(57)【要約】情報ストリングをソースエンティティから宛て先エンティティに送信するために、この情報は、各々が前記ストリング中の所定の関連した時間間隔でのみ有効である暗号化キーの時間シーケンスを通じて暗号化される。これによって、宛て先エンティティがこの情報を暗号化キーの時間シーケンスに基づいて解読することが可能になる。更に、宛て先エンティティは、2つの特定の暗号化キー間の転換瞬間に関する制御情報を示される。特に、−前記情報ストリング中で、前記宛て先エンティティに知られている、転換に関連する前記ストリングの所定のローカライゼーションでデータブロックを選出し、前記データブロックを実際に有効な暗号化キーで暗号化するステップと、−前記暗号化されたデータブロックのフィンガープリントを形成するステップと、−前記暗号化されたデータブロックの代わりに前記所定のローカライゼーションの前記フィンガープリントを送信するステップと、−更新が起こったことを示すために帯域外制御メッセージを送信するステップとが実行される。
2005503714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報ストリングをソースエンティティから宛て先エンティティに送信する方法であって、このような情報を各々が前記ストリング中の所定の関連した時間間隔でのみ有効である暗号化キーの時間シーケンスを通じて暗号化し、暗号化キーの前記時間シーケンスに基づいて前記宛て先エンティティが前記情報を解読するのを可能にし、前記宛て先エンティティに2つの特定の暗号化キー間の転換瞬間に関する制御情報を示す方法において、
−前記情報ストリング中で、前記宛て先エンティティに知られている、前記転換に関連する前記ストリングの所定のローカライゼーションでデータブロックを選出し、前記データブロックを実際に有効な暗号化キーで暗号化するステップと、
−前記暗号化されたデータブロックのフィンガープリントを形成するステップと、
−前記暗号化されたデータブロックの代わりに前記所定のローカライゼーションの前記フィンガープリントを送信するステップと、
−更新が起こったことを示すために帯域外制御メッセージを送信するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法において、前記制御メッセージは、暗号化の後であって前記フィンガープリントの形成の前の前記データブロックを含む、方法。
【請求項３】
請求項1に記載の方法において、前記制御メッセージの送信は、前記転換を含む前記セキュリティ保護されたコンテンツに関する可変遅延期間の対象となる、方法。
【請求項４】
請求項1に記載の方法において、前記ストリングのどのローカライゼーションにおいても1つのキーのみがアクティブである方法。
【請求項５】
請求項1に記載の方法において、前記所定のローカライゼーションは、前に存在していた暗号化キーを用いる前記ストリング内の最後のブロック位置である、方法。
【請求項６】
請求項1に記載の方法において、暗号化／解読のために用いられるブロック暗号アルゴリズムに基づくセキュリティ保護されたリンクに適用される方法。
【請求項７】
請求項2に記載の方法を実行することにより生じる暗号化された情報ストリングを受信するための方法において、前記制御メッセージのペイロードをフィンガープリントするステップと、前記暗号化されたデータストリームとのマッチを検索するステップと、このようなマッチが見つかったら前記転換の指示を生じるステップと、暗号化キーの前記シーケンスに関連する次の解読キーに変更するステップとを有する方法。
【請求項８】
情報ストリングをソースエンティティから宛て先エンティティに送信設備上で送信するための請求項1に記載の方法を実行するように構成された装置であって、このような情報を各々が前記ストリング中の所定の関連した時間間隔でのみ有効である暗号化キーの時間シーケンスを通じて暗号化する暗号化手段を有し、更に、前記宛て先エンティティに2つの特定の暗号化キー間の転換瞬間に関する制御情報を示す表示手段を有する装置において、
−前記情報ストリング中で、前記宛て先に知られている、前記転換に関連する前記ストリングの所定のローカライゼーションでデータブロックを選出し、前記データブロックを前記符号化手段に示す選択手段と、
−前記暗号化されたデータブロックのフィンガープリントを形成して、前記暗号化されたデータブロックの代わりに前記所定のローカライゼーションの前記フィンガープリントを前記送信設備上で送信するための、前記暗号化手段によって供給されるフィンガープリント手段と、
−更新が起こったことを示すために帯域外制御メッセージを送信するための制御メッセージ手段と、
を有する装置。
【請求項９】
請求項8に記載の装置において、前記制御メッセージは、暗号化の後であって前記フィンガープリントの形成の前の前記データブロックを含む、装置。
【請求項１０】
請求項7に記載の方法を実行するように構成された装置において、請求項1に記載の方法を実行することにより生じる暗号化された情報ストリングを受信するための受信手段と、前記制御メッセージのペイロードをフィンガープリントするための2次フィンガープリント手段と、前記暗号化されたデータストリームとのマッチを検索するための、前記受信手段及び前記2次フィンガープリント手段によって供給される比較検索手段とを有する装置。
【請求項１１】
請求項8に記載の装置において、ストリーム暗号に基づいた暗号化手順に用いられると共に、前記データブロックを収容するための追加のビットバッファを備えている装置。
【請求項１２】
請求項8に記載の装置及び請求項10に記載の装置の互いにインタフェースされた対を含む送信システム。
【請求項１３】
請求項1に記載の方法を実行することによって作成された信号であって、各々が前記ストリング中の所定の関連した時間間隔でのみ有効である暗号化キーの時間シーケンスを通じて暗号化されたソースエンティティからの情報ストリングを表し、暗号化キーの前記時間シーケンスに基づいて前記宛て先エンティティが前記情報を解読するのを可能にし、更に、2つの特定の暗号化キー間の転換瞬間に関する制御情報の前記宛て先エンティティへの表示を有する信号において、
−前記情報ストリング中で所定の転換位置に関連する前記ストリングの所定のローカライゼーションでデータブロックが選出され、前記データブロックは実際に有効な暗号化キーで暗号化され、
−前記暗号化されたデータブロックでフィンガープリントが形成され、
−前記フィンガープリントは、前記所定のローカライゼーションで前記暗号化されたデータブロックの代わりに送信され、
−更新が起こったことを示すために帯域外制御メッセージが送信される、
ことを特徴とする信号。
【請求項１４】
請求項13に記載の、オーディオ及び／又はビデオコンテンツの配布に関する信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の暗号化された情報を送信するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データストリームの暗号化は、権限のないエンティティによる当該データストリームの盗聴又は干渉が引き起こし得る商業的及び他の危険を鑑みて、このような盗聴又は他の干渉を防ぐはずである。改良されたセキュリティのためには、1つ又は複数の暗号化キーは、以前のキーから容易に導かれることができない1つ又は複数の他のキーに繰り返し交換されるべきである。本発明において、送信器、発信器又はソースエンティティは、一般に、他のキーへの転換を、新しいキーのコンテンツ及び転換の瞬間の両方に関係して開始する。本発明の範囲において、受信器は、次の暗号化キーが何であるべきかを知っていると推定され、従って、次にどの解読キーを適用するべきかを知っていると推定される。ここで、受信器エンティティは、宛て先が適当な新しい1つ又は複数の解読キーに転換することを可能にするために、暗号化されたデータストリーム中で新しいキーへの転換が起こった正確な位置を何らかの形で通知されなければならない。このような通知の理由は、原則として、全ての暗号化された情報は受信器にとって有用であるはずであり、更に、暗号化プロセスは、解読からのバックトラッキング又は他の逸脱なしに、1つ又は複数の正しいキーのみを用いて、直接的な態様で実行されるべきであるということである。
【０００３】
さて、ヨーロッパ特許第1054546号は、暗号化されたデータに、特定の瞬間に受信器に次の解読キーに転換するよう合図するバイナリフラグを含める方法を説明する。この手順は、明らかに、繰り返しフラグを送信する必要性のため、チャネル伝送能力を減少させ、更に、盗聴者がこのような転換の瞬間を検出することを許容しかねない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、中でも、データチャネルの伝送能力を依然としてその標準値に実質的に維持しながら、転換の正確な瞬間に関して受信器にフェイルセーフ検知機構を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、その1つの側面によれば、請求項1の特徴部分により特徴付けられる。多くの状況において、バーチャル又は実際の制御チャネルは、どのみち比較的低い転送速度で存在するのであり、種々の暗号化キー間で受信器を転換位置と同期させるために該制御チャネルを追加で使用することは、主なデータチャネル上での転送を妨げることにならない。
【０００６】
本発明は、更に、このような暗号化された情報を受信するための方法、暗号化された情報の送信又は受信をそれぞれ実行する装置、このような暗号化及び解読を両方実行するための連結された装置を有するシステム、並びにこのような方法によって暗号化された信号に関する。本発明の他の有利な側面は、従属請求項に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のこれらの及び他の側面及び利点は、以下で、好適な実施例の開示を参照して、特に添付の図面を参照しながらより詳細に説明される。
【０００８】
図1は、セキュリティ保護されたリンクの基本的な略図を示す。左で、セキュリティ保護されていないコンテンツ20が送信器環境の内部に送られており、このため、このコンテンツの保護は、権限のないアクセス作業等の機械的ブロッキングによって提供されることができる。ブロック22は、ある量の制御情報30の他にセキュリティ保護されたコンテンツ24を作成する発信器エンティティにおける暗号化を表す。通常、制御情報ストリーム30の転送速度は、コンテンツストリーム24の転送速度よりも非常に低い。制御情報は、以下で開示される暗号化手順の他に、メッセージ同期、アドレス指定、及び、それらのみでは盗聴に対して固有の保護を必要としない他の機能等の種々の役割を果たしてもよい。本発明との関連で、解読によりシステム出力において生じるセキュリティ保護されていないコンテンツに「不具合(glitches)」がないように、制御は、1つの暗号化キーから他の暗号化キーへの転換の検出をサポートする情報を含む。
【０００９】
制御チャネルは、別個の周波数帯又は物理チャネル等の実際のチャネルであってもよく、又は、何れにしろ必要である、例えば特定のビット位置によって提供されるバーチャルチャネルであってもよい。通常、第1の状況が適用される。
【００１０】
ここで、受信ブロック26が解読手順を実行し、セキュリティ保護されていないコンテンツ28を最終的に再現する。一般に、送受信機構の特性、更には送信データの全体的な構造又は使用も、本発明には重要でない。
【００１１】
図2−a〜2−cは、キー更新の流れの基本的な略図を示す。本発明によれば、暗号化要件は、セキュリティ保護されたコンテンツを適切に送信するのに必要なビットの他に追加のビットを挿入することもコンテンツの圧縮も許容しない。このような状況において、全ての制御情報は、帯域外で送信されなければならない。従って、図1の2つの情報構造24、30間には厳しい時間的関係は必ずしも存在せず、これらの情報構造間には(場合によっては可変の)遅延が存在してもよい。将来のために計画されているこのようなセキュリティ保護されたリンクの例は、いわゆるSPDIF規格であり、これは、対応するソースデバイスと対応する宛先デバイスとの間の全デジタルオーディオ帯域を保護する。当然、ビデオ又はマルチメディア等オーディオ以外の伝送は、本発明から潜在的に利益を得る。
【００１２】
図2−aでは、ソースデバイス22において次の暗号化キーへの転換はまだ遂行されておらず、矢印21によって示されるように、実行を計画されている。図2−bにおいて、転換はソースデバイス22において実際に遂行されており、該転換の実際の概念上の位置は矢印25によって示されることができる。2つの相互接続された機構における入力又は出力バッファがこのような矢印25に物理的な意味を与えることができることに注意されたい。図2−cにおいて、次の暗号化キーへの転換が宛て先機構26に到着したため、正しい解読後に、更なるセキュリティ保護されていないストリーム28中の該転換の位置が、矢印29によって示されてもよい。図1、2−a〜2−cの対応する要素は、一般的に、同一の参照番号を有することに注意されたい。
【００１３】
図3は、フィンガープリント関数の基本的な略図である。ここでフィンガープリントの定義は、任意のサイズのデータメッセージMを固定サイズのフィンガープリントメッセージFに固有にマッピングする、均一な分布を有する関数fである。fについての知識なしにFをMから取得することは不可能であり、同様に、MをFから取得することも不可能であり、後者はfについての知識を有していてさえも不可能である。フィンガープリント原理は、それ自体だけでは現状技術である。ここで、発信器が実際の暗号化キーを更新しようとする度に、該発信器は、暗号化キーの更新の直前のセキュリティ保護されたデータストリームの最後のx=Mビットに基づいてフィンガープリントFを生成させる。次に、発信器は、このセキュリティ保護されたデータストリームの最後のxビットを、該発信器がたった今生成した等しい大きさのフィンガープリントによって置換する。更に、発信器は、新しい暗号化キーに直ちに変更し、更に、転換が発生したことを示すために帯域外制御メッセージを受信器に送信する。特に、制御チャネル上のこの制御メッセージのペイロードは、フィンガープリントを生成するために用いられたxビットを正確に含む。原理的には、フィンガープリントされたブロックは、受信器が、新しい解読キーに効果的に変化するべき位置を知っているのであれば、暗号化された情報ストリームにおいて幾分前に生成されてもよい。このように導入されるオフセットは、原則として、一連のキーの変化全体に亘って一様である必要はなく、実際には可変であってよい。また、制御メッセージと連続した暗号化キー間の転換を含むセキュリティ保護されたコンテンツとの間に可変な遅延が導入されてもよい。
【００１４】
図4−a〜4−cは、送信器側の暗号化キーの更新の基本的な略図を表す。ここで再び、図1、4−a〜4−cの対応する要素は、同一の参照番号を有している。次に、図4−aは新しいキーへの転換よりかなり前の状況を示す。図4−bにおいて、暗号化は位置Uから変わっている。更に、転換の前のx個の情報ビットの最後のブロックMが示されている。また、機構27による転換の位置はエンティティ25に送信され、このエンティティ25は、ブロックMのフィンガープリントを生成しなければならない。最後に、図4−cは、機構25がブロックMをブロックFにフィンガープリントした状況を表す。更に、Mを含む帯域外の制御情報ブロック31は、受信器に送信される。示されるこの制御ブロックは、何らかのヘッダ情報及びペイロードMを含む。
【００１５】
図5−a〜5−cは、受信器側における解読キー更新の基本的な略図を表す。ここで再び、図1、5−a〜5−cの対応する要素は、同一の参照番号を有している。受信器は、帯域外情報が有しうる最大遅延に適応するのに十分大きな要素32に含まれるFIFOバッファを特徴とする。図5−aにおいて、受信器は、発信器が自身の暗号化キーを更新したことを示す制御メッセージ34を帯域外チャネル30を通じて受信すると、ブロック32において制御メッセージMのフィンガープリントを生成し、続いて、該受信器のFIFOのコンテンツ中を、受信器自身がたった今生成したフィンガープリントとのマッチを見つけるために検索する。このようなマッチが見つかると、受信器は、FIFO内のマッチからのxビット36を、制御ペイロードのメッセージ中で元々受信されたxビット(=M)によって置換して、たった今置換された制御メッセージ(M)からの最後のビットを解読した後に、該受信器の実際の解読キーを更新する。図5−bは、このような置換の後の、暗号化された情報Mが実際に正しく解読機構38に転送されている状況を示す。更に、相互接続40に沿って、解読は、新しい解読キーを最適に加えることを可能にするために、転換の正確な位置について知らされる。最後に、図5−cは、解読キーが正常に変更され、暗号化キーの変化の位置U'が最早重要でない状況を示す。
【００１６】
本発明によって提供される解法は、暗号化/解読のためにブロック暗号アルゴリズムが用いられるセキュリティ保護されたリンクに最も適していることに注意されたい。しかし、この解法は、ストリーム暗号が用いられる状況で依然として用いられてもよく、このような状況において追加のxビットバッファ機構を提供する。
【００１７】
本発明によるキー更新同期機構の良い機能の1つは、セキュリティ保護されたストリームには何もせず帯域外でフィンガープリントFのみを送信するのではなく、セキュリティ保護されたストリームのメッセージMを該メッセージのフィンガープリントによって置換して、追加でメッセージ自体を帯域外で送信するという点にある。新しい手順に従うことは、以下の利点を提供する：
−必要な処理時間及びこれにより生じる遅延の減少
−製品の寿命の最中には実質的に発生しない誤ったキー更新
−手順全体の向上された堅牢性が生じる
【００１８】
上記の第1の側面に関して、図6−a、6−bは受信器側で遅延の低減を認識するための基本的な略図を表す。ここで、明らかに、暗号化されたデータの代わりに、フィンガープリントFが帯域外で送信されたら、受信器装置は、該受信器装置がそのFIFOバッファ中に受信するべきそれぞれのデータシーケンスのフィンガープリントを絶えず計算してからでないと、これらをFと比較することができない。換言すれば、各別個の比較のために、フィンガープリントは前もって計算されなければならず、これは事実上追加の計算遅延を導入する。しかし、Mを帯域外で送信することにより、新しいキーの各々について単一のフィンガープリントしか計算される必要がない。実行されるべき比較の数は事実上変化せず、多くの別個のフィンガープリント計算を生じさせることによって追加の遅延が導入されることはない。特に、図6−aは本発明による手順によって生じる遅延を示す。明らかに、2つの処理シーケンスが並行して遂行される。対比すると、図6−bは、全ての処理遅延が直列であるより不利な構成を示す。
【００１９】
更に、フィンガープリントを送信するのに、セキュリティ保護されたストリームにおける実際のキー更新位置の直前のxビットを用いることにより、受信器は、セキュリティ保護されたストリームから同時にxビットを解読し、更に、これらのxビットを計算されたフィンガープリントと比較して、これにより、導入された遅延を更に低下させることが可能である。
【００２０】
製品の寿命の間、誤りのあるキー更新が実質的に発生しないという特徴は、重要な事柄である。本発明と対照的に、フィンガープリントFが帯域外で送信される一方でセキュリティ保護されたストリームには変更が加えられなければ、実際、誤ったキー更新は、相当多く発生しうる(誤ったキー更新の確率が無視できないほどである状況を示す図7を参照されたい)。事実、実際のキー更新位置の前ならどこでも、セキュリティ保護されていないストリームにおいて、よってセキュリティ保護されたストリームにおいても、xビットのシーケンスが繰り返されることの特定の無視できない程度の可能性がある。このとき、受信器は、第1の発生を実際のキー更新位置であると誤って識別する。
【００２１】
しかし、これとは対照的に、メッセージMを帯域外で送信し、更に、セキュリティ保護されたストリームでこのメッセージMを当該メッセージのフィンガープリントで置換することにより、誤ったキー更新の量は、図8に示すように激減する。これは、誤ったキー更新の確率が事実上無視できる状況を示す。実際に、セキュリティ保護されたストリームがxビットメッセージ及び該メッセージのxビットフィンガープリントを含む確率は、非常に低い。更に、xの値を上昇させて、及び／又は、キー更新の頻度を増加させることによって、その確率は、更に低下させられることができる。適当なパラメータ値を用いることにより、製品寿命の最中に誤ったキー更新が事実上発生しないと述べてもよいかもしれない。確率に関する議論においては、用語「ストリーム」は、その時点の暗号化キーによって暗号化されたセキュリティ保護されたコンテンツストリームの部分を指すことに注意されたい。
【００２２】
最後に、手順全体によって実現される向上した堅牢性も、同様に本発明の重要な特長である。実際に、フィンガープリント関数fについての事前の知識無しにキー更新を強いることは不可能である。従って、ハッカーは受信器に彼自身の選ばれたマテリアルを示して、解読キーの更新を繰り返し強いて、更に、受信器の出力を見ることにより最終的にこれらの結果を分析する、ということはできない。更に、ハッカーは、セキュリティ保護されたコンテンツのフィンガープリントの位置を識別することができず、従って、実際のキー更新位置を識別することができない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】セキュリティ保護されたリンクの基本的な略図である。
【図２−ａ】キー更新の流れの基本的な略図である。
【図２−ｂ】キー更新の流れの基本的な略図である。
【図２−ｃ】キー更新の流れの基本的な略図である。
【図３】キー更新関数の基本的な略図である。
【図４−ａ】送信器側の暗号化キー更新の基本的な略図である。
【図４−ｂ】送信器側の暗号化キー更新の基本的な略図である。
【図４−ｃ】送信器側の暗号化キー更新の基本的な略図である。
【図５−ａ】受信器側の解読キー更新の基本的な略図である。
【図５−ｂ】受信器側の解読キー更新の基本的な略図である。
【図５−ｃ】受信器側の解読キー更新の基本的な略図である。
【図６−ａ】受信器側の遅延の低減に関する基本的な略図である。
【図６−ｂ】受信器側の遅延の低減に関する基本的な略図である。
【図７】誤ったキー更新の確率が無視できない状況を示す。
【図８】誤ったキー更新の確率が無視できる状況を示す。
【図６−ａ】
2005503714.tif 000003
【図６−ｂ】
2005503714.tif 000004
【図７】
2005503714.tif 000005
【図８】
2005503714.tif 000006
【国際公開パンフレット】
2005503714.tif 000007
2005503714.tif 000008
2005503714.tif 000009
2005503714.tif 000010
2005503714.tif 000011
2005503714.tif 000012
2005503714.tif 000013
2005503714.tif 000014
2005503714.tif 000015
2005503714.tif 000016
2005503714.tif 000017
2005503714.tif 000018
2005503714.tif 000019
2005503714.tif 000020
2005503714.tif 000021
2005503714.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005503714.tif 000023
【国際調査報告】
2005503714.tif 000024
2005503714.tif 000025