JP2010041112A - Content encrypting method and decoding method as well as content encrypting apparatus and decoding apparatus for hierarchical multicast distribution - Google Patents
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Abstract
【課題】受信者毎に映像の品質や解像度の制御を可能とする階層化マルチキャスト配信を実現する。
【解決手段】本発明は、マルチキャスト配信に適する映像データ等の階層符号化方式にブロードキャスト暗号化(復号化)を適用するにあたり、異なる段階の画像毎に必要となる複数の秘密鍵に対して、下位階層画像に対応する秘密鍵(マスタキー)から一方向性ハッシュ関数を用いて従属的に上位階層の秘密鍵を生成する。また、同一階層画像に対して各個人で異なる秘密鍵を互いに重複して所有する。さらに、ブロードキャスト暗号の公開鍵と最下位階層画像に対応する個人秘密鍵のみ保有し、各階層に対応する共通鍵を個人秘密鍵から一方向性ハッシュ関数により生成する。
【選択図】図1Hierarchical multicast distribution that enables control of video quality and resolution for each receiver is realized.
When applying broadcast encryption (decryption) to a hierarchical encoding method such as video data suitable for multicast distribution, the present invention provides a plurality of secret keys required for each image at different stages. A secret key of an upper layer is generated dependently from a secret key (master key) corresponding to the lower layer image using a one-way hash function. In addition, different private keys are owned by different individuals for the same hierarchical image. Further, only the public key of the broadcast cipher and the private secret key corresponding to the lowest layer image are held, and the common key corresponding to each layer is generated from the private secret key by a one-way hash function.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法及び復号化方法並びにコンテンツ暗号化装置及び復号装置に係り、特に、マルチキャスト配信における映像データ等の階層符号化方式にブロードキャスト暗号化・復号化を行うための階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法及び復号化方法並びにコンテンツ暗号化装置及び復号装置に関する。 The present invention relates to a content encryption method and decryption method for hierarchical multicast distribution, and a content encryption apparatus and decryption apparatus. More particularly, the present invention relates to broadcast encryption / decryption in a hierarchical encoding system for video data in multicast distribution. The present invention relates to a content encryption method, a decryption method, a content encryption device, and a decryption device for hierarchical multicast delivery.
ディジタルシネマ映像をはじめとする高価なディジタルコンテンツのネットワーク配信は、その高価さ故に高いセキュリティを要求され、現在、各受信者毎に個別に暗号化された後、各受信者に向けてユニキャスト配信されている(図15)。 Due to its high cost, network distribution of expensive digital content such as digital cinema video requires high security. Currently, each receiver is individually encrypted and then unicasted to each receiver. (FIG. 15).
今後、配信先の増加に伴い、マルチキャスト配信への要望が次第に強くなると予想される(図16)。現在行われているマルチキャスト配信ではIP Multicastプロトコルなどが使われており、一つのコンテンツをルータ等のネットワーク内装置でコピーしているが、どの受信者も同一コンテンツを受信している。このため、もしコンテンツが漏洩した場合に、どの受信者が漏洩したかを特定することは困難である。また、漏洩した受信者を特定できた場合に、その後の漏洩者への配信を停止するためには、全受信者の復号鍵が同じであるため、復号鍵を再度配信し直さなければならないという問題もある。これらの問題を解決するために、漏洩者特定を可能とする電子透かし方式(例えば、非特許文献1参照)とブロードキャスト暗号方式(例えば、非特許文献2参照)を組み合わせることにより、漏洩者特定と実質的な配信停止が可能なマルチキャスト配信方式がある(例えば、非特許文献3参照)。 In the future, as the number of distribution destinations increases, the demand for multicast distribution is expected to increase gradually (FIG. 16). Currently multicast distribution uses the IP Multicast protocol, and one content is copied by a device in the network such as a router, but all recipients receive the same content. For this reason, if the content is leaked, it is difficult to specify which recipient has leaked. In addition, when the leaked recipient can be identified, the decryption key must be redistributed because all recipients have the same decryption key in order to stop delivery to the subsequent leaker. There is also a problem. In order to solve these problems, by combining a digital watermark method (for example, see Non-Patent Document 1) that enables the identification of a leaker and a broadcast encryption method (for example, see Non-Patent Document 2), There is a multicast distribution method that can substantially stop distribution (for example, see Non-Patent Document 3).
ブロードキャスト暗号方式は、1人の送信者と複数の受信者間で使用され、送信者は同じ暗号文を受信者全体に送信するが、正しく復号できるのは、暗号化時に指定された受信者グループのみというものである。具体的には、復号を許可する全受信者の秘密鍵から公開鍵を作成し、それによって暗号化すると、許可された受信者のみがそれぞれの個人秘密鍵を用いて暗号文を復号できる。図17は、従来の公開鍵暗号方式とブロードキャスト暗号方式の違いを図式化したものである。このブロードキャスト暗号は、許可された受信者のみがそれぞれの個人秘密鍵を用いて暗号文を復号できるだけでなく、暗号化したデータも1つで良いことから映像データのマルチキャスト配信に適しており、受信者の数によらず公開鍵が1つでよいため鍵管理が容易である利点も有している。 The broadcast encryption method is used between one sender and a plurality of recipients, and the sender sends the same ciphertext to the entire recipient, but the recipient group specified at the time of encryption can be correctly decrypted. Only. Specifically, when a public key is created from the private keys of all recipients that are permitted to be decrypted and encrypted thereby, only the authorized recipients can decrypt the ciphertext using their individual private keys. FIG. 17 illustrates the difference between the conventional public key cryptosystem and the broadcast cryptosystem. This broadcast cipher is suitable not only for authorized receivers to decrypt ciphertexts using their private keys but also for encrypted video data multicast distribution because only one encrypted data is required. There is an advantage that key management is easy because only one public key is required regardless of the number of users.
一方、近年のネットワークの多様化に伴い、ユーザ毎に伝送路の帯域変動が大きく、また、映像受信端末の解像度も多様化している。このような条件の異なる複数のユーザへの映像の同時配信には、図18に示す階層化マルチキャスト配信が適している。このような階層化マルチキャスト配信において、ブロードキャスト暗号方式の適用を考えると、ブロードキャスト暗号方式では対象とする暗号化データは1つであることから、直接適用した場合、階層性が失われてしまう。すなわち、映像の品質や解像度毎の受信制御が不可能であり、全受信者に対して同じ品質の映像のみしか受信できない。
しかしながら、上記従来のような階層化マルチキャスト配信において、ブロードキャスト暗号方式の適用を考えると、ブロードキャスト暗号方式では対象とする暗号化データは1つであることから、直接適用した場合、階層性が失われてしまう。すなわち、映像の品質や解像度毎の受信制御が不可能であり、全受信者に対して同じ品質の映像のみしか受信できない。 However, considering the application of the broadcast encryption method in the above-described conventional hierarchical multicast distribution, the broadcast encryption method has only one target encrypted data. End up. That is, reception control for each video quality and resolution is impossible, and only the same quality video can be received by all receivers.
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、受信者毎に映像の品質や解像度の制御を可能とする階層化マルチキャスト配信を実現する階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法及び復号化方法並びにコンテンツ暗号化装置及び復号装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a content encryption method and decoding for hierarchical multicast distribution that realizes hierarchical multicast distribution that enables control of video quality and resolution for each receiver. It is an object to provide a method, a content encryption device, and a decryption device.
図1は、本発明の原理を説明するための図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
本発明(請求項1)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う暗号化装置における、階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法であって、
鍵生成手段が、階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成ステップ(ステップ1)と、
暗号化手段が、階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップ(ステップ2)と、を行う。
The present invention (Claim 1) provides content encryption for hierarchical multicast distribution in an encryption device that performs encryption when hierarchically encoded data is simultaneously distributed to a plurality of recipients using hierarchical multicast. A method,
The key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of the hierarchically encoded data, and the individual private key of each layer of each recipient is determined from the private secret key of the lower layer. A key generation step (step 1) that is subordinately generated using a directional hash function;
The encryption means performs an encryption step (step 2) of encrypting the hierarchically encoded data using the public key created in each hierarchy.
本発明(請求項2)は、暗号化された階層符号化データを復号する復号装置における階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法であって、
請求項1の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップ(ステップ3)と、
鍵生成手段が、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成ステップ(ステップ4)と、
公開鍵復号手段が、個人秘密鍵生成ステップ(ステップ4)で生成された個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップ(ステップ5)と、
復号手段が、公開鍵復号ステップ(ステップ5)で復号された公開鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップ(ステップ6)と、を行う。
The present invention (Claim 2) is a content decryption method for hierarchical multicast distribution in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of
A receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy (step 3);
A personal secret key generation step (step 4) in which the key generation means subordinately generates an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
A public key decryption step (step 5) in which the public key decryption means decrypts the public key of each layer using the personal secret key generated in the personal secret key generation step (step 4);
The decryption means performs a decryption step (step 6) for decrypting the hierarchized encoded data encrypted using the public key decrypted in the public key decryption step (step 5).
本発明(請求項3)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う暗号化装置における、階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法であって、
鍵生成手段が、階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成することにより、上位階層の個人秘密鍵を複数の受信者間で共有することを可能にする鍵生成ステップと、
暗号化手段が、階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップと、を行う。
The present invention (Claim 3) provides content encryption for hierarchical multicast distribution in an encryption apparatus that performs encryption when hierarchically encoded data is simultaneously distributed to a plurality of recipients using hierarchical multicast. A method,
The key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of the hierarchically encoded data, and the individual private key of each layer of each recipient is determined from the private secret key of the lower layer. A key generation step that enables a plurality of recipients to share an upper-layer private secret key by subordinately using a directional hash function; and
The encryption means performs an encryption step of encrypting the hierarchically encoded data using a public key created in each hierarchy.
本発明(請求項4)は、暗号化された階層符号化データを復号する復号装置における階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法であって、
請求項3の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
鍵生成手段が、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成ステップと、
公開鍵復号手段が、個人秘密鍵生成ステップで生成された個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
復号手段が、公開鍵復号ステップで復号された公開鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、を行う。
The present invention (Claim 4) is a content decryption method for hierarchical multicast distribution in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generation step in which the key generation means subordinately generates an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
A public key decryption step, wherein the public key decryption means decrypts the public key of each layer using the personal secret key generated in the personal secret key generation step;
The decryption means performs a decryption step of decrypting the hierarchized encoded data encrypted using the public key decrypted in the public key decryption step.
本発明(請求項5)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う暗号化装置における、階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法であって、
ブロードキャスト暗号による暗号化と共通鍵暗号による暗号化のハイブリッド暗号化を行う際に、
ブロードキャスト暗号化では、鍵生成手段が、階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、各受信者の個人秘密鍵はアクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを作成する鍵生成ステップと、
暗号化手段が、作成された各階層の公開鍵によって対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を暗号化し、共通鍵暗号の各階層の共通鍵を最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップと、を行う。
The present invention (Claim 5) provides content encryption for hierarchical multicast distribution in an encryption apparatus that performs encryption when hierarchically encoded data is simultaneously distributed to a plurality of recipients using hierarchical multicast. A method,
When performing hybrid encryption of encryption using broadcast encryption and encryption using common key encryption,
In broadcast encryption, the key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of hierarchically encoded data, and each recipient's private secret key has a plurality of layers that are permitted to be accessed. A key generation step for creating only the private secret key of the lowest layer,
The encryption means encrypts the common key of the common key cipher of the corresponding layer with the created public key of each layer, and converts the common key of each layer of the common key cipher from the common key of the lowest layer to the one-way hash function And an encryption step of encrypting the hierarchically encoded data using a public key created in each hierarchy.
本発明(請求項6)は、暗号化された階層符号化データを復号する復号装置における階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法であって、
請求項5の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
公開鍵復号手段が、受信した個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
共通鍵復号手段が、復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号ステップと、
共通鍵生成手段が、上位階層の共通鍵を暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する共通鍵生成ステップと、
復号手段が、公開鍵復号ステップで復号された共通鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、を行う。
The present invention (Claim 6) is a content decryption method for hierarchical multicast distribution in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A public key decryption step in which the public key decryption means decrypts the public key of the corresponding hierarchy using the received personal private key;
A common key decryption step in which the common key decryption means decrypts the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating step, wherein the common key generating means generates a subordinate key using a one-way hash function used when encrypting the upper layer common key;
The decrypting means performs a decrypting step of decrypting the hierarchized encoded data encrypted using the common key decrypted in the public key decrypting step.
本発明(請求項7)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う暗号化装置における、階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法であって、
鍵生成、暗号化、復号化の3つのアルゴリズムによりなる既存のブロードキャスト暗号と共通鍵暗号を用いて、階層符号化データの暗号化を行う際に、
ブロードキャスト暗号を各階層毎に適用し、
個人秘密鍵生成手段は、アクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを生成するステップと、
共通鍵生成手段が、共通鍵暗号方式の共通鍵が入力されると、最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に共通鍵暗号の各階層の共通鍵を生成するステップと、
暗号化手段が、共通鍵を用いて階層符号化データを暗号化してブロードキャスト暗号のメッセージとして出力するステップと、を行う。
The present invention (Claim 7) provides content encryption for hierarchical multicast distribution in an encryption apparatus that performs encryption when hierarchically encoded data is simultaneously distributed to a plurality of recipients using hierarchical multicast. A method,
When encrypting hierarchically encoded data using existing broadcast encryption and common key encryption consisting of three algorithms of key generation, encryption, and decryption,
Apply broadcast encryption to each layer,
The personal secret key generating means generates only the lowest level private secret key among the plurality of hierarchies permitted to access;
A step of generating a common key for each layer of the common key cryptography in a subordinate manner using a one-way hash function from the common key of the lowest layer when the common key generating means receives the common key of the common key encryption method; ,
The encryption means encrypts the hierarchically encoded data using the common key and outputs it as a broadcast encryption message.
本発明(請求項8)は、暗号化された階層符号化データを復号する復号装置における階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法であって、
請求項7の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
公開鍵復号手段が、受信した個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
共通鍵復号手段が、復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号ステップと、
共通鍵生成手段が、上位階層の共通鍵を暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する共通鍵生成ステップと、
復号手段が、公開鍵復号ステップで復号された共通鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、を行う。
The present invention (Claim 8) is a content decryption method for hierarchical multicast distribution in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of claim 7,
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A public key decryption step in which the public key decryption means decrypts the public key of the corresponding hierarchy using the received personal private key;
A common key decryption step in which the common key decryption means decrypts the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating step, wherein the common key generating means generates a subordinate key using a one-way hash function used when encrypting the upper layer common key;
The decrypting means performs a decrypting step of decrypting the hierarchized encoded data encrypted using the common key decrypted in the public key decrypting step.
図2は、本発明の原理構成図である。 FIG. 2 is a principle configuration diagram of the present invention.
本発明(請求項9)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置であって、
階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成手段110と、
階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段140と、を有する。
The present invention (Claim 9) is a content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast.
A public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of hierarchically encoded data, and a private secret key for each layer of each recipient uses a one-way hash function from the private secret key of the lower layer. And key generation means 110 that is generated in a dependent manner,
And encryption means 140 for encrypting hierarchically encoded data using a public key created in each hierarchy.
本発明(請求項10)は、暗号化された階層符号化データを復号する階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置であって、
請求項9の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と240、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成手段210と、
個人秘密鍵生成手段210で生成された個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段220と、
公開鍵復号手段220で復号された公開鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段230と、を有する。
The present invention (Claim 10) is a content decryption device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the hierarchically encoded data encrypted by the encryption device according to claim 9,
Receiving means 240 for receiving the authorized personal secret key of the lowest hierarchy, 240;
Personal secret key generation means 210 that subordinately generates an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
A public
And decryption means 230 for decrypting the hierarchically encoded data encrypted using the public key decrypted by the public key decryption means 220.
本発明(請求項11)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置であって、
階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成することにより、生成された上位階層の個人秘密鍵を複数の受信者間で共有することを可能にする鍵生成手段と、
階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、を有する。
The present invention (Claim 11) is a content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast.
A public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of hierarchically encoded data, and a private secret key for each layer of each recipient uses a one-way hash function from the private secret key of the lower layer. And a key generation means that enables the generated higher-layer private secret key to be shared among a plurality of recipients by generating them in a subordinate manner,
Encryption means for encrypting the hierarchically encoded data using a public key created in each hierarchy.
本発明(請求項12)は、暗号化された階層符号化データを復号する階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置であって、
請求項11の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成手段と、
個人秘密鍵生成手段で生成された個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段と、
公開鍵復号手段で復号された公開鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段と、を有する。
The present invention (Claim 12) is a content decryption device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the encryption device according to claim 11,
Receiving means for receiving the authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generating means for subordinately generating an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
Public key decryption means for decrypting the public key of each layer using the personal secret key generated by the personal secret key generation means;
And decryption means for decrypting the hierarchically encoded data encrypted using the public key decrypted by the public key decryption means.
本発明(請求項13)は、階層符号化データを階層化マルチキャストを用いて複数の受信者に同時配信する際に、暗号化を行う階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置であって、
ブロードキャスト暗号による暗号化と共通鍵暗号による暗号化のハイブリッド暗号化を行う際に、
ブロードキャスト暗号化では、階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、各受信者の個人秘密鍵はアクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを作成する鍵生成手段と、
作成された各階層の公開鍵によって対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を暗号化し、共通鍵暗号の各階層の共通鍵を最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて階層符号化データを各階層で作成された公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、を有する。
The present invention (Claim 13) is a content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast.
When performing hybrid encryption of encryption using broadcast encryption and encryption using common key encryption,
In broadcast encryption, a public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of hierarchically encoded data, and each recipient's private secret key is the lowest layer among the multiple layers permitted to access. A key generation means for creating only the personal secret key of
The common key of the corresponding layer common key cipher is encrypted with the public key of each layer created, and the common key of each layer of the common key cipher is layer encoded using the one-way hash function from the common key of the lowest layer Encryption means for encrypting data using a public key created at each layer.
本発明(請求項14)は、暗号化された階層符号化データを復号する階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置であって、
請求項13の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と、
受信した個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段と、
復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号手段と、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の共通鍵を従属的に生成する共通鍵生成手段と、
公開鍵復号手段で復号された共通鍵を用いて暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段と、を有する。
The present invention (Claim 14) is a content decryption device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the hierarchically encoded data encrypted by the encryption device according to
Receiving means for receiving the authorized private key of the lowest hierarchy,
Public key decryption means for decrypting the public key of the corresponding hierarchy using the received private private key;
A common key decryption means for decrypting the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating means for subordinately generating an upper layer common key using the one-way hash function used at the time of encryption;
And decryption means for decrypting the hierarchically encoded data encrypted using the common key decrypted by the public key decryption means.
上記のように本発明によれば、マルチキャスト配信に適する映像データ等の階層符号化方式にブロードキャスト暗号化(復号化)を適用するにあたり、異なる段階の画像毎に必要となる複数の秘密鍵に対して、下位階層画像に対応する秘密鍵(マスタキー)から一方向性ハッシュ関数を用いて従属的に上位階層の秘密鍵を生成することにより、階層化された映像データは許可された受信者のみがそれぞれの一つの個人秘密鍵を用いて暗号文を復号できる。また、任意の受信者の配信のみを停止することが容易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, when applying broadcast encryption (decryption) to a hierarchical encoding method such as video data suitable for multicast distribution, a plurality of secret keys required for each image at different stages are used. Thus, by generating a secret key for the upper layer from the secret key (master key) corresponding to the lower layer image using a one-way hash function, only the authorized receiver can store the layered video data. The ciphertext can be decrypted using each individual private key. Further, it is possible to easily stop only the distribution of an arbitrary recipient.
このような階層型マルチキャスト暗号が実現されると、例えば、スポーツイベントへのライブ有料配信において、金額に応じた質の映像をユーザへ配信するアクセス制御並びに不正があった場合や時間視聴制限による配信停止が可能となる。 When such a hierarchical multicast encryption is realized, for example, in live pay distribution for a sporting event, when there is an access control that distributes a video of a quality according to the amount to the user, and when there is fraud, or distribution due to time viewing restrictions It can be stopped.
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の階層化マルチキャスト暗号におけるベースとなる階層型符号化について説明する。 First, hierarchical coding as a base in the hierarchical multicast encryption of the present invention will be described.
前述の非特許文献3に代表されるマルチキャストにより配信される映像データは、ある一定の伝送帯域で伝送できるように、H.264/AVC方式やMPEG2方式などによって一定帯域以下に圧縮符号化する必要があり、一度符号化された映像データは伝送帯域が変動しても映像品質を変化させることはできない。また、解像度も固定されており、受信端末に合わせて解像度を変更させるためには、一度復号した後に、画像の拡大/縮小処理を行う必要がある。しかし、近年のネットワークの多様化に伴い、伝送路の帯域変動が大きく、複数の帯域に見合った品質の映像を伝送可能な映像データが必要とされており、また、映像受信端末もNTSCレベルの解像度から、HD(High Definition)やSHD(Super High Definition)といったサイズまで多様化している。
Video data distributed by multicast represented by
このような背景のもと、映像品質や映像端末解像度の変化に対応できるJPEG2000やSVC (Scalable Video Coding)などの階層符号化方式が規格化されている。階層符号化方式では、符号器は一度符号化するのみで、圧縮符号化レートや個々の解像度に応じて圧縮データを作り直す必要がなく、単一の圧縮ファイルから、様々な解像度・品質の復号画像が得られる特徴がある。 Against this background, hierarchical coding schemes such as JPEG2000 and SVC (Scalable Video Coding) that can cope with changes in video quality and video terminal resolution have been standardized. In the hierarchical encoding method, the encoder only encodes once, and there is no need to recreate the compressed data according to the compression encoding rate or individual resolution, and a decoded image of various resolutions and quality can be obtained from a single compressed file. There is a feature that can be obtained.
ここでは、JPEG2000を例に説明する。図3に、JPEG2000エンコーダのシステム構成図を示す。JPEG2000では、低ビットレートでの画質保持、解像度スケーラビリティ実現の容易さからウェーブレット変換を用いる。ウェーブレット変換部10のウェーブレットフィルタとしては、可逆・非可逆統一符号化をサポートするための可逆フィルタと、非可逆符号化より高いレート・ディスとレーション特性で実現するための非可逆フィルタが用意されている。分割方法は、1次元ウェーブレット変換を画像の縦横各方向に独立に施すことで画像を4つのサブバンドに帯域分割し、最低周波数帯域を再帰的に4バンドに分割するMallet分割に限定される。D回分割することによって、原画像に対して1/2Dの大きさの空間解像度を持つ画像まで分割可能となる。この処理を、水平方向及び垂直方向にそれぞれ施す。復号側では、低域側から順次復号する。U回復号することによって、原画像に対して、2U/2D=1/2n倍の大きさの空間解像度を持つ画像が復元できる。ウェーブレット変換では、低域から広域へ順次復号する過程で解像度の異なる画像を容易に得ることができる。
Here, JPEG2000 will be described as an example. FIG. 3 shows a system configuration diagram of the JPEG2000 encoder. In JPEG2000, wavelet transform is used because it is easy to maintain image quality at a low bit rate and realize resolution scalability. The wavelet filter of the
次に、ウェーブレット係数は必要に応じて量子化部11で量子化され、EBCOT(Embedded Block Coding with Optimized Truncation)アルゴリズム20により符号化される。EBCOTアルゴリズム20は、コードブロック分割部12で各サブバンドをコードブロックと呼ばれる正方形のブロック(例えば、64×64)に分割する。これらのコードブロックは、それぞれ独立に符号化される。各コードブロックでは、ウェーブレット係数のビットプレーンに基づく係数ビットモデリングを行い、MSBからLSBまでの全てのビットプレーンは、それぞれコンテクストに応じて2つの符号化パスに分解される。次に、係数ビットモデリング部13により生成されたエンベデッド符号列に対して、算術符号化部14にて算術符号化を施す。全体のビットレート制御は、コードブロック毎に生成された算術符号化のそれぞれの一部を破棄することにより行われる。また、必要に応じてレイヤという単位にグループ分けされる。最後に、パケット生成部15にてヘッダ情報などを付加したものが、JPEG2000ビットストリームとなる。JPEG2000は、3つの符号化パスを最小単位として符号が構成されており、パス単位にある優先度を付け、復号時の時間的優先度を制御したり、切捨て符号量を制御することができる。優先度としては、
・L:SNRを基準としたレイヤ
・R:空間解像度
・P:位置
・C:色
の4つがあり、どのようにこれらを優先的に並べるかによって5種類のスケーラビリティが存在する。レイヤを最優先としたLRCPがデフォルトとなっている。空間解像度に関して優先的にスケーラビリティを持たせたいときには、図4に示すようなRLCPデータ構造により実現できる。低解像度画像から高解像度画像まで順次解像度を上げていく制御が可能となる。このような階層符号化方式による映像データの複数ユーザへの同時配信には、図18に示すような階層型マルチキャストが適している。例えば、図4に示すようなRLCPデータ構造の場合、図18の階層型マルチキャストにおいて、レイヤ1=R0,レイヤ2=R1,レイヤ3=R2として配信する。
Next, the wavelet coefficients are quantized by the quantizing unit 11 as necessary, and encoded by an EBCOT (Embedded Block Coding with Optimized Truncation)
-L: Layer based on SNR-R: Spatial resolution-P: Position-C: There are four types of colors, and there are five types of scalability depending on how these are preferentially arranged. LRCP with the highest priority on layers is the default. When it is desired to give priority to the spatial resolution, it can be realized by the RLCP data structure as shown in FIG. It is possible to control to sequentially increase the resolution from a low resolution image to a high resolution image. A hierarchical multicast as shown in FIG. 18 is suitable for simultaneous distribution of video data to a plurality of users using such a hierarchical encoding method. For example, in the case of the RLCP data structure as shown in FIG. 4, in the hierarchical multicast of FIG. 18, distribution is performed with
[階層符号化における従来の暗号化]
階層符号化方式に対する暗号化に関しても、様々な研究が行われている。例えば、文献1「Y. Wu, D. Ma and R. H. Deng, "Flexible access control to JPEG2000 image codestreams," IEEE Trans. on Multimedia, vol. 9, no. 6, pp.1314-1324, Oct. 2007」、文献2「安藤勝俊、貴家仁志、"レイヤ構造を利用したJPEG2000符号化画像の暗号化法"、信学論(A),vol. J85-A, no.10, pp.1091-1099, Oct.2002」、文献3「A. Haggag, M. Ghoneim, J. Lu, and T. Yahagi, "Progressive encryption and controlled access scheme for JPEG2000 encloded images," in Proc. IEEE ISPACS, pp. 895-898,2006」等がある。
[Conventional encryption in hierarchical coding]
Various studies have also been conducted on encryption for hierarchical coding schemes. For example,
JPEG2000では、Part8として、JPSECと呼ばれるセキュリティに関する仕様が規格化された。JPSECでは、機密性、認証性、完全性といったセキュリティが要求されるサービスを対象としているが、どのように画像データを保護したかを記述するシンタックスを規定しているだけで、暗号化や署名など実際のセキュリティアルゴリズムは規定外とする柔軟なフレームワークとなっている。JPECに準拠した暗号化の手法は数々提案されているが、これらJPEC準拠の方式に留まらず、従来の階層符号化における暗号方式の研究は、基本的に1対1のアクセスを前提としている。したがって、ネットワークでの伝送においてはユニキャスト配信を用いることになるが、複数ユーザへの同時配信には、ユーザ数だけユニキャスト配信を行うこととなり、伝送帯域が大幅(ユーザ数倍)に増加する。 In JPEG2000, a security specification called JPSEC was standardized as Part8. JPSEC is targeted at services that require security such as confidentiality, authenticity, and integrity, but it only specifies the syntax that describes how image data is protected, and encryption and signatures are only required. The actual security algorithm is a flexible framework that does not specify. A number of JPEC-compliant encryption methods have been proposed. However, the research is not limited to these JPEC-compliant schemes, and research on cryptographic schemes in conventional hierarchical coding basically assumes one-to-one access. Therefore, unicast distribution is used for transmission over the network. However, for simultaneous distribution to multiple users, unicast distribution is performed for the number of users, and the transmission bandwidth increases significantly (number of users). .
[ブロードキャスト暗号]
以上の問題点を考慮し、本発明では、ブロードキャスト暗号を用いた階層型マルチキャスト暗号について考える。まず、ブロードキャスト暗号のアルゴリズムについて簡単に記述する。全受信者数をn、復号化を許可する受信者数をs、復号化を許可しない受信者数をrとする(すなわち、s+r=n)。最も単純な方法、すなわち、受信者各個人の公開鍵により暗号化を行うことでブロードキャスト暗号を実現した場合、受信者全体の公開鍵のサイズはO(n)、受信者個人の秘密鍵のサイズはO(1),暗号文サイズはO(s)である。そのため、公開鍵サイズと暗号文サイズを小さくすることが、効率的なブロードキャスト暗号を実現する上で重要である。2005年、Boneh、Gentry、Watersによって、暗号文サイズがO(1)であるブロードキャスト暗号の方式が提案され、実用化へ向けて多くの研究者の注目を集めるに至った(文献4「D. Boneh, C. Gentry and B. Waters, "Collusion resistant broadcast encryption with short ciphertexts and private keys," CRYPTO '05, pp. 258-275, 2005」)。当該文献4のブロードキャスト暗号は、鍵生成、暗号化、復号化の3つのアルゴリズムにより構成されている。各受信者に対してIDとして1からnまでの自然数を割り振る。つまり、受信者全体は1,2,…,nである。各受信者は個人秘密鍵としてd1,d2,…,dnを所有し、公開鍵をPKとし、送信者が復号化を許可する受信者の集合をS⊂{1,2,…,n}とする。
[Broadcast cipher]
In consideration of the above problems, the present invention considers hierarchical multicast encryption using broadcast encryption. First, the algorithm of broadcast encryption will be briefly described. Let n be the total number of recipients, s be the number of recipients permitted to be decrypted, and r be the number of recipients not allowed to be decrypted (ie, s + r = n). In the simplest method, that is, when the broadcast cipher is realized by encrypting with the public key of each individual recipient, the size of the public key of the entire recipient is O (n), and the size of the private key of the individual recipient Is O (1), and the ciphertext size is O (s). Therefore, reducing the public key size and the ciphertext size is important for realizing efficient broadcast encryption. In 2005, a broadcast encryption scheme with a ciphertext size of O (1) was proposed by Boneh, Gentry, and Waters, and attracted the attention of many researchers toward practical use (
鍵生成:受信者の総数nを入力とし、公開鍵PKと個人秘密鍵di(i=1,2,…,n)を出力とする。 Key generation: The total number n of recipients is input, and the public key PK and private secret key d i (i = 1, 2,..., N) are output.
暗号化:メッセージM、公開鍵PK、復号化を許可する受信者の集合Sを入力とし、暗号文CとヘッダHdrを出力する。 Encryption: A message M, a public key PK, and a set S of recipients permitted to be decrypted are input, and a ciphertext C and a header Hdr are output.
復号化:暗号文C,ヘッダHdr、受信者IDi、個人秘密鍵di、公開鍵PK、復号化を許可された受信者の集合Sを入力とし、メッセージMを出力する。 Decryption: Ciphertext C, header Hdr, recipient ID i , personal secret key d i , public key PK, and set S of recipients permitted to decrypt are input, and message M is output.
以上、ブロードキャスト暗号の一例として、文献4を紹介したが、以下の実施の形態においては、ブロードキャスト暗号に言及する際には、特に断らない限り、文献4のブロードキャスト暗号に限定しない。
As described above,
[ブロードキャスト暗号を用いた階層型マルチキャスト暗号]
ブロードキャスト暗号は許可された受信者のみがそれぞれ個人秘密鍵を用いて暗号文を復号できるだけでなく、暗号化したデータも1つでよいことから映像データのマルチキャスト配信に適している。しかしながら、図5に示すように、JPEG2000の符号化データへ直接適用した場合、ブロードキャスト暗号では対象とする暗号化データは1つであることから、階層符号化の階層性が失われてしまう。すなわち、各階層毎のアクセス制御が不可能であり、全受信者に対して同じ品質の映像のみしか配信できない。
[Hierarchical multicast encryption using broadcast encryption]
The broadcast cipher is suitable not only for the authorized receivers but also for decrypting the ciphertext using the personal secret key, and for the multicast distribution of video data since only one encrypted data is required. However, as shown in FIG. 5, when applied directly to JPEG2000 encoded data, the broadcast encryption has only one target encrypted data, and thus the hierarchical nature of hierarchical encoding is lost. That is, access control for each layer is impossible, and only video of the same quality can be distributed to all receivers.
階層性を維持したまま暗号を行う一つの簡易な方法としては、図6に示すようにブロードキャスト暗号を各階層データに直接適用する方式が考えられる。この例では、空間解像度に関して優先的にスケーラビリティを持たせており、R0の受信者は1/4解像度画像{R0,R1}の受信者は1/2解像度画像、{R0,R1,R2}の受信者はフル解像度画像が復号できる。また、この例では、受信者数は5人を想定しており、フル解像度画像が復号できる受信者は個人秘密鍵(A,A',A")の所有者一人、1/2解像度画像が復号できる受信者はそれぞれ個人秘密鍵(B,B')と個人秘密鍵(C,C')所有者の二人、1/4解像度画像が復号できる受信者はそれぞれ個人秘密鍵Dと個人秘密鍵Eの所有者の二人となる。しかしながら、この例でわかるように、受信者はアクセスを許可された階層の数だけ個人秘密鍵が必要となり、鍵の管理、配送の面からも好ましくない。 As one simple method for performing encryption while maintaining the hierarchy, a method of directly applying broadcast encryption to each layer data as shown in FIG. 6 is conceivable. In this example, the spatial resolution is preferentially given scalability, the receiver of R0 receives the 1/4 resolution image {R0, R1}, receives the 1/2 resolution image, and {R0, R1, R2}. The recipient can decode the full resolution image. In this example, the number of recipients is assumed to be five, and the recipient who can decrypt the full resolution image is one owner of the private secret key (A, A ′, A ″), and the half resolution image is Receivable recipients are the private secret key (B, B ') and private secret key (C, C') owners, respectively, and recipients capable of decrypting 1/4 resolution images are private secret key D and private secret, respectively. It becomes two owners of the key E. However, as can be seen in this example, the receiver needs the private secret key as many as the number of layers permitted to access, which is not preferable from the viewpoint of key management and delivery. .
[第1の実施の形態]
以下、各実施の形態を説明するにあたり、これまでの例と同様に階層符号化としてJPEG2000を例に取り上げる。なお、どのような階層符号化にも適用可能である。受信者数、階層数、JPEG2000スケーラビリティ順序、各受信者のアクセス許可の範囲などは、全て図6の例と同様であるものとする。
[First Embodiment]
In the following, in describing each embodiment, JPEG2000 is taken as an example of hierarchical coding as in the previous examples. It can be applied to any hierarchical encoding. The number of recipients, the number of layers, the JPEG2000 scalability order, the range of access permission of each recipient, etc. are all the same as in the example of FIG.
図7は、本発明の第1の実施の形態における階層化マルチキャスト暗号化装置の構成を示す。同図に示す暗号化装置100は、受信者の複数の個人秘密鍵から個人秘密鍵を生成する個人秘密鍵生成部110、生成された個人秘密鍵を格納する個人秘密鍵記憶部120、個人秘密鍵記憶部120に格納されている全個人秘密鍵から公開鍵を生成する公開鍵生成部130、公開鍵を用いて階層化符号化データのブロードキャスト暗号化を行う暗号化部140、作成された公開鍵を格納する公開鍵メモリ150、暗号化されたデータ及び最下位層の個人秘密鍵を復号装置に送信する送信部160から構成される。
FIG. 7 shows the configuration of the hierarchical multicast encryption apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
本実施の形態は、アクセスを許可された階層の数に関係なく、一つの個人秘密鍵だけで、許可された複数の階層へのアクセスを可能とする。それを実現するために、個人秘密鍵生成部110は、同一受信者が有する複数の個人秘密鍵において、上位階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から、一方向ハッシュ関数を用いて従属的(連鎖的)に作成する。例えば、図8に示すように、個人秘密鍵(A,A',A")の所有者に関しては、AからA'を作成し、A'からA"を作成する。従って、この受信者は個人秘密鍵Aのみ所有していればよく、残りの個人秘密鍵(A',A")は自動的に作成される。同様に、個人秘密鍵(B,B')と個人秘密鍵(C,C')の所有者もそれぞれ個人秘密鍵Bと個人秘密鍵Cのみを所有していればよい。公開鍵生成部130は、ブロードキャスト暗号により、各階層毎に、ハッシュ関数により従属的に作成された個人秘密鍵を含む各階層の全個人秘密鍵から公開鍵を作成し、公開鍵メモリ150に格納する。暗号化部140は、公開鍵メモリ150に格納された公開鍵を用いて、各階層のJPEG2000データを暗号化する。公開鍵によるJPEG2000データの暗号化については、例えば、文献5「中崎暁子、渡邊修、貴家仁志、"公開鍵暗号を用いたJPEG2000と下位互換性を有する画像の高速暗号化法"、電子情報通信学会技術研究報告.ITS2003-64, pp.7-12, Feb. 2004」などの従来技術を用いることができる。
In the present embodiment, access to a plurality of permitted hierarchies is possible with only one personal secret key regardless of the number of hierarchies permitted to be accessed. In order to realize this, the personal secret
送信部160は、暗号化されたデータと最下位の階層の個人秘密鍵を受信者(復号装置)に送信する。但し、最下位の階層の個人秘密鍵は、暗号化データとは別に公開鍵暗号方式等を用いて暗号化データとは別に送信する。なお、送信方法については、ブロードキャスト暗号方式で個人秘密鍵を送信する方式であれば特に制限はない。
The
図9は、本発明の第1の実施の形態における復号装置の構成を示す。同図に示す復号装置200は、個人秘密鍵生成部210、公開鍵復号部220、復号部230から構成される。
FIG. 9 shows the configuration of the decoding apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
復号時には、各受信者の復号装置200は、暗号化装置100から許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信し、個人秘密鍵生成部210にて、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成し、メモリ(図示せず)に一時格納する。公開鍵復号部220は、メモリ(図示せず)に格納された各階層の個人秘密鍵を用いて、公開鍵を復号し、復号部230にてJPEG2000データを復号する。
At the time of decryption, the
なお、本実施の形態では、作成された公開鍵を用いて各階層のJPEG2000データを直接暗号化した例を示したが、ブロードキャスト暗号を共通鍵暗号方式とのハイブリッド暗号を用いてもよい。その際には、共通鍵方式によりJPEG2000データを暗号化し、共通鍵方式の共通鍵をブロードキャスト暗号の公開鍵で暗号化する。 In the present embodiment, an example in which the JPEG2000 data of each layer is directly encrypted using the created public key has been described. However, a hybrid encryption with a common key encryption method may be used for the broadcast encryption. At that time, JPEG2000 data is encrypted by the common key method, and the common key of the common key method is encrypted by the public key of the broadcast encryption.
[第2の実施の形態]
本実施の形態における暗号化装置及び復号装置は第1の実施の形態と同様である。
[Second Embodiment]
The encryption device and the decryption device in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
前述の第1の実施の形態では、アクセス許可された階層の数に関係なく、一つの個人秘密鍵だけで、許可された複数の階層へのアクセスが可能であるが、個人秘密鍵の総数は、受信者数と比較して増加してしまう。図8の例では、受信者数5人に対して、個人秘密鍵の総数は9個となる。これは、図6の例の場合も同じである。 In the first embodiment described above, access to a plurality of permitted hierarchies is possible with only one personal secret key regardless of the number of hierarchies permitted to access, but the total number of personal secret keys is , Increase compared to the number of recipients. In the example of FIG. 8, the total number of personal secret keys is 9 for 5 recipients. The same applies to the example of FIG.
この問題を解決するために、本実施の形態では、図10に示すように、ハッシュ関数により従属的に作成された上位階層の個人秘密鍵は、受信者間で共有することが可能となる。例えば、図10の例において、R0,R1,R2の3つの階層を復号したい受信者には、個人秘密鍵Aのみを送る。その際に、個人秘密鍵Bと個人秘密鍵Dはハッシュ関数を用いて復号装置内部で自動的に生成される。また、R0,R1の2つの階層を復号したい受信者には個人秘密鍵Bのみを送る。その際に、個人秘密鍵Dはハッシュ関数を用いて復号器内部で自動的に生成する。これにより、これら二人の受信者は個人秘密鍵Bと個人秘密鍵Dを共有することとなる。つまり、各個人で異なる秘密鍵を互いに重複して所有する。このため、図7に示す個人秘密鍵記憶部120には、上位階層での個人秘密鍵が格納される。
In order to solve this problem, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, it is possible to share an upper-layer private secret key that is subordinately created by a hash function among recipients. For example, in the example of FIG. 10, only the personal secret key A is sent to the recipient who wants to decrypt the three layers R0, R1, and R2. At that time, the private secret key B and the private secret key D are automatically generated inside the decryption apparatus using a hash function. Further, only the private secret key B is sent to the recipient who wants to decrypt the two layers R0 and R1. At that time, the private secret key D is automatically generated inside the decryptor using a hash function. As a result, these two recipients share the private secret key B and the private secret key D. That is, each individual owns a different secret key. For this reason, the private secret
このように、上位階層での個人秘密鍵の共有を許可することにより、個人秘密鍵の総数は受信者数と同じとなり、ブロードキャスト暗号の鍵生成や暗号化、復号化に伴う演算量を軽減することができる。公開鍵の作成法、並びに、公開鍵を用いた各階層のJPEG2000データの暗号化については第1の実施の形態と同様である。 In this way, by permitting sharing of private secret keys in higher layers, the total number of private secret keys becomes the same as the number of recipients, and the amount of computation associated with key generation, encryption, and decryption of broadcast encryption is reduced. be able to. The public key creation method and the encryption of JPEG2000 data of each layer using the public key are the same as in the first embodiment.
本実施の形態における復号装置の構成は、第1の実施の形態と同様である。復号時には、各受信者は、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信し、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する。生成された各階層の個人秘密鍵を用いて、公開鍵を復号し、JPEG2000データを復号する。 The configuration of the decoding apparatus in this embodiment is the same as that in the first embodiment. At the time of decryption, each recipient receives the authorized lowest layer private secret key, and subordinately generates an upper layer private secret key using the one-way hash function used at the time of encryption. The public key is decrypted using the generated private secret key of each layer, and JPEG2000 data is decrypted.
但し、上位階層での個人秘密鍵の共有を許可することによるデメリットも生じる。ある受信者への配信を停止したい場合、例えば、個人秘密鍵Aのユーザへの配信を停止したい場合、個人秘密鍵Aのみならず、個人秘密鍵Bと個人秘密鍵Dの使用も停止する必要があり、もともと個人秘密鍵Bと個人秘密鍵Dの使用が許可されていた受信者へは新たな個人秘密鍵を配布する必要が生じる。 However, there is a demerit caused by permitting sharing of the private secret key in the upper layer. If you want to stop delivery to a recipient, for example, if you want to stop delivery of a personal private key A to a user, you need to stop using the private private key B and the private private key D as well as the private private key A Therefore, it is necessary to distribute a new personal secret key to recipients who are originally permitted to use the personal secret key B and the personal secret key D.
なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、作成された公開鍵を用いて各階層のJPEG2000データを直接暗号化した例を示したが、ブロードキャスト暗号を共通鍵暗号方式とのハイブリッド暗号を用いてもよい。その際には、共通鍵方式によりJPEG2000データを暗号化し、共通鍵方式の共通鍵をブロードキャスト暗号の公開鍵で暗号化する。 In the present embodiment, as in the first embodiment, the example in which the JPEG2000 data of each layer is directly encrypted using the created public key has been described. However, the broadcast cipher is referred to as a common key cryptosystem. The hybrid cipher may be used. At that time, JPEG2000 data is encrypted by the common key method, and the common key of the common key method is encrypted by the public key of the broadcast encryption.
[第3の実施の形態]
本実施の形態は、ブロードキャスト暗号と共通鍵暗号のハイブリッド方式である。個人秘密鍵の総数と受信者数を同じに保ったまま、第2の実施の形態とは異なり、下位階層での個人秘密鍵を共有しない方式となっている。従って、ある受信者への配信を停止したい場合には、その受信者の個人秘密鍵のみ使用停止することが可能であり、その他の受信者に関しては新たに個人秘密鍵を配布する必要はない。
[Third Embodiment]
This embodiment is a hybrid system of broadcast encryption and common key encryption. Unlike the second embodiment, the total number of personal secret keys and the number of recipients are kept the same, unlike the second embodiment. Therefore, when it is desired to stop the distribution to a certain recipient, it is possible to suspend the use of only the individual private key of the recipient, and it is not necessary to distribute a new private secret key to other recipients.
図11は、本発明の第3の実施の形態における暗号化装置の構成を示す。同図に示す暗号化装置300は、個人秘密鍵生成部310、公開鍵生成部320、共通鍵生成部330、暗号化部340から構成される。
FIG. 11 shows the configuration of the encryption device according to the third embodiment of the present invention. The
図12は、本発明の第3の実施の形態における階層型マルチキャスト配信のためのJPEG2000暗号化の例である。ブロードキャスト暗号は、公開鍵生成部320と個人秘密鍵生成部310にて、各階層毎に公開鍵と個人秘密鍵を作成し、それぞれメモリ(図示せず)に格納する。個人秘密鍵の総数は、受信者数と同じである。また、それぞれアクセスを許可された複数の階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみ必要とされる。このとき、それぞれの階層の個人秘密鍵A,B,C,D,E間には、第1の実施の形態や第2の実施の形態のような従属関係はない。
FIG. 12 is an example of JPEG2000 encryption for hierarchical multicast distribution in the third embodiment of the present invention. In the broadcast encryption, the public
一方、共通鍵暗号方式の各階層の共通鍵は、最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成される。これらの階層の共通鍵は、ブロードキャスト暗号により作成された各階層の公開鍵によって暗号化される。 On the other hand, the common key for each layer of the common key cryptosystem is generated subordinately from the lowest layer common key using a one-way hash function. The common key of these layers is encrypted with the public key of each layer created by broadcast encryption.
図13は、本発明の第3の実施の形態における復号装置の構成を示す。同図に示す復号装置400は、公開鍵復号部410、共通鍵復号・生成部420、復号部430から構成される。
FIG. 13 shows the configuration of the decoding apparatus according to the third embodiment of the present invention. The
復号時には、各復号装置400は、公開鍵復号部410にて、許可された最下位層の個人秘密鍵を受信し、受信した個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号し、メモリ(図示せず)に格納する。
At the time of decryption, each
次に、共通鍵復号・生成部420にて、復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号し、上位階層の共通鍵は暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する。復号部430にて、生成された共通鍵を用いて暗号化されたデータを復号する。
Next, the common key decryption /
[第4の実施の形態]
図14に、文献4のブロードキャスト暗号を用いた階層型マルチキャスト暗号の例を示す。マルチキャストの階層数をL個とし、各マルチキャスト階層をMLj(j=1,…,L)と定義する。JPEG2000のデータ構造は予め決定し、各マルチキャスト階層へ割り当てる。受信者数全体は、n=n1+n2,…,nLとし、ここではnjはML1,…,MLjへのアクセスが許可される最大受信数を表す。マルチキャスト階層MLjには個人秘密鍵d1 (j),…,dnj (j)、公開鍵PK(j)が割り当てられる。送信者が復号化を許可する受信者の集合をS(j)⊆{1,…,nj}とする。アルゴリズムは、下記の通りとなる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 14 shows an example of a hierarchical multicast cipher using the broadcast cipher of
1.共通鍵暗号の暗号化:
AESなどの共通鍵暗号方式により、マルチキャスト階層MLj(j=1,…,L)を暗号化する。その際、それぞれの階層の共通鍵CK(j)は次式により生成する。
1. Common key encryption:
The multicast hierarchy ML j (j = 1,..., L) is encrypted by a common key encryption method such as AES. At that time, the common key CK (j) of each layer is generated by the following equation.
CK(j-1)=H(CK(j)), j=L,…,2 (1)
但し、H(・)は、一方向ハッシュ関数を表す。
CK (j-1) = H (CK (j) ), j = L, ..., 2 (1)
However, H (•) represents a one-way hash function.
2.ブロードキャスト暗号の鍵生成:
各マルチキャスト階層j=1,…,Lにおいて、ブロードキャスト暗号はnj個の個人秘密鍵d1 (j),…,dnj (j)と公開鍵PK(j)を生成する。
2. Broadcast cipher key generation:
In each multicast layer j = 1,..., L, the broadcast cipher generates n j private secret keys d 1 (j) ,..., D nj (j) and a public key PK (j) .
3.ブロードキャスト暗号の暗号化:
各階層において、メッセージ(共通鍵(CK(j))、公開鍵PK(j)、復号を許可する受信者の集合S(j)⊆{1,…,nj})を入力として、{Hdr(j),K(j)}を出力する。
3. Broadcast cipher encryption:
At each layer, the message (common key (CK (j) ), public key PK (j) , set of recipients S (j) ⊆ {1,..., N j }) that is permitted to be decrypted is used as input, (j) and K (j) } are output.
4.ブロードキャスト暗号の復号:
各階層において、復号を許可された受信者の集合S(j)⊆{1,…,nj},受信者IDi∈{1,…,nj}個人秘密鍵di (j)、ヘッダHdr(j)、公開鍵PK(j)を入力として、メッセージ(共通鍵CK(j))を出力する。
4). Broadcast cipher decryption:
In each layer, a set of recipients S (j) ⊆ {1,..., N j }, a recipient ID i ∈ {1,..., N j }, private secret key d i (j) , header Hdr (j) and public key PK (j) are input and a message (common key CK (j) ) is output.
5.共通鍵暗号の復号:
式(1)により、共通鍵CK(j)から従属的に上位階層の共通鍵CK(1),…,CK(j-1)を生成する。共通鍵CK(1),…,CK(j)を用いて、マルチキャスト階層MLj(j=1,…,L)を復号する。
5). Decrypt common key cryptography:
From the common key CK (j) , the higher-level common keys CK (1) ,..., CK (j−1) are generated dependently from the common key CK (j) . Common key CK (1), ..., with CK (j), multicast hierarchy ML j (j = 1, ... , L) decodes the.
また、各実施の形態における暗号化装置及び復号装置の各構成要素の動作をプログラムとして構築し、暗号化装置、復号装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。 Also, the operation of each component of the encryption device and the decryption device in each embodiment is constructed as a program and installed in a computer used as the encryption device or the decryption device, or distributed through a network. It is possible to make it.
また、構築されたプログラムをハードディスクや、フレキシブルディスク・CD−ROM等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。 Further, the constructed program can be stored in a portable storage medium such as a hard disk, a flexible disk, or a CD-ROM, and can be installed or distributed in a computer.
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.
本発明は、階層化マルチキャスト配信において、映像の品質や解像度毎の受信制御が可能となれば、例えば、スポーツイベントなどの複数のユーザのライブ有料配信において、金額に応じた質の映像をユーザへ配信や停止が可能となる。 In the case of hierarchical multicast distribution, if reception control for each video quality and resolution is possible, for example, in a live pay distribution of a plurality of users such as sports events, a video of quality according to the amount is given to the user. Distribution and suspension are possible.
10 ウェーブレット変換部
11 量子化部
12 コードブロック分割部
13 係数ビットモデリング部
14 算術符号化部
15 パケット生成部
20 EBCOT
100 暗号化装置
110 鍵生成手段、個人秘密鍵生成部
120 個人秘密鍵記憶部
130 公開鍵生成部
140 暗号化手段、暗号化部
150 公開鍵メモリ
160 送信部
200 復号装置
210 鍵生成手段、個人秘密鍵生成部
220 公開鍵復号手段、公開鍵復号部
230 復号手段、復号部
240 受信手段、受信部
300 暗号化装置
310 個人秘密鍵生成部
320 公開鍵生成部
330 共通鍵生成部
340 暗号化部
350 送信部
400 復号装置
410 公開鍵復号部
420 共通鍵復号・生成部
430 復号部
440 受信部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (14)
鍵生成手段が、前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成ステップと、
暗号化手段が、前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップと、を行う、
ことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法。 A content encryption method for hierarchical multicast distribution in an encryption device that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
Key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of the hierarchically encoded data, and the individual private key of each layer of each recipient is obtained from the private secret key of the lower layer. A key generation step that is subordinately generated using a one-way hash function;
An encryption unit performs an encryption step of encrypting the hierarchically encoded data using the public key created in each hierarchy.
A content encryption method for hierarchical multicast delivery.
請求項1の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
鍵生成手段が、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成ステップと、
公開鍵復号手段が、前記個人秘密鍵生成ステップで生成された前記個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
復号手段が、前記公開鍵復号ステップで復号された前記公開鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、
を行うことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法。 A content decryption method for hierarchical multicast delivery in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data, comprising:
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of claim 1,
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generation step in which the key generation means subordinately generates an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
A public key decryption step, wherein a public key decryption unit decrypts a public key of each layer using the personal secret key generated in the personal secret key generation step;
A decrypting step for decrypting the encrypted hierarchically encoded data using the public key decrypted in the public key decrypting step;
A content decoding method for hierarchical multicast delivery, characterized in that:
鍵生成手段が、前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成ステップと、
暗号化手段が、前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップと、
を行う
ことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法。 A content encryption method for hierarchical multicast distribution in an encryption device that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
Key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of the hierarchically encoded data, and the individual private key of each layer of each recipient is obtained from the private secret key of the lower layer. A key generation step that is subordinately generated using a one-way hash function;
An encryption means for encrypting the hierarchically encoded data using the public key created in each hierarchy; and
A content encryption method for hierarchical multicast delivery, characterized in that:
請求項3の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
鍵生成手段が、暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成ステップと、
公開鍵復号手段が、前記個人秘密鍵生成ステップで生成された前記個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
復号手段が、前記公開鍵復号ステップで復号された前記公開鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、
を行うことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法。 A content decryption method for hierarchical multicast delivery in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data, comprising:
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of claim 3,
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generation step in which the key generation means subordinately generates an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
A public key decryption step, wherein a public key decryption unit decrypts a public key of each layer using the personal secret key generated in the personal secret key generation step;
A decrypting step for decrypting the encrypted hierarchically encoded data using the public key decrypted in the public key decrypting step;
A content decoding method for hierarchical multicast delivery, characterized in that:
ブロードキャスト暗号による暗号化と共通鍵暗号による暗号化のハイブリッド暗号化を行う際に、
前記ブロードキャスト暗号化では、鍵生成手段が、前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、各受信者の個人秘密鍵はアクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを作成する鍵生成ステップと、
暗号化手段が、作成された各階層の公開鍵によって対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を暗号化し、共通鍵暗号の各階層の共通鍵を最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化ステップと、を行う
ことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法。 A content encryption method for hierarchical multicast distribution in an encryption device that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
When performing hybrid encryption of encryption using broadcast encryption and encryption using common key encryption,
In the broadcast encryption, key generation means generates a public key and a private secret key using broadcast encryption for each layer of the layered encoded data, and each recipient's private secret key is permitted to access A key generation step of creating only the private secret key of the lowest layer in the hierarchy; and
The encryption means encrypts the common key of the common key cipher of the corresponding layer with the created public key of each layer, and converts the common key of each layer of the common key cipher from the common key of the lowest layer to the one-way hash function And a step of encrypting the hierarchically encoded data by using the public key created in each layer, and a content encryption method for hierarchical multicast distribution.
請求項5の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
公開鍵復号手段が、受信した前記個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
共通鍵復号手段が、復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号ステップと、
共通鍵生成手段が、上位階層の共通鍵を暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する共通鍵生成ステップと、
復号手段が、前記公開鍵復号ステップで復号された前記共通鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、
を行うことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法。 A content decryption method for hierarchical multicast delivery in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data, comprising:
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of claim 5,
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A public key decrypting step, wherein the public key decrypting means decrypts the public key of the corresponding hierarchy using the received private secret key;
A common key decryption step in which the common key decryption means decrypts the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating step, wherein the common key generating means generates a subordinate key using a one-way hash function used when encrypting the upper layer common key;
A decrypting step for decrypting the encrypted layered encoded data using the common key decrypted in the public key decrypting step;
A content decoding method for hierarchical multicast delivery, characterized in that:
鍵生成、暗号化、復号化の3つのアルゴリズムによりなる既存のブロードキャスト暗号と共通鍵暗号を用いて、前記階層符号化データの暗号化を行う際に、
ブロードキャスト暗号を各階層毎に適用し、
個人秘密鍵生成手段は、アクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを生成するステップと、
共通鍵生成手段が、共通鍵暗号方式の共通鍵が入力されると、最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に共通鍵暗号の各階層の共通鍵を生成するステップと、
暗号化手段が、前記共通鍵を用いて前記階層符号化データを暗号化してブロードキャスト暗号のメッセージとして出力するステップと、を行う
ことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化方法。 A content encryption method for hierarchical multicast distribution in an encryption device that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
When encrypting the hierarchically encoded data using existing broadcast encryption and common key encryption consisting of three algorithms of key generation, encryption, and decryption,
Apply broadcast encryption to each layer,
The personal secret key generating means generates only the lowest level private secret key among the plurality of hierarchies permitted to access;
A step of generating a common key for each layer of the common key cryptography in a subordinate manner using a one-way hash function from the common key of the lowest layer when the common key generating means receives the common key of the common key encryption method; ,
A content encryption method for hierarchical multicast distribution, wherein an encryption unit encrypts the hierarchically encoded data using the common key and outputs the encrypted encrypted message as a broadcast encryption message.
請求項7の方法により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
受信手段が、許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信するステップと、
公開鍵復号手段が、受信した個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号ステップと、
共通鍵復号手段が、復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号ステップと、
共通鍵生成手段が、上位階層の共通鍵を暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する共通鍵生成ステップと、
復号手段が、前記公開鍵復号ステップで復号された前記共通鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号ステップと、
を行うことを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号方法。 A content decryption method for hierarchical multicast delivery in a decryption device for decrypting encrypted hierarchical encoded data, comprising:
When decrypting the layered encoded data encrypted by the method of claim 7,
Receiving means for receiving an authorized private key of the lowest hierarchy,
A public key decryption step in which the public key decryption means decrypts the public key of the corresponding hierarchy using the received personal private key;
A common key decryption step in which the common key decryption means decrypts the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating step, wherein the common key generating means generates a subordinate key using a one-way hash function used when encrypting the upper layer common key;
A decrypting step for decrypting the encrypted layered encoded data using the common key decrypted in the public key decrypting step;
A content decoding method for hierarchical multicast delivery, characterized in that:
前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成手段と、
前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置。 A content encryption device for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
A public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of the layered encoded data, and a private secret key of each layer of each recipient is obtained by using a one-way hash function from the private secret key of the lower layer. A key generation means that generates subordinately using,
An encryption means for encrypting the hierarchically encoded data using the public key created in each hierarchy;
A content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution, comprising:
請求項9の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成手段と、
前記個人秘密鍵生成手段で生成された前記個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段と、
前記公開鍵復号手段で復号された前記公開鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置。 A content decrypting device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the hierarchically encoded data encrypted by the encryption device according to claim 9,
Receiving means for receiving the authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generating means for subordinately generating an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
Public key decryption means for decrypting the public key of each layer using the personal secret key generated by the personal secret key generation means;
Decryption means for decrypting the encrypted hierarchically encoded data using the public key decrypted by the public key decryption means;
A content decoding apparatus for hierarchical multicast delivery, comprising:
前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、個々の受信者の各階層の個人秘密鍵は、下位階層の個人秘密鍵から一方向ハッシュ関数を用いて従属的に生成する鍵生成手段と、
前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置。 A content encryption device for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
A public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of the layered encoded data, and a private secret key of each layer of each recipient is obtained by using a one-way hash function from the private secret key of the lower layer. A key generation means that generates subordinately using,
An encryption means for encrypting the hierarchically encoded data using the public key created in each hierarchy;
A content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution, comprising:
請求項11の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の個人秘密鍵を従属的に生成する個人秘密鍵生成手段と、
前記個人秘密鍵生成手段で生成された前記個人秘密鍵を用いて各階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段と、
前記公開鍵復号手段で復号された前記公開鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置。 A content decrypting device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the layered encoded data encrypted by the encryption device according to claim 11,
Receiving means for receiving the authorized private key of the lowest hierarchy,
A personal secret key generating means for subordinately generating an upper level personal secret key using the one-way hash function used at the time of encryption;
Public key decryption means for decrypting the public key of each layer using the personal secret key generated by the personal secret key generation means;
Decryption means for decrypting the encrypted hierarchically encoded data using the public key decrypted by the public key decryption means;
A content decoding apparatus for hierarchical multicast delivery, comprising:
ブロードキャスト暗号による暗号化と共通鍵暗号による暗号化のハイブリッド暗号化を行う際に、
前記ブロードキャスト暗号化では、前記階層符号化データの各階層毎にブロードキャスト暗号を用いて公開鍵と個人秘密鍵を生成し、各受信者の個人秘密鍵はアクセスを許可された複数階層の中で最下位層の個人秘密鍵のみを作成する鍵生成手段と、
作成された各階層の公開鍵によって対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を暗号化し、共通鍵暗号の各階層の共通鍵を最下位層の共通鍵から一方向ハッシュ関数を用いて前記階層符号化データを各階層で作成された前記公開鍵を用いて暗号化する暗号化手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ暗号化装置。 A content encryption device for hierarchical multicast distribution that performs encryption when simultaneously distributing hierarchically encoded data to a plurality of recipients using hierarchical multicast,
When performing hybrid encryption of encryption using broadcast encryption and encryption using common key encryption,
In the broadcast encryption, a public key and a private secret key are generated using broadcast encryption for each layer of the hierarchically encoded data, and each recipient's private secret key is the highest in a plurality of layers permitted to access. A key generation means for creating only a lower-layer private secret key;
The common key of the corresponding layer common key cipher is encrypted with the created public key of each layer, and the common key of each layer of the common key cipher is obtained from the common key of the lowest layer using the one-way hash function. Encryption means for encrypting encrypted data using the public key created in each hierarchy;
A content encryption apparatus for hierarchical multicast distribution, comprising:
請求項13の暗号化装置により暗号化された階層化符号化データを復号する際に、
許可された最下位階層の個人秘密鍵を受信する受信手段と、
受信した前記個人秘密鍵を用いて対応する階層の公開鍵を復号する公開鍵復号手段と、
復号された公開鍵を用いて対応する階層の共通鍵暗号の共通鍵を復号する共通鍵復号手段と、
暗号化時に使用した一方向ハッシュ関数を用いて上位階層の共通鍵を従属的に生成する共通鍵生成手段と、
前記公開鍵復号手段で復号された前記共通鍵を用いて前記暗号化された階層化符号化データを復号する復号手段と、
を有することを特徴とする階層型マルチキャスト配信のためのコンテンツ復号装置。 A content decrypting device for hierarchical multicast delivery for decrypting encrypted hierarchical encoded data,
When decrypting the hierarchically encoded data encrypted by the encryption device according to claim 13,
Receiving means for receiving the authorized private key of the lowest hierarchy,
Public key decryption means for decrypting the public key of the corresponding hierarchy using the received personal secret key;
A common key decryption means for decrypting the common key of the corresponding layer common key cipher using the decrypted public key;
A common key generating means for subordinately generating an upper layer common key using the one-way hash function used at the time of encryption;
Decryption means for decrypting the encrypted hierarchically encoded data using the common key decrypted by the public key decryption means;
A content decoding apparatus for hierarchical multicast delivery, comprising:
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