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JP2930149B2 - 情報処理システムとこれに用いられる情報処理装置及び安全保護エレメント - Google Patents

情報処理システムとこれに用いられる情報処理装置及び安全保護エレメント

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JP2930149B2
JP2930149B2 JP3229670A JP22967091A JP2930149B2 JP 2930149 B2 JP2930149 B2 JP 2930149B2 JP 3229670 A JP3229670 A JP 3229670A JP 22967091 A JP22967091 A JP 22967091A JP 2930149 B2 JP2930149 B2 JP 2930149B2
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JP3229670A
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JENERARU INSUTSURUMENTO CORP
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JENERARU INSUTSURUMENTO CORP
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は情報処理システムのため
の保護装置で、特にスクランブルをかけたテレビジョン
番組の様な情報信号を選択的にコントロールして解読す
るための装置である。
【０００２】
【発明の背景】テレビジョン信号の遠隔制御によるスク
ランブル解除には種々の方法が採用されている。そして
ケーブルテレビジョン及び衛星テレビジョン情報処理シ
ステムを含め、加入者方式のテレビジョン情報処理シス
テム内での安全保護を保つ必要がある。一般的には情報
処理システム加入者はテレビ信号源（例えばケーブル入
口又は放送衛星受信器）とテレビセット間にスクランブ
ル解除装置を備えることになる。各加入者のデスクラン
ブラーは情報処理システムオペレータにより遠隔操作で
ホームボックスオフィスムービーチャンネルや特別のペ
イパービュースポーツイベントのの様な特別サービスを
受けるか又は受けないかをアクセスされることになる。
【０００３】ここで問題になるのは所謂ハイジャッカー
が情報処理システム保護ラインを破ることを試み、すべ
ての番組をサービスの代償である金額を支払わずに受信
出来るブラックボックスを売り出してしまうとうことで
ある。情報処理システムオペレータにとってこの侵害行
為と争うことは容易ではなく且つ費用がかさむことにな
る。特定の安全情報処理システムが突破されると、情報
処理システムオペレータは通常の場合はすべて現行のデ
スクランブラーを別の安全アルゴリズムで動作する新規
ユニットに置き換えねばならない。この解決法はコスト
的に非効率である。
【０００４】こうした侵入行為をもっと難しくする情報
処理システムの一つに米国特許４，６１３，９０１のギ
ルハウゼン等による「テレビジョン信号のコントローリ
ングスクランブリング及び選択的リモートデスクランブ
リングに対する信号暗号化と分配情報処理システム」が
あげられる。ギルハウゼン等の情報処理システムではア
ルゴリズムが共通カテゴリーキー信号又はその他のキー
信号によってキー化された後、周知のデータ暗号化規準
（ＤＥＳ）安全アルゴリズムに従ってワーキングキー信
号が作られる。
【０００５】アルゴリズムがワーキングキー信号によっ
てキー化された時、ＤＥＳアルゴリズムに従って初期化
ベクトル信号を処理することで特定の暗号化キー流が作
られるのである。そしてテレビジョン信号は特定の暗号
化キーに従ってスクランブルされ、スクランブルテレビ
信号となる。相異なる選び出された加入者のデスクラン
ブラーに別々にアドレスされた複数の特定暗号化カテゴ
リーキー信号はアルゴリズムが異なるデスクスクランブ
ラーと関連して複数の別々のユニットキー信号によりキ
ー化された時、ＤＥＳアルゴリズムに従って当初の共通
カテゴリーキー信号を処理することにより作られる。ス
クランブルテレビジョン信号と初期化ベクトル信号及び
複数の暗号化されたカテゴリーキー信号がデスクランブ
ラーに放送される。
【０００６】各デスクランブラーで暗号化キー流はテレ
ビジョン信号にデスクランブルされ、各デスクランブラ
ーはそのデスクランブラーが特定の暗号化カテゴリーキ
ー信号によりアドレスされた時、共通カテゴリーキー信
号を再製させるためメモリーにその特定ユニットキー信
号を記憶しておく。ギルハウゼン等の情報処理システム
はＤＥＳアルゴリズムを使用することで高レベルの安全
度を備え、侵入者にとってワーキングキーを再製するの
が困難になり又費用がかかることになる。
【０００７】その他選定した加入者制のデスクランブル
情報処理システムがギルハウゼン等により米国特許４，
７１２，２３８及び４，７９２，９７３で提案されてい
る。これらの特許はパルスベースで受信したスクランブ
ル信号をデスクランブル出来る改良情報処理システムで
ある。モアダナは米国特許４，６３４，８０８で独特は
デスクランブルでキー信号を再製し、デスクランブルテ
レビジョン信号に使われるための解読されなければなら
ないキー信号を暗号化する際使われる情報処理システム
を提案している。しかしこれらは、最終的には侵入者が
突破し得るであろうと思われるものであり、侵入を阻止
し得る安全なシステムは存在していない。
【０００８】侵害後に安全性が経済的に格上げされ改良
された情報処理システムを提供出来れば有益なことであ
ろう。新規の安全アリゴリズムを備えている比較的低コ
ストの安全保護エレメントで単に置き換えることにより
その分野の安全性が向上出来れば更に有益なことであろ
う。安全保護エレメントはサービスマンの訪問を必要と
せず加入者が自宅で交換出来る。
【０００９】他の人々が情報処理システムに侵入したり
又はデスクランブラーを許可されていない目的に使用す
るため、そのための安全保護エレメントを容易に製作出
来ない様、加入者のデスクランブラーと交換可能な保全
エレメント間のインターフェイスを保護出来るのも又有
益なことである。もし不正な安全保護エレメントを設置
してもデスクランブラーは動作しないであろう。本発明
は向上した安全情報処理システムと情報処理装置及び前
記の利点を満足させる交換可能な安全保護エレメントを
提供するものである。
【００１０】
【発明の概要】本発明によれば通信ネットワークから受
信した信号解読に対し、その安全保護が向上したシステ
ムを提供出来る。このシステムには、情報処理装置と、
これにに交換可能に接続される安全保護エレメントとを
備えられている。この交換可能な安全保護エレメントに
はワーキングキーを作る手段と、秘密キーでワーキング
キーを情報処理装置に伝送する手段が含まれている。情
報処理装置では受信した通信信号を解読するのに使用す
る暗号化されたワーキングキーを解読する。
【００１１】提案する実施例では秘密キーには情報処理
装置と関連する第１の確認キーが含まれており、この第
１確認キーはワーキングキーを暗号化するに使われるた
めの安全保護エレメントに安全に伝送される。第２の確
認キーが安全保護エレメントと協調することになり、情
報処理装置に第２の確認キーを安全に伝送する手段が備
えられている。そして安全保護エレメントでは第１と第
２の確認キーが両者でワーキングキーを暗号化するので
ある。情報処理装置は、更にこの装置と協調する第１の
ユニットキーと、第１のユニットキーのもとで暗号化さ
れた第２の確認キーを受信する手段が含まれている。又
その後ワーキングキーを解読するのに使われる受信した
第２の確認キーを解読する手段も備わっている。
【００１２】同様に安全保護エレメントにはそれと共に
協調する第２のユニットキーと、第２ユニットキーのも
とで暗号化された第１の確認キーを受ける手段が含まれ
る。受信した第１の確認キーは情報処理装置に伝送する
に先立ち、つづいてワーキングキーを暗号化するため、
安全保護エレメントにより解読される。ワーキングキー
を作るために、安全保護エレメントには情報処理装置を
経て安全に伝送出来る入力データが必要である。情報処
理装置はトラストセンターからデータを暗号化された形
で受け、その少なくとも一部分を解読し、つづいて安全
保護エレメントに伝送するために更に暗号化を行う。実
施例ではデータは少なくとも第２ユニットキーで暗号化
され、情報処理装置で受信され、情報処理装置から安全
保護エレメントへ第２のユニットキーと少なくとも解読
キーの一つのもとで伝達される。
【００１３】その他の実施例では置換可能な安全保護エ
レメントが秘密の暗号キーを持っている情報処理装置と
一緒に使用されるために備えられている。この安全保護
エレメントはワーキングキーを作るためのデータを受け
取り、又安全保護エレメントは暗号通信で秘密キーを受
け取り、ワーキングキーを暗号化するのに使うための秘
密キーを解読する。
【００１４】そして暗号化されたワーキングキーは情報
信号を処理するのに使うため安全保護エレメントにより
情報処理装置に伝達される。又秘密キーは安全保護エレ
メントで受け取られユニットキーと協調して暗号化され
る。付加暗号キーが安全保護エレメントと協調し、ワー
キングキーを秘密及び付加キーの両者で暗号化する。ワ
ーキングキーを作るために使われた安全保護エレメント
で受け取られたデータは、同じく秘密及びユニットキー
の少なくとも一つで暗号化される。この場合安全保護エ
レメントには情報信号を解読する手段が含まれている。
【００１５】情報処理装置は置換可能な安全保護エレメ
ントと結びつけて使用されるので、装置内にエレメント
を受け取るための手段が備えられている。秘密暗号キー
は情報処理装置と協調し装置内に記憶される。安全保護
エレメントからワーキングキーを受け取り、秘密キーで
暗号化する手段が備わっており、受け取ったワーキング
キーは解読され情報信号を処理するのに使用される。実
施例では安全保護エレメントと協調する付加暗号キーが
受信され記憶される。受け取ったワーキングキーは秘密
キーと付加キーで暗号化され情報処理装置で使用され
る。情報処理装置にはまたデータを受け、ワーキングを
作るのに安全保護エレメントにより使われるための手段
が含まれている。データを安全保護エレメントに伝送す
る手段も備えられており、また安全保護エレメントに伝
える前にデータを秘密及び付加キーの一つ又は両者で暗
号化する手段も備えられている。
【００１６】更に情報処理装置は安全保護エレメントを
確認する特有の情報（例えばアドレス）を受け記憶する
手段と、エレメントに選択的に伝えるため特有情報ベー
スで情報信号を選別する手段を含んでいる。情報処理設
備で処理された情報信号はスクランブル伝送信号から成
っており、受け取ったコントロール信号に応じて安全保
護エレメントに対し諾否を与え、安全保護エレメントの
諾のない時、デスクランブル不履行アルゴリズムに従っ
て伝送信号をデスクランブルしない手段も備わってい
る。情報信号を選別する手段を含んでいる。情報処理設
備で処理された情報信号はスクランブル伝送信号から成
っており、受け取ったコントロール信号に応じて安全保
護エレメントに対し諾否を与え、安全保護エレメントの
諾のない時、デスクランブル不履行アルゴリズムに従っ
て伝送信号をデスクランブルしない手段も備わってい
る。
【００１７】
【実施例】図面にもとづいて本発明の実施例を説明す
る。図は本発明の一実施例を示す図である。本発明は、
衛星テレビ放送網の様な情報処理システム内の安全を確
保するためのシステムを提供するものである。図示した
実施例にて置換可能な安全保護エレメントが衛星テレビ
ジョンディスクランブラーに接続されており、受信信号
のディスクランブルを可能にする様、ディスクランブラ
ーに伝送するワーキングキーを作る役目をする。
【００１８】安全保護エレメントは比較的低コストの部
品で、使用中のエレメントのアルゴリズムが侵害された
時、別の安全性の高いアルゴリズムで作動する新しいエ
レメントに交換出来、この安全保護エレメントは例えば
クレジットカードの様な形状のスマートカード、あるい
はワーキングキー生成手段に依拠するマイクロプロセッ
サや、他の構成要素を備えたカートリッジから成ってい
る。
【００１９】図１で情報処理装置（モジュール）は１０
で表記してある。装置１０はジェネラルインストラメン
トコーポレーションで製作されている（ビデオサイファ
ー．ツー．プラス）ディスクランブラーモジュールの様
なディスクランブラーから成っており、衛星受信器のビ
デオサイファーラインと接続して使用される。マイクロ
プイロセッサ１４及びマイクロプロセッサへの命令プロ
グラムを記憶しておくＲＯＭ１６を含む（ビデオサイフ
ァー．ツー．プラス）ディスクランブラーのすべての成
分を含んでいる。
【００２０】また、暗号処理装置“クリプト（ＣＲＹＰ
ＴＯ）”２４もまたビデオサイファー．ツー．プラスに
設けられており、導線１８でマイクロプロセッサ１４に
接続されており、前述のギルハウゼン等による米国特許
４，６１３，９０１号で述べられている様に、ワーキン
グキー信号に依拠して、ディスクランブルに効果的な信
号を作る。
【００２１】本発明による情報処理装置１０は又いくつ
かの新規構成要件を具えている。これらはキー及びアド
レス等速呼出しメモリー（ＲＡＭ）２０とメッセージフ
ィルター及びインターフェイス回路２２である。キー及
びアドレスＲＡＭ２０は情報処理装置に対する秘密キー
及び安全保護エレメント１２に割り当てられた特定のア
ドレスを記憶しておく。メッセージフィルター及びイン
ターフェイス２２はＲＡＭ２０に記憶されている安全保
護エレメントのアドレスの中で、放送ネットワーク（例
えば衛星テレビシステム）から入力端子１１で受信した
もののうち、いずれのメッセージがエレメント１２に特
別にアドレスされるかを決めるのに使われる。メッサー
ジフィルターはエレメント１２と協調してすべてのメッ
セージを破棄することはない。
【００２２】特定の安全保護エレメントにメッセージを
分配する方法は他にもあり、例えばトラストセンターに
よりエレメントに送られたデータはエレメントにデータ
を通過させる命令で協調している情報処理装置に伝送さ
れる。データ自身は他の情報処理装置及び安全保護エレ
メントと結んで使用されるのを防ぐため、処理装置のユ
ニットキーで暗号化されている。
【００２３】情報処理装置１０と安全保護エレメント１
２は信号経路２６と夫々のインターフェイス２２，３６
で結ばれている。情報処理装置１０から安全保護エレメ
ント１２への信号流には安全保護エレメント１２により
ワーキングキーを発生させるのに要するデータと情報処
理装置１０で特有な協調を行う秘密の確認キーを判別す
るデータが含まれている。また実施例では、安全保護エ
レメント１２がそれ自体の確認キーを持っており、これ
は製造時に予め付与するか、または端子１１でデータ入
力部から情報処理装置１０へ２６を経由して安全保護エ
レメント１２によって受信されるかにより与えられる。
クリプト２４によって情報（例えばテレビジョン）信号
をディスクランブルするのに要するワーキングキーは同
じく安全保護エレメント１２から情報処理装置１０へ２
６を経て送られてくる。
【００２４】本発明ではワーキングキーはエレメント１
２により情報処理装置１０の秘密の確認キーで暗号化さ
れている。この情報処理装置の秘密キーによるワーキン
グキーの暗号化は本発明に大きな利点を与えることにな
る。特に情報処理装置の秘密の確認キーが判らない安全
保護エレメント１２はクリプト２４で使うためのワーキ
ングキーをきちんと暗号化することは出来ず、たとえ安
全保護エレメントが必要なワーキングキーを発生出来て
も秘密キーが判らないとワーキングキーを情報装置に明
瞭に移転する方法はないのである。暗号化しないで秘密
キーのもとで情報処理装置に移された不適当な安全保護
エレメントの如何なる情報もクリプト２４で処理出来る
が、正しいディスクランブル信号は得られない。それ
故、許可されていない安全保護エレメントが接続されて
も情報処理装置を不能にする必要はなく、システムは単
に動作しないだけである。
【００２５】安全保護エレメントには暗号処理装置（Ｃ
ＲＹＰＴＯ）３４が含まれており、ワーキングキーを作
るためのマイクロプロセッサであるワーキングキージェ
ネレータ２８と共同して働く。 当業者であれば、ワー
キングキージェネレータ２８と暗号プロセッサ３４の機
能は、１個のマイクロプロセッサに収めることが出来る
ことを理解できるであろう。ワーキングキーを作るため
のデータは例えば前述の米国特許４，６１３，９０１号
で説明した様に、トラストセンターによって送られたカ
テゴリーキー及びプログラムキーを含み、これはなるべ
くならば経路２６をへて暗号形で受け取られる。クリプ
ト３４は暗号データを解読し、母線３２を経てワーキン
グキージェネレータ２８に送る。ワーキングキージェネ
レータ２８で使われている安全保護アルゴリズムを備え
たプログラム構成部はＲＯＭに記憶される。安全保護ア
ルゴリズムはワーキングジェネレータの一部である特定
目的のハードウエア中に記録されている。
【００２６】既知の安全保護アルゴリズムの一例として
は、前述したＤＥＳアルゴリズムがあり、また、新規の
安全保護アルゴリズムが開発されており、これは侵入者
によって突破された旧エレメントに置換される改良され
た形式のものである。侵入があった場合、システムオペ
レータはすべての許可された加入者に新規エレメントを
送付する必要がある。加入者は古いエレメントを新規の
ものに取り替え、現在の加入者のベースを全信号で格上
げさせ、突破されたシステムは終結させることになる。
そして、さらなる侵入に対して、次のシステムに置換さ
れることになる。
【００２７】古い安全保護システムから新しいシステム
に移る間、許可信号は両システムに対して伝送される。
一方情報処理装置１０中のクリプト２４は全加入者のユ
ニットが格上される迄、ディスクランブル不履行アルゴ
リズムの助けを借りることになる。不履行アルゴリズム
は現行の（ビデオサイファー．ツー．プラス）ディスク
ランブラモジュールで使用されているものを使うことが
出来る。不揮発性メモリー（例えばキーＲＡＭ３８）が
エレメント１２に設けられており、例えばクリプト３４
で使うための情報処理装置１０の秘密確認キーを記憶
し、インターフェイス３６及び経路２６を経て情報処理
装置１０に伝送するのに先立ってワーキングキーを暗号
化する。
【００２８】また、キーＲＡＭ３８は特定のユニットキ
ーおよび（または）安全保護エレメントと協調する確認
キーのような、安全保護エレメント１２で使う特定の履
行に必要なその他のキーも、同じく記録しておく。エレ
メント１２に対する電力は内蔵電池又は２６を経て装置
１０から供給される。安全度を高める必要が生じた場合
は、各加入者に新しいエレメントが与えられる。この新
規エレメントの装着に当たっては、準備のルーチンが必
要であり、これに対しては、例えば、加入者に料金無料
の電話をかけさせ、トラストセンターからの準備動作メ
ッセージを衛星受信器で受信するということで目的を果
たせる（リモート準備動作）。一方、安全保護エレメン
ト１２および（または）情報処理装置１０は、新しいエ
レメントの装着に関するリモート準備動作を自動的に要
求（例えばテレフォンモデムを通して）することも出来
る。他実施例では、エレメントを加入者に発送するのに
先立ちシステムオペレータによって必要な初期化データ
の予備準備化を行っておくことも出来る。
【００２９】前記リモート準備中の情報処理装置１０と
安全保護エレメント１２への情報の流れは図２に図示し
てある。なお、同図において、Ｅｘ（Ｙ）は，キーＸで
データＹを暗合化下ものを表し、Ｕ（Ｘ）はＸのユニッ
トキーを、Ａ（Ｘ）はＸの確認キーをそれぞれ表してい
る。初期化に際して、情報処理装置１０の暗号化プロセ
ッサ（ＣＲＹＰＴＯ）２４は、安全保護エレメント１２
にサポートモードになる様なメッセージの指令を受信す
る。安全保護エレメント１２のアドレスで情報処理装置
によりフィルターされる特別処理を行うと、エレメント
アドレス（ＳＥアドレス）もまた同様に受信される。加
えて、情報処理装置に唯一に割り当てられたユニットキ
ーＵ（Ｍ）のもとで暗号化されたエレメント確認キーＥ
Ｕ（Ｍ）（Ａ（Ｃ）も受信される。これらの信号はボッ
クス４０に示してある。
【００３０】クリプト２４は、安全保護エレメント１２
の確認キーを解読し、ＲＡＭ２０に記憶しておく。もし
も後に続くメッセージをフィルターする必要があるとき
は、安全保護エレメント１２のアドレスも同様に記録し
ておく。リモート準備動作メッセージは、エレメント１
２の暗号化プロセッサ３４へのアドレスされたメッセー
ジを含んでおり、これらは安全保護エレメントに割り当
てられたユニットキーＵ（Ｃ）のもとで暗号化された情
報処理装置の秘密確認キーＥｕ（ｃ）（Ａ（Ｍ））であ
る。リモート準備動作を行わない場合、必要なすべての
初期化データは加入者への伝送に先立ちエレメント中に
格納しておくことになる。
【００３１】初期化のあと、ただちにクリプト２４によ
ってワーキングキーが生成されるべく、安全保護エレメ
ントを動作させるのに必要なデータは、衛星又は他の手
段（例えば電話）で送られ、許可されたテレビ信号をデ
ィスクランブルすることが可能になる。リモート準備動
作を行わない場合は、常時送信されない情報（例えばカ
テゴリーキー）は、間欠的に送信され、後に安全保護エ
レメントに伝送するために情報処理装置に記録してお
く。
【００３２】情報処理装置は、スタンド・アローンモー
ドで安全保護エレメント１２なしで使用するため、離れ
たところに設置出来る。本モードでは、リモート初期化
状態の場合を除き既知の（ビデオサイファー．ツー．プ
ラス）ディスクランブラモジュールと機能的に同じ動作
を行い、それ自身にアドレスされる安全保護エレメント
の初期化メッセージを常時サーチすることになる。情報
処理装置が、安全保護サポートモード実行のモート初期
化メッセージを受けた時は、図２のボックス４２に示す
ように、安全保護エレメントの確認キーＡ（Ｃ）を解読
し、不揮発性メモリー（例えばキー及びアドレスＲＡＭ
２０）に記憶する。情報処理装置は同じ様に安全保護エ
レメントのユニットのアドレスを不揮発性メモリー２０
に記録しておき、エレメントのアドレス指定メッセージ
がフィルターされた場合に実行に移す。そしてエレメン
トのユニットキーＵ（Ｃ）により暗号化された当該確認
キーＥｕ（ｃ）（Ａ（Ｍ）を安全保護エレメントに移
し、ボックス４４に示す様にモジュール確認キーを解読
しキーＲＡＭ３８に記録する。クリプト２４はそれ以後
安全保護エレメントサポートモードとして機能する。
【００３３】クリプト２４が安全保護エレメントサポー
トモードにある時、その機能は変化する。すなわち、メ
ッセージを受けクリプト２４自体と安全保護エレメント
のクリプト３４の両者のためにメッセージを処理し、ま
た同様にワーキングキーを生成するため安全保護エレメ
ントにより必要とするデータを受け処理する。情報処理
装置が、スタンド・アローンモードに戻るメッセージを
受けた時はそれを実行し、エレメントのインターフェイ
スを無力化する。
【００３４】望ましい実施例では、情報処理装置と安全
保護エレメント間のインターフェイスにおける安全値
は、情報処理装置と安全保護エレメント両者の確認キー
で暗号化（又は解読）されている。また、情報処理装置
と安全保護エレメント間における安全値の状態は、図３
に図示してある。なお、図中、ＤｘはキーＸでＹを解読
したものを示している。情報処理装置１０が、カテゴリ
ーキー（ＣＫ）メッセージ（ボックス５０，５２）を受
けると、キーは安全保護エレメントでワーキングキーを
作るのに使われるデータの一部であり、自身のユニット
キーＵ（Ｍ）を使って暗号化されたカテゴリーキーＥ
Ｕ（Ｍ）ＤＵ（Ｃ）（ＣＫ）を解読しなければならず、
その後、安全保護エレメント（ボックス５４）に移す前
に自身の確認キー（Ａ（Ｍ））（安全保護エレメントに
既知である）のもとで結果を解読しなければならない。
第２の解読ＤＡ（Ｍ）ＤＵ（Ｃ）（ＣＫ）は防御データ
として使用され、実際には前の暗号化の逆の働きを行わ
ない。
【００３５】同様に、情報処理装置は、カテゴリー暗号
化プログラムキーＥＣＫ（ＰＫ）を解読しなければなら
ず、これは安全保護エレメント１２へメッセージを送る
前に安全保護エレメントでその確認キーＡ（Ｍ）と安全
保護エレメントの確認キーＡ（Ｃ）の両者によりワーキ
ングキーを作るのに使われる。これはボックス５４に示
してある。フレームカウントメッセージ（ワーキングキ
ーを作るのに使う付加データ）はボックス５４に示した
様に暗号化することなく、安全保護エレメントに送られ
る。
【００３６】ボックス５６の出力に示した様に、安全保
護エレメントによって情報処理装置に送られるのは暗号
化ワーキングキーである。図示した様にワーキングキー
は安全保護エレメントの確認キーＡ（Ｃ）と情報処理装
置の確認キーＡ（Ｍ）の両者のもとで暗号化される。情
報処理装置のクリプト２４は、ワーキングキーを自身の
確認キーと続いて安全保護エレメントの確認キーで解読
し、それからこのワーキングキーは、周知の方法で初期
化キーされる。ワーキングキーは情報処理装置の秘密の
確認キーで暗号化され、クリプト２４で受信されるので
秘密の確認キーが判明しなければインターフェイスに接
続できない。安全保護エレメントがサポートモードの時
は、情報処理装置クリプト２４は入力してくるワーキン
グを常時解読することになる。
【００３７】安全保護エレメントの動作は、暗号化され
たワーキングキーの生成である。このような限定された
機能性のために、低コストで製造出来る。安全保護エレ
メントに送られるデータからのワーキングキーの誘導
は、特別な安全アルゴリズムを使用することによってな
される。このアルゴリズムは、安全保護エレメントの各
バージョン毎に異なり、新バージョンの突破を困難にし
ている。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この出願に係る発
明によれば、例えば、スクランブルをかけたテレヴィジ
ョン番組のような通信ネットワークにおいて、これから
受信した信号の解読に使用出来る、安全性を高めたシス
テムを提供することが出来る。すなわち、あるバージョ
ンの安全性が侵害された場合、新しいバージョンの安全
システムが情報処理装置にワーキングキーを供給する交
換可能な低コスト安全保護エレメントによって履行され
る。このワーキングキーは、情報処理装置と許可された
安全保護エレメント間でのみ知られている秘密キーで暗
号化され、エレメントから情報処理装置に伝送される。
この秘密キーはユニットキーのもとで暗号化されエレメ
ントに伝送されるのでエレメントキーは正確でなければ
ならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報処理装置及び置換可能な安全
保護エレメントを図示したブロックダイヤグラム。
【図２】新規安全保護エレメントの初期化中の情報処理
装置とエレメントへの情報の流れを図示したもの。
【図３】本発明による情報処理装置と安全保護エレメン
ト及びエレメントから情報処理装置への暗号化ワーキン
グキーの伝送のデータ情報の流れを図示したものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポ−ル モロニイ アメリカ合衆国，カリフォルニア州, 92007 カ−ディフ，アヴォセト コ− ト 1249 (56)参考文献 特許2610260（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平３−504188（ＪＰ，Ａ)

Claims (34)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 信号処理の安全性を向上させ得る情報シ
    ステムであって、ワ−キングキ−（ＷＫ）にしたがって
    暗号化されている暗号信号を解読するための情報処理装
    置（１０）と、前記情報処理装置の接続部に接続される
    交換可能安全エレメント（１２）とを具え、 前記情報処理装置（１０）は、第１の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｍ））を記憶するための第１メモリ−（２０）と、暗
    号化されたキ−デ−タの受信手段（１１）とを有すると
    ともに、この情報処理装置（１０）は、前記交換可能安
    全エレメント（１２）への前記キ−デ−タの送信に先立
    って、受信した前記キ−デ−タから少なくとも第２の秘
    密確認キ−（Ａ（Ｃ））を解読して、第１メモリ−（２
    ０）に記憶し、 前記交換可能安全エレメント（１２）は、前記キ−デ−
    タのうちの所定のキ−に応じてワ−キングキ−（ＷＫ）
    を生成するための手段（２８、３０）と、前記第１の秘
    密確認キ−（Ａ（Ｍ））を解読して記憶するとともに、
    前記第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を記憶するための
    第２メモリ−（３８）と、生成されたワ−キングキ−
    （ＷＫ）を暗号化するために、前記第２メモリ−から前
    記第１の秘密確認キ−（Ａ（Ｍ））および第２の秘密確
    認キ−（Ａ（Ｃ））を呼び出すための手段（３４）と、 前記情報処理装置（１０）に対して前記第１および第２
    の秘密確認キ−（Ａ（Ｍ）及びＡ（Ｃ））で暗号化され
    たワ−キングキ−（ＷＫ）を送信するための手段（３
    ６）とを有し、 前記情報処理装置（１０）は、前記交換可能安全エレメ
    ント（１２）から受信した暗号化されたワ−キングキ−
    を、前記第１メモリ−（２０）から前記第１の秘密確認
    キ−（Ａ（Ｍ））及び第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））
    を呼び出して、解読するとともに、解読されたワ−キン
    グキ−を使用して前記暗号信号を解読するようにしたこ
    とを特徴とする情報処理システム。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記情報処理装置
    は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タの
    送信に先立ち、前記第１の秘密確認キ−（Ａ（Ｍ））を
    使用して少なくとも部分的に解読されたキ−デ−タにつ
    いて、第２の解 読を行うための手段を具えたことを特徴
    とする情報処理システム。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記交換可能安全エ
    レメントは、第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を具える
    とともに、 前記情報処理装置は、前記交換可能安全エレメントへの
    前記キ−デ−タの送信に先立ち、前記の少なくとも部分
    的に解読されたキ−デ−タについて、前記第１および第
    ２の秘密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を
    具えたことを特徴とする情報処理システム。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記交換可能安全エ
    レメントは、第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を具える
    とともに、 前記情報処理装置は、前記第２の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｃ））についての情報を有しており、さらに、この情
    報処理装置は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ
    −デ−タの送信に先立ち、前記第２の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｃ））を使用して少なくとも部分的に解読されたキ−
    デ−タについて、第２の解読を行うための手段を具えた
    ことを特徴とする情報処理システム。
  5. 【請求項５】 請求項１において、前記受信されたキ−
    デ−タは、前記情報処理装置に賦与された第１のユニッ
    トキ−（Ｕ（Ｍ））および前記交換可能安全エレメント
    へ賦与された第２のユニットキ−（Ｕ（Ｃ））の下で暗
    号化され、 前記情報処理装置は、前記キ−デ−タを前記第１のユニ
    ットキ−（Ｕ（Ｍ））で部分的に解読し、部分的に解読
    されたキ−デ−タは、前記第２のユニットキ−の下に依
    然として暗号化されて前記交換可能安全エレメントに送
    信され、前記交換可能安全エレメントは、前記ワ−キン
    グキ−の生成に使用するために、前記第２のユニットキ
    −により部分的に解読されたキ−デ−タを解読するよう
    にしたことを特徴とする情報処理システム。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 前記情報処理装置
    は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タの
    送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第１の秘
    密確認キ−の下に、第２の解読を行うための手段を具
    え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第１の秘密確認キ
    −により受信したキ−デ−タを解読するための手段を具
    えたことを特徴とする情報処理システム。
  7. 【請求項７】 特許請求項６において、前記交換可能安
    全エレメントは、第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を具
    え、前記情報処理装置は、前記第２の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｃ））についての情報を有しており、 前記第２の解読を行うための手段は、前記交換可能安全
    エレメントへの前記キ−デ−タの送信前に、前記第２の
    秘密確認キ−の下に少なくとも部分的に解読されたキ−
    デ−タについて、解読を行うようにしたことを特徴とす
    る情報処理システム。
  8. 【請求項８】 請求項５において、前記交換可能安全エ
    レメントは、第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を具え、
    前記情報処理装置は、前記第２の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｃ））についての情報を有するとともに、前記交換可
    能安全エレメントへの前記キ−デ−タの送信前に、前記
    第２の秘密確認キ−の下に少なくとも部分的に解読され
    たキ−デ−タについて、第２の解読を行うための手段を
    具えたことを特徴とする情報処理システム。
  9. 【請求項９】 請求項１において、前記交換可能安全エ
    レメントは、生成されたワ−キングキ−を前記第１およ
    び第２の秘密確認キ−を使用して暗号化するための手段
    と、を具え、 前記情報処理装置は、前記第２の秘密確認キ−（Ａ
    （Ｃ））についての情報を有するとともに、前記第１お
    よび第２の秘密確認キ−によりワ−キングキ−を解読す
    るための手段を具えたことを特徴とする情報処理システ
    ム。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、前記交換可能安全
    エレメントは、第２のユニットキ−（Ｕ（Ｃ））で暗号
    化された前記キ−デ−タを前記情報処理装置から受信す
    るための手段と、ワ−キングキ−の生成に使用するため
    前記第２のユニットキ−で受信したキ−デ−タを解読す
    るための手段と、を具えたことを特徴とする情報処理シ
    ステム。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記情報処理装
    置は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タ
    の送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第２の
    秘密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具
    え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第１および第２の
    ユニットキ−により受信したキ−デ−タを解読するため
    の手段を具えたことを特徴とする情報処理システム。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記情報処理装
    置は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タ
    の送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第１の
    秘密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具
    え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第２のユニットキ
    −、および前記第１および第２の秘密確認キ−により受
    信したキ−デ−タを解読するための手段を具えたことを
    特徴とする情報処理システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１０において、前記情報処理装
    置は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タ
    の送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第２の
    秘密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具
    え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第２のユニットキ
    −、および前記第２の秘密確認キ−により受信したキ−
    デ−タを解読するための手段を具えたことを特徴とする
    情報処理システム。
  14. 【請求項１４】 請求項９において、前記情報処理装置
    は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タの
    送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第１の秘
    密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具え、 前記交換可能安全エレメントは、ワ−キングキ−の生成
    に使用するため前記第１の秘密確認キ−で受信したキ−
    デ−タを解読するための手段と、を具えたことを特徴と
    する情報処理システム。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記情報処理装
    置は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タ
    の送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第２の
    秘密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具
    え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第１および前記第
    ２の秘密確認キ−により受信したキ−デ−タを解読する
    ための手段を具えたことを特徴とする情報処理システ
    ム。
  16. 【請求項１６】 請求項９において、前記情報処理装置
    は、前記交換可能安全エレメントへの前記キ−デ−タの
    送信前に、受信したキ−デ−タについて、前記第２の秘
    密確認キ−の下に第２の解読を行うための手段を具え、 前記交換可能安全エレメントは、前記第２の秘密確認キ
    −により受信したキ−デ−タを解読するための手段を具
    えたことを特徴とする情報処理システム。
  17. 【請求項１７】 ワ−キングキ−（ＷＫ）にしたがって
    暗号化された情報信号を解読するために使用され、かつ
    秘密暗号キ−（Ａ（Ｍ））を有する情報処理装置（１
    ０）の接続部に接続される交換可能安全エレメント（１
    ２）であって、 暗号化された前記情報信号の解読の際に、前記情報処理
    装置により使用される前記ワ−キングキ−（ＷＫ）を生
    成するための手段（２８、３０）と、 前記秘密暗号キ−（Ａ（Ｍ））を受信するための手段
    （３６）と前記交換可能安全エレメント（１２）の秘密
    確認キ−（Ａ（Ｃ））と前記秘密暗号キ−（Ａ（Ｍ））
    とにより前記ワ−キングキ−（ＷＫ）を暗号化するため
    の手段（３４）と、前記暗号化されたワ−キングキ−
    （ＷＫ）を情報処理装置（１０）で解読することによっ
    て、暗号化された前記情報信号を、解読されたワ−キン
    グキ−（ＷＫ）にしたがって情報処理装置（１０）で解
    読するために、暗号化されたワ−キングキ−（ＷＫ）を
    情報処理装置（１０）に送信するための手段（３６）
    と、を具えたことを特徴とする交換可能安全エレメン
    ト。
  18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記交換可能安
    全エレメントに賦与されたユニットキ−（Ｕ（Ｃ））の
    下に暗号化されたキ−デ−タを受信するための手段と、
    前記ワ−キングキ−を生成するために使用する前記ユニ
    ットキ−で、暗号化されているキ−デ−タを解読するた
    めの手段と、を具えたことを特徴とする交換可能安全エ
    レメント。
  19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記キ−デ−タ
    は、前記ユニットキ−および前記秘密暗号キ−の下で暗
    号化されて受信され、暗号化されたキ−デ−タを解読す
    るための前記手段は、前記ワ−キングキ−の生成に使用
    するために前記ユニットキ−および前記秘密暗号キ−に
    より、暗号化されているキ−デ−タを解読するようにし
    たことを特徴とする交換可能安全エレメント。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記キ−デ−タ
    は、前記ユニットキ−、前記秘密暗号キ−および前記秘
    密確認キ−の下で暗号化されて受信され、暗号化された
    キ−デ−タを解読するための前記手段は、前記ワ−キン
    グキ−の生成に使用するために前記ユニットキ−、前記
    秘密暗号キ−および前記秘密確認キ−により、暗号化さ
    れているキ−デ−タを解読するようにしたことを特徴と
    する交換可能安全エレメント。
  21. 【請求項２１】 請求項１８において、前記キ−デ−タ
    は、前記ユニットキ−および前記秘密確認キ−の下で暗
    号化されて受信され、暗号化されたキ−デ−タを解読す
    るための前記手段は、前記ワ−キングキ−の生成に使用
    するために前記ユニットキ−および前記秘密確認キ−に
    より、暗号化されているキ−デ−タを解読するようにし
    たことを特徴とする交換可能安全エレメント。
  22. 【請求項２２】 請求項１７において、さらに、前記秘
    密暗号キ−の下に暗号化されたキ−デ−タを受信するた
    めの手段と、前記ワ−キングキ−の生成に使用するため
    前記秘密暗号キ−で、暗号化されているキ−デ−タを解
    読するための手段とを、具えたことを特徴とする交換可
    能安全エレメント。
  23. 【請求項２３】 請求項２２において、前記キ−デ−タ
    は、前記秘密暗号キ−および前記秘密確認キ−の下で暗
    号化されて受信され、暗号化されたキ−デ−タを解読す
    るための前記手段は、前記ワ−キングキ−の生成に使用
    するために前記秘密暗号キ−および前記秘密確認キ−に
    より、暗号化されているキ−デ−タを解読するようにし
    たことを特徴とする交換可能安全エレメント。
  24. 【請求項２４】 請求項１７において、さらに、前記秘
    密確認キ−の下に暗号化されたキ−デ−タを受信するた
    めの手段と、前記ワ−キングキ−の生成に使用するため
    前記秘密確認キ−で、暗号化されているキ−デ−タを解
    読するための手段とを、具えたことを特徴とする交換可
    能安エレメント。
  25. 【請求項２５】交換可能安全エレメント（１２）と組み
    合わせて使用し、ワ−キングキ−（ＷＫ）にしたがって
    暗号化された情報信号を解読するための情報処理装置
    （１０）であって、 交換可能安全エレメントに接続されるインタ−フェ−ス
    （２２）と、 暗号化されたキ−デ−タを受信するための手段（１１）
    と、前記 キ−デ−タから少なくとも交換可能安全エレメント
    の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））を解読するための手段（２
    ４）と、 前記ワ−キングキ−を交換可能安全エレメントで暗号化
    するために、前記インタ−フェ−スを介して、前記キ−
    デ−タのうちの、少なくとも暗号化された情報処理装置
    の秘密確認キ−（Ａ（Ｍ））を交換可能安全エレメント
    に送信するための手段（２２）と、を具えたことを特徴
    とする情報処理装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５において、さらに、前記キ
    −デ−タを交換可能安全エレメントに送信する前に、部
    分的に解読された前記キ−デ−タについて、第２の解読
    を行うための手段を具えたことを特徴とする情報処理装
    置。
  27. 【請求項２７】 請求項２６において、賦与された秘密
    キ−（Ａ（Ｍ））を具え、前記キ−デ−タを交換可能安
    全エレメントに送信する前に、部分的に解読された前記
    キ−デ−タについて、前記秘密キ−（Ａ（Ｍ））の下に
    第２の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２７において、前記キ−デ−タ
    を交換可能安全エレメントに送信する前に、部分的に解
    読された前記キ−デ−タについて、交換可能安全エレメ
    ントに賦与された秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））の下に第２
    の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２６において、前記キ−デ−タ
    を交換可能安全エレメントに送信する前に、部分的に解
    読された前記キ−デ−タについて、交換可能安全エレメ
    ントに賦与された秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））の下に第２
    の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  30. 【請求項３０】 請求項２５において、 前記キ−デ−タは、情報処理装置に賦与された第１のユ
    ニットキ−（Ｕ（Ｍ））および交換可能安全エレメント
    に賦与された第２のユニットキ−（Ｕ（Ｃ））の下で暗
    号化されて受信され、 前記情報処理装置は前記第１のユニットキ−（Ｕ
    （Ｍ））により前記キ−デ−タを部分的に解読し、 部分的に解読された前記キ−デ−タは前記第２のユニッ
    トキ−の下に依然として暗号化されて交換可能安全エレ
    メントに送信されることを特徴とする情報処理装置。
  31. 【請求項３１】 請求項３０において、賦与された秘密
    キ−（Ａ（Ｍ））を具え、前記キ−デ−タを交換可能安
    全エレメントに送信する前に、部分的に解読された前記
    キ−デ−タについて、前記秘密キ−（Ａ（Ｍ））の下に
    第２の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  32. 【請求項３２】 請求項３１において、前記キ−デ−タ
    を交換可能安全エレメントに送信する前に、部分的に解
    読された前記キ−デ−タについて、交換可能安全エレメ
    ントに賦与された秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））の下に第２
    の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  33. 【請求項３３】 請求項３０において、前記キ−デ−タ
    を交換可能安全エレメントに送信する前に、部分的に解
    読された前記キ−デ−タについて、交換可能安全エレメ
    ントに賦与された秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））の下に第２
    の解読を行うことを特徴とする情報処理装置。
  34. 【請求項３４】 交換可能安全エレメント（１２）と組
    み合わせて使用し、ワ−キングキ−（ＷＫ）にしたがっ
    て暗号化された情報信号を解読するための情報処理装置
    （１０）であって、 前記交換可能安全エレメントから前記ワ−キングキ−を
    受信するための手段（２２）を具え、 前記ワ−キングキ−は、前記交換可能安全エレメントに
    おいて、情報処理装置に賦与された第１の秘密確認キ−
    （Ａ（Ｍ））及び交換可能安全エレメントに賦与された
    第２の秘密確認キ−（Ａ（Ｃ））により暗号化されて、
    情報処理装置に送信され、 前記受信するための手段を介して、受信した暗号化され
    たワ−キングキ−を解読するための手段（２４）とを具
    え、解読されたワ−キングキ−を用いて前記暗号化され
    た情報信号を解読する ことを特徴とする情報処理装置。
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