JP4960251B2 - ユーザーバインディングを利用したホームネットワークでのコンテンツ伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンテンツ伝送方法に係り、さらに詳細には、ホームネットワークにおいてユーザー機器間に、さらに便利で安全にコンテンツを共有できるコンテンツ伝送方法に関する。

デジタルコンテンツは、コンテンツ提供者からユーザーに伝送される。ユーザーは、コンテンツに対する費用支払などを通じて正当な権限を獲得して初めてデジタルコンテンツを使用でき、また、正当な権限を獲得していないユーザーは、デジタルコンテンツを使用できないように、コンテンツは保護される必要がある。
正当な権限のないユーザーがコンテンツを獲得することを防止するために、コンテンツは、コンテンツキーで暗号化され、コンテンツキーは、正当な権限のあるユーザーにのみ配布される。

一方、最近、ホームネットワーク技術の発達につれて一人のユーザーが一つ以上のユーザー機器を所有するようになり、これらの間にコンテンツの移動が可能になった。ユーザーは、一度の費用決済で自分の所有したあらゆる機器に対してコンテンツを使用できることを望む。しかし、コンテンツが機器の間を再生できる形態で自由に移動可能であれば、権限のないユーザーがコンテンツを獲得でき、使用してしまう。したがって、ホームネットワーク技術では、権限のあるユーザーのホームネットワーク内のユーザー機器間にはコンテンツの移動を許容しながら、権限のないユーザーは、コンテンツを獲得できないか、獲得するとしてもコンテンツを使用することを防止する技術が必要である。

特に、米連邦通信委員会（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：ＦＣＣ）は、２００５年７月からアメリカ内のデジタル放送で放送されている高画質ＨＤ級コンテンツに対して、１ビットのブロードキャストフラグ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｆｌａｇ：ＢＦ）を添加し、該当コンテンツのＢＦが１である場合には、コンテンツ保護が行われるように、すなわち権限のないユーザーの使用が防止されるようにする技術をデジタル放送具現技術標準で要求しているので、ホームサーバーとユーザー機器との間のデジタル放送コンテンツの安全な使用に対する要求はさらに切実である。

図１は、ホームネットワークの構造を示す図である。
コンテンツ提供者ＣＰは、伝送チャンネル１０を介してホームサーバーＨＳにコンテンツを伝送する。
ホームサーバーＨＳは、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣと連結されており、正当なユーザー機器の加入及び脱退を管理し、正当な権限のあるユーザー機器、すなわち現在加入された機器にのみコンテンツを伝送する。
ここで、ドメインは、一つのホームサーバーに連結されたユーザー機器の集合を意味する。ユーザー機器のホームネットワークへの加入及び脱退によって、ドメインは常に変わる。すなわち、ドメインに連結されたユーザー機器は常に変わる。したがって、脱退したユーザー機器が、それ以上コンテンツを獲得できないようにする過程が必要である。

コンテンツは、コンテンツキーを利用して暗号化され、コンテンツキーは、共通キーを利用して暗号化された後、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣにそれぞれ伝送される。共通キーは、現在ホームネットワークに加入されたユーザー機器のみが獲得可能である。
図２は、従来のコンテンツ伝送方法を示す図である。
段階２１０において、ホームサーバーＨＳは、コンテンツＣを伝送チャンネル１０から受信し、コンテンツキーＫｃを利用してコンテンツＣを暗号化することにより、暗号化されたコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）を生成する。伝送チャンネル１０は、インターネット、地上波または衛星放送など、いろいろなチャンネルが可能である。

段階２２０において、ユーザー機器ＤＡは、自分の固有情報Ｘａ’をホームサーバーＨＳに伝送する。
段階２３０において、ホームサーバーＨＳは、固有情報Ｘａ’を利用して共通キーＫｓを生成した後にユーザー機器ＤＡに伝送する。
段階２４０において、ホームサーバーＨＳは、暗号化されたコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）、暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｓ，Ｋｃ）及びライセンスＬ＿Ａをユーザー機器ＤＡに伝送する。ライセンスＬ＿Ａは、コンテンツＣに対する使用規則ＵＲ及びユーザー機器ＤＡの固有情報Ｘａ’が含まれている。

段階２５０において、ユーザー機器ＤＡは、段階２４０で受信したライセンスＬ＿Ａから固有情報Ｘａ’を抽出した後、これを自分の固有情報Ｘａと比較する。
段階２６０において、ユーザー機器ＤＡは、もしＸａ’＝Ｘａであるならば、段階２３０で受信した共通キーＫｓを利用して、段階２４０で受信した暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｓ，Ｋｃ）を復号化することによって、コンテンツキーＫｃを生成可能であるか否かを判断する。もしこの２つの条件が満足されるならば、段階２２０でのユーザー機器ＤＡと段階２４０でのユーザー機器ＤＡとは同じ機器であるので、ユーザー機器ＤＡは、コンテンツＣを再生可能である。

しかし、このような従来の方法によれば、次のような短所がある。
第一に、コンテンツＣは、ユーザー機器にバインディングされるため、一つのユーザーに属する二以上のユーザー機器の間でのコンテンツの共有が不便である。このような、すなわち、一つのユーザーに属するユーザー機器でもあらゆる機器は、自分の固有情報を利用してライセンスの発給を新たに受けなければならない。例えば、機器ＤＢが機器ＤＡで受信したコンテンツを再生しようとする場合、機器ＤＢの固有情報Ｘｂ’の伝送、コンテンツＫｃ’の生成、共通キーＫｓ'の生成、及び機器ＤＢのためのライセンスＬ＿Ｂの生成の段階を全て行わなければならない。

第二に、ユーザー機器の固有情報が外部機器に露出される。ユーザー機器の固有情報Ｘａ’、Ｘｂ’、・・・などほとんどは、ホームネットワークの保安の観点で重要な情報としての役割を行うので、かかる情報の外部流出は、できるだけ避けることが望ましい。
第三に、ユーザー機器間のコンテンツの共有が必ずホームサーバーＨＳを介して行われなければならない。

一般的に、コンテンツＣに対する正当な権限の有無は、ユーザーの費用決済有無によることがほとんどであり、一人のユーザーは、自分のドメインに属する二以上のユーザー機器にコンテンツを自由に使用することを望むので、前記の不便さは、現在需要が増加しつつあるホームネットワークの発展においてさらに深刻な障害要素となる。

本発明は、前記の課題を解決するために発案されたものであり、ホームネットワーク内でコンテンツをユーザー機器ごとにバインディングするのではなく、ユーザーごとにバインディングすることにより、コンテンツを安全で便利に共有できるコンテンツ伝送方法を提供しようとする。

前記の課題を解決するための本発明は、ホームネットワークで、ホームサーバーからユーザー機器にコンテンツを伝送する方法において、１ａ）前記ホームサーバーが属するユーザーのユーザー公開キー及びユーザー個人キーを割り当てられる段階と、１ｂ）任意のセッション公開キーとセッション個人キーとを生成し、前記ユーザー機器の公開キーである機器公開キーを利用して前記セッション個人キーを暗号化することにより、暗号化したセッション個人キーを生成した後、ユーザー機器に伝送する段階と、１ｃ）前記ユーザー機器に、所定のコンテンツキーを利用して暗号化したコンテンツと、前記セッション個人キーを利用して暗号化したコンテンツキーとを伝送する段階とを含むことを特徴とする。
ここで、前記セッション公開キー及び前記セッション個人キーは、前記ユーザー機器の加入または変更時ごとに更新される。

また、本発明は、ホームネットワークにおいて、第２ユーザー機器から第１ユーザー機器にコンテンツを伝送する方法において、２ａ）第２ユーザー機器から、第２ユーザー機器が属する第２ユーザーのユーザー公開キーを受信する段階と、２ｂ）所定の機器値及び前記第２ユーザー公開キーを利用して機器認証値Ｃ＿Ａを生成した後、第１ユーザー機器のホームサーバーに伝送する段階と、２ｃ）前記機器認証値及び前記第１ユーザー機器が属する第１ユーザーのユーザー個人キーを利用して、前記ホームサーバーによって生成されたサーバー認証値及び前記機器値に基づいて、前記第１ユーザーと前記第２ユーザーとが同一であるか否かを検査する段階と、２ｄ）前記ユーザーが同一であると判断された場合、前記第２ユーザー機器から所定のコンテンツキーを利用して暗号化したコンテンツと、所定のセッション公開キーを利用して暗号化したコンテンツキーとを受信する段階とを含み、前記セッション公開キーに対応するセッション個人キーは、前記ユーザー機器の公開キー及び個人キー対を利用して、前記ユーザー機器の変更時ごとに前記ユーザー機器に伝送される。

第１実施形態において、前記機器認証値は、下記の数式によって生成され、
Ｃ＿Ａ＝ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}
ここで、Ｃ＿Ａは、機器認証値であり、ｍは、機器値であり、Ｋｐｕｂ＿ｕ１’は、前記第２機器から伝送されたユーザー公開キーである。
またここで、前記サーバー認証値は、下記の数式によって生成され、
Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
ここで、Ｃ＿Ａ'は、サーバー認証値であり、Ｋｐｒｉ＿ｕ１は、第１ユーザーのユーザー公開キーである。
またここで、前記２ｃ）段階は、前記サーバー認証値Ｃ＿Ａ’と機器値ｍとが同一であるか否かを検査することによって行われる。

第２実施形態において、前記機器認証値は、下記の数式によって生成され、
Ｃ＿Ａ＝ｍ＊ｒ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}
ここで、Ｃ＿Ａは、機器認証値であり、ｍは、機器値であり、Ｋｐｕｂ＿ｕ１’は、前記第２機器から伝送されたユーザー公開キーであり、ｒは、任意の乱数である。
ここで、サーバー認証値は、下記の数式によって生成され、
Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
ここで、Ｃ＿Ａ'は、サーバー認証値であり、Ｋｐｒｉ＿ｕ１は、第１ユーザーのユーザー公開キーである。
またここで、前記２ｃ）段階は、前記サーバー認証値Ｃ＿Ａ’を前記任意の乱数ｒで割った値が機器値ｍと同一であるか否かを検査することによって行われる。

また、本発明は、前記２ｃ）段階と２ｄ）段階との間に、２ｆ）前記ユーザーが同一であると判断された場合、電子署名を利用して前記第１ユーザー機器のセッション個人キーと前記第２ユーザー機器のセッション個人キーとが同一であるか否かを検査する段階をさらに含む。

ここで、前記２ｆ）段階は、２ｆ１）第１ユーザー機器が、前記第１ユーザー機器のセッション個人キーを利用して任意の第１乱数を暗号化することにより、電子署名した第１電子署名値を生成する段階と、２ｆ２）前記第１ユーザー機器が、前記第１電子署名値及び第１乱数を第２ユーザー機器に伝送する段階と、２ｆ３）前記第２ユーザー機器が、前記第２ユーザー機器のセッション公開キーを利用して前記第１署名値を復号化することにより、生成された結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｓ＿Ａ）が前記第１乱数と同一であるか否かを検査する段階とを含む。

またここで、前記２ｆ）段階は、２ｆ４）第２ユーザー機器が、前記第２ユーザー機器のセッション個人キーを利用して任意の第２乱数を暗号化することにより、電子署名した第２電子署名値を生成する段階と、２ｆ５）前記第２ユーザー機器が、前記第２電子署名値及び第２乱数を第１ユーザー機器に伝送する段階と、２ｆ６）前記第１ユーザー機器が、前記第１ユーザー機器のセッション公開キーを利用して前記第２署名値を復号化し、これによって生成された結果値が前記第２乱数と同一であるか否かを検査する段階とをさらに含む。

本発明によれば、ホームネットワーク内でコンテンツをユーザー機器ごとにバインディングするのではなく、公開キー構造を利用してユーザーごとにバインディングすることにより、コンテンツを安全で便利に共有できるコンテンツ伝送方法が提供される。

以下、添付された図面を参照して本発明による好ましい一実施形態を詳細に説明する。
図３は、本発明によるホームサーバーからユーザー機器へのコンテンツ伝送方法を示す図である。
現在、ホームサーバーＨＳにユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣが連結されており、ホームサーバーＨＳ、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣから構成されたホームネットワークＨＮは、ユーザーＵによって所有された状態と仮定する。

段階３１０において、ホームサーバーＨＳは、ホームサーバーＨＳが属するユーザーＵのユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ及びユーザー個人キーＫｐｒｉ＿ｕを割り当てられる。公開キー構造の特徴によって、ユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕは公開され、ユーザー個人キーＫｐｒｉ＿ｕは、ホームサーバーＨＳのみ所有する。
段階３１２において、ホームサーバーＨＳは、任意のセッションキー対（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｋｐｒｉ＿ｓ）、すなわちセッション公開キーＫｐｕｂ＿ｓ及びセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを生成する。同様に公開キー構造の特徴によって、公開キーＫｐｕｂ＿ｓは公開され、個人キーＫｐｒｉ＿ｓは、現在ホームサーバーに連結されたユーザー機器、すなわちホームサーバーＨＳのドメインに属するユーザー機器のみ獲得可能である。

段階３２０において、ホームサーバーＨＳは、機器公開キーＫｐｕｂ＿ＤＡ、Ｋｐｕｂ＿ＤＢ、Ｋｐｕｂ＿ＤＣを利用してセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを暗号化することにより、暗号化したセッション個人キーＥ（Ｋｐｕｂ＿ＤＡ，Ｋｐｒｉ＿ｓ）、Ｅ（Ｋｐｕｂ＿ＤＢ，Ｋｐｒｉ＿ｓ）、Ｅ（Ｋｐｕｂ＿ＤＣ，Ｋｐｒｉ＿ｓ）を生成した後、それぞれユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣに伝送する。
段階３３０において、ホームサーバーＨＳは、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣの要請に対応して、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣに暗号化したコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）及び暗号化したコンテンツキーＥ（Ｋｐｒｉ＿ｓ，Ｋｃ）を伝送する。ここで、Ｋｃはコンテンツキーである。

段階３４０において、ユーザー機器の変更が発生する。例えば、ユーザー機器ＤＡがホームネットワークＨＮから脱退すると仮定する。このようなユーザー機器の変更の例は、ユーザー機器を他のユーザーに売り渡す場合が挙げられる。
段階３５０において、ホームサーバーＨＳは、新たなセッションキー対（Ｋｐｕｂ＿ｓ'，Ｋｐｒｉ＿ｓ’）を生成した後、変更後のホームネットワークＨＮに属するユーザー機器、すなわちユーザー機器ＤＢ、ＤＣに新たなセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’を暗号化した状態で伝送する。

すなわち、ホームサーバーＨＳは、機器公開キーＫｐｕｂ＿ＤＢ、Ｋｐｕｂ＿ＤＣを利用して新たなセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’を暗号化することにより、暗号化したセッション個人キーＥ（Ｋｐｕｂ＿ＤＢ，Ｋｐｒｉ＿ｓ’）、Ｅ（Ｋｐｕｂ＿ＤＣ，Ｋｐｒｉ＿ｓ’）を生成した後、それぞれユーザー機器ＤＢ、ＤＣに伝送する。
段階３６０において、ホームサーバーＨＳは、ユーザー機器ＤＢ、ＤＣの要請に対応して、ユーザー機器ＤＢ、ＤＣに暗号化したコンテンツＥ（Ｋｃ’，Ｃ）及び暗号化したコンテンツキーＥ（Ｋｐｒｉ＿ｓ’，Ｋｃ’）を伝送する。ここで、Ｋｃ’は、新たなコンテンツキーである。

図３の方法によれば、ユーザーＵに属するユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣは、ユーザー機器ＤＡが脱退する前に、いずれもセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを獲得可能であるので、コンテンツＣを再生できる。したがって、ユーザー機器が別途にライセンスを取得しなければならない不便を減少させうる。また、ユーザー機器は、固有情報をホームサーバーに伝送する必要がないので、固有情報の不要な外部流出を防止することができる。

図４は、本発明によるホームネットワークの例を示す図である。
図４において、現在ホームサーバーＨＳにユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣが連結されており、ホームサーバーＨＳ、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣから構成されたホームネットワークＨＮは、ユーザーＵによって所有された状態と仮定する。このとき、ユーザー機器ＤＡが脱退しようとする。

図３のコンテンツ伝送方法によれば、ユーザー機器ＤＡが脱退した後には、セッションキー対（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｋｐｒｉ＿ｓ）が新たなセッションキー対（Ｋｐｕｂ＿ｓ'，Ｋｐｒｉ＿ｓ’）に更新されるので、脱退したユーザー機器ＤＡは、ユーザー機器ＤＡの脱退後にユーザー機器に伝送されるコンテンツは再生できない。しかし、ユーザー機器ＤＡは、依然としてセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを有しているので、ユーザー機器ＤＢから暗号化されたコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）及び暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｐｒｉ＿ｓ，Ｋｃ）を伝送されるならば、脱退前のコンテンツであるコンテンツＣを獲得及び再生できる。

デジタルコンテンツに対する方針上の理由により、ユーザー機器ＤＡをしてユーザー機器ＤＢから脱退前のコンテンツを伝送されて再生することを防止すべき場合がある。例えば、ユーザー機器ＤＡが他のユーザーＵ２のホームネットワークＨＮ２に加入するようになった場合である。その場合には、ユーザーＵ２がユーザーＵのコンテンツＣを使用する不合理が発生するため望ましくない。図５のユーザー機器間のコンテンツ伝送方法は、そのような場合に対する対応策を提示する。

図５は、本発明の一実施形態によるユーザー機器間のコンテンツ伝送方法を示す図である。
現在、ユーザーＵ１のホームネットワークＨＮ１にホームサーバーＨＳ１、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣが属しており、ユーザーＵ２のホームネットワークＨＮ２にホームサーバーＨＳ２、ユーザー機器ＤＤ、ＤＥが属していると仮定する。

段階５１０において、ユーザー機器ＤＡがユーザー機器ＤＢにコンテンツＣを要請する。
段階５２０において、ユーザー機器ＤＢは、ユーザー機器ＤＢが属するユーザーのユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’をユーザー機器ＤＡに伝送する。
段階５３０及び５３５において、ユーザー機器ＤＡは、所定の機器値ｍ及び段階５２０で受信したユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’を利用して機器認証値Ｃ＿Ａを生成した後、ユーザー機器ＤＡが属するホームサーバーＨＳ１に伝送する。機器認証値Ｃ＿Ａは、例えば、次の通りに生成される。
Ｃ＿Ａ＝ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’} ・・・（１）

段階５４０及び５４５において、ホームサーバーＨＳ１は、段階５３５で受信した機器認証値Ｃ＿Ａ及びホームサーバーＨＳ１が属するユーザーであるユーザーＵ１のユーザー個人キーＫｐｒｉ＿ｕ１を利用して、サーバー認証値Ｃ＿Ａ’を生成した後、ユーザー機器ＤＡに伝送する。サーバー認証値Ｃ＿Ａ’は、例えば、次の通り生成される。
Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１} ・・・（２）
段階５５０において、ユーザー機器ＤＡは、機器認証値Ｃ＿Ａ及び機器値ｍに基づいて、ユーザー機器ＤＡのユーザーＵ１がユーザー機器ＤＢのユーザーと同一であるか否かを検査する。同じ場合に段階５６０に進み、そうでない場合に段階５８０に進む。

数式１及び数式２のように機器認証値及びサーバー認証値が定義される場合に、もしユーザー機器ＤＢのユーザーがＵ１であれば、すなわち、段階５２０で伝送される、ユーザー機器ＤＢが属するユーザー（未確認）のユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’がユーザーＵ１のユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１であれば、サーバー認証値Ｃ＿Ａ’と機器値ｍとは同一である。これは、下記の数式３によって証明される。
Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
＝（ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}）^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
＝ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’＊Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
＝ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１＊Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
＝ｍ ・・・（３）

段階５６０において、ユーザー機器ＤＡは、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）をユーザー機器ＤＢに伝送する。
段階５７０において、ユーザー機器ＤＢは、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）を受信すれば、暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｋｃ）及び暗号化されたコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）をユーザー機器ＤＡに伝送する。
段階５８０において、ユーザー機器ＤＡは、自分のユーザーとユーザー機器ＤＢのユーザーとが同一ではないため、コンテンツＣを受信できないと判断し、伝送を終了する。

前記の実施形態で、ユーザー機器ＤＡは、ホームサーバーＨＳ１からユーザーに関する情報を含むサーバー認証値Ｃ＿Ａ’を受信するので、ユーザー機器ＤＡは、自分が属するユーザーＵ１を他のユーザーであると偽ることができない。すなわち、ユーザー機器ＤＡが他のユーザーＵ２のホームネットワークに属する場合には、ユーザー機器ＤＡは、ホームサーバーＨＳ２からサーバー認証値を受信するので、数式３のような結果が発生しない。
したがって、ユーザー機器ＤＡは、ユーザー機器ＤＢのユーザーがユーザー機器ＤＡのユーザーと同一である場合にのみ、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）をユーザー機器ＤＢに伝送できる。すなわち、ユーザー機器ＤＡは、自分のユーザーがユーザー機器ＤＢのユーザーと同一であることをユーザー機器ＤＢに立証した場合にのみ、コンテンツをユーザー機器ＤＢから伝送されることが可能である。

図６は、本発明の他の実施形態によるユーザー機器間のコンテンツ伝送方法を示す図である。
図５と同様に、ユーザーＵ１のホームネットワークＨＮ１にホームサーバーＨＳ１、ユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣが属しており、ユーザーＵ２のホームネットワークＨＮ２にホームサーバーＨＳ２、ユーザー機器ＤＤ、ＤＥが属していると仮定する。

段階６１０において、ユーザー機器ＤＡが、ユーザー機器ＤＢにコンテンツＣを要請する。
段階６２０において、ユーザー機器ＤＢは、ユーザー機器ＤＢが属するユーザーのユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’をユーザー機器ＤＡに伝送する。
段階６３０及び６３５において、ユーザー機器ＤＡは、任意の乱数ｒ、所定の機器値ｍ、及び段階６２０で受信したユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’を利用して機器認証値Ｃ＿Ａを生成した後、ユーザー機器ＤＡが属するホームサーバーＨＳ１に伝送する。機器認証値Ｃ＿Ａは、例えば、次の通り生成される。
Ｃ＿Ａ＝（ｍ＊ｒ）^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’} ・・・（４）

段階６４０及び６４５において、ホームサーバーＨＳ１は、段階６３５で受信した機器認証値Ｃ＿Ａ及びホームサーバーＨＳ１が属するユーザーであるユーザーＵ１のユーザー個人キーＫｐｒｉ＿ｕ１を利用して、サーバー認証値Ｃ＿Ａ’を生成した後、ユーザー機器ＤＡに伝送する。サーバー認証値Ｃ＿Ａ’は、例えば、次の通り生成される。
Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１} ・・・（５）
段階６５０において、ユーザー機器ＤＡは、段階６３０で使われた任意の乱数ｒ、機器認証値Ｃ＿Ａ、及び機器値ｍに基づいて、ユーザー機器ＤＡのユーザーＵ１がユーザー機器ＤＢのユーザーと同一であるか否かを検査する。同じ場合に段階５６０に進み、そうでない場合に段階６８０に進む。

数式４及び数式５のように機器認証値及びサーバー認証値が定義される場合に、もしユーザー機器ＤＢのユーザーがＵ１であれば、すなわち、段階６２０で伝送される、ユーザー機器ＤＢが属するユーザー（未確認）のユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１’がユーザーＵ１のユーザー公開キーＫｐｕｂ＿ｕ１であれば、サーバー認証値Ｃ＿Ａ’を乱数ｒで割った値Ｃ＿Ａ’＊ｒ^−１と機器値ｍとは同一である。これは、下記の数式６によって証明される。
Ｃ＿Ａ’＊ｒ^−１＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}＊ｒ^−１
＝｛（ｍ＊ｒ）^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}｝^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}＊ｒ^-1
＝（ｍ＊ｒ）^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’＊Ｋｐｒｉ＿ｕ１}＊ｒ^−１
＝（ｍ＊ｒ）^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１＊Ｋｐｒｉ＿ｕ１}＊ｒ^−１
＝ｍ＊ｒ＊ｒ^−１
＝ｍ ・・・（６）

段階６６０において、ユーザー機器ＤＡは、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）をユーザー機器ＤＢに伝送する。
段階６７０において、ユーザー機器ＤＢは、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）を受信すれば、暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｋｃ）及び暗号化されたコンテンツＥ（Ｋｃ，Ｃ）をユーザー機器ＤＡに伝送する。
段階６８０において、ユーザー機器ＤＡは、自分のユーザーとユーザー機器ＤＢのユーザーとが同一ではないため、コンテンツＣを受信できないと判断し、伝送を終了する。

図５に示すように、ユーザー機器ＤＡは、ホームサーバーＨＳ１からユーザーに関する情報を含むサーバー認証値Ｃ＿Ａ’を受信するので、ユーザー機器ＤＡは、自分が属するユーザーＵ１を他のユーザーであると偽ることができない。すなわち、ユーザー機器ＤＡが他のユーザーＵ２のホームネットワークに属するようになった場合には、ユーザー機器ＤＡは、ホームサーバーＨＳ２からサーバー認証値を受信するので、数式６のような結果が発生しない。したがって、ユーザー機器ＤＡは、ユーザー機器ＤＢのユーザーがユーザー機器ＤＡのユーザーと同じ場合にのみ、成功メッセージ（ＳＵＣＣＥＳＳ）をユーザー機器ＤＢに伝送できる。すなわち、ユーザー機器ＤＡは、自分のユーザーがユーザー機器ＤＢのユーザーと同一であることをユーザー機器ＤＢに立証した場合にのみ、コンテンツをユーザー機器ＤＢから伝送されうる。

図５及び６の実施形態で、機器値ｍは、ユーザー機器ＤＡの固有情報であるＸａをハッシュした値ｍ＝ｈ（Ｘａ）と定義されることも可能である。固有情報Ｘａは、ハッシュされた後にホームサーバーＨＳ１に伝送されるため、固有情報Ｘａは、外部に公開されない。

図７は、図５のコンテンツ伝送方法において、セッションキーが更新される場合にセッションキーが同一であるか否かを検査する過程を示す図である。
ユーザー機器ＤＡ及びＤＢが同じユーザーＵ１に属する場合であっても、ユーザー機器ＤＡがホームネットワークＨＮ１に加入した時期と、ユーザー機器ＤＢがホームネットワークＨＮ１に加入した時期とが異なる場合には、ユーザー機器ＤＢが持つセッションキーＫｐｒｉ＿ｓとユーザー機器ＤＡの持つセッションキーＫｐｒｉ＿ｓ’とは異なる。例えば、時間ｔ１以前にユーザー機器ＤＢ及びＤＣがホームネットワークＨＮ１に存在し、時間ｔ１にユーザー機器ＤＡがホームネットワークＨＮ１に加入し、その結果、時間ｔ１以後にホームネットワークＨＮ１にユーザー機器ＤＡ、ＤＢ、ＤＣが存在する場合である。

ホームネットワークの構成員の変更がある場合には、コンテンツキーの暗号化に使われるセッションキーは更新されるので、ユーザー機器ＤＡがユーザー機器ＤＢから暗号化されたコンテンツキーＥ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｋｃ）を伝送されても、新たに加入したユーザー機器ＤＡは、加入以前のセッションキーであるＫｐｒｉ＿ｓを有していないため、コンテンツキーＫｃを獲得できない。結局、ユーザー機器ＤＡとＤＢとの間にコンテンツを伝送する場合に、セッションキーのバージョンが同一であるか否かを検査する過程がさらに必要である。

以下では、表１のような状況を前提にしてセッションキーのバージョンを検査する過程を説明する。ユーザー機器ＤＡは、ユーザー機器ＤＢからコンテンツＣを伝送されるものである。

段階７１０において、ユーザー機器ＤＡは、任意の乱数である第１乱数ｒ及びセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’を電子署名関数Ｓ（）を利用して電子署名する。すなわち、ユーザー機器ＤＡは、自分の持つセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’を利用して第１乱数ｒを暗号化することにより、電子署名値Ｓ＿Ａ＝Ｓ（Ｋｐｒｉ＿ｓ’，ｒ）を生成する。
段階７２０において、ユーザー機器ＤＡは、段階７１０で生成された電子署名値Ｓ＿Ａ及び第１乱数ｒをユーザー機器ＤＢに伝送する。

段階７３０において、ユーザー機器ＤＢは、段階７２０で伝送された電子署名値Ｓ＿Ａを検証関数Ｖ（）を利用して検証する。すなわち、ユーザー機器ＤＢは、自分の持つセッション公開キーＫｐｕｂ＿ｓを利用して、段階７２０で伝送された電子署名値Ｓ＿Ａを復号化し、これにより生成された結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｓ＿Ａ）が段階７２０で伝送された第１乱数ｒと同一であるか否かを検査する。
もしユーザー機器ＤＡが電子署名に使用したセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’が、ユーザー機器ＤＢが持つセッション公開キーＫｐｕｂ＿ｓの対であるセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓと同一であれば、結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｓ＿Ａ）と第１乱数ｒとは同一である。これは、ユーザー機器ＤＡの持つセッションキー対のバージョンがユーザー機器ＤＢの持つセッションキー対と同一であることを意味する。

段階７４０において、ユーザー機器ＤＢは、段階７３０での第１乱数ｒと関連した数である第２乱数（例えば、ｒ＋１）及びセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを、電子署名関数Ｓ（）を利用して電子署名する。すなわち、ユーザー機器ＤＢは、自分の持つセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓを利用して、前記の関連した乱数ｒ＋１を暗号化することにより、電子署名値Ｓ＿Ｂ＝Ｓ（Ｋｐｒｉ＿ｓ，ｒ＋１）を生成する。
段階７５０において、ユーザー機器ＤＢは、段階７４０で生成された電子署名値Ｓ＿Ｂ及び関連した乱数ｒ＋１をユーザー機器ＤＡに伝送する。

段階７６０において、ユーザー機器ＤＡは、段階７５０で伝送された電子署名値Ｓ＿Ｂを検証関数Ｖ（）を利用して検証する。すなわち、ユーザー機器ＤＡは、自分の持つセッション公開キーＫｐｕｂ＿ｓ’を利用して、段階７５０で伝送された電子署名値Ｓ＿Ｂを復号化し、これによって生成された結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ'、Ｓ＿Ｂ）が段階７１０での第１乱数に＋１した値である第２乱数ｒ＋１と同一であるか否かを検査する。
段階７１０ないし７３０と同様に、もしユーザー機器ＤＢが電子署名に使用したセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓが、ユーザー機器ＤＡの持つセッション公開キーＫｐｕｂ＿ｓ'の対であるセッション個人キーＫｐｒｉ＿ｓ’と同一であれば、結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ'，Ｓ＿Ｂ）と第２乱数ｒ＋１とは同一である。これは、ユーザー機器ＤＢの持つセッションキー対のバージョンが、ユーザー機器ＤＡの持つセッションキー対と同一であることを意味する。

前述した段階７１０ないし７６０のセッションキーバージョン検査過程は、図５の段階５６０と段階５７０との間に追加される。すなわち、ユーザー機器ＤＡとユーザー機器ＤＢとが同じユーザーに属する機器であるか確認する過程以後に、ユーザー機器ＤＡとユーザー機器ＤＢとのセッションキー対が同じバージョンであるか否か確認する過程が追加される。

また、前記コンテンツ伝送方法は、コンピュータプログラムで作成可能である。前記プログラムを構成するコード及びコードセグメントは、当分野のコンピュータプログラマーによって容易に推測できる。また、前記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な情報記録媒体に保存され、コンピュータによって読み取られ、実行されることによって、コンテンツ伝送方法を具現する。前記情報記録媒体は、磁気記録媒体、光記録媒体、及びキャリアウェーブ媒体を含む。

以上、本発明について、その好ましい実施形態を中心に述べた。当業者は、本発明が、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で、変形された形態に具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に表れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる相違点は、本発明に含まれていると解釈されねばならない。

ホームネットワークの構造を示す図である。 従来のコンテンツ伝送方法を示す図である。 本発明によるホームサーバーからユーザー機器へのコンテンツ伝送方法を示す図である。 本発明によるホームネットワークの例を示す図である。 本発明の一実施形態によるユーザー機器間のコンテンツ伝送方法を示す図である。 本発明の他の実施形態によるユーザー機器間のコンテンツ伝送方法を示す図である。 図５のコンテンツ伝送方法において、セッションキーが更新される場合に、セッションキーが同一であるか否かを検査する過程を示す図である。

符号の説明

ＣＰ コンテンツ提供者
Ｕ１ ユーザー
ＨＮ１ ユーザーＵ１のホームネットワーク
ＨＳ１ ホームネットワークＨＮ１のホームサーバー
ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ ユーザー機器
Ｃ コンテンツ

Claims (13)

1. ホームネットワークにおいて、第１ユーザー機器が第２ユーザー機器からコンテンツを受信する方法において、
   ａ）第２ユーザー機器から、第２ユーザー機器が属する第２ユーザーのユーザー公開キーを受信する段階と、
   ｂ）所定の機器値及び前記ユーザー公開キーを利用して機器認証値Ｃ＿Ａを生成した後、第１ユーザー機器が属するホームサーバーに伝送する段階と、
   ｃ）前記機器認証値及び第１ユーザー機器が属する第１ユーザーのユーザー公開キーに対応するユーザー個人キーを利用して前記ホームサーバーによって生成されたサーバー認証値及び前記機器値に基づいて、前記第１ユーザーと前記第２ユーザーとが同一であるか否かを検査する段階と、
   ｄ）同一であると判断された場合、第２ユーザー機器から所定のコンテンツキーを利用して暗号化されたコンテンツと、所定のセッション公開キーを利用して暗号化されたコンテンツキーとを受信する段階と、を含み、
   前記セッション公開キーに対応するセッション個人キーは、ユーザーに属するユーザー機器が変更されるごとに前記ホームサーバーによって更新され、前記ユーザーに属するユーザー機器の機器公開キーを利用して該ユーザー機器に伝送されることを特徴とする方法。
2. 前記機器認証値は、下記の数式によって生成され、
   Ｃ＿Ａ＝ｍ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}
   ここで、Ｃ＿Ａは、機器認証値であり、ｍは、機器値であり、Ｋｐｕｂ＿ｕ１’は、前記第２ユーザー機器から伝送されたユーザー公開キーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記サーバー認証値は、下記の数式によって生成され、
   Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
   ここで、Ｃ＿Ａ'は、サーバー認証値であり、Ｋｐｒｉ＿ｕ１は、第１ユーザーのユーザー個人キーであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ｃ）段階は、前記サーバー認証値Ｃ＿Ａ’と機器値ｍとが同一であるか否かを検査することによって行われることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記機器認証値は、下記の数式によって生成され、
   Ｃ＿Ａ＝ｍ＊ｒ^{Ｋｐｕｂ＿ｕ１’}
   ここで、Ｃ＿Ａは、機器認証値であり、ｍは、機器値であり、Ｋｐｕｂ＿ｕ１’は、前記第２ユーザー機器から伝送されたユーザー公開キーであり、ｒは、任意の乱数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記サーバー認証値は、下記の数式によって生成され、
   Ｃ＿Ａ’＝Ｃ＿Ａ^{Ｋｐｒｉ＿ｕ１}
   ここで、Ｃ＿Ａ'は、サーバー認証値であり、Ｋｐｒｉ＿ｕ１は、第１ユーザーのユーザー個人キーであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ｃ）段階は、前記サーバー認証値Ｃ＿Ａ’を前記任意の乱数ｒで割った値が機器値ｍと同一であるか否かを検査することによって行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ｅ）同一でないと判断された場合、前記第２ユーザー機器から前記コンテンツを受信できないと判断して伝送を終了する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記ｃ）段階とｄ）段階との間に、ｆ）同一であると判断された場合、電子署名を利用して前記第１ユーザー機器のセッション個人キーと前記第２ユーザー機器のセッション個人キーとが同一であるか否かを検査する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記ｆ）段階は、
    ｆ１）第１ユーザー機器が、前記第１ユーザー機器のセッション個人キーを利用して任意の第１乱数を暗号化することにより、電子署名した第１電子署名値を生成する段階と、
    ｆ２）前記第１ユーザー機器が、前記第１電子署名値及び第１乱数を第２ユーザー機器に伝送する段階と、
    ｆ３）前記第２ユーザー機器が、前記第２ユーザー機器のセッション公開キーを利用して前記第１署名値を復号化することにより、生成された結果値Ｖ（Ｋｐｕｂ＿ｓ，Ｓ＿Ａ）が前記第１乱数と同一であるか否かを検査する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記ｆ）段階は、
    ｆ４）第２ユーザー機器が、前記第２ユーザー機器のセッション個人キーを利用して任意の第２乱数を暗号化することにより、電子署名した第２電子署名値を生成する段階と、
    ｆ５）前記第２ユーザー機器が、前記第２電子署名値及び第２乱数を第１ユーザー機器に伝送する段階と、
    ｆ６）前記第１ユーザー機器が、前記第１ユーザー機器のセッション公開キーを利用して前記第２署名値を復号化し、これにより生成された結果値が前記第２乱数と同一であるか否かを検査する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１乱数と前記第２乱数とは、互いに関連している数であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. ホームネットワークにおいて、第１ユーザー機器が第２ユーザー機器からコンテンツを受信する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体において、前記方法は、
    第２ユーザー機器から、第２ユーザー機器が属する第２ユーザーのユーザー公開キーを受信する段階と、
    所定の機器値及び前記ユーザー公開キーを利用して機器認証値Ｃ＿Ａを生成した後、第１ユーザー機器が属するホームサーバーに伝送する段階と、
    前記機器認証値及び第１ユーザー機器が属する第１ユーザーのユーザー公開キーに対応するユーザー個人キーを利用して前記ホームサーバーによって生成されたサーバー認証値及び前記機器値に基づいて、前記第１ユーザーと前記第２ユーザーとが同一であるか否かを検査する段階と、
    同一であると判断された場合、第２ユーザー機器から所定のコンテンツキーを利用して暗号化されたコンテンツと、所定のセッション公開キーを利用して暗号化されたコンテンツキーとを受信する段階と、を含み、
    前記セッション公開キーに対応するセッション個人キーは、ユーザーに属するユーザー機器が変更されるごとに前記ホームサーバーによって更新され、前記ユーザーに属するユーザー機器の機器公開キーを利用して該ユーザー機器に伝送されることを特徴とする記録媒体。

Images