JP2006520500A - デジタル権利管理ドングルからのプロテクトされたリターンパス - Google Patents

Abstract

改ざん防止装置とシンク装置との間の安全な通信を提供するための方法、装置及びシステムが開示される。第１の鍵を用いて暗号化されたコンテンツがソース装置から改ざん防止装置に受信される。当該コンテンツは解読された第１の鍵を用いて解読される。改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化された第２の鍵が、シンク装置から改ざん防止装置に受信される。この第２の鍵は、改ざん防止装置の秘密鍵を用いて解読される。当該コンテンツは第２の鍵を用いて再暗号化される。再暗号化されたコンテンツはシンク装置に送信される。

Description

本発明は、データ送信のセキュリティ処理に関し、より詳細には、改ざん防止装置とシンク装置との間のデータ送信のセキュリティ処理を行うための方法、装置及びシステムに関する。

インターネットなどのネットワークやコンピュータの爆発的な利用は、インターネットを介し送信されるデータ及び情報に対する知的財産権の保護に関する問題をもたらしてきた。これらの問題は、デジタル情報が容易に送信及び複製可能な結果として生じたものである。デジタル形式により、映像、音楽、ゲーム、ソフトウェアなどの情報は、当該情報のオリジナルのものと複製されたものとの間の区別が困難となりうる程の高いクオリティにより複製することが可能である。この結果、デジタル形式による情報は、ハッカーにとって大変魅力的なターゲットとなる。

デジタル情報の不法な複製に対抗するため、各種保護形式が開発されてきた。例えば、ソース装置がデジタルマルチメディアコンテンツをシンク装置に送信するとき、デジタルコンテンツが盗難されたり、不適切に複製されるのを保護するため、コンテンツがソース装置からシンク装置に送信される前にコンテンツを暗号化することができる。図１に示されるように、マルチメディアコンテンツ１０６は、表示のためソース装置１０２からシンク装置１０４に送信される。マルチメディアコンテンツ１０６はまず、エンコーダ１０８により符号化される。その後、符号化されたコンテンツは、暗号鍵を用いて暗号化装置１１０により暗号化される。その後、暗号化されたデータはシンク装置に送信される。シンク装置１０４は、暗号鍵を用いて解読装置１１４を利用して暗号化されたコンテンツを解読する。その後、解読されたコンテンツはデコーダ１１６により復号される。その後、復号されたコンテンツは、再生装置１２０により再生され、出力装置１２２上に表示される。当該方法の１つの問題点は、シンク装置が暗号化されたコンテンツを解読することが可能となる前に、暗号鍵を知っている必要があるということである。従って、コンテンツの配信者は、正当な各顧客が暗号鍵を有していることを確認する必要がある。これは、大規模なコンテンツ配信者にとってはロジスティックな問題となりうる。さらに、攻撃者は暗号鍵を検出しようとするターゲットに多くのソースを有することとなるであろう。

この問題に対抗するため開発されてきた１つのシステムは、非対称鍵を利用することである。ソース装置１０２とシンク装置１０４はそれぞれ、公開鍵と秘密鍵を有する非対称鍵を有することが可能である。公開鍵／秘密鍵により暗号化された情報は、秘密鍵／公開鍵によってのみ解読可能である。

ソース装置１０２とシンク装置１０４との間の脆弱なリンクを介したコンテンツの暗号化は、コンテンツの好ましくないデジタル複製を防ぐ。しかしながら、攻撃者は、解読鍵を取得し、これによりコンテンツにアクセスするため、シンク装置１０４に依然として攻撃及びハッキングを行うことができる。このような攻撃に対抗するため、コンテンツの解読は図２に示されるようなシンク装置１０４に、またはその一部に付属されるスマートカードやドングルなどの改ざん防止装置によって実行することができる。このシナリオでは、コンテンツは暗号鍵を用いて暗号化され、この暗号鍵自体は改ざん防止装置の公開鍵により暗号化される。改ざん防止装置が暗号化されたコンテンツ及び鍵を受け取ると、暗号化された暗号鍵は改ざん防止装置の秘密鍵を用いて解読される。この秘密鍵は、攻撃者がアクセスできないように、改ざん防止装置２０１の内部に安全に格納される。受信した暗号化されたコンテンツは、格納されている解読された暗号鍵を用いて解読装置２０３により解読される。解読されたコンテンツはデコーダ１１６に送信され、図１を参照して上述されたように処理される。このシステムの１つの問題点は、コンテンツが改ざん防止装置からシンク装置１０４にプロテクトされていない形式により送信されるということである。この結果、コンテンツの許可されないデジタルコピーがシンク装置１０４と改ざん防止装置２０１との間にスニファ（ｓｎｉｆｆｅｒ）装置を挿入することにより依然として取得することができる。このため、シンク装置と改ざん防止装置との間のリンクを保護する方法及びシステムが必要とされる。

本発明の課題は、改ざん防止装置とシンク装置との間に送信されるコンテンツを暗号化することにより、上述の問題点を解決することである。

本発明の一実施例によると、改ざん防止装置とシンク装置との間の安全な通信を提供するための方法、装置及びシステムが開示される。第１の鍵を用いて暗号化されたコンテンツがソース装置から改ざん防止装置に受信される。当該コンテンツは解読された第１の鍵を用いて解読される。改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化された第２の鍵が、シンク装置から改ざん防止装置に受信される。この第２の鍵は、改ざん防止装置の秘密鍵を用いて解読される。当該コンテンツは第２の鍵を用いて再暗号化される。再暗号化されたコンテンツはシンク装置に送信される。

本発明の上記及び他の特徴は、以降に説明される実施例を参照することにより明らかとされるであろう。

本発明の一実施例によると、ソース装置、改ざん防止装置及びシンク装置のそれぞれには、各装置をその他の装置に対し認証するのに利用可能な非対称な公開秘密鍵ペアが割当てられ、この鍵ペアは各種装置間のプロテクトされた情報の交換を実行するのに利用される。上述の既知のシステムと異なり、本発明は公開秘密鍵ペアを用いて、ソース装置と改ざん防止装置との間のリンクと、改ざん防止装置とシンク装置との間のリンクの両方を介しコンテンツを暗号化するのに用いられる暗号鍵を暗号化する。概略的には、コンテンツを暗号化するのにソース装置により用いられる第１の暗号鍵が、ソース装置により改ざん防止装置の公開鍵により暗号化される改ざん防止装置に送信される（暗号化された鍵はシンク装置を介し透過的に送信される）。この鍵は永久的なものであり、コンテンツに添付される。シンク装置はこの鍵を知らない。さらに、改ざん防止装置とシンク装置との間で送信されるコンテンツを暗号化するのに改ざん防止装置により用いられる第２の暗号鍵は、それ自体改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化され、シンク装置から改ざん防止装置に送信される。あるいは、第２の暗号鍵の代わりにスクランブリング（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）鍵を、以下でより詳細に説明されるように、シンク装置から改ざん防止装置に送信することが可能である。

概略的に上述されたデータ及び暗号鍵のフローは、図３を参照してより詳細に説明される。図示されるように、ソース装置３０１は、送信リンク３０２を介し改ざん防止装置３０３に接続され、改ざん防止装置３０３は送信リンク３０４を介しシンク装置３０５に接続される。これらの送信リンクはデジタル情報を送信可能な無線または有線の何れのタイプの通信リンクとすることができるということは、当業者には理解されるであろう。ソース装置３０１は、公開鍵１と秘密鍵１を有する。改ざん防止装置３０３は、公開鍵２と秘密鍵２を有する。シンク装置３０５は、公開鍵３と秘密鍵３を有する。これらの装置は、既知の方法によりこの公開鍵と秘密鍵を用いて、互いに認証を行う。図３に示される各装置は公開／秘密鍵ペアを有するが、シンク装置などのすべての装置は本発明を実施するのに公開／秘密鍵ペアを必要としないということは当業者には理解されるであろう。

以下でより詳細に説明されるように、ソース装置３０１は第１暗号鍵３０６を用いてマルチメディアコンテンツを暗号化し、暗号化されたコンテンツを送信リンク３０２を介し改ざん防止装置３０３に送信する。さらに、ソース装置３０１は、改ざん防止装置３０３の公開鍵２を用いて暗号鍵３０６を暗号化し、暗号化された暗号鍵を送信リンク３０２を介し改ざん防止装置３０３に送信する。概略的には、その後、改ざん防止装置３０３は、秘密鍵２を用いて暗号化された暗号鍵３０６を解読する。その後、改ざん防止装置３０３は、解読された暗号鍵３０６を用いて暗号化されたコンテンツを解読する。あるいは、ソース装置３０１と改ざん防止装置３０３は、プロトコルの認証段階中に鍵の材料を交換することが可能である。リンクの両側で交換された鍵の材料はグループ化され、暗号鍵が間隔を置いて更新または変更される場合には同一の鍵ストリームまたはリンクの両側で同一の鍵を送信する鍵生成器を生成する数学的プロセスにおいて利用される。このシナリオでは、改ざん防止装置はこの鍵を生成し、ソース装置３０１から受信したコンテンツを復号する。

シンク装置３０５は、第２の暗号鍵またはスクランブル鍵３０７を選択する。その後、シンク装置は、改ざん防止装置３０３の公開鍵２を用いて第２の暗号鍵またはスクランブル鍵３０７を暗号化する。暗号化された第２の暗号鍵またはスクランブル鍵３０７は、送信リンク３０７を介し改ざん防止装置３０３に送信される。改ざん防止装置３０３は、秘密鍵２を用いて第２の暗号鍵またはスクランブル鍵３０７を解読する。その後、改ざん防止装置３０３は、第２の暗号鍵またはスクランブル鍵３０７を用いてソース装置３０１からの解読されたコンテンツを暗号化し、再暗号化されたコンテンツを送信リンク３０４を介しシンク装置３０５に送信する。

本発明が、図４を参照してより詳細に説明される。図示されるように、マルチメディアコンテンツが表示のため、ソース装置４０２からシンク装置４０６に送信される。ソース装置４０２は、特に、メモリ装置４０８、バス４１０、エンコーダ４１２、暗号化装置４１４及びソース装置４０２の動作を制御するプロセッサ４１６を有する。ソース装置は、他の要素を有するようにしてもよく、列挙された要素の一部は単一の要素に合成されてもよいということは理解されるであろう。格納されているマルチメディアコンテンツはまず、エンコーダ４１２により任意的に符号化される。その後、（符号化された）コンテンツは、第１の暗号鍵を用いて暗号化装置４１４により暗号化される。その後、第１の暗号鍵は改ざん防止装置４０４の公開鍵を用いて暗号化装置４１４により暗号化される。その後、暗号化されたコンテンツと暗号化された第１暗号鍵は、送信リンク４１８を介し改ざん防止装置４０４に送信される。図３に関して上述されたように、あるいはソース装置３０１と改ざん防止装置３０３は、互いに同一の第１暗号鍵を生成することが可能となるように、認証段階中に鍵の材料を交換することが可能である。このシナリオでは、ソース装置４０２は、第１暗号コードを生成し、改ざん防止装置４０４に送信されるコンテンツを暗号化する。

改ざん防止装置４０４は、特に、解読装置４２０、暗号化装置４２２、メモリ装置４２４、バス４２８及び改ざん防止装置の動作を制御するプロセッサ４２６を有する。改ざん防止装置はまず、メモリ４２４に格納されているそれの秘密鍵を用いて第１の暗号鍵を解読する。解読装置４２０により暗号鍵が解読されると、解読装置４２０はこの解読された暗号鍵を用いてソース装置４２０から受信した暗号化されたコンテンツを解読する。あるいは、改ざん防止装置４０４は、第１の暗号鍵をしえ精子、暗号化されたコンテンツを解読することができる。

シンク装置４０６は、特に、バス４３２、暗号化／解読装置４３４、デコーダ４３６、再生装置４３８、出力装置４４０、メモリ４４２及びシンク装置４０６の動作を制御する処理ユニット４４４を有する。シンク装置４０６は、改ざん防止装置４０４とシンク装置４０６との間の送信リンク４３０を介し送信されるコンテンツを保護するのに利用される第２の暗号鍵を選択する。暗号化／解読装置４３４は、改竄防止装置４０４の公開鍵を用いて第２の暗号鍵を暗号化し、この暗号化された暗号鍵を送信リンク４３０を介し改ざん防止装置に送信する。

解読装置４２０は、改ざん防止装置４０４の秘密鍵を用いて暗号化された第２の暗号鍵を解読する。このとき、暗号化装置は、第２の暗号鍵を用いてソース装置４０２からの解読されたコンテンツを暗号化することができる。その後、再暗号化されたコンテンツは、送信リンク４３０を介しシンク装置４０６に送信される。

シンク装置４０６は、第２の暗号鍵を用いて改ざん防止装置４０４から受信した暗号化されたコンテンツを暗号化／解読装置４３４により解読する。その後、解読されたコンテンツはデコーダ４３６により任意的に復号される。その後、復号されたコンテンツはさらに処理され、例えば、それは再生装置１２０により再生され、出力装置４４上に表示される。

第２の暗号鍵は多くの形態をとりうる。例えば、第２の暗号鍵は暗号化装置４２２などにおいて擬似乱数生成器を準備するのに用いられるスクランブル鍵とすることができ、擬似乱数生成器の出力は改ざん防止装置においてコンテンツとＸＯＲ演算がなされる。その後、シンク装置４０６は、同一の第２の暗号鍵により準備された暗号化／解読装置４３４などにおいて、それ自身の擬似乱数生成器の出力と受信したデータとをＸＯＲ演算する必要があるであろう。当該処理には何れかの安全なストリーム暗号化技術もまた適切であり、本発明はこれに限定されないということは当業者には理解されるであろう。

第２の暗号鍵は有効期間が短く、改ざん防止装置４０４とシンク装置４０６との間のコンテンツの転送中のみにおいて使用される。改ざん防止装置４０４はアプリケーションレイヤ保護を実施しているが、シンク装置４０６に追加された暗号設備はリンクレイヤ保護を実施している。シンク装置４０６から予想される暗号能力は最小限に維持されるように本発明は構成される。

本発明の各実施例は、一部のステップのタイミングが本発明の全体動作に影響を与えることなく交換可能であるため、上述のステップの順序に限定されないということは理解されるであろう。さらに、「有する」という用語は他の要素またはステップを排除するものではなく、「ある」という用語は複数及び単一のプロセッサを排除するものではなく、また他のユニットが請求項に記載されるユニットまたは回路の複数の機能を実現するようにしてもよい。

図１は、メディアコンテンツを送信する既知の送信システムの概略ブロック図である。 図２は、メディアコンテンツを送信する既知の送信システムの概略ブロック図である。 図３は、本発明の一実施例によるソース装置、改ざん防止装置及びシンク装置の間のデータ及び暗号化された鍵のフローを示す。 図４は、本発明の一実施例によるメディアコンテンツを送信する送信システムの概略ブロック図である。

Claims (12)

1. 改ざん防止装置とシンク装置との間の安全な通信を提供する方法であって、
   前記改ざん防止装置において第１の鍵を用いて暗号化されたコンテンツをソース装置から受信するステップと、
   前記第１の鍵を用いて前記コンテンツを解読するステップと、
   前記改ざん防止装置において前記改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化された第２の鍵を前記シンク装置から受信するステップと、
   前記改ざん防止装置の秘密鍵を用いて前記第２の鍵を解読するステップと、
   前記第２の鍵を用いて前記コンテンツを再暗号化するステップと、
   前記再暗号化されたコンテンツを前記シンク装置に送信するステップと、
   を有することを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   前記暗号化されたコンテンツは符号化されることを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法であって、さらに、
   前記シンク装置の第２の鍵を用いて前記暗号化されたコンテンツを解読するステップと、
   前記解読されたコンテンツを復号するステップと、
   前記コンテンツを表示するステップと、
   を有することを特徴とする方法。
4. 請求項１記載の方法であって、
   前記改ざん防止装置は、スマートカードまたはドングルであることを特徴とする方法。
5. 請求項１記載の方法であって、
   前記第２の鍵は、第１擬似乱数生成器を準備するのに使用され、前記生成器の出力は前記改ざん防止装置の前記解読されたデータとＸＯＲ演算されることを特徴とする方法。
6. 請求項５記載の方法であって、
   前記シンク装置は、前記第２の鍵により準備された第２擬似乱数生成器の出力と前記受信した暗号化されたコンテンツとをＸＯＲ演算することを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法であって、
   前記コンテンツはマルチメディアコンテンツであることを特徴とする方法。
8. 請求項１記載の方法であって、
   前記ソース装置と前記改ざん防止装置のそれぞれは、同一の第１の鍵を生成することを特徴とする方法。
9. 請求項１記載の方法であって、
   前記第１の鍵は、前記改ざん防止装置に送信されることを特徴とする方法。
10. 請求項９記載の方法であって、
    前記第１の鍵は、前記改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化されることを特徴とする方法。
11. 改ざん防止装置とシンク装置との間の安全な通信を提供する装置であって、
    前記改ざん防止装置において第１の鍵を用いて暗号化されたコンテンツをソース装置から受信する手段と、
    前記解読された第１の鍵を用いて前記コンテンツを解読する手段と、
    前記改ざん防止装置において前記改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化された第２の鍵を前記シンク装置から受信する手段と、
    前記改ざん防止装置の秘密鍵を用いて前記第２の鍵を解読する手段と、
    前記第２の鍵を用いて前記コンテンツを再暗号化する手段と、
    前記再暗号化されたコンテンツを前記シンク装置に送信する手段と、
    を有することを特徴とする装置。
12. 改ざん防止装置とシンク装置との間の安全な通信を提供するシステムであって、
    第１の鍵を用いて暗号化されたコンテンツを送信するソース装置と、
    前記ソース装置から暗号化されたコンテンツを受信し、前記第１の鍵を用いて前記コンテンツを解読し、前記改ざん防止装置の公開鍵を用いて暗号化された第２の鍵を前記シンク装置から受信し、前記改ざん防止装置の秘密鍵を用いて前記第２の鍵を解読し、前記第２の鍵を用いて前記コンテンツを再暗号化し、前記再暗号化されたコンテンツを前記シンク装置に送信する改ざん防止装置と、
    を有することを特徴とするシステム。

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