(57)【要約】【課題】データを暗号化して記録再生するホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法、記録再生プログラムを提供する。【解決手段】ホログラム記録再生装置１は、暗号化／復号化部１５と、ページデータ処理部１２と、記録媒体Ｉ／Ｆ部１１と、を備えている。暗号化／復号化部１５は、データに対して公開鍵を用いて暗号化するとともに、暗号化されたデータに対して秘密鍵を用いて復号化する。ページデータ処理部１２は、暗号化／復号化部１５によって暗号化されたデータおよび公開鍵をページデータに変換するとともに、ページデータを暗号化されたデータと公開鍵とに変換する。記録媒体Ｉ／Ｆ部は、ページデータ処理部１２によって変換されたページデータを記録媒体２に記録するとともに、記録媒体２に記録されたページデータを再生しページデータ処理部１２へ出力する。【選択図】図１
2008041153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記データに対して公開されている情報を用いて暗号化するとともに、暗号化された前記データに対して公開されていない情報を用いて復号化する暗号化／復号化部と、
前記暗号化／復号化部によって暗号化された前記データおよび前記暗号化／復号化部において暗号化する際に用いた前記公開されている情報を前記ページデータに変換するとともに、前記ページデータを前記データと前記公開されている情報とに変換するページデータ処理部と、
前記ページデータ処理部によって変換された前記ページデータを前記ホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生し前記ページデータ処理部へ出力する記録媒体インターフェース部と、
を備えたホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記ページデータ処理部は、前記公開されている情報を、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生する際に行う画像の位置合わせ処理に用いる領域に配置する、
請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
前記暗号化／復号化部は、前記位置合わせ処理において用いる領域に配置された前記ページデータに基づいて前記公開されていない情報を特定する、
請求項１または２に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記暗号化／復号化部は、前記公開されていない情報を記憶する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
前記記録媒体インターフェース部は、
レーザー光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザー光を第１の光と第２の光とに分割するビームスプリッタと、
前記ページデータ処理部から入力される、あるいは、前記ページデータ処理部に出力する前記ページデータを格納する第１の領域と第２の領域とを有するバッファメモリと、
前記第１の光を前記バッファメモリにおける前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納された前記ページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する空間光変調部と、
前記第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、前記ホログラム記録媒体の前記所定の位置に照射する参照光生成部と、
前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光して前記ページデータを検出し、前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納する光検出器と、
所定の条件に基づいて前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光の前記ホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する制御部と、
を有している請求項１から４のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記参照光生成部は、前記第１の情報光が照射されるタイミングにあわせて前記第１の参照光を照射し、前記第２の情報光が照射されるタイミングにあわせて前記第２の参照光を照射する、
請求項５に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
前記光検出器は、前記第１の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる前記回折光から検出された前記ページデータを前記第１の領域に格納し、前記第２の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる前記回折光から検出された前記ページデータを前記第２の領域に格納する、
請求項５または６に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項８】
外部機器と前記データの送受信を行う外部機器インターフェース部をさらに有しており、
前記制御部は、前記外部機器インターフェース部を介して前記外部機器から指示される前記所定の条件に基づいて、前記第１の参照光および前記第２の参照光の入射角度を制御する、
請求項５から７のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項９】
メモリカードに記録されている内容を読み取るメモリカードインターフェース部をさらに有しており、
前記制御部は、前記メモリカードインターフェース部を介して読み取った前記メモリカードに記録されている前記所定の条件に基づいて、前記第１の参照光および前記第２の参照光の前記入射角度を制御する、
請求項５から７のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記所定の条件を記憶するためのレジスタを有しており、前記レジスタに記憶されている前記所定の条件に基づいて、前記第１の参照光および前記第２の参照光の前記入射角度を制御する、
請求項５から７のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１１】
前記バッファメモリにおける前記第１の領域、前記第２の領域には、前記ページデータ処理部によって暗号化された前記データに対応する前記ページデータ、前記公開された情報に対応する前記ページデータがそれぞれ格納されている、
請求項５から１０のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１２】
記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生するホログラム記録再生方法であって、
前記データに対して公開されている情報を用いて暗号化するとともに、暗号化された前記データに対して公開されていない情報を用いて復号化する暗号化／復号化ステップと、
前記暗号化／復号化ステップにおいて暗号化された前記データおよび前記暗号化／復号化ステップにおいて暗号化する際に用いた前記公開されている情報を前記ページデータに変換するとともに、前記ページデータを前記データと前記公開されている情報とに変換するページデータ処理ステップと、
前記ページデータ処理ステップにおいて変換された前記ページデータを前記ホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生し前記ページデータ処理ステップへ出力する記録媒体インターフェースステップと、
を備えたホログラム記録再生方法。
【請求項１３】
前記ページデータ処理ステップは、前記公開されている情報を、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生する際に行う画像の位置合わせ処理に用いる領域に配置する、
請求項１２に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１４】
前記暗号化／復号化ステップは、前記位置合わせ処理において用いる領域に配置された前記ページデータに基づいて前記公開されていない情報を特定する、
請求項１２または１３に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１５】
前記暗号化／復号化ステップは、前記公開されていない情報を記憶する、
請求項１２から１４のいずれか１項に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１６】
前記記録媒体インターフェースステップは、
前記ページデータ処理ステップから入力される、あるいは、前記ページデータ処理ステップに出力する前記ページデータを第１の領域と第２の領域とを有するバッファメモリに格納する記憶ステップと、
前記第１の光を前記バッファメモリにおける前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納された前記ページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する空間光変調ステップと、
前記第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、前記ホログラム記録媒体の前記所定の位置に照射する参照光生成ステップと、
前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光して前記ページデータを検出し、前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納する光検出ステップと、
所定の条件に基づいて前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光の前記ホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する制御ステップと、
を有している請求項１２から１５のいずれか１項に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１７】
前記参照光生成ステップは、前記第１の情報光が照射されるタイミングにあわせて前記第１の参照光を照射し、前記第２の情報光が照射されるタイミングにあわせて前記第２の参照光を照射する、
請求項１６に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１８】
前記光検出ステップは、前記第１の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる前記回折光から検出された前記ページデータを前記第１の領域に格納し、前記第２の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる前記回折光から検出された前記ページデータを前記第２の領域に格納する、
請求項１６または１７に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１９】
外部機器と前記データの送受信を行う外部機器インターフェースステップをさらに有しており、
前記制御ステップは、前記外部機器インターフェースステップにおいて前記外部機器から指示される前記所定の条件に基づいて、前記第１の参照光および前記第２の参照光の前記入射角度を制御する、
請求項１６から１８のいずれか１項に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項２０】
メモリカードに記録されている内容を読み取るメモリカードインターフェースステップをさらに有しており、
前記制御ステップは、前記メモリカードインターフェースステップにおいて読み取った前記メモリカードに記録されている前記所定の条件に基づいて、前記第１の参照光および前記第２の参照光の前記入射角度を制御する、
請求項１６から１８のいずれか１項に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項２１】
前記記憶ステップは、暗号化された前記データに対応する前記ページデータ、前記公開されている情報に対応する前記ページデータを前記第１の領域、前記第２の領域にそれぞれ格納する、
請求項１６から２０のいずれか１項に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項２２】
記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生する記録再生プログラムであって、
前記データに対して公開されている情報を用いて暗号化するとともに、暗号化された前記データに対して公開されていない情報を用いて復号化する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて暗号化された前記データおよび前記第１のステップにおいて暗号化する際に用いた前記公開されている情報を前記ページデータに変換するとともに、前記ページデータを前記データと前記公開されている情報とに変換する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて変換された前記ページデータを前記ホログラム記録媒体に記録するとともに、前記ホログラム記録媒体に記録された前記ページデータを再生し前記第２のステップへ出力する第３のステップと、
を備えたホログラム記録再生方法をコンピュータに実行させる記録再生プログラム。
【請求項２３】
前記第３のステップは、
前記第２のステップから入力される、あるいは、前記第２のステップに出力する前記ページデータを第１の領域と第２の領域とを有するバッファメモリに格納する第４のステップと、
前記第１の光を前記バッファメモリにおける前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納された前記ページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する第５のステップと、
前記第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、前記ホログラム記録媒体の前記所定の位置に照射する第６のステップと、
前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光を前記ホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光して前記ページデータを検出し、前記第１の領域あるいは前記第２の領域に格納する第７のステップと、
所定の条件に基づいて前記第１の参照光あるいは前記第２の参照光の前記ホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する第８のステップと、
を有している請求項２２に記載の記録再生プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを暗号化してホログラム記録媒体に記録、または暗号化されたデータをホログラム記録媒体から読み出して復号化することを目的としたホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法、記録再生プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動画データやバックアップ対象データの増加に伴って、大容量かつ高転送レートを実現できるシステムの需要が高まっている。このような要望に答えるものの一つに、高密度の光学的記録を可能とするホログラムメモリというものがある。
ホログラムメモリは、情報を有する情報光と参照光を干渉させることによって干渉縞を生じさせ、光屈折性結晶などの記録媒体に記録する。この光屈折性結晶は、干渉縞の振幅や位相などによって別様に反応し得る物質である。所定の数のデータを二次元的に配列することでページデータを生成し、参照光の入射角度を変えることによって、そのページデータを記録媒体の同一の領域に重ねて記録（角度多重記録）することができる。また再生時には参照光のみを媒体の所定の位置に照射することで、その参照光の入射角や波長に対応した回折光を得、その回折光をＣＣＤなどの光検出器を用いて受光することでページデータを生成することができる。
ところで、ホログラムメモリには大量のデータを記録することができるため、ディスク一枚あたりの価値が高まり、それゆえ違法コピーなどに対する対応策を考慮しておかなければならなくなる。この問題を回避する一つの方法として、データの暗号化が知られている。例えば、ホストコンピュータにおいて記録したいデータに対して暗号化ツールを用いることで暗号化を行い、記録媒体に記録するといったソフトウェアで暗号化を行う方法や、空間光変調器を複数設けたハードウェアにより高速度で暗号化を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１８２２４２号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、暗号化をソフトウェアで行う場合でも、あるいはハードウェアで行う場合でも、暗号鍵が必要となる。もちろん暗号化されたデータを復号する際にもこの暗号鍵が必要となる。前述した特許文献１の場合、暗号化に用いた暗号鍵はホストコンピュータが把握しておき、記録媒体には記録されない。つまり、複数の記録媒体にそれぞれ異なる暗号鍵を用いた暗号化データを記録する場合、記録媒体にはどの暗号鍵を用いたか記録されないため、復号する際には暗号鍵と記録媒体の関係を表すようなデータベースが必要となり、例えば、ホストコンピュータが保有しておかなければならないことになる。暗号鍵を固定にしておけば、そのような管理は不要であるが、セキュリティレベルが問われる近年においては、記録媒体ごとに暗号鍵を変えておくことが一般的である。
本発明は、上述の課題を解決するもので、データを暗号化した際に用いた暗号鍵を記録媒体に記録することで、暗号化または復号化するための暗号鍵の管理を容易にすることができるとともに、セキュリティレベルを向上させることが可能となるホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法、記録再生プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明に係るホログラム記録再生装置は、記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生するホログラム記録再生装置であって、暗号化／復号化部と、ページデータ処理部と、記録媒体インターフェース部と、を備えている。暗号化／復号化部は、データに対して公開されている情報を用いて暗号化するとともに、暗号化されたデータに対して公開されていない情報を用いて復号化する。ページデータ処理部は、暗号化／復号化部によって暗号化されたデータおよび暗号化／復号化部において暗号化する際に用いた公開されている情報をページデータに変換するとともに、ページデータをデータと公開されている情報とに変換する。記録媒体インターフェース部は、ページデータ処理部によって変換されたページデータをホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生しページデータ処理部へ出力する。
ここでは、暗号化／復号化部が、ホログラム記録媒体に記録するデータに対して公開されている情報を用いて暗号化する。また、暗号化されたデータに対しては、公開されていない情報を用いて復号を行う。そして、暗号化したデータと暗号化する際に用いた前述の公開された情報とをページデータに変換し記録媒体に記録している。
【０００５】
なお、ここでいう公開されている情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における公開鍵を指す。また、公開されていない情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における秘密鍵を指す。
ここで、一般的な暗号化手法として、共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式等が知られているが、本発明においては、例えば、データの暗号化とデータの復号化とに異なる鍵（ビット列）を使用する後者の公開鍵暗号方式を採用することができる。具体的には、データを暗号化する際には公開されている公開鍵を用い、データを復号化する際には公開されていない公開鍵に対応した秘密鍵を用いる。そして、秘密鍵は秘密が守られるように厳重に管理しておく。つまり、記録媒体に暗号化したデータとデータを暗号化する際に用いた公開鍵とを記録させ、再生時にはその公開鍵に対応した秘密鍵を用いて復号する。また、公開鍵を使って暗号化したデータは公開鍵では復号できないので、記録媒体に公開鍵を記録して第三者に公開鍵を認識されたとしても、データを復号化されることはない。
従来、ホログラム記録再生装置においては、共通鍵暗号方式によって暗号化されたデータを記録媒体に記録していた。この場合、暗号化する側と復号化する側で暗号化する際に用いた情報（共通鍵）を厳重に管理する必要があった。また、セキュリティレベルを向上させるためには複数の情報（共通鍵）を使用する必要があるが、従来のホログラム記録再生装置では、記録媒体に情報（共通鍵）を記録することはできないので、別途に情報（共通鍵）を特定する手段、例えば、情報（共通鍵）と記録媒体との関係を表すようなデータベースの構築が必要となり、容易に対応することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明のホログラム記録再生装置においては、データの暗号化および暗号化したデータの復号化においてそれぞれ異なる情報を使用する。すなわち、記録媒体にデータを記録する場合には、記録媒体に記録するデータに対して公開されている情報を用いて暗号化し、暗号化する際に用いた情報と共に記録する。一方、記録媒体のデータを再生する場合には、暗号化する際に用いた情報から暗号化されたデータを復号化するための秘密に管理された公開されていない情報を特定し、その情報を用いて暗号化されたデータを復号化する。
これにより、データを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録して第三者に認識されたとしても、その情報からデータを復号化されることはないので、データを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録することが可能となる。
この結果、記録媒体に暗号化するために用いた情報を記録することにより暗号化するための情報の管理が容易になるとともに、記録媒体ごとに暗号化するための情報を変えることに容易に対応することができるので、セキュリティレベルを向上させることができる。
第２の発明に係るホログラム記録再生装置は、第１の発明に係るホログラム記録再生装置であって、ページデータ処理部は、公開されている情報を、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生する際に行う画像の位置合わせ処理に用いる領域に配置する。
【０００７】
これにより、通常データに対する記録領域を減少させることなく、暗号化に用いた情報を記録することが可能となる。
第３の発明に係るホログラム記録再生装置は、第１または第２の発明に係るホログラム記録再生装置であって、暗号化／復号化部は、位置合わせ処理において用いる領域に配置されたページデータに基づいて公開されていない情報を特定する。
ここでは、位置合わせ処理において用いる領域に配置された、例えば、暗号鍵の情報から復号化するための公開鍵を特定し、この公開鍵を用いて暗号化されたデータを復号化する。
これにより、復号化するために必要な情報を特定するための情報を容易に伝達することができる。
第４の発明に係るホログラム記録再生装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、暗号化／復号化部は、公開されていない情報を記憶している。
ここでは、暗号化／復号化部が、暗号化された情報に対応する復号化するための情報、例えば、公開鍵に対応する秘密鍵を記憶している。
【０００８】
これにより、暗号化されたデータを復号化するための情報を記憶した暗号化／復号化部を備えたホログラム記憶装置においてのみ、記録媒体に記録された暗号化データを再生することが可能となる。
第５の発明に係るホログラム記録再生装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、記録媒体インターフェース部は、光源と、ビームスプリッタと、バッファメモリと、空間光変調部と、参照光生成部と、光検出器と、制御部と、を有している。光源は、レーザー光を出射する。ビームスプリッタは、光源から出射されたレーザー光を第１の光と第２の光とに分割する。バッファメモリは、ページデータ処理部から入力される、あるいは、ページデータ処理部に出力するページデータを格納する第１の領域と第２の領域とを有する。空間光変調部は、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域あるいは第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。参照光生成部は、第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。光検出器は、第１の参照光あるいは第２の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光してページデータを検出し、第１の領域あるいは第２の領域に格納する。制御部は、所定の条件に基づいて第１の参照光あるいは第２の参照光の記録媒体に対する入射角度を制御する。
【０００９】
ここでは、空間光変調部が、第１の情報光と第２の情報光との２種類の情報光を生成している。第１の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものであり、第２の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものである。また、参照光生成部は、第２の光をホログラム記録媒体に対してそれぞれの入射角度で照射する第１の参照光あるいは第２の参照光を生成する。そして、制御部が、所定の条件に基づいて第１の参照光と第２の参照光とのホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する。
ここで、ホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体に対して空間光変調器が生成する情報光と参照光生成部が生成する参照光とを照射し、これらの干渉光によるホログラムが記録される。そして、ホログラム記録再生装置には角度多重記録方式という記録方式があり、これによれば、ページデータにおける各ページごとに、参照光生成部が生成する参照光の記録媒体に対する入射角度を変えることで、所定の位置、すなわち、同一の記録領域に多重に記録することができる。
従来、ホログラム記録再生装置においては、角度多重記録方式において記録された記録媒体をどのホログラム記録再生装置でも再生を可能にするために、参照光生成部が生成する参照光のホログラム記録媒体に対する入射角度は一般的に標準化されていた。このため、一般的に普及しているホログラム記録装置であれば、どの装置においても再生することができる反面、セキュリティレベルには問題があった。
【００１０】
そこで、本発明のホログラム記録再生装置においては、記録するページデータを第１の情報光と第２の情報光とに分けて、それぞれ、第１の参照光と第２の参照光とによって記録媒体に記録している。
これにより、例えば、参照光生成部が、ホログラム記録媒体に対して規格外の入射角度で入射する第２の参照光を生成し、第２の情報光に対して第２の参照光を照射することによって記録された記録媒体、すなわち、バッファメモリの第２の領域に格納されたデータは、前述の規格外の値を有するホログラム記録再生装置以外では再生できなくなる。
この結果、規格外の入射角度に関する情報を有する専用のホログラム記録再生装置でのみ再生することができる情報を記録媒体に記録することが可能となり、セキュリティレベルを向上させることが可能となる。
第６の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５の発明に係るホログラム記録再生装置であって、参照光生成部は、第１の情報光が照射されるタイミングにあわせて第１の参照光を照射し、第２の情報光が照射されるタイミングにあわせて第２の参照光を照射する。
ここでは、第１の情報光を照射するときには第１の参照光を照射し、第２の情報光を照射する時には第２の参照光を照射して、これらの干渉光によるホログラムを記録している。
【００１１】
これにより、第１の情報光と第２の情報光とでそれぞれ記録媒体に記録するときの参照光の入射角度を変えることが可能となる。例えば、第１の情報光に対して一般的に規格化された入射角度で照射される第１の参照光で記録し、第２の情報光に対して一般的に規格外の入射角度で照射される第２の参照光で記録することが可能となる。
この結果、１つの記録媒体に、専用のホログラム記録再生装置においてしか再生することができない情報と、一般的なホログラム記録再生装置において再生することが可能な情報との２種類の情報を記録することが可能となる。
第７の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５または第６の発明に係るホログラム記録再生装置であって、光検出器は、第１の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光から検出されたページデータを第１の領域に格納し、第２の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光から検出されたページデータを第２の領域に格納する。
ここでは、第１の参照光を照射して得られるページデータを第１の領域に格納し、第２の参照光を照射して得られるページデータを第２の領域に格納する。
これにより、参照光生成部が生成する参照光の種類に応じて、例えば、規格化されたデータと規格外のデータとに分けて格納することができる。
【００１２】
第８の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５から第７の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、外部機器とデータの送受信を行う外部機器インターフェース部をさらに有している。そして、制御部は、外部機器インターフェース部を介して外部機器から指示される所定の条件に基づいて、第１の参照光および第２の参照光の入射角度を制御する。
ここでは、第１の参照光および第２の参照光の記録媒体に対するページ単位の入射角度等の条件が外部機器により入力される。
これにより、他の機器との接続が可能となる。
第９の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５から第７の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、メモリカードに記録されている内容を読み取るメモリカードインターフェース部をさらに有している。そして、制御部は、メモリカードインターフェース部を介して読み取ったメモリカードに記録されている所定の条件に基づいて、第１の参照光および第２の参照光の入射角度を制御する。
ここでは、第１の参照光および第２の参照光の記録媒体に対するページ単位の入射角度等の条件をメモリカードに記憶された情報から取得する。
【００１３】
これにより、メモリカードを交換することにより所定の条件を容易に変更することが可能となる。
第１０の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５から第７の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、制御部は、所定の条件を記憶するためのレジスタを有しており、レジスタに記憶されている所定の条件に基づいて、第１の参照光および第２の参照光の入射角度を制御する。
ここでは、第１の参照光および第２の参照光の記録媒体に対するページ単位の入射角度等の条件をレジスタに記憶された情報から取得する。
これにより、所定の条件を記憶する構成を容易に形成することができる。
第１１の発明に係るホログラム記録再生装置は、第５から第１０の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生装置であって、バッファメモリにおける第１の領域、第２の領域には、ページデータ処理部によって暗号化されたデータに対応するページデータ、公開された情報に対応するページデータがそれぞれ格納されている。
これにより、暗号化されたデータに関するページデータと暗号化する際に用いた情報に関するページデータとで、参照光生成部により照射される参照光の照射条件、すなわち、第１の参照光、第２の参照光とを変えることが可能となる。
【００１４】
第１２の発明に係るホログラム記録再生方法は、記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生するホログラム記録再生方法であって、暗号化／復号化ステップと、ページデータ処理ステップと、記録媒体インターフェースステップと、を備えている。暗号化／復号化ステップは、データに対して公開されている情報を用いて暗号化するするとともに、暗号化されたデータに対して公開されていない情報を用いて復号化する。ページデータ処理ステップは、暗号化／復号化ステップにおいて暗号化されたデータおよび暗号化／復号化ステップにおいて暗号化する際に用いた公開されている情報をページデータに変換するとともに、ページデータをデータと公開されている情報とに変換する。記録媒体インターフェースステップは、ページデータ処理ステップによって変換されたページデータをホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生しページデータ処理ステップへ出力する。
ここでは、暗号化／復号化ステップが、ホログラム記録媒体に記録するデータに対して公開されている情報を用いて暗号化する。また、暗号化されたデータに対しては、公開されていない情報を用いて復号を行う。そして、暗号化したデータと暗号化する際に用いた前述の公開された情報とをページデータに変換し記録媒体に記録している。
【００１５】
なお、ここでいう公開されている情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における公開鍵を指す。また、公開されていない情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における秘密鍵を指す。
これにより、暗号化／復号化ステップにおいてデータを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録して第三者に認識されたとしても、その情報からデータを復号化されることはないので、データを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録することが可能となる。
この結果、記録媒体に暗号化するために用いた情報を記録することにより暗号化するための情報の管理が容易になるとともに、記録媒体ごとに暗号化するための情報を変えることに容易に対応することができるので、セキュリティレベルを向上させることができる。
第１３の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１２の発明に係るホログラム記録再生方法であって、ページデータ処理ステップは、暗号化／復号化ステップにおいて公開されている情報を、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生する際に行う画像の位置合わせ処理に用いる領域に配置する。
これにより、通常データに対する記録領域を減少させることなく、暗号化に用いた情報を記録することが可能となる。
【００１６】
第１４の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１２または第１３の発明に係るホログラム記録再生方法であって、暗号化／復号化ステップは、位置合わせ処理において用いる領域に配置されたページデータに基づいて公開されていない情報を特定する。
ここでは、位置合わせ処理において用いる領域に配置された、例えば、暗号鍵の情報から復号化するための公開鍵を特定し、この公開鍵を用いて暗号化されたデータを復号化する。
これにより、復号化するために必要な情報を特定するための情報を容易に伝達することができる。
第１５の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１２から第１４の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生方法であって、暗号化／復号化ステップは、公開されていない情報を記憶している。
ここでは、暗号化／復号化ステップが、暗号化された情報に対応する復号化するための情報、例えば、公開鍵に対応する秘密鍵を記憶している。
これにより、暗号化されたデータを復号化するための情報を記憶した暗号化／復号化ステップを備えたホログラム記録再生方法においてのみ、記録媒体に記録された暗号化データを再生することが可能となる。
【００１７】
第１６の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１２から第１５の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生方法であって、記録媒体インターフェースステップは、記憶ステップと、空間光変調ステップと、参照光生成ステップと、光検出ステップと、制御ステップと、を有している。記憶ステップは、ページデータ処理ステップから入力される、あるいは、ページデータ処理ステップに出力するページデータを第１の領域と第２の領域とを有するバッファメモリに格納する。空間光変調ステップは、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域あるいは第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。参照光生成ステップは、第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。光検出ステップは、第１の参照光あるいは第２の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光してページデータを検出し、第１の領域あるいは第２の領域に格納する。制御ステップは、所定の条件に基づいて第１の参照光あるいは第２の参照光の記録媒体に対する入射角度を制御する。
ここでは、空間光変調ステップにおいて、第１の情報光と第２の情報光との２種類の情報光を生成している。第１の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものであり、第２の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものである。また、参照光生成ステップにおいて、第２の光をホログラム記録媒体に対してそれぞれの入射角度で照射する第１の参照光あるいは第２の参照光を生成する。そして、制御ステップにおいて、所定の条件に基づいて第１の参照光と第２の参照光とのホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する。
【００１８】
ここで、ホログラム記録再生方法は、ホログラム記録媒体に対して空間光変調ステップにおいて生成される情報光と参照光生成ステップにおいて生成される参照光とを照射し、これらの干渉光によるホログラムを記録する。そして、ホログラム記録再生方法には角度多重記録方式という記録方式があり、これによれば、ページデータにおける各ページごとに、参照光生成ステップにおいて生成される参照光の記録媒体に対する入射角度を変えることで、所定の位置、すなわち、同一の記録領域に多重に記録することができる。
これにより、例えば、参照光生成ステップにおいて、ホログラム記録媒体に対して規格外の入射角度で入射する第２の参照光を生成し、第２の情報光に対して第２の参照光を照射して記録することによって、この記録媒体に記録されたデータ、すなわち、バッファメモリの第２の領域に格納されたデータは、前述の規格外の値の入射角度で照射するホログラム記録再生方法以外では再生できなくなる。
この結果、規格外の入射角度で照射する専用のホログラム記録再生方法でのみ再生することができる情報を記録媒体に記録することが可能となり、セキュリティレベルを向上させることが可能となる。
第１７の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１６の発明に係るホログラム記録再生方法であって、参照光生成ステップにおいて、第１の情報光が照射されるタイミングにあわせて第１の参照光を照射し、第２の情報光が照射されるタイミングにあわせて第２の参照光を照射する。
【００１９】
ここでは、第１の情報光を照射するときには第１の参照光を照射し、第２の情報光を照射する時には第２の参照光を照射して、これらの干渉光によるホログラムを記録している。
これにより、第１の情報光と第２の情報光とでそれぞれ記録媒体に記録するときの参照光の入射角度を変えることが可能となる。例えば、第１の情報光に対して一般的に規格化された入射角度で照射される第１の参照光で記録し、第２の情報光に対して一般的に規格外の入射角度で照射される第２の参照光で記録することが可能となる。
この結果、１つの記録媒体に、前述のホログラム記録再生方法においてしか再生することができない情報と、一般的なホログラム記録再生方法において再生することが可能な情報との２種類の情報を記録することが可能となる。
第１８の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１６または第１７の発明に係るホログラム記録再生方法であって、光検出ステップにおいて、第１の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光から検出されたページデータを第１の領域に格納し、第２の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光から検出されたページデータを第２の領域に格納する。
【００２０】
ここでは、第１の参照光を照射して得られるページデータを第１の領域に格納し、第２の参照光を照射して得られるページデータを第２の領域に格納する。
これにより、参照光生成ステップにおいて生成する参照光の種類に応じて、例えば、規格化されたデータと規格外のデータとに分けて格納することができる。
第１９の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１６から第１８の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生方法であって、外部機器とデータの送受信を行う外部機器インターフェースステップをさらに有している。そして、制御ステップは、外部機器インターフェースステップにおいて外部機器から指示される所定の条件に基づいて、第１の参照光および第２の参照光の入射角度を制御する。
ここでは、第１の参照光および第２の参照光の記録媒体に対するページ単位の入射角度等の条件が外部機器により入力される。
これにより、他の機器との接続が可能となる。
第２０の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１６から第１８の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生方法であって、メモリカードに記録されている内容を読み取るメモリカードインターフェースステップをさらに有している。そして、制御ステップは、メモリカードインターフェースステップにおいて読み取ったメモリカードに記録されている所定の条件に基づいて、第１の参照光および第２の参照光の入射角度を制御する。
【００２１】
ここでは、第１の参照光および第２の参照光の記録媒体に対するページ単位の入射角度等の条件をメモリカードに記憶された情報から取得する。
これにより、メモリカードを交換することにより所定の条件を容易に変更することが可能となる。
第２１の発明に係るホログラム記録再生方法は、第１６から第２０の発明のいずれか１つに係るホログラム記録再生方法であって、記憶ステップは、暗号化されたデータに対応するページデータ、公開された情報に対応するページデータを第１の領域、第２の領域にそれぞれ格納する。
これにより、暗号化されたデータに関するページデータと暗号化する際に用いた情報に関するページデータとで、参照光生成ステップにより照射される参照光の照射条件、すなわち、第１の参照光、第２の参照光とを変えることが可能となる。
第２２の発明に係るホログラム記録再生プログラムは、記録すべきデータをホログラム記録用のページデータに変換してホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生する記録再生プログラムであって、第１から第３のステップを備えたホログラム記録再生方法をコンピュータに実行させる。第１のステップは、データに対して公開されている情報を用いて暗号化するとともに、暗号化されたデータに対して公開されていない情報を用いて復号化する。第２のステップは、第１のステップによって暗号化されたデータおよび第１のステップにおいて暗号化する際に用いた公開されている情報をページデータに変換するとともに、ページデータをデータと公開されている情報とに変換する。第３のステップは、第２のステップによって変換されたページデータをホログラム記録媒体に記録するとともに、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを再生し第２のステップへ出力する。
【００２２】
ここでは、第１のステップにおいて、ホログラム記録媒体に記録するデータに対して公開されている情報を用いて暗号化する。また、暗号化されたデータに対しては、公開されていない情報を用いて復号を行う。そして、暗号化したデータと暗号化する際に用いた前述の公開された情報とをページデータに変換し記録媒体に記録している。
なお、ここでいう公開されている情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における公開鍵を指す。また、公開されていない情報とは、例えば、公開鍵暗号方式における秘密鍵を指す。
これにより、第１のステップにおいてデータを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録して第三者に認識されたとしても、その情報からデータを復号化されることはないので、データを暗号化した際に用いた情報を記録媒体に記録することが可能となる。
この結果、記録媒体に暗号化するために用いた情報を記録することにより暗号化するための情報の管理が容易になるとともに、記録媒体ごとに暗号化するための情報を変えることに容易に対応することができるので、セキュリティレベルを向上させることができる。
第２３の発明に係るホログラム記録再生プログラムは、第２２の発明に係るホログラム記録再生プログラムであって、第３のステップは、第４から第８のステップを有している。第４のステップは、第２のステップから入力される、あるいは、第２のステップに出力するページデータを第１の領域と第２の領域とを有するバッファメモリに格納する。第５のステップは、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域あるいは第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。第６のステップは、第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、ホログラム記録媒体の所定の位置に照射する。第７のステップは、第１の参照光あるいは第２の参照光をホログラム記録媒体に照射することで得られる回折光を受光してページデータを検出し、第１の領域あるいは第２の領域に格納する。第８のステップは、所定の条件に基づいて第１の参照光あるいは第２の参照光のホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する。
【００２３】
ここでは、第５のステップにおいて、第１の情報光と第２の情報光との２種類の情報光を生成している。第１の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第１の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものであり、第２の情報光は、第１の光をバッファメモリにおける第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して生成したものである。また、第６のステップにおいて、第２の光をホログラム記録媒体に対してそれぞれの入射角度で照射する第１の参照光あるいは第２の参照光を生成する。そして、第８のステップにおいて、所定の条件に基づいて第１の参照光と第２の参照光とのホログラム記録媒体に対する入射角度を制御する。
ここで、ホログラム記録再生プログラムによってコンピュータに実行させるホログラム記録再生方法は、ホログラム記録媒体に対して第５のステップにおいて生成される情報光と第６のステップにおいて生成される参照光とを照射し、これらの干渉光によるホログラムを記録する。そして、ホログラム記録再生方法には角度多重記録方式という記録方式があり、これによれば、ページデータにおける各ページごとに、第６のステップにおいて生成される参照光の記録媒体に対する入射角度を変えることで、所定の位置、すなわち、同一の記録領域に多重に記録することができる。
【００２４】
これにより、例えば、第６のステップにおいて、ホログラム記録媒体に対して規格外の入射角度で入射する第２の参照光を生成し、第２の情報光に対して第２の参照光を照射して記録することによって、この記録媒体に記録されたデータ、すなわち、バッファメモリの第２の領域に格納されたデータは、前述の規格外の値の入射角度で照射するホログラム記録再生プログラムによるプログラム再生方法以外では再生できなくなる。
この結果、規格外の入射角度で照射するホログラム記録再生プログラムによるホログラム記録再生方法でのみ再生することができる情報を記録媒体に記録することが可能となり、セキュリティレベルを向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のホログラム記録再生装置および方法によれば、データを暗号化した際に用いた暗号鍵を記録媒体に記録することができ、かつ記録媒体ごとに暗号鍵を設定することができるため、データの管理を容易にすることができるとともに、セキュリティレベルを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態に係るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法について、図１〜図１６を用いて説明すれば以下の通りである。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態におけるホログラム記録再生装置１およびその周辺装置の構成を示した図である。
外部機器３は、ホログラム記録再生装置１を制御するとともに、ホログラム記録媒体（記録媒体）（以下、記録媒体と称す）２に記録するデータをホログラム記録再生装置１に送信、または、記録媒体２から再生したデータをホログラム記録再生装置１から受信する。
ホログラム記録再生装置１は、図１に示すように、メモリ１４と、外部機器Ｉ／Ｆ部（外部機器インターフェース部）１１と、ページデータ処理部１２と、記録媒体Ｉ／Ｆ部（記録媒体インターフェース部）１３と、暗号化／復号化部１５と、を備えている。
メモリ１４は、データを格納する。外部機器Ｉ／Ｆ部１１は、外部機器３が出力したデータをメモリ１４に格納、または、メモリ１４に格納されているデータを読み出し、外部機器３に出力する。ページデータ処理部１２は、メモリ１４に格納されているデータを読み出し、データを二次元配列することでページデータを生成、または、ページデータを構成するデータをメモリ１４に格納する。記録媒体Ｉ／Ｆ部１３は、記録媒体２にページデータを記録、または、記録媒体２に記録されているページデータを再生する。暗号化／復号化部１５は、メモリ１４に格納されたデータの暗号化および復号化を行う。
【００２７】
はじめに、記録媒体２に第１のデータとして暗号化後のデータ（以下、暗号化データと称す）、第２のデータとして暗号鍵、の二つのデータを記録する場合の処理について、図２のフローチャートに従って説明する。
ステップ１（暗号化／復号化ステップ）において、外部機器３は、データを暗号化する際に用いる暗号鍵を決定し、外部機器Ｉ／Ｆ部１１を介してメモリ１４に暗号鍵を格納する。ここで、一般的に暗号化手法には様々な種類があり、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ  Ｓｈａｍｉｒ  Ａｄｌｅｍａｎ）暗号やＤＥＳ（Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）暗号などが知られているが、本実施形態においてはＲＳＡ暗号を適用する。このＲＳＡ暗号の詳細な説明は省略するが、暗号鍵には公開鍵（公開されている情報）と秘密鍵（公開されていない情報）との二つが存在する。公開鍵は、公開されている鍵であり、データを暗号化する際にはこの公開鍵を用いる。そして、そのデータを復号する場合には、公開されていない秘密鍵を用いる。つまり、記録媒体２には暗号化データと公開鍵とを記録し、再生時にはその公開鍵に対応した秘密鍵を用いて復号する。また、公開鍵を使って暗号化したデータは公開鍵では復号できない仕組みとなっている。つまり、記録媒体２に公開鍵が記録され第三者に公開鍵を認識されたとしても、データを復号されることはない。
【００２８】
本実施形態で用いる公開鍵は、２８ビットの容量を持ったものとする。そして、外部機器３が出力した公開鍵は、外部機器Ｉ／Ｆ部１１を介してメモリ１４に格納される。
ここで、メモリ１４のメモリマップについて説明する。図３は、メモリ１４のメモリマップを示した図であり、本実施形態では、図３に示すように、メモリ１４を３つの領域に分割する。まず、ビットアドレス０ｈ番地（以下、「ｈ」表示は１６進数表現であることを示す）からビットアドレス７ＦＢＦＦｈ番地の５１１Ｋビットの空間を、暗号化前のデータおよび暗号化データを格納するデータ格納領域１０１とし、ビットアドレス７ＦＣ００〜７ＦＣ１Ｂｈ番地の２８ビットの空間を、公開鍵を格納する公開鍵格納領域１０２とする。ビットアドレス７ＦＣ１Ｃｈ番地以降の空間は、データやステータス情報などを必要に応じて格納することのできる予備領域１０３とする。本実施形態においては、この予備領域１０３は使用しない。ステップ１では、外部機器３が、２８ビットの公開鍵をメモリ１４の公開鍵格納領域１０２に格納し、ステップ２に移行する。
ステップ２（暗号化／復号化ステップ）では、外部機器３が、外部機器Ｉ／Ｆ部１１を介してメモリ１４のデータ格納領域１０１に暗号化前のデータを格納する。その後、暗号化／復号化部１５が、メモリ１４のデータ格納領域１０１に格納されている暗号化前のデータを公開鍵格納領域１０２に格納されている公開鍵を用いて暗号化する。本実施形態では、暗号化／復号化部１５が、５１１Ｋビットのデータに対して暗号化を行い、５１１Ｋビットの暗号化データを生成する。そして、外部機器３は、生成した暗号化データをメモリ１４のデータ格納領域１０１に格納し、ステップ３に移行する。
【００２９】
ステップ３（ページデータ処理ステップ）では、ページデータ処理部１２が、メモリ１４に格納されている暗号化データおよび公開鍵をページデータに変換する。ここで、ページデータに関して図４を用いて説明する。
ホログラムメモリでは、一般的に、二次元配列したデータを一つの単位として記録していく。この一つの単位をページデータと呼び、本実施形態では説明を簡単にするために、図４（ａ）に示すように１ページを１０２４×１０２３ビットとして、以後の説明を行う。さらに、本実施形態のページデータには、図４（ｂ）に示すように、８×８ビットで構成されるマーカー１１１が１ページデータあたり１６個埋め込まれている。ここで、このマーカー１１１に関して簡単に説明する。記録媒体Ｉ／Ｆ部１３が、記録媒体２からこのページデータを再生する場合には、記録媒体２自体の収縮やレンズの収差などにより、図４（ｃ）のように、ページデータの再生画像にゆがみなどが生じる場合がある。そこで、このマーカー１１１を用いて画像処理を行うことで、再生画像のゆがみなどを補正し、本来の図４（ａ）のようにゆがみのない画像に修復する。このマーカー１１１は、通常、再生時の画像処理にのみ用い、その後は使われることはない。このことに関しては、後述する再生時の説明で述べる。
【００３０】
さて、ページデータ処理部１２は、図３に示すメモリマップに従ってメモリ１４のデータ格納領域１０１に格納されている暗号化データ５１１Ｋビットを読み出す。その後、ページデータ処理部１２は、この暗号化データに対し変調を行う。本実施形態において採用する変調符号として、１−４符号（１ｌｉｇｈｔ  ｂｉｔ  ｏｎ  ４ｃｅｌｌｓ  ｃｏｄｉｎｇ）を用いる。この１−４符号とは、図５に示すように、２ビットのデータを２×２ビット＝４ビットで表現する。１−４符号の特徴として、変調後の４ビットのデータのパターンはすべて“１”の数が１個、“０”の数が３個となっている。つまり２×２ビットの配列の中に“１”が２個以上存在することはない。ページデータ処理部１２は、この１−４符号を用いてメモリ１４から暗号化データを読み出しながら変調を行う。これにより、５１１Ｋビットの暗号化データが、変調後に２倍の１０２２Ｋビットのデータとなる。この１０２２Ｋビットのデータを、図４（ａ）に示す１０２４×１０２３ビットのページデータの、マーカー１１１の領域を除いた領域に格納する。
以上の処理によって、図４（ａ）に示すページデータのうちマーカー１１１の領域を除いた１０２２Ｋビットの領域が、暗号化データで構成されたことになる。
次に、ページデータ処理部１２は、前述の暗号化データと同様に、メモリ１４の公開鍵格納領域１０２から公開鍵を読み出して、この公開鍵に対しても変調を行う。具体的には、ページデータ処理部１２が、図３に示すメモリマップに従ってメモリ１４の公開鍵格納領域１０２に格納されている２８ビットの公開鍵を読み出し、８×８ビットで構成されるマーカー１１１に埋め込んでいく。図６（ａ）は、１ページあたり１６個あるマーカー１１１のうちの、一つのデータ配列を表した図である。マーカー１１１は８×８ビットであるため、本来ならば６４ビットの情報を埋め込むことができるが、暗号化データと同様に公開鍵に対しても１−４符号を用いて変調を行った場合、再生時にページデータの中からマーカー１１１の位置を認識することが難しくなる。なぜなら、後述する再生時には記録媒体Ｉ／Ｆ部１３がページデータの中からマーカー１１１の位置を予測し、期待される位置からマーカー１１１のデータ配列を探す処理を行うため、もしマーカー１１１のデータ配列と同一のデータ配列が暗号化データの中に存在した場合、マーカー１１１を認識できないか、あるいは暗号化データをマーカー１１１と誤認識してしまう事態が生じる。そこで、本実施形態におけるマーカー１１１を構成する公開鍵に対しては、１−４符号を用いた変調を行わず、かつ暗号化データを格納している領域に存在しうるデータ配列と区別できるようにしておく。まず、ページデータ処理部１２は図６（ａ）に示すように、８×８ビットのデータ配列の四隅の３×３ビットの区画をすべて“０”で構成する。前述したとおり、図５に示す１−４符号を用いた変調で生成される２×２ビットのデータ配列がどのように隣接しても３×３ビットすべてが“０”で構成されるパターンは存在しない。よって、マーカー１１１の四隅の３×３ビットの領域はすべて“０”で構成する。これにより、ページデータの中からマーカー１１１を検出することができる。それ以外の（８×８）−（３×３）×４＝２８ビットの領域には、ページデータ処理部１２がメモリ１４から読み込んだ２８ビットの公開鍵を用いて構成する。本実施形態では、公開鍵２８ビットで構成されたマーカー１１１のデータ配列を図６（ｂ）とする。ただし、ページデータには合計１６個のマーカー１１１が存在するが、例えば、公開鍵を２８ビットから２４ビットに減らし、差分の４ビットを用いて１６個のマーカー１１１を識別するための０〜１５の数値を埋め込んでもよいが、本実施形態では、ページデータに存在する１６個のマーカー１１１が、すべて同一のデータ配列で構成する。
【００３１】
ページデータ処理部１２は、上述に示したように、暗号化データおよび公開鍵を変調してページデータを生成する。その後、ステップ４に移行する。
ステップ４（記録媒体インターフェースステップ）では、記録媒体Ｉ／Ｆ部１３が、ステップ３においてページデータ処理部１２が生成したページデータを記録媒体２に記録する。
以上の処理により、暗号化データおよび公開鍵で構成されたページデータを記録媒体２に記録でき、公開鍵を特定の領域に記録することで、鍵の管理を容易にすることができるとともに、通常データに対する記録領域が減少することを回避できる。
次に、記録媒体２に記録された暗号化データおよび暗号鍵を再生する場合の処理について、図７のフローチャートに従って説明する。
ステップ１１において、記録媒体Ｉ／Ｆ部１３は、記録媒体２に記録されたページデータを取得してページデータ処理部１２に出力する。
ステップ１２では、ページデータ処理部１２が、記録媒体Ｉ／Ｆ部１３によって出力されたページデータに埋め込まれているマーカー１１１を検出し、それを用いて画像補正を行う。記録時の説明において前述したとおり、光検出器２７（図９参照）などによって回折光から得たページデータは、図４（ｃ）のように画像にゆがみを生じている可能性がある。そこで、ページデータの中からマーカー１１１を検出して、それを用いて画像補正を行うことで、図４（ａ）のように記録時に構成したデータ配列に補正する。
【００３２】
本ステップでは、まず、ページデータ処理部１２が、ページデータからマーカー１１１を検出する。ページデータ処理部１２は、図８に示すように、ページデータのデータ配列に対して１６個のマーカー１１１が埋め込まれていると予測される位置の周辺、例えば１６×１６ビットの領域を抜き出す。そして、その抜き出した１６×１６ビットの領域の中から、図６（ａ）のように四隅の３×３ビットの領域がすべて“０”であるような８×８ビットのデータ配列を探す。もし、１６×１６ビットの領域の中にマーカー１１１が存在しない場合は、位置をずらしたり、あるいは３２×３２ビットの領域に拡大したりして、マーカー１１１の検出作業を行う。これでも検出されない場合は、画像補正時に使用するマーカー１１１の数が少なくなるが、残りの検出されたマーカー１１１を使って画像補正を行う。以上のマーカー１１１に対する検出処理を１６箇所すべてに対して行う。
次に、ページデータ処理部１２は、その１６個のマーカー１１１を使って画像補正を行う。画像補正アルゴリズムはいくつかあり、ここでの詳細な説明は省略するが、例えば、マーカー１１１が本来位置すべき場所からのずれ量を求め、それを元に周辺データの補正を行ったりする。
以上、マーカー１１１を用いた処理によって、図４（ｃ）に示すような再生画像から図４（ａ）に示すような本来のページデータのデータ配列に補正を行うことができる。
【００３３】
さらに、本実施形態の場合、記録時の説明で述べたとおり、１６個のマーカー１１１には同一の公開鍵が埋め込まれており、その２８ビットの公開鍵を抽出する。この公開鍵は、後段で詳述するように、暗号化データを復号する際に必要になる。そして、ページデータ処理部１２は、抽出した２８ビットの公開鍵を図３のメモリマップに従ってメモリ１４の公開鍵格納領域１０２に格納する。
次に、ページデータ処理部１２は、画像補正後のページデータからマーカー１１１を除いた領域を構成している暗号化データを、図３のメモリマップに従ってメモリ１４のデータ格納領域１０１に格納する。ただし、この暗号化データは、記録時に１−４符号により変調されたものであって、容量は１０２２Ｋビットである。このため、メモリ１４に格納する前に暗号化データを復調しておく必要がある。復調の方法は、記録時と逆の処理を行うだけであり、ページデータを構成しているデータから２×２ビットずつ抽出し、図５に示す２ビットのデータと２×２ビットのデータの対応に基づいて、復調を行う。これにより、１０２２Ｋビットの変調後の暗号化データは、５１１Ｋビットの暗号化データに復調される。そして、ページデータ処理部１２は、この復調後のデータをメモリ１４のデータ格納領域１０１に格納し、ステップ１３に移行する。
【００３４】
ステップ１３では、図３のメモリマップに従って、外部機器３が、外部機器Ｉ／Ｆ部１１を介してメモリ１４に格納されている暗号化データおよび公開鍵を読み出す。そして、外部機器３は、公開鍵を認識し、それに対応した秘密鍵を用意する。記録時の説明で述べたとおり、秘密鍵と公開鍵は対応しており、公開鍵がわかればどの秘密鍵を用いればよいかわかる。その後、外部機器３は、格納されていた公開鍵に対応する秘密鍵を用いて暗号化ツールなどにより暗号化データを復号する。
ここで、外部機器Ｉ／Ｆ部１１は、メモリ１４の公開鍵格納領域１０２から公開鍵を読み出し外部機器３に通知し、外部機器３は、その公開鍵に対応した秘密鍵を暗号化／復号化部１５に通知することで、暗号化／復号化部１５はその秘密鍵を用いてメモリ１４のデータ格納領域１０１の暗号化データを復号し、復号したデータをメモリ１４のデータ格納領域１０１に格納し、外部機器３が読み出してもよい。
以上のような本実施形態において、暗号化データと公開鍵を同じページデータ内に記録し、再生時に公開鍵に対応する秘密鍵を用いて暗号の解除を行うようにしたので、暗号化データと暗号鍵の管理が容易となる。
さらに、公開鍵をホログラム記録媒体２の位置合わせのためのマーカー１１１内に記録するようにしたので、公開鍵を記録したために記録容量が減少するという課題を解決することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態における暗号化データや公開鍵、ページデータ、マーカー１１１などの容量、またマーカー１１１の数や位置、変調／復調の方式などは一例であり、これに限るものではない。
また、本実施形態では、ページデータ１ページ内に外部機器３が生成した暗号化データを格納したが、暗号化データの容量がページデータのそれよりも大きい場合は、暗号化データを分割して、複数のページデータを生成し、記録媒体２に多重記録してもよい。
さらに、本実施形態では、誤り訂正符号を付加していないが、信頼性をあげるために、例えば、暗号化前のデータに対して誤り訂正符号を生成し、付加してもよい。
なお、本実施形態では暗号化されたデータの記録と同時にマーカー１１１に公開鍵を記録するようにしたが、予め公開鍵のみをマーカー１１１に記録した記録媒体２を作成しても良い。その際には、暗号化／復号化部１５が媒体の公開鍵を読み出し、その公開鍵を用いてメモリ１４に格納されたデータを暗号化し、暗号化したデータを媒体に記録するようにしても良い。このようにすることで、複数の装置が１つの媒体に個別にデータを記録する際には、他の装置で記録されたデータが閲覧不可能となり、公開鍵を作成した装置でのみ書き込まれたデータを閲覧できる。よって、セキュリティを強化した記録媒体２を供給することができる。
【００３６】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態におけるホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法について説明する。なお、第２の実施形態は第１の実施形態において説明した構成と同じであるが、記録媒体Ｉ／Ｆ部１３の構成に係る部分について、図９を用いて説明する。
記録媒体Ｉ／Ｆ部１３は、図９に示すように、バッファメモリ２２と、光源２３と、ビームスプリッタ２４と、空間光変調器２５と、参照光生成部２６と、光検出器２７と、制御部２１と、を有している。
バッファメモリ２２は、ページデータ処理部１２が出力する暗号化データ、および暗号化の際に用いる暗号鍵を格納、あるいは記録媒体２から再生した暗号化データおよび暗号鍵を格納する。光源２３は、記録媒体２に照射する情報光および参照光を生成するための光を照射する。ビームスプリッタ２４は、光源２３から出力された光を第１の光と第２の光との２つに分割する。空間光変調器２５は、第１の光をバッファメモリ２２における第１の領域あるいは第２の領域に格納されたページデータに応じて空間的に変調して第１の情報光あるいは第２の情報光を生成し、記録媒体２の所定の位置に照射する。参照光生成部２６は、第２の光から第１の参照光あるいは第２の参照光を生成し、記録媒体２の所定の位置に照射する。また、参照光生成部２６は、詳細な説明は省略するが、複数のミラーやレンズなどを用いて構成されており、記録媒体２に対する参照光の入射角度を複数設定することができる。光検出器２７は、第１の参照光または第２の参照光を記録媒体２に照射することで得られる回折光（以下、再生光と称す）を受光してページデータを検出し、第１の領域または第２の領域に格納する。制御部２１は、ホログラム記録再生装置の内部を制御し、主に、所定の条件に基づいて第１の参照光あるいは第２の参照光の記録媒体２に対する入射角度を制御する。
【００３７】
ここで、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態が、暗号化／復号化を行うための暗号化データと暗号鍵（第１の実施形態では公開鍵に相当）を記録媒体２の同じページに記録していたのに対して、本実形態では、暗号化／復号化を行うための暗号化データと暗号鍵を異なるページに多重記録する点である。
はじめに、記録媒体２に暗号化データおよび暗号鍵を記録する場合の処理について、図１０のフローチャートに従って説明する。
ステップ２１（暗号化／復号化ステップ）において、外部機器３は、暗号化するデータおよびデータを暗号化する際に用いる暗号鍵を用意する。ここで、第１の実施形態で述べたように、一般的な暗号化手法には様々な種類があるが、本実施形態においては特定の暗号化手法に限定せず、あるデータに対して暗号化および復号化を行う際に必要な関数や数式といった情報をまとめて暗号鍵とする。本実施形態で用いる暗号鍵は、１２８Ｋバイトの容量を持ったものとし、また、暗号化するデータは１Ｍバイトの容量を持ったものとする。
外部機器３は、外部機器Ｉ／Ｆ部１１を介して、暗号化するデータおよび暗号鍵をメモリ１４に格納する。この時、図１１に示すメモリマップに従ってメモリ１４に格納する。本実施形態では前述した通り、暗号化前のデータが１Ｍバイトで、暗号鍵が１２８Ｋバイトであるため、メモリ１４のバイトアドレス０〜１ＦＦＦＦｈ番地に暗号化前のデータを格納し、バイトアドレス１０００００〜１１ＦＦＦＦｈ番地に暗号鍵を格納する。その後、ステップ２２に移行する。
【００３８】
ステップ２２（暗号化／復号化ステップ）において、暗号化／復号化部１５は、メモリ１４に格納されている暗号化前のデータ、および、暗号鍵を読み出す。暗号化／復号化部１５は、暗号鍵を使ってデータを暗号化し、暗号化データを生成する。暗号化／復号化部１５は、暗号化前のデータが格納されていたメモリ１４の同じ領域に、生成した暗号化データを格納する。その後、ステップ２３に移行する。
ステップ２３（ページデータ処理ステップ，記憶ステップ）において、ページデータ処理部１２は、メモリ１４から暗号化データおよび暗号鍵を読み出してページデータを生成し、ページデータ単位でバッファメモリ２２に格納する。
ここで、ページデータに関して図１２を用いて説明する。ホログラムメモリでは、一般的に二次元配列したデータを一つの単位として記録媒体２に記録する。この一つの単位をページデータと呼び、本実施形態では１ページを１０２４×１０２４ビット（＝１２８Ｋバイト）とする。暗号化／復号化部１５が生成した暗号化データは、容量が１Ｍバイトであるため、ページ単位で分割すると８ページ分のデータの容量となる。ここで、分割したページデータをそれぞれページ＃０、ページ＃１、…、ページ＃７と定義する。一方、暗号化に用いた暗号鍵は、容量が１２８Ｋバイトであるため、ちょうと１ページ分のデータ容量となる。ここで、暗号鍵のページデータをページ＃８と定義する。ページデータ処理部１２は、前述のページデータを記録媒体Ｉ／Ｆ部１３内のバッファメモリ２２に格納する。そして、バッファメモリ２２のメモリマップは、図１３に示すように、暗号化データのページ＃０をバイトアドレス０〜１ＦＦＦＦｈ番地に、ページ＃１をバイトアドレス２００００〜３ＦＦＦＦｈ番地に、以下同様にページ＃７まで格納し、暗号鍵のページ＃８をバイトアドレス１０００００〜１１ＦＦＦＦｈ番地に格納するように構成されている。以上により、バッファメモリ２２には、８ページ分の暗号化データと１ページ分の暗号鍵とが格納されたことになる。その後、ステップ２４に移行する。
【００３９】
ここで、ホログラム記録再生装置１は、記録媒体２に対してページ単位で記録していく。図１４は、記録時における記録媒体２に照射する第１，第２の情報光および第１，第２の参照光について示した図である。まず、空間光変調器２５が生成した第１，第２の情報光と参照光生成部２６が生成した第１，第２の参照光とが記録媒体２の記録領域Ａ１２１に照射される。この第１，第２の情報光と第１，第２の参照光とが交差する領域に干渉縞が生成され、記録媒体２の記録領域Ａ１２１に記録される。ここで、ホログラムメモリには角度多重記録方式という記録方式がある。これはページごとに、記録媒体２に対する第１，第２の参照光の入射角度を変えることで、同一の記録領域Ａ１２１に多重記録することができるものである。本実施形態では、この角度多重記録方式を用い、ページごとに第１，第２の参照光の入射角度を変えて記録していく。
一般的に記録媒体２に対する記録および再生処理は、どの記録再生装置でも可能なように互換性が保たれている。つまり、前述した角度多重記録方式の場合であれば、記録媒体２に対する参照光の入射角度は規格などで標準化されている。本実施形態で適用する規格として、記録媒体２の記録領域Ａ１２１に多重記録できるページ数を５０ページとし、最初のページを記録する際に用いる第１の参照光の入射角度を７０度、次のページのそれを６９．５度、以下０．５度刻みで入射角度を変更し、５０ページ目の入射角度を４５．５度とする。もし、記録したいページの数が５０ページを超える場合には、別の記録領域Ｂ１２２で第１の情報光と第１の参照光とが干渉するように記録媒体２を移動させ、同様に記録領域Ｂ１２２に５０ページ分のデータを多重記録する。
【００４０】
本実施形態においては、暗号化データが８ページであるので、ページ＃０の入射角度を７０度、ページ＃１を６９．５度、ページ＃２を６９度、…、ページ＃７を６６．５度と、第１の参照光の入射角度を設定する。
以下、暗号化データの記録を行うステップについて説明する。
ステップ２４（制御ステップ）において、外部機器３は、制御部２１に対して、記録を開始するよう通知する。制御部２１は、参照光生成部２６に対し、ページ＃ｎ（ｎは０〜７の整数）の暗号化データを記録媒体２に記録する際に用いる第１の参照光の入射角度を通知する。ここで、各ページの記録時に用いる第１の参照光の入射角度は前述したとおりであり、参照光生成部２６は、指示された入射角度を持った第１の参照光を生成するために、内部に備えている複数のミラーやレンズを最適な位置に設定する。その後、ステップ２５に移行する。
ステップ２５（空間光変調ステップ）において、制御部２１は、空間光変調器２５に対し、図１３に示すバッファメモリ２２のメモリマップに従ってページ＃ｎの暗号化データを読み出すよう通知する。空間光変調器２５は、ページ＃ｎの暗号化データを読み取り、図１２に示すように、１０２４×１０２４ビットの二次元配列を構成する。その後、ステップ２６に移行する。
【００４１】
ステップ２６（空間光変調ステップ，参照光生成ステップ）において、制御部２１は、光源２３に対し発光するように通知する。光源２３から発せられた光は、ビームスプリッタ２４によって第１の光と第２の光とに分離され、第１の光は空間光変調器２５に、第２の光は参照光生成部２６に入力される。第１の光が入力された空間光変調器２５は、ステップ２５で構成した二次元配列のページ＃ｎのデータに対応した第１の情報光を生成して記録媒体２に照射する。一方、第２の光が入力された参照光生成部２６は、ステップ２４で設定された入射角度で記録媒体２に照射する第１の参照光を生成して記録媒体２に照射する。第１の情報光と第１の参照光とは、記録媒体２の記録領域Ａ１２１において交差し干渉縞が生成されることで、ページ＃ｎの暗号化データを記録することができる。その後、制御部２１は、光源２３に対し発光を中止するよう通知し、ステップ２７に移行する。
ステップ２７（空間光変調ステップ，参照光生成ステップ）において、制御部２１は、暗号化データのページ＃０からページ＃７まですべて記録媒体２に記録されているか確認する。すべて記録されていない場合は、次のページの暗号化データを記録するためにステップ２４に戻る。ここで、前述したとおりページごとに第１の参照光の入射角度を変えながら記録していく。一方、すべて記録されている場合には、ステップ２８に移行する。
【００４２】
以上のステップにおける暗号化データの記録では、第１の参照光の入射角度を規格に沿った値に設定している。それに対し、以降で説明する暗号鍵の記録では、それとは別の入射角度を持つ第２の参照光により記録媒体２に記録する。つまり、暗号化データは規格に沿った記録再生装置であれば再生することが可能であるが、暗号鍵は規格化されていない第２の参照光を用いるため、第２の参照光を生成できる専用のホログラム記録再生装置でしか記録、再生をすることができない。
以下、暗号鍵の記録方法について説明する。
ステップ２８（制御ステップ）において、制御部２１は、参照光生成部２６に対し、ページ＃８の暗号鍵を記録媒体２に記録する際に用いる第２の参照光の入射角度を通知する。本実施形態では、入射角度を３０度とする。前述したとおり、本実施形態では規格で決められた第１の参照光の入射角度を７０度から４５．５度の間としているため、この暗号鍵の記録に用いる第２の参照光の入射角度は規格外の値である。参照光生成部２６は、指示された入射角度を持った第２の参照光を生成するために、内部に備えている複数のミラーやレンズを最適な位置に設定する。その後、ステップ２９に移行する。
ステップ２９（空間光変調ステップ）において、制御部２１は、空間光変調器２５に対し、図１３に示すバッファメモリ２２のメモリマップに従ってページ＃８の暗号鍵を読み出すよう通知する。空間光変調器２５は、ページ＃８のデータを読み取り、図１２に示すように、１０２４×１０２４ビットの二次元配列を構成する。その後、ステップ３０に移行する。
【００４３】
ステップ３０（空間光変調ステップ，参照光生成ステップ）において、制御部２１は、光源２３に対し発光するよう通知する。光源２３から発せられた光は、ビームスプリッタ２４によって第１の光と第２の光とに分離され、第１の光は空間光変調器２５に、第２の光は参照光生成部２６に入力される。第１の光が入力された空間光変調器２５は、ステップ２５で構成した二次元配列のページ＃８のデータに対応した第２の情報光を生成して記録媒体２に照射する。一方、第２の光が入力された参照光生成部２６は、ステップ２８で設定された入射角度で記録媒体２に照射する第２の参照光を生成して記録媒体２に照射する。第２の情報光と第２の参照光とは、記録媒体２の記録領域Ａ１２１において交差し干渉縞が生成されることで、ページ＃８の暗号鍵を記録することができる。その後、制御部２１は、光源２３に対し発光を中止するよう通知し、ステップ３１に移行する。
ステップ３１（空間光変調ステップ，参照光生成ステップ）において、制御部２１は、暗号鍵がすべて記録媒体２に記録されているか確認する。本実施形態においては、暗号鍵は１ページ分であるが、複数ページ分ある場合にはこの確認作業が必要となる。そして、すべて記録されていない場合は、次のページの暗号鍵を記録するためにステップ２８に戻る。ここで、暗号鍵が複数ある場合には、暗号鍵のページごとに第２の参照光の入射角度を変えながら記録していく。一方、すべて記録されている場合には、記録処理の終了となる。
【００４４】
以上の処理により、暗号化データはどのホログラム記録再生装置でも読み取ることができる反面、それを復号する際に必要な暗号鍵を通常のホログラム記録再生装置では読み取ることができないように記録媒体２に記録することができる。これにより、記録媒体２ごとに暗号鍵を変更することが容易に可能となって、専用のホログラム記録再生装置でのみ復号化可能になることからセキュリティレベルを向上させることが可能となる。
次に、記録媒体２に記録された暗号化データおよび暗号鍵を再生する場合の処理について説明する。図１５は、再生時における記録媒体２に照射する参照光、および、記録媒体２から発せられる再生光について示した図である。再生時には、参照光生成部２６が生成した参照光のみを記録媒体２の記録領域Ａ１２１に照射する。記録領域Ａ１２１には記録時に生成された干渉縞があり、参照光はこの干渉縞により記録媒体２の裏側に回折する。そして、この回折した光を再生光として、光検出器２７が読み取る。記録時と同様、同じ記録領域Ａ１２１に対して照射する参照光の入射角度を変えることによって、その入射角度に対応した再生光が得られる。
以下、図１６のフローチャートに従って、暗号化データの再生を行うステップについて説明する。
【００４５】
ステップ４１（制御ステップ）において、制御部２１は、参照光生成部２６に対し、ページ＃ｎの暗号化データを記録媒体２から再生する際に用いる第１の参照光の入射角度を通知する。ここで、各ページの再生時に用いる第１の参照光の入射角度は記録時に適用したものであり、本実施形態では記録されている暗号化データが８ページであるので、ページ＃０の入射角度を７０度、ページ＃１を６９．５度、ページ＃２を６９度、…、ページ＃７を６６．５度と、第１の参照光の入射角度を設定する。参照光生成部２６は、指示された入射角度を持った第１の参照光を生成するために、内部に備えている複数のミラーやレンズを最適な位置に設定する。その後、ステップ４２に移行する。
ステップ４２（参照光生成ステップ，光検出ステップ）において、制御部２１は、光源２３に対し発光するよう通知する。光源２３から発せられた光は、ビームスプリッタ２４によって第１の光と第２の光に分離され、第１の光は空間光変調器２５に、第２の光は参照光生成部２６に入力される。このとき、第１の光が入力された空間光変調器２５は、記録時のように第１の情報光を生成しない。一方、第２の光が入力された参照光生成部２６は、ステップ４１で設定された入射角度で記録媒体２に照射する第１の参照光を生成して記録媒体２に照射する。第１の参照光は、記録媒体２の記録領域Ａ１２１にある干渉縞によって回折されることで、記録媒体２の裏側に再生光を発することができる。光検出器２７は、この再生光を入力することによって、図１２に示すような、二次元配列のデータを構成する。その後、制御部２１は、光源２３に対し発光を中止するよう通知し、ステップ４３に移行する。
【００４６】
ステップ４３（記憶ステップ）では、光検出器２７が、ステップ４２において構成した二次元配列のデータをバッファメモリ２２に格納する。ここで、ページ＃ｎの暗号化データは、図１２に示すように、１０２４×１０２４ビット（＝１２８Ｋバイト）の二次元配列で構成されており、図１３に示すメモリマップに従ってバッファメモリ２２の所定のアドレスに格納されていく。そして、光検出器２７は、それぞれのページに該当する暗号化データを格納した後、制御部２１に対しその旨を通知する。その後、ステップ４４に移行する。
ステップ４４（参照光生成ステップ，光検出ステップ）において、制御部２１は、記録媒体２に記録されたページ＃０からページ＃７までのすべての暗号化データが再生されたかどうか確認する。そして、すべて再生されていない場合は、次のページのデータを再生するためにステップ４１に戻る。ここで、前述したとおりページごとに第１の参照光の入射角度を変えながら再生していく。一方、すべての暗号化データが格納されている場合には、ステップ４５に移行する。
以上のステップにおける暗号化データの再生では、第１の参照光の入射角度を規格に沿った値に設定している。それに対し、以降で説明する暗号鍵の再生では、記録時に用いた別の入射角度を持つ第２の参照光により記録媒体２から再生する。つまり、暗号化データは規格に沿ったホログラム記録再生装置であれば再生することが可能であるが、暗号鍵は規格化されていない第２の参照光を用いるため、第２の参照光を生成できる専用のホログラム記録再生装置でしか再生をすることができない。
【００４７】
以下、暗号鍵の再生方法について説明する。
ステップ４５（制御ステップ）において、制御部２１は、参照光生成部２６に対し、ページ＃８の暗号鍵を記録媒体２から再生する際に用いる第２の参照光の入射角度を通知する。本実施形態では、暗号鍵のデータの記録時に用いた第２の参照光の入射角度が３０度であるので、その値を通知する。参照光生成部２６は、指示された入射角度を持った第２の参照光を生成するために、内部に備えている複数のミラーやレンズを最適な位置に設定する。その後、ステップ４６に移行する。
ステップ４６（参照光生成ステップ，光検出ステップ）において、制御部２１は、光源２３に対し発光するよう通知する。光源２３から発せられた光は、ビームスプリッタ２４によって第１の光と第２の光に分離される。光源２３から発せられた光は、ビームスプリッタ２４によって第１の光と第２の光に分離され、第１の光は空間光変調器２５に、第２の光は参照光生成部２６に入力される。このとき、第１の光が入力された空間光変調器２５は、記録時のように第２の情報光は生成しない。一方、第２の光が入力された参照光生成部２６は、ステップ４５で設定された入射角度で記録媒体２に照射する第２の参照光を生成して記録媒体２に照射する。第２の参照光は、記録媒体２の記録領域Ａ１２１にある干渉縞によって回折されることで、記録媒体２の裏側に再生光を発することができる。光検出器２７は、この再生光を入力することによって、図１２に示すような、二次元配列のデータを構成する。その後、制御部２１は、光源２３に対し発光を中止するよう通知し、ステップ４７に移行する。
【００４８】
ステップ４７（記憶ステップ）において、光検出器２７が、ステップ４６において構成した二次元配列のデータをバッファメモリ２２に格納する。ここで、ページ＃８の暗号鍵は、図１２に示すように、１０２４×１０２４ビット（＝１２８Ｋバイト）の二次元配列で構成されており、図１３に示すメモリマップに従ってバッファメモリ２２の所定のアドレスに格納される。そして、光検出器２７は、ページ＃８の暗号鍵を格納した後、制御部２１に対しその旨を通知する。その後、ステップ４８に移行する。
ステップ４８（参照光生成ステップ，光検出ステップ）において、制御部２１は、記録媒体２から再生した＃０の暗号鍵がバッファメモリ２２に格納されているか確認する。本実施形態では暗号鍵は１ページ分であるが、複数ページ分ある場合にはこの確認作業が必要となる。そして、すべて格納されていない場合には、次のページの暗号鍵を格納するためにステップ４５に戻る。ここで、暗号鍵が複数ある場合には、暗号鍵のデータの記録時に用いたページごとの第２の参照光の入射角度に従って、再生していく。一方、すべて格納されている場合には、再生処理の終了となる。その後、ステップ４９に移行する。
ステップ４９（ページデータ処理ステップ，暗号化／復号化ステップ）において、ページデータ処理部１２は、バッファメモリ２２に格納されている暗号化データおよび暗号鍵を読み取る。本実施形態の場合、図１３に示すメモリマップに従って、８ページからなる暗号化データと、１ページからなる暗号鍵とをバッファメモリ２２から読み取る。その後、８ページからなる暗号化データを結合することで１Ｍバイトの暗号化データを構成し、暗号鍵とともにメモリ１４に格納する。これらを暗号化／復号化部１５が読み取り、データを復号する。
【００４９】
以上の処理により、専用のホログラム記録再生装置でのみ暗号鍵を読み取ることができる。そのため、前述したとおり、記録媒体２ごとに暗号鍵を変更することが容易に可能となって、専用のホログラム記録再生装置でのみ復号化可能になることからセキュリティレベルを向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、暗号鍵のデータを記録および再生する際に用いる第２の参照光の入射角度を外部機器３が制御部２１に指示する方法で説明したが、それ以外にも、例えば、図１７に示すように、制御部２１内部にレジスタ２８を設け、そこに第２の参照光の入射角度を固定値として記憶しておいてもよい。あるいは、ホログラム記録再生装置１にメモリカードＩ／Ｆ部２９を付加し、メモリカード４に記録されている参照光の入射角度に関する情報をメモリカードＩ／Ｆ部２９から読み取ってもよい。この場合、メモリカードＩ／Ｆ部２９はその読み取った情報を制御部２１に対して出力し、制御部２１は、その参照光の入射角度を用いて記録または再生を行う。これによれば、参照光の入射角度を記録媒体２ごとに変えることが可能となり、よりセキュリティレベルをあげることができる。このメモリカード４としてはＳＤカードなどセキュリティ対策が施されているものが望ましい。
【００５０】
また、本実施形態では、ステップ１からステップ４、ステップ１１からステップ１３、ステップ２１からステップ３１、ステップ４１からステップ４９に係る一連の処理を外部機器３、あるいは、外部機器３から指示される制御部２１が制御する例を挙げて説明したがこれに限るものではない。例えば、制御部（コンピュータ）２１にホログラム記録再生方法を実行させる記録再生プログラムによって上述の一連の処理を制御してもよい。この場合、図１８に示すように、例えば、制御部２１が、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ３２と、ＲＯＭ３３と、を有している。そして、ＲＯＭ３３に格納された記録再生プログラム３４をＲＡＭ３２に展開することによって、ＣＰＵ３１が記録再生プログラム３４におけるホログラム記録再生方法に関する一連の処理を実行できる状態となる。
また、本実施形態では、暗号鍵を記録する際に用いる第２の参照光の入射角度を規格外の値を採用したが、暗号化データの記録と同様に規格で決められた第１の参照光の入射角度の一部を使用してもよい。例えば、暗号化データのページ＃０の入射角度を７０度、ページ＃１を６９．５度、暗号鍵のページ＃８を６９度、暗号化データのページ＃２を６８．５度、ページ＃３を６８度、…、ページ＃７を６６度と、第１，第２の参照光の入射角度を設定する。この場合、規格外の第２の参照光を生成することなく、一般の記録再生装置でも暗号鍵のデータを読み取ることができてしまうが、読み取ったデータが暗号化データであるのか、あるいは暗号鍵であるのかを判断することができない。この判断は、外部機器３やメモリカード４などが制御部２１に指示することで、対応することができる。つまり、記録時であれば、空間光変調器２５が、バッファメモリ２２に格納されている暗号化データおよび暗号鍵のデータを読み込んで記録媒体２に記録する際に、ページ単位の第１，第２参照光の入射角度を、制御部２１を介して参照光生成部２６に指示すればよい。また、再生時においても同様で、光検出器２７が記録媒体２から取得した暗号化データおよび暗号鍵のデータは、それらのデータを取得する際に用いた第１，第２参照光の入射角度に対応してページ単位でバッファメモリ２２に格納していけばよい。
【００５１】
さらに、本実施形態では、記録媒体２の一つの記録領域Ａ１２１に対して第１の参照光の入射角度を４５．５〜７０度の間において０．５度刻みで変えることで５０ページ分のデータを多重記録できると仮定したが、それに限るものではない。
さらに、本実施形態では、記録媒体２に１Ｍバイトの暗号化データ（８ページ分のページデータ）と、１２８Ｋバイトの暗号鍵（１ページ分のページデータ）のみ記録する例を説明したが、例えば、記録媒体２に記録する暗号化データの数が複数あり、それぞれに対する暗号鍵も複数あってもよい。この場合、本実施形態で説明したステップを暗号化データの数だけ繰り返せばよい。また、暗号化データや暗号鍵、ページデータのサイズなどは本実施形態で説明したものに限らなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかるホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法は、暗号化したデータと暗号鍵を同じ媒体に記録するようにし、復号化は限られた装置でのみ行えるようにしたので、セキュアな可換媒体等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態および第２の実施形態に係るホログラム記録再生装置および周辺装置の構成を示した図。
【図２】本発明の第１の実施形態における記録時の処理フローを示した図。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるメモリマップを示した図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるページデータのデータ配列とマーカーの位置を示した図。
【図５】本発明の第１の実施形態における１−４符号を用いた変調／復調データの関係を示した図。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるマーカーのデータ配列を示した図。
【図７】本発明の第１の実施形態における再生時の処理フローを示した図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるマーカー検出方法を示した図。
【図９】本発明の第２の実施形態における記録媒体Ｉ／Ｆ部の構成を示した図。
【図１０】本発明の第２の実施形態における記録時の処理フローを示した図。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるメモリマップを示した図。
【図１２】本発明の第２の実施形態における記録媒体に記録されるページの構成を示した図。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるメモリマップを示した図。
【図１４】本発明の第２の実施形態における記録時の記録媒体に照射される第１，第２情報光と第１，第２参照光の関係を示した図。
【図１５】本発明の第２の実施形態における再生時の記録媒体に照射される第１，第２参照光と記録媒体から発せられる再生光の関係を示した図。
【図１６】本発明の第２の実施形態における再生時の処理フローを示した図。
【図１７】本発明の第２の実施形態における記録媒体Ｉ／Ｆ部の別の構成を示した図。
【図１８】本発明の他の実施形態における記録媒体Ｉ／Ｆ部の別の構成を示した図。
【符号の説明】
【００５４】
１      ホログラム記録再生装置
２      記録媒体（ホログラム記録媒体）
３      外部機器
４      メモリカード
１１    外部機器Ｉ／Ｆ部（外部機器インターフェース部）
１２    ページデータ処理部
１３    記録媒体Ｉ／Ｆ部（記録媒体インターフェース部）
１４    メモリ
１５    暗号化／復号化部
２１    制御部
２２    バッファメモリ
２３    光源
２４    ビームスプリッタ
２５    空間光変調器
２６    参照光生成部
２７    光検出器
２８    レジスタ
２９    メモリカードＩ／Ｆ部（メモリカードインターフェース部）
３１    ＣＰＵ
３２    ＲＡＭ
３３    ＲＯＭ
３４    記録再生プログラム
１０１  データ格納領域
１０２  公開鍵格納領域
１０３  予備領域
１１１  マーカー
１２１  記録領域Ａ
１２２  記録領域Ｂ
【図１】
2008041153.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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