(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダ（１２）と暗号化されたペイロードデータを含むペイロードデータブロック（１４）を含むペイロードデータストリーム（１０）を作成する装置であり、以下のものを含む、
ペイロードデータを暗号化するためのペイロードデータ暗号化アルゴリズムのペイロードデータキーを生成する手段（１０２）、
ペイロードデータストリーム（１０）のペイロードデータブロック（１４）の暗号化部分（１６）を得るために、ペイロードデータキー及びペイロードデータ暗号化アルゴリズムを使用してペイロードデータの第１部分（１６）を暗号化するが、ペイロードデータの第２部分（１８）は暗号化しない手段（１０４）、
ヘッダ（１２）の少なくとも一部及びペイロードデータの非暗号化第２部分（１８）を特徴づける情報を引き出すために、ヘッダ（１２）の少なくとも一部及びペイロードデータの非暗号化第２部分（１８）を処理する手段（１０６）、
基本値を得るために、逆転可能な論理連結を用いて前記情報とペイロードデータキーを連結する手段（１０８）、
ペイロードデータキーの暗号化版である出力値（４６）を得るために、非対称暗号化方法で、それぞれ非対称暗号化方法のための公用キー（Ｏ）及び個人キー（Ｐ）である互いに異なる二つのキー（Ｐ，Ｏ）のうちの一つを使用して基本値を暗号化する手段（１１０）、
ペイロードデータストリーム（１０）のヘッダ（１２）に出力値（４６）を入力する手段（１１２）。
【請求項２】
請求項１記載の装置であり、ペイロードデータ暗号化アルゴリズムは対称暗号化アルゴリズムである。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の装置であり、逆転可能な論理連結は自己逆転的であり、ＸＯＲ連結を含む。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３記載の装置であり、互いに異なる二つのキー（Ｐ，Ｏ）のうちの一つはペイロードデータストリームの作成者の個人キー（Ｐ）であるか又はペイロードデータストリームの顧客の公用キー（Ｏ）である。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の装置であり、前記処理する手段（１０６）はハッシュサムを形成するものである。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の装置であり、更に以下のものを含む、
処理する手段（１０６）で使用されたアルゴリズムをヘッダへのエントリー（６８）によって確認する手段。
【請求項７】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の装置であり、更に以下のものを含む、
ペイロードデータストリーム（１０）がどのように使用されることが許可されているのかに関するライセンスデータ（３０）をヘッダ（１２）に入力する手段。
【請求項８】
請求項７記載の装置であり、情報を引き出すために処理される（１０６）ペイロードデータストリームの一部はライセンスデータ（３０）を含む。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８記載の装置であり、処理する手段は更に以下のものを含む、
ヘッダ（１２）内の出力値へのエントリー（４６）を既定値にセットし、既定値にセットされたエントリー（４６）を含めてヘッダ（１２）を処理する手段（１０６）。
【請求項１０】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９記載の装置であり、更に以下のものを含む、
ヘッダ（１２）内にあり、ペイロードデータストリーム（１０）内の情報を引き出すために処理される（１０６）部分に属する提供者エントリー（４２）によって、ペイロードデータストリーム（１０）の提供者（４２）を確認する手段、
ヘッダ（１２）内にあり、ペイロードデータストリーム（１０）内の情報を引き出すために処理される（１０６）部分に属するユーザーエントリー（４４）によって、ペイロードデータストリーム（１０）のユーザー（４４）を確認する手段。
【請求項１１】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０記載の装置であり、更に以下のものを含む、
ペイロードデータストリーム（１０）のヘッダ（１２）内のエントリー（４０）によってペイロードデータ暗号化アルゴリズムを確認する手段。
【請求項１２】
ヘッダ（１２）及び暗号化されたペイロードデータを有する第１部分（１６）と暗号化されていないペイロードデータを有する第２部分（１８）を含むペイロードデータブロック（１４）を含む暗号化されたペイロードデータストリーム（１０）を解読する装置であり、ヘッダ（１２）は個人キー（Ｐ）及び公用キー（Ｏ）を含む異なる二つのキー（Ｐ，Ｏ）のうちの一つを使用して非対称暗号化方法による基本値の暗号化により生成された出力値（４６）を含み、該基本値は、暗号化されたペイロードデータを有する第１部分（１６）がペイロードデータ暗号化アルゴリズムを使用して暗号化される際に用いられたペイロードデータキーとペイロードデータの非暗号化第２部分（１８）とヘッダ（１２）の少なくとも一部に対する処理（１０６）によって引き出された情報との連結を表し、該情報はペイロードデータストリーム（１０）のある一部分とヘッダ（１２）の少なくとも一部を明瞭に特徴づけるものであり、該装置は以下のものを含む、
ヘッダ（１２）から出力値（４６）を得る手段（１２０）、
基本値を得るために、非対称暗号化方法のキーであって、基本値の暗号化に使用されたものとは異なるキーを使用して出力値（４６）を解読する手段（１２２）、
非暗号化第２部分（１８）とヘッダ（１２）の少なくとも一部を特徴づける情報を引き出すために、暗号化の際に使用された処理方法を使用してペイロードデータの非暗号化第２部分（１８）とヘッダ（１２）の少なくとも一部を処理する手段（１２４）、
ペイロードデータキーを得るために、暗号化の際に使用されたのと同様の連結を使用して前記情報と基本値を連結する手段（１２６）、
暗号化の際に使用されたペイロードデータキー及びペイロードデータ暗号化アルゴリズムを使用して、暗号化されたペイロードデータを含む第１部分（１６）を解読する手段（１２８）。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置であり、ヘッダ（１２）は、ペイロードデータストリーム（１０）がどのように使用され得るのかに関するライセンス情報（３０）を含む。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置であり、更に以下のものを含む、
ライセンス情報（３０）が解読を許可しているかどうかをチェックする手段、
解読が許可されていない場合に、解読する手段（１２８）の処理をキャンセルする手段。
【請求項１５】
請求項１２、請求項１３又は請求項１４記載の装置であり、ヘッダ（１２）はユーザーエントリー（４４）を含み、該装置は更に以下のものを含む、
ユーザーエントリー（４４）によって現在のユーザーが認められているかどうかをチェックする手段、
ユーザーが認められていない場合に、解読する手段（１２８）の処理をキャンセルする手段。
【請求項１６】
請求項１２、請求項１３、請求項１４又は請求項１５記載の装置であり、暗号化の際に使用された一つのキーは非対称暗号化方法の個人キー（Ｐ）であり、解読の際に使用された他方のキーは非対称暗号化方法の公用キー（Ｏ）である。
【請求項１７】
請求項１２、請求項１３、請求項１４又は請求項１５記載の装置であり、暗号化の際に使用された一つのキーは非対称暗号化方法の公用キー（Ｏ）であり、解読の際に使用された他方のキーは非対称暗号化方法の個人キー（Ｐ）である。
【請求項１８】
請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６又は請求項１７記載の装置であり、処理する手段（１２４）は、非暗号化第２部分（１８）とヘッダ（１２）の少なくとも一部を特徴付ける情報として、ハッシュサムを形成するものである。
【請求項１９】
請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７又は請求項１８記載の装置であり、連結する手段（１２６）はＸＯＲ連結を使用するものである。
【請求項２０】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８又は請求項１９記載の装置であり、パーソナルコンピュータ、ステレオシステム、自動車ハイファイ機器、半導体プレーヤ又はハードディスク若しくはＣＤ−ＲＯＭを備えた再生装置として実行される装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はペイロードデータの暗号化及び解読、特にペイロードデータがあるキーによって暗号化され、そのキーは、次にはペイロードデータの顧客が選択可能な送信を実現するために暗号化されるという暗号化概念に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
テレコミュニケーションネットワークの発現と共に、そして特にマルチメディアデータが可能なパーソナルコンピュータと、ごく最近ではいわゆる半導体プレーヤの大きな普及によって、デジタルオーディオデータやデジタルビデオデータのようなデジタルマルチメディアデータを産業的に市場に送り出す必要性が出て来た。テレコミュニケーションネットワークは、例えばアナログ電話回線やＩＳＤＮのようなデジタル電話回線あるいはインターネットである。マルチメディア製品の産業的なプロバイダの間では、マルチメディアデータを売る又は貸す必要があり、顧客にとってはいつでもあるカタログからある製品を個々に選ぶことが可能である。そして、この製品はもちろんそれのために料金を支払った顧客のみが使用されることが許される。
【０００３】
テレビのチャンネルのような公知の暗号化されたテレビのプログラムでは、送信されたデータはいくらかの料金を支払って適当な解読装置を得た全てのユーザーにとって同じ方法で暗号化される。これとは違い、本発明は、個々の顧客が選択可能で安全なマルチメディアデータの暗号化及び解読を可能にする方法及び装置を提供するものである。前述したような、ユーザーがその全てに同意しなければならないある特定のプログラムを与えるテレビチャンネルとは違い、本発明の方法及び装置はユーザーに最大限の選択の自由を与えるものであり、これは、ユーザーが実際使用したい製品だけに料金を支払うことになる。
【０００４】
ＤＥ１９６２５６３５Ｃ１はマルチメディアデータを暗号化し解読する方法及び装置を記載している。マルチメディアデータは、送信先データブロックとペイロードデータブロックを含む暗号化されたマルチメディアファイルという形で存在する。送信先データブロックの各部分とペイロードデータブロックの少なくともいくつかの部分は異なるキーによって暗号化され、特に、対称暗号化方法が用いられる。
【０００５】
対称暗号化方法には、一方では比較的に早く機能するという利点があり、他方ではそのファイルを解読したいユーザーは、プロバイダ、例えば、マルチメディアデータを暗号化しそれを顧客に売るドイツの企業、ドイチェテレコムと同じキーが必要である。このように、プロバイダ及びユーザーつまり顧客の両方が、一方では、ＤＥＳやブローフィッシュのような、多数の可能な対称暗号化アルゴリズムを有する表を持ち、他方では、プロバイダがマルチメディアデータの送信先データブロックへのエントリーを作り、このエントリーはユーザーによって暗号化のための正しいキーを選択するために彼のキーとなる表にアクセスするのに用いられるように、可能なキーのための表を持っている。
【０００６】
ＭＰ３標準の急速な普及に伴って、いわゆる半導体プレーヤが市場に発現した。これらのプレーヤは、マルチメディアデータを解読し、再生するために使用される。これらの機械は価値あるように意図され、ゆえに、限られたメモリ容量と計算能力を有するのみである。存在するリソースが目下のところマルチメディアを解読するのに必要なリソースを上回るパーソナルコンピュータとは異なり、半導体プレーヤあるいは自動車のハイファイ機器であるステレオシステムは、市場への激しい戦いにおいて競争力のあるものであるために、価値あるものであらねばならない。その上、これらの機器を、解読し、解読されたマルチメディアを再生する際に、計算能力とメモリ容量に関してできる限り解き放つ必要がある。他方、用いられる暗号化技術が顧客にとって信頼するに足る程、そして暗号化されたマルチメディアデータであってもその乱用を防止できる程に安全であるという要求が尚もある。更に、著作権の侵害、特に、マルチメディアデータが著者又は営利企業の許可無しに再生されたり、あるいはデータが許可無しに変更される場合に効果的に戦わねばならない。
【０００７】
本発明の目的は、マルチメディアデータの暗号化及び解読それぞれのための効果的で安全な概念を創造することにある。
【０００８】
【発明の構成、作用及び効果】
この目的は、請求項１に係る暗号化されたマルチメディアデータストリームを作成する装置、請求項１２に係る暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読する装置によって達成される。
【０００９】
本発明は、安全で効率的な暗号化を達成するためにはいわゆるハイブリッド暗号化方法が採用されなければならないという事実に基づいている。ハイブリッド暗号化方法では、ペイロードデータの暗号化及び解読それぞれのためには、例えば対称暗号化方法やスクランブリング方法のような速い方法が用いられ、例えば対称暗号化概念のためのペイロードデータキーを暗号化するためには遅い非対称暗号化概念が用いられる。そして、ユーザーにこの暗号化された形態でそれを送信し、ユーザーが暗号化されたペイロードデータストリームを解読することができるようにする。さらに、ペイロードファイル又は連続的なデータストリームである暗号化されたペイロードデータストリームは、非合法的な操作から保護されなければならない。これを実現するための効率的な方法は、計算時間に関してできる限りの時間節約を考えると、ペイロードデータストリーム自身をペイロードデータキーを暗号化する非対称暗号化方法に含ませることである。
【００１０】
この段階で、一般的にペイロードデータは、マルチメディアデータ、つまりオーディオデータ、ビデオデータあるいはオーディオデータとビデオデータの組み合わせ、また、例えばテキストデータや例えば実効可能なプログラムのような２値データさえも含むということを明記しておく。実用的な理由で、本発明の主旨はマルチメディアデータを使用して開示される。しかし、暗号化が要求される全てのペイロードデータが本発明に係る装置及び方法によって処理され得ることは明らかである。
【００１１】
好ましくは、マルチメディアデータストリームの一部のハッシュサムが作成される。この部分は一方ではマルチメディアストリームの単にヘッダであっても良いし、また他方、暗号化及び解読されたマルチメディアデータ自身の部分を含むものであってもよい。
【００１２】
少なくとも一部の暗号化されたマルチメディアデータと共に、ある意味でマルチメディアデータストリームという形で顧客に送信されるヘッダの出力値は、マルチメディアキーの暗号化版を表す。これにより、非対称暗号化方法のためのキーとは別に、この出力を再び正確に解読するためのマルチメディアキーを得るために、これは、マルチメディアデータそのものの部分であるだけでなく、プロバイダによって生成された個々のデータ、例えばユーザーが暗号化されたマルチメディアデータをどのように使用することが許されているのかに関するライセンスデータであってもよい。例えば、もしユーザーがマルチメディアのある部分を使用する彼の権利期限を変更することによってヘッダを操作した場合、出力値の正確な解読がもはや不可能であるので、暗号化されたマルチメディアデータを解読するための正確なキーを決して見つけ出すことはできない。
【００１３】
この方法の実質的な利点は、誰かがヘッダを変更するや否や、ヘッダのハッシュサムもまた変更される。これにより、マルチメディアデータを正しく解読するためのキーを見つけ出すことがもはや不可能になる。このようにヘッダのいかなる変更も、自動的にマルチメディアデータ自身の破壊につながる。
【００１４】
この「内包的な」ヘッダの保護はヘッダの暗号化を含んではいない。このことは、それが解読される必要がない理由であり、次には再生機器のリソースを節約するのに使用され得るという事実である。もちろん、このようなヘッダの暗号化は、そのような希望があれば、簡単に行える。
【００１５】
同様に、暗号化されたあるいは暗号化されていないマルチメディアデータ自身がマルチメディアデータキーの暗号化に含まれている場合、マルチメディアデータの変更は全てのマルチメディアデータの自動的な破壊につながる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を、以下のような添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、ヘッダ１２及び暗号化されたマルチメディアデータを含むペイロードデータブロック１４を有する暗号化されたマルチメディアデータストリーム１０を示す。ペイロードデータブロック１４は暗号化部分１６と暗号化部分１６の間の非暗号化部分１８を含む。さらに、本発明により生成されたマルチメディアデータストリームは、ヘッダ１２の直後で暗号化部分１６の前に位置する非暗号化部分２０を含む。
【００１８】
暗号化されるべきマルチメディアデータは、通常、どのような方法でも、例えば、ＭＰＥＧ−２ＡＡＣ、ＭＰＥＧ−４オーディオ又はＭＰＥＧ層３のようなＭＰＥＧ標準によって暗号化される。暗号化されるべきマルチメディアデータのある部分を暗号化するにはこれで十分である。このことは基本的に、データを暗号化するプロバイダ及び次にそのデータを解読する顧客の両方にとって、処理費用の節約につながる。さらに、マルチメディアデータが単に部分的に暗号化されている場合には、非暗号化マルチメディアデータのみを使用するユーザーの聴覚的及び視覚的楽しみは、絶え間なく起こる暗号化ブロックによってひどく損なわれる。
【００１９】
図１はヘッダ１２が暗号化されたマルチメディアデータストリームの最初に配置されているものを示しているが、ヘッダとペイロードデータブロックの配置は暗号化されたマルチメディアデータストリームの送信に関わるものではない。「ヘッダ」という言葉は、この暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読するための解読装置において、最初にマルチメディアデータ自身よりも先に少なくともヘッダ部分を解読するように要求していることを表しているだけである。送信媒体によって、ヘッダはペイロードデータブロックのどこかに配置されていてもよいし、あるいは、例えばマルチメディアデータストリームのパケット本位の送信、これは、ヘッダを含むパケットとペイロードデータブロックの一部を含むパケットという異なるパケットが、受信順序が送信順序と一致しなくても良いように物理的に異なる送信方法で送信するというものであるが、この場合は、ペイロードデータブロックのある部分の後に受信してもよい。しかし、この場合、解読装置は、受信したパケットを保存でき、解読を始めるための情報がヘッダから抜粋されるように再びそれらを並べることができるものであらねばならない。暗号化されたマルチメディアデータストリームはファイルという形で存在してもよいし、あるいは、例えばマルチメディアイベントの生放送を考えた場合、実際のデータストリームという形で存在する。この応用は、特にデジタルユーザー選択放送に適応されるものであろう。
【００２０】
暗号化部分１６の長さは２２という値で表され、暗号化されたマルチメディアデータストリーム内のある暗号化部分１６の始めから次の暗号化部分１６の始めまでの距離はステップ２４として表されている。暗号化部分２０には第１ステップ２６が与えられている。
【００２１】
これらの値２２，２４，２６は明らかに、解読装置の中でマルチメディアデータを正確に解読するのに要求される。これは、後述するように、これらがヘッダ１２に入れられなければならない理由である。
【００２２】
図２は、ヘッダ１２及びペイロードデータブロック１４から成る暗号化されたマルチメディアデータストリーム１０をより詳細に示す。ヘッダ１２は、以下に、特に図３を参照して説明するように、いくつかのサブブロックに分けられている。サブブロックの数と機能は随意に拡大可能である。従って、図２では、ヘッダ１２のいくつかのサブブロックが単に例として挙げられているだけである。ヘッダは、図２に示されているように、いわゆる暗号ブロック２８を含み、この暗号ブロック２８は、概して言えば、マルチメディアデータを暗号化するための関連情報を含んでいる。更に、ヘッダ１２は、ユーザーが暗号化されたマルチメディアストリームをどのように使用することが可能であるのか又は許されているのかに関するデータを含むいわゆるライセンスブロック３０を含んでいる。ヘッダ１２はさらにペイロードデータブロック１４に関する情報及びヘッダ１２自身に関する一般的な情報を含むペイロードデータ情報ブロック３２を含んでいる。また、ヘッダ１２はいわゆる反復的なヘッダ構造を可能にする旧ヘッダブロック３４を含んでいてもよい。このブロックにより、解読装置とは別に暗号化装置をも所有するユーザーにとって、配信者によって与えられた元のヘッダ情報を失ったり変更することなしに、彼の所有する他の再生装置のために暗号化されたマルチメディアデータストリームを再フォーマットすることが可能になる。応用方法によっては、更なるサブブロック、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１１４９６−１、ＭＰＥＧ−４システム、１９９８による著作権情報をも含むＩＰ情報ブロック（ＩＰは知的財産権）をヘッダ１２に付加することもできる。
【００２３】
本分野において一般的であるように、内部ブロック構造は各ブロックに割り当てられ、この構造は最初にブロックアイデンティフィケータを要求し、サブブロックの長さを含み、最後にそのブロックのペイロードデータを与える。このように、暗号化されたマルチメディアデータストリーム、特に暗号化されたマルチメディアデータストリームのヘッダに、更なるサブブロックを付加できるように、又、現存するサブブロックを削除できるように、新しい要求に反応することができるような大きな融通性が与えられている。
【００２４】
図３は、図２に示されている個々のサブブロックのブロックペイロードデータの概略図である。
【００２５】
最初に暗号ブロック２８を説明する。これは、好ましい実施形態で使用される対称暗号化アルゴリズム、これはマルチメディアデータを暗号化する際に使用されたものであるが、このアルゴリズムを確認するマルチメディアデータ暗号化アルゴリズムへのエントリー４０を含んでいる。エントリー４０は表の索引であり、解読装置はエントリー４０を読取った後、複数の暗号化アルゴリズムから、暗号化装置が使用した暗号化アルゴリズムを選択することができる。既に図１に関連して述べたように、暗号ブロック２８は更にエントリー第１ステップ２６、エントリーステップ２４及びエントリー量２２を含んでいる。ヘッダ内のこれらのエントリーにより、解読装置は暗号化されたマルチメディアデータストリームをこれらに基づいてさらに分類することができ、正確な解読が可能になる。
【００２６】
暗号ブロック２８はさらに配信者又はプロバイダ又は提供者４２のエントリーを含み、このエントリーは暗号化されたマルチメディアデータストリームを作成した配信者のためのコードである。エントリーユーザー４４は、暗号化されたマルチメディアデータストリームをエントリー４２によって認識される配信者から何らかの方法で獲得したユーザーを認識する。ユーザー認識コードを装置独自の方法で実行することは、これらの認識コードの可能な応用方法である。エントリーユーザーは、ＰＣ、ラップトップ、自動車用ハイファイ装置、家庭用ステレオシステム等の連番を含み、特定の機器のみで再生可能である。融通性及び／又は安全性の更なる拡大のために、例えばＰＣのハードディスクサイズ、プロセッサ番号等の論理的連結のような特別な認識コードが、各製造元によって異なっているように思えるが、偶然に一致するかもしれないという連番の代わりに使用され得るであろう。
【００２７】
エントリー４６は後に詳述する出力値を含んでいる。この出力値は概してマルチメディアデータキーの暗号化版を表し、これは、エントリー４０によって認識されるマルチメディアデータ暗号化アルゴリズムに関して、ペイロードデータブロック１４に存在する暗号化されたマルチメディアデータ（図１中部分１６）を正確に解読するために必要である。将来の応用のための十分な融通性を達成するために、二つのエントリーの出力値長さ４８と出力値マスク５０が更に与えられている。エントリー出力値長さ４８は出力値４６の実際の長さを示している。しかし、融通性のあるヘッダフォーマットを達成するために、出力値が実際含んでいるよりも大きなバイトがヘッダフォーマットに出力値のために与えられている。出力値マスク５０は、短い出力値が長い出力値の場所にどのような方法で配置されるかを示している。例えば、出力値長さがこの出力値のための場所の大きさの半分である場合、出力値マスクの最初の半分がセットされ、後の半分がマスクされるように出力値マスクが形成される。この場合、この出力値は、統語論に基づいてヘッダに与えられた場所に単に入れられ、最初の半分に配置され、残りの半分は出力値マスク５０のために無視されることになる。
【００２８】
ここで、ヘッダ１２のライセンスブロック３０を説明する。ライセンスブロックはエントリービットマスク５２を含んでいる。このエントリーは暗号化されたマルチメディアデータの再生のための又は一般的な使用のためのある特定の情報を含んでいる。このエントリーにより、解読装置は特に、ペイロードデータが局部的に再生可能であるのかどうかを判断することができる。その上、この点で、挑戦的応答方法が暗号化のために使用されたのかどうかを知らせてもよい。挑戦的応答方法は、前述のドイツ特許公報ＤＥ１９６２５６３５Ｃ１に記載されており、効率的なデータベースアクセスを可能にするものである。
【００２９】
エントリー期限５４は、暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読できる許可期限が切れる時点を示している。解読装置はこの場合、エントリー期限５４をチェックし、それを内部の時計装置と比較し、期限が過ぎている場合には暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読しない。これにより、プロバイダは、暗号化されたマルチメディアデータの使用を限られた期間だけ許可することができ、これは、もっと融通性のある取り扱い及び料金設定という利点になる。この融通性はさらに、暗号化されたマルチメディアファイルの解読がいつから許可されるのかを特定するエントリー開始日５６によって支持されている。解読装置はエントリー開始日を内部時計と比較し、現在時点が開始日５６よりも後である場合にのみ、暗号化されたマルチメディアデータの解読を実行する。
【００３０】
エントリー許可再生回数５８は、暗号化されたマルチメディアデータストリームがどれほどの頻度で解読され得る、つまり再生され得るのかを示している。これは、例えば、暗号化されたマルチメディアデータストリームの無制限の使用のために必要とする金額よりも小さいある金額に相当するある再生回数のみを許可するようなプロバイダの融通性をさらに拡大する。
【００３１】
エントリー許可再生回数５８を確かめ支持するために、ライセンスブロック３０はさらに例えば暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読するごとに１インクリメントされるエントリー実質再生回数６０を含む。解読装置はこのようにエントリー実質再生回数がエントリー許可再生回数よりも小さいかどうかを常にチェックし、マルチメディアデータの解読が実行される。もしそうでない場合は、解読はもはや実行されない。
【００３２】
エントリー５８，６０と同様に、エントリー許可コピー回数６２と実質コピー回数６４が含まれている。これらの二つのエントリー６２，６４によって、マルチメディアデータのユーザーはプロバイダによって許可された、又はそのマルチメディアデータを買う際に支払った料金によって許可された頻度でしかマルチメディアデータをコピーできない。エントリー５８〜６４によってより効果的な著作権の保護が確立され、個人的なユーザーと産業的なユーザーの間の選択は、例えばエントリー許可再生回数５８及び許可コピー回数６２を小さい値に設定することによって達成できる。
【００３３】
ライセンシングは例えば、オリジナルをある回数コピーすること（エントリー６２）は許可されるが、コピーのコピーは許可されないように設定されている。コピーのヘッダは、オリジナルのヘッダとは異なり、このコピーを適当な暗号化／解読装置によってはもはやコピーできないように、エントリー許可コピー回数として０が設定される。
【００３４】
ここに示すマルチメディアデータ保護プロトコル（ＭＭＰ）のための例では、ヘッダ１２は更にペイロードデータ情報ブロック３２を含んでいる。この場合、ペイロードデータ情報ブロック３２は二つのブロックペイロードデータエントリー６６，６８を含むのみであり、エントリー６６は全ヘッダのハッシュサムを含み、エントリー６８はその全ヘッダのハッシュサムを形成するのに使用したアルゴリズムの型を認識する。
【００３５】
本明細書では、例えば、対称暗号化アルゴリズム、非対称暗号化アルゴリズム及びハッシュアルゴリズムの詳細な説明を含むＢｒｕｃｅ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ（ＩＳＢＮ ０ ４１７−１１７０９−９）”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ”第２版、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、Ｉｎｃ．を参照している。
【００３６】
ヘッダ１２は最後に、図３には示されていないが、同期情報と共にエントリー旧ヘッダ７０を含む旧ヘッダブロック３４を含んでいる。エントリー旧ヘッダ７０では、ユーザーが彼自身で暗号化を実行し新しいヘッダ１２を作成した場合、プロバイダがヘッダに載せた重要な情報が失われないように、旧ヘッダはプロバイダによって保持され得る。この目的のために、著者情報（ＩＰ情報ブロック）は、例えば以前のユーザー情報や配信者情報を算入し、これにより、例えば幾度か異なる機器で解読及び暗号化されたマルチメディアファイルを元々のプロバイダまで透明にさかのぼることができ、著者情報が維持される。このように、暗号化されたマルチメディアファイルが合法的に獲得されたものであるか又は非合法的に獲得されたものなのかをどの時点においてもチェックすることができる。
【００３７】
暗号化されたマルチメディアデータストリームのフォーマット及び暗号化／解読装置の種々の機能を上記に説明し、ここで、本発明に係るマルチメディアデータの暗号化方法を図４を参照して説明する。本発明の好ましい応用例では、本発明の暗号化方法は配信者によって実行される。配信者は、ハイブリッド暗号化方法、つまりマルチメディアデータを暗号化するには対称暗号化方法を、マルチメディアデータキーを暗号化するには非対称暗号化方法を実行することが好ましい。
【００３８】
マルチメディアデータを配信者から購入したい顧客つまりユーザーは最初に配信者とコンタクトを取り、例えば、配信者が料金を請求できるクレジットカード番号を配信者に伝える。そして顧客は配信者から対称暗号化方法の表を受信する。さらに、配信者と顧客は彼らそれぞれの公用キーを交換する。これで、ユーザーは配信者にあるマルチメディア商品を注文すれば、配信者はこの顧客のための顧客選択暗号化を実行する。
【００３９】
暗号化されたマルチメディアデータストリームを作成する詳しいステップを以下に記す。配信者は、まず、その時までの可能な限りのマルチメディアファイルのためのヘッダ１２を作成する（１００）。図３より明らかなように、出力値はこの時点ではまだ可能ではない。そのせいで、出力値のエントリーはヘッダ１２が可能な限り作成されるステップ１００においては、空のままである。しかし、暗号ブロックの他の全てのエントリーとライセンスブロックの他の全てのエントリーは既に存在している。全ヘッダに関するエントリー６６内のハッシュサムや他のどのようなデジタルサインも、しかしまだ存在しておらず、これがこのエントリーが空のままである理由である。エントリー旧ヘッダ７０は、このマルチメディアファイルが配信者によって最初に暗号化されている場合、空のままである可能性が非常に高い。しかし、もしこの配信者がこのマルチメディアファイルを他の配信者から獲得したのであれば、エントリー７０には既にデータがあるかもしれない。ステップ１０２では、配信者はマルチメディアデータキーＫを確立する。このマルチメディアデータキーは、エントリー４０（図３参照）によって認識されたマルチメディアデータ暗号化アルゴリズムと共に、ステップ１０４で実行されるマルチメディアデータの暗号化を可能にする。
【００４０】
本発明によれば、ヘッダのハッシュサムが形成され、ある部分が既定値を有する（ステップ１０６）。図３のヘッダの詳細な説明図では、コラム１０７の右マージンに、ヘッダ１２のそれぞれどの部分またはエントリーが、ステップ１０６（図４参照）でハッシュサムを形成する際に既定値を受けるのかを示している。エントリー出力値６４、エントリー実質再生回数６０、エントリー実質コピー回数６４及びヘッダのエントリーハッシュサム６６、そしてある状況下においては、エントリー７０に点線のクロスが記されているエントリー旧ヘッダ７０が特に、既定値を受ける。ヘッダのある部分は、ステップ１０６でハッシュサムを作成される際に既定値を与えられなければならない。なぜならば、これらはまだ確定されておらず（出力値４６）あるいは、解読装置によって変更される（エントリー６０，６４）からである。エントリー６６、つまりヘッダのハッシュサムもまだ確定されてはいない。その中に出力値４６が当然含まれるからである。
【００４１】
エントリー配信者４２、ユーザー４４及びライセンスブロック３０のエントリーは、しかし、ステップ１０６（図４参照）でハッシュサムを作成する際に含まれている。これにより、ステップ１０６で得られたハッシュサムが基本値を得るためにマルチメディアデータキーと連結されるので（ステップ１０８）、ライセンスブロックエントリーの個人化及び保護のそれぞれが達成される。
【００４２】
そして、ステップ１０８で得られた基本値は顧客の公用キー（Ｏ）によって非対照的に暗号化される（ステップ１１０）。暗号化されたマルチメディアデータストリームを送信可能なフォーマットにするために、ヘッダは最後に、出力値４６がステップ１００で既に作成されたヘッダに取り入れられて完成される（ステップ１１２）。
【００４３】
ステップの順序は、図４に示す実施形態とは異なり、交換されてもよい。マルチメディアデータキーの全体的な暗号化は例えば最初に実行され、その後マルチメディアデータの暗号化が実行される。さらに、ヘッダのハッシュサムはマルチメディアデータキーが作成される前に確定される。さらに、種々の変形が可能である。ステップ１０８はもちろんハッシュサムが確定された直後にも実行してもよい。さらに、ステップ１１０は基本値が確定された直後にのみ実行してもよい。
【００４４】
ステップ１０４でマルチメディアデータキーを有するマルチメディアデータを暗号化するのに、対称暗号化方法が用いられることが好ましい。なぜならば、この場合、比較的大容量のデータが暗号化及び解読されなければならないからである。対称暗号化方法は、よく知られているように、ステップ１１０でマルチメディアデータキーを暗号化するのに用いられるような非対称暗号方法よりも速い。
【００４５】
マルチメディアデータキーＫは、ランダム番号生成器によって生成されることが望ましく、一人の同じ顧客にとってこの暗号化システムに着手することができるだけ困難なように、ステップ１０８で生成される基本値が常に異なる形を取るようにする。
【００４６】
ハッシュサムとマルチメディアデータキーＫを連結するための連結作業は、図５を参照して後述するが、自己逆転連結であるべきである。このような自己逆転連結はＸＯＲ連結であろう。自己連結とは、この連結を二度用いることが出力値と同じ結果を生み出すことを意味している。図５の連結機能が図４の逆転機能であることも可能である。連結機能はこのように逆転可能なものでなければならず、つまり、逆転機能を有していなければならない。
【００４７】
本発明によると、ステップ１１０では非対称暗号化方法が実行される。よく知られているように、非対称暗号化方法では二つのキーが存在し、そのおかげで、暗号化及び解読のそれぞれが互いに異なるキーで可能になる。一つのキーは個人キーＰと呼ばれ、他方は公用キーＯと呼ばれる。非対称暗号化方法は、概して、個人キーを使用して暗号化された解読されるべきデータは、再び公用キーで解読され得るという特徴を持っている。同様に、公用キーを使用して暗号化された解読されるべきデータは、再び個人キーによって解読可能である。従って、個人キーと公用キーは概して交換可能であると推測される。
【００４８】
本発明の一つの特徴は、ステップ１０６，１０８でのヘッダがマルチメディアデータキーの暗号化に含まれることである。あるいは、ペイロードデータブロックの部分が含まれていても良く、それにより、ペイロードデータの許可されていない操作を行うと、そのためにマルチメディアデータストリーム全体が使用できなくなることになる。この場合、解読装置においてマルチメディアデータキーを計算することがもはや不可能になるからである。
【００４９】
ステップ１０６でヘッダのハッシュサムが形成されることは既に述べたが、情報を引き出すためのマルチメディアデータストリームの一部の各処理はマルチメディアデータストリームのその部分を特徴づけながら行うことも可能であることを明記しておく。ここで使用されるハッシュアルゴリズムが複雑であればあるほど、暗号化されたマルチメディアデータストリームは、（非合法的な）目的のために、例えばライセンス情報や配信者又はユーザーの情報を変更しようとしてそれを解読しようとする襲撃者から、より安全に守られることになる。
【００５０】
ここで、顧客によって実行されるであろう解読方法のフローチャートを示す図５を参照する。ステップ１２０で、顧客は最初に暗号化されたマルチメディアデータストリームのヘッダからの出力値を読む。そして彼は各非対称解読（ステップ１２２参照）によってこの出力値の解読を行う。そして顧客の解読装置はヘッダのハッシュサムを形成し、暗号化の際に既定値を有していた部分がまたステップ１２４で同じ既定値を受けることになる。解読された出力値（ステップ１２２参照）を有するハッシュサムが連結され、これによりマルチメディアデータキーが形成される（ステップ１２６）。ステップ１２８では、暗号化されたマルチメディアデータストリームが、ステップ１２６で得られたマルチメディアデータキーを使用してついに解読される。
【００５１】
この解読方法は、基本的には、図４を参照して説明してきた暗号化方法の逆であることは明らかである。図５に示す解読方法では、いくつかのステップが交換可能である。従って、ヘッダのハッシュサムが形成（ステップ１２４）され、その後、出力値が公用キーによって解読（ステップ１２２）されても良い。ヘッダから出力値を読取ること（ステップ１２０）は例えばステップ１２４の後に行っても良いが、いかなる場合も、ステップ１２６の前でなければならない。ステップ１２８はマルチメディデータキーを生成するものであるので、ステップ１２６が実行された後でなければならない。
【００５２】
図５に示す解読方法は、ステップ１２４によって、顧客が通常暗号化されておらず非常に簡単に襲撃者に侵入されてしまうヘッダ１２を変更した場合には、何が起こるかを表している。例えばライセンス情報の開始日及び期限日を変更すれば、ステップ１２４で形成されるヘッダのハッシュサムがステップ１０６（図４）で形成されたハッシュサムとは異なる値を有するという結果に必ずなる。ステップ１２６でのハッシュサムの反復的連結（図５）は、二つのハッシュサム、つまり暗号化の際のハッシュサムと解読の際のハッシュサムが互いに異なれば、もはや正確なマルチメディアキーを得られないという結果になる。このように、ヘッダに操作をすれば、暗号化装置が使用したマルチメディアキーを計算することがもはやできないので正確な解読が不可能になり、マルチメディアデータ全体が使用不可能になる。ヘッダへのいかなる変更も、自動的にマルチメディアデータ自身の破壊につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明よって生成されるマルチメディアデータストリームを示すチャート図。
【図２】  暗号化されたマルチメディアデータストリームのヘッダ及びペイロードデータブロックの詳細な説明図。
【図３】  ヘッダブロックの個々のサブブロックへのエントリーの選択を示す説明図。
【図４】  本発明に係る暗号化されたマルチメディアデータストリームを生成する方法を示すフローチャート図。
【図５】  本発明に係る暗号化されたマルチメディアデータストリームを解読する方法を示すフローチャート図。
【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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