JP4957988B2

JP4957988B2 - コンテンツ再生装置

Info

Publication number: JP4957988B2
Application number: JP2006147669A
Authority: JP
Inventors: 徹九海; 圭一青山
Original assignee: Sony Mobile Communications Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: JP2007318584A

Description

本発明は、コンテンツを再生するコンテンツ再生装置に関し、特に暗号化されたコンテンツの再生装置に関する。

暗号化の方式としては、暗号化に用いる鍵と同じ鍵を復号に用いる対称鍵暗号方式（共通鍵暗号方式とも呼ばれる）が古くから知られている。この方式をインターネット上でのコンテンツの暗号化通信に用いる場合、秘密にしておくべき共通鍵を最初に受信者に渡す際に暗号が使えない問題がある。これに対して、暗号化用と復号用に異なる１対の鍵を生成し、暗号化用の鍵は公開し、復号用の鍵は秘密にしておく公開鍵暗号方式（非対称鍵暗号方式とも呼ばれる）も知られている。公開鍵暗号方式の例としてはＲＳＡや楕円曲線暗号方式が有名である。

公開鍵暗号方式は秘密鍵を送信する必要がないが、暗号化や復号に大量の計算が必要となり、処理時間が長くなる欠点を有する。そこで、一般には、対称鍵暗号方式で用いる共通鍵を公開鍵暗号方式で暗号化して受信者に受け渡し、コンテンツの実際の暗号化には共通鍵を用いる、いわゆるハイブリッド方式が用いられている。

また、公開鍵暗号方式におけるデジタル署名の技術を利用することにより、送信者が公開している復号鍵を用いて送信者の署名を復号することにより、その文書が本当に送信者から送られてきたものである（改竄されていない）ことを確認することができる。

なお、デジタル署名の技術によっても、他人が本来の送信者になりすまして偽の復号鍵を公開してコンテンツを送ってくる場合には対応できない。そこで、電子商取引などにおいて、送信者は自らの公開鍵を認証局（ＣＡ）に登録して公開鍵証明書の発行を受け、これを署名に添付して受信者へ送ることにより、なりすましを防止する電子認証の技術が採用されている。

ところで、携帯通信端末などにおいてダウンロードした楽曲データなどのコンテンツを再生するようなアプリケーションでは、同じコンテンツを度々再生することは一般的であり、その都度、上記のような復号処理を行うのは所要の処理時間を要し、実際のコンテンツの再生開始が遅れるという問題があった。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、暗号化されたコンテンツの再生装置において、コンテンツの再生に伴う処理負荷を軽減しようとするものである。

本発明による、コンテンツを再生するコンテンツ再生装置は、共通鍵で暗号化された被暗号化コンテンツおよび公開鍵暗号方式により暗号化された前記共通鍵をダウンロードし、前記公開鍵暗号方式により復号された前記共通鍵により前記被暗号化コンテンツを復号して再生するコンテンツ再生装置であって、前記暗号化された共通鍵を復号する鍵復号手段と、一旦、復号された共通鍵を復号鍵としてコンテンツ識別情報と対応づけて先入れ先出し方式の復号鍵キャッシュテーブルに登録するキャッシュ登録手段と、前記被暗号化コンテンツを前記復号鍵で復号して再生する際に前記キャッシュ登録手段を検索し、該当する復号鍵が存在すれば前記キャッシュ登録手段から当該復号鍵を取り出す復号鍵キャッシュ検索手段と、前記復号鍵キャッシュテーブルに該当する復号鍵が存在した場合、前記復号鍵キャッシュ登録手段から取り出された復号鍵により、また、存在しなかった場合、前記鍵復号手段により得られた復号鍵により、前記被暗号化コンテンツを復号するコンテンツ復号手段と、復号されたコンテンツを再生するコンテンツ再生手段と、前記キャッシュ登録手段の検索の結果、目的の復号鍵が存在した場合、前記先入れ先出し方式のキャッシュテーブル内における当該復号鍵の登録位置を、最新の位置に変更するよう更新するキャッシュ更新手段とを備えたことを特徴とする。

暗号化された復号鍵が鍵復号手段で一旦復号されたとき、この復号鍵はキャッシュ登録手段に登録（一時的に記憶）される。この復号鍵が記憶されている間に、再度同じコンテンツの再生が要求されたときにはキャッシュ登録手段に登録されている復号鍵が取り出されて、当該被暗号化コンテンツの復号に利用される。

本発明によれば、一旦、再生を行ったコンテンツについては、その復号に用いた復号鍵がしばらくの間はキャッシュ登録手段に保存される可能性が高いので、個々のコンテンツの再生の度に、復号鍵の取得のための面倒な処理を行う必要がなくなり、処理負荷が軽減される。その結果、一旦再生したコンテンツの次回の再生時には、再生開始までの所要時間が短縮される。また、その結果、消費電力も軽減され、バッテリ駆動装置の場合、コンテンツ再生での使用可能時間を長くすることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１により、本実施の形態において利用するハイブリッド方式の暗号システムの仕組みを説明する。送信側１０から暗号化した文書（テキスト、画像、音声、プログラム等の任意のデータ）から通信インタフェースを介して受信側２０に送信する際の送信側１０と受信側２０で行うそれぞれの動作は以下のとおりである。

（送信側１０）
暗号化して送信する対象の平文（コンテンツ）１４をハッシュ関数によりメッセージダイジェスト（ＭＤ）１２に非可逆変換し、このＭＤ１２を送信者の秘密鍵１１（公開鍵暗号方式の１対の鍵の秘密の方）で暗号化してデジタル署名１３を生成する。このデジタル署名１３と平文１４と送信者の証明書１５とを対称鍵暗号方式の共通鍵１７で暗号化し暗号文（署名メッセージと呼ぶ）１６を生成する。送信者の証明書１５は、送信者の署名用公開鍵１５ａ、および、この証明書の有効期限、使用目的、シリアルナンバー、ＣＡの署名等が含まれる。共通鍵１７は受信者の公開鍵１８で暗号化され、これが被暗号化復号鍵１９となる。送信側１０は、暗号文１６および被暗号化復号鍵１９を受信側２０へ送信する。

（受信側２０）
受信側２０は、上記受信者の公開鍵１８と対になっている受信者の秘密鍵２１により被暗号化復号鍵１９を復号し、共通鍵１７を得る。この共通鍵１７で、暗号文１６を復号する。これにより、デジタル署名１３、平文１４および送信者の証明書１５が得られる。また、デジタル署名１３を送信者の署名用公開鍵１５ａで復号してＭＤ１２を得る。一方、平文１４から上記と同じハッシュ関数でＭＤ２３を生成する。このＭＤ２３をＭＤ１２と比較して、両者の一致が検出されれば、平文１４が改竄されていないことが確認される。また、証明書１５により送信者の正真性が証明される。

上述したように、受信側２０で被暗号化復号鍵１９を復号して共通鍵１７を得てこれを復号鍵として暗号文１６の復号を行い、さらにデジタル署名の確認を行う公開鍵暗号方式の復号の手順は煩雑であり、コンテンツの復号（例えば音楽データや動画データの再生）の度にこれらの処理を行うのは所要時間や消費電力の観点から不利である。

そこで、本実施の形態では、所定個の復号鍵を格納することができるキャッシュ記憶装置を含む復号鍵キャッシュシステム（キャッシュ登録手段）２５を設け、新たな復号鍵を復号して使用するたびに、この復号鍵を先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式で一時的に保存する。これにより、比較的最近再生したコンテンツに対応する復号鍵は、キャッシュ記憶装置に残っている可能性が高く、新たに復号鍵の復号処理を行う必要がない。これは例えば、楽曲の再生装置などではユーザがお気に入りの楽曲をプレイリストとしてグループ化し、このグループ化された楽曲を繰り返して再生するような場合に顕著な効果がある。復号鍵キャッシュシステム２５の具体的な構成については後述する。

図２は、本発明が適用されるコンテンツ再生装置としての携帯電話端末のハードウェア構成例を示している。

この携帯電話端末１００は、携帯電話に特有の要素として、アンテナ２０１、送受信処理部２０３、変復調処理部２０５、データ処理部２０７、Ｄ／Ａ変換器２０９、スピーカ２１０、Ａ／Ｄ変換器２１１およびマイク２１２を備える。携帯電話端末１００は、また、これらの各要素を制御するＣＰＵ等を含む制御部２２５、この制御部２２５により実行されるプログラムの格納領域および作業領域やデータの一時記憶領域として利用される内部メモリ２２７、ユーザインタフェースとして機能する液晶，有機ＥＬ等の表示デバイスを含む表示部２２０、任意の操作キーやボタン、ダイヤル等の操作要素を含む操作部２２３、日時情報の生成やタイマー機能を有する時計部２２８、端末の筐体に着脱可能な外部メモリ（外部記憶媒体）２２９を備える。

内部メモリ２２７には、電気的に情報が書込みおよび消去可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ）を含み、通常の携帯電話端末の操作入力受付、通信、メール処理、ウェブ処理、表示、音声入出力、電話帳管理、スケジュール管理、復号処理等の各種動作のための制御プログラムが記憶され、また、キャッシュテーブル４１１も含む。

図３は、受信側の端末のおおまかなソフトウェア処理系の構成を示している。ソフトウェア処理系は通常、階層構造を有する。すなわち、アプリケーションのような上位層３０１の下にミドルウェアのような下位層３０２が存在し、さらにその下位にオペレーティングシステム（ＯＳ）３０３が存在する。上位層３０１は、復号のための共通鍵を得てコンテンツを復号する機能を含む、アプリケーション機能を有する。下位層３０２は、公開鍵暗号方式の復号のためのエンジン、および復号鍵のキャッシュシステムを含む。但し、このような処理の分担は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

図４は、本実施の形態におけるデータ処理部２０７により実行される各種処理と、内部メモリ２２７に確保される記憶領域またはデータを示している。

データ処理部２０７は、通信ネットワークを経由してデータ（コンテンツを含む）の受信を行うデータ受信処理部４０１、公開鍵暗号方式による復号処理部４０２、復号鍵（共通鍵）の管理を行う復号鍵管理部４０３、復号鍵キャッシュテーブルの生成・更新等の管理を行う復号鍵キャッシュ管理部４０４およびコンテンツ再生処理部４０５を含む。なお、この図では特に上位層と下位層の区別はしていない。

内部メモリ２２７には、データ受信処理部４０１により受信（ダウンロード）された被暗号化コンテンツを含む暗号文４１０、復号鍵キャッシュテーブル４１１、および、データ処理部２０７がデータの一時記憶等に利用する作業エリア４１４が設けられる。復号鍵キャッシュテーブル４１１は、復号鍵（共通鍵）をコンテンツ対応に格納するテーブルであり、好ましくは、その領域はファイルシステムから直接触れられない領域に確保するか、或いは制限がかけられる領域に用意する。復号鍵キャッシュ管理部４０４および復号鍵キャッシュテーブル４１１が復号鍵キャッシュシステム２５（図１）を構成する。

なお、外部メモリ２２９に格納された被暗号化コンテンツについては、復号鍵キャッシュテーブル４１１は外部メモリ用と内部メモリ用とに分けて別個に設けるようにしてもよい。この場合、外部メモリ用の復号鍵キャッシュテーブルは外部メモリの端末からの取り外しの際に削除するようにしてもよい。端末からの取り外し後も復号鍵キャッシュテーブル４１１を保持する場合、そのテーブルに当該外部メモリの媒体識別情報を保持して、外部メモリとの対応付けを行うことが望ましい。

図５は、図４と同様の図であるが、被暗号化コンテンツを含む暗号文４１０を外部メモリ２２９に格納する場合を示している。図４と同様の要素には同じ参照符号を付して、重複した説明は省略する。

図６に、本実施の形態における復号鍵キャッシュテーブル４１１の構成例を示す。

復号鍵キャッシュテーブル４１１は、内部メモリ２２７内に設けられた所定個数（ｎ個）の登録項目の格納領域（エントリ）２５１を用いたデータテーブルである。各格納領域２５１は、検索キー２５１ａと復号鍵（共通鍵）１７との対を格納する。検索キーは、この例ではコンテンツを識別する情報としてのコンテンツＩＤである。復号鍵キャッシュテーブル４１１には、先入れ先出し方式で登録項目が格納される。したがって、ｎ個の登録項目が順次格納された後は、登録が古い登録項目から先に押し出されて削除される。

図７は、本実施の形態におけるコンテンツの再生に関連した処理のフローチャートである。この処理は制御部２２５により実行され、上位層のアプリケーションであるコンテンツ再生処理部４０５と、下位層の復号処理部４０２および復号鍵キャッシュ管理部４０４の処理として示している。

ユーザにより操作部からコンテンツの再生を行う指示を受けると、コンテンツ再生処理部４０５は、復号処理部４０２に対してコンテンツの復号要求を発行する（Ｓ１１）。これに応じて復号処理部４０２は、そのコンテンツのコンテンツＩＤを基に、対応する被暗号化コンテンツを特定する（Ｓ２１）。そこで、復号鍵キャッシュ管理部４０４に対して復号鍵キャッシュテーブル４１１に当該コンテンツＩＤに対応する復号鍵が保存されている（存在している）かどうかを確認するキャッシュ検索要求を発行する（Ｓ２２）。

復号鍵キャッシュ管理部４０４は、この要求に応じて、キャッシュ検索処理を行い（Ｓ３１）、検索結果を応答として復号処理部４０２に返す（Ｓ３２）。復号処理部４０２は、応答が「ヒット」であるとき、すなわち、当該コンテンツＩＤに対応する復号鍵が復号鍵キャッシュテーブル４１１に保存されているとき、ステップＳ２６へ移行する。

応答が「ヒット」でなかった場合、復号処理部４０２は従来手順による復号鍵の取得のための処理を実行する（Ｓ２４）。すなわち、上位層から最初のコンテンツ復号化要求があった場合、復号処理部４０２は、最初の１回は従来技術による復号化処理を行わなければならない。

そこで、得られた復号鍵を新たに復号鍵キャッシュテーブル４１１に登録するためのキャッシュ登録要求を復号鍵キャッシュ管理部４０４へ要求する（Ｓ２５）。これに応答して、復号鍵キャッシュ管理部４０４は、復号鍵キャッシュテーブル４１１の最新の格納領域に当該復号鍵をコンテンツＩＤとともに登録する（Ｓ３３）。他の格納領域内の登録項目については格納位置を一つ古い方へシフトする。復号鍵キャッシュ管理部４０４はこの登録が完了したら復号処理部４０２に登録完了報告を返す（Ｓ３４）。

復号処理部４０２は、当該コンテンツＩＤに対応する復号鍵で被暗号化コンテンツの復号を行い（Ｓ２６）、復号後のコンテンツを内部メモリ内の所定の位置に格納する。その後、復号処理部４０２は、コンテンツ再生処理部４０５へ復号完了報告を返す（Ｓ２７）。コンテンツ再生処理部４０５は、復号完了報告を受けて、当該内部メモリ内の当該コンテンツを読み出して再生する（Ｓ１２）。この復号後のコンテンツおよび復号鍵は、コンテンツの再生の終了後に消去される。

本実施の形態によれば、例えば、プレイリスト中の何曲かを繰り返し再生するような使い方を行う場合、プレイリスト中の曲数が復号鍵キャッシュテーブル４１１のエントリの個数ｎ以下であれば、各曲について最初の１回目にコンテンツ復号化鍵が得られて保存されていることが保証されるので、２回目以降のプレイリスト再生では、従来技術による復号化を行う必要は無くなる。これにより、２回目以降の再生の前提となる復号処理の処理負荷（所要時間および消費電力）が軽減される。

図８は、図７の処理の変形例を示している。図７に示した個々のステップと同様のステップには同じ参照符号を付して、重複した説明は省略する。

図７の処理では、「ヒット」した復号鍵については復号鍵キャッシュテーブル４１１内の格納位置はそのままとした。プレイリストの繰り返し再生の場合でなくても、ユーザの好みのコンテンツについては再生頻度が高いと考えられる。にもかかわらず、一度、復号鍵キャッシュテーブルに登録された後、再度再生されてもキャッシュ内の格納位置が更新されなければ、新たな復号鍵の追加登録により登録が古いものが削除されてしまう事態が生じる。そこで、図８の処理では、ヒットした復号鍵の格納位置を更新する（例えば最新の位置に変更する）ようにしたものである。図７の処理と異なる点は、ステップＳ２３で「ヒット」となったとき、復号処理部４０２は復号鍵キャッシュ管理部４０４へキャッシュ更新要求を発行し（Ｓ２８）、これに応答して復号鍵キャッシュ管理部４０４は当該復号鍵の格納位置を最新の位置に変更するよう復号鍵キャッシュテーブル４１１の更新を行い（Ｓ３５）、更新完了報告を復号処理部４０２へ返す（Ｓ３６）。

図８の処理によれば、再生頻度の高いコンテンツの復号鍵を復号鍵キャッシュテーブルから消去されにくくすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、エントリの数はユーザが可変設定できるようにしてもよい。暗号化方式はハイブリッド方式を採用した場合について説明したが、これに限るものではない。

ハイブリッド方式の暗号システムの仕組みの説明図である。本発明が適用されるコンテンツ再生装置としての携帯電話端末のハードウェア構成例を示す図である。本発明の実施の形態における受信側の端末のおおまかなソフトウェア処理系の構成を示す図である。本発明の実施の形態におけるデータ処理部により実行される各種処理と、内部メモリに確保される記憶領域またはデータを示す図である。図４と同様の図であるが、被暗号化コンテンツを含む暗号文を外部メモリに格納する場合を示す図である。本発明の実施の形態における復号鍵キャッシュテーブルの構成例を示す図である。本発明の実施の形態におけるコンテンツの再生に関連した処理のフローチャートである。図７の処理の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…送信側、２０…受信側、２５…復号鍵キャッシュシステム、１００…携帯電話端末、２２０…表示部、２２３…操作部、２２５…制御部、２２７…内部メモリ、２２８…時計部、２２９…外部メモリ、２５１…各格納領域、２５１ａ…検索キー、３０１…上位層、３０２…下位層、４０１…データ受信処理部、４０２…復号処理部、４０３…復号鍵管理部、４０４…復号鍵キャッシュ管理部、４０５…コンテンツ再生処理部、４１０…暗号文、４１１…復号鍵キャッシュテーブル、４１４…作業エリア

Claims

共通鍵で暗号化された被暗号化コンテンツおよび公開鍵暗号方式により暗号化された前記共通鍵をダウンロードし、前記公開鍵暗号方式により復号された前記共通鍵により前記被暗号化コンテンツを復号して再生するコンテンツ再生装置であって、
前記暗号化された共通鍵を復号する鍵復号手段と、
一旦、復号された共通鍵を復号鍵としてコンテンツ識別情報と対応づけて先入れ先出し方式の復号鍵キャッシュテーブルに登録するキャッシュ登録手段と、
前記被暗号化コンテンツを前記復号鍵で復号して再生する際に前記キャッシュ登録手段を検索し、該当する復号鍵が存在すれば前記キャッシュ登録手段から当該復号鍵を取り出す復号鍵キャッシュ検索手段と、
前記復号鍵キャッシュテーブルに該当する復号鍵が存在した場合、前記復号鍵キャッシュ登録手段から取り出された復号鍵により、また、存在しなかった場合、前記鍵復号手段により得られた復号鍵により、前記被暗号化コンテンツを復号するコンテンツ復号手段と、
復号されたコンテンツを再生するコンテンツ再生手段と、
前記キャッシュ登録手段の検索の結果、目的の復号鍵が存在した場合、前記先入れ先出し方式のキャッシュテーブル内における当該復号鍵の登録位置を、最新の位置に変更するよう更新するキャッシュ更新手段と
を備えたことを特徴とするコンテンツ再生装置。
前記被暗号化コンテンツが外部記憶媒体に格納されている場合、前記外部記憶媒体を装置から抜去した場合、当該コンテンツに対応する前記復号鍵キャッシュテーブルを削除する請求項１記載のコンテンツ再生装置。