JP2005190514A - デジタル記録媒体および再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＤやＤＶＤ等のデジタル記録媒体において不正利用や複製を高度に制限することができるデジタル記録媒体とその再生装置を提供する。
【解決手段】デジタル記録媒体は、非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップが内蔵されていて、そのＩＣチップは復号鍵を記憶しており、そのデジタル・コンテンツは復号鍵に対応した暗号鍵を使用して暗号化して記録されている。また、そのＩＣチップは再生装置との間で相互認証が成功した場合にだけその復号鍵の取出しができるようになっている。再生装置は、そのデジタル記録媒体との相互認証により得た復号鍵により復号して再生を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は音楽、画像、動画、ゲーム、等のデジタル・コンテンツが記録されているＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のデジタル記録媒体において不正利用や複製を制限する技術分野に属する。

デジタル記録装置、パソコン、インターネット、ファイル交換ソフト、等の出現により、個人が気軽に複製を作成し私的な利用の範囲を超えて世界中に配布することが可能な環境が整っている。悪質なユーザによる違法な複製を未然に防ぐために、著作者やレコード会社等のコンテンツ提供者においては、コピープロテクトを強化することが望まれている。

ＣＤやＤＶＤ等における従来のコピープロテクト技術としては、ＳＣＭＳ（Serial Copy Management System）、ＤＴＣＰ（Digital Transmission Content Protection）、ＣＰＲＭ（Content Protection for Recordable Media）、ＣＧＭＳ−Ａ（Copy Generation Management System-Analog）、ＣＳＳ（Content Scrambling System）、ＣＤＳ（Cactus Data Shield）、等の多くの技術が知られている。これらの技術は周知であるから、その中からＳＣＭＳとＤＴＣＰについて簡単に説明する。

ＳＣＭＳは民生用のデジタルオーディオ機器が装備するデジタルコピーの制御機構である。アナログコピーと異なりデジタルコピーはコピーを繰り返しても劣化が無いことが特徴であるためコピーできる回数を制限する。たとえば、ＣＤでは１世代だけコピーができるように設定されていて、ＣＤからＭＤへのデジタルコピーが可能である。しかし、コピーしたＭＤを別のＭＤにコピーしようとしても、録音機器が停止する等によりコピーできない。

ＤＴＣＰはＩＥＥＥ−１３９４（別名：FireWire、ｉ．ＬＩＮＫ、ＤＶ端子）を使って接続した機器間で認証とデータの暗号化を行い、不正コピーを防止するディジタル・コンテンツの著作権保護技術である。ＳＣＭＳと同様、複製制御情報を遣り取りする機能も備わっているので、コピーを禁止したり１世代だけ許可するというような制御を行うこともできる。

また、上述とは別に、ＣＤやＤＶＤ等のデジタル記録媒体にＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）チップを搭載させ、保護したいレンタル情報（コンテンツ）を暗号化して記録媒体面に記録し、ＲＦＩＤチップに復号化鍵や貸出条件（貸出期日や使用回数等）を書込情報の保護だけでなく貸出における管理を行えるようにした技術の提案がある（特許文献１）。

特開２００３−１８７５２４号公報

しかし、ＲＦＩＤチップにはＣＰＵ（Central Processor Unit）が存在せず、この方式ではアクセスの制限無しにリードライトが行われるため、ＲＦＩＤ内の復号化鍵を簡単に外部に取り出せるという問題がある。

本発明の目的は、音楽、画像、動画、ゲーム、等のデジタル・コンテンツが記録されているＣＤやＤＶＤ等のデジタル記録媒体において不正利用や複製を高度に制限することができるデジタル記録媒体とその再生装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係るデジタル記録媒体は、音楽、画像、動画、ゲーム、等のデジタル・コンテンツが記録されているＣＤやＤＶＤ等のデジタル記録媒体であって、非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップが内蔵されているようにしたものである。
また本発明の請求項２に係るデジタル記録媒体は、請求項１に係るデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは復号鍵を記憶しており、また前記デジタル・コンテンツは前記復号鍵に対応した暗号鍵を使用して暗号化されて記録されているようにしたものである。
また本発明の請求項３に係るデジタル記録媒体は、請求項２に係るデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは再生装置が備えるセキュリティデバイスとの間で相互認証を行い、また前記ＩＣチップはその相互認証が成功した場合にだけ前記復号鍵の取出しができるようにしたものである。
また本発明の請求項４に係るデジタル記録媒体は、請求項１〜３のいずれかに係るデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは、前記デジタル・コンテンツの非記録領域に内蔵されているようにしたものである。
また本発明の請求項５に係るデジタル記録媒体は、請求項１〜４のいずれかに係るデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップが備える前期非接触インターフェースにはアンテナが含まれており、そのアンテナは、前記デジタル記録媒体の回転中心に対して点対象となるように配置されているようにしたものである。
また本発明の請求項６に係るデジタル記録媒体は、請求項１〜５のいずれかに係るデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップが内蔵されているデジタル記録媒体の重心を回転中心に一致させるためのバランサーを備えるようにしたものである。
また本発明の請求項７に係る再生装置は、非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップを内蔵するデジタル記録媒体の再生装置であって、前記ＩＣチップとの間で相互認証を行うセキュリティデバイスを具備し、その相互認証が成功した場合にだけ前記ＩＣチップから取出しができる復号鍵を用いてデジタル記録媒体に記録されたデジタル・コンテンツを復号して再生するようにしたものである。

本発明の請求項１に係るデジタル記録媒体によれば、非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップが内蔵されている。したがって、暗号演算等により不正利用や複製を高度に制限する機構を保有させることができるデジタル記録媒体が提供される。
また、その他として、１．ＩＣチップは複製が極めて困難であるから、暗号化されたＣＤやＤＶＤが複製されても使用することができない。２．ＩＣチップに複製回数を記録することによって複製可能な回数を制限できる。３．店頭販売のＣＤやＤＶＤ商品に対し、万引防止用タグを取付け取外しする手間を省略することができる。４．ＣＤやＤＶＤ商品の店頭販売時に未購入情報（ロック）を記録し、購入手続時に購入情報（アンロック）に更新することで未購入の持出し（万引）を検出することができる（中古販売店でも可能）。等の効果を挙げることができる。
また本発明の請求項２に係るデジタル記録媒体によれば、ＩＣチップは復号鍵を記憶しており、またデジタル・コンテンツは復号鍵に対応した暗号鍵を使用して暗号化されて記録されている。したがって、ＩＣチップが記憶する復号鍵を使用できるときに限って再生することができる。
また本発明の請求項３に係るデジタル記録媒体によれば、ＩＣチップは再生装置が備えるセキュリティデバイスとの間で相互認証を行い、またＩＣチップはその相互認証が成功した場合にだけ復号鍵の取出しができる。したがって、相互認証が成功したときに限って再生することができる。
また本発明の請求項４に係るデジタル記録媒体によれば、ＩＣチップは、デジタル・コンテンツの非記録領域に内蔵されている。したがって、デジタル・コンテンツの部分に影響を与えることなく不正利用や複製を高度に制限する機構を保有させることができる。
また本発明の請求項５に係るデジタル記録媒体によれば、ＩＣチップが備える非接触インターフェースにはアンテナが含まれており、そのアンテナは、デジタル記録媒体の回転中心に対して点対象となるように配置されている。したがって、回転バランスが得やすい。
また本発明の請求項６に係るデジタル記録媒体によれば、請求項１〜５のいずれかに係るデジタル記録媒体において、ＩＣチップが内蔵されているデジタル記録媒体の重心を回転中心に一致させるためのバランサーを備える。したがって、良好な回転バランスが得られる。
また本発明の請求項７に係る再生装置によれば、セキュリティデバイスによりデジタル記録媒体が内蔵するＩＣチップとの間で相互認証が行われ、その相互認証が成功した場合にだけＩＣチップから取出しができる復号鍵を用いてデジタル記録媒体に記録されたデジタル・コンテンツが復号されて再生される。したがって、不正利用や複製を高度に制限する機構を保有させることができるデジタル記録媒体の再生装置が提供される。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１、図２は本発明のデジタル記録媒体における構成の一例を示す図である。図１、図２に示すように、デジタル記録媒体はＣＤやＤＶＤのようなディスク形状のデジタル記録媒体であって、このデジタル記録媒体の外側の境界は円である。またこのデジタル記録媒体には再生装置によってデジタル記録媒体が保持されるために設けられた円形の孔が中央に設けられている。その円形の孔の中心が再生装置によって駆動されたときの回転中心となる。その円形の孔の外周はデジタル記録媒体の内側の境界を成す円である。デジタル記録媒体の外側と内側における各境界の円の近傍は各々が非記録領域となっている。そして各々の非記録領域に挟まれた領域が記録領域となっている。

図１に示す一例おいては、ＩＣチップ１１とアンテナ１２は内側の境界の近傍における非記録領域に内蔵されている。また図２に示す一例おいては、ＩＣチップ２１とアンテナ２２は外側の境界の近傍における非記録領域に内蔵されている。図１、図２に示すように、一般的な形状として、ＩＣチップ１１，２１は矩形でありアンテナ１２，２２は円形である。当然ながらＩＣチップ１１とアンテナ１２、ＩＣチップ２１とアンテナ２２は電気的に結合している。また、ＩＣチップ１１はアンテナ１２を通じて外部装置（再生装置等）から電力供給を受ける機構（図示せず）を有する。
このように、ＩＣチップとアンテナを非記録領域に内蔵することによって、デジタル記録媒体におけるデジタル・コンテンツの部分に影響を与えることなく、不正利用や複製を高度に制限する機構を保有させることができる。

次に、上述のＩＣチップとアンテナを内蔵する本発明のデジタル記録媒体において、回転バランスを得る方式について図３から図５を参照して説明する。
図３にはバランサー１３を使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体が示されている。ＩＣチップ１１とバランサー１３は、図３に示すように、円形のアンテナ１２の中心に対して点対称となるように配置されている。基本的には、円形のアンテナ１２の中心とデジタル記録媒体の回転中心とは一致している。

なお、図３に示す配置は一例である。一般的には、バランサー１３の形状は必ずしもＩＣチップ１１と同一形状である必要性はない。また、バランサー１３の重量は必ずしもＩＣチップ１１と同一重量である必要性はない。ＩＣチップ１１、アンテナ１２、バランサー１３だけでなくデジタル記録媒体を構成するすべての部分を含めたときのデジタル記録媒体の重心が、許容範囲においてデジタル記録媒体の回転中心と一致するように、バランサー１３を配置することが必要である。

図４には楕円形アンテナ１４を使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体が示されている。図４に示すように、ＩＣチップ１１と楕円形アンテナ１４とが接続している部位はデジタル記録媒体の回転中心に近い位置となっている。これに対し、その部位の回転中心に対する反対側における楕円形アンテナ１４の部位は回転中心から離れた位置となっている。

なお、図４に示す楕円形アンテナ１４は一例である。アンテナとしては必ずしも楕円形である必要性はない。円形、楕円形、その他の任意形状のアンテナであってもよい。ＩＣチップ１１、任意形状のアンテナだけでなくデジタル記録媒体を構成するすべての部分を含めたときのデジタル記録媒体の重心が、許容範囲においてデジタル記録媒体の回転中心と一致するように、アンテナの形状と配置を行うことが必要である。

図５には偏重アンテナ２３を使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体が示されている。偏重アンテナ２３は外形においては円形の対象形状をしたアンテナであるが、質量においては非対称となっている。ＩＣチップ２１は偏重アンテナ２３における質量の小さい部位に配置し接続することで全体としては質量において対称となるようにする。円形のアンテナ１２の中心とデジタル記録媒体の回転中心とは一致しており、またデジタル記録媒体の重心は、許容範囲においてデジタル記録媒体の回転中心と一致する。

次に、上述のデジタル記録媒体を再生するための本発明の再生装置について図を参照して説明する。図６は本発明の再生装置の構成を示す図である。図６に示すように、再生装置は非接触ＩＣ通信部６１、ＣＤ／ＤＶＤ読取部６２、セキュリティデバイス６３、筐体６４、等から構成される。
非接触ＩＣ通信部６１は、デジタル記録媒体１００と再生装置との間で非接触データ通信を行う部分である。すでに説明しているようにデジタル記録媒体１００には非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップが内蔵されており、非接触ＩＣ通信部６１はその非接触インターフェースを介してＩＣチップとデータ接続する。デジタル記録媒体１００にはそのためのアンテナ、通信とデータ処理のための電子回路が含まれている。

ＣＤ／ＤＶＤ読取部６２は、デジタル記録媒体１００にピット列またはマーク列として記録されている情報を電気信号に変換するとともに、電気信号から所定の形式に変換した信号またはデータを生成する処理を行う部分である。ＣＤ／ＤＶＤ読取部６２には、本発明のデジタル記録媒体を保持して回転駆動する機構、青色レーザ光源、フォトセンサ、結像光学系、フォーカス・トラッキング制御系、等から成る光ピックアップ、電気信号とデータを処理するための電子回路が含まれている。

図６に示す一例においては、デジタル記録媒体１００の記録面の側にＣＤ／ＤＶＤ読取部６２が配置され、非接触ＩＣ通信部６１は記録面の反対側に配置されている。このように配置することにより、非接触ＩＣ通信部６１とＣＤ／ＤＶＤ読取部６２の配置における幾何学的な干渉を避けることができる。

セキュリティデバイス６３は、セキュリティに関連したデータ処理を行う部位である。セキュリティデバイス６３は、すくなくともデジタル記録媒体１００と再生装置との間の相互認証におけるデータ処理を行う。セキュリティデバイス６３には、非接触ＩＣ通信部６１とのインタフェースとデータ処理のための電子回路とが含まれている。再生装置はＣＰＵを含むデータ処理部を備えており、セキュリティデバイス６３はその一部として構成することができる。

筐体６４は、非接触ＩＣ通信装置６１、ＣＤ／ＤＶＤ読取装置６２、セキュリティデバイス６３、等を内蔵し所定の配置で支持する。

上述の構成において、次に、本発明のデジタル記録媒体と再生装置における動作について説明する。
再生装置の挿入口（図示せず）からデジタル記録媒体１００を挿入する。一般的には、再生装置の装着部（図示せず）を本体（筐体６４）から引出し、デジタル記録媒体１００の中央に設けられている円形の孔と、装着部に設けられている回転駆動機構の保持具とを嵌め合わせて本体に引込む。本体に引込まれたところで、デジタル記録媒体１００は所定の読取位置に案内される。

次に、再生装置の非接触ＩＣ通信部６１は、非接触インターフェースを介してデジタル記録媒体１００のＩＣチップとデータ接続する。これにより、ＣＰＵを含むデータ処理部を有する再生装置とＣＰＵを有するＩＣチップとの間におけるデータ通信とデータ処理を行うことができる。すなわち、コンピュータシステム間において行われる一般的なデータ処理のすべてを行うことができる。たとえば、各々のメモリが記憶するデータの交信、交信したデータに基づく新たなデータの生成、生成したデータの保存、等である。

ここでは、少なくとも、ＩＣチップとセキュリティデバイス６３との間で相互認証に係わるデータ処理が行われる。そして、その相互認証が成功した場合にはＩＣチップに記憶されている復号鍵の取出しができる。デジタル記録媒体１００に記録されている情報、すなわちデジタル・コンテンツはその復号鍵に対応した暗号鍵を使用して暗号化されて記録されている。したがって、復号鍵を使用して復号化しなければ意味のある情報を再生することができない。

次に、再生装置のＣＤ／ＤＶＤ読取部６２において、そこの回転駆動する機構は保持したデジタル記録媒体１００を回転させる。また、そこの光ピックアップはデジタル記録媒体１００に記録された情報を電気信号に変換して出力する。また、そこの電子回路はその電気信号を入力して時系列のデジタルデータを生成する。

次に、再生装置のデータ処理部はＣＤ／ＤＶＤ読取部６２が出力するデジタルデータを入力して、取出しができた復号鍵を使用して復号化を行う。データ処理部は復号化したデータをそこのバッファメモリに一時記憶する。
次に、バッファメモリに一時記憶されたデータは、所定のデータ処理を行うために読取られる。所定のデータ処理とは、たとえば、音声、画像、動画、等のデジタル・コンテンツに対応した電気信号への変換である。この電気信号をオーディオ装置、ビジュアル装置に出力することで、実際の音声、画像、動画を再生することができる。

以上、本発明のデジタル記録媒体と再生装置における動作について説明した。次に、前述における相互認証の一例について図を参照して説明する。図７は本発明のデジタル記録媒体と再生装置との間における相互認証の処理過程の一例を示すフロー図である。図７に示す一例においては、２つの共通鍵Ｋｙ１とＫｙ２を使用する共通鍵暗号方式であるＤＥＳ（Data Encryption Standard）が相互認証に適用される。

まず、図７のステップＳ１において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、乱数Ｒｄ１を生成する。
次に、ステップＳ２において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、生成した乱数Ｒｄ１を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ１を使用して暗号化する。
次に、ステップＳ３において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、暗号化済乱数Ｒｄ１を再生装置の非接触ＩＣ通信部６１を介してデジタル記録媒体１００に送信する。

次に、ステップＳ４において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して、暗号化済乱数Ｒｄ１を受信し、受信した暗号化済乱数Ｒｄ１を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ１を使用して復号化する。
次に、ステップＳ５において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、復号化済乱数Ｒｄ１を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ２を使用して暗号化する。
次に、ステップＳ６において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、乱数Ｒｄ２を生成する。
次に、ステップＳ７において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、乱数Ｒｄ２を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ２を使用して暗号化する。
次に、ステップＳ８において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して、暗号化済乱数Ｒｄ１と暗号化済乱数Ｒｄ２を、再生装置に送信する。

次に、ステップＳ９において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、非接触ＩＣ通信部６１を介して、暗号化済乱数Ｒｄ１と暗号化済乱数Ｒｄ２を受信し、受信した暗号化済乱数Ｒｄ１と暗号化済乱数Ｒｄ２を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ２を使用して復号化する。
次に、ステップＳ１０において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、復号化済Ｒｄ１とステップＳ１において生成した乱数Ｒｄ１とが一致していることによりデジタル記録媒体１００を認証する。
次に、ステップＳ１１において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、復号化済乱数Ｒｄ２を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ１を使用して暗号化する。
次に、ステップＳ１２において、再生装置のセキュリティデバイス６３は、非接触ＩＣ通信部６１を介して、暗号化済乱数Ｒｄ２をデジタル記録媒体１００に送信する。

次に、ステップＳ１３において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して、暗号化済乱数Ｒｄ２を受信し、受信した暗号化済乱数Ｒｄ２を前もって記憶している共通鍵Ｋｙ１を使用して復号化する。
次に、ステップＳ１４において、デジタル記録媒体１００のＩＣチップ１１は、復号化済Ｒｄ２とステップＳ６において生成した乱数Ｒｄ２とが一致していることにより再生装置を認証する。

本発明のデジタル記録媒体における構成の一例（その１）を示す図である。 本発明のデジタル記録媒体における構成の一例（その２）を示す図である。 バランサーを使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体を示す図である。 楕円形アンテナを使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体を示す図である。 偏重アンテナを使用して回転バランスを得たデジタル記録媒体を示す図である。 本発明の再生装置の構成を示す図である。 本発明のデジタル記録媒体と再生装置との間における相互認証の処理過程の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１１，２１ ＩＣチップ
１２，２２ アンテナ
１３ バランサー
１４ 楕円アンテナ
２３ 偏重アンテナ
６１ 非接触ＩＣ通信部
６２ ＣＤ／ＤＶＤ読取部
６３ セキュリティデバイス
６４ 筐体
１００ デジタル記録媒体

Claims (7)

1. 音楽、画像、動画、ゲーム、等のデジタル・コンテンツが記録されているＣＤやＤＶＤ等のデジタル記録媒体であって、非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップが内蔵されていることを特徴とするデジタル記録媒体。
2. 請求項１記載のデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは復号鍵を記憶しており、また前記デジタル・コンテンツは前記復号鍵に対応した暗号鍵を使用して暗号化されて記録されていることを特徴とするデジタル記録媒体。
3. 請求項２記載のデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは再生装置が備えるセキュリティデバイスとの間で相互認証を行い、また前記ＩＣチップはその相互認証が成功した場合にだけ前記復号鍵の取出しができるようにすることを特徴とするデジタル記録媒体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップは、前記デジタル・コンテンツの非記録領域に内蔵されていることを特徴とするデジタル記録媒体。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップが備える前期非接触インターフェースにはアンテナが含まれており、そのアンテナは、前記デジタル記録媒体の回転中心に対して点対象となるように配置されていることを特徴とするデジタル記録媒体。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のデジタル記録媒体において、前記ＩＣチップが内蔵されているデジタル記録媒体の重心を回転中心に一致させるためのバランサーを備えることを特徴とするデジタル記録媒体。
7. 非接触インターフェースとＣＰＵを備えたＩＣチップを内蔵するデジタル記録媒体の再生装置であって、前記ＩＣチップとの間で相互認証を行うセキュリティデバイスを具備し、その相互認証が成功した場合にだけ前記ＩＣチップから取出しができる復号鍵を用いてデジタル記録媒体に記録されたデジタル・コンテンツを復号して再生することを特徴とする再生装置。
   
   

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