【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、データを暗号化して、ディスク等の記録媒体に記録する場合のデータ処理方法及びデータ記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、データの機密性を確保したり、データに対する不正アクセスやコピーの防止などのために、データを暗号化して記録することが行われている。
【０００３】
そのために、特定のセクタについて、他のセクタとは異なる変調方式でコードワードを生成し、特定のセクタには、他のセクタデータを正常にデコードするための、いわゆる暗号を解くためのキーに相当するデータを書き込むことにより、特定セクタを再生できる方法、あるいは、装置のみが正常にデータを解読できることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３８３０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、新たに、暗号解読のための別の変調方式の変調ルールの考案や、変調のための回路が必要となることや、別の変調ルールを適用したことにより、コードワード列に含まれる直流成分を最小限に押さえることができなくなるなどの課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、暗号鍵の管理が容易で、かつ、特別な追加信号処理が不要でありながら、不法コピーを防止することのできるデータ処理方法及びデータ記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
音楽などのディジタルコンテンツを特定の鍵データを用いて暗号化し、前記音楽などのディジタルデータを基に誤り訂正符号としてのプロダクト（積）符号のＣ１（行データについての内符号）パリティ及びＣ２（列データについての外符号）パリティを生成し、本来のデータエラーを含み、符号固有のある訂正可能条件を満足させながら、前記鍵データをこのＣ２パリティの上に重ね書きし記録媒体上に記録する。また、鍵データに基いて、音楽データなどのコンテンツデータを暗号化する暗号化手段と、上記暗号化されたデータに基いて、誤り訂正符号としてのプロダクト（積）符号のＣ１パリティ及びＣ２パリティを発生（情報多項式をある特定規約多項式で除算し、その剰余としてパリティを生成）し、上記暗号化されたデータ、Ｃ１パリティ、Ｃ２パリティで構成されるセクタ、あるいは、複数セクタから成るセクタブロックを構成するＥＣＣエンコード手段と、そのＣ２パリティデータ上に、前記鍵データを重ね書きし、そのデータをそのままとするか、場合によっては、前記重ね書きされたデータを含んで、Ｃ２パリティを複数のセクタに均等に分割配置するためのデータ配置変換器と、このデータ変換器出力を記録する記録手段と、
ディスクからデータを再生する再生する再生手段と、再生されたデータをセクタ、あるいは、複数のセクタから成るセクタブロックで、Ｃ２パリティ及びＣ２パリティ上に重ね書きされた鍵データを、元のデータ配置に戻すデータ再配置変換手段と、前記データ再変換手段出力をＣ１パリティ及びＣ２パリティを用いて、エラー訂正処理を行うＥＣＣデコード手段と、このＥＣＣデコード手段でのエラー訂正結果として得られるエラー位置、エラー値から得られる鍵データに基き、暗号化されたデータの正常再生を可能にする暗号解読手段と、を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるデータ処理方法及びデータ記録再生装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係わるデータ処理方法及びデータ記録再生装置の記録系信号処理ブロックの構成例を示す。
【００１０】
図１の構成は、音楽信号をエンコードし、ＬＰＣＭに変換し、暗号化されたデータ及び暗号鍵データを、記録媒体の一例として、光ディスクに記録する例を示している。
【００１１】
図１において、端子１００には、アナログの音楽信号が入力される。オーディオエンコーダ１０１では、このアナログ音楽信号がＡＤ変換され、ＬＰＣＭ信号に変換される。もちろん、他の例として、このオーディオエンコーダ１０１が圧縮エンコーダの場合もあり得る。
【００１２】
このオーディオエンコーダ１０１出力は、暗号器１０２に入力される。ここで、上記暗号器１０２のオーディオデータを暗号化するための鍵データが鍵データ発生器１０３で発生され、この鍵データで、上記オーディオエンコーダ１０１の出力が上記暗号器１０２で暗号化され、ＥＣＣエンコーダ１０４に入力される。ここでは、図３の左図で示されるような誤り訂正符号の縦方向のデータ列に基いた外符号パリティ（Ｃ２）が生成され、各縦方向のデータの最後部に配置される。その後、同様に、図３左図で示されるような横方向のデータ列に基いた内符号パリティ（Ｃ１）が生成され、各横方向のデータの最後部に配置される。図３の左図で示される縦、横に外符号パリティ（Ｃ２）と内符号パリティ（Ｃ１）が配置されたデータ構成をここではＥＣＣ訂正ブロックと呼ぶ。ここで、前記鍵データを図３の左図のＣ２パリティ領域に重ね書きする。この重ね書きされた鍵データを含んだ図３の左図のセクタブロックのデータを最上位の横方向データの左端から順番に出力し、変調器１０６へ転送、記録ヘッド１０７を通して光ディスク１０８に記録してもよいが、本例では、上記ＥＣＣ訂正ブロックを複数のセクタに分割した方が使い勝手がよいということで、上記ＥＣＣエンコーダ１０４出力をデータ配置変換器１０５へ送り、図３の右図の様に、各行の順番を入れ換えて、ＥＣＣ訂正ブロックを複数のセクタに分割し、１６行の外符号パリティは各セクタに１行ずつ配置するようにデータ変換される。このデータ変換されたセクタ、あるいは、セクタブロックのＣ２パリティデータ上に前記鍵データが重ね書きされ、データ配置変換器１０５の出力は、変調器１０６へ送られ、記録ヘッド１０７を通して、光ディスク１０８へが記録される。本発明では、誤り訂正符号としてリードソロモン符号を用いることが可能である。
【００１３】
また、本実施例では、セクタが１６個の場合が示されている。
【００１４】
この鍵データのデータ配置は、一般的には公開されない。
【００１５】
次に、本実施例の再生系の構成について、図２を用いて説明する。
【００１６】
図２において、再生系では、再生ヘッド２００によって、光ディスク１０８からデータが読み出され、、復調器２０１で復調される。ＤＶＤでは、８−１６変換のＥＦＭ＋が用いられている。復調されたデータはデータ再配置変換器２０２に入力され、図３の右図のデータ配置から左図のＥＣＣ訂正ブロックのデータ配置に再配置される。この再配置後のデータはＥＣＣデコーダ２０３に入力され、内符号パリティ（Ｃ１）及び外符号パリティ（Ｃ２）を使って訂正処理が行われる。訂正処理の過程では、Ｃ２パリティ上に重ね書きさた鍵データが一種のエラーデータと見なされて、光ディスクのエラーと共に訂正される。この時、鍵データを含むエラーが訂正可能範囲であれば、どの位置のデータが、本来の正しいデータに対して、どれだけエラーしているかの情報がＥＣＣデコーダ２０３で得られる。あらかじめ、重ね書きされた位置が分かっていれば、そのデータのエラー値から重ね書きされた鍵データが復元でき、鍵データ抽出器２０５によって、その鍵データが抽出される。この鍵データを基に、解読器２０４で、暗号化されているオーディオデータが解読される。解読されたオーディオデータは、オーディオデコーダ２０６に入力され、ＬＰＣＭに戻された後、ＤＡ変換され、元のアナログ音楽信号として出力される。もちろん、オーディオデコーダ２０７は、オーディオデータが圧縮されている場合は、伸張デコーダとなる。
【００１７】
本発明で説明されたように、鍵データは、前記セクタ、あるいは、セクタブロックのＣ２パリティ位置以外の任意の位置に重ね書きすることも技術的には可能であるが、敢えて、Ｃ２パリティ領域に重ね書きすることで、単に、訂正処理によって、鍵データが抜き取られＥＣＣデコーダ２０３から直接解読器２０４へ行かないようにするだけでなく、Ｃ２パリティそのものが、ＥＣＣデコーダ２０３から解読器２０４へ行かないことをも利用した安全性の高いものとされることによって、この原理を知らない再生装置は、その鍵データを正しく復元できず、暗号化されたオーディオデータを正しく解読、復元できないことになる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明では、データ処理方法においては、音楽などのディジタルコンテンツを特定の鍵データを用いて暗号化し、前記音楽などのディジタルデータを基に誤り訂正符号としてのプロダクト（積）符号のＣ１（行データについての内符号）パリティ及びＣ２（列データについての外符号）パリティを生成し、本来のデータエラーを含み、符号固有のある訂正可能条件を満足させながら、前記鍵データをこのＣ２パリティの上に重ね書きし記録媒体上に記録することにより、また、鍵データに基いて、音楽データなどのコンテンツデータを暗号化する暗号化手段と、上記暗号化されたデータに基いて、誤り訂正符号としてのプロダクト（積）符号のＣ１パリティ及びＣ２パリティを発生（情報多項式をある特定規約多項式で除算し、その剰余としてパリティを生成）し、上記暗号化されたデータ、Ｃ１パリティ、Ｃ２パリティで構成されるセクタ、あるいは、複数セクタから成るセクタブロックを構成するＥＣＣエンコード手段と、そのＣ２パリティデータ上に、前記鍵データを重ね書きし、そのデータをそのままとするか、場合によっては、前記重ね書きされた鍵データを含んで、Ｃ２パリティを複数のセクタに均等に分割配置するためのデータ配置変換器と、このデータ変換器出力を記録する記録手段と、ディスクからデータを再生する再生する再生手段と、再生されたデータをセクタ、あるいは、複数のセクタから成るセクタブロックで、Ｃ２パリティ及びＣ２パリティ上に重ね書きされた鍵データを、元のデータ配置に戻すデータ再配置変換手段と、前記データ再変換手段出力をＣ１パリティ及びＣ２パリティを用いて、エラー訂正処理を行うＥＣＣデコード手段と、このＥＣＣデコード手段でのエラー訂正結果として得られるエラー位置、エラー値から得られる鍵データに基き、暗号化されたデータの正常再生を可能にする暗号解読手段と、を有することにより、鍵データがＥＣＣデコーダで特別に鍵データ抽出処理をしない限り、解読できないようにすることができる。
【００１９】
また、この方法は、特別な変調回路などが全く不要で、単に、ＥＣＣのパリティ上に鍵データを重ね書きすることだけで容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例におけるデータ処理方法及びデータ記録再生装置の記録系信号処理ブロック構成図
【図２】本実施例におけるデータ処理方法及びデータ記録再生装置の再生系信号処理ブロック構成図
【図３】プロダクト（積）符号を用いたセクタブロック構成によるＥＣＣ訂正ブロックと外符号Ｃ２パリティデータの配置変換説明図
【符号の説明】
１００ 入力音楽信号
１０１ オーディオエンコーダ
１０２ 暗号器
１０３ 鍵データ発生器
１０４ ＥＣＣエンコーダ
１０５ データ配置変換器
１０６ 変調器
１０７ 記録ヘッド
１０８ 光ディスク
２００ 再生ヘッド
２０１ 復調器
２０２ データ再配置変換器
２０３ ＥＣＣデコーダ
２０４ 解読器
２０５ 鍵データ抽出器
２０６ オーディオデコーダ
２０７ 出力音楽信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data processing method and a data recording / reproducing apparatus for encrypting data and recording the data on a recording medium such as a disk, for example.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, data is encrypted and recorded in order to secure data confidentiality, prevent unauthorized access to data, and prevent copying.
[0003]
For this purpose, a code word is generated for a specific sector using a modulation scheme different from that of the other sectors, and the specific sector is equivalent to a key for decrypting other sector data, that is, a so-called decryption key. It is known that a specific sector can be reproduced by writing data to be written, or that only the device can normally decode the data (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-238305
[Problems to be solved by the invention]
However, in this method, a new modulation rule for a different modulation scheme for decryption, a circuit for modulation is required, and a different modulation rule is applied, so that a codeword string is generated. There is a problem that it is impossible to minimize the direct-current component contained in the film.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a data processing method and a data recording / reproducing apparatus which can easily manage an encryption key and can prevent an illegal copy without requiring special additional signal processing. I do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Digital content such as music is encrypted using specific key data, and C1 (inner code for row data) parity and C2 (column) of a product (product) code as an error correction code based on the digital data such as music. The key data is overwritten on the C2 parity and recorded on a recording medium while generating a parity (outer code for the data), including an original data error, and satisfying a code-specific correctable condition. Further, an encryption means for encrypting content data such as music data based on the key data, and a C1 parity and a C2 parity of a product (product) code as an error correction code based on the encrypted data. Generated (division of the information polynomial by a specific rule polynomial and generation of a parity as a remainder) to form a sector composed of the encrypted data, C1 parity, C2 parity, or a sector block composed of a plurality of sectors ECC encoding means and the key data is overwritten on the C2 parity data and the data is left as it is, or in some cases, the C2 parity is included in a plurality of sectors including the overwritten data. A data arrangement converter for equally dividing and arranging, and a recording means for recording an output of the data converter,
A reproducing means for reproducing data from a disk; and reproducing the reproduced data in a sector or a sector block composed of a plurality of sectors in the C2 parity and key data overwritten on the C2 parity in an original data arrangement. Data rearrangement conversion means to be returned, ECC decoding means for performing error correction processing on the output of the data reconversion means using C1 parity and C2 parity, error position and error obtained as an error correction result by the ECC decoding means. Decryption means for enabling normal reproduction of encrypted data based on key data obtained from the value.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a data processing method and a data recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 shows a configuration example of a data processing method and a recording signal processing block of a data recording / reproducing apparatus according to the present invention.
[0010]
The configuration of FIG. 1 shows an example in which a music signal is encoded, converted into LPCM, and the encrypted data and encryption key data are recorded on an optical disk as an example of a recording medium.
[0011]
In FIG. 1, an analog music signal is input to a terminal 100. In the audio encoder 101, the analog music signal is AD-converted and converted into an LPCM signal. Of course, as another example, the audio encoder 101 may be a compression encoder.
[0012]
The output of the audio encoder 101 is input to the encryptor 102. Here, key data for encrypting the audio data of the encryptor 102 is generated by the key data generator 103, and with the key data, the output of the audio encoder 101 is encrypted by the encryptor 102, and ECC is performed. Input to the encoder 104. Here, an outer code parity (C2) based on the vertical data string of the error correction code as shown in the left diagram of FIG. 3 is generated, and is arranged at the end of each vertical data. Thereafter, similarly, an inner code parity (C1) based on the horizontal data string as shown in the left diagram of FIG. 3 is generated and arranged at the end of each horizontal data. The data configuration in which the outer code parity (C2) and the inner code parity (C1) are arranged vertically and horizontally as shown in the left diagram of FIG. 3 is called an ECC correction block. Here, the key data is overwritten in the C2 parity area in the left diagram of FIG. 3 including the overwritten key data is sequentially output from the left end of the uppermost horizontal data, transferred to the modulator 106, and recorded on the optical disk 108 through the recording head 107. However, in this example, it is more convenient to divide the ECC correction block into a plurality of sectors. Therefore, the output of the ECC encoder 104 is sent to the data arrangement converter 105, and as shown in the right diagram of FIG. Then, the order of each row is changed, the ECC correction block is divided into a plurality of sectors, and the outer code parity of the 16 rows is data converted so that one row is arranged in each sector. The key data is overwritten on the data-converted sector or sector block C2 parity data, and the output of the data arrangement converter 105 is sent to the modulator 106 and transmitted to the optical disk 108 through the recording head 107. Be recorded. In the present invention, a Reed-Solomon code can be used as an error correction code.
[0013]
Further, in the present embodiment, a case where there are 16 sectors is shown.
[0014]
The data arrangement of this key data is not generally disclosed.
[0015]
Next, the configuration of the reproduction system of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0016]
2, in the reproducing system, data is read from the optical disk 108 by the reproducing head 200 and demodulated by the demodulator 201. In DVD, EFM + of 8-16 conversion is used. The demodulated data is input to the data rearrangement converter 202, and rearranged from the data arrangement in the right diagram of FIG. 3 to the data arrangement of the ECC correction block in the left diagram in FIG. The data after the rearrangement is input to the ECC decoder 203, where a correction process is performed using the inner code parity (C1) and the outer code parity (C2). In the process of the correction process, the key data overwritten on the C2 parity is regarded as a kind of error data, and is corrected together with the error of the optical disk. At this time, if the error including the key data is within the correctable range, the ECC decoder 203 can obtain information as to which position of the data is erroneous with respect to the original correct data. If the overwritten position is known in advance, the overwritten key data can be restored from the error value of the data, and the key data extractor 205 extracts the key data. Based on the key data, the decryption device 204 decrypts the encrypted audio data. The decoded audio data is input to the audio decoder 206, returned to the LPCM, DA converted, and output as an original analog music signal. Of course, when the audio data is compressed, the audio decoder 207 becomes an expansion decoder.
[0017]
As described in the present invention, it is technically possible to overwrite the key data at an arbitrary position other than the C2 parity position of the sector or the sector block. The overwriting not only prevents the key data from being extracted by the correction processing and does not directly go from the ECC decoder 203 to the decoder 204, but also prevents the C2 parity itself from going from the ECC decoder 203 to the decoder 204. Therefore, a playback device that does not know this principle cannot correctly restore the key data, and cannot decrypt and restore the encrypted audio data correctly.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the data processing method, digital content such as music is encrypted using specific key data, and a product (product) code as an error correction code is generated based on the digital data such as music. The C1 (inner code for row data) parity and the C2 (outer code for column data) parity are generated, and the key data is converted to the C2 parity while containing an original data error and satisfying a code-specific correctable condition. By overwriting the parity and recording it on the recording medium, and by encrypting content data such as music data based on the key data, an error is generated based on the encrypted data. Generate C1 parity and C2 parity of the product (product) code as the correction code (divide the information polynomial by a specific rule polynomial, Parity is generated as a remainder of the ECC encoding means), ECC encoding means constituting a sector composed of the encrypted data, C1 parity, and C2 parity, or a sector block composed of a plurality of sectors, and the C2 parity data, A data arrangement converter for overwriting the key data and leaving the data as it is, or in some cases, including the overwritten key data, for equally dividing and arranging the C2 parity into a plurality of sectors; Recording means for recording the output of the data converter; reproducing means for reproducing data from the disk; and reproducing the reproduced data in a sector or a sector block including a plurality of sectors in C2 parity and C2 parity. Data rearrangement conversion means for returning the overwritten key data to the original data arrangement; ECC decoding means for performing error correction processing using the C1 parity and C2 parity for the output of the conversion means, and encryption based on an error position obtained as an error correction result by the ECC decoding means and key data obtained from the error value. And decryption means for enabling normal reproduction of the decrypted data, so that the key data cannot be decrypted unless a special key data extraction process is performed by an ECC decoder.
[0019]
Further, this method does not require any special modulation circuit or the like, and can be easily realized by simply overwriting key data on the parity of the ECC.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a data processing method and a recording system signal processing block of a data recording / reproducing apparatus according to an embodiment; FIG. 2 is a block diagram of a data processing method and a reproducing system signal processing block of a data recording / reproducing apparatus according to the embodiment; [3] An explanatory diagram of an arrangement conversion between an ECC correction block and an outer code C2 parity data in a sector block configuration using a product (product) code.
Reference Signs List 100 input music signal 101 audio encoder 102 encryptor 103 key data generator 104 ECC encoder 105 data arrangement converter 106 modulator 107 recording head 108 optical disk 200 reproduction head 201 demodulator 202 data rearrangement converter 203 ECC decoder 204 decoder 205 Key data extractor 206 audio decoder 207 output music signal