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JP4709548B2 - コンテンツ再生装置及びトリックモード再生システム - Google Patents

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Description

本発明は、一般的には、暗号化コンテンツに関する。
音楽、映画等のコンテンツは、ケーブルテレビ又は衛星放送を介して配信され、視聴者は、コンテンツを記録して、再生することができる。コンテンツプロバイダの権利を保護するために、コンテンツは暗号化することができる。暗号化コンテンツのロックを解除して、再生するのに必要な復号情報（例えば、復号鍵）は、許可された視聴者の装置のみに提供される。
一例として、オーディオ／ビデオにおける１フレームのデータ（約３０個のフレームが１つのオーディオ／ビデオ番組の１秒間を構成する）は、所謂「トランスポートストリーム（transport stream）」を構成するパケットに分割されて、視聴者の装置に送信される。各パケットの長さは、例えば１８８バイトであり、各パケットは、他のパケットとは別々に暗号化することができる。
この例において、各パケットは、ヘッダを有することができる。ヘッダには、「トランスポートスクランブル制御（transport scrambling control：以下、ＴＳＣという）ビット」と称される暗号化指示ビットのグループが含まれており、特定のパケットが暗号化されているか否か、及び暗号化されている場合には、使われている暗号化鍵の「極性」が偶数であるか奇数であるかを示すことができる。
基本的には、鍵は、一方が「奇数」、他方が「偶数」に指定された対として提供される。鍵自体は、「共通情報（entitlement control message：以下、ＥＣＭという）」の暗号化パケットのヘッダに含まれている。また、ヘッダは、パケットがフレームの開始位置を含んでいるか否かを示すビットを含むことができる。限定されるものではないが、この例では、これらのビットは、「ペイロードユニット開始インディケータ（payload unit start indicator）」ビット及び／又は「ランダムアクセスインディケータ（random access indicator）」ビットと称される。
鍵は、通常、暗号化されている。暗号化コンテンツのロックを解除するためには、一連のパケット用の暗号化鍵は、まず復号され、そして、復号された鍵は、その鍵に関連したパケットにおける実際のＡ／Ｖデータのロックを解除するために使用される。暗号化コンテンツの時間通りの復号を容易にするために、一連のパケットに対応した鍵は、その連続したパケットの前に位置するＥＣＭパケットに挿入されているので、鍵は、許可され、復号され、その鍵を適用するパケットのロックを解除するときに、使用することができる。
上述のコンテンツの暗号化方法は効果的であるが、本発明では、以下の重要な点に注目している。視聴者が後で再生するために暗号化コンテンツをダウンロードして、記録しておく場合がある。また、視聴者がコンテンツの料金を支払い、鍵の復号に必要な情報を受信していても、コンテンツが、将来の視聴のためにダウンロードされ、すなわち後での復号及び再生のために、暗号化された形式で視聴者の装置に送信される場合がある。さらにまた、本発明では、「トリックモード」再生、すなわち視聴者が、コンテンツの早送り、一時停止、巻戻し等を行う、換言すると、通常の再生モード以外の速度、方向又はパケットの順番でトランスポートストリームを再生できるようにすることが望ましいと認識している。本発明では、このようなトリックモード再生、特に将来の視聴のために記録された暗号化コンテンツをトリックモード再生する場合、上述した復号処理の調整は複雑化し、特に、ジャンプ先のフレームにどの鍵が必要であるかが分かっており、再生する直前に暗号化コンテンツを復号するための鍵を時間通りに準備する場合に、復号処理が複雑化してしまうことを理解している。
トランスポートストリームに埋め込まれている暗号化コンテンツを再生するコンテンツ再生装置は、少なくともコンテンツの一部が暗号化された形式で受信され、トランスポートストリームにおいて受信される鍵の少なくとも１つの鍵テーブルを作成する。トランスポートストリームの少なくとも１つのパケットに対して、このコンテンツ再生装置は、鍵テーブルにアクセスして、パケットに関連する少なくとも１つの鍵を特定し、この鍵を暗号化コンテンツを復号するために使用することにより、パケットを少なくとも部分的に復号及び再生する。
限定されるものではないが、好ましい実施の形態において、鍵はトランスポートストリーム内のＥＣＭパケットに含まれており、このコンテンツ再生装置は、ヘッダから鍵を抽出して、鍵を鍵テーブルに配置する。鍵が暗号化されている場合、鍵テーブルにアクセスし、暗号化鍵を復号し、復号された鍵を用いて、暗号化コンテンツを復号する。限定されるものではないが、一実施の形態において、各パケットの長さは１８８バイトである。
如何なる場合も、復号しようとするパケットに関連するフレーム開始指示ビットに基づいて、鍵テーブルにアクセスし、これにより、トリックモード再生が容易になる。
さらに、トリックモード再生では、以下に詳細に説明するように、鍵テーブルは、トランスポートストリームのパケットのヘッダにおいて受信される暗号化指示ビットを含んでいる。ユーザの操作による第１のビデオパケットから第２のビデオパケットへのトリックモードジャンプが受信されると、関連するＴＳＣビットが極性の変化を示しているか否かを判定する。極性の変化を示していない場合、第２のパケットに続く暗号化指示ビットの極性を反転する。
本発明に係るコンテンツ再生装置は、暗号化コンテンツを保存するコンテンツ記憶部を備える。暗号化コンテンツは、コンテンツデータのパケットからなるトランスポートストリームを含み、幾つかのパケットは鍵を含んでいる。プロセッサは、鍵を鍵テーブルに配置するとともに、暗号化コンテンツのその後の復号及び再生を容易にするために、鍵テーブル内の鍵をトランスポートストリーム内の鍵の変化にリンクさせるようにプログラムされており、コンテンツ記憶部にアクセスする。
暗号化コンテンツのトリックノード再生を視聴者に提供する本発明に係るトリックモード再生システムは、少なくとも１つの暗号化トランスポートストリームを送信するコンテンツプロバイダと、トランスポートストリームを受信し、受信したトランスポートストリークから鍵を抽出し、抽出した鍵をトランスポートストリームの対応するパケットに関連付けることにより、その後の復号及びトリックモード再生が容易になるようにする。
本発明を適用したシステムの構成及び動作を、図面を参照して詳細に説明する。図面において、同じ構成要件には同じ指示番号を付している。
以下、２つのフェーズ、すなわち記録（保存）フェーズと再生（読出）フェーズとを有するシステムについて説明する。記録は、一般的には、サービスプロバイダによって、例えば顧客がトランスポートストリームのコンテンツを将来視聴したいと思ったときに開始される。そして、再生は、顧客がコンテンツの料金を支払った後に開始される。
まず、図１に示すように、システム１０は、サービスプロバイダでもあるコンテンツプロバイダ１２を備える。コンテンツプロバイダ１２は、暗号化コンテンツ、例えば音楽コンテンツ及び／又はオーディオ−ビデオコンテンツ、例えば映画、テレビ番組をトランスポートストリームの形式で通信パス１４を介して送信する。通信パス１４は、あらゆる無線又は有線パス、例えばケーブルテレビ、衛星放送とすることができるが、これらに限定されるものではない。
暗号化コンテンツは、顧客コンピュータ１６によって受信される。顧客コンピュータ１６は、家庭用娯楽装置（例えばセットトップボックス）、テレビ、テレビシステム、パーソナルコンピュータ（personal computer：以下、ＰＣという）／ラップトップＰＣ、ラジオ又は他の装置とすることができる。顧客コンピュータ１６は、プロセッサ１８を備え、プロセッサ１８は、論理モジュール２０にアクセスして、後述するロジックを実行する。
暗号化コンテンツは、コンテンツ記憶部２２、例えば限定されるものではないが、ハードディスク装置、ソリッドステートメモリ装置、磁気テープ装置、コンパクトディスク（compact disc：以下、ＣＤという）／デジタルバーサタイルディスク（digital versatile disk：以下、ＤＶＤという）に、後述する出力装置２４においてコンテンツを後で再生するために、保存される。好ましい実施の形態では、コンテンツ記憶部２２からのデータは、出力装置２４に送る前に、復号及びデコードしなければならないものとする。出力装置２４は、限定されるものではないが、テレビ、モニタ、スピーカ、プリンタ、大画面表示装置又は他の適切な装置とすることができる。
限定されるものではないが、好ましい実施の形態においては、説明のために、視聴者がコンテンツの料金を支払って、鍵の復号に必要な情報を受け取った状況になる前に、コンテンツが将来の再生のために保存、すなわち暗号化された形式でダウンロードされるものとする。あるいは、視聴者が、既に必要な情報を所有しているものとする。この情報を、ユーザがどのように料金を支払って入手するかについては、本発明とは関係のない原理によって行われる。
記録フェーズ：図２は、記録フェーズにおいてプロセッサ１８が実行するロジックを示すフローチャートである。ステップ２６において、コンテンツプロバイダ１２から暗号化コンテンツを受信する。限定されるものではないが、好ましい実施の形態において、暗号化コンテンツのトランスポートストリームは、例えば１８８バイトの長さの、一連のパケットとして受信される。各パケットは、ヘッダを有し、ヘッダは、特に、１つの番組／ストリームに属するパケットを他の番組／ストリームに属するパケットから区別するために使用するパケット識別子（identification：以下、ＩＤという）を含んでいる。また、ヘッダは、暗号化指示ビットのグループ、例えば「トランスポートスクランブル制御（transport scrambling control：以下、ＴＳＣという）ビット」として知られる２ビットのグループを有し、このＴＳＣビットは、特定のパケットが暗号化されているか否か、及び暗号化されている場合には、使われている暗号化鍵の「極性」が偶数か奇数かを示している。また、特別なＩＤ（パケットがパケットのシーケンシャルグループに属することを示す）を有する幾つかのパケットは、「偶数」極性と「奇数」極性をそれぞれ有する１つ以上の鍵の対を含むことができる「共通情報（entitlement control message：以下、ＥＣＭという）」を含んでいる。
また、ヘッダは、パケットがビデオフレームの開始位置を有するか否かを示すビットを含んでいる。限定されるものではないが、一実施の形態において、これらのビットは「ペイロードユニット開始インディケータ（payload unit start indicator：以下、ＰＵＳＩという）」ビット及び／又は「ランダムアクセスインディケータ（random access indicator：以下、ＲＡＩという）」ビットと称される。
ＥＣＭパケット内の鍵は、まさに受信しようとしているトランスポートストリームのパケットに適用され、すなわち、鍵は、従来知られている原理に基づいて暗号化コンテンツを復号するためにその鍵を使用するパケットよりも前に、提供される。
ステップ２８において、鍵がＥＣＭパケットから抽出され、ステップ３０において、抽出された鍵が、図３に示すように、鍵テーブルに保存される。ＥＣＭパケットから鍵を抽出した後のトランスポートストリーム内のデータは、鍵とは別に、コンテンツ記憶部２２に保存される。
また、ステップ３２において、暗号化指示ビット（例えば、ＴＳＣビット）が変化した番組のトランスポートストリームのビデオ部の位置を事実上示すインデックスが作成され、このインデックスは、暗号化鍵の変化を示している。ステップ３４において、ＥＣＭメッセージは、それが適用されるパケットを示しているので（ＥＣＭパケットは、一般的に、後続の１つ又は複数のパケットに関連した鍵を有しているので）、鍵とＴＳＣビットは並列して保存することができる。言い換えれば、鍵テーブル内の鍵は、それが適用される対応したＴＳＣビット（及び、したがって鍵が適用されるトランスポートパケット）にリンクすることができる。ここで、データ構造を「テーブル」及び「アレー」と称すると、他のデータ構造も、本発明の原理に基づいて用いることができる。
データ構造の具体例を、限定されるものではないが、図３に示す。ＴＳＣビットは、図３に示すように、ＥＣＭパケットから抽出した鍵の鍵テーブルを作成するのに使用され、時間の関数又は受信されたパケットの数の関数として保存することができる。図３では、単一のデータ構造を示しているが、図３に示すデータを保持する２つ以上のデータ構造を構築し、必要に応じて、互いをリンクさせることもできる。
図３に示すように、左側の列は、トランスポートストリームで受信された番組のビデオパケットの番号を、数、時間又はその両方によって示している。いずれの場合も、パケットは、上から下に再生順に列挙されている。各パケットについて、ＰＵＳＩビット（パケットがフレームの開始位置を示すか否かを示す）及びＴＳＣビット（そのパケットの鍵の極性を示す）が右側の列に記載されている。
トランスポートストリームから抽出されたＥＣＭパケット内の鍵は、適切な時間／パケット番号で配置されている。より具体的には、鍵は、並列的に保存され、あるいは鍵の極性が変化したパケット（例えば、パケットのＴＳＣビット毎）、及び／又はパケットがフレームの開始位置を有することをＰＵＳＩビットが示しているパケット、及び／又はＥＣＭパケットに関連付けされる。
再生フェーズ：図４は、視聴者／ユーザが、鍵の復号に必要な情報の料金を支払い、あるいは鍵の復号に必要な情報を入手した場合において、上述したデータ構造を用い、コンテンツを、トリックモードも含めて再生するロジックを示すフローチャートである。この情報を用いて、鍵テーブル内の鍵は、従来知られている鍵の復号原理に基づき、バッチ又は必要とされるそのときに復号される。
一般的には、２つの再生方法を用いることができる。第１の方法では、鍵テーブル内の適切な鍵を用いて直ちに作成される代替ＥＣＭパケットをトランスポートストリームに挿入することにより、トランスポートストリームを再構成する。これにより、復号モジュールを変更することなく、代替ＥＣＭパケットが埋め込まれた復号ダウンストリームにより、あたかも最初からＥＣＭパケットがトランスポートストリームから取り出されなかったかのように、暗号化コンテンツを処理することができる。第２の方法では、復号モジュールを、ＥＣＭパケットを検出する代わりに、上述した鍵テーブルから直接供給される鍵を用いるように適切に変更し、鍵テーブル内の鍵データを直接復号モジュールに供給する。
いずれの場合も、まず、適切な１つ又は複数の鍵を鍵テーブルから取得しなければならない。したがって、ステップ３６において、図２において説明したように保存されたトランスポートストリームにアクセスし、現在調べているパケットについて、フレーム開始ビット（例えば、ＰＵＳＩ又はＲＡＩビット）を検査し、そのパケットがビデオフレームの開始位置を含んでいるか否かを判定する。トランスポートストリームを、フレームの開始を表しているパケットから始まるように再構成し、これにより、トリックモード再生（要求がある場合）がより容易になる。ＰＵＳＩ／ＲＡＩビットを用いることにより、コンテンツ内のジャンプポイントの検索が高速化される。所望のジャンプポイントがインデックステーブルを用いて一旦識別されると、コンテンツのインデックスエントリを用いて、データ／コンテンツ記憶部２２にアクセスすることができる。
ロジックはステップ３８に進み、再生するパケットのシーケンス番号を、記憶された鍵テーブルに対する入力引数として用いて、現在調べているパケットに関連した鍵を取得する。上述したように鍵は暗号化されているので、この場合、鍵を復号し、復号された鍵を用いて、その鍵に関連した暗号化コンテンツを復号する。
以下の説明を分かり易くするために、ロジックのここまでの処理によって復号されて再生されるパケットを、現シーケンスとし、保存されているトランスポートストリームからまさに復号され、再生されようとしているパケットを、新たなシーケンスとする。
トリックモードを利用する場合、新たなシーケンスは、暗号化コンテンツのいずれの位置からでも開始することできる。
上述のロジックは、ユーザがジャンプ操作を行わない限り、繰り返され、すなわち、適切な鍵を検出して復号モジュールに供給し、復号モジュールはこの鍵を用いて暗号化コンテンツを復号する処理が繰り返される。そして、ユーザがトリックモードを用いてジャンプ操作を行うと、ステップ３９において、ＥＣＭパケット内の鍵の変化（図３の鍵テーブルで示す）を飛び越えてトランスポートストリームの他の位置にジャンプする。なお、このようなジャンプが入力された場合、ロジックは、判定ステップ４０に進み、新たなシーケンスの最初のパケットを復号するのに使用される鍵（すなわち、まさに鍵テーブルから取得した鍵）の極性が、現シーケンスの最後のパケットの鍵の極性とは逆であるか否かを判定する。極性が変化していない場合、ロジックはステップ４２に進み、後続のパケットの極性ビットが反転されるように極性フラグを設定する。ステップ４２から、あるいは判定ステップ４０において極性の変化が検出された場合、ロジックはステップ４４に進み、新たな鍵を、再構成されたＥＣＭパケット（上述の「第１の方法」に基づいて）に挿入し、あるいは復号モジュール（「第２の方法」）に直接供給する。
ステップ４６は、上述の極性フラグが再び切り換えられる必要があるシーケンスブレイクまで、このロジックが続くことを示している。極性の変化は、復号モジュールにジャンプを知らせる必要があり、これがないと復号モジュールはジャンプに気付かない。
このように、鍵テーブルにより、暗号化コンテンツが、コンテンツ記憶部２２からアットランダムに選択され（例えば「トリックモード」において）、直接適切な鍵に関連付けられることが分かる。さらに、「第１の方法」を用いることによって、鍵をＥＣＭパケット内に組み込み、そして、このＥＣＭパケットをトランスポートストリームに挿入して、新たなトランスポートストリームを再構成することができ、システム１０の復号モジュールを変更することなく、この復号モジュールは、鍵を入手し、十分な時間をかけて、暗号化コンテンツを復号することができる。
図面を参照して詳細に説明した、保存された暗号化コンテンツの鍵を挿入する特定のコンテンツ再生装置は、上述した本発明の目的を十分に達成することできるが、本発明の現在の好ましい実施の形態であり、したがって、本発明が広く意図するものの代表であり、本発明の範囲は、当業者にとって明らかな他の実施の形態を完全に含み、したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。上述の好ましい実施の形態における構成要素と構造的及び機能的に等価であり、当業者に周知であり、あるいは後に周知となる全てのものは、引用により明らかに本願に援用され、本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
本発明を適用したシステムの構成を示すブロック図である。 記録ロジックのフローチャートである。 例示的な鍵テーブルを示す図である。 再生ロジックのフローチャートである。

Claims (10)

  1. コンテンツデータパケットのトランスポートストリームの形式で暗号化コンテンツを受信する再生装置であって、
    前記受信された暗号化コンテンツを保存するよう構成された少なくとも１つのコンテンツ記憶部と、
    次のステップを実行可能な少なくとも１つのプロセッサと
    を備えることを特徴とするコンテンツ再生装置。
    （１）前記トランスポートストリームから、前記コンテンツを復号するための鍵と、コンテンツの開始を含むのはどのデータパケットかを示すフレーム開始指示ビットとを取得するステップ、
    （２）前記鍵と、鍵テーブルにおける前記フレーム開始指示ビットとを配置し、前記鍵と前記鍵テーブルにおける前記フレーム開始指示ビットとを、これらが適用される前記トランスポートストリームにおける前記データパケットによってリンクし、その後に処理される前記コンテンツ記憶部におけるコンテンツの復号及び再生を促進するステップ、
    （３）フレームの先頭の復号及び再生を開始するために復号すべきパケットに関連するフレーム開始指示ビットに基づいて前記鍵テーブルにアクセスすることによって、トリックモード再生の間コンテンツデータパケットを復号及再生するステップ。
  2. 上記トランスポートストリーム内のヘッダは、少なくとも１つの暗号化指示ビットを含み、上記プロセッサは、
    上記トランスポートストリーム内の暗号化指示ビットの変化を示すインデックステーブルと、上記鍵テーブル内の鍵に関連付ける該インデックステーブルのエントリとを作成し、
    上記インデックステーブルにアクセスして、上記パケットに関連する少なくとも１つの鍵を特定し、該特定された鍵を用いて、上記暗号化コンテンツを復号することにより、該パケットを復号及び再生することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  3. 上記プロセッサは、上記復号されたコンテンツを出力装置に表示することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  4. 上記鍵は、上記コンテンツデータパケットに含まれていることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  5. 上記鍵は、上記トランスポートストリーム内のパケットに含まれており、上記プロセッサは、該パケットからの該鍵を抽出することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  6. 上記鍵は暗号化されており、上記プロセッサは、上記鍵テーブルにアクセスして、該暗号化鍵を復号し、該復号された鍵を用いて、上記暗号化コンテンツを復号することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  7. 上記トランスポートストリームはパケットからなり、各パケットの長さは１８８バイトであることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  8. 上記暗号化指示ビットは、上記トランスポートストリームのパケットのヘッダ内にあることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生装置。
  9. ユーザの操作による第１のパケットから第２のパケットへのトリックモードジャンプを受信する手段と、
    上記第１のパケットに関連する暗号化指示ビットが上記第２のパケットに関連する暗号化指示ビットと同じ鍵極性を示すときには、該第２のパケットに続く少なくとも幾つかの暗号化指示ビットの極性を変化させる手段とを備える請求項８に記載のコンテンツ再生装置。
  10. 暗号化コンテンツのトリックモード再生を視聴者に提供するトリックモード再生システムにおいて、
    少なくとも１つの暗号化トランスポートストリームを送信する少なくとも１つのコンテンツプロバイダと、
    請求項１に記載の少なくとも１つの再生装置と
    を備えるトリックモード再生システム。
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