JP2014203023A - コンテンツ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、秘密分散法を用いたコンテンツのマルチキャスト配信において、可能な限り損失の少ないコンテンツを受信することを目的とする。
【解決手段】本発明のコンテンツ受信装置は、コンテンツを復元するために必要なデータを格納する配信サーバの組み合わせを作成し、対象となる配信サーバに向けて一斉に受信要求メッセージを送信する一斉受信要求機能と、受信要求メッセージを送信した配信サーバに向けて送信停止メッセージを送信する送信停止機能と、配信サーバから送信された分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する個別受信要求機能と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、秘密分散法を用いて複数の配信サーバに分散されたコンテンツを受信するコンテンツ受信装置に関する。

インターネットでは動画配信が盛んに行われており、また、社内ＩＰネットワーク等のプライベートネットワークでは、様々な映像や音声などのコンテンツが同時に複数のロケーションや多数の社員の受信装置（ＰＣ）等に多地点配信（マルチキャスト）されることが普及しつつある。

マルチキャストされるコンテンツの中には、インターネットやイントラネットを問わず配信ネットワーク経路の途中で違法にコピーされると支障があるもの（例えば、ライセンス提供された映画や研修用動画など）があり、これまでは一般的に共通鍵暗号方式を用いてコンテンツの配信が行われて来た。最近、秘密分散法を用いた暗号方式が使われ始めている。秘密分散法は、一つのデータを複数のＭ個の部分データに分割して暗号化しておき、その中のｎ個（ｎ≦Ｍ）を用いると元のデータに復元できるというものである。秘密分散法で暗号化された部分コンテンツは、盗まれた数がｎ個未満であれば元のコンテンツに復元できないことから、従来より高セキュリティと考えられている。また、複数の遠隔地のサーバに保管しておくことにより、地震災害等への対策としても有効であることが認識され始めている。

西川律子，"秘密分散法の概要"，沖テクニカルレビュー，第２０５号，ｖｏｌ．７３，ｎｏ．１，ｐｐ．７０−７１，Ｊａｎ．２００６．

マルチキャストは、通常、受信装置が受信要求メッセージ（Ｊｏｉｎ等）を送信し、それがネットワーク中の分岐装置（Ｓｐｌｉｔｔｅｒ等）を経由して配信サーバに到着することにより、所望のコンテンツ等が配信され、また、経路途中の分岐装置で既に所望のコンテンツ等が配信されている場合には、そこでコピーされて受信装置に配信される。

しかしながら、秘密分散法が用いられている場合には、何らかの基準に基づいて複数のＭ台の配信サーバの中からｎ台の配信サーバを選択する必要がある。実際のネットワークでは分散データの損失が発生する可能性があるため、これまでの受信要求メッセージを送信する方法だけでは、実際のネットワークを経由して、コンテンツ等を受信することができない。

そこで、本発明は、秘密分散法を用いたコンテンツのマルチキャスト配信において、可能な限り分散データの損失の少ないコンテンツを受信するコンテンツ受信装置、コンテンツ受信方法及びコンテンツ受信プログラムを提供することを目的とする。

本願発明のコンテンツ受信装置は、
複数個のデータから構成されかつ各データが秘密分散法を用いて複数の分散データに分散された状態で複数の配信サーバに格納されているコンテンツを受信するために、前記コンテンツを復元することの可能な分散データが格納されている配信サーバの組み合わせを作成し、対象となる配信サーバに向けて一斉に受信要求メッセージを送信する一斉受信要求機能と、
前記受信要求メッセージを送信した後の予め定められた時間に、前記受信要求メッセージを送信した配信サーバに向けて送信停止メッセージを送信する送信停止機能と、
受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを受信し、受信した分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する個別受信要求機能と、
前記個別受信要求機能の送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて、前記コンテンツを復元するコンテンツ復元機能と、
を備える。

本願発明のコンテンツ受信装置では、前記個別受信要求機能において決定した配信サーバから送信された分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率を監視する監視機能をさらに備え、コンテンツの復元の確率が予め定められた許容値を下回ったときには、前記一斉受信要求機能、前記送信停止機能及び前記個別受信要求機能が動作してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記個別受信要求機能は、
受信した各分散データの損失率を計算するとともに、
コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも低い場合、
前記一斉受信要求機能は、前記個別受信要求機能の計算した分散データの損失率が最大となった配信サーバが含まれないように配信サーバの組み合わせを作成してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記個別受信要求機能は、受信した各分散データの損失率を計算するとともに、コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも低い場合、
前記一斉受信要求機能は、受信要求メッセージを送信する配信サーバの数を増加させてもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記個別受信要求機能は、
コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも高い場合、
前記個別受信要求機能は、前記統計値の計算を停止し、コンテンツの復元の確率が前記許容値よりも高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記送信停止機能は、前記一斉受信要求機能が受信要求メッセージを送信した配信サーバのうち、次に前記一斉受信要求機能から受信要求メッセージを送信する配信サーバに含まれる配信サーバに向けては送信停止メッセージを送信せず、次に前記一斉受信要求機能から受信要求メッセージを送信する配信サーバに含まれない配信サーバに向けて送信停止メッセージを選択的に送信してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、前記一斉受信要求機能は、配信サーバの組み合わせがランダムでありかつコンテンツ毎に異なるように、配信サーバの組み合わせを作成してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記統計値は、コンテンツを構成するデータの復元失敗率であり、
前記個別受信要求機能は、計算したデータの復元失敗率が最小になるような配信サーバの組み合わせを、コンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせとして決定してもよい。

本願発明のコンテンツ受信装置では、
前記統計値は、コンテンツを構成するデータが秘密分散されている分散データの受信損失率であり、
前記個別受信要求機能は、計算した各分散データの受信損失率が最小になるような配信サーバの組み合わせを、コンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせとして決定してもよい。

本願発明のコンテンツ受信方法は、
複数個のデータから構成されかつ各データが秘密分散法を用いて複数の分散データに分散された状態で複数の配信サーバに格納されているコンテンツを受信するために、前記コンテンツを復元することの可能な分散データが格納されている配信サーバの組み合わせを作成し、対象となる配信サーバに向けて一斉に受信要求メッセージを送信する一斉受信要求手順と、
前記受信要求メッセージを送信した後の予め定められた時間に、前記受信要求メッセージを送信した配信サーバに向けて送信停止メッセージを送信するとともに、
受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを受信し、受信した分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する個別受信要求手順と、
前記個別受信要求手順で送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて、前記コンテンツを復元するコンテンツ復元手順と、
を順に有する。

本願発明のコンテンツ受信方法では、
前記コンテンツ復元手順において、前記個別受信要求手順で送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率を監視し、
コンテンツの復元の確率が予め定められた許容値を下回ったときには、
前記一斉受信要求手順、前記送信停止手順及び前記個別受信要求手順を再度実行してもよい。

本願発明のコンテンツ受信プログラムは、一斉受信要求手順、個別受信要求手順及びコンテンツ復元手順をコンピュータに実行させる。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明は、秘密分散法を用いたコンテンツのマルチキャスト配信において、可能な限り分散データの損失の少ないコンテンツを受信するコンテンツ受信装置、コンテンツ受信方法及びコンテンツ受信プログラムを提供することができる。

本実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成の概略である。 本発明の第１の実施の形態における配信方法のフローチャートの一例を示す。 本実施形態に係る受信装置の一例を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図１は、本実施形態に係るコンテンツ配信システムの構成の概略である。本実施形態に係るコンテンツ配信システムは、複数の配信サーバ９１と、コンテンツ受信装置として機能する受信装置９２と、を備える。受信装置９２は１以上であれば何台であってもよいが、図１では、一例として、受信装置９２が２台である場合を示す。

本実施形態に係るコンテンツ配信システムは、Ｊ個のデータＤ_ｊから構成されるコンテンツを配信する。データＤ_ｊは、秘密分散法によってＭ台の配信サーバ９１に分散して格納されている。この配信サーバ９１に格納されているデータを分散データＤ_ｊｍと呼ぶ。受信装置９２は、Ｍ台の配信サーバ９１のうちのｎ台の配信サーバ９１から分散データＤ_ｊｍを受信することでＪ個のデータＤ_ｊを復元し、コンテンツを復元する。

本実施形態に係るコンテンツ受信方法は、一斉受信要求手順と、個別受信要求手順と、コンテンツ復元手順と、を順に有する。
一斉受信要求手順では、図２に示すステップＳ１０２からＳ１０７を実行する。
個別受信要求手順では、図２に示すステップＳ１０８からＳ１０９を実行する。
コンテンツ復元手順では、図２に示すステップＳ１１０を実行する。

本実施形態に係る受信装置９２は、一斉受信要求機能と、送信停止機能と、個別受信要求機能と、コンテンツ復元機能と、を備える。
一斉受信要求手順では、受信装置９２が、ｎ台の配信サーバ９１の組み合わせを作成し、対象となる配信サーバ９１に向けて一斉に受信要求メッセージを送信する。
個別受信要求手順では、送信停止機能が送信停止メッセージを送信するとともに、個別受信要求機能が、分散データを受信し、受信した分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバ９１の組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信する。
コンテンツ復元手順では、コンテンツ復元機能が、個別受信要求機能の送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバ９１から送信された分散データＤ_ｊｍを用いて、コンテンツを復元する。

ここで統計値は、例えば、データの復元失敗率又は分散データの受信損失率である。データの復元失敗率の場合、個別受信要求機能は、計算したデータの復元失敗率α_ｉが最小になるような配信サーバの組み合わせを決定する。分散データの受信損失率の場合、個別受信要求機能は、計算した各分散データの受信損失率β_ｉが最小になるような配信サーバの組み合わせを決定する。

本実施形態に係るコンテンツ受信装置は監視機能を有していてもよい。
この場合、コンテンツ復元手順において、個別受信要求手順で送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバ９１から送信された分散データＤ_ｊｍを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率を監視する。
そして、コンテンツの復元の確率が予め定められた許容値を下回ったときには、一斉受信要求手順、送信停止手順及び個別受信要求手順を再度実行する。

［第１の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１から図３を参照しながら説明する。
まず、初期設定されている秘密分散法で分散されたコンテンツおよびデータについて説明する（Ｓ１０１）。コンテンツＡが一つまたは複数のＪ個のデータＤ_ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｊ）から構成されているとする。さらに、各データに秘密分散法を用いて作成した複数のＭ個の分散データＤ_ｊｍ（ｍ＝１，．．．，Ｍ）があるとする。この場合、秘密分散法の特徴から、Ｍ個中のいずれかｎ個（２≦ｎ≦Ｍ）の分散データＤ_ｊｍによりデータＤ_ｊを復元できる。これによる分散データの総数はＪ×Ｍ個である。

各データＤ_ｊについて、それぞれ一つの分散データを重ならないように集めて構成される分散コンテンツＡ_ｍ（ｍ＝１、・・・、Ｍ）が、Ｍ台の配信サーバ９１中にそれぞれ格納されている。即ち、
配信サーバ１内の分散コンテンツＡ_１＝｛Ｄ_１１，Ｄ_２１，……，Ｄ_ｊ１，……，Ｄ_Ｊ１｝、
配信サーバ２内の分散コンテンツＡ_２＝｛Ｄ_１２，Ｄ_２２，……，Ｄ_ｊ２，……，Ｄ_Ｊ２｝、
・・・
配信サーバＭ内の分散コンテンツＡ_Ｍ＝｛Ｄ_１Ｍ，Ｄ_２Ｍ，……，Ｄ_ｊＭ，……，Ｄ_ｊｍ｝
である。
よって、受信装置９２は、コンテンツＡを受信するために、Ｍ台の配信サーバ９１の中からｎ台の配信サーバ９１を選択して受信することになる。

受信装置９２は、コンテンツＡを受信するために、対象となる配信サーバ９１に向けて同時に受信要求メッセージを送信する。受信要求メッセージを受信した配信サーバ９１は、対象となる分散コンテンツＡ_ｍを構成する分散データＤ_ｊｍを一つずつ配信ネットワーク９３で転送するために、必要な場合には分割してパケットやイーサネット（登録商標）フレーム内に格納して配信ネットワーク９３に送出する。

受信装置９２が最終的にコンテンツＡを受信するためには、まず、分散データＤ_ｊｍを受信するｎ台の配信サーバ９１を決定する必要がある。しかし、ネットワークの輻輳状態は変化している場合もあり、現在の（受信開始時の）ネットワークの輻輳状態を知る必要がある。

関連発明のなかには、一つの配信サーバ９１からコンテンツを受信する場合には、一つ一つの配信サーバ９１に順に受信要求メッセージを送信し、各配信サーバ９１からの受信状況を調査し、損失率が最も小さい配信サーバ９１を選定する方法がある。しかしながら、本実施形態のようにコンテンツＡが複数の配信サーバ９１に分散されている場合には、複数の配信サーバ９１から同時に受信する必要がある。なぜなら、ネットワークの帯域が十分にない場合には、一つの配信サーバ９１からだけなら損失率β_ｌが小さいが、実際の同時受信時に損失率β_ｌが大きくなる場合が十分予想されるからである。

そこで、本実施形態の受信装置９２は、Ｍ台からｎ台を選択する全ての組み合わせ（Ｌ通り）を作成し、その一つ一つについて（Ｓ１０２及びＳ１０７）、組み合わせの対象となる配信サーバ９１に向けて同時に受信要求メッセージ（Ｊｏｉｎ等）を送信し（Ｓ１０３）、一定時間（例えば、１秒、１０秒、１分など）受信後に配信サーバ９１に向けて送信停止メッセージ（Ｌｅａｖｅ等）を送信する（Ｓ１０４）。受信装置９２は、この間に各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍを受信し、各データＤ_ｊの復元を行う（Ｓ１０５）。

ここで、ステップＳ１０４において送信する受信要求メッセージは復元失敗率α_ｉを計算するために必要な分散データＤ_ｊｍを取得するためのメッセージである。このため、送信停止メッセージを送信する際の一定時間は、各配信サーバ９１が少なくとも１つの分散データＤ_ｊｍを送信するために必要な時間である。復元失敗率α_ｉの再現性や確度を高めるために複数の分散データＤ_ｊｍを送信するために必要な時間としてもよい。

受信装置９２は、復元の対象になった分散データＤ_ｊｍのデータ数（ｐ個とする）と、配信ネットワーク９３内でのパケット等の損失により復元できなかった分散データＤ_ｊのデータ数（ｑ個とする）からデータＤ_ｊの復元失敗率α_ｉ（＝ｑ／ｐ）を計算する（Ｓ１０６）。復元の対象になった分散データＤ_ｊｍのデータ数ｐは、分散データ内に記入されたシリアル番号等により求める。最後に復元の対象となったデータＤ_ｊの分散データが、対象となるｎ台の配信サーバ９１全てからは送られていなかった可能性はあるが、復元の対象になった分散データＤ_ｊｍのデータ数ｐが十分大きければ復元失敗率α_ｉへの影響は小さく問題ない。

受信装置９２は、全ての配信サーバ９１の組み合わせについて復元失敗率α_ｉを計算した後（Ｓ１０７及びＳ１０８）、各データＤ_ｊの復元失敗率α_ｉが最小の値の組み合わせとなるｎ台の配信サーバ９１を決定し、そのｎ台の配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信する（Ｓ１０９）。これにより、受信装置９２は、コンテンツＡを復元するために必要な全ての分散データＤ_ｊｍを受信し、受信できた分散データを用いてデータＤ_ｊを復元し、復元したデータＤ_ｊを用いてコンテンツＡを復元する（Ｓ１１０）。

図３に、本発明の受信装置９２の機能ブロック図を示す。
受信装置９２は、分散サーバＤＢ（データベース）部２８、組み合わせ処理部２２、復元失敗率記憶部２１、メッセージ作成部２３、ＮＷ−ＩＦ（ネットワークインターフェイス）２７、分散データ抽出部２４、データ復元部２５、コンテンツ復元部２６から構成される。

一斉受信要求機能は、分散サーバＤＢ部２８、組み合わせ処理部２２、メッセージ作成部２３及びＮＷ−ＩＦ２７によって実現される。
送信停止機能は、組み合わせ処理部２２、メッセージ作成部２３及びＮＷ−ＩＦ２７によって実現される。
個別受信要求機能は、分散データ抽出部２４、データ復元部２５、組み合わせ処理部２２、復元失敗率記憶部２１、メッセージ作成部２３及びＮＷ−ＩＦ２７によって実現される。

まず、分散サーバデータが分散サーバＤＢ部２８に入力され登録される。分散サーバデータには、少なくとも、コンテンツ番号と該コンテンツの分散データが収容されている複数の配信サーバ９１のマルチキャストアドレスが含まれる。分散サーバデータの入力方法は、大元の分散サーバデータベースから通信によってでもよいし、手入力でもよい。

分散サーバＤＢ部２８は、該コンテンツ番号に対応する分散サーバデータを組み合わせ処理部２２に通知する。
組み合わせ処理部２２は、外部からコンテンツ番号が入力されると、分散サーバＤＢ部２８に該コンテンツ番号を通知する。組み合わせ処理部２２は、該コンテンツ番号に対応する配信サーバ９１の中から、図２に示されたような事前に設定された方法により、配信サーバ９１の組み合わせを決定し、メッセージ作成部２３に該コンテンツ番号と配信サーバ９１のマルチキャストアドレスを通知する。
メッセージ作成部２３は、少なくとも該コンテンツ番号を含み、宛先アドレスを前記マルチキャストアドレスにした受信要求メッセージを作成してＮＷ−ＩＦ２７に送信する。これにより、受信要求メッセージが配信ネットワーク９３に送出される。

受信要求メッセージを受信した各配信サーバ９１は、受信要求メッセージの送信元の受信装置９２に向けて、要求されたコンテンツ番号に対応する分散データＤ_ｊｍを順次送信する。例えば、配信サーバ１は、分散データＤ_１１を送信し、分散データＤ_２１を送信し、・・・分散データＤ_Ｊ１を送信する。各配信サーバ９１から送信された分散データＤ_ｊｍは、配信ネットワーク９３を経由して受信装置９２のＮＷ−ＩＦ２７に入力され、分散データ抽出部２４に送られる。

分散データ抽出部２４は、組み合わせ処理部２２から通知されているコンテンツ番号に対応する分散データＤ_ｊｍを抽出し、データ復元部２５に出力する。例えば、分散データ抽出部２４は、データＤ_１の復元に必要な分散データＤ_１１、Ｄ_１２、・・・Ｄ_１Ｍを抽出する。
データ復元部２５は、各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍから順次データＤ_ｊの復元を行い、復元に成功した復元成功数と失敗した復元失敗数を計数し、記憶する。

メッセージ作成部２３が受信要求メッセージを送信した後、組み合わせ処理部２２は、一定時間後などに、配信サーバ９１からの送信を停止する配信サーバ９１を決定し、メッセージ作成部２３に該コンテンツ番号と配信サーバ９１のマルチキャストアドレスを通知する。この通知は、図２で説明したステップＳ１０４の一定時間と同様に、各配信サーバ９１が少なくとも１つの分散データＤ_ｊｍを送信するために必要な時間の経過後に行う。
メッセージ作成部２３は、少なくとも該コンテンツ番号を含み、宛先アドレスを前記マルチキャストアドレスにした送信停止メッセージを作成してＮＷ−ＩＦ２７に送信する。これにより、送信停止メッセージが配信ネットワーク９３に送出される。
送信停止メッセージを受信した配信サーバ９１は、送信停止メッセージに含まれるコンテンツ番号に対応する分散データＤ_ｊｍの送信を停止する。

組み合わせ処理部２２は、上述の送信停止メッセージに関する通知を行った一定時間後に、データ復元部２５に復元成功数と復元失敗数を問い合わせる。この一定時間は、送信停止メッセージの送信時刻以降の任意の時間であり、送信停止メッセージの送信と同時であってもよい。データ復元部２５は、記憶されているこれらの値を組み合わせ処理部２２に通知する。

組み合わせ処理部２２は、通知された復元成功数と復元失敗数から復元失敗率α_ｉを、ステップＳ１０３において受信要求メッセージを送信した配信サーバ９１の組み合わせごとに計算する。そして、組み合わせ処理部２２は、計算した復元失敗率α_ｉを、少なくとも、該コンテンツ番号と、それを配信した配信サーバ９１の番号またはマルチキャストアドレスと関連づけて復元失敗率記憶部２１に記憶する。組み合わせ処理部２２は、配信サーバ９１の組み合わせを変えて、上述の復元失敗率等を復元失敗率記憶部２１に記憶する。これにより、受信装置９２は、配信サーバ９１の組み合わせの異なる複数の復元失敗率α_ｉを計算して記憶する。

組み合わせ処理部２２は、図２に示されたような事前に設定された方法により、複数の復元失敗率α_ｉのうち最小となる配信サーバ９１の組み合わせを該コンテンツを受信する配信サーバ９１に決定し、メッセージ作成部２３に該コンテンツ番号と配信サーバ９１のマルチキャストアドレスを通知する。これにより、上述と同様な一連の動作により、ｎ台の配信サーバ９１がＪ個の分散データＤ_ｊｍを送信し、データ復元部２５がデータＤ_ｊを復元してコンテンツ復元部２６に送られる。コンテンツ復元部２６は、データ復元部２５から送られたデータからコンテンツを復元し、出力する（表示等を含む）。

尚、コンテンツの受信において、同じ仕組みでＭ台からｎ台を選択すると、同じ組み合わせの配信サーバ９１に受信要求メッセージが集中し、当該配信サーバ９１付近の配信ネットワークの帯域が増加することが考えられる。これを避けるために、ステップＳ１０９における配信サーバ９１の組み合わせの決定において、コンテンツ毎に配信サーバ９１の組み合わせがランダムになるようにする必要がある。具体的な実現方法としては、ステップＳ１０１において分散データを格納する配信サーバ９１を決定する際に乱数を用いるようにしたり、ステップＳ１０２における配信サーバ９１の組み合わせの作成に乱数を用いるようにし、その乱数をコンテンツ番号などの固有の数値を用いて初期化する方法などがある。

また、もし、図２に示すステップＳ１０７に代えて、予め決められた所定復元失敗率α_ｓ（例えば、所定復元失敗率α_ｓ＝０（ゼロ））以下となったか否かを判定してもよい。そして、所定復元失敗率α_ｓ以下となった場合には、他の組み合わせの復元失敗率α_ｉを計算すること（Ｓ１０２〜Ｓ１０６）及びステップＳ１０８をスキップして、ステップＳ１０９に移行し、その組み合わせのｎ台の配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信してもよい。ここで、所定復元失敗率α_ｓは、コンテンツＡの復元に際して許容されている正しく復号されていないデータＤ_ｊの割合である。アプリケーションレイヤ等の高位レイヤの復元能力にもよるが、一般にコンテンツの重要度がより高ければ所定復元失敗率α_ｓはより小さくなり（例えば、ゼロ）、より低ければより大きな値になる。

また、組み合わせ処理部２２は、ステップＳ１０３の受信要求メッセージを送信後の一定時間経過後に送信停止メッセージ（Ｌｅａｖｅ等）を送信せずに、ステップＳ１０６におけるその配信サーバ９１の組み合わせの分散データＤ_ｊｍの受信時から一定時間経過後に送信停止メッセージを送信してもよいし、ステップＳ１０６におけるその配信サーバ９１の組み合わせの復元失敗率α_ｉを計算後に送信停止メッセージを送信してもよい。

また、ステップＳ１０２におけるＭ台からｎ台を選択する組み合わせの作成において、復元失敗率α_１を計算するための最初の組み合わせは上述のように受信装置９２毎にランダムになるようにし、復元失敗率α_２を計算するためのその次の組み合わせからはｎ台中の１台を変更するようにする方法もある。この場合、受信装置９２は、次の組み合わせには含まれない配信サーバ９１に向けて送信停止メッセージを送信し、次の組み合わせに新たに含まれる配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信する。

以上説明したように、本実施形態に係るコンテンツ受信装置は、重要なコンテンツが秘密分散法により従来より安全にネットワークでマルチキャストされるだけでなく、復元失敗率が最小になる配信サーバの組み合わせを見つけ、それらの配信サーバからデータを受信することにより、可能な限り分散データの損失の少ないコンテンツを受信することができる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、全配信サーバ９１Ｍ台中のｎ台（ｎはデータＤ_ｊを復元できる分散データＤ_ｊｍの数）の配信サーバ９１から受信する場合について述べた。ここでは、全配信サーバ９１Ｍ台中のｋ台（ｎ＜ｋ≦Ｍ）の配信サーバ９１から受信する場合について述べる。

受信装置９２は、第１の実施の形態で述べたのと同様な方法で、Ｍ台からｋ台を選択する全ての組み合わせについて、分散データＤ_ｊｍの損失により復元できなかったデータＤ_ｊの復元失敗率α_ｉを計算し、それらの中で最小の復元失敗率（最小復元失敗率α_ｍｉｎ）を求める（図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０８）。
そして、ステップＳ１０８とステップＳ１０９の間に、受信装置９２は、予め設定された許容復元失敗率α_０と比較する。許容復元失敗率α_０は、コンテンツＡの復元に際して許容されている正しく復号されていないデータＤ_ｊの割合である。アプリケーションレイヤ等の高位レイヤの復元能力にもよるが、一般にコンテンツの重要度がより高ければ許容復元失敗率α_０はより小さくなり（例えば、ゼロ）、より低ければより大きな値になる。

このとき、もし、最小復元失敗率α_ｍｉｎが許容復元失敗率α_０以下の場合には、ステップＳ１０９に移行し、受信装置９２は、復元失敗率が最も小さい組み合わせの配信サーバ９１ｋ台に向けて受信要求メッセージを送信する。

このとき、もし、最小復元失敗率α_ｍｉｎが許容復元失敗率α_０より大きい場合には、受信装置９２は、受信する配信サーバ９１の数ｋを一つ増やして（但し、ｋ≦Ｍ）、再度、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６を実行する。これにより、（ｋ＋１）個の配信サーバ９１全ての組み合わせについて、復元失敗率α_ｉを計算し記録する上記の動作を行う。

そして、ｋを１つ増やした状態でｋ＝Ｍで復元失敗率α_ｉの計算を終了しても、最小復元失敗率α_ｍｉｎが許容復元失敗率α_０より大きい場合には、ステップＳ１０９に移行し、受信装置９２は、最小復元失敗率α_ｍｉｎの配信サーバ９１の組み合わせで受信する。このとき、最小復元失敗率α_ｍｉｎを示す配信サーバ９１の組み合わせが複数あった場合には、受信装置９２は、最小復元失敗率α_ｍｉｎを示す配信サーバ９１の組み合わせのなかから配信サーバ９１の台数ｋが最小の組み合わせを選択し、受信する。さらに、もし、配信サーバ９１の台数ｋの最小の組み合わせが複数ある場合には、組み合わせ処理部２２は、最小復元失敗率α_ｍｉｎを示す配信サーバ９１の組み合わせについて復元失敗率α_ｉを計算し直してもよいし、予め決められた順番（例えば、最初の組み合わせ）でもよい。

また、上述の方法で受信する配信サーバ９１が一旦決定された後も、受信装置９２は、各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍの損失により復元できなかったデータＤ_ｊの復元失敗率α_ｉを計算し続けてもよい。この場合、復元失敗率α_ｉが許容復元失敗率α_０より大きくなった場合には、受信装置９２は、上述の動作を行って、復元失敗率α_ｉが許容復元失敗率α_０以下になる組み合わせを探索する。そして、受信装置９２は、見つかった組み合わせの配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信して分散データを受信し、コンテンツを復元する。

受信装置９２は、以上に述べた動作を自律分散的に行うので、集中管理された固定的な最適解と異なる形態で分散された配信サーバ９１からコンテンツを受信する場合も想定される。しかし、本実施形態に係る通信システムは、自律分散による簡単な仕組みで、最適解または最適解に近い形態で受信装置９２がコンテンツを受信することができ、また、配信ネットワーク９３の故障等に自律的に対応して受信することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るコンテンツ受信装置は、復元失敗率が許容復元失敗率α_０以下になる配信サーバ９１の組み合わせを見つけ、それらの配信サーバ９１から分散データＤ_ｊｍを受信する。これにより、本実施形態に係るコンテンツ受信装置は、可能な限り分散データの損失の少ないコンテンツを受信することができる。

また、本実施形態に係るコンテンツ受信装置は、ネットワークの輻輳状態によるが、組み合わせる配信サーバの数を増やすことにより、最小復元失敗率を低下させることができる場合がある。

［第３の実施の形態］
秘密分散法で分散されたコンテンツおよびデータについては、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。また、受信装置９２が、Ｍ台からｎ台を選択する全ての組み合わせの一つ一つについて、対象となる配信サーバ９１に向けて同時に受信要求メッセージを送信し、受信要求メッセージを受信した配信サーバ９１が、対象となる分散コンテンツＡ_ｍを構成するデータＤ_ｊｍを一つずつ配信ネットワーク９３で転送できるように、必要な場合には分割してパケットやイーサネット（登録商標）フレーム内に格納して配信ネットワーク９３に送出することも、第１の実施の形態と同様である。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる点は、受信装置９２は、分散データを一定時間（例えば、１秒、１０秒、１分など）受信後に送信停止メッセージ（Ｌｅａｖｅ等）を送信する。
そして、受信装置９２は、
・ｎ台の各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍの損失率β_ｌ、と
・ｎ台の各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍの損失により復元できなかったデータＤ_ｊの復元失敗率α_ｉ
を計算する。
そして、該復元失敗率α_ｉが予め決められた許容復元失敗率α_０より大きかった場合には、受信装置９２は、分散データＤ_ｊｍの損失率β_ｌが最大の配信サーバ９１を他の配信サーバ９１と入れ替えた組み合わせを作り、該組み合わせのｎ台の配信サーバ９１に向けて受信要求メッセージを送信する。

［第４の実施の形態］
秘密分散法で分散されたコンテンツおよびデータについては、第１の実施の形態から第３の実施の形態と同様である。

また、Ｍ台からｎ台を選択する全ての組み合わせの一つ一つの場合に対して、対象となる配信サーバ９１に向けて同時に受信要求メッセージを送信し、受信要求メッセージを受信した配信サーバ９１は、対象となる分散コンテンツＡ_ｍを構成するデータＤ_ｊｍを一つずつ配信ネットワーク９３で転送できるように、必要な場合には分割してパケットやイーサネット（登録商標）フレーム内に格納して配信ネットワーク９３に送出することも、第１の実施の形態から第３の実施の形態と同様である。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる点は、受信装置９２は、一定時間（例えば、１秒、１０秒、１分など）受信後に送信停止メッセージ（Ｌｅａｖｅ等）を送信する。そして、受信装置９２が、
・ｎ台の各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍの損失率β_ｌ、と
・ｎ台の各配信サーバ９１から送られた分散データＤ_ｊｍの損失により復元できなかったデータＤ_ｊの復元失敗率α_ｉ
を計算することである。

さらに第３の実施の形態と異なる点は、受信装置９２は、復元失敗率α_ｉが予め決められた許容復元失敗率α_０より大きかった場合には、分散データＤ_ｊｍの損失率β_ｌが予め決められたβ_０より大きい配信サーバ９１を他の配信サーバ９１と入れ替えた組み合わせを作り、該組み合わせの配信サーバ９１ｎ台に向けて受信要求メッセージを送信することである。

［第５の実施の形態］
本実施形態に係る通信システムは、第１の実施の形態から第４の実施の形態において、復元失敗率α_ｉの代わりに受信損失率β_ｉ、予め決められた所定復元失敗率α_ｓの代わりに予め決められた所定受信損失率β_ｓ、最小復元失敗率α_ｍｉｎの代わりに最小損失率β_ｍｉｎ、許容復元失敗率α_０の代わりに許容損失率β_０をそれぞれ用いる。

本実施形態では、第１の実施の形態のステップＳ１０５及びＳ１０６に代えて、組み合わせ処理部２２は、分散データＤ_ｊｍを受信し（ｐ個とする）、分散データ内に記入されたシリアル番号等により、受信できなかった分散データ数を推定し（ｑ個とする）、受信損失率β_ｉ（＝ｑ／（ｐ＋ｑ），ｉ＝１，・・・，Ｌ）を計算する。そして、組み合わせ処理部２２は、計算した受信損失率β_ｉを、少なくとも、該コンテンツ番号と、それを配信した配信サーバ９１の番号またはマルチキャストアドレスと関連づけて復元失敗率記憶部２１に記憶する。配信サーバ９１から送られた最後の分散データＤ_ｊｍが損失する可能性もあるが、受信した分散データ数ｐが十分大きければ受信損失率β_ｉへの影響は小さく問題ない。

組み合わせ処理部２２は、図２に示されたような事前に設定された方法により、複数の受信損失率β_ｉのうち最小となる配信サーバ９１の組み合わせを該コンテンツを受信する配信サーバ９１に決定し、メッセージ作成部２３に該コンテンツ番号と配信サーバ９１のマルチキャストアドレスを通知する。これにより、第１の実施の形態で説明したように、受信装置９２はコンテンツを復元することができる。

［第６の実施の形態］
実施形態１から実施形態４を実施しても所定復元失敗率α_ｓ以上の復元失敗率α_ｉを得られない、または、実施形態５を実施しても所定受信損失率β_ｓ以上の復元失敗率β_ｉを得られない場合、同時にｎ台の各配信サーバ９１に受信要求メッセージを送信せずに、１台ずつ順に受信要求メッセージを送信する。

この方法を用いる箇所としては、ｎ台の配信サーバ９１を決定する場合と決定されたｎ台の各配信サーバ９１から全分散データを受信する場合であり、その両方で使用してもよいし、どちらか一方で使用してもよい。

なお、本発明の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

本発明は、インターネットやイントラネット（社内ＩＰネットワーク等のプライベートネットワーク）で映像や音声を複数の受信装置（ＰＣ等）に多地点配信（ＵＤＰを用いたマルチキャスト）する場合に、配信ネットワーク９３経路の途中で違法にコピーされると支障がある映像や音声（例えば、ライセンス提供された映画や研修用動画など）をセキュアに配信することができる。また、複数の遠隔地の配信サーバ９１に保管しておくことにより、地震災害等への対策としても有効である。

２１：復元失敗率記憶部
２２：組み合わせ処理部
２３：メッセージ作成部
２４：分散データ抽出部
２５：データ復元部
２６：コンテンツ復元部
２７：ＮＷ−ＩＦ（ネットワークインターフェイス）
２８：分散サーバＤＢ（データベース）部
９１：配信サーバ
９２：受信装置
９３：配信ネットワーク
９３１：スプリッタ

Claims (12)

1. 複数個のデータから構成されかつ各データが秘密分散法を用いて複数の分散データに分散された状態で複数の配信サーバに格納されているコンテンツを受信するために、前記コンテンツを復元することの可能な分散データが格納されている配信サーバの組み合わせを作成し、対象となる配信サーバに向けて一斉に受信要求メッセージを送信する一斉受信要求機能と、
   前記受信要求メッセージを送信した後の予め定められた時間に、前記受信要求メッセージを送信した配信サーバに向けて送信停止メッセージを送信する送信停止機能と、
   受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを受信し、受信した分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する個別受信要求機能と、
   前記個別受信要求機能の送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて、前記コンテンツを復元するコンテンツ復元機能と、
   を備えるコンテンツ受信装置。
2. 前記個別受信要求機能において決定した配信サーバから送信された分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率を監視する監視機能をさらに備え、
   コンテンツの復元の確率が予め定められた許容値を下回ったときには、
   前記一斉受信要求機能、前記送信停止機能及び前記個別受信要求機能が動作する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ受信装置。
3. 前記個別受信要求機能は、
   受信した各分散データの損失率を計算するとともに、
   コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
   統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも低い場合、
   前記一斉受信要求機能は、前記個別受信要求機能の計算した分散データの損失率が最大となった配信サーバが含まれないように配信サーバの組み合わせを作成する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンテンツ受信装置。
4. 前記個別受信要求機能は、
   受信した各分散データの損失率を計算するとともに、
   コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
   統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも低い場合、
   前記一斉受信要求機能は、受信要求メッセージを送信する配信サーバの数を増加させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
5. 前記個別受信要求機能は、コンテンツの復元の可能な予め定められた許容値よりも統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が高いか低いかを判定し、
   統計値によって得られたコンテンツの復元の確率が前記許容値よりも高い場合、
   前記個別受信要求機能は、前記統計値の計算を停止し、コンテンツの復元の確率が前記許容値よりも高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
6. 前記送信停止機能は、前記一斉受信要求機能が受信要求メッセージを送信した配信サーバのうち、次に前記一斉受信要求機能から受信要求メッセージを送信する配信サーバに含まれる配信サーバに向けては送信停止メッセージを送信せず、次に前記一斉受信要求機能から受信要求メッセージを送信する配信サーバに含まれない配信サーバに向けて送信停止メッセージを選択的に送信する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
7. 前記一斉受信要求機能は、配信サーバの組み合わせがランダムでありかつコンテンツ毎に異なるように、配信サーバの組み合わせを作成する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
8. 前記統計値は、コンテンツを構成するデータの復元失敗率であり、
   前記個別受信要求機能は、計算したデータの復元失敗率が最小になるような配信サーバの組み合わせを、コンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせとして決定する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
9. 前記統計値は、コンテンツを構成するデータが秘密分散されている分散データの受信損失率であり、
   前記個別受信要求機能は、計算した各分散データの受信損失率が最小になるような配信サーバの組み合わせを、コンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせとして決定する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のコンテンツ受信装置。
10. 複数個のデータから構成されかつ各データが秘密分散法を用いて複数の分散データに分散された状態で複数の配信サーバに格納されているコンテンツを受信するために、前記コンテンツを復元することの可能な分散データが格納されている配信サーバの組み合わせを作成し、対象となる配信サーバに向けて一斉に受信要求メッセージを送信する一斉受信要求手順と、
    前記受信要求メッセージを送信した後の予め定められた時間に、前記受信要求メッセージを送信した配信サーバに向けて送信停止メッセージを送信するとともに、
    受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを受信し、受信した分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率が最も高い配信サーバの組み合わせを決定し、決定した組み合わせの配信サーバに向けて受信要求メッセージを送信する個別受信要求手順と、
    前記個別受信要求手順で送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて、前記コンテンツを復元するコンテンツ復元手順と、
    を順に有するコンテンツ受信方法。
11. 前記コンテンツ復元手順において、前記個別受信要求手順で送信した受信要求メッセージを受信した配信サーバから送信された分散データを用いて統計値を計算することによってコンテンツの復元の確率を監視し、
    コンテンツの復元の確率が予め定められた許容値を下回ったときには、
    前記一斉受信要求手順、前記送信停止手順及び前記個別受信要求手順を再度実行する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコンテンツ受信方法。
12. 請求項１０又は１１に記載の一斉受信要求手順、個別受信要求手順及びコンテンツ復元手順をコンピュータに実行させるコンテンツ受信プログラム。

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