(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状に形成され、その主面における中央部を除いた環状領域に、光または磁界を介して非接触で読出可能な状態で記録データが記録されており、当該記録データが鍵データにもとづいて符号化された状態で記録されている記録媒体において、
前記環状領域により構成される記録部と、第１アンテナコイルと、集積回路素子とを備え、
前記記録部は、前記記録データを記録しており、
前記第１アンテナコイルは、電磁誘導によって非接触で、外部から送信される電源信号と符号化されたデータ信号とを、受信信号として受信可能であるとともに、送信信号を外部へ送信可能であり、
前記集積回路素子は、
前記受信信号から前記電源信号を抽出し電源電圧を得る電源電圧生成部と、
前記受信信号から前記データ信号を抽出する第１受信部と、
前記電源電圧の供給を受ける基礎データ出力部と、を備え、
当該基礎データ出力部は、
所定範囲の整数値を循環的に計数しその計数した数値を順に第１計数値として出力する第１計数部と、
第１疑似乱数を生成する第１乱数生成部と、
前記鍵データを合成するもとになる基礎データを含むデータを記憶し、前記データを所定の第２演算部に出力する基礎データ記憶部と、
前記第１計数値が前記所定範囲の整数値の中の１つに対応する所定の特定計数値に一致しないときは、前記第１疑似乱数と前記第１計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記受信部で抽出されたデータ信号にも、もとづいて、復号化のための所定の第１演算を施し、第１演算信号を前記基礎データ記憶部に出力する第１演算部と、
前記第１計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第１疑似乱数と前記第１計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記基礎データ記憶部から出力される前記データにも、もとづいて、符号化のための所定の第２演算を施し、第２演算信号を所定の第１送信部に出力する前記第２演算部と、
前記第２演算信号を前記送信信号として前記第１アンテナコイルへ送り出す前記第１送信部と、を備え、
前記基礎データ記憶部は、前記第１計数値が前記特定計数値に一致するときに、前記第１演算信号が指示するアドレスに記憶される前記データを、前記第２演算部へと出力する記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の記録媒体において、
前記基礎データが、複数のデータ要素に分割されており、
前記基礎データ記憶部は、前記複数のデータ要素を、複数のアドレスにそれぞれ分割して記憶する記録媒体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の記録媒体において、
前記基礎データ出力部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記基礎データ出力部の動作を規定するプログラムを格納する半導体記憶素子とを備える記録媒体。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の記録媒体において、
前記記録データの複数の領域が、異なる鍵データにもとづいて符号化されており、
前記基礎データ記憶部は、これらの異なる鍵データの各々を合成するもとになる基礎データのいずれをも記憶している記録媒体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の記録媒体を回転させつつ非接触で前記記録データの読出しを行う記録媒体駆動装置であって、
第２アンテナコイルと、通信部と、鍵データ生成部と、記録データ読取部と、復号化部と、を備え、
前記第２アンテナコイルは、前記第１アンテナコイルとの間で、電磁誘導により非接触で信号の授受が可能であり、
前記通信部は、
前記第２アンテナコイルに前記電源信号を送出する電源供給部と、
前記第２アンテナコイルに前記データ信号を送出する第２送信部と、
前記第１アンテナコイルから前記第２アンテナコイルへ送信された前記送信信号を受信する第２受信部とを、備え、
前記鍵データ生成部は、
前記第１計数部と同一に構成され、前記第１計数部と同時に初期化されることにより、前記第１計数値につねに一致するように、第２計数値を計数し出力する第２計数部と、
前記第１乱数生成部と同一に構成され、前記第１乱数生成部と同時に初期化されることにより、前記第１疑似乱数とつねに一致するように第２疑似乱数を生成する第２乱数生成部と、
前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときに、前記基礎データ記憶部のアドレスを指定する要求信号を所定の第３演算部に出力する要求信号生成部と、
前記第２計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第２疑似乱数と前記第２計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記要求信号にも、もとづいて、符号化のために前記第１演算と逆の演算を施し、第３演算信号を前記第２送信部に出力する前記第３演算部と、
前記第２計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第２疑似乱数と前記第２計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記第２受信部が受信した前記第２演算信号にも、もとづいて、復号化のために前記第２演算と逆の演算を施し、第４演算信号を所定の鍵データ合成部に出力する第４演算部と、を備え、
前記第２送信部は、前記第３演算信号を前記データ信号として前記第２アンテナコイルへ送出し、
前記要求信号が指定する前記アドレスには、前記基礎データが記憶されるアドレスが含まれ、それによって、前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときの前記第４演算信号には、前記基礎データが含まれ、
前記鍵データ生成部は、
前記第４演算信号に含まれる前記基礎データにもとづいて、前記鍵データを合成する前記鍵データ合成部を、さらに備え、
前記記録データ読取部は、前記記録部に記録される前記記録データを読み取り、
前記復号化部は、読み取られた前記記録データを、前記鍵データ合成部で合成された前記鍵データにもとづいて復号化する記録媒体駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の記録媒体駆動装置において、
前記記憶媒体に記録された前記記録データの複数の領域に、複数の鍵データが割り当てられており、
前記復号化部は、復号化した前記記録データにもとづいて、前記鍵データが変更される時期を検知し、
前記要求信号生成部は、前記時期が検知されるごとに、新たな鍵データのもとになる基礎データが記憶されるアドレスを含む前記基礎データ記憶部のアドレスを指定する要求信号を、前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときに出力する記録媒体駆動装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の記録媒体駆動装置において、
前記鍵データ生成部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記鍵データ生成部の動作を規定したプログラムを格納する半導体記憶素子とを備える記録媒体駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の記録媒体に用いられる半導体装置であって、
前記集積回路素子を構成する前記電源電圧生成部と前記第１受信部と前記基礎データ出力部とがシングルチップ上に形成された半導体装置。
【請求項９】
請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の記録媒体駆動装置に用いられる半導体装置であって、
前記通信部と前記鍵データ生成部とがシングルチップ上に形成された半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゲーム用途に好適な記録媒体および記録媒体駆動装置、ならびに、これらに用いられる半導体装置に関し、特に、セキュリティを高めるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在において広く使用されているＣＤ−ＲＯＭは、記憶容量が大きく、動画像やゲームプログラムなどの記録媒体として好適であり、しかも、安価に製造できるという利点がある反面、複製が容易であるため、違法なコピー製品が市場へ流出し易いという問題点があった。ＣＤ−ＲＯＭに限らず、ＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）などの記録媒体においても、同様の問題が存在する。
【０００３】
違法複製を防止し、セキュリティを確保するための技術として、ディスクの表面に特殊な凹凸を設ける方法、あるいは、ディスクの表面に磁性体を塗布しておき、これに対してデータの読み書きを行う方法などが、従来より知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来周知のこれらの技術は、単にセキュリティコードを記憶しておくものであるため、比較的容易にコピーを許してしまい、セキュリティを確保する上で、不十分であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、従来の技術における上記した問題点を解消するためになされたもので、複製を困難にし、セキュリティを高めることのできる記録媒体、および、この記録媒体の駆動に適した記録媒体駆動装置、ならびに、これらに用いられる半導体装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の装置は、円盤状に形成され、その主面における中央部を除いた環状領域に、光または磁界を介して非接触で読出可能な状態で記録データが記録されており、当該記録データが鍵データにもとづいて符号化された状態で記録されている記録媒体において、記録部と、第１アンテナコイルと、集積回路素子とを備え、前記記録部は、前記記録データを記録しており、前記第１アンテナコイルは、電磁誘導によって非接触で、外部から送信される電源信号と符号化されたデータ信号とを、受信信号として受信可能であるとともに、送信信号を外部へ送信可能である。
そして、前記集積回路素子は、前記受信信号から前記電源信号を抽出し電源電圧を得る電源電圧生成部と、前記受信信号から前記データ信号を抽出する第１受信部と、前記電源電圧の供給を受ける基礎データ出力部と、を備えている。
そして、当該基礎データ出力部は、所定範囲の整数値を循環的に計数しその計数した数値を順に第１計数値として出力する第１計数部と、第１疑似乱数を生成する第１乱数生成部と、前記鍵データを合成するもとになる基礎データを含むデータを記憶し、前記データを所定の第２演算部に出力する基礎データ記憶部と、前記第１計数値が前記所定範囲の整数値の中の１つに対応する所定の特定計数値に一致しないときは、前記第１疑似乱数と前記第１計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記受信部で抽出されたデータ信号にも、もとづいて、復号化のための所定の第１演算を施し、第１演算信号を前記基礎データ記憶部に出力する第１演算部と、前記第１計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第１疑似乱数と前記第１計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記基礎データ記憶部から出力される前記データにも、もとづいて、符号化のための所定の第２演算を施し、第２演算信号を所定の第１送信部に出力する前記第２演算部と、前記第２演算信号を前記送信信号として前記第１アンテナコイルへ送り出す第１送信部と、を備えている。
さらに、前記基礎データ記憶部は、前記第１計数値が前記特定計数値に一致するときに、前記第１演算信号が指示するアドレスに記憶される前記データを、前記第２演算部へと出力する。
【０００７】
第２の発明の装置は、第１の発明の記録媒体において、前記基礎データが、複数のデータ要素に分割されており、前記基礎データ記憶部は、前記複数のデータ要素を、複数のアドレスにそれぞれ分割して記憶する。
【０００８】
第３の発明の装置は、第１または第２に記載の記録媒体において、前記基礎データ出力部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記基礎データ出力部の動作を規定するプログラムを格納する半導体記憶素子とを備える。
【０００９】
第４の発明の装置は、第１ないし第３のいずれかの発明の記録媒体において、前記記録データの複数の領域が、異なる鍵データにもとづいて符号化されており、前記基礎データ記憶部は、これらの異なる鍵データの各々を合成するもとになる基礎データのいずれをも記憶している。
【００１０】
第５の発明の装置は、第１ないし第４のいずれかの発明の記録媒体を回転させつつ非接触で前記記録データの読出しを行う記録媒体駆動装置であって、第２アンテナコイルと、通信部と、鍵データ生成部と、記録データ読取部と、復号化部と、を備え、前記第２アンテナコイルは、前記第１アンテナコイルとの間で、電磁誘導により非接触で信号の授受が可能である。
そして、前記通信部は、前記第２アンテナコイルに前記電源信号を送出する電源供給部と、前記第２アンテナコイルに前記データ信号を送出する第２送信部と、前記第１アンテナコイルから前記第２アンテナコイルへ送信された前記送信信号を受信する第２受信部とを、備えている。
そして、前記鍵データ生成部は、前記第１計数部と同一に構成され、前記第１計数部と同時に初期化されることにより、前記第１計数値につねに一致するように、第２計数値を計数し出力する第２計数部と、前記第１乱数生成部と同一に構成され、前記第１乱数生成部と同時に初期化されることにより、前記第１疑似乱数とつねに一致するように第２疑似乱数を生成する第２乱数生成部と、前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときに、前記基礎データ記憶部のアドレスを指定する要求信号を所定の第３演算部に出力する要求信号生成部と、前記第２計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第２疑似乱数と前記第２計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記要求信号にも、もとづいて、符号化のために前記第１演算と逆の演算を施し、第３演算信号を前記第２送信部に出力する前記第３演算部と、前記第２計数値が前記特定計数値に一致しないときは、前記第２疑似乱数と前記第２計数値とにもとづき、一致するときには、さらに前記第２受信部が受信した前記第２演算信号にも、もとづいて、復号化のために前記第２演算と逆の演算を施し、第４演算信号を所定の鍵データ合成部に出力する第４演算部と、を備えている。
さらに、前記第２送信部は、前記第３演算信号を前記データ信号として前記第２アンテナコイルへ送出し、前記要求信号が指定する前記アドレスには、前記基礎データが記憶されるアドレスが含まれ、それによって、前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときの前記第４演算信号には、前記基礎データが含まれ、前記鍵データ生成部は、前記第４演算信号に含まれる前記基礎データにもとづいて、前記鍵データを合成する鍵データ合成部を、さらに備え、前記記録データ読取部は、前記記録部に記録される前記記録データを読み取り、前記復号化部は、読み取られた前記記録データを、前記鍵データ合成部で合成された前記鍵データにもとづいて復号化する。
【００１１】
第６の発明の装置は、第５に記載の記録媒体駆動装置において、前記記憶媒体に記録された前記記録データの複数の領域に、複数の鍵データが割り当てられており、前記復号化部は、復号化した前記記録データにもとづいて、前記鍵データが変更される時期を検知し、前記要求信号生成部は、前記時期が検知されるごとに、新たな鍵データのもとになる基礎データが記憶されるアドレスを含む前記基礎データ記憶部のアドレスを指定する要求信号を、前記第２計数値が前記特定計数値に一致するときに出力する。
【００１２】
第７の発明の装置は、第５または第６に記載の記録媒体駆動装置において、前記鍵データ生成部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記鍵データ生成部の動作を規定したプログラムを格納する半導体記憶素子とを備える。
【００１３】
第８の発明の装置は、第１ないし第４のいずれかに記載の記録媒体に用いられる半導体装置であって、前記集積回路素子を構成する前記電源電圧生成部と前記第１受信部と前記基礎データ出力部とがシングルチップ上に形成された半導体装置。
【００１４】
第９の発明の装置は、第５ないし第７のいずれかの発明の装置に用いられる半導体装置であって、前記通信部と前記鍵データ生成部とがシングルチップ上に形成された半導体装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
＜1.記録媒体の概略＞
図２は、本発明の実施の形態の記録媒体の平面図である。また、図３は、図２の上で垂直な中心線に沿った断面図である。図２および図３に示される記録媒体１は、ＣＤ−ＲＯＭとして構成されている。そして、記録媒体１の円盤状の本体部（すなわち、ディスク本体）の中央部には、集積回路素子（ＩＣ）２と、これに接続されたアンテナコイル３とが、埋め込まれている。
【００１６】
ディスク本体は、従来周知のＣＤ−ＲＯＭと同様に、樹脂で構成され、その中央部を除いた環状の領域は、従来周知のＣＤ−ＲＯＭと同様に、データを記録する記録部５を構成している。集積回路素子２およびアンテナコイル３は、ディスク本体の中に埋設される代わりに、図４の断面図に示すように、ディスク本体の一方主面の上に置かれ、樹脂４で封止されてもよい。樹脂４は、集積回路素子２およびアンテナコイル３を固定するとともに、それらを覆うことにより保護する役割を果たす。
【００１７】
集積回路素子２は、後述するように、ディスクデータに対するセキュリティを確保するための素子として構成される。また、集積回路素子２は、アンテナコイル３を媒介することによって、ＣＤ−ＲＯＭドライバなどの記録媒体駆動装置から、非接触で電力の供給を受ける。このため、記録媒体１は、電源を内蔵する必要がない。電力が常時供給されるように、アンテナコイル３は、望ましくは図２に示すように、ディスク本体の回転中心と、中心を同一にする円状に埋設される。
【００１８】
集積回路素子２は、記録媒体駆動装置との間で、データの授受、すなわち通信を行うことによって、その役割を果たすが、この通信も、アンテナコイル３を媒介することによって、非接触で行われる。さらに、ディスク本体の記録部５に書き込まれたデータであるディスクデータ（記録データ）が、記録媒体駆動装置によって読み取られる最中においても、同時並行的に、集積回路素子２と記録媒体駆動装置との間での通信を行うことが可能である。
【００１９】
記録媒体駆動装置は、記録媒体１を回転駆動しつつ、レーザ光を媒介してディスクデータを非接触で読み取る従来周知の装置部に加えて、集積回路素子２との通信を行う装置部を、別途備えている。その内部構成については、後述する。望ましくは、記録媒体１の二つの主面の中で、記録媒体駆動装置がディスクデータにアクセスする側と、集積回路素子２にアクセスする側とは、互いに反対側となるように、記録媒体１は構成される。これにより、記録媒体駆動装置の中のデータ通信を行う二つの装置部が、互いに干渉することを防止することができる。
【００２０】
記録媒体１の中で、少なくともアンテナコイル３が配設される部分については、アンテナコイル３の機能を阻害しないように、電磁誘導に影響を与えない材質で形成される。また、既述したように、集積回路素子２とアンテナコイル３は、ディスク本体の中央部、すなわち、ディスクデータが書き込まれない領域に、配置される。これにより、記録媒体１の本来の機能にかかわるデータであるディスクデータに対する記憶容量、および、ディスクデータへのアクセス機能に影響を与えることなく、集積回路素子２およびアンテナコイル３の搭載が可能となる。
【００２１】
＜2.符号化と復号化の基礎技術＞
図５は、実施の形態の記録媒体および記録媒体駆動装置が基礎とする背景技術としての符号化（暗号化）および復号化の流れを示す説明図である。例えばソフトウェアを構成する信号などの符号化対象信号ＯＳがエンコーダ１５１へ入力されると、演算部７１は、符号化対象信号ＯＳと、ランダム信号生成部７２が発生するランダム信号とに対して、演算を施すことによって符号化を実行する。その結果、符号化信号ＣＳが得られる。
【００２２】
ランダム信号生成部７２は、鍵データ生成部７３が生成する鍵データＫＤに対応して、様々な種類のランダム信号を出力する。また、鍵データＫＤは、鍵データ生成部７３へ入力される鍵（すなわち、鍵データを識別する符号）ＫＹに応答して、様々な種類のものとして生成される。したがって、エンコーダ１５１へ入力される符号化対象信号ＯＳが同一であっても、鍵データ生成部７３へ入力される鍵ＫＹが異なれば、符号化信号ＣＳは一般に異なる。
【００２３】
デコーダ１５２へ入力された符号化信号ＣＳは、演算部７４によって、復号化される。演算部７４は、符号化信号ＣＳと、ランダム信号生成部７５が発生するランダム信号とに対して、演算部７１とは逆の演算を施すことによって、復号化を実行する。したがって、デコーダ１５２に備わる鍵データ生成部７３へ入力される鍵ＫＹが、エンコーダ１５１へ入力された鍵ＫＹと同一であるときに限って、復号化信号ＲＳとして符号化対象信号ＯＳと同一の信号が再現される。
【００２４】
図５の背景技術では、以上のように、鍵データＫＤに応答した符号化を行うことによって、符号化信号ＣＳに対するセキュリティの確保が図られる。図２に例示した記録媒体１の記録部５には、図５に示した符号化信号ＣＳが、ディスクデータとして記録される。そして、記録媒体１に備わる集積回路素子２と、記録部５のディスクデータを読み取る記録媒体駆動装置との間で、鍵データＫＤの受け渡しが行われる。
【００２５】
このとき、鍵データＫＤは、直接に受け渡されるのではなく、鍵データＫＤを合成するもとになるデータ（「基礎データ」と記載する）の形式で伝えられる。しかも、基礎データは、単一ではなく複数個であり、鍵データＫＤは複数個の基礎データ（複数個の基礎データの全体と各々とを区別する必要があるときには、各々を「データ要素」と称する）に分解して伝えられる。さらに、基礎データは、符号化されるとともに、記録媒体と記録媒体駆動装置との間の双方向の通信を通じて、時間的な要素を加味した形式で受け渡される。すなわち、鍵データＫＤは、容易に読み取られない形態で、受け渡される。実施の形態の記録媒体および記録媒体駆動装置は、それによってディスクデータに対するセキュリティを飛躍的に高めている。この特徴ある構成については、後に詳述する。
【００２６】
＜3.記録媒体と記録媒体駆動装置＞
図１は、実施の形態の記録媒体と記録媒体駆動装置の構成を示すブロック図である。これらの記録媒体１および記録媒体駆動装置１０は、組み合わされて、一つのシステム１０１を構成する。記録媒体１に備わる集積回路素子２と記録媒体駆動装置１０との間の通信、および、記録媒体駆動装置１０から集積回路素子２への電力の供給は、記録媒体１に備わるアンテナコイル３と、記録媒体駆動装置１０に備わるアンテナコイル１１との間で、電磁誘導によって、非接触で行われる。
【００２７】
アンテナコイル３とアンテナコイル１１との間の距離Ｄは、望ましくは、20mm以下に設定される。これにより、これらのアンテナ３，１１への供給電力、信号強度ともに小さく抑えることが可能となる。また、距離を小さく抑えることで、やり取りするデータの外部への漏洩、あるいは、解析を困難にすることができるという利点も得られる。さらに、不要輻射の発生を抑えることが可能となる。
【００２８】
記録媒体駆動装置１０には、アンテナコイル１１の他に、通信部３０、鍵データ生成部４０、記録データ読取部５１、および、復号化部５２が、さらに備わっている。記録データ読取部５１は、記録媒体１の記録部５にディスクデータとして記録された符号化信号ＣＳを読み取る装置部分であり、いわゆるピックアップを備えている。読み取られた符号化信号ＣＳは、復号化部５２によって復号化される。復号化部５２は、鍵データ生成部４０で生成された鍵データＫＤにもとづいて復号化を実行する。
【００２９】
鍵データ生成部４０は、基礎データを要求する信号（「要求信号」と記載する）を、通信部３０、アンテナコイル１１，３を通じて、集積回路素子２へと送出する。要求信号も、符号化された形式で送出される。集積回路素子２は、要求信号に応答して、符号化された基礎データを送出する。鍵データ生成部４０は、さらに、符号化された基礎データを、アンテナコイル３，１１、通信部３０を通じて受け取る。要求信号が複数回にわたって送出され、それにともない、基礎データが複数回にわたって受け取られる。鍵データ生成部４０は、受け取った複数個の基礎データにもとづいて、鍵データＫＤを生成し、復号化部５２へと供給する。
【００３０】
記録媒体１に備わる集積回路素子２には、電源電圧生成部２７、受信部２８、送信部２９、および、基礎データ出力部２０が備わっている。電源電圧生成部２７は、アンテナコイル３で受けた信号、すなわち、電源信号とデータ信号の双方を含む信号から、電源信号を抽出し、電源電圧を生成する。電源信号は、電力を供給するための信号である。データ信号には、符号化された要求信号が含まれる。
【００３１】
電源電圧生成部２７で生成された電源電圧は、集積回路素子２の各要素へ供給される。電源電圧生成部２７には、図示を略するが、アンテナコイル３から送られる電源信号（正弦波など）を整流する回路、整流された信号を平滑化する回路、および、平滑化された電圧信号を所定の高さに定電圧化する回路が備わっている。
【００３２】
受信部２８は、アンテナコイル３で受信された信号から、変調されたデータ信号を抽出し、デジタルデータへと変換する。変換されたデジタルデータは、基礎データ出力部２０へ入力される。基礎データ出力部２０は、受信部２８から送られるデジタルデータに対するデータ処理、および、送信データの作成を実行する。
【００３３】
送信部２９は、基礎データ出力部２０で生成されたデジタルデータとしての送信データに変調を加えた上で、アンテナコイル３へと送り出す。変調の方式として、例えば、周波数変調、振幅変調、あるいは、位相変調などが用いられる。基礎データ出力部２０で生成される送信データには、要求信号に応答して生成される符号化された基礎データが含まれる。
【００３４】
図６は、記録媒体駆動装置１０の内部構成を、より詳細に示すブロック図である。通信部３０には、電源供給部３１、送信部３２、および、受信部３３が備わっている。電源供給部３１は、電源信号を生成してアンテナコイル１１へと送出する。送信部３２は、鍵データ生成部４０で生成されたデジタルデータとしてのデータ信号に変調を加えた上で、アンテナコイル１１へと送り出す。送出されるデータ信号には、符号化された要求信号が含まれる。
【００３５】
受信部３３は、アンテナコイル１１で受信された信号から、変調されたデータ信号を抽出し、デジタルデータへと変換する。変換されたデジタルデータは、鍵データ生成部４０へ入力される。このデジタルデータには、符号化された基礎データが含まれる。
【００３６】
＜4.基礎データ出力部と鍵データ生成部＞
以上のように、基礎データ出力部２０と鍵データ生成部４０は、通信部３０、アンテナコイル３，１１、受信部２８、および、送信部２９を媒介して、符号化された要求信号や基礎データを含むデータ信号の授受を行う。しかも、以下に説明するように、これらの要求信号および基礎データが、外部に容易に解読されない形式で、互いに交換される。
【００３７】
一方の基礎データ出力部２０には、制御部２１、計数部２２、乱数生成部２３、基礎データ記憶部２４、デスクランブラ２５、および、スクランブラ２６が備わっている。これに対して、他方の鍵データ生成部４０には、スクランブラ４１、デスクランブラ４２、制御部４３、要求信号生成部４４、計数部４５、乱数生成部４６、および、鍵データ合成部４７が備わっている。
【００３８】
乱数生成部２３，４６は、いずれも疑似乱数Ｒを発生する装置部分であり、互いに同一に構成される。したがって、乱数生成部２３，４６は、それぞれ、制御部２１，４３によってリセット（初期化）された後には、常に互いに同一の疑似乱数Ｒを発生する。
【００３９】
計数部２２，４５は、例えば、０〜１２７の範囲の数値を循環的にカウントアップするカウンタを備えており、互いに同一に構成される。したがって、計数部２２，４５は、それぞれ、制御部２１，４３によってリセット（初期化）された後には、常に互いに同一の計数値Ｎを出力する。
【００４０】
計数部２２，４５は、クロック信号に同期して計数値Ｎを、順次更新する。同様に、乱数生成部２３，４６は、クロック信号に同期して疑似乱数Ｒを、順次更新する。疑似乱数Ｒおよび計数値Ｎが、基礎データ出力部２０と鍵データ生成部４０の間で、つねに共通であるためには、双方で用いられるクロック信号は、互いに同期していなければならない。
【００４１】
そのためには、例えば、アンテナコイル１１からアンテナコイル３へ伝達される搬送波が利用される。すなわち、アンテナコイル３で受信された搬送波、あるいはこれに同期した信号が、クロック信号として、計数部２２および乱数生成部２３へ供給される。このとき、計数部４５および乱数生成部４６にも、アンテナコイル１１から送出される搬送波、あるいはこれに同期した信号が、クロック信号として入力される。あるいは、周波数が精度よく一致するクロック発振子が、基礎データ出力部２０と鍵データ生成部４０の双方に備わり、これらの発振子によってクロック信号が個別に供給されてもよい。
【００４２】
記録データ読取部５１が記録部５のディスクデータの読み取りを開始する初期において、集積回路素子２と記録媒体駆動装置１０は、アンテナコイル３，１１を通じて、リセット信号（初期化信号）を交換する。それによって、双方の計数部２２，４５、および、双方の乱数生成部２３，４６は、同時に初期化されるとともに、同時に初期化が解除される。すなわち、双方に対して、時刻合わせが行われる。その結果、初期化が解除された以後の計数値Ｎおよび疑似乱数Ｒが、基礎データ出力部２０と鍵データ生成部４０の間で、常に一致することとなる。
【００４３】
リセット信号の交換は、例えば、電源供給部３１が、制御部４３へリセット信号を伝えると同時に、アンテナコイル３，１１を通じて、集積回路素子２へもリセット信号を伝えることによって実現する。このとき、制御部４３は、入力されたリセット信号に応答して計数部４５および乱数生成部４６を、初期化および初期化解除する。また、アンテナコイル３へ伝えられたリセット信号は、受信部２８で抽出され、例えば、制御部２１へと伝えられる。制御部２１は、制御部４３と同様に、入力されたリセット信号に応答して、計数部２２および乱数生成部２３を、初期化および初期化解除する。
【００４４】
スクランブラ４１は、計数部４５が出力する計数値Ｎが、あらかじめ約束された特定の計数値（「特定計数値」と記載する。例えば、値"10"）であるときには、計数値Ｎ、疑似乱数Ｒ、および、要求信号生成部４４が出力する要求信号Ｑに、所定の演算を施すことによって、要求信号Ｑの符号化を実行する。また、計数値Ｎが、特定計数値とは異なるときにも、計数値Ｎと疑似乱数Ｒとにもとづいた演算を実行することにより、要求信号Ｑの情報を含まないデータ、すなわち、疑似データを出力する。
【００４５】
その結果、スクランブラ４１からデスクランブラ２５へ至る経路には、要求信号Ｑは、符号化され、しかも、意味のない疑似データの間に埋もれた形式で伝達される。しかも、計数値Ｎが特定計数値に一致したときにスクランブラ４１へ入力される要求信号Ｑが、同一であっても、演算の対象の一つとして疑似乱数Ｒが加えられているために、スクランブラ４１から出力される符号化された要求信号Ｑは、必ずしも同一にはならない。また、疑似データも、計数値Ｎと疑似乱数Ｒとの演算結果であるために、時間とともに不規則な変化をつづける。このように、スクランブラ４１は、単純な規則にもとづかない時系列的要素を加味した符号化を実行する。
【００４６】
スクランブラ４１が出力するデータ信号は、デスクランブラ２５によって復号化される。デスクランブラ２５は、計数部２２が出力する計数値Ｎおよび乱数生成部２３が出力する疑似乱数Ｒにもとづいて、スクランブラ４１とは逆の演算を実行する。その結果、計数部２２の計数値Ｎが特定計数値に一致したときには、要求信号生成部４４が出力した要求信号Ｑと同一の信号が再生される。
【００４７】
制御部２１は、計数部２２の計数値Ｎが特定計数値に一致したときのデスクランブラ２５の出力を、要求信号Ｑとして読み取り、この要求信号Ｑを基礎データ記憶部２４へと伝える。基礎データ記憶部２４は、半導体メモリを備えており、要求信号Ｑが指定するアドレスに、基礎データが格納されている。
【００４８】
図７は、基礎データ記憶部２４に備わる半導体メモリの記憶空間の構造を模式的に表す説明図である。鍵データＫＤの合成に有用な基礎データは、例えば、アドレスＡ１，Ａ３，および、Ａ６にのみ、それぞれ、記憶データＳ１，Ｓ３，Ｓ６として、格納されている。残りのアドレスＡ０，Ａ２，Ａ４，Ａ５，・・・・には、例えば、ランダムな信号が、それぞれ、記憶データＳ０，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，・・・・として格納されている。
【００４９】
要求信号生成部４４は、例えば、計数値Ｎが特定計数値に一致するごとに、３回にわたって、要求信号Ｑとして、アドレスＡ１，Ａ３，および、Ａ６を指定する信号を順次出力する。そのたびに、要求信号Ｑは、制御部２１によって基礎データ記憶部２４へ伝えられる。その結果、基礎データ記憶部２４からは、計数値Ｎが特定計数値に一致するごとに、基礎データである記憶データＳ１，Ｓ３，Ｓ６が、順次読み出される。
【００５０】
スクランブラ２６は、計数部２２が出力する計数値Ｎが、特定計数値であるときには、計数値Ｎ、疑似乱数Ｒ、および、基礎データ記憶部２４が出力する基礎データＳに所定の演算を施すことによって、基礎データＳの符号化を実行する。また、計数値Ｎが、特定計数値とは異なるときにも、計数値Ｎと疑似乱数Ｒとにもとづいた演算を実行することにより、基礎データＳの情報を含まないデータ、すなわち、疑似データを出力する。このように、スクランブラ２６も、単純な規則にもとづかない時系列的要素を加味した符号化を実行する。なお、スクランブラ２６で行われる演算は、スクランブラ４１で行われる演算と、同一に設定されてもよいが、同一でなくてもよい。
【００５１】
スクランブラ２６が出力するデータ信号は、デスクランブラ４２によって復号化される。デスクランブラ４２は、計数部４５が出力する計数値Ｎおよび乱数生成部４６が出力する疑似乱数Ｒにもとづいて、スクランブラ２６とは逆の演算を実行する。その結果、計数値Ｎが特定計数値に一致したときには、基礎データ記憶部２４から読み出された基礎データＳと同一の信号が再生される。したがって、デスクランブラ４２からは、計数値Ｎが特定計数値に一致するごとに、３個の基礎データＳとしての記憶データＳ１，Ｓ３，Ｓ６が、順次、鍵データ合成部４７へと供給される。
【００５２】
鍵データ合成部４７は、これらの３個の基礎データＳにもとづいて、鍵データＫＤを合成する。合成された鍵データＫＤは、復号化部５２へと供給され、記録データ読取部５１で読み取られたディスクデータの復号化に供される。
【００５３】
上記では、要求信号生成部４４が、計数値Ｎが特定計数値に一致するときに、基礎データＳが格納されているアドレスのみを指定するように、要求信号Ｑを出力する例を示したが、基礎データＳが格納されないアドレスをも含めて指定するように、要求信号Ｑを出力してもよい。
【００５４】
例えば、計数値Ｎが、特定計数値に一致するたびに、アドレスＡ１，Ａ３，ＡＡ５，Ａ０，Ａ２，Ａ４，Ａ６の順序でアドレスを指定する要求信号Ｑが出力されてもよい。このとき、鍵データ合成部４７は、計数値Ｎが第１回目、第２回目、および、第７回目に特定計数値に一致したときに、鍵データ合成部４７へ受け渡された記憶データを真の基礎データＳとして、鍵データＫＤの合成に供する。
【００５５】
その結果、鍵データＫＤが、真の基礎データＳである記憶データＳ１，Ｓ３，Ｓ６にもとづいて、正しく合成される。計数値Ｎが特定計数値に何度目に一致したときに、真の基礎データＳを要求するかが、基礎データ出力部２０と鍵データ生成部４０の間で、取り決められておれば、このような動作も可能となる。
【００５６】
以上のように、実施の形態の記録媒体１および記録媒体駆動装置１０では、記録媒体１から記録媒体駆動装置１０へと、鍵データＫＤが直接に受け渡されるのではなく、複数個の基礎データＳに分解した形式で伝えられる。さらに、基礎データＳは、記録媒体と記録媒体駆動装置との間の双方向の通信を通じて、意味のない疑似データに混在した形式で、しかも、時系列的に変化する符号化が施された上で伝えられる。また、記録媒体駆動装置１０から記録媒体１へ送信される要求信号Ｑも、同様に、疑似データの間に投入され、時系列的に変化する符号化が施される。このため、第三者による鍵データＫＤの解読が困難であり、その結果、ディスクデータに対するセキュリティが飛躍的に高められる。
【００５７】
＜5.セキュリティをさらに高めるための構成＞
(1)記録媒体１の記録部５に記録されたディスクデータの鍵データＫＤは、望ましくは、ディスクデータの中で、適宜変更される。すなわち、記録部５に記録されたディスクデータに関して、一般に、複数の鍵データＫＤが複数のデータ領域に、それぞれ割り当てられていてもよい。このとき、復号化部５２は、復号化信号にもとづいて、鍵データＫＤの切換時期を認識し、鍵データＫＤの切換を報知する信号（報知信号）を制御部４３へ送出する。
【００５８】
制御部４３は、復号化部５２からの報知信号に応答して、要求信号生成部４４へ要求信号の出力を指示する。すると、要求信号生成部４４は、基礎データ記憶部２４において、新たな鍵データＫＤのもとになる基礎データが格納されるアドレスを指定する要求信号Ｑを、上記した要領で出力する。その結果、上記した手順を経て、新たな鍵データＫＤのもとになる基礎データが鍵データ合成部４７へと供給される。鍵データ合成部４７は、供給された基礎データにもとづいて、新たな鍵データＫＤを合成し、この鍵データＫＤにもとづく復号化を実行する。
【００５９】
したがって、記録部５に記録されたディスクデータの読出しの過程で、鍵データＫＤが、適宜変化する。記録媒体１および記録媒体駆動装置１０が、それぞれ、ゲーム用記憶媒体およびゲーム機である例、すなわち、記録部５に記録されたディスクデータがゲームソフトウェアである例では、ゲームの進行にともなって鍵データＫＤが変化することとなる。その結果、ディスクデータに対するセキュリティが、さらに高められる。ゲームソフトウェアでは、例えば、アドレスが飛躍する箇所などに、鍵データＫＤの変更位置を設定するとよい。
【００６０】
(2)基礎データ出力部２０、および、鍵データ生成部４０は、ソフトウェアを必要としないハードウェアのみで、図１および図６に例示したブロック図に沿って構成することが可能である。あるいは、制御部２１，４３のみを、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）と、このＣＰＵの動作を規定するプログラムが格納されたメモリとによって、構成することも可能である。
【００６１】
ディスクデータに対するセキュリティをさらに高める上では、基礎データ出力部２０および鍵データ生成部４０は、それぞれ、ＣＰＵと、その動作を規定するプログラムが搭載された半導体メモリとで、等価的に構成されるのが望ましい。このとき、半導体メモリは、例えば、ＥＰＲＯＭ、あるいは、フラッシュＲＯＭなど、記憶データがハードウェアの構造には痕跡として残らず、電気的信号のみを記憶データとして記憶する素子であることが望ましい。それにより、第三者が、基礎データ出力部２０あるいは鍵データ生成部４０を分解してコピーすることによって、鍵データＫＤを読み取ることを困難にし、ディスクデータに対するセキュリティをさらに高めることができる。
【００６２】
＜6.変型例＞
(1)以上の説明では、基礎データ記憶部２４の複数のアドレスに格納された複数個の基礎データＳにもとづいて、鍵データＫＤが合成される好ましい例を示した。これに対して、単一のアドレスに格納された単一の基礎データＳにもとづいて、鍵データＫＤが合成されるように、システムを構成することも可能である。このときにも、要求信号Ｑおよび基礎データＳは、いずれも、意味のない疑似データの中に混在し、符号化された形式で伝達されるので、それ相応に、高いセキュリティが確保される。
【００６３】
(2)図８は、記録媒体１の変形例を示す平面図である。この例では、アンテナコイル３は、ディスク本体の回転中心と中心を同一にする円状の同心円状部分３ａと、例えば、その外側に非同心円状に設置される非同心円状部分３ｂとを備えている。集積回路素子２への電力の供給が継続的に行われるように、同心円状部分３ａは受信用のアンテナコイルとして機能し、非同心円状部分３ｂは送信用のアンテナコイルとして機能する。
【００６４】
したがって、整流回路２３と受信回路２５は、同心円状部分３ａに接続され、送信回路２４は非同心円状部分３ｂに接続される。アンテナコイル３として、受信用と送信用とが別個に設置されるので、受信データと送信データとの間の干渉を防ぐことが容易となる。
【００６５】
(3)以上の説明では、記録媒体１が、ＣＤ−ＲＯＭとして構成された例を取り上げたが、この発明は、ＤＶＤＲＯＭ、ＤＶＤＲＡＭ、その他の円盤状で回転を加えつつ、光あるいは磁気等を媒介することによって非接触でデータの読出し、あるいは読み書きが可能な記録媒体一般に適用が可能である。また、この発明は、記録媒体駆動装置として、ＣＤ−ＲＯＭだけでなく、これらの一般の記録媒体を駆動する記録媒体駆動装置一般に適用が可能である。
【００６６】
(4)集積回路素子２は、単一の半導体素子で構成されることが望ましいが、この発明は、必ずしもその形態に限定されるものではなく、集積回路素子２が複数の素子に分割されていてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
第１の発明の記憶媒体では、鍵データが、直接に外部へ送出されるのではなく、そのもとになる基礎データの形式で送られる。さらに、基礎データは、計数値と疑似乱数とに演算を行って得られる意味のない疑似データに混在した形式で、しかも、計数値と疑似乱数との演算が加えられることによって符号化された上で、外部へと受け渡される。
【００６８】
また、基礎データの送出は、この基礎データが記憶されるアドレスを指定して基礎データを要求する信号が、第１計数値が特定計数値に一致するタイミングで、しかも、第１演算とは逆の演算が施された形式で、データ信号として外部から入力されることによって可能となる。したがって、基礎データを要求する信号も、基礎データと同様に、疑似データに混在し、しかも、符号化された形式で入力可能である。
【００６９】
すなわち、基礎データが、双方向の通信を通じて外部へと受け渡され、しかも、これらの通信は、符号化と疑似データとによって、容易に解読できない形式で行われる。このため、第三者による鍵データの解読が困難であり、その結果、記録データに対するセキュリティが飛躍的に高められる。加えて、アンテナコイルを通じて、電力の供給、データ信号の受信、および、基礎データの送信が行われるので、通常の記録データの読出しにおける非接触性を損なわず、しかも、電源を内蔵する必要がないという効果が得られる。
【００７０】
第２の発明の記録媒体では、基礎データが複数のデータ要素に分割され、異なるアドレスに記憶されているので、基礎データの送出は、複数のデータ要素が記憶される複数のアドレスを指定する信号が、第１計数値が特定計数値に一致するタイミングで、複数回にわたって外部より入力されることによって可能となる。しかも、双方向の通信ともに、計数値と疑似乱数とにもとづく演算が施された形式で行われるので、同一の通信内容であっても、時期が異なれば受け渡しされる信号は同一にはならない。すなわち、時系列的に変化する符号化が行われるために、通信内容の解読がさらに困難であり、記録データに対するセキュリティがさらに高められる。
【００７１】
第３の発明の記録媒体では、基礎データ出力部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記基礎データ出力部の動作を規定するプログラムを格納する半導体記憶素子とを備えるので、ハードウェアの複製によって、鍵データの解読を行うことがさらに困難であり、記録データに対するセキュリティがさらに高められる。
【００７２】
第４の発明の記録媒体では、記録データの複数の領域が、異なる鍵データにもとづいて符号化され、それぞれのもとになる基礎データのいずれもが、基礎データ記憶部に記憶されている。このため、記録データの読出しの過程で、鍵データが変更されるごとに、新たな基礎データを要求する信号を外部から入力することにより、あらたな基礎データを外部へと取り出すことが可能である。それによって、すべての記録データの復号化が可能となる。記録データの読出しの進行にともなって鍵データが変化するために、ディスクデータに対するセキュリティが、さらに高められる。
【００７３】
第５の発明の記録媒体駆動装置は、本発明の記録媒体の駆動に適しており、基礎データが記憶されるアドレスを指定して基礎データを要求する信号を、第２計数値が特定計数値に一致するタイミングで、しかも、第１演算とは逆の演算が施された形式で、データ信号として記録媒体へ送信することにより、記録媒体から基礎データを受け取る。しかも、基礎データを要求する信号も、基礎データと同様に、疑似データに混在し、しかも、符号化された形式で伝えられる。
【００７４】
すなわち、基礎データが、双方向の通信を通じて受け取られ、しかも、これらの通信は、符号化と疑似データとによって、容易に解読できない形式で行われる。このため、第三者による鍵データの解読が困難であり、その結果、記録データに対するセキュリティが飛躍的に高められる。加えて、アンテナコイルを通じて、電力の供給、データ信号の受信、および、基礎データの送信が行われるので、通常の記録データの読出しにおける非接触性を損なわず、しかも、電源を内蔵する必要がないという効果が得られる。
【００７５】
第６の発明の記録媒体駆動装置は、第４の発明の記録媒体の駆動に適しており、記録データが読み出され、復号化される過程で、鍵データが変更されるごとに、新たな基礎データを要求する信号が送出される。その結果、得られた新たな基礎データにもとづいて、新たな鍵データが合成され、これにもとづいて復号化が行われる。このため、記録データの読出しの過程で、鍵データが変更されるセキュリティの高い記録データに対して、その最初から最終までにわたって、復号化を正常に行うことができる。
【００７６】
第７の発明の記録媒体駆動装置は、鍵データ生成部は、マイクロプロセッサと、当該マイクロプロセッサの動作を規定するプログラムであって前記鍵データ生成部の動作を規定したプログラムを格納する半導体記憶素子とを備えるので、ハードウェアの複製によって、鍵データの解読を行うことがさらに困難であり、記録データに対するセキュリティがさらに高められる。
【００７７】
第８の発明の半導体装置は、この発明の記録媒体の集積回路素子としての利用に適している。
【００７８】
第９の発明の半導体装置は、この発明の記録媒体駆動装置に備わる通信部と前記鍵データ生成部としての利用に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の記録媒体と記録媒体駆動装置のブロック図である。
【図２】  実施の形態の記録媒体の平面図である。
【図３】  図２の記録媒体の断面図である。
【図４】  別の例の記録媒体の断面図である。
【図５】  実施の形態の記録媒体と記録媒体駆動装置が基礎とする符号化および復号化の手順を示す説明図である。
【図６】  実施の形態の記録媒体駆動装置を詳細に示すブロック図である。
【図７】  基礎データ記憶部の記憶空間を示す説明図である。
【図８】  記録媒体の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  記録媒体
２  集積回路素子
３  アンテナコイル（第１アンテナコイル）
５  記録部
１０  記録媒体駆動装置
１１  アンテナコイル（第２アンテナコイル）
２０  基礎データ出力部
２２  計数部（第１計数部）
２３  乱数生成部（第１乱数生成部）
２４  基礎データ記憶部
２５  デスクランブラ（第１演算部）
２６  スクランブラ（第２演算部）
２７  電源電圧生成部
２８  受信部（第１受信部）
２９  送信部（第１送信部）
３０  通信部
３１  電源供給部
３２  送信部（第２送信部）
３３  受信部（第２受信部）
４０  鍵データ生成部
４１  スクランブラ（第３演算部）
４２  デスクランブラ（第４演算部）
４４  要求信号生成部
４５  計数部（第２計数部）
４６  乱数生成部（第２乱数生成部）
４７  鍵データ合成部
５１  記録データ読取部
５２  復号化部
ＫＤ  鍵データ
Ｎ  計数値（第１，第２計数値）
Ｑ  要求信号
Ｒ  疑似乱数（第１，第２疑似乱数）
Ｓ  基礎データ（データ要素）
【図１】
0004390871.tif 000002
【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】
0004390871.tif 000007
【図７】
0004390871.tif 000008
【図８】
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