JP2005521300A - 条件付きアクセス制御 - Google Patents

Abstract

本発明は、集積回路の専用ハードウェア部［ＨＷ］に配置され、暗号化鍵にしたがって暗号化されたデータのストリーム［ＳＰ］を解読するようになっている解読モジュール［ＤＳＣ］と、前記専用ハードウェア部［ＨＷ］に設けられ解読鍵［Ｋｐ］を計算するためのモジュール［ＣＭ］であって、前記専用ハードウェア部［ＨＷ］に記憶されたいわゆる計算プログラムの制御下でデータを操作するようになっている計算モジュール［ＣＭ］と、解読モジュール［ＤＳＣ］および計算モジュール［ＣＭ］の機能を特に制御するためのプロセッサ［ＣＰＵ］とを含む安全なデータ処理システムに関する。また、前記システムは、前記専用ハードウェア部［ＨＷ］に設けられ、秘密鍵［Ｋｐ］を記憶するための読み出し専用メモリ［ＳＭＥ］も含む。前記計算プログラムは、解読鍵［Ｋｐ］を計算するために、前記計算モジュール［ＣＭ］が、安全なデータ処理システムの外側から来る少なくとも１つのデータ項目［ＡＣ［ｎ，ｐ］またはＫｐｃ］および前記秘密鍵［Ｌ］を用いることを促進させる命令を含んでいる。解読鍵［Ｋｐ］が暗号化鍵と一致する場合にのみ解読を行なうことができる。

Description

本発明は、安全なデータ処理システムに関する。そのようなシステムは、通常、受信および／または送信モードにおいて、条件付きアクセス制御を含んでいる。本発明は、特にレシーバ／デコーダの使用制御において、更にはデジタルコンテンツへのアクセス権の管理において適用される。

衛星、ケーブル、または、無線によって送られるプログラムのコンテンツの保護は、実際に、オペレータにとって必要不可欠なことである。受信料によってオペレータが報酬を受けたり、システムの海賊版を簡単に作ることができると、収入に損失が生じる。スクランブルがかけられたデータ、すなわち、暗号化されたデータの送信は、有料テレビシステムの分野で良く知られている。この場合、暗号化されたデジタル視聴覚データは、一般に、従来の送信手段により、特定数の受信契約者に対して送られる。受信契約者は、データを表示できるようにデータを解読できるレシーバ／デコーダを有している。レシーバ／デコーダは、特に、セットトップボックスを含む。この場合、デコーダは、デコーダとは物理的に別個のレシーバと共に機能し、前記レシーバは、インターネット等のネットワーク上でブラウジングするためのシステム、ビデオレコーダ、テレビ等といった追加の機能を含むことができる。

有料テレビシステムにおいて、暗号化されたデータは、デジタルデータを解読するための制御ワードと共に送信される。制御ワード自体は、操作鍵を用いて暗号化され、暗号化された形態で送信される。暗号化されたデータおよび暗号化された制御ワードは、制御ワードを解読した後に送信されたデータを解読するために必要な操作鍵と同等なものを有するレシーバ／デコーダによって受信される。したがって、条件付きアクセスは、一般に、データストリーム中の条件付きアクセスに専用される情報と、この情報を用いることができる条件付きアクセスシステムとを用いる。

現在のボックスは、スマートカードによって保護されている。ボックスは、受けたデータストリーム中のコード化された情報、条件付きアクセスのための情報を、スマートカードに対して送る。その後、スマートカードは、プログラムを解読するための鍵を送るか否かを決定する。そのようなボックスは、文献ＥＰ１１８２８７４により知られている。

本発明は、以下の考察に関する。

一般に、従来技術において、ボックスの全ての保護は、スマートカード内に存在している。第１に、スマートカードとボックスとの間の通信は、回路内の弱点である。この通信は、安全ではなく、ソフトウェアのみによって保護される。このことは、保護が弱いことを意味している。その結果、この通信を盗聴して、解読を可能とする鍵を決定することが可能である。この鍵は、その後、他のボックスの海賊版を形成するために直接に使用される場合がある。第２に、全て（あるいは、ほぼ全て）の保護がボックスの別個化および分離化可能な要素に基づいているという事実により、海賊版作成者の作業が簡単になる。このため、海賊版作成者は、多くの場合において複雑であるボックス内で保護を探す必要がなくなる。

本発明の１つの目的は、解読できる鍵を、保護されていない或いは殆ど保護されていない通信ライン上で盗聴できないようにして、ボックスのセキュリティを確保できるようにすることである。

実際に、本発明による安全なデータ処理システムは、
集積回路の専用ハードウェア部に配置され、暗号化鍵にしたがって暗号化されたデータのストリームを解読するようになっている解読モジュールと、
前記専用ハードウェア部に配置され解読鍵を計算するための計算モジュールであって、前記専用ハードウェア部に記憶されたいわゆる計算プログラムの制御下でデータを操作するようになっている計算モジュールと、
前記解読モジュールおよび前記計算モジュールの機能を少なくとも制御するためのプロセッサと、
前記専用ハードウェア部に配置され、秘密鍵を記憶するための読み出し専用メモリとを有し、
前記計算プログラムは、安全なデータ処理システムの外側から来る少なくとも１つのいわゆる外部データ項目および前記秘密鍵を前記専用ハードウェア部の内部において前記計算モジュールが用いることを促進する命令を含み、それにより前記専用ハードウェア部の内部で使用されるべき解読鍵を解読モジュール内で計算し、前記解読鍵が前記暗号化鍵と一致する場合にのみ解読を行なうことを可能とすることを特徴としている。

提案されたシステムは、ボックスの主回路自体に保護を導入する。秘密鍵での内部作業により、前記主回路の前記専用ハードウェア部は、この専用ハードウェア部の外部の回路要素により秘密鍵に関するデータが変更されることを回避する。このシステムは、主回路上で物理的に実行されるとともに、ハードウェア要素の海賊版を作ることが困難であるため、安全である。本発明の有利な実施形態において、秘密鍵は、ボックスの主回路の前記専用ハードウェア部に対して物理的にレーザ溶融される。使用されるプロセッサは、主回路上に存在していても良く、あるいは、主回路の外側に存在していても良いが、前記専用ハードウェア部の外側にある。このプロセッサは、システムの機能を制御するが、それにもかかわらず、レーザ溶融された秘密鍵に対してアクセスすることができず、また、計算結果に対してアクセスすることができず、さらに、この計算の任意の他の中間結果に対してもアクセスすることができない。これらのデータの操作は、前記専用ハードウェア部の内部で実行され、秘密データを操作する要素とのプロセッサのやりとりは、プロセッサ内のあらゆる秘密データの盗聴を防止するため、専ら外部で行なわれる。そのため、プロセッサが違法に盗聴される場合であっても、プロセッサは、秘密鍵および計算結果を漏らすことができない。このように、システムは、共通のツールによって海賊版を作成できないように形成されているが、それでもシステムの海賊版が形成され且つアルゴリズムが見つけられた場合、ユーザは、システムの記述および付加されたモジュールを用いても、自分のボックスの海賊版を作ることができない。本発明の有利な実施形態においては、このプロセッサはボックスの中央プロセッサである。これにより、ボックス内へ第２のプロセッサを組み込むことによるコストを低減することが可能になる。この中央プロセッサは、一般に、主回路上に組み込まれるが、そのプログラムおよびデータは、一般に、不揮発性の外部メモリ内に記憶される。

本発明の第１の実施形態において、いわゆる外部データ項目は、暗号化されたデータのストリーム内で伝送される条件付きアクセス情報である。本発明の第２の実施形態において、いわゆる外部データ項目は、計算モジュール内で使用される前記秘密鍵にしたがって暗号化された解読鍵である。

本発明に係るシステムは、安全なデータ処理システム、または条件付きアクセスシステム、が有利に設けられ、暗号化された外部データを利用するようになっている任意の電子装置内で実施することができる。そのような装置（セットトップボックス等）内で、本発明に係るシステムは、単独で実施可能であり、あるいは、選択された実施に係るスマートカードと組み合わせて実施することもできる。システムが単独で実施される場合、システムは全てのアクセス制御を担う。システムがスマートカードと組み合わせて実施される場合、システムは、スマートカードと主回路との間の通信を保護するために使用される。したがって、本発明は、その用途においては、特に有料テレビシステムに関する。

最後に、本発明は、本発明に係る電子装置内で機能するようになっているスマートカード、電子装置を保護するための方法、この方法を実施するためのコンピュータプログラムプロダクトに関する。

以下、図面に示される実施形態を参照して、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。

以下の注釈は、参照符号に関するものである。全ての図面において、同様のエンティティが同じ文字で示されている。幾つかの同様のエンティティが１つの図面中に現れる場合もある。この場合には、同様のエンティティを区別するため、文字により数字または添え字が参照符号に付加される。便宜上、数字または添え字が省かれる場合もある。これは、本明細書に適用される。

以下の説明は、当業者が本発明を実施して利用できるように与えられている。この説明は、特許出願およびその要件との関連で提供されている。好ましい実施形態に対して様々な変形例が存在することは、当業者にとって明らかであり、また、ここに開示される本発明の一般的な原理は、他の用途にも適用することができる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されず、むしろ、以下に説明する原理および特徴に基づいて最も広い範囲を有していると考える。

図１は、本発明が適用されるボックスまたは電子装置のケーブルネットワークの一例の概略図である。なお、ここで、この図は、ボックスがケーブルで繋がれている本発明の特定の用途を示しているにすぎないことに注意されたい。少なくとも１つのデータ送信者ＢＰがコンテンツｐを提供する。送信者という用語は、ここでは、コンテンツを作成する任意のエンティティおよび／またはディストリビューション、すなわち例えばテレビ番組形式の内容を製作するテレビスタジオに適合するコンテンツを形成する任意のエンティティを規定するために用いられている。この用語は、コンテンツを送信する技術的な装置のことであっても良く、あるいは、コンテンツに関連付けられた法人組織または商業的な事業体のことであっても良い。コンテンツｐという用語は、ここでは、レシーバ内で実際に使用できるデータを規定するために使用されている。このデータは、例えば、オーディオデータおよび／またはビデオデータ（例えばテレビ番組）、インタラクティブなデータ、コンピュータソフトウェア、特定のソフトウェアに関連付けられたデータ、または、他のタイプのデータである。暗号化コンテンツ（スクランブルコンテンツ）ＳＰを提供するために、コンテンツｐは、暗号化鍵Ｋｐに従って送信者ＢＰにより直接にスクランブルがかけられることが好ましい。この送信者ＢＰは、送信手段によって特定の転送フォーマットでデータを送信することを可能とする送信ステーションＨＥＳに接続されている。また、コード化されていないデータストリームを送信者と送信ステーションとの間で流すこともできる。このデータストリームは特に暗号化鍵を含むことができ、その場合、送信ステーション内で暗号化（スクランブリング）が実行される。図１において、この送信ステーションは、例えばケーブルテレビネットワークのヘッド送信ステーションであり、送信手段はケーブルである。しかしながら、最初に、送信手段は、他の手段、すなわち、無線ネットワーク、電話接続、ネットワーク接続（例えばインターネット）、衛星であっても良い。衛星の場合には、送信ステーションＨＥＳは、衛星送信システム等のネットワークオペレーションセンタである。暗号化コンテンツのＳＰの他の送信者は、この送信ステーションＨＥＳに対して接続できる。送信ステーションＨＥＳは、特に、暗号化コンテンツＳＰを多重化する役割、および、データを送信できる１または複数のボックスｎに従い補足情報ＡＣ［ｎ，ｐ］をデータストリーム中に追加するという役割を有する。この補足情報の追加は、ユーザＲＭＤの権利の管理を行うデータベースによって実行される。この追加は定期的であり、この情報の挿入時期は変更可能である。したがって、この補足情報ＡＣ［ｎ，ｐ］は、アクセスの条件付き管理に役立つ。これらは、例えば、ＥＭＭ（「権利付与管理メッセージ」）規格およびＥＣＭ（「権利付与制御メッセージ」）規格に準じた管理である。図１において、様々なユーザボックスＳＴＢは、ケーブルＣＡＢにより送信ステーションＨＥＳに対して接続される。ケーブル以外の転送手段において、ボックスＳＴＢと送信ステーションＨＥＳとの間の接続原理は類似する。

データストリームは、ケーブルＣＡＢによって様々なボックスＳＴＢに対して送信される。従来の条件付きアクセス制御システムによれば、各ボックスは、ボックスに付加されて一般にボックスの主回路に記憶された公開識別子ｎと、解読鍵を計算するための鍵とを有している。以上から分かるように、この鍵は、一般に、ボックスから分離可能で且つ前述した或る数の欠点をもたらすスマートカード上に配置される。この鍵は、ボックスの海賊版が作られる虞を低減するために定期的に変更される。しかしながら、スマートカードリーダとボックスの主回路との間の通信は一般に保護されず、その結果、通信が盗聴される可能性がある。この通信が盗聴された時点から、解読鍵を計算することができる鍵に戻ることができる。また、様々なボックス上でスマートカードを使用することができ、ボックスディストリビュータの収益を減少させる虞がある。本発明は、従来技術におけるこれらの欠点を回避することを目的としている。本発明によれば、各ボックスは、ボックスの主回路上に公開識別子を有しているだけでなく、ボックスに固有の秘密鍵も有している。この秘密鍵は、それが無ければ解読を実行することができないアクセス不可能かつ不変のものである。本発明において、コンテンツｐは、送信者により、あるいは、送信ステーションにより、鍵Ｋｐを用いて暗号化される。ボックスｎの所有者がコンテンツｐの受信料を支払った場合、送信ステーションは、アクセスコードＡＣ［ｎ，ｐ］の形式で条件付きアクセスに関する補足情報を送信することにより、ボックスｎへのアクセスをオープンにする。このコードＡＣ［ｎ，ｐ］は、転送ストリーム中に含められる。アクセスコードは、所有者がコンテンツｐの受信料を支払った各ボックス毎に、プライベートデータとして挿入される。このアクセスコードの内容は経時的に変更しても良く、特に、このコード中に含まれる様々な情報項目を異なる周期で送信することができる。このアクセスコードは、周知のボックス識別システムに適合するとともに、これらのシステム（例えば、「デジタルビデオ放送」の略語であるＤＶＢメカニズム、「権利付与管理メッセージ」の略語であるＥＭＭ、「権利付与制御メッセージ」の略語であるＥＣＭ）を使用することもできる。例えば、Ｄｕｎｏｄから出版されたＨｅｒｖｅ Ｂｅｎｏｉｔによる「デジタルテレビおよびＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ−２欧州ＤＶＢシステム（” Digital Television and MPEG-1, MPEG-2, European DVB System”）」という本は、そのような識別システムについて記載している。また、ボックスｎは、暗号化鍵Ｋｐを見つけるために、回路の主回路内に記憶された秘密鍵とアクセスコードＡＣ［ｎ，ｐ］とを組み合わせる。鍵Ｋｐを用いると、ボックスの主回路は、その後、従来の解読モジュール（例えばＤＶＢ）内で鍵Ｋｐを使用することにより、コンテンツを解読することができる。この実行が、特に先に引用した本に記載されたサイマルクリプト（同時暗号）ＤＶＢ規格に適合するという点は、注目に値する。この規格によれば、コンテンツｐは、１回だけ送信され、接続される全てのボックスのための唯一の方法で暗号化される。したがって、帯域幅をかなり節約できる。また、幾つかの条件付きアクセスシステムは、同じネットワーク上に共存することができる。これは、鍵ＫｐおよびＤＶＢ解読モジュール（例えばＤＶＢ解読器）が全ての条件付きアクセスシステムに共通のものであるからである。各ボックス毎の所定の周期に基づいて必要な条件付きアクセス情報を含める場合、条件付きアクセスメッセージ（ＥＭＭおよびＥＣＭ）だけが本発明において固有のものである。

図２は、本発明に係るレシーバ／デコーダボックスの概略図である。以下、ボックスの様々な要素を機能ブロックの観点から説明する。好適には「セットトップボックス」として一般に知られているデジタルボックスであり得るレシーバ／デコーダボックスは、複数のメモリ素子ＭＥＭに接続された中央プロセッサＣＰＵを含む。これらのメモリは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリであっても良い。これらのメモリは、特に前記プロセッサを含む、いわゆる主回路ＭＣ上に配置されていても良いが、更に一般的には、これらのメモリは、図２に示されるように、前記主回路の外部に位置される。これらのメモリは、プロセッサＣＰＵを動作させるための秘密でないプログラムおよびデータを含む。また、この中央プロセッサＣＰＵは、一般に、シリアルインタフェースＳＩ、パラレルインタフェースＰＩ、モデムＭＯ、ボックスの外面ＦＰ上または制御ユニットＣＵに接続されたリモコンＲＣ上に位置づけされる制御素子、様々な媒体のためのリーダＲＥ等のインタフェースからデータを受信するように構成されている。図２は、本発明に係る極簡単な実施形態を示している。本発明に係るボックスは、特に、非常に自由度が高く且つ変化可能な（例えばペイ・パー・ビュー方式の）条件付きアクセス制御および／または補足機能性を加えることを可能とする１または複数のスマートカードリーダを備えていても良い。したがって、アクセス制御のためのスマートカードの使用は補完的であり、そのリーダは、従来技術で知られる通信チャンネルによって、中央プロセッサＣＰＵに接続される。また、デコーダは、一般に、送信手段によって送信されるデータストリームを、それがボックスの主回路ＭＣ内でフィルタにかけられて逆多重化される前に、受信して復調するためのチューナーセレクタＴＳおよび復調器ＤＭＯを含む。破線で示される主回路ＭＣは、１つの同じ集積回路上にその全体が設けられる。したがって、この集積回路のハードウェア部ＨＷは、前記専用ハードウェア部ＨＷが操作するデータ項目を前記ハードウェア部ＨＷの外部に循環さないように簡単に実行されることができ、高レベルのセキュリティを与えることができる。そのため、本発明に係るアクセス制御システムの全てのモジュールは、前記主回路の１つの同じ専用ハードウェア部ＨＷ内に組み込まれ、これにより、様々なモジュール間の通信を盗聴できないようにするとともに、回路、プロセッサ、安全でない環境に位置するその他のもののいずれの要素も、秘密鍵、様々な計算結果、または、任意の中間計算結果にアクセスできないようにする。なお、ここで、図２およびそれ以降、前記保護されたデータ処理システムが前記ハードウェア部ＨＷと組み合わされている。このことは、前記保護されたデータ処理システム内に存在する要素以外の要素をハードウェア部が含んでいても良いという事実を排除するものではない。また、プロセッサＣＰＵが主回路ＭＣ上に配置されている場合であっても、秘密データがプロセッサＣＰＵを通過しないようにする必要があることに注意されたい。通過するような構造であると、操作されるデータにアクセスできてしまい、結果的にセキュリティが低下してしまうからである。以下、プロセッサＣＰＵは、専用ハードウェア部ＨＷの様々な要素の機能を許容するが、秘密データが生データであろうと中間計算結果であろうとも、決して秘密データにはアクセスできない。これらの秘密データは、アクセスが困難な回路のハードウェア部ＨＷ内に残ったままでなければならない。

本発明に係る条件付きアクセスに関する情報ＡＣ［ｎ，ｐ］がレシーバ／デコーダに到達すると、これらの情報は、専用ハードウェア部ＨＷに入力されるとともに、例えば図２に従い、デマルチプレクサＤＭＵ内で検知されて暗号化コンテンツＳＰから分離され、その後、セキュリティモジュールＳＭへと送られる。このセキュリティモジュールＳＭは、本発明に係る専用ハードウェア部ＨＷに配置されており、本発明に係る必須の要素の幾つかを含んでいる。このセキュリティモジュールＳＭは、本発明に係る条件付きアクセスを管理するとともに、鍵Ｋｐを戻す。鍵Ｋｐは、それがコンテンツｐを暗号化する鍵に対応している場合には、前記専用ハードウェア部ＨＷに配置されている解読モジュールＤＳＲ内で暗号化コンテンツＳＰを解読することを可能とする。

また、レシーバ／デコーダは、メモリ内に記憶され或いは要求に応じてダウンロードされるアプリケーションを有している。このアプリケーションは、コンテンツｐを処理および利用して、コンテンツｐをビデオ出力データＶＯおよび／またはオーディオ出力データＡＯに変換する。これらのアプリケーション及びそれらの使用法については、ここでは説明しない。しかしながら、図２は、オーディオ／ビデオデータを処理するように構成されているレシーバ／デコーダのための特定のいわゆる基本的アプリケーション、例えば、オーディオデコーダＡＤ、プリアンプＰＡＭＰ、ビデオデコーダＶＤ、グラフィックデータプロセッサＧＰ、ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭエンコーダＥＮＣ等を示している。

図３は、内部で秘密データが循環する専用ハードウェア部ＨＷの概略図である。このハードウェア部は、本発明に係る条件付きアクセスシステムを含む主ボックス回路ＭＣ内に含まれている。本発明に係る条件付きアクセスシステムは、ここでも、ハードウェア部ＨＷによって表わされている。セキュリティモジュールＳＭは、特に、解読鍵Ｋｐの計算を担っている。このモジュールは、本発明に係る少なくとも２つの要素、すなわち、不揮発性の読み出し専用メモリＳＭＥ内に記憶される秘密鍵Ｌと、秘密鍵Ｌから解読鍵を計算するように構成された計算モジュールＣＭとを含んでいる。セキュリティモジュールＳＭは、インタフェースＣＰＵによりＣＰＵの制御下で機能するが、プロセッサＣＰＵは、操作される秘密データに関連するデータを操作しない。しかしながら、ＣＰＵは、内部で操作される値にアクセスすることなく、この専用ハードウェア部ＨＷの様々なユニットの機能を、これらの様々なユニットを含むハードウェア部ＨＷ内において許容する。随意的に、セキュリティモジュールは、秘密鍵Ｌのための操作モジュールＫＭＵを備えていても良い。

有利な実施形態において、不揮発性の読み出し専用メモリＳＭＥは、秘密鍵Ｌの値に基づいてレーザ溶融されたＲＯＭメモリである。また、秘密鍵Ｌの値は、「アンチヒューズ」技術により、イオン注入で生成したメモリ内に記憶することができ、あるいは、１回だけプログラム可能となるようにプログラムされたフラッシュメモリ内に記憶することもできる。ここでは、チップを識別するために用いられ得る全ての技術を利用することができる。しかしながら、本発明に係るチップにおいて、メモリＳＭＥ内に存在する値を検査する手段は、秘密鍵Ｌの値を秘密に保持できるように設計されなければならない。以下の本文は、本発明の１つの有利な実施形態に係るレーザ溶融ＲＯＭメモリを実施する１つの方法について説明する。使用される不揮発性の読み出し専用メモリＳＭＥは、例えば、ボックスの公開識別子ｎおよび秘密鍵Ｌを含んでいる。公開識別子ｎは、秘密に保持される必要がない。所定のｎにおいては、１つのチップだけがこの値を有する。連続するチップが必ずしも連続する識別子ｎを有しているとは限らない。値ｎは、例えば、チップが製造されたシリコンウエハの基準と、このウェハ上の位置Ｘおよび位置Ｙとの組み合わせである。ｎは、例えば、以下の見出し（ｈｅａｄｉｎｇ）のための、すなわち、製造メーカの識別子、製品の識別子、バッチの識別子、シリコンウエハのリファレンスナンバ、位置Ｘおよび位置Ｙのための特定数のビットを用いて、６４ビットでコード化される。ｎを秘密に保持しておく必要がないため、レーザ溶融段階が実際に実行されたことを検証するために外部検査要素によってｎの値を読み取ることができる。したがって、中央プロセッサＣＰＵとのインタフェースを介してｎの値を読み取って、レーザ溶融を検証することができる。また、Ｌの値は、例えば、６４ビットでコード化される。このうち、５６ビットは、情報をコード化するためのものであり、８ビットは、これらの５６ビットの署名を形成するためのものである。これらの５６ビットの署名により、この検査手段がＬの値にアクセスできなくても、Ｌのレーザ溶融をチェックすることが可能となる。これは、レーザ溶融されたＬの値の検証が、公の値であるｎのそれと同一になり得ないためである。Ｌの値は秘密に保持され、公開識別子ｎの場合に前述した検査手段によってＬの値にアクセスすることができない。値Ｌの検査は、２つの署名を比較することによって実行される。この場合、１つの署名は、Ｌのためのレーザ溶融された５６個のビットを用いて計算され、もう１つの署名は、回路上でハードウェアの形態で実行される８ビットによって表わされる。すなわち、２つの署名が同一であるか否かを提示するため、したがって、レーザ溶融された値Ｌが実際に予期された署名を有しているか否かを提示するために、信号が生成される。レーザ溶融は、一般に、金属から成る埋込層で実行される。すなわち、レーザ溶融は、回路の表面上で実行されない。レーザ溶融は、例えばメモリを修復するために従来から公知の技術である。しかしながら、本発明に係るレーザ溶融されたデータ項目の使用は、従来技術に対して、全く独自のものである。レーザ溶融は、従来、データの特定の数を１に設定した後に、レーザとの接続をカットして、特定のデータを０に設定することから成る。この原理の適用は、半導体を製造するために用いられる技術において知られている。図３に破線で示される、鍵を操作するための随意的なモジュールＫＭＵは、秘密鍵Ｌから、および／または、公開識別子ｎから、秘密コードを計算する。この随意的なモジュールＫＭＵは、Ｌが常に最適にレーザ溶融されるわけではなく、且つ、計算モジュールＣＭで利用されるように十分なビットを含む鍵が利用可能でなければならないことが見込まれる場合に設けられる。レーザ溶融されたメモリ内でＬのために利用できるデータは、実際に、計算モジュールＣＭにとって十分でないかもしれない。その場合、随意的なモジュールＫＵＭは、補助的なビットを計算して、結果として得られる最終的な秘密鍵である秘密コードが、計算モジュールの機能に必要なビット数を有するようにする。補足された新たな鍵のこの計算は、関数ｇにしたがって行なわれるとともに、例えばＬの現在のデータおよびｎの現在のデータを用いて実行することができる。ｎの値に従ってのみ計算が行なわれる場合には、計算アルゴリズムは、自分のボックスの海賊版を作りたいと望むユーザによって見出され得る。これは、ユーザが公開識別子の値を知っている場合があり、したがって、ユーザが自分のボックスおよび同じタイプの他のボックスに関して海賊版を作ることが容易になるためである。また、例えば、１２８ビットフォーマットの鍵を使用するように計算モジュールが設計され、５６ビットだけがレーザ溶融されている場合に、随意的なモジュールＫＵＭを使用することもできる。この場合、随意的なＫＭＵは、欠けている１２８−５６ビットをｎおよびＬのビットから生成して、様々なサイズの新たな秘密鍵を得る。

第１の実施形態においては、解読鍵Ｋｐ＝Ｆ（Ｌ，ＡＣ［ｎ，ｐ］）を得るために、計算モジュールＣＭ内で、秘密鍵Ｌ（または、随意的なモジュールの出力部で、Ｌおよびｎから計算された鍵）が条件付きアクセス情報ＡＣ［ｎ，ｐ］と組み合わされる。関数Ｆは、ボックスｎの計算モジュールＣＭがＡＣ［ｎ，ｐ］およびＬを知る解読鍵Ｋｐを簡単に計算できるように選択される。また、関数Ｆは、送信ステーションがボックスｎへのアクセスを簡単に与えることができるように、すなわち、送信ステーションがＬおよびＫｐを知るＡＣ［ｎ，ｐ］を簡単に計算できるように選択される。最後に、関数Ｆは、自分のボックスの海賊版を作りたいと望んでいるユーザがＫｐおよびＡＣ［ｎ，ｐ］を知るＬに対して簡単にアクセスできないように選択される。これは、機能を決定するためにチップを分解する（「リバース・エンジニアリング」）するユーザ、並びに、無料で隣のユーザと同じコンテンツを見ることができるようにするためにボックスのネットワークを盗聴するユーザの場合である。関数Ｆのアルゴリズム的機能の一例が図４の主題である。この場合、解読鍵Ｋｐは、セキュリティモジュールＳＭと同じ集積回路のハードウェア部ＨＷに位置された解読モジュールＤＳＣへと送信される。したがって、値Ｌに関連する秘密データ項目（または、関数ｇに従った計算に関連するデータ項目）は、主集積回路の外側に流れることなく、あるいは、これらの値の海賊的な読み取りを防止するボックスのプロセッサによって操作されることもないことに注意されたい。あるいは、セキュリティモジュールＳＭの出力部において、本発明によって提案された原理以外の原理にしたがった解読に役立つ前に、他のアクセスシステムの機能にしたがって解読鍵Ｋｐを変更することもできる。図４を参照すると、本発明の好ましい実施形態において、関数Ｆは、特定のアルゴリズムにしたがって機能する。このアルゴリズムにおいては、条件付きアクセス情報ＡＣ［ｎ，ｐ］は、各６４ビットＡＣ１［ｎ，ｐ］、ＡＣ２［ｎ，ｐ］、ＡＣ３［ｎ，ｐ］の３つのワードを含んでいる。また、このワード数およびそれらのサイズは、本発明の原理から逸脱することなく変更されることもできる。好ましい実施形態のアルゴリズムによれば、まず第１にＬが、そして、その後に、各操作の結果が、モジュールＤＥＳ内で３つの各ワードを用いて所定の順序で組み合わされ、これにより、解読鍵Ｋｐが得られる。集積回路上で計算がプログラムされるため、部分的な組み合わせの結果得られる中間値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（Ｓ３はそれ自体が解読鍵である）は、秘密に保たれるとともに、任意のソフトウェア要素によって読み取ることができない。

例えば、組み合わせモジュールＤＥＳは、６４ビットで作動する例えばＤＥＳ（米国商務省標準技術局（Department of Commerce/National Institute of Standard and Technology）によって公表された「データ暗号化規格」）数学的ツールを使用することができるコンビネーションアルゴリズムを実行するモジュールである。条件付きアクセスにおいては、特定の数の他の値から或る値の予測を可能とする選択性を与える他のタイプのアルゴリズム（ＡＥＳ、トリプルＤＥＳ等）も可能であるが、それによって、本発明により提示された原理から条件付きアクセスシステムが排除されるものではない。

値ＡＣ１［ｎ，ｐ］、ＡＣ２［ｎ，ｐ］、ＡＣ３［ｎ，ｐ］及びそれらの特徴の選択の可能性を表示する実施例を以下に示すが、多くの他の構成も考えられる。

ＡＣ１［ｎ，ｐ］は、例えば、ユーザを規定するために使用される。本発明によれば、ＡＣ１［ｎ，ｐ］は、１つのボックスまたは（例えば同じハウス内に）同じ秘密鍵を保持する２つのボックスを示している。ＡＣ１［ｎ，ｐ］は、例えば識別メッセージ（例えばＥＭＭ）から定期的に得ることができ、尚かつ、ボックスを起動するためにフラッシュメモリ内に記憶することができる。記憶する場合には、値を呼び戻すことができる。ＡＣ１［ｎ，ｐ］は、特に、ボックスｎのために料金が支払われる場合には、１ヶ月に１回記憶することができる。ワードＡＣ１［ｎ，ｐ］は、ボックスｎに対して完全に付加される。したがって、各ボックス毎に（あるいは、例えば同じハウス内にあるアクセス条件が常に同一の幾つかのボックスに対して）１つワードＡＣ１［ｎ，ｐ］が存在する。例えば、１ヶ月に１回、コンテンツ送信者は、コンテンツの受信料を支払い接続された各ボックスのために、データストリームの状態で値ＡＣ１［ｎ，ｐ］を送信する。したがって、データの解読に必要な情報は、各ユーザに対して異なる形式であって、ボックス上でエッチング（レーザ溶融）された秘密鍵に固有の異なる形式で、通信される。ＡＣ１［ｎ，ｐ］は、例えばこの種の条件付きアクセスのセットアップのために必要な帯域幅を減らすために毎月変更することができる値であるが、任意の他の周期でも考えられる。各ボックスに固有であり、したがって、各秘密鍵Ｌに固有の該ワードＡＣ１［ｎ，ｐ］は、計算サブモジュールＤＥＳ１内で、レーザ溶融された鍵Ｌ（あるいは、随意的なモジュールＫＭＵによって行なわれる計算の結果）と組み合わされ、これにより、Ｓ１が得られる。ユーザ群ＵＧの全てのメンバは同じ値Ｓ１を共有し、一方、この同じ値Ｓ１は、各ボックスで別々に得られる。

ＡＣ２［ｎ，ｐ］は、先に定めた（すなわち、同じ値Ｓ１を共有する）ユーザ群ＵＧのためのサービスへのアクセスを開く識別メッセージ（例えばＥＭＭ）から抽出することができる。このユーザ群がコンテンツの受信料を支払った場合、送信ステーションは、このワードＡＣ２［ｎ，ｐ］を、このユーザに対応するボックスに対して送る。したがって、実際には、ＡＣ２［ｎ，ｐ］＝ＡＣ２［ＵＧ，ｐ］である。ＡＣ２［ＵＧ，ｐ］は、計算サブモジュールＤＥＳ２内で、Ｓ１と組み合わされ、これにより、Ｓ２が得られる。この時、サービスに対して支払いをした全てのユーザは、同じ値Ｓ２を共有する。この値も例えば毎月変更することができるが、任意の他の周期も考えられる。

ＡＣ３［ｎ，ｐ］は、例えば、所定のサービスのＥＣＭメッセージであっても良い。ＡＣ３［ｎ，ｐ］は、例えば３秒毎に変更することができる。したがって、ＡＣ３［ｎ，ｐ］はプログラムにおいて包括的なものであり、そのため、実際には、ここでは、ＡＣ３［ｎ，ｐ］＝ＡＣ３［ｐ］である。ＡＣ３［ｐ］は、計算サブモジュールＤＥＳ３内で、Ｓ２と組み合わされ、これにより、Ｓ３が得られる。アルゴリズムの機能の結果が解読鍵Ｓ３＝Ｋｐである。サイマルクリプト（同時暗号）規格によれば、固有の暗号鍵が、コンテンツを暗号化するために使用され、その結果、１回だけ送信される点は、注目に値する。一方、各セキュリティモジュールは異なっており、鍵を通信する各方法も幾分異なっている。解読鍵は、解読モジュールＤＳＣ内でパラメータを更新するために使用されるとともに、ボックスのネットワークにわたって送信されるコンテンツを解読するために使用される。

全体で、この安全なモジュールの実施は、ＣＭＯＳ１２技術において、０．１ｍｍ^２を超えない。したがって、非常に安価に実施できる。これは、本発明の主な利点である。

図５に示される第２の実施形態において、本発明に係る条件付きアクセスシステムは、スマートカードＳＣを用いて条件付きアクセスシステムとやりとりを行なう。それによって得られるグローバル条件付きアクセスシステムの利点は、スマートカードＳＣによって、本発明に係る条件付きアクセスシステムによって単独使用が許されないボックスに機能を付加することができるという点である。スマートカードＳＣは、例えば、セッション毎に支払う機能を与えることができる。スマートカードシステムの弱点は、リーダＲＥと解読鍵Ｋｐが循環するボックスの主回路との間での通信である。本発明の特定の用途において、解読鍵Ｋｐは、スマートカードＳＣと主回路ＭＣとの間で、秘密鍵Ｌにしたがって暗号化された状態で循環される。本発明に係るスマートカードＳＣは、Ｌの値をメモリ内に含み、暗号化要素ＳＥ内で、要素ＳＣＣ内のカードによって計算された解読鍵Ｋｐを秘密鍵Ｌで暗号化し、これにより、暗号化された解読鍵Ｋｐｃを得る。セキュリティモジュールＳＭは、本発明にしたがって、いわゆる外部データ項目としてＫｐｃを受信するとともに、値Ｌを用いてＫｐｃを解読し、それにより、Ｋｐを直接に得る。その結果、この実施形態においては、制御ワードＡＣを使用する３つの段階が１つの段階に有利に置き換えられる。このシステムの利点は、スマートカードが、１つのボックスにおいてのみ、すなわち、メモリ内に値Ｌを含んでいるボックス（あるいは、前述したように、幾つかのボックスが例えば同じハウス内に同じ値Ｌを有している場合にあっては、そのような幾つかのボックス）においてのみ、それ単独で機能し得るという点である。これは、本発明における他の主な利点である。実際に、本発明によれば、安全が確保されなければならない電子装置内で通信を保護することができる。

また、本発明は、暗号化されたデータを利用するように構成された電子装置、および、暗号化されたデータを利用する電子装置内で使用されるように構成されたコンピュータプログラムプロダクトの安全性を確保する方法に関する。この場合、このコンピュータプログラムプロダクトは一組の命令を含んでいる。この一組の命令により、コンピュータプログラムプロダクトがこの種の電子装置内でロードされるときに、電子装置、特に電子装置のハードウェア回路部は、本発明に係る方法のステップを実行する。ここでは、ソフトウェア手段およびハードウェア手段を使用することができる。

図３および図５の一方を参照すると、本発明に係る方法は、電子装置の専用ハードウェア部ＨＷに設けられた読み出し専用メモリＳＭＥ内の秘密鍵Ｌを読み取るステップを含んでいる。この読み取りステップは、計算モジュールＣＭの要求により、メモリＳＭＥ内で行なわれ、専用ハードウェア部に記憶されたいわゆる計算プログラムの制御下で解読鍵Ｋｐの計算を実行するステップのために、値Ｌ（または秘密の値Lから抽出された値）が計算モジュールＣＭに対して送信される。この計算プログラムは、専用ハードウェア部ＨＷの内部で、秘密鍵Ｌおよび少なくとも１つのいわゆる外部データ項目（図３においてはＡＣ［ｎ，ｐ］、図５においてはＫｐｃ）を使用するための命令であって、前記ハードウェア部ＨＷの外部から来る命令を含んでおり、これにより、専用ハードウェア部ＨＷの内部で使用されるように構成された解読鍵Ｋｐを計算する。暗号化されたデータＳＰのストリームを解読するステップは、解読モジュールＤＳＣによって行なわれる。この解読は、解読鍵Ｋｐが暗号化鍵と一致する場合に可能となる。

与えられた実施形態に基づいてこの発明を説明してきたが、当業者であればすぐに分かるように、与えられた実施形態に対しては変形例が存在し、これらの変形例は本発明の思想および範囲内に入る。したがって、添付の請求項によって規定される思想および範囲から排除されずに、当業者によって多くの変更を行なうことができる。

本発明が内部でアプリケーションを見出すケーブルボックスのネットワークの一例の概略図である。 本発明に係るボックスの概略図である。 本発明に係る条件付きアクセスシステムを含む主ボックス回路内で実施され、秘密データが内部で循環する専用ハードウェア部の第１の実施形態の概略図である。 本発明に係る解読鍵の計算機能を示している。 本発明に係る条件付きアクセスシステムを含む主ボックス回路内で実施され、秘密データが内部で循環する専用ハードウェア部の第２の実施形態の概略図である。

Claims (11)

1. 集積回路の専用ハードウェア部に設けられ、暗号化鍵にしたがって暗号化されたデータのストリームを解読する解読モジュールと、
   前記専用ハードウェア部に設けられ解読鍵を計算するためのモジュールであって、前記専用ハードウェア部に記憶されたいわゆる計算プログラムの制御下でデータを操作する計算モジュールと、
   前記解読モジュールおよび前記計算モジュールの機能を少なくとも制御するプロセッサと、
   前記専用ハードウェア部に設けられ、秘密鍵を記憶するための読み出し専用メモリとを備え、
   前記計算プログラムは、安全なデータ処理システムの外側から来る少なくとも１つのいわゆる外部データ項目および前記秘密鍵を前記専用ハードウェア部の内部で前記計算モジュールが使用することを促進させる命令を含み、それにより前記専用ハードウェア部の内部で使用されるべき解読鍵を解読モジュール内で計算し、前記解読鍵が前記暗号化鍵と一致するときに解読を行なうことができることを特徴とする安全なデータ処理システム。
2. 前記秘密鍵がレーザ溶融されていることを特徴とする請求項１に記載の安全なデータ処理システム。
3. 前記計算モジュールは、特定のフォーマットの鍵を要求するとともに、前記秘密鍵から特定のフォーマットの鍵を計算するために前記秘密鍵を操作するモジュールをも含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全なデータ処理システム。
4. 少なくとも１つのいわゆる外部データ項目は、暗号化されたデータのストリーム内で伝送される条件付きアクセス情報の項目であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の安全なデータ処理システム。
5. 少なくとも１つのいわゆる外部データ項目は、前記計算モジュール内で使用される前記秘密鍵にしたがって暗号化された解読鍵であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の安全なデータ処理システム。
6. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された少なくとも１つの安全なデータ処理システムを含み、暗号化されたデータを使用するとともに、解読されたデータを利用するための手段を使用することを特徴とする電子装置。
7. 請求項４に記載された少なくとも１つの安全なデータ処理システムを含み、暗号化されたデータを使用するとともに、解読されたデータを利用するための利用手段を使用するように構成され、暗号化されたデータストリーム中で伝送される条件付きアクセス情報を処理するための手段をも含み、該条件付きアクセス情報処理手段は、少なくとも前記安全なデータ処理システムへ条件付きアクセス情報を供給することを特徴とする電子装置。
8. 請求項５に記載された少なくとも１つの安全なデータ処理システムを含み、暗号化されたデータを使用するとともに、スマートカード上に設けられた条件付きアクセス制御手段をも使用し、
   前記スマートカードは、解読鍵を計算するための手段と、前記計算モジュール内で使用される前記秘密鍵にしたがって前記解読鍵を暗号化する手段とを含み、
   前記暗号化された解読鍵は前記安全なデータ処理システムへ供給されることを特徴とする電子装置。
9. 暗号化された外部データを利用するために請求項８に記載された電子装置で使用されるスマートカードであって、
   解読鍵を計算するための手段と、前記電子装置内および前記スマートカード内に永久に記憶される秘密鍵にしたがって前記解読鍵を暗号化する手段とを含み、
   前記暗号化された解読鍵は前記安全なデータ処理システムへ供給されることを特徴とするスマートカード。
10. 暗号化されたデータを利用する電子装置を保護する方法であって、
    前記電子装置の専用ハードウェア部に設けられた読み出し専用メモリ内の秘密鍵を読み取るステップと、
    前記専用ハードウェア部に記憶されたいわゆる計算プログラムの制御下で解読鍵の計算を実行するステップであって、前記計算プログラムは、前記ハードウェア部の外部から来る少なくとも１つのいわゆる外部データ項目および前記秘密鍵を前記専用ハードウェア部の内部で使用するための命令であって、前記専用ハードウェア部の内部で使用されるべき解読鍵を計算するための命令を含むステップと、
    暗号化されたデータのストリームを解読するステップであって、前記解読鍵が前記暗号化鍵と一致するときに前記解読が可能となるステップとを含む方法。
11. 暗号化されたデータを利用する電子装置内で用いられるコンピュータプログラムプロダクトであって、
    前記電子装置内にロードされたときに、請求項１０に記載された方法のステップを前記電子装置に実行させる一組の命令を含むコンピュータプログラムプロダクト。

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