(57)【要約】【課題】  通信衛星を用いるデータ伝送システムでは、不特定多数の受信装置での受信が可能であるので盗聴、妨害されやすい。【解決手段】  データ配信装置１０は、ディジタルデータに該ディジタルデータの種類を示す識別子に応じた暗号鍵を用いた暗号化処理を含め、２重の暗号化処理を施し、この２重暗号化データを送信する。データ受信装置３０は、データ配信装置１０から衛星回線を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、それぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施す。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施す伝送データ提供事業者用の暗号化手段と、
上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットに対して送信先ＩＰアドレスを付加する送信先ＩＰアドレス付加手段と、
上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施され、かつ、送信先ＩＰアドレスが付加されたインターネットプロトコルパケットを、トランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施す上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段と、
上記伝送データ提供事業者用の暗号化手段と上記伝送路提供事業者用の暗号化手段による独立した二つの暗号化処理により得られた２重の暗号化データを送信する送信手役と、
上記送信手段から上記データ伝送路を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、上記第２の暗号化鍵に応じた復号鍵を用いて復号処理を施して第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットと暗号化処理されていない送信先ＩＰアドレスを得、この送信先ＩＰアドレスに対応する上記第１の暗号化鍵に応じた復号鍵を用いて復号処理する受信手段と
を備えることを特徴とする情報伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、通信衛星を用いて、データ配信サービスを行うための情報伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公衆電話回線、専用回線などを用いてデータ伝送する場合又は通話する場合、伝送情報の漏洩を防止するため又は伝送情報に対する妨害に対して情報の信頼性を維持するため、平文のデータを暗号化して伝送し、受信先で暗号化されたデータを復号している。
【０００３】
代表的な暗号方式としては、共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式とが知られている。共通鍵暗号方式は対称暗号系とも呼ばれており、アルゴリズム非公開型とアルゴリズム公開型がある。アルゴリズム公開型の代表的なものとして、ＤＥＳ（Date Encryption Standard）が知られている。公開鍵暗号方式は、暗号化鍵から復号鍵を導出するために莫大な計算量が必要なため実質的に復号鍵が解読されないので、暗号化鍵を公開してもよい暗号方式であり、非対称鍵暗号方式ともよばれている。
【０００４】
図１７は、伝送路上のデータを共通鍵暗号方式で暗号化する暗号化データ伝送装置の一例を示す概略構成図である。この暗号化データ伝送装置は、送信者側の送信装置９１と、受信者側の受信装置９２とをつなぐデータ伝送路９４から盗聴者側の盗聴装置９３がデータを盗聴するのを防ぐ。
【０００５】
伝送すべきデータには、送信装置９１内の暗号化器９６により暗号鍵９７を用いての暗号化処理が施される。データ伝送路９４により伝送されて受信装置９２で受信された上記暗号化データは、復号鍵９８を用いた復号器９９により復号されて、復号データが得られる。
【０００６】
ここで、盗聴装置９３がデータ伝送路９４から受信装置９２と同様に暗号化されたデータを受信しても、復号鍵９８を持たないので、復号することが困難である。すなわち、盗聴装置９３では、そのままでは意味不明の暗号化処理（スクランブル）のかかったデータを扱うことになるから、現実的に盗聴装置９３側に情報が漏洩することを防ぐことができる。この例における共通鍵暗号方式の主要な暗号化方法では、一般に暗号化鍵と復号鍵は同一ビット列である。
【０００７】
なお、上述したような、暗号化方式は、伝送データが伝送される回線系統の種別、伝送データの機密度（機密性）、伝送データの量などに応じて決定される。例えば、専用回線を用いたデータ伝送においては、情報の漏洩、伝送データへの妨害の度合いは低いが、公衆電話回線を用いてデータ伝送する場合は情報の漏洩の度合い、妨害の度合いは高くなる。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８１６８９号公報
【特許文献２】特開平６−１５２５８８号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第７０２４７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年、通信衛星を用いたディジタルデータの伝送が可能になったことで、テレビジョン放送や映画などのアナログ映像・音声データのみならず、コンピュータなどで利用されるテキストやディジタル映像・音声データについても、通信衛星を用いて伝送されるようになったが、不特定多数の受信装置での受信が可能であることから情報の漏洩の度合い、妨害の度合いは一層高くなる。
【００１０】
すなわち、上記通信衛星を用いるデータ伝送システムでは、電話回線、専用回線などの１対１通信と異なり、不特定多数の受信者が受信装置で容易に受信できるので、盗聴されやすい。このため、例えば有料のデータ伝送が盗聴される可能性が高い。そこで、上記データ伝送システムでも、データの暗号化が必要とされる。
【００１１】
実際の上記データ伝送システムにおいては、全てのデータについて暗号化処理を施すのではなく、送信装置において伝送すべきデータの内容に応じて、暗号化すべきデータを暗号化して伝送路上に送出し、受信者は暗号化されたデータの全部又は一部を復号して、その結果得られた情報により、或いは、暗号化されずに伝送された部分により、そのデータが自分にとって必要なものであるか否かを知る。
【００１２】
ここで、通信衛星を使った従来のテレビジョン放送サービスは、配信者が配信したデータを同時に多数のユーザが受信して使用する形態である。これに対して、コンピュータなどで使用されるディジタルデータを、通信衛星を介して配信する場合には、データ配信者から単数または複数の特定のユーザにデータを配信する機能が求められる。
【００１３】
しかし、従来、データ配信者から多ユーザへの同時通信又は放送システムでは、全ユーザは常に同じ情報を受信して使用又は閲覧をしており、システムユーザ個人の識別情報がないため、データ配信者から特定ユーザのみへのデータの配信ができなかった。
【００１４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、上記通信衛星を用いてディジタルデータを伝送する際にも、情報の漏洩の度合い、妨害の度合いを低くできる情報伝送装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る情報伝送装置は、上記課題を解決するために、ディジタルデータをインターネットプロトコルパケットのフォーマットに変換するインターネットプロトコルパケット化した後に第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理を施す伝送データ提供事業者用の暗号化手段と、上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットに対して送信先ＩＰアドレスを付加する送信先ＩＰアドレス付加手段と、上記伝送データ提供事業者用の上記暗号化手段によって第１の暗号化鍵を用いた第１の暗号化処理が施され、かつ、送信先ＩＰアドレスが付加されたインターネットプロトコルパケットを、トランスポートストリームパケットに入れ込むトランスポートストリームパケット化した後に上記第１の暗号化鍵とは異なる第２の暗号化鍵を用いて第２の暗号化処理を施す上記伝送データ提供事業者用とは異なる伝送路提供事業者用の暗号化手段と、上記伝送データ提供事業者用の暗号化手段と上記伝送路提供事業者用の暗号化手段による独立した二つの暗号化処理により得られた２重の暗号化データを送信する送信手役と、上記送信手段から上記データ伝送路を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、上記第２の暗号化鍵に応じた復号鍵を用いて復号処理を施して第１の暗号化処理が施されたインターネットプロトコルパケットと暗号化処理されていない送信先ＩＰアドレスを得、この送信先ＩＰアドレスに対応する上記第１の暗号化鍵に応じた復号鍵を用いて復号処理す受信手段とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る情報伝送装置は、上記ディジタルデータに上記ディジタルデータの種類を示す識別子に応じた暗号鍵を用いた暗号化処理を含めた少なくとも２重の暗号化処理を施してからこの暗号化データを送信し、データ伝送路を介して受信した上記暗号化データにそれぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施すので、通信衛星を用いてディジタルデータを伝送する際にも、情報の漏洩の度合い、妨害の度合いを低くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
この実施の形態は、ディジタルデータを所定のデータブロックに分割し、該データブロックを衛星回線を介して伝送する図１のデータ伝送システムである。
【００１９】
このデータ伝送システムは、ディジタルデータに上記ディジタルデータの種類を示す識別子に応じた暗号鍵を用いた暗号化処理を含め、２重の暗号化処理を施し、この２重暗号化データを送信するデータ配信装置１０と、このデータ配信装置１０から上記衛星回線を介して送信された上記２重暗号化データを受信し、それぞれの暗号鍵に応じたそれぞれの復号鍵を用いて復号処理を施すデータ受信装置３０とを備えてなる。ここで、データ受信装置３０は、例えばパーソナルコンピュータの拡張スロットに装着される。なお、図１には、パーソナルコンピュータをそのままデータ受信装置３０として示している。
【００２０】
データ配信装置１０及びデータ受信装置３０は、双方向の通信が可能な例えばＩＳＤＮのような地上通信網を介して相互に通信が可能である。この地上通信網は、複数のシステム相互間でネットワークを介してディジタルデータの送受信を行うインターネットに接続されていてもよい。また、通信衛星１８による衛星回線は、上記地上通信網よりも伝送容量が大きい。
【００２１】
先ず、上記データ伝送システムにおけるデータの流れを説明する。ここでは、データ配信装置１０を所有するデータ提供者とデータ受信装置３０を所有する特定のユーザが、データの配送の契約を予め結んでいるものとする。なお、ここでいうデータ提供者とは、伝送情報を提供する事業者（以下、コンテンツプロバイダという）と、伝送路を提供する事業者（以下、サービスプロバイダという）の両方を含めている。
【００２２】
データ受信装置３０を所有するユーザは、例えば、地上通信網としてのＩＳＤＮを介して、データ提供者が提供する所定のサービスを受けたい旨のリクエストをデータ配信装置１０に送る。このリクエストを送る方法は、特に、限定されず、データの種類やユーザとの契約状況によって決められ、例えば郵便などでもよい。また、リクエストを送らずに、予め契約に従って、データ提供者がサービスを提供してもよい。
【００２３】
データ配信装置１０に送られたユーザからのリクエストは、データリクエスト受付部１１で受け取られ、データ管理部１２に送られる。データ管理部１２は、ユーザの契約情報やリクエストが意味のあるものか否かのチェックを行い、問題が無ければ、データ蓄積部１３にデータの読み出し要求を行う。データ蓄積部１３は、データ読み出し要求に応じた、例えばデータを高速スイッチャ１４を介してデータ作成部１５に送る。
【００２４】
データ作成部１５では、データ蓄積部１３からのデータに対してＩＰパケット化、メディアアクセス制御（Media  Access  Control、ＭＡＣ）フレーム化、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group Phase）２のトランスポート化などのフォーマット変換を行う。また、データ作成部１５は、データのＩＰパケット化後と、トランスポート化後に、上記２重の暗号化を行う。
【００２５】
このフォーマット変換について以下に説明する。上述したように、近年、オーディオ、ビデオ信号やデータのような多種類のデータが多重化されて、大容量のディジタル回線で伝送されることが可能になってきた。この多重化の方法としては、例えばＭＰＥＧ２の伝送フォーマットであるトランスポートストリーム（Transport Stream,ＴＳ）パケットが知られている。このＴＳパケットでは、情報データ部（ペイロード部）に暗号化処理を施している。この暗号化のための暗号化鍵は、ＴＳパケットのヘッダ部分の１３ビットのパケットＩＤ（ＰＩＤ）及び２ビットのスクランブル制御部に対応した固有のビット列を使用する。また、上記ＰＩＤは、各ＴＳパケットの特定チャンネルのビデオやオーディオ等の情報種類を識別するのにも使われる。
【００２６】
このＴＳパケットを用いてデータを伝送する場合には、データをインターネットで広く使用されているインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットのフォーマットに変換し、さらにこのＩＰパケットをＴＳパケットに入れ込んでいる。
【００２７】
ところで、多種類のデータがＩＰパケットとして伝送される場合、上記ＰＩＤはＩＰパケットのデータを他のビデオやオーディオのデータと識別するために使われており、又ビット長も１３ビットしか無く、ＩＰパケットで伝送される種々のデータの種別を識別させるには不十分なビット数である。そこでＰＩＤ以外のデータ種類の識別方法が必要になる。
【００２８】
例えば、インターネット上では受信データが自分宛のデータであるか否かを識別するのにＩＰパケットのＩＰヘッダに含まれる送信先アドレス（Destination  Address）を用いている。ＴＳパケットでＩＰパケットを伝送する場合でも、この送信先アドレス（以後、送信先ＩＰアドレスという。）を用いて自分宛のデータであるかを識別することが可能である。
【００２９】
しかし、例えば衛星回線を例にとるとデータ伝送速度が１中継器当たり３０Ｍｂｐｓとなり、データ受信側でリアルタイムに送信先ＩＰアドレスの解析をソフトウェアで行うことは非常に困難である。何らかの手段により、自分宛の情報だけを抽出する手段が必要となる。
【００３０】
さらに、具体的な情報のタイトルを指定しなくとも、自分の関心のある情報のジャンルの情報だけ指定しておけば、そのジャンルの情報だけが自動的に受信され、ダウンロードできると大変便利である。
【００３１】
又、特定の加入者だけに受信可能とするために、上述したようにデータを暗号化した場合、受信側では暗号化されたデータを復号する必要がある。そこで、上記データ伝送システムでは、データ配信装置１０において複数種類のデータブロックからなる多重化データにデータの種類を示す識別子を付加し、通信衛星１８を経由させて上記衛星回線により、データ受信装置３０に送信している。そして、データ受信装置３０では、ハードウェア的に上記識別子を読み取り、受信者が必要とする予め登録された種別のデータのみを抽出して復号する。
【００３２】
この識別子の付加は、データ配信装置１０のデータ作成部１５によって行われる。データ配信装置１０内のデータ蓄積部１３には、ユーザが必要とするデータが何も加工されていない状態で蓄積されている。データ管理部１２から、データの読み出し要求がユーザから来たことを知らされたデータ蓄積部１３は、リクエストされたデータ及びユーザの宛先情報を同時にデータ作成部１５に高速スイッチャ１４を介して送る。
【００３３】
ここで、ユーザの宛先情報とは、ＩＰパケット送信に必要な送信先ＩＰアドレスである。このデータ伝送システムでは、すべてのユーザに固有の送信先ＩＰアドレスを割り振っている。一のユーザが持つ送信先ＩＰアドレスは、一のユーザが確保している間は、一のユーザ以外のユーザは持たない。
【００３４】
データ蓄積部１３からのデータは、データ作成部１５によって作成又はフォーマット変換された後、データ処理部１６で他のオーディオ信号やビデオ信号と多重化され、多重化データとして送信アンテナ１７から通信衛星１８に無線回線を介して送られる。
【００３５】
通信衛星１８を介して送られた多重化データは、特定ユーザの所有するデータ受信装置３０に限らず、データを受信できる状況にある全てのユーザが受信することが可能である。データ受信装置３０は、通信衛星１８からの全多重化データを受信し、その中から、自分が出したリクエストに応じたデータを選別して抽出し、復号化する。
【００３６】
このデータ受信装置３０は、データの種類を示す識別子が付加された複数種類のデータブロックよりなる多重化データを通信衛星１８による衛星回線を介して受信し、上記識別子を読み取ることにより、予め登録された種類のデータブロックのみを抽出して復号する。
【００３７】
すなわち、データ受信装置３０は、リクエストに応じて送信されたデータを含む多数のデータブロックを受信し、その中から、自分宛のデータブロック、自分が受け取るべきデータブロック、自分が受け取ることができるデータブロックを選別して抽出する。なお、予めユーザとデータ提供者との契約によって、ユーザが持つデータ受信装置３０は決定されている。したがって、通常であれば、ユーザが持つデータ受信装置３０を用いて、他のユーザ宛の特有のデータを選別することができない。
【００３８】
しかし、通信衛星１８を用いる上記データ伝送システムでは、電話回線、専用回線などの１対１通信と異なり、不特定多数の受信者が受信装置で容易に受信できるので、盗聴されやすい。すなわち、データ伝送が盗聴される可能性が高い。そこで、上記データ伝送システムでも、データの暗号化が必要とされる。
【００３９】
このため、データ配信装置１０は、図２に簡単に示すように、情報を提供するコンテンツプロパイダ１８と、その情報を伝送するサービスプロパイダ１９とで、暗号化器２１と、暗号化器２６により２重の暗号化処理を施している。
【００４０】
このデータ配信装置１０は、実際には、上述した図１に示すように構成されており、特に図２に示したコンテンツプロバイダ１８と、サービスプロパイダ１９の備える各部は、図３に示すようなデータ作成部１５に含まれる。
【００４１】
データ蓄積部１３から送られてきた特定ユーザ宛のデータ及びＩＰアドレスは送信先ＩＰパケット作成部２０に送られる。ＩＰパケット作成部２０では、データ蓄積部１３から送られてきたデータとその時点でユーザを特定する送信先ＩＰアドレスを用いて、図４に示すＩＰパケット６０を生成する。このＩＰパケット６０の大きさはＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）で規定され、ユーザがリクエストしたデータがその大きさを超える場合には、このデータは複数のＩＰパケットに分割されて次の暗号化器２１に転送される。
【００４２】
ここで使用されるＩＰパケット６０のＩＰヘッダには、図５に示すユーザの送信先ＩＰアドレス７４と、送信元のＩＰアドレス７３が入っている。ここで、送信先ＩＰアドレス７４は、３２ビットである。
【００４３】
ＩＰパケット作成部２０で作成されたＩＰパケット６０は、暗号化器２１に転送される。暗号化器２１では、ＩＰパケット６０内の３２ビットの上記送信先ＩＰアドレス７４によって、宛先が特定のユーザであることを知り、その時点で既にデータ提供者と特定のユーザとの間のみで知り合うＩＰパケット用暗号化鍵によってＩＰパケット６０全体を暗号化する。暗号化式としては、例えばＤＥＳ（Data Encryption Standard）などが採用される。
【００４４】
この暗号化器２１は、上記３２ビットの送信先ＩＰアドレス７４を用いた暗号化を行うので、ＩＰパケットの暗号化による限定受信だけでも２の３２乗（＝約４３億）個の範囲に受信者を分けることができる。
【００４５】
コンテンツプロバイダ１８は、データ受信装置３０に対して、伝送するＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスと、暗号化ＩＰパケットを復号するための復号鍵を予め与えておく。そして、ＩＰパケットのペイロード部分をこの復号鍵に対応する暗号鍵で暗号化し、サービスプロバイダ１９に送る。
【００４６】
ただし、暗号化は、特定のユーザに対する全てのデータについて施す必要はなく、データの種類によっては暗号化が行われないこともある。暗号化が行われない場合には、ＩＰパケット作成部２０からＭＡＣフレーム作成部２２に直接ＩＰパケット６０が転送される。
【００４７】
ここでは、暗号化が行われる場合について説明する。暗号化は通常６４ビットの平文に対して行われ、暗号化すべきＩＰパケット６０のデータ長が６４ビットの倍数でない場合には、データの埋め合わせ、すなわち無効データのパディングを行うことでＩＰパケット６０全体を６４ビットの倍数にし、ＩＰパケット６１とする。
【００４８】
特定のユーザ用のＩＰパケット６１が暗号化されたＩＰパケット６２は、ＭＡＣフレーム作成部２２に転送される。ＭＡＣフレーム作成部２２では、暗号化器２１によって暗号化されたＩＰパケット６２に対して、ＭＡＣヘッダ７０を付加する。
【００４９】
このＭＡＣヘッダ７０は、図６に示すように８ビットのＳＳＩＤ（Server System ID）と、２４ビットのＵＤＢ（User Depend Block）１と、３２ビットのＵＤＢ２の計６４ビットで構成されている。特に、ＭＡＣヘッダ７０のＵＤＢ２には、上記ＩＰヘッダ内に書かれた送信先ＩＰアドレスと同様の送信先ＩＰアドレスが書き込まれる。
【００５０】
上記ＩＰヘッダ内の送信先ＩＰアドレスは暗号化されており、受信装置側では暗号を復号しなければ送信先ＩＰアドレスを知ることができないが、上記ＭＡＣヘッダ７０にそれと同じ送信先ＩＰアドレスがあれば、受信側では単にハードウェア的にそれを読み出すことで、自分宛のデータブロックであるか否かを知ることができる。この送信先ＩＰアドレスはＩＰパケット作成部２０からＭＡＣフレーム作成部２２に直接渡される。
【００５１】
なお、上記ＵＤＢ１には、３ビットのＰＢＬ（Padding_Byte_Length）と、１ビットのＣＰ（Control_Packet）と、１ビットのＥＮ（Encrypted_or_Not）と、１ビットのＰＮ（Protocol_Type Available_or_Not）と、２ビットのReserveと、１６ビットのプロトコル番号（Protocol  Type）がセットされる。
【００５２】
この内、ＰＢＬは、パディングバイト長であり、暗号化の際に埋め合わせされた無効なデータの長さである。これは、暗号化されたＩＰパケットを受信したユーザが正規なデータ長を知るために必要となる。
【００５３】
また、ＣＰは、ＩＰパケットに、ユーザが必要なデータかシステム運用に必要な制御データが入っているかを識別するビットである。通常、ユーザがリクエストした際に受け取るべきＭＡＣフレーム６３のＣＰは、制御データではなくデータが入っていることを示している。
【００５４】
ＥＮは、ＩＰパケットが暗号化器２１によって暗号化されているか否かを示す制御ビットである。このビット情報によってユーザは受信したＭＡＣフレーム６３を復号するかしないか決定する。ＰＮは、Protocol  Typeエリアに有用な情報があるか否かを示す制御ビットである。
【００５５】
図３のＭＡＣフレーム作成部２２では、以上の制御ビットをＩＰパケット６２に付加している。ここで、ＵＤＢ２には、上記送信先ＩＰアドレスの他、ＩＰパケットの情報の種類を表すコンテンツＩＤをセットしてもよい。このコンテンツＩＤについては後述する。ＵＤＢ２にセットされたのが、上記送信先ＩＰアドレスであるか上記コンテンツＩＤであるかを識別させるのが上記ＳＳＩＤである。
【００５６】
ＭＡＣフレーム作成部２２で生成されたＭＡＣフレーム６３には、ＣＲＣ計算部２３にて計算されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking、巡回冗長検査）が付加される。このようにデータ配信装置１０側でＣＲＣの計算を行うことで、データ受信装置３０は、受信したＭＡＣフレームが正しく通信衛星１８から伝送されているかを検査することができる。ＣＲＣ計算部２３において生成された１６ビットのＣＲＣは、ＭＡＣフレーム６３の最後に付加されている。
【００５７】
このＭＡＣフレーム６３は、セクション作成部２４に転送されてＭＰＥＧ２で規定されるセクションに変換される。図４に示すように、ＭＡＣフレーム６３は、セクション（Ｓｅｃ）ヘッダ７１の直後に付加され、プライベートセクション６４と呼ばれる。
【００５８】
このセクションヘッダ７１のフォーマットを図７（Ａ）に示す。セクションヘッダ７１のフォーマットは、ＭＰＥＧ２によって、規定され、テーブル（ＩＤ）Ｔid、セクション−シンク−インディケータＳsi、プライベート−インディケータＰi、リザーブドＲes、プライベート−セクション−レングスＰslを有する。ここで、プライベート−セクション−レングスＰslには、ＭＡＣフレームのデータ長が入る。
【００５９】
セクション作成部２４で作成されたプライベートセクション６４は、トランスポートパケット作成部２５に転送される。トランスポートパケット作成部２５では、転送されたプライベートセクション６４をトランスポートパケット６５1，６５2，・・６５nに分割する。
【００６０】
トランスポートパケット６５1，６５2，・・６５nは、それぞれ１８８バイトで構成されている。これらのトランスポートパケット６５1，６５2，・・６５nには、４バイトのＴＳヘッダが付加される。
【００６１】
例えばＴＳヘッダ７２のフォーマットを図７（Ｂ）に示す。ＴＳヘッダ７２は、シンクバイトＳyb、トランスポート−エラー−インディケータＴei、ペイロード−ユニット−スタート−インディケータＰui、トランスポート−プライオリティＴp、上記ＰＩＤ、上記スクランブル制御部（トランスポート−スクランブル−コントロール）Ｔsc、アダプティション−フィールド−コントロールＡfc及びコンティニティ−カウンタＣcを有する。
【００６２】
トランスポートパケット６５1，６５2，・・６５nの１個分の大きさは、上述したように１８８バイトと規定されているので、一般的に、一つのセクション６４を複数のトランスポートパケットに分割する必要がある。
【００６３】
ここで、通常、一つのセクションは１８４バイト（１８８バイトからヘッダ長の４バイトを引いたバイト数）の整数倍長とは限らないので、一つのセクション６４を複数のトランスポートパケット６５1，６５2，・・６５nに分割する際には、図４に示すように、スタッフィングバイトを用いたデータの穴埋めを行う。すなわち、１８４バイトの倍数でない一つのセクションを複数のトランスポートパケットに分割した場合、最後のトランスポートパケットの余ったデータエリアに、全てのビットがスタッフィングされたスタッフィング領域を形成する。
【００６４】
トランスポートパケット作成部２５で作成された各トランスポートパケットは、暗号化器２６に供給される。暗号化器２６は、図２に示すようにＴＳパケット用暗号化鍵を用いて、上記各トランスポートパケットのデータ部分に暗号化処理を施す。
【００６５】
サービスプロバイダ１９は、データ受信装置３０に対して、伝送するＴＳパケットのＰＩＤ部分とスクランブル制御部の値と、このＴＳパケットを復号する復号鍵を予め与えておく。そして、コンテンツプラバイダ１８から与えられた暗号化ＩＰパケットをＴＳパケット化し、さらにこのＴＳパケットのペイロード部分を上記復号鍵に対応する暗号鍵で暗号化して、暗号化ＴＳパケットを作成し、衛星回線上に送信する。
【００６６】
ここで、暗号化のための暗号化鍵は、上述したように、図７の（ｂ）に示したＴＳヘッダのＰＩＤ（１３ビット）とスクランブル制御部（２ビット）に対応した固有のビット列を使用する。このため、最大で１５ビット分、４０９６通りの限定ができる。
【００６７】
既にＩＰパケットの送信先ＩＰアドレスを用いて上述したように２の３２乗個の範囲に受信者を分けることができているので、このＴＳパケットの暗号化を組み合わせると、さらにその４０９６倍の範囲に受信者を分けることができ、より細やかな限定受信方式を構成できる。
【００６８】
また、独立の暗号化を２重に行うことにより、盗聴者がいずれか一方の暗号を解読することに成功したとしても、もう一方の暗号を解読できなければ平文データを得ることはできないので、より安全性の高い限定受信方式を構成できる。
【００６９】
また、ここではＩＰパケットの暗号化による限定受信方式と、ＴＳパケットの暗号化による限定受信方式をそれぞれコンテンツプロバイダ１８と、サービスプロバイダ１９という別の事業者で行うので、他者とは独立の限定受信方式を構成できる。これは、伝送路を提供する事業者と、伝送データを提供する事業者が異なり、それぞれが独立にユーザと限定受信契約を結びたい場合に有効である。事業者間で暗号鍵に関する情報が漏れてしまう虞もない。
【００７０】
コンテンツプロバイダ１８と、サービスプロバイダ１９で２重の暗号化が施されたデータは、データ転送部２７に転送された後、マルチプレクサ等のデータ処理部１６に伝送される。データ処理部１６では、上記トランスポートパケットを他のディジタル化されたビデオ、オーディオ信号と多重化した後、変調、増幅する。
【００７１】
ブロードキャストされた特定ユーザのためのデータは、ユーザ側の受信アンテナ３１で受信され、特定のユーザのデータ受信装置３０に転送される。
【００７２】
受信アンテナ３１により受信された信号は、ＩＦの信号に変換され、データ受信装置３０に入力される。図８にこのデータ受信装置３０のブロック図を示す。また、図９には、このデータ受信装置３０で行われる２重の復号処理のフローチャートを示す。
【００７３】
チューナ３３，Ａ／Ｄ変換器３４，復調器３５及びデコーダ３６からなるフロントエンド３２に入力された信号は、ここでディジタル信号に変換され、ＱＰＳＫ復調処理及び誤り訂正処理が施されて、ステップＳ１のように暗号化されたＴＳパケットデータとして受信される。
【００７４】
この暗号化されたＴＳパケットは、デスクランブラ３７に供給される。デスクランブラ３７は、上記暗号化されたＴＳパケットデータにＴＳパケットレベルのデスクランブル処理を施す。この場合、デスクランブラ３７は、上記暗号化ＴＳパケットデータのヘッダ部分からＰＩＤ部とスクランブル制御部の値を読みとり、この値に対応するＴＳパケット用復号鍵がサービスプロバイダ１９から与えられているか否かをステップＳ２で判断し、与えられているならばステップＳ３でこの暗号化ＴＳパケットのペイロード部分をこの復号鍵により復号し、復号されたＴＳパケットを出力する。ここで、復号鍵がサービスプロバイダ１９から予め与えられていなければ、ステップＳ７で暗号化ＴＳパケットを破棄する。
【００７５】
ステップＳ３で復号されたＴＳパケットは、デマルチプレクサ３８に供給される。ここで、デマルプレクサ３８は、上記データ処理部１６で上記ＴＳパケットデータと共に多重化されたオーディオデータとビデオデータを分割し、オーディオデータをオーディオデコーダ３９に供給し、ビデオデータをビデオデコーダ４０に供給する。オーディオデコーダ３９は、アナログオーディオを出力し、ビデオデコーダ４０はＮＴＳＣエンコーダ４１を介してアナログビデオを出力する。残ったＴＳパケットデータは、デパケタイザ４５に供給される。
【００７６】
デパケタイザ４５は、図４で示したプライベートセクション６４のフォーマットを再生し、ＣＲＣの値を計算し、データが正しく受信されたか否かを判定する。そして、デパケタイザ４５は、ステップＳ４で上記プライベートセクション６４をＩＰパケット化し、図１０に示すようなフォーマットデータ７５に変換する。このフォーマットデータ７５は、ＦＩＦＯ４６を介してこのＩＰパケットを復号する復号器４７に転送される。
【００７７】
復号器４７では、フォーマットデータ７５内のＭＡＣヘッダの図６に示したＵＤＢ２にセットされた識別子、ここでは送信先ＩＰアドレスを取り出し、これに対応するＩＰパケット用復号鍵がコンテンツプラバイダ１８から与えられているか否かをステップＳ５で判断し、与えられていれば、ステップＳ６でＩＰパケットのペイロード部分をこの復号鍵を用いて復号し、復号されたＩＰパケットを出力する。ここで、復号鍵がコンテンツプロバイダ１８から予め与えられていなければ、ステップＳ７で暗号化ＩＰパケットを破棄する。
【００７８】
復号鍵は、上記識別子に対応させて、デュアルポートラム（ＤＰＲＡＭ）４８内の図１１に示す参照テーブル８０に収納されている。
【００７９】
この参照テーブル８０は、受信可能な種類のデータブロックの識別子をその識別子と対応する復号鍵と共に持っている。識別子としては４バイトを使っており、復号鍵としては８バイトを使っている。
【００８０】
図中、識別子としては上述したように、送信先ＩＰアドレスを用いても、コンテンツＩＤを用いて良く、その識別は受信パケットのＭＡＣヘッダの中のＳＳＩＤで行う。又参照テーブル８０の値の設定はＤＰＲＡＭ４８への入力を持つＣＰＵ４２により行われる。
【００８１】
復号器４７は、上記図１０のフォーマットで暗号化ＩＰパケットデータを受信し、ＭＡＣアドレス内のＵＤＢ２の識別子を取り出すと、ＤＰＲＡＭ４８にアクセスし、先頭のアドレスから１６バイトおきにテーブル８０中の識別子を検索し、識別子の後の４バイトに格納されたマスクビットの内、“１”となっている識別子のビットに対して受信パケット中の識別子とテーブル中の識別子の一致検出を行う。
【００８２】
マスクビットがＨ“ｆｆｆｆｆｆｆｆ”となっていれば、受信したパケットのＭＡＣアドレス中の識別子とテーブル中の識別子の全ビットの一致を確認し、入力した識別子と同じ識別子がＤＰＲＡＭ４８内にあるとし、その識別子に対応する復号鍵（図中セッションキー）を取り出し、それ以降のＩＰパケットの復号処理を行う。
【００８３】
予め登録された参照テーブル８０中の識別子の最後には、ＥＮＤコードがストアされており、識別子を検索していき、ＥＮＤコードが検出された場合は、そこで検索を抜け出し、その受信パケットは受信せずにステップＳ７で示したようにこの復号器４７で廃棄される。
【００８４】
識別子としては、上述したように、送信先ＩＰアドレスの他、コンテンツＩＤ（またはジャンルＩＤ）を使う。すなわち、図６に示したＭＡＣヘッダ７０のＵＤＢ２には、送信先ＩＰアドレスの他、コンテンツＩＤがセットされてもよい。ＳＳＩＤとして例えば“０”がセットされている場合には、送信先ＩＰアドレスを用いることを示し、例えば“１”がセットされている場合には、ジャンルＩＤを用いることを規定する。ＳＳＩＤを受信側で解析することによりどちらが使われているかを判別できる。
【００８５】
例えば、ＵＤＢ２に送信先ＩＰアドレスを用いた場合、ユニキャストアドレスに対応する個人宛、及びマルチキャストアドレスを用いてグループのユーザ宛のデータを伝送することが可能となり、受信側では自分宛かあるいは自分が所属しているグルーブ宛のデータのみリアルタイムで受信することが可能となる。
【００８６】
この場合、データ受信装置３０のＤＰＲＡＭ４８は図１２に示すようなフォーマットの参照テーブル８１を備えていればよい。この参照テーブル８１は、受信可能な種類のデータブロックの送信先ＩＰアドレスをその送信先ＩＰアドレスと対応する復号鍵と共に持っている。例えば、始めの１６バイトには上記マルチキャストアドレスのようなグループ用の送信先ＩＰアドレス１がセットされている。
【００８７】
この送信先ＩＰアドレス１の暗号化ON／OFFフラグは０である。また、次の１６バイトには上記ユニキャストアドレスのような個人宛の送信先ＩＰアドレス２がセットされている。暗号化ON／OFFフラグは１である。送信先ＩＰアドレス２にもセッションキーがセットされている。
【００８８】
復号器４７は、上記図１０のフォーマットでＩＰパケットデータを受信し、ＭＡＣアドレス内の送信先ＩＰアドレスを入力すると、ＤＰＲＡＭ４８にアクセスし、先頭のアドレスから１６バイトおきにテーブル８１中の送信先ＩＰアドレスを検索し、該ＩＰアドレスの後の４バイトに格納されたマスクビットの内、“１”となっている識別子のビットに対して受信パケット中の識別子とテーブル中の識別子の一致検出を行う。
【００８９】
マスクビットがＨ“ｆｆｆｆｆｆｆｆ”となっていれば、受信したパケットのＭＡＣアドレス中の送信先ＩＰアドレスとテーブル中の送信先ＩＰアドレスの全ビットの一致を確認し、入力したＩＰアドレスと同じＩＰアドレスがＤＰＲＡＭ４８内にあるとし、そのＩＰアドレスに対応する復号鍵を取り出し、それ以降のＩＰパケットの復号処理を行う。
【００９０】
予め登録された参照テーブル８１中のＩＰアドレスの最後には、ＥＮＤコードがストアされており、ＩＰアドレスを検索していき、ＥＮＤコードが検出された場合は、そこで検索を抜け出し、その受信パケットは受信せずにこの復号器４７でステップＳ７のように廃棄される。
【００９１】
一方、ＵＤＢ２として３２ビットをフルに使ったコンテンツＩＤを用いる場合は、予め登録しておいたジャンルのデータが受信された場合にデータをＰＣに転送し、ハードディスクに自動的にダウンロードすることが可能となる。
【００９２】
この場合、データ受信装置３０のＤＰＲＡＭ４８は図１３に示すようなフォーマットの参照テーブル８２を備えていればよい。この参照テーブル８２は、受信可能な種類のデータブロックの例えばコンテンツＩＤ８３を３２ビットフルに使って、記憶している。
【００９３】
このような３２ビットのコンテンツＩＤ８３は、図１４の（Ａ）に示すように、８ビットの大分類Ｄ0と、６ビットの中分類Ｄ1と、４ビットの小分類Ｄ2と、１４ビットの情報ＩＤとによって構成されている。大分類Ｄ0は、コンピュータソフト、出版物、ゲームソフトというような大きなカテゴリーを表す。中分類Ｄ1は大分類Ｄ0が出版物であれば、書籍、雑誌、新聞というような中間のカテゴリーを示す。さらに、小分類Ｄ2は中分類Ｄ1が新聞であれば、Ａ新聞、Ｂ新聞、Ｓ新聞という新聞社名を表すカテゴリーを示す。そして、この小分類Ｄ2の中の唯一のＩＤにより一つのデータ単位が識別される。この場合、新聞の発行の日付が情報ＩＤとなり、結果的に例えば図１４の（Ｂ）に示すようなコンテンツＩＤとなる。
【００９４】
このようなコンテンツＩＤを識別子として用いた場合の実際の情報識別の方法を以下に述べる。例えば、上記図１４の例では、Ａ新聞を契約する場合は、マスクビットをＨ“ｆｆｆｆｃ０００”としてこのマスクビットが１のビット位置の受信パケットの識別子とテーブル中の識別子の一致を検出すればよい。また、固有の新聞名によらず、全ての新聞を受信する場合は、マスクビットをＨ“ｆｆｆｃ００００”としておけば、Ａ新聞Ｈ“０２０８４０００＋発行日ＩＤ”、Ｂ新聞Ｈ“０２０８８０００＋発行日ＩＤ”も全て一つの設定でダウンロードすることができる。
【００９５】
これは、いちいち個々の情報のＩＤを指定しなくても、必要な情報のジャンルだけ指定しておけば、自動的に指定したジャンルの情報が受信できる、という点で、大変有用な方法である。
【００９６】
ただこの場合、例えば各新聞が別々のセッションキーで暗号化されているように、各情報が暗号化されている場合は、コンテンツＩＤを設定するだけでは、各新聞に対するセッションキーを設定できないため、あくまでも各情報が暗号化されていない場合に有効な方法である。
【００９７】
なお、上記情報の識別子としては、４８ビット長で各製品に割り当てられているＭＡＣアドレスを用いる方法もある。
【００９８】
復号器４７で、送信先ＩＰアドレスや、コンテンツＩＤを読むことが出来れば、このデータブロックが予め登録された種類のデータブロックであると判断して抽出し、フォーマットデータ７５内の暗号化されたＩＰヘッダとＩＰデータを上述したように復号する。
【００９９】
復号化されたデータブロックは、パーソナルコンピュータ上のメインメモリにＦＩＦＯ４９及びＰＣＩインターフェース５０を介して転送される。そして、このパーソナルコンピュータのソフトウェアによる処理がなされる。
【０１００】
ＣＰＵ４２は、ＤＰＲＡＭ４８の読み出しを制御すると共に、参照テーブルの値の設定を行う。また、ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４からＲＡＭ４３に読み込まれたプログラムにしたがって、デマルチプレクサ３８、ＤＰＲＡＭ４８、ＤＰＲＡＭ５２を制御する。また、ＣＰＵ４２は、ＩＣカードリーダ５３から読み込んだデータを処理し、上記復号鍵を生成してもよい。また、上記リクエストをモデム５４、及び電話回線５６を介してＩＳＤＮによりデータ供給元に送信する。
【０１０１】
以上説明したように、このデータ受信装置３０は、データ配信装置１０によりＭＡＣフレームのＤＢＵ２にセットされて伝送されてきた、送信先ＩＰアドレスや、コンテンツＩＤを復号器４７により読み取り、予め登録された種類のデータブロックのみを抽出することができるので、種々の暗号化されたデータが多重化された受信データの中から高速に、自分宛あるいは必要とする情報だけを抽出して復号できる。
【０１０２】
また、伝送されたデータは、図２に示したように、コンテンツプロバイダ１８、サービスプロバイダ１９で２重に暗号化されており、データ受信装置３０のみが、それを復号化する二つの復号鍵を持っていることから、データが他人に盗用されることを防止できる。
【０１０３】
なお、この実施の形態となるデータ伝送システムは、データ配信装置１０側の２重暗号化処理を図１５に示すような構成で行ってもよい。すなわち、ＩＰパケットの暗号化処理をコンテンツプロバイダ１８に行わせるのではなく、サービスプロバイダ１９に行わせる。このため、コンテンツプロバイダ１８は、経費を節約できる。
【０１０４】
すなわち、一つの事業者が両方の暗号化処理を行うように構成すれば、もう一方の事業者は暗号化処理のための設備を持つ必要がなくなる。これは、例えば一つのサービスプロバイダの提供する伝送路を複数のコンテンツプロバイダが利用する場合に、それぞれのコンテンツプロバイダが暗号化処理設備を持たなくてよいので有効である。
【０１０５】
ここで各部の動作は、図２に示した各部の動作と同様であり、またデータ受信装置３０の構成も同様であるので説明を省略する。また、データ受信装置３０内の構成を図１６に示すようにしてもよい。すなわち、デパケタイザ４５と復号器４７との間に例えばハードディスクドライバのような記憶装置５８を設け、暗号化されたＩＰパケットを蓄積しておく構成としてもよい。このようにすれば、予めＩＰパケットを復号する復号鍵を得ていなくても、暗号化されたＩＰパケットを記憶装置５８に蓄積しておいて、後から上記復号鍵を得た時点で復号すればよい。
【０１０６】
すなわち、暗号化されたパケットを記憶装置に保存しておくようにすることにより、受信装置が復号鍵を後から得てもデータが有効となるようにできる。例えば、予め大量のデータを記憶装置に保存しておき、ユーザが意図した段階で復号鍵を得てデータを利用することにより、ユーザが意図してからデータを受信し始めるのに比べて、大量のデータを受信するための時間が節約できる。
【０１０７】
ここでは、受信装置３０がＩＰパケットを復号するための復号鍵を得ていない場合を説明したが、ＴＳパケットを復号するための復号鍵を得ていない場合でも、暗号化されたままのＴＳパケットを記憶装置に保存しておくことにより同様の処理を行える。
【０１０８】
さらに、暗号化されたデータは、保存できるが、復号されたデータや復号鍵は保存できないような仕組みを付け加えることにより、平文データがコピーされることを防ぐことも可能になる。
【０１０９】
また、上述した各例では、伝送データとしてＩＰパケットを考えたが、同様の構造を持つ他の伝送プロトコルパケットを考えても、同様の限定受信方式が構成可能である。また、伝送データのパケット化を３重以上として、３つ以上の限定受信方式を組み合わせてもよい。このため、ＩＰパケット化前のファイルデータに暗号化処理を施しておいてもよい。
【０１１０】
また、例えば、ＭＡＣフレームのデータ圧縮方法は、ＭＰＥＧ２には限定されず、他の圧縮方法を用いてよい。また、インターネットプロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰには限定されず、例えばＯＳＩ（Open System Interconnection）方式を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態となるデータ伝送システムの構成図である。
【図２】上記データ伝送システムの２重暗号化処理に関わる構成を簡単に示したブロック図である。
【図３】上記図１に示したデータ作成部の構成を示すブロック図である。
【図４】上記図３に示したデータ作成部でのデータ作成の過程を説明するための図である。
【図５】ＩＰヘッダの詳細な構成を示すフォーマット図である。
【図６】ＭＡＣヘッダのフォーマット図である。
【図７】セクションヘッダとＴＳヘッダのフォーマット図である。
【図８】上記データ伝送システムを構成するデータ受信装置のブロック図である。
【図９】上記データ受信装置で行う復号化処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】上記データ受信装置内のデパケタイザから復号器へのデータの転送を説明するための図である。
【図１１】上記データ受信装置内のＤＰＲＡＭが格納する参照テーブルの基本的な構成図である。
【図１２】上記参照テーブルの第１の具体例を示す図である。
【図１３】上記参照テーブルの第２の具体例を示す図である。
【図１４】コンテンツＩＤの具体的構成例を示す図である。
【図１５】上記データ伝送システム内のデータ配信装置の他の具体例を示すブロック図である。
【図１６】上記データ伝送システム内のデータ受信装置の他の具体例を示すブロック図である。
【図１７】伝送路上のデータを共通鍵暗号方式で暗号化する暗号化データ伝送装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  データ配信装置、１８  コンテンツプロバイダ、１９  サービスプロバイダ、２１  暗号化器、２５  ＴＳパケット作成部、２６  暗号化器、３０  データ受信装置、３７  デスクランブラ、４５  デパケタイザ、４７  復号器
【図１】
2006129534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006129534.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006129534.tif 000016
【図１５】
2006129534.tif 000017
【図１６】
2006129534.tif 000018
【図１７】
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