(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダと、変化する解読鍵によって解読可能な暗号化されたデータフィールドと、を有するデータパケットを送信機から受信機へ伝送することにより、条件付きアクセスデータサービスを複数の受信機にブロードキャストする伝送システムであって、
前記解読鍵は、受信機が対応するデータサービス又は認証を保有しているかどうかを明らかにするものであり、前記解読鍵は、暗号化されたバージョンの前記解読鍵を含む認証制御メッセージ（ＥＣＭ；Entitlement Control Message）の伝送によって前記複数の受信機に転送され、
前記ヘッダは、ＥＳＰ（Encapsulating Security Payload）ヘッダを有し、前記ＥＳＰヘッダのＳＰＩ（Security Parameter Index）フィールドが、前記解読鍵の変更を示す情報を有することを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記データパケットがＩＰパケットを有することを特徴とする、請求項１に記載の伝送システム。
【請求項３】
ヘッダと、変化する解読鍵によって解読可能な暗号化されたデータフィールドと、を有するデータパケットを受信機に伝送することにより、条件付きアクセスデータサービスを複数の受信機にブロードキャストする送信機であって、
前記解読鍵は、受信機が対応するデータサービス又は認証を保有しているかどうかを明らかにするものであり、前記解読鍵は、暗号化されたバージョンの前記解読鍵を含む認証制御メッセージ（ＥＣＭ；Entitlement Control Message）の伝送によって前記複数の受信機に転送され、
前記ヘッダは、ＥＳＰ（Encapsulating Security Payload）ヘッダを有し、前記ＥＳＰヘッダのＳＰＩ（Security Parameter Index）フィールドが、前記解読鍵の変更を示す情報を有することを特徴とする送信機。
【請求項４】
前記データパケットがＩＰパケットを有することを特徴とする、請求項３に記載の送信機。
【請求項５】
ヘッダと、変化する解読鍵によって解読可能な暗号化されたデータフィールドと、を有するデータパケットを受信機に伝送することにより、条件付きアクセスデータサービスを複数の受信機にブロードキャストする送信機から前記データパケットを受け取る、暗号化された前記データフィールドを解読するように構成されている当該受信機であって、
前記解読鍵は、受信機が対応するデータサービス又は認証を保有しているかどうかを明らかにするものであり、前記解読鍵は、暗号化されたバージョンの前記解読鍵を含む認証制御メッセージ（ＥＣＭ；Entitlement Control Message）の伝送によって前記複数の受信機に転送され、
前記ヘッダは、ＥＳＰ（Encapsulating Security Payload）ヘッダを有し、前記ＥＳＰヘッダのＳＰＩ（Security Parameter Index）フィールドが、前記解読鍵の変更を示す情報を有することを特徴とする受信機。
【請求項６】
前記データパケットがＩＰパケットを有することを特徴とする、請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
ヘッダと、変化する解読鍵によって解読可能な暗号化されたデータフィールドと、を有するデータパケットを送信機から受信機に伝送することにより、条件付きアクセスデータサービスを複数の受信機にブロードキャストする方法であって、
前記解読鍵は、受信機が対応するデータサービス又は認証を保有しているかどうかを明らかにするものであり、前記解読鍵は、暗号化されたバージョンの前記解読鍵を含む認証制御メッセージ（ＥＣＭ；Entitlement Control Message）の伝送によって前記複数の受信機に転送され、
前記方法が、前記ヘッダ内にＥＳＰ（Encapsulating Security Payload）ヘッダを含み、前記ＥＳＰヘッダのＳＰＩ（Security Parameter Index）フィールドに前記解読鍵の変更の呈示を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記データパケットがＩＰパケットを有することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダと、変化する解読鍵によって解読可能な暗号化されたデータフィールドと、を有するデータパケットを送信機から受信機に伝送する伝送システムに関する。
【０００２】
本発明は更に、データパケットを受信機に伝送する送信機と、データパケットを送信機から受け取る受信機と、データパケットを送信機から受信機に伝送する方法と、データパケットを有する合成信号とに関する。
【０００３】
【従来の技術】
冒頭に記述した伝送システムは、RFC 1825「Security Architecture for the Internet Protocol」（１９９５年８月）の文書から知られている。多くの今日のデジタル伝送システムにおいて、送信機は、複数の受信機にデータサービスをブロードキャストする。このようなシステムでは、例えば支払いが済んでいるかあるいは特定のグループに属しているユーザのように限られた数の受信機のユーザのみがデータサービスにアクセスできることが望ましい。データサービスへのこのような条件付きアクセスは、データを暗号化し、暗号化されたデータを受信機に伝送し、データを得る権利がある受信機にのみデータの解読に必要な解読鍵を供給することにより実現することができる。解読鍵によって、受信機はデータを解読することができる。セキュリティ上の理由のため、特定の期間の後あるいは特定のデータ量を伝送した後に解読鍵を変更する必要がある。新しい解読鍵への推移は、送信機と受信機との間で同期される（同時に起こる）必要がある。
【０００４】
既知の伝送システムがこの同期をどのように処理しているかについては明らかでない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、受信機が、暗号化されたデータパケットの解読を効率的に処理することができる伝送システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明による伝送システムにおいて達成される。この伝送システムは、ヘッダが、解読鍵の変更を示す情報を有することを特徴とする。この情報をヘッダに含めることにより、受信機は、新しい解読鍵をいつ使用し始めるべきかを正確に判断することができる。
【０００７】
本発明による伝送システムの実施例は、データパケットがＩＰパケットを有することを特徴とする。このようにして、ＩＰレベルにおいて規定されたデータサービスをセキュリティ上安全にブロードキャストすることができる。
【０００８】
本発明による伝送システムの別の実施例は、ヘッダがＥＳＰヘッダを有しており、このＥＳＰヘッダが、解読鍵の変更を示す情報を有することを特徴とする。解読鍵の変更を示す情報をＥＳＰヘッダのＳＰＩフィールドに含めることにより、インターネットにおいて使用されているＩＰ暗号化機構との最大限の共通性が達成される。ＳＰＩフィールドは、すべての異なる暗号方式に関して唯一の必須フィールドであるため、このフィールドは変わらない。
【０００９】
本発明の上記の目的及び特徴は、図面を参照して以下の好ましい実施例の説明から明らかになるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による伝送システムのブロック図を示す。このような伝送システムでは、多数のデータサービスを表す多数のデータ信号１２又は合成信号１２は、送信機１０によって受信機１４に伝送される。伝送システムは、他の受信機１４を有してもよい。エンドユーザは、例えばキーボード又はリモートコントロールのような入力装置１５によって受信機１４を制御することができる。選択されたサービスを表示装置１７上に示すことができる。データ信号１２によって、データパケット、例えばＩＰパケットを送信機１０により複数の受信機１４にブロードキャストすることができる。
【００１１】
このような伝送システムでは、例えば支払いを済ませているか、あるいは特定のグループに属しているユーザのみのような限られた数の受信機１４のユーザのみがデータサービスにアクセスできることが望ましい。データサービスへのこのような条件付きアクセスは、送信機１０においてデータを暗号化し、暗号化されたデータを受信機１４へ伝送することにより実現されうる。さらに、データの解読に必要な解読鍵は、それ自体が暗号化されたものであり、データを受ける権利がある受信機１４だけが解読鍵を解読することができる。その後解読鍵によって、受信機１４はデータを解読することができる。解読鍵は何度も再送信されるので、受信機１４は解読鍵に迅速にアクセスすることができる。
【００１２】
送信機１０は、いわゆる認証制御メッセージ（Entitlement Control Messages）すなわちＥＣＭ形式で解読鍵を受信機１４に転送する。ＩＰパケットに組み込まれていてもよいこのようなＥＣＭは、暗号化されたバージョンの解読鍵又は制御ワードを含む。受信機が対応するデータサービス又は認証を保有している場合、例えば受信機１４に含まれるスマートカードによって受信機１４においてＥＣＭを解読することにより解読鍵を明らかにすることができる。セキュリティ上の目的で、制御ワード値は、例えば特定の期間の後、あるいは特定のデータ量を伝送した後に頻繁に変更される。制御ワード値が変化した場合には、新しいＥＣＭが、受信機に転送されなければならない。こうしてＥＣＭのストリームは、条件つきでアクセス可能なそれぞれのデータサービスと関連づけられる。受信機１４がサービスにアクセスするのに要する時間を短縮するために、変化していないＥＣＭを何度か再送信する必要がありうる（サービスにアクセスするためには受信機１４はまず対応するＥＣＭを捕捉しなければならない）。同じ解読鍵の２度目及びそれ以降の出現をフィルタリングする目的で、受信機１４にフィルタ手段１６が含まれていてもよい。
【００１３】
インターネットのようなコンピュータネットワーク環境においてデータサービスをブロードキャストするための伝送システムの一例は、RFC 1825「Security Architecture for the Internet Protocol」（１９９５年８月）の文書から知られている。この文書では、ＩＰパケットの暗号化に関する２つのモードが記述されている：
トランスポートモード：ＩＰパケットのペイロードが暗号化される。
トンネルモード：ＩＰパケット全体が暗号化され、暗号化されたパケットの前に新しいＩＰヘッダが置かれる。このモードは例えば信頼性のないネットワークを通る仮想プライベートネットワークトラフィックを暗号化するために使用される。
【００１４】
いずれのモードにおいてもいわゆるＥＳＰ（カプセル化セキュリティペイロード、Encapsulating Security Payload）ヘッダが、暗号化されたデータを含む新しく生成されたＩＰパケットに含まれる。このＥＳＰヘッダは、セキュリティパラメータインデックス（Security Parameter Index,SPI）と呼ばれる３２ビットフィールドから始まる。宛先アドレスと共に、ＳＰＩは特に、解読するためにどの鍵を使用すべきか、どの解読アルゴリズムを使用すべきか、どのように解読アルゴリズムを適用すべきかを規定する。
【００１５】
データサービスをブロードキャストするための伝送システムは、Draft EN 301 192 V1.1.1、ヨーロッパ規格、「Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting」の文書から知られている。このような既知の伝送システムは、例えばケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）ネットワーク環境において実現されてもよい。この環境では、送信機１０は、ＣＡＴＶ−ネットワークのヘッドエンドを有し、受信機１４は、セットトップボックス、テレビジョン受信機又はエンドユーザのＰＣを有する。データ信号１２は、ＭＰＥＧ−２のトランスポートストリームの形式で実現することができる多重信号１２を有する。ＭＰＥＧ−２のトランスポートストリームは、多数のいわゆるサービスの多重化である。このようなサービスは、オーディオ／ビデオストリーム、（例えばＭＨＥＧ−５の形式での）対話型アプリケーション、他の種類のデータ（例えばＩＰパケット）、又はこれらの要素の組合せを含むことができる。典型的に、ヘッドエンド１０はセットトップボックス１４にいくつかのトランスポートストリーム１２を伝送する。このように、非常に多くのサービス（又はチャネル）が、ヘッドエンド１０によって複数のセットトップボックス１４にブロードキャストされる。
【００１６】
セットトップボックス１４は、特定のトランスポートストリーム１２に同調でき、トランスポートストリーム１２から情報を取り出すことができる。このようなセットトップボックス１４は、典型的にただ１つのチューナを有しているので、一度に１つのトランスポートストリーム１２を受け取ることができるだけである。ユーザがテレビ番組を見たいとき、対話型アプリケーションを走らせたいとき、又は他の種類のデータにアクセスしたいとき、セットトップボックス１４は、対応するトランスポートストリーム１２に同調し、そのときにブロードキャストされているサービスから必要なデータを取出し及び／又は処理を行う。
【００１７】
図２は、第１のセクションに含まれるデータパケットの構造図を示す。ＤＶＢは、データのブロードキャストのために６つのプロトコルスタックを規定している。これらのプロトコルスタックのうちの１つは、いわゆるマルチプロトコルカプセル化（multi-protocol encapsulation）すなわちＭＰＥである。この場合、データパケットとＭＰＥＧセクションとの間に１対１のマッピング（対応）があり、ＭＰＥＧセクションは通常、いくつかのＭＰＥＧ−２のトランスポートストリームパケットにおいて伝送される。ＭＰＥＧセクションは、プロトコルレイヤＤＳＭ−ＣＣプライベートデータとＤＶＢマルチプロトコルカプセル化とによって規定されるような特別なタイプである。図２に示した構造図において、データパケットは、ＩＰヘッダ２２、ＥＳＰヘッダ２４及び暗号化されたＩＰペイロード又はデータフィールド２６を有するＩＰパケットである。データフィールド２６は、変化する解読鍵４８によって解読することが可能である。ＥＳＰヘッダは、いわゆるセキュリティパラメータインデックス（ＳＰＩ）フィールドを有する。ＭＰＥセクションヘッダ２０は、データパケットがＭＰＥセクションに組み込まれていることを示す。ＥＣＭもまた同様の構造に組み込むことができる。ＥＣＭを含むパケットは解読パケットと呼ばれる。好ましくは、解読パケットは、データパケットを有する第１のセクションにリンクされた第２のセクションに含まれる。第１及び第２のセクションは、第１及び第２のセクションの少なくとも一部分によって互いにリンクされており、当該一部分は、両方のセクションについて同一である。互いにリンクされたセクション内にある、暗号化されたデータパケットとそのデータパケットに関連する解読パケットとを合わせることにより、受信機は、データパケットと、データパケットを解読するために必要とされる解読パケットとを容易に得ることができる。これは上記の同一の部分を含むすべてのパケットをフィルタリングする単一のフィルタを使用することによって行われる。上記の同一の部分は、セクションヘッダ２０に含まれることが好ましい。例えば、Draft EN 301 192 V1.1.1、ヨーロッパ規格、「Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting」の文書の表３に規定されるような、ＭＰＥセクションヘッダ２０のｔａｂｌｅ＿ｉｄ及び／又はＭＡＣ＿ａｄｄｒｅｓｓ部分をこの目的のために使用することができる。
【００１８】
図３は、ＳＰＩフィールドの構造図の一例を示している。これはインターネットで使用されるすべての異なるＩＰ暗号方式について唯一の必須フィールドであるので、このフィールドは変わらない。この目的は、受信機１４がデータを解読するためにどの鍵とどのアルゴリズムとを使用すべきかを（宛先アドレスと共に）識別することである。この例では、ＳＰＩフィールドの最初の１４ビットは、ＥＣＭストリームと暗号化されたデータとの間の関連付けを与えるＥＣＭストリーム参照３０を記憶するために使用される。１５番目のビットは、解読鍵の変更を示す情報３２を記憶するために使用される。この情報３２によって、制御ワードの変更を伝送システムにおいて同期させることができる。同期ビット３２は、データを暗号化するために使用される制御ワードが変更された値をもつとき値を切り換える。このことにより、受信機１４は、新しい制御ワード値をいつ使用し始めるべきかを正確に判断することが可能となる。ＳＰＩフィールドの１６番目のビット３４は、将来の使用のために予約される。ＳＰＩフィールドの最後の１６ビットは、伝送システムによって使用される条件付きアクセスシステムの識別子３６を記憶するために使用される。
【００１９】
解読鍵の変更を示す情報３２は、また、マルチビットカウンタに記憶されてもよい。
【００２０】
受信機１４内のスマートカードがＥＣＭを処理するにはいくらか時間を要する。従って、暗号化されたデータを大量にバッファする必要を避けるために、新しいＥＣＭは、対応する制御ワードが実際に使用されるより前に幾度か伝送されるべきである。受信機１４は、データを解読するのに古い制御ワードをなお使用している間に新しい制御ワードを記憶しなければならない。サービスアクセス時間を短縮するために、通常は同じＥＣＭが数回再送信される。サービスをスクランブル解除するために、最初に、ＥＣＭをデコードして制御ワードを得る必要がある。伝送エラーをもたらすことなく、ＥＣＭは単一の制御ワードを含むだけで充分である。しかしながら、ＥＣＭが２つの連続する制御ワードを含む場合には一層強力なシステムが得られる。ＥＣＭの中に２又はそれ以上の連続する制御ワードがあり、ＥＣＭが伝送エラーのため消失しうる場合に、同じＥＣＭを再送信することによって制御ワードが時間内に受信される可能性が高まる。
【００２１】
ＭＰＥセクションヘッダ２０において、いわゆるｐａｙｌｏａｄ＿ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ＿ｃｏｎｔｒｏｌフィールド（２ビット）が、別の制御ワードへの変更を示すために規定されている（Draft EN 301 192 V1.1.1、ヨーロッパ規格、「Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting」の文書の表３を参照）。データを含むＩＰパケットの場合、これらの同期ビットは、内容がスクランブルされているか（１１）、されていないか（００）を示す。ＥＣＭを転送するＩＰパケットの場合、これらのビットは制御ワードが偶数であるか（０１）、奇数であるか（１０）を示す。これらの同期ビットを好ましくはハードウェアフィルタであるフィルタ手段１６によって使用して、多数の同じＥＣＭをフィルタリングすることができるので、これらをソフトウェアによって除去する必要はない。暗号化が使用される場合、フィルタ手段１６は（１ｘ）と（ｘ１）との間を交互する。最初に、フィルタ手段１６は、フィルタ１ｘを使用する。このことは、（奇数である）第１の制御ワードが通ると、フィルタ手段１６がフィルタｘ１を使用し始めることを意味する。第１の制御ワードの２度目及びそれ以降の出現がフィルタ手段１６によってフィルタリングされる。（偶数である）第２の制御ワードの最初の出現がフィルタ手段１６を通ると、その後フィルタ手段１６はフィルタ１ｘを使用し始める。第２の制御ワードの２度目及びそれ以降の出現が、フィルタ手段１６によってフィルタリングされる。第３の制御ワードの最初の出現は、フィルタ手段１６を通過することができ、以後同様に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送システムのブロック図。
【図２】セクションに含まれるデータパケットの構造図。
【図３】ＳＰＩフィールドの構造図の一例を示す図。
【符号の説明】
１０：送信機、
１２：多重信号、
１４：受信機、
１５：入力装置、
１６：フィルタ手段、
１７：表示装置
【図１】
0004838422.tif 000002
【図２】
0004838422.tif 000003
【図３】
0004838422.tif 000004