JP2001043139A - 信号処理装置及びそれに用いる情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】暗号化されたコンテンツを復号するための特別
なプログラムが漏洩するのを防止する。 【解決手段】外部に対して密封された状態でアクセス識
別制限回路付きメモリ１５を形成しておき、復号化のた
めの特別プログラムを特別命令キャッシュ領域ＣＳと特
別データキャッシュ領域ＤＳに記憶させる。この特別な
プログラムを実行することによってのみ、暗号化されて
いるコンテンツを元のコンテンツに復号して再生する。
また、特別なプログラムの属性情報ＴＧを記憶する属性
タグメモリ１５ｄを備え、特別命令キャッシュ領域ＣＳ
と特別データキャッシュ領域ＤＳがアクセスされた際、
アクセス識別制限回路ユニット１５ｂがそのアクセスと
同時に供給される特別なプログラムの属性を示す情報Ｔ
Ｄと属性タグメモリ１５ｄ中の属性情報ＴＧとを比較
し、これらの情報ＴＤ，ＴＧが一致しないときは、特別
命令キャッシュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域Ｄ
Ｓに対するアクセスを禁止することで、特別なプログラ
ムが外部に漏洩するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビデオデー
タ、オーディオデータ、コンピュータプログラム等の暗
号化されたコンテンツを復号するための信号処理技術に
関し、特に、コンテンツに対する不正処理行為を防止す
ることが可能な信号処理技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ
（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）等
の情報記録媒体に記録されているコンテンツを第三者が
不正な目的で使用するのを防止するため、情報記録媒体
にはコンテンツが予め暗号化されて記録されている。

【０００３】従来、この暗号化されたコンテンツ（以
下、暗号化コンテンツという）を元のコンテンツ（いわ
ゆる平文のコンテンツ）に復号して再生するには、復号
処理のための特定用途集積回路装置（以下、特定用途Ｉ
Ｃという）を搭載した再生専用基板（以下、再生ボード
という）を備えたパーソナルコンピュータ等で再生する
必要があり、これにより、第三者の不正処理行為を防止
することとしていた。

【０００４】つまり、特定用途ＩＣには、暗号化コンテ
ンツを復号するための復号鍵と復号アルゴリズムがデー
タとして内蔵されており、この特定用途ＩＣは外部から
見えないように物理的にパッケージングされているの
で、不正な行為者（攻撃者）が復号鍵と復号アルゴリズ
ムを入手することができず、よって、コンテンツの保護
が可能になるとされていた。

【０００５】また、パーソナルコンピュータの普及に伴
い、上記のような再生ボードを設けなくとも、情報再生
用プログラムを実行することによって、ソフトウェア的
に暗号化コンテンツを元のコンテンツに復号できるよう
にもなっている。この場合には、上記の特定用途ＩＣに
内蔵されている復号鍵及び復号アルゴリズムと同じ機能
を有する再生用プログラムをパーソナルコンピュータ内
に設定（インストール）しておき、この再生用プログラ
ムを実行することで、情報記録媒体中の暗号化コンテン
ツを復号して再生するようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の再生
ボードを備えたパーソナルコンピュータは、図９（ａ）
に示すように、マザーボードである電気回路基板１上
に、少なくとも、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２と、
システムコントロール用のメモリ／バスコントローラ
３、主記憶メモリ（ＤＲＡＭ）４、特定用途ＩＣを搭載
した再生ボード５、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等の
情報記録媒体再生装置７を接続するための入出力ポート
６が備えられた構成となっている。主記憶メモリ４は、
電気回路基板１上にパターン配線されたバスを介してメ
モリ／バスコントローラ３に接続され、再生ボード５と
入出力ポート６は、ＰＣＩバス等を介してメモリ／バス
コントローラ３に接続されている。

【０００７】そして、情報記録媒体再生装置７に記憶さ
れている暗号化コンテンツの再生を開始させると、マイ
クロプロセッサ２は、特定用途ＩＣ中に記憶されている
復号鍵と復号アルゴリズムを読み出して主記憶メモリ４
に記憶させた後、情報記録媒体再生装置７から供給され
る暗号化コンテンツを、この主記憶メモリ４に記憶され
た復号鍵と復号アルゴリズムに基づいて復号処理すると
共に、復号化されたコンテンツを伸張処理することによ
り、元のコンテンツを再生するようになっている。

【０００８】ここで、不正な行為者は、特定用途ＩＣ中
に格納されている復号鍵と復号アルゴリズムを直接入手
することはできないが、暗号化コンテンツの再生時に、
これら復号鍵と復号アルゴリズムを実行するためには、
予め主記憶メモリ４に転送されて記憶されるので、主記
憶メモリ４に転送・記憶された復号鍵と復号アルゴリズ
ムをデータとして簡単な読取りプログラムで読み取るこ
とができるという問題があった。

【０００９】すなわち、主記憶メモリ４は、外部に対し
て開放された状態で設けられており、マイクロプロセッ
サ２が任意のプログラムを実行する際に通常のメモリア
クセスが行われるものであることから、不正な行為者
は、既存の読取りプログラムや不正な読取りプログラム
を実行させて主記憶メモリ４をメモリアクセスするだけ
で、容易に復号鍵と復号アルゴリズムを入手することが
でき、これらの復号鍵と復号アルゴリズムを解析するこ
とで、暗号化コンテンツを不正に処理することが可能と
なるという問題があった。

【００１０】一方、図９（ｂ）に示すように上記の再生
ボードが備えられていないパーソナルコンピュータで暗
号化コンテンツを再生する場合や、再生ボードを使用し
ないで暗号化コンテンツを再生するような場合には、再
生処理の開始に先立って、情報再生用プログラムが情報
記録媒体再生装置７から主記憶メモリ４へ転送されて記
憶される。そして、マイクロプロセッサ２が、主記憶メ
モリ４に記憶された情報再生用プログラムの中の復号鍵
と復号アルゴリズム及び伸張処理用プログラムを実行
し、情報記録媒体再生装置７から供給される暗号化コン
テンツの復号及び伸張処理を行うことで、元のコンテン
ツを再生する。

【００１１】したがって、情報再生用プログラムによっ
て暗号化コンテンツをソフトウェア的に再生する場合に
も、不正な行為者は、主記憶メモリ４に記憶されている
復号鍵と復号アルゴリズムをデータとして容易に読み取
ることができ、その入手した復号鍵と復号アルゴリズム
を解析することで、暗号化コンテンツを不正に処理する
ことが可能となるという問題があった。

【００１２】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、暗号化されたコンテンツを不正処
理することを防止する信号処理技術を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、外部より供給される暗号化されたコンテンツ
を復号して元のコンテンツに再生して外部へ出力する信
号処理装置であって、上記暗号化されたコンテンツを復
号して元のコンテンツに再生するための特別なプログラ
ムを記憶するための記憶手段と、上記記憶手段に記憶さ
れた上記特別なプログラムを実行することにより、上記
暗号化されたコンテンツを復号して元のコンテンツに再
生するプログラム実行手段と、上記プログラム実行手段
が上記記憶手段をアクセスする際、上記プログラム実行
手段から上記特別なプログラムの属性を示す情報と共に
アクセスされたか否か判断し、上記特別なプログラムの
属性を示す情報と共にアクセスされなかった場合に上記
記憶手段へのアクセスを拒否する識別手段と、外部から
供給される上記特別なプログラムと上記暗号化されたコ
ンテンツを入力し上記再生されたコンテンツを出力する
入出力手段とを備え、上記入出力手段を除いて、上記記
憶手段とプログラム実行手段及び識別手段は外部から密
閉されていることを特徴とする。

【００１４】かかる構成によれば、記憶手段とプログラ
ム実行手段及び識別手段は外部から密閉されており、特
別なプログラムを記憶手段に記憶させて、この特別なプ
ログラムを実行することによってのみ、暗号化されてい
るコンテンツを元のコンテンツに復号して再生するの
で、特別なプログラムが外部に漏洩するのを防止し、ひ
いてはコンテンツの保護が可能となる。

【００１５】また、上記識別手段は、上記記憶手段に記
憶される特別なプログラムの属性情報を記憶する属性記
憶手段を備え、上記属性記憶手段に記憶されている属性
情報と上記プログラム実行手段からの上記特別なプログ
ラムの属性を示す情報とを比較し、これらが一致しない
とき上記記憶手段へのアクセスを拒否することを特徴と
する。

【００１６】かかる構成によれば、属性記憶手段に記憶
されている属性情報とプログラム実行手段からの特別な
プログラムの属性を示す情報とを比較し、これらが一致
した場合に限り、記憶手段へのアクセスが許可されるの
で、不正な行為者に特別なプログラムが取得されること
を防止することができる。

【００１７】また、上記信号処理装置に用いられる情報
記録媒体であって、上記暗号化されたコンテンツと上記
特別なプログラムと、上記特別なプログラムを上記記憶
手段に転送して記憶させる転送プログラムとが記録され
ており、上記特別なプログラムは断片化して記録され、
上記転送プログラムは上記実行手段で実行されることに
より、断片化されている上記特別なプログラムを復元し
て上記記憶手段に記憶させることを特徴とする。

【００１８】かかる情報記録媒体によれば、特別なプロ
グラムが断片化されて記録されているので、この断片化
された特別なプログラムが不正な行為者に取得されても
その解析を困難にし、コンテンツの保護が可能となる。
更に、この断片化されている特別なプログラムは、信号
処理装置が転送プログラムを実行して、記憶領域に記憶
させる際に、復元化して記憶させるように寄与するの
で、その復元化されて記憶領域に記憶された特別なプロ
グラムを信号処理装置が実行することにより、暗号化さ
れているコンテンツを元のコンテンツに復号することが
可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る信号処
理装置の構成を示すブロック図、図２は、信号処理装置
内に形成されているアクセス識別制限回路付きメモリの
構成を示すブロック図である。

【００２０】図１において、信号処理装置（以下、デー
タプロセッサという）８は、それぞれ暗号化されたビデ
オデータやオーディオデータ、テキストデータ、プログ
ラム等の暗号化されたコンテンツを復号して再生するこ
とが可能な集積回路装置であり、半導体製造技術によっ
て同一の半導体チップ（ダイ）に一体成形された所謂サ
ーキットオンアチップ（Circuit on a chip）構造とな
っている。更に、データプロセッサ８は、ダイが樹脂モ
ールド等によって封止され、外部からは見ることができ
ない構造となっている。

【００２１】データプロセッサ８には、主要回路とし
て、実行ユニット９、ロード／ストアユニット１０、シ
ーケンサー１１、データキャッシュユニット１２、命令
キャッシュユニット１３、外部バスインタフェースユニ
ット１４及びアクセス識別制限回路付きメモリ１５が形
成されている。更に、これらの主要回路間でデータ転送
を行うための内部バスＢＵＳ１と内部メモリバスＢＵＳ
２及びその他のデータ転送用バスＢＵＳ３，ＢＵＳ４が
形成されている。

【００２２】内部バスＢＵＳ１には、実行ユニット９、
ロード／ストアユニット１０、シーケンサー１１及びア
クセス識別制限回路付きメモリ１５が接続されている。
内部メモリバスＢＵＳ２には、ロード／ストアユニット
１０、シーケンサー１１、データキャッシュユニット１
２、命令キャッシュユニット１３、アクセス識別制限回
路付きメモリ１５が接続されている。また、データキャ
ッシュユニット１２と命令キャッシュユニット１３は、
データ転送用バスＢＵＳ３を介して外部バスインタフェ
ースユニット１４に接続され、外部バスインタフェース
ユニット１４に接続されているデータ転送用バスＢＵＳ
４は、後述する電気回路基板１６に形成された外部バス
ＢＵＳ５に接続されるようになっている。

【００２３】実行ユニット９は、所謂マイクロプロセッ
サ（ＣＰＵ）と同様に、コンピュータプログラムを実行
するための命令制御部と演算制御部等の機能部ユニット
回路を備えて形成されている。尚、実行ユニット９の機
能については、各種文献に開示された所謂マイクロプロ
セッサ（ＣＰＵ）と同様であるのでその詳細な説明は割
愛するが、上記の命令制御部は、命令（instruction）
の読み出しと解読、その命令のオペランドアドレス（op
erand adress）の生成を行い、データプロセッサ８全体
の制御を行う。演算制御部は、上記命令制御部によって
解読されたオペレーション（operation）に従って、加
減剰余、論理演算等の実行の制御を行う。

【００２４】ロード／ストアユニット１０、シーケンサ
ー１１、データキャッシュユニット１２、命令キャッシ
ュユニット１３、外部バスインタフェースユニット１４
及びアクセス識別制限回路付きメモリ１５は、実行ユニ
ット９が実行する命令（instruction）又はデータの転
送の制御を行うＲＩＳＣ型の記憶制御部を構成してい
る。そして、実行ユニット９中の上記命令制御部で生成
されるオペランドアドレス等を論理アドレス（仮想アド
レス）から実アドレス（物理アドレス）に変換し、デー
タキャッシュユニット１２と命令キャッシュユニット１
３及びアクセス識別制限回路付きメモリ１５内に命令
（instruction）又はデータが格納されているかどうか
を調べ、格納されていればそれらの命令又はデータを読
み出して実行ユニット９へ供給する等の制御を行う。

【００２５】一方、データキャッシュユニット１２と命
令キャッシュユニット１３及びアクセス識別制限回路付
きメモリ１５内に命令（instruction）又はデータが格
納されていない場合は、外部バスインタフェースユニッ
ト１４を介して主記憶メモリ１７をメモリアクセスし、
主記憶メモリ１７内の命令（instruction）又はデータ
を読み出して、データキャッシュユニット１２と命令キ
ャッシュユニット１３、アクセス識別制限回路付きメモ
リ１５へ転送した後、それらの命令（instruction）又
はデータを実行ユニット９へ供給する等の制御を行う。

【００２６】より具体的には、命令キャッシュユニット
１３には、何度も頻繁に実行されるプログラムの一部を
主記憶メモリ１７から読み出して格納しておくためのキ
ャッシュメモリ領域（以下、通常命令キャッシュ領域と
いう）が設けられ、データキャッシュユニット１２に
は、使用頻度の高いデータを主記憶メモリ１７から読み
出して格納しておくためのキャッシュメモリ領域（以
下、通常データキャッシュ領域という）が設けられ、こ
れら通常命令キャッシュ領域と通常データキャッシュ領
域は、主記憶メモリ１７より高速なメモリ素子で形成さ
れている。

【００２７】ただし、命令キャッシュユニット１３とデ
ータキャッシュユニット１２には、暗号化されたコンテ
ンツを復号するための特別なプログラムとデータは格納
されず、後述するように、これらの特別なプログラムと
データは、アクセス識別制限回路付きメモリ１５に設け
られている内蔵キャッシュメモリ１５ｃに格納される。

【００２８】アクセス識別制限回路付きメモリ１５に
は、暗号化されたコンテンツを復号するためのプログラ
ムを主記憶メモリ１７から読み出して格納しておくため
のキャッシュメモリ領域（以下、特別命令キャッシュ領
域という）ＣＳと、暗号化の際にデータを格納するため
のキャッシュメモリ領域（以下、特別データキャッシュ
領域という）ＤＳが設けられ、これら特別命令キャッシ
ュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域ＤＳは、主記憶
メモリ１７より高速なメモリ素子で形成されている。

【００２９】ロード／ストアユニット１０は、実行ユニ
ット９がデータ転送命令を実行する際に上記通常データ
キャッシュ領域又は特別データキャッシュ領域ＤＳに対
しメモリアクセスを行ってデータ転送を行う。

【００３０】シーケンサー１１は、上記の実アドレスに
対応する通常命令キャッシュ領域又は特別命令キャッシ
ュ領域ＣＳに対しメモリアクセスを行って命令実行の制
御を行う。

【００３１】外部バスインタフェースユニット１４は、
データプロセッサ８と主記憶メモリ１７及び入出力ポー
ト１８に接続された情報記録媒体再生装置１９との間で
のプログラム及びデータの転送制御を行う。

【００３２】ここで、上記アクセス識別制限回路付きメ
モリ１５は、図２に示すように、メモリ管理ユニット１
５ａ、アクセス識別制限回路ユニット１５ｂ、内蔵キャ
ッシュメモリ１５ｃ、属性タグメモリ１５ｄを備えて構
成されている。

【００３３】メモリ管理ユニット１５ａは、ロード／ス
トアユニット１０を介して供給される論理アドレスを実
アドレスに変換し、アクセス識別制限回路ユニット１５
ｂに供給する。内蔵キャッシュメモリ１５ｃは、上記の
特別命令キャッシュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領
域ＤＳを備えて構成されている。属性タグメモリ１５ｄ
は、主記憶メモリ１７のアドレスを識別するためのタグ
データが記憶されている。

【００３４】アクセス識別制限回路ユニット１５ｂは、
内部メモリバスＢＵＳ２を介してロード／ストアユニッ
ト１０から供給されるアクセス制御命令を受けると、メ
モリ管理ユニット１５ａからの上記実アドレスの所定ビ
ットをデコードし、そのデコードデータに基づいて属性
タグメモリ１５ｄをメモリアクセスすることにより、属
性タグメモリ１５ｄに記憶されているタグデータＴＧを
読み取る。

【００３５】更に、アクセス識別制限回路ユニット１５
ｂは、読み取ったタグデータＴＧと内部バスＢＵＳ１を
介して実行ユニット９から供給されるプログラム属性デ
ータＴＤとを比較し、これらのデータＴＧ，ＴＤが一致
した場合には、上記デコードデータに対応する特別命令
キャッシュ領域ＣＳ内のプログラムコード又は特別デー
タキャッシュ領域ＤＳ内のデータをシーケンサー１１又
はロード／ストアユニット１０を介して実行ユニット９
へ転送する。データＴＧ，ＴＤが一致しなかった場合に
は、特別命令キャッシュ領域ＣＳ内のプログラムコード
及び特別データキャッシュ領域ＤＳ内のデータを実行ユ
ニット９へ転送しない。

【００３６】すなわち、アクセス識別制限回路ユニット
１５ｂは、タグデータＴＧとプログラム属性データＴＤ
とが一致した場合に限り、実行ユニット９と内蔵キャッ
シュメモリ１５ｃとの間でのプログラムコード又はデー
タの転送を許可する。タグデータＴＧとプログラム属性
データＴＤとが不一致の場合には、上記プログラムコー
ド及びデータの転送を禁止し、これによって、内蔵キャ
ッシメモリ１５ｃに対するアクセス要求を受け付けない
ようになっている。

【００３７】次に、かかる構成を有するデータプロセッ
サ８の動作を図３ないし図６に示すフローチャートを参
照して説明する。尚、主記憶メモリ１７には、所謂アプ
リケーションプログラムである復号鍵や復号アルゴリズ
ム等の特別なプログラムを実行するためのオペレーティ
ングシステム（operating system：ＯＳ）が予め記憶さ
れており、このオペレーティングシステムの下で、ＣＤ
プレーヤやＤＶＤプレーヤ等の情報記録媒体再生装置１
９で再生されるコンテンツ（暗号化コンテンツ）を復号
して再生する。

【００３８】まず、情報記録媒体再生装置１９で再生さ
れるＣＤやＤＶＤ等の情報記録媒体には、データ圧縮及
び暗号化が施された暗号化コンテンツの他、再生用の特
別なプログラム、すなわち、暗号化コンテンツを復号す
るための復号鍵及び復号アルゴリズムと、必要に応じて
復号後のコンテンツをデータ伸張するための伸張プログ
ラムと、これらデータ圧縮及び暗号化が施された暗号化
コンテンツと復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログ
ラムをデータプロセッサ８内に入力するためのローダー
プログラム等が記録されている。

【００３９】更に、少なくとも復号鍵と復号アルゴリズ
ムは断片化されて記録されており、再生処理に寄与しな
いダミープログラムと共に、解析が困難な状態（例えば
ランダムな状態）で記録されている。

【００４０】図３において、ユーザーがデータ圧縮及び
暗号化が施されたコンテンツの再生を行うために、再生
処理の準備を指令すると、実行ユニット９が情報記録媒
体再生装置１９を起動させ、情報記録媒体に記録されて
いる上記特別なプログラムを主記憶メモリ１７に転送さ
せて記憶させる（ステップ１００）。ただし、復号鍵と
復号アルゴリズムは断片化されたままの状態で主記憶メ
モリ１７に記憶されるため、これら断片化された復号鍵
と復号アルゴリズムを主記憶メモリ１７から読み取られ
たとしても、本来の復号鍵と復号アルゴリズムを復元す
ることは極めて困難である。

【００４１】次に、実行ユニット９が、主記憶メモリ１
７に記憶された上記特別なプログラムのうちのローダー
プログラムを実行し、復号鍵と復号アルゴリズム及び伸
張プログラムをアクセス識別制限回路ユニット１５ｂ中
の内蔵キャッシュメモリ１５ｃに記憶させる（ステップ
１０２，１０４，１０６）。

【００４２】ここで、実行ユニット９がアクセス識別制
限回路ユニット１５ｂに対し最初にアクセス制御する
と、アクセス識別制限回路ユニット１５ｂは、内蔵キャ
ッシュメモリ１５ｃを特別モードに設定し、特別命令キ
ャッシュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域ＤＳをク
リアさせる（ステップ１０２）。

【００４３】次に、そのクリア処理の完了後、特別命令
キャッシュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域ＤＳに
復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログラムを転送し
（ステップ１０４）、アクセスチェックを行って記憶さ
せる（ステップ１０６）。更に、ローダープログラム
は、断片化されている復号鍵と復号アルゴリズムを連続
した復号鍵と復号アルゴリズムに復元化するキャッシュ
初期化命令コードを有しており、これにより、復元化さ
れた復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログラムを特
別命令キャッシュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域
ＤＳに記憶させると共に、特別命令キャッシュ領域ＣＳ
と特別データキャッシュ領域ＤＳの各インデックスアド
レスに対応付けてタグデータＴＧを属性タグメモリ１５
ｄに記憶させる（ステップ１０４，１０６）。そして、
復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログラムが正常に
記憶されると、暗号化コンテンツの再生を行うための準
備が完了する。尚、ステップ１０６においてアクセスエ
ラーが発生すると、復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張
プログラムの記憶が行われず、実行ユニット９によるエ
ラーチェックのための割り込み処理が行われることにな
る。

【００４４】このように復号鍵と復号アルゴリズム及び
伸張プログラムが復元されてキャッシュメモリ１５ｃに
記憶された後、ユーザーが再生開始の指令を行うと、実
行ユニット９が、特別命令キャッシュ領域ＣＳと特別デ
ータキャッシュ領域ＤＳに記憶された復号鍵と復号アル
ゴリズム及び伸張プログラムを実行し、情報記録媒体再
生装置１９から供給される暗号化コンテンツを復号及び
伸張処理することにより、元の（いわゆる平文の）コン
テンツに再生して主記憶メモリ１７へ転送し記憶させ
る。そして、主記憶メモリ１７に記憶されたコンテンツ
を外部バスＢＵＳ４を介してディスプレイやオーディオ
システム（図示省略）へ転送することにより、画像再生
やオーディオ再生が行われる。

【００４５】ここで、実行ユニット９が特別命令キャッ
シュ領域ＣＳと特別データキャッシュ領域ＤＳ中に記憶
された復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログラムを
実行する際、プログラムコードの読み出しは図４に示す
フローチャート、データの読み出しは図５に示すフロー
チャート、データの書き込みは図６に示すフローチャー
トに従って行われる。

【００４６】図４において、実行ユニット９がアクセス
識別制限回路付きユニット１５対しプログラムコード
（operation code）の読み出しアクセスを行うと（ステ
ップ２００）、メモリ管理ユニット１５ａが論理アドレ
スを実アドレスに変換し（ステップ２０２）、アクセス
識別制限回路ユニット１５ｂがその実アドレスをチェッ
クすることにより、内蔵キャッシュメモリ１５ｃに対す
るアクセスか否かチェックする（ステップ２０４，２０
６）。

【００４７】ここで、内蔵キャッシュメモリ１５ｃ又は
上記通常命令キャッシュ領域に対するアクセスでない場
合には、実行ユニット９はステップ２０８の処理に移行
し、主記憶メモリ１７に記憶されているプログラムコー
ドを読み出して、内蔵キャッシュメモリ１５ｃ又は上記
通常命令キャッシュ領域に格納し、更に、内蔵キャッシ
ュメモリ１５ｃに格納した場合には、ステップ２１２に
おいて、その格納したプログラムコードを読み出して、
プログラムコードの読み出し処理を完了する。

【００４８】一方、ステップ２０６において上記通常命
令キャッシュ領域に対するアクセスの場合には、ステッ
プ２１２において、通常命令キャッシュ領域に格納され
ているプログラムコードを読み出して、プログラムコー
ドの読み出し処理を完了する。

【００４９】また、ステップ２０６において内蔵キャッ
シュメモリ１５ｃに対するアクセスの場合には、ステッ
プ２１０に移行し、アクセス識別制限回路ユニット１５
ｂが、アクセス要求と同時に実行ユニット９から供給さ
れた特別属性データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ中のタ
グデータＴＧを比較する（ステップ２１０）。そして、
これらのデータＴＤ，ＴＧが一致している場合には、ス
テップ２１２に移行し、内蔵キャッシュメモリ１５ｃの
特別命令キャッシュ領域ＣＳからプログラムコードを読
み出して実行ユニット９へ転送することにより、プログ
ラムコードの読み出しを完了し、実行ユニット９が転送
されたプログラムコードを実行することで、復号鍵と復
号アルゴリズムに基づいて暗号化コンテンツの復号化が
行われる。

【００５０】また、ステップ２１０において、データＴ
Ｄ，ＴＧが一致していない場合には、実行ユニット９に
よるエラーチェックのための割り込み処理が行われるこ
とになる。

【００５１】このように、プログラムコードの読み出し
アクセスの際、アクセス識別制限回路ユニット１５ｂ
が、特別属性データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ中のタ
グデータＴＧとの一致又は不一致の確認を行い、不一致
の場合には内蔵キャッシュメモリ１５ｃへのアクセスを
拒否し、一致した場合に限り、内蔵キャッシュメモリ１
５ｃへのアクセスを許可するようにしたので、不正なア
クセスを排除することができる。

【００５２】次に、図５において、実行ユニット９がア
クセス識別制限回路付きユニット１５対しデータの読み
出しアクセスを行うと（ステップ３００）、メモリ管理
ユニット１５ａが論理アドレスを実アドレスに変換し
（ステップ３０２）、アクセス識別制限回路ユニット１
５ｂがその実アドレスをチェックすることにより、内蔵
キャッシュメモリ１５ｃに対するアクセスか否かチェッ
クする（ステップ３０４，３０６）。

【００５３】ここで、内蔵キャッシュメモリ１５ｃ又は
上記通常命令キャッシュ領域に対するアクセスでない場
合には、実行ユニット９はステップ３０８の処理に移行
し、主記憶メモリ１７に記憶されているデータを読み出
して、内蔵キャッシュメモリ１５ｃ又は上記通常命令キ
ャッシュ領域に格納する。更に、内蔵キャッシュメモリ
１５ｃにデータを格納した場合には、ステップ３１２に
おいて、その格納したデータを読み出して、データの読
み出し処理を完了する。

【００５４】一方、ステップ３０６において上記通常命
令キャッシュ領域に対するアクセスの場合には、ステッ
プ３１２において、通常命令キャッシュ領域に格納され
ているデータを読み出して、データの読み出し処理を完
了する。

【００５５】また、ステップ３０６において内蔵キャッ
シュメモリ１５ｃに対するアクセスの場合には、ステッ
プ３１０の処理に移行し、アクセス識別制限回路ユニッ
ト１５ｂが、アクセス要求と同時に実行ユニット９から
供給された特別属性データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ
中のタグデータＴＧを比較する。そして、これらのデー
タＴＤ，ＴＧが一致している場合には、ステップ３１２
に移行し、内蔵キャッシュメモリ１５ｃの特別データキ
ャッシュ領域ＤＳからデータを読み出して実行ユニット
９へ転送することにより、データの読み出しを完了し、
実行ユニット９が転送されたデータを処理することで、
復号鍵と復号アルゴリズムに基づいて暗号化コンテンツ
の復号化が行われる。

【００５６】また、ステップ３１０において、データＴ
Ｄ，ＴＧが一致していない場合には、実行ユニット９に
よるエラーチェックのための割り込み処理が行われるこ
とになる。

【００５７】このように、データの読み出しアクセスの
際、アクセス識別制限回路ユニット１５ｂが、特別属性
データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ中のタグデータＴＧ
との一致又は不一致の確認を行い、不一致の場合には内
蔵キャッシュメモリ１５ｃへのアクセスを拒否し、一致
した場合に限り、内蔵キャッシュメモリ１５ｃへのアク
セスを許可するようにしたので、不正なアクセスを排除
することができる。

【００５８】次に、図６において、実行ユニット９がア
クセス識別制限回路付きユニット１５対しデータ書き込
みのアクセスを行うと（ステップ４００）、メモリ管理
ユニット１５ａが論理アドレスを実アドレスに変換し
（ステップ４０２）、アクセス識別制限回路ユニット１
５ｂがその実アドレスをチェックすることにより、内蔵
キャッシュメモリ１５ｃに対するアクセスか否かチェッ
クする（ステップ４０４，４０６）。

【００５９】ここで、内蔵キャッシュメモリ１５ｃ又は
上記通常命令キャッシュ領域に対するアクセスでない場
合には、実行ユニット９はステップ４０８の処理に移行
し、データを主記憶メモリ１７に記憶させ、データの書
き込み処理を完了する。

【００６０】一方、ステップ４０６において上記通常命
令キャッシュ領域に対するアクセスの場合には、ステッ
プ４１２において、通常命令キャッシュ領域にデータを
書き込んで、データの書き込み処理を完了する。

【００６１】また、ステップ４０６において内蔵キャッ
シュメモリ１５ｃに対するアクセスの場合には、ステッ
プ４１０の処理に移行し、アクセス識別制限回路ユニッ
ト１５ｂが、アクセス要求と同時に実行ユニット９から
供給された特別属性データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ
中のタグデータＴＧを比較する。そして、これらのデー
タＴＤ，ＴＧが一致している場合には、ステップ４１２
に移行し、内蔵キャッシュメモリ１５ｃの特別データキ
ャッシュ領域ＤＳへデータを書き込むことにより、デー
タの書き込み処理を完了する。

【００６２】また、ステップ４１０において、データＴ
Ｄ，ＴＧが一致していない場合には、実行ユニット９に
よるエラーチェックのための割り込み処理が行われるこ
とになる。

【００６３】このように、アクセス識別制限回路ユニッ
ト１５ｂが、特別属性データＴＤと属性タグメモリ１５
ｄの一致又は不一致の確認を行うことにより、復号鍵と
復号アルゴリズムのデータが適正にアクセスされたか否
か判断されるので、不正なアクセスを排除することがで
きる。

【００６４】以上説明したように、本実施形態のデータ
プロセッサ８によれば、復号鍵や復号アルゴリズム等の
特別なプログラムをアクセス識別制限回路付きメモリ１
５に記憶させ、アクセス識別制限回路付きメモリ１５に
記憶したこれらの特別なプログラムを実行することによ
ってのみ、暗号化コンテンツを元のコンテンツに復号し
て再生するようにしたので、復号鍵や復号アルゴリズム
等の特別なプログラムが外部に漏洩するのを防止し、ひ
いてはコンテンツの保護が可能となる。

【００６５】すなわち、アクセス識別制限回路付きメモ
リ１５に記憶した上記特別なプログラムを、外部から密
閉されたデータプロセッサ８の内部においてのみ実行す
ることで、暗号化コンテンツの復号と再生が行われる。
よって、ユーザーや不正な行為者に対しては、データプ
ロセッサ８に対し供給される暗号化コンテンツと、その
復号及び再生がなされたコンテンツを入手することがで
きるが、その間になされた復号化処理のプロセスを確認
することができないようになっている。このため、復号
鍵や復号アルゴリズム等の特別なプログラムが外部に漏
洩するのを防止することができる。

【００６６】更に、図４及び図５に示したように、特別
属性データＴＤと属性タグメモリ１５ｄ中のタグデータ
ＴＧとの一致又は不一致の確認を行い、不一致の場合に
は、特別命令キャッシュ領域ＣＳ及び特別データキャッ
シュ領域ＤＳに対するアクセスを禁止するようにしたの
で、不正な行為者に復号鍵と復号アルゴリズムが取得さ
れることを防止することができる。

【００６７】更に、図３に示したように、ロードプログ
ラムによって復号鍵と復号アルゴリズムを特別命令キャ
ッシュ領域ＣＳ及び特別データキャッシュ領域ＤＳ内に
記憶させる際に、特別命令キャッシュ領域ＣＳ及び特別
データキャッシュ領域ＤＳ中の旧いプログラム及びデー
タを必ずクリアしてから記憶させるようにしたので、再
生処理を行う度に、ロードプログラムによって復号鍵と
復号アルゴリズムを特別命令キャッシュ領域ＣＳ及び特
別データキャッシュ領域ＤＳ内に記憶させるようになっ
ている。このため、不正な行為者によって復号鍵と復号
アルゴリズムが取得されることを防止することができ
る。

【００６８】尚、以上の説明では、信号処理専用のデー
タプロセッサ８について説明したが、本発明は、一般に
市販されているマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）で再生用
プログラムを実行させてソフトウェア的に暗号化コンテ
ンツを復号及び再生させる場合にも、復号鍵と復号アル
ゴリズム等の特別なプログラムを漏洩から防止すること
ができる。

【００６９】例えば、図７はペンティアム系のマイクロ
プロセッサ（インテル社製）２０を用いた一般的な回路
構成を示している。マイクロプロセッサ２０は、マザー
ボードと呼ばれる電気回路基板２１に搭載されている。
マイクロプロセッサ２０内に形成されているシステムバ
スインタフェースユニット２２が電気回路基板２１上に
形成されている外部バスＢＵＳ６と接続され、外部バス
ＢＵＳ６には、主記憶メモリ２３が接続されると共に、
入出力ポート２４を介して情報記録媒体再生装置２５が
接続されている。

【００７０】マイクロプロセッサ２０内には、主要回路
として、上記のシステムバスインタフェースユニット２
２の他、実行ユニット２６、命令フェッチユニット２
７、命令デコーダ２８、レジスタアロケーションテーブ
ル２９、リオーダーバッファ３０、命令キャッシュユニ
ット３１、データキャッシュユニット３２が形成されて
おり、システムバスインタフェースユニット２２と命令
キャッシュユニット３１及びデータキャッシュユニット
３２間でのプログラム及びデータの授受が内部バスＢＵ
Ｓ７を介して行われるようになっている。

【００７１】これら主要回路の機能については各種文献
に開示されているので、詳細な説明は割愛する。但し、
本実施形態の主要な点として、命令キャッシュユニット
３１に形成されている命令キャッシュメモリは、通常の
命令キャッシュ領域３１ａ、すなわちレベル１（Ｌ１）
の命令キャッシュ領域３１ａの他、復号鍵や復号アルゴ
リズムに関する特別なプログラムコードを記憶するため
の特別ＣＳ用キャッシュ領域３１ｂが形成されている。
データキャッシュユニット３２に形成されているデータ
キャッシュメモリも、通常のデータキャッシュ領域３２
ａ、すなわちレベル１（Ｌ１）のデータキャッシュ領域
３２ａの他、復号鍵や復号アルゴリズムに関する特別な
データを記憶するための特別ＤＳ用キャッシュ領域３２
ｂが形成されている。

【００７２】より具体的には、図８に示すように、命令
キャッシュユニット３１とデータキャッシュユニット３
２には内蔵キャッシュメモリが形成され、この内蔵キャ
ッシュユニットは、通常の命令キャッシュ領域３１ａと
データキャッシュ領域３２ａの他、特別なプログラムコ
ードとデータを記憶するための特別ＣＳ用キャッシュ領
域３２ｂと特別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂが設けられ
ている。更に、実行ユニット２６と命令フェッチユニッ
ト２７及び内部バスＢＵＳ７に接続するキャッシュ制御
回路３３と、タグメモリ３４が備えられている。

【００７３】タグメモリ３４は、特別ＣＳ用キャッシュ
領域３１ｂのインデックスアドレスに対応するタグデー
タ（特別ＣＳ専用タグという）ＴＧＣを記憶するタグ記
憶領域３４ａと、特別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂのイ
ンデックスアドレスに対応するタグデータ（特別ＤＳ専
用タグという）ＴＧＤを記憶するタグ記憶領域３４ｂ
と、通常の命令キャッシュ領域３１ａ及びデータキャッ
シュ領域３２ａのインデックスアドレスに対応するタグ
データ（通常タグという）を記憶するタグ記憶領域３４
ｃが設けられている。

【００７４】かかる構成において、ユーザーが暗号化コ
ンテンツの再生を行うために、再生処理の準備を指令す
ると、図３に示したフローチャートと同様の処理が行わ
れることにより、情報記録媒体に記録されている復号
鍵、復号アルゴリズム、ローダープログラム、伸張プロ
グラム等の特別なプログラムが情報記録媒体再生装置２
５から主記録メモリ２３に転送されて記憶された後、主
記録メモリ２３に記憶された上記ローダープログラムが
実行される。

【００７５】尚、復号鍵と復号アルゴリズムは断片化さ
れたままの状態で主記憶メモリ２３に記憶されるため、
これら断片化された復号鍵と復号アルゴリズムを主記憶
メモリ２３から読み取られたとしても、本来の復号鍵と
復号アルゴリズムを復元することは極めて困難である。

【００７６】ローダープログラムが実行されると、先ず
特別ＣＳ用キャッシュ領域３１ｂと特別ＤＳ用キャッシ
ュ領域３２ｂがクリアされた後、主記録メモリ２３に記
憶されている復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張プログ
ラムが復元され、特別ＣＳ用キャッシュ領域３１ｂと特
別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂに転送されて記憶され、
更に、タグメモリ３４のタグ記憶領域３４ａに、特別Ｃ
Ｓ用キャッシュ領域３１ｂのインデックスアドレスに対
応付けて特別なタグデータＴＧＣが記憶され、タグ記憶
領域３４ｂに、特別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂのイン
デックスアドレスに対応付けて特別なタグデータＴＧＤ
がそれぞれ記憶される。

【００７７】次に、マイクロプロセッサ２０が、特別Ｃ
Ｓ用キャッシュ領域３１ｂと特別ＤＳ用キャッシュ領域
３２ｂに記憶された復号鍵と復号アルゴリズム及び伸張
プログラムを実行し、情報記録媒体再生装置２５から転
送される暗号化コンテンツの再生処理を開始すると、図
４〜図６に示したフローチャートの処理と同様に、プロ
グラムコードの読み出しは図４に示すフローチャート、
データの読み出しは図５に示すフローチャート、データ
の書き込みは図６に示すフローチャートに従って行われ
る。

【００７８】すなわち、プログラムコードの読み出し時
には、キャッシュ制御回路３３が、命令フェッチユニッ
ト２７からのアクセス要求と同時に供給される特別属性
データＴＤとタグ記憶領域３４ａ中のタグデータＴＧＣ
とを比較し、これらのデータＴＤ，ＴＧＣが一致してい
る場合に限って、特別ＣＳ用キャッシュ領域３１ｂ中の
プログラムコードを読み出して命令デコーダ２８側へ転
送する。

【００７９】データの読み出し時には、キャッシュ制御
回路３３が、実行ユニット２６中のメモリオーダバッフ
ァからのアクセス要求と同時に供給される特別属性デー
タＴＤとタグ記憶領域３４ｂ中のタグデータＴＧＤとを
比較し、これらのデータＴＤ，ＴＧＤが一致している場
合に限って、特別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂ中のデー
タを読み出してリオーダーバッファ３０側へ転送する。

【００８０】また、データの書き込み時においても、実
行ユニット２６中のメモリオーダバッファからのアクセ
ス要求と同時に供給される特別属性データＴＤとタグ記
憶領域３４ｂ中のタグデータＴＧＤとを比較し、これら
のデータＴＤ，ＴＧＤが一致している場合に限って、特
別ＤＳ用キャッシュ領域３２ｂへのデータ書き込みが行
われる。

【００８１】したがって、一般に市販されているマイク
ロプロセッサ２０で再生用プログラムを実行させてソフ
トウェア的に暗号化コンテンツを復号及び再生させる場
合においても、復号鍵、復号アルゴリズム等の外部ヘの
漏洩を防止する必要のある特別なプログラムはマイクロ
プロセッサ２０内においてのみ実行され、更に、マイク
ロプロセッサ２０内において暗号化コンテンツを元のコ
ンテンツに復号及び伸張するための処理過程も外部から
は分からないので、復号鍵や復号アルゴリズム等の特別
なプログラムが外部に漏洩するのを防止し、ひいてはコ
ンテンツの保護が可能となる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の情報処理装
置は、記憶手段とプログラム実行手段及び識別手段を外
部から密閉しておき、特別なプログラムを記憶手段に記
憶させて、この特別なプログラムを実行することによっ
てのみ、暗号化されているコンテンツを元のコンテンツ
に復号して再生するようにしたので、特別なプログラム
が外部に漏洩するのを防止し、ひいてはコンテンツを保
護することができる。

【００８３】また、属性記憶手段に記憶されている属性
情報とプログラム実行手段からの特別なプログラムの属
性を示す情報とを比較し、これらが一致した場合に限
り、記憶手段へのアクセスが許可されるので、不正な行
為者に特別なプログラムが取得されることを防止するこ
とができる。

【００８４】また、特別なプログラムを断片化して情報
記録媒体に記録しておき、この断片化された特別なプロ
グラムが不正な行為者に取得されてもその解析を困難に
したので、コンテンツの保護が可能となる。更に、信号
処理装置が転送プログラムを実行することにより、断片
化されている特別なプログラムを復元化して記憶手段に
記憶させ、その復元化されて記憶領域に記憶された特別
なプログラムを信号処理装置に実行させることにより、
暗号化されているコンテンツを元のコンテンツに復号さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るデータプロセッサの構成を示
すブロック図である。

【図２】データプロセッサに内蔵されているアクセス識
別制限回路付きメモリの構成を示すブロック図である。

【図３】アクセス識別制限回路付きメモリに再生用の特
別なプログラムを格納する際の動作を示すフローチャー
トである。

【図４】アクセス識別制限回路付きメモリに記憶されて
いる特別なプログラムを不正に読み出すことを禁止する
動作を示すフローチャートである。

【図５】アクセス識別制限回路付きメモリに記憶されて
いる特別なデータを不正に読み出すことを禁止する動作
を示すフローチャートである。

【図６】アクセス識別制限回路付きメモリに不正にデー
タを書き込むことを禁止する動作を示すフローチャート
である。

【図７】一般的なマイクロプロセッサに本発明を適用し
た場合のマイクロプロセッサの構成を示すブロック図で
ある。

【図８】一般的なマイクロプロセッサに本発明を適用し
た場合の内蔵キャッシュユニットの構成を示すブロック
図である。

【図９】従来のパーソナルコンピュータにおける問題点
を説明するための図である。

【符号の説明】

８…データプロセッサ ９…実行ユニット １０…ロード／ストアユニット １１…シーケンサー １２…データキャッシュユニット １３…命令キャシュユニット １４…外部バスインタフェースユニット １５…アクセス識別制限回路付きメモリ １５ａ…メモリ管理ユニット １５ｂ…アクセス識別制限回路ユニット １５ｃ…内蔵キャッシュメモリ １５ｄ…属性タグメモリ １６…電気回路基板 １７…主記憶メモリ １８…入出力ポート １９…情報記録媒体再生装置 ＣＳ…特別命令キャシュ領域 ＤＳ…特別データキャッシュ領域 ＢＵＳ１…内部バス ＢＵＳ２…内部メモリバス ＢＵＳ３，ＢＵＳ４…データ転送用バス ＢＵＳ５…外部バス ２０…マイクロプロセッサ ２１…電気回路基板 ２２…システムバスインタフェース ２３…主記憶メモリ ２４…入出力ポート ２５…情報記録媒体再生装置 ２６…実行ユニット ２７…命令フェッチユニット ２８…命令デコーダ ２９…レジスタアロケーションテーブル ３０…リオーダーバッファ ３１…命令キャッシュユニット ３１ａ…通常の命令キャッシュ領域 ３１ｂ…特別ＣＳ用キャッシュ領域 ３２…データキャッシュユニット ３２ａ…通常のデータキャッシュ領域 ３２ｂ…特別ＤＳ用キャッシュ領域 ３３…キャッシュ制御回路 ３４…タグメモリ ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…タグ記憶領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より供給される暗号化されたコンテ
   ンツを復号して元のコンテンツに再生して外部へ出力す
   る信号処理装置であって、 前記暗号化されたコンテンツを復号して元のコンテンツ
   に再生するための特別なプログラムを記憶するための記
   憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記特別なプログラムを実行
   することにより、前記暗号化されたコンテンツを復号し
   て元のコンテンツに再生するプログラム実行手段と、 前記プログラム実行手段が前記記憶手段をアクセスする
   際、前記プログラム実行手段から前記特別なプログラム
   の属性を示す情報と共にアクセスされたか否か判断し、
   前記特別なプログラムの属性を示す情報と共にアクセス
   されなかった場合に前記記憶手段へのアクセスを拒否す
   る識別手段と、 外部から供給される前記特別なプログラムと前記暗号化
   されたコンテンツを入力し前記再生されたコンテンツを
   出力する入出力手段とを備え、 前記入出力手段を除いて、前記記憶手段とプログラム実
   行手段及び識別手段は外部から密閉されていることを特
   徴とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記識別手段は、前記記憶手段に記憶さ
   れる特別なプログラムの属性情報を記憶する属性記憶手
   段を備え、前記属性記憶手段に記憶されている属性情報
   と前記プログラム実行手段からの前記特別なプログラム
   の属性を示す情報とを比較し、これらが一致しないとき
   前記記憶手段へのアクセスを拒否することを特徴とする
   請求項１に記載の信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記プログラム実行手段は、外部から供
   給される前記特別なプログラムを前記記憶手段が記憶す
   る際、前記記憶手段をクリアした後、前記特別なプログ
   ラムを前記記憶手段に記憶させることを特徴する請求項
   １又は２に記載の信号処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３に記載の信号処理装置に
   用いられる情報記録媒体であって、前記暗号化されたコ
   ンテンツと前記特別なプログラムと、前記特別なプログ
   ラムを前記記憶手段に転送して記憶させる転送プログラ
   ムとが記録されており、 前記特別なプログラムは断片化して記録され、前記転送
   プログラムは前記実行手段で実行されることにより、断
   片化されている前記特別なプログラムを復元して前記記
   憶手段に記憶させることを特徴とする情報記録媒体。