(57)【要約】【課題】  マルチメディアの保護を図るうえで重要な、スケーラブルメディアのためのスケーラブルで誤り復元性があるデジタル権利管理法を提供する。【解決手段】  例示的なデジタル権利管理エンジンおよびそれに関連する方法によれば、マルチメディアコンテンツを複数のサービスレベルレイヤに分割し、レイヤの少なくともいくつかを暗号化し、暗号化されたレイヤへのアクセス権を許可によって提供する。マルチメディアコンテンツは、複数の異なる階層化手法を同時に使用して階層化することができ、異なるタイプのレイヤへのアクセス権を同時に提供することができる。レイヤの１つは暗号化しないでおき、低品質のサービスレベルの無償の閲覧を可能にすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤに分割するステップと、
暗号化された各品質レイヤに個別の秘密を使用して、前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化するステップと、
暗号化された品質レイヤの秘密を開示することにより、前記暗号化された品質レイヤにアクセスする許可を付与するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤの複数セットに同時に分割するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、ビットレートを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、フレームサイズを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、フレームレートを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、色深度を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、オーディオチャンネルの量を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、サンプリングレートを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、周波数帯域を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、オーディオサンプル分解能を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記許可は、前記暗号化された品質レイヤに固有のライセンスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マルチメディアコンテンツはＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記マルチメディアコンテンツは、ＳＭＡＲＴまたはＳＭＡＲＴ＋＋のスケーラブルメディア適合および堅牢なトランスポート符号化技術を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記許可を用いないアクセスのために、前記品質レイヤの１つまたは複数を暗号化しないままにしておくステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームの前記ベースレイヤは暗号化されないままにされ、前記ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームの前記拡張レイヤは前記品質レイヤに分割されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記品質レイヤは、隣接するビットプレーンおよびビットレートグループであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記隣接するビットプレーンの各グループは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲサービスレベルであり、前記ビットレートグループの各々はビットレートサービスレベルであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＰＳＮＲサービスレベルおよび前記ビットレートサービスレベルにアクセスする許可を同時に付与するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記暗号化された品質レイヤを、解読せずにレートシェーピングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
すべての前記マルチメディアコンテンツをユーザに提供し、マルチメディアコンテンツのダウンロードを行うことなく前記品質レイヤの１つにアクセスするための鍵を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
マルチメディアコンテンツを品質レイヤに分割する手段と、
暗号化された各品質レイヤに個別の鍵を使用して、前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化する手段と、
品質レイヤを解読する鍵へのアクセス権を付与する手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
前記マルチメディアコンテンツはＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームであることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記マルチメディアコンテンツは、ＳＭＡＲＴまたはＳＭＡＲＴ＋＋のスケーラブルメディア適合および堅牢なトランスポート符号化技術を使用した音響映像表現であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記分割する手段は、前記マルチメディアコンテンツビットストリームの拡張レイヤを、ビットプレーンおよびビットレートにより品質レイヤに分割するサービスレベルジェネレータであり、各品質レイヤは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲサービスレベルおよびビットレートサービスレベルの両方として同時にアクセスされることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記暗号化する手段は、合計プリミティブを有する汎用ブロック連鎖を使用した暗号化エンジンであることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記暗号化する手段は、弱いＣＢＣ暗号化および合計ステップを使用した暗号化エンジンであることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記暗号化する手段はストリーム暗号を使用することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２９】
前記ストリーム暗号はＲＣ４であることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記暗号化する手段はブロック暗号を使用することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３１】
前記ブロック暗号は、ＤＥＳ、ＡＥＳ、およびＲＣ５の１つであることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記ブロック暗号は、電子コードブックモードＥＣＢ、ブロック連鎖モードＣＢＣ、またはオフセットコードブックモードＯＣＢを使用することを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記暗号化する手段はＣ＆Ｓ暗号化を使用することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項３４】
前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、ＲＣ４暗号化を一般的なストリーム暗号に置き換えることを含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、プレメッセージ認証コードのＤＥＳ暗号化をＲＣ５暗号化に置き換えることを含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、プレメッセージ認証コードのＤＥＳ暗号化をＡＥＳ暗号化に置き換えることを含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、可逆メッセージ認証コードを使用して、暗号化すべき前記コンテンツにおけるデータの一部を取り替えることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
メッセージ認証コードおよび暗号鍵をストリーム暗号と共に使用することにより、前記データを暗号化することを特徴とする請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
ストリーム暗号鍵は、前記暗号鍵と、暗号化すべき前記データのハッシュ値の両方に依存することを特徴とする請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記アクセス権を付与する手段は、鍵の要求を受け取り、該鍵を開示するサービスレベルアクセスグランタであることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項４１】
前記サービスレベルアクセスグランタはライセンスサーバ中に配置されていることを特徴とする請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記装置は、前記サービスレベルアクセスグランタを除いて、マルチメディアコンテンツサーバ中に配置されていることを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
バイモーダルサービスコントローラをさらに備え、前記バイモーダルサービスコントローラは、ピーク信号対雑音比サービスおよびビットレートサービスを同時に管理することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項４４】
品質レイヤセットの組み合わせを同時に管理するサービスコントローラをさらに備え、該品質レイヤセットの各々は、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲの品質レイヤセット、ビットレート品質レイヤセット、フレームサイズ品質レイヤセット、フレームレート品質レイヤセット、色深度品質レイヤセット、オーディオチャンネルの量の品質レイヤセット、サンプリングレート品質レイヤセット、周波数帯域品質レイヤセット、およびオーディオサンプル分解能品質レイヤセットを有する品質レイヤセットの一群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項４５】
マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤに分割する動作と、
暗号化される各品質レイヤに個別の鍵を使用して前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化する動作と、
前記品質レイヤの１つを解読する鍵を使用するためのライセンスを付与する動作と、
を含む動作を行うために、コンピュータによって実行可能な命令を含むことを特徴とする１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項４６】
前記分割する動作は、前記マルチメディアコンテンツの隣接するビットプレーンを、ピーク信号対雑音比サービスレベルにグループ分けすることにより実現されることを特徴とする請求項４５に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項４７】
前記分割する動作は、ビットレートサービスレベルを選択することによって実施されることを特徴とする請求項４５に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項４８】
前記分割する動作は、フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能の１つに基づいて実施されることを特徴とする請求項４７に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項４９】
ＰＳＮＲサービスレベルおよびビットレートサービスレベルにアクセスするためのライセンスを同時に付与する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項４８に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５０】
フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能に基づくサービスレベルにアクセスするためのライセンスを同時に付与する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項４９に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５１】
前記ＰＳＮＲサービスレベルのためのＰＳＮＲ品質レイヤコンテンツと、前記ビットレートサービスレベルのためのビットレート品質レイヤコンテンツとを同時に管理する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項５０に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５２】
フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能に対応する前記サービスレベルのための品質レイヤコンテンツを同時に管理する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項５１に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５３】
鍵を用いないアクセスのために前記品質レイヤの１つを暗号化しないでおく動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項４５に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５４】
ユーザが、より低い品質レイヤを解読する鍵をすでに持っており、より高い品質レイヤを解読する鍵を受信する時には、前記より低い品質レイヤと前記より高い品質レイヤとの差分をダウンロードする動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする請求項４５に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５５】
前記暗号化する動作は、品質レイヤを解読することなく該品質レイヤのレートシェーピングを可能にすることを特徴とする請求項４５に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
【請求項５６】
スケーラブルなマルチメディアコンテンツを２つ以上の品質レイヤセットに分割するステップであって、各品質レイヤセットは、より低い品質からより高い品質にわたる品質レイヤを含み、第１の品質レイヤセットにおける品質レイヤの第１の量と、第２の品質レイヤセットにおける品質レイヤの第２の量との積がコンテンツセグメント数を定義するステップと、
前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化するステップと、
前記セグメントの各々に個別の鍵を割り当てるステップと、
を含むことを特徴とする鍵管理の方法。
【請求項５７】
ある品質レイヤセットにおけるより低い品質レイヤの第１の鍵は、前記品質レイヤセットにおける次に高い品質レイヤの第２の鍵から導出されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記第１の鍵は、前記第２の鍵の少なくとも一部をハッシュすることにより前記第２の鍵から導出されることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記第１の品質レイヤセットのための第１の鍵のセットと、前記第２の品質レイヤセットのための第２の鍵のセットとを同時に使用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
複数の品質レイヤセットによって定義されるコンテンツセグメントは、前記複数の品質レイヤセットの１セットのみからの鍵を使用することにより解読されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記第１の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤについて第１の独立したランダム鍵が生成され、前記第２の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤについて第２の独立したランダム鍵が生成されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６２】
前記第１の品質レイヤセットおよび前記第２の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤより低い品質レイヤのための鍵は、前記第１および第２の品質レイヤセットにおいて次に高い品質レイヤの鍵をセキュアにハッシュすることにより生成されることを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
各品質レイヤセットのために鍵のセットを生成するステップであって、各品質レイヤセットにおける各品質レイヤについて１つの鍵が生成されるステップと、
前記鍵のセットの鍵を使用する閾値暗号化法を前記セグメントそれぞれに適用するステップであって、多くとも各鍵のセットから１つの鍵が使用されるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６４】
前記閾値暗号化法は（１，ｎ）閾値暗号化法であり、ｎは鍵セットの数であることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記第１の品質レイヤセットにおける前記品質レイヤに第１の鍵のセットを生成するステップと、
前記第２の品質レイヤセットにおける前記品質レイヤに第２の鍵のセットを生成するステップと、
前記第１の鍵のセットから第１の鍵を使用し、且つ前記第２の鍵のセットから第２の鍵を使用する閾値暗号化法を各前記セグメントに適用するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項６６】
前記閾値暗号化法は、（１，２）閾値暗号化法であることを特徴とする請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記第１および第２の鍵セットの鍵の１つを使用してセグメントを解読するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記２つ以上の品質レイヤセットのそれぞれは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲ品質レイヤセット、ビットレート品質レイヤセット、フレームサイズ品質レイヤセット、フレームレート品質レイヤセット、色深度品質レイヤセット、オーディオチャンネルの量の品質レイヤセット、サンプリングレート品質レイヤセット、周波数帯域品質レイヤセット、およびオーディオサンプル分解能品質レイヤセットを有する品質レイヤセットの一群から選択されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケーラブルメディア(scalable media)のための、スケーラブルで誤り復元性(error resilient)があるデジタル権利管理(ＤＲＭ：digital rights management)に関するものである。
【０００２】
すなわち本発明は、マルチメディアの保護(multimedia protection)に関し、より詳細には、スケーラブルメディアのためのスケーラブルで誤り復元性があるデジタル権利管理に関する。
【背景技術】
【０００３】
マルチメディアのデジタル権利管理（ＤＲＭ：digital rights management）は、メディアコンテンツ所有者の知的財産を保護するための一般的な手法となっている。例えば「ＭＰＥＧ−４  Ｆｉｎｅ  Ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ  Ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ（ＦＧＳ）」ビデオ符号化標準(video coding standard)は、様々な伝送と応用例のニーズに合わせた１つのマルチメディアストリームの簡単で柔軟性のある適合(flexible adaptation)を可能にする。ＤＲＭは、音楽や映画などの著作権が保護されたマルチメディア商品の保護において重要な役割を果たしている。市場ではＤＲＭサービスに対する需要が高まっている。ＤＲＭは、ＷＩＮＤＯＷＳＭＥＤＩＡ（登録商標）フォーマットあるいはＥＢＯＯＫＳ（登録商標）（米国ワシントン州レドモンドマイクロソフト社）などのＭＩＣＲＯＳＯＦＴ（登録商標）製品にすでに実装されている。しかし、新しいスケーラブルなマルチメディアフォーマットに最適化された新しいＤＲＭ方式(DRM scheme)が必要とされる。そうした新しいマルチメディアフォーマット(multimedi format)とＤＲＭにより、新しいビジネスとサービスモデルの発展が可能になる。
【０００４】
本発明に関連した技術事項は、以下に列挙する非特許文献１〜非特許文献８に述べられている。
【０００５】
【非特許文献１】マイクロソフト社＜http://research.microsoft.com/im/＞
【非特許文献２】Feng Wu, Shipeng Li, Ya-Qin Zhang, "A framework for efficient progressive fine granular scalable video coding", IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 11, no. 3, pp. 332-344, 2001
【非特許文献３】Xiaoyan Sun, Feng Wu, Shipeng Li, Wen Gao, Ya-Qin Zhang, "Macroblock-based temporal-SNR progressive fine granularity scalable video coding", IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), pp. 1025-1028, Thessaloniki, Greece, October, 2001
【非特許文献４】Yuwen He, Feng Wu, Shipeng Li, Yuzhuo Zhong, Shiqiang Yang, "H.26L-based fine granularity scalable video coding", ISCAS 2002, vol. 4, pp. 548-551, Phoenix, USA, May 2002
【非特許文献５】S.J. Wee and J.G. Apostolopoulos, "Secure Scalable Streaming Enabling Transcoding Without Decryption," IEEE Int. Conf. Image Processing, 2001, vol. l, pp. 437-440
【非特許文献６】Raphael Grosbois, Pierre Gergelot, and Touradj Ebrahimi, "Authentication and Access Control in the JPEG 2000 compressed domain," Proc. of SPIE 46th Annual Meeting, Applications of Digital Image Processing XXIV, San Diego, 2001
【非特許文献７】Mariusz H. Jakubowski, Ramarathnam Venkatesan, "The Chain & Sum Primitive and Its Applications to MACs and Stream Ciphers", EUROCRYPT '98, pp. 281-293, 1998
【非特許文献８】A. Shamir, "How to Share a Secret," Communications of ACM, vol. 24, no. 11, 1979, pp. 612-613
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スケーラブルなビデオ符号化(scalable video coding)は、柔軟性があり、幅広い応用例の要件(requirement)と環境(environment)に合わせた適合が容易であることから広い支持を得ている。「Scalable media adaptation and robust transport」（ＳＭＡＲＴおよびＳＭＡＲＴ＋＋）は、スケーラブルなマルチメディア方式の一例である（例えば非特許文献１〜４参照）。
【０００７】
ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳのスケーラブルマルチメディアプロファイル(scalable multimedia profile)では、ビデオストリーム(video stream)はベースレイヤ(base layer)と拡張レイヤ(enhancement layer)の２層に分割される。ベースレイヤは、例えばアプリケーションで使用される最低のビットレートなど、低ビットレートによる非スケーラブルなビデオ符号化(non-scalable coding of the video)である。各フレームの残り(residue)は、拡張レイヤにおいてスケーラブルな方法(scalable manner)で符号化される。すなわち、フレームの残りの離散コサイン変換（ＤＣＴ）係数が、最上位ビットから最下位ビットまでビットプレーン単位(bit-plane wise)で圧縮される。ビデオは、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳによって一度だけ圧縮される。ネットワークを通じてビデオが伝送される際、伝送ネットワークに必要とされる帯域幅がない場合は、サーバは、最下位ビットに関連付けられた拡張レイヤデータ(enhancement layer data)を破棄(discard)することができる。圧縮(compression)も解凍(decompression)も行うことなく、ＦＧＳ圧縮されたデータ(FGS compressed data)には他のレートシェーピング動作(rate shaping operation)を直接行うことができる。
【０００８】
スケーラブルなコーデックについても非スケーラブルなコーデックについても、マルチメディアの暗号化アルゴリズムは次の特徴を備えることが理想的である：高いセキュリティ、低い複雑性、低い圧縮オーバーヘッド(low compression overhead)、誤り復元性(error resilience)、レートシェーピングの適合可能性(rate shaping adaptability)、およびランダム再生機能(random play ability)。セキュリティ(security)は、マルチメディアの暗号化(multimedia encryption)には不可欠の要件である。より重要性が高い軍事およびバンキングの応用例のための他タイプの暗号化と比較すると、マルチメディアの暗号化には特有の問題があり、例えば、軍事およびバンキングの応用例のために暗号化される情報と比べて暗号化すべきビデオデータが比較的膨大であり、通例は暗号化される情報の価値が低いことが挙げられる。
【０００９】
複雑度の低さ(low complexity)は、どの暗号化(encryption)または解読プロセス(decryption process)も処理のオーバーヘッドを付加するので問題となる。マルチメディアストリーム(multimedia stream)は比較的膨大な量のデータを有し、多くの応用例では、通例はリソースが限られたユーザの機器で膨大な量のマルチメディアデータをリアルタイムで解読すること(realtime decryption)が必要とされるため、特に解読中には暗号化システムの複雑度が非常に低いことが望ましいか、または必須とされる。
【００１０】
圧縮オーバーヘッド(compression overhead)も、暗号化は圧縮アルゴリズムの符号化の効率を（直接）低下させるか、またはすでに圧縮されたファイルにバイトを追加することにより、必然的に圧縮効率に影響することから問題となる。したがって、マルチメディアの暗号化アルゴリズム(multimedia encryption algorithm)では圧縮オーバーヘッドを最小にすることが理想的である。
【００１１】
誤り復元性(error resilience)が重要な理由は、マルチメディアの格納(multimedia storage)と伝送(transmission)の最中に障害(fault)が生じるためである。無線ネットワークは、伝送誤りが発生しやすいことで知られる。データパケットは、輻輳、バッファオーバーフロー、およびその他のネットワークの不完全性のために伝送中に損失する可能性がある。暗号化方式(encryption scheme)は、ビット誤り(bit error)およびパッケージ損失(package loss)に対する復元性(resilient)を持つことが理想的である。暗号化方式はまた、ビット誤りからの迅速な回復(quick recovery)とパッケージ損失からの高速な再同期(fast resynchronization)を可能にして、広範囲に及ぶ誤り伝播(extensive error propagation)を防止すべきである。通例は理想的な伝送環境（大半）の下で設計されるマルチメディア暗号化アルゴリズムは、マルチメディアの伝送中にビット誤りまたはパッケージ損失が発生すると、知覚される著しい劣化を時間の経過にわたって伝播してしまう。
【００１２】
レートシェーピング(rate shaping)は、各種の条件に合わせて伝送ビットレート（transmission bitrate：１秒分のストリームのビット数）を変化させる能力を記述する。コンテンツ所有者からユーザにマルチメディアストリーム(multimedia stream)を配信する時には、通例は多くの中間ステージ(middle stage)がデータを処理する。例えばトランスコーディング(transcoding)は、伝送帯域幅の変動あるいはアプリケーションの要件に適合させるためにビットレートを変化させることができる。データが暗号化される場合、それらの中間ステージは、通例はデータを処理するために暗号鍵(encryption key)と解読鍵(decryption key)を要求し、そして暗号化と解読のサイクルを実行しなければならない。それらの中間ステージで暗号化の秘密を共有しなければならないので、それにより処理のオーバーヘッドが増し、セキュリティが低下する。
【００１３】
ユーザは、オーディオおよびビデオのマルチメディアを早送り、巻き戻し、およびランダムアクセスを用いて再生することに慣れている。理想的なＤＲＭシステムは、ユーザからこれらの選択肢を奪うべきではない。すなわち、ＤＲＭで使用される暗号化アルゴリズム(encryption algorithm)は、チェーン暗号化されたデータ(chain-encrypted data)中でのランダムな再生に対応できなければならず、あるいはランダムアクセスのためにデータがチェーン暗号化されていない場合には、暗号化に対する「辞書(dictionary)」攻撃(attack)およびその他の攻撃に対するセキュリティの脆弱性を回避できるべきである。
【００１４】
非スケーラブルなマルチメディアフォーマット(non-scalable multimedia format)には多数の暗号化アルゴリズムが提案されているのに対し、スケーラブルなマルチメディアフォーマット専用の暗号化アルゴリズムは数種しかない。Ｗｅｅ他は、解読を行わずにトランスコーディングが可能なセキュアスケーラブルストリーミング（ＳＳＳ）を提案している（例えば非特許文献５参照）。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳの場合、この方式は、ベースレイヤおよび拡張レイヤ両方のヘッダデータ以外のビデオデータを暗号化する。中間ステージでＲＤに最適なビットレートの低下を行うために、暗号化されていないヘッダにＲＤに最適な（レート歪み(rate distortion)に最適な）カットオフ点についての指示を挿入しなければならない。暗号化の粒状度(encryption granularity)は、ビデオストリームがパケット化される方式に依存してる。より正確には、暗号化は各パケットに適用される。暗号化が行われた後にはパケットサイズの変更は許されない。ＳＳＳは、スケーラブルメディアを単一のアクセス層(single access layer)として保護する。
【００１５】
Ｇｒｏｓｂｏｉｓ他は、ＪＰＥＧ２０００の画像圧縮標準のためのスケーラブルな認証とアクセス制御の方式を提案する（例えば非特許文献６参照）。この方式は、ビットストリーム中の情報の修正(modification)と挿入(insertion)を基本としている。鍵化されたハッシュ値(keyed hash value)を使用して、高周波数帯ウェーブレット係数(high-frequency band wavelet coefficient)の符号を擬似ランダム的に反転させるために使用される擬似ランダムシーケンスを生成する。階層化されたアクセス構造(layered access structure)は、様々な応用例に合わせた適合を可能にする。しかし、その１つの大きな欠点は、解読(decryption)を助けるための追加的な情報(extra information)の挿入(insertion)であり、それにより圧縮効率(compression efficiency)が低下することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
例示的なデジタル権利管理エンジン(digital rights management engine)およびそれに関連する方法は、マルチメディアコンテンツ(multimedia content)を複数のサービスレベルレイヤ(service level layer)に分割し、これらレイヤの少なくともいくつかを暗号化し、暗号化されたレイヤ(encrypted layer)へのアクセス権を許可(permission)によって提供する。
【００１７】
マルチメディアコンテンツは、複数の異なる階層化アプローチ(multiple different layering approach)を同時に使用して階層化されることができ、異なるタイプのレイヤへのアクセス権を同時に提供することができる。レイヤの１つは暗号化しないでおき、低品質のサービスレベルの無償の閲覧を可能にすることができる。例示的な主題(subject matter)は、特に、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリーム、ＳＭＡＲＴおよびＳＭＡＲＴ＋＋の音響聴覚表現(audio-visual representation)、および他のストリーミングが可能(streamable)なスケーラブルマルチメディアのデジタル権利管理に適用することができる。
【００１８】
サービスレベルレイヤ(service level layer)の２つの例示的なタイプは、ピーク信号対雑音比レイヤ(peak signal-to-noise ratio layer)およびビットレートレイヤ(bitrate layer)である。これらのレイヤは、各レイヤに個別の鍵(separate key)を使用して暗号化することができ、鍵に対する権利(rights)は許可(permission)によって付与(grant)される。例えばトランスコーディング(transcoding)中のレートシェーピング(rate shaping)は、レイヤを解読することなく中間のネットワークエンティティ(intermediate network entity)によって行われることができる。より高いサービスレベルのための鍵の所有は、通例はより低いレベルのための鍵を含み、または低サービスレベルの鍵はより高いサービスレベルの鍵から導出することができるが、その逆は可能でない。これにより、ユーザが、マルチメディアストリーム全体(entire multimedia atream)を新たにダウンロードするのではなく品質レベル(quality level)間の差分(defference)のみをダウンロードすることが可能になり、時間(time)とリソース(resource)が節減される。
【００１９】
本発明の第１の態様は、マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤに分割するステップと、暗号化された各品質レイヤに個別の秘密を使用して、前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化するステップと、暗号化された品質レイヤの秘密を開示することにより、前記暗号化された品質レイヤにアクセスする許可を付与するステップと、を含むことを特徴とする方法である。
【００２０】
本発明の第２の態様は、前記マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤの複数セットに同時に分割するステップをさらに含むことを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００２１】
本発明の第３の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）を含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２２】
本発明の第４の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、ビットレートを含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２３】
本発明の第５の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、フレームサイズを含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２４】
本発明の第６の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、フレームレートを含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２５】
本発明の第７の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、色深度を含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２６】
本発明の第８の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、オーディオチャンネルの量を含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２７】
本発明の第９の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、サンプリングレートを含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２８】
本発明の第１０の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、周波数帯域を含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００２９】
本発明の第１１の態様は、前記個別の品質レイヤの複数セットの１つは、オーディオサンプル分解能を含むことを特徴とする第２の態様に記載の方法である。
【００３０】
本発明の第１２の態様は、前記許可は、前記暗号化された品質レイヤに固有のライセンスであることを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００３１】
本発明の第１３の態様は、前記マルチメディアコンテンツはＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームであることを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００３２】
本発明の第１４の態様は、前記マルチメディアコンテンツは、ＳＭＡＲＴまたはＳＭＡＲＴ＋＋のスケーラブルメディア適合および堅牢なトランスポート符号化技術を使用することを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００３３】
本発明の第１５の態様は、前記許可を用いないアクセスのために、前記品質レイヤの１つまたは複数を暗号化しないままにしておくステップをさらに含むことを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００３４】
本発明の第１６の態様は、前記ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームの前記ベースレイヤは暗号化されないままにされ、前記ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームの前記拡張レイヤは前記品質レイヤに分割されることを特徴とする第１５の態様に記載の方法である。
【００３５】
本発明の第１７の態様は、前記品質レイヤは、隣接するビットプレーンおよびビットレートグループであることを特徴とする第１６の態様に記載の方法である。
【００３６】
本発明の第１８の態様は、前記隣接するビットプレーンの各グループは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲサービスレベルであり、前記ビットレートグループの各々はビットレートサービスレベルであることを特徴とする第１７の態様に記載の方法である。
【００３７】
本発明の第１９の態様は、前記ＰＳＮＲサービスレベルおよび前記ビットレートサービスレベルにアクセスする許可を同時に付与するステップをさらに含むことを特徴とする第１８の態様に記載の方法である。
【００３８】
本発明の第２０の態様は、前記暗号化された品質レイヤを、解読せずにレートシェーピングするステップをさらに含むことを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００３９】
本発明の第２１の態様は、すべての前記マルチメディアコンテンツをユーザに提供し、マルチメディアコンテンツのダウンロードを行うことなく前記品質レイヤの１つにアクセスするための鍵を提供するステップをさらに含むことを特徴とする第１の態様に記載の方法である。
【００４０】
本発明の第２２の態様は、マルチメディアコンテンツを品質レイヤに分割する手段と、暗号化された各品質レイヤに個別の鍵を使用して、前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化する手段と、品質レイヤを解読する鍵へのアクセス権を付与する手段と、を備えることを特徴とする装置である。
【００４１】
本発明の第２３の態様は、前記マルチメディアコンテンツはＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームであることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４２】
本発明の第２４の態様は、前記マルチメディアコンテンツは、ＳＭＡＲＴまたはＳＭＡＲＴ＋＋のスケーラブルメディア適合および堅牢なトランスポート符号化技術を使用した音響映像表現であることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４３】
本発明の第２５の態様は、前記分割する手段は、前記マルチメディアコンテンツビットストリームの拡張レイヤを、ビットプレーンおよびビットレートにより品質レイヤに分割するサービスレベルジェネレータであり、各品質レイヤは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲサービスレベルおよびビットレートサービスレベルの両方として同時にアクセスされることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４４】
本発明の第２６の態様は、前記暗号化する手段は、合計プリミティブを有する汎用ブロック連鎖を使用した暗号化エンジンであることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４５】
本発明の第２７の態様は、前記暗号化する手段は、弱いＣＢＣ暗号化および合計ステップを使用した暗号化エンジンであることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４６】
本発明の第２８の態様は、前記暗号化する手段はストリーム暗号を使用することを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４７】
本発明の第２９の態様は、前記ストリーム暗号はＲＣ４であることを特徴とする第２８の態様に記載の装置である。
【００４８】
本発明の第３０の態様は、前記暗号化する手段はブロック暗号を使用することを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００４９】
本発明の第３１の態様は、前記ブロック暗号は、ＤＥＳ、ＡＥＳ、およびＲＣ５の１つであることを特徴とする第３０の態様に記載の装置である。
【００５０】
本発明の第３２の態様は、前記ブロック暗号は、電子コードブックモードＥＣＢ、ブロック連鎖モードＣＢＣ、またはオフセットコードブックモードＯＣＢを使用することを特徴とする第３１の態様に記載の装置である。
【００５１】
本発明の第３３の態様は、前記暗号化する手段はＣ＆Ｓ暗号化を使用することを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００５２】
本発明の第３４の態様は、前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、ＲＣ４暗号化を一般的なストリーム暗号に置き換えることを含むことを特徴とする第３３の態様３３に記載の装置である。
【００５３】
本発明の第３５の態様は、前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、プレメッセージ認証コードのＤＥＳ暗号化をＲＣ５暗号化に置き換えることを含むことを特徴とする第３３の態様に記載の装置である。
【００５４】
本発明の第３６の態様は、前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、プレメッセージ認証コードのＤＥＳ暗号化をＡＥＳ暗号化に置き換えることを含むことを特徴とする第３３の態様に記載の装置である。
【００５５】
本発明の第３７の態様は、前記Ｃ＆Ｓ暗号化は、可逆メッセージ認証コードを使用して、暗号化すべき前記コンテンツにおけるデータの一部を取り替えることを特徴とする第３３の態様に記載の装置である。
【００５６】
本発明の第３８の態様は、メッセージ認証コードおよび暗号鍵をストリーム暗号と共に使用することにより、前記データを暗号化することを特徴とする第３７の態様に記載の装置である。
【００５７】
本発明の第３９の態様は、ストリーム暗号鍵は、前記暗号鍵と、暗号化すべき前記データのハッシュ値の両方に依存することを特徴とする第３８の態様に記載の装置である。
【００５８】
本発明の第４０の態様は、前記アクセス権を付与する手段は、鍵の要求を受け取り、該鍵を開示するサービスレベルアクセスグランタであることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００５９】
本発明の第４１の態様は、前記サービスレベルアクセスグランタはライセンスサーバ中に配置されていることを特徴とする第４０の態様に記載の装置である。
【００６０】
本発明の第４２の態様は、前記装置は、前記サービスレベルアクセスグランタを除いて、マルチメディアコンテンツサーバ中に配置されていることを特徴とする第４１の態様に記載の装置である。
【００６１】
本発明の第４３の態様は、バイモーダルサービスコントローラをさらに備え、前記バイモーダルサービスコントローラは、ピーク信号対雑音比サービスおよびビットレートサービスを同時に管理することを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００６２】
本発明の第４４の態様は、品質レイヤセットの組み合わせを同時に管理するサービスコントローラをさらに備え、該品質レイヤセットの各々は、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲの品質レイヤセット、ビットレート品質レイヤセット、フレームサイズ品質レイヤセット、フレームレート品質レイヤセット、色深度品質レイヤセット、オーディオチャンネルの量の品質レイヤセット、サンプリングレート品質レイヤセット、周波数帯域品質レイヤセット、およびオーディオサンプル分解能品質レイヤセットを有する品質レイヤセットの一群から選択されることを特徴とする第２２の態様に記載の装置である。
【００６３】
本発明の第４５の態様は、マルチメディアコンテンツを個別の品質レイヤに分割する動作と、暗号化される各品質レイヤに個別の鍵を使用して前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化する動作と、前記品質レイヤの１つを解読する鍵を使用するためのライセンスを付与する動作と、を含む動作を行うために、コンピュータによって実行可能な命令を含むことを特徴とする１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６４】
本発明の第４６の態様は、前記分割する動作は、前記マルチメディアコンテンツの隣接するビットプレーンを、ピーク信号対雑音比サービスレベルにグループ分けすることにより実現されることを特徴とする第４５の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６５】
本発明の第４７の態様は、前記分割する動作は、ビットレートサービスレベルを選択することによって実施されることを特徴とする第４５の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６６】
本発明の第４８の態様は、前記分割する動作は、フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能の１つに基づいて実施されることを特徴とする第４７の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６７】
本発明の第４９の態様は、ＰＳＮＲサービスレベルおよびビットレートサービスレベルにアクセスするためのライセンスを同時に付与する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第４８の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６８】
本発明の第５０の態様は、フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能に基づくサービスレベルにアクセスするためのライセンスを同時に付与する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第４９の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００６９】
本発明の第５１の態様は、前記ＰＳＮＲサービスレベルのためのＰＳＮＲ品質レイヤコンテンツと、前記ビットレートサービスレベルのためのビットレート品質レイヤコンテンツとを同時に管理する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第５０の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００７０】
本発明の第５２の態様は、フレームサイズ、フレームレート、色深度、オーディオチャンネルの量、サンプリングレート、周波数帯域、およびオーディオサンプル分解能に対応する前記サービスレベルのための品質レイヤコンテンツを同時に管理する動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第５１の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００７１】
本発明の第５３の態様は、鍵を用いないアクセスのために前記品質レイヤの１つを暗号化しないでおく動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第４５の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００７２】
本発明の第５４の態様は、ユーザが、より低い品質レイヤを解読する鍵をすでに持っており、より高い品質レイヤを解読する鍵を受信する時には、前記より低い品質レイヤと前記より高い品質レイヤとの差分をダウンロードする動作を行うためにコンピュータによって実行可能な命令をさらに含むことを特徴とする第４５の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００７３】
本発明の第５５の態様は、前記暗号化する動作は、品質レイヤを解読することなく該品質レイヤのレートシェーピングを可能にすることを特徴とする第４５の態様に記載の１つまたは複数のコンピュータ可読媒体である。
【００７４】
本発明の第５６の態様は、スケーラブルなマルチメディアコンテンツを２つ以上の品質レイヤセットに分割するステップであって、各品質レイヤセットは、より低い品質からより高い品質にわたる品質レイヤを含み、第１の品質レイヤセットにおける品質レイヤの第１の量と、第２の品質レイヤセットにおける品質レイヤの第２の量との積がコンテンツセグメント数を定義するステップと、前記品質レイヤの少なくともいくつかを暗号化するステップと、前記セグメントの各々に個別の鍵を割り当てるステップと、を含むことを特徴とする鍵管理の方法である。
【００７５】
本発明の第５７の態様は、ある品質レイヤセットにおけるより低い品質レイヤの第１の鍵は、前記品質レイヤセットにおける次に高い品質レイヤの第２の鍵から導出されることを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【００７６】
本発明の第５８の態様は、前記第１の鍵は、前記第２の鍵の少なくとも一部をハッシュすることにより前記第２の鍵から導出されることを特徴とする第５７の態様に記載の方法である。
【００７７】
本発明の第５９の態様は、前記第１の品質レイヤセットのための第１の鍵のセットと、前記第２の品質レイヤセットのための第２の鍵のセットとを同時に使用するステップをさらに含むことを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【００７８】
本発明の第６０の態様は、複数の品質レイヤセットによって定義されるコンテンツセグメントは、前記複数の品質レイヤセットの１セットのみからの鍵を使用することにより解読されることを特徴とする第５９の態様に記載の方法である。
【００７９】
本発明の第６１の態様は、前記第１の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤについて第１の独立したランダム鍵が生成され、前記第２の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤについて第２の独立したランダム鍵が生成されることを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【００８０】
本発明の第６２の態様は、前記第１の品質レイヤセットおよび前記第２の品質レイヤセットにおける最も高い品質レイヤより低い品質レイヤのための鍵は、前記第１および第２の品質レイヤセットにおいて次に高い品質レイヤの鍵をセキュアにハッシュすることにより生成されることを特徴とする第６１の態様に記載の方法である。
【００８１】
本発明の第６３の態様は、各品質レイヤセットのために鍵のセットを生成するステップであって、各品質レイヤセットにおける各品質レイヤについて１つの鍵が生成されるステップと、前記鍵のセットの鍵を使用する閾値暗号化法を前記セグメントそれぞれに適用するステップであって、多くとも各鍵のセットから１つの鍵が使用されるステップと、をさらに含むことを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【００８２】
本発明の第６４の態様は、前記閾値暗号化法は（１，ｎ）閾値暗号化法であり、ｎは鍵セットの数であることを特徴とする第６３の態様に記載の方法である。
【００８３】
本発明の第６５の態様は、前記第１の品質レイヤセットにおける前記品質レイヤに第１の鍵のセットを生成するステップと、前記第２の品質レイヤセットにおける前記品質レイヤに第２の鍵のセットを生成するステップと、前記第１の鍵のセットから第１の鍵を使用し、且つ前記第２の鍵のセットから第２の鍵を使用する閾値暗号化法を各前記セグメントに適用するステップと、をさらに含むことを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【００８４】
本発明の第６６の態様は、前記閾値暗号化法は、（１，２）閾値暗号化法であることを特徴とする第６５の態様に記載の方法である。
【００８５】
本発明の第６７の態様は、前記第１および第２の鍵セットの鍵の１つを使用してセグメントを解読するステップをさらに含むことを特徴とする第６６の態様に記載の方法である。
【００８６】
本発明の第６８の態様は、前記２つ以上の品質レイヤセットのそれぞれは、ピーク信号対雑音比ＰＳＮＲ品質レイヤセット、ビットレート品質レイヤセット、フレームサイズ品質レイヤセット、フレームレート品質レイヤセット、色深度品質レイヤセット、オーディオチャンネルの量の品質レイヤセット、サンプリングレート品質レイヤセット、周波数帯域品質レイヤセット、およびオーディオサンプル分解能品質レイヤセットを有する品質レイヤセットの一群から選択されることを特徴とする第５６の態様に記載の方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
概要
本発明の主題は、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳ、ＳＭＡＲＴ、およびＳＭＡＲＴ＋＋などの一般的なスケーラブルなオーディオ／ビデオ符号化または特定の符号化方式を使用するマルチメディアコンテンツのための例示的なデジタル権利管理エンジン（ＤＲＥ：digital rights management engine）とそれに関連するＤＲＭ方法を含む。この主題は、ある一実施例として、複数のアクセスレイヤ(multiple access layer)を可能にするスケーラブルなマルチレイヤ暗号化ストリーム(scalable multi-layer encrypted stream)を生成する。例示的な実施例では、このストリームは、ここで例として使用する「ＳＭＬＦＥストリーム」と称するスケーラブルなマルチレイヤのＦＧＳ暗号化ストリーム(scalable multi-layer FGS encrypted stream)である。ここではＳＭＬＦＥストリームを一例として使用するが、本主題は、一般的なスケーラブルなオーディオおよび／またはビデオ符号化を使用するコンテンツに適用される。
【００８８】
ＳＭＬＦＥストリームは、低品質のベースレイヤのビデオ（暗号化されているか、または暗号化されていない）の無償の閲覧を提供するのと同時に、それぞれが１つのサービスレベルに対応する異なる品質レイヤを介した拡張レイヤデータへのアクセスを制御することができる。ここで使用する「品質(quality)」とは、視覚的および／または音声的な（知覚的な）解像度と画像および／または音声の見かけのディテールのレベル、すなわち、元の符号化されていない内容に対する知覚される画像および／または音声の忠実度を意味する。一般には、より品質が高い画像および音声を提供するにはより多くのデータが必要とされる。
【００８９】
各種のユーザが、同じビデオストリームに関連する異なる品質のニーズを有する可能性がある。例えば、住宅内部の仮想的なツアーが、あるユーザには投資者と設計者のグループに対する「夢の家」のプレゼンテーションとして使用される。高忠実度バージョンのビデオには費用がかかる可能性があるが、この種のユーザにとってビデオの品質は最も重要な事柄である。同じビデオが、建築作業員により、住宅内に壁を配置するために低性能のハンドヘルド通信機器で再生される。そのようなユーザは忠実度の高さには関心がなく、ダウンロード時間を短縮するために最小限のビデオデータを受信することが問題となる。
【００９０】
ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳの一実施例において、例示的なＤＲＭ方法はスケーラブルであり、例えば、より低いサービスレベルでＳＭＬＦＥストリームの一部を受信するユーザが、より高いサービスレベルでビデオを見ることを決めると、単に２つのサービスレベルの差分からなるストリームをダウンしてより低いサービスレベルのストリームと組み合わせることができる。ユーザがすでに（例えばＣＤやＤＶＤから）暗号化コンテンツをすべて入手している場合、これは、単により高いサービスレベルのための鍵を購入し、ダウンロードすることによって果たすことができる。ここに記載する例示的な暗号化がイメージ品質(image quality)を劣化させないのと同様、例示的なＤＲＭ方法は、高速であり、伝送誤りとパケット損失への堅牢な対処を提供する。これは、暗号化セル(encryption cell)とＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビデオパケットの位置を合わせる(align)例示的な暗号化構造(encryption structure)による。
【００９１】
例示的なＤＲＥとそれに関連するＤＲＭは、ビデオを解読する必要なしに、ランダムアクセス、早送り、および巻き戻し、柔軟な品質のコントロール、およびその他のレートシェーピング動作(rata shaping operation)を提供する。コンテンツ所有者からユーザにＳＭＬＦＥストリームを配信する際に中間ステージ(middle stage)（例えばネットワーク）と暗号化の秘密(encryption secret)を共有(share)しなくてよいことにより、セキュリティが提供される。例示的なＤＲＭ方法は、多くの他のスケーラブルなマルチメディアコーデックにも適用することができる。
【００９２】
本主題の態様は、ＷＩＮＤＯＷＳ ＭＥＤＩＡ（登録商標）のための現在のＭＩＣＲＯＳＯＦＴ（登録商標）のＤＲＭフォーマットおよびＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）によってサポートされる他のスケーラブルなフォーマットに追加することができる。本主題は、ＭＰＥＧ−４のＩＰＭＰ（知的財産の管理および保護）にも使用することができる。
【００９３】
品質レイヤ(quality layer)
図１に示すように、ここに記載する各種の主題を使用して例示的なＳＭＬＦＥストリーム１００中に暗号化されたＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームなどのマルチメディアストリーム１００は、ベースレイヤ１０２と拡張レイヤ１０４に分割される。拡張レイヤは、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００を受信するユーザに、階層化されたアクセス、すなわち「サービスレベル」を提供するために使用される品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２と称する異なるレベルに分割される。例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００は、同時にアクセスされることが可能なピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）（可変のビットレート符号化に似る）とビットレート（固定されたビットレート符号化に似る）の両方に基づくサービスレベルの分割を含む。同じ例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００は異なるタイプの品質レイヤに同時に分割することができ、すなわち、異なる品質レイヤ方式が１つの例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００に同時に作用することができる。例えば、ビデオコンテンツにデジタル権利管理（ＤＲＭ）を施行したいコンテンツ所有者は、ＰＳＮＲレイヤとビットレートレイヤに従ってＳＭＬＦＥコンテンツを階層化することを決め、それら２つの階層化方式を同時に同じＳＭＬＦＥコンテンツに実施することができる。コンテンツ所有者はさらに、ＳＭＬＦＥコンテンツの音響映像特性とビジネス上の必要性に基づいて、ＰＳＮＲレイヤ（すなわちＰＳＮＲサービスレベル）間の境界とビットレートレイヤ（すなわちビットレートのサービスレベル）間の境界をどこに引くかを指定することができる。他のタイプの品質レイヤ（すなわちサービスレベル）を使用することが可能であり、例えば、フレームサイズの品質レイヤ（各品質レイヤを１つのフレームサイズとすることができる）、フレームレートの品質レイヤ（各フレームレートを１レイヤとする）、色深度(color depth)の品質レイヤ（それぞれの色深度を１つのレイヤとする）、チャンネル品質の品質レイヤ（各チャンネルを１レイヤとする）、サンプリングレートの品質レイヤ（各サンプリングレートを１レイヤとする）、帯域幅の品質レイヤ（スペクトル全体を複数の周波数帯域に分割し、各帯域を１レイヤとする）、オーディオサンプル分解能(audio sample resolution)の品質レイヤ（各オーディオサンプルを表す８ビット、１６ビット、または２４ビットの各サンプルサイズを１レイヤとする）など。同じメディアコンテンツ中で同時的品質階層化手法(simultaneous quality layering scheme)を実施するために、これらのタイプの品質レイヤとさらに多くの品質レイヤすべてを互いと組み合わせるか、または上述のＰＳＮＲおよびビットレートタイプの品質レイヤと組み合わせることができる。
【００９４】
ＰＳＮＲがイメージ品質の適切な尺度、あるいは少なくとも線形の尺度ではないことは分かっているが、本主題の一実施例では、イメージ品質の点から品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２への階層化されたアクセスを提供すべき場合には、ＰＳＮＲのサービスレベルが望ましい選択肢である。ただし、ＳＭＬＦＥストリーム１００がネットワークを通じて送信される場合、サービスレベルの分割はビットレートによっても設定されることができる（すなわちビットレートのサービスレベル）。例示的なＤＲＥとそれに関連する方法は、同じ品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２を使用してＰＳＮＥのサービスレベルとビットレートのサービスレベルの両方を同時にサポートする。例示的なＳＭＬＦＥストリーム１００は、動的なサービスレベルの決定と、品質レイヤを解読せずにビデオ暗号文に対する直接のレートシェーピングを可能にする。したがって、リアルタイムの処理中に、中間の処理サーバは、使用すべきサービスレイヤのタイプ（ＰＳＮＲまたはビットレート）を、ストリームを解読せずに暗号文から動的に確定することができる。
【００９５】
ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳレイヤ１０４の例示的な品質レイヤ１０２、１０４、１０６、１０８はそれぞれ、別々の暗号化秘密、例えば鍵で暗号化され、一実施ではベースレイヤは暗号化されずに、インターネットなどの公衆メディアで無償配布される。別の実施では、すべてのレイヤの暗号化コンテンツが公衆に無償配布されるが、ベースレイヤ以外のコンテンツはすべて暗号化されるので、暗号化された層にアクセスするための鍵が付与される。暗号化は、スケーラブルな符号化として一度に行うことができる。ユーザに配信される実際のサービスレベルは、暗号化プロセス後に後のステージで決定される。
【００９６】
本主題では、より高いサービスレベルがより低いサービスレベルのデータにアクセスすることは可能であるが、その逆は可能でない。上述のように、ユーザがより低いサービスレベルからより高いサービスレベルへのアップグレードを決定した場合、ユーザは、低い方の品質レベルと高い方の品質レベルの差分をダウンロードするだけでよい。ベースレイヤ１０２に加えて５つの品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２を有する例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００では、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００をすべてダウンロードしなくとも、ユーザにサービスレベルのアップグレードを供給するために行える可能なダウンロードが１０方式ある。例えば、ユーザがすでに品質レイヤ３  １１０にアクセスする許可を得ており、次に高いサービスレベルへの許可を得た後にそのサービスレベルにアクセスする場合、ユーザは、品質レイヤ４  １１２と品質レイヤ３  １１０との差分１１４を表すデータのみをダウンロードすればよい。同様のダウンロードを、他のサービスレベル間の１レイヤ分のアップグレード、すなわち差分１１６、１１８、１２０について行うことができる。２サービスレベル上にアップグレードするには、低い方のサービスレベルと２サービスレベル高い品質レイヤとの差分１２２、１２４、１２６で示すように若干より多くのデータをダウンロードすることが必要となる。それでも、２サービスレベルのアップグレードのためにダウンロードされるデータ量は、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００全体を新たにダウンロードする場合に比べてはるかに少ない。無論、差分１２８、１３０で示すように、第１の品質レイヤから３サービスレベル上の品質レイヤへのアップグレードでもダウンロード時間とリソースが節減される。また、ベースレイヤ１０２から最も高いレイヤ４  １１２へのアップグレードには、差分１３２に等しいデータのダウンロードが必要となるが、それでもなお、ベースレイヤ１０２を再度ダウンロードすることが必要となる例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００全体をダウンロードする場合に比べて少ない。
【００９７】
一実施例では、上述のように、ベースレイヤ１０２は、ビデオストリームを低品質で無償で閲覧できるように暗号化せずに公開されることができる。これは、高い品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２を解読する必要なしに、ペイパービュー方式のビデオの放映を購入する前に試しにビデオを見る、あるいは暗号化されていないベースレイヤ１０２のデータにコンテンツに基づく検索を行うなどの活動に有用である。
【００９８】
ここに示す各種の主題は、同じユーザによる異なるタイプのサービスへの交差したアクセスを阻止し、すなわち、すべての暗号化データをユーザが入手できる場合であっても、ＰＳＮＲサービスレベルへのアクセスはビットレートのサービスレベルへのアクセスを可能にせず、その逆も同様である。
【００９９】
例示的なＤＲＭ環境(DRM environment)
図２は、例示的なネットワーキング環境２００への本主題の例示的な実施を示す。ネットワーキング環境２００は、インターネット２０６などのネットワークに通信的に結合された例示的ＤＲＥ２０４を含むコンテンツ配信システム２０２を含む。同じく例示的ＤＲＥ２０４を含むライセンスおよび課金サーバ２０８もインターネット２０６などの同じネットワークに通信的に結合される。コンテンツ配信サーバ２０２の例示的ＤＲＭ２０４は、ライセンスおよび課金サーバ２０８の例示的ＤＲＥ２０４と通信的に結合されても、あるいは、ライセンスおよび課金サーバ２０８の例示的ＤＲＥ２０４は、コンテンツ配信サーバ２０２の例示的ＤＲＥ２０４の遠隔部分としてもよい。ネットワーキング環境２００は、ネットワーク、すなわちインターネット２０６に直接または間接的に通信的に結合された何人かのユーザ２１０、２１２、２１４、２１６も含む。各ユーザは、インターネット２０６と結合されていることにより、コンテンツ配信システム２０２とライセンスおよび課金サーバ２０８に通信的に結合される。コンテンツ配信システム２０２の例示的ＤＲＥ２０４は、この実施では、例示的なＳＭＬＦＥストリーム１００を生成する。
【０１００】
「スーパー配布(super distribution)」モデルがこのネットワーク環境２００のコンテクストとして使用されるが、本主題は他の配布モデルにも使用することができる。スーパー配布モデルでは、ビデオコンテンツは暗号化され、コンテンツ所有者は、暗号化したコンテンツを無償の配布とダウンロード２１８のためにコンテンツ配信システム２０２に送信する。ユーザ２１０、２１２、２１４、２１６が、ＳＭＬＦＥストリーム１００によって提供されるあるサービスレベルにアクセスしたい場合、ユーザは所望のサービスレベルにアクセスする許可を要求する。対応する権利の記述と、暗号化コンテンツの特定の品質レイヤにアクセスするための鍵が、例えばそのレイヤのライセンスを取得するユーザに送信される。ユーザは通例、料金を支払い、ライセンスおよび課金サーバ２０８から所望のライセンスをダウンロードする。特定のサービスレベルのライセンスを購入することを決定する前に、ユーザは無料の品質が最も低いベースレイヤ１０２を見ることができる。特定のサービスレベルのライセンスを取得すると、ユーザは、対応する暗号化コンテンツ、または追加的な暗号化コンテンツをダウンロードまたはストリーミングし、そのマルチメディアを楽しむ。
【０１０１】
ユーザ１  ２１０は、携帯電話のディスプレイで簡単に検討するために映画ビデオの一部を希望している。携帯電話は、帯域幅が限られ、ディスプレイは低解像度である。したがって、ユーザ１  ２１０は、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００の無料の基本品質レイヤ１０２をダウンロードする。基本品質レイヤ１０２は低解像度のビデオのみを提供するが、それは携帯電話が対応できる解像度と同程度である。それに加えて、ベース品質レイヤ１０２は、より高い品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２に比べてダウンロードすべきデータがはるかに少なく、この実施ではライセンスも料金も必要としない。これはユーザ１  ２１０にとって理想的である。
【０１０２】
ユーザ１  ２１０が、携帯電話でユーザ２  ２１２に電話し、映画を賞賛する。ユーザ２  ２１２は、より品質が高いビデオを楽しむために、ユーザ１  ２１０が見た基本品質レイヤ１０２よりも高いサービスレベルのライセンス２２０を要求し、ライセンスおよび課金サーバ２０８に注文する。ユーザ２  ２１２は、品質レイヤ２  １０８、すなわち２番目のサービスレベルを注文する。ライセンスおよび課金サーバ２０８は、サービスレベル２の料金を請求し、品質レイヤ２  １０８の鍵２２２を送信する。
【０１０３】
ユーザ３  ２１４も自分の自宅コンピュータでダウンロードした低解像度バージョンのビデオを見ており、今度は映画全編をよい画面で見たいと思っている。この映画の特殊効果のことを知って、ユーザ３  ２１４は非常に良いビデオ品質を所望している。ユーザ３  ２１４は、サービスレベル３、すなわち例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００の品質レイヤ３  １１０のライセンス２２４を要求する。ライセンスおよび課金サーバ２０８は、ユーザ３  ２１４に品質レイヤ３  １１０の鍵２２６を送信する。
【０１０４】
ユーザ４  ２１６はビデオ愛好家であり、最良のビデオ機器だけを所有しており、自分のビデオ愛好クラブでその映画を上映したいと考えている。ユーザ４  ２１６はすでにサービスレベル１で映画全編を見ており、最も高いサービスレベルである品質レイヤ４  １１２のライセンス２２８を要求する。ライセンスおよび課金サーバ２０８は、ユーザ４  ２１６に、最良のビデオ品質を楽しむためにサービスレベル４にアクセスする鍵２３０を送信する。ユーザ４  ２１６は、すでにサービスレベル１を持っているので、品質レイヤ４  １１２と品質レイヤ１  １０６との差分をダウンロードするだけでよい。
【０１０５】
一部の実施例として、すべてのユーザ２１０、２１２、２１４、１２６が、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００のすべての暗号化レイヤをダウンロードすることができるが、許可を与誤りれたレイヤを解読する許可しか持たない。すべての暗号化レイヤは、ダウンロードする代わりに、ＣＤ、ＤＶＤ、または他の記憶媒体で配布されることもできる。図２に関して説明したような他の実施では、各ユーザには、そのユーザに許可されたサービスレベルに関連するデータ、すなわち最小限のデータのみが送信される。これにより時間とリソースが節減される。より高いサービスレベルについてのデータをストリーミングする場合、ユーザは、ストリーミングサーバに、必要とされるデータ（取得されたライセンス下でアクセス可能なデータ）だけを送信するように指示することができる。一部の実施では、暗号化データは、異なるコンテンツ配信サーバ、ピアツーピアネットワークにおける異なるユーザ、あるいはコンテンツ配信サーバとユーザとの組み合わせなどの異なるソースを通じてユーザにダウンロードされることが可能である。
【０１０６】
例示的なデジタル権利エンジン（ＤＲＥ：digital rights engine）
図３は、図２の例示的ＤＲＥ２０４をより詳細に示す。一実施例では、例示的ＤＲＥ２０４は、図３に示すように、制御ロジック３１０に通信的に結合されたサービスレベルジェネレータ３０２、サービスレベルエンクリプタ(encrypter)３０４、バイモーダル(bimodal)サービスコントローラ３０６、およびサービスレベルアクセスグランタ(grantor)３０８を有する。サービスレベルエンクリプタ３０４はさらに、暗号化エンジン３１２および鍵ジェネレータ３１４を含む。バイモーダルサービスコントローラ３０６はさらに、ＰＳＮＲサービスコントローラ３１６およびビットレートサービスコントローラ３１８を含む。サービスレベルアクセスグランタ３０８はさらに、鍵ディストリビュータ３２０を含む。言うまでもなく、図３は例示的ＤＲＥ２０４の１つの例示的な構成を示すに過ぎない。別の構成は、３０６にバイモーダルコントローラではなく単一のサービスコントローラを用いるものである。一部の実施では、拡張レイヤは、数個の異なるタイプの拡張データを含んで、フレームサイズのスケーラビリティ、フレームレートのスケジュールーラビリティ、ビットレートのスケーラビリティなどの様々な品質レイヤタイプまたは品質レイヤ方式を可能にすることができ、拡張データの各タイプの品質レイヤは、サービスコントローラに関連付けることができる。本主題は、例示的なＤＲＥ方法を実行できる多くの他の構成を企図する。
【０１０７】
例示的ＤＲＥ２０４は、ベースレイヤ１０２および拡張レイヤ１０４を有するＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリーム３２２を受信する。ベースレイヤ１０２が暗号化されない実施では、ベースレイヤ１０２は変更されないまま例示的ＤＲＥ２０４を通過することができるが、拡張レイヤ１０４から品質レベルを暗号化するための参照ストリームとして機能することができる。暗号化のために拡張レイヤ１０４をサービスレベルに分割するサービスレベルジェネレータ３０２は、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリーム３２２の拡張レイヤ１０４コンポーネントを受け取る。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリーム３２２は、ビデオパケットにまとめられ、このパケットは通例は再同期マーカ（以下「ｖｐマーカ」）によって区切られる。拡張レイヤ(enhancement layer)１０４中の開始コードｆｇｓ＿ｂｐ＿ｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅは、誤り復元性(error resilience)を持たせるための再同期マーカ(resynchronization maker)としても機能する。再同期マーカおよびビットプレーン開始コード(bit plane start code)の両方を本明細書では「ｖｐマーカ」と称し、したがってｖｐマーカで区切られたデータをビデオパケットと称する。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳのビデオパケットの長さは、含まれるマクロブロックの数に基づくのではなく、そのパケットに含まれるビット数に基づく（すなわちビデオパケットはマクロブロックと位置を一致させる。すなわち「マクロブロックと位置合わせした」）。各ビデオパケットは、独立して暗号化される暗号化セルである。ヘッダとｖｐマーカは、通例は暗号化されない。
【０１０８】
サービスレベルジェネレータ３０２は、２タイプのサービスレベルを同時に決定する。ＰＳＮＲサービスレベルは、拡張レイヤ１０４の隣接するビットプレーンのグループを選択することによって決定される。ビットプレーンの合計数をｔ個の隣接するグループに分割して、ｔ個のＰＳＮＲサービスレベルを形成することができる。ビットレートサービスレベルも、１フレームの拡張データをｍ個の異なるグループに分割してｍ個のビットレートサービスレベルを形成することによって決定され、各ビットレートサービスレベルは、ビデオパケットの境界と位置を一致させる。これで拡張レイヤ１０４は、（ｍ×ｔ）個の完全に異なるセグメントに分割されたことになる。コンテンツ所有者は、任意の方式を使用して（ビデオパケットと位置を合わせた）ビットプレーンまたはビットレートを共にグループ分けしてＰＳＮＲおよびビットレートのサービスレベルを形成することができる。拡張レイヤのデータを階層化されたＰＳＮＲのサービスレベルまたは階層化されたビットレートのサービスレベルに分ける方式は、ビデオ符号化の技術分野でよく知られているが、ここでは各拡張レイヤを４つの均等なレイヤに分ける方式を一例として使用する。
【０１０９】
サービスレベルジェネレータ３０２がＰＳＮＲとビットレートのサービスレベルを決定すると、例示的ＤＲＥ２０４は、鍵を使用してＰＳＮＲまたはビットレートレイヤを暗号化し、またコンテンツ所有者とユーザ間の中間ステージに鍵を開示する必要なしに暗号化コンテンツの品質レベルを解除するための鍵をユーザに付与するためのフレームワークを提供する。
【０１１０】
例示的サービスレベルエンクリプタ３０４では、上述のように、各ビデオパケットは暗号化セルとして独立して暗号化される。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳにおけるビデオパケットのサイズは、使用される伝送ネットワークの伝送特性に応じて数百ビットから数千バイトまでの幅がある。通例、パケットサイズは、動作するネットワークが無線ネットワークである場合には小さく、インターネットアプリケーションの場合には大きい場合がある。パケットサイズは圧縮時に決定されるが、後のステージで変更することができる。ビデオパケットを区切るｖｐマーカを使用して暗号化セルの境界を示すので、通例、暗号化後にはビデオパケットサイズの変更は許可されない。
【０１１１】
一実施例では、例示的サービスレベルエンクリプタ４０３は、「Ｃ＆Ｓ暗号化(encryption)」と呼ばれるＪａｋｕｂｏｗｓｋｉおよびＶｅｎｋａｔｅｓａｎによる低複雑性の暗号化アルゴリズムに基づく暗号化エンジン３１２を含み、その暗号化アルゴリズムにいくらかの変更を加えたものが各暗号化セルの暗号化に使用される（例えば、既述の非特許文献７参照）。Ｃ＆Ｓ暗号化は、ユニバーサルブロックの連鎖を合計で表すか、または連鎖(chain)および合計のプリミティブ(sum primitive)で表し（短いＣ＆Ｓ(C&S for short)）、それをデータの暗号化と認証の組み合わせに適用することができる。このプリミティブ(primitive)は、合計ステップを伴う弱いＣＢＣタイプ(weak CBC-type)の暗号化であり、ビデオストリーム中のデータブロックを暗号化するストリーム暗号文のフロントエンドとして使用される。例示的暗号化エンジン３１２は多量のデータを暗号化するが、大半の場合は中間サーバが各自の処理を暗号文に直接行うことができるので、暗号化はＦＧＳの圧縮のように１度のみ適用すればよい。Ｃ＆Ｓ暗号化は複雑性が低いので、暗号化および解読が高速である。例示的暗号化エンジン３１２によって適用される暗号化は、通例は、圧縮効率にもエフォート復元性(effort resilience)にも低下を生じさせない。
【０１１２】
他の実施例では、暗号化エンジン３１２は、Ｃ＆Ｓ手法(scheme)の全体または一部を、ＥＣＢ（電子コードブック(electronic codebook)）、ＣＢＣ（暗号ブロック連鎖(cipher block chaining)）、あるいはＯＣＢ（オフセットコードブック(offset codebook)）などの各種モードの、ＲＣ４などの汎用的なストリーム暗号(generic stream cipher)、ＤＥＳ、ＡＥＳ、ＲＣ５などのブロック暗号に置き換えることにより、フレームまたはセルを暗号化することができる。
【０１１３】
例示的なＣ＆Ｓ暗号化アルゴリズムでは、プレＭＡＣ(pre-MAC)（メッセージ認証コード(message authentication code)）の本来のＤＥＳ暗号化が、速度のためにＲＣ５暗号化に替えられる。この暗号化方法は、データサイズを増大させない。例示的なＣ＆Ｓ暗号化では、可逆のＭＡＣを使用して、暗号化されるデータの一部に替える。ＭＡＣ値を暗号鍵と共に使用して、ＲＣ４のようなストリーム暗号中に供給してデータの残りの部分を暗号化する。（上述のようにプレＭＡＣは、ＲＣ５で暗号化されてＭＡＣを形成する。）ＭＡＣは可逆なので、ビット誤りが生じない場合には、暗号化プロセスを逆に行って元の平文を取り戻すことができる。ストリーム暗号の鍵は、セルの暗号鍵と暗号化されるデータのハッシュ値の両方に依存するので、暗号化のセキュリティが保証される。すなわち、ストリーム暗号鍵は、グローバルな暗号鍵(global encryption key)と暗号化されるデータのハッシュ値(hash value)の両方に依存するので、同じグローバル暗号鍵を繰り返し使用する場合でも、それぞれの間の差分が小さいコンテンツは別々の暗号文に暗号化されることになる。
【０１１４】
一実施例では、例示的Ｃ＆Ｓ暗号化は、速度を高めるためにＺ（２３１−１）のフィールドで適用される。したがって各暗号化セルのセキュリティは２６２になる。セルについてのこの暗号化の詳細は、以下のように説明することができる。解読プロセスは、以下の暗号化ステップの逆であることに留意されたい。
【０１１５】
暗号化セル(encryption cell)
を
Ｘ｜ｘｐ≡ｘ０ｘ１Λｘｎ｜ｘｐ                          式（１）
と表し、ｘｐは部分的なブロックであり、「｜」は付加動作(appending operation)を意味するものとする。セル暗号化の鍵をＫとする。２つの線形関数(linear function)を
ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂ                                      式（２）
および
ｇ（ｘ）＝ｃｘ＋ｄ                                      式（３）
と定義する。
次いで
Ｃ＝ｃ０ｃ１Λｃｎ                                      式（４）
が計算され、ここで
ｃ０＝ｆ（ｅｘ０）                                      式（５）
および
ｃｉ＝ｆ（ｃｉ―１＋ｅｘｉ）                            式（６）
を偶数のｉ＞０に使用し、
ｃｉ＝ｇ（ｃｉ−１＋ｅ’ｘｉ）                          式（７）
を奇数のｉ＞０に使用する。
ｙｋ＝ｃｋ                                              式（８）
とし、ここで
ｋ≠ｎ−１                                              式（９）
および
【０１１６】
【数１】
2004312740.tif 000003
【０１１７】
プレＭＡＣを
ｓ＝ｙｎ−１ｙｎ                                        式（１１）
によって表す。
【０１１８】
プレＭＡＣは、ｘの「ハッシュ」値と(hash value)考えることができる。次いで、
ｓ＝ｙｎ−１ｙｎ                                        式（１２）
を、ＲＣ５を使用してそのセルの鍵Ｋで暗号化したその暗号文(ciphertext)Ｅ（ｓ）に替える。Ｅ（ｓ）を、ｘのＭＡＣ値(MAC value)と呼ぶ。
【０１１９】
暗号化セルの暗号文が
Ｚ＝Ｇ（Ｋ｜ｓ）ＸＯＲ（ｙ０ｙ１．．．ｙｎ−２｜ｘｐ）    式（１３）
として得られ、Ｇ（ｓ）は、暗号鍵ＫとプレＭＡＣ値ｓとの組み合わせを入力鍵(input key)としてＲＣ４によって生成されたランダムシーケンスである。
【０１２０】
この例示的なＣ＆Ｓ暗号化を使用すると、それが発生する確率は非常に低いが、ビデオパケットを区分するｖｐマーカが暗号文中に現れる可能性がある。この混乱の可能性を回避するために、次の技術を使用することができる。暗号文がｖｐマーカをエミュレートする場合は、セルの開始部のｖｐマーカを繰り返し、その後に、暗号文を付加する前の暗号化セルのサイズを表す例えば２４ビットなどの固定数のビットを続ける。別の実施では、ｖｐマーカを繰り返す代わりに、２つの特別なマーカを使用して再同期マーカとｆｇｓ＿ｂｐ＿ｓｔａｒｔ＿ｃｏｄｅに替える、それがｖｐマーカのエミュレーションが行われたことを示す。ｖｐマーカと暗号文中の任意のベクトルとのハミング距離が閾値よりも小さい場合は同じ技術を使用することができる。これにより、ビット誤りによって生じるｖｐマーカのエミュレーションを回避することができる。これが生じる確率は非常に低いので、この技術を実施するためのバイトオーバーヘッドは無視することができる。
【０１２１】
上述のＣ＆Ｓ暗号化方法は高速技術(fast technique)である。リアルタイムの圧縮と暗号化を行う応用例でない限り暗号化はコンテンツ所有者によって１度しか行われないので、暗号化のオーバーヘッドは通例は解読側で発生する。大半のハードウェアについての解読オーバーヘッドは無視することができる。
【０１２２】
一部の実施例では、Ｃ＆Ｓ暗号化におけるブロック暗号ＲＣ５をＡＥＳなどの他のブロック暗号に置き替えることができる。ＲＣ４は、他のストリーム暗号に替えることもできる。他の実施では、Ｃ＆Ｓ暗号は、ＣＢＣまたは他のモードを備え、暗号化セルを暗号化する際に存在する可能性のある部分的なブロックのための適切な処理命令を備えたストリーム暗号またはブロック暗号に替えることができる。
【０１２３】
例示的なＤＲＭ方法では、暗号化は圧縮の後に実行されるので圧縮効率に影響を与えない。ヘッダの圧縮ビットストリームに付加されるデータは、各フレームにつき約２４ビットであり、フレーム中のビデオパケット数を表し、データがどのようにビットレートのサービスレベルに分割されているかを示し、暗号文がｖｐマーカをエミュレートする場合の余地を提供する。通常ビットレートのビデオの場合、そのような付加バイトは無視することができる。
【０１２４】
鍵の管理(key management)
サービスレベルエンクリプタ３０４は、鍵ジェネレータ３１４も含む。マルチメディアコンテンツは、同時にいくつかのサービスレベルのセット、すなわち品質レイヤのセットに分割することができる。各サービスレベル（品質レイヤ）とサービスレベルの各セットが、鍵の管理方式に関与することができる。例えば、例示的なＦＧＳマルチメディアコンテンツの総ビットプレーン数が、例示的サービスレベルジェネレータ３０２によりｔ個の隣接するグループに分割されて、ｔ個のＰＳＮＲ（または他のタイプの）サービスレベルを形成していると想定する。フレームの拡張データも例示的サービスレベルジェネレータ３０２によりｍ個の異なるグループに分割されて、ｍ個のビットレート（または他のタイプの）サービスレベルを形成しており、各ビットレートのサービスレベルは、ビデオパケットの境界と位置が合わせられている。これでＦＧＳ拡張レイヤは、（ｍ）×（ｔ）（すなわちｍ×ｔ）個のまったく異なるセグメントに分割されたことになる。ビットレートサービスの区分点がＰＳＮＲのサービスレベルの区分点と一致する場合、対応するセグメントは、空で長さゼロであると考られる。例示的な一実施では、各セグメントに、鍵（ｍｉ、ｔｊ）と表される独立してランダムに生成されたセグメント鍵が割り当てられ、ｍは整数であり、ｔも整数である。
【０１２５】
図４は、例示的ＳＭＬＦＥストリーム１００の品質レイヤ１０６、１０８、１１０、１１２に対応する例示的なセグメント鍵の行列４００を示す。４つのビットプレーン（ｍ＝４）および４つのビットレートグループ（ｔ＝４）の場合の対応するセグメント（それぞれを１つの鍵によって表す）が図示されている。ベース品質レイヤ１０２が暗号化されない実施例では、ベース品質レイヤ１０２はアクセスするのに鍵を必要としない。
【０１２６】
セグメント中の各暗号化セルは、同じセグメント鍵で独立して暗号化される。ユーザがあるサービスレベルのライセンスを取得する時、必要とされる場合には、取得したレベルと、同じサービスタイプのより低いサービスレベルとについてのすべての鍵が、ユーザに配信されるライセンスに含まれる。例えば、取得されたサービスレベルがＰＳＮＲのサービスレベルｔ＝２である場合、ライセンスはすべての鍵、すなわち鍵（ｍ、ｔ）を含み、ここでｔ＜＝２である。この鍵の配布法は、ビットレートのサービスレベルの場合も同様である。あるサービスタイプ（ＰＳＮＲまたはビットレート）のあるサービスレベルへのアクセスを許可されたユーザは、そのサービスレベルと、同じタイプのより低いサービスレベルとにのみアクセスすることができる。ユーザは、同じサービスタイプのより高いレベルにも、他のサービスタイプのサービスレベルにもアクセスすることはできない。
【０１２７】
ＰＳＮＲサービスレベルはビットレートのサービスレベルといくらかの相関があるので、実際の暗号化に使用される可能性がある鍵は、通例は、図２の行列の対角線に沿った（すなわち対角線上または対角線に近い）鍵、すなわち鍵４０２、４０４、４０６、および４０８になる。しかし、図４の円で囲った鍵で示すように、所与のサービスレベルには複数の鍵も有用である場合がある。一実施例では、品質レイヤ１  １０６にアクセスするためのＰＳＮＲサービスレベル１のライセンスは、鍵４０２および４１２を使用する。品質レイヤ２  １０８にアクセスするためのＰＳＮＲサービスレベル２のライセンスは、鍵４０４を使用する。品質レイヤ３  １１０にアクセスするためのＰＳＮＲサービスレベル３のライセンスは、鍵４０６および４１６を使用する。品質レイヤ４  １１２にアクセスするためのＰＳＮＲサービスレベル４のライセンスは、鍵４０８および４２６を使用する。
【０１２８】
スーパー配布モデル(super distribution model)が使用される実施例では、使用されない鍵（ユーザに許可された最も高いサービスレベルより低いサービスレベルのための鍵）は、コンテンツの暗号化に何の影響も与えない。ユーザによって使用されない余分な鍵は、ライセンス中のデータ量だけに影響する。モバイル機器などの一部のアプリケーションのためのライセンスのバイト単位のサイズを減らすために、ライセンスと共に（またはライセンス中に含めて）送信されることになる不使用の鍵は、ライセンスの送信前に破棄することができる。
【０１２９】
ユーザに転送する必要がある鍵の数を減らすために、例示的な（１，２）閾値法を使用することができる（例えば、既述の非特許文献８参照）。この閾値法の例示的な実施例では、鍵ｂ（ｍｉ）または鍵ｐ（ｔｊ）のどちらかを知ることによりセグメント（ｍｉ、ｔｊ）を解読することができる。最も高いＰＳＮＲタイプのサービスレベルと最も高いビットレートタイプのサービスレベルの鍵として２つの独立したランダムキーがそれぞれ生成される。他のサービスレベルの鍵は次のように生成される。同じタイプの次に高いサービスレベルの鍵に、暗号的にセキュアなハッシュ関数を適用することにより、現在のサービスレベルの鍵が生成される。ユーザがあるサービスレベル、例えばＰＳＮＲレベルの３へのアクセス権を購入する場合は、そのレベルに対応する単一の鍵、鍵ｐ（３）がユーザに送信される。より低いＰＳＮＲレベルの鍵、鍵ｐ（ｋ）は、鍵ｐ（ｋ＋１）をハッシュすることによって見つけることができ、ｋ＝１，２である。次いでそれらの鍵を（１、２）閾値法で使用して、ユーザがアクセスできる各セグメントの暗号化セルを解読する。
【０１３０】
拡張レイヤのデータ１０４がセグメントに分割されても、追加的なマーク（各セグメントの終わりを示す）は付加しなくてよい。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳでは、各ビットプレーンは、ＰＳＮＲサービスレベルの境界を示すためにも使用できるビットプレーンマーカと共に開始する。各フレームにカスタムヘッダを付加して、暗号化時のフレームの拡張レイヤ中のビデオパケット数を示し、ビットレートグループ分け法(bitrate grouping scheme)を示すことができる（これにより、異なるフレームが異なるビデオパケット特性(video packet characteristic)を有する場合に異なるグループ分け法が可能になる）。一実施例では、この目的には２４ビットで十分である。ビット数は各特定のアプリケーションに合わせて調整することができる。コンテンツの例示的な分割をビットプレーンとビットレートの品質レイヤセット（すなわちビットレートのサービスレベルのビデオパケット中）にグループ分けするために使用した方式の記述を、ライセンス中に入れるか、またはマルチメディアストリームの開始部にヘッダとして入れることができる。このようにして、例示的なＤＲＭの主題では圧縮オーバーヘッドは無視できるものであり、すなわち、一実施では２４ビットのみが圧縮ストリームに追加され、別の実施では１６ビットが追加される。
【０１３１】
何らかのタイプの品質レイヤセットを使用するストリーミングアプリケーション(streaming application)において、ストリーミングサーバ(streaming server)は、例えば、ビットレートサービスレベルの区分点を導出して、ユーザがアクセスする許可を持たない余分なデータのストリーミングを回避することができる。この目的には、ビットレートのサービスレベルのすべての区切り点を含むサイド情報の補助ファイルも使用することができる。補助ファイルはユーザには送信されないので、ユーザの観点から見て通信帯域幅を一切消費しない。これは、品質レイヤ（必要な場合にはセグメントも）のすべての区切り点を含むサイド情報を直接マルチメディアフォーマットに挿入することによっても実施することができる。これにより、ストリーミングサーバは、そのサイド情報自体をユーザに送信せずに、送信すべき内容を選択することができる。
【０１３２】
同時に存在する品質レイヤセット(simultaneous quality layer sets)の制御
図３において、例示的ＤＲＥ２０４は、バイモーダルサービスコントローラ(bimodal service controller)３０６を含むことができる。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリーム３２２の拡張レイヤ１０４は、サービスレベルジェネレータ３０２により、ユーザがＰＳＮＲのサービスレベルにアクセスするための隣接したビットプレーンのグループと、ユーザがビットレートのサービスレベルにアクセスするためのビットレートグループに分割されるので、一実施では、バイモーダルサービスコントローラ３０６がこれら２つのサービスタイプへのアクセスを管理する。ＰＳＮＲサービスコントローラ３１６は、暗号文またはユーザの要求からＰＳＮＲのサービスレベルを使用すべきことを感知し、サービスレベルアクセスグランタ３０６がＰＳＮＲサービスレベルを介してコンテンツを供給し、ＰＳＮＲライセンスに含める鍵を指示するのを助けることができる。同様に、バイモーダルサービスコントローラ３０６のビットレートサービスコントローラ３１８は、暗号文またはユーザ要求からビットレートのサービスレベルを使用すべきことを感知し、サービスレベルアクセスグランタ(service level access grantor)３０６がビットレートサービスレベルを介してコンテンツを供給し、ビットレートライセンスに含める鍵を指定するのを助けることができる。
【０１３３】
例示的ＤＲＥ２０４は、サービスレベルアクセスグランタ３０８を含むことができ、これは、各種のＰＳＮＲおよびビットレートのサービスレベルについての要求を受け取り、サービスレベルを使用する許可、かつ／またはＰＳＮＲまたはビットレートの品質レイヤをダウンロードする許可を付与する。通例、許可の付与には、要求されるサービスレベルとサービスタイプについての解読の秘密を開示することが必要となる。解読の秘密(decryption secret)は通例は解読鍵(decryption key)であるが、ライセンスの転送(license transferring)あるいはユーザ側で実行される他の動作のために再暗号化(re-encryption)が必要な場合は暗号鍵も含むことができる。したがって、サービスレベルアクセスグランタ３０８は、鍵ディストリビュータ３２０も含むことができ、これは、あるサービスレベルを使用するためのライセンスに含めるべき鍵を決定する。
【０１３４】
サービスレベルアクセスグランタ(service level access grantor)３０８は、例示的ＤＲＥ２０４の残りの部分と共に、コンテンツ配信サーバ２０２あるいは他のコンピューティングデバイスに配置してよい。あるいは、サービスレベルアクセスグランタ３０８は、例えば別個のライセンスおよび課金サーバ２０８にリモートに（３４０）配置してもよい。
【０１３５】
例示的方法
図５は、例示的なＤＲＭ方法５００を示す。この例示的ＤＲＭ方法５００は、図２および図３に示した例示的ＤＲＥ２０４などのデバイスによって行われることができる。図５に示した流れ図には、個々のブロックに動作が要約されている。この動作は、ハードウェアで実行しても、かつ／またはプロセッサによって実行することができる機械可読命令（ソフトウェアまたはファームウェア）として実行してもよい。
【０１３６】
ブロック５０２において、マルチメディアストリームがレイヤに分割される。このレイヤは品質レイヤであってよく、すなわちマルチメディアストリームは、あるレイヤと別のレイヤの違いを人間の目、耳、あるいはデバイスが知覚できるような方式で分割される。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームでは、ベースレイヤ１０２は品質レイヤの１つであってよく、拡張レイヤ１０４は品質レイヤに分割することができる。これは、拡張レイヤ１０４の隣接するビットプレーンをＰＳＮＲレベルにグループ分けすることによって実施することができる。別の品質タイプはストリームのビットレートである。視覚的な品質が必要とされず、迅速なダウンロードが要求される状況では、より低いビットレートが望ましい場合がある。したがって、マルチメディアストリームは、ビットレートによってもレイヤに分割することができる。拡張レイヤが、フレームサイズのスケーラビリティ、フレームレートのスケーラビリティ、色深度のスケーラビリティなど他のスケーラビリティについての拡張データを含む場合、品質レイヤは、フレームサイズ、フレームレート、色深度、あるいはそれらとＰＳＮＲおよびビットレートのタイプの組み合わせに基づいて決定することもできる。
【０１３７】
ブロック５０４において、ブロック５０２で分割されたレイヤの少なくとも一部が暗号化される。レイヤがレイヤごとに個別の鍵を使用して暗号化される場合、アクセスは、レイヤごとの許可を通じて制御することができる。
【０１３８】
ブロック５０６において、そのレイヤの解読法を明らかにすることによりアクセス権が付与される。レイヤを解読する許可は、ライセンスを与えることによって付与することができ、ライセンスは、解読のための１つまたは複数の鍵を含むことができる。
【０１３９】
図６は、別の例示的ＤＲＭ方法を示す。この例示的なＤＲＭ方法６００は、図２および図３に示した例示的ＤＲＥ２０４などのデバイスによって行われることができる。図６の流れ図では、個々のブロックに動作が要約されている。動作は、ハードウェア中で行っても、かつ／またはプロセッサによって実行できる機械可読命令（ソフトウェアまたはファームウェア）として行ってもよい。
【０１４０】
ブロック６０２において、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームのベースレイヤおよび拡張レイヤが受信される。
【０１４１】
ブロック６０４およびブロック６０６において、受信した拡張レイヤが同時に２つの異なる方式で分割される。ブロック６０４では、隣接するビットプレーン(adjacent bit plane)をグループ化することにより、受信された拡張レイヤがＰＳＮＲの品質レイヤに分割される。このグループ化は、ニーズおよび／または嗜好に応じて選択することができる。ブロック６０６では、ニーズおよび／または嗜好に応じてビットレートグループを選択することにより、受信された拡張レイヤが同じく同時にビットレートの品質レイヤに分割される。
【０１４２】
ブロック６０８において、各レイヤに別々の鍵を使用して拡張レイヤのＰＳＮＲの品質レイヤおよびビットレートの品質レイヤが暗号化される。
【０１４３】
ブロック６１０において、ＰＳＮＲ品質レイヤおよびビットレートの品質レイヤの鍵が同時に許可によって利用可能にされ、一方ベースレイヤは許可なしで利用可能にされる。ＰＳＮＲの品質レイヤまたはビットレートの品質レイヤへの許可によるアクセス権は、受け取られた許可要求のタイプに応じてユーザに付与することができる。
【０１４４】
誤り復元性および性能(error resilience and performance)
現実のネットワークは完全ではない。ネットワークを通じたマルチメディアの伝送中にはビット誤りおよびパケット損失が発生するので、誤り復元性が望まれる。例示的ＤＲＥ２０４の実施例では、トランスポートパケットは完全なビデオパケットを含むのでパケット損失が発生した際はビデオパケット全体が完全に失われてしまい、またトランスポートパケットのヘッダは、そのパケットが含むビデオパケットのインデックスに関する情報を含むことを前提とする。したがって、ビデオパケットが受信されると、そのヘッダにより、先行するビデオパケットが伝送中に失われているか否かに関係なくパケットを正しい順序または位置に容易に配置することができる。これらの前提は、実際の応用例においてほぼすべてのマルチメディアネットワークに有効である。
【０１４５】
上述の前提と、例示的暗号化エンジン(encryption engine)３１２によりセグメントの暗号鍵が割り当てられる方式とを使用すると、受信されたビデオパケットが解凍できる場合、そのパケットは解読することもできる。したがって、例示的な暗号化は、パケット損失に対して否定的な影響を追加的に付加することはなく、例示的な暗号化は、害になる形でパケット損失の影響を受けることはない。すなわち、例示的ＤＲＭ方法はパケット損失に対して堅牢である。
【０１４６】
ＭＰＥＧ−４では、受信されたビットストリームにビット誤りが発生している場合、ビット誤りを含むビデオパケットが通例は破棄される。例示的なＤＲＭ方法では、暗号化セル中のビット誤りがそのセル内の他のビットにも広がる可能性があるが、各セルが独立して暗号化されているので他のセルに及ぶことはない。破損したセルだけが破棄される。上述のように暗号化セルはビデオパケットと同じなので、例示的な暗号化方法は、ビット誤りに対して否定的な影響を追加的に付加することはない。したがって、例示的なＤＲＭ方法は、パケット損失と同様ビット誤りに対しても堅牢である。
【０１４７】
例示的なＤＲＭ方法では、ビデオパケットと同じサイズの暗号化セルを作成することは必ずしも必要ではない。ビデオパケットのサイズのみに依存する方式を使用することにより、ビデオパケットをいくつかの暗号化セルに分割することが可能である。これにより、その誤り復元性を犠牲にすることなくサービスレベルの粒度を低減することができる。
【０１４８】
実験結果
拡張レイヤ１０４を４つのＰＳＮＲサービスレベルと４つのビットレートサービスレベルに分割し、各ＰＳＮＲレベルのビットプレーン数を同じにし、各ビットレートレベルにつきほぼバイト（ビデオパケットと位置を合わせる）を等しくした。すべての実験は、５１２メガバイトのＲＡＭと６６７メガヘルツで動作するＩＮＴＥＬ（登録商標）ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）IIIプロセッサを備えたＤＥＬＬ（登録商標）のパーソナルコンピュータで行った。
【０１４９】
図７は、達成された例示的ビットレートサービスレベルの比較７００を示す。ビットレートサービスレベル７０４との比較でビットレート７０２がグラフとして示されている。例示的な第１のビットレートサービスレベル７０６は、毎秒２５０，０００ビットの平均ビットレートを有し、例示的な第２のビットレートサービスレベル７０８は、毎秒５１０，０００ビットの平均ビットレートを有し、第３の例示的ビットレートサービスレベル７１０は、毎秒８００，０００ビットの平均ビットレートを有し、第４の例示的ビットレートサービスレベル７１２は、毎秒１，１００，０００ビットの平均ビットレートを有する。図７でビットレートレベル間の隔たりは線形の関係として現れている。
【０１５０】
図８は、達成された例示的なＰＳＮＲサービスレベルの比較８００を示す。各例示的ＰＳＮＲサービスレベルの「フレーム平均(frame average)」のピーク信号対雑音比（「平均ＰＳＮＲ(averaged PSNR)」８０２）が、ＰＳＮＲサービスレベル番号８０４との比較でグラフで示されている。ＰＳＮＲは、図８に平均化された１本の線として示されるように、輝度および色成分Ｙ、Ｕ、およびＶについてフレームにわたってほぼ一定している。最初の３つのＰＳＮＲサービスレベル８０６、８０８、８１０の互いからの隔たりは、例示的なサービスレベルジェネレータ３０２による品質レイヤの設計の一実施例と一致する。ＰＳＮＲサービスレベル４  ８１２は、ＦＧＳ圧縮によって各フレームに割り当てられるビットのために完全なビットプレーンデータを含まないので、４番目のＰＳＮＲレベル８１２が有するＰＳＮＲサービスレベル３  ８１０からの隔たりは、サービスレベル１、２、および３が互いからの間に有する隔たりと同じではない。
【０１５１】
図９は、図８に示したＰＳＮＲサービスレベルから得られる例示的な視覚効果９００を示す。画像を構築するためにより多くの品質レイヤを利用できるようになるのに伴い、イメージ品質はＰＳＮＲサービスレベルが高くなるのに従って向上する。「ｔｈｅ  ｆｏｒｅｍａｎ」の画像１  ９０２は、解像度が低く、ＰＳＮＲサービスレベル１  ６０６に対応する約３２の低ＰＳＮＲ値の粗さ特性(blockiness characteristic)が見られる。「ｔｈｅ  ｆｏｒｅｍａｎ」の画像２  ９０４は、解像度(resolution)と精細度(definition)は改善されているが、ＰＳＮＲサービスレベル２  ６０８に対応する約４２の平均ＰＳＮＲ値のために幾分の粗さがなお明瞭である。「ｔｈｅ  ｆｏｒｅｍａｎ」の画像３  ９０６は、ＰＳＮＲサービスレベル３  ６１０に対応する約４８のＰＳＮＲ値のためにより良好なイメージ品質を示すが、近くで見るとなお幾分か低い解像度のアーチファクト(low resolution artifact)と不規則性(irregularity)が見られる。「ｔｈｅ  ｆｏｒｅｍａｎ」の画像４  ９０８は、ＰＳＮＲサービスレベル４  ６１２に対応する約５１の最高のＰＳＮＲ値のために、鮮明度が最良でありリンギング(ringing)がないことを含めて４つの画像で最高の解像度を有する。ユーザは、品質または最短のダウンロード時間に対するユーザの必要性に最も合ったサービスレベルをサブスクライブすることができる。
【０１５２】
結論
以上で、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳビットストリームおよび他のスケーラブルメディアなどのマルチメディアストリームの階層化されたセキュアなアクセス制御のための例示的ＤＲＥ２０４および関連するＤＲＭ方法について記載した。ＰＳＮＲに基づく階層化された制御とビットレートに基づく階層化された制御は共に同じフレームワーク内で実施され、どちらのタイプの制御も他のもう一方のタイプの制御を損なわない。上述の主題は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの両方で実施できることに留意されたい。特定の実施例では、例示的ＤＲＥ２０４およびそれに関連するＤＲＭ方法は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令に概ね即して説明することができる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを行うか特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。本主題は、通信ネットワークを通じてリンクされたリモートの処理装置により無線通信を通じてタスクが行われる分散通信環境で実施することもできる。無線ネットワークでは、プログラムモジュールは、メモリ記憶装置を含むローカルおよびリモート両方の通信デバイスの記憶媒体に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】複数のレイヤに分割された例示的マルチメディアストリームを示す図である。
【図２】本発明を実施するための例示的ネットワーキング環境を示すブロック図である。
【図３】例示的なデジタル権利管理エンジンを示すブロック図である。
【図４】本発明の一態様による例示的品質レイヤのための例示的セグメント鍵を示す図である。
【図５】例示的なデジタル権利管理方法を示す流れ図である。
【図６】別の例示的デジタル権利管理方法を示す流れ図である。
【図７】ビットレートサービスレベルの例示的比較を示す線図である。
【図８】ピーク信号対雑音比のサービスレベルの例示的比較を示す線図である。
【図９】図８に示したピーク信号対雑音比のサービスレベルから得られる例示的ビデオ画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００  ＳＭＬＦＥストリーム
１０２  ベースレイヤ
１０４  拡張レイヤ
１０６、１０８、１１０、１１２  品質レイヤ
２００  ネットワーキング環境
２０２  コンテンツ配信システム
２０４  ＤＲＥ
２０６  インターネット
２０８  ライセンスおよび課金サーバ
２１０、２１２、２１４、２１６  ユーザ
２２０、２２４、２２８  ライセンス
２２２、２２６、２３０、４０２、４０４、４０６、４０８  鍵
３０２  サービスレベルジェネレータ
３０４  サービスレベルエンクリプタ
３０６  バイモーダルサービスコントローラ
３０８  サービスレベルグランタ
３１０  制御ロジック
３１２  暗号化エンジン
３１４  鍵ジェネレータ
３１６  ＰＳＮＲサービスコントローラ
３１８  ビットレートサービスコントローラ
３２０  鍵ディストリビュータ
３２２  ＭＰＥＧ  ＦＧＳビットストリーム
４００  行列
【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】
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【図８】
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【図９】
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