(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後に行うリプレーのためにプログラム素材を記憶させる方法において、
第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とプログラム素材に対するリプレー権利を記述した情報を有するメタデータとを含むデータストリームをチューナによって受信するステップと、
プログラム素材を第１の解読モジュールによって解読するステップと、
第２の暗号化鍵にしたがって、解読されたプログラム素材を暗号化モジュールによって再暗号化するステップと、
暗号化モジュールを使用して、第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵とメタデータとを暗号化し、第４の暗号化鍵を生成させるステップと、
メディア記憶装置中に再暗号化プログラム素材を記憶させるステップと、
第４の暗号化鍵を記憶させるステップと、
記憶された再暗号化プログラム素材を取得するステップと、
第２の解読モジュールを使用して、取得された再暗号化プログラム素材を解読するステップとを含み、
取得された再暗号化プログラム素材を解読するステップは、
記憶された第４の暗号化鍵を読み取るステップと、
第２の解読モジュールを使用して、第３の暗号化鍵によって第４の暗号化鍵を解読して第２の暗号化鍵とメタデータとを生成させるステップと、
解読されたメタデータと他のデータとの比較にしたがって、第２の暗号化鍵と第２の解読モジュールとを使用して再暗号化プログラム素材を解読するステップとを含む方法。
【請求項２】
記憶された第４の暗号化鍵を読み取る前に視聴要求を受け入れるステップと、
プログラム素材に関する請求書情報を記録するステップとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵とメタデータとを暗号化し、第４の暗号化鍵を生成させるステップは、
メタデータによって第２の暗号化鍵を修正するステップと、
第３の暗号化鍵にしたがって、修正された第２の暗号化鍵を暗号化して、第４の暗号化鍵を生成させるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
第２の暗号化鍵は、メタデータから少なくとも部分的に取得される請求項１記載の方法。
【請求項５】
第２の暗号化鍵は、プログラム素材の放送時間から少なくとも部分的に取得される請求項１記載の方法。
【請求項６】
後に行うリプレーのためにプログラム素材を記憶させる受信機において、
第１の暗号化鍵が含まれる暗号化アクセスコントロール情報と、プログラム素材に対するリプレー権利を記述した情報を有するメタデータと、第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とを含むデータストリームを受信するチューナと、
チューナと通信するように結合可能であり、暗号化アクセスコントロール情報を解読して第１の暗号化鍵を生成させる条件アクセスモジュールと、
チューナと通信するように結合され、条件アクセスモジュールと通信するように結合可能であり、第１の暗号化鍵を使用してプログラム素材を解読する第１の解読モジュールと、
第１の解読モジュールと通信するように結合され、メディア記憶装置と通信するように結合可能であり、第２の暗号化鍵にしたがって解読プログラム素材を再暗号化し、第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵とメタデータとを暗号化して第４の暗号化鍵を生成させる暗号化モジュールと、
メディア記憶装置と通信するように結合可能であり、第３の暗号化鍵を使用して第４の暗号化鍵を解読して第２の暗号化鍵とメタデータとを生成させ、解読されたメタデータと他のデータとの比較にしたがって、第２の暗号化鍵を使用して再暗号化プログラム素材を解読する第２の解読モジュールとを具備する受信機。
【請求項７】
再暗号化プログラム素材と第４の暗号化鍵とを記憶および取得するメディア記憶装置をさらに具備する請求項６記載の受信機。
【請求項８】
視聴要求を受け入れるユーザＩ／Ｏ装置と、
プログラム素材に関する請求書情報を受け入れて記憶させる請求書モジュールとをさらに具備する請求項６記載の受信機。
【請求項９】
第２の暗号化鍵と第３の暗号化鍵とが、受信機に対して一意的である請求項６記載の受信機。
【請求項１０】
暗号化モジュールはメタデータによって第２の暗号化鍵を修正し、第３の暗号化鍵にしたがって、修正された第２の暗号化鍵を暗号化して第４の暗号化鍵を生成させることにより、第２の暗号化鍵とメタデータとを暗号化する請求項６記載の受信機。
【請求項１１】
後に行うリプレーのためにプログラム素材を記憶させる方法において、
第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とプログラム素材に対するリプレー権利を記述した情報を有するメタデータとを含むデータストリームをチューナにおいて受信するステップと、
プログラム素材を第１の解読モジュールによって解読するステップと、
メタデータから少なくとも部分的に取得された第２の暗号化鍵にしたがって、解読されたプログラム素材を暗号化モジュールによって再暗号化するステップと、
暗号化モジュールによって、第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵を暗号化し、第４の暗号化鍵を生成させるステップと、
メディア記憶装置中に再暗号化プログラム素材を記憶させるステップと、
第４の暗号化鍵を記憶させるステップと、
記憶された再暗号化プログラム素材を取得するステップと、
第２の解読モジュールを使用して、取得された再暗号化プログラム素材を解読するステップとを含み、
取得された再暗号化プログラム素材を解読するステップは、
記憶された第４の暗号化鍵を読み取るステップと、
第２の解読モジュールを使用して、第３の暗号化鍵によって第４の暗号化鍵を解読して第２の暗号化鍵を生成させるステップと、
解読されたメタデータと他のデータとの比較にしたがって、第２の暗号化鍵と第２の解読モジュールとを使用して再暗号化プログラム素材を解読するステップとを含む方法。
【請求項１２】
記憶された第４の暗号化鍵を読み取る前に視聴要求を受け入れるステップと、
プログラム素材に関する請求書情報を記録するステップとをさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第２の暗号化鍵は、プログラム素材の放送時間から少なくとも部分的に取得される請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
後に行うリプレーのためにプログラム素材を記憶させる受信機において、
第１の暗号化鍵が含まれる暗号化アクセスコントロール情報と、プログラム素材に対するリプレー権利を記述した情報を有するメタデータと、第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とを含むデータストリームを受信するチューナと、
チューナと通信するように結合可能であり、暗号化アクセスコントロール情報を解読して第１の暗号化鍵を生成させる条件アクセスモジュールと、
チューナと通信するように結合され、条件アクセスモジュールと通信するように結合可能であり、第１の暗号化鍵を使用してプログラム素材を解読する第１の解読モジュールと、
第１の解読モジュールと通信するように結合され、メディア記憶装置と通信するように結合可能であり、メタデータから少なくとも部分的に生成された第２の暗号化鍵にしたがって、解読されたプログラム素材を再暗号化し、第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵を暗号化して第４の暗号化鍵を生成させる暗号化モジュールと、
メディア記憶装置と通信するように結合可能であり、第３の暗号化鍵を使用して第４の暗号化鍵を解読して第２の暗号化鍵を生成させ、解読されたメタデータと他のデータとの比較にしたがって、第２の暗号化鍵を使用して再暗号化プログラム素材を解読する第２の解読モジュールとを具備する受信機。
【請求項１５】
再暗号化プログラム素材と第４の暗号化鍵とを記憶および取得するメディア記憶装置をさらに具備する請求項１４記載の受信機。
【請求項１６】
視聴要求を受け入れるユーザＩ／Ｏ装置と、
プログラム素材に関する請求書情報を受け入れて記憶させる請求書モジュールとをさらに具備する請求項１４記載の受信機。
【請求項１７】
第２の暗号化鍵と第３の暗号化鍵とが、受信機に対して一意的である請求項１４記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願は以下の特許出願に関係しており、これらの出願のすべてが参照によりここに組み込まれている。
これと同日に出願された、代理人ドケット番号ＰＤ−２０００４３のRaynold M.Kahn, Gregory J.Gagno, David D. Ha, Pater M.Klauss, Christopher P.CurrenおよびThomas H.James氏による、“ハードペア受信機および記憶装置でのメディアプログラムのスーパー暗号化記憶および取得”と題する米国特許出願第    ／      ，      号。
これと同日に出願された、代理人ドケット番号ＰＤ−２０００４４のRaynold M.Kahn, Gregory J.Gagno, David D. Ha, Pater M.Klauss, Christopher P.CurrenおよびThomas H.James氏による、“修正された条件アクセス機能によるメディアプログラムのスーパー暗号化記憶および取得”と題する米国特許出願第    ／      ，      号。
これと同日に出願された、代理人ドケット番号ＰＤ−２０００４５のRaynold M.Kahn, Gregory J.Gagno, David D. Ha, Pater M.Klauss, Christopher P.CurrenおよびThomas H.James氏による、“スマートカード発生鍵によるメディアプログラムのスーパー暗号化記憶および取得”と題する米国特許出願第    ／      ，      号。
これと同日に出願された、代理人ドケット番号ＰＤ−２０００５５のRaynold M.Kahn, Gregory J.Gagno, David D. Ha, Pater M.Klauss, Christopher P.CurrenおよびThomas H.James氏による、“修正されていない条件アクセス機能によるビデオオンデマンドペイパービューサービス”と題する米国特許出願第    ／      ，      号。
２０００年１月２６日に出願された、代理人ドケット番号ＰＤ−９８０２０８のRobert G.ArsenaultおよびLeon J.Stanger氏による、“複数暗号化ビデオセグメントを使用する仮想ビデオオンデマンド”と題する米国特許出願第０９／４９１，９５９号。
【０００２】
この発明は加入者にビデオプログラム素材を提供するシステムおよび方法に関係し、特にメディアプログラムを安全に記憶およびリプレーする方法およびシステムに関係する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、ケーブルおよび衛星テレビ加入者が後に見るために放送メディアプログラムを記録できるようにすることに関心が高まっている。この能力は以後パーソナルビデオ記録（ＰＶＲ）として言及し、ビデオオンデマンド（ＶＯＤ）サービスを提供し、あるいは単に加入者が繰り返し見るためにおよび／またはアーカイブ入れるためにメディアプログラムをセーブできるように使用することができる。
【０００４】
過去では、ビデオカセットテープレコーダ（ＶＣＲ）がこのようなパーソナルビデオ記録のために使用されてきた。しかしながら最近では、パーソナルコンピュータで使用されるものと類似したハードディスクが後に見るためにメディアプログラムを記憶させるのに使用されている。ＶＣＲと異なり、このような装置は一般的にチューナを備えておらず、その代わりに衛星受信機またはケーブルボックスに結合されている。またＶＣＲと異なり、これらの装置は一般的にデジタルコンテンツを記録するために使用され、アナログビデオを記録するためには使用されない。この差異は長所でもありまた短所でもある。
【０００５】
このような装置の長所は実質的な劣化なしで長期間の記憶および複数のリプレーを可能にすることである。他の長所は高速送りおよび戻しのようなさらに高速なトリックプレー機能を可能にすることである。このような装置の短所はプログラム素材の複数発生コピーも同様にできることであり、しかも極端な劣化がないことである。これは、メディアプログラムの複数発生コピーが作製され、許可なく配布される非常に現実的な可能性を引き起こす。この可能性は何らかのメディアプロバイダのメディアプログラムをこのような装置により記録できるようにすることに対してメディアプロバイダが気乗りしないようにさせる。
【０００６】
この問題を改善するために、記憶されたメディアプログラムを高い安全性およびコピー規制で保護することが必要不可欠である。現在の装置は記憶前にメディアプログラムをスクランブルせず、あるいはコピー保護情報を記憶しない。代わりに、このような装置は解読されたプログラムコンテンツを対ハードウェアスキームを使用して記憶ディスクに記録する。対ハードウェアスキームでは、ハードディスクコントローラとハードディスクが特に特定のインターフェイスを通して互いに対にされている。ハードディスクコントローラとハードディスク自体は本質的に互いに対にされていることから、ハードディスクが取り外されて他のプレイヤーに移されている場合には、記憶またはプレーバックは機能しない。この安全スキームの弱点は、対ハードウェアにのみ基づいて安全性を確保していることであり、ディスクドライブ自体に記憶されているメディアプログラムが暗号化されていないことである。
【０００７】
後のリプレーのために放送装置から受信されたそのままでデータストリームを単に記憶させることができるかもしれないが、この技術は明らかに短所を持っている。このような短所の１つは著作権侵害者に、暗号化データストリームの永久的に記録されたバージョンを提供することであり、これによりデータストリームそのものを詳細に解析して、暗号化技術およびコードを決定するのに使用することができる情報を著作権侵害者にもたらすことである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
必要とされるものは、後に制限された使用のプレーバックのために（インパルス購入ペイパービュープログラムを含む）放送メディアプログラムを安全に記録するシステムおよび方法である。このようなシステムを使用してビデオオンデマンド（ＶＯＤ）をサポートすることができ、したがって加入者がプログラムの開始時間について心配することなく、セットトップボックスからメディアプログラムおよびゲームを直ちに購入することができる。また必要とされるものは、統合受信機／デコーダ（ＩＲＤ）や、あるいは加入者への提示のためにメディアプログラムを解読する鍵を提供するために使用される条件アクセスモジュール（ＣＡＭ）のような、加入者ハードウェアに対する実質的な変更を必要としないシステムおよび方法である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
要約すると、本発明は後のリプレーのためにプログラム素材を記憶させて取得するシステムおよび方法を説明する。この方法は、第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材を含むデータストリームを受信し、プログラム素材を解読し、第２の暗号化鍵にしたがってプログラム素材を再暗号化し、メディア記憶装置中に再暗号化プログラム素材を記憶させるステップを含む。プログラム素材はメディア記憶装置から再暗号化プログラム素材を取得し、再暗号化プログラム素材を解読することによりプレーバックされる。１つの実施形態では、第２の暗号化鍵はリプレー権利を説明しているメタデータから取得される。さらなる実施形態では、メディア記憶装置も第２の暗号化鍵を記憶し、この第２の暗号化鍵はプログラム素材を受信するのに使用される装置に対して一意的である鍵によりさらに暗号化されている。
【００１０】
この装置は、アクセスコントロール情報に第１の暗号化鍵が含まれ、暗号化アクセスコントロール情報と第１の暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とを含むデータストリームを受信するチューナと、暗号化アクセスコントロール情報を解読して第１の暗号化鍵を生成させる条件アクセスモジュールと、第１の暗号化鍵を使用してプログラム素材を解読する第１の解読モジュールと、第２の暗号化鍵にしたがって解読プログラム素材を再暗号化し、第３の暗号化鍵にしたがって第２の暗号化鍵を暗号化して第４の暗号化鍵を生成させる暗号化モジュールと、第３の暗号化鍵を使用して第４の暗号化鍵を解読して第２の暗号化鍵を生成させ、第２の暗号化鍵を使用して再暗号化プログラム素材を解読する第２の解読モジュールとを具備する。
【００１１】
本発明の１つの目的はハードディスク上に記憶されているメディアプログラムからペイパープレーまたは真のビデオオンデマンド（ＶＯＤ）サービスへの発展を可能にするシステムを提供することである。ペイパープレーサービスは加入者がメディアプログラムまたはゲームをリアルタイム放送データからあるいはハードディスク上に記憶されているメディアプログラムから選択できるようにする。ＶＯＤサービスは加入者がプログラムの開始時間にかかわらず、提供されているメディアプログラムおよびゲームを加入者受信機から直ちに購入できるようにする。
【００１２】
本発明の他の目的は放送メディアプログラムの受信および解読を提供することであり、この放送メディアプログラムにはインパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）プログラムが含まれ、これらはプレーおよび記憶メディアに記録することができ、制限された使用で後にプレーバックすることができる。データ自体は短期間記憶装置に配置されるかもしれないが、メディアプログラムのリプレーは、送り、戻し、早送り、早戻し、フレーム送り、ポーズ機能のようなトリックプレー機能で達成することができる。
【００１３】
本発明の他の目的はＰＶＲ機能を提供することである。このＰＶＲ機能は、ＩＰＰＶメディアプログラムの事前購入を要求することなく、記憶メディアへのＩＰＰＶメディアプログラムの記録、記憶メディアからの遅延プレーバック、トリックプレーを提供する。これは記憶前にＩＰＰＶメディアプログラムが購入されることを要求せずに、ＩＰＰＶメディアプログラムを見ることを可能にする。理想的には、このようなシステムは、制限されたプレー権利を受けながら、ユーザが記憶装置からＩＰＰＶメディアプログラムを選択できるようにする。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は記憶メディアと加入者ＩＲＤのエレメントとを対にして、記憶装置からのメディアプログラムのプレーバックが適切なＩＲＤによってのみ許容されることを確実にすることである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は適切なコピー保護を提供しながら、データ記憶装置上に（ＩＰＰＶおよびゲームを含む）放送データストリームを記憶させる安全手段を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的はデータ記憶装置が故障した場合であっても、メディアプログラムおよび他のデータのアカーブ記憶および取得を取り扱うシステムおよび方法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに別の目的はリアルタイムエアチェックプログラムに対して使用されるものに類似する方法で、メディアプログラム購入を記録できるシステムおよび方法を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的はプログラムが記憶装置から取得されたかあるいはリアルタイム放送から得られたにかかわらず、メディアプログラムの購入または購入のキャンセルを行うオプションとともに、最初の時間期間の間は課金することなくＩＰＰＶメディアプログラムを試写できるようにするシステムへの発展経路を提供することである。
【００１９】
本発明は強力な暗号化方法の使用により、メディアプログラムの無許可デジタルコピーの急増に関する懸念をなくす。さらに、素材の解読は暗号化ＩＲＤの実行によってのみ成功することから、本発明は確実に、記憶された素材を配布できないようにする。同時に、本発明はＩＲＤに対する最小の変更で実現することができ、ＣＡＭインターフェイスに対する変更はない。本発明はまたさらに進んだ暗号化／解読技術への成長経路に対する基礎を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、同一の参照番号は全体を通して対応する部分を表している添付図面を参照する。添付図面は説明の一部を構成しており、例示のために本発明のいくつかの実施形態を示している。本発明の範囲を逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、構造的な変更を行ってもよいことを理解すべきである。
【００２１】
ビデオ配信システム
図１はビデオ配信システム１００の概略を示している図である。ビデオ配信システム１００は、地上または他のリンク１１４を通してアップリンクセンター１０４と通信し、そして公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）または他のリンク１２０を通して受信機ステーション１３０の統合受信機／デコーダ（ＩＲＤ）１３２と通信しているコントロールセンター１０２を備えている。コントロールセンター１０２はプログラム素材をアップリンクセンター１０４に提供し、受信機ステーション１３０と調整して、加入者１１０に対してペイパービュー（ＰＰＶ）プログラムサービスを提供する。このペイパービュープログラムサービスには請求書発行およびビデオプログラムの関連する解読が含まれている。
【００２２】
アップリンクセンター１０４はプログラム素材およびプログラムコントロール情報をコントロールセンター１０２から受信し、アップリンクアンテナ１０６を使用して、プログラム素材およびプログラムコントロール情報を衛星１０８に送信する。衛星１０８はこの情報を受信して処理し、ダウンリンク１１８を通してビデオプログラムおよびコントロール情報を受信機ステーション１３０のＩＲＤ１３２に送信する。ＩＲＤ１３２は通信可能に結合された加入者アンテナ１１２を使用してこの情報を受信する。
【００２３】
ビデオ配信システム１００はより広い地上カバーレッジを提供し、付加的なチャネルを提供し、あるいはチャネル当たりの付加的な帯域幅を提供するために、複数の衛星１０８を備えることができる。本発明の１つの実施形態では、各衛星は１６個のトランスポンダを備えて、アップリンクセンター１０４との間でプログラム素材および他のコントロールデータを送受信し、それを加入者１１０に提供する。しかしながら、データ圧縮および多重化技術を使用すると、チャネル容量はかなり大きくなる。例えばともに機能している２つの衛星１０８は３２個のトランスポンダを通して１５０を超える従来の（非ＨＤＴＶ）オーディオおよびビデオチャネルを受信および放送することができる。
【００２４】
ここで開示されている発明は衛星ベースビデオ配信システム１００を参照して説明するが、本発明は伝統的な放送手段、ケーブルあるいは他の手段により、地上ベースのプログラム情報の送信で実現してもよい。さらに、先に説明したようなコントロールセンター１０２およびアップリンクセンター１０４の中に集合的に配置されている異なる機能を本発明の意図している範囲を逸脱することなく望まれるように再配置させてもよい。
【００２５】
加入者に送られるプログラム素材が映画のようなビデオ（およびオーディオ）プログラム素材である実施形態に関して先のものは説明したが、先の方法を同様に使用して、純粋にオーディオ情報またはデータを含むプログラム素材を送ることができる。
【００２６】
図２は単一の衛星１０８トランスポンダに対する典型的なアップリンク構成を示し、またコントロールセンター１０２およびアップリンクセンター１０４によりビデオプログラム素材がどのように衛星１０８にアップリンクされるかを示す図である。図２は（高忠実音楽、サウンドトラック情報あるいは外国語送信用２次オーディオプログラムのための１つ以上のオーディオチャネルによりそれぞれ増加させることができる）３つのビデオチャネルと、コンピュータデータ源２０６からのデータチャネルとを示している。
【００２７】
ビデオチャネルは（以後集合的にビデオ源２００として言及する）ビデオ素材２００Ａ−２００Ｃのプログラム源により提供されている。各ビデオプログラム源２００からのデータは（以後集合的にエンコーダ２０２として言及する）エンコーダ２０２Ａ−２０２Ｃに提供される。各エンコーダはコントローラ２１６から提示タイムスタンプ（ＰＴＳ）を受け入れる。ＰＴＳはラップアラウンドバイナリタイムスタンプであり、エンコーディングおよびデコーディング後のビデオ情報とオーディオ情報の適切な同期化が確実になるように使用される。ＰＴＳタイムスタンプはＭＰＥＧエンコードデータの各Ｉフレームで送られる。
【００２８】
本発明の１つの実施形態では、各エンコーダ２０２は第２世代の動画エキスパートグループ（ＭＰＥＧ２）エンコーダであるが、他のコーディング技術を実現する他のエンコーダも同様に使用することができる。データチャネルは（示されていない）エンコーダにより同様な圧縮スキームを施すことができるが、このような圧縮は通常不必要であるか、あるいはコンピュータデータ源中のコンピュータプログラムにより実行される（例えば、写真データは一般的に送信前に＊．ＴＩＦファイルまたは＊．ＪＰＧファイルに圧縮される。）。エンコーダ２０２によるエンコーディング後に、信号は各ビデオおよびデータ源２００、２０６−２１０に関連する（以後集合的にパケタイザ２０４として言及する）パケタイザ２０４Ａ−２０４Ｆによりデータパケットに変換される。
【００２９】
データパケットはシステムクロック２１４からの基準（ＳＣＲ）、条件アクセスマネージャ２０８により発生されるコントロールワード（ＣＷ）、プログラムチャネルで加入者に放送される各データパケットを関連付けるシステムチャネル識別子（ＳＣＩＤ）発生器２１０を使用してアセンブルされる。これらの情報はデータパケットを発生させる際に使用するためにパケタイザ２０４に送られる。これらのデータパケットはシリアルデータに多重化され、エンコードされ、変調され、送信される。コントロールワードパケット（ＣＷＰ）として知られている特別なパケットも暗号化されて送信される。コントロールワードパケット（ＣＷＰ）にはコントロールデータが含まれ、このコントロールデータにはコントロールワード（ＣＷ）と、条件アクセスをプログラム素材に提供するのをサポートするのに使用される他のコントロールデータとが含まれる。
【００３０】
図３（Ａ）は典型的なデータストリームの図である。第１のパケットセグメント３０２にはビデオチャネル１からの情報（例えば第１のビデオプログラム源２００Ａから来るデータ）が含まれている。次のパケットセグメント３０４には例えばコンピュータデータ源２０６から得られたコンピュータデータ情報が含まれている。次のパケットセグメント３０６には（ビデオプログラム源２００の１つの）ビデオチャネル５からの情報が含まれている。次のパケットセグメントにはビデオチャネル１からの情報（再度第１のビデオプログラム源２００Ａから来るデータ）が含まれている。したがって、データストリームにはコントローラ２１６により決定された順序でデータ源の任意の１つからの一連のパケットが含まれている。データストリームは暗号化モジュール２１８により暗号化され、（一般的にＱＰＳＫ変調スキームを使用して）変調器２２０により変調され、送信機２２２に提供される。この送信機２２２は変調データストリームを周波数帯域幅でアンテナ１０６を通して衛星に放送する。
【００３１】
加入者１１０は加入者受信機またはＩＲＤ１３２を通してメディアプログラムを受信する。ＳＣＩＤを使用することにより、ＩＲＤ１３２はパケットをリアセンブルして各チャネルに対するプログラム素材を再発生させる。図３（Ａ）に示されているように、望まれる場合、ヌルパケットモジュール３１２により生成されたヌルパケットをデータストリームに挿入してもよい。
【００３２】
図３（Ｂ）はデータパケットの図である。各データパケット（例えば３０２−３１６）は１４７バイト長であり、多数のパケットセグメントを含んでいる。第１のパケットセグメント３２０にはＳＣＩＤおよびフラグを含む２バイトの情報が含まれている。ＳＣＩＤはデータパケットのデータチャネルを一意的に識別する一意的な１２ビット数である。フラグには４ビットが含まれ、これはパケットが暗号化されているか否か、パケットを解読するのにどの鍵を使用しなければならないかをコントロールするのに使用される。第２のパケットセグメント３２２は４ビットパケットタイプインジケータと４ビット連続カウンタからなる。パケットタイプは４つのデータタイプ（ビデオ、オーディオ、データまたはヌル）の１つとしてパケットを識別する。ＳＣＩＤと組み合わせられると、パケットタイプはデータパケットがどのように使用されるかを決定する。連続カウンタは各パケットタイプおよびＳＣＩＤに対して１度インクリメントする。次のパケットセグメント３２４には１２７バイトのペイロードデータが含まれている。これはビデオプログラム源２００により提供されるビデオプログラムの一部である。最後のパケットセグメント３２６はフォワードエラー訂正を実行するのに要求されるデータである。
【００３３】
メディアプログラムの暗号化
メディアプログラムは送信前に暗号化モジュール２１８により暗号化されて、確実に、許可された加入者によってのみメディアプログラムが受信されて見られるようになる。各メディアプログラムは以後コントロールワード（ＣＷ）として言及する英数字暗号化鍵にしたがって暗号化される。これはさまざまなデータ暗号化技術により達成することができ、これにはデータ暗号化標準規格（ＤＥＳ）のような対称性アルゴリズムおよびリベスト−シャミール−アルドレマン（ＲＳＡ）アルゴリズムのような非対称性アルゴリズムが含まれている。
【００３４】
メディアプログラムを解読するために、加入者１１０のＩＲＤ１３２もＣＷに対するアクセスを持っていなければならない。安全性を維持するために、ＣＷはＩＲＤ１３２に対してプレーンテキストで送信されない。代わりに、ＣＷは加入者のＩＲＤ１３２に送信される前に暗号化される。暗号化されたＣＷはコントロールワード（データ）パケットで加入者のＩＲＤ１３２に送信される。
【００３５】
１つの実施形態では、ＣＷＰ中のデータにＣＷが含まれ、ＣＷＰ中のデータは以後入力／出力（Ｉ／Ｏ）解読不可能アルゴリズムとして言及するものを通して暗号化および解読される。
【００３６】
Ｉ／Ｏ解読不可能アルゴリズムは入力データストリームに適用されて出力データストリームを生成させるアルゴリズムである。入力データストリームは出力データストリームを一意的に決定するが、選択されるアルゴリズムは非常に多くの入力および出力データストリームの比較からでさえその特性を解読することができないようなものである。このアルゴリズムの安全性は、非静的である（すなわち時間の関数として変化する）付加的な機能エレメントを追加することによりさらに強化させることができる。このようなアルゴリズムに同一入力ストリームが提供されるとき、時間的に所定の点で提供される出力ストリームは他の時間で提供される出力ストリームとは異なっているかもしれない。
【００３７】
暗号化モジュール２１８とＩＲＤ１３２が同じＩ／Ｏ解読不可能アルゴリズムを共有する限り、ＩＲＤ１３２はＣＷＰ中の情報をデコードしてＣＷを取得することができる。その後ＣＷを使用して、ＩＲＤ１３２はメディアプログラムを解読することができるので、メディアプログラムを加入者１１０に提示することができる。
【００３８】
著作権侵害をさらに思いとどまらせるために、データパケットを解読およびアセンブリして、見ることができるメディアプログラムにするのに必要とされるコントロールデータを時間変化させてもよい（特定のメディアプログラムをデコードするためのＣＷＰ中におけるコントロールデータの有効性が時間により変化する）。これはさまざまな方法で実現することができる。
【００３９】
例えば、各ＣＷＰは各メディアプログラムに対するＳＣＩＤと関連していることから、各ＣＷＰに関連するＳＣＩＤは時間に対して変化させることができる。
【００４０】
時間で変化するコントロールデータを実現する他の方法は、タイムスタンプを受信データストリームおよびＣＷＰコントロールデータと関連付けることである。このケースでは、ＣＷを生成させるためにＣＷＰのデコーディングを成功させるには、データストリームに対するタイムスタンプとＣＷＰ中のコントロールデータに対するタイムスタンプとの適切な関係が必要である。この関係は例えばデータストリームに対する受信タイムスタンプにしたがってＣＷＰからＣＷを発生させるのに使用される解読スキームを変化させることにより規定することができる。このケースでは、受信データストリームのタイムスタンプが予測値と一致しない場合、誤った解読スキームが選択され、（プログラム素材を解読するための）適切なＣＷは生成されない。しかしながら、受信データストリームのタイムスタンプが予測値と一致すると、適切な解読スキームが選択され、ＣＷＰ解読スキームは適切なＣＷを生成させる。
【００４１】
ペイパービューサービスの要求
ペイパービュー（ＰＰＶ）メディアプログラムを受信するのに要求されるデータは、ＣＷＰ中および購入情報パーセル（ＰＩＰ）として知られている他のデータパケット中に記憶される。ＣＷＰとＰＩＰの両者はリアルタイムでビデオ配信システム１００を通して加入者に放送される。以下に説明するように、ＣＷＰはＩＲＤ１３２により使用されて、ＰＰＶメディアプログラムが取得される。
【００４２】
一般的にＰＰＶサービスにはオペレータアシストペイパービュー（ＯＰＰＶ）サービスおよびインパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）サービスを含めることができる。ＯＰＰＶサービスを要求するとき、加入者１１０は事前に特定のメディアプログラムへのアクセスを望んでいることを決定しなければならない。加入者１１０はその後コントロールセンター１０２のようなエンティティを呼び、メディアプログラムに対するアクセスを要求する。インパルスペイパービュー（ＩＰＰＶ）サービスを要求するとき、加入者１１０はプログラムガイドを見ている間に、所要のメディアプログラムに関連する視聴者チャネルに対してカーソルを移動させて、“エンター”を選択する。決定後、（例えば、チャネルロックアウト、信用度制限および購入制限をチェックすることにより）ＰＰＶプログラムを購入するための権利が確認され、購入情報パーセル（ＰＩＰ）が受信され、さらに使用するために（以下でさらに詳細に説明する）加入者の条件アクセスモジュール４０６に記憶される。条件アクセスモジュール４０６はＣＷＰ中の情報をＰＩＰ中の情報と関連付け、ＣＷＰとともにＰＩＰを使用して、メディアプログラムを解読するために加入者１１０にメディアプログラムへのアクセスが提供されるべきであることを確認する。
【００４３】
しかしながらＰＩＰを使用して事前にＰＰＶメディアプログラムを注文することは制限される。その理由はメディアプログラム自体が放送される前２４時間までにＰＩＰが放送されるからである。ＰＩＰがリアルタイムで放送されることから、ＩＲＤ１３２は加入者１１０が実際にＰＰＶメディアプログラムの購入を要求するまでＰＩＰを獲得しない。
【００４４】
メディアプログラムの加入者受信および解読
図４はＩＲＤ１３２の簡単化したブロック図である。ＩＲＤ１３２はビデオ配信システム１００により放送されたメディアプログラムを受信して解読する。これらのメディアプログラムはリアルタイムでＩＲＤ１３２に流れ込み、例えばビデオ、オーディオあるいはデータサービスを含む。
【００４５】
ＩＲＤ１３２は条件アクセスモジュール（ＣＡＭ）４０６と通信するように結合可能である。ＣＡＭ４０６は一般的にスマートカードあるいは同様な装置により実現され、これは加入者１１０に提供されて、ＩＲＤ１３２に挿入される。ＣＡＭ４０６は条件アクセス確認装置（ＣＡＶ）４０８とインターフェイスする。この条件アクセス確認装置４０８は、加入者１１０にメディアプログラムへのアクセスの資格が与えられているかを確認するのに必要な機能の少なくともいくつかを実行する。ＣＡＶ４０８はメタデータ解析モジュール（ＭＡＭ）４１１と通信するように結合されている。メタデータテーブル（例えば以下に説明するテーブル１）中の情報を使用することにより、ＭＡＭ４１１はゲートキーパーとして機能し、記憶されているメディアプログラムが解読されて加入者１１０に提示されるか否かを決定する。これはメタデータ値を測定値または累算値と比較することにより達成される。ＣＡＶ４０８とＭＡＭ４１１は、示されているような伝送／多重分離／解読装置４１２ならびにマイクロコントローラおよび３２メモリ４１４から独立したモジュールとして実現することができる。あるいはＣＡＶ４０８とＭＡＭ４１１は、メモリ中に記憶され、マイクロコントローラ４１４により実行されるソフトウェア命令を通して実現してもよい。
【００４６】
ＩＲＤ１３２は、チューナ４１０、マイクロコントローラおよび関連するメモリ４１４のコントロールのもとで動作する伝送および多重分離化モジュール（ＴＤＭ）４１２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１８と通信するように結合されているソースデコーダ４１６、加入者１１０コマンドを受け入れて、出力情報を加入者１１０に提供するユーザＩ／Ｏ装置４２０を備えている。
【００４７】
チューナ４１０はビデオ配信システム１００からデータパケットを受信し、そのパケットをＴＤＭ４１２に提供する。各メディアプログラムと関連するＳＣＩＤを使用して、ＴＤＭ４１２は加入者１１０により選択されたチャネルにしたがってデータパケットをリアセンブリし、ＣＷ鍵を使用してメディアプログラムを逆暗号化する。ＴＤＭ４１２は単一の安全チップにより実現することができ、マイクロコントローラおよびメモリ４１４と通信するように結合されている。
【００４８】
いったんメディアプログラムが逆暗号化されると、それらはソースデコーダ４１６に提供される。このソースデコーダ４１６は適切なようにＭＰＥＧまたはＪＰＥＧ標準規格にしたがってメディアプログラムデータをデコードする。デコードされたメディアプログラムは次に（必要な場合）Ｄ／Ａ変換器に提供され、外部インターフェイス４０４に提供される。この外部インターフェイス４０４には、テレビ、オーディオシステム、あるいはコンピュータのようなメディアプログラム提示装置を含めることができる。ソースデコーダ４１６は通信するように結合されているＲＡＭ４１８を使用して、これらの機能を実行する。
【００４９】
ＣＷ鍵はＣＡＶ４０８およびＣＡＭ４０６を使用してＣＷＰから得られる。ＴＤＭ４１２はＣＡＶ４０８を通してＣＷＰをＣＡＭ４０６に提供する。ＣＡＭ４０６はＩ／Ｏ解読不可能アルゴリズムを使用してＣＷを発生させ、このＣＷはＴＤＭ４１２に戻される。ＴＤＭ４１２はＣＷを使用してメディアプログラムを解読する。ほとんどのＩＲＤ１３２では、ＣＡＶ４０８およびＣＡＭ４０６は一度に１つのビデオ／オーディオ／データメディアプログラムを解読することができる。
【００５０】
先に説明したように、潜在的な著作権侵害者を思いとどまらせるために、特定のメディアプログラムをデコードするのに使用されるＣＷＰ中のコントロールデータは時間で変化させてもよいので、このコントロールデータは適切なタイムスタンプを持つメディアプログラムに適用されたときにのみ適切なＣＷを生成させる。このケースでは、ＣＡＭ４０６はメディアプログラムを伝えるデータストリームに関連するタイムスタンプにしたがって（例えばＩ／Ｏ解読不可能アルゴリズムである）解読スキームを選択および／またはコントロールすることができる。メディアプログラムが時間的に十分に離れている場合には、不適切な解読スキームが使用され、メディアプログラムをデコードするのに適切なＣＷは生成されない。
【００５１】
メディアプログラムの暗号化および解読に関するさらなる詳細は同時継続中で、共通して譲渡された米国特許出願第０９／４９１，９５９号に見出すことができる。
【００５２】
暗号化形態でのメディアプログラムの記憶および取得
図５は本発明の１つの実施形態を実現するために使用される例示的な方法ステップを提示している図である。ブロック５０２で示されているように、データストリームが加入者アンテナ１１２により提供され、チューナ４１０およびＴＤＭ４１２により受信される。データストリームには複数のデータパケットが含まれており、この複数のデータパケットにはＣＷＰと、第１の（ＣＷ）暗号化鍵にしたがって暗号化されたプログラム素材とが含まれている。データストリームにはリプレー権利を有するメタデータも含まれることがある。リプレー権利はＩＰＰＶあるいはペイパープレーサービスのリプレーをコントロールするのに必要なパラメータである。
【００５３】
加入者がメディアプログラムを購入することを選択したとき、視聴要求がなされ、ＣＡＭ４０６のＩＰＰＶコントロールモジュール５０４が、要求されたメディアプログラムに対するアクセスがなされるか否かをコントロールする。アクセスがなされる場合には、購入履歴モジュール５０６がメディアプログラムに対する請求書を加入者１１０に送信するのに必要な情報を集める。購入履歴モジュール５０６が要求された情報を獲得して記録した後に、ＩＰＰＶコントロールモジュール５０４がＣＷ抽出モジュール５０８にコマンドを送ってＣＷＰを解読させ、第１の（ＣＷ）暗号化鍵を獲得する。１つの実施形態では、これはＣＷを暗号化するのに使用されたＩ／Ｏ解読不可能アルゴリズムの相補的な形態およびＣＷＰを形成するための他の情報を使用して実行される。結果として得られたＣＷ暗号化鍵が放送解読モジュール５１０に提供される。放送解読モジュール５１０はＣＷ鍵を使用してメディアプログラム（以後代替的にプログラム素材として言及する）を解読し、メディアプログラム５１２のクリア（非暗号化）バージョンを生成させる。結果として得られたクリアメディアプログラム５１２は記憶暗号化モジュール５１４に加えられ、ここでメディアプログラムは第２のコピー保護（ＣＰ）暗号化鍵５１６にしたがって再暗号化される。これはボックス５１４において図示されている。１つの実施形態では、ＣＰ鍵５１６が使用されて、ＲＳＡあるいは好ましくはトリプル５６ビットＤＥＳ、ＤＥＳ−Ｘ暗号ブロック連鎖（ＣＢＣ）のような暗号化技術を通してメディアプログラムが暗号化および解読される。ＤＥＳが好ましく、その理由は時間関連計算を実行する際にＲＳＡよりも計算的にさらに効率が良いからである。１つの実施形態では、ＣＰ鍵５１６は各ＩＲＤ１３２に対して一意的である鍵であり、ＩＲＤ１３２に記憶される。
【００５４】
ＣＰ鍵５１６自体は次に鍵暗号化モジュール５２２に提供され、ここで第３（ボックス）暗号化鍵５２０によって暗号化され、（図５において暗号化ＣＰ鍵５２４として図示されている）第４の暗号化鍵が生成される。ボックス暗号化鍵５２０は各ＩＲＤ１３２に対して一意的であり、一般的にＩＲＤ１３２中でハードコード化されている。
【００５５】
再暗号化プログラム素材５１８および暗号化ＣＰ鍵５２４は次にブロック５２６に示されているようにメディア記憶装置５２８に記憶される。メディア記憶装置５２８には、パーソナルコンピュータで使用されるものと類似するハードディスク駆動装置、光磁気ハードディスク駆動装置、光ディスク駆動装置、あるいは後にプレーバックするためにデータが記録される他の任意のメディアがふくまれていてもよい。
【００５６】
加入者１１０が記録されたプログラム素材を見る決定をしたたき、ユーザＩ／Ｏインターフェイス４２０を通してコマンドがＩＲＤ１３２に提供される。ブロック５３０に示されているように、メディア記憶装置５２８に記憶されている、再暗号化プログラム素材および暗号化ＣＰ鍵が次に取得される。暗号化ＣＰ鍵５２４は次に解読モジュール５３２に提供され、ここでボックス鍵５２０によって解読されてＣＰ鍵５１６が生成される。
【００５７】
ＣＰ暗号化鍵５１６は次に記憶解読モジュール５３４に提供され、ここでプログラム素材はＣＰ鍵５１６にしたがって解読される。解読（および今ではクリアである）プログラム素材がディスプレイ５３６または他の表示装置に提供される。
【００５８】
１つの実施形態では、ＣＰ鍵５１６はボックス鍵５２０にしたがって暗号化される前に放送データストリームで受信されるメタデータのいくつかあるいはすべてによって（例えば、追加するあるいは加えることにより）修正される。このケースでは、暗号化ＣＰ鍵５２４にはＣＰ鍵５１６の値が含まれているのみならず、メタデータも同様に含まれている。暗号化ＣＰ鍵５２４がその後に記憶メディア５２８から取得されてボックス鍵５２０によって逆暗号化されるとき、ＣＰ鍵５１６およびメタデータも同様に取得される。このメタデータを他のデータ（例えば日付と時刻）と比較して、要求されるようにリプレー権利を守らせてもよい。
【００５９】
ＣＰ鍵５１６をＴＤＭ４１２内の伝送チップに記憶させることができる。これにより本発明を修正されていないＣＡＭ４０６とともに使用することができる。これはメディア記憶装置５２８に記憶されている情報の速い暗号化および解読も可能にする。これは特にトリックプレー機能が望まれる場合に長所となる。
【００６０】
結論
本発明の好ましい実施形態の先の説明は例示および説明のために提示されたものである。余すことなく説明する意図、または開示されている正確な形態に本発明を限定する意図はない。多くの修正および変形が先の教示のもとで可能である。例えば、ここで説明した暗号化機能は独立した暗号化／解読モジュールにより実行することができ、あるいは１つの多目的暗号化／解読モジュールを利用して、多くの独立したモジュールの暗号化／解読機能を実行させることができる。
【００６１】
本発明の範囲はこの詳細な説明によって限定されないことを意図しており、特許請求の範囲によって限定されることを意図している。先の詳細な説明、例およびデータは本発明の構成の製造および使用の完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態は本発明の精神および範囲を逸脱することなくなし得ることから、本発明は特許請求の範囲中に存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はビデオ配信システムの外観を示している図である。
【図２】図２は単一のトランスポンダを使用して加入者に送信するために、どのようにビデオプログラム素材が衛星にアップリンクされるかを示す典型的なアップリンク構成を示しているブロック図である。
【図３】図３（Ａ）は衛星から受信された典型的なデータスロットを表す図であり、図３（Ｂ）はデータパケットの構造を示した図である。
【図４】図４はＩＲＤの高レベルブロック図を図示しているブロック図である。
【図５】図５はメディア記憶装置へのデータの記憶およびメディア記憶装置からのデータの取得を示している図である。
【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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