(57)【要約】【課題】  デジタルビデオデータやデジタルオーディオデータを、不正なコピーから確実に保護する。【解決手段】  暗号化システム１は、Ａ／Ｄ変換手段２、単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータを作成し、各フレームデータの先頭にそれぞれフレームチェックコードを生成するコード設定手段３、フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段４、およびインターフェース５を備える暗号化装置１０と、インターフェース６、転送開始手段７、および復号化手段８を備える復号化装置２０とを有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化システムにおいて、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるコード設定手段と、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段と、
作成された前記各チェーン暗号化データを転送する転送手段とを有する暗号化装置と、
前記転送手段により転送される前記チェーン暗号化データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成する復号化手段とを備える復号化装置と、
を有することを特徴とする暗号化システム。
【請求項２】
前記フレームデータは、圧縮されていないデータであることを特徴とする請求項１記載の暗号化システム。
【請求項３】
前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする請求項１記載の暗号化システム。
【請求項４】
最後列の前記チェーン暗号化データのデータ長は、他の前記チェーン暗号化データのデータ長と異なることを特徴とする請求項３記載の暗号化システム。
【請求項５】
時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化装置において、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるコード設定手段と、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段と、
を有することを特徴とする暗号化装置。
【請求項６】
前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする請求項５記載の暗号化装置。
【請求項７】
所定の単位データ毎に暗号化された時系列データの復号を順次行なう復号化装置において、
前記単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードが設けられ、前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理が順次行なわれて作成されたチェーン暗号化データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成する復号化手段と、
を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項８】
前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする請求項７記載の復号化装置。
【請求項９】
時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化・復号化方法において、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるステップと、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成するステップと、
前記チェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成するステップと、
を有することを特徴とする暗号化・復号化方法。
【請求項１０】
前記フレームデータを、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成し、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする請求項９記載の暗号化・復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暗号化システム、暗号化装置、復号化装置、暗号化・復号化方法、暗号化方法および復号化方法に関し、特に時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化システム、暗号化装置、暗号化・復号化方法および暗号化方法並びに所定の単位データ毎に暗号化された時系列データの復号を順次行なう復号化装置、復号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画像信号、動画像信号やアナログオーディオ（音声）信号をデジタルデータに変換して転送を行ない、転送先でそのデジタルデータをモニタに表示させたりスピーカから再生させたりするシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このシステムは、例えば、キャプチャボード、ビデオカード、オーディオカード等を有するコンピュータで構成することができる。
このコンピュータは、以下（１）〜（３）の機能をもつ。
【０００４】
（１）入力されたＡＶ（Audio Video）アナログ信号をキャプチャボードで圧縮して、圧縮されたＡＶデータを、ＰＣＩ（Peripheral Components Interconnect）／ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のバスを介してコンピュータのメインメモリへ転送する。転送されたデータは、ＨＤＤ等のストレージデバイスへ転送し、保存する。
【０００５】
（２）非圧縮のデジタルビデオデータを、キャプチャボードからＰＣＩ／ＵＳＢ等のバスを介してコンピュータのメインメモリに転送する。転送されたデータは、リアルタイムにコンピュータ内のビデオカードに転送し、ディスプレイに表示する。
【０００６】
（３）非圧縮のデジタルオーディオデータを、キャプチャボードからＰＣＩ／ＵＳＢ等のバスを介してコンピュータのメインメモリに転送する。転送されたデータは、リアルタイムにコンピュータ内のオーディオカードに転送され、スピーカから出力する。
【０００７】
なお、コンピュータは、上記（１）〜（３）の機能の１つまたは複数を同時に行なうことができる。
【特許文献１】特開２００１−３３９７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記（１）の場合、ＡＶデータは、圧縮され、コンテンツプロテクション信号が付加されるが、上記（２）、（３）の場合、何の保護もされていない非圧縮のデジタルビデオデータやデジタルオーディオデータがＰＣＩ／ＵＳＢのバス上を流れてしまうことになるため、デジタルビデオデータやデジタルオーディオデータの転送中等に、データが容易に不正コピーされてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、デジタルビデオデータやデジタルオーディオデータを、不正なコピーから確実に保護することができる暗号化システム、暗号化装置、復号化装置、暗号化・復号化方法、暗号化方法および復号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような暗号化システム１が提供される。この暗号化システム１は、時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化システムであり、単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるコード設定手段３と、前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段４と、作成された前記各チェーン暗号化データを転送するインターフェース５とを有する暗号化装置１０と、インターフェース５により転送される前記チェーン暗号化データを受信するインターフェース６と、インターフェース６により受信したチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成する復号化手段８とを備える復号化装置２０と、を有することを特徴とする。
【００１１】
このような暗号化システム１では、フレームチェックコードを設定することにより、暗号化をフレームデータ毎に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、チェーン暗号化データを作成することにより、デジタルビデオデータやデジタルオーディオデータを、不正なコピーから確実に保護することができる。
また、フレームチェックコードを設定することにより、暗号化がフレームデータ毎に行なわれるため、そのフレームの暗号化データと暗号化キーさえあれば容易に復号可能な暗号化データを作成することができる。
【００１３】
また、チェーン暗号化データの一部が転送中に化けたり、消失したりしてしまったとしても、フレームチェックコードを見つけることにより、それ以降のフレームデータに対するデータ処理を引き続き行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の暗号化システムの概要を示す原理図である。
図１に示す暗号化システム１は、動画像のデータや音声のデータ等の時系列的にデータが発生する時系列データの転送を順次行なうシステムであり、Ａ／Ｄ変換手段２、コード設定手段３、暗号化手段４、およびインターフェース５を備える暗号化装置１０と、インターフェース６、転送開始手段７、および復号化手段８を備える復号化装置２０と、モニタ５１と、スピーカ５２とを有している。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換手段２は、入力される静止画や動画や音声等のアナログデータＡ１をストリームデータ（デジタルデータ）に変換する。
コード設定手段３は、このストリームデータの単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータを作成し、各フレームデータの先頭にそれぞれフレームチェックコードを生成する。なお、単位データについては、後に詳述する。
【００１６】
暗号化手段４は、フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する。
【００１７】
インターフェース５は、インターフェース６との間で前述した暗号化データ等、各種データの送受信を行なう。
転送開始手段７は、暗号化手段４に対して、暗号化を行なう旨を指示する。この指示により暗号化が行なわれる。
【００１８】
復号化手段８は、暗号化手段４によって暗号化された各暗号化データを、それぞれ各単位データに復号化する。
また、復号化手段８は、復号化された単位データが画像データであるときは、フレームデータ単位でモニタ５１に表示する。また、復号化された単位データが音声データであるときは、フレームデータ単位でスピーカ５２から出力させる。
【００１９】
このような暗号化システム１によれば、暗号化がフレームデータ毎に行なわれるため、そのフレームの暗号化データと暗号化キーがあれば容易に復号可能な暗号化データを作成することができる。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、図１に示すデータ処理システムのハードウェア構成を示す図である。
図２に示すコンピュータシステム１００は、デコーダ３１と、エンコーダ３２と、ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）３３と、エンコーダ３４と、マルチプレクサ３５と、ストリームプロセッサ３６と、ＰＣＩインターフェース３７と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３８とを備えるキャプチャボード３０と、ＣＰＵ４１と、サウスブリッジ４２およびノースブリッジ４３で構成されるチップセット４４と、ＲＡＭ４５と、ＰＣＩバス４８とを備えたマザーボード４０と、ＨＤＤ４６と、ドライブ４７と、モニタ５１とスピーカ５２とを有している。
【００２１】
まずキャプチャボード３０について説明する。
デコーダ３１は、入力されるＮＴＳＣ（National Television System Committee）、ＰＡＬ（Phase Alternating Line）またはＳＥＣＡＭ（Sequential Couleur A Memoire）方式等のアナログビデオ信号を、デジタル信号であるビデオストリーム信号に変換してエンコーダ３２およびストリームプロセッサ３６に出力する。
【００２２】
エンコーダ３２は、デコーダ３１からのビデオストリーム信号を取り込み、所定の方式、例えば、ＭＰＥＧ２ ＶＩＤＥＯ ＭＰ＠ＭＬ方式で圧縮符号化された圧縮ビデオ信号を生成し、マルチプレクサ３５に出力する。
【００２３】
ＡＤＣ３３は、入力されるアナログＡｕｄｉｏ信号を、オーディオストリーム信号に変換してエンコーダ３４およびストリームプロセッサ３６に出力する。
エンコーダ３４は、ＡＤＣ３３からのオーディオストリーム信号を取り込み、例えば、ＭＰＥＧ１  Ａｕｄｉｏ  ＬａｙｅｒII（２）方式で圧縮符号化された圧縮オーディオ信号を生成し、マルチプレクサ３５に出力する。
【００２４】
マルチプレクサ３５は、エンコーダ３２から入力される圧縮ビデオ信号とエンコーダ３４から入力される圧縮オーディオ信号とを、所定の形式、例えば、ＭＰＥＧ２ＰＳ形式でマルチプレクスしたシステムストリーム信号を生成し、ストリームプロセッサ３６に出力する。
【００２５】
ストリームプロセッサ３６は、デコーダ３１からの非圧縮のビデオストリーム信号（以下、「ＶＲＡＷ信号」という）と、ＡＤＣ３３からの非圧縮のオーディオストリーム信号（以下、「ＡＲＡＷ信号」という）と、マルチプレクサ３５からのシステムストリーム信号（以下、「ＭＰＥＧ信号」という）とを取り込み、ＰＣＩインターフェース３７のＤＭＡレジスタに対してＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号を転送する。なお、これらのストリームを転送する際には、一括で転送してもよいし、個別に転送してもよい。
【００２６】
ＰＣＩインターフェース３７は、ＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号を、前述したＤＭＡレジスタを用いて、ＰＣＩバス４８を介してＲＡＭ４５に対してマスタ転送する。
【００２７】
ＣＰＵ３８は、キャプチャボード３０の各部の作動を制御する。
次に、マザーボード４０について説明する。
ＣＰＵ４１は、マザーボード４０の各部の作動を制御する。ＣＰＵ４１には、チップセット４４を介してＲＡＭ(Random Access Memory)４５、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４６、ドライブ４７、ＰＣＩバス４８が電気的に接続されている。
【００２８】
また、ＣＰＵ４１は、ストリームプロセッサ３６に対して前述したＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号の転送の開始を許可する。
チップセット４４は、割り込み要求（ＩＲＱ）やＤＭＡ、システム・クロック、タイマ、電力管理などマザーボード４０の基礎的な部分を制御する。
【００２９】
サウスブリッジ４２は、ＨＤＤ４６並びにドライブ４７や、ＵＳＢ、ＬＡＮなどのＩ
／ＯデバイスおよびＰＣＩバス４８を制御する。
【００３０】
ノースブリッジ４３は、ＲＡＭ４５や図示しない外部キャッシュ・メモリ・チップを制御してＣＰＵ４１やＩ／Ｏデバイスとのデータ転送をつかさどる。
また、ノースブリッジ４３は、グラフィック処理機能とオーディオ再生機能とを有している。ノースブリッジ４３には、モニタ５１とスピーカ５２とが接続されている。ノースブリッジ４３は、ＣＰＵ４１からの命令に従って、画像をモニタ５１の画面に表示させたり、音声をスピーカ５２から出力させたりする。
【００３１】
なお、サウスブリッジ４２とノースブリッジ４３とは、ローカルバスで電気的に接続されている。
ＲＡＭ４５には、ＣＰＵ４１に実行させるＯＳ(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ４５には、ＣＰＵ４１による処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ４６には、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。
【００３２】
ドライブ４７は、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させる記録手段を構成している。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ＨＤＤの他に、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ(Magneto-Optical disk)などがある。
【００３３】
ＰＣＩバス４８は、ＰＣＩインターフェース３７に電気的に接続されており、ＰＣＩインターフェース３７との間でデータの送受信を行なう。
次に、本実施の形態のコンピュータシステムの動作（作用）について説明する。
【００３４】
キャプチャボード３０に入力されたアナログビデオ信号は、デコーダ３１によってビデオストリーム信号に変換される。このビデオストリーム信号は、エンコーダ３２に出力されると同時に、ストリームプロセッサ３６にＶＲＡＷ信号として出力される。エンコーダ３２に出力されたビデオストリーム信号は、圧縮ビデオ信号に圧縮符号化され、マルチプレクサ３５に出力される。
【００３５】
一方キャプチャボード３０に入力されたアナログオーディオ信号は、ＡＤＣ３３によってオーディオストリーム信号に変換される。オーディオストリーム信号は、エンコーダ３４に出力されると同時にストリームプロセッサ３６にＡＲＡＷ信号として出力される。
【００３６】
エンコーダ３４に出力されたデジタルオーディオ信号は、圧縮符号化され、オーディオストリーム信号に圧縮され、マルチプレクサ３５に出力される。
マルチプレクサ３５に出力された圧縮デジタル信号および圧縮オーディオ信号は、マルチプレクサ信号にマルチプレクスされ、システムストリーム信号としてストリームプロセッサ３６に出力される。
【００３７】
ストリームプロセッサ３６に転送されたＭＰＥＧ信号、ＡＲＡＷ信号およびＶＲＡＷ信号のうち、ＣＰＵ４１により転送許可された信号は、暗号化処理が施され、暗号化データとなり、ＰＣＩインターフェース３７のＤＭＡレジスタに転送される。ＰＣＩインターフェース３７のＤＭＡレジスタに転送された暗号化データは、ＤＭＡレジスタで、マザーボード４０のＲＡＭ４５に対してマスタ転送される。
【００３８】
メモリ４５にマスタ転送された暗号化データは、ＣＰＵ４１によって復号化処理が施されメモリ４５内の別のアドレス空間に格納される。復号されたデータは、ノースブリッジ４３によって読み出され、復号されたデータが、画像のデータである場合は、モニタ５１に画像が表示される。一方、復号されたデータが、音声のデータである場合は、スピーカ５２から音声が出力される。
【００３９】
なお、暗号化処理および復号化処理については後に詳述する。
次に、暗号化処理に用いる各データについて説明する。
図３は、本実施の形態のモニタに表示されるＶＲＡＷ信号を示す図である。
【００４０】
本実施の形態のモニタ５１は、ＮＴＳＣ方式のモニタであり、７２０ピクセル×４８０ライン分のデータを表示することができる。
本実施の形態では、所定時間に１画面に表示される映像を構成するデータ、すなわち動画像を構成するフレーム単位のデータを「フレームデータ」という。
【００４１】
図４は、フレームデータの詳細を示す図である。
本実施の形態では、ラインに４：２：２と呼ばれるデータフォーマットが用いられている。この４：２：２は、輝度Ｙと２つの色差Ｃｂ、Ｃｒ信号の標本化周波数の比を表しており、１ピクセルあたりのデータ長は２バイトで構成されている。
【００４２】
また、本実施の形態では、ここで、２ピクセル分のデータが含まれている４バイトのデータを「単位データ」という。本実施の形態では、ＶＲＡＷ信号の暗号化を、単位データ毎に行なう。
【００４３】
これにより、１ライン分（１走査線分）の単位データの個数は、７２０（ピクセル）×２（バイト）／４（バイト）＝３６０（個）となる。
フレームデータの先頭には、４バイトのデータ長を有するフレームチェックコード（ＦＣＣ）が付加されている。
【００４４】
フレームチェックコードは、ＶＲＡＷ信号には含まれないユニークなコードを有しており、ＶＲＡＷ信号とは明らかに区別される。
また、フレームデータは、単位データｎ個毎に１つのユニットに区切られている。
この１つのユニットを以下、「チェーン」と言い、チェーンで区切られたｎ個の単位データの集合を「チェーン暗号化データ」という。また、１つのチェーン暗号化データに含まれる単位データの個数を「チェーン長（ｎ）」で表す。
【００４５】
本実施の形態では、ｎ＝３６０に設定されているため、単位データＤ０、Ｄ１、・・・、Ｄ３５９が１つのチェーン暗号化データを構成し、単位データＤ３６０、Ｄ３６１、・・・、Ｄ７１９が１つのチェーン暗号化データを構成し、以下同様にして単位データＤ１７２４４０、Ｄ１７２４４１、・・・、Ｄ１７２７９９が１つのチェーン暗号化データを構成している。
【００４６】
次に、ＰＣＩインターフェースのＤＭＡレジスタについて説明する。
図５は、ＰＣＩインターフェース内のＢＡＲ０空間およびＢＡＲ１空間にマッピングされたレジスタを示す図である。
【００４７】
図５に示すように、ＰＣＩインターフェース３７のＢＡＲ（Base Address Resister）０空間のＤＭＡレジスタは、ＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号に、それぞれ対応するＡｄｄｒｅｓｓレジスタ、Ｓｉｚｅレジスタ、ＳｔａｒｔレジスタおよびＳｔａｔｕｓレジスタを有している。
【００４８】
以下、ＤＭＡレジスタについて説明するが、ＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号について設定されるレジスタの内容は同じであるため、以下代表的にＶＲＡＷ信号に対応する各レジスタについて説明する。
【００４９】
ＶＲＡＷ  Ａｄｄｒｅｓｓレジスタには、ＣＰＵ４１のアドレス空間がマップされたＰＣＩ側のアドレスの先頭を指すＶＲＡＷ信号のアドレスが書き込まれる。
ＶＲＡＷ  Ｓｉｚｅレジスタには、ＶＲＡＷ信号の転送サイズが書き込まれる。
【００５０】
ＶＲＡＷ  Ｓｔａｒｔレジスタは、ＶＲＡＷ信号の転送開始・終了を示すアドレスである。本実施の形態では、‘０００００００１ｈ’が書き込まれることにより転送を開始し、‘０００００００ｈ’が書き込まれることにより転送を終了する。
【００５１】
ＶＲＡＷ  Ｓｔａｔｕｓレジスタは、転送完了割り込みを許可・禁止するアドレスである。本実施の形態では、‘０００００００１ｈ’が書き込まれることにより転送完了割り込みを許可する。
【００５２】
また、ＰＣＩインターフェース３７のＢＡＲ１空間のＳｔｒｅａｍ  Ｃｈａｉｎレジスタには、チェーン長（ｎ）が設定され、ＫＥＹレジスタには、単位データの暗号化処理に用いられる暗号化キーが設定されている。暗号化キーのデータ長は、単位データのデータ長と等しく設定されている。
【００５３】
次に、本実施の形態のデータ処理システムのデータ処理を説明する。
図６は、データ処理における制御フローを示すフローチャートである。
なお、以下では、代表的に、ＶＲＡＷ信号のデータ処理について説明する。
【００５４】
まず、ＣＰＵ４１は、ＢＡＲ１空間にマップされたＶＲＡＷ信号のチェーン長（ｎ）と、暗号化キーとをセットする（ステップＳ１１）。
次に、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４５内の転送先アドレスを、ＶＲＡＷ  Ａｄｄｒｅｓｓレジスタ（００ｈ）に設定する（ステップＳ１２）。
【００５５】
次に、転送サイズをＶＲＡＷ  Ｓｉｚｅレジスタ（０４ｈ）に設定する（ステップＳ１３）。
次に、ＶＲＡＷ  Ｓｔａｒｔレジスタ（０８ｈ）に‘０００００００１ｈ’を書き込む（ステップＳ１４）。これにより、ストリームプロセッサ３６からのＶＲＡＷ信号の転送が開始される。ストリームプロセッサ３６は、ＶＲＡＷ信号に対して順次暗号化処理を行ないつつ、得られた暗号化データをＶＲＡＷ  Ａｄｄｒｅｓｓレジスタに設定されているアドレス、すなわちステップＳ１２で設定されたＲＡＭ４５内の転送先アドレスに対して、ＶＲＡＷサイズレジスタに設定されたサイズ分のデータをマスタ転送する。
【００５６】
ストリームプロセッサ３６の動作と同時にＣＰＵ４１は、転送完了割り込み（ＩＮＴＡ）が許可されたか否かを判断し（ステップＳ１５）、転送完了割り込みが許可されるまで待機する（ステップＳ１５のＮｏ）。
【００５７】
ストリームプロセッサ３６は、上記サイズ分のデータの転送が完了すると、ＶＲＡＷ  Ｓｔａｔｕｓレジスタ（０Ｃｈ）に１を書き込み、転送完了割り込み（ＩＮＴＡ）を許可（アサート）する。
【００５８】
これによりＣＰＵ４１は、転送完了割り込みが許可されたと判断し（ステップＳ１５のＹｅｓ）、ＣＰＵ４１は、ＶＲＡＷ  Ｓｔａｔｕｓレジスタ（０Ｃｈ）に‘００００００００ｈ’を書き込み、転送完了割り込み（ＩＮＴＡ）を禁止（ネゲート）する（ステップＳ１６）。
【００５９】
次に、ＲＡＭ４５から転送されたＶＲＡＷ信号を読み出し、ＣＰＵ４１によって順次復号化処理を行ない、得られたデータをＲＡＭ４５内の別のアドレス空間に書き込む（ステップＳ１７）。
【００６０】
次に、復号化処理が終了したデータをノースブリッジ４３が読み出し、リアルタイムにモニタ５１に出力する（ステップＳ１８）。
次に、ＣＰＵ４１は、ＶＲＡＷ転送が終了したか否かを判断する（ステップＳ１９）。
【００６１】
ＶＲＡＷ転送が終了していない場合は（ステップＳ１９のＮｏ）、ステップＳ１２に移行して、動作を引き続き行なう。
一方、ＶＲＡＷ転送が終了した場合は（ステップＳ１９のＹｅｓ）、転送動作を終了する。
【００６２】
次に、本実施の形態の暗号化システムにおける暗号化処理および復号化処理について説明する。
図７は、コンピュータシステムにおける暗号化処理を示す図である。
【００６３】
暗号化処理の際には、ストリームプロセッサ３６は、フレームデータ毎にフレームチェックコードを設定する。具体的には、フレームデータの先頭にフレームチェックコードを付加する。そして、フレームチェックコードに続く単位データＤ０、すなわち先頭データと、ＫＥＹレジスタに設定された暗号化キーＫとの排他的論理和（ＸＯＲ）を計算して暗号化データＣ０を作成する。その後、単位データＤ０に付加されているフレームチェックコードと同じフレームチェックコードを作成された暗号化データＣ０の先頭に付加する。なお、このフレームチェックコードの付加動作は、暗号化処理の途中に行なってもよいし、暗号化処理の最後に行なってもよい。
【００６４】
次に、暗号化データＣ０と、単位データＤ１との排他的論理和を計算して暗号化データＣ１を作成する。以降、この計算をチェーン長（ｎ）分、順次行なう。本実施の形態では、ｎ＝３６０であるため、この計算を、暗号化データＣ３５８と、単位データＤ３５９との排他的論理和を計算して暗号化データＣ３５９を作成するまで行なう。
【００６５】
そして、次のチェーン暗号化データの先頭のデータ、すなわち、フレームチェックコードから３６１番目の単位データＤ３６０に対しては、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して暗号化データＣ３６０を作成し、その後、暗号化データＣ３６０と、単位データＤ３６１との排他的論理和を計算して暗号化データＣ３６１を作成する。以降、この計算をチェーン長（ｎ）分行なう。すなわち、この計算を、暗号化データＣ７１９を作成するまで行なう。そして、次のチェーンの先頭の単位データＤ７２０に対しても、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して暗号化データＣ７２０を生成し、以降、同様の動作を行なう。このように、各チェーン暗号化データの先頭の単位データに対しては、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して暗号化データを作成し、それ以外のデータに対しては、Ｃ（ｍ−１）暗号化データとＤ（ｍ）単位データとの排他的論理和を計算してＣ（ｍ）暗号化データを作成する。これにより、フレームチェックコードが先頭に付加された暗号化データＣ０、Ｃ１、・・・Ｃ１７２７９８、Ｃ１７２７９９が作成される。
【００６６】
ストリームプロセッサ３６は、この暗号化処理をフレームチェックコードを検出する度に行なう。なお、フレームチェックコードは暗号化されない。
このようにして、フレームデータ毎に固有のチェーン暗号化データが作成される。
【００６７】
図８は、コンピュータシステムにおける復号化処理を示す図である。
復号化処理の際には、フレームチェックコードに続く暗号化データＣ０と、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して単位データＤ０を復号し、暗号化データＣ１と暗号化データＣ０との排他的論理和を計算して単位データＤ１を復号する。以降、この計算を順次行なって単位データＤ０〜Ｄ３５９を復号する。
【００６８】
そして、フレームチェックコードから３６１番目の暗号化データＣ３６０に対しては、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して単位データＤ３６０を復号し、その後、暗号化データＣ３６０と、暗号化データＣ３６１との排他的論理和を計算して暗号化データＣ３６１を復号し、以降、暗号化データＣ７１８と、暗号化データＣ７１９との排他的論理和を計算して単位データＤ７１９まで復元する。そして、暗号化データＣ７２０に対しては、暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して単位データＤ７２０を生成する。以降、前述した動作と同様の動作を行なう。このように、チェーン長（ｎ）に対応する暗号化データ毎に暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して単位データを復号して、それ以外の暗号化データに対してはＣ（ｉ−１）暗号化データとＣ（ｉ）暗号化データとの排他的論理和を計算してＤ（ｉ）単位データを復号する。これにより、単位データＤ０、Ｄ１、・・・、Ｄ１７２７９８、Ｄ１７２７９９が復号される。
【００６９】
ＣＰＵ４１は、以上の復号化処理をフレームチェックコードを検出する度に行なう。
以上述べたように本実施の形態のコンピュータシステム１００によれば、暗号化データＣ０、Ｃ１、・・・、Ｃ１７２７９９を作成することにより、単位データＤ０、Ｄ１、・・・、Ｄ１７２７９８、Ｄ１７２７９９、すなわち、デジタルビデオデータを不正なコピーから確実に保護することができる。
【００７０】
また、フレームデータ毎に、フレームチェックコードを生成し、フレームチェックコードに基づいて暗号化を行なうことにより、暗号化をフレームデータ単位で行なうことができ、また、暗号化データと暗号化キーさえあれば容易に復号可能な暗号化データを作成することができる。
【００７１】
また、チェーン長（ｎ）毎に暗号化を行なっているため、暗号化データが流出しても、復号は困難である。これにより、複写による情報の劣化が生じない非圧縮のＶＲＡＷ信号およびＡＲＡＷ信号が不正に複写されることを容易かつ確実に保護することができる。
【００７２】
また、暗号化データの一部が転送中に化けたり、消失したりしてしまったとしても、フレームチェックコードを見つけることにより、それ以降のフレームデータに対するデータ処理を引き続き行なうことができる。
【００７３】
なお、本実施の形態の信号処理方法は、ＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号、ＭＰＥＧ信号のいずれにも適用することができるが、特に、複写による情報の劣化が生じない非圧縮のＶＲＡＷ信号およびＡＲＡＷ信号に対して行なうのが好ましい。
【００７４】
また、ＡＲＡＷ信号の単位データは、例えば、１サンプリング周期を１６ビット、２Ｃｈ分とすると、４バイトで構成することができる。この場合、例えば、チェーン長（ｎ）は１００とする。
【００７５】
また、ＶＲＡＷ信号、ＡＲＡＷ信号については、本実施の形態の信号処理方法を用い、ＭＰＥＧ信号については、他の信号処理方法、例えば、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）等を用いることもできる。
【００７６】
次に、暗号化処理および復号化処理の第２の実施の形態について説明する。
図９は、暗号化処理の第２の実施の形態を示す図である。
以下、暗号化処理および復号化処理の第２の実施の形態について、前述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７７】
暗号化処理および復号化処理の第２の実施の形態では、最後列のチェーン暗号化データのデータ長がそれ以前のチェーン暗号化データのデータ長と異なる以外は第１の実施の形態と同様である。
【００７８】
本実施の形態では、図９に示すように、チェーン長（ｎ）をｎ＝３６１に設定する。これにより、最後列のチェーン暗号化データは、Ｄ１７２５５８〜Ｄ１７２７９９となり、それ以前のチェーン暗号化データのデータ長より小さい。
【００７９】
本実施の形態では、チェーン長（３６１）に対応する暗号化データ（本実施の形態では、Ｄ０、Ｄ３６１、・・・、Ｄ１７２５５８）毎に暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して暗号化データを作成して、それ以外の暗号化データに対してはＣ（ｉ−１）暗号化データとＤ（ｉ）単位データとの排他的論理和を計算してＣ（ｉ）暗号化データを作成する。
【００８０】
図１０は、復号化処理の第２の実施の形態を示す図である。
本実施の形態では、チェーン長（３６１）に対応する暗号化データ（本実施の形態では、Ｃ０、Ｃ３６１、・・・、Ｃ１７２５５８）毎に暗号化キーＫとの排他的論理和を計算して単位データを復号して、それ以外の暗号化データに対してはＣ（ｉ−１）暗号化データとＣ（ｉ）暗号化データとの排他的論理和を計算してＤ（ｉ）単位データを復号する。
【００８１】
この暗号化処理および復号化処理の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の情報処理方法と同様の効果が得られる。
そして、暗号化処理および復号化処理の第２の実施の形態によれば、最後列のチェーン暗号化データが、それ以前のチェーン暗号化データのデータ長より小さいことにより、第三者が、各チェーン暗号化データの先頭データを見つけることがより困難になり、転送されるデータを、不正なコピーからより確実に保護することができる。
【００８２】
以上、本発明の好適な実施の形態について詳述したが、本発明は、その特定の実施の形態に限定されるものではない。
また、本実施の形態では、フレームデータを１フレーム当たりのデータで構成したが、これに限られず、例えば、１フレーム以上のデータで構成してもよく、１フレーム未満のデータで構成してもよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、ＰＣＩインターフェース３７およびＰＣＩバス４８を用いてデータの転送・受信を行なったが、これに限らず、例えば、ＵＳＢ等を用いてデータの転送・受信を行なってもよい。
【００８４】
また、本実施の形態では、ラインに４：２：２データフォーマットを用いたが、これに限定されず、例えば、４：２：０（４：０：２）データフォーマットを用いてもよいし、４：４：４データフォーマットを用いてもよい。
【００８５】
また、本実施の形態では、単位データを４バイトで構成したが、これに限らず、ＣＰＵのビット幅単位（３２ビットＣＰＵなら４バイト単位）で行なうのが好ましい。
また、本実施の形態では、単位データＤ０の先頭にフレームチェックコードを付加したが、これに限らず、例えば、単位データＤ０にフレームチェックコードを上書きしてもよい。
【００８６】
また、本実施の形態では、暗号化処理および復号化処理に排他的論理和を求める演算を行なって各単位データおよび各暗号化データの作成・復号を行なったが、本発明で用いる演算は排他的論理和に限定されない。
【００８７】
（付記１）  時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化システムにおいて、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるコード設定手段と、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段と、
作成された前記各チェーン暗号化データを転送する転送手段とを有する暗号化装置と、
前記転送手段により転送される前記チェーン暗号化データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成する復号化手段とを備える復号化装置と、
を有することを特徴とする暗号化システム。
【００８８】
（付記２）  前記フレームデータは、圧縮されていないデータであることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
（付記３）  作成された前記チェーン暗号化データは、所定の記憶手段に格納されることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
【００８９】
（付記４）  前記フレームチェックコードは、前記単位データの先頭に付加されることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
（付記５）  前記フレームデータは、動画像を構成するフレーム単位に設定されることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
【００９０】
（付記６）  前記単位データは、輝度信号と色差信号とを含むデータであることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
（付記７）  前記単位データは、サンプリング周期毎のデータであることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
【００９１】
（付記８）  前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする付記１記載の暗号化システム。
【００９２】
（付記９）  最後列の前記チェーンデータのデータ長は、他の前記チェーンデータのデータ長と異なることを特徴とする付記８記載の暗号化システム。
（付記１０）  時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化装置において、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるコード設定手段と、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成する暗号化手段と、
を有することを特徴とする暗号化装置。
【００９３】
（付記１１）  作成された前記各チェーン暗号化データを転送する転送手段をさらに有することを特徴とする付記１０記載の暗号化装置。
（付記１２）  前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする付記１０記載の暗号化装置。
【００９４】
（付記１３）  所定の単位データ毎に暗号化された時系列データの復号を順次行なう復号化装置において、
前記単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードが設けられ、前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理が順次行なわれて作成されたチェーン暗号化データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信したチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成する復号化手段と、
を備えることを特徴とする復号化装置。
【００９５】
（付記１４）  前記フレームデータは、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成されており、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする付記１３記載の復号化装置。
【００９６】
（付記１５）  時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化・復号化方法において、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるステップと、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成するステップと、
前記チェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成するステップと、
を有することを特徴とする暗号化・復号化方法。
【００９７】
（付記１６）  前記フレームデータを、前記フレームチェックコードからｎ（ｎは２以上の自然数）番目毎の単位データを、それぞれ開始データとする複数の前記チェーン暗号化データで構成し、前記フレームデータ内の前記チェーン暗号化データは、次のフレームデータにチェーンがまたがらないように暗号化されていることを特徴とする付記１５記載の暗号化・復号化方法。
【００９８】
（付記１７）  時系列データを所定の単位データ毎に順次暗号化を行ない、転送を順次行なう暗号化方法において、
単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードを設けるステップと、
前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理を順次行ない、チェーン暗号化データを作成するステップと、
を有することを特徴とする暗号化方法。
【００９９】
（付記１８）  所定の単位データ毎に暗号化された時系列データの復号を順次行なう復号化方法において、
前記単位データを所定個数毎にまとめた複数のフレームデータの先頭のデータに、それぞれフレームチェックコードが設けられ、前記フレームチェックコードに続き、前の単位データの暗号化の結果を次の単位データの暗号化に使用する暗号化処理が順次行なわれて作成されたチェーン暗号化データについて、前の単位データの復号結果を次の単位データの復号化に使用する復号化処理を順次行ない、復号化データを作成することを特徴とする復号化方法。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施の形態の暗号化システムの概要を示す原理図である。
【図２】図１に示す暗号化システムのハードウェア構成を示す図である。
【図３】本実施の形態のモニタに表示されるＶＲＡＷ信号を示す図である。
【図４】フレームデータの詳細を示す図である。
【図５】ＰＣＩインターフェース内のＢＡＲ０空間およびＢＡＲ１空間にマッピングされたレジスタを示す図である。
【図６】データ処理における制御フローを示すフローチャートである。
【図７】コンピュータシステムにおける暗号化処理を示す図である。
【図８】コンピュータシステムにおける復号化処理を示す図である。
【図９】暗号化処理の第２の実施の形態を示す図である。
【図１０】復号化処理の第２の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  暗号化システム
３  コード設定手段
４  暗号化手段
５、６  インターフェース
８  復号化手段
１０  暗号化装置
２０  復号化装置
３０  キャプチャボード
３６  ストリームプロセッサ
３７  ＰＣＩインターフェース
４０  マザーボード
４１  ＣＰＵ
４８  ＰＣＩバス
１００  コンピュータシステム
Ｄ０〜Ｄ１７２７９９  単位データ
Ｃ０〜Ｃ１７２７９９  暗号化データ
【図１】
2006279644.tif 000003
【図２】
2006279644.tif 000004
【図３】
2006279644.tif 000005
【図４】
2006279644.tif 000006
【図５】
2006279644.tif 000007
【図６】
2006279644.tif 000008
【図７】
2006279644.tif 000009
【図８】
2006279644.tif 000010
【図９】
2006279644.tif 000011
【図１０】
2006279644.tif 000012