JP4562909B2 - デジタル表現の安全な配信 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、不正なコピーの防止に関し、特に、暗号化およびウォーターマーキングを使用してこのようなコピーを防止することに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
近年、著作権によって保護されたこの種の作品がデジタル表現として符号化され、配信されるケースが多くなってきた。このようなデジタル表現の例としては、コンパクト・ディスク上に記録された音声のデジタル表現がある。デジタル表現には多数の利点がある。すなわち、デジタル表現は、オリジナルの要求に応じて忠実に作成することができ、容易にかつ正確にコピーすることができ、容易に修正することができ、容易に復号することができ、復号した後、再生、表示、または印刷することができる。コピー、修正、および復号は、マイクロプロセッサおよびメモリを含むあらゆる装置で行うことができ、デジタル表現は、ネットワーク、およびディスケットやテープやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶装置を含む、デジタル・データの配信に使用されるあらゆる技術を用いて配信することができる。
【０００３】
デジタル表現を極めて容易に、高速に、かつ正確にコピーすることができ、デジタル表現を容易にかつ高速に配信することができるので、作者にとって深刻な問題が生じる。作品のデジタル表現は、他のあらゆる表現と同様に著作権法の適用を受けるが、作品のデジタル表現のコピーが、それを防止する著作権法の権限を超えているという深刻な問題がある。この問題に対処するため、デジタル表現の不正なコピーをより困難にする技術を使用するいくつかの方法が見出されている。これらの方法は、４つの主要な範疇に分類される。
【０００４】
・作者の許可を得ていない者はデジタル表現にアクセスできないようにする、デジタル表現へのアクセスの規制
・デジタル表現にアクセスできる者による、そのデジタル表現の使用の規制
・デジタル表現が、ネットワークを介して伝送される間、および記憶媒体またはメモリに記憶されている間、デジタル表現を暗号化し、許可された者のみがそれを解読できるようにすること
・デジタル表現にウォーターマーキングすること、すなわち、デジタル表現が復号され表示または再生されるときに見えないか、あるいは聞こえないが、機械によって読み取ることのできるマークをデジタル表現に付加すること。このマークは作品の配信元を示す。
【０００５】
最初の３つの範疇はすべて、共通の目的を有する。すなわち、許可されていない者が作品のデジタル表現を入手することができないようにするものである。この３つの範疇に属する技術は、デジタル表現が「流出」した場合、すなわち、許可されていない者の手に未暗号化形式で渡った場合には無用になる。というのは、この許可されていない者は、あらゆるデジタル技術を駆使して、流出したデジタル表現をコピーし配信することができるからである。
【０００６】
第４の範疇に属するウォーターマーキングは、コピーに何の影響も与えないが、デジタル表現の配信元をコピーから特定することを可能にする。したがって、著作権を侵害しているコピーを検出しその配信元を特定することをより容易にする。デジタル表現の著作権保護の問題の一般的な議論は、Eckhard Koch、Jochen Rindrey、およびJian Zhao著「Copyright Protection for Multimedia Data」（Digital Media and Electronic Publishing、Academic Press Ltd.、1996年）に記載されている。
【０００７】
最初の３つの技術を使用する、コピーを規制するシステムの一例は、1997年７月８日に発行され、本明細書中で援用されている、Saitoの米国特許第5646999号「Data Copyright Management Method」に記載されている。ウォーターマーキングの一般的な説明は、Jian Zhao著「Look, It's Not There」（BYTE Magazine、1997年１月）に記載されている。
【０００８】
不正なコピーを防止する技術の各範疇に含まれる技術は、利点も有するが欠点も有する。上記で述べたように、許可されていない者がコピーを入手することができないようにする技術は、デジタル表現が流出した場合は無用になる。ウォーターマーキングだけでは不正なコピーを作成するのを防止することはできない。許可されていない者がコピーを入手することができないようにする技術の利点と、ウォーターマーキングの利点とを組み合わせた、不正なコピーを防止する技術の改良が必要である。
【０００９】
（発明の概要）
デジタル表現のコピーを安全に配信する本発明の技術により、コピーが配信された者を識別する秘密ウォーターマークが、このユーザがこのコピーを行う前にコピーに付加される。特に、ウォーターマークは、ユーザがコピーをローカル記憶装置に記憶する前に付加される。秘密ウォーターマークは、コピーが配信される前に、コピーの配信元のシステムによって文書に付加するか、あるいはユーザが、コピーを受け取った後で、そのコピーを行うために使用するマニピュレータによって文書に付加することができる。デジタル表現がいくつかのデジタル表現で構成されている場合、秘密ウォーターマークは各デジタル表現に付加される。
【００１０】
コピーは、配信される前に第２の鍵を用いて暗号化され、ローカル記憶装置に記憶される前に第２の鍵を用いて再び暗号化される。第２の鍵は、ユーザを識別することもでき、第２の鍵をそのように使用するときは、秘密ウォーターマークを有するが第２の鍵で暗号化されていない他のコピーが、コピーの配信元のシステムに保持される。ユーザが第２の鍵をなくした場合は、ウォーターマーキングされたコピーから復元することができる。
【００１１】
解読されたコピーと、ダウンロードされたコピーを解読し、記憶されているコピーを再暗号化し解読するのに必要な鍵は、マニピュレータが属するシステムの保護された領域に記憶され、ユーザがこれらにアクセスすることはできない。マニピュレータは、ブラウザ用のプラグインとして実現することができ、マニピュレータをそのように実現するときは、ダウンロードされるコピーと共にウォーターマークをダウンロードし、この秘密ウォーターマークを、コピーに付与された直後に削除することができる。
【００１２】
本発明の当業者には、以下の「詳細な説明」および図面を精読したときに、本発明の前述の目的および利点が明らかになろう。
【００１３】
図中の参照番号は少なくとも３桁で表されている。右から２桁は図中の参照番号であり、これらの数字の左側の数字は、その参照番号によって識別される項目が最初に現われる図中の番号である。たとえば、参照番号203の項目は最初に図２に表れる。
【００１４】
（詳細な説明）
以下の「詳細な説明」は、本発明が実施されるシステムの概要から始まり、次いで、不正なコピーを防止するためにこのシステムがどのように使用されるかについて説明し、最後に、好ましい環境で使用されるウォーターマーキングおよび暗号化技術について詳しく説明する。
【００１５】
コピー保護システム101の概要：図１
図１は、配信装置117を介して配信されるデジタル表現の不正なコピーを防止するために使用されるシステム101を示している。配信装置117は、作品のデジタル表現をユーザに配信する任意の種類の装置でよい。好ましい実施の形態では、配信装置117はインターネットであるが、任意の種類のネットワークでもよい。ネットワーク内では、利用可能なあらゆる技術または技術の組合せを使用してデジタル表現を転送することができる。他の実施の形態では、配信装置117は、デジタル表現を含む物理オブジェクトを配信するシステムの全体または一部で構成することができる。
【００１６】
配信装置117は、１つ以上のコピー・サーバ103と１つ以上のコピー・クライアント119との間で作品のデジタル表現を転送する。図１は、例示的なコピー・サーバ103(j)および例示的なコピー・クライアント119(i)を示している。好ましい実施の形態では、コピー・サーバ103(j)は、World Wide Webサーバで実行されるソフトウェアで実現され、コピー・クライアント119(i)は、インタネットに接続することができ、コピー・サーバ103(j)にアクセスすることができるPCやワークステーションなどのコンピュータで実行されるソフトウェアで実現される。図１中の点線は、クライアント119(i)が、コピー・サーバ103(j)にデジタル表現を要求するか、あるいはコピー・サーバ103(j)にデジタル表現を供給するときの、クライアント119(i)とサーバ103(j)との間の情報の流れを示している。
【００１７】
まず、コピー・サーバ103(j)について説明する。コピー・サーバ103(j)は、ウォーターマーク付きオリジナル表現（WOR）121の集合を含む作品記憶装置105を有する。これらのオリジナル表現はそれぞれ、コピー・サーバ103(j)から配信される作品のデジタル表現である。コピー・サーバ103(j)が安全である場合、作品記憶装置105内の表現を暗号化する必要はない。コピー・サーバ103(j)が安全でない場合は、表現が作品記憶装置105に記憶されるときにはいつでもその表現を暗号化すべきである。コピー・サーバ103(j)は、作者からオリジナル・デジタル表現を受信すると、その作者に関してコピー・サーバ103(j)が有している情報を使用して作品にウォーターマーキングをする。図２は、好ましい実施の形態におけるウォーターマークされたオリジナル表現121のウォーターマーキングの詳細を示している。２種類のウォーターマーク、すなわち、公開ウォーターマーク203および１つ以上の秘密ウォーターマーク205がある。公開ウォーターマーク203は、この表現のすべてのユーザがアクセスできる情報に使用される。公開ウォーターマーク203は、最低でもその表現の著作権表示を含み、注文情報など他の情報を含むことができる。公開ウォーターマーク203に関する情報は、すべてのオリジナル表現121内の標準位置にあり、あらゆるウォーターマーク・リーダによって読み取ることができる。
【００１８】
公開ウォーターマークに関する情報は、標準位置にあるので、表現121から不正に取り除くことができる。この問題は、作品の所有者（作者）を識別する秘密所有者識別ウォーターマーク（OIDWM）205を含めることによって解決される。秘密ウォーターマークOIDWM205は、秘密鍵を使用して作成され、この鍵を有するウォーターマーク・リーダによってのみ読み取ることができる。オリジナル表現が派生作品、すなわち、ある作者の、他の作者によって変更された作品であるか、あるいは共同作品、すなわち、数人の作者の協力によって作成された作品である可能性があるので、ウォーターマーク付きオリジナル表現121に複数の秘密ウォーターマークOIDWM205が存在することがある。このような状況では、関連する各作者（または所有者）はウォーターマーク付きオリジナル表現において独自のOIDWM205を有する。
【００１９】
図１に戻ると、作品記憶装置105内の各ウォーターマーキングされたオリジナル表現に作品情報119が関連付けられている。作品情報119は、作品に関する情報、たとえば、ライセンス情報や作者への支払いに関する指示を含む。本発明では、作品情報119内の使用情報118が特に重要である。使用情報118は、そのデジタル表現をどのように使用できるか、すなわち、そのデジタル表現を復号した後表示できるのか、それとも再生できるのか、それとも印刷できるのか、そのデジタル表現のコピーを作成できるかどうか、そのデジタル表現を変更できるかどうか、そのデジタル表現を他の作品に組み込むことができるかどうかなどを示す。もちろん、使用情報をライセンス情報と関連付けることができ、たとえば、作品を表示するためのライセンスはある価格であり、作品を印刷するためのライセンスは、おそらく印刷されるコピーの数に基づいて別の価格であり、作品を変更するためのライセンスはさらに別の価格である。変更するためのライセンスの場合、変更するためのライセンスの価格は、その変更が私的な使用のための変更であるか、あるいは独自の公開作品にするための変更であるかによって異なる。
【００２０】
コピー・サーバ103(j)の構成要素はさらに、表現121および鍵を暗号化し解読する暗号化装置／解読装置107と、表現121のウォーターマークを作成し読み取るウォーターマーカ／ウォーターマーク・リーダ109と、表現121を暗号化し解読するための鍵を生成し記憶する鍵生成装置111と、ウォーターマーク205などの秘密ウォーターマークを作成するために使用される鍵を生成し記憶するウォーターマーク鍵113と、コピー・クライアント119(i)とのトランザクションを管理するトランザクション・マネージャ115とを含む。これらの構成要素はすべて、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実現することができる。特に、暗号化装置／解読装置107、ウォーターマーカ／ウォーターマーク・リーダ109、および鍵生成装置111および113は、これらの特定の動作を効率的に実行すると共に、使用される鍵が安全な環境で生成され、記憶され、使用されるようにするために、専用ハードウェアを使用して実現することができる。
【００２１】
コピー・クライアント119(i)は、サーバ103(i)と同じ動作を数多く実行し、多数の同様な構成要素を有する。クライアント記憶装置133は、配信装置117を介してコピー・サーバ103から受信したデジタル表現の暗号化されウォーターマーキングされたコピー135および変更されたコピー137を含む。入力装置131は、キーボードと、マウスまたはその他のポインティング・デバイスとを含む。入力装置131は、コピー・クライアント119(i)のユーザからの入力をコピー・クライアント119(i)に供給するために使用される。ディスプレイ139は、コピー・クライアント119(i)の制御の下で動作し、コピー・クライアント119(i)用のグラフィカル・ユーザ・インタフェースの制御の下で、コピーされたデジタル表現を復号することによって作成された表示141を行う。ディスプレイ139はもちろん、コピーされたデジタル表現から復号されたオーディオ・オリジナルのデジタル表現からオーディオ出力を生成することもできる。コピー・クライアントは、コピーされたデジタル表現を復号する他の表示装置、たとえば、プリンタを有することもできる。復号はもちろん、コピー・クライアント119(i)で行うこともでき、その場合、コピー・クライアント119(i)は表示装置および／またはオーディオ装置に復号された作品を供給する。
【００２２】
他の構成要素には、デジタル表現および鍵を暗号化し解読する暗号化装置／解読装置121と、ウォーターマークを作成し、コピー・クライアント119(i)で受信または作成されたデジタル表現のウォーターマークを読み取るウォーターマーカ／ウォーターマーク・リーダ123と、暗号化／解読鍵用の鍵記憶装置125と、秘密ウォーターマークを作成し読み取る際に使用される鍵用の鍵記憶装置127と、ディスプレイ139に表示されているか、あるいはクライアント記憶装置133に記憶されているデジタル表現の使用を示す使用情報129と、デジタル表現をコピー・サーバ103から取り込みコピー・サーバ103に返し、解読されたデジタル表現を表示装置またはプリンタに供給して復号し、デジタル表現がクライアント119(i)にあるときに使用情報129に応じてデジタル表現を変更するマニピュレータ129とが含まれる。実施の形態によっては、ウォーターマーク・リーダ123のみでよく、ウォーターマーク鍵127は公開ウォーターマーク用の鍵だけでよい。復号すべきデジタル表現のダウンロードに制限されたコピー・クライアント119も、暗号化装置／解読装置107内に解読装置を有するだけでよい。
【００２３】
サーバ103(j)が位置している場所の物理的セキュリティや、侵入に対するファイアウォールなどの技術によってコピー・サーバ103(j)のセキュリティを確保することが可能であるが、コピー・クライアント119(i)は通常のPCおよびワークステーションで実現され、マシーンが存在する環境のセキュリティに関してどのような想定を行うこともできない。コピー・クライアント119(i)の環境が全体的に安全でない場合の１つの結果として、デジタル表現は常に暗号化形式でクライアント記憶装置133に記憶される。他の結果として、暗号化装置／解読装置120、ウォーターマーカ／ウォーターマーク・リーダ123、鍵125、鍵127、および使用情報128と、メイン・メモリ内にあり表示された表現141を作成するように復号される表現の未暗号化コピーとはすべて、コピー・クライアント119(i)が実現されるPCまたはワークステーションの安全な部分130になければならない。PCまたはワークステーションで実行されるアプリケーション・プログラムが安全な部分130の内容にアクセスすることはできず、マニピュレータ129、すなわちアプリケーション・プログラムは、安全な部分130の構成要素に直接アクセスすることはできず、この構成要素とデータを交換することしかできない。安全な部分130は、PCまたはワークステーション用のオペレーティング・システムから供給される安全な資源を使用して実現するか、あるいは鍵を記憶し、暗号化および解読ならびにウォーターマーキングおよびウォーターマーク読取りを行い、処理中の表現の解読されたコピーを記憶し、解読されたコピーを復号する何らかの装置によって使用されるメモリに解読されたコピーを直接出力する、安全なコプロセッサなどの専用ハードウェアを使用して実現することができる。PC環境では、PCMCIAバスとのインタフェースをとるモジュールとして安全なコプロセッサを実現することができる。他のインプリメンテーションは、オペレーティング・システムによって実現される安全な構成要素とハードウェア構成要素を組み合わせることができる。安全なコプロセッサに関する詳細については、 HYPERLINK http://www.usenix.org/publications/library/proceedings/ec95/yee.html http://www.usenix.org/publications/library/proceedings/ec95/yee.htmlから得ることができる、Bennet YeeおよびJ. D. Tygar著「Secure Coprocessors in Electronic Commerce Applications」を参照されたい。
【００２４】
システム101の動作
システム101は、２つの機能、すなわち、オリジナル・デジタル表現を受信しコピー・サーバ103(j)に記憶する機能と、このようなデジタル表現のコピーを許可されたユーザに配信する機能とを有する。まず、第１の機能では、オリジナル・デジタル表現をあらゆる配信元から得ることができるが、コピー・クライアント119(i)のユーザが、まったく新しい作品を作成しているか、あるいはユーザが以前にコピー・サーバ103(j)から受信した１つまたは複数の表現を使用して派生作品を作成しているので、多くの場合、コピー・クライアント119(i)からオリジナル・データ表現が与えられる。以下の議論ではまず、コピー・サーバ103(j)がオリジナル・デジタル表現をどのように受信し記憶するかについて説明し、次いでコピー・サーバ103(j)がデジタル表現をどのように配信するかについて説明する。
【００２５】
オリジナル・デジタル表現の受信
作者が作品のオリジナル・デジタル表現をコピー・サーバ103に供給するとき、NWREQ147で示されている情報、すなわち、作者または所有者（USERINF）および作品（WINF）を識別する情報と、デジタル表現をどのようにライセンスするかを指定する情報（UINF）とをデジタル表現（OR）に添付しなければならない。後者の情報には、アクセスを許可すべき人のリストと、このような人に対して可能なデジタル表現の使用の種類の表示とを含めることができる。デジタル表現および情報は暗号化しないで送信することができるが、暗号化して送信することが一般に好ましい。デジタル表現およびデータを暗号化に使用する鍵は、コピー・サーバ103(j)用の公開鍵でも、あるいはデジタル表現を記憶する際に使用できるように、あるいはコピー・サーバ103(j)に送信すべきデジタル表現を暗号化するという特定の目的のために、コピー・サーバ103(j)がコピー・クライアント119(i)に事前に供給しておく対称鍵でもよい。
【００２６】
すべての場合に、コピー・サーバ103(j)は、オリジナル・デジタル表現を受信すると、必要に応じて解読し、解読された情報を作品と共にWINF 119に記憶し、ウォーターマーク109を使用してオリジナル・デジタル表現にウォーターマークを付ける。ウォーターマークは、公開ウォーターマーク203と、オリジナル・デジタル表現の作者または所有者を示す秘密ウォーターマーク205とを含む。秘密ウォーターマークは、ウォーターマーク鍵生成装置113から与えられるウォーターマークを用いて作成される。この新しいウォーターマーキングは、すでにオリジナル・デジタル表現上に存在するウォーターマークに影響を与えない。オリジナル・デジタル表現は、派生作品である場合にはもちろん、すでにそのようなウォーターマークを有している。セキュリティのために必要である場合、コピーサーバ103(j)は、オリジナル・デジタル表現を、作品記憶装置105に記憶する前に暗号化する。
【００２７】
オリジナル表現の配信
オリジナル・デジタル表現のコピーを配信する場合はまず、点線143で示されているようにコピー・クライアント119(i)から要求が出される。コピー・クライアント119(i)のユーザは、入力装置131と、ディスプレイ139に表示されるコピー・クライアント・グラフィカル・ユーザ・インタフェースとを介して情報を入力することによって、要求を送信させる。要求FREQは、要求を出したユーザを識別するUSERINFと、要求する作品を識別するWORKIDと、要求を出したユーザが希望している、オリジナル・デジタル表現の使用の種類を指定するUSE#TYPEとの各情報を含む。使用の種類の例には、デジタル表現を単に復号して表示、再生、または印刷すること、デジタル表現のローカル・コピーを作成すること、デジタル表現から派生作品を作成することなどがある。コピー・サーバ103(j)がまだ、ユーザの公開鍵のコピーを有していない場合、FREQにこの鍵を含めることもできる。
【００２８】
コピー・サーバ103(j)はまず、ユーザが所望のデジタル表現121にアクセスできるかどうかをWINF119から判定し、ユーザがアクセスできる場合には、ユーザによって指定された使用タイプがそのユーザに許可されている使用であるかどうかを判定することによって、要求143に応答する。ユーザに許可されている使用である場合、コピー・サーバ103(j)は、要求の結果として必要になったすべてを記録し（記録の内容は、少なくとも、作品がコピーされたことを示す単なる表示から、要求に関する課金トランザクション、ライセンス付与トランザクションまでの範囲であってよい）、次いでデジタル表現121用の１つまたは２つの対称暗号化鍵を生成する。コピー・サーバ103(j)は、ユーザが単にデジタル表現を復号して表示、再生、または印刷を行うことを希望している場合には１つの鍵を生成する。ユーザが復号を繰り返すためか、あるいはデジタル表現を編集するためにローカル・コピーを作成することを希望している場合、コピー・サーバ103(j)は、１つは、デジタル表現がコピー・クライアント119(i)に送信されるときにデジタル表現を暗号化するための鍵、１つは、デジタル表現がコピー・クライアント119(i)が記憶されるときにデジタル表現を再暗号化するための鍵の２つの鍵を生成する。
【００２９】
システム101の実施の形態あるものでは、ウォーターマーカ109は、解読されたデジタル表現121が暗号化されコピー・クライアント119(i)に送信される前に、デジタル表現121に秘密指紋ウォーターマークを付加することができる。この指紋ウォーターマークは、コピーが送信されるユーザを識別する。そうするために、この指紋ウォーターマークは、ユーザに関連のある鍵、またはユーザを一意に識別する他の情報を使用する。次いで、デジタル表現121は第１の暗号化鍵を使用して再暗号化される。次に、鍵と、ユーザがデジタル表現をどのように使用できるかを定義する使用情報が、ユーザの公開鍵を用いて暗号化される。最後に、暗号化されたデジタル表現（EOR）、暗号化された鍵、および暗号化された使用情報がコピー・クライアント119(i)に送信される。
【００３０】
第２の暗号化鍵は、コピーが送信されるユーザの識別子として機能するのに十分な独自の鍵でよい。その場合、第２の暗号化鍵を指紋ウォーターマークの識別情報として使用することができる。指紋ウォーターマークを有するデジタル表現のコピーがユーザの名前と関連して作品記憶装置105に記憶されている場合、記憶されているコピーの指紋ウォーターマークに含まれている第２の暗号化鍵を鍵の復元に使用することができる。すなわち、ユーザは、第２の暗号化鍵のコピーをなくした場合、サーバ103(j)に鍵を復元することを要求することができる。その場合、サーバ103(j)は、作品記憶装置105内でユーザに関連のあるデジタル表現のコピーを見つけ、ウォーターマーカ109を使用して指紋ウォーターマークを読み取り、それによって鍵を復元する。サーバ103(j)は、鍵を復元した後、この鍵を、ユーザの公開鍵を用いて暗号化し、ユーザに送信することができる。この技術の利点は、ユーザによって再暗号化されるあらゆるデジタル表現が、第２の鍵で暗号化されておらずウォーターマークに第２の鍵が埋め込まれているコピーを作品記憶装置105内に有する点にある。多数のコピーが使用できるため、第２の鍵が完全に失われる確率が低くなるだけでなく、その一方で、コピーを、ウォーターマーカによってのみ読み取ることができるので安全である。
【００３１】
上記の技術が一般的な原則の特定の応用例であり、秘密ウォーターマークを有する文書を解読する際に、秘密ウォーターマークに埋め込まれた鍵を使用する必要がないあらゆる場合に、この埋め込まれた鍵を鍵の復元に使用できることに留意されたい。たとえば、この技術を使用してユーザの専用鍵を復元することができる。ユーザから他の人に送信されるあらゆるデジタル表現は、ユーザの専用鍵が埋め込まれた秘密ウォーターマークを有することができえう。したがって、ユーザから他の人に送信されるあらゆるデジタル表現を鍵復元センタに送信し、そこで鍵を復元するために使用することができる。ウォーターマークが、鍵復元センタのウォーターマーク・リーダ用の公開鍵を用いて作成され、このウォーターマーク・リーダ用の対応する専用鍵を使用して読み取られる場合、この技術のセキュリティが向上する。
【００３２】
コピー・クライアント119(i)において、マニピュレータ129は、FRESP145を受信し、鍵125から得たユーザの専用鍵を使用して暗号化／解読鍵および使用情報を解読する。解読された鍵は鍵125に記憶され、使用情報はUINF128に記憶される。マニピュレータ129は次いで、ユーザからの入力に応答してオリジナル作品に対する動作の実行を開始する。マニピュレータ129は、各動作を実行する前に、使用情報を検査し、その動作がこのユーザに許可されているかどうかを判定する。動作がデジタル表現を表示する動作である場合、マニピュレータ129は暗号化装置／解読装置120に、第１の鍵を使用して、暗号化されたオリジナル・デジタル表現121を解読させる。解読されたオリジナル・デジタル表現207は図２に示されている。この図に示されているように、デジタル表現207は、公開ウォーターマーク203および秘密所有者識別子ウォーターマーク205(1)だけでなく、指紋ウォーターマーク209も含む。指紋ウォーターマーク209は、少なくとも、クライアント119(i)内に何らかの形で存在するかぎり、表現121に現れる。
【００３３】
オリジナル・デジタル表現121が解読されると、ウォーターマーク・リーダ123は公開ウォーターマーク203を読み取る。次いで、マニピュレータ129は、解読されたデジタル表現を使用してディスプレイ139における作品141の表示を作成する。この表示の開始時に、マニピュレータ129は、公開ウォーターマーク203の内容を表示する。コピー・クライアント119(i)のユーザからの入力が、デジタル表現121のローカル・コピーを作成することを必要とする動作をマニピュレータ129に対して指定しており、使用情報128がこの動作を許可している場合、マニピュレータ129は暗号化装置120に、暗号化装置／解読装置120を使用してデジタル表現121を再暗号化させる。再暗号化については、暗号化装置120は、コピー・サーバ103(j)から与えられる第２の鍵を使用する。ユーザがローカル・コピーを編集する権利を有しており、編集を行う場合、マニピュレータ129は暗号化装置120に、変更されたデジタル表現121が保存されるたびにそのデジタル表現121を再暗号化させる。ユーザは、変更されたデジタル表現を他人に配信する必要がある場合、マニピュレータ129に、再暗号化された変更されたデジタル表現を前述のようにコピー・サーバ103(j)に送信させ、コピー・サーバ103(j)は、暗号化された変更されたデジタル表現を記憶装置105に記憶する。
【００３４】
マニピュレータ129は、変更されたデジタル表現を再暗号化するために使用される鍵をコピー・サーバ103(j)の公開鍵を使用して暗号化し、暗号化された鍵をコピー・サーバ103(j)に送信する。他の実施の形態では、コピー・サーバ103(j)は、トランザクション、ユーザ識別子、および鍵のデータベースを保持することができ、デジタル表現と共にコピー・クライアント119(i)にダウンロードされた再暗号化鍵を、ユーザ識別子およびトランザクション識別子を使用して見つける。
【００３５】
好ましい実施の形態では、暗号化され変更されたデジタル表現は、暗号化され変更されたデジタル表現を作成した人がそれを暗号化するときに用いた鍵と、暗号化され変更されたデジタル表現を再暗号化するときに使用される新しい鍵とを有する次のユーザに配信される。ウォーターマークの数が多いとデジタル表現の質が低下するので、好ましい実施の形態のコピー・サーバ103(j)は、改訂されたデジタル表現を作品記憶装置105に記憶する際に２つの最新の指紋ウォーターマークを除くすべての指紋ウォーターマークを削除する。
【００３６】
前述の実施の形態では、コピー・サーバ103(j)は、デジタル表現のコピーをクライアント119(i)に送信する前にこのコピー内に指紋ウォーターマークを配置する。この方法の利点の１つは、秘密ウォーターマークを作成するために使用される鍵が、コピー・クライアント119(i)よりも安全なコピー・サーバ103(j)に保持される点にある。他の利点は、指紋ウォーターマークを有するデジタル表現のコピーが作品記憶装置105に容易に記憶され、再暗号化鍵を復元する必要があるときに使用できる点にある。欠点は、ウォーターマーキングが計算量の多い方法である点にある。、コピー・サーバ103(j)は、指紋ウォーターマークを付加する場合、配信するあらゆるコピーに付加しなければならず、配信速度は、サーバ103(j)が指紋ウォーターマークを付加する必要がない場合よりもかなり遅くなる。
【００３７】
指紋ウォーターマーキングを行う他の方法は、コピー・クライアント119(i)内のウォーターマーカ123に、暗号化されたデジタル表現が解読装置120によって解読された直後に指紋ウォーターマークを付加させることである。指紋ウォーターマークを有するデジタル表現のコピーを作品記憶装置105に保存する場合、第１の鍵を用いてこのコピーを再暗号化しサーバ103(j)に返すことができ、コピーは前述のようにサーバ103(j)に記憶される。ウォーターマーカ123に指紋ウォーターマーキングを行わせると、サーバ103(j)がウォーターマーキングの負担から解放され、もちろんサーバ103(j)が配信するコピーのうちの少数しか受信せず、さらに、マニピュレータ129のユーザの速度によって決定される速度で実行されればよいクライアント119(i)にこの負担が課される。指紋ウォーターマーキングをこのように行う場合の難点は、指紋ウォーターマーク用の鍵を保護しなければならないことである。この指紋を用いたた鍵は、侵害が検出されたときに使用されなければならず、したがって、一旦使用されると破棄される鍵であってはならず、たとえば、配信中のデジタル表現を暗号化するために使用される鍵ならばよい。指紋を用いた鍵が知られるようになった場合、その鍵を不正に使用して指紋ウォーターマークを見つけ、次いで消去することができ、それによって、不正を行った人の痕跡が実際上隠されてしまう。
【００３８】
この問題の１つのソリューションは、指紋を用いた鍵を暗号化デジタル表現と共に暗号化形式に含めることである。その場合、解読装置120は、指紋を用いた鍵を解読し、ウォーターマーク鍵127に記憶することができ、この指紋を用いた鍵をウォーターマーカ123によって使用することができる。これを行うための簡単な方法は、デジタル表現を暗号化するために使用されたのと同じ鍵を用いて指紋を用いた鍵を暗号化することである。この問題の他のソリューションは、指紋を用いた鍵をウォーターマーカ123に組み込み、暗号化されれたウォーターマーカ123を配信中のデジタル表現と共にダウンロードすることである。この暗号化されたウォーターマーカは、解読されて安全な部分130にインストールされ、次いで指紋ウォーターマーキングを行う。実際には、ウォーターマーカ123が指紋ウォーターマーキングのみを行い、文書が受信され解読された直後に指紋ウォーターマーキングされる場合、ウォーターマーカ123は、指紋ウォーターマーキングした直後に削除することができる。コピー・クライアント119(i)の他の構成要素をウォーターマーカ123と同様にダウンロードすることができ、かつコピー・クライアント119(i)の一部またはすべてをWebブラウザ用のプラグインとして実現することもできることに留意されたい。
【００３９】
システム101内のマルチオブジェクト・デジタル表現
デジタル表現によって表される作品は、テキストでも、静止画像または動画でも、あるいは録音でもよいが、これらの組合せでもよい。このような組合せである作品をマルチメディア作品と呼ぶ。このような作品のデジタル表現は、様々な構成要素のそれぞれについての異なるデジタル表現を含むのでマルチオブジェクト・デジタル表現と呼ばれる。このようなマルチオブジェクト・デジタル表現が図３に示されている。マルチオブジェクト表現301は、動画イラストと動画イラストに関するオーディオ・サウンド・トラックとが追加されたテキストから成る作品の表現である。表現301は、それぞれテキスト表現311、アニメーション表現313、およびオーディオ表現315の位置を指定する記述子305、307、および309を含むフレーム303から成る。しばしば行われるように、テキスト311、アニメーション313、およびオーディオ315がそれぞれの異なる作者を有し、さらに別の作者がテキスト311、アニメーション313、およびオーディオ315をフレーム303に応じて組み合わせた場合、マルチオブジェクト・デジタル表現301には４つの異なる作品が含まれており、マルチオブジェクト・デジタル表現がクライアント119に記憶されるとき、これらの作品はそれぞれ、それ自体の公開ウォーターマーク203および秘密ウォーターマーク205を有することができる。マルチオブジェクト・デジタル表現301がクライアント119(i)で復号されるか、あるいはクライアント記憶装置133に記憶される前に、フレーム303、テキスト311、アニメーション313、およびオーディオ315のそれぞれに指紋ウォーターマークを付加しなければならない。
【００４０】
コピー・クライアント119(i)のユーザがマルチオブジェクト・デジタル表現全体を処理する限り、マルチオブジェクト・デジタル表現は、コピー・クライアント119(i)内の他のあらゆるデジタル表現と同様に処理される。マルチオブジェクト・デジタル表現は、記憶されるときに、コピー・サーバ103(j)から与えられた第２の鍵を用いて全体的に暗号化される。この方法は、ユーザが各デジタル表現を新しいマルチメディア作品として組み合わせるときには機能しない。組み合わされる各デジタル表現は、コピー・サーバ103(j)から独立の作品として受信しておくことができ、あるいはユーザがデジタル表現を有するマルチメディア作品の一部であってよい。
【００４１】
コピー・クライアント119(i)のユーザが自分自身のマルチメディア作品を組み合わせることができる場合、使用制限においてこの可能性を考慮しなければならない。たとえば、マルチメディア作品に対する使用制限は、マルチオブジェクト表現全体からある構成要素を独立にコピーすること、および／またはこの構成要素を異なるマルチオブジェクト表現に含めることを禁止することができ、あらゆるデジタル表現に対する使用制限は、その表現またはその一部を別のデジタル表現の構成要素にすることを禁止することができる。コピー・クライアント119(i)のユーザが、マルチオブジェクト表現から各構成要素を独立にコピーする権利、または各デジタル表現を新しいマルチオブジェクト表現として組み合わせる権利を有する場合、コピー・サーバ103(j)は、別々のコピーおよび／または新しいマルチオブジェクト表現用の対称鍵を与えなければならない。これは、ユーザが、これらのことを行うための権利が必要であることをコピー・サーバ103(j)に示したときに行うか、あるいはユーザが実際に独立のコピーを作成するか、あるいは新しいマルチオブジェクト表現をクライアント記憶装置133に記憶するときに行うことができる。実際には、システム101のいくつかのインプリメンテーションは一般に、マルチオブジェクト表現の様々な使用に対する許可を必要に応じてユーザに与え、かつ必要に応じて暗号化鍵を与えることができる。
【００４２】
システム101内のキー管理の詳細
上記で述べたように、デジタル表現をコピー・サーバ103(j)とコピー・クライアント119(i)との間で転送する前、およびクライアント記憶装置133に記憶する前にこのデジタル表現を暗号化するために、システム101では対称鍵が使用される。あらゆる暗号化システムを使用することができるが、以下の２つの理由で対称鍵システムが使用されている。
【００４３】
・対称鍵を用いた場合、暗号化および解読がより高速になり、ユーザがデジタル表現を見る必要があるときにはいつでもデジタル表現を解読しなければならないので、速度は重要である。
・対称鍵を用いた場合、デジタル表現のコピーを解読し再暗号化するための新しい鍵が、配信される各コピーについて生成され、コピーを配信させたトランザクションにこのような鍵を関係付けることが可能になる。
【００４４】
したがって、コピーされた表現を暗号化し再暗号化するために使用される鍵と、コピーを注文したユーザとを関係付ける鍵データベースをコピー・サーバ103(j)の鍵生成装置111に保持し、表現を再暗号化するために使用される鍵をコピーおよびユーザと関係付ける鍵データベースをコピー・クライアント119(i)の125に保持することが可能になる。上記で述べたように、再暗号化鍵は、ユーザ識別子として機能することもでき、この目的のために指紋ウォーターマークで使用することができる。
【００４５】
ウォーターマーキングの詳細
あらゆるウォーターマーキングシステムの基本原則は、どんなデジタル表現でも、それに含まれている情報に対して冗長なデータを含んでおり、ウォーターマークを作成するようにこの冗長なデータを変更した場合、デジタル表現のユーザがその変更に気付かないことである。簡単な例を挙げると、あらゆるテキスト文書は、表示されるときに空白を含んでおり、ウォーターマークを作成するようにこの空白を変更することができる。変更には、特定の文字または語同士をわずかに近づけあるいは遠ざけることか、あるいは同じことを行に対して行うことが挙げられる。デジタル表現によって表現されるものが複雑になればなるほど、可能な変更の数および種類が増していく。したがって、静止画像はテキスト文書よりもウォーターマーキングするのが容易であり、動画または録音は静止画像よりもウォーターマーキングするのが容易である。
【００４６】
システム101ではあらゆる種類のウォーターマーク技術を使用することができる。しかし、好ましい実施の形態では、E. KochおよびJ. Zhao著「Towards Robust and Hidden Image Copyright Labeling」（Proc. Of 1995 IEEE Workshop on Nonlinear Signal and Image Processing、1995年６月20日〜６月22日）に詳述されているランダム順序パルス位置変調符号と呼ばれる技術を使用してウォーターマーキングが行われる。この技術の利点には以下のことが含まれる。
【００４７】
・ウォーターマークがデジタル表現のランダムな位置に埋め込まれる。
・ウォーターマークに対する変更が、デジタル表現が処理または圧縮された場合にウォーターマークが失われないように行われる。
【００４８】
上記の特性によって、ウォーターマークを見つけて削除することが困難になり、文書内にウォーターマークの階層を有することが可能になり、画像のJPEG符号化や、伝送中に圧縮およびその他の処理を受ける動画のMPEG符号化などのデジタル表現と共にウォーターマークを使用することが可能になる。
【００４９】
結論
上記の「詳細な説明」は、デジタル・ウォーターマーキングを暗号化と組み合わせ作品のデジタル表現を不正なコピーからよりうまく保護するにはどうしたらよいかを本発明の当業者に開示したものである。本発明者は、現在知られている、ウォーターマーキングと暗号化を組み合わせる最良の技術を開示した。しかし、本発明が特定の暗号化技術やウォーターマーキング技術に依存しないことを強調しておきたい。使用される特定の暗号化技術またはウォーターマーキング技術よりも重要なのは、コピー・サーバに記憶されている文書の著作権および／または所有権を、ウォーターマーキングを使用して示すことと、さらに、コピーが復号されるかあるいはクライアントに記憶される前にコピーの受信者を識別する指紋ウォーターマークを、ウォーターマーキングを使用して付加することである。本発明の原則において、ウォーターマークのないデジタル表現が復号されることも、あるいはクライアントに記憶されることもない限り、指紋ウォーターマークをサーバで付加するか、それともクライアントで付加するかは重要ではない。
【００５０】
さらに、クライアント内のコピーに独立の暗号化鍵を与える暗号化システムでウォーターマーキングを使用すると特に有利であるが、ウォーターマーキングをそのように使用する必要はなく、また好ましい実施の形態で使用されている方法で解読鍵および暗号化鍵を配信する必要もない。ウォーターマークの特定の形態および／または内容と、許可される特定の種類の使用も、コピー・クライアントおよびコピー・サーバが動作すべき特定の状況の必要に応じて異なるものであってよい。
【００５１】
すべての上記の理由から、「詳細な説明」はすべての点で例示的なものとみなすべきであり、制限的なものとみなすべきではなく、本明細書で開示される本発明の範囲は、「詳細な説明」ではなく、特許法によって許可される全範囲に対して解釈される特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を組み込んだシステムの詳細なブロック図である。
【図２】 作品に付与されるウォーターマーキングの詳細を示す図である。
【図３】 マルチオブジェクト作品のウォーターマーキングを示す図である。

Claims (31)

1. 作品の暗号化されたデジタル表現を処理する装置であって、前記作品は当該装置においてデジタル表現の外部源から受信されたものであり、
   当該装置のユーザからの１つ以上の入力に応答してデジタル表現を解読させ処理させるマニピュレータと、
   前記マニピュレータに応答して、解読されたデジタル表現を受信し、外部ウォーターマーク源から受領され当該装置のユーザを示す秘密ウォーターマークをこの解読されたデジタル表現に付加するように動作するウォーターマーカであって、解読されたデジタル表現のさらなる処理の前に解読されたデジタル表現にウォーターマークを付加するウォーターマーカとを備えることを特徴とする装置。
2. 前記マニピュレータは、解読されたデジタル表現を、該デジタル表現が前記秘密ウォーターマークを有する場合に限り、さらに処理させることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 前記暗号化されたデジタル表現が複数のデジタル表現で構成され、
   前記ウォーターマーカが、前記複数のデジタル表現のそれぞれに前記秘密ウォーターマークを付加することを特徴とする、請求項１記載の装置。
4. 前記マニピュレータが前記入力に応答して対話的に動作することを特徴とする、請求項１、２、または３記載の装置。
5. 前記マニピュレータが、解読されたデジタル表現を復号させることによってこの解読されたデジタル表現をさらに処理させることを特徴とする、請求項１、２、または３記載の装置。
6. 前記デジタル表現および前記鍵が他の鍵を使って解読され、
   当該装置は、ユーザがアクセスできない保護された部分を有するコンピュータ・システムで実現され、
   解読されたデジタル表現および前記鍵および前記他の鍵が、前記保護された部分の外側では使用できないことを特徴とする、請求項２７記載の装置。
7. 前記マニピュレータが、解読されたデジタル表現を鍵を使って再暗号化させ当該装置に記憶させることによってこの解読されたデジタル表現をさらに処理させることを特徴とする、請求項２７記載の装置。
8. 前記デジタル表現および前記鍵が、他の鍵を使用して解読され、
   当該装置は、ユーザがアクセスできない保護された部分を有するコンピュータ・システムで実現され、
   解読されたデジタル表現および前記鍵および前記他の鍵が、前記保護された部分の外側では使用できないことを特徴とする、請求項７記載の装置。
9. 前記デジタル表現および前記鍵が他の鍵を使って解読され、
   暗号化されたデジタル表現が前記鍵および前記他の鍵と関連付けられて当該装置において受信され、
   暗号化されたデジタル表現が、前記他の鍵を用いて解読され、前記鍵を用いて再暗号化されることを特徴とする、請求項７記載の装置。
10. 前記ウォーターマーカが、当該装置のユーザを識別する際に前記鍵を使用して前記秘密ウォーターマークを作成することを特徴とする、請求項９記載の装置。
11. 当該装置が、暗号化されたデジタル表現を配信元から受信し、
    当該装置が、ウォーターマーキングされたデジタル表現のコピーを暗号化し、そのコピーを前記配信元に返すことを特徴とする、請求項１０項記載の装置。
12. 前記マニピュレータは、解読されたデジタル表現が再暗号化され当該装置に記憶される前に、この解読されたデジタル表現を変更させることによってさらに処理させることを特徴とする、請求項９項記載の装置。
13. 当該装置が、暗号化されたデジタル表現およびそれに関連付けられた鍵を配信元から受信し、
    前記マニピュレータが、変更され再暗号化されたデジタル表現を前記配信元に返させることを特徴とする、請求項１２項記載の装置。
14. 前記マニピュレータが、変更され再暗号化されたデジタル表現を前記配信元に返させる前に、前記ウォーターマーカが、ＩＤを含む秘密ウォーターマークのうちの所定の秘密ウォーターマークを除くすべての秘密ウォーターマークを削除することを特徴とする、請求項１３記載の装置。
15. 当該装置が、ブラウザの構成要素であることを特徴とする、請求項１、２、または３記載の装置。
16. 前記ウォーターマーカが、前記デジタル表現と共に前記ブラウザにダウンロードされ、前記デジタル表現にウォーターマーキングされた後で自動的に削除されることを特徴とする、請求項１５記載の装置。
17. プロセッサで実行されたときに請求項１、２、または３のうちいずれか一項記載の装置を実現するコードを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
18. ウォーターマーカを含む、デジタル表現を解読し処理する装置を有する、ユーザにダウンロードする作品のデジタル表現を作成する装置であって、
    ユーザ用のユーザIDと、
    前記解読し処理する装置がデジタル表現を解読できるように少なくともデジタル表現を暗号化する暗号化装置とを備え、
    当該作成する装置が前記ユーザIDをデジタル表現と共にパッケージし、前記ユーザIDが、解読されたデジタル表現に前記IDを示す秘密ウォーターマークを付加するために前記ウォーターマーカにおいて使用されることを特徴とする装置。
19. 前記暗号化装置が、ユーザに属する第１の鍵を受信し、この鍵を使用して前記デジタル表現を暗号化することを特徴とする、請求項１８記載の装置。
20. 当該作成する装置が、暗号化された第２の鍵および暗号化されたユーザIDを暗号化されたデジタル表現と共にパッケージすることを特徴とする、請求項３１記載の装置。
21. 当該作成する装置が、デジタル表現を記憶することを含む操作をユーザが実行することを示す指示をユーザから受信し、暗号化装置に前記第１の鍵を用いてある第３の鍵を暗号化させることによってこの指示に応答し、
    当該作成する装置が、暗号化された第３の鍵を暗号化された第２の鍵および暗号化されたデジタル表現と共にパッケージし、第３の鍵が、デジタル表現が記憶される前にこのデジタル表現を再暗号化するためにユーザによって使用されることを特徴とする、請求項２０記載の装置。
22. 配信する作品のデジタル表現が、ユーザによって記憶されたデジタル表現であり、
    前記暗号化装置が、前記デジタル表現の配信において、前記第３の鍵を前記第２の鍵として使用することを特徴とする、請求項２１記載の装置。
23. 前記第３の鍵が前記ユーザIDであることを特徴とする、請求項２１項記載の装置。
24. 当該作成する装置が、前記ウォーターマーカを前記デジタル表現と共に前記解読し処理する装置にダウンロードすることを特徴とする、請求項１８記載の装置。
25. プロセッサにおいて実行されたときに請求項２１記載の装置を実現するコードを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
26. 前記秘密ウォーターマークが暗号化されており、
    前記ウォーターマーカが、解読されたデジタル表現にウォーターマークを付加する前に前記秘密ウォーターマークを解読することを特徴とする、
    請求項１、２または３のうちいずれか一項記載の装置。
27. 前記ウォーターマーク源が外部の鍵源であり、前記秘密ウォーターマークが前記外部の鍵源からの鍵を使って作成されることを特徴とする、
    請求項１、２または３のうちいずれか一項記載の装置。
28. 前記鍵が暗号化されており、
    前記ウォーターマーカが、解読されたデジタル表現にウォーターマークを付加する前に前記鍵を解読することを特徴とする、
    請求項２７記載の装置。
29. 前記デジタル表現が他の鍵を使って解読され、
    前記鍵は前記他の鍵を使って解読されることを特徴とする、
    請求項２７記載の装置。
30. 前記暗号化装置がさらに前記ユーザIDを暗号化することを特徴とする、
    請求項１８記載の装置。
31. 前記暗号化装置が、ユーザに属する第１の鍵を受領し、前記暗号化装置が前記デジタル表現を暗号化するために使用する第２の鍵と前記ユーザIDとを暗号化するために前記第１の鍵を用いることを特徴とする、
    請求項３０記載の装置。

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