JP3928819B2 - データ受信装置及び暗号処理プログラム更新方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態（図１〜図９）
（１）第１実施例（図１〜図６）
（１−１）暗号化装置の全体構成（図１及び図２）
（１−２）暗号処理回路のプログラム手順（図３）
（１−３）暗号処理回路の構造（図４及び図５）
（１−４）実施例の動作及び効果
（２）第２実施例（図７〜図９）
（３）他の実施例
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は暗号化装置及び暗号化方法に関し、特に通信手段によつてサービス局と接続されたユーザ側との間で授受する情報を暗号化し、又は解読する暗号化装置及びその方法に適用し得る。
【０００４】
【従来の技術】
近年、放送経路も地上放送、衛星放送、ＣＡＴＶ(Cable Television)、インターネツト放送等と多様化しており、双方向サービスもインターネツト等の通信回線ネツトワークを通じて可能になつてきている。さらにマルチメデイアの普及に伴つて放送情報もオーデイオデータ、ビデオデータ、文字図形情報、コード等様々な情報が混在してきている。これに伴つて例えば、通信回線を通じてサービス局とユーザ間において情報をやりとりする場合、例えば契約ユーザ限定、電子承認、電子マネー、プライバシー保護等々について、様々なセキユリテイ機能も要求されつつある。
【０００５】
セキユリテイを保つための暗号化も、情報に応じて様々な手法が存在し、例えば、ビデオ情報ではラインシヤツフル等の比較的単純な処理、長文や長コード情報ではＤＥＳ(Data Encryption Standard)暗号やＦＥＡＬ(Fast Data Encipherment Algorithm)暗号等の機能キー方式が用いられている。例えば電子承認ではＲＳＡ(Rivest Shamir Adelman) 暗号等の公開キー法式等々が挙げられる。
【０００６】
また暗号処理は日進月歩の感があり、暗号強度化の試みにて様々な改善や新規処理方法が提案され実用化されつつある。
【０００７】
これらの暗号化手法の代表であるＤＥＳ手法による暗号処理の基本的構造は周知のごとく、情報のランダム化をインボルーシヨン構造を保存した構造にて実現するものである。この構造の中で暗号強度に深く関るのは、関数結合型の非線形変換部分である。ＤＥＳ６４の場合には、それはＳボツクスと呼ばれる非線形換字表変換機能にあり、ここでは、入力の１〔bit 〕変化に対して出力は非線形な１から４〔bit 〕の変化が現れ、これが多段（DES64 では15段）構造にて最終的に37〔bit 〕という変化になり、非常にランダムに混ぜまわされ、非常に強い暗号処理となつている。このため未だにキーしらみつぶしアタツク以外に解読方法が発見されていない。
【０００８】
しらみつぶし解読方法では、ＤＥＳ６４では２55回の計算を要し、例えば１回が１〔μsec 〕で処理するコンピユータから解読に1000年程かかるとされいる。
【０００９】
しかし、最近のスーパコンピユータや並列処理の技術によつて、これも近い将来は短時間で解読できる機能が高まつてきていることが危惧されており、bit 数の増大等の解読強度改善が提案されている。今後とも様々な暗号強度化手法が提案されバージヨンアツプが図られる傾向にある。また、機密キー方式ではＤＥＳ以外にもＦＥＡＬ等色々な固有方式も存在する。公開キー方式のＲＳＡ暗号では、ＤＥＳ等とは処理形態が大きく異なり、次のような剰余演算式であり、入力文Ｍ、公開キーｅとｎ、機密キーｄにて暗号化Ｃ≡Ｍe mod ｎ、復号化Ｍ≡Ｃd mod ｎと計算される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで指数計算は高速指数計算方法（2lｎｅ回の計算）等が知られるが反復計算が重く処理時間がかかりＤＳＰ(Digital Signal Processor)等でのハードウエア化は必須である。従来は、このような処理が大きく異なる方式のために各個別の方式に応じて固定されたハードウエアを提案するのが普通であつた。しかしながら、このような固定処理方式では、複数の異なるサービス毎に固有の暗号化処理器を設けねばならない上に、バージヨンアツプに対処できない問題をもつている。
【００１１】
ここまで説明したように、暗号強度化は関数結合の非線形処理にて大きく決まる。ＤＥＳとＦＥＡＬ方式の大きな違いはこの関数結合部分にあり、いかにして非線形で確実なランダム変換が成されるかが最も重要な処理となり、幾つかの構造が時代に応じて提案されている。また暗号処理はブロツク単位での処理であり（例えば、64〔bit 〕のブロツク単位でその内、データ56〔bit 〕、パリテイ８〔bit 〕）、このビツト数も暗号強度に直接関係し、時代に応じたビツト数の選定が重要となる。これらはバージヨンアツプとして暗号強度を保ち信頼を得るユーザに提供され続けなければならないものである。またこれらの主に大量データ転送に適合する機密キー手法に対して、例えばＲＳＡ暗号による公開キー手法の認証応用や機密キー配送応用もあり、暗号化構造が全く異なる方法もある。しかしながら従来ではこのような固有の各種方法に任意に対処することや暗号化回路を暗号化手法の解読に対抗するために暗号化回路のハードウエアバージヨンアツプをするためには、ハードウエアを交換するか新規購入するしか対処できないという問題があつた。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、通信手段を通じて授受する情報を暗号化又は解読するための暗号処理回路を簡易に更新することのできる暗号化装置及びその方法を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データ提供装置から通信手段を介してコマンド及び暗号化データを受信するデータ受信手段と、当該データ受信手段によつて受信したコマンドが暗号化データを解読する暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであるかを判別する判別手段と、当該判別手段によりコマンドが暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであることを判別したとき、データ受信手段を介してデータ提供装置から受信した新規の暗号処理プログラムを用いて暗号処理手段を再プログラミングすることにより、暗号処理手段の暗号処理プログラムを自動的に更新する暗号処理プログラム更新手段と、当該暗号処理プログラム更新手段によつて更新された暗号処理手段が暗号化データを解読する際に必要な所定のキーデータをデータ提供装置から自動的に入力するキーデータ入力手段と、当該キーデータ入力手段により入力されたキーデータと暗号処理プログラム更新手段によつて更新された暗号処理手段の新規の暗号処理プログラムに従つて、データ受信手段によつて受信した暗号化データを解読する暗号処理手段とを設けるようにする。
本発明では、データ提供装置から受信した暗号処理プログラムの変更を指示するコマンドに従い、新規の暗号処理プログラムにより暗号処理手段を自動的に再プログラミングすることによつて時間の経過と共に暗号強度が低下することを防止しつつ、新規の暗号処理プログラムによる再プログラミングに伴つてデータ提供装置から自動的に入力したキーデータを用いたときだけ再プログラミングされた暗号処理手段により暗号化データを解読することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【００１５】
（１）第１実施例
（１−１）暗号化装置の全体構成
図１において、１は全体として暗号化装置を示し、ユーザに対して素材を提供するサービス局側１Ａにおいてカメラによつて撮影された映像素材やＶＴＲ（Video Tape Recorder ）の映像／音声素材等からなる素材データＳＶを放送情報入力部２、データベース（ＤＢ）３から編集部４に入力する。編集部４は、素材データＳＶが入力されると、当該素材データＳＶをＶＴＲ、テロツパ、コンピユータ等の編集器５によつて編集した後、暗号処理器６によつて暗号データＳＸに暗号化する。
【００１６】
このようにして編集器５において、暗号化された暗号データＳＸは地上放送や衛星放送等の設備が設けられた送出部７より、通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに設けられたユーザ受信機１０に送信される。
【００１７】
ユーザ受信機１０は、受信した暗号データＳＸを暗号処理器１１によつて復号し、暗号データＳＸから復号した素材データＳＶをテレビジヨン受信機（ＴＶ）１２にて画面出力する。さらに復号された素材データＳＶは、ＶＴＲ１３によつて記録再生される。
【００１８】
図２に示すように暗号処理器１１は、暗号化された暗号データＳＸが入力されると、当該暗号データＳＸに対応する暗号処理プログラムが既存のものである場合、予め用意されている既存の暗号処理用のプログラムをメモリ２１から読み出して暗号処理回路２２にロードする。
【００１９】
暗号処理回路２２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programable ROM ）等でなるＦＰＧＡ（Field Programalbe Gate Array）方式のデイジタル信号処理回路によつて形成されており、ロードされる暗号処理プログラムに応じて暗号処理アルゴリズムを任意に設定して暗号処理回路２２のゲートアレイの配線を変更することができるようになされている。
【００２０】
ここで暗号処理回路２２に暗号処理プログラムがロードされると、キーデータ入力部２３より入力されるキーデータＫによつて、当該キーデータＫに応じて暗号処理が実行される。暗号処理の際にはメモリ２１の所定の領域が暗号処理ステツプで実行されるコード変換処理用のテーブル(LUT,Look Up Table) として用いられる。
【００２１】
また暗号データＳＸに応じた既存のものでない暗号処理プログラムＰ１をサービス局側１Ａから通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに送信する場合は、ユーザ受信機１０において暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して取り込むことができるようになされている。
【００２２】
暗号処理回路２２において復号された素材データＳＶは、ＴＶ１２に送出され出力される。
【００２３】
ここで暗号処理プログラムＰ１に対応する暗号処理用のキーデータＫが、サービス局側１Ａより通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ受信機１Ｂへ送信される。
【００２４】
（１−２）暗号処理回路のプログラム手順
実際の暗号処理プログラムによる暗号処理回路のプログラムは、図３に示すような暗号処理プログラミング手順に従つて実行される。すなわちサービス局側１Ａとユーザ側１Ｂ間において暗号処理プログラミング手順が開始されると、まずステツプＳＰ１においてユーザ受信機１０がサービス局側１Ａからの送信コマンドを受信すると、ステツプＳＰ２においてそのコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドであるか否かを判別し、そのコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドである場合はステツプＳＰ３に移つて暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４によつて受け付けてメモリ２１に読み込むようにする（図２）。また受信したコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドでない場合は、ステツプＳＰ４に移つて受信コマンドに応じた処理を実行する。
【００２５】
ステツプＳＰ３に続いてステツプＳＰ５においては、メモリ２１に読み込んだ暗号処理プログラムＰ１によつて暗号処理回路２２を再プログラミングする。
【００２６】
続くステツプＳＰ６において、ユーザ受信機１０は、通信ネツトワーク８Ａを通じて新たに暗号処理回路２２を再プログラミングした暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫがサービス局側１Ａからユーザ側１Ｂに対して送られることをＴＶ１２の画面上においてメツセージ等の表示によりユーザに知らせ、これにより暗号処理プログラミング手順を終了する。
【００２７】
（１−３）暗号処理回路の構造
図４にＤＥＳ手法を用いた暗号処理回路２２の例を示す。暗号処理回路２２は、データ入力部３０より素材データとして例えば総ビツト数64ビツトの平文入力データＣ０（その内、文字データは56ビツト、パリティデータが８ビツトとする）が入力されると、入力データＣ０を転置回路３１によつて対応表を用いた初期転置Ｐによつて置換することにより転置データＣ１とした後、当該転置データＣ１を分枝して第１段目暗号処理回路３２Ａ１に送出する。
【００２８】
第１段目暗号処理回路３２Ａ１においては、まず64ビツトの転置データＣ１を32ビツトずつに分枝したデータＣ１Ｌ及びＣ１Ｒがそれぞれローテーシヨン回路４１及び４２に送出される。
【００２９】
この場合、図５（Ａ）に示すように分枝によつて入力データｘはデータｙＬ及びｙＲに分けられる。このように分枝されたデータｙＬ及びｙＲは、分枝によつて再びデータｘとなる。すなわち分枝構造はインボルーシヨン構造をなしている。
【００３０】
ローテーシヨン回路４１及び４２は、32ビツトのデータＣ１Ｌ及びＣ１Ｒに対してそれぞれローテーシヨン操作によつてＬＳＢ(Least Significant Bit) とＭＳＢ(Most Significant Bit)とを入れ換える操作を施し、データＣ２Ｌ及びＣ２Ｒを出力する。
【００３１】
この場合、図５（Ｂ）に示すように入力データｘがローテーシヨンによつてデータｙに変換された場合、データｙに対して再びローテーシヨン操作を施すと初めの入力データｘが得られる。すなわちローテーシヨン操作はインボルーシヨン構造をなしている。
【００３２】
次に転置／非線形換字回路４３において、一方のデータＣ２Ｌに対してキーデータ入力部４４より入力する所定のキーデータＫを用いて図５（Ｃ）に示すような転置及び非線形換字による関数結合を施した後、他方のデータＣ２Ｒとの間で図５（Ｄ）に示すような排他的論理和回路(Exclusive-OR 回路) ４５において排他的論理和をとり、その結果得られるデータＣ３Ｌをローテーシヨン回路４７に送出する。ここでローテーシヨン回路４７は、データＣ３Ｌに対してローテーシヨン操作を施す。
【００３３】
一方、データＣ２Ｒは、そのままローテーシヨン回路４６に送出され、当該ローテーシヨン回路４６においてローテーシヨン操作が施される。このようにしてデータＣ２Ｒ及びＣ３Ｌに対して図５（Ｅ）に示すような交換操作及び図５（Ｂ）に示すようなローテーシヨン操作が施される。
【００３４】
このようにして以下第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎまで第１段目暗号処理回路３２Ａ１の暗号処理と同様の暗号処理が繰り返し実行される。
【００３５】
第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎにおける暗号処理が終了すると、分枝されたデータは結合されて転置回路３５に送出される。
【００３６】
転置回路３５は、データＣ４に対して転置回路３１による転置Ｐに対して最終転置Ｐ-1を施した後、データ出力部３６より最終的な暗号データＣＸを出力するようになされている。
【００３７】
このようにインボルーシヨン構造をもつた暗号処理回路２２の暗号化によれば、暗号化と復号が同じ暗号処理回路によつてなし得る。
【００３８】
ここで第１段目暗号処理回路３２Ａ１から第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎの各転置／非線形換字回路４３に対して用いられるキーデータＫは、キー入力部３３より入力され、キー生成回路３４において各第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎに対してそれぞれ異なつたキーデータＫを生成して送出するようになされている。
【００３９】
（１−４）第１実施例の動作及び効果
以上の構成において、サービス局側１Ａの編集部４にて編集した素材データＳＶは、暗号処理器６によつて暗号データＳＸに暗号化された後、送出部７より通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに設けられたユーザ受信機１０に送信される。
【００４０】
ユーザ受信機１０は、暗号データＳＸを受信すると、当該暗号データＳＸを暗号処理器１１によつて復号し、ＴＶ１２において復号された素材データＳＶを画面出力する。さらに復号された素材データＳＶは、ＶＴＲ１３によつて記録再生することができる。
【００４１】
ここで、暗号処理器１１の暗号処理プログラムを変更する場合、ユーザ側１Ｂのユーザ受信機１０はサービス局側１Ａからコマンドを受信すると、まずその受信コマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドであるか否かを判別する。そして受信コマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドである場合は、暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を通じてメモリ２１に読み込む（図２）。この結果、ＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２は、メモリ２１に読み込んだ暗号処理プログラムＰ１によつて再プログラミングされる。これにより暗号処理回路２２は、サービス局側１Ａより送信される暗号処理プログラムＰ１によつて任意の暗号処理回路に変更することができる。
【００４２】
ここで、ユーザ受信機１０の暗号処理回路２２を再プログラミングした場合、ユーザ受信機１０は暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫがユーザ側１Ｂに対して送られることをＴＶ１２の画面においてメツセージ等の表示によつてユーザに知らせる。
【００４３】
このように暗号処理器１１における暗号処理回路２２の暗号処理プログラムの更新が完了すると、ユーザは更新された最新の暗号処理プログラムによつてサービス局側１Ａより送信される暗号データＳＸを素材データＳＶに復号することができる。かくしてユーザ側１Ｂは簡易に更新し得る最新の暗号処理プログラムによつて作成される暗号処理回路２２により、サービス局側１Ａから送出される暗号化された素材データＳＶを解読することができる。
【００４４】
以上の構成によれば、ユーザ受信機１０がサービス局側１Ａから送信される暗号処理プログラム変更を指示するコマンドに応じて、暗号処理器１１内のＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２をサービス局側１Ａから送信される暗号処理プログラムＰ１によつて再プログラミングするようにしたことにより、サービス局側１Ａより送信される暗号処理プログラムＰ１によつて暗号処理器１１の暗号処理回路２２をユーザ固有の様々な仕様の最新の暗号処理回路２２に容易に変更し得、これにより、時間の経過とともに解読される確率の高くなる暗号処理回路の内容を任意に更新して暗号化を強化することができ、送信される素材データＳＶの機密を確実に保護することができる。
【００４５】
またＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２を暗号処理プログラムＰ１のソフトウエアによつて変更するようにしたことにより、様々な仕様の暗号処理プログラムによる暗号処理を暗号処理回路２２においてハードウエア処理することができる。
【００４６】
さらに暗号処理回路２２を暗号処理プログラムＰ１のソフトウエアによつて変更するようにしたことにより、暗号処理回路２２のハードウエアを大幅に減少させるとともに、当該ハードウエアの使い捨てを防いで環境保護にも役立てることができる。
【００４７】
なお上述の第１実施例においては、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂへ暗号処理プログラムＰ１を送信するのに衛星放送又は地上放送の通信ネツトワーク８Ａを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばインターネツト回線を用いるようにしても良い。これによりユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへも暗号情報を送信することができる。
【００４８】
また上述の第１実施例においては、暗号処理回路に用いるインボルーシヨン構造として分枝構造、ローテーシヨン、交換構造等を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５（Ｇ）に示すように互いに逆関数で囲まれた構造をもてばインボルーシヨン構造とすることができ、これにより暗号化と同じ処理によつて復号化をなし得る。
【００４９】
さらに上述の第１実施例において、暗号処理回路２２の構造を図６（Ａ）に示すように、例えばＤＥＳ等の強い暗号処理回路５０の前後に、当該暗号処理回路５０に与えられたキーデータＫ１とは異なるキーデータＫ２が設定された弱い暗号処理回路５１（例えば排他的論理和回路）を接続するようにしても良い。この場合、ブロツク暗号処理化の有効ビツト数をｍ＋１とすれば、しらみつぶしによる暗号解読回数は２m となることが知られており、キーデータＫ１及びＫ２を同時に知らない限り暗号解読は不能となり、２つの異なるキーデータＫ１及びＫ２のしらみつぶし回数は２2mとなる。これは例えば入力データのビツト数を56ビツトとすれば、１回が１〔μsec 〕で処理するコンピユータが1000並列処理した場合、強い暗号処理回路のみでは約１年で解読できるところを弱い暗号処理回路５１を前後に接続するだけの簡易な構造によつて暗号解読に１０17年程を要するように設定し得、かくして事実上、暗号解読を不可能にすることができる。
【００５０】
なお暗号処理回路２２の構造としては、図６（Ｂ）に示すように、高強度暗号処理回路Ｆの前後を低強度暗号処理回路Ｈによつて挟み込み接続するようにしたものであれば良く、低強度暗号処理回路Ｈのシリアル挟み込み接続の段数は図６（Ｃ）に示すように、ほぼ最大２m 段まで可能である。これにより接続段数に応じて暗号処理回路の暗号処理強度を上げることができる。
【００５１】
さらに上述の実施例によれば、暗号処理用のキーデータＫをサービス局側１Ａより、通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂへ送信した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば別途、書留の郵便物として郵送するようにしても良く、これによりキーデータＫの機密を保持することができるとともに、暗号処理プログラムＰ１が通信ネツトワーク８Ａに不正に侵入して入手されたキーデータＫ情報により解読されるのを未然に防止し得る。
【００５２】
（２）第２実施例
図１との対応部分に同一符号を付して示す図７において、６０は第２実施例による暗号化装置を示し、ユーザ受信機６１にパーソナルコンピユータを設けたことの他は第１実施例と同じ構成とする。
【００５３】
図８に示すようにユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信される暗号データＳＸを電話回線により接続されたインターネツト８Ｂを通じてネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ（Central Proccessing Unit）６３の制御によつて暗号処理器６４において暗号データＳＸを解読する。
【００５４】
暗号処理器６４において暗号データＳＸから解読された素材データＳＶは、ユーザがマウス、キーボード、モニタ等（図示せず）の入出力手段を有するマンマシン・インターフエイス（マンマシン・Ｉ／Ｆ）６５を操作することによつてＣＰＵ６３の制御によつてＤＶＤ等の記憶装置６６に記憶されるとともに、当該記憶装置６６よりランダムアクセスして読み出すことができるようになされている。
【００５５】
暗号処理器６４内部の暗号処理回路は、ＦＰＧＡ方式のデイジタル信号処理回路としてパーソナルコンピユータ内の拡張ボード内に形成されており、ユーザがマンマシン・Ｉ／Ｆ６５を操作することによつて、ＣＰＵ６３によるプログラム作成制御部６７の制御によつてプログラム作成制御部６７内のメモリに格納された暗号化プログラムをＣＰＵ６３内部のバスを介して拡張ボード内の暗号処理回路２２にロードすることによつて、暗号化プログラムに応じて暗号処理回路２２の回路接続を変更することができるようになされている。
【００５６】
また図２との対応部分に同一符号を付して示す図９において暗号処理器６４は、メモリカードインターフエイス（メモリカードＩ／Ｆ）６８にメモリカード６９をセツトすることによつてメモリカードＩ／Ｆ制御部７０を介して、メモリカード６９内に格納されている暗号データＳＸ、暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して暗号処理回路２２にロードするようになされている。
【００５７】
以上の構成において、ユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信される暗号データＳＸをネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ６３の制御によつて暗号処理器６４において暗号データＳＸを解読する。
【００５８】
暗号処理器６４内部の暗号処理回路２２は、ＦＰＧＡ方式のデイジタル信号処理回路によつて形成されており、プログラム作成制御部６７の制御によつて当該プログラム作成制御部６７内のメモリに格納された暗号化プログラム作成用のソフトウエアによつて自由に暗号処理回路２２のゲートアレイ配線を変更することができる。
【００５９】
またユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信されるコマンドをネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ６３によつて受信コマンドが暗号処理プログラムの変更コマンドであるか否かを判別して、受信コマンドが暗号処理プログラムの変更コマンドであつた場合は、暗号処理プログラムＰ１をインターネツト８Ｂを通じて受け取り、外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して暗号処理回路２２に取り込む。これにより暗号処理回路２２の内容を暗号処理プログラムＰ１によつて変更することができる。
【００６０】
ユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから暗号処理プログラムＰ１を受信すると、暗号処理プログラムが更新され新たなキーデータＫが送信されることをパーソナルコンピユータのモニタ（図示せず）等を通じてユーザに知らせる。
【００６１】
またユーザは、キーデータＫの受信を確認するとインターネツト８Ｂを通じてユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへ受信確認を伝えることができる。
【００６２】
またこの他にもインターネツト８Ｂを通じてユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへ暗号処理器６４を用いて暗号情報を送信することができる。
【００６３】
また暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいて暗号処理プログラムＰ１が格納されたメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカードＩ／Ｆ制御部７０を介して暗号処理プログラムＰ１を暗号処理回路２２に送出することができる。
【００６４】
また暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいて暗号データＳＸが格納されたメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカード６９から暗号データＳＸを取り込むことができる。これによりサービス局側１Ａ、ユーザ側１Ｂ間において暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６５】
さらに暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいてメモリカード６９に格納した暗号処理用のキーデータＫをメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカード６９からキーデータＫを取り出すことができる。これによりサービス局側１Ａ、ユーザ側１Ｂ間においてキーデータＫを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６６】
以上の構成によれば、ユーザ受信機６１にパーソナルコンピユータを設けたことにより、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂへの暗号処理プログラムの送信をＣＰＵ６３によつて自動で受信して取り込むことができ、上述の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
またメモリカードＩ／Ｆ６８を介してメモリカード６９によつて、暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸ、キーデータＫをユーザ受信機６１に取り込むようにしたことにより、暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸ、キーデータＫを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６８】
さらにインターネツト８Ｂを通じてサービス局側１Ａとの間で情報データを暗号化して授受するようにしたことにより、情報データの機密を保持した双方向の情報交換がなし得る。
【００６９】
（３）他の実施例
なお上述の実施例においては、サービス局側１Ａとユーザ側１Ｂとを地上放送、衛星放送又は電話回線によつて接続した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network) 、ＣＡＴＶ(Cable Television)、ＴＣＰ／ＩＰ(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 等によつて接続するようにしても良い。これにより上述の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに地上放送、衛星方向、電話回線とＩＳＤＮ、ＣＡＴＶ、ＴＣＰ／ＩＰを並列して用いても良い。
【００７０】
また上述の実施例においては、暗号処理回路２２をＦＰＧＡ方式のものとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、暗号処理用のソフトウエアとしても良い。
【００７１】
また上述の実施例においては、文字データを暗号処理した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像データをシヤツフリング手法等によつて暗号化する場合に用いても良い。
【００７２】
さらに上述の実施例においては、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂに対して暗号処理回路２２の更新後に新しい暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫを送信することを知らせた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キーデータＫの要らない暗号処理回路については暗号処理プログラムを変更したことのみを知らせるようにしても良い。
【００７３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データ提供装置から受信した暗号処理プログラムの変更を指示するコマンドに従い、新規の暗号処理プログラムにより暗号処理手段を自動的に再プログラミングすることによつて時間の経過と共に暗号強度が低下することを防止しつつ、新規の暗号処理プログラムによる再プログラミングに伴つてデータ提供装置から自動的に入力したキーデータを用いたときだけ再プログラミングされた暗号処理手段により暗号化データを解読することができ、かくして暗号強度を低下させることなく暗号化データの機密を一段と確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例による暗号化装置の全体構成を示すブロツク図である。
【図２】第１実施例による暗号処理器の構成を示すブロツク図である。
【図３】暗号処理プログラミング手順を示すフローチヤートである。
【図４】暗号処理回路の構成を示すブロツク図である。
【図５】インボルーシヨン構造の説明に供する略線図である。
【図６】暗号処理回路の説明に供するブロツク図である。
【図７】第２実施例による暗号化装置の全体構成を示すブロツク図である。
【図８】第２実施例によるユーザ受信機の構成を示すブロツク図である。
【図９】第２実施例による暗号処理器の構成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
１……暗号化装置、２……放送情報入力部、３……ＤＢ、４……編集部、５……編集器、６……暗号処理器、７……送出部、８Ａ……通信ネツトワーク、８Ｂ……インターネツト、１０、６１……ユーザ受信機、１１、６４……暗号処理器、１２……ＴＶ、１３……ＶＴＲ、２１……メモリ、２２……暗号処理回路、２３、４４……キーデータ入力部、２４……外部ロード用Ｉ／Ｆ、３０……データ入力部、３１、３５……転置回路、３２Ａ１、３２Ａ２……３２Ａｎ……ｎ段目暗号処理回路、３３……キー入力部、３４……キー生成回路、４１、４２、４６、４７……ローテーシヨン回路、４３……転置／非線形換字回路、４５……ＥＸＯＲ回路、６２……ネツトワーク装置、６３……ＣＰＵ、６５……マンマシーンＩ／Ｆ、６６……記憶装置、６７……プログラム作成制御部、６８……メモリカードＩ／Ｆ、６９……メモリカード、７０……メモリカードＩ／Ｆ制御部。
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態（図１〜図９）
（１）第１実施例（図１〜図６）
（１−１）暗号化装置の全体構成（図１及び図２）
（１−２）暗号処理回路のプログラム手順（図３）
（１−３）暗号処理回路の構造（図４及び図５）
（１−４）実施例の動作及び効果
（２）第２実施例（図７〜図９）
（３）他の実施例
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は暗号化装置及び暗号化方法に関し、特に通信手段によつてサービス局と接続されたユーザ側との間で授受する情報を暗号化し、又は解読する暗号化装置及びその方法に適用し得る。
【０００４】
【従来の技術】
近年、放送経路も地上放送、衛星放送、ＣＡＴＶ(Cable Television)、インターネツト放送等と多様化しており、双方向サービスもインターネツト等の通信回線ネツトワークを通じて可能になつてきている。さらにマルチメデイアの普及に伴つて放送情報もオーデイオデータ、ビデオデータ、文字図形情報、コード等様々な情報が混在してきている。これに伴つて例えば、通信回線を通じてサービス局とユーザ間において情報をやりとりする場合、例えば契約ユーザ限定、電子承認、電子マネー、プライバシー保護等々について、様々なセキユリテイ機能も要求されつつある。
【０００５】
セキユリテイを保つための暗号化も、情報に応じて様々な手法が存在し、例えば、ビデオ情報ではラインシヤツフル等の比較的単純な処理、長文や長コード情報ではＤＥＳ(Data Encryption Standard)暗号やＦＥＡＬ(Fast Data Encipherment Algorithm)暗号等の機能キー方式が用いられている。例えば電子承認ではＲＳＡ(Rivest Shamir Adelman) 暗号等の公開キー法式等々が挙げられる。
【０００６】
また暗号処理は日進月歩の感があり、暗号強度化の試みにて様々な改善や新規処理方法が提案され実用化されつつある。
【０００７】
これらの暗号化手法の代表であるＤＥＳ手法による暗号処理の基本的構造は周知のごとく、情報のランダム化をインボルーシヨン構造を保存した構造にて実現するものである。この構造の中で暗号強度に深く関るのは、関数結合型の非線形変換部分である。ＤＥＳ６４の場合には、それはＳボツクスと呼ばれる非線形換字表変換機能にあり、ここでは、入力の１〔bit 〕変化に対して出力は非線形な１から４〔bit 〕の変化が現れ、これが多段（DES64 では15段）構造にて最終的に37〔bit 〕という変化になり、非常にランダムに混ぜまわされ、非常に強い暗号処理となつている。このため未だにキーしらみつぶしアタツク以外に解読方法が発見されていない。
【０００８】
しらみつぶし解読方法では、ＤＥＳ６４では２55回の計算を要し、例えば１回が１〔μsec 〕で処理するコンピユータから解読に1000年程かかるとされいる。
【０００９】
しかし、最近のスーパコンピユータや並列処理の技術によつて、これも近い将来は短時間で解読できる機能が高まつてきていることが危惧されており、bit 数の増大等の解読強度改善が提案されている。今後とも様々な暗号強度化手法が提案されバージヨンアツプが図られる傾向にある。また、機密キー方式ではＤＥＳ以外にもＦＥＡＬ等色々な固有方式も存在する。公開キー方式のＲＳＡ暗号では、ＤＥＳ等とは処理形態が大きく異なり、次のような剰余演算式であり、入力文Ｍ、公開キーｅとｎ、機密キーｄにて暗号化Ｃ≡Ｍe mod ｎ、復号化Ｍ≡Ｃd mod ｎと計算される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで指数計算は高速指数計算方法（2lｎｅ回の計算）等が知られるが反復計算が重く処理時間がかかりＤＳＰ(Digital Signal Processor)等でのハードウエア化は必須である。従来は、このような処理が大きく異なる方式のために各個別の方式に応じて固定されたハードウエアを提案するのが普通であつた。しかしながら、このような固定処理方式では、複数の異なるサービス毎に固有の暗号化処理器を設けねばならない上に、バージヨンアツプに対処できない問題をもつている。
【００１１】
ここまで説明したように、暗号強度化は関数結合の非線形処理にて大きく決まる。ＤＥＳとＦＥＡＬ方式の大きな違いはこの関数結合部分にあり、いかにして非線形で確実なランダム変換が成されるかが最も重要な処理となり、幾つかの構造が時代に応じて提案されている。また暗号処理はブロツク単位での処理であり（例えば、64〔bit 〕のブロツク単位でその内、データ56〔bit 〕、パリテイ８〔bit 〕）、このビツト数も暗号強度に直接関係し、時代に応じたビツト数の選定が重要となる。これらはバージヨンアツプとして暗号強度を保ち信頼を得るユーザに提供され続けなければならないものである。またこれらの主に大量データ転送に適合する機密キー手法に対して、例えばＲＳＡ暗号による公開キー手法の認証応用や機密キー配送応用もあり、暗号化構造が全く異なる方法もある。しかしながら従来ではこのような固有の各種方法に任意に対処することや暗号化回路を暗号化手法の解読に対抗するために暗号化回路のハードウエアバージヨンアツプをするためには、ハードウエアを交換するか新規購入するしか対処できないという問題があつた。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、通信手段を通じて授受する情報を暗号化又は解読するための暗号処理回路を簡易に更新することのできる暗号化装置及びその方法を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データ提供装置から通信手段を介してコマンド及び暗号化データを受信するデータ受信手段と、当該データ受信手段によつて受信したコマンドが暗号化データを解読する暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであるかを判別する判別手段と、当該判別手段によりコマンドが暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであることを判別したとき、データ受信手段を介してデータ提供装置から受信した新規の暗号処理プログラムを用いて暗号処理手段を再プログラミングすることにより、暗号処理手段の暗号処理プログラムを自動的に更新する暗号処理プログラム更新手段と、当該暗号処理プログラム更新手段によつて更新された暗号処理手段が暗号化データを解読する際に必要な所定のキーデータをデータ提供装置から自動的に入力するキーデータ入力手段と、当該キーデータ入力手段により入力されたキーデータと暗号処理プログラム更新手段によつて更新された暗号処理手段の新規の暗号処理プログラムに従つて、データ受信手段によつて受信した暗号化データを解読する暗号処理手段とを設けるようにする。
本発明では、データ提供装置から受信した暗号処理プログラムの変更を指示するコマンドに従い、新規の暗号処理プログラムにより暗号処理手段を自動的に再プログラミングすることによつて時間の経過と共に暗号強度が低下することを防止しつつ、新規の暗号処理プログラムによる再プログラミングに伴つてデータ提供装置から自動的に入力したキーデータを用いたときだけ再プログラミングされた暗号処理手段により暗号化データを解読することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【００１５】
（１）第１実施例
（１−１）暗号化装置の全体構成
図１において、１は全体として暗号化装置を示し、ユーザに対して素材を提供するサービス局側１Ａにおいてカメラによつて撮影された映像素材やＶＴＲ（Video Tape Recorder ）の映像／音声素材等からなる素材データＳＶを放送情報入力部２、データベース（ＤＢ）３から編集部４に入力する。編集部４は、素材データＳＶが入力されると、当該素材データＳＶをＶＴＲ、テロツパ、コンピユータ等の編集器５によつて編集した後、暗号処理器６によつて暗号データＳＸに暗号化する。
【００１６】
このようにして編集器５において、暗号化された暗号データＳＸは地上放送や衛星放送等の設備が設けられた送出部７より、通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに設けられたユーザ受信機１０に送信される。
【００１７】
ユーザ受信機１０は、受信した暗号データＳＸを暗号処理器１１によつて復号し、暗号データＳＸから復号した素材データＳＶをテレビジヨン受信機（ＴＶ）１２にて画面出力する。さらに復号された素材データＳＶは、ＶＴＲ１３によつて記録再生される。
【００１８】
図２に示すように暗号処理器１１は、暗号化された暗号データＳＸが入力されると、当該暗号データＳＸに対応する暗号処理プログラムが既存のものである場合、予め用意されている既存の暗号処理用のプログラムをメモリ２１から読み出して暗号処理回路２２にロードする。
【００１９】
暗号処理回路２２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programable ROM ）等でなるＦＰＧＡ（Field Programalbe Gate Array）方式のデイジタル信号処理回路によつて形成されており、ロードされる暗号処理プログラムに応じて暗号処理アルゴリズムを任意に設定して暗号処理回路２２のゲートアレイの配線を変更することができるようになされている。
【００２０】
ここで暗号処理回路２２に暗号処理プログラムがロードされると、キーデータ入力部２３より入力されるキーデータＫによつて、当該キーデータＫに応じて暗号処理が実行される。暗号処理の際にはメモリ２１の所定の領域が暗号処理ステツプで実行されるコード変換処理用のテーブル(LUT,Look Up Table) として用いられる。
【００２１】
また暗号データＳＸに応じた既存のものでない暗号処理プログラムＰ１をサービス局側１Ａから通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに送信する場合は、ユーザ受信機１０において暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して取り込むことができるようになされている。
【００２２】
暗号処理回路２２において復号された素材データＳＶは、ＴＶ１２に送出され出力される。
【００２３】
ここで暗号処理プログラムＰ１に対応する暗号処理用のキーデータＫが、サービス局側１Ａより通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ受信機１Ｂへ送信される。
【００２４】
（１−２）暗号処理回路のプログラム手順
実際の暗号処理プログラムによる暗号処理回路のプログラムは、図３に示すような暗号処理プログラミング手順に従つて実行される。すなわちサービス局側１Ａとユーザ側１Ｂ間において暗号処理プログラミング手順が開始されると、まずステツプＳＰ１においてユーザ受信機１０がサービス局側１Ａからの送信コマンドを受信すると、ステツプＳＰ２においてそのコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドであるか否かを判別し、そのコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドである場合はステツプＳＰ３に移つて暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４によつて受け付けてメモリ２１に読み込むようにする（図２）。また受信したコマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドでない場合は、ステツプＳＰ４に移つて受信コマンドに応じた処理を実行する。
【００２５】
ステツプＳＰ３に続いてステツプＳＰ５においては、メモリ２１に読み込んだ暗号処理プログラムＰ１によつて暗号処理回路２２を再プログラミングする。
【００２６】
続くステツプＳＰ６において、ユーザ受信機１０は、通信ネツトワーク８Ａを通じて新たに暗号処理回路２２を再プログラミングした暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫがサービス局側１Ａからユーザ側１Ｂに対して送られることをＴＶ１２の画面上においてメツセージ等の表示によりユーザに知らせ、これにより暗号処理プログラミング手順を終了する。
【００２７】
（１−３）暗号処理回路の構造
図４にＤＥＳ手法を用いた暗号処理回路２２の例を示す。暗号処理回路２２は、データ入力部３０より素材データとして例えば総ビツト数64ビツトの平文入力データＣ０（その内、文字データは56ビツト、パリティデータが８ビツトとする）が入力されると、入力データＣ０を転置回路３１によつて対応表を用いた初期転置Ｐによつて置換することにより転置データＣ１とした後、当該転置データＣ１を分枝して第１段目暗号処理回路３２Ａ１に送出する。
【００２８】
第１段目暗号処理回路３２Ａ１においては、まず64ビツトの転置データＣ１を32ビツトずつに分枝したデータＣ１Ｌ及びＣ１Ｒがそれぞれローテーシヨン回路４１及び４２に送出される。
【００２９】
この場合、図５（Ａ）に示すように分枝によつて入力データｘはデータｙＬ及びｙＲに分けられる。このように分枝されたデータｙＬ及びｙＲは、分枝によつて再びデータｘとなる。すなわち分枝構造はインボルーシヨン構造をなしている。
【００３０】
ローテーシヨン回路４１及び４２は、32ビツトのデータＣ１Ｌ及びＣ１Ｒに対してそれぞれローテーシヨン操作によつてＬＳＢ(Least Significant Bit) とＭＳＢ(Most Significant Bit)とを入れ換える操作を施し、データＣ２Ｌ及びＣ２Ｒを出力する。
【００３１】
この場合、図５（Ｂ）に示すように入力データｘがローテーシヨンによつてデータｙに変換された場合、データｙに対して再びローテーシヨン操作を施すと初めの入力データｘが得られる。すなわちローテーシヨン操作はインボルーシヨン構造をなしている。
【００３２】
次に転置／非線形換字回路４３において、一方のデータＣ２Ｌに対してキーデータ入力部４４より入力する所定のキーデータＫを用いて図５（Ｃ）に示すような転置及び非線形換字による関数結合を施した後、他方のデータＣ２Ｒとの間で図５（Ｄ）に示すような排他的論理和回路(Exclusive-OR 回路) ４５において排他的論理和をとり、その結果得られるデータＣ３Ｌをローテーシヨン回路４７に送出する。ここでローテーシヨン回路４７は、データＣ３Ｌに対してローテーシヨン操作を施す。
【００３３】
一方、データＣ２Ｒは、そのままローテーシヨン回路４６に送出され、当該ローテーシヨン回路４６においてローテーシヨン操作が施される。このようにしてデータＣ２Ｒ及びＣ３Ｌに対して図５（Ｅ）に示すような交換操作及び図５（Ｂ）に示すようなローテーシヨン操作が施される。
【００３４】
このようにして以下第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎまで第１段目暗号処理回路３２Ａ１の暗号処理と同様の暗号処理が繰り返し実行される。
【００３５】
第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎにおける暗号処理が終了すると、分枝されたデータは結合されて転置回路３５に送出される。
【００３６】
転置回路３５は、データＣ４に対して転置回路３１による転置Ｐに対して最終転置Ｐ-1を施した後、データ出力部３６より最終的な暗号データＣＸを出力するようになされている。
【００３７】
このようにインボルーシヨン構造をもつた暗号処理回路２２の暗号化によれば、暗号化と復号が同じ暗号処理回路によつてなし得る。
【００３８】
ここで第１段目暗号処理回路３２Ａ１から第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎの各転置／非線形換字回路４３に対して用いられるキーデータＫは、キー入力部３３より入力され、キー生成回路３４において各第ｎ段目暗号処理回路３２Ａｎに対してそれぞれ異なつたキーデータＫを生成して送出するようになされている。
【００３９】
（１−４）第１実施例の動作及び効果
以上の構成において、サービス局側１Ａの編集部４にて編集した素材データＳＶは、暗号処理器６によつて暗号データＳＸに暗号化された後、送出部７より通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂに設けられたユーザ受信機１０に送信される。
【００４０】
ユーザ受信機１０は、暗号データＳＸを受信すると、当該暗号データＳＸを暗号処理器１１によつて復号し、ＴＶ１２において復号された素材データＳＶを画面出力する。さらに復号された素材データＳＶは、ＶＴＲ１３によつて記録再生することができる。
【００４１】
ここで、暗号処理器１１の暗号処理プログラムを変更する場合、ユーザ側１Ｂのユーザ受信機１０はサービス局側１Ａからコマンドを受信すると、まずその受信コマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドであるか否かを判別する。そして受信コマンドが暗号処理プログラム変更を指示するコマンドである場合は、暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を通じてメモリ２１に読み込む（図２）。この結果、ＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２は、メモリ２１に読み込んだ暗号処理プログラムＰ１によつて再プログラミングされる。これにより暗号処理回路２２は、サービス局側１Ａより送信される暗号処理プログラムＰ１によつて任意の暗号処理回路に変更することができる。
【００４２】
ここで、ユーザ受信機１０の暗号処理回路２２を再プログラミングした場合、ユーザ受信機１０は暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫがユーザ側１Ｂに対して送られることをＴＶ１２の画面においてメツセージ等の表示によつてユーザに知らせる。
【００４３】
このように暗号処理器１１における暗号処理回路２２の暗号処理プログラムの更新が完了すると、ユーザは更新された最新の暗号処理プログラムによつてサービス局側１Ａより送信される暗号データＳＸを素材データＳＶに復号することができる。かくしてユーザ側１Ｂは簡易に更新し得る最新の暗号処理プログラムによつて作成される暗号処理回路２２により、サービス局側１Ａから送出される暗号化された素材データＳＶを解読することができる。
【００４４】
以上の構成によれば、ユーザ受信機１０がサービス局側１Ａから送信される暗号処理プログラム変更を指示するコマンドに応じて、暗号処理器１１内のＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２をサービス局側１Ａから送信される暗号処理プログラムＰ１によつて再プログラミングするようにしたことにより、サービス局側１Ａより送信される暗号処理プログラムＰ１によつて暗号処理器１１の暗号処理回路２２をユーザ固有の様々な仕様の最新の暗号処理回路２２に容易に変更し得、これにより、時間の経過とともに解読される確率の高くなる暗号処理回路の内容を任意に更新して暗号化を強化することができ、送信される素材データＳＶの機密を確実に保護することができる。
【００４５】
またＦＰＧＡ方式の暗号処理回路２２を暗号処理プログラムＰ１のソフトウエアによつて変更するようにしたことにより、様々な仕様の暗号処理プログラムによる暗号処理を暗号処理回路２２においてハードウエア処理することができる。
【００４６】
さらに暗号処理回路２２を暗号処理プログラムＰ１のソフトウエアによつて変更するようにしたことにより、暗号処理回路２２のハードウエアを大幅に減少させるとともに、当該ハードウエアの使い捨てを防いで環境保護にも役立てることができる。
【００４７】
なお上述の第１実施例においては、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂへ暗号処理プログラムＰ１を送信するのに衛星放送又は地上放送の通信ネツトワーク８Ａを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばインターネツト回線を用いるようにしても良い。これによりユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへも暗号情報を送信することができる。
【００４８】
また上述の第１実施例においては、暗号処理回路に用いるインボルーシヨン構造として分枝構造、ローテーシヨン、交換構造等を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５（Ｇ）に示すように互いに逆関数で囲まれた構造をもてばインボルーシヨン構造とすることができ、これにより暗号化と同じ処理によつて復号化をなし得る。
【００４９】
さらに上述の第１実施例において、暗号処理回路２２の構造を図６（Ａ）に示すように、例えばＤＥＳ等の強い暗号処理回路５０の前後に、当該暗号処理回路５０に与えられたキーデータＫ１とは異なるキーデータＫ２が設定された弱い暗号処理回路５１（例えば排他的論理和回路）を接続するようにしても良い。この場合、ブロツク暗号処理化の有効ビツト数をｍ＋１とすれば、しらみつぶしによる暗号解読回数は２m となることが知られており、キーデータＫ１及びＫ２を同時に知らない限り暗号解読は不能となり、２つの異なるキーデータＫ１及びＫ２のしらみつぶし回数は２2mとなる。これは例えば入力データのビツト数を56ビツトとすれば、１回が１〔μsec 〕で処理するコンピユータが1000並列処理した場合、強い暗号処理回路のみでは約１年で解読できるところを弱い暗号処理回路５１を前後に接続するだけの簡易な構造によつて暗号解読に１０17年程を要するように設定し得、かくして事実上、暗号解読を不可能にすることができる。
【００５０】
なお暗号処理回路２２の構造としては、図６（Ｂ）に示すように、高強度暗号処理回路Ｆの前後を低強度暗号処理回路Ｈによつて挟み込み接続するようにしたものであれば良く、低強度暗号処理回路Ｈのシリアル挟み込み接続の段数は図６（Ｃ）に示すように、ほぼ最大２m 段まで可能である。これにより接続段数に応じて暗号処理回路の暗号処理強度を上げることができる。
【００５１】
さらに上述の実施例によれば、暗号処理用のキーデータＫをサービス局側１Ａより、通信ネツトワーク８Ａを通じてユーザ側１Ｂへ送信した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば別途、書留の郵便物として郵送するようにしても良く、これによりキーデータＫの機密を保持することができるとともに、暗号処理プログラムＰ１が通信ネツトワーク８Ａに不正に侵入して入手されたキーデータＫ情報により解読されるのを未然に防止し得る。
【００５２】
（２）第２実施例
図１との対応部分に同一符号を付して示す図７において、６０は第２実施例による暗号化装置を示し、ユーザ受信機６１にパーソナルコンピユータを設けたことの他は第１実施例と同じ構成とする。
【００５３】
図８に示すようにユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信される暗号データＳＸを電話回線により接続されたインターネツト８Ｂを通じてネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ（Central Proccessing Unit）６３の制御によつて暗号処理器６４において暗号データＳＸを解読する。
【００５４】
暗号処理器６４において暗号データＳＸから解読された素材データＳＶは、ユーザがマウス、キーボード、モニタ等（図示せず）の入出力手段を有するマンマシン・インターフエイス（マンマシン・Ｉ／Ｆ）６５を操作することによつてＣＰＵ６３の制御によつてＤＶＤ等の記憶装置６６に記憶されるとともに、当該記憶装置６６よりランダムアクセスして読み出すことができるようになされている。
【００５５】
暗号処理器６４内部の暗号処理回路は、ＦＰＧＡ方式のデイジタル信号処理回路としてパーソナルコンピユータ内の拡張ボード内に形成されており、ユーザがマンマシン・Ｉ／Ｆ６５を操作することによつて、ＣＰＵ６３によるプログラム作成制御部６７の制御によつてプログラム作成制御部６７内のメモリに格納された暗号化プログラムをＣＰＵ６３内部のバスを介して拡張ボード内の暗号処理回路２２にロードすることによつて、暗号化プログラムに応じて暗号処理回路２２の回路接続を変更することができるようになされている。
【００５６】
また図２との対応部分に同一符号を付して示す図９において暗号処理器６４は、メモリカードインターフエイス（メモリカードＩ／Ｆ）６８にメモリカード６９をセツトすることによつてメモリカードＩ／Ｆ制御部７０を介して、メモリカード６９内に格納されている暗号データＳＸ、暗号処理プログラムＰ１を外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して暗号処理回路２２にロードするようになされている。
【００５７】
以上の構成において、ユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信される暗号データＳＸをネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ６３の制御によつて暗号処理器６４において暗号データＳＸを解読する。
【００５８】
暗号処理器６４内部の暗号処理回路２２は、ＦＰＧＡ方式のデイジタル信号処理回路によつて形成されており、プログラム作成制御部６７の制御によつて当該プログラム作成制御部６７内のメモリに格納された暗号化プログラム作成用のソフトウエアによつて自由に暗号処理回路２２のゲートアレイ配線を変更することができる。
【００５９】
またユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから送信されるコマンドをネツトワーク装置６２によつて受信すると、ＣＰＵ６３によつて受信コマンドが暗号処理プログラムの変更コマンドであるか否かを判別して、受信コマンドが暗号処理プログラムの変更コマンドであつた場合は、暗号処理プログラムＰ１をインターネツト８Ｂを通じて受け取り、外部ロード用Ｉ／Ｆ２４を介して暗号処理回路２２に取り込む。これにより暗号処理回路２２の内容を暗号処理プログラムＰ１によつて変更することができる。
【００６０】
ユーザ受信機６１は、サービス局側１Ａから暗号処理プログラムＰ１を受信すると、暗号処理プログラムが更新され新たなキーデータＫが送信されることをパーソナルコンピユータのモニタ（図示せず）等を通じてユーザに知らせる。
【００６１】
またユーザは、キーデータＫの受信を確認するとインターネツト８Ｂを通じてユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへ受信確認を伝えることができる。
【００６２】
またこの他にもインターネツト８Ｂを通じてユーザ側１Ｂからサービス局側１Ａへ暗号処理器６４を用いて暗号情報を送信することができる。
【００６３】
また暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいて暗号処理プログラムＰ１が格納されたメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカードＩ／Ｆ制御部７０を介して暗号処理プログラムＰ１を暗号処理回路２２に送出することができる。
【００６４】
また暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいて暗号データＳＸが格納されたメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカード６９から暗号データＳＸを取り込むことができる。これによりサービス局側１Ａ、ユーザ側１Ｂ間において暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６５】
さらに暗号処理器６４は、サービス局側１Ａにおいてメモリカード６９に格納した暗号処理用のキーデータＫをメモリカード６９をメモリカードＩ／Ｆ６８にセツトすることによつて、メモリカード６９からキーデータＫを取り出すことができる。これによりサービス局側１Ａ、ユーザ側１Ｂ間においてキーデータＫを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６６】
以上の構成によれば、ユーザ受信機６１にパーソナルコンピユータを設けたことにより、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂへの暗号処理プログラムの送信をＣＰＵ６３によつて自動で受信して取り込むことができ、上述の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
またメモリカードＩ／Ｆ６８を介してメモリカード６９によつて、暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸ、キーデータＫをユーザ受信機６１に取り込むようにしたことにより、暗号処理プログラムＰ１、暗号データＳＸ、キーデータＫを授受するときの機密性を格段に向上することができる。
【００６８】
さらにインターネツト８Ｂを通じてサービス局側１Ａとの間で情報データを暗号化して授受するようにしたことにより、情報データの機密を保持した双方向の情報交換がなし得る。
【００６９】
（３）他の実施例
なお上述の実施例においては、サービス局側１Ａとユーザ側１Ｂとを地上放送、衛星放送又は電話回線によつて接続した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network) 、ＣＡＴＶ(Cable Television)、ＴＣＰ／ＩＰ(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 等によつて接続するようにしても良い。これにより上述の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに地上放送、衛星方向、電話回線とＩＳＤＮ、ＣＡＴＶ、ＴＣＰ／ＩＰを並列して用いても良い。
【００７０】
また上述の実施例においては、暗号処理回路２２をＦＰＧＡ方式のものとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、暗号処理用のソフトウエアとしても良い。
【００７１】
また上述の実施例においては、文字データを暗号処理した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像データをシヤツフリング手法等によつて暗号化する場合に用いても良い。
【００７２】
さらに上述の実施例においては、サービス局側１Ａからユーザ側１Ｂに対して暗号処理回路２２の更新後に新しい暗号処理プログラムＰ１に応じたキーデータＫを送信することを知らせた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キーデータＫの要らない暗号処理回路については暗号処理プログラムを変更したことのみを知らせるようにしても良い。
【００７３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データ提供装置から受信した暗号処理プログラムの変更を指示するコマンドに従い、新規の暗号処理プログラムにより暗号処理手段を自動的に再プログラミングすることによつて時間の経過と共に暗号強度が低下することを防止しつつ、新規の暗号処理プログラムによる再プログラミングに伴つてデータ提供装置から自動的に入力したキーデータを用いたときだけ再プログラミングされた暗号処理手段により暗号化データを解読することができ、かくして暗号強度を低下させることなく暗号化データの機密を一段と確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例による暗号化装置の全体構成を示すブロツク図である。
【図２】第１実施例による暗号処理器の構成を示すブロツク図である。
【図３】暗号処理プログラミング手順を示すフローチヤートである。
【図４】暗号処理回路の構成を示すブロツク図である。
【図５】インボルーシヨン構造の説明に供する略線図である。
【図６】暗号処理回路の説明に供するブロツク図である。
【図７】第２実施例による暗号化装置の全体構成を示すブロツク図である。
【図８】第２実施例によるユーザ受信機の構成を示すブロツク図である。
【図９】第２実施例による暗号処理器の構成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
１……暗号化装置、２……放送情報入力部、３……ＤＢ、４……編集部、５……編集器、６……暗号処理器、７……送出部、８Ａ……通信ネツトワーク、８Ｂ……インターネツト、１０、６１……ユーザ受信機、１１、６４……暗号処理器、１２……ＴＶ、１３……ＶＴＲ、２１……メモリ、２２……暗号処理回路、２３、４４……キーデータ入力部、２４……外部ロード用Ｉ／Ｆ、３０……データ入力部、３１、３５……転置回路、３２Ａ１、３２Ａ２……３２Ａｎ……ｎ段目暗号処理回路、３３……キー入力部、３４……キー生成回路、４１、４２、４６、４７……ローテーシヨン回路、４３……転置／非線形換字回路、４５……ＥＸＯＲ回路、６２……ネツトワーク装置、６３……ＣＰＵ、６５……マンマシーンＩ／Ｆ、６６……記憶装置、６７……プログラム作成制御部、６８……メモリカードＩ／Ｆ、６９……メモリカード、７０……メモリカードＩ／Ｆ制御部。
Claims (7)
- データ提供装置から通信手段を介してコマンド及び暗号化データを受信するデータ受信手段と、
上記データ受信手段によつて受信した上記コマンドが上記暗号化データを解読する暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであるかを判別する判別手段と、
上記判別手段により上記コマンドが上記暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであることを判別したとき、上記データ受信手段を介して上記データ提供装置から受信した新規の暗号処理プログラムを用いて上記暗号処理手段を再プログラミングすることにより、上記暗号処理手段の上記暗号処理プログラムを自動的に更新する暗号処理プログラム更新手段と、
上記暗号処理プログラム更新手段によつて更新された上記暗号処理手段が上記暗号化データを解読する際に必要な所定のキーデータを上記データ提供装置から自動的に入力するキーデータ入力手段と、
上記キーデータ入力手段により入力された上記キーデータと上記暗号処理プログラム更新手段によつて更新された上記暗号処理手段の上記新規の暗号処理プログラムに従つて、上記データ受信手段によつて受信した上記暗号化データを解読する暗号処理手段と
を具えることを特徴とするデータ受信装置。 - 上記暗号処理手段は、
配線の書き換え自在なゲートアレイ回路で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。 - 上記データ提供装置から上記キーデータ入力手段に上記キーデータが送られることをユーザに通知する通知手段を更に具える
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。 - 上記通信手段は、インターネツト回線である
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。 - 上記データ受信手段は、所定のメモリーカードに格納された上記新規の暗号処理プログラムをメモリーカードインタフエースを介して受信する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。 - 上記暗号処理手段は、上記キーデータを使用して上記暗号化データを解読する暗号処理回路の前後に、上記キーデータとは異なつた他のキーデータを使用する排他的論理和回路が接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。 - データ提供装置から通信手段を介してコマンド及び暗号化データを受信するデータ受信ステツプと、
上記データ受信ステツプで受信した上記コマンドが上記暗号化データを解読する暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであるかを判別する判別ステツプと、
上記判別ステツプにより上記コマンドが上記暗号処理手段で用いられている暗号処理プログラムの変更を指示するものであることを判別したとき、上記データ受信ステツプを介して上記データ提供装置から受信した新規の暗号処理プログラムを用いて上記暗号処理手段を再プログラミングすることにより、上記暗号処理手段の上記暗号処理プログラムを自動的に更新する暗号処理プログラム更新ステツプと、
上記暗号処理プログラム更新ステツプによつて更新された上記暗号処理手段が上記暗号化データを解読する際に必要な所定のキーデータを上記データ提供装置から自動的に入力するキーデータ入力ステツプと、
上記キーデータ入力ステツプにより入力された上記キーデータと上記暗号処理プログラム更新手段によつて更新された上記暗号処理手段の上記新規の暗号処理プログラムに従つて、上記データ受信ステツプによつて受信した上記暗号化データを解読する暗号処理ステツプと
を具えることを特徴とする暗号処理プログラム更新方法。
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