JPH0534873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はCATV等の従来よりある有料放送シ
ステムを利用して放送衛星又は通信衛星による番
組の提供を可能にした有料番組分配装置及び暗号
鍵の分配方法に関する。

［従来の技術］ 従来より有料放送分配サービスとしてゲーブル
等を利用したCATV等が実施されている。この
ような有料放送システムでは、不正な視聴を防止
するために、放送局側で送信する信号を撹はんす
るためのスクランブル技術、受信側でスクランブ
ルされた映像／音声信を元に戻す技術が採用され
る。かかるスクランブル技術の方式は、映像信号
の一定条件下での反転、同期信号の抑圧又は除
去、デイジタル化した映像信号におけるセグメン
ト単位での入替えやシフト等の各種の方式がある
が、このような映像反転等は更に擬似ランダム信
号（pseudo randam noise、PN系列信号又は
PN信号）でランダム化することによりその秘匿
度を一層高めている。すなわち、暗号化を図つて
いる。従つて、PN信号によつてスクランブルさ
れて送出された番組信号を受信する加入者側で
は、前記のPN信号を発生する放送局側と同様な
PN信号発生器を用意し、放送局側から送られる
初期値を受け取り、この初期値に基づきPN信号
発生器でPN信号を得、スクランブルを解除して
元の映像／音声信号を取り出している。この初期
値はスクランブルを解くための「鍵」と呼ばれ、
何らかの手段で放送局の管理センサから加入者の
デコーダへ送られる。鍵の取扱いに関しても、各
加入者に共通の鍵を送るとその秘匿度に問題が生
じるので、鍵を複数種類用意し、階層的な暗号化
を図つている。すなわち、鍵には、加入者のデコ
ーダに内蔵される加入者ごと異なる固有の個別鍵
と、この個別鍵で暗号化されたワーク鍵と、この
ワーク鍵で更に暗号化された、スクランブル及び
デスクランブルを行うための前記初期値として使
用されるスクランブル鍵とがある。暗号化された
ワーク鍵は加入者の契約情報と共に「個別情報」
として加入者のデコーダに送られる。またスクラ
ンブル鍵は番組の属性を示す情報と共に「番組情
報」として番組の放送と同時に伝送される。

有料放送サービスの他の形態として衛星放送に
よる番組分配サービスがあり、これは近年我国に
おいて実施される予定にある。この衛星放送にお
いても前述したスクランブル技術、暗号化技術が
適用される。

［発明が解決しようとする課題］ 放送衛星や通信衛星を用いた衛星放送有料サー
ビスによる番組分配は、衛星放送普及の観点か
ら、従来から存在するCATV等の有料放送ネツ
トワークを介して当該ネツトワークの加入者まで
番組を分配できるようにするのが望ましい。つま
り、衛星放送システムとCATVシステム等をス
ルーして衛星放送番組の伝送と有料サービス管理
を行え、その上CATVの番組伝送の有料サービ
ス管理の独自性も確保できることが望まれる。

しかしながら、衛星放送による番組分配におけ
る衛星リンクの伝送方式は衛星に適した伝送方式
が採用され、従つて一般的に衛星波における伝送
方式とケーブル伝送波における伝送方式とは異な
つている。例えば衛星放送の場合、テレビジヨン
信号のベースバンド帯は映像信号に広帯域のデイ
ジタルサブキヤリヤ（帯域幅約1MHz）が周波数
分割多重化されているので、約6.5MHzの広い帯
域が必要である。また衛星放送波（RF信号）は、
12GHz帯の電波を用いて微弱な電波で所要のSN
比を確保するため、27MHzの広帯域の帯域幅の伝
送チヤンネルを形成し、FM変調で伝送される。
これに対し、地上のケーブル施設を利用した
CATV等の放送の場合、VHF又はUHFの電波を
用いて6MHzの帯域幅の伝送チヤンネルを形成し
VSB／AM変調で伝送されるのが一般的である。

従つて前記の如く衛星放送システムとCATV
システムとをスルーさせるためには、衛星放送波
をCATVシステムのケーブル施設のヘツドエン
ドで受信し、ケーブルへ再送信させる必要がある
が、この再送信において両者の伝送方式の差異を
整合させるため何らかの措置が必要となる。

また衛星放送システムの有料方式又はシグナル
セキユリテイとケーブル放送システムの有料方式
又はシグナルセキユリテイとの間にも差異があ
る。放送衛星や通信衛星による番組分配システム
では高度な信号処理技術によるスクランブル方法
が使用されるに対し、ケーブル放送システムでは
伝送路がケーブルという限定されたものであり諸
種の事情から比較的簡単な各CATV独自のスク
ランブル方法が使用される。従つて、衛星放送シ
ステムとCATVシステムとをスルーさせるため
には、各々のセキユリテイを確保しつつ、各々の
有料方式の管理システムの整合が図られる必要が
ある。

本発明の目的は、衛星放送等による有料放送サ
ービスとケーブル放送による有料放送サービスと
のスルーを可能にするにあたつて、衛星放送等を
ケーブル伝送路等へ再送信することにおいて、セ
キユリテイを確保しつつ、ケーブル放送の各加入
者に対してケーブル放送独自の料金方式と併せ再
送信前の衛星放送等の有料方式サービスをも同等
にアクセスすることをできるようにすると共に、
更にケーブル放送の独自のスクランブル方法も可
能にした有料番組分配システム及び暗号鍵の分配
構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段とその作用］ 本発明に係る有料番組分配システムは、受信手
段及び送信手段を含むヘツドエンド再送信装置と
入者受信端末及びその有料デコーダを含む受信装
置と、ヘツドエンド再送信装置と受信装置との間
に介設されるケーブル等の伝送路とから成る有料
番組分配システムにおいて、ヘツドエンド再送信
装置は、衛星放送受信手段と、衛星放送番組信号
をヘツドエンド再送信装置でテスクランブルする
ためのヘツドエンド再送信装置に固有の個別鍵を
含むと共に前記受信装置の有料デコーダに固有の
個別鍵を含む個別情報は暗号化状態のままで通過
させる有料デコーダと、デスクランブルされた衛
星放送番組信号をヘツドエンド再送信装置用有料
デコーダ内で生じるPN信号で再スクランブルし
前記暗号化状態の個別情報と多重化するスクラン
ブル・多重化手段とを備え、また前記受信装置
は、その有料デコーダ内に固有の個別鍵を有し、
この個別鍵で再スクランブルされた衛星放送番組
信号のスクランブルを解く手段を備えるように構
成される。

上記の構成によれば、衛星波受信局の機能を有
するヘツドエンド再送信装置において、映像／音
声信号のスクランブルを一度解き、ケーブル施設
に適するスクランブル方式に変換すると共に、衛
星波に多重化されている関連情報を抽出し、ケー
ブル伝送されるテレビジヨン信号の例えば垂直帰
線期間に多重し、再送信する。またケーブル加入
者受信装置に関する個別情報はヘツドエンド再送
信装置において暗号化情報のまま伝送されるので
秘匿性は保たれ、セキユリテイが確保される。

また本発明に係る暗号鍵の分配方法は、ヘツド
エンド再送信装置と加入者受信装置の各々に固有
の個別鍵Kmi，Kmjをそれぞれ備えるようにし、
放送局側にて供給する衛星放送番組信号をスクラ
ンブル鍵Ksで暗号化し、このスクランブル鍵Ks
をワーク鍵Kwで暗号化し、更にこのワーク鍵
Kwを前記の２つの個別鍵Kmi，Kmjで別々に暗
号化し、これらの暗号化された情報を多重化して
伝送するようにした。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を添付図面に従つて説明
する。

第１図は衛星放送とCATVとをスルーした番
組分配装置におけるヘツドエンド再送信装置とそ
の周辺の構成を示し、第２図は暗号化鍵の分配方
法を示す。

第１図において、１は衛星放送からの有料放送
電波２を受ける受信アンテナ、３はCATVシス
テムのヘツドエンド再送信装置、４はCATVの
ケーブル、５はCATVの一加入者の受信機であ
る。ヘツドエンド再送信装置３内には、前記受信
アンテナ１を備える衛星受信器６、ヘツドエンド
用有料デコーダ７、関連情報多重化装置８、
CATV用スクランブル装置９、再変調コンバー
タ１０、が含まれ、更にヘツドエンド用有料デコ
ーダ７内にはパケツト抽出回路１１、復合器１
２、PN信号発生器１３、映像／音声デスクラン
ブラ１４を含む。またヘツドエンド再送信装置３
においてCATV独自の有料サービスを実施する
ためのスクランブル用関連情報再生装置１５を設
け、この装置１５は、関連情報多重化装置８に対
して関連情報を、CATV用スクランブル装置９
に対してPN信号をそれぞれ供給する。一方、
CATV加入者受信機５は、CATV用デスクラン
ブラを含むCATVコンバータ１６と、復号器１
８と個別鍵Kmj１９とPN信号発生器２０とを含
む有料デコーダ１７とから構成される。CATV
コンバータ１６で得られた映像／音声信号は表示
装置２１に与えられ、ここで映像が放映される。

上記の構成において、衛星放送からの有料放送
電波２がヘツドエンド再送信装置３の受信アンテ
ナ１で受信され、衛星受信機６においてベースバ
ンド信号に復調される。ベースバント信号の中に
スクランブルされた映像信号ａ、音声信号ｂは映
像／音声デスクランブラ１４に供給され、また関
連情報パケツトデータｃはパケツト抽出回路１１
に供給される。スクランブルを解くための鍵を含
む関連情報は一般にパケツトの形式で伝送され
る。パケツト抽出回路１１では関連情報のパケツ
トが抽出される。関連情報の種類としては、番組
の属性を示す情報とスクランブル鍵（Ks）とを
含みワーク鍵（Kw）で暗号化された「番組（共
通）情報」と、加入者の契約に関する情報と共通
のワーク鍵（Kw）とを含み個別鍵（Km）で暗
号化された「個別情報」とに大別される。これら
の関連情報は復号器１２で暗号を解かれ、各種情
報の照合が行われ、条件が一致するという判定が
行われるとスクランブル鍵Ksが得られる。この
スクランブル鍵（Ks）はPN信号の初期値となつ
ており、スクランブル鍵（Ks）はPN信号発生器
１３に与えられ、スクランブル鍵（Ks）に対応
するPN系列信号がPN信号発生器１３から出力
される。このPN信号発生器１３は非線型のシフ
トレジスタを用いて構成されている。上記PN信
号は映像／音声デスクランブラ１４に供給され
る。映像／音声デスクランブラ１４へ供給された
スクランブルされた映像及び音声信号は、PN信
号が加算されることによつてスクランブルされた
ものであるので、PN信号発生器１３から出力さ
れる同一のPN信号にタイミングを合わせてスク
ランブルされた映像及び音声信号に加算すると、
元のスクランブルされない映像及び音声信号が映
像／音声デスクランブラ１４で得られる。スクラ
ンブルが解除された映像信号a′は関連情報多重化
装置８を経由して、また音声信号b′は直接に
CATV用スクランブル装置９に供給される。関
連情報多重化装置８では、パケツト抽出回路１１
から与えられる関連情報パケツトが暗号化された
ままの形で映像信号の垂直期線期間等に多重化さ
れる。CATV用スクランブル装置９ではCATV
独自のスクランブル方式が適用され、PN信号発
生器１３から与えられるPN系列信号を用いてス
クランブルが行われる。このスクランブル方式に
はRFスクランブル方式や同期抑圧スクランブル
を用いることを想定している。またPN系列をラ
ンダムに変化するスクランブルアルゴリズム制御
用コードに変換する方法でもよい。CATV用ス
クランブル装置９で再スクランブル化された信号
は再変調コンバータ１０でケーブル伝送用RF信
号に変換された後ケーブル４に送出される。

CATV加入者受信機５のCATVコンバータ１
６では、ケーブル４で伝送される信号を受信す
る。受信信号の中の関連情報はデコーダ１７の復
号器１８へ送られ、個別鍵１９と復号器１８の作
用に基づきPN信号発生器２０からPN系列信号
が出力される。このPN信号はCATVコンバータ
１６内のデスクランブラに供給され、ケーブル４
で伝送されてきた信号のスクランブルを解いて映
像及び音声信号を復元し、表示装置２１で再生が
行われる。

前記のヘツドエンド再送信装置３は既存の装置
を利用して作製することができ、少ない信号処理
で信号変換及び信号送出を行うことができるの
で、簡易且つ安価に実現できる。またCATV加
入者受信機５においても、CATVコンバータ１
６に従来の安価なデスクランブラを内蔵させ、衛
星放送受信用デコーダのセキユリテイ回路部分の
みを有料デコーダとして付加させることによつて
本発明に係る有料放送分配装置を実現することが
できる。

第２図は前記ヘツドエンド再送信装置３におけ
る変換・再送出においてセキユリテイーを確保し
つつ衛星放送とCATVをスルーした有料方式の
管理が可能となる暗号化鍵の階層構造を有する分
配方法を示す。第２図中第１図で示した同一要素
には同一符号を付している。第２図において、左
端の衛星番組放送局では、スクランブラ３０で、
番組信号を、スクランブル鍵Ksに基づいてPN信
号発生器３１から出力されるPN信号によりスク
ランブルする。スクランブラ３０からはスクラン
ブルされた番組信号が出力される。次にスクラン
ブル鍵Ksは暗号器３２においてワーク鍵Kwによ
つて暗号化され、この暗号器３２から暗号化され
たスクランブル鍵が共通情報Eksとして出力され
る。更にワーク鍵Kwは、暗号器３３にて衛星放
送用個別鍵Kmiで暗号化され、個別情報Ekwiと
して出力されると共に、暗号器３４にてケーブル
施設用個別鍵Kmjで暗号化され個別情報Ekwjと
して出力される。上記のスクランブルされた番組
信号、共通情報Eks、個別情報Ekwi，Ekwjは多
重化されて放送衛星を経て伝送される。ヘツドエ
ンド再送信装置３では、多重化された放送電波２
から、先ず前記復号器１２内に含まれる復号器１
２ｂで個別情報Ekwiを個別鍵Kmiで復号し、ワ
ーク鍵Kwを取り出す。このワーク鍵Kwによつ
て、更に同じく復号器１２内に含まれる復合器１
２ａで共通情報Eksを復合し、スクランブル鍵Ks
を取り出す。次いて、このスクランブル鍵Ksを
初期値としてPN信号発生器１３からPN系列信
号を発生させ、これを映像／音声デスクランブラ
１４とCATV用スクランブル装置９に与え、前
述した通りの作用を生ぜせしめる。一方、ケーブ
ル施設用の個別鍵Kmjを含む個別情報Ekwjはヘ
ツドエンド再送信装置３では処理されず、暗号化
状態のまま再びスクランブルされた番組信号及び
分岐された個別情報Eksと多重化され、ケーブル
４に送出され、CATV加入者受信装置５へ伝送
される。受信装置５では、復号器１８内に含まれ
る復号器１８ｂにて個別情報Ekwjを個別鍵Kmj
で復号し、ワーク鍵Kwを取り出す。次いで同じ
く復号器１８内に含まれる復号器１８ａにて共通
情報Eksをワーク鍵Kwで復号し、スクランブル
鍵Ksを取り出す。このスクランブル鍵Ksを初期
値としてPN信号発生器２０を作動させ、CATV
コンバータ１６内のデスクランブラ１６ａで番組
信号のスクランブルを解除する。

本発明による有料放送分配システムでは上記の
ように鍵について階層構造を採用している。この
ような鍵の階層構造は次のような特長を有してい
る。

更新周期の短いPN系列を発生させ、且つ
PN系列の一巡に要する時間より短い更新周期
のスクランブル鍵Ksを使うことができる。Ks
の更新周期を短くできるので、不正にPN系列
を推測することを難しくし、高い安全性をもた
せることができる。

Ks伝送時の暗号鍵に更新周期の長いワーク
鍵Kwを使うことにより、この長い更新周期の
間に次のワーク鍵Kwを配送すればよいため、
Kwを配送できる数、すなわち加入者の数を大
きくとることができる。

デコーダごとに異なる個別鍵（マスタ鍵）を
持つことで、各デコーダに対するアドレツシン
グ能力を持たせ、且つ流通する暗号化された鍵
伝送信号を個別化できることから、安定性をよ
り高く保つことができる。

前記の実施例では、CATVのケーブル施設加
入者の有料システム管理を別に行うようにしたた
め個別鍵群Kmjを設けている。

CATV独自の有料放送サービスを実施するた
めには、加入者のデコーダの個別鍵のフアイルを
衛星放送事業者とCATV事業者とが共有する必
要がある。また、第１図中において破線で示した
ケーブル独自のスクランブル方式と関連情報を生
成送出する装置１５を使用して、スクランブルさ
れた番組信号と関連情報をケーブル４に独自に送
出する必要がある。

本発明では次のような変更実施例が可能であ
る。第１図中に示した関連情報多重化装置８と
CATV用スクランブル装置９の順序を変更する
ことができる。また、地上の有料放送システムは
CATVだけではなく、その他地上波を利用した
有料放送システムにも本発明を適用することがで
きる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、
放送衛星や通信衛星を用いた有料番組分配ネツト
ワークにおいて、衛星放送システムとCATV放
送システム等をスルーしたスクランブル方式及び
有料方式をセキユリテイを保ちつつ可能にすると
共に、ケーブル伝送に適した独自性のある有料方
式も実施することができる。また衛星系の有料サ
ービスのアクセスできる範囲と加入者数の増大に
対処できると共に、ケーブル施設においてもサー
ビスの多様化及び高度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る有料番組分配装置のブロ
ツク構成図、第２図は本発明に係る暗号鍵の分配
方法を示す説明図である。 ［符号の説明］、１……受信アンテナ、３……
ヘツドエンド再送信装置、４……ケーブル、５…
…CATV加入者受信機、７……ヘツドエンド用
有料デコーダ、８……関連情報多重化装置、９…
…CATV用スクランブル装置、１７……有料デ
コーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受信手段及び送信手段を含むヘツドエンド再
   送信装置、加入者受信端末及びその有料デコーダ
   を含む受信装置と、前記ヘツドエンド再送信装置
   と前記受信装置とを接続する伝送路とから成る有
   料番組分配装置において、 前記ヘツドエンド再送信装置は、衛星波受信手
   段と、衛星波番組信号をこのヘツドエンド再送信
   装置でデスクランブルするためのヘツドエンド再
   送信装置に固有の個別鍵を含むと共に前記受信装
   置の前記有料デコーダに固有の個別鍵を含む個別
   情報は暗号化状態のままで通過させる有料デコー
   ダと、デスクランブルされた前記衛星波番組信号
   をヘツドエンド再送信装置用の前記有料デコーダ
   内で生じるPN信号で再スクランブルし前記暗号
   化状態の個別情報と多重化するスクランブル・多
   重化手段とを備え、 前記受信装置は、その有料デコーダ内に固有の
   前記個別鍵を有し、この個別鍵で前記再スクラン
   ブルされた衛星波番組信号のスクランブルを解く
   手段を備えることを特徴とする有料番組分配装
   置。 ２ 衛星伝送有料システムとケーブル伝送有料シ
   ステムを整合し、ケーブル放送加入者に対して衛
   星伝送有料サービスを提供する有料伝送分配シス
   テムにおいて、 前記ケーブル伝送有料システムは、固有の個別
   鍵Kmiを含む有料デコーダを有するヘツドエン
   ド再送信装置と、各々固有の個別鍵Kmjを含む
   有料デコーダを有する複数の加入者受信装置とを
   備えて成り、 衛星伝送番組信号はスクランブル鍵Ksでスク
   ランブルされることによりその送信源において暗
   号化され、前記スクランブル鍵Ksはワーク鍵Kw
   で暗号化され、前記ワーク鍵Kwは２つの前記個
   別鍵Kmi，Kmjで別々に暗号化され、暗号化さ
   れた前記各情報は衛星波に多重化されて伝送され
   ると共に、前記ヘツドエンド再送信装置及び前記
   加入者受信装置の各有料デコーダにおいてそれぞ
   れ対応する個別鍵即、前記ヘツドエンド再送信装
   置に於いてはKmi、前記加入者受信装置に於い
   てはKmjにより暗号化されたワーク鍵を復号化
   して得られたワーク鍵Kwにより、暗号化された
   スクランブル鍵を復号化して得られたスクランブ
   ル鍵Ksを用いて番組信号をデスクランブルして
   前記衛星伝送番組信号を取り出すことを特徴とす
   る暗号鍵の分配方法。