JP6101379B2 - デジタル放送送信装置およびデジタル放送受信装置 - Google Patents
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Description
具体的には、アクセス制御に関する機能(例えば、暗号化されたコンテンツを復号するための鍵の復号等)を耐タンパモジュールであるICカード(CASカード)に実装し、ICカードと受信装置とを組み合わせることで、アクセス制限を行っている。
この特許文献1に開示された技術では、コンテンツ権利保護関連の共通情報であるECM−RMP(ECM:Entitlement Control Message、RMP:Rights Management and Protection)に、暗号化したCASプログラムを配置して配信している。
また、特許文献1に開示された技術では、コンテンツ権利保護関連の個別情報であるEMM−RMP(EMM:Entitlement Management Message)に、暗号化したCASプログラムを復号するための鍵を配置して配信している。
これによって、受信装置では、EMM−RMPで配信される鍵によって、ECM−RMPで配信される暗号化されたCASプログラムをダウンロードし復号することで、CASプログラムの蓄積、更新を行うことが可能になる。
一般に、耐タンパモジュールは、処理速度が低速であるため、例えば、300kbps程度までしかビットレートを高めることができない。すなわち、従来技術では、送信側から、低ビットレートでCASプログラムを送出しなければならない。
このため、従来技術では、CASプログラムを確実に配信するためには、長期間にわたって放送し続ける必要があり、放送帯域を圧迫してしまうという問題がある。
本発明によれば、デジタル放送送信装置からデジタル放送受信装置に対して、データカルーセルでアクセス制御プログラム(CASプログラム)を配信し、アクセス制御プログラムの識別情報、鍵等を、セキュリティパラメータである共通情報や個別情報で配信することができる。これによって、本発明は、アクセス制御プログラムの改ざん等を防止し、アクセス制御プログラムをセキュリティパラメータとして配信する場合と比べ、高速に配信することができ、放送帯域の圧迫を抑制することができる。
また、本発明によれば、アクセス制御プログラムのセキュリティが破られた場合であっても、高速にアクセス制御プログラムを更新することができる。さらに、放送事業者が、提供したいサービスに応じてアクセス制御プログラムを変更することができる。
[デジタル放送システムの概要]
最初に、図1を参照して、本発明の実施形態に係るデジタル放送システムの概要について説明する。
すなわち、デジタル放送システムSは、デジタル放送受信装置2において使用するCASプログラムの鍵の流出等、セキュリティが破られたとき、あるいは、提供するサービスに応じて使用するCASプログラムを更新したいとき等に、放送事業者が、デジタル放送送信装置1によって、新たなCASプログラムを、デジタル放送受信装置2に配信するシステムである。
このデジタル放送システムSでは、同一のCASプログラム(CAS P1〜Pn)を一定期間繰り返して伝送することで、CASプログラムを、デジタル放送受信装置2に配信する。
さらに、デジタル放送システムSは、データカルーセルによるCASプログラムの配信に加え、通信回線Nを介してCASプログラムを配信する機能を有している。
また、デジタル放送システムSは、データカルーセルによるCASプログラムの伝送期間が終了した場合であっても、通信回線Nを介して、CASプログラムを配信することができる。これによって、デジタル放送システムSは、放送波WによるCASプログラムの配信に伴う放送帯域の圧迫を低減することができる。
まず、図2を参照(適宜図1参照)して、本発明の実施形態に係るデジタル放送送信装置の構成について説明する。ここでは、デジタル放送送信装置1は、コンテンツスクランブル手段10と、ECM−CAS生成手段11と、EMM−CAS生成手段12と、配信データ生成手段13と、配信データスクランブル手段14と、ECM−RMP生成手段15と、EMM−RMP生成手段16と、ダウンロードテーブル生成手段17と、起動プログラム指定手段18と、多重化手段19と、を備えている。
このスクランブル鍵Ks1による暗号化は、一般的な共通鍵暗号アルゴリズムを用いればよく、例えば、MULTI2暗号により暗号化する。このようにスクランブルされたコンテンツ(暗号化コンテンツSct)は、多重化手段19に出力される。
このワーク鍵Kwによる暗号化には、一般的な共通鍵暗号アルゴリズムを用いればよい。また、ECM−CAS生成手段11は、共通情報を、MPEG(Moving Picture Experts Group)−2 Systemsで定義されるECM(Entitlement Control Message)構造を有するメッセージとして生成する。このように生成された共通情報(ECM−CAS)は、多重化手段19に出力される。
なお、配信データ生成手段13には、図示を省略した入力手段を介して、更新を行う新たなCASプログラムが入力されるものとする。
なお、マスタ秘密鍵Kmsは、すべてのデジタル放送受信装置2で共通の鍵であって、図示を省略した記憶手段に記憶しておく。このように暗号化された分割データ(暗号化分割データ)は、データカルーセル用データ生成手段13dに出力される。
この図5に示すように、デジタル放送送信装置1は、DIIメッセージ内に、コンパチビリティ記述子を配置する。このコンパチビリティ識別子は、DDBで配信するCASプログラムPのメタ情報を記述するものである。ここでは、コンパチビリティ記述子内(図5中、「CAS_version」領域)に、CASプログラムPの識別子(CAS−ID)と、バージョン(CAS−Ver)とを記述する。なお、この識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)は、CASプログラムPのダウンロード時に外部から入力され、データカルーセル用データ生成手段13dによって書き込まれる情報である。
この図6に示すように、デジタル放送送信装置1は、DDBメッセージ内(「blockDataByte」領域;ペイロード領域)に、分割暗号化されたCASプログラムPを配置する。なお、このペイロード領域のデータは、配信データ生成手段13の暗号化手段13cによって暗号化され、データカルーセル用データ生成手段13dによって書き込まれる情報である。
これによって、デジタル放送受信装置2は、DIIメッセージを取得後、DDBメッセージによって、暗号化されたCASプログラムを再構成することが可能になる。
図2に戻って、デジタル放送送信装置1の構成について説明を続ける。
このスクランブル鍵Ks2による暗号化は、一般的な共通鍵暗号アルゴリズムを用いればよく、例えば、MULTI2暗号により暗号化する。このようにスクランブルされたデータ(暗号化配信データScas)は、多重化手段19に出力される。
なお、伝送路保護鍵Kpは、受信契約にかかわらず正規のデジタル放送受信装置2に配送される鍵である。ここでは、伝送路保護鍵Kpは、図示を省略した記憶手段に記憶され、適宜、外部から新たな伝送路保護鍵Kpが入力されることで更新されるものとする。
このように生成された共通情報(ECM−RMP)は、多重化手段19に出力される。
この共通情報(ECM−RMP)や個別情報(EMM−RMP)は、CASプログラムPを暗号配送するために用いられる情報としての役割を有している。
ここで、ダウンロード制御情報Dcとは、配信対象のCASプログラムPを特定するための識別情報である。例えば、CASプログラムPの識別子(CAS−ID)、バージョン(CAS−Ver)等である。
また、ダウンロードテーブルに、「new_version(新バージョン)」領域を設け、ダウンロードテーブル生成手段17は、今回更新するCASプログラムのバージョンを設定する。これによって、当該CASプログラムをダウンロードしたデジタル放送受信装置2は、自身が保持するCASプログラムのバージョンを管理することができる。なお、このCASプログラムのバージョンは、配信データ生成手段13で設定されるバージョン(CAS−Ver)と同一の値である。
以下、「ダウンロードコンテンツ記述子」および「ネットワークダウンロードコンテンツ記述子」について説明を行う。
図2に戻って、デジタル放送送信装置1の構成について説明を続ける。
このCATまたはPMTには、それぞれのテーブルの記述子領域に、例えば、CASプログラムの識別子(CAS−ID)およびそのバージョン(CAS−Ver)を含んだコンパチビリティ記述子(図5参照)を配置する。
このように、プログラム指定情報が付加されたPSI/SIは、多重化手段19に出力される。
なお、デジタル放送送信装置1は、一般的なコンピュータを前記した各手段として機能させるプログラム(CASプログラム送信プログラム)により動作させることができる。
次に、図4を参照(適宜図1参照)して、本発明の実施形態に係るデジタル放送受信装置の構成について説明する。ここでは、デジタル放送受信装置2は、分離手段20と、プログラム実行手段21と、ダウンロードテーブル解析手段22と、配信データ分離手段23と、プログラム復号手段24と、記憶手段25と、起動プログラム特定手段26と、プログラム起動手段27と、通信ダウンロード手段28と、を備えている。
また、分離手段20は、ダウンロードテーブル解析手段22から、データカルーセルのデータを分離する旨の指示を通知された段階で、MPEG−2 TSから、データカルーセルのデータ(DII,DDB)を分離する。
このプログラム実行手段21は、デジタル放送送信装置1から配信されるCASプログラムの実体であって、後記するプログラム起動手段27によって実行される。なお、このプログラム実行手段21は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルデバイスで構成してもよいし、OS(Operating System)上のミドルウェアで動作する仮想マシン、例えば、Java(登録商標)仮想マシン(Java Virtual Machine,Java VM)等で構成してもよい。
このEMM−CAS復号手段21aで復号されたワーク鍵Kwは、ECM−CAS復号手段21bに出力される。
このECM−CAS復号手段21bで復号されたスクランブル鍵Ks1は、コンテンツデスクランブル手段21cに出力される。
このEMM−RMP復号手段21dで復号された伝送路保護鍵Kpは、ECM−RMP復号手段21eに出力される。
なお、ECM−RMPに、PSI/SIで配送されるCASプログラムPの識別子(CAS−ID)やバージョン(CAS−Ver)、および、CASプログラムPのハッシュ値(CAS−H)が付加されている場合、ECM−RMP復号手段21eは、これらの識別情報(CAS−ID、CAS−Ver、CAS−H)を、プログラム起動手段27に出力する。
具体的には、ダウンロードテーブル解析手段22は、図7で説明したダウンロードテーブルで、「descriptor()(記述子)」領域に、放送によってダウンロードを行うことを示すダウンロードコンテンツ記述子(図8参照)が記述されているのか、通信によってダウンロードを行うことを示すネットワークダウンロードコンテンツ記述子(図9参照)が記述されているのかを、記述子タグの値によって判定する。
さらに、ダウンロードテーブル解析手段22は、図7で説明したように、ダウンロードテーブルTdの「target_version(ターゲットバージョン)」、「new_version(新バージョン)」、「download_level(ダウンロードレベル)」、「version_indication(バージョン表示)」を参照し、ダウンロードの可否を判定することとしてもよい。
すなわち、配信データ分離手段23は、配信データcasのDIIメッセージから、次のDIIメッセージまでのDDBメッセージに含まれるデータ(図6中、「blockDataByte」領域のデータ)を連結することで、暗号化されたCASプログラムPを分離して抽出する。
この配信データ分離手段23は、分離抽出した暗号化されたCASプログラムP、識別子(CAS−ID)、バージョン(CAS−Ver)および署名値を、プログラム復号手段24に出力する。
この復号されたCASプログラムPは、署名検証手段24bに出力される。
すなわち、署名検証手段24bは、署名値演算手段13a(図3参照)と共通のハッシュ関数によって、CASプログラムPのハッシュ値を生成する。そして、署名検証手段24bは、CASプログラムPの署名値を記憶手段25または図示を省略した耐タンパモジュールに記憶しているルート公開鍵証明書RPKCに含まれる公開鍵(検証鍵)Kppで復号する。この復号した値と、CASプログラムPのハッシュ値とが一致する場合に、署名検証手段24bは、ダウンロードしたCASプログラムPを、改ざん等がなされていない正規のものであると判定する。
この署名検証手段24bは、ダウンロードしたCASプログラムPの検証により、正規のCASプログラムPのみを、書込手段24cに出力する。
このように、プログラム復号手段24は、ダウンロードしたCASプログラムPを署名検証することで、改ざん等がなされていないCASプログラムPのみを記憶手段25に書き込み蓄積する。
この記憶手段25は、プログラム復号手段24の書込手段24cによって、識別子(CAS−ID)とバージョン(CAS−Ver)とに対応付けてCASプログラムPが書き込まれ、後記するプログラム起動手段27によって、識別子(CAS−ID)とバージョン(CAS−Ver)とをキーとしてCASプログラムPが検索され読み出される。
なお、この記憶手段25には、予め少なくとも1つのCASプログラムPが記憶されており、他のCASプログラムがダウンロードされる。
この抽出されたCASプログラムPの識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)は、プログラム起動手段27に出力される。
このプログラム起動手段27は、起動プログラム特定手段26から通知される識別子(CAS−ID)およびそのバージョン(CAS−Ver)をキーとして、記憶手段25において検索し、対応するCASプログラムPを読み出す。そして、プログラム起動手段27は、読み出したCASプログラムPを、プログラム実行手段21として起動する。
なお、初期起動時、すなわち、まだ、CASプログラムPがダウンロードされていない状態において、プログラム起動手段27は、予め記憶手段25に記憶されているCASプログラムPを起動することとする。
これによって、プログラム起動手段27は、PSI/SIで配信される識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)と、ECM−RMPで送信される識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)とを比較することで、PSI/SIで配信される識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)が改ざんされて、CASプログラムPが誤動作することを防止することができる。
なお、デジタル放送受信装置2は、一般的なコンピュータを前記した各手段として機能させるプログラム(CASプログラム受信プログラム)により動作させることができる。
次に、本発明の実施形態に係るデジタル放送システムSの動作について説明する。なお、限定受信方式によるコンテンツの配信動作については、従来技術と同様であるため、ここでは説明を省略し、CASプログラムの配信・受信動作、および、CASプログラムの起動動作について主に説明を行う。
最初に、図10を参照(構成については適宜図2、図3参照)して、CASプログラムの配信時におけるデジタル放送送信装置1の動作について説明する。
すなわち、デジタル放送送信装置1は、配信データ生成手段13の署名値演算手段13aによって、CASプログラムPを外部から入力し、秘密鍵Kpsを用いて、CASプログラムPのデジタル署名の署名値を演算する(ステップS1)。
そして、デジタル放送送信装置1は、ECM−RMP生成手段15によって、ステップS5で用いたスクランブル鍵Ks2を伝送路保護鍵Kpで暗号化して、すべてのデジタル放送受信装置2で共通の共通情報(ECM−RMP)を生成する(ステップS6)。
以上の動作によって、デジタル放送送信装置1は、データカルーセルによって、CASプログラムPを配信することができる。
次に、図11を参照(構成については適宜図4参照)して、CASプログラムの配信時におけるデジタル放送受信装置2の動作について説明する。なお、デジタル放送受信装置2は、CASプログラムPをダウンロードしていない場合であっても、予め少なくとも1つのCASプログラムPが記憶手段25に記憶されており、初期状態では、当該CASプログラムPが、プログラム起動手段27によって起動され、プログラム実行手段21として動作しているものとする。
以上の動作によって、デジタル放送受信装置2は、暗号化され、かつ、デジタル署名が付された状態でCASプログラムPをダウンロードすることができ、CASプログラムに対する不正を防止することができる。
次に、図12を参照(構成については適宜図2参照)して、デジタル放送受信装置2で指定したCASプログラムPを起動させるデジタル放送送信装置1の動作について説明する。
そして、デジタル放送送信装置1は、多重化手段19によって、ステップS31で生成されたECM−RMPと、ステップS32で生成されたEMM−RMPと、ステップS33で識別子等が配置されたPSI/SIとを多重化して多重化信号(MPEG−2 TS)を生成し、送信する(ステップS34)。
次に、図13を参照(構成については適宜図4参照)して、デジタル放送送信装置1から指定されたCASプログラムPを起動するデジタル放送受信装置2の動作について説明する。
そして、デジタル放送受信装置2は、起動プログラム特定手段26によって、PSI/SI(番組配列情報)のCATまたはPMTから、プログラム指定情報であるCASプログラムPの識別子(CAS−ID)およびそのバージョン(CAS−Ver)を抽出する(ステップS42)。
ここで、識別子(CAS−ID)およびバージョン(CAS−Ver)がそれぞれ一致しなかった場合(ステップS45でNo)、デジタル放送受信装置2は、指示されたCASプログラムPの起動動作を終了する。
一方、ハッシュ値が一致した場合(ステップS47でYes)、デジタル放送受信装置2は、プログラム起動手段27によって、記憶手段25から、指定されたCASプログラムPを読み出して、プログラム実行手段21として起動させる(ステップS48)。
また、本発明によれば、放送によるCASプログラムPの配信を終了した場合であっても、通信回線を介してCASプログラムPを配信することができ、放送帯域の使用を短期間で終わらせることができる。
また、本発明によれば、デジタル放送送信装置1から、PSI/SIによって、起動するCASプログラムPを切り替えることができ、放送事業者が、提供するサービスに応じてCASプログラムPを選択することが可能になる。
1 デジタル放送送信装置
10 コンテンツスクランブル手段
11 ECM−CAS生成手段
12 EMM−CAS生成手段
13 配信データ生成手段
13a 署名値演算手段
13b 分割手段
13c 暗号化手段
13d データカルーセル用データ生成手段
14 配信データスクランブル手段
15 ECM−RMP生成手段(共通情報生成手段)
16 EMM−RMP生成手段(個別情報生成手段)
17 ダウンロードテーブル生成手段
18 起動プログラム指定手段
19 多重化手段
2 デジタル放送受信装置
20 分離手段
21 プログラム実行手段
21a EMM−CAS復号手段
21b ECM−CAS復号手段
21c コンテンツデスクランブル手段
21d EMM−RMP復号手段(個別情報復号手段)
21e ECM−RMP復号手段(共通情報復号手段)
21f 配信データデスクランブル手段
22 ダウンロードテーブル解析手段
23 配信データ分離手段
24 プログラム復号手段
24a 暗号復号手段
24b 署名検証手段
24c 書込手段
25 記憶手段
26 起動プログラム特定手段
27 プログラム起動手段
28 通信ダウンロード手段
Claims (2)
- 放送波を介して送信されるコンテンツへのアクセスを制御するためのアクセス制御プログラムをデジタル放送受信装置に送信するデジタル放送送信装置であって、
前記アクセス制御プログラムをスクランブル鍵で暗号化して、暗号化配信データを生成する配信データスクランブル手段と、
前記デジタル放送受信装置に送信する伝送路保護鍵で前記スクランブル鍵を暗号化して、当該スクランブル鍵を含む共通情報であるECM−RMPを生成する共通情報生成手段と、
前記デジタル放送受信装置と共通の暗号鍵で前記伝送路保護鍵を暗号化して、当該伝送路保護鍵を含む個別情報であるEMM−RMPを生成する個別情報生成手段と、
前記アクセス制御プログラムを放送で送信する旨を示す識別子を付加するとともに、当該アクセス制御プログラムを識別する識別情報を含んだダウンロードテーブルを生成するダウンロードテーブル生成手段と、
起動用のアクセス制御プログラムを特定する第2識別情報をPSI/SIに配置する起動プログラム指定手段と、
前記暗号化配信データと、前記ECM−RMPと、前記EMM−RMPと、前記ダウンロードテーブルと、前記PSI/SIとを多重化して、前記デジタル放送受信装置に送信する多重化信号を生成する多重化手段と、
を備えることを特徴とするデジタル放送送信装置。 - 放送波を介して送信されるコンテンツへのアクセス制御をアクセス制御プログラムによって行うデジタル放送受信装置において、
前記アクセス制御プログラムをスクランブル鍵で暗号化してパケットデータ形式とした暗号化配信データと、前記スクランブル鍵を含み伝送路保護鍵で暗号化された共通情報であるECM−RMPと、前記伝送路保護鍵を含み暗号鍵で暗号化された個別情報であるEMM−RMPと、前記アクセス制御プログラムを放送で送信する旨を示す識別子および当該アクセス制御プログラムを識別する識別情報を含んだダウンロードテーブルと、起動用のアクセス制御プログラムを特定する第2識別情報が配置されたPSI/SIとを含んだ多重化信号からそれぞれの情報を分離する分離手段と、
前記ダウンロードテーブルに記述されている識別子により、前記アクセス制御プログラムが放送で送信されていることを判定するダウンロードテーブル解析手段と、
デジタル放送送信装置と共通の暗号鍵で前記EMM−RMPを復号して、前記伝送路保護鍵を取得する個別情報復号手段と、
この個別情報復号手段で取得した伝送路保護鍵で前記ECM−RMPを復号して、前記スクランブル鍵を取得する共通情報復号手段と、
前記ダウンロードテーブル解析手段で前記アクセス制御プログラムが放送で送信されていることを検出した後、前記暗号化配信データを前記スクランブル鍵で復号する配信データデスクランブル手段と、
前記暗号化配信データから復号されたアクセス制御プログラムの中で、前記第2識別情報に対応するアクセス制御プログラムを起動させるプログラム起動手段と、
を備えることを特徴とするデジタル放送受信装置。
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