JP2005051359A

JP2005051359A - 受信装置および受信処理方法並びにデジタル情報の受信を行うためのプログラム

Info

Publication number: JP2005051359A
Application number: JP2003203906A
Authority: JP
Inventors: Hideto Yoshitake; 秀人吉武; Katsuhiko Kawazoe; 雄彦川添; Hiroshi Kazama; 宏志風間
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】従来の復号化装置や受信装置を大幅に変更することなく、すなわち、最大限利用することにより、暗号強度を確保したより長い鍵情報を利用し、受信するための技術を提供すること。
【解決手段】暗号化されたデジタル情報を受信する受信装置において暗号鍵情報を入力する手段（３１）と、前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する手段（３２、３３）と、複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する手段（３４）と、暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する手段（３７）と、前記復号されたデジタル情報を出力する手段（３８）とを備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の復号装置を利用しつつ、より強度の高い長い鍵長の暗号に対応する技術に関し、特に、長い鍵長の暗号鍵の受信装置及び受信方法並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル放送システムではスクランブル（暗号化）において、６４ビットのブロック暗号（アルゴリズムはＤＥＳ（ＤａｔａＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）、Ｍｕｌｔｉ２等）を用いていた（例えば、非特許文献１参照）。ここで、コンテンツの暗号鍵は一定時間周期で更新され、暗号化されたコンテンツと共に暗号鍵情報を多重化して送出される。また、受信装置に設置されるＩＣカードの内部処理と密接に関連している暗号鍵情報の伝送形式（フォーマット）も定められている。
【０００３】
しかしながら、ここ数年の計算機の計算処理能力の向上や、蓄積サービスへの対応を考慮すると、６４ビット鍵では十分な暗号強度ではなくなってきている。そこで、１２８ビット鍵（アルゴリズムはＡＥＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）、Ｃａｍｅｌｌｉａ等）の利用が必要になってくる。この１２８ビット鍵を利用するためには、例えば、下記のような手段が考えられる。
（１）１２８ビット鍵用の専用フレームを定義する。この方式では、暗号化装置および復号化装置を含めた大幅なシステムの変更が必要になる。更に、従来装置との相互運用も困難となるため、実施コストの上昇を招く。
（２）２種のＥＣＭを組み合わせて利用する。この方式では、他の情報フレームへの変更やデジタル放送フレームワーク（制御方式）の変更が必要になる。
上記のように、従来の方式では、暗号化装置および復号化装置を含めた大幅なシステムの変更が必要であるとともに、従来装置との相互運用も困難となる。そのため、実施コストの上昇を招くこととなっていた。
【０００４】
【非特許文献】（社）電波産業会編「ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ２５」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の技術においては、より長い鍵情報を送るためには従来の伝送形式や伝送方法が使用できないため新規の伝送形式や伝送方法に準拠したシステムを構築する必要がある。
【０００６】
本発明は、従来の復号化装置や受信装置を大幅に変更することなく、すなわち、最大限利用することにより、暗号強度を確保したより長い鍵情報を利用し、受信するための技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面に係る発明は、暗号化されたデジタル情報を受信する受信装置であって、暗号鍵情報を入力する手段と、前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する手段と、複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する手段と、暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する手段と、前記復号されたデジタル情報を出力する手段とを具備することを特徴とする。なお、本発明は、装置のみでなく、その装置の機能を達成するための方法の発明や、プログラムの発明としても成立しうる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る受信装置を含むシステムの全体構成を示す図である。
配信装置１に入力したデジタル情報は、暗号化装置１０に入力する。暗号化装置１０に入力したデジタル情報は、暗号鍵部２０から与えられた暗号鍵に基づいて、あらかじめ指定された公知の暗号アルゴリズム（ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等）に従って暗号化されて受信装置３の復号化装置３０に送られる。また、暗号鍵部２０からは暗号鍵情報２１が受信装置３の暗号鍵部４０に送られる。そして、復号化装置３０は、暗号鍵部４０から与えられた暗号鍵に基づいて、受信した暗号化デジタル情報をあらかじめ指定された公知の暗号アルゴリズム（ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等）に従って復号する。
【０００９】
ここで、受信装置３の構成を具体的に説明する。図２は、受信装置３の具体的な構成例を示すブロック図である。
受信装置３は、暗号鍵情報入力部３１と、暗号鍵情報再生部３２と、鍵基本情報再生部３３と、暗号鍵再生部３４と、暗号鍵管理部３５と、デジタル情報入力部３６と、復号部３７と、デジタル情報出力部３８とを備えている。これらの各部の動作は、以下の通りである。
【００１０】
暗号鍵情報入力部３１は、外部装置に適合した入力方法で伝送フォーマット（ＥＣＭ（ＥｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅ）等）を取り込み暗号鍵情報再生部３２に出力する。暗号鍵情報再生部３２では、暗号鍵情報入力部３１より入力された規定のフォーマット（ＥＣＭ等）から暗号鍵情報を抽出する。
【００１１】
鍵基本情報再生部３３は、暗号鍵情報から短いブロック長（例えば、６４ビット等）に区切られた鍵基本情報を再生して、暗号鍵再生部３４に出力する。
【００１２】
暗号鍵再生部３４は、鍵基本情報再生部３３から入力された鍵基本情報の１つまたは複数を用いてより長いブロック長（１２８ビット等）の暗号鍵を再生して、暗号鍵管理部３５および復号部３７に出力する。暗号鍵管理部３５は、暗号鍵再生部３４より入力された暗号鍵の時間管理を行う。
【００１３】
デジタル情報入力部３６は、暗号化されたデジタル情報ストリーム（ＭＰＥＧ−２ＴＳ等）を取り込みフレーム単位（ＴＳパケット等）で復号部３７に出力する。
【００１４】
復号部３７は、デジタル情報入力部３６から入力されたデジタル情報を、暗号鍵再生部３４から入力された暗号鍵を用いて、あらかじめ指定された暗号アルゴリズム（ＡＥＳ，Ｃａｍｅｌｌｉａ等）およびその処理方法（ＣＢＣ等のモード選択）に従い暗号化されたデジタル情報の復号を行う。この復号されたデジタル情報はデジタル情報出力部３８に出力される。
【００１５】
デジタル情報出力部３８は、復号部３７から入力されたデジタル情報を外部装置に適合した出力方法で出力する。具体的な暗号鍵の受信処理方法について図３を参照して説明する。図３は、暗号鍵の受信処理方法の概略を示す図である。なお、図の説明においては、１２８ビットの暗号鍵を使用する場合について説明する。
【００１６】
従来においては、単位時間（例えば、１秒）ごとに暗号鍵が生成され、前述した非特許文献１に示されているように、ＴＳパケットに含まれるＥＣＭセクションのＥＣＭ本体の固定部は、スクランブル鍵（Ｏｄｄ）とスクランブル鍵（Ｅｖｅｎ）の２つのスクランブル鍵（すなわち暗号鍵情報）を含んでいる。ここで、例えば、ｔ＝０で暗号鍵Ａ、ｔ＝１で暗号鍵Ｂ、ｔ＝２で暗号鍵Ｃ、ｔ＝３で暗号鍵Ｄが、デスクランブルするために必要な暗号鍵である場合には、従来では、２つの暗号鍵情報のうちいずれかに今回のデスクランブルで使用する暗号鍵と、次回のデスクランブルで使用する暗号鍵とを対で受信するようにしており、Ｏｄｄ部またはＥｖｅｎ部のいずれかを使用するかは、コンテンツのフレーム内で指定されている。
【００１７】
これに対し、本実施形態においては、基本暗号鍵を従来と同じ鍵長のものとしておき、これを図３では、２つ組み合わせた暗号鍵を受信することによって、２倍の鍵長を有する暗号鍵を受信するようにしている。この場合において、例えば、図３において、Ａ〜Ｄが６４ビット長であれば、Ａ＋Ｂ、Ｂ＋Ｃ等の１２８ビット長の鍵長になる。そして、当該受信される暗号鍵は従来と同様のＥＣＭフレームで送信されている。そして、デスクランブルは、従来とほぼ同様の手順（すなわち上記の手順）で実行できる。なお、図３中に示したように、送信装置側においては、暗号鍵の送出タイミングとコンテンツの送出タイミングは必ずしも一致するとは限らず、受信装置側においても、安全を見込んで、バッファを利用して時間をずらすようにしても良い。
【００１８】
このように、本実施形態においては、暗号鍵情報の入力から鍵基本情報の生成は従来装置と同様の装置が使用可能である。具体的には、従来装置に鍵基本情報から長い鍵長を有する暗号鍵を再生する部分と実際の復号を実行する部分が追加されたのみであるので、従来の復号化装置を利用可能となる。このため、実施コストの低減および相互運用性の確保しながら、暗号強度の確保を実現可能となる。
【００１９】
本発明の実施形態に係る受信装置をデジタル放送システムに適用した場合の例を従来技術と比較しながら説明する。
【００２０】
図４は、従来のデジタル放送システムの概略構成を示す図であり、図５は、図３の伝送部分に対応する従来における暗号鍵情報の送信状態などを示す図である。また、図６は、本発明の実施形態に係る配信装置をデジタル放送システムに適用した場合の概略構成を示す図であり、図７は、図３の伝送部分に対応する本発明の実施形態に係る配信装置をデジタル放送システムに適用した場合の暗号鍵情報の送信状態などを示す図である。なお、図４及び図６において、図１及び図２と同じ部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２１】
まず、従来のデジタル放送システムについて簡単に説明する。
暗号鍵部２０で生成された暗号鍵は、暗号化装置１０に出力される。この暗号鍵に基づいて、暗号化装置１０は、入力したデジタル情報をあらかじめ指定された公知の暗号アルゴリズム（ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等）に従って、暗号化して、多重化部２５に出力する。多重化部２５は、暗号鍵部２０から出力された暗号鍵情報２１と、暗号化されたデジタル情報とを多重化して受信装置３に送信する。この場合において、図５に示すように、ｔ＝１では、ｏｄｄ１とｅｖｅｎ１が送信され、次のｔ＝２では、ｏｄｄ２とｅｖｅｎ１が送信され、その次のｔ＝３では、ｏｄｄ２とｅｖｅｎ２が送信される。そして、ｔ＝１ではｏｄｄ１、ｔ＝２ではｅｖｅｎ１、ｔ＝３ではｏｄｄ２が暗号鍵として使用される。すなわち、例えば、ｔ＝１の１回の送信で今回使用される暗号鍵ｏｄｄ１と次回使用される暗号鍵ｅｖｅｎ１が送信されることになる。
【００２２】
受信装置３では、分離部４５は、受信した多重化デジタル情報を、暗号化されたデジタル情報と暗号鍵情報２１とに分離し、それぞれ、復号化装置３０とＩＣカード５０とに出力する。ＩＣカード５０は、暗号鍵情報２１から暗号鍵を抽出し、暗号鍵部４０に出力する。暗号鍵部４０は、復号に使用する暗号鍵を復号化装置３０に送る。そして、復号化装置３０は、暗号鍵部４０からの暗号鍵に基づいて暗号化されたデジタル情報をあらかじめ指定された公知の暗号アルゴリズム（ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等）に従って復号する。
【００２３】
次に、本発明の実施形態が適用されるデジタル放送システムについて説明する。
図６に示すように、基本的な構成は従来のデジタル放送システムとほぼ同様である。本発明の実施形態においては、復号化装置３０として、図２に記載された構成を有する復号化装置３０が適用される。これにより、図２の場合と同様に、従来の復号化装置を利用して、従来より長い鍵長を有する暗号鍵で暗号化されたデジタル情報を復号できる。
【００２４】
具体的には、暗号化デジタル放送コンテンツおよび暗号鍵情報を含むＭＰＥＧ−２のセクションフォーマットは、各種伝送路（ＭＰＥＧ−２ＴＳ伝送路、ＩＰ伝送路）により、個別にもしくは多重されて伝送され、受信装置３まで伝送されている。このとき、上気したように、復号化装置３０は、暗号鍵情報から短いブロック長（６４ビット）に区切られた鍵基本情報を再生し、鍵基本情報の１つまたは複数を用いてより長いブロック長（１２８ビット）の暗号鍵を生成（再生）する。
【００２５】
デジタル情報入力部３６で入力された暗号化されたデジタル情報ストリーム（ＭＰＥＧ−２ＴＳ等）は、フレーム単位（ＴＳパケット等）で復号部３７に出力されて、復号部３７で、暗号鍵再生部３４から入力された暗号鍵を用いて、ＡＥＳ，Ｃａｍｅｌｌｉａ等１２８ビット鍵対応のアルゴリズムでＣＢＣ（ＣｉｐｈｅｒＢｌｏｃｋＣｈａｉｎｉｎｇ）、ＯＦＢ（ＯｕｔｐｕｔＦｅｅｄＢａｃｋ）のモード切替手順に復号される。そして、復号化されたデジタル情報は、外部機器に出力される。
【００２６】
この場合の暗号鍵情報の送信状態は以下の通りである。図７に示すように、従来と同様に、ｔ＝１では、ｏｄｄ１とｅｖｅｎ１が送信され、次のｔ＝２では、ｏｄｄ２とｅｖｅｎ１が送信され、その次のｔ＝３では、ｏｄｄ２とｅｖｅｎ２が送信される。しかし、本発明においては、ｔ＝１ではｅｖｅｎ０＋ｏｄｄ１、ｔ＝２ではｏｄｄ１＋ｅｖｅｎ１、ｔ＝３ではｅｖｅｎ１＋ｏｄｄ２の各１２８ビットの暗号鍵が暗号鍵として使用される。すなわち、例えば、ｔ＝１の１回の送信で今回使用される暗号鍵ｅｖｅｎ０＋ｏｄｄ１のうちのｏｄｄ１と次回使用される暗号鍵ｏｄｄ１＋ｅｖｅｎ１が送信されことになる。具体的には、２つの暗号鍵基本情報を使用して暗号鍵を生成する場合には、各時間単位毎に、暗号鍵基本情報を１つづつ入れ替えて（すなわち、ｔ＝１ではｏｄｄ、ｔ＝２でｅｖｅｎ、ｔ＝３ではｏｄｄといったように）暗号鍵を生成すれば良い。これにより、従来の暗号化装置を利用可能となり、実施コストの低減および相互運用性の確保をしながら、暗号強度の確保が実現可能となる。
【００２７】
なお、受信装置３の詳細な動作は、上気したので記載を省略する。
【００２８】
上記の各実施形態から下記の発明が抽出できる。なお、下記の各発明は単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用しても良い。
【００２９】
本発明の第１の局面に係る受信装置は、暗号化されたデジタル情報を受信する受信装置であって、暗号鍵情報を入力する手段と、前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する手段と、複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する手段と、暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する手段と、前記復号されたデジタル情報を出力する手段とを具備することを特徴とする。第１の局面において下記の実施態様が好ましい。なお、下記の実施態様は、それぞれ独立で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用しても良い。
【００３０】
（１）暗号化された前記デジタル情報と前記暗号鍵情報を分離する手段を更に具備すること。
【００３１】
（２）前記暗号鍵は、２以上の同一の鍵基本情報又は異なる鍵基本情報を含むこと。
【００３２】
（３）前記暗号鍵は、連続して生成された２以上の鍵基本情報を含むこと。
【００３３】
（４）鍵基本情報は、６４ビットであること。
【００３４】
（５）暗号鍵のビット長は、鍵基本情報のビット長の整数倍であること。
【００３５】
本発明の第２の局面に係る受信方法は、暗号化されたデジタル情報を受信し、復号する受信方法であって、暗号鍵情報を入力し、前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生し、複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生し、暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号し、前記復号されたデジタル情報を出力することを具備することを特徴とする。
【００３６】
本発明の第３の局面に係るプログラムは、受信した暗号化されたデジタル情報を復号するためのコンピュータ読取可能なプログラムであって、暗号鍵情報を入力する機能と、前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する機能と、複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する機能と、暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する機能と、前記復号されたデジタル情報を出力する機能とを具備することを特徴とする。
【００３７】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。
上記の実施形態では、２つの暗号鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵が生成されている場合について説明したが、３つ以上の暗号鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵が生成されている場合についても同様である。この場合においては、例えば、３つの暗号鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵が生成される場合には、各単位時間毎に１つづつ暗号鍵基本情報を代えることによって、従来の装置を使用した場合でも新たな暗号鍵を生成することが出来る。
また、鍵基本情報は上記の実施形態では６４ビットとしたが、これに限らず、更に短いビット数（例えば、３２ビット、１６ビットなど）や、長いビット数（例えば、１２８ビットや２５６ビット）であっても良い。
【００３８】
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３９】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の復号装置を利用することにより、より高い暗号強度の暗号を利用することを最小限の装置追加により、実現コスト低減および相互運用性の確保の下で実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る配信装置を含むシステムの全体構成を示す図。
【図２】配信装置の具体的な構成例を示すブロック図。
【図３】暗号鍵の送信処理方法の概略を示す図。
【図４】従来のデジタル放送システムの概略構成を示す図。
【図５】従来における暗号鍵情報の送信状態などを示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る配信装置をデジタル放送システムに適用した場合の概略構成を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る配信装置をデジタル放送システムに適用した場合の暗号鍵情報の送信状態などを示す図。
【符号の説明】
１…配信装置、３…受信装置、１０…暗号化装置、２０…暗号鍵部、２１…暗号鍵情報、２５…多重化部、３０…復号化装置、３１…暗号鍵情報入力部、３２…暗号鍵情報再生部、３３…鍵基本情報再生部、３４…暗号鍵再生部、３５…暗号鍵管理部、３６…デジタル情報入力部、３７…復号部、３８…デジタル情報出力部、４０…暗号鍵部、４５…分離部、５０…ＩＣカード。

Claims

暗号化されたデジタル情報を受信する受信装置において
暗号鍵情報を入力する手段と、
前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する手段と、
複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する手段と、
暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する手段と、
前記復号されたデジタル情報を出力する手段とを具備することを特徴とする受信装置。
請求項１に記載の受信装置において、暗号化された前記デジタル情報と前記暗号鍵情報を分離する手段を更に具備することを特徴とする受信装置。
請求項１及び請求項２に記載の受信装置において、前記暗号鍵は、２以上の同一の鍵基本情報又は異なる鍵基本情報を含むことを特徴とする受信装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の受信装置において、前記暗号鍵は、連続して生成された２以上の鍵基本情報を含むことを特徴とする受信装置。
暗号化されたデジタル情報を受信し、復号する受信方法において、
暗号鍵情報を入力し、
前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生し、
複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生し、
暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号し、
前記復号されたデジタル情報を出力することを具備することを特徴とする受信方法。
受信した暗号化されたデジタル情報を復号するためのコンピュータ読取可能なプログラムにおいて
暗号鍵情報を入力する機能と、
前記暗号鍵情報を再生して鍵基本情報を再生する機能と、
複数の前記鍵基本情報を組み合わせて暗号鍵を再生する機能と、
暗号化されたデジタル情報を前記暗号鍵を用いて復号する機能と、
前記復号されたデジタル情報を出力する機能とを具備することを特徴とするプログラム。