JP4190599B2

JP4190599B2 - Information transmission device, information transmission method, information reception device, and information reception method

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Publication number: JP4190599B2
Application number: JP01281097A
Authority: JP
Inventors: 一郎窪田; 智之浅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: JPH10215244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、通信衛星を用いて、データ配信サービスを行うための情報伝送装置及び方法並びに情報受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公衆電話回線、専用回線などを用いてデータ伝送する場合又は通話する場合、伝送情報の漏洩を防止するため又は伝送情報に対する妨害に対して情報の信頼性を維持するため、平文のデータを暗号化して伝送し、受信先で暗号化されたデータを復号している。
【０００３】
代表的な暗号方式としては、共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式とが知られている。共通鍵暗号方式は対称暗号系とも呼ばれており、アルゴリズム非公開型とアルゴリズム公開型がある。アルゴリズム公開型の代表的なものとして、ＤＥＳ（Date Encryption Standard）が知られている。公開鍵暗号方式は、暗号化鍵から復号鍵を導出するために莫大な計算量が必要なため実質的に復号鍵が解読されないので、暗号化鍵を公開してもよい暗号方式であり、非対称鍵暗号方式ともよばれている。
【０００４】
図１７は、伝送路上のデータを共通鍵暗号方式で暗号化する暗号化データ伝送装置の一例を示す概略構成図である。この暗号化データ伝送装置は、送信者側の送信装置９１と、受信者側の受信装置９２とをつなぐデータ伝送路９４から盗聴者側の盗聴装置９３がデータを盗聴するのを防ぐ。
【０００５】
伝送すべきデータには、送信装置９１内の暗号化器９６により暗号鍵９７を用いての暗号化処理が施される。データ伝送路９４により伝送されて受信装置９２で受信された上記暗号化データは、復号鍵９８を用いた復号器９９により復号されて、復号データが得られる。
【０００６】
ここで、盗聴装置９３がデータ伝送路９４から受信装置９２と同様に暗号化されたデータを受信しても、復号鍵９８を持たないので、復号することが困難である。すなわち、盗聴装置９３では、そのままでは意味不明の暗号化処理（スクランブル）のかかったデータを扱うことになるから、現実的に盗聴装置９３側に情報が漏洩することを防ぐことができる。この例における共通鍵暗号方式の主要な暗号化方法では、一般に暗号化鍵と復号鍵は同一ビット列である。
【０００７】
なお、上述したような、暗号化方式は、伝送データが伝送される回線系統の種別、伝送データの機密度（機密性）、伝送データの量などに応じて決定される。例えば、専用回線を用いたデータ伝送においては、情報の漏洩、伝送データへの妨害の度合いは低いが、公衆電話回線を用いてデータ伝送する場合は情報の漏洩の度合い、妨害の度合いは高くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、通信衛星を用いたディジタルデータの伝送が可能になったことで、テレビジョン放送や映画などのアナログ映像・音声データのみならず、コンピュータなどで利用されるテキストやディジタル映像・音声データについても、通信衛星を用いて伝送されるようになったが、不特定多数の受信装置での受信が可能であることから情報の漏洩の度合い、妨害の度合いは一層高くなる。
【０００９】
すなわち、上記通信衛星を用いるデータ伝送システムでは、電話回線、専用回線などの１対１通信と異なり、不特定多数の受信者が受信装置で容易に受信できるので、盗聴されやすい。このため、例えば有料のデータ伝送が盗聴される可能性が高い。そこで、上記データ伝送システムでも、データの暗号化が必要とされる。
【００１０】
実際の上記データ伝送システムにおいては、全てのデータについて暗号化処理を施すのではなく、送信装置において伝送すべきデータの内容に応じて、暗号化すべきデータを暗号化して伝送路上に送出し、受信者は暗号化されたデータの全部又は一部を復号して、その結果得られた情報により、或いは、暗号化されずに伝送された部分により、そのデータが自分にとって必要なものであるか否かを知る。
【００１１】
ここで、通信衛星を使った従来のテレビジョン放送サービスは、配信者が配信したデータを同時に多数のユーザが受信して使用する形態である。これに対して、コンピュータなどで使用されるディジタルデータを、通信衛星を介して配信する場合には、データ配信者から単数または複数の特定のユーザにデータを配信する機能が求められる。
【００１２】
しかし、従来、データ配信者から多ユーザへの同時通信又は放送システムでは、全ユーザは常に同じ情報を受信して使用又は閲覧をしており、システムユーザ個人の識別情報がないため、データ配信者から特定ユーザのみへのデータの配信ができなかった。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、上記通信衛星を用いてディジタルデータを伝送する際にも、情報の漏洩の度合い、妨害の度合いを低くできる情報伝送装置及び方法の提供を目的とする。
【００１４】
また、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、情報配信者からデータ伝送路を介して伝送されたディジタルデータを、データの種類に応じて特定のユーザのみが受信できるようにする情報受信装置及び方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報伝送装置は、上記課題を解決するために、ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化を行い、さらにこのインターネットプロトコルパケット化により得られたインターネットプロトコルパケットをトランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化を行ってからデータ伝送路を介して伝送する情報伝送装置において、上記ディジタルデータをインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施す伝送データ提供事業者用の暗号化手段と、上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットを上記トランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施す上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段と、上記伝送データ提供事業者用の暗号化手段と上記伝送路提供事業者用の暗号化手段による独立した二つの暗号化処理により得られた２重の暗号化データを送信する送信手段と、上記送信手段から上記データ伝送路を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、それぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施す受信手段とを備える。
【００１６】
本発明に係る情報伝送方法は、上記課題を解決するために、ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化を行い、さらにこのインターネットプロトコルパケット化により得られたインターネットプロトコルパケットをトランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化を行ってからデータ伝送路を介して伝送する情報伝送装置にあって実行される情報伝送方法において、上記ディジタルデータをインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施す伝送データ提供事業者用の暗号化手段によって実行される第１の暗号化工程と、上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化工程によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットを上記トランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施す上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段によって実行される第２の暗号化工程と、上記伝送データ提供事業者用の第１の暗号化工程と上記伝送路提供事業者用の第２の暗号化工程による独立した二つの暗号化処理により得られた２重の暗号化データを送信手段によって送信する送信工程と、上記送信工程を実行した送信工程により上記データ伝送路を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、それぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて受信手段で復号して受信する受信工程とを備える。
【００１７】
本発明に係る情報受信装置は、上記課題を解決するために、ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化を行い、さらにこのインターネットプロトコルパケット化により得られたインターネットプロトコルパケットをトランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化を行ってからデータ伝送路を介して送信する情報送信装置から送信されてきた暗号化データを受信する情報受信装置において、上記暗号化データは情報送信装置の伝送データ提供事業者用の暗号化手段が、上記ディジタルデータをインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施し、さらに上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段が上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットを上記トランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施して得られた２重暗号化データであり、上記情報受信装置は上記第２の暗号鍵に対応した第２の復号鍵により上記第２の暗号化処理が施されたトランスポートストリームパケットデータを復号してから、上記第１の暗号鍵に対応した第１の復号鍵により上記第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットデータを復号する。
本発明に係る情報受信方法は、上記課題を解決するために、ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化を行い、さらにこのインターネットプロトコルパケット化により得られたインターネットプロトコルパケットをトランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化を行ってからデータ伝送路を介して送信する情報送信装置から送信されてきた暗号化データを受信する情報受信装置にあって実行される情報受信方法において、上記暗号化データは、情報送信装置の伝送データ提供事業者用の暗号化手段で実行される第１の暗号化工程が上記ディジタルデータをインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施し、さらに上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段で実行される第２の暗号化工程が上記伝送データ提供事業者用の上記第１の暗号化工程によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットを上記トランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施して得られた２重暗号化データであり、上記情報受信方法は上記第２の暗号鍵に対応した第２の復号鍵により上記第２の暗号化処理が施されたトランスポートストリームパケットデータをトランスポートストリームパケット復号部により復号するトランスポートストリームパケット復号工程と、上記トランスポートストリームパケット復号工程の後に、上記第１の暗号鍵に対応した第１の復号鍵により上記第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットデータをインターネットプロトコルパケット復号部により復号するインターネットプロトコルパケット復号工程とを備える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る情報伝送装置及び方法並びに情報受信装置及び方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、ディジタルデータを所定のデータブロックに分割し、該データブロックを衛星回線を介して伝送する図１のデータ伝送システムである。
【００１９】
このデータ伝送システムは、ディジタルデータに上記ディジタルデータの種類を示す識別子に応じた暗号鍵を用いた暗号化処理を含め、２重の暗号化処理を施し、この２重暗号化データを送信するデータ配信装置１０と、このデータ配信装置１０から上記衛星回線を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、それぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施すデータ受信装置３０とを備えてなる。ここで、データ受信装置３０は、例えばパーソナルコンピュータの拡張スロットに装着される。なお、図１には、パーソナルコンピュータをそのままデータ受信装置３０として示している。
【００２０】
データ配信装置１０及びデータ受信装置３０は、双方向の通信が可能な例えばＩＳＤＮのような地上通信網を介して相互に通信が可能である。この地上通信網は、複数のシステム相互間でネットワークを介してディジタルデータの送受信を行うインターネットに接続されていてもよい。また、通信衛星１８による衛星回線は、上記地上通信網よりも伝送容量が大きい。
【００２１】
先ず、上記データ伝送システムにおけるデータの流れを説明する。ここでは、データ配信装置１０を所有するデータ提供者とデータ受信装置３０を所有する特定のユーザが、データの配送の契約を予め結んでいるものとする。なお、ここでいうデータ提供者とは、伝送情報を提供する事業者（以下、コンテンツプロバイダという）と、伝送路を提供する事業者（以下、サービスプロバイダという）の両方を含めている。
【００２２】
データ受信装置３０を所有するユーザは、例えば、地上通信網としてのＩＳＤＮを介して、データ提供者が提供する所定のサービスを受けたい旨のリクエストをデータ配信装置１０に送る。このリクエストを送る方法は、特に、限定されず、データの種類やユーザとの契約状況によって決められ、例えば郵便などでもよい。また、リクエストを送らずに、予め契約に従って、データ提供者がサービスを提供してもよい。
【００２３】
データ配信装置１０に送られたユーザからのリクエストは、データリクエスト受付部１１で受け取られ、データ管理部１２に送られる。データ管理部１２は、ユーザの契約情報やリクエストが意味のあるものか否かのチェックを行い、問題が無ければ、データ蓄積部１３にデータの読み出し要求を行う。データ蓄積部１３は、データ読み出し要求に応じた、例えばデータを高速スイッチャ１４を介してデータ作成部１５に送る。
【００２４】
データ作成部１５では、データ蓄積部１３からのデータに対してＩＰパケット化、メディアアクセス制御（Media Access Control、ＭＡＣ）フレーム化、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group Phase）２のトランスポート化などのフォーマット変換を行う。また、データ作成部１５は、データのＩＰパケット化後と、トランスポート化後に、上記２重の暗号化を行う。
【００２５】
このフォーマット変換について以下に説明する。上述したように、近年、オーディオ、ビデオ信号やデータのような多種類のデータが多重化されて、大容量のディジタル回線で伝送されることが可能になってきた。この多重化の方法としては、例えばＭＰＥＧ２の伝送フォーマットであるトランスポートストリーム（Transport Stream,ＴＳ）パケットが知られている。このＴＳパケットでは、情報データ部（ペイロード部）に暗号化処理を施している。この暗号化のための暗号化鍵は、ＴＳパケットのヘッダ部分の１３ビットのパケットＩＤ（ＰＩＤ）及び２ビットのスクランブル制御部に対応した固有のビット列を使用する。また、上記ＰＩＤは、各ＴＳパケットの特定チャンネルのビデオやオーディオ等の情報種類を識別するのにも使われる。
【００２６】
このＴＳパケットを用いてデータを伝送する場合には、データをインターネットで広く使用されているインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットのフォーマットに変換し、さらにこのＩＰパケットをＴＳパケットに入れ込んでいる。
【００２７】
ところで、多種類のデータがＩＰパケットとして伝送される場合、上記ＰＩＤはＩＰパケットのデータを他のビデオやオーディオのデータと識別するために使われており、又ビット長も１３ビットしか無く、ＩＰパケットで伝送される種々のデータの種別を識別させるには不十分なビット数である。そこでＰＩＤ以外のデータ種類の識別方法が必要になる。
【００２８】
例えば、インターネット上では受信データが自分宛のデータであるか否かを識別するのにＩＰパケットのＩＰヘッダに含まれる送信先アドレス（Destination Address）を用いている。ＴＳパケットでＩＰパケットを伝送する場合でも、この送信先アドレス（以後、送信先ＩＰアドレスという。）を用いて自分宛のデータであるかを識別することが可能である。
【００２９】
しかし、例えば衛星回線を例にとるとデータ伝送速度が１中継器当たり３０Ｍｂｐｓとなり、データ受信側でリアルタイムに送信先ＩＰアドレスの解析をソフトウェアで行うことは非常に困難である。何らかの手段により、自分宛の情報だけを抽出する手段が必要となる。
【００３０】
さらに、具体的な情報のタイトルを指定しなくとも、自分の関心のある情報のジャンルの情報だけ指定しておけば、そのジャンルの情報だけが自動的に受信され、ダウンロードできると大変便利である。
【００３１】
又、特定の加入者だけに受信可能とするために、上述したようにデータを暗号化した場合、受信側では暗号化されたデータを復号する必要がある。
そこで、上記データ伝送システムでは、データ配信装置１０において複数種類のデータブロックからなる多重化データにデータの種類を示す識別子を付加し、通信衛星１８を経由させて上記衛星回線により、データ受信装置３０に送信している。そして、データ受信装置３０では、ハードウェア的に上記識別子を読み取り、受信者が必要とする予め登録された種別のデータのみを抽出して復号する。
【００３２】
この識別子の付加は、データ配信装置１０のデータ作成部１５によって行われる。データ配信装置１０内のデータ蓄積部１３には、ユーザが必要とするデータが何も加工されていない状態で蓄積されている。データ管理部１２から、データの読み出し要求がユーザから来たことを知らされたデータ蓄積部１３は、リクエストされたデータ及びユーザの宛先情報を同時にデータ作成部１５に高速スイッチャ１４を介して送る。
【００３３】
ここで、ユーザの宛先情報とは、ＩＰパケット送信に必要な送信先ＩＰアドレスである。このデータ伝送システムでは、すべてのユーザに固有の送信先ＩＰアドレスを割り振っている。一のユーザが持つ送信先ＩＰアドレスは、一のユーザが確保している間は、一のユーザ以外のユーザは持たない。
【００３４】
データ蓄積部１３からのデータは、データ作成部１５によって作成又はフォーマット変換された後、データ処理部１６で他のオーディオ信号やビデオ信号と多重化され、多重化データとして送信アンテナ１７から通信衛星１８に無線回線を介して送られる。
【００３５】
通信衛星１８を介して送られた多重化データは、特定ユーザの所有するデータ受信装置３０に限らず、データを受信できる状況にある全てのユーザが受信することが可能である。データ受信装置３０は、通信衛星１８からの全多重化データを受信し、その中から、自分が出したリクエストに応じたデータを選別して抽出し、復号化する。
【００３６】
このデータ受信装置３０は、データの種類を示す識別子が付加された複数種類のデータブロックよりなる多重化データを通信衛星１８による衛星回線を介して受信し、上記識別子を読み取ることにより、予め登録された種類のデータブロックのみを抽出して復号する。
【００３７】
すなわち、データ受信装置３０は、リクエストに応じて送信されたデータを含む多数のデータブロックを受信し、その中から、自分宛のデータブロック、自分が受け取るべきデータブロック、自分が受け取ることができるデータブロックを選別して抽出する。なお、予めユーザとデータ提供者との契約によって、ユーザが持つデータ受信装置３０は決定されている。
したがって、通常であれば、ユーザが持つデータ受信装置３０を用いて、他のユーザ宛の特有のデータを選別することができない。
【００３８】
しかし、通信衛星１８を用いる上記データ伝送システムでは、電話回線、専用回線などの１対１通信と異なり、不特定多数の受信者が受信装置で容易に受信できるので、盗聴されやすい。すなわち、データ伝送が盗聴される可能性が高い。そこで、上記データ伝送システムでも、データの暗号化が必要とされる。
【００３９】
このため、データ配信装置１０は、図２に簡単に示すように、情報を提供するコンテンツプロパイダ１８と、その情報を伝送するサービスプロパイダ１９とで、暗号化器２１と、暗号化器２６により２重の暗号化処理を施している。
【００４０】
このデータ配信装置１０は、実際には、上述した図１に示すように構成されており、特に図２に示したコンテンツプロバイダ１８と、サービスプロパイダ１９の備える各部は、図３に示すようなデータ作成部１５に含まれる。
【００４１】
データ蓄積部１３から送られてきた特定ユーザ宛のデータ及びＩＰアドレスは送信先ＩＰパケット作成部２０に送られる。ＩＰパケット作成部２０では、データ蓄積部１３から送られてきたデータとその時点でユーザを特定する送信先ＩＰアドレスを用いて、図４に示すＩＰパケット６０を生成する。このＩＰパケット６０の大きさはＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）で規定され、ユーザがリクエストしたデータがその大きさを超える場合には、このデータは複数のＩＰパケットに分割されて次の暗号化器２１に転送される。
【００４２】
ここで使用されるＩＰパケット６０のＩＰヘッダには、図５に示すユーザの送信先ＩＰアドレス７４と、送信元のＩＰアドレス７３が入っている。ここで、送信先ＩＰアドレス７４は、３２ビットである。
【００４３】
ＩＰパケット作成部２０で作成されたＩＰパケット６０は、暗号化器２１に転送される。暗号化器２１では、ＩＰパケット６０内の３２ビットの上記送信先ＩＰアドレス７４によって、宛先が特定のユーザであることを知り、その時点で既にデータ提供者と特定のユーザとの間のみで知り合うＩＰパケット用暗号化鍵によってＩＰパケット６０全体を暗号化する。暗号化式としては、例えばＤＥＳ（Data Encryption Standard）などが採用される。
【００４４】
この暗号化器２１は、上記３２ビットの送信先ＩＰアドレス７４を用いた暗号化を行うので、ＩＰパケットの暗号化による限定受信だけでも２の３２乗（＝約４３億）個の範囲に受信者を分けることができる。
【００４５】
ここで、コンテンツプロバイダ１８は、データ受信装置３０に対して、伝送するＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスと、暗号化ＩＰパケットを復号するための復号鍵を予め与えておく。そして、ＩＰパケットのペイロード部分をこの復号鍵に対応する暗号鍵で暗号化し、サービスプロバイダ１９に送る。
【００４６】
ただし、暗号化は、特定のユーザに対する全てのデータについて施す必要はなく、データの種類によっては暗号化が行われないこともある。暗号化が行われない場合には、ＩＰパケット作成部２０からＭＡＣフレーム作成部２２に直接ＩＰパケット６０が転送される。
【００４７】
ここでは、暗号化が行われる場合について説明する。暗号化は通常６４ビットの平文に対して行われ、暗号化すべきＩＰパケット６０のデータ長が６４ビットの倍数でない場合には、データの埋め合わせ、すなわち無効データのパディングを行うことでＩＰパケット６０全体を６４ビットの倍数にし、ＩＰパケット６１とする。
【００４８】
特定のユーザ用のＩＰパケット６１が暗号化されたＩＰパケット６２は、ＭＡＣフレーム作成部２２に転送される。ＭＡＣフレーム作成部２２では、暗号化器２１によって暗号化されたＩＰパケット６２に対して、ＭＡＣヘッダ７０を付加する。
【００４９】
このＭＡＣヘッダ７０は、図６に示すように８ビットのＳＳＩＤ（Server System ID）と、２４ビットのＵＤＢ（User Depend Block）１と、３２ビットのＵＤＢ２の計６４ビットで構成されている。特に、ＭＡＣヘッダ７０のＵＤＢ２には、上記ＩＰヘッダ内に書かれた送信先ＩＰアドレスと同様の送信先ＩＰアドレスが書き込まれる。
【００５０】
上記ＩＰヘッダ内の送信先ＩＰアドレスは暗号化されており、受信装置側では暗号を復号しなければ送信先ＩＰアドレスを知ることができないが、上記ＭＡＣヘッダ７０にそれと同じ送信先ＩＰアドレスがあれば、受信側では単にハードウェア的にそれを読み出すことで、自分宛のデータブロックであるか否かを知ることができる。この送信先ＩＰアドレスはＩＰパケット作成部２０からＭＡＣフレーム作成部２２に直接渡される。
【００５１】
なお、上記ＵＤＢ１には、３ビットのＰＢＬ（Padding_Byte_Length）と、１ビットのＣＰ（Control_Packet）と、１ビットのＥＮ（Encrypted_or_Not）と、１ビットのＰＮ（Protocol_Type Available_or_Not）と、２ビットのReserveと、１６ビットのプロトコル番号（Protocol Type）がセットされる。
【００５２】
この内、ＰＢＬは、パディングバイト長であり、暗号化の際に埋め合わせされた無効なデータの長さである。これは、暗号化されたＩＰパケットを受信したユーザが正規なデータ長を知るために必要となる。
【００５３】
また、ＣＰは、ＩＰパケットに、ユーザが必要なデータかシステム運用に必要な制御データが入っているかを識別するビットである。通常、ユーザがリクエストした際に受け取るべきＭＡＣフレーム６３のＣＰは、制御データではなくデータが入っていることを示している。
【００５４】
ＥＮは、ＩＰパケットが暗号化器２１によって暗号化されているか否かを示す制御ビットである。このビット情報によってユーザは受信したＭＡＣフレーム６３を復号するかしないか決定する。ＰＮは、Protocol Typeエリアに有用な情報があるか否かを示す制御ビットである。
【００５５】
図３のＭＡＣフレーム作成部２２では、以上の制御ビットをＩＰパケット６２に付加している。ここで、ＵＤＢ２には、上記送信先ＩＰアドレスの他、ＩＰパケットの情報の種類を表すコンテンツＩＤをセットしてもよい。このコンテンツＩＤについては後述する。ＵＤＢ２にセットされたのが、上記送信先ＩＰアドレスであるか上記コンテンツＩＤであるかを識別させるのが上記ＳＳＩＤである。
【００５６】
ＭＡＣフレーム作成部２２で生成されたＭＡＣフレーム６３には、ＣＲＣ計算部２３にて計算されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking、巡回冗長検査）が付加される。このようにデータ配信装置１０側でＣＲＣの計算を行うことで、データ受信装置３０は、受信したＭＡＣフレームが正しく通信衛星１８から伝送されているかを検査することができる。ＣＲＣ計算部２３において生成された１６ビットのＣＲＣは、ＭＡＣフレーム６３の最後に付加されている。
【００５７】
このＭＡＣフレーム６３は、セクション作成部２４に転送されてＭＰＥＧ２で規定されるセクションに変換される。図４に示すように、ＭＡＣフレーム６３は、セクション（Ｓｅｃ）ヘッダ７１の直後に付加され、プライベートセクション６４と呼ばれる。
【００５８】
このセクションヘッダ７１のフォーマットを図７（Ａ）に示す。セクションヘッダ７１のフォーマットは、ＭＰＥＧ２によって、規定され、テーブル（ＩＤ）Ｔ_ｉｄ、セクション−シンク−インディケータＳ_ｓｉ、プライベート−インディケータＰ_ｉ、リザーブドＲ_ｅｓ、プライベート−セクション−レングスＰ_ｓｌを有する。ここで、プライベート−セクション−レングスＰ_ｓｌには、ＭＡＣフレームのデータ長が入る。
【００５９】
セクション作成部２４で作成されたプライベートセクション６４は、トランスポートパケット作成部２５に転送される。トランスポートパケット作成部２５では、転送されたプライベートセクション６４をトランスポートパケット６５_１，６５_２，・・６５_ｎに分割する。
【００６０】
トランスポートパケット６５_１，６５_２，・・６５_ｎは、それぞれ１８８バイトで構成されている。これらのトランスポートパケット６５_１，６５_２，・・６５_ｎには、４バイトのＴＳヘッダが付加される。
【００６１】
例えばＴＳヘッダ７２のフォーマットを図７（Ｂ）に示す。ＴＳヘッダ７２は、シンクバイトＳ_ｙｂ、トランスポート−エラー−インディケータＴ_ｅｉ、ペイロード−ユニット−スタート−インディケータＰ_ｕｉ、トランスポート−プライオリティＴ_ｐ、上記ＰＩＤ、上記スクランブル制御部（トランスポート−スクランブル−コントロール）Ｔ_ｓｃ、アダプティション−フィールド−コントロールＡ_ｆｃ及びコンティニティ−カウンタＣ_ｃを有する。
【００６２】
トランスポートパケット６５_１，６５_２，・・６５_ｎの１個分の大きさは、上述したように１８８バイトと規定されているので、一般的に、一つのセクション６４を複数のトランスポートパケットに分割する必要がある。
【００６３】
ここで、通常、一つのセクションは１８４バイト（１８８バイトからヘッダ長の４バイトを引いたバイト数）の整数倍長とは限らないので、一つのセクション６４を複数のトランスポートパケット６５_１，６５_２，・・６５_ｎに分割する際には、図４に示すように、スタッフィングバイトを用いたデータの穴埋めを行う。すなわち、１８４バイトの倍数でない一つのセクションを複数のトランスポートパケットに分割した場合、最後のトランスポートパケットの余ったデータエリアに、全てのビットがスタッフィングされたスタッフィング領域を形成する。
【００６４】
トランスポートパケット作成部２５で作成された各トランスポートパケットは、暗号化器２６に供給される。暗号化器２６は、図２に示すようにＴＳパケット用暗号化鍵を用いて、上記各トランスポートパケットのデータ部分に暗号化処理を施す。
【００６５】
サービスプロバイダ１９は、データ受信装置３０に対して、伝送するＴＳパケットのＰＩＤ部分とスクランブル制御部の値と、このＴＳパケットを復号する復号鍵を予め与えておく。そして、コンテンツプラバイダ１８から与えられた暗号化ＩＰパケットをＴＳパケット化し、さらにこのＴＳパケットのペイロード部分を上記復号鍵に対応する暗号鍵で暗号化して、暗号化ＴＳパケットを作成し、衛星回線上に送信する。
【００６６】
ここで、暗号化のための暗号化鍵は、上述したように、図７の（ｂ）に示したＴＳヘッダのＰＩＤ（１３ビット）とスクランブル制御部（２ビット）に対応した固有のビット列を使用する。このため、最大で１５ビット分、４０９６通りの限定ができる。
【００６７】
既にＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを用いて上述したように２の３２乗個の範囲に受信者を分けることができているので、このＴＳパケットの暗号化を組み合わせると、さらにその４０９６倍の範囲に受信者を分けることができ、より細やかな限定受信方式を構成できる。
【００６８】
また、独立の暗号化を２重に行うことにより、盗聴者がいずれか一方の暗号を解読することに成功したとしても、もう一方の暗号を解読できなければ平文データを得ることはできないので、より安全性の高い限定受信方式を構成できる。
【００６９】
また、ここではＩＰパケットの暗号化による限定受信方式と、ＴＳパケットの暗号化による限定受信方式をそれぞれコンテンツプロバイダ１８と、サービスプロバイダ１９という別の事業者で行うので、他者とは独立の限定受信方式を構成できる。これは、伝送路を提供する事業者と、伝送データを提供する事業者が異なり、それぞれが独立にユーザと限定受信契約を結びたい場合に有効である。事業者間で暗号鍵に関する情報が漏れてしまう虞もない。
【００７０】
コンテンツプロバイダ１８と、サービスプロバイダ１９で２重の暗号化が施されたデータは、データ転送部２７に転送された後、マルチプレクサ等のデータ処理部１６に伝送される。データ処理部１６では、上記トランスポートパケットを他のディジタル化されたビデオ、オーディオ信号と多重化した後、変調、増幅する。
【００７１】
ブロードキャストされた特定ユーザのためのデータは、ユーザ側の受信アンテナ３１で受信され、特定のユーザのデータ受信装置３０に転送される。
【００７２】
受信アンテナ３１により受信された信号は、ＩＦの信号に変換され、データ受信装置３０に入力される。図８にこのデータ受信装置３０のブロック図を示す。また、図９には、このデータ受信装置３０で行われる２重の復号処理のフローチャートを示す。
【００７３】
チューナ３３，Ａ／Ｄ変換器３４，復調器３５及びデコーダ３６からなるフロントエンド３２に入力された信号は、ここでディジタル信号に変換され、ＱＰＳＫ復調処理及び誤り訂正処理が施されて、ステップＳ１のように暗号化されたＴＳパケットデータとして受信される。
【００７４】
この暗号化されたＴＳパケットは、デスクランブラ３７に供給される。デスクランブラ３７は、上記暗号化されたＴＳパケットデータにＴＳパケットレベルのデスクランブル処理を施す。この場合、デスクランブラ３７は、上記暗号化ＴＳパケットデータのヘッダ部分からＰＩＤ部とスクランブル制御部の値を読みとり、この値に対応するＴＳパケット用復号鍵がサービスプロバイダ１９から与えられているか否かをステップＳ２で判断し、与えられているならばステップＳ３でこの暗号化ＴＳパケットのペイロード部分をこの復号鍵により復号し、復号されたＴＳパケットを出力する。ここで、復号鍵がサービスプロバイダ１９から予め与えられていなければ、ステップＳ７で暗号化ＴＳパケットを破棄する。
【００７５】
ステップＳ３で復号されたＴＳパケットは、デマルチプレクサ３８に供給される。ここで、デマルプレクサ３８は、上記データ処理部１６で上記ＴＳパケットデータと共に多重化されたオーディオデータとビデオデータを分割し、オーディオデータをオーディオデコーダ３９に供給し、ビデオデータをビデオデコーダ４０に供給する。オーディオデコーダ３９は、アナログオーディオを出力し、ビデオーデコーダ４０はＮＴＳＣエンコーダ４１を介してアナログビデオを出力する。残ったＴＳパケットデータは、デパケタイザ４５に供給される。
【００７６】
デパケタイザ４５は、図４で示したプライベートセクション６４のフォーマットを再生し、ＣＲＣの値を計算し、データが正しく受信されたか否かを判定する。そして、デパケタイザ４５は、ステップＳ４で上記プライベートセクション６４をＩＰパケット化し、図１０に示すようなフォーマットデータ７５に変換する。このフォーマットデータ７５は、ＦＩＦＯ４６を介してこのＩＰパケットを復号する復号器４７に転送される。
【００７７】
復号器４７では、フォーマットデータ７５内のＭＡＣヘッダの図６に示したＵＤＢ２にセットされた識別子、ここでは送信先ＩＰアドレスを取り出し、これに対応するＩＰパケット用復号鍵がコンテンツプラバイダ１８から与えられているか否かをステップＳ５で判断し、与えられていれば、ステップＳ６でＩＰパケットのペイロード部分をこの復号鍵を用いて復号し、復号されたＩＰパケットを出力する。ここで、復号鍵がコンテンツプロバイダ１８から予め与えられていなければ、ステップＳ７で暗号化ＩＰパケットを破棄する。
【００７８】
復号鍵は、上記識別子に対応させて、デュアルポートラム（ＤＰＲＡＭ）４８内の図１１に示す参照テーブル８０に収納されている。
【００７９】
この参照テーブル８０は、受信可能な種類のデータブロックの識別子をその識別子と対応する復号鍵と共に持っている。識別子としては４バイトを使っており、復号鍵としては８バイトを使っている。
【００８０】
図中、識別子としては上述したように、送信先ＩＰアドレスを用いても、コンテンツＩＤを用いて良く、その識別は受信パケットのＭＡＣヘッダの中のＳＳＩＤで行う。又参照テーブル８０の値の設定はＤＰＲＡＭ４８への入力を持つＣＰＵ４２により行われる。
【００８１】
復号器４７は、上記図１０のフォーマットで暗号化ＩＰパケットデータを受信し、ＭＡＣアドレス内のＵＤＢ２の識別子を取り出すと、ＤＰＲＡＭ４８にアクセスし、先頭のアドレスから１６バイトおきにテーブル８０中の識別子を検索し、識別子の後の４バイトに格納されたマスクビットの内、“１”となっている識別子のビットに対して受信パケット中の識別子とテーブル中の識別子の一致検出を行う。
【００８２】
マスクビットがＨ“ｆｆｆｆｆｆｆｆ”となっていれば、受信したパケットのＭＡＣアドレス中の識別子とテーブル中の識別子の全ビットの一致を確認し、入力した識別子と同じ識別子がＤＰＲＡＭ４８内にあるとし、その識別子に対応する復号鍵（図中セッションキー）を取り出し、それ以降のＩＰパケットの復号処理を行う。
【００８３】
予め登録された参照テーブル８０中の識別子の最後には、ＥＮＤコードがストアされており、識別子を検索していき、ＥＮＤコードが検出された場合は、そこで検索を抜け出し、その受信パケットは受信せずにステップＳ７で示したようにこの復号器４７で廃棄される。
【００８４】
識別子としては、上述したように、送信先ＩＰアドレスの他、コンテンツＩＤ（またはジャンルＩＤ）を使う。すなわち、図６に示したＭＡＣヘッダ７０のＵＤＢ２には、送信先ＩＰアドレスの他、コンテンツＩＤがセットされてもよい。ＳＳＩＤとして例えば“０”がセットされている場合には、送信先ＩＰアドレスを用いることを示し、例えば“１”がセットされている場合には、ジャンルＩＤを用いることを規定する。ＳＳＩＤを受信側で解析することによりどちらが使われているかを判別できる。
【００８５】
例えば、ＵＤＢ２に送信先ＩＰアドレスを用いた場合、ユニキャストアドレスに対応する個人宛、及びマルチキャストアドレスを用いてグループのユーザ宛のデータを伝送することが可能となり、受信側では自分宛かあるいは自分が所属しえいるグルーブ宛のデータのみリアルタイムで受信することが可能となる。
【００８６】
この場合、データ受信装置３０のＤＰＲＡＭ４８は図１２に示すようなフォーマットの参照テーブル８１を備えていればよい。この参照テーブル８１は、受信可能な種類のデータブロックの送信先ＩＰアドレスをその送信先ＩＰアドレスと対応する復号鍵と共に持っている。例えば、始めの１６バイトには上記マルチキャストアドレスのようなグループ用の送信先ＩＰアドレス１がセットされている。
【００８７】
この送信先ＩＰアドレス１の暗号化ON／OFFフラグは０である。また、次の１６バイトには上記ユニキャストアドレスのような個人宛の送信先ＩＰアドレス２がセットされている。暗号化ON／OFFフラグは１である。送信先ＩＰアドレス２にもセッションキーがセットされている。
【００８８】
復号器４７は、上記図１０のフォーマットでＩＰパケットデータを受信し、ＭＡＣアドレス内の送信先ＩＰアドレスを入力すると、ＤＰＲＡＭ４８にアクセスし、先頭のアドレスから１６バイトおきにテーブル８１中の送信先ＩＰアドレスを検索し、該ＩＰアドレスの後の４バイトに格納されたマスクビットの内、“１”となっている識別子のビットに対して受信パケット中の識別子とテーブル中の識別子の一致検出を行う。
【００８９】
マスクビットがＨ“ｆｆｆｆｆｆｆｆ”となっていれば、受信したパケットのＭＡＣアドレス中の送信先ＩＰアドレスとテーブル中の送信先ＩＰアドレスの全ビットの一致を確認し、入力したＩＰアドレスと同じＩＰアドレスがＤＰＲＡＭ４８内にあるとし、そのＩＰアドレスに対応する復号鍵を取り出し、それ以降のＩＰパケットの復号処理を行う。
【００９０】
予め登録された参照テーブル８１中のＩＰアドレスの最後には、ＥＮＤコードがストアされており、ＩＰアドレスを検索していき、ＥＮＤコードが検出された場合は、そこで検索を抜け出し、その受信パケットは受信せずにこの復号器４７でステップＳ７のように廃棄される。
【００９１】
一方、ＵＤＢ２として３２ビットをフルに使ったコンテンツＩＤを用いる場合は、予め登録しておいたジャンルのデータが受信された場合にデータをＰＣに転送し、ハードディスクに自動的にダウンロードすることが可能となる。
【００９２】
この場合、データ受信装置３０のＤＰＲＡＭ４８は図１３に示すようなフォーマットの参照テーブル８２を備えていればよい。この参照テーブル８２は、受信可能な種類のデータブロックの例えばコンテンツＩＤ８３を３２ビットフルに使って、記憶している。
【００９３】
このような３２ビットのコンテンツＩＤ８３は、図１４の（Ａ）に示すように、８ビットの大分類Ｄ_０と、６ビットの中分類Ｄ_１と、４ビットの小分類Ｄ_２と、１４ビットの情報ＩＤとによって構成されている。大分類Ｄ_０は、コンピュータソフト、出版物、ゲームソフトというような大きなカテゴリーを表す。中分類Ｄ_１は大分類Ｄ_０が出版物であれば、書籍、雑誌、新聞というような中間のカテゴリーを示す。さらに、小分類Ｄ_２は中分類Ｄ_１が新聞であれば、Ａ新聞、Ｂ新聞、Ｓ新聞という新聞社名を表すカテゴリーを示す。そして、この小分類Ｄ_２の中の唯一のＩＤにより一つのデータ単位が識別される。この場合、新聞の発行の日付が情報ＩＤとなり、結果的に例えば図１４の（Ｂ）に示すようなコンテンツＩＤとなる。
【００９４】
このようなコンテンツＩＤを識別子として用いた場合の実際の情報識別の方法を以下に述べる。例えば、上記図１４の例では、Ａ新聞を契約する場合は、マスクビットをＨ“ｆｆｆｆｃ０００”としてこのマスクビットが１のビット位置の受信パケットの識別子とテーブル中の識別子の一致を検出すればよい。また、固有の新聞名によらず、全ての新聞を受信する場合は、マスクビットをＨ“ｆｆｆｃ００００”としておけば、Ａ新聞Ｈ“０２０８４０００＋発行日ＩＤ”、Ｂ新聞Ｈ“０２０８８０００＋発行日ＩＤ”も全て一つの設定でダウンロードすることができる。
【００９５】
これは、いちいち個々の情報のＩＤを指定しなくても、必要な情報のジャンルだけ指定しておけば、自動的に指定したジャンルの情報が受信できる、という点で、大変有用な方法である。
【００９６】
ただこの場合、例えば各新聞が別々のセッションキーで暗号化されているように、各情報が暗号化されている場合は、コンテンツＩＤを設定するだけでは、各新聞に対するセッションキーを設定できないため、あくまでも各情報が暗号化されていない場合に有効な方法である。
【００９７】
なお、上記情報の識別子としては、４８ビット長で各製品に割り当てられているＭＡＣアドレスを用いる方法もある。
【００９８】
復号器４７で、送信先ＩＰアドレスや、コンテンツＩＤを読むことが出来れば、このデータブロックが予め登録された種類のデータブロックであると判断して抽出し、フォーマットデータ７５内の暗号化されたＩＰヘッダとＩＰデータを上述したように復号する。
【００９９】
復号化されたデータブロックは、パーソナルコンピュータ上のメインメモリにＦＩＦＯ４９及びＰＣＩインターフェース５０を介して転送される。そして、このパーソナルコンピュータのソフトウェアによる処理がなされる。
【０１００】
ＣＰＵ４２は、ＤＰＲＡＭ４８の読み出しを制御すると共に、参照テーブルの値の設定を行う。また、ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４からＲＡＭ４３に読み込まれたプログラムにしたがって、デマルチプレクサ３８、ＤＰＲＡＭ４８、ＤＰＲＡＭ５２を制御する。また、ＣＰＵ４２は、ＩＣカードリーダ５３から読み込んだデータを処理し、上記復号鍵を生成してもよい。また、上記リクエストをモデム５４、及び電話回線５６を介してＩＳＤＮによりデータ供給元に送信する。
【０１０１】
以上説明したように、このデータ受信装置３０は、データ配信装置１０によりＭＡＣフレームのＤＢＵ２にセットされて伝送されてきた、送信先ＩＰアドレスや、コンテンツＩＤを復号器４７により読み取り、予め登録された種類のデータブロックのみを抽出することができるので、種々の暗号化されたデータが多重化された受信データの中から高速に、自分宛あるいは必要とする情報だけを抽出して復号できる。
【０１０２】
また、伝送されたデータは、図２に示したように、コンテンツプロパイダ１８、サービスプロパイダ１９で２重に暗号化されており、データ受信装置３０のみが、それを復号化する二つの復号鍵を持っていることから、データが他人に盗用されることを防止できる。
【０１０３】
なお、この実施の形態となるデータ伝送システムは、データ配信装置１０側の２重暗号化処理を図１５に示すような構成で行ってもよい。すなわち、ＩＰパケットの暗号化処理をコンテンツプロバイダ１８に行わせるのではなく、サービスプロバイダ１９に行わせる。このため、コンテンツプロバイダ１８は、経費を節約できる。
【０１０４】
すなわち、一つの事業者が両方の暗号化処理を行うように構成すれば、もう一方の事業者は暗号化処理のための設備を持つ必要がなくなる。これは、例えば一つのサービスプロバイダの提供する伝送路を複数のコンテンツプロバイダが利用する場合に、それぞれのコンテンツプロバイダが暗号化処理設備を持たなくてよいので有効である。
【０１０５】
ここで各部の動作は、図２に示した各部の動作と同様であり、またデータ受信装置３０の構成も同様であるので説明を省略する。
また、データ受信装置３０内の構成を図１６に示すようにしてもよい。すなわち、デパケタイザ４５と復号器４７との間に例えばハードディスクドライバのような記憶装置５８を設け、暗号化されたＩＰパケットを蓄積しておく構成としてもよい。このようにすれば、予めＩＰパケットを復号する復号鍵を得ていなくても、暗号化されたＩＰパケットを記憶装置５８に蓄積しておいて、後から上記復号鍵を得た時点で復号すればよい。
【０１０６】
すなわち、暗号化されたパケットを記憶装置に保存しておくようにすることにより、受信装置が復号鍵を後から得てもデータが有効となるようにできる。例えば、予め大量のデータを記憶装置に保存しておき、ユーザが意図した段階で復号鍵を得てデータを利用することにより、ユーザが意図してからデータを受信し始めるのに比べて、大量のデータを受信するための時間が節約できる。
【０１０７】
ここでは、受信装置３０がＩＰパケットを復号するための復号鍵を得ていない場合を説明したが、ＴＳパケットを復号するための復号鍵を得ていない場合でも、暗号化されたままのＴＳパケットを記憶装置に保存しておくことにより同様の処理を行える。
【０１０８】
さらに、暗号化されたデータは、保存できるが、復号されたデータや復号鍵は保存できないような仕組みを付け加えることにより、平文データがコピーされることを防ぐことも可能になる。
【０１０９】
また、上述した各例では、伝送データとしてＩＰパケットを考えたが、同様の構造を持つ他の伝送プロトコルパケットを考えても、同様の限定受信方式が構成可能である。また、伝送データのパケット化を３重以上として、３つ以上の限定受信方式を組み合わせてもよい。このため、ＩＰパケット化前のファイルデータに暗号化処理を施しておいてもよい。
【０１１０】
また、例えば、ＭＡＣフレームのデータ圧縮方法は、ＭＰＥＧ２には限定されず、他の圧縮方法を用いてよい。また、インターネットプロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰには限定されず、例えばＯＳＩ（Open System Interconnection）方式を用いてもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明に係る情報伝送装置及び方法は、ディジタルデータにディジタルデータの種類を示す識別子に応じた暗号鍵を用いた暗号化処理を含めた少なくとも２重の暗号化処理を施してからこの暗号化データを送信し、データ伝送路を介して受信した上記暗号化データにそれぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施すので、通信衛星を用いてディジタルデータを伝送する際にも、情報の漏洩の度合い、妨害の度合いを低くできる。
【０１１２】
また、本発明に係る情報受信装置及び方法は、データの種類を示す識別子が付加された複数種類のデータブロックをデータ伝送路を介して受信し、上記識別子を読み取り、予め登録された種類のデータブロックのみを抽出して復号するので、情報配信者からデータ伝送路を介して伝送されたディジタルデータを、高速にデータの種類に応じて特定のユーザに受信させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となるデータ伝送システムの構成図である。
【図２】上記データ伝送システムの２重暗号化処理に関わる構成を簡単に示したブロック図である。
【図３】上記図１に示したデータ作成部の構成を示すブロック図である。
【図４】上記図３に示したデータ作成部でのデータ作成の過程を説明するための図である。
【図５】ＩＰヘッダの詳細な構成を示すフォーマット図である。
【図６】ＭＡＣヘッダのフォーマット図である。
【図７】セクションヘッダとＴＳヘッダのフォーマット図である。
【図８】上記データ伝送システムを構成するデータ受信装置のブロック図である。
【図９】上記データ受信装置で行う復号化処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】上記データ受信装置内のデパケタイザから復号器へのデータの転送を説明するための図である。
【図１１】上記データ受信装置内のＤＰＲＡＭが格納する参照テーブルの基本的な構成図である。
【図１２】上記参照テーブルの第１の具体例を示す図である。
【図１３】上記参照テーブルの第２の具体例を示す図である。
【図１４】コンテンツＩＤの具体的構成例を示す図である。
【図１５】上記データ伝送システム内のデータ配信装置の他の具体例を示すブロック図である。
【図１６】上記データ伝送システム内のデータ受信装置の他の具体例を示すブロック図である。
【図１７】伝送路上のデータを共通鍵暗号方式で暗号化する暗号化データ伝送装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０データ配信装置、１８コンテンツプロバイダ、１９サービスプロバイダ、２１暗号化器、２５ＴＳパケット作成部、２６暗号化器、３０データ受信装置、３７デスクランブラ、４５デパケタイザ、４７復号器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information transmission apparatus and method and an information reception apparatus and method for performing a data distribution service using, for example, a communication satellite.
[0002]
[Prior art]
When data is transmitted using public telephone lines, leased lines, etc., plaintext data is encrypted in order to prevent transmission information leakage or to maintain the reliability of information against interference with transmission information. The encrypted data is decrypted at the receiver.
[0003]
As typical encryption methods, a common key encryption method and a public key encryption method are known. The common key cryptosystem is also called a symmetric cryptosystem, and there are an algorithm private type and an algorithm public type. DES (Date Encryption Standard) is known as a typical algorithm open type. The public key cryptosystem is an asymmetric scheme in which the decryption key may not be decrypted because a huge amount of calculation is required to derive the decryption key from the encryption key. It is also called a key encryption method.
[0004]
FIG. 17 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an encrypted data transmission apparatus that encrypts data on a transmission path using a common key cryptosystem. This encrypted data transmission apparatus prevents an eavesdropper 93 on the eavesdropper from eavesdropping on a data transmission path 94 connecting the transmission apparatus 91 on the sender side and the reception apparatus 92 on the receiver side.
[0005]
Data to be transmitted is subjected to an encryption process using an encryption key 97 by an encryptor 96 in the transmission device 91. The encrypted data transmitted by the data transmission path 94 and received by the receiving device 92 is decrypted by the decryptor 99 using the decryption key 98 to obtain decrypted data.
[0006]
Here, even if the eavesdropping device 93 receives encrypted data from the data transmission path 94 in the same manner as the receiving device 92, it does not have the decryption key 98 and is difficult to decrypt. That is, the wiretapping device 93 handles data that has been encrypted (scrambled) with unknown meaning as it is, so that it is possible to prevent information from leaking to the wiretapping device 93 in practice. In the main encryption method of the common key cryptosystem in this example, the encryption key and the decryption key are generally the same bit string.
[0007]
Note that the encryption method as described above is determined according to the type of the line system through which the transmission data is transmitted, the confidentiality (confidentiality) of the transmission data, the amount of transmission data, and the like. For example, in data transmission using a dedicated line, the degree of information leakage and interference with transmission data is low, but when data transmission is performed using a public telephone line, the degree of information leakage and interference is high. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, digital data transmission using communication satellites has become possible in recent years, so that not only analog video / audio data such as television broadcasts and movies but also text and digital video / audio data used in computers etc. However, since the information can be received by an unspecified number of receiving devices, the degree of information leakage and the degree of interference are further increased.
[0009]
That is, in the data transmission system using the communication satellite, unlike a one-to-one communication such as a telephone line or a dedicated line, an unspecified number of recipients can be easily received by a receiving device, and thus is easily wiretapped. For this reason, for example, there is a high possibility that pay data transmission will be wiretapped. Therefore, the data transmission system also requires data encryption.
[0010]
In the actual data transmission system, not all data is encrypted, but the data to be encrypted is encrypted and sent out on the transmission line according to the content of the data to be transmitted in the transmission device, and received. The person decrypts all or part of the encrypted data, and whether the data is necessary for himself / herself by the information obtained as a result or by the part transmitted without being encrypted Know what.
[0011]
Here, a conventional television broadcasting service using a communication satellite is a form in which a large number of users simultaneously receive and use data distributed by a distributor. On the other hand, when digital data used in a computer or the like is distributed via a communication satellite, a function of distributing data to one or more specific users from a data distributor is required.
[0012]
However, conventionally, in a simultaneous communication or broadcasting system from a data distributor to all users, all users always receive and use or browse the same information, and there is no identification information of individual system users. Data could not be distributed only to specific users.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an information transmission apparatus and method capable of reducing the degree of information leakage and the degree of interference even when digital data is transmitted using the communication satellite. Objective.
[0014]
In addition, the present invention has been made in view of the above circumstances, and enables only a specific user to receive digital data transmitted from an information distributor via a data transmission path according to the type of data. An object is to provide an information receiving apparatus and method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an information transmission apparatus according to the present invention performs Internet protocol packetization for converting digital data into an Internet protocol packet format, and further converts the Internet protocol packet obtained by the Internet protocol packetization. In an information transmission apparatus that performs transport stream packetization into a port stream packet and then transmits the data through a data transmission path, a first encryption key is used after the digital data is converted into an Internet protocol packet. Encrypt processing An Internet protocol packet that has been subjected to a first encryption process using a first encryption key by the encryption means for the transmission data provider and the encryption means for the transmission data provider For a transmission line provider different from the transmission data provider for performing a second encryption process using a second encryption key different from the first encryption key after being converted into a transport stream packet Encryption means for the transmission data provider, and the encryption means for the transmission data provider and the encryption means for the transmission path provider, and obtained by two independent encryption processes. Transmitting means for transmitting encrypted data; and the above-mentioned data transmitted from the transmitting means via the data transmission path Double Receiving means for receiving encrypted data and performing a decryption process using each decryption key corresponding to each encryption key.
[0016]
In order to solve the above problems, an information transmission method according to the present invention performs Internet protocol packetization for converting digital data into an Internet protocol packet format, and further transmits the Internet protocol packet obtained by the Internet protocol packetization. In an information transmission method executed in an information transmission apparatus that performs transport stream packetization into a port stream packet and then transmits the data via a data transmission path, the digital data is converted into an Internet protocol packet and then the first Perform the first encryption process using the encryption key The first encryption step executed by the encryption means for the transmission data provider and the first encryption using the first encryption key by the encryption step for the transmission data provider The transmission data provider that performs a second encryption process using a second encryption key different from the first encryption key after converting the processed Internet protocol packet into the transport stream packet A second encryption step executed by an encryption means for a transmission line provider different from the first, a first encryption step for the transmission data provider, and a first encryption step for the transmission line provider Double obtained by two independent encryption processes by two encryption processes Means to send encrypted data By The transmission step transmitted and the transmission step performed through the data transmission path through the transmission step. Double A receiving step of receiving the encrypted data, decrypting the received data by the receiving means using each decryption key corresponding to each encryption key.
[0017]
In order to solve the above problems, an information receiving apparatus according to the present invention performs Internet protocol packetization for converting digital data into an Internet protocol packet format, and further converts the Internet protocol packet obtained by the Internet protocol packetization. In the information receiving apparatus for receiving the encrypted data transmitted from the information transmitting apparatus that transmits the data through the data transmission path after performing the transport stream packet into the port stream packet, the encrypted data is the information transmitting apparatus The transmission data provider encrypts the digital data into an Internet protocol packet, performs a first encryption process using a first encryption key, and further transmits the transmission data provider The encryption means for the different transmission path provider provides the Internet protocol packet that has been subjected to the first encryption process using the first encryption key by the encryption means for the transmission data provider. A duplex obtained by performing a second encryption process using a second encryption key different from the first encryption key after being converted into a transport stream packet And the information receiving device decrypts the transport stream packet data subjected to the second encryption process with a second decryption key corresponding to the second encryption key, and then The Internet protocol packet data subjected to the first encryption process is decrypted with a first decryption key corresponding to one encryption key.
In order to solve the above problems, an information receiving method according to the present invention performs Internet protocol packetization for converting digital data into an Internet protocol packet format, and further converts the Internet protocol packet obtained by the Internet protocol packetization. In an information receiving method executed in an information receiving apparatus that receives encrypted data transmitted from an information transmitting apparatus that performs transmission over a data transmission path after performing transport stream packetization into a port stream packet The encrypted data is transmitted from the information transmission device. The first encryption step executed by the encryption means for the transmission data provider in the above process converts the digital data into an Internet protocol packet, and then performs a first encryption process using the first encryption key, Further, the second encryption step executed by the encryption means for the transmission line provider different from that for the transmission data provider is the first encryption step for the transmission data provider by the first encryption step. After the Internet protocol packet that has been subjected to the first encryption process using the encryption key is converted to the transport stream packet, the second encryption key that is different from the first encryption key is used for the second Obtained by applying the encryption process of And the information receiving method uses the transport stream packet decrypting unit to convert the transport stream packet data that has been subjected to the second encryption process using the second decryption key corresponding to the second encryption key. A transport stream packet decrypting step for decrypting, and an Internet protocol packet data subjected to the first encryption processing with a first decryption key corresponding to the first encryption key after the transport stream packet decrypting step And an Internet protocol packet decoding step of decoding the Internet protocol packet decoding unit.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an information transmission apparatus and method and an information reception apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is the data transmission system of FIG. 1 that divides digital data into predetermined data blocks and transmits the data blocks via a satellite line.
[0019]
This data transmission system performs double encryption processing including digital data including encryption processing using an encryption key corresponding to an identifier indicating the type of digital data, and transmits the double encrypted data. A data receiving device that receives the double-encrypted data transmitted from the data distributing device via the satellite line and performs a decryption process using each decryption key corresponding to each encryption key The apparatus 30 is provided. Here, the data receiving device 30 is mounted in, for example, an expansion slot of a personal computer. In FIG. 1, the personal computer is shown as the data receiving device 30 as it is.
[0020]
The data distribution device 10 and the data reception device 30 can communicate with each other via a terrestrial communication network such as ISDN capable of bidirectional communication. The terrestrial communication network may be connected to the Internet that transmits and receives digital data between a plurality of systems via the network. Further, the satellite link by the communication satellite 18 has a transmission capacity larger than that of the terrestrial communication network.
[0021]
First, the data flow in the data transmission system will be described. Here, it is assumed that a data provider who owns the data distribution apparatus 10 and a specific user who owns the data receiving apparatus 30 have made a data delivery contract in advance. Note that the data providers referred to here include both a provider that provides transmission information (hereinafter referred to as a content provider) and a provider that provides a transmission path (hereinafter referred to as a service provider).
[0022]
A user who owns the data receiving device 30 sends a request to the data distribution device 10 to receive a predetermined service provided by the data provider, for example, via ISDN as a ground communication network. The method of sending this request is not particularly limited, and is determined according to the type of data and the contract status with the user, and may be, for example, mail. Moreover, a data provider may provide a service in accordance with a contract in advance without sending a request.
[0023]
The request from the user sent to the data distribution device 10 is received by the data request reception unit 11 and sent to the data management unit 12. The data management unit 12 checks whether the user's contract information or request is meaningful. If there is no problem, the data management unit 12 makes a data read request to the data storage unit 13. In response to the data read request, the data storage unit 13 sends, for example, data to the data creation unit 15 via the high-speed switcher 14.
[0024]
The data creation unit 15 converts the data from the data storage unit 13 into an IP packet, a media access control (MAC) frame, and a MPEG (Moving Picture Experts Group Phase) 2 transport format conversion. I do. The data creation unit 15 performs the above-described double encryption after the data is converted into an IP packet and the data is converted into a transport.
[0025]
This format conversion will be described below. As described above, in recent years, it has become possible to multiplex and transmit various types of data such as audio, video signals and data through a large-capacity digital line. As a multiplexing method, for example, a transport stream (Transport Stream, TS) packet, which is an MPEG2 transmission format, is known. In this TS packet, the information data part (payload part) is encrypted. The encryption key for this encryption uses a 13-bit packet ID (PID) in the header portion of the TS packet and a unique bit string corresponding to the 2-bit scramble control unit. The PID is also used to identify information types such as video and audio of a specific channel of each TS packet.
[0026]
When data is transmitted using the TS packet, the data is converted into an Internet protocol (IP) packet format widely used on the Internet, and the IP packet is inserted into the TS packet.
[0027]
When various types of data are transmitted as IP packets, the PID is used to distinguish the IP packet data from other video and audio data, and the bit length is only 13 bits. The number of bits is insufficient to identify various types of data transmitted in packets. Therefore, a method for identifying data types other than PID is required.
[0028]
For example, on the Internet, a destination address (Destination Address) included in an IP header of an IP packet is used to identify whether received data is data addressed to itself. Even when an IP packet is transmitted using a TS packet, it is possible to identify whether the data is addressed to itself using this transmission destination address (hereinafter referred to as a transmission destination IP address).
[0029]
However, taking a satellite line as an example, the data transmission rate is 30 Mbps per repeater, and it is very difficult to analyze the destination IP address with software in real time on the data receiving side. Some means is required to extract only the information addressed to you.
[0030]
Furthermore, even if you do not specify the title of specific information, if you specify only the information of the genre of the information you are interested in, it is very convenient that only the information of that genre is automatically received and downloaded. .
[0031]
In addition, when data is encrypted as described above so that it can be received only by a specific subscriber, it is necessary for the receiving side to decrypt the encrypted data.
Therefore, in the data transmission system, an identifier indicating the data type is added to the multiplexed data composed of a plurality of types of data blocks in the data distribution device 10, and the data reception device 30 is transmitted via the communication satellite 18 through the satellite line. Is sending to. Then, the data receiving device 30 reads the identifier in hardware, extracts and decodes only the pre-registered type data required by the receiver.
[0032]
The addition of this identifier is performed by the data creation unit 15 of the data distribution apparatus 10. The data storage unit 13 in the data distribution apparatus 10 stores data required by the user in a state where nothing is processed. The data storage unit 13 notified of the data read request from the user from the data management unit 12 simultaneously sends the requested data and the user destination information to the data creation unit 15 via the high-speed switcher 14.
[0033]
Here, the user destination information is a destination IP address necessary for IP packet transmission. In this data transmission system, a unique destination IP address is allocated to all users. A destination IP address possessed by one user is not possessed by a user other than the one user while the one user has secured it.
[0034]
Data from the data storage unit 13 is created or format-converted by the data creation unit 15 and then multiplexed with other audio signals and video signals by the data processing unit 16, and is transmitted from the transmission antenna 17 to the communication satellite 18 as multiplexed data. Sent via a wireless line.
[0035]
The multiplexed data transmitted via the communication satellite 18 can be received not only by the data receiving device 30 owned by the specific user but also by all users who can receive the data. The data receiving device 30 receives all multiplexed data from the communication satellite 18, selects and extracts data corresponding to the request issued by the data receiving device 30, and decodes it.
[0036]
The data receiving device 30 receives multiplexed data composed of a plurality of types of data blocks to which an identifier indicating the type of data is added via a satellite line by the communication satellite 18 and reads the identifier to register in advance. Extract and decode only the types of data blocks.
[0037]
That is, the data receiving device 30 receives a large number of data blocks including data transmitted in response to a request, and among them, a data block addressed to itself, a data block to be received by itself, and data that can be received by the data receiving device 30 Select and extract blocks. Note that the data receiving device 30 possessed by the user is determined in advance by a contract between the user and the data provider.
Therefore, normally, it is not possible to select specific data addressed to other users using the data receiving device 30 owned by the user.
[0038]
However, in the data transmission system using the communication satellite 18, unlike a one-to-one communication such as a telephone line or a dedicated line, an unspecified number of recipients can be easily received by a receiving device, and thus is easily wiretapped. That is, there is a high possibility that the data transmission will be wiretapped. Therefore, the data transmission system also requires data encryption.
[0039]
For this reason, as shown in FIG. 2, the data distribution apparatus 10 includes a content provider 18 that provides information and a service provider 19 that transmits the information by an encryptor 21 and an encryptor 26. Heavy encryption processing is applied.
[0040]
The data distribution apparatus 10 is actually configured as shown in FIG. 1 described above, and in particular, each component included in the content provider 18 and the service provider 19 shown in FIG. 2 includes data as shown in FIG. It is included in the creation unit 15.
[0041]
The data and IP address addressed to the specific user sent from the data storage unit 13 are sent to the destination IP packet creation unit 20. The IP packet creation unit 20 generates the IP packet 60 shown in FIG. 4 using the data sent from the data storage unit 13 and the destination IP address that identifies the user at that time. The size of the IP packet 60 is defined by TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), and when the data requested by the user exceeds the size, the data is divided into a plurality of IP packets and then transmitted. Are transferred to the encryptor 21.
[0042]
The IP header of the IP packet 60 used here contains the user's destination IP address 74 and the source IP address 73 shown in FIG. Here, the destination IP address 74 is 32 bits.
[0043]
The IP packet 60 created by the IP packet creation unit 20 is transferred to the encryptor 21. The encryptor 21 knows that the destination is a specific user from the 32-bit transmission destination IP address 74 in the IP packet 60, and already knows only between the data provider and the specific user at that time. The entire IP packet 60 is encrypted with the IP packet encryption key. As the encryption method, for example, DES (Data Encryption Standard) is adopted.
[0044]
Since the encryptor 21 performs encryption using the 32-bit transmission destination IP address 74, only limited reception by encryption of the IP packet is received within a range of 2 to the 32nd power (= about 4.3 billion). Can be divided.
[0045]
Here, the content provider 18 gives the data receiving device 30 in advance a destination IP address of the IP packet to be transmitted and a decryption key for decrypting the encrypted IP packet. Then, the payload portion of the IP packet is encrypted with the encryption key corresponding to this decryption key and sent to the service provider 19.
[0046]
However, it is not necessary to perform encryption on all data for a specific user, and encryption may not be performed depending on the type of data. When encryption is not performed, the IP packet 60 is directly transferred from the IP packet creation unit 20 to the MAC frame creation unit 22.
[0047]
Here, a case where encryption is performed will be described. Encryption is normally performed on 64-bit plain text. When the data length of the IP packet 60 to be encrypted is not a multiple of 64 bits, the entire IP packet 60 is obtained by padding data, that is, padding invalid data. Is a multiple of 64 bits to obtain an IP packet 61.
[0048]
The IP packet 62 obtained by encrypting the IP packet 61 for a specific user is transferred to the MAC frame creation unit 22. The MAC frame creation unit 22 adds a MAC header 70 to the IP packet 62 encrypted by the encryptor 21.
[0049]
As shown in FIG. 6, the MAC header 70 is composed of a total of 64 bits: an 8-bit SSID (Server System ID), a 24-bit UDB (User Depend Block) 1, and a 32-bit UDB2. In particular, in the UDB 2 of the MAC header 70, a transmission destination IP address similar to the transmission destination IP address written in the IP header is written.
[0050]
The destination IP address in the IP header is encrypted, and the receiving device cannot know the destination IP address without decrypting the cipher, but the MAC header 70 has the same destination IP address. For example, the receiving side can know whether it is a data block addressed to itself by simply reading it out in hardware. This destination IP address is directly passed from the IP packet creation unit 20 to the MAC frame creation unit 22.
[0051]
The UDB 1 includes a 3-bit PBL (Padding_Byte_Length), a 1-bit CP (Control_Packet), a 1-bit EN (Encrypted_or_Not), a 1-bit PN (Protocol_Type Available_or_Not), a 2-bit Reserve, A 16-bit protocol number (Protocol Type) is set.
[0052]
Of these, PBL is the padding byte length, and is the length of invalid data that has been compensated for during encryption. This is necessary for the user who receives the encrypted IP packet to know the proper data length.
[0053]
The CP is a bit for identifying whether the IP packet contains data required by the user or control data required for system operation. Normally, the CP of the MAC frame 63 to be received when the user makes a request indicates that data is contained instead of control data.
[0054]
EN is a control bit indicating whether the IP packet is encrypted by the encryptor 21. Based on this bit information, the user decides whether or not to decode the received MAC frame 63. The PN is a control bit indicating whether there is useful information in the Protocol Type area.
[0055]
The MAC frame creation unit 22 in FIG. 3 adds the above control bits to the IP packet 62. Here, in addition to the transmission destination IP address, a content ID indicating the type of IP packet information may be set in the UDB 2. This content ID will be described later. It is the SSID that identifies whether the destination IP address or the content ID is set in the UDB 2.
[0056]
A CRC (Cyclic Redundancy Checking) calculated by the CRC calculation unit 23 is added to the MAC frame 63 generated by the MAC frame creation unit 22. Thus, by performing CRC calculation on the data distribution device 10 side, the data reception device 30 can check whether the received MAC frame is correctly transmitted from the communication satellite 18. The 16-bit CRC generated by the CRC calculation unit 23 is added to the end of the MAC frame 63.
[0057]
The MAC frame 63 is transferred to the section creation unit 24 and converted into a section defined by MPEG2. As shown in FIG. 4, the MAC frame 63 is added immediately after the section (Sec) header 71 and is called a private section 64.
[0058]
The format of this section header 71 is shown in FIG. The format of the section header 71 is defined by MPEG2, and a table (ID) T _id , Section-sync-indicator S _si Private-indicator P _i , Reserved R _es , Private-section-length P _sl Have Where private-section-length P _sl Is the data length of the MAC frame.
[0059]
The private section 64 created by the section creation unit 24 is transferred to the transport packet creation unit 25. The transport packet creation unit 25 converts the transferred private section 64 into the transport packet 65. ₁ , 65 ₂ , ... 65 _n Divide into
[0060]
Transport packet 65 ₁ , 65 ₂ , ... 65 _n Are each composed of 188 bytes. These transport packets 65 ₁ , 65 ₂ , ... 65 _n Is appended with a 4-byte TS header.
[0061]
For example, the format of the TS header 72 is shown in FIG. The TS header 72 is a sync byte S _yb , Transport-error-indicator T _ei , Payload-unit-start-indicator P _ui , Transport-priority T _p , PID, scramble control unit (transport-scramble-control) T _sc , Adaptation-Field-Control A _fc And continuity counter C _c Have
[0062]
Transport packet 65 ₁ , 65 ₂ , ... 65 _n Since the size of one is defined as 188 bytes as described above, it is generally necessary to divide one section 64 into a plurality of transport packets.
[0063]
Here, since one section is not always an integral multiple of 184 bytes (the number of bytes obtained by subtracting 4 bytes of the header length from 188 bytes), one section 64 is divided into a plurality of transport packets 65. ₁ , 65 ₂ , ... 65 _n When dividing the data, as shown in FIG. 4, data filling using stuffing bytes is performed. That is, when one section that is not a multiple of 184 bytes is divided into a plurality of transport packets, a stuffing area in which all bits are stuffed is formed in the remaining data area of the last transport packet.
[0064]
Each transport packet created by the transport packet creation unit 25 is supplied to the encryptor 26. The encryptor 26 performs an encryption process on the data portion of each transport packet using the TS packet encryption key as shown in FIG.
[0065]
The service provider 19 previously gives the data receiving device 30 the PID portion of the TS packet to be transmitted, the value of the scramble control unit, and the decryption key for decrypting this TS packet. Then, the encrypted IP packet given from the content provider 18 is converted into a TS packet, and the payload portion of the TS packet is encrypted with an encryption key corresponding to the decryption key to create an encrypted TS packet. Send on the line.
[0066]
Here, as described above, the encryption key for encryption is a unique bit string corresponding to the PID (13 bits) of the TS header and the scramble control unit (2 bits) shown in FIG. use. For this reason, a maximum of 15 bits and 4096 types can be limited.
[0067]
Since the recipients have already been divided into the 2 32 range as described above using the destination IP address of the IP packet, when this TS packet encryption is combined, the range is 4096 times that The recipients can be divided into more detailed limited reception methods.
[0068]
In addition, by performing independent encryption twice, even if an eavesdropper succeeds in decrypting one of the ciphers, plaintext data cannot be obtained unless the other cipher can be decrypted. A safer conditional access system can be configured.
[0069]
Further, here, the conditional access method based on the encryption of the IP packet and the conditional access method based on the encryption of the TS packet are performed by different providers such as the content provider 18 and the service provider 19, respectively. The reception method can be configured. This is effective when the provider that provides the transmission path and the provider that provides the transmission data are different and each of them wants to make a limited reception contract with the user independently. There is no risk of leakage of information regarding encryption keys between providers.
[0070]
Data that has been double-encrypted by the content provider 18 and the service provider 19 is transferred to the data transfer unit 27 and then transmitted to the data processing unit 16 such as a multiplexer. In the data processing unit 16, the transport packet is multiplexed with other digitized video and audio signals, and then modulated and amplified.
[0071]
The broadcasted data for the specific user is received by the receiving antenna 31 on the user side and transferred to the data receiving device 30 of the specific user.
[0072]
A signal received by the receiving antenna 31 is converted into an IF signal and input to the data receiving device 30. FIG. 8 shows a block diagram of the data receiving apparatus 30. As shown in FIG. FIG. 9 shows a flowchart of the double decoding process performed by the data receiving apparatus 30.
[0073]
The signal input to the front end 32 comprising the tuner 33, A / D converter 34, demodulator 35 and decoder 36 is converted into a digital signal, subjected to QPSK demodulation processing and error correction processing, and step S1. Is received as encrypted TS packet data.
[0074]
The encrypted TS packet is supplied to the descrambler 37. The descrambler 37 performs descrambling processing at the TS packet level on the encrypted TS packet data. In this case, the descrambler 37 reads the values of the PID part and the scramble control part from the header part of the encrypted TS packet data, and whether or not the TS provider decryption key corresponding to these values is given from the service provider 19. In step S2, the payload portion of the encrypted TS packet is decrypted with the decryption key, and the decrypted TS packet is output. Here, if the decryption key is not given in advance from the service provider 19, the encrypted TS packet is discarded in step S7.
[0075]
The TS packet decoded in step S3 is supplied to the demultiplexer 38. Here, the demultiplexer 38 divides the audio data and video data multiplexed together with the TS packet data by the data processing unit 16, supplies the audio data to the audio decoder 39, and supplies the video data to the video decoder 40. . The audio decoder 39 outputs analog audio, and the video decoder 40 outputs analog video via the NTSC encoder 41. The remaining TS packet data is supplied to the depacketizer 45.
[0076]
The depacketizer 45 reproduces the format of the private section 64 shown in FIG. 4, calculates the CRC value, and determines whether the data has been correctly received. In step S4, the depacketizer 45 converts the private section 64 into an IP packet and converts it into format data 75 as shown in FIG. The format data 75 is transferred via the FIFO 46 to the decoder 47 that decodes the IP packet.
[0077]
In the decryptor 47, the identifier set in the UDB2 shown in FIG. 6 of the MAC header in the format data 75, here the destination IP address is extracted, and the IP packet decryption key corresponding to this is given from the content provider 18 In step S5, the payload part of the IP packet is decrypted using this decryption key, and the decrypted IP packet is output. Here, if the decryption key is not given in advance from the content provider 18, the encrypted IP packet is discarded in step S7.
[0078]
The decryption key is stored in the reference table 80 shown in FIG. 11 in the dual port RAM (DPRAM) 48 in correspondence with the identifier.
[0079]
This reference table 80 has an identifier of a receivable type of data block together with a decryption key corresponding to the identifier. The identifier uses 4 bytes and the decryption key uses 8 bytes.
[0080]
In the figure, as described above, the content ID may be used as the identifier even if the destination IP address is used, and the identification is performed by the SSID in the MAC header of the received packet. The value of the reference table 80 is set by the CPU 42 having an input to the DPRAM 48.
[0081]
When the decryptor 47 receives the encrypted IP packet data in the format shown in FIG. 10 and extracts the identifier of UDB2 in the MAC address, the decoder 47 accesses the DPRAM 48 and reads the identifier in the table 80 every 16 bytes from the head address. A search is performed, and a match between the identifier in the received packet and the identifier in the table is detected with respect to the bit of the identifier which is “1” among the mask bits stored in the 4 bytes after the identifier.
[0082]
If the mask bit is H “ffffffff”, it is confirmed that the identifier in the MAC address of the received packet matches all bits of the identifier in the table, and the same identifier as the input identifier is in the DPRAM 48. A decryption key (session key in the figure) corresponding to the identifier is taken out, and subsequent IP packet decryption processing is performed.
[0083]
At the end of the identifier in the pre-registered reference table 80, an END code is stored, and the identifier is searched. When the END code is detected, the search is exited and the received packet is not received. Instead, it is discarded by the decoder 47 as shown in step S7.
[0084]
As described above, the content ID (or genre ID) is used in addition to the transmission destination IP address as the identifier. That is, the content ID may be set in addition to the transmission destination IP address in UDB2 of the MAC header 70 shown in FIG. For example, when “0” is set as the SSID, it indicates that the transmission destination IP address is used. For example, when “1” is set, it is defined that the genre ID is used. It is possible to determine which one is being used by analyzing the SSID on the receiving side.
[0085]
For example, when a destination IP address is used for UDB2, it becomes possible to transmit data addressed to individuals corresponding to a unicast address and to a group user using a multicast address. It is possible to receive only data addressed to the groove to which the user belongs in real time.
[0086]
In this case, the DPRAM 48 of the data receiving apparatus 30 only needs to include a reference table 81 having a format as shown in FIG. The reference table 81 has the transmission destination IP address of a receivable type of data block together with a decryption key corresponding to the transmission destination IP address. For example, in the first 16 bytes, the destination IP address 1 for the group such as the multicast address is set.
[0087]
The encryption ON / OFF flag of this destination IP address 1 is 0. In the next 16 bytes, a destination IP address 2 addressed to an individual such as the unicast address is set. The encryption ON / OFF flag is 1. A session key is also set for the destination IP address 2.
[0088]
When the decoder 47 receives the IP packet data in the format shown in FIG. 10 and inputs the destination IP address in the MAC address, the decoder 47 accesses the DPRAM 48 and sends the destination IP in the table 81 every 16 bytes from the head address. The address is searched, and the identity of the identifier in the received packet and the identifier in the table is detected for the identifier bit of “1” in the mask bits stored in the 4 bytes after the IP address. .
[0089]
If the mask bit is H “ffffffff”, it is confirmed that all the bits of the destination IP address in the MAC address of the received packet match the destination IP address in the table, and the same IP address as the input IP address Is in the DPRAM 48, the decryption key corresponding to the IP address is extracted, and the subsequent IP packet decryption process is performed.
[0090]
At the end of the IP address in the pre-registered reference table 81, an END code is stored, and the IP address is searched. If an END code is detected, the search is exited, and the received packet is Without being received, the decoder 47 discards it as in step S7.
[0091]
On the other hand, when a content ID that uses 32 bits fully is used as UDB2, when data of a genre registered in advance is received, the data can be transferred to a PC and automatically downloaded to the hard disk. It becomes.
[0092]
In this case, the DPRAM 48 of the data receiving apparatus 30 only needs to include a reference table 82 having a format as shown in FIG. This reference table 82 stores, for example, a content ID 83 of a receivable type of data block using 32 bits full.
[0093]
Such a 32-bit content ID 83 is, as shown in FIG. ₀ 6-bit medium classification D ₁ And 4-bit subclass D ₂ And a 14-bit information ID. Major classification D ₀ Represents large categories such as computer software, publications, and game software. Middle classification D ₁ Is a major classification D ₀ If is a publication, it indicates an intermediate category such as a book, magazine, or newspaper. Furthermore, small classification D ₂ Is medium classification D ₁ If it is a newspaper, a category representing a newspaper company name such as A newspaper, B newspaper, or S newspaper is shown. And this small classification D ₂ A single data unit is identified by a unique ID. In this case, the issue date of the newspaper becomes the information ID, and as a result, for example, the content ID as shown in FIG.
[0094]
An actual information identification method using such a content ID as an identifier will be described below. For example, in the example of FIG. 14 described above, when contracting A newspaper, the mask bit is H “ffffc000”, and it is only necessary to detect a match between the identifier of the received packet whose bit position is 1 and the identifier in the table. . In addition, when all newspapers are received regardless of the unique newspaper name, if the mask bit is set to H “ffc0000”, the A newspaper H “020084000 + issue date ID” and the B newspaper H “020088000 + issue date ID” are also used. All can be downloaded with one setting.
[0095]
This is a very useful method in that it is possible to automatically receive information of the specified genre if only the genre of the necessary information is specified without specifying the ID of each individual information. .
[0096]
However, in this case, if each information is encrypted, for example, each newspaper is encrypted with a separate session key, the session key for each newspaper cannot be set only by setting the content ID. This is an effective method only when each information is not encrypted.
[0097]
In addition, as an identifier of the information, there is a method using a MAC address assigned to each product with a 48-bit length.
[0098]
If the decryption unit 47 can read the destination IP address and the content ID, the data block is determined to be a pre-registered type of data block, and is extracted and encrypted in the format data 75. Decrypt the IP header and IP data as described above.
[0099]
The decrypted data block is transferred to the main memory on the personal computer via the FIFO 49 and the PCI interface 50. Then, processing by the software of this personal computer is performed.
[0100]
The CPU 42 controls reading of the DPRAM 48 and sets a reference table value. Further, the CPU 42 controls the demultiplexer 38, DPRAM 48, and DPRAM 52 according to the program read from the ROM 44 into the RAM 43. Further, the CPU 42 may process the data read from the IC card reader 53 and generate the decryption key. Further, the request is transmitted to the data supply source by ISDN through the modem 54 and the telephone line 56.
[0101]
As described above, the data receiving device 30 reads the transmission destination IP address and the content ID that have been set in the DBU 2 of the MAC frame and transmitted by the data distribution device 10 with the decoder 47 and registered in advance. Since only types of data blocks can be extracted, it is possible to extract and decrypt only the information addressed to itself or necessary information from received data in which various encrypted data are multiplexed.
[0102]
Further, as shown in FIG. 2, the transmitted data is double-encrypted by the content provider 18 and the service provider 19, and only the data receiving device 30 has two decryption keys for decrypting it. Since it has, it can prevent data from being stolen by others.
[0103]
In the data transmission system according to this embodiment, the double encryption processing on the data distribution apparatus 10 side may be performed with a configuration as shown in FIG. That is, the content provider 18 does not perform the IP packet encryption processing, but the service provider 19 performs the processing. For this reason, the content provider 18 can save expenses.
[0104]
That is, if one provider performs both encryption processes, the other provider does not need to have facilities for encryption processing. This is effective because, for example, when a plurality of content providers use a transmission path provided by one service provider, each content provider does not have to have an encryption processing facility.
[0105]
Here, the operation of each unit is the same as the operation of each unit shown in FIG.
Further, the configuration in the data receiving device 30 may be as shown in FIG. In other words, a storage device 58 such as a hard disk driver may be provided between the depacketizer 45 and the decoder 47 to store encrypted IP packets. In this way, even if the decryption key for decrypting the IP packet is not obtained in advance, the encrypted IP packet is stored in the storage device 58 and decrypted when the decryption key is obtained later. That's fine.
[0106]
That is, by storing the encrypted packet in the storage device, the data can be made valid even if the receiving device obtains the decryption key later. For example, by storing a large amount of data in a storage device in advance and obtaining the decryption key at the stage intended by the user and using the data, a larger amount of data is obtained than when the user starts receiving data after the user intends. Can save time for receiving data.
[0107]
Here, a case has been described in which the receiving device 30 does not obtain a decryption key for decrypting an IP packet. However, even if a decryption key for decrypting a TS packet is not obtained, the TS packet remains encrypted. Can be stored in the storage device to perform the same processing.
[0108]
Furthermore, it is possible to prevent the plaintext data from being copied by adding a mechanism that can store the encrypted data but cannot store the decrypted data and the decryption key.
[0109]
In each example described above, an IP packet is considered as transmission data, but a similar conditional access system can be configured even when other transmission protocol packets having a similar structure are considered. Also, the transmission data packetization may be triple or more, and three or more conditional access methods may be combined. For this reason, encryption processing may be performed on file data before IP packetization.
[0110]
For example, the data compression method of the MAC frame is not limited to MPEG2, and other compression methods may be used. Further, the Internet protocol is not limited to TCP / IP, and for example, an OSI (Open System Interconnection) method may be used.
[0111]
【The invention's effect】
The information transmission apparatus and method according to the present invention performs at least double encryption processing including encryption processing using an encryption key corresponding to an identifier indicating the type of digital data on the digital data, and then the encrypted data. The encrypted data received via the data transmission path is decrypted using the respective decryption keys corresponding to the respective encryption keys, so that even when digital data is transmitted using a communication satellite , The degree of information leakage and the degree of interference can be lowered.
[0112]
The information receiving apparatus and method according to the present invention receives a plurality of types of data blocks to which an identifier indicating the type of data is added via a data transmission path, reads the identifier, and stores data of a type registered in advance. Since only the blocks are extracted and decoded, digital data transmitted from the information distributor via the data transmission path can be received by a specific user at high speed according to the type of data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a data transmission system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram simply showing a configuration related to double encryption processing of the data transmission system.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a data creation unit illustrated in FIG. 1;
4 is a diagram for explaining a data creation process in the data creation unit shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a format diagram showing a detailed configuration of an IP header.
FIG. 6 is a format diagram of a MAC header.
FIG. 7 is a format diagram of a section header and a TS header.
FIG. 8 is a block diagram of a data receiving device constituting the data transmission system.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a decoding process performed by the data receiving apparatus.
FIG. 10 is a diagram for explaining data transfer from a depacketizer to a decoder in the data receiving apparatus.
FIG. 11 is a basic configuration diagram of a reference table stored in a DPRAM in the data receiving apparatus.
FIG. 12 is a diagram showing a first specific example of the reference table.
FIG. 13 is a diagram showing a second specific example of the reference table.
FIG. 14 is a diagram illustrating a specific configuration example of a content ID.
FIG. 15 is a block diagram showing another specific example of the data distribution apparatus in the data transmission system.
FIG. 16 is a block diagram showing another specific example of the data receiving device in the data transmission system.
FIG. 17 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an encrypted data transmission apparatus that encrypts data on a transmission path using a common key cryptosystem.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Data delivery apparatus, 18 Content provider, 19 Service provider, 21 Encryptor, 25 TS packet preparation part, 26 Encryptor, 30 Data receiver, 37 Descrambler, 45 Depacketizer, 47 Decryptor

Claims

Internet protocol packetization that converts digital data into the format of Internet protocol packets, and transporting the data into the transport stream packet by inserting the Internet protocol packet obtained by this Internet protocol packetization into the transport stream packet In an information transmission device that transmits via a path,
A first first encryption means for encryption to facilities transmission data provider using an encryption key after Internet Protocol packetized said digital data,
The first encryption after the Internet protocol packet subjected to the first encryption process using the first encryption key by the encryption means for the transmission data provider is converted into the transport stream packet. Encryption means for a transmission path provider different from the transmission data provider for performing the second encryption process using a second encryption key different from the key;
A transmission means for transmitting double encrypted data obtained by two independent encryption processes by the encryption means for the transmission data provider and the encryption means for the transmission path provider ;
Receiving means for receiving the double- encrypted data transmitted from the transmission means via the data transmission path, and performing decryption processing using each decryption key corresponding to each encryption key. Information transmission device.

Internet protocol packetization that converts digital data into the format of Internet protocol packets, and transporting the data into the transport stream packet by inserting the Internet protocol packet obtained by this Internet protocol packetization into the transport stream packet In an information transmission method executed in an information transmission apparatus for transmitting via a path,
A first encryption step performed by the first of the first encryption process to facilities transmission data provider for encryption means using the encryption key after Internet Protocol packetized said digital data,
The first encryption after the Internet protocol packet that has been subjected to the first encryption process using the first encryption key in the encryption process for the transmission data provider is converted into the transport stream packet. Second encryption executed by encryption means for a transmission path provider different from the transmission data provider for performing the second encryption process using a second encryption key different from the key Process,
Transmission means for transmitting double encrypted data obtained by two independent encryption processes by the first encryption process for the transmission data provider and the second encryption process for the transmission line provider a transmission step of transmitting by,
Receives the double encrypted data transmitted through the data transmission path by the transmission step in which the transmission step is executed, and decrypts and receives the data using a decryption key corresponding to each encryption key. An information transmission method comprising: a receiving step.

Internet protocol packetization that converts digital data into the format of Internet protocol packets, and transporting the data into the transport stream packet by inserting the Internet protocol packet obtained by this Internet protocol packetization into the transport stream packet In the information receiving device that receives the encrypted data transmitted from the information transmitting device that transmits via the path,
The encrypted data is subjected to a first encryption process using a first encryption key after encryption means for a transmission data provider of the information transmitting apparatus converts the digital data into an Internet protocol packet, and The encryption means for the transmission line provider different from that for the transmission data provider performs the first encryption process using the first encryption key by the encryption means for the transmission data provider. double encryption internet protocol packets subjected obtained by performing second encryption processing have use a different second encryption key and the first encryption key after the transport stream packet of Data,
The information receiving apparatus decrypts the transport stream packet data subjected to the second encryption process with a second decryption key corresponding to the second encryption key, and then corresponds to the first encryption key. An information receiving apparatus, wherein the Internet protocol packet data subjected to the first encryption process is decrypted with the first decryption key.

Internet protocol packetization that converts digital data into the format of Internet protocol packets, and transporting the data into the transport stream packet by inserting the Internet protocol packet obtained by this Internet protocol packetization into the transport stream packet In an information receiving method executed in an information receiving apparatus that receives encrypted data transmitted from an information transmitting apparatus that transmits via a path,
The encrypted data uses the first encryption key after the first encryption process executed by the encryption means for the transmission data provider of the information transmitting apparatus converts the digital data into an Internet protocol packet. A second encryption step, which is performed by the encryption means for the transmission path provider different from the transmission data provider for the first encryption process, is the above for the transmission data provider. A second different from the first encryption key after the Internet protocol packet subjected to the first encryption process using the first encryption key in the first encryption step is converted into the transport stream packet. Double- encrypted data obtained by performing the second encryption process using the encryption key of
The information reception method includes a transport stream packet in which transport stream packet data subjected to the second encryption process using a second decryption key corresponding to the second encryption key is decrypted by a transport stream packet decrypting unit. Decryption step;
Internet for decrypting Internet protocol packet data subjected to the first encryption processing by a first decryption key corresponding to the first encryption key by an Internet protocol packet decryption unit after the transport stream packet decrypting step And a protocol packet decoding step.