JP4633202B2 - ２つの装置間の安全な通信を提供するための方法およびこの方法の応用 - Google Patents

Description

本発明は、２つの装置間の、より詳細には、有料テレビシステムのデコーダの装置間の安全な通信を提供するための方法に関する。
有料テレビシステムにおいては、各加入者は、一般に、ソース成分信号を復元（descramblimg）するためのデコーダを有しており、該デコーダは、資格制御メッセージと資格管理メッセージとを解読するための、条件付きアクセスモジュール（Conditional Access Module：CAM）とスマートカードとを具備している。ソース成分信号を復元するためのデコーダが認証されずに動作することを防ぐために、例えば、認証されたスマートカードと認証されていないスマートカードとの間の切り換えを防ぐことは重要である。
欧州特許出願公開第０，４２８，２５２号公報は、２つの装置間における安全な通信を提供するための方法、および、有料テレビシステムにおけるこの方法の応用を開示している。この公知の方法においては、第２の装置、すなわちスマートカードの信頼性は、第１の装置によって照合される。
米国特許第５，０２９，２０７号明細書は、２つの装置間における安全な通信を提供するための方法、および、有料テレビシステムにおけるこの方法の応用を開示している。この公知の方法においては、第１の鍵は、暗号化されたメッセージの形で、エンコーダからデコーダへ送信され、デコーダは、プログラム信号を解読するための第１の鍵を得るために、このメッセージを解読する。秘密のシリアル番号は、暗号化および解読のために用いられる。デコーダからエンコーダへは何も送信されない。
本発明は、上述した形式の方法を提供することを意図しており、この場合、制御アクセスモジュールとスマートカード、およびデコーダと条件付きアクセスモジュール間の通信が、認証された装置と認証されていない装置との間の切り換えができないような方法で取り決められている。
本発明によれば、請求項１と請求項２にそれぞれ請求されている方法が提供されている。
さらに、本発明は、請求項３と請求項４に従う有料テレビシステム用のデコーダを提供している。
本発明は、図面を参照してさらに説明され、ここでは、本発明の方法の実施形態は、有料テレビシステム用のデコーダに応用されたものとして説明されている。
図１は、本発明によるデコーダの実施形態のブロック図を示している。
図２は、本発明の方法の実施形態の、段階のシーケンスを示している。
図１を参照すると、有料テレビシステム用のデコーダのブロック図が非常に概略的な様式で示されており、ここで、ディジタル情報信号は、例えば、ユーロクリプト（Eurocrypt）規格による制御ワードを用いて暗号化されている（scrambled）。この実施形態において、デコーダは、復調器１と、デマルチプレクサ２と、伸張装置（decompression unit）３とを具備している。さらに、該デコーダは、条件付きアクセスモジュールまたはＣＡＭ４と、該条件付きアクセスモジュール４の接続スロットに挿入され得るスマートカード５とを具備している。さらに、該デコーダには、機器構成および制御の目的のために、マイクロプロセッサ６が設けられている。
前記条件付きアクセスモジュール４には、デスクランブラ装置（descrambler unit）７とメモリ９を有するマイクロプロセッサ８とが設けられている。前記スマートカード５には、メモリ１１を有するマイクロプロセッサ１０が設けられている。
前記デコーダの上述された部分の動作は、本発明の部分ではないので、この動作については、詳細には説明しないことにする。通常は、復調器１により受信された信号は、９５０ＭＨｚ〜２０５０ＭＨｚの変調されたデータストリームである。この復調器１の出力は、暗号化されたディジタルデータストリームであってＣＡＭ４に供給されており、デスクランブラ７は、認証されたスマートカードが挿入され、かつ、加入者がプログラムを受信する資格を与えられているとすれば、この暗号化されたデータストリームを復元することができる。復元されたデータストリームは、デマルチプレクサ２によって多数の出力端に出力され（demultiplexed）、伸張装置３によって、伸張され（decompressed）、かつ、元のアナログオーディオ／ビデオ信号に変換される。
有料テレビシステムにおいて、復元のために必要とされる制御ワードは、サービス鍵を用いて暗号化された制御ワードを含む、いわゆる資格制御メッセージの形で加入者へ転送される。このサービス鍵は、例えば、いわゆる資格管理メッセージによってスマートカード５のメモリ１１内にダウンロードされる。この動作の間に、ＣＡＭ４は、スマートカード５のマイクロプロセッサ１０へ資格制御メッセージを転送し、これにより、マイクロプロセッサ１０は、資格制御メッセージを処理し、制御ワードを抽出することができる。その後に、スマートカード５は、解読された制御ワードをＣＡＭ４へ戻し、これにより、デスクランブラ７は、復調器１から受信されたディジタルデータストリームを復元することができる。
認証されていないスマートカード５を、ＣＡＭ４と組み合わせて用いることを防ぐために、ＣＡＭ４とスマートカード５との間の安全な通信を提供することは重要である。本発明によれば、以下の方法は、このような安全な通信を提供するために用いられる。この方法の段階は、図２に示されている。スマートカードがデコーダに挿入されると、ＣＡＭ４のマイクロプロセッサ８は、２つの乱数Ｃｉ，Ａを発生させる。マイクロプロセッサ８は、ＣＡＭ４の公開鍵のもとで、乱数Ｃｉ，Ａを第１のメッセージの形で暗号化する。こうして得られた第１のメッセージは、スマートカード５へ転送され、マイクロプロセッサ１０は、ＣＡＭ４の秘密鍵を用いてこの第１のメッセージを解読する。その後に、マイクロプロセッサ１０は、第２のメッセージをＣＡＭ４に返す。該第２のメッセージは、暗号化鍵として用いられる（乱）数Ｃｉのもとで暗号化された乱数Ａである。ＣＡＭ４のマイクロプロセッサ８は、この第２のメッセージを解読し、乱数Ａが正しいかを確認する。乱数Ａが実際に正しいとすると、その結果、挿入されたスマートカード５が認証されたスマートカードであると見なされ、ＣＡＭ４は、暗号化された制御ワードを含む資格制御メッセージをスマートカード５へ送り、該スマートカード５は、資格制御メッセージを処理して、従来の方法で制御ワードを抽出する。しかしながら、ＣＡＭ４への返信メッセージの形で、スマートカードは、鍵Ｃｉのもとで暗号化された、抽出された制御ワードを送り、これらの暗号化された制御ワードは、同一の鍵Ｃｉを用いてマイクロプロセッサ８によって解読される。例えば、認証されたスマートカード５から認証されていないスマートカードに取り替えることにより、挿入されたスマートカード５を他のスマートカードに置き換えようとすると、鍵Ｃｉが新しいスマートカードには知られていないので、ＣＡＭ４は、直ちにこのような変化を確認し、この結果、ＣＡＭ４は、もはや制御ワードを含む返信メッセージを復元することができなくなる。それにより、デスクランブラ装置７は使用禁止となる。
説明された方法は、ＣＡＭ４とデコーダとの間の安全な通信を提供するためにも同様の方法で用いられ得る。この場合、図２に示されているのと同様のプロトコルに従うものとする。
要約すると、新しいＣＡＭ４が他方のデコーダ部分に接続される場合には、そのデコーダのマイクロプロセッサ６は２つの乱数Ｃｉ，Ａを発生させ、マイクロプロセッサ６が、ＣＡＭ４のマイクロプロセッサ８から受信された第２のメッセージを解読し、かつ、乱数Ａが正しいと確認するとすぐに、鍵Ｃｉは、ＣＡＭ４とマイクロプロセッサ６との間の全通信において用いられることが分かる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲内で多くの方法により変形され得る。さらなる実施形態の例として、ＣＡＭ（すなわちデスクランブラ）がデコーダの一部であってもよい。その際、このデコーダは、スマートカードとデコーダとの間の安全な通信を得るために、スマートカードに自分自身を認証するように要求することになる。

Claims (4)

1. 有料テレビシステム用のデコーダにおける条件付アクセスモジュール（４）と、スマートカード（５）との間の安全な通信を提供する方法であって、
   条件付アクセスモジュール（４）がランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを発生させ、公開鍵を使用して暗号化された第１のメッセージの中で、前記鍵（Ｃｉ）を乱数（Ａ）とともにスマートカード（５）へ送信し、
   前記スマートカードが、前記ランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを獲得するために、前記公開鍵に対応する秘密鍵により前記第１の暗号化されたメッセージを解読し、認証としての前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で暗号化された前記乱数（Ａ）を具備する第２の暗号化されたメッセージを返送し、
   前記第２の暗号化されたメッセージは前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で前記乱数（Ａ）を暗号化することにより獲得され、
   前記ランダムな鍵（Ｃｉ）は、スマートカード（５）では暗号化するために使用され、条件付アクセスモジュール（４）ではスマートカードから条件付アクセルモジュールへの後続する送信を解読するために使用されることを特徴とする方法。
2. 有料テレビシステムにおけるデコーダと条件付アクセスモジュール（４）との間の安全な通信を提供する方法であって、
   デコーダがランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを発生させ、公開鍵を使用して暗号化された第１のメッセージのなかで、前記鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）を共に条件付アクセスモジュール（４）へ送信し、
   前記条件付アクセスモジュールは前記ランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを獲得するために、前記公開鍵に対応する秘密鍵により前記第１の暗号化されたメッセージを解読し、
   認証としての前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で暗号化された前記乱数（Ａ）を具備する第２の暗号化されたメッセージを返送し、
   前記第２の暗号化されたメッセージは前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で前記乱数（Ａ）を暗号化することにより獲得され、
   前記ランダムな鍵（Ｃｉ）は、条件付アクセスモジュール（４）では暗号化するために使用され、デコーダでは条件付アクセスモジュールからデコーダへの後続する送信を解読するために使用されることを特徴とする方法。
3. 条件付アクセスモジュール（４）とスマートカード（５）とを備える有料テレビシステムのデコーダであって、
   前記条件付アクセスモジュール（４）はランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）を生成する手段（８）と、
   公開鍵を使用して第１の暗号化されたメッセージの中に前記鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを暗号化する手段（８）と、
   前記第１の暗号化されたメッセージをスマートカードに送信する手段（８）とを備え、
   前記スマートカード（５）は、
   前記ランダムな鍵（Ｃｉ）と前記乱数（Ａ）を獲得するために前記第１の暗号化されたメッセージを受信し、前記公開鍵に対応する秘密鍵により解読する手段（１０）と、
   認証として前記乱数（Ａ）を具備する第２の暗号化されたメッセージを上記条件付アクセスモジュールへ返送する手段（１０）と、
   前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で条件付アクセスモジュールへの送信を暗号化する手段（１０）とを備え、
   前記第２の暗号化されたメッセージは前記ランダムな鍵（Ｃｉ）の下で乱数（Ａ）を暗号化することにより獲得され、
   前記条件付アクセスモジュール（４）はスマートカードから受信された暗号化された送信を解読する手段を有することを特徴とするデコーダ。
4. 条件付アクセスモジュール（４）とスマートカード（５）とを備える有料テレビシステムのデコーダであって、
   前記デコーダは、
   ランダムな鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）を生成する手段（６）と、
   公開鍵を使用して第１の暗号化されたメッセージの中に前記鍵（Ｃｉ）と乱数（Ａ）とを暗号化する手段と、
   前記第１の暗号化されたメッセージを条件付アクセスモジュールに送信する手段（６）とを備え、
   前記条件付アクセスモジュールは、
   前記ランダムな鍵（Ｃｉ）と前記乱数（Ａ）とを獲得するために前記第１の暗号化されたメッセージを受信し、前記公開鍵に対応する秘密鍵により解読する手段（８）と、
   認証として前記乱数（Ａ）と共に第２の暗号化されたメッセージをデコーダに返送する手段（８）と、
   前記ランダムな鍵の下でデコーダへの送信を暗号化する手段（８）とを備え、
   前記第２の暗号化されたメッセージはランダムな鍵（Ｃｉ）の下で前記乱数（Ａ）を暗号化することにより獲得され、
   前記デコーダは条件付アクセスモジュールから受信された暗号化された送信を解読する手段（６）を有することを特徴とするデコーダ。

Images