JP2011145719A - デジタルデータ記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明では、デジタルデータ漏洩を防ぐため再生機器制限を有することで記録媒体を紛失した場合でもデータ漏洩を防ぎ、機器固有の固有情報のデータが取得できない場合でも固有情報のデータを修復することができるデジタルデータ記録再生装置を提供することを課題とする。
また、本発明では、デジタルデータとデジタルデータを暗号化するのに用いた鍵をデジタルデータの名前付ストリームとすることで管理情報が不要となる。一方、デジタルデータの暗号化および復号化においては、部分暗号にも対応することでソフトウエアでのシステム構成が可能とすることも課題とする。
【解決手段】
上記の課題を解決するために、固有情報を用いてデジタルデータを暗号化する鍵であるシリアルＩＤを固有情報で暗号化することで再生機器制限をし、シリアルＩＤは修復できるように修復ＩＤとして記録媒体に記録する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記憶媒体に対する記憶、再生などの制御技術に関するものである。記憶媒体としては、取り外し可能な記録媒体、特にリムーバブルな記録媒体に関するものである。

近年、デジタル蓄積メディアの発展に伴って、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）はＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）だけでなくＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）機器での利用も広がってきている。内蔵型のＨＤＤ以外にもリムーバブルなカートリッジを採用し、インタフェースを共通化して様々な機器での利用を可能とする標準化が進んでいる。

その一例として、ｉＶＤＲ(ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ ｕｓａｇｅ)が挙げられる。ｉＶＤＲには、通常のＨＤＤの他に著作権保護機能が搭載されたｉＶＤＲ−Ｓｅｃｕｒｅも製品化されているため、ＰＣだけでなく著作権保護が必要なレコーダ機能内蔵のテレビ等ＡＶ機器での利用も広がっている。

光ディスクに関しては、特許文献１において、情報が簡単に複製されることなく、また、複製されたとしても再生できない技術が開示されている。

特開平９−１１５２４１号公報

特許文献１に開示されている技術では、記録された情報の不正コピー防止を目的としており、記録媒体自体は他の機器でも再生可能である。つまり、特定の機器に限定して使用することはできないので、記録媒体を紛失した場合、不特定のユーザがデータを再生してしまう可能性がある。
また、記録媒体に記録された識別情報を用いて暗号／復号を行っているが記録媒体の傷や劣化等により識別情報を読出すことができない場合には、記録媒体に記録されているデータはすべて再生できなくなってしまう問題がある。

そこで本発明の目的は、データ漏洩を防ぐため再生機器制限を有することで記録媒体を紛失した場合でもデータ漏洩を防ぎ、機器固有の固有情報のデータが取得できない場合でも固有情報のデータを修復し、データを再生することができるデジタルデータ記録再生装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば以下のとおりである。
本発明の代表的な態様によるデジタルデータ記録再生装置は、固有情報を用いてデジタルデータを暗号化する鍵であるシリアルＩＤを固有情報で暗号化することで再生機器制限をし、シリアルＩＤは修復できるように修復ＩＤとして記録することを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によれば、固有情報を暗号に用いることでデータ漏洩を防ぎ、固有情報が読み取れない場合でも固有情報を修復することでデジタルデータを再生可能とする。

また、本発明の実施の形態によれば、デジタルデータとデジタルデータを暗号化するのに用いた鍵をデジタルデータの名前付ストリームとすることでデジタルデータと鍵とを関連付ける管理情報が不要となり、容易にデジタルデータを管理することができる。一方、デジタルデータの暗号化および復号化においては、部分暗号にも対応することでソフトウエアでのシステム構成が可能となる。

本発明の一実施の形態におけるデータ保護装置の構成を示したものである。 本発明の一実施の形体におけるデジタルデータ記録再生装置を有するデータ保護システムの構成例を示した図である。 本発明の一実施の形態におけるシリアルＩＤ生成から修復ＩＤ生成までの処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態におけるシリアルＩＤから修復ＩＤを生成する処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における修復ＩＤからシリアルＩＤを修復する処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態におけるデジタルデータを暗号化する処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態におけるデジタルデータを暗号化したデジタルデータの様子を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるデジタルデータを暗号化したデジタルデータの様子を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるルートディレクトリの名前付ストリームに記録するデータを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図２は、本実施の形態であるデジタルデータ記録再生装置を有するデータ保護装置の構成例を示した図である。図２において、本実施の形態のシステムはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１００によって構成され、ＰＣ１００内部にデジタルデータ記録再生装置１０１と記録媒体２０２を有している。ＰＣ１００の外部には、表示出力端子２０１が接続されており、また接続インタフェース２０３に外付記録媒体１１１が接続されている。ここで、接続インタフェース２０３は、例えば、Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ（Serial Advanced Technology Attachment）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の接続端子である。ＰＣ１００は、表示装置２００以外に他の入出力装置やネットワークを有する構成であっても構わない。また、内蔵記録媒体２０２および外付記録媒体１１１は、デジタルデータを記録、読み出しできるものであればＨＤＤや半導体メモリ、光ディスクなど種々の記録媒体をもちいることが可能であるが、以下ではＨＤＤを用いた場合について説明する。ＨＤＤを用いた場合の記録媒体１１１としては、例えば、前述のｉＶＤＲのようなリムーバブルな記録媒体やＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks）構成の記録媒体を用いることができる。これらの構成に基づいて、ＰＣはプログラムに従ってＣＰＵなどと称される演算装置が、下記に示す各部の処理を実行する。

図１は、外付記録媒体１１０にＨＤＤを用いた場合のデジタルデータ記録再生装置１０１を有するデータ保護装置の構成を示したものである。図１において、デジタルデータ記録再生装置１０１は、乱数を発生させる乱数発生部（１０２）、乱数からシリアルＩＤを生成するシリアルＩＤ生成部（１０３）、ＰＣ１００のレジストリにシリアルＩＤが登録しているのかを判定する判定部（１０４）、ＣＰＵ固有情報またはＯＳ固有情報またはネットワークカード等のＰＣ付属のハードウエア等の固有情報を取得する固有情報取得部（１０５）、シリアルＩＤを固有情報で暗号化／復号化するシリアルＩＤ暗号化／復号化部（１０６）、暗号化されたシリアルＩＤをＰＣのレジストリ（１０８）に登録するレジストリアクセス部（１０７）、固有情報がエラー等で読み出せなくなった場合に元のシリアルＩＤを修復するための修復ＩＤを生成する修復ＩＤ生成部（１０９）、生成した修復ＩＤを外付記録媒体（１１１）にアクセスする記録媒体アクセス部（１１０）、乱数からデータを暗号するための鍵を生成するデータ暗号鍵生成部（１１３）、デジタルデータ記録再生装置へデジタルデータを入出力するためのデジタルデータ入出力インタフェース部（１１４）、デジタルデータ入出力インタフェース部からデータを入出力するデータ入出力部（１１５）、デジタルデータを暗号化および復号化する暗号化部／復号化部（１１６）、シリアルＩＤ生成部（１０３）が生成したシリアルＩＤでデータ暗号鍵生成部（１１３）が生成したデータ暗号鍵を暗号化／復号化する鍵暗号化／復号化部（１１７）、暗号化したデジタルデータの名前付ストリームにデータ暗号鍵を記録する名前付ストリーム生成部（１１８）である。

以下に、図３を用いて本実施の形態のデジタルデータ記録再生装置１１０において、シリアルＩＤ生成からレジストリ（１０８）に登録し、修復ＩＤ生成し記録媒体に記録するまでの具体的な処理内容について説明する。シリアルＩＤ登録処理を開始すると（ステップＳ３０１）、レジストリアクセス部（１０７）がＰＣ１００の所定のレジスタを確認し、シリアルＩＤが登録されているのかを判定部（１０４）が確認する。もし、シリアルＩＤが登録されていれば終了（ステップＳ３０８）する。シリアルＩＤが登録されていない場合には初期化状態と判定し、固有情報取得部（１０５）によりＰＣ１００のＣＰＵ固有情報またはＯＳ固有情報またはネットワークカード等のＰＣ付属の固有情報を取得する。一方、乱数発生部（１０２）により乱数シードを参照し特定の暗号処理によってシリアルＩＤを生成する（ステップＳ３０４）。次に生成したシリアルＩＤを固有情報で暗号化する（ステップＳ３０５）。暗号化したシリアルＩＤをＰＣ１００のレジストリに登録する（ステップＳ３０６）。

一方、ＰＣ１００のＣＰＵ、ＯＳ、ネットワークカード等が故障やバージョンアップなどで交換しなければならないケースでは、固有情報が失われるためシリアルＩＤが復号できなくなってしまう。そのためシリアルＩＤを修復するために、修復ＩＤ生成部（１０９）により修復ＩＤを生成し、記録媒体に保存する（ステップＳ３０７）。

ここで、シリアルＩＤから修復ＩＤの生成方法および修復ＩＤからシリアルＩＤ生成方法について図４を用いて説明する。本発明では公開鍵暗号の性質を利用して処理を行う。

まず、シリアルＩＤから修復ＩＤを生成する方法について説明する。処理を開始すると（ステップＳ４０１）、デジタルデータ記録再生装置（１０１）に保存されている公開鍵（１２０）を取得する（ステップＳ４０２）。シリアルＩＤを取得する（ステップＳ４０３）。取得した公開鍵（１２０）でシリアルＩＤを公開鍵暗号方式で暗号化する（ステップＳ４０４）。暗号化されたシリアルＩＤ（修復ＩＤ）を外付記録媒体（１１１）に記録する。

次に、修復ＩＤ（１１２）からシリアルＩＤを修復する方法について図５を用いて説明する。
処理を開始すると（ステップＳ５０１）、管理者等が管理している秘密鍵を取得する（ステップＳ５０２）。外付記録媒体１１１に記録されている修復ＩＤを取得する（ステップＳ５０３）。取得した秘密鍵で修復ＩＤ（１１２）を公開鍵暗号方式で復号化する（ステップＳ５０４）。固有情報を取得する（ステップＳ５０５）。修復したシリアルＩＤを取得した固有情報で暗号化する（ステップＳ５０６）。暗号化したシリアルＩＤをＰＣ（１００）のレジストリに登録することでシリアルＩＤを修復できる。

次に、デジタルデータを暗号化して外付記録媒体に記録する方法を図６、図７、図８を用いて説明する。本発明では、１つのファイルに対して１つの暗号鍵で暗号化／復号化する。暗号方式は、強固で処理の速いＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）を使用するものとする。ＡＥＳの鍵長は１６バイト（１２８ビット）、２４バイト（１９２ビット）、３２バイト（２５６ビット）から選択可能であるが、本実施の形態では、鍵長１６バイト（１２８ビット）を使用するものとする。

本処理を開始すると（ステップＳ６０１）、乱数発生しデータ暗号鍵を生成する（ステップＳ６０２）、次に、デジタルデータ全体を暗号化するかどうかを対象ドライブレターのルートディレクトリの名前付ストリームを確認し判定する（ステップＳ６０３）。本実施の形態で使用しているルートディレクトリの名前付ストリームのデータを図９に示す。ファイル内のデータが何バイト毎に暗号化されているのかを示している。ファイル内の暗号化サイズと平文サイズをバイト単位で格納する。図７は、暗号化サイズ１０２４バイト、平文サイズ１０２４バイトが設定されているときのファイルの様子が示してある。斜線部分７０１、７０３、７０５、７０７、７０９が暗号化されている部分で、７０２、７０４、７０６、７０８、７１０が非暗号化の平文の部分である。

同様に、図８は、暗号化サイズ１０２４バイト、平文サイズ３０７２バイトが設定されているときのファイルの様子が示してある。斜線部分８０１、８０３、８０５が暗号化されている部分で、８０２、８０４、８０６が非暗号化の平文の部分である。このように、すべてのデジタルデータを暗号化しないとセキュリティ強度は落ちてしまうが暗号処理をする部分が少なくなるため、高速にデータを暗号処理できることになる。平文サイズが０で暗号化サイズが０以外の場合には、デジタルデータは全体として暗号化される（ステップＳ６０４）。入力データ終了か判定する（ステップＳ６０５）。入力データが終了していない場合にはステップＳ６０４に進み、入力データが終了した場合には終了する（ステップＳ６０９）。一方、暗号化データが０ではなくかつ平文データも０でないの場合は、暗号間隔を取得し（ステップＳ６０６）、取得した暗号間隔に応じて暗号化を行う（ステップＳ６０７）。次に入力データ終了か判定する（ステップＳ６０８）。入力データが終了していない場合にはステップＳ６０７に進み、入力データが終了した場合には終了する（ステップＳ６０９）。

本実施の形態では、暗号化する場合について説明したが、復号化についての説明は暗号化の逆処理を行えばよいので詳細な説明は省略する。

１００・・・パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１０１・・・デジタルデータ記録再生装置、１０２・・・乱数発生部、１０３・・・シリアルＩＤ生成部、１０４・・・判定部、１０５・・・固有情報取得部、１０６・・・シリアルＩＤ暗号化／復号化部、１０７・・・レジストリアクセス部、１０８・・・レジストリ、１０９・・・修復ＩＤ生成部、１１０・・・記録媒体アクセス部、１１１・・・外部記録媒体、１１２・・・修復ＩＤ、１１３・・・データ暗号鍵生成部、１１４・・・デジタルデータ入出力インタフェース部、１１５・・・データ入出力部、１１６・・・暗号化部／復号化部、１１７・・・鍵暗号化／復号化部、１１８・・・名前付ストリーム生成部、１１９・・・暗号化データ、１２０・・・公開鍵、２００・・・表示装置、２０１・・・表示出力端子、２０２・・・内蔵記録媒体、２０３・・・接続インタフェース

Claims (5)

1. 記録媒体に対してデジタルデータの記録および読み出しを行うデジタルデータ記録再生装置であって、
   乱数を発生させる乱数発生部と、
   前記乱数からシリアルＩＤを生成するシリアルＩＤ生成部と、
   レジストリに前記シリアルＩＤが登録しているのかを判定する判定部と、
   固有情報を取得する固有情報取得部と、
   前記シリアルＩＤを前記固有情報で暗号化／復号化するシリアルＩＤ暗号化／復号化部と、
   暗号化された前記シリアルＩＤを前記レジストリに登録するレジストリアクセス部と、
   前記固有情報がエラーを含む要因で読み出せなくなった場合に元のシリアルＩＤを修復するために修復ＩＤを生成する修復ＩＤ生成部と、
   生成した前記修復ＩＤを外付記録媒体にアクセスする記録媒体アクセス部と、
   前記乱数からデータを暗号するための鍵を生成するデータ暗号鍵生成部と、
   デジタルデータ記録再生装置へデジタルデータを入出力するためのデジタルデータ入出力インタフェース部と、
   前記デジタルデータ入出力インタフェース部からデータを入出力するデータ入出力部と、
   前記デジタルデータを暗号化および復号化する暗号化部／復号化部と、
   前記シリアルＩＤで前記データ暗号鍵を暗号化／復号化する鍵暗号化／復号化部と、
   暗号化した前記デジタルデータの名前付ストリームにデータ暗号鍵を記録する名前付ストリーム生成部とを有し、
   前記固有情報を鍵としてデジタルデータを暗号化する前記データ暗号鍵を暗号化する鍵である前記シリアルＩＤを暗号化して前記レジストリに登録し、前記シリアルＩＤは修復できるように修復ＩＤを生成して前記記録媒体に記録することを特徴とするデジタルデータ記録再生装置。
2. 請求項１に記載のデジタルデータ記録再生装置において、
   暗号化データサイズと平文データサイズの指定を入力して、前記デジタルデータ全体を暗号化するのか部分的に暗号化するのかを判断することを特徴としたデジタルデータ記録再生装置。
3. 請求項２に記載のデジタルデータ記録再生装置において、
   前記暗号化データサイズと前記平文データサイズを、前記記録媒体のルートフォルダの名前付ストリームに記録することを特徴としたデジタルデータ記録再生装置。
4. 請求項１に記載のデジタルデータ記録再生装置において、
   前記名前付ストリーム処理部でデータ暗号化部／復号化部では、前記データ暗号鍵で暗号化されたデジタルデータの名前付きストリームとして、前記シリアルＩＤを鍵として暗号化されたデータ暗号鍵を記録することを特徴としたデジタルデータ記録再生装置。
5. 請求項１に記載のデジタルデータ記録再生装置において、
   前記判定部は、前記レジストリに暗号化シリアルＩＤが登録されていない場合は初期状態として判定しシリアルＩＤを生成することを特徴としたデジタルデータ記録再生装置。

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