JP2000151575A - アナログ信号情報伝送方法及びアナログ信号情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な処理でかつ小さな回路規模でアナログ信
号情報の不正使用、不正コピーを防止できるようにす
る。 【解決手段】アナログ信号情報とコマンド情報の合成部
６において、暗号化アナログ信号情報の時間軸上の間欠
的な位置に、前記暗号化アナログ信号情報の暗号化を解
除するために必要な鍵関連情報を含み、かつ前記アナロ
グ信号情報を処理することができる複数機器間の双方向
通信に必要な制御情報を含むコマンド情報を挿入して、
前記暗号化アナログ信号と同一伝送路９で伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数機器間で、
例えばアナログ映像信号情報の伝送を行うアナログ信号
情報伝送方法およびアナログ信号情報処理置に関し、伝
送されるアナログ信号情報の不正利用や不正コピーを防
止するのに有効な機能を発揮できるようにしたしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】デジタルビデオディスク・ビデオ（以下
ＤＶＤビデオと略記する）及びデジタルビデオディスク
・オーディオ（ＤＶＤオーディオと略記する）システム
において、音声情報も含む映像情報の不正利用や不正コ
ピーを防止する方法としてディジタル信号暗号化方法が
利用されている。またＤＶＤビデオプレーヤーやＤＶＤ
オーディオプレーヤーで再生した音声情報も含む映像情
報を例えばＩＥＥＥ１３９４に規程される方法を利用し
て他の機器へ伝送する場合、（ＩＥＥＥ１３９４などで
接続された）ネットワーク上の各機器間の相互認証処理
に伴う暗号化あるいは暗号解読用の暗号鍵の交換を行っ
ている。この交換により、条件を満足した場合には、上
記暗号鍵で暗号化されたデジタル映像情報の伝送を行う
事によりネットワークに接続された他機器による不正利
用や不正コピーの防止を行っている。

【０００３】またケーブルＴＶなどのアナログ信号伝送
経路を用いた課金システムに関する従来例の説明をす
る。ケーブルＴＶなどのアナログ信号伝送経路において
はデーター配信先全てにスクランブルのかかった（暗号
化された）アナログ信号が配送され、課金契約を行った
世帯のみが解読（復号化）されたきれいな画面を見るこ
とが出来る。この課金契約を行った世帯に対しては、郵
送などのアナログ信号伝送経路とは別の経路を使って暗
号を解読するための鍵情報を送付している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ａ〕ディジタル情報の
暗号化処理及び復号化処理は複雑で高価になると言う問
題がある。例えばＩＥＥＥ１３９４による暗号化された
ディジタル映像情報の伝送処理を行う場合、容易に暗号
解読されないように非常に高度な暗号化処理が施されて
いる。そのため暗号化と復号化及び暗号鍵交換を実行す
るための回路規模が大きくなり伝送機器としての価格上
昇につながっていた。 Ｂ〕標準的にアナログ映像端子が付いている映像機器に
対してデジタル端子の新設が必要となると言う問題があ
る。即ち、現在はテレビジョン受信機（ＴＶ）、ビデオ
テープレコーダ（ＶＴＲ）、カムコーダーなどほとんど
の映像機器には入出力用接続端子としてコンポジットタ
イプのアナログビデオ端子やＳ端子が標準装備されてい
る。例えばＩＥＥＥ１３９４による暗号化情報の伝送な
ど現存するデジタル信号に対する暗号化技術を使用する
には上記の映像機器に新たなデジタル信号入出力端子を
付加しなければならず、映像機器のコストアップになっ
てしまう。 Ｃ〕アナログ信号暗号化に対するセキュリティーの信頼
性が低いと言う問題がある。上述したようにケーブルＴ
Ｖなど暗号化されたアナログ信号を伝送する現存のシス
テムでは、郵送などの別経路で暗号鍵情報の送付を行っ
ているため、暗号鍵情報の送付に多大なコストがかか
る。また郵送途中で暗号化鍵情報が紛失するなど暗号化
鍵情報配送の信頼性が低い。

【０００５】また上記の暗号化鍵情報の送付方法では頻
繁に暗号化鍵情報を配送することが難しいため、長期間
に渡って同一の暗号化鍵情報を使い続ける必要が生じ
る。そのためハッカーにより時間をかけた暗号解読が可
能となると共に、一度暗号が解読されると長期に渡って
不正利用、不正コピーされてしまう。これは、頻繁に鍵
を変えられないという運用システム上の問題があるから
である。

【０００６】そこでこの発明は、非常に簡単な処理でか
つ小さな回路規模でアナログ信号情報の不正使用、不正
コピーを防止できるようにしたアナログ信号情報の伝送
方法及びアナログ信号情報処理装置を提供することを目
的とする。また、従来の機器に対してほとんどコストア
ップを行わず、さらに装置サイズを増加させずに不正使
用、不正コピーを防止できるアナログ信号情報の伝送方
法及びアナログ信号情報処理装置を提供することを目的
とする。

【０００７】さらにまたこの発明は、わずかな回路付加
でほとんどの機器で標準装備されているアナログ端子
（あるいはＳ端子）を利用して暗号化されたアナログ信
号情報を伝送することができるようにしたアナログ信号
情報の伝送方法及びアナログ信号情報処理装置を提供す
ることを目的とする。また、非常に容易にかつ低コスト
でアナログ映像信号の復号が行えるようにし、かつ、ハ
ッカーによる暗号解読が難しく、セキュリティー確保が
確実に行えるようにしたアナログ信号情報の伝送方法及
びアナログ信号情報処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、暗号化アナログ信号情報の時間軸上
の間欠的な位置に、前記暗号化アナログ信号情報の暗号
化を解除するために必要な鍵関連情報を含み、かつ前記
アナログ信号情報を処理することができる複数機器間の
双方向通信に必要な制御情報を含むコマンド情報を挿入
して、前記暗号化アナログ信号と同一ラインで伝送する
ようにしたものである。

【０００９】上記の手段によると、アナログ信号情報と
同一ラインで、鍵関連情報を伝送し、しかもコマンドに
より複数機器間の相互通信を可能とするので認証処理、
遠隔制御などを容易に行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１１】図１は、この発明を適用してアナログ信号
情報処理機器を複数台接続してネットワークを構成した
一実施の形態である。

【００１２】１００は、アナログ信号情報処理装置であ
り、アナログ映像信号を送信するキー局を意味し、例え
ばケーブルＴＶのケーブル送信局あるいは無線によるＴ
Ｖ放送局内部の構造を示している。また３０は、アナロ
グ信号情報処理装置であり、ＴＶ受信機あるいはＳＴＢ
（セットトップボックス）と画面表示用ＴＶを一体化し
た機器を表す。更に４０は、アナログ信号情報処理装置
であり、録画再生が可能な光ディスク装置あるいはＶＴ
Ｒなどのアナログ信号記録装置を表している。このアナ
ログ信号情報処理装置４０内では暗号化されたままのア
ナログ信号がそのまま記録される。

【００１３】アナログ信号情報処理装置３０には、アナ
ログ信号情報伝送経路４６を介してさらに他のアナログ
信号情報処理装置５１，５２が接続されている。

【００１４】アナログ信号情報処理装置１００内ではア
ナログ映像信号発生器２から放送すべき映像信号が出力
され、アナログ信号暗号化部３に供給され、ここで暗号
化されて、暗号化アナログ信号情報となり、この暗号化
アナログ信号情報は、アナログ信号情報とコマンド情報
の合成部６へ転送される。

【００１５】この時の暗号化に用いられる暗号化鍵情報
は暗号化鍵情報生成部４で生成されている。また同時
に、ここで生成された暗号化鍵情報を用いてアナログ信
号情報処理装置３０内で暗号化アナログ信号の鍵解読
（復号化）が行われるように、この鍵解読（復号化）の
ために必要な情報も暗号化鍵情報生成部４で作成され、
この鍵解読（復号化）のために必要は情報は、コマンド
情報処理部５に転送される。コマンド情報処理部５では
転送された上記の鍵解読（復号化）に必要な情報を伝送
するために、コマンド処理が行われる。ここで作成され
たコマンド情報はアナログ信号情報とコマンド情報の合
成部６内で先に暗号化された暗号化アナログ映像信号情
報と時間軸上で合成される。暗号化アナログ映像信号情
報とコマンド情報が合成された情報は、アナログ信号情
報伝送部７内のアナログ信号送信部１１を経由して送信
・受信切り替え部８からアナログ信号情報伝送経路９へ
送られ、アナログ信号情報処理装置３０へ配送される。

【００１６】アナログ信号情報伝送経路９とは有線の場
合にはＣＡＴＶなどの光ケーブルで有ったり、同軸ケー
ブルになり、無線の場合にはアナログ信号情報伝送経路
９は地上波もしくは衛星放送波などの無線放送経路にな
る。このアナログ信号情報伝送経路９は双方向の通信経
路になっている。

【００１７】送信・受信切り替え部８では時分割により
アナログ信号情報伝送経路９に対する送信系と受信系を
切り替える。送信時（ダウンストリーム時）にはアナロ
グ信号送信部１１から転送されたアナログ信号情報を送
信し、受信時（アップストリーム）にはアナログ信号情
報伝送経路９を伝わって返信されたコマンド関連情報を
受信し、コマンド情報抽出部１０へ転送する。

【００１８】コマンド情報抽出部１０では送信・受信切
り替え部８から送られた情報内容を理解し、コマンドに
対する戻り値（ステータス）を抽出したり、アナログ信
号情報処理装置３０から送られてくるコマンド内容とそ
のパラメーターを解釈し、その結果をコマンド情報処理
部５へ転送する。

【００１９】コマンド情報処理部５ではコマンド情報抽
出部１０から送られてくる情報を基にアナログ信号情報
処理装置３０側の現在の状況（ステータス）やアナログ
信号情報処理装置３０からの要求内容（コマンド）に応
じて処理を行う。

【００２０】ステータスとしては、アナログ信号情報処
理装置３０が、通信を指定している所望の機器であるの
かどうか、また、契約期間内の機器であるのかどうかな
どである。またコマンドとしては、アナログ信号情報処
理装置３０が映像信号を要求しているのかどうかなどの
各種情報がある。

【００２１】この場合、コマンド情報処理部５は、応答
処理状況に応じて必要となればアナログ信号情報処理装
置３０に対して新たなコマンドを作成し、そこで作成し
たコマンド情報をアナログ情報信号とコマンド情報の合
成部６でアナログ信号情報に合成し、アナログ信号送信
部１１を経由して伝送する。このコマンド情報のやり取
りの一つとして、アナログ信号情報処理装置間の相互認
証処理や暗号解読に用いられる暗号鍵に関する関連情報
の交換を行う処理がある。たとえば、アナログ信号情報
処理装置３０が暗号を解読するために必要な鍵情報を複
数種予め備えている場合、アナログ区情報処理装置１０
０は、その問い合わせを行い、相手が暗号を解読できる
ような鍵関連情報を用いてアナログ映像信号の暗号化を
行うこともできる。

【００２２】アナログ信号情報伝送経路９を伝わって伝
送される暗号化アナログ映像信号情報とコマンド情報は
アナログ信号情報処理装置３０のアナログ信号情報伝送
部２０に入力される。前述したようにアナログ信号情報
伝送経路９は双方向伝送を行うことができるもので、ア
ナログ信号情報処理装置３０からアナログ信号情報処理
装置１００への上りの送信情報は、コマンド情報挿入部
２２で所定の期間に挿入され、送信・受信切り替え部２
１に与えられる。送受信の切り替えは送信・受信切り替
え部２１により行われる。

【００２３】アナログ信号情報処理装置３０側での受信
情報はアナログ信号情報抽出部２４により暗号化アナロ
グ信号情報が抽出され、コマンド情報抽出部２３により
コマンド情報が抽出される。ここで抽出された受信側の
コマンド情報はコマンド処理部２７で解読される。アナ
ログ信号情報処理装置１００に対する返答コマンドや以
前に送られたコマンドに対する戻り値（ステータス）を
返信する必要が生じた場合にはその情報はコマンド情報
処理部２７で生成され、ここからコマンド情報挿入部２
２へ送られ、送信・受信切り替え部２１を経由してアナ
ログ信号情報処理装置１００へ返送される。

【００２４】例えば暗号化されたアナログ映像情報信号
の暗号解読（復号）をする前に互いのアナログ信号情報
処理装置１００、３０間で共通の暗号鍵を共有化するた
めに必要な相互認証時にはこのようにアナログ信号処理
処理装置１００、３０間で複数回に渡る双方向でのコマ
ンドの交換処理が必要となる。ここで、アナログ信号情
報処理装置３０内の暗号化鍵情報生成部２８で暗号鍵が
作成されると、この暗号鍵を利用してアナログ信号の復
号化部（暗号解読部）２５でアナログ信号情報抽出部２
４から転送された暗号化されたアナログ映像信号情報の
復号化（暗号解読）がなされる。この復号化（暗号解
読）がなされたアナログ映像信号情報はアナログ映像情
報表示部２６（通常のＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号などを
表示するＴＶのブラウン管や液晶ディスプレー）にて表
示される。

【００２５】次に、このアナログ映像信号情報を記録装
置に記録する場合について説明する。

【００２６】今、アナログ信号情報処理装置３０には、
アナログ信号情報伝送路４６を介して、記録装置である
アナログ信号情報処理装置４０の他にアナログ信号情報
処理装置５１、アナログ信号情報処理装置５２という複
数台のアナログ信号情報処理装置が接続されている。こ
の複数台のアナログ信号情報処理装置４０，５１，５２
を接続するアナログ信号情報伝送経路４６とは従来のコ
ンポジットタイプのアナログ映像線またはＳ端子用のア
ナログ映像線である。

【００２７】図２は、この複数台のアナログ信号情報処
理装置のなかから記録装置４０を選び出し、選択的にア
ナログ映像信号情報を送信する手順を示した。まずコマ
ンド情報処理部２７がアナログ映像信号の伝送開始を宣
言するための“ＳＬＯＴ_ＩＤコマンド”を発生させ、
アナログ信号情報とコマンド情報の合成部３３、アナロ
グ信号送信部３１、送信・受信切り替え部３４を経由し
てアナログ信号情報伝送経路４６に“ＳＬＯＴ_ＩＤコ
マンド”を送出しアナログ信号情報の送信開始宣言（Ｓ
Ｔ１）を行う。このＳＬＯＴ_ＩＤコマンド内にはパラ
メーターとしてアナログ信号情報送信宣言情報と今回は
記録装置４０である受信装置指定情報が含まれている。

【００２８】このコマンドを受信すると該当するアナロ
グ信号情報処理装置４０がアナログ映像信号情報伝送処
理に対応したＳＬＯＴ_ＩＤ（各異なる伝送処理を行う
セッションを識別するためのＩＤ）を発行し、アナログ
信号情報受信リクエスト表明（ＳＴ２）を行う。すると
アナログ信号情報受信リクエスト表明を行った装置がア
ナログ信号情報処理装置３０が伝送を希望している相手
かどうか確かめるために、アナログ信号情報処理装置３
０とアナログ信号情報処理装置４０との間で相互認証処
理（ＳＴ３）を行う。具体的にはアナログ信号情報処理
装置４０のみが持っている公開鍵情報で暗号化した情報
をアナログ信号情報処理装置３０から４０へ送り、アナ
ログ信号情報処理装置４０が解読できるかを調べ、次に
その逆を行うチャレンジ・レスポンス処理により相互認
証処理を行う。それが完了するとアナログ信号情報処理
装置３０が暗号鍵作成の元になる情報の送信を行い（Ｓ
Ｔ４）、それを基にアナログ信号情報処理装置３０，４
０間の共通の暗号鍵または暗号解読鍵の作成（ＳＴ５）
を行う。

【００２９】この具体的な方法として次のような方法が
ある。 ａ）ＳＴ３で行うチャレンジ・レスポンスの処理の時に
同時に暗号鍵の一部（または暗号鍵作成用の基情報）を
相互に送り合い、その相互に送りあった情報から暗号鍵
を作成する方法。 ｂ）アナログ信号情報装置３０、４０間で事前に暗号鍵
の基になる情報を共有しておき、両者の内どちらかが送
信した情報を基に両者がそれぞれ共通な暗号鍵を作成す
る方法。 などが有る。

【００３０】以上の処理を経て暗号鍵情報生成部２８で
暗号鍵を作成すると、アナログ信号の復号化部（暗号解
読部）２５で複合化されたアナログ映像情報に対して再
度別の暗号鍵によってアナログ信号の暗号化部２９で暗
号化処理を施す。

【００３１】この結果得られた暗号化アナログ映像信号
情報（ローカル情報）は、コマンド処理部２７で作成し
たコマンド情報とアナログ信号情報とコマンド情報の合
成部３３で合成されてアナログ信号送信部３１、送信・
受信切り替え部３４を経てアナログ信号情報処理装置４
０へ伝送される（ＳＴ６）。

【００３２】アナログ信号情報処理機器４０では暗号化
アナログ映像信号情報を共通の暗号鍵で復号化（暗号解
読）し（ＳＴ７）、（図示してないが）情報記憶媒体に
情報を記録する。また本発明実施例に限らず、暗号化さ
れたままのアナログ映像信号情報をそのまま情報記憶媒
体上に記録することも可能である。

【００３３】図３に示すように、図１におけるアナログ
信号の復号化部（暗号解読部）２５とアナログ信号の暗
号化部２９の内部構造は基本的に同一の構造をしてい
る。図３におけるアナログ信号入力部６１はアナログ信
号の復号化部（暗号解読部）２５においてはアナログ信
号情報抽出部２４が該当し、アナログ信号の暗号化部２
９ではアナログ信号の復号化部（暗号解読部）２５がそ
れに当たる。

【００３４】また図３におけるアナログ信号出力部６２
はアナログ信号の復号化部（暗号解読部）２５において
はアナログ映像情報表示部２８あるいはアナログ信号の
暗号化部２９の事を指している。また図３におけるアナ
ログ信号出力部６２はアナログ信号の暗号化部２９にお
いてはアナログ信号送信部３１を意味している。図１に
おける暗号鍵情報生成部２８で生成された暗号鍵情報は
Ｍ系列の乱数発生器６５の初期値として入力される。そ
の初期値を基にＭ系列の乱数発生器６５内で乱数が発生
され、シフトレジスターとラッチ用のフリップフロップ
回路から構成された切り替え情報記憶部６４へ入力され
る。切り替え情報記憶部６４ではアナログ信号入力部６
１から得られる映像信号の水平基線消去期間のタイミン
グに合わせてＭ系列の乱数発生器６５から得られシフト
レジストした情報を保持し、アナログ映像信号切り替え
部６３へ転送される。このように切り替え情報記憶部６
４からアナログ映像信号切り替え部６３へ転送される６
本の信号はアナログ信号入力部の走査線のタイミングに
合わせ、アナログ映像信号の毎走査線ごとに切り替わる
（アナログ映像信号の各走査線内では一定の値に保たれ
る）。

【００３５】アナログ映像信号切り替え部６３では切り
替え情報記憶部６４から来た情報に合わせてアナログ映
像信号の各走査線毎に例えばＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号間
の極性反転と信号の入れ替えを行い、アナログ映像信号
情報の暗号化を行っている。暗号化されたアナログ映像
信号情報はアナログ信号出力部６２へ転送される。

【００３６】図４には、アナログ信号の暗号化部２９内
部でのアナログ映像信号切り替え部６３の詳細な構造例
を示す。切り替え情報記憶部６４から来た６つの信号
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは図４の対応する入力部に入力
される。各鍵信号の入力部に与えられるａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆの信号はそれぞれ切り替えスイッチＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６、ＳＷ７，Ｓ
Ｗ８，ＳＷ９，ＳＷ１０，ＳＷ１１の制御部に入力され
る。各信号が“１”の時は全スイッチが上側の端子αに
切り替わり、“０”の時は下側の端子βに切り替えられ
る。またＳＷ４とＳＷ５は連動して切り替わり、ＳＷ
６，ＳＷ７，ＳＷ８も連動して切り替わり、どうように
ＳＷ９，ＳＷ１０、ＳＷ１１も連動して切り替わる。入
力部１０１、１０２、１０３には、それぞれ輝度（Ｙ）
信号、色差（Ｕ）信号、色差（Ｖ）信号が入力される。
それぞれの信号は、直接信号と、極性反転信号とにされ
る。極性反転は、極性反転回路１０６、１０７、１０８
により行われる。

【００３７】図４に示すようにａ，ｂ，ｃの信号で個々
に独立にＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号間の極性反転が制御さ
れ、ｄ，ｅ，ｆの信号でＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号間の入
れ替え処理がなされる。上記の処理の結果、暗号化され
たアナログ映像信号情報は暗号化信号出力部１１１〜１
１３に出力される。なお丸数字の符号部分は、同一符号
部分が相互に接続されている。

【００３８】図５には、アナログ信号の暗号化部２５内
部でのアナログ映像信号切り替え部６３の詳細な構造例
を示す。図４で暗号化した暗号化信号出力部１１１〜１
１３の暗号化信号をそのまま図５の回路の対応する符号
の入力部１１１〜１１３に入力し、図４のａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆの値を図５の回路の対応する符号の部分に入
力した場合には図５の右端に示すように復号化された基
のＹ信号、Ｕ信号、Ｖ信号に戻り出力される構造になっ
ている。スイッチＳＷ２１〜ＳＷ３０は、信号ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆによりスクランブルを元に戻すために制
御される。この例の場合、スクランブルを元に戻す処理
は、Ｙ信号、Ｕ信号、Ｖ信号を本来の経路に戻して出力
する処理である。ゲインオフセット調整部１２１〜１２
８は、スクランブルの結果、本来の経路とは異なる経路
を通ってきた信号が、伝送路の利得の影響でオフセット
及びゲイン変化を受けるので、このオフセット分とゲイ
ン変化分を調整し、もとのレベルに戻すための回路であ
る。これによりホワイトバランスが保たれる。なお丸数
字の符号の部分は相互に対応する丸数字の部分が接続さ
れる。

【００３９】映像情報のベースバンドは非常に高速であ
るため、従来技術ではベースバンドレベルでの暗号化は
難しいとされていた。しかし図４と図５の回路では暗号
化に高速なスイッチを用いるだけであり、高速な暗号化
を可能にした所に本発明の特徴がある。ＡＴＭのように
安価に高速のスイッチが入手できる。しかも図３〜図５
に示すように非常に回路規模が小さいので非常に安価で
小さなアナログ信号用の暗号化／復号化回路を作成でき
る。

【００４０】上記のように図４に示すように暗号化した
暗号化情報１１１〜１１３を作成し、図５に示す回路に
従って複合化した場合、暗号化信号に対する Ｙ信号、
Ｕ信号、Ｖ信号毎に伝送経路での信号減衰率が異なって
いるためホワイトバランスが崩れる場合がある。そこで
それをホワイトバランスの安定化を得るため図５に示す
ようにゲイン・オフセット調整部１２１〜１２８が挿入
されている。ゲイン・オフセット調整部１２１〜１２８
の内部は基本的に高速のオペアンプ１個からなり、ゲイ
ン調整用の抵抗の一部にＦＥＴが使われている。ＦＥＴ
を用いて抵抗値を制御し、ゲイン調整が可能になってい
る。またオフセット補正用に高速オペアンプの入力側に
ＤＣバイアスが掛けられる構造になっている。ＦＥＴ印
加電圧部とＤＣバイアス電圧供給部の基はＤ／Ａコンバ
ーターを介して（図示してないが）アナログ信号情報処
理装置内のＣＰＵに接続されている。暗号化／復号化の
処理を行う前に一度基準映像信号をアナログ信号情報伝
送経路９あるいは４６内に流し、上記のＣＰＵを使って
ゲイン・オフセット調整部１２１〜１２８内の値が最適
になるように自動調整する仕組みになっている。極性反
転回路１１６，１１７、１１８は、先の極性反転回路１
０６，１０７，１０８に対応する。

【００４１】図４、図５では切換える信号として、Ｙ信
号、Ｕ信号、Ｖ信号の例を用いて説明したが、それに限
らず、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について
も本発明は適用される。また白黒信号（輝度信号）に色
差信号を重畳させたコンポジットタイプのビデオ信号の
場合には、Ｙ信号、Ｕ信号、Ｖ信号間の切り替えが無く
なる代わりに、極性反転回路１０６を用いた極性反転
と、図４、図５には図示してないが、出力信号０のダー
クライン、輝度飽和したホワイ信号間の走査線毎のラン
ダムな切り替えを行うことができる。

【００４２】上記したアナログ信号情報処理装置におけ
るコマンド情報に関してまとめると次のようになる。
１）映像信号情報の垂直基線消去期間にコマンド情報を
伝送する。２）映像信号情報の垂直基線消去期間内の各
１本毎の走査線期間に１個のコマンド情報を伝送する。
３）映像信号情報の垂直基線消去期間内で走査線期間毎
にまったく同一内容のコマンド情報。（コマンド内容と
コマンドパラメーター内容）が複数回伝送される。４）
文字信号多重期間（垂直基線消去期間内の第１４〜１６
番目および第２１番目の走査線）にはコマンド情報は伝
送しない。５）コマンドに対する戻り値も同一のコマン
ド形式で返送する。これにより、コマンドパラメーター
により送信側（コマンド発行者）からの伝送系と返信側
（戻り値回答者）からの伝送系の識別を行うことができ
る。６）映像信号情報の垂直基線消去期間内のコマンド
伝送可能期間内のコマンド送信利用者の割り振りはＳｌ
ｏｔ_ＩＤ作成開始宣言者がＳｌｏｔ_ＩＤ作成開始宣言
を行った後の特定期間の間、割り振り決定する権利が与
えられる。と言う所に本発明の特徴が有る。

【００４３】図６には、アナログ映像信号情報と一緒に
伝送されるコマンド情報内のデーター構造の例を示して
いる。図６（ａ）には、伝送情報１３１の垂直帰線消去
期間付近を示しており、前フィールドまたはフレームの
映像情報伝送期間１３２の後半と垂直帰線期間１３４
と、次フィールド又はフレームの映像情報伝送期間１３
３の前半を示している。図６（ｂ）は垂直帰線消去期間
の内容を詳しく示している。第１番目のラインから第３
番目のラインは等価パルス伝送領域１３６、第４番目の
ラインから第６番目のラインが垂直同期パルス領域１３
７、第７番目のラインから第９番目のラインが等価パル
ス伝送領域１３８、第１０番目のラインから第１３番目
のラインがコマンド情報伝送領域１４１、第１４番目の
ラインから第１６番目のラインが文字信号伝送領域、第
１７番目のラインから第２０番目のラインがコマンド情
報伝送領域１４２、第２１番目のラインが文字信号とな
っている。そして、第２２番目のラインから映像信号が
スタートしている。図６（ｃ）は第１１番目のラインの
コマンド情報を代表して示している。他のラインも同様
なデータフォーマットである。データラインは、２９６
ビットであり、先頭に２４ビットの同期部があり、次の
２７２ビットがデータパケットである。

【００４４】同期部は、１６ビットのクロックランイン
と８ビットのフレーミングコードからなる。クロックラ
ンインは、内部クロックとデータクロックに同期させる
ためのものであり、フレーミングコードはデータ（コマ
ンド情報）の始まりを示す信号である。データパケット
は、１９０ビットのコマンド情報部と８２ビットのチェ
ック符号からなる。

【００４５】上記のように映像情報伝送期間１３２、１
３３の間の垂直基線消去期間１３４内の第１０〜１３番
目と第１７〜２０番目の走査線期間中にコマンド情報を
伝送する。前述したように上記の期間内での伝送利用者
の割り振りは、Ｓｌｏｔ_ＩＤ作成開始宣言者が特定期
間決定する権利が与えられ、後述するようにCommandLin
e Controlコマンドによりその割り振りが通知される。
特殊な例として、同時に複数コマンドが並列処理され
ず、１個のコマンドと戻り値（ステータス）のやり取り
のみを行う単純なコマンド伝送の場合には、コマンド送
信者側が第１０〜１３番目の走査線（図６（ｂ）参照）
を利用し全て同一のコマンドが４回繰り返して伝送され
る。またこの場合にはコマンドステータス回答者（戻り
値を返す側）が第１７〜２０番目の走査線（図６（ｂ）
参照）を利用し、同様に同一の内容を４回繰り返して返
信する。コマンド情報は２７２ビットのデーターパケッ
ト構造（図６（ｃ）参照）により伝送される。実際のコ
マンド情報は１７６ビットのコマンドデーターブロック
内に入り、複数コマンドの同時並行が可能なように固有
のセッションを指定するスロットＩＤ、送信元の装置を
認識させるための送信装置ＩＤ、送信相手を指定する受
信装置ＩＤ、コマンド内容を示すコマンドコードとその
コマンドに関する情報を示すコマンドパラメーターなど
の情報が送れるようになっている。コマンドデーターブ
ロックサイズは１７６ビットと非常に小さいので多量の
情報をコマンド形式で伝送する場合、何度かに分けて伝
送する必要がある。そのため同一のコマンドに関する何
回目の情報を送っているかを示すための同一コマンド内
シリアル番号も伝送される。

【００４６】図７には、具体的なコマンド内容の一覧表
を示す。

【００４７】この例は一例であり、種々のコマンドを設
定することができる。コマンドコード０１のコマンド
は、伝送経路内に接続された機器が、この伝送経路内で
自己の新たなＩＤを要求する場合のコマンドであり、コ
ード０２のコマンドは、親機器となる装置が伝送経路内
に接続されている複数機器に対して、それぞれのＩＤを
要求する場合のコマンドである。コード０３のコマンド
は、伝送経路内に接続された複数の機器に対して、コマ
ンド情報を伝送する走査線を割り当てる場合に使用され
るコマンドである。

【００４８】図８には、図７に示したコマンド情報を用
いた情報交換実施例として相互認証処理の手順を示し
た。

【００４９】図８における（ＳＫ）はSend Keyコマンド
を意味し、（ＲＫ）はReport Keyコマンドを意味してい
る。暗号化されたアナログ映像情報を伝送する伝送ライ
ンと同じ伝送ラインを用いてそのアナログ映像情報を復
号化するために必要な情報を同時に伝送する。またその
具体的内容として、ａ）アナログ映像信号の垂直帰線消
去期間内に（文字放送の文字信号多重領域を避けて）暗
号を復号化（解読）するために必要な情報を挿入して伝
送する。ｂ）アナログ映像信号の垂直帰線消去期間内に
伝送する暗号を復号化（解読）するために必要な情報は
機器間で行うコマンド形式を用いて伝送する。

【００５０】またアナログ映像信号の垂直帰線消去期間
内に挿入するコマンド情報を利用してアナログ映像信号
情報の復号化処理に限らず、各機器間の相互制御も行
う。

【００５１】図８においては、認証相手に割り付けたＳ
ｌｏｔ＿ＩＤをまず送信している（ステップＳ１０
６）。すると認証相手から暗号化されたチャレンジキー
が送られてくるので、これを受信する（ステップＳ１０
６）。次に、認証相手から受けたチャレンジキーで暗号
化した暗号化キー１を送信する（ステップＳ１０８）。
次に、認証相手に対して、暗号化されたこちら側のチャ
レンジキーを送信する（ステップＳ１０９）。すると、
認証相手側から、こちら側のチャレンジキーで暗号化し
た暗号化キー２が送られてくるのでこれを受信する（ス
テップＳ１１０）。次に、暗号化キー１と暗号化キー２
からバスキーを生成し（ステップＳ１１１））、バスキ
ーで暗号化した情報を本格的にトランスポートストリー
ムで送受信開始する（ステップＳ１１２）。

【００５２】上記の説明は、映像情報信号の配信に関し
て説明したが、これに限らずオーディオ信号のみを送
信、受信する場合にもこの発明は適用可能である。

【００５３】図９には、図６で説明したコマンド情報の
伝送領域を利用して、送信側と受信側が相互通信する場
合のタイミングチャートを示している。即ち、装置Ａ
（送信側）は、垂直帰線消去期間の第１０番目から第１
３番目の期間にコマンド情報を送信する期間（装置Ｂ
（受信側）はコマンド情報受信期間）としており、装置
Ｂ（受信側）は、垂直帰線消去期間の第１７番目から第
２０番目にコマンド情報を送信する期間（装置Ａ（送信
側）はコマンド情報受信期間）として設定している。

【００５４】図１０には、鍵情報（又は鍵関連情報）の
切り替え方式の例を示している。この発明のシステム
は、鍵情報（又は鍵関連情報）を、いつでも容易に切換
えてセキュリティーを向上することができる。つまり、
同じ鍵情報を長期間に渡って使用すると、その鍵情報を
不正使用者により解読されてしまう虞がある。しかしこ
の発明のシステムのように、いつでも容易に切換え可能
とすることにより、鍵情報を解読する期間が短く、容易
に解読することが困難となる。

【００５５】図１０において、送信装置２００は、アナ
ログ信号の暗号化を行うアナログ信号処理部２０１を有
し、暗号化のための鍵情報は、鍵情報処理部２０２から
与えられる。またこの鍵情報を得るための鍵関連情報も
アナログ信号処理部２０１に与えられ、垂直帰線消去期
間に挿入される。

【００５６】アナログ信号処理部２０１から出力された
アナログ信号は送受信切り換え部２０４において、伝送
路に送出される。受信装置２００は、送受信切り換え部
３０１を有する。この送受信切り換え部３０１は、取り
込んだアナログ信号のうち、コマンド及び鍵関連情報を
鍵情報処理部３０２に振り分け、鍵情報を生成して、ア
ナログ信号処理部３０３に与える。アナログ信号処理部
３０３は、鍵情報を用いて暗号化を解除し、復号化され
たアナログ信号を表示部あるいは出力部に出力する。

【００５７】ここで、鍵情報処理部３０２にはタイマー
３０４の出力も供給されている。タイマー３０４は、送
信側のタイマー２０３と同期しており、送り側の鍵情報
の変更があった場合には、自動的に受け側でも鍵情報の
変更が行われるようになっている。このタイマー同期に
よる鍵情報の変更処理のためには、予めコマンド情報が
送られており、このコマンド情報に基づいて鍵情報の切
り換えが行われるようになっている。

【００５８】上記の説明のようにタイマー２０３、３０
４を用いて、同期して鍵情報処理部２０２と２０３から
出力される鍵情報が自動的に代る方法以外に以下に説明
する方法を用いることができる。即ち、タイマー２０３
により定期的に鍵情報処理部２０２が発生する鍵情報内
容が変わり、アナログ信号処理部２０１でのアナログ信
号の暗号化方法が変わるとともに、鍵情報処理部２０２
でその鍵情報に関連した情報を生成し、その生成した情
報をアナログ信号処理部２０１により垂直帰線消去期間
に挿入して送受信切り換え部２０４を経由して受信装置
３００に送る。送受信切り換え部３０１ではその鍵情報
に関連した情報を鍵情報処理部３０２に送り、鍵情報処
理部３０２内で鍵情報を戻してアナログ信号処理部（デ
ィスクランブル）３０３でアナログ信号の復号（暗号解
読）を行う。以上、上記発明により、１）暗号化された
アナログ映像情報を各機器間で伝送し合う事によりネッ
トワークに接続された他機器での映像情報の不正利用や
不正コピーを防止出来る。２）暗号化されたアナログ映
像情報を各機器間で伝送し合う事によりほんのわずかな
回路付加（例えば１個のＩＣ付加）により既存のアナロ
グ接続端子（コンポジット端子もしくはＳ端子）が利用
可能となる。つまり、アナログ端子はほとんどの映像機
器に標準装備されているので暗号化されたアナログ映像
情報の伝送処理方法は普及し易い。３）既存のＩＥＥＥ
１３９４上でのコピープロテクション（暗号化されたデ
ィジタル映像情報の伝送処理）と比べて制御用回路規模
が少なく、映像情報機器のコストアップが抑えられると
ともに映像情報機器サイズの増加を防ぐことが出来る。
４）アナログの映像情報暗号化方法として主走査線順の
入れ替えレベルの簡易的暗号化のため受信相手以外の他
機器でも映像情報のおよその内容が分かる。そのため他
機種を利用しているユーザーに対して購買意欲がそそ
り、暗号化されたアナログ映像情報の伝達処理機能を有
した映像情報機器の市場拡大に大きく貢献する。５）映
像信号を送信するアナログ信号伝送路を使って同時に暗
号化鍵情報を伝送するため、ケーブルＴＶなどの暗号化
された映像信号に対する暗号化鍵情報を郵送など別経路
で配布する従来方式に比べて非常に簡単に受信者のみが
利用できる暗号化鍵情報を配送できる。従って暗号化鍵
情報を伝送するためのコストがほとんどかからない。
６）映像信号を送信するアナログ信号伝送路を使って同
時に暗号化鍵情報を伝送するため、映像信号情報の送信
者側が頻繁に暗号化鍵内容を変更できる。その結果、ハ
ッカーに暗号解読の時間的の余裕を与えないためでセキ
ュリティー（不正使用防止、不正コピー防止）に関する
非常に高い信頼性を確保できる。７）映像信号を送信す
るアナログ信号伝送路を使って同時にコマンド情報のや
り取りが出来るため、非常に簡単かつ低価格でＩＥＥＥ
１３９４に近いレベルの映像情報処理機器間の相互制御
が可能となる。７）またこの発明のシステムによると、
受信装置ＩＤを利用して、１次的な受信装置を指定する
だけでなく、複数の走査線における受信装置ＩＤを利用
して、ラインを２次的な受信装置ＩＤを伝送し、例えば
セットトップボックスにより管理されるアナログ信号情
報処理装置の管理を行うことも可能である。即ち、図１
の例で述べると、アナログ信号情報処理装置３０が、さ
らにアナログ信号情報処理装置４０、５１，５２を管理
すように運用することも可能である。この場合は、さら
に暗号鍵情報生成部２８において、例えば局からのコマ
ンド情報を利用して、新たな鍵情報を生成し、アナログ
信号情報処理部４０、５１、５２において、契約した機
器のみが鍵情報を用いることができるように運用しても
よい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、非常に
簡単な処理でかつ小さな回路規模でアナログ信号情報の
不正使用、不正コピーを防止できるようにしたアナログ
信号情報の伝送方法及びアナログ信号情報処理装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を適用したネットワーク接続機器の
構成例を示す図。

【図２】 図１の装置の動作例を説明するために示した
フローチャート。

【図３】 この発明で用いられる暗号化部及び復号化部
の構成例を示す図。

【図４】 暗号化部における具体的回路例を示す図。

【図５】 復号化部における具体的回路例を示す図。

【図６】 コマンド情報の伝送フォーマットの例を示す
図。

【図７】 コマンド情報の例を示す図。

【図８】 コマンド情報を用いた相互認証処理の手順の
例を示す図。

【図９】 この発明のシステムのコマンド情報の相互通
信形態を簡略化して示す説明図。

【図１０】 この発明の方法で利用される鍵情報の切り
替えシステムを示す説明図。

【符号の説明】

１００、３０，４０，５１，５２…アナログ信号情報処
理装置、２…アナログ映像信号発生部、３…アナログ信
号暗号化部、４…暗号化鍵情報生成部、５…コマンド情
報処理部、６…アナログ信号情報とコマンド情報の合成
部、７…アナログ信号情報伝送部、８…送信・受信切り
替え部、２０…アナログ信号情報伝送部、２５…アナロ
グ信号の復号化部、２６…アナログ映像情報表示部、２
７…コマンド情報処理部、２８…暗号鍵情報生成部、２
９…アナログ信号の暗号化部、３１…アナログ信号送信
部、３２…コマンド情報抽出部、３３…アナログ信号情
報とコマンド情報の合成部、３４…送信・受信切り替え
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 拓 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5J104 AA07 AA12 EA16 KA01 KA05 NA02 PA05 PA06 PA14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗号化アナログ信号情報の時間軸上の間
   欠的な位置に、少なくとも前記暗号化アナログ信号情報
   の暗号化を解除するために必要な鍵関連情報を、前記暗
   号化アナログ信号と同一伝送路で伝送することを特徴と
   するアナログ信号情報伝送方法。
2. 【請求項２】 前記アナログ信号情報はオーディオ信号
   であることを特徴とする請求項１記載のアナログ信号情
   報伝送方法。
3. 【請求項３】 前記アナログ信号情報は、オーディオ信
   号を含む映像信号であることを特徴とする請求項１記載
   のアナログ信号情報伝送方法。
4. 【請求項４】 前記間欠的な位置は、映像信号の垂直帰
   線帰還であることを特徴とする請求項３記載のアナログ
   信号情報伝送方法。
5. 【請求項５】 暗号化アナログ信号情報の時間軸上の間
   欠的な位置に、少なくとも前記暗号化アナログ信号情報
   の暗号化を解除するために必要な鍵関連情報と、前記暗
   号化アナログ信号とを同一伝送路に送出する手段とを具
   備したことを特徴とするアナログ信号情報処理装置。
6. 【請求項６】 暗号化アナログ信号情報の時間軸上の間
   欠的な位置に、前記暗号化アナログ信号情報の暗号化を
   解除するために必要な鍵関連情報を含んだ信号を受信す
   る受信手段と、 前記受信手段で受信された信号から、前記鍵関連情報を
   抽出するコマンド情報抽出手段と、 前記受信手段で受信された信号から、前記暗号化アナロ
   グ信号情報を抽出するアナログ信号抽出手段と、 前記鍵関連情報から、前記暗号化アナログ信号の暗号化
   を解くための鍵情報を生成するコマンド情報処理及び鍵
   情報生成手段と、 前記鍵情報生成手段から得られた鍵情報を用いて、前記
   アナログ抽出手段で抽出された暗号化アナログ信号の復
   号化を行う復号化手段とを具備したことを特徴とするア
   ナログ信号情報処理装置。
7. 【請求項７】 前記コマンド情報処理及び鍵情報処理手
   段は、前記復号化されたアナログ信号を再度暗号化する
   ためのローカル鍵情報及び、再度暗号化した場合にそれ
   を解除するためのローカル鍵関連情報を生成する手段
   と、 前記ローカル鍵情報で前記復号化アナログ信号を暗号化
   し、この暗号化されたローカルアナログ信号と、前記ロ
   ーカル鍵関連情報を合成してローカルネットワークに出
   力する手段とを更に備えたことを特徴とする請求項６記
   載のアナログ信号情報処理装置。
8. 【請求項８】 前記ローカルネットワークは、屋内配線
   であることを特徴とする請求項７記載のアナログ信号情
   報処理装置。
9. 【請求項９】 アナログ信号情報の時間軸上の間欠的な
   位置に前記アナログ信号情報を処理することができる複
   数機器間の双方向通信に必要な制御情報を含むコマンド
   情報を挿入して、前記アナログ信号と同一伝送路で伝送
   することを特徴とするアナログ信号情報伝送方法。
10. 【請求項１０】 アナログ信号情報の時間軸上の間欠的
    な位置に前記アナログ信号情報を処理することができる
    複数機器間の双方向通信に必要な制御情報を含むコマン
    ド情報を挿入して前記アナログ信号と同一伝送路で伝送
    された信号を受信する受信手段と、 前記受信手段で受信された信号から前記コマンド情報を
    抽出するコマンド情報抽出手段と、 前記受信手段で受信された信号から前記アナログ信号を
    抽出するアナログ信号抽出手段と、 前記コマンド情報抽出手段により抽出されたコマンド情
    報に基づき少なくとも前記アナログ信号抽出手段により
    抽出されたアナログ信号を処理する手段とを具備したこ
    とを特徴とするアナログ信号情報処理装置。