KR20000062892A - 암호화된 데이터 처리 방법 및 암호화된 데이터 전달 장치 - Google Patents

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KR20000062892A
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Abstract

본 발명은 미리 암호화된 트랙 데이터를 편집할 때 필요로 되는 처리 시간을 단축할 수 있는 데이터 처리 방법 및 장치를 제공한다. 휴대형 플레이어와 저장 장치 사이의 오디오 트랙 데이터의 전송 예가 제공된다. 트랙 데이터는 하나의 부분으로 구성되며, 이들 부분은 각각 일련의 데이터 블록으로 구성되고, 각각의 트랙 데이터 블록은 블록 키를 사용하여 전달하기 전에 암호화된다. 블록 키는 부분을 재분배시키는 트랙 데이터의 후속 편집이 데이터의 전체 해독을 요구하지 않도록 결정된다.

Description

암호화된 데이터 처리 방법 및 암호화된 데이터 전달 장치{Processing method and apparatus for encrypted data transfer}
본 발명은 데이터 처리 장치 및 저장 장치에 그리고 데이터 처리 장치 및 저장 장치로부터 전달하기 위해 하나 이상의 관련 모듈(즉, 노래 시퀀스를 포함하는 오디오 트랙)로 구성되는 암호화 및 해독화 디지털 데이터를 위한 데이터 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
불법 사용을 방지하기 위해, 저작물을 포함하는 데이터 파일이 저장전에 암호화될 수 있다. 예를 들면, 저장 및/또는 편집은 보다 작은 사이즈가 다양한 저장 매체에 더욱 도움이되는 관련 데이터 모듈(또는 부분)로 노래 시퀀스에 대응하는 오디오 트랙을 나눌 필요가 때때로 있다. 트랙의 여러 부분은 순차로 저장되지 않기 때문에, 각 트랙은 그것이 구성되는 부분을 정의하는 정보를 포함해야 한다. 그렇지 않으면, 부분은 전달 또는 편집 중 소실된다. 그러므로, 부분에 대한 어떤 변경은 트랙 레벨에서 인식되어야 한다. 또, 각 부분은 데이터 블록(클러스터)의 시퀀스로 구성된다. 이와 같은 오디오 트랙은 종종 인정되지 않은 사용 및 음악의 복제를 방지하기 위해 암호화된다.
데이터의 불법 사용을 더욱 어렵게 하기 위해, 암호화 처리는 컨텐트 키를 각 트랙에 그리고 파트 키를 각 부분(모듈)에 할당한다. 이 후 컨텐트 키 및 파트 키는 이후 블록 레벨에서 데이터를 암호화하기 위한 블록 키로 처리된다.
이러한 방식으로 암호화된 데이터가 편집될 때, 암호화된 부분은 다른 블록 키로 암호화된 신규 트랙에 속하게 된다. 블록 키가 트랙 키와 파트 키에 의존하기 때문에, 트랙의 컨텐트의 어떤 변경은 이전의 트랙 및 파트 키를 사용하여 먼저 해독되고, 이후 새로운 트랙 및 파트 키로 다시 암호화될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 키의 혼합으로 암호화된 트랙이 생기고 일부가 상실된다. 이것은 데이터의 후속 사용을 불가능하게 한다.
편집이 행해질 때에는 이전에 암호화된 트랙 데이터가 해독되고 이후 다시 암호화되는 이러한 요건은 큰 처리 부담을 갖게 한다. 현재, 이러한 부담은 이와 같은 암호화를 실행 불가능하게 하는 처리 시간을 가져온다.
본 발명의 목적은 편집 등이 행해질 때 필요한 처리 시간을 단축할 수 있는 데이터 처리 방법 및 장치를 제공함으로써 관련 기술의 상기한 처리 문제를 해결하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상이한 암호화 키 데이터가 먼저 해독될 필요 없이 이미 암호화된 트랙 데이터에 할당되게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 부분적으로 자명하고 명세서 및 도면을 통해 부분적으로 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 오디오 시스템의 전체 시스템 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 저장 장치 및 휴대용 플레이어의 내부 구조를 설명하는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치의 저장 유닛에 저장된 데이터를 도시하는 도면.
도 4는 도 2에 도시된 휴대용 장치의 플래시 메모리내에 저장된 데이터를 도시하는 도면.
도 5는 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치내에 도시된 서브디렉토리인 재생 관리 파일(PBLIST.MSF)의 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 6은 속성 헤더를 포함하며, 소정의 유닛 길이의 블록으로 분할된 ATRAC3 데이터 파일의 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 7은 재생 관리 파일(PBLIST)의 전체 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 8은 헤더부, 메인 데이터부 및 부가 정보 데이터 부를 포함하는 재생 관리 파일(PBLIST)의 상세 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 9는 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 저장 유닛에 저장된 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 10은 ATRAC3 데이터 파일의 상세 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 11은 ATRAC3 데이터 파일의 속성 헤더의 상부 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 12는 ATRAC3 데이터 파일의 속성 헤더의 중간부분의 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 13은 상호 관련된 기록 모드, 기록 시간 및 그 밖의 정보에 대한 상관 관계 테이블.
도 14는 복제 제어 상태를 도시하는 테이블.
도 15는 ATRAC3 데이터 파일의 속성 헤더의 하부 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 16은 ATRAC3 데이터 파일의 데이터 블록의 헤더의 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 17은 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 저장 유닛에 저장된 데이터 구조를 도시하는 도면.
도 18은 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 암호화/해독화 유닛내의 암호화의 CBC 모드를 설명하는 도면.
도 19는 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 암호화/해독화 유닛내의 해독화의 CBC 모드를 설명하는 도면.
도 20은 휴대용 플레이어로부터 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치로의 기록 동작을 설명하는 흐름도.
도 21은 도 2에 도시된 상호 식별 유닛에 의해 식별키 데이터(IKj)의 선택을 도시하는 도면.
도 22는 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치와 휴대용 플레이어간의 상호 식별 처리를 설명하는 도면.
도 23은 세션키 데이터 Sek 의 생성을 설명하는 도면.
도 24는 도 2에 도시된 휴대용 플레이어로부터 휴대용 저장 장치로의 오디오 데이터 기록 동작을 설명하는 도면.
도 25는 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치로부터 휴대용 플레이어로의 판독 동작을 설명하는 흐름도.
도 26은 도 2에 도시된 휴대용 저장 장치로부터 휴대용 플레이어로의 오디오 데이터 판독 동작을 설명하는 도면.
도 27은 휴대용 플레이어의 편집 모듈에 의해 트랙 데이터 파일의 개별적 편집을 설명하는 도면.
도 28은 도 29에 도시된 개별적 편집 이후, 트랙(1)의 클러스터 CL(2)내의 데이터를 도시하는 도면.
도 29는 도 27에 도시된 개별적 편집이후, 트랙(2)의 클러스터 CL(2)내의 데이터를 도시하는 도면.
도 30은 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 편집 모듈에 의해 개별적인 편집 단계에서 새로운 트랙 데이터 파일의 파트키 데이터와 트랙키 데이터를 생성하는 흐름도.
도 31은 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 편집 모듈에 의해 트랙 데이터 파일의 결합된 편집을 설명하는 도면.
도 32는 도 2에 도시된 휴대용 플레이어의 편집 모듈에 새롭게 생성된 트랙 데이터 파일(3) 부분(1,2)의 파트키 데이터를 생성하는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 오디오 시스템 2: 컴퓨터
3: 휴대용 저장 장치 4: 휴대용 플레이어
31: 메인 제어 모듈 32: 통신 인터페이스
33: 제어 모듈 34: 플래시 메모리
51: 암호화/해독화 유닛 52:키 생성/처리 유닛
53: 상호 식별 유닛 55: 제어 유닛
상기 문제를 해결하고 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 특징은 데이터 처리 장치로부터 저장 장치로 전달하기 위해 디지털 데이터를 암호화/해독화하는 데이터 처리 방법에 있다. 데이터 처리 방법은 세션 키에 의해 데이터 처리 장치에서 발생된 컨텐트 키를 암호화한다. 세션 암호화된 컨텐트 키는 데이터 처리 장치로부터 세션 키에 의해 컨텐트 키로 해독되는 저장 장치로 전송된다. 컨텐트 키는 이후 스토리지 사용 키에 의해 스토리지 암호화되어 데이터 처리 장치에 전송된다. 디지털 데이터는 이후 스토리지 암호화된 컨텐트 키에 기초하여 데이터 처리 장치로 암호화된다. 이후 암호화된 디지털 데이터는 스토리지 암호화된 컨텐트 키와 함께 데이터 처리 장치로부터 저장을 위한 저장 장치로 전송된다.
본 발명의 이러한 특징에 있어서, 컨텐트 키가 변경되는 경우에도, 암호화 처리는 암호화된 트랙 데이터의 해독 및 암호화를 필요로 하지 않도록 설계된다.
또한, 본 발명은 데이터 트랙이 하나 이상의 관련 모듈로 구성되어 있는 데이터 처리 방법을 실현한다. 각 데이터 트랙은 대응하는 컨텐트 키를 가지면 각 관련 모듈은 대응하는 파트 키를 가진다.
본 발명의 다른 특징으로서는, 데이터 암호화는 대응하는 파트 키 및 대응하는 컨텐트 키에 기초하여 각 데이터 트랙의 각 관련 모듈에 대응하는 임시 키를 계산하는 단계를 더 포함한다. 대응하는 파트 키는 임시 키는 대응하는 컨텐트 키가 변경될 때와 동일하게 유지되도록 설계된다. 이 후 데이터 처리 장치의 각 관련 모듈은 그 대응하는 임시 키에 기초하여 암호화된다.
다른 특징으로서는, 관련 모듈은 하나 이상의 서브-모듈로 구성된다. 블록 시드는 각 서브-모듈에 할당된다. 이후 블록 키는 임시 키와 블록 시드에 기초하여 각 서브-모듈에 대해 계산된다. 각 서브-모듈은 이 후 대응하는 블록 키를 사용하여 암호화된다.
본 발명에 따르면, 디지털 데이터는 저장 장치로부터 데이터 처리 장치로 전달하기 위해 암호화/해독화된다. 암호화된 디지털 데이터는 스토리지 암호화된 컨텐트 키와 함께 저장 장치로부터 데이터 처리 장치로 전달된다. 스토리지 암호화된 컨텐트 키는 세션 키를 사용하여 암호화된 디지털 데이터로부터 추출되어 저장 장치로 전송된다. 스토리지 암호화된 컨텐트 키는 스토리지 사요 키를 사용하여 컨텐트 키로 해독된다. 컨텐트 키는 이 후 세션 키에 의해 세션 암호화된 컨텐트 키로 다시 암호화된다. 세션 암호화된 컨텐트 키는 이 후 세션 키에 의해 컨텐트 키로 다시 해독되는 데이터 처리 장치로 전송된다. 이 후 암호화된 데이터는 스피커로 확대 및 출력하기 위해 컨텐트 키에 의해 해독된다.
본 발명에 따른 장치는 세션 키에 의해 컨텐트 키를 암호화하기 위한 암호화 수단과, 세션 키에 의해 암호화된 컨텐트 키를 저장 장치에 출력하고 스토리지 장치의 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 컨텐트 키를 입력하기 위한 인터페이스 수단을 포함하고, 암호화 수단은 스토리지 사용 키에 의해 아호화된 컨텐트 키에 기초하여 디지털 데이터를 암호화하고, 인터페이스 수단은 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 컨텐트 키와 함께 암호화된 디지털 데이터를 저장 장치로 출력한다.
본 발명에 따른 데이터 저장 장치는 세션 키에 의해 컨텐트 키를 해독하는 해독 수단과, 스토리지 사용 키에 의해 상기 해독화된 컨텐트 키를 암호화하는 암호화 수단과, 데이터 처리 장치로부터 상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하고, 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고, 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 스토리지 사용에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 입력하는 인터페이스 수단, 및 상기 데이터 처리 장치로부터 입력된 상기 암호화된 디지털 데이터와 컨텐트 키를 저장하는 메모리 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 데이터 처리 장치와 스토리지 장치 사이에서 디지털 데이터를 입력 및 출력하기 위한 데이터 처리 시스템을 생각할 수 있다. 상기 데이터 처리 장치는, 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키에 기초하여 상기 디지털 데이터를 암호화하며, 세션 키에 의해 컨텐트 키를 암호화하는 제 1 암호화 수단과, 상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고 상기 저장 장치의 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하는 제 1 인터페이스 수단과, 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 저장 장치로 출력하는 인터페이스 수단을 포함한다. 상기 저장 장치는 상기 세션 키에 의해 상기 데이터 처리 장치로부터의 컨텐트 키를 해독하는 해독 수단과, 상기 스토리지 사용 키에 의해 상기 해독화된 컨텐트 키를 암호화하는 제 2 암호화 수단과, 데이터 처리 장치로부터 상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하고, 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 스트리지 사용에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 입력하는 제 2 인터페이스 수단, 및 상기 데이터 처리 장치로부터 입력된 상기 암호화된 디지털 데이터와 상기 컨텐트 키를 저장하는 메모리 수단을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 오디오 시스템(1)의 시스템 구조를 도시한다. 오디오 시스템(1)은 컴퓨터(2), 휴대용 저장 장치(3), 휴대용 플레이어(4), CD-롬 드라이브(6) 및 CD 플레이어(7)를 포함한다. 오디오 시스템(1)은 본 발명의 데이터 처리 시스템에 해당하며, 휴대용 저장 장치(3)는 본 발명의 저장 장치에 해당하고, 휴대용 플레이어(4)는 본 발명의 데이터 처리 장치에 해당한다.
본 실시예에 있어서, 본 발명의 제 1 키 데이터는 내용 키 데이터(CK)에 해당하며, 제 2 키 데이터는 파트 키 데이터(PK)에 해당하고, 제 3 키 데이터는 임시 키 데이터(TMK)에 해당하고, 제 4 키 데이터는 블록 시드 데이터(BS)에 해당하고, 제 5 키 데이터는 블록 키 데이터에 해당한다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 저장 장치(3)와 휴대용 플레이어(4)의 내부 구조를 도시한다. 본 실시예에서, 본 발명의 모듈 사용 키 데이터 계산 수단은 도 2에 도시된 키 생성/키 처리 유닛(62)에 해당하며, 암호화 수단은 암호화/해독화 유닛(64)에 해당하고, 키 데이터 처리 수단은 편집 모듈(44)에 해당한다.
컴퓨터(2)
컴퓨터(2)는 네트워크(5)에 접속되어, 네트워크(5)를 경유하여 EMD (Electronic Music Distribution) 또는 다른 서비스를 제공하는 서비스 제공자의 호스트 컴퓨터(미 도시)로부터 오디오 데이터(트랙 데이터)를 수신하여, 이 수신된 오디오 데이터를 필요에 따라 일부를 휴대용 플레이어(4)에 출력한다. 컴퓨터(2)는 내용 데이터 수신시, 서비스 제공자의 호스트 컴퓨터를 사용하여 식별, 요금 및 그 밖의 필요한 정보를 교환한다.
휴대용 저장 장치(3)
도 2에 도시된 바와 같이, 휴대용 저장 장치(3)는 트레이드마크 메모리 스틱하의 소니 코포레이션으로부터 상업적으로 가용한 플래시 메모리(34)와 같은 재기록가능 반도체 메모리를 내장하고 있다. 또한, 휴대용 저장 장치(3)는 메인 제어 모듈(31), 통신 인터페이스(32), 제어 모듈(33) 및 플래시 메모리 관리 모듈(35)을 구비하고 있다.
제어 모듈(33)
제어 모듈(33)은 암호화하기 위해 독점적으로 사용된 다중-층 구조를 갖는 단일 칩 집적 회로이다. 내부 메모리 셀은 알루미늄 층 같은 더미 층들(dummy layers) 사이에 삽입되어 있다. 또한, 제어 모듈(33)은 동작 전압 또는 동작 주파수의 범위가 좁으며, 접근이 어려우므로, 저장된 데이터가 외부로부터 불법 판독되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(33)은 난수 생성 유닛(50), 저장 유닛(51), 키 생성/처리 유닛(52), 상호 식별 유닛(53), 암호화/해독화 유닛(54) 및 제어 유닛(55)을 포함한다. 난수 생성 유닛(50)은 난수 생성 명령을 수신하여 64 비트(8-바이트) 난수를 생성한다. 저장 유닛(51)은 EEPROM(electrically erasable programmable read only memory) 또는 그 밖의 불휘발성 메모리를 포함할 수 있고, 식별하기 위해 요구되는 키 데이터 및 그 밖의 다른 데이터를 저장한다.
도 3은 저장 유닛(51)에 저장된 데이터를 도시한다. 이 저장된 데이터는 식별 키 데이터(IK0내지 IK31), 장치 식별 데이터(IDm) 및 저장 사용 키 데이터(Skm)를 포함한다.
식별 키 데이터(IK0내지 IK31)는 휴대용 저장 장치(3)가 휴대용 플레이어(4)로 상호 식별 처리를 실행할 때 사용되는 키 데이터이다. 식별 키 데이터(IK0내지 IK31) 중에서 하나의 식별키가 상호 식별 처리가 실행될 때마다 임의로 선택된다. 이 식별 키 데이터(IK0내지 IK31) 및 저장 사용 키 데이터(Skm)가 휴대용 저장 장치(3)의 외부로부터 판독 될 수 없음을 주목해야한다. 장치 식별 데이터(IDm)은 각각의 유대용 저장 장치(3)에 유일하게 첨부된 식별 데이터이며, 휴대용 저장 장치(3)가 휴애용 플레이어(4)로 상호 식별 처리를 실행할 때 판독된다. 이 저장 사용 키 데이터(Skm)는 내용 저장 데이터(CK)를 암호화하여 후술될 플래시 메모리(34)내에 동일한 것을 저장할 때 사용된다.
키 생성/처리 유닛(52)은 MAC(message authentication code) 동작 또는 ISO/IEC9797 표준에 의해 정의된 그 밖의 다른 동작을 실행함으로써 키 데이터를 생성한다. 현재, MAC 동작은 DES(data encryption standard)로써 FIPSPUB46-2에 정의된 "블록 사이퍼 알고리즘(block cipher algorithms)"을 사용한다. 이 MAC 동작은 정해지지 않은 길이를 갖는 데이터가 고정 길이로 압축되는 원-웨이 해시 기능(one-way Hash function)이며, 기능 값은 비밀키에 의해 결정된다.
상호 식별 유닛(53)은 휴대용 플레이어(4)로부터 오디오 데이터를 수신하여 이를 플래시 메모리(34)에 기록하기 전에 휴대용 플레이어(4)로 상호 식별 처리를실행한다. 상호 식별 유닛(53)은 플래시 메모리(34)로부터 오디오 데이터를 판독하여 이를 휴대용 플레이어(4)에 출력하기 전에 휴대용 플레이어(4)로 상호 식별 처리를 실행한다. 상호 식별 유닛(53)은 상호 식별 처리의 일부로써 MAC 동작도 실행한다. 저장 유닛(51)에 저장된 데이터는 상호 식별 처리를 실행하는데 사용된다.
암호화/해독화 유닛(54)은 DES,IDEA,MISTY, 또는 그 밖의 다른 블록 사이퍼 알고리즘을 사용하여 암호화 및 해독화를 실행한다. 사용된 모드는 FIPS PUB81 "DES MODES OF OPERATION"에 기술된 바와 같이 ECB(electronic cod book) 모드 및 CBC(cipher block chaining)모드 이다. ECB 및 CBC 모드에 따른 블록 암호화/해독화에 있어서, 지정된 데이터는 지정된 키 데이터를 사용하여 암호화/해독화된다. 제어 유닛(55)은 난수 생성 유닛(50), 저장 유닛(51), 키 생성/처리 유닛(52), 상호 식별 유닛(53) 및 암호화/해독화 유닛(54)에 의한 처리를 중앙 집중적으로 제어한다.
플래시 메모리(34)
일단, 휴대용 플레이어(4)가 상호 식별 유닛(53)에 의해 적법한 상대방으로서 인식되면, 플레이어(4)로부터 입력된 오디오 데이터는 플래시 메모리(34)로 기록된다. 반대로, 휴대용 플레이어(4)가 상호 식별 유닛(53)에 의해 적법한 상대방으로써 인식되면, 오디오 데이터는 플레시 메모리(34)로부터 휴대용 플레이어(4)에 출력될 수 있다. 플래시 메모리(34)는 32 Mbyte 의 저장 용량을 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플래시 메모리(34)는 일련의 트랙 데이터 파일(1010,1011,1012,1013)에 의해 연결된 재생 관리 파일(100)을 저장한다. 재생 관리 파일(100)은 트랙 데이터 파일(1010내지 1013)의 재생을 관리하기 위한 데이터를 포함한다. 트랙 데이터 파일(1010내지 1013)은 실제 오디오 데이터(오디오 데이터)를 포함한다. 본 실시예에서, 트랙 데이터는 오디오 데이터의 하나의 노래의 가치를 의미하는데 사용된다.
도 5 및 6은 재생 관리 파일이 샘플 파일 포맷을 실행할 때 사용되는 방법을 도시한다. ATRAC3는 "MDs(Mni-DiscsTM)"에 사용되는 "ATRAC(Adaptive Transform Acoustic Coding)"을 변형한 것으로, 오디오 데이터용의 고효율 암호화 포맷이다. 도 5는 재생 관리 파일의 구조를 도시한다. 도 6은 ATRAC3 데이터 파일의 파일 구조를 도시한다. ATRAC3 데이터 파일은 각각의 음악 프로그램에 대한 속성 헤드 및 암호화된 음악 데이터 영역으로 구성되어 있다. 재생 관리 파일 및 ATRAC3 속성 헤더 모두는 16KB(하나의 블록)의 고정된 파일 길이를 갖는다.
도 5에 도시된 재생 관리 파일은 헤더, 메모리 카드 이름(NM-IS;1 바이트 코드에 대해), 메모리 카드 이름(NM2-S;2 바이트 코드에 대해), 프로그램 재생 순서 케이블(TRKTBL) 및 부가 정보 영역(INF-S)로 구성된다. 데이터 파일의 시작부분의 속성 헤더(도 6에 도시)는 헤더, 프로그램 이름(NM1;1 바이트 코드에 대해), 프로그램 이름(NM2;2 바이트 코드에 대해), 트랙 정보(TRAKINF;트랙 키 정보등의), 파트 정보(PRTINF) 및 부가 트랙 정보 영역(INF)으로 구성된다. 이 헤더는 파트의 전체 수의 정보, 트랙 이름, 부가 정보 영역의 크기 등을 포함한다.
속성 헤더는 ATRAC3 음악 데이터를 뒤따른다. 이 음악 데이터는 매 16KB마다 블록-분할되어 있고, 각 블록은 헤더로 시작한다. 이 헤더는 암호화된 데이터를 디코딩하기 위한 초기값을 포함한다. ATRAC3 데이터 파일의 음악 데이터만이 암호화된다. 따라서, 재생 관리 파일, 헤더 등은 암호화되지 않는다.
도 7은 재생 관리 파일의 상세한 데이터 구조를 도시하는 개략도이다. 도 8은 도 7의 헤더부 및 재생 관리 파일의 나머지 부분을 도시한다. 재생 관리 파일은 32 바이트 헤더, 이름(NM1-S) 영역(256 바이트)(메몰 카드에 대해), 이름( NM2-S) 영역(512 바이트), 내용키 영역, MAC 영역, S-YMDhms 영역, 재생 순서 관리 테이블(TRKTBL) 영역(800바이트), 메모리 카드 부가 정보(INF-S) 영역(14720 바이트) 및 잉여 헤더 정보 영역을 포함한다. 재생 관리 파일내의 이러한 영역의 각 시작 위치는 사전 지정된다.
도 8에 도시된 바와 같이, (0x0000) 내지 (0x0010)의 시작 32 바이트는 헤더용으로 사용된다. 파일내에서, 16-바이트 영역은 슬롯으로써 언급된다. 이 헤더는 0x000 및 0x0010에 지시된 제 1 및 제 2 슬롯에 위치된다. "예약(Reserved)"로 표시된 영역은 지정되지 않은 영역이다. 통상적으로, 널(null)(0x00)은 예약 영역에 기록된다. 그러나, 데이터가 예약 영역에 기록된다하더라도, 이 데이터는 무시된다. 이 예약 영역은 이후에 파일 포맷의 수정시에 사용되도록 의도되었다. 선택 영역(Option area)이 사용되지 않을 시, 예약 영역으로서 사용된다. 도한, 재생 관리 파일 헤더는 다음에 정의된 영역을 포함한다:
= BLKID-TL0(4 바이트)
의미: BLOCKID FILE ID
기능: 재생 관리 파일의 상단(top)을 식별함.
값: 고정된 값 = "TL = 0"(예를 들면, 0x544C2D30)
= MCode(2 바이트)
의미: MAKWE CODE
기능: 레코더/플레이어의 메이커 및 모델을 식별함.
값: 상위 10 비트(메이커 코드), 하위 6비트(모델 코드)
= REVISION(4 비트)
의미: PBLIST의 재기록 시간수.
기능: 재생 관리 파일이 재기록 될 때마다의 증가량.
값: 0에서 시작, 1만큼 증가.
= SY1C+L(2바이트)
의미: NM1-S 영역에 기록된 메모리 카드의 이름(1 바이트 코드)의 속성.
기능: 1 바이트 코드로써 문자 코드 및 언어 코드를 나타낸다.
값: 문자 코드(C); 상위 1 바이트.
00: 비-분자 코드, 2 진수.
01: ASCII(American Standard Code for Information Interchange)
02: ASCII + KANA
03: 수정된 8859-1
81: MS-JIS
82: KS C 5601-1989
83: GB (Great Britain)2312-80
90: S-JIS(Japanese Industrial Standard)(음성용)
언어 코드(L): 하위 1 비트는 EBU Tech 3258 표준을 근거하여 음성을 식별한다.
00: 설정되지 않음.
08: 독어
09: 영어
0A: 스페인어
0F: 불어
15: 이탈리아어
1D: 네델란드어
65: 한국어
69: 일본어
75: 중국어
데이터가 기록되지 않을 때, 이 영역은 모두 0이된다.
= SN2C + L(2 바이트)
의미: NM2-S 영역의 메모리 카드의 이름 속성.
기능: 1 바이트 코드로써 문자 코드 및 언어 코드를 나타낸다.
값: SN1C+L과 동일.
= SINFSIZE(2 바이트)
의미: INF-S 영역내의 메모리 카드의 부가 정보의 전체 크기.
기능: 16 바이트의 증가량으로써 데이터 크기를 나타낸다. 데이터가 기록되지 않을 경우, 이 영역은 모두 0 이된다.
값: 크기:0x0001 내지 0x39C(924)
= T-TRK(2 바이트)
의미: 포맷 버전 번호.
기능: 주 버전 번호(상위 1 바이트) 및 부 버전 번호(하위 1 바이트)를 나타낸다.
값: 0x0100(ver 1.0)
0x0203(ver 2.3)
이어서, 헤더에 앞선 영역을 설명한다.
= NM1-S
의미: 메모리 카드 이름(1 바이트 코드)
기능: 1 바이트 코드(최대 256)로서 메모리 카드의 이름을 나타낸다. 이 영역의 단부에는, 엔드 코드(0x00)이 기록된다. 이 크기는 엔드 코드로부터 계산된다. 데이터가 기록되지 않을 경우, 널(0x00)은 적어도 1 바이트로 이 영역의 시작(0x0020)으로부터 기록된다.
값: 다양한 문자 코드.
= NM2-S
의미: 메모리 카드 이름(2 바이트 코드).
기능: 2 바이트 코드(최대 512)로서 메모리 카드의 이름을 나타낸다. 이 영역의 단부에는, 엔드 코드(0x00)가 기록된다. 이 크기는 엔드 코드로부터 계산된다. 데이터가 기록되지 않을 경우, 널(0x00)은 적어도 2 바이트로 이 영역의 시작(0x0120)으로부터 기록된다.
값: 다양한 문자 코드.
= CONTENTS KEY
의미: 음악 프로그램용 값. MG(M)으로 보호되어 저장된다. CONTENTS KEY 와 동일.
기능: S_YMD hms의 MAC 계산용으로 필요한 키로써 사용됨.
값: 0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
= MAC
의미: 위조된 저장권 정보 체크값.
기능: S-YMDhms 및 CONTENTS KEY 로 생성된 값을 나타낸다.
값: 0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
= S-YMDhms (4 바이트)(선택적)
의미: 신뢰할 만한 시계로 레코더/플레이어에 의해 기록된 년, 월, 일, 시, 분 및 초.
기능: 지난 기록된 날자 및 시간을 식별. EMD의 경우, 이 영역은 필수.
값: 비트 25 내지 31: 년 0내지 99(1980 내지 2079)
비트 21 내지 24: 월 0 내지 12
비트 16 내지 24: 일 0 내지 31
비트 11 내지 15: 시 0 내지 23
비트 05 내니 10: 분 0 내지 59
비트 00 내지 04: 초 0 내지 29(2 초 간격)
= TRK-nnn
의미: 재생된 ATRAC3 데이터 파일의 SQN(순서)번호.
기능: TRKINF의 FN0를 나타낸다.
값: 1l 내지 400(0x190)
트랙이 없을 경우, 이 영역은 모두 0 이된다.
= INF-S
의미: 메모리 카드의 부가 정보(예를 들면, 사진, 노래, 가이드등에 관한 정보).
기능: 헤더를 갖는 가변 길이 부가 정보를 나타낸다. 복수의 부가 정보 형태가 사용된다. 이 부가 정보의 각각의 형태는 ID 및 데이터 크기를 갖는다. 헤더를 갖는 각각의 부가 정보 영역은 적어도 16 바이트와 4 바이트의 증분으로 구성된다. 상세한 것은 다음 섹션을 참고하기 바란다.
값: "부가 정보의 데이터 구조"의 섹션을 참조.
재생 관리 파일의 마지막 슬롯에 있어서, 헤더로부터의 BLKID-TL0, MCode 및 REVISION의 복제는 여분으로 기록된다.
데이터가 메모리 카드로 기록되고 있고 중에, 메모리 카드가 우연히 분리되거나, 레코더/플레이어의 전원이 끊어 졌을 경우, 종료 에러가 검출된다. 상술한 바와 같이, REVISION 영역은 각 블록 시작과 끝 부분에 위치한다. 데이터가 재기록될 때마다, REVISION 영역의 값은 증가된다. 종료 에러가 블록에 기록하는 중에 발생되면, 블록의 시작부분에 REVISION 영역의 값은 블록의 끝 부분의 REVISION 영역의 값과 일치하지 않는다. 두 REVISION 영역간의 불일치는 종료 에러가 높은 가능성으로 결정되도록 한다. 이러한 비정상적인 종료가 검출되면, 에러 메시지 같은 경고가 발생한다.
또한, 고정된 값 BLKID-TL0 이 하나의 블록(16KB)의 시작부분에 기록되기 때문에, 고정된 값은 데이터 복구를 위해 참조로써 사용될 수 있다. 다시 말하면, 고정된 값은 결정될 파일의 형태를 허용한다. 고정된 값 BLKID-TL0 이 헤더와 각 블록의 끝부분에 여분으로 기록되기 때문에, 신뢰할 만하다. 대안으로는, 전체 재생 관리 파일은 여분으로 기록될 수 있다.
ATRAC3 데이터 파일의 데이터 량이 트랙 정보 관리 파일의 양보다 훨씬더 크기 때문에, ATRAC3 데이터 파일은 여분으로 기록될 수 없다. 대신에, COONUM0 및 BLOCK SERIAL 값이 잃어 버린 ATRAC3 데이터(후술됨)를 복구하는데 일조로 사용될 수 있다. 또한, 하나의 ATRAC3 데이터 파일은 분산된 복수의 블록으로 구성된다. 동일한 파일의 블록을 식별하기 위해, CONNUM0 이 사용되어 사용되는 블록의 순위 BLOCK SERIAL를 식별한다. 마찬가지로, 상술한 바와 같이, 메이커 코드(MCode)는 각 블록의 시작 부분과 끝 부분에 여분으로 기록되어, 적절하게 기록된 파일의 메이커를 식별한다.
도 8은 부가 정보 영역의 구조를 도시한다. 부가 정보 영역은 다음 데이터 및 부가 가변 길이 데이터로 구성된 헤더로 이루어져 있다.
= INF
의미: FIELD ID
기능: 부가 정보(고정된 값)의 시작을 의미함.
= ID
의미: 부가 정보키 코드.
기능: 부가 정보의 카테고리를 나타낸다.
값: 0 내지 0xFF
= 크기
의미: 개별적인 부가 정보의 크기.
기능: 각 형태의 부가정보 크기를 나타낸다. 데이터 크기가 제한되지 않더라도, 적어도 16 바이트 및 4 바이트의 증분이 되어야 한다. 데이터의 나머지는 널(0x00)로 채워져야 한다.
값: 16 내지 14784(0x39C0)
= MCode
의미: MAKER CODE
기능: 레코더/플레이어의 메이커 및 모델을 식별.
값: 사위 10 비트(메이커 코드), 하위 10 비트(기계 코드)
= C + L
의미: 12 바이트로부터 시작하는 데이터 영역의 문자 속성.
기능: 1 바이트 코드로써 문자 코드 및 언어 코드를 나타낸다.
값: SNC + L과 동일.
= DATA
의미: 개별적 부가 정보
기능: 가변 길이 데이터를 갖는 부가 정보의 각 형태를 나타낸다. 실제 데이터는 12 바이트로부터 항상 시작한다. 실제 데이터의 길이(크기)는 적어도 4 바이트 및 4 바이트의 증분이 되어야한다. 데이터 영역의 나머지는 널(0x00)로 채워져야 한다.
값: 부가 정보의 각 형태의 내용에 대응하여 개별적으로 지정.
그 다음, 도 9에 도시된 트랙 데이터 파일(1010내지 1013)에 대하여 설명한다. 트랙 데이터 파일(1010)은 5개의 클러스터(CL(0), CL(1), CL(2), CL(3),CL(4))를 포함하는 하나의 파트로 구성되어 있다. 트랙 데이터 파일(1010)을 구성하는 파트는 클러스터CL(0)의 헤드에서 시작하여 클러스터CL(4)의 사운드 유닛SU(4)에서 종결된다. 트랙 데이터 파일(1011내지 1013) 각각이 도 9에 도시된 구조와 근본적으로 동일하지만, 파트의 수, 클러스터의 수 및 이 클러스터에 포함된 사운드 유닛(SU)의 수는 독립적으로 결정되며, 트랙 데이터 파일 사이에서 변한다.
이어서, 음악 프로그램과 ATRAC3 데이터 파일간의 관계를 설명하면, 하나의 트랙은 하나의 음악 프로그램에 대응한다. 또한, 하나의 음악 프로그램은 하나의 ATRAC3 데이터(도 6 참조)로 구성된다. 각 클러스터는 16 KB의 용량을 갖는다. 하나의 파일만이 각 클러스터에 포함된다. 플래시 매모리(42)에 대한 데이터의 최소 소거가능 유닛은 하나의 블록이다. 하나의 블록은 하나의 클러스터 또는 하나의 섹터를 의미한다.
하나의 음악 프로그램(또는 트랙)은 트랙 데이터 파일의 하나의 파트에 일반적으로 기록된다. 그러나, 이 프로그램이 편집되는 경우, 이 음악 프로그램은 복수의 파트로 분리된다. 단일 음악 프로그램을 포함하는 하나 이상의 파트간의 관계는 각 음악 프로그램(도 6 참조)의 속성 헤더에 저장된 파트 정보 PRTINF 로 관리된다. 파트 크기는 파트 정보 PRTINF 의 파트 크기 PRTSIZE (4 바이트)로 나타난다. 파트 크기 PRTSIZE 의 첫 번째 2 바이트는 현재 파트의 전체 클러스터 수를 나타낸다. 그 다음의 2 바이트는 제 1 및 최종 클러스터의 시작 사운드 유닛(SU)와 종결 사운드 유닛(SU)의 위치를 각각 나타낸다. 이러한 파트의 마킹으로, 편집되는 동안 발생한 음악 데이터의 이동이 트래킹된다.
SU는 ATRAC3 포맷에 따라 압축된 파트의 최소 유닛이다. 하나의 SU 는 44.1kHz(1024x16 비트 x 2 채널)에서 1024 샘플로 구성되어, 10의 인수에 의해 압축될 수 있다. 이것은 오디오의 약 23 msec와 일치한다. 통상적으로, 단일 파트는 수천 SU를 포함한다. 따라서, 42 Su 로 구성된 하나의 클러스터는 오디오를 초단위로 저장한다.
이론상으로는, 하나의 트랙을 포함하는 파트의 최대 수는 645이다. 그러나, 임의의 주어진 트랙에서 사용 가능한 파트의 실제 수는 헤더, 프로그램 이름, 부가 데이터 및 부가 정보의 크기 등에 의해 한정된다.
도 10은 1 SU 가 N 바이트(예를 들면, N = 384 바이트)인 경우, ATRAC3 데이터 파일 A3Dnnnn 의 데이터 배열을 도시한다. 도 10은 또한, 데이터 파일 및 음악 데이터 파일의 속성 헤더를 두 개의 블록의 각 슬롯(16 x 2 = 32 킬로바이트)의 제 1 바이트(0x0000 내지 0x 7FFF)와 더불어 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 속성 헤더의 제 1 32 바이트는 하나의 헤더로써 사용된다. 256 바이트는 음악 프로그램 영역 NM1(256 바이트)으로써 사용된다. 512 바이트는 음악 제목 영역 NM2(512 바이트)로써 사용된다.
=BLKID-HD0(4 바이트)
의미:BLOCKID FIELD ID
기능:ATRAC3 데이터 파일의 탑을 식별.
값:고정값="HD=0"(예를 들어,0x48442D30)
=MCode(2 바이트)
의미:MAKER CODE
기능:레코더/플레이어의 메이커와 모델을 식별.
값:상위 10 비트(메이커 코드);하위 6 비트(기계 코드)
=BLOCK SERIAL(4 바이트)
의미: 트랙 시리얼 번호
기능: 0에서 개시되어 1 씩 증가한다. 음악 프로그램을 편집할지라도, 이 값은 변하지 않는다.
값:0 내지 0XFFFFFFFF.
= NIC+L(2 바이트)
의미:트랙(음악 프로그램 타이틀)의 데이터(NM1)의 속성을 나타낸다.
기능:NM1의 문자 코드 및 언어 코드를 1 바이트 코드로서 나타낸다.
값:SN1C+L과 동일
=N2C+L(2 바이트)
의미:트랙(음악 프로그램 타이틀)의 데이터(NM1)의 속성을 나타낸다.
기능:NM1의 문자 코드 및 언어 코드를 1 바이트 코드로서 나타낸다.
값:SN1C+L과 동일
=INFSIZE(2 바이트)
의미:현재 트랙의 부가 정보의 전체 크기.
기능:16 바이트의 배수로서 데이터 크기를 나타낸다. 데이터가 기록되지 않을 때, 이 영역은 모두 0이 되어야 한다.
=T-PRT(2 바이트)
의미:총 바이트 수
기능:현재 트랙을 구성하는 파트의 수를 나타낸다.
일반적으로, T-PRT의 값은 1이다.
값:1 내지 285(645 십진)
=T-SU(4 바이트)
의미:총 SU 수
기능:한 트랙내의 프로그램 성능 지속기간에 일치하는 총 SU 수를 나타낸다.
값:0x01 내지 0x001FFFFF
=INX(2 바이트)(옵션)
의미:INDEX의 상대적 위치
기능:음악 프로그램을 나타내는 부분 중 탑을 나타내는 포인터로서 사용된다. INX 값은 프로그램의 현재 위치로서, SU 수를 4로 나눈 값을 갖도록 설계된다. 이런 INX 값은 SU 수보다 4배 큰 값에 일치한다.(약 93 msec)
=XT(2 바이트)(옵션)
의미:INDEX의 재생 지속기간
기능:SU 수를 4로 나눈 값을 갖는 INX-nnn에 의해 설계된 재생 지속기간을 설계한다. INDEX 값은 일반적인 SU 보다 4배 큰 값에 일치한다.(약 93 msec)
값:0x0000(세팅불능);0x01 내지 0xFFFE(6084 sec 까지);0xFFFF(프로그램 종료시까지)
다음에, 음악 프로그램 타이틀 영역 NM1과 NM2를 설명하겠다.
=NM1
의미:음악 프로그램 타이틀의 문자열
기능:음악 프로그램을 1 바이트 코드로서 나타낸다(256 문자까지)(가변 길이). 타이틀 영역은 종료 코드(0x00)로 완성된다. 크기는 종료 코드로부터 계산된다. 데이터가 기록되어 있지 않을 때, 널(0x00)이 1 바이트 이상의 영역의 시작점(0x0020)에서부터 기록되어야 한다.
값:다양한 문자 코드
=NM2
의미:음악 프로그램 타이틀 문자열
기능:음악 프로그램 타이틀을 2 바이트 코드로서 나타낸다(512 문자까지)(가변 길이). 타이틀 영역은 종료 코드(0x00)로 완성된다. 데이터가 기록되어 있지 않을 때, 널(0x00)이 1 바이트 이상의 영역의 시작점(0x0020)에서부터 기록되어야 한다.
값:다양한 문자 코드
속성 헤더의 고정된 위치(0x320)로부터 시작된 80 바이트의 데이터는 트랙 정보 영역 TRKINF 로서 참조된다. 이런 영역은 주로 특정 트랙의 보안 정보 및 복제 제어 정보를 총괄적으로 관리하는데 사용된다. 도 12는 TRKINF의 파트를 도시한다. TRKINF 영역은 다음의 영역을 포함한다.
=CONTENTS KEY(8 바이트)
의미:각각의 음악 프로그램의 값. CONTENTS KEY 값은 메모리 카드의 보안 블록에서 보호되고 저장된다.
기능:음악 프로그램을 재생하기 위한 키로서 사용된다. MAC 값을 계산하는데 사용된다.
값:0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
MAC(8 바이트)
의미:위조한 저작권 정보 체크 값
기능:컨텐트 누적수와 보안 시퀀스수를 포함하는 다수의 TRKINF 값에 의해 발생된 값을 나타낸다. 보안 시퀀스수는 메모리 카드의 보안 영역에 기록된 시퀀스수이다. 저작권 비보호형 레코더는 메모리 카드의 보안 영역으로부터 데이터를 판독할 수 없다. 반면에, 저작권 보호형 레코더와 메모리 카드로부터 데이터를 판독하는 프로그램으로 동작하는 컴퓨터는 보안 영역에 액세스할 수 있다.
=A(1 바이트)
의미:파트 속성
기능:파트의 압축 모드로서 정보를 나타낸다.
값:이후에 설명 참조(도 12 및 도 13 참조)
다음에, 영역A의 값을 설명하겠다. 이후의 설명에서, 단일 모드(N=0 또는 1)는 특별 접합 모드의 비트 7=1, 서브신호=0, 메인신호=(L+R)로서 정의된다. 저작권 보호가 가능한 플레이어는 정보 비트 2 및 1 을 무시한다.
영역A의 비트0은 엠파시스의 온-오프 여부를 나타낸다. 비트1은 개행 재생 또는 일반 재생을 나타낸다. 비트2는 오디오 데이터, FAX 데이터와 같은 데이터형을 지시한다. 비트3은 정의되지 않았다. ATRAC3에 대한 모든 정보는 비트4,5,및 6의 조합으로 도 13에 도시된 바와 같이 표시된다. 즉, N 은 모드를 나타내고, 3 비트로 표시된다. 도 13에서, 열거한 (단일(N=0 또는 1), LP(N=2), SP(N=4), EX(N=5), 및 HQ(N=7))의 5개의 모드 형태에 따라, 기록 지속기간(64MB 메모리 카드), 데이터 전송 속도, 및 블록 당 SU수가 제공된다. 각각의 SU의 바이트 수는 정의된 모드에 따라 다양하다. 단일 모드 1에서, SU는 136바이트이다. LP 모드 1에서, SU는 192바이트이다. SP 모드 1에서, SU는 304바이트이다. EX 모드 1에서, SU는 384바이트이다. HQ 모드 1에서, SU는 192바이트이다. 영역A의 비트7은 ATRAC3의 모드 형태(0:이중, 1:접합)를 나타낸다.
예를 들어, SP 모드에 사용되는 64MB 메모리 카드를 설명하겠다. 64MB 메모리 카드는 3968 블록을 가진다. SP 모드에서, 1 SU는 304바이트이기 때문에, 블록은 53 SU를 포함한다. 그러므로, 1 SU는 (1024/44100)초에 일치한다. 그러므로, 64MB 메모리 카드는 (1024/44100)x53x(3968-10)=4863 초c=81 분을 저장한다. 전송 속도는 (44100/1024)x304x8=104737bps 이다.
도 12를 참조하여, TRKINF의 남은 부분을 설명하겠다.
=LT(1 바이트)
의미:재생 제한 플래그(비트7 및 6)와 보안부(비트5 내지 0).
기능:현재 트랙의 제한을 나타낸다.
값: 비트7: 0=무제한, 1=제한
비트6: 0=유효, 1=만료
비트5 내지 0: 보안부(0이상에서 재생 금지)
=FNo(2 바이트)
의미:파일 번호
기능:메모리 카드의 보안 영역에 기록된 MAC 계산값의 위치를 설계하는 초기에 기록된 트랙 번호를 나타낸다.
값:1 내지 0x190(400)
=MG(D) SERIAL-nnn(16 바이트)
의미:레코더/플레이어의 보안 블록(20:보안 IC)의 시리얼 번호를 나타낸다.
기능:각각의 레코더/플레이어의 유일한 값
값:0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
=CONNUM(4 바이트)
의미:컨텐트 누적 번호
기능:각각의 음악 프로그램에 대해 누적된 유일한 값을 나타낸다. 상기 값은 레코더/플레이어의 보안 블록에 의해 관리된다. 상기 값의 최대는 232, 즉 4,200,000,000이다. 기록된 프로그램을 확인하는데 사용된다.
값:0 내지 0xFFFFFFFF
=YMDhms-S(4 바이트)(옵션)
의미:재생 제한을 가진 트랙의 재생 개시 날짜와 시간
기능:EMD와 함께 데이터 재생이 허용되는 날짜와 시간을 나타낸다.
값:다른 영역의 날짜와 시간 표시법과 동일함
==YMDhms-E(4 바이트)(옵션)
의미:재생 제한을 가진 트랙의 재생 개시 날짜와 시간
기능:EMD와 함께 데이터 재생이 만료되는 날짜와 시간을 나타낸다.
값:다른 영역의 날짜와 시간 표시법과 동일함
=MT(1 바이트)(옵션)
의미:허용되는 재생 횟수의 최대값
기능:EMD에 의해 설계된 재생 횟수의 최대값을 나타낸다.
값:1 내지 0xFF. 사용되지 않으면, 영역MT의 값은 00이다.
=CT(1 바이트)(옵션)
의미:재생 횟수
기능:허용되는 재생 횟수 중에서 현재 재생 횟수를 나타낸다. 데이터가 재생되면, 영역CT의 값은 감소한다.
값:0x00 내지 0xFF. 사용되지 않으면, 영역CT의 값은 0x00이다. 영역LT의 비트7이 1이고 영역CT의 값이 00이면, 데이터는 재생이 금지된다.
=CC(1 바이트)
의미:COPY CONTROL
기능:복제 동작을 제어한다.
값:(도 14 참조)비트6과 비트7은 복제 제어 정보를 나타낸다. 비트4와 비트5는 고속 디지털 복제 동작에 대한 복제 제어 정보를 나타낸다. 비트2와 비트3은 보완 블록 인증 레벨을 나타낸다. 비트0과 비트1은 규정되지 않았다.
CC의 예:
(비트7과 비트6)
11:무제한 복제 허용
01:복제 금지
00:1회 복제 허용
(비트3과 비트2)
00:아날로그/디지털 기록
MG 인증 레벨이 0이다. CD의 데이터를 사용하여 디지털 기록 동작을 실행할 때, (비트7과 비트6):00 및 (비트3과 비트2):00이다.
=CN(1 바이트)(옵션)
의미:고속 시리얼 복제 관리 시스템에서 허용 복제 횟수
기능:허용 복제 회수를 1회로 제한하지 않고, 복제 회수를 늘리거나 무제한 허용한다. 1 세대 복제 유효. 영역CN의 값은 복제 동작이 실행될 때마다 감소한다.
값:
00:복제 금지
01 내지 0xFF:횟수
0xFF:회수 제한
도 10을 다시 참조하면, 트랙 정보 영역 TRKINF 이후에, 0x370 부터 개시되는 24 바이트의 파트 관리 정보 영역 PRIINF이 배열된다. 트랙이 다수의 파트로 구성되고, 각각의 파트 주소는 PRTINF 에 연속적으로 배치되어 있다. 도 15는 PRTINF 영역의 부분을 도시한다. 다음에, 상기 PRTINF 영역을 배열 순서대로 설명하겠다.
=PRTIN(4 바이트)
의미:파트 크기
기능: 파트 크기를 나타낸다. 글러스터:2 바이트(최상위 위치), 개시 SU:1 바이트(상부), 종료 SU:1 바이트(최하부 위치).
값:클러스터:1 내지 0x1F40(8000)
개시 SU:0 내지 0xA0(160)
종료 SU:0 내지 0xA0(16)(SU는 0에서 개시됨)
=PRTKEY(8 바이트)
의미:파트 암호화 값
기능:파트를 암호화한다. 초기값=0이다. 편집 규칙이 적용된다.
값:0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
=CONNUM0(4 바이트)
의미:초기에 발생된 컨텐트 누적 번호 키
기능:컨텐트의 ID를 유일하게 설계한다.
값:컨텐트 누적 번호 초기 값 키의 값과 동일한 값
도 10에서 도시된 바와 같이, ATRAC3 데이터 파일의 헤더 속성은 부가 정보 INF 영역을 포함한다. 상기 부가 정보는 개시 위치가 고정되어 있지 않다는 점을 제외하면 재생 관리 파일의 부가 정보 INF-S 영역(도 7 및 도 8 참조)과 동일하다. 하나이상의 다수의 파트의 종료지점인 마지막 바이트 위치(4 바이트의 배수) 이후에 부가 정보 INF 영역이 배열된다.
=INF
의미:트랙에 대한 부가 정보
기능:헤더에 가변 길이 부가 정보를 나타낸다. 다양한 형태의 다수의 부가 정보가 배열될 수 있다. 각각의 부가 정보 영역은 ID 와 데이터 크기를 가진다. 각각의 부가 정보 영역은 16 바이트 이상의 4 바이트의 배수로 구성된다.
값:재생 관리 파일의 부가 정보 INF-S와 동일한 값
상술된 속성 헤드 이후에 다수의 데이터 블록이 배열된다. 헤드가 각각의 데이터 블록에 부가된다. 다음에, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 부가된 헤더의 각각의 블록이 도시된다.
=BLKID-A3D(4 바이트)
의미:BLOCKID FILE ID
기능:ATRAC3 데이터 파일의 탑을 확인한다.
값:고정값="A3D=0"(예를 들어,0x48442D30)
=MCode(2 바이트)
의미:MAKER CODE
기능:레코더/플레이어의 메이커와 모델을 확인한다.
값:상위 10 비트(메이커 코드);하위 6 비트(기계 코드)
=CONNUM0(4 바이트)
의미:초기에 발생된 컨텐트의 누적 번호
기능:컨텐트의 ID를 유일하게 설계한다. 컨텐트를 편집할지라도, CONNUMO 영역의 값은 변하지 않는다.
값:컨텐트 누적 번호 초기 값 키의 값과 동일한 값
=BLOCK SERIAL(4 바이트)
의미: 각각의 트랙에 할당된 시리얼 번호
기능: 0에서 개시되어 1 씩 증가한다. 컨텐트를 편집할지라도, BLOCK SERIAL 영역의 값은 변하지 않는다.
값:0 내지 0XFFFFFFFF.
=BLOCK-SEED(8 바이트)
의미:한 블록 암호화 키
기능:블록의 개시값은 레코더/플레이어의 보완 블록에 의해 발생된 난수이다. 난수 이후에 1 씩 증가하는 값이 배열된다. BLOCK-SEED 영역이 손실되면, 1 블록에 일치하는 1초동안 사운드가 발생하지 않으므로, 동일한 데이터가 헤더와 블록의 마지막에 기록된다. 컨텐트를 편집할지라도, BLOCK-SEED 영역은 변하지 않는다.
값:초기에 8 비트 난수
=INITIALIZATION VECTOR(8 바이트)
의미:ATRAC3 데이터를 암호화/해독화 하는데 필요한 값
기능:각각의 블록을 위한 ATRAC3 데이터를 암호화 및 해독화하는데 필요한 초기값을 나타낸다. 블록은 0부터 개시된다. 다음의 블록은 마지막 암호화된 8 비트 값의 마지막 SU에서 개시된다. 블록을 분할할 때, 개시 SU 바로 전에 마지막 8 바이트가 사용된다. 컨텐트를 편집할지라도, INITIALIZATION VECTOR 영역의 값은 변하지 않는다.
값:0 내지 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
=SU-nn
의미:사운드 유닛의 데이터
기능:1024 샘플로부터 압축된 데이터를 나타낸다. 출력 데이터의 바이트 수는 압축 모드에 의존한다. 컨텐트를 편집할지라도, SU-nn 영역의 값은 변하지 않는다. 예를 들어, SP 모드에서, N=384 바이트이다.
값:ATRAC3 의 데이터 값
도 10에서, N=384이므로, 42개 SU가 블록에 기록된다. 블록의 첫번째 두 슬롯(4 바이트)은 헤더로 사용된다. 마지막 슬롯(2 바이트)에서, BLKID-A3D, Mcode, CONNUM0, 및 BLOCK SERIAL 은 덧붙여져서 기록된다. 그러므로, 한 블록의 남은 영역의 M 바이트는 (16,384-384x42-16x3=208) 바이트이다. 상술된 바와 같이, 8 바이트 BLOCK SEED 영역이 또한 덧붙여져서 기록된다.
또한, 사운드 유닛 SU(0)~ (101)은 도 2에 도시된 암호화/해독화 유닛(64)의 64 비트의 암호 블록에서 CBC(cipher block chaining) 모드 중에 암호화를 실행하여 생성된 각각 8 바이트 암호문 Ci 으로 구성된다. 본 발명에서, 사운드 유닛 SU의 바이트수(예를 들면, 160 바이트)는 암호화되는 단위인, 암호 블록의 바이트수(예를 들면, 8 바이트)의 배수로 나타난다. 즉, 한 사운드 유닛 SU은 예를 들어, 20 개의 암호문 Ci 으로 구성된다. 각각의 암호문 Ci 는 사운드 유닛 SU내에 있고, 암호문 Ci는 절대 다수의 사운드 유닛 SU을 암호화하지 않는다.
플래시 메모리(34)에 저장된 오디오 데이터는 다음과 같이 압축된다. 압축 유닛은 사운드 유닛 SU이다. 따라서, 오디오 데이터가 휴대용 저장 장치(3)로부터 휴대용 플레이어(4)에 판독될 때, 최소 판독가능한 유닛은 사운드 유닛 SU이다. 그렇기 때문에, 암호화 블록 사이에 틈이 없게 되고, 플래시 메모리(34)에 저장된 암호화된 오디오 데이터를 액세스할 때 프로세싱 부하가 감소된다. 각각의 클러스터에 포함된 사운드 유닛 SU의 수는 1 내지 102 사이가 될 수 있다. 또한, 오디오 데이터의 압축하는 방법은 ATRAC3 또는 다른 CODEC 방법이 될 수 있다.
블록 시드 데이터 BS는 각각의 클러스터마다 난수를 발생시켜 생성할 수 있으며, 다음과 같이, 휴대용 플레이어(4)의 클러스터마다 블록 키 데이터 BK를 생성할 때 사용된다. 또한, 각각의 클러스터의 사운드 유닛은 플래시 메모리(34)의 연속적인 주소에 순서대로 저장된다. 그러므로, 암호화 블록은 연속적으로 플래시 메모리(34)에 암화화된 순서대로 저장된다.
플래시 메모리 관리 모듈(35)
플래시 메모리 관리 모듈(35)은 플래시 메모리(34)에 데이터를 기록하거나 플래시 메모리(34)로부터 데이터를 판독시에 제어를 실행한다.
휴대용 플레이어(4)
도 2에 도시된 바와 같이, 휴대용 플레이어(4)는 메인 제어 모듈(41), 통신 인터페이스(42), 제어 모듈(43), 편집 모듈(44), 압축/확장 모듈(45), 스피커(46), D/A 변환기(47), 및 A/C 변환기(48)을 포함하고 있다.
메인 제어 모듈(41)
메인 제어 모듈(41)은 휴대용 플레이어(4)에 의한 프로세싱을 제어한다.
제어 모듈(43)
제어 모듈(43)은 난수 발생 유닛(60), 저장 유닛(61), 키 생성/키 처리 유닛(62), 상호 식별 유닛(63), 암호화/해독화 유닛(64), 및 제어 유닛(65)을 포함한다.
제어 모듈(43)은 암호화에만 사용되는 제어 모듈(33)과 유사한 다층 구조를 가진 단일칩 집적 회로로 구성된다. 내부 메모리 셀은 다층 사이에 개재된다(알루미늄 층에서 처럼). 또한, 제어 모듈(43)의 좁은 동작 전압 또는 좁은 동작 주파수는 범위를 가지며, 외부로부터 데이터가 불법적으로 판독되는 것을 방지하는 탬퍼(tamper) 저항이다.
난수 발생 유닛(60)은 난수 발생 명령을 수신하자 마자 64 비트(8 바이트)의 난수를 발생한다.
저장 유닛(61)은 식별에 요구되는 다양한 데이터를 저장한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 저장 유닛(61)은 마스터 키 데이터(MK0 내지 MK31)와 식별 데이터(IDm)를 저장한다.
이하의 식(1)은 마스터 키 데이터(MK0 내지 MK31), 식별 키(IK0 내지 IK31), 및 장치 식별 데이터(IDm) 사이의 관계를 나타낸다. 다음의 식에서, f(a,b)는 인수 a 및 b로부터 값을 유도하는 함수이다.
IKj=f(MKj, IDm) (1)
여기서, j는 0≤j≤31 를 만족시키는 정수.
저장 유닛(61)에서 식별 키(IK0 내지 IK31)의 저장 주소는 5 비트로 표현된다. 저장 유닛(61)에서 마스터 키 데이터(MK0 내지 MK31)는 대응하는 저장 주소에 할당된다.
키 생성/키 처리 유닛(62)은 다양한 동작을 실행하여 키 데이터를 생성한다(예를 들어, MAC 동작은 ISO/IEC9797에 정의됨). 이때에, FIPS PUB 46-2에서 규정된 DES 는 "블록 암호 알고리즘"으로서 사용된다.
상호 식별 유닛(63)은 컴퓨터(2)에서 휴대용 저장 장치(3)로의 오디오 데이터를 전송하기 이전에 휴대용 저장 장치와 함께 상호 식별 프로세싱을 실행한다. 상호 식별 유닛(63)은 또한 휴대용 저장 장치(3)로부터 오디로 데이터를 수신하기 전에 휴대용 저장 장치(3)와 함께 상호 식별 프로세싱을 실행한다. 또한, 상호 식별 유닛(63)은 상호 식별 프로세싱 동안에 MAC 동작을 실행하고, 저장 유닛(61)에 저장된 데이터를 사용한다. 상호 식별 유닛(61)은 오디오 데이터가 저장 유닛에 입출력되기 전에 네트워크(5)상의 컴퓨터 또는 컴퓨터(2)와 함께 상호 식별 프로세싱을 실행한다.
암호화/해독화 유닛(64)은 FIPS PUB(81)에서 설명된 ECB 모드 또는 CBC 모드를 선택적으로 사용하여 블록 암호화를 실행한다. 암호화/해독화 유닛(64)은 암호화된 오디오 데이터(암호문)를 생성하는 식(2)에 근거한 64 비트의 암호 블록의 유닛에서, 컴퓨터(2) 또는 CD 플레이어(7)로부터의 오디오 데이터(플레인 데이터) 입력을 암호화하기 위해, CBC 모드의 56 비트 키 k 를 사용한다.
CBC 모드에서, 이전의 것은 다음의 데이터 그룹을 암호화하는데 사용된다. 그러므로, 식별 데이터가 입력되면, 다른 암호문이 출력된다. 이런 것으로 인해, 해독이 어렵워 진다.
Ci=Ek (Pi XOR Ci-1) (2)
여기서,
i:1이상의 정수
Pi:플레인 텍스트(64 비트)
Ci:암호문(64 비트)
XOR:배타적 논리합
Ek:56 비트 키 데이터 k를 사용하는 DES 시스템에 의한 암호화
식(2)의 동작은 도 18을 참조로 설명된다. "IV"는 블록 암호화 초기값(64 비트)이고, 휴대용 저장 장치(3)의 플래시 메모리(34)에서 클러스터(CL)내의 사운드 유닛 SU(0) 바로 이전에 저장된다.
ATRAC는 MiniDisk 에 사용된 코딩 및 압축 방법이며, 288 kbit/s 441 kHz 샘플 시테레오 신호가 대역 분할과 MDCT(modified discrete cosine transform)를 이용하여 인코딩된다. 먼저, 데이터는 대역 분할 필터에 의해 1/4, 1/4, 및 1/2 로 3 대역으로 분할되고, MDCT에 의해 주파수 영역으로 변환되며, MDCT의 계수는 적응 비트 분할에 의해 여러크기로 양자화된다.
암호화/해독화 유닛(64)은 FIPS81 모드 사이에서 ECB 모드 및 CBC 모드를 사용하여 해독화를 실행한다. 암호화/해독화 유닛(64)은 이하에 도시된 식(3)에 따라 56 비트 키 k 를 사용하여 암호 블록의 유닛에서 암호문을 해독하여 플레인 텍스트를 생성한다.
Pi= Ci-1 XOR Dk(Ci) (3)
여기서,
i:1이상의 정수
Pi:플레인 텍스트(64 비트)
Ci:암호문(64 비트)
XOR:배타적 논리합
Ek:56 비트 키 데이터 k를 사용하는 DES 시스템에 의한 암호화
식(3)의 동작은 도 19를 참조로 설명된다. 도 19에서, "IV"는 블록 암호화 초기값(64 비트)이고, 휴대용 저장 장치(3)의 플래시 메모리(34)에서 클러스터(CL)내의 사운드 유닛 SU(0) 바로 이전에 저장된다.
제어 유닛(65)은 난수 발생 유닛(60), 저장 유닛(61), 키 생성/처리 유닛(62), 상호 식별 유닛(63), 및 암호화/해독화 유닛(64)의 프로세싱을 제어한다.
편집 모듈(44)
편집 모듈(44)은 휴대용 저장 장치(3)의 플래시 메모리(34)에 저장된 트랙 데이터 파일(1010 내지 1013)(도 4 참조)을 편집하여 사용자의 명령에 근거하여 새로운 트랙 파일을 생성한다. 이런 편집 동작은 한 트랙 데이터 파일을 두 트랙 데이터 파일로 나누는 분할 편집과 두 트랙 데이터 파일을 한 트랙 데이터 파일로 붙이는 결합 편집을 포함한다. 이런 편집을 한 후에, 재생 관리 파일(100)과 트랙 데이터 파일(1010 내지 1013)이 필요에 따라 재기록된다.
압축/확장 모듈(45)
암호화된 오디오 데이터를 재생하는 프로세싱 파트로서, 압축/확장 모듈(45)는 압축된 ATRAC3 오디오 데이터를 압축 해제하여, D/A 변환기(47)에 출력한다. 또한, 모듈(45)는 오디오 신호 데이터를 CD 플레이어(7) 또는 컴퓨터(2)로부터 CD 휴대용 저장 장치(3)에 저장할 때 ATRAC3 포맷을 사용하여 오디오 데이터를 압축한다.
D/A 변환기(47)
D/A 변환기(47)는 압축/확장 모듈(45)로부터의 디지털 오디오 데이터를 스피커(46)에 출력되는 아날로그 오디오 데이터로 변환한다.
스피커(46)
스피커(46)는 D/A 변환기(47)로부터의 오디오 데이터 입력에 따라 사운드를 출력한다.
A/D 변환기(48)
A/D 변환기(48)는 압축/확장 모듈(45)에 출력하기 위해 CD 플레이어(7)로부터의 아날로그 오디오 데이터 입력을 디지털 데이터로 변환한다.
휴대형 저장 장치(3)에 대한 기록 동작
도 20은 휴대형 플레이어(4)에서 휴대형 저장 장치(3)로 데이터를 기록하는 동작을 설명하는 흐름도이다.
단계 S1 : 기록 요청 신호가 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 저장 장치(3)로 전송된다.
단계 S2 : 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이의 상호 식별에 사용되는 식별 키 데이터 IKj가 선택된다. 이 단계의 처리는 이하에서 상세히 설명된다.
단계 S3 : 상호 식별 처리는 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이에서 행해진다. 이 단계에서의 처리는 이하에서 상세히 설명한다.
단계 S4 : 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 각각은 서드 파티가 단계 S3의 상호 식별 처리에 따라 정당한 것으로 인정되면, 제어는 단계 S5로 간다. 그렇지 않으면, 처리는 종결된다.
단계 S5 : 세션 키 데이터 Sek가 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 양자에서 생성된다. 이 단계에서의 처리는 이하에서 상세히 설명한다.
단계 S6 : 암호화된 오디오 데이터가 출력되어 휴대형 플레이어(4)에서 통신 인터페이스(32, 42)를 통해 휴대형 저장 장치(3)에 기록된다. 이 단계에서의 처리는 이하에서 상세히 설명된다.
이러한 방식으로, 상호 식별 처리가 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이에서 행해지고, 서드 파티가 정당한 것으로 각각 인정될 경우에만 암호화된 오디오 데이터가 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 저장 장치(3)로 기록된다. 이러한 방법에 의해, 오디오 데이터의 불법 복제를 용이하게 피할 수 있다.
식별 키 데이터 IKj의 선택(도 20의 단계 S2)
도 21은 도 20의 단계 S2에서 원래부터 나타나 있었던 식별 키 데이터 IKj의 선택을 설명한다. 64 비트 난수 Rj가 도 2에 도시된 휴대형 플레이어(4)의 난수 발생 유닛(60)에 의해 생성된다. 난수 Rj는 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 저장 장치(3)로 출력된다. 휴대형 저장 장치(3)의 상호 식별 유닛(3)은 64 비트 난수 Rj의 하위 5 비트를 사용하여 식별 키 데이터 IKj(여기서 j는 0≤j≤31를 만족시키는 정수)를 미리 저장된 식별 키 데이터 IK0에서 저장 유닛(51)에 저장된 IK31로 지정한다. 장지 식별 데이터 IDm는 마찬가지로 휴대형 저장 장치(3)의 저장 유닛(51)으로부터 판독되어 휴대형 플레이어(4)로 출력된다. 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(63)은 난수 Rj의 하위 5 비트를 사용하여 마스터 키 데이터 MKj를 미리 저장된 마스터 키 데이터 MKO에서 MK31로 지정한다.
키 생성/키 처리 유닛(62)은 지정된 마스터 키 데이터 MKj와 장치 식별 데이터 IDm을 사용하여 하기 식(4)에 기초하여 식별 키 데이터 IKj를 생성한다. f(a, b)는 예를 들면 변수 a, b로부터 값을 구하기 위한 임의의 함수이다.
IKj=f(MKj, IDm) (4)
휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)가 식(4)에 나타낸 관계를 갖는 식별 키 데이터 IK0내지 IK31과 마스터 키 데이터 MK0내지 MK31을 가지면, 동일 식별 키 데이터 IKj가 도 21에 나타낸 처리에 의해 선택된다.
선택된 식별 키 데이터 IKj는 이하에 기술되는 것과 같이, 상호 식별 처리에서 비밀 키로서 사용된다. 도 21에 나타낸 처리가 행해질 때에는, 식별 키 데이터가 32개의 식별 키 데이터 IKj중에서 난수 Rj에 따라 임의로 선택된다. 이것은 단지 하나의 식별 키 데이터가 사용되는 경우의 1/32로 성공적으로 불법 식별을 꾸밀 가능성을 감소시켜, 불법 식별을 피할 수 있는 가능성을 높인다.
상기한 실시예에 있어서, 식별 키 데이터는 난수를 사용하여 선택된다. 그러나 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)의 외부로부터 입력된 키 지정 신호에 기초하여 식별 키를 결정하는 것도 가능하다.
휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이의 상호 식별(도 20의 단계 S3)
도 22는 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이에서 행해지는 상호 식별 처리를 설명하는 도면이다. 상호 식별 처리를 개시하기 전에, 도 21에 나타낸 식별 키 데이터 IKj의 선택이 완료되고 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(53)이 선택된 식별 키 데이터 IKj와 장치 식별 데이터 IDm을 가진다. 또한, 휴대형 저장 장치(3)의 상호 식별 유닛(63)은 선택된 식별 키 데이터 IKj와 휴대형 저장 장치(3)의 장치 식별 데이터 IDm를 가진다. 상호 식별은 다음과 같이 진행한다.
단계 S10 : 휴대형 저장 장치(3)의 난수 발생 유닛(50)은 64비트 난수 Rms를 생성하고 그것을 휴대형 플레이어(4)에 출력한다.
단계 S11 : 휴대형 플레이어(4)의 난수 발생 유닛(60)은 64 비트 난수 Rd및 Sd를 생성한다.
단계 S12 : 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(63)은 도 20에 나타낸 단계 S2에서 얻어진 식별 키 데이터 IKj와 "Rd∥Rms∥IDm"를 사용하여 아래에 나타낸 것과 같은 식(5)에 기초한 MAC 연산을 행하여, MACA을 찾는다. 여기서, A∥B는 A와 B의 결합을 나타낸다(n 비트 A의 끝으로의 n 비트 B의 결합은 (n+m) 비트를 만든다).
MACA=MAC(IKj, Rd∥Rms∥IDm) (5)
단계 S13 : 휴대형 플레이어(4)는 "Rd∥Sd∥MACA∥j"를 휴대형 저장 장치(3)에 출력한다.
단계 S14 : 휴대형 저장 장치(3)의 상호 식별 유닛(52)은 도 20에 나타낸 단계 S20에서 얻어진 식별 키 데이터 IKj와 Rd∥Rms∥IDm을 사용하여 아래에 나타낸 것과 같은 식(6)에 기초하여 MAC 연산을 행하고, MACB을 찾는다.
MACB=MAC(IKj, Rd∥Rms∥IDm) (6)
단계 S15 : 휴대형 저장 장치(3)의 상호 식별 유닛(53)은 단계 S14에서 발견된 MACB와 단계 S13에서 입력된 MACA을 비교한다. 이들이 일치하며, 휴대형 플레이어(4)는 적당한 식별 키 데이터 IKj를 가지므로, 휴대형 저장 장치(3)는 적법한 상대방으로서 적당한 식별 키 데이터를 식별한다.
단계 S16 : 휴대형 저장 장치(3)의 상호 식별(53)은 도 20에 나타낸 단계 S2에서 얻어진 식별 키 데이터 IKj와 "Rms∥Rd"를 사용하여 식(7)에 기초한 MAC 연산을 행하고, MACC를 찾는다.
MACC=MAC(IKj, Rms∥Rd) (7)
단계 S17 : 휴대형 저장 장치(3)의 난수 발생 유닛(50)은 64비트 난수 Sms를 생성한다.
단계 S18 : "Sms∥MACC"는 휴대형 저장 장치(3)로부터 휴대형 플레이어(4)로 출력된다.
단계 S19 : 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(63)은 식(8)에 기초한 MAC 연산을 행하여 MACd를 찾는다.
MACd= MAC(IKj, Rms∥Rd) (8)
단계 S20 : 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(53)은 단계 S19에서 발견된 MACd와 단계 S18에서 입력된 MACc를 비교한다, 이들이 일치하면, 휴대형 저장 장치(3)는 적당한 식별 키 데이터 IKj를 가지므로, 휴대형 플레이어(4)는 그것을 적법한 상대방으로 식별한다.
상기한 것에 따라, 휴대형 저장장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이의 상호 식별이 달성된다.
세션 키 데이터 Sek의 생성(도 20의 단계 S5)
도 23은 세션 키 데이터 Sek의 생성을 설명한다. 세션 키 데이터 Sek의 생성을 시작하기 전에, 도 21에 나타낸 식별 키 데이터 IKj와 도 22에 나타낸 상호 식별 처리의 선택이 완료된다. 양 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)는 선택된 식별 키 데이터 IKj와 난수 Sd, Sms를 갖는다. 세션 키 데이터 Sek의 생성은 다음과 같이 진행한다.
단계 S30 : 휴대형 플레이어(4)의 상호 식별 유닛(63)은 선택된 식별 키 데이터 IKj와 "Sd∥Sms"를 사용하여 식(9)에 기초한 MAC 연산을 행하여 세션 키 데이터 Sek를 생성한다.
Sek=MAC(IKj, Sd∥Sms) (9)
단계 S31 : 휴대형 저장장치(3)의 상호 식별 유닛(53)은 선택된 식별 키 데이터 IKj와 "Sd∥Sms"를 사용하여 식(10)에 기초한 MAC 연산을 행하여 세션 키 데이터 Sek를 생성한다.
Sek=MAC(IKj, Sd∥Sms) (10)
휴대형 저장 장치(3)에서 생성된 세션 키 데이터 Sek는 상대방 모두가 적법한 것이라면 휴대형 플레이어(4)에서 생성된 세션 키 데이터 Sek와 동일하다.
휴대형 저장 장치(3)로의 오디오 데이터의 기록(도 20의 단계 S6)
도 24는 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 저장 장치(3)로의 오디오 데이터의 기록 처리를 설명한다. 기록 처리를 시작하기 전에, 도 23에 나타낸 세션 키 데이터 Sek의 생성 처리가 완료되고 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)는 동일한 세션 키 데이터 Sek를 갖는다. 휴대형 저장 장치(3)로의 오디오 데이터의 기록은 다음과 같이 진행한다.
단계 S40 : 휴대형 플레이어(4)는 난수 발생 유닛(60)을 요구하여 각 트랙에 대한 난수를 발생하고 각 난수에 따라 대응하는 컨텐트 키 데이터 차를 생성한다.
단계 S41 : 휴대형 플레이어(4)는 세션 키 데이터 Sek를 사용하여 암호화/해독화 유닛(64)의 단계 S40에서 생성된 컨텐트 키 데이터 CK를 암호화한다.
단계 S42 : 휴대형 플레이어(4)는 단계 S41에서 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK를 휴대형 저장 장치(3)로 출력한다.
단계 S43 : 휴대형 저장 장치(3)는 암호화/해독화 유닛(4)에서의 단계 S42에서 입력 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK를 해독한다.
단계 S44 : 휴대형 저장 장치(3)는 저장 유닛(51)으로부터 판독된 저장 사용 키 데이터 Skm를 사용하여 암호화/해독화 유닛(54)에서의 단계 S43에서 해독된 컨텐트 키 데이터 CK를 암호화한다.
단계 S45 : 휴대형 저장 장치(3)는 암호화된 CK를 휴대형 플레이어(4)에 출력한다.
단계 S46 : 휴대형 플레이어(4)는 관련 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK를 트랙 데이터 파일 l0ln의 TRKINF에 설정한다.
단계 S47 : 난수 발생 유닛(60)은 트랙 데이터 파일의 각 부분에 대해 난수를 발생하고 이 난수에 따라 부분 키 데이터 PK를 생성한다. 생성된 부분 키 데이터 PK는 트랙 데이터 파일 l0ln의 관리 데이터 PRTINF에 설정된다.
단계 S48 : 단계 S45에서 생성된 부분 키 데이터 PK의 XOR과 컨텐트 키 데이터는 하기 식(11)으로 나타낸 것과 같이 트랙 데이터 파일의 각 부에 대한 키 생성/처리 유닛(62)에서 얻어진다. 처리 결과는 임시 키 데이터 TMK의 발생이다. 임시 키 데이터 TMK의 생성은 XOR 기능을 사용하는 것에 제한되지 않는다. 그것은 다른 함수 연산자, 예를 들면 단수한 AND 연산자를 사용할 수 있다.
TMK= PK XOR CK (11)
단계 S49 : 난수 발생 유닛(60)은 각 블록에 대해 난수를 발생하고 이 난수에 따라 블록 시드 데이터 BS를 생성한다. 또, 휴대형 플레이어(4)는 생성된 블록 시드 데이터 BS를 각 대응하는 블록의 적당한 위치에 설정한다.
단계 S50 : 키 생성/키 처리 유닛(62)은 단계 S46에서 생성된 임시 키 데이터 TMK와 식(12)의 단계 S47에서 생성된 블록 시드 데이터 BS를 사용하여 MAC 연산을 행하고 각 블록에 대한 블록 키 데이터 BK를 생성한다.
BK = MAC(TMK, BS) (12)
블록 키 데이터 BK를 생성하기 위해 SHA-1(secure Hash algorithm), RIP등-160, 또는 다른 원-웨이 해시 함수의 입력에 대해 비밀 키를 사용하여 MAC 연산하는 것 이외의 처리를 할 수 있다. 여기서, 원-웨이 함수 f는 x로부터 y=f(x)로 계산하기는 쉽지만, y로부터 x를 찾는 것은 어려운 함수로 정의한다. 원-웨이 해시 함수는 문헌 "Handbook of Applied Cryptography, CRC Press"에 상세히 기술되어 있다.
단계 S51 : 휴대형 플레이어(4)는 압축/신장 모듈(45)의 ATRAC3 포맷에 따라 컴퓨터(2) 또는 휴대용 플레이어(4)로부터 입력된 오디오 데이터를 압축한다. 이후, 암호화/해독화 유닛(4)은 단계 S50에서 생성된 블록 키 데이터 BK를 사용하여 CBC 모드로 압축된 오디오 데이터를 암호화한다.
단계 S52 : 휴대형 플레이어(4)는 헤더를 단계 S51에서 암호화된 오디오 데이터에 가하여 이들을 통신 인터페이스(32, 42)를 통해 휴대형 저장 장치(3)에 출력한다.
단계 S53 : 휴대형 저장 장치(3)는 암호화된 오디오 데이터와 헤더를 플래시 메모리(34)에 기록한다.
이 때, 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 플레이어(4)로의 오디오 데이터의 기록이 종료된다. 상기 설명은 단지 기록 트랙 데이터 파일 1010내지 1013를 설명하였지만, 휴대형 플레이어(4)도 이러한 식으로 재생 관리 파일(100)을 기록한다.
휴대형 저장 장치(3)로부터의 판독
도 25는 휴대형 저장 장치(3)에서 휴대형 플레이어(4)로의 판독을 위한 판독 동작을 설명하는 플로차트이다.
단계 S61 : 원하는 트랙 데이터(튠)를 지정하는 판독 요구 신호가 휴대형 플레이어(4)로부터 휴대형 저장 장치(3)로 전송된다.
단계 S2 : 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이의 상호 식별을 행할 때 사용되는 식별 키 데이터 IKj는 상기와 같은 방식으로 선택된다.
단계 S3 : 상호 식별 처리는 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이에서 상기와 같은 방식으로 행해진다.
단계 S4 : 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 양자가 서로 적법한 것으로서 식별되는 경우에, 이 처리는 진행한다. 그렇지 않으면, 처리는 종료된다.
단계 S5 : 세션 키 데이터 Sek는 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)에서 상기와 같은 방식으로 생성된다.
단계 S6 : 암호화된 오디오 데이터는 통신 인터페이스(32, 42)를 통해 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)로 판독된다. 이 처리는 이하에서 상세히 설명된다.
상호 식별은 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 사이에서 행해진다. 2 상대방이 서로 적법한 것으로 식별될 경우에만 암호화된 컨텐트 키 데이터가 적당한 세션 키 데이터 Sek를 사용하여 해독될 수 있다. 그러므로, 오디오 데이터의 불법 사용이 용이하게 회피될 수 있다.
휴대형 저장 장치(3)로부터의 오디오 데이터의 판독(도 25의 단계 S63)
도 26은 휴대형 저장 장치(3)에서 휴대형 플레이어(4)로의 오디오 데이터의 판독을 설명한다. 이러한 판독 단계는 상기 방법에 의해 기록될 데이터를 필요로 한다. 트랙 데이터 파일 1010내지 1013의 기록은 TRKINF의 컨텐트 키 데이터 PK와, 각 클러스터 CL의 블록 시드 데이터 BS를 설정하는 기준이다. 단계 S5의 처리가 종료하기 때문에, 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)는 동일한 세션 키 데이터를 가진다. 휴대형 저장 장치(3)로부터의 오디오 데이터의 판독은 다음과 같이 진행한다.
단계 S71 : 휴대형 저장장치(3)는 판독 요구 신호에 대응하는 트랙 데이터 파일을 지정하고 지정된 트랙 데이터를 포함하는 클러스터로부터 사운드 유닛 SU의 오디오 데이터를 출력한다. 휴대형 저장 장치(3)는 또한 오디오 데이터의 대응하는 속성 헤더를 판독한다.
단계 S72 : 휴대형 플레이어(4)는 입력 속성 헤더에서 TRKINF로부터 CK를 꺼내어 휴대형 저장 장치(3)에 출력한다.
단계 S73 : 휴대형 저장 장치(3)의 암호화/해독화 유닛(54)은 저장 유닛(51)에 저장된 저장 키 데이터를 사용하여 단계 S72에서 입력된 컨텐트 키 데이터 CK를 해독한다.
단계 S74 : 휴대형 저장 장치(30의 암호화/해독화 유닛(54)은 도 25에 나타낸 단계 S5에서 얻어진 세션 키 데이터 Sek를 사용하여 단계 S73에서 해독된 컨텐트 키 데이터 차를 암호화한다.
단계 S75 : 휴대형 저장 장치(3)는 단계 S74에서 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK를 휴대형 플레이어(4)로 출력한다.
단계 S76 : 휴대형 플레이어(4)의 암호화/해독화 유닛(64)은 세션 키 데이터 Sek를 사용하여 단계 S73에서 휴대형 저장 장치(3)로부터 입력된 컨텐트 키 데이터 CK를 해독한다.
단계 S77 : 휴대형 플레이어(4)의 키 생성/처리 유닛(62)은 단계 S76에서 해독된 컨텐트 키 데이터 CK의 XOR과 단계 S71에서 입력되는 속성 헤더의 PRTINF로부터 부분 키 데이터 PK를 얻으며, 처리 결과를 식(13)에 따라 임시 키 데이터 TMK로서 정의한다.
TMK=PK XOR CK (13)
단계 S78 : 휴대형 플레이어(4)의 키 생성/키 처리 유닛(62)은 S77에서 생성된 임시 키 데이터 TMK와 단계 S71에서 입력된 트랙 데이터 파일의 블록 시드 데이터 BS를 사용하여 다음 식(14)에 나타낸 MAC 연산을 행하고 처리 결과를 블록 키 데이터 BK로서 정의한다. 블록 키 데이터 BK는 다음과 같은 모든 클러스터에 대해 발견된다.
BK=MAC(TMK, BS) (14)
단계 S79 : 휴대형 플레이어(4)는 단계 S78에서 생성된 블록 키 데이터 BKK를 사용하여 암호화/해독화 유닛(64)의 단계 S71에서의 오디오 데이터 입력을 해독한다.
이 때, 오디오 데이터는 개별적으로 발견된 블록 키 데이터 BK를 사용하여 모든 클러스터(블록)에 대해 해독된다. 또한, 해독은 암호화에 사용된 것과 동일한 8바이트 블록으로 행해진다.
단계 S80 : 휴대형 플레이어(4)는 압축/신장 모듈(45)의 ATRAC2 시스템에 의해 단계S79에서 해독된 오디오 데이터를 신장하여 신장된 오디오 데이터를 스피커(46)로 출력하기 위해 D/A 컨버터(47)에서 디지털 포맷으로 변환한다.
단계 S78에서 해독된 오디오 데이터는 음성 유닛 SU에서 신장된다.
트랙 데이터 파일의 분할 편집
전술한 바와 같이, 휴대형 플레이어(4)의 편집 모듈(44)은 2개의 트랙 데이터 파일을 생성하기 위한 하나의 트랙 데이터 파일을 분할하는 분할 편집과 하나의 트랙 데이터 파일을 생성하기 위한 2개의 트랙 데이터 파일을 결합하는 결함 편집을 행하도록 되어 있다.
먼저, 분할 편집을 설명한다. 도 27은 휴대형 플레이어(4)의 편집 모듈(44)에 의한 트랙 데이터 파일의 분할 편집을 설명한다. 예로서, 편집 모듈(44)은 도 27의 (a)에 나타낸 트랙 데이터 파일(2)을 도 27의 (b)에 나타낸 새로운 트랙 데이터 파일(1)과 도 27의 (c)에 나타낸 트랙 데이터 파일(2)로 분할한다. 최소 분할 단위는 음성 유닛 SU이다. 이 예에 있어서, 클러스터 CL(2)의 음성 유닛SU(3)과 SU(4)은 도 27의 (b)에 나타낸 것과 같이 분할된다.
분할 후, 트랙 데이터 파일(1)의 클러스터 CL(2)은 도 28에 나타낸 것과 같고, 새로 생성된 데이터 파일(2)의 클러스터 CL(0)은 도 29에 나타낸 것과 같다. 분할전 트랙 데이터 파일(1)의 클러스터(2)의 음성 유닛 SU(4)은 트랙 데이터 파일(2)의 클러스터 CL(0)의 음성 유닛 SU(0)으로 된다. 마찬가지로, 분할전 트랙 데이터 파일(1)의 클러스터(2)의 음성 유닛 SU(5)는 트랙 데이터 파일(2)의 클러스터 치(0)의 음성 유닛 SU(1)로 된다.
또한, 트랙 데이터 파일(2)의 클러스터 CL(0)의 블록 암호화 초기치 IV는 도 27의 (a) 및 (b)에 나타낸 트랙 데이터 파일(1)의 클러스터 CL(2)의 음성 유닛 SU(3)의 최후 8 바이트와 동일하게 설정된다. 상기한 바와 같이, 각 클러스터에 있어서 블록 암호화 초기치 IV는 제 1 음성 유닛 SU(0) 직전의 8 바이트로서 배열된다. 따라서, 각 분할된 클러스터는 그 자신의 암호화 정보를 포함하므로, 후속 분할에 관계없이, 데이터는 용이하게 재생될 수 있다.
분할전의 컨텐트 키 데이터, 부분 키 데이터 및 블록 키 데이터는 CK-1, PK-1 및 BK-1이다. 또한, 분할 수의 트랙 데이터 파일(1)의 컨텐트 키 데이터, 부분 키 데이터 및 블록 키 데이터는 CK-1', PK-1' 및 BK-1이다. 또, 트랙 데이터 파일(2)의 컨텐트 키 데이터, 부분 키 데이터 및 블록 키 데이터는 CK-2, PK-2 및 BK-1이다.
도 30은 휴대형 플레이어(4)의 편집 모듈(44)에서 새로운 트랙 데이터 파일(2)의 부분 키 데이터와 컨텐트 키 데이터의 생성을 설명하는 플로챠트이다. 분할에 의해 생성된 새로운 트랙 데이터 파일(2)은 트랙 데이터 파일(1)로부터 분리된 새로운 컨텐트 키 데이터 CK-2를 가진다. 이하에 나타낸 것과 같은 부분 키 데이터 PK-2를 계산함으로써, 블록 키 데이터 BK-1은 분할전과 동일하다. 이 처리는 다음과 같이 계속된다.
단계 S90 : 제어가 단계 S91로 가는 분할 명령을 수신할 때까지 편집 모듈(44)은 대기한다.
단계 S91 : 난수 발생 유닛(60)은 난수를 발생하여 이 발생된 난수에 따라 새로운 컨텐트 키 데이터 CK-2를 생성한다.
단계 S92 : 휴대형 저장 장치(3)의 암호화/해독화 유닛(54)은 저장 유닛(51)에 저장된 저장 사용 키 데이터 Skm를 사용하여 단계 S91에서 생성된 컨텐트 키 데이터 CK-2를 암호화한다.
단계 S93 : 편집 모듈(44)은 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK-2를 대응하는 트랙 데이터 파일의 TRKINF에 기록한다.
단계 S94 : 편집 모듈(44)은 식(15)에 기초하여 트랙 데이터 파일(2)의 부분 키 데이터 PK-2를 생성한다.
PK-1 = CK-1 XOR PK-1 XOR CK-2 (15)
이러한 처리는 분할전 트랙 데이터 파일(1)의 임시 키 데이터와 같이 생성된 트랙 데이터 파일(2)에 대한 임시 키 데이터(식(11)로부터) 및 블록 키 BK-1과 같이 생성된(식 (12)로부터) 클러스터 키 데이터를 만든다. 이 때문에, 새로운 블록 키 데이터를 사용하여 다시 트랙 데이터 파일(2)에 음성 유닛 SU을 암호화할 필요가 없다.
단계 S95 : 편집 모듈(44)은 단계 S94에서 생성된 부분 키 데이터 PK-2를 대응하는 트랙 데이터 파일의 PRTINF에 기록한다.
따라서, 새로운 컨텐트 키 데이터 CK-2가 새로 생성된 트랙 데이터 파일(2)의 컨텐트 키 데이터와 같을 경우에도, 식(15)에 기초하여 생성된 부분 키 데이터 PK-2는 임시 키 데이터가 분할전 임시 키 데이터와 같게 만들어지도록 한다. 그 결과, 블록 키 데이터는 또한 분할전과 동일하다. 그러므로, 새로운 클러스터 키 데이터를 사용하여 다시 트랙 데이터 파일(2)의 음성 유닛 SU을 암호화할 필요가 없다. 마찬가지로, 블록 키 데이터 BK-1을 변경하지 않도록 분할 후 트랙 데이터 파일(1)의 부분 키 데이터 PK-1'은 컨텐트 키 데이터 CK-1에 따라 결정된다. 그 결과, 새로운 블록 키 데이터를 사용하여 다시 분할 수 트랙 데이터 파일(1)의 음성 유닛 SU를 암호화할 필요가 없다. 이것은 처리량의 큰 증가를 피하면서 트랙 데이터 파일의 분할 편집을 허용한다. 상기 설명은 트랙 데이터 파일 1010내지 1013에만 관련되어 있으나, 편집 모듈(44)은 상응하는 방식으로 재생 관리 파일을 재기록한다.
도 31은 휴대형 플레이어(4)의 편집 모듈에 의한 2개의 트랙 데이터 파일의 결합(또는 머징)을 설명한다. 예를 들면, 편집 모듈(44)은 도 31의 (a)에 나타낸 트랙 데이터 파일(1)과 도 31의 (b)에 나타낸 트랙 데이터 파일(2)을 결합하여 도 31의 (c)에 나타낸 트랙 데이터 파일(3)을 생성한다. 결함에 의해, 새로운 트랙 데이터 파일(3)이 결합전 트랙 데이터 파일(1)로 이루어진 부분(1)과 결합전 트랙 데이터 파일(2)로 이루어진 부분(2)을 포함하는 것으로 생성된다.
더욱이, 트랙 데이터 파일(3)을 위한 컨텐트 키 데이터 CK-3, 부분(1)을 위한 부분 키 데이터 PK-3-1 및 부분(2)을 위한 부분 키 데이터 PK-3-2는 이하에서 상세히 설명되는 것과 같이 새롭게 생성된다. 이 새롭게 생성된 키 데이터는 트랙 데이터 파일(3)의 TRKINF와 PRTINF로 설정된다.
결합전 트랙 데이터 파일(1)의 클러스터 CL(0)과 CL(4)는 결합 후 트랙(3)의 부분(1)의 스타트 클러스터와 엔드 클러스터로 된다. 또한, 결합 전 트랙 데이터 파일(2)의 클러스터 CL(0)과 CL(5)는 결합 후 트랙(3)의 스타트 클러스터와 엔드 클러스터로 된다.
도 32는 새롭게 생성된 트랙 데이터 파일(3)의 부분(1)과 (2)에 대한 부분 키 데이터의 생성을 설명하는 흐름도이다. 다음이 설명에 있어서 트랙 데이터 파일(1)은 컨텐트 키 데이터 차-1, 부분 키 데이터 PK-1, 및 블록 키 데이터 BK-1를 사용하고, 한편 트랙 데이터 파일(2)은 컨텐트 키 데이터 차-2, 부분 키 데이터 pK-2 및 블록 키 데이터 BK-2를 사용한다. 트랙 데이터 파일(3)은 이하에서 설명하는 것과 같이 부분(1) 및 (2)의 부분 키 데이터를 계산함으로써 새로운 컨텐트 키 데이터 CK-3를 획득한다.
블록 키 데이터 BK-1과 BK-2는 결합전과 같이 유지한다. 결합 처리는 다음과 같이 진행한다.
단계 S100 : 편집 모듈(44)은 제어가 단계 S101로 가는 결합 명령을 받을 때까지 대기한다.
단계 S101 : 난수 발생 유닛(60)은 난수를 발생하고 그에 따라 컨텐트 키 데이터 CK-3를 생성한다.
단계 S102 : 휴대형 저장 장치(3)의 암호화/해독화 유닛(54)은 저장 유닛(51)에 저장된 저장 사용 키 데이터 Skm을 사용하여 단계 S101에서 생성된 컨텐트 키 데이터 CK-3을 암호화한다.
단계 S103 : 편집 모듈(44)은 암호화된 컨텐트 키 데이터 CK-3를 트랙 데이터 파일(3)의 TRKINF에 기록한다.
단계 S104 : 편집 모듈(44)는 식(16)에 기초하여 트랙 데이터 파일(3)의 부분(1)에 대한 부분 키 데이터 PK-3-1를 생성한다.
PK-3-1= CK-1 XOR PK-1 XOR CK-3 (16)
그러므로, 부분(1)의 임시 키 데이터(식(11)으로부터)는 결합전 트랙 데이터 파일(1)의 임시 키 데이터와 같다. 그 결과, 부분(1)의 블록 키 데이터는 또한 결합 전 트랙 데이터 파일(1)의 블록 키 데이터 BK-1과 같다. 따라서, 새로운 블록 키 데이터를 사용하여 다시 부분(1)의 음성 유닛 SU을 암호화할 필요가 없다.
단계 S105 : 편집 모듈(44)은 식(17)에 기초하여 트랙 데이터 파일(3)의 부분(2)에 대한 부분 키 데이터 PK-3-2를 생성한다.
PK-3-2=CK-2 XOR PK-2 XOR CK-3 (17)
그러므로, 부분(2)의 임시 키 데이터는 트랙 데이터 파일(2)의 임시 키 데이터와 같다. 그 결과, 부분(2)의 블록 키 데이터는 또한 트랙 데이터 파일(2)의 블록 키 데이터 BK-2와 같다. 이 때문에, 새로운 블록 키 데이터를 사용하여 다시 부분920의 음성 유닛 SU를 암호화할 필요가 없다.
단계 S106 : 편집 모듈(44)은 트랙 데이터 파일(3)의 부분(10의 PRINTF에서의 단계 S104에서 생성된 부분 키 데이터 PK-3-1를 기록한다.
단계 S107 : 편집 모듈(44)은 트랙 데이터 파일(3)의 부분(2)의 PRINTF에서의 단계 S105에서 생성된 부분 키 데이터 PK-3-2를 기록한다.
따라서, 새로운 컨텐트 키 데이터 CK-3이 새롭게 생성된 트랙 데이터 파일(3)의 컨텐트 키 데이터와 같을 때에도, 식 (16) 및 식 (17)에 기초하여 생성된 부분 키 데이터 PK-3-1과 PK-3-2는 각 부분에 대한 임시 키 데이터가 결합전 유사 데이터에 대한 것과 동일하게 만들어지도록 한다. 그러므로, 새로운 블록 키 데이터를 사용하여 다시 부분(1) 및 부분(2)의 음성 유닛 SU을 암호화할 필요는 없다. 이 때문에, 통상 결합된 편집을 수반하는 처리량의 큰 증대를 회피할 수 있다. 또한, 상기 설명은 트랙 데이터 파일 1010내지 1013에만 관계되어 있지만, 편집 모듈(44)은 그에 따라 재생 관리 파일(100)을 재기록한다.
본 발명은 상기 실시예로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시예는 암호 블록(CBC 모드의 암호화 유닛)의 바이트의 전체 배수(8비트)로서 음성 유닛 SU의 바이트 수(160 바이트)를 가진다. 그러나, 본 발명은 음성 유닛 SU의 데이터 길이를 조정하기 위해 패딩(padding)을 삽입하여 전체 배수가 아닐 때에 조정될 수 있다.
또한, 상기 경우는 상호 식별 처리가 도 22에 나타낸 것과 같이 행해질 때 휴대형 플레이어(4)에 휴대형 저장 장치(3)에서 생성된 난수 Rms를 먼저 출력하는 것을 나타내었다. 그러나 휴대형 플레이어(4)에서 생성된 난수를 휴대형 저장 장치(3)에 먼저 출력하는 것도 가능하다.
또한, 32 세트의 식별 키 데이터와 마스터 키 데이터가 저장 유닛(51, 61)에 저장되어 있는 경우를 나타냈으나, 식별 키 데이터가 2이상이면 이들 세트는 난수이어도 된다.
또한, 식별 키 데이터 IK0내지 IK31가 휴대형 플레이어(4)의 마스터 키 데이터 MK0내지 MK31로부터 생성되는 경우가 주어졌지만, 또한 휴대형 저장 장치(3)에서와 같은 방식으로 휴대형 플레이어(4)의 식별 키 데이터 IK0내지 IK31를 저장하고 난수 Rj에 따라 식별 키 데이터를 선택하는 것도 가능하다.
또한, 도 21에 나타낸 것과 같이, 식별 키 데이터 IKj와 마스터 키 데이터 MKj가 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)에서 휴대형 플레이어(4)에서 생성된 난수 Rj를 사용하여 선택되는 경우가 예시되었지만, 또한 휴대형 저장 장치(3)에서 생성된 난수를 사용하거나 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4) 양자에서 발생된 난수를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예는 식별 키 데이터 IKj와 마스터 키 데이터 MKj가 난수 Rj에 기초하여 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)에서 선택되는 경우를 나타냈지만, 본 발명에 따르면, 외부로부터 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레어(4)에 5비트 키 선택 명령 데이터를 입력하고 휴대형 저장 장치(3)와 휴대형 플레이어(4)에서 관련 키 선택 명령 데이터에 의해 표시된 서로에 대응하는 식별 키 데이터 IKj와 마스터 키 데이터 MKj를 선택하는 것도 가능하다.
또한, 트랙 데이터로서 오디오 데이터를 포함하는 데이터의 예를 들었으나, 본 발명은 또한 동화상 데이터, 정지화상 데이터, 서류 데이터, 프로그램 데이터 및 다른 형태의 데이터를 포함하는 트랙 데이터가 플래시 메모리(34)에 저장되어 있는 경우에 적용될 수도 있다.
상기한 설명한 예에서와 같이, 본 발명의 데이터 처리 장치, 데이터 처리 시스템 및 그 방법에 따르면, 제 1 키 데이터가 제 3 키 데이터를 사용하고 제 3 키 데이터를 저장 장치에 저장하여 트랙 데이터를 암호화한 후 변경되는 경우에도, 제 3 키 데이터는 변경되지 않으므로, 트랙 데이터를 해독 및 다시 암호화할 필요가 없게 된다. 이 때문에, 제 1 키 데이터가 변경될 때 필요한 처리량이 크게 감소된다.
따라서, 상기한 설명으로부터 명백하게 만들어지는 것 중에서, 상기한 목적은 효과적으로 얻어지며, 어떤 변경이라도 본 발명의 사상 및 범위를 이탈하지 않고 상기 방법 및 구성(들)에 대해 행해질 수 있기 때문에, 상기 상세한 설명에 포함되고 첨부하는 도면에 나타낸 모든 사항은 예시적인 것이며 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
또한, 다음의 특허청구의 범위는 본 명세서에 기술된 본 발명의 일반적이고 특별한 모든 특징 및 본원에 속할 수도 있는 본 발명의 범위의 모든 설명을 언어로서 포함하고자 하는 것으로 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 데이터 처리 장치로부터 저장 장치로 전달하기 위해 디지털 데이터를 암호화/해독화하는 데이터 처리 방법에 있어서,
    세션 키(session key)에 의해 상기 데이터 처리 장치에서 발생된 컨텐트 키를 세션 암호화하는 단계와,
    상기 데이터 처리 장치로부터 상기 저장 장치로 상기 세션 암호화된 컨텐트를 전송하는 단계와,
    상기 세션 암호화된 컨텐트 키를 상기 세션 키에 의해 상기 저장 장치내의 상기 컨텐트 키로 세션 해독화하는 단계와,
    스토리지 사용 키에 의해 상기 스토리지 장치내의 스토리지 암호화된 컨텐트 키로 상기 컨텐트 키를 스토리지 암호화하는 단계와,
    상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키를 상기 스토리지 장치로부터 상기 데이터 처리 장치로 전송하는 단계와,
    상기 스토리지 장치로부터의 상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키에 기초하여 상기 데이터 처리 장치 내의 상기 디지털 데이터를 데이터 암호화하는 단계와,
    상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키와 함께 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 저장 장치로 전송하는 단계와,
    상기 암호화된 디지털 데이터와 상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키를 상기 스토리지 장치에 저장하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 트랙은 하나 이상의 관련 모듈로 구성되고, 각각의 상기 데이터 트랙은 대응하는 컨텐트 키를 가지며 각각의 상기 관련 모듈은 대응하는 파트 키(part key)를 가지는 데이터 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 암호화 단계는,
    상기 대응하는 파트 키와 상기 대응하는 컨텐트 키에 기초하여 각각의 상기 데이터 트랙의 각각의 상기 관련 모듈에 대응하는 임시 키를 계산하는 계산 단계로서, 상기 대응하는 파트 키는 상기 대응하는 컨텐트 키가 변경될 때 상기 임시 키가 동일하게 유지되도록 설계되는 계산 단계, 및
    상기 대응하는 임시 키에 기초하여 상기 데이터 처리 장치의 상기 관련 모듈을 각각 암호화하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 관련 모듈은 하나 이상의 서브-모듈을 포함하고 상기 데이터 암호화 단계는,
    블록 시드(block seed)를 각각의 상기 서브-모듈에 할당하는 단계와,
    상기 임시 키와 상기 블록 시드에 기초하여 각각의 서브-모듈에 대해 대응하는 블록 키를 계산하는 단계, 및
    상기 대응하는 블록 키를 사용하여 상기 데이터 트랙의 상기 관련 모듈의 각각의 상기 서브-모듈을 데이터 암호화하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 대응하는 블록 키는 상기 임시 키와 상기 블록 시드를 독립 변수로서 갖는 원-웨이 해시 함수(one-way Hash function)를 사용하여 계산되는 데이터 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 데이터 처리 방법으로 처리하기 전에 정당한 대상으로서 상기 데이터 처리 장치와 상기 저장 장치를 상호 식별하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
  7. 저장 장치로부터 데이터 처리 장치로 전달하기 위한 디지털 데이터를 암호화/해독화하는 데이터 처리 방법에 있어서,
    암호화된 디지털 데이터를 스토리지 암호화된 컨텐트 키와 함께 상기 저장 장치로부터 상기 데이터 처리 장치로 전송하는 단계와,
    세션 키를 사용하여 상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키를 상기 데이터 처리 장치내의 상기 암호화된 디지털 데이터로부터 추출하는 단계와,
    상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키를 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 저장 장치로 전송하는 단계와,
    스토리지 사용 키를 사용하여 상기 스토리지 암호화된 컨텐트 키를 상기 스토리지 장치내의 컨텐트 키로 스토리지 해독화하는 단계와,
    상기 컨텐트 키를 상기 세션 키에 의해 상기 저장 장치내의 세션 암호화된 컨텐트 키로 세션 암호화하는 단계와,
    상기 세션 암호화된 컨텐트 키를 상기 저장 장치로부터 상기 데이터 처리 장치로 전송하는 단계와,
    상기 세션 암호화된 컨텐트 키를 상기 세션 키에 의해 상기 데이터 처리 장치내의 상기 컨텐트 키로 세션 해독화하는 단계와,
    상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 컨텐트 키에 의해 상기 데이터 처리 장치로 데이터 해독화하는 단계, 및
    상기 해독화된 디지털 데이터를 스피커로 확대하여 출력하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 트랙은 하나 이상의 관련 모듈로 구성되고, 각각의 상기 데이터 트랙은 대응하는 컨텐트 키를 가지며 각각의 상기 관련 모듈은 대응하는 파트 키를 가지는 데이터 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 해독화 단계는,
    상기 대응하는 파트 키와 상기 대응하는 컨텐트 키에 기초하여 각각의 상기 데이터 트랙의 각각의 상기 관련 모듈에 대응하는 임시 키를 계산하는 단계로서, 상기 대응하는 파트 키는 상기 대응하는 컨텐트 키가 변경될 때 상기 임시 키가 동일하게 유지되도록 설계되는 계산 단계, 및
    상기 대응하는 임시 키에 기초하여 상기 데이터 처리 장치내의 각각의 상기 관련 모듈을 해독화하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 관련 모듈은 블록 시드가 각각 할당된 하나 이상의 서브-모듈을 포함하고, 상기 데이터 해독화 단계는,
    상기 임시 키와 상기 블록 시드에 기초하여 각 서브-모듈에 대해 대응하는 블록 키를 계산하는 단계, 및
    상기 대응하는 블록 키를 사용하여 상기 데이터 트랙의 상기 관련 모듈의 각각의 서브-모듈을 데이터 해독화하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 대응하는 블록 키는 상기 임시 키와 상기 블록 시드를 독립 변수로서 갖는 원-웨이 해시 함수를 사용하여 계산되는 데이터 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 데이터 처리 방법을 진행하기 전에 정당한 관계자(party)로서 상기 데이터 처리 장치와 상기 저장 장치를 상호 식별하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 방법.
  13. 데이터 처리 장치와 저장 장치 사이에서 디지털 데이터를 입력 및 출력하기 위한 데이터 처리 방법에 있어서,
    세션 키에 의해 컨텐트 키를 암호화하는 단계와,
    상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 저장 장치로 전송하는 단계와,
    상기 세션 키에 의해 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 컨텐트 키를 해독하는 단계와,
    상기 저장 장치의 스토리지 사용 키에 의해 상기 해독화된 컨텐트 키를 암호화하는 단계와,
    상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 상기 저장 장치로부터 상기데이터 처리 장치로 전송하는 단계와,
    상기 저장 장치로부터의 상기 컨텐트 키에 기초하여 상기 디지털 데이터를 암호화하는 단계와,
    상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 저장 장치로 전송하는 단계, 및
    상기 데이터 처리 장치로부터의 상기 암호화된 디지털 데이터와 상기 컨텐트 키를 저장하는 단계를 포함하는 데이터 처리 방법.
  14. 디지털 데이터를 암호화하는 데이터 처리 장치에 있어서,
    세션 키에 의해 컨텐트 키를 암호화하는 암호화 수단과,
    상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 저장 장치로 출력하고 상기 저장 장치의 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하는 인터페이스 수단을 포함하고,
    상기 암호화 수단은 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키에 기초하여 상기 디지털 데이터를 암호화하고,
    상기 인터페이스 수단은 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 저장 장치에 출력하는 데이터 처리 장치.
  15. 암호화된 디지털 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치에 있어서,
    세션 키에 의해 컨텐트 키를 해독하는 해독 수단과,
    스토리지 사용 키에 의해 상기 해독화된 컨텐트 키를 암호화하는 암호화 수단과,
    데이터 처리 장치로부터 상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하고, 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고, 사기 데이터 처리 장치로부터 상기 스토리지 사용에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 입력하는 인터페이스 수단, 및
    상기 데이터 처리 장치로부터 입력된 상기 암호화된 디지털 데이터와 컨텐트 키를 저장하는 메모리 수단을 포함하는 데이터 저장 장치.
  16. 데이터 처리 장치와 스토리지 장치 사이에서 디지털 데이터를 입력 및 출력하기 위한 데이터 처리 시스템에 있어서,
    상기 데이터 처리 장치는,
    세션 키에 의해 컨텐트 키를 암호화하는 제 1 암호화 수단과,
    상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고 상기 저장 장치의 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하는 제 1 인터페이스 수단을 포함하고,
    상기 제 1 암호화 수단은 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키에 기초하여 상기 디지털 데이터를 암호화하고,
    상기 인터페이스 수단은 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 상기 저장 장치로 출력하고,
    상기 저장 장치는,
    상기 세션 키에 의해 상기 데이터 처리 장치로부터의 컨텐트 키를 해독하는 해독 수단과,
    상기 스토리지 사용 키에 의해 상기 해독화된 컨텐트 키를 암호화하는 제 2 암호화 수단과,
    데이터 처리 장치로부터 상기 세션 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 입력하고, 상기 스토리지 사용 키에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키를 출력하고 상기 데이터 처리 장치로부터 상기 스토리지 사용에 의해 암호화된 상기 컨텐트 키와 함께 상기 암호화된 디지털 데이터를 입력하는 제 2 인터페이스 수단, 및
    상기 데이터 처리 장치로부터 입력된 상기 암호화된 디지털 데이터와 상기 컨텐트 키를 저장하는 메모리 수단을 포함하는 데이터 처리 시스템.
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