JP4325781B2

JP4325781B2 - 暗号装置

Info

Publication number: JP4325781B2
Application number: JP2002334263A
Authority: JP
Inventors: 周司森田; 哲彦金秋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004172775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の圧縮フォーマットに従った変換により生成される圧縮データを所定の暗号鍵で暗号処理を施す暗号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、急速な技術進歩をしているデジタル技術によって映像データや音楽データをデジタル信号として保存することで、記録媒体の経年変化による画質や音質の劣化を防ぐことができるようになり、またデジタル信号はパーソナルコンピュータなどを用いての編集や作成が容易なことから、急速にデジタル機器やデジタル記録媒体が普及してきた。
【０００３】
また、インターネット技術の発展と普及により、店頭で商品売買を行うといった従来のビジネスとは全く異なったビジネスが興っており、例えばインターネット上のホームページで商品売買を行ったり、音楽配信を行うというビジネスも現れている。
【０００４】
さらに、デジタル化された音楽データなどは本来の音質とほとんど同じ程度の音質を保持したままで、データ量を１／１０程度にまで圧縮できる音声圧縮伸張技術も進んでおり、このような技術を用いた場合、圧縮された音楽データを保存するための記憶容量は小さくてすみ、最近では半導体メモリを使った携帯型の音楽再生装置が若者の世代で普及し始めている。
【０００５】
一方、このようなデジタル技術による利便性とは逆に、大きな問題として取り上げられるのが著作権問題である。
【０００６】
音楽データがデジタル信号で作成されている場合、そのデータをコピーすることで全く同一の音楽データを作成することが極めて容易にできる。つまりオリジナルと全く同じ音楽データが大量に安価に偽造される可能性があり、市場に氾濫してしまうことが推測される。それが現実となった場合、本来アーチストやレコード会社に支払われる著作権料が支払われなくなり、音楽業界のビジネスが成立しなくなるといった大きな問題が発生する。
【０００７】
このような著作権問題に対して、インターネット上で配信された音楽データやコンパクトディスクからパーソナルコンピュータなどにリッピングされた音楽データなどには、特定の音楽再生機器でしか再生動作できないように暗号処理を施したものや、コピー回数を制限するために音楽データ以外の情報を音楽データとともに記録して対策を実施しているものがある。
【０００８】
ここでは、音楽データを所定の圧縮フォーマットで圧縮処理した後に暗号処理を施したデータと再生時に必要となる暗号鍵等の管理ファイルを記録媒体に保存する録音機器の暗号装置について説明する。
【０００９】
従来技術による音楽録音機器の暗号装置について図７、８、９、１０を用いて説明する。
【００１０】
図７は音楽データを所定の圧縮フォーマットにより圧縮処理を行ない、更に所定の鍵を用いて暗号処理を施す過程を示している。Ａ／Ｄコンバータなどによってアナログデータからディジタルデータに変換した音楽データをＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）に入力し、ＤＳＰは所定の圧縮フォーマットに従い音楽データを圧縮してフレームデータを生成する。
【００１１】
フレームデータは同期パターンやサンプリングレート、個々のフレームデータのサイズ等の情報を含むヘッダ部と圧縮した音楽データである圧縮データ部から構成され、ヘッダ部に含まれる情報は圧縮フォーマットによって異なる。
【００１２】
現在最も普及している圧縮フォーマットの一つであるＭＰ３の場合、１／１０のデータ圧縮率を達成することができ、ヘッダ部にはビットレートやサンプリング周波数などの情報が含まれている。
【００１３】
次にＤＳＰにより出力される連続したフレームデータに暗号処理を施すが、暗号処理はフレームデータ全体ではなく圧縮データ部だけを対象として所定の暗号鍵を用いて処理し、暗号処理前後でデータのサイズは変わらないものとする。
【００１４】
つまり、ヘッダ部に含まれるフレームサイズの情報は暗号処理を施しても変更する必要は無く、そのまま利用することが可能となる。
【００１５】
また、圧縮データ部を暗号処理したものを暗号圧縮データ部、ヘッダ部と暗号圧縮データ部を結合したものを暗号フレームデータと呼ぶことにする。
【００１６】
ここまでの処理は全てフレームデータという単位で行なってきたが、マイコンでは個々のデータサイズが可変するフレームデータでなく、通常はデータサイズを固定した単位でデータ処理を行なう。
【００１７】
ここでは、マイコンはセクタ（５１２Ｂｙｔｅ）という単位でデータ処理を行い、メモリや記録媒体にもセクタ単位でデータ転送することにする。つまり、フレームデータとセクタとは非同期の関係になることから、セクタ内にフレームデータが幾つ含まれるか分からず、またフレームデータが連続するセクタに二分されることもある。
【００１８】
図８は従来技術による暗号装置のブロック図を示しており、図に示すように、本実施の形態１にかかる暗号装置は、マイコン８０１、外部メモリ８０２、記録媒体８０３、ＤＳＰ８０４、ヘッダ分離手段８０５、暗号回路８０６、ヘッダ結合回路８０７、メモリＡ制御回路８０８、メモリＡ８０９から構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１９】
図９はマイコンと従来技術による暗号装置の一連の動作を示したタイミング図である。
【００２０】
図１０はマイコンが作成する個々の暗号フレームデータに関する管理テーブルの生成手順を示した図である。
【００２１】
次に図８、図９、図１０を用いて暗号装置の動作を詳細に説明する。
【００２２】
はじめに、マイコン８０１は録音動作を開始する前に、ヘッダ分離回路８０５に対して所定の圧縮フォーマットを設定し、暗号回路８０６に対して暗号鍵の鍵変更要求を出力して暗号回路８０６で生成された暗号鍵を読み出す。
【００２３】
次に、ＤＳＰ８０４は入力される音楽デジタルデータを所定の圧縮フォーマットにより圧縮処理してヘッダ分離回路８０５に出力する。
【００２４】
ＤＳＰ８０４がフレームデータを出力する周期は１つのフレームデータの音楽再生時間と等しく、フレームデータを出力している期間は圧縮処理後のビットレート、ＤＳＰ８０４とヘッダ分離回路８０５との転送レートに依存する。
【００２５】
例えば、フレームデータの音楽再生時間が２０ｍｓｅｃ、ビットレートが１２８Ｋｂｐｓ、転送レートが２０Ｍｂｐｓの場合、ＤＳＰ８０４から出力するフレームデータの周期は２０ｍｓｅｃ、１つのフレームデータを出力している期間は１２８μｓｅｃ（２０ｍｓｅｃ×１２８Ｋｂｐｓ／２０Ｍｂｐｓ）となり実時間の１％以下しかないことになる。
【００２６】
ヘッダ分離回路８０５は所定の音楽フォーマットに従い、入力されたフレームデータから同期パターンを検出してヘッダ部の先頭位置を判断する。そして、ヘッダ部に含まれるフレームデータのサイズ等の情報からヘッダ部と圧縮データ部とに分離して、ヘッダ部をヘッダ結合回路８０７に出力し、圧縮データ部を暗号回路８０６に出力する。
【００２７】
暗号回路８０６では暗号鍵を用いて、入力された圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成する。そして暗号圧縮データ部をヘッダ結合回路８０７へ出力する。なお、圧縮データ部と暗号圧縮データ部のサイズは同じである。
【００２８】
ヘッダ結合回路８０７はヘッダ分離回路８０５から入力されたヘッダ部と暗号回路８０６から入力された暗号圧縮データ部をフレームデータと同様の構成へ戻すために、結合させて暗号フレームデータを生成し、メモリＡ制御回路８０８に出力する。
【００２９】
メモリＡ制御回路８０８はメモリＡ８０９に対してＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）制御を行なう。入力された暗号フレームデータをメモリＡ８０９に書き込んでいくと同時に、メモリＡがオーバーフローにならないようにメモリＡ８０９のアドレスを管理する。
【００３０】
ＤＳＰ８０４は１つのフレームデータを出力し終わるとマイコン８０１に対して割り込みＡを出力し、当該フレームデータの出力が完了したことをマイコン８０１に伝える。
【００３１】
マイコン８０１はこの割り込みＡを検出した場合、暗号鍵の変更と管理テーブルＡの更新処理を行う。
【００３２】
まず、マイコン８０１はこの割り込みＡから暗号回路８０６で現在暗号処理しているフレームデータが録音開始後から何番目のフレームデータなのかをカウントし、その後に暗号回路８０６に対して暗号鍵の鍵変更要求を出力する。
【００３３】
次に、暗号回路８０６はマイコン８０１から暗号鍵の変更要求を検出すると、内部で暗号鍵を生成して、新たに生成した暗号鍵を用いて、入力されるフレームデータの圧縮データ部の暗号処理を行なう。そして、マイコン８０１は暗号回路８０６から新たに生成した暗号鍵を読み出す。
【００３４】
そして、マイコン８０１はフレームデータのカウント値と当該フレームデータを暗号処理した暗号鍵から管理テーブルＡを作成し、その管理テーブルＡを外部メモリ８０２に保存する。
【００３５】
また、割り込みＡと同時にＤＳＰ８０４からマイコン８０１へ曲番号等の情報が入力される場合には、管理テーブルＡの暗号フレームデータのカウント値に対応した曲番号と曲の開始位置や終了位置を追加する。
【００３６】
次に、メモリＡ制御回路８０８はメモリＡ８０９に格納された暗号フレームデータが所定のデータサイズ（セクタの倍数）に到達したことを検出するとマイコン８０１に対して割り込みＢを出力し、メモリＡ８０９からの暗号フレームデータの読出しをマイコン８０１に要求する。
【００３７】
次に、マイコン８０１は割り込みＢを検出すると、メモリＡ制御回路８０８に対してデータ読出しを行ない、読み出したデータが所定のデータサイズに達するまで読出しを繰り返す。
【００３８】
続いて、メモリＡ制御回路８０８はアドレスの管理を行ないながらメモリＡ８０９から暗号フレームデータを読み出しマイコン８０１に出力し、マイコン８０１からのデータ読み出しによりメモリＡ８０９がアンダーフローを発生しないようにアドレスの管理を行なう。
【００３９】
通常、マイコン８０１はデータをフレームデータ単位で取り扱うことは得意としておらず、セクタ単位で管理させることが最適である。
【００４０】
従って、外部メモリ８０２に格納している管理テーブルはセクタとは異なるデータ単位であるフレームデータのカウント値で記述しているため、マイコン８０１はこの管理テーブルＡのデータ単位をセクタに変換する必要がある。つまり、管理テーブルの暗号フレームデータのカウント値とセクタ内のアドレスを関連づける作業をしなければならない。
【００４１】
そこで、マイコン８０１は外部メモリ８０２に格納された暗号フレームデータをサーチし、ヘッダ部に含まれる同期パターンおよび暗号フレームデータのサイズを基にそれぞれの暗号フレームデータの先頭アドレスを特定する。そして、管理テーブルＡの暗号フレームデータのカウント値を該当する暗号フレームデータの先頭アドレスに置換することで、セクタ単位の管理テーブルＢを作成する。
【００４２】
さらに、マイコン８０１は音楽再生時に必要となる管理ファイルを管理テーブルＢを基に生成して、外部メモリ８０２に格納している暗号フレームデータとともに記録媒体８０３に書き込む。
【００４３】
上記の動作を繰り返すことにより、音楽データを所定の圧縮フォーマットで圧縮処理、暗号処理を施したデータと、再生時に必要となる暗号化鍵等の管理情報を記録媒体に保存することができる。
【００４４】
【特許文献１】
特開２０００−２３５７６８号公報
【００４５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術による暗号装置では、マイコン８０１はＤＳＰ８０４がフレームデータの出力を完了してから次のフレームデータの出力までの間に、割り込みＡを検出して暗号回路８０６に対して暗号鍵の変更要求を出力し、暗号回路８０６で生成した暗号鍵を読み出し、フレームカウントのカウントを行なって管理テーブルＡを更新していかなければならない。
【００４６】
しかし、マイコン８０１は割り込みＡによる暗号鍵および管理テーブルＡの更新だけに専従できるわけではないため、場合によっては次の割り込みＡが検出されるまでに直前の割り込みの処理が完了していない状況も考えられる。
【００４７】
そのような不具合を回避するため、通常はマイコンに入力する動作クロックを比較的高い周波数のものを用いることで、割り込み処理における時間の余裕を確保しておく必要がある。
【００４８】
しかし、最近ではコンパクトディスクからミニディスクへの録音時間が４倍もの高速度で行なえる機器が発売されており、今後も引き続き高倍速化による録音時間の短縮が図られる傾向にある。
【００４９】
そのような高倍速の録音機器を実現しようとした場合、圧縮後のビットレートやＤＳＰ８０４からヘッダ分離回路８０５へのデータ転送速度を変えないとするとフレームデータが出力される周期は当然短くなり、割り込みＡの周期も同様に短くなる。
【００５０】
従って、割り込みＡを検出して暗号鍵および管理テーブルＡの更新等の処理を実施しなければならない期間は短くなり、高倍速で録音をしようとすればするほど処理が破綻してしまう可能性が高くなる。
【００５１】
本発明は、上記従来の暗号装置の課題を考慮し、マイコンの負担を軽減した暗号装置を提供することを目的としている。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段（１０５、３０５、５０５）と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号手段（１０６、３０６、５０６）と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合手段（１０７、３０７、５０７）と、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御手段（１０８、３０８、５０８）と、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御手段（１１０、３１０、５１０）と、前記暗号フレームデータと前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記暗号フレームデータとともに記録媒体に書き込むマイコン（１０１、３０１、５０１）とを備えた暗号装置である。
【００５３】
また、第２の本発明は、前記暗号手段（１０６）は、前記マイコンから鍵変更要求を入力された場合は新たな前記暗号鍵を生成し、前記鍵変更要求が入力されない場合は、直前に用いていた前記暗号鍵を用いて前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して前記暗号圧縮データ部を生成し、出力する暗号手段である第１の本発明の暗号装置である。
【００５４】
また、第３の本発明は、前記第１の付属情報に基づいて、前記暗号鍵を変更する場合は前記暗号手段に鍵変更要求を出力し、前記暗号鍵を変更しない場合は前期暗号手段に前記鍵変更要求を出力しない付属情報デコード手段（３１３、５１３）を更に備え、前記暗号手段（３０６、５０６）は、前記鍵変更要求が入力された場合は新たな前記暗号鍵を生成し、前記鍵変更要求が入力されない場合は、直前に用いていた前記暗号鍵を用いて前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成し、出力する暗号手段である第１の本発明の暗号装置である。
【００５５】
また、第４の本発明は、前記第１の付属情報に基づいて暗号処理するか否か判断し、暗号モード情報を作成し、出力する付属情報デコード手段（３１３、５１３）を更に備え、前記暗号手段（３０６、５０６）は、暗号処理する場合は前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成し、暗号処理しない場合は入力された前記圧縮データ部を暗号処理せず暗号圧縮データ部として出力する暗号手段であり、前記第２のメモリ制御手段（３１０、５１０）は、更に前記暗号モード情報をも利用して前記第２の付属情報を作成する第２のメモリ制御手段である第１の本発明の暗号装置である。
【００５６】
また、第５の本発明は、前記第１の付属情報に基づいて、圧縮フォーマットに関する圧縮フォーマット情報を生成して前記ヘッダ分離手段に出力する付属情報デコード手段（３１３、５１３）を更に備え、前記ヘッダ分離手段（３０５、５０５）は、前記圧縮フォーマット情報を基に前記フレームデータを前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段であり、前記第２のメモリ制御手段（３１０、５１０）は、更に前記圧縮フォーマット情報をも利用して前記第２の付属情報を作成する第２のメモリ制御手段である第１の本発明の暗号装置である。
【００５７】
また、第６の本発明は、前記ヘッダ分離手段（１０５、３０５、５０５）は、入力された前記フレームデータを分離せず前記暗号手段に出力することを選択できるヘッダ分離手段である第１の本発明の暗号装置である。
【００５８】
また、第７の本発明は、前記第１のメモリ制御手段を通して、前記第１のメモリから入力された前記暗号フレームデータを前記記録媒体に直接出力するメモリ間転送手段（５１４）を更に備え、前記マイコン（５０１）は、前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記記録媒体に書き込むマイコンである第１の本発明の暗号装置である。
【００５９】
また、第８の本発明は、第１の本発明の暗号装置の、同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段（１０５、３０５、５０５）、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号手段（１０６、３０６、５０６）、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合手段（１０７、３０７、５０７）、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御手段（１０８、３０８、５０８）、及び、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御手段（１１０、３１０、５１０）としてコンピューターを機能させるためのプログラムである。
【００６０】
また、第９の本発明は、第８の本発明のプログラムを担持した媒体であって、コンピューターで利用可能なことを特徴とする記録媒体である。
【００６１】
また、第１０の本発明は、第１の本発明の暗号装置を用いて、暗号化する方法であって、同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離工程と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、前記暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号化工程と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合工程と、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御工程と、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御工程と、前記暗号フレームデータと前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記暗号フレームデータとともに記録媒体に書き込む工程とを備えた暗号化方法である。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態における暗号装置について説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における暗号装置の構成を示したブロック図である。
【００６４】
図に示すように、本実施の形態１にかかる暗号装置は、データを所定の圧縮フォーマットに従って、圧縮してフレームデータを作成するＤＳＰ１０４と、フレームデータをヘッダ部と圧縮データ部に分離する、本発明のヘッダ分離手段の一例であるヘッダ分離回路１０５を有している。
【００６５】
また、圧縮データ部を暗号鍵を用いて暗号化する、本発明の暗号手段の一例である暗号回路１０６と、ヘッダ部と暗号圧縮データ部を結合する、本発明のヘッダ結合手段の一例であるヘッダ結合回路１０７を備えている。
【００６６】
さらに、暗号フレームデータの格納及び読み出しを行う、本発明の第１のメモリ制御手段の一例である、メモリＡ制御回路１０８と、暗号フレームデータを格納する、本発明の第１のメモリの一例であるメモリＡ１０９とを備えている。また、管理テーブルＢを作成する、本発明の第２のメモリ制御手段の一例であるメモリＢ制御回路１１０と、管理テーブルＢを格納する、本発明の第２のメモリの一例であるメモリＢ１１１とを備えている。
【００６７】
また、暗号フレームデータ及び管理テーブルＢを格納する外部メモリ１０２と、マイコン１０１と、データを記録するための記録媒体１０３を有している。
【００６８】
図２は本発明の実施の形態１における暗号装置の動作を示すタイミング図であり、この図を用いて動作の詳細な説明を行なう。
【００６９】
はじめに、マイコン１０１は録音動作を開始する前に、ヘッダ分離回路に対して所定の圧縮フォーマットを設定し、暗号回路１０６に対して暗号鍵の鍵変更要求をする。
【００７０】
次に、ＤＳＰ１０４は入力される音楽ディジタルデータを所定の圧縮フォーマットにより圧縮処理してヘッダ分離回路１０５に出力し、ヘッダ分離回路１０５はマイコンから設定された圧縮フォーマットに従い、入力されたフレームデータから同期パターンを検出してヘッダ部の先頭位置を判断する。
【００７１】
そして、ヘッダ部に含まれるフレームデータのサイズ等の情報からヘッダ部と圧縮データ部に分離して、ヘッダ部をヘッダ結合回路１０７に出力し圧縮データ部を暗号回路１０６に出力する。
【００７２】
続いて、暗号回路１０６は、暗号鍵を用いて入力された圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成する。そして暗号圧縮データ部をヘッダ結合回路１０７へ出力する。
【００７３】
次に、ヘッダ結合回路１０７はヘッダ分離回路１０５から入力されたヘッダ部と暗号回路１０６から入力された暗号圧縮データ部を結合して、暗号フレームデータを生成しメモリＡ制御回路１０８に出力すると同時に暗号フレームデータの先頭位置をメモリＡ制御回路１０８に出力する。
【００７４】
ここで、メモリＡ制御回路１０８はメモリＡにヘッダ結合回路１０７から入力された暗号フレームデータを書き込むためのアドレスを管理しており、入力された暗号フレームデータと先頭位置から、暗号フレームデータの先頭位置に相当するデータをメモリＡ１０９に書き込む際のアドレスをメモリＢ制御回路１１０に出力する。
【００７５】
また、メモリＡ制御回路１０８は、ヘッダ結合回路１０７から入力された暗号フレームデータをメモリＡ１０９に順次書き込んでいくが、データを書き込んでいく毎に管理しているアドレスを１ずつインクリメントしていき、当該暗号フレームデータを書き込み終えたときには、管理しているアドレスは次の暗号フレームデータの先頭位置に相当するデータを書き込むアドレスになっている。
【００７６】
次に、メモリＢ制御回路１１０はメモリＡ制御回路１０８から入力された暗号フレームデータの先頭位置のアドレスと、暗号回路から入力された暗号鍵と、ＤＳＰ１０４から入力された、本発明の第１の付属情報の一例である付属情報Ａと、を基に、本発明の第２の付属情報の一例である付属情報Ｂを生成しメモリＢ１１１に書き込む。
【００７７】
ここで、付属情報ＡはＤＳＰ１０４から出力するフレームデータに関する情報を含んでおり、ここでは曲番号、曲開始終了位置を示す情報を含む。つまり、メモリＢ１１１には暗号フレームデータが格納されているセクタ番号とセクタ内アドレス、暗号処理した際の暗号鍵、そして曲番号と曲開始終了位置が書かれていることになり、これは従来の暗号装置の管理テーブルＢに相当するものである。
【００７８】
そして、ＤＳＰ１０４は１つのフレームデータを出力し終わるとマイコン１０１に対して割り込みＡを出力し、当該フレームデータの出力が完了したことをマイコン１０１に伝える。
【００７９】
次に、マイコン１０１はこの割り込みＡを検出し、暗号回路１０６に対して暗号鍵の鍵変更要求を出力する。暗号回路１０６は、マイコン１０１から暗号鍵の鍵変更要求を入力されると、内部で新たな暗号鍵を生成する。そして、入力されたフレームデータの圧縮データ部を、新たに生成した暗号鍵を用いて暗号処理を行なう。
【００８０】
次に、メモリＡ制御回路１０８は、メモリＡ１０９に格納された暗号フレームデータが所定のデータサイズ（セクタの倍数）に到達したことを検出するとマイコン１０１に対して割り込みＢを出力し、続いて、メモリＡ１０９からの暗号フレームデータの読出しをマイコン１０１に要求する。
【００８１】
ここで、マイコン１０１は割り込みＢを検出すると、メモリＡ制御回路１０８に対して暗号フレームデータの読出し要求を行なう。そしてメモリＡ制御回路１０８はアドレスの管理を行ないながらメモリＡ１０９から暗号フレームデータを読み出しマイコン１０１に出力する。マイコン１０１は読み出した暗号フレームデータが所定のデータサイズに達するまで読出しを繰り返す。
【００８２】
次に、マイコン１０１は、暗号フレームデータの読み出しを終了した後、メモリＢ制御回路１１０に対して管理テーブルＢの読み出し要求を行う。メモリＢ制御回路１１０は、アドレスの管理を行ないながらメモリＢ１１１から管理テーブルＢを読み出してマイコン１０１に出力する。
【００８３】
次に、マイコン１０１は、メモリＡ１０９およびメモリＢ１１１から読み出した暗号フレームデータと管理テーブルＢを外部メモリ１０２に格納する。これらは既に、セクタというデータ単位で管理されていることになり、マイコン１０１は管理テーブルＢを基に音楽再生に必要な情報を追記した管理ファイルを作成して、外部メモリ１０２に格納している暗号フレームデータとともに記録媒体１０３に書き込む。
【００８４】
上記の動作を繰り返すことにより、音楽データを所定の圧縮フォーマットで圧縮処理、暗号処理を施したデータと、再生時に必要となる暗号化鍵等の管理情報を記録媒体に保存することができる。
【００８５】
このように、マイコンは、管理テーブルＡ及び外部メモリに格納した暗号フレームデータを全てサーチして管理テーブルＢを作成する必要が無くなり、メモリＢから読み出した管理テーブルＢを基にして音楽再生時に必要な管理ファイルを作成することでマイコンの負担は大幅に軽減される。
【００８６】
なお、本発明の暗号手段は、一つのフレームデータ毎に、マイコン１０１が鍵変更要求を暗号回路１０６に出力した後、暗号鍵の変更を行う暗号回路１０６に相当するが、マイコン１０１から鍵変更要求を入力された場合は、新たな暗号鍵を生成し、鍵変更要求が入力されない場合は、直前に用いていた暗号鍵を用いてヘッダ分離手段から入力された圧縮データ部を暗号処理する暗号手段であってもよい。
【００８７】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における暗号装置の構成を示したブロック図である。基本的な構成は、実施の形態１と同じであるが、本発明の付属情報デコード手段の一例である付属情報デコード回路３１３と、データ制御回路３１２とを備えている点が異なる。この相違点を中心に説明をする。
【００８８】
図４は本発明の実施の形態２における暗号装置の動作を示すタイミング図であり、この図を用いて動作の詳細な説明を行なう。
【００８９】
はじめに、ＤＳＰ３０４は入力された音楽デジタルデータを所定の圧縮フォーマットにより圧縮処理して、フレームデータを生成してデータ制御回路３１２に出力し、同時にフレームデータに関連する曲番号や曲開始終了位置などの情報である付属情報Ａをデータ制御回路３１２に出力する。
【００９０】
次に、データ制御回路３１２は入力された付属情報Ａを付属情報デコード回路３１３に出力する。
【００９１】
続いて、付属情報デコード回路３１３は入力された付属情報Ａを基に当該フレームデータがＤＳＰ３０４で、どの圧縮フォーマットで圧縮処理されたかを判断して圧縮フォーマット情報を作成してヘッダ分離回路３０５に出力する。
【００９２】
また、同時に付属情報デコード回路３１３は付属情報Ａを基に当該フレームデータの圧縮データ部を暗号処理するかどうかを判断して、暗号モード情報を作成し、暗号回路３０６に出力する。また、圧縮データ部を暗号処理する際に暗号鍵を変更するかどうかを判断し、変更する場合は暗号回路３０６に対して鍵変更要求を出力する。
【００９３】
そして、付属情報デコード回路３１３が暗号回路３０６に対して鍵変更要求を出力した場合、暗号回路３０６は鍵変更要求を検出してから暗号鍵を内部で生成して設定し、その暗号鍵を付属情報デコード回路３１３に出力する。
【００９４】
続いて、付属情報デコード回路３１３は暗号回路３０６から設定した暗号鍵を入力されることにより、ヘッダ分離回路３０５と暗号回路３０６での暗号処理の準備が完了したと判断し、データ制御回路３１２に設定完了信号を出力する。また、データ制御回路３１２から入力した付属情報Ａに暗号鍵と暗号モード情報と圧縮フォーマット情報とを加えて作成した付属情報Ａ´をメモリＢ制御回路３１０に出力する。
【００９５】
また、付属情報デコード回路３１３が暗号回路３０６に対して鍵変更要求を出力しない場合、暗号回路３０６は直前に用いていた暗号鍵をそのまま設定して、暗号処理を行なう。続いて、付属情報デコード回路３１３は、既にヘッダ分離回路３０５と暗号回路３０６での暗号処理の準備が完了していると判断してデータ制御回路３１２に設定完了信号を出力する。次に、データ制御回路３１２から入力された付属情報Ａに直前のフレームデータを暗号処理した際の暗号鍵と同じ暗号鍵を追記して作成した付属情報Ａ´をメモリＢ制御回路３１０に出力する。
【００９６】
次に、データ制御回路３１２は付属情報デコード回路３１３から設定完了信号が入力されると、ヘッダ分離回路３０５以降の暗号処理の準備が完了していると判断し、ＤＳＰ３０４から入力されたフレームデータをヘッダ分離回路３０５に出力する。
【００９７】
次に、ヘッダ分離回路３０５は付属情報デコード回路３１３から入力された圧縮フォーマット情報に従い、データ制御回路３１２から入力されたフレームデータをヘッダ部と圧縮データ部とに分離し、ヘッダ部をヘッダ結合回路３０７に、圧縮データ部を暗号回路３０６に出力する。
【００９８】
次に、暗号回路３０６は付属情報デコード回路３１３から、鍵変更要求が入力されると、内部で暗号鍵を生成してその暗号鍵を用いて暗号処理するように準備する。続いて、暗号鍵の準備が完了すると付属情報デコード回路３１３に対して暗号鍵を出力する。ただし、暗号回路３０６は付属情報デコード回路３１３から鍵変更要求が入力されない場合は、現在暗号処理に用いている暗号鍵を使い続ける。
【００９９】
そして、暗号回路３０６はヘッダ分離回路３０５から入力された圧縮データ部を暗号鍵を用いて圧縮処理して、暗号圧縮データ部を生成し、ヘッダ結合回路３０７に出力する。
【０１００】
また、メモリＢ制御回路３１０は、暗号鍵を含んでいる付属情報Ａ´と、実施の形態１と同様にメモリＡ制御回路３０８から入力される暗号フレームデータの先頭位置アドレスとを、基に、付属情報Ｂを作成し、メモリＢ３１１に書き込む。なお、実施の形態２における付属情報Ｂは、実施の形態１と異なり、圧縮モード情報と暗号モード情報が加えられた付属情報Ｂとなっている。
【０１０１】
以上のように、付属情報デコード回路３１３は、ＤＳＰ３０４から入力された付属情報Ａを基に圧縮フォーマット情報、鍵変更要求、暗号モード情報を生成し、圧縮フォーマット情報をヘッダ分離回路３０５に出力し、鍵変更要求と暗号モード情報を暗号回路３０６に出力する。そして、フレームデータを暗号処理する直前に暗号処理に関わる諸設定を行うことで、マイコン３０１はこれらの処理から解放され、マイコン３０１の負荷を大幅に軽減することができる。
【０１０２】
しかも高倍速で暗号処理を行なう場合でも、暗号処理に関してはマイコンの負荷が増えることがないため容易に録音機器を開発することができる。
【０１０３】
このように、マイコン３０１は、ＤＳＰから入力される割り込みＡによって暗号鍵を要求するタイミングを検出する必要がなくなる。つまり、割り込みＡ毎に暗号鍵の変更処理や管理テーブルＡの更新処理をしなければならないという拘束から解放されることにより、マイコン３０１の負担が軽減されると同時に高倍速化を容易に達成することが出来る。
【０１０４】
また、付属情報デコード回路３１３がＤＳＰ３０４から入力された付属情報Ａから暗合するしないを判断して暗号回路に直接設定することにより、暗号処理する必要のあるフレームデータと暗号処理する必要のないフレームデータが混在している場合でも、マイコンは一連の判断や設定タイミングを行わなければいけない負荷が発生しないため、負荷を増加させることなく複雑な暗号処理を行うことが出来る。
【０１０５】
さらに、付属情報デコード回路３１３が、ＤＳＰ３０４から入力された付属情報Ａから、ＤＳＰ３０４での圧縮処理する際の圧縮フォーマット情報をヘッダ分離回路３０５に出力することにより、圧縮フォーマットをフレームデータ毎に判断することが出来、複数の圧縮フォーマットが混在したフレームデータ群でもマイコン３０１の負担を増加させることなく暗号処理することが出来る。
【０１０６】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における暗号装置の構成を示したブロック図である。基本的な構成は、実施の形態１と同じであるが、暗号フレームデータを記録媒体５０３に転送する、本発明のメモリ間転送手段の一例であるメモリ間転送回路５１４を備えている点が異なる。この相違点を中心に説明をする。
【０１０７】
図６は本発明の実施の形態３における暗号装置の動作を示すタイミング図であり、この図を用いて動作の詳細な説明を行なう。
【０１０８】
メモリＡ制御回路５０８はヘッダ結合回路５０７からメモリＡ５０９に格納された暗号フレームデータが所定のデータサイズ（セクタの倍数）に到達したことを検出すると、マイコン５０１に対して割り込みＢを出力するとともにメモリ間転送回路５１４に対して起動信号を出力する。
【０１０９】
マイコン５０１は割り込みＢを検出すると、メモリＢ制御回路５１０に対してメモリＢ５１１に格納している管理テーブルＢを読み出すように要求し、読み出した管理テーブルＢを外部メモリ５０２に書き込む。
【０１１０】
メモリ間転送回路５１４は起動信号を検出すると、メモリＡ制御回路５０８に暗号フレームデータを要求する。メモリＡ制御回路５０８はメモリ間転送回路５１４から暗号フレームデータを要求されると、格納している暗号フレームデータを出力する。
【０１１１】
メモリＡ制御回路５０８は読み出した暗号フレームデータが所定のデータサイズに到達するまで暗号フレームデータの読出しを続けるが、それと同時に読み出した暗号フレームデータをマイコン５０１が設定する記録媒体のアドレスに書き込んでいく。メモリ間転送回路５１４は暗号フレームデータを書き込む記録媒体のアドレスを管理しており、暗号フレームデータを書き込む度にアドレスをインクリメントしていく。
【０１１２】
以上のようにして、メモリＡ５０９に格納された暗号フレームデータをメモリ間転送回路５１４が記録媒体５０３に転送することにより、マイコン５０１は暗号フレームデータを全く制御することなく記録動作を実行することができる。
【０１１３】
つまり、マイコン５０１はメモリＡ５０９に格納された暗号フレームデータを外部メモリ５０２に、および外部メモリ５０２に格納した暗号フレームを記録媒体にデータ転送するという負荷から解放される。このため、マイコンは、メモリＢ５１０に格納された管理テーブルＢを外部メモリ５０２に転送して、再生に必要な管理ファイルを作成し、その管理ファイルを記録媒体５０３に転送するだけの処理を行えばよいことになる。
【０１１４】
このようにすることで、マイコン５０１の負荷は大幅に軽減できるとともに、高倍速での記録を行った場合においてもマイコン５０１の行う処理に対して時間的な制約は大幅に緩和されるので高倍速記録機器を容易に、しかも低消費電力の機器を開発することができる。
【０１１５】
また、本発明における暗号装置で取り扱うデータは、ヘッダ部と圧縮データ部とから構成されるフレームデータとしており、その特性をヘッダ分離回路とヘッダ結合回路で吸収しているが、入力されたフレームデータを分離せず暗号手段に出力することが選択できる暗号装置を用いることにより、ＤＳＰから入力されるフレームデータがヘッダ部と圧縮データ部で構成されず、全てが圧縮データ部であるような特殊な構成であった場合でも、ＤＳＰから入力されるデータ全てを暗号手段に出力することで、対応できるデータの構造をマイコンの負荷を増加させることなく容易に増やすことが出来る。
【０１１６】
本発明に係わるプログラムは、上述した本発明の暗号装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子、回路、部等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１１７】
本発明に係わる記録媒体は、上述した本発明の暗号装置の全部又は一部の手段の全部又は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して前記機能を実行する媒体である。
【０１１８】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１１９】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読み取られ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２０】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１２１】
又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵなどの純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１２２】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明によれば、マイコンの負荷を軽減した暗号装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における暗号装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態１における暗号装置の動作を示すタイミング図。
【図３】本発明の実施の形態２における暗号装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態２における暗号装置の動作を示すタイミング図。
【図５】本発明の実施の形態３における暗号装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の実施の形態３における暗号装置の動作を示すタイミング図。
【図７】音楽データの圧縮処理と暗号処理を説明する図。
【図８】従来の暗号装置の構成を示すブロック図。
【図９】従来の暗号装置の動作を示すタイミング図。
【図１０】管理テーブルの構成を示す図。
【符号の説明】
１０１マイコン
１０２外部メモリ
１０３記録媒体
１０４ＤＳＰ
１０５ヘッダ分離回路
１０６暗号回路
１０７ヘッダ結合回路
１０８メモリＡ制御回路
１０９メモリＡ
１１０メモリＢ制御回路
１１１メモリＢ

Claims

同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号手段と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合手段と、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御手段と、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御手段と、前記暗号フレームデータと前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記暗号フレームデータとともに記録媒体に書き込むマイコンとを備えた暗号装置。
前記暗号手段は、前記マイコンから鍵変更要求を入力された場合は新たな前記暗号鍵を生成し、前記鍵変更要求が入力されない場合は、直前に用いていた前記暗号鍵を用いて前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して前記暗号圧縮データ部を生成し、出力する暗号手段である請求項１記載の暗号装置。
前記第１の付属情報に基づいて、前記暗号鍵を変更する場合は前記暗号手段に鍵変更要求を出力し、前記暗号鍵を変更しない場合は前記暗号手段に前記鍵変更要求を出力しない付属情報デコード手段を更に備え、前記暗号手段は、前記鍵変更要求が入力された場合は新たな前記暗号鍵を生成し、前記鍵変更要求が入力されない場合は、直前に用いていた前記暗号鍵を用いて前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成し、出力する暗号手段である請求項１記載の暗号装置。
前記第１の付属情報に基づいて暗号処理するか否か判断し、暗号モード情報を作成し、出力する付属情報デコード手段を更に備え、前記暗号手段は、暗号処理する場合は前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部を暗号処理して暗号圧縮データ部を生成し、暗号処理しない場合は入力された前記圧縮データ部を暗号処理せず暗号圧縮データ部として出力する暗号手段であり、前記第２のメモリ制御手段は、更に前記暗号モード情報をも利用して前記第２の付属情報を作成する第２のメモリ制御手段である請求項１記載の暗号装置。
前記第１の付属情報に基づいて、圧縮フォーマットに関する圧縮フォーマット情報を生成して前記ヘッダ分離手段に出力する付属情報デコード手段を更に備え、前記ヘッダ分離手段は、前記圧縮フォーマット情報を基に前記フレームデータを前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段であり、前記第２のメモリ制御手段は、更に前記圧縮フォーマット情報をも利用して前記第２の付属情報を作成する第２のメモリ制御手段である請求項１記載の暗号装置。
前記ヘッダ分離手段は、入力された前記フレームデータを分離せず前記暗号手段に出力することを選択できるヘッダ分離手段である請求項１記載の暗号装置。
前記第１のメモリ制御手段を通して、前記第１のメモリから入力された前記暗号フレームデータを前記記録媒体に直接出力するメモリ間転送手段を更に備え、前記マイコンは、前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記記録媒体に書き込むマイコンである請求項１記載の暗号装置。
請求項１記載の暗号装置の、同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離手段、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号手段、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合手段、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御手段、及び、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御手段としてコンピューターを機能させるためのプログラム。
請求項８記載のプログラムを担持した媒体であって、コンピューターで利用可能なことを特徴とする記録媒体。
請求項１記載の暗号装置を用いて、暗号化する方法であって、同期パターンを含むヘッダ部及び、圧縮データ部を有するフレームデータを、前記ヘッダ部と前記圧縮データ部とに分離するヘッダ分離工程と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記圧縮データ部から、前記暗号鍵を用いた暗号処理によって暗号圧縮データ部を作成し、前記暗号鍵とともに出力する暗号化工程と、前記ヘッダ分離手段から入力された前記ヘッダ部と、前記暗号手段から入力された前記暗号圧縮データ部とを結合して暗号フレームデータを作成し、出力するヘッダ結合工程と、前記ヘッダ結合手段から入力された前記暗号フレームデータを第１のメモリに書き込み、前記暗号フレームデータが書き込まれた前記第１のメモリの領域データを出力する第１のメモリ制御工程と、入力された前記フレームデータに関する第１の付属情報と、前記暗号手段から入力された前記暗号鍵と、前記第１のメモリ制御手段から入力された前記領域データと、を基に、第２の付属情報を作成し、第２のメモリに書き込む第２のメモリ制御工程と、前記暗号フレームデータと前記第２の付属情報を読み出し、前記第２の付属情報を基に管理ファイルを作成し、前記暗号フレームデータとともに記録媒体に書き込む工程とを備えた暗号化方法。