(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワーク内で対称鍵を管理する方法であって、前記通信ネットワークは、
前記通信ネットワークで放送されるデータのソースを備えた第１形式の装置と、
前記データを受信する少なくとも１つの第２形式の装置と、
を有し、当該方法は、
（ａ）前記第１形式の装置により、第１の対称鍵を決定し、安全な方法で前記第１の対称鍵を少なくとも１つの前記第２形式の装置へ伝送するステップと、
（ｂ）少なくとも１つの前記第２形式の装置により、前記第１の対称鍵を受信し、前記通信ネットワークの前記第２形式の装置に既知の第２の対称鍵で前記第１の対称鍵を暗号化し、該暗号化の結果を前記第１形式の装置へ伝送するステップと、
（ｃ）暗号化された前記第１の対称鍵の受信及び蓄積を、前記第１形式の装置により行うステップと、
を有する方法。
【請求項２】
（ｄ）前記第１形式の装置により、少なくとも１つの前記第２形式の装置に伝送されるデータを前記第１の対称鍵で暗号化するステップと、
（ｅ）暗号化された前記データと暗号化された前記第１の対称鍵を、前記第１形式の装置により少なくとも１つの前記第２形式の装置へ伝送するステップと、
（ｆ）少なくとも１つの前記第２形式の装置により、少なくとも１つの前記第２形式の装置により前記第２の対称鍵で暗号化された前記第１の対称鍵を復号し、該復号された前記第１の対称鍵で、暗号化された前記データを復号するステップと、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１形式の装置は、並列に、複数の暗号化されていない第１の対称鍵と、暗号化されていない前記対称鍵に対応する複数の暗号化された第１の対称鍵を蓄積する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の対称鍵は、少なくとも、前記第１形式の装置から前記第２形式の装置への新たな連続のデータの伝送の間に更新される請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記通信ネットワーク内に新たな第２形式の装置を導入する際、該新たな第２形式の装置で実行されるステップを有し、該新たな第２形式の装置で実行されるステップは、前記通信ネットワーク内に既に存在し、前記第２の対称鍵を所有し且つそれを安全に伝送する能力を有する第２形式の装置の存否を確認し、
肯定的ならば、新たな前記第２形式の装置へ、前記第２の対称鍵を伝送し、
否定的ならば、新たな前記第２形式の装置により、第２の対称鍵を発生するステップを有する請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
通信ネットワークに接続された通信装置であって、
第１の対称鍵を決定し、安全な方法で前記第１の対称鍵を、前記通信ネットワークにリンクされた少なくとも１つの受信装置へ伝送する手段と、
前記受信装置に既知の第２の鍵により該受信装置が暗号化した第１の対称鍵を、該受信装置から受信し、該暗号化された第１の対称鍵をメモリに蓄積する手段と、
第１の対称鍵を利用する暗号化アルゴリズムにより、復号されるデータの暗号化を行う手段と、
前記暗号化を行う手段で暗号化された前記データ、及び前記第２の鍵で暗号化された前記メモリ内の前記第１の対称鍵を、前記通信ネットワークで伝送する手段と
を有する通信装置。
【請求項７】
データのソースから発せられた暗号化されたデータの復号を行う手段を更に含む請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記第１の対称鍵を更新するように前記暗号化する手段は形成されている請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
第２の鍵が対称鍵である請求項６乃至８のうち何れか一項に記載の通信装置。
【請求項１０】
通信ネットワーク内でデータを処理する処理装置であって、
前記通信ネットワーク内の装置から、暗号化された形式で受信された第１の対称鍵の復号を行う復号手段であって、前記第１の対称鍵の暗号化は、第２の対称鍵で実行されている復号手段と、
前記通信ネットワークの所定の形式の全ての装置に共通する第２の対称鍵を含むメモリと、
前記通信ネットワークから受信された暗号化されているデータを前記第１の対称鍵で復号する手段と、
前記第２の対称鍵で前記第１の対称鍵を暗号化したものを、前記第１の対称鍵を伝送した前記通信ネットワークの装置に返す手段と、
有する処理装置。
【請求項１１】
当該処理装置は、前記通信ネットワークから受信したデータをデスクランブルする際、前記第１の対称鍵で実行されたデータ復号の結果を使用する手段を有する請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記メモリは、前記第１の対称鍵を当該処理装置へ安全に伝送することに備えて、一組の非対称鍵を更に有する請求項１０或は１１に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、ローカルディジタルネットワークの分野に関連し特に、ディジタルホームネットワークの分野に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
そのようなネットワークは、例えば、ＩＥＥＥ１３９４規格に従ったバスのような、ディジタルバスにより共に接続された装置の集合よりなる。それは特に、−ネットワークの外部の”チャネル”を通してデータを回復できる、ネットワークを介してデータを伝送できるソース装置と、
−データを処理するために又はユーザにデータを提示するために、ネットワークを介して流れるデータを受信できる受信装置の、２つの形式の装置を有する。
【０００３】
従って、家の中の様々な部屋にオーディオ及び／又はビデオデータを運ぶためのディジタルホームネットワークを例にすると、ソース装置は例えば、ディジタル衛星アンテナ又はケーブル接続を介してネットワークの外側からビデオ番組を受信するディジタルデコーダであり、或は、（ディスクがネットワークの外側から発生されるデータを含む場合には）ディスクから読み出された（オーディオ及び／又はビデオ）データを、ディジタル形式で、ネットワークを介して放送する光ディスクリーダーである。受信装置は、例えば、ネットワークから受信されたビデオ番組を見ることを可能とするテレビジョン受信機、又は更に一般的には、暗号化されたデータを復号する能力を有するいずれかの形式の装置である。
【０００４】
ローカルネットワークの外側から発するデータを供給するコンテンツプロバイダーの立場からは、例えば、特にペイパービューテレビジョン番組を放送するサービスプロバイダー又は他の光ディスク出版者にとっては、これらの伝送されたデータがコピーされるのを防ぎ、そして、（例えば、光ディスク又は他の記録媒体にコピーされることにより）１つのローカルネットワークから他のローカルネットワークへ簡単に流れるのを防ぐことが必要である。
【０００５】
これを行うためには、コンテンツプロバイダーと装置の間で特に安全なプロトコルに従って、交換されるデータ又はその他を受信することが認められた装置に前もって知られている鍵を使用する暗号化アルゴリズムの助けで、データを暗号化することにより、安全な形式で、データを伝送することが、知られた慣例である。
【０００６】
２０００３月３１日にトムソンマルチメディア社により出願され同じ出願人の、１９９９年４月１３日に出願された番号ＦＲ２７９２４８２で公開されたフランス国特許出願を優先権主張する、ＰＣＴ特許出願ＷＯ００／６２５０５は、典型的には前述のソース装置から受信装置へ、ネットワークの装置間を流れるデータを暗号化するのに、ネットワークに特定の公開鍵が使用される、家庭内のネットワークに関連する。このネットワークの装置のみが、公開鍵に対応する秘密鍵（プライベート鍵）を所有する。（公開鍵、秘密鍵）の組みはネットワークに特定であり、他のネットワークの装置によりこのネットワークの枠組み内で暗号化されたデータは復号できない。
【０００７】
非対称鍵の組の使用は優位点を有するがしかし、ある欠点も有する。主な優位点の１つは、ソース装置に秘密が蓄積されないことで、これらの装置は公開鍵を知っているが、しかし、秘密鍵は知らない。しかしながら、非対称鍵の実行は、対称鍵の実行と比較して、比較的低速である。更に、非対称鍵の寿命は短く、周期的な取り消しと、新たな鍵の発生が必要である。この場合には、鍵で暗号化されそして記録されたデータは、ネットワーク上で突然もはや復号できない。更に、かなり大きい数の組みの非対称鍵が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、データ暗号化するのに、対称鍵を使用したい。しかし、これは、ソース装置がこの鍵を知る必要があり、そして、これはそれらに安全の制約の増加を課し、そして、従って、それらを更に高価にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、通信ネットワーク内で対称鍵を管理する処理であって、ネットワークをわたって放送されるデータ源を備える第１の形式の装置と、
−前記データを受信する少なくとも１つの第２の形式の装置とを有する処理を提供することである。その処理は、
（ａ）第１の形式の装置により、第１の対称鍵を決定し且つ、安全な方法で第１の鍵を少なくとも１つの第２の形式の装置へ伝送するステップと、
（ｂ）少なくとも１つの第２の形式の装置により、第１の対称鍵を受信し、ネットワークの第２の形式の装置に知られている、第２の対称鍵の助けで、前記第１の対称鍵を暗号化し、且つ、第１の形式の装置へこの暗号化の結果を伝送するステップと、
（ｃ）第１の形式の装置により、第１の対称鍵の暗号化の回復と蓄積を行うステップとを有する処理を提供することである。
【００１０】
第１の形式の装置が、少なくとも１つの第２の形式の装置にデータを伝送するときには、処理は、
（ｄ）第１の形式の装置により、第１の対称鍵の助けで、少なくとも１つの第２の形式の装置に伝送されるデータを暗号化するステップと、
（ｅ）第１の形式の装置により、暗号化されたデータと暗号化された第１の対称鍵を、少なくとも１つの第２の形式の装置へ伝送するステップと、
（ｆ）少なくとも１つの第２の形式の装置により、第２の対称鍵の助けで少なくとも１つの第２の形式の装置により暗号化された第１の対称鍵の復号と、このように復号された第１の対称鍵の助けで暗号化されたデータを復号するステップを介して継続する。
【００１１】
従って、典型的には衛星受信器／復号器のようなネットワークへのアクセス方法の第１の形式の装置から、典型的には表示装置の第２の形式の装置へ伝送されるデータの暗号化は、対称鍵（上述の第１の鍵）の助けで達成される。
【００１２】
第１の鍵の伝送は、好適な実施例に従って対象鍵である、第２の鍵の助けで、暗号化された方法で実行される。
【００１３】
対称鍵は非対称鍵より短く、メモリ空間が節約される。更に、対称アルゴリズムは、非対称アルゴリズムよりも高速で、高い計算能力は必要ない。それにも関わらず、第１の装置には、長期間の秘密（典型的には、第２の鍵）が蓄積されない。この装置は、第１の鍵のみを所有し、それは、ユーザに関しては透明である方法で且つ実時間で、考えられた機能として、頻繁に簡単に変更できる。
【００１４】
更に、第１と第２の鍵は、対称であるかぎり、ランダムに選択され、そして、第３の機関による証明を必要とせず、それによりコストを下げる。
【００１５】
暗号化され記録されたデータ（非制限的な実施例に従ったスクランブラー制御ワード）は、対象鍵の助けであり、それはどのような予めプログラムされた満了日も有しない。従って、第１の鍵の危険性は、再生中にもはや有効でない。第１の鍵は、第２の鍵の助けでそれ自身暗号化され、関係するデータと共に蓄積される。
【００１６】
特定の実施例に従って、第１の形式の装置は、並列に、複数の第１の暗号化されていない対称鍵と、暗号化されていない対称鍵に対応する複数の第１の暗号化された対称鍵を蓄積する。特に、これは、第１の形式の装置が、１つ又はそれ以上の第２の形式の装置がオフ或はそうでなければ利用できず且つその期間は新たな第１の対称鍵を発生できない時を予測することを可能とする。第１の形式の装置は、前もって生成された複数の第１の鍵を利用でき、ネットワーク上の第２の形式の装置が利用できないときにも次から次へとそれを使用できる。特に、暗号化されたデータは、第３の形式の装置（例えば、記録装置）に対しても良好である。
【００１７】
特定の実施例に従って、第１の対称鍵は、少なくとも新たな連続のデータの伝送の間に又は、連続のデータの伝送中に数回、更新される。安全性の要求に従って、即ち考えられたアプリケーションに依存して、第１の対象鍵は多少頻繁に更新される。
【００１８】
特定の実施例に従って、本発明の処理は更に、ネットワーク内に新たな第２の形式の装置の設置のフェーズを有し、この設置のフェーズは、ネットワーク内に以前に存在する第２の形式の装置の存在の確認のステップを有し、第２の対称鍵を所有し且つそれを安全に伝送する能力を有し、且つ、肯定的ならば、新たな第２の形式の装置へ、第２の対称鍵を伝送するステップを、そして、否定的ならば、新たな第２の形式の装置により、第２の対称鍵を発生するステップを行う。
【００１９】
設置のフェーズは、ネットワーク鍵とも呼ばれる、第２の対称鍵を、ネットワーク内の全ての受信器に、通信することを目的とする。
【００２０】
本発明の対象は、通信ネットワークに接続されるのに適する通信装置でもあって、
−第１の対称鍵を利用する暗号化アルゴリズムを配備する、データの暗号化手段と、
−ネットワークにリンクされた少なくとも１つの受信装置に知られている第２の鍵の助けで暗号化された第１の対称鍵を含むメモリと、
−暗号化手段の助けで暗号化されたデータをネットワークをわたって伝送する手段とを有する。
【００２１】
第２の鍵も対称鍵であるのが好ましい。
【００２２】
特定の実施例に従って、上述の通信装置により暗号化されるデータは、最初に暗号化されていない。
【００２３】
特定の実施例に従って、通信装置により暗号化されるデータは、最初に暗号化されるが、しかし、示された方法で再び暗号化されるために、その装置により復号される。この目的のために、装置は、暗号化されたデータの発生源から来るデータの復号の利用できる手段を有する。この発生源は、例えば、暗号化された方法でデータが流れる、衛星、地上又は、ケーブルテレビジョンネットワークでもよい。
【００２４】
他の特定の実施例に従って、通信装置により暗号化されるデータは、最初に暗号化され、そして、示された方法でもう一度暗号化される。
【００２５】
好適な実施例では、しかしながら、データは、ネットワークに送られる前に再び暗号化される前に復号される。
【００２６】
他の特定の実施例に従って、第１の対称鍵を頻繁に更新するために、暗号化手段が設けられている。
【００２７】
本発明の対象は、通信ネットワーク内でデータを処理する装置であって、
−第２の対称鍵（Ｋｎ）の助けで第１の対称鍵（Ｋｃ）の暗号化が実行された、ネットワークの装置から暗号化された方法で受信された、第１の対称鍵の復号手段と、
−ネットワークの所定の形式の全ての装置に共通である第２の対称鍵を含むメモリと、
−第１の対称鍵の助けでネットワークから受信された暗号化されたデータを復号する手段とを、有する。
【００２８】
例示の実施例によれば、前記装置は、第１の対称鍵の助けで実行されたデータ復号の結果を使用する、ネットワークから受信されたデータをデスクランブルする手段を有する。
【００２９】
特定の実施例に従って、第２の対称鍵を含むメモリは更に、前記処理装置への、第１の対称鍵の安全な伝送のために使用される非対称鍵の組みを有する。この処理装置は更に、第１の対称鍵が伝送されたをネットワークの装置に戻すために、第２の対称鍵の助けで第１の対称鍵の暗号化する手段を含む。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び優位点は、添付の図面を参照し、特定の非制限的な例示的な実施例の説明を通して明らかとなろう。
【００３１】
データと種々の鍵が交換される方法を示すために、例示の通信ネットワークを最初に説明する。続いて、受信装置をネットワークに設置する枠組み内で又は、発信源装置と受信装置の間のデータ伝送の、各形式の鍵の生成と伝送を、詳細に説明する。
【００３２】
Ｉ]ネットワークの説明
図１は、ソース装置１、２つの受信装置２と３、及び、ＤＣＶＲ（ＤＶＣＲは、”ディジタルビデオカセットレコーダ”を表す）と呼ばれるディジタルビデオレコーダ４を含む、ディジタルホームネットワークを示す。装置１，２，３及び、４の集合は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４規格に従ったバスである、家庭内ディジタルバスＢにプラグで接続されている。
【００３３】
ソース装置１は、チップカードを備えるチップカードリーダ１１が備えられたディジタル復号器１０を有する。このディジタル復号器１０は、特に、衛星アンテナへ又はサービスプロバイダにより配布されるビデオ番組を受信するケーブルネットワークに、プラグで接続されている。これらの番組は、例えば、ＭＰＥＧ−２フォーマットの、データストリームＦ内で受信される。それ自体で知られているように、制御ワードＣＷによりスクランブルされた形式で伝送され、これらの制御ワードは、伝送中に秘密を維持するために、所定の暗号化アルゴリズムに従って、鍵Ｋの補助で、暗号化された形式で、データストリームＦ内で、それら自身が伝送される。
【００３４】
このように、（例えば、購読の支払いに対して）サービスプロバイダにより認可されたユーザのみが、伝送されたデータをデスクランブルできる。これを行うために、プロバイダーは、認可されたユーザに、制御ワードＣＷを復号するために動作する鍵Ｋを供給する。しばしば、番組を受信する認可は、ユーザがユーザの購読に支払いをしている間の、一時的のみである。鍵Ｋは従って、規則的に、サービスプロバイダにより修正される。
【００３５】
本発明によって、そして、以下に説明するように、ユーザは、それにもかかわらず、ユーザが加入者でいる間に伝送された番組を記録でき、そして、鍵Ｋが変更されたときでさえも、自分のネットワーク上でユーザが望むだけそれらを再生できる。他方では、データは説明したようにスクランブルされた形式で記録されているので、それらを記録したユーザのネットワーク上でのみそれらを生成できる。
【００３６】
図１では、ネットワークは、続いて説明する処理に従って、全ての装置がプラグで接続された時の状態を示す。図１は、特に、ソース装置１と受信装置２に対する、各装置に含まれている全ての鍵を示す。示された鍵は、装置内で、各時点で存在する必要はない。典型的には、ソース装置１は、後に説明するように、対称鍵Ｋｃの交換を超えて、装置２の公開鍵ＰＵＢ２を蓄積する必要はなく、一方、装置２は、同じ交換を超えて対称鍵Ｋｃを蓄積する必要はない。
【００３７】
特に、各受信装置は、メモリ内に対象ネットワーク鍵Ｋｎを有する。この鍵は、１つのいわゆる”先祖”受信装置によりネットワークに新たに接続された、受信装置に配布される。
【００３８】
さらにその上、各受信装置は、１組の非対称鍵（ＰＲＩＶｘ，ＰＵＢｘ）を有し、第１の鍵は秘密であり、そして、第２の鍵は公開である。これらの鍵は、ネットワークの装置の認証の枠組み内でそして、対称鍵の交換のために使用される。
【００３９】
復号器１０により受信されるストリームＦ内で伝送されるデータが、どのように処理されるかを説明する。当業者には、ＭＰＥＧ−２フォーマットに従って伝送されるデータの場合には、データストリームＦは、連続するビデオデータパケット、オーディオをパケット及び、管理データパケットを含む。管理データパケットは、鍵Ｋの助けで暗号化された形式の、ビデオ及びオーディオパケット内で伝送されるデータをスクランブルするために働く制御ワードＣＷを含む、特にＥＣＭ（”ＥＣＭ”は”資格制御メッセージ”）で示される制御メッセージを含む。
【００４０】
このデータストリームＦは、チップカード１１に伝送されそこで処理される。それは、デマルチプレクサモジュール（ＤＥＭＵＸ）１２により受信され、このモジュールは、一方では、アクセス制御モジュール（ＣＡ）１３にＥＣＭをそして、他方では、マルチプレックシング（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）モジュール（ＭＵＸ）１５へＤＥで示されたスクランブルされたビデオ及びオーディオデータパケットを送る。ＣＡモジュールは鍵Ｋを有しそして、ＥＣＭ内に含まれる制御ワードＣＷを復号できる。ＣＡモジュールは、これらの制御ワードＣＷを、本発明に従って対称鍵Ｋｃを含む、変換器モジュール１４へ送る。この鍵の発生と装置間のその伝送を続いて説明する。
【００４１】
変換器モジュール１４は、対称鍵Ｋｃを使用する。制御ワードＣＷを暗号化し且つ、対称鍵Ｋｃの助けで暗号化された、これらの制御ワードを、ＬＥＣＭで示された制御メッセージ内で、マルチプレックシングモジュール１５へ送る。これらのメッセージＬＥＣＭは、最初のデータストリームＦ内で受信されたメッセージＥＣＭと同じ機能を有し、即ち、制御ワードＣＷを伝送するために、しかしメッセージＬＥＣＭ内で、制御ワードＣＷは、サービスプロバイダの鍵Ｋの助けで暗号化される代わりに、対称鍵Ｋｃの助けで暗号化されている。
【００４２】
鍵Ｋｃは、ソース装置が、長期間の秘密を保持すること（その場合、より強力な保護を必要とする）を防ぐ目的で、例えば、各データ伝送の開始で、頻繁に更新されるのが好ましい。
【００４３】
マルチプレックシングモジュール１５は、そして、データパケットＤＥと変換された制御メッセージＬＥＣＭをディジタル復号器１０により受信されるデータストリームＦ’内で送信する。このデータストリームＦ’は、１つの受信装置２又は３又は、記録されるためにディジタルビデオレコーダ４のいずれかで受信されるために、内部バスＢを流れる。
【００４４】
対称鍵Ｋｃの助けで暗号化された制御ワードの伝送に更に加えて、ソース装置は、しかしアルゴリズムＥ２によりＫｎの助けで暗号化鍵ｋｃそれ自身を受信装置へ送る、即ち、Ｅ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ）を送る。
【００４５】
以下の説明では、表記”Ｅ｛Ｋ｝（Ｄ）”は、常に、鍵Ｋを使用してアルゴリズムＥによりデータＤの暗号化を示すのに使用される。
【００４６】
以下にネットワーク鍵と呼ぶ鍵Ｋｎは、ソース装置内にはなく、受信装置内にある。鍵Ｋｃの生成に続き、鍵Ｋｃは、安全な方法で受信装置に伝送され、受信装置は、Ｋｎの助けでそれを暗号化しそして、その結果を、後の使用のために、ソース装置へ再度送信する。
【００４７】
本発明に従って、それゆえ、データは、常に、バスＢ上を暗号化された形式で流れ、そして、対称鍵Ｋｃにアクセスできる装置のみが制御ワードＣＷの復号と、それに従って前記データＤＥの復号ができる。これらの装置は、ネットワーク鍵Ｋｎを処理する装置である。これは、従って、図１内の内部ネットワーク内でなされたコピーが他のローカルネットワークに放送されるのを防ぐ。
【００４８】
図１の例では、モジュール１２から１５は、チップカード１１内に集積されているが、変形実施例では、モジュールＤＥＭＵＸとＭＵＸを復号器１０内に配置し、モジュール１３と１４のみをチップカードに集積して残すことができる。特に、モジュールＣＡ１３と変換器モジュール１４は復号及び暗号化鍵を含むので、チップカードのような安全な媒体内に集積されねばならない。
【００４９】
受信装置２は、チップカード２１を備えるチップカードリーダが備えられたディジタルテレビジョン受信機（ＤＴＶ１）２０を含む。受信器２０は、復号器１０から又は、ディジタルビデオレコーダ４から、バスＢを通してくるデータストリームＦ’を受信する。データストリームＦ’は、チップカード２１に伝送される。それは、デマルチプレクサモジュール（ＤＥＭＵＸ）２２により受信され、デマルチプレクサモジュール（ＤＥＭＵＸ）２２は、一方では、スクランブルされらビデオ及びオーディオデータパケットＤＥをデスクランブリングモジュール（ＤＥＳ）２４へ送り、他方では、変換された制御メッセージＬＥＣＭと暗号化された鍵Ｅ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ）を、端末モジュール２３へ送る。
【００５０】
端末モジュール２３は、対称鍵Ｋｃを得るために、所有するネットワーク鍵Ｋｎの助けで、最初にＥ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ）を復号する。そして、制御メッセージＬＥＣＭは、鍵Ｋｃの助けで暗号化された制御ワードＣＷを含むので、端末モジュールは、プレインテキストで制御ワードＣＷをえるために丁度計算された鍵Ｋｃの助けでこれらの制御ワードを復号できる。制御ワードＣＷはそして、データパケットＤＥをデスクランブルしそして、テレビジョン受信機２０にプレインテキストのデータパケットＤＣを出力するのにそれらを使用する、デスクランブリングモジュール２４に送られる。
【００５１】
優位に、Ｅ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ）は、各ＬＥＣＭメッセージ内に含まれる。この場合には、鍵Ｋｃは、長期間の間、受信装置により蓄積される必要はない。更に、できるだけ速く、制御ワードＣＷを回復でき、これは、有益なデータの高速なデスクランブリングを可能とする。これは、特に、ユーザが局から局へ移動（”ザッピング（ｚａｐｐｉｎｇ）”）するときに、又は、ビデオストリームが伝送されながら新たな受信装置がネットワークにプラグで接続された（”ホットプラギング（ｈｏｔｐｌｕｇｇｉｎｇ）”）時に、自動追跡するのを助けるために重要である。
【００５２】
チップカード２１とテレビジョン受信機２０の表示回路の間のプレインテキストデータＤＣの最終的な伝送を安全にするために、前記チップカードとテレビジョン受信機２０のカードリーダの間のインターフェースＩは、例えば、チップカードを安全にするための、ＮＲＳＳ米国標準（ＮＲＳＳはＮａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄの略である）に従って安全に構成される。
【００５３】
チップカード３１を備えるチップカードリーダを備えるディジタルテレビジョン受信機（ＤＴＶ２）３０を含む第２の受信装置３は、受信装置２と全く同じように動作しそして、以下に詳細に説明しない。
【００５４】
説明したローカルディジタルネットワークによって、コンテンツプロバイダーからのデータストリームＦは、それを受信するソース装置により、対称鍵Ｋｃで暗号化されたデータ（又は、更に詳しくは制御ワードＣＷ）のデータストリームＦ’に変換される。鍵Ｋｃは、その助けで暗号化されたデータと共に伝送され，一方、それ自身は他の対象鍵、ネットワーク鍵Ｋｎの助けで暗号化される。このデータストリームＦ’は、このように、ローカルネットワークに特定のフォーマットを有し、そのデータは全てがネットワーク鍵Ｋｎを含むローカルネットワークの受信装置により復号できる。
【００５５】
更に、鍵Ｋｃは（暗号化された形式で）データと共に放送されるので、例えば、データと同時に、ディジタルビデオレコーダ（ＤＶＣＲ）４により記録でき、それにより、暗号化されたデータの後のアクセスが可能となる。
【００５６】
更に、ネットワーク鍵Ｋｎは、ソース装置内に蓄積されないので、ソース装置は、増加された安全の予防措置を必要とする、”長期間の秘密を”含まない。
【００５７】
ＩＩ]対称ネットワーク鍵（Ｋｎ）の配布
ネットワークの全ての受信装置は、対称ネットワーク鍵（又は、秘密鍵）Ｋｎを所有せねばならない。この鍵は、ネットワークの特定の受信器、先祖、により新たな受信装置へ伝送される。
【００５８】
各受信装置は、次の状態、バージン（初期）、先祖、無効、の中の１つであることが可能である。
【００５９】
バージン受信装置は、対称ネットワーク鍵Ｋｎを含まないということにより定義される。これは、典型的には、ネットワークにまだリンクされていない装置である。これは、受信装置のデフォルト状態である。
【００６０】
無効の装置は、対称ネットワーク鍵Ｋｎを所有するが、しかし、他の装置へ伝送できないことにより定義される。
【００６１】
先祖の装置は、ネットワーク対称鍵Ｋｎを所有し且つ、ネットワークの他の装置にそれを伝送できることにより定義される。ネットワーク内には、１つのみの先祖の装置が存在できる。
【００６２】
装置の状態は、受信装置の端末モジュール２３内に配置された２−ビットレジスタである状態指示子ＩＥにより蓄積される。慣習により、装置がバージン状態にあるときには、状態指示子ＩＥは００に等しく、装置が先祖状態にあるときにはＩＥ＝０１であり、そして、装置が無効の状態にあるときには、ＩＥ＝１０である。
【００６３】
状態指示子ＩＥは、不正操作への耐性を補償するために、チップカード内の集積回路に含まれるのが好ましい。
【００６４】
受信装置の設置中に、幾つかの場合が、ネットワーク内に既に存在する受信装置の状態の機能として、場合により、区別される必要がある。
【００６５】
図２のフローチャートは、設置中に受信装置により行われる、種々のチェックと動作を示す。
【００６６】
第１の設置ステップ２．０で、新たな受信装置は、最初に、ネットワーク内に先祖があるかどうかをチェックする（ステップ２．１）。回答が肯定的である場合には、新たな受信器の主導で新たな受信器と先祖の認証のステップが行われる（ステップ２．２）。この認証は、例えば、２つの装置の非対称鍵の組の使用に基づいており、そして、それ自身当業者に知られた認証アルゴリズムを実行する。一旦、この認証が行われると、先祖は鍵Ｋｎを新たな受信器へ（ステップ２．３）安全な方法で送信する。新たな受信器は、無効の状態を取り、そして、それに従ってそのレジスタＩＥを修正し、それにより、設置を終了する（ステップ２．９）。
【００６７】
変形実施例に従って、新たな受信装置が、設置され且つネットワーク内の先祖の存在を検出すると、新たな装置は先祖状態をとり、そして、前の先祖を無効状態にする。
【００６８】
ネットワーク内に先祖が存在しない場合には、新たな受信器は、先祖は存在しないが、ネットワーク内に少なくとも１つの無効な受信器が存在するか否かを検査する（ステップ２．４）。そのような場合には、設置は不可能であり、そして、手続は停止する（ステップ２．５及び、２．９）。エラーメッセージが、例えば、新たな受信器の表示パネル上で、ユーザに伝送される。しかし、この場合でさえも、現在ある無効な装置は、ネットワークのソース装置から暗号化されたデータの受信と復号ができる。
【００６９】
図２のフローチャートに戻ると、ネットワークが先祖と無効な装置の両方とも含まない場合には、新たな装置は鍵Ｋｎを生成する（ステップ２．６）。現在使用されている対称暗号化アルゴリズム（例えば、”１９９８年８月の、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）のＦｉｒｓｔ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃａｎｄｉｄａｔｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅの論文集の、”頭文字が”Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ａｔａｎｄａｒｄ”を意味し、そして、Ｊ．Ｄａｅｍｅｎ及び、Ｖ．Ｒｉｊｉｍｅｎにより開示された”Ｒｉｊｉｎｄａｅｌ”と呼ばれる、”ＡＥＳ”アルゴリズム又は、同じＮＩＳＴ会議報告内で発行された、Ｂ．Ｓｃｈｎｅｉｅｒ，Ｊ．Ｋｅｌｓｅｙ，Ｄ．Ｗｈｉｔｉｎｇ，Ｄ．Ｗａｎｇｎｅｒ，Ｎ．Ｆｅｒｇｕｓｏｎによる論文”ＴｗｏＦｉｓｈ−ブロック暗号化アルゴリズム（ａ  Ｂｌｏｃｋ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ａｇｏｒｉｔｈｍ）”に開示された”ＴｗｏＦｉｓｈ”））と一致するために、鍵は、典型的には、１２８−ビット鍵である。
【００７０】
鍵Ｋｎは、ランダムに選択される。一旦この鍵が生成されたなら、新たな受信器はそれ自身を先祖と宣言し、そして、それに従ってレジスタＩＥの内容を修正する（ステップ２．７）。受信装置のネットワークは、そして、形成され（ステップ２．８）そして、処理は終了する（ステップ２．９）。
【００７１】
図３は、新たな受信装置の設置中に、新たな受信装置と予め存在する先祖の間の交換を示す図である。従って、この図は、図２のステップ２．３に対応する。
【００７２】
新たな受信装置がネットワーク内に設置されるときに、受信装置は、証明鍵の組み、公開鍵ＰＵＢｒ及び、秘密鍵ＰＲＩＶｒを含み且つ、本発明に従ってバージン状態である（状態指示子ＩＥ＝００）。この受信装置は、最初に、公開鍵ＰＵＢｒを先祖の装置に送信する（ステップ３．１）。先祖の装置は、公開鍵ＰＵＢｒの助けで鍵Ｋｎを暗号化し（ステップ３．２）、そして、暗号化の結果を受信装置に送信する（ステップ３．３）。受信装置は、これらのデータを秘密鍵ＰＲＩＶｒの助けで復号し（ステップ３．４）、そして、鍵Ｋｎを回復する。受信装置は、そして、ネットワークの新たな先祖となり（そのレジスタＩＥは０１状態となる）そして、前の先祖の装置は、ステップ３．５で、今は無効（レジスタＩＥ＝１０）となる。
【００７３】
鍵Ｋｎの高潔さと起源を補償するために、先祖は、この鍵を元に既知のアルゴリズムに従って、メッセージ認証コード（”ＭＡＣ”）を発生する。このコードは、ステップ３．３で暗号化されたデータＥ｛ＰＵＢｒ｝（Ｋｎ）と共に送られる。これは、ステップ３．４で受信器によりチェックされる。アルゴリズム”ＨＭＡＣ−ＳＨＡ−１”（”Ｋｙｅｄ−Ｈａｓｈ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ”を意味する）は、この枠組み内で使用される個とができるアルゴリズムの例である。
【００７４】
ＩＩＩ]短期間対象鍵の交換とデータの暗号化
既に設置され且つ上述の処理に従って対象ネットワーク鍵Ｋｎのプロセッサにされた新たな受信装置は、図１の受信装置２である。この装置は、従って、ソース装置１からデータを受信する準備を保っている。
【００７５】
図４は、これに関するメッセージ交換を示す。
【００７６】
最初に（ステップ４．０）、ソース装置１は、ネットワーク上で、何れかの受信装置に公開鍵ＰＵＢｘの送信を求める、要求を発行する。ネットワーク上にある全ての受信装置は、その瞬間に、それらの公開鍵を送信して戻すことにより応答する。ソース装置１により受信される第１の鍵は、受信装置２によりステップ４．１で送られる公開鍵ＰＵＢ２であるとする。ソース装置は、受信された第１のメッセージを考慮してそして、対応する受信装置と通信する。
【００７７】
ソース装置は、”短時間”対称鍵Ｋｃを生成し且つ蓄積し（ステップ４．２）、この鍵は制御ワードＣＷを暗号化するために働く。この対称鍵は、本例示の実施例に従って、ランダムに選択され、そそて、１２８ビットの長さを有することが好ましい。鍵Ｋｃは、例えば、（”Ｒｉｖｅｓｔ，Ｓｈａｍｉｒ、Ａｄｌｅｍａｎ  Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｅｎｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｐａｄｄｉｎｇ”を意味し、ＰＫＣＳ＃１：（１９９８年１０月）のＲＳＡ暗号仕様バージョン２．０に記載された、）”ＲＳＡ  ＯＡＥＰ”アルゴリズムのような、非対称暗号化アルゴリズムＥ１により公開鍵ＰＵＢ２の助けで暗号化され、そして、暗号化された形式Ｅ１｛ＰＵＢ２｝（Ｋｃ）で、受信装置に送られる（ステップ４．４）。受信装置は、鍵Ｋｃを秘密鍵ＰＲＩＶ２の助けで復号し、対称ネットワーク鍵Ｋｎの助けで対称暗号化アルゴリズムＥ２に従って再び暗号化し（ステップ４．５）、そして、このように暗号化されたＫｃ（即ち、Ｅ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ））を、ソース装置に送り（ステップ４．６）、そのソース装置はこの情報項目を蓄積する（ステップ４．７）。
【００７８】
ソース装置は、秘密鍵Ｋｎを知らないことに注意する。
【００７９】
本例示の実施例に従って、鍵Ｋｃはソース装置と受信装置の間の接続の初期化の最中に生成される。Ｋｃは、接続の実行の前に生成できる。Ｋｃは、接続中に、１つ又はそれ以上の回数修正できる。この場合には、本質的にネットワークの受信装置からネットワーク鍵Ｋｎによる鍵Ｋｃの暗号化を得る目的の、ステップ４．０から４．７は、繰り返される必要がある。
【００８０】
ステップ４．８から４．１１は、有益なデータの送信に関連する。
【００８１】
ソース装置１により受信されたデータは、メッセージＥＣＭを有する。ソース装置は、制御ワードＣＷを抽出するために、メッセージＥＣＭを復号し、そして、対称暗号化アルゴリズムＥ３により、対称鍵Ｋｃの助けで制御ワードＣＷを暗号化する（ステップ４．８）。そして、ソース装置は、これらの暗号化された制御ワード（即ち、Ｅ３｛Ｋｃ｝（ＣＷ））をデータストリーム中に再挿入し、そして、受信装置にむけて、バスＢを介して全体を送信する（ステップ４．９）。ステップ４．９中に、ソース装置は、ステップ４．７で、以前に蓄積された鍵Ｋｎの助けで暗号化された鍵Ｋｃを送る。
【００８２】
ステップ４．９で伝送される有益なデータは、制御ワードＣＷの助けで対称暗号化アルゴリズムＥ４に従って暗号化されることに注意する。
【００８３】
受信装置は、Ｋｎの助けでＥ２｛Ｋｎ｝（Ｋｃ）を復号でき（ステップ４．１０）、そして、Ｋｃを処理し、制御ワードＣＷにアクセスできそして、このように有益なデータをデスクランブルできる（ステップ４．１１）。
【００８４】
アルゴリズムＥ２、Ｅ３及び、Ｅ４は、同一でも異なってもよい。例えば、既に引用した、ＡＥＳアルゴリズム又は、ＴｗｏＦｉｓｈアルゴリズムを使用することも可能である。
【００８５】
対称ネットワーク鍵Ｋｎの助けで暗号化されたＫｃを伝送することは、ネットワークの受信装置のみがＫｃをアクセスできることを意味する。更に、幾つかの受信装置は、同時に送られたデータを復号できる。
【００８６】
鍵Ｋｃの生成中に、ネットワーク鍵Ｋｎで暗号化された鍵Ｋｃを、この鍵Ｋｃを発生したソース装置に送るためには、上述の方法で設置された少なくとも１つの受信装置が、ネットワーク内にあることが、必要である。しかしながら、ソース装置により伝送され且つこの鍵の助けで少なくとも部分的に暗号化されたデータは、記録するデータの復号の機能を有する必要のない記録装置のような、そのネットワーク内の他の装置に対して非常に良好である。
【００８７】
例示的な実施例の変形に従って、ソース装置は、来るべきデータ伝送を予想して、対応する鍵Ｋｃを有する、ネットワーク鍵Ｋｎの助けで暗号化された幾つかの鍵Ｋｃを蓄積する。
【００８８】
本実施例に従って、ソース装置により復号され且つ対称鍵Ｋｃの助けで再び暗号化される、制御ワードＣＷは、本質的であるが、本発明は、この例には、限定されない。特に、他のデータは復号され、そして、この鍵の助けで再び暗号化される。更に、ある一定のデータは、しかしながら、ソース装置により以前に復号されることなしに、対称鍵の助けで暗号化される。後者の場合には、受信装置へ安全な方法で、（実行された第１の暗号化を復号するために必要とされる）鍵Ｋを利用できるようにすることを考える必要がある。
【００８９】
最後に、ソース装置により暗号化されるデータは、暗号化されない形式でそこに達し得る。
【００９０】
更に、本発明は、オーディオ／ビデオデータの伝送には制限されない。どのような形式のデータも前述の方法で伝送し得る。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によって、安全の制約の増加を課すことなく且つ安価な、通信ネットワーク内で対称鍵を管理する処理及び、この処理を実行する装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的な実施例に従って、本発明の処理を実行する幾つかの装置を接続する通信ネットワークのブロック図である。
【図２】通信ネットワーク内に、新たな受信装置を設置する処理のフローチャートである。
【図３】鍵を所有する装置（”Ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ（先祖）”）とネットワークへの設置を受ける受信装置の間の対称なネットワーク鍵の交換を示すタイムチャートである。
【図４】暗号化されたデータを送るソース装置と、前記データを受信する受信装置の間の、本例示の実施例に従って対称鍵を利用する、通信を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  ソース装置
２、３  受信装置
４  ディジタルビデオレコーダ
１０  ディジタル復号器
１１  チップカード
１２  デマルチプレクサモジュール（ＤＥＭＵＸ）
１３  アクセス制御モジュール（ＣＡ）
１４  変換器モジュール
１５  マルチプレックシングモジュール（ＭＵＸ）
２０  ディジタルテレビジョン受信機（ＤＴＶ１）
２１  チップカード
２２  デマルチプレクサモジュール（ＤＥＭＵＸ）
２３  端末モジュール
２４  デスクランブリングモジュール（ＤＥＳ）
３０  ディジタルテレビジョン受信機（ＤＴＶ２）
３１  チップカード
Ｂ  家庭内ディジタルバス
ＣＷ  制御ワード
Ｋｃ  対称鍵
Ｋｎ  鍵
ＰＲＩＶｒ  秘密鍵
ＩＥ  状態指示子
ＰＵＢｒ  公開鍵
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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