JP4691244B2

JP4691244B2 - Limited reception device and security module of limited reception system, limited reception system, limited reception device authentication method, and encryption communication method

Info

Publication number: JP4691244B2
Application number: JP2000344384A
Authority: JP
Inventors: 伸一大井; 渉黒岩; 洋児熊崎; 猛西條; 哲也井上; 隆史松尾; 弘規村上; 裕一布田; 基司大森
Original assignee: Toshiba Corp; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002152194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視聴契約を必要とする放送システム（限定受信システム）に関し、特に、限定受信システムを構成する限定受信装置とセキュリティモジュールとの間で安全に暗号通信を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の標準的な限定受信方法であるＭＰＥＧ２ＳＹＳＴＥＭＳ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）では、送出側は、映像や音声等のコンテンツをスクランブル鍵Ｋｓでスクランブルして送信し、また、このスクランブル鍵ＫｓをＥＣＭ（Entitlement Control Messages：番組情報）に格納した後、このＥＣＭをワーク鍵Ｋｗで暗号化して送信する。また、ワーク鍵Ｋｗは、事前にＥＭＭ（Entitlement Management Messages：個別情報）に格納され、個別鍵Ｋｍで暗号化されて送信される。
【０００３】
図１は、この送出側の構成を示している。映像や音声等のコンテンツを生成するコンテンツ生成部１００と、Ｋｓを生成するＫｓ生成部１０１と、コンテンツをＫｓでスクランブルするスクランブラ１０６と、Ｋｓを格納したＥＣＭを生成するＥＣＭ生成部１０２と、Ｋｗを生成するＫｗ生成部１０３と、Ｋｗを用いてＥＣＭを暗号化するＥＣＭ暗号化部１０７と、Ｋｗを格納したＥＭＭを生成するＥＭＭ生成部１０４と、Ｋｍを生成するＫｍ生成部１０５と、Ｋｍを用いてＥＭＭを暗号化するＥＭＭ暗号化部１０８と、スクランブルされたコンテンツや暗号化されたＥＣＭ及びＥＭＭを多重化する多重化部１０９とを備えている。
【０００４】
ＥＣＭには、Ｋｓの他に、番組識別情報である番組ティア情報や現在時刻が格納され、これらがＫｗで暗号化される。また、ＥＣＭには、非暗号のモジュール識別フラグが付される。
また、ＥＭＭには、Ｋｗの他に、該当する受信装置の視聴権を識別するための個別ティア情報や視聴契約の情報が格納され、これらがＫｍで暗号化される。また、ＥＭＭには、非暗号のモジュール識別フラグ及び該当する受信装置のＩＤが付される。
【０００５】
多重化部で多重化された信号はＴＳパケット（Transport Stream Packet）に変換されて送出される。一方、番組を視聴する受信側の構成は、図２に示すように、限定受信装置（受信機）１１０と、受信機に装着されるＩＣカード等のセキュリティモジュール１２０とを備えており、受信機は選局されたＴＳパケットだけを取り込むＴＳフィルタリング部１１１と、多重されている信号を分離する分離部１１２と、スクランブルされたコンテンツを復号化するデスクランブラ１１３とを具備し、また、セキュリティモジュールは、Ｋｍを保持するＫｍ蓄積部１２１と、Ｋｍを用いてＥＭＭを復号するＥＭＭ復号部１２２と、Ｋｗを用いてＥＣＭを復号するＥＣＭ復号部１２３とを具備している。
【０００６】
受信機は、自己宛のＥＭＭが送られてくるとこれを受信する。ＥＭＭは，視聴契約の更新等に伴って送られて来る。このＥＭＭは、分離部１１２で分離されてＥＭＭ復号部１２２に出力され、ＥＭＭ復号部は、Ｋｍ蓄積部１２１に蓄積されているＫｍを用いてこれを復号し、ＥＭＭに含まれるＫｗ，個別ティア情報及び契約情報などをＥＣＭ復号部１２３に出力する。ＥＣＭ復号部は、これらの情報を保持する。
【０００７】
受信機が、スクランブルされたコンテンツと、そのスクランブル鍵Ｋｓを含むＥＣＭとを受信すると、スクランブルされたコンテンツは、分離部１１２で分離されてデスクランブラ１１３に送られ、また、分離されたＥＣＭはＥＣＭ復号部１２３に送られる。ＥＣＭ復号部は、このＥＣＭを、前記保持したＫｗで復号化し、そこに含まれた現在時刻を視聴契約の有効期間と比較し、また、番組ティア情報を個別ティア情報と比較して、チャンネル視聴権の有無を識別する。そして、チャンネル視聴権が認められる場合にだけ、復号したＫｓを受信機のデスクランブラ１１３に出力する。受信機のデスクランブラは、セキュリティモジュールから送られてくるＫｓを順次取得し、コンテンツのスクランブルを解く。こうしてスクランブルされた番組の視聴が可能になる。
【０００８】
しかし、この場合、セキュリティモジュールから受信機に非暗号の状態のＫｓが渡されるため、その通信路上でＫｓが不正に取得され、視聴契約をしていない者がコンテンツのデスクランブルにＫｓを不正利用する恐れがある。
特開平０９−４６６７２号公報には、こうした点を改善するため、セキュリティモジュールと受信機とが共通鍵を保持し、セキュリティモジュールはＫｓを共通鍵で暗号化して受信機に送り、受信機はこれを共通鍵で復号してＫｓを取り出す方式が記載されている。この場合、共通鍵がセキュリティモジュールから受信機へ渡される際に不正に取得される恐れがあり、この共通鍵が不正に取得されると、結局、Ｋｓが不正に取得されてしまう。
【０００９】
特開平０２−１９５３７６号公報には、ＩＣカード間での安全な鍵共有方法が記載されている。それによると、第２のＩＣカードが乱数を生成し、その乱数をマスタ鍵で暗号化して第１のＩＣカードに渡し、第１のＩＣカードは前記の暗号化された乱数をマスタ鍵で復号して乱数を復元し、第1のＩＣカードと第2のＩＣカードは共有した前記乱数をセッション鍵として暗号通信を行う。この場合、第1のＩＣカードと第2のＩＣカードは予めグローバルシークレットであるマスタ鍵を共有しているので、乱数を安全に共有することが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これまでの説明から明らかなように、限定受信装置とセキュリティモジュールとの間で安全な暗号通信を行うためには、限定受信装置とセキュリティモジュールとが、共有情報を安全に共有することが重要である。予め共有情報をグローバルシークレットとして限定受信装置とセキュリティモジュールとに格納した場合、セッション毎に相互認証を行うことにより、セッション毎に異なる安全なセッション鍵を共有することが可能である。しかし、この場合、悪意を持つ者が限定受信装置とセキュリティモジュールとの間で通信される相互認証用データ（チャレンジ・レスポンス等）を不正取得して暗号解読を試み、万が一、共有情報の割り出しに成功すると、セッション鍵の割り出しが可能となり、その結果、スクランブル鍵Ｋｓや、視聴契約情報、課金情報といった限定受信装置とセキュリティモジュールとの間で通信されるデータが不正に取得されてしまう。また、割り出された共有情報は、全ての受信装置において共通であるため、限定受信システム運用に与えるダメージは非常に重大である。システム運用を回復するための対処として、新しい共有情報を暗号化して格納した記憶メディアを全視聴者に配布して受信機及びセキュリティモジュールの共有情報を更新する方法が考えられるが、これは膨大なコストの発生を伴うと予想され、非現実的である。
【００１１】
また、限定受信装置とＩＣカード等のセキュリティモジュールの製造は、それぞれ複数の異なるメーカーが担当するのが一般的である。予め共有情報を限定受信装置及びセキュリティモジュールに格納しておく場合、全てのメーカー製の限定受信装置と、全てのメーカー製のセキュリティモジュールとの組み合わせにおいて相互認証を正しく行うためには、メーカーを問わず、全ての限定受信装置及びセキュリティモジュールで等しい共有情報を共有する必要がある。この場合、ある１つのメーカーにおける機密情報管理レベルが低く、メーカー内部から共有情報の漏洩が発生してしまうと、他のメーカー製の限定受信装置及びセキュリティモジュールにもその影響が波及し、限定受信システムの運用に致命的なダメージを及ぼすことになる。
【００１２】
本発明は、こうした問題点を解決するものであり、限定受信装置とセキュリティモジュールとで予め共通の共有情報を持たずとも、セッション鍵生成等で用いる共有情報を安全に共有することができる限定受信システムの限定受信装置及びセキュリティモジュール、限定受信システム、限定受信装置の認証方法、及び、暗号通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、限定受信装置にセキュリティモジュールが装着される構成を取る限定受信システムにおいて、限定受信装置は限定受信装置を製造するメーカーを識別するＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、１つ以上の限定受信装置固有情報を記憶する限定受信装置固有情報記憶手段と、前記１つ以上の限定受信装置固有情報のうち一の限定受信装置固有情報を鍵として暗号化されている情報を復号する復号手段と、前記復号手段が出力する情報を入力としてセキュリティモジュールとの認証処理を行う認証処理手段とを備え、セキュリティモジュールはセキュリティモジュールを一意に識別するセキュリティモジュールＩＤを記憶するセキュリティモジュールＩＤ記憶手段と、前記メーカーＩＤと前記セキュリティモジュールＩＤとを参照して受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、１つ以上のセキュリティモジュール固有情報を記憶するセキュリティモジュール固有情報記憶手段と、前記１つ以上のセキュリティモジュール固有情報のうち一のセキュリティモジュール固有情報を入力として限定受信装置との認証処理を行う認証処理手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、放送局設備において受信装置認証情報を生成し、受信装置認証情報を放送局から放送波を用いて送出し、限定受信装置は受信した受信装置認証情報からメーカーＩＤとセキュリティモジュールＩＤを検索キーとして自受信装置宛の受信装置認証情報だけをフィルタリングし、フィルタリングした受信装置認証情報を基にセキュリティモジュールが予め保持しているセキュリティモジュール固有情報に等しい共有情報を生成して、限定受信装置とセキュリティモジュールは前記共有情報を用いて認証処理を行う。
【００１５】
また、受信装置認証情報は、限定受信装置が保持する限定受信装置固有情報を鍵としてセキュリティモジュールが保持するセキュリティモジュール毎に固有のセキュリティモジュール固有情報を暗号化することにより生成される情報と、限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤと、セキュリティモジュールを識別するセキュリティモジュールＩＤとから構成される。
【００１６】
以上により、限定受信装置とセキュリティモジュールとでセキュリティモジュール固有情報を共有し、その共有情報を基に、限定受信装置とセキュリティモジュールとの間の暗号通信に用いるセッション鍵を生成する。また、限定受信装置は乱数生成手段と、セッション鍵記憶手段と、暗号鍵生成手段と、暗号化手段と、復号手段を備え、セキュリティモジュールは、セッション鍵記憶手段と、暗号鍵生成手段と、暗号化手段と、復号手段を備える。
【００１７】
また、限定受信装置は乱数を生成してセキュリティモジュールに出力すると共に、セッション鍵記憶手段から読み出したセッション鍵と前記乱数とから暗号鍵を生成する。さらに、生成した暗号鍵を新しいセッション鍵としてセッション鍵記憶手段に記憶する。セキュリティモジュールは、限定受信装置から入力した乱数と、セッション鍵記憶手段から読み出したセッション鍵とから暗号鍵を生成する、さらに、生成した暗号鍵を新しいセッション鍵としてセッション鍵記憶手段に記憶する。
【００１８】
以上により、限定受信装置とセキュリティモジュールとで共通の暗号鍵を共有し、暗号通信を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以降では、限定受信装置を受信機、セキュリティモジュールをＩＣカード、限定受信装置固有情報をデバイス鍵、セキュリティモジュール固有情報をＩＣカード固有鍵と記述して説明する。
【００２０】
図３は、放送局で管理するデバイス鍵及びＩＣカード固有鍵をそれぞれ受信機及びＩＣカードに格納する手順の一例を示す図である。
放送局２００の一設備である鍵管理センタ２０１は、受信機メーカー毎に固有のｎ個のデバイス鍵Ｋｄ_i（１≦ｉ≦ｎ）を生成する。ここで、ｉはデバイス鍵のインデックス番号である。ｎの値については後述する。
【００２１】
デバイス鍵の値は受信機メーカー毎に異なる。同一のメーカーが製造する全ての受信機には同じ値のデバイス鍵Ｋｄ₁〜Ｋｄ_nが格納される。デバイス鍵生成部２０２で生成された各デバイス鍵は、鍵管理センタ内のデバイス鍵ＤＢ２０３に受信機メーカーを識別するメーカーＩＤと共に登録され、安全に管理される。例えば、第３者の立ち入りが制限された機密情報管理室にて管理される。
【００２２】
受信機メーカー２０６は、放送局から安全な手段により配送される自メーカー用のデバイス鍵を受け取り、デバイス鍵を受信機２０７の製造時に受信機内部のデバイス鍵記憶部に格納する。放送局から受信機メーカーへのデバイス鍵配送は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭのような記録メディアに暗号化したデバイス鍵を記録し、オフライン配送する。
【００２３】
１つの受信機にはｎ個のデバイス鍵が格納される。なお、受信機内部のデバイス鍵記憶部をデータの取り出しが困難なＬＳＩ内部等に具備することにより、悪意ある受信機ユーザによるデバイス鍵暴露の可能性を低くすることができる。
また一方、鍵管理センタは、ＩＣカード毎に固有のｍ個のＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_j（１≦ｊ≦ｍ）を生成する。ここで、ｊはＩＣカード固有鍵のインデックス番号である。ｎ及びｍの値は、セキュリティ的観点や受信機及びＩＣカードの記憶容量等から限定受信システム仕様として規定される。ｎ及びｍの値が大きいほどセキュリティ度は高まるが、受信機及びＩＣカードの記憶容量が多く必要となるため、コスト的に不利となる。
【００２４】
ＩＣカード固有鍵の値は、ＩＣカードメーカーの区別なく、製造発行される全てのＩＣカード毎に異なる。ＩＣカード固有鍵生成部２０４で生成された各ＩＣカード固有鍵は、鍵管理センタ内のＩＣカード固有鍵ＤＢ２０５にＩＣカードを識別するカードＩＤと共に登録され、デバイス鍵と同様に安全に管理される。なお、ＩＣカード固有鍵の値は、製造ロット単位で異なるとしても構わない。
【００２５】
ＩＣカードメーカー２０８は、放送局から安全な手段により配送されるＩＣカード固有鍵を受け取り、ＩＣカード固有鍵をＩＣカード製造時にＩＣカード内部のＩＣカード固有鍵記憶部に格納する。一般にＩＣカードは耐タンパ性を有しており、ＩＣカード内のＩＣカード固有鍵記憶部への外部からのアクセスは困難であり、ＩＣカードからＩＣカード固有鍵が暴露される可能性は低い。
【００２６】
なお、図３ではデバイス鍵を放送局側にて生成して、受信機メーカーに配布する形態となっているが、各受信機メーカーが自メーカーのデバイス鍵を生成し、放送局の鍵管理センタに登録する形態としても構わない。
また、図３では鍵管理センタが放送局内の一設備とする構成になっているが、放送局とは独立した構成となっていてもよい。
【００２７】
図４は、受信装置認証情報を生成する方法を示す図である。鍵管理センタ２０１の受信装置認証情報生成部２１０には、デバイス鍵ＤＢ２０３からデバイス鍵及びメーカーＩＤ、ＩＣカード固有鍵ＤＢ２０５からＩＣカード固有鍵及びカードＩＤが入力される。暗号化部２１１は、ＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jに対しデバイス鍵Ｋｄ_iを鍵として共通鍵暗号で暗号化したＥｎｃ（Ｋｄ_i，ＫＩＣ_j）を生成して出力する。ここで、Ｅｎｃ（Ｘ，Ｙ）は、データＹを鍵Ｘで暗号化した暗号化データを表わす。さらに、暗号化部が出力した前記暗号化データにメーカーＩＤとＩＣカードＩＤを付加することにより、受信装置認証情報Ｃ_ij＝Ｅｎｃ（Ｋｄ_i，ＫＩＣ_j）｜ＭＩＤ｜ＣＩＤとなる。ここでＸ｜Ｙは、データＸとデータＹを結合したデータを表わす。ある一つの受信機メーカーが製造する受信機と、一つのＩＣカードとの組み合わせに対する受信装置認証情報は、C₁₁，Ｃ₁₂，．．．，Ｃ_1m，Ｃ₂₁，Ｃ₂₂，．．．，Ｃ_nmの合計ｎ×ｍ個が生成される。
【００２８】
図５は、放送波を用いて受信装置認証情報を受信装置側へ送出する、送信側のブロック図である。（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）生成部１３０では受信装置確認情報Ｃ_ijとそのインデックス情報ｉ及びｊとを組み合わせとしたデータ（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）を生成する。そして、スクランブル鍵Ｋｓでスクランブルされたコンテンツに個別鍵Ｋｍで暗号化したＥＭＭとワーク鍵Ｋｗで暗号化したＥＣＭを多重化するのと同様に、多重化部１３１において（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）をコンテンツ等と多重化し、その信号をＴＳパケットに変換し放送波として送出する。なお、（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）をＥＣＭやＥＭＭに格納して放送波として送出する形態であっても構わない。
【００２９】
図６は、受信した受信装置認証情報を用いて受信装置とＩＣカードとの間でＩＣカード固有鍵を共有し、共有したＩＣカード固有鍵を用いて相互認証を実行してセッション鍵を共有してスクランブル鍵Ｋｓを暗号通信する方法を説明するブロック図である。
まず、ＩＣカード４００は、受信機３００に接続された際の初期処理において、受信機がメーカーＩＤ記憶部３０４に記憶している受信機のメーカーＩＤ（ＭＩＤ）を受け取り、メーカーＩＤ記憶部４０２にＭＩＤを記憶する。受信機が受信した放送波（ＴＳパケット）は、分離部３０３において、映像・音声信号、ＥＭＭ、ＥＣＭ、（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）に分離される。受信機は、放送波に含まれる全ての（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）を入出力部３０１からＩＣカードに送信し、ＩＣカードでは、入出力部４０１において受信した（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）を受信装置認証情報フィルタリング部４０４に入力する。受信装置認証情報フィルタリング部では、メーカーＩＤ記憶部４０２に記憶されたＭＩＤとカードＩＤ記憶部４０３に記憶されているＣＩＤとを参照して、全ての（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）のうちからＭＩＤとＣＩＤの両方が一致するＣ_ij（＝Ｅｎｃ（Ｋｄ_i，ＫＩＣ_j）｜ＭＩＤ｜ＣＩＤ）、ｉ及びｊの組み合わせを抽出する。ＭＩＤまたはＣＩＤが一致しない（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）は破棄する。ＩＣカードは、抽出したＣ_ijからＭＩＤとＣＩＤとを取り除いたＣ’_ij（＝Ｅｎｃ（Ｋｄ_i，ＫＩＣ_j））とｉとを入出力部４０１から受信機に送信する。また、ｊの値に対応するＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jをＩＣカード固有鍵記憶部４０５から読み出す。
【００３０】
受信機はＩＣカードからＣ’_ij及びｉを受信すると、まずｉの値に対応するデバイス鍵Ｋｄ_iをデバイス鍵記憶部３０５から読み出す。次に、認証情報復号部３０６において、Ｋｄ_iを鍵としてＣ’_ijを復号し、ＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jを得る。ここで、受信機の認証情報復号部で用いられる暗号アルゴリズムは、放送局の鍵管理センタで受信装置認証情報を生成した際に用いた共通鍵暗号アルゴリズムに等しい。なお、前記暗号アルゴリズムは、公開鍵暗号アルゴリズムであってもよい。
【００３１】
このように、受信機とＩＣカードにおいて、予め共有した情報を持たない状態からＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jを安全に共有することが可能である。
さらに、受信機の認証処理部３０７とＩＣカードの認証処理部４０６は、前記共有したＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jを用いた相互認証を実行し、セッション鍵ＳＫを生成して共有する。ＩＣカードは、受信機からＥＭＭを受け取るとＥＭＭ復号部４０９でＫｍ蓄積部４０８に記憶している個別鍵ＫｍでＥＭＭを復号して得たワーク鍵ＫｗをＥＣＭ復号部に出力し、また、受信機からＥＣＭを受け取るとＥＣＭ復号部４１０で前記Ｋｗを用いてＥＣＭを復号してスクランブル鍵Ｋｓを得る。ＩＣカードの暗号化部４０７は前記ＳＫを暗号化鍵としてＫｓを暗号化したＥｎｃ（ＳＫ，Ｋｓ）を受信機に出力する。受信機の復号部３０８は前記ＳＫを復号鍵として、ＩＣカードから受信した前記Ｅｎｃ（ＳＫ，Ｋｓ）を復号し、スクランブル鍵Ｋｓを出力する。
【００３２】
このように、認証処理の度に更新されるセッション鍵ＳＫを用いた暗号通信が可能なため、スクランブル鍵ＫｓをＩＣカードから受信機へ高いセキュリティを維持して送信することができる。
図７は、受信機とＩＣカードとのチャレンジ・レスポンスによる相互認証フローの一例を示す図である。以下の説明において、受信機側処理は受信機３００の相互認証部３１０で、ＩＣカード側の処理はＩＣカード４００の相互認証部４１３で行われる。受信機は乱数Ｒ１を生成してＩＣカードに送信する。また、受信機はＫＩＣ_jを鍵としてＲ１を暗号化し、Ｅｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）を生成する。ＩＣカードはＲ１を受信すると、ＫＩＣ_jを鍵としてＲ１を暗号化し、Ｅｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）を生成する。さらに乱数Ｒ２を生成して、Ｅｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）及びＲ２を受信機に送信する。また、ＩＣカードはＫＩＣ_jを鍵としてＲ２を暗号化し、Ｅｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ２）を生成する。受信機は、ＩＣカードからＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）及びＲ２を受信すると、既に受信機にて作成済みのＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）とＩＣカードから受信したＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）を比較して、値が一致することを確認する。前記Ｅｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ１）の値が一致した場合、ＫＩＣ_iを鍵としてＩＣカードから受信したＲ２を暗号化してＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ２）を生成し、ＩＣカードへ送信する。ＩＣカードは、受信機からＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ２）を受信すると、既にＩＣカードにて作成済みのＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ２）とＩＣカードから受信したＥｎｃ（ＫＩＣ_j，Ｒ２）を比較して、値が一致することを確認する。そして、受信機とＩＣカードはそれぞれ、Ｒ１とＲ２を合成したＲ１・Ｒ２に対し、ＫＩＣ_jを鍵として暗号化することにより、セッション鍵ＳＫを得る。ここで、受信機とＩＣカードそれぞれの相互認証部が備える暗号アルゴリズムは等しい。
【００３３】
なお、上記チャレンジ・レスポンスによる相互認証フローは一例に過ぎず、ＫＩＣ_jを共有秘密情報として用い、その他の相互認証方式を適用してセッション鍵ＳＫを共有してもよい。また、受信機またはＩＣカードの片方向認証であってもよい。
また、セッション鍵ＳＫは、受信機の電源投入時、受信機へのＩＣカード挿入時などのタイミングで、相互認証し共有するものであるが、相互認証において、受信機およびＩＣカードが個々に生成している乱数が相互認証を行う都度異なることがセキュリティ上重要である。すなわち、受信機がＩＣカードを認証する場合を考えると、上記タイミングで生成する乱数Ｒ１が、その都度異なる乱数であれば、以前の相互認証に使用したものと同じＫＩＣｊをもし使用する場合であっても、Ｅｎｃ（ＫＩＣｊ、Ｒ１）は異なるデータとなり、不正なＩＣカードが、正規ＩＣカードが相互認証に使用した過去のデータを流用してなりすまそうとしても不可能であり、なりすましの不正を防止することが可能となる。同様にＩＣカードが受信機を認証する場合にも、乱数Ｒ２が、その都度異なる乱数であれば、以前の相互認証に使用したものと同じＫＩＣｊを使用する場合であっても、Ｅｎｃ（ＫＩＣｊ、Ｒ２）は異なるデータとなり、不正な受信機が、正規受信機が相互認証に使用した過去のデータを流用して、なりすまそうとしても不可能であり、なりすましの不正を防止することが可能となる。
【００３４】
以上説明した、相互認証の際に同じ乱数が生成されないようにするための方法として、不揮発メモリ回路の利用がある。すなわち、乱数生成器が、生成した状態を不揮発メモリに記憶しておき、次回生成する乱数はその状態から継続生成することで同じ乱数の生成を防ぐものである。あるいは、乱数生成器が、初期化データを与え、乱数を得る構成とし、今回生成した乱数を記憶しておき、次回の初期化データとすることにより同じ乱数の生成を防ぐものである。
【００３５】
図８は、図６で説明した構成において、ＩＣカード４００に受信装置認証情報記憶部４１１を備えた場合を示す図である。ＩＣカードの受信装置認証情報フィルタリング部４０４では、メーカーＩＤ記憶部４０２に記憶されているＭＩＤとカードＩＤ記憶部４０３に記憶されているＣＩＤとを参照して、全ての（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）のうちからＭＩＤとＣＩＤが一致するＣ_ij、ｉ及びｊの組み合わせを抽出する。ＭＩＤまたはＣＩＤが一致しない（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）は破棄する。そして、抽出したＣ_ijからＭＩＤとＣＩＤとを取り除いたＣ’_ij及びｉを受信機に送信すると共に、送信したＣ’_ijとｉ、ｊ、及び前記抽出したＣ_ijに含まれていたＭＩＤを受信装置認証情報記憶部４１１に記憶する。
【００３６】
図９は、ＩＣカードが受信機に装着された後に認証処理に至るまでの処理フローを示す図である。ＩＣカードの処理フローにおいて、受信装置認証情報記憶部を備えていない場合のフローを実線矢印で、受信装置認証情報記憶部を備えている場合のフローを破線矢印で記述している。
受信機においては、ＩＣカードに受信装置認証情報記憶部を備えている場合と、備えていない場合とで処理フローに違いはない。受信機は、ＩＣカードが装着されると、ＭＩＤをＩＣカードに送信する（ステップＳ１００）。そして、放送波に含まれる（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）を検出すると、ＩＣカードに送信する（ステップＳ１０１）。その後、ＩＣカードからＣ’_ij，ｉが入力されると、デバイス鍵記憶部からデバイス鍵Ｋｄ_iを読み出し、Ｋｄ_iを鍵としてＣ’_ijを復号してＫＩＣ_jを得て（ステップＳ１０３）、そのＫＩＣ_jを用いてＩＣカードとの認証処理を実行する（ステップＳ１０４）。
【００３７】
一方、ＩＣカードにおいては、受信装置認証情報記憶部を備えている場合と、備えていない場合とで処理フローが異なる。
まず、ＩＣカードに受信装置認証情報記憶部を備えていない場合のフローを説明する。ＩＣカードは、受信機からＭＩＤを受け取り、メーカーＩＤ記憶部に記憶する（ステップＳ１１０）。そして、受信機から（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）が入力されるのを待つ（ステップＳ１１１）。（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）が入力されると、ＭＩＤとＣＩＤの一致するＣ_ijを抽出してＣ’_ijを作成し（ステップＳ１１２）、Ｃ’_ijとｉを受信機に出力する（ステップＳ１１３）。さらに、ＩＣカード固有鍵記憶部から前記ｊに対応するＫＩＣ_jを読み出し（ステップＳ１１４）、そのＫＩＣ_jを用いて受信機との認証処理を実行する（ステップＳ１１５）。
【００３８】
次に、ＩＣカードに受信装置認証情報記憶部を備えている場合のフローを説明する。ＩＣカードは、受信機からＭＩＤを受け取ると、メーカーＩＤ記憶部にＭＩＤを記憶する（ステップＳ１１０）。そして、受信装置認証情報記憶部からＣ’_ij、ｉ、ｊ、及びＭＩＤの読み出しを試みる（ステップＳ１２０）。受信装置認証情報記憶部にＣ’_ij、ｉ、ｊ、及びＭＩＤが記憶されていて、読み出しに成功した場合は、受信機から受け取った前記ＭＩＤと比較する（ステップＳ１２１）。ＭＩＤが等しい場合、受信装置認証情報記憶部から読み出したＣ’_ijとｉを受信機に出力する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１２０において受信装置認証情報記憶部にＣ’_ij、ｉ、ｊ、及びＭＩＤが記憶されていない場合、または、ステップＳ１２１において前記ＭＩＤの比較結果が等しくない場合は、受信機から（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）が入力されるのを待って（ステップＳ１１１）、フィルタリング処理によりＣ’_ijを作成する（ステップＳ１１２）。そして、Ｃ’_ij、ｉ、ｊ、及びＭＩＤを受信装置認証情報記憶部に記憶した後（ステップＳ１２２）、Ｃ’_ijとｉを受信機に出力する（ステップＳ１１３）。その後は、受信装置認証情報記憶部を備えている場合と同様である。
【００３９】
このように、ＩＣカードに受信装置認証情報記憶部を備えて、受信機に送信したＣ’_ij、ｉ、ｊ、及び受信機のＭＩＤを記憶しておくと、次回以降にＩＣカードを装着した際に受信機のメーカーが前回と同じ場合、受信機からの受信装置認証情報受信を待つことなく、すみやかに受信機との相互認証を開始することができる。
【００４０】
図１０は、図６で説明した構成において、受信機３００にも受信装置認証情報フィルタリング部３０９を備えた場合を示す図である。受信機の受信装置認証情報フィルタリング部３０９は、分離部３０３によって分離された（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）のうちから、ＭＩＤが一致しないＣ_ijを破棄し、メーカーＩＤが一致したＣ_ijとｉ及びｊの組み合わせだけをＩＣカードに送信する。ＩＣカードの受信装置認証情報フィルタリング部４１２は、受信した（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）のうちからＣＩＤが一致するＣ_ijとｉ及びｊの組み合わせだけを抽出し、ＣＩＤが一致しないＣ_ijは破棄する。
【００４１】
このように、受信機にも受信装置認証情報フィルタリング部を備えた場合、ＩＣカードに送信する（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）の数を削減することができ、ＩＣカードの受信装置認証情報フィルタリング部での処理量を削減することができるため、ＩＣカードの処理負荷を低減することが可能である。一般に、ＩＣカードと比較して受信機は処理能力が高いので、受信装置認証情報フィルタリング部を備えても大きな負荷増とはならない。また、ＩＣカードにメーカーＩＤ記憶部が不必要となる利点がある。
【００４２】
図１１は、受信機とＩＣカードが暗号通信する方法を説明するブロック図である。
まず、受信機がＩＣカードに対してコマンドを送信し、そのレスポンスとしてＩＣカードからの暗号化された通信データを受信機が受信する処理について説明する。たとえば、受信機がＥＣＭを受信した場合、受信機はＥＣＭ受信コマンドをＩＣカードにＥＣＭと共に送信し、そのレスポンスとして暗号化されたスクランブル鍵Ｋｓを受信する。
【００４３】
受信機及びＩＣカードは、ＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jを基に相互認証処理を行って、それぞれセッション鍵ＳＫを保持する。受信機はＳＫ記憶部３２０に、ＩＣカードはＳＫ記憶部４２０にＳＫを記憶する。受信機の乱数生成部３２１は、乱数Ｒを生成する。コマンド生成部３２２は、ユーザによる操作や、放送波受信をトリガーとしてＩＣカードへのコマンドを生成する。その際、前記乱数Ｒをコマンドデータの一部として構成し、コマンドＣＯＭ（Ｒ）をＩＣカードに送信する。ここでＣＯＭ（Ｘ）は、データＸを含んだコマンドデータを示す。また、受信機の暗号鍵生成部３２３は、ＳＫ記憶部に記憶されているセッション鍵ＳＫと前記乱数Ｒを入力として暗号鍵ＳＫ’を生成し、復号部３０８に出力する。さらに、暗号鍵生成部３２３は前記生成したＳＫ’をＳＫ記憶部３２０に出力し、ＳＫを更新する。復号部３０８は、ＩＣカードからコマンドに対するレスポンスを受信するまで暗号鍵ＳＫ’を保持する。一方、ＩＣカードのコマンド解析部４２１は、受信機から受信した前記コマンドＣＯＭ（Ｒ）の内容を解析し、乱数Ｒを取り出して暗号鍵生成部４２２に出力する。暗号鍵生成部はＳＫ記憶部４２２に記憶されているセッション鍵ＳＫとコマンド解析部から入力された乱数Ｒから暗号鍵ＳＫ’を生成して暗号化部４０７に出力する。さらに、暗号鍵生成部４２２は、前記生成したＳＫ’をＳＫ記憶部４２０に出力し、ＳＫを更新する。ここで、受信機の暗号鍵生成部３２３と、ＩＣカードの暗号鍵生成部４２２との暗号鍵生成アルゴリズムは等しい。暗号化部４０７は、受信機から入力された前記コマンドに対するレスポンスデータＲＥＳをＳＫ’を鍵として暗号化したＥｎｃ（ＳＫ’，ＲＥＳ）を出力し、入出力部４０１から受信機へ送信する。受信機は、入出力部３０１がコマンドに対するレスポンスとしてＩＣカードからＥｎｃ（ＳＫ’，ＲＥＳ）を受信すると、復号部３０８は前記保持していたＳＫ’を鍵として復号し、レスポンスデータＲＥＳを出力する。
【００４４】
次に、受信機がＩＣカードに対してコマンドを送信し、続けて、暗号化した通信データをＩＣカードへそ送信する処理について説明する。たとえば、番組視聴の課金に関する情報や著作権に関する情報等、不正に取得されると悪用される恐れのある情報をＩＣカード内に蓄えたい場合、受信機はその旨を通知するコマンドをＩＣカードに送信し、さらにそれらの情報を暗号化して送信する。
【００４５】
受信機の暗号鍵生成部３２３、及びＩＣカードの暗号鍵生成部４２２がＳＫ’を生成し、それぞれＳＫ記憶部３２０及び４２０にＳＫ’を記憶してＳＫを更新するところまでは、前述のＩＣカードからの通信データを受信機が受信する処理についての説明と同様である。しかし、受信機の暗号鍵生成部３２３はＳＫ’を暗号化部３２４へ、ＩＣカードの暗号鍵生成部４２２はＳＫ’を復号部４２３へ出力する。受信機の暗号化部３２４は通信データＤＡＴＡをＳＫ’を鍵として暗号化したＥｎｃ（ＳＫ’，ＤＡＴＡ）を出力し、入出力部３０１からＩＣカードへ送信する。ＩＣカードは、入出力部４０１が受信機からＥｎｃ（ＳＫ’，ＤＡＴＡ）を受信すると、復号部４２３は前記保持していたＳＫ’を鍵として復号し、ＤＡＴＡを出力する。
【００４６】
このように、受信機からＩＣカードへ発信するコマンド毎に乱数を生成し、ＩＣカードへコマンドと共に乱数を送信し、受信機及びＩＣカードで共通のアルゴリズムを用いて暗号鍵ＳＫ’を生成すると、コマンドの度にリフレッシュされる鍵を用いた暗号化が可能となり、セッション鍵ＳＫを暗号鍵として用いた暗号通信と比較して、さらにセキュリティの高い暗号通信を実現できる。また、暗号鍵生成の度にＳＫが更新されるため、たとえ乱数Ｒが以前に用いた値と等しくなったとしても、ＳＫ’は異なり、乱数Ｒの盗聴によるＳＫ’の割り出しは困難という利点がある。
【００４７】
なお、必ずしも全てのコマンドに対して乱数を生成して暗号鍵ＳＫ’を毎回更新しなくてもよい。一定のコマンド生成回数もしくは一定の時間が経過したタイミングで乱数を生成するようにしてもよい。受信機からのコマンドに乱数が含まれない場合は、受信機及びＩＣカードの復号部及び暗号化部は、既に保持しているＳＫ’を用いて暗号通信してもよい。この場合、受信機及びＩＣカードにおいて、暗号鍵生成処理及びＳＫ更新処理を省略することができる。
【００４８】
図１２は、受信装置の認証処理の後に受信機がスクランブル鍵Ｋｓを保持するまでの処理を時系列に示すタイミングチャート図である。放送局は予め、受信機メーカー毎に、１つのＩＣカードに対する認証情報Ｃ_ijをｎ×ｍ個保持している。受信機は予め、自メーカーのデバイス鍵Ｋｄ_iをｎ個保持している。ＩＣカードは予め、ＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jをｍ個と、個別鍵Ｋｍを保持している。
【００４９】
まず、受信装置認証フェーズについて説明する。受信機は、放送局から送出されたＣ_ijを受信すると、ＩＣカードに送信する。ＩＣカードはＣ_ijを受信すると、フィルタリング処理を行ってＣ’_ijを生成し、受信機に送信する。受信機はＣ’_ijを受信すると、Ｋｄ_iを用いて復号し、ＫＩＣ_jを取得する。受信機とＩＣカードは、共有できたＫＩＣ_jを用いて相互認証を行い、セッション鍵ＳＫを取得する。
【００５０】
次に、視聴契約更新フェーズについて説明する。視聴契約更新フェーズでは、ＩＣカードが、ＥＭＭからスクランブル鍵Ｋｓを復号するために必要となるワーク鍵Ｋｗを取得する。受信機は、放送局から送出された自受信装置宛てのＥＭＭを受信すると、ＩＣカードに送信する。ＩＣカードはＥＭＭを受信すると、個別鍵Ｋｍを用いてＥＭＭを復号し、ワーク鍵Ｋｗを取得する。
【００５１】
次に、番組視聴フェーズについて説明する。番組視聴フェーズでは、ＩＣカードが、ＥＣＭから番組をデスクランブルするために必要となるスクランブル鍵Ｋｓを取得し、受信機に送信する。受信機は、放送局から送出されたＥＣＭを受信すると、ＩＣカードに送信する。この時、乱数ＲもＩＣカードに送信し、さらに、受信装置認証フェーズで得たＳＫとＲから暗号鍵ＳＫ’を生成する。ＩＣカードはＥＣＭを受信すると、ワーク鍵Ｋｗを用いてＥＣＭを復号し、Ｋｓを取得する。さらに、受信した乱数Ｒと、受信装置認証フェーズで得たＳＫとから暗号鍵ＳＫ’を生成し、Ｋｓを暗号化して受信機に送信する。受信機は受信した暗号化済みＫｓを受信すると、前記生成したＳＫ’を用いて復号し、Ｋｓを得る。以降、受信機は、放送局から送出されるＥＣＭを受信する度に同様の処理を行い、Ｋｓを取得する。その際、値の異なる乱数（Ｒ’，Ｒ’’，．．．）が用いられ、また、暗号鍵ＳＫ’も毎回異なるもの（ＳＫ’，ＳＫ’’，．．．）に更新されていく。
【００５２】
なお、視聴契約更新フェーズは、一度実行されると、視聴契約を更新するまでは実行されなくてもよい。
これまでに説明のあった受信装置が受信する放送波の放送形態は、地上放送、衛生放送、有線放送（ＣＡＴＶ）のいずれであってもよい。また、その他の放送形態であってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の限定受信装置認証方法及び限定受信装置では、放送波を使って受信装置認証情報を受信装置に送ることにより、ＩＣカードが予め保持しているＩＣカード固有鍵ＫＩＣ_jを受信機が保持できるため、受信機とＩＣカードとで予めグローバルシークレットを共有せずとも共有情報を安全に共有することができる。前記共有情報を用いて、認証処理を行うことにより、認証処理の都度更新されるセッション鍵ＳＫを生成することができ、ＳＫを用いてスクランブル鍵Ｋｓを暗号化して、Ｋｓを安全に受信機に送ることが可能となる。さらに、受信機からＩＣカードへ対するコマンド毎に乱数を送信することにより、受信機及びＩＣカードがそれぞれ前記乱数とＳＫとからコマンド毎に異なる暗号鍵ＳＫ’を生成して共有することができ、コマンドに対するＩＣカードからのレスポンスデータや受信装置本体からＩＣカードへの通信データを暗号化して、安全なデータの受け渡しが可能となる。
【００５４】
また、ＩＣカード固有鍵を１つのＩＣカードにおいて複数保持できる方式であるため、相互認証時の通信データから最初のＩＣカード固有鍵を割り出されたとしても、別のＩＣカード固有鍵に対応する受信装置認証情報を放送局から送出することにより、Ｋｓを不正に取得されることを防ぐことができる。
また、ＩＣカード固有鍵は全てのＩＣカードで異なっているため、万が一、あるＩＣカードのＩＣカード固有鍵の値が全て割り出されたとしても、限定受信システム運用への影響は軽微である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の限定受信システムの送信側の構成を示すブロック図
【図２】従来の限定受信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明のデバイス鍵及びＩＣカード固有鍵をそれぞれ受信機及びＩＣカードに格納する手順の一例を示す図
【図４】本発明の受信装置認証情報を生成する方法を示すブロック図
【図５】本発明の限定受信装置認証方法を用いた限定受信システムにおける送信側の構成を示すブロック図
【図６】本発明の限定受信装置が認証処理を行う方法を示すブロック図
【図７】従来の相互認証方法の一例を示すブロック図
【図８】本発明の限定受信装置がＩＣカードに受信装置認証情報記憶部を具備した場合の認証処理を行う方法を示すブロック図
【図９】本発明の限定受信装置認証方法の手順を示すフローチャート
【図１０】本発明の限定受信装置が受信装置本体に受信装置認証情報フィルタリング部を具備した場合の認証方法を示すブロック図
【図１１】本発明の限定受信装置がコマンド毎に乱数を生成してＩＣカードに送信し、暗号鍵を生成して暗号通信を行う方法を示すブロック図
【図１２】本発明の限定受信装置認証方法を用いた限定受信システムにおいて、受信装置の認証処理の後に受信機がスクランブル鍵Ｋｓを保持するまでの処理を時系列に示すタイミングチャート
【符号の説明】
１００コンテンツ生成部
１０１Ｋｓ生成部
１０２ＥＣＭ生成部
１０３Ｋｗ生成部
１０４ＥＭＭ生成部
１０５Ｋｍ生成部
１０６スクランブラ
１０７ＥＣＭ暗号化部
１０８ＥＭＭ暗号化部
１０９多重化部
１１０受信装置本体
１１１ＴＳフィルタリング部
１１２分離部
１１３デスクランブラ
１２０セキュリティモジュール
１２１Ｋｍ蓄積部
１２２ＥＭＭ復号部
１２３ＥＣＭ復号部
１３０（Ｃ_ij，ｉ，ｊ）生成部
１３１多重化部
２００放送局
２０１鍵管理センタ
２０２デバイス鍵生成部
２０３デバイス鍵ＤＢ
２０４ＩＣカード固有鍵生成部
２０５ＩＣカード固有鍵ＤＢ
２０６受信機メーカー
２０７受信機
２０８ＩＣカードメーカー
２０９ＩＣカード
２１０受信装置認証情報生成部
２１１暗号化部
３００受信機
３０１入出力部
３０２ＴＳフィルタリング部
３０３分離部
３０４メーカーＩＤ記憶部
３０５デバイス鍵記憶部
３０６認証情報復号部
３０７認証処理部
３０８復号部
３０９受信装置認証情報フィルタリング部
３１０相互認証部
３２０ＳＫ記憶部
３２１乱数生成部
３２２コマンド生成部
３２３暗号鍵生成部
３２４暗号化部
４００ＩＣカード
４０１入出力部
４０２メーカーＩＤ記憶部
４０３カードＩＤ記憶部
４０４受信装置認証情報フィルタリング部
４０５ＩＣカード固有鍵記憶部
４０６認証処理部
４０７暗号化部
４０８Ｋｍ蓄積部
４０９ＥＭＭ復号部
４１０ＥＣＭ復号部
４１１受信装置認証情報記憶部
４１２受信装置認証情報フィルタリング部
４１３相互認証部
４２０ＳＫ記憶部
４２１コマンド解析部
４２２暗号鍵生成部
４２３復号部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a broadcasting system (conditional reception system) that requires a viewing contract. Technology for secure cryptographic communication between the conditional access device and the security module that make up the conditional access system About.
[0002]
[Prior art]
In MPEG2 SYSTEMS (ISO / IEC13818-1), which is a conventional standard conditional access method, the transmission side scrambles and transmits content such as video and audio with a scramble key Ks, and also transmits this scramble key Ks to ECM ( After being stored in Entitlement Control Messages (program information), the ECM is encrypted with the work key Kw and transmitted. Also, the work key Kw is stored in advance in EMM (Entitlement Management Messages: individual information), encrypted with the individual key Km, and transmitted.
[0003]
FIG. 1 shows the configuration on the sending side. A content generation unit 100 that generates content such as video and audio; a Ks generation unit 101 that generates Ks; a scrambler 106 that scrambles the content with Ks; an ECM generation unit 102 that generates an ECM that stores Ks; A Kw generation unit 103 that generates Kw, an ECM encryption unit 107 that encrypts ECM using Kw, an EMM generation unit 104 that generates an EMM that stores Kw, a Km generation unit 105 that generates Km, An EMM encryption unit 108 that encrypts the EMM using Km, and a multiplexing unit 109 that multiplexes the scrambled content and the encrypted ECM and EMM are provided.
[0004]
In addition to Ks, program tier information, which is program identification information, and the current time are stored in the ECM, and these are encrypted with Kw. Further, a non-cryptographic module identification flag is attached to the ECM.
In addition to Kw, the EMM stores individual tier information for identifying the viewing right of the corresponding receiving apparatus and viewing contract information, and these are encrypted with Km. Further, the EMM is assigned a non-cryptographic module identification flag and the ID of the corresponding receiving device.
[0005]
The signal multiplexed by the multiplexing unit is converted into a TS packet (Transport Stream Packet) and transmitted. On the other hand, as shown in FIG. Limited A receiver (receiver) 110 and a security module 120 such as an IC card attached to the receiver are provided, and the receiver is multiplexed with a TS filtering unit 111 that captures only selected TS packets. The security module includes a separation unit 112 that separates signals and a descrambler 113 that decrypts scrambled content. The security module also includes a Km storage unit 121 that holds Km, and an EMM that decrypts EMM using Km. The decoding part 122 and the ECM decoding part 123 which decodes ECM using Kw are comprised.
[0006]
The receiver receives an EMM addressed to itself when it is sent. The EMM is sent when the viewing contract is renewed. The EMM is separated by the separation unit 112 and output to the EMM decoding unit 122. The EMM decoding unit decodes the EMM using the Km stored in the Km storage unit 121, and the Kw and individual tier included in the EMM are decoded. Information, contract information, and the like are output to the ECM decryption unit 123. The ECM decoding unit holds these pieces of information.
[0007]
When the receiver receives the scrambled content and the ECM including the scramble key Ks, the scrambled content is separated by the separation unit 112 and sent to the descrambler 113, and the separated ECM is the ECM. It is sent to the decryption unit 123. The ECM decoding unit decodes the ECM with the held Kw, compares the current time contained therein with the validity period of the viewing contract, compares the program tier information with the individual tier information, and views the channel. Identifies rights. Only when the channel viewing right is recognized, the decrypted Ks is output to the descrambler 113 of the receiver. The descrambler of the receiver sequentially obtains Ks sent from the security module and unscrambles the content. Thus, the scrambled program can be viewed.
[0008]
However, in this case, since the Ks in an unencrypted state is passed from the security module to the receiver, the Ks is illegally acquired on the communication path, and a person who does not have a viewing contract illegally uses Ks for descrambling the content There is a fear.
In Japanese Patent Laid-Open No. 09-46672, in order to improve such points, the security module and the receiver hold a common key, and the security module encrypts Ks with the common key and sends it to the receiver. Describes a method for extracting Ks by decrypting with a common key. In this case, there is a possibility that the common key is illegally acquired when it is passed from the security module to the receiver. If this common key is acquired illegally, Ks is acquired illegally after all.
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 02-195376 describes a secure key sharing method between IC cards. According to this, the second IC card generates a random number, encrypts the random number with the master key and passes it to the first IC card, and the first IC card decrypts the encrypted random number with the master key. The first IC card and the second IC card perform cryptographic communication using the shared random number as a session key. In this case, since the first IC card and the second IC card share a master key that is a global secret in advance, it is possible to share a random number safely.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As is clear from the explanation so far, Limited In order to perform secure cryptographic communication between the receiving device and the security module, Limited It is important that the receiving device and the security module share the shared information safely. Share information as a global secret in advance Limited When stored in the receiving device and the security module, it is possible to share a different secure session key for each session by performing mutual authentication for each session. However, in this case, a malicious person Limited The mutual authentication data (challenge, response, etc.) communicated between the receiving device and the security module is illegally acquired and attempted to be decrypted. If the shared information is successfully calculated, the session key can be determined. As a result, scramble key Ks, viewing contract information, billing information, etc. Limited Data communicated between the receiving device and the security module is illegally acquired. In addition, since the determined shared information is common to all receiving apparatuses, damage to the conditional access system operation is very serious. As a measure for recovering the system operation, a method of distributing the storage medium in which new shared information is encrypted and distributed to all viewers and updating the shared information of the receiver and the security module can be considered. It is expected to involve costs and is unrealistic.
[0011]
Also, Limited In general, a plurality of different manufacturers are in charge of manufacturing a receiving device and a security module such as an IC card. Share information in advance Limited When stored in the receiver and security module, Limited In order to correctly perform mutual authentication in the combination of the receiving device and security modules made by all manufacturers, Conditional receiver And the security module need to share the same shared information. In this case, if the confidential information management level in one manufacturer is low and leakage of shared information occurs from within the manufacturer, Limited The influence also spreads to the receiving device and the security module, causing fatal damage to the operation of the conditional access system.
[0012]
The present invention solves these problems, Limited Even if the receiving device and the security module do not have the common shared information in advance, the shared information used for generating the session key can be safely shared. Conditional reception system conditional reception apparatus and security module, conditional reception system, Authentication method for conditional access device, and Encryption communication method The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention Limited Conditional reception in which the security module is installed in the receiving device system In Limited The receiving device Limited Manufacturer ID storage means for storing an ID for identifying a manufacturer that manufactures the receiving device, and one or more Limited Store receiver specific information Limited Receiving device specific information storage means, and One of the one or more conditional access device specific information The security module comprises: decryption means for decrypting information encrypted using the receiving apparatus specific information as a key; and authentication processing means for performing authentication processing with the security module using information output from the decryption means as input. Security module Uniquely identifies Security module Remember ID Security module ID storage means; Said Manufacturer ID and Security module Filtering means for filtering the receiving apparatus authentication information with reference to the ID, security module specific information storage means for storing one or more security module specific information, One of the one or more security module specific information Security module specific information as input Limited An authentication processing means for performing an authentication process with the receiving device is provided.
[0014]
Also, the receiving station authentication information is generated in the broadcasting station facility, the receiving apparatus authentication information is transmitted from the broadcasting station using a broadcast wave, and the limited receiving apparatus receives the manufacturer ID and the received receiving apparatus authentication information. Security module Filtering only the receiving device authentication information addressed to the receiving device using the ID as a search key, and generating shared information equal to the security module specific information held in advance by the security module based on the filtered receiving device authentication information, Limited The receiving device and the security module perform authentication processing using the shared information.
[0015]
The receiving device authentication information is Limited Receiving device holds Limited Information generated by encrypting unique security module specific information for each security module held by the security module using the receiving apparatus specific information as a key; and Limited A manufacturer ID identifying the manufacturer of the receiving device; Security module Identify Security module Consists of ID Be done .
[0016]
With the above, Limited Security module specific information is shared between the receiving device and the security module, and based on the shared information, Limited A session key used for encrypted communication between the receiving device and the security module is generated. Also, Limited The receiving device includes a random number generation unit, a session key storage unit, an encryption key generation unit, an encryption unit, and a decryption unit. The security module includes a session key storage unit, an encryption key generation unit, and an encryption unit. And a decoding means.
[0017]
Also, Limited The receiving device generates a random number and outputs it to the security module, and also generates an encryption key from the session key read from the session key storage unit and the random number. Further, the generated encryption key is stored in the session key storage unit as a new session key. Security module Limited An encryption key is generated from the random number input from the receiving device and the session key read from the session key storage unit, and the generated encryption key is stored as a new session key in the session key storage unit.
[0018]
With the above, Limited The receiving device and the security module share a common encryption key and perform encrypted communication.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, Limited Receiver device as receiver, security module as IC card, Limited The receiving device unique information is described as a device key, and the security module unique information is described as an IC card unique key.
[0020]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a procedure for storing a device key and an IC card unique key managed by a broadcasting station in a receiver and an IC card, respectively.
The key management center 201, which is one facility of the broadcasting station 200, has n device keys Kd unique to each receiver manufacturer. _i (1 ≦ i ≦ n) is generated. Here, i is the index number of the device key. The value of n will be described later.
[0021]
The device key value varies from receiver manufacturer to receiver manufacturer. All receivers manufactured by the same manufacturer have the same device key Kd ₁ ~ Kd _n Is stored. Each device key generated by the device key generation unit 202 is registered in the device key DB 203 in the key management center together with a manufacturer ID for identifying a receiver manufacturer, and is securely managed. For example, it is managed in a confidential information management room where entry of a third party is restricted.
[0022]
The receiver manufacturer 206 receives a device key for the manufacturer, which is delivered from the broadcasting station by a secure means, and stores the device key in a device key storage unit inside the receiver when the receiver 207 is manufactured. In device key distribution from a broadcasting station to a receiver manufacturer, for example, an encrypted device key is recorded on a recording medium such as a CD-ROM and delivered offline.
[0023]
One receiver stores n device keys. By providing the device key storage unit inside the receiver inside the LSI where it is difficult to extract data, the possibility of a device key exposure by a malicious receiver user can be reduced.
On the other hand, the key management center has m IC card unique keys KIC unique to each IC card. _j (1 ≦ j ≦ m) is generated. Here, j is the index number of the IC card unique key. The values of n and m are defined as a conditional access system specification from the viewpoint of security and the storage capacity of the receiver and the IC card. The greater the values of n and m, the higher the security level, but this requires a large storage capacity of the receiver and the IC card, which is disadvantageous in terms of cost.
[0024]
The value of the IC card unique key is different for every IC card manufactured and issued, regardless of the IC card manufacturer. Each IC card unique key generated by the IC card unique key generation unit 204 is registered in the IC card unique key DB 205 in the key management center together with a card ID for identifying the IC card, and is managed safely in the same way as a device key. . Note that the value of the IC card unique key may be different for each production lot.
[0025]
The IC card maker 208 receives the IC card unique key delivered from the broadcasting station by a secure means, and stores the IC card unique key in the IC card unique key storage unit inside the IC card when the IC card is manufactured. In general, the IC card has tamper resistance, and it is difficult to access the IC card unique key storage unit in the IC card from the outside, and the possibility that the IC card unique key is exposed from the IC card is low.
[0026]
In FIG. 3, the device key is generated on the broadcasting station side and distributed to the receiver manufacturer. However, each receiver manufacturer generates its own device key, and the key management center of the broadcasting station. It does not matter as a form of registering.
In FIG. 3, the key management center is configured as one facility in the broadcasting station, but may be configured independently of the broadcasting station.
[0027]
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of generating receiving device authentication information. The device key and manufacturer ID are input from the device key DB 203 and the IC card unique key and card ID are input from the IC card unique key DB 205 to the receiving device authentication information generation unit 210 of the key management center 201. The encryption unit 211 has an IC card unique key KIC _j Device key Kd _i Enc (Kd _i , KIC _j ) Is generated and output. Here, Enc (X, Y) represents encrypted data obtained by encrypting data Y with key X. Further, by adding a manufacturer ID and an IC card ID to the encrypted data output by the encryption unit, the receiving device authentication information C _ij = Enc (Kd _i , KIC _j ) | MID | CID. Here, X | Y represents data obtained by combining data X and data Y. The receiver authentication information for a combination of a receiver manufactured by one receiver manufacturer and one IC card is C ₁₁ , C ₁₂ ,. . . , C _1m , C _{twenty one} , C _{twenty two} ,. . . , C _nm N × m in total are generated.
[0028]
FIG. 5 is a block diagram on the transmission side that transmits the reception device authentication information to the reception device side using broadcast waves. (C _ij , I, j) In the generation unit 130, the receiving device confirmation information C _ij And the index information i and j (C _ij , I, j). Then, in the same way as multiplexing the EMM encrypted with the individual key Km and the ECM encrypted with the work key Kw on the content scrambled with the scramble key Ks, the multiplexing unit 131 (C _ij , I, j) is multiplexed with the contents, etc., and the signal is converted into a TS packet and transmitted as a broadcast wave. (C _ij , I, j) may be stored in the ECM or EMM and transmitted as a broadcast wave.
[0029]
FIG. 6 shows that the IC card unique key is shared between the receiver and the IC card using the received receiver authentication information, and the session key is shared by performing mutual authentication using the shared IC card unique key. FIG. 6 is a block diagram for explaining a method for performing encrypted communication of a scramble key Ks.
First, in the initial processing when the IC card 400 is connected to the receiver 300, the receiver receives the manufacturer ID (MID) of the receiver stored in the manufacturer ID storage unit 304 and stores it in the manufacturer ID storage unit 402. Store the MID. Broadcast waves (TS packets) received by the receiver are transmitted to the video / audio signal, EMM, ECM, (C _ij , I, j). The receiver is responsible for all (C _ij , I, j) is transmitted from the input / output unit 301 to the IC card and received by the input / output unit 401 (C _ij , I, j) are input to the receiving device authentication information filtering unit 404. The receiving device authentication information filtering unit refers to the MID stored in the maker ID storage unit 402 and the CID stored in the card ID storage unit 403, all the (C _ij , I, j) of which both MID and CID match _ij (= Enc (Kd _i , KIC _j ) | MID | CID), a combination of i and j is extracted. MID or CID does not match (C _ij , I, j) are discarded. IC card is extracted C _ij C 'with MID and CID removed from _ij (= Enc (Kd _i , KIC _j )) And i are transmitted from the input / output unit 401 to the receiver. Further, the IC card unique key KIC corresponding to the value of j _j Is read from the IC card unique key storage unit 405.
[0030]
Receiver is IC 'card from C' _ij And i are received, first, the device key Kd corresponding to the value of i _i Is read from the device key storage unit 305. Next, in the authentication information decryption unit 306, Kd _i C 'as a key _ij IC card unique key KIC _j Get. Here, the encryption algorithm used in the authentication information decryption unit of the receiver is equal to the common key encryption algorithm used when the reception device authentication information is generated in the key management center of the broadcasting station. The encryption algorithm may be a public key encryption algorithm.
[0031]
In this way, the IC card unique key KIC can be used from the state in which the receiver and the IC card do not have pre-shared information. _j Can be shared safely.
Further, the authentication processing unit 307 of the receiver and the authentication processing unit 406 of the IC card include the shared IC card unique key KIC. _j Mutual authentication using is performed, and a session key SK is generated and shared. When the IC card receives the EMM from the receiver, the EMM decryption unit 409 outputs the work key Kw obtained by decrypting the EMM with the individual key Km stored in the Km storage unit 408 to the ECM decryption unit. When the ECM is received from the machine, the ECM decryption unit 410 decrypts the ECM using the Kw to obtain the scramble key Ks. The IC card encryption unit 407 outputs Enc (SK, Ks) obtained by encrypting Ks using the SK as an encryption key to the receiver. The decryption unit 308 of the receiver decrypts the Enc (SK, Ks) received from the IC card using the SK as a decryption key and outputs a scramble key Ks.
[0032]
As described above, since encrypted communication using the session key SK updated every time authentication processing is possible, the scramble key Ks can be transmitted from the IC card to the receiver while maintaining high security.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a mutual authentication flow based on a challenge / response between the receiver and the IC card. In the following description, the receiver side processing is performed by the mutual authentication unit 310 of the receiver 300, and the IC card side processing is performed by the mutual authentication unit 413 of the IC card 400. The receiver generates a random number R1 and transmits it to the IC card. The receiver is KIC _j Encrypt R1 with the key as Enc (KIC _j , R1). When IC card receives R1, KIC _j Encrypt R1 with the key as Enc (KIC _j , R1). Further, a random number R2 is generated and Enc (KIC _j , R1) and R2 to the receiver. IC card is KIC _j Encrypt R2 using as a key, Enc (KIC _j , R2). The receiver sends an Enc (KIC _j , R1) and R2 are received, Enc (KIC already created in the receiver) _j , R1) and Enc (KIC) received from the IC card _j , R1) and confirm that the values match. Enc (KIC _j , R1) match, KIC _i Encrypt R2 received from the IC card using as the key to Enc (KIC _j , R2) is generated and transmitted to the IC card. The IC card is sent from the receiver to Enc (KIC _j , R2), Enc (KIC already created on the IC card) _j , R2) and Enc (KIC) received from the IC card _j , R2) and confirm that the values match. And the receiver and the IC card are KIC for R1 and R2, which are composed of R1 and R2, respectively. _j Is used as a key to obtain a session key SK. Here, the encryption algorithms provided in the mutual authentication units of the receiver and the IC card are the same.
[0033]
The mutual authentication flow by the challenge and response is only an example, and KIC _j May be used as shared secret information and other mutual authentication methods may be applied to share the session key SK. Further, it may be one-way authentication of a receiver or an IC card.
The session key SK is mutually authenticated and shared when the receiver power is turned on and when the IC card is inserted into the receiver. The mutual key is generated separately by the receiver and the IC card. It is important for security that the random numbers are different each time mutual authentication is performed. In other words, considering the case where the receiver authenticates the IC card, if the random number R1 generated at the above timing is a different random number each time, the same KICj used for the previous mutual authentication is used. However, Enc (KICj, R1) becomes different data, and it is impossible for an unauthorized IC card to impersonate past data used by a regular IC card for mutual authentication. It becomes possible to prevent. Similarly, when the IC card authenticates the receiver, if the random number R2 is a different random number each time, even if the same KICj as that used for the previous mutual authentication is used, Enc (KICj, R2) becomes different data, and it is impossible for an unauthorized receiver to impersonate the past data used by the authorized receiver for mutual authentication, and it is possible to prevent impersonation fraud. Become.
[0034]
As described above, as a method for preventing the same random number from being generated at the time of mutual authentication, there is use of a nonvolatile memory circuit. That is, the random number generator stores the generated state in a nonvolatile memory, and the random number to be generated next time is continuously generated from that state to prevent the generation of the same random number. Alternatively, the random number generator is configured to give initialization data and obtain a random number, store the random number generated this time, and prevent the generation of the same random number by using it as the next initialization data.
[0035]
FIG. 8 is a diagram showing a case where the IC card 400 includes the receiving device authentication information storage unit 411 in the configuration described with reference to FIG. The IC card receiving device authentication information filtering unit 404 refers to the MID stored in the manufacturer ID storage unit 402 and the CID stored in the card ID storage unit 403, and executes all (C _ij , I, j) of which MID and CID match _ij , I and j are extracted. MID or CID does not match (C _ij , I, j) are discarded. And the extracted C _ij C 'with MID and CID removed from _ij And i to the receiver and the transmitted C ′ _ij And i, j, and the extracted C _ij Is stored in the receiving device authentication information storage unit 411.
[0036]
FIG. 9 is a diagram showing a processing flow from the time when the IC card is installed in the receiver until the authentication process is reached. In the processing flow of the IC card, the flow when the receiving device authentication information storage unit is not provided is described by a solid line arrow, and the flow when the receiving device authentication information storage unit is provided is described by a broken line arrow.
In the receiver, there is no difference in processing flow between the case where the IC card is provided with the receiving device authentication information storage unit and the case where it is not provided. When the IC card is inserted, the receiver transmits the MID to the IC card (step S100). And included in the broadcast wave (C _ij , I, j) is transmitted to the IC card (step S101). Then from the IC card C ' _ij , I are input, the device key Kd from the device key storage unit _i Is read out and Kd _i C 'as a key _ij Decode and KIC _j (Step S103), the KIC _j Is used to perform authentication processing with the IC card (step S104).
[0037]
On the other hand, in the case of an IC card, the processing flow differs depending on whether the receiving device authentication information storage unit is provided or not.
First, a flow when the IC card is not provided with a receiving device authentication information storage unit will be described. The IC card receives the MID from the receiver and stores it in the manufacturer ID storage unit (step S110). And from the receiver (C _ij , I, j) is waited for (step S111). (C _ij , I, j) is input, C in which MID and CID coincide with each other. _ij Extract C ' _ij (Step S112) and C ′ _ij And i are output to the receiver (step S113). Furthermore, the KIC corresponding to the j from the IC card unique key storage unit _j Is read (step S114), and the KIC _j Is used to perform authentication processing with the receiver (step S115).
[0038]
Next, a flow when the IC card includes a receiving device authentication information storage unit will be described. When receiving the MID from the receiver, the IC card stores the MID in the manufacturer ID storage unit (step S110). Then, C ′ from the receiving device authentication information storage unit _ij , I, j, and MID are tried to be read (step S120). C ′ in the receiving device authentication information storage unit _ij , I, j, and MID are stored, and if the read is successful, it is compared with the MID received from the receiver (step S121). When MID is equal, C ′ read from the receiving device authentication information storage unit _ij And i are output to the receiver (step S113). In step S120, C ′ is stored in the receiving device authentication information storage unit. _ij , I, j, and MID are not stored, or when the comparison result of the MID is not equal in step S121, (C _ij , I, j) is input (step S111), and C ′ is filtered by the filtering process. _ij Is created (step S112). And C ' _ij , I, j, and MID are stored in the receiving device authentication information storage unit (step S122), then C ′ _ij And i are output to the receiver (step S113). After that, it is the same as the case where the receiving device authentication information storage unit is provided.
[0039]
As described above, the IC card is provided with the receiving device authentication information storage unit, and C ′ transmitted to the receiver. _ij , I, j, and MID of the receiver are stored, and if the manufacturer of the receiver is the same as the last time when the IC card is mounted after the next time, it is not necessary to wait for reception of receiving device authentication information from the receiver. The mutual authentication with the receiver can be started immediately.
[0040]
FIG. 10 is a diagram illustrating a case where the receiver 300 includes the receiving device authentication information filtering unit 309 in the configuration described with reference to FIG. The receiver authentication information filtering unit 309 of the receiver is separated by the separation unit 303 (C _ij , I, j), the MIDs do not match. _ij C with the same manufacturer ID _ij And only i and j are transmitted to the IC card. The IC card receiving device authentication information filtering unit 412 receives (C _ij , I, j) with the same CID _ij , I and j are extracted only, and the CIDs do not match _ij Is discarded.
[0041]
Thus, when the receiver also includes a receiving device authentication information filtering unit, it is transmitted to the IC card (C _ij , I, j) can be reduced, and the amount of processing in the IC card receiver authentication information filtering unit can be reduced, so that the processing load on the IC card can be reduced. Generally, a receiver has a higher processing capability than an IC card, so even if a receiver authentication information filtering unit is provided, the load is not increased significantly. In addition, there is an advantage that a manufacturer ID storage unit is unnecessary in the IC card.
[0042]
FIG. 11 is a block diagram for explaining a method of performing cryptographic communication between the receiver and the IC card.
First, processing in which the receiver transmits a command to the IC card and the receiver receives encrypted communication data from the IC card as a response will be described. For example, when the receiver receives the ECM, the receiver transmits an ECM reception command to the IC card together with the ECM, and receives the encrypted scramble key Ks as a response.
[0043]
Receiver and IC card are IC card unique key KIC _j Based on the above, mutual authentication processing is performed and the session key SK is held. The receiver stores the SK in the SK storage unit 320, and the IC card stores the SK in the SK storage unit 420. The random number generation unit 321 of the receiver generates a random number R. The command generation unit 322 generates a command to the IC card using a user operation or broadcast wave reception as a trigger. At that time, the random number R is configured as a part of the command data, and the command COM (R) is transmitted to the IC card. Here, COM (X) indicates command data including data X. In addition, the encryption key generation unit 323 of the receiver generates the encryption key SK ′ by inputting the session key SK stored in the SK storage unit and the random number R, and outputs the encryption key SK ′ to the decryption unit 308. Further, the encryption key generation unit 323 outputs the generated SK ′ to the SK storage unit 320 and updates the SK. The decryption unit 308 holds the encryption key SK ′ until a response to the command is received from the IC card. On the other hand, the command analysis unit 421 of the IC card analyzes the content of the command COM (R) received from the receiver, extracts the random number R, and outputs it to the encryption key generation unit 422. The encryption key generation unit generates an encryption key SK ′ from the session key SK stored in the SK storage unit 422 and the random number R input from the command analysis unit, and outputs the encryption key SK ′ to the encryption unit 407. Further, the encryption key generation unit 422 outputs the generated SK ′ to the SK storage unit 420 and updates the SK. Here, the encryption key generation algorithm of the encryption key generation unit 323 of the receiver and the encryption key generation unit 422 of the IC card are equal. The encryption unit 407 outputs Enc (SK ′, RES) obtained by encrypting the response data RES to the command input from the receiver using SK ′ as a key, and transmits the Enc (SK ′, RES) from the input / output unit 401 to the receiver. When the input / output unit 301 receives Enc (SK ′, RES) from the IC card as a response to the command, the receiver 308 decrypts the stored SK ′ as a key and outputs response data RES. .
[0044]
Next, processing in which the receiver transmits a command to the IC card and then transmits the encrypted communication data to the IC card will be described. For example, when it is desired to store in the IC card information that may be misused if illegally acquired, such as information related to billing for viewing a program or information related to copyright, the receiver sends a command to that effect to the IC card. Send it, and then encrypt and send that information.
[0045]
Until the encryption key generation unit 323 of the receiver and the encryption key generation unit 422 of the IC card generate SK ′, the SK ′ is stored in the SK storage units 320 and 420, respectively, and the SK is updated. This is the same as the description of the process in which the receiver receives communication data from the card. However, the encryption key generation unit 323 of the receiver outputs SK ′ to the encryption unit 324, and the encryption key generation unit 422 of the IC card outputs SK ′ to the decryption unit 423. The encryption unit 324 of the receiver outputs Enc (SK ′, DATA) obtained by encrypting the communication data DATA using SK ′ as a key, and transmits it from the input / output unit 301 to the IC card. When the input / output unit 401 receives Enc (SK ′, DATA) from the receiver, the decryption unit 423 decrypts the IC card using the held SK ′ as a key and outputs DATA.
[0046]
Thus, when a random number is generated for each command transmitted from the receiver to the IC card, the random number is transmitted together with the command to the IC card, and the encryption key SK ′ is generated using a common algorithm in the receiver and the IC card, Encryption using a key that is refreshed at each command is possible, and encryption communication with higher security can be realized as compared with encryption communication using the session key SK as an encryption key. Further, since SK is updated each time an encryption key is generated, even if the random number R becomes equal to the previously used value, SK ′ is different, and it is difficult to determine SK ′ by eavesdropping on the random number R. is there.
[0047]
It is not always necessary to generate random numbers for all commands and update the encryption key SK ′ every time. The random number may be generated at a certain command generation count or at a timing when a certain time has elapsed. When a random number is not included in the command from the receiver, the decryption unit and the encryption unit of the receiver and the IC card may perform encrypted communication using SK ′ already held. In this case, the encryption key generation process and the SK update process can be omitted in the receiver and the IC card.
[0048]
FIG. 12 is a timing chart showing, in time series, processing until the receiver holds the scramble key Ks after the authentication processing of the receiving apparatus. The broadcast station pre-certifies the authentication information C for one IC card for each receiver manufacturer. _ij N × m are held. The receiver must use its own device key Kd in advance. _i N are held. IC card is IC card unique key KIC in advance _j And m individual keys Km.
[0049]
First, the receiving device authentication phase will be described. The receiver receives the C sent from the broadcasting station. _ij Is transmitted to the IC card. IC card is C _ij Is received, the filtering process is performed and C ′ _ij Is generated and transmitted to the receiver. The receiver is C ' _ij Receive Kd _i Decode using KIC and KIC _j To get. The receiver and the IC card were able to share KIC _j Is used for mutual authentication to obtain a session key SK.
[0050]
Next, the viewing contract update phase will be described. In the viewing contract renewal phase, the IC card obtains a work key Kw necessary for decrypting the scramble key Ks from the EMM. When the receiver receives the EMM addressed to the own receiving device transmitted from the broadcasting station, the receiver transmits the EMM to the IC card. When the IC card receives the EMM, it decrypts the EMM using the individual key Km and obtains the work key Kw.
[0051]
Next, the program viewing phase will be described. In the program viewing phase, the IC card acquires the scramble key Ks necessary for descrambling the program from the ECM and transmits it to the receiver. When the receiver receives the ECM transmitted from the broadcast station, the receiver transmits the ECM to the IC card. At this time, the random number R is also transmitted to the IC card, and an encryption key SK ′ is generated from the SK and R obtained in the receiving device authentication phase. When the IC card receives the ECM, it decrypts the ECM using the work key Kw and obtains Ks. Furthermore, an encryption key SK ′ is generated from the received random number R and the SK obtained in the receiving device authentication phase, and Ks is encrypted and transmitted to the receiver. Upon receiving the received encrypted Ks, the receiver decrypts it using the generated SK ′ to obtain Ks. Thereafter, the receiver performs the same process each time it receives an ECM sent from the broadcast station, and acquires Ks. At that time, random numbers (R ′, R ″,...) Having different values are used, and the encryption key SK ′ is updated to a different one (SK ′, SK ″,...) Every time. .
[0052]
Note that once the viewing contract update phase is executed, it may not be executed until the viewing contract is updated.
The broadcast form of the broadcast wave received by the receiving apparatus described so far may be any of terrestrial broadcast, sanitary broadcast, and cable broadcast (CATV). Also, other broadcast forms may be used.
[0053]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the conditional access apparatus authentication method and the conditional access apparatus of the present invention, the IC card held in advance by sending the reception apparatus authentication information to the reception apparatus using broadcast waves. Unique key KIC _j Since the receiver can hold the shared information, the shared information can be safely shared between the receiver and the IC card without sharing the global secret in advance. By performing an authentication process using the shared information, it is possible to generate a session key SK that is updated each time the authentication process is performed. The scramble key Ks is encrypted using the SK, and the Ks can be safely transmitted to the receiver. It becomes possible to send. Further, by transmitting a random number for each command from the receiver to the IC card, the receiver and the IC card can generate and share different encryption keys SK ′ for each command from the random number and SK, The response data from the IC card to the command and the communication data from the receiving apparatus main body to the IC card are encrypted, and safe data can be transferred.
[0054]
Further, since a plurality of IC card unique keys can be held in one IC card, even if the first IC card unique key is determined from the communication data at the time of mutual authentication, it corresponds to another IC card unique key. By sending the receiving device authentication information from the broadcasting station, it is possible to prevent Ks from being obtained illegally.
Also, since the IC card unique key is different for all IC cards, even if all the values of the IC card unique key of an IC card are calculated, the influence on the conditional access system operation is slight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission side of a conventional conditional access system
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional conditional access apparatus
FIG. 3 is a diagram showing an example of a procedure for storing a device key and an IC card unique key of the present invention in a receiver and an IC card, respectively.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a method for generating receiving device authentication information according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a transmission side in a conditional access system using the conditional access apparatus authentication method of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a method for performing authentication processing by the conditional access apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional mutual authentication method.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a method for performing authentication processing when the conditional access apparatus of the present invention includes a receiving apparatus authentication information storage unit in an IC card.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of the conditional access apparatus authentication method of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing an authentication method when the conditional access apparatus of the present invention includes a receiving apparatus authentication information filtering unit in the receiving apparatus main body.
FIG. 11 is a block diagram showing a method in which the conditional access apparatus of the present invention generates a random number for each command, transmits it to the IC card, generates an encryption key, and performs encrypted communication.
FIG. 12 is a timing chart showing, in a time series, processing until the receiver holds the scramble key Ks after authentication processing of the receiving device in the conditional access system using the conditional access device authentication method of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 content generator
101 Ks generator
102 ECM generator
103 Kw generator
104 EMM generator
105 km generator
106 Scrambler
107 ECM encryption section
108 EMM Encryption Department
109 Multiplexer
110 Receiver body
111 TS filtering section
112 Separation unit
113 Descrambler
120 Security module
121 km storage
122 EMM decoder
123 ECM decoder
130 (C _ij , I, j) generator
131 Multiplexer
200 broadcast station
201 Key management center
202 Device key generation unit
203 Device key DB
204 IC card unique key generation unit
205 IC card unique key DB
206 Receiver manufacturer
207 receiver
208 IC card manufacturers
209 IC card
210 Receiver Authentication Information Generation Unit
211 Encryption section
300 receiver
301 Input / output unit
302 TS filtering unit
303 Separation unit
304 Manufacturer ID storage unit
305 Device key storage
306 Authentication information decryption unit
307 Authentication processing unit
308 Decryption unit
309 Receiver authentication information filtering unit
310 Mutual authentication unit
320 SK storage unit
321 random number generator
322 Command generator
323 Encryption key generator
324 Encryption unit
400 IC card
401 Input / output unit
402 Manufacturer ID storage unit
403 Card ID storage unit
404 Receiver Authentication Information Filtering Unit
405 IC card unique key storage unit
406 Authentication processing unit
407 Encryption section
408 km storage
409 EMM decoder
410 ECM decoder
411 Receiver authentication information storage unit
412 Receiver Authentication Information Filtering Unit
413 Mutual authentication unit
420 SK storage unit
421 Command analyzer
422 Encryption key generation unit
423 Decryption unit

Claims

放送されてきた信号を受信してセキュリティモジュールに出力する限定受信装置と、前記限定受信装置から入力されたデータを処理して当該限定受信装置に処理データを出力する前記セキュリティモジュールとを構成要素に含む限定受信システムの限定受信装置であって、
前記セキュリティモジュールとのデータ入出力を行う入出力手段と、
１つ以上の限定受信装置固有情報を記憶する限定受信装置固有情報記憶手段と、
前記１つ以上の限定受信装置固有情報のうち一の限定受信装置固有情報を鍵として、前記セキュリティモジュールから前記入出力手段を介して入力される暗号化されている情報を復号する復号手段と、
前記復号手段が出力する情報を入力として前記セキュリティモジュールとの認証処理を行い、前記セキュリティモジュールとの共有値を出力する認証処理手段と
を具備することを特徴とする限定受信装置。The conditional reception device that receives the broadcast signal and outputs it to the security module, and the security module that processes the data input from the conditional reception device and outputs the processed data to the conditional reception device A conditional access system for a conditional access system including:
Input / output means for performing data input / output with the security module;
Limited reception device specific information storage means for storing one or more limited reception device specific information;
Decryption means for decrypting encrypted information input from the security module via the input / output means using one of the one or more conditional access apparatus specific information as a key;
A conditional reception apparatus comprising: authentication processing means for performing authentication processing with the security module by using information output from the decryption means as input, and outputting a shared value with the security module.

限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
前記メーカーＩＤを参照して、受信した放送波に含まれる受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の限定受信装置。Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying a manufacturer of the limited receiving device;
The conditional access apparatus according to claim 1, further comprising: filtering means for filtering reception apparatus authentication information included in a received broadcast wave with reference to the manufacturer ID.

放送されてきた信号を受信してセキュリティモジュールに出力する限定受信装置と、前記限定受信装置から入力されたデータを処理して当該限定受信装置に処理データを出力する前記セキュリティモジュールとを構成要素に含む限定受信システムのセキュリティモジュールであって、
前記限定受信装置とのデータ入出力を行う入出力手段と、
セキュリティモジュールを一意に識別するセキュリティモジュールＩＤを記憶するセキュリティモジュールＩＤ記憶手段と、
前記セキュリティモジュールＩＤを参照して、前記限定受信装置から前記入出力手段を介して入力される受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、
１つ以上のセキュリティモジュール固有情報を記憶するセキュリティモジュール固有情報記憶手段と、
前記１つ以上のセキュリティモジュール固有情報のうち一のセキュリティモジュール固有情報を入力として前記限定受信装置との認証処理を行って前記限定受信装置との共有値を出力する認証処理手段と
を具備することを特徴とするセキュリティモジュール。The conditional reception device that receives the broadcast signal and outputs it to the security module, and the security module that processes the data input from the conditional reception device and outputs the processed data to the conditional reception device A conditional access system security module including
Input / output means for performing data input / output with the conditional access device;
Security module ID storage means for storing a security module ID for uniquely identifying the security module;
Filtering means for filtering receiving device authentication information inputted from the limited receiving device via the input / output means with reference to the security module ID;
Security module specific information storage means for storing one or more security module specific information;
Authentication processing means for performing authentication processing with the conditional access device by inputting one security module specific information among the one or more security module specific information and outputting a shared value with the conditional access device. Security module characterized by

前記セキュリティモジュールはＩＣカードであり、前記セキュリティモジュールＩＤはカードＩＤである、請求項３記載のセキュリティモジュール。 The security module according to claim 3, wherein the security module is an IC card, and the security module ID is a card ID.

前記限定受信装置から前記入出力手段を介して入力される、前記限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段をさらに具備し、
前記フィルタリング手段は、前記メーカーＩＤと前記カードＩＤとを参照して、前記限定受信装置から前記入出力手段を介して入力される受信装置認証情報をフィルタリングすることを特徴とする請求項４に記載のセキュリティモジュール。Further comprising a manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying the manufacturer of the conditional access device, input from the conditional access device via the input / output means,
The filtering means filters the receiving device authentication information input from the conditional access device through the input / output means with reference to the manufacturer ID and the card ID. Security module.

前記フィルタリング手段が出力した受信装置認証情報を記憶する受信装置認証情報記憶手段をさらに具備することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のセキュリティモジュール。 The security module according to any one of claims 3 to 5, further comprising a receiving device authentication information storage unit that stores the receiving device authentication information output by the filtering unit.

放送されてきた信号を受信してセキュリティモジュールに出力する限定受信装置と、前記限定受信装置から入力されたデータを処理して当該限定受信装置に処理データを出力する前記セキュリティモジュールとを構成要素に含む限定受信システムであって、
前記限定受信装置は、前記セキュリティモジュールとのデータ入出力を行う第一入出力手段と、
限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
１つ以上の限定受信装置固有情報を記憶する限定受信装置固有情報記憶手段と、
前記１つ以上の限定受信装置固有情報のうち一の限定受信装置固有情報を鍵として、前記セキュリティモジュールから前記第一入出力手段を介して入力される暗号化されている情報を復号する復号手段と、
前記復号手段が出力する情報を入力として前記セキュリティモジュールとの認証処理を行い、前記セキュリティモジュールとの共有値を出力する認証処理手段とを具備し、
前記セキュリティモジュールは、前記限定受信装置とのデータ入出力を行う第二入出力手段と、
セキュリティモジュールを一意に識別するセキュリティモジュールＩＤを記憶するセキュリティモジュールＩＤ記憶手段と、
前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される、前記限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
前記メーカーＩＤと前記セキュリティモジュールＩＤとを参照して、前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、
１つ以上のセキュリティモジュール固有情報を記憶するセキュリティモジュール固有情報記憶手段と、
前記１つ以上のセキュリティモジュール固有情報のうち一のセキュリティモジュール固有情報を入力として前記限定受信装置との認証処理を行って前記限定受信装置との共有値を出力する認証処理手段と
を具備することを特徴とする限定受信システム。The conditional reception device that receives the broadcast signal and outputs it to the security module, and the security module that processes the data input from the conditional reception device and outputs the processed data to the conditional reception device A conditional access system including
The conditional access device includes first input / output means for performing data input / output with the security module;
Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying a manufacturer of the limited receiving device;
Limited reception device specific information storage means for storing one or more limited reception device specific information;
Decryption means for decrypting encrypted information input from the security module via the first input / output means, using one of the one or more conditional access apparatus specific information as a key. When,
Authentication processing means for performing authentication processing with the security module using the information output by the decryption means as input, and outputting a shared value with the security module;
The security module includes second input / output means for performing data input / output with the conditional access device;
Security module ID storage means for storing a security module ID for uniquely identifying the security module;
Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying the manufacturer of the limited reception apparatus, which is input from the limited reception apparatus via the second input / output means;
Filtering means for filtering receiving device authentication information inputted from the limited receiving device via the second input / output means with reference to the manufacturer ID and the security module ID;
Security module specific information storage means for storing one or more security module specific information;
Authentication processing means for performing authentication processing with the conditional access device by inputting one security module specific information among the one or more security module specific information and outputting a shared value with the conditional access device. A conditional access system characterized by this.

前記セキュリティモジュールは、前記フィルタリング手段が出力した受信装置認証情報を記憶する受信装置認証情報記憶手段をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の限定受信システム。 The conditional access system according to claim 7, wherein the security module further includes a receiving device authentication information storage unit that stores the receiving device authentication information output by the filtering unit.

放送されてきた信号を受信してセキュリティモジュールに出力する限定受信装置と、前記限定受信装置から入力されたデータを処理して当該限定受信装置に処理データを出力する前記セキュリティモジュールとを構成要素に含む限定受信システムであって、
前記限定受信装置は、前記セキュリティモジュールとのデータ入出力を行う第一入出力手段と、
限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
前記メーカーＩＤを参照して、受信した放送波に含まれる受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、
１つ以上の限定受信装置固有情報を記憶する限定受信装置固有情報記憶手段と、
前記１つ以上の限定受信装置固有情報のうち一の限定受信装置固有情報を鍵として、前記セキュリティモジュールから前記第一入出力手段を介して入力される暗号化されている情報を復号する復号手段と、
前記復号手段が出力する情報を入力として前記セキュリティモジュールとの認証処理を行い、前記セキュリティモジュールとの共有値を出力する認証処理手段とを具備し、
前記セキュリティモジュールは、前記限定受信装置とのデータ入出力を行う第二入出力手段と、
セキュリティモジュールを一意に識別するセキュリティモジュールＩＤを記憶するセキュリティモジュールＩＤ記憶手段と、
前記セキュリティモジュールＩＤを参照して、前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、
１つ以上のセキュリティモジュール固有情報を記憶するセキュリティモジュール固有情報記憶手段と、
前記１つ以上のセキュリティモジュール固有情報のうち一のセキュリティモジュール固有情報を入力として前記限定受信装置との認証処理を行って前記限定受信装置との共有値を出力する認証処理手段と
を具備することを特徴とする限定受信システム。The conditional reception device that receives the broadcast signal and outputs it to the security module, and the security module that processes the data input from the conditional reception device and outputs the processed data to the conditional reception device A conditional access system including
The conditional access device includes first input / output means for performing data input / output with the security module;
Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying a manufacturer of the limited receiving device;
Filtering means for filtering reception device authentication information included in the received broadcast wave with reference to the manufacturer ID;
Limited reception device specific information storage means for storing one or more limited reception device specific information;
Decryption means for decrypting encrypted information input from the security module via the first input / output means, using one of the one or more conditional access apparatus specific information as a key. When,
Authentication processing means for performing authentication processing with the security module using the information output by the decryption means as input, and outputting a shared value with the security module;
The security module includes second input / output means for performing data input / output with the conditional access device;
Security module ID storage means for storing a security module ID for uniquely identifying the security module;
Filtering means for filtering receiving device authentication information input from the limited receiving device via the second input / output means with reference to the security module ID;
Security module specific information storage means for storing one or more security module specific information;
Authentication processing means for performing authentication processing with the conditional access device by inputting one security module specific information among the one or more security module specific information and outputting a shared value with the conditional access device. A conditional access system characterized by this.

前記セキュリティモジュールは、前記フィルタリング手段が出力した受信装置認証情報を記憶する受信装置認証情報記憶手段をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の限定受信システム。 The conditional access system according to claim 9, wherein the security module further includes a receiving device authentication information storage unit that stores the receiving device authentication information output by the filtering unit.

セキュリティモジュールが装着されている限定受信装置の認証方法であって、
前記限定受信装置が、
受信した放送波に含まれる受信装置認証情報を分離するステップと、
自受信装置宛の受信装置認証情報だけを取り出すフィルタリング処理ステップと、
前記受信装置認証情報を基にセキュリティモジュールが予め保持しているセキュリティモジュール固有情報に等しい共有情報を生成するステップと、
前記限定受信装置と前記セキュリティモジュールとが、
前記限定受信装置と前記セキュリティモジュールとが共有した前記セキュリティモジュール固有情報を用いて認証処理を行うステップを有することを特徴とする限定受信装置認証方法。An authentication method for a conditional access device equipped with a security module,
The conditional access device is
Separating receiving device authentication information included in the received broadcast wave;
A filtering process step for extracting only receiving device authentication information addressed to the receiving device;
Generating shared information equal to security module specific information held in advance by a security module based on the receiving device authentication information;
The conditional access device and the security module are:
A method of authenticating a conditional access device, comprising the step of performing an authentication process using the security module specific information shared by the conditional access device and the security module.

前記受信装置認証情報は、前記限定受信装置が１つ以上保持する限定受信装置固有情報のいずれか１つを鍵として、前記セキュリティモジュールが１つ以上保持するセキュリティモジュール毎に固有のセキュリティモジュール固有情報のいずれか１つを暗号化することにより生成される情報と、限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤと、セキュリティモジュールを識別するセキュリティモジュールＩＤとを含み、
受信装置認証情報の生成に用いた限定受信装置固有情報及びセキュリティモジュール固有情報を特定するためのインデックス情報に組み合わせて、放送局設備から放送波を用いて送出されることを特徴とする、請求項１１に記載の限定受信装置認証方法。The receiving device authentication information is a security module specific information unique to each security module held by one or more of the security modules, using any one of the limited receiving device specific information held by the limited receiving device as a key. Information generated by encrypting any one of the above, a manufacturer ID that identifies the manufacturer of the conditional access device, and a security module ID that identifies the security module,
Claims characterized in that it is transmitted using broadcast waves from broadcasting station equipment in combination with index information for specifying limited reception device specific information and security module specific information used for generating reception device authentication information. 11. The conditional access apparatus authentication method according to 11.

前記フィルタリング処理は、前記メーカーＩＤと前記セキュリティモジュールが記憶しているセキュリティモジュールＩＤとが一致する受信装置認証情報を自受信装置宛の受信装置認証情報として選択することを特徴とする請求項１１及び請求項１２のいずれか一項に記載の限定受信装置認証方法。 12. The filtering process according to claim 11, wherein the filtering apparatus selects receiving apparatus authentication information in which the manufacturer ID and the security module ID stored in the security module match as receiving apparatus authentication information addressed to the own receiving apparatus. The conditional access apparatus authentication method according to claim 12.

前記限定受信装置で生成される前記共有情報は、前記限定受信装置固有情報を鍵として、前記受信装置認証情報に含まれる情報を復号することにより復元されることを特徴とする、請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の限定受信装置認証方法。 12. The shared information generated by the conditional access device is restored by decrypting information included in the reception device authentication information using the conditional access device specific information as a key. The conditional access apparatus authentication method according to claim 13.

前記フィルタリング処理は、前記限定受信装置において、当該限定受信装置が記憶しているメーカーＩＤと一致する受信装置認証情報を選択し、前記セキュリティモジュールにおいて、当該セキュリティモジュールが記憶しているセキュリティモジュールＩＤと一致する受信装置認証情報を選択することにより自受信装置宛の受信装置認証情報を抽出することを特徴とする、請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の限定受信装置認証方法。 The filtering process selects the receiving device authentication information that matches the manufacturer ID stored in the limited receiving device in the limited receiving device, and the security module stores the security module ID stored in the security module. 15. The limited receiving apparatus authentication method according to claim 11, wherein receiving apparatus authentication information addressed to the receiving apparatus is extracted by selecting matching receiving apparatus authentication information.

前記セキュリティモジュールは、当該セキュリティモジュールが前記限定受信装置に装着された後に前記限定受信装置から入力されるメーカーＩＤを記憶するステップを有することを特徴とする、請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の限定受信装置認証方法。 The said security module has a step which memorize | stores the manufacturer ID input from the said conditional access apparatus after the said security module is mounted | worn with the said conditional access apparatus, The any one of Claims 11-14 characterized by the above-mentioned. The conditional access apparatus authentication method according to one item.

前記フィルタリング処理は、前記セキュリティモジュールにおいて、前記記憶されたメーカーＩＤと前記セキュリティモジュールが記憶しているセキュリティモジュールＩＤとが一致する受信装置認証情報を選択することにより自受信装置宛の受信装置認証情報を抽出することを特徴とする、請求項１６に記載の限定受信装置認証方法。 In the security module, the filtering process selects receiving device authentication information addressed to the own receiving device by selecting receiving device authentication information in which the stored manufacturer ID matches the security module ID stored in the security module. The conditional access apparatus authentication method according to claim 16, wherein the conditional access apparatus authentication method is extracted.

前記セキュリティモジュールは、フィルタリング処理により抽出した受信装置認証情報を記憶するステップを有し、
前記セキュリティモジュールが前記限定受信装置に装着された後に前記限定受信装置から入力されるメーカーＩＤが前記記憶している受信装置認証情報に含まれるメーカーＩＤと等しい場合は、前記記憶している受信装置認証情報を前記限定受信装置に出力し、
前記限定受信装置は、前記セキュリティモジュールから渡された前記受信装置認証情報を基に前記共有情報を生成することを特徴とする、請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の限定受信装置認証方法。The security module has a step of storing receiving device authentication information extracted by filtering processing,
If the manufacturer ID input from the conditional access device after the security module is attached to the conditional access device is equal to the manufacturer ID included in the stored reception device authentication information, the stored reception device Outputting authentication information to the conditional access device;
The limited reception according to any one of claims 15 to 17, wherein the limited reception device generates the shared information based on the reception device authentication information passed from the security module. Device authentication method.

前記認証処理手段が出力した前記セキュリティモジュールとの共有値を記憶する記憶手段と、
乱数を出力する乱数生成手段と、
前記記憶している共有値と前記乱数とを入力として暗号鍵を出力する暗号鍵生成手段と、
前記暗号鍵を用いて前記セキュリティモジュールから前記入出力手段を介して入力される情報を復号する復号手段と
をさらに具備することを特徴とする、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の限定受信装置。Storage means for storing a shared value with the security module output by the authentication processing means;
Random number generation means for outputting a random number;
An encryption key generating means for outputting an encryption key by inputting the stored shared value and the random number;
The decryption means for decrypting information input from the security module via the input / output means using the encryption key is further provided. The method according to any one of claims 1 and 2, The limited receiving apparatus described.

前記暗号鍵を用いて前記セキュリティモジュールへ出力する情報を暗号化する暗号化手段をさらに具備することを特徴とする、請求項１９に記載の限定受信装置。 The conditional access apparatus according to claim 19, further comprising an encryption unit that encrypts information to be output to the security module using the encryption key.

前記認証処理手段が出力した前記限定受信装置との共有値を記憶する記憶手段と、
前記記憶している共有値と前記限定受信装置から前記入出力手段を介して入力される乱数とを入力として暗号鍵を出力する暗号鍵生成手段と、
前記暗号鍵を用いて前記限定受信装置へ出力する情報を暗号化する暗号化手段と
をさらに具備することを特徴とする、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のセキュリティモジュール。Storage means for storing a shared value with the conditional access device output by the authentication processing means;
An encryption key generating means for outputting an encryption key by inputting the stored shared value and a random number input from the conditional access device via the input / output means;
The security module according to claim 3, further comprising: an encryption unit that encrypts information to be output to the conditional access device using the encryption key.

前記暗号鍵を用いて前記限定受信装置から前記入出力手段を介して入力される情報を復号する復号手段をさらに具備することを特徴とする、請求項２１に記載のセキュリティモジュール。 The security module according to claim 21, further comprising decryption means for decrypting information input from the conditional access apparatus via the input / output means using the encryption key.

放送されてきた信号を受信してセキュリティモジュールに出力する限定受信装置と、前記限定受信装置から入力されたデータを処理して当該限定受信装置に処理データを出力する前記セキュリティモジュールとを構成要素に含む限定受信システムであって、
前記限定受信装置は、前記セキュリティモジュールとのデータ入出力を行う第一入出力手段と、
限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
１つ以上の限定受信装置固有情報を記憶する限定受信装置固有情報記憶手段と、
前記１つ以上の限定受信装置固有情報のうち一の限定受信装置固有情報を鍵として、前記セキュリティモジュールから前記第一入出力手段を介して入力される暗号化されている情報を復号する復号手段と、
前記復号手段が出力する情報を入力として前記セキュリティモジュールとの認証処理を行い、前記セキュリティモジュールとの共有値を出力する認証処理手段と、
前記認証処理手段が出力したセキュリティモジュールとの共有値を記憶する記憶手段と、
乱数を出力する乱数生成手段と、
前記記憶している共有値と前記乱数とを入力として暗号鍵を出力する暗号鍵生成手段と、
前記暗号鍵を用いて前記セキュリティモジュールから前記第一入出力手段を介して入力される情報を復号する復号手段とを具備し、
前記セキュリティモジュールは、前記限定受信装置とのデータ入出力を行う第二入出力手段と、
セキュリティモジュールを一意に識別するセキュリティモジュールＩＤを記憶するセキュリティモジュールＩＤ記憶手段と、
前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される、前記限定受信装置のメーカーを識別するメーカーＩＤを記憶するメーカーＩＤ記憶手段と、
前記メーカーＩＤと前記セキュリティモジュールＩＤとを参照して、前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される受信装置認証情報をフィルタリングするフィルタリング手段と、
１つ以上のセキュリティモジュール固有情報を記憶するセキュリティモジュール固有情報記憶手段と、
前記１つ以上のセキュリティモジュール固有情報のうち一のセキュリティモジュール固有情報を入力として前記限定受信装置との認証処理を行って前記限定受信装置との共有値を出力する認証処理手段と、
前記認証処理手段が出力した限定受信装置との共有値を記憶する記憶手段と、
前記記憶している共有値と前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される乱数とを入力として暗号鍵を出力する暗号鍵生成手段と、
前記暗号鍵を用いて前記限定受信装置へ出力する情報を暗号化する暗号化手段とを具備することを特徴とする限定受信システム。The conditional reception device that receives the broadcast signal and outputs it to the security module, and the security module that processes the data input from the conditional reception device and outputs the processed data to the conditional reception device A conditional access system including
The conditional access device includes first input / output means for performing data input / output with the security module;
Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying a manufacturer of the limited receiving device;
Limited reception device specific information storage means for storing one or more limited reception device specific information;
Decryption means for decrypting encrypted information input from the security module via the first input / output means, using one of the one or more conditional access apparatus specific information as a key. When,
Authentication processing means for performing authentication processing with the security module using information output by the decryption means as input, and outputting a shared value with the security module;
Storage means for storing a shared value with the security module output by the authentication processing means;
Random number generation means for outputting a random number;
An encryption key generating means for outputting an encryption key by inputting the stored shared value and the random number;
Decrypting means for decrypting information input from the security module via the first input / output means using the encryption key;
The security module includes second input / output means for performing data input / output with the conditional access device;
Security module ID storage means for storing a security module ID for uniquely identifying the security module;
Manufacturer ID storage means for storing a manufacturer ID for identifying the manufacturer of the limited reception apparatus, which is input from the limited reception apparatus via the second input / output means;
Filtering means for filtering receiving device authentication information inputted from the limited receiving device via the second input / output means with reference to the manufacturer ID and the security module ID;
Security module specific information storage means for storing one or more security module specific information;
Authentication processing means for performing authentication processing with the conditional access device by inputting one security module specific information among the one or more security module specific information and outputting a shared value with the conditional access device;
Storage means for storing a shared value with the conditional access device output by the authentication processing means;
An encryption key generating means for outputting an encryption key by inputting the stored shared value and a random number input from the conditional access device via the second input / output means;
A conditional access system comprising: encryption means for encrypting information to be output to the conditional access device using the encryption key.

前記限定受信装置は、前記暗号鍵を用いて前記セキュリティモジュールへ出力する情報を暗号化する暗号化手段をさらに具備し、
前記セキュリティモジュールは、前記暗号鍵を用いて前記限定受信装置から前記第二入出力手段を介して入力される情報を復号する復号手段をさらに具備することを特徴とする、請求項２３に記載の限定受信システム。The conditional access apparatus further includes an encryption unit that encrypts information to be output to the security module using the encryption key,
24. The security module according to claim 23, further comprising decryption means for decrypting information input from the conditional access apparatus via the second input / output means using the encryption key. Conditional access system.

セキュリティモジュールが装着されている限定受信装置と前記セキュリティモジュール間の暗号通信方法であって、
前記限定受信装置は、前記セキュリティモジュールとの認証処理によって生成した共有値を記憶するステップと、
乱数を生成するステップと、
前記乱数を前記セキュリティモジュールに出力するステップと、
前記記憶したセキュリティモジュールとの共有値と前記乱数とを用いて暗号鍵を生成するステップとを有し、
前記セキュリティモジュールは、前記限定受信装置との認証処理によって生成した共有値を記憶するステップと、
前記記憶した限定受信装置との共有値と前記限定受信装置から入力された乱数とを用いて暗号鍵を生成するステップと、
前記暗号鍵を前記限定受信装置との共有値として記憶するステップとを有し、
前記限定受信装置及び前記セキュリティモジュールは、それぞれが生成した暗号鍵を用いて暗号通信を行うことを特徴とする、暗号通信方法。An encryption communication method between a conditional access device on which a security module is mounted and the security module,
The conditional access device stores a shared value generated by an authentication process with the security module;
Generating a random number;
Outputting the random number to the security module;
Generating a cryptographic key using a shared value with the stored security module and the random number;
The security module storing a shared value generated by an authentication process with the conditional access device;
Generating an encryption key using a shared value with the stored limited reception device and a random number input from the limited reception device;
Storing the encryption key as a shared value with the conditional access device,
The cipher communication method, wherein the conditional access device and the security module perform cipher communication using an encryption key generated by each.

前記限定受信装置は、前記生成した暗号鍵を前記セキュリティモジュールとの新しい共有値として記憶するステップをさらに有し、
前記セキュリティモジュールは、前記生成した暗号鍵を前記限定受信装置との新しい共有値として記憶するステップをさらに有することを特徴とする、請求項２５に記載の暗号通信方法。The conditional access apparatus further includes a step of storing the generated encryption key as a new shared value with the security module,
26. The encryption communication method according to claim 25 , further comprising the step of storing the generated encryption key as a new shared value with the conditional access device.

前記限定受信装置から前記セキュリティモジュールへのコマンド送信をトリガーとして、前記限定受信装置が前記乱数を生成することを特徴とする、請求項２５及び請求項２６のいずれか一項に記載の暗号通信方法。As a trigger command transmission from the conditional device to the security module, the conditional access apparatus and generates the random number, the encryption communication method according to any one of claims 25 and claim 26 .