JPH0525436B2 - - Google Patents

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JPH0525436B2
JPH0525436B2 JP59502581A JP50258184A JPH0525436B2 JP H0525436 B2 JPH0525436 B2 JP H0525436B2 JP 59502581 A JP59502581 A JP 59502581A JP 50258184 A JP50258184 A JP 50258184A JP H0525436 B2 JPH0525436 B2 JP H0525436B2
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JP
Japan
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signal
information
encryption key
encrypted
receiver
Prior art date
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JP59502581A
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JPS60501882A (ja
Inventor
Aasaa Goodon Meeson
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INDEPENDENTO BUROODOKYASUTEINGU OOSORITEI
Original Assignee
INDEPENDENTO BUROODOKYASUTEINGU OOSORITEI
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Publication date
Application filed by INDEPENDENTO BUROODOKYASUTEINGU OOSORITEI filed Critical INDEPENDENTO BUROODOKYASUTEINGU OOSORITEI
Publication of JPS60501882A publication Critical patent/JPS60501882A/ja
Publication of JPH0525436B2 publication Critical patent/JPH0525436B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/16—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/162—Authorising the user terminal, e.g. by paying; Registering the use of a subscription channel, e.g. billing
    • H04N7/163—Authorising the user terminal, e.g. by paying; Registering the use of a subscription channel, e.g. billing by receiver means only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/16—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/167—Systems rendering the television signal unintelligible and subsequently intelligible
    • H04N7/1675—Providing digital key or authorisation information for generation or regeneration of the scrambling sequence

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デイジタル形式かまたはサンプルさ
れたアナログ形式のテレビジヨン信号の送信及び
受信に利用可能なテレビジヨン信号暗号化用セキ
ユリテイ・システムに関する。特に本発明は、効
果的な有料視聴設備を提供することができ、それ
によつて適切な情報が、例えば衛星放送チヤンネ
ルで送信されることができるようなセキユリテ
イ・システムに利用されるスクランブル装置及び
デ・スクランブル装置に関する。本発明は、多重
化アナログ成分（MAC）テレビジヨン信号の暗
号化に使用されることができる。
本発明は、本出願人による英国同時継続出願第
8317796号（特願昭59−502585号）に記述された
システムのある態様を発展させたものであり、そ
ちらも参照されたい。
［従来の技術］ 視聴ごとの支払（ペイ・パー・ビユー） 視聴ごとの支払は、全ての加入テレビジヨン・
サービスが包含せねばならない非常に重要な特徴
である。典型的に、番組を見ることの決定は、そ
の番組が放送される数分前に成される。このよう
な人間の習性は、新しい種類の公共サービス放送
の場合には、経済上非常に重要である。もし加入
者が、見る番組を予めよく決めておかねばならな
いならば、視聴者は娯楽のために控え目な予算し
かたてないという傾向がある。視聴ごとの支払
は、受信機にメーターを含むことにより、非常に
簡単に提供されることができる。視聴者による支
払は、「電子的」オーバー・エアー・クレジツト
の形で加入者の受信機に支払を受信する放送者に
対して行われる。上記オーバー・エアー・クレジ
ツトは、視聴者確認信号と共に送られ、それは受
信機のメーターに入れられる。金額記憶装置が各
テレビジヨン・チヤンネルのために提供されてお
り、その記憶内容はテレビジヨン信号に附随する
価格コードによりデクリメントされる。この方法
に於いて視聴者は、番組に対する即時のアクセス
を獲得することができ、さらに視聴者は見たそれ
らの番組のためにのみ支払うこととなる。
［発明が解決しようとする課題］ オーバー・エアー・クレジツトは、受信機の記
憶装置にクレジツト・ユニツトを送信することの
便利且つ経済的な方法を提供する。しかしなが
ら、このようなシステムを確実に動作させるため
には、以下の事が考慮されなければならない。即
ち、 (i) どのようにしてクレジツト・ユニツトの送信
を確実に行うか。
(ii) 特定のクレジツト・ユニツトが繰返して送信
される時、受信機がその量をすでに受信したこ
とを、どのようにして通知するか。
(iii) 雑音があるときに、クレジツト・ユニツトを
表わすデータ・ビツトが正しく受信されたかど
うかを、どのようにして検出するか。
(iv) （加入者が休日に出掛ける時のような）加入
者が契約期間よりも長い間、受信機をスイツチ
オフしておく時に、自動振替の一部であるクレ
ジツト・ユニツトの誤つた受信をどのようにし
て防ぐか。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
上記(i)乃至(iii)の事に効果的に対処し得ると共に、
上記(iv)については、非常に多数のクレジツト・ユ
ニツトが誤らないならば満たされるような、テレ
ビジヨン信号暗号化用セキユリテイ・システム用
のスクランブル装置及びデ・スクランブル装置を
提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用］ 即ち、本発明によるスクランブル装置は、入力
された情報信号Ａをスクランブルする手段と、上
記スクランブルされた情報信号を送信する手段
と、送信された上記スクランブルされた情報信号
Ａのデ・スクランブルを可能とするために受信機
で必要とされる第１の暗号化キーＰを発生する手
段と、許可された受信機を示す第２の暗号化キー
Ｄを発生する手段と、上記第１の暗号化キーＰを
含む第１の情報ブロツクを形成する手段と、上記
第２の暗号化キーＤを使用して上記第１の情報ブ
ロツクを暗号化し、第１の暗号化信号（Ｄ(P)）を
与える第１の暗号化手段と、第２の情報ブロツク
を形成する手段と、上記第１の暗号化キーＰを使
用して上記第２の情報ブロツクを暗号化し、第２
の暗号化信号（Ｐ(P)）を与える第２の暗号化手段
と、上記第１及び第２の暗号化信号を上記スクラ
ンブルされた情報信号と共に送信する手段とを具
備し、上記第２の情報ブロツクを形成する手段は
上記第１の暗号化キーを含むように上記第２のブ
ロツクを形成し、上記第２の暗号化手段は、それ
自身によつて暗号化された第１の暗号化キーの形
で、上記第２の暗号化信号を与え、それによつて
受信機に於いて上記キー中のエラーの検出を可能
とすることを特徴としている。
また、本発明によるデ・スクランブル装置は、
スクランブルされた情報信号を受信し、デ・スク
ランブルを可能とするのに必要とされる第１の暗
号化キーが正しく受信されたということの検出に
応じて上記スクランブルされた情報信号をデ・ス
クランブルする装置に於いて、スクランブルされ
た情報信号を受信する手段と、第２の暗号化キー
Ｄを記憶する記憶手段と、上記第２の暗号化キー
Ｄにより暗号化された第１の暗号化キーＰを含む
第１の情報ブロツクを含む第２の信号を受信する
手段と、上記記憶された第２の暗号化キーＤを使
用して上記第２の信号を復号化し、上記第１の情
報ブロツクから上記第１の暗号化キーＰを再生す
る第１の復号化手段と、上記第１の暗号化キーＰ
によつて暗号化された第２の情報ブロツクを含む
第３の信号を受信する手段と、上記第１の暗号化
キーを使用して上記第３の信号を復号化する第２
の復号化手段と、第１の暗号化キーの正しい受信
により可能とされる受信されたスクランブルされ
た情報信号をデ・スクランブルする手段とを具備
し、上記第２の情報ブロツクは上記第１の暗号化
キーＰを含み、上記第２の復号化手段は上記第２
の情報ブロツクから上記第１の暗号化キーを再生
するように構成され、この再生された第１の暗号
化キーをチエツクする手段が提供されていること
を特徴とする。
［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。
特に第１図に関して述べられる配列は、雑音の
多い衛星チヤンネルのような低信号対雑音比の状
況下でも、確実にオーバー・エアークレジツト情
報を送ることができる手法を含んでいる。即ち、
予め設定された量のクレジツト・ユニツト（本明
細書中では、以下、「金額」と呼ぶ）は、送信信
号中に暗号化されて契約期間ごとに各加入者に送
られ、受信機のメーターに入れられる。このメー
ターは、送信信号中の番組価格コードの受信に応
じてデクリメントされる。この方法で、完全なペ
イ・パー・ビユーのサービスが、すべての種類の
加入者に利用され得ることができる。上記サービ
スは、加入者による契約金の支払に応じて、適当
なクレジツト・ユニツトを送信することにより、
契約金を基礎として組織化されることができる。
好ましい手法に従つて、メーターに入れられる
ためにそれぞれの受信機に上記金額を確実に送信
するために、以下のステツプが成されねばならな
い。述べられた手法は、当該システムが積み立て
た契約金又は基準契約金のために使用される時に
も利用されることができる。
第１図に於いて、テレビジヨン信号Ａは、スク
ランブル回路１０で、送信の前に暗号化キーＳに
よりスクランブルされる。この暗号化キーＳ（以
後、セツシヨン・キーＳと称す）は、セキユリテ
イ上の理由から、別のキーＰ（以後、ピリオド・
キーＰと称す）によつて第２の回路１１で暗号化
され、この暗号化セツシヨン・キーＰ(S)もまた、
送信される。上記セツシヨン・キーＳ及びピリオ
ドキーＰは、キー発生回路１２と１４によりそれ
ぞれ発生されるもので、両キーは定期的に変更さ
れるが、この場合、セツシヨン・キーＳはピリオ
ド・キーＰよりも頻繁に変更されるものである。
ユーザーが、上記ピリオド・キーＰを使用して
上記セツシヨン・キーＳを得て、テレビジヨン信
号をデ・スクランブルすることができるように、
ユーザーにこのピリオド・キーＰを送信するが、
この場合、それを直接送信するよりはむしろ、ユ
ーザーに利用され得る分配キーＤと呼ばれる付加
的なキーを回路１６で発生し、送信の前に、この
分配キーＤを用いて回路１７でこのピリオド・キ
ーＰを暗号化することが提唱される。ここまでの
配列は、特願昭59−502585号に述べられたように
基本的なものである。
しかしながら、これらスクランブルされた信号
及び種々のキーに加えて、各ユーザーのクレジツ
ト状態に関する情報をオーバー・エアーで送信す
ることを提唱する。これを成すために、価格コー
ド発生器回路２０がそれぞれの番組の価格を表わ
す信号Ｃを発生し、この信号が上記テレビジヨン
信号と共に送信される。この場合、受信側でこの
信号をみだりに変更できないように、上記信号Ｃ
が送信の前に暗号化されるもので、暗号化回路２
１で上記ピリオド・キーＰを使用してそれを暗号
化することが好ましい。
それぞれのユーザーにより保持されるクレジツ
トの量に関する情報Ｍを送信することがさらに提
唱されるもので、これは加入者金額回路２２で上
記情報Ｍを発生し、上記回路１７で、後述される
方法で上記ピリオド・キーＰにそれを付加し、さ
らに上記分配キーＤでこのＰ＋Ｍを暗号化するこ
とにより最も良く達成される。後述される理由か
ら、加入者金額ラベル回路２４は金額ラベルML
を発生するもので、この金額ラベルMLは、上記
回路１７に供給されて上記Ｐ＋Ｍに付加され、情
報ブロツクＰ＋Ｍ＋MLを形成する。結局、この
情報ブロツクが上記分配キーＤで暗号化されて、
受信機に送信される。
受信機では、受信された信号Ｄ（Ｐ＋Ｍ＋ML）
は、解読回路３０に供給される。この解読回路３
０は、SMARTカード又はユーザーの受信機中
に構成されたチツプの形でか、あるいはなにか別
の方法でユーザーに供給される秘密の分配キーＤ
を使用して、Ｐ＋Ｍ＋MLを解読する。ピリオ
ド・キーＰは、解読回路３１で上記セツシヨン・
キーＳを解読するために使用されるが、メーター
として使用されるカウンタ３３をデクリメントす
るのに使用される価格コードＣを再生するために
も別の解読回路３２にも供給される。
より詳細に後述されるように、上記価格コード
Ｃは、受信時に、送信が成功したか否かを決定す
るためにチエツクされる別の所定コードの送信の
前に、それに付加される。この所定コードとして
は、上記ピリオド・キーＰを使用することが好ま
しく、従つて、受信機では、上記解読回路３２で
このピリオド・キーＰと上記価格コードＣとの両
方を再生し、このピリオド・キーＰは、上記受信
信号Ｄ（Ｐ＋Ｍ＋ML）から上記解読回路３０で
再生されたピリオド・キーＰと比較回路３４でチ
エツクされる。
クレジツト情報が上記信号Ｄ（Ｐ＋Ｍ＋ML）
に含まれ、上記解読回路３０が上記金額ラベル
MLに加えて上記金額情報Ｍを再生するというこ
とを思出されたい。上記金額情報Ｍが上記カウン
タ３３をインクリメントするのに使用されるのに
対して、上記金額ラベルMLは回路３５にストア
される。上記カウンタ３３がゼロとなつたとき、
当該カウンタ３３によつて抑制信号が生成され
る。この抑制信号は、ゲート回路３６に供給され
て、スクランブルされたテレビジヨン信号をデ・
スクランブルするのに使用されるデ・スクランブ
ル回路３７に上記セツシヨン・キーＳが利用され
るのを防げる。
オーバー・エアー・クレジツト情報 オーバー・エアーで送られる金額は、キーＫを
用いて、Ｋ（MONEY）の形式に単純に暗号化す
ることはできない。これは、メツセージ
MONEYが独特なものではない故に、あまり安
全ではない。MONEYは、送信された金額の単
調に増える量を表わすコードであると仮定された
い。例えば、加入者にゼロ・クレジツトの送信を
表わすために、放送者はデイジタル・コード・オ
ール・ゼロを送る。上記キーＫでこの情報を暗号
化すると、Ｋ（MONEY）のための何らかのビツ
ト・パターンが生成される。許可されていないユ
ーザー（盗視聴者）は、Ｋ（MONEY）のビツ
ト・パターンを単に変えることで、上記キーＫの
知識がなくとも自身の受信機に対する金額を簡単
に加増することができる。受信機が秘密キーＫを
使用して新しいメツセージを解読した時、ゼロ以
外でなければならない新しい平文メツセージが生
成される。これは、平文と１対１の関数関係であ
る暗号文のみが存在するからである。従つて、上
記暗号文メツセージを改変すれば、その改変前の
暗号文メツセージが「金額ゼロ」を意味していた
故に、当然、ゼロ以外の金額量が送信されたこと
を示すコードを生成してしまうだろう。それ故
に、盗視聴者は、たとえ上記金額量も知らなくと
も、自身の受信機に対する金額を加増することが
できる。
このような問題を克服する方法は、上記金額に
キーを添えることである。そして、受信機は、正
しい添付キーを見出したときにのみ、金額信号を
受入れる。これは、信号Ｄ（Ｍ＋Ｐ）を送ること
によつて達せられる。ただしここで、Ｄは分配キ
ーであり、Ｍは金額であり、Ｐはピリオド・キー
である。これのより詳細な説明は、前述の特願昭
59−502585号を参照されたい。明らかに、受信機
が上記ピリオド・キーＰと共に上記金額ビツトＭ
を確認できれば、上記ピリオド・キーが正しく受
信されたことは確かであろう。これは、信号Ｐ
（Ｘ＋CODE）により達成されることができる。
ただしここで、Ｘは価格コードや日付情報のよう
な独特ではない何らかの別の情報を意味する。
上記信号CODEは、多数のビツトであり且つ独
特のものである。上記信号CODEは、上記ピリオ
ド・キーの値に等しくされることが好ましい。こ
れは、上記ピリオド・キーが時間と共に変化し且
つ秘密を保つ信号である故に、より高いセキユリ
テイを与える。このアイデアは、信号Ｐ（Ｘ＋Ｐ）
が受信ピリオド・キーで解読されて、同一の解読
キー、即ちピリオド・キーＰを生ずることができ
たときには、正しいピリオド・キーが受信された
機会が極めて大であるということを利用してい
る。
さらに、上記金額ビツトＭが信号Ｄ（Ｍ＋Ｐ）
中で正しいことをチエツクするために、上記ピリ
オド・キーＰが使用される同様の方法に於いて
は、上記ピリオド・キーＰはまた、上記メツセー
ジＸが正しいということをチエツクするためにも
使用される。これ故に、Ｘの値は、いずれかの平
文メツセージに等しくされることができる。セキ
ユリテイを必要とする典型的な信号は、番組価格
コードＣである。これ故に、第１図に示された信
号Ｐ（Ｃ＋Ｐ）は、上記価格コードＣ，ピリオ
ド・キーＰが全て正しく受信されたということを
チエツクするために使用される。上記ピリオド・
キーＰが正しく受信されたことを知られている故
に、信号Ｄ（Ｍ＋Ｐ）中の金額ビツトＭもまた正
しくチエツクされる。さらなる改良点は、信号(S)
とＰ（Ｃ＋Ｐ）を結合して、信号Ｐ（Ｃ＋Ｓ＋Ｐ）
を形成することであり、これは上記セツシヨン・
キーＳも正しく受信されたことをチエツクするこ
とを上記ピリオド・キーＰに許す。
番組支払請求方法 番組のために支払うため、受信機のメーターを
デクリメントするには、次の２つの方法がある。
即ち、第１の方法は、番組の10秒毎に少量のクレ
ジツトが消費されるというものである。第２の方
法は、その番組を受信する決定が加入者により成
された時に、総番組価格に等しい量のクレジツト
が消費されるというものである。同一の番組のた
めの多重支払を防ぐために、番号がそれぞれの番
組に与えられ、この番組番号がクレジツトが消費
された時に受信機にストアされる。同一の番組の
再送信は、同一番組項目をさらに受信するのに追
加の支払請求が成されることになつているかどう
かに依存して、異なつた番組の番号かまたは同一
の番組の番号かが付される。１カ月後に繰返す
256の番組番号があり、日付スタンプは、その月
の記録を保ち、支払が番組のために成された時を
記録するためにもまた使用される。上記情報の全
てをｘと称するものとすると、Ｐ（ｘ＋Ｐ）とし
て前述された方法で上記ピリオド・キーＰで暗号
化されて送られる。上記ピリオド・キーは、情報
を暗号化することと、情報の正しい受信のチエツ
クを成し遂げることとの両方の二重の役割を成し
遂げる。
セキユリテイ 盗視聴者が自身の分配キーＤを得ることができ
ないと仮定されたい。盗視聴者は、どうしても自
由にテレビジヨンを見たい場合には、自身のセツ
トを壊すことによつてのみ分配キーを得ることが
できる。そのために、盗視聴者が暗号化アルゴリ
ズムを破ることができないとするならば、盗視聴
者の攻撃方法は、上記金額Ｍのための異なつたコ
ードを用いて確かなピリオド・キーを得るため
に、暗号文Ｄ（Ｍ＋Ｐ）を改ざんすることだけで
ある。第２図を参照しての統計的な以下の記述
は、金額ビツトＭを変えても、なお同一のピリオ
ド・キーＰのままであることができるという確率
が、次式により与えられるということを示す。即
ち、 ｐ＝2n-m−１／2n−１ ……(i) 但し、ｎは暗号文ビツトの数であり、ｍはｎ＞
ｍの関係にあるピリオド・キー・ビツトの数であ
る。従つて、ｎ−ｍ≫１の時の場合にあつては、
上記(i)式は、 ｐ１／2m ……(ii) になる。
同様のセオリーが、この形で符号化される他の
必須の信号に応用される。さらに、暗号文が盗視
聴者により改ざんされようと、衛星から誤つて受
信されようとも、同様の原理が働く。
第２図を参照すると、暗号化処理は、ｎ個の暗
号文ビツトとｎ個の平文ビツトとの間の１対１の
関数関係を提供する。加入者ビツトは、正しいピ
リオド・キーＰが受信された場合のみ、有効であ
る。加入者ビツトのそれぞれの組合わせが有効な
メツセージを含む故に、このプロトコルが採用さ
れることが必要である。上記ピリオド・キーに割
当てられるのがｍビツトだけである故に、ｍ＜ｎ
である。特に、同一ピリオド・キー中には暗号文
ブロツクの多くの関数関係がある。これは、有効
なピリオド・キーを持つ、異なるけれども有効な
加入者ワードを生ずるだろう。盗視聴者は、例え
ば金額を獲得するために、自身の加入者ビツトを
改ざんすることを試みるかもしれない。盗視聴者
はキーＫを知らないが、しかし異なつた加入者ワ
ードと共に同一のピリオド・キーを生成するデコ
ーダーを「だます」ために、暗号文を改ざんする
ことを試みると仮定されたい。この改ざんを行う
ために、盗視聴者は多くの暗号文組合わせを試み
る。盗視聴者が試みなければならない組合わせの
数が非常に多くされるならば、盗視聴者が所望の
結果を生ずる確率は無視し得る。
ｎ個の暗号文ビツトの組合わせは、2n個の総数
がある。これらの組合わせの１つ、即ち盗視聴者
に送られた１つは、重要なものではない。これ故
に、ｍビツトのピリオド・キーを変更せずに所望
の結果を生ずることができる改ざんの組合わせの
総数は、2o−１個ある。
今、それぞれの関数関係が等しいと仮定して
も、ピリード・キーを変更しない改ざんの組合わ
せを見出す確率は、次式により与えられる。即
ち、 ｐ＝n1／n2 但し、n1はピリオド・キーを変更していない平
文中の暗号文の改ざんの関数関係の数であり、n2
は平文中の暗号文の改ざんの関数関係の総数であ
る。
平文中に対する暗号文の関数関係の総数は2n個
である。ｍビツトを変更しない関数関係の総数は
2n-m個ある。但し、ｎ＞ｍである。これらの関数
関係の１つは重要なものではない故に、変更され
ていないｍビツトのピリオド・キーを生成する改
ざんの関数関係の総数は2n-m−１個ある。
ゆえに、 ｐ＝2n-m−１／2n−１ である。但し、ｎ＞ｍである。
ここで、ｍ＝０の時は、メツセージがこの場合
ピリーオド・キーでプロテクトされていない故
に、予期されるように、ｐ＝１である。
ｎ＝ｍの時は、平文と暗号文の１対１の関数関
係のみがある故に、予期されるように、ｐ＝０で
ある。
ｎ−ｍ≫１の時は、ｐ＝1/2mであり、これは考
慮すべき通常の場合である。但し、ｎとｍは正の
整数である。
この場合、56ビツトのピリオド・キーは、 ｐ＝1/256＝1.4×10-17 を生ずる。即ち、ハプニング発生の確率は無視し
得る。
本明細書中に述べられた方法のためには、共用
されるメツセージ・ブロツクが十分に暗号化され
ることが必須である。ストリーム暗号は、平文情
報の大きさと位置の両方が破られねばならない故
に、使用されることができない。ブロツク又はフ
イードバツク暗号が使用されるべきであり、以下
の性質を持たねばならない。即ち、暗号文の１ビ
ツトが改ざんされたならば、平文の多数のビツト
が同一キーの下で変えられ、これらの変えられた
ビツトは平文メツセージ上に均等に分配されると
いう性質である。第３ａ図は、長いブロツクがい
くつかの64ビツトのサブ・ブロツクを使用して、
どのように暗号化されることができるかを概略的
に示している。それぞれのサブ・ブロツクは、64
ビツトのブロツク暗号である。
必須の特徴は、上記サブ・ブロツクをオーバー
ラツプすることであり、中間段を形成することで
ある。最終的な暗号文ブロツクは、上記サブ・ブ
ロツクが第２段ではオーバーラツプされる方向を
第１段と逆にすることにより、上述された性質を
持つことを保証される。中間段の形成と、上記ア
ルゴリズムが上記第２段のために成し遂げられる
方向の逆転との同様の手法が、必要な暗号文性質
を達するために、暗号フイードバツクに適用され
ることができる。この暗号フイードバツクは、良
く知られた手法であり、上記逆方向の暗号文を解
読する手法は、第３ｂ図に示される。
金額ラベル 金額の送信は、日付スタンプ又は金額ラベルと
一緒に行われなければならない。金額ラベルはま
さしく、限定された長さの日付スタンプである。
金額ラベルMLは、金額が支払ピリオドの間に１
度だけ、メーターに入れられることを保証するた
めに使用される。これは、支払期間の進行につれ
て、金額情報が数回繰返されるので、必要とされ
る。金額がラベルと一緒に入れられた後には、同
一の金額ラベルを持つ金額のそれ以上の受信が阻
止されるもので、これは第１図に示されている。
金額ラベルMLは、それぞれの個々の加入者の金
額ビツトＭに添えられる２ビツトの数の形を取ら
れる。この故に、個々の加入者に特有の金額ラベ
ルは、異なつたレートで変化する。
実際には、日付スタンプもまた、古い暗号文の
不正な繰返しを防ぐために平文メツセージに含ま
れることも必要である。しかしながら、明瞭の目
的のために、これは図面のいずれにも示されな
い。
金額ラベルの使用を伴わずに、同一の支払を、
受信機に間断なく入れることを妨げる別の且つひ
よつとしたら最良の方法は、以下のようなもので
ある。即ち、新しい支払インクリメントを送る代
わりに、放送者にかつて送られた全ての支払の総
計が、オーバー・エアーで送信される。そして、
セキユリテイ・デバイスは、実際の支払を見出す
ために、送信された支払から予めストアされた支
払を単に減ずるものである。この方法は、放送者
に支払を成すレートがクレジツト・トークンをオ
ーバー・エアーで受信するレートと一致して保た
れることを必要としないという利点を持つてい
る。しかしながら、上記方法は支払のために使用
される多くのビツトを普通必要とし、これは確認
サイクル時間を劇的に増すだろう。上記原理に対
する僅かな改良は、長いサイクル時間の問題を克
服することであり、これは以下のようである。即
ち、かつて成された全ての支払の総計がなお送ら
れるが、これは256を法とした形のものであり、
これ故に８ビツトのみが要求される。上記総計は
増加されることのみができ、古い支払の不正な再
生が日付スタンプの手段により妨げられる故に、
以下のアルゴリズムが使用されることができる。
即ち、送信された合計がストアされた合計よりも
大きいならば、差や前述のように取られる。しか
しながら、送信された合計がストアされた合計よ
り小さいならば、オーバーフローが生じなければ
ならず、256が差計算に加算される。上記手法は、
１つ以上のオーバーフローが生じないと仮定して
いる。これは、256トークンの金額値が極めて大
きなものであると仮定するならば、安全であるこ
とができる。さらに、ストアされた総計値は、論
じられた場合に於いて、受信されたオーバー・エ
アー・クレジツト支払を表わす有効な小型の手段
を表わしている。同様の原理はどのような基準単
位にも応用されるものであり、256は単に例示の
ために与えられているに過ぎないことは明かであ
ろう。
前述された実施例は、組合わせに於ける２つの
主な特徴、即ち正しい送信及び受信をチエツクす
るためにピリオド・キーを含む信号を暗号化する
ためのピリオド・キーの使用と、金額信号の多重
累算を妨げるために金額信号と共に送信される金
額ラベルの使用とを開示している。この後者の特
徴は、特許請求の範囲に独立形式で請求されてい
ないとはいえ、出願人はこの特徴に特有と思われ
るような請求の範囲を後日提出する権利を留保す
る。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、(i)どの
ようにしてクレジツト・ユニツトの送信を確実に
行うか、(ii)特定量のクレジツト・ユニツトが繰返
して送信される時、受信機がその量をすでに受信
したことを、どのようにして通知するか、(iii)雑音
があるときに、クレジツト・ユニツトを表わすデ
ータ・ビツトが正しく受信されたかどうかを、ど
のようにして検出するかといつた事に効果的に対
処し得ると共に、(iv)（加入者が休日に出掛ける時
のような）加入者が契約期間よりも長い間、受信
機をスイツチオフしておく時に、自動振替の一部
であるクレジツト・ユニツトの誤つた受信をどの
ようにして防ぐかということについては、非常に
多数のクレジツト・ユニツトが誤らないならば満
たされるような、テレビジヨン信号暗号化用セキ
ユリテイ・システム用のスクランブル装置及び
デ・スクランブル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に従つたスクランブ
ル装置及びデ・スクランブル装置を適用した送信
機／受信機システムの信号経路のブロツク図、第
２図は独特ではない情報の確認のための統計を説
明するための図、第３ａ図及び第３ｂ図はそれぞ
れ本発明に好ましいある性質を持つ暗号文を生成
するための手法を説明するための図である。 １０，１１，１７，２１……スクランブル（暗
号化）回路、１２……セツシヨン・キー発生回
路、１４……ピリオド・キー発生回路、１６……
分配キー発生回路、２０……価格コード発生器回
路、２２……加入者金額回路、２４……加入者金
額ラベル回路、３０，３１，３２，３７……デ・
スクランブル（解読）回路、３３……カウンタ、
３４……比較回路、３５……ストア回路、３６…
…ゲート回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入力された情報信号Ａをスクランブルする手
    段と、 上記スクランブルされた情報信号を送信する手
    段と、 送信された上記スクランブルされた情報信号Ａ
    のデ・スクランブルを可能とするために受信機で
    必要とされる第１の暗号化キーＰを発生する手段
    と、 許可された受信機を示す第２の暗号化キーＤを
    発生する手段と、 上記第１の暗号化キーＰを含む第１の情報ブロ
    ツクを形成する手段と、 上記第２の暗号化キーＤを使用して上記第１の
    情報ブロツクを暗号化し、第１の暗号化信号Ｄ(P)
    を与える第１の暗号化手段と、 第２の情報ブロツクを形成する手段と、 上記第１の暗号化キーＰを使用して上記第２の
    情報ブロツクを暗号化し、第２の暗号化信号Ｐ(P)
    を与える第２の暗号化手段と、 上記第１及び第２の暗号化信号を上記スクラン
    ブルされた情報信号と共に送信する手段と、 を具備し、 上記第２の情報ブロツクを形成する手段は上記
    第１の暗号化キーを含むように上記第２のブロツ
    クを形成し、 上記第２の暗号化手段は、それ自身によつて暗
    号化された第１の暗号化キーの形で、上記第２の
    暗号化信号を与え、それによつて受信機に於いて
    上記キー中のエラーの検出を可能とすることを特
    徴とするスクランブルされた情報信号を受信機に
    完全に送信するためのスクランブル装置。 ２ 上記スクランブルされた情報信号と共に送信
    するための一情報を発生する手段を具備し、 上記第１の情報ブロツクを形成する手段及び上
    記第２の情報ブロツクを形成する手段の一方は、
    それによつて形成された情報ブロツク中に上記一
    情報を含むように構成され、それによつて、受信
    機に於いて、送信エラー即ち上記一情報の不正変
    更の検出を可能とすることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。 ３ 上記スクランブルされた情報信号と共に送信
    するための他の一情報を発生する手段を具備し、 上記情報ブロツクを形成する手段の一方は、そ
    れによつて形成された情報ブロツク中に上記一情
    報を含むように構成され、上記情報ブロツクを形
    成する手段の他方は、それによつて形成された情
    報ブロツク中に上記他の一情報を含むように構成
    され、それによつて、受信機に於いて、送信エラ
    ー即ち上記情報もしくは上記他の一情報の不正変
    更の検出を可能とすることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項に記載の装置。 ４ 上記一情報を発生する手段は、上記情報信号
    Ａの受信機に対する価格を示す信号Ｃを発生する
    ように構成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項に記載の装置。 ５ 上記一情報を発生する手段は、上記情報信号
    Ａの受信機に対する価格を示す信号Ｃを発生する
    ように構成され、 上記他の一情報を発生する手段は、上記受信機
    のクレジツト状態を示す信号Ｍを発生するように
    構成され、 上記第１の情報ブロツクを形成する手段は、上
    記第１の情報ブロツク中に上記クレジツト状態信
    号Ｍを含むように構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ６ 上記第１及び第２の暗号化信号を送信する手
    段は、第１の暗号化信号Ｄ（Ｐ＋Ｍ）を繰り返し
    送信するように構成され、ラベル信号MLを発生
    する手段を含み、 上記第１の情報ブロツクを形成する手段は、上
    記第１の情報ブロツク中に上記ラベル信号MLを
    含むように構成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 上記ラベル信号MLを発生する手段は、上記
    クレジツト状態信号と関連する日付及び／又は時
    間を示す信号を発生するように構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装
    置。 ８ 上記他の一情報を発生する手段は、受信機に
    ついての、既に支払いのなされたクレジツトの総
    合計を示す信号Ｍを発生するように構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
    の装置。 ９ 上記他の一情報を発生する手段は、ｍを法と
    した形で受信機のクレジツト状態を示す信号Ｍを
    発生するように構成されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第５項に記載の装置。 １０ 上記スクランブルされた情報信号を送信す
    る手段及び上記第１及び第２の暗号化信号を送信
    する手段は、それらの信号を放送するように構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の装置。 １１ 第３の暗号化キーＳを発生する手段と、 上記第１の暗号化キーＰを使用して上記第３の
    暗号化キーを暗号化し、第３の暗号化信号Ｐ(r)を
    与える第４の暗号化手段と、 上記第３の暗号化信号を送信する手段と、 を具備し、 上記スクランブルする手段が、上記第３の暗号
    化キーＳの制御の下、入力情報信号をスクランブ
    ルするように構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。 １２ 第３の暗号化キーＳを発生する手段を含
    み、 上記第２のブロツク情報を形成する手段は、上
    記第２のブロツク情報中に上記第３の暗号化キー
    Ｓを含むように構成され、それによつて、上記第
    ３の暗号化キーＳに於ける送信エラーの受信機で
    の検出を可能とし、 上記スクランブルする手段は、上記第３の暗号
    化キーＳの制御の下、入力情報信号をスクランブ
    ルするように構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。 １３ スクランブルされた情報信号を受信し、
    デ・スクランブルを可能とするのに必要とされる
    第１の暗号化キーが正しく受信されたということ
    の検出に応じて上記スクランブルされた情報信号
    をデ・スクランブルする装置に於いて、 スクランブルされた情報信号を受信する手段
    と、 第２の暗号化キーＤを記憶する記憶手段と、 上記第２の暗号化キーＤにより暗号化された第
    １の暗号化キーＰを含む第１の情報ブロツクを含
    む第２の信号を受信する手段と、 上記記憶された第２の暗号化キーＤを使用して
    上記第２の信号を復号化し、上記第１の情報ブロ
    ツクから上記第１の暗号化キーＰを再生する第１
    の復号化手段と、 上記第１の暗号化キーＰによつて暗号化された
    第２の情報ブロツクを含む第３の信号を受信する
    手段と、 上記第１の暗号化キーを使用して上記第３の信
    号を復号化する第２の復号化手段と、 第１の暗号化キーの正しい受信により可能とさ
    れる受信されたスクランブルされた情報信号を
    デ・スクランブルする手段と、 を具備し、 上記第２の情報ブロツクは上記第１の暗号化キ
    ーＰを含み、 上記第２の復号化手段は上記第２の情報ブロツ
    クから上記第１の暗号化キーを再生するように構
    成され、 この再生された第１の暗号化キーをチエツクす
    る手段が提供されていることを特徴とするデ・ス
    クランブル装置。 １４ 上記第２の信号を受信する手段と上記第３
    の信号を受信する手段との一方は、一情報を含む
    暗号化された情報グループを含む信号を受信する
    ように構成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１３項に記載の装置。 １５ 上記第２の信号を受信する手段は、一情報
    を含む暗号化された第１の情報ブロツクを含む信
    号を受信するように構成され、上記第３の信号を
    受信する手段は、別の一情報を含む暗号化された
    第２の情報グループを含む第３の信号を受信する
    ように構成されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１３項に記載の装置。 １６ 上記第３の信号を受信する装置は、上記ス
    クランブルされた情報の価格を示す一情報を含む
    暗号化された第２の情報ブロツクを受信するよう
    に構成され、 第３の復号化手段が上記価格信号を再生するよ
    うに構成され、 さらに記憶部が提供され、 上記第３の復号化手段は、上記記憶部に上記再
    生された価格信号を出力し、それによつて上記記
    憶部の内容を変更するように構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の装
    置。 １７ 上記第２の信号を受信する手段は、上記受
    信機のクレジツト状態を示す一情報を含む暗号化
    された第１の情報ブロツクを受信するように構成
    され、 上記第３の信号を受信する手段は、上記スクラ
    ンブルされた情報の価格を示す別の一情報を含む
    暗号化された第２の情報ブロツクを受信するよう
    に構成され、 上記第１の復号化手段は、上記クレジツト状態
    信号を再生するように構成され、 上記第２の復号化手段は、上記価格信号を再生
    するように構成され、 さらに記憶部が提供され、 上記第１及び第２の復号化手段は、復号化した
    クレジツト状態信号並びに復号化した価格信号を
    上記記憶部に出力し、それによつて上記記憶部の
    内容を変更するように構成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１５項に記載の装置。 １８ 上記記憶部は、その記憶内容が所定の値を
    持つとき、無能信号を上記デ・スクランブル手段
    に出力するように構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１７項に記載の装置。 １９ 上記情報ブロツクは、阻止信号を含み、 上記第１の復号化手段は、上記阻止信号を再生
    するように構成され、 上記阻止信号に応答して、当該阻止信号に付加
    されたクレジツト信号を含む暗号化された第１の
    情報ブロツクのさらなる受信に応じた上記記憶変
    更を阻止する阻止回路が提供されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２０ 上記第１の情報ブロツクは、個々の受信機
    に関するクレジツトの総合計を示す信号を含み、 上記第１の復号化手段は、上記クレジツトの総
    合計信号を再生するように構成され、 存在するクレジツトの総合計と現在のクレジツ
    トの合計とを比較して、その比較の結果として当
    該装置の動作を制御する比較手段を具備すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の装
    置。 ２１ 上記第１の暗号化キーＰにより暗号化され
    た第３の暗号化キーＳを含む第４の信号を受信す
    る手段と、 上記第１の情報ブロツクから再生された第１の
    暗号化キーを使用して上記第４の信号を復号化
    し、再生された第３の暗号化キーＳを上記デ・ス
    クランブル手段に供給して、上記スクランブルさ
    れた情報信号のデ・スクランブルを制御する第３
    の復号化手段と、 を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１
    ３項に記載の装置。
JP59502581A 1983-07-22 1984-07-02 スクランブル装置及びデ・スクランブル装置 Granted JPS60501882A (ja)

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