JP2005191847A - 放送装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワーク鍵（Ｋｗ）やスクランブル鍵（Ｋｓ）においても、個別に特定することができる放送装置及び受信装置を提供する。
【解決手段】 放送コンテンツを第１の鍵で暗号化するスクランブラ１０３と、第２の鍵の元になる鍵データを複数有するデータベース１０８と、任意の演算パラメータを生成するパラメータ生成手段１０７と、データベースから任意のレコードを指定して複数の鍵データから少なくとも一つの鍵データ及び演算パラメータが入力され、演算を行って第２の鍵を導出する演算手段１０６と、第１の鍵を含む情報を第２の鍵を用いて暗号化した暗号化情報及び演算パラメータを共通情報として生成する共通情報生成手段１０４と、データベースで指定したレコード番号と第４の鍵を、第３の鍵群を用いてそれぞれ暗号化し個別情報を生成するＥＭＭ生成手段１０５とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放送装置及び受信装置に関する。

近年、通信衛星や放送衛星を用いたデジタル方式の放送サービスが運営されている。一般に衛星放送システムでは、チャンネル単位、番組単位、時間単位など様々な方法で視聴できる単位を限定する限定受信システムが運営されている。

限定受信システムでは、家庭に設置された各受信装置個別に利用者の契約状態等に応じた個別契約情報を伝送し、この個別契約情報を各受信装置個別に設定する。伝送する個別の視聴契約情報は個別情報ＥＭＭ（Entitlement Management Message）データと呼ばれ、受信装置固有のＩＤ(Identification)番号が付加されたＥＭＭデータが、センタ装置から各受信装置に対して、放送信号に多重されて伝送される。ＥＭＭデータは、盗聴されないように、センタ装置と受信装置間で特定される受信装置固有のマスタ鍵（Ｋｍ）を用いて暗号化している。

受信装置では、受信装置が固有に持っているＩＤから自分自身宛に伝送されたＥＭＭデータを受信し、受信装置内に契約情報が記憶され、その契約情報をもとに利用者は限定受信放送システムのサービスを受けることができる。

また、番組はスクランブル鍵（Ｋｓ）でスクランブルして放送され、その番組に全受信装置共通のワーク鍵（Ｋｗ）によって暗号化された共通情報ＥＣＭ（Entitlement Control Message）データを多重して伝送する。受信装置では、記憶している個別契約情報内の契約情報を参照し、同じく記憶している個別契約情報内のワーク鍵（Ｋｗ）によってＥＣＭデータの復号を行い、番組のスクランブルを解くためのデスクランブル鍵（Ｋｓ）を得て、最終的に視聴することができる（特許文献１参照）。

しかしながら、このような秘密鍵を使用した限定受信システムではハッキングなどによって鍵の不正な露出がシステム全体に大きな影響及ぼすことになる。たとえばマスタ鍵（Ｋｍ）がハッキングされ、このハッキングされたマスタ鍵（Ｋｍ）が組み込まれた受信装置が大量に出回れば、一つの個別契約を行わうことですべての受信装置について限定受信システムによる番組を視聴することが可能となってしまう。

このようにハッキングなどによりマスタ鍵（Ｋｍ）が流出した場合には、この流出したマスタ鍵（Ｋｍ）が特定できれば、このハッキングされたマスタ鍵（Ｋｍ）を持つ受信装置以外の正規の受信装置のみに新たなＥＭＭを送付してワーク鍵（Ｋｗ）を更新することで、この不正な受信装置が放送を受信できないようにできる。

つまりマスタ鍵（Ｋｍ）については受信装置と１対１に対応するので、マスタ鍵（Ｋｍ）から流出元である受信装置を特定することが可能である。しかし他の鍵であるワーク鍵（Ｋｗ）やスクランブル鍵（Ｋｓ）については、受信装置などを特定する様な情報はない共通情報であるため、これらの情報を不正に流出させられるとスクランブル鍵（Ｋｓ）やワーク鍵（Ｋｗ）のデータそのものから流出元を特定することは困難になる。
特開２０００−９２０１３号公報

本発明は、ワーク鍵（Ｋｗ）やスクランブル鍵（Ｋｓ）においても、個別に特定することができる放送装置及び受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、放送コンテンツを第１の鍵で暗号化するスクランブラと、
第２の鍵の元になる鍵データを複数有するデータベースと、
任意の演算パラメータを生成するパラメータ生成手段と、
前記データベースから任意のレコードを指定して前記複数の鍵データから少なくとも一つの鍵データ及び前記パラメータ生成手段から演算パラメータが入力され、演算を行って第２の鍵を導出する演算手段と、
前記第１の鍵を含む情報を前記第２の鍵を用いて暗号化した暗号化情報及び前記演算パラメータを各受信装置に対して共通に提供される共通情報を生成する共通情報生成手段と、
前記データベースで指定したレコード番号と各受信装置に保持している暗号化されたデータベースから前記レコード番号を復号するための第４の鍵を、受信装置を識別する単位毎に固有な第３の鍵群を用いてそれぞれ暗号化し、前記受信装置を識別する単位毎に異なる情報になっている個別情報を生成する個別情報生成手段と、
前記共通情報、前記個別情報及び暗号化された前記放送コンテンツを送信する送信手段とを具備することを特徴とする放送装置を提供する。

また、本発明は、第１の鍵で暗号化された放送コンテンツ、第２の鍵の元になる鍵データを複数有するデータベースから任意のレコード番号が指定され前記複数の鍵データから少なくとも一つの鍵データ及び演算パラメータにより演算され導出された前記第２の鍵で暗号化された前記第１の鍵を含む共通情報、前記演算パラメータ及び前記データベースで指定した前記レコード番号と各受信装置に保持している暗号化されたデータベースから前記レコード番号を復号するための第４の鍵を含む情報を受信装置を識別する単位毎に固有に保持している第３の鍵群を用いて暗号化された個別情報を受信する受信手段と、
保持している第３の鍵を用いて前記個別情報を復号し、少なくとも前記レコード番号と前記第４の鍵を抽出する個別情報復号手段と、
暗号化されたデータベース手段と、
前記暗号化されたデータベース手段から前記レコード番号により指定されるレコードを前記個別情報復号手段により抽出された前記第４の鍵で復号する手段と、
前記復号されたレコード及び受信した前記共通情報から抽出した前記演算パラメータを用いて演算し第２の鍵を導出する演算手段と、
前記演算手段によって導出された第２の鍵を用いて前記第１の鍵を抽出する共通情報復号手段と、
前記共通情報復号手段により抽出された第１の鍵を用いて前記暗号化された番組コンテンツを復号するデスクランブラとを具備することを特徴とする受信装置を提供する。

本発明は、識別情報を付加したワーク鍵をあらかじめ暗号化した状態で受信装置に設定しておき、ＥＭＭでは復号化を行うための鍵情報と、復号化する情報を特定するためのポインタ情報を送ることで、識別情報を付加したワーク鍵を直接伝送する必要がなく、またＥＭＭの情報量を増加させることなく、ワーク鍵が不正に流出された場合にも流出元を特定することを可能する。

図１は、本発明のデジタル放送システムに用いる送信装置と受信装置の構成を説明するためのブロック図である。

送信装置１０１は、入力されるトランスポートストリーム（ＴＳ）化された放送コンテンツを第１の鍵であるスクランブル鍵（Ｋｓ）によって暗号化するスクランブラ１０３と、ワーク鍵（Ｋｗ）を用いて共通情報を暗号化するＥＣＭ生成手段１０４と、マスタ鍵（Ｋｍｉ）を用いて個別情報を暗号化するＥＭＭ生成手段１０５と、スクランブル鍵（Ｋｓ）によって暗号化された放送コンテンツ、共通情報及び個別情報を伝送するための伝送手段（図示せず）を有している。

また、この送信装置１０１は、スクランブル鍵（Ｋｓ）を暗号化するためのワーク鍵（Ｋｗ）の元になるＫｗリストをデータベース化したワーク鍵（Ｋｗ）データベース１０８と、演算パラメータを生成する演算パラメータ生成手段１０７と、データベース１０８にリスト化されている任意のレコードデータＫｗｉ及び演算パラメータ生成１０７で生成されるパラメータＰが入力され所定の計算方法によってワーク鍵（Ｋｗ）を生成する演算部１０６とを有している。

ＥＣＭ生成手段１０４は、ワーク鍵（Ｋｗ）を用いてスクランブル鍵（Ｋｓ）を暗号化とし、演算パラメータ１０７から送られる演算パラメータＰを含むその他の共通情報をＥＣＭとして組み立て、生成されたＥＣＭをＴＳに多重して伝送する機能を有している。

また、ＥＭＭ生成手段１０５は、ワーク鍵（Ｋｗ）データベース１０８から送られる任意のレコードを指定した情報と受信装置１０２が保有するデータベースの復号鍵(ListKey)を受信装置１０２が固有に保持している第３の鍵であるマスタ鍵（Ｋｍ）を用いてそれぞれ暗号化し個別情報を生成する機能を有している。

共通情報、個別情報は、暗号化手段により暗号化された前記放送コンテンツと多重されて送信手段によって放送される。

ここで個別情報は、演算パラメータＰ及びデータベース１０８で指定したレコード番号と第４の鍵を含む情報を受信装置１０２が固有に保持している第３の鍵群を用いて暗号化されている。第４の鍵は、受信装置１０２が、演算パラメータＰ及びデータベース１０８で指定したレコード番号と暗号化されたデータベース１１３からレコード番号を復号するために用いる鍵である。

受信装置１０２は、スクランブル鍵（Ｋｓ）で暗号化された放送コンテンツ、共通情報、個別情報を受信する手段（図示せず）と、この受信手段によって受信した個別情報を、持しているマスタ鍵（Ｋｍｉ）を用いて復号するＥＭＭ復号手段１１１と、暗号化されたワーク鍵（Ｋｗ）データベース１１３と、暗号化されたワーク鍵（Ｋｗ）データベース１１３から選択したレコードＫｗｃをＥＭＭ復号手段１１１で復号した復号鍵で復号するワーク鍵（Ｋｗ）復号手段１１４と、ワーク鍵（Ｋｗ）復号手段１１４で復号した情報Ｋｗｉと共通情報（ＥＣＭ）から抽出したパラメータＰを演算する演算手段１１２と、演算手段１１２で導出されたワーク鍵（Ｋｗ）で共通情報（ＥＣＭ）を復号してスクランブル鍵（Ｋｓ）を得るＥＣＭ復号手段１１０と、スクランブル鍵（Ｋｓ）で暗号化されたコンテンツを復号するデスクランブル手段１０９を有している。

基本的に送信装置１０１における演算手段１０６と受信装置１０２における演算手段１１２は同じ演算アルゴリズムを有しており、共通情報（ＥＣＭ）を作成する単位で入力されるデータも送信装置１０１と受信装置１０２で同一のデータが入力される。

図２は、このような送信装置１０１の演算手段１０６、受信装置１０２の演算手段１１２の演算アルゴリズムの例である。

Ｋｗｉは、ａからｎまでのワーク鍵（Ｋｗ）を生成するのための元データであり、たとえば各ａからｎは各１６バイトの情報とする。演算パラメータＰは、Ｋｗｉのａからｎを特定する情報であり、たとえばａからｎまでのうちの４つを番号で指定するようなものとする。最終的に得られるデータはｂ，ｄ，ｈ，ｋを並べた６４バイトのデータであり、これを共通情報（ＥＣＭ）を復号するためのワーク鍵（Ｋｗ）として使用する。

また、Ｋｗｉのａからｎまでのいずれかは各受信装置１０２毎に異なる識別情報であり、パラメータＰによって使用するエリアはＥＣＭ単位で可変することが可能であり、Ｋｗｉを不正に公開する場合にはすべての情報を公開しなくてはならなくなり、これが公開された場合には識別情報から漏洩元を特定するとが可能になる。

また、演算手段１０６、１１２のアルゴリズムはこれだけでなく、Ｋｗｉが受信装置１０２ごとに識別を持った情報、演算パラメータＰをすべての受信装置１０２に共通な情報とし、その計算結果として、すべての受信装置１０２に共通なワーク鍵（Ｋｗ）が得られる演算であればどのようなアルゴリズムでもよい。

たとえば、公開鍵暗号を利用した秘密共有法などを利用してもよい。これはある秘密情報を複数の情報に分割して共有する方法であり、たとえばある秘密情報Ｘからａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆという５つの情報を生成して、３つの受信機にそれおぞれ（a,b）,(c,d),(b,c)の組を共有するように配分する。

この秘密情報Ｘとａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの関係は数学的な演算方法により生成されており、たとえば中国剰余定理などを利用した剰余算によって算出される情報である。これように生成された情報はたとえば３つの情報があつまれば、もとの秘密情報ｃを再現できるようになるとうの閾値を設定して生成することができる。

これを演算手段１０６、１１２として使用することが可能であり、たとえば受信装置１０２を３台とすると（a,b）,(c,d),(b,c)をそれぞれのＫｗｉとして設定し、送信装置１０１側ではｆの情報を演算パラメータＰとして送信することで、どの受信装置１０２でも固有な識別情報が付加されたＫｗｉをもっていることになり、演算パラメータＰにより与えられるｆにより共通のＸ（Ｋｗ）が得られる。

以上のような演算手段１０６、１１２を導入することにより、各受信装置１０２のもつＫｗｉは復号に使用するワーク鍵（Ｋｗ）より大きな情報になっている。そのため、このワーク鍵（Ｋｗｉ）を更新するために、個別情報（ＥＭＭ）でＫｗｉを送ると個別情報（ＥＭＭ）の情報量が多くなってしまい、モバイル放送などの帯域の狭い放送での運用が難しくなってしまう場合がある。

そこで、各受信装置１０２に暗号化されたワーク鍵（Ｋｗ）データベース１１３を持たせ、受信装置１０２の製造段階でデータベース１１３に情報をセットしておき、この情報を各レコード単位に復号する鍵のみを個別情報で送信するようにすることで直接Ｋｗｉを送信しないくともよい構成にしている。

さらに、データ自体は送信装置１０１側であらかじめ暗号化したデータを供給することで、この情報が漏洩されないようにしている。

図３は、このワーク鍵（Ｋｗ）データベース１１３に格納されるデータの例を示したものであり、各レコード毎に異なる鍵で暗号化されたＫｗｉの情報が格納される。

このデータベースに設定する情報は各受信装置毎に異なる情報であるが、各レコードを復号する鍵は、メーカー単位に異なるものとすることも可能である。つまり受信装置を識別する単位として、例えば受信装置１台１台を識別するＩＤと製造メーカーを識別するＩＤの２つを運用し、暗号化されたデータベースのレコードを復号する鍵を送る個別情報はメーカーを識別するＩＤで送信することで、さらにＥＭＭの伝送量を少なくすることができる。そして、復号された情報は各受信装置毎の固有な情報になっている。

第１の実施例における放送装置、受信装置のブロック図 第１の実施例における放送装置側の演算手段の例 第１の実施例における受信装置側の暗号化Ｋｗデータベースの例

符号の説明

１０１・・・送信装置
１０２・・・受信装置
１０３・・・スクランブラ
１０４・・・ＥＣＭ生成手段
１０５・・・ＥＭＭ生成手段
１０６・・・演算手段
１０７・・・演算パラメータ生成手段
１０８・・・ワーク鍵（Ｋｗ）データベース
１０９・・・デスクランブラ
１１０・・・ＥＣＭ復号手段
１１１・・・ＥＭＭ復号手段
１１２・・・演算手段
１１３・・・暗号化されたワーク鍵（Ｋｗ）データベース
１１４・・・Ｋｗｉ復号手段

Claims (3)

1. 放送コンテンツを第１の鍵で暗号化するスクランブラと、
   第２の鍵の元になる鍵データを複数有するデータベースと、
   任意の演算パラメータを生成するパラメータ生成手段と、
   前記データベースから任意のレコードを指定して前記複数の鍵データから少なくとも一つの鍵データ及び前記パラメータ生成手段から演算パラメータが入力され、演算を行って第２の鍵を導出する演算手段と、
   前記第１の鍵を含む情報を前記第２の鍵を用いて暗号化した暗号化情報及び前記演算パラメータを各受信装置に対して共通に提供される共通情報を生成する共通情報生成手段と、
   前記データベースで指定したレコード番号と各受信装置に保持している暗号化されたデータベースから前記レコード番号を復号するための第４の鍵を、受信装置を識別する単位毎に固有な第３の鍵群を用いてそれぞれ暗号化し、前記受信装置を識別する単位毎に異なる情報になっている個別情報を生成する個別情報生成手段と、
   前記共通情報、前記個別情報及び暗号化された前記放送コンテンツを送信する送信手段とを具備することを特徴とする放送装置。
2. 第１の鍵で暗号化された放送コンテンツ、第２の鍵の元になる鍵データを複数有するデータベースから任意のレコード番号が指定され前記複数の鍵データから少なくとも一つの鍵データ及び演算パラメータにより演算され導出された前記第２の鍵で暗号化された前記第１の鍵を含む共通情報、前記演算パラメータ及び前記データベースで指定した前記レコード番号と各受信装置に保持している暗号化されたデータベースから前記レコード番号を復号するための第４の鍵を含む情報を受信装置を識別する単位毎に固有に保持している第３の鍵群を用いて暗号化された個別情報を受信する受信手段と、
   保持している第３の鍵を用いて前記個別情報を復号し、少なくとも前記レコード番号と前記第４の鍵を抽出する個別情報復号手段と、
   暗号化されたデータベース手段と、
   前記暗号化されたデータベース手段から前記レコード番号により指定されるレコードを前記個別情報復号手段により抽出された前記第４の鍵で復号する手段と、
   前記復号されたレコード及び受信した前記共通情報から抽出した前記演算パラメータを用いて演算し第２の鍵を導出する演算手段と、
   前記演算手段によって導出された第２の鍵を用いて前記第１の鍵を抽出する共通情報復号手段と、
   前記共通情報復号手段により抽出された第１の鍵を用いて前記暗号化された番組コンテンツを復号するデスクランブラとを具備することを特徴とする受信装置。
3. 前記暗号化されたデータベースの情報は製造時に予め内部に設定しておくことを特徴とする請求項２記載の受信装置。

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