(57)【要約】  【課題】  【解決手段】メディアストリーム復号化キーを管理する制御装置が、メディア復号化エンジンと、テーブルと、コンテントキーリストとを具える。このメディア復号化エンジンは、ヘッドエンドから暗号化されたメディアストリームを受信し、復号化キーに対応する受信装置に復号化されたメディアストリームを送信し、前記復号化キーはコンテントキーの機能を有する。テーブルは、コンテントキーインデックスおよび複数の対応するコンテントキーを含む。特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーは、暗号化されたメディアストリームに対応するヘッドエンドから受信する識別子より参照されるコンテントキーテーブルのインデックスを利用して選択される。【選択図】図１ａ
2008509634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディアストリーム復号化キーを管理する制御装置であって、当該制御装置が：
暗号化されたメディアストリームをヘッドエンドから受信し、コンテントキーの機能を有する復号化キーに応答して受信装置に復号化されたメディアストリームを送信するメディア復号化エンジンと；
コンテントキーインデックスおよび複数の対応するコンテントキーを含むテーブルと；
コンテントキーリストとを具え、特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーが、ヘッドエンドから前記暗号化されたメディアストリームに関連して受信した識別子により参照されるコンテントキーテーブルのインデックスを利用して、前記コンテントキーリストから選択されることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、前記復号化キーは、定期的に変更されるワーキングキーであることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、前記コンテントキーのリストおよび前記キーインデックスが、前記ヘッドエンドから前記制御装置にロードされることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置がさらに、選択されたコンテントキーおよびワーキングキーモディファイヤを受信し当該選択されたコンテントキーおよびワーキングキーモディファイヤに対応する復号化キーを生成するよう構成されたコンバイナを具えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、前記識別子は、メディアストリームのプログラム識別子であることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の制御装置において、前記コンバイナが、排他論理和（ＥＸＯＲ）およびハッシュ処理のうち少なくとも一つを利用して前記復号化キーを生成することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の制御装置において、前記識別子はビデオオンデマンド識別子であり、前記テーブルはさらに各コンテントキーに関連するビデオオンデマンド期間を含み、前記復号化キーはさらに、前記コンテントキーが選択されたときに各ビデオオンデマンド期間に対応して送信されることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載の制御装置において、前記ヘッドエンドから前記制御装置にダウンロードされるエンタイトルマネージメントメッセージ（ＥＭＭ）のアップデートが、単独で、前記コンテントキーテーブルの初めのリストが送信された後にエンタイトルメントを配信するために利用され、前記インデックステーブルが、新しいＥＭＭそれぞれの新しいキーを送信する代わりにアップデートされることを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の制御装置において、前記インデックスがさらに、初期化ベクタ（ＩＶ）値と、ＩＶを含む前記コンテントキーリストとを具え、特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーおよびＩＶが、前記暗号化されたメディアストリームに関連して前記ヘッドエンドから受信する前記識別子により参照されるコンテントキーおよびＩＶのインデックス利用して、前記コンテントキーおよびＩＶリストから選択されることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の制御装置がさらに、前記インデックス、前記コンテントキー、前記復号化キーのうちの少なくとも一つに一方向ハッシュ処理を実施するよう構成されたハッシュ処理部を少なくとも一つ具えることを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
メディアストリーム復号化キーを管理する方法において、当該方法が、
暗号化されたメディアストリームをヘッドエンドから受信し、コンテントキー機能を有する復号化キーに応答してメディア復号化エンジンを用いて受信装置に復号化したメディアストリームを送信するステップと、
コンテントキーインデックスおよび複数の対応するコンテントキーをテーブルに格納するステップと、
前記ヘッドエンドから前記暗号化されたメディアストリームに関連して受信された識別子により参照される前記コンテントキーテーブルのインデックスを利用して、コンテントキーリストから特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーを選択するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記復号化キーは、定期的に変更されるワーキングキーであることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法がさらに、前記ヘッドエンドから制御装置に前記コンテントキーのリストおよび前記キーインデックスをロードするステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法がさらに、前記の選択されたコンテントキーおよびワーキングキーモディファイヤを受信するステップと、制御装置のコンバイナを利用して前記選択されたコンテントキーおよび前記ワーキングキーモディファイヤに対応する前記復号化キーを生成するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記識別子は、前記メディアストリームのプログラム識別子であることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法が、排他的論理和（ＥＸＯＲ）およびハッシュ処理の少なくとも一つを利用して、前記コンバイナにより前記復号化キーを生成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法において、前記識別子はビデオオンデマンド識別子であり、前記テーブルがさらに、各コンテントキーに関連するビデオオンデマンド期間を含み、前記復号化キーがさらに、前記コンテントキーが選択されたときに選択されるビデオオンデマンド期間それぞれに対応して送信されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法がさらに、前記コンテントキーテーブルの初めのリストが送信された後にエンタイトルメントを単独で配信する前記ヘッドエンドから前記制御装置にダウンロードされるエンタイトルマネージメントメッセージ（ＥＭＭ）のアップデートをダウンロードするステップと、新しいＥＭＭそれぞれの新しいキーを送信する代わりに前記インデックステーブルをアップデートするステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法において、前記インデックスがさらに、初期化ベクタ（ＩＶ）値およびＩＶを含む前記コンテントキーリストを具え、選択されたアルゴリズムのモードとして暗号ブロックチェーンが使用される場合に、特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーおよびＩＶが、前記暗号化されたメディアストリームに関連して前記ヘッドエンドから受信される識別子により参照されるコンテントキーおよびＩＶテーブルのインデックスを利用して、前記コンテントキーおよびＩＶリストから選択されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１１に記載の方法がさらに、前記インデックス、前記コンテントキー、および前記復号化キーのうち少なくとも一つに一方向ハッシュ処理をするよう設定されたハッシュ処理部を少なくとも一つ具えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
メディアストリームを配信、受信、および表示するシステムにおいて、当該システムが：
少なくとも一つの暗号化されたメディアスクリームを生成および送信するよう構成されたヘッドエンドと；
少なくとも一つの前記暗号化されたメディアスクリームを受信し、コンテントキーの機能を有する復号化キーに対応して復号化されたメディアストリームを出力するメディア復号化エンジンと；
コンテントキーインデックスおよび複数の対応するコンテントキーを含むテーブルとを具え、特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーが、前記暗号化されたメディアストリームに関連して前記ヘッドエンドから受信された識別子により参照されるコンテントキーインデックスのエントリを用いて、コンテントキーテーブルから選択されることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムがさらに、少なくとも一つの暗号化されたメディアストリームを受信するとともに、前記メディア復号化エンジンおよび前記テーブルを具えるセットトップボックス（ＳＴＢ）および受信装置に前記少なくとも一つの暗号化されたメディアストリームを送信するよう構成されたネットワークを具えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低階層キーマネージメントシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディア（例えば、デジタルビデオ、オーディオ、ビデオとオーディオの複合機等）ストリームの生成および配信システム（例えば、ケーブルシステム）は、キーによる暗号化および復号化を利用してメディアのストリームコンテキストのセキュリティを提供している（例えば、メディアストリームの権限のない使用や侵害を減らしまたは防ぐこと）。暗号化／復号化キーの管理の提供に用いられる従来の製品は、通常扱いにくく、実現および使用するのに費用がかかる。
【０００３】
一般に、従来のメディアストリームの限定受信システム（ＣＡＳ）、カテゴリーキー、またはセッションキーをプログラム制御情報（ＥＣＭｓ）の復号化に使用して、メディアストリームでコンテントキーまたはコントロールワードを得る。各メディアプログラムストリームは特有のコンテントキーまたはコントロールワードを有している。
【０００４】
したがって、従来の方法よりも費用が少なく、また実現し易くて使い易い低階層のキーマネージメントシステムおよび方法が所望されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は通常、従来の方法よりも費用が少なくまた実現し易くて使い易い、低階層のキーマネージメントシステムおよび方法を提供する。本発明は通常、（認証に基づく機能を利用して）キーマネージメント製品を安全に復元および変更することができる新しい概念を提供し、独占的および非独占的なシステムの両方をサポートする。
【０００６】
本発明により、メディアストリーミングの復号化キーを管理する制御装置が提供される。前記制御装置は、メディア復号化エンジンと、テーブルと、およびコンテントキーリストとを具える。前記メディア復号化エンジンは通常、復号化されたメディアストリームをヘッドエンドから受信し、復号化されたメディアストリームを復号化キーに対応する受信装置に送信する。前記暗号キーは通常、コンテントキーの機能を有する。前記テーブルは、コンテントキー、インデックス、および複数の対応するコンテントキーを含む。特定の復号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーは、前記コンテントキーテーブルのインデックスを使って前記コンテントキーリストから選択され、前記暗号化メディアストリームに対応するヘッドエンドから受信する識別子により参照される。前記テーブルは選択的に（すなわち、代替的に）、インデックスを付したり選択可能な初期化ベクタ（ＩＶ）値を含んでもよい。
【０００７】
また、本発明によりメディアストリーム復号化キーの管理方法が提供される。前記方法は、ヘッドエンドから暗号化されたメディアストリームを受信するステップと、メディア復号化エンジンを用いて復号化キーに対応する受信装置に復号化したメディアストリームを送信するステップとを具える。前記復号化キーは通常、コンテントキーの機能を有する。前記方法はさらに、コンテントキーインデックスおよび複数の対応するコンテントキーインデックスをテーブルに格納するステップと、前記暗号化されたメディアストリームに対応する前記ヘッドエンドから受信する識別子により参照される前記コンテントキーテーブルのインデックスを利用して、コンテントキーリストから特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーを選択するステップとを具える。前記テーブルは選択的に（すなわり、代替的に）、インデックスを付したり選択可能な初期化ベクタ（ＩＶ）値を含んでもよい。
【０００８】
さらに、本発明によりメディアストリームを配信、受信、および表示するシステムが提供される。前記システムは、ヘッドエンドと、メディア復号化エンジンと、テーブルとを具える。前記ヘッドエンドは、少なくとも一つの暗号化されたメディアストリームを生成および送信するように設定される。前記メディア復号化エンジンは通常、少なくとも一つの暗号化されたメディアストリームを受信し、復号化キーに応じて復号化されたメディアストリームを送信する。前記復号化キーは、コンテントキーの機能を有する。特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーは、前記暗号化されたメディアストリームに対応する前記ヘッドエンドから受信する識別子により参照されるコンテントキーインデックスのエントリを用いて、コンテントキーテーブルから選択される。
【０００９】
本発明の上記特徴ならびにその他の特徴および利点は、添付図面と関連して、以下の詳細な説明により容易に理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を説明する用語は以下のように定義されている。
ＡＥＳ：次世代暗号化標準。ＡＥＳは通常、ＤＥＳと比較した場合に、デジタルコンテントをデジタルビデオレコーディングに記憶するのに用いられる非常に安全なアルゴリズムである。ＡＥＣに使用される標準的な鍵長は、１２８ビットである。
ＤＥＳ：データ暗号化標準。５６ビットの鍵長を採用する、鍵長が固定されたセキュリティアルゴリズムである。ＤＥＳきーとしていかなる５６ビットの数を用いることができる。ＤＥＳは比較的鍵長さが短いため、正しいキーが見つかる（すなわち、キーが“解読される”）まで考えられる総てのキーが一つ一つ試されるブルートフォースアタックに弱い。
エレクトロニックコードブロック：ＥＣＢ。ＥＣＢでは、メッセージは６４ビットブロックに分割され、各ブロックが別々に暗号化される。暗号化はブロック毎で独立である。
エンタイトルメントコントロールメッセージ：ＥＣＭ。通常、プログラムのアクセス要求を定義し、受信を要求するティアおよびプログラムの衝動買いに関連する費用を特定するメッセージである。インデックスは、コンテントキーを参照してＥＣＭで配信される。暗号化されたプログラムキーは、ＥＣＭストリームで配信される。
エンタイトルメントマネージメントメッセージ（ストリーム）：ＥＭＭ。それぞれ独立したデコーダのアクセス権を定義するメッセージである。ＥＭＭは、アクセス制御装置で処理されるが、ユーザのプロセッサは、ＥＭＭをバッファし、インタフェースを介してアクセス制御装置に送る。
ハッシュ：大きなドメインからの入力（例えば、入力ストーム）を小さいセットの出力（すなわち、ハッシュ値、例えば、出力ストリーム）に変換する機能（または処理）である。様々なハッシュ処理は、入力ストリームおよび出力ストリームのセットのそれぞれのドメインおよびパターンにおいて異なり、類似する入力ストリームは、別々の出力ストリームを生成する。ハッシュが生成するアルゴリズムの一例は、セキュアハッシュアルゴリズム−１（ＳＨＡ−１）である。ハッシュが生成するアルゴリズムの別の例は、メッセージダイジェスト５（ＭＤ５）である。ハッシュは適切なアルゴリズムを用いて生成され、特定のアプリケーションの設計基準に適合する。
ヘッドエンド：ケーブルテレビシステムのコントロールセンタであり、放送信号が受信および配信される。ヘッドエンドは通常、アンテナ、プリアンプ、周波数コンバータ、復調器、エンコーダ、圧縮器、自動切り替え装置、ならびに配信チャネルの提供のために衛星および地上のストリームを受信、増幅、フィルタリング、暗号化、符号化するその他の関連する装置を含む。
初期化ベクタ：ＩＶ。ブロック暗号の初期化ベクタは、いくつかのフィードバックモードの初めのデータブロックに結合するビットブロックである。ＩＶは、同様の簡単なテキストがチェーンブロック符号化（ＣＢＣ）モードで同一のキーで暗号化された場合でも、各暗号テキストをユニークにする。
キーリスト：デコーダアドレスおよび各デコーダキーが順序付けて並べられたリストである。キーリストは、エンコーダシステムに特有のデコーダに埋め込まれる診断回路に送るアルゴリズムメッセージを生成するために、アップリンクコントロールシステム（ＵＣＳ）で使用される。
プログラム：エンティティとして送られる（すなわち、提供、放送、送信、配信等）動画情報、オーディオ情報、またはこれらの組合せの時間的に連続したコレクションである。
プログラムキー：特定のプログラムのアクセス、暗号化／復号化等を制御する暗号化／復号化キーである。
トリプル−ＤＥＳ：（３−ＤＥＳ）３つの異なるキーを使用し、または、代わりに１つのキーを３つのセグメントキーの第１および第３のセグメントに使用して第２のキーを中間のセグメントに使用して、キー全体のビット幅が１１２または１６８ビットがまた、特定の構造およびエンタイトルメント内のキーを保護するのに使用される３重のＤＥＳ暗号化アプリケーション。
装置アドレス：一のデコーダを別のデコーダから識別および区別する固有の数字である。ユニットアドレスの一例は、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）である。
装置キー（またはプライベートキー）：各デコーダに固有のキーである。特定のデコーダ用のメッセージが、各装置キーにより暗号化される。
装置キーリスト：装置アドレスおよび各装置キーを含むファイルである。
アップリンクコントロールシステム（ＵＣＳ）：デジタルで圧縮されたサービスを安全に配信するのをサポートするソフトウェアである。ＵＣＳは通常、イベントベースで各デコーダを許可および拒否する権限を提供する。
ＵＴＣ：ユニバーサルタイムコードである。
ワーキングキー：通常、１秒間に数回変化するレベルの低いキーである。ワーキングキーは通常、関連するプログラムの時間と等しいまたは短い有効性を有する。ワーキングキーはまた、“コントロールワード”として参照される。一般的な例では、ワーキングキーは、２０から３０秒おきに変化する。ある例（サービスに映像コンポーネントがない場合）では、ワーキングキーの期間（すなわち、ワーキングキーがプログラムに対して有効である期間）の長さは適切な時間間隔で設定される。しかしながら、ワーキングキーが変化する適切な時間は、特定のアプリケーションの設計基準に適合するように設定することができる。ワーキングキーは、キーストリームを動作させるのに用いられる。ワーキングキーは通常、暗号化された状態で各プログラムキーとともに配信される。
ワーキングキーファイル：プログラムキーで暗号化されたプログラム全体のワーキングキーを含むファイルであり、通常時系列になっている。
【００１１】
本発明の低階層キーマネージメントは通常、エンタイトルメントマネージメントメッセージ（ＥＭＭ）、エンタイトルメントコントロールメッセージ（ＥＣＭ）、コンテントキー、および関連するキーの更新および再設定可能なセキュリティシステムおよび方法を提供する。通常の限定受信システム（ＣＡＳ）では、（ＥＭＭにより復号化される）カテゴリーキーまたはセッションキーが、ＥＣＭを復号化するのに使用され、ビデオストリームのコンテントキーまたはコントロールワードを取得する。各メディアストリーム（すなわち、ビデオプログラムストリーム）は通常、固有のコンテントキーまたはコントローキーを有する。本発明の低階層キーマネージメントは通常、安全性の高い方法により、（一方向のハッシュ（例えば、ＳＨＡ−１、ＭＤ５等）、排他的論理和（ＥＸＯＲ）処理などの１以上の相互に定義されるアルゴリズムおよびデータを利用し、総てのプログラムメディアストリームのＥＭＭの一部として保護される）トリプルＤＥＳまたはＡＥＳのような対称なキーのセットを配信する。ＡＥＳ、ＤＥＳまたはトリプルＤＥＳのＥＣＢモードは、ＣＢＣモードが初期化ベクタ（ＩＶ）を要求するのに対し、ＩＶを要求しない。本発明のシステムおよび方法は、選択的に（すなわち、代替的に）、ＣＢＣモードが選択されたアルゴリズムに使用される場合に参照および選択されるＩＶを含んでもよい。
【００１２】
キーリストを配信するヘッドエンドおよび受信装置はいずれも、暗号化されたデータを受信し、復号化されたテキストキーを取得することができる。また、インデックステーブルは通常、配信されるキーを参照するために配信される。ＥＭＭアップデートは通常、初めのテーブルが送信された後、単独でエンタイトルメントを配信するのに用いられる。ある例では、本発明の低階層により、プログラム識別子（ＰＩＤ）を使用してキーインデックスを取得することできる。別の例では、本発明の低階層により、ビデオオンデマンド（ＶＯＤ）セッションＩＤのようなセッションＩＤを用いてキーインデックスを取得することができる。キーインデックスは通常、１以上の関連するコンテントキーを参照するインデックスを決定するのに使用される。
【００１３】
キーインデックスは通常、暗号ブロックチェーンモードが使用される場合に、キー（および代替的にＩＶ）を取得するのに使用される。インデックステーブルは、新しいＥＭＭのそれぞれに新しいキーを送信する代わりの手段として、アップデート可能である。ストリームは他のキーの組合せから数学的に得られるため、キーの数は、プログラムストリームおよびコンテントキー全体の数より少なくすることができる。その他の場合では、サービスティア全体を同一の汎用キーに組み込むことができ、各ティアのプログラムストリーム用に派生キーを生成することができる。本発明のシステムおよび方法により、カテゴリまたはセッションキーおよびヘッドエンドからの関連するＥＣＭを削減することができる。
【００１４】
ＶＯＤサービスでは、セッションをセットアップするときにキーテーブルを生成および配信することができる。ＶＯＤサービスのキーは、短いワーキングキー期間用のその他の情報と同様に、キーの変更に関する対称な情報とともに配信することができる。ＶＯＤセッションＩＤまたは、代替的にプログラムＩＤをインデックスとして使用して、ＶＯＤ送信復号化情報の適切なレコードによりキーリストを参照することができる。本発明の低階層キーマネージメントの代替的な実施例では、一方向のハッシュが、復号化されたキーの保護、選択、および処理に用いられる。
【００１５】
本発明の低階層キーマネージメントシステムは通常、限定受信システム（例えば、放送およびビデオオンデマンドアプリケーション）の復号化されたプログラムストリーム用のコンテントキーを配信する新しくてより安全で簡潔なシステムおよび方法を提供する。本発明のキーマネージメントは、初めてエンタイトルメントメッセージが送信された場合（提供、伝送、供給、放送等）に新しいコンテントキーの配信に必要とされる複雑さを劇的に低減することができる。本発明の低階層キーマネージメントシステムおよび方法は、新しいＣＡＳシステムの一部として実現される。このＣＡＳシステムは通常、インフラストラクチャ使用される特定のコンテントセキュリティメカニズムに関わらず、インフラストラクチャに対応する装置の製造および販売を提供する。新しいＣＡＳシステムは、より効果的な製造、販売および運用を提供し、従来の方法に比べ、非常に安価な宅内機器（ＣＰＥ）の販売の可能性を含む新しいビジネスモデルを可能にする。
【００１６】
本発明の低階層キーマネージメントはユーザーが順応し易く、また従来の方法に比べ、ヘッドエンドのインパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）およびビデオオンデマンド（ＶＯＤ）のセキュリティを簡素化するのに役立つ。本発明の簡素化されたキーマネージメント構造はＩＰＰＶおよびＶＯＤ技術に適応でき、これによりＶＯＤのセキュリティ方法の総てを標準化することが可能である。
【００１７】
本発明は、マルチプルシステムオペレータ（ＭＳＯ）用の新しい種類の製品を導入するための総ての家庭用電化製品（ＣＥ）を産業に提供するため、本発明の低階層キーマネージメントにおける固有のシステムおよび方法の商業的価値は、潜在的に非常に大きい。さらに、総ての家庭用電化製品メーカーは潜在的な顧客である。本発明は、ヘッドエンド、ＳＴＢ、およびデジタルテレビの製造費用全体を低減し、ＩＰＰＶおよびＶＯＤのコストを低減し、複雑さを軽減することができ、これにより、従来の方法に比べてＭＳＯの費用を有意に削減することができる。さらに、コストを劇的に削減すると同時に革新および新しいビジネスを生み出すことにより、本発明の低階層キーマネージメントは、デジタル放送衛星（ＤＢＳ）（すなわち、衛星を介したデジタルＴＶの送信）などの双方向の映像配信および映像システムを利用した新しい遠距離通信に対するケーブルテレビ装置の競争力を高めることができる。
【００１８】
図１ａを参照して、本発明のメディアデコーダ（すなわち、制御装置、プロセッサ、装置、回路、デバイス等）１００を示す図を説明する。デコーダ１００は、デジタルメディアストリーム配信システム（図２（ａ−ｂ）により詳細に説明する）に関連して実現される。制御装置１００は通常、少なくとも１つのセキュリティに関する特徴（例えば、暗号化、復号化、認証、セキュリティキー管理、コピープロテクション、デジタル権利管理等）を少なくとも１つのデジタルメディア入力／出力ストリームに提供するセキュリティプロセッサ（または処理システム）として実現される。デコーダ１００は通常、少なくとも１つの信号（例えば、ＶＩＤＩＮおよびＰＩＤ）を受信する入力１０２と、付加データ、信号、メッセージ等と同じように信号（例えば、ＴＦＨＥ）を受信／送信する入力／出力１０４と、ワーキングキーモディファイヤおよびアプリケーションファンクション信号（例えば、ＷＫＭ）を受信する入力１０６と、信号（例えば、ＶＩＤＯＵＴ）を送信する出力１０８とを具える。
【００１９】
ＶＩＤＩＮおよびＶＩＤＯＵＴストリームはそれぞれ、暗号化およびクリア（すなわち、暗号化されていないまたは復号化された）状態（または条件）であるデジタルメディアストリームとして実現される。各ＶＩＤＩＮおよびＶＩＤＯＵＴストリームは通常、デジタルメディア信号のストリーム（例えば、ＭＰＥＧ、ＭＰＥＧ２等、ストリームまたはその他の送信ストリーム）として実現される。ある例では、ＶＩＤＯＵＴストリームは、ＶＩＤＩＮストリームを復号（伸張）したバージョンとして実現される。しかしながら、ＶＩＤＩＮおよびＶＩＤＯＵＴストリームは、特定のアプリケーションの設計基準に適合する様々な適切なフォーマットおよびプロトコルを有して実現することができる。
【００２０】
信号ＰＩＤは、ユーザ（すなわち、顧客、クライアント、視聴者、リスナー）により選択された各プログラムのプログラム識別子として実現される。信号ＴＦＨＥは、帯域外（ＯＯＢ）送信によるヘッドエンドから受信しヘッドエンドへ送信する少なくとも一つのエンタイトルメントマネージメントメッセージ（ＥＭＭ）として実現される。ワーキングキーモディファイヤおよびアプリケーションファンクション（例えば、暗号化を強化するためにコンテントキーに適用されるファクタ、オペレータ、またはファクタおよびオペレータの組合せ）ＷＫＭは通常、暗号化されたメディアストリーム（例えば、ＶＩＤＩＮストリーム）ワーキングキーを生成すべくコンテントキーに組み合わされて、復号化された出力メディアストリーム（例えば、ＶＩＤＯＵＴストリーム）を生成する。
【００２１】
制御装置１００は通常、メディアストリーム送信復号化エンジン１１０と、テーブル１１２と、リスト１１４と、コンバイナ１１６とを具える。デコーダ１００は通常、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、制御装置等）と、１以上のプロセス、ルーチン、エンジン、リスト、テーブル等が格納された少なくとも１つのメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＮＶＲＯＭ、フラッシュ、ＥＰＲＯＭ等）とにより実現される。エンジン１１０、テーブル１１２、リスト１１４、およびコンバイナ１１６は通常、デコーダ１００のプロセッサおよびメモリ内で実現される。
【００２２】
エンジン１１０は、（図２に関連して説明する）ヘッドエンドからストリーム（例えば、ＶＩＤＩＮ）受信する第１の入力と、ストリーム復号化ワーキングキー（例えば、ＷＫ）を受信する入力と、ストリーム（例えば、ＶＩＤＯＵＴ）を送信（すなわち、伝送、放送、送出）する出力とを具える。復号化エンジン１１０は、メディアストリームＶＩＤＩＮを復号化（伸張）し、ワーキングキー（ＷＫ）およびメディアストリーム（ＶＩＤＩＮ）に応じて復号化されたメディアストリームＶＩＤＯＵＴを送信するよう設定できる。復号化キーＷＫは通常、コンテントキーの機能を有する。
【００２３】
入力／出力１０４は、ヘッドエンド（例えば、図２（ａ、ｂ）と関連してより詳細に説明するヘッドエンド２０２）およびメディアデコーダ１００間で認証されたエンタイトルメントマネージメントメッセージ（ＥＭＭ）のダウンロードに対応（または関連）するインタフェースを提供する。入力／出力１０４はさらに、エンタイトルメント構造、コンテントキーリスト、ＩＶリスト、コンテントキーインデックステーブル、およびデジタル署名のいずれか一つに関連する、デコーダへのダウンロードに対応するインタフェースを提供する。
【００２４】
テーブル１１２は通常、コンテントキーインデックステーブルを具える。テーブル１１２のコンテンツは通常、ヘッドエンドから（例えば、入力／出力１０４を介して）ロードされる。ヘッドエンドからダウンロードする間、コンテントキーリストテーブルは、それぞれの装置またはデバイスキーを利用して復号化および伸張される。テーブル１１２は、入力１０２を介して識別子ＰＩＤを受信する。テーブル１１２は、当該テーブルに含まれるコンテントキーインデックスを利用して、テーブル１１２のそれぞれの値に基づき、識別子ＰＩＤに対応するコンテントキーリストにインデックス（例えば、ＩＮＤ）を送信する。代替的（すなわち、選択的）な例では、テーブル１１２は、コンテントキーおよびＩＶインデックスデーブルを含む。
【００２５】
リスト１１４には通常、各インデックス値（例えば、インデックスＩＮＤ）により参照されるコンテントキーリストが含まれる。リスト１１４のコンテンツは、入力／出力１０４を介してロードされる。リスト１１４は、各インデックスＩＮＤに応答してコンバイナ１１６にコンテントキーを送信するよう設定される。特定の暗号化されたメディアストリームＶＩＤＩＮに対応するリスト１１４のコンテントキー（および、代替的または選択的に、ＩＶ値）は、暗号化されたメディアストリームＶＩＤＩＮに対応するヘッドエンドから受信する識別子ＰＩＤにより参照されるコンテントキー（および、代替的または選択的に、ＩＶ）インデックスのエントリを用いて、コンテントキー（および、代替的または選択的に、ＩＶ）テーブル１１２から選択される。特定の暗号化されたメディアストリームに対応するコンテントキーおよびＩＶは、選択されたアルゴリズムのモードとして暗号ブロックチェーンが使用される場合、暗号化されたメディアストリームに対応するヘッドエンドから受信する識別子ＰＩＤにより参照されるコンテントキーおよびＩＶテーブルのインデックスＩＮＤを利用して、コンテントキーおよびＩＶリストから選択される。
【００２６】
コンバイナ１１６は、ワーキングキーモディファイヤＷＫＭおよびコンテントキーに対応するエンジン１１０にワーキングキーＷＫを送信するよう設定される。コンバイナ１１６は、ハッシュおよび排他的論理和（ＥＸＯＲ）処理（すなわち、ルーチン、アルゴリズム、プロセス、方法、ステップ、ブロック等）のうち少なくとも一つを利用して、ワーキングキーモディファイヤＷＫＭおよびコンテントキーを結合する。ある例（選択的または代替的な処理モード）では、コンバイナ１１６はワーキングキーＷＫを定期的に変更するよう設定してもよい。例えば、コンバイナ１１６は、ビデオフレームの表示４回毎にワーキングキーＷＫを変更してもよい。
【００２７】
本発明により、従来の方法で使用していた各エンタイトルメントコントロールメッセージ（ＥＣＭ）の送信、受信、および処理の必要がなくなる。このように、本発明の低階層キーマネージメントは、従来の方法に比べて、費用が抑えられ、実現し易くて使い易い。
【００２８】
図１ｂを参照して、本発明の代替的なメディアデコーダ（すなわち、制御装置、プロセッサ、装置、回路、デバイス等）１００’を示す図を説明する。デコーダ／制御装置１００’はデコーダ／制御装置１００と同様に実現され、さらに、１以上の一方向ハッシュ処理部１１８（例えば、処理部１１８ａ−１１８ｎ）を具える。ハッシュ処理部１１８は、リスト１１４を介してテーブル１１２から選択されるインデックスＩＮＤ、および１１２から選択されるキーの少なくとも一つに一方向ハッシュ処理（すなわち、プロセス、ルーチン、アルゴリズム等）をし、モディファイヤＷＫＭと組み合わせて復号化（すなわち、ワーキング）キーＷＫを生成する。
【００２９】
図１ｃを参照して、本発明の代替的なメディアデコーダ（すなわち、制御装置、プロセッサ、装置、回路、デバイス等）１００’を示す図を説明する。デコーダ１００’’は、ビデオオンデマンド（ＶＯＤ）キーマネージメントに関連して効果的に実現される。メディアストリームＶＩＤＩＮは、暗号化されたＶＯＤメディアストリームである。メディアストリームＶＩＤＯＵＴは、復号化されたＶＯＤメディアストリームである。入力１０２は、メディアストリームＶＩＤＩＮを受信する。ある例では、入力１０２は識別子ＰＩＤを受信する。別の例では、入力１０２はＶＯＤセッション識別子（例えば、ＶＯＤＩＤ）を受信する。デコーダ１００’’は通常、ワーキングキーモディファイヤＷＫＭを受信しない。
【００３０】
入力／出力１０４は、ヘッドエンドおよびメディアデコーダ１００’間で認証されたＥＭＭのダウンロードに対応（または関連）するインタフェースを提供する。入力／出力１０４はさらに、エンタイトルメント構造、ＶＯＤキーレコードリスト、ＩＶリスト、コンテントキーインデックステーブル、およびデジタル署名のうち少なくとも一つに関連するデコーダへのダウンロードに対応するインタフェースを提供する。
【００３１】
制御装置１００’’は通常、メディアストリーム送信復号化エンジン１１０、テーブル１１２’’、およびリスト１１４’’を具える。デコーダ／制御装置１００’’は通常、デコーダ１００のコンバイナ１１６のようなコンバイナなしで実現される。エンジン１１０は、ワーキングキーＷＫの代わりにビデオコンテントキー（例えば、ＶＫ）を受信する。エンジン１１０は、メディアストリームＶＩＤＩＮおよび復号化キーＶＫに対応する復号化されたメディアストリームＶＩＤＯＵＴを生成および送信する。
【００３２】
テーブル１１２’’は通常、コンテントキー（および、代替的または選択的に、ＩＶ）インデックステーブルを具える。テーブル１１２’’のコンテンツは通常、ヘッドエンド（例えば、入力／出力１０４を介して）からロードされる。テーブル１１２’’は、入力１０２を介して識別子ＰＩＤまたは代替的に識別子ＶＯＤＩＤを受信する。テーブル１１２’’は、テーブル１１２’’に含まれるキーレコードインデックスを利用して、テーブル１１２’’の各値に基づき、識別子ＰＩＤまたは代替的にＶＯＤＩＤに対応するコンテントキーリスト１１４’’にインデックス（例えば、ＩＮＤ’’）を送信する。
【００３３】
リスト１１４’’は通常、各インデックス値（例えば、インデックスＩＮＤ’’）により参照されるＶＯＤコンテントキー（例えば、キーＶＫ）のリストを含む。リスト１１４’’のコンテンツは入力／出力１０４を介してロードされる。リスト１１４’’は、各インデックスＩＮＤ’’に対応するエンジン１１０にコンテントキーを送信するよう設定される。特定の暗号化されたＶＯＤメディアストリームＶＩＤＩＮに対応するリスト１１４’’のＶＯＤコンテントキー（および、代替的または選択的にはＩＶ）ＶＫは、暗号化されたメディアストリームＶＩＤＩＮに対応するヘッドエンドから受信する識別子ＰＩＤまたは代替的に識別子ＶＯＤＩＤにより参照されるコンテントキーレコードインデックスのエントリを利用して、コンテントキー（および、代替的または選択的にはＩＶ）テーブル１１２’’から選択される。ストリーム復号化キーＶＫは通常、各キー単位でエンジン１１０に送信される。
【００３４】
図１ｄを参照して、本発明の代替的なメディアデコーダ（すなわち、制御装置、プロセッサ、装置、回路、デバイス等）１００’’’を示す図を説明する。デコーダ／制御装置１００’’’は、デコーダ／制御装置１００’’と同様に実現され、さらに１以上の一方向ハッシュ処理部１１８ａ−１１８ｎを具える。このハッシュ処理部１１８は、リスト１１４’’を介してテーブル１１２’’から選択されるインデックスＩＮＤ、１１２’’から選択されるキーの少なくとも一つに一方向ハッシュ処理をして復号化（すなわち、ワーキングキー）ＶＫに組み合わせるように設定される。
【００３５】
図２ａを参照して、本発明に関連して実現されるメディアストリーム処理および配信システム２００を示す図を説明する。この配信システム２００は通常、ヘッドエンド２０２と、ネットワーク２０４と、少なくとも一つのセットトップボックス（ＳＴＢ）２０６（通常、複数のＳＴＢ２０６ａ−２０６ｎ）と、少なくとも一つの各受信装置（通常、複数の装置２０８ａ−２０８ｎ）とを具える。配信システム２００は通常、メディアサービスプロバイダ／加入者システムとして実現され、プロバイダ（またはベンダ）は通常、ヘッドエンド２０２およびネットワーク２０４を管理し、また加入者（すなわち、クライアント、顧客、サービスを受ける人、ユーザ等）にＳＴＢ２０６を提供する。
【００３６】
ＳＴＢ２０６は通常、加入者の敷地（図示せず、例えば、住宅、居酒屋、ホテルの個室、会社等）に設置され、受信装置２０８は通常、クライアントにより提供される。装置２０８は通常、テレビ、高鮮明度テレビ（ＨＤＴＶ）、モニタ、ラジオ、パーソナルコンピュータ、メディアプレイヤー、デジタルビデオプレーヤ、ゲームプレー装置等として実現される。装置２０８は、ＳＴＢ２０６、ヘッドエンド２０２、またはＳＴＢ２０６およびヘッドエンド２０２双方に接続される双方向通信機能を有する送受信装置として実現される。
【００３７】
ヘッドエンド２０２は通常、ネットワーク２０４に電気的に接続され、当該ネットワーク２０４は通常、ＳＴＢ２０６に電気的に接続され、当該ＳＴＢ２０６は通常、各装置２０８に電気的に接続される。電気的な接続は、適切な配線（例えば、ツイストペア、非ツイスト導線、同軸ケーブル、マイクロワイヤ、光ファイバーケーブル、ハイブリッドファイバーケーブル等）または無線（例えば、無線周波数、マイクロ波、赤外線）による接続および特定の設計基準に適合するプロトコル（例えば、ホームプラグ、ＨｏｍｅＰＮＡ、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ）、ブルートゥース、ＨｏｍｅＲＦ等）として実現される。配信システム２００は、一つのＳＴＢ２０６がそれぞれ一つの装置２０８に接続するように図示されているが、各ＳＴＢ２０６は、１以上の装置２０８（図示せず）に接続する機能を有するように実現してもよい。
【００３８】
ヘッドエンド２０２は通常、アンプ、プリアンプ、データサーバ、コンピュータ、プロセッサ、暗号化および復号化するセキュリティ装置およびシステム等として実現される複数の装置２１０（例えば、２１０ａ−２１０ｎ）を具え、ビデオおよびオーディオデータ（例えば、映画、音楽、テレビ番組等）、処理装置（例えば、プロバイダにより管理される加入者アカウントサーバ）、テレビサービス送受信装置（例えば、通常のテレビおよびラジオ放送、デジタルテレビ、ＨＤＴＶ、オーディオ、ＭＰ３、テキストメッセージ通信、ゲーム等）、メディアストリーム等を提供するよう構成される。ある例では、ヘッドエンド２０２は、ストリームＶＩＤＩＮ、信号ＴＦＨＥ、およびプログラム識別信号ＰＩＤおよびＶＯＤＩＤを生成および送信（すなわち、伝送、提供、パス、放送、送出）する。
【００３９】
ネットワーク２０４は通常、メディアサービスプロバイダのストリーム（通常のテレビおよびラジオ放送、デジタルテレビ、ＨＤＴＶ、オーディオ、ＭＰ３、テキストメッセージ通信、ゲーム）を選択的に配信（すなわち、送信および受信）するよう構成されたメディアストリーム配信ネットワーク（例えば、ケーブル、衛星等）として実現され、例えば、ストリームＶＩＤＩＮ、ダウンロードＴＦＨＥ、および識別子ＰＩＤおよびＶＯＤＩＤをＳＴＢ２０６に配信し、例えば、ＶＩＤＯＵＴとして受信装置２０８に配信する。ストリームＶＩＤＩＮ、ダウンロードＴＥＨＥ、および識別子ＰＩＤおよびＶＯＤＩＤは通常、加入者情報に基づいて（または対応して）配信される。例えば、顧客が購入したサービスのレベル（例えば、基本サービス、プレミアムービーチャネル等）、顧客が要求したサービスの種類（例えば、通常のテレビ、ＨＤＴＶ、双方向メッセージ通信、ビデオオンデマンド、有料放送、インパルスペイパービュー等）等により、特定の加入者に送信（および加入者にから受信する）メディアストリームが決まる。
【００４０】
ＳＴＢ２０６は通常、複数のストリーム機能（例えば、通常のテレビおよびラジオ放送、デジタルテレビ、オーディオ、ＭＰ３、高鮮明度テレビ（ＨＤＴＶ）、メッセージ通信等）を有するＳＴＢとして実現される。ＳＴＢ２０６は通常、個別のメディアデコーダ（例えば、適切なデコーダ（制御装置）１００、１００’、１００’’、および１００’’’のうちの一つ）を少なくとも一つ具える。ＳＴＢ２０６は、暗号化（および圧縮）されたビデオおよびオーディオデータ（例えば、ストリームＶＩＤＩＮ）、ＥＭＭ信号およびダウンロードＴＦＨＥ、ＩＤ信号ＰＩＤおよびＶＯＤＩＤを受信し、ＥＭＭ信号ＴＦＨＥをネットワーク２０４を介してヘッドエンド２０２に送信し、暗号化されていないビデオおよびオーディオデータ（例えば、ストリームＶＩＤＯＵＴ）を受信装置２０８に送信する。
【００４１】
図２ｂを参照して、本発明に関連して実現されるメディアストリーム処理および配信システム２００’を示す図を説明する。配信システム２００’は通常、ヘッドエンド２０２と、ネットワーク２０４と、少なくとも一つの受信装置（すなわち、レシーバ、トランシーバ等）２０８’（通常、複数の装置２０８ａ’−２０８ｎ’）とを具える。受信装置２０８’は通常、ネットワーク２０４に直接接続され、ストリームＶＩＤＩＮ、信号ＴＦＨＥ、およびプログラム識別情報信号ＰＩＤおよびＶＯＤＩＤを受信し、ＥＭＭ信号ＴＦＨＥを受信および送信する。受信装置２０８’は通常、個別のメディアデコーダ（例えば、適切なデコーダ（制御装置）１００、１００’、１００’’、および１００’’’のうちの一つ）を少なくとも一つ具える。
【００４２】
別の例（図示せず）では、システム２００’は、ネットワーク２０４に接続された少なくとも一つのＳＴＢ２０６と、これらに接続された少なく一つの受信装置２０８と、また、ネットワーク２０４に直接接続される少なくとも一つの装置２０８’とを具えるように構成してもよい。
【００４３】
前述した説明から明らかなように、本発明は通常、低階層キーマネージメントの改良されたシステム（例えば、デコーダ１００および１００’）および改良された方法を提供し、従来の方法に比べて、費用を抑えられ、実現し易くまた使い易い。
【００４４】
本発明の実施例が図示され、説明されているが、これらの実施例は本発明の総ての可能な形態を図示し、説明していることを意味するものではない。むしろ、明細書で使用された語は、限定ではなく説明としての語であり、また、本発明の意図及び目的を超えない限りにおいて、様々な変形例を実現できると解される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】図１（ａ）は、本発明のメディアストリームデコーダの図である。
【図１ｂ】図１（ｂ）は、本発明のメディアストリームデコーダの図である。
【図１ｃ】図１（ｃ）は、本発明のメディアストリームデコーダの図である。
【図１ｄ】図１（ｄ）は、本発明のメディアストリームデコーダの図である。
【図２ａ】図２（ａ）は、本発明を実現するメディア処理および配信システムの図である。
【図２ｂ】図２（ｂ）は、本発明を実現するメディア処理および配信システムの図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際調査報告】
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