JP3630406B2 - パケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体に係り、詳しくは、パケットを暗号化して蓄積するパケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報伝達の手段がデジタル化されつつある。既に放送分野では、そのメリットが多大なことから、アナログ放送からデジタル放送へ移行しつつある。デジタル放送のアナログ放送に対するメリットとしては、多チャンネル化、高画質化等が容易であることが挙げられ、さらに双方向通信のサービスまで視野に入れられている。この背景には、特に画像、音声等のデジタルデータの規格化による影響が大きく、既にＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ） によりＭＰＥＧ１（ＣＤ−ＲＯＭ等の蓄積メディアのための動画圧縮）、ＭＰＥＧ２（ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ） の制作、送信に対応した動画圧縮）、ＭＰＥＧ４（低速ネットワークに対応した動画圧縮）等が制定されている。このような中、例えば放送分野では、上記ＭＰＥＧ２を用いてデータを送信（放送）し、受信側ではアンテナやケーブル等を介してＳＴＢ（Ｓｅｔ Ｔｏｐ Ｂｏｘ）と呼ばれるＭＰＥＧ２のデコード機能を備えた端末にて上記データを受信し再生する。
【０００３】
以下に図６、図７を用いてデジタル放送時のＭＰＥＧ２規格に沿ったデータの送信から再生までの概要を説明する。図６における、デー送信側６０１において、放送に用いられるビデオデータ、オーディオデータ、プライベートデータはそれぞれコード化されてＥＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）６０２と呼ばれる。尚、上記ＥＳのなかで、共通のタイムベースを持ったものはプログラムと呼ばれる。
【０００４】
まず上記データ送信側６０１では、上記ＥＳ６０２を分割し、制御情報であるヘッダを付加して、複数のＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ） ６０３を生成する。上記ヘッダの情報としては、ＥＳの長さ、ＰＥＳの長さ等が含まれる。
【０００５】
続いて上記ＰＥＳはパケット情報フィールド、アダプテーションフィールドといったヘッダが付加された、ＭＰＥＧ２−ＴＳ（ＭＰＥＧ２−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ） ６０４と呼ばれる１８８バイト固定長のパケット（以後ＴＳパケットと称す）に分割される。ここで、上記ＰＥＳはそれぞれビデオデータ、オーディオデータ、プライベートデータ等から構成されているため、上記ＴＳパケットには、どのＰＥＳのデータであるかを判別するための情報が、パケット情報フィールドにＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）として記憶され、同一のＰＥＳには同一の番号が与えられる。
【０００６】
分割された上記ＴＳパケットは、パケット多重され、各送信方法に基づいてさらに細かく分割されるなどして送信データとして送信（放送）されることになる。尚、ＭＰＥＧ２規格の中には上記ＭＰＥＧ２−ＴＳとは異なり一つのプログラムより構成されるＭＰＥＧ２−ＰＳ（ＭＰＥＧ２−Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ） があるが、上記放送等では複数のプログラムを含むことができるＭＰＥＧ２−ＴＳが用いられる。図７に示すのは、上記放送が、通信衛星７０１を介して送信される場合の受信例である。
【０００７】
データ受信側６０５では、ＳＴＢ７０２が上記送信データを例えばアンテナ７０３等を介して受信し、上記放送方法に基づいてＴＳパケットを復元した後、上記ＳＴＢ７０２を構成するＴＳデコーダ７０４が受け取る。上記ＴＳデコーダ７０４では、ＴＳパケット６０６のパケット情報フィールドに含まれている上記ＰＩＤを基に、必要であるＴＳパケット（即ち、例えばユーザに選択された番組を構成する放送の動画と音声等）を選択してＰＥＳ６０７を復元し、ＡＶデコーダ７０５のそれぞれビデオデコード部７０６、オーディオデコード部７０７にて再生し、ＴＶ等にて出力する。尚、再生時にはシステムデコード部７０８よりの制御情報を基にタイミング制御が行われる。以上の方法（方式）により、デジタル放送を受信・再生することが可能となっている。
【０００８】
デジタル放送の送受信については以上であるが、さらに上記デジタル放送を、従来のアナログ放送と同様に記録（蓄積）可能であることが求められる。記録に関しては、受信するデータがデジタルデータであることより、画像、音声を劣化させることなく容易に行うことが可能である。しかしながら上記記録したデータは劣化することなくコピーが可能であることから著作権の問題が生じ、上記記録（蓄積）したデータの扱いに関する著作権問題を解決するための技術が必要不可欠となっている。
【０００９】
デジタルデータに関して上記著作権問題を解決するための代表的な技術として、ＩＥＥＥ１３９４等を用いたデジタル機器にて採用されているＤＴＣＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）がある。当該技術は、デジタルデータの送受信に関する技術であり、デジタルデータにコピー制御情報としてコピー禁止（Ｃｏｐｙ Ｎｅｖｅｒ、 Ｎｏ Ｍｏｒｅ Ｃｏｐｉｅｓ ）、１世代に限りコピー可能（ Ｃｏｐｙ Ｏｎｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、コピー自由（Ｃｏｐｙ Ｆｒｅｅ ）等の情報を持ち、上記コピー制御情報に基づいてコピー元機器及びコピー先機器で認証処理を行い、問題がなければ暗号化されたデジタルデータ及び暗号化に用いる鍵情報のやり取りを行うことでコピーが可能となる。当然上記「コピー禁止」情報を持つデータに関してはコピー不可能である。さらに、記憶媒体に固有のＩＤを持たせることによりデジタルデータのコピーを管理、制御する方法等もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデジタル機器に用いられる技術では、以下のような課題がある。
【００１１】
まず、上記従来技術において、データのコピー時にコピー元機器及びコピー先機器間で複雑な認証・暗号化処理を行う必要があるため、それぞれの機器の構成が複雑になる点である。また、上記従来技術はデジタルデータの送受信に関する技術であるためデータ記録時の状態は規定されておらず、データを記録した記憶媒体の情報を、上記技術を介さずにコピーする（即ち物理的にコピーする）ことにより、コピーが可能であるという問題もある。
【００１２】
さらに、記憶媒体に固有のＩＤをもたせて管理する方法では、記憶媒体が高価になるといった問題がある。
【００１３】
従って本発明は、記憶媒体に特別な仕組みを設けることなく、従来の記憶媒体にデジタルデータを記録可能であると共に、再生機器の制限及び暗号化により著作権保護を可能としたパケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を備える。
【００１５】
すなわち、上記パケット処理装置は、入力されたパケットを、予め決められた規則にしたがって処理して出力することを前提としている。
【００１６】
ここで、カウンタ手段は所定の周期で時間情報を出力する。また、時間情報付加手段は、上記カウンタ手段により出力された時間情報を上記入力されたパケットに付加する。さらに、暗復号制御手段は、上記時間情報付加手段により時間情報が付加されたパケットの時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化要求を送信するとともに、該暗号化要求に基づいて暗号化処理されたパケットを書き込むための書込み要求を送信する暗号制御部、パケット読み出し要求により受信したパケットの時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化要求を送信し、該復号化要求に基づいて復号化処理されたパケットを送信する復号制御部、の少なくとも一方を含む。
【００１７】
装置固有鍵格納手段は、各装置に固有の鍵情報を格納する。上記暗復号制御手段が暗号制御部を含む場合、暗復号処理手段は、上記暗号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化部を少なくとも含み、上記暗復号制御手段が復号制御部を含む場合、上記復号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて、暗号化された上記パケットの時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化部を少なくとも含む構成となっている。
【００１８】
パケット記憶手段では、上記書込み要求を受けて上記パケットを記憶するとともに、上記読出し要求を受けて上記記憶したパケットを送信し、タイミング制御手段では、上記復号化制御部にて送信されたパケットを、該パケットに付加された上記時間情報、及び上記カウンタ手段にて出力された時間情報に基づき出力する。
【００１９】
従って、上記ＴＳパケットを暗号化して保存するとともに、暗号化に対応する装置固有鍵を有する暗復号処理手段でしか復号化できなくしているために、例えば上記ＴＳパケットを記録しているパケット記憶手段がリムーバブル媒体の場合でも他の再生装置では再生できず、当然上記パケット記憶手段（リムーバブル媒体）を物理的にコピーした場合にも他の再生装置では再生不可能であるため、より強固に著作権を守ることが可能である。
【００２０】
また、パケット記憶手段には特別な仕組みが必要なく、即ち記録装置の仕組みのみで著作権に関する問題を解決しているため、従来から使用されているハードディスク等をそのまま用いることが可能であり、記憶媒体（パケット記憶手段）部分を安価にすることが可能となる。
【００２１】
又、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２３】
まず図１、図２、図３、図７を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、データを記録する手順の詳細について説明する。当該パケット処理装置１０１は、例えば上記従来技術にて説明したＳＴＢを構成するＴＳデコーダ７０４に内蔵されて提供される。
【００２４】
まず上記ＳＴＢでは、通信衛星７０１を介して放送（送信）されたデータを、予め決められた規則に従ってＴＳパケットに復元する。復元した該ＴＳパケットは、上記パケット処理装置を構成するパケット出力手段１０２に順次送信される。上記パケット出力手段１０２は、さらに上記ＴＳパケットを上記パケット処理装置を構成するパケット切換手段１０３に送信するとともに、受信した情報を記録（蓄積）する必要がある場合には同じく順次上記ＴＳパケットを時間情報付加手段１０４にも送信する（図３：Ｓ３０１）。ここで上記記録する必要がある場合とは、従来のアナログ放送に対応するＶＴＲと同様、例えば上記放送を視聴するユーザが上記放送を録画し、後日改めて閲覧する場合などである。又、上記パケット切換手段１０３は、上記パケット出力手段１０２より受信したＴＳパケットと、後述する出力タイミング制御手段１０７より受信したＴＳパケットを切り換えて出力することが可能である。
【００２５】
上記記録を行わない場合には、パケット出力手段１０２から送信されたパケットが、上記パケット切換手段１０３よりそのまま出力される。ここで、上記パケット切換手段１０３は、上記パケット出力手段１０２より直接送信されたＴＳパケットを順次出力するため、上記ＴＳパケットの順序やタイミング（出力間隔）を制御する必要がない。上記順次出力されたＴＳパケットは、従来技術で説明したようにＰＥＳとして復元され、ＭＰＥＧ２デコード部にて音声、画像として再生して出力される。尚、上述したように、デジタル放送においては複数のプログラムが放送されるため、上記パケット出力手段１０２にて予め不要なＴＳパケットをフィルタリングすることで、上記記録するデータ量を少なくすることが可能である。
【００２６】
次に上記記録を行う場合には、上記時間情報付加手段１０４は、一定の周期で時間情報を出力するカウンタ手段１０５より受け取った時間情報を、上記パケット出力手段１０２より受信したＴＳパケットに付加する（図３：Ｓ３０２）。図２（ａ）に上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１の一例を示す。ここで、例えば上記ＴＳパケットの先頭部に４バイトの時間情報を付加しているが、特に４バイトに限定するわけではなく、また先頭部に限定するわけでもない。上記時間情報をＴＳパケットに付加することで、後述するパケット記憶手段１０６に記録した後も、上記パケット出力手段１０２から出力されたタイミング（出力間隔）を保ったままパケット切換手段１０３にＴＳパケットを送信することが可能となる。
【００２７】
続いて上記時間情報付加手段１０４は、上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１を、暗復号制御手段１１５を構成する暗号制御手段１０８に送信する。該暗号制御手段１０８を構成する時間情報制御部１１１は、上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１を受け取ると、時間情報２０２部分を再度分離し、ＴＳパケットのみを同じく暗号制御手段１０８を構成するパケット情報フィールド制御部１１２に送信する。該パケット情報フィールド制御部１１２では、さらに上記ＴＳパケットのパケット情報フィールド２０３を分離し、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５（データ部）のみをパケット処理装置１０１を構成する暗復号処理手段１０９に送信する。
【００２８】
上記暗復号処理手段１０９では、上記アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を暗号化し、上記パケット情報フィールド制御部１１２に返送する。尚、暗号化の詳細については後述する。上記暗号化されたアダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を受信したパケット情報フィールド制御部１１２は、分離した上記パケット情報フィールド２０３を再度付加し、上記時間情報制御部１１１に返信する。この状態でのＴＳパケットは、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５が暗号化された状態の、一部暗号化済ＴＳパケットである。
【００２９】
続いて上記時間情報制御部１１１では、同様に一部暗号化済ＴＳパケットに上記分離した時間情報２０２を付加する。
【００３０】
以上により、図２（ｂ）に示すように、アダプテーションフィールド２０４’及びペイロード２０５’が暗号化され、かつ時間情報を付加された一部暗号化済ＴＳパケット２０７が生成される（図３：Ｓ３０３）。
【００３１】
上記一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、上記時間情報制御部１１１よりパケット記憶手段１０６に送信されて記録される（図３：Ｓ３０４）。ここで上記暗復号処理手段１０９において、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を暗号化しているが、上記ペイロード２０５のみを暗号化してもよく、この場合には上記パケット情報フィールド制御部１１２にてパケット情報フィールド２０３及びアダプテーションフィールド２０４を分離すればよい。また、時間情報２０２以外を全て暗号化してもよく、この場合はパケット情報フィールド制御部１１２にてパケット情報フィールドを分離する必要がない。尚、上記パケット記憶手段１０６はハードディスク等の不揮発メモリにより構成されており、書込み、読出しに特別な処理を必要とするものではない。また、上記パケット記憶手段１０６はリムーバブル媒体としても問題ない。
【００３２】
以上のようにＴＳパケットの少なくともペイロードを暗号化して記録することにより、例えば通信衛星等を介して放送（送信）されたデータの、記録された状態での秘密性が保持される。これにより、例えば上記データが記録された状態のハードディスク等を物理的にコピーされた際でもデータの秘密性を保持可能であり、著作権を保護可能である。但し、ペイロード部を１００％する必要があるわけではなく、例えば５０％のみを暗号化しても著作権の保護が可能である。
【００３３】
続いて図１、図２、図３、図７を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、データを読み出して出力する手順の詳細について説明する。
【００３４】
上述した処理により、パケット記憶手段１０６に記憶された一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、必要に応じて上記暗復号制御手段１１５を構成する復号制御手段１１０にて読み出される。尚、上記必要に応じてとは、例えば上記ユーザが、予めパケット記憶手段１０６に記録している放送の視聴のために、上記ＳＴＢにて所定の再生操作を行ったとき等である。
【００３５】
上記読み出されるに際して、一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、記録された順序で、かつ、必要な一部暗号化済ＴＳパケットのみが読み出される（図３：Ｓ３０５）。上記必要な一部暗号化済ＴＳパケットとは、例えば上記ユーザが選択したプログラム（即ち再生しようとしている番組等）を構成するＴＳパケットであり、一部暗号化済ＴＳパケットの時間情報、及び上記パケット情報フィールドに含まれている上記ＰＩＤ２０６に基づいて選択して読み出される。
【００３６】
ここで上記ＰＩＤ２０６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すようにパケット情報フィールド２０３に含まれているために暗号化されていない。よって、上記一部暗号化済ＴＳパケットを復号化することなく選択し読み出すことが可能となり、不要なパケット（即ち再生しようとしている番組等に無関係なパケット）は暗復号処理手段１０９を介することがないので処理を軽減するとともに、高速化を計ることが可能である。但し、上記ＰＩＤ２０６（即ちパケット情報フィールド２０３）が暗号化される仕様の場合には、上記パケット情報フィールド２０３をまず復号化する作業がおこなわれることは言うまでもない。
【００３７】
上述したように、上記復号制御手段１１０にて選択されて読み出された一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、続いて上記復号制御手段１１０を構成する時間情報制御部１１３にて時間情報２０２を分離され、さらに上記復号制御手段１１０を構成するパケット情報フィールド制御部１１４にてパケット情報フィールド２０３を分離されて暗復号処理手段１０９に送信される。
【００３８】
上記暗復号処理手段１０９では、受信した上記一部暗号化済ＴＳパケット２０７のアダプテーションンフィールド２０４’及びペイロード２０５’を復号化して上記パケット情報フィールド制御部１１４に返送する。尚、復号化の処理の詳細についても後述する。
【００３９】
上記復号化されたアダプテーションンフィールド２０４’及びペイロード２０５’を受信した上記パケット情報フィールド制御部１１４では、上記処理にて分離したパケット情報フィールド２０３を再度付加してＴＳパケットとし、上記時間情報制御部１１３に送信する。時間情報制御部１１３では、上記処理にて分離した時間情報２０２を再度付加し、出力タイミング制御手段１０７に送信する。
【００４０】
上記時間情報が付加されたＴＳパケットを受信した出力タイミング制御手段１０７では、該ＴＳパケットに付加された時間情報２０２を参照し、上記カウンタ制御手段１０５より受け取った時間情報に従って出力するタイミングを計算して、順次上記パケット切換手段１０３にＴＳパケットを送信する（図３：Ｓ３０６）。但し、送信するに際しては、上記時間情報２０２の削除を行う。
【００４１】
当該処理により、上記出力タイミング制御手段１０７は、上記ＴＳパケットがパケット出力手段１０２より出力された時のタイミングを復元してパケット切換手段１０３に送信することが可能となる。以後、上記ＴＳパケットは、従来技術で説明したようにＰＥＳとして復元され、ＡＶデコードダ７０５にて音声、画像として再生して出力される。
【００４２】
以上のように、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００４３】
さらに、ＰＥＳの状態で記録するのではなく、ＴＳパケットの状態で記録することにより、例えばＳＴＢにディスプレイを２台接続した場合や、記録したデータを他の機器等に転送する場合等に、再度ＰＥＳからＴＳパケットを作成する必要がないために無駄な処理を行う必要がなく、高速処理が可能になる。
【００４４】
尚、上記時間情報２０２の付加、分離は暗復号制御手段１１５にて行っているが、暗復号処理手段１０９にて上記ＴＳパケットの暗号化部を認識することにより、当該暗号化部のみを暗号化するようにしてもよい。又、一旦時間情報２０２を付加したのちに分離しているが、先に暗号化部を暗号化したのちに時間情報を付加するようにしてもよい。
【００４５】
続いて図１、図４、図５を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、暗復号処理手段１０９の処理の詳細について説明する。
【００４６】
図４に示す暗復号処理手段１０９は、図１に示すパケット処理装置１０１の暗復号処理手段１０９の詳細図である。又、後述する動作モード切換信号４０１は例えば上記ＳＴＢを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）より暗復号処理手段を制御する信号として送信される。尚、下記暗復号処理には秘密鍵方式を採用している。
【００４７】
まず、上記暗復号処理手段１０９がＴＳパケット（或いはＴＳパケットの一部）の暗号化処理を行う手順について説明する。
【００４８】
暗号化処理を開始するにあたり、例えば上記ＣＰＵより上記暗復号処理手段１０９に、該暗復号処理手段１０９の動作モードを「モード１」に設定する旨の信号が送信される。ここに「モード１」とは、暗号化したＴＳパケットを後に復号化するときに用いるタイトル鍵を、予め暗号化して保存しておく処理である。尚、後述する処理に使用する各モードも含めて、「モード１〜４」設定時のそれぞれの各部の動作概要を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
上記「モード１」に設定する旨の信号は、上記暗復号処理手段を構成する入力データセレクタ４０２、鍵セレクタ４０３、暗復号演算部４０４、タイトル鍵発生・格納部４０５、タイトル鍵格納部４０７、出力データセレクタ４０８、暗号化タイトル鍵格納部４０９にそれぞれ受信される。
【００５１】
上記「モード１」に設定する旨の信号を受信すると、まずタイトル鍵発生・格納部４０５では、タイトル鍵を作成するとともに、作成した上記タイトル鍵を格納する。続いて入力データセレクタ４０２は、タイトル鍵発生・格納部４０５にて作成されたタイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０１）。また、上記鍵セレクタ４０３は、暗復号処理手段１０９を構成する装置固有鍵格納部４０６より装置固有鍵を受け取ると共に、上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０２）。ここに上記タイトル鍵は、例えば所定の桁数をもった乱数等である。また、上記装置固有鍵とは、予め個々の暗復号処理手段１０９に与えられている固有の鍵である。
【００５２】
上記タイトル鍵及び上記装置固有鍵を受け取った暗復号演算部４０４は、上記装置固有鍵を用いて上記タイトル鍵を暗号化し、暗号化タイトル鍵４１０を作成する（図５：Ｓ５０３）。ここに上記暗号化タイトル鍵４１０は、後述する暗号化ＴＳパケットを復号化する処理にて用いられる。
【００５３】
上記作成された暗号化タイトル鍵４１０は、上記暗復号演算部４０４により一旦暗号化タイトル鍵格納部４０９に格納され、さらに図１にて示した上記暗号制御手段１０８を介してパケット記憶手段１０６に保存される（図５：Ｓ５０４）。
【００５４】
以上の処理により、後述する「モード２」において暗号化したＴＳパケットを後に復号化するときに用いるタイトル鍵が、予め暗号化されて保存されることになる。
【００５５】
続いて上記暗復号処理手段１０９の動作を「モード２」に設定する旨の信号が、上記動作モード切換信号４０１として上記同様各部に送信される。
【００５６】
上記「モード２」に設定する旨の信号を受信すると、鍵セレクタ４０３は、上記「モード１」の処理にてタイトル鍵発生・格納部４０５により作成、格納されたタイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０５）。また、上記入力データセレクタ４０２では、図１に示す暗号制御手段１０８より受信したＴＳパケット４１１（但し、上記時間情報及びパケット情報フィールドを分離されたもの）を上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０６）。
【００５７】
上記タイトル鍵及び上記ＴＳパケット４１１を受け取った暗復号演算部４０４は、上記タイトル鍵を用いて上記ＴＳパケット４１１を暗号化し、暗号化ＴＳパケット４１２を作成する（図５：Ｓ５０７）。作成された上記暗号化ＴＳパケット４１２は、上記暗復号演算部４０４により一旦出力データセレクタ４０８に送信され、さらに上記暗号制御手段１０８を介してパケット記憶手段１０６に保存される（図５：Ｓ５０８）。但し、上記暗号制御手段１０８では上述した時間情報等の付加等が行われるが、ここでは省略する。
【００５８】
以上の処理により、ＴＳパケットを暗号化して保存（記録）することが可能である。上記暗号化されて保存されたＴＳパケットは、上記タイトル鍵を用いてのみ復号化することが可能であるが、当該タイトル鍵も上記装置固有鍵により暗号化されている。よって、上記暗号化されたＴＳパケットを再生するためには上記暗復号処理手段１０９、即ち上記暗復号処理手段１０９を備えたＳＴＢが必要となる。
【００５９】
次に、上記暗復号処理手段１０９がＴＳパケット（或いはＴＳパケットの一部）の復号化処理を行う手順について説明する。尚、理解に供するため、上記「モード２」にて暗号化された暗号化ＴＳパケット４１２を復号する場合についてを説明する。
【００６０】
復号化処理を開始するにあたり、まず、上記暗復号処理手段１０９に、該暗復号処理手段１０９の動作モードを「モード３」に設定する旨の信号が送信される。ここに「モード３」とは、暗号化されたＴＳパケットを復号化するときに用いるタイトル鍵を、暗号化タイトル鍵より生成する処理である。
【００６１】
上記「モード３」に設定する旨の信号は、上記「モード１」「モード２」の時と同様、各部にそれぞれ受信される。
【００６２】
上記「モード３」に設定する旨の信号を受信すると、上記鍵セレクタ４０３は、上記装置固有鍵格納部４０６より装置固有鍵を受け取ると共に、上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０９）。また、入力データセレクタ４０２は、上述した「モード１」の処理にて作成され、上記パケット記憶手段１０６に保存されている暗号化タイトル鍵４１０を、例えば図１に示す復号制御手段１１０を介して受信すると共に上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１０）。
【００６３】
上記暗号化タイトル鍵４１０、及び上記装置固有鍵を受け取った上記暗復号演算部４０４は、上記装置固有鍵を用いて上記暗号化タイトル鍵４１０を復号化し、上記「モード１」にて上記タイトル鍵発生・格納部４０５が作成した、タイトル鍵を復元する（図５：Ｓ５１１）。
【００６４】
上記復元されたタイトル鍵は、上記暗復号演算部４０４により、上記暗復号処理手段１０９を構成するタイトル鍵格納部４０７に格納される。
【００６５】
続いて上記暗復号処理手段１０９の動作を「モード４」に設定する旨の信号が、上記動作モード切換信号４０１として上記「モード１〜３」と同様、各部に送信される。
【００６６】
上記「モード４」に設定する旨の信号を受信すると、上記鍵セレクタ４０３は、上記「モード３」の処理にてタイトル鍵格納部４０７に格納された上記タイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１２）。また、上記入力データセレクタ４０２では、図１に示す復号制御手段１１０より受信した暗号化ＴＳパケット４１２（但し、上記時間情報及びパケット情報フィールドを分離されたもの）を上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１３）。
【００６７】
上記タイトル鍵及び上記暗号化ＴＳパケット４１２を受け取った暗復号演算部４０４は、上記タイトル鍵を用いて上記暗号化ＴＳパケット４１２を復号化し、ＴＳパケットを復元する（図５：Ｓ５１４）。復元された上記ＴＳパケットは、上記暗復号演算部４０４により一旦出力データセレクタ４０８に送信され、さらに上記復号制御手段１１０を介して図１に示した出力タイミング制御手段１０７に送信される（図５：Ｓ５１５）。但し、上記復号制御手段１１０では上述した時間情報等の付加等が行われるが、ここでは省略する。
【００６８】
以上の処理により、暗号化されたＴＳパケットを復号化することが可能である。復号化されたＴＳパケットは、既に説明したように出力タイミング制御手段１０７より時間情報に従いタイミング制御されて、順次パケット切換手段に送信される。
【００６９】
尚、上記「モード１」〜「モード４」の処理は、例えば一連の放送に対して行われてもよいし、所定の時間間隔で行われてもよく、特に限定するものではない。一連の放送に対して行われる場合には、当該一連の放送は同一のタイトル鍵を用いて暗復号化されることになる。
【００７０】
以上により、上記ＴＳパケットを暗号化して保存するとともに、暗号化に対応する装置固有鍵を有する暗復号処理手段（即ちＳＴＢ）でしか復号化できなくしているために、例えば上記ＴＳパケットを記録しているパケット記憶手段がリムーバブル媒体の場合でも他のＳＴＢでは再生できず、当然上記パケット記憶手段（リムーバブル媒体）を物理的にコピーした場合にも他の再生装置では再生不可能であるため、より強固に著作権を守ることが可能である。
【００７１】
また、パケット記憶手段には例えば固有ＩＤ等を持たせるなどの特別な仕組みが必要なく、即ち記録装置（ＳＴＢ）の仕組みのみで著作権に関する問題を解決しているため、従来から使用されているハードディスク等をそのまま用いることが可能であり、記憶媒体（パケット記憶手段）部分を安価にすることが可能となる。
【００７２】
さらに上述したように、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００７３】
尚、例えば上記時間情報付加手段１０４が、出力タイミングを制御するための時間情報を付加するものであるが、さらに上記ＴＳパケットの有効期限を付加するものであってもよい。即ち、例えば通信衛星７０１を介して放送されるデータに、当該データの有効期限の情報を含めて送信する。当該有効期限の情報が、例えばパケット出力手段１０２等にて読みだされ、上記時間情報付加手段１０４に送信される。上記時間情報付加手段１０４は上記時間情報とともに、上記有効期限も上記ＴＳパケットに付加する。上記有効期限を付加されたＴＳパケットは、例えば復号制御手段１１０や出力タイミング制御手段１０７等にてその有効期限が判断され、有効期限外であれば上記ＴＳパケットを出力しないようにする。この様に、記録された情報の有効期限を管理することにより、著作権問題を解決することも可能である。
【００７４】
さらに、上記例では各ＴＳパケットに有効期限情報を付加しているが、例えば再生単位（例えば１番組を構成する画像情報と音声情報）で有効期限を管理するものであってもよい。この様な場合には、例えばパケット記憶手段１０６に上記放送を記録するとともに、当該有効期限を再生単位で記録し、再生時に当該有効期限の有効性を確認するようにしてもよい。
【００７５】
上記有効期限は、例えば日付で管理してもよいし、記録時からの日数、或いは再生回数という単位でもよい。但し、再生回数等で管理するような場合には、例えば再生回数が残存する時点で上記パケット記憶手段１０６を物理的にコピ−（バックアップコピ−）し、所定の回数再生して再生が不可能となった後に、上記物理的にコピーしたパケット記憶手段に交換して再度再生を可能とするといった不正が行われる可能性がある。
【００７６】
この様な不正行為に対しては、以下のような対応が考えられる。即ち、例えばパケット処理装置を構成する暗復号処理手段１０９等に不揮発性メモリを配設し、当該不揮発性メモリ内に、上記パケット記憶手段の所定部と連携したデータを記録すると共に、上記連携したデータの双方を随時更新することで、上記不揮発性メモリ内のデータと上記パケット記憶手段の所定部に記録されたデータの整合性を保つ。ここで、上記物理的にコピーされたパケット記憶手段に交換した場合には、上記連携しているはずのデータの整合性が取れなくなるため、これを検知することにより、上記物理的にコピーされたパケット記憶手段のデータを再生不可能とすることが可能である。以上により、上記物理的な不正コピーを排除することが可能である。尚、上記連携したデータを暗号化して書き込むことにより更に不正を困難にし、強固に著作権を保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパケット処理装置の概略を示すハードウェアブロック図
【図２】時間情報を付加したＴＳパケットのパケット構造例を示す図
【図３】各手段におけるパケット処理の概念図
【図４】本発明に係るパケット処理装置における暗復号処理手段の概略を示すハードウェアブロック図
【図５】暗復号化の処理を示すフローチャート
【図６】従来技術におけるデジタル放送のデータ送信から再生までのパケット構成を示す概要図
【図７】従来技術におけるデジタル放送の受信から再生までを示す概要図
【符号の説明】
１０１−パケット処理装置
１０２−パケット出力手段
１０３−パケット切換手段
１０４−時間情報付加手段
１０５−カウンタ手段
１０６−パケット記憶手段
１０７−出力タイミング制御手段
１０８−暗号制御手段（暗復号制御手段を構成）
１０９−暗復号処理手段
１１０−復号制御手段（暗復号制御手段を構成）
１１５−暗復号制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体に係り、詳しくは、パケットを暗号化して蓄積するパケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報伝達の手段がデジタル化されつつある。既に放送分野では、そのメリットが多大なことから、アナログ放送からデジタル放送へ移行しつつある。デジタル放送のアナログ放送に対するメリットとしては、多チャンネル化、高画質化等が容易であることが挙げられ、さらに双方向通信のサービスまで視野に入れられている。この背景には、特に画像、音声等のデジタルデータの規格化による影響が大きく、既にＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ） によりＭＰＥＧ１（ＣＤ−ＲＯＭ等の蓄積メディアのための動画圧縮）、ＭＰＥＧ２（ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ） の制作、送信に対応した動画圧縮）、ＭＰＥＧ４（低速ネットワークに対応した動画圧縮）等が制定されている。このような中、例えば放送分野では、上記ＭＰＥＧ２を用いてデータを送信（放送）し、受信側ではアンテナやケーブル等を介してＳＴＢ（Ｓｅｔ Ｔｏｐ Ｂｏｘ）と呼ばれるＭＰＥＧ２のデコード機能を備えた端末にて上記データを受信し再生する。
【０００３】
以下に図６、図７を用いてデジタル放送時のＭＰＥＧ２規格に沿ったデータの送信から再生までの概要を説明する。図６における、デー送信側６０１において、放送に用いられるビデオデータ、オーディオデータ、プライベートデータはそれぞれコード化されてＥＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）６０２と呼ばれる。尚、上記ＥＳのなかで、共通のタイムベースを持ったものはプログラムと呼ばれる。
【０００４】
まず上記データ送信側６０１では、上記ＥＳ６０２を分割し、制御情報であるヘッダを付加して、複数のＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ） ６０３を生成する。上記ヘッダの情報としては、ＥＳの長さ、ＰＥＳの長さ等が含まれる。
【０００５】
続いて上記ＰＥＳはパケット情報フィールド、アダプテーションフィールドといったヘッダが付加された、ＭＰＥＧ２−ＴＳ（ＭＰＥＧ２−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ） ６０４と呼ばれる１８８バイト固定長のパケット（以後ＴＳパケットと称す）に分割される。ここで、上記ＰＥＳはそれぞれビデオデータ、オーディオデータ、プライベートデータ等から構成されているため、上記ＴＳパケットには、どのＰＥＳのデータであるかを判別するための情報が、パケット情報フィールドにＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）として記憶され、同一のＰＥＳには同一の番号が与えられる。
【０００６】
分割された上記ＴＳパケットは、パケット多重され、各送信方法に基づいてさらに細かく分割されるなどして送信データとして送信（放送）されることになる。尚、ＭＰＥＧ２規格の中には上記ＭＰＥＧ２−ＴＳとは異なり一つのプログラムより構成されるＭＰＥＧ２−ＰＳ（ＭＰＥＧ２−Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ） があるが、上記放送等では複数のプログラムを含むことができるＭＰＥＧ２−ＴＳが用いられる。図７に示すのは、上記放送が、通信衛星７０１を介して送信される場合の受信例である。
【０００７】
データ受信側６０５では、ＳＴＢ７０２が上記送信データを例えばアンテナ７０３等を介して受信し、上記放送方法に基づいてＴＳパケットを復元した後、上記ＳＴＢ７０２を構成するＴＳデコーダ７０４が受け取る。上記ＴＳデコーダ７０４では、ＴＳパケット６０６のパケット情報フィールドに含まれている上記ＰＩＤを基に、必要であるＴＳパケット（即ち、例えばユーザに選択された番組を構成する放送の動画と音声等）を選択してＰＥＳ６０７を復元し、ＡＶデコーダ７０５のそれぞれビデオデコード部７０６、オーディオデコード部７０７にて再生し、ＴＶ等にて出力する。尚、再生時にはシステムデコード部７０８よりの制御情報を基にタイミング制御が行われる。以上の方法（方式）により、デジタル放送を受信・再生することが可能となっている。
【０００８】
デジタル放送の送受信については以上であるが、さらに上記デジタル放送を、従来のアナログ放送と同様に記録（蓄積）可能であることが求められる。記録に関しては、受信するデータがデジタルデータであることより、画像、音声を劣化させることなく容易に行うことが可能である。しかしながら上記記録したデータは劣化することなくコピーが可能であることから著作権の問題が生じ、上記記録（蓄積）したデータの扱いに関する著作権問題を解決するための技術が必要不可欠となっている。
【０００９】
デジタルデータに関して上記著作権問題を解決するための代表的な技術として、ＩＥＥＥ１３９４等を用いたデジタル機器にて採用されているＤＴＣＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）がある。当該技術は、デジタルデータの送受信に関する技術であり、デジタルデータにコピー制御情報としてコピー禁止（Ｃｏｐｙ Ｎｅｖｅｒ、 Ｎｏ Ｍｏｒｅ Ｃｏｐｉｅｓ ）、１世代に限りコピー可能（ Ｃｏｐｙ Ｏｎｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、コピー自由（Ｃｏｐｙ Ｆｒｅｅ ）等の情報を持ち、上記コピー制御情報に基づいてコピー元機器及びコピー先機器で認証処理を行い、問題がなければ暗号化されたデジタルデータ及び暗号化に用いる鍵情報のやり取りを行うことでコピーが可能となる。当然上記「コピー禁止」情報を持つデータに関してはコピー不可能である。さらに、記憶媒体に固有のＩＤを持たせることによりデジタルデータのコピーを管理、制御する方法等もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデジタル機器に用いられる技術では、以下のような課題がある。
【００１１】
まず、上記従来技術において、データのコピー時にコピー元機器及びコピー先機器間で複雑な認証・暗号化処理を行う必要があるため、それぞれの機器の構成が複雑になる点である。また、上記従来技術はデジタルデータの送受信に関する技術であるためデータ記録時の状態は規定されておらず、データを記録した記憶媒体の情報を、上記技術を介さずにコピーする（即ち物理的にコピーする）ことにより、コピーが可能であるという問題もある。
【００１２】
さらに、記憶媒体に固有のＩＤをもたせて管理する方法では、記憶媒体が高価になるといった問題がある。
【００１３】
従って本発明は、記憶媒体に特別な仕組みを設けることなく、従来の記憶媒体にデジタルデータを記録可能であると共に、再生機器の制限及び暗号化により著作権保護を可能としたパケット処理装置、パケット処理方法及びその記憶媒体を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を備える。
【００１５】
すなわち、上記パケット処理装置は、入力されたパケットを、予め決められた規則にしたがって処理して出力することを前提としている。
【００１６】
ここで、カウンタ手段は所定の周期で時間情報を出力する。また、時間情報付加手段は、上記カウンタ手段により出力された時間情報を上記入力されたパケットに付加する。さらに、暗復号制御手段は、上記時間情報付加手段により時間情報が付加されたパケットの時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化要求を送信するとともに、該暗号化要求に基づいて暗号化処理されたパケットを書き込むための書込み要求を送信する暗号制御部、パケット読み出し要求により受信したパケットの時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化要求を送信し、該復号化要求に基づいて復号化処理されたパケットを送信する復号制御部、の少なくとも一方を含む。
【００１７】
装置固有鍵格納手段は、各装置に固有の鍵情報を格納する。上記暗復号制御手段が暗号制御部を含む場合、暗復号処理手段は、上記暗号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化部を少なくとも含み、上記暗復号制御手段が復号制御部を含む場合、上記復号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて、暗号化された上記パケットの時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化部を少なくとも含む構成となっている。
【００１８】
パケット記憶手段では、上記書込み要求を受けて上記パケットを記憶するとともに、上記読出し要求を受けて上記記憶したパケットを送信し、タイミング制御手段では、上記復号化制御部にて送信されたパケットを、該パケットに付加された上記時間情報、及び上記カウンタ手段にて出力された時間情報に基づき出力する。
【００１９】
従って、上記ＴＳパケットを暗号化して保存するとともに、暗号化に対応する装置固有鍵を有する暗復号処理手段でしか復号化できなくしているために、例えば上記ＴＳパケットを記録しているパケット記憶手段がリムーバブル媒体の場合でも他の再生装置では再生できず、当然上記パケット記憶手段（リムーバブル媒体）を物理的にコピーした場合にも他の再生装置では再生不可能であるため、より強固に著作権を守ることが可能である。
【００２０】
また、パケット記憶手段には特別な仕組みが必要なく、即ち記録装置の仕組みのみで著作権に関する問題を解決しているため、従来から使用されているハードディスク等をそのまま用いることが可能であり、記憶媒体（パケット記憶手段）部分を安価にすることが可能となる。
【００２１】
又、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２３】
まず図１、図２、図３、図７を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、データを記録する手順の詳細について説明する。当該パケット処理装置１０１は、例えば上記従来技術にて説明したＳＴＢを構成するＴＳデコーダ７０４に内蔵されて提供される。
【００２４】
まず上記ＳＴＢでは、通信衛星７０１を介して放送（送信）されたデータを、予め決められた規則に従ってＴＳパケットに復元する。復元した該ＴＳパケットは、上記パケット処理装置を構成するパケット出力手段１０２に順次送信される。上記パケット出力手段１０２は、さらに上記ＴＳパケットを上記パケット処理装置を構成するパケット切換手段１０３に送信するとともに、受信した情報を記録（蓄積）する必要がある場合には同じく順次上記ＴＳパケットを時間情報付加手段１０４にも送信する（図３：Ｓ３０１）。ここで上記記録する必要がある場合とは、従来のアナログ放送に対応するＶＴＲと同様、例えば上記放送を視聴するユーザが上記放送を録画し、後日改めて閲覧する場合などである。又、上記パケット切換手段１０３は、上記パケット出力手段１０２より受信したＴＳパケットと、後述する出力タイミング制御手段１０７より受信したＴＳパケットを切り換えて出力することが可能である。
【００２５】
上記記録を行わない場合には、パケット出力手段１０２から送信されたパケットが、上記パケット切換手段１０３よりそのまま出力される。ここで、上記パケット切換手段１０３は、上記パケット出力手段１０２より直接送信されたＴＳパケットを順次出力するため、上記ＴＳパケットの順序やタイミング（出力間隔）を制御する必要がない。上記順次出力されたＴＳパケットは、従来技術で説明したようにＰＥＳとして復元され、ＭＰＥＧ２デコード部にて音声、画像として再生して出力される。尚、上述したように、デジタル放送においては複数のプログラムが放送されるため、上記パケット出力手段１０２にて予め不要なＴＳパケットをフィルタリングすることで、上記記録するデータ量を少なくすることが可能である。
【００２６】
次に上記記録を行う場合には、上記時間情報付加手段１０４は、一定の周期で時間情報を出力するカウンタ手段１０５より受け取った時間情報を、上記パケット出力手段１０２より受信したＴＳパケットに付加する（図３：Ｓ３０２）。図２（ａ）に上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１の一例を示す。ここで、例えば上記ＴＳパケットの先頭部に４バイトの時間情報を付加しているが、特に４バイトに限定するわけではなく、また先頭部に限定するわけでもない。上記時間情報をＴＳパケットに付加することで、後述するパケット記憶手段１０６に記録した後も、上記パケット出力手段１０２から出力されたタイミング（出力間隔）を保ったままパケット切換手段１０３にＴＳパケットを送信することが可能となる。
【００２７】
続いて上記時間情報付加手段１０４は、上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１を、暗復号制御手段１１５を構成する暗号制御手段１０８に送信する。該暗号制御手段１０８を構成する時間情報制御部１１１は、上記時間情報を付加したＴＳパケット２０１を受け取ると、時間情報２０２部分を再度分離し、ＴＳパケットのみを同じく暗号制御手段１０８を構成するパケット情報フィールド制御部１１２に送信する。該パケット情報フィールド制御部１１２では、さらに上記ＴＳパケットのパケット情報フィールド２０３を分離し、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５（データ部）のみをパケット処理装置１０１を構成する暗復号処理手段１０９に送信する。
【００２８】
上記暗復号処理手段１０９では、上記アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を暗号化し、上記パケット情報フィールド制御部１１２に返送する。尚、暗号化の詳細については後述する。上記暗号化されたアダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を受信したパケット情報フィールド制御部１１２は、分離した上記パケット情報フィールド２０３を再度付加し、上記時間情報制御部１１１に返信する。この状態でのＴＳパケットは、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５が暗号化された状態の、一部暗号化済ＴＳパケットである。
【００２９】
続いて上記時間情報制御部１１１では、同様に一部暗号化済ＴＳパケットに上記分離した時間情報２０２を付加する。
【００３０】
以上により、図２（ｂ）に示すように、アダプテーションフィールド２０４’及びペイロード２０５’が暗号化され、かつ時間情報を付加された一部暗号化済ＴＳパケット２０７が生成される（図３：Ｓ３０３）。
【００３１】
上記一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、上記時間情報制御部１１１よりパケット記憶手段１０６に送信されて記録される（図３：Ｓ３０４）。ここで上記暗復号処理手段１０９において、アダプテーションフィールド２０４及びペイロード２０５を暗号化しているが、上記ペイロード２０５のみを暗号化してもよく、この場合には上記パケット情報フィールド制御部１１２にてパケット情報フィールド２０３及びアダプテーションフィールド２０４を分離すればよい。また、時間情報２０２以外を全て暗号化してもよく、この場合はパケット情報フィールド制御部１１２にてパケット情報フィールドを分離する必要がない。尚、上記パケット記憶手段１０６はハードディスク等の不揮発メモリにより構成されており、書込み、読出しに特別な処理を必要とするものではない。また、上記パケット記憶手段１０６はリムーバブル媒体としても問題ない。
【００３２】
以上のようにＴＳパケットの少なくともペイロードを暗号化して記録することにより、例えば通信衛星等を介して放送（送信）されたデータの、記録された状態での秘密性が保持される。これにより、例えば上記データが記録された状態のハードディスク等を物理的にコピーされた際でもデータの秘密性を保持可能であり、著作権を保護可能である。但し、ペイロード部を１００％する必要があるわけではなく、例えば５０％のみを暗号化しても著作権の保護が可能である。
【００３３】
続いて図１、図２、図３、図７を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、データを読み出して出力する手順の詳細について説明する。
【００３４】
上述した処理により、パケット記憶手段１０６に記憶された一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、必要に応じて上記暗復号制御手段１１５を構成する復号制御手段１１０にて読み出される。尚、上記必要に応じてとは、例えば上記ユーザが、予めパケット記憶手段１０６に記録している放送の視聴のために、上記ＳＴＢにて所定の再生操作を行ったとき等である。
【００３５】
上記読み出されるに際して、一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、記録された順序で、かつ、必要な一部暗号化済ＴＳパケットのみが読み出される（図３：Ｓ３０５）。上記必要な一部暗号化済ＴＳパケットとは、例えば上記ユーザが選択したプログラム（即ち再生しようとしている番組等）を構成するＴＳパケットであり、一部暗号化済ＴＳパケットの時間情報、及び上記パケット情報フィールドに含まれている上記ＰＩＤ２０６に基づいて選択して読み出される。
【００３６】
ここで上記ＰＩＤ２０６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すようにパケット情報フィールド２０３に含まれているために暗号化されていない。よって、上記一部暗号化済ＴＳパケットを復号化することなく選択し読み出すことが可能となり、不要なパケット（即ち再生しようとしている番組等に無関係なパケット）は暗復号処理手段１０９を介することがないので処理を軽減するとともに、高速化を計ることが可能である。但し、上記ＰＩＤ２０６（即ちパケット情報フィールド２０３）が暗号化される仕様の場合には、上記パケット情報フィールド２０３をまず復号化する作業がおこなわれることは言うまでもない。
【００３７】
上述したように、上記復号制御手段１１０にて選択されて読み出された一部暗号化済ＴＳパケット２０７は、続いて上記復号制御手段１１０を構成する時間情報制御部１１３にて時間情報２０２を分離され、さらに上記復号制御手段１１０を構成するパケット情報フィールド制御部１１４にてパケット情報フィールド２０３を分離されて暗復号処理手段１０９に送信される。
【００３８】
上記暗復号処理手段１０９では、受信した上記一部暗号化済ＴＳパケット２０７のアダプテーションンフィールド２０４’及びペイロード２０５’を復号化して上記パケット情報フィールド制御部１１４に返送する。尚、復号化の処理の詳細についても後述する。
【００３９】
上記復号化されたアダプテーションンフィールド２０４’及びペイロード２０５’を受信した上記パケット情報フィールド制御部１１４では、上記処理にて分離したパケット情報フィールド２０３を再度付加してＴＳパケットとし、上記時間情報制御部１１３に送信する。時間情報制御部１１３では、上記処理にて分離した時間情報２０２を再度付加し、出力タイミング制御手段１０７に送信する。
【００４０】
上記時間情報が付加されたＴＳパケットを受信した出力タイミング制御手段１０７では、該ＴＳパケットに付加された時間情報２０２を参照し、上記カウンタ制御手段１０５より受け取った時間情報に従って出力するタイミングを計算して、順次上記パケット切換手段１０３にＴＳパケットを送信する（図３：Ｓ３０６）。但し、送信するに際しては、上記時間情報２０２の削除を行う。
【００４１】
当該処理により、上記出力タイミング制御手段１０７は、上記ＴＳパケットがパケット出力手段１０２より出力された時のタイミングを復元してパケット切換手段１０３に送信することが可能となる。以後、上記ＴＳパケットは、従来技術で説明したようにＰＥＳとして復元され、ＡＶデコードダ７０５にて音声、画像として再生して出力される。
【００４２】
以上のように、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００４３】
さらに、ＰＥＳの状態で記録するのではなく、ＴＳパケットの状態で記録することにより、例えばＳＴＢにディスプレイを２台接続した場合や、記録したデータを他の機器等に転送する場合等に、再度ＰＥＳからＴＳパケットを作成する必要がないために無駄な処理を行う必要がなく、高速処理が可能になる。
【００４４】
尚、上記時間情報２０２の付加、分離は暗復号制御手段１１５にて行っているが、暗復号処理手段１０９にて上記ＴＳパケットの暗号化部を認識することにより、当該暗号化部のみを暗号化するようにしてもよい。又、一旦時間情報２０２を付加したのちに分離しているが、先に暗号化部を暗号化したのちに時間情報を付加するようにしてもよい。
【００４５】
続いて図１、図４、図５を用いて、本発明に係るパケット処理装置における、暗復号処理手段１０９の処理の詳細について説明する。
【００４６】
図４に示す暗復号処理手段１０９は、図１に示すパケット処理装置１０１の暗復号処理手段１０９の詳細図である。又、後述する動作モード切換信号４０１は例えば上記ＳＴＢを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）より暗復号処理手段を制御する信号として送信される。尚、下記暗復号処理には秘密鍵方式を採用している。
【００４７】
まず、上記暗復号処理手段１０９がＴＳパケット（或いはＴＳパケットの一部）の暗号化処理を行う手順について説明する。
【００４８】
暗号化処理を開始するにあたり、例えば上記ＣＰＵより上記暗復号処理手段１０９に、該暗復号処理手段１０９の動作モードを「モード１」に設定する旨の信号が送信される。ここに「モード１」とは、暗号化したＴＳパケットを後に復号化するときに用いるタイトル鍵を、予め暗号化して保存しておく処理である。尚、後述する処理に使用する各モードも含めて、「モード１〜４」設定時のそれぞれの各部の動作概要を表１に示す。
【００４９】
【表１】
上記「モード１」に設定する旨の信号は、上記暗復号処理手段を構成する入力データセレクタ４０２、鍵セレクタ４０３、暗復号演算部４０４、タイトル鍵発生・格納部４０５、タイトル鍵格納部４０７、出力データセレクタ４０８、暗号化タイトル鍵格納部４０９にそれぞれ受信される。
【００５１】
上記「モード１」に設定する旨の信号を受信すると、まずタイトル鍵発生・格納部４０５では、タイトル鍵を作成するとともに、作成した上記タイトル鍵を格納する。続いて入力データセレクタ４０２は、タイトル鍵発生・格納部４０５にて作成されたタイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０１）。また、上記鍵セレクタ４０３は、暗復号処理手段１０９を構成する装置固有鍵格納部４０６より装置固有鍵を受け取ると共に、上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０２）。ここに上記タイトル鍵は、例えば所定の桁数をもった乱数等である。また、上記装置固有鍵とは、予め個々の暗復号処理手段１０９に与えられている固有の鍵である。
【００５２】
上記タイトル鍵及び上記装置固有鍵を受け取った暗復号演算部４０４は、上記装置固有鍵を用いて上記タイトル鍵を暗号化し、暗号化タイトル鍵４１０を作成する（図５：Ｓ５０３）。ここに上記暗号化タイトル鍵４１０は、後述する暗号化ＴＳパケットを復号化する処理にて用いられる。
【００５３】
上記作成された暗号化タイトル鍵４１０は、上記暗復号演算部４０４により一旦暗号化タイトル鍵格納部４０９に格納され、さらに図１にて示した上記暗号制御手段１０８を介してパケット記憶手段１０６に保存される（図５：Ｓ５０４）。
【００５４】
以上の処理により、後述する「モード２」において暗号化したＴＳパケットを後に復号化するときに用いるタイトル鍵が、予め暗号化されて保存されることになる。
【００５５】
続いて上記暗復号処理手段１０９の動作を「モード２」に設定する旨の信号が、上記動作モード切換信号４０１として上記同様各部に送信される。
【００５６】
上記「モード２」に設定する旨の信号を受信すると、鍵セレクタ４０３は、上記「モード１」の処理にてタイトル鍵発生・格納部４０５により作成、格納されたタイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０５）。また、上記入力データセレクタ４０２では、図１に示す暗号制御手段１０８より受信したＴＳパケット４１１（但し、上記時間情報及びパケット情報フィールドを分離されたもの）を上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０６）。
【００５７】
上記タイトル鍵及び上記ＴＳパケット４１１を受け取った暗復号演算部４０４は、上記タイトル鍵を用いて上記ＴＳパケット４１１を暗号化し、暗号化ＴＳパケット４１２を作成する（図５：Ｓ５０７）。作成された上記暗号化ＴＳパケット４１２は、上記暗復号演算部４０４により一旦出力データセレクタ４０８に送信され、さらに上記暗号制御手段１０８を介してパケット記憶手段１０６に保存される（図５：Ｓ５０８）。但し、上記暗号制御手段１０８では上述した時間情報等の付加等が行われるが、ここでは省略する。
【００５８】
以上の処理により、ＴＳパケットを暗号化して保存（記録）することが可能である。上記暗号化されて保存されたＴＳパケットは、上記タイトル鍵を用いてのみ復号化することが可能であるが、当該タイトル鍵も上記装置固有鍵により暗号化されている。よって、上記暗号化されたＴＳパケットを再生するためには上記暗復号処理手段１０９、即ち上記暗復号処理手段１０９を備えたＳＴＢが必要となる。
【００５９】
次に、上記暗復号処理手段１０９がＴＳパケット（或いはＴＳパケットの一部）の復号化処理を行う手順について説明する。尚、理解に供するため、上記「モード２」にて暗号化された暗号化ＴＳパケット４１２を復号する場合についてを説明する。
【００６０】
復号化処理を開始するにあたり、まず、上記暗復号処理手段１０９に、該暗復号処理手段１０９の動作モードを「モード３」に設定する旨の信号が送信される。ここに「モード３」とは、暗号化されたＴＳパケットを復号化するときに用いるタイトル鍵を、暗号化タイトル鍵より生成する処理である。
【００６１】
上記「モード３」に設定する旨の信号は、上記「モード１」「モード２」の時と同様、各部にそれぞれ受信される。
【００６２】
上記「モード３」に設定する旨の信号を受信すると、上記鍵セレクタ４０３は、上記装置固有鍵格納部４０６より装置固有鍵を受け取ると共に、上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５０９）。また、入力データセレクタ４０２は、上述した「モード１」の処理にて作成され、上記パケット記憶手段１０６に保存されている暗号化タイトル鍵４１０を、例えば図１に示す復号制御手段１１０を介して受信すると共に上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１０）。
【００６３】
上記暗号化タイトル鍵４１０、及び上記装置固有鍵を受け取った上記暗復号演算部４０４は、上記装置固有鍵を用いて上記暗号化タイトル鍵４１０を復号化し、上記「モード１」にて上記タイトル鍵発生・格納部４０５が作成した、タイトル鍵を復元する（図５：Ｓ５１１）。
【００６４】
上記復元されたタイトル鍵は、上記暗復号演算部４０４により、上記暗復号処理手段１０９を構成するタイトル鍵格納部４０７に格納される。
【００６５】
続いて上記暗復号処理手段１０９の動作を「モード４」に設定する旨の信号が、上記動作モード切換信号４０１として上記「モード１〜３」と同様、各部に送信される。
【００６６】
上記「モード４」に設定する旨の信号を受信すると、上記鍵セレクタ４０３は、上記「モード３」の処理にてタイトル鍵格納部４０７に格納された上記タイトル鍵を受け取ると共に、暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１２）。また、上記入力データセレクタ４０２では、図１に示す復号制御手段１１０より受信した暗号化ＴＳパケット４１２（但し、上記時間情報及びパケット情報フィールドを分離されたもの）を上記暗復号演算部４０４に渡す（図５：Ｓ５１３）。
【００６７】
上記タイトル鍵及び上記暗号化ＴＳパケット４１２を受け取った暗復号演算部４０４は、上記タイトル鍵を用いて上記暗号化ＴＳパケット４１２を復号化し、ＴＳパケットを復元する（図５：Ｓ５１４）。復元された上記ＴＳパケットは、上記暗復号演算部４０４により一旦出力データセレクタ４０８に送信され、さらに上記復号制御手段１１０を介して図１に示した出力タイミング制御手段１０７に送信される（図５：Ｓ５１５）。但し、上記復号制御手段１１０では上述した時間情報等の付加等が行われるが、ここでは省略する。
【００６８】
以上の処理により、暗号化されたＴＳパケットを復号化することが可能である。復号化されたＴＳパケットは、既に説明したように出力タイミング制御手段１０７より時間情報に従いタイミング制御されて、順次パケット切換手段に送信される。
【００６９】
尚、上記「モード１」〜「モード４」の処理は、例えば一連の放送に対して行われてもよいし、所定の時間間隔で行われてもよく、特に限定するものではない。一連の放送に対して行われる場合には、当該一連の放送は同一のタイトル鍵を用いて暗復号化されることになる。
【００７０】
以上により、上記ＴＳパケットを暗号化して保存するとともに、暗号化に対応する装置固有鍵を有する暗復号処理手段（即ちＳＴＢ）でしか復号化できなくしているために、例えば上記ＴＳパケットを記録しているパケット記憶手段がリムーバブル媒体の場合でも他のＳＴＢでは再生できず、当然上記パケット記憶手段（リムーバブル媒体）を物理的にコピーした場合にも他の再生装置では再生不可能であるため、より強固に著作権を守ることが可能である。
【００７１】
また、パケット記憶手段には例えば固有ＩＤ等を持たせるなどの特別な仕組みが必要なく、即ち記録装置（ＳＴＢ）の仕組みのみで著作権に関する問題を解決しているため、従来から使用されているハードディスク等をそのまま用いることが可能であり、記憶媒体（パケット記憶手段）部分を安価にすることが可能となる。
【００７２】
さらに上述したように、ＴＳパケットに、当該パケットが入力された時の時間情報を付加して記録し、出力時には上記入力されたタイミングを復元して送信することにより、以後のＰＥＳの再構成からオーディオ、ビデオ等の出力に至る構成は従来技術を変更することなく利用することが可能になる。
【００７３】
尚、例えば上記時間情報付加手段１０４が、出力タイミングを制御するための時間情報を付加するものであるが、さらに上記ＴＳパケットの有効期限を付加するものであってもよい。即ち、例えば通信衛星７０１を介して放送されるデータに、当該データの有効期限の情報を含めて送信する。当該有効期限の情報が、例えばパケット出力手段１０２等にて読みだされ、上記時間情報付加手段１０４に送信される。上記時間情報付加手段１０４は上記時間情報とともに、上記有効期限も上記ＴＳパケットに付加する。上記有効期限を付加されたＴＳパケットは、例えば復号制御手段１１０や出力タイミング制御手段１０７等にてその有効期限が判断され、有効期限外であれば上記ＴＳパケットを出力しないようにする。この様に、記録された情報の有効期限を管理することにより、著作権問題を解決することも可能である。
【００７４】
さらに、上記例では各ＴＳパケットに有効期限情報を付加しているが、例えば再生単位（例えば１番組を構成する画像情報と音声情報）で有効期限を管理するものであってもよい。この様な場合には、例えばパケット記憶手段１０６に上記放送を記録するとともに、当該有効期限を再生単位で記録し、再生時に当該有効期限の有効性を確認するようにしてもよい。
【００７５】
上記有効期限は、例えば日付で管理してもよいし、記録時からの日数、或いは再生回数という単位でもよい。但し、再生回数等で管理するような場合には、例えば再生回数が残存する時点で上記パケット記憶手段１０６を物理的にコピ−（バックアップコピ−）し、所定の回数再生して再生が不可能となった後に、上記物理的にコピーしたパケット記憶手段に交換して再度再生を可能とするといった不正が行われる可能性がある。
【００７６】
この様な不正行為に対しては、以下のような対応が考えられる。即ち、例えばパケット処理装置を構成する暗復号処理手段１０９等に不揮発性メモリを配設し、当該不揮発性メモリ内に、上記パケット記憶手段の所定部と連携したデータを記録すると共に、上記連携したデータの双方を随時更新することで、上記不揮発性メモリ内のデータと上記パケット記憶手段の所定部に記録されたデータの整合性を保つ。ここで、上記物理的にコピーされたパケット記憶手段に交換した場合には、上記連携しているはずのデータの整合性が取れなくなるため、これを検知することにより、上記物理的にコピーされたパケット記憶手段のデータを再生不可能とすることが可能である。以上により、上記物理的な不正コピーを排除することが可能である。尚、上記連携したデータを暗号化して書き込むことにより更に不正を困難にし、強固に著作権を保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパケット処理装置の概略を示すハードウェアブロック図
【図２】時間情報を付加したＴＳパケットのパケット構造例を示す図
【図３】各手段におけるパケット処理の概念図
【図４】本発明に係るパケット処理装置における暗復号処理手段の概略を示すハードウェアブロック図
【図５】暗復号化の処理を示すフローチャート
【図６】従来技術におけるデジタル放送のデータ送信から再生までのパケット構成を示す概要図
【図７】従来技術におけるデジタル放送の受信から再生までを示す概要図
【符号の説明】
１０１−パケット処理装置
１０２−パケット出力手段
１０３−パケット切換手段
１０４−時間情報付加手段
１０５−カウンタ手段
１０６−パケット記憶手段
１０７−出力タイミング制御手段
１０８−暗号制御手段（暗復号制御手段を構成）
１０９−暗復号処理手段
１１０−復号制御手段（暗復号制御手段を構成）
１１５−暗復号制御手段
Claims (7)
- 入力されたパケットを、予め決められた規則にしたがって処理して出力するパケット処理装置において、
所定の周期で時間情報を出力するカウンタ手段と、
上記カウンタ手段により出力された時間情報を上記入力されたパケットに付加する時間情報付加手段と、
上記時間情報付加手段により時間情報が付加されたパケットの時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化要求を送信するとともに、該暗号化要求に基づいて暗号化処理されたパケットを書き込むための書込み要求を送信する暗号制御部、パケット読み出し要求により受信したパケットの時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化要求を送信し、該復号化要求に基づいて復号化処理されたパケットを送信する復号制御部、の少なくとも一方を含む暗復号制御手段と
各装置に固有の鍵情報を格納する装置固有鍵格納手段と、
上記暗復号制御手段が暗号制御部を含む場合、上記暗号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて上記時間情報を除くパケット部分を暗号化する暗号化部を少なくとも含み、上記暗復号制御手段が復号制御部を含む場合、上記復号化要求を受けて、上記鍵情報を用いて、暗号化された上記時間情報を除くパケット部分を復号化する復号化部を少なくとも含む、暗復号処理手段と、
上記書込み要求を受けて上記パケットを記憶するとともに、上記読出し要求を受けて上記記憶したパケットを送信するパケット記憶手段と、
上記復号化制御部にて送信されたパケットを、該パケットに付加された上記時間情報、及び上記カウンタ手段にて出力された時間情報に基づき出力するタイミング制御手段と、
を具備することを特徴とするパケット処理装置。 - さらに上記暗号制御部は、上記時間情報が付加されたパケットの上記時間情報及び該パケットの制御情報であるパケット情報フィールドを除くパケット部分を暗号化要求として送信すると共に、
上記暗復号処理手段が、上記時間情報及び上記パケット情報フィールドを除くパケット部分を暗号化する請求項１に記載のパケット処理装置。 - さらに上記復号制御部は、再生に必要な上記時間情報が付加されたパケットの上記時間情報及び該パケットの制御情報であるパケット情報フィールドを除くパケット部分のみを復号化要求として送信すると共に、
上記暗復号処理手段が、上記再生に必要な時間情報及び上記パケット情報フィールドを除くパケット部分のみを復号化する請求項１に記載のパケット処理装置。 - 上記復号制御部は、再生に必要な上記時間情報が付加されたパケットの上記時間情報及び該パケットの制御情報であるパケット情報フィールドを除くパケット部分のみを復号化要求として送信すると共に、
上記暗復号処理手段が、上記再生に必要な時間情報及び上記パケット情報フィールドを除くパケット部分のみを復号化する請求項３に記載のパケット処理装置。 - 上記パケットが、ＭＰＥＧ２−トランスポートストリーム（MPEG2-Transport Stream）である請求項１、２、３、４のいずれか１項に記載のパケット処理装置。
- 入力されたパケットを、予め決められた規則にしたがって処理して出力するパケット処理方法において、
所定の周期で出力される時間情報を上記入力されたパケットに付加し、
上記時間情報が付加されたパケットの時間情報を除くパケット部分を暗号化して記憶し、
必要に応じて、上記記憶されている時間情報が付加されたパケットを読みだして時間情報を除くパケット部分を復号化し、
上記復号化されたパケットを、該パケットに付加された上記時間情報、及び上記所定の周期で出力される時間情報に基づきタイミングを制御して出力することを特徴とするパケット処理方法。 - 入力されたパケットを、予め決められた規則にしたがって処理して出力するコンピュータに、
所定の周期で出力される時間情報を入力されたパケットに付加する処理と、
上記時間情報が付加されたパケットの時間情報を除くパケット部分を暗号化して記憶する処理と、
必要に応じて、上記記憶されている時間情報が付加されたパケットを読みだして時間情報を除くパケット部分を復号化する処理と、
上記復号化されたパケットを、該パケットに付加された上記時間情報、及び上記所定の周期で出力される時間情報に基づきタイミングを制御して出力する処理と、
を実行させるためのパケット処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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