(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル情報を蓄積する媒体から情報を再生する再生装置と、この再生装置から伝送される前記デジタル情報を処理し利用するデータ処理装置とを用いた情報処理方法において、
前記データ処理装置が前記再生装置に対して識別子の伝送要求をし、
この伝送要求に応じて前記再生装置が空いている１つの識別子を前記データ処理装置に伝送し、
前記データ処理装置が前記識別子を受領して、装置内部に備える第１の一次記憶手段に一時記憶する第１のステップと、
前記データ処理装置が前記識別子の受領に応じて第１の乱数鍵を生成し、この第１の乱数鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に送るとともに、前記第１の乱数鍵から第１中間鍵を生成し、この第１中間鍵及び前記第１の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
前記再生装置は前記データ処理装置から送られた前記第１の乱数鍵から第２中間鍵を生成し、この第２中間鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送するとともに、前記第１の乱数鍵及び前記第２中間鍵を前記識別子と関連付けて装置内部に備える第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は一時記憶した前記第１中間鍵と前記再生装置から伝送された前記第２中間鍵とを照合する第２のステップと、
前記再生装置が第２の乱数鍵を生成し、この第２の乱数鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に送るとともに、前記第２の乱数鍵から第３中間鍵を生成し、この第３中間鍵及び前記第２の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は前記再生装置から送られた前記識別子付きの前記第２の乱数鍵から第４中間鍵を生成し、この第４中間鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に伝送するとともに、前記第２の乱数鍵及び前記第４中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
前記再生装置は一時記憶した前記第３中間鍵と前記データ処理装置から伝送された前記第４中間鍵とを照合する第３のステップと、
前記再生装置は内部で生成した前記第２中間鍵及び第３中間鍵からデータ暗号化のための第１鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は内部で生成した前記第１中間鍵及び前記第４中間鍵からデータ暗号化のための第２鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶する第４のステップと、
前記データ処理装置が前記識別子を付加した読み出しコマンドを前記再生装置に送り、
前記再生装置は前記読み出しコマンドに付加された前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第１鍵情報を前記第２の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記媒体の再生データを暗号化し、前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送し、
前記データ処理装置は暗号化された前記再生データに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第２鍵情報を前記第１の記憶手段から読み出し、これを用いて前記暗号化された再生データを復号する第５のステップとを、
有することを特徴とする情報処理方法。
【請求項２】
前記第２又は第３のステップにおいて、前記第１中間鍵と前記第２中間鍵との照合結果又は前記第３中間鍵と前記第４中間鍵との照合結果が不一致のときは、前記再生装置と前記データ処理装置との間の通信を切断するステップをさらに有することを特徴とする請求項１記載の情報処理方法。
【請求項３】
デジタル情報を蓄積する媒体から情報を再生する再生装置と、この再生装置から伝送される前記デジタル情報を処理し利用するデータ処理装置とを備えた情報処理装置において、
前記データ処理装置は、
前記再生装置とデータを入出力する第１のインタフェース手段と、データ伝送に際してデータの送り先を特定するための認証作業を行う第１の認証手段と、伝送された暗号化データから元のデータを復元する暗号復号化手段と、複数の復号化及び認証作業を行うための情報を保存するための第１の一時記憶手段と、前記各手段を制御する第１の制御手段とを備え、
前記第１の制御手段は、
（１）前記第１のインタフェース手段を用いて、前記再生装置に対して識別子の伝送要求をし、
その後、前記再生装置から前記識別子の伝送要求に対応して送られる識別子を受領して第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（２）前記第１の認証手段を用いて、前記識別子の受領に応じて第１の乱数鍵を生成し、この第１の乱数鍵に、前記識別子を付加して前記再生装置に送るとともに、前記第１の乱数鍵から第１中間鍵を生成し、この第１中間鍵及び前記第１の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
その後、前記第１の一時記憶手段に一時記憶した前記第１中間鍵と、前記再生装置から伝送された第２中間鍵とを照合し、
（３）前記第１の認証手段及び前記第１のインタフェース手段を用いて、前記再生装置から送られた識別子付きの前記第２の乱数鍵から第４中間鍵を生成し、この第４中間鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に伝送するとともに、前記第２の乱数鍵及び前記第４中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（４）前記第１の認証手段を用いて、前記第１中間鍵及び前記第４中間鍵からデータ暗号化のための第２鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（５）前記第１のインタフェース手段を用いて、前記識別子を付加した読み出しコマンドを前記再生装置に送り、
その後、前記暗号復号化手段を用いて、前記再生装置から送られてくる暗号化された前記再生データに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第２鍵情報を前記第１の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記暗号化された再生データを復号する手段であり、
前記再生装置は、
前記媒体から情報を再生しデータに復調する再生手段と、読み出されたデータを暗号化する暗号化手段と、データの送り先を特定するための認証作業を行う第２の認証手段と、複数の暗号化及び認証作業を行うための情報を保存するための第２の一時記憶手段と、データを前記データ処理装置に出力する第２のインタフェース手段と、前記各手段を制御する第２の制御手段とを備え、
前記第２の制御手段は、
（１）前記第２のインタフェース手段を用いて、前記データ処理装置から送られた前記識別子の伝送要求を受領したら、空いている１つの識別子を、受領した要求に対する識別情報として前記データ処理装置に伝送し、
（２）前記第２の認証手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記データ処理装置から送られた前記第１の乱数鍵から第２中間鍵を生成し、この第２中間鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送するとともに、前記第１の乱数鍵及び前記第２中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
（３）前記第２の認証手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記識別子の伝送要求を受領したら、第２の乱数鍵を生成し、この第２の乱数鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に送るとともに、前記第２の乱数鍵から第３中間鍵を生成し、この第３中間鍵及び前記第２の乱数鍵を前記識別子と関連付けて第２の一時記憶手段に一時記憶し、
その後、前記第２の一時記憶手段に一時記憶した前記第３中間鍵と前記データ処理装置から伝送された前記第４中間鍵とを照合し、
（４）前記第２の認証手段を用いて、前記第２中間鍵及び前記第３中間鍵からデータ暗号化のための第１鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
（５）前記暗号化手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記読み出しコマンドを受領したら、この読み出しコマンドに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第１鍵情報を前記第２の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記媒体の再生データを暗号化し、前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送する手段である、
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
前記第１の照合手段又は前記第２の照合手段において、前記第１中間鍵と前記第２中間鍵との照合結果又は前記第３中間鍵と前記第４中間鍵との照合結果が不一致のときは、前記再生装置と前記データ処理装置との間の通信を切断する手段をさらに有することを特徴とする請求項３記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記再生装置は、前記第２の一時記憶手段に対して前記暗号化手段及び前記第２の認証手段からのみアクセスが可能であることを特徴とする請求項３又は４記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記データ処理装置は、前記第１の一時記憶手段に対して前記第１の認証手段及び暗号復号化手段からのみアクセスが可能であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル情報を蓄積する媒体（Digital Storage Media 以下、ＤＳＭとも称する）からのデジタル情報を複数の時分割処理で利用する際に、伝送路でのデータの秘匿性を向上させる目的で行う符号化及び認証作業に伴う選択的なデータ処理を、少ないハードウェアで効率的に処理し、要求される複数の暗号化データの伝送及び認証作業に対応可能とする情報処理方法及び情報処理装置に関する。なお、本願で、「認証」とは、通信の相手方やデータが本来予定しているものであるか否かを「確認」したり、そのために「照合」を行うことを意味するものとし、公的機関による証明を意味するものではない。
【０００２】
【従来の技術】
近年デジタル記録、再生技術の普及により音楽や画像を高品質かつ手軽に楽しめるようになってきた。さらに、レンタル制度や有料放送なども一般化している。このような環境下において、従来は表面上問題にならなかった違法なコピーや組織的なコピーが年々増加しており著作権者に与える損害が問題になっている。
また、世界的な著作権保護意識の高まりと法制化の推進がめざましく、それに伴ってソフトサイド（著作権保持側）とハードサイド（機器の製作側）の力のバランスが従来のように機器主導ではなくなってきている。
さらに、ユーザー（消費者）の意識も著作権保護への理解により、著作物に対して従来の「物を買う」意識から「利用料を支払う」意識に変化してきている。
【０００３】
しかし、相変わらず違法コピーや組織的コピーは後をたたず、著作権の防衛と利権（著作権による利益）保護のために数々の提案がなされている。また、記憶方式が徐々にデジタル方式に移行しているので繰り返しコピーしても信号の劣化が少なく、高品質の複製が容易に得られるようになり、特に、デジタル情報が中心となるマルチメディア時代では、著作権保護が従来になく重要視されるようになってきた。
したがって、今後開発される特にデジタル記録、再生機器はシステムとして著作権保護機能を盛り込まないと国際的にも業界又は消費者からも受け入れられないことが予測される。
【０００４】
マルチメディア時代のデジタル記録、再生機器は単一の機能のみを有する専用の機器ばかりではない。普及がめざましいパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）は近年のプロセッサーの性能向上によって、アプリケーションソフトウェアによっては従来の専用機と同等以上の動作が可能になってきた。例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤやビデオＣＤプレーヤ、最近ではＤＶＤプレーヤですらＰＣ上でアプリケーションにより実現されている。
さらに、厄介なことにＰＣ上では専用機に比べ、デジタルデータの複写や加工が容易であり、大容量の記録媒体やインターネットの普及により違法コピーされたデータが大量にしかも劣化しない状態で流通する危険が増大してきている。
【０００５】
以上の背景によりＤＶＤでは暗号化技術を中心としてＰＣの用途には認証作業も加えた形で著作権保護がなされている。
ＤＶＤでは前述した背景によって映画業界、コンピュータ業界、民生電子機器業界が共同で著作権保護システムの構築について議論し、合意に至った。ＤＶＤの著作権保護システムはＣＳＳ（Content Scramble System ）と呼ばれ、ＭＰＥＧ（Moving Picture coding Experts Group）で圧縮されたコンテンツデータをタイトル鍵、ディスク鍵、マスター鍵により暗号化し、ＣＳＳ準拠のＤＶＤ再生機だけがこれを再生、復号するようにしている。また、ＰＣシステムによるＤＶＤ−ＲＯＭドライブとＭＰＥＧデコーダモジュールの間では不正なデータ伝送によるデータの利用を防ぐため、伝送路で伝送先の相互認証を行う。
これらＤＶＤ著作権保護システム（ＣＳＳ）の詳細については、日経エレクトロニクス1997年８月18日号のP110〜120に「ＤＶＤ、パソコンに載る、第２部知的財産保護」や、National Tchenical Report Vol.43 Jun.1997 のP118〜122「ＤＶＤ著作権保護システム」に詳細に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在のところＤＶＤでは単一のビデオコンテンツを再生するに留まっている。しかし、ＤＶＤの多言語再生やアングル切替えなどの高度な再生能力を実現するＤＶＤのランダムアクセス性やインターラクティブ性を考えると、こうした利用法に留まるとは考え難い。つまりＤＶＤには複数のコンテンツが収録可能であり、同時に複数のコンテンツを再生することにより、複数画面の並列再生などアプリケーションの広がりは容易に想像できる。
【０００７】
一方、最近Ｗｉｎｄｏｗｓ９５（商標）をはじめとする複数のアプリケーションを同時に実行可能なマルチタスクＯＳが主流となっている。したがって、ＰＣのウィンドウ上でも同じような要求が高まる。１枚のディスクに複数のコンテンツを収録すれば、ＰＣ上でも前記複数画面の並列再生は可能である。また、単一のコンテンツであってもアプリケーションの複数起動とＯＳのマルチタスク機能により１枚のディスクの異なる部分の再生、つまり、コンテンツの時間差再生が可能になる。現行のＤＶＤ著作権保護システムは基本的に一つのコンテンツに対して使用されるデータ暗号化のためには各々異なる暗号鍵が必要である。また、認証作業の結果、送られる再暗号化されたデータの鍵もバス上での秘匿性を高めるため、乱数鍵で暗号化されている。
【０００８】
したがって、同時に複数のコンテンツの並列再生を行うには、個々のコンテンツ（タイトル）に対して使用される暗号鍵が異なるため困難が伴う。もちろん、必要なだけのＣＳＳ対応ハードウェアを準備し、ハードウェア的に並列処理を実現することは可能であるが、多くのコンテンツを並列再生しようとするとハードウェア規模、特に、鍵の生成と復元部分が大きくなってしまいプレーヤのコストアップや繁雑な処理の原因となる。
また、アプリケーションの複数起動とＯＳのマルチタスク機能による再生には、認証作業の結果、送られる再暗号化されたデータの乱数鍵への対応が容易でなく、タスク切替え毎、若しくは、データ伝送毎に認証作業をやり直したりする必要があり、ＯＳのオーバーヘッドが大きくなるなど、障害の原因となっていた。
このように、現行のＣＳＳは単一の伝送路による連続的なデータ伝送、若しくは、１対１の専有状態での認証を想定しており、前記アプリケーションの多様化とマルチタスク化での対応には工夫が必要であった。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、単一伝送路による連続的なデータ伝送、若しくは１対１の専有状態での認証では不可能なＯＳのマルチタスク対応が実現でき、アプリケーションの多様化とマルチタスク化への対応を可能にする情報処理方法及び情報処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、デジタル情報を蓄積する媒体から情報を再生する再生装置と、この再生装置から伝送される前記デジタル情報を処理し利用するデータ処理装置の間でデジタルデータを暗号化して伝送した後、復号化するに際し、所定の識別子を用いて相互に通信し、双方の装置で乱数鍵から中間鍵をそれぞれ生成して記憶し、これらを照合し、不一致のときは通信を切断するものとし、一致していれば、双方の装置で中間鍵を用いて暗号鍵を生成し、暗号化作業と伝送後の復号化作業を行うようにし、これらの作業が選択的、時分割的に行えるよう、複数の中間鍵などを双方の装置が記憶し、必要に応じて読み出すようにしている。
【００１１】
すなわち、本発明の１つの態様は、デジタル情報を蓄積する媒体から情報を再生する再生装置と、この再生装置から伝送される前記デジタル情報を処理し利用するデータ処理装置とを用いた情報処理方法において、
前記データ処理装置が前記再生装置に対して識別子の伝送要求をし、
この伝送要求に応じて前記再生装置が空いている１つの識別子を前記データ処理装置に伝送し、
前記データ処理装置が前記識別子を受領して、装置内部に備える第１の一次記憶手段に一時記憶する第１のステップと、
前記データ処理装置が前記識別子の受領に応じて第１の乱数鍵を生成し、この第１の乱数鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に送るとともに、前記第１の乱数鍵から第１中間鍵を生成し、この第１中間鍵及び前記第１の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
前記再生装置は前記データ処理装置から送られた前記第１の乱数鍵から第２中間鍵を生成し、この第２中間鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送するとともに、前記第１の乱数鍵及び前記第２中間鍵を前記識別子と関連付けて装置内部に備える第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は一時記憶した前記第１中間鍵と前記再生装置から伝送された前記第２中間鍵とを照合する第２のステップと、
前記再生装置が第２の乱数鍵を生成し、この第２の乱数鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に送るとともに、前記第２の乱数鍵から第３中間鍵を生成し、この第３中間鍵及び前記第２の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は前記再生装置から送られた前記識別子付きの前記第２の乱数鍵から第４中間鍵を生成し、この第４中間鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に伝送するとともに、前記第２の乱数鍵及び前記第４中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
前記再生装置は一時記憶した前記第３中間鍵と前記データ処理装置から伝送された前記第４中間鍵とを照合する第３のステップと、
前記再生装置は内部で生成した前記第２中間鍵及び第３中間鍵からデータ暗号化のための第１鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
前記データ処理装置は内部で生成した前記第１中間鍵及び前記第４中間鍵からデータ暗号化のための第２鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶する第４のステップと、
前記データ処理装置が前記識別子を付加した読み出しコマンドを前記再生装置に送り、
前記再生装置は前記読み出しコマンドに付加された前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第１鍵情報を前記第２の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記媒体の再生データを暗号化し、前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送し、
前記データ処理装置は暗号化された前記再生データに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第２鍵情報を前記第１の記憶手段から読み出し、これを用いて前記暗号化された再生データを復号する第５のステップとを、
有することを特徴としている。
【００１２】
本発明の他の態様は、上記情報処理方法において、前記第２又は第３のステップにおいて、前記第１中間鍵と前記第２中間鍵との照合結果又は前記第３中間鍵と前記第４中間鍵との照合結果が不一致のときは、前記再生装置と前記データ処理装置との間の通信を切断するステップをさらに有することを特徴としている。
【００１３】
また本発明の他の態様は、デジタル情報を蓄積する媒体から情報を再生する再生装置と、この再生装置から伝送される前記デジタル情報を処理し利用するデータ処理装置とを備えた情報処理装置において、
前記データ処理装置は、
前記再生装置とデータを入出力する第１のインタフェース手段と、データ伝送に際してデータの送り先を特定するための認証作業を行う第１の認証手段と、伝送された暗号化データから元のデータを復元する暗号復号化手段と、複数の復号化及び認証作業を行うための情報を保存するための第１の一時記憶手段と、前記各手段を制御する第１の制御手段とを備え、
前記第１の制御手段は、
（１）前記第１のインタフェース手段を用いて、前記再生装置に対して識別子の伝送要求をし、
その後、前記再生装置から前記識別子の伝送要求に対応して送られる識別子を受領して第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（２）前記第１の認証手段を用いて、前記識別子の受領に応じて第１の乱数鍵を生成し、この第１の乱数鍵に、前記識別子を付加して前記再生装置に送るとともに、前記第１の乱数鍵から第１中間鍵を生成し、この第１中間鍵及び前記第１の乱数鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
その後、前記第１の一時記憶手段に一時記憶した前記第１中間鍵と、前記再生装置から伝送された第２中間鍵とを照合し、
（３）前記第１の認証手段及び前記第１のインタフェース手段を用いて、前記再生装置から送られた識別子付きの前記第２の乱数鍵から第４中間鍵を生成し、この第４中間鍵に前記識別子を付加して前記再生装置に伝送するとともに、前記第２の乱数鍵及び前記第４中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（４）前記第１の認証手段を用いて、前記第１中間鍵及び前記第４中間鍵からデータ暗号化のための第２鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第１の一時記憶手段に一時記憶し、
（５）前記第１のインタフェース手段を用いて、前記識別子を付加した読み出しコマンドを前記再生装置に送り、
その後、前記暗号復号化手段を用いて、前記再生装置から送られてくる暗号化された前記再生データに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第２鍵情報を前記第１の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記暗号化された再生データを復号する手段であり、
前記再生装置は、
前記媒体から情報を再生しデータに復調する再生手段と、読み出されたデータを暗号化する暗号化手段と、データの送り先を特定するための認証作業を行う第２の認証手段と、複数の暗号化及び認証作業を行うための情報を保存するための第２の一時記憶手段と、データを前記データ処理装置に出力する第２のインタフェース手段と、前記各手段を制御する第２の制御手段とを備え、
前記第２の制御手段は、
（１）前記第２のインタフェース手段を用いて、前記データ処理装置から送られた前記識別子の伝送要求を受領したら、空いている１つの識別子を、受領した要求に対する識別情報として前記データ処理装置に伝送し、
（２）前記第２の認証手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記データ処理装置から送られた前記第１の乱数鍵から第２中間鍵を生成し、この第２中間鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送するとともに、前記第１の乱数鍵及び前記第２中間鍵を前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
（３）前記第２の認証手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記識別子の伝送要求を受領したら、第２の乱数鍵を生成し、この第２の乱数鍵に前記識別子を付加して前記データ処理装置に送るとともに、前記第２の乱数鍵から第３中間鍵を生成し、この第３中間鍵及び前記第２の乱数鍵を前記識別子と関連付けて第２の一時記憶手段に一時記憶し、
その後、前記第２の一時記憶手段に一時記憶した前記第３中間鍵と前記データ処理装置から伝送された前記第４中間鍵とを照合し、
（４）前記第２の認証手段を用いて、前記第２中間鍵及び前記第３中間鍵からデータ暗号化のための第１鍵情報を生成して前記識別子と関連付けて前記第２の一時記憶手段に一時記憶し、
（５）前記暗号化手段及び前記第２のインタフェース手段を用いて、前記読み出しコマンドを受領したら、この読み出しコマンドに付加されている前記識別子を識別し、この識別子に該当する前記第１の鍵情報を前記第２の一時記憶手段から読み出し、これを用いて前記媒体の再生データを暗号化し、前記識別子を付加して前記データ処理装置に伝送する手段である、
ことを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明の他の態様は、上記情報処理装置において、前記第１の照合手段又は前記第２の照合手段において、前記第１中間鍵と前記第２中間鍵との照合結果又は前記第３中間鍵と前記第４中間鍵との照合結果が不一致のときは、前記再生装置と前記データ処理装置との間の通信を切断する手段をさらに有することを特徴としている。
【００１５】
本発明の他の態様は、上記情報処理装置において、再生装置は、第２の一時記憶手段に対して前記暗号化手段及び第２の認証手段からのみアクセスが可能であることを特徴とするものである。
本発明の他の態様は、上記情報処理装置において、データ処理装置は、第１の一時記憶手段に対して第１の認証手段及び暗号復号化手段からのみアクセスが可能であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る情報処理装置の基本構成を示すブロック図である。同図において、ＤＳＭ１１のデータを読み出す再生装置２１が、データバス３１を介して、データ処理装置４１に接続されている。なお、データ処理装置４１には、複数のＤＳＭ１２〜１ｎのデータをそれぞれ読み出す複数台の再生装置２２〜２ｎを点線で示されるように接続することができる。
【００１７】
図１の構成で、データバス３１は双方向通信に使用され、データ処理装置４１から再生装置２１に対してデータ伝送を指示する命令などが送られ、再生装置２１からはＤＳＭ１１から読み出されたデータがデータ処理装置４１へ送られる。データ処理装置４１内では、例えば、データを処理し、オーディオ、ビデオ信号Ａ／Ｖを出力するようなアプリケーション・プログラムが動作している。
既に述べたように、一度、バス上に出てしまったデータはＰＣ上では複写や加工が容易であり、デジタルデータの大容量の記録媒体やインターネットへ、違法にコピーされたデータが大量に、しかも劣化しない状態で流通する危険がある。
【００１８】
そこで、現行のＤＶＤ著作権保護システム（ＣＳＳ）では、一つのコンテンツに対して各々異なる暗号鍵で暗号化し、さらに、データを送る先を限定するための認証作業を行っている。認証作業の結果、送られるデータのうち特に重要なものはバス上での秘匿性を高めるため、乱数鍵で再暗号化されてバスを介して送られる。
【００１９】
図２は再生装置２１の詳細な構成を示すブロック図である。ここで、再生装置２１はＤＳＭ１１の情報を再生し、記録されたデータを読み出す部分である。図示を省略するが、記録媒体であるＤＳＭ１１がＤＶＤ−ＲＯＭである場合は、ディスク１１を回転させるスピンドルモータや、ピットを読み取る光学ピックアップ、サーボ制御回路、リードチャンネル、復調、誤り訂正手段などを含んでいる。暗号化部・認証部２１２はデータを暗号化する暗号化手段２１３と、一時記憶手段２１４と、認証のための処理を行う認証手段２１５とで構成されている。この暗号化部・認証部２１２はインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１７を介して、データ処理装置４１（図１参照）との間でデータ入出力を行うようになっている。インターフェース２１７としては、例えば、ＡＴＡＰＩ方式のものが用いられる。制御手段２１６は再生手段２１１、暗号化手段２１３、認証手段２１５及びインターフェース２１７を制御するものである。
【００２０】
図３はデータ処理装置４１の詳細な構成を示すブロック図である。この装置は再生装置２１（図１参照）との間でデータを入出力するインターフェース（Ｉ／Ｆ）４１１と、デコーダカード４１４とをＰＣに追設したものと同様な構成になっている。インターフェース４１１は、例えば、ＡＴＡＰＩ方式のものが使われる。デコーダカード４１４は復号化部・認証部４１５と、デコーダ部４２５とを含み、このうち、復号化部・認証部４１５は認証のための処理を行う認証手段４１６と、一時記憶手段４１７と、暗号化データを復号する暗号復号化手段４１８とで構成され、デコーダ部４２５はビデオ、オーディオ信号の、例えばＭＰＥＧ方式などで圧縮されたデータをビデオデータ、オーディオデータに分離するデータ分離手段４２６と、ビデオデータを伸長（復元）して表示可能な情報に戻すビデオデコーダ４２７と、オーディオデータを伸長（復元）して音声信号として出力可能な情報に戻すオーディオデコーダ４２８とで構成されている。
【００２１】
なお、ＰＣを構成する主要素として、インターフェース４１１に接続されるＩ／Ｏ（入出力）バス４１２とローカルバス４１９との間に接続される内部バスインターフェース（Ｉ／Ｆ）４１３と、ローカルバス４１９に接続される制御手段としてのホストＣＰＵ４２１と、ハードディスクインターフェース（ＨＤＤ  Ｉ／Ｆ）４２２を介して接続されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４２３と、ビデオカード４２４とを備え、このうち、ビデオカード４２４が図示省略のディスプレイとしてのＣＲＴに接続される。
【００２２】
ここで、再生装置２１を構成する暗号化部・認証部２１２及びデータ処理装置４１を構成する復号化部・認証部４１５はそれぞれ一時記憶手段２１４、４１７を持ち、一時記憶手段２１４に対して暗号化部・認証部２１２の外部からアクセスできないようになっており、また、一時記憶手段４１７に対して復号化部・認証部４１５の外部からアクセスできないようになっており、暗号鍵としての鍵情報を得るための演算の中間結果である中間鍵や、データを暗号化したり暗号化されているデータを復号化するための鍵情報が外部バスや制御手段へ流出しないように構成されていることが本実施形態の構成上の特徴である。
【００２３】
図４（ａ）はデータ処理装置４１から再生装置２１へ送られるコマンドの構造を示し、図４（ｂ）は再生装置２１からデータ処理装置４１へ送られるデータ構造を示したものである。このうち、コマンドには再生装置２１に何をさせるかが示されている「コマンドコード」、「コマンドパラメータ」、複数のユニットが接続されている際の宛先ユニット識別子「ＬＵＮ」及び本発明の特徴である識別子「ＩＤ」が含まれている。一方、データには、例えば、送られているデータの長さを明示する「データパラメータ」とアプリケーション・プログラムの必要に応じてＤＳＭから読み出したデータである「データ」部分、複数ユニットが接続されている際の送出元ユニット識別子「ＬＵＮ」及び本発明の特徴である識別子「ＩＤ」が含まれている。
【００２４】
ここで、伝送時間の節約のため、データに限り識別子「ＩＤ」を省略することも可能である。つまり、データの伝送はコマンドとデータとが一対で扱われる場合が多く、この場合、コマンド発行元であるデータ処理装置４１にはＩＤを知らせる必要がないからである。
【００２５】
図５は一時記憶手段２１４、４１７の構造を示すもので、個々の識別子ＩＤに対して後述する認証又は暗号化のためのパラメータ、すなわち、中間鍵がそれぞれ記憶されている。図５における、Temp1、 Temp2 ...は、一時記憶手段２１４、４１７中の領域を示している。中間鍵は、後述する乱数鍵を用いて、所定のアルゴリズムにより生成される変数である。すなわち、図２の再生装置２１と、図３のデータ処理装置の認証手段２１５、４１６には、あらかじめ所定のアルゴリズムが格納されていて、これを用いて中間鍵が生成されるのである。いま、識別子ＩＤをｎ個まで使うとすればｎ組の中間鍵を記憶する場所が必要となる。本実施形態ではマルチタスクへの対応を実現するため、中間鍵、すなわち、認証及び暗号化のためのパラメータを保持するレジスタが２組以上必要となる。
【００２６】
上記のように構成された本実施形態の動作、すなわち、認証作業と再符号化の手順を以下に説明する。これら一連の手順は大きく分けて、図６に示すように、「認証シーケンスの開始」、「再生装置の認証」、「データ処理装置の認証」「ＢＵＳ  ＫＥＹの生成」及び「データ暗号化とデータ伝送」のプロセスからなっている。
【００２７】
このうち、「認証シーケンスの開始」ではアプリケーション・プログラムが動作を開始すると、データ処理装置４１は認証シーケンスを開始し、再生装置２１に対し以降使用する識別子「ＩＤ」を要求する。識別子「ＩＤ」は、データ処理装置４１と再生装置２１との間で行われる通信データのアドレス的なものであり、コマンド毎に用いられ、図５に示すように、一時記憶手段２１４、４１７へのデータ格納、及びその読出しの際、識別子に関連付けて行われる。再生装置２１は空いているＩＤを現在の要求に対する識別情報として割り当て、そのＩＤをデータ処理装置４１へ伝送する。データ処理装置４１は受け取ったＩＤを再生装置２１の場合と同様に、以降使用する識別子「ＩＤ」として一時記憶手段４１７に記憶する。
【００２８】
次に、「再生装置の認証」では、データ処理装置４１において、内部の暗号化と認証を行う部分にある乱数発生手段で毎回異なる乱数鍵（Challenge Key ：以下、ＣＨＡＬＬ  ＫＥＹともいう）１を生成し、前記ＩＤを付けて再生装置２１に送る。また、データ処理装置４１は内部の復号化部・認証部４１５でＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ１から所定アルゴリズムにより中間鍵「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲１▼」を生成しておく。この際、ＩＤとの関連付けによりＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ１とＩＮＴ  ＫＥＹ▲１▼を一時記憶手段４１７に記憶しておく。再生装置２１では、データ処理装置４１から送られたＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ１から、再生装置２１側にあらかじめ格納してある上記と同じ所定アルゴリズムにより中間鍵「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲２▼」を生成し、これらをＩＤとの関連付けで一時記憶手段２１４に格納する。その後、再生装置２１は中間鍵ＩＮＴ  ＫＥＹ▲２▼にＩＤを付加して、データ処理装置４１へ送信する。データ処理装置４１では再生装置２１から送られてたＩＮＴ  ＫＥＹ▲２▼と、一時記憶手段４１７に記憶してあるＩＮＴ  ＫＥＹ▲１▼とを照合し、両者が等しいか否かを判断し、等しくない場合は「認証失敗」として再生装置２１との接続を切断（ディスコネクト）する。
【００２９】
次に、「データ処理装置の認証」では、前のステップとは反対に、再生装置２１は内部の暗号化及び認証を行う部分にある乱数発生手段でＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ１とは異なり、かつ、毎回異なる乱数鍵「ＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ２」を生成し、前記ＩＤを付けてデータ処理装置４１に送る。再生装置２１の内部ではこのＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ２から前のステップと同様に、再生装置２１の内部の認証手段２１５で中間鍵「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲３▼」を生成し、ＩＤと関連付けて乱数鍵ＣＨＡＬＬＫＥＹ２と中間鍵ＩＮＴ  ＫＥＹ▲３▼を一時記憶手段２１４に記憶しておく。
データ処理装置４１では送られたＩＤ付きＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ２から中間鍵「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲４▼」を生成し、ＩＤを識別してＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ２とＩＮＴ  ＫＥＹ▲４▼を一時記憶手段４１７に記憶しておく。再生装置２１は前の認証作業と同様に、データ処理装置４１から送られてきたＩＮＴ  ＫＥＹ▲４▼と一時記憶手段２１４に記憶してあるＩＮＴ  ＫＥＹ▲３▼とを照合し、両者が等しいか否かを判断し、等しくない場合は「認証失敗」としてデータ処理装置４１との接続を切断（ディスコネクト）する。
【００３０】
次に、「ＢＵＳ  ＫＥＹの生成」では、再生装置２１とデータ処理装置４１との相互の認証が成功したので、次のステップで使用するデータ暗号化のための鍵情報（暗号鍵）である「ＢＵＳ  ＫＥＹ」を生成する。再生装置２１では相互認証の際に得た「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲２▼」と「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲３▼」とから所定アルゴリズムによりＢＵＳ  ＫＥＹを算出し、一時記憶手段２１４に記憶しておく。また、データ処理装置４１では同様に「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲１▼」と「ＩＮＴ  ＫＥＹ▲４▼」とから独自に同じアルゴリズムにより「ＢＵＳ  ＫＥＹ」を算出し、一時記憶手段４１７に記憶しておく。
【００３１】
次に、「データ暗号化とデータ伝送」では、データ処理装置４１がアプリケーション・プログラムの必要に応じてＤＳＭに記録されたデータを再生装置２１から読み出すため、ＩＤを付加した読み出しコマンドを再生装置２１に送る。再生装置２１ではＩＤを識別して該当する一時記憶場所から鍵情報ＢＵＳ  ＫＥＹを読み出し、伝送すべきデータを暗号化し、ＩＤを付加してデータ処理装置４１へ伝送する。データを受け取ったデータ処理装置４１ではＩＤを識別して該当する一時記憶場所からＢＵＳ  ＫＥＹを読み出し、これを用いてデータを復号する。
【００３２】
以上の手順により再生装置２１とデータ処理装置４１とでデータの暗号化、復号化がそれぞれ可能になる。ここで、従来にないＩＤの付与と一時記憶手段への中間鍵の記憶により、上記手順のいずれのステップでも中断が可能になる。したがって、時分割処理を行えば、複数の認証作業や暗号化、復号化が同時に進行可能であり、現行のＣＳＳの問題点である単一の伝送路による連続的なデータ伝送、若しくは１対１の専有状態での認証では不可能なＯＳでのマルチタスク対応が実現でき、アプリケーションの多様化とマルチタスクへの対応が可能になる。
【００３３】
図７は暗号化部・認証部２１２若しくは復号化部・認証部４１５をさらに実際の構成に近い形で示した図である。入力されたデータはデータ処理装置５００で制御手段により、コマンドとステータスレジスタ５０１を介して、指示された処理を行うため、周辺にある様々な処理部分に送られる。
乱数発生手段５０２は前記ＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ１、２を生成する部分であり、認証処理手段５０３はＣＨＡＬＬ  ＫＥＹからＩＮＴ  ＫＥＹ▲１▼、ＩＮＴ  ＫＥＹ▲４▼（又はＫＥＹ▲２▼、ＫＥＹ▲３▼）を算出し、これらを一時記憶レジスタ５０５ に記憶させた後、最終的にはＩＮＴ  ＫＥＹの一致を確認する。また、確認終了後、暗号化処理手段（又は復号化処理手段）５０４は中間鍵ＩＮＴ  ＫＥＹからＢＵＳ  ＫＥＹを生成し、入力データを暗号化若しくは復号化する。数値テーブル（ＲＯＭ）５０６及びワーキングレジスタ５０７はそれらの処理において使われる数値テーブルを記憶する部分と作業用のＲＡＭである。周辺の処理部分で処理された入力データは、再びデータ処理装置５００に戻り、出力される。
【００３４】
上記実施の形態の形態では、図６に示すようにデータ処理装置側から再生装置に対してＩＤ（識別子）を要求して、伝送されるＩＤを使用しているが、最初からデータ処理装置側にＩＤを備えておき、再生装置側に伝送するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、図６に示すように再生装置の認証とデータ処理装置の認証との２段階の認証作業を行っているが、必要に応じて一方のみの認証として、他方を省略することもできる。この場合、鍵情報ＢＵＳ  ＫＥＹ生成のために必要な２つの中間鍵ＩＮＴ  ＫＥＹのうち、１つは他方の装置から伝送により受領することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、ＩＤの付与と一時記憶場所への中間鍵の記憶により、暗号化、認証若しくは復号、認証のいずれの中途ステップでも処理の中断が可能になり、時分割処理を行うことで複数の認証作業や暗号化、復号化を同時に進行させることが可能となる。つまり、現行のＣＳＳの問題点である単一伝送路による連続的なデータ伝送、若しくは１対１の専有状態での認証では不可能なＯＳのマルチタスク対応が実現でき、アプリケーションの多様化と映画などの再生画像のマルチウインドウ表示などのマルチタスク化への対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る情報処理装置の実施形態の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態を構成する再生装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す実施形態を構成するデータ処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す実施形態を構成するデータ処理装置から再生装置へ送られるコマンドの構造と、再生装置からデータ処理装置へ送られるデータの構造を示した図である。
【図５】図２に示す再生装置及び図３に示すデータ処理装置を構成する一時記憶手段の構造を示した図である。
【図６】図１に示す実施形態の動作を説明するために、再生装置とデータ処理装置との間のデータのやりとりのシーケンスを示す図である。
【図７】図２及び図３に示す装置の主要素の詳細な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１〜１ｎ  デジタル情報を蓄積する媒体（ＤＳＭ）
２１〜２ｎ  再生装置
３１  データバス
４１  データ処理装置
２１１  再生手段
２１２  暗号化部・認証部
２１３  暗号化手段
２１４  一時記憶手段
２１５、４１６  認証手段
２１６  制御手段
２１７、４１１  インターフェース（Ｉ／Ｆ）
４１４  デコーダカード
４１５  復号化部・認証部
４１７  一時記憶手段
４１８  暗号復号化手段
４２１  ホストＣＰＵ（制御手段）
４２５  デコーダ部
４２６  データ分離手段
４２７  ビデオデコーダ
４２８  オーディオデコーダ
５００  データ処理装置
５０１  コマンドとステータスレジスタ
５０２  乱数発生手段
５０３  認証処理手段
５０４  暗号化（又は復号化）処理手段
５０５  一時記憶レジスタ
５０６  数値テーブル（ＲＯＭ）
５０７  ワーキングレジスタ
ＢＵＳ  ＫＥＹ  鍵情報（暗号鍵）
ＣＨＡＬＬ  ＫＥＹ  （乱数鍵）
ＩＤ  識別子
ＩＮＴ  ＫＥＹ  中間鍵
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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