JP4403940B2 - ネットワーク機能を備えたハードディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスクとネットワークインタフェースを備え、コンテツン蓄積かつ配信する機能を備えたＡＶ機器の共通機能として、蓄積、コンテンツ処理、ネットワークのプラグアンドプレイ、センタ連携機能、コンテンツ管理・保護機能といったコンテンツサーバ機能を提供するハードディスク装置に関するものである。本発明を適用したＡＶ機器により、著作権を持つデジタルコンテンツを簡単に蓄積、他のネットワーク機器への転送さらに、ＨＤＤの保守、バックアップ機能を実現でき、開発が容易になる。

ＡＶ機器分野において、放送のデジタル化、ネットワークのブロードバンド化、無線ネットワークの普及により、蓄積機能とネットワーク機能を持ったデジタルＡＶ機器が今後の主流になるといわれている。

コンテンツ情報としては、個人が撮影したデジタルカメラ・ビデオの情報に加え、著作権を持った音楽コンテンツ、地図コンテンツ、さらにはデジタル放送の開始により、動画コンテンツと拡大しており、これら大容量データを記憶でき、かつ安価なハードディスクが様々なＡＶ機器（ハードディスク・ＤＶＤレコーダ、車載器、携帯電話など）に搭載され始めている。

特許文献１では、持ち運び可能なハードディスクを想定し、電池を備えるとともにネットワークインタフェース部を備え、単独で動作が可能であり、かつ外部装置であるＰＣや情報家電から共通にデータ格納、取り出しを行えるようにするものである。

特許文献２では、ハードディスク装置のポータビリティ性を考慮し、ハードディスクに格納されているコンテンツとアプリケーションを結合するために、ハードディスク装置として、ＣＰＵ、メモリ、ネットワークインタフェースを備え、ＨＴＴＰを用いてネットワーク上の装置と通信を行うことを実現したものである。

特許文献３では、ＣＰＵとネットワークインタフェース部を備えたハードディスク装置上で、リアルタイムＯＳ、ファイルシステムを動作させ、ネットワークを介して、ハードディスク上のファイルを管理するものである。

特開２００３−１９６９６４号 特表２００４−５１５０１９号 US ２００３／００３１０９５ A1

上記に示したように、ネットワークに直接接続するストレージデバイスとしてのハードディスク装置においては、コンテンツサーバ機能として、一般利用者に利用される点、著作権を持つコンテンツを扱う点において、下記のような考慮がなされていないという問題がある。

第一に、一般利用者がネットワーク機能を利用する場合、設定なしで利用開始できることが重要であるが、ネットワークインタフェース部を備えただけでは、利用者はネットワークの設定（ホスト名、サーバアドレスの設定など）を行わなくてはならないという問題がある。

第二に、著作権を持つコンテンツを扱う場合、著作権保護を考慮し、蓄積時の暗号化、ネットワーク転送時の暗号化、さらに機器間の認証を行わなくはならないという問題がある。

第三に、ハードディスク装置の共通機能として、保守・運用を実現するため、センタ連携機能が必要であるという問題がある。

上記問題を解決すべく、本発明では、ハードディスク、ネットワークインタフェース部、CPU、メモリ、電源に加えて暗号アクセラレータ、及び耐タンパ領域を備えたハードディスク装置を提供する。

上記第一の課題を解決するため、CPUで処理するソフトウェアとして、プラグアンドプレイ機能として、ＩＰアドレスの自動生成、及び本ハードディスク装置に格納されているコンテンツ情報（コンテンツ一覧）の発信を行う。

上記第二の課題を解決するため、コンテンツを格納する際に、暗号アクセラレータを用いてコンテンツを暗号化して格納する。さらに、本ハードディスク装置と他の機器を接続する場合、耐タンパ領域に格納する認証情報、及びアルゴリズムに従い認証を行う。さらに、他の機器へコンテンツを転送する場合、暗号アクセラレータを用いてコンテンツの暗号転送を行う。

上記第三の課題を解決するため、ＣＰＵにおいて、センタ連携機能を実行し、耐タンパ領域に格納する認証情報を用いて、センタとの認証を行い、様々なセンタサービスの利用を行う。

本発明によれば、ハードディスクを搭載するAV機器にホームサーバ機能をハードディスク装置として提供することが可能であるので、本発明を利用することにより、蓄積機能及びネットワーク機能を持つAV機器の開発を容易に行うことができる。

さらに、本発明によれば、ネットワークを介して提供する機能を利用できることから、ネットワーク機能を備えた、デコーダ機能を持つディスプレイやチューナとネットワークを介して連携することにより、ハードディスク付テレビ、ハードディスクレコーダを実現することができる。

図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明を適用するハードディスク装置１００の構成図を示す。

ハードディスク１０１、ネットワークと接続するネットワークI/F（インタフェース）部１０２、暗号演算を高速に行うためのハードアクセラレータである暗号アクセラレータ１０３、耐タンパ領域１０５、ネットワークのプラグアンドプレイ、センタ連携機能、コンテンツ管理・保護機能といったコンテンツサーバ機能のプログラム処理を実行するＣＰＵ１０４、及びプログラム実行時に用いるメモリであるＲＡＭをバス結合する構成とし、加えて、本装置に電源を供給するバッテリーを持つ。

ハードディスクは、記録ディスク（プラッタ）、記録ディスクを電源モータで回転させるスピンドル、読み書きヘッド、ヘッドを前後に動作させるアーム・アクチュエータ、及びスピンドル、アーム、アクチュエータを制御するプロセッサからの構成を想定するが、これに限定されるものではなく、制御に関しては、ハードディスク装置のＣＰＵ１０４を用いる構成としてもよい。

接続するネットワークとしては、ＩＥＥＥ８０２．１１a／ｇといった無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．３といったイーサネット（登録商標）を想定し、ネットワークI/F部１０２は、ネットワークの物理的な処理及びMedia Access Controlといった伝送路転送時のフレーム処理、誤り訂正を行う。

各部を接続するバスは、図に示すような共通バスに限定されるものではない。
ハードディスク１０１の記録ディスクには、ＣＰＵで動作するプログラム、コンテンツ情報１０６、及びコンテンツ情報対応の識別子、タイトル、コンテンツ種別（映像、音楽など）、プロトコル情報、ファイル名、コンテンツの暗号情報から構成するコンテンツ管理情報を格納する。コンテンツ情報１０６に関しては、著作権保護を考慮し、暗号化してハードディスク上に格納する。コンテンツ管理情報の暗号情報に関しても、安全性を考慮し、暗号化して格納してもよい。

図２に耐タンパ領域１０５のハード構成を示す。
耐タンパ領域１０５は、HDD固有秘密鍵２０６、HDD固有証明書２０７、接続する機器の情報（接続機器情報）２０８、あるいはアクセスを制御するためのユーザアクセス情報２０９、接続する機器あるいはユーザとの認証処理を行うための認証処理プログラム２１０を格納するフラッシュメモリ２０４、認証処理プログラム２１０を実行するCPU２０５、光を探知する光センサ２０１、光センサ２０１あるいはバス監視部２０２からの信号を受け、フラッシュメモリ２０４に記憶されている情報を消去する耐タンパ処理部２０３とから構成とし、光を通さないシールド、例えばセラミックパッケージで覆う。耐タンパ処理部２０３は、バックアップ電池を備え、セラミックパッケージが破壊され、光センサ２０１が光を探知した場合、光検出信号を耐タンパ処理部２０３に送り、耐タンパ処理部２０３では、バックアップ電池を用いて電力をフラッシュメモリ２０４に流し、フラッシュメモリ２０４に記憶されている情報を物理的に破壊する。このような機能を備えたハード構成とすることから、セラミックパッケージの一部を壊し、情報を読み出すプローブを取り付け不正アクセスが行われた場合でも、フラッシュメモリ２０４上の認証情報を破壊することができる。

図３は、ハードディスク装置１００のＣＰＵ１０４で動作するソフトウェア構成を示す。

本実施例では、リナックス（Ｌｉｎｕｘ（登録商標））オペレーティングシステムの上でソフトウェアは動作すると想定する。

ソフトウェアは、ハードディスク１０１に格納されているコンテンツ情報１０６の読み出し、ネットワークI/F部１０２を介してネットワークへ転送、あるいは暗号アクセラレータ１０３において暗号処理を行ったり、ネットワークI/F部１０２を介して受信したコンテンツ情報１０６をハードディスク１０１へ書き込みを行ったりするストリーム処理部３００、ネットワークへの自動接続及び本装置が提供するサービスをネットワーク上に告知するプラグアンドプレイ機能部３０３、コンテンツ一覧の自動取得を実現するコンテンツ管理部３０４、及びアプリケーション３０６から構成される。

プラグアンドプレイ機能３０３としては、例えばUPnPフォーラムで規定されているＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）と呼ばれるプロトコルに従い、設定なしで、本装置のサービスとしてコンテンツサーバ機能を備えるメディアサーバデバイスとして、ローカルハードディスク内のコンテンツ情報をネットワーク上の他の端末に通知することを想定しているが、これに限定されるものではない。

アプリケーション３０６としては、端末と接続する場合のインタフェース機能を制御する機器連携I/F部３０８、本ハードディスク装置が単体として機能する場合の制御を行うローカル機能部３０７、ハードディスク格納情報のバックアップを行うセンタ連携サービスを提供するセンタ連携機能部３０５、から構成する。

次に、本発明を適用するハードディスク装置１００の概略動作を説明する。
本ハードディスク装置１００がネットワークに接続され、電源が供給され始めると、プログラムはハードディスク101から読み出され、初期処理が開始される。本実施例では、ハードディスク１０１上にプログラムを配置したが、起動時間を短縮するために、ROMをハードディスク装置に備え、プログラムをROM上に格納してもよい。

初期処理が完了すると、プラグアンドプレイ機能部３０３において、以下の処理を順に行う。

ステップ１として、自IPアドレスの取得をRFC2131にて規定されているDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）サービスにより取得するか、あるいは、draft-ietf-zeroconf-ipv4-linklocak-17.txtに規定されているAutoIPにより取得する。

ステップ２として、ネットワーク上の機器（PCなど）に対して、UPnPに従いデバイス及びサービスの告知を行い、ローカルハードディスク内のコンテンツ情報を配信するメディアサーバデバイスであることを示す。

次にコンテンツ管理部３０４が行う処理を説明する。コンテンツ管理部は、コンテンツ一覧取得に対する処理、及びコンテンツ管理情報の更新に関する処理を行う。本実施例では、ネットワークを介したコンテンツ一覧取得は、UPnPフォーラムで規定されているＵＰｎＰのＡＶ仕様に従うとするが、これに限定されるものではない。

接続する機器、あるいはネットワークを介して、コンテンツ一覧要求（例えば、映像）をコンテンツ管理部で受け付け、映像に関するコンテンツ一覧をコンテンツ管理情報から読み出させ、その読み出した情報をコンテンツ一覧情報として、要求元に返送する。

ストリーム処理部３００は、ハードディスク１０１からコンテンツ情報１０６の読み出し処理を行うファイルリード３０１B、ハードディスクへのコンテンツ情報書き込み処理を行うファイルライト301A、コンテンツの転送処理を行う転送部301C、著作権保護のための暗号・復号処理部301D、及びストリームコア３０２から構成する。

一つのコンテンツ情報１０６を配信する場合、例えば、コンテンツ情報１０６の読み出し（ファイルリード）、暗号化されているのでコンテンツ情報の復号処理、ネットワークを介して送るため、送信先のネットワークテレビと共有している暗号情報をベースとした暗号処理、ネットワークへの転送処理といった４つのステップを介する。これら一連のステップをストリームと定義し、ストリームコア３０２で、各処理部の連結(ストリーム生成)、及びスケジュールを行う。各処理部の連結は、アプリケーション３０６からの要求で行う。

コンテンツ情報再生要求時のストリーム処理手順を説明する。

まず、ファイルリード301Bにおいて、指定されたファイル名を持つコンテンツ情報のファイルをオープンし、約５１２KB分読み出す。この際、読み出しI/O時間の短縮を考慮し、Direct I/Oを用いて読み出す。読み出す単位は、５１２KB程度とする。

次に、暗号・復号部301Dにおいて、読み出したデータをネットワーク転送単位に分け、HTTPヘッダを添付する。次に、暗号アクセラレータを起動し、ローカル暗号の復号とDTCP-IPの暗号を行う。ネットワーク転送単位は、MPEG2-TSのコンテンツ情報の場合、TSパケットの倍数であることが望ましく、例えば7TSパケット単位とする。

次に、転送部301Cにおいて、ネットワークテレビを送信先としたソケットをオープンし、ネットワーク転送単位に送信を要求する。

これらの処理をスケジューラで管理して行う。各処理とも、処理が終了した際に、次の送信タイミングを計算して次の起動時間をスケジューラに登録する。例えば、ハイビジョン品質のコンテンツ情報を配信する場合、平均25Mbpsであるので、ファイルリードは、遅くとも１６３ｍsec毎に起動される必要がある。次処理時間は、MPEG2-TSのコンテンツ情報の場合、コンテンツ情報に含まれるPCR（Program Clock Reference）を用いて次の起動時間を算出することもできる。

コンテンツ情報再生終了時に、ストリーム処理部３００に生成したストリームを開放することにより、処理を終了する。

次に本ハードディスク装置１００を既存機器に接続することにより、既存機器の機能追加する実施例を示す。

図４に、既存機器としてＤＶＤレコーダに本発明を適用するハードディスク装置１００を接続して構成するＤＶＤ／ＨＤＤレコーダ４０６を示す。
DVDレコーダは、DVDディスクにデータの書き込み、あるいは読み出しを行うDVDディスク接続部４０３、チューナと接続するチューナI/F４０２、ディスプレイでDVDディスクから読み出した情報をデコードし、チューナI/Fから受信した放送をエンコードするエンコーダ・デコーダ４０１、ユーザが操作を行うリモコンからの要求を受け付けるリモコンＩ／Ｆ部４０５、ＧＵＩ表示、ユーザ要求受付やＤＶＤディスク接続部の制御を行うプログラムを格納するＲＯＭ、プログラムを実行するＣＰＵ４００、プログラム動作のために必要なメモリ（ＲＡＭ）、及び、本発明を適用するハードディスク装置１００を接続するためのデバイスブリッジ４０７を共有バス４０４で接続する。

さらに、ＤＶＤディスク接続部４０３、エンコーダ・デコーダ４０１、チューナI/F４０２、デバイスブリッジ４０７は、データ受け渡し専用のバス４０６（４０６A〜D）で接続する。

本ＤＶＤレコーダのデバイスブリッジ４０７に、図１で説明したハードディスク装置１００を接続し、ＤＶＤ／ＨＤＤレコーダ４０６を構成する。

本構成では、チューナは外付けとしているが、内蔵構成をとってもよい。本ハードディスク装置４０７とＤＶＤディスク接続部４０３、エンコーダ・デコーダ４０１、チューナI/F４０２間は、データ受け渡し専用のバス４０６で接続する構成としているが、データ接続専用バスの代わりに共有バス４０４を利用し、コンテンツ情報は、ＤＴＬＡで規定されているＤＴＣＰを用いて暗号化して転送してもよい。

また、本ＤＶＤ／ＨＤＤレコーダ４０６は、ハードディスク装置１００を介してネットワーク４１０に接続する。

図５にデバイスブリッジ４０７の一構成例を示す。

デバイスブリッジ４０７は、機器固有秘密鍵５０６、機器固有証明書５０７、認証処理プログラム５０８を持つ耐タンパ領域５０１、機器のCPU４００からハードディスク装置１００のCPU１０４への要求コマンドを伝える要求受付FIFO（First In First Out）５０２、逆方向に通知コマンドを伝える報告通知FIFO５０３、コンテンツ情報及びコンテンツ一覧を格納するためのバッファメモリ５０４、バッファメモリとデコーダ・エンコーダ４０１といった専用データパス４０６で接続されている処理部との間でデータを転送するDMAC（Direct Memory Access Controller）５０５、から構成される。

要求受付FIFO５０２と報告通知FIFO５０３は、コマンドとコマンド内容を設定する複数のエリアから構成する。コマンドにより、要求あるいは報告を識別する。

図６に証明書２０７、５０７の構成を示す。

証明書２０７、５０７は、公開鍵６０１、ID（識別子、Identifier）６０２、署名アルゴリズム６０３、発行元情報６０４、有効期間６０５と署名アルゴリズムを用いて秘密鍵で暗号化されたデジタル署名６０６から構成する。

図２に、ハードディスク装置１００の耐タンパ領域で管理する接続機器情報２０８とユーザアクセス情報２０９の構成を示す。

接続機器情報２０８は、本実施例では接続を許可する機器の証明書のID、発行元情報、有効期間から構成する。

ユーザアクセス情報２０９は、本実施例では、ユーザID、パスワードから構成する。

以下、録画処理を図７の手順に従い説明する。

まず、機器（DVDレコーダ）とハードディスク装置の認証処理について説明する。

機器側がハードディスク装置１００の接続を検出すると、デバイスブリッジの耐タンパ領域の認証処理プログラム５０８が、要求コマンドとして認証要求とそのコマンド内容として機器固有証明書５０７を要求受付FIFO５０２に書き込む。

ハードディスク装置１００の機器連携I/F部３０８は、要求受付FIFO５０２を周期的にポーリングし(７０１)、要求を受けつけ、要求コマンドより認証要求であることを識別すると、ハードディスク装置１００の耐タンパ領域１０５の認証処理プログラム２１０を起動する(７０２)。

ここで、図８にハードディスク装置１００の耐タンパ領域１０５の認証プログラム２１０の証明書受付処理の手順を示す。

ステップ１として、機器固有証明書５０７を確認する。確認方法としては、例えば、証明書内のデジタル署名６０６以外の情報をハッシュ計算した値１と、デジタル署名６０６を証明書の公開鍵６０１で署名アルゴリズム６０３に従い復号し、その結果をハッシュ計算した値２を比較し、一致すること、さらに有効期間６０５が切れてないことを確認する(８０１)。問題ある場合、認証エラーとして処理を終了する(８１０)。

ステップ２として、接続機器情報２０８が設定されている場合、証明書５０７のID６０２と発行元情報６０４が接続機器情報２０８に設定されている値と一致するかを確認する(８０２)。一致しない場合、認証エラーとして処理を終了する(８１０)。

ステップ３として、ユーザアクセス情報２０９が設定されているかを判断する。設定されていない場合、ステップ６へ進む(８０３)。

ステップ４として、設定されている場合、報告通知FIFO５０３にユーザアクセス情報要求を設定する(８０４)。要求受付FIFO５０２を一定周期でポーリングし、ユーザアクセス情報を受け付ける(８０５)。一定時間を経過してもユーザアクセス情報が得られない場合、タイムアウトとして、認証エラーとして処理を終了する（８０６、８１０）。

ステップ５として、要求受付FIFO５０２に設定されたユーザアクセス情報を、フラッシュメモリ２０４上に設定されているユーザアクセス情報２０９と比較する(８０７)。一致しない場合、認証エラーとする(８１０)。

ステップ６として、フラッシュメモリ２０４内のHDD固有証明書２０７を報告通知FIFO５０３へ登録する（７０３）。

ステップ７として、装置側CPU４００の証明書確認処理、及びHDD固有証明書に設定されていた公開鍵で暗号化された共有秘密情報と有効期間が要求受付FIFO(５０２)に設定されるのを待つ(８０８)。一定期間に要求受付FIFO(５０２)に設定されない場合、認証エラーとして処理を終了する(８１０)。

ステップ８として、要求受付FIFO(５０２)に設定された共通秘密情報をHDD固有秘密鍵２０６で暗号し、機器連携I/F部３０８に共通秘密情報と有効期間を通知し、処理を終了する(７０５)。

このような手順で、機器とハードディスク装置１００間で認証を行う。

認証エラーの場合、共通秘密情報と有効期間が機器連携I/F部３０８に通知されない。

そのため、機器連携I/F部では、図９に示す手順により、認証要求以外の要求を受付けつけた場合の処理として、共通秘密情報の通知有無を確認し（９０６）、通知がなされている場合は、要求に対応した処理を行う（９０７）が、共通秘密情報の通知がなされていない場合、エラーとして機器に通知する（９０８）ため、ハードディスク装置を利用することができなくするという制御を行なう。

さらに、ハードディスク装置１００が機器に接続していることを監視し、接続されていない場合、通知された共通秘密情報を破棄することにより(９０１，９０５)、他の装置に接続された場合でも認証処理を行わなければハードディスク装置１００を利用することができない。

図８に戻り、認証処理が完了すると、デバイスブリッジ４０７では、共通秘密情報をCPU側へ通知する(７０５)。

リモコンを介して、ユーザから録画処理要求を受け付けると、CPU４００は、デバイスブリッジの要求受付FIFO５０２に録画要求コマンドを登録し、ハードディスク装置１００に要求を伝える(７０７)。

ハードディスク装置１００では、機器連携I/F部３０８で要求受付FIFO５０３をポーリングし７０１、CPU４００からの要求有無をチェックし、要求を受け付けた場合、耐タンパ領域１０５から共通秘密情報を通知されているので、録画要求を受け付けることができる。

CPUは、チューナの録画チャネルを設定する(７０９)。

さらに、デバイスブリッジ４０７のバッファメモリ５０４を確保し、DMAC５０５を設定し、エンコーダ・デコーダ４０１からの放送コンテンツ情報をバッファメモリ５０４への転送(７１３A、B)を設定する(７０８)。

録画要求が受け付けた機器連携I/F部３０８は、ストリーム処理部３００に対し、デバイスブリッジ４０７からのコンテンツ受信処理、ハードディスク１０１に格納するための暗号処理、暗号化コンテンツ情報の書き込み処理といった３つのステップのストリーム生成を依頼する。

次に、コンテンツ情報録画時のストリーム処理詳細を説明する。
バッファメモリ５０４のコンテンツ情報バッファリング容量が５１２KBになった時点で、ストリーム機能部３０１の暗号・復号部３０１Dにより、暗号アクセラレータ１０３を起動し、ローカル暗号の暗号化を行う(７１４，７１５)。

ローカル暗号化が完了した時点で、コンテンツ情報のファイルへの書き込み処理を起動し、ハードディスクへの書き込みを行う(７１６)。

コンテンツ情報録画は、CPU４００から送られる停止要求を機器連携I./F部３０８が受け付けた際に、ストリーム処理部３００のストリームコア３０２に生成したストリームを開放することにより、終了する。
以上のように本発明を適用したハードディスク装置１００を用いた録画処理を実現する。

次に、再生処理を図１０の手順に従い説明する。

機器とハードディスク装置１００の認証処理を上述した手順で行う。既に認証処理が行われ、共通秘密情報を装置とハードディスク装置１００間で共有されており、有効期間が有効であれば、本処理手順をスキップしてよい。

次に、リモコンを介して、ユーザからコンテンツ一覧の参照要求を受け付けると、CPU４００はデバイスブリッジ４０７の要求受付FIFO５０２に参照要求コマンドを登録し、ハードディスク装置１００に要求を伝える(１００１)。

ハードディスク装置１００では、機器連携I/F部３０８で要求受付FIFO５０３をポーリングし、CPU４００からの要求有無をチェックする(７０１)。

次に機器連携I/F部３０８は、デバイスブリッジ４０７上のバッファメモリ５０４を確保し、コンテンツ管理部３０４にコンテンツ一覧取得を要求する(１００２)。コンテンツ管理部３０４は、UPnP AV仕様に従い、ネットワークに接続しているコンテンツを保有している機器のコンテンツ情報を収集する(１００３，１００４)。収集したコンテンツ一覧と自ハードディスクに格納されているコンテンツ情報の一覧を統合してバッファメモリ５０４に設定する(１００５)。

機器連携I/F部３０８は、コンテンツ管理部３０４からのコンテンツ一覧取得完了を受けて、デバイスブリッジ４０７内の報告通知FIFO５０３にコンテンツ一覧取得完了報告とコンテンツ一覧を設定したバッファメモリアドレスと共に通知する(１００６)。

コンテンツ一覧情報としては、タイトルのそれに対応する識別子を持つとする。

CPU４００は、上記通知を受け、コンテンツ一覧をディスプレイ４０８に表示する。

ユーザがリモコン操作により、再生するコンテンツをディスプレイ４０８に表示されたコンテンツ一覧から選択すると、CPU４００は、選択したコンテンツの識別子を、再生要求と共に、デバイスブリッジ４０７の要求受付FIFO５０２に設定する(１００７)。

ハードディスク装置１００では、機器連携I/F部３０８で要求受付FIFO５０２をポーリングし、CPUからの要求有無をチェックする(７０１)。
以下、自ハードディスク１０１に格納されているコンテンツ情報の再生要求を受け付けた機器連携I/F部３０８は、ストリーム処理部３００に対し、コンテンツ情報の読み出し（ファイルリード）、暗号化されているのでコンテンツ情報の復号処理、デコーダへのコンテンツ情報転送処理といった３つのステップを有するストリーム生成を要求する。

さらに、デバイスブリッジ４０７上のバッファメモリ５０４を確保し、生成したストリーム処理を開始する。

ストリーム処理部３００での手順を説明する。
まず、ファイルリード３０１Bにおいて、指定されたファイル名を持つコンテンツ情報のファイルをオープンし、約５１２KB分を上記バッファメモリ５０４に読み出す。この際、読み出しI/O時間の短縮を考慮し、Direct I/Oを用いて読み出す。読み出す単位は、５１２KB程度とする。

次に、暗号・復号部３０１Dにおいて、暗号アクセラレータ１０３を起動し、ローカル暗号の復号化を行う。

次に、転送部３０１Cにおいて、デバイスブリッジ４０７のDMAC５０５を起動し、バッファメモリ５０４上の読み出したコンテンツ情報をエンコーダ・デコーダ４０１へ転送する。

このような一連の手順を繰り返すことにより、ハードディスク１０１に格納されているコンテンツ情報１０６の再生が可能である。

ネットワーク上のPC４１１が持つコンテンツ情報の再生要求の場合を機器連携I/F部３０８で受け付けた場合、PC４１１との認証を行うため、耐タンパ領域１０５の認証処理プログラム２１０を起動する(１００９)。

ネットワーク転送のための暗号化の鍵情報は、DTLA (Digital Transmission Licensing Administration) において規定されているDTCP-IP (Digital Transmission Content Protection - Internet Protocol)に従う。

認証処理プログラムの処理手順を図１１に示す。

ステップ１として、HDD固有証明書２０７をPC４１１に送付する(１０１０)。

ステップ２として、PC４１１から証明書が送られてくるのを待つ(１０１１)。一定時間待っても証明書が送られてこない場合、認証エラーとして処理を終了する(１１０２)。

ステップ３として、受付けた証明書を上述した手順で正しいことを確認する(１１０３)。問題ある場合、認証エラーとして処理を終了する。

ステップ４として、共通秘密情報を作成し、HDD固有秘密鍵(２０６)で暗号化しPCに送付する(１０１２)。

ステップ５として、共通秘密情報を機器連携I/F部３０８に通知する(１０１３A)。
認証エラーの場合、認証エラーを機器連携I/F部３０８に通知し、機器連携I/F部３０８は、再生エラーを報告通知FIFO５０３に通知し、処理を終了する(１０１３B)。

本実施例では、HDD固有証明書２０７は、機器との認証に用いる証明書と同一として説明したが、ネットワーク認証用の証明書を設けてもよい。

次に、機器連携I/F部３０８は、ストリーム処理部３００に対し、コンテンツ情報の受信、暗号化されているのでコンテンツ情報の復号処理、デコーダへのコンテンツ情報転送処理といった３つのステップを有するストリーム生成を要求する（１０１４）。復号処理には、PCとの認証時に作成した共通秘密情報を与える。

機器連携I/F部３０８は、PC４１１に対して指定されたファイル名を通知する(１０１５)。
さらに、デバイスブリッジ上のバッファメモリを確保し、生成したストリーム処理を開始する。

ストリーム処理部での手順を説明する。

まず、ストリームコア３０２からの起動により、転送部３０１CがネットワークI/F部１０２から受信したコンテンツ情報の受信処理を行う(１０１７、１０１８、１０１９)。

次に、ストリームコア３０２から起動される暗号復号部３０１Dにより、暗号アクセラレータ１０３を用いて、コンテンツ情報の復号処理を行う。復号は、コンテンツ情報に含まれている鍵情報と共通秘密情報から復号鍵を作成し行う。復号されたコンテンツ情報を上記バッファメモリに蓄積する(１０２０，１０２１)。

５１２KB程度蓄積された時点でストリームコア３０２より起動される転送部３０１Cにおいて、デバイスブリッジのDMAC５０５を起動し、バッファメモリ５０４上の読み出したコンテンツ情報をエンコーダ・デコーダ４０１へ転送する(１０２２、１０２３)。

このような一連の手順を繰り返すことにより、ネットワーク上のPC４１１に格納されているコンテンツ情報の再生が可能である。

以上の実施例で示したように、DVDレコーダにハードディスク装置１００を接続することにより、ネットワーク機能及びハードディスク録再機能を提供することができる。

本実施例では、デバイスブリッジ４０７を介して受け渡しするデータに暗号化はかけていないが、認証処理の際の共通秘密情報と送信元指定の情報を元に作成した暗号鍵で暗号化したデータを受け渡してもよい。このようにすることにより、認証処理後にハードディスク装置を取り替えた場合、認証処理を行わないハードディスク装置を利用する可能性がない。この場合、共通秘密情報を、CPUからエンコーダ・デコーダへ(７１１、１００８)、機器連携I/F部からストリーム処理部の暗号処理へ通知することにより(７１０、１０１４)、暗号化データの復号・暗号をエンコーダ・デコーダ４０１と暗号アクセラレータで行うことができる。

次に本発明を提供するハードディスク装置１００のセンタ連携機能について説明する。

図４は、宅内ネットワーク４１０に接続する本ハードディスク装置１００が、ホームルータ４１２を介して、インターネット４１３上のセンタサーバ４１４に接続するシステムを示す。

センタ連携機能として、ハードディスクのバックアップ機能を説明する。
ハードディスク装置１００の耐タンパ領域１０５は、センタとの認証処理を行うため、機器との認証に用いるとの同様の証明書、承認手順の処理プログラムを持つ。

センタ連携機能部３０５において、例えば毎日決まった時間にバックアップ機能を開始する。

定刻に起動されるセンタ連携機能部３０５は、耐タンパ領域１０５の認証処理プログラム２１０を起動し、センタとの認証処理を開始する。図１１で説明したように、耐タンパ領域１０５は、HDD固有証明書２０７をセンタサーバに送り、センタサーバからセンタ側証明書を受け取り、相互に認証を行い、ハードディスク装置１００の耐タンパ領域で共通秘密情報を作成し、センタ側に送信する。

認証処理が完了した時点で、耐タンパ領域１０５からセンタ連携機能部３０５に共通秘密情報を通知する。

センタ連携機能部３０５では、ストリーム処理部３００に対して、バックアップに対応するストリームとして、ハードディスク上の情報の読み出し（ファイルリード）、ネットワークを介して送るため、センタと共有している共通秘密情報をベースとして暗号鍵を作成し行う暗号処理、センタサーバへの転送処理の３ステップをストリームとして生成させ、暗号・復号部に上述した暗号鍵を設定する。この生成したストリームを用いて、ハードディスク上の情報を例えば５１２KB単位に順次読み出し、暗号アクセラレータ１０３で暗号化し、ネットワークI/F部１０２を介してパケット単位に分割して、センタサーバにハードディスク１０１に格納されている情報を転送する。

このようにセンタサーバとの認証処理を耐タンパ領域１０５に備え、安全な通信路を確保することにより、ハードディスク１０１のバックアップサービスに加え、例えば、ハードディスク装置１００で動作するソフトウェアの更新サービスなどをアプリケーションで実装することにより、様々なセンタ連携サービスを実現できる。

次に本発明を適用したハードディスク装置１００で実現するサービス例を説明する。

図１２は、宅内ネットワーク４１０を介し、本ハードディスク装置１００、ネットワークチューナ１２０１、ネットワークディスプレイ１２０２が接続しているシステムの構成を示す。

図１３は、本システムでユーザに提供するサービスを実現するための各装置の関係を示す図である。

ネットワークチューナ１２０１は、チューナ機能１２０３に加え、エンコーダ１２０５、ネットワークI/F部１２０６Aを備えており、ネットワーク４１０を介して、チューナ機能の告知、チャネルの選択要求と送信先情報（ＩＰアドレス）を受け付け、指定されたチャネルの映像をエンコードし、指定されたＩＰアドレス宛に転送を行うものである。本ネットワークチューナ１２０１では、ネットワークに関わる処理、例えば要求の受付け及び、ネットワーク送受信処理は、ＣＰＵ１２０４で実行するプログラムにて処理を行う。

ネットワークディスプレイ１２０２は、ネットワーク機能を備えたディスプレイを実現する装置であり、デコータ１２０７、ネットワークＩ／Ｆ部１２０６B、リモコンI/F部１２０９を備え、ユーザからの要求をリモコンから受付け、チャネル選択をネットワークチューナ１２０１に要求し、ネットワークチューナ１２０１が受信した映像をネットワーク４１０越しに受信してディスプレイ４０８への表示４０１(１３０１)、あるいは、ハードディスク装置１００に格納されているコンテンツ一覧を取得し、ディスプレイ４０８に表示し、ユーザがコンテンツ一覧から選択したコンテンツ情報の取得をハードディスク装置１００に要求し、ネットワーク４１０越しに受信したコンテンツ情報をディスプレイに表示する４０２(１３０２)。あるいは、ユーザからの要求を受けて、ネットワークチューナ１２０１が受信した映像をハードディスク装置１００に録画する４０３(１３０３)。本ネットワークディスプレイ１２０２では、ユーザ要求に対する処理、及びネットワークに関わる処理は、CPU１２０８で実行するプログラムにて処理を行う。

次に、本発明を適用するハードディスク装置１００とネットワークディスプレイ１２０２、ネットワークチューナ１２０１とで実現するサービスについて説明する。
本ハードディスク装置１００がネットワークに接続され、電源が供給され始めると、プログラムはハードディスクから読み出され、初期処理が開始される。
初期処理が完了すると、プラグアンドプレイ機能部において、以下の処理を順に行う。

ステップ１として、自IPアドレスを取得する。

ステップ２として、ネットワーク上の機器（ネットワークテレビ）に対して、UPnPに従いデバイス及びサービスの告知を行い、ローカルハードディスク内にコンテンツ情報を配信するメディアサーバデバイスであることを示す。

ネットワークテディスプレイ４０８より、コンテンツ一覧要求（例えば、映像）をコンテンツ管理部で受け付け、映像に関するコンテンツ一覧をコンテンツ管理情報から読み出させ、その読み出した情報をコンテンツ一覧情報として、ネットワークテレビに返送する。

ネットワークテレビは、コンテンツ情報再生を要求する際、ハードディスク装置に対して認証要求を送る。認証要求を受付けたローカル機能部は、耐タンパ領域の認証処理プログラムに受付けた認証要求を渡し処理を起動する。

認証処理プログラムの手順を図１４に従い説明する。

ステップ１として、機器固有証明書を上述したように確認する(1401)。問題がある場合、認証エラーとして処理を終了する(１４０５)。

ステップ２として、フラッシュメモリ２０４内のHDD固有証明書２０７をネットワークディスプレイに送信する(１４０２)。
ステップ３として、ネットワークディスプレイの証明書確認処理、及びHDD固有証明書に設定されていた公開鍵で暗号化されている、あるいは機器固有証明書で復号できる共有秘密情報と有効期間が返送されるのを待つ(１４０３)。一定期間に返送されない場合、認証エラーとして処理を終了する（１４０５）。
ステップ４として、ローカル機能部に共通秘密情報と有効期間を通知し、処理を終了する(１４０６)。

認証処理を完了したネットワークディスプレイのコンテンツ情報再生要求は、ローカル機能部３０７で受けつける。ローカル機能部３０７は、コンテンツ情報再生要求を受けて、ストリーム作成を行い、ファイルリード３０１Aに対してリードするファイル名を、転送部３０１Cに対して送信先のアドレス情報を、暗号・復号部３０１Dに対して、鍵情報を、初期値として渡す。

コンテンツ情報１０６の復号の鍵情報は、コンテンツ管理情報として管理されているので、その情報を読み出し暗号・復号部に初期値として渡す。ネットワーク転送のための暗号化の鍵情報は、認証処理で得た共通秘密情報を渡す。

次にコンテンツ情報再生要求時のストリーム処理手順を説明する。

まず、ファイルリード３０１Aにおいて、指定されたファイル名を持つコンテンツ情報のファイルをオープンし、約５１２KB分読み出す。この際、読み出しI/O時間の短縮を考慮し、Direct I/Oを用いて読み出す。読み出す単位は、５１２KB程度とする。

次に、暗号・復号部３０１Dにおいて、読み出したデータをネットワーク転送単位に分け、HTTPヘッダを添付する。次に、暗号アクセラレータ１０３を起動し、ローカル暗号の復号とDTCP-IPの暗号を行う。ネットワーク転送単位は、MPEG2-TSのコンテンツ情報の場合、TSパケットの倍数であることが望ましく、例えば7TSパケット単位とする。

次に、転送部３０１Cにおいて、ネットワークテレビを送信先としたソケットをオープンし、ネットワーク転送単位に送信を要求する。

これらの処理をストリームコア３０２のスケジューラで管理して行う。各処理とも、処理が終了した際に、次の送信タイミングを計算して次の起動時間をスケジューラに登録する。例えば、ハイビジョン品質のコンテンツ情報を配信する場合、平均25Mbpsであるので、ファイルリードは、遅くとも１６３ｍsec毎に起動される必要がある。次処理時間は、MPEG2-TSのコンテンツ情報の場合、コンテンツ情報に含まれるPCR（Program Clock Reference）を用いて次の起動時間を算出することもできる。

コンテンツ情報再生は、ネットワークディスプレイより停止要求をローカル機能部が受け付けた際に、ストリーム処理部に生成したストリームを開放することにより、終了する。

以上のように、本発明を適用したハードディスク装置１００とネットワークディスプレイ１２０２間でのコンテンツ再生処理１３０２を実現する。

以下、ネットワークディスプレイからコンテンツの録画要求を受け、コンテンツ録画１３０３を行うハードディスク装置１００の処理手順を説明する。

ネットワークディスプレイ１２０２のコンテンツ録画要求は、ローカル機能部３０７で受けつける。コンテンツ録画要求として、録画チャネルが伝えられる。ローカル機能部３０７は、コンテンツ録画要求を受けて、ネットワークチューナ１２０１との認証処理を耐タンパ領域１０５の認証処理プログラム２１０を用いて図１１の手順に従い行う。

認証処理の完了を受けたローカル機能部３０７は、ストリーム処理部３００を起動し、ネットワークからの映像受信処理、ネットワーク転送のための復号処理、ハードディスクに格納するための暗号処理、暗号化コンテンツ情報の書き込み処理といった４つのステップをストリームとして作成する。

次に、コンテンツ情報録画時のストリーム処理詳細を説明する。

まず、転送部３０１Cにおいて、ネットワークチューナを送信元としたソケットをオープンし、パケットを受信する。

次に、暗号・復号部３０１Dにおいて、受信したパケットを暗号アクセラレータに渡し、DTCP-IPの復号とローカル暗号の暗号化を行う。
ローカル暗号化したコンテンツが５１２KBとなった時点で、ファイルライト３０１Aにおいて、ファイルへの書き込みを行う。

コンテンツ情報録画は、ネットワークディスプレイ１２０２から送られる停止要求をローカル機能部３０７が受け付けた際に、ストリーム処理部３００に生成したストリームを開放することにより、終了する。

以上のように本発明を適用したハードディスク装置１００とネットワークチューナ１２０１間での録画処理を実現する。

上述したように、ネットワークディスプレイ１２０３、ネットワークチューナ１２０１、本発明を適用したハードディスク装置１００をネットワークに接続することにより、HDDレコーダが提供する録画、再生といった機能をネットワーク越しに提供することができる。

ネットワーク機能、著作権保護機能、耐タンパ領域を備えたハードディスク装置 ハードディスク装置における耐タンパ領域の構成を示す図 ハードディスク装置で動作するソフトウェア構成を示す図 ハードディスク装置を接続して構成するDVD/HDDレコーダ デバイスブリッジの構成例を示す図 証明書の構成要素を示す図 ハードディスク装置の録画処理フロー ハードディスク装置が接続する機器との認証時の処理手順 ハードディスク装置が接続する機器からの要求受付時の処理手順 ハードディスク装置の再生処理フロー ハードディスク装置がネットワークに接続する機器に対する認証開始時の処理手順 ハードディスク装置を接続する宅内ネットワークシステム構成を示す図 図１２に示す宅内ネットワークシステムで実現する録画・再生手順 ハードディスク装置がネットワークに接続する機器から認証要求を受付時の処理手順

符号の説明

１００…ハードディスク装置、１０１…ハードディスク、１０２…ネットワークI/F部、１０５…耐タンパ領域、１０９…デバイスブリッジ、２０６…HDD固有秘密鍵、２０７…HDD固有証明書、２０８…接続機器情報、２０９…ユーザアクセス情報、２１０…認証処理プログラム、３００…ストリーム処理部、３０１…ストリーム機能部、３０２…ストリームコア、３０３…プラグアンドプレイ、３０４…コンテンツ管理部、３０５…センタ連携機能部、３０６…アプリケーション、３０７…ローカル機能部、３０８…機器連携I/F部、４０６…DVD/HDDレコーダ、４０６…デバイスブリッジ、４１４…センタサーバ、１２０１…ネットワークチューナ、１２０２…ネットワークディスプレイ

Claims (7)

1. ハードディスク装置であって、
   コンテンツ情報およびプログラムが格納されたハードディスクと、
   ネットワークと接続するネットワークインタフェース部と、
   プログラムを実行するCPUと、
   前記ハードディスクと前記ネットワークインタフェース部と前記CPUとを接続するバスとを有し、
   前記CPUは、
   前記ネットワークへ自機器を接続し、前記ハードディスクに格納されたコンテンツ情報を前記ネットワーク上に接続された他の機器へ通知する機能と、
   前記ハードディスクに格納されているコンテンツ情報を前記ネットワークインタフェース部を介して前記他の機器に転送する場合に、前記コンテンツ情報の読み出し処理、復号・暗号処理およびネットワーク転送処理を連結し、前記コンテンツ情報のパケットの倍数で前記復号・暗号処理およびネットワーク転送処理を行い、前記コンテンツ情報の読出処理、復号・暗号処理およびネットワーク転送処理の起動を前記コンテンツ情報の再生速度に対応する送信タイミングで制御する機能と、
   前記ネットワークインタフェース部を介して受信したコンテンツ情報を前記ハードディスクに書き込む場合に、前記コンテンツ情報の受信処理、復号・暗号処理および書き込み処理を連結し、前記コンテンツ情報が書き込み単位分蓄積された時点で前記コンテンツ情報を前記ハードディスクに記録する機能と、
   を備えるプログラムを実行することを特徴とするハードディスク装置。
2. 請求項１記載のハードディスク装置であって、
   さらに、前記ハードディスクと前記ネットワークインタフェース部と暗号アクセラレータと耐タンパ性メモリと前記CPUのいずれかに電源を供給するバッテリーを備えたことを特徴とするハードディスク装置。
3. 請求項１記載のハードディスク装置であって、
   さらに、耐タンパ性メモリを有し、
   該耐タンパ性メモリには、ネットワークに接続された他の機器との通信を行なう際の認証に用いる証明書及び認証処理プログラムが格納されていることを特徴とするハードディスク装置。
4. 請求項３記載のハードディスク装置であって、
   前記耐タンパ性メモリに格納された証明書と、ネットワークを介して接続される機器か
   ら受信した証明書を比較して、認証が成功した場合に、前記機器が前記ハードディスクに
   アクセスすることを許可することを特徴とするハードディスク装置。
5. 請求項４記載のハードディスク装置であって、
   前記耐タンパ性メモリには、ユーザ識別子とパスワードがユーザアクセス情報として記憶され、前記機器から取得したユーザ識別子とパスワードが前記ユーザアクセス情報と一致した場合、前記ハードディスクへのアクセスを許可することを特徴とするハードディスク装置。
6. 請求項５記載のハードディスク装置であって、
   前記耐タンパ性メモリは、当該耐タンパ性メモリに記憶されている情報を消去する耐タンパ処理部に接続され、
   該耐タンパ処理部は、光を探知する光センサ、あるいは前記バスのバスアクセスを監視するバス監視部からの信号に基づき、前記情報を消去することを特徴とするハードディスク装置。
7. 請求項１記載のハードディスク装置であって、
   前記ハードディスクに格納されているコンテンツ情報がＭＰＥＧ−ＴＳである場合には、
   前記コンテンツ情報を５１２ＫＢ単位で読み出し、ＭＰＥＧ−ＴＳのパケットを７パケット単位で前記ネットワーク転送処理を行うことを特徴とするハードディスク装置。

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