JPS58501982A - 加入衛星テレビジヨン暗号化用防護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 加入衛星テンビジョン暗号化用防護装置発明の背景 本発明は、テレビジョン信号伝送の機密性に関し、評言すれば、テレビジョン信 号伝送の非公認受信の防御に関するものである。本発明を広く適用し得ることが できかつそれに関連して本発明がここて説明される環境（・ゴ加入者テレビジョ ンおよびテレビ−／ヨンプログラム分配てついてのものである。

加入者テレビジョン方式は益々普及してさており、このような方式においてテレ ビジョン信号、寸ケーブル網を経由してまたは空中に送信さｆかつ月決め料金を 支払った加入者のみによって受信されかつ聴視されるっ加入者テレビジョン方式 が増大すること：てよって、同様：′？Ｃプレミアムテレヒジョンプログラムを 料金を支払わすＶ・ζ受信しかつ映し出そうとする者の数も増大してきて１．− ）る。したかつて、このような非公認の受信を防止するたののより複雑な防護技 術に関する要求かちる。

現存する多くの加入者テンビジョン方式・、１、直筬また（・ま間接的に衛星を 経由して伝送される信号を利用し、そしてそれはテレビジョン受信専用（ＴＶＲ リアノテナを経由してプレミアムテレビ番組を受信して映し出すような不払いの 個人に関して全く共通となって２−・〕、したかつて加入テレビ番組の分配者の 実質的な収入損′友を結果として生ずる。加えて、種々の直接衛星戎送テレビジ ョン方式が現在提案されておりこの方式において別人テレビ番組は個々の加入者 の家庭へ衛星を経由して直接放送されるであろう。これらの加入衛星テレビジョ ン（ＳＳＴＶ）方式は非公認受信に対して確かに弱味があり、そしてそれゆえ有 効な防護技術が非常に望まれる。

５ＳＴＶ方式用防護補助装置の目的は分配者の営業利益を保護することであり、 かつしたがって以下の目的が達成されるべきである。

（１）非加入者が通常の家庭用テレビセットを使用することにより明白な映像お よび音声信号を受信するのを阻止すること。

（２）義務を怠る加入者が５ＳＴＶデコーダを使用して明白な映像および音声信 号を受信するのを阻止すること。

（３）正当な加入者が加入してない５ｓＴＶチャンネル−またけプログラムの明 白な映像および音声信号を受信するのを阻止すること。

（４）平均的な技術者が受容し得る品質の映像および音声信号を得ることがでさ る所有の受像機を作るのを阻止すること。

（５）小規模の非公認の営利会社が５ＳＴＶチヤンネルから受容し得る品質の映 像２よび音声信号を受信して映し出すことができる装置を製造して市販するのを 阻止すること。

（６）正当な加入者に高品質の映像および音声信号を加入チャンネル寸たはプロ グラムから受信させかつ映し出させしめること。

また上記目的を高くないコストで達成することが非常に望しい。

０ＡＴＶについては多数の防護装置が存在し、その多くは伝送前に映像信号から 水平同期パルスを抑制寸たは除去し、かつ受信端で同期パルスを回復することを 伴なう。

これらの技術は同期回復回路を有してない人がプログラムを受信しかつ映し出す のを阻止しそしてそれゆえ上記の目的（１）および（６）を達成するが、これら の防護装置は目的（２）および（３）を達成せず、そして同期回復回路は比較的 容易に設計されかつ製造されるので、同様に目的（４）および（５）を満足させ ない。

より複雑な技術は加入者のデコーダボックス：（追加の情報を含むこ′とができ 、このデコーダボックスは個々の加入者に特別にアドレスさｎかつ幾つかのまた はすべてのチャンネルをオンまたはオフするのに使用される制御センタからの命 令を受信する能力を含んでいる。これらのより複雑な防護技術は目的（１）〜（ ３）および（６）を達成することにはプ功するかも知れないが、また目的（４） および１５ノを満足させない。例えば、これらの技術の多くは合言葉のチェック を伴ない、そして特定のチャンネルが合言葉が整合さ汎た場合にのみオンされる 。これは加入者のデコーダボックス全変更するかまたはオン／オフスイッチ以外 のすべての必要な特徴をもつ別個のボックスを作ることにより比較的容易に回避 さｎることかできる。さらに、加入者は同様に実際に代価が支払われるより多く のプログラムを受信すべくデコーダボックスを不正に変更することができるかも 知れない。

発明の開示 本発明の目的は、上述した目的（１）〜（６）のすべてが達成される加入テレビ ジョン方式用防護補助装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的（はコストおよび複雑さを最小にするかかる防護補助装 置を提供することにある。

これらおよび他の目的は映像信号の暗号化２よび解読に関して暗号技術を使用す ることによって本発明により達成される。暗号化（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）およ び解読（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｉａｇ）技術は規則的な根拠で変化されかつ支払済 み加入者にのみ送られる「キー」を利用し、そして同様にこの「キー」は義務を 怠る刀口大者が他から現行のキニを教わること刀・できないように各加入者に対 して異なる暗号化された形で送られる。

記録は各加入者に対応する単独のユーザーより（識別）コードについて保持され 、そして本発明の好適な実施例による送信機においては、キーは各加入者にキー を送る前にその加入者の唯一のＩＤコードで暗号化（ｃｉｐｈｅｒｅｄ）さｎる 。送信機中の乱、数発生器は規則的な間隔で、例え）ば毎秒、新たな乱数を発生 し、この数はキーと組み合さｎ、そして次いで組み合された数が毎秒ＰＮシーケ ンス発生器をリセットするような発生源として使用さｎる。

したがってこのＰＮシーケンス発生器は１秒セグメントの任意発生源によｈｐＮ シーケンスを発生し、そして分けられたＰＮノーケンスは音声および映像プログ ラム信号を暗号化するのに使用される信号処理装置に供給される。乱数発生器は またキーにより暗号化きれかつ暗号化された乱数は暗号化された映像信号ととも に連伏的に送信される。

受信機において、衛星（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）またはメール（凪１ユ）を経由し て送られた解読（ｄｅｃｉｐｎｅｒｅｄ）キーが特定加入者の唯一のＩＤコード を利用する受信機内で解読され、そのＩＤコードは受信機の内部にあり、かつ加 入者には解らない。次いで暗号化さｎたキーは項次暗号化されたプログラム信号 とともに受信された暗号化された乱数を解読するのに使用される。次に解読さｎ たキーおよび乱数は送信機におけると同様ンて組み合さｎ、そして組み合さまた 信号は分けられたＰＮノン−ンスが送信機に発生されたＰＨ７−ケンスに一致す る受信機に発生さｎるように送信機のＰＮノン−ンスと同ヱのＰ　Ｎ　／−ケン ス発生器を連続的にリセットするように使用さｎ、そしてこの分けられたＰＮシ ーケンスは次いで受信信号を暗号化するように使用されることかでさる。暗号化 さｎた浦号（−１：次いで加入者のテレビジョンセットに供給すれる。

図面の簡単な説明 本発明は添付図面に関連して以下の説明を参照することによってより明瞭して理 解さｎよう。図面は本発明にょる５ＳＴＶ防護装置の必須構成要素を示すブロッ ク図であるＯ 発明を実施するだめの最良の形態 図面は本発明による５ＳＴＶ防護装置の機能的ブロック図を示す。５ＳＴＶ送信 機は代表的には支払済み加入者およびそれらに対応する唯一のユーザーＩＤコー ドのリストを含んでいる加入者情報を記憶する番付け（ｂｉｌｌｉｎｇ）装置用 コンピュータ１０へのアクセスを含むかまたは有している。この情報は代表的に はコンピュータ内のユーザーデータベース１２内に記憶さｎても良い。またコン ピュータ内にはレジスタ１４または規則的な根拠、例えば月毎に変化されるキー を含んでいる同等物がある。この「その月のキー」を各現行の加入者に送る用意 ’ＨｆＣ、キーはその特定の現行の加入者に唯一のユーザーＩＤコードにより暗 号化装置１６で暗号化され、そして暗号化キーは次いで加入者に送られる。

送信機（は偽乱数（ＰＮ）ノーケンス発生器１８および乱数発生器２０を含んで いる。該乱数発生器２０は新たな乱数を、例えば毎秒１つを周期的に発生し、そ して乱数発生器２０および干−レジスタ１４の出力は組み合わさｎかつ従来技術 において公知の方法でＰＨ７−ケンス発生器１８を周期的にリセットするかまた は「シード（ｓｅｅｄ）Ｊするよう１７ｆｉ　Ｐ　Ｎシーケンス発生器１已に負 荷される。／−ケンス発生器１８の各フーティング（ｓｅｅａｉｎｇ）（、−Ｊ 、　Ｐ　Ｎシーケンスの新たな分割（セグメント）を始めるＯ供給源２２からの プログラム信号は発生器１８からの分割されたＰ　Ｎシーケンスにより暗号化さ ７する信号処理装置２４に供給さｎる。使用さｎる暗号イに（インクリプ／コン ）技術は種々の公知の技術のうちの１つてあってもよくかつここで詳細に説明す る必要（・寸ない。次いで、暗号化（インクリプトｔた（はスクランブル）さ汎 た信号（佳種々の加入者受信機へのリンク１０口を介して伝送用送信機２６頷供 給される。

発生器２０からの乱数は暗号装置（ｅａｃｉｐｎｅｒｅｒ）２８においてその月 のキーにより暗号化されかつ暗号化された乱数はリンク１００を介して暗号化さ れた映像信号とともに送信される。

受信機において、レジスタ３−ｏｔたは加入者ＴＶ受ｆ象搬機内部の同等物は据 付は前ンてセントされかつ送信機においてピリングコンピュータのユーザーデー タベース１２に記憶される加入者の特別な秘密のユーザーよりコートを含んでい る。したがって、加入者の受像機が暗号化（インサイファ）されたキーを受信す るときまたはユーザーが暗号化されたキーをメールで受しブ取りかつ該暗号化キ ーを受像機に挿入するとき、受像機の解読装置（ゴｅＣ１ｐｎｅｒｅｒ　）３２ はその特定の加入者に対して特別な秘密のユーザーよりコードにより暗号化キー を解読する。受（搬機３６はリンク１０口を介して受信された暗号化（インサイ ファ）された乱数から暗号化（スクランブル）された１言号を分離しかつ暗号化 さ几た乱数を解読装置（デイサイファラ）３２から受信されたキーにより解読さ ｎる解読装置ジ４に供給する。解読された乱数およびキーは次いで組み合わされ かつ送信機におけると同様な方法でノーケンス発生器をリセットまたは「シード （ｓｅｅａ）ＪするようにＰ　Ｎシーケンス発生器３８に負荷され、それにより ５ＳＴＶ送信機の信号処理装置２４において暗号化するのに使用さｎたと同一の 分けられた（セグメントされた）ＰＮシーケンスを結果として生ずる。この分け られたＰＮシーケンス！ｒ１次に受信されたプログラム信号を解読（ディスクラ ンブル）するのに使用される信号処理装置４０Ｖｒｃ供給される。解読された信 号は次に加入者のテレヒセノト４２に供給される。

上述した防護装置は分けられた偽乱数（ＰＮ）ンーケノスを発生しかつ同期させ る新規の技術および安全なキー分配方法を提供する。発生された分割ＰＮ７−ケ ／スはプログラム信号を暗号化（スクランブル）しかつ解読（ディスクランブル ）する映像および音声信号属理装置を制御するのに使用さユる。異なる分割Ｐ　 Ｎシーケンスが各々の異なるキーによって発生されるので、暗号化シーケンス（ σ各々のキーについて異なり、そしてキーを周期的に変えることにより、暗号化 および解読シーケンスは変えられる。したがって、如何なる者も解読装置によっ てかまたはそれによらず受信されたプログラム信号を現在のキーの正確な知識な くしては解読することかてきない。

各々の一定の持続時間のため、特定のチャンネル（は任意に選択された数および その月のキーによって発生されるＰＮＮシーケンスよって解読（ディスクランブ ル）される。異なるチャンネルの加入者が彼らの間でキーを交換するのを防ぐた めに、各加入者に分配さｎる一定のチャンネルが異なるようにすることが必須で あり、そしてこれは各加入者の唯一のユーザーＩＤコートでキーを暗号化するこ とにより達成さｎる。この方法においては、単一のキーが如何なる時間において もレジスタ１４によって供給されるけれども、異なるキーか各加入者；（よって 要求される。加入者の特別なキーが受１像機に挿入されるときのみレジスタ１４ に含まれるその月の実際のキーが解読装置３４およびノーケンス発生器３８に供 給さ汎ることかでき、そして解読装置３２内でその月の実際のキーの解読が加入 者の受像機の内部でかつ加入者の知見なしに行なわれる。

防護装置の重要な特徴は正当なフロ入省が短かい時間周期内で同期を得ね（ゲな らないということであるっ本発明による装置（Ｉておいて信号α理装置２４およ び４０で信号を暗号化しかつ解読するのＶＣ使用されるＰ　Ｎノーケンスばその 各々がその月のキーと例えば母秒で変化する乱数との組合せしでよって７−ドさ 、する短かいセグメントに分離さハる。したかつて、正当な加入省か彼１つ特有 のキーを所持すると見做せ、ま、同期を得る５〕に要する時間に口期か停電、暴 風雨、チーヤノイ・ルの変１１等、二よる同１期損失１０ の場合に迅速に得られることができるように各乱数の持続時間に実質上等しい。

本発明による防護装置における個々の構成要素は従来公知でありそしてそれらの 構成要素の内部詳細（ｄ本発明の一部を構成しないのでここでは詳細に説明され ない。

その月のキーおよび乱数を暗号化するのに使用さｎる暗号化装置（インサーフア ラ）は２つの異なる暗号化装置にすることができるが、受信側でのハードウェア の簡単化、および加入者受信機の大量生産において結果として生ずるコスト節減 のため、同一の暗号化装置が使用されることが好しい。この暗号化装置はそれが 十分に高いレベルの安全性を有する限り如何なる暗号化方法にも使用することが できる。

ＰＮシーケケンス生器は、同様に十分な安全度を有丁乙限り如何なる一般的なＰ Ｎシーケンス発生器を用いることもでき、例えば適当に選択された非直線フィー トバックシフトレジスタで間に合うかも知れない。

送信機中の乱数発生器は「本当の」乱数を発生する公知の熱的雑音発生器であっ ても良く、またはデジタルエレクトロニクスまたはコンピュータのソフトウェア により公知の方法で履行されるシーケンス発生器１８と同様な偽乱数発生器であ っても良い。同様に、ＰＮシーゲンス発生器１８および３Ｂ用の１シード」を発 生するようにその月のキーと乱数発生器を組み合わせる技術は重要ではなく、最 も簡単な技術によれば２つの数のビット・バイ・ビット・モジュール２の加算で ある。

一般に、図中の各機能ブロックはそれらの特別な履行に依存する現存の技術によ り、装置の複雑さおよびコストおよび安全度によって達成されることができる。

簡単な暗号化装置の変換は各チャンネルまたは特別なプログラムに関して異なる 変数によって特定されそして月ごとに変化させられる。

各加入者セット内のユーザーよりコード３０は１組の２進スイツチかまたは加入 者が数を見るかまたは変えることを阻止するように密封ボックス内の読出し専用 メモリにプログラムされたビットパターンであっても良い。

非直線フィードバックシフトレジスタに刃口えて簡単な暗号化装置を使用するこ とは装置の複雑さを不必要に増大すると思うかも知れない。しかしながら、小量 のデータ、すなわち「シード」のみが各時開に処理さｎる必要がありかつ暗号化 装置の統計的特注がＰ　Ｎ　／−ケンス発生器の出力を締め付けないので、この 暗号化装置（・マ非常に簡単にすることかできる。

例えば、１つの考え得るアプローチ６ｉ、暗号フィードバックを有するかまたは それを有していないランダムビットのＲＯＭテーブルである。この簡単な暗号化 装置の使用は暗号同期およびキー分配の問題を非常ｉ＋ｉ（簡単化し、かつそれ ゆえ、装置全体の複雑さを減少する。

プログラム信号の暗号化の適宜の選択は、オン−オフスイッチング、任意変換ラ イン、フィールドまた（はフレ２ −ム、および幾つかの任意に固定のステップによる遅延水平ラインまたはフィー ルドのごとき通常の暗号化技術を含んでいる。いずれの場合でも、使用される技 術は送信および受信側双方で同期されねばならないＰＮノン−ンスの発生を必要 とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信機および受信機を含む通信方式であって、前記送信機はプログラム情報 を示すプログラム信号を供給するプログラム源、送信制御信号に応じて前記プロ グラム信号を暗号化するための送信信号処理装置および前記暗号化された信号を 伝送するための送信手段を含み、前記受信機は前記暗号化信号を受信する受信手 段、受信制御信号に応じて前記暗号化信号を解読する受信機信号処理装置および 前記解読信号を受信しかつ前記プログラム情報を供給する手段を含み、 第１シーケンスの数を示す第１シーケンスの信号を発生するための前記送信機に おける第１発生器手段、キー数を示すキー数信号を供給するための前記送信機に おけるキー数手段、 第２シーケンスの数を示す第２シーケン２の信号を発生するための前記送信機に おける第２発生器手段で、該第２発生器手段が前記第１発生器手段の出力からな るリセット信号によって周期的にリセットさｎそれにより各々リセット信号で始 まる複数のシーケンスセグメントを発生し、前記第２発生器手段の出力が前記送 信制御信号からなり、 前記キー数信号により前記第１シーケンスの信号を暗号化しかつ該暗号化した第 １信号シーケンスを前記暗号に供給するための前記送信機における手段、４ 前記キー数信号を供給するための前記受信機における手段、 前記暗号化した第１信号シーケンスおよび前記キー数を受信し、前記第１信号シ ーケンスを前記キー数に応じて解読しかつ前記解読した第１信号シーケンスを出 力として供給するだめの前記受信機における受信解読手段、前記第１７−ケンス の数を示す−続きの信号を発生するための受信発生手段で、該受信発生手段が前 記受信解読手段の出力からなるリセット信号によって周期的にリセットされ、そ れにより前記複数のシーケンスセグメントを発生し、該・複数のシーケンスセグ メントは前記受信発生手段によって前記受信信号処理装置に前記受信制御信号と して供給さｎることからなる改良を特徴とする通信方式。 ２、さらに、前記受信機に単独（・で一致する識別数信号全供給するだめの手段 、 前記キー数信号を前記識別信号を暗号化するための手段、 前記識別数信号を供給するための前記受信機における手段、および 前記識別数信号および前記暗号化したキー数信号を受信しかつ前記キー数信号を 解読するだめの前記受信機（・こおける手段を含み、前記解読したキー数信号が 前記受信解読手段に供給されることを特徴とする請求の範囲第１項して記載の通 信方式。 １５ ５、前記第２発生器手段に供給される前記リセット信号の各々は前記キー数信号 および前記第１信号シーケンスの１つの信号の組合せからなり、そして前記受信 発生器手段に供給される前記リセット信号の各々は前記キー数信号および前記暗 号化した第１信号７−ケンスの１つの信号の粗合せからなることを特徴とする請 求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載の通信方式。 ４前記キ一数信号は予め定めた時間間隔で変化さすることを特徴とする請求の範 囲第５項に記載の通信方式。 社前記第２発生器手段は非直線傷乱数／−ケンス発生器であることを特徴とする 請求の範囲第４項に記載の］ｍ倍力式。 ６、複数の受信機が前記送信機によって送信さ汎た暗号化信号を受信し、各受信 機が対応する唯一の識別数を有しそして各受信機において受信された前、記暗号 化キー数が前記各受信機に対して唯一のユーザー識別数により暗号化されること を特徴とする請求の範囲第５項（て記載の通信方式。 乙前記第１信号シークンスは実質的に乱数／−ケンスを示すことを特徴とする請 求の範囲第６項に記載の通信方式。 ａ信号伝送方式における防護を付与する方Ｌｋζおいて、該方法（は情報を示す プログラム信号を暗号制御信号（／Ｃｌ芯して暗号化し、該暗号化信号を送信し 、該暗号化信号を受信し、該受信さまた暗号化信号を解読制御信号に応じて解読 しそして前記解読信号によって示さｎる前記情報を供給する段階を含んでなり、 その改良が、キー数を示すキー数信号を発生し、 第１シーケンスの数を示す第１信号ノーケンスを発生し、 第２シーケンスの数を示す第２信号ノーケンスを発生し、該第２信号７−ケンス が前記第１信号／−ケンスの１つの信号からなるリセット信号、（よって周期的 にリセットされそれにより複数の第２／−ケンスセグメントを発生し、 前記第２７−ケンスセグメントを前記送信信号処理装置シて前記暗号制御信号と して供給し、前記第１信号シーケンスを前記キー数により暗号化しかつ前記暗号 化した第１ノーケンスを前記暗号化信号による送信のため前記送信機に供給し、 前記暗号化第１／−ケンスを前記キー数濡号：で応じて前記受信機において解読 し、 前記解読第１信号シーケンスからなるリセット信号、（より受信数信号発生器を リセットするととシてより前記受信機に２いて前記第２シーケンスセグメントを 発生し、前記第２ノーケンスセグメントを前記受信信号処理装置に前記解読制御 ｌ］信号として供給してなることを％微とする信号伝送方式における防護付与方 法。 ？、さらに、前記受信機に単独（・て一致するユーザー識別数信号により前記送 信機において前記イー数を暗号イヒし、７ 前記暗号化キー数信号を前記受信機に送信し、前記受信機に単独に一致する前記 ユーザー識別数信号に応じて前記受信機において前記暗号化キー数信号を解読し 、そして 前記解読したキー数信号を前記解読手段に供給してなることを特徴とする請求の 範囲第８項に記載の方法。 １０、さらに、前記送信機中に前記リセット信号を得るために前記キー数信号と 前記第１７−ケンスの１つの信号を組み合せ、そして 前記受信機中に前記リセット信号を得るために前記キー数信号と前記解読第１シ ーケンスの１つの信号を組み合せる段階からなることを特徴とする請求の範囲第 ９項に記載の方法。 １１、さらに、前記千−数信号を周期的に変化する段階からなることを特徴とす る請求の範囲第８項ない１．ｉＴＯ項のいずれかに記載の方法。 １２、前記送信機中の前記第２発生器手段脅よひ前記受信機中の前記発生器手段 は各々非直線の偽の任意の信号シーケンスを発生することを特徴とする請求の範 囲第１１項に記載の方法。 １３前記第１信号／−ケ／ス（は実質的＋ｒｒｃ　ｆｉ数〕−ケンスを示すこと を特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。