JPH06303230A - スクランブルデータ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、ＰＮが露出することなくＰＮ発生
回路の推定が困難である極めて良好なスクランブルデー
タ伝送装置を提供することを目的としている。 【構成】ＰＮに基づくスクランブル処理が施された第１
のデータの配列の間に、該第１のデータとは異なる第２
のデータが挿入される形態でデータを送出する送信手段
と、契約情報の記録されたデータ処理媒体を受信機に接
続することにより、送信手段から送出されるデータを受
信する受信手段とを有するスクランブルデータ伝送装置
において、送信手段に、第２のデータが挿入される領域
に挿入すべき第２のデータが実質的に無い状態で、該第
２のデータに代えてＰＮとは異なるＰＮを挿入するＰＮ
挿入手段を備えるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＣＡＴＶ（ケ
ーブルテレビジョン）放送システム等に代表される有料
放送システムに係り、特にその送信側で音声データや画
像データ等にスクランブル処理を施して伝送し、受信側
で元のデータを再生するスクランブルデータ伝送装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、首記の如き有料放送シス
テムでは、送信側で音声データや画像データ等にスクラ
ンブル処理を施して送信し、所定の視聴料金を支払った
加入者に対してのみスクランブルを解除するための手段
を与えるようにしている。

【０００３】この場合、音声データは、送信側でＰＮ
（疑似ランダムデータ列）を使ってランダムに反転させ
る、ＰＮ加算と称される手法でスクランブル処理が施さ
れる。また、受信側では、受信した音声データを、送信
側と同じＰＮを使ってランダムに反転することでデコー
ド処理を施している。

【０００４】一方、画像データは、送信側でＰＮを使っ
て各ライン毎にランダムにカットポイントを決定してロ
ーテーションを行なう、ラインローテーションと称され
る手法でスクランブル処理が施される。また、受信側で
は、受信した画像データを、送信側と同じＰＮを使って
各ラインのカットポイントを再現しローテーションする
ことでデコード処理を施している。

【０００５】図６は、このような有料放送システムに使
用されているスクランブルデコード機能を備えた従来の
音声データ受信機の構成を示している。すなわち、送信
側から送出された放送波は、受信機１１内の復調処理回
路１２に供給されて復調処理されることにより、音声デ
ータＡＤの抽出や各種のタイミング信号ＴＩの生成等が
行なわれる。

【０００６】このうち、音声データＡＤは、排他的論理
和回路１３により、受信機１１に内蔵されたＰＮ発生回
路１４から送信側と同じタイミングで出力されるＰＮに
基づいて反転されることでデコードされる。そして、こ
のデコードされた音声データＡＤは、上記タイミング信
号ＴＩとともに信号処理回路１５に供給されてＤ／Ａ
（デジタル／アナログ）変換等の所定の信号処理が施さ
れることにより、アナログの音声信号として出力され
る。

【０００７】ここで、上記有料放送システムでは、送信
側と受信側とで同じＰＮを発生させるために、双方に同
じＰＮ発生回路を設置し、送信側からの出力により両Ｐ
Ｎ発生回路に同じタイミングで初期値を設定するように
している。この場合、上述したＰＮの初期値が分かって
しまうと容易に不正視聴が可能になるので、初期値は暗
号化されて送信されるようになっている。

【０００８】また、上記有料放送システムでは、送信側
である番組配給者と受信側である加入者との間で交わさ
れた契約内容に応じて、どの範囲の番組を視聴すること
ができるかを規制するための契約情報を、送信側で上記
初期値と共に各加入者に送出している。この場合、契約
内容としては、現在のところ、テレビジョン放送におけ
る画像及び音声データの両方と、ラジオ放送における独
立音声データとのいずれか一方または両方を何時まで視
聴可能か、あるいは視聴不可能であるかということを取
り決めているだけであるが、将来的にはもっと複雑な内
容の契約になる可能性が非常に高くなっている。

【０００９】例えば、近時では、視聴者が実際に視聴し
た番組の数または時間等の量に応じて視聴料金を支払う
ようにしたペイパービューが考えられている。そして、
このペイパービューにおける視聴料金の支払い方法には
様々な形態が考えられるが、視聴者が予め視聴料金を前
払いしておき視聴量に応じて料金の残額を減らす、前払
い方式が実用化の可能性の高い方式として注目されてい
る。この場合、上記契約情報には、当然に前払いされて
いる視聴料金に対応した情報が含まれることになる。こ
のため、上記契約情報も、改ざんされると容易に不正視
聴が可能になるので、初期値と同様に暗号化されて送信
されるようになっている。

【００１０】ところが、上記契約情報は、原則として各
加入者毎に個別に送信しなくてはならないため、契約件
数が増加すると契約情報の送信に要する時間が増えるこ
とになり、伝送路に余裕がなくなるという不都合が発生
する。また、有線や無線を問わず、契約情報を通信路で
配送するためには、加入者の受信機が受信動作状態、つ
まり受信機の電源が投入されかつ契約情報を送出してい
るチャンネルが選局されている状態になっていなければ
ならないが、加入者の受信機が何時受信動作状態になっ
ているかは不確定のため、送信側では同一の契約情報を
できるだけ多く繰り返し送信する必要が生じるので、契
約件数が増加すると契約情報の伝送の速度が間に合わな
くなるという問題も発生する。

【００１１】このため、現在では、例えば契約情報が記
録されたＩＣ（集積回路）カードを加入者に郵送する方
法や、販売店でＩＣカードに契約情報を記録して加入者
に渡す方法等を用いることにより、通信路を介しての契
約情報の配送を避けることが考えられてきている。この
場合、ＩＣカードとしては、単なる契約情報の記録媒体
としてのみ利用すると、契約情報を不正に読み出されて
改ざんされる危険性が高くなる。

【００１２】そこで、図７に示すように、受信機１１と
は別個のＩＣカード１６内にＰＮ発生回路１４を持た
せ、ＩＣカード１６から契約情報に基づいたＰＮを受信
機１１に対して発生させることが考えられている。しか
しながら、このような手段では、ＰＮが露出しているた
め、ＩＣカード１６から出力されるＰＮを長期間に渡っ
て観察していると、ＰＮ発生回路１４を推定することが
可能となる。そして、ＰＮ発生回路１４が推定されると
いうことは、上記初期値の暗号が正しく解読されたか否
かを検証するための重要な手掛かりを与えてしまうこと
になる。

【００１３】ここで、ＰＮ発生回路１４や契約情報が解
読された場合には、ＩＣカード１６そのものを交換して
しまえばよいという考え方もあるが、そうそう根本的に
異なる暗号方式や回路方式が発明されるはずもないの
で、実際には同様な方式でパラメータを変えるのに近い
方法で変更が行なわれる可能性が高い。この場合、一度
解読されてしまうと、次々に同様な手法で解読されてし
まうため、一定周期で定期的にＩＣカード１６を交換す
る必要が生じることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、以上の
ように、スクランブルデコード機能を備えた従来の受信
機では、ＰＮが露出しているため、長期間に渡ってＰＮ
を観察しているとＰＮ発生回路を推定することができ、
初期値の暗号が正しく解読されたか否かを検証するため
の重要な手掛かりを与えてしまうという問題を有してい
る。

【００１５】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、ＰＮが露出することなくＰＮ発生回路の
推定が困難である極めて良好なスクランブルデータ伝送
装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスクラン
ブルデータ伝送装置は、ＰＮに基づくスクランブル処理
が施された第１のデータの配列の間に、該第１のデータ
とは異なる第２のデータが挿入される形態でデータを送
出する送信手段と、契約情報の記録されたデータ処理媒
体を受信機に接続することにより、送信手段から送出さ
れるデータを受信する受信手段とを有するものを対象と
している。そして、送信手段に、第２のデータが挿入さ
れる領域に挿入すべき第２のデータが実質的に無い状態
で、該第２のデータに代えて上記ＰＮとは異なるＰＮを
挿入するＰＮ挿入手段を備えるとともに、データ処理媒
体に、契約情報に基づいてＰＮを発生するＰＮ発生手段
と、このＰＮ発生手段から出力されるＰＮとスクランブ
ル処理が施された第１のデータとを排他的論理和演算す
る演算手段と、この演算手段に供給されるデータまたは
演算手段から出力されるデータをシフトするシフトレジ
スタとよりなり、スクランブル処理が施された第１のデ
ータを契約情報に基づいてデコードするデコード手段を
設け、受信機に受信されたデータをデータ処理媒体に供
給し、該データ処理媒体内でデコード処理を施して受信
機に戻すように構成している。

【００１７】

【作用】上記のような構成によれば、データ処理媒体か
らＰＮが露出することがないのでＰＮ発生回路の推定を
困難にすることができるとともに、送信手段に、第２の
データが挿入される領域に挿入すべき第２のデータが実
質的に無い状態で、該第２のデータに代えて上記ＰＮと
は異なるＰＮを挿入するようにしたので、受信側でスク
ランブルをデコード処理する前後のデータを観察して
も、第１のデータ領域を判別することができなくなり、
シフトレジスタの段数を推定することができなくなる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１において、送信側から送出
された放送波は、受信機１７内の復調処理回路１８に供
給されて復調処理されることにより、音声データＡＤの
抽出や各種のタイミング信号ＴＩの生成等が行なわれ
る。そして、この音声データＡＤとタイミング信号ＴＩ
のうちの初期化タイミング信号ＩＴＩとが、受信機１７
に接続されたＩＣカード１９に出力される。

【００１９】ここで、上記ＩＣカード１９内には、排他
的論理和回路２０，ＰＮ発生回路２１及び段数が秘匿さ
れたシフトレジスタ２２が設けられており、ＩＣカード
１９に入力された音声データＡＤは、排他的論理和回路
２０により、上記初期化タイミング信号ＩＴＩに応じ
て、送信側と同じタイミングでＰＮ発生回路２１から出
力されるＰＮに基づいて反転されることでデコードされ
る。

【００２０】そして、このデコードされた音声データＡ
Ｄは、段数が秘匿されたシフトレジスタ２２を介してＩ
Ｃカード１９から出力され、上記タイミング信号ＴＩと
ともに受信機１７内の信号処理回路２３に供給されてＤ
／Ａ変換等の所定の信号処理が施されることにより、ア
ナログの音声信号として出力される。

【００２１】したがって、上記のような構成によれば、
受信機１７とは別個のＩＣカード１９内において、排他
的論理和回路２０により、音声データＡＤをＰＮに基づ
いて反転しデコード処理を行なうようにしたので、ＩＣ
カード１９からＰＮが露出することなくＰＮ発生回路２
１の推定を困難にすることができる。また、デコードさ
れた音声データＡＤを段数の秘匿されたシフトレジスタ
２２を介してＩＣカード１９から出力させているので、
ＩＣカード１９から出力される音声データＡＤの排他的
論理和をとっても、ＰＮを再現することはできなくな
る。

【００２２】ところで、伝送される音声データとして、
例えば図２に示すような衛星放送の音声データ列を考え
る。ただし、図２では、受信側でデインターリーブ処理
された後の音声データ列を示している。すなわち、この
音声データ列は、本来の音声データや誤り訂正用のＢＣ
Ｈデータ等が配置される領域の他に、独立データが配置
される独立データ領域を持っている。しかしながら、こ
の独立データ領域を用いて独立データが伝送される頻度
は比較的少なく、しかも独立データはスクランブル処理
されていない。このため、受信側でスクランブルをデコ
ード処理する前後のデータを観察することで、音声デー
タ領域が容易に判別され上記シフトレジスタ２２の段数
を推定することができてしまうという不都合が生じる。

【００２３】そこで、この実施例では、送信側に図３に
示すような対策を施している。すなわち、送信側では、
独立データの有無を独立データ検出回路２４によって検
出し、独立データの有状態でスイッチ２５を図示と逆の
切換状態に制御して、独立データをスイッチ２６側に導
出させ、独立データの無状態でスイッチ２５を図示の切
換状態に制御して、ＰＮ発生回路２７から出力されるＰ
Ｎをスイッチ２６側に導出させるようにしている。ただ
し、ＰＮ発生回路２７から出力されるＰＮは、音声デー
タにスクランブル処理を施すために使用するＰＮとは別
個のＰＮを使用している。

【００２４】ここで、スイッチ２６は、タイミング発生
回路２８の制御に基づいて、独立データ領域では図示の
切換状態に制御され、独立データまたはＰＮを信号処理
回路２９に導き、独立データ領域以外の領域では図示と
逆の切換状態に制御され、音声データを信号処理回路２
９に導くように動作される。そして、信号処理回路２９
は、スイッチ２６を介して供給された独立データまたは
ＰＮと音声データとを多重化して、受信側に送出するた
めの放送波を生成している。

【００２５】このような構成によれば、独立データ領域
に伝送すべき独立データが実質的に無い場合に、その独
立データ領域に独立データに代えてＰＮを挿入するよう
にしているので、受信側でスクランブルをデコード処理
する前後のデータを観察しても、音声データ領域を判別
することができなくなり、シフトレジスタ２２の段数を
推定することができなくなる。

【００２６】なお、上記実施例では、排他的論理和回路
２０によってデコード処理された音声データＡＤをシフ
トレジスタ２２に供給するようにしたが、これとは逆
に、ＩＣカード１９に入力されたスクランブル処理され
たままの音声データＡＤをシフトレジスタでシフトした
後に、排他的論理和回路でデコード処理するようにして
もよいことはもちろんである。

【００２７】次に、図４は、受信側の他の実施例を示し
ている。すなわち、送信側から送出された放送波は、受
信機３０内の復調処理回路３１に供給されて復調処理さ
れることにより、音声データＡＤの抽出や各種のタイミ
ング信号ＴＩの生成等が行なわれる。そして、この音声
データＡＤとタイミング信号ＴＩのうちの初期化タイミ
ング信号ＩＴＩとが、受信機３０に接続されたＩＣカー
ド３２に出力される。また、初期化タイミング信号ＩＴ
Ｉ以外の各種タイミング信号ＴＩは、受信機３０内のタ
イミング調整回路３３を介して信号処理回路３４に供給
されている。

【００２８】ここで、上記ＩＣカード３２内には、排他
的論理和回路３５，ＰＮ発生回路３６及びシフトレジス
タ３７等が設けられており、ＩＣカード３２に入力され
た音声データＡＤは、排他的論理和回路３５により、上
記初期化タイミング信号ＩＴＩに応じて、送信側と同じ
タイミングでＰＮ発生回路３６から出力されるＰＮに基
づいて反転されることでデコードされる。

【００２９】そして、このデコードされた音声データＡ
Ｄは、シフトレジスタ３７を介してＩＣカード３２から
出力され、受信機３０内の信号処理回路３４に供給され
ることにより、上記タイミング信号ＴＩに基づいてＤ／
Ａ変換等の所定の信号処理が施されて、アナログの音声
信号として出力される。

【００３０】ここで、上記シフトレジスタ３７は、図５
に示すように、排他的論理和回路３５の出力が供給され
る８段のシフトレジスタ本体３８と、このシフトレジス
タ本体３８の各段の出力のいずれかを選択して受信機３
０に出力するスイッチ３９とから構成されている。そし
て、このスイッチ３９は、ＩＣカード３２内に設けられ
た乱数発生回路４０の出力に基づいて切換制御されるこ
とにより、シフトレジスタ本体３８の各段の出力を無作
為に選択して受信機３０に導出している。

【００３１】この場合、乱数発生回路４０は、ＩＣカー
ド３２内に設けられた制御通信回路４１から出力される
トリガパルスＴＰに基づいて駆動し乱数を発生する。す
なわち、この制御通信回路４１は、ＩＣカード３２を受
信機３０に接続し受信機３０の電源を投入した時点、ま
たは電源の投入された受信機３０にＩＣカード３２が接
続された時点でトリガパルスＴＰを発生し、乱数発生回
路４０を駆動させる。その後、制御通信回路４１は、乱
数発生回路４０の発生した乱数を取り込み、受信機３０
内の制御通信回路４２に出力する。

【００３２】そして、この制御通信回路４２が入力され
た乱数をタイミング調整回路３３に供給し、タイミング
調整回路３３が乱数に応じてタイミング信号ＴＩを制御
することによって、スイッチ３９の切換えに対応した信
号処理回路３４の動作タイミング合わせが行なわれ、こ
れにより、シフトレジスタ本体３８からの信号取り出し
段数が変化しても、信号処理回路３４がＤ／Ａ変換等の
所定の信号処理を正しく実行することができるようにな
る。

【００３３】したがって、この実施例の構成によれば、
上記した実施例と同様の効果を得ることができるだけで
なく、デコードされた音声データＡＤを乱数によって各
出力段の出力を無作為に選択されるシフトレジスタ本体
３８を介してＩＣカード３２から出力させているので、
より一層ＰＮを再現することを困難にすることができ
る。なお、この発明は上記各実施例に限定されるもので
はなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ＰＮが露出することなくＰＮ発生回路の推定が困難であ
る極めて良好なスクランブルデータ伝送装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック構成図。

【図２】衛星放送におけるデインターリーブ処理後の音
声データ列の一例を示す図。

【図３】同実施例の要部の詳細を示すブロック構成図。

【図４】この発明の他の実施例を示すブロック構成図。

【図５】同他の実施例のシフトレジスタの詳細を示すブ
ロック構成図。

【図６】スクランブルデコード機能を備えた従来の受信
機を示すブロック構成図。

【図７】従来の他の受信機を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１１…受信機、１２…復調処理回路、１３…排他的論理
和回路、１４…ＰＮ発生回路、１５…信号処理回路、１
６…ＩＣカード、１７…受信機、１８…復調処理回路、
１９…ＩＣカード、２０…排他的論理和回路、２１…Ｐ
Ｎ発生回路、２２…シフトレジスタ、２３…信号処理回
路、２４…独立データ検出回路、２５，２６…スイッ
チ、２７…ＰＮ発生回路、２８…タイミング発生回路、
２９…信号処理回路、３０…受信機、３１…復調処理回
路、３２…ＩＣカード、３３…タイミング調整回路、３
４…信号処理回路、３５…排他的論理和回路、３６…Ｐ
Ｎ発生回路、３７…シフトレジスタ、３８…シフトレジ
スタ本体、３９…スイッチ、４０…乱数発生回路、４
１，４２…制御通信回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＮに基づくスクランブル処理が施され
   た第１のデータの配列の間に、該第１のデータとは異な
   る第２のデータが挿入される形態でデータを送出する送
   信手段と、契約情報の記録されたデータ処理媒体を受信
   機に接続することにより、前記送信手段から送出される
   データを受信する受信手段とを有するスクランブルデー
   タ伝送装置において、前記送信手段に、前記第２のデー
   タが挿入される領域に挿入すべき第２のデータが実質的
   に無い状態で、該第２のデータに代えて前記ＰＮとは異
   なるＰＮを挿入するＰＮ挿入手段を備えるとともに、前
   記データ処理媒体に、前記契約情報に基づいてＰＮを発
   生するＰＮ発生手段と、このＰＮ発生手段から出力され
   るＰＮと前記スクランブル処理が施された第１のデータ
   とを排他的論理和演算する演算手段と、この演算手段に
   供給されるデータまたは前記演算手段から出力されるデ
   ータをシフトするシフトレジスタとよりなり、前記スク
   ランブル処理が施された第１のデータを前記契約情報に
   基づいてデコードするデコード手段を設け、前記受信機
   に受信されたデータを前記データ処理媒体に供給し、該
   データ処理媒体内でデコード処理を施して受信機に戻す
   ように構成してなることを特徴とするスクランブルデー
   タ伝送装置。
2. 【請求項２】 前記シフトレジスタは、乱数によって出
   力を取り出すべき段が無作為に選択されることを特徴と
   する請求項１記載のスクランブルデコード装置。