(57)【要約】【課題】光ディスクに記録されるデータの改竄を検出するセキュリティ方法を提供する。【解決手段】光ディスクに記録されたデータの改竄を検出するセキュリティ方法であって、所定の順序に沿ってデータを行列配置してデータブロックを構成する工程Ｓ１０と、データブロックに所定個数以上の誤り訂正が可能な冗長データを付加する工程Ｓ１２と、冗長データが付加されたデータブロックに、所定個数以下のデータの配列によって表現されたセキュリティ情報を埋め込む工程Ｓ１４とを含むセキュリティ方法によって上記課題を解決できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに記録されたデータの改竄を検出するセキュリティ方法であって、
所定の順序に沿ってデータを行列配置してデータブロックを構成する工程と、前記データブロックに所定個数以上の誤り訂正が可能な冗長データを付加する工程と、
前記冗長データが付加されたデータブロックに、前記所定個数以下のデータの配列によって表現されたセキュリティ情報を埋め込む工程と、
を含むことを特徴とするセキュリティ方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセキュリティ方法において、
前記データブロックのうちデータの誤り率が高い部分を前記セキュリティ情報が埋め込まれた部分と判定する工程を含むことを特徴とするセキュリティ方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセキュリティ方法において、
前記セキュリティ情報の情報量に比例して、当該セキュリティ情報を埋め込むデータブロック数を増減させることを特徴とするセキュリティ方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載のセキュリティ方法において、
前記データブロックに発生するデータの誤り個数に基づいて、前記セキュリティ情報の情報量を変化させることを特徴とするセキュリティ方法。
【請求項５】
光ディスクに記録されたデータの改竄を検出するセキュリティプログラムであって、
コンピュータに、
所定の順序に沿ってデータを行列配置してデータブロックを構成する工程と、前記データブロックに所定個数以上の誤り訂正が可能な冗長データを付加する工程と、
前記冗長データが付加されたデータブロックに、前記所定個数以下のデータの配列によって表現されたセキュリティ情報を埋め込む工程と、
を含む処理を実行させることを特徴とするセキュリティプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録型コンパクトディスク及びデジタル多目的ディスク等の光ディスクシステムにおいてデータの改竄を防止するセキュリティ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動画記録等の大容量データ記録の必要性が高まり、高密度記録型コンパクトディスク（ＨＤ−Ｂｕｒｎ−ＣＤ：Ｈｉｇｈ−Ｄｅｎｓｉｔｙ−Ｂｕｒｎ  ｔｙｐｅ）及びデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）が広く使用されている。
【０００３】
これらの大容量光ディスクにおいて記録された変調データを読み出す際には、変調データが復調された後、ＥＣＣブロックデータと呼ばれるデータブロック毎にデータの誤り訂正が行われる。
【０００４】
例えば、ＤＶＤの誤り訂正にはリード・ソロモン積符号方式が用いられ、３２ｋＢの実データに対して５ｋＢの誤り訂正用の冗長データ（パリティ）が付加された合計３７ｋＢの積符号データブロックによって誤り訂正が行われる。
【０００５】
このリード・ソロモン積符号方式は、ランダム誤り訂正及びバースト誤り訂正の両方において強力な訂正能力を有する。ランダム誤り訂正能力とは、積符号データブロックにおいてランダムに分布した誤りに対して訂正可能なデータの個数をいい、バースト誤り訂正能力とは、光ディクスにおいてディスク上の傷等によって生ずる連続した誤りに対して訂正可能なデータの個数をいう。
【０００６】
より具体的には、図９に示すように、読み出されたデータを１バイト単位のデータＤ０，Ｄ１・・・Ｄｎ毎に、所定のデータ単位ｋ毎に縦方向に折り返しながら読み出した順に横方向に行列配置する。さらに、図１０に示すように、各々の行及び列毎に冗長データＰＩ，ＰＯを付与する。横方向の各行を内符号と呼び、縦方向の各列を外符号と呼ぶ。ＤＶＤの場合、内符号系列ＲはＲＳ（１８２，１７２，１１）、外符号系列ＣはＲＳ（２０８，１９２，１７）と記載される。ここで、ＲＳ（ｎ，ｋ，ｄ）において、ｎは符号長、ｋは情報記号長、ｄは符号間の最小距離を示す。
【０００７】
リード・ソロモン積符号方式において、ランダム誤り訂正能力Ｎｒは、内符号系列Ｒの符号語間の最小距離ｄ１と外符号系列Ｃの符号語間の最小距離ｄ２を用いて数式（１）で与えられる。例えば、ＤＶＤにおける内符号系列Ｒの符号間の最小距離ｄ１＝１１及び外符号系列Ｃの符号間の最小距離ｄ２＝１７に対してはランダム誤り訂正が可能なデータの個数はＮｒ＝９３となる。
【０００８】
【数１】
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【０００９】
一方、バースト誤り訂正についてはそのデータの誤りの生じ方によって訂正可能なデータ数が異なる。一般的には、内符号系列Ｒに沿ったバースト誤りが生じ易く、複数の行にまたがっていないバースト誤りに対しては外符号系列Ｃに沿った冗長データを用いて訂正を実行することによってほぼ完全な誤り訂正を行うことができる。これに対して、内符号系列Ｒに沿わないバースト誤りや複数の行にまたがったバースト誤りでは外符号系列Ｃに沿った訂正では完全に誤りを除去することができない。
【００１０】
そこで、積符号データブロックにおいて内符号系列又は外符号系列のいずれか一方で訂正可能な誤りのみが発生すると仮定した際のバースト誤り訂正能力Ｎｂを考えると、内符号系列Ｒの符号長をｎ１と外符号系列Ｃの符号長をｎ２として、各々の行及び列に対する訂正能力Ｔｒ，Ｔｃを用いて数式（２）で与えられる。例えば、ＤＶＤにおける内符号系列Ｒの符号間の最小距離ｄ１＝１１及び外符号系列Ｃの符号間の最小距離ｄ２＝１７に対してはバースト誤り訂正が可能なデータの最大個数はＮｂ＝１４６６となる。
【００１１】
【数２】
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【００１２】
また、特開平２００１−３５０９２号公報には、光ディスク等のリムーバブルメモリのセキュリティを向上する技術が開示されている。当該技術では、リムーバブルメモリのメモリ空間において一般ユーザが書き換え不能な管理領域を予め定めておき、その管理領域にユーザのパスワード等のセキュリティ情報を埋め込み、リムーバブルメモリにアクセスする際にはユーザから確認用の情報の入力を行わせ、管理領域に埋め込まれたセキュリティ情報とユーザが入力した確認用の情報とを対比して所定の条件を満たせばリムーバブルメモリへのアクセスを可能にする。
【００１３】
【特許文献１】
特開平２００１−３５０９２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高密度記録型の光ディスクであるＨＤ−Ｂｕｒｎ−ＣＤやＤＶＤにおいて記録されたデータの信頼性を向上するためには、強力な誤り訂正を行うと同時に、データ自体の改竄に対する対策を施す必要がある。
【００１５】
本発明は、上記誤り訂正方法の特徴に着目し、高密度記録型の光ディスクにおけるデータの改竄に対するセキュリティ性を向上する方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、光ディスクに記録されたデータの改竄を検出するセキュリティ方法であって、所定の順序に沿ってデータを行列配置してデータブロックを構成する工程と、前記データブロックに所定個数以上の誤り訂正が可能な冗長データを付加する工程と、前記冗長データが付加されたデータブロックに、前記所定個数以下のデータの配列によって表現されたセキュリティ情報を埋め込む工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
このとき、前記データブロックのうちデータの誤り率が高い部分を前記セキュリティ情報が埋め込まれた部分と判定する工程を含むことが好ましい。
【００１８】
また、前記セキュリティ情報の情報量に比例して、当該セキュリティ情報を埋め込むデータブロック数を増減させることが好ましい。さらに、前記データブロックに発生するデータの誤り個数に基づいて、前記セキュリティ情報の情報量を変化させることも好ましい。
【００１９】
上記課題を解決するための本発明は、光ディスクに記録されたデータの改竄を検出するセキュリティプログラムであって、コンピュータに、所定の順序に沿ってデータを行列配置してデータブロックを構成する工程と、前記データブロックに所定個数以上の誤り訂正が可能な冗長データを付加する工程と、前記冗長データが付加されたデータブロックに、前記所定個数以下のデータの配列によって表現されたセキュリティ情報を埋め込む工程とを含む処理を実行させるセキュリティプログラムとして具現化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。
【００２１】
＜装置構成＞
本発明の実施の形態における光ディスク装置１００の構成は、図１のように、制御部１０、記憶部１２、データエンコーダ１４、光学系制御部１６、光学ヘッド１８、ＡＴＩＰデコーダ２０、データデコーダ２２、モータ制御部２４、モータ２６及びインターフェース２８から基本的に構成される。
【００２２】
光ディスク装置１００は、インターフェース２８を介して外部装置と情報伝達可能に接続され、例えば外部に置かれたホストコンピュータ等に対してデータの入出力を行うことができる。
【００２３】
制御部１０は、記憶部１２、データエンコーダ１４、光学系制御部１６、データデコーダ２２及びインターフェース２８と情報伝達可能に接続され、記憶部１２に格納された制御プログラムを実行することによって光ディスク装置１００の制御を統括する。制御部１０は、インターフェース２８から受け取ったデータを記憶部１２に一旦格納し、随時読み出してデータエンコーダ１４に送出する。
【００２４】
データエンコーダ１４は、制御部１０からの制御命令に従って、受信したデータを光ディスクに記録するためのデータフォーマットに変換し、光学系制御部１６に出力する。ここでのデータのエンコード処理については詳しく後述する。
【００２５】
光学系制御部１６は、制御部１０からのデータ書込み命令を受け、光学ヘッド１８を制御することによってデータエンコーダ１４から受けたデータを光ディスクに書き込む。また、制御部１０からのデータ読み込み命令を受け、光学ヘッド１８を制御することによって光ディスクから読み出したデータをデータデコーダ２２及びＡＴＩＰデコーダ２０に出力する。
【００２６】
光学ヘッド１８は、レーザ、レンズ、駆動装置等を含み、光ディスク上にデータを書込み、又は光ディスクからデータを読み取る。例えば、ＤＶＤでは６５０ｎｍの波長のレーザを用いることができる。
【００２７】
ＡＴＩＰデコーダ２０は、光ディスクから抽出されるウォブル信号からＡＴＩＰ（Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎ  Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）アドレスを復調し、モータ制御部２４に出力する。
【００２８】
データデコーダ２２は、光ディスクから読み出されたデータを受けて、受信したデータの復調を行い、制御部１０へ送出する。ここでのデータのデコード処理については詳しく後述する。
【００２９】
モータ制御部２４は、ＡＴＩＰデコーダ２０からＡＴＩＰアドレスを受けて、スピンドルモータ２６を制御することによって光ディスクの回転を調整する。例えば、ＡＴＩＰアドレスと同期をとって光ディスクを線速度一定に回転制御する。
【００３０】
＜データのエンコーダ処理＞
以下、図を参照して、本実施の形態におけるデータのエンコーダ処理について詳細に説明する。本実施の形態におけるエンコーダ処理は、図２のフローチャートに示す各工程をプログラム化して記憶部１２に記憶させておき、制御部１０で実行することによって行うことができる。
【００３１】
ステップＳ１０のバッファリング工程では、インターフェース２８を介して外部装置からデータを受信し、記憶部１２に一時的に格納及び保持する。
【００３２】
ステップＳ１２の誤り訂正符号付加工程では、記憶部１２に保持されたデータを順次読み出し、図９と同様に、読み出されたデータを１バイト単位に行列配置して積符号データブロックを生成する。ここで、必要に応じてデータのスクランブル処理等を行っても良い。
【００３３】
さらに、既存のリード・ソロモン積符号方式を用いて、図１０と同様に、積符号データブロックの各行及び各列に冗長データＰＩ，ＰＯを付与する。ここでは、例として図３に示す積符号データブロックが作成されたものして説明を行う。
【００３４】
ステップＳ１４のセキュリティ情報付加工程では、作成された積符号データブロックにセキュリティ情報を埋め込む処理を行う。
【００３５】
セキュリティ情報は、データの書込みを行うユーザのユーザ名やパスワード、データを暗号化した際の暗号鍵の情報を所定値のデータの配列によりパターン状に表現した情報とする。積符号データブロックの実データの配列領域に、このパターン化されたセキュリティ情報を埋め込む。
【００３６】
図４に、１６進数で表された１バイトのデータ値“ＦＦ”を羅列し、“Ｙ”という文字パターンを表現したセキュリティ情報を例示する。このセキュリティ情報を図３に例示した積符号データブロックの実データ領域に埋め込んだ場合には図５に示す積符号データブロックとなる。
【００３７】
また、セキュリティ情報のパターンを表すデータ配列においてデータの欠落もあり得るので、図６に示すように、データを少なくとも２つ連続して配置してパターンを構成することが好ましい。
【００３８】
このとき、セキュリティ情報が埋め込まれたデータブロックから元のデータを再現できるようにするために、セキュリティ情報を表現するデータの個数Ｎｓは、積符号データブロックにおいて誤り訂正可能なデータの個数以下にすることが好適である。
【００３９】
例えば、内符号系列がＲＳ（１８２，１７２，１１）及び外符合系列がＲＳ（２０８，１９２，１７）のリード・ソロモン積符号方式を用いた場合、ランダム誤りに近い分布を有するセキュリティ情報を埋め込んだ際に誤り訂正が可能なデータ個数Ｎｒは９３個であるので、セキュリティ情報のパターンを構成するデータの個数Ｎｓは９３個以下にすることが好ましい。
【００４０】
さらに、光ディスクへのデータの書込み及び光ディスクからのデータの読み出しの際に誤りが発生することを考慮すると、発生する誤りの発生レートに応じてセキュリティ情報の情報量を増減することが好適である。すなわち、データの書込み及び読み出しによって生ずる誤りのデータ数がＮｅである場合には、数式（３）の関係を満たすＮｓ個のデータを用いてセキュリティ情報のパターンを構成する。
【００４１】
【数３】
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【００４２】
例えば、内符号系列がＲＳ（１８２，１７２，１１）及び外符合系列がＲＳ（２０８，１９２，１７）のリード・ソロモン積符号方法を用いた場合、過去のデータの書込み及び読み出し処理の経験から発生する誤りの最大データ数が１０個であると推定できるとすると、ランダム誤りに近いセキュリティ情報のパターンを構成するデータの個数Ｎｓは８３個以下にすることが好ましい。
【００４３】
このようにセキュリティ情報のパターンを構成するデータの個数が制限された場合、ユーザ名、パスワード、暗号鍵等の情報量の多いセキュリティ情報の全てを１つの積符号データブロックに埋め込むことができないことがある。このような場合には、セキュリティ情報を複数に分割し、分割されたセキュリティ情報の各々を別々の積符号データブロックに埋め込むことも好適である。
【００４４】
ステップＳ１６のデータ書込み工程では、セキュリティ情報が埋め込まれたデータブロックを光ディスクに実際に書き込む。このとき、高密度記録型ＣＤやＤＶＤのデータフォーマットに応じて適切なデータフォーマット変換を行い、必要に応じて８−１６変調等のデータ変調を行っても良い。
【００４５】
＜データのデコーダ処理＞
以下、図を参照して、本実施の形態におけるデータのデコーダ処理について詳細に説明する。本実施の形態におけるデコーダ処理は、図７のフローチャートに示す各工程をプログラム化して記憶部１２に記憶させておき、制御部１０で実行することによって行うことができる。
【００４６】
ステップＳ２０のバッファリング工程では、光学ディスクに記録された情報を光学ヘッド１８を用いて読み出し、データデコーダ２２を介して記憶部１２に一時的に格納及び保持する。光ディスクにデータを書き込む際にデータ変調を行った場合には、データ復調を行ってから記憶部１２に記憶させる。
【００４７】
ステップＳ２２のセキュリティ情報抽出工程では、データデコーダ２２において誤り訂正処理前のデータをデータブロックにブロック化し、そこに埋め込まれたセキュリティ情報を抽出する。データブロックからセキュリティ情報を抽出するためには、データブロックをユーザが視認することができる態様でダンプし、ユーザ自信がダンプリストからセキュリティ情報を拾い出しても良い。また、既存のパターン認識ツールを用いて、データブロックから自動的にセキュリティ情報のパターンを抽出しても良い。
【００４８】
上述のエンコード処理で説明した例では、内符号系列がＲＳ（１８２，１７２，１１）及び外符合系列がＲＳ（２０８，１９２，１７）のリード・ソロモン積符号方式に沿って、図８のように、読み取られたデータ列が積符号データブロックにブロック化されてダンプされる。ここで、図中で黒く塗り潰されたデータは、データの書込み処理及び読み取り処理において欠落又は誤りが発生したデータを表すものとする。このダンプリストから、“ＦＦ”という値を有するデータのみを抽出することによって、セキュリティ情報を示す“Ｙ”という文字パターンを得ることができる。
【００４９】
このとき、データの書込み処理又は読み取り処理で偶発的に発生するデータ誤りの発生レートは全てのデータブロックにおいてほぼ等しいと考えられるため、セキュリティ情報が埋め込まれたデータブロックとセキュリティ情報が埋め込まれていないデータブロックとを判別する必要がある場合には、平均的な誤り発生レートよりも高いデータ誤りを有するデータブロックにセキュリティ情報が埋め込まれているものと判断すれば良い。その後、平均的な誤り発生レートよりも高いデータ誤りを有するデータブロックからセキュリティ情報を抽出すれば良い。
【００５０】
また、データを光ディスクに書き込む際にセキュリティ情報を埋め込まれたデータのアドレスを別途記録しておくことで、セキュリティ情報が埋め込まれたデータブロックをより正確に定めることもできる。
【００５１】
また、図６のようにセキュリティ情報のパターンを少なくとも２つの連続したデータで構成しておくことによって、セキュリティ情報のパターンを表すデータ自体に偶発的に欠落が生じた場合においてもセキュリティ情報のパターンを認識できる確率を高めることができる。
【００５２】
このように、データブロックにセキュリティ情報を埋め込んでおくことによって、適宜ユーザ名やパスワード等のセキュリティ情報を抽出してデータにアクセスすることが可能となる。一方、データに改竄が行われた場合には、セキュリティ情報を正しく抽出することができず、データが改竄された事実を確認することができると共に、データへのアクセスを制限することもできる。
【００５３】
ステップＳ２４の誤り訂正工程では、データブロックに付加されている冗長データに基づいてデータの誤り訂正処理を行う。
【００５４】
このとき、上述のエンコーダ処理において、セキュリティ情報を構成するデータ数Ｎｓとデータの書込み処理及び読み出し処理によって偶発的に発生する誤りのデータ数Ｎｅとの合計を誤り訂正可能なデータ数Ｎｒ以下に維持してセキュリティ情報を埋め込んでおくことによって、セキュリティ情報と偶発的に発生する誤りとの両方を含んだデータブロックを元のデータに復元することができる。
【００５５】
例えば、内符号系列がＲＳ（１８２，１７２，１１）及び外符合系列がＲＳ（２０８，１９２，１７）のリード・ソロモン積符号方法を用いた場合、ランダム誤りに近い分布を有するセキュリティ情報のパターンを８３個のデータによって構成したとき、偶発的に発生する誤りがランダムに発生してその個数が１０個以下であれば元のデータを完全に復元することができる。
【００５６】
さらに、データ列に対してスクランブル処理が施されている場合には、スクランブル解除処理を行っても良い。
【００５７】
ステップＳ２６のデータ送出工程では、誤り訂正されたデータをインターフェース２８を介してホストコンピュータに送出する。
【００５８】
以上のように、本発明によれば、光ディスクに記録されたデータにユーザ名、パスワード、暗号鍵等のセキュリティ情報を埋め込むことによって、セキュリティ性を高めたデータの保存が可能となる。特に、セキュリティ情報はパターンとしてダンプされるので、判別可能な程度のパターンが再現できればユーザ各人がセキュリティ情報を容易に認識することができる。
【００５９】
また、本発明によれば、光ディスクに書き込まれたデータを読み出す際に誤り訂正処理によってセキュリティ情報が消去されるため、他のシステムでそのデータを複製した場合にはセキュリティ情報が含まれなくなり、不正に複製された情報であるか否かを容易に判定することができる。
【００６０】
また、ＤＶＤや高密度記録型ＣＤに用いられている既存のデータフォーマットを利用して、専用ＬＳＩや専用システムに依存せず、簡易的にセキュリティの高いシステムを構築することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスクに記録されたデータの改竄を検出することが可能となり、データの信頼性を向上することができる。また、データに埋め込まれたパスワードや暗号鍵を用いて、データを安全に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるデータのエンコード処理のフローチャートを示す図である。
【図３】データブロックの例を示す図である。
【図４】セキュリティ情報のパターンを構成するデータ配列の例を示す図である。
【図５】セキュリティ情報が埋め込まれたデータブロックの例を示す図である。
【図６】セキュリティ情報のパターンを構成するデータ配列の別の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるデータのデコード処理のフローチャートを示す図である。
【図８】データブロックからのセキュリティ情報の抽出を説明する図である。
【図９】データ列からのデータブロックの構成を説明する図である。
【図１０】リード・ソロモン積符号方式の積符号データブロックの例を示す図である。
【符号の説明】
１０  制御部、１２  記憶部、１４  データエンコーダ、１６  光学系制御部、１８  光学ヘッド、２０  ＡＴＩＰデコーダ、２２  データデコーダ、２４  モータ制御部、２６  スピンドルモータ、２８  インターフェース、１００  光ディスク装置。
【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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【図７】
2004192737.tif 000012
【図８】
2004192737.tif 000013
【図９】
2004192737.tif 000014
【図１０】
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