(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送分野用の条件付きアクセスシステムを操作する方法であって、
該条件付きアクセスシステムには多くの加入者がおり、
各加入者は、条件付きアクセスモジュールと安全装置とを含む端末を持ち、
ここで、ソース信号は、第１のキー（Cw）を用いて暗号化され、
該第１のキー（Cw）は、高速に変更され、
上記暗号化されたソース信号は、端末が受信するために放送され、
また、権利制御メッセージ（ECM）が安全装置に送信され、
該ＥＣＭは、サービスキー（PT）を用いて暗号化された第１のキー（Cw）を備え、
また、権利管理メッセージ（EMM）が安全装置に送信され、
該ＥＭＭは、暗号化された第１のキー（Cw）を復号するのに必要なサービスキー（PT）を供給することを特徴とし、
検索ＥＭＭが少なくとも複数の加入者端末の一部に送信され、
上記検索ＥＭＭは少なくともサービスキー（PT）とダミーキー（PD1あるいはPD2）を供給し、
少なくとも検索ＥＭＭは、キー（PTとPD1あるいはPD2）を識別する識別子を備え、
ここで、第１の検索ＥＭＭとキー（PTとPD1）とは少なくとも複数の加入者端末の一部のうち第１の部分に送信され、
第２の検索ＥＭＭとキー（PTとPD2）とが少なくとも複数の加入者端末の一部のうち第２の部分に送信され、
ここで、暗号化された第１のキー（Cw）を復号するのに使用されるサービスキー（PT）を識別するＥＣＭは、第１のキー（Cw）がソース信号を復号するのに必要になる前に、全ての安全装置に送信されることを特徴とする方法。
【請求項２】
暗号化されたソース信号は、データパケットのストリームを備え、
そこでは連続的なグループが少なくとも一つのデータパケットを含んでおり、
連続的な第１のキー（CW1,CW2,...,Cwi,...,Cwn）を用いて暗号化され、
各データパケットは、データパケットを復号するのに使用される第１キー（CWi）を示すフラグを持ち、
ここで、サービスキー（PT）を識別するＥＣＭの代わりに、次の暗号化された第１のキー（CWi）を復号するのに使用されるダミーキー（PD1あるいはPD2）を識別するＥＣＭが、第１のキー（CWi）がソース信号を復号するのに必要になる前に、端末の第１の部分と第２の部分の安全装置にそれぞれ送られるが、
データパケットは前の第１キー（CWi-1）を用いて暗号化されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
一組の検索ＥＭＭが少なくとも複数の加入者端末の一部に送られ、
各検索ＥＭＭは、少なくともサービスキー（PT）とダミーキー（PD1, PD2,...,又はPDn）を提供することを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４】
一組の検索ＥＭＭが少なくとも複数の加入者端末の一部に送られ、
その組の各検索ＥＭＭが少なくともサービスキー（PT）と異なるダミーキー（PD1, PD2,...,又はPDn）を提供し、かつ、
各ＥＭＭは少なくとも複数の加入者端末の一部のうち異なる部分に送られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
その組の各ＥＭＭが少なくとも複数の加入者端末の一部のうち異なる部分に送られ、
検索ＥＭＭの組の検索ＥＭＭの数が少なくとも複数の加入者端末の一部のうち異なる部分の数に対応することを特徴とする請求項３あるいは４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
ソース信号あるいはＥＣＭは、暗号化されたソース信号あるいはＥＣＭをそれぞれ復号するために必要な、複数の異なる復号用キーあるいは分担（Ci;Pi）を持った多重キーあるいは機密分担暗号アルゴリズムを用いて暗号化され、
上記の複数の異なる復号用キーあるいは分担（Ci;Pi）は、異なる端末あるいは端末のグループが、所定の配分に従って、異なるキーあるいは分担（Ci;Pi）を受信するように、少なくとも複数の加入者端末の一部に送られ、
異なる分担は異なるキーを引き出すための情報を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
端末のグループ内の端末の配分は、不法侵入された安全装置を追跡するために変更されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
暗号化された第１のキー（CW）を復号するのに使用されるサービスキー（PT）を識別するＥＣＭの送信から、ソース信号を復号するのに第１のキー（CW）を必要とするまでの期間は、第１のキー（CW）がソース信号を復号するのに必要となる前に、使用されるサービスキー（PT）を海賊が供給することができない期間であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送分野用の条件付きアクセスシステムを操作する方法に関し、該条件付きアクセスシステムには多くの加入者がおり、各加入者は、条件付きアクセスモジュールと権利を蓄えておく安全装置とを含む端末を持ち、ここで、ソース信号は、第１のキー（Cw）を用いて暗号化され、該第１のキー（Cw）は、高速に変えられ、上記暗号化されたソース信号は、端末が受信するために放送され、また、権利制御メッセージ（ECM）が安全装置に送信され、該ECMは、サービスキー（PT）を用いて暗号化された第１のキー（Cw）を備え、また、権利管理メッセージ（EMM）が、暗号化された第１のキー（Cw）を復号するのに必要なサービスキー（PT）を供給する安全装置に送信され、また不法なやり方で使用される不法侵入されたソース装置は、第１のキーを得るのに必要な異なるキーを、異なる端末あるいは端末のグループに送信し、かつ海賊によって与えられる重要な情報を監視することにより追跡することを特徴とする。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
放送分野用の条件付きアクセスシステムは、例えば、チャネルやサービスやイベントを見る権利を得るために加入しなくてはならないペイテレビを操作するときに使われる。加入者が多く、その結果、加入者間に配られる安全装置が多いという点から、安全装置は、安全装置の唯一のキーを引きだそうとする不法な人による攻撃にさらされている。安全装置は、通常スマートカードの形で与えられる。もし、不法な人や海賊が唯一のキーを引き出すのに成功すると、スマートカードは、不法侵入され、海賊はインターネット中に世界的なキーを配ることができるが、このキーは、例えば、海賊加入者のネットワークを設定する第１のキーあるいは第２のキーである。
【０００３】
条件付きアクセスシステムが不法侵入されたとサービスプロバイダが認めると、不法侵入された１台あるいは複数台のスマートカードを追跡する必要がある。不法侵入されたスマートカードを追跡するための良く知られた方法は、発せられたスマートカードを基にいわゆる二分探索法（binary search）をかけるものである。この良く知られた方法によると、間違ったキーがスマートカードの半分に伝えられ、正しいキーが残りの半分に伝えられる。海賊は、インターネット上で間違ったキーあるいは正しいキーを発し、海賊によって発せられたキーから、不法侵入されたカードが属するものの半分まで絞ることが可能である。次のステップで、再び間違ったキーが、スマートカードを基にした見付けたこの半分の半分に発せられ、正しいキーがもう半分に発せられて、再び、不法侵入されたカードの半分が突きとめられた海賊によって発せられたキーから推測することができる。これらのステップを繰り返すことによって、不法侵入されたスマートカードは突きとめて切り換えることができる。このような二分探索法の欠点は、検索が行われている間、合法的な加入者には画面が真っ暗になったままになるということである。もしこのような探索行動が繰り返し必要となり、かつ長い時間続くなら、これによって加入者は不満になるだろう。
【０００４】
本発明は、合法的な加入者のもとで画面が真っ暗になることが起きるのをできるのだけ制限するかあるいは完全に避けるような上述した方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明の方法は、検索ＥＭＭが端末の少なくとも半分に送信され、上記検索ＥＭＭは少なくともサービスキー（PT）とダミーキー（PD1あるいはPD2）を供給し、少なくとも供給ＥＭＭは、キー（PTとPD1あるいはPD2）を識別する識別子を備え、ここで、第１の検索ＥＭＭとキー（PTとPD1）とは端末の第１部に送信され、第２の検索ＥＭＭとキー（PTとPD2）とが端末の第２部に送信され、ここで、暗号化された第１のキー（Cw）を復号するのに使用されるサービスキーを識別するＥＣＭは、第１のキー（Cw）がソース信号を復号する必要のある少し前に、全ての安全装置に送信される。
【０００６】
このやり方で、全ての合法的加入者において、安全装置は、ソース信号を復号するのに第１キーが必要となる前の時間に、第１キーを復号するのに使用されるサービスキーの識別を受信する。従って、合法的な加入者には、真っ暗な画面は出ないであろう。しかし、使用されるサービスキーの識別を海賊が受信すると、海賊には、正しいキーを前もって配るのに十分な時間がない。使用されようとするサービスキーの識別を受信してから、第１のキーで復号されようとする暗号化されたソース信号までの遅延時間は、インターネット中に正確なキーを配信するのには短すぎる。従って、もし、海賊が使える全てのキーを海賊が発しなければ、海賊加入者は、発したダミーキーの速度に応じて繰り返し真っ暗な画面を見ることになるだろう。海賊が使用可能な全てのキーの配信に関して、従来技術と同じ種類の二分探索法が、不法侵入されたスマートカードを見付けるのに与えられる。
【０００７】
本発明の方法のさらなる態様によると、一組の検索ＥＭＭが端末に送られ、各検索ＥＭＭは、２つのキー（PTとPD1,PTとPD2,...,PTとPD2）を提供している。このやり方で、二分探索法の繰り返しステップの数は、検索ＥＭＭの組の大きさに応じて劇的に減少させることができる。
【０００８】
他の態様として、一組の検索ＥＭＭが、端末の少なくとも一部に送られ、その組の各検索ＥＭＭは、異なるダミーキー（PD）を備え、各ＥＭＭは端末の異なる一部に送られる。
【０００９】
このやり方で、海賊が使用した１台あるいは複数の不法侵入されたスマートカードは、いくつかあるいはただ一つのステップに置くことができ、その結果、真っ暗な画面を合法的な加入者が見ることになるがこれは加入者の不満を誘わない。
【００１０】
本発明の方法のさらに他の態様では、暗号化されたソース信号はデータパケットのストリームを備え、そこでは連続的なグループが少なくとも一つのデータパケットを含んでおり、連続的な第１のキー（CW1,CW2,...,Cwi,...,Cwn）を用いて暗号化され、各データパケットは、データパケットを復号するのに使用される第１キー（CWi）を示すフラグを持ち、ここで、サービスキー（PT）を識別するＥＣＭの代わりに、次の暗号化された第１のキー（CWi）を復号するのに使用されるダミーキー（PD1あるいはPD2）を識別するＥＣＭが、第１のキー（CWi）がソース信号を復号するのに必要になる少し前に、端末の第１部と第２部の安全装置にそれぞれ送られるが、データパケットは前の第１キー（CWi-1）を用いて暗号化される。
【００１１】
このやり方で、海賊は、ダミーキーを用いて復号された第１のキーを海賊デコーダに伝送することによって、ＥＣＭに応答するようにし向けられる。海賊が発したこの誤りのキーによって、不法侵入されたスマートカードを追跡できる。サービスプロバイダは、全ての加入者が、まだデコーダの中で通常なら利用可能な一つ前の第１キーを用いてこのデータを解読できるように、次のデータパケットをスクランブルするのに一つ前の第１キーを実際に用いる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、放送分野用の条件付きアクセスシステムの実施形態が示されている図面を参照してさらに説明され、そこでは本発明の方法の実施形態が実現されている。
【００１３】
図１は、放送分野用の条件付きアクセスシステムを図示したものであり、本発明の方法の実施形態が実現されている。
【００１４】
図２は、図１の条件付きアクセスシステムで使用される重要な階層性の一例を示している。
【００１５】
図示した放送分野において、３台の放送装置１−３は、放送装置１−３によって与えられる放送信号をスクランブルし、符号化し、圧縮するための手段を備えた多重化ユニット４に結合される。このようにして得られたディジタルデータストリームは、例えばＭＰＥＧ−２標準に合わせて、ディジタル伝送ストリームに多重化される。図示された実施形態では、このディジタル伝送ストリーム伝送の前に変調器５によって変調される。多重化ユニット４と変調器５を含む装置の操作者は、例として示した１台のテレビセット６のように、公衆の受信装置に信号を送信する責任がある。信号の伝送は、衛星リンク７や地上リンク８やケーブルシステム９を含む一つあるいは二つ以上の遠隔通信チャネルを通して実行することができる。一つあるいは二つ以上の放送装置１−３は、有料テレビの考えに従って動作する個人用放送装置であってよく、これは加入することを意味している。これは、特定の放送装置によって放送されるビュープログラムを望んでいる人は、そのような放送に申し込み、適当な料金を払わなければならない。
【００１６】
放送装置１−３によって与えられる放送信号のいずれかにアクセスするには、加入が必要なサービスのために、条件付きアクセスモジュール１１に接続可能なスマートカードの形態で通常供給され、条件付きアクセスモジュール１１と安全装置１２とを含む端末１０を必要とする。端末１０の残りの部分は、そのように知られており、詳細を記述する必要はない。
【００１７】
図１の放送分野への応用において、例えば放送装置１は、多くの加入者を持った条件付きアクセスシステムを用いた有料テレビ操作者であってよく、各加入者は、条件付きアクセスモジュール１１とスマートカード１２とを備えた端末１０を持っている。そのような条件付きアクセスシステムは、キーの階層を用い、その一例は、図２に図示されている。放送装置側は、図２の左に示され、加入者側は右に示されている。図示されるように、放送装置は、スクランブラー１３によってソース信号をスクランブルし、ここでソース信号は第１のキーあるいは制御語ＣWを用いてスクランブルされる。このやり方で、多重化器４によって多重化される、暗号化されたソース信号が得られる。加入者の側では、暗号化されたソース信号は、解読器１４の中で第１キーＣWを用いて明瞭なソース信号を得るために解読される。安全性の理由から、キーＣWは、通常例えば毎１０秒ごとの高速で変更される。
【００１８】
制御語あるいは第１のキーＣWが、サービスキーＰTを用いて参照番号１５で示されるようにスクランブルされるところの、いわゆる権利制御メッセージあるいはＥＣＭの中で加入者へと送られる。これらのスクランブルされたＥＣＭは、同じサービスキーＰＴを用いて加入者側で解読されるが、これは参照番号１６で示されている。階層の高位において、サービスキーがいわゆる権利管理メッセージあるいはＥＭＭの中でスクランブルのかかった状態で送られるが、これはグループキーＧを用いた参照番号１７で示されており、またこれらのスクランブルのかかったＥＭＭは同じグループキーＧを用いて加入者側で解読されるが、これは参照番号１８で示されている。最後に、グループキーは、個々のスマートカードキーおよび／またはスマートカードアドレスを用いて加入者に配られる。このキー階層の例は、制限の無い例のみを用いて記述してあることは理解されたい。
【００１９】
スマートカード１２の大部分は、放送装置１の加入者間で分配され、これらのスマートカードは、スマートカードから個々の秘密キーを抽出しようとする不法な人あるいは海賊による攻撃に対して遮るものがない。もし、海賊が個々のキーを抽出することができたら、その海賊は条件付きアクセスシステム内で使用されるいかなるキーをも手に入れることができ、海賊のネットワークの加入者にインターネットを通してキーを配布することができる。
【００２０】
もし、放送装置１がスマートカード１２のうち一つあるいは二つ以上が不法侵入されたと知ると、一つあるいは複数のスマートカードを、以下の方法で捜し始めることができる。
【００２１】
通常のＥＭＭの配布サービスキーＰTの代わりに、特別の検索ＥＭＭが端末１０に送られ、そこで検索ＥＭＭは、正しいサービスキーＰTと、誤りあるいはダミーキーＰD1を加入者の半分に与え、正しいサービスキーＰTと第２のダミーキーＰD2を他の半分の加入者に与える。通常、ＥＭＭサービスキー用の識別子を備えており、同様に検索ＥＭＭもキーＰTとＰD1あるいはＰD2のための識別子を備えている。勿論、これらの検索ＥＭＭは、合法的な加入者と海賊の双方によって受信される。サービスキーＰTが制御語ＣWを解読するのに使用されるほんの少し前に、制御語ＣWを解読するために使用されるキー即ち正しいサービスキーＰTを示す識別子を含んでＥＣＭが発せられる。
【００２２】
サービスキーＰTの識別子を備えたＥＣＭが前もって出す警告は、制御語が暗号のかかったソース信号を解読するのに必要になる前に、制御語ＣWを解読するのに十分である。このことは、海賊も正しいサービスキーＰTの識別子を受信するけれども、海賊にはＥＣＭの発行時に、インターネット上で前もって正しいキーＰTを発するのに十分な時間がないことを示している。もし、海賊がそれ以上のことを行わなければ、その海賊加入者は、数分ごとに等しい秒数、画面が真っ黒になる。このことは、海賊は、ＥＣＭが送信される前に、ＥＣＭを解読するのに必要なキーを発するべくし向けられることを意味している。ダミーキーＰD1あるいはＰD2のいずれかが発せられ間に、上述したように連続的な繰り返しステップによって海賊を突きとめることができる。
【００２３】
上述の方法による利点は、合法的な加入者のところのスマートカード１２には、制御語ＣWを解読する正しいサービスキーを使用する充分な時間があるので、合法的な加入者には画面が真っ黒になることはないことである。
【００２４】
繰り返しステップの回数を制限するために、一組の検索ＥＭＭが使用でき、ここで組の各検索ＥＭＭは、２つのキーすなわち正しいキーＰTとダミーキーＰT1あるいはＰD2あるいは...ＰDnを提供する。その組の各ＥＭＭは、スマートカードの別のグループに送られ、その結果すぐに発せられるダミーキーＰDiが、不法侵入されたスマートカードがあるスマートカードのグループを示す。
【００２５】
海賊にとってさらに複雑なことになるが、以下の方法を加えることができ、そこでは、暗号化されたソース信号のいくつかの特徴が使用される。一般的に、暗号化されたデータストリームには、データパケットが備わり、次のデータパケットあるいはデータパケットのグループの各々は、次の第１キーＣWiを用いてスクランブルされる。受信されたデータパケットあるいはグループを解読するのに、与えられた第１キーのいずれを使用しなくてはならないかを、端末１０が分かるように、データパケットあるいはデータパケットのグループのヘッダフラグは、スクランブルするのに使用される第１キーのシリアル番号ｉを示す。本発明によると、ＥＣＭは、次のキーが、ダミーキーＰD1あるいはＰD2のうちの一つであることを示すように送信される。しかし、次のデータパケットあるいはグループは、前の第１キーＣWi-1を用いてスクランブルされる。海賊は異なるキー間の区別ができず、また特別のキーを用いる指示が正しいか否かを予測できないので、海賊は、ダミーキーを用いて解読されたキーを発するようにし向けられる。この解読されたキーを発するとき、海賊は、上述した連続的な繰り返しステップによって突きとめられる。加入者側ではデータパケットのヘッダフラグによって制御語ＣWi-1を使用するようになり、その結果、端末は通常動作となる。この方法は、海賊が高速の応答システムを持っている場合に使用すると有利であり、これによって海賊は、ダミーキーその物の代わりに、暗号化された第１キーを発する。
【００２６】
記述の方法の他の実施形態において、不法侵入された安全装置は、一種の暗号技術を使用して追跡することができ、ここで一組のキーを作ることができ、各キーは、同じ暗号を解読することができる。そのような種類の暗号の例として、ＲＳＡ複数キー暗号アルゴリズムや機密分担アルゴリズムが使用できる。そのような暗号は、本発明の一部ではないので、BruceSchneierのApplied Cryptographyという本特に第２３章を、この種の暗号に関するそれ以上の説明のために参照されたい。例えば、ＥＭＭは、ＥＭＭを解読することのできる一組のキーＰiを持つ多数キーのアルゴリズムを用いて暗号化される。組のキーの数と端末の数とによって、各端末あるいは端末の各グループは、異なるキーＰiを与えられ、その結果、もし海賊がキーを再放送すると、ソースすなわち、不法侵入された安全装置を追跡することができる。この特殊な種類の暗号をソース信号に与えることも可能で、その結果一つの制御語ＣWの代わりに一組の制御語Ｃiが暗号化されたソース信号を解読することができる。
【００２７】
機密分担アルゴリズムによって同じ結果を得ることができるが、ここで一つあるいは二つ以上の分担が、制御語を得るのに必要なキーを引き出すのに必要となる。異なる端末あるいは端末のグループに、異なる分担を配することによって、不法侵入された安全装置を追跡することができる。
【００２８】
キーや分担の数は、多くある必要があることに注意したい。グループ化構造、すなわち、異なるいくつかのグループに端末を配するやりかたを変更することにより、海賊によって再放送されるキーあるいは分担の順番を監視することにより不法侵入された安全装置を追跡することが可能である。グループ化構造を変更する同じ方法が、本発明の上述した全ての実施形態に使用することができる。
【００２９】
もし、不法侵入されたスマートカードを検索する間に、合法的な加入者のうち非常に限られた数が真っ暗な画面となることが許せるならば、以下の方法を使用することができる。特別な組の検索ＥＭＭが全てのスマートカードに配られ、ここで加入者の各グループは、間違ったサービスキーＰFを受信する。海賊は、不法侵入されたスマートカードが属するグループを識別する、間違ったサービスキーを配布する。その先のステップ内のこのグループの中で、不法侵入されたスマートカードを、別の組の間違ったキーをグループ内で配布することによって突き止めることができることが分かる。
【００３０】
既述の実施形態において、条件付きアクセスモジュール１１と安全装置１２が物理的に分離した装置として示されている。条件付きアクセスモジュール及び／または安全装置は、端末１０の一部でもあり、あるいは、適当なプログラミングによって端末１０の中に提供されうることは理解されたい。従って、明細書と特許請求の範囲の中で使用される条件付きアクセスモジュール及び安全装置という用語は、物理的に分離した部品に限定されるものではない。
【００３１】
本発明は、請求項の視野の範囲で多くの変更が可能な、上述した実施形態に限定はされない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  放送分野用の条件付きアクセスシステムを図示したものであり、本発明の方法の実施形態が実現された図である。
【図２】  図１の条件付きアクセスシステムで使用される重要な階層性の一例を示した図である。
【符号の説明】
１，２，３…放送装置
４…多重化ユニット
５…変調器
６…テレビセット
７…衛星リンク
８…地上リンク
９…ケーブルシステム
１０…端末
１１…条件付きアクセスモジュール
１２…安全装置
【図１】
0004818559.tif 000002
【図２】
0004818559.tif 000003