(57)【要約】【課題】地上波デジタル放送における安全なメッセージ認証を実現できるデジタル放送用コンテンツ配信装置を提供する。【解決手段】公開鍵と秘密鍵とを生成し、生成された公開鍵を受信端末に送信する。一方で、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成し、ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成するとともに、ハッシュパケットと署名パケットとを任意の間隔でデジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成して、生成した配信パケットを受信端末に送信する。【選択図】図６
2008072417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送用コンテンツを受信端末にパケット配信するデジタル放送用コンテンツ配信装置であって、
公開鍵と秘密鍵とを生成する鍵生成手段と、
該鍵生成手段において生成された公開鍵を前記受信端末に送信する公開鍵送信手段と、
配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成するハッシュパケット生成手段と、
該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する署名パケット生成手段と、
前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する配信パケット生成手段と、
該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する配信パケット送信手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ配信装置。
【請求項２】
前記ハッシュパケット生成手段が、デジタル放送用コンテンツに対応したパケットの配信間隔に応じて、ハッシュ値を算出する該パケットの個数を可変することを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送用コンテンツ配信装置。
【請求項３】
前記ハッシュパケット生成手段が、前記任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットを任意の数のパケット群に分割し、先行するパケット群のハッシュ値と後続のパケット群のハッシュ値とを多重化して順次複数のハッシュ値を算出するとともに、該算出した複数のハッシュ値に対して全体のハッシュ値を算出して格納することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル放送用コンテンツ配信装置。
【請求項４】
前記ハッシュパケット生成手段が、複数のハッシュパケットに対して、各ハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を所定の冗長度に応じて格納するとともに、前記署名パケット生成手段が、署名パケットに前記所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と、前記署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値と、該所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と該署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値とをさらに結合し、前記鍵生成手段において生成された秘密鍵で署名した署名値とを格納することを特徴とする請求項３に記載のデジタル放送用コンテンツ配信装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載のデジタル放送用コンテンツ配信装置を備えた放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムであって、
前記受信端末が、
前記公開鍵を受信する公開鍵受信手段と、
前記配信パケットを受信する配信パケット受信手段と、
該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合するハッシュ値検証手段と、
前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する署名検証手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ認証システム。
【請求項６】
デジタル放送用コンテンツをパケット配信する放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムにおけるデジタル放送用コンテンツ認証方法であって、
前記放送局が、
公開鍵と秘密鍵とを生成する第１のステップと、
該生成された公開鍵を前記受信端末に送信する第２のステップと、
配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成する第３のステップと、
該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する第４のステップと、
前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する第５のステップと、
該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する第６のステップと、
前記受信端末が、
前記公開鍵を受信する第７のステップと、
前記配信パケットを受信する第８のステップと、
該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合する第９のステップと、
前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する第１０のステップと、
を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ認証方法。
【請求項７】
デジタル放送用コンテンツをパケット配信する放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムにおけるデジタル放送用コンテンツの認証をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記放送局が、
公開鍵と秘密鍵とを生成する第１のステップと、
該生成された公開鍵を前記受信端末に送信する第２のステップと、
配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成する第３のステップと、
該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する第４のステップと、
前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する第５のステップと、
該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する第６のステップと、
前記受信端末が、
前記公開鍵を受信する第７のステップと、
前記配信パケットを受信する第８のステップと、
該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合する第９のステップと、
前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する第１０のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル放送用コンテンツ配信装置、デジタル放送用コンテンツ認証システム、デジタル放送用コンテンツ認証方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、テレビジョン放送の主流はアナログ信号によるものであるが、２００３年末には一部の地域でデジタル信号による、いわゆる地上波デジタル放送が開始され、２００６年にはそれが全国に拡大されて実施されることが決定している。こうした状況の中、地上波デジタル放送へのユーザの関心が高まりを見せている。また、現在では、携帯端末における、いわゆるワンセグと呼ばれる、携帯端末向けの地上波デジタル放送も実用化されている。
【０００３】
このように、放送業界は、急速にデジタル化の方向に歩みを進めており、その標準規格も整備されてきている（例えば、非特許文献１から３参照。）。また、こうした状況に呼応して、地域放送局などの小規模な放送サービスも検討されている。
【非特許文献１】デジタル放送におけるデータ放送符号化方式と伝送方式、標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ２４  ４．０版  社団法人  電波産業会、平成１６年２月５日改定
【非特許文献２】デジタル放送におけるアクセス制御方式、標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ２５  ４．１版  社団法人  電波産業会、平成１５年６月５日改定
【非特許文献３】ＦＭ放送評価用受信機における設計マニュアル  技術資料  ＡＲＩＢ  ＴＲ−Ｂ１１  １．０版  社団法人  電波産業会、平成１１年２月２日策定
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアナログ方式に代わって、テレビジョン放送がデジタル方式になると、安価な機材を利用して、本来の放送局ではない第三者が本来の放送局になりすまして、不正なコンテンツを配信する危険性も高い。ところが、上記の標準規格においては、符号によるエラー訂正に関する機能に関しては言及されているもの、上記の不正なコンテンツの配信については、何ら言及されておらず、地上波デジタル放送における安全なメッセージ認証については、何ら担保されていないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、地上波デジタル放送における安全なメッセージ認証を実現できるデジタル放送用コンテンツ配信装置、デジタル放送用コンテンツ認証システム、デジタル放送用コンテンツ認証方法および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】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の事項を提案している。
（１）本発明は、デジタル放送用コンテンツを受信端末にパケット配信するデジタル放送用コンテンツ配信装置であって、公開鍵と秘密鍵とを生成する鍵生成手段（例えば、図２の公開鍵・秘密鍵生成部１１に相当）と、該鍵生成手段において生成された公開鍵を前記受信端末に送信する公開鍵送信手段（例えば、図２の検証情報配信部１３に相当）と、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成するハッシュパケット生成手段（例えば、図２のハッシュパケット生成部１４に相当）と、該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する署名パケット生成手段（例えば、図２の署名パケット生成部１５に相当）と、前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する配信パケット生成手段（例えば、図２のパケット挿入部１６に相当）と、該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する配信パケット送信手段（例えば、図２のパケット配信部１７に相当）と、を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ配信装置を提案している。
【０００７】
この発明によれば、鍵生成手段が公開鍵と秘密鍵とを生成し、生成された公開鍵を公開鍵送信手段が受信端末に送信する。一方、ハッシュパケット生成手段は、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成し、署名パケット生成手段がハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する。そして、配信パケット生成手段がハッシュパケットと署名パケットとを任意の間隔でデジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成し、配信パケット送信手段が生成した配信パケットを受信端末に送信する。
【０００８】
したがって、受信端末が配信されるデジタル放送用コンテンツに対応したパケットの改竄検知機能とハッシュパケットの正当性を検証する機能とを有している場合には、安全なメッセージ認証を実現できる。一方、受信端末が上記の機能を有していない場合でも、既存のパケットとは独立にハッシュパケットおよび署名パケットを定義して、これらのパケットを既存のパケットに影響を与えないように挿入していることから、仕様の互換性を維持して、従来の地上波デジタル放送を受信することができる。
【０００９】
（２）本発明は、（１）のデジタル放送用コンテンツ配信装置について、前記ハッシュパケット生成手段（例えば、図２のハッシュパケット生成部１４に相当）が、デジタル放送用コンテンツに対応したパケットの配信間隔に応じて、ハッシュ値を算出する該パケットの個数を可変することを特徴とするデジタル放送用コンテンツ配信装置を提案している。
【００１０】
この発明によれば、ハッシュパケット生成手段が、デジタル放送用コンテンツに対応したパケットの配信間隔に応じて、ハッシュ値を算出するパケットの個数を可変する。すなわち、既存パケットの空き状況に応じて、ハッシュ値を算出するパケットの個数を可変できるため、送信帯域のレート内での制御を考慮しつつ、ハッシュパケットを生成することができる。また、複数個の既存パケットをひとまとめにして、１つのハッシュパケットを生成することから、不必要にデータ容量が増加するのを防止することができる。
【００１１】
（３）本発明は、（１）または（２）のデジタル放送用コンテンツ配信装置について、前記ハッシュパケット生成手段（例えば、図２のハッシュパケット生成部１４に相当）が、前記任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットを任意の数のパケット群に分割し、先行するパケット群のハッシュ値と後続のパケット群のハッシュ値とを多重化して順次複数のハッシュ値を算出するとともに、該算出した複数のハッシュ値に対して全体のハッシュ値を算出して格納することを特徴とするデジタル放送用コンテンツ配信装置を提案している。
【００１２】
この発明によれば、ハッシュパケット生成手段が、任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットを任意の数のパケット群に分割し、先行するパケット群のハッシュ値と後続のパケット群のハッシュ値とを多重化して順次複数のハッシュ値を算出するとともに、算出した複数のハッシュ値に対して全体のハッシュ値を算出して格納する。
【００１３】
すなわち、放送配信の場合、他のデータ配信とは異なり、パケットロスが発生した場合に、パケットの再送信を行うことができない。そのため、１のハッシュパケットのハッシュ値に他のハッシュパケットのハッシュ値を多重化させて、１のハッシュパケットのハッシュ値を他のハッシュパケットのハッシュ値に含ませることで、パケットロスに対するロス耐性を高めることができる。
【００１４】
（４）本発明は、（３）のデジタル放送用コンテンツ配信装置について、前記ハッシュパケット生成手段（例えば、図２のハッシュパケット生成部１４に相当）が、複数のハッシュパケットに対して、各ハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を所定の冗長度に応じて格納するとともに、前記署名パケット生成手段（例えば、図２の署名パケット生成部１５に相当）が、署名パケットに前記所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と、前記署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値と、該所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と該署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値とをさらに結合し、前記鍵生成手段（例えば、図２の公開鍵・秘密鍵生成部１１に相当）において生成された秘密鍵で署名した署名値とを格納することを特徴とする請求項３に記載のデジタル放送用コンテンツ配信装置を提案している。
【００１５】
この発明によれば、ハッシュパケット生成手段が、複数のハッシュパケットに対して、各ハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を所定の冗長度に応じて格納するとともに、署名パケット生成手段が、署名パケットに前記所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と、署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値と、所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値とをさらに結合し、鍵生成手段において生成された秘密鍵で署名した署名値とを格納する。
【００１６】
したがって、所定の冗長度に応じて、各ハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を格納することから、パケットロスに対するロス耐性を高めることができる。また、所定の冗長度を満たさないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値と署名パケットにそのまま格納されないハッシュパケットにおける全体のハッシュ値を結合して算出するハッシュ値とを結合したものに署名を行うことから、それぞれのハッシュパケットを独立してチェックすることができる。
【００１７】
（５）本発明は、（１）から（４）のデジタル放送用コンテンツ配信装置を備えた放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムであって、前記受信端末が、前記公開鍵を受信する公開鍵受信手段（例えば、図３の検証情報受信部２４に相当）と、前記配信パケットを受信する配信パケット受信手段（例えば、図３のパケット受信部２１に相当）と、該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合するハッシュ値検証手段（例えば、図３のハッシュ値検証部２２に相当）と、前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する署名検証手段（例えば、図３の署名検証部２３に相当）と、を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ認証システム。
【００１８】
この発明によれば、（１）から（４）のデジタル放送用コンテンツ配信装置に対して、受信端末における公開鍵受信手段が公開鍵を受信するとともに、配信パケット受信手段が配信パケットを受信する。そして、ハッシュ値検証手段が受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合し、署名検証手段が受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する。
【００１９】
したがって、ハッシュ値検証手段によりパケットの改竄検知を実行し、署名検証手段によってハッシュパケットの正当性を検証できるため、安全なメッセージ認証を実現できる。
【００２０】
（６）本発明は、デジタル放送用コンテンツをパケット配信する放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムにおけるデジタル放送用コンテンツ認証方法であって、前記放送局が、公開鍵と秘密鍵とを生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ１０１）と、該生成された公開鍵を前記受信端末に送信する第２のステップ（例えば、図６のステップＳ１０２）と、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ１０３）と、該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ１０４）と、前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ１０５）と、該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ１０６）と、前記受信端末が、前記公開鍵を受信する第７のステップと、前記配信パケットを受信する第８のステップと、該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ１０７）と、前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ１０８、Ｓ１０９）と、を備えたことを特徴とするデジタル放送用コンテンツ認証方法を提案している。
【００２１】
この発明によれば、放送局が、公開鍵と秘密鍵とを生成し、生成された公開鍵を受信端末に送信する。また、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成し、ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成するとともに、ハッシュパケットと署名パケットとを任意の間隔でデジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する。そして、生成した配信パケットを受信端末に送信する。一方、受信端末は、公開鍵を受信と配信パケットとを受信し、受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値と受信したハッシュパケットに格納されたハッシュ値とを照合する。また、受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する。
【００２２】
したがって、パケットの改竄検知とハッシュパケットの正当性を検証することにより、地上波デジタル放送における安全なメッセージ認証を実現できる。
【００２３】
（７）本発明は、デジタル放送用コンテンツをパケット配信する放送局と、配信されたデジタル放送用コンテンツを受信する受信端末とからなるデジタル放送用コンテンツ認証システムにおけるデジタル放送用コンテンツの認証をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記放送局が、公開鍵と秘密鍵とを生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ１０１）と、該生成された公開鍵を前記受信端末に送信する第２のステップ（例えば、図６のステップＳ１０２）と、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ１０３）と、該ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ１０４）と、前記ハッシュパケットと前記署名パケットとを任意の間隔で前記デジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ１０５）と、該生成した配信パケットを前記受信端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ１０６）と、前記受信端末が、前記公開鍵を受信する第７のステップと、前記配信パケットを受信する第８のステップと、該受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、該算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ１０７）と、前記受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と前記署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ１０８、Ｓ１０９）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２４】
この発明によれば、放送局が、公開鍵と秘密鍵とを生成し、生成された公開鍵を受信端末に送信する。また、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成し、ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成するとともに、ハッシュパケットと署名パケットとを任意の間隔でデジタル放送用コンテンツのパケット間に挿入し、配信パケットを生成する。そして、生成した配信パケットを受信端末に送信する。一方、受信端末は、公開鍵を受信と配信パケットとを受信し、受信した任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値と受信したハッシュパケットに格納されたハッシュ値とを照合する。また、受信したハッシュパケットから算出されるハッシュ値と署名パケット内に格納されたハッシュ値とを照合するとともに、受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する。
【００２５】
したがって、パケットの改竄検知とハッシュパケットの正当性を検証することにより、地上波デジタル放送における安全なメッセージ認証を実現できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、パケットの改竄検知とハッシュパケットの正当性を検証できることから、地上波デジタル放送における不正な第三者のなりすましを検出し、安全なメッセージ認証を実現できるという効果がある。
【００２７】
また、本発明によれば、ハッシュパケットのハッシュ値を他のハッシュパケットのハッシュ値に多重化することにより、パケットロスに対する耐性を持たせることができるという効果がある。
【００２８】
さらに、本発明によれば、地上波デジタル放送における既存の送信パケットとは独立にハッシュパケットおよび署名パケットを定義し、既存の送信パケットの間隙にハッシュパケットおよび署名パケットを挿入したことから、受信端末の機能にかかわらず、仕様の互換性を維持できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３０】
また、本発明は、地上波デジタル放送の特徴である、１）明示的にパケットロスを検出することができない。２）パケット単位でデータの送受信を行う。３）放送局から受信端末への一方向のデータ配信サービスである。４）全ユーザに対して、同一のコンテンツが同時に配信される。５）送受信側ともにリアルタイム処理を前提としているため、バッファリングするデータサイズを最小にする必要がある、といった諸特性を考慮しつつ、デジタル放送における安全なメッセージ認証を実現するものである。
【００３１】
＜配信パケットの構成＞
図１を用いて、従来のデジタル放送における配信パケットの構成と、本実施形態における配信パケットの構成とを説明する。
従来のデジタル放送における配信パケットは、図１（ａ）に示すように、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）パケット（図中、ＴＳＰと表示）が配信タイミングに応じて、時系列的にランダムに配置されている。
【００３２】
一方、本実施形態における配信パケットは、図１（ｂ）に示すように、従来のデジタル放送におけるＴＳパケットの隙間に、ハッシュパケット（図中、ハッシュＰと表示）と署名パケット（図中、署名Ｐと表示）を挿入した構成となっている。
【００３３】
ここで、ハッシュパケットとは、ＴＳパケットのハッシュ値を格納するパケットであり、署名パケットとは、ハッシュ値に対する署名を格納するパケットである。本実施形態においては、各ＴＳパケットは、任意の数のＴＳパケットに対して、ハッシュ値が計算され、計算されたハッシュ値がハッシュパケットに格納される。
【００３４】
また、複数のハッシュパケットから計算されるハッシュ値に署名を行って、その署名を署名パケットに格納する。なお、ハッシュパケットは、パケットの改竄検知用に用いられるものであり、署名パケットは、ハッシュパケットの正当性を証明するために用いられる。
【００３５】
＜デジタル放送用コンテンツ配信装置の構成＞
図２を用いて、デジタル放送用コンテンツ配信装置の構成について説明する。
図２に示すように、デジタル放送用コンテンツ配信装置は、公開鍵・秘密鍵生成部１１と、公開鍵証明書受信部１２と、検証情報配信部１３と、ハッシュパケット生成部１４と、署名パケット生成部１５と、パケット挿入部１６と、パケット配信部１７と、から構成されている。
【００３６】
公開鍵・秘密鍵生成部１１は、受信端末が署名の正当性を検証するための公開鍵と、署名パケット内の署名値を生成するのに用いる秘密鍵を生成する。公開鍵証明書受信部１２は、認証局から発行される公開鍵証明書を受信するものであり、受信端末は、公開鍵証明書により、公開鍵の正当性を検証することができる。検証情報配信部１３は、公開鍵・秘密鍵生成部１１が生成した公開鍵と、公開鍵証明書受信部１２が認証局から受信した公開鍵証明書とを複数の受信端末に配信する。
【００３７】
ハッシュパケット生成部１４は、配信する任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出して格納するハッシュパケットを生成する。署名パケット生成部１５は、ハッシュパケットのハッシュ値に対する署名を格納する署名パケットを生成する。パケット挿入部１６は、既存のＴＳパケットの配信間隙にハッシュパケット生成部１４により生成されたハッシュパケットおよび署名パケット生成部１５により生成された署名パケットを挿入し、受信端末に配信する配信パケットを生成する。パケット配信部１７は、パケット挿入部１６において生成された配信パケットを受信端末に配信する。
【００３８】
＜受信端末の構成＞
次に、図３を用いて、受信端末の構成について説明する。
図３に示すように、受信端末は、パケット受信部２１と、ハッシュ値検証部２２と、署名検証部２３と、検証情報受信部２４とから構成されている。
【００３９】
パケット受信部２１は、デジタル放送用コンテンツ配信装置のパケット配信部１７から配信された配信パケットを受信し、後段のハッシュ値検証部２２に出力する。ハッシュ値検証部２２は、受信した配信パケット内の任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合して検証を行う。
【００４０】
署名検証部２３は、受信した配信パケット内のハッシュパケットから算出されるハッシュ値と配信パケット内の署名パケットに格納されたハッシュ値とを照合するとともに、後述する検証情報受信部２４から受信した公開鍵を用いて、署名の正当性を検証する。検証情報受信部２４は、デジタル放送用コンテンツ配信装置から署名の正当性を確認するために用いる公開鍵と、公開鍵の正当性を検証するための公開鍵証明書とを受信する。
【００４１】
＜ハッシュパケットの構成および導出方法＞
次に、図４を用いて、ハッシュパケットの構成および導出方法について説明する。
図中、「ＴＳ」と表記されているのは、ＴＳパケットを示しており、これらが送信順序に応じて時系列に配列され、その後部、すなわち、送信するＴＳパケットの間隙にハッシュパケットが配置された構成となっている。
【００４２】
ハッシュパケットの導出方法は、１〜ｎ個の任意の数のＴＳパケット（図４では、４個のＴＳパケット）について、ハッシュ関数ｈを用いて、まとめてハッシュ値ＨＶ１を計算し、このハッシュ値ＨＶ１をハッシュパケットに格納する。
【００４３】
次いで、後続の１〜ｎ個の任意の数のＴＳパケット（図４では、４個のＴＳパケット）については、先に求めたハッシュ値ＨＶ１と後続の１〜ｎ個の任意の数のＴＳパケットとを結合して、ハッシュ関数ｈを用いて、ハッシュ値ＨＶ２を計算し、このハッシュ値ＨＶ２をハッシュパケットに格納する。
【００４４】
このような処理を順次行い、算出したハッシュ値ＨＶ１からＨＶｎをそれぞれハッシュパケットに格納する。さらに、ハッシュパケット内に格納されたハッシュ値ＨＶ１からＨＶｎを結合し、ハッシュ関数ｈを用いて、全体のハッシュ値ＰＨＶを算出して格納する。こうした処理を行うことにより、ハッシュ値ＨＶ１からＨＶｎおよび全体のハッシュ値であるＰＨＶを格納したハッシュパケットが構成される。なお、ハッシュパケットには、このほかに、ＴＳパケットの個数やハッシュパケットの個数および多重度情報等に関する情報を格納したヘッダ情報が付加される。
【００４５】
上記のような方法によれば、ハッシュ値の導出を階層化することにより、全体のハッシュ値であるＰＨＶの計算負荷を軽減できるという利点がある。また、上記のような方式を用いることにより、リアルタイムにデータを送信するための条件である放送局側のバッファをゼロにできるという利点もある。
【００４６】
＜署名パケットの構成とハッシュパケットとの関係＞
次に、図５を用いて、署名パケットの構成とハッシュパケットとの関係について説明する。
図５に示すように、署名パケット１は、複数のハッシュパケット（図５では、ハッシュパケット１からハッシュパケット５）に対して、その後続に１つ配置される。
【００４７】
また、各ハッシュパケットの全体のハッシュ値であるＰＨＶは、所定の冗長度をもって各ハッシュパケットに配置される。図５では、冗長度３の場合を示しており、ハッシュパケット１の全体のハッシュ値であるＰＨＶ１は、ハッシュパケット１からハッシュパケット３に格納され、ハッシュパケット２の全体のハッシュ値であるＰＨＶ２は、ハッシュパケット２からハッシュパケット４に格納され、ハッシュパケット３の全体のハッシュ値であるＰＨＶ３は、ハッシュパケット３からハッシュパケット５に格納され、ハッシュパケット４の全体のハッシュ値であるＰＨＶ４は、ハッシュパケット４およびハッシュパケット５と署名パケット１に格納される。
【００４８】
なお、ハッシュパケット５の全体のハッシュ値であるＰＨＶ５は、署名パケット１の直前であるため、ハッシュパケット５と署名パケット１にのみ格納される。この場合、ハッシュパケット５の全体のハッシュ値であるＰＨＶ５については、所定の冗長度を満足しないが、そもそも、上記の冗長度を持たせる目的は、パケットロスに対する耐性を持たせることにある。一方、署名パケットが失われた場合には、検証自体が不可能になるため、署名パケットについては、パケットロスが生じないとの前提のもとに、ハッシュパケット５の全体のハッシュ値であるＰＨＶ５については、上記の処理を行っている。
【００４９】
上記のように、署名パケット１には、図５の場合、ハッシュパケット４の全体のハッシュ値であるＰＨＶ４とハッシュパケット５の全体のハッシュ値であるＰＨＶ５とが格納されるが、これ以外のハッシュパケット１の全体のハッシュ値であるＰＨＶ１、ハッシュパケット２の全体のハッシュ値であるＰＨＶ２、ハッシュパケット３の全体のハッシュ値であるＰＨＶ３については、これらを結合して、ハッシュ関数ｈによりマスターパケットハッシュ値（以下、ＭＰＨＶと表記する。）を算出して、このハッシュ値を格納する。これは、署名パケット１の空き容量に制限があるために、ＰＨＶ１からＰＨＶ３については、これらをハッシュ関数で圧縮して格納するものである。
【００５０】
署名パケット１に格納されたＰＨＶ４、ＰＨＶ５およびＭＰＨＶは結合され、公開鍵・秘密鍵生成部１１において生成された秘密鍵を用いて、署名関数により、署名値ＳＩＧ１が算出され、格納される。なお、ＰＨＶ４、ＰＨＶ５およびＭＰＨＶが結合されたものに署名を行うことで、それぞれを独立に検証することができる。
【００５１】
＜デジタル放送用コンテンツ認証システムにおける処理＞
次に、図６を用いて、デジタル放送用コンテンツ認証システムにおける処理について、説明する。
まず、放送局（デジタル放送用コンテンツ配信装置）が公開鍵・秘密鍵生成部において、署名を生成するための公開鍵および秘密鍵を生成する（ステップＳ１０１）。放送局（デジタル放送用コンテンツ配信装置）は、公開鍵・秘密鍵生成部において生成した公開鍵と、認証局から発行された公開鍵証明書とを受信端末に送信する（ステップＳ１０２）。
【００５２】
次に、放送局（デジタル放送用コンテンツ配信装置）は、ハッシュパケット生成部１４において、図４に示した要領でハッシュパケットを生成する（ステップＳ１０３）。さらに、署名パケット生成部１５において、図５に示した要領で署名パケットを生成する（ステップＳ１０４）。
【００５３】
放送局（デジタル放送用コンテンツ配信装置）は、生成したハッシュパケットおよび署名パケットをＴＳパケットの間隙に一定間隔で挿入してデジタル放送用コンテンツの配信パケットを生成し（ステップＳ１０５）、生成した配信パケットを受信端末に配信する（ステップＳ１０６）。
【００５４】
受信端末は、パケット受信部２１において、配信パケットを受信し、ハッシュ値検証部２２において、受信した配信パケット内の任意の個数のデジタル放送用コンテンツに対応したパケットのハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値と受信したハッシュパケット内に格納されたハッシュ値とを照合して検証を行う（ステップＳ１０７）。
【００５５】
また、ハッシュパケットから算出されるハッシュ値を署名パケット内に格納されたハッシュ値と照合する（ステップＳ１０８）。そして、上記照合結果と、放送局（デジタル放送用コンテンツ配信装置）から受信した公開鍵とにより、ハッシュ値に対する署名が正当であるか否かを署名検証部２３において検証する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば、以上のような処理を行うことにより、なりすまし等による不正な者のコンテンツ配信を防止して、安全な放送サービスを実現することができる。
【００５７】
また、受信端末が上記の機能を有していない場合でも、既存のパケットとは独立にハッシュパケットおよび署名パケットを定義して、これらのパケットを既存のパケットに影響を与えないように挿入していることから、仕様の互換性を維持して、従来の地上波デジタル放送を受信することができる。
【００５８】
また、ハッシュパケットの生成において、既存パケットの空き状況に応じて、ハッシュ値を算出するパケットの個数を可変できるため、送信帯域のレート内での制御を考慮しつつ、ハッシュパケットを生成することができる。また、複数個の既存パケットをひとまとめにして、１つのハッシュパケットを生成することから、不必要にデータ容量が増加するのを防止することができる。
【００５９】
さらに、放送配信の特色を考慮して、１のハッシュパケットのハッシュ値に他のハッシュパケットのハッシュ値を多重化させて、１のハッシュパケットのハッシュ値を他のハッシュパケットのハッシュ値に含ませることで、パケットロスに対するロス耐性を高めることができる。
【００６０】
なお、デジタル放送用コンテンツ配信装置および受信端末のそれぞれの処理をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをデジタル放送用コンテンツ配信装置および受信端末に読み込ませ、実行することによって本発明のデジタル放送用コンテンツ配信装置およびデジタル放送用コンテンツ認証システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【００６１】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【００６２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６３】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、図４では、一連のＴＳパケットの後に、ハッシュパケットを設ける例について説明したが、これに限らず、ハッシュパケットを一連のＴＳパケットの前方に配置する構成でもよい。この場合、最初の一連のパケットが受信端末に送信されてきた段階で、これらの一連のパケットについて、改竄検知処理を先に実行できる効果が期待できる。
【００６４】
また、図５では、一連のハッシュパケットの後に、署名パケットを設ける例について説明したが、これに限らず、署名パケットを一連のハッシュパケットの前方に配置する構成でもよい。この場合、図５の例では、ハッシュパケット１からハッシュパケット３までを受信できれば、署名の検証が可能であるため、処理時間を短縮化する効果が期待できる。
【００６５】
なお、本発明により、安全な地上波デジタル放送サービスを実現することができ、例えば、昨今注目を浴びているワンセグ対応の携帯端末における利用目的が拡大するとともに、地域における放送サービスの提供といった付加価値を含んだサービスの提供も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の地上波デジタル放送における配信パケットの構成と、本実施形態における配信パケットの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る地上波デジタル放送用コンテンツ配信装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る受信端末の構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係るハッシュパケットの構成および導出方法を示す図である。
【図５】本実施形態に係る署名パケットの構成とハッシュパケットとの関係を示す図である。
【図６】本実施形態に係るデジタル放送用コンテンツ認証システムにおける処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１１・・・公開鍵・秘密鍵生成部
１２・・・公開鍵証明書受信部
１３・・・検証情報配信部
１４・・・ハッシュパケット生成部
１５・・・署名パケット生成部
１６・・・パケット挿入部
１７・・・パケット配信部
２１・・・パケット受信部
２２・・・ハッシュ値検証部
２３・・・署名検証部
２４・・・検証情報受信部
【図１】
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【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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