JP2005149539A - デジタル放送受信蓄積再生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
著作権保護に配慮したうえで、蓄積手段に記録した大量のデータが故障などで失われることの無いデジタル放送受信蓄積装置を提供する。
【解決手段】
通常使用する蓄積手段のほかにバックアップ用の蓄積手段を備えるとともに、2つに蓄積手段に記録する番組データを各々異なる内容で暗号化して記録するようにすることで著作権保護に配慮しながら蓄積手段が故障した際でも記録済みの大量の番組データが失われることが無いようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明はデジタル放送受信蓄積再生装置に関するものであり、特にデジタル放送で受信した番組データを蓄積手段に蓄積する際の、データバックアップシステムとその著作権保護方法に関する。
近年、デジタル放送の普及が急速に進み、通信衛星によるCSデジタル放送に続いて放送衛星を利用したBSデジタル放送のサービスも行われるようになった。また、今後地上波を使ったデジタル放送サービスも予定されており、デジタル放送を通じて多種多様なコンテンツを視聴することができるようになりつつある。デジタル放送では番組データを圧縮しデジタル化することから、従来はPC(Personal Computer)で用いられていたデジタルデータ蓄積媒体であるハードディスク装置(以下HDDと略記する)などに番組を記録することが可能になっている。
上記HDDは大容量でありかつアクセス速度が速いという特徴がある。これにより大量の番組データを記録することができ、かつ記録した番組のタイトルを一覧の中から選択するだけで簡単に再生するようソフトウェアで制御することができるなどの利点がある。また、アクセス速度が速いことを利用して同時に受信した2つの異なる番組データを別々の記録領域に交互に記録することで見かけ上同時に記録する2番組同時記録や、記録と再生を見かけ上同時に行ういわゆるタイムシフト再生ができる等使い勝手が良いという特徴がある。その一方で、HDDは価格が高くまた構造的にも手軽には媒体の交換が出来ないという特徴があるとともに、大容量であることから多数の番組を録画できる反面、一旦故障すると録画した番組が全て視聴できなくなってしまうという重大な問題があった。
上記に関し、例えば特開2003−264766号公報には、第1の記録メディアとは異なる第2の記録メディアを設け、第1の記録メディアから第2の記録メディアへデータのバックアップを行うか、あるいは第1の記録メディアと第2の記録メディアに同一の映像信号の記録を行うようにしてバックアップ記録を行い、記録再生を行うようにする例が記載されている。上記特開2003−264766号公報においては、第1の記録メディアと第2の記録メディアの少なくとも一方は取り外し可能であり、少なくとも一方はHDDとする構成が示されている。これにより一方のHDDが故障しても、もう一方から番組データの再生ができるので、記録してある多数の番組データが失われないようにすることができる旨が記載されている。
特開2003−264766号公報
上記特許文献1(特開2003−264766号公報)における記録方法においては、記録データの著作権保護に関して考慮されていなかった。すなわち、HDDに記録するデータはデジタル化されていることから、アナログ信号の場合と違って劣化することなく記録したデータを他の媒体にコピーすることが出来る。更に、少なくともひとつの記録メディアは取り外し可能となっていることから、記録メディアが取り外され他の機器に接続されて簡単に記録したデータがコピーされてしまう可能性がある点に関しては考慮されていなかった。すなわち上記特許文献1においては、デジタル記録したデータを扱う際には制作者の著作権保護に格段の配慮が必要となる点に関しては特に考慮されていなかった。
本発明は、上記問題に鑑み、主記録メディアとバックアップ用の副記録メディアを備えたシステムにおいて、特に著作権保護に配慮したデジタル放送受信蓄積再生装置を提供することを目的とする。
入力データを蓄積・再生し、再生データを出力する蓄積手段1および蓄積手段2と、前記蓄積手段1および蓄積手段2へのデータ入出力を制御する蓄積手段コントローラと、少なくとも前記蓄積手段1および蓄積手段2の出力データから指定のデータを抽出するデータ抽出手段と、前記データ抽出手段の出力を復号し映像および音声を出力する復号手段と、を備え、前記蓄積手段コントローラは、入力データを暗号化して蓄積手段1および蓄積手段2に記録し、再生時は暗号化されたデータの暗号復号を行うようにした。これにより、蓄積手段1に記録した番組データのバックアップを行うことが出来るとともに、暗号化してデータを記録するようにしたので、HDDを取り外し、PC等の別の機器に接続して記録した番組データをコピーしても視聴することが出来ず有効に著作権を保護することができる。
また、番組データを暗号化して記録する際に用いる暗号鍵をデジタル放送受信蓄積再生装置のセット毎に異なる固有のデータとし、かつ蓄積手段1と蓄積手段2とで異なるデータとすることで、記録したデータの再生が記録した機器以外では出来ないようにして記録するデータの不正コピーに対する安全性を高めることが出来る。
あるいは、蓄積手段1に記録するデータの暗号化アルゴリズムと蓄積手段2に記録するデータの暗号化アルゴリズムを異なるものとすることによっても同様に記録するデータの不正コピーに対する安全性を高めることが出来る。
また、前記蓄積手段の一方を交換した際に前記蓄積手段コントローラはもう一方の蓄積手段に記録されている番組データを読み出して暗号復号を行い、該暗号復号したデータを交換した側の蓄積手段用に設定した暗号化方法で暗号化して交換した蓄積手段に記録することで著作権保護の仕組みを持ちながらバックアップされているデータを交換した蓄積手段に復元するようにした。
本発明によれば各々異なる暗号鍵、または暗号アルゴリズムで暗号化して番組データを記録することが出来るので著作権保護を確実に行うことが出来る。また、通常の再生は一方の蓄積手段からしか行わないのでバックアップ用蓄積手段の故障発生率を低くすることが出来る。また、通常使用する蓄積手段の故障が検知された場合にはバックアップ用蓄積手段を使用できるので記録済みの大量のデータが失われないように出来るとともに、交換後のHDDにデータをコピーして復元する際にも正統な交換であるか否かの認証を行うため、データの不正利用を防ぐことが出来る。
本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置の実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置の実施例を示す図である。図1において、10はパケット化され多重されたストリームデータの入力端子、20は入力ストリームデータから指定されたパケットを抽出し分離するデマルチプレクサ、30は符号化された映像・音声を復号するデコーダ、40は復号された映像信号の拡大、縮小などの処理を行いあるいは映像信号にOSD(On Screen Display)を重畳するグラフィック処理手段、50はグラフィック処理を施した映像信号の出力端子、60は復号した音声信号の出力端子、70は後述の蓄積手段のデータ入出力を制御する蓄積手段コントローラ、80は第1の蓄積手段、90は第2の蓄積手段であり、本実施例では前記第1、第2の蓄積手段はHDDを用いるものとして説明する。100はユーザがリモコン(図示せず)などによりデジタル放送受信蓄積再生装置にコマンドを入力するコマンド入力端子、110は図1のデジタル放送受信蓄積再生装置全体を制御する制御手段、である。また、デマルチプレクサ20、制御手段110、蓄積手段コントローラ70、デコーダ30、グラフィック処理手段40は、図示しない制御バスを介してデータや制御コマンドをやり取りするものである。
図1において、ストリームデータ入力端子10から入力されたデータは、デマルチプレクサ20に入力される。本実施例で説明する入力データは、デジタル放送を受信して得られる番組の映像データ、音声データ、データ放送のデータ、及び受信機の動作制御等に用いるための各種データ等がパケット単位で多重されたものである。前記入力データの一例を図2に示す。図2において、12はISO/IEC13818−1(通称MPEG2システム規格)におけるトランスポートストリーム(以下TSと略記する)であり、選局などに用いるデータであるPAT(Program Association Table)、PMT(Program Map Table)、NIT(Network Information Table)、および受信したテレビ番組を構成する映像1、音声1、映像2、音声2などのパケットが多重されたものである。
図3に番組選択手順を示し、番組選択の動作について説明する。最初のステップでユーザがリモコンなどで番組を選択すると、対応するコマンドがコマンド入力端子100から制御手段110に入力される。次のステップでは、制御手段110はデマルチプレクサ20を制御してPATの情報を分離させ、制御手段110に転送させる。PATには入力されたストリームに含まれるPMTの識別情報(Packet ID=PID)が格納されている。制御手段110はPATを解析することでPMTのPIDを認識し、次のステップでデマルチプレクサ20を制御してPMTのパケットを分離させ、制御手段110に転送させる。PMTは番組の映像・音声が格納されたパケットのPIDを格納するパケットであり、番組毎に異なるPIDを付与されている。従って、制御手段110はユーザが選択した番組に対応するPMTをデマルチプレクサ20に分離、転送させ、これを解析する。次のステップでは、制御手段110はPMTを解析することで得られた情報に従い、デマルチプレクサ20を制御してユーザが選択した番組の映像および音声のパケットを分離させる。
ここで、分離した番組をそのまま視聴する場合は、分離した情報のうち映像と音声のデータがデコーダ30に入力される。デコーダ30は入力された符号化映像データと符号化音声データを復号し、もとの映像信号と音声信号を再生する。デコーダ30で再生された映像信号は、グラフィック処理手段40において番組ガイド画面などのOSDを映像信号に重畳されあるいは必要に応じて拡大、縮小などの処理を行った上で映像出力端子60から出力される。また、デコーダ30で再生された音声信号は音声信号出力端子50から出力される。
ユーザが選択した番組のデータを蓄積手段80および90に蓄積し再生する場合の基本的な動作を次に説明する。番組データを蓄積する場合は、先に説明した再生の場合と違い、映像・音声のパケットだけではなくPAT、PMTなどの情報も抽出して蓄積する必要がある。これは、蓄積した番組データを再生する際に必要となるからである。尚、蓄積した番組を再生する際には、蓄積しなかった番組に関するデータは不要であり、逆にそのデータがあるとそのデータに従って番組の選択操作が必要になってしまうため、蓄積するのはユーザが選択した番組の映像・音声に関連する情報だけとする。すなわち、NITのように使わない情報は蓄積せず、またPAT、及びPMT等の番組関連情報はそのまま蓄積するのではなく、制御手段110からデマルチプレクサ20を制御することで、選択された番組の再生に必要な情報以外は削除するなどしてパケットの内容を書き換えたTSを蓄積する。ユーザの操作によって番組の蓄積が指示されると、制御手段110はデマルチプレクサ20を制御して蓄積すべきTSを蓄積手段コントローラ70に出力させる。蓄積手段コントローラ70は、入力されたTSに対し、各種処理を行った上で蓄積手段80および蓄積手段90に蓄積する。ここで、制御手段110は、蓄積手段80および蓄積手段90に記録した番組のデータ量や記録した領域の蓄積手段80および蓄積手段90上の位置および番組に関する情報すなわち番組名や受信した日時などを番組指定データとして蓄積手段80および蓄積手段90の前記番組データとは異なる領域に記録する。さらに蓄積手段80および蓄積手段90の管理データとして、蓄積手段80および蓄積手段90に記録されたデータが蓄積手段80および蓄積手段90に占める容量や蓄積された番組を再生するときに使用する番組リストなども記録する。尚、上記管理データは必ずしも蓄積手段80および蓄積手段90に記録する必要はなく、デジタル放送受信蓄積再生装置が別途例えば十分な記憶容量を有するフラッシュメモリなどの記憶媒体を有している場合はこれに記憶しても良い。
上記のようにして蓄積された番組データを再生する場合の動作を次に説明する。ユーザが蓄積された番組の再生操作を行うと、コマンド入力端子100から再生コマンドが入力される。制御手段110は前記再生コマンドに従い、蓄積手段コントローラ70を制御して蓄積手段80あるいは蓄積手段90から前記番組指定データを読み出させ、内容を解析する。制御手段110は解析した内容に従い、指定された番組データが格納された領域などのデータに基づいて蓄積手段コントローラ70を制御し、蓄積手段80あるいは蓄積手段90に蓄積されたデータを読み出させる。読み出された番組データは蓄積手段コントローラ70からデマルチプレクサ20に出力される。デマルチプレクサ20は、入力された番組データから映像・音声データを分離し、デコーダ60に転送する。以降の動作は先に説明した再生時の動作と同じである。以上のようにすることで、蓄積手段80あるいは蓄積手段90に番組データを蓄積し再生することが出来る。
上記において、蓄積手段80および蓄積手段90としてHDDなどの容易にPCに接続可能な機器を用いた場合、これらに蓄積するデジタルデータに何も処理を施していないとPCなどに接続して蓄積された番組データが容易にコピーされて不正に利用されることが考えられる。これに対し、以下に説明する例のように本発明ではデータを暗号化して記録する。データ暗号化機能を付与した場合の蓄積手段コントローラ70の構成例を図4に示す。71は入力されたTSの各パケットにタイムスタンプを付加するためのタイムスタンプ付加手段、72は暗号化手段、73は蓄積手段80および蓄積手段90へのデータ入出力を制御するデータ入出力コントローラ、74は暗号化されたデータの復号を行う暗号復号手段、75は入力されたデータをタイムスタンプに基づいたタイミング調整を行ってTSとして出力するタイミング調整手段、760はRAM(Random Access Memory)、76は上記各ブロックとのデータ入出力を調停しRAM760へのデータ書き込みおよび読み出しを管理するRAMコントローラ、700は各ブロック間でコマンドやデータの転送を行うためのバスである。尚、図4ではデータの入出力を制御するために、RAMコントローラ76と各ブロック間での制御信号のやり取りも行われる。図4の説明で各ブロック間でのデータ転送にRAMコントローラ76が介在しているのは基本的に独立して動作している各ブロック間のデータ転送タイミングを調停するためである。
データを蓄積手段80および蓄積手段90に蓄積する場合について以下説明する。デマルチプレクサ20から入力されたTSはタイムスタンプ付加手段71に入力され、例えば図5に示したような形式で各パケットにタイムスタンプを付加されてRAMコントローラ76に出力される。RAMコントローラ76は入力されたデータを一旦RAM760に格納した後、暗号化手段72に出力する。暗号化手段72は入力されたデータを所定のアルゴリズムに従って暗号化する。ここで、暗号化手段72は入力されたデータに対して異なる暗号鍵で2通りの暗号化を行い、RAMコントローラ76に各々出力する。RAMコントローラ76は入力された各々のデータを一旦RAM760に格納し、その後データ入出力コントローラ73にデータを出力する。データ入出力コントローラ73は入力された各々のデータを蓄積手段80および蓄積手段90に出力して格納させる。上記のようにすることで入力された番組データを各々異なる暗号鍵で暗号化して蓄積することが出来、記録した番組の著作権保護をより確実に行うことが出来る。
ここで、本発明においては、前記暗号鍵データは例えばセット毎に付与されたシリアル番号などのデジタル放送受信蓄積再生装置固有でかつ図示しない専用のROM(Read Only Memory)などに格納され、あるいは蓄積手段コントローラ70に設けた専用格納領域に格納されユーザには容易に知りえないデータを用いるものとする。このようにすることで仮に蓄積手段80あるいは蓄積手段90をセットから取り外し、PCなどの他の機器に接続して番組データをコピーしたとしても暗号を解除することが出来ず、従って番組データが不正に利用される事態を防ぐことが出来、番組の著作権保護を効果的に行うことが出来る。更に、上記暗号鍵データに用いるセット固有のデータの少なくとも一部に蓄積手段80および蓄積手段90自体のシリアルデータなどを用いてもよい。この際、例えば蓄積手段80に記録するデータに対しては蓄積手段80自身の固有のデータを暗号鍵に用いて暗号化しても良いし、あるいはもう一方の蓄積手段である蓄積手段90に固有のデータを暗号鍵に用いて暗号化しても良い。
次に、蓄積手段80または蓄積手段90に格納したデータを読み出す場合の手順を説明する。バス700を介して制御手段110からデータ再生指示がデータ入出力コントローラ73に与えられると、データ入出力コントローラ73は蓄積手段80または蓄積手段90を制御して格納されているデータを読み出し、RAMコントローラ76に出力しRAM760に格納させる。RAMコントローラ76はRAM760に格納したデータを暗号復号手段74に出力する。暗号復号手段74は入力された暗号化データを予め定められた暗号鍵を用いて所定のアルゴリズムで復号し、暗号化前のデータを復号してRAMコントローラ76に出力する。RAMコントローラ76は入力されたデータを一旦RAM760に格納したのち、タイミング調整手段75に出力する。タイミング調整手段75は入力されたデータに付加されているタイムスタンプに従ってタイミングを調整しながら入力されたデータをTSの形式で出力する。
また、ユーザが蓄積された番組の消去操作を行った場合は、コマンド入力端子100から消去コマンドが入力される。制御手段110は前記消去コマンドに従い、蓄積手段コントローラ70を制御して蓄積手段80および蓄積手段90に記録された番組から指定された番組とその管理データを消去する。
本発明においては、番組データの蓄積と消去は蓄積手段80および蓄積手段90の両方に対して行っているが、再生に関しては通常は蓄積手段80からのみ行うものとする。これにより蓄積手段90の稼働時間を少なくすることが出来、故障発生率を減らすことが出来、バックアップの有用性を高めることが出来る。
次に蓄積手段80が故障した場合の動作について説明する。蓄積手段80としてHDDを用いた場合、動作状況をセルフチェックするなどの自己管理機能を備えているのが一般的である。これにより、蓄積手段80自体が回避不能な故障を検出した場合、あるいは当面回避可能であっても回復不能な故障につながる異常を検知した場合、データ入出力コントローラ73を介して制御手段110は蓄積手段80の異常を検知することができる。または、蓄積手段コントローラ70において、蓄積手段80からのデータ読み出し状況の異常をチェックすることにより、故障を検知するシステムを設けても良いし、両方の故障検出方法を併用しても良い。上記によって故障が検出されると、制御手段110は例えばグラフィック処理手段40を制御して上記蓄積手段80が故障したことを告知する画面を作成してユーザに故障を告知する。これにより、ユーザは蓄積手段80が故障したことを知ることが出来、蓄積手段80を正常な装置と交換することが出来る。尚、HDDである蓄積手段の一部のセクターに不良が生じてそこだけが読み取り不能となるような場合も考えられる。このような場合は、該当するセクターと同じデータだけを蓄積手段90から読み出し蓄積手段コントローラ70で暗号復号を行い、その後蓄積手段80に記録するために暗号化を行った上で蓄積手段80の正常な空きセクターに書き込んでも良い。HDDはデータへのアクセスが早いことから一部のデータが連続した領域に存在しなくとも番組データの再生時に支障が起きることは無い。このようにすることで軽微な故障であれば蓄積手段であるHDDを交換することなく回復することができ経済的なシステムを構成することが出来る。
ここで、故障した蓄積手段80を正常な装置と交換する際の処理について説明する。蓄積手段80を新しいものと交換した際には、自動的にバックアップ用である蓄積手段90に記録されている番組データを新しい蓄積手段80に書き込んで故障する以前と同様に使用できるようにする。ここで、新しい蓄積手段には例えばメーカの事前処理によって暗号鍵として用いていた蓄積手段80の固有データを新しい蓄積手段80にも適用するかあるいは、予め定めた領域に記録しておかないと番組データがコピーされないようなシステムにして更に著作権保護に配慮したシステムとしても良い。
上記で説明した構成・動作により、デマルチプレクサ20から入力されたTSを各パケットの時刻情報を管理し、かつ異なる暗号鍵で暗号化して蓄積手段80および蓄積手段90に格納でき、また、再生時には暗号化されたデータを復号し、タイムスタンプに従ってタイミング調整してデータを出力するので、もとのTSを再生することができる。また上記で説明したシステムにおいて、通常の再生は蓄積手段80からしか行わないのでバックアップ用として使用する蓄積手段90の稼動時間を少なくすることが出来、故障発生率を小さくすることが出来る。また、各々異なる暗号鍵を用いて暗号化していることから、著作権保護に関する番組の安全性を確保することが出来る。
上記で説明したシステムにおいて蓄積手段80と蓄積手段90への番組データ記録は同時に行う例を示したが、異なるタイミングで記録してもよい。例えば、放送された番組のリアルタイム記録は蓄積手段80にだけ行う。然る後、一定時間ごとに蓄積手段80に記録されたデータを読み出して、一旦暗号復号を行い、再度異なる鍵データで暗号化した後蓄積手段90に記録しても良い。あるいはユーザが任意のタイミングで指定した場合に同様の動作を行っても良い。
図6に、図4とは異なる構成の蓄積手段コントローラ70の例を示す。図6の構成が図4と異なるのは、暗号化手段と暗号復号手段を各々2つ設けた点である。図6において、暗号化手段72aと72bは各々異なるアルゴリズムでデータを暗号化する暗号化手段であり、暗号復号手段74aは暗号化手段72aと同じアルゴリズムの暗号復号を行う手段、74bは暗号化手段72bと同じアルゴリズムで暗号復号を行う手段である。このように蓄積媒体によって暗号アルゴリズムを異なるものとすることによっても、図4の例において暗号鍵を変えた場合と同様に番組の著作権保護に関する安全性を確保することが出来る。
尚、図4および図6では蓄積手段80と蓄積手段90は異なる信号線によってデータ入出力コントローラ73と接続されている例を示したが、図7に示したように同じ信号線上に接続され、機器のIDなどによってアクセスする蓄積手段を識別して番組データの記録と再生を行うシステムであっても同様な効果を得ることができる。
本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置の実施例を示す図である。 本発明で処理するストリームのパケット配列の例を示す図である。 本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置の番組選択手順示す図である。 本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置における蓄積手段コントローラの構成例を示す図である。 本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置における蓄積データ形式の一例を示す図である。 本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置における蓄積手段コントローラの構成例を示す図である。 本発明によるデジタル放送受信蓄積再生装置における蓄積手段コントローラの構成例を示す図である。
符号の説明
10・・・ストリーム入力端子
20・・・デマルチプレクサ
30・・・デコーダ
40・・・グラフィック処理手段
50・・・映像信号出力端子
60・・・音声信号出力端子。
70・・・蓄積手段コントローラ
71・・・タイムスタンプ付加手段
72a、72b暗号化手段
73・・・データ入出力コントローラ
74a、74b暗号復号手段
75・・・タイミング調整手段
76・・・RAMコントローラ
760・・・RAM
80、90・・・蓄積手段
100・・・コマンド入力端子
110・・・制御手段

Claims (4)

  1. 入力された映像または音声データを蓄積および再生し、再生データを出力する蓄積手段1および蓄積手段2と、
    前記蓄積手段1および蓄積手段2へのデータ入出力を制御する蓄積手段コントローラと、
    少なくとも前記蓄積手段1および蓄積手段2のいずれかの出力データから指定のデータを抽出するデータ抽出手段と、
    前記データ抽出手段の出力を復号し映像および音声を出力する復号手段と、
    を有するデジタル放送受信蓄積再生装置において、
    前記蓄積手段コントローラは、入力データを暗号化して蓄積手段1および蓄積手段2に記録し、再生時は暗号化されたデータの暗号復号を行うことを特徴とするデジタル放送受信蓄積再生装置。
  2. 請求項1において、データ暗号化を行う際に用いる暗号鍵データをデジタル放送受信蓄積再生装置のセット毎に異なる固有のデータとするとともに、蓄積手段1に記録するデータの暗号化と蓄積手段2に記録するデータの暗号化を行う際の暗号鍵を異なるデータとすることを特徴とするデジタル放送受信蓄積再生装置。
  3. 請求項1において、蓄積手段1に記録するデータの暗号化と蓄積手段2に記録するデータの暗号化を各々異なる暗号アルゴリズムに基づいておこなうことを特徴とするデジタル放送受信蓄積再生装置。
  4. 請求項1において、前記蓄積手段の一方を交換した際に前記蓄積手段コントローラはもう一方の蓄積手段に記録されているデータを読み出して暗号復号を行い、該暗号復号したデータを交換した側の蓄積手段用に設定した暗号化方法で暗号化して交換した蓄積手段に記録することを特徴とするデジタル放送受信蓄積再生装置。
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