JP4164265B2 - 著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法に関し、具体的には、著作物のデジタルＡＶ情報を記録媒体に読み書きする際に著作権を保護する著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているコンピュータ読み取り可能な記録媒体においては、デジタル情報を正確にコピーすることが求められており、何回コピーを繰り返しても、別の記録媒体にコピーしても、同じデジタル情報として記録または再生される。ところが、デジタルＡＶ（Audio-Visual）情報等の著作物に関するデジタル情報の場合は、コピーをすること自体が著作権の侵害につながってしまう。このような著作権の侵害を予防するため、例えばＤＶＤなどの記録媒体にはスクランブルのコードが埋め込まれており、そのままではコピーできないようにプロテクトされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら現在、ハッカーなどにより作成されたプロテクト解除用のプログラム等が出回っており、その著作権保護は完全ではない。そのため、今までコンピュータで使用されていた記録システムとは別の、著作権保護を盛り込んだデジタル記録システムが必要とされているという問題があった。
【０００４】
また、デジタル放送等の場合、同じ電波を全ての受信者が受信するため、個人に対して別々に暗号化を行うことは困難であることから、通常は全ての受信者に対して１種類の暗号化を行う。このため、一度暗号を解除されてしまうと、そのデジタルＡＶ情報がコピーされ不正に使われてしまうという問題があった。
【０００５】
更に、従来の暗号化技術は人間が他人に対して秘密にすることを目的としているのに対して、著作権保護に関しては、デジタルＡＶ情報の不正なコピーを行う者のみに対して著作権情報を秘密にしなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、必要な情報の正当なコピーは可能とし、不正なコピーを行えない環境を作り出すことにより、著作権を保護しながらデジタル情報を自由に安心して使用できる著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムであって、前記デジタル情報処理装置は、前記デジタル情報に固有の暗号化第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段とを有し、前記著作権管理サーバーは、前記暗号解除情報送信手段により送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信する暗号解除関数送信手段を有し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の著作権保護システムにおいて、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の著作権保護システムにおいて、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の著作権保護システムにおいて、前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段とを更に有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の著作権保護システムにおいて、前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、デジタル情報処理装置であって、著作物のデジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段と、前記暗号解除情報送信手段による情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信する手段とを備え、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のデジタル情報処理装置において、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のデジタル情報処理装置において、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載のデジタル情報処理装置において、前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のデジタル情報処理装置において、前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムにおける著作権保護方法であって、前記デジタル情報処理装置は、前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信し、前記著作権管理サーバーは、前記送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００２３】
更に、請求項１２に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置を用いたデジタル情報処理方法であって、前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信し、前記情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明では、著作権を持っている人または企業（以下、「著作権者等」という）から発信される著作物のデジタルＡＶ情報と、デジタルＡＶ情報を記録した記録媒体との両方に、固有の暗号化関数を準備する。そして、デジタルＡＶ情報に関する著作権を管理するサーバーに、デジタルＡＶ情報固有の暗号化関数による暗号化を解除するための暗号解除関数またはキーを持たせる。一方、記録媒体には記録媒体固有の暗号化関数による暗号化を解除するための暗号化解除関数またはキーを持たせる。これにより、著作権を安全に保護することを可能とする。
【００２５】
つまり、デジタルＡＶ情報を記録媒体に記録しても、それだけではその情報を得ることができない。デジタルＡＶ情報固有の暗号解除関数と、記録媒体に書き込まれている固有の暗号解除関数の両方とが揃うことによって初めて、デジタルＡＶ情報を読み出し正しく再生することが可能となる。
【００２６】
デジタルＡＶ情報に対してのみ固有の暗号解除関数が存在する場合、誰かがこの暗号を解読してしまえば、他の人も同様にデジタルＡＶ情報を入手できる可能性が発生してしまう。また、記録媒体だけに固有の暗号解除関数がある場合も、その記録媒体を解析して暗号を解読してしまえばデジタルＡＶ情報を入手することが可能となってしまう。
【００２７】
そこで、デジタルＡＶ情報に固有の暗号解除関数と、記録媒体に固有の暗号解除関数との両方が揃ったときに初めて暗号が解除できるシステムとし、これにより著作権を保護する。ここで、記録媒体に固有の暗号化関数・暗号解除関数が存在するということは、記録媒体の各々に異なる暗号解除関数が存在していることを意味している。従って、記録媒体が変わればそこに存在する暗号化関数も暗号解除関数も違うものとなる。
【００２８】
これは、記録媒体毎に、書き込まれている暗号化関数及び暗号解除関数を別々とすることで、別の媒体のデジタルデータをコピーしても、暗号解除関数が違うため、暗号を解読出来ないようにするためである。つまり、デジタルＡＶ情報（データ）のコピーを行う場合は、必ずその記録媒体にあった暗号化関数及び暗号解除関数を生成する必要があり、その暗号化関数および暗号解除関数の生成を行う時に、必要であれば著作権料を徴収するシステムを構築すれば、不正なコピーを排除可能である。
【００２９】
コピーを行うという行為は人間が意識的に行うものである。このため、コピーを行う時点で、必要があれば著作権料を払い、デジタルＡＶ情報を自分のデータとする著作権保護システムは、デジタルＡＶ情報を購入した時点でコピー無制限となる従来の技術に比べて、きめ細かな料金設定が可能であり、かつ合理的であるといえる。
【００３０】
また、本発明では、記録する記録媒体の各々が、別々の記録媒体固有の暗号化関数や暗号解除関数を持っている。このため、デジタル放送等のように同じデジタルＡＶ情報が転送される場合であっても、その情報を保存する場合は全て違うデータとして記録されるので、著作権保護の観点から安全である。
【００３１】
また、データをコピーする場合も、コピー先の記録媒体固有のナンバーを含む情報またはデータに対応する暗号化したデジタルＡＶ情報をコピーすることになるため、不正なコピーが出来ないシステムを作り上げることが可能となる。
【００３２】
記録媒体の各々に適合したデジタルＡＶ情報としてコピーをするためには、暗号解除可能なデータに変換する必要がある。そこで、この変換機構を著作権者等が管理する管理サーバー等に実装しておく。これにより、端末から管理サーバーにデジタル回線等で接続し、暗号解除関数（および必要に応じて暗号化関数）を管理サーバーに計算させることが可能になる。
【００３３】
この計算処理を行わせる際に、必要に応じて著作権料金を徴収するシステムとすることで、著作権を保護することが可能となる。更に、単純にデジタルＡＶ情報を見るだけの場合とコピーする場合とで料金を別々にするなど、ユーザの要求に応じて異なる処理を行うように、きめこまかな設定を行うことも可能である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
まず、本実施形態に係る著作権保護システムで使用される、暗号化及び暗号解除のための関数について説明する。
【００３５】
ρ，σ，φは、暗号化のために用いる暗号化行列（ｎ×ｎ）である。暗号化関数は、暗号化行列の演算則として、行列の掛け算を行った後、その要素毎に大きな素数Ｎで割った余りを解とする関数系を使用する。以下、この演算則の演算子を「・」で表す。
ρ・σ＝ρ＊σ ｍｏｄ Ｎ （１）
逆行列の演算則σ・σ−１も同様に、
σ・σ−１＝σ＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ＝Ｅ （２）
により定義される。
【００３６】
Ｃ１は、暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ１＝ρ（Ｍ）＝ρ＊Ｍ ｍｏｄ Ｎ （３）
ここで、Ｍは、暗号化されていないデジタルＡＶ情報である。
【００３７】
Ｃ２は、媒体固有に暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ２＝σ（Ｃ１）＝σ＊Ｃ１ ｍｏｄ Ｎ （４）
Ｃ２とＭとは、以下の式を満足する。
Ｍ＝τ（Ｃ２）＝τ＊Ｃ２ ｍｏｄ Ｎ （５）
ここで、τは、
τ＝ρ−１＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ （６）
で計算される暗号解除の行列である。
【００３８】
Ｃ３は、記録媒体固有に暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ３＝φ（Ｃ２）＝φ＊Ｃ２ ｍｏｄ Ｎ （７）
Ｃ３とＭとは、以下の式を満足する。
Ｍ＝ψ（Ｃ３）＝ψ＊Ｃ３ ｍｏｄ Ｎ （８）
ここで、ψは、
ψ＝ρ−１＊σ−１＊φ−１ ｍｏｄ Ｎ （９）
で計算される暗号解除の行列である。
【００３９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置１００の構成を示すブロック図である。デジタルＡＶ情報処理装置１００は、デジタル放送を受信可能な衛星放送アンテナ１２６およびデジタルチューナー１０６と、ブロードバンドからの情報を取り込むモデム１０８が備えられている。さらに、これらの情報を一時的に蓄えるストレージデバイス（記録媒体）１１０と、デジタルＡＶ情報を実際の画像に変換する圧縮解除処理部１１８と、テレビ等への映像・音声の出力を行うデジタル出力部１２２とを有する。このような構成は、一般的なデジタル情報処理装置と同様である。
【００４０】
本実施形態では、上記の一般的な加えて、暗号化されたデータを扱う暗号化処理部１２０および暗号解除処理部１１６、ストレージデバイス１１０に蓄えた一時情報を自分のデータとして保存するための外部記録装置（リムーバブル記録媒体）１２４、受信した情報について、著作権保護のための外部への認証を要求するためのデジタル電話部１１４、およびデジタルＡＶ情報処理装置１００内の各構成要素を制御する演算装置１１２が備えられている。デジタル電話部１１４は、デジタルＡＶ情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバー１０４と相互に通信を行うものであり、携帯電話等をしようすることができる。
【００４１】
著作権の管理者は著作権管理サーバー１０４を使用して著作権の管理を行い、デジタルＡＶ情報処理装置１００から受信した著作物の複製等に関する情報に基づき、著作権者等への著作権料を銀行（またはクレジット会社）１０２に振り込む。
【００４２】
（第１実施形態）
図２は、暗号化されていないデジタルＡＶ情報の表示処理方法を示す図である。デジタル放送やブロードバンドを使用して入手したデジタルＡＶ情報は通常圧縮されており、この圧縮を解除するだけで、テレビ２００のデジタル入力端子２０２に直接出力することが可能である。
【００４３】
次に、図３の流れ図を参照し、本実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置がデジタルＡＶ情報を表示する処理について説明する。
【００４４】
元となるデジタルＡＶ情報は、データを発信する側において暗号化関数ρで暗号化され、デジタルＡＶ情報Ｃ１として発信される。この際、少なくとも暗号化されたことを示すヘッダーと、暗号を解除する場合に連絡をとる連絡先のデータ（すなわち、著作権管理サーバー１０４への電話番号等のアクセス方法）とを併せて送る必要がある。図３の処理ａにおいて、デジタルＡＶ情報処理装置１００は、この暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ１をリアルタイムでストレージデバイス１１０に記録する。
【００４５】
次に、処理ｂに示すように記録媒体固有の暗号化（エンコード）関数σを使用して、受信データであるデジタルＡＶ情報Ｃ１を再度暗号化データＣ２に変換し記録する。暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２が完成すれば、デジタルＡＶ情報Ｃ１は必要がなくなるため、削除してもかまわない。また、暗号化の計算処理速度がデジタルＡＶ情報の入力速度より速い場合は、一旦デジタルＡＶ情報Ｃ１を記録することなく直接暗号化処理を行い、デジタルＡＶ情報Ｃ２を記録してもかまわない。
【００４６】
このデジタルＡＶ情報Ｃ２は、処理ｃ以降のような処理で暗号化を解除した後に見ることが可能となる。まず、処理ｃに示すように、ストレージデバイス１１０に固有の暗号化関数または暗号解除（デコード）関数σ―１をデジタル電話部１１４を介して著作権管理サーバー１０４に転送する（Ｓ３０２）。このとき、暗号化関数σを用いた暗号化を解除するための情報として、記録媒体固有の暗号化関数または暗号解除関数σ―１が解らないように別の暗号化手段で転送すると、著作権保護はさらに安全となる。デジタルＡＶ情報を見るときに料金を徴収する処理は、著作権管理サーバー１０４にデジタル電話部１１４を介して接続したときに課金するシステムを組み合わせることにより可能となる。
【００４７】
著作権管理サーバー１０４は、この媒体固有の暗号化関数σまたは暗号解除関数σ−１と、著作権管理サーバー１０４で管理している暗号化関数ρまたは暗号解除関数ρ−１とを使用して、目的のデジタルＡＶ情報に固有でかつ記録媒体固有の暗号を解除するための暗号解除関数τを計算する（Ｓ３０３）。なお、図３に示す例では暗号解除関数τをρ−１・σ−１で計算している。
【００４８】
次に、処理ｄに示すように、この計算されたデジタルＡＶ情報固有かつ記録媒体固有の暗号解除関数τを、デジタルＡＶ情報処理装置１００にデジタル電話部１１４を介して転送する（Ｓ３０４）。ここでも、転送する暗号解除関数τに別の暗号化処理を施すことにより、著作権保護の安全性を高めることが可能である。デジタル電話部１１４を用いた著作権管理サーバー１０４との通信は、処理ｃおよび処理ｄで終了する。
【００４９】
このように、デジタルＡＶ情報処理装置１００は暗号化関数ρを用いて暗号化されたデジタル情報を受信し、受信したデジタル情報を暗号化関数σを用いて暗号化し、暗号化関数σを用いた暗号化を解除するための情報σまたはσ―１を著作権管理サーバー１０４に送信し、著作権管理サーバー１０４は送信された情報に応答して、暗号化関数ρおよびσを用いた暗号化を解除する暗号解除関数τを送信するので、必要な情報の正当なコピーを可能とし、不正なコピーを不可能とすることができる。
【００５０】
最後に、このデータを見る場合、処理ｅに示すように、処理ｄにおいて求めた暗号解除関数τを使用してデジタルＡＶ情報Ｃ２の暗号を解除する。これにより、暗号化され記録された情報は、元のデジタルＡＶ情報Ｍに復号化される。その後、通常の暗号化されていないデジタルＡＶ情報と同じように圧縮解除処理部１１８で圧縮解除を行うことで、テレビ３００のデジタル入力端子３０２に出力することでデジタルＡＶ情報の内容を再生することができる。
【００５１】
上述した処理を、具体的なデジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρおよび暗号解除関数ρ−１、ならびに記録媒体固有の暗号化関数σおよび暗号解除関数σ−１を使用して説明する。なお、以下の説明では、全体の暗号化処理の共通素数としてＮ＝２５７＝２＾８＋１を使用する。また、説明を簡単にするため行列は２×２で計算しているが、Ｎの値を大きくすること、および行列の配列を大きくすることにより、特に逆行列の計算時間が増大し、ハッキングに対してより強いシステムを実現することができることはいうまでもない。
【００５２】
まず、元のデジタルＡＶ情報
【００５３】
【数１】
【００５４】
およびデジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρを準備し、これによりデジタルＡＶ情報固有の暗号化処理を行う。
【００５５】
【数２】
【００５６】
なお、ρの行列に関しての制約事項として、行列式は０でないこと（｜ρ｜≠０）、および各要素の値がＮより小さいことが必要となる。この制約事項を満足すれば、各要素は任意の値をとることが可能である。また、Ｎを大きくし配列を大きくとっておけば、暗号化関数はほとんど無限に存在することになる。このため（配列をｎ×ｎとすると暗号化関数の数は約Ｎ＾（ｎ×ｎ）になる）、デジタルＡＶ情報の数が多くても、記録媒体の数が多くても、各デジタルＡＶ情報および各記録媒体に固有の暗号化関数を用意することは容易である。
【００５７】
暗号化の演算処理としては、
ρ（Ｍ）＝ρ＊Ｍ ｍｏｄ Ｎ
を定義する。
【００５８】
これにより、デジタルＡＶ情報Ｃ１は
【００５９】
【数３】
【００６０】
となり、この演算処理により暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ１が配信される。
【００６１】
次に、媒体固有の暗号化関数σを使い再度暗号化処理を行う。暗号化の演算処理として同様に
σ（Ｃ１）＝σ＊Ｃ１ ｍｏｄ Ｎ
で計算する。
【００６２】
【数４】
【００６３】
これにより、このデジタルＡＶ情報固有でかつこの記録媒体固有の暗号化関数を用いた暗号化を行うことができ、かつ暗号化された情報の記録が可能となる。
【００６４】
次に、この暗号を解除するための暗号解除関数τを計算するために、デジタル電話部１１４を使用し著作権サーバー１０４に記録媒体固有の暗号化関数の逆行列である暗号解除関数σ−１を転送する。ここで、媒体固有の暗号解除関数σ−１は次の計算で求めることが可能である。ここ使用される行列式の演算則は暗号化の演算処理と同様に、掛け算の結果得られた各要素の値に対して、Ｎで割った余りを解とする。
【００６５】
【数５】
【００６６】
この式を満足させるｅ，ｆ，ｇ，ｈを逐次計算で求めることで、σ−１を計算することが可能である。計算されたσ−１は
【００６７】
【数６】
【００６８】
であり、これを著作権管理サーバー１０４に転送する。
【００６９】
著作権管理サーバー１０４では、デジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρの逆関数である暗号解除関数ρ−１と、転送された暗号解除関数σ−１とを使用し、媒体固有の暗号化関数τ（＝ρ−１・σ−１＝ρ−１＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ）を以下の式で計算する。
【００７０】
【数７】
【００７１】
著作権管理サーバー１０４では、得られた暗号解除関数τをデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送する。デジタルＡＶ情報処理装置１００では、この暗号解除関数τを記録装置（例えばストレージデバイス１１０等）に記憶する。
【００７２】
この記録されたデジタルＡＶ情報を再生する場合は、デジタルＡＶ情報処理装置１００で暗号解除関数τを用いて暗号解除を行う。
【００７３】
【数８】
【００７４】
この方法で、暗号化されたデジタルＡＶ情報は元の情報Ｍに戻る。その後は、デジタルＡＶ情報の圧縮を解除するだけで再生することが可能となる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、図４の流れ図を参照し、デジタルＡＶ情報を外部記録装置に保存する本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、リムーバブル記録媒体１２４へのコピー処理およびリムーバブル記録媒体１２４にコピーされたデジタルＡＶ情報の再生処理が行われる。
【００７６】
図４の処理ａに示すように、コピー元となるデータとしては、上述のようにストレージデバイス１１０上の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２を使用する。処理ｂでは、コピー先の記録媒体固有の暗号化関数φを使用し、コピー元の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２を使用して再度暗号化処理を行う。再度暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２は、外部記録装置１２４に記録される。
【００７７】
【数９】
【００７８】
処理ｃでは、コピー元の記録媒体（ストレージデバイス１１０）固有の暗号化関数σまたは暗号解除関数σ−１、およびコピー先の記録媒体（外部記録装置１２４）固有の暗号化関数φまたは暗号解除関数φ−１をデジタル電話部１１４を用いてデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送する（Ｓ４０２）。このとき、記録媒体固有の暗号化関数または暗号解除関数を２種類転送することで、コピーのデジタルＡＶ情報を再生する場合と通常のデジタルＡＶ情報を再生する場合と区別することが可能である。そのため、再生の場合とコピーの場合で料金体制を別々に分けることが可能となる。
【００７９】
著作権管理サーバー１０４では、予め保有している暗号解除関数ρ−１と転送された暗号解除関数σ−１及びφ−１とを使用して、媒体固有の暗号解除関数ψを計算する。ここで、転送される関数が暗号化関数である場合は、逆行列を計算することで、媒体固有の暗号解除関数σ−１およびφ−１を計算することが可能である。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
計算されたデジタルＡＶ情報固有で、かつコピー先の記録媒体固有の暗号解除関数ψは、デジタル電話部１１４を通じてデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送される。
【００８２】
処理ｄでは、著作権管理サーバー１０４から送られた暗号解除関数ψを記録装置（例えばストレージデバイス１１０等）に記憶する（Ｓ４０４）。
【００８３】
リムーバブル記録媒体１２４上の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ３を見る場合は、処理ｅに示すように、転送されてきた暗号解除関数ψを使用してデジタルＡＶ情報Ｃ３の暗号を解除する。
【００８４】
【数１１】
【００８５】
これにより、暗号化され記録された情報は元のデジタルＡＶ情報Ｍに変換される。その後、圧縮解除処理部１１８において圧縮を解除することで、デジタルＡＶ情報の内容を再生することが可能となる。
【００８６】
このように、本実施形態では、記録媒体の各々に固有の暗号化関数および暗号解除関数を用意しておき、さらにデジタルＡＶ情報に固有な暗号化関数および暗号解除関数を用意しておき、この２つまたは３つ以上の暗号化関数で、暗号化処理を行い記録するので、デジタルＡＶ情報は、そのデジタルＡＶ情報毎、および記録媒体毎に違った暗号化関数で暗号化される。この暗号化を解除するためには、記録媒体の暗号解除関数とデジタルＡＶ情報の暗号解除関数の２つまたは３つ以上の暗号解除関数がないと暗号解除をすることができない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、必要な情報の正当なコピーは可能とし、不正なコピーを行うことができない著作権保護システムを提供することが可能となる。
【００８８】
また、デジタル情報を単純に再生する場合と、コピーする場合とで異なる処理を行うことができるため、細かな料金設定等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】暗号化されていないデジタルＡＶ情報の表示処理方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る著作権保護方法の手順を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る著作権保護方法の手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００ デジタルＡＶ情報処理装置
１０２ 銀行
１０４ 著作権管理サーバー
１０６ デジタルチューナー
１０８ モデム
１１０ ストレージデバイス
１１２ 演算装置（ＣＰＵ）
１１４ デジタル電話部
１１６ 暗号解除処理部
１１８ 圧縮解除処理部
１２０ 暗号化処理部
１２２ デジタル出力部
１２４ 外部記録装置
１２６ 衛星放送アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法に関し、具体的には、著作物のデジタルＡＶ情報を記録媒体に読み書きする際に著作権を保護する著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られているコンピュータ読み取り可能な記録媒体においては、デジタル情報を正確にコピーすることが求められており、何回コピーを繰り返しても、別の記録媒体にコピーしても、同じデジタル情報として記録または再生される。ところが、デジタルＡＶ（Audio-Visual）情報等の著作物に関するデジタル情報の場合は、コピーをすること自体が著作権の侵害につながってしまう。このような著作権の侵害を予防するため、例えばＤＶＤなどの記録媒体にはスクランブルのコードが埋め込まれており、そのままではコピーできないようにプロテクトされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら現在、ハッカーなどにより作成されたプロテクト解除用のプログラム等が出回っており、その著作権保護は完全ではない。そのため、今までコンピュータで使用されていた記録システムとは別の、著作権保護を盛り込んだデジタル記録システムが必要とされているという問題があった。
【０００４】
また、デジタル放送等の場合、同じ電波を全ての受信者が受信するため、個人に対して別々に暗号化を行うことは困難であることから、通常は全ての受信者に対して１種類の暗号化を行う。このため、一度暗号を解除されてしまうと、そのデジタルＡＶ情報がコピーされ不正に使われてしまうという問題があった。
【０００５】
更に、従来の暗号化技術は人間が他人に対して秘密にすることを目的としているのに対して、著作権保護に関しては、デジタルＡＶ情報の不正なコピーを行う者のみに対して著作権情報を秘密にしなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、必要な情報の正当なコピーは可能とし、不正なコピーを行えない環境を作り出すことにより、著作権を保護しながらデジタル情報を自由に安心して使用できる著作権保護システム、デジタル情報処理装置および著作権保護方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムであって、前記デジタル情報処理装置は、前記デジタル情報に固有の暗号化第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段とを有し、前記著作権管理サーバーは、前記暗号解除情報送信手段により送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信する暗号解除関数送信手段を有し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の著作権保護システムにおいて、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の著作権保護システムにおいて、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の著作権保護システムにおいて、前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段とを更に有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の著作権保護システムにおいて、前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、デジタル情報処理装置であって、著作物のデジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段と、前記暗号解除情報送信手段による情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信する手段とを備え、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のデジタル情報処理装置において、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のデジタル情報処理装置において、前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載のデジタル情報処理装置において、前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のデジタル情報処理装置において、前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムにおける著作権保護方法であって、前記デジタル情報処理装置は、前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信し、前記著作権管理サーバーは、前記送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００２３】
更に、請求項１２に記載の発明は、著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置を用いたデジタル情報処理方法であって、前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信し、前記情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信し、前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明では、著作権を持っている人または企業（以下、「著作権者等」という）から発信される著作物のデジタルＡＶ情報と、デジタルＡＶ情報を記録した記録媒体との両方に、固有の暗号化関数を準備する。そして、デジタルＡＶ情報に関する著作権を管理するサーバーに、デジタルＡＶ情報固有の暗号化関数による暗号化を解除するための暗号解除関数またはキーを持たせる。一方、記録媒体には記録媒体固有の暗号化関数による暗号化を解除するための暗号化解除関数またはキーを持たせる。これにより、著作権を安全に保護することを可能とする。
【００２５】
つまり、デジタルＡＶ情報を記録媒体に記録しても、それだけではその情報を得ることができない。デジタルＡＶ情報固有の暗号解除関数と、記録媒体に書き込まれている固有の暗号解除関数の両方とが揃うことによって初めて、デジタルＡＶ情報を読み出し正しく再生することが可能となる。
【００２６】
デジタルＡＶ情報に対してのみ固有の暗号解除関数が存在する場合、誰かがこの暗号を解読してしまえば、他の人も同様にデジタルＡＶ情報を入手できる可能性が発生してしまう。また、記録媒体だけに固有の暗号解除関数がある場合も、その記録媒体を解析して暗号を解読してしまえばデジタルＡＶ情報を入手することが可能となってしまう。
【００２７】
そこで、デジタルＡＶ情報に固有の暗号解除関数と、記録媒体に固有の暗号解除関数との両方が揃ったときに初めて暗号が解除できるシステムとし、これにより著作権を保護する。ここで、記録媒体に固有の暗号化関数・暗号解除関数が存在するということは、記録媒体の各々に異なる暗号解除関数が存在していることを意味している。従って、記録媒体が変わればそこに存在する暗号化関数も暗号解除関数も違うものとなる。
【００２８】
これは、記録媒体毎に、書き込まれている暗号化関数及び暗号解除関数を別々とすることで、別の媒体のデジタルデータをコピーしても、暗号解除関数が違うため、暗号を解読出来ないようにするためである。つまり、デジタルＡＶ情報（データ）のコピーを行う場合は、必ずその記録媒体にあった暗号化関数及び暗号解除関数を生成する必要があり、その暗号化関数および暗号解除関数の生成を行う時に、必要であれば著作権料を徴収するシステムを構築すれば、不正なコピーを排除可能である。
【００２９】
コピーを行うという行為は人間が意識的に行うものである。このため、コピーを行う時点で、必要があれば著作権料を払い、デジタルＡＶ情報を自分のデータとする著作権保護システムは、デジタルＡＶ情報を購入した時点でコピー無制限となる従来の技術に比べて、きめ細かな料金設定が可能であり、かつ合理的であるといえる。
【００３０】
また、本発明では、記録する記録媒体の各々が、別々の記録媒体固有の暗号化関数や暗号解除関数を持っている。このため、デジタル放送等のように同じデジタルＡＶ情報が転送される場合であっても、その情報を保存する場合は全て違うデータとして記録されるので、著作権保護の観点から安全である。
【００３１】
また、データをコピーする場合も、コピー先の記録媒体固有のナンバーを含む情報またはデータに対応する暗号化したデジタルＡＶ情報をコピーすることになるため、不正なコピーが出来ないシステムを作り上げることが可能となる。
【００３２】
記録媒体の各々に適合したデジタルＡＶ情報としてコピーをするためには、暗号解除可能なデータに変換する必要がある。そこで、この変換機構を著作権者等が管理する管理サーバー等に実装しておく。これにより、端末から管理サーバーにデジタル回線等で接続し、暗号解除関数（および必要に応じて暗号化関数）を管理サーバーに計算させることが可能になる。
【００３３】
この計算処理を行わせる際に、必要に応じて著作権料金を徴収するシステムとすることで、著作権を保護することが可能となる。更に、単純にデジタルＡＶ情報を見るだけの場合とコピーする場合とで料金を別々にするなど、ユーザの要求に応じて異なる処理を行うように、きめこまかな設定を行うことも可能である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
まず、本実施形態に係る著作権保護システムで使用される、暗号化及び暗号解除のための関数について説明する。
【００３５】
ρ，σ，φは、暗号化のために用いる暗号化行列（ｎ×ｎ）である。暗号化関数は、暗号化行列の演算則として、行列の掛け算を行った後、その要素毎に大きな素数Ｎで割った余りを解とする関数系を使用する。以下、この演算則の演算子を「・」で表す。
ρ・σ＝ρ＊σ ｍｏｄ Ｎ （１）
逆行列の演算則σ・σ−１も同様に、
σ・σ−１＝σ＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ＝Ｅ （２）
により定義される。
【００３６】
Ｃ１は、暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ１＝ρ（Ｍ）＝ρ＊Ｍ ｍｏｄ Ｎ （３）
ここで、Ｍは、暗号化されていないデジタルＡＶ情報である。
【００３７】
Ｃ２は、媒体固有に暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ２＝σ（Ｃ１）＝σ＊Ｃ１ ｍｏｄ Ｎ （４）
Ｃ２とＭとは、以下の式を満足する。
Ｍ＝τ（Ｃ２）＝τ＊Ｃ２ ｍｏｄ Ｎ （５）
ここで、τは、
τ＝ρ−１＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ （６）
で計算される暗号解除の行列である。
【００３８】
Ｃ３は、記録媒体固有に暗号化されたデジタルＡＶ情報で、以下の式により定義される。
Ｃ３＝φ（Ｃ２）＝φ＊Ｃ２ ｍｏｄ Ｎ （７）
Ｃ３とＭとは、以下の式を満足する。
Ｍ＝ψ（Ｃ３）＝ψ＊Ｃ３ ｍｏｄ Ｎ （８）
ここで、ψは、
ψ＝ρ−１＊σ−１＊φ−１ ｍｏｄ Ｎ （９）
で計算される暗号解除の行列である。
【００３９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置１００の構成を示すブロック図である。デジタルＡＶ情報処理装置１００は、デジタル放送を受信可能な衛星放送アンテナ１２６およびデジタルチューナー１０６と、ブロードバンドからの情報を取り込むモデム１０８が備えられている。さらに、これらの情報を一時的に蓄えるストレージデバイス（記録媒体）１１０と、デジタルＡＶ情報を実際の画像に変換する圧縮解除処理部１１８と、テレビ等への映像・音声の出力を行うデジタル出力部１２２とを有する。このような構成は、一般的なデジタル情報処理装置と同様である。
【００４０】
本実施形態では、上記の一般的な加えて、暗号化されたデータを扱う暗号化処理部１２０および暗号解除処理部１１６、ストレージデバイス１１０に蓄えた一時情報を自分のデータとして保存するための外部記録装置（リムーバブル記録媒体）１２４、受信した情報について、著作権保護のための外部への認証を要求するためのデジタル電話部１１４、およびデジタルＡＶ情報処理装置１００内の各構成要素を制御する演算装置１１２が備えられている。デジタル電話部１１４は、デジタルＡＶ情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバー１０４と相互に通信を行うものであり、携帯電話等をしようすることができる。
【００４１】
著作権の管理者は著作権管理サーバー１０４を使用して著作権の管理を行い、デジタルＡＶ情報処理装置１００から受信した著作物の複製等に関する情報に基づき、著作権者等への著作権料を銀行（またはクレジット会社）１０２に振り込む。
【００４２】
（第１実施形態）
図２は、暗号化されていないデジタルＡＶ情報の表示処理方法を示す図である。デジタル放送やブロードバンドを使用して入手したデジタルＡＶ情報は通常圧縮されており、この圧縮を解除するだけで、テレビ２００のデジタル入力端子２０２に直接出力することが可能である。
【００４３】
次に、図３の流れ図を参照し、本実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置がデジタルＡＶ情報を表示する処理について説明する。
【００４４】
元となるデジタルＡＶ情報は、データを発信する側において暗号化関数ρで暗号化され、デジタルＡＶ情報Ｃ１として発信される。この際、少なくとも暗号化されたことを示すヘッダーと、暗号を解除する場合に連絡をとる連絡先のデータ（すなわち、著作権管理サーバー１０４への電話番号等のアクセス方法）とを併せて送る必要がある。図３の処理ａにおいて、デジタルＡＶ情報処理装置１００は、この暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ１をリアルタイムでストレージデバイス１１０に記録する。
【００４５】
次に、処理ｂに示すように記録媒体固有の暗号化（エンコード）関数σを使用して、受信データであるデジタルＡＶ情報Ｃ１を再度暗号化データＣ２に変換し記録する。暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２が完成すれば、デジタルＡＶ情報Ｃ１は必要がなくなるため、削除してもかまわない。また、暗号化の計算処理速度がデジタルＡＶ情報の入力速度より速い場合は、一旦デジタルＡＶ情報Ｃ１を記録することなく直接暗号化処理を行い、デジタルＡＶ情報Ｃ２を記録してもかまわない。
【００４６】
このデジタルＡＶ情報Ｃ２は、処理ｃ以降のような処理で暗号化を解除した後に見ることが可能となる。まず、処理ｃに示すように、ストレージデバイス１１０に固有の暗号化関数または暗号解除（デコード）関数σ―１をデジタル電話部１１４を介して著作権管理サーバー１０４に転送する（Ｓ３０２）。このとき、暗号化関数σを用いた暗号化を解除するための情報として、記録媒体固有の暗号化関数または暗号解除関数σ―１が解らないように別の暗号化手段で転送すると、著作権保護はさらに安全となる。デジタルＡＶ情報を見るときに料金を徴収する処理は、著作権管理サーバー１０４にデジタル電話部１１４を介して接続したときに課金するシステムを組み合わせることにより可能となる。
【００４７】
著作権管理サーバー１０４は、この媒体固有の暗号化関数σまたは暗号解除関数σ−１と、著作権管理サーバー１０４で管理している暗号化関数ρまたは暗号解除関数ρ−１とを使用して、目的のデジタルＡＶ情報に固有でかつ記録媒体固有の暗号を解除するための暗号解除関数τを計算する（Ｓ３０３）。なお、図３に示す例では暗号解除関数τをρ−１・σ−１で計算している。
【００４８】
次に、処理ｄに示すように、この計算されたデジタルＡＶ情報固有かつ記録媒体固有の暗号解除関数τを、デジタルＡＶ情報処理装置１００にデジタル電話部１１４を介して転送する（Ｓ３０４）。ここでも、転送する暗号解除関数τに別の暗号化処理を施すことにより、著作権保護の安全性を高めることが可能である。デジタル電話部１１４を用いた著作権管理サーバー１０４との通信は、処理ｃおよび処理ｄで終了する。
【００４９】
このように、デジタルＡＶ情報処理装置１００は暗号化関数ρを用いて暗号化されたデジタル情報を受信し、受信したデジタル情報を暗号化関数σを用いて暗号化し、暗号化関数σを用いた暗号化を解除するための情報σまたはσ―１を著作権管理サーバー１０４に送信し、著作権管理サーバー１０４は送信された情報に応答して、暗号化関数ρおよびσを用いた暗号化を解除する暗号解除関数τを送信するので、必要な情報の正当なコピーを可能とし、不正なコピーを不可能とすることができる。
【００５０】
最後に、このデータを見る場合、処理ｅに示すように、処理ｄにおいて求めた暗号解除関数τを使用してデジタルＡＶ情報Ｃ２の暗号を解除する。これにより、暗号化され記録された情報は、元のデジタルＡＶ情報Ｍに復号化される。その後、通常の暗号化されていないデジタルＡＶ情報と同じように圧縮解除処理部１１８で圧縮解除を行うことで、テレビ３００のデジタル入力端子３０２に出力することでデジタルＡＶ情報の内容を再生することができる。
【００５１】
上述した処理を、具体的なデジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρおよび暗号解除関数ρ−１、ならびに記録媒体固有の暗号化関数σおよび暗号解除関数σ−１を使用して説明する。なお、以下の説明では、全体の暗号化処理の共通素数としてＮ＝２５７＝２＾８＋１を使用する。また、説明を簡単にするため行列は２×２で計算しているが、Ｎの値を大きくすること、および行列の配列を大きくすることにより、特に逆行列の計算時間が増大し、ハッキングに対してより強いシステムを実現することができることはいうまでもない。
【００５２】
まず、元のデジタルＡＶ情報
【００５３】
【数１】
およびデジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρを準備し、これによりデジタルＡＶ情報固有の暗号化処理を行う。
【００５５】
【数２】
なお、ρの行列に関しての制約事項として、行列式は０でないこと（｜ρ｜≠０）、および各要素の値がＮより小さいことが必要となる。この制約事項を満足すれば、各要素は任意の値をとることが可能である。また、Ｎを大きくし配列を大きくとっておけば、暗号化関数はほとんど無限に存在することになる。このため（配列をｎ×ｎとすると暗号化関数の数は約Ｎ＾（ｎ×ｎ）になる）、デジタルＡＶ情報の数が多くても、記録媒体の数が多くても、各デジタルＡＶ情報および各記録媒体に固有の暗号化関数を用意することは容易である。
【００５７】
暗号化の演算処理としては、
ρ（Ｍ）＝ρ＊Ｍ ｍｏｄ Ｎ
を定義する。
【００５８】
これにより、デジタルＡＶ情報Ｃ１は
【００５９】
【数３】
となり、この演算処理により暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ１が配信される。
【００６１】
次に、媒体固有の暗号化関数σを使い再度暗号化処理を行う。暗号化の演算処理として同様に
σ（Ｃ１）＝σ＊Ｃ１ ｍｏｄ Ｎ
で計算する。
【００６２】
【数４】
これにより、このデジタルＡＶ情報固有でかつこの記録媒体固有の暗号化関数を用いた暗号化を行うことができ、かつ暗号化された情報の記録が可能となる。
【００６４】
次に、この暗号を解除するための暗号解除関数τを計算するために、デジタル電話部１１４を使用し著作権サーバー１０４に記録媒体固有の暗号化関数の逆行列である暗号解除関数σ−１を転送する。ここで、媒体固有の暗号解除関数σ−１は次の計算で求めることが可能である。ここ使用される行列式の演算則は暗号化の演算処理と同様に、掛け算の結果得られた各要素の値に対して、Ｎで割った余りを解とする。
【００６５】
【数５】
この式を満足させるｅ，ｆ，ｇ，ｈを逐次計算で求めることで、σ−１を計算することが可能である。計算されたσ−１は
【００６７】
【数６】
であり、これを著作権管理サーバー１０４に転送する。
【００６９】
著作権管理サーバー１０４では、デジタルＡＶ情報固有の暗号化関数ρの逆関数である暗号解除関数ρ−１と、転送された暗号解除関数σ−１とを使用し、媒体固有の暗号化関数τ（＝ρ−１・σ−１＝ρ−１＊σ−１ ｍｏｄ Ｎ）を以下の式で計算する。
【００７０】
【数７】
著作権管理サーバー１０４では、得られた暗号解除関数τをデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送する。デジタルＡＶ情報処理装置１００では、この暗号解除関数τを記録装置（例えばストレージデバイス１１０等）に記憶する。
【００７２】
この記録されたデジタルＡＶ情報を再生する場合は、デジタルＡＶ情報処理装置１００で暗号解除関数τを用いて暗号解除を行う。
【００７３】
【数８】
この方法で、暗号化されたデジタルＡＶ情報は元の情報Ｍに戻る。その後は、デジタルＡＶ情報の圧縮を解除するだけで再生することが可能となる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、図４の流れ図を参照し、デジタルＡＶ情報を外部記録装置に保存する本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、リムーバブル記録媒体１２４へのコピー処理およびリムーバブル記録媒体１２４にコピーされたデジタルＡＶ情報の再生処理が行われる。
【００７６】
図４の処理ａに示すように、コピー元となるデータとしては、上述のようにストレージデバイス１１０上の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２を使用する。処理ｂでは、コピー先の記録媒体固有の暗号化関数φを使用し、コピー元の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２を使用して再度暗号化処理を行う。再度暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ２は、外部記録装置１２４に記録される。
【００７７】
【数９】
処理ｃでは、コピー元の記録媒体（ストレージデバイス１１０）固有の暗号化関数σまたは暗号解除関数σ−１、およびコピー先の記録媒体（外部記録装置１２４）固有の暗号化関数φまたは暗号解除関数φ−１をデジタル電話部１１４を用いてデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送する（Ｓ４０２）。このとき、記録媒体固有の暗号化関数または暗号解除関数を２種類転送することで、コピーのデジタルＡＶ情報を再生する場合と通常のデジタルＡＶ情報を再生する場合と区別することが可能である。そのため、再生の場合とコピーの場合で料金体制を別々に分けることが可能となる。
【００７９】
著作権管理サーバー１０４では、予め保有している暗号解除関数ρ−１と転送された暗号解除関数σ−１及びφ−１とを使用して、媒体固有の暗号解除関数ψを計算する。ここで、転送される関数が暗号化関数である場合は、逆行列を計算することで、媒体固有の暗号解除関数σ−１およびφ−１を計算することが可能である。
【００８０】
【数１０】
計算されたデジタルＡＶ情報固有で、かつコピー先の記録媒体固有の暗号解除関数ψは、デジタル電話部１１４を通じてデジタルＡＶ情報処理装置１００に転送される。
【００８２】
処理ｄでは、著作権管理サーバー１０４から送られた暗号解除関数ψを記録装置（例えばストレージデバイス１１０等）に記憶する（Ｓ４０４）。
【００８３】
リムーバブル記録媒体１２４上の暗号化されたデジタルＡＶ情報Ｃ３を見る場合は、処理ｅに示すように、転送されてきた暗号解除関数ψを使用してデジタルＡＶ情報Ｃ３の暗号を解除する。
【００８４】
【数１１】
これにより、暗号化され記録された情報は元のデジタルＡＶ情報Ｍに変換される。その後、圧縮解除処理部１１８において圧縮を解除することで、デジタルＡＶ情報の内容を再生することが可能となる。
【００８６】
このように、本実施形態では、記録媒体の各々に固有の暗号化関数および暗号解除関数を用意しておき、さらにデジタルＡＶ情報に固有な暗号化関数および暗号解除関数を用意しておき、この２つまたは３つ以上の暗号化関数で、暗号化処理を行い記録するので、デジタルＡＶ情報は、そのデジタルＡＶ情報毎、および記録媒体毎に違った暗号化関数で暗号化される。この暗号化を解除するためには、記録媒体の暗号解除関数とデジタルＡＶ情報の暗号解除関数の２つまたは３つ以上の暗号解除関数がないと暗号解除をすることができない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、必要な情報の正当なコピーは可能とし、不正なコピーを行うことができない著作権保護システムを提供することが可能となる。
【００８８】
また、デジタル情報を単純に再生する場合と、コピーする場合とで異なる処理を行うことができるため、細かな料金設定等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタルＡＶ情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】暗号化されていないデジタルＡＶ情報の表示処理方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る著作権保護方法の手順を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る著作権保護方法の手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００ デジタルＡＶ情報処理装置
１０２ 銀行
１０４ 著作権管理サーバー
１０６ デジタルチューナー
１０８ モデム
１１０ ストレージデバイス
１１２ 演算装置（ＣＰＵ）
１１４ デジタル電話部
１１６ 暗号解除処理部
１１８ 圧縮解除処理部
１２０ 暗号化処理部
１２２ デジタル出力部
１２４ 外部記録装置
１２６ 衛星放送アンテナ
Claims (12)
- 著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムであって、前記デジタル情報処理装置は、
前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、
該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、
前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段と
を有し、前記著作権管理サーバーは、
前記暗号解除情報送信手段により送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信する暗号解除関数送信手段を有し、
前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする著作権保護システム。 - 前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする請求項１に記載の著作権保護システム。
- 前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする請求項１に著作権保護システム。
- 前記デジタル情報処理装置は、
前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、
前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段と
を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の著作権保護システム。 - 前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする請求項４に記載の著作権保護システム。
- 著作物のデジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報を受信する暗号化情報受信手段と、
該暗号化情報受信手段により受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化する暗号化手段と、
前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信する暗号解除情報送信手段と、
前記暗号解除情報送信手段による情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信する手段とを備え、
前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とするデジタル情報処理装置。 - 前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、ρ＊σ＊τ＝１が成立することを特徴とする請求項６に記載のデジタル情報処理装置。
- 前記第１の暗号化関数をρとし、前記第２の暗号化関数をσとし、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する関数をτとした場合、τ＝σ−１＊ρ−１が成立することを特徴とする請求項６に記載のデジタル情報処理装置。
- 前記暗号化手段により暗号化されたデジタル情報を第３の暗号化関数を用いて更に暗号化する再暗号化手段と、
前記第３の暗号化関数を用いて暗号化されたデジタル情報をリムーバブル記録媒体に記録する手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のデジタル情報処理装置。 - 前記第３の暗号化関数は、前記リムーバブル記録媒体に固有の関数であることを特徴とする請求項９に記載のデジタル情報処理装置。
- 著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置と、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーとを備えた著作権保護システムにおける著作権保護方法であって、前記デジタル情報処理装置は、
前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、
該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、
前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を前記著作権管理サーバーに送信し、
前記著作権管理サーバーは、前記送信された情報に応答して、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を送信し、
前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とする著作権保護方法。 - 著作物のデジタル情報を処理するデジタル情報処理装置を用いたデジタル情報処理方法であって、
前記デジタル情報に固有の第１の暗号化関数を用いて暗号化された前記デジタル情報を受信し、
該受信した前記デジタル情報を、当該デジタル情報を記録する記録媒体に固有の第２の暗号化関数を用いて暗号化し、
前記第２の暗号化関数を用いた暗号化を解除するための情報を、前記デジタル情報に関する著作権を管理する著作権管理サーバーに送信し、
前記情報の送信に応答した前記著作権管理サーバーから、前記第１の暗号化関数と前記第２の暗号化関数とを用いた暗号化を解除する暗号解除関数を受信し、
前記第１の暗号化関数および前記第２の暗号化関数は、前記デジタル情報に固有の暗号化行列および前記記録媒体に固有の暗号化行列をそれぞれ含み、前記デジタル情報と前記暗号化行列との積の各要素を共通の素数で割った余りを解とする同じ関数系を用いることを特徴とするデジタル情報処理方法。
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