(57)【要約】【課題】  放送受信機のワーク鍵Ｋｗの流出に対して鍵流出の元となった放送受信機が特定可能なデジタル放送システムを実現する。【解決手段】  放送装置２００では、ワーク鍵Ｋｗおよび鍵管理装置から提供された送信鍵変形情報Ａ'に基づき生成された暗号鍵ＤｗによりＥＣＭ（Entitlement Control Message）を暗号化した送信する。放送受信機３００では、受信ワーク鍵Ｋｗ’と受信鍵変形情報Ｂに基づき生成した復号鍵Ｄｗ'により受信したＥＣＭを復号する。これにより、異なる送信鍵変形情報Ａ'と受信鍵変形情報Ｂに基づき放送装置２００と放送受信機３００で同一の暗号鍵Ｄｗ'を用いた送受信が可能となる。【選択図】      図１
2005110053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツ情報を含む放送を送信する放送装置と該放送装置から送信された放送を受信してコンテンツを再生する放送受信機とセキュリティの確保・維持に必要な鍵情報を管理する鍵管理装置を含むデジタル放送システムであって、
前記鍵管理装置は、第１の情報を保持する第１の保持手段と前記第１の情報に基づき第２および第３の情報を生成する生成手段を備え、
前記放送装置は、前記第２の情報を保持する第２の保持手段と前記第２の情報を利用して任意の情報を暗号化する暗号化手段を備え、
前記放送受信機は、前記第３の情報を利用して暗号化された任意の情報を復号する復号手段を備えてなることを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項２】
請求項１のデジタル放送システムにおいて、
前記放送装置は第４の情報を保持する第４の保持手段をさらに備え、前記第３の情報が前記第４の情報に基づき生成されることを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項３】
請求項２のデジタル放送システムにおいて、
前記第１の情報として複数の鍵変形情報からなる第１の鍵変形情報セットと、前記第１の情報として少なくとも１つの秘密情報とを第１の保持手段に保持し、
前記第２の情報として前記第１の鍵変形情報セットに対応する第２の鍵変形情報セットを前記第２の保持手段に保持し、
前記第３の情報として前記第１の鍵変形情報セットに属する少なくとも１つの鍵変形情報を含む第３の鍵変形情報セットと第１のワーク鍵情報を第３の保持手段に保持し、
前記第４の情報として第２のワーク鍵情報を第４の保持手段に保持し、
前記第２の鍵変形情報セットは、前記第１の鍵変形情報セットの鍵変形情報と前記秘密情報に基づいて第１の計算を実行して得られた鍵変形情報からなり、
前記第１のワーク鍵は、前記第２のワーク鍵と前記秘密情報に基づいて第２の計算を前記生成手段で計算し、
前記放送装置における暗号手段は、前記第２のワーク鍵情報と前記第２の鍵変形情報セットの鍵変形情報に基づいて第３の計算を実行して暗号鍵を生成し、所望の情報を前記暗号鍵を用いて暗号化して送信し、
前記放送受信機における復号手段は、前記第３の鍵変形情報セットの鍵変形情報と前記第１のワーク鍵とを利用して前記所定の計算を実行して得られた復号鍵を用いて暗号化された情報を復号して所望の情報を得ることを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項４】
請求項３のデジタル放送システムにおいて、
前記第１の計算および第２の計算および第３の計算が結合法則を満たす同一の計算であることを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項５】
請求項３記載のデジタル放送システムにおいて、
前記第１および第２の鍵変形情報セットは、それぞれ同数の鍵変形情報を含む複数のサブグループに分割され、
前記放送受信機の第３の鍵変形情報セットは、サブグループ毎に各サブグループに属する鍵変形情報を１つずつ含み、
前記放送受信機は各サブグループに対応する複数の前記第１のワーク鍵を保持することができ、
前記送信装置は、任意のサブグループに属する鍵変形情報から計算した全ての暗号鍵のうち１つ以上用いて暗号鍵毎に所望の情報を暗号化して送信することができ、
前記放送受信機は、前記第３の鍵変形情報セットのうち暗号化に用いられたサブグループに属する鍵変形情報と、前記第１のワーク鍵を用いて復号鍵を計算し、前記復号鍵を用いて暗号化された情報を復号して所望の情報を得ることを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項６】
請求項３記載のデジタル放送システムにおいて、
前記鍵管理装置は、複数の異なる秘密情報を保持することができ、前記送信装置に対応する前記秘密情報を選択することができ、選択した秘密情報を元に前記第２鍵変形情報セ
ットと前記第１のワーク鍵を計算することができ、
前記放送受信機において複数の前記第１のワーク鍵を保持し、前記第１のワーク鍵を選択的に利用してコンテンツ鍵情報を復号することを特徴とするデジタル放送システム。
【請求項７】
第１の情報を保持する第１の保持手段と前記第１の情報に基づき第２および第３の情報を生成する生成手段を備えた前記鍵管理装置と前記第２の情報を保持する第２の保持手段と前記第２の情報を利用して任意の情報を暗号化する暗号化手段を備えた前記放送装置とを含むデジタル放送装置から送信されるコンテンツ情報を受信するデジタル放送受信装置であって、
前記第３の情報に基づいて前記暗号化手段により暗号化された任意の情報を復号する復号手段を備えてなることを特徴とするデジタル放送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はデジタル放送システムに関し、特に暗号化により保護されたコンテンツが受信可能なデジタル放送システムおよびデジタル放送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタル放送システムは、予め同じマスター鍵Ｋｍを鍵管理装置と放送受信機に備え、放送装置のワーク鍵Ｋｗと鍵管理装置のマスター鍵Ｋｍに基づいてＥＭＭ（Entitlement Management Message）を生成し、このＥＭＭを放送受信機側に送信し、放送受信機側でＥＭＭと放送受信機のマスター鍵Ｋｍに基づいて送信装置に備えたワーク鍵Ｋｗを生成する。また、送信装置のスクランブル鍵Ｋｓで送信したいコンテンツを暗号化するとともにスクランブル鍵Ｋｓとワーク鍵Ｋｗに基づいてＥＣＭ（Entitlement Control Message）を生成し、このＥＣＭを放送受信機側に送信し、放送受信機側でＥＣＭと放送受信機のＫｗに基づいてスクランブル鍵Ｋｓを得る。得られたスクランブル鍵Ｋｓによりコンテンツを復号している。（例えば、非特許文献１）
【非特許文献１】ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）「デジタル放送におけるアクセス制御方式  標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ２５」（社）電波産業会出版、平成１５年６月５日、Ｐ．１５〜３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した非特許文献１の技術は、放送受信機からワーク鍵Ｋｗが流出すると、鍵流出の元となった放送受信機を特定できなくなり、放送受信機をシステムから排除できなくなる、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、放送受信機のワーク鍵Ｋｗの流出に対して鍵流出の元となった放送受信機が特定可能なデジタル放送システムおよびデジタル放送受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の放送システムは、コンテンツ情報を含む放送を送信する放送装置と該放送装置から送信された放送を受信してコンテンツを再生する放送受信機とセキュリティの確保・維持に必要な鍵情報を管理する鍵管理装置を含むデジタル放送システムであって、前記鍵管理装置は、第１の情報を保持する第１の保持手段と前記第１の情報に基づき第２および第３の情報を生成する生成手段を備え、前記放送装置は、前記第２の情報を保持する第２の保持手段と前記第２の情報を利用して任意の情報を暗号化する暗号化手段を備え、前記放送受信機は、前記第３の情報を利用して暗号化された任意の情報を復号する復号手段を備えてなることを特徴とする。
【０００６】
この発明のデジタル放送受信装置は、第１の情報を保持する第１の保持手段と前記第１の情報に基づき第２および第３の情報を生成する生成手段を備えた前記鍵管理装置と前記第２の情報を保持する第２の保持手段と前記第２の情報を利用して任意の情報を暗号化する暗号化手段を備えた前記放送装置とを含むデジタル放送装置から送信されるコンテンツ情報を受信する放送受信装置であって、前記第３の情報に基づいて前記暗号化手段により暗号化された任意の情報を復号する復号手段を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、送信装置の持つ鍵変形情報セットの流出に対して送信鍵変形情報セットを更新して対処することができる。また、送信ワーク鍵などの流出元となる放送受信機の隠蔽に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（実施例１）
図１は、この発明のデジタル放送システムの第１の実施例について説明するためのブロック図であり、鍵管理装置１００、放送装置２００、放送受信機３００および図示しないがこれらの各部を制御する鍵管理制御部から構成される。
【００１０】
鍵管理装置１００は、マスター鍵保持部１０、ＥＭＭ生成部１１、秘密情報演算部１２、鍵変形情報保持部１４、秘密情報保持部１３および図示しないがこれらの各部を制御する鍵管理制御部よりなる。鍵管理装置１００は、限定受信システムの維持に必要な鍵情報を管理するとともに、システムセキュリティの確保・維持に重要な鍵情報を秘匿しつつＥＭＭを提供する管理主体を表し、マスター鍵を管理する。各装置の中でも鍵管理装置のセキュリティはもっとも高度であることが必要である。
【００１１】
放送装置２００は、コンテンツ生成部２０、ＥＭＭ送信部２１、送信鍵変形情報保持部２２、送信ワーク鍵保持部２３、暗号鍵計算部２４、ＥＣＭ生成部２５、スクランブル鍵生成部２６、スクランブル部２８、多重部２７、送信バックエンド部２９および図示しないがこれらの各部を制御する放送制御部よりなる。
【００１２】
また、放送受信機３００は受信フロントエンド部３０、デスクランブル部３１、多重分離部３２、再生部３３、モニター部３４、ＥＭＭ受信部３５、マスター鍵保持部３６、受信ワーク鍵保持部３７、受信鍵変形情報保持部３８、復号鍵計算部３９、ＥＣＭ受信部４０および図示しないがこれらの各部を制御する受信制御部よりなる。
【００１３】
放送受信機３００は、各受信機毎のＩＤ（identification）およびマスター鍵Ｋｍ(r)をマスター鍵保持部３６に予め保持する。ここで、rは放送受信機３００の識別番号を表す任意の整数である。マスター鍵Ｋｍ(r)は、ＥＭＭを復号するために利用する鍵であり、通常異なる受信機ＩＤを持つ受信機毎に異なる。また、鍵管理装置１００は、全ての受信機に対する受信機ＩＤおよびマスター鍵Ｋｍのセットをマスター鍵保持部１０に保持する。さらに、鍵管理装置はマスター鍵Ｋｍ(ｒ)を更新すべきでない受信機の受信機ＩＤなどを受信機無効化情報としてマスター鍵保持部１０に持つ。
【００１４】
ここで、受信機ＩＤとは放送受信機を所定の分類で識別するための固有値である。受信機ＩＤは個々の受信機に対して一意に付与されるとは限らず、ある分類ごと、例えば受信機の機種毎に付与される場合もある。
【００１５】
コンテンツ受信に関する動作について説明する。
【００１６】
放送装置２００はコンテンツ生成部２０からコンテンツを取り出し、多重部２７でＰＳＩ（Program Specific Information）、ＳＩ（Service Information）やその他の制御情報とパケット多重した後、スクランブル部２８でスクランブル対象となる番組コンテンツなどの情報をスクランブル鍵Ｋｓでスクランブルし、送信バックエンド部２９を通して放送として送信する。
【００１７】
放送受信機３００は、受信フロントエンド部３０で放送を受信し、スクランブルされた
番組をデスクランブル部３１でスクランブル鍵Ｋｓを用いてデスクランブルし、多重分離部３２でコンテンツの情報を分離した後、再生部３３で映像信号や音声信号として再生し、モニター部３４で表示する。
【００１８】
次に、図２を参照し限定受信の処理について説明する。また、図３に図１の要部に保存される秘匿情報の構成例を示す。
【００１９】
先ず、図３の鍵変形情報セットＡ３０２は、予め鍵管理装置１００の鍵変形情報保持部１４に保存される。ここで鍵変形情報セットＡは、任意の値ａ(i)の集合であるとする（Ａ＝｛ａ(i)｝）。ｉは鍵変形情報の識別番号を表す任意の整数である。図３の３０２は、ｉ＝０〜３の場合の鍵変形管理セットＡの例を示す。
【００２０】
ここで、鍵変形とは、元となる鍵情報に対して別の情報により演算を加え、実際に利用する鍵を生成することである。鍵情報に演算を加えるための別の情報を鍵変形情報としている。
【００２１】
また、放送受信機３００に対しては、予め受信のための鍵変形情報である受信鍵変形情報セットＢ(r)が発行される。ここで、rは放送受信機３００の識別番号を表す任意の整数であり、Ｂ(r)の持つ鍵変形情報の組み合わせはｒに対して一意であるとする。受信鍵変形情報セットＢ(r)は鍵管理装置１００の持つ鍵変形情報セットＡを元に生成され、受信鍵変形情報保持部３８に保存される。Ｂ(r)は鍵変形情報セットＡに属する鍵変形情報の一部で構成する（Ｂ(r)⊂Ａ）。
【００２２】
図３の３２１，３２２は、ｒ＝０，1の場合のＢ(r)の例を示す。以後ｒ＝０およびｒ＝１の放送受信機を順に第１番目および第２番目の放送受信機とする。Ｂ(r)の保存は放送受信機３００の製造時に実施され、かつ製造後は改ざん不可能であることが好ましい。Ｂ(r)が受信機製造後に保存される場合は改ざんが困難な方法・経路で放送受信機３００に提供して保存する。
【００２３】
さらに放送装置２００に対しては、予め送信鍵変形情報セットＡ'(t)が発行される。この送信鍵変形情報セットＡ'(t)は鍵変形情報セットＡに含まれる鍵変形情報ａ(i)と秘密情報ｚ(t)の排他的論理和により得られる鍵変形情報であり（Ａ'(t)＝｛ａ(i)^ｚ(t)｝）、送信鍵変形情報保持部２２に保持される。ここでtは放送装置２００の識別番号を表すための任意の整数である。図３にｔ＝０〜２の場合のｚ(t)、Ａ'(t)を示す。以後ｔ＝０〜２の放送装置を順に第１番目〜第３番目の放送装置とする。
【００２４】
送信ワーク鍵Ｋｗ(t)の送信・更新時は図２のように実行する。すなわち、まず放送装置２００は送信ワーク鍵Ｋｗ(t)や視聴許諾の条件などを含む機能情報とともにＥＭＭの生成要求を行う。ＥＭＭの生成要求を受けた鍵管理装置１００は秘密情報演算部１２において、送信ワーク鍵Ｋｗ(t)と秘密情報ｚ(t)の排他的論理和を計算して受信ワーク鍵Ｋｗ'(t)を生成する（Ｋｗ'(t)＝ｚ(t)^Ｋｗ(t)）。そして、ＥＭＭ生成部１１において受信ワーク鍵Ｋｗ'(t)をその他の機能情報とともにマスター鍵Ｋｍ(r)で暗号化して、さらにＥＭＭの宛先を示す受信機ＩＤを付加したＥＭＭを生成し（ＥＭＭ＝ｆ(Ｋｍ(r),Ｋｗ'(t))、ただしｆ(Ｋ,x)は鍵Ｋで受信ワーク鍵ｘを含むＥＭＭを生成する任意の処理）、放送装置２００のＥＭＭ送信部２１に提供する。放送装置２００は受け取ったＥＭＭを多重装置２７で多重してスクランブル部２８、送信バックエンド部２９を経由して送信する。ただし、受信機無効化情報に示される受信機ＩＤに対してはＥＭＭを生成・送信しない。
【００２５】
放送受信機３００は自機の受信機ＩＤを持つＥＭＭを受信してＥＭＭ受信部３２においてマスター鍵Ｋｍ(r)で復号し（Ｋｗ'(t)＝~ｆ(Ｋｍ(r)，EMM)、だたし~ｆ(k，y)はワー
ク鍵ｘに着目したｙ＝ｆ(k，x)の逆変換を表す）、得られた受信ワーク鍵 Ｋｗ'(t)やその他の機能情報を受信ワーク鍵保持部３７に保存する。
【００２６】
次に、スクランブルを施した番組を送受信する時の動作を説明する。放送装置２００のスクランブル部２８において、限定受信方式で保護すべきコンテンツをスクランブル鍵Ｋｓでスクランブルする。また、スクランブル鍵Ｋｓによるスクランブルに先立ちＥＣＭを放送に多重して送信する。ＥＣＭは限定受信に関する視聴制限情報を送信するための情報であり、ＥＭＭのワーク鍵情報や機能情報とともに視聴制限に関する情報を判定する。ワーク鍵情報とは、ＥＣＭを暗号化および復号するために利用するデジタル情報であるが、ここではワーク鍵情報をそのまま鍵として用いず、ワーク鍵を鍵変形情報を用いて変形した情報を鍵として用いており、実際の鍵の元となる鍵をワーク鍵と称している。機能情報とはＥＭＭおよびＥＣＭに含まれる限定受信に関する情報を総称したものである。ＥＣＭは、ＥＣＭ生成部２５においてスクランブル鍵Ｋｓと視聴の可否等を判定するための機能情報を暗号鍵Ｄｗ(i，t)を用いて暗号化した情報を用いて生成される（ＥＣＭ＝ｇ(Ｄｗ(i,t),Ｋs)、ただしｇ(k,x)は鍵Ｋでスクランブル鍵ｘを含むＥＣＭを生成する任意の処理）。また、ＥＣＭはｉ，tの選択に関する識別情報を含む。ＥＣＭの生成および送信は各ｉ毎に行われる。暗号鍵Ｄｗ(i,t)は暗号鍵計算部２４で送信鍵変形情報３１１、３１３および３１５中のａ'(ｉ,t)と送信ワーク鍵Ｋｗ(t)の排他的論理和を計算して得られる（Ｄｗ(i,t)＝ａ'(i,t)^Ｋｗ(t)）。
【００２７】
放送受信機３００は、受信フロントエンド部３０、デスクランブル部３１を経由して放送を受信して多重分離部３２でＥＣＭを分離し、ＥＣＭ内の識別情報からi,tを選択して復号鍵Ｄｗ'(i,t)を用いてＥＣＭ受信部３５で復号する（Ｋｓ＝~g(Dw'(i,t),ECM)、ただし~ｇ(k,y)はスクランブル鍵ｘに着目したｙ＝ｇ(k,x)の逆変換）。復号鍵Ｄｗ'(i,t)は復号鍵計算部３９で受信鍵変形情報セットＢ(r)の受信鍵変形情報と受信ワーク鍵Ｋｗ'(t)の排他的論理和を計算することで得られる。Ｄｗ(ｉ,t)＝ａ'(i,t)＾Ｋｗ(t)＝（a(i)^z(t) ）＾Ｋｗ＝Ａ(i)＾（ｚ(t)^Ｋｗ）＝Ａ'(i)＾Ｋｗ'(t)＝Ｄｗ'(i,t)であるから、暗号鍵Ｄｗ(i,t)と復号鍵Ｄｗ'(i,t)は等しい。ＥＣＭを復号して得た機能情報とＥＭＭの機能情報から視聴の可否を判定し、正しければデスクランブル部３１にスクランブル鍵Ｋｓを書き込む。コンテンツを受信した時デスクランブル部３１でデスクランブル鍵Ｋｓを用いてデスクランブルすることにより、多重分離部３２、再生部３３を経由してモニター部３４で利用者にコンテンツを提供することができる。
【００２８】
第１番目の放送受信機３００から鍵変形情報セットＢ(０)が流出したことが判明した場合を考える。このとき、Ｂ(０)はＡの一部であり、Ｂ(r)はｒ（あるいは受信機ＩＤ）に対して一意であるため、Ｂ（０）が第１番目の放送受信機から流出したことがわかる。このように、流出したＢ(r)を特定することにより流出した放送受信機を特定することができるので、該当する放送受信機の受信機ＩＤを受信機無効化情報に登録する。すると、送信ワーク鍵Ｋｗ(t)の更新時に該当する放送受信機に対してＥＭＭの生成・送信が行われず、それ以外の放送受信機に対してはＥＭＭが送信される。このようにして流出の原因となった放送受信機をＫｗ'(t)の更新対象から除外して使用不能にするとともに、更新されたＫｗ(t)の流出を防止する。
【００２９】
次に、第１番目の放送受信機３００よりＤｗ'(i,t)が流出したことが判明した場合を考える。この場合、Ｄｗ’(i,t)ととＫｗ（ｔ）からａ'(i,t)を特定し、対応するＢ(０)を所有する放送受信機をＢ(r)が流出した場合と同様にＫｗ'(t)の更新対象から除外して受信機ＩＤを使用不能にする。
【００３０】
次に、第１番目の放送装置２００の鍵変形情報セットＡ'(0)が流出したことが判明した場合を考える。このとき、鍵管理装置１００は該当する放送放送装置の鍵変形情報を変更
する。すなわち、鍵管理装置１００はｚ(0)を変更し、新たな秘密情報ｚ(0)でＡ'(0)を計算し、放送装置２００はＡ'(0)を更新する。また、鍵管理装置１００は、新たなｚ(0)を用いて受信ワーク鍵Ｋｗ'(i,0)を計算し、ＥＭＭによってＫｗ'(i,0)を更新する。このようにして流出した鍵変形情報を無効化する。
【００３１】
このとき、ｚ(0)≠ｚ(1)であり、第２番目の放送装置では同様の対策をする必要はない。また、このときＡ'(0)をみれば、流出した鍵変形セットが第１番目の放送装置２００のものであることがわかる。他の放送装置においても同様である。
【００３２】
さらに、第１番目の放送装置の鍵変形情報セットＡ'(0)に加えて、放送受信機からＤｗ’(i,t)が流出した場合を考える。流出直後においては、Ｄｗ'(i,t)とＡ'(0)から全受信機に対するＤｗ'(i,0)を逆算されてしまうため、逆算された全てのＤｗ'(i,0)を公開されてしまうと流出の原因となった受信機を特定することができず流出元を隠蔽されてしまう。ただしｚ(0)を変更することにより、Ａ'(0)も変更されるため、更新後においては更新前のＡ'(0)を使ったＤｗ'(i,0)の逆算ができなくなり、従ってＡ'(0)の更新後は流出元の隠蔽を防止することができる。
【００３３】
この実施例によれば、放送装置の持つ送信鍵変形情報セットの流出に対して放送装置の鍵変形情報セットを更新して対処できるばかりか、送信ワーク鍵やＥＣＭ復号鍵等の流出元となる放送受信機の隠蔽に対処することができる。
【００３４】
また、放送装置の鍵変形情報セットＡ'(t)の流出時に原因となった特定の放送装置を判別できるため、適切な対処が容易になる。また、ある放送事業者の放送装置に関する情報が流出しても、別の放送装置により放送を行う事業者が鍵変形情報セットの変更といった対処をする必要がなく、情報流出に伴う放送装置間の影響を回避できる。
【００３５】
さらに、秘密情報ｚ(t)は鍵管理装置以外の装置では直接表れないため、ｚ(t)および鍵生成の大元となる鍵変形情報セットＡが流出する危険は非常に少ない。
【００３６】
なお、この実施例のように放送装置毎に異なる秘密情報ｚ(t)を用いることが好ましいが、同一の鍵変形値ｚ(0)を用いることもあり得る。このとき、放送装置の識別に関する識別情報は省略して考えることができる。
【００３７】
この実施例では簡略化のため説明していないが、秘密情報、送信ワーク鍵、受信ワーク鍵、送信鍵変形情報、スクランブル鍵の更新に際しては、スムーズに切り替えできることが好ましい。そのために、例えば更新に十分な時間経過するまでは新旧両方の鍵を保持し利用できるように実現されることが考えられる。そのための方法の例としては、新旧の各情報を保持する手段や新旧の鍵を識別する手段を備え、使用する鍵あるいはそのための識別情報をＥＭＭやＥＣＭに付加することとし、さらに鍵の生成から適切な経過時間を経て暗号・復号に使用する識別情報の指定を変更して使用する新旧の鍵の切り替えを指示する方法がある。なお、この場合の鍵の切り替えのための識別情報が、この実施例における各識別情報と統一的に構成される場合もある。例えばｉ，ｔおよび鍵の新旧切り替えのための識別情報を合わせて１つの鍵識別情報とし、この鍵識別情報に基づき鍵の切り替えを指示してもよい。
【００３８】
鍵管理装置１００、放送装置２００、放送受信機３００の各部はそれぞれその機能の一部あるいは全部をＭＰＵ，揮発メモリ、不揮発メモリで構成されるハードウェア上にソフトウェアとして実現することも可能である。さらに、その場合、ソフトウェアで実現される場合複数の部分の一部あるいは全部が一体化して実現されることになると考えられる。
【００３９】
また、放送受信機３００の保持する鍵変形情報セットＢ(r)は予め所定の値を設定済みとしたが、鍵管理装置１００から放送受信機３００へ設定するようにしても実現できる。その場合、鍵管理装置１００から適切な配信ネットワークを経由して放送受信機３００へＢ(r)を供給し、放送受信機３００はＢ(r)を受信鍵変形情報保持部に保存する。もちろんＢ(r)を配信する配信ネットワークとして放送装置２００を経由した放送ネットワークである場合もあり得る。また、例えばＥＭＭの形式で送信するように実現することも可能である。
【００４０】
受信ワーク鍵の更新について放送装置主体でＥＭＭ更新を開始するように説明したが、例えば鍵管理装置主体でＥＭＭ更新を行ってもよい。あるいは鍵管理装置内に各放送装置の送信ワーク鍵を保持しておけば、鍵管理装置側だけでＥＭＭを生成し、放送装置に対して送信すべきＥＭＭを提供することもあり得る。
【００４１】
この実施例において対象とする全受信機に対して一括してＥＭＭの生成を行っているが、対象となる受信機ＩＤのみに対するＥＭＭを生成する形もあり得る。この場合、鍵管理装置あるいは放送装置のどちらかで対象となる受信機ＩＤを指定し、この指定に従いＥＭＭ生成部でＥＭＭを生成するようにすればよい。
【００４２】
さらに、各情報の生成ややり取りの多くは必ずしも通信回線で接続された装置間で行われるとは限らず、人手などを介して記録メディアとその入出力装置や、あるいはディスプレイやキーボード入力等を経由して行われるかもしれないし、印刷物でやりとりされる場合もあり得る。
【００４３】
さらに、実施例で排他的論理和とした部分は、別の演算に置き換えることが可能である。例えば、排他的論理和の代わりに加算でもよい。  線形演算や、結合法則を満たす演算を用いると、鍵管理装置、放送装置、放送受信機で同一の演算を用いることができる。
（実施例２）
次に、この発明の第２の実施例を説明するが、ハード構成としては図１と同様で、各部で保持されるデータの詳細や動作および処理内容が異なる。また、コンテンツ受信に関する動作は第１の実施例と同様である。
【００４４】
放送受信機３００は、受信機のＩＤおよびマスター鍵Ｋｍをマスター鍵保持部３６に予め保持する。また、鍵管理装置１００は、全ての受信機に対する受信機ＩＤおよびマスター鍵のセットをマスター鍵保持部３６に保持する。さらに、鍵管理装置１００はワーク鍵Ｋｗ(t)を更新すべきでない受信機のＩＤなどを受信機無効化情報としてマスター鍵保持部３６に持つ。
【００４５】
図４に放送システムにおける限定受信の動作フローを説明する。また、図５に各部に保存される秘匿情報の構成例を示す。
【００４６】
図５の５０２に示す鍵変形情報セットＡは、予め鍵管理装置１００に保存される。ここで、Ａは任意の値ａ(ｉ,j)の集合であるとする（Ａ＝｛ａ(i,j)｝）。ｉ，ｊは鍵変形情報の識別番号を表す任意の整数である。図５の５０２に ｉ＝０〜２、ｊ＝０〜３の場合のＡの例を示す。jは特にサブグループの識別番号であり、各j毎に鍵変形情報サブグループＳ(j)＝｛ａ(0,j),ａ(1,j),・・・｝を構成する。図５の５０２ではＳ（０）〜Ｓ（３）に分割されている。
【００４７】
放送受信機３００に対しては予め送信鍵変形情報セットＢ(r)が発行される。ここでrは放送受信機３００の識別番号を表す任意の整数である。鍵変形情報セットＢ(r)は鍵管理装置１００の持つ鍵変形情報セットＡを元に生成され、受信鍵変形情報保持部３８に保存
される。Ｂ(r)は鍵変形情報セットＡに属する鍵変形情報の一部で構成する（Ｂ(r)⊂Ａ）。Ｂ(r)の持つ鍵変形情報の組み合わせはｒに対して一意であるとする。さらに、Ｂ(r)は鍵変形情報サブグループ毎にサブグループに属する鍵変形情報ａ(i,j)を１つずつ持つ。図５の５２１および５２２にｒ＝０，１の場合の送信鍵変形情報セットＢ(r)の例を示す。以後ｒ＝０およびｒ＝１の放送受信機を順に第１番目および第２番目の放送受信機とする。図５の例では鍵変形情報が４つのサブグループに分割されており、Ｂ(0)＝｛ａ(0,0,),ａ(1,1),ａ(2,2),ａ(3,0)｝,Ｂ(1)＝[ａ(0,0),ａ(1,1),ａ(2,2),ａ(3,1)]である。そして、図５の鍵変形情報セットＡ５０２ではＢ(r)は８１通りの組み合わせをとり得る。換言すると、図４の例の鍵変形情報セットＡを用いると、全８１種類の放送受信機３００の区別が可能である。
【００４８】
放送装置２００に対しては、予め送信鍵変形情報セットＡ'(t)が発行される。ここでtは放送装置２００の識別番号を表すための任意の整数である。送信鍵変形情報セットＡ'(t)は鍵変形情報セットＡの各鍵変形情報と秘密情報ｚ(t)の排他的論理和からなる鍵変形情報の集合であり（Ａ'(t)＝｛ａ(i,j)^ｚ(t)｝）、送信鍵変形情報保持部２２に保持される。図５にｔ＝0〜2の場合のｚ（ｔ）、Ａ'(t)を示す。また、ｚ(t)は基本的にtが異なる毎に異なる。従って、Ａ'(t)は放送装置毎に異なる。以後ｔ＝０〜２の放送装置を順に第１番目〜第３番目の放送装置とする。
【００４９】
送信ワーク鍵の送信・更新時は次のように実行する。
【００５０】
まず、放送装置２００においてＥＭＭ送信部２１は鍵管理装置１００に送信ワーク鍵Ｋｗ(j,t)や視聴許諾の条件などに関する機能情報とともにＥＭＭの生成要求を行う。鍵管理装置１００は秘密情報演算部１２において送信ワーク鍵Ｋｗ(j,t)と秘密情報ｚ(j,t)の排他的論理和を計算して受信ワーク鍵 Ｋｗ'(j,t) を生成し（Ｋｗ'(j,t)＝Ｋｗ(j,t)^ｚ(j,t)）、ＥＭＭ生成部１１でその他の機能情報とともにマスター鍵Ｋｍ(r)で暗号化した上受信機ＩＤを付加したＥＭＭを生成して、放送装置２００に送出する。なお、ＥＭＭ生成部１１は受信機無効化情報を参照し、該当する放送受信機３００に対するＥＭＭは生成しない。放送装置２００は受け取ったＥＭＭを多重部で放送に多重して送信する。放送受信機３００は受信したＥＭＭをマスター鍵Ｋｍ(r)を用いて復号し、識別番号ｔの異なる放送装置２００毎に得られた受信ワーク鍵 Ｋｗ'(j,t)や機能情報を受信ワーク鍵保持部３７に保存する。なお、ＥＭＭにはj,tの片方もしくは両方を識別できる識別情報が含まれ、放送受信機３００はこのＫｗ'(j,t)を識別情報と関連付けて保存できることが好ましい。
【００５１】
次に、スクランブルを施した番組を送受信するときの動作を説明する。放送装置２００のスクランブル部２８において、限定受信方式で保護されるコンテンツのコンテンツ情報はスクランブル鍵Ｋｓでスクランブルされる。
【００５２】
また、Ｋｓによるスクランブルに先立ちスクランブル鍵Ｋｓの情報を含むＥＣＭを放送に多重して送信する。ＥＣＭはＥＣＭ生成部２５によりスクランブル鍵Ｋｓや視聴条件に関する機能情報を暗号鍵Ｄｗ(i,j,t)を用いて暗号化されて生成される。暗号鍵Ｄｗ(i,j,t)は送信鍵変形情報セットａ'(i,j,t)とワーク鍵Ｋｗ(t)の排他的論理和により得られる複数の鍵であり（Ｄｗ(i,j)＝ａ'(i,j,t)^Ｋｗ(j,t)）。なお、ある時点の暗号鍵Ｄｗ(i,j)としては同一のサブグループｊに属する鍵変形情報ａ(i,j,t)を用いる。さらに、使用するサブグループは所定の期間毎に所定の方法で順次切り替える。放送受信機３００は受信した放送からＥＣＭを分離し、ＥＣＭ受信部４０で復号鍵Ｄｗ'(i,j,t)で復号する。Ｄw'(i,j,t)は復号鍵計算部３９でａ(i,j)とＫｗ'(j,t)の排他的論理和を計算して得られる(Ｄｗ'(i,j,t)＝ａ(i,j)^Ｋｗ'(j,t))。Ｄｗ(i,j,t)＝ａ'(i,j,t)＾Ｋｗ(t)＝（ａ(i,j)^ｚ(j,t)）＾Ｋｗ(t)＝ａ(i,j)＾（ｚ(j,t)＾Ｋｗ(t)）＝ａ(i,j)＾Ｋｗ'(j,t)＝Ｄｗ'(i,
j,t)であるから、放送受信機３００はＥＣＭをＤｗ'(i,j,t)で復号することによりスクランブル鍵Ｋｓおよび機能情報を得ることができる。
【００５３】
放送受信機３００は受信鍵変形情報保持部３８にサブグループに属する鍵変形情報を少なくとも１つ持っているので、正しいＫｗ'(t)を保持する限り、ある時点の暗号鍵Ｄｗ'(i,j,t)のうちの１つは必ず得ることができる。ＥＣＭは通常、放送装置２００によりサブグループの全ての鍵変形情報に対して生成されるので、ＥＣＭを復号して常にＫｓを得ることができる。得られたスクランブル鍵Ｋｓを用いてデスクランブル部３１でコンテンツ情報のデスクランブルを行い、当該コンテンツを視聴することができる。なお、放送装置２００は、ＥＣＭ内にｉ，ｊ，ｔを識別できる識別情報を含むＥＣＭを生成することが好ましい。このとき、放送受信機３００はこの識別情報を元に、該当するａ(i,j)およびＫｗ'(j,t)を選択することができる。あるいは、ＥＣＭ内にｉ，ｊ，ｔのうち一部の識別情報を含み、他の識別情報は別の情報に含めてもよい。別の情報の例としてはＰＳＩのどれかに挿入することも考えられる。
【００５４】
放送受信機から復号鍵Ｄｗ'(i,j,t)が流出した場合を考える。このとき、放送受信機の持つ変更情報鍵セットＢ(r)はＡの一部分であることから、流出するＤｗ(i,j,t)も一部分である。Ｂ(r)の含むａ(i,j)の組み合わせがｒに対して一意であるため、流出したＤｗ（i,j,t）から鍵変形情報セットＢ(r)を特定することにより流出した放送受信機３００を特定することができる。従って、該当する放送受信機の受信機ＩＤを受信機無効化情報に登録し、ＥＭＭの生成を行わず、それ以外の放送受信機に対して次回のＥＭＭ送信によるＫｗ(j,t)の更新を行なうことにより、特定された放送受信機以外の鍵を更新して新たな鍵のもとでコンテンツを提供するとともに、特定された放送受信機のＫｗ(i,t)を無効化し、コンテンツ提供を中止し、さらに当該放送受信機から更新されたＫｗ(j,t)の値が流出することを防止することができる。
【００５５】
Ｋｗ'(j,t)が流出した場合もＫｗ'(j,t)からＢ(r)を特定し、Ｄｗ'(i,j,t)の流出と同様に放送受信機を特定することで流出の原因となった放送受信機を排除できる。
【００５６】
次に第１番目の放送装置の鍵変形情報Ａ'(0)が流出したことを考える。このとき、鍵管理装置は該当する放送装置に対応する秘密情報ｚ(0)を変更する。すなわち鍵管理装置はｚ(0)の内容を変更し、新たなｚ(0)で鍵変形情報セットＡ'(0)を計算し、第１番目の放送装置はＡ'(0)を更新する。また、鍵管理装置は、新たなｚ(0)を用いてＫｗ'(j,0)を計算し、ＥＭＭを生成し、ＥＭＭによってＫｗ'(j,0)を更新する。
【００５７】
このとき、第２番目の放送装置の鍵変形情報Ａ'(1)はｚ(0)≠ｚ(1)によりＡ'(0)の流出に対する影響を受けない。
【００５８】
このようにこの実施例によれば送信装置の鍵変形情報セットＡ’(t)の流出に対して対処することができる。また、放送装置毎に異なる秘密情報ｚ(j,t)を用いることにより、放送装置間の影響を回避できる。すなわちある放送事業者の放送装置に関する情報が流出しても、別の放送装置により放送を行う事業者が対処する必要がない。
【００５９】
この実施例のように放送装置毎に異なる秘密情報ｚ(j,t)を用いることが好ましいが、全ての放送装置で同一の鍵変形値を用いる場合もあり得る。このとき、秘密情報の保持は１つでよく、また受信ワーク鍵も放送装置毎に１つ保持すればよい。さらに実施例における ｔに関する識別情報は省略することができる。また、異なるj毎に異なる秘密情報ｚ(j,t)を用いることが好ましいが、各jで同一の鍵変形値ｚ(0,t)を用いるようにすることもあり得る。この場合、当然であるが実施例におけるｊの識別情報は省略することができる。また、放送受信機のＫｗ(j,t)の保持領域はｔに対して１つあればよいことになる。
【００６０】
さらに、排他的論理和とした部分は、別の演算に置き換えることが可能である。例えば、排他的論理和の代わりに加算でもよい。
【００６１】
（実施例３）
次に、この発明の第３の実施例を説明するが、ハード構成としては図１と同様で、各部で保持されるデータの詳細や動作および処理内容が異なる。
【００６２】
図６に各部に保存される秘匿情報の構成図を示す。
【００６３】
コンテンツ受信に関する動作は第１の実施例と同様である。
【００６４】
この実施例においては、第１の実施例におけるｚ（ｔ）の代わりに秘密情報ｚ（ｉ，ｔ）を保持する。ここでｉ，ｔの意味は実施例１と同様である。図６の６０１にｉ＝０〜３、ｔ＝０〜２の場合のｚ（ｉ，ｔ）を示す。
【００６５】
さらに送信ワーク鍵Ｋｗ(t)の送信・更新時のＥＭＭを生成する際に、受信ワーク鍵Ｋｗ’（ｔ）として送信ワーク鍵Ｋｗ（ｔ）をそのまま用い、受信ワーク鍵Ｋｗ’（ｔ）とともに放送受信機２００の持つ鍵変形情報セットＢ（ｒ）に属するa(i)に対応する秘密情報ｚ(i,t)をその他の機能情報とともにマスター鍵Ｋｍ（ｒ）で暗号化して、受信機ＩＤを付加してＥＭＭを生成する。ここでｒの意味は実施例１と同様である。放送受信機２００においては受信ワーク鍵保持部３７にＫｗ(t)とともにｚ（i,t）を保存する。図６の６２３および６２４にそれぞれ第１の放送受信機および第２の放送受信機の受信ワーク鍵保持部３７に保持されるＫｗ（ｔ）、ｚ（i,t）を示す。
【００６６】
放送装置２００に保持される鍵変形情報セットＡ'(t)としてはａ'(i,t)をz(i,t)でビットシフトした値を計算した鍵変形情報とする（ａ'(i,t)＝ａ(i,t)<<z(i,t)）。放送装置２００においてＥＣＭの暗号化は実施例３と同様に行う。図６の６１１、６１３、６１５にＡ'（ｔ）を示す。
【００６７】
放送受信機３００において復号鍵Ｄｗ’（i,t）はａ（ｉ，ｔ）をｚ（ｉ，ｔ）でビットシフトした値とＫｗ（ｔ）との排他的論理和を復号鍵計算部３９で計算して得て（Ｄｗ’（ｉ，ｔ）＝(ａ(i,t)<<z(i,t))^Kw(t)）、第１の実施例と同様に用いる。
【００６８】
この実施例によっても第１の実施例と同様の効果を得る。
【００６９】
この実施例においてはビットシフト計算を用いているが、これに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の第１および第２の実施例および第３の実施例について説明するためのブロック図。
【図２】第１の実施例における動作を説明するための説明図。
【図３】第１の実施例における秘匿情報について説明するための説明図。
【図４】第２の実施例における動作を説明するための図である。
【図５】第２の実施例の秘匿情報について説明するための説明図。
【図６】第３の実施例の秘匿情報について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００７１】
１００  鍵管理装置
２００  放送装置
３００  放送受信機
１０  マスター鍵保持部
１１  ＥＭＭ生成部
１２  秘密情報演算部
１３  秘密情報保持部
１４  鍵変形情報保持部
２１  ＥＭＭ送信部
２２  送信鍵変形情報保持部
２３  ワーク鍵保持部
２４  暗号鍵計算部
２４  ＥＣＭ生成部
２６  スクランブル鍵生成部
３１  デスクランブル
３５  ＥＭＭ受信部
３６  マスター鍵保持部
３７  受信ワーク鍵保持部
３８  受信鍵変形情報保持部
３９  復号鍵計算部
４０  ＥＣＭ受信部
【図１】
2005110053.tif 000003
【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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