception device 401B described with reference to FIG.

有効データ抽出手段1107における処理内容としてはデータのバッファリング、データビット数変換、クロック周波数変換などを含む。   The processing contents in the effective data extracting means 1107 include data buffering, data bit number conversion, clock frequency conversion, and the like.

具体例としては、優先データのストリームとしてSMPTE321M規格のSDTIストリームがあり、また、有効データとしてSMPTE314M規格のDIFデータがある。   As a specific example, there is an SDTI stream of the SMPTE321M standard as a stream of priority data, and there is DIF data of a SMPTE314M standard as valid data.

あるいは、優先データのストリームとしてDVB、A10M規格のDVB−ASIストリームがあり、また、有効データとしてMPEG規格のMPEG−TSパケットがある。   Alternatively, there is a DVB-ASI stream of the DVB / A10M standard as the stream of the priority data, and an MPEG-TS packet of the MPEG standard as the valid data.

優先データパケット化手段1109は、パケット化情報と、有効データ1108を用いて、優先データパケットを生成する。   The priority data packetizing means 1109 generates a priority data packet using the packetization information and the valid data 1108.

図20は、優先データパケットのプロトコルスタックを説明するための模式図である。   FIG. 20 is a schematic diagram for explaining the protocol stack of the priority data packet.

図20に示したAVデータは、本実施の形態において、優先データ入力手段1103から入力される優先データである。   The AV data shown in FIG. 20 is the priority data input from the priority data input unit 1103 in the present embodiment.

図20に示したようにAVデータを処理することによって、イーサネット(R)フレームが生成される。   By processing the AV data as shown in FIG. 20, an Ethernet (R) frame is generated.

一方、一般データ入力手段1102は、一般データが入力される。一般データは、一般的に、必ずしもリアルタイムで送る必要の無いデータである。一般化データパケット化手段1105は、一般データを用いて一般データパケットを生成し、一般データパケットを出力する。なお、一般データ入力手段1102はデータのインタフェースを行うものである。   On the other hand, general data input means 1102 receives general data. General data is generally data that does not necessarily need to be sent in real time. Generalized data packetizing means 1105 generates a general data packet using general data, and outputs the general data packet. Note that the general data input unit 1102 performs data interface.

一般化データパケット化手段1105は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bの第1のパケット化手段701に対応する。   The generalized data packetizing means 1105 corresponds to the first packetizing means 701 of the packet transmitting / receiving device 401B described with reference to FIG.

一般データの例としては、前述した機器の動作制御に関する情報、SNMPおよびMIB等の管理情報があり、これらはTCP/IPあるいはUDP/IPを用いて伝送される。   Examples of the general data include the above-described information on the operation control of the device and management information such as SNMP and MIB, which are transmitted using TCP / IP or UDP / IP.

一般データパケット化手段1105から出力される一般データパケットは、バッファ手段1106に入力され、バッファ手段1106は一般データパケットを一時的に蓄積する。ここで、バッファ手段1106に一般データパケットが蓄積されると、バッファ手段1106はパケット送信順序制御手段1113に送信要求信号1110を通知(アサート)して送信要求を行う。   The general data packet output from the general data packetizing unit 1105 is input to the buffer unit 1106, and the buffer unit 1106 temporarily stores the general data packet. Here, when the general data packet is accumulated in the buffer unit 1106, the buffer unit 1106 notifies (asserts) a transmission request signal 1110 to the packet transmission order control unit 1113 and makes a transmission request.

一般的に、ビデオデータなどのコンテンツデータをリアルタイムでストリーム伝送するためには、リアルタイム性を必要としないデータよりもビデオデータを優先的に処理する必要がある。   Generally, in order to stream content data such as video data in real time, it is necessary to process video data with priority over data that does not require real-time processing.

パケット送信順序制御手段1113は、優先データパケットの送信を優先させつつ、送信要求信号1110がアサートされた場合には、優先データパケットのリアルタイム性を損なわない範囲で一般データパケット1112の送信を許可する。送信許可は、バッファ手段1106に対する送信許可信号1111をアサートすることにより、バッファ手段1106から一般データパケットを送信することを許可する。   When the transmission request signal 1110 is asserted while giving priority to the transmission of the priority data packet, the packet transmission order control unit 1113 permits the transmission of the general data packet 1112 as long as the real-time property of the priority data packet is not impaired. . Transmission permission permits transmission of a general data packet from the buffer unit 1106 by asserting the transmission permission signal 1111 to the buffer unit 1106.

フレームデータ送信手段1114は、パケット送信順序制御手段1113から入力された送信パケットを用いて、イーサネット(R)フレームを生成し、送信フレームとしてネットワークに出力する。   The frame data transmission unit 1114 generates an Ethernet (R) frame using the transmission packet input from the packet transmission order control unit 1113, and outputs it to the network as a transmission frame.

図21は、本実施の形態における送信タイミングチャートを説明するための模式図である。このタイミングチャートに例示する方式は、本実施の形態の要点の1つである優先データパケットと非優先データパケット(一般データパケット)の送信制御方式である。   FIG. 21 is a schematic diagram for explaining a transmission timing chart according to the present embodiment. The method illustrated in the timing chart is a transmission control method of a priority data packet and a non-priority data packet (general data packet), which is one of the main points of the present embodiment.

図21では、送信パケット2103の送信開始タイミング2101と、送信要求信号1110のパルス波形2102と、送信パケット2103とを時間的に対応するように示している。   In FIG. 21, the transmission start timing 2101 of the transmission packet 2103, the pulse waveform 2102 of the transmission request signal 1110, and the transmission packet 2103 are shown in temporal correspondence.

送信開始タイミング2101では、優先データパケットを含む送信フレームが送信されるタイミングを上向き矢印で示し、非優先データパケットを含む送信フレームが送信可能なタイミングを下向き矢印で示している。   At the transmission start timing 2101, the timing at which a transmission frame including a priority data packet is transmitted is indicated by an upward arrow, and the timing at which a transmission frame including a non-priority data packet can be transmitted is indicated by a downward arrow.

また、送信パケット2103は優先データパケットを白抜き、非優先データパケットを黒塗りで示している。   In the transmission packet 2103, the priority data packet is shown in white and the non-priority data packet is shown in black.

本実施の形態では、一例として以下のような優先データを送信する場合を例として説明する。優先データが、DVCPRO25(SMPTE314Mで規定)である場合、NTSCモードでは1フレーム期間に120,000バイトのデータが発生するので、データレートは約57.6メガビット/秒(約57.6Mbps)の一定レート(CBR)となる。ここでは、AVデータのビデオペイロード長を1200バイト、システムクロックは27MHzとしている。   In the present embodiment, a case where the following priority data is transmitted will be described as an example. When the priority data is DVCPRO25 (defined by SMPTE314M), 120,000 bytes of data are generated in one frame period in the NTSC mode, so that the data rate is constant at about 57.6 Mbit / s (about 57.6 Mbps). Rate (CBR). Here, the video payload length of the AV data is 1200 bytes, and the system clock is 27 MHz.

優先データであるAVデータのパケット発生率は、120,000/1,200=100パケット/フレーム=2997パケット/秒となる。   The packet generation rate of the AV data that is the priority data is 120,000 / 1,200 = 100 packets / frame = 2997 packets / second.

したがって、優先データパケットのみを伝送する場合であれば、27000000/2997=9009.9クロックに一回パケットを送信すればよい。つまり9009.9クロックが平均送信間隔である。   Therefore, when transmitting only the priority data packet, the packet may be transmitted once every 27000000/2997 = 9009.9 clocks. That is, 9009.9 clocks is the average transmission interval.

本実施の形態によれは、この平均送信間隔より短い間隔で優先データパケットを送信することにより、非優先データパケットを送信するタイミング余裕(送信余裕期間)を創り出している。   According to the present embodiment, by transmitting priority data packets at intervals shorter than the average transmission interval, a timing margin (transmission margin period) for transmitting non-priority data packets is created.

具体的には、優先データパケットの送信間隔を8100クロックとし、優先データパケット9回毎に1回、非優先データパケットの送信を許可可能な送信余裕期間を創り出す。9009.9クロックで9個の優先パケットを送信する場合は9009.9*9=81089.1クロックを要する。ここでは議論を簡単にするため、平均値で検討する。ただし、小数点以下の数値も用いている。   Specifically, the transmission interval of the priority data packet is set to 8100 clocks, and a transmission allowance period in which transmission of the non-priority data packet is permitted is created once every nine priority data packets. If nine priority packets are transmitted at 9009.9 clocks, 9009.9 * 9 = 81089.1 clocks are required. Here, for the sake of simplicity of discussion, the average value is considered. However, numerical values after the decimal point are also used.

本実施の形態では9009.9クロックよりも短い8100クロックで送信するので、実際には、8100*9=72900クロックが必要である。   In this embodiment, transmission is performed at 8100 clocks shorter than 9009.9 clocks, so that 8100 * 9 = 72900 clocks are actually required.

したがって非優先データパケットを送信する送信余裕期間は81089.1−72900=8189.1クロックである。   Therefore, the transmission allowance period for transmitting the non-priority data packet is 81089.1-72900 = 8189.1 clocks.

送信開始タイミング2001において、優先データパケットを送信するタイングを示す上向き矢印から次の矢印までの間隔は8100クロックである。9回の優先パケット送信タイミングに1回、非優先パケットの送信タイミングが現れる(2104、2105,2106)。非優先パケットの送信タイミングを示す下向き矢印から次の矢印までの間隔は8189クロックである。   At the transmission start timing 2001, the interval from the upward arrow indicating the timing for transmitting the priority data packet to the next arrow is 8100 clocks. The transmission timing of the non-priority packet appears once every nine priority packet transmission timings (2104, 2105, 2106). The interval from the downward arrow indicating the transmission timing of the non-priority packet to the next arrow is 8189 clocks.

パルス波形2102に示されるように、送信要求信号1110はバッファ手段1106に、送信すべき一般データが蓄積されると、送信要求信号をアサートする。図21においてはパルス波形2102がHighになる。   As shown in the pulse waveform 2102, the transmission request signal 1110 asserts the transmission request signal when general data to be transmitted is accumulated in the buffer unit 1106. In FIG. 21, the pulse waveform 2102 becomes High.

パルス波形2102において、送信要求信号1110がタイミング2107のいてHighになり、次に、送信開始タイミング2101において、一般データパケットの送信可能タイミングになったタイミング(タイミング2108)で送信許可信号1111がアサートされ(図21には図示せず)、一般データパケット2111が送信される。一般データパケットが送信開始されたタイミングで送信要求信号1110はデアサートされる(パルス波形2102のタイミング2108)。   In the pulse waveform 2102, the transmission request signal 1110 becomes High at the timing 2107. Next, at the transmission start timing 2101, the transmission permission signal 1111 is asserted at the timing (timing 2108) at which the transmission timing of the general data packet becomes possible. (Not shown in FIG. 21), a general data packet 2111 is transmitted. The transmission request signal 1110 is deasserted at the timing when the transmission of the general data packet is started (timing 2108 of the pulse waveform 2102).

タイミング2105では、送信要求信号1110がアサートされていないので送信すべき一般データパケットはバッファ手段106には存在せず、タイミング2105において一般データパケットは送信されない。   At timing 2105, since the transmission request signal 1110 is not asserted, there is no general data packet to be transmitted in the buffer means 106, and no general data packet is transmitted at timing 2105.

つぎにタイミング2109で送信要求信号1110のパルス波形2102が再びアサートされ、タイミング2110で一般データパケット2112が送信される。送信要求信号1110は一般データパケット2112が送信開始されるとデアサートされる(パルス波形2102のタイミング2110)。   Next, at timing 2109, the pulse waveform 2102 of the transmission request signal 1110 is asserted again, and at timing 2110 a general data packet 2112 is transmitted. The transmission request signal 1110 is deasserted when transmission of the general data packet 2112 is started (timing 2110 of the pulse waveform 2102).

なお、バッファ手段1106に複数の一般データパケットが蓄積されている場合は、一つの一般データパケットが送信されても、送信要求信号1110はデアサートされず、残りの一般データパケットは次の一般データパケットの送信可能タイミングを待って、1パケットずつ送信される。このようにして優先データパケットが優先的に送信される。   When a plurality of general data packets are stored in the buffer unit 1106, even if one general data packet is transmitted, the transmission request signal 1110 is not deasserted, and the remaining general data packets are replaced with the next general data packet. Are transmitted one packet at a time. In this way, the priority data packet is transmitted preferentially.

送信パケットは、上記のようにパケット送信順序制御手段1113からフレームデータ送信手段1114に出力される。フレームデータ送信手段1114は、入力された送信パケットを用いて、物理層とのインタフェースが可能なイーサネット(R)フレームを生成し、送信フレームとして転送する。なお、10Mbpsおよび100Mbpsのイーサネット(R)ではMII標準インタフェースが規定されており、ギガビットイーサネット(R)ではGMII標準インタフェースが規定されている。   The transmission packet is output from the packet transmission order control unit 1113 to the frame data transmission unit 1114 as described above. The frame data transmitting unit 1114 generates an Ethernet (R) frame capable of interfacing with the physical layer using the input transmission packet, and transfers the frame as a transmission frame. The Ethernet (R) at 10 Mbps and 100 Mbps defines the MII standard interface, and the Gigabit Ethernet (R) defines the GMII standard interface.

なお、本実施の形態では、優先データパケットと一般データパケットの送信制御をクロック単位でそれぞれのパケットに割り当てる時間を決めたが、本発明は、これに限定されない。本発明は、例えば、優先データパケット化手段1109のバッファに一定量の優先データパケットを格納し、優先データパケットの平均パケット生成量よりも短い時間間隔でパケット送信順序制御手段1113で優先的に送信を行い、バッファでの優先パケットの格納量が、あるスレッシュルドレベル以下になったときに一般データパケットに送信を割り当てるなどとしてもよい。   In the present embodiment, the time for allocating the transmission control of the priority data packet and the general data packet to each packet in clock units is determined, but the present invention is not limited to this. According to the present invention, for example, a fixed amount of priority data packets are stored in a buffer of the priority data packetizing unit 1109, and the packet transmission order control unit 1113 preferentially transmits the packets at a time interval shorter than the average packet generation amount of the priority data packets. May be performed, and transmission may be assigned to general data packets when the storage amount of priority packets in the buffer falls below a certain threshold level.

以上のように、本実施の形態では優先データから有効データを抜き出し、優先データパケットとして一般データパケットよりも優先して送信することが可能である。   As described above, in the present embodiment, it is possible to extract valid data from priority data and transmit it as a priority data packet with priority over a general data packet.

図22は、本発明の実施の形態7の変形例によるパケット送信手段1101Aを示すブロック図である。   FIG. 22 is a block diagram showing a packet transmission unit 1101A according to a modification of the seventh embodiment of the present invention.

パケット送信手段1101Aは、有効データ抽出手段1107から、優先データのフォーマットに関する情報を示す優先データフォーマット情報を優先データフォーマット情報出力手段1201を介して外部に出力する点を除いて、図19を参照して説明したパケット送信手段1101と同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、優先データフォーマット情報出力手段1201について説明する。   The packet transmitting unit 1101A refers to FIG. 19 except that the valid data extracting unit 1107 outputs priority data format information indicating information on the format of the priority data to the outside via the priority data format information output unit 1201. It has the same configuration as the packet transmission unit 1101 described above. Therefore, in the following description, the priority data format information output unit 1201 will be mainly described.

パケット送信手段1101Aにおいて、出力される優先データのフォーマット情報を用いて外部のコンピュータ等で優先データのパケット化情報を設定すると、効率的にパケットの送信を行うことができる。   In the packet transmission unit 1101A, when the packetization information of the priority data is set by an external computer or the like using the format information of the output priority data, the packet can be transmitted efficiently.

(実施の形態8)
実施の形態8について説明する。
(Embodiment 8)
Embodiment 8 will be described.

図23は、本発明の実施の形態8によるパケット送信手段1101Bのブロック図である。   FIG. 23 is a block diagram of a packet transmitting unit 1101B according to Embodiment 8 of the present invention.

パケット送信手段1101Bは、優先データパケット化情報生成ブロック1301を含み、有効データ抽出手段1107から、優先データフォーマット情報を優先データパケット化情報生成ブロック1301に出力する点を除いて、図19を参照して説明したパケット送信手段1101と同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、優先データパケット化情報生成ブロック1301について説明する。   The packet transmitting unit 1101B includes a priority data packetization information generation block 1301 and outputs the priority data format information from the valid data extraction unit 1107 to the priority data packetization information generation block 1301 with reference to FIG. It has the same configuration as the packet transmission unit 1101 described above. Therefore, in the following description, the priority data packetization information generation block 1301 will be mainly described.

優先データパケット化情報生成ブロック1301にはパケット化情報が入力され、優先データパケット化情報生成ブロック1301は、パケット化情報と優先データフォーマット情報とを用いて、優先データのパケット化情報を更に最適に設定しなおす。これにより、外部においてパケット化情報をラフに生成した場合でも最適なパケット化情報を生成できるため、より効率的にパケットを送信することができる。   The packetization information is input to the priority data packetization information generation block 1301, and the priority data packetization information generation block 1301 further optimizes the packetization information of the priority data using the packetization information and the priority data format information. Set again. Thereby, even when the packetized information is roughly generated outside, the optimal packetized information can be generated, so that the packet can be transmitted more efficiently.

本実施の形態によれば、有効データ抽出手段1107から優先データフォーマット情報を得て、外部から入力されるパケット化情報と共にパケット化パラメータの決定に使用することができる。これにより、たとえば、優先データがDV系の場合はDIFブロックの80バイト単位、また、MPEG系の場合はTSパケットの188バイト単位で優先データのパケット化を自動的に行うことができる。   According to the present embodiment, priority data format information can be obtained from valid data extraction means 1107 and used for determining packetization parameters together with externally input packetization information. Thus, for example, when the priority data is of the DV type, the priority data can be automatically packetized in units of 80 bytes of the DIF block, and when the priority data is of the MPEG type, it can be automatically packetized in units of 188 bytes of the TS packet.

図24は、本発明の実施の形態8の変形例によるパケット送信手段1101Cのブロック図である。   FIG. 24 is a block diagram of a packet transmitting unit 1101C according to a modification of the eighth embodiment of the present invention.

パケット送信手段1101Cは、MTU(Maximum Transfer Unit)サイズ入力手段1401を設けた点を除いて、図23を参照して説明したパケット送信手段1101Bと同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、MTUサイズ入力手段1401について説明する。   The packet transmitting unit 1101C has the same configuration as the packet transmitting unit 1101B described with reference to FIG. 23 except that an MTU (Maximum Transfer Unit) size input unit 1401 is provided. Therefore, in the following description, the MTU size input unit 1401 will be mainly described.

パケット送信手段1101Cでは、MTUサイズ(最大伝送サイズ)がMTUサイズ入力手段1401から入力される。MTUサイズは伝送路における優先データの最大伝送パケットサイズを意味する。優先データパケット化情報生成ブロック1301は、優先データパケット化手段1109にて生成される優先データパケットのサイズが入力されるMTUサイズ以下になるするようにパケット化情報1402を生成する。これにより、優先データ送信におけるフラグメント化を防止でき、安定して優先データを通信することが実現できる。   In the packet transmitting unit 1101C, the MTU size (maximum transmission size) is input from the MTU size input unit 1401. The MTU size means the maximum transmission packet size of priority data on the transmission path. The priority data packetization information generation block 1301 generates the packetization information 1402 so that the size of the priority data packet generated by the priority data packetization unit 1109 is equal to or smaller than the input MTU size. As a result, fragmentation in priority data transmission can be prevented, and stable transmission of priority data can be realized.

(実施の形態9)
実施の形態9について説明する。
(Embodiment 9)
Embodiment 9 will be described.

図25は、本発明の実施の形態9による優先データパケット化手段1109のブロック図である。   FIG. 25 is a block diagram of priority data packetizing means 1109 according to Embodiment 9 of the present invention.

優先データパケット化手段1109は、実施の形態2において図8を参照して説明された第2のパケット手段702に含まれている。   The priority data packetizing means 1109 is included in the second packet means 702 described in the second embodiment with reference to FIG.

優先データパケット化手段1109は、バッファ手段1501と、バッファ手段1501と、パケットヘッダ生成手段1503と、パケット合成手段1504とを含む。   The priority data packetizing means 1109 includes a buffer means 1501, a buffer means 1501, a packet header generating means 1503, and a packet combining means 1504.

優先データパケット化手段1109において、有効データ1108がバッファ手段1501およびカウンタ手段1502に入力される。有効データ1108は、クロック信号とデータとデータ有効フラグとを含む。   In the priority data packetizing unit 1109, the valid data 1108 is input to the buffer unit 1501 and the counter unit 1502. Valid data 1108 includes a clock signal, data, and a data valid flag.

バッファ手段1501は、有効データ1108のデータ有効フラグがアサート(有効)されている時ときのみデータを蓄積する。   The buffer unit 1501 accumulates data only when the data valid flag of the valid data 1108 is asserted (valid).

また、カウンタ手段1502も、同様に有効データ1108のデータ量をカウントして内部のレジスタに保持する。   Similarly, the counter 1502 counts the data amount of the valid data 1108 and holds it in an internal register.

一方、パケット化情報1104(1302、1402)がパケットヘッダ生成手段1503に入力され、ここで、UDP/IPパケットヘッダが生成されパケット合成手段1504に入力される。また、パケットヘッダ生成手段1503から、パケット(例えば、IPパケット)のペイロード長がカウンタ1502に出力され、カウンタ手段1502からこのペイロード長分の優先データを読み出すための制御信号がバッファ手段1501に送られる。   On the other hand, the packetization information 1104 (1302, 1402) is input to the packet header generation means 1503, where the UDP / IP packet header is generated and input to the packet synthesis means 1504. Further, the payload length of the packet (for example, an IP packet) is output from the packet header generation unit 1503 to the counter 1502, and a control signal for reading out the priority data for the payload length is transmitted from the counter unit 1502 to the buffer unit 1501. .

これによりバッファ手段1501は、パケットヘッダ生成手段1503により指定されたペイロード長の優先データをパケット合成手段1504に出力する。パケット合成手段1504は、パケットヘッダ生成手段1503にて生成されたUDP/IPパケットヘッダと、指定されたペイロード長の優先データとを合成してUDP/IPパケットを生成し、出力手段1505から出力する。   As a result, the buffer 1501 outputs the priority data of the payload length designated by the packet header generator 1503 to the packet synthesizer 1504. The packet synthesizing unit 1504 synthesizes the UDP / IP packet header generated by the packet header generating unit 1503 with the priority data having the designated payload length to generate a UDP / IP packet, and outputs it from the output unit 1505. .

図26は、本発明の実施の形態9の変形例による優先データパケット化手段1109Aのブロック図である。   FIG. 26 is a block diagram of priority data packetizing means 1109A according to a modification of the ninth embodiment of the present invention.

優先データパケット化手段1109Aは、カウンタ手段1502からパケットヘッダ生成手段1503に優先データパケットのペイロード長を示す情報が入力される経路1601が設けられている点を除いて、図25を参照して説明した優先データパケット化手段1109と同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、この経路1601について説明する。   The priority data packetizing means 1109A will be described with reference to FIG. 25 except that a path 1601 for inputting information indicating the payload length of the priority data packet is provided from the counter means 1502 to the packet header generating means 1503. It has the same configuration as the priority data packetizing means 1109 described above. Therefore, in the following description, the path 1601 will be mainly described.

優先データパケット化手段1109Aにおいて、カウンタ手段1502より優先データパケットのペイロード長を示す情報がパケットヘッダ生成手段1503にこの経路1601を介して入力される。パケットヘッダ生成合成手段1503は入力されたパケット化情報1104(1302、1402)とパケットペイロード長とを用いてパケットヘッダを決定する。   In the priority data packetizing means 1109A, information indicating the payload length of the priority data packet is input from the counter means 1502 to the packet header generating means 1503 via this path 1601. The packet header generation / synthesis unit 1503 determines a packet header using the input packetization information 1104 (1302, 1402) and the packet payload length.

図27は、本発明の実施の形態9の別の変形例による優先データパケット化手段1109Bのブロック図である。   FIG. 27 is a block diagram of priority data packetizing means 1109B according to another modification of Embodiment 9 of the present invention.

優先データパケット化手段1109Bは、エラー訂正付加手段1701がさらに設けられている点を除いて、図26を参照して説明した優先データパケット化手段1109Aと同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、エラー訂正付加手段1701について説明する。   The priority data packetizing means 1109B has the same configuration as the priority data packetizing means 1109A described with reference to FIG. 26, except that an error correction adding means 1701 is further provided. Therefore, in the following description, the error correction adding unit 1701 will be mainly described.

優先データパケット化手段1109Bにおいて、バッファ手段1501より優先データパケットのペイロードがエラー訂正付加手段1701に入力される。エラー訂正付加手段1701では後述するパリティ付加方式またはリードソロモン方式により、エラー訂正符号を付加して生成されたパケットをパケット合成手段1504に入力する。   In the priority data packetizing unit 1109B, the payload of the priority data packet is input from the buffer unit 1501 to the error correction adding unit 1701. The error correction adding means 1701 inputs a packet generated by adding an error correction code by a parity adding method or a Reed-Solomon method described later to the packet combining means 1504.

なお、優先データパケットの例としては、図20に示したように1次元で表現されたAVデータを用いてもよいが、AVデータとして2次元的なマトリックスデータを利用することもできる。   As an example of the priority data packet, one-dimensional AV data may be used as shown in FIG. 20, but two-dimensional matrix data may be used as the AV data.

図28は、エラー訂正がリードソロモン方式の場合のパケット構成を示す図である。   FIG. 28 is a diagram illustrating a packet configuration when error correction is performed by the Reed-Solomon method.

図28に示すように、縦方向m行(mは整数で、例えば図28では48行)と横方向n列(nは整数で、例えば図28では1200バイト)のマトリックス上にバイト単位(8ビット単位)で配置されたAVデータマトリックスにリードソロモン形式のエラー訂正を行い、4行分の誤り訂正データを付加したデータマトリックスを(横1200バイト、縦52行)を生成し、データマトリックスの1行ずつを読み出し、シーケンス番号または信号フォーマット情報などをヘッダ情報として付加したデータを優先データパケットとしてもよい。   As shown in FIG. 28, a byte unit (8 bytes) is placed on a matrix of m rows in the vertical direction (m is an integer, for example, 48 rows in FIG. 28) and n columns in the horizontal direction (n is an integer, for example, 1200 bytes in FIG. 28). The error correction of the Reed-Solomon format is performed on the AV data matrix arranged in (bit units), and a data matrix (1200 bytes horizontally and 52 rows vertically) to which four rows of error correction data are added is generated. Data obtained by reading out each row and adding a sequence number or signal format information as header information may be used as a priority data packet.

図29は、エラー訂正がパリティ処理方式の場合のパケット構成を示す図である。   FIG. 29 is a diagram illustrating a packet configuration when the error correction is a parity processing method.

AVデータとしては、縦方向m行(mは整数で、例えば図29では8行)と横方向n列(nは整数で、例えば図29では1200バイト)のマトリックス上にバイト単位(8ビット単位)で配置されたAVデータマトリックスに縦の列方向にパリティ計算をして、1行分のパリティデータを付加したデータマトリックスを生成し、前記データマトリックスの1行ずつを読み出し、シーケンス番号や信号フォーマット情報などをヘッダ情報として付加したデータを優先データパケットとしてもよい。   The AV data is represented by a matrix of m rows (m is an integer, for example, 8 rows in FIG. 29) and n columns (n is an integer, for example, 1200 bytes in FIG. 29) in a byte unit (8-bit unit). ), A parity calculation is performed in the vertical column direction on the AV data matrix arranged in (1) to generate a data matrix in which parity data for one row is added, and each row of the data matrix is read, and a sequence number and a signal format are read. Data to which information or the like is added as header information may be used as a priority data packet.

さらに、優先データパケットを生成する別のマトリックス単位の例として、縦方向m行(mは整数で、例えば15)と横方向n列(nは整数で、例えば80)のマトリックスをk個(kは整数で、例えば5)生成し、まずk個のマトリックスの同じ行にまず1行ずつデータを埋め込んでいくいわゆるk個のマトリックにおける行単位のデータインターリーブ処理を行ない、あるm行n列のマトリックデータが埋まった時点でマトリックスに縦の列方向にパリティ計算をして、1行分のパリティデータを付加したデータマトリックスを生成し、前記k個のデータマトリックスの1行目のデータをk個読み出し、次に前記k個のデータマトリックスの2行目のデータをk個読み出すという順番で、前記k個のデータマトリックスのm行目のデータをk個読み出し、これらそれぞれにシーケンス番号や信号フォーマット情報などをヘッダ情報として付加したデータを優先データパケットとしてもよい。   Further, as another example of a matrix unit for generating a priority data packet, a matrix of m rows (m is an integer, for example, 15) in the vertical direction and n columns (n is an integer, for example, 80) in the horizontal direction is k (k). Is an integer, for example, 5) performs a data interleaving process on a row-by-row basis in so-called k matrices in which data is first embedded in the same row of k matrices, one row at a time. When data is filled, parity calculation is performed on the matrix in the vertical column direction to generate a data matrix to which parity data for one row is added, and k data in the first row of the k data matrices are read. Then, in the order of reading k data of the second row of the k data matrices, the data of the m row of the k data matrices is read out. Reading the k, the data obtained by adding a sequence number, etc. and signal format information as header information thereto respectively may be the priority data packet.

以上のように、送信装置内の優先データパケット化手段において、優先データにエラー訂正符号を付加することにより、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データを復元することが可能になる。   As described above, the priority data packetizing means in the transmission device can add the error correction code to the priority data so that the reception device can restore the priority data even when a packet loss occurs in the network. become.

(実施の形態10)
実施の形態10について説明する。
(Embodiment 10)
Embodiment 10 will be described.

図30は、本発明の実施の形態10によるパケット送信手段1101Dのブロック図である。   FIG. 30 is a block diagram of a packet transmitting unit 1101D according to Embodiment 10 of the present invention.

パケット送信手段1101Dは、暗号化情報入力手段1011および優先データパケット化手段1109Cにおける暗号化情報入力手段1012を設けた点を除いて、図23を参照して説明したパケット送信手段1101Bと同様の構成を有している。   The packet transmission unit 1101D has the same configuration as the packet transmission unit 1101B described with reference to FIG. 23 except that the encryption information input unit 1011 in the encryption information input unit 1011 and the priority data packetization unit 1109C is provided. have.

図31は、本発明の実施の形態10による優先データパケット化手段1109Cのブロック図である。   FIG. 31 is a block diagram of priority data packetizing means 1109C according to Embodiment 10 of the present invention.

優先データパケット化手段1109Cは、暗号化情報入力手段1012および暗号化手段1122が設けられた点を除いて、図27を参照して説明した優先データパケット化手段1109Bと同様の構成を有している。   Priority data packetizing means 1109C has the same configuration as priority data packetizing means 1109B described with reference to FIG. 27, except that encryption information input means 1012 and encryption means 1122 are provided. I have.

したがって、以下の説明では、主に、暗号化情報入力手段1011、優先データパケット化手段1109Cにおける暗号化情報入力手段1012および暗号化手段1122について説明する。   Therefore, in the following description, the encryption information input unit 1011 and the encryption information input unit 1012 and the encryption unit 1122 in the priority data packetizing unit 1109C will be mainly described.

暗号化手段1122は、図4を参照して説明したパケット送受信装置401の暗号化手段406に相当している。   The encryption unit 1122 corresponds to the encryption unit 406 of the packet transmitting / receiving device 401 described with reference to FIG.

パケット送信手段1101Dにおいて、暗号化情報が暗号化情報入力手段1011から、優先データパケット化手段1109Cにおける暗号化情報入力手段1012に入力される。   In the packet transmission unit 1101D, the encryption information is input from the encryption information input unit 1011 to the encryption information input unit 1012 in the priority data packetization unit 1109C.

優先データパケット化手段1109Cにおいて、バッファ手段1501から出力されたデータは、暗号化手段1122に入力され、暗号化情報入力手段1011から入力される暗号化情報を用いて暗号化される。暗号化手段1122で暗号化されたデータはエラー訂正付加手段1701に入力される。   In the priority data packetizing unit 1109C, the data output from the buffer unit 1501 is input to the encryption unit 1122, and is encrypted using the encryption information input from the encryption information input unit 1011. The data encrypted by the encryption unit 1122 is input to the error correction addition unit 1701.

なお、暗号化を行うために使用される情報は、送信装置の独自情報(機器ID、機器の認証情報、マックアドレスなど)、秘密鍵、公開鍵の少なくとも1つを用いて生成した情報であり、暗号化強度の強い暗号化方式と組み合わせることにより優先データパケットに対する強固な著作権保護を提供できる。   The information used to perform encryption is information generated using at least one of the unique information of the transmission device (e.g., device ID, device authentication information, and Mac address), a secret key, and a public key. In combination with an encryption method having a high encryption strength, it is possible to provide strong copyright protection for a priority data packet.

暗号化方式に関しては、たとえば、DTCP(Digital Transmission Content Protection)で使用されている暗号鍵Kcを適用することができる。なお、暗号鍵Kcの生成には、送信装置および受信装置でDTCP方式に基づいた認証処理を行なえばよい。この処理は公知の技術であり、たとえば、DTLA(Digital Transmission Licencing Administrator)( HYPERLINK ”http://www.dtcp.com/” http://www.dtcp.com/、 http://www.dtcp.com/data/dtcp_tut.pdf)、および、書籍「IEEE1394、AV機器への応用」、高田信司監修、日刊工業新聞社、「第8章、コピープロテクション」、133〜149ページにおいて説明されている。また、機器の認証情報は、公的または私的な認証機関でネットワーク等を介して適宜認証された証明情報を使用することができる。たとえば、政府認証基盤( HYPERLINK ”http://www.gpki.go.jp/” http://www.gpki.go.jp/)を参照することができる。 For the encryption method, for example, an encryption key Kc used in DTCP (Digital Transmission Content Protection) can be applied. In order to generate the encryption key Kc, the transmitting device and the receiving device may perform an authentication process based on the DTCP method. This processing is a well-known technique, for example, DTLA (Digital Transmission Licensing Administrator) (HYPERLINK "http://www.dtcp.com/" http://www.dtp.com/.www/dtp.com/ . .Com / data / dtcp_tut.pdf) and the book "IEEE1394, Application to AV Equipment", supervised by Shinji Takada, Nikkan Kogyo Shimbun, "Chapter 8, Copy Protection", pages 133 to 149. . Further, as the authentication information of the device, it is possible to use authentication information appropriately authenticated by a public or private authentication organization via a network or the like. For example, the government authentication infrastructure (HYPERLINK “http://www.gpki.go.jp/” http://www.gpki.go.jp/ ) can be referred to.

以上により、送信装置内の優先データのUDP/IPパケット伝送に際して、優先データを暗号化した後、エラー訂正を付加することによって、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データが復元可能になるとともに、ネットワーク上でのデータ盗聴、改竄を防止し、著作権が保護された安全性の高いAVデータ伝送を実現する。   As described above, upon transmission of the priority data in the UDP / IP packet in the transmission device, the priority data is encrypted and error correction is added, so that even when a packet loss occurs in the network, the priority data can be transmitted to the reception device. In addition to being recoverable, data eavesdropping and tampering on the network are prevented, and highly secure copyright-protected AV data transmission is realized.

(実施の形態11)
実施の形態11について説明する。
(Embodiment 11)
Embodiment 11 will be described.

図32は、本発明の実施の形態11による優先データパケット化手段1109Dのブロック図である。   FIG. 32 is a block diagram of priority data packetizing means 1109D according to the eleventh embodiment of the present invention.

優先データパケット化手段1109Dにおいて、暗号化情報切替手段1221が設けられた点を除いては、図31を参照して説明した優先データパケット化手段1109Cと同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、暗号化情報切替手段1221について説明する。   The priority data packetizing unit 1109D has the same configuration as the priority data packetizing unit 1109C described with reference to FIG. 31 except that the encryption information switching unit 1221 is provided. Therefore, in the following description, the encryption information switching unit 1221 will be mainly described.

優先データパケット化手段1109Dにおいて、時間的に変化する暗号化情報が暗号化情報入力手段1012を介して暗号化切替手段1221に入力され、暗号化切替手段1221は、暗号化手段1122で使用される暗号化情報を切り替える。   In the priority data packetizing unit 1109D, the encryption information that changes over time is input to the encryption switching unit 1221 via the encryption information input unit 1012, and the encryption switching unit 1221 is used by the encryption unit 1122. Switch encryption information.

暗号化情報の切り替えタイミングの一例としては、エラー訂正付加手段1701から得られる、エラー訂正マトリックス単位で切り替えるタイミングを使用することができる。これにより送信装置と受信装置との間で行う通信の暗号化強度をさらに強化しつつも、暗号の復号を着実に実現することができる。   As an example of the switching timing of the encryption information, the switching timing obtained in the error correction matrix unit obtained from the error correction adding unit 1701 can be used. This makes it possible to steadily realize the decryption of the encryption while further increasing the encryption strength of the communication performed between the transmission device and the reception device.

優先データパケット化手段1109Dのバッファ手段1501および暗号化手段1122は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bの暗号化手段406に相当する。優先データパケット化手段1109Dのカウンタ手段1502、パケットヘッダ生成手段1203および暗号化情報切替手段1221は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401BのAKE手段402の一部および送信条件設定管理手段404の一部に相当する。優先データパケット化手段1109Dのパケットヘッダ生成手段1203およびエラー訂正付加手段1701は、図8を参照して説明したパケット送受信装置401Bの送信条件設定管理手段404、第2のパケット化手段702および暗号化手段406の一部に相当する。特に、優先データパケット化手段1109Dのエラー訂正付加手段701は、図13を参照して説明した第2のパケット化手段702Aのエラー訂正符号付加手段に相当している。   The buffer means 1501 and the encryption means 1122 of the priority data packetizing means 1109D correspond to the encryption means 406 of the packet transmitting / receiving device 401B described with reference to FIG. The counter unit 1502, the packet header generation unit 1203, and the encryption information switching unit 1221 of the priority data packetizing unit 1109D are a part of the AKE unit 402 of the packet transmitting / receiving apparatus 401B described with reference to FIG. 404. The packet header generating means 1203 and the error correction adding means 1701 of the priority data packetizing means 1109D include the transmission condition setting managing means 404, the second packetizing means 702, and the encryption of the packet transmitting / receiving apparatus 401B described with reference to FIG. It corresponds to a part of the means 406. In particular, the error correction adding unit 701 of the priority data packetizing unit 1109D corresponds to the error correcting code adding unit of the second packetizing unit 702A described with reference to FIG.

図33は暗号の切り替えタイミングを説明するための模式図である。   FIG. 33 is a schematic diagram for explaining the switching timing of encryption.

図33に示されるように、暗号化情報切替手段1221へ入力される暗号化情報は、エラー訂正マトリックスの切り替え時に切り替えられる。   As shown in FIG. 33, the encryption information input to the encryption information switching means 1221 is switched when the error correction matrix is switched.

暗号鍵切替に用いるタイミングとしては、エラー訂正マトリックスの終点または始点に同期して発生したタイミングである。   The timing used for the encryption key switching is a timing generated in synchronization with the end point or the start point of the error correction matrix.

以上のように、エラー訂正マトリックスの位相を暗号鍵の切替位相とすることにより、暗号化強度を上げながら、暗号の復号をスムーズに実行することが可能となる。   As described above, by using the phase of the error correction matrix as the switching phase of the encryption key, it is possible to smoothly execute the decryption of the encryption while increasing the encryption strength.

なお、暗号鍵の切替位相としては、パケットヘッダ内に定義されたシーケンス番号の特定な値を使用してもよい。たとえば、エラー訂正が無い場合、シーケンス番号を0から63までの整数とし、シーケンス番号が63から0に更新されるタイミングを暗号鍵の切替位相として用いることができる。   Note that a specific value of the sequence number defined in the packet header may be used as the encryption key switching phase. For example, when there is no error correction, the sequence number can be an integer from 0 to 63, and the timing at which the sequence number is updated from 63 to 0 can be used as the encryption key switching phase.

また、暗号鍵切替手段1221に入力される暗号鍵を指定されたタイミングで切り替えながら暗号化手段1122に入力し、暗号化手段1122における暗号化鍵を指定の間隔で切替えてもよい。   Alternatively, the encryption key input to the encryption key switching unit 1221 may be input to the encryption unit 1122 while being switched at the specified timing, and the encryption key in the encryption unit 1122 may be switched at the specified interval.

また、UDP/IP以外のプロトコル、たとえばTCP/IPでパケットを送る場合にも、TCPヘッダ内に含まれるTCPセグメントのシーケンス番号を用いることができる。なお、TCPプロトコルはIETF,RFC793で規定されている。   Also, when transmitting a packet using a protocol other than UDP / IP, for example, TCP / IP, the sequence number of the TCP segment included in the TCP header can be used. Note that the TCP protocol is specified in IETF and RFC793.

(実施の形態12)
実施の形態12について説明する。
(Embodiment 12)
Embodiment 12 will be described.

図34は、本発明の実施の形態12による優先データパケット化手段1109Eのブロック図である。   FIG. 34 is a block diagram of priority data packetizing means 1109E according to the twelfth embodiment of the present invention.

優先データパケット化手段1109Eにおいて、フォーマットとポート番号との対応テーブル1401が設けられた点を除いては、図32を参照して説明した優先データパケット化手段1109Dと同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、主に、フォーマットとポート番号との対応テーブル1401について説明する。   The priority data packetizing unit 1109E has the same configuration as that of the priority data packetizing unit 1109D described with reference to FIG. 32 except that a correspondence table 1401 between the format and the port number is provided. . Therefore, the following description mainly describes the correspondence table 1401 between the format and the port number.

優先データパケット化手段1109Eにおいて、パケットヘッダ生成手段1203は、上述した機能に加えて、さらに優先データフォーマット情報をUDPポート番号と対応させる。なお、優先データフォーマット情報はパケット化情報1104に含まれている。   In the priority data packetizing means 1109E, the packet header generating means 1203 further associates the priority data format information with the UDP port number in addition to the functions described above. Note that the priority data format information is included in the packetization information 1104.

フォーマットとポート番号との対応テーブル1401には、優先データが使用するフォーマット情報が格納されており、入力されるパケット化情報1104内のフォーマット情報よりUDPポート番号が決定される。パケットヘッダ生成手段1203は、このUDPポート情報を用いてUDP/IPパケットを生成する。   The format and port number correspondence table 1401 stores format information used by the priority data, and the UDP port number is determined from the format information in the input packetization information 1104. The packet header generating means 1203 generates a UDP / IP packet using the UDP port information.

これにより、受信装置においてポート番号を検出するだけでフォーマット検出ができるため、受信装置での信号処理を簡単にすることが可能となる。また、2系統のストリーム処理が可能な受信装置で2つのストリームを同時受信している場合でもポート番号でフォーマットまたはチャネルの識別が可能となる。   Thereby, format detection can be performed only by detecting the port number in the receiving device, so that signal processing in the receiving device can be simplified. Further, even when two streams are simultaneously received by a receiver capable of processing two streams, it is possible to identify the format or the channel by the port number.

(実施の形態13)
実施の形態13について説明する。
(Embodiment 13)
Embodiment 13 will be described.

図35は、本発明の実施の形態13による、IEEE 1394ストリーム伝送に適用したパケット送信システム2000のブロック図である。パケット送信システム2000は、実施の形態1において図4を参照して説明したパケット送受信装置401に含まれている。   FIG. 35 is a block diagram of a packet transmission system 2000 applied to IEEE 1394 stream transmission according to Embodiment 13 of the present invention. Packet transmitting system 2000 is included in packet transmitting / receiving apparatus 401 described with reference to FIG. 4 in the first embodiment.

パケット送信システム2000において、分離手段1552は、IEEE 1394ストリームから一般データと、優先データとを分離する。ここで、一般データは、AV/Cコマンドなどのアシンクロナス信号であり、また、優先データは、アイソクロナス信号である。   In the packet transmission system 2000, the separating unit 1552 separates general data and priority data from the IEEE 1394 stream. Here, the general data is an asynchronous signal such as an AV / C command, and the priority data is an isochronous signal.

図36は、本発明の実施の形態13による、SDI/SDTI/DVB−ASIストリームの伝送に適用したパケット送信システム2500を示すブロック図である。   FIG. 36 is a block diagram showing a packet transmission system 2500 applied to transmission of an SDI / SDTI / DVB-ASI stream according to Embodiment 13 of the present invention.

パケット送信システム2500において、RS232C,RRS422などから入力される制御、管理用信号は一般データとして、また、SDI/SDTI/DVB−ASIストリームから分離されたデータは優先データとして使用される。   In the packet transmission system 2500, control and management signals input from the RS232C, RRS422, and the like are used as general data, and data separated from the SDI / SDTI / DVB-ASI stream is used as priority data.

図37は、本発明の実施の形態13によるパケット送受信装置1101Eのブロック図である。   FIG. 37 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus 1101E according to Embodiment 13 of the present invention.

このパケット送受信装置1101Eには、図19を参照して説明した実施の形態7によるパケット送信手段1101を適用している。   The packet transmitting / receiving device 1101E according to the seventh embodiment described with reference to FIG. 19 is applied to the packet transmitting / receiving device 1101E.

送信動作は上述の実施の形態7から13に記載した動作と同様である。受信処理としては、受信フレームから一般データパケットと優先データパケットとを分離し、それぞれから一般データと優先データを復号し出力する。   The transmission operation is the same as the operation described in the seventh to thirteenth embodiments. In the receiving process, a general data packet and a priority data packet are separated from a received frame, and general data and priority data are decoded and output from each.

なお、上述した実施の形態7から13においては、パケットの順序性が保証されていない通信網で伝送する場合には、受信装置でパケットに付加されたシーケンス番号を用いて順序性の保証を行ってもよい。あるいは、後段のビデオ信号処理で順序性の保証を行ってもよい。   In the above-described seventh to thirteenth embodiments, when packets are transmitted over a communication network in which the order of the packets is not guaranteed, the order is assured using the sequence numbers added to the packets at the receiving device. May be. Alternatively, the order may be guaranteed in the subsequent video signal processing.

なお、受信側において優先パケットのフラグメント処理を行いたくない場合は、送信側において、あらかじめアプリケーションレベルの処理で、通信網においてフラグメントされない最大サイズ(MTU)を検査し、それ以下のパケットサイズで伝送すればよい。あるいは、RFCの規格では全ての端末は576バイトのサイズのIPパケットを扱えなければならないと規定されているので、ルータ等の多くのネットワーク機器はこれ以下のIPパケットではフラグメントが起こらない。したがってIPパケットのサイズが576バイト以下となるように優先パケットを生成するようにすればよい。上記のように優先パケットにフラグメントが起こらない場合は、受信したパケットがフラグメントされていれば全て一般パケットとして処理すればよい。なお、イーサネット(R)のIPパケットの最大値を越えた場合は送信端末でフラグメントしなければ行けないので、優先パケットのフラグメントを起こさせないためにはIPパケットの最大値以下でなければならないことは言うまでもない。   If the receiving side does not want to perform the fragment processing of the priority packet, the transmitting side checks the maximum size (MTU) that is not fragmented in the communication network in advance by application-level processing, and transmits the packet with a smaller packet size. Just fine. Alternatively, since the RFC standard stipulates that all terminals must be able to handle an IP packet having a size of 576 bytes, many network devices such as routers do not cause fragments in IP packets smaller than this. Therefore, the priority packet may be generated such that the size of the IP packet is 576 bytes or less. If no fragmentation occurs in the priority packet as described above, if the received packet is fragmented, it may be processed as a general packet. When the maximum value of the IP packet of the Ethernet (R) is exceeded, the packet cannot be transmitted without fragmentation at the transmitting terminal. Needless to say.

また、通信網においてフラグメントが起こる確率が非常に低い場合は、送信側で優先パケットのIPパケットのIPヘッダにフラグメント禁止のフラグを立てて伝送することにより、ルータがフラグメントせざるを得ない状態ではIPパケットを廃棄させることにより、受信端末のフラグメント処理負荷を軽減してもよい。この場合、非常に少数の優先パケットは損失となるが、受信側で誤り訂正あるいは誤り修整を行うことで通信品質を補償することができる。   If the probability of fragmentation occurring in the communication network is extremely low, the sending side sets a fragmentation prohibition flag in the IP header of the IP packet of the priority packet and transmits the packet. By discarding the IP packet, the fragment processing load on the receiving terminal may be reduced. In this case, a very small number of priority packets are lost, but communication quality can be compensated by performing error correction or error correction on the receiving side.

さらに、実施の形態7から13までは、通信網プロトコルとしてイーサネット(R)を例としたがこの限りではない。   In the seventh to thirteenth embodiments, Ethernet (R) is used as an example of the communication network protocol, but the present invention is not limited to this.

また、ビデオ信号処理の例として、画像圧縮および伸張が行われるとしたが、圧縮されない場合でも本願発明の範囲から排除するものではない。また、あらかじめMPEG等の方式で画像圧縮されたデータが入力される場合でも本願発明の範囲から排除するものではない。   In addition, although image compression and decompression are performed as an example of video signal processing, the case of non-compression is not excluded from the scope of the present invention. Further, even when data compressed in advance by a method such as MPEG is input, it is not excluded from the scope of the present invention.

また、ビデオではなく、オーディオ等のリアルタイムデータあるいは優先的に送受信を行うものであればどのようなものでも本発明から排除するものではない。   In addition, the present invention does not exclude any video or other real-time data such as audio or data that is transmitted and received with priority.

また、実施の形態7から13までは、CBR(constant bit rate)のビデオ信号を例としたが、優先データはCBRに限るものではない。   Further, in the seventh to thirteenth embodiments, a CBR (constant bit rate) video signal is described as an example, but the priority data is not limited to the CBR.

また、優先パケットはハードウエア処理、一般パケットはCPU処理としたが、処理スピードが間に合うのであればこの限りではない。   Although the priority packet is processed by hardware and the general packet is processed by the CPU, the processing is not limited to this if the processing speed is sufficient.

なお、上記説明は、当業者が、本発明を行い、または本発明を使用できるように提供される。これらの実施形態への様々な改変は、当業者に容易に明らかであり、本明細書中に明確にされる包括的原理は、さらなる発明の使用なしに他の実施形態に適用され得る。従って、本発明は、本明細書中に示される実施形態に限定される意図はなく、本明細書中に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲に合致されることを意図するものである。   The above description is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles clarified herein may be applied to other embodiments without further use of the invention. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. Things.

本発明によれば、パケット送受信装置は、送信データのセキュリティを確保するためのAKE手段と、送信データの暗号化手段、AKE情報または送信制御情報を暗号化されたデータに付加するためのパケット付加情報生成手段、受信パケットからAKE情報または送信制御情報などの付加情報を抽出する手段、暗号化されたデータの復号手段と、送信パケットの送信先からフィードバックされるパケット受信状況に基づいて適切なパケット送信条件を設定する送信条件設定管理手段と、パケット化手段と、パケット受信手段と、受信条件の設定管理手段とを備える。   According to the present invention, the packet transmitting / receiving apparatus includes: an AKE unit for securing security of transmission data; an encryption unit for transmission data; a packet addition unit for adding AKE information or transmission control information to the encrypted data. Information generating means, means for extracting additional information such as AKE information or transmission control information from a received packet, means for decrypting encrypted data, and an appropriate packet based on the packet reception status fed back from the destination of the transmitted packet A transmission condition setting management unit for setting a transmission condition, a packetizing unit, a packet receiving unit, and a reception condition setting management unit are provided.

これにより、DTCP方式をインターネットの標準プロトコルであるIPプロトコルに実装することができる。また、MPEG−TSなどのAVデータストリームを送信装置で暗号化してデータの機密性および著作権の保護などを図りながら、パケット(例えば、IPパケット)をネットワークを介して伝送し、受信装置で元の信号に復号することが可能である。   Thereby, the DTCP method can be implemented in the IP protocol which is a standard protocol of the Internet. In addition, packets (for example, IP packets) are transmitted via a network while encrypting an AV data stream such as MPEG-TS by a transmitting device to protect data confidentiality and copyright, and the like, and receive the original data by a receiving device. Can be decoded.

本発明のある実施の形態によれば、パケット送受信手段は、送信パケットを一般パケットと優先送信されるパケットにクラス分けし、一般パケットを第1のデータキュー手段に、また、優先送信されるパケットを第2のデータキュー手段に入力する。そして、送信キュー制御手段により第1のデータキュー手段および第2のデータキュー手段に一時的に蓄積されているパケットの送信順序を制御する。   According to an embodiment of the present invention, the packet transmitting / receiving means classifies the transmission packet into a general packet and a packet to be preferentially transmitted, and assigns the general packet to the first data queue means, Is input to the second data queue means. Then, the transmission queue controller controls the transmission order of the packets temporarily stored in the first data queue and the second data queue.

これにより、データの機密性および著作権の保護を図りながら、リアルタイム性の高いデータを優先的に伝送することができる。また、入力ストリームが2チャネル以上の複数ストリームの場合にも、それぞれのストリームに関する信号を優先データと一般データにクラス分けすることにより対応が可能である。   As a result, data with high real-time properties can be transmitted preferentially while protecting the confidentiality and copyright of the data. Further, even when the input stream is a plurality of streams of two or more channels, it is possible to cope by classifying the signals related to each stream into priority data and general data.

本発明のある実施の形態によれば、パケット化手段は、第1のパケット化手段と第2のパケット化手段とを含む。ここで、AKE設定に関するAKE関連情報などの一般データは第1のパケット化手段に入力される。また、暗号化手段にて生成された暗号化送信データおよびAKE関連情報はハードウエアによるパケット化が実行される第2のパケット化手段に入力される。なお、AKE関連情報とは、コピー制御情報および暗号化鍵の更新情報のことである。第1のパケット化手段の出力は第1のデータキュー手段に入力され、第2のパケット化手段の出力は第2のデータキュー手段に入力される。送信条件設定管理手段から送信キュー制御手段に対して、第2データキュー手段に一時的に蓄積されている信号を優先的に出力するためのコマンドを出すと、暗号化されたデータが優先的に出力される。   According to an embodiment of the present invention, the packetizing means includes a first packetizing means and a second packetizing means. Here, general data such as AKE-related information relating to the AKE setting is input to the first packetizing means. Further, the encrypted transmission data and the AKE-related information generated by the encryption unit are input to a second packetization unit that performs packetization by hardware. The AKE related information is copy control information and encryption key update information. The output of the first packetizer is input to the first data queue, and the output of the second packetizer is input to the second data queue. When a command for preferentially outputting a signal temporarily stored in the second data queue means is issued from the transmission condition setting management means to the transmission queue control means, the encrypted data is given priority. Is output.

このように第2のキュー手段がオーバフローしないように制御すれば、受信装置で適切な大きさのバッファを有しているため、送信装置と受信装置との間でデータコンテンツのリアルタイム伝送が実現できる。送信装置と受信装置との間でデータを暗号化してリアルタイム伝送する際に、第2のパケット化手段がハードウエアで構成されているため、ソフトウエア処理が間に合わないために発生する送信パケットの送り残しおよび受信パケットの取りこぼしといった不具合が発生しない。また、データ量の小さい第1のパケット化手段は安価なマイコンなどでも構成できるため、低コスト化が図れる。   If the second queue means is controlled so as not to overflow as described above, since the receiving device has a buffer of an appropriate size, real-time transmission of data content can be realized between the transmitting device and the receiving device. . When encrypting data between the transmitting device and the receiving device and transmitting the data in real time, the transmission of a transmission packet generated because software processing cannot be performed in time because the second packetizing means is configured by hardware. Problems such as leaving and missing of received packets do not occur. Further, the first packetizing means having a small data amount can be constituted by an inexpensive microcomputer or the like, so that the cost can be reduced.

本発明のある実施の形態によれば、パケット送受信手段は、AKE手段はDTCP方式で規定されている処理手順に準拠し、暗号化鍵生成手段と、DTCP情報生成手段と、AKEコマンド送信処理手段と、AKEコマンド受信処理手段と、交換鍵生成手段と、暗号化鍵変更情報生成手段と、復号鍵生成手段とを備える。暗号化鍵生成手段は、暗号化鍵を生成し、生成した暗号化鍵を暗号化手段に入力し暗号化動作を設定する。また、AKE情報生成手段は、外部から入力されるコピー制御情報、および、暗号化鍵生成手段から入力される鍵更新情報とを用いてAKE関連情報を生成する。AKEコマンド送信処理手段は、暗号化鍵生成手段より暗号化鍵を、外部よりAKEパラメータを、さらにAKEコマンド受信処理手段よりAKEコマンド情報を受け取り、AKE送信コマンドを生成して、出力する。AKEコマンド受信処理手段は、第1のパケット受信手段よりAKE設定制御情報を受け取り、AKE送信処理手段、交換鍵生成手段、暗号化鍵変更情報生成手段にそれぞれ設定制御情報を出力する。暗号化鍵変更情報生成手段は、AKEコマンド受信処理手段と第1のパケット受信手段からの情報を用いて暗号化鍵変更情報を生成する。復号鍵生成手段は、交換鍵生成手段と暗号化鍵変更情報生成手段からの情報を用いて、復号鍵を生成し復号手段に出力する。   According to one embodiment of the present invention, the packet transmitting / receiving means is such that the AKE means conforms to a processing procedure defined by the DTCP method, and the encryption key generating means, the DTCP information generating means, and the AKE command transmitting processing means AKE command reception processing means, exchange key generation means, encryption key change information generation means, and decryption key generation means. The encryption key generation means generates an encryption key, inputs the generated encryption key to the encryption means, and sets an encryption operation. The AKE information generating means generates AKE-related information using copy control information input from outside and key update information input from the encryption key generating means. The AKE command transmission processing means receives an encryption key from the encryption key generation means, an AKE parameter from the outside, and AKE command information from the AKE command reception processing means, generates and outputs an AKE transmission command. The AKE command reception processing means receives the AKE setting control information from the first packet receiving means, and outputs the setting control information to the AKE transmission processing means, the exchange key generation means, and the encryption key change information generation means, respectively. The encryption key change information generating means generates encryption key change information using information from the AKE command reception processing means and the first packet receiving means. The decryption key generation means generates a decryption key using information from the exchange key generation means and the encryption key change information generation means, and outputs the decryption key to the decryption means.

これにより、DTCP方式に準拠したAKE手段を用いて、MPEP−TSなどのAVデータストリームを暗号化してリアルタイムに伝送することが可能となり、データの著作権保護を図ることができる。   This makes it possible to encrypt an AV data stream such as an MPEP-TS and transmit the data in real time using AKE means conforming to the DTCP method, thereby protecting data copyright.

本発明のある実施の形態によれば、パケット送受信手段は、暗号化手段にて生成された暗号化送信データおよびAKE関連情報(例えば、コピー制御情報や暗号化鍵の更新情報)が入力される第2のパケット化手段が、内部にエラー訂正符号付加手段を備えており、それにより、エラー訂正符号を付加される。   According to an embodiment of the present invention, the packet transmission / reception unit receives the encrypted transmission data and the AKE-related information (for example, copy control information and encryption key update information) generated by the encryption unit. The second packetizing means includes an error correction code adding means therein, whereby an error correction code is added.

これにより、IPネットワークでパケットロスまたはビットエラーなどが発生した場合にも受信装置でエラー訂正により送信データの復元が可能となる。また、第2のパケット化手段、および第2のパケット受信手段をハードウエアで構成することが容易となる。   As a result, even when a packet loss or a bit error occurs in the IP network, it is possible to restore the transmission data by error correction in the receiving device. Further, it is easy to configure the second packetizing means and the second packet receiving means with hardware.

また、本発明のある実施の形態によれば、ネットワークを用いたAVコンテンツの伝送に関して、ネットワーク上でのデータ盗聴を防止し、安全性の高いデータ伝送を実現する。これにより、伝送路にインターネットなど公衆網を使用した場合においても、リアルタイム伝送される優先データ(AVデータ)の盗聴、漏洩を防止することができる。また、インターネット等で伝送されるAVデータの販売、課金が可能となり、安全性の高いB−B、B−Cのコンテンツ販売流通が可能となる。   Further, according to an embodiment of the present invention, regarding transmission of AV content using a network, data eavesdropping on the network is prevented, and highly secure data transmission is realized. As a result, even when a public network such as the Internet is used for the transmission path, wiretapping and leakage of priority data (AV data) transmitted in real time can be prevented. Further, sales and billing of AV data transmitted via the Internet or the like can be performed, and highly secure BB and BC content sales and distribution can be performed.

また、本発明のある実施形態によれば、AVコンテンツをハードウエアで伝送処理する場合にも、一般データパケットは従来通りCPUを用いてソフトウェア処理を行う。よって、ソフトウェアの追加により管理情報や制御情報などデータを一般データとして伝送させることができる。これらのデータ量は優先データ量に比べて非常に少ないので、マイコンなど安価なマイクロプロセッサーで実現可能となり低コストなシステムを実現することができる。なお、高負荷かつ高伝送レート優先パケットのプロトコル処理にも高価なCPUや大規模メモリを必要としないので、これらの点からも低コストで高機能な装置を提供できる。   Further, according to an embodiment of the present invention, even when transmitting AV content by hardware, general data packets are subjected to software processing using a CPU as before. Therefore, data such as management information and control information can be transmitted as general data by adding software. Since the amount of these data is much smaller than the amount of priority data, it can be realized by an inexpensive microprocessor such as a microcomputer, and a low-cost system can be realized. It should be noted that an expensive CPU and a large-scale memory are not required for protocol processing of a high-load, high-transmission-rate-priority packet, so that a low-cost and high-performance device can be provided from these points.

また、本発明のある実施の形態おいては、優先して送信される優先パケットと、この優先パケットよりも送信優先度が低い一般パケットとを時間軸上で多重して送信し、送信される優先パケットにおける優先データの平均送信データレートを、たとえば、専用ハードウエアを用いて平均入力レート以上の速度で送信するように制御する。ビデオ信号等のリアルタイム性を必要とするデータのプロトコル処理をCPUによるソフトウエア処理に頼らずハードウェア処理を行うため、ソフトウエア処理で発生する処理が間に合わないという不具合が発生しない。これにより、全ての優先データパケットが完全に送信され、リアルタイム性の保証された高品質映像の伝送が可能となる。   In one embodiment of the present invention, a priority packet to be transmitted with priority and a general packet having a lower transmission priority than the priority packet are multiplexed on the time axis, transmitted, and transmitted. The average transmission data rate of the priority data in the priority packet is controlled to be transmitted at a speed higher than the average input rate by using dedicated hardware, for example. Since the hardware performs the protocol processing of data such as a video signal that requires real-time processing without relying on the software processing by the CPU, the problem that the processing generated by the software processing cannot be completed in time does not occur. As a result, all the priority data packets are completely transmitted, and high-quality video transmission with real-time performance guaranteed.

また、一般データは一時的にバッファ手段に蓄積され、優先データ伝送が優先して行なわれる中で間欠的に伝送される。ここで、一般データの伝送レートが1Mbps以下の場合は、安価なCPUやマイコンなどのプロセッサを用いて一般データの伝送処理が可能である。   The general data is temporarily stored in the buffer means, and is transmitted intermittently while priority data transmission is performed with priority. Here, when the transmission rate of general data is 1 Mbps or less, transmission processing of general data can be performed using an inexpensive processor such as a CPU or a microcomputer.

なお、ストリームとして入力される優先データは、ストリームの無効データ部が除去され、有効データのみを用いて、パケット化情報に基づいてパケットが生成される。ここで、通信プロトコルとしてUDP/IPを使用すると、ヘッダとしては、アドレスとしてIPアドレス、また、サブアドレスとしてUDPポート番号を使用することとなる。   In the priority data input as a stream, the invalid data portion of the stream is removed, and a packet is generated based on the packetization information using only the valid data. Here, if UDP / IP is used as a communication protocol, an IP address is used as an address and a UDP port number is used as a subaddress as a header.

更に、優先パケットと一般パケットの送信タイミング(送信割合)をソフトウェアではなくハードウェアで制御するので、クロック単位で完全に制御可能である。これにより全ての優先パケットが完全に送信され、リアルタイム性の保証された高品質の伝送が可能となる。また、シェイピングもクロック単位で正確に行われるため、初段のルータでのパケット廃棄の発生確率が非常に少ない高品質な通信が可能となる。イーサネット(R)フレーム(2層)のレイヤでIP(3層)、UDP(4層)のヘッダを同時に検査し、優先パケットと一般パケットを分離し、優先パケットの処理をハードウェアで行うので、受信フレームの取りこぼしが発生せず、リアルタイム性が保証された高品質の通信が可能となる。   Furthermore, since the transmission timing (transmission ratio) of the priority packet and the general packet is controlled by hardware instead of software, it is possible to completely control the transmission timing in clock units. As a result, all priority packets are completely transmitted, and high-quality transmission with real-time property guaranteed. In addition, since the shaping is performed accurately in units of clocks, high-quality communication with a very low probability of occurrence of packet discard in the first-stage router is enabled. In the Ethernet (R) frame (layer 2) layer, the IP (layer 3) and UDP (layer 4) headers are simultaneously inspected, the priority packet and the general packet are separated, and the processing of the priority packet is performed by hardware. The reception frame is not missed, and high-quality communication in which real-time performance is guaranteed is possible.

また、本発明のある実施の形態によれば、優先データと一般データを送信するだけでなく、有効データから優先データフォーマット情報を得て、外部から入力されるパケット化情報とともにパケット化パラメータの決定に使用する。これにより、たとえば、優先データがDV系の場合はDIFブロックの80バイト単位、また、MPEG系の場合はTSパケットの188バイト単位で優先データのパケット化の自動化などを行なうことができ、送受信装置の構成を簡単にすることができる。   According to an embodiment of the present invention, in addition to transmitting priority data and general data, priority data format information is obtained from valid data, and packetization parameters are determined together with externally input packetization information. Used for Thereby, for example, when the priority data is of the DV type, automation of the packetization of the priority data can be performed in units of 80 bytes of the DIF block, and in the case of the MPEG type, 188 bytes of the TS packet. Can be simplified.

本発明のある実施の形態によれば、送信装置内の優先データパケット化手段において、優先データにエラー訂正符号を付加することにより、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データを復元することが可能になる。   According to an embodiment of the present invention, the priority data packetizing means in the transmission device adds an error correction code to the priority data, so that even when a packet loss occurs in the network, the priority data can be transmitted to the reception device. Can be restored.

本発明のある実施の形態によれば、送信装置内の優先データパケット化手段における伝送エラー保護機能が実現できる。具体的には、優先データを暗号化した後、エラー訂正符号を付加することにより、ネットワークにおいてパケットロスが発生した場合にも、受信装置で優先データを復元することが可能になるとともに、ネットワーク上でのデータ盗聴を防止し、安全性の高いデータ伝送を実現する。これにより、伝送路としてインターネットなどの公衆網を使用した場合においても、リアルタイム伝送される優先データ(AVデータ)の盗聴、漏洩を防止することができる。また、インターネット等で伝送されるAVデータの販売、課金が可能となり、安全性の高いB−B、B−Cのコンテンツ販売流通が可能となる。   According to an embodiment of the present invention, the transmission error protection function in the priority data packetizing means in the transmitting device can be realized. Specifically, by adding the error correction code after encrypting the priority data, even if a packet loss occurs in the network, the reception device can restore the priority data, and To prevent data eavesdropping on the Internet and realize highly secure data transmission. As a result, even when a public network such as the Internet is used as a transmission path, it is possible to prevent wiretapping and leakage of priority data (AV data) transmitted in real time. Further, sales and billing of AV data transmitted via the Internet or the like can be performed, and highly secure BB and BC content sales and distribution can be performed.

本発明のある実施の形態によれば、暗号化を行なう暗号鍵を切り替えるにより、リアルタイム伝送される優先データ(AVデータ)の盗聴、漏洩をより困難にすることができる。エラー訂正マトリックスの位相を暗号鍵の切替位相とすることにより、暗号鍵の切替をスムースに実行できる。インターネットなどの公衆網において、リアルタイムに伝送されるAVデータの暗号化パラメータが変化するため、コンテンツの盗聴、漏洩を強力に防止できる。   According to an embodiment of the present invention, it is possible to make it more difficult for wiretapping and leakage of priority data (AV data) transmitted in real time by switching an encryption key for encryption. By using the phase of the error correction matrix as the encryption key switching phase, the encryption key can be smoothly switched. In a public network such as the Internet, since the encryption parameter of AV data transmitted in real time changes, eavesdropping and leakage of contents can be strongly prevented.

本発明のある実施の形態によれば、受信装置での信号処理を簡単にすることが可能となる。優先データのフォーマットやチャネル番号とポート番号の組み合わせを決めるテーブルを送信装置と受信装置に設けることにより、受信装置でポート番号を検出するだけでフォーマットの検出ができるため、受信装置での信号処理を簡単にすることが可能となる。また、2系統のストリーム処理が可能な受信装置で2つのストリームを同時に受信している場合でもポート番号でフォーマットまたはチャネルを識別することが可能となる。   According to an embodiment of the present invention, it is possible to simplify signal processing in a receiving device. By providing a table for determining the format of the priority data and the combination of the channel number and the port number in the transmitting device and the receiving device, the format can be detected only by detecting the port number in the receiving device. It can be made simple. Further, even when two streams are simultaneously received by a receiver capable of processing two streams, it is possible to identify the format or the channel by the port number.

また、本発明のある実施の形態によれば、一般パケットは従来通りCPUを用いてソフトウェア処理を行うのでソフトウェアを追加するだけで、管理情報および制御情報などのデータを一般データとして伝送させることができる。これらのデータ量は優先データ量に比べて非常に少ないので、マイコンなど安価なマイクロプロセッサーで実現可能となり低コストなシステムを実現することができる。なお、高負荷かつ高伝送レート優先パケットのプロトコル処理にも高価なCPUや大規模メモリを必要としないので、これらの点からも低コストで高機能な装置を提供できる。   Further, according to an embodiment of the present invention, since general packets are subjected to software processing using a CPU as in the past, data such as management information and control information can be transmitted as general data only by adding software. it can. Since the amount of these data is much smaller than the amount of priority data, it can be realized by an inexpensive microprocessor such as a microcomputer, and a low-cost system can be realized. It should be noted that an expensive CPU and a large-scale memory are not required for protocol processing of a high-load, high-transmission-rate-priority packet, so that a low-cost and high-performance device can be provided from these points.

図1は、本発明を適用可能なシステムの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a system to which the present invention can be applied. 図2は、認証および鍵交換にDTCP方式を適用する場合の送信装置および受信装置の動作を示すための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating operations of the transmitting device and the receiving device when the DTCP method is applied to authentication and key exchange. 図3は、DTCP方式をイーサネット(R)を用いて、2階建ての家屋に適用した場合の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example in which the DTCP method is applied to a two-story house using Ethernet (R). 図4は、本発明の実施の形態1によるパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of the packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図5は、MPEG−TSを用いて、パケットさらには、フレームを生成して、伝送する場合のパケット形式の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a packet format when a packet and a frame are generated and transmitted using MPEG-TS. 図6は、本発明の実施の形態1によるプロトコルスタックを説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a protocol stack according to the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態2によるパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態3によるパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態3によるプロトコルスタックによる説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram using a protocol stack according to the third embodiment of the present invention. 図10は、MPEG−TSを用いて、パケットさらには、フレームを生成して、伝送する場合のパケット形式の一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a packet format when a packet and a frame are generated and transmitted using MPEG-TS. 図11は、本発明の実施の形態4のパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 図12は、本発明の実施の形態4におけるパケット化手段およびパケット受信手段を説明するためのブロック図である。FIG. 12 is a block diagram for explaining packetizing means and packet receiving means according to Embodiment 4 of the present invention. 図13は、本発明の実施の形態5におけるパケット化手段およびパケット受信手段を説明するためのブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a packetizing unit and a packet receiving unit according to the fifth embodiment of the present invention. 図14は、本発明の実施の形態5のプロトコルスタックの模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram of a protocol stack according to the fifth embodiment of the present invention. 図15は、エラー訂正方式がリードソロモン方式である場合の模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram when the error correction method is the Reed-Solomon method. 図16は、エラー訂正方式がパリティ方式である場合の模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram when the error correction method is a parity method. 図17は、本発明の実施の形態6によるパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. 図18は、本発明の実施の形態6の別の形態によるパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 18 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to another embodiment of the sixth embodiment of the present invention. 図19は、本発明の実施の形態7によるパケット送信手段のブロック図である。FIG. 19 is a block diagram of a packet transmitting unit according to the seventh embodiment of the present invention. 図20は、優先パケットのプロトコルスタックの模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram of a protocol stack of a priority packet. 図21は、優先パケットと一般パケットの伝送タイミングの模式図である。FIG. 21 is a schematic diagram of transmission timing of a priority packet and a general packet. 図22は、本発明の実施の形態7の変形例によるパケット送信手段のブロック図である。FIG. 22 is a block diagram of a packet transmitting unit according to a modification of the seventh embodiment of the present invention. 図23は、本発明の実施の形態8によるパケット送信手段のブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of a packet transmitting unit according to the eighth embodiment of the present invention. 図24は、本発明の実施の形態8の変形例によるパケット送信手段のブロック図である。FIG. 24 is a block diagram of a packet transmitting unit according to a modification of the eighth embodiment of the present invention. 図25は、本発明の実施の形態9によるパケット送信手段のブロック図である。FIG. 25 is a block diagram of a packet transmitting unit according to Embodiment 9 of the present invention. 図26は、本発明の実施の形態9の変形例による優先データパケット化手段のブロック図である。FIG. 26 is a block diagram of priority data packetizing means according to a modification of the ninth embodiment of the present invention. 図27は、本発明の実施の形態9の別の変形例による優先データパケット化手段のブロック図である。FIG. 27 is a block diagram of priority data packetizing means according to another modification of Embodiment 9 of the present invention. 図28は、エラー訂正がパリティ処理方式の場合のパケット構成を示す図である。FIG. 28 is a diagram illustrating a packet configuration when the error correction is a parity processing method. 図29は、エラー訂正がリードソロモン方式の場合のパケット構成を示す図である。FIG. 29 is a diagram illustrating a packet configuration when error correction is performed by the Reed-Solomon method. 図30は、本発明の実施の形態10のパケット送信手段のブロック図である。FIG. 30 is a block diagram of a packet transmitting unit according to the tenth embodiment of the present invention. 図31は、本発明の実施の形態10の優先データパケット化手段のブロック図である。FIG. 31 is a block diagram of priority data packetizing means according to the tenth embodiment of the present invention. 図32は、本発明の実施の形態11の優先データパケット手段のブロック図である。FIG. 32 is a block diagram of priority data packet means according to the eleventh embodiment of the present invention. 図33は、暗号の切り替えタイミングを説明するための模式図である。FIG. 33 is a schematic diagram for explaining the switching timing of encryption. 図34は、本発明の実施の形態12による優先データパケット手段のブロック図である。FIG. 34 is a block diagram of priority data packet means according to the twelfth embodiment of the present invention. 図35は、本発明の実施の形態13によるIEEE1394ストリーム伝送に適用したパケット送信システムのブロック図である。FIG. 35 is a block diagram of a packet transmission system applied to IEEE 1394 stream transmission according to Embodiment 13 of the present invention. 図36は、本発明の実施の形態13によるSDI/SDTI/DVB−ASIストリームの伝送に適用したパケット送信システムのブロック図である。FIG. 36 is a block diagram of a packet transmission system applied to transmission of an SDI / SDTI / DVB-ASI stream according to Embodiment 13 of the present invention. 図37は、本発明の実施の形態13のパケット送受信装置のブロック図である。FIG. 37 is a block diagram of a packet transmitting / receiving apparatus according to Embodiment 13 of the present invention. 図38は、DTCP方式を用いて、MPEG−TSを、IEEE 1394規格に準拠する伝送メディアを介して伝送することを示す模式図である。FIG. 38 is a schematic diagram showing that an MPEG-TS is transmitted via a transmission medium conforming to the IEEE 1394 standard using the DTCP method.

符号の説明Explanation of reference numerals

401 パケット送受信装置
402 認証・鍵交換手段
403 パケット化手段
404 送信条件設定管理手段
405 パケット受信手段
406 暗号化手段
407 復号手段
408 受信条件設定管理手段
409 フレーム化手段
410 フレーム受信手段
401 packet transmitting / receiving apparatus 402 authentication / key exchange means 403 packetizing means 404 transmission condition setting managing means 405 packet receiving means 406 encrypting means 407 decrypting means 408 receiving condition setting managing means 409 framing means 410 frame receiving means

Claims (51)

送信パケットを送信し、受信パケットを受信するパケット送受信装置であって、
暗号化鍵および復号鍵を生成する認証・鍵交換手段と、
前記暗号化鍵を用いて送信データを暗号化することによって暗号化送信データを生成する暗号化手段と、
前記送信条件関連情報と、送受信管理情報と、受信条件設定情報との少なくとも1つを用いて、前記送信パケットの送信条件を設定するための送信条件設定情報を生成する送信条件設定管理手段と、
前記暗号化送信データを用いて、前記送信パケットを生成するパケット化手段と、
受信条件関連情報およびパケット受信情報の少なくとも一方を用いて、前記受信パケットの受信条件を設定する受信条件設定情報を生成する受信条件設定管理手段と、
前記受信パケットを受信するパケット受信手段であって、前記受信条件設定情報を用いて、前記受信パケットから、前記受信パケットに含まれる受信データを抽出するとともに、前記受信パケットから前記パケット受信情報を生成し、前記パケット受信情報を前記認証・鍵交換手段または前記受信条件設定管理手段に出力する、パケット受信手段と、
前記復号鍵を用いて前記受信データを復号する復号手段と
を備える、パケット送受信装置。
A packet transmitting / receiving device that transmits a transmission packet and receives a reception packet,
Authentication / key exchange means for generating an encryption key and a decryption key;
Encryption means for generating encrypted transmission data by encrypting the transmission data using the encryption key,
A transmission condition setting management unit that generates transmission condition setting information for setting a transmission condition of the transmission packet, using at least one of the transmission condition related information, transmission / reception management information, and reception condition setting information;
Packetizing means for generating the transmission packet using the encrypted transmission data;
Using at least one of reception condition related information and packet reception information, reception condition setting management means for generating reception condition setting information for setting a reception condition of the received packet,
A packet receiving unit for receiving the received packet, wherein the reception data included in the received packet is extracted from the received packet using the reception condition setting information, and the packet reception information is generated from the received packet. And outputting the packet reception information to the authentication / key exchange means or the reception condition setting management means,
A packet transmission / reception device comprising: a decryption unit that decrypts the received data using the decryption key.
前記パケット化手段は、前記送信条件設定情報および前記認証・鍵交換手段に関連する認証・鍵交換関連情報の少なくとも1つを用いて、パケット付加情報を生成するパケット付加情報生成手段を含み、
前記パケット化手段は、前記暗号化送信データに前記パケット付加情報を付加することによって、前記送信パケットを生成し、
前記パケット受信手段は、前記送信パケットに含まれるパケット付加情報を抽出するパケット付加情報抽出手段を含む、請求項1に記載のパケット送受信装置。
The packetizing means includes packet additional information generating means for generating packet additional information using at least one of the transmission condition setting information and authentication / key exchange related information related to the authentication / key exchange means,
The packetizing means generates the transmission packet by adding the packet additional information to the encrypted transmission data,
The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the packet receiving unit includes a packet additional information extracting unit that extracts packet additional information included in the transmission packet.
前記送信パケットを用いて送信フレームを生成するフレーム化手段と、
受信フレームを受け取り、前記受信フレームから前記受信パケットを抽出するフレーム受信手段と
をさらに備える、請求項1に記載のパケット送受信装置。
Framing means for generating a transmission frame using the transmission packet,
The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, further comprising: a frame receiving unit that receives a received frame and extracts the received packet from the received frame.
前記パケット化手段にて生成された第1のパケットを一時的に蓄積する第1のキュー手段と、
前記パケット化手段にて生成された第2のパケットを一時的に蓄積する第2のキュー手段と、
前記送信条件設定情報に基づいて、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのいずれを送信するかを制御する送信キュー制御手段と、
前記第1のキュー手段から出力された第1のパケットおよび第2のキュー手段から出力された第2のパケットをフレーム化することによって送信フレームを生成するフレーム化手段と、
受信フレームから前記受信パケットを抽出するフレーム受信手段と
をさらに備える、請求項1に記載のパケット送受信装置。
First queue means for temporarily storing the first packet generated by the packetizing means;
A second queue unit for temporarily storing the second packet generated by the packetizing unit;
Transmission for controlling which of the first packet stored in the first queue means and the second packet stored in the second queue means is transmitted based on the transmission condition setting information. Queue control means;
Framing means for generating a transmission frame by framing a first packet output from the first queue means and a second packet output from the second queue means;
The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, further comprising: frame receiving means for extracting the received packet from a received frame.
前記送信キュー制御手段は、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットの送信経路に関する情報と、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットを送信するのに必要な帯域幅に関する情報と、前記送信パケットの送信から到着までの遅延に関する情報と、前記第1のパケットまたは前記第2のパケットの優先度に関する情報とのうち少なくとも1つの情報を用いて、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのいずれを送信するかを制御する、請求項4に記載のパケット送受信装置。   The transmission queue control means includes: information relating to a transmission path of the first packet or the second packet; information relating to a bandwidth required to transmit the first packet or the second packet; The information is stored in the first queue means using at least one of information on a delay from transmission of a transmission packet to arrival and information on a priority of the first packet or the second packet. The packet transmission / reception device according to claim 4, wherein the packet transmission / reception device controls which of the first packet and the second packet stored in the second queue unit is transmitted. 前記送信キュー制御手段は、IETF rfc2205、rfc2208、rfc2209で記載されたRSVP方式、IETF rfc2210、rfc2211、2212,rfc2215で記載されたIntserv方式、IETF rfc2474、rfc2475、rfc2597、rfc2598で記載されたDiffserv方式のいずれか1つの制御方式を使用する、請求項5に記載のパケット送受信装置。   The transmission queue control means includes an RSVP method described in IETF rfc2205, rfc2208, and rfc2209, an Intserv method described in IETF rfc2210, rfc2211, 2212, and rfc2215, and a method described in IETF rfc2474, rfc2475, and rfc2597 in rfc2597. The packet transmission / reception device according to claim 5, wherein one of the control methods is used. 前記送信キュー制御手段は、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットおよび前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットのうちのいずれかを選択して、選択したパケットを優先的に出力するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する、請求項4に記載のパケット送受信装置。   The transmission queue control unit selects and selects one of the first packet stored in the first queue unit and the second packet stored in the second queue unit. The packet transmission / reception device according to claim 4, wherein the first queue unit and the second queue unit are controlled so as to output a packet preferentially. 前記送信キュー制御手段は、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットの量が所定の量を超えない場合には、前記第1のキュー手段に蓄積された前記第1のパケットを優先して出力し、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットの量が所定の量を超える場合には、前記第2のキュー手段に蓄積された前記第2のパケットを優先的に出力するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する、請求項4に記載のパケット送受信装置。   When the amount of the first packet stored in the second queue does not exceed a predetermined amount, the transmission queue control unit controls the first packet stored in the first queue. Is output with priority, and when the amount of the second packet stored in the second queue means exceeds a predetermined amount, the second packet stored in the second queue means is output. The packet transmission / reception device according to claim 4, wherein the first queue unit and the second queue unit are controlled so as to output the packets with priority. 前記送信キュー制御手段は、前記第1のキュー手段から送信される前記第1のパケットと前記第2のキュー手段から送信される前記第2のパケットとの間隔を平均化するように前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する、請求項4に記載のパケット送受信装置。   The transmission queue control unit may control the first packet so as to average an interval between the first packet transmitted from the first queue unit and the second packet transmitted from the second queue unit. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 4, wherein the packet transmitting / receiving apparatus controls the queue means and the second queue means. 前記送信条件設定管理手段および前記受信条件設定管理手段は、前記送信フレームの送信から到着するまでの間において前記送信パケットの送信先から受信先までの経路における最大伝送パケットサイズの検出を行ない、前記最大伝送パケットサイズ情報を用いて、前記送信条件設定情報および前記受信条件設定情報を生成する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The transmission condition setting management unit and the reception condition setting management unit detect a maximum transmission packet size in a path from a transmission destination of the transmission packet to a reception destination during a period from transmission of the transmission frame to arrival of the transmission frame, The packet transmission / reception device according to claim 1, wherein the transmission condition setting information and the reception condition setting information are generated using maximum transmission packet size information. 前記フレーム化手段は、前記パケット化手段にて生成された前記送信パケットに、IEEE 802.3規格のフレームヘッダを付加する、請求項3に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 3, wherein the framing unit adds an IEEE 802.3 standard frame header to the transmission packet generated by the packetizing unit. 前記フレーム化手段は、前記パケット化手段にて生成された前記送信パケットに、IEEE 802.1Q規格のフレームヘッダを付加する、請求項3に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 3, wherein the framing unit adds an IEEE 802.1Q standard frame header to the transmission packet generated by the packetizing unit. 前記パケット化手段は、前記暗号化送信データを所定の大きさに変換し、IETFでIPv4またはIPv6として規定されているIP(Internet Protocol)ヘッダを付加する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   2. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the packetizing unit converts the encrypted transmission data into a predetermined size, and adds an IP (Internet Protocol) header specified by the IETF as IPv4 or IPv6. 前記パケット化手段は、IPv4ヘッダのサービスタイプフィールド、または、サービスタイプフィールド内のTOS(Type of Service)フィールドに優先パケットであることを示す情報を付加する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the packetizing means adds information indicating that the packet is a priority packet to a service type field of an IPv4 header or a TOS (Type of Service) field in the service type field. 前記パケット化手段は、IPv6ヘッダのプライオリティフィールドに優先パケットであることを示す情報を付加する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the packetizing unit adds information indicating that the packet is a priority packet to a priority field of an IPv6 header. 前記パケット化手段は、第1のパケット化手段と、第2のパケット化手段とを含み、
前記第1のパケット化手段は、前記送信条件設定情報および前記認証・鍵交換関連情報の少なくとも一つの情報を用いて前記第1のパケットを生成し、
前記第2のパケット化手段は、前記送信条件設定情報と、前記認証・鍵交換関連情報と、前記暗号化送信データとの少なくとも一つの情報を用いて前記第2のパケットを生成する、請求項4に記載のパケット送受信装置。
The packetizer includes a first packetizer and a second packetizer,
The first packetizing means generates the first packet using at least one of the transmission condition setting information and the authentication / key exchange related information;
The second packetizing means generates the second packet using at least one of the transmission condition setting information, the authentication / key exchange related information, and the encrypted transmission data. 5. The packet transmitting / receiving device according to 4.
前記パケット化手段は、前記暗号化送信データを所定の大きさに変換し、IETFでIPv4またはIPv6として規定されているIPヘッダを付加し、
前記第1のパケット化手段はソフトウエアによって構成され、前記第2のパケット化手段はハードウエアによって構成される、請求項16に記載のパケット送受信装置。
The packetizing means converts the encrypted transmission data into a predetermined size, and adds an IP header defined by the IETF as IPv4 or IPv6,
17. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 16, wherein said first packetizing means is constituted by software, and said second packetizing means is constituted by hardware.
前記送信データを優先データと一般データとに分離するデータ分離手段をさらに備え、
前記暗号化手段は、前記優先データを暗号化し、
前記第1のパケット化手段は、前記一般データを用いて第1のパケットを生成する、請求項16に記載のパケット送受信装置。
Further comprising a data separation unit for separating the transmission data into priority data and general data,
The encrypting means encrypts the priority data,
17. The packet transmission / reception device according to claim 16, wherein the first packetizing unit generates a first packet using the general data.
前記第1のパケット化手段は、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTCP,RTSP,HTTP、TCP、UDP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する、請求項18に記載のパケット送受信装置。   19. The packet according to claim 18, wherein the first packetizing unit adds at least one header of RTCP, RTSP, HTTP, TCP, UDP, and IP, which are data processing protocols defined in the IETF document. Transmitter / receiver. 前記第2のパケット化手段は、データにシーケンス番号を付加するか、または、IETF文書で規定されているデータ処理プロトコルであるRTP,UDP、HTTP、TCP、IPのうちの少なくとも1つのヘッダを付加する、請求項18に記載のパケット送受信装置。   The second packetizer adds a sequence number to the data, or adds at least one header of RTP, UDP, HTTP, TCP, and IP, which are data processing protocols defined in the IETF document. The packet transmission / reception device according to claim 18, which performs the operation. 前記優先データは、SMPTE 259M規格で規定された非圧縮SD方式信号、または、SMPTE 292M規格で規定された非圧縮HD形式、または、IEC 61883規格で規定されたIEEE1394によるDVまたはMPEG−TSの伝送ストリーム形式、または、DVB規格A010で規定されたDVB−ASIによるMPEG−TS形式、MPEG−PS形式、MPEG−ES形式、MPEG−PES形式の内の少なくとも一つのデータストリーム形式である、請求項18に記載のパケット送受信装置。   The priority data is an uncompressed SD signal defined by the SMPTE 259M standard, an uncompressed HD format defined by the SMPTE 292M standard, or a DV or MPEG-TS transmission by IEEE 1394 defined by the IEC 61883 standard. 20. A stream format or a data stream format of at least one of an MPEG-TS format, an MPEG-PS format, an MPEG-ES format, and an MPEG-PES format according to DVB-ASI defined by DVB standard A010. A packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1. 前記第2のパケット化手段は、エラー訂正符号付加手段を含む、請求項16に記載のパケット送受信装置。   17. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 16, wherein said second packetizing means includes an error correction code adding means. 前記エラー訂正符号付加手段で用いられるエラー訂正符号の方式は、リードソロモン方式、あるいはパリティ方式である、請求項22に記載のパケット送受信装置。   23. The packet transmission / reception device according to claim 22, wherein a system of the error correction code used in the error correction code adding unit is a Reed-Solomon system or a parity system. 前記暗号化鍵を示す情報は、前記フレーム化手段において前記暗号化鍵で暗号化された送信パケットを出力するより前に、前記暗号化鍵の復号情報を前記フレーム化手段から出力する、請求項16に記載のパケット送受信装置。   The information indicating the encryption key outputs decryption information of the encryption key from the framing unit before outputting a transmission packet encrypted with the encryption key in the framing unit. 17. The packet transmission / reception device according to 16. 前記暗号化鍵を示す情報は、前記暗号化鍵を用いて生成された前記暗号化送信データを含む送信パケットが送信されるときよりも、前記送信フレームの送信から前記送信フレームに対応する受信フレームの受信までの時間より前に送信される、請求項24に記載のパケット送受信装置。   The information indicating the encryption key is transmitted from the transmission frame to the reception frame corresponding to the transmission frame, when the transmission packet including the encrypted transmission data generated using the encryption key is transmitted. The packet transmission / reception device according to claim 24, wherein the packet transmission / reception device is transmitted before the time until the reception of the packet. 前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置の位置情報と、前記送信パケットの到着先の位置情報または前記受信パケットの送信元の位置情報とが、あらかじめ決められた条件に合致する時に、認証を許可する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The authentication / key exchange means, when the position information of the packet transmitting / receiving apparatus and the position information of the destination of the transmission packet or the position information of the transmission source of the reception packet match predetermined conditions, perform authentication. The packet transmission / reception device according to claim 1, wherein the packet transmission / reception device permits the packet transmission / reception. 前記送受信管理情報は、前記パケット送受信装置の位置情報と、前記送信パケットの到着先の位置情報または前記受信パケットの送信元の位置情報との少なくとも一方を含んでいる、請求項26に記載のパケット送受信装置。   The packet according to claim 26, wherein the transmission / reception management information includes at least one of location information of the packet transmission / reception device, location information of an arrival destination of the transmission packet, and location information of a transmission source of the reception packet. Transmitter / receiver. 前記位置情報は、地域コード、住所、郵便番号、または、経度・緯度により範囲が指定された情報である、請求項27に記載のパケット送受信装置。   28. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 27, wherein the position information is information in which a range is designated by a region code, an address, a postal code, or longitude and latitude. 前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で、前記パケット送受信装置から前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの受信元までの片道または往復の伝播時間があらかじめ決められた制限時間より短い時間である場合に、認証を許可する、請求項26に記載のパケット送受信装置。   The authentication / key exchange means, between the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet, receives the destination of the transmission packet or the reception source of the reception packet from the packet transmission / reception device. 27. The packet transmission / reception device according to claim 26, wherein the authentication is permitted when the one-way or round-trip propagation time to is shorter than a predetermined time limit. 前記認証・鍵交換手段は、前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間の送受信区間において無線伝送区間が存在する場合、前記無線伝送区間ではデータをスクランブルして伝送するモードであることを確認した場合に、認証を許可する、請求項26に記載のパケット送受信装置。   The authentication / key exchange means scrambles data in the wireless transmission section when a wireless transmission section exists in a transmission / reception section between the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or the transmission source of the reception packet. 27. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 26, wherein authentication is permitted when it is confirmed that the transmission mode is selected. 前記認証・鍵交換手段は、
前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で認証を行った場合に、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元に関する情報を一時的に記憶する記憶手段と、
前記パケット送受信装置と、前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元とが前記あらかじめ決められた条件に合致しないために前記認証が成立しない場合に、前記記憶手段にて記憶された情報と、前記送信パケットの前記到着先に関する情報または前記受信パケットの前記送信先に関する情報とを照合し、前記パケット送受信装置と前記送信パケットの到着先または前記受信パケットの送信元との間で認証を行う、照合手段と
を含む、請求項26に記載のパケット送受信装置。
The authentication / key exchange means,
When authentication is performed between the packet transmitting / receiving apparatus and the destination of the transmission packet or the source of the reception packet, information on the destination of the transmission packet or the source of the reception packet is temporarily stored. Storage means for performing
When the authentication is not established because the packet transmission / reception device and the destination of the transmission packet or the source of the reception packet do not match the predetermined condition, the information stored in the storage unit and Collating information on the destination of the transmission packet or information on the destination of the reception packet, and performing authentication between the packet transmitting / receiving device and the destination of the transmission packet or the source of the reception packet. 27. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 26, further comprising: a matching unit.
前記送信パケットの前記到着先に関する情報または前記受信パケットの前記送信先に関する情報は、証明書、MACアドレスおよび生体情報の少なくとも1つを含む、請求項31に記載のパケット送受信装置。   32. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 31, wherein the information on the destination of the transmission packet or the information on the destination of the reception packet includes at least one of a certificate, a MAC address, and biometric information. 前記認証・鍵交換手段は、予め規定された認証および鍵交換を行い、所定の期間で暗号化鍵または復号鍵を更新する、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the authentication / key exchange unit performs a predetermined authentication and key exchange, and updates an encryption key or a decryption key in a predetermined period. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングを示すタイミング情報が、前記送信パケットに付加される、請求項33に記載のパケット送受信装置。   The packet transmission / reception device according to claim 33, wherein timing information indicating a timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is added to the transmission packet. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットのTCPポート番号、またはUDPポート番号を変化させることによって通知される、請求項33に記載のパケット送受信装置。   34. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 33, wherein the timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is notified by changing a TCP port number or a UDP port number of the transmission packet. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、HTTPリクエスト毎に更新される、請求項33に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 33, wherein the timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated for each HTTP request when the transmission packet uses HTTP. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、一定のデータ量毎に変化される、請求項33に記載のパケット送受信装置。 34. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 33, wherein a timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is changed for each fixed data amount when the transmission packet uses HTTP. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがRTPを使用している場合、予め決められた期間内に更新される、請求項33に記載のパケット送受信装置。   The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 33, wherein the timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated within a predetermined period when the transmission packet uses RTP. 前記認証・鍵交換手段におけるDTCP方式のコピー制御情報は、前記送信パケットに暗号化モード情報を付加することによって伝送される、請求項第33に記載のパケット送受信装置。   34. The packet transmission / reception device according to claim 33, wherein the DTCP copy control information in the authentication / key exchange means is transmitted by adding encryption mode information to the transmission packet. 前記優先データのデータレートが所定の値より小さくならないように、前記送信キュー制御手段は前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する、請求項18に記載のパケット送受信装置。   19. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 18, wherein the transmission queue control unit controls the first queue unit and the second queue unit so that the data rate of the priority data does not become smaller than a predetermined value. 前記送信キュー制御手段は、前記優先データが前記第2のキュー手段に蓄積される時間があらかじめ決めた値より常に小さくなるように、前記送信キュー制御手段は前記第1のキュー手段および前記第2のキュー手段を制御する、請求項40に記載のパケット送受信装置。   The transmission queue control unit may be configured to control the transmission queue control unit so that the time during which the priority data is stored in the second queue unit is always smaller than a predetermined value. 41. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 40, wherein the packet transmitting / receiving apparatus controls the queue means. 前記第2のパケット化手段は、データを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、前記第2のパケットのパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記パケットヘッダと前記バッファから出力されるペイロードとを組み合わせてパケットを合成するパケット合成手段とを含み、
前記パケットヘッダ生成手段は前記第2のパケットのペイロード長を指定して、前記バッファ手段に蓄積されたデータを読み出して、前記パケット合成手段に入力する、請求項40に記載のパケット送受信装置。
The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data, counter means for counting the length of the data, packet header generating means for generating a packet header of the second packet, Packet combining means for combining a packet by combining a packet header and a payload output from the buffer,
41. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 40, wherein the packet header generation unit specifies a payload length of the second packet, reads data stored in the buffer unit, and inputs the data to the packet combining unit.
前記第2のパケット化手段は、前記優先データから抽出したデータを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、パケット化情報を用いてパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記パケットヘッダとペイロードとを組み合わせてパケットを生成するパケット生成手段とを含み、
前記カウンタ手段は前記バッファ手段からペイロード長に相当するデータを読み出すための制御データを出力する、請求項40に記載のパケット送受信装置。
The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data extracted from the priority data, counter means for counting the length of the data, and a packet for generating a packet header using packetization information. Header generating means, and a packet generating means for generating a packet by combining the packet header and the payload,
41. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 40, wherein the counter outputs control data for reading data corresponding to a payload length from the buffer.
前記第2のパケット化手段は、データを一時的に蓄積するバッファ手段と、前記データの長さをカウントするカウンタ手段と、パケット化情報を用いてパケットヘッダを生成するパケットヘッダ生成手段と、前記データにエラー訂正を付加するエラー訂正付加手段手段と、前記パケットヘッダと前記エラー訂正を付加したデータとを合成するパケット合成手段とを含み、
前記カウンタ手段は前記バッファ手段よりペイロード長に相当するデータを読み出すための制御データを出力する、請求項40に記載のパケット送受信装置。
The second packetizing means includes buffer means for temporarily storing data, counter means for counting the length of the data, packet header generating means for generating a packet header using packetization information, Error correction adding means for adding error correction to the data, including a packet combining means for combining the packet header and the data with the error correction added,
41. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 40, wherein the counter outputs control data for reading data corresponding to a payload length from the buffer.
前記優先データおよび前記一般データが処理されるレイヤよりも下位レイヤの受信フレームを処理するレイヤにおいて、前記受信フレームに含まれる受信パケットの通信プロトコルヘッダから前記優先データと前記一般データを選別して、前記優先データの処理と前記一般データの処理を独立に行う、請求項40に記載のパケット送受信装置。   In the layer that processes the received frame of the lower layer than the layer in which the priority data and the general data are processed, the priority data and the general data are selected from a communication protocol header of a reception packet included in the reception frame, 41. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 40, wherein the processing of the priority data and the processing of the general data are performed independently. 前記第2のパケット化手段は、暗号鍵切替手段を含み、前記暗号鍵切替手段に入力される暗号鍵を指定されたタイミングで切り替えながら前記暗号化手段に入力し、前記暗号化手段における暗号化鍵を指定の間隔で切替る、請求項1に記載のパケット送受信装置。   The second packetizing unit includes an encryption key switching unit, and switches the encryption key input to the encryption key switching unit at a specified timing and inputs the encryption key to the encryption unit, and performs encryption in the encryption unit. 2. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the key is switched at specified intervals. 前記暗号鍵切替に用いるタイミングとしては、前記パケットヘッダ生成手段の出力であるパケットヘッダ内の所定のシーケンス番号に同期して発生したタイミングである、請求項46に記載のパケット送受信装置。   47. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 46, wherein the timing used for the encryption key switching is a timing generated in synchronization with a predetermined sequence number in a packet header output from the packet header generating means. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、HTTPリクエスト毎に更新される、請求項46に記載のパケット送受信装置。   47. The packet transmission / reception device according to claim 46, wherein the timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated for each HTTP request when the transmission packet uses HTTP. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがHTTPを使用している場合、一定のデータ量毎に変化される、請求項46に記載のパケット送受信装置。   47. The packet transmission / reception device according to claim 46, wherein a timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is changed for each fixed data amount when the transmission packet uses HTTP. 前記認証・鍵交換手段が前記復号鍵を更新するタイミングは、前記送信パケットがRTPを使用している場合、予め決められた期間内に更新される、請求項46に記載のパケット送受信装置。   47. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 46, wherein the timing at which the authentication / key exchange unit updates the decryption key is updated within a predetermined period when the transmission packet uses RTP. 前記暗号鍵切替に用いるタイミングとしては、エラー訂正マトリックスの終点または始点に同期して発生したタイミングである、請求項46に記載のパケット送受信装置。
47. The packet transmitting / receiving apparatus according to claim 46, wherein the timing used for the encryption key switching is a timing generated in synchronization with an end point or a start point of an error correction matrix.
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