JP2008072442A - 共有暗号鍵生成装置、その方法およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】サーバやネットワークに負荷を与えることなく、ビット長の長い暗号鍵を生成することが可能な共有暗号鍵生成装置を提供する。
【解決手段】共有暗号鍵生成装置１は、放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから暗号鍵として抽出するビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段１１と、デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段１２と、番組特定情報に基づいて、ストリームデータから放送番組データを取得する放送番組取得手段１３と、ビット特定情報に基づいて、放送番組データから暗号鍵となるビット列を生成するビット列生成手段１５と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、暗号鍵を共有する暗号化方式において、放送波から共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成装置、その方法およびそのプログラムに関する。

現在、個人情報等の秘匿すべき秘密情報を通信するための暗号鍵を、秘密情報を通信しあう当事者間で共有するためには、通信前に共有の暗号鍵を生成するための情報（乱数等）を交換し、その情報を元に予め共有している鍵生成アルゴリズムを動作させることで、同一の暗号鍵を生成し、所持する手法が一般的である。
このような共通鍵暗号化方式において、鍵生成アルゴリズムが予め定められた演算により暗号鍵を算出する場合、その暗号化された秘密情報が解読されない安全性の強度は、暗号鍵のビット長に依存している。
そこで、安全性の強度を高めるため、暗号鍵のビット長を長くする技術が種々提案されている。

例えば、ネットワーク上に設置された複数のサーバにおいて、各サーバのハードディスク等の記憶手段に記憶されたデータから、複数箇所を選択し、これらを結合することで１つの暗号鍵として共有するバウンデッド・ストレージ・モデル（ＢＳＭ：Bounded Storage Model）と呼ばれる技術が提案されている（非特許文献１参照）。
このバウンデッド・ストレージ・モデル（ＢＳＭ）は、図６に示すように、暗号鍵を共有するコンピュータ（ここでは、コンピュータＸ，Ｙ）が、ネットワークＮを介して、複数のサーバ（ここでは、サーバＡ，Ｂ，Ｃ）に記憶されているデータ（ここでは、データＤ_Ａ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｃ）から、それぞれデータＤ_Ａ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｃを取得し、暗号鍵である「データＤ_Ａ＋データＤ_Ｂ＋データＤ_Ｃ」を生成する。これによって、ＢＳＭは、ビット長の長い暗号鍵を生成することを可能にしている。

また、準星（クェーサー）等の電波星から発せられる電波を装置間で共有し、１つの暗号鍵とする技術が提案されている（特許文献１参照）。
この電波星から発せられる電波を装置間で共有することで暗号鍵を生成する技術は、それぞれの装置が電波を受信し、それぞれの装置がその受信した電波を、ネットワークを介して送受信することで、ビット長の長い暗号鍵を生成することを可能にしている。
特開２００５−２９２１７１号公報（段落００７３〜００９４、図１） M.O.Rabin,"Provably Unbreakable Hyper-Encryption In the Limited Access Model",Proc.of ITW2005,pp.34-37,2005

前記したネットワーク上に設置された複数のサーバで暗号鍵を共有する技術（ＢＳＭ）では、ユーザの端末において暗号鍵を使用する際に、複数のサーバへアクセスしなければならず時間的なロスが生じてしまうという問題がある。また、従来のモデルでは、不特定多数のユーザ（ユーザ端末）が同時に暗号鍵を共有しようとすると、各サーバへアクセスが集中し、サーバおよびネットワークの負荷が大きくなり、システム全体の性能が低下してしまうという問題がある。
また、前記した電波星から発せられる電波を利用して暗号鍵を共有する技術では、受信した電波を、ネットワークを介して装置間で送受信しあうことで同一の暗号鍵を生成するため、暗号鍵のビット長を長くすればするほど、ネットワーク負荷が増大するという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、サーバやネットワークに負荷を与えることなく、ビット長の長い暗号鍵（例えば、数十ＧＢ〔ギガバイト〕程度の暗号鍵）を生成することが可能な共有暗号鍵生成装置、その方法およびそのプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の共有暗号鍵生成装置は、デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成装置であって、前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段と、前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段と、前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、前記放送番組データを取得する放送番組取得手段と、前記放送番組データから、前記ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出するビット抽出手段と、このビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合手段とを備える構成とした。

かかる構成において、共有暗号鍵生成装置は、抽出情報設定手段によって、放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する。この番組特定情報は、放送番組が放送される時刻、チャンネル、番組名等であって、放送番組を一意に特定する情報である。また、ビット特定情報は、放送番組データ内で暗号鍵として抽出するデータ（ビット）の位置を一意に特定する情報である。

そして、共有暗号鍵生成装置は、放送受信手段によって、デジタル放送をストリームデータとして受信し、放送番組取得手段によって、番組特定情報に基づいて、ストリームデータから放送番組データを取得する。
そして、共有暗号鍵生成装置は、ビット抽出手段によって、放送番組データから、ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出する。そして、共有暗号鍵生成装置は、結合手段によって、ビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して暗号鍵となるビット列を生成する。これによって、放送番組データのデータ長を最長とした長さの暗号鍵を生成することが可能になる。
このように、同一の放送を受信することが可能であれば、番組特定情報とビット特定情報とにより、放送番組データから同一のビット列を抽出することができ、共有の暗号鍵を生成することができる。

また、請求項２に記載の共有暗号鍵生成装置は、デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成装置であって、複数の前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出するビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段と、前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段と、前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、複数の前記放送番組データを取得する放送番組取得手段と、前記複数の放送番組データから、前記ビット特定情報で示されるビット位置の値を抽出するビット抽出手段と、このビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合手段とを備える構成とした。

かかる構成において、共有暗号鍵生成装置は、抽出情報設定手段によって、複数の放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから暗号鍵として抽出するビット位置を特定するビット特定情報とを設定する。
そして、共有暗号鍵生成装置は、放送受信手段によって、デジタル放送をストリームデータとして受信し、放送番組取得手段によって、番組特定情報に基づいて、ストリームデータから複数の放送番組データを取得する。

そして、共有暗号鍵生成装置は、ビット抽出手段によって、複数の放送番組データから、ビット特定情報で示されるビット位置の値を抽出する。そして、共有暗号鍵生成装置は、結合手段によって、ビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して暗号鍵となるビット列を生成する。これによって、放送番組データのデータ長を超えた長さの暗号鍵を生成することが可能になる。
このように、同一の放送を受信することが可能であれば、番組特定情報とビット特定情報とにより、複数の放送番組データから同一のビット列を抽出することができ、共有の暗号鍵を生成することができる。

また、請求項３に記載の共有暗号鍵生成装置は、請求項１または請求項２に記載の共有暗号鍵生成装置において、前記結合手段で生成されたビット列から擬似乱数を生成する乱数生成手段を備える構成とした。

かかる構成において、共有暗号鍵生成装置は、乱数生成手段によって、結合手段で生成されたビット列から擬似乱数を生成することで、暗号鍵を生成する。この乱数生成手段によって、ビット列（暗号鍵）がランダム性を有することになる。

さらに、請求項４に記載の共有暗号鍵生成方法は、デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成方法であって、抽出情報設定ステップと、放送受信ステップと、放送番組取得ステップと、ビット抽出ステップと、結合ステップとを含んでいることを特徴とする。

かかる手順において、共有暗号鍵生成方法は、抽出情報設定ステップで、抽出情報設定手段によって、放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する。
そして、共有暗号鍵生成方法は、放送受信ステップで、放送受信手段によって、デジタル放送をストリームデータとして受信し、放送番組取得ステップで、放送番組取得手段によって、番組特定情報に基づいて、ストリームデータから放送番組データを取得する。
そして、共有暗号鍵生成方法は、ビット抽出ステップで、ビット抽出手段により、放送番組データから、ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出する。続けて、共有暗号鍵生成方法は、結合ステップで、結合手段により、ビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して暗号鍵となるビット列を生成する。

また、請求項５に記載の共有暗号鍵生成プログラムは、デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成するために、コンピュータを、抽出情報設定手段、放送受信手段、放送番組取得手段、ビット抽出手段、結合手段として機能させる構成とした。

かかる構成において、共有暗号鍵生成プログラムは、抽出情報設定手段によって、放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する。
そして、共有暗号鍵生成プログラムは、放送受信手段によって、デジタル放送をストリームデータとして受信し、放送番組取得手段によって、番組特定情報に基づいて、ストリームデータから放送番組データを取得する。
そして、共有暗号鍵生成プログラムは、ビット抽出手段によって、放送番組データから、ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出する。さらに、共有暗号鍵生成プログラムは、結合手段によって、ビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して暗号鍵となるビット列を生成する。

本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
請求項１、請求項４または請求項５に記載の発明によれば、共有の暗号鍵をネットワーク上で配信するサーバを設けることなく、放送波で配信される放送番組データから暗号鍵を生成し、共有することができる。このため、本発明によれば、ビット長の長い暗号鍵を生成する場合であっても、ネットワークに負荷をかけることがない。
また、一つの放送番組データにおいて、複数個所のビットの値を結合して暗号鍵を生成することができるため、最長で放送番組データのデータ長分の暗号鍵を生成することが可能になり、共通鍵暗号化方式における鍵の安全性を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の放送番組データから、複数個所のビットの値を結合して暗号鍵を生成することができる。このため、放送番組データのデータ長を超えた長さの共有の暗号鍵を生成することが可能になり、共通鍵暗号化方式における鍵の安全性を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、放送番組データがスクランブル化されていない場合であっても、放送番組データから、ランダム性を有する暗号鍵を生成することができ、共通鍵暗号化方式における鍵の安全性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［暗号鍵共有システムの概要］
最初に、図１を参照して、暗号鍵共有システムの概要について説明を行う。図１は、本発明に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。この暗号鍵共有システムＳは、デジタル放送の放送番組を受信する放送受信装置間で、共通鍵暗号化方式における暗号鍵を共有するシステムである。ここでは、暗号鍵共有システムＳは、放送番組を視聴する視聴者側の装置である複数の放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）１（１_１，１_２，１_３，…）をネットワークＮに接続して構成している。

放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）１は、番組提供者側の装置である放送配信装置２から、デジタル放送（放送波Ｗ）で放送される放送番組データＰを取得して、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵Ｋを生成するものである。
この放送受信装置１は、デジタル放送から放送番組データＰを特定する日付、時刻、チャンネル、番組名等の番組特定情報と、当該放送番組データＰから暗号鍵を抽出するビット位置を特定するビット特定情報とを含んだ抽出情報を、予め他の放送受信装置と交換しておく。

例えば、抽出情報（番組特定情報およびビット特定情報）は、ネットワークＮを介して、暗号鍵Ｋを共有する放送受信装置１間で予め秘匿性を有した通信（例えば、セキュア・ソケット・レイヤ〔ＳＳＬ：Secure Sockets Layer〕等）により交換しておく。なお、この抽出情報は、必ずしもネットワークＮを介して交換する必要はなく、郵便等により通知し、視聴者が放送受信装置１にキーボート等の入力手段（図示せず）を介して設定することとしてもよい。

そして、放送受信装置１は、放送配信装置２が放送するデジタル放送から、番組特定情報により特定される放送番組データＰを取得し、さらに、ビット特定情報により特定される当該放送番組データＰのビット位置からビット列を抽出することで、暗号鍵Ｋを生成する。このように、番組特定情報とビット特定情報と決めておくことで、同一の放送番組データＰを受信可能な放送受信装置１において、同一の暗号鍵Ｋを生成することができる。

なお、放送配信装置２が放送するデジタル放送は、衛星デジタル放送、地上波デジタル放送、ケーブル放送等、有線、無線を問わない。また、放送番組データは、映像データであってもよいし、音声データであってもよい。
これによって、放送受信装置１は、データ量の少ない抽出情報（数十バイト程度）のみを交換するだけで、ビット長の長い暗号鍵Ｋを生成することができる。
以下、本発明に係る放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）１について詳細に説明する。

［第１実施形態：放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）の構成］
まず、図２を参照して、放送受信装置の構成について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る放送受信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、放送受信装置１は、通信送受信手段１０と、抽出情報設定手段１１と、放送受信手段１２と、放送番組取得手段１３と、放送番組記憶手段１４と、ビット列生成手段１５とを備えている。

通信送受信手段１０は、ネットワークＮを介して、通信データを送受信するものである。ここでは、通信送受信手段１０は、他の放送受信装置から送信される抽出情報（番組特定情報およびビット特定情報）を受信したり、抽出情報設定手段１１で設定された抽出情報を他の放送受信装置に送信したりするものである。なお、抽出情報を送受信する他の放送受信装置は、暗号鍵を共有する装置であって、予め定められているものとする。また、暗号鍵を共有する放送受信装置の数には特に制限はなく、暗号鍵を共有する予め定められた数の放送受信装置に抽出情報が送信される。
また、この通信送受信手段１０は、暗号鍵を共有する放送受信装置以外の装置に抽出情報が漏洩しないように、ＳＳＬ等の秘匿性を有した通信手段であることが望ましい。

抽出情報設定手段１１は、暗号鍵を抽出するための情報である抽出情報（番組特定情報およびビット特定情報）を設定するものである。この抽出情報設定手段１１は、図示を省略した表示装置を介して、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を提供することで、視聴者が、放送番組データを特定する番組特定情報と、放送番組データから暗号鍵を抽出するビット位置（ビット長を含む）を特定するビット特定情報とを入力する。
なお、この抽出情報の入力には、リモートコントローラ、キーボード等の図示を省略した入力装置が使用される。この抽出情報設定手段１１で設定された抽出情報は、放送番組取得手段１３およびビット列生成手段１５に出力される。

ここで、番組特定情報は、放送番組を特定することができる情報であれば、特にその内容を限定するものではない。例えば、番組特定情報は、放送番組が配信される日付、時刻、チャンネル、番組名等である。

また、ビット特定情報は、放送番組データのビット位置を特定することができる情報であれば、特にその内容を限定するものではない。例えば、放送番組データをストリームデータのバイト列としたとき、先頭バイトの最上位ビットからの相対位置によりビット位置を特定する。また、例えば、放送番組データがＭＰＥＧ−２の符号化データである場合は、マクロブロック内のビット位置とそのマクロブロック数を指定することとしてもよい。

さらに、抽出情報設定手段１１は、通信送受信手段１０を介して、設定された抽出情報を、暗号鍵を共有する他の放送受信装置に送信する。
あるいは、抽出情報設定手段１１は、通信送受信手段１０を介して、他の放送受信装置から抽出情報を取得する場合、その取得した抽出情報を、放送番組取得手段１３およびビット列生成手段１５に出力する。

これによって、放送受信装置１は、暗号鍵を共有する放送受信装置間で抽出情報を共有することができる。
なお、ビット特定情報で特定されるビット位置は、一箇所である必要はなく複数のビット位置であってもよい。また、番組特定情報で特定される放送番組は、一番組である必要はなく複数の放送番組であってもよい。

また、放送番組データは、予めスクランブル化された暗号データであるものとする。これによって、生成される暗号鍵にランダム性を持たせることが可能になる。なお、スクランブル化されていない放送番組を利用する場合は、映像や音声の最下位ビットがランダム性を有する性質を持っていることから、ビット位置として、映像や音声のバイトデータのうち最下位ビットを指定することとすることで、生成される暗号鍵にランダム性を持たせることが可能になる。

放送受信手段１２は、デジタル放送（放送波Ｗ）で配信される放送を受信するものである。この放送受信手段１２は、放送波Ｗを受信、復調し、誤り訂正やＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）復号等の復号を行い、ストリームデータ（例えば、ＭＰＥＧ−２のトランスポートストリーム）として、放送番組取得手段１３に出力する。なお、ここでは、放送受信手段１２は、無線の放送波Ｗ（衛星デジタル放送、地上波デジタル放送等）を受信することとしているが、ケーブルを接続し、有線のケーブル放送を受信することとしてもよい。

放送番組取得手段１３は、放送受信手段１２で受信したストリームデータから、抽出情報設定手段１１で設定された番組特定情報で特定される放送番組データを取得するものである。例えば、放送波ＷがＢＳデジタル放送の放送波である場合、放送番組取得手段１３は、番組特定情報で示される日付および時刻に、チャンネル（サービスＩＤ）を放送受信手段１２に対して通知する。そして、放送受信手段１２は、特定のチャンネルのトランスポートストリームを放送番組取得手段１３に対して出力する。

その後、放送番組取得手段１３は、トランスポートストリームに含まれているＰＡＴ（番組表：Program Association Table）を抽出し、そのＰＡＴ内のＰＭＴ（番組対応表：Program Map Table）に記述されている映像、音声の識別子に基づいて、トランスポートストリームから、放送番組データである映像、音声を取得する。このように取得された放送番組データは、放送番組記憶手段１４に記憶される。
なお、放送番組取得手段１３は、番組特定情報で特定される放送番組データが複数存在する場合は、番組特定情報で特定される日付や時刻ごとに放送番組データを取得する。

放送番組記憶手段１４は、放送番組取得手段１３で取得した放送番組（放送番組データ）を記憶するものであって、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。

ビット列生成手段１５は、抽出情報設定手段１１で設定されたビット特定情報に基づいて、放送番組データから共有の暗号鍵となるビット列を生成するものである。ここでは、ビット列生成手段１５は、ビット抽出手段１５ａと、結合手段１５ｂとを備えている。

ビット抽出手段１５ａは、放送番組記憶手段１４に記憶されている放送番組データから、抽出情報設定手段１１で設定されたビット特定情報で示されるビット位置の値を抽出するものである。このビット抽出手段１５ａで抽出されたビット位置の値は、結合手段１５ｂに出力される。
なお、ここでは、ビット抽出手段１５ａは、放送番組記憶手段１４に記憶されている放送番組データからビット位置の値を抽出することとしたが、放送番組取得手段１３から出力される放送番組データからリアルタイムにビット位置の値を抽出することとしてもよい。

結合手段１５ｂは、ビット抽出手段１５ａで抽出されたビット位置の値を順次連結したビット列を生成するものである。この結合手段１５ｂで生成されたビット列が、共有する暗号鍵となる。

このように放送受信装置１を構成することで、放送受信装置１は、データ量の少ない抽出情報から、任意のビット長の暗号鍵を生成することができる。これによって、特有のサーバを設けることなく、また、ネットワークＮに負荷をかけることなくビット長の長い暗号鍵を共有することが可能になる。

以上、放送受信装置１の構成について説明したが、放送受信装置１は、一般的なコンピュータを前記した各手段として機能させる共有暗号鍵生成プログラムによって動作させることができる。この共有暗号鍵生成プログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。

［第１実施形態：放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）の動作］
次に、図３を参照（適宜図２参照）して、放送受信装置１の動作について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る放送受信装置の動作を示すフローチャートである。

＜抽出情報設定ステップ＞
まず、放送受信装置１は、抽出情報設定手段１１によって、暗号鍵を抽出するための情報である抽出情報（番組特定情報およびビット特定情報）を、図示を省略した入力装置を介して設定する（ステップＳ１）。
そして、放送受信装置１は、通信送受信手段１０によって、暗号鍵を共有する他の放送受信装置にステップＳ１で設定された抽出情報を送信する（ステップＳ２）。これによって、暗号鍵を共有する放送受信装置間で、抽出情報が共有されたことになる。

なお、ここでは、放送受信装置１において設定された抽出情報を他の放送受信装置に、ネットワークＮを介して送信したが、予め他の通信手段（例えば、郵便等）によって、抽出情報を交換しておこととしてもよい。この場合、ステップＳ２は省略されることになる。

＜放送受信ステップ＞
その後、放送受信装置１は、ステップＳ１で設定された抽出情報の番組特定情報で示された日付および時刻に、放送番組取得手段１３が放送受信手段１２に対して番組特定情報で示されたチャンネルを通知することで、放送受信手段１２がそのチャンネルの放送をストリームデータとして受信する（ステップＳ３）。

＜放送番組取得ステップ＞
そして、放送受信装置１は、放送番組取得手段１３によって、ステップＳ３で受信したストリームデータから、番組特定情報で示される番組名等で特定される放送番組データを取得する（ステップＳ４）。

＜ビット抽出ステップ＞
そして、放送受信装置１は、ビット列生成手段１５のビット抽出手段１５ａによって、ステップＳ１で設定された抽出情報のビット特定情報で示されるビット位置の値を抽出する（ステップＳ５）。

＜結合ステップ＞
さらに、放送受信装置１は、ビット列生成手段１５の結合手段１５ｂによって、ステップＳ５で抽出されたビット位置の値を順次連結したビット列とすることで、暗号鍵を生成する（ステップＳ６）。
以上の動作によって、放送受信装置１は、同一の抽出情報を送信した他の放送受信装置と、暗号鍵を共有することができる。

［第２実施形態：放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）の構成］
次に、図４を参照して、他の放送受信装置の構成について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る放送受信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、放送受信装置１Ｂは、図２で説明した放送受信装置１の構成に乱数生成手段１６を付加して構成している。乱数生成手段１６以外の構成については、図２で説明した放送受信装置１の構成と同一であるため、同一の符号を付し説明を省略する。

乱数生成手段１６は、ビット列生成手段１５で生成されたビット列から擬似乱数を生成するものである。この乱数生成手段１６は、一般的な乱数発生器（乱数発生アルゴリズム）により、入力されたビット列から擬似乱数化されたビット列を生成する。この乱数生成手段１６で生成されたビット列（乱数列）が、共有する暗号鍵となる。

なお、乱数化されたビット列を共有の暗号鍵とするため、乱数生成手段１６は、他の放送受信装置と同一のアルゴリズムにより乱数を生成するものとする。この場合、擬似乱数生成時に、複数のアルゴリズムからどのアルゴリズムを使用するか等のパラメータ（例えば、予め定めたアルゴリズムの番号等）を、各放送受信装置間で交換（共有）しておくことが望ましい。このパラメータは、図２で説明した抽出情報設定手段１１において、抽出情報とともに設定することで、パラメータの共有を行うことができる。

このように放送受信装置１Ｂを構成することで、放送受信装置１Ｂは、放送番組データがスクランブル化されていない場合であっても、生成した暗号鍵にランダム性を持たせることができ、解読困難な（安全性の高い）暗号鍵を生成することができる。
なお、放送受信装置１Ｂは、一般的なコンピュータを前記した各手段として機能させる共有暗号鍵生成プログラムによって動作させることができる。この共有暗号鍵生成プログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。

［第２実施形態：放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）の動作］
次に、図５を参照（適宜図４参照）して、放送受信装置１Ｂの動作について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る放送受信装置の動作を示すフローチャートである。
なお、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ６までの動作は、図３で説明した放送受信装置１の動作と同様である。ただし、ステップＳ６において生成されるビット列は、そのまま暗号鍵として使用されるわけではなく、乱数生成手段１６に出力される。

そして、放送受信装置１Ｂは、乱数生成手段１６によって、ステップＳ６で生成されたビット列から擬似乱数（暗号鍵）を生成する（ステップＳ７）。
なお、擬似乱数を発生させるアルゴリズムの指定等のパラメータを設定する場合、放送受信装置１Ｂは、ステップＳ１において、抽出情報設定手段１１によってパラメータの設定を行う。そして、放送受信装置１Ｂは、ステップＳ２において、通信送受信手段１０によって、そのパラメータを、暗号鍵を共有する他の放送受信装置に送信する。
以上の動作によって、放送受信装置１Ｂは、同一の抽出情報を送信した他の放送受信装置と、暗号鍵を共有することができる。

本発明に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る放送受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る放送受信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る放送受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る放送受信装置の動作を示すフローチャートである。 従来の暗号鍵を共有するバウンデッド・ストレージ・モデルの概要を説明するための説明図である。

符号の説明

Ｓ 暗号鍵共有システム
１ 放送受信装置（共有暗号鍵生成装置）
２ 放送配信装置
１０ 通信送受信手段
１１ 抽出情報設定手段
１２ 放送受信手段
１３ 放送番組取得手段
１４ 放送番組記憶手段
１５ ビット列生成手段
１５ａ ビット抽出手段
１５ｂ 結合手段
１６ 乱数生成手段

Claims (5)

1. デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成装置であって、
   前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段と、
   前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段と、
   前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、前記放送番組データを取得する放送番組取得手段と、
   前記放送番組データから、前記ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出するビット抽出手段と、
   このビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合手段と、
   を備えていることを特徴とする共有暗号鍵生成装置。
2. デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成装置であって、
   複数の前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出するビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段と、
   前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段と、
   前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、複数の前記放送番組データを取得する放送番組取得手段と、
   前記複数の放送番組データから、前記ビット特定情報で示されるビット位置の値を抽出するビット抽出手段と、
   このビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合手段と、
   を備えていることを特徴とする共有暗号鍵生成装置。
3. 前記結合手段で生成されたビット列から擬似乱数を生成する乱数生成手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の共有暗号鍵生成装置。
4. デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成する共有暗号鍵生成方法であって、
   抽出情報設定手段により、前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定ステップと、
   放送受信手段により、前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信ステップと、
   放送番組取得手段により、前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、前記放送番組データを取得する放送番組取得ステップと、
   ビット抽出手段により、前記放送番組データから、前記ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出するビット抽出ステップと、
   結合手段により、前記ビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合ステップと、
   を含んでいることを特徴とする共有暗号鍵生成方法。
5. デジタル放送で放送される放送番組データから、共通鍵暗号化方式における共有の暗号鍵を生成するために、コンピュータを、
   前記放送番組データを特定する番組特定情報と、当該放送番組データから前記暗号鍵として抽出する複数のビット位置を特定するビット特定情報とを設定する抽出情報設定手段、
   前記デジタル放送をストリームデータとして受信する放送受信手段、
   前記抽出情報設定手段で設定された番組特定情報に基づいて、前記放送受信手段で受信したストリームデータから、前記放送番組データを取得する放送番組取得手段、
   前記放送番組データから、前記ビット特定情報で示される複数のビット位置の値を抽出するビット抽出手段、
   このビット抽出手段で抽出されたビット位置の値を順次結合して前記暗号鍵となるビット列を生成する結合手段、
   として機能させることを特徴とする共有暗号鍵生成プログラム。

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