JPH11306676A

JPH11306676A - データ保護方法

Info

Publication number: JPH11306676A
Application number: JP10117024A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sasaki; 克己佐々木
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】暗号化された一部のデータ列の暗号化処理方
法が解読できても、暗号化された１つのデータ列全体の
解読はできないことを目的とする。【解決手段】１つのデータ列をデータ分割部１１で所
望の数に分割し、データ暗号化部１２で暗号化情報記憶
部１３の暗号化情報を用いて分割データ列をそれぞれ暗
号化処理し、同期信号付加部１４で暗号化された分割デ
ータ列に同期信号等を付加した後、暗号化データ記録部
１５で暗号化された分割データ列を媒体に記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続する内容から
成る１つのデータ列を保護するデータ保護方法に関し、
特に、媒体に記録されたデータの不正な読み出しの防止
を図るためのデータ保護方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、媒体に記録されたデータを不正に
読み出してコピーすることを防止するために、一つのデ
ータ列を暗号化処理して媒体に記録することが提案され
ている。暗号化処理の方法としては、例えば、特開平９
−５５７３０号公報に開示される、一つのデータ列を複
数回暗号化処理する方法や、特開平８−２０２２６２号
公報に開示される、暗号化処理を行う際に用いる暗号化
情報自体を複数回暗号化処理する方法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の暗号化処理方法は、連続する内容から成る１つのデ
ータ列全体に対して一律に施されるものである。従っ
て、媒体に記録された暗号化された１つのデータ列全体
のうちの一部のデータ列の解析を行って暗号化処理方法
を解読できた場合には、この暗号化処理方法に基づい
て、暗号化された１つのデータ列全体の復号化処理を行
うことができる。即ち、暗号化された１つのデータ列全
体のうちの一部のデータ列の暗号化処理に対応する復号
化処理を１つのデータ列全体に対して行うことにより、
元のデータ列を復元できる。これにより、暗号化された
データ列であっても、１つのデータ列全体の不正な読み
出しを容易に行うことができるという問題点がある。

【０００４】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、暗号化された一部のデータ列の暗号化処理方
法が解読できても、暗号化された１つのデータ列全体の
解読はできないようにしたデータ保護方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、連続する内容から成る１つのデータ列をデー
タ変換処理して保護するデータ保護方法であって、前記
１つのデータ列を少なくとも２つ以上に分割する分割工
程と、前記複数の分割データ列をそれぞれ暗号化処理す
る暗号化工程と、を含むこととした。

【０００６】ここで、「連続する内容から成る１つのデ
ータ列」とは、１つの静止画像データや一連の動画像デ
ータ等のビデオデータ、及び１つの楽曲を構成するオー
ディオデータ等や、ソフトウェアプログラム等の一連の
まとまりをもつデータ列をいう。かかる方法によれば、
１つのデータ列を２つ以上のデータ列に分割し、各分割
データ列に対してそれぞれ暗号化処理を行う。

【０００７】尚、暗号化されたデータ列から元のデータ
列を復元する際には、各暗号化されたデータ列に対し
て、施された暗号化処理にそれぞれ対応する復号化処理
を行うこととなる。請求項２に記載の発明は、前記暗号
化工程では、前記複数の分割データ列に対して、２つ以
上の異なる暗号化情報を用いて同じ暗号化処理を行うこ
ととする。

【０００８】かかる方法によれば、複数の分割データ列
に、異なる暗号化情報を用いて同じ暗号化処理を施すこ
とにより暗号化データ列を生成する。請求項３に記載の
発明は、前記暗号化工程では、前記複数の分割データ列
に対して、２つ以上の異なる暗号化処理を行うこととす
る。かかる方法によれば、複数の分割データ列に、それ
ぞれ異なる暗号化処理を施すことにより暗号化データ列
を生成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照し
て、本発明を詳述する。図１は、本発明にかかるデータ
保護方法により、データの暗号化処理を行い、暗号化さ
れたデータを記録する記録装置の一実施形態の概略的な
構成を示す。図１の入力端子１０からは、１つの連続す
る内容から成るデータ列を構成する、例えばディジタル
データ列が入力される。入力されたディジタルデータ列
はデータ分割部１１に送られる。尚、入力されるデータ
列はアナログデータ列であってもよく、アナログデータ
列が入力された場合には、アナログデータ列をディジタ
ルデータ列に変換するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）
変換部を備えるものとする。

【００１０】データ分割部１１は、入力されたディジタ
ルデータ列を少なくとも２つ以上に分割処理する。分割
処理する際には、復元される際に支障が無い任意のデー
タ数や、媒体における所定データ数毎に分割することが
可能である。ここで、所定データ数とは、媒体に予め設
定されている、記録されるデータの１つのまとまりの単
位である。この所定データ数は、例えばディスク状の媒
体の場合においては、１セクタ又は１クラスタのデータ
数である。このデータ分割部１１における処理が、本願
発明の分割工程に相当する。

【００１１】データ分割部１１から出力される分割デー
タ列は、データ暗号化部１２に送られる。データ暗号化
部１２は、複数の暗号化処理部１２₁，・・・，１２_n
を備えている。ここで、ｎはデータ分割部１１で生成さ
れた分割データ列の数と同じ数である。一方、暗号化情
報記憶部１３には、暗号化処理部１２₁，・・・，１２
_nにおける暗号化処理の際に必要な暗号化情報が記憶さ
れている。暗号化情報は、各暗号化処理部１２₁，・・
・，１２_nにおいて暗号化処理を行うために必要な、複
数の異なる情報である。暗号化情報は、鍵情報、キーデ
ータ等とも呼ばれる。各暗号化処理部１２₁，・・・，
１２_nでは、暗号化情報記憶部１３から送られる暗号化
情報を用いて、分割データ列に対してそれぞれ暗号化処
理を行う。データ暗号化部１２における暗号化情報記憶
部１３からの暗号化情報を用いた暗号化処理が、本願発
明の暗号化工程に相当する。

【００１２】各暗号化処理部１２₁，・・・，１２_nで
は、複数の分割データ列に対して、それぞれ異なる暗号
化処理を行う他に、２つ以上の異なる暗号化処理を行っ
てもよいし、同じ暗号化処理を行ってもよい。例えば、
１つのデータ列を４つの分割データ列に分割した場合
に、２つの暗号化処理を２つの分割データ列に対してそ
れぞれ行うようにしてもよい。

【００１３】また、同じ暗号化処理を行う場合には、各
暗号化処理部１２₁，・・・，１２ _nでは、２つ以上の
異なる暗号化情報を用いることとする。これにより、複
数の分割データ列を２つ以上の異なる暗号化されたデー
タ列に変換することが可能となる。尚、複数の分割デー
タ列に対して、全て同じ暗号化情報を用いて同じ暗号化
処理を行ってもよいが、１つの暗号化された分割データ
列が解読された場合には、全ての暗号化された分割デー
タ列が解読されるおそれがある。

【００１４】データ暗号化部１２内の各暗号化処理部１
２₁，・・・，１２_nで暗号化された分割データ列は、
それぞれ同期信号付加部１４に送られる。同期信号付加
部１４では、暗号化された分割データ列の先頭に、同期
信号、ファイル名等を示す識別情報、媒体上のトラック
やセクタ等の番号を示す位置情報及び制御信号等を付加
する。制御信号には、各分割データ列に対して施された
暗号化処理方法の種類を示すデータも含まれる。１連の
データは１つのファイル名で示されるので、各分割デー
タ列のファイル名を示す識別情報は同じになる。

【００１５】一方、暗号化情報記憶部１３に記憶される
複数の暗号化情報も、同期信号付加部１４に送られる。
暗号化情報には、同期信号及び位置情報等が付加され
る。尚、同期信号付加部１４は、データを変調する変調
処理等の他の信号処理が施される構成であってもよい。
同期信号付加部１４で処理された暗号化された分割デー
タ列及び暗号化情報は、暗号化データ記録部１５に送ら
れる。暗号化データ記録部１５では、暗号化された分割
データ列及び暗号化情報を記録信号に変換して媒体に記
録する。

【００１６】「媒体」としては、磁気ディスク，光ディ
スク，光磁気ディスク等のディスク状媒体やテープ状媒
体等が使用可能である。次に、各暗号化処理部１２₁，
・・・，１２_n内での暗号化処理の一実施例について、
図２及び図３を用いて説明する。図２は、１つの暗号化
処理を行う暗号化回路の構成を示している。

【００１７】図２に示す暗号化回路は、生成多項式Ｇ
（ｘ）がＧ（ｘ）＝ｘ¹⁶＋ｘ¹²＋ｘ⁵＋１で示されるＭ系列データを生成する回路を有する暗号化
回路である。この例では、Ｍ系列データ生成回路は、１
６個のシフトレジスタ２３ａ〜２３ｐと、排他的論理和
(ExOR)回路２４，２５とから成り、１６ビットずつ暗号
化処理を行うものである。

【００１８】暗号情報記憶部１３からは１６ビットの暗
号化情報が出力されて、暗号化情報は暗号化情報供給部
２０を介して１６ビットのシフトレジスタ２３ａ〜２３
ｐにそれぞれプリセットされる。このプリセット値が、
暗号化情報の初期値となる。一方、データ分割部１１か
ら出力される分割データ列は、端子２１から１ビットず
つ順次入力される。このとき、端子２１に分割データが
入力されるタイミングと同じタイミングで、シフトレジ
スタ２３ａ〜２３ｐの暗号化情報がシフトされて、最終
段のシフトレジスタ２３ｐから出力される。シフトレジ
スタ２３ｐからの出力データは、シフトレジスタ２３ａ
及び排他的論理和(ExOR)回路２４，２５にフィードバッ
クされるとともに、排他的論理和(ExOR)回路２６に入力
される。排他的論理和(ExOR)回路２６では、シフトレジ
スタ２３ｐからの出力データと端子２１からの入力デー
タとの排他的論理和がとられて、データが暗号化され
る。暗号化されたデータは端子２２から出力されて、同
期信号付加部１４に送られる。

【００１９】尚、Ｍ系列データを生成するための生成多
項式は、上述した生成多項式Ｇ（ｘ）に限定されず、シ
フトレジスタの段数等は任意に変更可能である。また、
Ｍ系列以外の系列のデータを生成する回路構成としても
よい。次に、他の暗号化処理として、スクランブル方式
による暗号化処理を行う暗号化回路の構成を図３に示
す。

【００２０】まず、暗号化回路で暗号化処理される分割
データ列を、所定のビット長のブロックに分割する。所
定のビット長は、後述するデータビットレジスタＤ
ｘ_n，ｄｘ_n及びキーデータビットレジスタｋ_nの総数
を示すｎと同じ値とする。ｎには任意の値を設定するこ
とが可能であり、例えば、８，１６，・・・のように、
バイト(byte)を構成するビット(bit) 単位の値を設定す
ることが好ましい。

【００２１】端子３１にはブロックデータが順次入力さ
れ、データレジスタ群３３を構成する各データビットレ
ジスタＤｘ₁〜Ｄｘ_nに記憶される。一方、端子３２に
は暗号情報記憶部１３の暗号化情報が入力され、キーデ
ータレジスタ群３４を構成する各キーデータビットレジ
スタｋ₁〜ｋ_nに記憶される。データビットレジスタＤ
ｘ₁〜Ｄｘ_nのデータとキーデータビットレジスタｋ₁
〜ｋ_nの暗号化情報とは、排他的論理和回路群３５を構
成する排他的論理和(ExOR)回路３５₁〜３５_nで、それ
ぞれ排他的論理和がとられて、データが暗号化される。
暗号化されたデータは、データレジスタ群３６を構成す
るデータビットレジスタｄｘ₁〜ｄｘ_nにそれぞれ記憶
された後、端子３７から出力されて、同期信号付加部１
４に送られる。

【００２２】尚、図３に示す構成では、所定のビット長
毎に並列的に論理演算を行っているが、論理演算を１ビ
ットずつ順次行う構成であってもよい。また、キーデー
タビットレジスタに記憶されるデータは、暗号化情報記
憶部１３に記憶される暗号化情報をそのまま用いてもよ
いし、暗号化情報を用いて乱数アルゴリズムにより発生
させたデータを用いてもよい。

【００２３】暗号化処理の方法としては、図２及び図３
に示した暗号化回路による暗号化処理方法の他に様々な
暗号化処理方法（暗号化アルゴリズム）を用いることが
可能である。例えば、最も簡易な暗号化処理方法として
は、データを１ビットずらして出力する方法等を用いる
ことが可能である。次に、図４に示す、本発明にかかる
データ保護方法により暗号化されたデータを復元する再
生装置の一実施形態の概略的な構成を用いて、復号化処
理について説明する。

【００２４】暗号化データ再生部４１では、媒体上の記
録信号が媒体から読み出されてディジタル信号に変換さ
れ、同期信号検出部４２に送られる。同期信号検出部４
２では、送られたディジタル信号から同期信号が検出さ
れて、複数の暗号化された分割データ列及び暗号化情報
が取り出される。各暗号化された分割データ列について
は、識別情報に含まれる暗号化処理方法の種類がそれぞ
れ判別された後、データ復号化部４３に送られる。ま
た、暗号化情報は、復号化情報として復号化情報記憶部
４４に送られて記憶される。

【００２５】データ復号化部４３は、複数の復号化処理
部４３₁，・・・，４３_nを備えている。各復号化処理
部４３₁，・・・，４３_nは、それぞれ異なる復号化処
理を行う回路構成を備えて成り、暗号化回路と同様の回
路構成である。即ち、図１の暗号化処理部が図２又は図
３に示す暗号化回路で構成されるならば、図４の復号化
処理部も図２又は図３に示す回路で構成される。ここ
で、ｎは、分割データ列の暗号化処理時に用いられた暗
号化処理方法の数と同じ、又はそれ以上の数を示す。

【００２６】同期信号検出部４２から出力される暗号化
された分割データ列は、判別された暗号化処理方法の種
類に基づいて、暗号化処理方法に対応する復号化処理を
行う復号化処理部に送られる。復号化処理部４３₁，・
・・，４３_nでは、復号化情報記憶部１３の復号化情報
を用いて、暗号化された分割データ列の復号化処理を行
う。

【００２７】復号化処理部が、例えば、図２に示したＭ
系列データ生成回路を備える回路構成である場合には、
この回路構成に対応する復号化情報が復号化情報記憶部
４４から読み出される。復号化情報は、図２の暗号化情
報供給部２０に入力されて、シフトレジスタ２３ａ〜２
３ｐに記憶されることによりＭ系列データの初期値が設
定される。暗号化された分割データは端子２１から順次
入力される。順次入力されるデータと、最終段のシフト
レジスタ２３ｐから出力されるデータとは、排他的論理
和(ExOR)回路２６で論理演算が施され、端子２２から出
力される。このように、暗号化された分割データ列は、
暗号化処理時と同じＭ系列データとの排他的論理和がと
られることにより、元の分割されたデータ列に復号化さ
れる。

【００２８】元の分割データをＤ、Ｍ系列データをｍ、
暗号化された分割データをＤ’とすると、暗号化処理
は、以下の式で表される。Ｄ’＝Ｄ◎ｍ ◎；排他的論理和(ExOR)演算従って、復号化処理時に、暗号化された分割データＤ’
と、暗号化処理時と同じＭ系列データｍとを論理演算し
て復号化される元の分割データＤは、以下の式で表され
る。

【００２９】Ｄ’◎ｍ＝（Ｄ◎ｍ）◎ｍ＝Ｄこのとき、復号化情報が本来の情報と異なっていると、
復号化情報であるＭ系列データが暗号化処理時と異なる
ため、正確な復号化処理が行われない。尚、復号化情報
が媒体に記録されていなかったり、復号化処理に対応す
る復号化情報が判別できなかったりする場合には、シフ
トレジスタ２３ａ〜２３ｐに全て「１」をセットする。
これにより、暗号化された分割データ列の正確な復号化
処理がなされず、データの不正な読み出しの防止を図る
ことができる。

【００３０】また、図３に示す回路構成を備える復号化
回路においても、暗号化処理時に用いた暗号化情報と同
様の復号化情報を、端子３２を介してキーデータレジス
タ群３４のキーデータビットレジスタｋ₁〜ｋ_nに記憶
させる。また、暗号化された分割データ列は、暗号化処
理時に分割されたビット長と同じビット長に分割して、
データレジスタ群３３のデータビットレジスタＤｘ₁〜
Ｄｘ_nに記憶させる。データビットレジスタＤｘ₁〜Ｄ
ｘ_nの暗号化されたデータとキーデータビットレジスタ
ｋ₁〜ｋ_nとは、排他的論理和回路群３５の排他的論理
和(ExOR)回路３５₁〜３５_nで、それぞれ排他的論理和
がとられることにより復号化処理される。復号化された
データは、データレジスタ群３６のデータビットレジス
タｄｘ₁〜ｄｘ_nにそれぞれ記憶された後、端子３７か
ら出力される。

【００３１】データ復号化部４３で復号化処理された分
割データ列は、１つのデータ列を構成するように、デー
タ記録時とは逆の正確な順序で出力端子４５から順次出
力される。尚、上述したように、複数の暗号化された分
割データ列が記録された媒体をマスタとして、複製作業
を行うことにより、記録されたデータの不正な読み出し
の防止効果を高めた媒体を大量に生産できる。

【００３２】以上説明した暗号化処理及び復号化処理を
用いるデータ保護方法では、一連のデータを複数分割
し、各分割データ列に対して、それぞれ異なる暗号化処
理を施したり、異なる暗号化情報を用いて同じ暗号化処
理を施したりする。これにより、記録された暗号化デー
タ列を不正に読み出して元のデータ列を復元しようとす
るときには、各分割データ列毎に暗号化処理方法を解析
する作業が必要となり、解析作業には多大の時間や労力
がかかるので、媒体に記録されたデータを不正に読み出
して復元することが、より困難となる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、暗号化されたデータ列を復元するときに
は、分割したデータ列毎に解読作業を行わねばならず、
従来に比べて、より効果的に暗号化されたデータ列の不
正な読み出し防止の性能向上を図ることができる。

【００３４】請求項２に記載の発明によれば、１つの暗
号化処理に対応する回路のみを構成すればよいので、暗
号化処理の回路を簡易に構成できる。従って、暗号化処
理に対応する復号化処理の回路も簡易に構成できる。請
求項３に記載の発明によれば、複数の異なる暗号化処理
を用いるので、各暗号化処理に対応する復号化処理を行
うことが必要となり、データの不正な読み出しの防止効
果をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるデータ保護方法による記録装置
の一実施形態の概略構成図

【図２】暗号化回路の一実施形態の概略構成図

【図３】暗号化回路の他の一実施形態の概略構成図

【図４】本発明にかかるデータ保護方法による再生装置
の一実施形態の概略構成図

【符号の説明】

１１・・・データ分割部１２・・・データ暗号化部１３・・・暗号化情報記憶部１４・・・同期信号付加部１５・・・暗号化データ記録部４１・・・暗号化データ再生部４２・・・同期信号検出部４３・・・データ復号化部４４・・・復号化情報記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続する内容から成る１つのデータ列をデ
ータ変換処理して保護するデータ保護方法であって、前記１つのデータ列を少なくとも２つ以上に分割する分
割工程と、前記複数の分割データ列をそれぞれ暗号化処理する暗号
化工程と、を含むことを特徴とするデータ保護方法。
【請求項２】前記暗号化工程では、前記複数の分割デー
タ列に対して、２つ以上の異なる暗号化情報を用いて同
じ暗号化処理を行う請求項１に記載のデータ保護方法。
【請求項３】前記暗号化工程では、前記複数の分割デー
タ列に対して、２つ以上の異なる暗号化処理を行う請求
項１に記載のデータ保護方法。