KR19980081634A - 암호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법, 정보 처리 장치 및방법 - Google Patents

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KR19980081634A
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Abstract

부정한 카피를 확실하게 방지한다.
DVD 플레이어(1)의 1394 인터페이스(26)에서 암호화된 데이터를, 1394 버스(11)를 통하여, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)에 전송한다. 기능을 변경하는 것이 이용자에게 개방되어 있지 않은 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 수신한 데이터를 1394 인터페이스(36)에서 복호한다. 이것에 대하여, 기능 변경이 이용자에게 개방되어 있는 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 1394 인터페이스(49)에서 시변 키(i)를 사용하여 암호화 데이터를 복호하고, 그 복호 결과를 애플리케이션부(61)에서 세션 키(S)를 사용하여 더욱 복호한다.

Description

암호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법, 정보 처리 장치 및 방법
본 발명은, 암호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법, 및 정보 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 보다 안전성을 높이도록 한 암호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법, 및 정보 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, AV기기, 컴퓨터 등에 대표되는 복수의 전자기기를, 버스에서 서로 접속하여 네트워크를 구성하고, 네트워크 내에서 각종의 데이터를 서로 수수할 수 있도록 되어 왔다.
그 결과, 예를 들면, 네트워크에 접속되어 있는 DVD 플레이어에 의해 DVD에서 재생한 영화의 데이터를 버스를 통하여 텔레비전 수상기, 모니터 등의 표시 장치에 전송하고, 표시할 수 있다. 통상, DVD에서 재생된 영화를 표시 장치에 표시하여 시청하는 것은, DVD를 구입한 시점에 있어서, 저작권자로부터 허용되는 바이다.
그러나, DVD에서 재생된 데이터를 다른 기록 매체에 카피하고, 이용하는 것은 일반적으로는 저작권자로부터 허용되어 있지 않다. 그래서, 버스(네트워크)를 통하여 송출하는 데이터가, 불법으로 카피되는 것을 방지하기 위해서, 송출하는 측에서 데이터를 암호화하도록 하고, 수신측에서 이것을 복호하는 것이 고려된다.
그러나, DVD 플레이어, 텔레비전 수상기 등의 소비자 일렉트로닉스 기기(CE 기기)는 통상, 소정의 목적을 위하여 설계, 제조되어 있는 것이며, 이용자가 이것을 개조하거나, 다른 부품을 조립하거나 하여, 장치 내부의 데이터를 취득하거나, 개찬할(기능의 변경) 수 없도록 제조되어 있다. 이것에 대하여, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터는 많은 경우, 아키텍처나 회로가 공개되어 있고, 보드 등을 추가하거나 각종의 애플리케이션 소프트웨어를 인스톨함으로써 여러 가지의 기능을 추가, 변경할 수 있도록 이루어지고 있다.
따라서, 퍼스널 컴퓨터에 있어서는, 그 내부 버스상의 데이터를, 소정의 하드웨어를 부가하거나, 소프트웨어 프로그램을 작성하도록, 퍼스널 컴퓨터 내부의 버스상의 데이터를 직접 보거나, 개찬하는 것이, 비교적 용이하게 할 수 있다. 이 것은, 예를 들면, DVD 플레이어로부터 텔레비전 수상기에 암호화하여 전송한 데이터를 퍼스널 컴퓨터로 수취, 이것을 복호하고, 카피하는 것이, 애플리케이션 소프트웨어를 작성하도록 용이하게 할 수 있는 것을 의미한다.
환언하면, 퍼스널 컴퓨터는, 버스를 통하여 통신을 행하는 링크부와, 송수신하는 데이터를 준비하거나, 수신한 데이터를 이용하는 애플리케이션부와의 관계가 희박하고, 물리적으로도, 논리적으로도, 거기에 이용자가 가공할 수 있는 부분이 많다. 이것에 대하여, CE 기기에 있어서는, 양자의 관계가 밀접하고, 이용자가 개재할 수 있는 부분이 거의 없다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 데이터가 부정한 카피를, 보다 확실하게 방지할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 본 발명을 적용한 정보 처리 시스템의 구성예를 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 DVD 플레이어(1), 퍼스널 컴퓨터(2), 및 광자기 디스크 장치(3)의 내부의 구성예를 도시하는 블록도.
도 3은 인증 처리를 설명하는 도면.
도 4는 인증 처리를 설명하는 타이밍 차트.
도 5는 node_unique_ID의 포맷을 나타내는 도면.
도 6은 다른 인증 처리를 설명하는 타이밍 차트.
도 7은 또한 다른 인증 처리를 설명하는 타이밍 차트.
도 8은 다른 인증 처리를 설명하는 타이밍 차트.
도 9는 다른 인증 처리를 설명하는 타이밍 차트.
도 10은 암호화 처리를 설명하는 블록도.
도 11은 도 10의 1394 인터페이스(26)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 12는 도 11의 1394 인터페이스(26)의 보다 상세한 구성예를 도시하는 블록도.
도 13은 도 12의 LFSR(72)의 보다 상세한 구성예를 도시하는 블록도.
도 14는 도 13의 LFSR(72)의 보다 구체적인 구성예를 도시하는 블록도.
도 15는 도 10의 1394 인터페이스(36)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 16은 도 15의 1394 인터페이스(36)의 보다 상세한 구성예를 도시하는 블록도.
도 17은 도 10의 1394 인터페이스(49)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 18은 도 17의 1394 인터페이스(49)의 보다 상세한 구성예를 도시하는 블록도.
도 19는 도 10의 애플리케이션부(61)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 20은 도 19의 애플리케이션부(61)의 보다 상세한 구성예를 도시하는 블록도.
도 21은 도 10의 1394 인터페이스(26)의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
도 22는 도 10의 1394 인터페이스(36)의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
도 23은 도 10의 1394 인터페이스(49)의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
도 24는 도 10의 애플리케이션부(6l)의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : DVD 플레이어 2 : 퍼스널 컴퓨터
3 : 광자기 디스크 장치 11 : 1394 버스
20 : 폼웨어 2l : CPU
25 : 드라이브 26 : l394 인터페이스
27 : EEPR0M 31 : CPU
35 : 드라이브 36 : 1394 인터페이스
37 : EEPR0M 41 : CPU
47 : 하드디스크 48 : 확장 보드
49 : 1394 인터페이스 50 : EEPR0M
5l : 내부 버스 61 : 애플리케이션부
62 : 라이선스 매니저
도 1은 본 발명을 적용한 정보 처리 시스템의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서는, IEEE1394 시리얼 버스(11)를 통하여 DVD 플레이어(1), 퍼스널 컴퓨터(2), 광자기 디스크 장치(3), 데이터 방송 수신장치(4), 모니터(5), 텔레비전 수상기(6)가 서로 접속되어 있다.
도 2는 그 안의 DVD 플레이어(1), 퍼스널 컴퓨터(2), 및 광자기 디스크 장치(3) 내부에서 상세한 구성예를 나타내고 있다. DVD 플레이어(1)는 1394 인터페이스(26)를 통하여, 1394 버스(11)에 접속되어 있다. CPU(21)은, ROM(22)에 기억되어 있는 프로그램에 따라서 각종의 처리를 실행하고, RAM(23)은, CPU(21)이 각종의 처리를 실행하는 데에 있어서 필요한 데이터나 프로그램 등을 적절히 기억한다. 조작부(24)는 버튼, 스위치, 리모트 컨트롤 등에 의해 구성되고, 이용자에 의해 조작되었을 때, 그 조작에 대응하는 신호를 출력한다. 드라이브(25)는 도시하지 않은 DVD(디스크)를 구동하고, 거기에 기록되어 있는 데이터를 재생하도록 이루어지고 있다. EEPR0M(27)은, 장치의 전원 오프 후에도 기억할 필요가 있는 정보(이 실시예의 경우, 키정보)를 기억하도록 이루어지고 있다. 내부 버스(28)는 이들의 각부를 서로 접속하고 있다.
광자기 디스크 장치(3)는 CPU(31) 내지 내부 버스(38)를 가지고 있다. 이들은, 상술한 DVD 플레이어(1)에 있어서의 CPU(2l) 내지 내부 버스(28)와 같은 기능을 갖는 것이며, 그 설명은 생략한다. 단, 드라이브(35)는 도시하지 않은 광자기 디스크를 구동하고, 거기에 데이터를 기록 또는 재생하도록 구성되어 있다.
퍼스널 컴퓨터(2)는 1394 인터페이스(49)를 통하여 1394 버스(11)에 접속되어 있다. CPU(41)은, ROM(42)에 기억되어 있는 프로그램에 따라서 각종의 처리를 실행한다. RAM(43)에는, CPU(41)이 각종의 처리를 실행하는 데에 있어서 필요한 데이터나 프로그램 등이 적절히 기억된다. 입출력 인터페이스(44)에는, 키보드(45)와 마우스(46)가 접속되어 있고, 그들로부터 입력된 신호를 CPU(41)에 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 입출력 인터페이스(44)에는, 하드디스크((HDD)47)가 접속되어 있고, 거기에 데이터, 프로그램 등을 기록 재생할 수 있도록 구성되어 있다. 입출력 인터페이스(44)에는 또, 확장 보드(48)를 적정하게 장착하고, 필요한 기능을 부가할 수 있도록 구성되어 있다. EEPR0M(50)에는, 전원 오프 후에도 유지할 필요가 있는 정보(이 실시예의 경우, 각종의 키 정보)가 기억되도록 구성되어 있다. 예를 들면, PCI(Periphera1 Component Interconnect), 로컬 버스 등에 의해 구성되는 내부 버스(51)는, 이들의 각부를 서로 접속하도록 구성되어 있다.
또한, 이 내부 버스(51)는, 이용자에 대하여 해방되어 있고, 이용자는 확장 보드(48)에 소정의 보드를 적정하게 접속하거나, 소정의 소프트웨어 프로그램을 작성하고, 인스톨하도록 내부 버스(51)에 의해 전송되는 데이터를 적정하게 수신할 수 있도록 구성되어 있다.
이것에 대하여, DVD 플레이어(1)나 광자기 디스크 장치(3) 등의 소비자 일렉트로닉스(CE) 장치에 있어서는, 내부 버스(28)나 내부 버스(38)는, 이용자에게 해방되어 있지 않고, 특수한 개조 등을 하지 않는 한, 거기에 전송되는 데이터를 취득할 수 없도록 구성되어 있다.
다음에, 소정의 소스와 싱크와의 사이에서 행하여지는 인증의 처리에 관해서 설명한다. 이 인증의 처리는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 소스로서의, 예를 들면 DVD 플레이어(1)의 ROM(22)에 미리 기억되어 있는 소프트웨어 프로그램의 하나로서의 폼웨어(20)와, 싱크로서의, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터(2)의 ROM(42)에 기억되어 있고, CPU(41)이 처리하는 소프트웨어 프로그램의 하나로서 라이선스 매니저(62)와의 사이에서 행하여진다.
도 4는 소스(DVD 플레이어(1))와, 싱크(퍼스널 컴퓨터(2))와의 사이에서 행하여지는 인증의 순서를 나타내고 있다. DVD 플레이어(1)의 EEPR0M(27)에는, 서비스 키(service_key)와 함수(hash)가 미리 기억되어 있다. 이들은 어느 것이나 저작권자로부터, 이 DVD 플레이어(1)의 이용자에게 주어진 것이며, 각 이용자는 EEPR0M(27)에, 이것을 비밀리에 보관해 두는 것이다.
서비스 키는, 저작권자가 제공하는 정보마다 주어지는 것이며, 이 1394 버스(11)로 구성되는 시스템에 있어서 공통된 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 시스템이란, 복수의 장치로 구성되는 전체적인 장치를 나타내는 것으로 한다.
hash 함수는, 임의의 길이의 입력에 대하여, 64 비트 또는 128 비트 등의 고정 길이의 데이터를 출력하는 함수이고, y(=hash(x))를 주어졌을 때, x를 구하는 것이 곤란하고, 또한, hash(x1)=hash(x2)가 되는 x1과, x2의 조를 구하는 것도 곤란하게 이루어지는 함수이다. 1방향 hash 함수의 대표적인 것으로서, MD5나 SHA 등이 알려지고 있다. 이 1방향 hash 함수에 관해서는, Bruce Schneier 저의 「Applied Cryptography(Second Edition), Wiley」에 상세하게 해설되어 있다.
한편, 싱크로서의 예를 들면 퍼스널 컴퓨터(2)는, 저작권자로부터 주어진, 자기자신에게 고유의 식별 번호(ID)와 라이선스 키(license_key)를 EEPR0M(50)에 비밀리에 유지되고 있다. 이 라이선스 키는, n 비트의 ID와 m 비트의 서비스 키를 연결하여 얻은 n+m 비트의 데이터(ID ││service_key)에 대하여, hash 함수를 적용하여 얻어지는 값이다. 즉, 라이선스 키는 다음 식으로 나타낸다.
license_key=hash(ID ││service_key)
ID로서는, 예를 들면 1394 버스(11)의 규격에 정해져 있는 node-unique_ID를 사용할 수 있다. 이 node_unique_ID는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 8 바이트(64 비트)로 구성되고, 최초의 3 바이트는, IEEE에서 관리되어, 전자기기의 각 메이커에 IEEE로부터 부여된다. 또한, 하위 5 바이트는, 각 메이커가, 자기자신이 이용자에게 제공하는 각 장치에 대하여 부여할 수 있는 것이다. 각 메이커는, 예를 들면 하위 5 바이트에 대하여 시리얼에, 1대에 1개의 번호를 할당하도록 하고, 5 바이트분을 전부 사용한 경우에는, 상위 3 바이트가 또한 다른 번호로 되어 있는 node_unique_ID의 부여를 받고, 그리고, 그 하위 5 바이트에 관해서 1대에 l개의 번호를 할당하도록 한다. 따라서, 이 node_unique_ID는 메이커에 불구하고 1대마다 다른 것으로 되어, 각 장치에 고유의 것이 된다.
스텝(S1)에 있어서, DVD 플레이어(1)의 폼웨어(20)는 1394 인터페이스(26)를 제어하고, 1394 버스(11)를 통하여 퍼스널 컴퓨터(2)에 대하여 ID를 요구한다. 퍼스널 컴퓨터(2)의 라이선스 매니저(62)는 스텝(S2)에 있어서, 이 ID의 요구를 수신한다. 즉, 1394 인터페이스(49)는 1394 버스(11)를 통하여 DVD 플레이어(1)로부터 전송되어 온 ID 요구의 신호를 수신하면, 이것을 CPU(41)에 출력한다. CPU(41)의 라이선스 매니저(62)는, 이 ID 요구를 받았을 때, 스텝(S3)에 있어서 EEPR0M(50)에 기억되어 있는 ID를 판독하고, 이것을 l394 인터페이스(49)를 통하여 1394 버스(11)로부터 DVD 플레이어(1)에 전송된다.
DVD 플레이어(1)에 있어서는, 스텝(S4)에서 1394 인터페이스(26)가, 이 ID를 받아들이면, 이 ID가 CPU(21)에서 동작하고 있는 폼웨어(20)에 공급된다.
폼웨어(20)는 스텝(S 5)에 있어서, 퍼스널 컴퓨터(2)로부터 전송을 받은 ID와, EEPR0M(27)에 기억되어 있는 서비스 키를 결합하고, 데이터(ID ││ service_key)를 생성하고, 이 데이터에 대하여 다음 식에 나타내는 바와 같이 hash 함수를 적용하여, 키 lk를 생성한다.
lk = hash(ID ││ service_key)
다음에, 스텝(S 6)에 있어서, 폼웨어(20)는 암호키(sk)를 생성한다. 이 암호키(sk)의 상세에 관해서는 후술하지만, 이 암호키(sk)는 세션 키로서 DVD 플레이어(1)와 퍼스널 컴퓨터(2)의 각각에 있어서 이용된다.
다음에, 스텝(S 7)에 있어서, 폼웨어(20)는 스텝(S 5)에서 생성한 키(lk)를 키로서, 스텝(S 6)에서 생성한 암호키(sk)를 암호화하고, 암호화 데이터(암호화키)(e)를 얻는다. 즉, 다음 식을 연산한다.
e=Enc(lk, sk)
또한, Enc(A, B)는 공통 키 암호 방식으로, 키(A)를 사용하여 데이터(B)를 암호화하는 것을 의미한다.
다음에, 스텝(S 8)에서 폼웨어(20)는 스텝(S 7)에서 생성한 암호화 데이터(e)를 퍼스널 컴퓨터(2)에 전송한다. 즉, 이 암호화 데이터(e)는 DVD 플레이어(1)의 1394 인터페이스(26)로부터 1394 버스(11)를 통하여 퍼스널 컴퓨터(2)에 전송된다. 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 스텝(S 9)에서 이 암호화 데이터(e)를 1394 인터페이스(49)를 통하여 수신한다. 라이선스 매니저(62)는 이렇게 하여 수신한 암호화 데이터(e)를 EEPR0M(50)에 기억되어 있는 라이선스 키를 키로서, 다음 식에 나타내는 바와 같이 복호하고, 복호 키를 생성한다.
sk’= Dec(license_key, e)
또한, 여기서, Dec(A, B)는 공통 키 암호 방식으로 키(A)를 사용하여, 데이터(B)를 복호하는 것을 의미한다.
또한, 이 공통 키 암호 방식에 있어서의 암호화의 알고리즘으로서는, DES가 알려지고 있다. 공통 키 암호화 방식에 관해서도, 상술한, Applied Cryptography (Second Edition)에 자세히 해설되어 있다.
DVD 플레이어(1)에 있어서, 스텝(S 5)에서 생성하는 키(lk)는, 퍼스널 컴퓨터(2)의 EEPR0M(50)에 기억되어 있는 (license_key)과 동일한 값이 된다.
즉, 다음 식이 성립된다.
lk=Iicense_key
따라서, 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서, 스텝(S 10)에서 복호하여 얻은 키(sk)는, DVD 플레이어(1)에 있어서, 스텝(S 6)에서 생성한 암호키(sk)와 동일한 값이 된다. 즉, 다음 식이 성립한다.
sk’= sk
이와 같이, DVD 플레이어(1)(소스)와 퍼스널 컴퓨터(2)(싱크)의 양쪽에 있어서, 동일한 키(sk, sk’)를 공유할 수 있다. 그래서, 이 키(sk)를 그대로 암호키로서 사용하든가, 또는, 이것을 기초로 하여, 각각이 유사 난수를 만들어 내고, 그것을 암호키로서 사용할 수 있다.
라이선스 키는, 상술한 바와 같이, 각 장치에 고유의 ID와, 제공하는 정보에 대응하는 서비스 키에 근거하여 생성되어 있기 때문에, 다른 장치가 sk 또는 sk’를 생성할 수 없다. 또한, 저작권자로부터 인정되어 있지 않은 장치는, 라이선스 키를 가지고 있지 않기 때문에, sk 또는 sk’를 생성할 수 없다. 따라서, 그 후 DVD 플레이어(1)가 암호키(sk)를 사용하여 재생 데이터를 암호화하여 퍼스널 컴퓨터(2)에 전송한 경우, 퍼스널 컴퓨터(2)가 적정하게 라이선스 키를 얻은 것일 경우에는, 암호키(sk’)를 가지고 있기 때문에, DVD 플레이어(1)에서 전송되어 온, 암호화되어 있는 재생 데이터를 복호할 수 있다. 그러나, 퍼스널 컴퓨터(2)가 적정하지 못한 경우, 암호키(sk’)를 가지고 있지 않기 때문에, 전송되어 온 암호화되어 있는 재생 데이터를 복호할 수 없다. 환언하면, 적정한 장치만이 공통의 암호키(sk, sk’)를 생성할 수 있기 때문에, 결과적으로 인증이 행하여질 수 있다.
가령 l대의 퍼스널 컴퓨터(2)의 라이선스 키를 잃어버렸다 하여도, ID가 1대 1대 다르기 때문에, 그 라이선스 키를 사용하여, 다른 장치가 DVD 플레이어(1)로부터 전송되어 온 암호화되어 있는 데이터를 복호할 수 없다. 따라서, 안전성이 향상된다.
도 6은 소스(DVD 플레이어(1))에 대하여, 퍼스널 컴퓨터(2)뿐만 아니라, 광자기 디스크 장치(3)도 싱크로서 기능하는 경우의 처리예를 나타내고 있다.
이 경우, 싱크(1)로서의 퍼스널 컴퓨터(2)의 EEPR0M(50)에는, ID로서 IDl이, 또한, 라이선스 키로서 라이선스 키(1)가 기억되어 있고, 싱크(2)로서의 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, EEPR0M(37)에, ID로서 ID2가, 또한, 라이선스 키로서 라이선스 키(2)가 기억되어 있다.
DVD 플레이어(1)(소스)와 퍼스널 컴퓨터(2)(싱크(1))의 사이에서 행하여지는 스텝(S 11) 내지 스텝(S 20)의 처리는, 도 4에 있어서의 스텝(S 1) 내지 스텝(S 10)의 처리와 실질적으로 같은 처리이기 때문에 그 설명은 생략한다.
즉, 상술한 바와 같이 하여, DVD 플레이어(1)는 퍼스널 컴퓨터(2)에 대하여 인증 처리를 행한다. 그리고 다음에, 스텝(S 21)에 있어서, DVD 플레이어(1)는 광자기 디스크 장치(3)에 대하여 ID를 요구한다. 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 스텝(S 22)에서 1394 인터페이스(36)를 통하여, 이 ID 요구 신호가 수신되면, 그 폼웨어(30)(도 10)는 스텝(S 23)에서 EEPR0M(37)에 기억되어 있는 ID(ID2)를 판독하고, 이것을 1394 인터페이스(36)로부터, 1394 버스(11)를 통하여 DVD 플레이어(1)에 전송된다. DVD 플레이어(1)의 폼웨어(20)는 스텝(S 24)에서 1394 인터페이스(26)를 통하여, 이 ID2를 받아들이면, 스텝(S 25)에서, 다음 식에서 키(lk2)를 생성한다.
lk2 = hash(ID2 ││ service_key)
또한, 폼웨어(20)는 스텝(S 26)으로 다음 식을 연산하고, 스텝(S 16)에서 생성한 키(sk)를, 스텝(S 25)에서 생성한 키(lk2)를 사용하여 암호화하고, 암호화한 데이터(e2)를 생성한다.
그리고, 스텝(S 27)에서 폼웨어(20)는 이 암호화 데이터(e2)를 1394 인터페이스(26)로부터 1394 버스(11)를 통하여 광자기 디스크 장치(3)에 전송된다.
광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 스텝(S 28)에서 1394 인터페이스(36)를 통하여, 이 암호화 데이터(e2)를 수신하고, 스텝(S 29)에서 다음 식을 연산하여, 암호키(sk2’)를 생성한다.
sk2’= Dec(license_key 2, e2))
상기와 같이 하여, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)의 각각에 있어서, 암호키(skl’, sk2’)가 얻어진다. 이들의 값은, DVD 플레이어(1)에 있어서의 암호키(sk)와 동일한 값으로 되어 있다.
도 6의 처리예에 있어서는, DVD 플레이어(1)가 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)에 대하여, 각각 개별로 ID를 요구하고, 처리하도록 하고 있지만, 동보(同報) 통신에 의해 ID를 요구할 수 있는 경우는, 도 7에 나타내는 바와 같은 처리를 할 수 있다.
즉, 도 7의 처리예에 있어서는, 스텝(S 41)에서, 소스로서의 DVD 플레이어(1)가, 모든 싱크(이 예의 경우, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3))에 대하여 동보통신으로 ID를 요구한다. 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)는, 각각 스텝(S 42)과 스텝(S 43)에서, 이 ID 전송 요구의 신호를 받아들이면, 각각 스텝(S 44) 또는 스텝(S 45)에서, EEPR0M(50)또는 EEPR0M(37)에 기억되어 있는 ID1 또는 ID2를 판독하고, 이것을 DVD 플레이어(1)에 전송한다. DVD 플레이어(1)는 스텝(S 46)과 스텝(S 47)에서, 이들의 ID를 각각 수신한다.
DVD 플레이어(1)에 있어서는, 또한 스텝(S 48)에서, 다음 식으로 암호키(lkl)를 생성한다.
lk1 = hash(ID1 ││ service_key)
또한, 스텝(S 49)에 있어서, 다음 식에서 암호키(1k2)가 생성된다.
lk2 = hash(ID2 ││ service_key)
DVD 플레이어(1)에 있어서는, 또한 스텝(S 50)에서, 암호키(sk)가 생성되고, 스텝(S 51)에서, 다음 식으로 나타내는 바와 같이, 암호키(sk)가, 키(1k1)를 키로서 암호화된다.
e1= Enc(1k1, sk)
또한, 스텝(S 52)에 있어서는, 암호키(sk)가, 키(lk2)를 키로서, 다음 식에 따라서 암호화된다.
e2= Enc(lk2, sk)
또한, 스텝(S 53)에 있어서는, ID1, e1,ID2, e2가, 각각 다음 식으로 나타내는 바와 같이 결합되어, 암호화 데이터(e)가 생성된다.
e=IDl ││ e1 ││ ID2 ││ e2.
DVD 플레이어(1)에서는, 또한 스텝(S 54)에서, 상기와 같이 하여 생성된 암호화 데이터(e)가 동보 통신으로, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)에 전송된다.
퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 각각 스텝(S 55) 또는 스텝(S 56)에서, 이들의 암호화 데이터(e)가 수신된다. 그리고, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 각각 스텝(S 57) 또는 스텝(S 58)에 있어서, 다음 식으로 나타내는 연산이 행하여지고, 암호키(sk1’, sk2’)가 생성된다.
sk1’= Dec(license_key1, el)
sk2’= Dec(license_key2, e2)
도 8은, 1개의 싱크가 복수의 서비스를 받을 수(복수 종류의 정보의 복호) 있도록 이루어져 있는 경우의 처리예를 나타내고 있다. 즉, 이 경우에 있어서는, 예를 들면, 싱크로서의 퍼스널 컴퓨터(2)는 복수의 라이선스 키(license_key(1), license_key(2), license_key(3) 등)를 EEPR0M(50)에 기억하고 있다. 소스로서의 DVD 플레이어(1)는 그 EEPR0M(27)에 복수의 서비스 키(service_key(1), service_key(2), service_key(3) 등)를 기억하고 있다. 이 경우, DVD 플레이어(1)는 스텝(S 81)에서 싱크로서의 퍼스널 컴퓨터(2)에 대하여 ID를 요구할 때, DVD 플레이어(1)가 이제부터 전송하고자 하는 정보(서비스)를 식별하는 서비스 ID를 전송한다. 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 스텝(S 82)에서, 이것을 수신하였을 때, EEPR0M(50)에 기억되어 있는 복수의 라이선스 키 중에서, 이 service_ID에 대응하는 것을 선택하고, 이것을 사용하여, 스텝(S 90)에서 복호 처리를 행한다. 그 외의 동작은 도 4에 있어서의 경우와 같다.
도 9는 또한 다른 처리예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 소스로서의 DVD 플레이어(1)가, 그 EBPR0M(27)에, 서비스 키, hash함수, 및 유사 난수 발생함수(pRNG)를 기억하고 있다. 이들은, 저작권자로부터 주어진 것이며, 비밀리에 보관된다. 또한, 싱크로서의 퍼스널 컴퓨터(2)의 EEPR0M(50)에는 저작권자로부터 주어진 ID, LX, Lk’, 함수(G), 및 유사 난수 발생 함수(pRNG)를 가지고 있다.
LX는, 저작권자가 작성한 독특한 난수이고, LX’는, 다음 식을 충족시키도록 생성되어 있다.
LK’= G＾-1(R)
R = pRNG(H) (+) pRNG(LK)
H = hash (ID ││ service_key)
또한, G＾-1은, G의 역함수를 의미한다. G＾-1은, 소정의 규칙을 알고 있으면 간단히 계산할 수 있지만, 모르는 경우에는, 계산하기가 어려운 것 같은 특징을 가지고 있다. 이러한 함수로서는, 공개 키 암호로 사용되는 함수를 이용할 수 있다.
또한, 유사 난수 발생 함수는 하드웨어로서 설치하도록 할 수 있다.
DVD 플레이어(1)의 폼웨어(20)는 최초에 스텝(S 101)에 있어서, 퍼스널 컴퓨터(2)의 라이선스 매니저(62)에 대하여 ID를 요구한다. 퍼스널 컴퓨터(2)의 라이선스 매니저(62)는, 스텝(S 102)에서 ID 요구 신호를 받아들이면, EEPR0M(50)에 기억되어 있는 ID를 판독하고, 스텝(S 103)에서, 이것을 DVD 플레이어(1)에 전송한다. DVD 플레이어(1)의 폼웨어(20)는 스텝(S l04)에서 이 ID를 받아들이면, (스텝 S l05)에서 다음 식을 연산한다.
H = hash(ID ││ service_key)
또한, 폼웨어(20)는 스텝(S 106)에서 키(sk)를 생성하고, 스텝(S l07)에서 다음 식을 연산한다.
e = sk(+) pRNG(H)
또한, A (+) B는 A와 B의 배타적 논리합의 연산을 의미한다.
즉, 유사 랜덤 발생 키(pRNG)에 스텝(S 105)에서 구한 H를 입력하도록 얻어진 결과, pRNG(H)와, 스텝(S 106)에서 생성한 키(sk)의 비트마다의 배타적 논리합을 연산하도록 키(sk)를 암호화한다.
다음에, 스텝(S 108)에서, 폼웨어(20)는 e를 퍼스널 컴퓨터(2)에 전송한다.
퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 스텝(S 109)에서 이것을 수신하고, 스텝(S 110)에서, 다음 식을 연산한다.
sk’= e (+) G(LK') (+) pRNG(LK)
즉, DVD 플레이어(1)로부터 전송되어 온 e, EEPR0M(50)에 기억되어 있는 함수(G)에, 역시 EEPR0M(50)에 기억되어 있는 LK’를 적용하여 얻어지는 값 G(LK’), 및, EEPR0M(50)에 기억되어 있는 LK’를, 역시 EEPR0M(50)에 기억되어 있는 유사 난수 발생함수(pRNG)에 적용하여 얻어지는 결과 pRNG(LK)의 배타적 논리합을 연산하고, 키(sk’)를 얻는다.
여기서, 다음 식에 나타내는 바와 같이, sk= sk’가 된다.
sk’= e (+) G(LK’) (+) pRNG(LK)
= sk (+) pRNG(H) (+) R(+) pRNG(LK)
= sk (+) pRNG(H) (+) pRNG(H) (+) pRNG(LK) (+) pRNG(LK)
= sk
이와 같이 하여, 소스로서의 DVD 플레이어(1)와 싱크로서의 퍼스널 컴퓨터(2)는, 동일한 키(sk, sk’)를 공유할 수 있다. LK, LK’를 만들 수 있는 것은, 저작권자만이기 때문에, 소스가 부정하게 LX, LX’를 만들고자 하여도 만들 수 없기 때문에, 보다 안전성을 높일 수 있다.
상기에 있어서는, 소스와 싱크에 있어서 인증을 행하도록 하였지만, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터(2)에는 통상, 임의의 애플리케이션 프로그램을 로드하여 사용할 수 있다. 그리고, 이 애플리케이션 프로그램으로서는, 부정하게 작성한 것이 사용되는 경우도 있다. 따라서, 각 애플리케이션 프로그램마다, 저작권자로부터 허가를 얻은 것인 가 아닌가를 판정할 필요가 있다. 그래서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 애플리케이션부(61)와 라이선스 매니저(62)와의 사이에서도, 상술한 바와 같이, 인증 처리를 행하도록 할 수 있다. 이 경우, 라이선스 매니저(62)가 소스로 되어, 애플리케이션부(61)가 싱크로 된다.
다음에, 상기와 같이 하여, 인증이 행하여진 후(암호키의 공유가 행하여진 후), 암호키를 사용하여, 소스로부터 암호화한 데이터를 싱크에 전송하고, 싱크에 있어서, 이 암호화한 데이터를 복호하는 경우의 동작에 관해서 설명한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, DVD 플레이어(1), 또는 광자기 디스크 장치(3)와 같이, 내부의 기능이 일반 이용자에게 해방되어 있지 않은 장치에 있어서는, 1394 버스(11)를 통하여 수수되는 데이터의 암호화와 복호의 처리는, 각각 l394 인터페이스(26) 또는 1394 인터페이스(36)에서 행하여진다. 이 암호화와 복호화에는, 세션 키(S)와 시변 키(i)가 사용되지만, 이 세션 키(S)와 시변 키(i)(정확하게는, 시변 키(i)를 생성하기 위한 키(i’))는, 각각 폼웨어(20) 또는 폼웨어(30)로부터, 1394 인터페이스(26) 또는 1394 인터페이스(36)에 공급된다. 세션 키(S)는, 초기치로서 사용되는 초기치 키(Ss)와 시변 키(i)를 교란하기 위해서 사용되는 교란 키(Si)에 의해 구성되어 있다. 이 초기치 키(Ss)와 교란 키(Si)는, 상술한 인증에 있어서 생성된 암호키(sk)(= sk’)의 소정의 비트 수의 상위 비트와 하위 비트에 의해, 각각 구성되도록 할 수 있다. 이 세션 키(S)는 세션마다(예를 들면, 1개의 영화(정보)마다, 또는, 1회의 재생마다) 적정하게 갱신된다. 이것에 대하여, 교란 키(Si)와 키(i’)로부터 생성되는 시변 키(i)는, 1개의 세션 내에서, 빈번히 갱신되는 키이고, 예를 들면, 소정의 타이밍에 있어서의 시각 정보 등을 사용할 수 있다.
지금, 소스로서의 DVD 플레이어(1)로부터 재생 출력된 영상 데이터를 1394 버스(11)를 통하여 광자기 디스크 장치(3)와 퍼스널 컴퓨터(2)에 전송하고, 각각에 있어서 복호하도록 한다. 이 경우, DVD 플레이어(1)에 있어서는, 1394 인터페이스(26)에 있어서, 세션 키(S)와 시변 키(i)를 사용하여 암호화처리가 행하여진다. 광자기 디스크 장치(3)에 있어서는, 1394 인터페이스(36)에 있어서, 세션 키(S)와 시변 키(i)를 사용하여 복호처리가 행하여진다.
이것에 대하여, 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 라이선스 매니저(62)가 세션 키(S) 중, 초기치 키(Ss)를 애플리케이션부(61)에 공급하고, 교란 키(Si)와 시변 키(i)(정확하게는, 시변 키(i)를 생성하기 위한 키(i’))를 1394 인터페이스(49)(링크 부분)에 공급한다. 그리고, 1394 인터페이스(49)에 있어서, 교란 키(Si)와 키(i’)로부터 시변 키(i)가 생성되고, 시변 키(i)를 사용하여 복호가 행하여지고, 그 복호된 데이터를 애플리케이션부(61)에 있어서, 또한 세션 키(S)(정확하게는, 초기치 키(Ss))를 사용하여 복호가 행하여진다.
이와 같이, 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는 내부 버스(51)가 이용자에게 해방되어 있기 때문에, 1394 인터페이스(49)에 의해 제 1단계의 복호만을 행하고, 아직 암호의 상태로 해둔다. 그리고, 애플리케이션부(61)에 있어서, 또한 제 2단계의 복호를 행하고, 평문(平文)으로 한다. 이것에 의해, 퍼스널 컴퓨터(2)에 대하여, 적정하게, 기능을 부가하고, 내부 버스(51)에 있어서 수수되는 데이터(평문)를 하드디스크(47)나 다른 장치에 카피하는 것을 금지시킨다.
이와 같이, 이 발명의 실시예에 있어서는, 내부 버스가 해방되어 있지 않은 CE 장치에 있어서는 암호화 또는 복호 처리는, 세션 키(S)와 시변 키(i)를 사용하여 1도(度)에서 행하여지지만, 내부 버스가 해방되어 있는 장치(퍼스널 컴퓨터(2)등)에 있어서는 복호 처리가 시변 키(i)를 사용한 복호 처리와, 세션 키(S)를 사용한 복호 처리로 나누어 행하여진다. 이와 같이, 1단계의 복호 처리와 2단계로 나눈 복호 처리의 양쪽이 할 수 있도록 하기 위해서는, 다음 식을 성립시킬 필요가 있다.
Dec(S, Dec(i, Enc(a1go(S+i), Data))) = Data
또한, 상기 식에 있어서, algo(S+i)는 소정의 알고리즘에 세션 키(S)와 시변 키(i)를 입력하여 얻어진 결과를 나타내고 있다.
도 1l은 상기 식을 만족하는 l394 인터페이스(26)의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서는, 아디티브 제너레이터(71)에 의해 생성된 m 비트의 데이터가 슈링크 제너레이터(73)에 공급되고 있다. 또한, LFSR(Linear Feedback Shift Register)(72)가 1 비트의 데이터를 출력하고, 슈링크 제너레이터(73)에 공급하고 있다. 슈링크 제너레이터(73)는 LFSR(72)의 출력에 대응하여, 아디티브 제너레이터(71)의 출력을 선택하고, 선택한 데이터를 암호키로서 가산기(74)에 출력하고 있다. 가산기(74)는 입력된 평문(平文)(1394 버스(11)에 전송하는 m 비트의 데이터)과, 슈링크 제너레이터(73)에서 공급되는 m 비트의 데이터(암호키)를 가산하고, 가산된 결과를 암호문(암호화된 데이터)으로서, 1394 버스(11)에 출력하도록 구성되어 있다.
가산기(74)의 가산 처리는, mod 2＾m(＾는 거듭제곱을 의미한다)으로, 슈링크 제너레이터(73)의 출력과 평문을 가산하는 것을 의미한다. 환언하면, m 비트의 데이터끼리가 가산되어, 캐리 오버를 무시한 가산치가 출력된다.
도 12는 도 11에 나타낸 1394 인터페이스(26)의 또한 보다 상세한 구성예를 나타내고 있다. 폼웨어(20)로부터 출력된 세션 키(S) 중, 초기치 키(Ss)는 가산기(81)를 통하여 레지스터(82)에 전송되어 유지된다. 이 초기치 키(Ss)는 예를 들면, 55 워드(1 워드는 8 비트 내지 32 비트의 폭을 갖는다)에 의해 구성된다. 또한, 폼웨어(20)로부터 공급된 세션 키(S) 중, 예를 들면 LSB 측의 32 비트로 구성되는 교란 키(Si)는 레지스터(85)에 유지된다.
레지스터(84)에는 키(i’)가 유지된다. 이 키(i’)는 예를 들면 1394 버스(11)를 통하여 1개의 패킷이 전송될 때마다, 2 비트의 키(i’)가 레지스터(84)에 공급되고, 16 패킷분의(32 비트분의) 키(i’)가 레지스터(84)에 유지되었을 때, 가산기(86)에 의해, 레지스터(85)에 유지되어 있는 32 비트의 교란 키(Si)와 가산되어, 최종적인 시변 키(i)로서 가산기(81)에 공급된다. 가산기(81)는 그 때 레지스터(82)에 유지되어 있는 값과 가산기(86)에서 공급된 시변 키(i)를 가산하여, 그 가산 결과를 레지스터(82)에 공급하고, 유지시킨다.
레지스터(82)의 워드의 비트 수가, 예를 들면 8 비트인 경우, 가산기(86)에서 출력되는 시변 키(i)가 32 비트이기 때문에, 시변 키(i)를 4분할하여, 각 8 비트를 레지스터(82)의 소정의 어드레스(0 내지 54)의 워드에 가산하도록 한다.
이렇게 하여, 레지스터(82)에는 최초에 초기치 키(Ss)가 유지되지만, 그 후, 이 값은 16 패킷분의 암호문을 전송할 때마다 시변 키(i)에서 갱신된다.
가산기(83)는 레지스터(82)에 유지되어 있는 55 워드 중 소정의 2 워드(도 12에 나타내지고 있는 타이밍의 경우, 어드레스(23)와 어드레스(54)의 워드)를 선택하고, 그 선택한 2 워드를 가산하여 슈링크 제너레이터(73)에 출력한다. 또한, 이 가산기(83)의 출력은 도 12에 나타내는 타이밍에서는, 레지스터(82)의 어드레스(0)에 전송되고, 앞에서의 유지값으로 대체하여 유지된다.
그리고, 다음의 타이밍에 있어서는 가산기(83)에 공급되는 레지스터(82)의 2 워드의 어드레스는, 어드레스(54)와 어드레스(23)로부터, 각각 어드레스(53)와 어드레스(22)에, 1 워드분만, 도면 중 상측 방향으로 이동되어, 가산기(83)의 출력으로 갱신되는 어드레스도, 도면 중, 보다 상측의 어드레스에 이동된다. 단, 어드레스(0)로부터 상측의 어드레스는 존재하지 않기 때문에, 이 경우에는 어드레스(54)에 이동한다.
또한, 가산기(81, 83, 86)에서는, 배타적 논리합을 연산시키는 바와 같이 할 수 있다.
LFSR(72)는, 예를 들면, 도 13에 나타내는 바와 같이, n 비트의 시프트 레지스터(101)와, 시프트 레지스터(10l)의 n 비트 중 소정의 비트(레지스터)의 값을 가산하는 가산기(102)에 의해 구성된다. 시프트 레지스터(101)는 가산기(102)에서 공급되는 비트를, 도면중 가장 좌측의 레지스터(bn)에 유지되면, 그때까지 거기에 유지되어 있던 데이터를 우측의 레지스터(bn-1)에 시프트한다. 레지스터(bn-1’, bn-2’, ···)도 같은 처리를 행한다. 그리고, 또한 다음 타이밍에서는, 각 비트의 값을 가산기(102)에서 가산한 값을 다시, 도면중 가장 좌측의 비트(bn)에 유지시킨다. 이상의 동작이 순차 반복되고, 도면중 가장 우측의 레지스터(b1)에서 출력이 1 비트씩 순차 출력된다.
도 13은 일반적인 구성예이지만, 예를 들면, 보다 구체적으로는 LFSR(72)을 도 14에 나타내는 바와 같이 구성할 수 있다. 이 구성예에 있어서는, 시프트 레지스터(101)가 31 비트에 의해 구성되고, 그 도면중 우측 끝단의 레지스터(b1)의 값과 좌단의 레지스터(b31)의 값이 가산기(102)로 가산되고, 가산된 결과가 레지스터(b31)에 귀환되도록 구성되어 있다.
LFSR(72)에서 출력된 1비트의 데이터가 논리 1일 때, 조건 판정부(91)는 아디티브 제너레이터(71)의 가산기(83)에서 공급된 m 비트의 데이터를 그대로 FIF0(92)에 전송하고, 유지시킨다. 이것에 대하여, LFSR(72)에서 공급된 1 비트의 데이터가 논리(0)일 때, 조건 판정부(91)는 가산기(83)에서 공급된 m 비트의 데이터를 접수하지 않고, 암호화 처리를 중단시킨다. 이와 같이 하여, 슈링크 제너레이터(73)의 FIFO(92)에는 아디티브 제너레이터(71)에서 생성한 m 비트의 데이터 중, LFSR(72)가 논리(1)를 출력한 타이밍의 것만이 선택되어 유지된다.
FIFO(92)에 의해 유지한 m 비트의 데이터가, 암호키로서 가산기(74)에 공급되어, 전송되어야 할 평문의 데이터(DVD로부터의 재생 데이터)에 가산되어 암호문이 생성된다.
암호화된 데이터는 DVD 플레이어(1)로부터 1394 버스(11)를 통하여 광자기 디스크 장치(3)와 퍼스널 컴퓨터(2)에 공급된다.
광자기 디스크 장치(3)는, 1394 인터페이스(36)에 있어서, 1394 버스(11)로부터 수신한 데이터를 복호하기 때문에, 도 15에 나타내는 바와 같은 구성을 가지고 있다. 이 구성예에 있어서는, 슈링크 제너레이터(173)에 아디티브 제너레이터(171)의 출력하는 m 비트의 데이터와, LFSR(172)가 출력하는 1 비트의 데이터가 공급되고 있다. 그리고, 슈링크 제너레이터(173)의 출력하는 m 비트의 키가, 감산기(174)에 공급되고 있다. 감산기(174)는 암호문으로부터 슈링크 제너레이터(173)에서 공급되는 키를 감산하여 평문을 복호한다.
즉, 도 15에 나타내는 구성은 도 11에 나타내는 구성과 기본적으로 같은 구성으로 되어 있고, 도 11에 있어서의 가산기(74)가 감산기(174)로 변경되어 있는 점만이 다르다.
도 16은 도 15에 나타내는 구성 보다 상세한 구성예를 나타내고 있다. 이 구성도, 기본적으로 도 12에 나타낸 구성과 같은 구성으로 되어 있지만, 도 12에 있어서의 가산기(74)가 감산기(174)로 변경되어 있다. 그 외의 아디티브 제너레이터(171), LFSR(172), 슈링크 제너레이터(173), 가산기(181), 레지스터(182), 가산기(183), 레지스터(184, 185), 가산기(186), 조건 판정부(191), FIFO(192)는, 도 12에 있어서의 아디티브 제너레이터(71), LFSR(72), 슈링크 제너레이터(73), 가산기(81), 레지스터(82), 가산기(83), 레지스터(84, 85), 가산기(86), 조건 판정부(91), 및 FIFO(92)에 대응하고 있다.
따라서, 그 동작은 기본적으로 도 12에 나타낸 경우와 같기 때문에, 그 설명은 생략하지만, 도 16의 예에 있어서는, 슈링크 제너레이터(173)의 FIFO(192)에서 출력된 m 비트의 키가, 감산기(174)에 있어서 암호문으로부터 감산되어 평문이 복호된다.
상기와 같이, 1394 인터페이스(36)에 있어서는 세션 키(S)(초기치 키(Ss)와 교란 키(Si))와 시변 키(i)를 사용하여 암호화 데이터가 1도로 복호된다.
이것에 대하여, 상술한 바와 같이 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 1394 인터페이스(49)와 애플리케이션부(61)에 있어서 각각 개별로 2단계로 나누어 복호가 행하여진다.
도 17은 1394 인터페이스(49)에 있어서, 하드적으로 복호를 행하는 경우의 구성예를 나타내고 있고, 그 기본적 구성은 도 15에 나타낸 경우와 같다. 즉, 이 경우에 있어서도, 아디티브 제너레이터(271), LFSR(272), 슈링크 제너레이터(273), 및 감산기(274)에 의해 1394 인터페이스(49)가 구성되어 있고, 이들은 도 15에 있어서의 아디티브 제너레이터(171), LFSR(172), 슈링크 제너레이터(173), 및 감산기(174)와 기본적으로 같은 구성으로 되어 있다. 단, 도 17의 구성예에 있어서는, 아디티브 제너레이터(271)에 대하여 라이선스 매니저(62)로부터, 시변키(i)를 생성하기 위한 키(i’)와, 세션 키(S)중, 시변 키(i)를 교란하기 위한 교란 키(Si)로서는, 도 15에 있어서의 경우와 같은 키가 공급되지만, 초기치 키(Ss)로서는 모든 비트가 0인 단위원이 공급된다.
즉, 도 18에 나타내는 바와 같이, 초기치 키(Ss)의 모든 비트가 0으로 되기 때문에, 실질적으로, 초기치 키(Ss)가 존재하지 않은 경우와 같이, 시변 키(i) 만으로 근거하여 암호키가 생성된다. 그 결과, 감산기(274)에 있어서는 암호문의 시변 키(i)에 근거하는 복호만이 행하여진다. 아직 초기치 키(Ss)에 근거하는 복호가 행하여지고 있지 않기 때문에, 이 복호의 결과 얻어지는 데이터는, 완전한 평문으로는 되어 있지 않고 암호문의 상태로 되어 있다. 따라서, 이 데이터를 내부 버스(51)로부터 인출, 하드디스크(47)나, 그 외의 기록 매체에 기록하였다고 해도 그것을 그대로 이용할 수 없다.
그리고, 상기와 같이 하여, 1394 인터페이스(49)에 있어서 하드적으로 시변 키(i)에 근거하여 복호된 데이터를 소프트적으로 복호하는 애플리케이션부(6l)의 구성은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 아디티브 제너레이터(371), LFSR(372), 슈링크 제너레이터(373) 및 감산기(374)에 의해 구성된다. 그 기본적 구성은, 도 15에 나타낸 아디티브 제너레이터(171), LFSR(172), 슈링크 제너레이터(l73),및 감산기(l74)와 같은 구성으로 되어 있다.
단, 세션 키(S)중, 초기치 키(Ss)는 도 15에 있어서의 경우와 같이, 통상의 초기치 키가 공급되지만, 시변 키(i)를 생성하기 때문에 교란 키(Si)와 키(i’)는 각각 모든 비트가 0인 단위원의 데이터가 된다.
그 결과, 도 20에서 그 상세를 나타내는 바와 같이(그 아디티브 제너레이터(371) 내지 FlF0(392)는, 도 16에 있어서의 아디티브 제너레이터(171) 내지 FIFO(192)에 대응하고 있다), 레지스터(384)에 유지되는 키(i’)와 레지스터(385)에 유지되는 교란 키(Si)는 모든 비트가 0이기 때문에, 가산기(386)의 출력하는 시변 키(i)도 모든 비트가 0이 되고, 실질적으로 시변 키(i)가 존재하지 않은 경우와 같은 동작이 행하여진다. 즉, 초기치 키(Ss) 만으로 근거하는 암호키가 생성된다. 그리고, 감산기(374)에 있어서는 이렇게 하여 생성된 암호키에 근거하여 암호문이 평문으로 복호된다. 상술한 바와 같이, 이 암호문은 l394 인터페이스(49)에 있어서, 시변 키(i)에 근거하여 제 1단계의 복호가 행하여지고 있기 때문에, 여기서, 초기치 키(Ss)에 근거하여 제 2단계의 복호를 행하도록 완전한 평문을 얻을 수 있다.
광자기 디스크 장치(3)에 있어서는 상기와 같이 하여 암호문이 복호되면, CPU(31)이, 복호된 데이터를 드라이브(35)에 공급하고, 광자기 디스크에 기록시킨다.
한편, 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, CPU(41)(애플리케이션부(61))이, 상기와 같이 하여 복호된 데이터를, 예를 들면 하드디스크(47)에 공급하고 기록시킨다. 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서는, 확장 보드(48)로서 소정의 보드를 접속하고, 내부 버스(5l)에서 수수되는 데이터를 모니터할 수 있지만, 내부 버스(51)에 전송되는 데이터를 최종적으로 복호할 수 있는 것은, 애플리케이션부(61)이기 때문에, 확장 보드(48)는 1394 인터페이스(49)로, 시변 키(i)에 근거하는 복호가 행하여진 데이터(아직, 세션 키(S)에 근거하는 복호가 행하여지고 있지 않은 데이터)를 모니터할 수 있다 하여도, 완전히 평문으로 되돌려진 데이터를 모니터할 수 없다. 그래서, 부정한 카피가 방지된다.
또한, 세션 키의 공유는 예를 들면, Diffie-Hellman 법 등을 사용하여 행할 수 있다.
또한, 이 외에, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터(2)에 있어서의 1394 인터페이스(49) 또는 애플리케이션부(61)의 처리 능력이 비교적 낮고, 복호 처리를 할 수 없는 경우에는 세션 키와 시변 키중 한쪽, 또는 양쪽을 소스측에서 단위원으로 구성하도록 하고, 싱크측에서도 이들을 단위원으로 사용하도록 하면, 실시적으로 세션 키와 시변 키를 사용하지 않고, 데이터의 수수가 가능해진다. 단, 그와 같이 하면, 데이터가 부정하게 카피될 우려가 높아진다.
애플리케이션부(61) 그 자체가 부정하게 카피한 것일 경우, 복호한 데이터가 부정하게 카피될 우려가 있지만, 상술한 바와 같이 애플리케이션부(61)를 라이선스 매니저(62)로 인증하도록 하면 이것의 방지가 가능하다.
이 경우의 인증 방법으로서는, 공통 키 암호 방식의 것 외, 공개 키 암호 방식을 사용한 디지털 서명을 이용할 수 있다.
이상의 도 11, 도 12, 도 15 내지 도 20에 나타내는 구성은, 준동형(homomorphism)의 관계를 만족하도록 되어 있다. 즉, 키(K1, K2)가 갈로아필드(G)의 요소일 때, 양자의 군연산의 결과 K1, K2도 갈로아필드(G)의 요소가 된다. 그리고, 또한, 소정의 함수(H)에 관해서 다음 식이 성립된다.
H(K1, K2) = H(K1)·H(K2)
도 21은 또한 1394 인터페이스(26)의 다른 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서는 세션 키(S)가 LFSR(501 내지 503)에 공급되어, 초기 설정되도록 구성되어 있다. LFSR(501 내지 503)의 폭(n1내지 n3)은, 각각 20 비트 정도로, 각각의 폭(n1내지 n3)은 서로 근본이 되도록 구성된다. 따라서, 예를 들면, 세션 키(S)중, 예를 들면, 상위 n1 비트가 LFSR(501)에 초기 설정되어, 다음 상위 n2비트가 LFSR(502)에 초기 설정되고, 또한 다음 상위 n3비트가 LFSR(503)에 초기 설정된다.
LFSR(501 내지 503)은 클럭킹 기능(506)에서 예를 들면 논리(1)의 이네이블 신호가 입력되었을 때, m 비트만 시프트 동작을 행하고, m 비트의 데이터를 출력한다. m의 값은, 예를 들면, 8, 16, 32, 40 등으로 할 수 있다.
LFSR(501)과 LFSR(502)의 출력은, 가산기(504)에 입력되어 가산된다. 가산기(504)의 가산치 중, 캐리 성분은 클럭킹 기능(506)에 공급되고, sum 성분은 가산기(505)에 공급되고, LFSR(503)의 출력이 가산된다. 가산기(505)의 캐리 성분은 클럭킹 기능(506)에 공급되고, Sum 성분은 배타적 논리합 회로(508)에 공급된다.
클럭킹 기능(506)은 가산기(504)와 가산기(505)에서 공급되는 데이터의 조합이, 00, 01, 10, 11 중 하나이기 때문에, 이들에 대응하여, LFSR(501 내지 503)에 대하여, 000 내지 111 중 어느 하나가 조합의 데이터를 출력한다. LFSR(501 내지 503)은 논리(1)가 입력되었을 때, m 비트의 시프트 동작을 행하고, 새로운 m 비트의 데이터를 출력하여 논리(0)가 입력되었을 때, 전회 출력한 경우와 동일한 m 비트의 데이터를 출력한다.
배타적 논리합 회로(508)는 가산기(505)의 출력하는 sum 성분과 레지스터(507)에 유지된 시변 키(i)의 배타적 논리합을 연산하고, 그 연산 결과를 배타적 논리합 회로(509)에 출력한다. 배타적 논리합 회로(509)는 입력된 평문과, 배타적 논리합 회로(508)에서 입력된 암호키의 배타적 논리합을 연산하고, 연산 결과를 암호문으로서 출력한다.
도 22는 광자기 디스크 장치(3)에 있어서의 1394 인터페이스(36)의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서의 LFSR(601) 내지 배타적 논리합 회로(609)는 도 21에 있어서의 LFSR(501) 내지 배타적 논리합 회로(509)와 같은 구성으로 되어 있다. 따라서, 그 동작도 기본적으로 같아지기 때문에, 그 설명은 생략한다. 단, 도 21의 구성예에 있어서는 암호화 처리가 행하여지는데 대하여, 도 22의 구성예에 있어서는 복호 처리가 행하여진다.
도 23은 퍼스널 컴퓨터(2)의 1394 인터페이스(49)의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서의 LFSR(701) 내지 배타적 논리합 회로(709)도, 도 22에 있어서의, LFSR(601) 내지 배타적 논리합 회로(609)와 같은 구성으로 되어 있다. 단, LFSR(701 내지 703)에 초기 설정되는 세션 키(S)는 모든 비트가 0의 단위원으로 되어 있다. 따라서, 이 경우, 실질적으로 레지스터(707)에 유지된 시변 키(i)만으로 대응하여 복호화 처리가 행하여진다.
도 24는 퍼스널 컴퓨터(2)의 애플리케이션부(61)의 구성예를 나타내고 있다. 이 구성예에 있어서의 LFSR(801) 내지 배타적 논리합 회로(809)는 도 22에 있어서의 LFSR(601) 내지 배타적 논리합 회로(609)와 기본적으로 같은 구성으로 되어 있다. 단, 레지스터(807)에 입력되는 시변 키(i)가 모든 비트가 0인 단위원으로 되어 있는 점만이 다르다. 따라서, 이 구성예의 경우, 세션 키(S)만으로 근거하여 암호키가 생성되고, 복호 처리가 행하여진다.
또한, 도 19, 도 20, 및 도 24에 나타내는 처리는 애플리케이션부(61)에 있어서 행하여지기 때문에, 소프트적으로 처리되는 것이다.
이상에 있어서는, DVD 플레이어(1)를 소스로 하고, 퍼스널 컴퓨터(2)와 광자기 디스크 장치(3)를 싱크로 하였지만, 어느 장치를 소스로 하는가 싱크로 하는가는 임의이다.
또한, 각 전자기기를 접속하는 외부 버스도, 1394 버스에 한정되지 않고, 여러 가지의 버스를 이용할 수 있고, 그것에 접속하는 전자기기도 상술한 예에 한정되지 않고, 임의의 장치로 할 수 있다.
상기와 같이, 제 1항에 기재된 암호화 장치 및 제 9항에 기재된 암호화 방법에 의하면, 제 1의 키와, 데이터를 암호화하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 사용하여 암호키를 생성하도록 하였기 때문에, 보다 안전하게 암호화를 행할 수 있게 된다.
제 10항에 기재된 복호 장치 및 제 13항에 기재된 복호 방법에 의하면, 제 1의 키와, 데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 사용하여 암호키를 생성하도록 하였기 때문에, 보다 안전하게 암호화되어 있는 데이터를 복호할 수 있게 된다.
제 14항에 기재된 정보 처리 시스템 및 제 15항에 기재된 정보 처리 방법에 의하면, 기능 변경이 이용자에게 개방되어 있지 않은 제 l의 정보 처리 장치에 있어서는, 제 1의 키와 데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 사용하여, 암호키를 생성하도록 하고, 기능 변경이 이용자에게 개방되어 있는 제 2의 정보 처리 장치에 있어서는, 제 1의 키와 제 2의 키의 한쪽을 사용하여 생성된 제 1의 암호키로, 암호화되어 있는 데이터를 복호하고, 제 1의 키와 제 2의 키의 다른 쪽을 사용하여 생성된 제 2의 암호키를 사용하고, 그 복호된 데이터를 더욱 복호되도록 하였기 때문에, 보다 안전한 정보 처리 시스템을 실현할 수 있게 된다.
제 l6항에 기재된 정보 처리 장치 및 제 17항에 기재된 정보 처리 방법에 의하면, 제 1의 암호키와, 데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 암호키를 소프트웨어 프로그램으로 생성하도록 하였기 때문에, 애플리케이션 프로그램마다 복호를 행할 수 있게 되고, 부정한 카피를 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 암호키를 사용하여 데이터를 암호화하는 암호화 수단과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 수단과,
    데이터를 암호화하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 수단과,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 생성 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 생성 수단은 준동형(準同形)의 암호키를 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 생성 수단은 암호화된 데이터를, 상기 암호키를 구성하는 제 1의 암호키와 제 2의 암호키를 개별로 사용하여 순차 복호하여도, 정확한 복호 결과가 얻어지는 암호키를 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 제 1의 키를 초기치로 하는 값에, 상기 제 2의 키를 가산하여 상기 암호키를 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1의 키는 상기 제 2의 키보다 비트 수가 많고,
    상기 생성 수단은, 상기 제 2의 키를 상기 제 1 키의 소정 위치의 비트에 가산하고, 가산 결과의 소정 위치의 비트를 추출하여, 추출한 비트를 또한 가산하여 상기 암호키를 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 추출한 비트를 또한 가산하여 얻은 결과로, 상기 가산 결과의 소정의 비트를 또한 갱신하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 추출한 비트를 또한 가산하여 얻은 결과 중에서 소정의 것을, 또한 소정의 타이밍으로 선택하여, 상기 암호키를 생성하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 암호키로 암호화한 데이터를 버스를 통하여 다른 장치에 전송하는 전송 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 암호화 장치.
  9. 암호키를 사용하여 데이터를 암호화하는 암호화 스텝과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 스텝과,
    데이터를 암호화하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 스텝과,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 생성 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 암호화 방법.
  10. 암호화되어 있는 데이터를 수신하는 수신 수단과,
    상기 수신한 데이터를, 암호키를 사용하여 복호하는 복호 수단과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 수단과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 수단과,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 생성 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 생성 수단은,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키중 한쪽을 사용하여 제 1의 암호키를 생성하는 제 1의 생성 수단과,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키의 다른 쪽을 사용하여 제 2의 암호키를 생성하는 제 2의 생성 수단을 구비하고,
    상기 복호 수단은,
    상기 제 1의 암호키를 사용하여, 상기 암호화되어 있는 데이터를 복호하는 제 1의 복호 수단과,
    상기 제 1의 복호 수단에 의해 복호된 데이터를, 상기 제 2의 암호키를 사용하고, 또한 복호하는 제 2의 복호 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2의 복호 수단은, 복호된 데이터를 처리하는 애플리케이션 소프트웨어에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  13. 암호화되어 있는 데이터를 수신하는 수신 스텝과,
    상기 수신한 데이터를, 암호키를 사용하여 복호하는 복호 스텝과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 스텝과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 스텝과,
    상기 제 1의 키와 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 생성 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복호 방법.
  14. 버스를 통하여 서로 접속된 복수의 정보 처리 장치에 의해 구성되는 정보 처리 시스템에 있어서,
    상기 정보 처리 장치는,
    기능 변경이 이용자에게 개방되어 있지 않은 제 1의 정보 처리 장치와,
    기능 변경이 이용자에게 개방되어 있는 제 2의 정보 처리 장치에 의해 구성되고,
    상기 제 l의 정보 처리 장치는,
    암호화되어 있는 데이터를 수신하는 제 1의 수신 수단과,
    상기 제 1의 수신 수단이 수신한 데이터를, 암호키를 사용하여 복호하는 제 1의 복호 수단과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 수단과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 수단과,
    상기 제 1의 발생 수단이 발생하는 제 1의 키와 상기 제 2의 발생 수단이 발생하는 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 제 1의 생성 수단을 구비하고,
    상기 제 2의 정보 처리 장치는,
    암호화되어 있는 데이터를 수신하는 제 2의 수신 수단과,
    상기 제 1의 키를 발생하는 제 3의 발생 수단과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 상기 제 2의 키를 발생하는 제 4의 발생 수단과,
    상기 제 3의 발생 수단이 발생하는 제 1의 키와 상기 제 4의 발생 수단이 발생하는 제 2의 키중 한쪽을 사용하여 제 1의 암호키를 생성하는 제 2의 생성 수단과,
    상기 제 3의 발생 수단이 발생하는 제 1의 키와 상기 제 4의 발생 수단이 발생하는 제 2의 키중 다른 한쪽을 사용하여 제 2의 암호키를 생성하는 제 3의 생성 수단과,
    상기 제 1의 암호키를 사용하여 상기 수신 수단이 수신한, 암호화되어 있는 데이터를 복호하는 제 2의 복호 수단과,
    상기 제 2의 복호 수단에 의해 복호된 데이터를, 상기 제 2의 암호키를 사용하고, 또한 복호하는 제 3의 복호 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 시스템.
  15. 버스를 통하여 서로 접속된 복수의 정보 처리 장치에 의해 구성되는 정보 처리 시스템의 정보 처리 방법에 있어서,
    상기 정보 처리 장치는,
    기능 변경이 이용자에게 개방되어 있지 않은 제 1의 정보 처리 장치와,
    기능 변경이 이용자에게 개방되어 있는 제 2의 정보 처리 장치에 의해 구성되고,
    상기 제 1의 정보 처리 장치는,
    암호화되어 있는 데이터를 수신하는 제 1의 수신 스텝과,
    상기 제 1의 수신 스텝으로 수신한 데이터를, 암호키를 사용하여 복호하는 제 1 의 복호 스텝과,
    제 1의 키를 발생하는 제 1의 발생 스텝과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 키를 발생하는 제 2의 발생 스텝과,
    상기 제 1의 발생 스텝에서 발생하는 제 1의 키와 상기 제 2의 발생 스텝에서 발생하는 제 2의 키를 사용하여 상기 암호키를 생성하는 제 1의 생성 스텝을 구비하고,
    상기 제 2의 정보 처리 장치는,
    암호화되어 있는 데이터를 수신하는 제 2의 수신 스텝과,
    상기 제 1의 키를 발생하는 제 3의 발생 스텝과,
    데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 상기 제 2의 키를 발생하는 제 4의 발생 스텝과,
    상기 제 3의 발생 스텝에서 발생하는 제 1의 키와 상기 제 4의 발생 스텝에서 발생하는 제 2의 키중 한쪽을 사용하여 제 1의 암호키를 생성하는 제 2의 생성 스텝과,
    상기 제 3의 발생 스텝에서 발생하는 제 1의 키와 상기 제 4의 발생 스텝에서 발생하는 제 2의 키중 다른 한쪽을 사용하여 제 2의 암호키를 생성하는 제 3의 생성 스텝과,
    상기 제 1의 암호키를 사용하여, 상기 제 2의 수신 스텝에서 수신한, 암호화되어 있는 데이터를 복호하는 제 2의 복호 스텝과,
    상기 제 2의 복호 스텝으로 복호된 데이터를, 상기 제 2의 암호키를 사용하고, 또한 복호하는 제 3의 복호 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 방법.
  16. 버스를 통하여 전송되어 온 데이터를 수신하는 수신 수단과,
    상기 수신 수단이 수신한 데이터로부터, 제 1의 암호키와, 데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 암호키를 생성하는, 소프트웨어 프로그램으로 이루어지는 생성 수단과,
    상기 생성 수단이 생성한 제 1의 암호키와 제 2의 암호키중 한쪽을 사용하여, 상기 수신 수단이 수신한, 암호화되어 있는 데이터를 복호하는 제 1의 복호 수단과,
    상기 제 1의 복호 수단에 의해 복호된 데이터를, 상기 생성 수단이 생성한 제 1의 암호키와 제 2의 암호키중 다른 한쪽을 사용하여, 또한 복호하여 처리하는, 소프트웨어 프로그램으로 이루어지는 제 2의 복호 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치.
  17. 버스를 통하여 전송되어 온 데이터를 수신하는 수신 스텝과,
    상기 수신 스텝에서 수신한 데이터로부터, 제 1의 암호키와, 데이터를 복호하고 있을 때, 소정의 타이밍으로 변경되는 제 2의 암호키를 생성하는, 소프트웨어 프로그램으로 이루어지는 생성 스텝과,
    상기 생성 스텝에서 생성한 제 1의 암호키와 제 2의 암호키중 한쪽을 사용하여, 상기 수신 스텝으로 수신한, 암호화되어 있는 데이터를 복호하는 제 1의 복호 스텝과,
    상기 제 1의 복호 스텝에서 복호된 데이터를, 상기 생성 스텝에서 생성한 제 1의 암호키와 제 2의 암호키중 다른 한쪽을 사용하여, 또한 복호하여 처리하는, 소프트웨어 프로그램으로 이루어지는 제 2의 복호 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 방법.
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