JP2008022367A - 暗号鍵情報保持方法および暗号鍵情報処理装置 - Google Patents

暗号鍵情報保持方法および暗号鍵情報処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】タイトルキーの強固な保護を維持しつつ、タイトルキーの再暗号化に必要な処理量あるいは回路量を低減する。
【解決手段】旧プロテクテッドエリアキーＫｐａ０（旧Ｋｐａ）と新プロテクテッドエリアキーＫｐａ１（新Ｋｐａ）を同時に保持する（鍵保存部のメモリｄ）。これら新旧プロテクテッドエリアキーＫｐａ０、Ｋｐａ１を、タイトルキーファイルＴＫＦの再暗号化処理に利用する。
【選択図】 図１３

Description

この発明は、暗号鍵等を利用した情報アクセス管理に関する。特に、高度機密情報（Highly Confidential Data）の保護に利用される鍵の情報の保持方法に関する。
近年、ディスクメディア等に記録されたコンテンツにアクセスするデジタル機器が種々開発されている。このような機器でアクセスされるディスクに記録されたデータには、不正アクセスあるいは違法コピーを防止するため、暗号化処理が施されている。この暗号化されたデータには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）では主にＣＳＳ（Content Scramble System）方式に準拠した暗号化方式が採用されている。
一方、より高度な暗号化方式として、ＡＡＣＳ（Advanced Access Content System）が提案されている（特許文献１）。このＡＡＣＳ方式を採用する場合、例えばセットメーカーは、ライセンシーが持つ鍵マトリクスから特定の鍵セットを入手し、異なる組み合わせの鍵を暗号化して、個々の機器に組み込んでいる。また、認証・データ復号部に複数のタイトルキーレジスタを設け、それぞれのレジスタに複数のタイトルキーを保持しておき、タイトルのデータ復号を行う際にタイトルキーレジスタを選択することでデータ復号を行う方法の提案もなされている（特許文献２）。
特開２００５−３９４８０号公報 特開平１１−３９７９４号公報
ＡＡＣＳでは、コンテンツを正当に記録再生する機器毎に付与されたデバイス鍵とランダムに発生させた乱数とにより、複数の鍵それぞれを暗号化して乱数とともに鍵ファイルに登録して、メディアに記録する。コンテンツを再生する場合には、この鍵ファイルに登録されている暗号化鍵を、乱数と再生しようとする機器のデバイス鍵とで復号化する。そして、復号化された鍵でコンテンツを復号化して、コンテンツを再生する。
例えばＨＤ＿ＤＶＤの場合、タイトルキーファイル（Title Key File：ＴＫＦ）内に最大１９９８個の暗号化されたタイトルキー（Encrypted Title Key：Ｋｔｅ）が格納される。各Ｋｔｅはそれぞれプロテクテッドエリアキー（Protected Area Key：Ｋｐａ）によって暗号化されている。ＴＫＦ内の全てのＫｔｅを再暗号化処理するためには、Ｋｔｅ毎に旧Ｋｐａ生成と新Ｋｐａ生成を毎回行う必要があり、処理量が増大する。
これに対し、旧タイトルキー（Title Key：Ｋｔ）を保持するようにすれば旧新Ｋｐａの生成処理は一度で済むが、ＴＫＦ内の全ＫｔｅをＫｔの状態で全て（最大１９９８個）保持しておく必要がある。ＡＡＣＳの規格上、Ｋｔは強固に保護する必要があり、ソフトウエアによる処理の場合、暗号化されていない状態で保持しておくことは危険である。一方、ハードウエアによる処理の場合、全Ｋｔ（128bit x 1998個）を保持する回路が必要となり、回路量が増大する（これはハードウエアのコストアップにつながる）。
この発明の課題の１つは、タイトルキーの強固な保護を維持しつつ、タイトルキーの再暗号化に必要な処理量あるいは回路量を低減できるようにすることである。
この発明の一実施の形態に係る方法は、メディアキー（Media Key：Ｋｍ）と乱数データ（Binding Nonce：ＢＮ）からプロテクテッドエリアキー（Protected Area Key：Ｋｐａ）を生成し、暗号化されたタイトルキー（Encrypted Title Key：Ｋｔｅ）を１以上（Ｋｔｅ＃０〜Ｋｔｅ＃ｎ）含むタイトルキーファイル（Title Key File：ＴＫＦ）と前記プロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ）から、コンテンツの暗号化または復号化に用いるタイトルキー（Title Key：Ｋｔ）を生成する際に用いられる。
この方法において、前記メディアキー（Ｋｍ）またはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック（ＭＫＢ）、および前記乱数データ（ＢＮ）のうちの少なくとも一部が変化する前（Ｋｍ、ＭＫＢ、ＢＮの少なくとも一部が古い）に生成された第1のプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ０：旧Ｋｐａ）と、前記メディアキー（Ｋｍ）またはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック（ＭＫＢ）、および前記乱数データ（ＢＮ）のうちの少なくとも一部が変化した後（Ｋｍ、ＭＫＢ、ＢＮの少なくとも一部が新しい）に生成され前記第1のプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ０）とは異なる第２のプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ１：新Ｋｐａ）とを同時に保持する（図１４のＳＴ３０２、ＳＴ３０６；図１５のＳＴ４０２、ＳＴ４０６；保存場所はメモリｄ）。そして、これら第1および第２のプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ０、Ｋｐａ１）を、前記暗号化されたタイトルキー（Ｋｔｅ）の生成（図１４のＳＴ３０８〜ＳＴ３１２；図１５のＳＴ４０８〜ＳＴ４１２）に利用できるようにする。
同時に保持された２つの新旧Ｋｐａ（もしくは新旧Ｋｐａの生成過程で用いられた情報：新旧のＫｍ、ＭＫＢ、ＢＮ等）を用いることで、ＴＫＦ再暗号化処理をより安全に且つ効率的に行うことができる。
以下、図面を参照してこの発明の種々な実施の形態を説明する。光ディスク等の情報記録媒体に対して情報を記録する場合、情報を暗号化して記録することが要求される場合がある。その場合、例えば著作権保護されたコンテンツを暗号鍵で暗号化して暗号化コンテンツとし、さらに暗号化に用いた前記暗号鍵を秘匿させるため、他の暗号鍵で暗号化して暗号化鍵としている。そして前記暗号化鍵と暗号化コンテンツを一緒に記録媒体に記録し、違法コピー防止している。
現在、急速にマーケットを拡大しているＤＶＤ（Digital Versatile Disc）では、著作権保護に関して、次のような対応が図られている。即ち、ＤＶＤビデオでは、ＤＶＤ ＣＣＡ（DVD Copy Control Association）がライセンスしているＣＳＳ（Content Scramble System）方式を利用しており、ＤＶＤオーディオではＣＰＰＭ（Content Protection for Prerecorded Media）方式を利用している。また、記録メディアに記録されるコンテンツの著作権保護方式ではＣＰＲＭ（Content Protection for Recordable Media）方式が利用されている。ＣＰＰＭ方式とＣＰＲＭ方式のライセンスは、特定の団体（例えば４Ｃ Ｅｎｔｉｔｙ， ＬＬＣと称される団体）が行っている。
一方では、更に高精細映像や高品質多チャネル音声信号などを記録再生可能とする、大容量の次世代ＤＶＤ等の開発が進められている。このような次世代記録媒体へ高品位著作物を記録する場合の著作権保護方式は、従来以上にセキュリティー能力を高めた方式の導入が要求されている。その具体例として、ＡＡＣＳ（Advanced Access Content System）方式がある。以下、ＨＤ＿ＤＶＤ−ＶＲ（High Density Digital Versatile Disc Video Recording）フォーマットで採用するコンテンツ保護技術であるＡＡＣＳにおけるコンテンツ鍵の管理方法を説明する。
従来のＣＰＲＭ方式では、ディスクの中に存在するメディアキーブロック（ＭＫＢ）とメディアＩＤ（Media ID）を用いて暗号鍵を生成してコンテンツを暗号化していた。一方、ＡＡＣＳ方式では、ディスク内のコンテンツは共通の１つの暗号鍵ではなく、コンテンツ毎の暗号鍵によって暗号化されている。
図１はメディア１００内のデータの構成例を示す図である。この例では、同一のメディア内には、ＭＰＥＧ２−ＰＳなどの形式のコンテンツであるビデオオブジェクト（ＶＯＢ）、ＭＰＥＧ２−ＴＳなどの形式のコンテンツであるストリームオブジェクト（ＳＯＢ）をそれぞれ規格上最大１９９８個保存することが可能となっている。従来の方式ではこれらの全オブジェクトで１つの暗号鍵を使用しているが、ＡＡＣＳ方式ではコンテンツ毎にそれぞれ異なる暗号鍵によって暗号化がなされている。そしてこのコンテンツごとの暗号鍵はタイトルキーファイル（ＴＫＦ）に記憶されている。即ち、ビデオオブジェクト用タイトルキーファイルとストリームオブジェクト用タイトルキーファイルが設けられ、それぞれのタイトルキーファイルには暗号化されたタイトルキー（Encrypted Title Key：Ｅ−ＴＫ、またはＫｔｅ）が最大１９９８個保存可能となっている。
図２は、メデイア１００に記録された暗号化コンテンツ（Encrypted Contents）を復号する処理を説明する図である。図２には、コンテンツなどを記録したメディア１００に格納されている情報と、情報記録再生装置２００に設けられた処理機能及びそれらの間のデータの流れを表している。
ＨＤ＿ＤＶＤ Video Recording Formatで採用するコンテンツ保護技術はＡＡＣＳである。ＡＡＣＳにおけるコンテンツ鍵の管理方法を図２を用いて説明する。ＡＡＣＳ処理で使用するディスクの上書き換え不能な領域に記録されているデータには、
・Media ID
・Lead-in MKB
がある。
一方、ＡＡＣＳ処理で使用するものであってディスク１００上でファイルとして存在するデータには、
・Read Write MKB
・Title Key File
・Title Usage File
がある。またTitle Key Fileの先頭アドレスのプロテクト領域にはBinding Nonceという乱数を基にしたデータが記録されている。
ＡＡＣＳでは、コンテンツを暗号化するための「タイトル鍵（Ｋｔ）」を生成する処理は、大きくいって、次の順番で実行される。すなわち、まずLead-in MKBとRead Write MKBのバージョンの新しいほうを使用してＭＫＢ処理を行う。この処理で生成される鍵を「メディア鍵（Ｋｍ）」と呼ぶ。このメディア鍵ＫｍとBinding Nonce（ＢＮ）を入力としてProtected Area Key処理（Ｋｐａ処理）を行うと「プロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ）」が生成される。このＫｐａとTitle Usage FileのデータとTitle Key Fileのデータを入力としてTitle Key処理（ＴＫ処理）を行うことで、Title Key Fileに記載されている暗号化されたタイトル鍵（Encrypted Title Key）を本来のタイトル鍵Ｋｔに変換することができる。
以上の処理において、Ｋｍ、ＭＫＢ、ＢＮ等の新旧データはメモリｆに格納しておくことができ、Ｋｐａの新旧データ（Ｋｐａ０、Ｋｐａ１）はメモリ（鍵保持部）ｄに格納しておくことができる。メモリｄ、ｆの格納データがどのように利用されるかについては、図１４または図１５を参照して後述する。
ＭＫＢとはMedia Key Blockと呼ばれるデータであり、メディア鍵Ｋｍが暗号化されて記録されたものである。またＭＫＢには不正機器の情報も記録されており、不正機器はＫｍを取り出すことができないようになっている。不正機器の情報は更新されるため、ＭＫＢも新しいものを使うようにする必要がある。このためＨＤ＿ＤＶＤのＡＡＣＳでは、メディアのLead-in Areaに埋め込まれているLead-in MKB、ディスク上にファイルとして保存されているRead Write MKB、及び機器自体が内部の不揮発メモリに保存するＭＫＢ（以後、Device MKBとする）の３種類のＭＫＢが存在し、このうちもっとも新しいＭＫＢをRead Write MKBに上書きすることが定められている。但し、ＭＫＢが新しいものに更新されるということはＫｍの値が変更されることになるため、Ｋｍ以降のすべての鍵情報（Ｋｐａ、Ｋｔ等）は再生成する必要がある。
なお、図２の情報記録再生装置２００には、制御部２１０、読み出し部２２０、書込み部２３０が設けられている。制御部２１０は、図２に示す情報記録再生装置２００の各機能及び各処理動作を制御する。読出し部２２０は、メディア１００よりデータを情報記録再生装置２００に読み込む。書込み部２３０は、情報記録再生装置２００内のデータをメディア１００に書き込む。
メディア１００の読み取り専用リードイン領域にはLead-in MKB（Media Key Block）が格納され、書き換え可能領域であるUser Data AreaにはRead Write MKBが格納されている。ＭＫＢは、コンテンツ暗号化のベース鍵であるメディアキー（Ｋｍ）を、情報記録再生装置２００に秘密鍵として設置されるデバイスキー（Ｋｄ）の集合体で暗号化して数学的体系を整えた、「メディアキーブロック」である。
図２のＳ１０において、メディア１００に記録されているLead-in MKBとRead Write MKBのバージョンを比較して、Read Write MKB のバージョンが、Lead-in MKBのバージョン以上であることを確認した上で、Read Write MKBをMedia MKBとして読み出す。また、メディア１００にLead-in MKBのみしか存在しない場合には、Lead-in MKBをMedia MKBとして読み出す。そして、Ｓ１１において情報記録再生装置２００で保存されているデバイスキーセット（Set of Device KeysあるいはDevice Key Set）とMedia MKBとを用いてＭＫＢ処理を行う。このデバイスキーセットは、複数のデバイスキーＫｄで構成されている。
ここで、ＭＫＢにはプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ）を生成するための情報が暗号化されて保存されているが、そのほかに、リボーク情報（Revoke Information：取消情報あるいは無効化情報）も含まれている。即ち、あるデバイスキーセットにセキュリティホールが存在し、ライセンサが該当するデバイスキーＫｄを使用禁止としたときは、該当するデバイスキーＫｄに関するリボーク情報が記載される。このリボーク情報によって、該当するデバイスキーＫｄを持ったデバイスでは暗号を解くことができなくなる（つまりリボークされた情報を再生できなくなる）。不正機器の情報は時間経過に伴い漸次更新されるため、ＭＫＢも新しいもの（最新の更新されたＭＫＢ）を使うようにする必要がある。そのため上述のようにバージョンの新しいほうをMedia MKBとして使用する。
このＭＫＢ処理によって、メディア鍵（Ｋｍ）が生成される。図２のＳ１２において、生成されたメディア鍵を検証する。生成されたメディア鍵が検証結果不正である場合は、デバイスキーセットが不正であるとみなして、ＡＡＣＳに関する処理を終了する。
一方、タイトルキーファイル（ＴＫＦ）の先頭アドレスのプロテクト領域には、Binding Nonceというファイルと結合した「乱数を基にしたデータ」が記録されている。このBinding Nonceは、例えば、ＰＣ（パソコン）のWrite命令ではコピー不可であり、ＡＡＣＳで定義された命令のみによってコピーが可能である。このように、ＡＡＣＳのライセンスを受けたハードでのみコピー可能とすることで、ＰＣを介した情報の流出を防いでいる。
次に、図２のＳ１３において、ＫｍとBinding Nonceを用いて、暗号処理であるＫｐａ処理を実施する。このＫｐａ処理には、暗号アルゴリズムであるＡＥＳ（Advanced Encrypted Standard）−Ｇを用いる。このＫｐａ処理の結果としてプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ）が生成される。
次に、Ｋｐａからタイトルキー（ＴＫ）を生成するための、タイトルキー処理について説明する。この処理は図２のＳ１４で示されている。タイトルキーファイル（ＴＫＦ）には、ＴＫＦＮ（Title Key File Nonce）という乱数データが記憶されている。このＴＫＦＮは暗号化処理（後述）において、タイトルキーを暗号化するために用いられた乱数データである。また、ディスク１００にはコンテンツの利用規則を記述したTitle Usage Fileが備わっている。このTitle Usage Fileには、複数の使用規則それぞれについて、その使用規則を適用するか否かの情報（Usage Rule）が、０または１のＢｉｔ情報として記述されている。
さらに、ディスク１００のリードイン領域より内側に設けられた読取専用のバーストカッティングエリア（ＢＣＡ）には、Media IDが記録されている。Media IDは、メディア毎に付加されている固有ＩＤである。そして、書き換え可能領域であるユーザデータエリアには、Media IDを用いた改ざん防止コードＭＡＣ（Message Authentication Code）であるMedia ID MACが格納されている。
図２のＳ１４に示すタイトルキー処理では、上述のUsage Ruleを処理した結果とＫｐａとＴＫＦＮとに基いてＡＥＳ−Ｄのアルゴリズムを用いた処理を行い、暗号化されたタイトルキー（Ｅ−ＴＫまたはＫｔｅ）を復号してタイトルキー（ＴＫ）を生成する。なお、この際ＢＣＡに格納されているMedia IDを用いて生成したＭＡＣと、ディスクに格納されているMedia ID MACとを比較して改ざんがなされていないことが検証される。図２のＳ１５において、このようにして生成されたＴＫと暗号化されたコンテンツ（Encrypted contents）とをＡＥＳ−Ｇのアルゴリズムで処理してコンテンツキーを生成し、Ｓ１６において、このコンテンツキーを用いて暗号化されたコンテンツ（Encrypted contents）を復号してコンテンツを生成する。
図３は、コンテンツを暗号化してHD_DVD-R/RW/RAM等の光ディスク１００に記録する処理を説明する図である。なお、使用する用語は図２と同一であるため、重複する説明は省略する。図３のＳ２０において、メディア１００に記録されているLead-in MKBとRead Write MKBのバージョンを比較して、バージョンの新しいＭＫＢをMedia MKBとして読み出す。次に、Media MKBと、情報記録再生装置２００が保有するDevice MKBとのバージョンを比較する。Device MKBのバージョンの方が新しい場合は、Ｓ２１において、ＭＫＢ更新処理を起動しRead Write MKBにDevice MKBの値を更新する。但し、Media MKBのバージョンの方が新しい場合にDevice MKBの値を更新するかどうかは、セット仕様となる。そして、図３のＳ２２において、情報記録再生装置２００で保存されているデバイスキーセットとMedia MKBとを用いてＭＫＢ処理を行う。このＭＫＢ処理によって、メディア鍵（Ｋｍ）が生成される。
図３のＳ２３において、生成されたメディア鍵を検証し、生成されたメディア鍵が検証結果不正である場合は、デバイスキーセットが不正であるとみなしてＡＡＣＳに関する処理を終了する。一方、図３のＳ２４において、ＫｍとBinding Nonceとを用いて、暗号処理であるＫｐａ処理を実施する。ＡＥＳ−Ｇを用いたＫｐａ処理の結果としてプロテクテッドエリアキー（Ｋｐａ）が生成される。
図３のＳ２５において、タイトルキー（ＴＫ）とコンテンツとをＡＥＳ−Ｇのアルゴリズムで処理してコンテンツキーを生成する。そして、Ｓ２６において、このコンテンツキーを用いてコンテンツを暗号化してEncrypted contentsを生成し、メディア１００に記録する。また、Ｓ２７において、Media IDとＴＫとを用いてＭＡＣを生成し、メディア１００にMedia ID MACとして格納する。一方、Ｓ２８において、タイトルキーを暗号化するために用いられる乱数データを生成し、Title Key File Nonceとしてメディア１００に記録する。そして、Ｓ２９において、Usage Ruleをハッシュ処理（公知技術）した結果とＫｐａとＴＫとに基いてＡＥＳ−Ｅのアルゴリズムを用いた処理を行い、暗号化されたタイトルキー（Ｅ−ＴＫまたはＫｔｅ）を生成してメディア１００に格納する。なお、Usage RuleはＳ３０においてメディア１００に記録する。
上述のように、コンテンツの暗号化、復号化においてはタイトルキー等が重要な役割を担っている。しかし、このタイトルキー等はRead/Write可能なファイルとしてメディア１００に記録されているため、メディア表面が例えば指紋などで汚れた場合、簡単にコンテンツの読み出し不能の状態に至るおそれがある。そこで、ＡＡＣＳではこれらのタイトルキー等の情報を格納したタイトルキーファイル（ＴＫＦ）についてバックアップが図られている。
なお、以上の処理において、図２の場合と同様に、Ｋｍ、ＭＫＢ、ＢＮ等の新旧データはメモリｆに格納しておくことができ、Ｋｐａの新旧データ（Ｋｐａ０、Ｋｐａ１）はメモリ（鍵保持部）ｄに格納しておくことができる。メモリｄ、ｆの格納データがどのように利用されるかについては、図１４または図１５を参照して後述する。
図４は、タイトルキーファイルとそのバックアップファイルとしてのタイトルキーファイルの構造例を示す説明図である。なお、このバックアップ方法の説明では、タイトルキーファイルをＴＫＦ１とし、バックアップファイルとしてのタイトルキーファイルをＴＫＦ２，ＴＫＦ３と表す。なお、ＴＫＦ１〜３は、メディア１００に格納している。
それぞれのタイトルキーファイル（ＴＫＦ１〜３）は、Binding Nonce１〜３（ＢＮ１〜３）と、Title Key File Generation１〜３（ＴＫＦＧ１〜３）と、Title Key File Nonce〜３（ＴＫＦＮ１〜３）と、Encrypted Title Key１〜３（暗号化タイトルキーＥＴＫ１〜３）とをそれぞれ登録した構成となっている。ここで、Binding Nonce１〜３（ＢＮ１〜３）は、上述のように自身のタイトルキーファイルの暗号化に用いられる乱数データである。Title Key File Generation１〜３（ＴＫＦＧ１〜３）は、タイトルキーファイル（ＴＫＦ１〜３）それぞれの変更回数を表している。Title Key File Nonce〜３（ＴＫＦＮ１〜３）は、自身のタイトルキーファイルまたはバックアップファイル以外のファイルの暗号化タイトルキー（ＥＴＫ１〜３）を生成するための乱数である。
Encrypted Title Key１〜３（暗号化タイトルキー：ＥＴＫ１，ＥＴＫ２，ＥＴＫ３）は、次の（eq.1）〜（eq.3）式で示される：
ＥＴＫ１＝f（ＴＫ，ＢＮ１，ＴＫＦＮ３） …（eq.1）
ＥＴＫ２＝f（ＴＫ，ＢＮ２，ＴＫＦＮ１） …（eq.2）
ＥＴＫ３＝f（ＴＫ，ＢＮ３，ＴＫＦＮ２） …（eq.3）
ここで、ＴＫは暗号化されていない平文のタイトルキーを示し、暗号処理関数fは、第１パラメタ（ＴＫ）に第２パラメタ（ＢＮ１〜３）と第３パラメタ（ＴＫＦＮ１〜３）を暗号鍵として暗号処理を施すことを示している。暗号処理fには、たとえばＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などの公知の暗号アルゴリズムを用いればよい。
すなわち、ＴＫＦ１は、ＴＫＦ３と関連づけられており、タイトルキー（ＴＫ）を、（ＢＮ１）と、関連づけられたＴＫＦ３の（ＴＫＦＮ３）とで暗号化したものとなっている。また、ＴＫＦ２は、ＴＫＦ１と関連づけられており、タイトルキー（ＴＫ）を、（ＢＮ２）と、関連づけられたＴＫＦ１の（ＴＫＦＮ１）とで暗号化したものとなっている。さらに、ＴＫＦ３は、ＴＫＦ２と関連づけられており、タイトルキー（ＴＫ）を、（ＢＮ３）と、関連づけられたＴＫＦ２の（ＴＫＦＮ２）とで暗号化したものとなっている。
このようにタイトルキーファイルＴＫＦ１と各バックアップファイルＴＫＦ２，ＴＫＦ３は、互いに他のファイルと関連付けられており、暗号化タイトルキー（Ｅ−ＴＫ１，Ｅ−ＴＫ２，Ｅ−ＴＫ３）は、自己のファイルに登録された（ＢＮ１，ＢＮ２，ＢＮ２）と、関連づけられている他のファイルに登録されている（ＴＫＦＮ１，ＴＫＦＮ２，ＴＫＦＮ３）とでタイトルキー（ＴＫ）を暗号化したものとなっている。
上記のようにＴＫＦを３つ保存し、ＴＫＦＮを別ファイルに保存することにより、１つのＴＫＦがデータ破損などにより壊れてしまっても、残り２つのＴＫＦのデータから、壊れたデータを復元できる。
なお、前述したBinding Nonceを特殊なドライブ用コマンドでしか読み書きできないデータとしておくことにより、不正コピーを防止できる。すなわち、仮にＴＫＦがコピーされてもそれに付随するBinding Nonceはコピーされないため、悪意のある第三者による不正な暗号化／復号化行為を防ぐことができる。
なお、タイトルキーファイルと各バックアップファイルの他のファイルのＴＫＦＮとの関連づけは、上記（eq.1）〜（eq.3）式に限定されるものではなく、（eq.1）〜（eq.3）式以外のパターンでタイトルキーファイルとバックアップファイルのＴＫＦＮと関連付けるように構成してもよい。
図５、図６、図７を参照しつつ、ＡＡＣＳ方式の記録再生処理で必要となるメデイア上のデータを詳細に説明する。メディア１００上のProtected Area、即ち、Ｅ−ＴＫ（またはＫｔｅ）が格納されているファイルのProtected Areaには、Binding Nonce及びそのバックアップデータが格納されている。また、メディア１００の読取専用エリアにあるＢＣＡ（Burst Cutting Area）にはMedia IDが記録され、リードイン領域にはLead-in MKBが記録されている。
メディア１００上のユーザデータエリアには、ビデオオブジェクト（ＶＯＢ）および／またはストリームオブジェクト（ＳＯＢ）のCopy Protection Pointerに関する情報である管理情報が格納されている。また、ユーザデータエリアには、Read Write MKB、暗号化されたタイトルキー（Ｅ−ＴＫ）、Media ID MAC、Usage Rule及びそれらのバックアップファイルが格納されている。さらに、ユーザデータエリアは、暗号化されたコンテンツが最大１９９８個まで格納が可能となっている。
図８は、暗号化されたタイトルキーファイル（Ｅ−ＴＫＦまたは図１３で簡略示されるＫｔｅ＃０〜＃ｎのファイル）の構造を示している。なお、図８はストリームオブジェクト（ＳＯＢ）についてのＥ−ＴＫＦの構造であるが、ビデオオブジェクト（ＶＯＢ）についても同様の構造である。バイト位置でいって０〜１５バイトには、タイトルキーファイルを特定するための固定情報（ＳＴＫＦ＿ＩＤ、ＨＲ＿ＳＴＫＦ＿ＥＡ）が記載され、３２〜３３バイトには、ＡＡＣＳのバージョン番号が記載されている。そして、１２８〜１４３バイトには、Title Key File Generationが格納され、１４４〜１５９バイトにはTitle Key File Nonceが格納されている。また、１６０〜６４０９５バイトには、Title Key Information（ＫＴＩ）として、暗号化されたタイトルキー（Ｅ−ＴＫ、またはＫｔｅ）とMedia ID MACとが１９９８組記載されている。
それぞれのコンテンツはこの１９９８個のタイトルキーのうちの１つの鍵を使って暗号化されている。但し、１９９８個すべてにEncrypted Title Keyを記録しておく必要は無く、未使用のものは０という数値をＴＫ処理で暗号化したものを記述する。またTitle Key File Generationにはこのファイルの更新のたびにインクリメントされる値が記されている。上述のようにタイトルキーファイルはバックアップ用に合計３つのファイルを備えている。そしてこの３つのファイルのTitle Key File Generationの値がすべて一致していない場合、ファイル書き込み中に何らかの障害があったことを意味する。
次にタイトルキーファイルの更新方法について説明する。ＡＡＣＳが適用されるメディアの種類には、リライタブルメディアとライトワンスメディアがある。リライタブルメディアでは、例えば、新しいコンテンツが追加記録される毎に新しいタイトルキーが追加されるため、タイトルキーファイル中の全タイトルキーを新しいＫｐａを用いて再暗号化する必要がある。即ち、タイトルキーファイルの更新が必要となる。
ところで、タイトルキーファイルのプロテクト領域には、Binding Nonceという乱数を基にした数値が記載されているが、このBinding Nonceは不正な暗号解除を防止するために使用されるものであり、従って、Binding Nonceもタイトルキーファイルを更新する都度、更新される。
一方、ライトワンスメディアでは、タイトルキーファイルを更新すると毎回新しいアドレスにタイトルキーファイルが書き込まれることになる。このためBinding Nonceの書き込まれるアドレスも毎回異なる。しかし、ＡＡＣＳではBinding Nonceは同一個所に上書きすることが求められているため、ライトワンスメディアの場合は、タイトルキーファイルの更新を行わないようにしなければならない。従って、リライタブルメディアとライトワンスメディアでは、タイトルキーファイルの更新条件が異なることになる。
図８のTitle Key Fileの中には１９９８個の暗号化されたタイトル鍵（Encrypted Title Key）が記録されている。コンテンツはこの１９９８個のうちの1つの鍵を使って暗号化されている。１９９８個すべてにEncrypted Title Keyを記録しておく必要は無く、未使用のものは“０”という数値をＴＫ処理で暗号化したものを記述することになっている。またTitle Key File Generationにはこのファイルの更新のたびにインクリメントされる値が記されている。Title Key Fileはタイトル鍵を保存するものであり、メディア上の欠陥等により読めなくなるとコンテンツの再生がまったく不能になる。このためバックアップ用に３つのファイルに書き込んでいる。この３つのファイルのTitle Key File Generationの値がすべて一致していない場合、ファイル書き込み中に何らかの障害があったことを意味する。
メディア１００上のTitle Key Fileが書き込まれているアドレスのプロテクト領域に、Binding Nonceという乱数を基にした数値を記録している。プロテクト領域とはＡＡＣＳ専用の特殊コマンドでのみ読み書きができる領域であり、この部分にＫｐａを構成する要素を記録しておくことで、パソコン等を使った不正な暗号解除を防ぐことができる。
Title Key File内のタイトル鍵は、プロテクテッドエリアキーとBinding Nonceを組み合わせてＴＫ処理を行うことで暗号化している。このとき、Title Key File#1の暗号化にはTitle Key File#2のBinding Nonceを使い、Title Key File#2の暗号化のBinding Nonceを使う、というようにしている。こうすることにより、３つのTitle Key Fileのうち1つが破損してしまっても、他の２つのファイルを用いることによって復元ができる。このようにBinding Nonceはタイトル鍵の暗号に用いているものであるので、Title Key Fileを更新する都度更新する。
一方、Binding Nonceはファイルが書き込まれるアドレスに依存しており、HD_DVD-R等のライトワンスメディアの場合、Title Key File自体が毎回新しいアドレスに保存されることになり、Binding Nonceの書き込まれる位置も一箇所ではなくなる。しかしＡＡＣＳではBinding Nonceは同一箇所に上書きすることが求められているので、ライトワンスメディアの場合はTitle Key Fileの更新を行わないようにする。
Title Key Fileには１９９８個の暗号化されたタイトル鍵を保存することが出来る。これはビデオオブジェクト（ＶＯＢ）及びストリームオブジェクト（ＳＯＢ）の個数と一致しており、ビデオオブジェクト毎にタイトル鍵（Ｋｔ）を変えることを前提としている。これは、例えばそのディスクから他のメディアにコンテンツをムーブする場合、使用しているタイトル鍵を消去しないと不正コピーができる抜け穴が残ってしまうためである。タイトル鍵を削除すると、同じタイトル鍵を共用している他のオブジェクトが復号できなくなるので、極力オブジェクトごとに異なる鍵を割り当てる必要がある。このため、録画再生装置においては、1回の録画処理毎にタイトル鍵を新規に生成し、そのタイトル鍵によってビデオオブジェクト及びストリームオブジェクトを暗号化する。
一方、特にストリームオブジェクト（ＳＯＢ）による録画の場合、記録対象のデジタル放送の内容によってストリームオブジェクトを動的に分割する必要がある。具体的には番組の境界で音声ストリームの個数が変わるなどストリームオブジェクト（ＳＯＢ）の構成要素が変わった場合は、自動的にそこでＳＯＢを分割する。このような場合、そこでタイトル鍵を切り替えるのは事実上不可能である（タイトル鍵を切り替えようとすると、新たな鍵の生成に時間を要するため、分割後のＳＯＢの録画を開始する際その先頭部分の録画が欠けてしまう）。このような場合は同じタイトル鍵を使った暗号を引き続き行う。
なお、ディスクがライトワンスメディア（上書きできないメディア）である場合はTitle Key Fileの更新ができないため、録画開始時に鍵を生成する処理において、既に存在するタイトル鍵を用いることになる。
メディア１００としてリライタブルメディア（HD_DVD-RW/RAMあるいはHDD等）を用いる場合において、リライタブルメディアのタイトルキーファイルの更新手続きは、例えば次のようになる。ここで、リライタブルメディアには、既にタイトルキーファイルが生成されて書き込まれているとする。この処理動作は、情報記録再生装置２００の制御部２１０（あるいは後述する図９のＡＡＣＳ処理部２１０ａのファームウエア等）により実現される。
例えばユーザが情報記録再生装置２００の電源をＯＮし、リライタブルメディアを挿入すると、ＭＫＢ処理とＴＫＦ読み込み処理が一括して実行される。ＭＫＢ処理では、Read Write MKB及びLead-in MKBに付加している署名を検証し、検証結果が正当であると判定した場合は、それぞれのＭＫＢのバージョンを取得する。Read Write MKBのバージョンはLead-in MKBのバージョンと同じかもしくは新しくなければならないが、もしそうでない場合は、再生及び記録を制限する。ＴＫＦ読み込み処理では、メディアにあるタイトルキーファイルをＳＤＲＡＭ（後述する図９の２２など）上に展開する。
そして、ユーザのコンテンツ記録操作、コンテンツ編集操作、コンテンツ削除操作、メディア排出操作、情報記録再生装置２００の電源ＯＦＦ操作に対応して、タイトルキーファイルの更新を行うかどうかを判断する。即ち、以下の３つの条件のうちの少なくとも１つが満たされたときのみ、タイトルキーファイルを更新する。
（１）コンテンツの記録、削除が行われた場合
コンテンツの記録、削除が行われると、タイトルキーファイル内のEncrypted Title Keyが新たに追加、削除される。そのため、タイトルキーファイルを更新する。
（２）ＭＫＢが更新された場合
例えば、情報記録再生装置２００の内部で保持しているＭＫＢであるDevice MKBのバージョンがRead Write MKBのバージョンよりも新しい場合、Device MKBの値をRead Write MKBにコピーしてDevice MKBのメディア鍵（Ｋｍ）が変更される。Ｋｍが変更されると、Ｋｐａも更新される。このため、タイトルキーファイルを更新してタイトルキーの再暗号化を行う。
（３）３つのTitle Key File Generationの１つだけが異なる場合
上述のように３つのタイトルキーファイルの内の１つが破損していることになる。そのため、正常な残りの２つのタイトルキーファイルを用いて破損したタイトルキーファイルを修復（更新）する。すなわち、上述の３つの条件のうちの少なくとも１つが成立する場合は、タイトルキーファイルの更新を行う。上述の３つの条件の全てが成立しない場合は、タイトルキーファイルを更新せずに処理を終了する。
メディア１００としてライトワンスメディア（片面１層のHD_DVD-Rあるいは片面２層のHD_DVD-R:DL等）を用いる場合は、ライトワンスメディアのタイトルキーファイルの書込み手続きは例えば次のようになる。この処理動作は、情報記録再生装置２００の制御部２１０（あるいは図９のＡＡＣＳ処理部２１０ａ）により実行できる。
例えばユーザが情報記録再生装置２００の電源をＯＮし、ライトワンスメディアを挿入すると、ＭＫＢ処理とＴＫＦ読み込み処理が一括して実行される。ＭＫＢ処理では、Read Write MKB及びLead-in MKBに付加している署名を検証し、検証結果が正当であると判定した場合は、それぞれのＭＫＢのバージョンを取得する。Read Write MKBのバージョンはLead-in MKBのバージョンと同じかもしくは新しくなければならないが、もしそうでない場合は、再生及び記録を制限する。ＴＫＦ読み込み処理では、メディアにあるタイトルキーファイルをＳＤＲＡＭ（図９の２２など）上に展開する。
そして、ユーザのコンテンツ記録操作、コンテンツ編集操作、コンテンツ削除操作、メディア排出操作、情報記録再生装置２００の電源ＯＦＦ操作に対応して、タイトルキーファイルの書込みを行うかどうかを判断する。即ち、以下の２つの条件が満たされれば、タイトルキーファイルを書き込む。
（１＊）コンテンツの記録が行われた場合
（２＊）ディスクにタイトルキーファイルが記録されていなかった場合。
ＡＡＣＳではTitle Key Fileを同一箇所に上書きすることが求められているため、ライトワンスメディアの場合は、（１＊）と（２＊）の条件を同時に満たしたときにのみTitle Key Fileを書き込む。そうする理由を以下に述べる。
（１＊）の条件のみでは、コンテンツの記録が行われる度に書き込み要求が起こるため、同一箇所に上書き不可能なライトワンスメディアでは問題となる。（２＊）の条件のみでは、ディスクにコンテンツを記録していない状態では、有効なコンテンツキーは生成されていないため、無効なEncrypted Title KeyのみのTitle Key Fileとなり問題となる。（１＊）と（２＊）の条件を共に満たす場合には、ディスクにTitle Key Fileが記録されていない状態で記録が行われたときに書き込むこととなるため、有効なEncrypted Title Keyが１つだけ生成されたTitle Key Fileが記録されることになる。
上述の２つの条件がともに成立する場合は、タイトルキーファイルをディスクに書き込む。上述の２つの条件が全て成立しない場合は、タイトルキーファイルの書き込みを行わずに処理を終了する。
以上説明した実施の形態によれば、メディア種別ごとにタイトルキーファイルを書き込む条件を設け、その条件に合致するときのみにディスクに書き込む。この条件によれば、リライタブルメディアの場合は無駄にTitle Key Fileを更新することがなくなり、ディスクに書き込む回数を削減することができる。ライトワンスメディアの場合は、問題のあるTitle Key Fileを書き込こんでしまうことを排除することができる。
RecordableあるいはRe-writableな情報記憶媒体の代表例として、ＤＶＤディスク（波長650nm前後の赤色レーザあるいは波長405nm以下の青紫ないし青色レーザを用いた、単記録層または複数記録層の、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）１００がある。このディスク１００は、ファイルシステムが入っているボリューム／ファイル構造情報領域とデータファイルを実際に記録するデータ領域を含んで構成されている。上記ファイルシステムは、どのファイルがどこに記録されているかを示す情報で構成されている。
データ領域は、一般のコンピュータが記録する領域と、オーディオビデオデータ（ＡＶデータ）を記録する領域を含んでいる。ＡＶデータ記録領域は、ＡＶデータの管理をするためのビデオマネージャファイル（VMGまたはHDVR_MG）があるＡＶデータ管理情報領域と、DVD-Video（ROM Video）規格に準じたオブジェクトデータのファイルが記録されるROM_Videoオブジェクト群記録領域と、ビデオレコーディング（ＶＲ）規格に準じたオブジェクトデータ（ESOBS：Extended Video Object Set）のファイル（ＶＲＯファイル）が記録されるＶＲオブジェクト群記録領域と、デジタル放送に対応したオブジェクトが記録されているストリームオブジェクトデータ（ESOBS：Extended Stream Object Set）ファイル（ＳＲＯファイル）が記録される記録領域を含んで構成されている。なお、ＳＲＯファイルのためのレコーディング規格は、適宜、ストリームレコーディング（ＳＲ）規格と表記する。
図示しないが、ビデオマネージャファイルのディレクトリ（DVD_HDVRディレクトリ）は、HD_DVD-VRフォーマットの管理情報ファイルであるHR_MANGER.IFO、アナログビデオ入力のオブジェクトファイルであるＶＲＯファイル（最大レートが30.24Mbpsまで許されたEVOBファイル）を含むHDVR_VOBディレクトリ、デジタル放送対応用のＳＲＯファイル（ESOBファイル）を含むHDVR_SOBディレクトリ等を含んで構成されている。また、DVD_HDVRディレクトリと同じルートディレクトリ下のDVD_RTAVディレクトリは、DVD-VRフォーマットの管理情報ファイルであるVR_MANGER.IFO、アナログビデオ入力のオブジェクトファイルであるＶＲＯファイル（最大レートが10.08Mbpsに抑えられた従来DVD-VRのVOBファイル）等を含んで構成されている。
つまり、この実施の形態に係るファイル構造では、HDVRのMPEG2-TSデータファイルもHDVRのMPEG2-PSデータファイルもVRのMPEG2-PSデータファイルも同じルートディレクトリ下でファイル管理されている。例えば、HR_MOVIE.VROにリンクされたショートカットファイルをタイトルサムネールＡ、Ｃとし、VR_MOVIE.VROにリンクされたショートカットファイルをタイトルサムネールＢとし、HR_STRnn.SROにリンクされたショートカットファイルをタイトルサムネールＤとすれば、これらのタイトルサムネールＡ〜Ｄを同じメニュー画面上に表示することができる（図９のモニタ画面５２ａの表示例参照）。これにより、ユーザは、別々のオブジェクト（MPEG2-PS、MPEG2-TSが混在するオブジェクト）を同じ画面操作環境でメニュー操作できるようになる。
図９は、この発明の一実施の形態に係る記録再生装置（HD_DVDレコーダ）の構成例を説明するブロック図である。衛星デジタルＴＶ放送、地上デジタルＴＶ放送、および地上アナログＴＶ放送の受信機能を持つTV tuner１０のアナログＡＶ出力は、Video ADC１４およびAudio ADC１６に入力される。外部アナログ入力端子１２からのアナログＡＶ入力もまた、Video ADC１４およびAudio ADC１６に入力される。Video ADC１４でデジタル化されたビデオストリームおよびAudio ADC１６でデジタル化されたオーディオストリームはMPEG Encoder２０に入力される。外部デジタル入力端子１８からのデジタルストリーム（MPEG2-TS等）は、IEEE1394（あるいはHDMI）等のインターフェース１９を介して、MPEG Encoder２０に入力される。図示しないが、TV tuner１０からのデジタルストリーム（MPEG2-TS等）も適宜MPEG Encoder２０に入力される。MPEG Encoder２０は、入力されたMPEG2-TSをパススルーする場合以外は、入力されたストリームをMPEG2-PSにエンコードするか、MPEG4-AVCにエンコードする。
ここで、MPEG2-PSにエンコードする場合としては、DVD-VR規格に基づきMPEG2-PSにエンコードする場合（最大レート10.08Mbps；最大解像度720x480または720x576）と、HD_DVD-VR規格に基づきMPEG2-PSに高レートエンコードする場合（最大レート30.24Mbps；最大解像度1920x1080）と、HD_DVD-VR規格の枠内でMPEG2-PSに低レートエンコードする場合（最大レート10.08Mbps；最大解像度720x480または720x576）がある。
MPEG Encoder２０でエンコードされ（またはパススルーした）ストリームデータは、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）２２等の高速メモリに一旦バッファリングされる。このＳＤＲＡＭ２２上で、下記の１〜３のストリーム書き換え処理が適宜行われる：
１．AudioがLiner PCMである場合、Audio Packのsub_stream_idの値を書き換える；
２．RDI-PCKの記載内容を書き換える；
３．一度ＣＰＲＭの暗号を復号し、ＡＡＣＳに再暗号化を行う、もしくはその逆を行う。
ＳＤＲＡＭ２２にバッファリングされそこで処理されたストリームデータは、その内容に応じて、所定のタイミングでＨＤＤ１０４かHD_DVD Drive２６かDVD Drive２８に転送される。ＨＤＤ１０４としては大容量ハードディスクドライブ（例えば１ＴＢ）が用いられる。また、HD_DVD Drive２６には青色レーザ（例えば波長λ=405nm）が用いられ、DVD Drive２８には赤色レーザ（例えば波長λ=650nm）が用いられる。
HD_DVD Drive２６およびDVD Drive２８はDrive Unit２４を構成している。Drive Unit２４は、回転駆動系を含めて独立した２基のドライブを備えている場合と、回転駆動系が共通で青色レーザの光ヘッドと赤色レーザの光ヘッドを個別に有するHD_DVD/DVDコンパチブルドライブ（ツインピックアップタイプ）を備えている場合と、回転駆動系および光ヘッドの機構が共通で青色レーザまたは赤色レーザを切替使用する２波長光学系を有する場合（シングルピックアップタイプ）がある。
図９の実施の形態では、回転駆動系を含めて独立した２基のDrive２６およびDrive２８がある場合を例示している。これらのドライブで使用される情報記憶媒体（青色レーザ用光ディスク１００、赤色レーザ用光ディスク１０２）としては、青色レーザ使用の場合も赤色レーザ使用の場合も、-R/−RW/RAMタイプの光ディスクの他に、+R/+RWタイプの光ディスクが利用可能である。将来的には、ホログラムを利用した大容量光ディスクを用いることも可能である。
HD_DVD Drive２６はHD_DVD-VR規格に基づく記録再生に対応し、DVD Drive２８はDVD-VR規格に基づく記録再生に対応している。DVD Drive２８はさらに、HD_DVD-VR規格に基づきエンコードされたデータであっても、最大レートやビデオ属性等がDVD-VR規格の枠内に収まるMPEG-PSのデータについては、DVD-VR規格のディスク（片面１層のDVD-R/RW/RAM、片面２層のDVD-R、両面各１層のDVD-RAM等）１０２を用いて等速または高速で記録再生することができるように構成されている。（具体例を挙げれば、最大レート10.08MbpsでＨＤＤ１０４に記録されたNTSCのビデオのMPEG2-PSデータは、それがHD_DVD-VR規格に基づきエンコードされたデータであっても、DVD-VR規格のディスク１０２に高速コピー／高速ダビングできるように構成される。言うまでもないが、このHD_DVD-VR規格に基づきエンコードされたMPEG2-PSデータは、HD_DVD-VR規格のディスク１００にも高速コピー／高速ダビングできる。）
HD_DVD Drive２６、DVD Drive２８、および／またはＨＤＤ１０４から再生されたストリームデータは、ＳＤＲＡＭ２２を介してMPEG Decoder３０に転送される。MPEG Decoder３０は、転送されてきたストリームに応じて、MPEG2-TSをデコードする機能、MPEG2-PSをデコードする機能、MPEG4-AVCをデコードする機能、その他のデコード機能（例えばHD_DVD-VR規格で定められているVC-1をデコードする機能）を備えている。MPEG Decoder３０でデコードされたビデオデータ（MPEG2-TSまたはMPEG2-PS）はVideo DAC３２により標準画質または高精細画質のアナログビデオ信号に変換されてVideo Out端子３６から出力される。また、MPEG Decoder３０でデコードされたオーディオデータはAudio DAC３４によりアナログオーディオ信号に変換されてAudio Out端子３８から出力される。さらに、デコードされたデータがMPEG2-TSの場合は、適宜、IEEE1394（あるいはHDMI）等のインターフェース３７を介してDigital Out端子３９から外部出力される。MPEG Decoder３０でデコードされDAC３２、３４でＤ／Ａ変換されたＡＶ信号（アナログビデオ信号およびアナログオーディオ信号）は、外部モニタに入力される。
図９の記録再生装置（HD_DVDレコーダ）の動作は、ＭＰＵ４０により制御される。ＭＰＵ４０にはファームウエアや種々な制御パラメータを格納するＥＥＰＲＯＭ４２、ワークＲＡＭ４４、タイマ４６等が付属している。ＭＰＵ４０のファームウエアの中身としては、グラフィックユーザインターフェースを提供するＧＵＩ表示制御部４００、エンコードパラメータ検出処理部４０２、高速コピー（高速ダビング）処理部４０４、レート変換コピー（等速コピー／等速ダビング）制御部４０６、記録／再生制御部（管理情報処理部）４０８、ＡＡＣＳ処理部２１０ａ（図２の制御部２１０あるいは後述する図１３のブロック構成ｂ〜ｆに対応）等がある。ＧＵＩ表示制御部４００の処理結果は、オンスクリーン表示部（ＯＳＤ）５０を介して外部モニタにて画面表示される（タイトルサムネールの表示画面５２ａ、操作メニューのダイアログボックス表示画面５２ｂ等はＯＳＤ５０の処理で得ることができる）。
図９の実施の形態において、ＨＤＤ１０４については、１台の超大容量ＨＤＤ（例えば１ＴＢ）でも、複数の大容量ＨＤＤの併用（例えば５００ＧＢ＋５００ＧＢ）でもよい。また、ＨＤＤの記録エリアの使い方としては、その記録エリアを論理的に複数パーティションに分けて使用する場合と、物理的なＨＤＤ毎に用途を特定する場合がある。前者の場合としては、例えば１ＴＢのうち４００ＧＢの第１パーティションをデジタル高精細放送のMPEG2-TS記録用（ＴＳタイトル用）に割り当て、４００ＧＢの第２パーティションをデジタル高精細放送のMPEG4-AVC記録用（ＨＤＶＲタイトル用）に割り当て、２００ＧＢの第３パーティションをアナログ放送またはデジタル放送もしくは外部入力のMPEG2-PS記録用（ＶＲタイトル用）に割り当てるなどが考えられる。また、後者の場合としては、例えば第１の４００ＧＢＨＤＤをMPEG2-TS記録用（ＴＳタイトル用）に割り当て、第２の４００ＧＢＨＤＤをMPEG4-AVC記録用（ＨＤＶＲタイトル用）に割り当て、第３の２００ＧＢＨＤＤをMPEG2-PS記録用（ＶＲタイトル用）に割り当てるなどが考えられる。
なお、この発明の一実施の形態では、ＶＲタイトルには、現行のDVD-VR規格によるMPEG2-PS記録の他に、次世代HD_DVD規格において最大レートを10.08Mbpsに抑えたMPEG2-PS記録も含まれる。あるＶＲタイトルのストリームデータがDVD-VR規格によるMPEG2-PSなのかHD_DVD規格において最大レートを10.08Mbpsに抑えたMPEG2-PSなのかの区別は、オブジェクトデータレベルでは、オブジェクトデータ内の特定情報（例えばプログラム最大レート “program_mux_rate”）の記述内容が「10.08Mbps」なのか「30.24Mbps」なのかで行うことができる。また、管理情報レベルでは、そのタイトルの再生開始前に、管理情報内の特定情報（例えばビデオ属性“V_ATR”）が現行DVD-VR規格ではあり得ない解像度（例えば1280x1080）を含んでいるかどうかで行うことができる。
前述した複数種類のタイトル（ＴＳタイトル、ＨＤＶＲタイトル、ＶＲタイトル）は、この発明の一実施の形態では、同じディレクトリ内でファイル管理される。そのため、複数種類のタイトル（ＴＳタイトル、ＨＤＶＲタイトル、ＶＲタイトル）のアイコンまたはサムネールを同一画面５２ａ上で表示できる。このことから、ユーザは、複数タイトルの各々がどんな規格（HD_DVD-VR、DVD-VR等）のどのような状況下で録画されたものでも（最大レートが10.08MbpsのHD_DVD-VR録画、最大レートが10.08MbpsのDVD-VR録画等）、それらを同様に操作できる。
図９のシステムは、大きくいって、メディアへアクセスしデータの読み書きを行うディスクドライブ部２４と、システム制御を司るシステムプロセッサ（ＭＰＵ）４０と、ユーザからの命令（リモコン６０からのユーザ操作指令）をシステムへ送信するUser Interface部（ＧＵＩ制御部に含まれる）４００と、データの保存等に用いるデータ記憶領域４４（および／または４２）を含んで構成されている。システムプロセッサ（ＭＰＵ）４０内部には、システムの制御を行う制御部４０２〜４０８、Title Key File（ＴＫＦ）およびＴＫＦに関連するデータの暗号/復号を行うデータ処理部（ＡＡＣＳ処理部）２１０ａ等がファームウエアの形で存在する。
図１０は、この発明の一実施の形態に係る記録方法を説明するフローチャートである。この記録方法の処理は、あるオブジェクト（ＶＯＢまたはＳＯＢ）の１回の記録が行われる毎に実行される。例えば、著作権保護されたデジタル放送の番組Ａと番組Ｂが電子プログラムガイド（ＥＰＧ）等を用いることで録画予約されているとする（この録画予約処理は、例えばＭＰＵ４０のファームウエアにより実行できる）。この場合、番組Ａの予約録画が行われるときに図１０の処理が（ある暗号鍵を用いて）実行されて、例えば番組Ａ相当のビデオオブジェクトＶＯＢ（ＭＰＥＧ４ＡＶＣ等）が暗号化されて光ディスクまたはハードディスクに記録される。また、番組Ｂの予約録画が行われるときには図１０の処理が（別の暗号鍵を用いて）改めて実行されて、例えば番組Ｂ相当のストリームオブジェクトＳＯＢ（ＭＰＥＧ２ＴＳ等）が暗号化されて光ディスク（例えば図９の１００）またはハードディスク（例えば図９の１０４）に記録される。
上記のような１回の記録が開始されると、ＡＡＣＳ方式の暗号化に用いる鍵（タイトル鍵ＫｔまたはContents key）が生成される（ＳＴ１００）。この鍵生成処理は、図３を参照して説明した処理と同様に行うことができる。なお、記録先の媒体がハードディスクやHD_DVD-RW/RAM等の上書き可能なメディアであればＳＴ１００で新たに鍵の生成を行う。しかし、記録先の媒体がHD_DVD-R（または片面２層のHD_DVD-R：DL）等の上書き不能なライトワンスメディアであり、そのメディアの一部に暗号化されたオブジェクトが既に記録されているときは、その暗号化に用いられた既存の鍵（Ｋｔ）を、これから行う記録処理での暗号化に利用する（ライトワンスメディアでは既存の鍵ファイルを上書きで更新できないため、既存の鍵をそのまま利用することになる）。
記録対象のオブジェクトの記録中、そのオブジェクトの分割がないときは（ＳＴ１０２Ｎ）、ＳＴ１００で生成された鍵を用いて（ＡＡＣＳ方式により）オブジェクトを暗号化しつつ（ＳＴ１０６）、暗号化されたオブジェクトを記録媒体（ハードディスクまたは光ディスクもしくは半導体メモリ）に記録する（ＳＴ１０８）。記録対象のオブジェクトに対する１回の記録が終了していない間は（ＳＴ１１０Ｎ）、ＳＴ１０２〜ＳＴ１１０の処理が反復される。
記録対象のオブジェクト（例えば番組ＢのＳＯＢ）の記録中、そのオブジェクトが例えば録画ポーズあるいはビデオ属性の変更などにより分割されたときは（ＳＴ１０２Ｙ）、その後の記録処理を別の記録処理としてカウントすると、見かけ上１回の録画処理でなくなる。しかし、その場合は１回の録画処理内の出来事とみなし、分割前のオブジェクト（例えば番組Ｂの前半のＳＯＢ）の暗号化で用いた鍵（Ｋｔ）を分割後のオブジェクト（例えば番組Ｂの後半のＳＯＢ）に適用する（ＳＴ１０４）。このようにすると、新たな鍵生成処理（図３を参照して述べたような処理）を省略できるため、新たな鍵生成のためのタイムラグがなくなり、分割後のオブジェクトの暗号化（ＳＴ１０６）とその記録（ＳＴ１０８）を滞りなく実行できる（具体的には、分割後のオブジェクトの記録を継続する際にその冒頭が切れてしまう恐れを払拭できる）。
以上のようにして、記録対象のオブジェクトの１回の記録が終了すると（ＳＴ１１０Ｙ）、記録されたオブジェクトを再生する際に必要な種々な管理情報がHR_MANGR.IFOファイル（図示せず）に記録されて（ＳＴ１１２）、図１０の記録処理は終了する。
図１１は、この発明の一実施の形態に係る再生方法を説明するフローチャートである。図１０のような処理でオブジェクトデータ（ＶＯＢおよび／またはＳＯＢ）および管理情報が記録されたディスク１００から、再生しようとするオブジェクト（例えば番組ＢのＳＯＢ）の管理情報が読み取られる（ＳＴ２００）。読み取られた管理情報は、再生機器のワークメモリ（図９の４４等）に一旦記憶される。
この再生機器（図２の２００相当）は、再生しようとするオブジェクトの暗号化に関する情報（Ｋｍ，Ｋｐａ，Ｋｔ等を生成するための元になる情報）を光ディスク（例えば図９の１００）またはハードディスク（例えば図９の１０４）から読み取り（ＳＴ２０２）、読み取った情報から復号鍵（ＫｔまたはContents Key）を生成する（ＳＴ２０４）。ここで、Ｋｍ，Ｋｐａ，Ｋｔ等を生成するための元になる情報とは、Lead-in MKB、Read Write MKB、Binding Nonce、Title Key File、Title Usage Fileなどを言う（図２参照）。この復号鍵生成処理は、図２を参照して説明した処理と同様に行うことができる。こうして読み取られた管理情報（HR_MANGR.IFOファイル）と生成した復号鍵（ＫｔまたはContents Key）を用いて、再生対象オブジェクトを復号しながら再生する（ＳＴ２０６）。この再生処理が再生対象オブジェクトの末尾まで済むと（あるいはユーザもしくは装置の制御プログラムが再生停止を指示すると）（ＳＴ２０８Ｙ）、図１１の再生処理は終了する。
次世代のデジタル記録再生システム（ＨＤ＿ＤＶＤ、Blu-ray）等に使用されるコンテンツ保護規格ＡＡＣＳでは、個々の記録タイトルに対応するタイトル鍵を暗号化したTitle Key File（ＴＫＦ）が用いられる。ＴＫＦには、ＴＫＦ固有Binding Nonce（ＢＮ）から生成されたProtected Area Key（Ｋｐａ）を使用して暗号化されたTitle Key（Ｋｔｅ）が複数格納されている。このＴＫＦは、メディア内のMedia Key Block（ＭＫＢ）の更新時や、タイトルの追加、削除によるＢＮの更新時に、新たに生成したＫｐａで再暗号化を行う必要がある。以下、この点について説明する。
図１２は、ＡＡＣＳのタイトル鍵が生成されるまでの処理の流れ（図２〜図３の処理の一部）を簡略示して説明する図である。以下、情報変化がある前に属するものを「旧」とし情報変化後に属するものを「新」として区別しながら説明する。
メディア１００から読み取ったMedia MKB（旧ＭＫＢ）はメモリｆに格納される。このMedia MKB（Ｋｍが暗号化されたもの）を処理してメディアキー（旧Ｋｍ）が得られる。このメディアキーと、メディア１００から読み取ったBinding Nonce（旧ＢＮ）を処理してプロテクテッドエリアキー（旧Ｋｐａ）が得られる。旧Ｋｍおよび旧ＢＮもメモリｆに格納できる。また、旧Ｋｐａはメモリｄ（図２、図３、または図１３の鍵保持部ｄ相当）に格納される。
例えばメディア１００から読み取ったMedia MKBと機器のDevice MKBとが異なる場合、新しい方のＭＫＢを処理してメディアキー（新Ｋｍ）が得られる。このメディアキーと、メディア１００から読み取ったBinding Nonce（新ＢＮ）を処理してプロテクテッドエリアキー（新Ｋｐａ）が得られる。新Ｋｍおよび新ＢＮもメモリｆに格納できる。また、新Ｋｐａはメモリｄ（図２、図３、または図１３の鍵保持部ｄ相当）に格納される。
こうしてメモリｄに格納された新旧Ｋｐａを用いることで、ＴＫＦ内の旧Ｋｔｅ（最大１９９８個）の復号化と、復号化されたＫｔの再暗号化（新Ｋｔｅ生成）を、比較的少ない回路量（および比較的小容量のメモリｄ）と比較的少ない処理量で実行できるようになる（具体例は図１４および図１５を参照して後述）。
図１３は、図１２の処理を中心に図９の構成を書き直したシステム概略構成図である。メディア情報の読み書きを行うディスクドライブ部ａは図９のDrive Unit２４に対応している。また、メディアから読み取った情報を処理するデータ処理部ｂと、データ処理部から各種鍵生成に必要な情報を取得し鍵生成の制御を行う鍵生成制御部ｃと、生成した鍵情報を保持する鍵保持部（メモリ）ｄと、鍵生成制御部から与えられた情報に基づいて暗復号処理を行う暗復号部ｅと、Ｋｍ、ＭＫＢ、ＢＮ等のメモリｆからなるシステム構成は、図９のメモリ４２、４４につながったＭＰＵ４０内のＡＡＣＳ処理部２１０ａに対応している（メモリｄ、ｆとしては、図９のメモリ４２および／または４４の一部のエリアを割り当てることができる）。
ＡＡＣＳでは、個々の記録再生機器は、機器内にＭＫＢ（Device MKB：機器ＭＫＢ）を保持し、メディア１００から読み取ったＭＫＢ（メディアＭＫＢ）のバージョン情報が機器ＭＫＢよりも古い場合、機器ＭＫＢをメディアＭＫＢとして更新する必要がある。また、メディア１００に記録するタイトルの追加や削除（Moveを含む）が行われた場合、ＴＫＦ固有のＢＮを更新する必要がある。この両者の場合にＴＫＦの再暗号化処理が発生する。このＴＫＦの再暗号化処理の具体例を以下に述べる。
図１４は、この発明の一実施の形態に係るＴＫＦ再暗号化処理方法（ＭＫＢ更新時）を説明するフローチャートである。まず、メモリｆに格納されている旧ＭＫＢ（メディアＭＫＢ）を使用して旧Ｋｍを生成する（ＳＴ３００）。この旧Ｋｍとその時点でのＢＮを用いて旧Ｋｐａを生成し、それをメモリｄに保持する（ＳＴ３０２）。更新のための新ＭＫＢ（機器ＭＫＢ）を使用して新Ｋｍを生成する（ＳＴ３０４）。この新Ｋｍとその時点でのＢＮ（あるいはメモリｆに格納された旧ＢＮ）を用いて新Ｋｐａを生成し、それをメモリｄに保持する（ＳＴ３０６）。ＳＴ３０２では旧Ｋｍを使用して旧Ｋｐａを生成したが、ＳＴ３０６では新Ｋｍを使用して新Ｋｐａを生成する。この時点で２つの新旧Ｋｐａをメモリ（鍵保持部）ｄに保持することになる。
その後、ＴＫＦ内の全Ｋｔｅの再暗号化処理が完了していないときは（ＳＴ３０８ノー）、図１３に示したＴＫＦ内の旧Ｋｔｅ（旧Ｋｔｅ＃０〜旧Ｋｔｅ＃ｎ）を一つずつメモリｄ内の旧Ｋｐａで復号し（ＳＴ３１０）、続いてメモリｄ内の新Ｋｐａで再度暗号化することによって新Ｋｔｅ（新Ｋｔｅ＃０〜新Ｋｔｅ＃ｎ）を生成し、タイトルキーＫｔの暗号化処理を進める（ＳＴ３１２）。ＴＫＦ内の全てのＫｔｅの暗号化（再暗号化）が済めば（ＳＴ３０８イエス）、図１４の処理は終了する。
図１５は、この発明の他の実施の形態に係るＴＫＦ再暗号化処理方法（ＢＮ更新時）を説明するフローチャートである。まず、ＭＫＢデータ（例えばメモリｆに旧ＭＫＢがある場合はそれを用いることができるが、ＭＫＢに変更がない場合を想定し新旧の区別はしない）を用いてＫｍを生成する（ＳＴ４００）。あるいは、メモリｆに格納されているＫｍ（例えば旧Ｋｍ）を取り出す。このＫｍとメモリｆに格納されている旧ＢＮを用いて旧Ｋｐａを生成し、それをメモリｄに保持する（ＳＴ４０２）。続いて、このＫｍとメモリｆに格納されている新ＢＮを用いて新Ｋｐａを生成し、それをメモリｄに保持する（ＳＴ４０４）。ＳＴ４０２では旧ＢＮを使用して旧Ｋｐａを生成したが、ＳＴ４０４では新ＢＮを使用して新Ｋｐａを生成する。この時点で２つの新旧Ｋｐａをメモリ（鍵保持部）ｄに保持することになる。それ以後の処理（ＳＴ４０８〜ＳＴ４１２）は、図１４の対応処理（ＳＴ３０８〜ＳＴ３１２）と同様になる。
＜まとめ＞
１．ＡＡＣＳ準拠の次世代記録再生装置において、２つ（必要に応じてそれ以上）のProtected Area Key（Ｋｐａ）を同時に保持する（メモリｄ）。
２．Ｋｐａ生成過程の鍵やデータ（Media Key、もしくはMedia Key生成過程の鍵やデータ等）を２つ（必要に応じてそれ以上）同時に保持する（メモリｆ）。
３．ＫｐａもしくはＫｐａ生成過程の鍵やデータから新たに生成したＫｐａを使用し、Title Key File（ＴＫＦ内のＫｔｅ）の再暗号化処理を行う。
＜実施の形態の効果＞
ＡＡＣＳを用いるシステムにおいては、ＴＫＦを更新する度にＴＫＦデータ群（Ｋｔｅ＃０〜Ｋｔｅ＃ｎ）の更新を行う必要がある。その際は、通常のRead/Write方法ではアクセスできない領域にあるデータも更新する必要があるため、ＴＫＦデータ群の更新情報を、更新される度に毎回記録メディアに書き込むことになるが、そうすると時間を要する。しかし、この発明の実施の形態のようにメモリｄに新旧Ｋｐａの情報を保持しておくと（あるいはメモリｆに新旧Ｋｐａの生成に利用できる情報を保持しておくと）、この時間を低減できる。
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。たとえば、この発明の実施において利用される情報記憶媒体は、光ディスクあるいはハードディスクドライブだけには限らず、大容量フラッシュメモリ等が利用されてもよい。また、この発明が実施可能なシステムは、ＨＤ＿ＤＶＤに限られず、青ないし青紫レーザ等を用いる別規格の次世代のデジタル記録再生システムでもよい。
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
この発明の一実施の形態に係るメディア（情報記録媒体）内のデータ（タイトルキーファイル）の構成を説明する図。 メデイアに記録された暗号化コンテンツを復号する処理例を説明する図。 コンテンツを暗号化してＤＶＤに記録する処理例を説明する図。 タイトルキーファイルとそのバックアップファイルとしてのタイトルキーファイルの構造を示す説明図。 この発明の一実施の形態で採用される暗号化方式（ＡＡＣＳ方式）を用いた記録再生処理で必要となるメデイア上のデータを示す図。 ＡＡＣＳ方式の記録再生処理で必要となるメデイア上のデータを示す図。 ＡＡＣＳ方式の記録再生処理で必要となるメデイア上のデータを示す図。 暗号化されたタイトルキーファイル（Ｅ−ＴＫＦまたはＫｔｅ＃０〜＃ｎのファイル）の構造例を示す図。 この発明の一実施の形態に係る記録再生装置（HD_DVDレコーダ）の構成例を説明するブロック図。 この発明の一実施の形態に係る記録方法を説明するフローチャート図。 この発明の一実施の形態に係る再生方法を説明するフローチャート図。 ＡＡＣＳのタイトル鍵が生成されるまでの処理の流れ（図２〜図３の処理の一部）を簡略示して説明する図。 図１２の処理を中心に図９の構成を書き直したシステム概略構成図。 この発明の一実施の形態に係るＴＫＦ再暗号化処理方法（ＭＫＢ更新時）を説明するフローチャート図。 この発明の他の実施の形態に係るＴＫＦ再暗号化処理方法（ＢＮ更新時）を説明するフローチャート図。
符号の説明
２０…エンコーダ；２４…光ディスクドライブユニット（ディスクドライブ部）；２６…青レーザ使用光ディスクドライブ（HD_DVD Drive）；２８…赤レーザ使用光ディスクドライブ（DVD-R/RW/RAM Drive）；３０…デコーダ；４０…制御用マイクロプロセサ（システムプロセサ）（ＭＰＵ）；４００…グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）表示制御部（ファームウエア等によるユーザインターフェース）；４０２…エンコードパラメータ検出処理部（ファームウエア等）；４０４…高速コピー／高速ダビング処理部（ファームウエア等）；４０６…レート変換コピー／レート変換ダビング制御部（ファームウエア等）；４０８…記録／再生制御部（管理情報処理部）（ファームウエア等）；２１０ａ…ＡＡＣＳ処理部（データ処理部）；４２…メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）；４４…ワークＲＡＭ（データ記憶領域）；５０…オンスクリーン表示（ＯＳＤ）部；５２ａ、５２ｂ…モニタ表示例；１００、１０２…情報記憶媒体（光ディスク）；１０４…情報記憶媒体（ハードディスクドライブ）；２００…情報記録再生装置；２１０…制御部；２２０…読出し部；２３０…書込み部；ａ…ディスクドライブ部；ｂ…データ処理部；ｃ…鍵生成処理部；ｄ…プロテクテッドエリア鍵保持部（新旧Ｋｐａのメモリ）；ｅ…暗復号部；ｆ…メディア鍵（Ｋｍ）あるいはその生成過程で用いられる新旧データ（新旧のＫｍ、ＭＫＢ、ＢＮ等）のメモリ。

Claims (6)

  1. メディアキーと乱数データからプロテクテッドエリアキーを生成し、暗号化されたタイトルキーを１以上含むタイトルキーファイルと前記プロテクテッドエリアキーから、コンテンツの暗号化または復号化に用いるタイトルキーを生成する方法において、
    前記メディアキーまたはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック、および前記乱数データのうちの少なくとも一部が変化する前に生成された第1のプロテクテッドエリアキーと、前記メディアキーまたはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック、および前記乱数データのうちの少なくとも一部が変化した後に生成され前記第1のプロテクテッドエリアキーとは異なる第２のプロテクテッドエリアキーとを同時に保持し、これら第1および第２のプロテクテッドエリアキーを前記暗号化されたタイトルキーの生成に利用できるように構成した暗号鍵情報保持方法。
  2. 前記第1のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた旧メディアキーおよび／またはその生成過程で用いられた旧データと、前記第２のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた新メディアキーおよび／またはその生成過程で用いられた新データとを同時に保持する請求項１に記載の方法。
  3. 前記第1のプロテクテッドエリアキーと、前記第２のプロテクテッドエリアキーを用いて、前記タイトルキーファイルの再暗号化を行う請求項１に記載の方法。
  4. 前記第1のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた旧メディアキーまたはその生成過程で用いられた旧データと、前記第２のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた新メディアキーまたはその生成過程で用いられた新データを用いて、前記タイトルキーファイルの再暗号化を行う請求項２に記載の方法。
  5. メディアキーと乱数データからプロテクテッドエリアキーを生成し、暗号化されたタイトルキーを１以上含むタイトルキーファイルと前記プロテクテッドエリアキーから、コンテンツの暗号化または復号化に用いるタイトルキーを生成する装置において、
    前記メディアキーまたはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック、および前記乱数データのうちの少なくとも一部が変化する前に生成された第1のプロテクテッドエリアキーと、前記メディアキーまたはこのメディアキーの生成に用いられたメディアキーブロック、および前記乱数データのうちの少なくとも一部が変化した後に生成され前記第1のプロテクテッドエリアキーとは異なる第２のプロテクテッドエリアキーとを同時に保持する手段と、
    前記第1および第２のプロテクテッドエリアキーを用いて、前記暗号化されたタイトルキーを生成する手段とを具備した暗号鍵情報処理装置。
  6. 前記第1のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた旧メディアキーおよび／またはその生成過程で用いられた旧データと、前記第２のプロテクテッドエリアキーの生成過程で用いられた新メディアキーおよび／またはその生成過程で用いられた新データとを同時に保持する手段をさらに具備した請求項５に記載の装置。
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