JP4188958B2 - 暗号化方法及びデータ配信システム及び暗号化装置及びデータ蓄積配信装置 - Google Patents
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Description
RFC3711
また、本発明に係る暗号化方法において、前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータに前記メタデータを埋め込み、前記暗号化された前記暗号化対象となるデータを復号する場合は、前記埋め込まれたメタデータに基づき前記入力パラメータを生成する。
また、本発明に係る暗号化方法において、前記入力パラメータは、初期ベクトルと暗号鍵とからなり、前記初期ベクトルは、前記メタデータに基づいて生成し、前記暗号鍵は、予め設定したものから更新しない。
また、上記目的を達成するため、本発明に係るデータ配信システムは、暗号化対象となるデータを送信装置により暗号化して、受信装置により復号化するデータ配信システムであって、前記送信装置は、入力パラメータから一意に定まる乱数列を生成する乱数生成手段と、前記暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータに前記メタデータを埋め込むメタデータ埋め込み手段と、前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化する暗号化手段と、を備え、前記受信装置は、前記乱数生成手段と、前記暗号化された前記暗号化対象となるデータから前記メタデータを抽出するメタデータ抽出手段と、前記メタデータ抽出手段により抽出されたメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化された前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を復号化する復号化手段と、を備えるように構成される。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る暗号化装置は、 暗号化対象となるデータを暗号化する暗号化装置であって、入力パラメータから一意に定まる乱数列を生成する乱数生成手段と、前記暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータに前記メタデータを埋め込むメタデータ埋め込み手段と、前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化する暗号化手段と、を備えるように構成される。
また、上記目的を達成するため、本発明に係るデータ蓄積配信装置は、暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて入力パラメータを生成し、前記入力パラメータから一意に定まる乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化した暗号化データであって、前記メタデータが埋め込まれている前記暗号化データを記憶する記憶部を有したデータ蓄積配信装置であって、クライアントからの所望の条件を有する前記暗号化データの検索要求に応じて、前記メタデータに基づいた検索を行い、前記検索要求に適合した前記暗号化データを前記クライアントへ送信するように構成される。
図1には、本発明の一実施例に係る画像配信システムの構成例を示してある。
図1に示される画像配信システムは、カメラ101と、画像符号化装置102と、画像蓄積配信装置104と、画像復号化装置105と、モニタ106から構成され、画像符号化装置102、画像蓄積配信装置104、画像復号化装置105との間は、例えば、インターネット等のネットワーク103により接続される。
図2に示される画像符号化装置102は、カメラインタフェース部21、画像符号化部22、メタデータ生成部23、暗号化部24、ネットワークインタフェース部25から構成される。
次に、図3A〜図6を参照して、本発明の特徴的な部分である暗号化部24により行われる暗号化処理の例を説明する。
図3Cは、本発明に係る暗号化処理の一実施例を示す図である。図3Dは、本発明に係る暗号復号化処理の一実施例を示す図である。
また、図3Cには図示されていないが、暗号化されるデータ領域と暗号化されないデータ領域とを特定する暗号判断部を用いてもよい。暗号判断部によって、暗号化が必要と判断されたデータ領域は、ビット毎に鍵ストリームと排他的論理和がとられて暗号化される。上記以外のデータ領域は、排他的論理和がとられないので暗号化されない。
次に、暗号が含まれているデータフレームを復号するために、図3Dに示すような構成が用いられてもよい。
なお、所定のデータ領域を暗号化/復号化することができるような構成であれば、上記実施例以外の構成でもよい。
MPEG−4のストリーム構成の実際については、ISO/IEC 14496−2に規定されている通りであるが、概略を模式的に示すと、図5(a)に示すように、MPEG−4の符号化画像データは、video object start codeから始まるVO(Video Object)ヘッダ情報領域、videoobject layer start codeから始まるVOL(Video Object Layer)ヘッダ情報領域、groupvop start codesから始まるGOV(Group of VOP)ヘッダ情報領域、アプリケーションに合わせてユーザが使用可能な領域でありuserdata start codeから始まるユーザデータ領域、vop start code(ここでは、VOPコードと呼ぶ)から始まるVOPから構成される。
まず、暗号化部24は、新たなGOVを検出したら、当該GOVに対応するメタデータをメタデータ生成部23から読み出し、読み出したメタデータを当該GOVのユーザデータ領域に埋め込む(ステップS601)。
なお、初期ベクトルの生成方法は上述した通りであるが、MPEG−4の符号化画像データの場合、メタデータのうち、フレーム番号やタイムスタンプについては、例えば、当該GOVの先頭のVOPに対応するもの(当該GOVを構成するVOPの中で最も若いフレーム番号や最も古いタイムスタンプ)を用いる。
一方、次のGOVを検出した場合には(ステップS606でYES)、暗号化部24は、上記と同様に当該GOVに対応するメタデータをメタデータ生成部23から読み出し、読み出したメタデータに基づき初期ベクトルI−2を生成し、初期ベクトルI−2を用いて生成した新たな鍵ストリームを用いて、以降、当該GOVのMB符号化情報に対して暗号化を行う(ステップS601〜S605)。
このように、図6に示した処理手順によれば、初期ベクトルIはGOV毎に更新され、乱数生成器のリセットもGOV毎、即ち、画像の複数フレーム毎に行われる。
図7に示される画像復号化装置105は、ネットワークインタフェース部71、暗号復号化部72、画像復号化部73、モニタインタフェース部74から構成される。
画像復号化部73は、符号化画像データの復号化を行い、復号された画像データをモニタインタフェース部74に出力する。
暗号復号化部72は、ネットワークインタフェース部71から図5(c)に示すフォーマットにより暗号化された符号化画像データを受け取ると、暗号の復号化処理を行う。即ち、暗号復号化部72は、暗号化された符号化画像データのGOVを検出すると、ユーザデータ領域中に埋め込まれたメタデータを抽出する。
以降、暗号復号化部72は、次のGOVを検出するまで、生成した鍵ストリームで暗号化されたMB符号化情報の暗号の復号化を行う。次のGOVを検出した場合には、暗号復号化部72は、新たに当該GOVのユーザデータ領域中のメタデータを抽出し、上記と同様にメタデータから初期ベクトルを生成し、鍵ストリームを生成して以降の暗号化されたMB符号化情報に対する復号化処理を行う。
また、本実施例に関わる画像配信システムでは、初期ベクトルはストリームデータから導出できるので、暗号化による初期ベクトル用の付加ビットが不要になり、システムの帯域の有効利用が可能である。
また、既存のシステムに影響を与えないので、システム導入が容易に行える効果がある。
即ち、暗号化部24は、まず、新たなGOVを検出したら、当該GOVに対応するメタデータをメタデータ生成部23から読み出し、読み出したメタデータを当該GOVのユーザデータ領域に埋め込む(ステップS701)。
そして、上記した暗号化部24の処理と同様に、抽出したメタデータとVOP番号とに基づき初期ベクトルI−1を生成し、乱数生成器のリセットを行った後、初期ベクトルI−1と、予め設定しておいた暗号鍵Kとから鍵ストリームを生成する。
以降、次のVOPコードを検出すると、暗号復号化部72は、付加ビットとしてVOPヘッダの直後に埋め込まれているVOP番号の抽出を行い、メタデータとVOP番号とに基づき初期ベクトルI−2を生成する。
図11(a)に示すように、JPEGの符号化画像データは、SOI(Start Of Image)、EOI(End Of Image)などの単独マーカと、APP0(Application type0)、SOF0(Start Of Frame type0)、SOS(Start Of Scan)などのマーカと付加情報からなるマーカセグメントと、画像本体である符号化セグメントから構成される。
なお、本例の画像符号化装置102では、暗号化部24の機能により乱数生成手段が構成されており、メタデータ生成部23や暗号化部24の機能により入力パラメータ生成手段が構成されており、暗号化部24の機能によりメタデータ埋め込み手段が構成されており、暗号化部24の機能により暗号化手段が構成されている。
Claims (7)
- 入力パラメータから一意に定まる乱数列を生成する乱数生成手段により生成された乱数列を用いて暗号化対象となるデータの暗号化を行う暗号化方法であって、
前記暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成し、
前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータのうちのユーザデータ領域に前記メタデータを埋め込み、
前記暗号化された前記暗号化対象となるデータを復号する場合は、前記埋め込まれたメタデータに基づき前記入力パラメータを生成し、
前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体の暗号化を行い、
前記暗号化対象となるデータの1又は複数単位毎に前記入力パラメータを更新すると共に、前記乱数生成手段を初期化するものであって、
前記入力パラメータは、初期ベクトルと暗号鍵とからなり、
前記初期ベクトルは、前記メタデータに基づいて生成することを特徴とする暗号化方法。 - 請求項1に記載の暗号化方法において、
前記暗号鍵は、予め設定したものから更新しないことを特徴とする暗号化方法。 - 請求項1または請求項2に記載の暗号化方法により暗号化されたデータの検索方法であって、
前記埋め込まれたメタデータに基づいて、前記暗号化されたデータを検索することを特徴とする検索方法。 - 暗号化対象となるデータを送信装置により暗号化して、受信装置により復号化するデータ配信システムであって、
前記送信装置は、入力パラメータから一意に定まる乱数列を生成する乱数生成手段と、
前記暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、
前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータのうちのユーザデータ領域に前記メタデータを埋め込むメタデータ埋め込み手段と、
前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化する暗号化手段と、を備え、
前記受信装置は、前記乱数生成手段と、
前記暗号化された前記暗号化対象となるデータから前記メタデータを抽出するメタデータ抽出手段と、
前記メタデータ抽出手段により抽出されたメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、
前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化された前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を復号化する復号化手段と、を備え、
前記暗号化対象となるデータの1又は複数単位毎に前記入力パラメータを更新すると共に、前記乱数生成手段を初期化するものであって、
前記入力パラメータは、初期ベクトルと暗号鍵とからなり、
前記初期ベクトルは、前記メタデータに基づいて生成することを特徴とするデータ配信システム。 - 請求項4に記載のデータ配信システムにおいて、
前記埋め込まれたメタデータに基づいて、前記暗号化されたデータを検索することを特徴とする検索することを特徴とするデータ配信システム。 - 暗号化対象となるデータを暗号化する暗号化装置であって、
入力パラメータから一意に定まる乱数列を生成する乱数生成手段と、
前記暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて前記入力パラメータを生成する入力パラメータ生成手段と、
前記暗号化対象となるデータ又は暗号化された前記暗号化対象となるデータのうちのユーザデータ領域に前記メタデータを埋め込むメタデータ埋め込み手段と、を備え、
前記乱数生成手段により生成された乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化する暗号化手段と、
前記暗号化対象となるデータの1又は複数単位毎に前記入力パラメータを更新すると共に、前記乱数生成手段を初期化するものであって、
前記入力パラメータは、初期ベクトルと暗号鍵とからなり、
前記初期ベクトルは、前記メタデータに基づいて生成することを特徴とする暗号化装置。 - 暗号化対象となるデータのメタデータに基づいて入力パラメータを生成し、前記入力パラメータから一意に定まる乱数列を用いて前記暗号化対象となるデータのうち、ヘッダや前記メタデータ等を除く、データ本体を暗号化した暗号化データとし、
前記メタデータは、前記暗号化対象となるデータのうちのユーザデータ領域に埋め込み、
前記メタデータが埋め込まれている前記暗号化データを記憶する記憶部を有したデータ蓄積配信装置であって、
前記入力パラメータは、初期ベクトルと暗号鍵とからなり、
前記初期ベクトルは、前記メタデータに基づいて生成するものであって、
クライアントからの所望の条件を有する前記暗号化データの検索要求に応じて、前記ユーザデータ領域に埋め込まれたメタデータに基づいた検索を行い、前記検索要求に適合した前記暗号化データを前記クライアントへ送信することを特徴とするデータ蓄積配信装置。
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