JP2008211370A

JP2008211370A - マルチメディアデータの暗号化方法、暗号化装置及びコンピュータプログラム

Info

Publication number: JP2008211370A
Application number: JP2007044434A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Hanada; 一郎花田; Takashi Haginiwa; 崇萩庭; Kazuhisa Takano; 和久高野; Shinya Shinada; 信也品田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】マルチメディアデータすべてを暗号化しなくとも、マルチメディアデータの再生を不可能とすることができる装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る装置である監視カメラ１には、マルチメディアデータを処理するカメラボード４が備えられ、カメラボード４のシステムモジュール４０は、メモリカード３に記憶するＡＳＦファイルのデータパケットの中から、音楽データのペイロードを抽出し、ＳＩＭ２を用いて、抽出したペイロードのペイロードヘッダの指定された箇所を暗号化することで、マルチメディアデータの品質を劣化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、動画や音声などのペイロードデータが統合されたマルチメディアデータを暗号化する技術に関する。

ネットワークを介して、動画や音声などのデジタルデータが統合されたマルチメディアデータをストリーミング配信するときなど、許可者のみがマルチメディアデータを閲覧できるように、マルチメディアデータのセキュリティを高める技術が必要になる。

マルチメディアデータのセキュリティを高める技術には暗号技術を利用することが一般的である。マルチメディアデータを暗号化すれば、復号しなき限りは正常な品質でマルチメディアデータを再生できないため、マルチメディアデータのセキュリティを高めることができる。

コンピュータにインストールされる暗号化ソフトなどによってマルチメディアデータを暗号化することができるが、ビデオカメラなどの装置でマルチメディアデータを暗号化する場合、暗号鍵や暗号アルゴリズムの変更容易性や、マルチメディアデータを暗号化する装置への組込み容易性を考慮すると、暗号演算機能を備えたＳＩＭ（Subscriber Identity Module）を用いて、マルチメディアデータを暗号化することが好適である。

本出願人は、すでに、特許文献１において、暗号モジュールとしてＳＩＭが組み込まれる監視カメラを開示し、更に、特許文献２において、暗号モジュールであるＳＩＭに実装されるコンピュータプログラムを開示している。

特許文献１で開示している監視カメラに装着されるＳＩＭに、特許文献２で開示しているコンピュータプログラムを実装することで、暗号化するデータ部のみを繰返しＳＩＭに送信でき、ＳＩＭに送信するコマンドＡＰＤＵを省くことで通信量を減らすと共に、ＳＩＭがコマンドＡＰＤＵを解釈する時間を省き、ＳＩＭの処理時間を短縮することができる。
特開２００６−２８７８５８号公報特願２００６−１７５４４１号公報

しかしながら、上述した技術では、動画や音声データなどデジタルデータが統合されたマルチメディアデータすべてが暗号化されてしまうため、マルチメディアデータを暗号化する処理時間がかかってしまい、マルチメディアデータをリアルタイムに暗号化できないケースがある。

そこで、本発明は、マルチメディアデータをリアルタイムで暗号化でき、更に、マルチメディアデータの品質を劣化させることで、マルチメディアデータのセキュリティを高めることのできるマルチメディアデータの暗号化方法、マルチメディアデータを暗号化する装置、及び、この装置に実装されるコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明は、様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化する方法であって、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化することで、前記マルチメディアデータを暗号化することを特徴とする。

第１の発明によれば、前記マルチメディアデータには圧縮された状態で前記ペイロードデータが格納されているため、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化することで、前記ペイロードデータを解凍し再生される前記マルチメディアデータの品質は、確認できない程度に劣化する。

抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所としては、前記ペイロードデータの数％であればよく、例えば、ＭＰＥＧ４フォーマットの動画ファイルにおいては、フレーム間予測を用いずに符号化されるIフレーム(Intra-coded Frame)を抽出し、その一部を暗号化することで、再生される動画の内容を目視確認することができなくすることができる。

また、本発明では、マルチメディアデータすべてを暗号化しないため、マルチメディアデータを暗号化する処理時間は短縮され、マルチメディアデータをリアルタイムで暗号化することが可能になる。

更に、第２の発明は、様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化するための暗号装置であって、前記暗号装置は、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化する暗号手段を備えていることを特徴とする。

第２発明によれば、上述した第１の発明と同様の効果が得られる。

更に、第３の発明は、第２の発明に記載の暗号化装置であって、前記暗号化装置に備えられた前記暗号手段は、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化するときに、ＩＣカード或いはＳＩＭを利用することを特徴とする。

第３発明によれば、暗号演算にＩＣカード或いはＳＩＭを利用することで、暗号鍵および暗号アルゴリズムの変更や、マルチメディアデータを暗号化する装置への組込みが容易になる。

更に、第４の発明は、第２の発明または第３の発明に記載の前記暗号化装置を備えた監視カメラである。

第４の発明によれば、監視カメラは、常時、マルチメディアデータを生成・記憶しなければならず、更に、監視カメラが記憶するマルチメディアデータには機密性が必要とされるため、本発明を監視カメラに適用することは有用である。

更に、第５の発明は、様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化する装置に実装されるコンピュータプログラムであって、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化する手段として、前記装置を動作させるためのコンピュータプログラムである。

第５の発明によれば、上述した第１の発明と同様の効果が得られる。

上述した本発明によれば、マルチメディアデータをリアルタイムで暗号化でき、更に、マルチメディアデータの品質を劣化させることで、マルチメディアデータのセキュリティを高めることのできるマルチメディアの暗号化方法、マルチメディアを暗号化する装置、及び、この装置に実装されるコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

ここから、本発明に係る装置を監視カメラ１としたときの形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る装置である監視カメラ１を説明する図である。

図１に示したように、監視カメラ１には、データを暗号化する機能を備えたＳＩＭ２（Subscriber Identity Module）と、データ記憶媒体であるメモリカード３が装着され、監視カメラ１には、映像を撮像するカメラ１０と、音声を集音するマイク１１が備えられ、撮影した映像及び集音した音声を所定の形式に変換し、マルチメディアデータを記憶するためのフォーマットであるＡＳＦ（Advanced Streaming Format）の形式でメモリカード３に記憶する。

監視カメラ１は、ＡＳＦフォーマットでメモリカード３に記憶する際、パケットデータに含まれる音声に係わるペイロードデータの一部をＳＩＭ２で暗号化することで、メモリカード３に記憶するマルチメディアデータのセキュリティを向上させる。

図２は、監視カメラ１に装着されるＳＩＭ２を説明する図である。ＳＩＭ２は、ＩＣカードのＩＣモジュール２ａ周辺を約１１．５ｍｍ×２５ｍｍ状に切り取った形状をしており、ＳＩＭ２の詳細な形状はＧＳＭ（Ｇlobal Ｓystem for Ｍobile communications）規格等で規格化されている。

ＳＩＭ２の伝送プロトコルはＩＳＯ７８１６規格に準拠していてもよいが、ＵＳＢ規格（Universal Serial Bus）に準拠したＳＩＭ２を採用することで、監視カメラ１とＳＩＭ２間の伝送速度を向上させることができる。

また、図示はしていないが、ＳＩＭ２は内部に暗号鍵を有し、暗号鍵を用いて外部装置から送信されるデータを暗号化して返信する暗号化コマンドを有している。本発明は、データを暗号化する暗号アルゴリズムを、特に規定するものではないが、暗号化の処理時間を考慮すると、共通暗号鍵方式の暗号アルゴリズム（例えば、トリプルＤＥＳ）であることが望ましい。

図３は、監視カメラ１に内蔵され、マルチメディアデータを処理するカメラボード４を説明する図である。監視カメラ１に内蔵され、マルチメディアデータを処理するカメラボード４には、カメラ１０の映像信号が入力される映像入力端子４３と、マイク１１の音声信号が入力される音声入力端子４４と、映像入力端子４３に入力されたＮＴＳＣの映像信号をデコードする映像デコーダ４１と、音声入力端子４４に入力されたＰＣＭ変換後の音声信号をエンコード・デコードするオーディオコーデック４２と、デジタル化された映像及び音声を処理するシステムモジュール４０と、ＡＳＦの形式に準拠したデータファイル（以下、ＡＳＦファイル）が記憶されるメモリカード３のインターフェース４６と、ＳＩＭのインターフェース４５と、ＬＡＮ（Local Area Network）のインターフェース４７とが備えられている。

カメラ１０が撮像したＮＴＳＣの映像信号は映像入力端子４３に入力され、映像デコーダ４１によってデコードされた後、システムモジュール４０によってＭＰＥＧ４形式の動画データに変換される。更に、マイク１１が集音したＰＣＭ変換後の音声信号は音声入力端子４４に入力され、オーディオコーデック４２によってデコードされた後、システムモジュール４０によってＧ．７２６形式の音声データに変換される。

システムモジュール４０は、デコードされた映像信号をＭＥＰＧ形式の動画データに変換し、デコードされた音声信号をＧ．７２６形式ので音声データに変換することで、動画データ及び音声データのペイロードデータが含まれるＡＳＦファイルを生成し、生成したＡＳＦファイルをメモリカード３に記憶する。

図４は、ＡＳＦファイルを説明するための図である。ＡＳＦファイル５は３つのセクションに分かれる。ヘッダセクション５０、データセクション５１そしてインデックスセクション５２である。

データセクション５１には、データセクション５１のサイズなどが記述されるデータオブジェクト５３に加え、複数のデータパケット５４が含まれる。動画データや音声データなどのペイロードデータ５８はデータパケット５４に含まれ、データセクション５１に含まれるデータパケット５４の数は、上述したデータオブジェクト５３に記述されている。
データセクション５１に含まれ、

更に、一つのデータパケット５４には、データパケットヘッダ５５に加え、動画データや音声データに対応するペイロード５６が複数含まれ、一つのペイロード５６には、メディアを示すMedia Type（１バイト）、ペイロードデータ５８の長さを示すPayload Length（１バイト）などが記述されるペイロードヘッダ５７に加え、本体であるペイロードデータ５８が記憶される。

監視カメラ１のカメラボード４に備えられたシステムモジュール４０には、本発明に係る方法を実現するためのコンピュータプログラムが実装されている。システムモジュール４０は、生成したＡＳＦファイル５をメモリカード３に記憶するとき、ＡＳＦファイル５に含まれるすべてのペイロード５６のペイロードヘッダ５７を確認し、音声データに係わるペイロードデータ５８を抽出し、抽出したペイロードデータ５８の予め指定された箇所、例えば、ペイロードデータ５８の指定された位置から８バイトのデータを暗号化することで、メモリカード３に記憶するＡＳＦファイル５のセキュリティを高める。

図５は、監視カメラ１のカメラボード４に備えられたシステムモジュール４０がＡＳＦファイル５を暗号化する手順を示したフロー図で、この手順の説明は本発明に係る方法の説明も兼ねている。

監視カメラ１は、カメラ１０で撮像したＮＴＳＣの映像信号、及び、マイク１１で集音したＰＣＭ変換後の音声信号をシステムモジュール４０に入力し、システムモジュール４０はＡＳＦファイル５に含ませるデータパケット５４を生成する（ステップＳ１）。

このステップでは、監視カメラ１のカメラボード４に備えられたシステムモジュール４０は、カメラ１０が撮影した映像信号をＭＰＥＧ４形式の動画データに変換し、更に、マイク１１で集音した音声信号をＧ．７２６形式に変換することで、ＡＳＦファイル５に含ませるデータパケット５４を生成する。

データパケット５４を生成するごとに、監視カメラ１のシステムモジュール４０は生成したデータパケット５４を解析し、データパケット５４に含まれるペイロード５６のペイロードヘッダ５７に含まれるMedia Typeを読み込む（ステップＳ２）。

そして、システムモジュール４０は、読取ったMedia Typeが音声を示す値であるか確認し（ステップＳ３）、読取ったMedia Typeが音声を示す場合には、ペイロードデータ５８の予め指定された箇所のデータを暗号化コマンドに含ませてＳＩＭ２へ送信し、ＳＩＭ２から受信した暗号文を、ペイロードデータ５８の予め指定された箇所のデータと入れ替える（ステップＳ４）。なお、読取ったMedia Typeが音声を示さない場合には暗号化しない。

そして、Media Typeの値を確認していないペイロード５６があるか確認し（ステップＳ５）、データパケット５４に残りのペイロード５６がある場合はステップＳ２に戻り、すべてのペイロード５６を確認した後、ひとまとまりのデータパケット５３としてメモリカード３に書込む（ステップＳ６）。

図５に示したフローが、ＡＳＦファイル５に含まれるすべてのデータパケット５４に対して実行されることで、ＡＳＦファイル５に含まれる音声に係わるペイロードデータ５８は暗号化されるため、暗号化されたペイロードデータ５８を復号しない限り、ＡＳＦファイル５に含まれる音声データは再生することができない。

なお、本発明は、これまで説明した実施の形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲である。

例えば、本実施の形態においては、音声に係わるペイロードデータ５８を暗号化しているが、動画に係わるペイロードデータ５８を暗号化してもよい。また、ＭＥＰＧ４形式の動画データにおいては、フレーム間予測の基準となるIフレーム(Intra-coded Frame)のみを暗号化してもよい。

更に、本実施の形態においてはＡＳＦファイル５をメモリカード３に記憶しているが、システムモジュール４０のＬＡＮのインターフェース４７を利用して、ＡＳＦファイル５をネットワーク配信し、監視カメラ１とネットワーク接続されたＮＡＳ（Network Attached Storage）に記憶させることもできる。

監視カメラを説明する図。監視カメラに装着されるＳＩＭを説明する図。マルチメディアデータを処理するカメラボードを説明する図。ＡＳＦファイルを説明するための図。ＡＳＦファイルを暗号化する手順を示したフロー図。

符号の説明

１監視カメラ
２ＳＩＭ
３メモリカード
４カメラボード
４０システムモジュール
５ＡＳＦファイル
５６ペイロード、５７ペイロードヘッダ、５８ペイロードデータ

Claims

様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化する方法であって、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化することで、前記マルチメディアデータを暗号化することを特徴とする方法。
様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化するための暗号装置であって、前記暗号装置は、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化する暗号手段を備えていることを特徴とする暗号装置。
請求項２に記載の暗号化装置であって、前記暗号化装置に備えられた前記暗号手段は、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化するときに、ＩＣカード或いはＳＩＭを利用することを特徴とする暗号装置。
請求項２または請求項３に記載の前記暗号化装置を備えた監視カメラ。
様々なメディアのペイロードデータが圧縮・統合されたマルチメディアデータを暗号化する装置に実装されるコンピュータプログラムであって、暗号化する前記マルチメディアデータに含まれる前記ペイロードデータの中から、特定のメディアに係わる前記ペイロードデータを抽出し、抽出した前記ペイロードデータの予め指定された箇所を暗号化する手段として、前記装置を動作させるためのコンピュータプログラム。