JPH0241051A - 記録システム - Google Patents

記録システム

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JPH0241051A
JPH0241051A JP63191781A JP19178188A JPH0241051A JP H0241051 A JPH0241051 A JP H0241051A JP 63191781 A JP63191781 A JP 63191781A JP 19178188 A JP19178188 A JP 19178188A JP H0241051 A JPH0241051 A JP H0241051A
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recording
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正芳 平嶋
Toshichika Sato
佐藤 寿親
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KONDEISHIYONARU AKUSESU TECHNOL KENKYUSHO KK
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、情報を暗号化して記録し、特定の再生装置に
よってのみ再生できるようにする記録システムに関する
従来の技術 情報(映像・音声・データ)を暗号化して伝送Φ受信す
ることは従来から知られているが、暗号化する場合、秘
密を保ちたい情報と、料金を支払った者にだけ見せる情
報とがある。秘密を保ちたい場合は情報を暗号化したま
まの状態で記録するようにすればよいが、その場合には
どの暗号復号装置ででも解読できるというのでは望まし
くない。
また、有料の場合は、解読された情報がコピーされるこ
と望ましくない。
本発明は、これらの課題を解決する記録システムに関す
る技術である。
発明が解決しようとする課題 従来の記録システムにおいては、暗号化したまま記録す
る場合であっても、どの復号装置ででも解読できるとい
う問題があった。
また、暗号化された情報を解読して記録する場合は例え
ば機器の密番を符号化して同時に記録していたが、解読
された情報のコピーを防ぐことができないという問題が
あった。
そこで、本発明はかかる従来の問題を解消して、特定の
暗号復号器でのみ記録情報を解読することができ、また
、解読された情報のコピーを防止することもできる記録
システムを提供することを目的とする。
課題を解決するだめの手段 この目的を達成するため、本発明においては、暗号化情
報を解読するだめの鍵に、又はに、cを各々の解読装置
に固有の鍵Kiで暗号化してEK、 (Kx)とし、暗
号化情報とともに記録するようにした点に特徴がある。
従って、記録された情報をそのまま再生しても暗号化さ
れたままであり、記録に用いられた鍵Ktを有する暗号
解読装置によってのみ解読できる。
作   用 このような本発明によると、一般には鍵に、又はKxは
時間が経過すると変化するので、再生時に暗号解読装置
の鍵に、又はKxが情報信号を記録した時とは異なって
いると、再生した時にスクランブル化された映像や音声
等の暗号化情報が復元できないが、本発明の記録システ
ムによれば、記録した情報信号を再生したときにEKi
(K、 )又はE、 (K工)が得られるので、これを
解読したDKi(Kt)又はDKi(Kりをさらに鍵に
、で解読することによりに工を得て、再生したスクラン
ブル化情報信号を解読(デスクランブル化)することが
できる。
実施例 本発明の一実施例を第1図に示す。図中、1〜5の部分
は記録再生部(たとえばVTR)であり、11〜21.
29の部分は暗号解読機能及び暗号化機能を含む有料デ
コーダの一部を示す。
第1図中、入力バッフ1回路1.3、映像記録ヘッド4
、音声記録ヘッド5は通常のVTRの該当部分と共通の
回路等である。〜また、データ抜取回路14、暗号復号
化回路16、鍵に、メモリ16は、既に実用化されてい
る有料放送(例えばVide。
C1pher 11やBMAC等)の有料デコーダの当
該部分と機能的に同一の回路である。
まず、本発明の記録システムの基礎となる暗号化システ
ム全体の概要を第2図、第3図を参照して説明する。こ
こでは、時間の経過によシ変化する鍵Ktによって一義
的に決まる関数、f(Kt)により映像信号及び音声信
号をスクランブル化するものとする。鍵Ktを送出側か
ら受信側へ伝送する場合。そのままの形では盗聴される
おそれがあるので、別の鍵Kiで暗号化する。鍵に、は
、端末1台ずつに別々のものを割当てても、数台まとめ
て−の鍵を割当ても、全端末に共通の鍵を使用してもよ
い。このような鍵の重層構造については、たとえば、−
松信監修「データ保護と暗号化の研究」第63頁図1−
27、等に記載されている。鍵Ktとに、の間に、もう
一つ鍵Ktよシ長い周期で更新される鍵Kxを用いても
よい。このことも同文献に示されている。第3図がその
例である。
ここでは、説明を簡単にするために、第2図の場合につ
いて説明する。放送の形式として、鍵等の制御信号をデ
ジタル信号で送出できる放送衛星−夕にPN信号を加算
すれば暗号化(スクランブル化)できる。従って、その
PN信号の初期値がすなわち鍵に、となり、これが判れ
ば復号化(デスクランブル化)できる。この鍵Ktを鍵
に、で暗号化(スクランブル化)して送り、受信側で鍵
に1で復号化すればよい。映像信号については、フィン
ローテーションによる暗号化(スクランブル化)を行な
い、その各ラインでの切断点を上記PN信号で与えれば
よく、これについては公知の技術が使える。
さて、第1図において、Plは受信側での受信信号の入
力端子で、例えばBSチューナのFM検波複合映像出力
信号をそのまま入力すればよい。11は入力バッファ回
路、12は5 、73MHzの音声搬送波成分と映像信
号成分とを分離する分離回路、13は5.73MH2の
QPSK信号を復調し2,048Mbpsのデジタル信
号を得る復調回路である。14はQPSK復調回路13
の出力から音声データ以外の制御信号データを抜取りる
抜取回路、16はその制御信号データから暗号化されて
いる鍵Ktその他の信号を復号する復号化回路、16は
復号化回路16の出力中の鍵Ktを記憶するメモリAで
あムなお、メモリA16の他に鍵Kt以外の制御信号を
記憶するメモリが別にあることはいうまでもない。
一方、17は4.5MHzの連続搬送波を20482O
48の音声データで振幅変調する変調回路であり、変調
回路17の変調音声出力と分離回路12の映像信号成分
出力とを混合回路18で混合し、出力端子P2より出力
する。従って、出力端子P2の出力信号は地上テレビ放
送のNTSC方式のテレビ信号と類似のものとなり、A
M変調された4、5MHzの音声データ信号が含まれて
いることになムこの信号がVTRの入力バッファ回路1
を介して映像記録ヘッド4でテープに記録される。この
場合、映像記録ヘッド4は4.5MHz以上の高域まで
記録可能であることはいうまでもない。なお、VTRの
記録帯域が狭い場合には音声データ信号をベースバンド
で記録すればよいが、ベースバンドの音声データ信号を
スクランブル化して記録するためには、有料デコーダ側
に音声スクランブル化回路が必要になる。このことは、
本発明の主題ではないので、ここでは、VTRで4.5
MHzまで記録できるものとしておく。
一方、メモリ16に記憶された鍵Ktは暗号化回路19
でメモリ29からの端末固有の鍵に1(ここでは、1端
毎に鍵に、が異なるものとする)で暗号化し、出力バッ
フ1回路2oを介して出力端子P3より出力する。暗号
化回路19及び出力バッファ回路20はそれぞれの内部
にバッファメモリを有するものである。
今、第4図に示す時刻t0にVTRの記録開始制御回路
2で記録開始を指示すると、φ。の制御信号が、1.3
,4.5の各回路へ伝えられ、有料デコーダの出力端子
P2.P3からの出力信号を同一のテープに記録する。
次に、有料デコーダ側で時刻t1に切換スイッチ22を
操作すると、R/W制御回路21から制御信号φ1(φ
11)、φ2(φ12)が出力され、メモリ16から鍵
Ktを読み出して暗号化回路19へ入力し、暗号化回路
19で鍵Kiにより暗号化してEK4(Kt)として出
力バッファ回路2゜へ伝え、そのバッファメモリへ書込
む。この作用がt1〜t2の間に終シ、続いてt2〜t
3の間に出力バッファ回路20から1200bpsの低
速でそのEKI(Kt)を読み出し、出力端子P3から
出力する。その信号の形式をデータ抜取回路14で抜取
った出力と同じパケット構造とし、1パケツトを272
ピツトとする。ここでは出力バッファ回路2oからEx
t(Kt)を1200bpsでフェイズエンコードして
読み出すものとすれば、約0.23秒で272ピツトの
データを出力することがづきる。
これをVTRの入力バッファ回路3を介して音声記録ヘ
ッドで音声トラックに記録する。VTRの音声トラック
の記録帯域は、5KHz以上あシ、1200b p t
rで読出されるデータをフェイズエンコードして得られ
る出力信号の最高周波数成分より十分高域まで伸びてい
るので、記録上の問題はない。このようにしてVTRの
テープの音声トラックにExl(Kt)  を記録する
場合、最初に1回だけφ2の如<t2〜七。の間のみに
記録する場合と、φ12の如く一定間隔でtn2〜tn
3の間にくり返し記録する方法があるが、どちらでもよ
い。その記録制御用の信号φ 又はφ11はR/W制御
回路21で形成し、切換スイッチ22の設定によシ切換
える。
以上の如く構成すれば、第4図の記録制御信号φ。が高
レベルの間に暗号化されている映像信■音声コード信号
を含む)をVTRに映像記録ヘッド4により記録し、か
つ鍵Kt4暗号化してEKi(ト)t)としてVTRの
音声トラックに音声記録ヘッド6により記録することが
できる。この場合、記録再生部のVTRとして既存のV
TRを使うことができる。
なお、VTRにおける映像信号の記録帯域幅が広ければ
変調回路17を用いずに入力バッファ回路11の出力を
直接出力端子P2へ出力し、そのまま映像記録ヘッド4
へ伝えて記録することも可能である。
次に、このようにして記録された映像・音声信号と鍵と
の再生について、第5図を参照して説明する。第4図で
説明したように、再生信号の始めの部分のt2〜t3の
みにExt(Kt)が記録されている場合と、tn2〜
tn3にくり返して記録されている場合があるが、どち
らでも同じように動作する。先ず、記録再生部の再生開
始制御回路1oで再生開始を制御すると、音声再生ヘッ
ド7で音声トラックから暗号化したEKI(Kt)のフ
ェイズエンコード信号を再生し、出力バッファ回路9を
介して有料デコーダの入力端子P6に入力する。入力バ
ッファ回路2了でその出力信号をフェイズデコードして
1200bpsの272ビツトのデジタル信号Exi(
K’t)に戻す。その人力バッファ回路27の出力EK
i(Kt)をメモリ29に記憶されている端末固有の鍵
Kiで復号化(デコード)して鍵K。
を得る。この鍵Ktをに、メモリB30に書込む。
一方、このときVTR再生指示回路31から再生指示信
号を発してに、メモリA1θ、セレクタ2へKtメモリ
B30.デスクランブル処理部32へ供給する。これに
より、Ktメモ!JA16はその出力がハイインピーダ
ンスとなり、保持状態となり、他方のKtメモIJ B
 30が能動状態になる。また、このときセレクタ2θ
はQPSK復調回路13の出力に代えて音声検波回路2
6の出力をデータ処理回路14へ加える。従って、デー
タ処理回路14には0PSK復調回路13の出力と同形
式の音声検波回路26の出力が加える。このデータ処理
回路14は、QPSK復調回路13の出力も音声検波回
路26の出力も同じように処理する。そして、暗号復号
回路15でデータ中の一部の制御信号の暗号を解読する
。この15の動作については後述する。暗号復号回路1
6の出力中の鍵Kt以外の情報はデスクランブル処理部
32へ伝える。
デスクランブル処理部32では鍵Ktを用いてデータ抜
取回路14の出力の一部(暗号復号回路15で解読して
いない部分)の解読を行ない、復号化(デスクランブル
)について必要な情報を得、その情報に基づき再生信号
をデスクランブルする。
音声データ信号の復号化(デスクランブル)は音声デー
タのフレーム周期の初めに所定のPN初期値即ち鍵Kt
を与えてPN系列を発生させ、そのPN値をデータ処理
部14の出力の音声データ信号に加算することによって
行なう。
映像信号については、その暗号化の際にラインローテー
ションのカット位置をPN値で指定し、例えば第22ラ
イン目の力帰位置を鍵に、則ちPNの初期値で指定し、
以下、第23.24・・曲262ライン目までPN系列
の示す位置で1フインの映像信号をカットしローテーシ
ョンする。このとき、毎フィールド又は毎フレームでの
同じフィンは同じ位置でカットする。ラインローテーシ
ョン前のあるライン映像信号の波形が第8図Aに示すよ
うなものであったとすれば、所定のPN値で示される位
置でカットしてローテーションすることにより暗号化し
た波形は第8図Bのようなものとなる。従って、その鍵
Ktにより初期のPN値が決定できれば、第8図Bの暗
号化映像信号を復号してAへ戻すことは容易である。
ここで、復号化(デスクランブル)に用いる鍵Ktが1
週間単位で変更されるものとすると、上述したような受
信及び記録に用いた有料デコーダを用いてVTRから再
生しても、−週間後にはその鍵Ktが変更されていて第
6図中のに、メモ1JA16の鍵Ktは記録時のものと
は異なっている。従って、このような場合にはVTRの
再生信号からKtを得る必要がある。又、上述のように
、記録時に鍵Ktを鍵Kiを用いて暗号化しているので
、録画時に用いた有料デコーダ以外の有料デコーダを用
いてもその鍵KLを有していないためにもはや鍵Ktが
得られないことになシ、再生信号のスクランブルを解く
ことはできない。
なお、鍵Ktが変化していないことが判っているときに
は、第6図の構成において再生時にに、メモ!JB30
の出力を用いずに、KtZモリA1eの出力を用いてデ
スクランブル処理部32で再生信号をデスクランブルす
るように改造することによシ、鍵Ktが次に変更される
までは再生信号から復号化したKtを用いなくても、す
なわちKiを用いなくても再生信号をデスクランブルす
ることが可能になってしまう。つまシ、固有の鍵Kiを
有していない有料デコーダでも、伝送信号からKtを取
シ出すことができるものであれば、鍵Kiで暗号化して
記録した信号を再生することができる。つまシ、実質的
な盗視聴が可能になる。このようなことを防ぐには、鍵
Ktを比較的短期間で変化更すること、及び、第6図の
有料デコーダにおいてVTR再生指示がされたときにK
tメモリA1sから読み出した鍵K。
によってデスクランブルすることが簡単にできないよう
に、この切換部を改造できない構造にすることによシ、
同一の有料デコーダによる個人的な記録再生以外をでき
なくすることができ、不法な複製テープの作成を阻止で
きる。第9図はその゛ような構成の一例を示す。VTR
再生指示回路31をスイッチ318とその入力を保持す
るメモリ31Mとによシ構成し、このメモリ31Mと鍵
KtメモリA16、鍵KtメモリB30及びセレクタ3
゜を一体化して1つのパッケージに封入するか樹脂モー
ルドすることによj5.VTR再生時に受信信助から取
シ出した鍵Ktを使用するような切換えを物理的に阻止
して改造を防止できる。
次に、上述したような鍵Ktの暗号化(スクランブル化
)の具体的な内容と、暗号復号化回路16の動作につい
て、第6.7図を用いて補足説明する。ここでは、鍵に
、の更新周期を毎週1回とし、夜間に行なうものとする
。なお、有料デコーダ端末の電源が切断されていると有
料デコーダ内のもメモリA16のKtを更新できないの
で、念のために毎日深夜に鍵Ktを鍵Kiで暗号化して
各端末の有料デコーダへ送るものとする。仮に、音声デ
ータ信号の0PSK変調信変調剤いて各種データを送る
ものとし、その毎秒2.048Mビット中の500にビ
ットを鍵Ktの配送に使うものとする。また、1端末当
シの鍵Ktを32ビツトとし、アドレスを24ビツトと
すると、1端末当り56ピツト必要である(第7図参照
)。また、伝送する1パケツトを、ヘッダを含めて第6
図の如く288ビツトとする。Aは識別信号1が付され
た各種制御情報用のパケット、Bは認別信号2が付され
Ktを含む制御信号用のパケットである。272ビツト
を文字放送に使われているBEST方式による誤シ訂正
方式の符号化によって構成すれば、データは272ピツ
ト中の190ビツトとなる。従って、一端末当966ビ
ツトとすると3端末分の168ビツトのデータを1パケ
ツトで伝送することができる。500にビット÷288
ビット4−p1736が毎秒アクセスできる端末数であ
シ、アドレスを24ビツトで構成すると指定可能数は約
1678万端末であるから、16,780.000÷1
736+0.966万秒即ち約2.7時間で全端末をア
クセスして鍵Ktを配送することができる。そこで、例
えば月曜日の早朝2時〜6時に1回鍵Ktを配送し、後
は端末側からの要求に応じてその都度個別対応する等の
方法が選べる。
第6図Bの信号形式(パケット)のQPSK変調による
デーを受信した場合、暗号復号信号15ではその識別信
号が(2)であることを識別して鍵K。
が送られてきていることを識別し、これを自己の有する
鍵Kiで解読し、端末アドレスと一致する暗号化された
鍵Ktをもう−変針Kiで解読する。即ち、鍵に、が二
重に暗号化されているので、二重に復号化する。鍵に、
のみ暗号化してアドレスは暗号化しない方法、鍵Ktを
他のに1/で暗号化しておく方法もある(Ki/は端末
毎に異なるKi以外の鍵である)。
一方、第6図Aの信号形式の信号を受信した場合は、暗
号化回路16で鍵Ktを用いて制御情報を解読し、復号
化(デスクランブル化)に必要な情報を得る。
以上は鍵の構造が第2図の如く二重の場合であるが、第
3図の如く三層にすれば更に安全性が高くなる。この場
合も動作は同様であるが、メモリ16及び30に鍵に工
が記憶される点が異なる。この場合、鍵Ktは毎分ある
いは毎秒単位で変更され、鍵に工が週、月或は年単位で
変更される。鍵に、は第1図のQPSK復調回路13の
出力中に含まれているので、音声データ信号と共に記録
され、音声データ信号と共に再生される。この場合は、
第6図Aの制御情報は鍵に工で暗号化されておシ、鍵に
工で復号化して得られた第6図Bの制御信号の中に鍵に
、即ち所定のPN初期値が入っている。第6図のデスク
ランブル処理部32では、このPN初期値により、映像
信号や音声データ信号を復号化(デスクランブル化)す
る。
発明の効果 このように、本発明によれば、暗号化した映像信号と、
時間の経過により更新される鍵とを、固有の鍵によって
暗号化してVTR等により同一の記録媒体に記録するよ
うにしているので、その記録に用いた固有の鍵を有する
暗号解読装置でのみ再生し復号化することができる。従
って、不正に記録したVTRテープ等の記録媒体を複写
しても、その記録に使用した有料デコーダ等の暗号解読
装置を用いない限り、再生して復号化(デスクランブル
化)できないので、実質的に不正コピーを防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における記録システムの記録
部分を示すブロック図、第2図、第3図はその暗号化及
び復号化の基本原理を示すブロック図、第4図はその記
録タイミングを示すタイミングチャート、第6図は同記
録システムの再生部分を示すブロック図、第6図、第7
図、第8図は暗号化信号を示す波形図、第9図は本発明
の他の実施例における記録システムの要部を示すブロッ
ク図である。 4・・・・・・映像記録ヘッド、6・・・・・・音声記
録ヘッド、13・・・・・・QPSK復調回路、14・
・・・・・データ抜取回路、16・・・・・・暗号復号
化回路、16・・・・・・KtメモリA、19・・・・
・・暗号化回路、25・・・・・・音声検波同番、2e
・・・・・・セレクタ、28・・・・・・復号化回路、
29・・・・・・Kiメモリ、3o・・・・・・K、メ
モリB132・・・・・・デスクランブル処理部。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名S つ へJ ジ 喉 喉 区 第 図 ト            K己 で−着呼/W−−刊
第 図 1−24−+−32−H アb゛レズ  EKL(Kt) 第 図 第 図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)階層構造をとる複数の鍵により記録データを暗号
    化及び復号化する記録システムであって、暗号化した映
    像信号と一定の時間を経過した時に更新される鍵K_t
    を含む制御信号とを同一の記録媒体上に記録するに際し
    、上記鍵K_tをシステム中の暗号解読装置に固有な鍵
    K_iを用いて暗号化したE_(_K_i)(K_t)
    として記録するようにしたことを特徴とする記録システ
    ム。
  2. (2)鍵K_tより更新周期の長い鍵K_xを鍵K_t
    と共に用いるようにし、鍵K_tを鍵K_xで暗号化し
    、鍵K_xを鍵K_iで暗号化して、E_(K_i)(
    K_x)の形で記録するようにしたことを特徴とする請
    求項1記載の記録システム。
  3. (3)信号送出側から送られてくる鍵K_tの送出形式
    と同一の形式で、暗号解読装置からE_(K_i)(K
    _t)を解読したD_(K_i)(K_t)=K_tを
    出力し、同時に映像信号と音声信号を再生して出力する
    ようにしたことを特徴とする請求項1記載の記録システ
    ム。
  4. (4)信号送出側から送られてくる鍵K_xの送出形式
    と同一の形式で、暗号解読装置からE_(K_i)(K
    _x)を解読したD_(K_i)(K_x)=K_xを
    出力し、同時に映像信号と音声信号を再生して出力する
    ようにしたことを特徴とする請求項2記載の記録システ
    ム。
  5. (5)記録される信号が鍵K_tにより暗号化されてい
    ることを特徴とする請求項1、または3記載の記録シス
    テム。
  6. (6)記録される信号が鍵K_tにより暗号化されてい
    ることを特徴とする請求項2または4項記載の記録シス
    テム。
  7. (7)有料視聴デコーダ内において、記録された信号を
    再生して得られる復号化用の制御信号の処理回路と、放
    送局から送られて来る信号中の復号化用の制御信号の処
    理回路とを部分的に共通にするとともに、両回路の切替
    えを外部から行うことを物理的に阻止する構造にしたこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の記録シ
    ステム。
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