(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有鍵を記憶するための不揮発性メモリと、
（ｉ）条件アクセス（ＣＡ）ランダム値及び前記固有鍵に基づいて生成される第１の値、（ｉｉ）メーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子、及び、合わせ鍵番号の１つ又は２つ以上を含むメッセージである合わせ鍵ジェネレータに対して、前記第１の値を用いて演算を行うことによって生成される第２の値、及び（ｉｉｉ）前記第２の値を用いて再生される第３の値を生成するための制御ワード鍵ラダー論理回路と、
前記第３の値に基づいてスクランブルフォーマットの入力コンテンツをデスクランブルするための第１暗号ユニットと、
前記第１の値を用いて入力暗号化データを解読するための第２暗号ユニットと、
を備えることを特徴とするデスクランブラ。
【請求項２】
単一の集積回路であることを特徴とする請求項１記載のデスクランブラ。
【請求項３】
セットトップボックスの内部に実装されることを特徴とする請求項１記載のデスクランブラ。
【請求項４】
前記第１の値は、前記固有鍵を用いて前記ＣＡランダム値の解読演算を行うことによって生成される派生鍵であることを特徴とする請求項１記載のデスクランブラ。
【請求項５】
前記第１の値は、前記固有鍵を用いて前記ＣＡランダム値とパディングデータの組合せの解読演算を行うことによって派生する派生鍵であり、前記組合せの長さが少なくとも１２８ビットであることを特徴とする請求項１記載のデスクランブラ。
【請求項６】
前記第２の値は、前記派生鍵を用いて合わせ鍵ジェネレータ対して、前記解読演算を行うことによって再生される合わせ鍵であることを特徴とする請求項４記載のデスクランブラ。
【請求項７】
前記第２の値は、メーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子及び合わせ鍵シーケンス番号の１つ又は２つ以上を含むメッセージである合わせ鍵ジェネレータを含む少なくとも１２８ビットのデータを解読演算することによって再生される合わせ鍵であることを特徴とする請求項５記載のデスクランブラ。
【請求項８】
前記第３の値は、前記合わせ鍵を用いて暗号化制御ワードの解読演算を行うことによって再生される制御ワードであることを特徴とする請求項６記載のデスクランブラ。
【請求項９】
前記第３の値は、（ｉ）前記合わせ鍵を用いた第１暗号化制御ワード及び第２暗号化制御ワードの第１の組合せに対する第１解読演算、及び（ｉｉ）前記合わせ鍵を用いた第３暗号化制御ワード及び長さが少なくとも１２８ビットとなる第２の組合せに対するパディングの役割を果たす複数のビットの第２の組合せに対する第２解読演算、を行うことによって再生される制御ワードであることを特徴とする請求項７記載のデスクランブラ。
【請求項１０】
デジタル装置へ伝送する前に前記スクランブル解除入力コンテンツを暗号化するための第３暗号ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のデスクランブラ。
【請求項１１】
前記スクランブル解除入力コンテンツを暗号化するために前記第３暗号ユニットによって用いられるコピープロテクト鍵を生成するためのコピープロテクトラダー論理回路をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載のデスクランブラ。
【請求項１２】
前記スクランブル解除入力コンテンツを暗号化するための前記第３暗号ユニットによって用いられるコピープロテクト鍵を生成するための前記コピープロテクトラダー論理回路は、固有鍵及び所定の値の排他的論理和（ＸＯＲ）演算の結果値である論理導出を用いて、ランダム値と長さが少なくとも１２８ビットである結果値を作るための複数のビットとが連続したものの解読演算を行うことによって再生される制御ワードであることを特徴とする請求項１１記載のデスクランブラ。
【請求項１３】
デスクランブラにおいて、
（ｉ）固有鍵を用いて第１ランダム値に対する暗号化演算から生成される第１の値、（ｉｉ）セットトップボックスメーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子、及び、合わせ鍵番号のうちの少なくとも一つを含むメッセージである合わせ鍵ジェネレータであって、前記第１の値を用いて暗号化演算される合わせ鍵ジェネレータから、再生される第２の値、及び（ｉｉｉ）前記第２の値を用いて暗号化制御ワードを解読することにより再生される制御ワード、を生成するための制御ワード鍵ラダー論理回路と、
前記制御ワードを用いてスクランブルフォーマットの入力コンテンツをスクランブル解除するための第１暗号ユニットと、
を備えることを特徴とするデスクランブラ。
【請求項１４】
単一の集積回路であることを特徴とする請求項１３記載のデスクランブラ。
【請求項１５】
前記デスクランブラとともに実装されたデジタル装置によって帯域外受信された入力暗号化番組データを解読するための第２暗号ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１３記載のデスクランブラ。
【請求項１６】
前記暗号化番組データは、（ｉ）スマートカード識別子、（ｉｉ）長さフィールド、（ｉｉｉ）合わせ鍵ジェネレータ、（ｉｖ）少なくとも１つの鍵識別子、及び（ｖ）前記少なくとも１つの鍵識別子と関連する少なくとも１つの鍵、のうちの少なくとも２つを含む暗号化資格管理メッセージを有することを特徴とする請求項１５記載のスクランブラ。
【請求項１７】
前記暗号化資格管理メッセージの前記合わせ鍵ジェネレータは、メーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子及び合わせ鍵シーケンス番号の１つ又は２つ以上を含むメッセージであることを特徴とする請求項１６記載のデスクランブラ。
【請求項１８】
複数のプロセスブロックに基づいてコピープロテクト鍵を生成するためのコピープロテクトラダー論理回路をさらに備え、前記複数のプロセスブロックは、
第２ランダム値及び前記固有鍵又は前記固有鍵の論理派生のいずれか１つに基づいて派生鍵を生成するために構成された第１プロセスブロックと、
前記派生鍵を用いて暗号化ユーザー鍵からユーザー鍵を再生するために構成された第２プロセスブロックと、
前記ユーザー鍵を用いてコピープロテクト鍵ジェネレータからコピープロテクト鍵を生成するために構成された第３プロセスブロック
であることを特徴とする請求項１３記載のデスクランブラ。
【請求項１９】
デジタル装置へ伝送する前に前記コピープロテクト鍵を用いて前記スクランブル解除入力コンテンツを暗号化するための第３暗号ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１８記載のデスクランブラ。
【請求項２０】
前記制御ワード鍵ラダー論理回路及び前記コピープロテクトラダー論理回路に結合された１回のみプログラム可能な不揮発性メモリをさらに備え、前記不揮発性メモリは前記固有鍵を記憶するためのものであることを特徴とする請求項１８記載のデスクランブラ。
【請求項２１】
前記コピープロテクト鍵を記憶するためのメモリをさらに備え、前記メモリが前記第３暗号ユニットに結合されていることを特徴とする請求項１９記載のデスクランブラ。
【請求項２２】
固有鍵を記憶するためのメモリと、
前記メモリに結合され、
前記固有鍵の第１派生鍵を生成するために構成された第１プロセスブロックと、
セットトップボックスメーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子、及び、合わせ鍵番号のうちの少なくとも一つを含むメッセージである合わせ鍵ジェネレータから、前記第１派生鍵を用いて合わせ鍵を生成するために構成された第２プロセスブロックと、
前記合わせ鍵を用いて暗号化制御ワードを解読することによって制御ワードを再生するために構成された第３プロセスブロックと、
を備える制御ワード鍵ラダー論理回路と、
前記制御ワード鍵ラダー論理回路に結合され、前記制御ワードを用いてスクランブルフォーマットの入力コンテンツをスクランブル解除するための第１暗号ユニットと、
備えることを特徴とするデスクランブラ。
【請求項２３】
単一の集積回路であることを特徴とする請求項２２記載のスクランブラ。
【請求項２４】
前記デスクランブラとともに実装されたデジタル装置によって帯域外受信されえた入力暗号化番組データを解読するための第２暗号ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項２２記載のデスクランブラ。
【請求項２５】
前記暗号化番組データが、（ｉ）スマートカード識別子、（ｉｉ）長さフィールド、（ｉｉｉ）合わせ鍵ジェネレータ、（ｉｖ）少なくとも１つの鍵識別子、及び（ｖ）前記少なくとも１つの鍵識別子と関連する少なくとも１つの鍵の少なくとも２つを含む暗号化資格管理メッセージを含むことを特徴とする請求項２４記載のスクランブラ。
【請求項２６】
前記第１暗号ユニットに結合されたコピープロテクトラダー論理回路をさらに備え、前記コピープロテクトラダー論理回路は、
ランダム値及び前記固有鍵又基づいて第２派生鍵を生成するために構成された第４プロセスブロックと、
ユーザー鍵を再生するための前記第２派生鍵を用いて暗号化ユーザー鍵を解読するために構成された第５プロセスブロックと、
前記ユーザー鍵を用いてコピープロテクト鍵ジェネレータからコピープロテクト鍵を生成するために構成された第６プロセスブロックと、
を備えることを特徴とする請求項２２記載のデスクランブラ。
【請求項２７】
デジタル装置へ伝送する前に前記コピープロテクト鍵を用いて前記スクランブル解除入力コンテンツを暗号化するための第２暗号ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項２６記載のデスクランブラ。
【請求項２８】
複数の固有鍵を記憶するための不揮発性メモリと、
（ｉ）条件アクセス（ＣＡ）ランダム値及び対応する複数の固有鍵に基づいて生成される複数の派生鍵、（ｉｉ）前記複数の派生鍵を用いて生成される複数の合わせ鍵であって、メーカー識別子、サービスプロバイダ識別子、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダ識別子、及び、合わせ鍵番号のうちの少なくとも一つを含むメッセージである合わせ鍵ジェネレータによって生成される第１の合わせ鍵を含む複数の合わせ鍵、及び（ｉｉｉ）前記複数の合わせ鍵を用いて再生される複数の制御ワード、を生成するための制御ワード鍵ラダー論理回路と、
前記複数の制御ワードの少なくとも１つに基づいてスクランブルフォーマットの入力コンテンツをスクランブル解除するための第１暗号ユニットと、
を備えることを特徴とするデスクランブラ。
【請求項２９】
前記複数の派生鍵は、
（ｉ）  第１の結果値を生成するために前記複数の固有鍵の第１固有鍵を用いて前記ＣＡランダムに対して行われる第１の変換、第２の結果値を生成するために前記複数の固有鍵の第２固有鍵を用いて前記第１の結果値に対して行われる第２の変換、及び前期第１派生鍵を生成するために前記複数の固有鍵の第３固有鍵を用いて前記第２の結果値に対して行われる第３の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける前記ＣＡランダム値によって生成される第１派生鍵と、
（ｉｉ）  第４の結果値を生成するためにビット毎論理演算される前記ＣＡランダム及び第１の所定値によって生成され、その後、前記第４の結果値が第５の結果値を生成するために前記第１固有鍵を用いて前記第４の結果値に対して行われる第４の変換、第６の結果値を生成するために前記第２固有鍵を用いて前記第５の結果値に対して行われる第５の変換、及び第２派生鍵を生成するために前記第３固有鍵を用いて前記第６の結果値に対して行われる第６の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第２派生鍵と、
（ｉｉｉ）  第７の結果値を生成するためにビット毎論理演算される前記ＣＡランダム及び前記第１の所定値とは異なる第２の所定値によって生成され、その後、前記第７の結果値が第８の結果値を生成ために前記第１固有鍵を用いて前記第７の結果値に対して行われる第７の変換、第９の結果値を生成するために前記第２固有鍵を用いて前記第８の結果値に対して行われる第８の変換、及び第３派生鍵を生成するために前記第３固有鍵を用いて前記第９の結果値に対して行われる第９の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第３派生鍵と、
を有することを特徴とする請求項２８記載のデスクランブラ。
【請求項３０】
前記複数の合わせ鍵は、
（ｉ）  前記合わせ鍵ジェネレータによって生成され、第１の結果値を生成するために前記複数の派生鍵の第１派生鍵を用いて前記合わせ鍵ジェネレータに対して行われる第１の変換、第２の結果値を生成するために前記複数の派生鍵の第２派生鍵を用いて前記第１の結果値に対して行われる第２の変換、及び第１合わせ鍵を生成するために前記複数の派生鍵の第３派生鍵を用いて前記第２の結果値に対して行われる第３の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第１合わせ鍵と、
（ｉｉ）  第３の結果値を生成するためにビット毎論理演算される前記合わせ鍵及び第１の所定値によって生成され、その後、前記第３の結果値が第４の結果値を生成するために前記第１派生鍵を用いて前記第３の結果値に対して行われる第４の変換、第５の結果値を生成するために前記第２派生鍵を用いて前記第４の結果値に対して行われる第５の変換、及び第２合わせ鍵を生成するために前記第３派生鍵を用いて前記第５の結果値に対して行われる第６の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第２合わせ鍵と、
（ｉｉｉ）  第６の結果値を生成するためにビット毎論理演算される前記合わせ鍵及び前記第１の所定値とは異なる第２の所定値によって生成され、その後、前記第６の結果値が第７の結果値を生成するために前記第１派生鍵を用いて前記第６の結果値に対して行われる第７の変換、第８の結果値を生成するために前記第２派生鍵を用いて前記第７の結果値に対して行われる第８の変換、及び第３合わせ鍵を生成するために前記第３派生鍵を用いて前記第８の結果値に対して行われる第９の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第３合わせ鍵と、
を有することを特徴とする請求項２８記載のデスクランブラ。
【請求項３１】
前記複数の制御ワードが、
（ｉ）  第１の結果値を生成するために前記複数の合わせ鍵の第１合わせ鍵を用いて第１暗号化制御ワードに対して行われる第１の変換、第２の結果値を生成するために前記複数の合わせ鍵の第２合わせ鍵を用いて前記第１の結果値に対して行われる第２の変換、及び第１制御ワードを生成するために前記複数の合わせ鍵の第３合わせ鍵を用いて前記第２の結果値に対して行われる第３の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第１暗号化制御ワードから再生される第１制御ワードと、
（ｉｉ）  第３の結果値を生成するためにビット毎論理演算される第２暗号化制御ワード及び第１の所定値から再生され、その後、前記第３の結果値が第４の結果値を生成するために前記第１合わせ鍵を用いて前記第３の結果値に対して行われる第４の変換、第５の結果値を生成するために前記第合わせ鍵を用いて前記第４の結果値に対して行われる第５の変換、及び第２制御ワードを生成するために前記第３合わせ鍵を用いて前記第５の結果値に対して行われる第６の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第２制御ワードと、
（ｉｉｉ）  第６の結果値を生成するためにビット毎論理演算される第３暗号化制御ワード及び第２の所定値から再生され、その後、前記第６の結果値が第７の結果値を生成するために前記第１合わせ鍵を用いて前記第６の結果値に対して行われる第７の変換、第８の結果値を生成するために前記第２合わせ鍵を用いて前記第７の結果値に対して行われる第８の変換、及び第３制御ワードを生成するために前記第３合わせ鍵を用いて前記第８の結果値に対して行われる第９の変換の少なくとも３つの変換を連続的に受ける第３制御ワードと、
を含むことを特徴とする請求項２８記載のデスクランブラ。
【請求項３２】
ビット毎論理演算が排他的ＯＲ演算であることを特徴とする請求項３０記載のデスクランブラ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２００２年１１月５日出願の米国仮出願第６０／４２４，３８１号の優先権を主張する２００３年３月１２日出願の米国出願第１０／３８８、００２号の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、デジタル装置に関する。詳細には、本発明は、セットアップボックスなどのデジタル装置においてデジタルコンテンツをスクランブル解除するためのシステム、装置、デスクランブラ及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、アナログ通信システムからデジタル通信システムへの移行が急速に進められている。デジタルテレビジョン受像器は、将来全国で利用可能になる予定である。高詳細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）放送は、限定的であるがほとんどの大都市ですでに開始されている。同様に、インターネット及びワールドワイドウェブの急速な普及の結果、ＭＰ３フォーマットオーディオファイルやその他のコンテンツのようなダウンロード可能なオーディオビジュアルファイルも関連して増加している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このデジタル通信システムへの急速な移行に伴い、又そのことが要因となって、デジタル記録装置は目覚しい進歩を遂げてきた。デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）レコーダ、デジタルＶＨＳビデオカセットレコーダ（Ｖ−ＤＨＳ、ＶＣＲ）、ＣＤ−ＲＯＭレコーダ（例えば、ＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷ）、ＭＰ３記録装置、及びハードディスク記録部は、アナログ記録装置において発生する世代劣化（すなわち、反復コピーによって生じる品質低下）なしで高品質記録及びコピーを行うことが可能な代表的なデジタル記録装置である。しかし、デジタル通信システム及びデジタル記録装置が同時に発展していくことに対し、映画及び音楽産業のようなコンテンツプロバイダは懸念を抱いている。すなわち、デジタルコンテンツの不法コピーが放置されているので、ダウンロード可能なデジタルコンテンツの提供に関し慎重になっている。
【０００５】
それに応じて、地上波放送会社、有線及び直接放送衛星（ＤＢＳ）会社、及びダウンロード可能なコンテンツを提供するインタネットサイトを有する会社に対して、コピープロテクト法の導入を求める動きがある。これらの望ましいコピープロテクト法は、リアルタイム視聴のためのＣＡクリアフォーマットへのコンテンツスクランブル解除である条件アクセス（ＣＡ）の役割を超えるものであり、現在では記録及び再生に関する制約及び条件を含んでいる。
【０００６】
インパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）用の伝統的ＣＡシステムは、一方向放送システムにその起源がある。一般的には、セットトップボックスのような条件アクセスユニットの中のスマートカードのような暗号プロセッサに、番組へのアクセスを自動的に承認するための情報及び機能が入っている。例えば、ペイＴＶアクセスコントロールアプリケーションを有するスマートカードは、特定のサービスを受ける資格(entitlements)を承認するメッセージを受信するようになされている。セットトップボックスがＩＰＰＶ番組の視聴を許可された場合は、クレジット及び費用限定情報も伝送される。同様に、番組をチューニングした場合は、スマートカードは、番組へのアクセスが承認されるためにはスマートカードがどの資格を必要とするかを記述したメッセージを受信する。
【０００７】
現在、ハッカーは、必要な受信料を払わずに番組を見るために両方のタイプのメッセージを操作している。これらのメッセージを操作することができるだけではなく、ハードウェアにも攻撃を加えることができる。例えば、スクランブルコンテンツをスクランブル解除するために用いられるクリアなスクランブル解除鍵をコピーし、インターネットを介してその他のセットトップボックスに送信することができる。このようなハッキングは、コンテンツプロバイダ及びコンテンツ所有者のいずれにとっても犠牲の大きなものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明していくが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、同じ参照番号を付した部分、構成要素等は同一の部分、構成要素等を表すものとする。
【０００９】
以下に示す本発明の実施形態のいくつかの例は、データ転送を保護するためのデスクランブラに関する。１実施形態において、このデータ転送の保護は、単一の集積回路として配置することができるデスクランブラの内部において、１つ又は２つ以上のコンテンツプロバイダからのデジタルコンテンツを完全にスクランブル解除及び／又は暗号解読することを含む。「コンテンツプロバイダ」の例としては、地上波放送局、ケーブルテレビ業者、直接放送衛星（ＤＢＳ）会社、インターネット経由ダウンロード用コンテンツを提供する会社、又は同様の様々なコンテンツ提供源があるが、これらに限定されるわけではない。
【００１０】
以下の説明において、本発明の特徴を記載するために、特定の用語が用いられている。例えば、２つの用語「コンポーネント」及び「論理回路」は、１つ又は２つ以上の機能を実施するために設定されたハードウェア及び／又はソフトウェアを表す。「ハードウェア」の例としては、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、アプリケーション専用集積回路、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ等）のような集積回路、有限状態機械、組合せ論理回路等があるが、これらに限定又は制限されることはない。
【００１１】
用語「論理派生(logical derivative)」は、デジタル信号に対する論理演算（例えば、排他的ＯＲすなわちＸＯＲ、ＡＮＤ、ＯＲ、Ｉｎｖｅｒｔ、又はそれらのあらゆる組合せ）を行うことにより生成される結果値である。論理演算を複数のビットに対し同時に行うことができると考えられるが、この論理演算はビット毎に行うこともできる。
【００１２】
用語「プロセスブロック」は、例えば、有限状態機械のような専用の機能を有するハードウェア及び／又はソフトウェアを表す。［ソフトウェア］の例としては、例えば、アプリケーション、アプレット又はルーチン形式の一連の実行可能な命令がある。ソフトウェアは、プログラム可能な電子回路、揮発性メモリ  （例えば、ランダムアクセスメモリ等）及び／又は不揮発性メモリ（例えば、あらゆるタイプのリードオンリーメモリ“ＲＯＭ”、フラッシュメモリ）などの半導体メモリ、フロッピーディスク、光ディスク（例えば、コンパクトディスク又はデジタルビデオディスク“ＤＶＤ”）、ハードドライブディスク、テープ状記録媒体等のようなあらゆるタイプの機械読取り可能媒体に記憶することができる。
【００１３】
図１は、コンテンツ配信システム１００の具体的構成を示すブロック図である。コンテンツ配信システム１００は、１つ又は２つ以上のプロバイダから番組データを含む情報を受信するデジタル装置１１０を備える。番組データは、例えば、デジタルビットストリームとして供給される。デジタル装置１１０は、セットトップボックス、テレビジョン受信機、コンピュータ、オーディオ再生装置（例えば、デジタルラジオ、ＭＰ３プレイヤー）、オーディオ記録装置、ビデオ記録装置（例えば、デジタルレコーダ）等のような任意の数の電子機器（又は内蔵された１つ又は２つ以上の構成機器）として動作することができる。
【００１４】
例えば、デジタル装置１１０は組込みアーキテクチャ、分割安全アーキテクチャ又は外部安全アークテクチャとして設定することができる。組込みアーキテクチャとしては、１つの実施態様においては、デジタル装置１１０は、資格管理演算及びスクランブル解除演算の両方を支援する固定内部回路を備えるセットトップボックス又は別の電子機器として実装されている。
【００１５】
また、分割安全アーキテクチャとしては、デジタル装置１１０は、資格管理を取扱う取り外し可能なスマートカードの受取りに用いられ、デジタルコンテンツのスクランブル解除は内部回路により制御される。
【００１６】
さらに、外部安全アーキテクチャとしては、デジタル装置１１０は、帯域外チャンネルを通じてメッセージを送受信することにより資格管理演算及びスクランブル解除演算の両方を取扱うネットワークカードを備えた「配置点(point-of-deployment)」機器とすることができる。また、外部安全アーキテクチャは、ネットワークカードがスクランブル解除演算を取扱うために分割されるが、資格管理を取扱うスマートカードと通信するようにされている。これら及びその他のデジタル装置１１０の実施形態は、本発明の主旨及び範囲を逸脱市内範囲で実装することができる。
【００１７】
デジタル装置１１０は受信機１１１を備え、この受信機１１１は入力情報を処理し、デジタルコンテンツを含む番組データをそこから抽出し、デジタルコンテンツを知覚可能（例えば、視覚可能及び／又は聴覚可能）なフォーマットで供給する。「番組データ」は、以下のもの、すなわち、システム情報、資格制御メッセージ、資格管理メッセージ、又はデジタルコンテンツのいずれか又は全てを含む。番組データストリームの中の「デジタルコンテンツ」は、例えば、映像、オーディオ、ビデオ又はそのいずれかの組合せを含むことができる。コンテンツはスクランブルフォーマットでもクリアフォーマットでもよい。
【００１８】
ここで、「システム情報」は、例えば、番組名、放送時間、情報源、及び検索とデコードの方法に関する情報、さらには、どのような方法でいつデジタルコンテンツを再生、再伝送及び／又は記録することができるのかを制御する情報をデジタル受信機及びその他の装置に提供するコピー管理コマンドに関する情報を有する。これらのコピー管理コマンドは、例えば、一般的に特定のチャンネル又はサービスへのアクセスを規制するために用いられる資格制御メッセージ（ＥＣＭ）とともに伝送される。資格（時には「特権(privileges)」とも呼ばれる）をデジタル受信機１１１に配信するために、例えば、「資格管理メッセージ」（ＥＥＭ）が用いられる。この資格の例としては、アクセス権、スクランブル解除鍵などがあるが、これらに限定されるものではない。一般的には、スクランブル解除鍵は、承認された資格に基づきスクランブルフォーマットからクリアな状態でデータを再生するためにデスクランブラ論理回路が要求するコードである。
【００１９】
図示したように、デジタル装置１１０は、セットトップボックスとして実装されている場合、伝送媒体１２０を介してコンテンツ配信システム１００内のその他のコンポーネントに結合することもできる。伝送媒体１２０はデジタル装置１１０とコンテンツ配送システム１００内のその他のコンポーネントとの間で番組データを伝送する。伝送媒体としては、光ファイバ、ケーブル、無線信号回路により構築される無線リンク等があるが、それらに限定されるものではない。
【００２０】
デジタル装置１１０に対応する製品の種類にもよるが、コンテンツ配信システム１００は、例えば、伝送媒体１２０に接続されたオーディオシステム１３０を備える。また、Ｄ−ＶＨＳ、ＶＣＲのようなデジタルＶＣＲ１４０を、伝送媒体１２０を介してデジタル装置１１０及びコンテンツ配信システム１００内のその他のコンポーネントに接続することもできる。
【００２１】
また、ハードディスク記録部１５０を、伝送媒体１２０を介してデジタル装置１１０及びその他のコンポーネントに接続することもできる。ディスプレイ１６０は、例えば、デジタルビデオ信号を処理することが可能な高詳細度テレビジョンディスプレイ、モニタ、又はその他の装置である。最後に、例えば、制御部１７０が伝送媒体１２０に接合される。制御部は１７０は、例えば、コンテンツ配信システム１００内のいくつか又は各々のコンポーネントの動作を調整及び制御するために用いられる。
【００２２】
番組データのデジタルコンテンツは、例えばスクランブル形式で伝送される。１つの実施形態において、例えば、番組データの一部であるアクセス要求が、スクランブルコンテンツとともに、受信機１１１とともに実装され条件アクセス部として機能するデジタル装置(例えば、セットトップボックス)に伝送される。この「アクセス要求」は、条件アクセス機能とともに実装されたデジタル装置１１０（以下では、条件アクセス部１１０と呼ぶ）が、視聴の目的でスクランブルコンテンツをスクランブル解除することを許可されているかどうかを判断するために用いられる制限的パラメータである。アクセス要求は、例えば、コンテンツを知覚（視聴）するために必要な鍵、特定のコンテンツプロバイダに関連したサービスタグ、又は特定のスクランブル解除ソフトウェアコードである。
【００２３】
条件アクセス部１１０がスクランブル処理された番組を受信したときは、番組に対するアクセス要求が、条件アクセス部１１０が実際に有する資格と比較される。条件アクセス部１１０がスクランブルコンテンツをクリアな形式で表示するために、１つの実施形態において、デジタルコンテンツに関連したアクセス要求が条件アクセス部１１０の資格と比較される。資格は、例えば、ホームボックスオフィス（HBO）のような特定のコンテンツプロバイダからのコンテンツを視聴／再生する資格を与えられていることを示す。資格は、例えば、デジタルコンテンツのスクランブル解除に必要な１つ又は２つ以上の鍵を有する。資格は、例えば、条件アクセス部１１０がデジタルコンテンツをスクランブル解除することができる期間を定める。
【００２４】
従って、１つの実施形態において、アクセス要求及び資格が、条件アクセス部又はデコーダが特定の番組の視聴を許可されているかどうかを判断するためのアクセスコントロールシステムの一部を形成する。以下、テレビ放送、購入映画等のようなオーディオビジュアルコンテンツを再生するためのメカニズムについて説明する。ここで、本発明が可聴コンテンツ(例えば、デジタル化音楽ファイル)のスクランブル解除のみに適用可能であるということも考えられる。
【００２５】
アクセス要求及び資格は、顧客がコンテンツに対して支払いを行ってスクランブルコンテンツへのアクセス権を獲得するための様々な選択肢を提供することができる。これらの選択肢としては、ペイパープレイ（ＰＰＰ）、ペイパービュー（ＰＰＶ）、インパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）、時間基準履歴、ペイパータイム（ＰＰＴ）がある。「インパルスペイパービュー」は、以前にセットトップボックスにダウンロードされたＰＰＶ映画のクレジットによる購入を許可する機能である。「時間基準履歴」は、例えば、１９９７年３月から１２月のような、過去の期間に配信されたコンテンツへのアクセスを許可する機能である。アクセス要求及び資格は、スクランブルコンテンツを記憶するための様々な選択肢を顧客に提供することもできる。
【００２６】
アクセス要求は、例えば、パケット識別子（ＰＩＤ）を用いて、デジタル装置１１０の内部に配置された又は伝送媒体１２０を介してそれに結合された条件アクセス部に配信される。各ＰＩＤは、例えば、特定のサービスと関連したアクセス要求を有する。条件アクセス部に配信されるコンテンツは、例えば、多数のＰＩＤを有し、それによって、特殊有償機能、特殊技術機能、又は局地的に実施すべきその他の特殊機能を可能にする。
【００２７】
また、コンテンツを受信する前に、メディアに記憶しようとしているデジタルコンテンツへのアクセス権を獲得するための多数の選択肢を顧客に提供することもできる。さらに、コンテンツへのアクセス及びコンテンツの視聴の権利の購入を顧客に求めることもできる。従って、顧客が後の再生及び視聴のためにコンテンツの記録を希望する場合は、顧客が購入したアクセス要求もデジタルコンテンツとともに記憶する必要がある。
【００２８】
さらに、図１２及び図１３に示すように、スクランブル解除されたデジタルコンテンツ（例えば、トランスポートストリーム）にコピープロテクトを適用することもできる。コピープロテクトされたデジタルコンテンツは、宛先インタフェースと情報源とを相互に接続するインタフェースを介して再スクランブルされる。情報源及び宛先インタフェースは、このコンテンツを再暗号化するために用いられる鍵が適合する必要がある。このコピープロテクト鍵は、デジタル装置と関連した固有鍵により暗号化することができる。固有鍵は、例えば、工場負荷手順(factory load procedure)のような、ＥＭＭ又はその他の方法により受信することができる。
【００２９】
図２は、スマートカードインタフェース２２０によって動作する条件アクセス部２０１を備えたセキュアコンテンツ配信システム(secure content delivery system)の第１実施例が示してある。この実施形態は、分割安全アーキテクチャ(split security architecture)及び外部安全アークテクチャ(external security architecture)との整合性を有する。分割安全アークテクチャの実装において、デジタル装置１１０は、条件アクセス部２０１（例えば、図１の条件アクセス部１１０と同等）として動作するが、セットトップボックス又はその他のタイプのデジタル装置として実装されている。
【００３０】
スマートカードインタフェース２２０はデジタル受信機１１１に組込むこともできるが、デジタル受信機１１１は、インタフェース２２０を補足するスマートカード２１０を受取るために、例えば、ＰＣＭＣＩＡスロット又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）スロットのような拡張スロットを有する。この実施形態では、デジタル受信機１１１は、オプションのプロセッサ２３０及びデスクランブラ２４０を備える。この実施形態では、デスクランブラ２４０は、集積回路（ＩＣ）として実装されている。
【００３１】
スマートカードインタフェース２２０は、入力デジタルコンテンツをスクランブル解除するための１つ又は２つ以上の暗号化スクランブル解除鍵を記憶しているスマートカード２１０への取付けに好適である。スマートカード２１０は暗号化されたスクランブル解除鍵をスマートカードインタフェース２２０に伝送する。一般的に“ＤＫ”と呼ばれるスクランブル解除鍵がスマートカード２１０とスマートカードインタフェース２２０との間で通信を傍受している侵入者により不正に引出されるのを防止するために、スマートカード２１０は、ＤＫを暗号化する目的で、条件アクセス部２０１に固有の暗号化固有鍵を用いることもできる。これにより、条件アクセス部２０１がＤＫを安全な方法で解読し、デジタルコンテンツをスクランブル解除するためにＤＫをクリアフォーマットで用いることが可能になる。
【００３２】
詳細には、本発明の１つの実施形態によれば、スマートカード２１０の外部暗号プロセッサ２１５が、コンテンツのスクランブル解除に必要なＤＫを受信する。記憶素子２１２（例えば、揮発性又は不揮発性メモリ）には、ＤＫを解読するための１つ又は２つ以上の鍵が事前に書き込まれている。この書き込みは、スマートカード２１０の製造中又は記憶素子２１２の製造中に、記憶素子２１２がオンチップである場合は、暗号プロセッサ２１５により行うことができる。スマートカード２１０の暗号化論理回路２１４は、デスクランブラ２４０に固有の１つ又は２つ以上の鍵によりＤＫを暗号化する。
【００３３】
この実施形態では、スマートカード２１０は、暗号化ＤＫ２１６をデスクランブラ２４０に配信する。ここで、プロセッサ２３０は、暗号化ＤＫ２１６をインタフェース２２０を介して受け取るが、暗号化ＤＫ２１６は、暗号解読論理回路２６０に直接送信することもできる。ＤＫに対して行われる不明化操作を妨げるための追加的演算を行うために、プロセッサ２３０を実装することもできる。
【００３４】
デスクランブラ２４０の暗号解読論理回路２６０は、記憶素子２５０に記憶された１つ又は２つ以上の固有鍵を用いてＤＫを解読することになる。１実施形態において、記憶素子２５０は、製造時に、あるいは条件アクセス部２０１に伝送された初期番組データによる条件アクセス部２０１内部への実装後に書き込まれた１つ又は２つ以上の鍵レジスタを有する。暗号解読論理回路２６０は、解読されたＤＫをデスクランブラ論理回路２７０のＯＤＤ及びＥＶＥＮ鍵記憶素子(図示せず)に交互に書込む。
【００３５】
デスクランブラ論理回路２７０は、適切な時点でＯＤＤ／ＥＶＥＮデスクランブラ鍵を入力スクランブルコンテンツ２８０に適用し、スクランブル解除番組コンテンツ２９０を出力する。また、入力スクランブルコンテンツ２８０をスクランブル解除するために、ＯＤＤ及びＥＶＥＮ鍵記憶素子への書き込みに代わる方法を用いることもできる。デスクランブラ論理回路２７０は、デスクランブラ２４０の内部論理回路として、又は図示したように外部に実装することもできる。
【００３６】
従って、スクランブル解除鍵は暗号化された状態で転送されるので、スクランブル解除鍵のスマートカード２１０から条件アクセス部２０１への転送は安全である。スクランブル解除鍵は安全ではないプロセッサ２３０により解読されることがないので、条件アクセス部２０１の中では安全であり続ける。スクランブル解除鍵が解読されるのは、実際にスクランブル解除鍵が用いられるデスクランブラ２４０においてだけであり、従って、スクランブル解除鍵がクリアな状態で露出することは決してなく、ハッカーが手に入れることはできない。
【００３７】
さらに、暗号化ＤＫ２１６を解読するために用いられる鍵はデスクランブラ２４０のハードウェア（例えば、記憶素子２５０）の中に記憶される。記憶素子２５０のシリコンが調べられない限りは、記憶素子２５０をハッキングすることはできない。さらに、鍵は、１つの特定の条件アクセス部２０１に対してだけ有効にすることもでき、関連の条件アクセス部２０１に固有の鍵を用いたスマートカード２１０によりＤＫは暗号化されるので、暗号化ＤＫ２１６を解読するために他のユニットが用いることはできない。従って、暗号化ＤＫ２１６の条件アクセス部２０１への伝送は安全である。
【００３８】
デスクランブラ２４０は、スクランブル解除鍵の安全な処理を取扱う。このデスクランブラ２４０は、ＣＰＵ、ファームウェア、ソフトウェアを備えていない。複雑な鍵階層は存在しない。プロセッサを備えてないデスクランブラ２４０が暗号化ＤＫ２１６を受信し、それに固有鍵を適用し解読する。暗号解読論理回路２６０には、命令、コード、ハッシング、ソフトウェアはロードされていない。解読は、単一の鍵機能だけしか用いないハードウェア回路又は状態機械である暗号解読論理回路２６０により完全に行われる。
【００３９】
本実施形態で「固有鍵(Unique Key)」と呼ぶ１つ又は２つ以上の固有鍵は、例えば、製造中に、又はセットトップボックス、テレビジョン又はＮＲＳＳ−Ｂモジュール内部への実装中に、記憶素子２５０にプログラミングさあれる。例えば、１つの実施形態においては、デスクランブラ２４０には、フラッシュメモリのようなプログラム可能(programmable)不揮発性メモリ２５０が実装される。他の実施形態においては、デスクランブラ２４０には、安全性を強化するために１回だけしか書込みのできない非プログラム(non-programmable)不揮発性メモリが実装される。したがって、最初に記憶素子２５０に書き込まれた固有鍵に対し不正な読取又は上書きをすることはできない。条件アクセス部２０１のシリアルナンバーと条件アクセス部２０１のデスクランブラ２０１に書き込まれた固有鍵との関連を記録することもできる。
【００４０】
条件アクセス部２０１が製造され、スマートカード２１０が取り付けられたら、スマートカード２１０は条件アクセス部２０１と関連した固有鍵をペアリング(pairing)の時点で受信することができる。その時から、スマートカード２１０は、その特定のホスト（例えば、条件アクセス部２０１）と「ペア(pair)」になる。後に、スマートカード２１０が交換されたり、又は別のホストに移動させられたりした場合は、スマートカード２１０が新しいホストと関連した固有鍵を資格管理メッセージ（ＥＭＭ）を介して受信できるようにすることもできる。あるいは、新しくプログラミングされた固有鍵を有する新しいスマートカードをユーザーに配信することもできる。
【００４１】
図３は、図２のスマートカード２１０から条件アクセス部２０１へスクランブル解除鍵を転送する方法を示すフローチャートである。スクランブル解除鍵は、スマートカードの不揮発性メモリに記憶された鍵を用いて、スマートカード内で暗号化される（ブロック３００）。スマートカードに記憶されたこの鍵、すなわち固有鍵は、デスクランブラの記憶素子に記憶された鍵と関連付けられている。暗号化スクランブル解除鍵はスマートカードから受信する（ブロック３１０）。
【００４２】
この方法は、デスクランブラ内の番組データを有するビットストリームを受信することであり、しかも、番組データはシステム情報及びスクランブルデジタルコンテンツを有する（ブロック３２０）。暗号化スクランブル解除鍵は、デスクランブラの記憶素子に記憶された鍵を用いて解読される（ブロック３３０）。スクランブルデジタルコンテンツは、解読スクランブル解除鍵を用いてデスクランブラ内でスクランブル解除され（ブロック３４０）、スクランブル解除デジタルコンテンツが出力される（ブロック３５０）。
【００４３】
図２に示した条件アクセス部実装に対する代替実施態様として、図４に示すように、スマートカードの代わりに、一方向又は双方向ネットワーク４２０のヘッドエンドサーバ(headend server)（以下、「ヘッドエンド(headend)」と呼ぶ）４１０を用いることもできる。ヘッドエンド４１０は、図２のスマートカード２１０のローカル暗号プロセッサ２１５内においてアクセス権を維持する代わりに、デコーダ（例えば、「デコーダ」４０１）として動作するデジタル装置に対するアクセス権を維持する。
【００４４】
ヘッドエンド４１０は、デスクランブラ４４０に記憶された固有鍵に基づいて、１つ又は２つ以上のサービス鍵（一般的には「サービス鍵」と呼ぶ）を配信することができる。１つのチャンネルから別のチャンネルへの移行を容易にするために、暗号化サービス鍵をデコーダ４０１内に局所的に記憶することもできる。サービス鍵は暗号化形式で記憶され、必要に応じてデスクランブラ４４０に取り込まれる。デスクランブラ４４０の記憶素子４５０に記憶された固有鍵を用いることにより、サービス鍵はデスクランブラ４４０内で解読される。
【００４５】
本発明の１つの実施形態において、サービス鍵は、コンテンツを直接スクランブル解除するためのスクランブル解除鍵として用いられる。本発明の他の実施形態において、サービス鍵は、スクランブルコンテンツとともに帯域内受信され、後にスクランブル解除の目的で用いられる１つ又は２つ以上のスクランブル解除鍵を解読するために用いられる。サービス鍵の各鍵は、異なる公開及び専用暗号化アルゴリズムを用いて暗号化することもできる。これらの異なる専用アルゴリズムは、クローンハードウェア(clone hardware)を無効化するための著作権侵害防止措置として考えることもできる。
【００４６】
ヘッドエンド４１０は、サービス鍵をＥＭＭの中のチャンネル又は「サービスの段階(tier of service)」ベースで配信することができる。サービス鍵は暗号化され、デコーダ４０１内に局所的に記憶され、異なるチャンネルに合わせる際には必要に応じてプロセッサ４３０により用いられる。この実施形態は一方向（非ＩＰＰＶ）放送網において動作するが、双方向会話型ネットワークにおいても動作し、そこでは、ＩＰＰＶ又はＶＯＤ購入、あるいはその他の非会員サービスのような特定のサービス用のサービス鍵が要求される。新しいサービスへのアクセスを承認する能力を発揮するのは、ローカル制御暗号プロセッサではなくヘッドエンド４１０であるので、サービス鍵を要求するためにリターンチャンネル４２１が用いられる。
【００４７】
ＩＰＰＶ番組の多数同時衝動買いが原因で起きるヘッドエンド４１０におけるオーバロードの問題を避けるために、無料プレビュー期間を定めることができ、ＩＰＰＶ番組を実際の視聴の前に販売することができる。この実施形態においては、個々のショー又は映画用のサービス鍵をデコーダ４０１が要求し、前もって配信することができる。例えば、ＤＯＣＳＩＳモデム又は帯域外送受信機のようなリターンチャンネル４２１を有するケーブルシステムのような対話型ネットワークは、番組鍵要求（ＲＰＫ）メッセージをデコーダ４０１からヘッドエンド４１０に配信することができる。あるいは、デコーダ４０１は、アクセスされた各番組についてサービス鍵をリアルタイムで要求することもできる。
【００４８】
ヘッドエンド４１０のコントローラ（図示せず）は、ＲＰＫメッセージを処理する。ＲＰＫメッセージは、例えば、デコーダ４０１のアドレス並びに視聴すべきチャンネルを識別するための情報を有する（情報の全ては、エムペグ“ＭＰＥＧ”システム、及びノンセキュアプロセッサによってすでに処理済の番組情報から得ることもできる）。もし希望するのであれば、例えば、ＩＰＰＶ又はＶＯＤ要求のような、サービス攻撃の否認防止又は拒絶防止のために、ＲＰＫ要求を暗号化することもできる。
【００４９】
ＲＰＫメッセージを受信すると、ヘッドエンド４１０はアクセスコントロールリスト（デコーダ４０１の各資格のリスト）のエントリーにアクセスし、デコーダ４０１が特定のサービス鍵を受信する許可を受けていることを確認する。もし許可を受けている場合は、ヘッドエンド４０１は（デスクランブラ４４０内に配置された記憶素子４５０に含まれている固有鍵を用いて暗号化されている）サービス鍵をデコーダ４０１に送信する。
【００５０】
図５は、サービス鍵の要求及び受取り用のヘッドエンドに適合させた図４のデコーダ４０１のさらに詳細な図である。本発明の１つの実施形態によれば、資格制御メッセージ（ＥＣＭ）又は電子番組ガイド（ＥＰＧ）関連メタデータのような番組データ５００は、コンテンツプロバイダによりデコーダ４０１に提供される。番組データ５００は所望のチャンネル又はサービスの少なくとも１つの識別子（「チャンネル又はサービスＩＤ」と呼ぶ）を伝達するのに好適である。番組データ５００がＩＰＰＶ又はＶＯＤ番組である場合は、番組データ５００は、例えば、さらに番組識別子（ＰＩＤ）を有する。
【００５１】
ＭＰＥＧデマルチプレクサ５１０は、チャンネル又はサービスＩＤを抽出するためのメッセージプロセッサとして動作する。チャンネル又はサービスＩＤはプロセッサ４３０に送られ、プロセッサ４３０は、リターンチャンネル４２１を介してヘッドエンド４１０に送るために、送受信機論理回路５２０と共同でＲＳＫメッセージを生成する。
【００５２】
それに応じて、送受信機論理回路５２０は暗号化フォーマットの要求サービス鍵（ＳＫ）を受取り、ＳＫをプロセッサ４３０に供給する。プロセッサ４３０は、例えば、ＳＫをメモリに記憶し、及び／又は入力スクランブルコンテンツをリアルタイムでスクランブル解除するためにＳＫをデスクランブラ４４０に供給する。例えば、メモリ４３５は、ＳＫを局所的に記憶することが望まれる場合に用いられるオプションのコンポーネントである。
【００５３】
番組データのスクランブルコンテンツを受信すると、デスクランブラ４４０はこのコンテンツをスクランブル解除し、ＭＰＥＧフォーマットによって圧縮されている場合は、このコンテンツはスクランブル解除後ＭＰＥＧデコーダ５３０に供給される。ＭＰＥＧデコーダ５３０はデジタルコンテンツを解凍し、その後解凍デジタルコンテンツをテレビ表示用デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、デジタルビデオインタフェース（ＤＶＩ）リンク又はネットワークインタフェース（例えば、ＩＥＥＥ１３９４リンク）のいずれかに送る。
【００５４】
図示したように、プロセッサ４３０、メモリ４３５、デスクランブラ４４０、ＭＰＥＧデマルチプレクサ５１０、送受信機論理回路５２０及びＭＰＥＧデコーダ５３０を、バストレース又は別の通信方式（例えば、ワイヤ、光ファイバ等）を介して相互接続された２つ以上の集積回路に実装することもできる。あるいは、これらのコンポーネントを単一の集積回路に実装することもできる。  
この実施形態においては、ＳＫの有効期限を特定の期間に限定することもできる。デコーダ４０１はＳＫをメモリに記憶し、これによってＳＫがまだ有効でサービス鍵を再び要求する必要がない場合は、デコーダ４０１がサービスに再アクセスすることが可能になる。
【００５５】
ＳＫは番組の持続している期間の間有効とすることができ、また、例えば６時間という選択された期間の間有効とすることもできる。いったんＳＫがデコーダ４０１のメモリ４３５に記憶されると、ＳＫは簡単に利用可能になるので、長時間用の鍵を用いることによりデコーダ４０１とヘッドエンド４１０との間の処理総数が減少することになる。現在のサービス鍵（例えば、ＳＫ）の持続期間に応じて、次のサービス鍵（ＳＫｎｅｘｔ）をＳＫとともに配信することもできる。あるいは又、ＳＫの有効時間（例えば、ＳＫの持続期間）の終了を検出した後に、デコーダ４０１はＳＫｎｅｘｔを要求することもできる。他の実施例においては、サービス鍵は、ユーザーの加入期間の間有効とすることもできる。
【００５６】
サービスはアラカルト(a-la-carte)で販売することも、パッケージで販売することもできる。各々が１つのサービスＩＤによって識別されるいくつかの段階のサービスを提供することもできる。例えば、基本サービス段階、より多くのサービスを提供する中間サービス段階、及び異なるプレミアムサービスを提供する上級サービス段階を設けることもできる。サービスの各増分段階には、例えば、別々のサービス鍵が与えられる。
【００５７】
すなわち、図４のデコーダは、ＩＣ又はデコーダの製造中にロードされた固有鍵を備えたデスクランブラ２４０を有する。固有鍵により暗号化されたサービス鍵がデコーダ４０１に配信され、暗号化形式でデコーダ４０１に記憶される。あるいは、サービス鍵を局所的に記憶せずに、デコーダ４０１があるチャンネルに同調する毎に、デコーダ４０１がサービス鍵を要求することもできる。
【００５８】
通常、図２のセキュア暗号プロセッサ(secure cryptographic procesor)が保持する資格は、例えば、図４のヘッドエンド４１０内の鍵サーバのようなコントロールオーソリティ(controlling authority)が有する。デコーダ４０１内のプロセッサ４３０は、視聴選択肢を視聴者に適切に表示するために、何をスクランブル解除する許可を受けているのかを知らせるメッセージ（例えば、ＥＣＭ又はＥＭＭ）を受信することもできる。プロセッサは、次に、選択されたチャンネル用のサービス鍵を要求することができる。
【００５９】
組込み「セキュア(secure)」ファームウェア又はソフトウェアは存在しない。上記ハードウェア解読回路を用いることにより、暗号化機能を実行する組込みプロセッサコア又はファームウェアは不要である。これにより、ノンセキュアプロセッサにダウンロードすることもできる多数の条件アクセスアプリケーションが可能になる。サービス鍵は暗号化ユニット鍵である。公開非対称キー又は非公開対称鍵とすることもできる。
【００６０】
さらなる効果として、内部に組込まれた固有鍵を備えたデスクランブラ４４０を有するデコーダ４０１を提供することによって暗号プロセッサを用いないペイＴＶアプリケーション(Pay-TV applications)がある。デコーダ４０１は、サービス鍵又はスクランブル解除鍵をネットワークプロバイダに要求することができる。重要な［セキュア］機能はデスクランブラ４４０内に孤立されているので、プロセッサ４３０により局所的アクセスコントロールを行うことができる。
【００６１】
図６Ａには、セキュアコンテンツ配信システムの第３実施例６００を示す。セキュアコンテンツ配信システム６００は、加入者管理システム６１０、条件アクセス（ＣＡ）コントロール６２０、異なるデジタル装置（例えば、セットトップボックス）メーカーと関連した複数の合わせ(mating)鍵サーバ６３０１乃至６３０Ｎ（Ｎ＞２）、及びスマートカード６５０を受取るデジタル装置（例えば、セットトップボックス）６４０を備える。スマートカード６５０は、セットトップボックス６４０の固有鍵（「固有鍵」と呼ぶ）６８０を記憶するように構成されたローカルメモリ６７０を備えたデスクランブラ６６０と通信する。固有鍵６８０は、ＩＣの製造又はセットトップボックス６４０の生成中にロードされる。
【００６２】
いったんセットトップボックス６４０のユーザーが特定の番組データを受取ることを希望すると、セットトップボックス６４０は、要求された番組データと関連する資格がすでに内部に記憶されているかどうかを判断する。資格が記憶されていない場合は、例えば、ユーザーには画面表示によってそれを知らせ、要求信号６１１を出すように指示する。ユーザーは、（ｉ）帯域外通信経路（例えば、インターネットを介しての電子メール、ユーザーからの電話等）又は（ｉｉ）図示したようなセットトップボックス６４０と通信中のＣＡコントロールシステムへの帯域内通信経路を介して、要求信号６１１を送ることもできる。あるいは、要求信号６１１を自動的に送信することもでき、または実質的にリアルタイムでユーザーに許可を与えるために情報のルックアップ(lookup of information)を行うＣＡコントロールシステムに送ることもできる。
【００６３】
１つの実施形態において、要求信号６１１は、要求コンテンツの識別子（例えば、英数字又は数字コード）、セットトップボックスのシリアルナンバー（「ＳＴＢシリアルナンバー」と呼ぶ）及び／又はスマートカード６５０の識別子（スマートカードＩＤと呼ぶ）を含む。いずれかの情報処理システム（例えば、サービスプロバイダ又はコンテンツプロバイダにより制御されるサーバ、リレーステーション又はその他の装置）として実装されている加入者管理システム６１０は要求信号６１１を処理し、どんな資格をセットトップボックス６４０に提供すべきかを判断する。図示してはいないが、ＣＡコントロールシステム６２０は、セットトップボックスのシリアルナンバー又はスマートカードＩＤを含むデータベースのルックアップを行うように設定することもでき、それにより、加入者管理システム６１０へのアクセスをなくすということが考えられる。
【００６４】
加入者管理システム６１０から、ＳＴＢシリアルナンバーあるいは大域鍵(global keys)（例えば、コンテンツとともに帯域内送信されたＥＣＭを解読するために用いられる鍵）を含むこともできる許可（ＡＵＴＨ）メッセージを受取ると、ＣＡコントロールシステム６２０は、ＳＴＢシリアルナンバー６４１及び合わせ鍵ジェネレータ(mating key generator)６２１を合わせ鍵サーバ６３０１．．．、又は６３０Ｎ（一般的には、合わせ鍵サーバ６３０ｉと呼び、ここに、ｉ≧１）の少なくとも１つに送る。ＣＡコントロールシステム６２０は、ダウンロードされたスクランブルコンテンツからデジタルコンテンツを再生するために用いられる合わせ鍵６２２の配信を調整するための手段として動作する。ＣＡコントロールシステム６２０は、ヘッドエンド、放送局、衛生アップリンク等として実装することもできる。
【００６５】
または、合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１を合わせ鍵サーバ６３０１乃至６３０Ｎに送るＣＡコントロールシステムを用いる代わりに、このような情報を合わせ鍵を特徴とするデータベースへのアクセスを維持及び制御する信頼ある第三者６３５に送ることもできる。合わせ鍵ジェネレータ６２１及び／又はＳＴＢシリアルナンバー６４１に関連する値は、合わせ鍵６２２を検索するために用いられる。「信頼ある第三者」６３５としては、政府機関、製造メーカーによって独立して経営される会社等があるが、それらに限定又は制限されるものではない。
【００６６】
合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１を伝送する前に、例えば、ＣＡコントロールシステム６２０は、ＣＡコントロールシステム６２０と合わせ鍵サーバ６３０ｉの間にセッション鍵(session key)を構築するためにサーバ６３０ｉのような選択合わせ鍵サーバにより認証手順を実施する。もちろん、合わせ鍵サーバ６３０ｉの代わりに実装されている場合は、信頼のある第三者６３５が認証手順を実施することになる。セッション鍵は、関係者の間で交換される情報を暗号化し、セキュアリンク（secure link）をその間に提供するために用いることができる。認証手順の例としては、電子証明書、電子署名、ハッシュ値(hash values)等の交換など様々なタイプがある。
【００６７】
図６Ｂに示したように、合わせ鍵ジェネレータ６２１は、以下のもの、すなわち、セットトップボックスメーカー識別子（ＳＴＭメーカーＩＤ）６２３、サービスプロバイダＩＤ６２４、条件アクセス（ＣＡ）プロバイダＩＤ６２５、及び合わせ鍵番号６２６の１つ又は２つ以上を含む。もちろん、これらの値／フィールドのサイズ（単位：ビット）は変更することができる。
【００６８】
この実施形態においては、「ＳＴＢメーカーＩＤ」６２３は、セットトップボックス６４０のメーカーを識別する所定の値である。また、ＳＴＢシリアルナンバーの特定配置に応じて、ＳＴＢメーカーＩＤ６２３をオプションとすることも考えられる。「サービスプロバイダＩＤ」６２４は、通信システムプロバイダ及び選択配信メカニズムを識別する値（例えば、１６ビットのような１つ又は２つ以上のビット）である。例えば、サービスプロバイダＩＤ６２４は、どのケーブル会社、衛星会社、地上波会社又はインターネット会社が要求番組データ及び／又はその会社の特定のヘッドエンドサーバを提供しているのかを識別することもできる。「ＣＡプロバイダＩＤ」６２５はＣＡコントロールシステム６２０のプロバイダを示す。「合わせ鍵シーケンス番号」６２６は、合わせ鍵６２２の長さが１パケット以上である場合は、情報のパケットを再注文するために用いられ、いくつかのシステムにおいては、例えば、合わせ鍵ジェネレータ６２１の期限切れを示すために用いられる。
【００６９】
図６Ａに戻って、アクセスが求められている合わせ鍵サーバ６３０１．．．、又は６３０Ｎ（または信頼の置ける第三者６３５のデータベース）を識別するために、各ＳＴＢメーカーＩＤ６２３に対し固有の部分を有することもできる。また、セットトップボックス６４０のシリアルナンバー並びにそのセットトップボックス６４０を識別するためのコードフィールドを含めるために、ＳＴＢシリアルナンバー６４１を拡張することもできる。もちろん、ビット数は設計上の選択である。
【００７０】
合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１を受取ると、適切な合わせ鍵サーバ（例えば、合わせ鍵サーバ６３０ｉ、ここに、ｉ≧１）は合わせ鍵６２２を返送する。この実施例においては、合わせ鍵６２２は、セットトップボックスに送信中のスクランブルコンテンツをスクランブル解除するために必要なスクランブル解除鍵を暗号化するために用いられる。詳細には、合わせ鍵サーバ６３０１は、固有鍵６８０の同一コピーである事前記憶鍵にアクセスし、そのアクセスされた鍵を用いて合わせ鍵ジェネレータ６２１を暗号化する。これにより、合わせ鍵６２２と同じ鍵が作られる。また、合わせ鍵ジェネレータ６２１は結果値を暗号化する一方向ハッシュ演算(hash operatoin)することこと、又は合わせ鍵６２２を作るために合わせ鍵ジェネレータ６２１の一部分だけを暗号化することができることも考えられる。しかしながら、同様な演算をデスクランブラ６６０の内部で繰返す必要がある。
【００７１】
合わせ鍵６２２を受取ると、ＣＡコントロールシステム６２０は、スマートカード６４０に送られる１つ又は２つ以上のＥＣＭ６４２とともに資格管理メッセージ（ＥＭＭ）を生成する。ＥＭＭ６４８の１つの実施態様を図６Ｃに示す。
【００７２】
図６Ｃに示すように、ＥＭＭ６４８は、以下のものの、すなわち、スマートカードＩＤ６４３、長さフィールド(length feeld)６４４、合わせ鍵ジェネレータ６２１、“Ｍ”（Ｍ≧１）鍵識別子６４５１乃至６４５Ｍ、及びキー識別子６４５１乃至６４５Ｍと関連する鍵６４６１乃至６４６Ｍの少なくとも２つを含む。また、その他の資格６４７をＥＭＭに含めることもできる。また、合わせ鍵ジェネレータ６２１をＥＭＭ６４８から除外し、別途にまた一般的にはＥＭＭ６４８と同時に送信することもできるということが考えられる。
【００７３】
特に、図６Ｃに関して、スマートカードＩＤ６４３は、特定のセットトップボックス及びおそらくはセットトップボックスのメーカーを示すために用いられるビット値である。「ＥＭＭ長さフィールド」６４４は、ＥＭＭ６４８の長さを示すために用いられるビット値である。合わせ鍵ジェネレータ６２１は、図示すように、図６Ｂに示したパラメータを含むビット値である。各鍵識別子６４５１乃至６４５Ｍは、鍵６４６１乃至６４６Ｍが不法に変更されているかどうかをチェックする際に用いるために署名された１６ビット資格タグ値である。鍵６４６１乃至６４６Ｍは、アクセス要求及び少なくとも１つのスクランブル解除鍵を暗号化フォーマットで配信するために用いられるＥＣＭ６４２を解読するために用いられる。
【００７４】
図７Ａ乃至７Ｃに示すように、スマートカード６５０はＥＭＭ６４８を受信し、合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＥＣＭ６４２から再生されたスクランブル解除鍵６５１をセットトップボックス６４０のデスクランブラ６６０に送る。
【００７５】
図７Ａは、図６Ａのセットトップボックス６４０の内部に実装されたデスクランブラ６６０の第１実施例である。合わせ鍵ジェネレータ６２１及び暗号化スクランブル解除鍵６５１をスマートカード６５０から受信すると、デスクランブラ６６０は、デスクランブラ６６０に記憶された固有鍵６８０を用いて合わせ鍵ジェネレータ６２１に対して暗号化演算を行う第１プロセスブロック６６１を含む。プロセスブロックに関連する暗号化又は解読演算は、データ暗号化規格（ＤＥＳ）、アドバンスト暗号化規格（ＡＥＳ）、ＩＤＥＡ、トリプルＤＥＳ等のような暗号機能に従って行うこともできる。これらの暗号機能のいつかは単に例示のために挙げられているにすぎない。
【００７６】
合わせ鍵ジェネレータ６２１に対する暗号化演算により、合わせ鍵６２２と同一の鍵６３３が作られ、この鍵６３３が第２プロセスブロック６６４にロードされる。プロセスブロック６６４は、暗号化スクランブル解除鍵６５１を解読し、スクランブル解除鍵６６５を作るために用いられる。スクランブル解除鍵６６５は、セットトップボックス６４０及び特にデスクランブラ６６０にロードされたスクランブルコンテンツをスクランブル解除するために用いられる。スクランブル解除は、例えば、スクランブルコンテンツ６６６に対する３ＤＥＳ演算の実施を含む。その結果値は、クリアフォーマットのコンテンツであり、このコンテンツはデスクランブラ６６０から伝送され、その後、図５に示すようにＭＰＥＧデコーダに、又はオプションでＤ／コンバータ、ＤＶＩインタフェース又はＩＥＥＥ １３９４ インタフェースにロードすることができる。
【００７７】
合わせ鍵６２２がどのように定式化されているかに応じて、解読及び暗号化をそれぞれサポートするためにプロセスブロック６６１及び６６４を変えることもできるということも考えられる。
【００７８】
図７Ｂは、図６Ａのセットトップボックス６４０の内部に実装されたデスクランブラ６６０の第２実施例である。スクランブル解除は、２つの鍵を有する３ＤＥＳにしたがって行われる。図７Ａに示したように、デスクランブラ６６０は、デスクランブラ６６０に記憶された固有鍵６８０を用いて合わせ鍵ジェネレータ６２１に対して暗号化演算を行う第１プロセスブロック６６１を備える。    
合わせ鍵ジェネレータ６２１に対する暗号化演算により、合わせ鍵６２２と同一の鍵６３３が作られる。鍵６３３は２つのＤＥＳプロセスブロック６６４１及び６６４２にロードされる。プロセスブロック６６４１は、第１暗号化スクランブル解除鍵６５２を解読し、第１スクランブル解除鍵６６５１を作るために用いられる。プロセスブロック６６４２は、第１暗号化スクランブル解除鍵６５３を解読し、第２スクランブル解除鍵６６５２を作るために用いられる。ＤＫ６６５１及びＤＫ６６５２は、スクランブルコンテンツ６６６をスクランブル解除するための低レベル３ＤＥＳスクランブル解除論理回路６６７によって用いられる。
【００７９】
もちろん、プロセスブロック６６１を、図７Ｃに示したような複数の鍵を有する３ＤＥＳを支援するように設定することもできるということが考えられる。この実施態様においては、プロセスブロック６６４１及び６６４２にそれぞれ提供される２つの鍵６６３１及び６６３２を作るために、複数の合わせ鍵ジェネレータ６２１１及び６２１２がスマートカード６５０により提供される。これらのプロセスブロック６６４１及び６６４２は、スクランブルコンテンツ６６６をスクランブル解除するための低レベル３ＤＥＳスクランブル解除論理回路６６７により使用される第１スクランブル解除鍵６６５１及び第２スクランブル解除鍵６６５２を作る。
【００８０】
図７Ｃに示したように、第１合わせ鍵ジェネレータ６２１１は、図６Ｂの合わせ鍵ジェネレータ６２１として設定することもできる。しかしながら、第２合わせ鍵ジェネレータ６２１２は、鍵６６３２の中に配置されたコピープロテクトパラメータを認証するように設定することもできる。例えば、第２合わせ鍵ジェネレータ６２１２は、コピーコントロール、及びコピーコントロールが適用される入力コンテンツを識別するコンテンツ識別子フィールドを提供するコピーコントロール情報（ＣＣＩ）を含むこともできる。例えば、ＣＣＩフィールドは、コンテンツを永続的な記憶のためにはコピーできないこと、又は所定の回数（例えば、１回、２回等）であればコピーできることを識別することもできる。ＣＣＩフィールドは、コンテンツの再生可能回数を識別するために、又はかかるコンテンツについての所定の視聴時間を設定するために用いることもできる。
【００８１】
さらに、第２合わせ鍵ジェネレータ６２１２は、関連するデジタルコンテンツを識別する値を含むコンテンツＩＤフィールドを含むこともでき、デジタルコンテンツの有効期間／期限切れを管理するためのデータを含むこともできる。さらに、第２合わせ鍵ジェネレータ６２１２は、デジタルコンテンツのコピー可能回数を識別する値を含むコピー生成番号フィールドを含むこともできる。当然、フィールドのサイズを縮小するために、複数のパラメータをハッシュ演算しフィールド内に記憶することもできる。
【００８２】
図８は、セキュアコンテンツ配信システムの第４実施例７００を示す。セキュアコンテンツ配信システム７００は、加入者管理システム６１０、ＣＡコントロールユニット６２０、合わせ鍵ゲートウェイ７１０、合わせ鍵サーバ６３０１乃至６３０Ｎ、及セットトップボックス６４０を備える。図６Ａに示したように合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１をＣＡコントロールシステム６２０から合わせ鍵サーバ６３０１乃至６２１Ｎに伝送する代わりに、これら情報を合わせ鍵ゲートウェイ７１０に送ることもできる。合わせ鍵ゲートウェイ７１０は、合わせ鍵ジェネレータ６２１から図６ＢのＳＴＢメーカーＩＤ６２３にアクセスし、合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１を選択された合わせ鍵サーバ６３０１に適切に送る。これによって、合わせ鍵６２２を再生するＣＡコントロールシステム６２０又はサーバ６３０１乃至６２１Ｎの処理時間が短縮する。
【００８３】
あるいは又、合わせ鍵ジェネレータ６２１及びＳＴＢシリアルナンバー６４１を選択された合わせ鍵サーバ６３０１に送る合わせ鍵ゲートウェイ７１０を用いる代わりに、合わせ鍵の検索のために目標のデータベースにアクセスする信頼の置ける第三者に、これら情報を送ることもできるということが考えられる。合わせ鍵６２２の検索のために選択されたデータベースは、合わせ鍵ジェネレータ６２１及び／又はＳＴＢシリアルナンバー６４１に基づくものである。例えば、各データベースには、合わせ鍵ジェネレータ６２１及び／又はＳＴＢシリアルナンバー６４１と関連した値に基づくある範囲のアドレスを通じてアクセス可能とすることもできる。これらの値は、目標のデータベースを識別するために用いられる。
【００８４】
図９Ａはセキュアコンテンツ配信システム８００の第５実施例である。セキュアコンテンツ配信システム８００は、加入者管理システム６１０、ＣＡコントロールシステム８１０、異なるセットトップボックスメーカーと関連した複数の合わせ鍵サーバ６３０１乃至６２１Ｎ、セットトップボックス８２０、合わせ鍵ゲートウェイ８３０（図８の合わせ鍵ゲートウェイ７１０に類似）、及びネットワークインタフェース８４０（例えば、ＤＯＣＳＩＳ  ＣＭＴＳ）を備える。セットトップボックス８２０は、セットトップボックス８２０の固有鍵８８０（「固有鍵」と呼ぶ）を記憶するように設定されたローカルメモリ８７０を有するデスクランブラ８２０を備える。固有鍵８８０はＩＣの製造又はセットトップボックス８２０の生成中にロードされる。
【００８５】
セットトップボックス８２０は、電子番組ガイド（ＥＰＧ）メタデータをＥＰＧとともに非スクランブルフォーマットで受取り、デジタルプログラミングコンテンツ８５０をスクランブルフォーマットで受取る。１つの実施形態において、ＥＰＧメタデータ９００は、ＣＡコントロールシステム８１０により帯域外提供される。図９Ｃに示したように、ＥＰＧメタデータ９００の１つの実施形態は、コンテンツプロバイダによって提供される異なるタイプのコンテンツ用の複数のタグエントリー９１０１乃至９１０Ｓ（Ｓ≧１）を有する。各タグエントリー９１０ｊ（１≦ｊ≦Ｓ）は、少なくとも１つのチャンネル名９２０ｊ、コンテンツの名称９３０ｊ、及びチャンネルと関連した鍵識別子９４０ｊを有する。さらに、各タグエントリー９１０ｊは、さらに番組識別子９５０ｊ及び合わせ鍵ジェネレータ（ＭＫＧ）９６０ｊを有する。メタデータ９００は、ＥＭＭ８８５の中に提供された鍵の検証用に合わせ鍵ジェネレータ（例えば、合わせ鍵ジェネレータ６２１）及び鍵識別子を提供するために用いられる。
【００８６】
再び図９Ａに戻り、セットトップボックス８２０のユーザーがいったん特定のタイプのコンテンツ（例えば、ＰＰＶ映画、放送チャンネル等）を受取ることを希望すると、セットトップボックス８２０は、要求コンテンツと関連した資格がすでに内部に記憶されているかどうかを判断する。もし資格が記憶されていない場合は、ユーザーには画面表示又は音声再生により直接その旨を知らせ、加入者管理システム６１０（又はＣＡコントロールしステム８１０）に対して要求信号８１１を出すプロンプトを表示することもできる。あるいは又、ユーザーコントロールなしで、要求信号８１１を自動的に送ることもできる。要求信号８１１は、図示したように帯域外（例えば、電話又はＤＯＣＳＩＳによるインターネットを通じての電子メール）で、又は対域内で加入者管理システム６１０に提供することもできる。
【００８７】
本実施形態で示したように、ＳＴＢシリアルナンバー８３１及び資格（又はＣＡコントロールシステム８１０におけるＳＴＢシリアルナンバー８３１のルックアップ）を有する認証メッセージ８１５を加入者管理システム６１０から受信すると、ＣＡコントロールシステム８１０は、ＳＴＢシリアルナンバー８３１及び合わせ鍵ジェネレータ８３２を合わせ鍵ゲートウェイ８３０に送る。合わせ鍵ゲートウェイ８３０は、ダウンロードされたスクランブル情報から要求コンテンツを抽出するために用いられる合わせ鍵８３３の配信を調整するための手段として動作する。もちろん、相互間で安全な通信を行うためにＣＡコントロールシステム８１０は合わせ鍵ゲートウェイ８３０による認証作業を行うこともできる。
【００８８】
合わせ鍵８３３を受信すると、ＣＡコントロールシステム８１０は、１つ又は２つ以上の資格管理メッセージ（ＥＭＭ）８８５を生成する。ＥＣＭは提供されない。例えば、ＥＭＭ８８５を通じて、チャンネル鍵だけが提供される。ＥＭＭの１つの実施形態を図９Ｂに示す。
【００８９】
図９Ｂに示したように、ＥＭＭ８５５は、以下のものの、すなわちＳＴＢシリアルナンバー８３１、ＥＭＭ長さフィールド８４２、合わせ鍵ジェネレータ８３２、“Ｍ”（Ｍ≧１）鍵識別子８４４１乃至８４４Ｍ、及び鍵識別子８４４１乃至８４４Ｍと関連した暗号化サービス鍵８４６１乃至８４６Ｍの少なくとも２つを含む。もちろん、識別子又はサービス鍵に加えてその他のタイプの資格をＥＭＭ８８５に含めることもでき、これらの値のサイズ（単位：ビット）は変えることができる。また、合わせ鍵ジェネレータ８３２をＥＭＭ８８５から除外し、別途にまた一般的にはＥＭＭ８８５と同時に送信することもできるということが考えられる。
【００９０】
ＳＴＢシリアルナンバー８３１は、特定のセットトップボックス及びおそらくはセットトップボックスのメーカーを示すために用いられる値である。「ＥＭＭ長さフィールド８４２」は、ＥＭＭ８８５の長さを示すために用いられるビット値である。合わせ鍵ジェネレータ８３２は、図に示すように、図６Ｂに示したパラメータを含むビット値である。各鍵識別子８４４１乃至８４４Ｍは、対応する暗号化サービス鍵８４６１乃至８４６Ｍと関連したサービスの段階をそれぞれ示す１６ビット値である。暗号化サービス鍵８４６１乃至８４６Ｍは、デスクランブラ内に作られた図９Ａの合わせ鍵８３３と対応する鍵により解読される。
【００９１】
図１０は、図９Ａのセットトップボックス８２０の内部に実装されたデスクランブラ８６０の第１実施形態である。ＥＭＭ８８５に含まれる合わせ鍵ジェネレータ８３２及び暗号化サービス鍵８４６ｊ（１≦ｊ≦Ｍ）を受信すると、デスクランブラ８６０は、デスクランブラ８６０に事前に記憶された固有鍵８８０を用いて合わせ鍵ジェネレータ８３２に対して暗号化演算を行う第１プロセスブロック８６１を含む。暗号化演算は、ＤＥＳ、ＡＥＳ、ＩＤＥＡ、トリプルＤＥＳ等のような対称鍵暗号機能に従って行うこともできる。もちろん、暗号化機能の代わりにハッシュ機能(hashing function)を実行するために、プロセスブロック８６１を変えることもできることが考えられる。
【００９２】
合わせ鍵ジェネレータ８３２に対する暗号化演算により、合わせ鍵８３３と同一の鍵８６３が作られる。鍵８６３は、セットトップボックス８４０及び特にデスクランブラ８６０にロードされたスクランブルコンテンツ８５０をスクランブル解除するために用いられるサービス鍵を再生するための暗号化サービス鍵８４６ｊを解読するために用いられる第２プロセスブロック８６４にロードされる。スクランブル解除はスクランブルコンテンツに対する３ＤＥＳ演算の実施を含むこともできる。その結果値は、例えばクリアフォーマットのコンテンツであり、このコンテンツはデスクランブラ８６０から伝送され、その後、図５に示すようにＭＰＥＧデコーダに、あるいはオプションでＤ／コンバータ、ＤＶＩインタフェース、又はＩＥＥＥ １３９４ インタフェースにロードすることもできる。
【００９３】
図１１には、セキュアコンテンツ配信システムの第６実施例９００の一部を示す。加入者管理システム６１０及び図９ＡのＣＡコントロールシステムの代わりに、合わせ鍵ゲートウェイ８３０を、それぞれ異なるコンテンツプロバイダと関連した複数の加入者管理システム（ＳＭＳ）９１０１乃至９１０Ｋとの通信に適合させることもできる。これらの加入者管理システム（ＳＭＳ）９１０１乃至９１０Ｋの各々が合わせ鍵ジェネレータ及びＳＴＢシリアルナンバー９２０１乃至９２０Ｋを合わせ鍵８３０に供給し、代わりに、対応合わせ鍵９３０１乃至９３０Ｋを受信する。これらの合わせ鍵９３０１乃至９３０Ｋは、１つ又は２つ以上の目標セットトップボックス（図示せず）に提供されるサービス鍵を暗号化するために用いられる。あるいは、図６Ａ、８及び９Ａに示したように、信頼の置ける第三者６３５を利用することもできる。
【００９４】
例えば、この図示した実施形態において、加入者管理システム９１０１及び９１０２は地上波放送局であり、それぞれが合わせ鍵ジェネレータ及びＳＴＢシリアルナンバー９２０１、９２０２を合わせ鍵ゲートウェイ８３０に提供し、対応する合わせ鍵９３０１、９３０２を受信する。同様に、加入者管理システム９１０３及び９１０４はケーブル事業者であり、加入者管理システム９１０５は直接放送衛星（ＤＢＳ）会社であり、加入者管理システム９１０Ｋ−１乃至及び９１０Ｋはインターネットコンテンツソースである。
【００９５】
図１２には、セキュアコンテンツ配信システムの第７実施例１０００の一部を示す。システム１０００のセットトップボックス１０１０は、第１コンテンツソースからスクランブルコンテンツ又は暗号化コンテンツ１０２０を、また第２コンテンツソースから資格管理メッセージ（ＥＭＭ）１０４０を受信する。第２ソースは、例えばスマートカード、又はＣＡコントロールシステムである。
【００９６】
本発明の１実施形態によれば、ＥＭＭ１０４０は、コピープロテクト鍵ジェネレータ（ＣＰＫＧ）１０４２及び暗号化ユーザー鍵１０４１を備える。図１２及び１３に示すように、暗号化ユーザー鍵（Ｅｋｅｙ）１０４１は、Ｅｋｅｙ１０４１が固有鍵（「固有鍵」）１０３１又はその派生鍵(derivaive)により解読された場合にデスクランブラ１０３０内にコピープロテクト鍵１０３５を生成するために計算される値である。固有鍵１０３１は、ＩＣの製造中、あるいはセットトップボックス１０１０作成中にロードされる。コピープロテクト鍵１０３５は、解読目的のために、他のセットトップボックス１０７０、ポータブルコンピュータ（例えば、ＰＤＡ）１０７１と、あるいはポータブルジュークボックス１０７２などの他の装置とも共有される。
【００９７】
図１４に示すように、ＣＰＫＧ１０４２は、ＳＴＢメーカーＩＤ１０５０、ＥＭＭ１０４０を提供するシステムを識別するためのシステムＩＤ（図６ＢのＣＡプロバイダＩＤに類似）、デジタルコンテンツのプロバイダを識別するためのコンテンツプロバイダＩＤ１０５２（図６ＢのサービスプロバイダＩＤ６２４に類似）、及び目的が図６Ｂの合わせ鍵シーケンス番号とほぼ同じのＣＰシーケンス番号１０５３を有する。さらに、ＣＰＫＧ１０４２は、入力コンテンツのコピーの可否、再生回数、又は再生の日付／時間のような、コンテンツ管理コントロールを提供するコピープロテクトステータス値１０５４を有する。
【００９８】
再び図１３に戻って、本実施形態のデスクランブラ１０３０は、Ｅｋｅｙ１０４１、ＣＰＫＧ１０４２及び暗号化スクランブル解除鍵１０４３を第２ソースから受信する。ＣＰＫＧ１０４２は、図９Ａの合わせ鍵ジェネレータ８３２と実質的に同じである。デスクランブラ１０３０は、ＤＥＳ、ＡＥＳ、ＩＤＥＡ、３ＤＥＳなどの対称鍵暗号機能によって固有鍵１０３１を用いてＥｋｅｙ１０４１を解読する第１プロセスブロック１０３２を有する。
【００９９】
Ｅｋｅｙ１０４１に対する解読演算によってユーザー鍵１０３３が再生され、ユーザー鍵１０４１はＣＰＫＧ１０４２を解読し、コピープロテクト鍵１０３５を作るために用いられる第２プロセスブロック１６３４にロードされる。暗号化スクランブル解除鍵１０４３は、スクランブル解除鍵をクリアフォーマットで再生し、セットトップボックス１０１０及び、特にデスクランブラ１０３０にロードされた暗号化コンテンツ１０２０をスクランブル解除及び／又は解読するために、固有鍵（又はその派生鍵）を用いて解読される。スクランブル解除及び／又は解読は３ＤＥＳ演算の実行を含むこともできる。
【０１００】
結果として、コンテンツは一時的にクリアフォーマットで配置されるが、しかし低レベル暗号化論理回路１０６０に送られ、暗号化論理回路１０６０は、宛先デジタル装置のいずれか又は全てと関連したコピープロテクト鍵１０３５によって、スクランブル解除コンテンツを暗号化する。結果として、コンテンツは以降の伝送期間中は安全である。
【０１０１】
図１５は、デジタル装置１１００の内部に実装されたデスクランブラの他の実施形態１１１０を示す。デジタル装置１１００との通信に適合され、デスクランブラ１１１０は番組データをコンテンツプロバイダから受信し、番組データを目標のデジタル装置に送る。番組データにクリア状態でアクセス可能になることを避けるために、番組データを暗号化又はスクランブルすることにより、番組データを「コピープロテクト」することもできる。
【０１０２】
本発明の１実施例において、デスクランブラ１１１０は、メモリ１１２０、制御ワード（ＣＷ）鍵ラダー論理回路１１３０、コピープロテクト（ＣＰ）鍵ラダー論理回路１１４０、及び複数の暗号ユニット１１５０、１１６０及び１１７０を備える。ここでは、デスクランブラ１１１０は、単一の集積回路として配置されている。しかしながら、デスクランブラ１１１０を、マルチチップパッケージ内に収納された複数の集積回路として配置することもできることが考えられる。
【０１０３】
図１５に示すように、メモリ１１２０は、安全性を強化するために１回しか書込みのできないプログラマブル不揮発性メモリである。結果として、少なくとも１つの固有鍵１１２２（以下、一般的には「ＳＴＢ鍵」と呼び、それぞれをＳＴＢ鍵‐ｔと呼ぶ、ここで、ｔ≧１）は、１回のみプログラム可能なメモリに書き込まれた後は、不正に読取り又は上書きすることはできない。ＳＴＢ鍵１１２２は、ＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０及びＣＰ鍵ラダー論理回路１１４０に供給される。従って、ＳＴＢ鍵１１２２は、いったんプログラミングされると、再プログラミング、変更、又はデスクランブラ１１１０の外部からの読取りは不可能である。それに加えて、プログラミング後に値を読取るために、Ｊタグを用いることはできない。ＳＴＢ鍵１１２２は、例えば、単一の５６ビットデータサブ鍵、３つの５６ビット３ＤＥＳサブ鍵、又は単一の１２８ビットＡＥＳ鍵などの様々な実施形態で実行することができる。
【０１０４】
図１５でさらに示すように、ＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０は、入力情報、すなわち条件アクセス（ＣＡ）ランダム値１２００、合わせ鍵ジェネレータ１２０５、及び１つ又は２つ以上の暗号化制御ワード１２１０を受信する。ＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０は入力情報を処理し、ＳＴＢ鍵１１２２の１つ又は２つ以上の派生鍵１１２４（以下では、一般的には「Ｓ鍵」と呼び、それぞれをＳ鍵‐ｕと呼ぶ、ここで、ｕ≧１）を作る。入力データ１２１５を解読するために、Ｓ鍵１１２４は第３暗号ユニット１１７０に供給される。入力データ１２１５の例としては、帯域外送信される番組データ、又は、デジタル装置１１００により作られ、例えば、ヘッドエンド又はＣＡコントロールシステムへ戻る通信の際に、デジタル装置１１００からの起点(origination)を確認するために用いることができるハッシュ処理データがある。
【０１０５】
１つ又は２つ以上の制御ワード１１２６（以下では、一般的には「制御ワード」と呼び、それぞれを“ＣＷ‐ｖ”と呼ぶ、ここで、ｖ≧１）を暗号化制御ワード１２１０から再生させるために、ＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０は入力情報も処理する。スクランブルコンテンツ１１２０をスクランブル解除するために、制御ワード１１２６は第１暗号ユニット１１５０に提供される。その後、クリアコンテンツ(clear content)１１２５が第２暗号ユニット１１６０に供給され、この第２暗号ユニット１１６０は、デジタルレコーダ、セットトップボックス等のようなデジタル装置への伝送の前にクリアコンテンツを暗号化するためのコピープロテクトメカニズムとして設定されている。
【０１０６】
図１６は、図１５のデスクランブラ１１１０の制御ワード（ＣＷ）鍵ラダー論理回路の実施例１１３０を示す。一般的に、ＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０は、第１プロセスブロック１３００、第２プロセスブロック１３３０、及び第３プロセスブロック１３６０を備える。第１プロセスブロック１３００は、ＳＴＢ鍵の派生鍵であるＳ鍵１２２４を生成するように設定されている。第２プロセスブロック１３３０は、合わせ鍵ジェネレータ１２０５又はその論理派生に基づき、１つ又は２つ以上の合わせ鍵１３３５（以下では、一般的には「合わせ鍵」と呼び、それぞれを「合わせ鍵‐ｗ」と呼ぶ、ここに、ｗ≧１）を生成するように設定されている。第３プロセスブロック１３６０は、合わせ鍵１３３５又はその論理派生を用いて暗号化制御ワード１２１６を解読する際に制御ワード１１２０を再生するように設定されている。
【０１０７】
図１７Ａ乃至１７Ｃは、図１６のＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０の第１プロセスブロック１３００の演算の実施例を示す。図１７Ａに示すように、第１プロセスブロック１３００は、コンテンツプロバイダからメッセージの形でデスクランブラ１１１０に配信されるシード値であるＣＡランダム１２００に対するＤＥＳ暗号演算を行う。ＣＡランダム１２００及びＳＴＢ鍵１ １１２２１に基づき、Ｓ鍵‐１ １１２４１が生成される。Ｓ鍵‐１ １１２４１はＳＴＢ鍵‐１ １１２２１の派生鍵である。
【０１０８】
図１７Ｂに示すように、第１プロセスブロック１３００は、ＤＥＳ暗号演算の代わりにＡＥＳ暗号演算を行うように適合させることもできる。特に、第１プロセスブロック１３００は、入力ビット値１３０５及びＳＴＢ鍵‐１ １１２２１に基づき、ＳＴＢ鍵‐１ １１２２１の派生鍵であるＳ鍵‐１ １１２４１を生成するように設定されている。本発明の１実施形態によれば、入力値１３０５は、所定の論理値（例えば、全ての論理値“０”）に設定された“Ｍ”追加ビット１３０７と組合されたＣＡランダム１２００を有する。１実施形態において、ビット１３０７は入力値１３０５の最上位ビットとして配置されている。Ｓ鍵‐１ １１２４１を作るために、入力値１３０５はＳＴＢ鍵‐１ １１２２１を用いて解読される。ここで、“Ｍ”が６４であり、ＣＡランダム１２００の長さが６４ビットである場合は、Ｓ鍵‐１ １１２４１の長さは１２８ビットである。しかしながら、その他のビットサイズを用いることもできることが考えられる。
【０１０９】
図１７Ｃに示すように、第１プロセスブロック１３００は、ＤＥＳ又はＡＥＳ暗号演算の代わりに３ＤＥＳ暗号演算を行うように適合させることもできる。３ＤＥＳ暗号演算が行われる場合は、第１プロセスブロック１３００は、所定の値とＣＡランダム１２００との間で論理演算を行うように設定することもできる。「論理」演算は、少なくとも１つの排他的ＯＲ演算を含むこともでき、入力値１２００が３つのデータ入力値１３１０、１３１４及び１３１５用の３つの別々の入力パスに分けられる場合は、データ値が異なることを保証するために、複数のデータ値のビット毎論理チェックを含むこともできる。問題は、データ入力値１３１０、１３１４及び１３１５が同じである場合は、データ出力１１２４１、１１２４２及び１１２４３が同じになることである。２つの鍵がお互いをキャンセルしあうので、これによって３ＤＥＳが単一のＤＥＳ演算に格下げされることがある。これによって、実装全体の安全性が低下することがある。
【０１１０】
本実施形態において、ＣＡランダム１２００は第１計算パス１３１０を介して送られる。しかしながら、ＣＡランダム１２００は、第１所定値１３１１及び第２所定値１３１２によってＸＯＲ演算され（例えば、１つのタイプのビット毎論理演算）、そこで、結果値１３１４及び１３１５は第２及び第３計算パス１３１６及び１３１７に沿ってそれぞれ送られる。かかるＸＯＲ演算は、相互に並列処理することもできる。本発明のこの実施形態では、所定値１３１１及び１３１２は相互に異なっている（例えば、ｘ０１Ｈ、ｘ０２Ｈ）．
【０１１１】
ＣＡランダム１２００は、結果値１３１４及び１３１５とともに、第１固有鍵「ＳＴＢ鍵‐１」 １１２２１を使用してＤＥＳ解読演算される。解読結果値はその後第２固有鍵「ＳＴＢ鍵‐２」 １１２２２を用いて暗号化され、次に第３固有鍵「ＳＴＢ鍵‐３」 １１２２３を用いて解読される。結果として、第１プロセスブロック１３００は、Ｓ鍵１１２４、すなわち本実施態様における第１派生鍵「Ｓ鍵‐１」１１２４１、第２派生鍵「Ｓ鍵‐２」１１２４２及び第３派生鍵「Ｓ鍵‐３」１１２４３を生成する。
【０１１２】
用いられる暗号機能のタイプとは無関係に、Ｓ鍵１１２４は、合わせ鍵１３３５を生成するために第２プロセスブロック１３３０に供給される。
【０１１３】
図１８Ａ乃至１８Ｃは、図１６に示したＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０の第２プロセスブロック１３３０の実施形態を示す。図１８Ａに示すように、第２プロセスブロック１３３０は、この実施形態においてＳＴＢ鍵‐１ １１２２１の単一の派生鍵であるＳ鍵‐１ １１２４１を用いて、合わせ鍵ジェネレータ１２０５に対しＤＥＳ暗号演算を行う。これにより、第３プロセスブロックに供給される合わせ鍵１ １３３５１が生成される。
【０１１４】
図１８Ｂに示すように、ＡＥＳ暗号演算が行われる場合は、第２プロセスブロック１３３０は、合わせ鍵ジェネレータ１２０５及びＳキー‐１ １１２４１に基づいて合わせ鍵１３３５を生成するように設定される。本発明の１実施形態においては、入力値１３４０は、所定の論理値（例えば、全てのビットを論理“０”に設定）を有するＭビット１３４５と組合された合わせ鍵ジェネレータ１２０５を有する。Ｍビット１３４５は入力値１３４０の最上位ビットとして配置されており、本実施態様においては、Ｍ≦６４である。入力値１３４０は、合わせ鍵１ １３３５１を生成するために、Ｓ鍵‐１ １１２４１を用いて解読される。
【０１１５】
図１８Ｃに示すように、３ＤＥＳ暗号演算が行われる場合は、第２プロセスブロック１３３０は、所定の値と合わせ鍵ジェネレータ１２０５との間で論理演算を行わせるように設定される。詳細には、合わせ鍵ジェネレータ１２０５は、第１計算パス１３５０を介して送られる。又、合わせ鍵ジェネレータ１２０５は、第１所定値１３５１及び第２所定値１３５２を用いてＸＯＲ演算される。これらの結果値１３５４及び１３５５はそれぞれ第２及び第３計算パス１３５６及び１３５７を介して送られる。このＸＯＲ演算は、相互に並列処理することもできる。
【０１１６】
図１７Ｃとは異なり、合わせ鍵ジェネレータ１２０５及び結果値１３５４及び１３５５は、派生鍵１１２４１乃至１１２４３すなわちＳ鍵‐１１１２４１、Ｓ鍵‐２ １１２４２及びＳ鍵‐３ １１２４３を用いてＤＥＳ解読演算される。これによって、合わせ鍵１３３５すなわち合わせ鍵１ １３３５１、合わせ鍵２ １３３５２及び合わせ鍵３ １３３５３が生成される。
【０１１７】
図１９Ａ乃至１９Ｃは、図１６のＣＷ鍵ラダー論理回路１１３０の第３プロセスブロック１３６０の実施例を示す。図１９Ａに示したようなＤＥＳ暗号機能に関しては、合わせ鍵１ １３３５１が制御ワード１１２６を再生するために用いられる。実施例としては、制御ワード１１２６は、複数の制御ワードすなわち第１制御ワード（ＣＷ‐１）１１２６１、第２制御ワード（ＣＷ‐２）１１２６２及び第３制御ワード（ＣＷ‐３）１１２６３を特徴とする。
【０１１８】
図１９Ｂに示すように、ＡＥＳ暗号演算が行われるときは、第３プロセスブロックは、制御ワードを集合的に再生するように設定される。例えば、本発明の１つの実施形態によれば、入力値１３６５は最下位部分として配置された第１暗号化制御ワード１２１０１を有する。第２暗号化制御ワード１２１０２は入力値１３６５の最上位部分として配置されている。入力値１３６５は、図１６の第２プロセスブロック１３３０により生成される合わせ鍵１ １３３５１を用いてＡＥＳ暗号機能によって解読され、入力値１３６４のビット幅と等しいビット幅を有する結果値１３７０が生成される。結果値１３７０については、ＣＷ‐１ １１２６１は最下位部分として配置され、ＣＷ‐２ １１２６２は最上位部分として配置されている。
【０１１９】
さらに、第３プロセスブロック１３６０は、おそらくは最上位ビットとして配置された複数のビット１３７５と組合された第３暗号化制御ワード１１２０３を解読するようにも設定されている。かかる解読は合わせ鍵１ １３３５１を用いて行われ、結果値１３７６が生成される。かかる解読はＡＥＳ暗号機能によるものである。ＣＷ‐３ １１２６３は結果値１３７６から抽出することもできる。１実施形態において、抽出は、結果値１３７６から所定の数の最下位ビットにアクセスすることによって実現される。
【０１２０】
図１９Ｃに示すように、複数の暗号化制御ワードが、ここに示すような３−ＤＥＳ暗号機能によって送られる。これによって、ＣＷ‐１ １１２６１乃至ＣＷ‐３ １１２６３が再生される。例えば、第１暗号化制御ワード１１２６１は、合わせ鍵１３３５１を用いてＤＥＳ暗号機能にしたがって解読される。次に、解読制御ワードは合わせ鍵２ １３３５２を用いて暗号化され、その後ＣＷ‐１ １１２６１を再生するために、第３合わせ鍵 １３３５３によってＤＥＳ機能を用いて解読される。  
【０１２１】
しかしながら、第２暗号化制御ワード１２１０２は、第１所定値１３８２（例えば、ｘ０２Ｈ）を用いてＸＯＲ演算される第１合わせ鍵１ １３３５１によって生成される鍵情報１３８５を用いて解読される。このＸＯＲ演算は、再生ＣＷ‐１ １１２６１が再生ＣＷ‐２ １１２６２と等しいときの鍵のキャンセルを防止する。この第１所定値１３８２は、その他の交代鍵１３３５２乃至１３３５３によってＸＯＲ演算され、処理を行うＤＥＳ暗号化論理回路にロードされる鍵情報１３８６及び１３８７を生成する。同じ機能がＣＷ‐３ １１２６３の再生にも適用されるが、第３暗号化制御ワード１２１０３は、第２所定値（例えば、ｘ０４Ｈ）によりＸＯＲ演算される合わせ鍵１３３５１乃至１１３５３に基づく鍵情報１３９０、１３９１、１３９２を用いて暗号ＤＥＳによって処理される。
【０１２２】
図２０は、図１５のセスクランブラ１１１０のＣＰ鍵ラダー論理回路１１４０の実施例を示す。ここで、ＣＰ鍵ラダー論理回路１１４０は、第４プロセスブロック１４００、第５プロセスブロック１４３０及び第６プロセスブロック１４６０を備える。第４プロセスブロック１４００は、ＣＰランダム１２５０及びＳＴＢ鍵１１２２又はその論理派生に基づき、１つ又は２つ以上の派生鍵１４１０（以下では、一般的には「ＳＣＰ鍵」と呼び、それぞれを「ＳＣＰ鍵‐ｘ」と呼ぶ。ここで、ｘ≧１）を生成するように設定されている。第５プロセスブロック１４３０は、暗号化ユーザー鍵１２５５又はその論理派生に基づき、１つ又は２つ以上のユーザー鍵１４３５（以下では、一般的には「ユーザー鍵」と呼び、それぞれを「ユーザー鍵‐ｙ」と呼ぶ。ここで、ｙ≧１）を生成するように設定されている。第６プロセスブロック１４６０は、第５プロセスブロック１４３０で生成されたユーザー鍵（又はその派生物）を用いて１つ又は２つ以上のコピープロテクト（ＣＰ）鍵ジェネレータ１２６０を解読することによって、１つ又は２つ以上のＣＰ鍵１４６５（以下では、一般的には「ＣＰ鍵」と呼び、それぞれを「ＣＰ鍵‐ｚ」と呼ぶ。ここで、ｚ≧１）を生成するように設定されている。
【０１２３】
図２１Ａに示すように、第４プロセスブロック１４００は、コンテンツプロバイダからメッセージの形でデスクランブラ１１１０に配信されるシード値であるＣＰランダムに対してＤＥＳ暗号演算を行う。ＳＣＰ鍵‐１ １４１０１は、ＣＰランダム１２５０及びＳＴＢ鍵（例えば、ＳＴＢ鍵‐１ １１２２１）の論理派生に基づいて生成される。論理派生１４０５は、所定の値１４０７によりＸＯＲ演算されるＳＴＢ鍵‐１ １１２２１によって生成される結果値である。従って、ＳＣＰ鍵‐１ １４１０１はＳＴＢ鍵‐１ １１２２１の派生鍵である。
【０１２４】
図２１Ｂに示すように、ＡＥＳ暗号演算が行われるときは、第４プロセスブロック１４００は、入力ビット値１４１５及び論理派生１４０５に基づいてＳＴＢ鍵１１２２の派生鍵であるＳＣＰ鍵１４１０を生成するように設定される。本発明の１実施形態では、入力ビット値１４１５は、複数のビット（Ｍ）１４１７と組合されたＣＰランダムを有する。ビット１４１７は、入力ビット値１４１５の最上位ビットとして配置されている。ここでは、別のビットサイズ及び異なる論理値を用いることもできるが、これらの“Ｍ”を、全てが論理“０”に設定された６４ビットとすることもできる。ＳＣＰ鍵‐１ １４１０１を生成するために、入力ビット値１４１５は論理派生１４０５を用いて解読される。
【０１２５】
図２１Ｃに示すように、３ＤＥＳ暗号演算が行われるときは、第４プロセスブロック１４００は、ＣＰランダム１２５０に対して暗号演算を行うように設定される。詳細には、ＣＰランダム１２５０は、所定の値(例えば、ｘ０ＡＨ）によって生成される値である第１論理派生１４２０に基づいて解読される。このＸＯＲ演算は相互に並列処理することもできる。
【０１２６】
解読結果値１４２１、１４２２及び１４２３は、所定の値１４０７によってＸＯＲ演算されるＳＴＢ鍵‐２ １１２２２の結果値である第２論理派生１４２４を用いてＤＥＳ暗号化演算される。これによって、暗号化結果値１４２５、１４２６及び１４２７が生成され、これらの結果値は第３論理派生１４２８を用いて解読される。第３論理派生１４２８は、所定の値１４０７によりＸＯＲ演算されるＳＴＢ鍵‐３ １１２２３の結果値である。この結果、第１派生鍵「ＳＣＰ鍵‐１」１４０１１、第２派生鍵「ＳＣＰ鍵‐２」１４０１２、及び第３派生鍵「ＳＣＰ鍵‐３」１４０１３が出力される。
【０１２７】
図２２Ａ乃至２２Ｃは、図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路１１４０の第５プロセスブロック１４３０の実施形態を示す図である。図２２Ａに示すように、本発明の実施形態において、第５プロセスブロック１４３０は、第４プロセスブロック１４００からのＳＣＰ鍵１４１０（例えば、ＳＣＰ鍵‐１ １４１０１）を用いて、暗号化ユーザー鍵に対してＤＥＳ暗号演算を行う。これによって、第６プロセスブロック１４６０に提供されるユーザー鍵（例えば、ユーザー鍵‐１ １４３５１）が生成される。
【０１２８】
ＸＯＲ演算を、第５プロセスブロックが受信する前に、暗号化ユーザー鍵１２５５に対して行うこともできるということが考えられる。あるいは、全てのＳＣＰ鍵１４１０１乃至１４１０ｘが固有であることを保証するために、ＸＯＲ演算の代わりに論理チェックを行うこともできる。
【０１２９】
図２２Ｂに示すように、ＡＥＳ暗号演算が行われるときは、第５プロセスブロック１４３０は、暗号化ユーザー鍵１２５５及び所定の値１４４０に基づきユーザー鍵（例えば、ユーザー鍵‐１ １４３５１）を生成するように設定される。本発明の１つの実施形態において、入力値１４４５は所定の値に設定され、入力値１４４５の最上位ビットとして配置された複数のビット１４４０と組合された暗号化ユーザー鍵１２５５を有する。ここで、６４ビットを用いることもできるが、別のビットサイズを用いることもできる。ユーザー鍵１４３５１を生成するために、入力値１４４５はＳＣＰ鍵（例えば、ＳＣＰ鍵‐１ １４１０１）を用いて解読される。
【０１３０】
図２２Ｃに示すように、３ＤＥＳ暗号演算が行われるときは、第５プロセスブロック１４３０は、所定の値と暗号化ユーザー鍵１２５５との間で論理演算を行うように設定される。詳細には、暗号化ユーザー鍵１２５５は、第１計算パス１４５０を介して送られる。さらに、第２計算パス１４５３を介して送られる論理派生１４５２を生成するために、第１所定値（例えば、ｘ０１Ｈ）が暗号化ユーザー鍵１２５５によってＸＯＲ演算される。又、第３計算パス１４５６を介して送られる論理派生１４５５を生成するために、暗号化ユーザー鍵１２５５が第２所定値によってＸＯＲ演算される。このＸＯＲ演算は相互に並列処理することもできる。本発明の実施形態において、所定の値１４５１及び１４５４は異なっている（例えば、ｘ０１Ｈ、ｘ０２Ｈ）。
【０１３１】
結果値は、ＳＣＰ鍵１４１０すなわちＳＣＰ鍵‐１ １４１０１、ＳＣＰ鍵‐２ １４１０２、及びＳＣＰ鍵‐３ １４１０３を用いてＤＥＳ解読演算される。最終結果値は、暗号化解読暗号化演算の実施の後に、ユーザー鍵‐１ １４３５１、ユーザー鍵‐２ １４３５２、及びユーザー鍵‐３ １４３５３を生成する。
【０１３２】
図２３Ａ乃至２３Ｃは、ＣＰ鍵ラダー論理回路１１４０の第６プロセスブロック１４６０の実施形態を示す図である。図２３Ａに示すようなＤＥＳ暗号機能に関しては、対応するＣＰ鍵を再生するために、１つ又は２つ以上のＣＰ鍵ジェネレータ１２６０（以下では、一般的には「ＰＣ鍵ジェネレータ」と呼び、それぞれを「ＣＰ鍵ジェネレータ‐ｒ」と呼ぶ。ここで、ｒ≧１）を用いることもできる。例えば、ＣＰ鍵‐１ １４６５１を生成するために、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０１は、ユーザー鍵‐１ １４３５１を用いる暗号機能によって解読される。同様に、第２及び第３ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０２及び１２６０３は、ユーザー鍵‐２ １４３５２及びユーザー鍵‐３ １４３５３を用いた暗号機能によって解読される。これによって、ＣＰ鍵‐２ １４６５２及びＣＰ鍵‐３ １４６５３がそれぞれ生成される。
【０１３３】
図２３Ｂに示すように、ＡＥＳ暗号演算が行われるときは、第６プロセスブロック１４６０は、別のデジタル装置へ伝送する前にコンテンツを暗号化する際に用いられるコピープロテクト鍵を再生するように設定される。例えば、本発明の１実施形態によれば、第１入力値１４７０は、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０１及び所定の値１４７５のつらなりを含む。図示するように、説明しやすくするために、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０１は第１入力値１４７０の最下位部分に配置され、所定の値１４７５は最上位部分に配置されている。第１入力値１４７０は、ユーザー鍵（例えば、第５プロセスブロックにより作られたユーザー鍵‐１ １４３５１）を用いたＡＥＳ暗号機能によって解読される。これによって、ＣＰ鍵‐１ １４６５１が生成される。ＣＰ鍵‐２ １４６５２及びＣＰ鍵‐３ １４６５３をそれぞれ生成するために、同様な演算がＣＰ鍵ジェネレータ‐２ １２６０２及びＣＰ鍵ジェネレータ‐３ １２６０３に対して行われる。
【０１３４】
図２３Ｃに示すように、３ＤＥＳ暗号演算が行われるときは、第６プロセスブロック１４６０は、別のデジタル装置へ伝送する前にコンテンツを暗号化する際に用いられるコピープロテクト鍵を再生するように設定される。本発明の１実施形態によれば、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０１はユーザー鍵‐１ １４３５１を用いて解読される。結果値はユーザー鍵‐２ １４３５２を用いて解読され、次に、解読結果値はユーザー鍵‐３ １４３５３を用いて解読される。これによって、ＣＰ鍵‐１ １４６５１が生成される。
【０１３５】
同様に、第２ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０２は、ユーザー鍵‐１ １４３５１の第１論理偏差１４８０を用いて解読される。本発明の１つの実施形態において、第１論理偏差１４８０は、所定の値１４８２によってＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐１ １４３５１の結果値である。これによって、解読結果値１４８４が生成され、この解読結果値１４８４はその後第２論理偏差１４８５を用いて暗号化される。第２論理偏差１４８５は、所定の値１４８２を用いてＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐２ １４３５２の結果値である。これによって、解読結果値１４８６が生成され、この解読結果値１４８６はその後第３論理偏差１４８７すなわち所定の値１４８２によりＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐３ １４３５３の結果値を用いて解読される。これによって、ＣＰ鍵‐２ １４６５２が生成される。
【０１３６】
さらに、ＣＰ鍵ジェネレータ‐３ １２６０3は、ユーザー鍵‐１ １４３５１の第４論理偏差１４９０を用いて解読される。本発明の１実施態様において、第４論理偏差１４９０は、所定の値１４９２を用いてＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐１ １４３５１の結果値である。これによって、解読結果値１４９４が生成され、この解読結果値１４９４はその後第５論理偏差１４９５を用いて暗号化される。第５論理偏差１４９５は、所定の値１４９２を用いてＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐２ １４３５２の結果値である。これによって、解読結果値１４９６が生成され、この解読結果値１４９６はその後第６論理偏差１４９７すなわち所定の値１４９２を用いてＸＯＲ演算されたユーザー鍵‐３ １４３５３の結果値を用いて解読される。これによって、ＣＰ鍵‐３ １４６５３が生成される。
【０１３７】
図１５及び２４は、デスクランブラ１１１０の内部に実装された認証論理回路の詳細な実施形態を示す図である。ここで、認証論理回路は、ＣＡランダム１２００を第１暗号ユニット１１５０に送るのに好適な第１コンポーネント１２９０を備える。さらに、認証論理回路は、ＣＰランダム１２５０の少なくとも一部を第１暗号ユニット１１５０に送るのに適した第２コンポーネント１２９２、及びＣＰ鍵ジェネレータ１２６０の少なくとも一部を第１暗号ユニット１１５０に送るのに適した第３コンポーネント１２９４を備える。
【０１３８】
ＣＡランダムに対する正しい値が用いられていることを実証するために、ＣＡランダム１２００の認証は、通常は３ＤＥＳ低レベル暗号化とともに用いられる。かかる認証は、第１コンポーネント１２９０が例えば２つの最下位バイトのようなＣＡランダム１２００の少なくとも一部を３ＤＥＳ機能の初期化ベクトル１１５２にロードすることを可能にするＣＡランダム認証信号１２７５を有効化することにより実現される。たとえセキュアコンテンツ配信システムが更新されていたとしても、ハッカーが不正に見つけた合わせ鍵を連続的に用いることを防止するために、初期化ベクトル１１５２が調節される。
【０１３９】
さらに、更新ＣＡランダムがデスクランブラ１１１０に伝送されている間にＣＡランダム認証信号を一時的に無効化することにより、別の値へのＣＡランダム値１２００の更新を実現することもできる。これによって、更新中である現在のＣＡランダム値が不正に第１暗号ユニット１１５０にロードされることが防止される。
【０１４０】
更新ＣＡランダム値がセキュアコンテンツ配信システム全体に送られてからから一定の時間が経過した後に、ＣＡランダム認証信号１２７５は再び有効化される。
【０１４１】
さらに図１５及び２４に示すように、正しいＣＰランダム値及び派生ユーザー鍵が用いられていることを実証するために、ＣＰランダム１２５０の認証が３ＤＥＳ低レベル暗号化とともに用いられる。有効化された場合は、ＣＰランダム認証信号１２８０は、第２コンポーネント１２９２が、例えば、ＣＰランダム１２５０の２つの最下位バイトのようなＣＰランダム１２５０の少なくとも一部分を、３ＤＥＳ機能の初期化ベクトル１１５２にロードすることを可能にさせる。そうでない場合は、違法なコードを書込むハッカーが、全てのコンテンツに同じユーザー鍵を付けてＣＰ鍵を再生し、特定のコンテンツへのアクセス権を正規に得ようとせずその他のプレイヤーとコンテンツを共有することを可能にさせてしまう。
【０１４２】
ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０の少なくとも一部の認証は、コンテンツのコピープロテクトステータスを認証するために用いられる。有効化された場合は、ＣＰ鍵ジェネレータ認証信号１２８５は、第３コンポーネント１２９４が、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０の少なくとも一部分を３ＤＥＳ低レベル暗号機能の初期化ベクトル１１５２にロードすることを可能にさせる。１実施形態において、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０の２つの最下位バイトがロードされる。また、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０を形成する異なるグループのバイトを認証目的でロードすることもできる。そうではない場合は、違法なコードを書込むハッカーが、全てのコンテンツに「コピー自由」のタグを付けることを可能にさせてしまう。
【０１４３】
本発明の１実施例によれば、コンテンツプロバイダが、ＣＡランダム認証信号１２７５、ＣＰランダム認証信号１２８０及びＣＰ鍵ジェネレータ認証信号１２８５を有効化及び無効化する責任を負う。
【０１４４】
図２５には、図２４のデスクランブラ１１１０の詳細な実施例を示す。上述したように、デスクランブラ１１１０は、１回のみプログラム可能なメモリ１１２０、複数のプロセスブロック１３００、１３３０、１３６０、１４００、１４３０、１４６０、複数の暗号ユニット１１５０、１１６０、１１７０、及び認証論理回路１２９０、１２９２、１２９４を備える。  
一般的に、第１プロセスブロック１３３０は、ＣＡランダム１２００及びＳＴＢ鍵１１２２に基づいてＳ鍵１１２４を生成する。第２プロセスブロック１３３０は、合わせ鍵ジェネレータ１２０５及びＳ鍵１１２４に基づいて合わせ鍵１３３５を生成する。第３プロセスブロック１３６０は、合わせ鍵１１３５を用いて、１つ又は２つ以上の暗号化制御ワード１２１０から再生された制御ワード１１２６を生成する。制御ワード１１２６は、例えば、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、又はレジスタのような、１つ又は２つ以上の記憶コンポーネント１５００に記憶される。
【０１４５】
ＣＷ更新信号１５０５を有効化することによって、追加制御ワードを記憶コンポーネント１５００内に記憶することが可能になる。しかしながら、ＣＷクリア信号１５１０を無効化することにより、記憶コンポーネント１５００内に記憶された制御ワード１１２６のいくつか又は全てが除去される（すなわち、その記憶位置への上書きが可能である）。
【０１４６】
第４プロセスブロック１４００はＣＰランダム１２５０及びＳＴＢ鍵１１２２に基づいて１つ又は２つ以上のＳＣＰ鍵１４１０を生成する。第５プロセスブロック１４３０は、１つ又は２つ以上の暗号化ユーザー鍵１２５５及びＳＣＰ鍵１４１０に基づいてユーザー鍵１４３５を生成する。第６プロセスブロック１４６０は、ＣＰ鍵ジェネレータ１２６０及びユーザー鍵１４３５に基づいてＣＰ鍵１４６５を生成する。ＣＰ鍵１４６５は、例えば、レジスタ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ等のような、１つ又は２つ以上の鍵記憶コンポーネント１５２０に記憶される。ＣＰ鍵更新信号１５２５を有効化することによって、追加ＣＰ鍵１４６５を鍵記憶コンポーネント１５２０内に記憶することが可能になる。ＣＰ鍵クリア信号１５３０を有効化することによって、鍵記憶コンポーネント１５２０内に記憶されたＣＰ鍵１４６５のいくつか又は全てが保存されない。
【０１４７】
さらに図２５に示すように、ＣＰ解読論理回路１５５０は、図１６に示した第２暗号ユニット１１６０の一部である。ＣＰ解読論理回路１５５０は、鍵記憶コンポーネント１５２０内に記憶されたＣＰ鍵を用いて、デジタル装置からの暗号化（コピープロテクトされた）コンテンツを解読する。ＣＰ暗号化論理回路１５６０は、鍵記憶コンポーネント１５２０内に記憶されたＣＰ鍵を用いて、クリアコンテンツを暗号化する。デコード回路１５７０は、ビデオ及びオーディオコンテンツの解凍を行う。解凍後には、２つの可能性、すなわち、１）例えば、ベースバンドビデオアウト及びオーディオアウトのためのデジタル／アナログ変換の可能性、又は２）デジタルビデオインタフェース（ＤＶＩ）を介しての伝送のために解凍デジタルコンテンツのエンコードできるという可能性がある。
【０１４８】
上記説明において、本発明は特定の実施例を用いて説明してある。しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載したような本発明の幅広い主旨及び範囲から逸脱しない範囲で、様々な修正及び変更を行うことが可能であることは明白である。従って、本発明は、明細書及び図面に限定されることなく説明されているものと考えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】デジタル装置を備えるコンテンツ配信システムの実施例である。
【図２】スマートカードによる動作に適した条件アクセス部を備えるセキュアコンテンツ配信システムの第１実施例である。
【図３】スクランブル解除鍵をスマートカードから図２に示す条件アクセスにユニットに安全に転送するための方法を示す実施例である。
【図４】ネットワーク接続によるヘッドエンドに適したデコーダを備えるセキュアコンテンツ配信システムの第２実施例である。
【図５】図４のヘッドエンドに適したデコーダのさらに詳細な図である。
【図６Ａ】セキュアコンテンツ配信システムの第３実施例である。
【図６Ｂ】セキュアコンテンツ配信システムを介して伝送される合わせ鍵ジェネレータを生成するデータ構造の実施例である。
【図６Ｃ】図６Ａのシステムのセットトップボックスに送られる資格管理メッセージ（ＥＭＭ）の実施例である。
【図７】図６Ａのシステムのセットトップボックスのデコーダの内部に実装されたデスクランブラの実施例である。
【図８】セキュアコンテンツ配信システムの第４実施例である。
【図９Ａ】セキュアコンテンツ配信システムの第５実施例である。
【図９Ｂ】図９Ａのシステムのセットトップボックスに送られる資格管理メッセージ（ＥＭＭ）の実施例である。
【図９Ｃ】図９Ａのシステムのセットトップボックスに送られる電子番組ガイド（ＥＰＧ）と関連するメタデータの実施例である。
【図１０】図９Ａのシステムのセットトップボックスの内部に実装されたデスクランブラの実施例である。
【図１１】セキュアコンテンツ配信システムの第６実施例の一部である。
【図１２】デジタル装置がコピープロテクト機能を備えたセキュアコンテンツ配信システムの第７実施例の一部である。
【図１３】図１２のシステムのデジタル装置の内部に実装されたデコーダの実施例である。
【図１４】図１２のコピープロテクト鍵ジェネレータを生成するデータ構造の実施例である。
【図１５】図１２のシステムのセットトップボックスの内部に実装されたデスクランブラの別の実施例である。
【図１６】図１５のデスクランブラの制御ワード（ＣＷ）鍵ラダー論理回路の実施例である。
【図１７Ａ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第１プロセスブロックの実施例である。
【図１７Ｂ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第１プロセスブロックの実施例である。
【図１７Ｃ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第１プロセスブロックの実施例である。
【図１８Ａ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第２プロセスブロックの実施例である。
【図１８Ｂ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第２プロセスブロックの実施例である。
【図１８Ｃ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第２プロセスブロックの実施例である。
【図１９Ａ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第３プロセスブロックの実施例である。
【図１９Ｂ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第３プロセスブロックの実施例である。
【図１９Ｃ】図１６のデスクランブラのＣＷ鍵ラダー論理回路の第３プロセスブロックの実施例である。
【図２０】図１５のデスクランブラのコピープロテクト（ＣＰ）鍵ラダー論理回路の実施例である。
【図２１Ａ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第４プロセスブロックの実施例である。
【図２１Ｂ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第４プロセスブロックの実施例である。
【図２１Ｃ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第４プロセスブロックの実施例である。
【図２２Ａ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第５プロセスブロックの実施例である。
【図２２Ｂ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第５プロセスブロックの実施例である。
【図２２Ｃ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第５プロセスブロックの実施例である。
【図２３Ａ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第６プロセスブロックの実施例である。
【図２３Ｂ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第６プロセスブロックの実施例である。
【図２３Ｃ】図２０のＣＰ鍵ラダー論理回路の第６プロセスブロックの実施例である。
【図２４】デスクランブラの内部に実装された認証論理回路の実施例である。
【図２５】図２４のデスクランブラのさらに詳細な実施形態である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４】
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【図２５】
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