JP2003143123A - ケーブルテレビネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報を秘匿するための鍵を更新可能として、
ケーブルテレビネットワーク上のセキュリティを向上さ
せることが可能なケーブルテレビネットワークシステム
を提供する。 【解決手段】 ケーブルテレビネットワークを介して、
センター装置とホーム装置とが接続されるケーブルネッ
トシステムにおいて、センター装置より放送信号のフォ
ーマット中に、暗号化通信の際に使用する鍵の鍵情報を
載せ、各ホーム装置に送出する。各ホーム装置では、当
該装置内に挿入されるＩＣカードの情報に基づき、自ホ
ーム装置の鍵を抽出し、装置内に記憶する。この鍵は、
定期的に更新され、センター装置から、新しい鍵が送出
された場合は、ホーム装置内に記憶されている鍵を新し
いものに更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブルテレビネ
ットワークシステムに係わり、特に、ネットワーク上で
暗号化通信を行う際のセキュリティを向上させたケーブ
ルテレビネットワークシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ケーブルテレビのセキュリティを保持す
る技術として、（社）日本ＣＡＴＶ技術協会の標準規格
「ＣＡＴＶ高速データ伝送装置ベースラインプライバ
シ」が平成１１年に策定された。この標準規格によるシ
ステムでは、センター装置側とホーム装置側とで、送受
信データを暗号化するための暗号鍵、並びに、送受信デ
ータを復号化するための復号鍵を各々保有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
標準規格によるシステムにおいては、暗号鍵および復号
鍵は、予め装置に書き込まれ、一度、書き込まれると更
新されることがない。そして、暗号鍵や復号鍵が固定で
あると、それで暗号化されたデータも固定されることに
なり、そこから、情報が盗まれることは容易に考えられ
る。このように、従来のシステムは、情報の秘匿するた
めの暗号鍵および復号鍵の管理が不十分であり、セキュ
リティシステムとしては、不完全なものであるという問
題点があった。本発明は、前記従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、本発明の目的は、情報
を秘匿するための鍵を更新可能として、ネットワーク上
のセキュリティを向上させることが可能なケーブルテレ
ビネットワークシステムを提供することにある。本発明
の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書
の記述及び添付図面によって明らかにする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。本発明では、ケーブルテレビネット
ワークを介して、センター装置とホーム装置とが接続さ
れるケーブルテレビネットワークシステムにおいて、セ
ンター装置より放送信号のフォーマット中に、暗号化通
信の際に使用する鍵の鍵情報を載せ、各ホーム装置に送
出する。各ホーム装置では、当該装置内に挿入されるＩ
Ｃカードの情報に基づき、自ホーム装置の鍵を抽出し、
装置内に記憶する。この鍵は、定期的に更新され、セン
ター装置から、新しい鍵が送出された場合は、ホーム装
置内に記憶されている鍵を新しいものに更新する。これ
により、本発明では、ネットワーク上の暗号化された通
信データから情報を解読することが困難となり、ネット
ワーク上のセキュリティを向上させることが可能とな
る。

【０００５】即ち、本発明は、センター装置と、ホーム
装置と、前記センター装置とホーム装置とを接続するケ
ーブルテレビネットワークとを具備し、前記センター装
置から前記ホーム装置に対してデジタル映像・音声信号
を送信するとともに、センター装置のモデム処理部とホ
ーム装置のモデム処理部との間で暗号化通信するケーブ
ルテレビネットワークシステムにおいて、前記センター
装置は、前記暗号化通信の際に使用する前記ホーム装置
固有の鍵を生成する鍵生成処理部と、前記鍵生成手段で
生成された鍵を暗号化し、前記デジタル映像・音声信号
に合成して前記ホーム装置に送信する送信手段と、前記
ホーム装置固有の鍵を保管するデータベースとを備え、
前記ホーム装置は、前記センター装置から送信される信
号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した前記
暗号化された鍵が合成された前記デジタル映像・音声信
号から前記暗号化された鍵を抽出し、前記暗号化された
鍵を復号する処理手段とを備えることを特徴とする。

【０００６】本発明の好ましい実施の形態では、前記セ
ンター装置の送信手段が、前記鍵生成処理部で生成され
た前記鍵を暗号化する鍵配信処理部と、前記鍵配信処理
部から出力される暗号化された鍵と、前記デジタル映像
・音声信号とを合成する合成処理部と、前記合成処理部
から出力される信号を変調する変調処理部とを備え、前
記ホーム装置の前記処理手段が、前記受信した前記暗号
化された鍵が合成された前記デジタル映像・音声信号か
ら前記暗号化された鍵を抽出する信号処理部と、前記信
号処理部で抽出された前記暗号化された鍵を復号する鍵
処理部とを備えることを特徴とする。本発明の好ましい
実施の形態では、前記ホーム装置の前記信号処理部が、
前記ホーム装置に挿入されたＩＣカードより得られた情
報に基づき、前記暗号化された鍵を抽出することを特徴
とする。本発明の好ましい実施の形態では、前記ホ−ム
装置の前記鍵処理部が、前記復号した鍵を鍵データテー
ブルに記憶することを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。図１は、本
発明の実施の形態のケーブルテレビネットワークシステ
ムの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の
ケーブルテレビネットワークシステムは、ケーブルテレ
ビネットワーク１０を介して、１つのセンター装置１０
０に対して、複数のホーム装置２００がツリー状に接続
されて構成される。センター装置１００は、鍵生成処理
部１１１と、鍵配信処理部１１２と、合成処理部１１３
と、変調処理部１１４と、外部ＩＦ処理部１１５と、鍵
データベ−ス１５０と、モデム処理部１０１と、暗号／
復号処理部１０２と、外部ＩＦ処理部１０３と、合成分
配処理部１２０とを備える。

【０００８】外部ＩＦ処理部１１５は、外部ネットワー
クからのデジタル映像・音声信号（例えば、ＢＳデジタ
ル放送信号等）を受信し、トランスポートストリーム信
号に変換するための処理部である。合成処理部１１３
は、外部ＩＦ処理部１１５からの出力信号と鍵配信処理
部１１２からの信号を合成する処理部である。なお、合
成処理部１１３は、センター装置１００内で生成したト
ランスポートストリーム信号を合成しても良い。変調処
理部１１４は、合成処理部１１３からの出力信号を変調
し、ケーブルテレビネットワーク１０に送信する処理部
であり、変調処理部１１４は、デジタル圧縮された映像
信号のトランスポートストリーム信号を変調し、ケーブ
ルテレビネットワーク１０に送信する。鍵生成処理部１
１１は、センター装置１００とネットワーク１０で接続
されている複数のホーム装置２００毎に固有の鍵（Ｋｍ
鍵）を生成するための処理部であり、また、鍵生成処理
部１１１は、生成した鍵（Ｋｍ鍵）を鍵データベース１
５０に保存する。

【０００９】鍵配信処理部１１２は、鍵生成処理部１１
１で生成された鍵（Ｋｍ鍵）を複数のホーム装置毎に送
信するための処理部である。モデム処理部１０１は、暗
号化された信号を変復調し、ケーブルテレビネットワー
ク１０を介して、複数のホーム装置２００のモデム処理
部２０１との間で、暗号化された信号の送受信を行う処
理部である。暗号／復号処理部１０２は、各ホーム装置
２００に送信する信号を暗号化し、また、各ホーム装置
２００から受信した信号を復号化する処理部である。外
部ＩＦ処理部１０３は、外部ネットワーク（例えば、イ
ンターネット）に接続するための処理部である。鍵デー
タベース１５０は、各ホーム装置２００に固有な鍵（Ｋ
ｍ鍵）を管理し、かつ、加入情報であるＭＡＣアドレス
やＩＰアドレス等の情報を管理する装置である。合成分
配処理部１２０は、前記変調処理部１１４の出力信号と
前記モデム処理部１０１の入出力信号を、合成あるいは
分配し、ケーブルテレビネットワーク１０との接続を行
う処理部である。

【００１０】ホーム装置２００は、デジタル映像信号受
信部２１０と、ＩＣカード２６０と、鍵処理部２２１
と、鍵データテーブル２５０と、モデム処理部２０１
と、暗号／復号処理部２０２と、外部ＩＦ処理部２０３
と、合成分配処理部２２０とを備える。デジタル映像信
号受信部２１０は、センター装置１００から送信されて
きたデジタル映像・音声信号を加入者端末（例えば、テ
レビ（ＴＶ））２３１に出力する部分であり、復調処理
部２１１と、信号処理部２１２と、外部ＩＦ処理部２１
３と、鍵分配処理部２１４と、ＩＣカード認証処理部２
１５とを備える。復調処理部２１１は、センター装置１
００の変調処理部１１４から送出された変調信号を復調
する処理部である。信号処理部２１２は、復調処理部２
１１で復調された信号を、外部ＩＦ処理部２１３と、鍵
分配処理部２１４と、ＩＣカード認証処理部２１５とに
分配する処理部である。

【００１１】また、信号処理部２１２は、ＩＣカード２
６０からＩＣカード認証処理部２１５を介して復号鍵を
読み出し、当該復号鍵を使用して変調処理部１１４から
出力された信号を復号する機能を有する。外部ＩＦ処理
部２１３は、信号処理部２１２で復号化された映像信号
信号を加入者端末２３１に出力するための処理部であ
る。鍵分配処理部２１４は、ＩＣカード認証処理部２１
５からの命令に基づき、信号処理部２１２が出力した鍵
情報を鍵処理部２２１に出力するための処理部である。
ＩＣカード２６０は、センター装置１００から送信され
てきたデジタル映像・音声信号を限定受信処理するカー
ドである。鍵処理部２２１は、鍵分配処理部２１４から
出力された鍵を復号し、鍵データテーブル２５０に保存
するための処理部である。鍵データテーブル２５０は、
鍵処理部２２１からの鍵（Ｋｍ鍵）やホーム装置固有の
情報を記憶しておくテーブルである。また、暗号／復号
処理部２０２からのアクセスに対応する機能を有する。

【００１２】暗号／信号処理部２０２は、加入者端末
（例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ））２３２
からの信号を暗号化してモデム処理部２０１に出力し、
センター装置１００の暗号／復号処理部１０２から送ら
れてきた信号を復号化する処理部である。外部ＩＦ処理
部２０３は、加入者端末２３２にセンター装置１００か
ら送られてきた信号を渡したり、加入者端末２３２から
信号を受け取るための処理部である。モデム処理部２０
１は、ケーブルテレビネットワーク内に信号送受信を行
うための処理部である。合成分配処理部２２０は、ケー
ブルテレビネットワーク内の信号をデジタル映像信号受
信部２１０とモデム処理部２０１に分配し、モデム処理
部２０１からの信号を合成するための処理部である。

【００１３】本実施の形態のケーブルテレビネットワー
クシステムにおいては、ケーブルテレビネットワーク１
０を介して、センター装置１００から各ホーム装置２０
０に対する、デジタル映像・音声信号等の大容量情報の
片方向通信と、センター装置１００と各ホーム装置２０
０との間の小容量情報の双方向通信が行われている。図
４は、センター装置１００から各ホーム装置２００に対
する大容量情報の片方向通信と、センター装置１００と
各ホーム装置２００との間の小容量情報の双方向通信を
行う、従来のケーブルテレビネットワークシステムの概
略構成を示すブロック図である。以下、図４に示す従来
のケーブルテレビネットワークシステムの動作を簡単に
説明する。片方向通信において、センター装置１００の
外部ＩＦ処理部１１５と変調処理部１１４とは、外部ネ
ットワークから入力されるデジタル映像・音声信号をケ
ーブルテレビネットワーク１０に送信する。このデジタ
ル映像・音声信号は暗号化され、かつ、このデジタル映
像・音声信号には、この暗号を解くための鍵情報を含ま
れている。

【００１４】ホーム装置２００のデジタル映像信号受信
部２１０では、ＩＣカード２６０が挿入されることによ
り、ＩＣカード認証処理部２１５で認証処理が行われ
る。正当な加入者のＩＣカード２６０と認証されると、
信号処理部２１２で、センター装置１００から送信され
たデジタル映像・音声信号の中から自ホーム装置２００
の鍵情報を受信し、ＩＣカード認証処理部２１５を介し
てＩＣカード２６０に渡す。ＩＣカード２６０は、暗号
を解くための鍵を抽出し、ＩＣカード認証処理部２１５
を介して信号処理部２１２に渡し、信号処理部２１２
は、暗号化されたデジタル映像・音声信号を復号化す
る。信号処理部２１２で復号化されたデジタル映像・音
声信号は、外部ＩＦ処理部２１３を介して加入者端末２
３１（テレビ等）に出力される。一方、双方向通信にお
いて、センター装置１００の暗号／復号処理部１０２は
は、鍵データベース１５０に格納されている複数のホー
ム装置２００毎の鍵から特定のホーム装置の鍵を読み出
し、外部ＩＦ処理部１０３を介して受信した、外部ネッ
トワークからの信号を暗号化しホーム装置２００に送信
する。同様に、暗号／復号処理部１０２は、ホーム装置
２００からの暗号化された信号を復号し、外部ＩＦ処理
部１０３を介して外部ネットワークに出力する。

【００１５】同様に、ホーム装置２００においても、暗
号／復号処理部２０２にて、鍵データテーブル２５０に
格納されている鍵（この鍵は、センター装置１００内の
鍵データベース１５０に格納されているものと同一の鍵
である）で、センター装置１００からの信号を復号し、
外部ＩＦ処理部２０３を介して加入者端末２３２に出力
する。また、暗号／復号処理部２０２は、外部ＩＦ処理
部２０３を介して、入力される加入者端未２３２からの
信号を暗号化し、センター装置１００に送信する。な
お、前述した従来のケーブルテレビネットワークシステ
ムにおける、片方向通信、および双方向通信は、本実施
の形態でも同じである。このように、従来のケーブルテ
レビネットワークシステムでは、センター装置１００の
モデム処理部１０１と、ホーム装置２００のモデム処理
部２０１との間で行われる双方向通信において、信号の
暗号化に使用される鍵が更新されず、一定の鍵が保持さ
れていた。そして、鍵が固定であると、それで暗号化さ
れたデータも固定されることになり、そこから、情報が
盗まれることは容易に考えられ、従来のケーブルテレビ
ネットワークシステムは、情報の秘匿するための鍵の管
理が不十分であり、セキュリティシステムとしては、不
完全なものであるという問題点があった。

【００１６】本実施の形態は、図１に示すように、鍵生
成処理部１１１、鍵配信処理部１１１２、合成処理部１
１３、鍵分配処理部２１４、および鍵処理部２２１を有
し、ホーム装置固有の鍵（Ｋｍ鍵等）を更新することを
特徴とする。以下、本実施の形態での鍵更新方法につい
て、図２、図３に示すフローチャートを用いて説明す
る。なお、以下の説明では、センター装置１００と、ホ
ーム装置２００とで、同じ暗号鍵を持つ共通秘密鍵方式
を例に述べるが、センター装置１００と、ホーム装置２
００とで、異なる暗号鍵を持つ公開鍵方式においても同
様の方式が適用できる。初めに、センター装置側の処理
手順について説明する。センター装置１００では、周期
的、あるいは、センター装置１００の運用者による更新
作業により、ホーム装置２００の固有鍵（Ｋｍ鍵）の値
をランダムに生成する（ステップ３０１）。次に、生成
した固有鍵（Ｋｍ鍵）を、ホーム装置２００に挿入され
るＩＣカード２６０に記憶されているＩＤ（Identifica
tio）番号等によって暗号化する（ステップ３０２）。
次に、鍵配信処理部１１２で、外部ネットワークからの
デジタル映像・音声信号に含まれている鍵情報と異なっ
た識別子を付加して、合成処理部１１３へ出力する（ス
テップ３０３）。最後に、生成した固有鍵（Ｋｍ鍵）
を、鍵データベース１５０に登録する（ステップ３０
４）。

【００１７】次に、ホーム装置側の処理手順について説
明する。初めに、ホーム装置２００では、デジタル映像
信号受信部２１０のＩＣカード認証処理部２１５におい
て、ＩＣカード２６０が挿入されていることを検出する
（ステップ４０１）。次に、ＩＣカード認証処理部２１
５で、正当な加入者のＩＣカード２６０であることを認
識した後、ＩＣカード２６０から加入者毎に割り当てら
れたＩＤ番号、あるいは、識別子を受理し、その情報か
ら自ホーム装置２００に対する暗号化された固有鍵（Ｋ
ｍ鍵）を抽出するように、信号処理部２１２に命令を送
る（ステップ４０２）。次に、信号処理部２１２で抽出
された暗号化された固有鍵（Ｋｍ鍵）と、ＩＣカード２
６０のＩＤ番号などは、鍵分配処理部２１４から鍵処理
部２２１に出力される（ステップ４０３）。そして、鍵
処理部２２１では、鍵分配処理部２１４から受け取った
情報から、ホーム装置２００の固有鍵（Ｋｍ鍵）を復号
し、鍵データテーブル２５０に記憶する（ステップ４０
４）。

【００１８】このようにして、センター装置１００の鍵
生成処理部１１１において、定期的に、各ホーム装置２
００の固有鍵を生成し、各ホーム装置２００に配信する
ことにより、従来のように、固定であった固有鍵を更新
させることが可能となる。これにより、本実施の形態で
は、定期的に更新された鍵を使用することになるので、
セキュリティを向上させることが可能となる。したがっ
て、より安全で使いやすいネットワークセキュリティシ
ステムを提供することが可能となる。以上、本発明者に
よってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的
に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。本発明によれば、ケーブルテレビネッ
トワーク上で、暗号化してデータを送受信する際に、セ
キュリティを向上させることが可能となる。これによ
り、より安全で使いやすいネットワークセキュリティシ
ステムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のケーブルテレビネットワ
ークシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態のケーブルテレビネットワ
ークシステムにおいて、センター装置側の処理手順を示
すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の形態のケーブルテレビネットワ
ークシステムにおいて、ホーム装置側の処理手順を示す
フローチャートである。

【図４】従来のケーブルテレビネットワークシステムの
概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…ケーブルテレビネットワーク、１００…センター
装置、１０１，２０１…モデム処理部、１０２，２０２
…暗号／復号処理部、１０３，１１５，２０３，２１３
…外部ＩＦ処理部、１１１…鍵生成処理部、１１２…鍵
配信処理部、１１３…合成処理部、１１４…変調処理
部、１２０，２２０…合成分配処理部、１５０…鍵デー
タベース、２００…ホーム装置、２１０…デジタル映像
信号受信部、２１１…復調処理部、２１２…信号処理
部、２１４…鍵分配処理部、２１５…ＩＣカード認証処
理部、２２１…鍵処理部、２３１，２３２…加入者端
末、２５０…鍵データテーブル、２６０…ＩＣカード。

フロントページの続き (72)発明者 多々内 允晴 東京都港区芝２−31−19 通信・放送機構 内 (72)発明者 伊東 晋 東京都港区芝２−31−19 通信・放送機構 内 Ｆターム(参考） 5C064 BA01 BA02 BC06 BC27 BD09 5J104 AA34 BA03 EA06 EA17 NA02 NA35 PA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センター装置と、ホーム装置と、前記セ
   ンター装置とホーム装置とを接続するケーブルテレビネ
   ットワークとを具備し、 前記センター装置から前記ホーム装置に対してデジタル
   映像・音声信号を送信するとともに、前記センター装置
   のモデム処理部と前記ホーム装置のモデム処理部との間
   で暗号化通信するケーブルテレビネットワークシステム
   において、 前記センター装置は、前記暗号化通信の際に使用する前
   記ホーム装置固有の鍵を生成する鍵生成処理部と、 前記鍵生成手段で生成された鍵を暗号化し、前記デジタ
   ル映像・音声信号に合成して前記ホーム装置に送信する
   送信手段と、 前記ホーム装置固有の鍵を保管するデータベースとを備
   え、 前記ホーム装置は、前記センター装置から送信される信
   号を受信する受信手段と、 前記受信手段で受信した前記暗号化された鍵が合成され
   た前記デジタル映像・音声信号から前記暗号化された鍵
   を抽出し、前記暗号化された鍵を復号する処理手段とを
   備えることを特徴とするケーブルテレビネットワークシ
   ステム。
2. 【請求項２】 前記センター装置の送信手段は、前記鍵
   生成処理部で生成された前記鍵を暗号化する鍵配信処理
   部と、 前記鍵配信処理部から出力される暗号化された鍵と、前
   記デジタル映像・音声信号とを合成する合成処理部と、 前記合成処理部から出力される信号を変調する変調処理
   部とを備え、 前記ホーム装置の前記処理手段は、前記受信した前記暗
   号化された鍵が合成された前記デジタル映像・音声信号
   から前記暗号化された鍵を抽出する信号処理部と、 前記信号処理部で抽出された前記暗号化された鍵を復号
   する鍵処理部とを備えることを特徴とする請求項１に記
   載のケーブルテレビネットワークシステム。
3. 【請求項３】 前記ホーム装置の前記信号処理部は、前
   記ホーム装置に挿入されたＩＣカードより得られた情報
   に基づき、前記暗号化された鍵を抽出することを特徴と
   する請求項２に記載のケーブルテレビネットワークシス
   テム。
4. 【請求項４】 前記ホ−ム装置の前記鍵処理部は、前記
   復号した鍵を鍵データテーブルに記憶することを特徴と
   する請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のケ
   ーブルテレビネットワークシステム。