JP2006323455A

JP2006323455A - 送信装置、中継装置

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Publication number: JP2006323455A
Application number: JP2005143716A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Akamatsu; 茂男赤松
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】ネットワーク上の伝送帯域、ネットワークに接続している機器の情報、伝送媒体の状況に応じてデータを伝送可能な送信装置および中継装置を提供する。
【解決手段】ハードディスクレコーダ２１００は、中継装置２１０１との間が有線媒体で接続されているために、伝送プロトコルをＴＣＰ／ＨＴＴＰとする（ＳＰ３０１１）。中継装置２１０１は、デジタルテレビ２１０２との間が無線媒体で接続されているために、伝送プロトコルをＵＤＰ／ＲＴＰとする（ＳＰ３０１２）。ハードディスクレコーダ２１００は、暗号化したコンテンツデータをＴＣＰ／ＨＴＴＰで中継装置２１０１へ伝送する。中継装置２１０１は、受信したデータのプロトコルをＨＴＴＰからＲＴＰに変換（ＳＰ３０１７）し、データをＵＤＰでデジタルテレビ２１０２へ伝送する。
【選択図】図２０

Description

本発明は、送信装置および中継装置に関し、特に、コンテンツを送信する送信装置、および送信装置と受信装置との間でコンテンツを中継する中継装置に関する。

近年、通信ネットワークの技術の進歩に伴い、家庭でのネットワーク環境の向上が目覚しい。従来は、電話線を利用した数Ｍｂｐｓ程度のサービスが提供されるに過ぎなかった。ところが、最近では、光ケーブル等の専用媒体を利用した数１０Ｍｂｐｓ〜数Ｇｂｐｓの許容を持つ伝送レートのサービスが増加している。

また、高速の伝送レートを持つ１０Ｂａｓｅ-Ｔや１００Ｂａｓｅ-Ｔの有線のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信機能や、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等の無線ＬＡＮの規格による無線通信機能を備えたデジタル家電装置が普及しつつある。このように家庭において、高い伝送レートの媒体を利用することで、高品位なコンテンツデータを家庭のあらゆる場所において視聴することが可能になる。その結果、ＳＤ(スタンダードディフニション(Standard-Definition)：標準な解像度)クラスの映像でしか見ることができなかった環境から、ＨＤ(ハイディフニション(high-definition)：高精細・高画質な解像度)クラスの高品位な映像を見ることが可能な環境に変化する。また、映像のみならず、音声に関しても、２ｃｈや４ｃｈから５．１ｃｈ、さらには７．２ｃｈ等と音域を拡張することができ、高品位の映像および音声が視聴できる環境となる。

家庭内のあらゆる場所でコンテンツを視聴できることは、各部屋が有線や無線のネットワーク環境で結ばれ、家庭内のネットワークが構築されていることを意味する。家庭内外のネットワーク環境で利用される代表的な通信プロトコルは、ＩＰ(Internet Protocol)である。また、このＩＰプロトコルをベースにして、データの伝送の信頼性を確保する上位のプロトコルの１つがＴＣＰ(Transmission Control Protocol)である。このＴＣＰによって、通信のコネクションの多重化、転送エラーの検出と訂正、順序制御、およびフロー制御が行なわれる。また、ＩＰの上位プロトコルとして、さらにＵＤＰ(User Datagram Protocol)も利用されている。ＵＤＰは、コネクションの多重化、転送エラーの検出は行なうが(オプション)、ＴＣＰに比べて信頼性のないコネクションレス型のプロトコルである。

実際にデータを伝送するためには、ＴＣＰあるいはＵＤＰよりもさらに上位のプロトコルが必要になる。ＴＣＰの上位プロトコルは、インターネット上のＷＷＷのデータ等を伝送するＨＴＴＰ(HyperText Transfer Protocol)である。一方、ＵＤＰの上位プロトコルは、映像や音声をリアルタイムに伝送するＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)である。

これらのプロトコルを基本的なネットワークモデルとして図２１に示す。１０４は、物理層およびデータリンク層に属する、有線／無線のインターフェース規格やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を示す。１０３は、ネットワーク層に属するＩＰを示している。１０２は、トランスポート層に属するＴＣＰを示している。１０６は、同じくトランスポート層に属するＵＤＰを示している。１０１は、アプリケーション層に属するＨＴＴＰを示している。１０５は、同じくアプリケーション層に属するＲＴＰを示している。アプリケーション層の上位には、ユーザＡＰＩ（アプリケーションインターフェース）１００が規定されている。送信装置は、これらの規定に従い、データを予め定められたプロトコルに従って、ソケットインターフェースで送信する。一方、受信装置は、そのプロトコルに従ってデータを受信する。これにより、送受信装置間でデータ通信が行なわれる。

ネットワーク環境の向上によって、高品位のコンテンツを送受信できるようになったが、デジタルデータは、アナログデータに比べ劣化が無いため、コンテンツの著作権を保護することが極めて重要になる。このための著作権保護技術として、ＤＴＬＡ(米 Digital Transmission Licensing)社によるコピー・プロテクション技術が知られている。これは、同社からライセンスを受けた装置に対して、著作権保護技術を適用し、違法な装置ではコンテンツの再生や複製はできない仕組みになっている。この技術を利用したＩＥＥＥ１３９４のインターフェースを持つデジタル装置が製品化されている。製品化された装置間では、互いに認証をしてデジタルデータの伝送路上で暗号が施される。最近、ＤＴＬＡによって、ＩＥＥＥ１３９４上ではなく、ＩＰプロトコル上にＤＴＣＰ（Digital Transmission Content Protection）技術を搭載させる仕様も公開された。

以下、ＤＴＣＰ技術の概要について説明する。第１ステップで、著作権保護が必要なコンテンツを伝送する送信機器と受信機器との間で機器の相互認証を行なう。第２のステップで、送信機器と受信機器との間でコンテンツを伝送する際に存在する唯一の共通鍵の計算を行なう。第３ステップで、その共通鍵とコンテンツのコピー制限情報と暗号化キー切り替え情報との３つを用いて、コンテンツに暗号化を施すための暗号化キーを作成し、コンテンツに暗号化を施して伝送する。なお、第１ステップでの機器の相互認証にはＤＴＬＡより配布された機器情報が必要とされる。

ＩＰプロトコル上のコンテンツの暗号化方式は、ＣＢＣ(Cipher Block Chaining)モードが採用されている。これは、ＡＥＳ−１２８ｂｉｔのブロック型暗号化方式の強度を高めるためである。ＵＤＰ／ＲＴＰ(ＴＣＰプロトコルとＨＴＴＰプロトコルの併用を意味する。以下、同様。)、およびＴＣＰ／ＨＴＴＰ（ＵＤＰプロトコルとＲＴＰプロトコルの併用を意味する。以下、同様。）でデータを伝送する場合のパケットのフォーマットを図２２に示す。

ＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルでコンテンツデータ１５００を伝送する場合、まず、コンテンツデータ１５００を所定単位のブロックに分割する。次に、各分割ブロックに対して、暗号処理を施したＰＣＰ１５０２Ａを生成する。さらに、各ＰＣＰ１５０２ＡにＲＴＰヘッダ１５０１を付加する。そして、ＲＴＰヘッダ１５０１が付加されたＰＣＰ１５０２Ａを順次、伝送する。

このように、ＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルでコンテンツデータを伝送する際には、複数のＰＣＰ１５０２Ａが生成されることになる。ＰＣＰ１５０２Ａには、暗号化データであるEncrypted Data１５０６の他に、データの暗号鍵に必要となる情報ＥＭＩ１５０３、ＮＣ１５０４、およびＬＥＮ１５０５が付加されている。ＥＭＩ１５０３は、コンテンツの著作権情報を示すビットデータであり、ＮＣ１５０４は、鍵の更新のタイミングを示すデータであり、ＬＥＮ１５０５は、データサイズを示すデータである(非特許文献１)。

ＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコルでコンテンツデータ１５００を伝送する場合、まず、コンテンツデータ１５００を分割せずにコンテンツデータ全体に暗号処理をしてＰＣＰ１５０２Ｂを作成する。次に、ＰＣＰ１５０２ＢにＨＴＴＰヘッダ１５０７を付加する。そして、ＨＴＴＰヘッダ１５０７が付加されたＰＣＰ１５０２Ｂを伝送する。

図２３は、ＣＢＣモードによる暗号化の仕組みを示す図である（非特許文献２）。図２３には、初期化ベクタ値１６０１、平文１６０２、ＸＯＲ演算子１６０５、ＡＥＳ−１２８暗号化ブロック１６０３、ＡＥＳ−１２８復号化ブロック１６０６、および暗号文１６０４が示されている。図２３（Ａ）は暗号化時のＣＢＣモードである。図２３（Ｂ）は、復号化時のＣＢＣモードである。

ＣＢＣモードでは、暗号化する平文Ｎと、前回、暗号化された暗号文Ｎ−１とについてＸＯＲ１６０５演算し、その演算結果にＡＥＳ−１２８暗号化ブロック１６０３による暗号化を施すことにより、暗号文Ｎを生成する。なお、最初の平文１に対応する１つ前の暗号文のブロックは存在しないので、平文１に対しては、初期ベクタ値１６０１を与えてＸＯＲ１６０５演算する。復号の際には、復号化する暗号文ＮにＡＥＳ−１２８復号化ブロック１６０６による復号化処理をし、その処理結果と暗号文Ｎ−１とについてＸＯＲ１６０５演算して平文Ｎを求める。よって、ＣＢＣモードとは、暗号化、復号化の結果が次段処理に伝播していく処理である。そのため、暗号化強度が高い。

特開２００３−１９８６３８号公報（特許文献１）には、外部ネットワーク網である外部公衆回線網と、内部ネットワーク網であるＩＰ網との間でプロトコル変換することが示されている。

また、特開２００４−３２８７０６号公報（特許文献２）には、ＵＤＰ／ＲＴＰ上でＤＴＣＰ技術を搭載するための送受信装置の制御方法とデータフォーマットとが記載されている。
特開２００３−１９８６３８号公報特開２００４−３２８７０６号公報 DTCP Volume 1 Supplement E Mapping DTCP to IP, Version 1.0 (Informational Version) NIST Special Publication 800-38A 2001 Edition "Recommendation for Block Cipher Modes of Operation" Methods and Techniques Morris Dworkin

家庭の多くでは有線と無線とが組み合わせられてネットワークが形成されているが、各々で伝送レートの帯域が制限されているため、伝送効率の観点からすると、データを伝送する帯域を考慮してデータを伝送する必要がある。特に、家庭内でネットワーク接続される機器の数が増加するに従い、制限された帯域を有効に活用していく必要が生じる。すなわち、帯域の有効活用という問題がある。

また、有線の場合は、伝送するデータのエラーやロストは発生し難いが、無線の場合は、通信の状態によってデータのエラーやロストが発生し易い。そのため、こられの通信媒体の特性を考慮してデータ伝送を行なう必要がある。すなわち、通信媒体の特性を活かしたデータ伝送という問題がある。一般的には、有線の場合には、ＴＣＰ／ＨＴＴＰを利用し、無線の場合にはＵＤＰ／ＲＴＰを利用してデータを伝送することが多い。

上述のように家庭内では複数の機器がネットワークに接続されている場合が多く、コンテンツを伝送する送信装置と受信装置の間には中継装置が存在する。家庭内でのネットワーク上で著作権保護技術が必要なコンテンツを伝送する場合は、上述のようなＤＴＣＰ技術を利用する。ＤＴＣＰ技術のように伝送するコンテンツに著作権保護技術が必要な場合には、中継装置毎に機器情報を搭載させることや中継装置で暗号化コンテンツを復号化して、再度暗号化を行なう。このため、特許文献１に開示される構成では、伝送上のコンテンツを受信装置で再生する時の遅延が発生することや暗号化を復号させるためのバッファが必要になる。

また、特許文献２に開示される構成では、データのプロトコルを伝送経路等に応じて変換することはできない。よって、送信装置と中継装置、中継装置と受信装置の間のプロトコルは同一にする必要がある。また、特許文献２には、コンテンツを伝送するプロトコルの指定方法について、具体的な開示がない。

また、ＤＴＣＰは、ｅｎｄ−ｅｎｄ端末間で機器の認証、暗号化方法を決定し、ＳｏｕｒｃｅＤｅｖｉｃｅ側からＳｉｎｋＤｅｖｉｃｅ側へ、暗号化されたコンテンツを伝送する技術に過ぎず、コンテンツデータ自体を変換するものではない。そのため、伝送経路の途中に無線等のロストが発生しやすい通信媒体が介在しているにも関わらず、ＤＴＣＰによりＨＴＴＰが選択された場合には、再送が発生し、伝送効率が悪くなる。一方、ＲＴＰは、ＨＴＴＰに比べ、プロトコル自体の伝送効率が悪い。

このように、ｅｎｄ−ｅｎｄ端末間で適当な伝送のプロトコルを決めたとしても、経路の途中で通信媒体が変われば、その媒体では決められたプロトコルは必ずしも最適でないことになり得る。また中継装置でプロトコルを変える場合は複雑な処理、たとえば暗号の複合化と再暗号化とを行なう必要がある。ところが、従来は、通信経路等の状況を考慮してプロトコルを変更する装置は存在しなかった。

本発明は、係る実情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、ネットワーク上の伝送帯域、ネットワークに接続している機器の情報、伝送媒体の状況に応じてデータを伝送可能な送信装置および中継装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、コンテンツデータを伝送するときに、受信装置の装置情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、前記装置情報とは、表示機能、および録画機能の有無を示す情報であることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、コンテンツデータを伝送するときに、コンテンツデータのコピー制限情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、コンテンツデータを伝送するときに、受信装置の利用方法を示す情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、前記プロトコル選択手段は、ＲＴＰプロトコルとＨＴＴＰプロトコルとのうちから伝送プロトコルを選択することを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、前記コンテンツデータの種類とは、ストリーム系、および静止系であることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、コンテンツデータを伝送するときの伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段と、前記送信装置から入力されたコンテンツデータの伝送プロトコルを前記プロトコル選択手段において選択された伝送プロトコルに変換するプロトコル変換手段と、該プロトコル変換手段で変換されたコンテンツデータを前記受信装置へ出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、前記送信装置から入力されたデータを記憶する記憶手段と、該記憶手段に蓄積されたデータが、前記プロトコル選択手段により選択された伝送プロトコルで規定されるパケットのデータ長に達したか否かを判定するデータ長判定手段と、該データ長判定手段がデータ長に達したと判定したときに、前記記憶手段に蓄積されたデータから出力パケットを生成する出力パケット生成手段とを含むことを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、前記送信装置から入力されたデータおよび該データの入力タイミングを記憶する記憶手段と、前記送信装置からデータが入力されてから所定時間が経過したか否かを判定する時間判定手段と、該時間判定手段が前記所定時間を経過したと判定したときに、前記記憶手段に蓄積されたデータから出力パケットを生成する出力パケット生成手段とを含むことを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、所定の暗号化方式で暗号化された暗号化パケットヘッダと暗号化データとを含む、前記送信装置から入力された第１のプロトコルのパケットデータを、第２のプロトコルのパケットデータに変換するプロトコル変換手段を備え、該プロトコル変換手段は、前記第２のパケットデータのヘッダに、拡張ビット、および先頭フラグとパディングフラグとパディング長とを含む拡張ヘッダを付加し、前記第２のパケット内のデータの先頭には、前記第１のパケット内のデータと長さのみ異なる同じ暗号化ヘッダを付加し、前記第１のパケット内のデータを細分化して、第２のパケット内のデータに分けて搭載することを特徴とする。

また、本発明の他の局面に従うと、送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、所定の暗号化方式で暗号化された暗号化パケットヘッダと暗号化データとを含む、前記送信装置から入力された第１のプロトコルのパケットデータを、第２のプロトコルのパケットデータに変換するプロトコル変換手段を備え、該プロトコル変換手段は、前記第２のパケットデータのヘッダに、拡張ビット、および変換フラグと変換個数と変換個数に対応する変換ポインタとを含む拡張ヘッダを付加し、前記第２のパケット内のデータの先頭には、前記第１のパケット内のデータと長さのみ異なる同じ暗号化ヘッダを付加し、前記第１のパケット内のデータを複数集めて、前記第２のパケット内のデータにすることを特徴とする。

本発明によれば、伝送帯域、ネットワークに接続している機器の情報、伝送媒体の状況に応じて、最適な通信プロトコルを自動的に選択することが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。著作権を保護する必要のあるコンテンツデータを送受信する際に利用可能な、様々な著作権保護技術が開発されている。たとえば、ＤＴＣＰ等では、送信装置、受信装置のそれぞれが所持する固有の認証子情報を基にして装置間で相互認証をし、共通鍵を生成する。その共通鍵を利用してコンテンツを暗号化するための暗号鍵を生成する。

また、地上波デジタル放送やＢＳデジタル放送等は、登録したＢ−ＣＡＳカードを受信用のチューナに挿入することにより、受信が可能になる。

本発明の実施形態では上述の公知の装置認証についての説明を省略する。また、以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、家庭内のホームネットワークと外部とのネットワーク構成を示す図である。ホームネットワーク２０１は、光ファイバー等の専用ケーブルやＩＳＤＮ、ＡＤＳＬにより、インターネット２０２に接続されている。ホームネットワーク２０１には、家庭内コンテンツサーバ２０４を含む複数種類の通信装置が配置されている。

家庭内コンテンツサーバ２０４は、インターネット２０２経由で、外部のコンテンツ送信装置２０３にアクセス可能である。コンテンツ送信装置２０３は、コンテンツプロバイダ等のコンテンツ配信業者によって管理される装置である。コンテンツ送信装置２０３から家庭内コンテンツサーバ２０４へは、様々なコンテンツデータが送信される。家庭内コンテンツサーバ２０４は、たとえば、コンテンツの著作権情報に基づいて、受信したコンテンツデータを家庭内コンテンツサーバ２０４自身に保存するか、受信したコンテンツデータを中継してホームネットワーク２０１内の他の通信装置に送信するかを決定する。

他のコンテンツデータの一例となる地上波デジタル放送やＢＳデジタル放送は、地上・衛星波２０５によって送信される。これらのコンテンツデータは、図示しないアンテナを介してチューナ装置２０６で受信された後、たとえば、家庭内コンテンツサーバ２０４に保存される。

なお、家庭内コンテンツサーバ２０４にチューナ装置２０６を内蔵させてもよい。また、チューナ装置２０６により受信されたコンテンツデータを家庭内コンテンツサーバ２０４に保存することなく、家庭内コンテンツサーバ２０４を中継装置として機能させて、ホームネットワーク２０１内の他の受信装置にコンテンツデータを送信してもよい。他の受信装置は、たとえば、デジタルテレビに代表されるＡＶコンテンツ等を視聴するための視聴装置である。

次に、ホームネットワーク２０１内の機器構成について詳細に説明する。家庭内コンテンツサーバ２０４は、ホームネットワーク２０１外から提供されるコンテンツを受信する装置である。家庭内コンテンツサーバ２０４は、受信したコンテンツデータを保存可能な記憶部を備える。また、家庭内コンテンツサーバ２０４は、受信したコンテンツデータ、あるいは保存しているコンテンツデータを他の受信装置に送信する機能を備える。

家庭内コンテンツサーバ２０４は、コンテンツ中継装置２１１、コンテンツ受信保存装置２１０、およびコンテンツ受信装置２０７Ａと通信可能である。コンテンツ受信装置２０７Ａは、家庭内コンテンツサーバ２０４と無線接続されている。コンテンツ受信保存装置２１０は、家庭内コンテンツサーバ２０４と無線および有線のいずれによっても接続可能に構成されている。コンテンツ受信装置２０７Ａは、たとえば、ステレオ、モニタ装置等、コンテンツを視聴するための視聴装置である。コンテンツ受信装置２０７Ｂ、２０７Ｃも同様である。一方、コンテンツ受信保存装置２１０は、たとえば、記憶部の一例となるデジタルハードディスクと、視聴装置の一例となるデジタルテレビとが一体化した装置である。

コンテンツ中継装置２１１は、家庭内コンテンツサーバ２０４と有線接続されている。コンテンツ中継装置２１１は、受信したコンテンツデータを他の装置に中継して送信する機能を備えた装置である。

コンテンツ中継装置２１１は、有線接続のためのインタフェースと無線接続のためのインタフェースとを備える。コンテンツ中継装置２１１には、コンテンツ受信装置２０７Ｂと、コンテンツ受信装置２０８と、コンテンツ保存装置２０９とが接続されている。

コンテンツ受信装置２０７Ｂは無線接続のためのインタフェースを備える装置であり、コンテンツ受信装置２０８およびコンテンツ保存装置２０９は有線接続のためのインタフェースを備える装置である。コンテンツ保存装置２０９は、たとえば、デジタルハードディスクである。コンテンツ保存装置２０９は、さらに無線接続のためのインタフェースを備え、このインタフェースによって、コンテンツ受信装置２０７Ｃと無線接続されている。

ホームネットワーク２０１を構成する受信装置や保存装置は、家庭内の複数の部屋に分散して配置されている。外部から受信したコンテンツデータをホームネットワーク２０１内の所望の装置へ送信することにより、家庭内の所望の部屋で住人がコンテンツを視聴することが可能になる。

ホームネットワーク２０１を構成するコンテンツ保存装置２０９あるいはコンテンツ受信保存装置２１０は、他の装置との関係において、自らが記憶しているコンテンツを送信する送信装置にも、また、他の装置からコンテンツを受信する受信装置にも成り得る。図２は、コンテンツを送受信する状況から定義される、送信装置Ａ、中継装置Ｂ、および受信装置Ｃを示す図である。次に、図２に定義される送信装置Ａおよび中継装置Ｂの構成について説明する。

図３は、図２に示される送信装置Ａの構成を示すブロック図である。送信装置Ａは、ユーザインターフェイス部３０５を備える装置管理部３１３と、ネットワーク管理部３０６と、ネットワークパケット処理部３０９と、イーサネット（登録商標） (Ethernet（登録商標）)等の接続のための有線ネットワークインターフェイス部３０７と、無線ネットワークインターフェイス部３０８と、コンテンツデータを記憶するハードディスク装置３０２と、コンテンツデータの入出力を制御するコンテンツデータ入出力部３０１とを備える。

送信装置Ａが、図１に示されるコンテンツ送信装置２０３である場合には、さらに、コンテンツデータそのものを生成するコンテンツ生成装置３０３を備える。この場合、コンテンツデータ入出力部３０１は、コンテンツ生成装置３０３から入力されるコンテンツデータの著作権情報をネットワーク管理部３０６へ通知する。また、送信装置Ａが、図１に示されるコンテンツ受信保存装置２１０である場合には、コンテンツデータを視聴するためのディスプレイやスピーカ等に対してコンテンツを視聴可能に出力する出力装置３０４をさらに備える。

装置管理部３１３は、システムのネットワークに関する制御を行なう。装置管理部３１３は、コンテンツデータを送信する場合、ユーザインターフェース部３０５からネットワーク管理部３０６にコンテンツデータを送信する命令を送る。なお、このときにユーザインターフェース部３０５からコンテンツデータを送信するときのプロトコルを設定する情報を入力してもよい。

ネットワーク管理部３０６には、プロトコルを選択する際の基準となる複数種類の基準情報が入力される。１つ目は現在、設定されているプロトコルの種類を示すプロトコル設定情報である。この情報は、ユーザインターフェイス部３０５から入力される。２つ目は、有線インターフェイスおよび無線インターフェイスの動作可否を示すネットワークインターフェイス情報である。この情報は、有線ネットワークインターフェース部３０７、および無線ネットワークインターフェース部３０８から入力される。３つ目は、送信するコンテンツデータの著作権情報である。４つ目は、コンテンツデータを受信する受信装置の装置情報である。この情報は、ネットワークパケット処理部３０９から入力される。５つ目は、受信装置の利用方法を示す利用情報である。

ネットワーク管理部３０６には、入力される基準情報に関連する情報テーブルが記憶されている（図４〜図７参照）。ネットワーク管理部３０６は、入力された情報と、記憶している情報テーブルとに基づいて、コンテンツデータを送信するプロトコルを決定する。プロトコルの決定手法については、後述する。ネットワーク管理部３０６は、決定したプロトコルをネットワークパケット処理部３０９に通知する。

ネットワークパケット処理部３０９は、プロトコル選択部３１４と、ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０と、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３１１と、フィルタリング部３１２とを備える。

ネットワークパケット処理部３０９には、送信対象のコンテンツデータが入力される。さらに、ネットワークパケット処理部３０９には、コンテンツデータ以外の制御用データが装置管理部３１３から入力される。プロトコル選択部３１４は、ネットワーク管理部３０６から通知されたプロトコルに基づいて、コンテンツデータを送信するプロトコルを選択する。ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０は、コンテンツデータをＨＴＴＰプロトコルまたはＲＴＰプロトコルで規定されているパケットフォーマットに変換する機能を備える。ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３１１は、ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０で処理されたデータを、さらに、ＴＣＰプロトコルまたはＵＤＰプロトコルで規定されているパケットフォーマットに変換する機能を備える。ネットワークパケット処理部３０９は、プロトコル選択部３１４により選択されたプロトコルに従い、コンテンツデータをＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０およびＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３１１によりパケット化する。なお、通信のための制御データについても、コンテンツデータと同様にパケットデータに変換される。

パケット化されたデータは、順次、有線ネットワークインターフェイス部３０７または無線ネットワークインターフェイス部３０８、あるいは双方から送信される。なお、本実施の形態では、選択可能なプロトコルとして、２つのプロトコルしか例示していないが、他のネットワークプロトコルをさらに選択肢として設けてもよい。

コンテンツデータやそれ以外の制御データを有線ネットワークインターフェース部３０７または無線ネットワークインターフェース部３０８を介して受信した場合は、フィルタリング部３１２が受信データを構成するパケットを解析する。そして、その解析結果が装置管理部３１３に通知される。受信データがコンテンツデータのときには、そのデータがコンテンツ入出力部３０１へ伝送される。受信データが制御データのときには、そのデータが装置管理部３１３へ伝送される。

装置管理部３１３は、受信したコンテンツデータをハードディスク装置３０７に保存するか、コンテンツ出力装置３０４へ出力するかを示す指令情報をネットワーク管理部３０６に出力する。ネットワーク管理部３０６は、その指令をコンテンツデータ入出力部３０１へ通知する。

図４〜図７は、ネットワーク管理部３０６が記憶している情報テーブルを示す図である。ネットワーク管理部３０６は、以下に説明する図４〜図７のいずれかの情報テーブルを用いてプロトコルを選択する。なお、いずれの情報テーブルを優先的に用いてプロトコル選択してもよい。また、図４〜図７のいずれか１つの情報テーブルのみをネットワーク管理部３０６に記憶させ、その情報テーブルのみに基づいてプロトコル選択してもよい。あるいは、図４〜図７のうちの、いずれか２以上の情報テーブルをネットワーク管理部３０６に記憶させ、その情報テーブルに基づいてプロトコル選択してもよい。

図４は、装置情報に基づいてプロトコルを設定するために用いる情報テーブルを示す図である。装置情報は、コンテンツデータを送信する対象となる装置が、デジタルテレビ、デジタルハードディスク、デジタルテレビとハードディスクが一体化した装置、および中継装置のいずれであるかを示す情報である。図４に示される表示機能および録画機能欄の「ＯＫ」は、機能有を意味し、「ＮＯ」は、機能無を意味する。中継装置を除いて、それぞれの装置は録画機能または表示機能を備える。

ネットワーク管理部３０６は、入力された装置情報と図４に示される情報テーブルとに基づいてプロトコルを選択する。たとえば、装置情報が「デジタルテレビ」のときには、リアルタイムでのストリームコンテンツの視聴に適したＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。一方、装置情報が「デジタルハードディスク」のときには、録画の際のデータのロストがないＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択される。

デジタルテレビとデジタルハードディスクとが一体型された装置の場合には、装置の使用目的に応じたプロトコルが選択される。表示機能のみが利用される場合には、ＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。一方、デジタルハードディスクのような録画機能のみが利用される場合には、ＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択される。両方を同じネットワークインターフェースで利用する場合には、ＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコルが選択される。

中継装置の場合には、図５〜７に示される情報テーブルが参照されて、伝送媒体や、コンテンツの種類、コンテンツの著作権情報、利用情報に依存したプロトコルが選択される。

図５は、ネットワークインターフェイス情報に基づいてプロトコルを設定するために用いる情報テーブルを示す図である。この情報テーブルによれば、有線の場合も無線の場合も、コンテンツの種類が静止系のときには、ＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択される。一方、コンテンツの種類がストリーム系の場合には、また、回線の状態に応じてＴＣＰ／ＨＴＴＰまたはＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。

ネットワークインターフェースが有線であり、かつ、コンテンツの種類がストリーム系の場合には、その回線の使用可能帯域比率に応じて、プロトコルが選択される。すなわち、使用可能帯域比率が０．８以上のときには、ＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択され、０．８未満のときにはＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。使用可能帯域比率は、インターフェイスにおいて、コンテンツを伝送できる伝送レートの割合を比率化した通信比率である。たとえば、最大の伝送帯域が１００Ｍｂｐｓの回線の伝送レートが通信状況により８０Ｍｂｐｓに変化した場合の通信比率は、以下の式で算出することにより、０．８となる。

通信比率（使用可能帯域比率）＝通信のために利用できる伝送レート(ｂｐｓ)／ネットワークインターフェースの利用可能な最大の伝送レート(ｂｐｓ)
ネットワークインターフェースが無線であり、かつ、コンテンツの種類がストリーム系の場合には、データのロストが発生するか否かによって、以下のようにプロトコルが選択される。

まず、データのロストが発生する場合には、ＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。これに対して、データのロストが発生しない場合には、無線回線の使用可能帯域比率に応じてプロトコルが選択される。使用可能帯域比率が０．８以上のときには、ＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択され、０．８未満のときにはＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。

図６は、著作権情報に基づいてプロトコルを設定するために用いる情報テーブルを示す図である。本実施の形態では、著作権情報は、コンテンツのコピー制限の回数である。

ＣｏｐｙＮｅｖｅｒの場合には、ストリーム系として、ＵＤＰ／ＲＴＰが選択される。ＣｏｐｙＯｎｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎの場合には、受信する装置で保存する場合もあるので、ＴＣＰ／ＨＴＴＰが選択される。Ｍｏｖｅ、ＮＯｍｏｒｅｃｏｐｉｅｓの場合には、ＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルが選択される。ＣｏｐｙＦｒｅｅの場合にはＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコルが選択される。

図７は、利用情報に基づいてプロトコルを設定するために用いる情報テーブルを示す図である。受信装置がデジタルテレビの場合には、ユーザの利用方法としては視聴するのみであるのでＰｌａｙＯｎｌｙとしてデフォルトのプロトコルはＵＤＰ／ＲＴＰで設定する。受信装置がハードディスク装置の場合には、ユーザの利用方法はＣｏｐｙやＭｏｖｅのみであるためデフォルトのプロトコルはＴＣＰ／ＨＴＴＰで設定する。または、受信装置がレコーダ機能を持ったハードディスク装置や、コピー機能を持ったデジタルテレビ等の一体型の場合には、ＰｌａｙａｎｄＣｏｐｙとしてデフォルトのプロトコルはＴＣＰ／ＨＴＴＰで設定する。こられのデフォルトの設定や、これらの情報による重み付けは、一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。

図８および図９は、プロトコルを決定する処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、一例として図５に示される情報テーブルを用いた場合の処理手順を説明する。このフローチャートに基づく制御は、図３に示される送信装置Ａによって実行される。さらに、この制御は、後述の図１２に示される中継装置Ｂによっても同様に実行される。

まず、送信装置に電源が入り起動している状態（Ｓ２０）となる。受信装置がネットワークに入り、送信装置へアクセスがあった場合（Ｓ２１でＹＥＳ）には、送信装置自身のネットワークインターフェースの情報が入力される（Ｓ２２）。これは、送信装置が受信装置と無線で接続されているか有線で接続されているかを示す情報である。

無線で接続されている場合には、受信装置から選択されたコンテンツの種類が確認される（Ｓ２４）。有線の場合にも、同様に、受信装置から選択されたコンテンツの種類が確認される（Ｓ２５）。そして、それぞれ、コンテンツがストリーム系か静止系であるかが判定される(Ｓ２６、Ｓ２７)。具体的には、選択されるコンテンツファイルの拡張子等によって、静止系、ストリーム系のいずれであるかが判定される。たとえば、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＰＮＧ等であれば、静止系と判定され、ＭＰＥＧ−ＴＳやＤＶ等であればストリーム系と判定される。

ネットワークインターフェイスが無線であり、かつ、要求されるコンテンツが静止系であれば、プロトコルがＴＣＰ／ＨＴＴＰに決定される（Ｓ３７）。ネットワークインターフェイスが有線であり、かつ、要求されるコンテンツが静止系であれば、プロトコルがＴＣＰ／ＨＴＴＰに決定される（Ｓ２８）。

ネットワークインターフェイスが有線であり、かつ、要求されるコンテンツがストリーム系の場合には、使用可能帯域比率が計算される（Ｓ３７）。使用可能帯域比率が０．８未満の場合（Ｓ３９でＹＥＳ）には、プロトコルがＵＤＰ／ＲＴＰに決定される（Ｓ４０）。使用可能帯域比率が０．８以上の場合（Ｓ３９でＮＯ）には、プロトコルがＴＣＰ／ＨＴＴＰに決定される（Ｓ３８）。そして、予め設定された時間Ｔ毎（Ｓ４１）に再度、使用可能帯域比率が計算され、プロトコルを変更するかしないかが繰り返し決定される。

ネットワークインターフェイスが無線であり、かつ、要求されるコンテンツがストリーム系の場合にば、使用可能帯域比率が計算される（Ｓ３１）。次に、伝送上のロストが発生しているか否かが判断される（Ｓ３２）。ロストが発生している場合には、Ｓ３１で計算された使用可能帯域比率の高低に関わらず、プロトコルがＵＤＰ／ＲＴＰに決定される（Ｓ３４）。ロストが発生していない場合には、使用可能帯域比率に応じてプロトコルが決定される。具体的には、使用可能帯域比率が０．８未満の場合（Ｓ３３でＹＥＳ）には、プロトコルがＵＤＰ／ＲＴＰに決定される（Ｓ３４）。使用可能帯域比率が０．８以上の場合（Ｓ３３でＮＯ）には、プロトコルがＴＣＰ／ＨＴＴＰに決定される（Ｓ３５）。そして、予め設定された時間Ｔ毎（Ｓ３６）に再度、使用可能帯域比率が計算され、プロトコルを変更するかしないかが繰り返し決定される。

図１０は、本実施の形態で使用するＵＤＰ／ＲＴＰのパケットフォーマットを示す図である。ＵＤＰ／ＲＴＰによるパケット８０１は、ＩＰヘッダとＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダ、およびデータから構成される。有線媒体の一例となるイーサネット（登録商標）の場合には、一度に伝送できるＭＡＸサイズがイーサネット（登録商標）のヘッダも付加した上で１５００ｂｙｔｅと規定されている。イーサネット（登録商標）のヘッダサイズが１８ｂｙｔｅ、ＩＰヘッダサイズが最小２０ｂｙｔｅ、ＵＤＰヘッダサイズが８ｂｙｔｅ、ＲＴＰヘッダサイズが最小１２ｂｙｔｅであるため、データサイズは最大１４４２ｂｙｔｅとなる。

たとえば、ＭＰＥＧ２−ＴＳの１パケットサイズは１８８ｂｙｔｅであるため、ＭＰＥＧ２−ＴＳをコンテンツデータとして送信する場合には、ＭＰＥＧ２−ＴＳを７パケット分入れることが可能になる。ＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルは、再送の処理がないので、区切りのネットワークインターフェースの最大伝送サイズに合わせることにより、効率が良くなる。

図１１は、本実施の形態で使用されるＴＣＰ／ＨＴＴＰのパケットフォーマットである。ＴＣＰヘッダサイズは最小２０ｂｙｔｅ、ＨＴＴＰヘッダサイズは可変である。また、ＨＴＴＰヘッダは、メタ情報と呼ばれるテキスト形式である。

ＴＣＰ／ＨＴＴＰには、受信できなかったデータを再送する処理が規定されている。このため、データを確実に相手先へ送信可能である。しかしながら、そのためにデータが受信装置に到着するまでに遅延を生じる。イーサネット（登録商標）の場合、ＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダ、ＨＴＴＰヘッダ、およびデータを含めたパケット９０１のサイズは、イーサネット（登録商標）のヘッダも含めて１５００ｂｙｔｅになる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線通信の場合のパケット９０１のサイズは、２０４８ｂｙｔｅである。有線も無線の場合も、パケットサイズをネットワークインターフェースの最大伝送サイズに設定することにより、転送効率を高めることができる。

図１２は、図２に示される中継装置Ｂの構成を示すブロック図である。中継装置Ｂの構成は、図３に示される送信装置Ａのネットワークパケット処理部３０９に対して、プロトコル変換処理部７００が追加されたものである。

中継装置Ｂは、コンテンツデータを送信する送信装置と、コンテンツデータを受信する受信装置との間に介在し、コンテンツデータを中継する。中継装置Ｂは、たとえば、送信装置から送信されたコンテンツデータを有線ネットワークインターフェース３０７により受信し、ネットワークパケット処理部３０９に入力した上で、無線ネットワークインターフェース３０８から受信装置へコンテンツデータを送信する。

中継装置Ｂは、図３に示される送信装置Ａと同じく、図４〜図７に示した情報テーブルを記憶しており、受信装置に対してコンテンツデータを送信するために最適なプロトコルを選択する機能を備える。また、中継装置Ｂは、図８および図９に示した制御を実行する。中継装置は、選択したプロトコルが、送信装置との間で規定されたプロトコルと異なる場合に、送信装置から受信したデータのプロトコルを受信装置との通信用のプロトコルに変換するプロトコル変換機能を備える。このプロトコル変換機能が、プロトコル変換処理部７００によって実現される。

プロトコル変換処理部７００は、データのプロトコルをＴＣＰ／ＨＴＴＰとＵＤＰ／ＲＴＰとの間で相互に変換する。これにより、送信装置と中継装置Ｂとの間の状況、および中継装置Ｂと受信装置との状況に応じた適切な伝送プロトコルによってコンテンツデータを送信装置から受信装置へ送信することが可能となる。

たとえば、コンテンツデータがストリーム系であり、送信装置と中継装置Ｂとの間の通信媒体が使用可能帯域比率の高い(≧０．８）有線媒体で構成される一方、中継装置Ｂと受信装置との間の通信媒体がロストの多い無線媒体で構成されるような場合を想定する。この場合、図５に示される情報テーブルに従えば、送信装置は、中継装置との間の伝送プロトコルとして、ＴＣＰ／ＨＴＴＰを選択する。一方、中継装置Ｂは、図５に示される情報テーブルに従えば、中継装置Ｂと受信装置との間の伝送プロトコルとして、ＵＤＰ／ＲＴＰを選択する。中継装置Ｂのプロトコル変換処理部７００は、送信装置から伝送されたコンテンツデータのプロトコルをＴＣＰ／ＨＴＴＰからＵＤＰ／ＲＴＰに変換する。これにより、送信装置からコンテンツデータを適切なプロトコルで受信する一方、受信装置へ、そのコンテンツデータを適切なプロトコルで送信することができる。

あるいは、受信装置が図１に示されるコンテンツ受信装置２０７Ｂ，２０８である場合には、送信装置と中継装置Ｂとの間ではコンテンツデータを通信ロスの少ないＴＣＰ／ＨＴＴＰで確実に受信しつつ、中継装置Ｂと受信装置との間では、リアルタイム性に優れたＵＤＰ／ＲＴＰでコンテンツデータを送信することも可能となる。

図１３は、プロトコル変換処理部７００の構成を示すブロック図である。また、図１４は、プロトコル変換処理部７００が実行する処理手順を示すフローチャートである。さらに、図１５は、バッファメモリ１１００へデータが蓄積される様子を示す図である。図４に示されるフローチャートは、ＨＴＴＰプロトコルのデータをＲＴＰプロトコルへ変換する処理、またはＲＴＰプロトコルのデータをＨＴＴＰプロトコルへ変換する処理を示している。

図１３に示されるように、プロトコル変換処理部７００は、バッファメモリ１１００と時間処理部１１０１と出力制御部１１０２とを備える。バッファメモリ１１００には、ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０を介して送信装置から送信されたコンテンツデータが入力される。このように、バッファメモリ１１００には、受信装置へ送信されるコンテンツデータが一旦、蓄積される。蓄積されたコンテンツデータは、所定の出力条件が成立する毎に、出力制御部１１０２へ転送される。ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０に入力されるデータのプロトコルと、出力するデータのプロトコルとは、上述したプロトコル決定処理によって、設定されている。

以下では、送信装置から受信したＨＴＴＰプロトコルのコンテンツデータをＲＴＰプロトコルに変換して受信装置へ送信する場合を例として、プロトコル変換処理部７００の動作を説明する。

時間管理処理部１１０１は、出力時間α_Timeを設定する。α_Timeは、バッファメモリ１１００に蓄積されたコンテンツデータの一部を出力制御部１１０２に出力するために用いるタイマである。β_Lengthは、１パケットあたりの出力データサイズであり、たとえば、データを出力するときのプロトコルで規定されている１パケット長である。β_Lengthは、ネットワーク管理部３０６が出力するネットワークインターフェースの情報の１つである。出力制御部１１０１は、α_Time、およびβ_Lengthを閾値としてバッファメモリ１１００から出力されたデータをＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部へ引き渡す。

ＲＴＰプロトコルでデータを出力する場合には、時間が優先になるが、ＨＴＴＰプロトコルでデータを出力する場合には、ＲＴＰプロトコルに比して時間は優先されない。まず、ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３１０からバッファメモリ１１００にデータが入力されると、Ｓ１でＹＥＳと判定されて、α_Time、β_Lengthが設定される（Ｓ２）。次に、入力されたデータとともに、図１３に示す時間管理処理部１１０１で作成されたタイマのデータと、蓄積されているデータの累積サイズを示すデータとがバッファメモリ１１００に蓄積される（Ｓ４）。図１５には、入力データ０〜Ｎが蓄積されるとともに、時間軸の正方向に、タイマT(0)．．．T(N)迄データが蓄積され、かつ累積サイズ０〜Ｎが蓄積される様子が示されている。

次に、現在蓄積されているデータのタイマ値とα_Timeとが比較されて、データ待機時間が設定値（α_Time）を超えているか否かが判断される（Ｓ５）。データ待機時間が設定値（α_Time）を超えているときには、データの出力条件が成立していると判断されて以下のＳ１０〜Ｓ１２の処理が実行される。

まず、累積データのサイズ値とタイマ値とが更新される（Ｓ１０、Ｓ１１）。次に、出力制御部１１０２により、バッファメモリ１１００から出力すべきデータサイズ分が抜き出されて、ＨＴＴＰ／ＲＴＰ処理部３０１へ出力される。

Ｓ５で、データ待機時間が設定値（α_Time）を超えていないと判定されたときには、データ累積サイズとβ_Lengthとが比較される（Ｓ６）。データ累積サイズ>β_Lengthであれば、データの出力条件が成立していると判断されて、上記Ｓ１０〜Ｓ１２の処理が実行される。

データ累積サイズ>β_Lengthでなければ、次のデータがバッファメモリ１１００に入力される（Ｓ７）。次に、データがバッファメモリ１１００に入力されたときのタイマが算出される（Ｓ８）。次に、入力されたデータサイズに応じて、累積データサイズが更新される（Ｓ９）。その後、Ｓ４に移行する。累積データサイズの具体的更新方法は、データサイズをα__N(N: 0…N)、としたとき、以下のとおりである。

累積サイズ=α_₀ + α_₁ + α_₂
もし、β_Length＜累積サイズであれば、
offset_size = β_Length - 累積サイズ
次からの更新累積サイズは、
更新累積サイズ=offset_size + α_₃… + α__N
β_Lengthを越えた時点、それまでに蓄積されたデータサイズを減算し、そのオフセット値(offset_size)を次に入力されるデータサイズに加算する。次に、タイマ値の具体的更新方法は、タイマ値をΓ__N(N: 0…J…N)、α_Time <Γ__ｊであれば、以下のとおりである。

更新タイマ値=Γ__ｊ+1(N:J+1……N) -Γ__ｊ
α_Timeを越えた時点、現時点でのタイマをオフセットとして、それ以降のデータに対してオフセット値を減算する。また、例示ではデータ伝送のプロトコルは逐次変換はせずに、プロトコルが一定時間は継続するものと想定している。逐次更新する場合には、プロトコルが変わるたびにＳ１から処理を行なう。

また、タイマ値と累積サイズ値とについては、バッファメモリ１１００以外に保存してもよい。バッファメモリ１１００内のアドレスと、タイマ値および累積サイズ値を格納するメモリのアドレスとを１対１でマッピングさせたテーブルデータを用意し、そのテーブルを参照することで、バッファメモリ１１００内に記憶した入力データのタイマ値および累積サイズ値を特定できるようにすることが考えられる。

さらに、設定するβ_Lengthは、伝送効率の点からネットワークインターフェースで伝送できる１パケットあたりのデータサイズが望ましいが、α_Timeの値によって、現時点でのタイマ値がα_Timeを超えた時点で全てのデータが伝送できるとは限らない（β_Lengthの値にもよる）ので、タイマ値は、β_Lengthの値とプロトコルの伝送状態を基にして設定することが望ましい。

図１６は、図２に示される送信装置Ａの他の構成を示すブロック図である。図１６に示される送信装置Ａ´は、図３に示される送信装置Ａの構成に対して、装置認証部１０００およびコンテンツ暗号化復号化処理部１００１が付加されている。コンテンツ暗号化復号化処理部１００１は、著作権保護技術が必要なコンテンツデータに対して暗号化、復号化の処理を行なう。装置認証部１０００は、コンテンツデータを受信する受信装置との間で装置間の認証を行ない、コンテンツデータの暗号鍵を生成する。

装置による暗号化は、ＤＴＣＰ技術を利用する。送信装置と受信装置との間の相互認証の概略を説明すると、以下のとおりである。

装置間の認証処理は、装置認証部１０００は、受信装置との間で認証を行なう。この認証の際に必要な情報は、ＴＣＰ／ＵＤＰ処理部３１１によって、ＴＣＰプロトコルでパケット化されている。

装置間の認証によって、送信装置と受信装置が互いに正当なＤＴＣＰ装置と認証された場合には、送信装置と受信装置との間で、共通鍵が生成される。次に、生成された共通鍵とコンテンツの著作権情報とコンテンツの切り替えタイミング情報とを基にして、コンテンツの暗号鍵が生成される。次に、その暗号鍵でコンテンツデータが暗号化され、送信装置から受信装置へ暗号化データが送信される。受信装置は、伝送パケットに付加されているコンテンツの著作権情報とコンテンツの切り替えタイミング情報を基にして、共通鍵から復号鍵を生成し、暗号化コンテンツデータを復号化する。

図１７は、図２に示される中継装置Ｂの他の構成を示すブロック図である。図１７に示される中継装置Ｂ´は、図１２に示される中継装置Ｂの構成に対して、著作権保護用コンテンツパケット再構成部１８００が付加されている。著作権保護用コンテンツパケット再構成部１８００は、ネットワーク管理部３０６からのプロトコル変換要求によって、ネットワークパケット管理部３０９から入力プロトコルに応じたパケットデータの暗号化データ部分が入力され、その暗号化データを出力プロトコルのパケットに応じた暗号化データに再構成して、ネットワークパケット管理部３０９へ出力する。したがって、図１７に示される中継装置Ｂ´によれば、著作権保護技術が必要なコンテンツデータを中継してプロトコルを最適なものに変換可能である。

次に、図１８および図１９を参照して、暗号化データのプロトコルを変換する手法について説明する。図１８は、ＨＴＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データをＲＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データに変換する処理を説明するための図である。

一般的に、ＨＴＴＰのプロトコルで伝送されるデータは、ＲＴＰのプロトコルで伝送されるデータよりもデータ長が大きい。ここでは、ＨＴＴＰのペイロード部１９００が一つのＰＣＰでコンテンツ全体を示すものとする。

ＰＣＰヘッダ１９０２以降の暗号化コンテンツ１９０３は、送信装置内のＡＥＳ−１２８ｂｉｔのＣＢＣモードによって１２８ｂｉｔ単位で暗号化の影響が伝播している。そこで、暗号化コンテンツ１９０３をＲＴＰプロトコルのデータ長に分割する。すなわち、分割単位を、ＵＤＰ／ＲＴＰのプロトコルを利用してネットワークインターフェースで一つのパケットを伝送するときのパケット長とする。

分割した暗号化コンテンツをＮ個とする。１９１６は先頭のＲＴＰパケットを示す。１９１４は２番目のＲＴＰパケットを示す。１９１５は最後のＲＴＰパケットを示す。ＲＴＰパケットのペイロード部分１９０７は、ＰＣＰヘッダ１９０５と細分化した暗号化コンテンツ１９０６とで構成される。ＰＣＰヘッダ１９０５は、暗号化コンテンツ１９０６のデータ長を示すコンテンツ長の情報を含む。ＰＣＰヘッダ１９０５内のデータは、分割前のＨＴＴＰのＰＣＰヘッダ１９０２内のデータと、コンテンツ長のデータを除いて同じである。したがって、たとえば、２番目のＲＴＰパケット１９１４のＰＣＰヘッダ１９０５は先頭のＲＴＰパケットと同一である。

先頭のＲＴＰパケット１９１６中、１９０８は暗号化コンテンツ１９０６の最後の１２８ｂｉｔデータを示す。２番目のＲＴＰパケット１９１４の暗号化コンテンツ１９１７の先頭の１２８ｂｉｔデータは、先頭の暗号化コンテンツ１９０６の最後の１２８ｂｉｔデータ１９０８と同一である。同様に、Ｎ番目のＲＴＰパケット１９１５の暗号化コンテンツの先頭の１２８ｂｉｔデータは、Ｎ−１番目のＲＴＰパケットの暗号化コンテンツの最後の１２８ｂｉｔデータ１９１３と同一である。このように、各暗号化コンテンツの先頭の１２８ｂｉｔデータに冗長性を持たせることで、ＲＴＰパケットがロスした場合でもＲＴＰパケット間の暗号化の伝播を保てる。なお、最後のＲＴＰパケット１９１５では、細分化される暗号化コンテンツがＲＴＰのパケット長よりも少ないために、パディング１９１０が挿入されている。

ＤＴＣＰの暗号化であるＡＥＳ−１２８ｂｉｔのＣＢＣモードでは、先頭の暗号化データに対して初期化ベクタ値をＸＯＲ処理している。このため、復号化の時には先頭の暗号化データを識別する必要がある。また、先頭の暗号化データ以外は、暗号化コンテンツの最初の１２８ｂｉｔを除いて復号化する必要がある。このため、先頭のパケットとそれ以降のパケットとを識別する必要がある。そこで、ＲＴＰヘッダ１９０４内にＲＴＰヘッダ部１９０４ａと別に拡張ビット１９１１（＝１）を設定し、拡張ヘッダ１９１２を付加する。拡張ヘッダ１９１２内には、先頭を示す先頭フラグ１９２０と、パディング処理をしているかどうかを示すパディングフラグ１９２１とそのパディング長を示す情報１９２２を入れる。

ＲＴＰパケットを受信する受信装置は、このようなＲＴＰヘッダの拡張部分を参照することで、ＤＴＣＰに規定する復号化方式による復号が可能になる。ＨＴＴＰプロトコルのパケットデータにされた暗号化データをＲＴＰプロトコルのパケットデータに再構成する場合には、上述のように、ＨＴＴＰプロトコルのパケットデータの１パケット分を中継装置の一時メモリに保存し、１パケット分を受信してからＲＴＰパケットを再構成してもよい。しかし、この方法だと、メモリのサイズがＨＴＴＰプロトコルのパケットデータサイズ分必要になる。そこで、これに代えて、ＨＴＴＰプロトコルの１パケットデータ分を完全に受信しなくても、ＲＴＰプロトコルのパケットデータサイズ分、中継装置で受信できれば、上述と同様にＲＴＰパケットとして出力してもよい。

図１９は、ＲＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データをＨＴＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データに変換する処理を説明するための図である。ＤＴＣＰ技術を利用してＲＴＰプロトコルで暗号化パケットを伝送する場合、ＲＴＰのパケット単位で初期化ベクタ値が異なる場合がある。また、ＤＴＣＰの暗号化技術であるＡＥＳ−１２８ｂｉｔのＣＢＣモードの暗号化の影響の伝播は、ＲＴＰパケット単位であり、パケット間には伝播しない。

図１９では、一つのコンテンツデータ全体をＲＴＰパケットのペイロードで細分化し、Ｎ個のパケットデータに細分化されたことをＲＴＰパケット２００１、２００２、２００８、２０１０、２００３、２００４で示している。

ＲＴＰ２００５には、ＲＴＰヘッダ２００５の他に、順序（シーケンスナンバー）を示すビットデータ２０２１が含まれている。ビットデータ２０２１は、ＲＴＰパケットデータを受信する時に、パケットがロスしたかどうかを識別するのに利用することができる。このビットデータ２０２１は、シーケンシャルにパケット毎に＋１ずつインクリメントされる。図２２に示したＮＣ１５０４は、暗号化の切り替わりを示す情報である。このため、ＰＣＰヘッダ１（２００６）、ＰＣＰヘッダ２（２０１５）、ＰＣＰヘッダＪ（２００９）のＮＣは同じ値である。また、ＰＣＰヘッダＪ＋(２０１１)、ＰＣＰヘッダＮ−１(２０１９)、ＰＣＰヘッダＮ(２０２０)のＮＣは同じ値である。

よって、同一のＮＣである場合には、同一の暗号化キーで暗号化されているとみなすことができる。このため、ＮＣが同一であるＲＴＰパケットの暗号化コンテンツを一つのＨＴＴＰのペイロード２０１６で送信するようにすれば、ＨＴＴＰパケットのＰＣＰヘッダ内のＮＣも１つで事足り、余分なデータを付加しなくてよい。これにより、実質的な伝送効率を高めることができる。

ただし、ＣＢＣモードでは、ＲＴＰパケット２００１、２００２、２００８、２０１０、２００３、２００４毎に最初の１２８ｂｉｔに対して初期化ベクタ値を用いたＸＯＲ処理がなされている。このため、ＨＴＴＰのペイロード２０１６を復号化する際には、そのペイロード２０１６内での暗号文の切換わり位置を特定できる必要がある。よって、ＨＴＴＰヘッダ２０１２の内部に、拡張を示すビットデータ２０１７と拡張ヘッダ２０１４とを設定する。さらに、拡張ヘッダ２０１４の内部には、ペイロード内の暗号化コンテンツデータに変換ポイントがあるか否か（２以上の暗号文が格納されているか否か）を示す変換フラグ２０３０と、その変換する個数（格納されている暗号文の数）を示すデータ２０３１と、その個数に応じた変換位置（各暗号文の先頭位置）を示す変換ポインタ２０３２とを含ませる。図中、変換ポインタ１、２…Ｎから暗号化コンテンツ２０１３に延びる矢印は、各変換ポインタが示す変換ポイントである。

この方法によれば、ＨＴＴＰプロトコルで受信した場合の拡張ヘッダ部分を参照することによって、変換ポインタを識別できるため、受信装置側でデータを復号化することが可能になる。ＣＢＣのように暗号化の基本単位(ＡＥＳ−１２８であれば１２８ｂｉｔの単位)で暗号化の影響が伝播する場合、上述の方法を適用可能である。

図２０は、中継装置を介して送信装置から受信装置へ著作権保護を必要とするコンテンツデータを送信する時の処理の流れを示す図である。ここでは、送信装置がハードディスクレコーダ２１００であり、受信装置がデジタルテレビ２１０２である場合について説明する。

ハードディスクレコーダ２１００には、コンテンツデータが保存されている。ハードディスクレコーダ２１００と中継装置２１０１との間はイーサネット（登録商標）２１０３で接続されている。中継装置２１０１とデジタルテレビとの間はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（２１０４）により無線接続されているものとする。

まず、ハードディスクレコーダ２１００とデジタルテレビ２１０２とが、中継装置２１０１を介して接続された時点で、デジタルテレビ２１０２が装置情報をハードディスクレコーダ２１００へ送信する（ＳＰ３０００）。このときの伝送プロトコルはＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコル（２１０５）とする。ＳＰ３０００の送信データに対して、応答データであるＡＣＫがハードディスクレコーダ２１００から返信される（ＳＰ３００１）。

ハードディスクレコーダ２１００も同様にデジタルテレビ２１０２に対して装置情報を送信する（ＳＰ３００２）。応答データであるＡＣＫがデジタルテレビ２１０２から返信される（ＳＰ３００３）。

返信データ（ＳＰ３００１、ＳＰ３００３）によって、ハードディスクレコーダ２１００およびデジタルテレビ２１０２は、お互いの装置を理解する。また、中継装置２１０１は、やり取りされるデータから双方の相手装置を理解する。

さらに、ハードディスクレコーダ２１００、デジタルテレビ２１０２、および中継装置２１０１は、ハードディスクレコーダ２１００と中継装置２１０１との間の伝送媒体であるイーサネット（登録商標）２１０３、および中継装置２１０１とデジタルテレビ２１０２との間の伝送媒体であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂを理解する(３０１３)。

次に、ハードディスクレコーダ２１００は、保存しているコンテンツ情報をデジタルテレビ２１０２へ送る。デジタルテレビ２１０２は、受信したコンテンツ情報を画面上に表示する（ＳＰ３００４）。さらに、デジタルテレビ２１０２は、受信されたコンテンツ情報に対する応答をＡＣＫとしてハードディスクレコーダ２１００に返信する（ＳＰ３００５）。

次に、ユーザがリモコン等の操作機器によりデジタルテレビ２１０２でコンテンツを選択する（ＳＰ３００６）。これにより、ユーザがコンテンツを選択したことを示す選択情報がデジタルテレビ２１０２からハードディスクレコーダ２１００へ送信される。ハードディスクレコーダ２１００は、その選択情報からユーザが選択したコンテンツに著作権保護技術が必要か否か判断する（ＳＰ３００７）。

デジタルテレビ２１０２には、選択情報に対するＡＣＫデータが返信される。ユーザが選択したコンテンツが著作権保護技術を必要とするコンテンツの場合には、ハードディスクレコーダ２１００とデジタルテレビ２１０２との間でＤＴＣＰ装置認証３０１２を行なう（ＳＰ３００９、ＳＰ３０１０）。中継装置２１０１は、ハードディスクレコーダ２１００とデジタルテレビ２１０２との間で送受信されるデータを中継する。

次に、プロトコル決定処理により、伝送プロトコルを決定する。ここでは、伝送媒体に基づいたプロトコル決定処理を説明する。ハードディスクレコーダ２１００と中継装置２１０１との間は有線媒体である。そこで、ハードディスクレコーダ２１００が伝送プロトコルをＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコルと決定する（ＳＰ３０１１）。中継装置２１０１とデジタルテレビ２１０２との間は、無線媒体である。そこで、中継装置２１０１が伝送プロトコルをＵＤＰ／ＲＴＰプロトコルと決定する（ＳＰ３０１２）。

次に、ハードディスクレコーダ２１００は、選択されたコンテンツを暗号化し、ＴＣＰ／ＨＴＴＰプロトコルで中継装置２１０１へ伝送する。中継装置２１０１は、受信したデータのプロトコルをＨＴＴＰからＲＴＰに変換（ＳＰ３０１７）し、データをＵＤＰプロトコルでデジタルテレビ２１０２へ伝送する。

ＳＰ３０１３から中継装置方向へ向かう１本の矢印がＳＰ３０１７の変換を経て３本の矢印に変化している。これは、一つのＨＴＴＰパケットが３つのＲＴＰパケットに変換されたことを示している。

中継装置２１０１は、受信したＨＴＴＰパケットに対する応答をＡＣＫとしてハードディスクレコーダ２１００に返信する（ＳＰ３０１６）。ＳＰ３０１６の場合には、ＲＴＰの伝送が終了してからＡＣＫを返信しているが、ＳＰ３０１３のＨＴＴＰパケットを受信した段階でＡＣＫを返信してもよい。

デジタルテレビ２１０２は、受信したＲＴＰプロトコルの暗号化コンテンツを順次受信（ＳＰ３０１４）し、コンテンツを画面に表示（ＳＰ３０１５）する。コンテンツの伝送終了までは、ＳＰ３０１３からＳＰ３０１５までの処理ステップを繰り返し行なう。なお、装置情報やコンテンツ情報等のプロトコル決定情報は、たとえば、各プロトコルヘッダの拡張ヘッダに付加する。これにより、各装置の情報、コンテンツの情報を各装置で理解することが可能である。

本発明によれば、伝送帯域、ネットワークに接続している機器の情報、伝送媒体の状況に応じて、最適な通信プロトコルを自動的に選択することが可能であり、また、コンテンツデータ自体に暗号化が施されていても暗号化の仕組みを崩さずにプロトコルの変換が可能である。

さらに、本発明によれば、著作権保護技術が必要なコンテンツを中継装置が存在するネットワーク上に伝送する際に、送信装置と受信装置の間の暗号化コンテンツの復号化を行なわず、著作権保護技術を確保しつつ、ネットワーク上の伝送帯域を有効活用し、ネットワークの接続している機器の情報、伝送媒体の状況により、プロトコルを選択する機能を備えた送信装置、受信装置、中継装置を提供できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

家庭内のホームネットワークと外部とのネットワーク構成を示す図である。送信装置、中継装置、および受信装置を示す図である。図２に示される送信装置の構成を示すブロック図である。ネットワーク管理部が記憶している情報テーブルを示す図である。ネットワーク管理部が記憶している情報テーブルを示す図である。ネットワーク管理部が記憶している情報テーブルを示す図である。ネットワーク管理部が記憶している情報テーブルを示す図である。プロトコルを決定する処理の手順を示すフローチャートである。プロトコルを決定する処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態で使用するＵＤＰ／ＲＴＰのパケットフォーマットを示す図である。本実施の形態で使用されるＴＣＰ／ＨＴＴＰのパケットフォーマットである。図２に示される中継装置の構成を示すブロック図である。プロトコル変換処理部の構成を示すブロック図である。プロトコル変換処理部が実行する処理手順を示すフローチャートである。バッファメモリへデータが蓄積される様子を示す図である。図２に示される送信装置の他の構成を示すブロック図である。図２に示される中継装置の他の構成を示すブロック図である。ＨＴＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データをＲＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データに変換する処理を説明するための図である。ＲＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データをＨＴＴＰのプロトコルで伝送される暗号化データに変換する処理を説明するための図である。中継装置を介して送信装置から受信装置へ著作権保護を必要とするコンテンツデータを送信する時の処理の流れを示す図である。ネットワークモデルを示す図である。ＵＤＰ／ＲＴＰ、およびＴＣＰ／ＨＴＴＰでデータを伝送する場合のパケットのフォーマットを示す図である。ＣＢＣモードによる暗号化の仕組みを示す図である

符号の説明

２０１ホームネットワーク、２０３コンテンツ送信装置、２０４家庭内コンテンツサーバ、２０７Ａ，２０７Ｂ，２０７Ｃコンテンツ受信装置、２０８コンテンツ受信装置、２０９コンテンツ保存装置、２１０コンテンツ受信保存装置。

Claims

受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、
コンテンツデータを伝送するときに、受信装置の装置情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする、送信装置。
前記装置情報とは、表示機能、および録画機能の有無を示す情報であることを特徴とする、請求項１記載の送信装置。
受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、
コンテンツデータを伝送するときに、コンテンツデータのコピー制限情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする、送信装置。
受信装置へコンテンツデータを伝送するプロトコルを複数備えた送信装置であって、
コンテンツデータを伝送するときに、受信装置の利用方法を示す情報に基づいて伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段を備えることを特徴とする、送信装置。
前記プロトコル選択手段は、ＲＴＰプロトコルとＨＴＴＰプロトコルとのうちから伝送プロトコルを選択することを特徴とする、請求項１〜請求項４に記載の送信装置。
送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、
コンテンツデータを伝送するときの伝送プロトコルを選択するプロトコル選択手段と、
前記送信装置から入力されたコンテンツデータの伝送プロトコルを前記プロトコル選択手段において選択された伝送プロトコルに変換するプロトコル変換手段と、
該プロトコル変換手段で変換されたコンテンツデータを前記受信装置へ出力する出力手段とを備えることを特徴とする、中継装置。
前記送信装置から入力されたデータを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に蓄積されたデータが、前記プロトコル選択手段により選択された伝送プロトコルで規定されるパケットのデータ長に達したか否かを判定するデータ長判定手段と、
該データ長判定手段がデータ長に達したと判定したときに、前記記憶手段に蓄積されたデータから出力パケットを生成する出力パケット生成手段とを含むことを特徴とする、請求項６に記載の中継装置。
前記送信装置から入力されたデータおよび該データの入力タイミングを記憶する記憶手段と、
前記送信装置からデータが入力されてから所定時間が経過したか否かを判定する時間判定手段と、
該時間判定手段が前記所定時間を経過したと判定したときに、前記記憶手段に蓄積されたデータから出力パケットを生成する出力パケット生成手段とを含むことを特徴とする、請求項６に記載の中継装置。
送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、
所定の暗号化方式で暗号化された暗号化パケットヘッダと暗号化データとを含む、前記送信装置から入力された第１のプロトコルのパケットデータを、第２のプロトコルのパケットデータに変換するプロトコル変換手段を備え、
該プロトコル変換手段は、
前記第２のパケットデータのヘッダに、拡張ビット、および先頭フラグとパディングフラグとパディング長とを含む拡張ヘッダを付加し、
前記第２のパケット内のデータの先頭には、前記第１のパケット内のデータと長さのみ異なる同じ暗号化ヘッダを付加し、
前記第１のパケット内のデータを細分化して、第２のパケット内のデータに分けて搭載することを特徴とする、中継装置。
前記第１のプロトコルはＨＴＴＰであり、前記第２のプロトコルはＲＴＰであることを特徴とする、請求項９に記載の中継装置。
前記暗号化方式はＣＢＣ方式であることを特徴とする、請求項９および請求項１０に記載の中継装置。
送信装置と受信装置との間で伝送されるデータを中継する中継装置であって、
所定の暗号化方式で暗号化された暗号化パケットヘッダと暗号化データとを含む、前記送信装置から入力された第１のプロトコルのパケットデータを、第２のプロトコルのパケットデータに変換するプロトコル変換手段を備え、
該プロトコル変換手段は、
前記第２のパケットデータのヘッダに、拡張ビット、および変換フラグと変換個数と変換個数に対応する変換ポインタとを含む拡張ヘッダを付加し、
前記第２のパケット内のデータの先頭には、前記第１のパケット内のデータと長さのみ異なる同じ暗号化ヘッダを付加し、前記第１のパケット内のデータを複数集めて、前記第２のパケット内のデータにすることを特徴とする、中継装置。
前記第１のプロトコルはＲＴＰであり、前記第２のプロトコルはＨＴＴＰであることを特徴とする、請求項１２に記載の中継装置。