(57)【要約】記憶媒体に記憶されたディジタル・コンテンツを無許可のコピーから保護するシステムを説明する。このシステムには、ナンスを生成する数ジェネレータ、暗号化サブシステム、および解読サブシステムが含まれる。暗号化サブシステムは、データ・バスを介して暗号化されたデータを送る前に暗号化バス鍵を使用して、鍵配布データ・ブロックを含む記憶媒体からアクセスされたデータを暗号化する。暗号化バス鍵は、鍵配布データ・ブロックの少なくとも一部、暗号化サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵、および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出される。解読サブシステムは、データ・バスに結合されて、鍵配布データ・ブロックの少なくとも一部、解読サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵、および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出される解読バス鍵を使用して、データ・バスを介して受け取った暗号化されたデータを解読する。
2004530348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナンスを生成する数ジェネレータと、
データ・バスを介して暗号化されたデータを送る前に、暗号化バス鍵を使用して、鍵配信データ・ブロックを含む記憶媒体からアクセスされるデータを暗号化する暗号化サブシステムとを有し、前記暗号化バス鍵が、鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部、前記暗号化サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵、および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出されるシステム。
【請求項２】
鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部、前記解読サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵、および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出される解読バス鍵を使用して、データ・バスを介して受け取られた前記暗号化されたデータを解読する、前記データ・バスに結合された解読サブシステムをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記暗号化サブシステムが、
媒体鍵を計算するために、前記暗号化サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵を使用して記憶媒体から読み取られた鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理する処理ロジックと、
媒体鍵および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて暗号化バス鍵を生成する１方向関数と、
前記暗号化バス鍵を使用して、前記記憶媒体からアクセスされたデータを暗号化する暗号化ロジックと
を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記解読サブシステムが、
媒体鍵を計算するために、前記解読サブシステムに割り当てられた少なくとも１つのデバイス鍵を使用して記憶媒体から読み取られた鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理する処理ロジックと、
前記媒体鍵および数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて解読バス鍵を生成する１方向関数と、
前記解読バス鍵を使用することによって、データ・バスを介して送られたデータを解読する解読ロジックと
を含む請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
データ・バスを介して送られる前記データが数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出されるバス鍵を使用して暗号化され、送出の時に記録されると、データ・バスを介して送られる前記データを暗号化するために前記暗号化サブシステムによって使用されるものと同一のナンスへのアクセスを有さない解読サブシステムによってはその後にその記録されたデータを再生できなくなる請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記鍵配信データ・ブロックが、暗号化されたデータのブロックを含む媒体鍵ブロックの形で実施される請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記暗号化サブシステムが記憶媒体からのデータにアクセスすることができる記憶デバイスに実装され、前記解読サブシステムがその記憶デバイスからデータを検索することができるホスト・デバイスに実装される請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
暗号化サブシステムに割り当てられるデバイス鍵および解読サブシステムに割り当てられるデバイス鍵の両方が損なわれていない場合に、前記暗号化サブシステムによって計算される前記媒体鍵が、解読サブシステムによって計算される媒体鍵と同一になる請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記記憶媒体が、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュベースのメモリ、磁気カード、および光カードから選択される請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記数ジェネレータが、前記解読サブシステム内に存在する乱数ジェネレータである請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
記憶デバイスが、記憶媒体から鍵配信データ・ブロックを読み取ること、
前記記憶デバイスが、媒体鍵を計算するために、少なくとも１つのデバイス鍵を使用して前記鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理すること、
前記記憶デバイスが、数ジェネレータによって生成されたナンスを取り出すこと、
前記記憶デバイスが、バス鍵を生成するために、１方向関数を使用して前記ナンスを前記媒体鍵と組み合わせること、
前記記憶デバイスが、記憶デバイスによって生成されたバス鍵を使用して記憶媒体から読み取られたデータを暗号化すること、
前記記憶デバイスが、暗号化されたデータをデータ・バスを介して送ること
を含む方法。
【請求項１２】
データ・バスを介して送られる前記データが、送出の時に記録されると、データ・バスを介して送られる前記データを暗号化するために記憶デバイスによって使用されるものと同一のナンスへのアクセスを有さないホスト・デバイスによってその後にその記録されたデータを再生できなくなるように、データ・バスを介して送られる前記データが、数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出されるバス鍵を使用して暗号化される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
データ・バスを介して受け取られた暗号化されたデータを解読することをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
データ・バスを介して受け取られた暗号化されたデータの前記解読が、
ホスト・デバイスが、記憶媒体から鍵配信データ・ブロックを読み取ること、
前記ホスト・デバイスが、媒体鍵を計算するために、少なくとも１つのデバイス鍵を使用して鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理すること、
前記ホスト・デバイスが、数ジェネレータによって生成されたナンスを取り出すこと、
前記ホスト・デバイスが、バス鍵を生成するために、１方向関数を使用して前記媒体鍵をナンスと組み合わせること、
前記ホスト・デバイスが、ホスト・デバイスによって生成されたバス鍵を使用して、データ・バスを介して受け取られた前記暗号化されたデータを解読すること
を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ホスト・デバイスが、スクランブルされたコンテンツをスクランブル解除するのに必要なスクランブル解除鍵を前記記憶デバイスに要求すること、
前記記憶デバイスが、前記記憶デバイスによって生成された前記バス鍵を用いて、前記記憶媒体から読み取られた前記スクランブル解除鍵を暗号化し、その暗号化されたスクランブル解除鍵をホスト・デバイスに送ること、
前記ホスト・デバイスが、前記ホスト・デバイスによって生成された前記バス鍵を使用して、前記記憶デバイスから受け取った前記暗号化されたスクランブル解除鍵を解読すること、
前記ホスト・デバイスが、前記ホスト・デバイスによって解読された前記スクランブル解除鍵を使用して、前記解読されたデータをスクランブル解除すること
をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記鍵配信データ・ブロックが、暗号化されたデータのブロックを含む媒体鍵ブロックの形で実施される請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記数ジェネレータが、ホスト・デバイス内に存在する乱数ジェネレータである請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
データおよび鍵配信データ・ブロックを含む記憶媒体にアクセスするとともに、処理ロジック、１方向関数、および暗号化ロジックを含む記憶デバイスであって、前記処理ロジックが媒体鍵を計算するために、前記記憶デバイスに割り当てられたデバイス鍵を使用して前記鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理し、前記１方向関数がバス鍵を作るために前記媒体鍵を数ジェネレータによって生成されたナンスと組み合わせ、前記暗号化論理が暗号化されたデータをデータ・バスを介して送る前に前記バス鍵を使用して記憶デバイスからアクセスされた前記データを暗号化する記憶デバイス。
を含む装置。
【請求項１９】
前記データ・バスを介して前記記憶デバイスに結合され、処理ロジック、１方向関数、および解読ロジックを含むホスト・デバイスであって、前記処理ロジックが媒体鍵を計算するために、前記ホスト・デバイスに割り当てられたデバイス鍵を使用して、前記鍵配信データ・ブロックの少なくとも一部を処理し、前記１方向関数がバス鍵を作るために前記媒体鍵を前記数ジェネレータによって生成された前記ナンスと組み合わせ、前記解読ロジックが前記バス鍵を使用してデータ・バスを介して受け取られた前記暗号化されたデータを解読するホスト・デバイスをさらに含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
データ・バスを介して送られる前記データが、送出の時に記録されると、データ・バスを介して送られる前記データを暗号化するために前記記憶デバイスによって使用されるものと同一のナンスへのアクセスを有さないホスト・デバイスによってその記録されたデータをその後に再生できなくなるように、データ・バスを介して送られる前記データが、数ジェネレータによって生成されたナンスに基づいて導出されるバス鍵を使用して暗号化される請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
記憶デバイスに割り当てられるデバイス鍵およびホスト・デバイスに割り当てられるデバイス鍵の両方が損なわれていない場合に、前記記憶デバイスによって計算される前記媒体鍵が、ホスト・デバイスによって計算される媒体鍵と同一になる請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記数ジェネレータが、前記ホスト・デバイス内に存在する乱数ジェネレータである請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記記憶デバイスが、ＤＶＤドライブの形で実施され、前記ホスト・デバイスが、ＤＶＤプレイヤまたはパーソナル・コンピュータのいずれかの形で実施される請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記記憶媒体が、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュベースのメモリ、磁気カード、および光カードから選択される請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
前記記憶媒体が、スクランブルされたコンテンツを含むＤＶＤの形で実施される請求項１９に記載の装置。
【請求項２６】
前記鍵配信データ・ブロックが、暗号化されたデータのブロックを含む媒体鍵ブロックの形で実施される請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、データ・バスを介して送られるデータの暗号化および解読に関し、詳細には、記憶媒体に記憶されたディジタル・コンテンツを無許可のコピーから保護する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクランブル技法および暗号化／解読技法など、記憶媒体に記憶されたディジタル・コンテンツを無許可のコピーから保護するさまざまな技法が使用可能である。しかし、一部のコピー・プロテクション技法の保全性は損なわれており、そのようなコピー・プロテクション技法はもはや、著作権のある材料を無許可のコピーから保護するのに有効ではない。たとえば、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）技術の分野で、ＤＶＤビデオ・コンテンツをスクランブル化するｃｏｎｔｅｎｔ  ｓｃｒａｍｂｌｅ  ｓｙｓｔｅｍ（ＣＳＳ）の保全性が、最近、ハッカーによって損なわれ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブを備えるコンピュータを使用して、ＣＳＳ保護されたＤＶＤのコンテンツをスクランブル解除するソフトウェア・プログラムが現在入手可能である。
【０００３】
さらに、記憶媒体上のディジタル・コンテンツは、通常は、記憶デバイス（すなわち、記憶媒体からのデータにアクセスできるすべてのデバイス）からホスト・デバイス（すなわち、記憶デバイスからデータを検索することができるすべてのデバイス）へ、正しい機器を有する誰もがキャプチャすることのできる形でデータ・バスを介して送られる。送られるデータは、元のディジタル形式ではないものにすることができる（すなわち、データを、暗号化および／またはスクランブルすることができる）が、送出時にキャプチャされた暗号化されかつ／またはスクランブルされたデータのコピーは、合法的な記憶デバイスから来たものであるかのように、暗号化されたデータをホスト・デバイスに提示することによって再生可能となることがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、特定の詳細を示す。しかし、本発明を、これらの特定の詳細なしで実践できることは、当業者に明白であろう。他の場合には、本発明を不明瞭にしないように、周知の回路、構造、および技法は、詳細に示さない。
【０００５】
図１に、本発明の一実施形態による記憶媒体に記憶されたディジタル・コンテンツをコピーから保護するシステム１００を示す。コピー・プロテクション・システム１００には、バスを介する記憶デバイスとホスト・デバイスの間のデータ（たとえば、暗号化されたデータおよび／または暗号化されないデータ）の送出を行うために、データ・バス１０６を介してホスト・デバイス１０４に結合された記憶デバイス１０２が含まれている。記憶デバイス１０２は、記憶媒体１０８からのデータにアクセスすることができるどのようなデバイスでもよい。ホスト・デバイス１０４は、記憶デバイス１０２からデータを検索することができるすべてのデバイスとすることができる。記憶デバイス１０２は、ホスト・デバイス１０４と別のエンクロージャに配置された独立型デバイスでもよく、その代わりに、記憶デバイス１０２およびホスト・デバイス１０４を１つのエンクロージャに組み合わせることもできる。記憶デバイス１０２内に配置される記憶媒体１０８は、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュベースのメモリ、フロッピ・ディスク、ハード・ドライブ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、または光カードを含むがこれに制限されない、ディジタル・コンテンツを記憶するのに適するすべてのタイプの取外し可能または取外し不能の記憶媒体とすることができる。
【０００６】
コピー・プロテクション・システム１００を実施するために、媒体製造業者は、記憶媒体のそれぞれに、許可された実体（すなわち、コピー・プロテクション・システムの確立および管理の責任を負う実体）によって生成された鍵配信データ・ブロック（ｋｅｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｄａｔａ  ｂｌｏｃｋ）（たとえば、媒体鍵ブロック（ｍｅｄｉａ  ｋｅｙ  ｂｌｏｃｋ）「ＭＫＢ」１１０）を配置する。一実施形態では、ＭＫＢ１１０が、記憶媒体に組み込むことができる暗号化された鍵のブロックであり、記憶媒体からのコンテンツにアクセスする記憶デバイスが、ＭＫＢの一部を処理して、バスを介してデータを送る前にデータを暗号化するのに使用することができる秘密鍵を計算できるようになる。記憶媒体からのコンテンツを再生するホスト・デバイスも、ＭＫＢの一部にアクセスし、処理して、バスを介して送られるデータを正しく解読するために同一の秘密鍵を計算することができる。
【０００７】
図１を参照するとわかるように、記憶デバイス１０２に、本発明の一態様による、無許可のコピーを防ぐためにバス１０６を介してホスト・デバイス１０４にデータを送る前に、記憶媒体１０８から読み取られたコンテンツを暗号化する暗号化サブシステム１１４が含まれる。暗号化システム１１４には、１セットのデバイス鍵１１６、ＭＫＢ処理ロジック１１８、１方向関数１２２、および暗号化ロジック１２６が含まれる。１セットのデバイス鍵１１６は、製造時に各記憶デバイスに割り当てられる。これらのデバイス鍵は、許可された実体によって提供され、秘密の媒体鍵１２０を計算するために記憶媒体１０８に組み込まれるＭＫＢ１１０の一部を処理するのに、ＭＫＢ処理ロジック１１８によって使用される。デバイス鍵１１６は、個別の記憶デバイスそれぞれに一意とするか、複数の記憶デバイスによって共通で使用することができる。一実施形態では、ＭＫＢ、デバイス鍵、およびＭＫＢ処理ロジックは、デバイス鍵が損なわれていない限り、どの互換デバイスが記憶媒体にアクセスするのに使用されるかに無関係に、同一の秘密媒体鍵が生成されるように構成される。
【０００８】
記憶デバイス１０２に接続されたホスト・デバイス１０４には、本発明の一実施形態による、記憶デバイスから供給されるデータを解読する解読サブシステム１２８が含まれている。解読サブシステム１２８には、デバイス鍵１３０のそれ自体のセットおよびＭＫＢ処理ロジック１３２が含まれて、デバイス鍵のそれ自体のセットを使用して秘密の媒体鍵１３４を計算するためにＭＫＢ１１０が処理される。ホスト・デバイス１０４に割り当てられるデバイス鍵１３０のセットは、記憶デバイス１０２に割り当てられるデバイス鍵１１６と異なるものとすることができるが、ホスト・デバイス１０４によって生成される媒体鍵１３４は、記憶デバイス１０２によって生成される媒体鍵１２０と媒体鍵１３４のどちらのセットも損なわれていないならば、媒体鍵１２０と同一にすることができる。
【０００９】
コピー・プロテクション・システム１００には、乱数またはシーケンス番号（以下では「ナンス」と称する）を生成し、そのコピーを記憶デバイス１０２に送る乱数ジェネレータ１３６も含まれる。記憶デバイス１０２は、ホスト・デバイス１０４から受け取ったナンス１４４を、１方向関数１２２を使用して媒体鍵１２０と組み合わせ、その結果（すなわちバス鍵１２４）を暗号化ロジック１２６に返す。１方向関数１２２は、媒体鍵１２０およびナンス１４４を入力することによってバス鍵１２４を生成できるが、バス鍵１２４およびナンス１４４から媒体鍵１２０を判定することが計算的に不可能になるように構成される。ナンス１４４が、ホスト・デバイス１０４から記憶デバイス１０２に供給される時に、ナンス１４６は、ホスト・デバイス１０４内に存在する１方向関数１３８によってもアクセスされて、媒体鍵１３４およびナンス１４６を組み合わせて、解読ロジック１４２によって使用されるそれ自体のバス鍵１４０が作られる。同一の１方向関数が、記憶デバイス１０２およびホスト・デバイス１０４の両方によって使用されるので、両方のデバイスがバス鍵の生成に同一の媒体鍵およびナンスを使用する限り、記憶デバイスおよびホスト・デバイスの両方が、同一のバス鍵を生成することに留意されたい。
【００１０】
一実施形態では、ある種の耐タンパ（ｔａｍｐｅｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）方式を使用して、暗号化サブシステム１１４内および解読サブシステム１２８内の論理構成要素を密に結合し、その結果、これらの論理要素の間を流れる秘密の鍵およびデータを外部からアクセス不能にする。これに関して、暗号化サブシステム内および解読サブシステム内を流れるデータは耐タンパ方式によって保護されるが、記憶デバイス１０２をホスト・デバイス１０４に接続するデータ・バス１０６を保護されないものとすることができ、攻撃者によるアクセスを許すものとすることができる。悪意のあるコピーに対する保護のないデータ・バス１０６を介して送られるデータを保護するために、記憶媒体１０８から読み取られたディジタル・コンテンツ１１２は、データ・バス１０６を介してホスト・デバイス１０４に送られる前に、バス鍵１２４を用いて暗号化ロジック１２６によって暗号化される。したがって、正しいバス鍵を有するホスト・デバイス１０４だけが、データ・バス１０６を介して送られる暗号化されたデータ１４８を正しく解読することができる。
【００１１】
有利なことに、本発明のコピー・プロテクション・システム１００は、「リプレイ」攻撃（ｒｅｐｌａｙ  ａｔｔａｃｋ）に抵抗するのに効果的である。リプレイ攻撃では、攻撃者が、記憶デバイス１０２からホスト・デバイス１０４に進む暗号化されたデータ１４８を転送し、暗号化されたデータを記録可能媒体に記録する。さらに、ホスト・デバイス１０４が、記憶媒体１０８に組み込まれたＭＫＢ１１０にアクセスする時に、攻撃者は、ＭＫＢ１１０も同一の記録可能媒体に記録する。合法的な記憶デバイスから来たものであるかのように、暗号化されたデータをホスト・デバイスに提示することによって、送出の時にキャプチャされたＭＫＢ１１０および暗号化されたデータ１４８のコピーを、普通のメディア・プレイヤ・システムで再生することができる。しかし、本発明では、暗号化されたデータの再生中に解読バス鍵を生成するためにホスト・デバイスによって使用されるナンス値が、暗号化の時に暗号化バス鍵を生成するために記憶デバイスによって使用されるナンス値と異なるので、このタイプのリプレイ攻撃が妨げられる。言い換えると、ナンスを使用してバス鍵を生成することによって、暗号化されたデータの後続のアクセス中にホスト・デバイス１０４が入手するバス鍵１４０は、暗号化されたデータを暗号化するのに前に使用されたバス鍵１２４と異なる可能性が非常に高く、したがって、ホスト・デバイスは、暗号化されたデータを正しく解読することができない。
【００１２】
一実施形態では、デバイス鍵のセットがコピー・プロテクション・システムの保全性を脅かす形で損なわれる場合に、更新されたＭＫＢを含む新しい媒体鍵を公開することができ、これによって、デバイス鍵の損なわれたセットは誤った媒体鍵を計算することになり、これによって、新しい媒体を扱う能力が取り消される。これは、デバイス鍵の損なわれたセットを有するデバイスが、もはや新しい媒体鍵と共に機能しなくなるが、有効なデバイス鍵を有する他の既存の準拠デバイスが、新しい媒体を扱い続けるようになることを意味する。
【００１３】
公開鍵配信システムから秘密鍵を得るさまざまな方法があること、媒体鍵ブロック（ＭＫＢ）の使用が暗号鍵配信の１例にすぎず、公開鍵管理の詳細が異なる応用例の間で異なる可能性があることに留意されたい。これに関して、他のタイプの公開鍵配信システムを、本発明のコピー・プロテクション・システムと共に使用することができる。そのような公開鍵配信システムは、本発明の範囲および企図に含まれる。
【００１４】
図３を参照すると、本発明の一実施形態による、バスを介してデータを送る前のデータ暗号化のオペレーションが示されている。準拠記憶媒体が、記憶デバイス内に置かれる時に、媒体鍵を計算する責任を負うＭＫＢ処理ロジックが、記憶媒体からのＭＫＢにアクセスする（ブロック３００）。次に、ＭＫＢ処理ロジックが、記憶デバイスに割り当てられたデバイス鍵のセットおよび記憶媒体から読み取られたＭＫＢを使用して、媒体鍵を生成する（ブロック３１０）。一実施形態では、ＭＫＢに、暗号化されたデータのブロックが含まれ、暗号化されたデータのそれぞれが異なる鍵を用いて暗号化された秘密媒体鍵である。各デバイス鍵は、所定のビット・サイズのデータ（たとえば５６ビット・データ）とすることができ、そのデータに、ＭＫＢデータ・ブロック内のどの暗号化されたデータがデバイス鍵によって解読されるように構成されたものであるかを示すのに使用されるインデックス番号が含まれる。デバイス鍵を使用して、ＭＫＢの指定された部分を解読することによって、秘密媒体鍵を入手することができる。これは、ＭＫＢに含まれる秘密媒体鍵を、デバイス鍵の合法的なセットを有する任意のデバイスによって入手できることを意味する。準拠記憶媒体が、記憶デバイス内に置かれた後に、すべての暗号化が行われる前に、ホスト・デバイスが、ナンス（たとえば乱数）を生成し、そのナンスを記憶デバイスに送る。暗号化サブシステムは、ホスト・デバイスによって送られたナンスを受け取り（ブロック３２０）、１方向関数を使用して、そのナンスを上で入手した媒体鍵と組み合わせてバス鍵を作る（ブロック３３０）。得られたバス鍵を使用して、暗号化サブシステムが記憶媒体から読み取られたディジタル・コンテンツを暗号化し、暗号化されたデータをバスを介してホスト・デバイスに出力する（ブロック３４０）。
【００１５】
図４を参照すると、本発明の一実施形態による、バスを介して送られたデータの解読のオペレーションが示されている。ホスト・デバイスが、記憶デバイス内の記憶媒体へのアクセスを必要とする時に、ホスト・デバイスの解読サブシステム内にあるＭＫＢ処理ロジックが記憶媒体からＭＫＢを読み取る（ブロック４００）。次に、ブロック４１０で、ＭＫＢ処理ロジックが、ホスト・デバイスに割り当てられたデバイス鍵のセットおよび記憶媒体から読み取られたＭＫＢを使用して、媒体鍵を生成する。前に注記したように、解読サブシステムは、ナンスを生成し（ブロック４２０）、そのコピーを暗号化サブシステムに送り（ブロック４３０）、ナンスのもう１つのコピーを解読サブシステムの１方向関数に送る。次に、解読サブシステムが、１方向関数を使用してナンスと媒体鍵を組み合わせてバス鍵を作る（ブロック４４０）。バス鍵が、解読サブシステムによって使用されて、バスを介して送られた暗号化されたデータが解読される（ブロック４５０）。
【００１６】
図２に、本発明の一実施形態による、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を無許可のコピーから保護するシステム２００を示す。この実施形態では、コピー・プロテクション・システム２００が、上で説明したように媒体鍵ブロック（ＭＫＢ）２１０を使用して、ＤＶＤ２０８のスクランブルされたコンテンツ２１２をパッチして、追加のコピー・プロテクションを提供する。これに関して、新しい準拠ＤＶＤのフォーマットは、ＭＫＢ２１０がディスクの新しいデータ要素として導入されることを除いて、変更されないまま（すなわち、ｃｏｎｔｅｎｔ  ｓｃｒａｍｂｌｅ  ｓｙｓｔｅｍ（ＣＳＳ）スクランブルがまだ使用される）にすることができる。前に注記したように、ＭＫＢ２１０は、異なる個々に割り当てられたデバイス鍵を使用する異なるデバイスが、媒体鍵と称する共通の秘密鍵を抽出できるようにする暗号化されたデータのブロックである。ＭＫＢ２１０を使用して、スクランブルされたＤＶＤデータ２１２をパッチすることによって、プロテクション・システムを更新することが可能になる（すなわち、デバイス鍵のセットが、将来に損なわれる場合に、損なわれたデバイス鍵のセットをシステムから排除する新しいＭＫＢを使用することができる）。
【００１７】
本発明のコピー・プロテクション・システム２００の一部として、新しい準拠ＤＶＤドライブ２０２は、デバイス鍵２１８、ＭＫＢ処理ロジック２２０、１方向関数２２４、および、ＭＫＢを処理し、秘密の媒体鍵２２２を抽出するのに必要な暗号化ロジック２２８を備えて、媒体鍵２２２およびナンス２５０に基づいてバス鍵２２６を計算し、バス鍵２２６を使用して、ＣＳＳスクランブルされたＤＶＤ２０８上のデータ２１２を暗号化する。ホスト・コンピュータ２０４（たとえば、ホストＰＣまたはＤＶＤプレイヤ）のＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０も、これらの追加の特徴を備えて、秘密の媒体鍵２３６を計算するためにデバイス鍵２３２のそれ自体のセットを使用してＭＫＢ２１０にアクセスし、処理し、媒体鍵２３６およびナンス２５２に基づいてバス鍵２４２を計算し、バス鍵２４２を使用して、ＤＶＤドライブ２０２によって送られたデータ２５４を解読する。
【００１８】
新しい準拠ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏディスク２０８が、ＤＶＤドライブ２０２に挿入される時に、下記の鍵交換手順がＤＶＤドライブ２０２とホストＰＣ２０４の間で行われる。ＤＶＤドライブ２０２が、媒体鍵２２２を計算するためにＭＫＢ２１０を読み取り、かつそのデバイス鍵２１８を使用する。ホストＰＣ２０４で動作するＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０が必要なコマンドをＤＶＤドライブ２０２に送って、媒体鍵２３６を計算するためにＤＶＤドライブ２０２がＭＫＢ２１０を読み取り、かつそのデバイス鍵２３２を使用できるようにする。ＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０は、ランダムな数（ナンス）２３８を選択し、予め決めたコマンドを使用してその数をＤＶＤドライブ２０２に送る。ＤＶＤドライブ２０２およびＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０の両方が、共通のバス鍵２２６および２４２を計算するが、このバス鍵は、媒体鍵およびナンスの暗号１方向関数から導出される。その後、ＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０は、ＤＶＤドライブ２０２に要求を送って、スクランブル解除鍵２１４（たとえばＣＳＳ鍵）およびＣＳＳスクランブルされたコンテンツ２１２をディスク２０８から読み取る。ＣＳＳ鍵２１４またはＣＳＳスクランブルされたコンテンツ２１２をホストＰＣ２０４に送る前に、ＤＶＤドライブ２０２は、まず、堅牢な暗号およびバス鍵２２６を使用して、これらを暗号化する。データを受け取る時に、ＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェア２３０は、同一の暗号およびバス鍵２４２を使用して、これらを解読し、そのデータをスクランブル解除ロジック２４６に転送する。スクランブル解除ロジック２４６は、スクランブル解除鍵２１４を使用して、データをスクランブル解除し、そのデータを圧縮解除ロジック２４８に転送する。
【００１９】
媒体鍵およびバス鍵の計算に関して、および、ＣＳＳ鍵およびＣＳＳスクランブルされたコンテンツのバス暗号化およびバス解読に関して、大きい鍵サイズを有する堅牢な暗号が使用される。一実施形態では、この暗号はＣ２暗号であり、鍵サイズは５６ビットである。
【００２０】
この実施形態で、本発明のコピー・プロテクション・システムは、古いＣＳＳ方式の回りを堅牢なプロテクション方式で「ラップする」ことによって、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏコンテンツの保護を劇的に改善することができる。これは、デバイス鍵が将来に損なわれる場合の更新を提供するＭＫＢ技術を使用し、リプレイ攻撃に対する保護のためにナンスを追加することによって単純で新規な形で達成される。
【００２１】
図５を参照すると、本発明の一実施形態による、ＤＶＤコンテンツの解読およびスクランブル解除の動作が示されている。ＤＶＤがＤＶＤ−ＲＯＭドライブに挿入された時に、ホストＰＣで動作するＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェアは、スクランブルされたコンテンツをスクランブル解除するのに必要なスクランブル解除鍵または秘密データ（たとえばＣＳＳ鍵）をＤＶＤドライブに要求する（ブロック５００）。次に、ブロック５１０で、ＤＶＤドライブがディスクから読み取ったＣＳＳ鍵をバス鍵を用いて暗号化し、ホストＰＣに送る。ＣＳＳ鍵はバスを介してホストＰＣに送られる前に暗号化される。前に述べたように、損なわれていないデバイス鍵のセットを有するホストＰＣによって計算されたバス鍵を使用してＣＳＳ鍵を暗号化する。これに関して、暗号化されたＣＳＳ鍵を受け取ったならば、ホストＰＣで動作するＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェアは、バス鍵を用いてＣＳＳ鍵を解読する（ブロック５２０）。次に、ブロック５３０で、ＤＶＤビデオ・プレイヤ・ソフトウェアが、ＣＳＳスクランブルされたコンテンツを読み取る要求をＤＶＤドライブにディスパッチする。コンテンツをホストＰＣに送る前に、ＤＶＤドライブは、バス鍵を使用してスクランブルされたコンテンツを暗号化し、その暗号化されたデータをホストＰＣに送る（ブロック５４０）。コンテンツを受け取る時に、ＤＶＤプレイヤ・ソフトウェアは、まず、バス鍵を使用してデータを解読する（ブロック５５０）。解読ロジックの出力が、スクランブル解除ロジックに供給され、スクランブル解除ロジックは、前に入手したＤＳＳ鍵を使用してＣＳＳスクランブル解除処理を実行する（ブロック５６０）。
【００２２】
本発明の前述の実施形態を説明し、図示したが、本発明の趣旨および範囲に含まれる、提案されたものおよびその他の変形形態および修正形態を、本発明に関係する技術分野の当業者が思い浮かべることができることを理解されたい。したがって、本発明の範囲は、請求項で示されているものに従って定義される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による、記憶媒体に記憶されたディジタル・コンテンツをコピーから保護するシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、ＤＶＤを悪意のあるコピーから保護するシステムのブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、バスを介してデータを送る前のデータの暗号化の流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態による、バスを介して送られたデータの解読の流れ図である。
【図５】本発明の一実施形態による、ＤＶＤコンテンツの解読およびスクランブル解除の流れ図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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