JP2005527890A

JP2005527890A - 個人用デジタルレコーダでの暗号化データの安全な格納方法

Info

Publication number: JP2005527890A
Application number: JP2003577539A
Authority: JP
Inventors: ビュアン，コリンヌル; ベルトレ，パトリック; サーセリ，マルコ
Original assignee: ナグラビジョンエスアー
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2005-09-15
Also published as: US8082588B2; TW200307437A; IL163890A0; CN1643915A; CN1643915B; AU2003207925A8; WO2003079683A3; BR0308477A; EP1495637A2; IL163890A; EP1495637B1; WO2003079683A2; RU2315440C2; KR20040094434A; CA2478114A1; AU2003207925A1; US20030177365A1; RU2004127172A

Abstract

本発明の目的は、デコーダ（ＳＴＢ）上で制御語（ＣＷ）により暗号化されたイベントを格納する方法に関する。本発明の方法は、たとえあるシステム鍵がセキュリティの理由で変更されたとしても上記イベントへのアクセスをいつでも保証する。このために本発明は、セキュリティユニット（ＳＣ）に接続された受信及び復号ユニットにおいて制御語（ＣＷ）により暗号化されたイベントを格納する方法に関し、上記制御語（ＣＷ）と必要な権利はシステム鍵（ＴＫ，ＲＫ）で暗号化された制御メッセージ（ＥＣＭ，ＥＭＭ）に含まれる。本発明は、格納ユニットに暗号化されたイベントと制御メッセージ（ＥＣＭ）を格納すること、及びセキュリティユニット（ＳＣ）に格納され予め決められたローカル鍵で暗号化されたシステム鍵（ＳＫ）を格納ユニットに格納することに特徴づけられる。

Description

本発明は、条件付きでアクセスするサービスの受信機／デコーダの分野に関し、特にハードディスクのような格納ユニットを有する受信機の分野に関するものである。

磁気ディスク（ハードディスク）の速度と格納容量の分野での技術発展は、放映されたビデオコンテンツをユーザが録画して取得するために、これを格納することを可能にした。

このような受信機は、登録商標ReplayTV又はTivoで知られており、数十時間のデジタル放送の格納を提案する。これらの受信機は、条件付きでアクセスするサービスの受信機／デコーダに常に組み込まれていない。特に、コンテンツはディスクに特別の保護なしで格納され、このことは、ディスクが商業的な再分配の目的で複製されるような場合に、コンテンツに関わる著作者の著作権料を集めることを不可能にする。

反対に、有料のデジタルテレビジョンシステムでは、受信機に送信されたデジタルストリームは、その使用を制御しかつこうした使用のための条件を決めることができるように暗号化される。この暗号化は、一定の間隔（典型的には５〜３０秒）で変化する制御語を使って、この種の制御語の発見を試みるいかなる攻撃も思いとどまるように、行われる。

制御語により暗号化されたストリームを復号し得る受信機のために、制御語は、管理センター（ＣＡＳ）とユーザユニットのセキュリティモジュールの間の送信システムに固有の鍵によって暗号化された制御メッセージ（ＥＣＭ）内のストリームから独立してこの受信機に送られる。実際、セキュリティ操作は、安全と考えられるスマートカードの形状を一般的になすセキュリティユニット（ＳＣ）で実行される。このユニットは取外し可能なタイプか、又は受信機に直接的に組込まれたもののいずれでもよい。

制御メッセージ（ＥＣＭ）を復号する間、考慮されたストリームにアクセスするための権利が存在することがセキュリティユニット（ＳＣ）で検証される。この権利は、セキュリティユニット（ＳＣ）にこうした権利をロードする認可メッセージ（ＥＭＭ）によって管理され得る。他の手段は、復号鍵の送付のようなものがまた可能である。

次の記述のために、我々は、制御語の公知の方法に基づいて、即ちコンテンツの一部に対して有効なだけである鍵を用いて暗号化された、ビデオ、オーディオ（例えばMP3）又はデータ（例えばゲームプログラム）の中身を「イベント」と呼ぶ。

こうしたイベントの使用の課金は、今日では加入契約や単位購入の原則に基づいている。加入契約はこれらのイベントの１つ又はいくつかの放送チャンネルに関連した権利を規定し、権利がユーザのセキュリティユニットに存在する場合にユーザがこれらのイベントを平文で得ることを可能にする。

同時に、映画やサッカーの試合のようなイベントに特有の権利を規定することは可能である。ユーザはこの権利を獲得（例えば購入）することができ、このイベントはこの権利によって特別に管理される。この方法はＰＰＶ(pay-per-view)の呼称で知られている。

制御メッセージ（ＥＣＭ）は制御語のみならず、この制御語を受信機／デコーダに返送するための条件を含む。制御語を復号する間、メッセージに示されたアクセス条件と結びついた権利がセキュリティユニットに存在するかどうか検証される。

制御語は、その比較が肯定的な場合に限りユーザユニットに平文で返送される。この制御語は、送信鍵（ＴＫ）によって暗号化された制御メッセージＥＣＭに含まれる。

セキュリティユニットに有るべき権利のために、権利管理メッセージ（ＥＭＭ）によりそれはロードされる必要があり、このメッセージはセキュリティの理由で異なる鍵、即ち権利鍵（ＲＫ）で一般的に暗号化される。

有料テレビ放送の公知の形式によれば、次の３つの要素が、一定の時間でコンテンツを復号するために必要である。
−複数の制御語により暗号化されたイベント
−制御メッセージＥＣＭ
−セキュリティユニットに格納された対応する権利

次の記述の中で、我々は、コンテンツへのアクセスを許容する復号鍵に関連した鍵と情報のセットを「システム鍵」と呼ぶ。有料テレビの公知の構成の中で、制御メッセージ（ＥＣＭ）を復号するための送信鍵と権利メッセージ（ＥＭＭ）を復号するための権利鍵が取り上げられている。

公知の概要によれば、ハードディスクのような格納ユニットに格納された暗号化コンテンツには制御メッセージＥＣＭが少なくとも伴う。

メッセージＥＣＭの経験に基づいた復号がトラブルを起こし得る事実に起因して、特に送信鍵の変更の理由で、第１の解決策が欧州特許第0 912 052号文献に提案されていて、この解決策は、セキュリティユニットにおけるこれらのメッセージの復号化とローカル鍵によるディスクに格納する前での再暗号化を含む。

この解決策は送信鍵の有効使用期限の問題を解消するが、しかし、保存されたコンテンツがいつか使われるかどうか知ることなく、保存時にセキュリティユニットにたっぷりとロードする。更にセキュリティシステムの基本的なルールの１つは、権利が存在するときだけ、制御語をユーザユニットに返送することにある。この場合、もし我々がイベント毎の購入を考慮するならば、これらの権利が存在しないことが極めて起こり得る。この権利は、ユーザがこのイベントを観ることを決定する時よりもずっと遅くになされ得る購入時に獲得される。

権利メッセージＥＭＭは、それがセキュリティユニットにロードされるように、購入時に常に送信する必要があることから、この欧州特許第0 912 052号文献は権利にアクセスする問題を解消しない。

従って、この文献に記述された解決策は、ＥＣＭの復号化と再暗号化を認可するために権利が既にセキュリティユニットに存在する、放送されたイベントに適用可能であるだけである。

我々が格納時に権利を有することなくイベントを格納する時、或いは復号化の条件がユーザによるイベントの利用時と格納時との間で変わる場合に、未解決の問題がなお存在する。別の観点は、この復号化と再暗号化のためのセキュリティユニットにより要求される追加の負担である。

本発明の目的は、たとえあるシステム鍵がセキュリティの理由で変更されたとしても上記イベントへのアクセスをいつでも保証する、制御語（ＣＷ）により暗号化されたイベントの格納方法を提案することにある。

この目的は、セキュリティユニット（ＳＣ）に接続された受信及び復号ユニットにおいて制御語（ＣＷ）により暗号化されたイベントを格納する方法によって達成される。制御語（ＣＷ）と必要な権利はシステム鍵（ＴＫ，ＲＫ）で暗号化された管理メッセージ（ＥＣＭ，ＥＭＭ）に含まれる。この方法は、格納ユニットに暗号化されたイベントと制御メッセージ（ＥＣＭ）を格納すること、及びセキュリティユニット（ＳＣ）に格納され予め決められたローカル鍵で暗号化されたシステム鍵（ＳＫ）を格納ユニットに格納することに特徴づけられる。

従って、格納ユニットは、初期に決められたセキュリティを保証しながら、一定の時間でこのイベントを観ることを可能にする全ての要素を含む。

本発明によれば、システム鍵の格納のこの操作のために異なる１つの鍵が用いられ、システム鍵は制御及びこれらの利用メッセージの復号化に必要であるが、上記１つの鍵は受信システムの常用の枠組みで用いられるものと異なる。例えば日付の表示に従って用いられる鍵のグループに関わり得るのでその鍵は予め決められたと言われる。従って、ある鍵は１月の月に、他の鍵は２月の月に用いられ、その上ある鍵は偶数日に、他の鍵は奇数日に用いられる。この日付の表示はコンテンツの中に含まれ、そのため適切な鍵が暗号化された鍵ＳＫのグループを復号するために用いられ得る。

有料テレビの公知のシステムにおいて、管理メッセージは制御メッセージ（ＥＣＭ）と権利メッセージ（ＥＭＭ）で構成される。制御メッセージ（ＥＣＭ）を復号することを可能にする１つ又は複数の送信鍵（ＴＫ）は一定の間隔で変更される。更に、選ばれた実行のタイプにより、権利メッセージ（ＥＭＭ）を復号する責務のある１つ又は複数の権利鍵（ＲＫ）も変更することが可能である。選ばれた実行によれば、送信メッセージ（ＥＣＭ）復号用又は権利メッセージ（ＥＭＭ）復号用の１つ以上の鍵を使用可能であることがここでは明確にされる。

システム鍵を暗号化するときに、送信鍵及び権利鍵を含む１つのブロックのみならず、ローカル鍵で暗号化された２つのブロックを作り出すことが可能である。第１ブロックは送信鍵を含み、第２ブロックは権利鍵を含む。

従って、本発明によって提案される解決策は、決して変更されない特別の鍵（Ｓ１）を用いることにあり、そのため数年後に暗号化されたイベントにアクセスできることを保証する。

実施の形態において、セッション鍵ＡＳはランダムに生成され、かつシステム鍵を暗号化するために用いられる。システム鍵を移す前に、セキュリティモジュールはローカル鍵Ｓ１によりセッション鍵を暗号化し、格納ユニットにそれを移す。この実施の形態は、特にセキュリティという観点から、システム鍵の暗号化のために、またセッション鍵のために異なったアルゴリズムを用いることが可能である長所を示す。システム鍵の暗号化は対称のアルゴリズムで実行され、セッション鍵は対称若しくは非対称のアルゴリズムで暗号化され得る。

本発明によれば、鍵の変更が暗号化されたコンテンツの放送の間起こり得ることから、コンテンツの送信中活きている全てのシステム鍵、即ち使用中の鍵及び鍵の変更命令用に準備中の次の鍵、を格納することが提案されている。セキュリティユニットは、常に活動中の鍵と未来の鍵を持っている。

セキュリティの明らかな理由のために、送信鍵の暗号化のために用いられるローカル鍵は、各受信機／デコーダのセキュリティユニットに保管される必要があり、また特別の注意がシステム鍵を暗号化するために暗号化手段（アルゴリズム、鍵の長さ）に払われる。

本発明は、非制限的な例として与えられ、添付の図面を参照する、次の詳細な説明によってより良く理解されるであろう。

図１に示されたデコーダ（ＳＴＢ）は、暗号化された形式で入力データを受ける。これらのデータは格納ユニットＨＤに格納され、高く評価されたイベントＥＶ、制御メッセージＥＣＭ及び権利メッセージＥＭＭをとりわけ含む。

本発明によれば、こうした格納操作において、セキュリティユニットＳＣは制御メッセージを受けるけれども、それらをユーザユニットに返送しない。反対に、このユニットは秘密鍵Ｓ１でシステム鍵を暗号化し、かつ暗号化されたシステム鍵のグループＳＫは格納ユニットに格納される。

この秘密鍵Ｓ１は、デコーダＳＴＢに固有であるか、デコーダ群に固有であるか、又は全てのデコーダにただ一つの鍵であり得る。

読取り時に、特別の装置がセキュリティユニット内で実行される。実際、現存の鍵をグループＳＫに含まれる鍵に取り替えることは不可能である。こうした場合、デコーダの通常の働きは損なわれる。

暗号化されたシステム鍵ＳＫにより形成されたグループに含まれる鍵は、格納された情報の読取り操作に固有の特別な領域に格納される。

セキュリティユニットは、その機能性を広げ、かつこれらの過去の鍵が格納される異なる記憶領域を用いる可能性があるものでなければならない。

本発明の異なった形態によれば、これらの１又は他のシステム鍵が変わることを知って、この鍵のグループＳＫが一定の間隔で生成され、格納ユニットＨＤに格納される。

本発明の異なった形態において、特に我々が同一のコンテンツ（システム鍵）を異なった鍵（各デコーダの秘密鍵Ｓ１）で暗号化することを避けたいとき、或いは鍵の変更時の情報にアクセスできるようにしたいときに、我々は暗号化の前にシステム鍵にランダム部分（パディング）を付加する。このランダム部分の付加によって、鍵が変わらない期間でも、暗号化された各グループＳＫは異なる。

本発明の異なった形態において、特に我々がシステム鍵の変更頻度を隠したいときに、コンテンツ自体の時間（例えばコンテンツの放送の１５分から１８分まで）の符号化に関する、有効期間の情報が暗号化された各グループＳＫの保存に加えられる。それに伴い、暗号化された各グループＳＫは人為的にそれに関連づけられた有効期間だけ有効であって、
それが隠すシステム鍵の事実上の有効期間ではもはや有効ではない。

秘密鍵Ｓ１に関しては、数多くの可能性が本発明の枠組み内に想定される。通常の特徴は、この鍵が、喪失又は破壊されたセキュリティユニットＳＣを再生成することができるように管理センターに知られていることである。実際、格納されたイベントにアクセスする基礎要素になるのが今やこの鍵であって、セキュリティユニットの破壊で従前に格納されたデータに必然的に近づくことができなくないようにすることが是非必要である。。

ユーザに固有の鍵Ｓ１を有する異なった形態において、この鍵はセキュリティユニットを個人の好みに合わせるときに生成され、ユニットの唯一の番号に相対して管理センターに格納される。

この方法の記述は、有料テレビの分野に限らず、例えばＭＰ３形式でのオーディオ格納の分野に利用することもできる。

本発明の別の利用分野はコンピュータやゲームのプログラムの格納に関する。

本発明の別の実施形態によれば、暗号化されたコンテンツは、暗号化された形式でセキュリティユニットからデコーダに送られる制御語を用いて復号される。この構成はWO 99/57901文献に記述され、これらの制御語が別のデコーダには使用されないことを保証する。

これらの語の復号化は、セキュリティユニットにより供給された鍵を用いて、コンテンツを復号し次いでそれを再暗号化する責務のある集積回路で直接的に行われる。コンテンツはそれからデコーダの格納ユニットに格納され、ただ一つの鍵でアクセス可能になる。

この構成に従った、再暗号化のモードにおいて、平文のデータは専門の集積回路から出力されない。

セキュリティの理由で、コンテンツを再暗号化するのに用いられる鍵はこうした操作が必要になる都度、疑似ランダム法で生成されるため、この鍵はセッション鍵と呼ばれる。

次いでこのセッション鍵はシステム鍵と同様に暗号化され、格納ユニットに格納される。

この鍵を用いて、アクセス条件をこのコンテンツに加えることは、暗号化されたセッション鍵をセキュリティユニットへの提示時に検証されさえすれば、可能である。

図１は格納ユニットに含まれるデコーダを示す。図２は格納ユニットに格納されたデータを示す。

Claims

セキュリティユニット(SC)に接続された受信及び復号ユニット(STB)で制御語(CW)により暗号化されたコンテンツを保存する方法であって、このコンテンツにアクセスするための必要な権利と前記制御語(CW)がシステム鍵(TK, RK)により暗号化された管理メッセージ(ECM, EMM)に送信され、前記管理メッセージ(ECM, EMM)と暗号化されたコンテンツを格納ユニットに格納し、かつセキュリティユニット(SC)に含まれる予め決められたローカル鍵(S1)により暗号化された形式でシステム鍵(SK)を格納ユニットに格納することを特徴とする暗号化されたコンテンツの保存方法。
システム鍵(SK)が制御メッセージ(ECM)用の送信鍵(TK)を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
システム鍵が権利メッセージ(EMM)用の権利鍵(RK)を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
セッション鍵(AS)がランダムに生成されかつシステム鍵(SK)を暗号化するのに用いられ、このセッション鍵(AS)がローカル鍵(S1)で暗号化されかつ暗号化されたシステム鍵(SK)で格納されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の方法。
ローカル鍵が必要な時に新規のセキュリティユニットを生成できるようにするために管理センターで複製されることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の方法。
１つ又は複数の送信鍵(TK)がローカル鍵(S1)により暗号化されて第１の暗号化されたシステムブロックを形成することを特徴とする請求項２記載の方法。
１つ又は複数の権利鍵(RK)がローカル鍵(S1)により暗号化されて第２の暗号化されたシステムブロックを形成することを特徴とする請求項６記載の方法。