(57)【要約】  コンテンツ・ソースからコンテンツ受信デバイスへのコンテンツ項目の安全な配信を可能にする方法およびシステムについて記載する。コンテンツ受信デバイスは、分割鍵暗号システムと共に用いるように構成された復号化モジュールに関連付けられる。分割鍵暗号システムは、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xとなるように（ここで、i,k ≧ 1およびi + k > 2）、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。この方法は、復号化モジュールに、少なくとも１つの第１分割鍵を含む第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、第１分割鍵情報と、復号化鍵ｄと、任意に秘密情報Ｓとに基づいて、少なくとも第２分割鍵を含む第２分割鍵情報を生成するステップと、復号化モジュールにおいて、第１および第２分割鍵情報および復号化アルゴリズムＤに基づいて暗号化コンテンツ項目Ｘｅを復号化するために、復号化モジュールに少なくとも第２分割鍵1情報をプロビジョニングするステップとを含む。【選択図】      図１
2014535199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツ・ソースからコンテンツ受信デバイスへのコンテンツ項目の安全な配信を可能にする方法であって、前記コンテンツ受信デバイスが、復号化モジュールに関連付けられ、前記復号化モジュールが分割鍵暗号システムとの使用のために構成され、前記分割鍵アルゴリズムが、暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号(cipher)アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含み、
前記分割鍵暗号システムが、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびj + k > 2であり、当該方法が、
前記復号化モジュールに、少なくとも１つの第１分割鍵を含む第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、
前記第１分割鍵情報と、前記復号化鍵ｄと、任意に前記秘密情報Ｓとに基づいて、少なくとも第２分割鍵を含む第２分割鍵情報を生成するステップと、
前記復号化モジュールにおいて、前記第１および第２分割鍵情報と復号化アルゴリズムＤとに基づいて暗号化コンテンツ項目Ｘｅを復号化するために、前記復号化モジュールに前記少なくとも第２分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記コンテンツ・ソースが、少なくとも１つの暗号化アルゴリズムＥを含む暗号化モジュールと、秘密鍵生成器とに関連付けられ、前記秘密鍵生成器が、前記暗号(cipher)アルゴリズムと、コンテンツ項目を復号化するための暗号化鍵情報、および前記少なくとも第１および第２分割鍵情報をそれぞれ生成する分割鍵アルゴリズムとを含む、方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、
前記暗号化モジュールが、前記秘密鍵生成器から暗号化情報を受信するステップと、
前記暗号化モジュールが、前記暗号化鍵情報に基づいて、少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目Ｘｅを生成するステップと
を含む、方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法において、前記復号化モジュールが、異なる分割鍵情報プロビジョニング方法を用いて、前記第１および第２分割鍵情報をプロビジョニングされ、または前記復号化モジュールが、第１時点および第２時点においてそれぞれ前記第１および第２分割鍵情報をプロビジョニングされ、好ましくは、前記第１時点が、前記復号化モジュールが製造された時点、ユーザに販売されたまたは配布された時点、あるいは登録された時点であり、好ましくは、前記第２時点が、前記コンテンツ受信デバイスがコンテンツ要求を前記コンテンツ・ソースに送信した時点である、方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法において、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、
前記復号化モジュールの製造または流通中に前記第１分割鍵情報を前記復号化モジュールに供給するステップと、
または、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、
前記コンテンツ・ソース、好ましくは当該コンテンツ・ソースに関連付けられた秘密鍵生成器と、前記復号化モジュールとの間にセキュア・チャネルを確立するステップと、
前記少なくとも第１分割鍵情報を前記復号化モジュールに前記セキュア・チャネルを通じて送るステップであって、好ましくは、前記セキュア・チャネルが、前記コンテンツ受信デバイスの前記コンテンツ・ソースに対する認証または登録プロセスの間に確立される、ステップと
を含み、
または、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、
前記少なくとも１つの第１分割鍵情報をセキュア・ハードウェア・モジュール、好ましくは、前記復号化モジュールを備えるスマート・カードに埋め込むステップを含み、
または、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、
前記復号化モジュールにおける第１分割鍵生成器に、第１分割鍵情報を生成するように命令するステップであって、好ましくは、前記コンテンツ・ソースから発生するシグナリング・メッセージによって、または前記コンテンツ・ソースおよび前記復号化モジュールに共通する共通シグナリング・メッセージによって、前記第１分割鍵生成器に命令し、好ましくは、前記共通シグナリング・メッセージが、前記コンテンツ・ソースと前記復号化モジュールとの間で共有されるクロックに関連付けられた時刻を含む、ステップを含む、方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法において、前記第２分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記第２分割鍵情報を、好ましくはセキュア・チャネルを通じて、前記復号化モジュールに送信する、または前記少なくとも第２分割鍵情報を記録媒体上に記録するステップを含む、方法。
【請求項７】
請求項３から６までのいずれか１項記載の方法であって、
前記復号化モジュールが前記暗号化コンテンツ項目Ｘｅを受信するステップと、
前記第１分割鍵情報に基づいて前記暗号化コンテンツ項目の少なくとも一部を復号化して、部分的に復号化されたコンテンツ項目を得るステップと、
前記少なくとも第２分割鍵情報に基づいて、前記部分的に復号化されたコンテンツ項目を平文コンテンツ項目に復号化する、ステップと
を含む方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法であって、
少なくとも１つのコンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）またはＣＤＮのネットワークに少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目を供給するステップと、
前記第１および第２分割鍵情報と、前記復号化鍵ｄと、任意で前記秘密情報Ｓとに基づいて、第３分割鍵情報を生成するステップと、
前記ＣＤＮまたはＣＤＮのネットワークに関連付けられた少なくとも１つの復号化モジュールに、前記第３分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、
前記暗号化コンテンツ項目と、前記ＣＤＮにおける復号化アルゴリズムＤと、前記第３分割鍵情報とに基づいて、部分的に復号化されたコンテンツ項目を生成するステップと、
前記部分的に復号化されたコンテンツ項目を前記コンテンツ受信デバイスに送信するステップと
を含む、方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法において、前記少なくとも第１分割鍵情報が、複数の第１分割鍵と、関連する第１分割鍵識別子とを含み、好ましくは、前記複数の第１分割鍵が、特定の地理的エリアに対して有効な１つ以上の地理特定分割鍵、特定のハードウェア・デバイス若しくはハードウェア・デバイスのグループに対して有効なハードウェア特定分割鍵、所定のコンテンツ項目またはコンテンツ項目のグループに対して有効なコンテンツ特定分割鍵、および／または特定のユーザまたはユーザのグループに対して有効なユーザ特定分割鍵を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、
前記復号化モジュールに、１つ以上の分割鍵の選択のための情報を提供するステップであって、好ましくは前記情報が１つ以上の第１鍵識別子を含む、ステップと、
前記複数の第１分割鍵から１つ以上の第１分割鍵を、好ましくは前記１つ以上の第１鍵識別子に基づいて選択するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項５記載の方法において、前記復号化モジュールにおける第１分割鍵生成器に命令する場合、前記コンテンツ受信デバイスにおける前記第１分割鍵生成器が、擬似乱数生成器を含み、当該方法が、
前記分割鍵生成器が、前記擬似乱数生成器にシードを生成するための情報を受信するステップと、
擬似乱数値を生成するステップと、
前記擬似乱数値が、前記分割鍵情報の使用のために前記分割鍵暗号システムによって強制される１つ以上の条件に適合するか否かチェックするステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
コンテンツ・ソースからコンテンツ受信デバイスへのコンテンツ項目の安全な配信を可能にするシステムであって、当該システムが分割鍵暗号システムとの使用のために構成され、前記分割鍵暗号システムが、暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号(cipher)アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含み、
前記分割鍵暗号システムが、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびj + k > 2であり、当該システムが、
コンテンツ・ソースに関連付けられた暗号化モジュールであって、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを生成するために前記暗号化アルゴリズムＥを含む、暗号化モジュールと、
前記暗号化モジュールに関連付けられ、前記暗号(cipher)アルゴリズムおよび前記分割鍵アルゴリズムとを含む、鍵生成器と、
前記復号化アルゴリズムＤを含む復号化モジュールであって、前記コンテンツ受信デバイスに関連付けられ、少なくとも第１および第２分割鍵情報と前記復号化アルゴリズムＤとに基づいて暗号化コンテンツ項目を復号化するように構成される、復号化モジュールと、
を含む、システム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおける使用のための鍵生成器であって、
復号化鍵ｄおよび／または暗号化鍵ｅを秘密情報Ｓに基づいて生成する暗号生成器と、
１つ以上のランダム分割暗号化鍵および／または１つ以上のランダム分割復号化鍵をそれぞれ生成する擬似乱数生成器と、前記ランダム分割暗号化鍵および前記暗号化鍵ｅに基づいて他の分割暗号化鍵を決定する、または前記ランダム分割復号化鍵および前記復号化鍵ｄに基づいて他の分割復号化鍵を決定する、他の分割鍵アルゴリズムとを含む分割鍵生成器と、
を含む、鍵生成器。
【請求項１４】
請求項１３記載の鍵生成器において、前記暗号化アルゴリムズＥおよび復号化アルゴリズムＤ、ならびに前記暗号(cipher)アルゴリズムが、エルガマル・アルゴリズムに基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
−前記乱数生成器が、ｐよりも小さい(k-1)個のランダム整数d1...dk-1を選択するように構成され、
−最終整数をdk = d - (d1 + ... + dk-1) (mod p)として計算するように定義され、
または、前記暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤがダンガード−ジュリック方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
−ｎよりも少ない(n-1)個のランダム整数d1,...,dn-1を決定し、
−dk = d - (d1 + ... + dn-1) (mod n)を計算するように定義され、
または、前記暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤがワン・タイム・パッド方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
−(k-1)個のランダム二進ストリームd1...dk-1を決定して、
【数１】
2014535199.tif 000014
を計算するように定義され、
または、前記暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤが、ＲＳＡ方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
−φ(n)と互いに素である(k-1)個の乱数d1,,...,dk-1を決定し、
−dk = (d1 * ... * dk-1)-1 * d (mod φ(n))を計算するように定義される、
システム。
【請求項１５】
コンテンツ受信デバイス内における使用のため、またはこれに関連付けられた復号化モジュールであって、当該復号化モジュールが、更に、分割鍵暗号システムとの使用のために構成され、前記分割鍵暗号システムが、暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号(cipher)アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含み、前記分割鍵暗号システムが、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびj + k > 2であり、
前記復号化モジュールが、
暗号化コンテンツを受信する入力であって、前記コンテンツが少なくとも１つの暗号化鍵および暗号化アルゴリズムＥを用いて暗号化される、入力と、
プロビジョニングされた第１分割鍵情報を格納するセキュア・メモリと、
第２分割鍵情報がプロビジョニングされる入力と、
前記第２分割鍵情報および復号化アルゴリズムＤを用いて少なくとも第１復号化動作を実行し、前記プロビジョニングされた第１分割鍵情報および復号化アルゴリズムＤを用いて少なくとも第２復号化動作を実行する少なくとも１つのプロセッサと
を含む、復号化モジュール。
【請求項１６】
暗号化アルゴリズムＥおよび少なくとも１つの暗号化鍵または分割暗号化鍵を用いて暗号化されるコンテンツ項目に関連付けられたデータを含む記録エリアと、復号化アルゴリズムＤを用いて前記暗号化コンテンツ項目を部分的に復号化するための少なくとも１つの分割復号化鍵に関連付けられたデータを含む記録エリアとを含む記録媒体であって、前記暗号化アルゴリズムＥおよび復号化アルゴリズムＤが、分割鍵暗号システムの一部であり、当該分割鍵暗号システムが、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号(cipher)アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含み、前記分割鍵暗号システムが、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびi+k > 2である、記録媒体。
【請求項１７】
ソフトウェア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム生産物であって、コンピュータのメモリ内において起動されると、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法のステップを実行するように構成される、コンピュータ・プログラム生産物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツの安全な配給に関し、特に、コンテンツを安全に配給する方法およびシステム、鍵生成器、復号化モジュール、ならびにこのようなシステムにおいて使用するための記録媒体、更にはこのような方法を用いるコンピュータ・プログラム生産物に関するが、これらだけに関するのではない。
【従来技術】
【０００２】
ファイル・ベース・コンテンツやストリーミング・コンテンツ（例えば、ムービーおよびＴＶ番組）は、その制作および販売に費用および価値が伴う。この理由のために、コンテンツ・プロバイダは、コンテンツを不正な配給から保護し、正規ユーザおよびシステムだけがそれにアクセスすることを許可するために、ディジタル権利管理（ＤＲＭ）および条件付きアクセス（ＣＡ）システムというようなコンテンツ保護システムを用いる場合がある。
【０００３】
従来のＤＲＭシステムでは、コンテンツ・プロバイダが、通例では電子ファイルの形態となっている、暗号化されたコンテンツを購入者に配給することによって、コンテンツ配給が行われる。購入者に供給される復号化鍵が、コンテンツへのアクセスを許可し、コンテンツの使用は電子ライセンスによって制限される。したがって、このような方式では、トランザクション毎に暗号化鍵および付随する復号化鍵の発生が必要となり、各購入者は、これらの鍵によって、自身の個人的な暗号化されたコンテンツのコピーを取得する。復号化鍵を不正に発行しても、損害は限定される。何故なら、他のコピーは異なる方法で暗号化されるからである。しかしながら、このようなＤＲＭシステムは、ブロードキャストまたはマルチキャスト・ストリーミング・システムあるいはコンテンツ配給ネットワーク（ＣＤＮ）システムというような、真の大量配給システムには、余り適していない。ＣＤＮのような大量配給システムにおける使用のためにこのような既知のＤＲＭシステムまたは方法を実現するには、ＣＤＮのエッジ・ノードにおける集中的コンテンツ暗号化能力をサポートするために追加の処理パワーが必要となるか、および／または同じコンテンツ品目の多数の異なる暗号化コピーを配給ネットワークを通じて送信することを可能にするために、十分な移送能力があるＣＤＮが必要となる（暗号化がいずれかの中央ノードで実行される場合）。したがって、このような従来のＤＲＭ解決手段(solution)では、既存のＣＤＮ機器の複雑な変更が、特にエッジ・ノードにおいて必要となるか、またはＣＤＮにおいて多大な帯域幅の必要性が生ずることになる。
【０００４】
対照的に、従来のブロードキャスト条件付きアクセス（ＣＡ）システム、例えば、ＤＶＢ  ＣＡシステムは、コンテンツの大量配給を目的として構成される。このようなＣＡシステムでは、コンテンツは、対称暗号化鍵（制御ワード）を用いて暗号化（スクランブル）され、大きなグループの登録者に送信される。登録者にコンテンツにアクセスさせるために、制御ワードは暗号化され、いわゆる適格制御メッセージ（ＥＣＭ：entitlement control message）として、登録者の条件付きアクセス受信機に送られる。この受信機は、セキュア・モジュール、例えば、スマート・カード等を含み、セキュア・モジュールは、ＥＣＭを復号化し、スクランブルされたコンテンツをディスクランブルして平文コンテンツを得るための秘密鍵を含む。このような方式では、危殆化された(compromised)セキュア・モジュールから発した秘密鍵が不正に公開されると、損害が生ずる。何故なら、これによって他の者が、ブロードキャストされた暗号化コンテンツにアクセスすることが可能になるからである。
【０００５】
更に、このようなセキュア・モジュールの製造または流通の間にこのセキュア・モジュールに安全鍵(secure key)を予め設定しなければならない場合、鍵情報を第三者、例えば、セキュア・ハードウェア・モジュールの製造業者に提供する必要があり、この製造業者が鍵情報をこのようなセキュア・ハードウェア・モジュールに埋め込む。したがって、鍵情報を第三者に委託するために、コンテンツ・プロバイダと第三者との間には信頼関係が必要となる。このような大量の鍵情報を第三者に提供することは望ましくない。何故なら、このプロセスの間に鍵情報が傍受されるまたは転化されると、大量のハードウェア・モジュールが無価値になるからである。
【０００６】
更に、コンテンツ配給がコンテンツ・プロバイダによって仲介者、つまり、コンテンツ・ディストリビュータに外部委託されるときに、別の問題が生ずる可能性がある。このような場合、コンテンツ・プロバイダから得られる暗号化コンテンツは、消費者への配信の前に、復号化され、暗号化し直されなければならない場合もある。したがって、コンテンツの配信を外部委託するときには、コンテンツがある種の所定の条件、例えば、安全な配信にしたがって配信されること、および消費者が特定のコンテンツ項目をコンテンツ・ディストリビュータに要求する毎にコンテンツ・プロバイダに正しく支払われることについて、コンテンツ・プロバイダがコンテンツ・ディストリビュータを信頼できるように、コンテンツ・プロバイダと、コンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）のようなコンテンツ・ディストリビュータとの間にある種の信頼関係が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンテンツ・プロバイダとコンテンツ・ディストリビュータとの間における信頼関係の重要性は、コンテンツ・ディストリビュータが、ある種の状況において、コンテンツ項目の配信を消費者に、１つ以上の更に他のコンテンツ・ディストリビュータを通じて、例えば、相互接続されたＣＤＮのネットワークを通じて外部委託しなければならない場合、更に一層顕著となる。このような状況では、コンテンツ項目を大きな消費者グループに配信し課金するプロセスが、非常に複雑で不透明なプロセスになり易くなる虞がある。更に、コンテンツ・プロバイダと消費者との間のディストリビュータが多い程、不正者によってセキュリティが危殆化される可能性は高くなる。コンテンツ・ディストリビュータは、不正アクセスに対抗してコンテンツを保護するためにコンテンツ保護システムを用いることもできる。しかしながら、コンテンツ・ディストリビュータのセキュリティ・システムが危殆化されると、格納および処理された全てのコンテンツが損なわれる潜在的な可能性が生ずる虞がある。
【０００８】
したがって、暗号化コンテンツの単純な大量配給を可能にしつつ、同時に鍵情報に基づくコンテンツの復号化を可能にする、コンテンツの安全な配信のための方法およびシステムが望まれる。鍵情報は、個々のユーザまたはユーザのグループ毎に一意とすることができる。更に、１つ以上の第三者を通じるが、これらの第三者（コンテンツ・ディストリビュータ）がコンテンツにアクセスすることを可能にせずに、安全なコンテンツの配信を可能にする方法およびシステムが望まれる。更に、コンテンツ・プロバイダから発しコンテンツ・ディストリビュータまたはコンテンツ・ディストリビュータのネットワークを通じた大きな消費者グループへの安全な配信を制御するまたは少なくとも監視すること、およびコンテンツの前記消費者への前記安全な配信の間セキュリティ侵害を検出することをコンテンツ・ディストリビュータに可能にする方法およびシステムも望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、先行技術において知られている欠点の内少なくとも１つを縮減または解消すること、および本発明の第１の態様において、コンテンツ・ソースからコンテンツ受信デバイスへのコンテンツ項目の安全な配信を可能にする方法を提供することである。      
【００１０】
コンテンツ受信デバイスは、分割鍵暗号システムと共に使用するように構成された復号化モジュールが関連付けられる。分割鍵暗号システムは、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤ、秘密情報Ｓに基づいて暗号および復号化鍵を生成する暗号化アルゴリズム、ならびに秘密情報Ｓを用いて、ｅを異なるｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムを含む。更に、分割鍵暗号システムは、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続暗号化および復号化動作を実行し、それぞれ、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し、Ｄおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用することを定義され、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei))=Xに従い、i,k ≧ 1およびi + k > 2である。このように記述される以上の条件は、本発明の一態様による分割鍵暗号システムの本質的なプロパティを定義する。本説明全体にわたって、分割鍵暗号システムおよび用いられるアルゴリズムの異なる例が開示される。本発明の一態様による方法は、このような分割鍵暗号システムのこの特定的なプロパティを利用する。
【００１１】
本発明の一態様による方法は、前記復号化モジュールに、少なくとも１つの第１分割鍵を含む第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、前記第１分割鍵情報と、前記復号化鍵ｄと、任意に前記秘密情報Ｓとに基づいて、少なくとも第２分割鍵を含む第２分割鍵情報を生成するステップと、前記復号化モジュールにおいて、前記第１および第２分割鍵情報と復号化アルゴリズムＤとに基づいて暗号化コンテンツ項目Ｘｅを復号化するために、前記復号化モジュールに前記少なくとも第２分割鍵情報をプロビジョニングするステップとを含む。
【００１２】
安全なコンテンツ配給において分割鍵暗号システムを使用することにより、多数の技術的利点が得られる。これは、コンテンツ・ソース（コンテンツ・プロバイダＣＰまたはＣＳとも呼ぶ）がコンテンツ配給を完全に制御することを可能にする。本発明の一態様では、分割鍵暗号システムは、例えば、暗号化アルゴリズムＥを用いそして暗号化鍵ｅを用いて、コンテンツ項目の暗号化を１回だけ必要とするに過ぎない。各セキュア（復号化）モジュールには、異なる第１分割鍵（例えば、異なる第１分割復号化鍵ｄ１）を（予め）プロビジョニングすることができ、セキュア（復号化）モジュールまたはセキュア・モジュールのグループに関連付けられた各トランザクションは、少なくとも第２分割鍵（例えば、異なる第２分割復号化鍵ｄ２）の生成（およびその後のセキュア（復号化）モジュールへのプロビジョニング）を含むことができる。第２分割鍵は、コンテンツおよびセキュア・モジュールに対して一意である。セキュア（復号化）モジュールは、その後、復号化アルゴリズムDを用いそして分割復号化鍵ｄ１およびｄ２をそれぞれ用いて、２回の連続復号化動作を実行することができる。このように、異なるユーザ毎にコンテンツ項目を復号化することおよび／または別個に（再）暗号化することは必要でなく、これによって多数のセキュア・モジュールに対する真の大量配信、例えば、ブロードキャストを可能にする。更に、分割鍵がプロビジョニングされたセキュア・モジュールが危殆化された場合でも、他のセキュア・モジュールに関連付けられた（含む、または通信可能に接続された）他のコンテンツ消費ユニット（ＣＣＵとも呼ぶ）へのコンテンツ項目の配信のセキュリティに影響を及ぼさない。また、分割鍵暗号システムのセキュリティ全体にも影響を及ぼさない。同様に、トランザクションにおいて生成された１つの分割鍵が傍受されても、他のＣＣＵまたはシステム全体のセキュリティに影響を及ぼさない。何故なら、この鍵は特定のＣＣＵおよびコンテンツ項目でなければ使用できないからである。
【００１３】
一実施形態では、前記コンテンツ・ソースが、少なくとも１つの暗号化アルゴリズムＥを含む暗号化モジュールと、１つの秘密鍵生成器とに関連付けられてもよく、前記秘密鍵生成器が、コンテンツ項目を復号化するための暗号化鍵情報と、前記少なくとも第１および第２分割鍵情報とをそれぞれ生成する前記暗号化アルゴリズムと分割鍵アルゴリズムとを含む。
【００１４】
言い換えると、暗号化モジュールは、コンテンツ・ソースの一部であってもよく、ネットワーク接続（有線またはワイヤレス）を介してコンテンツ・ソースと通信することができる。
【００１５】
一実施形態では、分割鍵が分割復号化鍵ｄ１〜ｄｋを指すのでもよい。
【００１６】
他の実施形態では、分割鍵が分割暗号化鍵ｅ１〜ｅｉを指すのでもよい。
【００１７】
一実施形態では、前記方法が、前記暗号化モジュールが、前記秘密鍵生成器から暗号化情報を受信し、前記暗号化モジュールが、前記暗号化鍵情報に基づいて、少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目Ｘｅを生成することを含んでもよい。
【００１８】
一実施形態では、前記復号化モジュールが、異なる分割鍵情報プロビジョニング方法を用いて、前記第１および第２分割鍵情報をプロビジョニングされるか、または前記復号化モジュールが、第１時点および第２時点においてそれぞれ前記第１および第２分割鍵情報をプロビジョニングされてもよく、好ましくは、前記第１時点が、前記復号化モジュールが製造された、ユーザに販売されたまたは配布された、あるいは登録された時点であり、好ましくは、前記第２時点が、前記コンテンツ受信モジュールがコンテンツ要求を前記コンテンツ・ソースに送信した時点である。
【００１９】
一実施形態では、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記復号化モジュールの製造、流通、アクティブ化、または登録中に前記第１分割鍵情報を前記復号化モジュールに、好ましくは、前記（セキュア）復号化モジュール内にあるセキュア・ハードウェア・モジュールに、供給するステップを含む。
【００２０】
一実施形態では、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記コンテンツ・ソースと前記復号化モジュールとの間にセキュア・チャネルを確立するステップと、前記少なくとも第１分割鍵情報を前記復号化モジュールに前記セキュア・チャネルを通じて送るステップであって、好ましくは前記セキュア・チャネルが、前記コンテンツ受信デバイスの前記コンテンツ・ソースに対する認証または登録プロセスの間に確立される、ステップとを含むのでもよい。
【００２１】
一実施形態では、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記少なくとも１つの第１分割鍵情報をセキュア・ハードウェア・モジュール、好ましくは、前記復号化モジュールを含むスマート・カードに埋め込むステップを含むのでもよい。一実施形態では、前記第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記復号化モジュールにおける第１分割鍵生成器に、第１分割鍵情報を生成するように命令するステップであって、好ましくは、前記コンテンツ・ソースから、または前記コンテンツ・ソースおよび前記復号化モジュールに共通な共通シグナリング・メッセージによって、前記第１分割鍵生成器に命令し、好ましくは、前記共通シグナリング・メッセージが、前記コンテンツ・ソースと前記復号化モジュールとの間で共有されるクロックに関連付けられた時刻を含む、ステップを含むのでもよい。
【００２２】
一実施形態では、前記第２分割鍵情報をプロビジョニングするステップが、前記第２分割鍵情報を、好ましくはセキュア・チャネルを通じて、前記復号化モジュールに送信する、または前記少なくとも第２分割鍵情報を記録媒体上に記録するステップを含む。
【００２３】
一実施形態では、前記コンテンツ・ソースが、コンテンツ送信システム、または暗号化コンテンツを記録媒体に記録するコンテンツ記録装置であってもよい。
【００２４】
一実施形態では、前記方法が、前記復号化モジュールが前記暗号化コンテンツ項目を受信し、前記第１分割鍵情報に基づいて前記暗号化コンテンツ項目の少なくとも一部を復号化して、部分的に復号化されたコンテンツ項目を得て、前記少なくとも第２分割鍵情報に基づいて、前記部分的に復号化されたコンテンツ項目を平文コンテンツ項目に復号化することを含んでもよい。一実施形態では、前記暗号化コンテンツ項目が、コンテンツ要求に応答して受信されるのでもよい。
【００２５】
一実施形態では、前記方法が、少なくとも１つのコンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）またはＣＤＮのネットワークに少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目を供給するステップと、前記第１および第２分割鍵情報と、前記復号化鍵ｄと、任意に前記秘密情報Ｓとに基づいて、第３分割鍵情報を生成するステップと、前記ＣＤＮまたはＣＤＮのネットワークに関連付けられた少なくとも１つの復号化モジュールに、前記第３分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、前記暗号化コンテンツ項目と、前記ＣＤＮにおける復号化アルゴリズムＤと、前記第３分割鍵情報とに基づいて、部分的に復号化されたコンテンツ項目を生成するステップと、前記部分的に復号化されたコンテンツ項目を前記コンテンツ受信デバイスに送信するステップを含むのでもよい。したがって、この実施形態では、各コンテンツ項目が、ＣＤＮのネットワークにおけるＣＤＮ毎に一意に暗号化されるので、セキュリティが高められる。
【００２６】
一実施形態では、前記少なくとも第１分割鍵情報が、複数の第１分割鍵（例えば、第１分割復号化鍵）と、関連する第１分割鍵識別子とを含むのでもよく、好ましくは、前記複数の第１分割鍵が、特定の地理的エリアに対して有効な１つ以上の地理特定分割鍵、特定のハードウェア・デバイスまたはハードウェア・デバイスのグループに対して有効なハードウェア特定分割鍵、所定のコンテンツ項目またはコンテンツ項目のグループに対して有効なコンテンツ特定分割鍵、および／または特定のユーザまたはユーザのグループに対して有効なユーザ特定分割鍵を含む。
【００２７】
一実施形態では、前記方法が、前記復号化モジュールに、１つ以上の分割鍵の選択のための情報を提供するステップであって、好ましくは前記情報が１つ以上の第１鍵識別子を含む、ステップと、前記複数の第１分割鍵から１つ以上の第１分割鍵を、好ましくは前記１つ以上の第１鍵識別子に基づいて選択するステップとを含むのでもよい。
【００２８】
一実施形態では、前記方法が、前記第１分割鍵の内２つ以上を組み合わせて第１組み合わせ分割鍵を得るステップと、前記第１組み合わせ分割鍵を第１分割鍵情報として用いるステップとを含むのでもよい。
【００２９】
一実施形態では、前記分割鍵アルゴリズムが、第１分割鍵情報を生成するランダム分割鍵生成アルゴリズムと、前記第１分割鍵情報に基づいて第２分割鍵情報を生成する別の分割鍵生成アルゴリズムとを含むのでもよい。
【００３０】
一実施形態では、前記コンテンツ受信デバイスにおける前記第１分割鍵生成器が、擬似乱数生成器を含むのでもよく、前記方法が、前記分割鍵生成器が、前記擬似乱数生成器にシードを生成するための情報を受信するステップと、擬似乱数値を生成するステップと、前記擬似乱数値が、前記分割鍵暗号システムによって強制される１つ以上の条件に適合するか否かチェックするステップとを含む。
【００３１】
一実施形態では、前記コンテンツ・ソースが、前記復号化モジュールにおける前記第１分割鍵生成器と実質的に同一である第２分割鍵生成器を含む秘密鍵生成器に関連付けられてもよい。本方法は、シードを生成するための情報を前記第１および第２分割鍵生成器に提供するステップと、前記第１および第２分割鍵生成器が第２分割鍵情報を生成するステップと、前記秘密鍵生成器が、前記秘密情報Ｓと前記第２分割鍵情報とに基づいて第１分割鍵情報を決定するステップと、前記第１分割鍵情報を、前記コンテンツ受信デバイスに関連付けられた前記復号化モジュールに提供するステップとを含むのでもよい。
【００３２】
一実施形態では、一般に鍵生成アルゴリズムとも呼ばれる前記暗号化アルゴリズムが、ワン・タイム・パス、ＬＦＳＲストリーム暗号、ＲＳＡ、エルガマル、および／またはダンガード−ジュリック暗号システム（暗号方式とも呼ばれる）の内少なくとも１つに基づく。この暗号化アルゴリズム（鍵生成アルゴリズム）は、使用される（分割鍵）暗号システムに対して特定的である。これに加えて、分割鍵アルゴリズムは、使用される暗号システムに対しても特定的であり、暗号システムと共に、分割鍵暗号システムを形成する。「特定的」という用語は、いずれの暗号化システムまたは暗号化−復号化アルゴリズム対と組み合わせても、このようなアルゴリズムをランダムに使用できないことを示す。ある種の組み合わせだけが、本願において定義されるプロパティを有する分割鍵暗号システムを形成する。ある種の分割鍵暗号システムは、他のものに対して追加のプロパティ（利点）を有するのでもよい。
【００３３】
例えば、分割鍵ＲＳＡ暗号システムは、秘密情報φ(n)がなければＲＳＡ鍵を分割できないという追加の利点を有する。このため、不正者は、ＳＫＧによって供給される鍵を分割できないことが保証される。これによって、中間者がＳＫＧによって供給される鍵を傍受しそれを彼自身の秘密鍵と組み合わせる、いわゆる中間者攻撃を防止する。更に、これによって、セキュア・チャネルを用いずに、第２分割鍵情報をＣＣＵにプロビジョニングすることも可能になる。
【００３４】
このように、一実施形態では、本発明による分割鍵ＲＳＡ暗号システムを用いると、安全が確保されていないチャネル、例えば、ブロードキャストまたはマルチキャストを通じて、第２分割鍵情報をＣＣＵにプロビジョニングすることもできる。あるいは、第２分割鍵を暗号化コンテンツと一緒に光または磁気記憶媒体上に格納することもでき、分割鍵をＤＶＤの非保護記憶エリアに格納する。
【００３５】
一実施形態では、前記コンテンツ受信デバイスが、メディア・プレーヤ、セット・トップ・ボックス、コンテンツ記録装置、記憶媒体、好ましくは、光、磁気、および／または半導体記憶媒体を読み取る装置の一部である。
【００３６】
更に他の態様では、本発明は、コンテンツ・ソース・デバイスに関連付けられた少なくとも１つの第１セキュア・モジュール、好ましくは、コンテンツ送信モジュールまたは暗号化コンテンツを記録媒体上に記録するコンテンツ記録装置から、コンテンツ受信デバイスにおける少なくとも第２セキュア・モジュールに、分割暗号システムを用いて、鍵情報の安全な配信を可能にする方法に関することができる。分割鍵暗号システムは、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。更に、分割鍵暗号システムは、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびj + k > 2である。本方法は、前記第２セキュア・モジュールに少なくとも第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、前記第１セキュア・モジュールが、暗号化アルゴリズムＥと少なくとも１つの暗号化鍵ｅとに基づいて暗号化鍵Ee(K)を生成するステップであって、Ｋが前記コンテンツ送信デバイスによって送信されるコンテンツを暗号化するための鍵である、ステップと、鍵生成器が、前記暗号化アルゴリズムと、前記第１分割鍵情報と、前記復号化鍵ｄと、前記秘密情報Ｓとに基づいて第２分割鍵情報を生成する分割鍵アルゴリズムとを含み、前記第2分割鍵情報を前記第２セキュア・モジュールに送信するステップと、前記第２セキュア・モジュールが、前記第２分割鍵情報と前記復号化アルゴリズムとに基づいて、前記暗号化鍵Dd1(Ee(k))に対して復号化動作を適用するステップとを含むことができる。
【００３７】
この実施形態は、コンテンツ項目Ｘの効率的な対称暗号化と、分割鍵暗号システムを用いた対称暗号化鍵kXの安全な非対称暗号化とを組み合わせた、混成暗号化を可能にする。ストリーミング・メディアの場合、対称暗号化鍵（または秘密シード）kXは、定期的に時間を変更することができる（鍵ロールオーバー）。
【００３８】
更に他の態様では、本発明は、コンテンツ・ソースから、少なくとも第１および第２コンテンツ配給ネットワーク（ＣＤＮ１、ＣＤＮ２）を通じて、復号化モジュールに関連付けられた少なくとも１つのコンテンツ受信デバイスへの、分割鍵暗号システムを用いた、コンテンツ項目の安全な配信方法に関することができる。分割鍵暗号システムは、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。更に、分割鍵暗号システムは、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびi + k > 2である。本方法は、前記復号化モジュールに少なくとも第１分割鍵情報をプロビジョニングするステップと、前記第１ＣＤＮ１に少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目Ｘｅまたは部分的に復号化されたコンテンツ項目を供給するステップと、前記第１ＣＤＮ１が前記少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目または部分的に復号化されたコンテンツ項目を前記第２ＣＤＮ２に送信するステップと、鍵生成器が、前記第１分割鍵情報と、前記暗号化鍵ｄと、任意に前記秘密情報Ｓとに基づいて前記少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目Ｘｅまたは部分的に復号化されたコンテンツに関連付けられた第２および第３分割鍵情報を生成する前記暗号および分割鍵アルゴリズムを含み、前記第２分割鍵情報を含む第１分割復号化制御メッセージを前記第１ＣＤＮ１に送信し、第３分割鍵情報を含む第２分割復号化制御メッセージを前記暗号化モジュールに送信するステップと、前記第１ＣＤＮ１が前記第１分割復号化制御メッセージを前記第２ＣＤＮ２に中継するステップと、前記復号化アルゴリズムＤと前記第２分割鍵情報とを用いて前記暗号化コンテンツ項目または前記部分的に復号化されたコンテンツ項目に対して復号化動作を適用することによって、部分的に復号化されたコンテンツ項目または更に部分的に復号化されたコンテンツ項目を生成するステップと、前記復号化モジュールにおいて前記第１および第３分割鍵情報と復号化アルゴリズムＤとに基づいて、前記部分的に復号化されたコンテンツ項目または更に部分的に復号化されたコンテンツ項目を復号化して平文コンテンツ項目を得るために、前記部分的に復号化されたコンテンツ項目または更に部分的に復号化されたコンテンツ項目を前記復号化モジュールに送信するステップとを含むことができる。
【００３９】
したがって、この実施形態では、ＣＤＮ１は、コンテンツ・ソースから全ての下流ＣＤＮ（ＣＤＮ２）を遮断する。このように、ＣＳ、具体的には、ＣＰＳに関連付けられた秘密鍵生成器は、ＣＤＮ１およびＣＣＵとのインターフェースだけを有すればよい。ＣＳは、ＣＤＮ１だけと相互作用し、ＣＤＮ１は、透過的に暗号化コンテンツ、および分割鍵情報を含むルーティング要求メッセージをＣＮＤ２に転送することによって、コンテンツ項目の配信を外部委託する。更に、本システムは、ＣＤＮネットワークを通じた透過的なコンテンツ項目の配信も可能にする。配信プロセスの種々の段階において、ＣＳに通知され、ある種の動作、例えば、ある種の（分割）鍵の生成および／または配信を行うように要求される。
【００４０】
他の態様では、本発明は、コンテンツ・ソースからコンテンツ受信デバイスへのコンテンツ項目の安全な配信を可能にするシステムに関することができ、前記システムが分割鍵暗号システムとの使用のために構成され、前記分割鍵暗号システムが、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。前記分割鍵暗号システムは、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびi + k > 2である。前記システムは、コンテンツ・ソースに関連付けられた暗号化モジュールであって、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを生成するために前記暗号化アルゴリズムＥを含む、暗号化モジュールと、前記暗号化モジュールに関連付けられ、前記暗号化アルゴリズムおよび前記分割鍵アルゴリズムとを含む、鍵生成器と、前記コンテンツ受信デバイスに関連付けられ、少なくとも第１および第２分割鍵情報と前記復号化アルゴリズムＤとに基づいて暗号化コンテンツ項目を復号化するように構成される、復号化モジュールと含む。
【００４１】
更に他の態様では、本発明は、前述したようなシステムにおける使用のための鍵生成器に関することもできる。この鍵生成システムは、復号化鍵ｄおよび暗号化鍵ｅを秘密情報Ｓに基づいて生成する暗号生成器と、前記秘密情報Ｓに基づいて、少なくとも(i-1)個の異なるランダム分割暗号化鍵e1,e2,...,ei-1および／または少なくとも(k-1)個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dk-1をそれぞれ生成する乱数生成器を含む分割鍵生成器と、更に他の分割暗号化鍵eiまたは更に他の分割復号化鍵dkを決定する更に他の分割鍵アルゴリズムとを含み、前記分割鍵が、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤを含む分割鍵暗号システムにおいて用いられる。分割鍵暗号システムは、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびi + k > 2である。
【００４２】
・実施形態では、前記暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄ、ならびに前記暗号化アルゴリズムが、エルガマル・アルゴリズム（方式）に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
・前記乱数生成器が、ｐよりも小さい(k-1)個のランダム整数d1,d2,...,dk-1を選択するように構成され、
・最終整数をdk = d - (d1 + ... + dk-1) (mod p)として計算するように定義されてもよく、
または、前記暗号化および復号化アルゴリズムがダンガード−ジュリック方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
・ｎよりも少ない(n-1)個のランダム整数d1,...,dn-1を決定し、dk=d-(d1+...+dn-1)(mod n)を計算するように定義されてもよく、
または、前記暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄがワン・タイム・パッド方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
・(k-1)個のランダム二進ストリームd1...dk-1を決定し、
【００４３】
【数１】
2014535199.tif 000003
を計算するように定義されてもよく、
または、前記暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄが、ＲＳＡ方式に基づき、ｋ個の分割鍵を生成する前記分割鍵アルゴリズムが、
・φ(n)と互いに素である(k-1)個の乱数d1,...,dk-1を決定し、
・dk = (d1 * ... * dk-1)-1 * d (mod φ(n))を計算するように定義されてもよい。
【００４４】
更に他の態様では、本発明は、コンテンツ受信デバイス（好ましくは、コンテンツ消費ユニット）内における使用のための復号化モジュールに関することができる。前記復号化モジュールが、更に、分割鍵暗号システムとの使用のために構成され、前記分割鍵暗号システムが、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。前記分割鍵暗号システムは、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびi + k > 2であある。前記復号化モジュールは、暗号化コンテンツを受信する入力であって、前記コンテンツが少なくとも１つの暗号化鍵および暗号化アルゴリズムＥを用いて暗号化される、入力と、プロビジョニングされた第１分割鍵情報を格納するセキュア・ストレージと、第２分割鍵情報がプロビジョニングされる入力と、前記第２分割鍵情報および復号化アルゴリズムＤを用いて少なくとも第１復号化動作を実行し、前記プロビジョニングされた第１分割鍵情報および復号化アルゴリズムＤを用いて少なくとも第２復号化動作を実行する少なくとも１つのプロセッサとを含む。
【００４５】
一態様では、本発明は、暗号化アルゴリズムＥおよび少なくとも１つの暗号化鍵または分割暗号化鍵を用いて暗号化されるコンテンツ項目に関連付けられたデータを含む記録エリアと、復号化アルゴリズムＤを用いて前記暗号化コンテンツ項目を部分的に復号化するための少なくとも１つの分割復号化鍵に関連付けられたデータを含む記録エリアとを含む記録媒体に関することができる。前記暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄ、ならびに前記少なくとも１つの分割鍵が、分割鍵暗号システムの一部であり、この分割鍵暗号システムが、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤと、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成する暗号化アルゴリズムと、ｅをｉ個の異なる分割暗号化鍵e1,e2,...,eiに分割し、および／またはｄをｋ個の異なる分割復号化鍵d1,d2,...,dkにそれぞれ分割する分割鍵アルゴリズムとを含む。前記分割鍵暗号システムは、更に、Ｅおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,eiを適用し更にＤおよび分割復号化鍵d1,d2,...,dkを適用して、コンテンツ項目Ｘに対してある数の連続的な暗号化および復号化動作をそれぞれ実行し、Ddk(Ddk-1(…(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,…,ei)) = Xに適合することが定義され、i,k ≧ 1およびj + k > 2である。用いられる分割鍵アルゴリズムに依存して、少なくとも１つの分割復号化鍵に関連付けられたデータを含む記録エリアが、安全な記録エリア、または安全でない記録エリアであってもよい。
【００４６】
他の態様では、本発明は、前述のような復号化モジュールを含むコンテンツ再生デバイスに関することができる。前記コンテンツ再生デバイスは、前述のように記録媒体上に記録されたコンテンツ項目の少なくとも一部と分割鍵とを生成するように構成することができる。また、本発明は、ソフトウェア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム生産物に関し、コンピュータのメモリ内において実行されると、前述の方法ステップの少なくとも１つを実行するように構成される。
【００４７】
添付図面を参照しながら、本発明について更に例示する。図面は、本発明による実施形態を模式的に示す。尚、本発明はこれらの具体的な実施形態には全く限定されないことは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施形態による安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による秘密鍵生成器の模式図を示す。
【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の種々の実施形態による分割鍵暗号システムにおいて使用するストリーム暗号(stream cipher)を示す。
【図４】図４は、本発明の種々の実施形態による、暗号化／復号化対ｅ、ｄおよび関連する分割鍵の生成を表すフロー・チャートを示す。
【図５】図５（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図６】図６（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の更に他の実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による、コンテンツをコンテンツ消費ユニットに配信するセキュア・コンテンツ配信システムの模式図を示す。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態による分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。
【図１０】図１０は、従来のマルチ・レイヤー型暗号化方式を示す。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、マルチ・レイヤー型暗号化方式における分割鍵暗号システムの種々の実施態様を示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態による混成分割鍵暗号システムを示す。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図１４】図１４は、本発明の更に他の実施形態による分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。
【図１５】図１５は、本発明の更に他の実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図１７】図１７は、本発明の他の実施形態による、安全なコンテンツ配給のための分割鍵暗号システムを示す。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態によるセキュア・コンテンツ配給システムに関連付けられたプロトコル・フローを示す。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態によるセキュア・コンテンツ配給システムに関連付けられたプロトコル・フローを示す。
【図２０】図２０（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施形態によるセキュア・コンテンツ配給システムの模式図を示す。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態による分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１（Ａ）は、コンテンツ配給システムの上位模式図を示す。このシステムは、大まかに、コンテンツ・ソース（ＣＳ）１０２、例えば、コンテンツ・プロバイダ・システム（ＣＰＳ）、またはコンテンツ・プロバイダ・システムから１つ以上のコンテンツ消費ユニット（ＣＣＵ）１０４への（平文）コンテンツを受信するように構成されたコンテンツ処理システムを含むことができる。
【００５０】
コンテンツ・プロバイダ・システムは、コンテンツ・ソースからコンテンツ消費ユニットにコンテンツを配給するように構成されたコンテンツ・ディストリビュータまたは異なるコンテンツ・ディストリビュータのチェーンを用いることができる。コンテンツ配給プラットフォームは、コンテンツを配信するために電子的な手段を用いることもできる。例えば、一実施形態では、１つ以上のコンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）がある。あるいは、記録媒体、例えば、磁気記録媒体、例えば、ＤＶＤおよびＢｌｕ−Ｒａｙ技術を用いる光記録媒体、光磁気記録媒体、および／またはソリッド・ステート記録媒体上でコンテンツを配信する物理的手段を用いることもできる。
【００５１】
ＣＳは、コンテンツ項目、例えば、ビデオ、画像、ソフトウェア、データ、および／またはテキストを、セグメント化ファイルおよび／またはストリーム（例えば、ＨＡＳ−型ファイルおよび／またはストリーム）を含むファイルおよび／またはストリームの形態で、顧客または他のコンテンツ・ディストリビュータに提供するおよび／または配信するように構成することができる。消費者は、コンテンツ消費ユニット（ＣＣＵ）を用いて、コンテンツ項目を購入し受信することができる。コンテンツ消費ユニットは、ＣＤＮおよびＣＰＳとインターフェースするソフトウェア・クライアントを構成する。
【００５２】
ＣＵＵは、一般に、ファイル・ベースおよび／または（生）ストリーミング・コンテンツを処理するように構成されたデバイスに関係付けることができる。このようなデバイスは、電子タブレット、スマート・フォン、ネットブック、メディア・プレーヤ、ＤＶＤまたはＢｌｕ−Ｒａｙプレーヤのような記録媒体の演奏(play-out)用プレーヤというような、（移動体）コンテンツ演奏デバイスを含むことができる。実施形態では、ＣＣＵがセット・トップ・ボックスであってもよく、またはコンテンツを処理し他のコンテンツ消費ユニットによる今後の消費のために一時的にコンテンツを格納するように構成されたコンテンツ記録および記憶デバイスであってもよい場合もある。
【００５３】
図１（Ａ）を参照して説明するコンテンツ配信システムでは、コンテンツが多数のＣＣＵに安全に配信されること、そして課金および支払いが効率的に処理されることが望ましい。
【００５４】
したがって、コンテンツは、コンテンツ保護システムによる保護を必要とする。コンテンツ保護システムは、コンテンツ配信が、例えば、コンテンツ項目を購入した消費者によって開始されたときに、暗号化コンテンツがこの消費者のＣＣＵに配信されるように実現することができる。暗号化コンテンツへのアクセスは、ＣＣＵにおいて暗号化コンテンツの復号化を可能にする情報によって付与される。
【００５５】
以下で更に詳しく説明するが、本発明によるコンテンツ保護システムは、コンテンツの実際の配信が１つ以上のコンテンツ・ディストリビュータに外部委託されても、コンテンツ・ソース（コンテンツ発信側(originator)と呼ばれることもある）が、コンテンツの安全な配信を完全に制御することを可能にする。これを達成するために、コンテンツ保護システムは、いわゆる分割鍵暗号システムを用いる。この暗号システムの詳細および利点については、添付図面を参照しながら以下で更に詳しく説明する。
【００５６】
図１（Ｂ）は、本発明の一実施形態にしたがって、ＣＳ１０２から発信するコンテンツを１つ以上のコンテンツ消費ユニットＣＣＵ１０４に配給するための分割鍵暗号システムを示す。ＣＳには、暗号化アルゴリズムＥを含む暗号化モジュール１１２と、秘密情報Ｓに基づいて鍵を生成する秘密鍵生成器１１４とを関連付けることができる。ＣＣＵは、復号化モジュールＤＭ１０５、即ち、復号化アルゴリズムＤを実行するプロセッサを含むことができる。一実施形態では、復号化モジュールは、復号化アルゴリズムＤと少なくとも第１分割−（復号化）鍵ｄ２を含む第１分割鍵情報とを用いる第１分割復号化動作１０８と、復号化アルゴリズムＤと少なくとも第２分割−（復号化）鍵ｄ１とを用いる第２分割鍵動作１１０とを少なくとも実行するように構成されるのでもよい。好ましくは、復号化モジュールは、セキュア・モジュール、例えば、スマート・カード、（Ｕ）ＳＩＭ、または他の適したハードウェアによって安全が確保されたプロセッサとして実現される。秘密鍵生成器（ＳＫＧ）１１４は、ＣＰＳの一部としてまたは別個の鍵サーバとして実現されてもよく、暗号化鍵およびいわゆる分割鍵を生成することができる。
【００５７】
分割鍵暗号システムは、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤならびに秘密鍵生成器によって生成された鍵情報に基づいて、コンテンツ項目ＸのＣＣＵへの安全な配信を提供するように構成することができる。このために、暗号化アルゴリズムＥは、暗号化鍵ｅを用いて、コンテンツ項目Ｘを暗号化コンテンツ項目Xe=Ee(X)に暗号化することができる。ここで、暗号化鍵ｅは、秘密鍵生成器１１４によって生成される（ここで、XeはEe(X)の短い表記である。即ち、暗号化鍵ｅを用いた暗号化アルゴリズムＥのコンテンツ項目Ｘへの適用である）。
【００５８】
暗号化コンテンツは、暗号化ファイルまたはストリームとしてＣＣＵに電子的に送ることができる。電子送信に適したプロトコルには、ストリーミング・プロトコル、例えば、ＤＶＢ−Ｔ、ＤＶＢ−Ｈ、ＲＴＰ、ＨＴＴＰ（ＨＡＳ）、またはＩＰ−マルチキャスト上のＵＤＰ／ＲＴＰ(UDP/RTP over IP-Multicast)が含まれる。一実施形態では、ＨＴＴＰ適応ストリーミング（ＨＡＳ）、ＤＶＢ適応ストリーミング、ＤＴＧ適応ストリーミング、ＭＰＥＧ  ＤＡＳＨ、ＡＴＩＳ適応ストリーミング、ＩＥＴＦ  ＨＴＴＰライブ・ストリーミングというような適応ストリーミング・プロトコル、および関係するプロトコルを用いることができる。コンテンツは、ＡＶＩまたはＭＰＥＧのような特定のフォーマットの適した移送コンテナにおいて移送することができる。
【００５９】
あるいは、暗号化コンテンツは、記憶媒体、例えば、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスクのような光記憶媒体、ソリッド・ステート記憶媒体、または磁気記憶媒体上に記録することもでき、この媒体をＣＣＵのユーザに配信するのでもよい。
【００６０】
図１（Ｂ）からわかるように、秘密鍵生成器は、分割復号化鍵ｄ１およびｄ２を含む分割鍵情報１１８１，２を生成することができる。一実施形態では、異なるプロビジョニング・プロセスを用いて、異なる分割鍵を復号化モジュールにプロビジョニングすることもできる。更に、他の実施形態では、異なる分割鍵のプロビジョニングが、異なる時点において開始されてもよい。
【００６１】
例えば、第１実施形態では、第１分割鍵ｄ２が復号化モジュールにおいて予め構成されてもよい。ここで、予め構成するとは、分割鍵ｄ２をセキュア・ハードウェア・ユニット１０６に格納するまたは埋め込むことを含むことができる。セキュア・ハードウェア・ユニット１０６は、復号化モジュールの一部であってもよい。セキュア・ハードウェア・ユニットは、改ざんを受けない(tamper-free)ハードウェア・モジュールとして設計することができ、リバース・エンジニアができないか、または少なくとも非常に難しい。セキュア・ハードウェア・ユニットは、物理的に安全が確保された鍵記憶モジュールにするために、ＯＴＰ（１回のみプログラミング可能）メモリ技術を含むフラッシュ・メモリを含むことができる。
【００６２】
一実施形態では、セキュア・ハードウェア・ユニットは、信頼計算グループ(Trusted Computing Group)に指定されるようなTrusted Platform Module（ＴＰＭ：信頼プラットフォーム・モジュール）の一部であってもよい。国際標準ＩＳＯ／ＩＥＣ１１８８９において規定されたＴＰＭ仕様を引用する。この場合、セキュア・ハードウェア・ユニットには、ＣＣＵの起動時または初期化時に、少なくとも１つの分割鍵をプロビジョニングすることができる。起動中に、ＴＰＭは、秘密鍵生成器との安全な接続を確立することができる。秘密鍵生成器は、分割鍵情報を復号化モジュールに送るように構成される。
【００６３】
他の実施形態では、復号化モジュールには、オフライン・プロセスにおいて分割鍵をプロビジョニングすることもできる。例えば、復号化モジュールを構成する（Ｕ）ＳＩＭまたはスマート・カードの一部に、セキュア・ハードウェア・モジュールの製造中、流通中、あるいはアクティブ化(activation)または登録中に、１つ以上の分割鍵を予め構成することもできる。例えば、セキュア・ハードウェア・モジュールの購入中に、このモジュールに１つ以上の分割鍵を構成することもできる。
【００６４】
更に他の実施形態では、ネットワークとの登録および／または認証手続きに関連付けられたセキュア・チャネルを用いて、復号化モジュールに１つ以上の分割鍵をプロビジョニングすることもできる。例えば、ＣＣＵに関連付けられた認証および／または登録プロセスの間に分割鍵を引き出し、続いて復号化モジュールのセキュア・メモリに格納することができる。例えば、移動体ＣＣＵを用いる場合、移動体規格に関連付けられた認証および鍵生成（ＡＫＡ：authentication and key agreement）の実行中に、分割鍵がプロビジョニングされてもよい。
【００６５】
更に、セキュア・ハードウェア・モジュールには、第２の別の分割鍵情報もプロビジョニングすることができる。好ましくは、第２分割鍵情報に関連付けられたプロビジョニング・プロセスは、第１分割鍵情報に関連付けられたプロビジョニング・プロセスとは異なる。あるいは、同じまたは同様のプロビジョニング方法を用いて、セキュア・ハードウェア・モジュールには、異なる時点において、第１および第２分割鍵情報がプロビジョニングされる。
【００６６】
例えば、一実施形態では、コンテンツ項目を購入したときに、セキュア・チャネル、例えば、ＳＳＬまたはＳ−ＨＴＴＰ接続によって、ＣＣＵにおける復号化モジュールに第２分割鍵情報を配信することもできる。更に詳細には、ＣＣＵが、少なくとも１つの暗号化コンテンツ項目と前記少なくとも第２の分割鍵情報をセキュア・チャネルを通じて電子的に受信するように構成されたクライアントを含むこともできる。他の実施形態では、ＣＰＳが暗号化コンテンツおよび少なくとも１つの分割鍵を記録媒体上でＣＣＵに配給することもできる。例えば、暗号化コンテンツは、光または磁気記憶媒体上に記録されてもよく、分割鍵はＤＶＤの秘密記憶エリアに格納される。
【００６７】
尚、ＣＣＵ内の復号化モジュールが分割鍵機能を含むこともでき、例えば、（インデックス化された）表が分割鍵情報を含み、この中から分割鍵を選択することができ、または所定の分割鍵生成器を含むのでもよいことを注記しておく。この場合、分割鍵の代わりに、ＣＰＳが分割鍵識別情報、例えば、表のインデックス、シード、および／または何らかの他の識別子（１つまたは複数）を、ＣＣＵが選択するために送ることができる。また、（擬似乱数生成器）の場合、ＣＰＳにもわかっている１つ以上の分割鍵を生成することもできる。このような分割鍵暗号システムの例については、図１３〜図１５および図２０〜図２１を参照して更に詳しく説明する。
【００６８】
分割鍵は、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを完全に復号化するために必要となる。したがって、前述のように、分割復号化鍵ｄ２１１８２を鍵生成器によって生成し、ＣＣＵにプロビジョニングしてもよい。次いで、ＣＣＵのユーザがコンテンツ項目Xの配信を要求した場合、ＣＰＳがＣＣＵにおけるセキュア・モジュールに別の分割復号化鍵ｄ１１１８１をプロビジョニングすることができる。暗号化コンテンツ項目をユーザに配信するとき（電子的にまたは物理記憶媒体を用いて）、第１復号化モジュール１１０は分割復号化鍵ｄ１および復号化アルゴリズムＤを用いて暗号化コンテンツ項目を「部分的に」復号化してＸｅ,ｄ１１１６を得ることができる。
【００６９】
このように「部分的に」復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１1は、分割復号化鍵ｄ２および復号化アルゴリズムＤに基づいて、Dd2(Dd1(Ee(X)) = Dd2(Dd1(Xe)) = Dd2(Xe,d1) = Xとなるように、第２復号化モジュールによって、コンテンツ項目Ｘに完全に復号化することができる。ここで、Ｘｅ,ｄ１は、復号化アルゴリズムＤおよび分割復号化鍵ｄ１を用いた、暗号化コンテンツ項目Ｘｅに対する復号化動作の短い表記である。尚、「部分的に」という単語（または「部分的」(partly)）は、この文書では、暗号化／復号化のプロセスに言及するのであって、コンテンツに言及するのではないことを注記しておく。更に、部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１は、暗号テキストであり、したがって、完全に暗号化されたコンテンツＸｅと同様に、不正アクセスに対して安全である。
【００７０】
本文書において説明する分割鍵暗号システムでは、Ee(x)およびｄ１を組み合わせた知識がＸについての情報を漏らさないことが求められる。更に、実施形態では、Ee(x)およびｄ２を組み合わせた知識がＸについての情報を漏らさないが求められる場合もある。更に、ＣＤＮのコンテキストでは特に、分割鍵暗号システムは、１つの暗号化鍵ｅに基づいて（各コンテンツ消費者が暗号化コンテンツを完全に復号化するために異なる１組の（個人専用とした）鍵が得られるように）多くの異なる分割鍵対ｄ１、ｄ２の生成を可能にするように、そしてEe(x)と多くの異なる分割復号化鍵ｄ１とを組み合わせた知識がＸについての情報を漏らすことなく、更に（実施形態によっては）Ee(x)と多くの異なる分割復号化鍵ｄ２とを組み合わせた知識がＸについての情報を漏らすことがないように、構成される。
【００７１】
したがって、図１（Ｂ）を参照して説明した分割鍵暗号システムを用いるセキュア・コンテンツ配信システムは、ＣＳがコンテンツの配給を完全に制御するという技術的利点が得られる。ＣＳは、コンテンツ項目が、予め構成された分割鍵ｄ２を含むＣＣＵにおいてでなければ再生されず、不正なデバイス上では再生できないことを知っており、復号化されたコンテンツが他のＣＣＵに更に広がることに対する保護を提供する。更に、コンテンツ項目は、分割鍵ｄ１がプロビジョニングされたＣＣＵを有する消費者でなければ再生することができない。これによって、支払ったよりも多いコンテンツ項目を視聴したがる消費者に対する保護も可能になる。
【００７２】
鍵分割暗号システムは、暗号化鍵を用いてコンテンツ項目を１回暗号化するだけで済む。各セキュア・モジュールには、異なる第１分割鍵をプロビジョニングすることができ、セキュア・モジュールまたはセキュア・モジュールのグループに関連付けられた各トランザクションは、少なくとも第２の分割鍵の生成を含むことができ、この第２の分割鍵はコンテンツおよびセキュア・モジュールに対して一意である。このように、コンテンツ項目を異なるユーザ毎に別々に（再）暗号化する必要はなく、これによって、多数のセキュア・モジュールに対する真の大量配信、例えば、ブロードキャストが可能になる。更に、分割鍵がプロビジョニングされたセキュア・モジュールが危殆化された場合でも、他のＣＣＵまたは暗号システム全体の他のセキュリティには影響を及ぼさない。同様に、トランザクションのときに１つの分割鍵が傍受されても、他のＣＣＵまたはシステム全体のセキュリティには影響を及ぼさない。何故なら、この鍵は特定のＣＣＵおよびコンテンツ項目によってでなければ使用できないからである。
【００７３】
以下で更に詳細に説明するが、分割鍵暗号システムは、実際の暗号化鍵ｅおよび別の分割鍵ｄ１の生成を後の段階まで、例えば、消費者が実際にコンテンツ項目を要求するときまで延期することもできる生成を可能にする。
【００７４】
図１（Ｂ）に示す分割暗号システムは、分割鍵暗号システムの様々なグループの非限定的な一例に過ぎず、各分割鍵暗号システムは、少なくとも１対の暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄ、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵および復号化鍵ｅ、ｄを生成するための暗号化アルゴリズム、ならびにｅおよび／またはｄをそれぞれ多数の分割暗号化鍵および／または分割復号化鍵に分割するための分割鍵アルゴリズムによって定義される。
【００７５】
分割鍵暗号システムの１つのグループは、少なくとも１対の暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄ、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵および復号化鍵ｅ、ｄを生成するための暗号化アルゴリズム、ならびにDdk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Ee(X))...))=Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Xe,di)...))=Xとなるように、復号化鍵ｄを任意の数のｋ個の分割復号化鍵d1,d2,...,dk（k≧2）に多数に分割するための分割鍵アルゴリズムによって定義することもできる。ここで、Xe,d1,d2,...,dkは、復号化アルゴリズムＤおよび分割暗号化鍵d1,d2,...,dkをそれぞれ用いての、暗号化コンテンツ項目Ｘｅに対する復号化動作の所定のシーケンスの短い表記である。
【００７６】
分割鍵暗号システムの他のグループは、暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄ、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵および復号化鍵ｅ、ｄを生成するための暗号化アルゴリズム、ならびにDd(Eei(Eei-1...(Ee2(Ee1(X))...)) = Dd(Xe1,e2,...,ei)) = Xとなるように、ｅを任意の数のｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,ei（i≧2）に多重分割するための分割鍵アルゴリズムによって定義することもできる。ここで、Xe1,e2,...,eiは、暗号化アルゴリズムＥおよび分割暗号化鍵e1,e2,...,ei を用いての、(平文)コンテキスト項目Ｘに対して行われる暗号化動作の所定のシーケンスの短い表記である。分割鍵暗号システムの更に他のグループは、暗号化アルゴリズムＥ、Ｄ、秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵および復号化鍵ｅ、ｄを生成するための暗号化アルゴリズム、ならびにDdk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Eei(Eei-l(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Xe1,e2,...,ei)) = Xとなるように、ｅおよびｄ双方を任意の数のｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,eiおよびｋ個の分割復号化鍵d1,d2,...,dk（i,k ≧ ２およびI + k ≧ 2）に多重分割するための分割鍵アルゴリズムによって定義することもできる。
【００７７】
実施形態では、ＥおよびＤが異なるアルゴリズムであってもよい場合がある。他の実施形態では、暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤは、同一である、即ち、Ｅ＝Ｄであってもよい。これによって、Ddk(Ddk-1(...(Dd2(Dd1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Ee1(X))...)) = Edk(Edk-1(...(Ed2(Ed1(Eei(Eei-1(...(Ee2(Eel(X))...)) = Xe1,e2,...,ei,d1,d2,...dk = Xとなるように、ｅおよびｄ双方をｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,eiおよびｋ個の分割復号化鍵dk,dk-1,...,d1に多数に分割することが可能になる。
【００７８】
このような分割鍵暗号化システムでは、暗号化鍵ｅと復号化鍵ｄとの間に機能的な区別はない。実施形態では、暗号化および／または復号化アルゴリズムが順序において自由である(communicative)であることができ、即ち、これらがいずれの順序で適用されても、常に同じ結果が得られる。このような順序において自由なプロパティは、分割鍵が、生成されたときとは異なる順序で用いられるときに有用であり、または分割鍵の生成時には知られていない順序でこれらが用いられるときにも有用であると考えられる。尚、「となるように」(such that)という用語が分割鍵暗号化システムの以上で参照した実施形態によって用いられる場合、この用語はこのような分割鍵暗号化システム（１つまたは複数）（のグループ）のプロパティ（挙動または特性）を定める役割を果たすことは理解されよう。
【００７９】
これより、以上で述べた分割鍵暗号システムの例について更に詳しく説明する。
【００８０】
図２は、本発明の一実施形態による秘密鍵生成器２００の模式図を示す。この秘密鍵生成器は、暗号化／復号化鍵対ｅ、ｄに関連付けられた暗号化アルゴリズムを生成する暗号生成器２０２を含むことができる。一実施形態では、このような暗号化アルゴリズムは、所定の（擬似）ランダム暗号化アルゴリズム２１５、所定の暗号化アルゴリズム２１６、ならびに暗号化鍵ｅまたは復号化鍵ｄの少なくとも１つ、所定のランダム分割鍵アルゴリズム２２０、および他の分割鍵アルゴリズム２２０に基づいて分割鍵を生成する分割鍵生成器２０４を含むことができる。一実施形態では、他の分割鍵アルゴリズムが決定論的分割鍵アルゴリズムであってもよい。他の実施形態では、他の分割鍵アルゴリズムが擬似乱数コンポーネント(pseudo random component)を含むのでもよい。暗号生成器および分割鍵生成器は、所定の分割鍵暗号システムに必要とされる鍵を生成するように構成することもできる。これについては、以下で更に詳しく説明する。
【００８１】
図２の例では、暗号生成器は、いくつかの構成パラメータ２１２、例えば、暗号化鍵（１つまたは複数）の長さ、復号化鍵の長さ、生成される乱数の長さに基づいて秘密情報Ｓ２１０を生成するように構成された擬似乱数生成器２０８を含むことができる。秘密情報Ｓは、擬似ランダム鍵生成器２１５に基づいて（ランダム）暗号化鍵ｅ２１４を生成するために用いることができる。暗号化アルゴリズム２１６は、ランダム暗号化鍵ｅを用いて復号化鍵ｄ２１８を生成することができる。
【００８２】
秘密情報Ｓは、用いられる特定の暗号化アルゴリズムに依存するのでもよい。一実施形態では、秘密情報Ｓは、暗号化アルゴリズムに基づいてｄまたはｅを計算するために必要とされる情報、および／または分割鍵を計算するために必要とされる情報であってもよい。例えば、以下で更に詳しく説明するが、ＲＳＡ方式を用いるとき、復号化鍵および分割復号化鍵は、オイラーのトーシェント関数φ(n)を決定するために、素数ｐおよびｑの知識を必要とする。
【００８３】
他の実施形態では、ｄ、ｅ、および分割鍵を秘密に生成するために必要とされるある種の情報を保持することを選択することもできる。例えば、以下で更に詳しく説明するが、以下で説明するＲＳＡ方式、エルガマル方式(ElGamal scheme)および／またはダンガード−ジュリック（ＤＪ：Damgard-Jurik）方式では、パラメータｎおよびｐを公開情報としてではなく、内密（秘密）情報として扱うと決定することもできる。例えば、ｎまたはｐを暗号化情報としてＣＣＵに送信することを決定することもできる。
【００８４】
更に他の実施形態では、例えば、ＲＳＡ方式、エルガマル方式、および／またはダンガード−ジュリック（ＤＪ）方式におけるパラメータｎおよびｐが公開情報として用いられるとき、秘密鍵情報Ｓは「空」であってもよい。この場合、ｅを決定するために、ｄ以外には他の秘密情報は必要でない（またはその逆）。
【００８５】
秘密情報Ｓおよび復号化鍵ｄは、分割鍵生成器２０２が分割鍵、例えば、分割暗号化鍵および／または分割復号化鍵を生成するために用いることができる。このために、秘密情報Ｓを擬似ランダム分割鍵生成器２２０に入力して、ランダム分割復号化鍵ｄ２２２２を生成することができる。更に他の分割鍵暗号化アルゴリズム２２４が、ｄおよびｄ２に基づいて、他の分割復号化鍵ｄ１２２６を生成することもできる。
【００８６】
他の実施形態では、分割鍵生成器は、秘密情報Ｓおよびｄ、ｋ個の分割復号化鍵d1,d2,...,dk（k≧２）に基づいて生成するように構成されてもよい。更に他の実施形態では、分割鍵生成器は、ｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,ei（i≧2）を生成するために、秘密情報Ｓおよび暗号化鍵ｅを受信するように構成されてもよい。更にまた他の実施形態では、分割鍵生成器は、秘密情報Ｓおよび暗号化／復号化鍵対ｅ、ｄに基づいて、ｉ個の分割暗号化鍵e1,e2,...,eiおよびｋ個の分割復号化鍵d1,d2,...,dk（i,k ≧ 2およびi+k ≧ 2）を生成するように構成されてもよい。
【００８７】
前述のように、暗号化／復号化アルゴリズム対Ｅ、Ｄには、分割暗号化鍵および／または分割復号化鍵を生成するための分割鍵アルゴリズムを関連付けることができる。以下に、多数のこのような分割鍵暗号システムについて説明する。
【００８８】
第１実施形態では、分割鍵暗号システムは、「ワン・タイム・パッド」(one-time pad)として知られる対称暗号化アルゴリズムに基づくことができる。この実施形態では、暗号化鍵ｅは、乱数発生器を用いて生成された長い二進乱数(random binary number)の形態で生成することができる。暗号化アルゴリズムＥは、ｅを用いて排他的論理和
【００８９】
【数２】
2014535199.tif 000004
の演算をＸに適用することによって、コンテンツ項目Ｘを暗号化コンテンツ項目Ｘｅに暗号化する二進関数とすることができる。
【００９０】
【数３】
2014535199.tif 000005
【００９１】
第１分割復号化鍵ｄ１および第２分割復号化鍵ｄ２は、ｅに基づいて形成することができる。例えば、第２分割復号化鍵ｄ２はｅと同じ長さを有する二進乱数であることができ、第１分割復号化鍵ｄ１は、ｄ１とｅとの間でビット毎の排他的論理和演算を実行することによって、生成することができる。
【００９２】
【数４】
2014535199.tif 000006
【００９３】
第１復号化動作は、ビット毎の排他的論理和演算をＸｅおよびｄ１に対して実行することによって「部分的に」暗号化コンテンツ項目ＸｅをＸｅ,ｄ１に復号化することができる。第２復号化動作は、排他的論理和演算をＸｅ,ｄ１およびｄ２に基づいて実行することによって、部分的に復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１を完全に復号化することができる。
【００９４】
【数５】
2014535199.tif 000007
【００９５】
二進値ｅ、ｄ１、およびｄ２がコンテンツ項目Ｘよりも短い場合、これらの各々をそれ自体と数回連結し(concatenate)、次いでコンテンツ項目Ｘの長さに切り捨ててもよい。しかしながら、このような連結によってシステムのセキュリティが低下する。
【００９６】
以上で説明した二重分割鍵「ワン・タイム・パッド」暗号システムは、ｋ個の分割復号化鍵および／またはｉ個の分割暗号化鍵を有する分割鍵暗号システムに容易に一般化することができる。例えば、一実施形態では、
【００９７】
【数６】
2014535199.tif 000008
となるように長い二進ストリームｄ１およびｄ２を選択する代わりに、(k-1)個のランダム二進ストリームd1,,...,dk-1を生成するのでもよく、最終的なランダム二進ストリームは、決定論的関係(deterministic relation)である、
【００９８】
【数７】
2014535199.tif 000009
を用いて決定することができる。
【００９９】
同様に、ｉ個の分割暗号化鍵およびｋ個の分割復号化鍵を有する分割鍵暗号システムを生成することもできる。この実施形態では、暗号化および復号化アルゴリズムＤ、Ｅは同一である。即ち、双方が排他的論理和演算として実行される。更に、暗号化および復号化アルゴリズムは順序が自由であるので、分割鍵はいずれの所望の順序でも生成でき、暗号化および復号化動作もいずれの所望の順序でも実行することができる。
【０１００】
第２実施形態では、分割鍵暗号システムは、対称ストリーム暗号(symmetric stream cipher)に基づくことができる。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、本発明の種々の実施形態による分割鍵暗号システムにおいて用いるためのストリーム暗号を示す。
【０１０１】
具体的には、図３（Ａ）は線形ストリーム暗号を、暗号化鍵ｅに基づいてコンテンツ項目Ｘをビット毎にＸｅに暗号化する暗号化アルゴリズムＥとして示す。線形ストリーム暗号は、１つ以上の多重線形フィードバック・シフト・レジスタ（ＬＦＳＲ）３０２１〜３０２３を用いることができる。これらの線形フィードバック・シフト・レジスタは、１つ以上のＸＯＲ関数３０４１、３０４２によって組み合わせることができる。ＬＦＳＲは、１つ以上の予め構成されたタップ３０６１、３０６２を含むことができる。鍵ｋは、（この例では３つの）LFSR{ki,k2,k3,... ,km}の開始状態を形成することができ、線形ストリーム暗号は、使用される鍵ｋに対して線形になる。
【０１０２】
この分割鍵暗号システムでは、暗号化鍵ｅおよび第１分割復号化鍵は、それぞれ、１組のランダム・ビット{e1,e2,e3,...,em}および{d11,d12,d13,...,d1m}として生成することができ、分割復号化鍵ｄ２は、ｅおよびｄ１のビット毎ＸＯＲとして計算することができる。即ち、
【０１０３】
【数８】
2014535199.tif 000010
となる。
【０１０４】
図３（Ｂ）は、１つ以上の多重線形フィードバック・シフト・レジスタ（ＬＦＳＲ）３０８１、３０８２（任意に、１つ以上の予め構成されたタップ３１０１、３１０２を含む）を用いる非線形ストリーム暗号を示す。これらの線形フィードバック・シフト・レジスタは、部分的に非線形な「組み合わせ生成器」を用いて組み合わせることができる。２つ以上のＬＦＳＲ３０８１、３０８２は、擬似ランダム・ビット・ストリームを生成するように構成することができる。ここで、鍵ｋは、LFSR{ki,k2,k3,...,km}の開始状態を形成することができる。１つ以上の他のＬＦＳＲ３１２も、非線形「組み合わせ生成器」３１４（セレクタ）として構成することができる。
【０１０５】
この特定の実施形態では、別のＬＦＳＲの出力を用いて、他の２つのＬＦＳＲのどのビットをセレクタの出力３１６として取り出すか選択する。別のＬＦＳＲの開始状態を定義するビットp{p1,p2,p3,...,pn}を予め構成することができる。ストリーム暗号がｋにおいて線形であるので、復号化鍵は、ｅおよびｄ１のビット毎のＸＯＲとして、計算することができる。即ち、
【０１０６】
【数９】
2014535199.tif 000011
となる。また、他の部分的非線形関数も組み合わせ生成器として用いることができる。
【０１０７】
ストリーム暗号は、ワン・タイム・パス・アルゴリズムと比較すると遙かに短い長さの鍵で間に合う、容易に実現可能な対称暗号を形成する。部分的非線形組み合わせ生成器の非線形部は、暗号をある種の攻撃に対して一層安全にする。
【０１０８】
第３実施形態では、分割鍵暗号システムは、ＲＳＡ暗号化方式として知られる非対称暗号化アルゴリズムに基づくことができる。この場合、暗号化／復号化鍵対ｅ、ｄは、以下の暗号化アルゴリズムを用いる。
【０１０９】
・同様のビット長の２つの別個の素数ｐおよびｑをランダムに選択する。
・ｎ＝ｐ×ｑを計算する。
・φ(n)=（ｐ−１）×（ｑ−１）を計算する。ここで、φはオイラーのいわゆるトーシェント関数である。
・1＜e＜φ(n)およびgcd(e, φ(n)） = 1（即ち、φ(n)は互いに素である）となるように、整数をランダムに選択する。
・e(mod φ(n))の逆数を計算することによって、ｄを決定する。即ち、ｄ ＝ e-1 (mod φ(ｎ))となる。
【０１１０】
パラメータｐ、ｑ、φ(ｎ)、ｅ、ｄ、およびｎは、この後の使用のために、秘密情報として格納することができる。具体的には、値ｎは、コンテンツ・ディストリビュータ（分割鍵情報に基づく復号化がＣＤＮにおいて実行される場合）およびＣＣＵと共有される必要がある。何故なら、これらのエンティティは、それらの暗号化および復号化動作を実行するためにｎを必要とするからである。値ｎは、コンテンツ・トランザクションに伴うプロトコル・メッセージにおいてコンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵに転送することができる。一実施形態では、多数のトランザクションが同じ秘密情報を用いるとき、ｎは１回だけ伝達されればよい。
【０１１１】
コンテンツ項目Ｘは、Ｘを整数ｘに変換する(turn)パディング方式(padding scheme)として知られる一致可逆プロトコル(agreed-on reversible protocol)に基づいて処理することができる。ここで、０＜ｘ＜ｎである。Ｘが長すぎるとプロセスが判断した場合、各々が長さ要件を満たすブロック単位にＸを分割することができる。各ブロックは、その後、パディング方式にしたがって別個に処理される。
【０１１２】
ＸをＸｅに暗号化するＲＳＡ暗号化アルゴリズムＥは、次のように計算することができる。
【０１１３】
Ｘe = Ｅe(Ｘ) = Ｘe (mod ｎ)
１対の分割復号化鍵ｄ１、ｄ２を決定する分割鍵アルゴリズムは、次のステップを含むことができる。
【０１１４】
・１＜ｄ１＜φ(n)およびｄ１およびφ(n)が共に素になるように、整数ｄ１をランダムに選択する。
・ｄ２ = ｄ１-1 × ｄ (mod φ(n))を決定する。
【０１１５】
復号化アルゴリズムＤおよび分割暗号化鍵ｄ１に基づく第１復号化動作は、Ｘｅ,ｄ１ = Ｄｄ１(Ｘｅ) = (Ｘｅｄ１)(mod n)を計算することによって、「部分的に」復号化されたコンテンツ項目を生成することができる（Ｘｅのｄ１乗、次いでモジュロｎ演算と読む）。復号化アルゴリズムＤおよび分割暗号化鍵ｄ２に基づく第２復号化動作は、Ｘｅ,ｄ１,ｄ２ = Ｄｄ２(Ｘｅ,ｄ１)=(Ｘｅ,ｄ１ｄ２)(mod n)を生成することができる。元の平文コンテンツ項目Ｘは、パディング方式を逆に適用することによって、Ｘｅ,ｄ１,ｄ２から導き出すことができる。
【０１１６】
ＲＳＡ暗号化および復号化アルゴリズムＥおよびＤは同一であるので、１対の分割暗号化鍵ｅ１、ｅ２を決定する分割鍵アルゴリズムは、分割復号化鍵を決定する同じアルゴリズムに基づいて決定することができる。
【０１１７】
以上の二重分割鍵ＲＳＡ暗号システムは、ｋ個の鍵を有する多重分割鍵暗号システムに一般化することができる。このために、ｄ１×ｄ２ = (mod φ(n))となるようにｄ１およびｄ２を選択する代わりに、φ(n)と互いに素であるｋ−１個のランダムな（好ましくは異なる）整数d1,,...,dk-1を決定し、決定論的関係dk = (d1*...*dk-1)-1*d(mod φ(n))にしたがって、最終的な整数分割鍵ｄｋを計算する。ＲＳＡ暗号化および復号化アルゴリズムＥ、Ｄは順序が自由であるので、鍵はいずれの所望の順序でも生成でき、暗号化および復号化動作もいずれの所望の順序でも実行することができる。
【０１１８】
分割鍵ＲＳＡ暗号システムは、ＲＳＡ鍵は秘密情報φ(n)がなければ分割できないという追加の利点を有する。このため、不正者が、ＳＫＧによって供給される鍵を分割することができないことが保証される。これは、いわゆる中間者攻撃を防止する。中間者攻撃では、ＳＫＧによって供給された鍵を中間者が傍受し、それを彼自身の秘密鍵と組み合わせる。更に、これは、セキュア・チャネル（図１を参照して説明したような）の使用がなくても、第２分割鍵情報をＣＣＵにプロビジョニングすることを可能にする。
【０１１９】
このように、一実施形態では、本発明による分割鍵ＲＳＡ暗号システムを用いると、安全が確保されていないチャネル、例えば、ブロードキャストまたはマルチキャストによって、第２分割鍵情報をＣＣＵにプロビジョニングすることができる。あるいは、第２分割鍵情報を、暗号化されたコンテンツと一緒に光または磁気記憶媒体上に格納することもでき、分割鍵はＤＶＤの非保護記憶エリアに格納される。
【０１２０】
第４実施形態では、分割鍵暗号システムは、エルガマル（ＥＧ）暗号化方式として知られる非対称暗号化アルゴリズムに基づいて形成することができる。ＥＧ方式は、ＲＳＡの因数分解問題(factoring problem)ではなく、離散対数問題(discrete logarithm problem)に基づく。この場合、暗号化／復号化鍵対ｅ、ｄは、暗号化アルゴリズムに基づいて決定することができる。
【０１２１】
・乗法群{0,1,...,p-1}mod ｐを生成する大きな素数ｐおよび生成器ｇを選択する。
・乱数d ∈ {1,...,p-2}を選択することによって、ｄを決定する
・h=(gｄ) (mod p)を計算する。
・公開鍵e=(p,g,h)を決定する。
【０１２２】
尚、ｅが「公開」と呼ばれるのは、秘密情報を漏らすことなくこれを公開できるからであることを注記しておく。一実施形態では、ｅは、第三者（例えば、ユーザ生成コンテンツを生成しアップロードするユーザ）がシステムのためにコンテンツを暗号化することを可能にするために公開することができるが、コンテンツ・ソースまたはコンテンツ・プロバイダ（ＣＳ、ＣＰＳ）は（部分的）復号化ステップを完全に制御し続ける。しかしながら、ｅを公開する必要がない場合、これを内密にし続ける。
【０１２３】
復号化鍵ｄおよび（公開）暗号化鍵e = (p,g,h)は、今後の使用のために秘密情報として格納することができる。ｐ、ｇ、ｈは整数である。具体的には、値ｐは、コンテンツ・ディストリビュータ（分割鍵情報に基づく復号化がＣＤＮにおいて実行される場合）およびＣＣＵと共有される必要がある。何故なら、これらのエンティティは、それらの暗号化および復号化動作を実行するためにｐを必要とするからである。値ｐは、コンテンツ・トランザクションに伴うプロトコル・メッセージにおいてコンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵに転送することができる。一実施形態では、多数のトランザクションが同じ秘密情報を用いることができる。この場合ｐは１回だけコンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵに伝達されればよい。
【０１２４】
コンテンツ項目Ｘは、Ｘを整数ｘに変換する(turn)パディング方式(padding scheme)として知られる一致可逆プロトコル(agreed-on reversible protocol)に基づいて処理することができる。ここで、0 < x < pである。Ｘが長すぎるとプロセスが判断した場合、各々が長さ要件を満たすブロック単位にＸを分割することができる。各ブロックは、その後、パディング方式にしたがって別個に処理される。
【０１２５】
ＸをＸｅに暗号化するＲＳＡ暗号化アルゴリズムＥｅ(Ｘ)は、次のステップを含むことができる。
【０１２６】
・乱数s ∈ {1,...,p-2}を選択する。
・Xe = Ee(X,s) = (Y1,Y2) = ((gs)(mod p), (X*hs)(mod p))を決定する
同様に、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを復号化する復号化動作Ｄｄ(Ｙ１,Ｙ２)は、次のように計算することができる。
・Dd(Y1,Y2) = (Y1-d*Y2) (mod p)（実際には(g-ds * hs * X) (mod p) = Xに等しい）
１対の分割復号化鍵ｄ１、ｄ２を決定する分割鍵ＥＧアルゴリズムは、次のステップを含むことができる。
・乱数d1 ∈ {1,...,p-2}を選択する。
・d2=(d-d1)mod pを計算する。
【０１２７】
以上で説明した二重分割鍵ＥＧ暗号システムは、ｋ個の分割暗号化鍵を用いる多重分割鍵暗号システムに一般化することができる。このために、d1 + d2 = dmod pとなるようにｄ１およびｄ２を選択する代わりに、ｐよりも少ないｋ−１個のランダム整数d1...dk-1を選択することができ、関係dk = d - (d1...dk-1)(mod p)にしたがって、最終的な整数を計算することができる。
【０１２８】
ランダム暗号化パラメータｓをＩ個の部分に分割する分割鍵ＥＧアルゴリズムは、次のように定義することができる。
【０１２９】
・第１パーティ(party)が乱数s ∈ {1,...,p-2}を選択する。
・第１パーティが、s = (s1 + s2 + ... + sI)mod pとなるようにＩ個の乱数si ∈ {1,...,p-2}, 1 ≦ i ≦ Iを選択し、ｓｉをパーティｉに送る。
・Y1 = (hs1*X) mod pとする
・i=1からI-1まで、
パーティｉが(gs mod p, Yi)をパーティｉ＋１に送る。
パーティｉ＋１がその暗号化ステップを実行する。
Yi+1 := (hsi * Yi)mod p
(gs mod p, YI) = Ee(X,s)であることは容易に検証することができる。何故なら、s = (s1+s2+...+sI)mod pであるからである。異なる暗号化ステップは、順序が自由である(commutative)。
【０１３０】
復号化アルゴリズムＤおよびｄ１に基づく第１復号化動作は、Dd1(Xe) = Dd1(Y1, Y2) = (Y1, Y1-d1*Y2 (mod p))を計算することによって、暗号化コンテンツＸｅをＸｅ,ｄ１に「部分的に」復号化するために用いることができる。部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１は、同じ第１エレメントY1を有する対によって表される。Y1は暗号化の一部であるので、プロトコル・メッセージに含むことができる。
【０１３１】
復号化アルゴリズムＤおよびｄ２に基づく第２復号化動作は、Xe,d1,d2 = Dd2(Xe,d1)を計算することによって、完全に復号化されたコンテンツを決定するために用いることができる。ここで、Ｘｅ,ｄ１,ｄ２の第２エレメントは、x:Xe,d1,d2 = Dd2(Xe,d1) = Dd2(Dd1(Y1,Y2)) = (Y1,Y1-d2*Y1-d1*Y2) (mod p)) = (Y1,(Y1-d*Y2) (mod p)) = (Y1,X)に等しい。元のコンテンツ項目は、計算されたXe,d1,d2から、パディング方式を逆に適用することによって決定することができる。
【０１３２】
ＥＧ復号化アルゴリズムＤは順序が自由であるので、復号化鍵はいずれの所望の順序でも生成することができ、復号化動作は、いずれの所望の順序でも実行することができる。同様に、暗号化アルゴリズムも順序が自由であるので、暗号化鍵はいずれの所望の順序でも生成することができ、暗号化動作はいずれの特定の順序でも実行することができる。
【０１３３】
尚、以上で説明したＲＳＡおよびＥＧ分割鍵暗号システムは、準同型性（multiplicative homomorphic）であり、D(E(Z1)・E(Z2)) = (Z1・Z2)(mod p)というプロパティを呈することを注記しておく。信号処理のコンテキストでは、加法準同型性（additive homomorphic）が有利なプロパティを有することもある。例えば、すかしを暗号化信号に追加することが可能になる。加法準同型性暗号システムは、(DE(Z1)・E(Z2)) = (Z1+Z2)(mod p)というプロパティを呈する。
【０１３４】
第５実施形態では、分割鍵暗号システムは、ダンガード−ジュリック（ＤＪ）暗号システムとして知られる加法準同型性暗号システムに基づくことができる。ＤＪ暗号システムの暗号化／復号化対ｅ、ｄは、以下の暗号化アルゴリズムを用いて生成することができる。
【０１３５】
・p ＝ 2p'+1およびq= 2q' + 1も素数となるように大きな素数ｐ’およびｑ’を選択する。N = p * qは本システムのモジュロとして定義される。
・乗算グループ{1,...,n-1} mod ｎの全ての二乗を生成する生成器ｇを選択する。全ての二乗のグループは、T =  p' * q'というサイズを有する。
・ｄを乱数d ∈ {1, ,,,,T-1}として選択し、h = g d mod n を計算する。
・（公開）暗号化鍵e = (n, g, h)を決定する。
【０１３６】
尚、ｅが「公開」と呼ばれるのは、秘密情報を漏らすことなくこれを公開できるからであることを注記しておく。一実施形態では、ｅは、第三者（例えば、ユーザ生成コンテンツを生成しアップロードするユーザ）がシステムのためにコンテンツを暗号化することを可能にするために公開することができるが、コンテンツ・プロバイダ（ＣＳ、ＣＰＳ）は（部分的）復号化ステップを完全に制御し続ける。しかしながら、ｅを公開する必要がない場合、これを内密（即ち、秘密）にし続ける。
【０１３７】
値ｐ、ｑおよびｄは、今後の使用のために秘密情報Ｓとして、e=(n, g, h)と共に、格納することができる。ｎの値は、コンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵと共有される必要がある。何故なら、これらのエンティティは、それらの暗号化および復号化動作を実行するためにｎを必要とするからである。ｎの値は、コンテンツ・プロバイダとＣＣＵとの間におけるコンテンツ・トランザクションの間に交換されるプロトコル・メッセージに含めることができる。一実施形態では、多数のトランザクションが同じ秘密情報を用いることができる。この場合ｎは１回だけコンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵに伝達されればよい。
【０１３８】
コンテンツ項目Ｘは、Ｘを整数ｘに変換する(turn)パディング方式(padding scheme)として知られる一致可逆プロトコル(agreed-on reversible protocol)に基づいて処理することができる。ここで、0 < x < nである。Ｘが長すぎるとプロセスが判断した場合、各々が長さ要件を満たすブロック単位にＸを分割することができる。各ブロックは、その後、パディング方式にしたがって別個に処理される。
【０１３９】
コンテンツＸをＸｅに暗号化する暗号化アルゴリズムEe(X)は、次のステップを含むことができる。
【０１４０】
・乱数r ∈ {0,...,n-1}を選択する。
・Xe = Ee(X,r) = (Y1,Y2) = (g,, h,n * (n+1)X mod n2)となるように、g' = gr mod nおよびh' = hrmod nを計算する。
暗号化コンテンツ項目Ｘｅを復号化する復号化アルゴリズムＤｄ(Ｙ１,Ｙ２)は、次のステップを含むことができる。
【０１４１】
・H' = (Y2 * g,(-d*n)) (mod n2)を計算する。
・X = Xe,d = (H'-1) * n-1 mod n2を決定する。
これは、実際に所望の結果Xe,d = Dd(Y1, Y2) = Xを与える。何故なら、式ａ）において、H' = ((n + 1)x)(mod n2) = (n * X + 1)(mod n2)となるからである。１対の分割復号化鍵ｄ１およびｄ２を決定する分割鍵アルゴリズムは、次のステップを含むことができる。
・乱数ｄ２∈ {0,,,,,n-1}となるようにｄ２を決定する。
・ｄ1 = (ｄ -ｄ２) mod nを計算する。
【０１４２】
ランダム暗号化パラメータｒをＩ個の要素に分割する分割鍵ＥＧアルゴリズムは、次のように定義することができる。
・第１パーティが乱数r ∈ {1,...,p-1}を選択する。
・第１パーティが、r = (r1 + r2 + ... + rI)mod nとなるように、Ｉ個の乱数ri ∈ {1,...,p-1}, 1≦i≦Iを選択し、riをパーティｉに送る。
・Y1 = (hn*r1 * (n+1)X) mod n2とする。
・ｉ＝１からＩ−１まで、
パーティｉが(grmod n,Yi)をパーティｉ＋１に送る。
パーティｉ＋１がその暗号化ステップ： Yi+1 := (hn*ri * Yi) mod n2を実行する。
【０１４３】
(gr mod n, YI) = Ee(X, r)であることは容易に検証することができる。何故なら、r = (r1 + r2 + ... + rI) mod nであるからである。異なる暗号化ステップは、順序が自由である(commutative)。
【０１４４】
復号化アルゴリズムＤおよびｄ１に基づく第１復号化動作は、Dd1(Xe) = Dd1(Y1,Y2) = (Y1,Y'2) = (Y1,(Y1(d1 * n) * Y2)(mod n2))を計算することによって、暗号化コンテンツＸｅをＸｅ,ｄ１に「部分的に」復号化するために用いることができる。したがって、「部分的に」復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１は、対(Ｙ１,Ｙ'２)によって表される。ここで、Ｙ１は通例プロトコル・メッセージに含むことができる。一実施形態では、多数のトランザクションが同じ秘密情報および同じ乱数ｒに基づく場合、Ｙ１は偶然起こらず(chance)、コンテンツ・ディストリビュータおよびＣＣＵに１回だけ伝達すれば済むことができる。
【０１４５】
アルゴリズムＤおよびｄ２に基づく第２復号化動作は、H' = (Y1(-d2*n) * Y'2)(mod n2)およびx = ((H' - 1) * n-1) mod n2を計算することによって、完全に復号化されたコンテンツを決定するために用いることができる。実際に、H' = (Y1-(d2+d1)n * Y2)mod n2 = (Y2 * g,(-d*n) (mod n2)であり、つまり、分割鍵暗号が正しいことを示す。
【０１４６】
以上の分割鍵ＤＪ暗号システムは、ｋ個の分割復号化鍵を有する多重分割鍵暗号システムに容易に一般化することができる。このために、ｄ１ +ｄ２=ｄ mod nとなるようにｄ１およびｄ２を選択する代わりに、ｎよりも少ないｋ−１個のランダム整数ｄ１... ｄｋ−１を選択することができ、関係dk = d - (d1 + ... + dk-1)(mod n)にしたがって、最終的な整数を計算することができる。
【０１４７】
ＤＪ復号化アルゴリズムＤは順序が自由であるので、復号化鍵はいずれの所望の順序でも生成することができ、復号化動作はいずれの所望の順序でも実行することができる。これは、暗号化アルゴリズムにも該当する。
【０１４８】
図４は、本発明の種々の実施形態による、暗号化／復号化対ｅ、ｄおよび関連する分割鍵の生成を示すフロー・チャートである。具体的には、このフロー・チャートは、図２を参照して説明した秘密鍵生成器において実行されるプロセスに対応する。図４（Ａ）は、秘密情報Ｓの生成を示す。第１ステップ４０２において、鍵の長さ、または生成しようとする素数の長さというような、パラメータを決定する。これらのパラメータは、ランダム・プロセス関数４０４に対する入力として用いられる。このランダム・プロセス関数は、物理プロセス、例えば、熱ノイズに基づく、秘密情報Ｓを生成するための擬似乱数生成器または物理乱数生成器であってもよい。シードおよび特定の暗号システムに基づいて、乱数生成器は秘密情報Ｓ４０６を生成する。
【０１４９】
図４（Ｂ）は、暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄの生成を示す。秘密情報Ｓ４０８は、ランダム暗号化鍵ｅ４１２を生成する特定の暗号システムに関連付けられた特定のランダム・プロセス４１０において用いることができる。例えば、ＲＳＡ暗号システム（先に説明したような）を用いるとき、暗号化鍵ｅは、２つの別個の素数ｐおよびｑのランダムな選択、ならびにその後の1 < e < φ(n)およびgcd(e, φ(n)) = 1となるような整数ｅのランダムな選択を含むプロセスに基づいて決定することができる。ここで、n = p * qである。
【０１５０】
同様に、ＥＧ暗号システム（先に説明したような）を用いるとき、暗号化鍵ｅは、大きな素数ｐの選択と乗算グループ{0,1,...,p-1} mod pを生成する生成器ｇと、その後のこのグループｄ ∈ {1....,p-2}からのランダムな選択によるｄの決定を含むプロセスに基づいて決定することができる。
【０１５１】
次いで、ランダムな暗号化鍵ｅおよびこの暗号システムに関連付けられた所定の決定論的暗号化アルゴリズム４１４に基づいて、関連する復号化鍵ｄ４１６を決定することができる。例えば、ＲＳＡ暗号システムを用いるとき、復号化鍵はd = e-1 (mod φ(n))として計算される。実施形態では、秘密情報Ｓがｄの計算においても用いられてもよい場合がある。例えば、ＲＳＡに言及した先の場合では、復号化鍵は、秘密情報Ｓの一部であるφ(n)を用いることによって計算される。
【０１５２】
他の実施形態では、復号化鍵ｄがある種のランダム・プロセスに基づいて決定されてもよく、暗号化鍵ｅが、所定の暗号化アルゴリズム（ＥＧまたはＤＪ暗号システムのような）を用いて計算されてもよい。
【０１５３】
図４（Ｃ）は、秘密情報Ｓに基づく分割鍵ｄ１の生成を示す。秘密情報Ｓ４１８は、特定の暗号システムに関連付けられた特定のランダム分割鍵生成プロセス４２０によって用いられ、これによって第１分割鍵ｄ２４２２を生成することができる。例えば、ＲＳＡ暗号システム（先に説明したような）を用いるとき、分割鍵ｄ２は、1 < d1 < φ(n)およびgcd(d1, φ(n)) = 1となるような、整数ｄ１のランダムな選択に基づいて決定することができる（即ち、ｅの決定と同様）。
【０１５４】
その後、ｄ２４２２およびｄ４２６に基づいて（更に、実施形態によっては、秘密情報Ｓに基づいて）、決定論的分割鍵アルゴリズム４２４を用いて、関連する分割鍵ｄ１４２８を決定することができる。例えば、ＲＳＡの場合、関連する分割鍵は、d1 = (d2-1 * d)(mod φ(n))として計算することができる。
【０１５５】
したがって、以上のことから、種々の対称および非対称暗号システムには、復号化鍵および／または暗号化鍵ｄおよびｅそれぞれの多重分割を可能にする分割鍵アルゴリズムに関連付けることができるという結論になる。これらの分割鍵暗号システムは、図１を参照して説明したように構成するコンテンツ配信システムにおいて実現することができる。表１は、鍵情報およびこの情報の要素の総合的な全体像を示す。この情報は、異なる暗号システム毎に、ＣＳ、ＣＤ、およびＣＣＵに配給される必要がある。この表から、分割鍵ＲＳＡ、ＥＧ、およびＤＪ暗号システムに対して、分割鍵ｄ１およびｄ２だけでなくｎ（ＲＳＡおよびＤＪ）ならびにｐ（ＥＧ）もＣＤおよびＣＣＵにそれぞれ送られることになる。
【０１５６】
この情報は、適した「暗号化コンテナ」内でコンテンツ配信システムにおけるエンティティに送ることができる。具体的には、これは、コンテンツ項目（例えば、ＣＳに関連付けられた暗号化モジュール）を（部分的に）暗号化するように構成された特定のエンティティに暗号化情報を送るためにいわゆる分割暗号化制御メッセージ（ＳＥＣＭ）、そしてコンテンツ項目を（部分的に）復号化するように構成された特定のエンティティ（例えば、ＣＣＵ復号化モジュールのＣＤＮ）に復号化情報を送るために分割復号化制御メッセージ（ＳＤＣＭ）を用いることができる。
【０１５７】
【表１】
2014535199.tif 000012
【０１５８】
図５（Ａ）は、コンテンツ配給システムの上位模式図を示す。このシステムは、大まかに、コンテンツ・ソース（ＣＳ）５０２と、コンテンツを１つ以上のコンテンツ消費ユニット（ＣＣＵ）５０６に配給するコンテンツ・ディストリビュータ（ＣＤ）５０４とを含むことができる。ここでは、ＣＤは第三者コンテンツ・ディストリビュータ、即ち、ＣＰＳの一部ではない１つ以上のコンテンツ配給システムに関係する。したがって、図５（Ａ）のコンテンツ配給システムでは、コンテンツ・プロバイダはコンテンツの消費者へのコンテンツ配信を仲介者であるコンテンツ・ディストリビュータに外部委託する。
【０１５９】
コンテンツの配信を外部委託するときには、コンテンツがある種の所定の条件、例えば、安全な配信にしたがって配信されること、および消費者が特定のコンテンツ項目をコンテンツ・ディストリビュータに要求する毎にコンテンツ・プロバイダに正しく支払われることについて、コンテンツ・プロバイダがコンテンツ・ディストリビュータを信頼できるように、コンテンツ・プロバイダと、コンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）のようなコンテンツ・ディストリビュータとの間にある種の信頼関係が必要となる。したがって、ＣＳはコンテンツの配信を１つまたは数個のコンテンツ・ディストリビュータに委任したので、不正アクセスの危険性が高まる。したがって、コンテンツはコンテンツ保護システムによる保護を必要とする。
【０１６０】
以下で更に詳しく説明するが、本開示において説明する分割鍵暗号システムは、コンテンツの実際の配信が１つ以上のコンテンツ・ディストリビュータに外部委託されても、コンテンツ発信側が、コンテンツの安全な配信を完全に制御することを可能にする。ここでは、コンテンツ・ディストリビュータは１つのコンテンツ・ソースからコンテンツ消費ユニットにコンテンツを配給するように構成されたコンテンツ配給プラットフォームまたは異なるコンテンツ配給プラットフォームのチェーンに関係することができる。コンテンツ配給プラットフォームは、コンテンツを配信するために電子的な手段、例えば、１つ以上のコンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）を用いることもでき、あるいはコンテンツを配信するために物理的手段、例えば、磁気記録媒体、ＤＶＤおよびＢｌｕ−Ｒａｙ技術を用いる光記録媒体、または光磁気記録媒体を用いることもできる。
【０１６１】
図５（Ｂ）は、本発明の一実施形態による、図５（Ａ）のコンテンツ配信システムにおける分割暗号システムの使用を示す。具体的には、図５（Ｂ）は、鍵生成器Ｓ５２０と暗号化モジュールＥ５１８とを含むＣＰＳ５０２、およびセキュア（復号化）モジュール５０８を含むＣＣＵ５０６を示す。セキュア・モジュール５０８は、図１（Ｂ）を参照して説明したコンテンツ配給システムと同様に、復号化アルゴリズムＤに基づいて暗号化コンテンツ項目を復号化するように構成される。図５（Ｂ）におけるシステムは、更に、復号化アルゴリズムＤを含む復号化モジュール５１６を含むＣＤＮも含む。この復号化モジュールは、分割鍵ｄ１を含む分割鍵情報を受信するように構成される。したがって、この実施形態では、秘密鍵生成器ＳＫＧ５２０は、分割鍵ｄ３５２２１を含む分割鍵情報を生成し、ＣＣＵにおける復号化モジュールにこの分割鍵情報を、図１（Ｂ）を参照して説明したのと同様に、（予め）プロビジョニングすることができる。また、この場合、（事前）構成は、分割鍵ｄ２を含む分割鍵情報を、復号化モジュールの一部であってもよいセキュア・ハードウェア・ユニット５１０内に格納するまたは埋め込むことを含むことができる。
【０１６２】
更に、暗号化モジュールは、暗号化コンテンツ項目を生成するために、暗号化鍵ｅを含む暗号化情報を受信するように構成することもできる。暗号化コンテンツ項目は、その後収集されてＣＤＮ５０４に格納される。ＣＣＵのユーザがコンテンツ項目Ｘを要求すると、ＣＣＵはコンテンツ要求をＣＰＳに送ることができる。続いて、ＣＰＳは鍵生成器を呼び出して分割鍵情報、例えば、分割鍵ｄ１５２２２およびｄ２５２２３を生成することができる。分割鍵ｄ１はＣＤＮに送られ、ＣＤＮはｄ１を用いて、部分的に復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１を生成し、これをＣＣＵにおける復号化モジュールに送ることができる。部分的に復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１は、更に、部分的に復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１,ｄ２に復号化することができ、Ｘｅ,ｄ１,ｄ２はこの後ｄ３に基づいて完全に復号化される。したがって、この実施形態は、図１に示したセキュア・コンテンツ配信システムの利点と、各コンテンツ項目をＣＣＵ毎に一意に暗号化させることによるセキュリティ向上を組み合わせたものとなる。
【０１６３】
図６は、本発明の一実施形態による、ネットワークＣＤＮを含むコンテンツ配信システムにおける分割鍵暗号システムの使用を示す。具体的には、図６（Ａ）は、ＣＤＮネットワークＣＤＮ１−８に接続されたＣＳ６０２を示す。ここで、ある種のＣＤＮ、例えば、「上流」ＣＤＮ２がコンテンツ項目Ｘの配信を「下流」ＣＤＮ５に外部委託することができる。以下で示されるように、本発明による分割鍵暗号システムは、特に、ＣＳからＣＵＵへのＣＤＮネットワークを通じた安全なコンテンツ配給を提供するのに適している。
【０１６４】
この非限定的な例では、分割鍵暗号システムは、コンテンツを暗号化するために、３つの分割暗号化鍵ｅ１、ｅ２、ｅ３を用いることができる。このように、ＣＳは、例えば、コンテンツ項目Ｘの３つの暗号化バージョンを、ＣＤＮ１、ＣＤＮ２、およびＣＤＮ３にそれぞれ送ることができ、これらのバージョンの各々は、それ自体の暗号化鍵によって暗号化されているので、ＣＤＮ１はＸｅ１を受信し、ＣＤＮ２はＸｅ２を受信し、ＣＤＮ３はＸｅ３を受信する。次いで、関連する復号化鍵ｄに基づいて、秘密鍵生成器は多数の分割復号化鍵、この例では、５つの（ランダムな）分割復号化鍵ｄ４,...,ｄ８を生成することができる。これらの分割復号化鍵は、コンテンツ項目Ｘの配信がＣＤＮ４〜ＣＤＮ８に外部委託されるときに用いることができる。更に、別の（ランダムな）分割鍵を用いて、ＣＣＵのセキュア・ハードウェア・モジュールにおける復号化モジュール６２０に、図１を参照して説明した分割鍵ｄＣＬ２を（予め）構成することもできる。
【０１６５】
具体的に、ＣＮＤ４によるコンテンツ項目Ｘｅ１の収集時に、ＣＮＤ１は、コンテンツ項目Ｘｅ１がＣＮＤ４に送られる前に、これを「部分的に」Ｘｅ１,ｄ４に復号化することができ、その後、ＣＣＵへの今後の配信のために、Ｘｅ１,ｄ４を格納する。同様に、ＣＤＮ５は「部分的に」復号化された項目Ｘｅ２,ｄ５（ＣＤＮ２から受信した）を受信することができ、ＣＤＮ６は「部分的に」復号化された項目Ｘｅ２,ｄ６（ＣＤＮ２から受信した）を受信して格納することができ、ＣＤＮ７は、「部分的に」復号化された項目Ｘｅ２,ｄ７（ＣＤＮ３から受信した）を受信して格納することができ、ＣＤＮ８は、「部分的に」復号化された項目Ｘｅ３,ｄ８（ＣＤＮ３から受信した）を受信して格納することができる。
【０１６６】
あるコンテンツ項目がＣＣＵによって要求されると、選択されたＣＤＮ（例えば、ＣＤＮ４〜ＣＤＮ８の内１つ）は、ＣＳによって送られた分割鍵に基づいて、別の部分的復号化ステップを部分的に復号化されたコンテンツに適用する。このプロセスは図６（Ｂ）に示され、ＣＰＳ６０２に関連付けられた秘密鍵生成器６１０を示す。秘密鍵生成器６１０は、ＣＰＳからＣＤＮ２６０４およびＣＤＮ５６０６を経由して要求元ＣＣＵ６０８までのコンテンツＸの安全な配信を保証するために、分割鍵暗号システムに対して分割鍵を生成する。この場合、ＣＣＵは、第１（分割鍵）復号化モジュール６１８と第２（分割鍵）復号化モジュール６２０とを有するセキュア・モジュール６２２を含むことができ、第２復号化モジュールには分割鍵、この場合、ｄＣＬ２が（予め）構成される。一実施形態では、第２復号化モジュール６１０は、分割鍵ｄＣＬ２を含むセキュア・ハードウェア・モジュール６２４として実現することができる。先に説明したように、コンテンツ項目Ｘの配信はＣＤＮ２〜ＣＤＮ５によって外部委託されたので、暗号化コンテンツＸｅ２は、ＣＤＮ５に送られる前に、最初に分割復号化鍵ｄ５に基づいて「部分的に」Ｘｅ２,ｄ５に復号化された。
【０１６７】
次いで、消費者がコンテンツ項目Ｘを購入することを決定すると、コンテンツ配信システムは、消費者のコンテンツをＣＤＮ５にリディレクトすることができる。ＣＤＮ５は、要求を受けたときに、秘密鍵生成器に、分割鍵アルゴリズム、例えば、ＥＧ分割鍵アルゴリズム、ｄＣＤＮ５ + ｄＣＬ１ = (ｄ２-ｄ５-ｄＣＬ２)(mod p)を用いて、２つの別の分割復号化鍵dＣＤＮ5およびｄＣＬ１を生成するように通知することができる。ここで、ｄ２は、例えば、ＲＳＡ  d2 = e2-1 (mod φ(n))に対してＸｅ２を生成するために暗号化モジュール６１２によって用いられた、分割暗号化鍵ｅ２に関連付けられた分割復号化鍵である。Ｘｅ２はＣＤＮ２に配給された。更に、ｄ５は、Ｘｅ２,ｄ５を生成するためにＣＤＮ２の復号化モジュール６１４が用いた復号化鍵であり、Ｘｅ２,ｄ５はＣＤＮ２がＣＤＮ５に配給した。ｄＣＬ２は、ＣＣＵにプロビジョニングされた分割鍵である。ＣＳは、分割鍵ｄＣＬ５をＣＤＮ５の復号化モジュール６１６に送ることができる。更に、ＣＣＵのセキュア・ハードウェア・モジュールにおける復号化モジュール６２２に、分割鍵ｄＣＬ１を送ることができる。ここで、復号化モジュールは、復号化アルゴリズムＤと少なくとも第１分割鍵ｄＣＬ１を含む第１分割鍵情報とを用いて第１分割復号化動作６１８と、復号化アルゴリズムDと少なくとも第２分割鍵ｄＣＬ２を含む第２分割鍵情報とを用いて第２分割鍵動作６２０とを少なくとも実行するように構成することができる。復号化モジュールは、セキュア・モジュール、例えば、スマート・カード、（Ｕ）ＳＩＭ、または他の適したハードウェアの安全が確保されたプロセッサとして実現される。ＣＤＮ５は、ｄＣＮＤ５によってＸｅ２,ｄ５を部分的にＸｅ２,ｄ５,ｄＣＤＮ５に復号化し、これをＣＣＵに送ることができる。ＣＣＵは、復号化動作６１８、６２０を呼び出して、Ｘｅ２,ｄ５,ｄＣＤＮ５,ＣＬ１およびＸｅ２,ｄ５,ｄＣＤＮ５,ＣＬ２を計算することによって、最終的な復号化ステップを実行することができる。このように最終的に復号化されたコンテンツＸ＝Ｘｅ２,ｄ５,ｄＣＤＮ５,ＣＬ１,ｄＣＬ２は、ＣＣＵに関連付けられたディスプレイ・モジュールを通じて消費者に表示することができる。
【０１６８】
この実施形態は、分割鍵暗号システムは、特に、ＣＤＮネットワークを通じた多数のＣＣＵへの安全なコンテンツ配信に適している。ＣＤＮがコンテンツ項目を外部委託するときまたはＣＵＵがコンテンツ項目を要求するときはいつでも、分割鍵を生成するためにＣＳに接触する。このように、ＣＤＮネットワークを通じたコンテンツ項目の配信は完全に透過的である。更に、いずれの時点でも、コンテンツを完全に復号化するために必要な全ての鍵を有するＣＤＮはないので、コンテンツ項目の安全な移送および配信がしたがって可能になる。つまり、この実施形態は、図１に示したセキュア・コンテンツ配信システムの利点と、ＣＤＮのネットワークにおけるＣＤＮ毎に各コンテンツ項目を一意に暗号化することによるセキュリティ向上とを組み合わせたものとなる。
【０１６９】
図７は、本発明の一実施形態にしたがって、コンテンツをコンテンツ消費ユニットに配信するセキュア・コンテンツ配信システムの模式図を示す。この特定の実施形態では、コンテンツ・ディストリビュータ７０２は、コンテンツ配信ネットワーク（ＣＤＮ）またはＣＤＮのネットワーク、例えば、第１復号化モジュール７０８に関連付けられた第ＣＤＮ７０４および第２復号化モジュール７１０に関連付けられた第２ＣＤＮ７０６として実現される。
【０１７０】
コンテンツ・ソース７１２は、ウェブ・ポータル７１６に接続されたコンテンツ・プロバイダ・システム（ＣＰＳ）７１４を含むことができる。ＣＰＳには、暗号化モジュール７１８および秘密鍵生成器１１２０を関連付けることができる。復号化モジュール１１２６を含む１つ以上のＣＣＵ７２４を、移送ネットワーク１１２２を通じて、コンテンツ・ソースおよびコンテンツ・ディストリビュータに伝達することもできる。
【０１７１】
ＣＰＳは、コンテンツ項目、例えば、ビデオ、画像、ソフトウェア、データ、および／またはテキストを、ファイルおよび／またはストリームの形態で顧客に提供するように構成することができる。顧客は、彼のＣＣＵ上においてウェブ・ポータル７１６にアクセスすることによって、これらのコンテンツ項目を購入することができる。ＣＣＵは、クライアントを用いて、ＣＤＮおよびＣＰＳと通信することができる。
【０１７２】
ＣＤＮは、コンテンツ項目をＣＣＵに効率的に配信するように構成される。コンテンツ項目の配信は、ライブ・ストリーム、遅延ストリーム、またはコンテンツ・ファイルの形態とするのでもよい。ここでは、コンテンツ・ファイルは、一般に、互いに属するコンテンツ・データを処理するために用いられるデータ構造に関係することができる。ファイルは、ファイル構造の一部であってもよく、コンテンツ・ファイルを含むファイルは、ディレクトリにおいて格納されて順番に並べられ、各ファイルはファイル名およびファイル名拡張子によって識別される。
【０１７３】
インセット(inset)７３０は、ＣＤＮを更に詳細に示す。ＣＤＮは、配信ノード７３２、７３４と、少なくとも１つの中央ＣＤＮノード７３６とを含むことができる。配信ノードは、地理的にＣＤＮ全域に分散されてもよい。各配信ノードは、コントローラ７３８、７４０と、コンテンツを格納しバッファリングするためのキャッシュ７４２、７４４とを含む（または関連付けられる）ことができる。コントローラは、１つ以上のＣＣＵとの通信セッション７５６、７５８を設定するように構成することができる。
【０１７４】
中央ＣＤＮノードは、外部ソース７５４（例えば、コンテンツ・プロバイダまたは他のＣＤＮ）からのコンテンツの収集を制御する収集ノード（またはコンテンツ起源機能、ＣＯＦ(content origin function)）７４８を含む（または関連付けられる）ことができる。更に、中央ＣＤＮには、ＣＤＮ内においてコンテンツ項目が格納される場所についての情報を格納するためのコンテンツ場所データベース７５０と、コンテンツ項目の１つ以上のコピーの配信ノードへの配給を制御し、クライアントをしかるべき配信ノードにリディレクトするためのＣＤＮ制御機能（ＣＤＮＣＦ）７４６とも関連付けることができる（後者のプロセスは、ルーティング要求としても知られている）。更に、ＣＤＮＣＦは、ＣＰＳ、他のＣＤＮ、および／またはコンテンツ消費ユニット７５２からのおよびへのシグナリング・メッセージを受信および送信するように構成することもできる。コンテンツのコピーの配信ノードへの配給は、ＣＤＮ全域にわたって、コンテンツ消費ユニットへのコンテンツ配信に十分な帯域幅が保証されるように制御することができる。一実施形態では、ＣＤＮは、ETSI TS 182019に記載されたＣＤＮに関係することができる。
【０１７５】
消費者は、コンテンツ消費ユニット上でクライアント、ソフトウェア・プログラムを使用して、コンテンツ要求をウェブ・ポータル（ＷＰ）に送ることによって、コンテンツ、例えば、ビデオ・タイトルをＣＰＳから購入することができる。ウェブ・ポータルは、購入可能なコンテンツを識別するタイトル参照を提供するように構成される。コンテンツ要求に応答して、クライアントは、タイトル参照の少なくとも一部をＷＰから受信し、更に選択されたコンテンツをコンテンツ消費ユニットに配信することができるＣＤＮのＣＤＮＣＦの位置情報（例えば、ＵＲＬ）を受信することができる。
【０１７６】
ＣＤＮＣＦは、選択されたコンテンツをクライアントに配信するように構成された１つ以上の配信ノードに関連付けられたクライアント位置情報を送ることができる。通例、ＣＤＮＣＦは、ＣＤＮにおいて、選択されたコンテンツをクライアントに配信するのに最も適した１つ以上の配信ノードを選択することができる。配信ノードを選択する判断基準には、クライアントの地理的位置、および配信ノードの処理負荷を含むことができる。
【０１７７】
クライアントは、ＨＴＴＰおよび／またはＤＮＳシステムを含む種々の既知の技法を用いて、ＣＤＮにおける配信ノードに接触することができる。更に、コンテンツをクライアントに配信するためには種々のプロトコルを用いることができる。このようなプロトコルは、ＨＴＴＰおよびＲＴＰ型のストリーミング・プロトコルを含むことができる。一実施形態では、ＨＴＴＰ適応ストリーミング（ＨＡＳ）、ＤＶＢ適応ストリーミング、ＤＴＧ適応ストリーミング、ＭＰＥＧ  ＤＡＳＨ、  ＡＴＩＳ適応ストリーミング、ＩＥＴＦ  ＨＴＴＰ  ライブ・ストリーミング、および関連プロトコルのような、適応ストリーミング・プロトコルを用いることもできる。
【０１７８】
図７を参照して説明したコンテンツ配信システムでは、ＣＰＳとコンテンツ消費ユニットのクライアントとの間におけるトランザクションを確立することができ、コンテンツの配信を１つ以上のＣＤＮに委託することができる。コンテンツ配信の第三者への委託は、不正アクセスの危険性が高くなる。したがって、分割鍵暗号システムに基づくコンテンツ保護システムによって、コンテンツを保護する。
【０１７９】
図８は、本発明の一実施形態にしたがって、分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。具体的には、図８は、図１に示したセキュア・コンテンツ配給システムにおいて用いられるプロトコル・フローを示す。
【０１８０】
このプロセスは、ＣＳが暗号化モジュール（ＥＭ）、具体的には、ＥＭに関連付けられた秘密鍵生成器ＳＫＧをトリガして秘密情報Ｓを生成させる（ステップ８０１）ことから開始することができる。秘密情報Ｓには、特定のコンテンツ項目Ｘ、例えば、特定のコンテンツ識別子ＩＤＸに関連付けられた特定のビデオ・タイトルまたはストリームに関連付けられ、暗号化モジュールのセキュア鍵データベースに格納することができる（ステップ８０２）。
【０１８１】
その後、ＳＫＧは秘密情報Ｓに基づいて少なくとも１つの（擬似）ランダム分割鍵ｄ２を生成することができる（ステップ８０４）。図１を参照して説明したように、オンライン、オフライン、または無線通信経由(over-the-air)プロビジョニング・プロセスを用いて、ＤＭにｄ２をプロビジョニングすることもできる（ステップ８０６）。例えば、図８では、分割復号化鍵ｄ２は、分割復号化制御メッセージ（ＳＤＣＭ）内においてセキュア・チャネルを通じてＣＣＵまで送ることができる。次いで、分割復号化鍵ｄ２をＣＣＵにおけるＤＭのセキュア・メモリに格納する（ステップ８０７）。
【０１８２】
次に、ＳＫＧは秘密情報Ｓに基づいて暗号化鍵および復号化鍵の対ｅおよびｄを生成することができ、Ｓと共に、ＣＳに関連付けられた秘密鍵データベースに格納する（ステップ８０８）。暗号化鍵ｅを用いて、平文コンテンツ項目Ｘを暗号化コンテンツ項目Ｘｅに暗号化することができる（ステップ８０９）。
【０１８３】
消費者がコンテンツ項目ＩＤＸを購入した後、消費者のＣＣＵにおけるクライアントは、コンテンツ要求をＣＳに送ることができる（ステップ８１０）。コンテンツ要求は、ビデオ・タイトルに関連付けられたコンテンツ識別子ＩＤＸ、およびクライアントに関連付けられた位置情報、例えば、ＩＰアドレスを含むことができる。ＣＳは、コンテンツ要求を暗号化モジュールに中継することができ、暗号化モジュールは、コンテンツＩＤＸに基づいてセキュア鍵データベースにおいて秘密情報Ｓおよび復号化鍵ｄを識別することができる。
【０１８４】
次いで、秘密情報Ｓ、ｄ、およびｄ２に基づいて、ＳＫＧは分割復号化鍵ｄ１を生成することができる（ステップ８１２）。ＣＳは、分割復号化鍵ｄ１およびコンテンツ識別子ＩＤＸを含む第１応答メッセージ、例えば、分割復号化制御メッセージＳＤＣＭを、セキュア・チャネルを通じて（例えば、エンド・ポイント認証およびメッセージ暗号化を設ける鍵配給ネットワークを通じて）、ＣＣＵにおけるＤＭに送ることができる（ステップ８１４）。ＣＣＵは、この第１応答メッセージを一時的にセキュア・メモリに格納することができる（ステップ８１６）。
【０１８５】
暗号化コンテンツ項目Ｘｅは、ＣＣＵのＤＭに送ることができる（ステップ８２０）。ＣＣＵにおける復号化モジュールは、分割復号化鍵ｄ１を用いてＸｅを部分的にＸｅ,ｄ１に復号化し、その後分割復号化鍵ｄ２を用いてＸｅ,ｄ１を部分的に復号化して、完全に復号化されたコンテンツ項目Ｘを得る（ステップ８２２、８２４）。
【０１８６】
図９は、本発明の一実施形態にしたがって、分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。具体的には、図９は、図５に示したセキュア・コンテンツ配給システムにおいて用いられるプロトコル・フローを示す。
【０１８７】
このプロセスは、ＣＳが暗号化モジュール（ＥＭ）、具体的には、ＥＭに関連付けられた秘密鍵生成器ＳＫＧをトリガして、秘密情報Ｓに基づいて、暗号化鍵ｅおよび復号化鍵ｄを生成させる（ステップ９０１）ことから開始することができる。秘密情報Ｓ、ｅ、およびｄには、特定のコンテンツ項目Ｘ、例えば、特定のコンテンツ識別子ＩＤＸに関連付けられた特定のビデオ・タイトルまたはストリームに関連付けられ、暗号化モジュールのセキュア鍵データベースに格納することができる（ステップ９０２）。
【０１８８】
ＳＫＧは、秘密情報Ｓに基づいて、少なくとも１つの分割鍵ｄ３を含む、分割鍵情報を生成することができる（ステップ９０４）。その後、図１を参照して説明したように、オンライン、オフライン、または無線通信経由(over-the-air)プロビジョニング・プロセスを用いて、ＤＭに分割鍵情報ｄ３をプロビジョニングすることもできる（ステップ９０６）。例えば、図９では、分割復号化鍵ｄ３は、分割復号化制御メッセージ（ＳＤＣＭ）内においてセキュア・チャネルを通じてＣＣＵまで送ることができる。次いで、分割復号化鍵ｄ３をＣＣＵにおけるＤＭのセキュア・メモリに格納する（ステップ９０８）。
【０１８９】
次に、暗号化鍵ｅを用いて、ＥＭにおける暗号化アルゴリズムＥを用いて、平文コンテキスト項目Ｘを暗号化コンテキスト項目Ｘｅに暗号化することができる（ステップ９１０）。暗号化コンテンツ項目は、ＣＤＮによって収集することができ（ステップ９１２）、収集した暗号化コンテンツを特定のストレージに格納することができる（ステップ９１４）。尚、収集プロセスは、実際には、数個のサブステップで構成されてもよく、例えば、ＣＰＵからＣＤＮへのトリガ、ＣＤＮからＣＰＳへのコンテンツ収集要求、そしてＣＰＳからＣＤＮへの再度の実際のコンテンツ収集ステップで構成されてもよい。
【０１９０】
一実施形態では、ＣＤＮ制御機能（ＣＤＮＣＦ）が暗号化コンテンツ項目の１つ以上のコピーを、１つ以上の地理的に分散された配信ノードに配給することができる。このように、ＣＤＮ全域にわたって、ＣＣＵへのコンテンツ配信のために十分な帯域幅が保証される。暗号化コンテンツを格納する配信ノードの場所は、場所データベースに格納することができる。
【０１９１】
次いで、消費者がコンテンツ項目ＩＤＸを購入した後、消費者のＣＣＵにおけるクライアントがコンテンツ要求をＣＰＳに送ることができる（ステップ９１６）。コンテンツ要求は、ビデオ・タイトルに関連付けられたコンテンツ識別子IDXと、クライアントに関連付けられた位置情報、例えば、ＩＰアドレスを含むことができる。ＣＳは、コンテンツ要求を暗号化モジュールに中継することができ、暗号化モジュールは、コンテンツＩＤＸに基づいてセキュア鍵データベースにおいて秘密情報Ｓおよび復号化鍵ｄを識別することができる。
【０１９２】
次いで、秘密情報Ｓおよびｄ３に基づいて、ＳＫＧは、分割復号化鍵対ｄ１およびｄ２を含む別の分割鍵情報を生成することができる（ステップ９１８）。一実施形態では、分割鍵対の生成が、秘密情報Ｓに基づくランダム分割復号化鍵ｄ２の生成、および秘密情報Ｓ、ｄ２、およびｄ３に基づく分割復号化鍵ｄ１の生成を含むこともできる。
【０１９３】
ここで、分割鍵には、セッション・トークン、即ち、ＣＣＵに関連付けられたコンテンツ要求セッションを識別する一意の識別子を、一意に関連付けることができる。トークンは、消費者識別子、コンテンツ消費ユニットのＩＰアドレス、専用トークン、またはこれらの組み合わせに関係することができる。
【０１９４】
ＣＳは、分割復号化鍵ｄ１、コンテンツ識別子IDX、およびコンテンツ・セッション・トークンを含む第１分割鍵情報を含む第１応答を、セキュア・チャネル（例えば、エンド・ポイント認証およびメッセージ暗号化を提供する鍵配給ネットワークを通じて）を通じてＣＤＮに送ることができる（ステップ９２０）。
【０１９５】
ＣＤＮは、セキュア・インターフェースを通じてその復号化モジュールＤＭを呼び出し、分割復号化鍵ｄ１を用いて、識別された暗号化コンテンツＸｅを部分的に復号化して、部分的に復号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１を得ることができる（ステップ９２２）。Ｘｅ,ｄ１は、ＣＤＮコンテンツ・ストレージに一時的に格納することもでき、または代わりに、ストリーミング・コンテンツの場合、ＣＤＮコンテンツ・ストリーミング機能によって中継に利用できるようにすることもできる。
【０１９６】
暗号化モジュールは、第２分割復号化鍵ｄ２、コンテンツ識別子ＩＤＸ、およびセッション・トークンを含む第２分割鍵情報を構成する第２応答を、セキュア・チャネルを通じてＣＣＵにおけるクライアントに送ることができる（ステップ９２４）。この応答は、クライアント要求がリディレクトされるＣＤＮの識別（ＤＮＳ名、ＩＰアドレス等）も含むことができる。クライアントは、ＣＣＵの復号化モジュール（ＤＭ）に分割復号化鍵ｄ２を構成し、コンテンツ識別子ＩＤＸおよびコンテンツ・セッション・トークンを一時的に格納することができる（ステップ９２６）。
【０１９７】
クライアントは、セッション・トークンおよびコンテンツ識別子を含むコンテンツ要求を、識別されたＣＤＮに送ることができる（ステップ９２８）。ＣＤＮは、応答して、トークンをＸｅ,ｄ１と相関付けることができ（ステップ９３０）、配信ノードにそれをクライアントに送らせる（ステップ９３２）。一実施形態では、ＣＤＮはクライアントを選択された配信ノードにリディレクトすることができる。次いで、ＣＣＵにおける復号化モジュールは、分割復号化鍵ｄ２を用いて、Ｘｅ,ｄ１を部分的に復号化してＸｅ,ｄ１,ｄ２を得て、続いて分割復号化鍵ｄ３を用いてＸｅ,ｄ１,ｄ２を部分的に復号化して、完全に復号化されたコンテンツ項目Ｘを得る（ステップ９２８）。任意に、復号化されたコンテンツを消費者に表示することもできる。
【０１９８】
したがって、この特定の実施形態では、配信ノードに格納された暗号化コンテンツＸｅの部分的復号化を既に開始しつつ、コンテンツ要求を更に処理するという意味で、双方の分割鍵を並列に処理することができる。更に、特にストリーミング・コンテンツの場合、部分的復号化は、暗号化が未だ進展している間でも、通例開始することができる。多数のアクティブなコンテンツ配信セッションを可能にするスケーラブルで安全なコンテンツ配信システムを可能にするために、特定のメディア購入に関連付けられたトークンがこのプロセスにおいて用いられる。
【０１９９】
図１０は、マルチ・レイヤー型暗号化方式の模式図を示す。図１０は、条件付きアクセス（ＣＡ）システムにおいて通例用いられるような、従来のマルチ・レイヤー型（この場合、４レイヤー）暗号化システムを示す。
【０２００】
第１レイヤーは、ＣＡ送信機１００２に関係することができ、ＣＡ送信機１００２はコンテンツ・ストリームＸ１００３を要素(part)に分割し、各要素が、制御語とも呼ばれる対称短期鍵（ＳＴＫ）１００４を用いて暗号化（スクランブル）されて、スクランブル化コンテンツ・ストリーム１００５が得られる。このようにスクンランブル化されたストリームは、ＣＡ受信機１００６に送信される。ＣＡ受信機１００６は、スクランブル化ストリームをディスクランブルするように構成される。
【０２０１】
第２レイヤーは、暗号化制御語（適格制御メッセージまたはＥＣＭとも呼ばれる）の送信に関係することができる。この暗号化制御語は、ＥＣＭストリーム１００８（暗号化コンテンツ・ストリームと同期を取ることができる）におけるＣＡ送信機によって、ＣＡ受信機に送ることができる。ＥＣＭは、ＣＡ受信機において、長期鍵１０１０（ＬＴＫ）を用いて復号化され、復号化されたＥＣＭにおける制御語は、暗号化コンテンツ・ストリームを復号化（ディスクランブル）するために用いられる。長期鍵は、各月毎等に変更することができる。
【０２０２】
第３レイヤーは、暗号化ＬＴＫ１０１２によって形成することができる。暗号化ＬＴＫ１０１２は、別のチャネルを通じてＣＡ受信機に送ることができる。暗号化ＬＴＫは、通例、適格管理メッセージ（ＥＭＭ）と呼ばれる。
【０２０３】
第４レイヤーは、公開鍵インフラストラクチャ（ＰＩＫ）鍵によって形成することができる。公開鍵インフラストラクチャ（ＰＩＫ）鍵は、ＥＭＭを暗号化および復号化するためにもちいられ、セキュア・モジュール、例えば、ＣＣＵに挿入されるスマート・カードまたはＳＩＭカードによって流通される。本発明による分割鍵暗号システムは、これらのレイヤーのいずれにでも適用することができる。
【０２０４】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、マルチ・レイヤー型暗号化方式における分割鍵暗号システムの種々の実施態様を示す。ＣＣＵは、復号化モジュールを含むセキュア・モジュールを含む。復号化モジュールには、少なくとも２つの分割鍵がプロビジョニングされる。一実施形態では、前記セキュア・モジュールは、少なくとも１つの分割鍵をセキュア・ハードウェア・モジュールに埋め込むことによって、予め構成することができる。分割鍵は、暗号化コンテンツ項目を平文に復号化するために、復号化モジュールによって用いられる。分割鍵は、図１を参照して説明したようにしてプロビジョニングすることができる。
【０２０５】
例えば、図１１（Ａ）は、ＣＡシステムの送信側における秘密鍵生成器ＳＫＧが、コンテンツ・ストリームをスクランブリングするための暗号化鍵（制御語）を生成することができ、これらの暗号化鍵がＣＣＵにおける第１ディスクランブリング・ユニットＤ１に送られ、第１ディスクランブリング・ユニットＤ１が、秘密鍵生成器によって生成された第１短期分割暗号化鍵｛ｄ１}に基づいて、部分的にディスクランブルされたコンテンツ項目を生成する一例を示す。このようにして部分的にディスクランブルされたコンテンツ・ストリームは、その後、第２ディスクランブリング・ユニットＤ２に転送され、第２の予め構成された分割暗号化鍵ｄ２に基づいて、部分的にディスクランブルされたコンテンツ・ストリームを完全にディスクランブルされる。
【０２０６】
同様に、図１１（Ｂ）は、制御語の暗号化のレベルにおいて、分割鍵暗号システムの適用を示す。この特定の実施形態では、秘密鍵生成器ＳＫＧは、制御語（コンテンツをスクランブルするために用いられる）をＥＣＭに暗号化する暗号化鍵を生成することができる。これらのＥＣＭは第１復号化ユニットＤ１に送られ、第１復号化ユニットＤ１は、ＳＫＧによって第１復号化ユニットＤ１に送信された第１分割復号化鍵{d1}に基づいて、ＥＣＭのストリームを部分的に復号化する。このようにして生成された部分的復号化ＥＣＭストリームは、その後、第２復号化ユニットＤ２に転送され、第２復号化ユニットＤ２は、第２の予め構成された分割復号化鍵ｄ２に基づいて、部分的に復号化されたＥＣＭを完全に復号化する。復号化されたＥＣＭから抽出された制御語は、その後、スクランブル化コンテンツ・ストリームをディスクランブルするために用いられる。
【０２０７】
最後に、図１１（Ｃ）は、ＬＴＫのＥＭＭへの暗号化のレベルにおける分割鍵暗号システムの適用を示す。送信側において、ＬＴＫをＥＭＭに暗号化し、ＣＣＵにおける第１復号化ユニットＤ１に送ることができる。第１復号化ユニットは、部分的復号化鍵ｄ１に基づいてＥＭＭを部分的に復号化して、部分的復号化ＥＭＭを得て、このように部分的に復号化されたＥＭＭを第２復号化ユニットＤ２に転送する。第２復号化ユニットＤ２は、予め構成された第２分割復号化鍵ｄ２に基づいて、ＥＭＭを完全に復号化する。
【０２０８】
図１２は、本発明の一実施形態にしたがって、ＣＳからＣＣＵにコンテンツを配信する混成分割鍵暗号システム１２００を示す。具体的には、図１２は、暗号化モジュールＥＭ１２０８を含むコンテンツ・ソースＣＳ１２０２を示す。暗号化モジュールＥＭ１２０８は、対称暗号化アルゴリズムＥｓに関連付けられた対称暗号化モジュール１２１２、非対称暗号化アルゴリズムＥａに関連付けられた非対称暗号化モジュール１２１４、対称鍵を生成する鍵生成器ＫＧ１２１６、および秘密鍵生成器ＳＫＧ１２１８を含む。
【０２０９】
同様に、ＣＣＵは復号化モジュールＤＭ１２１０を含むことができる。復号化モジュールＤＭ１２１０は、非対称復号化アルゴリズムＤａに関連付けられた非対称復号化モジュール１２２０、１２２２、および対称復号化アルゴリズムＤｓに関連付けられた対称復号化モジュール１２２４を含むことができる。ここで、非対称暗号化および復号化モジュールＥａ、Ｄａ、ならびに秘密鍵生成器ＳＫＧは、非対称分割鍵暗号システムの一部である。図１を参照して説明したのと同様に、復号化モジュールには、分割鍵ｄ１およびｄ２をプロビジョニングすることができる。具体的には、復号化モジュールには分割鍵ｄ２を予め構成することができる。適した非対称分割鍵暗号システムには、先に説明したように、ＲＳＡ、ＥＧ、またはＤＪ分割復号化システムが含まれる。
【０２１０】
対称暗号化暗号(encryption cipher)は、対称暗号化暗号よりも、高速コンテンツ暗号化には適していないので、この実施形態では、ＡＥＳのような対称暗号化アルゴリズムＥｓまたはＲＣ４のようなストリーム暗号を用いて、コンテンツ・ストリームＸが暗号化される。対称暗号化鍵ｋＸは、鍵生成器１２１６によって生成することができ、Ｅｓ１２１２に基づいてコンテンツＸを暗号化するために用いられる。暗号化鍵ｋＸは、非対称暗号化アルゴリズムＥａ、および秘密鍵生成器ＳＫＧによって生成された暗号化鍵ｅを用いて暗号化することができる。
【０２１１】
暗号化コンテンツＥＳｋｘ(Ｘ) = Ｅｓ(Ｘ, ｋｘ)、および暗号化された対称暗号化鍵Ｅｅ(ｋｘ)は、その後、ＣＣＵにおける復号化モジュール１２１０に送信することができる。暗号化された対称暗号化鍵は、ＣＣＵにおける第１非対称暗号化モジュールＤａに送ることができ、第１非対称暗号化モジュールＤａは、暗号化された暗号化鍵を第２非対称暗号化モジュール１２２２に転送する前に、第１分割鍵ｄ１に基づいて、この暗号化された暗号化鍵を部分的に復号化する。第２非対称暗号化モジュール１２２２は、予め構成された分割復号化鍵ｄ２に基づいて、部分的に復号化された暗号化鍵ｋＸを完全に復号化するように構成される。このように復号化された対称鍵ｋｘは、スクランブル化コンテンツ・ストリームをディスクランブルするために、対称暗号化モジュール１２２４によって用いることができる。
【０２１２】
このように、混成暗号化は、コンテンツ項目Ｘの効率的な対称暗号化と、分割暗号化システムを用いた対称暗号化鍵ｋＸの安全な非対称暗号化との組み合わせを可能にする。ストリーミング・メディアの場合、対称暗号化鍵（または秘密シード）ｋＸは、規則的に時間を変更することができる（鍵のロールオーバー）。
【０２１３】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、本発明の種々の実施形態にしたがって、コンテンツをコンテンツ消費ユニット（ＣＣＵ）１３０６に配給する分割鍵暗号システムを示す。具体的には、これらの実施形態では、ＣＣＵには多数の分割鍵をプロビジョニングすることができる。図１３Ａは、コンテンツ・ソースＣＳ１３０２を含む分割鍵暗号システムを示す。コンテンツ・ソースＣＳ１３０２は、暗号化アルゴリズムＥに関連付けられた暗号化モジュール１３０８と、秘密情報Ｓに基づいて鍵を生成する秘密鍵生成器ＳＫＧ１３１０とを少なくとも含む。一実施形態では、ＳＫＧは、図２を参照して説明したように、ＳＫＧにしたがって実現することができる。秘密鍵生成器によって生成された鍵情報は、少なくとも暗号化鍵ｅを含む鍵情報と、複数の分割復号化鍵を含む分割鍵情報とを含むことができる。
【０２１４】
ＣＣＵ１３０６は、復号化モジュール１３１１を含むことができる。復号化モジュール１３１１は、セキュア・モジュール、例えば、スマート・カード、（Ｕ）ＳＩＭ、または他の適したハードウェアの安全が確保されたプロセッサとして実現することができる。この復号化モジュールは、復号化アルゴリズムＤと、秘密鍵生成器１３１０によって当該復号化モジュールに送られた少なくとも１つの第１分割鍵ｄ１を含む第１分割鍵情報とを用いて、第１分割復号化動作１３１２を実行するように構成することができる。
【０２１５】
復号化モジュールは、更に、分割鍵プロセッサ１３１４も含むことができる。分割鍵プロセッサ１３１４は、復号化アルゴリズムＤと、多数の分割鍵、この例では、例えば、分割鍵ｄ２−ｇｅｏおよびｄ２−ｐｅｒｓｏｎを含む分割鍵情報を用いて、多数の分割鍵動作１３２２、１３２４を実行するように構成される。この分割鍵プロセッサは、鍵識別メッセージ１３１８を受信したときに、分割鍵を選択することができる。
【０２１６】
一実施形態では、分割鍵プロセッサは、多数の分割鍵を含む分割鍵表を含むセキュア・メモリ１３１６を含むことができる。このセキュア・メモリには、図１を参照して説明したように、オフライン、オンライン、または無線通信経由プロビジョニング・プロセスを用いて、分割鍵表をプロビジョニングすることができる（このプロビジョニングは、模式的に破線１３１５によって示される）。分割鍵表における分割鍵は、秘密鍵生成器としても知られている。一実施形態では、分割鍵の表は、予め構成されたハードウェア・モジュール、例えば、（Ｕ）ＳＩＭまたはスマート・カードに基づいて、オフラインでプロビジョニングすることができる。
【０２１７】
セキュア・メモリにおける分割鍵情報には、異なるカテゴリを関連付けることができる。一実施形態では、例えば、特定の１組の分割鍵が地理特定分割鍵(geo-specific split-key)に関係するのでもよい。１つの特定の地理的領域内にあるＣＣＵには、このような地理特定分割鍵ｄ２−ｇｅｏをプロビジョニングすることができる。他の実施形態では、特定の１組の分割鍵が、コンテンツ特定分割鍵に関係するのでもよい。特定のタイプのコンテンツ、例えば、ＨＤＴＶまたは３Ｄを受信する適格性があるＣＣＵには、このようなコンテンツ特定分割鍵d2-contがプロビジョニングされる。更に他の実施形態では、特定の１組の分割鍵がユーザ特定分割鍵に関係するのでもよい。例えば、１人のユーザに関連付けられた全てのＣＣＵには、人特定分割鍵をプロビジョニングすることができる。他の実施形態では、特定の１組の分割鍵が、ハードウェア特定分割鍵ｄ２−ｄｅｖｉｃｅに関係するのでもよい。更に他の実施形態では、分割鍵ｄ２−ｃａｔｅｇd2-categが特定のカテゴリ、例えば、スポーツ、ＶｏＤ等のコンテンツに関係するのでもよい。このようなハードウェア特定鍵は、特定の１組のデバイスにプロビジョニングすることもできる。
【０２１８】
したがって、図１３Ａに示す実施形態では、分割鍵プロセッサにおけるセキュア・メモリには、分割鍵表をプロビジョニングすることができる。この分割鍵表は、ＣＳに関連付けられた秘密鍵生成器にも知られている多数の分割鍵を含む。鍵識別メッセージ１３１８に基づいて、ＣＳは、インセット１３２０によって模式的に示されるような、大きな１組の可能な分割鍵復号化動作から選択される、分割鍵復号化動作の特定のシーケンスを用いるように、分割鍵プロセッサを構成することができる。分割鍵復号化動作の数は、個々の所望の実施態様に依存するのでもよい。
【０２１９】
秘密鍵生成器１３１０は、ＣＣＵに通知するための鍵識別メッセージを生成することができる。その分割鍵は、暗号化コンテンツ項目Ｘを復号化するために、ＤＭによって選択することができる。例えば、図１３Ａにおける非限定的な例は、秘密鍵サーバから発信した鍵識別メッセージを送ることができ、地理特定分割鍵ｄ２−ｇｅｏおよびユーザ特定分割鍵ｄ２−ｐｅｒｓｏｎに基づいて、分割鍵動作の所定のシーケンスを実行するように、分割鍵プロセッサを構成する。これらの分割鍵ｄおよびＳに基づいて、秘密鍵生成器は、ｄ１を決定する。ｄ１は、その後、復号化モジュールが第１分割鍵動作１３１２を構成するためにＣＣＵに送られる。
【０２２０】
このように、暗号化モジュール１３０８から発信される暗号化コンテンツ項目Ｘｅは、最初に、第１分割鍵動作に基づいて第１分割鍵ｄ１を用いて部分的に復号化することができる。その後、部分的に暗号化されたコンテンツ項目Ｘｅ,ｄ１は、更に、第２分割鍵動作および第３分割鍵動作に基づいて、それぞれ、地理特定分割鍵ｄ２−ｇｅｏおよびユーザ特定分割鍵ｄ２−ｐｅｒｓｏｎを用いて復号化される。他の実施形態では、２つよりも多い分割鍵動作のシーケンスを構成することもできる。
【０２２１】
図１３Ｂは、図１３Ａに示したような、分割鍵暗号システムの変種を示す。この変種では、システムは、更に、暗号化モジュール１３１３に関連付けられたＣＤＮ１３０４も含む。暗号化モジュール１３１３は、分割鍵ｄ１に基づいて、ＣＳによって生成された暗号化コンテンツを部分的に復号化する復号化アルゴリズムＤを含む。分割鍵ｄ１は、秘密鍵生成器によってＣＤＮに送ることができる。したがって、図１３Ａに示した実施形態とは対照的に、暗号化コンテンツＸｅは、ＣＣＮに送られる前に、最初にＣＤＮによって部分的に復号化され、その後、ＣＣＮが、分割鍵プロセッサ１３１４において構成される、少なくとも２回の分割鍵復号化動作１３２２、１３２４を用いて、部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１を復号化する。
【０２２２】
図１４は、図１３Ｂを参照して説明した分割鍵暗号システムに関連付けられた流れ図１４００を示す。このプロセスは、クライアント識別子IDCLによって識別されたＣＣＵに、多数の分割鍵を含む分割鍵情報をプロビジョニングすることから開始することができる（ステップ１４０２）。分割鍵は、ＳＫＧによって、識別子に関連付けられた秘密情報Ｓに基づいて生成され（例えば、ｄ２−ｐｅｒｓｏｎ、ＩＤ(ｄ２−ｐｅｒｓｏｎ)、ｄ２−ｇｅｏ、ＩＤ(ｄ２−ｇｅｏ)、ｄ２−ｄｅｖｉｃｅ、ＩＤ(ｄ２−ｄｅｖｉｃｅ)、ｄ２−ｄｅｖｉｃｅ、ＩＤ(ｄ２−ｃｏｎｔｅｎｔ)等）、ＣＣＵにおける復号化モジュールにプロビジョニングすることができる。ＣＳは、特定のＣＣＵまたは特定の１組のＣＣＵに関連付けられたプロビジョニング情報（即ち、秘密情報Ｓ、分割鍵および鍵識別子、ならびにクライアント識別子）を秘密鍵データベース（図示せず）に格納することができる。
【０２２３】
一実施形態では、ＣＣＵには多数の分割鍵をオフライン・プロセスにおいてプロビジョニングすることができる。例えば、セキュア・ハードウェア・モジュールに分割鍵および関連する識別子を、このセキュア・ハードウェア・モジュールの製造中、流通中、あるいはアクティブ化または登録の間に予め設定することもできる。例えば、セキュア・ハードウェア・モジュールの購入中に、このモジュールに、購入者に特定的である多数の分割鍵を構成することもできる。図１を参照した例について説明したように、オンラインおよび無線通信経由プロビジョニング・プロセスを含む、他の分割鍵プロビジョニング・プロセスも予見される。
【０２２４】
ＣＳは、暗号化コンテンツＸｅをＣＤＮに収集することができる（ステップ１４０４）。次いで、ユーザは第１コンテンツ要求のＣＰＳへの送信を開始することができる（ステップ１４０６）。第１コンテンツ要求は、要求されたコンテンツ項目ＸおよびＩＤＣＬを識別するコンテンツ識別子ＩＤｘを含むことができる。  
【０２２５】
コンテンツ要求に基づいて、ＣＳは、ＣＣＵにおける復号化モジュールが、復号化のために特定の１組の分割鍵、例えば、ｄ２−ｐｅｒｓｏｎおよびｄ２−ｇｅｏを用いることを決定することができ、所定の個人分割鍵および地理分割鍵の双方を有するデバイスだけが特定のコンテンツＸにアクセスしてもよいことを示す（ステップ１４０８）。その後、応答して、ＣＳは、ＣＤＮへの参照と、ある種の分割鍵に関連付けられたＩＤ（この場合、ＩＤ(ｄ２−ｐｅｒｓｏｎおよびｄ２−ｇｅｏ）とを含む応答メッセージを送ることができる（ステップ１４１０）。
【０２２６】
ＣＣＵは、この応答メッセージの中にある情報を用いて、分割鍵識別子を含む第２コンテンツ要求をＣＤＮに送る（ステップ１４１２）。応答して、ＣＤＮは、IDXおよび分割鍵識別子を含む鍵要求をＣＳに送ることができる（ステップ１４１４）。ＣＳは、この鍵要求の中にある情報、およびセキュア鍵データベースにおける以前のプロビジョニング情報に基づいて鍵要求を許可することができ、秘密鍵情報ＳおよびＣＣＵにおける予め構成された分割鍵、この場合、ｄ２−ｐｅｒｓｏｎおよびｄ２−ｇｅｏに基づいて、分割鍵ｄ１を計算する（ステップ１４１６）。
【０２２７】
次いで、分割鍵ｄ１がＣＤＮに供給され（ステップ１１１８）、ＣＤＮはこの分割鍵を用いて、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを部分的に復号化してＸｅ,ｄ１を得る（ステップ１４２０）。このように部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１は、ＣＣＵの復号化モジュールに送られ（ステップ１４２２）、復号化モジュールは、２回の後続分割鍵復号化動作を適用することができる。即ち、Ｘｅ,ｄ１を部分的に復号化してＸｅ,ｄ１,ｄ２−ｐｅｒｓｏｎを得る第１動作、およびＸｅ,ｄ１,ｄ２−ｐｅｒｓｏｎを部分的に復号化してＸｅ,ｄ１,ｄ２−ｐｅｒｓｏｎ,ｄ２−ｇｅｏを得る第２動作である。Ｘｅ,ｄ１,ｄ２−ｐｅｒｓｏｎ,ｄ２−ｇｅｏは、コンテンツ項目Ｘの平文バージョンに等しい（ステップ１４２４）。
【０２２８】
したがって、この実施形態では、ＣＳは、表においてどの分割鍵を復号化中に用いればよいか通知するだけでよい。要注意の鍵情報をＣＣＵに送る必要はないので、セキュリティが向上する。更に、大きな組の分割鍵を送る場合、セキュリティを向上させるために、ＣＣＵを規則的に構成し直すことができる。
【０２２９】
図１５は、本発明の他の実施形態にしたがって、コンテンツをコンテンツ消費ユニット１５０６に少なくとも１つのＣＤＮ１５０４を介して配給する分割鍵暗号システム１５００を示す。具体的には、この変種では、ＣＣＵには、図１３および図１４を参照して説明したのと同様に、多数の分割鍵をプロビジョニングすることができる。この特定の実施形態では、しかしながら、分ＣＣＵにおける割鍵プロセッサ１５１４は、更に、コンバイナ１５２６を含む。このコンバイナは、秘密鍵生成器１５１０から発信した鍵識別メッセージ１５１８に応答して、分割鍵プロセッサによって選択された分割鍵を組み合わせて、組み合わせ分割鍵を得るために、組み合わせアルゴリズムＣを含むプロセッサを含むことができる。例えば、図１５の例では、秘密鍵プロセッサは、予め構成されて分割鍵プロセッサのセキュア・メモリに格納された１組の分割鍵から、特定の１組の分割鍵を用いるように、分割鍵プロセッサに命令したのであってもよい。このようなコンバイナの使用によって、ＣＣＵの復号化モジュールにおいて実行する必要がある復号化ステップを減らせるという利点が得られる。
【０２３０】
コンバイナにおける組み合わせアルゴリズムは、分割鍵暗号システムにおいて実装される暗号化アルゴリズムのタイプに依存するのでもよい。例えば、ワン・タイム・パスおよびストリーム暗号では、組み合わせ関数は、
【０２３１】
【数１０】
2014535199.tif 000013
【０２３２】
として定義することができる。ＥＧおよびＤＪ暗号化方式では、組み合わせ関数は、単純な加算として定義することができ、ＥＧについてはd2-combine = (d2-combi + d2-person) (mod p)、そしてＤＪについてはd2-combi = (d2-geo + d2-person) (mod n)として定義することができる。ＲＳＡ暗号化方式では、このような組み合わせは不可能である。何故なら、ＲＳＡ鍵の分割または組み合わせには秘密情報φ(n)が必要になるからである。
【０２３３】
尚、図１３〜図１５における実施形態は非限定的であり、更に他の実施形態も予見されることを申し述べておく。例えば、図１３〜図１５を参照して説明したような、１組の予め構成された分割鍵の使用は、図１において示したような、ＣＤＮがない状況においても用いることができる。
【０２３４】
したがって、一実施形態では、図１におけるＣＣＵに、図１３および図１４を参照して説明したように、多数の分割鍵を含む、予め構成されたセキュア・ハードウェア・モジュールを設けることもできる。ＣＣＵからのコンテンツ要求があると、ＣＰＳは、予め構成された分割鍵の内どれを用いるかについて、復号化モジュールに通知することができる。次いで、これらの分割鍵に基づいて、ｄ１を計算し、直接ＣＣＵに送る。その後、ｄ１および予め設定された鍵ｄ２−ｐｅｒｓｏｎおよびｄ２−ｇｅｏに基づいて、暗号化コンテンツ項目を復号化することができる。他の実施形態では、図１５を参照して説明したように、これらの分割鍵の内１つ以上を組み合わせて、d2-combi分割鍵を得ることもできる。
【０２３５】
図１６は、本発明の他の実施形態によるセキュア・コンテンツ配給システム１６００を示す。このコンテンツ配給システムは、ＣＳ１８０２と、１つ以上のコンテンツ・ディストリビュータ１６０４、例えば、ＣＤＮと、秘密鍵生成器（例えば、図２を参照して説明したような）を含む暗号化鍵サーバと１６０８と、ＣＣＵ１６１０とを含むことができる。
【０２３６】
この特定的な場合では、鍵サーバのネットワーク・アドレスは、コンテンツをＣＤＮ１に収集するために用いられる、ＣＳのネットワーク・アドレスとは異なる。第三者の鍵サーバである別個の鍵サーバの使用は、収集プロセスが鍵配給プロセスを妨げることができないという利点がある。更に、別個の鍵サーバがスケーラブルな解決手段を提供する。これは、鍵生成および配給プロセスが、収集プロセスよりも遙かに頻繁に行われるからである。したがって、必要な場合に、鍵生成および配給プロセスを扱うために２つ以上の鍵サーバを１つのＣＳに割り当てることもでき、または逆に、１つの鍵サーバが多数のＣＳに供給する(serve)こともできる。
【０２３７】
図１７は、本発明の一実施形態による、ネットワークＣＤＮを含むコンテンツ配信システムにおける分割鍵暗号システムの使用を示す。具体的には、この実施形態では、ＣＳ１７０２から発信するコンテンツは、複数のコンテンツ・ディストリビュータ、即ち、少なくとも第１ＣＤＮ１ １７０４および第２ＣＤＮ２ １７０６を介して、ＣＵＵ１７０８に安全に配信することができる。この実施形態では、ＣＳは、暗号化コンテンツＸｅと、分割鍵ｄ１を含む分割鍵情報とをＣＤＮ１に送信することができる。ＣＤＮ１は、コンテンツの配信をＣＤＮ２に外部委託することを決定することができる。更に、ＣＣＵには、少なくとも１つの分割鍵ｄ３１７１０を含む分割鍵情報を予め構成することもできる。ＣＣＵは、更に、少なくとも１つの別の分割鍵ｄ２１７１２を含む別の分割鍵情報を、ＣＳに関連付けられた鍵生成器１７１４から受信するように構成することができる。分割鍵ｄ２およびｄ３は、ＣＤＮ２から発信するコンテンツを部分的に復号化するために復号化モジュール１７１５によって用いることができる。
【０２３８】
図６を参照して説明したシステムとは対照的に、ＣＤＮ１は、部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１をＣＤＮ２に配信しない。代わりに、ＣＤＮ１のコンテンツ配給機能（図示せず）は、「透過的に」ＸｅをＣＤＮ２に中継することができる。同様に、しかるべき暗号化コンテナ、この場合、分割復号化制御メッセージ（ＳＤＣＭ）１７２０における暗号化コンテンツ項目Ｘを更に復号化するために、全ての分割鍵情報をＣＤＮ２に中継することができる。例えば、ＥＧ分割鍵暗号システムを用いる場合、ＳＤＣＭはｄ１ = (Ｙ１,Ｙ２)およびｐを含むことができる（異なる分割鍵暗号システムの全体像については表１を参照のこと）。
【０２３９】
消費者がコンテンツ項目をＣＰＳに要求するとき、暗号化コンテンツＸｅを部分的に復号化して、部分的暗号化コンテンツＸｅ,ｄ１を得るために、分割鍵ｄ２を含む分割鍵情報をＣＣＵに送ることができ、分割鍵ｄ１を含む分割鍵情報をＣＤＮ2の復号化モジュール１７２２に送ることができる。復号化モジュールは、復号化アルゴリズムＤおよび分割鍵ｄ２に基づいて少なくとも第２復号化動作１７１６を実行し、復号化アルゴリズムＤおよび分割鍵ｄ１に基づいて少なくとも第３復号化動作１７１８を実行するように構成されたプロセッサを含むことができる。
【０２４０】
部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１を、ＣＣＵの復号化モジュールに送ることができる。ＣＣＵは、ＣＤＮネットワークから発信した、部分的に復号化されたコンテンツＸｅ,ｄ１を完全に復号化するために、分割鍵ｄ２およびｄ３を用いる。したがって、この実施形態では、ＣＤＮ１は、全てのダウンストリームＣＤＮをＣＰＳから遮断する。このように、ＣＰＳ、そして特にＣＰＳに関連付けられた秘密鍵生成器は、ＣＤＮ１およびＣＣＵとのインターフェースだけを有すればよい。
【０２４１】
種々の他の実施形態は、図１３〜図１５を参照して説明した実施形態に基づいてＣＣＵを実現することができるシステムを含む。
【０２４２】
図１８は、本発明の一実施形態にしたがって、図１７を参照して説明したセキュア・コンテンツ配信システムにおいて用いられる制御フローの模式図を示す。このプロトコル・フローでは、コンテンツは最初にＣＤＮ１に送られ、その後、ＣＤＮ１はこのコンテンツをＣＤＮ２に転送し、ここで更なる配信のために格納される。
【０２４３】
このプロセスは、ＣＳがトリガをＥＭに、具体的には、このＥＭに関連付けられた秘密鍵生成器に送る（ステップ１８０２）ことから開始することができ、ＥＭは、応答して、秘密情報Ｓに基づいて暗号化／復号化対ｅ、ｄを生成することができる（ステップ１８０４）。ＳＫＧは、秘密情報Ｓに基づいて、ランダムな分割鍵ｄ３を含む分割鍵情報を生成することができる（ステップ１８０６）。その後、図１を参照して説明したように、ＣＣＵにおける復号化モジュールには、少なくとも分割鍵ｄ３を含む分割鍵情報を、オンライン、オフライン、または無線通信経由プロビジョニング・プロセスを用いて、プロビジョニングすることができる（ステップ１８０８）。図１８の例では、セキュア・チャネルを通じて、しかるべき暗号化コンテナ、例えば、ｄ３（ＳＤＣＭ（ｄ３））と、特定の分割鍵暗号システム実現に必要な他の全ての（秘密）情報とを含む分割鍵記述メッセージにおいて、分割鍵ｄ３をＣＣＵに送ることができる（詳細については表１を参照のこと）。このプロビジョニング・プロセスの後、分割鍵ｄ３は、ＣＣＵにおけるＤＭのセキュア・メモリに格納することができる（ステップ１８１０）。
【０２４４】
次いで、ある時点において、ＣＳは、コンテンツ識別子IDXによって識別されたコンテンツ項目Ｘを暗号化コンテンツ項目Ｘｅに、暗号化鍵ｅを用いて暗号化するように、暗号化モジュールＥＭをトリガすることができる（ステップ１８１２）。次いで、ＣＰＳは、コンテンツ識別子IDXによって識別されたコンテンツ項目ＸのＣＰＳからＣＤＮ１への収集プロセスを開始するために、収集トリガをＣＤＮ１に送ることができる（ステップ１８１４）。コンテンツ収集プロセスは、コンテンツ識別子IDXを含むコンテンツ要求メッセージをＣＰＳに送り（ステップ１８１６）、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを含む応答メッセージをＣＤＮ１に送る（ステップ１８１８）ことを含むことができる。その後、暗号化コンテンツ項目Ｘｅはストレージに格納される（ステップ１８２０）。
【０２４５】
次いで、ある時点において、ＣＤＮ１のＣＤＮＣＦは、暗号化コンテンツＸｅの配給を第２コンテンツ配信ネットワーク、ＣＤＮ２（下流ＣＤＮ）に外部委託することを決定することができる（ステップ１８２２）。このために、ＣＤＮ１は、暗号化コンテンツＸｅをＣＤＮ２に収集するプロセスを開始するために、収集トリガをＣＤＮ２に送ることができる（ステップ１８２４）。収集プロセスは、コンテンツ識別子IDXを含むコンテンツ要求メッセージを含むことができる（ステップ１８２６）。この要求を受けると、ＣＤＮ1のストレージから暗号化コンテンツが引き出され、応答メッセージにおいてＣＤＮ２に送られ（ステップ１８２８）、ＣＤＮ２においてストレージに格納される（ステップ１８３０）。
【０２４６】
図１９は、本発明の一実施形態による、図１７を参照して説明したコンテンツ配信システムの他のプロトコル・フローの模式図を示す。
【０２４７】
このプロセスは、消費者がコンテンツ項目IDXを引き出すことを決定することから開始することができる。このため、ＣＣＵは、IDXとIDＣＣＵを識別するための識別子とを含む第１コンテンツ要求をＣＳに送ることができる（ステップ１９０１）。ＣＳは、この要求を、このＣＳに関連付けられた暗号化モジュールに転送することができる。
【０２４８】
ＳＫＧは、秘密情報Ｓおよびｄ３に基づいて、分割鍵ｄ１およびｄ２を含む分割鍵情報を生成することができる。更に、ＳＫＧは、トークンを生成し、このトークンと共にｄ１およびｄ２をセキュア鍵データベースに格納することができる（ステップ１９０２）。分割鍵ｄ２を含む分割鍵情報は、セキュア・チャネルを通じて、分割復号化制御メッセージＳＤＣＭ（ｄ３）においてＣＣＵに送ることができ、ＣＣＵにおいて、復号化モジュールのセキュア・メモリに格納される（ステップ１９０４）。
【０２４９】
要求に応答して、ＣＳは、更に、トークンと、コンテンツ項目が格納されているかもしれないＣＤＮを識別する識別子IDCDN1とを含む応答メッセージを、ＣＵＵに返送することができる（ステップ１９０６）。ＣＣＵは、その後、このトークンとIDXとを含む第２コンテンツ要求をＣＤＮ１に送ることができる（ステップ１９０８）。ＣＤＮ１は、応答して、トークンとIDXとを含む鍵要求メッセージを、ＣＰＳを介して暗号化モジュールに送ることができる（ステップ１９１０）。トークンは、分割鍵ｄ１を引き出すために用いることができる（ステップ１９１２）。
【０２５０】
この分割鍵は、分割復号化制御メッセージＳＤＣＭ（ｄ１）において、ＣＤＮ１に返送され（ステップ１９１４）、ＣＤＮ１は、要求されたコンテンツ項目がＣＤＮ２を介して配信されると判断することができる（ステップ１９１６）。このために、ＣＤＮ２のルーティング要求機能(routing request function)が、IDX、トークン、およびＳＤＣＭ（ｄ１）を含むルーティング要求メッセージを生成し、ＣＤＮ２に送ることができる（ステップ１９１８）。ＣＤＮ２は、その後、ＣＣＵへ配信するコンテンツを準備するために、ＣＤＮ２の復号化モジュール（ＣＤＮ２  ＤＭ）を選択する（ステップ１９２０）。応答して、ＣＤＮ２  ＤＭは、その識別子ＩＤＮ２−ＤＭをＣＤＮ１に送ることができ（ステップ１９２２）、ＣＤＮ１は、その後、ＩＤＮ２−ＤＭおよびトークンをＣＣＵに転送し（ステップ２２２４）、ＣＣＵが、暗号化コンテンツＸｅを部分的に復号化してＸｅ,ｄ１を得て（ステップ１９２８）、Ｘｅ,ｄ１をＣＣＵに送る（ステップ１９３０）ために、ＩＤＸおよびトークンを含む第３コンテンツ要求をＣＤＮ２  ＤＭに送る（ステップ１９２６）ことができるようにする。その後、ＣＣＵにおけるＤＭは、ｄ２およびｄ３に基づいて、Ｘｅ,ｄ１を完全に復号化してＸを得ることができる（ステップ１９３２）。
【０２５１】
したがって、図１７〜図１９を参照して説明した実施形態では、ＣＰＳはＣＤＮ１とだけ対話処理し、ＣＤＮ１は、透過的に暗号化コンテンツと、分割鍵情報を含むルーティング要求メッセージとをＣＤＮ２に転送することによって、コンテンツの配信を外部委託する。更に、本システムは、ＣＤＮネットワークを通じたコンテンツ項目の透過的な配信も可能にする。配信プロセスの種々の段階において、ＣＳには情報が提供され、ある種の動作、例えば、ある種の（分割）鍵の生成および／または配信を行うように要求される。
【０２５２】
図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）は、本発明の他の実施形態によるセキュア・コンテンツ配給システムの模式図を示す。具体的には、図２０（Ａ）は、ＣＳ２００２を示す。ＣＳ２００２は、暗号化アルゴリズムＥに関連付けられた暗号化モジュール２０１２と、鍵情報を生成する鍵生成器２０１４とを含む。秘密鍵生成器２０１４は、分割鍵生成器２０２６を含むことができる。同一の分割鍵生成器２０２６を、ＣＣＵにおける復号化モジュール２０１４に、またはこれに関連付けて実現することもできる。この復号化モジュールは、復号化アルゴリズムＤと、少なくとも第１および第２分割鍵情報２０２０および２０２２とに基づいて、２つ以上の復号化動作２０１６および２０１８をそれぞれ実行するように構成することができる。この特定の実施形態では、第１復号化動作は、秘密鍵生成器２０１４によってＣＣＵに送られた少なくとも第１分割鍵ｄ１２０２０に基づくことができる。第２復号化動作は、復号化モジュールにおいて分割鍵生成器Ｇ２０２４によって生成された少なくとも第２分割鍵ｄ２２０２２に基づくことができる。
【０２５３】
ＣＣＵにおける分割鍵生成器Ｇは、ＣＰＳにおいて秘密鍵生成器によって生成された分割鍵シグナリング・メッセージ２０２８を通じて、外部パラメータを受信するように構成することができる。一実施形態では、分割鍵シグナリング・メッセージは、表参照のためのインデックス、鍵識別子、および／または生成されたランダム・シードを含むことができる。あるいはおよび／または加えて、ＣＣＵにおける分割鍵生成器Ｇは、時刻（ＣＰＳおよびＣＣＵにおいて同期クロックを仮定する）および／または少なくとも秘密鍵のような、１つ以上の内部パラメータ２０３０を受信するように構成することもできる。
【０２５４】
したがって、この特定の実施形態では、分割鍵情報の少なくとも一部が、ＣＰＳに関連付けられた鍵生成器およびＣＣＵのそれぞれにおける２つの分割鍵生成器に基づいて生成される。一実施形態では、鍵生成器は、（擬似）ランダム鍵の表を含むことができ、各ランダム鍵はインデックスによって識別される。分割鍵ｄ２を生成するために、秘密鍵生成器から発信した１つ以上のインデックスを含む分割鍵シグナリング・メッセージを用いることもできる。
【０２５５】
図２０（Ｂ）は、本発明の一実施形態による分割鍵生成器Ｇを示す。具体的には、図２０（Ｂ）は、秘密鍵生成器およびＣＣＵにおいて用いられる分割鍵生成器が擬似乱数生成器に基づく実施形態を示す。分割鍵生成器Ｇは、シードＮ２０３４を生成するシード生成器２０３０を含むことができる。シードＮ２０３４は、特定のフォーマットの乱数Ｎ’２０３６を生成するために、擬似乱数生成器２０３２に入力される。更に、分割鍵生成器は、生成された乱数Ｎ’が、分割鍵暗号システムにおいて用いられる特定の暗号化アルゴリズムによって強制される条件に適合するか否かチェックするアルゴリズム２０３８を含むことができる。例えば、ＲＳＡ分割鍵暗号システムを用いる場合、分割鍵生成器によって生成された分割鍵ｄ２は、1 < ｄ２ < φ(n)となるようなランダム整数に関係しなければならない。ここで、ｄ２およびφ(n)は互いに素である。
【０２５６】
したがって、シード生成器は、１つ以上のパラメータに基づいてシードＮを生成することができる。１つ以上のパラメータは、ＣＳによって生成された乱数のようなプロトコル・パラメータ、シーケンス番号、ＣＳおよびＣＣＵに共通な時間軸、および／またはＣＣＵに格納された（ＣＳに知られている）１つ以上の秘密鍵を含む。シードＮに基づいて、乱数Ｎ’を生成することができ、この乱数Ｎ’はアルゴリズム２０３８によってチェックされる。生成された乱数Ｎ’２０４０が暗号化アルゴリズムの条件に適合しない場合、新たな乱数Ｎ’を生成するための新たな「シード」として用いることができる。このプロセスは、暗号化アルゴリズムを満たす乱数が生成されるまで継続することができる。次いで、この値は分割鍵ｄ２２０４２として割り当てられる。
【０２５７】
図２１は、本発明の一実施形態による分割鍵暗号システムを用いるコンテンツ配信システムのプロトコル・フローの模式図を示す。具体的には、図２１は、図２０に示したようなセキュア・コンテンツ配給システムにおける使用のためのプロトコル・フローを示す。この特定の実施形態では、このプロセスは、ＣＳが、秘密鍵ｓｋおよび関連する識別されたＩＤｓｋを生成するために、ＳＫＧにトリガを送る（ステップ２１０２）ことから開始することができる。ＩＤｓｋは、ＳＫＧによってセキュア鍵データベースに格納されている。更に、ＣＣＵの復号化モジュールに、秘密鍵および識別子をプロビジョニングし（ステップ２１０４）、復号化モジュールのセキュア・メモリに格納する（ステップ２１０５）ことができる。適したプロビジョニング・プロセスは、図１を参照して説明したものを含む。
【０２５８】
次いで、消費者がコンテンツ項目ＩＤＸを購入したとき、消費者のＣＣＵのクライアントがコンテンツ要求をＣＰＳに送ることができ（ステップ２１１２）、ＣＣＵは、コンテンツ項目識別子ＩＤＸを含むコンテンツ要求をＣＳに送ることができる（ステップ２１０６）。このコンテンツ要求は、ビデオ・タイトルに関連付けられたコンテンツ識別子ＩＤＸと、クライアントに関連付けられた位置情報、例えば、ＩＰアドレスとを含むことができる。応答して、ＣＳはＳＫＧを呼び出して、識別子IDXによって識別された要求コンテンツ項目Ｘに関連付けられた秘密鍵情報Ｓならびに暗号化および復号化鍵ｅ、ｄを生成し格納することができる（ステップ２１０８）。
【０２５９】
更に、ＳＫＧは、次に、ＩＤｓｋに基づいて秘密鍵ｓｋを選択し、このｓｋと、任意に、図２０を参照して説明した他のパラメータとを、分割鍵生成器の入力として用いることができる。その後、分割鍵生成器は、分割鍵ｄ２を含む分割鍵情報を生成する。その後、この分割鍵情報は、他の鍵情報と共に、セキュア鍵データベースに格納される（ステップ２１１０）。秘密情報Ｓ、分割鍵ｄ２、およびｄに基づいて、分割鍵ｄ１を含む他の分割鍵情報を生成し（ステップ２１１２）、セキュア・チャネルを通じて（例えば、エンド・ポイント認証およびメッセージ暗号化を行う鍵配給ネットワークを通じて）分割復号化制御メッセージにおいて、ＣＣＵの復号化モジュールに送る。ここで、このメッセージは、更に、秘密鍵識別子ＩＤｓｋも含む（ステップ２１１４）。復号化モジュールは、識別子ＩＤｓｋに基づいて秘密鍵ｓｋを引き出し、この秘密鍵と、任意に、他のパラメータとを分割鍵生成器のシードとして用いて、ｄ２を含む分割鍵情報を生成することができる（ステップ２１１６）。この分割鍵情報は、ｄ１と共に、復号化モジュールのセキュア・メモリに格納される（ステップ２１１８）。
【０２６０】
その後、またはステップ２１１０〜２１１８の内１つと並列に、暗号化鍵ｅを用いて平文コンテンツ項目Ｘを暗号化して、暗号化コンテンツ項目Ｘｅを得ることができる（ステップ２１２０）。このように暗号化されたコンテンツ項目は、次に、ＣＣＵのＤＭに送られ（ステップ２１２２）、ＤＭは、分割鍵ｄ１を用いて部分的にＸｅを復号化してＸｅ,ｄ１を得て、続いて分割復号化鍵ｄ２を用いてＸｅ,ｄ１を部分的に復号化して、完全に復号化されたコンテンツ項目Ｘを得る（ステップ２１２４、２１２６）。
【０２６１】
尚、いずれの１つの実施形態に関係して説明されたいずれの特徴も、単独で用いること、または説明された他の特徴と組み合わせて用いることもでき、更に他のいずれかの実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせ用いることもでき、あるいは、他のいずれの実施形態のいずれの組み合わせと組み合わせて用いることもできることは、理解されてしかるべきである。本発明の一実施形態は、コンピュータ・システムと共に用いるプログラム生産物として実現することができる。このプログラム生産物のプログラム（１つまたは複数）は、実施形態の機能を定義し（本明細書において説明した方法を含む）、種々のコンピュータ読み取り可能記憶媒体上に収容することができる。例示的なコンピュータ読み取り可能記憶媒体には、（ｉ）情報が永続的に格納される不揮発性記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ内部にあるリード・オンリー・メモリ・デバイス、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭチップ、またはあらゆるタイプのソリッド・ステート不揮発性半導体メモリ）、ならびに（ｉｉ）変更可能な情報が格納される書き込み可能記憶媒体（例えば、ディスケット・ドライブ内部にあるフロッピー（登録商標）・ディスク、またはハード・ディスク・ドライブ、またはあらゆるタイプのソリッド・ステート・ランダム・アクセス半導体メモリ）が含まれるが、これらに限定されるのではない。本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるのではなく、実施形態は、添付する請求項の範囲内で変更することもできる。
【図１（Ａ）】
2014535199.tif 000015
【図１（Ｂ）】
2014535199.tif 000016
【図２】
2014535199.tif 000017
【図３】
2014535199.tif 000018
【図４】
2014535199.tif 000019
【図５（Ａ）】
2014535199.tif 000020
【図５（Ｂ）】
2014535199.tif 000021
【図６（Ａ）】
2014535199.tif 000022
【図６（Ｂ）】
2014535199.tif 000023
【図７】
2014535199.tif 000024
【図８】
2014535199.tif 000025
【図９】
2014535199.tif 000026
【図１０】
2014535199.tif 000027
【図１１（Ａ）】
2014535199.tif 000028
【図１１（Ｂ）】
2014535199.tif 000029
【図１１（Ｃ）】
2014535199.tif 000030
【図１２】
2014535199.tif 000031
【図１３Ａ】
2014535199.tif 000032
【図１３Ｂ】
2014535199.tif 000033
【図１４】
2014535199.tif 000034
【図１５】
2014535199.tif 000035
【図１６】
2014535199.tif 000036
【図１７】
2014535199.tif 000037
【図１８】
2014535199.tif 000038
【図１９】
2014535199.tif 000039
【図２０】
2014535199.tif 000040
【図２１】
2014535199.tif 000041
【国際調査報告】
2014535199.tif 000042
2014535199.tif 000043
2014535199.tif 000044