JP2006197606A - 信号処理方法及び装置、信号再生方法及び装置、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】著作権保護が求めている情報が記録されている記録媒体の複製を容易にに防止できるようにする。
【解決手段】暗号化キーで暗号化したメインデータを第１の変調器で変調してメインデータ変調信号として記録媒体に記録または伝送路に伝送するための出力を得る信号処理方法において、さらに前記暗号化キーを、前記第１の変調器とは異なる第２の変調器で変調し、かつ変調後の１シンボルのチャンネルビット数は、前記メインデータ変調信号の１シンボルのチャンネルビット数よりも大きいチャンネルビット数であり、この変調された変調暗号化キーで前記メインデータ変調信号の一部を取り替え、この結果を前記出力とする。
【選択図】 図１７

Description

この発明は、記録媒体にデジタル信号を記録する信号記録方法と装置、記録媒体に記録されているデジタル信号を再生する信号再生方法と装置、デジタル信号を送信する信号送信方法と装置、デジタル信号を受信する信号受信方法と装置、さらにデジタル信号が記録されている媒体に関する。さらにこの発明は、著作権保護などの観点から、不正コピー防止処理が必要な、情報記録媒体への記録・再生処理方法に関する。

近年、デジタル革命と称されるように、あらゆる情報がデジタル化され、伝送媒体或は記録媒体等の媒体を通して配信可能な技術が開発されている。これにより、多くの人達が自由にデジタル情報を入手することができるようになった。そのような環境の中では、デジタルオーディオ信号やデジタル映像信号、その他コンピュータで取り扱われる関連データのようなデジタル信号が、記録媒体に記録される。また上記したような信号が記録媒体から再生される、また再生専用の情報媒体に情報が転写される、また転写された情報が再生される、また伝送ラインで情報が伝送される等の、情報伝達・情報蓄積が行われる。

また最近では、映像・音響信号の大量な情報を記録できる記録媒体として、ＤＶＤ（バーサタイル・デジタル・ディスク）が実現され、２時間以上の映画をＤＶＤに記録し、再生装置によりＤＶＤ記録情報を再生することで、家庭で自由に見ることが出来るようになった。

ＤＶＤは、再生専用の「ＤＶＤ−ＲＯＭ」と、一回の記録が出来る「ＤＶＤ−Ｒ」、自由に記録再生が可能な「ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ」等の媒体が存在する。

ＤＶＤ−ROMの応用規格では、ＤＶＤ−video規格があり、１枚のディスクに映画が完全に記録されている。このようなＤＶＤ−videoディスクの再生や、放送系でのデジタル放送受信で、ユーザは、自由にデジタル信号での情報が入手できる。このような環境では、入手したデジタル信号をハードディスクや上記のＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録媒体にコピーし、再びＤＶＤ−video規格に準拠したエンコーダでエンコードし記録すれば、元のディスクと同じデジタル信号がコピーされた別のディスクを作成できることになる。

この為、ＤＶＤ−videoでは記録されているデジタル情報には、暗号化が施されている。暗号化技術を用いたコピープロテクト方法は、事前に暗号化された情報が記録されるＤＶＤ−videoディスクあるいはＤＶＤ−ROMディスク上で有効に機能している。情報記録に関して秘匿性を高める方法を示した技術に関して記載した文献として、以下に示すような特許文献がある。
特開２０００−１９５０４９公報 特開平１１−１５４３７５号公報 特開平１−１６６３６６号公報

本発明は、コンピュータ環境に用いられている記録再生ドライブと情報の編集などが容易なＰＣによるシステムにおいても、著作権保護が求めている情報が記録されている記録媒体の複製を一層効果的に防止でき、また、複数のコンテンツを個別に管理しやすい、著作権保護システムを持った、信号記録、送信、受信、再生方法、装置、信号記録媒体を提供することを目的とするものである。

この発明は、データ処理部において、暗号化キーで暗号化したメインデータを第１の変調器で変調してメインデータ変調信号として記録媒体に記録または伝送路に伝送するための出力を得る信号処理方法において、さらに前記暗号化キーを、前記第１の変調器とは異なる第２の変調器で変調し、かつ変調後の１シンボルのチャンネルビット数は、前記メインデータ変調信号の１シンボルのチャンネルビット数よりも大きいチャンネルビット数であり、この変調された変調暗号化キーで前記メインデータ変調信号の一部を取り替え、この結果を前記出力とすることを特徴とする。

上記の手段により、暗号化キーの秘匿性が高くなり、結果としてコンテンツのコピー防止機能が高まることになる。

以下、図面を参照しながら本実施例について説明する。

［ I ］この発明を実現するために検討した経緯
以下に、まず最近普及が目覚しい光ディスク「ＤＶＤ」で用いられている、著作権保護システムについて説明する。

図１は、ＤＶＤ−video信号の著作権保護システムにおける、記録媒体への信号処理工程を示したものである。映像・オーディオ情報信号は、ＭＰＥＧ方式等で圧縮処理され、更に再生制御信号などが付加されたデジタルデータストリームにフォーマット化される（ステップＳ１）。

デジタルデータは、「２Ｋバイト」単位のパケットデータにデータセクタ化され（ステップＳ２）、次にデータは暗号化（データスクランブル）される（ステップＳ３）。暗号化データに誤り検出符号「ＥＤＣ」が付加され（ステップＳ４）、各セクタにはセクタ番号であるＩＤが付加される（ステップＳ５）。その後、再生動作でのサーボ系を安定にさせる等の目的で、ＩＤ情報によって決められるコードでデータ部がデータスクランブルされる（ステップＳ６）。

ここでのデータスクランブルは、上記した暗号化の為のデータスクランブルと異なり、公開された内容でデータをスクランブルさせる。その目的は、デジタルデータが「オール“0”」のような場合、記録データは同じパターンの繰り返しとなる。この場合、ディスク系では隣接トラックのクロストーク等によって、トラッキングサーボエラー信号が正確に検出出来ないなどの不具合が発生する懸念があるためである。Ｍ系列発生器の初期値がＩＤ値で決めされる。Ｍ系列発生器からの信号をデジタルデータに掛け合わせて、データスクランブルが行なわれる。これにより、データスクランブルされた記録信号が同じパターンの繰り返しとなるのを防いでいる。本明細書では、サーボ安定などに用いる「データスクランブル」については、この説明のみとして、別項で説明する「データスクランブル」は、情報の著作権保護に用いる暗号化処理に使われるものを示す事にする。

上記の処理が施されたデジタルデータは、１６セクタ単位でエラー訂正処理の為にエラー訂正コード（ＥＣＣ）ブロック化され（ステップＳ７）、ここで、「内符号：ＰＩ」と「外符号：ＰＯ」の誤り訂正符号が生成される（ステップＳ８）。

ＰＯは、インターリーブ処理により、各セクタに分散配置され「記録セクタ」が構成される（ステップＳ９）。記録セクタデータは、変調回路で変調され（ステップＳ１０）、その変調された信号がディスク原盤にカッティング記録される。

原盤ディスクは、ディスク製造工程処理で、ディスク製造用金型が作成され、インジェクションマシンなどを使って、大量のディスクを複製させ、ビデオ信号が記録された、ＤＶＤ−ＲＯＭディスクとして市場に提供される。

図２は、図１での「データセクタ」の構成を示している。

このデータセクタは、（１行＝１７２バイト）×１２行で構成され、先頭行に、セクタ番号、セクタ情報から構成されるセクタ識別情報「ＩＤ」が配置され、続いてＩＤ誤り検出符号「ＩＥＤ」、次に著作権保護関連の情報「ＣＰＲ‐ＭＡＩ」、その後に２Kバイトのメインデータ領域があり、最後にメインデータのための誤り検出コード「ＥＤＣ」が付加されている。

図３は、ＥＣＣブロックの構成を示す。図１のデータセクタ１６組によって構成された、１７２バイト×１９２行のデータにおいて、各列（縦方向）に対して１６バイトの外符号ＰＯが生成され、各行（横方向）に対して１0バイトの内符号ＰＩが生成される。ここで、１６行（１６バイト）の外符号ＰＯは、１２行毎（各セクタ）に１行（バイト）ずつが分散配置される。

図４は、ＰＯが分散配置された後の、各セクタのうち１つのセクタの構成を取り出して示す。これを「記録セクタ」と言う。外符号ＰＯの一部（１行）が、図２に示したセクタ（１２行）に付加されているので１２行＋１行となっている。

図５は、記録セクタ１６個による、ＥＣＣブロックの構成を示す。つまり図４の記録セクタが１６個集合された状態である。

図６は、各記録セクタのデータストリームを変調器に通して、「物理セクタ」が生成されるが、この物理セクタの構成を示している。

変調器は、各データシンボル（１バイト＝８ビット）を、１６チャネルビットにコード変換する。図１６には、ＤＶＤ規格に使われている変調器用コード変換テーブルの一部を示す。ここで、データシンボルがコード変換される処理と併せて、記録セクタの各行は先頭と中間位置に同期信号（シンク）が付加される。このシンク配置は、各行で異なるパターンのシンクとなるように配置され、再生処理時にはシンクパターンの組み合わせによって、各セクタの行位置を知ることが出来るように工夫されている。

図６に示されている様に、３２＋１４５６チャネルビットの「ＳＹＮＣフレーム」２組で１行が構成される。例えば、図６の第１行目は、ＳＹ０，ＳＹ５がシンクフレームである。このような行が１３個集合されることで物理セクタが構成されている。

このようなＤＶＤでは、著作権保護システムとして、再生専用ＲＯＭディスクへ記録される映像信号などの情報保護が図られる。この場合には、著作権保護システムとして、ＣＳＳ（Content Scramble System）と呼ばれる著作権保護（コピープロテクション）システムが利用されている。

図７は、ＤＶＤ規格の再生専用メディアにて使われている、ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ信号の著作権保護システムＣＳＳ（Content Scramble System）の概念図である。

ディスク作成側では、デジタルコンテンツは、ＭＰＥＧエンコードされ、ＣＳＳ方式にて暗号がかけられて、再生専用メディアに記録されている（ステップＡ１，Ａ２，Ａ３、Ａ４）。このメディアに対する再生処理は、一般の専用ＤＶＤプレーヤでは、暗号がかけられたコンテンツが復号され（ステップＡ５）、ＭＰＥＧデコーダ等で圧縮データが伸張され（ステップＡ６）、ビデオ／オーディオ信号として復元される。

一方、パソコンなどのコンピュータ環境での再生処理では、上記のメディアからのデジタルデータは、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブで再生される（ステップＡ７）。再生されたデジタルデータは、そのままＰＣバス上に載せて転送せず、先ずＭＰＥＧデコーダモジュールと認証相互確認（バス認証）を行われる（ステップＡ７、Ａ８）。そして、正当なデコーダモジュールのみに暗号化されたコンテンツが転送されるシステムとなっている。この場合は、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブから、復号部へ転送される（ステップＡ８、Ａ９）。

図８には、ＤＶＤプレーヤの概略構成を示す。ＤＶＤプレーヤでは、メディア（Ｂ１）から光学式ピックアップ（Ｂ２）を介して信号が読取られる。読み出された信号は、プリ増幅器（Ｂ３）で増幅され、リードチャネル部（Ｂ４）で２値化される。２値化された信号は、復調／誤り訂正部（Ｂ５）で、デジタルデータとして復調される。このデジタルデータは、コンテンツ復調ブロック（Ｂ６）で、暗号化状態から復号される。次に復号された圧縮ビデオ／オーディオ信号は、夫々の圧縮→伸張デコーダブロック（ＭＰＥＧビデオデコーダ（Ｂ７）、ＡＣ３オーディオでコーダ（Ｂ８））で、元のベースバンド映像／音声データに復元され、次に、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）Ｂ９，Ｂ１０にてアナログ信号に変換されて出力される。

なお、サーボ回路部（Ｂ１１），モータ部（Ｂ１２）は、ディスクとしてのメディアを回転制御するためのものである。また（Ｂ１３）は、他のブロックを制御するための制御用マイクロコンピュータである。コンテンツ復調ブロック（Ｂ６）には、バッファメモリ（B１４）が接続されている。

図９は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）システム（コンピュータ環境）でのＤＶＤ‐ＲＯＭドライブ、ＭＰＥＧデコーダモジュールの構成を示す。

Ｃ１は、ディスクとしてのメディア、Ｃ２はピックアップ、Ｃ３はプリ増幅器、Ｃ４はリードチャンネル部、Ｃ５は復調／誤り訂正部である。また、Ｃ６はインターフェースユニット、Ｃ１１はサーボ回路部、Ｃ１２はモータ部、Ｃ１３は制御用マイクロコンピュータである。なおＣ２１は、通常のコンパクトディスクを再生するためのＣＤデコーダである。

ＤＶＤ‐ＲＯＭドライブ（C１０１）は、一般のＤＶＤプレーヤと同様に、光学ピックアップを介してメディアから信号を読み出す。読み出された信号は、復調・誤り訂正処理されインターフェースユニット（C６）（図では「ＡＴＡＰＩ−Ｉ／Ｆ」）からホストＰＣ（C１0２）に送り出される。しかし、ここで情報が転送される前に、ＰＣ側の「ＭＰＥＧデコーダモジュール」(C１０３)のみに情報が転送されるように、ドライブとＭＰＥＧデコーダモジュールと認証確認が行われる。

この認証処理は、ホストＰＣ側には他の記録媒体が存在し、それらの記録媒体に情報が記録されないようにする為である。認証処理は、認証処理部Ｃ２２と、認証及びディスクランブル部Ｃ４２との間で行われる。

ホストＰＣ側の「ＭＰＥＧデコーダモジュール」には、インターフェースユニットＣ３１，ＰＣＩインターフェースＣ３２、デコーダ（ＭＰＥＧＲビデオデコーダ、ＡＣ３オーディオデコーダ）Ｃ３３，Ｃ３４等が設けられている。各デコーダからのデジタルデータは、デジタルアナログ変換部Ｄ３５，Ｄ３６でアナログ変換される。また、ホストＰＣは、その他にバスインターフェースＣ５１、主記憶メモリＣ５２、ホストＣＰＵＣ５３などを有する。

図９では、ＤＶＤ‐ＲＯＭドライブ側の「ＡＲＴＡＰＩ−Ｉ／Ｆ」から、ホスト側の「ＡＲＴＡＰＩ−Ｉ／Ｆ」を通してホストＰＣのＰＣＩバスにデータを転送する。ここで、ホストＰＣ内で認証処理が行われ、許可されたモジュールのみに情報データが転送されるようなシステムで対応している。

認証されたモジュールのみが正しい情報データを受け取る事が出来るシステムであるＣＳＳについて、図１０〜図１２を用いて説明する。

図１０は、ＣＳＳのコンテンツ暗号化方式の概略図である。

三つの暗号化キーデータ、すなわちＣＳＳ管理機構が保持するマスターキー（Master Key）と、著作権者などが決めるディスクキー（Disk Key）およびタイトルキー（Title Key）を階層的に組み合わせて、映像やオーディオのデータを暗号化する。

図１０の例では、ディスクキー（DK）が、マスターキー（Master Key ）を使って、暗号化され（ブロックＤ１）、ディスクキーセットとなる。またタイトルキーが、暗号化部（ブロックＤ２）でディスクキーを使って暗号化され、暗号化タイトルキーとなる。またコンテンツ部（ブロックＤ３）からの映像、オーディオデータなどのコンテンツが圧縮処理部（ブロックＤ４）で圧縮処理され、この圧縮データがスクランブル部（ブロックＤ５）でスクランブルされる。

ここで、Master Keyは、暗号解除用ＬＳＩやソフトウエアＣＳＳモジュールのメーカ毎に異なる暗号化キーデータである。

ＣＳＳ管理機構は、多数のメーカのMaster Key（MK）を一括して保持している。Disc Key（DK）が暗号化されるときは、基本的にいずれのMaster Key（MK）でも復号化できるような「ディスク（Disc）キーセット」として作成され、この「Discキーセット」がディスクに格納される。こうしておく事で、あるメーカに与えたマスターキー（Master Key）の情報が外に漏れたときの被害を最小限に止められる。

具体的には、次回のDiscキーセット作成時から、漏れたMaster Keyを除いて作成した「Discキーセット」を作成している。これで、漏れたMaster Keyを使った復号は出来なくなる。

図１１は、図１０で作成した暗号化されたコンテンツが記録されているディスクを再生するＤＶＤプレーヤでの、コンテンツ復号の概念図である。ディスクから暗号化された「ディスクキーセット」を読み出し、復号化部（ブロックＥ１）でマスターキーを用いでディスクキーを復号する。同様にディスクから読み出された暗号化されたタイトルキーは、復号化部（Ｅ２）で、上記復号されたディスクキーで復号される。そして、デスクランブル部（Ｅ３）で、復号されたタイトルキーを使って、コンテンツである「スクランブルＡ／Ｖデコーダ」が、デスクランブル処理される。デスクランブルされたコンテンツは、ＭＰＥＧデコーダ等のＡ／Ｖデコーダ（ブロックＥ４）にて、映像・オーディオ信号として再生される。

図１２は、ＰＣシステムでのバス認証とコンテンツ復号の概略図である。

ＰＣシステムでは、暗号化キーと暗号化コンテンツをそのまま、他の記録デバイスに記録させることで、コピーが可能となり、著作権保護が意味をなさなくなる。そこで、図９で説明した通り、ホストＰＣ内の「ＭＰＥＧデコーダモジュール」と相互認証を行い、ＲＯＭドライブからＭＰＥＧデコーダモジュールに「暗号化ディスクキーセット」と「暗号化タイトルキー」を伝送する時、時限機能を持つセッションキーを生成し、「暗号化ディスクキーセット」と「暗号化タイトルキー」を再暗号化して伝送している。これにより認証されたＭＰＥＧデコーダモジュール以外に送られたキー情報が復号されないようにし、暗号化されたままの情報のコピー防止を行うシステムを採用している。

上記の処理を行う部分が、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ（C１０１）とＭＰＥＧデコーダモジュール（C１０２）間のＰＣバス（C１１１）に設けられているバス認証部（ブロックＦ１，Ｆ２）である。

ＭＰＥＧデコーダモジュールでは、図１１のＤＶＤプレーヤと異なる点は、バス認証機能が設けられている事である。ここでは、ドライブとの認証処理を行う機能と、認証キーで再暗号化された「暗号化されたディスクキーセット」と「暗号化されたタイトルキー」とを、認証キーで「暗号化されたディスクキーセット」と「暗号化されたタイトルキー」に復号している。以降はＤＶＤプレーヤ同様にマスタキーを用いて、コンテンツ復号用のタイトルキーを復号し、コンテンツのデスクランブル処理を行う。したがって、図１１に示した処理に対応する部分には、同一符号を付している。

以上が、再生専用ＣＳＳ方式でのメディア作成処理と、暗号化されたコンテンツが記録された再生専用メディアの、再生システムの内容である。このように、著作権保護を行う為、コンテンツはスクランブル処理による暗号化がなされており、再生システムでは暗号化コンテンツの復号のため、暗号化されたキーを復号しなければコンテンツ復号が出来ない。このように構成することで、著作権保護に対応している。

記録再生装置における著作権保護システムは、上記再生専用システムを拡張して、記録（暗号）／再生（復号）システムを構築する事が考えられる。

図１３は、記録再生装置での著作権保護システムの構成を示す。

ブロックＧ０は乱数発生装置、ブロックＧ１はＡＶエンコーダ部、ブロックＧ２は、スクランブル部、ブロックＧ３は暗号化部、ブロックＧ４はディスクキー処理部である。

映像（V）／オーディオ（A）コンテンツは、乱数発生装置で生成したタイトルキー（TK）を鍵（Key）として、スクランブル処理によって暗号化される（ブロックＧ０，Ｇ１，Ｇ２）。一方、このTKはディスクキー（DK）によって暗号化され、暗号化タイトルキー（Enc−TK）としてディスクに記録される（ブロックＧ３）。この時のディスクキー（DK）は、再生専用装置におけるディスクキーと同様に、メディアからディスクキーセット（DKB）を読み出し、マスターキー（MK）で復号して得られるデータである（ブロックＧ４）。

メディアには予め、多くのマスターキー（MK）によってディスクキーを暗号化したキー束を記録しておき、そこから記録再生装置に埋め込まれているマスターキー（MK）で、ディスクキー（DK）を復号抽出して、マスターキー（TK）の暗号化キーとして利用する。

再生側は、図１１〜１２で説明した処理と同様な対応でコンテンツの復号を行う。

したがって、図１１、図１２に示した処理に対応する部分には、同一符号を付している。このような構成をとることで、記録再生装置における、著作権保護システムが構成できる。

図１４は、記録再生装置の概略構成のブロック図である。一般民生環境での専用レコーダでは、不正なコピーはあまり考えられないが、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）環境では、ドライブで読み出されたデータを他の記録媒体にコピーする事は容易に可能である。

ＰＣ環境では、記録媒体は周辺機器としてシステムが構成されており、図１４におけるドライブの入出力は、一般にデータの内容に関知せず記録再生動作が行われる。このために、著作権保護対応を行なうには、再生専用システムである図１２で示された「バス認証」システムを用いる必要がある。

記録側では、暗号キーであるタイトルキーTKは、ディスクキーDKで暗号がかけられ暗号化キーEnc−TKとなっているが、このEnc−TKを記録ドライブに転送する時は、バス認証処理（Ｈ１）によって転送する必要がある。他の処理は、CSSにおける各処理と略同様の処理が行われる。

つまり、図１４において、記録側のＡＶエンコーダモジュールには、ＡＶエンコーダＧ１、コンテンツスクランブル部（ブロックＧ２）が設けられている。暗号化制御部（ブロックＨ２）は、図１３の乱数発生装置（ブロックＧ０），暗号化部（ブロックＧ３），ディスクキー処理部（ブロックＧ４）に相当する。

ドライブでは、ＥＣＣエンコーディング部（ブロックＨ３）によるＥＣＣエンコード、変調器（ブロックＨ４）による変調処理、書き込み処理部（ブロックＨ５）による媒体への書き込み処理が実行される。

再生側では、ドライブにおいて、媒体からの信号読み取り部（ブロックＨ６）による信号読み取り、復調器（ブロックＨ７）による復調処理、ＥＣＣデコーディング部（ブロックＨ８）によるデコーディングが行なわれる。そして再生時にも、ドライブとＡＶデコーダモジュールとの間でバス認証部（ブロックＨ９）による相互認証が実行される。相互認証が確認されたあとは、ＥＣＣデコーダの出力がデスクランブル部（ブロックＥ３）でデスクランブルされ、次にＡＶデコーダ（ブロックＥ４）でデコードされる。復号化制御部（ブロックＨ１０）は、先のディスクキー処理部（ブロックＥ１）、復号化部（ブロックＥ２）、デスクランブル部（ブロックＥ３）に相当する。

上述したような暗号化技術を用いたコピープロテクト方法は、事前に暗号化された情報が記録されるＤＶＤ−videoディスクあるいはＤＶＤ−ROMディスクでは有効に機能している。しかし、ユーザが新規に情報を記録できるDVD−RAM等の場合、次のような問題が生じる。

（１）一般ユーザが利用する記録装置では、強力で安価な暗号化装置の導入は難しい。（２）暗号化時の暗号キーの管理が難しい。（２）情報記録装置側で、「暗号化」、「復号化」が行われる様になっている場合、コピープロテクトしたい情報のコピーも容易に行なわれてしまう可能性が高い。（３）暗号化されたコンテンツや暗号化キーを丸ごとコピーすれば、正常装置で再生出来る違反ディスクが出来てしまう（秘匿領域がない場合）。（４）オーディオ信号を扱う場合、多数のファイル（楽曲）単位で扱う事になり、ファイル単位で管理する要求に対して、著作権保護能力を維持する事が難しい。

（５）以上から、デジタル情報信号のコピープロテクトは、従来の暗号化技術をそのまま有効に機能させることが難しい。暗号化された記録情報を再生する場合、再生処理で復号化処理が施されるわけで、復号化後のデジタル信号の取り扱いによっては、不法コピーの可能性は残ったままである。特に、暗号にかかった情報や暗号キーを丸ごとコピーする事で、大量の複製記録媒体を作成できてしまう可能性もある。

ＤＶＤの様に、再生専用のＤＶＤ−ROMや、記録再生系のDVD−R／RW／RAM等、各種メディアが揃うと、記録媒体に記録されているデジタル信号が、元のオリジナル信号か、不法にコピーされたデジタル信号かの区別が難しくなる。

この問題は、他の記録媒体においても同様の問題が発生する。この為、著作権保護の観点から見れば、情報信号の暗号化で、正しいシステムのみが復号化できるように構成する事と合わせて、再生側の入り口で、入力されたデジタル信号が、オリジナルなデジタル信号か、不法コピーされた信号かを確認し、一般のユーザが処理できない領域で保護システムの一部を組み込めば、大幅に能力を向上させることが出来る。

[ II ] 着目している問題点
図１５は、丸ごとコピーが行なわれる様子、つまり違法コピーの経路を図示したものである。一般にコンピュータ環境で用いられる記録再生ドライブでは、PCからの指示で情報を記録／再生する事が目的の為、メディアに記録されたコンテンツの内容（情報の内容や情報に対する制御コードなど）は判断されない。このために、読みだされたデータはオープンになる。

図１５において、再生ドライブＸで読み出された全てのデータを、記録ドライブＹで読み出された順に記録すれば、同じ記録済み記録媒体が複数作成できてしまう。

このような実情に鑑みて、特開平１１−８６４３６「電子透かし（ウオーターマーク）を利用したコピープロテクションシステム」が提案されている。すなわち、エラー訂正コードが付加された情報の特定位置に特定情報を挿入記録し、再生時エラー訂正処理によってエラーパターンを抽出し、エラーパターンから特定情報を検出する。この方法では、エラー訂正処理によって、ドライブから送り出されるデータ上には、特定情報は含まれておらず、特定情報はエラーパターンに含まれていることから、訂正処理をすることで特定情報が消えてしまう。

結果としてエラー訂正処理後のデータしか外部に転送しないとすれば、特定情報はドライブ内でのみ検出可能となり、この特定情報を利用して著作権保護能力を高めることが可能になる。つまり、特定情報を著作権保護の制御信号、例えば、オリジナル信号か不法コピー信号かの識別に使うことも可能である。この方法は、特定情報をエラーパターンとして挿入している為、再生されたデジタル信号には含まれていない。また訂正処理はシステム機器を扱う一般ユーザが取り扱わない工程であるため、不正検出には適している。この方法によって検出される特定情報は「消える電子透かし」ともいえる。オリジナルなデジタル信号から、訂正処理を施すことで、特定情報は消えてしまい、その信号の有り無しで、オリジナル信号か不正コピー信号かの判定に有効な利用が考えられる。

しかしながらこの方法も、エラー訂正をせずに、ドライブで読み出されたデータを直接外部に送り出す、ドライブ制御コマンドも存在し、このようなコマンド要求に対応したドライブでは、エラーパターンも含まれたまま、外部へ転送される事に成り、結果として特定情報を外部で検出してしまう事も可能である。

[ III ] 具体的な対策
コンテンツの保護システムとして、ＤＶＤで用いられている、CSSに関して図１０〜図１２で説明した。このシステムでは、再生専用である為、暗号キーの管理がCSS管理機構によってなされる為、保護がし易い。しかしながら、記録再生システムでは、キーの管理も複雑になり、安価な保護システム提供が難しい。特に、図１５に示すブロック図において、記録媒体の全データを丸ごとコピーする方法を取れば、不正による複製記録媒体が出来てしまう。またＰＣ環境では、ドライブから送り出されたデータの加工や編集更に特殊信号検出は、不正者によって行われてしまう事も考えられ、ドライブから送り出されるデータの前で、何らかの防御システムをする必要があり、本発明は図１５における、変調／復調器分を工夫して、暗号化のための特定情報を記録再生する方式を提供する事で、安価な著作権保護を行えるシステムが構築できるものである。ドライブは、基本的には、ECC処理部と、変調部と、書き込み処理、読出し処理部とで構成されている。

図１６は、DVD規格に用いられている、変調方式のコード変換テーブルの抜粋である。

DVDでは、データシンボル＝１バイト（８ビット）で対応している為、“0”〜“２５５”までの２５６のデータシンボルに対して、各１６チャネルビットによるコードワードが割りあてられている。１６チャネルビットによるコードワードは、“１”から次の“１”までの距離が３〜１１ビットの範囲で構成されている。またコードワードとコードワードを接続した場合においても、“１”から次の“１”までの距離は３〜１１ビットになるように構成されている。このため、各データシンボルに状態１（State−１）から状態４（State−４）まで４組のテーブルが用意されている。そしてデータシンボルを変調（変換）時に使われる各コードワードに対して、次に使われるべきコードワードが存在する状態（ステート或はテーブル）が予め決められている。

この変調方式では、変換テーブルのコードワードから選択された結果形成されたチャネルビットデータは、NRZI（Non Return to Zero Inverted）方式によって、コードワードの“１”のところで、記録信号の極性反転を行う。反転処理により、記録信号は、その連続した“１”が３〜１１個の範囲となり、また記録信号は、連続した“0”が３〜１１個の範囲となる。

但し、図６における同期信号（SYNC）は、１４個の連続パターンが組み込まれており、一般のデータ領域には無いパターンである事を利用して、同期信号検出が行われる。

図１７は、本発明を用いた著作権保護システムが組み込まれた記録再生システムの構成例−１である。

図１７において、１００は、ＡＶエンコーダモジュール、２００はドライブである。また３００は情報記録媒体であり、４００はドライブ（実際にはドライブ２００と一体化されている）、５００はＡＶデコーダモジュールである。

ＡＶエンコーダモジュール１００には、ＡＶエンコーダ部（ブロックＧ１）、コンテンツスクランブル部（ブロックＧ２）、暗号化制御部（ブロックＨ２）が設けられている。ドライブ２００には、コンテンツスクランブル部（ブロックＧ２）からの信号に対してエラー訂正コードを与えるＥＣＣエンコード部（ブロックＨ３）、ＥＣＣエンコード出力（ＥＣＣブロック）を変調する変調器（ブロックＨ１４）、書き込み部（ブロックＨ５）が設けられている。

ここでバス認証部（ブロックＨ１）が、ＡＶエンコーダモジュール１００とドライブ２００との間に設けられている。バス認証部（ブロックＨ１）は、暗号化制御部（ブロックＨ２）と、Key制御部（ブロックＪ１）とを接続し、ＡＶエンコーダモジュール１００とドライブ２００間のバス認証を行なう。つまり、暗号キーであるTKは、DKで暗号がかけられ「Enc−TK」となっているが、このEnc−TKを記録ドライブに転送する時は、バス認証処理（Ｈ１）によって転送する必要があるからである。

ここで、本実施例では、「Enc−TK」が変調器（ブロックＪ２）により変調されて送られる。

一方、再生側において、ドライブ４００は、情報記録媒体３００から記録情報を読取る。即ち、ドライブ４００においては、信号読み取り部（ブロックＨ６）による信号読み取り、復調器（ブロックＨ７）による復調処理、ＥＣＣデコーディング部（ブロックＨ８）によるデコーディングが行なわれる。

ここで、更に信号読み取り部（ブロックＨ６）の出力は、復調器（ブロックＪ３）に与えられる。この復調器Ｊ３では、先の「Enc−TK」が復調される。この復調が行なわれて初めて、Ｋｅｙ制御部Ｊ４と、ＡＶデコーダモジュール５００の符号化制御部Ｈ１０間で、バス認証部Ｈ９を介して相互認証が行なわれる。

相互認証が確認されたあとは、ＥＣＣデコーダの出力がデスクランブル部（ブロックＥ３）でデスクランブルされ、次にＡＶデコーダ（ブロックＥ４）でデコードされる。復号化制御部（ブロックＨ１０）は、先のディスクキー処理部（ブロックＥ１）、復号化部（ブロックＥ２）、デスクランブル部（ブロックＥ３）に相当する。

図１７のシステムは、図１４の記録再生システムと異なり、メインデータ用の変調（ａ）／復調（ａ）（変調器Ｈ４、復調器Ｈ７）とは別に、暗号化キーの記録再生に用いる、専用の変調（ｂ）／復調（ｂ）（変調器Ｊ２、復調器Ｊ３）を設けている。

このようにする事で、メインデータを扱う変調／復調ラインでは、暗号化処理の一部信号はエラーとなり、暗号化処理機能の一部がドライブ内に閉じ込められる事になる。図１７の処理工程を簡単に説明する。

記録側：オーディオ（Ａ）／映像（Ｖ）信号は、「ＡＶエンコーダ」で圧縮や制御コード付加などのエンコード処理が行われる。次にメインデータは暗号化処理ブロックでタイトルキー（ＴＫ）によってスクランブル処理され暗号化コンテンツ（Enc Contents）記録ドライブに送られる。

一方暗号化に使われた（ＴＫ）は、バス認証機能を使って、ドライブに送られる。この場合、ＴＫはそのまま伝送するのでは無く、図１３のようなシステムでマスターキー（ＭＫ）やディスクキー（ＤＫ）で暗号化された暗号化キー（Enk−ＴＫ）でも良い。またバス認証は、相互認証処理の中でセッションキー（ＣＫ）を生成し、ＴＫ又はEnk−TKをセッションキーＣＫで暗号／復号する事で、ＡＶエンコーダモジュールとドライブ間の伝送ラインでデータが盗まれても利用できないようにする保護システムでもよい。（Enc Contents）と（Enc−TK）が送られてきたドライブ側では、（Enc Contents）はそのままＥＣＣによってエラー訂正コードを付加し、変調（ａ）に通して変調したのち、書き込み部（Write Channel）H5で記録媒体に記録する。

一方、暗号化キー（Enc−TK）は変調器Ｊ２によって変調され、記録媒体に記録される。ここで、変調器Ｊ２（変調（ｂ））は、図１６のような変調デーブルでコード変換されるが、そのパターンは変調器H４（変調（ａ））で用いられているパターン以外のパターンを用いる。

再生側：記録媒体から読み出された信号は、復調器H7（復調（ａ））で再生されＥＣＣブロックによる誤り訂正処理によって（Enc−Contents）が復元される。一方（Enc−TK）は復調器Ｊ３（復調（ｂ））で復調され、Key制御回路Ｊ４などで誤り訂正処理され、そして復元される。このデータは、復調器H7で復調されても、正しいデータとして復調されないため、不正ドライブ（本発明のドライブ２００、４００とは異なるドライブ）により、不正の読み出しを行っても、正しい暗号化信号は復元できない。

復調器Ｊ３で復元された（Enc−TK）は、バス認証機能の認証処理が行なわれた後、ＡＶデコーダモジュール５００に送られる。ＡＶデコーダモジュール５００内では、デスクランブル部E３が、送られてきた暗号化コンテンツ（Enc Contents）を、暗号化キー（Enc−TK）を使ってデスクランブルする。復号されたメインデータは、最終的にＡＶデコーダによって、映像／オーディオ信号が復元される。

本発明方式の図１７のシステムを使えば、図１５で説明したような不正ルートでの違反コピーも防止できる。また、記録媒体の記録領域に特別の秘匿領域を設けなくても、ドライブ内でのみ検出可能な秘匿データを利用できる為、安価なシステムで著作権保護能力を高めることが可能になる。この能力はＰＣ環境においても可能であり、従来のファイルシステム等のインフラも特別の取り決めが無くても可能になる。

図１８は、本発明を用いた場合の、変調器H１４で変調される（Enc−Contents）と、暗号化キー（Enc−TK）の記録領域を示したものである。ＤVＤシステムでは、図６で説明したように、変調後のＥＣＣブロック（物理セクタ）が構築される。ここで本実施例では、特定の物理セクタにおいて、特定のフレームの一部またはフレーム全体（斜線で示した部分）を、変調器Ｊ２で生成された（Enc−TK）の変調信号に、取り替えるものである。この例では、同期コードＳＹ２、ＳＹ５、ＳＹ３，ＳＹ７が付加されているフレームが取り替えられている。

当然、メインデータ側はエラーとなるが、訂正能力の範囲のエラー増加であれば問題は無い。

また、変調器Ｊ２側信号を埋め込む場所として、物理セクタの最初のポジションは指定しておくが、次以降のポジションは前の場所に特定情報と一緒にポジション信号を書き込み、外部から見た場合ポジションが見えないようにしておいても良い。

図１９〜図２１には、変調器Ｊ２で生成された変調信号の埋め込み方法を示している。

図１９は、暗号化キー埋め込み埋め込み技術の第１の具体例を示した図である。図１８における特定フレーム（符号ａ）の一部に、メインデータ変調では使われていない特殊なパターンを暗号化キー埋め込みのデータの同期信号（ＳＹ−ＣＰ）として埋め込み、続いて数データシンボルの暗号化キーを埋め込む（符号ｂ）。この例では、暗号化キーの一部ＣＰ６，ＣＰ７が埋め込まれている。このような暗号化キーの一部を、他のフレームから取り出し、集合させると、符号ｃで示すように、暗号化キーの全体を取得することができる。この暗号化キーには、さらにエラー訂正コードが付加されており、データの信頼性を向上している。つまり、暗号化キー情報は、誤りシンボル訂正処理対象となり、最終的に正確な暗号化キー情報が復元されるようになっている。

この場合の暗号化キー情報データは、変調器H４（変調（ａ））を用いても良い。特殊なパターンのＳＹ−ＣＰは、メインデータ領域から見ればデータ領域に入っておりエラーデータとなる。このため、図１７における「復調（ａ）」→「変調（ａ）」経路で処理されたとしても、変調後は以前のパターンと同一の（ＳＹ−ＣＰ）パターンにはならない為、結果同期コード（ＳＹ−ＣＰ）がコピーディスクでは全て消滅してしまう。この結果、ＳＹ−ＣＰが消滅し、暗号化キーを抽出することは不可能となり、不正コピーディスクの作成は不可能となる。

図２０は、暗号化キー埋め込み技術の第２の具体例を示す図である。図１８に示した物理セクタにおいては、メインデータは、同期信号（ＳＹＮＣ）に続いて１６チャネルビットで配置される。そして、暗号化キーは、その同期コード（ＳＹＮＣ）の後続に一定のチャネルビット、例えば８チャネルビットダミー（２０Ｄ）を付加し、その後に配置する。

すなわち、メインデータと暗号化キーとのシンボルの分割点は異なるようにする事で、暗号化キーが、復調器H7のみの復調（ａ）では正しく復調されないようにしたものである。

正常に復号するする場合は、復調器Ｊ３において復調する。ここでは、ダミー部分が予め分っているので、この部分を検出し、以後に続くデータを復調すればよい。

図２１は、暗号化キー埋め込み技術の第３の具体例を示す図である。図１６に示すＤＶＤの変調用コード変換テーブルでは、８ビットのデータシンボルを１６チャネルビットに変換している。ここで、チャネルビットが“１”から次の“１”までのビット距離が３〜１１ビットに制限される場合、一方の変換テーブルで使ったパターンを使わずに別の変換テーブルを構成することは不可能に近い。

そこで、変調器Ｊ２は、データシンボル（８ビット）を、変調用チャネルビットに変換する場合、更に大きなチャネルビットで構成するものである。この場合、変調側、復調側に変調用、復調用の対応する変換テーブルを備える。

図２１では、８ビットのデータシンボルは、例えば２４チャネルビットで構成させる例である。このようにビット変換を行うことで、正常な機器でのみ暗号化キー情報を復調することができる。

図２２には、その変換の関係を図示している。変調器H４で変換されるメインデータは、１６チャネルビットに変換される（図２２の符号ａ〜符号ｂ）。次に変調器Ｊ２で変換される暗号化キーは、８ビットのデータシンボルが２４チャネルビットに変換される（図２２の符号ｃ〜符号ｄ）。

ここで、上記２４チャネルビットの中の１６チャンネルビットが、２４チャンネルビットの前半側か後半側の１６チャネルビットの領域に、変調器H４で使われていないパターンとして埋め込まれる（符号ｄ、符号ｅの部分）。上記の暗号化キーの変調信号を抽出する場合には、予め分っている領域から変調信号を抽出し、独自の変換テーブルを利用して暗号化キーを復調処理することができる。

また他の実施の形態として次のように実現してもよい。即ち、シンボルデータＣＰｎ＝ＣＰ０、ＣＰ１、ＣＰ３、…において、ｎが偶数と奇数の場合で、変調（ａ）で使われていないパターンを埋め込む場所を、前半と後半に設定してもよい。変調（ａ）で使われていないパターンを前半に埋め込んだ例が符号ｄで示す例であり、後半に埋め込んだ例が符号ｅで示す例である。

この場合も暗号化キーの変調信号を抽出する場合には、予め分っている領域から変調信号を抽出し、独自の変換テーブルを利用して暗号化キーを復調処理することができる。

例えば、ＤＶＤ規格でのメインデータ変調器（変調（ａ））では“１”から次の“１”までの距離は３〜１１ビットであり、（ＳＹＮＣ）フレームは１４チャネルビットパターンを使っている。そこで、特定部分の（ＳＹＮＣ）フレームの中の前半側か、後半側に、２４チャンネルチャネルビットを分割した１２チャンネルビットを配置する。このように特定情報が物理セクタに埋め込まれることで、もし、変調器Ｊ２で変調（変調（ｂ））されたパターンが復調器H7で復調され、このデータが再度、変調器H４で記録パターンに変換されても、正しい暗号化キーのコピーは不可能となる。

図２２における例では、暗号化キーのデータシンボル（ＣＰ２）と（ＣＰ３）で繋がるチャネルビットストリームを、復調器H７で復調した場合を示している。復調器H7の場合、入力データは、１６チャネルビット単位で分割されて復調されるが、最初の１６チャネルビットは、再び元のパターンに戻らないデータ（データは復調ハード回路に依存するが）となる。

続いての８チャネルビットは、（ＣＰ３）の先頭側８チャネルビットと連結して１６チャネルビットを構成し、その１６チャネルビットパターンで求まる「データＸ」が復調される（図２２の符号ｆ、符号ｇ）。

これらデータはエラー訂正回路を通せば訂正処理によって、暗号化キー情報は消失してしまう。しかし、エラー訂正処理されないデータを外部に伝送した場合、図１５のような違法コピー経路でコピー処理をする事により、この部分は再び元の（ＣＰ２）の後半側８チャネルビットと（ＣＰ３）の前半側８チャネルビットのパターンと同じになる可能性が高い。

しかしながら、違法コピーが行なわれると、（ＣＰ２）と（ＣＰ３）とは、夫々の前半側か後半側の１６チャネルビットパターンが、同じパターンで記録できないので、結果として暗号化キーを違法コピーする事は困難となる。

この構成を導入する事で、メインデータの変調に使われている変換テーブルに使われていないパターンが少ない場合でも、暗号化キーの違法コピーを防止する事は可能である。

図２３は、図１７に示した構成例―１の変形例である。図１７の例と同一部分には、同一符号を付している。

図１７の例では、「Tk」又は「Enc−TK」を、変調（ｂ）で変調して記録媒体に記録していたが、図２４の例では「TK」又は「Enc−TK」をランダムデータで暗号化し、この時に使ったランダムデータを変調器H４で記録するものである。

即ち、この例では、コンテンツの暗号化に使われた「TK」は、ドライブで発生させたランダムデータか外部からの特殊制御データで暗号化し、メインデータ側に記録する。Ｋｅｙ制御部Ｊ１が、ランダムデータを発生し、掛け算器Ｌ１に供給する。掛け算器Ｌ１では、「TK」を暗号化し「Enc−TK」をＥＣＣエンコーディング部Ｈ３に供給している。この「Enc−TK」はＥＣＣブロックの特定位置に埋め込まれる。

或は、「Enc−TK」はメインデータを含む情報データブロックと同様に、Ｍ行×Ｎ列の誤り訂正符号を含む暗号化キー情報ブロックとして構成してもよい。

一方、ランダムデータ（特定情報）は、変調器Ｊ２で、変調されて書き込み処理部Ｈ５に供給される。書き込み処理部Ｈ５では、先の実施例で説明したように、情報ブロックの一部のブロックに上記変調されたランダムデータを埋め込む。

再生側では、信号読み取り部Ｈ６は、読取った信号を復調器Ｈ７，復調器Ｊ３に供給する。

復調器Ｊ３では、ＥＣＣブロックの一部のフレームから変調ランダムデータを抽出し、復調する。これにより、Ｋｅｙ制御部Ｊ４は、掛け算器Ｌ２に「Enc−TK」を復号するためのランダムデータを与えることができる。「Enc−TK」は、ＥＣＣデコーダＨ８から得ることができる。

つまり再生側では、ＥＣＣによる正規の誤り訂正をして再生する。このときTKの再暗号化に使ったランダムデータは、変調器Ｊ２による秘匿記録方式とされている。このために、ランダムデータ及び「Enc−TK」は、ドライブ内でのみしか復調及び復号できない。よって、メインデータ側の暗号化されたコンテンツと暗号化されたTKのみを読み出し、コピーされても、そのままでは利用できないシステムとなる。

上記したように、本発明の基本は、メインデータ用変調器とは別の変調器を用いて、特定の情報をドライブ内でのみ記録再生する事が出来るようにしたところである。

この発明の思想は、上記の実施の形態の個々に限るものではなく、上記の各実施例を組み合せたものも含まれるものである。上記した実施の形態によると以下に述べる有利な点がある。

（１）メインデータと暗号化キーを異なる変調器で変調することで、一般の再生装置では、暗号化キー（特定情報）を再入手することが困難になる。特に暗号化キーをドライブ内で取り扱うことで、秘匿性が高まる。

（２）暗号化キーは記録または伝送するためのデータブロックにおいて、メインデジタル信号とは別の特定の配置箇所を確保せず、メインデータ領域の一部をエラーデータにして、暗号化キーを記録することで、不正者の暗号化キー検出を困難にすることが出来る。

（３）変調された暗号化キーは、メインデジタル信号の復調器で復調した場合、その復調データをメインデジタル信号用変調器で再び変調しても、もとの暗号化キーの変調パターンが復元できない。つまり暗号化キーを不正に復調・変調すると、破壊された復調データになる。これにより、不正者による暗号化キーの不正コピーを防止できる。

（４） 最近のＲＬＬ（ランレングスリミテッド）変調方式は、変調効率を上げている為、ＲＬＬで制限された最小／最大反転間隔の制限内で残されたパターン（使われないパターン）は少ない。そこで、第２の変調器（変調（ｂ））の最小／最大反転間隔制限は、第１の変調器（変調（ａ））の制限とは異なるように設定する。

（５） 情報データブロックの特定のフレーム（一部のフレーム）を破壊して、この部分に暗号化キー（特定情報）を配置する場合、暗号化キー用同期信号と数バイトの暗号化キーをセットにした配置構成をとっている。このために、暗号化キーを、情報データブロック内の固定位置にしない配置が可能に出来る。

（６） 情報データの変調信号と暗号化キー（特定情報）の変調信号の分割点を変えることで、暗号化キーをメイン情報系の復調器で復調した場合、暗号化キーのデータが破壊されやすく出来る。

（７） 情報データブロックの特定フレーム（一部のフレーム）を破壊して、暗号化キー（特定情報）を配置する場合、暗号化キー用変調パターンは、メインデータ系に使われる変調パターンを使わないようにする。すると、多くの変調パターンが利用できないので、変調パターンの利用効率が悪くなる。つまり、メインデータ系の変調パターンと同じチャンネルビット数で、暗号化キーのための変調パターンを得ようとすると、暗号化キーのための使用パターンが大きく制限される。

そこで、暗号化キー側の変調パターンを得るためには、チャネルビット数を多くする事で、暗号化キー変調信号をメインデータ系の復調器で破壊されやすくすることができる。

（８） 暗号化キーは正規のデータ領域に配置し，その代わり暗号化キーを特定情報で暗号化して正規のデータ領域に配置する。そして、その特定情報を第２の変調器で変調して秘匿領域に配置する事で、秘匿領域を小さくする出来る。

（９） メインデータと暗号化キーを異なる変調器で変調することで、一般の再生装置では、暗号化キー（特定情報）を再入手が困難となり、著作権保護を強化した記録媒体の提供が出来る。

（１０） 暗号化キーの変調パターンまたは同期信号は、第１の変調器（変調（ａ））の変調パターンでは使われていないパターンを利用するが、暗号化キーの変調信号がメインデジタル信号用復調器で復調される場合は、データが破壊される必要がある。そこで、メインデータ系の変調器で使われない変調パターンが、メインデータの復調器に入力した場合、固定復調データ例えばオール“０”或は固定の復調データにする。すると、メインデジタル復調→メインデジタル変調のループで、暗号化キーの変調パターンが復元されないシステムにする事が出来る。

上記した各実施例における特徴をさらに説明すると以下のように取り上げて述べることができる。

（Ａ）情報記録媒体としての特徴
（Ａ１） 暗号化されたメインデータ及び誤り訂正符号を含む情報データブロックがＭ行×Ｎ列の（Ｍ×Ｎ）シンボルで構成され、一行はＲフレームに分割され、各フレームには同期信号が付加されており、各フレームのデータが変調器で変調されており、さらに前記メインデータを暗号化した暗号化キーが、上記情報データブロックのデータを変調する変調器とは異なる別の変調器で変調されており、上記変調されたフレーム及び変調された暗号化キーが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ａ２）さらに前記メインデータを暗号化した暗号化キーが、上記情報データブロックのデータを変調する変調器とは異なる別の変調器で変調され、そして上記変調されたフレームの一部又は全部に対し埋め込まれ、この秘匿化した情報データブロックが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ａ３）また、各フレームのデータは変調器で変調されており、前記メインデータを暗号化した暗号化キーが、上記情報データブロックの一部の変調信号と置換えられており、この時、上記情報データブロックでは発生しないパターンを暗号化キー用同期信号として置換えられており、継続して前記暗号化キーの変調信号が配置されており、この様に秘匿化した情報データブロックが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ａ４）また、各フレームのデータは、変調器で１シンボルがＳチャネルビットに変換されており、上記情報データブロックの一部のフレームがメインデータを暗号化した暗号化キーに置換えられており、この時、暗号化キーが配置されるフレームは、前記同期信号の後にＴチャネルビットの冗長ダミー信号が付加され、その後にＳチャネルビット単位で暗号化キーの変調信号が配置されており、この様に秘匿化した情報データブロックが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ａ５）また、各フレームのデータは、変調器で１シンボルがＳチャネルビットに変換されており、上記情報データブロックの一部のフレームが、メインデータを暗号化した暗号化キーと置換えられており、この時、暗号化キーの変調は１シンボルがＵチャネルビット（但しＳとＵは異なる整数）で変換される変調処理を施されており、このように秘匿化した情報データブロックが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ａ６） 前記情報データブロックの各フレームが順次第１の変調器で変調されており、前記メインデータを暗号化する暗号化キーが特定情報で暗号化され、前記情報データブロックと同様に、Ｍ行×Ｎ列の誤り訂正符号を含む暗号化キー情報ブロックとして構成され、前記第１の変調器で変調されており、前記暗号化キーを暗号化した特定情報が第２の変調器で変調されており、前記第１の変調器から得られた変調フレームにフレーム同期符号が付されて、且つ一部の前記変調フレームに、前記第２の変調器から得られる変調された特定情報が配置されており、このように秘匿化した情報データブロックが記録された記録媒体として特徴がある。

（Ｂ）信号再生方法及び装置としての特徴
（Ｂ１）上記した（Ａ１）における変調されたフレーム及び変調された暗号化キーを、それぞれ復調するために、前記変調されたフレームを第１の復調器で復調させ、前記変調された暗号化キーを第２の復調器で復調させ、復調された暗号化キーを用いて復調されたフレームを復号することを特徴とする信号再生方法及び装置として特徴がある。

（Ｂ２）上記した（Ａ２）における秘匿化した情報データブロックを受け取り、上記変調されたフレームの一部又は全部から、変調された前記暗号化キーを抽出して、復調器で復調し、前記変調されたフレームを別の復調器で復調し、復調されたフレームをエラー訂正し、これに含まれる変調された暗号化キーをエラー訂正により消失させる信号再生方法及び装置として特徴がある。

（Ｂ３）上記した（Ａ３）における秘匿化した情報データブロックを受け取り、上記変調されたフレームから、変調された前記暗号化キー用同期信号を検出しこの暗号化キー用同期信号に継続する暗号化キーの変調信号を復調する信号再生方法及び装置として特徴がある。

また、前記暗号化キーの変調信号を復調するための変換テーブルと、前記変調されたフレームを復調するための変換テーブルととは、変換パターン（コード）が異なるようにした信号再生方法及び装置として特徴がある。

（Ｂ４））上記した（Ａ４）における秘匿化された情報データブロックを受け取り、上記変調されたフレームの同期信号に続くＴチャネルビットの冗長ダミー信号を検出し、その後に続くＳチャネルビット単位の暗号化キーの変調信号を復調する信号再生方法及び装置として特徴がある。

（B５）上記した（A５）における秘匿化された情報データブロックを受け取り、上記変調されたフレームから、前記メインデータの変調信号を復調する単位のチャンネルビット数Sとは、異なるチャンネルビット数Uで復調し、この復調出力から前記暗号化キーを得るようにした信号再生方法及び装置として特徴がある。

（Ｂ６）上記した（A６）における秘匿化された情報データブロックを受け取り、上記変調されたフレームから、特定情報を検出し、上記メインデータの変調信号を復調する変調器とは異なる変調器で、前記特定情報を復調し、前記変調されたフレームから暗号化キー情報ブロックを抽出し、この暗号化キー情報ブロックのデータを前記復調された特定情報で復号して、暗号化キーを得るようにした信号再生方法及び装置に特徴がある。

上記メインデータの情報データブロックのデータを復調するための変換パターンと、前記暗号化キーを復調する変換パターンとは、異なるものである。

また暗号化キー復調するするための変換パターンには、前記メインデータの変調信号を復調する変換パターンの最小反転距離または最大反転距離を越えた反転パターンを含めている。

以上説明したようにこの発明によれば、コンピュータ環境に用いられている記録再生ドライブと情報の編集などが容易なＰＣによるシステムにおいても、著作権保護が求めている情報が記録されている記録媒体の複製を防止でき、また、複数のコンテンツを個別に管理しやすい、著作権保護システムを持った、信号処理方法を提供できる。

DVDシステムに採用される記録データ処理工程を示すブロック図。 DVDシステムに採用されるデータセクタの構成を示す説明図。 DVDシステムに採用されるECCブロックの構成を示す説明図。 DVDシステムに採用される記録セクタの構成を示す説明図。 DVDシステムに採用される行インターリーブ処理後のECCブロックの構成を示す説明図。 DVDシステムに採用される物理セクタの構成を示す説明図。 DVDシステムにおける著作権保護システムの説明図。 DVDプレーヤの概略説明図。 パーソナルコンピュータ（PC）システムに搭載されたDVD−ROMドライブ、MPEGデコーダモジュールの説明図。 CSS（コンテンツスクランブルシステム）のコンテンツ暗号化方式の説明図。 DVDプレーヤにおけるコンテンツ復号処理の説明図。 PCシステムにおけるバス認証とコンテンツ復号処理の説明図。 記録再生装置における著作権保護システムの説明図。 記録再生装置の概略の構成を示す説明図。 違法コピーが行なわれる場合のデータフローの例を示す説明図。 DVDに用いられている変調器用変換テーブルの一部を示す図。 本発明に係る信号処理装置の一構成例を示す図。 変調された暗号化キーが挿入される変調情報データブロックの例を示す説明図。 変調された暗号化キーがメインデータの変調信号に埋め込まれる例を示す図。 変調された暗号化キーがメインデータの変調信号に埋め込まれる他の例を示す図。 変調された暗号化キーがメインデータの変調信号に埋め込まれる更に他の例を示す図。 変調された暗号化キーがメインデータの変調信号に埋め込まれるまた他の例を示す図。 本発明に係る信号処理装置の他の構成例を示す図。

符号の説明

E４…、G１…AVエンコーダ、G２…スクランブル部、H１…バス認証部、H２…暗号化制御部、H３…ECCエンコーディング部、H４…変調器、H5…書き込み処理部、H６…信号読み取り部、H7…復調器、H8…ECCデコーディング部、H9…バス認証部、H１0…符号化制御部、Ｊ１…Key制御部、Ｊ２…変調器、Ｊ３…復調器、Ｊ４…Key制御部。

Claims (10)

1. データ処理部において、暗号化キーで暗号化したメインデータを第１の変調器で変調してメインデータ変調信号として記録媒体に記録または伝送路に伝送するための出力を得る信号処理方法において、
   さらに前記暗号化キーを、前記第１の変調器とは異なる第２の変調器で変調し、かつ変調後の１シンボルのチャンネルビット数は、前記メインデータ変調信号の１シンボルのチャンネルビット数よりも大きいチャンネルビット数であり、この変調された変調暗号化キーで前記メインデータ変調信号の一部を取り替え、この結果を前記出力とすることを特徴とする信号処理方法。
2. 前記変調された変調暗号化キーで前記メインデータ変調信号の一部を取り替え取り替える時、前記メインデータの変調では発生しないパターンを暗号化キー用同期信号として置換え、この暗号化用同期信号に継続して前記変調暗号化キーを配置するようにしたことを特徴とする請求項１記載の信号処理方法。
3. 前記メインデータの変調処理は、１シンボルがＳチャネルビット、前記暗号化キーの変調処理は、１シンボルがＵチャネルビット、但しＳとＵは異なる整数、かつＳ＜Ｕであることを特徴とする請求項１記載の信号処理方法。
4. 上記暗号化キーを変調するための変換パターンと、前記メインデータを変調する変換パターンとは、異なることを特徴とする請求項１又は２又は３記載のデ信号処理方法。
5. 上記暗号化キーを変調するための変換パターンには、前記メインデータを暗号化する変換パターンの最小反転距離または最大反転距離を越えた反転パターンを含める事を特徴とする請求項１又は２又は３記載の信号処理方法。
6. 暗号化キーで暗号化したメインデータを変換して、メインデータ変調信号として出力する第１の変調器と、
   前記暗号化キーを変調するが、変調後の１シンボルのチャンネルビット数が、前記メインデータ変調信号の１シンボルのチャンネルビット数よりも大きいチャンネルビット数の変調暗号化キーを得る第２の変調器と、
   前記変調暗号化キーで前記メインデータ変調信号の一部を取り替え、この結果を、記録媒体記録用として出力とする信号処理部と、
   を具備したこと特徴とするデジタル信号処理装置。
7. 請求項１により処理されて秘匿化されたメインデータ変調信号を受け取り、第１の復調器で復調するとともに、復調された前記メインデータを誤り訂正処理して再生メインデータを得て、
   前記メインデータ変調信号から抽出した暗号化キーに関連する変調信号は、第２の復調器で復調することを特徴とするデジタル信号再生方法。
8. 請求項１で処理されて秘匿化されたメインデータ変調信号を受け取る手段と、
   前記メインデータ変調信号を復調する第１の復調器と、
   前記メインデータ変調信号から抽出した暗号化キーに関連する変調信号部分のみを復調する第２の復調器と
   を具備したことを特徴とするデジタル信号再生装置。
9. 前記第１、第２の復調器は、ディスクドライブ部に内蔵されていることを特徴とする請求項１３記載のデジタル信号再生装置。
10. 請求項１により処理された前記変調暗号化キーを含むメインデータ変調信号が記録されたことを特徴とする記録媒体。

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