JP4577538B2

JP4577538B2 - Information transmission system and information transmission method

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Publication number: JP4577538B2
Application number: JP31165199A
Authority: JP
Inventors: 正光赤地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-01
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報伝送システム及び情報伝送方法に関し、例えば衛星を介して情報を伝送する情報伝送システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ディジタル衛星放送システムにおいては、受信契約を行った正当な受信者のみが放送を受信し得る限定受信機構（ＣＡ：Conditional Access）が用いられている。
【０００３】
かかる限定受信機構においては、受信契約を行った受信者に対して予め所定の秘密鍵を渡しておく。送信側はこの秘密鍵を用いて放送データを暗号化し、放送衛星を介して送信する。そして受信者は秘密鍵を用いて受信波の暗号化を解除することにより、受信契約を行った受信者のみが放送を視聴し得るようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで近年、ディジタル衛星放送システムを用いてデータ伝送を行う、衛星データ伝送システムが考えられている。衛星回線は電話回線やＩＳＤＮ回線等に比べてその通信速度が速いため、大容量データを短時間で伝送することができという利点がある。
【０００５】
この衛星データ伝送システムにおいて、各受信者に対して個別のデータを伝送する個別通信（以下、これをユニキャストと呼ぶ）ことに加えて、全ての受信者に対して同一のデータを伝送する同報通信（以下、これをブロードキャストと呼ぶ）や、任意の受信者グループに対して同一のデータを伝送するグループ通信（以下、これをマルチキャストと呼ぶ）等の様々な受信制御を行うことができれば、衛星データ伝送システムの使い勝手がより一層向上すると考えられる。
【０００６】
ところがかかる限定受信機構においては、全受信者が常に同じ情報を受信して視聴することを前提として設計されているため、ユニキャストやマルチキャスト等の受信制御を行い得ないという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、様々な受信制御を行い得る情報伝送システム及び情報伝送方法を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、送信装置から固有の識別番号であるアドレスと当該アドレスに対応して設定された暗号鍵を用いてデータを暗号化して所定の伝送路を介して、複数の受信装置へデータを伝送する情報伝送システムにおいて、送信装置は、受信装置に対して、所定の共通の暗号鍵を用いて暗号化したデータをパケット化して送信し、受信装置は、送信装置からパケット化されて送信されたデータからデジタルストリーム信号を抽出し、パケットヘッダのアドレスと所定数の暗号化形式のビット幅からなる鍵テーブルのアドレスとを比較すべきビットの位置を指定するマスクビットに基づいて、当該マスクビットが１である位置でアドレス及び鍵テーブルのアドレスの各ビットを比較演算し、その比較演算の結果マスクビットが１である位置においてアドレス及び鍵テーブルのアドレスのすべてが一致した場合、データを復号するようにした。
【０００９】
この結果マスクビットに基づいてアドレスと鍵テーブルのアドレスとを１ビットの位置で比較演算し、その比較演算の結果マスクビットが１である位置に対してアドレスと鍵テーブルのアドレスとが全て一致した場合に、データを復号することができるので、グループ通信であるか、個別通信であるかのパケットを簡易な構成で弁別できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１１】
（１）衛星データ伝送システムの全体構成
図１において、１は全体として本発明を適用した衛星データ伝送システムを示し、送信側システム２、衛星３、及び複数の同一構成でなる受信側システム４で構成される。送信側システム２と各受信側システム４とはそれぞれインターネット５を介して接続されている。また送信側システム２を管理するサービスプロバイダと各受信側システム４を所有する受信者との間では、予め当該衛星データ伝送システム１についての利用契約が結ばれている。
【００１２】
送信側システム２においては、当該送信側システム２全体を制御する制御装置１０、回線接続装置１１、データサーバ１２及び送信処理装置１３がローカルネットワーク１４を介して接続されている。
【００１３】
制御装置１０は、受信側装置４が有する情報処理装置２２から送信されたデータ読出要求を、回線接続装置１１を介して受信する。そして制御装置１０はデータ読出要求に応じて、データサーバ１２或いはインターネット５上のデータサーバ（図示せず）からデータを読み出し、送信処理装置１３に供給する。
【００１４】
ここで送信処理装置１３は、受信側装置４の各情報処理装置２２に付せられた固有の識別番号であるＭＡＣ（Media Access Control：メディアアクセス制御）アドレスと、当該ＭＡＣアドレスに対応して設定された秘密鍵とを記述した暗号鍵対応表を有している。そして送信処理装置１３は秘密鍵対応表に基づいて、読み出されたデータをデータ送信先の情報処理装置２２のＭＡＣアドレスに対応した秘密鍵を用いてデータを暗号化する。また送信処理装置１３は、ブロードキャストとして全ての情報処理装置２２に送信するデータについて、当該データのＣＫＩ（Common Key Indicator、後述）の値を”０”とするとともに、所定の共通鍵を用いて暗号化する。そして送信処理装置１３は、暗号化したデータをＤＶＢ（Digital Video Broadcasting）データ放送仕様に定める形式でパケット化し、アップリンク波Ｓ２として送信１５を介して衛星３に送信する。
【００１５】
衛星３はアップリンク波Ｓ２を受信して増幅し、ダウンリンク波Ｓ３として地上の受信側システム４に向けて再送信する。
【００１６】
受信側システム４においては、受信装置２１、回線接続装置２３、及び、例えばパーソナルコンピュータ等でなる複数の情報処理装置２２が、ローカルネットワーク２４を介して相互に接続されている。
【００１７】
受信装置２１は、受信アンテナ２０を介して受信したダウンリンク波Ｓ３に対して復調処理及び後述する復号処理を行うことにより、情報処理装置２２に向けに送信されたデータを復号し、ローカルネットワーク２４を介して、当該情報処理装置２２に供給する。
【００１８】
また情報処理装置２２は、ユーザによってデータの読出要求操作が入力されると、これに応じてデータの読出要求を回線接続装置２３及びインターネット５を介して送信側システム２に送信する。
【００１９】
（２）受信装置の構成
次に、受信側システム４の受信装置２１を図２を用いて説明する。
【００２０】
受信装置２１においては、当該受信装置２１全体を制御するＣＰＵ（Central Prossecing Unit ）３０に、バス３９を介してフロントエンド部３１、分離部３２、受信フィルタ３３、復号部３４、チェッカ３５、バッファ３６、鍵テーブル３７及びインターフェース部３８が接続されている。
【００２１】
フロントエンド部３１は、受信アンテナ３９を介して受信したダウンリンク波Ｓ３を復調し、データストリームＤ３１としてデマルチプレクサ３２に供給する。デマルチプレクサ３２は、ＰＩＤ（Packet ID ）に基づいて、データストリームＤ３１から必要なパケットのみを分離して受信フィルタ３３に供給する。受信フィルタ３３は、デマルチプレクサ３２から供給されたパケットのペイロード内容を調べ、データ復号処理に不要なパケットを破棄する。
【００２２】
復号部３４は後述する復号処理に基づいて動作し、情報処理装置２２（図１）のＭＡＣアドレスを検索キーにして鍵テーブル２８に問い合わせを行い、当該鍵テーブル２８から復号鍵を取得する。そして復号部３４は、取得した復号鍵を用いてデータストリームＤ３１を復号し、復号データＤ３４としてチェッカ３５に供給する。
【００２３】
チェッカ３５は、復号データＤ３４に対して復号処理が正常に行われたか否かの検査を行い、正常に復号されたパケットのみをバッファ３６に供給する。そしてバッファ３６はＣＰＵ３０の要求に応じて、復号データＤ３４をバス３９を介してインターフェイス部３８に読み出す。インターフェイス部３８は、復号データＤ３４をローカルネットワーク２４（図１）を介して情報処理装置２２に供給する。
【００２４】
かくして受信装置２１はダウンリンク波Ｓ３を受信し、情報処理装置２２向けに供給されたデータのみを取り出して当該情報処理装置２２に供給する。
【００２５】
（３）ディジタルストリームの復号処理
ディジタルストリームＤ３１は、図３に示すように、ペイロードの先頭にパケットヘッダ情報が付加されるとともに、ペイロードの末尾にスタッフィングバイト（無効バイト）及びＣＲＣ(Cyclic Redundancy Code ：巡回冗長符号）が付加され、ＤＶＢデータ放送仕様に定めるセッションとして処理可能な形態(Datagram-section)にカプセル化されて構成される。ここでＭＡＣアドレス＃６とは、ＭＡＣアドレスの最上位ビットをBit47 、最下位ビットをBit0としたときの、Bit7からBit0を含むバイト(8bit)を意味する。
【００２６】
復号部３４においては、まず受信したデータストリームＤ３１の各パケットに記述されたＭＡＣアドレスと鍵テーブル３７とに基づいて、当該パケットを受信するべきか否かを弁別する。
【００２７】
ここで本発明による受信装置２１は、かかるパケット弁別処理において、ＭＡＣアドレスにおける比較すべきビット位置を指定するマスクビット処理と、ＭＡＣアドレスをより少ないビット数の数値に変換し、これを用いてパケットの弁別を行うＭＡＣアドレス変換処理と、特定のＭＡＣアドレスを有するパケットを無条件で通過させるＭＡＣアドレス通過処理とを実行する。
【００２８】
マスクビット処理は、セクションヘッダに記述されたＭＡＣアドレスと鍵テーブル３７のＭＡＣアドレスの比較演算による状態判定に、マスクビットと比較演算結果の論理積演算を付加するものであり、で、排他論理和を＾、論理積を＆で表し、セッションヘッダ記載のＭＡＣアドレスをＭＲ、鍵テーブルｋ番めのＭＡＣアドレスをＭＡＣ（ｋ）、ビットの重みをｌと表すとすると、各ビット毎に
【００２９】
【数１】

【００３０】
なる演算を０≦ｌ≦４７なる範囲で全てのビットに対して行い、この結果が全て”０”である場合にＭＡＣアドレスが合致したとするものである。
【００３１】
これはすなわち、マスクが”１”であるビットにおいてのみＭＲとＭＡＣアドレスの比較を行うということである。このマスクビットとＭＲ及びＭＡＣアドレスの比較操作との関係を図４に示す。
【００３２】
図４の場合、マスクビットはＤ０〜Ｄ３までが”０”であり、Ｄ４〜Ｄ４７は”１”である。かかるマスクビットを用いてＭＡＣアドレスの照合を行う場合、マスクビットが”１”であるＤ４〜Ｄ４７の区間において、ＭＡＣアドレスとＭＲが同一であることがＭＡＣアドレスの合致条件であり、マスクビットが”０”であるＤ０〜Ｄ３の区間は、ＭＡＣアドレスとＭＲが同一でなくてもかまわない。このようにマスクビットを用いてＭＡＣアドレスの一部のみを照合することにより、それぞれ異なるＭＡＣアドレスを有する任意の情報処理装置２２に対して同一のパケットを配信するマルチキャスト（グループ通信）を行うことができる。またマスクビットを全て"1" 、即ち"0xFFFFFFFFFFFF"とすることにより、ＭＡＣアドレス全てのビットに対して照合が行われ、ユニキャスト（個別通信）を行うことができる。
【００３３】
ここで、マスクビットを用いてマルチキャストを行う場合、各情報処理装置２２のＭＡＣアドレスに共通部分が存在することが前提となるが、そのように情報処理装置２２を揃えることは難しく、またシステムを運用する際の柔軟さを欠くことにもなる。この場合、実際の情報処理装置２２のＭＡＣアドレスとパケットヘッダに記述されるＭＡＣアドレスとの対応表に基づいて、パケットヘ
ッダを書き換えて疑似的にＭＡＣアドレスの共通部分を作り出すようにすればよい。
【００３４】
ＭＡＣアドレス変換処理は、入力したＭＡＣアドレスに対してある種の計算式（ハッシュ関数）による演算を行い、４８ビット以下のビット数に縮小した数値を得、これをキーにして通過させるか否かを記述したテーブル（ハッシュテーブル）を検索するものである。このビット数の縮小は、ハッシュテーブルを小さくするためである。ハッシュ関数は入力されるＭＡＣアドレスをよく分散させるような関数であれば何でも良く、例えばＭＡＣアドレスのＣＲＣを求め、この上位６ビットをｐとし、Ｐａｓｓ（ｐ）が”１”であれば通過させ、例えば”０”であれば破棄する。ここでｐａｓｓは２⁶＝６４ビットのテーブルである。このようにハッシュ関数を用いてＭＡＣアドレスのビット数を縮小することにより、復号部３４の回路規模を小さくすることができる。
【００３５】
またＭＡＣアドレス通過処理は、パケットのヘッダに記述されたＭＡＣアドレスが所定の同報通信用のアドレスである場合、鍵テーブルの状態に関わらず通過させるというものであり、例えばパケットのヘッダ記載のＭＡＣアドレスが"0xFFFFFFFFFFFF"（このアドレスをブロードキャストアドレスと呼ぶ）であれば常に同報通信（ブロードキャスト）とみなしてこれを通過させる。本発明においては、かかるＭＡＣアドレス通過処理をマスクビット処理及びＭＡＣアドレス変換処理に先行して実行する。これによりパケットヘッダ記載のＭＡＣアドレスがブロードキャストアドレスである場合鍵テーブルの検索が不要になり、処理速度が向上するという効果がある。
【００３６】
かくして復号部３４は、パケットのヘッダに記述されたＭＡＣアドレス、情報処理装置２１のＭＡＣアドレス、及びマスクビットに基づいてパケットの弁別を行う。
【００３７】
続いて復号部３４は、弁別されたパケットが暗号化されているかを検出する。そしてパケットが暗号化されているときは、復号鍵を鍵テーブルより取り出して復号処理を行うが、同報通信においては複数のＭＡＣアドレスで共用する復号鍵である共通鍵を具備する必要がある。
【００３８】
本発明による受信装置２１では、共通鍵を使用するか否かを、例えばセクション６バイト目の最上位ビット（図３の２行めの第２番目のバイトのＤ７）を用いて判断する。これを本発明ではＣＫＩ（Common Key Indicator）と呼ぶ。そしてＣＫＩが”１”であれば、ＭＲ、ＭＡＣアドレス及びマスクビットによって鍵テーブルから抽出される個別鍵を使用し、ＣＫＩが”０”であれば、鍵テーブルの設定にかかわらず共通鍵を使用すると定める。ここで、ＤＶＢデータ放送仕様においてはＣＫＩはｒｅｓｅｒｖｅｄとされており、値として”１”をとることになっている。共通鍵は個別鍵に比べてより特殊な処理方法であると考えられるので、ＣＫＩが”０”である場合に共通鍵を使用すると定めることで、ＤＶＢデータ放送仕様との仕様を一致することができる。
【００３９】
共通鍵は特定の記憶領域を用意しても良いが、鍵テーブル中の特定の行のデータを兼用すれば処理が個別鍵と共通化でき、記憶領域も有効に利用できるのでより望ましい。この特定の行としてより好ましくは先頭の行、即ち第１行を指定する。鍵テーブルの行数ｎがいくつであれ必ず第１行めは存在するので、このようにすればｎの値が異なる受信装置であっても処理手順を変えることなく共通鍵の記憶又は取り出しを行うことができる。
【００４０】
図５は鍵テーブルの構成を示し、ＭＡＣアドレス＃１は鍵テーブルの第１番行に記述されたＭＡＣアドレスを、マスク＃１はＭＡＣアドレス＃１に対応するマスクビットを、Ｋ_1Even、Ｋ_1Oddは各々ＭＡＣアドレス＃１に対応づけれたＥｖｅｎ／Ｏｄｄの鍵データを意味しており、使用する暗号形式に応じたビット幅ｍを持つ。鍵テーブルは上記と同様の構造を複数（ｎ個）持っている。この最大数は鍵テーブル２８が持ちうる回路規模から上限が決定される。
【００４１】
ＭＡＣアドレスと鍵データはそれぞれ独立したＶａｌｉｄフラグを有しており、これにより個別に値が有効であるか無効であるかを管理することができるようになされており、当該Ｖａｌｉｄフラグを、ＭＡＣアドレス弁別に流用することも可能になる。また、鍵テーブルは各行毎に独立したＶａｌｉｄフラグを有しているため、当該鍵テーブルは空行（無効な行）を含んでいても良く、これにより一時的に特定の行の情報を無効にしたい場合、単にＭＡＣアドレスのＶａｌｉｄビットを”０”にするだけでよく、高速な処理のために好適である。
【００４２】
復号部３４は、かくして得られた復号鍵を用いてパケットの復号を行う。
【００４３】
（４）復号処理手順
次に、ディジタルストリームの復号処理手順を図６の流れ図に示しながら説明する。
【００４４】
復号部３４はＲＴ１で処理を開始し、ステップＳＰ１において、パケットヘッダに記述されている４８ｂｉｔのＭＡＣアドレスをレジスタＭＲに読み込み、次のステップＳＰ２に進む。
【００４５】
ステップＳＰ２において、復号部３４はレジスタＭＲの値がブロードキャストアドレス（0xFFFFFFFFFFFF）に等しいか否かを判断する。ステップＳＰ２において肯定結果が得られた場合、このことはレジスタＭＲの値がブロードキャストアドレスに等しいこと、すなわち当該パケットがブロードキャストパケットであることを表しており、復号部３４はステップＳＰ３及びＳＰ４をスキップし、ステップＳＰ５に進む。
【００４６】
これに対してステップＳＰ２において否定結果が得られた場合、このことはレジスタＭＲの値がブロードキャストアドレスに等しくないこと、すなわち当該パケットがブロードキャストパケットではないことを表しており、復号部３４はステップＳＰ３に進む。
【００４７】
ステップＳＰ３において、復号部３４は鍵テーブル３７内に、Ｖａｌｉｄビットが”１”（すなわち有効状態）であるとともに、マスクビットが”１”である区間の全ビットにおいてレジスタＭＲとＭＡＣアドレスとが等しい行が存在するか否かを、（１）式に基づいて鍵テーブルを＃１行から順に各行検索する。
【００４８】
ステップＳＰ３において肯定結果が得られた場合、このことは有効状態かつマスクビットが”１”である区間の全ビットにおいてレジスタＭＲとＭＡＣアドレスとが等しい行が存在したことを表しており、復号部３４はステップＳＰ５に進む。
【００４９】
これに対してステップＳＰ３において否定結果が得られた場合、このことは有効状態かつマスクビットが”１”である区間の全ビットにおいてレジスタＭＲとＭＡＣアドレスとが等しい行が存在しないことを表しており、復号部３４はステ４に進む。
【００５０】
ステップＳＰ４において、復号部３４は、ハッシュ関数を用いてパケットヘッダに記載のＭＡＣアドレスからハッシュ値を生成し、当該ハッシュ値を用いて所定のハッシュテーブルを検索し、ハッシュ値に対応するビットが”１”であるか否かを判断する。
【００５１】
ステップＳＰ４において否定結果が得られた場合、このことはハッシュテーブルのビットが”０”であり、当該パケットは受信装置２１が受信すべきパケットではないことを表しており、復号部３４はステップＳＰ１３に進み、当該パケットを破棄し、ステップＳＰ１４で処理を終了する。
【００５２】
これに対してステップＳＰ４において肯定結果が得られた場合、このことはハッシュテーブルのビットが”１”であり、当該パケットは受信装置２１が受信すべきパケットであることを表しており、復号部３４はステップＳＰ５に進む。
【００５３】
ステップＳＰ５において、復号部３４は、パケットヘッダにおけるＰＳＣ（Payload Scrambling Control）（図３）の下位ビットの値に基づいて、当該パケットが暗号化されているか否かを判断する。ステップＳＰ５において否定結果が得られた場合、このことは下位ビットが”０”であること、すなわち当該パケットが暗号化されていないことを表しており、復号部３４はステップＳＰ１４へ進み、暗号解除処理を行わずにパケットを後段のチェッカ３５に送出し処理を終了する。
【００５４】
これに対してステップＳＰ５において肯定結果が得られた場合、このことは下位ビットが”１”であること、すなわち当該パケットが暗号化されていることを表しており、復号部３４はステップＳＰ６に進む。
【００５５】
ステップＳＰ６において、復号部３４は、パケットヘッダにおけるＣＫＩ（図３）の値に基づいて、当該パケットが共通鍵を用いて暗号化されているか否かを判断する。ステップＳＰ６において肯定結果が得られた場合、このことはＣＫＩが”０”であること、すなわち当該パケットが共通鍵を用いて暗号化されていることを表しており、復号部３４はステップＳＰ７へ進み、鍵の索引番号を記憶するレジスタｋに共通鍵を示す”１”を代入し、ステップＳＰ１０に進む。
【００５６】
これに対してステップＳＰ６において否定結果が得られた場合、このことはＣＫＩが”１”であること、すなわち当該パケットが個別鍵を用いて暗号化されていることを表しており、復号部３４はステップＳＰ８に進む。
【００５７】
ステップＳＰ８において、復号部３４は鍵テーブルを（１）式に基づいて各行順次検索し、ＭＲに合致するＭＡＣアドレスが鍵テーブル上に存在するか否かを判断する。ここで、ステップＳＰ４におけるハッシュテーブルによる弁別では受信すべきではないパケットもたまたまハッシュ値が合致すれば通過させてしまうが、このようなパケットは当該ステップＳＰ８にて再度弁別されるため、誤って復号処理されることはない。ちなみに、暗号化されていないパケットはステップＳＰ８を通過しないので、これは後段回路あるいは情報処理装置２２にて破棄する。
【００５８】
鍵テーブルの探索は、当該鍵テーブルの第１行から順に行われ、最初に合致するまで照合が繰り返される。ここで、有効なアドレスとは図５に示すＶａｌｉｄビットが活性状態であるものである。例えばＶａｌｉｄビットが”１”の状態を活性状態とするならば、即ちＶａｌｉｄビットが”０”である行の情報は無効となる。例えばＭＡＣアドレス＃２のＶａｌｉｄビットが”０”であると、Ｋ_2Even、Ｋ_2Oddに何が設定されていてもこれらの値は参照されない。
【００５９】
ステップＳＰ８において否定結果が得られた場合、このことはＭＲに合致するＭＡＣアドレスが鍵テーブル上に存在せず、当該パケットは受信装置２１が受信すべきパケットではないことを表しており、復号部３４はステップＳＰ１３に進み、当該パケットを破棄し、ステップＳＰ１４で処理を終了する。
【００６０】
これに対してステップＳＰ８において肯定結果が得られた場合、このことはＭＲに合致するＭＡＣアドレスが鍵テーブル上に存在し、当該パケットは受信装置２１が受信すべきパケットであることを表しており、復号部３４はステップＳＰ９に進み、レジスタｋにＭＡＣアドレスが（１）式の条件下で合致した鍵の索引番号を代入し、ステップＳＰ１０へ進む。
【００６１】
ステップＳＰ１０において、復号部３４はＰＳＣの上位ビットに基づいて、当該パケットがＥｖｅｎ期間の鍵で暗号化されているのかＯｄｄ期間の鍵で暗号化されていのかを判断する。例えばＰＳＣの上位ビットが”０”の場合にＥｖｅｎ期間、”１”の場合にＯｄｄ期間であると定める。
【００６２】
そして復号部３４は、ＰＳＣの上位ビットが”０”であった場合は、合致したＭＡＣアドレス＃ｉに対応するＥｖｅｎ期間の鍵及びＫ_iEvenのＶａｌｉｄビットの値を鍵テーブルから取り出し、ＰＳＣの上位ビットが”１”であった場合は、合致したＭＡＣアドレス＃ｉに対応するＯｄｄ期間の鍵及びＫ_iOdd のＶａｌｉｄビットの値を鍵テーブルから取り出し、次のステップＳＰ１１に進む。
【００６３】
ステップＳＰ１１において、復号部３４は、取り出したＶａｌｉｄビットの値が、”１”であるか（すなわちＶａｌｉｄ（ｋ、ＥＯ）＝１）であるか否かを判断する。ステップＳＰ１１において否定結果が得られた場合、このことはＶａｌｉｄ（ｋ、ＥＯ）が”０”であること、すなわちパケットが暗号化されているにもかかわらず有効な復号鍵（個別鍵）が存在しないことを表しており、復号部３４はステップＳＰ１３に進んで当該パケットを破棄し、ステップＳＰ１４で処理を終了する。
【００６４】
これに対してステップＳＰ１１において肯定結果が得られた場合、このことはＶａｌｉｄ（ｋ、ＥＯ）が”１”であること、すなわちパケットに対する有効な復号鍵（個別鍵）が存在することを表しており、復号部３４はステップＳＰ１２に進む。
【００６５】
ステップＳＰ１２において復号部３４は、ＫＥＹ（ｋ、ＥＯ）すなわちｋ番めのＥＯに対応する復号鍵を鍵テーブル３７から取り出し、当該復号鍵を用いてパケットを復号して後段のチェッカ３５に出力し、ステップＳＰ１４で処理を終了する。
【００６６】
かくして復号部３４は、鍵テーブル３７及びハッシュテーブルに基づいて、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストの各配信形態に対応したパケット復号処理を行う。
【００６７】
ここで、かかる復号処理における復号鍵の検索処理（ステップＳＰ５〜ＳＰ１３）は、ＭＡＣアドレスの弁別処理（ステップＳＰ１〜ＳＰ４）とは独立に処理されるため、ブロードキャストアドレスに対しても暗号化処理を行うことができる。この場合、共通鍵をブロードキャストアドレスに対する通信の復号鍵とする第１の方法と、ブロードキャストアドレスを個別鍵に対応するＭＡＣアドレスとして鍵テーブルへ登録する第２の方法の２つの共通鍵設定方法が考えられる。
【００６８】
第１の方法では、鍵テーブル３７の記憶領域は消費しないが他の同報通信と鍵を共用しなければならない。第２の方法では鍵テーブルの記憶領域を消費するものの、ブロードキャスト専用の復号鍵を設定することができる。
【００６９】
（５）実施の形態における動作及び効果
以上の構成において、復号部３４は、受信したデータストリームＤ３１の各パケットに記述されたＭＡＣアドレスに基づいて、ブロードキャストアドレス（"0xFFFFFFFFFFFF"）を有するパケットを弁別するとともに、マスクビットを用いたＭＡＣアドレスの照合を行い、マルチキャスト及びユニキャストのパケットを弁別する。このとき復号部３４はＭＡＣアドレスのハッシュ値を算出し、当該ハッシュ値に基づいてマルチキャスト及びユニキャストのパケット弁別を行う。
【００７０】
そして復号部３４は、弁別されたパケットが暗号化されているかを検出し、当該パケットが暗号化されている場合、復号鍵を鍵テーブルより取り出して復号処理を行う。このとき復号部３４はパケットのＣＫＩに基づいて、当該パケットの暗号化が共通鍵によるものか個別鍵によるものかを判別し、これに応じて共通鍵又は個別鍵を用いてパケットを復号する。
【００７１】
以上の構成によれば、特定のＭＡＣアドレスをブロードキャストアドレスとして用いるとともに、マスクビットを用いてＭＡＣアドレスの一部のビットのみを照合するようにしたことにより、ブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストといった様々な受信制御を行うことができる。
【００７２】
また、ハッシュ関数を用いてＭＡＣアドレスのビット数を縮小し、当該縮小したＭＡＣアドレスを用いてパケットの弁別を行うようにしたことにより、復号部３４の回路規模を縮小することができる。
【００７３】
（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、マスクビットが”１”である位置のビットを、ＭＡＣアドレスの比較対象としたが、本発明はこれに限らず、逆にマスクビットが”０”である位置のビットをＭＡＣアドレスの比較対象とするようにしても良い。
【００７４】
また上述の実施の形態においては、ハッシュテーブルを用いたパケットの弁別において、ハッシュテーブルの検索結果が”０”である場合にパケットを破棄するようにしたが、本発明はこれに限らず、逆にハッシュテーブルの検索結果が”１”である場合にパケットを破棄するようにハッシュテーブルを設定しても良い。
【００７５】
さらに上述の実施の形態においては、ＭＡＣアドレス"0xFFFFFFFFFFFF"をブロードキャストアドレスとしたが、本発明はこれに限らず、これ以外のＭＡＣアドレス"0xFFFFFFFFFFFF"をブロードキャストアドレスとしても良い。
【００７６】
さらに上述の実施の形態においては、復号処理においてブロードキャストアドレスの弁別（ステップＳＰ２）、鍵テーブルにおけるＭＡＣアドレスの照合（ステップＳＰ３）、ハッシュテーブルの検索（ステップＳＰ４）の順で処理を行うようにしたが、本発明はこれに限らず、これ以外の順序で復号処理を行うようにしても良い。
【００７７】
さらに上述の実施の形態においては、衛星データ伝送システムに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外のデータ伝送システム、例えばケーブルインターネット等に適用しても良い。
【００７８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、送信装置から固有の識別番号であるアドレスと当該アドレスに対応して設定された暗号鍵を用いてデータを暗号化して所定の伝送路を介して、複数の受信装置へデータを伝送する情報伝送システムにおいて、送信装置は、受信装置に対して、所定の共通の暗号鍵を用いて暗号化したデータをパケット化して送信し、受信装置は、送信装置からパケット化されて送信されたデータからデジタルストリーム信号を抽出し、パケットヘッダのアドレスと所定数の暗号化形式のビット幅からなる鍵テーブルのアドレスとを比較すべきビットの位置を指定するマスクビットに基づいて、当該マスクビットが１である位置でアドレス及び鍵テーブルのアドレスの各ビットを比較演算し、その比較演算の結果マスクビットが１である位置においてアドレス及び鍵テーブルのアドレスのすべてが一致した場合、データを復号するようにしたことにより、マスクビット処理に基づいてアドレスと鍵テーブルのアドレスとを各ビットの位置で比較演算し、その比較演算の結果マスクビットが１である位置に対してアドレスと鍵テーブルのアドレスとが全て一致した場合に、データを復号することができるので、グループ通信であるか、個別通信であるかのパケットを簡易な構成で弁別でき、かくしてグループ通信であるか、個別通信であるかのパケットを簡易な構成で弁別でき得る情報伝送システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による衛星データ伝送システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】受信装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】ヘッダフォーマットを示す略線図である。
【図４】マスクとＭＡＣアドレスの関係を示す略線図である。
【図５】鍵テーブルのデータ構成を示す略線図である。
【図６】復号処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……衛星データ伝送システム、２……送信側システム、３……衛星、４……受信側システム、５……インターネット、１０……制御装置、１１……回線接続装置、１２……データサーバ、１３……送信処理装置、１４……ローカルネットワーク、１５……送信アンテナ、２０……受信アンテナ、２１……受信装置、２２……情報処理装置、２３……回線接続装置、２４……ローカルネットワーク、３０……ＣＰＵ、３１……フロントエンド部、３２……デマルチプレクサ、３３……受信フィルタ、３４……復号部、３５……チェッカ、３６……バッファ、３７……鍵テーブル、３８……インターフェース部、３９……バス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an information transmission system.as well asInformation transmission methodTo the lawFor example, the present invention is suitable for application to an information transmission system that transmits information via a satellite.
[0002]
[Prior art]
In the conventional digital satellite broadcasting system, a limited reception mechanism (CA: Conditional Access) is used in which only a valid receiver who has made a reception contract can receive the broadcast.
[0003]
In such a limited reception mechanism, a predetermined secret key is handed over in advance to a recipient who has made a reception contract. The transmission side encrypts broadcast data using this secret key and transmits it via a broadcast satellite. The receiver uses the private key to decrypt the received wave, so that only the receiver who has made a reception contract can view the broadcast.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, a satellite data transmission system that performs data transmission using a digital satellite broadcasting system has been considered. Since the satellite line has a higher communication speed than a telephone line or an ISDN line, there is an advantage that a large amount of data can be transmitted in a short time.
[0005]
In this satellite data transmission system, in addition to individual communication (hereinafter referred to as unicast) for transmitting individual data to each receiver, the same data is transmitted to all receivers. If various reception control such as information communication (hereinafter referred to as “broadcast”) and group communication (hereinafter referred to as “multicast”) for transmitting the same data to an arbitrary recipient group can be performed, It is considered that the usability of the satellite data transmission system is further improved.
[0006]
However, the conditional access mechanism is designed on the assumption that all receivers always receive and view the same information, and therefore there is a problem that reception control such as unicast and multicast cannot be performed.
[0007]
  The present invention has been made in consideration of the above points, and is an information transmission system capable of performing various reception controls.as well asInformation transmission methodThe lawIt is what we are going to propose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve this problem, in the present invention,An information transmission system that encrypts data using an address that is a unique identification number from a transmitting device and an encryption key that is set corresponding to the address, and transmits the data to a plurality of receiving devices via a predetermined transmission path The transmission device packetizes and transmits the data encrypted using a predetermined common encryption key to the reception device, and the reception device transmits a digital stream from the data packetized and transmitted from the transmission device. The position where the mask bit is 1 based on the mask bit that specifies the position of the bit from which the signal is extracted and the address of the packet header is compared with the address of the key table consisting of the bit width of a predetermined number of encryption formats To compare the address and key table address bits, and at the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison, If all address key table match, decodes the dataI did it.
[0009]
  As a result, the address is compared with the key table address at the 1-bit position based on the mask bit, and the address and the key table address all coincide with the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison operation. In this case, since the data can be decoded, it is possible to discriminate a packet as to whether it is group communication or individual communication with a simple configuration.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
(1) Overall configuration of satellite data transmission system
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a satellite data transmission system to which the present invention is applied as a whole. The transmission side system 2 and each reception side system 4 are connected to each other via the Internet 5. In addition, a service contract for the satellite data transmission system 1 is made in advance between a service provider that manages the transmission side system 2 and a receiver that owns each reception side system 4.
[0012]
In the transmission system 2, a control device 10, a line connection device 11, a data server 12, and a transmission processing device 13 that control the entire transmission system 2 are connected via a local network 14.
[0013]
The control device 10 receives the data read request transmitted from the information processing device 22 included in the reception side device 4 via the line connection device 11. In response to the data read request, the control device 10 reads data from the data server 12 or a data server (not shown) on the Internet 5 and supplies it to the transmission processing device 13.
[0014]
Here, the transmission processing device 13 sets a MAC (Media Access Control) address, which is a unique identification number assigned to each information processing device 22 of the receiving side device 4, and corresponding to the MAC address. And an encryption key correspondence table describing the secret key. Based on the secret key correspondence table, the transmission processing device 13 encrypts the read data using a secret key corresponding to the MAC address of the data transmission destination information processing device 22. The transmission processing device 13 sets the value of CKI (Common Key Indicator, which will be described later) of the data to “0” and encrypts the data to be transmitted to all the information processing devices 22 as a broadcast using a predetermined common key. Turn into. The transmission processing device 13 packetizes the encrypted data in a format defined in DVB (Digital Video Broadcasting) data broadcasting specifications, and transmits the packet to the satellite 3 via the transmission 15 as an uplink wave S2.
[0015]
The satellite 3 receives and amplifies the uplink wave S2, and retransmits it as a downlink wave S3 toward the terrestrial receiving side system 4.
[0016]
In the reception-side system 4, a reception device 21, a line connection device 23, and a plurality of information processing devices 22 such as personal computers are connected to each other via a local network 24.
[0017]
The receiving device 21 decodes the data transmitted to the information processing device 22 by performing demodulation processing and decoding processing described later on the downlink wave S3 received via the receiving antenna 20, and the local network 24 To the information processing apparatus 22.
[0018]
Further, when a data read request operation is input by the user, the information processing apparatus 22 transmits a data read request to the transmitting side system 2 via the line connection device 23 and the Internet 5 accordingly.
[0019]
(2) Configuration of receiving device
Next, the receiving device 21 of the receiving system 4 will be described with reference to FIG.
[0020]
In the reception device 21, a front end unit 31, a separation unit 32, a reception filter 33, a decoding unit 34, a checker 35, and a buffer 36 are connected to a CPU (Central Prossecing Unit) 30 that controls the entire reception device 21 via a bus 39. The key table 37 and the interface unit 38 are connected.
[0021]
The front end unit 31 demodulates the downlink wave S3 received via the reception antenna 39 and supplies the demodulated wave to the demultiplexer 32 as a data stream D31. Based on the PID (Packet ID), the demultiplexer 32 separates only necessary packets from the data stream D31 and supplies them to the reception filter 33. The reception filter 33 examines the payload content of the packet supplied from the demultiplexer 32 and discards a packet unnecessary for the data decoding process.
[0022]
The decryption unit 34 operates based on decryption processing described later, inquires the key table 28 using the MAC address of the information processing device 22 (FIG. 1) as a search key, and acquires the decryption key from the key table 28. Then, the decryption unit 34 decrypts the data stream D31 using the acquired decryption key, and supplies the decrypted data D34 to the checker 35.
[0023]
The checker 35 checks whether or not the decoding process has been normally performed on the decoded data D34, and supplies only the normally decoded packet to the buffer 36. The buffer 36 reads the decoded data D34 to the interface unit 38 via the bus 39 in response to a request from the CPU 30. The interface unit 38 supplies the decoded data D34 to the information processing apparatus 22 via the local network 24 (FIG. 1).
[0024]
Thus, the receiving device 21 receives the downlink wave S3, extracts only the data supplied to the information processing device 22, and supplies the extracted data to the information processing device 22.
[0025]
(3) Digital stream decoding process
As shown in FIG. 3, in the digital stream D31, packet header information is added to the beginning of the payload, stuffing bytes (invalid bytes) and CRC (Cyclic Redundancy Code) are added to the end of the payload, It is configured by being encapsulated in a form (Datagram-section) that can be processed as a session defined in the DVB data broadcasting specification. Here, the MAC address # 6 means a byte (8 bits) including Bit7 to Bit0 when the most significant bit of the MAC address is Bit47 and the least significant bit is Bit0.
[0026]
First, the decryption unit 34 discriminates whether or not to receive the packet based on the MAC address and the key table 37 described in each packet of the received data stream D31.
[0027]
Here, in the packet discrimination processing, the receiving device 21 according to the present invention converts the mask bit processing for designating the bit position to be compared in the MAC address, and converts the MAC address into a numerical value having a smaller number of bits, and uses this packet MAC address conversion processing for discriminating between and MAC address passage processing for unconditionally passing a packet having a specific MAC address.
[0028]
The mask bit processing is to add a logical product operation of the mask bit and the comparison operation result to the state determination by the comparison operation of the MAC address described in the section header and the MAC address of the key table 37. , And the logical product is represented by &, the MAC address described in the session header is represented by MR, the MAC address of the k-th key table is represented by MAC (k), and the bit weight is represented by l.
[0029]
[Expression 1]

[0030]
This operation is performed on all bits in the range of 0 ≦ l ≦ 47, and when the result is all “0”, it is assumed that the MAC address matches.
[0031]
This means that the MR and the MAC address are compared only in the bit whose mask is “1”. FIG. 4 shows the relationship between this mask bit and MR and MAC address comparison operations.
[0032]
In the case of FIG. 4, the mask bits D0 to D3 are “0”, and D4 to D47 are “1”. When the MAC address is collated using such a mask bit, the MAC address and the MR are identical in the section from D4 to D47 where the mask bit is “1”. In the section of D0 to D3 which is “0”, the MAC address and the MR may not be the same. In this way, multicast (group communication) for distributing the same packet to any information processing apparatus 22 having different MAC addresses can be performed by collating only a part of the MAC address using the mask bits. it can. Further, by setting all the mask bits to “1”, that is, “0xFFFFFFFFFFFF”, collation is performed on all bits of the MAC address, and unicast (individual communication) can be performed.
[0033]
Here, when performing multicast using mask bits, it is assumed that there is a common part in the MAC address of each information processing device 22, but it is difficult to align the information processing devices 22 as such, and the system It also lacks flexibility in operation. In this case, based on the correspondence table between the actual MAC address of the information processing device 22 and the MAC address described in the packet header,
The common part of the MAC address may be created in a pseudo manner by rewriting the header.
[0034]
In the MAC address conversion process, an arithmetic operation using a certain calculation formula (hash function) is performed on the input MAC address, a numerical value reduced to 48 bits or less is obtained, and whether or not this is passed as a key. The table (hash table) in which is described is searched. This reduction in the number of bits is to reduce the hash table. The hash function may be anything as long as it is a function that well distributes the input MAC addresses. For example, the CRC of the MAC address is obtained, and if the upper 6 bits are p, and Pass (p) is “1”, the hash function is passed. For example, if it is “0”, it is discarded. Where pass is 2⁶= 64 bit table. By reducing the number of bits of the MAC address using the hash function in this way, the circuit scale of the decoding unit 34 can be reduced.
[0035]
The MAC address passing process is such that if the MAC address described in the packet header is a predetermined broadcast address, the MAC address is passed regardless of the state of the key table. If the address is “0xFFFFFFFFFFFF” (this address is called a broadcast address), it is always regarded as broadcast communication (broadcast) and passed. In the present invention, such MAC address passing processing is executed prior to mask bit processing and MAC address conversion processing. As a result, when the MAC address described in the packet header is a broadcast address, the key table does not need to be searched, and the processing speed is improved.
[0036]
Thus, the decoding unit 34 performs packet discrimination based on the MAC address described in the packet header, the MAC address of the information processing device 21, and the mask bit.
[0037]
Subsequently, the decryption unit 34 detects whether the discriminated packet is encrypted. When the packet is encrypted, the decryption key is extracted from the key table and decrypted. In broadcast communication, it is necessary to provide a common key that is a decryption key shared by a plurality of MAC addresses.
[0038]
The receiving device 21 according to the present invention determines whether or not to use the common key, for example, using the most significant bit of the sixth byte of the section (D7 of the second byte in the second row in FIG. 3). In the present invention, this is called CKI (Common Key Indicator). If CKI is “1”, the individual key extracted from the key table by the MR, MAC address and mask bit is used. If CKI is “0”, the common key is used regardless of the setting of the key table. Then, determine. Here, in the DVB data broadcasting specification, CKI is reserved, and takes a value of “1”. Since the common key is considered to be a more special processing method than the individual key, it is possible to match the specification with the DVB data broadcasting specification by determining that the common key is used when CKI is “0”. it can.
[0039]
Although a specific storage area may be prepared for the common key, it is more desirable because the processing can be shared with the individual key and the storage area can be used effectively if the data of a specific row in the key table is also used. More preferably, the first line, that is, the first line is designated as the specific line. The first row always exists regardless of the number of rows n in the key table. Thus, even if the receiving device has a different value of n, the common key is stored or retrieved without changing the processing procedure. be able to.
[0040]
FIG. 5 shows the configuration of the key table, where MAC address # 1 is the MAC address described in the first row of the key table, mask # 1 is the mask bit corresponding to MAC address # 1, and K_1Even, K_1OddMeans the Even / Odd key data associated with the MAC address # 1, and has a bit width m corresponding to the encryption format to be used. The key table has a plurality (n) of structures similar to the above. The upper limit of this maximum number is determined from the circuit scale that the key table 28 can have.
[0041]
The MAC address and key data each have an independent Valid flag, so that it is possible to individually manage whether the value is valid or invalid. It can also be used for discrimination. Further, since the key table has an independent Valid flag for each row, the key table may include a blank row (invalid row), thereby temporarily invalidating information on a specific row. If this is desired, it is sufficient to simply set the Valid bit of the MAC address to “0”, which is suitable for high-speed processing.
[0042]
The decryption unit 34 decrypts the packet using the decryption key thus obtained.
[0043]
(4) Decoding processing procedure
Next, the digital stream decoding processing procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0044]
The decoding unit 34 starts processing at RT1, reads the 48-bit MAC address described in the packet header into the register MR at step SP1, and proceeds to the next step SP2.
[0045]
In step SP2, the decoding unit 34 determines whether or not the value of the register MR is equal to the broadcast address (0xFFFFFFFFFFFF). If a positive result is obtained in step SP2, this indicates that the value of the register MR is equal to the broadcast address, that is, the packet is a broadcast packet, and the decoding unit 34 skips steps SP3 and SP4. The process proceeds to step SP5.
[0046]
On the other hand, if a negative result is obtained in step SP2, this indicates that the value of the register MR is not equal to the broadcast address, that is, the packet is not a broadcast packet, and the decoding unit 34 performs step SP3. Proceed to
[0047]
In step SP3, the decryption unit 34 has the same value in the key table 37, and the register MR and the MAC address are the same in all the bits in the interval where the Valid bit is “1” (ie, valid state) and the mask bit is “1”. Whether or not there is a row is searched for each row from the # 1 row in order from the key table based on the equation (1).
[0048]
When an affirmative result is obtained in step SP3, this means that there is a row in which the register MR and the MAC address are equal in all the bits in the valid state and the mask bit is “1”. The process proceeds to step SP5.
[0049]
On the other hand, if a negative result is obtained in step SP3, this means that there is no row in which the register MR and the MAC address are the same in all the bits in the valid state and the mask bit is “1”. The decoding unit 34 proceeds to step 4.
[0050]
In step SP4, the decryption unit 34 generates a hash value from the MAC address described in the packet header using the hash function, searches the predetermined hash table using the hash value, and the bit corresponding to the hash value is “ It is determined whether or not 1 ″.
[0051]
If a negative result is obtained in step SP4, this means that the bit of the hash table is “0”, indicating that the packet is not a packet to be received by the receiving device 21, and the decoding unit 34 performs step SP13. , The packet is discarded, and the process ends at step SP14.
[0052]
On the other hand, when an affirmative result is obtained in step SP4, this indicates that the bit of the hash table is “1”, and that the packet is a packet to be received by the receiving device 21, and the decoding unit 34 proceeds to step SP5.
[0053]
In step SP5, the decryption unit 34 determines whether or not the packet is encrypted based on the value of the lower bits of PSC (Payload Scrambling Control) (FIG. 3) in the packet header. If a negative result is obtained in step SP5, this indicates that the lower bit is “0”, that is, that the packet is not encrypted, and the decryption unit 34 proceeds to step SP14 and decryption is performed. The packet is sent to the subsequent checker 35 without performing the process, and the process is terminated.
[0054]
On the other hand, when a positive result is obtained in step SP5, this indicates that the lower bit is “1”, that is, that the packet is encrypted, and the decryption unit 34 proceeds to step SP6. move on.
[0055]
In step SP6, the decryption unit 34 determines whether or not the packet is encrypted using the common key based on the value of CKI (FIG. 3) in the packet header. If an affirmative result is obtained in step SP6, this indicates that CKI is “0”, that is, that the packet is encrypted using the common key, and the decryption unit 34 proceeds to step SP7. Then, “1” indicating the common key is assigned to the register k storing the key index number, and the process proceeds to step SP10.
[0056]
On the other hand, if a negative result is obtained in step SP6, this indicates that CKI is “1”, that is, that the packet is encrypted using the individual key. Advances to step SP8.
[0057]
In step SP8, the decryption unit 34 sequentially searches the key table for each row based on the formula (1), and determines whether or not a MAC address matching the MR exists on the key table. Here, packets that should not be received in the discrimination by the hash table in step SP4 are allowed to pass if they coincide with the hash value. However, since such packets are discriminated again in step SP8, they are erroneously decoded. It will not be processed. Incidentally, since the unencrypted packet does not pass through step SP8, it is discarded by the subsequent circuit or the information processing apparatus 22.
[0058]
The search for the key table is performed in order from the first row of the key table, and matching is repeated until the first match. Here, a valid address is one in which the Valid bit shown in FIG. 5 is active. For example, if the state where the Valid bit is “1” is activated, the information in the row where the Valid bit is “0” becomes invalid. For example, if the valid bit of MAC address # 2 is “0”, K_2Even, K_2OddNo matter what is set in, these values are not referenced.
[0059]
If a negative result is obtained in step SP8, this indicates that there is no MAC address matching the MR on the key table, and that the packet is not a packet that the receiving device 21 should receive, and the decrypting unit In step SP13, the packet 34 is discarded, and the process ends in step SP14.
[0060]
On the other hand, if an affirmative result is obtained in step SP8, this indicates that the MAC address matching the MR exists in the key table, and that the packet is a packet to be received by the receiving device 21. The decrypting unit 34 proceeds to step SP9, substitutes the index number of the key whose MAC address matches under the condition of the expression (1) in the register k, and proceeds to step SP10.
[0061]
In step SP10, the decryption unit 34 determines whether the packet is encrypted with the Even period key or the Odd period key based on the upper bits of the PSC. For example, when the upper bit of the PSC is “0”, the Even period is determined, and when it is “1”, the Odd period is determined.
[0062]
When the upper bit of the PSC is “0”, the decrypting unit 34 determines the key of the Even period corresponding to the matched MAC address #i and K_iEvenWhen the value of the valid bit is extracted from the key table and the upper bit of the PSC is “1”, the key and K of the odd period corresponding to the matched MAC address #i_iOdd The value of the Valid bit is extracted from the key table, and the process proceeds to the next step SP11.
[0063]
In step SP11, the decoding unit 34 determines whether or not the value of the extracted Valid bit is “1” (that is, Valid (k, EO) = 1). If a negative result is obtained in step SP11, this means that Valid (k, EO) is “0”, that is, there is a valid decryption key (individual key) even though the packet is encrypted. The decoding unit 34 proceeds to step SP13, discards the packet, and ends the process at step SP14.
[0064]
On the other hand, if an affirmative result is obtained in step SP11, this indicates that Valid (k, EO) is “1”, that is, there is a valid decryption key (individual key) for the packet. The decoding unit 34 proceeds to step SP12.
[0065]
In step SP12, the decryption unit 34 extracts the decryption key corresponding to KEY (k, EO), that is, the k-th EO from the key table 37, decrypts the packet using the decryption key, and outputs the decrypted packet to the subsequent checker 35. The process ends at step SP14.
[0066]
Thus, the decryption unit 34 performs packet decryption processing corresponding to each distribution form of unicast, multicast, and broadcast based on the key table 37 and the hash table.
[0067]
Here, since the decryption key search process (steps SP5 to SP13) in the decryption process is performed independently of the MAC address discrimination process (steps SP1 to SP4), the encryption process is also performed on the broadcast address. It can be carried out. In this case, there are two common key setting methods: a first method using a common key as a decryption key for communication with respect to a broadcast address, and a second method for registering the broadcast address as a MAC address corresponding to an individual key in the key table. It is done.
[0068]
In the first method, the storage area of the key table 37 is not consumed, but the key must be shared with other broadcast communications. Although the second method consumes the key table storage area, it is possible to set a broadcast-only decryption key.
[0069]
(5) Operations and effects in the embodiment
In the above configuration, the decoding unit 34 discriminates a packet having a broadcast address (“0xFFFFFFFFFFFF”) based on the MAC address described in each packet of the received data stream D31, and uses a mask bit for the MAC address. To distinguish between multicast and unicast packets. At this time, the decoding unit 34 calculates a hash value of the MAC address, and performs multicast and unicast packet discrimination based on the hash value.
[0070]
Then, the decryption unit 34 detects whether the discriminated packet is encrypted. When the packet is encrypted, the decryption unit 34 extracts the decryption key from the key table and performs decryption processing. At this time, based on the CKI of the packet, the decryption unit 34 determines whether the packet is encrypted with a common key or an individual key, and decrypts the packet using the common key or the individual key accordingly.
[0071]
According to the above configuration, various receptions such as broadcast, multicast, and unicast are performed by using a specific MAC address as a broadcast address and collating only a part of the bits of the MAC address using a mask bit. Control can be performed.
[0072]
Further, by reducing the number of bits of the MAC address using a hash function and performing packet discrimination using the reduced MAC address, the circuit scale of the decoding unit 34 can be reduced.
[0073]
(6) Other embodiments
In the above-described embodiment, the bit at the position where the mask bit is “1” is the MAC address comparison target. However, the present invention is not limited to this, and conversely, the position where the mask bit is “0”. These bits may be compared with the MAC address.
[0074]
In the above-described embodiment, in the packet discrimination using the hash table, the packet is discarded when the search result of the hash table is “0”. However, the present invention is not limited to this. The hash table may be set so that the packet is discarded when the search result of the hash table is “1”.
[0075]
Furthermore, in the above-described embodiment, the MAC address “0xFFFFFFFFFFFF” is the broadcast address, but the present invention is not limited to this, and any other MAC address “0xFFFFFFFFFFFF” may be the broadcast address.
[0076]
Further, in the above-described embodiment, in the decryption process, the broadcast address discrimination (step SP2), the MAC address collation in the key table (step SP3), and the hash table search (step SP4) are performed in this order. However, the present invention is not limited to this, and the decoding process may be performed in an order other than this.
[0077]
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the satellite data transmission system has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other data transmission systems such as a cable Internet. .
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,An information transmission system that encrypts data using an address that is a unique identification number from a transmitting device and an encryption key that is set corresponding to the address, and transmits the data to a plurality of receiving devices via a predetermined transmission path The transmission device packetizes and transmits the data encrypted using a predetermined common encryption key to the reception device, and the reception device transmits a digital stream from the data packetized and transmitted from the transmission device. The position where the mask bit is 1 based on the mask bit that specifies the position of the bit from which the signal is extracted and the address of the packet header is compared with the address of the key table consisting of the bit width of a predetermined number of encryption formats To compare the address and key table address bits, and at the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison, If all address key table match, decodes the dataBy doing so,When the address and key table address are compared at each bit position based on mask bit processing, and the address and key table address all match for the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison In addition, since the data can be decrypted, it is possible to discriminate the packet whether it is group communication or individual communication with a simple configuration, and thus the packet whether it is group communication or individual communication is configured simply. An information transmission system that can be discriminated can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a satellite data transmission system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a receiving device.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a header format.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a relationship between a mask and a MAC address.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a data configuration of a key table.
FIG. 6 is a flowchart showing a decoding process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Satellite data transmission system, 2 ... Transmission side system, 3 ... Satellite, 4 ... Reception side system, 5 ... Internet, 10 ... Control device, 11 ... Line connection device, 12 ... Data server , 13 ... transmission processing device, 14 ... local network, 15 ... transmitting antenna, 20 ... receiving antenna, 21 ... receiving device, 22 ... information processing device, 23 ... line connection device, 24 ... local Network, 30 ... CPU, 31 ... Front end unit, 32 ... Demultiplexer, 33 ... Reception filter, 34 ... Decryption unit, 35 ... Checker, 36 ... Buffer, 37 ... Key table, 38 ... ... interface part, 39 ... bus.

Claims

Information transmission in which data is encrypted from a transmitting device using an address that is a unique identification number and an encryption key set corresponding to the address, and the data is transmitted to a plurality of receiving devices via a predetermined transmission path In the system,
The transmitter is
To the receiving device, the data encrypted using a predetermined common encryption key is packetized and transmitted,
The receiving device is
A digital stream signal is extracted from the data transmitted in a packet form from the transmission device, and the bit position to be compared with the address of the packet header and the address of the key table composed of a predetermined number of encryption format bit widths. Based on the mask bit to be specified, the address and each bit of the key table address are compared at the position where the mask bit is 1, and the address and the address at the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison operation. An information transmission system that decrypts the data when all the addresses in the key table match.

The receiving apparatus sets the position where the mask bit is 0 and the position where the mask bit is 1 in a mixed manner, and compares the address with the address of the key table at the bit position where the mask bit is 1. Group communication for transmitting the packet, set 1 for all the positions of the mask bits, and use the mask bits, all of which are 1, and the address and the key table address at one bit position The information transmission system according to claim 1, wherein individual communication is performed by comparing the two.

2. The information according to claim 1, wherein the receiving device reduces the number of bits of the address for performing a comparison operation, and compares the address and the address of the key table at a position of 1 of the mask bit. Transmission system.

Information transmission in which data is encrypted from a transmitting device using an address that is a unique identification number and an encryption key set corresponding to the address, and the data is transmitted to a plurality of receiving devices via a predetermined transmission path In the method
The transmitter is
To the receiving device, the data encrypted using a predetermined common encryption key is packetized and transmitted,
The receiving device is
A digital stream signal is extracted from the data transmitted in a packet form from the transmission device, and the bit position to be compared with the address of the packet header and the address of the key table composed of a predetermined number of encryption format bit widths. Based on the mask bit to be specified, the address and each bit of the key table address are compared at the position where the mask bit is 1, and the address and the address at the position where the mask bit is 1 as a result of the comparison operation. An information transmission method for decrypting the data when all the addresses in the key table match.