JP2005108182A - 公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部と独立したドメインをより安全に構築し、許可されていない第３者により不法にコンテンツが利用されることを防止する。
【解決手段】コンテンツを提供するサーバがコンテンツを要求する機器のリストを提供し、ユーザがリストから特定の機器を選択する第１のステップと、サーバが廃棄された機器を区分できる情報を選択された機器に伝達する第２のステップと、情報を受信した機器が情報から秘密値を抽出し、抽出された秘密値を用いて認証書を作成し、自身の機器情報と認証書をサーバに伝達する第３のステップと、サーバが認証書を検証し、機器情報を用いてドメインＩＤとドメインキーを生成する第４のステップと、サーバが該当機器固有の公開鍵を用いて、ドメインＩＤとドメインキーを暗号化して機器に伝達する第５のステップと、機器固有の秘密キーを用いてドメインキーを復旧する第６のステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドメインの形成に関し、より詳しくは、公開鍵基盤構造においてコンテンツが、その使用が許可されていない第３者により不法で用いられることを防止するために固有なドメインを形成する方法に関する。
デジタルと通信技術が発達するにつれて、オーディオまたはビデオのような各種のコンテンツの普及が増えており、コンテンツに対する不法な複製、配信等を防止するために、コンテンツを保護するための様々な技術が提案されている。特に、コンテンツを暗号化することにより、予め約束された規則によって特定の機器のみがコンテンツを解読できるようにする技術が開発されているが、例えば、ＤＶＤコンテンツスクランブリングシステム(Content Scrambling System)、ＣＰＲＭ(Content Protection for Recordable Media)、ＤＴＣＰ(Digital Transmission Content Protection)、ＨＤＣＰ(High Definition Content Protection)、ＣＰＳＡ(Content Protection System Architecture)、ＤＲＭ(Digital Rights Management)システム等が挙げられる。
特に、ホームネットワーク分野が発達すると共に、ホームネットワーク上においてコンテンツを保護するための技術が提案されているが、例えば、トムスン社で提案した「Ｓｍａｒｔ Ｒｉｇｈｔ」、シスコ社で提案した「ＯＣＣＡＭ(Open Conditional Content Access Management)」、ＩＢＭ社で提案した「ｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」等が挙げられる。
「Ｓｍａｒｔ Ｒｉｇｈｔ」は、ホームネットワークを構成するそれぞれの機器毎に公開鍵認証書(public key certificate)を含んでいるスマートカードを備え、前記スマートカードを用いて機器相互間に前記認証書を交換することにより、ホームネットワークのためのキーを生成する方式である。
「ＯＣＣＡＭ(Open Conditional Content Access Management)」は、家にある各種の機器がそれぞれのコンテンツに対する固有の「チケット」を用いてコンテンツを使用する方式である。
「ｘＣＰ(extensible Content Protection) Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」は、ブロードキャスト暗号化(broadcast encryption)基盤の技術であり、「クラスター」とのドメイン概念を導入し、前記クラスターに属する機器間にはコンテンツを自由に使用可能にする方式である。
図１は、ホームネットワークにおける「ｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」を基盤とするコンテンツ再生過程を概略的に示した一実施の形態のフローチャートである。
ホームネットワークにおけるそれぞれの機器は、固有なホームネットワークドメイン概念のクラスターを形成する（Ｓ１００）。このとき、前記機器のうちメディアキーブロック(Media Key Block、以下、「ＭＫＢ」という)を含み、クラスタに登録しようとする機器に対して認証を行うことができる機器を「サーバ」という。
前記クラスターが形成された後、消費者がコンテンツを再生できる機器を購入して家に設置すると、前記機器は自動的に現在家に存在するクラスターがどんなクラスターであるかを決定する。その後、既に形成されたクラスターに属するサーバに機器自身に対する認証を要求する（Ｓ１１０）。
このとき、前記サーバが認証要求を許諾すると、前記サーバは伝送するコンテンツを暗号化して認証を要求した機器に伝送し（Ｓ１２０）、前記機器は、暗号化されたコンテンツを受信して復号する（Ｓ１３０）。
図２は、ホームネットワークにおける「ｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」を基盤とするコンテンツ再生過程をより詳しく示した一実施の形態のフローチャートである。
任意のホームネットワークに最初に接続したサーバは、前記ネットワークに対するバインディングＩＤ（以下、「ＩＤｂ」という）を生成する（Ｓ２００）。このとき、前記ＩＤｂは、前記サーバの製造当時に設定したサーバ固有の識別子であってもよく、ユーザが任意に定めた固有の識別子であってもよい。このようにＩＤｂが生成すると、ＩＤｂで識別されるクラスターが形成される。
前記サーバに存在するコンテンツを利用しようとする機器は、自身のデバイスキーセットを用いて、ＭＫＢからメディアキー(Media Key、以下、「Ｋｍ」という)を抽出する（Ｓ２１０）。その後、前記機器は、前記Ｓ２１０で抽出したＫｍと機器自身の識別子であるＩＤｐとを用いて機器自身の固有キーＫｐを生成する（Ｓ２１２）。
前記機器は、機器認証を受けるために、前記サーバに対して機器認証を要求する（Ｓ２１４）。即ち、前記機器は、前記クラスターの内部または前記ホームネットワークの外部に存在する機器認証のためのサーバに、自身の固有なＩＤ「ＩＤｐ」と、自身がどんな種類の機器であるかを示す「ｔｙｐｅ」と、前記Ｋｐを用いて得られた前記ＩＤｐと「ｔｙｐｅ」のハッシュ値ｈ＝ＭＡＣ（ＩＤｐ||ｔｙｐｅ）Ｋｐとを伝送する。
前記サーバは、ＫｍとＩＤｐからＫｐ’を求め、このＫｐ’を用いて得られたハッシュ値ｈ’＝ＭＡＣ（ＩＤｐ||ｔｙｐｅ）Ｋｐ’を前記機器から既に受信した前記ｈ値と比較して同じであるか否かを確認する。
若し、ｈ値とｈ’値が同じ場合は、前記機器にＫｐを用いてＩＤｂを暗号化したＥ（ＩＤｂ）Ｋｐと前記機器の固有なＩＤ（ＩＤｐ）を伝送し、サーバ自身の認証テーブル「ａｕｔｈ．ｔａｂ」に前記ＩＤｐを加える。このとき、前記機器は、前記サーバから受信したＥ（ＩＤｂ）ＫｐからＩＤｂを抽出することにより、機器の認証が行われるようになる（Ｓ２１６）。
また、機器の認証が終わると、前記サーバは、前記機器に伝送するコンテンツを暗号化する（Ｓ１２０）。まず、ＩＤｂ、ａｕｔｈ．ｔａｂ、Ｋｍを用いてバインディングキー（以下、「Ｋｂ」という）を生成し、このとき、前記Ｋｂは、式
Figure 2005108182
 を満足する。
Ｋｂの生成後、前記サーバは、コンテンツを保護するためのタイトルキー（以下、「Ｋｔ」という）で暗号化する（Ｓ２２２）。また、それぞれのコンテンツには、複写制御情報(copy control information)、外部伝達許容有無、使用権限、使用許容期間等が含まれたＵＲ(Usage Rule)情報が含まれており、前記Ｋｂを用いて
Figure 2005108182
 のようにＵＲ情報とＫｔを暗号化する（Ｓ２２４）。
また、前記機器は、前記サーバから前記ａｕｔｈ．ｔａｂを受信し、既に抽出したＫｍとＩＤｂを用いて、
Figure 2005108182
 からＫｂを得る（Ｓ２３０）。さらに、
Figure 2005108182
 からＫｔを抽出した後（Ｓ２３２）、この抽出されたＫｔを用いて、前記サーバから受信したコンテンツを復号するようになる（Ｓ２３４）。
このように動作するｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌは、ドメインに含まれる機器の選択過程を必要とせず、サーバと通信可能な範囲に属する全ての機器が自動に加入することができる。また、ＩＤｂが固定されているので、ドメインを外れてもＫｂ、Ｋｔ値等を計算することができる。しかし、それぞれの機器が新たにＫｂを作成する度に、ａｕｔｈ．ｔａｂをサーバから受信して計算しなければならないという問題があった。従って、独立したホームドメインを構築してユーザが機器の認証に関与することにより、さらに安全にコンテンツを保護することが望まれてきた。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ユーザが直接ドメインの形成に関与することにより、外部と独立したドメインをより安全に構築し、許可されていない第３者により不法でコンテンツが利用されることを防止するための方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明による公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法は、コンテンツを提供するサーバが前記コンテンツを要求する機器のリストを提供し、ユーザが前記リストから特定の機器を選択する第１のステップと、前記サーバが廃棄された機器を区分できる情報を前記選択された機器に伝達する第２のステップと、前記情報を受信した機器が前記情報から秘密値を抽出し、前記抽出された秘密値を用いて認証書を作成し、自身の機器情報と前記認証書を前記サーバに伝達する第３のステップと、前記サーバが認証書を検証し、前記機器情報を用いてドメインＩＤとドメインキーを生成する第４のステップと、前記サーバが該当機器固有の公開鍵を用いて、前記ドメインＩＤとドメインキーを暗号化して前記機器に伝達する第５のステップと、機器固有の秘密キーを用いて前記ドメインキーを復旧する第６のステップとを含むことを特徴とする。
また、前記第４のステップが、前記サーバが認証書を検証し、前記機器情報を含む認証リストを作成するステップと、前記機器情報と前記サーバが生成した乱数を用いて、ドメインＩＤとドメインキーを生成するステップとを含むことを特徴とする。
また、前記機器情報が、機器ＩＤと機器固有の公開鍵とを含むことを特徴とする。
本発明によると、ユーザが直接ドメインの形成に関与することにより、外部と独立したドメインを構築することができる。また、ドメインキーは、認証リストと乱数を入力値として生成されるため、ドメイン内に属する機器が変動すると、前記ドメインキーも変更され、より安全にコンテンツの利用を制限することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
ここで、本発明の説明のために、コンテンツを提供するサーバに対してコンテンツを要求する各種の機器は、機器の製造時、それぞれの機器毎に固有な秘密キー集合と公開鍵または公開鍵生成機能を有するものと仮定する。
前記秘密キー集合は、ブロードキャスティング暗号化方式で提供される秘密情報ブロック(Secret Information Block、以下、「ＳＩＢ」という）から秘密値を抽出するのに用いられる。前記ＳＩＢは、機器の廃棄有無を検証するための情報であり、廃棄処分された機器はＳＩＢから秘密値を抽出することができず、正当な機器は共通した秘密値を抽出することができる。
図３は、本発明による公開鍵基盤構造のドメイン形成方法を示した例示図である。
単一のドメイン内には、ドメインの形成に関与するサーバ３２０が存在する。このサーバ３２０は、外部サーバ３１０からブロードキャスト暗号化(Broadcast Encryption)方式によって、ＳＩＢを伝達される（３３２）。その後、ドメイン内にある機器３３０が有線または無線ネットワークを介して自身の存在をサーバ３２０に知らせ、またはサーバ３２０が機器３３０を見付けることにより、サーバ３２０が機器３３０の存在を認識するようになる（３３４）。
前記サーバ３２０自身が認識した機器３３０をディスプレイ装置によってユーザに提供すると、ユーザは、このディスプレイ装置に表示される機器のうち、ドメインに登録しようとする機器３３０を選択する（３３６）。その後、サーバ３２０は、ユーザにより選択された機器３３０に対して外部サーバ３１０から既に受信したＳＩＢを伝達する（３３８）。前記ＳＩＢを受信した機器３３０は、前記ＳＩＢから秘密値を抽出し（３４０）、前記抽出された秘密値を用いて、自身の廃棄有無を証明できる認証書を作成する（３４２）。前記認証書は、自身がＳＩＢから秘密値を正しく抽出したとのこと、即ち、自身が正当な機器ということを証明するものであり、例えば、自身の機器ＩＤまたは自身の公開鍵の暗号化値が挙げられる。
前記機器３３０が前記認証書、機器の固有識別子（ＩＤ）、機器自身が有する公開鍵をサーバ３２０に伝達すると（３４４），サーバ３２０は、認証書を検証することにより、機器等の正当性を検証し（３４６）、認証された機器の固有識別子（ＩＤ）と公開鍵を記録した認証リストを作成する（３４８）。このとき、認証可能な機器の個数は、コンテンツ提供業者により制限されている。
また他の方式では、サーバ３２０自身が認識した機器にまずＳＩＢを伝達し、認証書を作成した機器３３０の認証書を検証する。その後、認識された機器と検証有無を自身のディスプレイ装置によってユーザに提供し、ユーザが認証された機器のうち、ドメインに含める機器を選択することにより、選択された機器のみで認証リストを作成することもできる。
サーバ３２０が認証リストを作成した後、前記認証リストにある機器に対する情報とサーバ自身が生成した乱数を用いて、固有なドメインＩＤとドメインキーを生成する（３５０）。このドメインＩＤは、サーバ自身の固有値と認証リストを用いて作成し、同一のドメインであっても、サーバ毎に異なる値を有することもある。また、この値は、ドメイン間の区分子として活用される。前記ドメインキーは、ユーザの選択により形成されたドメインに属する機器のみが共有する秘密キーであり、前記ドメインを構成する構成員が変更される度に予測不可能に変更される。
サーバ３２０は、ドメイン内にある認証された機器３３０に、それぞれの機器の公開鍵を用いて、前記ドメインＩＤと前記ドメインキーを暗号化して伝達し（３５２）、前記機器３３０は、自身の秘密キーを用いて、前記ドメインキーを復旧することにより（３５４）、コンテンツを用いるためのドメインが形成される。
コンテンツ共有のためのドメインが形成されると、サーバ３２０は、コンテンツをコンテンツキーにより暗号化し、前記コンテンツキーは、前記ドメインキーにより暗号化される。暗号化されたコンテンツは、コンテンツを用いようとする機器がドメインキーを用いて復号することにより、コンテンツを用いることができるようになる。
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
ホームネットワークにおける「ｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」を基盤とするコンテンツ再生過程を概略的に示した一実施の形態のフローチャートである。 ホームネットワークにおける「ｘＣＰ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」を基盤とするコンテンツ再生過程をより詳しく示した一実施の形態のフローチャートである。 本発明による公開鍵基盤構造のドメイン形成方法を示した例示図である。
符号の説明
３１０ 外部サーバー
３２０ サーバ
３３０ 機器
３３２ ＳＩＢ伝達
３３４ 機器認識
３３６ ユーザの機器選択
３３８ ＳＩＢ伝達
３４０ 秘密値抽出
３４２ 認証書生成
３４４ 機器ＩＤ、公開鍵、認証書伝達
３４６ 認証書検証
３４８ 認証リスト作成
３５０ ドメインＩＤとドメインキー生成
３５２ 公開鍵を用いてドメインＩＤとドメインキーを暗号化
３５４ ドメインキー復旧

Claims (6)

  1. コンテンツを提供するサーバが前記コンテンツを要求する機器のリストを提供し、ユーザが前記リストから機器を選択する第１のステップと、
    前記サーバが廃棄された機器を区分できる情報を前記選択された機器に伝達する第２のステップと、
    前記情報を受信した機器が前記情報から秘密値を抽出して認証書を作成し、自身の機器情報と前記認証書を前記サーバに伝達する第３のステップと、
    前記サーバが認証書を検証し、前記機器情報を用いてドメインＩＤとドメインキーを生成する第４のステップと、
    前記サーバが該当機器固有の公開鍵を用いて、前記ドメインＩＤとドメインキーを暗号化して前記機器に伝達する第５のステップと、
    機器固有の秘密キーを用いて前記ドメインキーを復旧する第６のステップとを含むことを特徴とする公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。
  2. 前記第４のステップが、前記サーバが認証書を検証し、前記機器情報を含む認証リストを作成するステップと、前記機器情報と前記サーバが生成した乱数を用いて、ドメインＩＤとドメインキーを生成するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。
  3. 前記機器情報が、機器ＩＤと機器固有の公開鍵とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。
  4. コンテンツを提供するサーバが廃棄された機器を区分できる情報を自身が認識した機器に伝達する第１のステップと、
    前記情報を受信した機器が前記情報から秘密値を抽出して認証書を作成し、自身の機器情報と前記認証書を前記サーバに伝達する第２のステップと、
    前記サーバが前記認証書を検証し、前記認識した機器リストとそれぞれの機器に対する認証有無のリストをユーザに提供する第３のステップと、
    ユーザが認証された機器からドメインに含める機器を選択し、前記選択された機器と選択された機器に対するそれぞれの機器情報によって認証リストを作成する第４のステップと、
    前記サーバが前記認証リストに含まれた機器情報を用いて、ドメインＩＤとドメインキーを生成する第５のステップと、
    前記サーバが該当機器固有の公開鍵を用いて、前記ドメインＩＤとドメインキーを暗号化して前記機器に伝達する第６のステップと、
    機器固有の秘密キーを用いて前記ドメインキーを復旧する第７のステップとを含むことを特徴とする公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。
  5. 前記第５のステップが、前記機器情報と前記サーバが生成した乱数を用いて、ドメインＩＤとドメインキーを生成するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。
  6. 前記機器情報が、機器ＩＤと機器固有の公開鍵とを含むことを特徴とする請求項４または５に記載の公開鍵基盤構造を用いたドメイン形成方法。

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