JP3931261B2 - Distance learning system - Google Patents

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【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は通信衛星と地上網を利用した遠隔教育システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの急速な発達に伴い、インターネットを利用した双方向のテレビ会議システムや遠隔教育システムが提案されている。しかしデータ通信に使用される帯域が広くなったとしても、インターネットという情報伝達方法の性質上、利用者毎に伝達時間差が発生してしまう可能性は排除できない。
【０００３】
そこで、全ての利用者に一斉に映像および音声を伝送する手段として通信衛星を利用して、双方向性を得るためにインターネット網による情報伝達を併用するシステムも提案されている。従来の遠隔教育システムについて図を用いて説明する。図８は通信衛星とインターネット網を使用した遠隔教育システムの概要を示した図であり、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３とインターネット４からなる遠隔教育システムである。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【０００４】
講義の進行役である講師は送信センター１において講師側カメラ７に向かって講義を行い、講師側カメラ７と接続された情報処理装置６が、講師側カメラ７の撮影した講義映像情報（音声も含む）を送信アンテナ５から通信衛星２に送信する。この際、必要に応じて講義映像情報の符号化および暗号化を行って講義映像情報をデジタル化し、コンピュータが利用するデジタルデータと共に４相位相変調など（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を用いて変調することにより電波でデジタルな情報の送信を行う。
【０００５】
通信衛星２は送信アンテナ５から受信した電波を地上に伝搬させ、各受講者教室３に備えられた受信アンテナ８が電波を受信し、情報処理装置９が位相変調を復調することで講義映像情報やデジタルデータとする。取り出された映像情報はテレビ画面に映し出され、デジタルデータは情報処理装置９に蓄えられる。送信センター１側で情報送信を行う際に、情報処理装置６が映像情報およびデジタルデータにスクランブルを施し、受講者教室３側の情報処理装置９がスクランブルの解除を行うことで、契約者のみが講義映像情報およびデジタルデータの受信を行うことが可能となる。
【０００６】
受講者教室３では、受講者がテレビ画面に映し出された講師映像情報を視聴しながら、受講者側カメラ１０の前で発言を行って受講者映像情報（音声も含む）の撮影を行う。受講者側カメラ１０およびインターネット４に接続された情報処理装置９が受講者映像情報のデジタル化とデジタルデータの付与を行い、インターネット４を介して受講者映像情報及びデジタルデータを送信センター１の情報処理装置６に送信する。
【０００７】
送信センター１の情報処理装置６は、講師側カメラ７が撮影した映像および音声と、インターネット４を介して送信されてきた受講者映像情報を合成して１つの画面に表示可能な講義映像情報とし、送信アンテナ５から通信衛星２を介して受講者教室３に送信することもできる。これにより、受講者映像情報も含んだ講義映像情報を各受講者が視聴可能となり、受講者間での会話も成立させることが可能となる。
【０００８】
以上のように従来から提案されているテレビ会議システムや遠隔教育システムにおいては、各受講者教室３からの受講者映像情報はインターネット４により送信センター１に伝達され、各受講者教室３は講義映像情報を通信衛星２からの電波として受信することで、複数地点の受講者に対する同時性を伴った双方向の遠隔教育システムが成立していた。
【０００９】
しかし、上述した従来のテレビ会議システムや遠隔教育システムでは、送信センター１からの映像情報およびデジタルデータにはスクランブルを施して送信していた。しかし、受講者教室３からの映像情報およびデジタルデータに対する暗号化はなされておらず、インターネットによる情報通信の特性から、他人に映像情報およびデジタルデータを不正に傍受される可能性があった。
受講者教室側から送信センター側への映像情報およびデジタルデータにも、何らかの暗号化技術を用いて秘匿性を高める必要がある。しかし、共通鍵方式の暗号化技術を用いた場合には第三者が鍵を入手できないようにする必要がある。また、公開鍵方式の暗号化技術を用いた場合には、公開鍵から秘密鍵を割り出される可能性がゼロとは言えないために、利用者の心理的不安が残るという問題があった。
【００１０】
従って暗号化に使用する暗号鍵を第三者が入手することは不可能にするという対策を講じることが求められる。しかし、インターネットを介しての暗号鍵の授受は第三者に傍受される可能性がある。また、暗号鍵を磁気記録媒体などに記録して記録媒体を郵送する様な場合には、利用者自身が暗号鍵の管理を厳重に行う必要がある。さらに、万一第三者に暗号鍵を入手された場合には暗号鍵を更新する必要があり、暗号鍵の更新と管理に労力と時間を費やすことになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の従来の問題に鑑みてなされたものであり、通信衛星を利用した遠隔教育システムにおいて、暗号鍵が第三者に入手される可能性が低く、利用者が鍵の管理を行う必要のない暗号鍵の授受を行うことが可能な、秘匿性の優れた遠隔教育システムを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、通信衛星と地上網とを介して、送信センターと複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含む情報であって前記受講者教室に関する所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、所定の受講者教室を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側撮影装置が出力する映像情報である受講者映像情報を暗号化する暗号鍵と、この暗号鍵と対応する復号鍵とを作成するキー生成手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
前記作成された復号鍵と前記抽出された受講者教室とを対応付けて、前記受講者情報データベースに保存する保存手段と、
前記抽出された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で、前記作成された暗号鍵とアクセスキーとを暗号化する手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報にスクランブルを施すと共に、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、
前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に対して、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信し、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを同時に送信し、接続切断の指示が出されると、前記受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを送信する手段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、当該受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、当該受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている復号鍵を使用し、当該受講者側情報処理装置から受信した暗号化された受講者映像情報を復号化する手段と、
前記復号化された受講者映像情報と前記講義映像情報とを合成する手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、当該スクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを前記講師側情報処理装置から前記通信衛星を介して受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と暗号鍵とアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した暗号鍵とアクセスキーとを復号化する手段と、
前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置との接続を成立させる手段と、
前記復号化された暗号鍵を使用し、前記受講者映像情報を暗号化する手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記暗号化された受講者映像情報を前記講師側情報処理装置に前記地上網を介して送信する手段と、
を有し、前記キーコードは、暗号化処理と復号化処理とをした後に、前記講師側情報処理装置と前記受講者側情報処理装置とで同一の方法により、順次更新されることを特徴とする。
【００１３】
送信センターから通信衛星を介して受講者教室に暗号鍵を送信する際に、通信衛星を介した受講者教室への情報通信はスクランブルを施されて送信されるために、暗号鍵を安全かつ確実に受講者教室に送信することができ、受講者教室から送信センターへの情報通信を暗号化デジタルデータとすることで通信の秘匿性が高まる。
送信センターに設けられた情報処理装置のキー生成手段が暗号鍵と復号鍵のキーペアを作成するため、暗号鍵と復号鍵の管理を送信センター側で行うことが可能であり、受講者教室側では暗号鍵の管理を行う必要が無く、暗号鍵の管理に伴う労力の低減および情報漏洩の可能性の低下を図ることが可能である。
通信衛星を介する暗号鍵や暗号化プログラムの送信に加えて、対象限定配信を使用することにより、第三者には暗号鍵や暗号化プログラムを受け取ることが不可能になるため通信の秘匿性が高まる。
【００１４】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、通信衛星と地上網とを介して、送信センターと、複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含む情報であって前記受講者教室に関する所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、所定の受講者教室を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側撮影装置が出力する映像情報である受講者映像情報を暗号化する暗号鍵と、この暗号鍵と対応する復号鍵とを作成するキー生成手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
前記作成された暗号鍵と復号鍵とを使用して、暗号化と復号化とを実行するための暗号化プログラムと復号化プログラムとが複数記録されているアルゴリズムデータベースと、
前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記アルゴリズムデータベースに記録されている複数の暗号化プログラムのうちから、所定の暗号化プログラムを選択する選択手段と、
前記作成された復号鍵と前記選択された暗号化プログラムと前記抽出された受講者教室とを対応付けて、前記受講者情報データベースに保存する保存手段と、
前記抽出された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で、前記作成された暗号鍵及びアクセスキーと前記選択された暗号化プログラムとを暗号化する手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報にスクランブルを施すと共に、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとにスクランブルを施す手段と、
前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に対して、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信し、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを同時に送信し、接続切断の指示が出されると、前記受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを送信する手段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、当該受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、当該受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている暗号化プログラムに対応する復号化プログラムを、前記アルゴリズムデータベースから選択する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている復号鍵を使用して、前記選択された復号化プログラムを実行し、当該受講者側情報処理装置から受信した暗号化された受講者映像情報を復号化する手段と、
前記復号化された受講者映像情報と前記講義映像情報とを合成する手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、当該スクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを、前記講師側情報処理装置から前記通信衛星を介して受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを復号化する手段と、
前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置との接続を成立させる手段と、
前記復号化された暗号鍵を使用して前記復号化された暗号化プログラムを実行し、前記受講者映像情報を暗号化する手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記暗号化された受講者映像情報を前記講師側情報処理装置に前記地上網を介して送信する手段と、
を有し、前記キーコードは、暗号化処理と復号化処理とをした後に、前記講師側情報処理装置と前記受講者側情報処理装置とで同一の方法により、順次更新されることを特徴とする。
【００１５】
送信センターから通信衛星を介して暗号鍵および暗号化プログラムを受講者教室に送信する際に、通信衛星を介した受講者教室への情報通信はスクランブルを施されて送信されるために、暗号鍵および暗号化プログラムを安全かつ確実に受講者教室に送信することができ、受講者教室から送信センターへの情報通信を暗号化デジタルデータとすることで通信の秘匿性が高まる。
【００１８】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記暗号鍵または暗号化プログラムを定期または不定期に更新することを特徴とする。
【００１９】
暗号鍵や暗号化プログラムを更新することで、第三者には現在使用中の暗号鍵や暗号化アルゴリズムを知られるおそれを低減することができるため通信の秘匿性が高まる。
【００２２】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記地上網が、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のいずれか一またはこれらの組み合わせであることを特徴とする。
【００２３】
地上網の形態を問わず秘匿性の高い情報通信が行えるために、システムの構築の際に選択の幅が広がり、システム構築に係るコストの低減や通信品質の向上を図ることが可能になる。
【００２４】
また、前記選択手段は、前記地上網の種類に応じて、前記暗号化プログラムを選択する様にしても良い。
【００２５】
受講者教室が利用している通信環境に応じて暗号化プログラムを選択することで、情報漏洩しやすい通信環境の場合には暗号化および復号化に長時間を要しても秘匿性を高めることや、情報漏洩しにくい通信環境の場合には秘匿性が比較的低くても短時間で処理を完了させることを選択することができ、柔軟なシステム構築を行うことが可能となる。
【００２７】
また、前記課題を解決するための本発明を実現するプラグラムを送信センターの有する情報処理装置が実行することで、暗号鍵を第三者に傍受されることなく受講者教室に送信することが可能になる。
【００２９】
また、前記課題を解決するための本発明を実現するプログラムを受講者教室の有する情報処理装置が実行することで、送信センターから送信された暗号鍵を第三者に傍受されることなく受信し、受信した暗号鍵によりデジタルデータの暗号化を行って送信センターに暗号化デジタルデータを送信することが可能となり、インターネットを介した情報通信においても非常に秘匿性の高い情報通信を行うことが可能になる。
【００３１】
また、前記課題を解決するための本発明を実現するプラグラムを送信センターの有する情報処理装置が実行することにより、受講者教室が暗号化を施した暗号化デジタルデータを復号化してデジタルデータとすることが可能になり、インターネットを介した情報通信においても非常に秘匿性の高い情報通信を行うことが可能になる。
【００３２】
【実施の形態１】
以下に本発明における一実施例である実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は実施の形態１の遠隔地教育システムの構成を示した図で、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３と、地上網としてのインターネット４からなる。地上網とは送信センター１と受講教室３との間で情報通信を行うことが可能な情報通信網を意味し、電話回線網やＩＳＤＮ網やケーブルテレビ網や光ファイバー網であり、物理的に接続されていない携帯電話による通信や無線通信や衛星通信であってもよい。また、インターネット４はＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ／ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用したネットワークであるが、本願発明の一実施例を示すものに過ぎず、他のプロトコルを使用したネットワークであっても構わない。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００３３】
さらに送信センター１の情報処理装置６は図２に示すように、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２とキー生成手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とを有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
キー生成手段２３は、暗号化キー４１と復号化キー４２のキーペアを作成する。暗号化キー４１と復号化キー４２との関係としては、暗号化キー４１を用いて所定のアルゴリズムで暗号化したデータが、復号化キー４２を用いた所定のアルゴリズムのみで復号化可能であればよいが、暗号化キー４１を他人が入手した場合でも暗号化キー４１からは復号化キー４２を導出することが困難であることが望ましい。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
【００３４】
受講者教室３の情報処理手段９は図３に示すように、ＣＰＵ部３１と映像情報接続手段３２と情報記憶手段３３とを有している。
ＣＰＵ部３１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段３２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段３３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
【００３５】
次に実施の形態１の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図４は実施の形態１の遠隔教育システムでの、受講者教室３側から送信センター１側へのインターネット４を介した情報通信の暗号化の動作を示したフロー図である。通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００３６】
＜ステップ１＞送信センター１で情報処理手段６が受講者情報データベース２２から対象となる受講者教室３ａを抽出し、キー生成手段２３を作動させる。
＜ステップ２＞キー生成手段２３は暗号化キー４１と復号化キー４２のペアを作成し、受講者情報データベース２２に受講者教室３ａの属性情報のひとつとして復号化キー４２を保存する。
＜ステップ３＞送信センター１に受講者映像情報を送信可能にするための、送信センター１と受講者教３との接続を成立させるためのパスワードおよび接続先ポート番号を含んだアクセスキーをＣＰＵ部２１が作成する。
＜ステップ４＞講義映像情報と共に暗号化キー４１及びアクセスキーをステップ２で選択した受講者教室に対象限定配信する（対象限定配信については後述する）。
＜ステップ５＞受講者教室３ａでは、対象限定配信によって暗号化キー４１およびアクセスキーを受け取る。
＜ステップ６＞映像情報接続手段３２は同時に受信したアクセスキーを利用して送信センター１との接続要求を行う。
＜ステップ７＞送信センター１のＣＰＵ部２１は受講者教室３ａからの接続要求を受け、接続要求のアクセスキーが、ステップ３で作成したアクセスキーと同一である場合には、接続先ポート番号のポートを開放し、受講者教室３ａとの接続を成立させる。
＜ステップ８＞受講者教室３ａでは受講者側カメラ１０により受講者の映像を撮影して、情報処理装置９が受講者の映像を符号化して受講者映像情報とし、さらに暗号化キー４１を用いて暗号化受講者映像情報として送信センター１に送信する。
＜ステップ９＞情報処理手段６は、受講者情報データベース２２に記録されている受講者教室３ａに属する復号化キー４２を用いて、暗号化受講者映像情報の復号化を行い、受講者映像情報とする。
＜ステップ１０＞送信センター１では、ステップ２で選択した各受講者教室３ａからの受講者映像情報と、講師側カメラ７で撮影している講義の映像を合成して講義映像情報を作成して、送信アンテナ５から通信衛星２経由で全受講者教室に配信する。
＜ステップ１１＞講義が終了した後、講師が情報処理装置６の入力手段２５から接続切断の指示を入力すると、情報処理手段６は受講者情報データベース２２の受講者属性情報の発言回数などを更新し、ＣＰＵ部２１に接続切断の指示を伝える。
＜ステップ１２＞ＣＰＵ部２１は接続終了指示データを全ての受講者教室に送信し、その後受講者映像情報を受信していたポートを閉じる。
＜ステップ１３＞受講者教室３で接続終了指示データを受信した場合には、ＣＰＵ部３１は映像情報接続手段３２に接続終了の指示を出し、受講者映像情報の送信を停止させる。
【００３７】
上述のように通信毎にキー生成手段２３が暗号化キー４１と復号化キー４２のキーペアを作成する方法を用いてもよく、一回の通信において定期または不定期にステップ１からステップ１０を繰り返すことでキーペアの更新を行う方法を用いても良い。
【００３８】
次に、図４のステップ４で行われる対象限定配信について説明する。通信衛星２を介しての電波での講義映像情報およびデジタルデータの配信は、多数の配信先に遅延無く情報を配信することが可能であるという特徴を持つが、全ての受講者教室３の受信アンテナ８には同時に同一の情報が配信されるということであり、特定の受講者教室にだけ特定の情報を配信するためには、情報にスクランブルを施す必要がある。本発明の遠隔教育システムの場合には、講義映像情報は全ての受講者教室が受信して閲覧することが必要であり、それとは別に発呼指示データ等の受信対象を限定する必要がある。
【００３９】
全ての受講者教室で受信する情報については、従来から行われているデコーダ装置によるスクランブル解除で会員のみが閲覧することが出来る伝達方法を用いるが、対象を限定した情報伝達には別途暗号化を施した情報を送信して、対象となる受講者教室のみが情報を取得できるようにする。
【００４０】
次に対象限定配信における暗号化手順について例を挙げて説明するが、対象限定配信における暗号化の手法は任意で構わず、映像情報というリアルタイムの暗号化および復号化を要求される場面で用いることが可能であれば、ここで例示するものである必要はない。
【００４１】
予め各受講者教室３毎に固有のキーコードをベースキーとして確定しておき、受講者情報データベース２２に受講者属性情報の１つとして保存しておく。送信されるデータはパケットとして分割されて順次送信されるが、一番目のパケットはベースキーを用いて暗号化され、通信衛星を介して全ての受講者教室に配信される、暗号化されたパケットはベースキーを用いて復号化されるために、受信対象の受講者教室のみがパケットの取得が可能である。
送信センター側では直前に送出したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で暗号化処理を行い、キーコードを更新する。受講者教室側でも同様に、直前に取得したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で送信センター側と同様の暗号化処理を行い、キーコードを更新する。
以降は順次更新したキーコードによってパケットの暗号化および復号化を行い、キーコードの更新も順次行っていくことで、全てのパケットを暗号化して送信し、送信対象の受講教室でのみ全てのパケットの受信を行うことになる。
【００４２】
一番目のパケットを暗号化および復号化するベースキーが送信センター側と受講者教室側で同一であり、以降のキーコード更新において直前のパケットから抽出する１バイトの抽出アルゴリズムを同一にし、キーコードを更新する際の暗号化処理を送信センターと受講者教室とで同一の方法で行うことにより、更新されるキーコードは送信センター側と受講者教室側で毎回同一となるので、全ての受講者教室で暗号化された情報を受け取っても、復号化を行うことが出来るのは送信センターで設定した対象だけとなり、結果として対象限定配信を行うことが可能である。
【００４３】
以上に述べた本願発明の実施の形態１の方法を用いることにより、通信衛星からの電波を受信してデコーダ装置によってスクランブルを解除すること、および、対象限定配信を用いた情報通信によって対象となる受講者教室のみが暗号化キーを入手可能にすること、および、暗号化キーによる情報の暗号化の３段階で秘匿性が高められる。このため、第３者が受講者教室から送信センターへのインターネットを介した情報通信を傍受して内容を盗聴しようとした場合に、万一公開鍵方式の暗号化技術の公開鍵から秘密鍵を解読することができたとしても、暗号化キーを入手することさえ困難であるために秘匿性は飛躍的に高まる。
また、暗号化キーを送信センター側から受講者教室側に送信することが可能であるため、定期的または不定期にキー生成手段が暗号化キーと復号化キーを生成して、暗号化キーを受講者教室に送信してキーペアを更新することで秘匿性をさらに高めることが可能となる。
【００４４】
【実施の形態２】
次にに本発明における一実施例である実施の形態２について図面を参照して説明する。実施の形態２の遠隔地教育システムの構成は実施の形態１と同様に図５に示され、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３と、地上網としてのインターネット４からなる。地上網とは送信センター１と受講教室３との間で情報通信を行うことが可能な情報通信網を意味し、電話回線網やＩＳＤＮ網やケーブルテレビ網や光ファイバー網であり、物理的に接続されていない携帯電話による通信や無線通信や衛星通信であってもよい。また、インターネット４はＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ／ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用したネットワークであるが、本願発明の一実施例を示すものに過ぎず、他のプロトコルを使用したネットワークであっても構わない。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００４５】
さらに送信センター１の情報処理装置６は図６に示され、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２とキー生成手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とアルゴリズムデータベース２６を有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
キー生成手段２３は、暗号化キー４１と復号化キー４２のキーペアを作成する。暗号化キー４１と復号化キー４２との関係としては、暗号化キー４１を用いて所定のアルゴリズムで暗号化したデータが、復号化キー４２を用いた所定のアルゴリズムのみで復号化可能であればよいが、暗号化キー４１を他人が入手した場合でも暗号化キー４１からは復号化キー４２を導出することが困難であることが望ましい。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
アルゴリズムデータベース２６は、複数の暗号化および復号化のアルゴリズムを記録したデータベースであり、キー生成手段２３が作成した暗号化キー４１と復号化キー４２を用いて暗号化および復号化を実行するための暗号化プログラム４３および復号化プログラム４４が複数記録されている。
【００４６】
受講者教室３の情報処理手段９は図３に示すように、ＣＰＵ部３１と映像情報接続手段３２と情報記憶手段３３とを有している。
ＣＰＵ部３１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段３２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段３３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
【００４７】
次に実施の形態２の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図７は実施の形態２の遠隔教育システムでの、受講者教室３側から送信センター１側へのインターネット４を介した情報通信の暗号化の動作を示したフロー図である。通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００４８】
＜ステップ１＞送信センター１で情報処理手段６が受講者情報データベース２２から対象となる受講者教室３ａを抽出し、キー生成手段２３を作動させるとともに、アルゴリズムデータベース２６から暗号化プログラム４３を選択し、受講者情報データベース２２に受講者教室３ａの属性情報のひとつとして選択した暗号化プログラム４３の情報を記録する。
＜ステップ２＞キー生成手段２３は暗号化キー４１と復号化キー４２のペアを作成し、受講者情報データベース２２に受講者教室３ａの属性情報のひとつとして復号化キー４２を保存する。
＜ステップ３＞送信センター１に受講者映像情報を送信可能にするための、送信センター１と受講者教３との接続を成立させるためのパスワードおよび接続先ポート番号を含んだアクセスキーをＣＰＵ部２１が作成する。
＜ステップ４＞講義映像情報と共に暗号化キー４１および暗号化プログラム４３およびアクセスキーをステップ２で選択した受講者教室に対象限定配信する。
＜ステップ５＞受講者教室３ａでは、対象限定配信によって暗号化キー４１および暗号化プログラム４３およびアクセスキーを受け取る。
＜ステップ６＞映像情報接続手段３２は同時に受信したアクセスキーを利用して送信センター１との接続要求を行う。
＜ステップ７＞送信センター１のＣＰＵ部２１は受講者教室３ａからの接続要求を受け、接続要求のアクセスキーが、ステップ３で作成したアクセスキーと同一である場合には、接続先ポート番号のポートを開放し、受講者教室３ａとの接続を成立させる。
＜ステップ８＞受講者教室３ａでは受講者側カメラ１０により受講者の映像を撮影して、情報処理装置９が受講者の映像を符号化して受講者映像情報とし、さらに暗号化キー４１を用いて暗号化プログラム４３を実行して暗号化受講者映像情報として送信センター１に送信する。
＜ステップ９＞情報処理手段６は、受講者情報データベース２２に記録されている受講者教室３ａに属する暗号化プログラム４３に対応する復号化プログラム４４をアルゴリズムデータベース２６から選択し、復号化キー４２を用いて復号化プログラム４４を実行して、暗号化受講者映像情報の復号化を行い、受講者映像情報とする。
＜ステップ１０＞送信センター１では、ステップ２で選択した各受講者教室３ａからの受講者映像情報と、講師側カメラ７で撮影している講義の映像を合成して講義映像情報を作成して、送信アンテナ５から通信衛星２経由で全受講者教室に配信する。
＜ステップ１１＞講義が終了した後、講師が情報処理装置６の入力手段２５から接続切断の指示を入力すると、情報処理手段６は受講者情報データベース２２の受講者属性情報の発言回数などを更新し、ＣＰＵ部２１に接続切断の指示を伝える。
＜ステップ１２＞ＣＰＵ部２１は接続終了指示データを全ての受講者教室に送信し、その後受講者映像情報を受信していたポートを閉じる。
＜ステップ１３＞受講者教室３で接続終了指示データを受信した場合には、ＣＰＵ部３１は映像情報接続手段３２に接続終了の指示を出し、受講者映像情報の送信を停止させる。
【００４９】
上述のように通信毎に暗号化プログラム４３の選択および送信をし、キー生成手段２３が暗号化キー４１と復号化キー４２のキーペアを作成する方法を用いてもよく、一回の通信において定期または不定期に暗号化プログラム４３を選択して送信するステップ１からステップ１０を繰り返すことで暗号化プログラム４３とキーペアの更新を行う方法を用いても良い。また、暗号化プログラム４３とキーペアは同時に更新する必要はなく、どちらか一方のみを更新してもよい。
【００５０】
以上に述べた本願発明の実施の形態２により、送信センター１側で選択した暗号化プログラム４３を受講者教室３ａに対象限定配信することができるため、通信毎または通信期間中において暗号化プログラム４３とキーペアを更新することが可能であり、実施の形態１同様に通信衛星からの電波を受信してデコーダ装置によってスクランブルを解除すること、および、対象限定配信を用いた情報通信によって対象となる受講者教室のみが暗号化キーを入手可能にすること、および、暗号化キーによる情報の暗号化の３段階で秘匿性が高められ、さらに、暗号化プログラムの更新という要素が加わる。このため、第３者が受講者教室から送信センターへのインターネットを介した情報通信を傍受して内容を盗聴しようとした場合に、万一公開鍵方式の暗号化技術の公開鍵から秘密鍵を解読することができたとしても、暗号化キーを入手することさえ困難であり、さらに、暗号化プログラムのアルゴリズムを知ることも困難であるために秘匿性は飛躍的に高まる。
また、暗号化キーを送信センター側から受講者教室側に送信することが可能であるため、定期的または不定期にキー生成手段が暗号化キーと復号化キーを生成して、暗号化キーを受講者教室に送信してキーペアを更新することで秘匿性をさらに高めることが可能となる。
【００５１】
【実施の形態３】
実施の形態２では地上網として、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信、衛星通信を例示したが、例示した通信方法を単独で用いたものであっても、複数を組み合わせて利用するものであっても良い。
【００５２】
複数の通信方法を組み合わせて上述した遠隔教育システムを構築した場合には、送信センター１の情報処理手段６に含まれている受講者情報データベース２２に、受講者教室３それぞれの接続方法および通信方法を記録し、その接続方法および通信方法のセキュリティーレベルに応じた秘匿性を実現する暗号化プログラム４３をアルゴリズムデータベース２６から選択し、以下実施の形態２のステップ１以降と同様に動作させる。
【００５３】
受講者教室３が利用している通信環境に応じて暗号化プログラム４３を選択することで、情報漏洩しやすい通信環境の場合には暗号化および復号化に長時間を要しても秘匿性を高めることや、情報漏洩しにくい通信環境の場合には秘匿性が比較的低くても短時間で処理を完了させることを選択することができ、柔軟なシステム構築を行うことが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
送信センターから通信衛星を介して暗号鍵および暗号化プログラムを受講者教室に送信するため、デジタルデータに暗号化を施すための暗号鍵および暗号化プログラムを安全かつ確実に受講者教室に送信することができ、受講者教室から送信センターへの情報通信を暗号化デジタルデータとすることで通信の秘匿性が高まる。また、送信センターに設けられた情報処理装置のキー生成手段が暗号鍵と復号鍵のキーペアを作成するため、暗号鍵と復号鍵の管理を送信センター側で行うことが可能であり、受講者教室側では暗号鍵の管理を行う必要が無く、暗号鍵の管理に伴う労力の低減および情報漏洩の可能性の低下を図ることが可能である。
【００５５】
暗号鍵や暗号化プログラムを更新することで、第三者には現在使用中の暗号鍵や暗号化アルゴリズムを知られるおそれを低減することができるため通信の秘匿性が高まり、通信衛星を介する暗号鍵や暗号化プログラムの送信に加えて、対象限定配信を使用することにより、第三者には暗号鍵や暗号化プログラムを受け取ることが不可能になるため通信の秘匿性が高まる。さらに、地上網の形態を問わず秘匿性の高い情報通信が行えるために、システムの構築の際に選択の幅が広がり、システム構築に係るコストの低減や通信品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の遠隔教育システムの構成を示した図
【図２】実施の形態１の送信センター側の情報処理装置の構成
【図３】実施の形態１および２の受講者教室側の情報処理装置の構成
【図４】実施の形態１の動作を表すフロー図
【図５】実施の形態２の遠隔教育システムの構成を示した図
【図６】実施の形態２の送信センター側の情報処理装置の構成
【図７】実施の形態２の動作を表すフロー図
【図８】従来の遠隔教育システムの構成を示した図
【符号の説明】
１……送信センター
２……通信衛星
３……受講者教室
４……インターネット
５……送信アンテナ
６、９……情報処理装置
７……講師側カメラ
８……受信アンテナ
１０……受講者側カメラ
２１、３１……ＣＰＵ部
２２……受講者情報データベース
２３……キー生成手段
２４、３３……情報記憶手段
２５……入力手段
２６……アルゴリズムデータベース
３２……映像情報接続手段
４１……暗号化キー
４２……復号化キー
４３……暗号化プログラム
４４……復号化プログラム[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a distance education system using a communication satellite and a terrestrial network.
[0002]
[Prior art]
With the rapid development of the Internet in recent years, interactive video conference systems and distance education systems using the Internet have been proposed. However, even if the bandwidth used for data communication becomes wide, the possibility of a transmission time difference for each user cannot be excluded due to the nature of the information transmission method called the Internet.
[0003]
Therefore, a system that uses a communication satellite as a means for transmitting video and audio to all users at the same time and uses information transmission through the Internet network in order to obtain bidirectionality has also been proposed. A conventional distance learning system will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram showing an overview of a distance learning system using a communication satellite and the Internet network. The distance education system includes a transmission center 1, a communication satellite 2, a classroom 3 and the Internet 4. The transmission center 1 has a transmission antenna 5, an information processing device 6, and a lecturer side camera 7, and the student classroom 3 has a reception antenna 8, an information processing device 9, and a student side camera 10. There are a plurality of student classrooms having the same configuration as the student classroom 3.
[0004]
The lecturer who is the facilitator of the lecture gives a lecture at the transmission center 1 toward the instructor-side camera 7, and the information processing device 6 connected to the instructor-side camera 7 takes lecture video information (sound is also recorded). Are transmitted from the transmission antenna 5 to the communication satellite 2. At this time, the lecture video information is encoded and encrypted as necessary to digitize the lecture video information, and modulated using digital phase data (QPSK: Quad Phase Shift Keying) and the like used by the computer. By doing so, digital information is transmitted by radio waves.
[0005]
The communication satellite 2 propagates the radio wave received from the transmission antenna 5 to the ground, the reception antenna 8 provided in each student classroom 3 receives the radio wave, and the information processing device 9 demodulates the phase modulation, thereby giving lecture video information. Or digital data. The extracted video information is displayed on the television screen, and the digital data is stored in the information processing device 9. When information transmission is performed on the transmission center 1 side, the information processing device 6 scrambles the video information and digital data, and the information processing device 9 on the student classroom 3 side releases the scramble so that only the contractor can Lecture video information and digital data can be received.
[0006]
In the student classroom 3, the student takes pictures of the student video information (including sound) by speaking in front of the student camera 10 while viewing the lecturer video information displayed on the TV screen. The student camera 10 and the information processing device 9 connected to the Internet 4 digitize the student video information and add digital data, and send the student video information and digital data via the Internet 4 to the information of the transmission center 1. Transmit to the processing device 6.
[0007]
The information processing device 6 of the transmission center 1 combines the video and audio captured by the instructor-side camera 7 with the student video information transmitted via the Internet 4 into lecture video information that can be displayed on one screen. The transmission antenna 5 can also transmit to the student classroom 3 via the communication satellite 2. Thereby, each student can view the lecture video information including the student video information, and a conversation between the students can be established.
[0008]
As described above, in the video conference system and the distance education system that have been proposed in the past, the student video information from each student classroom 3 is transmitted to the transmission center 1 via the Internet 4, and each student classroom 3 receives a lecture video. By receiving information as radio waves from the communication satellite 2, a bidirectional remote education system with simultaneity for students at a plurality of points has been established.
[0009]
However, in the above-described conventional video conference system and distance education system, video information and digital data from the transmission center 1 are scrambled and transmitted. However, video information and digital data from the student classroom 3 are not encrypted, and video information and digital data may be illegally intercepted by others due to the characteristics of information communication over the Internet.
It is necessary to improve the confidentiality of video information and digital data from the student classroom side to the transmission center side using some kind of encryption technology. However, when a common key encryption technique is used, it is necessary to prevent a third party from obtaining the key. In addition, when the public key encryption technique is used, there is a possibility that the secret key is not calculated from the public key, and there is a problem that the psychological anxiety of the user remains.
[0010]
Accordingly, it is required to take measures to make it impossible for a third party to obtain an encryption key used for encryption. However, there is a possibility that transmission / reception of encryption keys via the Internet will be intercepted by a third party. In addition, when the encryption key is recorded on a magnetic recording medium or the like and the recording medium is mailed, it is necessary for the user himself / herself to strictly manage the encryption key. Furthermore, if an encryption key is obtained by a third party, it is necessary to update the encryption key, and labor and time are spent on updating and managing the encryption key.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. In a remote education system using a communication satellite, it is unlikely that an encryption key will be obtained by a third party, and the user manages the key. It is an object of the present invention to provide a distance learning system with excellent confidentiality that can exchange an unnecessary encryption key.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The distance learning system of the present invention for solving the above problems is a distance learning system that performs bidirectional information transmission between a transmission center and a plurality of student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network.
  The transmission center has an information transmission function to the communication satellite and an information reception function from the terrestrial network.Instructor-side information processing deviceAnd saidInstructor-side information processing deviceConnect to and output predetermined video informationInstructor-side photography deviceAnd
  The student classroom has an information transmission function to the ground network and an information reception function from the communication satellite.Student side information processing deviceAnd saidStudent side information processing deviceConnect to and output predetermined video informationStudent side photographing deviceAnd
  SaidInstructor-side information processing deviceIs
  A student information database that records and manages attribute information, which is information including a key code assigned to each of the plurality of student classrooms and is predetermined information about the student classrooms, for each student classroom,
  Extraction means for extracting a predetermined student classroom from the plurality of student classrooms managed in the student information database;
  Student-side photographing device related to the extracted student classroomIs video information to be outputStudent video informationA key generation means for creating an encryption key for encrypting the encryption key and a decryption key corresponding to the encryption key;
  Student-side information processing apparatus related to the extracted student classroomAnd saidInstructor-side information processing deviceAn access key creating means for creating an access key including a password and a connection destination port number for establishing a connection with
  A storage unit that associates the created decryption key with the extracted student classroom and stores it in the student information database;
  An encryption method using a key code assigned to the extracted student classroomAnd means for encrypting the created encryption key and access key;
  Means for scrambling lecture video information, which is video information taken by the lecturer-side photographing device, and for scrambling the encrypted encryption key and access key when a student classroom is extracted by the extraction means When,
  Lecture video information subjected to the scramble for the student side information processing devices in the plurality of student classrooms via the communication satelliteSequentiallyShiWhen the student classroom is extracted by the extraction means,Lecture video information that has been scrambledWithThe scrambledEncrypted encryption key and access key at the same timeAnd means for transmitting connection termination instruction data for stopping transmission of the student video information when a connection disconnection instruction is issued.When,
  SaidStudent side information processing deviceIn response to a connection request fromStudent information processing deviceAfter confirming that the access key received from is the same as the created access key, via the terrestrial network,Student information processing deviceEstablish a connection with, Means for terminating the connection after transmitting the connection termination instruction dataWhen,
  ConnectedRelated to student information processing equipmentUsing the decryption key stored in the student information database corresponding to the student classroom,Student information processing deviceEncrypted received fromStudent video informationDecryptmeansWhen,
  SaidDecryptedStudent video informationWhenLecture video informationAnd synthesizemeansWhen,
  SaidComposite video informationScramble the synthesized video information, and the scrambled synthesized video informationThe plurality of student classroomsStudent side information processing deviceVia the communication satellitemeansWhen,
  And saidStudent side information processing deviceIs
  Along with the scrambled lecture video information, the scrambledEncrypted encryption key and access keyThe instructor side information processing apparatusFromVia the communication satelliteMeans for receiving;
  A decoder device for descrambling the received lecture video information, encryption key, and access key;
  A decryption method using the key code assigned to the student classroomSaidIn the encryption method and the corresponding decryption method,UnscrambledDecrypt encryption key and access keymeansWhen,
  On the condition that the encrypted encryption key and the access key are received at the same time, using the decrypted access key, via the terrestrial network, theInstructor-side information processing deviceEstablish a connection withmeansWhen,
  Using the decrypted encryption key,Student video informationEncryptmeansWhen,
  SaidInstructor-side information processing deviceWhen connection with is established,SaidEncryptedThe student video information is sent to the instructor side information processing device via the terrestrial network.SendmeansWhen,
  The key code is encrypted and decrypted, andInstructor-side information processing deviceAnd saidStudent side information processing deviceAre sequentially updated by the same method.
[0013]
  When transmitting the encryption key from the transmission center to the student classroom via the communication satellite, the information communication to the student classroom via the communication satellite is scrambled and transmitted, so the encryption key is secure and secure. Can be transmitted to the student classroom, and the information communication from the student classroom to the transmission center is made into encrypted digital data, thereby improving the confidentiality of the communication.
Since the key generation means of the information processing device provided in the transmission center creates a key pair of the encryption key and the decryption key, it is possible to manage the encryption key and the decryption key on the transmission center side. It is not necessary to manage the encryption key, and it is possible to reduce the labor associated with the management of the encryption key and reduce the possibility of information leakage.
In addition to the transmission of encryption keys and encryption programs via communication satellites, the use of target-limited distribution makes it impossible for third parties to receive encryption keys and encryption programs, thus making communication confidential. Rise.
[0014]
  In addition, a distance learning system according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a distance learning system that performs bidirectional information transmission between a transmission center and a plurality of student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network. In
  The transmission center has an information transmission function to the communication satellite and an information reception function from the terrestrial network.Instructor-side information processing deviceAnd saidInstructor-side information processing deviceConnect to and output predetermined video informationInstructor-side photography deviceAnd
  The student classroom has an information transmission function to the ground network and an information reception function from the communication satellite.Student side information processing deviceAnd saidStudent side information processing deviceConnect to and output predetermined video informationStudent side photographing deviceAnd
  SaidInstructor-side information processing deviceIs
  A student information database that records and manages attribute information, which is information including a key code assigned to each of the plurality of student classrooms and is predetermined information about the student classrooms, for each student classroom,
  Extraction means for extracting a predetermined student classroom from the plurality of student classrooms managed in the student information database;
  Student-side photographing device related to the extracted student classroomIs video information to be outputStudent video informationA key generation means for creating an encryption key for encrypting the encryption key and a decryption key corresponding to the encryption key;
  Student-side information processing apparatus related to the extracted student classroomAnd saidInstructor-side information processing deviceAn access key creating means for creating an access key including a password and a connection destination port number for establishing a connection with
  SaidAn algorithm database in which a plurality of encryption programs and decryption programs for performing encryption and decryption are recorded using the created encryption key and decryption key;
  When a student classroom is extracted by the extraction means, a predetermined encryption program is selected from a plurality of encryption programs recorded in the algorithm database.Selection meansWhen,
  Storage means for associating the created decryption key, the selected encryption program, and the extracted student classroom, and storing them in the student information database;
  An encryption method using a key code assigned to the extracted student classroomAnd means for encrypting the created encryption key and access key and the selected encryption program;
  The lecture video information, which is video information taken by the lecturer-side imaging device, is scrambled, and when the student classroom is extracted by the extraction means, the encrypted encryption key, access key, and encryption program are Scramble means,
  Lecture video information subjected to the scramble for the student side information processing devices in the plurality of student classrooms via the communication satelliteSequentiallyShiWhen the student classroom is extracted by the extraction means,Lecture video information that has been scrambledWithThe scrambledEncrypted encryption key, access key and encryption program at the same timeAnd means for transmitting connection termination instruction data for stopping transmission of the student video information when a connection disconnection instruction is issued.When,
  SaidStudent side information processing deviceIn response to a connection request fromStudent information processing deviceAfter confirming that the access key received from is the same as the created access key, via the terrestrial network,Student information processing deviceEstablish a connection with, Means for terminating the connection after transmitting the connection termination instruction dataWhen,
  ConnectedRelated to student information processing equipmentA decryption program corresponding to the encryption program stored in the student information database corresponding to the student classroom is selected from the algorithm database.meansWhen,
  ConnectedRelated to student information processing equipmentUsing the decryption key stored in the student information database corresponding to the student classroom, executing the selected decryption program,Student information processing deviceEncrypted received fromStudent video informationDecryptmeansWhen,
  SaidDecryptedStudent video informationWhenLecture video informationAnd synthesizemeansWhen,
  SaidComposite video informationScramble the synthesized video information, and the scrambled synthesized video informationThe plurality of student classroomsStudent side information processing deviceVia the communication satellitemeansWhen,
  And saidStudent side information processing deviceIs
  Along with the scrambled lecture video information, the scrambledEncrypted encryption key, access key and encryption programThe instructor side information processing apparatusFromVia the communication satelliteReceivemeansWhen,
  A decoder device for canceling scrambling applied to the received lecture video information, encryption key, access key, and encryption program;
  A decryption method using the key code assigned to the student classroomSaidIn the encryption method and the corresponding decryption method,UnscrambledDecrypt the encryption key, access key, and encryption programmeansWhen,
  On the condition that the encrypted encryption key, the access key, and the encryption program are received simultaneously, the decrypted access key is used, via the terrestrial network,Instructor-side information processing deviceEstablish a connection withmeansWhen,
  Executing the decrypted encryption program using the decrypted encryption key;Student video informationEncryptmeansWhen,
  SaidInstructor-side information processing deviceWhen connection with is established,SaidEncryptedThe student video information is sent to the instructor side information processing device via the terrestrial network.SendmeansWhen,
  The key code is encrypted and decrypted, andInstructor-side information processing deviceAnd saidStudent side information processing deviceAre sequentially updated by the same method.
[0015]
When transmitting the encryption key and encryption program from the transmission center to the student classroom via the communication satellite, the information communication to the student classroom via the communication satellite is scrambled and transmitted. In addition, the encryption program can be securely and reliably transmitted to the student classroom, and the confidentiality of communication is enhanced by using encrypted digital data for information communication from the student classroom to the transmission center.
[0018]
  Further, the distance learning system of the present invention for solving the above-described problem is characterized in that the encryption key isOrThe encryption program is updated regularly or irregularly.
[0019]
By updating the encryption key and the encryption program, it is possible to reduce the possibility that a third party will know the encryption key and encryption algorithm that are currently in use, so the confidentiality of communication is increased.
[0022]
  Further, the distance learning system of the present invention for solving the above-mentioned problem is characterized in that the terrestrial network is a telephone line network, ISDN network, cable television network, optical fiber network, communication by mobile phone,Any of wireless communicationIt is characterized by being one or a combination thereof.
[0023]
Since highly confidential information communication can be performed regardless of the form of the terrestrial network, the range of selection is widened when the system is constructed, and it is possible to reduce the cost associated with the system construction and improve the communication quality.
[0024]
  Also, the aboveThe selection means may select the encryption program according to the type of the terrestrial network.
[0025]
By selecting an encryption program according to the communication environment used by the student classroom, it is possible to improve confidentiality even if it takes a long time for encryption and decryption in a communication environment where information leakage is likely to occur. In the case of a communication environment in which information leakage is difficult, it is possible to select to complete the processing in a short time even if the secrecy is relatively low, and it is possible to construct a flexible system.
[0027]
  Also, the present invention for solving the above problems is realized.When the information processing apparatus having the transmission center is executed, the encryption key can be transmitted to the student classroom without being intercepted by a third party.
[0029]
  Also, the present invention for solving the above problems is realized.The information processing device in the student classroom executes the program so that the encryption key transmitted from the transmission center is received without being intercepted by a third party, and the digital data is encrypted using the received encryption key. It becomes possible to transmit the encrypted digital data to the transmission center, and it is possible to perform highly confidential information communication even in information communication via the Internet.
[0031]
  Also, the present invention for solving the above problems is realized.When the information processing device in the transmission center executes the program, it becomes possible to decrypt the encrypted digital data encrypted by the student classroom into digital data, and also in information communication via the Internet It becomes possible to perform highly confidential information communication.
[0032]
Embodiment 1
A first embodiment, which is an example of the present invention, will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the remote education system according to the first embodiment, which includes a transmission center 1, a communication satellite 2, a classroom 3, and the Internet 4 as a terrestrial network. The terrestrial network means an information communication network capable of information communication between the transmission center 1 and the attending classroom 3, and is a telephone line network, ISDN network, cable TV network, or optical fiber network, and is physically connected. Communication by a mobile phone that is not performed, wireless communication, or satellite communication may be used. The Internet 4 is a network that uses TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), but is merely an example of the present invention, and may be a network that uses other protocols. . The transmission center 1 has a transmission antenna 5, an information processing device 6, and a lecturer side camera 7, and the student classroom 3 has a reception antenna 8, an information processing device 9, and a student side camera 10. There are a plurality of student classrooms having the same configuration as the student classroom 3.
[0033]
Further, as shown in FIG. 2, the information processing apparatus 6 of the transmission center 1 includes a CPU unit 21, a student information database 22, a key generation unit 23, an information storage unit 24, and an input unit 25.
The CPU unit 21 performs all arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 6, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The student information database 22 records and manages student attribute information such as the name, address, number of viewers, number of utterances, test results, and group of each student classroom.
The key generation unit 23 creates a key pair of the encryption key 41 and the decryption key 42. The relationship between the encryption key 41 and the decryption key 42 is that data encrypted with a predetermined algorithm using the encryption key 41 can be decrypted only with the predetermined algorithm using the decryption key 42. Although it is good, it is desirable that it is difficult to derive the decryption key 42 from the encryption key 41 even when another person obtains the encryption key 41.
The information storage means 24 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
The input unit 25 is a device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a voice recognition device, and the lecturer inputs a command to the information processing device 6.
[0034]
As shown in FIG. 3, the information processing means 9 in the student classroom 3 has a CPU unit 31, a video information connection means 32, and an information storage means 33.
The CPU unit 31 performs arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 9, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The video information connection means 32 is means for transmitting the student video information to the transmission center 1 via the Internet 4 and transmits the student video information only when receiving a call instruction from the transmission center 1. .
The information storage means 33 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
[0035]
Next, the operation of the distance learning system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of encrypting information communication via the Internet 4 from the student classroom 3 side to the transmission center 1 side in the distance learning system of the first embodiment. The information transmission operation of the communication satellite 2 and the Internet 4 is omitted because there is no difference from the operation in the conventional example. Accordingly, only the description of the operation of the transmission center 1 and the student classroom 3 is provided, but the transmission of lecture video information and digital data from the transmission center 1 to the student classroom 3 is transmitted from the student classroom 3 via the communication satellite 2. Transmission of student video information and the like to the transmission center 1 is realized by the respective protocols via the Internet 4.
[0036]
<Step 1> At the transmission center 1, the information processing means 6 extracts the target student classroom 3a from the student information database 22 and activates the key generation means 23.
<Step 2> The key generation unit 23 creates a pair of the encryption key 41 and the decryption key 42, and stores the decryption key 42 in the student information database 22 as one of the attribute information of the student classroom 3a.
<Step 3> An access key including a password and a connection destination port number for establishing connection between the transmission center 1 and the student faculty 3 to enable transmission of the student video information to the transmission center 1 21 creates.
<Step 4> Subject distribution is performed to the student classroom selected in Step 2 together with the lecture video information and the encryption key 41 and the access key (the target limitation distribution will be described later).
<Step 5> The student classroom 3a receives the encryption key 41 and the access key by subject limited distribution.
<Step 6> The video information connection means 32 makes a connection request with the transmission center 1 using the access key received at the same time.
<Step 7> The CPU unit 21 of the transmission center 1 receives the connection request from the student classroom 3a, and when the access key of the connection request is the same as the access key created in Step 3, the connection port number is set. Open the port and establish a connection with the student classroom 3a.
<Step 8> In the student classroom 3a, the student's video is taken by the student's camera 10, and the information processing apparatus 9 encodes the student's video as student video information, and further uses the encryption key 41. To the transmission center 1 as encrypted student video information.
<Step 9> The information processing means 6 decrypts the encrypted student video information by using the decryption key 42 belonging to the student classroom 3a recorded in the student information database 22 to obtain the student video information. And
<Step 10> The transmission center 1 creates lecture video information by synthesizing the student video information from each student classroom 3a selected in Step 2 and the video of the lecture taken by the lecturer side camera 7. Then, it is distributed to all student classrooms from the transmission antenna 5 via the communication satellite 2.
<Step 11> When the lecturer inputs a disconnection instruction from the input unit 25 of the information processing apparatus 6 after the lecture is finished, the information processing unit 6 updates the number of utterances of the student attribute information in the student information database 22 Then, the CPU 21 is instructed to disconnect the connection.
<Step 12> The CPU unit 21 transmits connection end instruction data to all the student classrooms, and then closes the port that has received the student video information.
<Step 13> When the connection end instruction data is received in the student classroom 3, the CPU unit 31 instructs the video information connection means 32 to end the connection and stops the transmission of the student video information.
[0037]
As described above, a method may be used in which the key generation means 23 creates a key pair of the encryption key 41 and the decryption key 42 for each communication, and steps 1 to 10 are repeated regularly or irregularly in one communication. Thus, a method of updating the key pair may be used.
[0038]
Next, the target limited delivery performed in step 4 of FIG. 4 will be described. Distribution of lecture video information and digital data by radio waves via the communication satellite 2 has the feature that information can be distributed without delay to a large number of distribution destinations. This means that the same information is distributed to the antenna 8 at the same time. In order to distribute specific information only to a specific student classroom, it is necessary to scramble the information. In the case of the distance learning system of the present invention, lecture video information needs to be received and browsed by all student classrooms, and separately, it is necessary to limit receiving targets such as calling instruction data.
[0039]
For the information received in all student classrooms, a transmission method that can be viewed only by members by descrambling by a conventional decoder device is used, but encryption is separately performed for limited information transmission Send the information you give so that only the target student classroom can get the information.
[0040]
Next, the encryption procedure for target-limited distribution will be described with an example. However, the encryption method for target-limited distribution may be arbitrary, and should be used in situations where real-time encryption and decryption of video information is required. If possible, it need not be exemplified here.
[0041]
A key code unique to each student classroom 3 is determined in advance as a base key and stored in the student information database 22 as one piece of student attribute information. The data to be transmitted is divided into packets and sent sequentially, but the first packet is encrypted using the base key and is sent to all student classrooms via the communication satellite. Is decrypted using the base key, so that only the receiving student classroom can obtain the packet.
On the transmission center side, one byte is extracted from the packet sent immediately before, and encryption processing is performed with the key code to update the key code. Similarly, on the student classroom side, one byte is extracted from the packet acquired immediately before, and the same encryption processing as that on the transmission center side is performed between the key code and the key code is updated.
After that, the packet is encrypted and decrypted with the sequentially updated key code, and the key code is also updated in sequence, so that all packets are encrypted and transmitted, and all packets are sent only in the classroom for transmission. Will be received.
[0042]
The base key for encrypting and decrypting the first packet is the same on the transmission center side and the student classroom side, and the 1-byte extraction algorithm extracted from the previous packet in the subsequent key code update is the same, and the key code By performing the same encryption process at the sending center and the student classroom, the updated key code is the same every time on the sending center side and the student classroom side. Even if the encrypted information is received in the classroom, the decryption can be performed only for the target set in the transmission center, and as a result, the target limited distribution can be performed.
[0043]
By using the method of the first embodiment of the present invention described above, a radio wave from a communication satellite is received, descrambling is performed by a decoder device, and information communication using target limited distribution is targeted. Confidentiality is enhanced in three stages: making the encryption key available only to the student classroom and encrypting information with the encryption key. For this reason, if a third party intercepts information communication via the Internet from the student classroom to the transmission center and attempts to eavesdrop on the contents, the secret key must be obtained from the public key of the public key encryption technology. Even if it can be decrypted, since it is difficult to obtain the encryption key, the secrecy is greatly increased.
Moreover, since the encryption key can be transmitted from the transmission center side to the student classroom side, the key generation means generates the encryption key and the decryption key periodically or irregularly, and the encryption key is It is possible to further enhance confidentiality by updating the key pair by sending it to the student classroom.
[0044]
Embodiment 2
Next, a second embodiment which is an example of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the remote education system according to the second embodiment is shown in FIG. 5 as in the first embodiment, and includes a transmission center 1, a communication satellite 2, a classroom 3, and the Internet 4 as a terrestrial network. The terrestrial network means an information communication network capable of information communication between the transmission center 1 and the attending classroom 3, and is a telephone line network, ISDN network, cable TV network, or optical fiber network, and is physically connected. Communication by a mobile phone that is not performed, wireless communication, or satellite communication may be used. The Internet 4 is a network that uses TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), but is merely an example of the present invention, and may be a network that uses other protocols. . The transmission center 1 has a transmission antenna 5, an information processing device 6, and a lecturer side camera 7, and the student classroom 3 has a reception antenna 8, an information processing device 9, and a student side camera 10. There are a plurality of student classrooms having the same configuration as the student classroom 3.
[0045]
Further, the information processing apparatus 6 of the transmission center 1 is shown in FIG. 6, and has a CPU unit 21, student information database 22, key generation means 23, information storage means 24, input means 25, and algorithm database 26.
The CPU unit 21 performs all arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 6, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The student information database 22 records and manages student attribute information such as the name, address, number of viewers, number of utterances, test results, and group of each student classroom.
The key generation unit 23 creates a key pair of the encryption key 41 and the decryption key 42. The relationship between the encryption key 41 and the decryption key 42 is that data encrypted with a predetermined algorithm using the encryption key 41 can be decrypted only with the predetermined algorithm using the decryption key 42. Although it is good, it is desirable that it is difficult to derive the decryption key 42 from the encryption key 41 even when another person obtains the encryption key 41.
The information storage means 24 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
The input unit 25 is a device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a voice recognition device, and the lecturer inputs a command to the information processing device 6.
The algorithm database 26 is a database in which a plurality of encryption and decryption algorithms are recorded, and is used to execute encryption and decryption using the encryption key 41 and the decryption key 42 created by the key generation unit 23. A plurality of encryption programs 43 and decryption programs 44 are recorded.
[0046]
As shown in FIG. 3, the information processing means 9 in the student classroom 3 has a CPU unit 31, a video information connection means 32, and an information storage means 33.
The CPU unit 31 performs arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 9, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The video information connection means 32 is means for transmitting the student video information to the transmission center 1 via the Internet 4 and transmits the student video information only when receiving a call instruction from the transmission center 1. .
The information storage means 33 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
[0047]
  Next, the operation of the distance learning system according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG.Embodiment 2It is the flowchart which showed the operation | movement of the encryption of the information communication via the internet 4 from the student classroom 3 side to the transmission center 1 side in the remote education system. The information transmission operation of the communication satellite 2 and the Internet 4 is omitted because there is no difference from the operation in the conventional example. Accordingly, only the description of the operation of the transmission center 1 and the student classroom 3 is provided, but the transmission of lecture video information and digital data from the transmission center 1 to the student classroom 3 is transmitted from the student classroom 3 via the communication satellite 2. Transmission of student video information and the like to the transmission center 1 is realized by the respective protocols via the Internet 4.
[0048]
<Step 1> In the transmission center 1, the information processing means 6 extracts the target student classroom 3a from the student information database 22, activates the key generation means 23, and selects the encryption program 43 from the algorithm database 26. The information of the encryption program 43 selected as one of the attribute information of the student classroom 3a is recorded in the student information database 22.
<Step 2> The key generation unit 23 creates a pair of the encryption key 41 and the decryption key 42, and stores the decryption key 42 in the student information database 22 as one of the attribute information of the student classroom 3a.
<Step 3> An access key including a password and a connection destination port number for establishing connection between the transmission center 1 and the student faculty 3 to enable transmission of the student video information to the transmission center 1 21 creates.
<Step 4> Along with the lecture video information, the encryption key 41, the encryption program 43, and the access key are subject-distributed to the student classroom selected in Step 2.
<Step 5> The student classroom 3a receives the encryption key 41, the encryption program 43, and the access key by subject limited distribution.
<Step 6> The video information connection means 32 makes a connection request with the transmission center 1 using the access key received at the same time.
<Step 7> The CPU unit 21 of the transmission center 1 receives the connection request from the student classroom 3a, and when the access key of the connection request is the same as the access key created in Step 3, the connection port number is set. Open the port and establish a connection with the student classroom 3a.
<Step 8> In the student classroom 3a, the student's video is taken by the student's camera 10, and the information processing apparatus 9 encodes the student's video as student video information, and further uses the encryption key 41. The encryption program 43 is executed and transmitted to the transmission center 1 as encrypted student video information.
<Step 9> The information processing means 6 selects a decryption program 44 corresponding to the encryption program 43 belonging to the student classroom 3a recorded in the student information database 22 from the algorithm database 26, and selects the decryption key 42. Using this, the decryption program 44 is executed to decrypt the encrypted student video information to obtain student video information.
<Step 10> The transmission center 1 creates lecture video information by synthesizing the student video information from each student classroom 3a selected in Step 2 and the video of the lecture taken by the lecturer side camera 7. Then, it is distributed to all student classrooms from the transmission antenna 5 via the communication satellite 2.
<Step 11> When the lecturer inputs a disconnection instruction from the input unit 25 of the information processing apparatus 6 after the lecture is finished, the information processing unit 6 updates the number of utterances of the student attribute information in the student information database 22 Then, the CPU 21 is instructed to disconnect the connection.
<Step 12> The CPU unit 21 transmits connection end instruction data to all the student classrooms, and then closes the port that has received the student video information.
<Step 13> When the connection end instruction data is received in the student classroom 3, the CPU unit 31 instructs the video information connection means 32 to end the connection and stops the transmission of the student video information.
[0049]
As described above, a method may be used in which the encryption program 43 is selected and transmitted for each communication, and the key generation means 23 creates a key pair of the encryption key 41 and the decryption key 42. Alternatively, a method may be used in which the encryption program 43 and the key pair are updated by repeating Step 1 to Step 10 in which the encryption program 43 is selected and transmitted irregularly. Further, it is not necessary to update the encryption program 43 and the key pair at the same time, and only one of them may be updated.
[0050]
  According to the second embodiment of the present invention described above, the encryption program 43 selected on the transmission center 1 side can be distributed in a limited manner to the student classroom 3a. Therefore, the encryption program 43 for each communication or during the communication period. The key pair can be updated, and as in the first embodiment, radio waves from the communication satellite are received and descrambling is released by the decoder device, and the target class is subject to information communication using target limited distribution. Confidentiality is enhanced in three stages: making the encryption key available only to the classroom, and encrypting information with the encryption key, and further adding an element of updating the encryption program. For this reason, if a third party intercepts information communication via the Internet from the student classroom to the transmission center and attempts to eavesdrop on the contents, the secret key must be obtained from the public key of the public key encryption technology. Even if it can be decrypted, it is difficult to obtain the encryption key, and it is also possible to know the algorithm of the encryption program.DifficultTherefore, confidentiality is dramatically increased.
  Moreover, since the encryption key can be transmitted from the transmission center side to the student classroom side, the key generation means generates the encryption key and the decryption key periodically or irregularly, and the encryption key is It is possible to further enhance confidentiality by updating the key pair by sending it to the student classroom.
[0051]
Embodiment 3
In the second embodiment, the telephone line network, ISDN network, cable television network, optical fiber network, mobile phone communication, wireless communication, and satellite communication are illustrated as the terrestrial network. However, the illustrated communication method is used alone. Alternatively, a plurality may be used in combination.
[0052]
When the distance learning system described above is constructed by combining a plurality of communication methods, the connection method and communication method of each of the student classrooms 3 are stored in the student information database 22 included in the information processing means 6 of the transmission center 1. Is selected from the algorithm database 26 and the operation is performed in the same manner as in step 1 and subsequent steps of the second embodiment.
[0053]
By selecting the encryption program 43 according to the communication environment used by the student classroom 3, in the case of a communication environment in which information is likely to leak, confidentiality can be maintained even if a long time is required for encryption and decryption. In the case of a communication environment that is difficult to increase or leak information, it is possible to select to complete the processing in a short time even if the secrecy is relatively low, and it becomes possible to construct a flexible system.
[0054]
【The invention's effect】
  Sending the encryption key and encryption program from the transmission center to the student classroom via the communication satellite securely and securely sending the encryption key and encryption program for encrypting the digital data to the student classroom. Communication confidentiality is enhanced by using encrypted digital data for information communication from the student classroom to the transmission center. In addition, since the key generation means of the information processing device provided in the transmission center creates a key pair of the encryption key and the decryption key, it is possible to manage the encryption key and the decryption key on the transmission center side, On the side, there is no need to manage encryption keys.Reduce laborIt is also possible to reduce the possibility of information leakage.
[0055]
By updating the encryption key and encryption program, it is possible to reduce the possibility of third parties to know the encryption key and encryption algorithm that is currently in use. In addition to the transmission of the key and the encryption program, by using the target limited delivery, it becomes impossible for a third party to receive the encryption key and the encryption program, thereby improving the confidentiality of communication. In addition, since highly confidential information communication can be performed regardless of the form of the terrestrial network, the range of choices can be expanded during system construction, which can reduce the costs associated with system construction and improve communication quality. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a distance learning system according to a first embodiment.
FIG. 2 shows the configuration of the information processing apparatus on the transmission center side according to the first embodiment.
FIG. 3 shows the configuration of the information processing apparatus on the student classroom side according to the first and second embodiments.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a distance learning system according to a second embodiment
FIG. 6 shows a configuration of an information processing apparatus on the transmission center side according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a conventional distance learning system
[Explanation of symbols]
1 …… Sending Center
2. Communication satellite
3 …… Classroom for students
4 …… Internet
5 …… Transmitting antenna
6, 9 Information processing equipment
7 ... Lecturer side camera
8 …… Receiving antenna
10: Student camera
21, 31 ... CPU section
22 …… Student information database
23 …… Key generation means
24, 33 ... Information storage means
25 …… Input means
26 …… Algorithm database
32 …… Video information connection means
41 …… Encryption key
42 …… Decryption key
43 …… Encryption program
44 …… Decryption program

Claims (6)

通信衛星と地上網とを介して、送信センターと複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含む情報であって前記受講者教室に関する所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、所定の受講者教室を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側撮影装置が出力する映像情報である受講者映像情報を暗号化する暗号鍵と、この暗号鍵と対応する復号鍵とを作成するキー生成手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
前記作成された復号鍵と前記抽出された受講者教室とを対応付けて、前記受講者情報データベースに保存する保存手段と、
前記抽出された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で、前記作成された暗号鍵とアクセスキーとを暗号化する手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報にスクランブルを施すと共に、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、
前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に対して、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信し、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを同時に送信し、接続切断の指示が出されると、前記受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを送信する手段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、当該受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、当該受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている復号鍵を使用し、当該受講者側情報処理装置から受信した暗号化された受講者映像情報を復号化する手段と、
前記復号化された受講者映像情報と前記講義映像情報とを合成する手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、当該スクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを前記講師側情報処理装置から前記通信衛星を介して受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と暗号鍵とアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した暗号鍵とアクセスキーとを復号化する手段と、
前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置との接続を成立させる手段と、
前記復号化された暗号鍵を使用し、前記受講者映像情報を暗号化する手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記暗号化された受講者映像情報を前記講師側情報処理装置に前記地上網を介して送信する手段と、
を有し、前記キーコードは、暗号化処理と復号化処理とをした後に、前記講師側情報処理装置と前記受講者側情報処理装置とで同一の方法により、順次更新されることを特徴とする遠隔教育システム。In a distance education system that performs two-way information transmission between a transmission center and multiple student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network,
The transmission center, and instructors information processing apparatus having an information receiving function from the information transmission function and the terrestrial network to the communications satellite, it is connected to the instructor-side information processing apparatus, lecturer for outputting a predetermined video information and an imaging apparatus,
The student classroom is connected to the student side information processing apparatus having the function of transmitting information to the ground network and the function of receiving information from the communication satellite, and outputs predetermined video information. A student-side imaging device
The instructor side information processing device
A student information database that records and manages attribute information, which is information including a key code assigned to each of the plurality of student classrooms and is predetermined information about the student classrooms, for each student classroom,
Extraction means for extracting a predetermined student classroom from the plurality of student classrooms managed in the student information database;
Key generation means for creating an encryption key for encrypting student video information, which is video information output by the student-side imaging device related to the extracted student classroom, and a decryption key corresponding to the encryption key;
An access key creating means for creating an access key including a password and a connection destination port number for establishing a connection between the student side information processing apparatus and the lecturer side information processing apparatus related to the extracted student classroom ;
A storage unit that associates the created decryption key with the extracted student classroom and stores it in the student information database;
Means for encrypting the created encryption key and access key in an encryption method using a key code assigned to the extracted student classroom ;
Means for scrambling lecture video information, which is video information taken by the lecturer-side photographing device, and for scrambling the encrypted encryption key and access key when a student classroom is extracted by the extraction means When,
To the plurality of student classroom student information processing apparatus via the communication satellite, said sequentially transmit the lecture video information scrambled and student classroom are extracted by the extraction means, A connection that simultaneously transmits the scrambled and encrypted encryption key and the access key together with the scrambled lecture video information , and stops the transmission of the student video information when a disconnection instruction is issued. Means for transmitting end instruction data ;
To the connection request from the student information processing apparatus, after the access key received from the student information processing apparatus was confirmed to be identical to the access key created in the above, via the terrestrial network Establishing a connection with the student side information processing apparatus, and terminating the connection after transmitting the connection termination instruction data ;
Using the decryption key stored in correspondence with the student classroom according to the connected student information processing apparatus to the student information database, the encrypted received from the student information processing apparatus attendance Means for decoding the person video information ;
And means for combining said lecture video information and the decoded student image information,
Scrambling applied to the synthesized composite video information is video information, and means for transmitting the composite image information in which the scrambled via the communication satellite to the student information processing apparatus of said plurality of student classroom ,
And the student side information processing device comprises:
A means for receiving the scrambled lecture video information together with the scrambled and encrypted encryption key and access key from the instructor-side information processing apparatus via the communication satellite ;
A decoder device for descrambling the received lecture video information, encryption key, and access key;
In the decoding method of a decoding method using a key code that is given to its students classroom corresponding to the encryption method, means for decoding the encryption key and the access key to release the scramble ,
On the condition that the encrypted encryption key and the access key are received at the same time, the decrypted access key is used to establish a connection with the instructor-side information processing device via the terrestrial network. and means,
Means for encrypting the student video information using the decrypted encryption key;
When the connection between the instructor information processing apparatus is established, and means for transmitting the student image information the encrypted via the terrestrial network to the instructor side information processing apparatus,
The key code is sequentially updated by the same method in the instructor side information processing apparatus and the student side information processing apparatus after performing the encryption process and the decryption process. Distance education system. 通信衛星と地上網とを介して、送信センターと、複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含む情報であって前記受講者教室に関する所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、所定の受講者教室を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側撮影装置が出力する映像情報である受講者映像情報を暗号化する暗号鍵と、この暗号鍵と対応する復号鍵とを作成するキー生成手段と、
前記抽出された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
前記作成された暗号鍵と復号鍵とを使用して、暗号化と復号化とを実行するための暗号化プログラムと復号化プログラムとが複数記録されているアルゴリズムデータベースと、
前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記アルゴリズムデータベースに記録されている複数の暗号化プログラムのうちから、所定の暗号化プログラムを選択する選択手段と、
前記作成された復号鍵と前記選択された暗号化プログラムと前記抽出された受講者教室とを対応付けて、前記受講者情報データベースに保存する保存手段と、
前記抽出された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で、前記作成された暗号鍵及びアクセスキーと前記選択された暗号化プログラムとを暗号化する手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報にスクランブルを施すと共に、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとにスクランブルを施す手段と、
前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に対して、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信し、前記抽出手段により受講者教室が抽出されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを同時に送信し、接続切断の指示が出されると、前記受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを送信する手 段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、当該受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、当該受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている暗号化プログラムに対応する復号化プログラムを、前記アルゴリズムデータベースから選択する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置に係る受講者教室と対応して前記受講者情報データベースに保存されている復号鍵を使用して、前記選択された復号化プログラムを実行し、当該受講者側情報処理装置から受信した暗号化された受講者映像情報を復号化する手段と、
前記復号化された受講者映像情報と前記講義映像情報とを合成する手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、当該スクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記スクランブルが施され暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを、前記講師側情報処理装置から前記通信衛星を介して受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを復号化する手段と、
前記暗号化された暗号鍵とアクセスキーと暗号化プログラムとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置との接続を成立させる手段と、
前記復号化された暗号鍵を使用して前記復号化された暗号化プログラムを実行し、前記受講者映像情報を暗号化する手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記暗号化された受講者映像情報を前記講師側情報処理装置に前記地上網を介して送信する手段と、
を有し、前記キーコードは、暗号化処理と復号化処理とをした後に、前記講師側情報処理装置と前記受講者側情報処理装置とで同一の方法により、順次更新されることを特徴とする遠隔教育システム。In a distance education system that performs two-way information transmission between a transmission center and a plurality of student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network,
The transmission center, and instructors information processing apparatus having an information receiving function from the information transmission function and the terrestrial network to the communications satellite, it is connected to the instructor-side information processing apparatus, lecturer for outputting a predetermined video information and an imaging apparatus,
The student classroom is connected to the student side information processing apparatus having the function of transmitting information to the ground network and the function of receiving information from the communication satellite, and outputs predetermined video information. A student-side imaging device
The instructor side information processing device
A student information database that records and manages attribute information, which is information including a key code assigned to each of the plurality of student classrooms and is predetermined information about the student classrooms, for each student classroom,
Extraction means for extracting a predetermined student classroom from the plurality of student classrooms managed in the student information database;
Key generation means for creating an encryption key for encrypting student video information, which is video information output by the student-side imaging device related to the extracted student classroom, and a decryption key corresponding to the encryption key;
An access key creating means for creating an access key including a password and a connection destination port number for establishing a connection between the student side information processing apparatus and the lecturer side information processing apparatus related to the extracted student classroom ;
Using the decryption key and the encryption key created in the above, and algorithms database encryption program for executing the encryption and decryption and decryption program is a plurality of recording,
When a student classroom is extracted by the extraction means , a selection means for selecting a predetermined encryption program from among a plurality of encryption programs recorded in the algorithm database;
Storage means for associating the created decryption key, the selected encryption program, and the extracted student classroom, and storing them in the student information database;
Means for encrypting the created encryption key and access key and the selected encryption program in an encryption method using a key code assigned to the extracted student classroom ;
The lecture video information, which is video information taken by the lecturer-side imaging device, is scrambled, and when the student classroom is extracted by the extraction means, the encrypted encryption key, access key, and encryption program are Scramble means,
To the plurality of student classroom student information processing apparatus via the communication satellite, said sequentially transmit the lecture video information scrambled and student classroom are extracted by the extraction means, When the scrambled lecture video information is transmitted together with the scrambled and encrypted encryption key, the access key, and the encryption program, when the disconnection instruction is issued, the student video information is transmitted. and means to transmit a connection termination instruction data to stop,
To the connection request from the student information processing apparatus, after the access key received from the student information processing apparatus was confirmed to be identical to the access key created in the above, via the terrestrial network Establishing a connection with the student side information processing apparatus, and terminating the connection after transmitting the connection termination instruction data ;
Means for selecting, from the algorithm database, a decryption program corresponding to the encryption program stored in the student information database corresponding to the student classroom related to the connected student side information processing device ;
Using the decryption key stored in the student information database corresponding to the student classroom related to the connected student side information processing apparatus, the selected decryption program is executed, and the student means for decoding student image information encrypted received from the side information processing apparatus,
And means for combining said lecture video information and the decoded student image information,
Scrambling applied to the synthesized composite video information is video information, and means for transmitting the composite image information in which the scrambled via the communication satellite to the student information processing apparatus of said plurality of student classroom ,
And the student side information processing device comprises:
Means for receiving the scrambled lecture video information together with the scrambled and encrypted encryption key, the access key and the encryption program from the instructor side information processing apparatus via the communication satellite ;
A decoder device for canceling scrambling applied to the received lecture video information, encryption key, access key, and encryption program;
In the decoding method of a decoding method using a key code that is given to its students classroom corresponding to the encryption method, decodes the encryption key and the access key and the encrypted program releasing the scramble Means to
On the condition that the encrypted encryption key, the access key, and the encryption program are received at the same time, the decryption access key is used, and the instructor side information processing apparatus is connected with the instructor side information processing apparatus via the ground network. Means for establishing a connection;
Means for executing the decrypted encryption program using the decrypted encryption key and encrypting the student video information ;
When the connection between the instructor information processing apparatus is established, and means for transmitting the student image information the encrypted via the terrestrial network to the instructor side information processing apparatus,
The key code is sequentially updated by the same method in the instructor side information processing apparatus and the student side information processing apparatus after performing the encryption process and the decryption process. Distance education system. 前記選択手段は、前記地上網の種類に応じて、前記暗号化プログラムを選択することを特徴とする請求項２に記載の遠隔教育システム。The distance learning system according to claim 2, wherein the selection unit selects the encryption program according to a type of the terrestrial network. 前記地上網が、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のいずれか一またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遠隔教育システム。Any said terrestrial network is the telephone network, ISDN network, cable TV network, fiber optic network, a cellular phone by the communication, according to claim 1 to claim 3, characterized in that it is any one or a combination of these wireless communication The distance education system according to claim 1. 前記暗号鍵を定期または不定期に更新することを特徴とする請求項１に記載の遠隔教育システム。  The distance learning system according to claim 1, wherein the encryption key is updated regularly or irregularly. 前記暗号化プログラムを定期または不定期に更新することを特徴とする請求項２に記載の遠隔教育システム。  The distance learning system according to claim 2, wherein the encryption program is updated regularly or irregularly.
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