JPH10505995A - データパケットの取扱い - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一連のデータパケットを受け取るためのデータパケット取扱いシステムが提供され、該一連のデータパケットはシステムの要求するところにより１つ又はそれ以上の数の後続パケット(EMM-S)を鑑別する符号化を最初のパケット(EMM-G)が含むものとする。該最初のパケット(201)を受け取るのに続いてすべての後続パケットはバッファされ(202,203)また最初のパケットは分析されて(204-6)後続パケットのうちに必要なものがもしあればそれはどれかを判定する。判定がなされると後続のパケットがバッファから読み出され(207)必要でないものは放棄される。該システムは暗号化されたオーディオ／ビデオ信号放送における有資格メッセージの取扱いに特定の適用分野を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】 データパケットの取扱い 本発明は、パケット化されたデータの受信及び取扱い用のシステムに関するも ので、特に暗号化された放送データを取り扱うための条件付アクセス受信システ ムに関するが、それに限定する訳ではない。 条件付アクセスシステムでは、データの受信（例えばテレビジョン画像）は特 定の一部の受信機だけに、例えば衛星動画チャネルの加入者だけに制限される。 データはスクランブルされた形で送出され、スクランブルの復元を可能とするた めには特定の符号すなわち「キイ」を必要とする。これらの符号は加入者によっ て保持されることができ、或いはスクランブルされたデータと一緒に暗号化され た形で送出されることもでき、そのときは該符号の解読及びそれに従いデータの スクランブル復元を許容する特定の形態の有資格を提示するようにユーザーに要 求することができる。暗号化された放送システムの一例がヨーロッパ特許出願第 EP-A-0 641 103号に記載され、それには加入者及びサービス提供者用の安全に保 管されている符号の生成について確率的判定の適用が記述されている。 暗号化された放送システム及びその他のデータ取扱いシステムに伴う問題点は 、送出されるデータがヘッダー及びそれに続く一連のデータパケット列の形をと り、受信機がヘッダーの後に続くパケットのうちのどれが実際に必要なものかを 判断するためにヘッダーの分析を要求されることである。この問題は、暗号解読 器を持つ別個のスマートカード読み取り器に結合する集積化したスクランブル復 元器を具えた衛星受信機を、ユーザーが典型的に持っている国内衛星放送システ ムに特有の問題であるかも知れない：スクランブル復元器はヘッダーを暗号解読 器に受け渡す、すると暗号解読器は所要のパケットに対する鑑別符号で応答する 。もしヘッダーの後の最初のパケットが必要なパケットの１つであるならば、暗 号解読器が所要の時間内に応答しなかったことにより、該必要なパケットが失わ れるという機会が生じるであろう。更にそれにより、暗号解読器に提示されてい るパケットデータが、スクランブルを復元するのに要求されるすべての必要な符 号語の生成を可能にするためには不十分なものとなり、その結果、例えばユーザ ーに対して画像や音声が失われることになる。同様の問題は、後続のデータパケ ット列から必要なものを鑑別するために冒頭のデータの分析を実行することが要 求されるすべてのシステムで遭遇することがあろう。 従って本発明の目的は、先行するヘッダー中で鑑別される所要のパケットのす べてを捕捉することを可能にすることである。 本発明のもう１つの目的は、パケットデータが加入者グループ化符号を含むと ころの暗号化された放送システムにおける上述のような捕捉を可能にすることで ある。 本発明によれば、管理(management)メッセージを伴って送出される信号を受け 取るためのシステムであって、送られて来た信号を受信する手段と；受信した信 号を処理する信号処理手段と；信号処理手段を制御するため及び管理メッセージ に応答して動作するための副システム(sub-system)と；を有して成り、上記管理 メッセージは全般(general)メッセージと共有(shared)メッセージとを含み、１ つの全般メッセージが先行して複数の共有メッセージの送られて来ようとしてい ることを示し、また上記副システムは、信号を処理すること及びそれに向かって アドレスされた共有メッセージを検出するために共有メッセージを監視するよう 配置されることを可能にする適切な共有メッセージを必要とする、ところのシス テムにおいて、該システムは、１つの全般メッセージを認識するための手段を含 み、また、複数の共有メッセージを記憶するためのメモリ手段が設けられ、１つ の全般メッセージが認識されたときに上記メモリ手段に共有メッセージを記憶す るようにさせるための手段が設けられ、且つ上記副システムがメモリ手段中の共 有メッセージにアクセスすることを可能にするための手段が設けられていること を特徴とするシステムが提供される。 そのようなシステムは上記管理メッセージを伴ってスクランブルされた形で送 出されるときの上記信号に加入者がアクセスを得ることを可能にする条件付アク セスシステムとして用いることができる。そのような適用においては、上記信号 処理手段はスクランブル復元器の制御の下にスクランブルされた信号を処理して 本来の信号が復元されることを可能にするように動作可能なものであり、上記副 システムは管理メッセージに応答してスクランブル復元器を制御するものであろ う。該管理メッセージは全般的及び共有の有資格管理メッセージを含み、上記副 システムは信号のスクランブル復元を可能とするために適切な共有の有資格管理 メッセージを必要とするであろう。 上記副システムは該副システムにアドレスされた共有メッセージを、全般メッ セージの運んで来た符号を読み；該符号を副システムのルックアップテーブル中 に記憶してある複数の共有アドレス(SA)値のうちの１つにアクセスするのに用い ；該アクセスされたSA値をそれぞれの共有メッセージの運んで来たそれぞれの共 有アドレス値と比較する；ことにより検出するように動作可能であろう。そのよ うなルックアップテーブルは除去可能なデータ記憶デバイス（例えばスマートカ ード）中に保管され、また上記副システムは、上記データ記憶デバイスを受け取 ってその中に保管されている情報にアクセスするように動作可能な接続手段を含 むであろう。 それ以外の特徴及び利点は後掲の請求項に記載され、単なる実例として暗号化 された衛星放送受信システムに関して説明された以下の本発明の好適実施例の記 述を添付図面を参照して読むことにより明らかになるであろう。なお、添付図面 中の： 図１は、衛星放送受信システムの諸コンポネントを図式的に表す図であり； 図２は、全視聴者に対する(global)及び少数のユーザーのグループが共有する (shared)有資格管理メッセージ(EMMs)を在来の手法で取り扱うフローチャートの 図であり； 図３は、本発明の実施例である図１中のスクランブル復元器段を図式的に説明 する図であり； 図４は、図３のスクランブル復元器と共に用いる暗号解読器段を図式的に説明 する図であり； 図５は、図３及び図４のスクランブル復元器及び暗号解読器中のEMMsを取り扱 うやり方を説明するフローチャートの図である。 以下に記述するのは、例えば周知のヨーロクリプト暗号化スキーム(Eurocrypt encryption scheme)に従って暗号化された衛星放送を取り扱う場合のような、 空間を通して配布する有資格の過程を運用することに、主として係わる。そのよ うなスキームに対し適切な受信システムが図１に示され、これは、衛星用屋外ユ ニット(SOU)12の付随する皿状の受信アンテナ10と、受信機段14と、条件付アク セス副システム(CASS)16と、ビデオモニター18とを有する。 SOU 12は、例えば衛星の位置や極性やダウンコンバータの帯域幅選択等々に関 して、受信機14の制御段20から受信した制御信号に従って、皿状アンテナを制御 する。SOUからの出力は無線周波(RF)信号であって、それは受信機14のチューナ 段22に供給される。SOU 12の詳細の構造は当業者には周知であり、本発明の動作 には直接関係がないから、これ以上の説明は行わない。 特定の暗号化された衛星放送チャネルの（ユーザーI/O 24を介しての）ユーザ ーの選択に応答して、チューナ22はスクランブルされたAV信号を、処理／スクラ ンブル復元器段26に出力する。該信号からの暗号化された制御語及び有資格管理 メッセージ(EMMs)がCASS 16中の暗号解読器段28に受け渡される。暗号解読器の いわゆる「安全確保」(“secure”)部は、ユーザーの挿入したスマートカード30 を含み、該スマートカード30は、ローカル制御ユニット32の制御の下に、適切な カード読み取り器34によりアクセスされる。スマートカード30を用いることによ り、暗号解読器28は（後に説明するように）制御語を暗号解読することができ、 該解読された符号は受信機中のスクランブル復元器26に送り返される。これらの 符号語は、スクランブルされたAV信号がスクランブル復元器によりどのように取 り扱われるか、そして次に該スクランブル復元器は該取扱いを行い、どのように 該スクランブル復元された信号をディスプレイするためにビデオモニター18に出 力するか、を規定する。 ヨーロクリプトシステムは４つの型式のEMMを定義する、それらは該放送が一 般に受信されるものか、或いは特定の加入者のグループに限定されるか、に依存 して定まる。これらの４つの型式とは： １．EMM-G（Global） 視聴者全体に対する有資格メッセージ ２．EMM-U（Unique） 単一ユーザーに対する有資格メッセージ ３．EMM-S（Shared） 小グループのユーザーに対する有資格メッセージ ４．EMM-C（Collective）多数のユーザーに対する有資格メッセージ である。 すべてのEMMパケットは同じパケットアドレスを持つ；それらはパケット型式 だけが異なる。しかしEMM-U,EMM-C,及びEMM-Sパケットはパケットの開始に当た り追加アドレスフィールドを持ち、それはパケットの適用可能性を限定するのに 使われる。例えばEMM-Uは36ビットの固有(Unique)アドレス(UA)フィールドを持 ち、これは該パケットが或る特定の顧客に属するものと鑑別する。暗号解読器は このUA情報を該EMM-Uパケットに対する獲得仕様(acquisition specification)の 一部としてスクランブル復元器に送る。この獲得仕様を受け取ると、スクランブ ル復元器は同じUA値を持たないEMM-Uパケットをすべて濾過して取り除く。同様 の技術がEMM-Sパケットに対して用いられるが、共有(Shared)アドレス(SA)が24 ビット幅に過ぎない点は異なる、また該同様の技術はEMM-Cパケットに対しても 用いられるが、これは12ビットの集合(Collective)アドレスを持つ。 以下の説明はEMM-GメッセージとEMM-Sメッセージが連結して共有の有資格が分 配されることを可能にするために使われるEMM-GメッセージとEMM-Sメッセージと の間の関係に主として係わる。これらに対して或る単一のEMM-Gパケットが一連 のEMM-Sパケット（異なる顧客グループに対しそれぞれ１つのEMM-S）のヘッダー として振る舞う。暗号解読器獲得仕様により与えられるSAはEMM-G中に与えられ るプログラム供給者鑑別(PPID)フィールドにより定められる。典型的には１枚の スマートカードが最大50までのプログラム供給者の詳細を含むことができ、従っ てCASS 16の暗号解読器はEMM-Sを要請する前にEMM-Gを分析しなければならない ：それは暗号解読器26が使う正しいSAを探すためにパケット中のPPIDを鑑別しな ければならない。 スクランブル復元器及び暗号解読器中の事象の在来における順序が図２のフロ ーチャートに示される。EMM-G処理過程はステップ101でEMM-Gを１つ受け取るこ とで始まる。ステップ102で、スクランブル復元器はEMM-Gを暗号解読器に送り、 其処で（ステップ103で）分析されて、どのEMM-Sが獲得される必要があるかを見 出す。所望のEMM-Sが定まったら暗号解読器は（ステップ104で）獲得仕様をスク ランブル復元器に送り、それを受け取ったらステップ105でスクランブル復元器 は所望のEMM-Sパケットの獲得を開始する。ステップ106でスクランブ ル復元器は最初のEMM-Sを受け取り、これをステップ107で暗号解読器に受け渡す 。暗号解読器によるEMM-Sの適用については次に述べる。 図２の手順において、もしEMM-Gパケットとそれに続くEMM-Sパケットとの間の 最小伝送遅延が、ステップ102からステップ105までを完了するのに要する時間( 遅延G-S)、典型的には約1.5秒という時間より小さくなるならば、問題が生じる 。そのような状況ではCASS中の暗号解読器28は、所要の動作をすべて実行するた めの時間を持たないから、最初のEMM-Sを獲得しないであろう。従ってEMM-Gの受 領後にEMM-Sメッセージの獲得要請を促進する方法に対する要求が存在する。 スクランブル復元器の内部で、種々の型式のパケット（制御語、有資格メッセ ージ、等）が異なる優先度を持ち、それが暗号解読器に送られる順序を決定する という事実により、別の問題が生じる。在来のやり方では２つの優先度レベルが あり、受け取ったすべての制御語パケットに対し高い方の優先度が与えられ、そ れ以外のすべてのパケット(EMMパケットを含む)に対し低い方の優先度が与えら れている。これは、可能な限り速やかに制御語が暗号解読器に配布されるように 保証することを意図しているが、しかしそれと共に、制御語パケットとほぼ同時 に到着したEMM-Gパケットが、暗号解読器に送られる前にそれらによって遅延さ せられるであろうことを意味する。そればかりでなく、種々のEMMパケットの型 式間には優先順位は設定されていない。 上述の問題点を回避するために、本発明の実施例であるシステムでは、暗号解 読器がEMM-Gを要請するや否やスクランブル復元器もまたすべての特定のSAを指 定すること無しにEMM-Sを呼び寄せるように設定される。その結果、スクランブ ル復元器は放送の中のすべてのEMM-Sパケットを受け取るであろう。しかしスク ランブル復元器はそれらを暗号解読器に送らないで、獲得システムのハードウェ アバッファ内にそれらを記憶する。僅かな時間の後に(EMM-Gを分析した後で)暗 号解読器は特定のSA値を持つEMM-Sを呼び寄せるであろう。するとスクランブル 復元器はバッファからそれに引き続くEMM-Sを次々に読み出すことを開始する。 スクランブル復元器はSAに基づいてそれらを濾過し、暗号解読器にマッチするも のを通過させ、それ以外は放棄される。 図３及び図４はそれぞれ、図１のスクランブル復元器及び暗号解読器の詳細を 示す。先ず最初にスクランブル復元器26を考察すると、入って来るAV信号40は多 数の独立のサービスコンポネントを含む：図示の例ではAV信号はビデオ信号Ｖと 、２つのオーディオ信号A₁，A₂-例えば２つの異なる言語の音声トラック-と、２ つのデータ信号D₁，D₂-例えばテレテキスト-とから成る。制御及び濾過段38の指 揮の下に、入って来るAV信号を受け取るデマルチプレクサー42が、８パケットの データに対するバッファをその各々が持つ８つの獲得チャネルのうちのそれぞれ １つに、信号の種々のコンポネントを割り当てる。また、制御段38の指揮の下に 、ビデオ，オーディオ，及びデータ信号コンポネントＶ，A₁，A₂，D₁，D₂がそれ ぞれのバッファ44からそれぞれのスクランブル復元器段52，54，56，58，60に読 み出される。 入って来る信号からの暗号化された符号語(ECW)及び有資格管理メッセージ(EM M-G及びEMM-S)は、デマルチプレクサー42により獲得チャネルのうちの更に別の ものに割り当てられ、それぞれのランダムアクセスメモリ(RAMs 46，48，50)に バッファした後、制御論理／濾過段38を経由して図４に示す暗号解読器32に受け 渡される。カード読み取り器34及びCASSローカル制御32は分かり易くするため図 面から省いてあることに留意されたい。 暗号解読器では、暗号化された符号語ECWは連続したバッファ62にバッファさ れ、続いて解読のためにマルチプレクサー64により読み出される。EMMパケット はレジスタ66に読み込まれる：もしパケットがEMM-Gならば、PPIDが読み出され てスマートカードの供給者メモリ68にアドレスが供給される。供給者メモリ68は 続いて共有アドレス獲得仕様(SAq)を復号器に出力する。また、もしパケットがS Aqに応答して供給されたEMM-Sならば、これはレジスタ66から暗号解読段70に供 給され、該暗号解読段70は暗号化された符号語ECWをもマルチプレクサー64から 受け取って、引き続きEMM-Sに基づいてそれらを解読し、暗号解読された符号語D CWのストリームをスクランブル復元器に出力する。 再び図３に戻って、種々の異なるAV信号コンポネントの１つに対してそれぞれ 異なる暗号解読された制御語が必要とされよう。図示の例では（デマルチプレク サー72によりDCWストリームから分離された）３つの制御語CW.1−CW.3が示され ており、CW.1はビデオＶ及び第１オーディオA₁コンポネントの双方をスクランブ ル復元するのに対し必要とされ；CW.2は第２オーディオA₂及び第２データD₂コン ポネントの双方に対し必要とされ；CW.3は第１データコンポネントD₁に対し必要 とされるものである。一旦AV信号コンポネントが別々に暗号解読されたら、それ らはデバイス76で（Ｖ，A₁，A₂，D₁に対しては）連結され、D₂に対しては個別に 出力されるであろう。 図３及び図４のスクランブル復元器及び暗号解読器における事象の順序は図５ のフローチャートで説明される。前と同様に、過程は(ステップ201で)EMM-Gを受 け取ることで始まる。ステップ202で、スクランブル復元器はすべてのEMM-Sパケ ットを（SAに関係なく）要請し、制御段38の指揮の下に、信号コンポネントの各 々に対するそれらのEMM-Sパケットが割り当てられた獲得チャネルのRAMバッファ 50に記憶される(ステップ203)。 バッファリングが行われている間にステップ202における要請に従って、スク ランブル復元器はEMM-Gを、その獲得チャネル中のRAM 48及び制御段38を経由し て暗号解読器レジスタ66に送る(ステップ204)。ステップ205では、暗号解読器が 、PPIDフィールドを読み出しこれを供給者メモリにアドレスするのに使って(ど のEMM-Sパケットを獲得するかを見出すために)EMM-Gを分析する。次にステップ2 06では、暗号解読器は獲得要請SAq(メモリ68からの出力)をスクランブル復元器 に送る。 獲得要請に基づいてステップ207で、スクランブル復元器の制御段60がEMM-S値 を直接RAMバッファ50から読み出し、そのSAがSAq中に特定されているものに対応 しないものをすべて放棄することによりそれらを濾過する。最後にステップ208 で、マッチしたEMM-Sパケットを暗号解読器に送る。 前述したところから理解されるであろうように、初期のEMM-Sパケットの喪失 という問題は、全EMM-Gが一旦受け取られたらそのすべてがバッファされるので 回避される：EMM-Gを受け取ってからそれに続くEMM-Sパケットまでの間の遅延(G −S)は、図２と図５とを比較すれば理解されるように、減少する。このシステム はまたEMM-Gが例えば符号語よりも低い優先度を持つことによる問題も回避する ：それは、もしたとえ優先度レベルが暗号解読器へのEMM-Gの送出を遅らせた としてもEMM-Gが検出されるや否やスクランブル復元器がEMM-Sパケットの記憶を 開始するからである。 本開示を読むことにより当業者にとってその他の変形も明らかであろう。その ような変形はデータパケット受信及び条件付アクセスシステム又は装置並びにそ の部品の設計製造及び使用について既知でありまた既述の特徴に代わって若しく は付け加えて使用できる他の特徴を含み得る。本出願に記載の請求項は特徴の特 定の組合せで表されているが、本発明の開示の範囲は明白に又は陰伏的に或いは 任意にそれから派生した形で茲に開示された新規の特徴又は特徴の任意の新規の 組合せを、任意の請求項中に茲に請求されるものと同一の発明であると否とに拘 らずまた本発明がなしたと同じ技術的な任意の又は全ての問題点を軽減すると否 とに拘らず、含むと理解しなければならない。出願人は新しい請求項が本出願又 はそれから導出される別の出願の手続過程でそのような特徴及び特徴の組合せの いずれか一方又は双方を案出することもある旨注意を喚起する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．管理メッセージを伴って送出される信号を受け取るための受信システムであ って、該システムは、送られて来た信号を受信する手段と；受信した信号を処理 する信号処理手段と；信号処理手段を制御するため及び管理メッセージに応答し て動作するための副システムと；を有して成り、 上記管理メッセージは全般メッセージと共有メッセージとを含み、１つの全 般メッセージが先行して複数の共有メッセージの送られて来ようとしていること を示し、 また上記副システムは、信号を処理すること及びそれに向かってアドレスさ れた共有メッセージを検出するために共有メッセージを監視するよう配置される ことを可能にする適切な共有メッセージを必要とする、ところの受信システムに おいて、 該システムは、１つの全般メッセージを認識するための手段を含み、また、 複数の共有メッセージを記憶するためのメモリ手段が設けられ、１つの全般メッ セージが認識されたときに上記メモリ手段に共有メッセージを記憶するようにさ せるための手段が設けられ、且つ上記副システムがメモリ手段中の共有メッセー ジにアクセスすることを可能にするための手段が設けられていることを特徴とす る受信システム。 ２．請求項１に記載の、上記管理メッセージを伴ってスクランブルされた形で送 出されるときの上記信号に加入者がアクセスを得ることを可能にする条件付アク セスシステムとして用いる受信システムであって、上記信号処理手段はスクラン ブル復元器の制御の下にスクランブルされた信号を処理して本来の信号が復元さ れることを可能にするように動作できるものであり；上記副システムは管理メッ セージに応答してスクランブル復元器を制御するものである；ところの受信シス テムにおいて、 該管理メッセージは全般的及び共有の有資格管理メッセージを含み、上記副 システムは信号のスクランブル復元を可能とするために適切な共有の有資格管理 メッセージを必要とすることを特徴とする受信システム。 ３．請求項１に記載の受信システムにおいて、上記副システムは該副システムに アドレスされた共有メッセージを、全般メッセージの運んで来た符号を読み；該 符号を副システムのルックアップテーブル中に記憶してある複数の共有アドレス (SA)値のうちの１つにアクセスするのに用い；該アクセスされたSA値をそれぞれ の共有メッセージの運んで来たそれぞれの共有アドレス値と比較する；ことによ り検出するように動作可能であることを特徴とする受信システム。 ４．請求項３に記載の受信システムにおいて、上記ルックアップテーブルは除去 可能なデータ記憶デバイス中に保管され、また上記副システムは、上記データ記 憶デバイスを受け取ってその中に保管されている情報にアクセスするように動作 可能な接続手段を含むことを特徴とする受信システム。 ５．請求項４に記載の受信システムにおいて、上記除去可能なデータ記憶デバイ スはスマートカードを含むことを特徴とする受信システム。 ６．請求項３に記載の受信システムにおいて、上記副システムは、継続的に順次 記憶されているメッセージを読み出し；アクセスされたSA値とは異なる共有アド レス値を持つメッセージを放棄する；ことにより、メモリ中の共有メッセージに アクセスするように配置してあることを特徴とする受信システム。