JPS60183842A

JPS60183842A - 伝送方式

Info

Publication number: JPS60183842A
Application number: JP59038720A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kamitake; 孝至神竹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1985-09-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は情報を個別に、かつ、秘密にして伝送する伝
送方式並びにこの伝送方式に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

情報を個別にかつ、秘密にして伝送する形態が有料放送
での伝送形態として適している。この伝送形態は、概略
的には、第１図に示されるように一個の送信局側でのス
クランブラ・（１υと、複数の受信者側でのディスクラ
ンブラ（ｌ□□□とか、ら成るシステムであって、スク
ランプ２０υと、ディスクランブラ＋１３１での暗号化
、復号化を指定する鍵Ｋｓが共通であることが必要であ
る。このシステムの秘密性を向上させるためにはこの鍵
ＫＳをどのように各受信者個に配布するかがＮ要となる
。

概念的には、送信局側でのコード発生器（１５）から鍵
に８を発生させ、これをスクランブラ１ｌｌ）Ｋ供給す
ると共に、暗号器ａ′７）を介して、各受信者側に配布
する。各受信者側では、復号器（！Ｊにより暗号化を解
き、鍵Ｋｓを礼、これをティスクランブラ（１３に供給
し、スクランブラ（ＩＩ）への入力であった原信号得る
。

このようにして、スクランブラ（ＩＩ３、ディスクラン
ｌう（１３の？Ｍ　Ｋｓを送信局側から受信者側に配布
することは達成されたが、今度は、暗号器面、復号器（
１１での暗号化、複合化を指定する方法が問題と役って
くる。

この一方式として、共通此方式がある。この方式は第１
図に示されるように、暗号器Ｌ１ｎ、後号器ｉｌｌでの
暗号化、復号化を同−固定鍵により指定するものである
。

この方式ではディスクランブノラｔｔ沸（９信手段を含
める。）と、複号器囲さえ入手すれば誰もが送信局側か
らの情報を得ることができ、しかも、肩料放送（特に有
料テレビ放送）の場合、ディスクランブラ（＋３ｓ　＆
合器凹は、市販されることとなり、セキコリティが弱く
なってしまうという欠点があった。

そこで、より強いセキコリティを実現する方式として１
個別鍵方式が提案されている。この方式は％第２図に示
されるように、コード発生器（１５）からの発生される
鍵Ｋｓを暗号器１７）において、受信者個々に対応した
個別鍵で暗号化し、この暗号化された信号を送信するも
ので必るものである。受信側では、復号器（１９１にお
いて、受信者個々ｒｃ対応して設けられた個別鍵を用い
てｍｌ　Ｋｓを得る。このようなシステムにおいて、コ
ード発生体０９からの鍵Ｋｓを頻繁に変更すると、これ
に応じて受信者個々に送信される鍵に関するデータも頻
繁に変更され、しかも、個別鍵を有している加入者のみ
が正しい鍵痴を得られることになり、システムのセキュ
リティが著しく向上する。

しかし、このシステムでは、セキュリティを高めようと
すれば、鍵Ｋｓの更新間隔を短くしなければならないが
更新の度に、個別（健で鍵Ｋｓを暗号化して全受信者毎
に異なる情報を伝送する必少があるので、鍵の配送には
、大きな伝送容量を必要とする。これはハードウェアの
負相を大きくすると同時に加入者数を大きくすることが
できないということになってし１った。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の欠点を除去し、セキ、　ＩＪティが
為＜、シかも運用が答易な伝送方式を提供することを目
的とし、同時にこの伝送方式のための伝送装置及び受信
装置を提供することを目的とする。

この発明は、信号源からの有意な信号を単１のアルゴリ
ズムに従って変換する第１の信号変換手段と、この第１
の信号変換手段からの信号を枠数の受信手段に向けて伝
送する第１の手段と、この手段からの信号を受信した後
、前記有意なイご号に変換する第２の信号変換手段とを
（＋ｉｉｉえた伝送方式前記第１のアルゴリズムを指定
する２＄　１の鍵情報を第２のアルゴリズムに従って変
換する第３の信号変換手段と、この第３の信号変換手段
での第２のアルゴリズムを指だする第２の鍵情報を第３
のアルゴリズムに従って変換する第４の信号変換手段と
、前記第３及び第４の信号変換手段の出力のそれぞれを
前記受信手段に配布する第２の手段と、この手段により
送られた第４の信号変換手段の出力を前記第３のアルゴ
リズムに対応するアルゴリズムに従って前記第２の鍵情
報に応じた情報を得る第５の信号変換手段と、この第５
の信号変換手段により得られたｉ１１報を用いて前記第
３の信号変換手段の出力から前記第１の鍵情報Ｑζ応じ
た情報を得る第６の信号変換手段とを備え、この第６の
信号変換手段により得られた情報により前記第２の信号
変換手段を動作させることを％徴とするものである。

〔発明の効果〕

この発明は、たとえばディスクランブラである第２の信
号変換手段を第３者が入手し、この変換手段の変換アル
ゴリズムを見い出したとしても、変換及び逆ｙ換アルゴ
リズムが変更すれるので。

たちまち、盗視聴が不可能となってしまい、伝送方式の
排他性、完全性が非常に高いものとなる。

〔発明の実施例〕

まず、基本的な実施例について説明する。この実施例は
、２Ｂ３図に示されるように、有料放送システムに関す
る。このシステムは、少なくとも１個の放送局（３１）
と、複数の受信局（３，９とから成る。放一一送局（り及び受信局甲との間は、有線、無線により情報
が伝送される。システムの柔軟性という点では、無線、
すなわち、電波として情報を伝送する形態が好ましい。

放送局（３０では、番組内容を表わす信号を暗号化し、
各受信局Ｂ：３）に伝送し、有効な各受信局（（３）で
は、この暗号化を解き、有意な情報を得る。

まず、放送局（３１）は、番組内容を表わす信号（以下
街組信号と呼ぶ）をスクランブラリ５）にて暗号化を施
す。この暗号化の意味を明確にしておく。暗号化させる
前の番組１８号は、例えば、市販のＴＶ受信機、ＦＭ受
信機等の栴生装＃（図示しない）にとって有意な信号で
あり、これらの受信機に入力されると有意な情報が再生
きれる。これに対し、スクランブラｆｆ（５１では、再
生装置にそのまま入力しても、情報としては成立し得な
い形態に信号を変換する。このような変換が施された信
号をスクランブラ信号と呼ぶ。スクランプＡＩ（，３５
１でのこのような変換を指ボするのが、第１のコード発
生器（：３１から出力されるディジタルビット列である
。これをスクランプ９　（３５）の鍵Ｋｓと呼ぶ。この
鍵Ｋｓば、第１の暗号器（３！ｌ）において、暗号化さ
れる。この暗号器Ｃ３９）は１例えば、米国のデータ暗
号規格（Ｄａｔａｌ：ｕｃｒｙｐｔｉｏｎ　５ｔａｎｄ
ａｒｄ　）のアルゴリズムに従った暗号器を用いればよ
い。

ｍｌの暗号器（慢での変換のアルゴリズム、すなわち、
ディジタルビット列の変更の方法は、第２のコード発生
器（４Ｉ）からのディジタルビット列であるＭＫにより
指定される。第１の暗号器０９の出力は、スクランブラ
（灼の出力と共に、多１化装置（４階において、多重化
され例えば、電波という形態をとり、各受信局Ｃ３３）
に送信される。

一方、第２のコード発生器（４υがらのディジタルビッ
ト列には、例えば送信局（３１）側の第２の暗号器（４
５）により暗号化されて、受信局割へ送る。第２の暗号
器（４５）は、第１の暗号器（う■と同様に、米国のデ
ータ暗号規格のアルゴリズムに従った暗号器とする。第
２の暗号器（４ツにより暗号化されて、受信局冑へ送る
。第２の暗号器（４３）は、第１の暗号器（，１１１と
同様に、米国のデータ暗号規格のアルゴリズムに従った
暗号器とする。第２の暗号器（４つの暗号化アルゴリズ
ムＵ、ｉ面別鍵ファイル（４７）　７＞・ら読み出され
た個別鍵ＫＭにより特定される。この個別鍵ファイル（
４７）は、各受信局６３）（加入者）に対応した個別鍵
を収納している。

このような送イ６局（すに対して、受信局（３３）は、
多重化装置（４〜からの多重化信号を受イキし、受イキ
した多重化信号を分離する分離装置（４９）を含む。こ
こでの分離は、前述のスクランブル信号と（社）Ｋｓに
暗号化を施した信号との分離であって、スクランブル信
号は、ディスクランブラら０に供給されｓ　鍵Ｋｓに暗
号化を施した信号は、第１の後号器曽に供給される。

一方、送信局（ロ）側の第２の暗号器（４りからの信号
は、受信局（ハ）側の第２の復号器６つに供給される。

こ９第２の後号器６つでの復号化のアルゴリズムは。

受信局（（：りに予め配布された個別鍵により指定され
る。この個別鍵は、受信局ｃｌｌ固有のディジタルビッ
ト列であって、個別鍵ファイル（４η円のディジタルビ
ット列と同一である。更に、第２の暗号器（４５１及び
第２の復号器６Ｊは、同一の鍵により、互いに逆関数の
関係にあるアルゴリズムが指定され、第２の復号器６５
）の出力はＫであって、第２のコード発生器（４υの出
力と同一になる。

第２の復号器１５５）の出力には、更に、第１の後号器
４５３１のアルゴリズムを特定する。第１の暗号器Ｃ３
９）と第１の復号器印は、同一の鍵によりアルゴリズム
が特定されると、互いに逆変換の関係にある変換アルゴ
リズムがそれぞれ特定され、この状態で第１の暗号器（
漫の出力が第１の後号器６３）に入力されると、第１の
復号器もりの出力は、＝１の暗号器０鐘の入力Ｋｓと同
一になる。この鍵Ｋｓが、ディスクランブラ６Ｄに供給
され、ディスクランブラ６υでの変換アルゴリズムが特
定される。このディスクランブラ（５Ｉ）も、スクラン
ブラ（慢と対の関係にあり、同一の鍵が供給されると、
互いに逆変換にあるアルゴリズムがそれぞれ特定され、
この状態でスクランブラＣ３５）の出力がディスクラン
プ′：）ｅ３１）に供給されると、スクランブラＧ９の
入力である番組信号が得られる。

このような構成において、第１のコード発生器屯の出力
を頻繁に変更する。例えば、スクランブラ（３９へ入力
される番組信号が変更するのに、同期させることが好ま
しい。すなわち、番組が変わる度に、これに対応してコ
ード発生器Ｃ３７）の出力を変更させる。コード発生器
６っは例えば、乱数発生器で構成し、番組（ｇ号の変化
点に応じた（８号を、乱数発生器の入力とすればよい。

これにより、鍵に８は、番組毎に変化する。

よってスクランブラＧ３において、番組信号は、番組が
変わる度に異なる信号形態に変更される。

番組信号がディジタル信号であるなら、前述の第１の暗
号器０１と同一構成でよく信号列の変換によリスクラン
プル信号が得られる。

父１番組１ａ号がアナログ（Ｎ号であったなら、複数の
イム号変換方式全用意しておき、鍵に８により、一つの
信号変換男気を選択するようにしてもよい。

又は、番組内容が′ｒＶ信号であるなら、ラインローテ
ション方式を用いてもよい。

次に、第２のコード発生器哨）の出力は第１のコード発
生器Ｃ切の出力の変更周期に比して長期間に設定される
。例えば、月単位で変￥される。よって、鍵には長期間
周期で変更される。

個別（−ファイル（４７＞の内容は、受信局Ｂ３１　（
加入＠）に対して、１６１定でよい。但し、加入者は、
通常、送信濁りと一戻の関係にあることが条件とされ１
、例えば契約も交した加入者のみに対して、個別−を・
征録しておき、契約が切れた加入者等に対しては情報を
抹消すればよい。この個別鍵は、キーワードとも呼ばれ
る。

以上の説明から明らかなように、この実施例では、三層
の鍵を用いており、これらの棹の特徴は。

その変更周期が、短、長、固定という構造をとっている
ことである。

特に、鍵Ｋｓ　、Ｋを積み重ねて用いることがＭ要であ
って、前者の短周期の変更によってセキュリティを高め
ると同時に、後巻の長周期の変更によってシステムの運
用を容易にしている。すなわち、短周期の−Ｋｓを暗号
化して各受信者に配布する際には、鍵Ｋｓを共通の／ａ
Ｋで暗号化して、同一の信号を全受信器に送信する。よ
って鍵に８の配布は至って容易に実現される。しかも、
鍵Ｋｓに施され暗号化を解くには、長周期のｕＫが必要
であって、この鍵Ｋに史に、暗号化を施して、各党（Ｍ
局Ｃｌ３１に配布するので、セキュリティが保鉦される
と同時に、この鍵Ｋを各受信局（３３１ｍに暗号化して
送信しても′ａＫの変更周期が長いので、受信局Ｃ３３
，１数によらず容易に実現できる。

このように、個別に異なる信号形態で送付しなければな
らない鍵Ｋを長周期にしたことがシステムの運用上重要
であって、かつ、このｕＫにより鍵Ｋｓの暗号化を特定
するので、鍵Ｋｓの頻繁な変更が可能となる。

更に、このシステムの運用として重ａｆｘ点は、３個の
鍵Ｋｓ、に、ＫＭの信号量（ビット数）である。

これを伝送量という観点から見ると、鍵Ｋｓは、頻繁に
更新きれることが好ましく、その度に全受信者に送信す
ることが必要である。よって、鍵Ｋｓのビット数を従ら
に多くすることは、意味がなく、又、秘密性という点か
ら見ると、ビット数に依存しなくとも更新周期を短かく
することによって。

充分な効果が得られる。

これは鍵Ｋ　、　ＫＭを考慮するとより明白になる。

以上の説明から明らかなように、鍵に、ＫＭの更新周期
は、鍵Ｋｓの更新周期に比較し、長い。言い換えると鍵
には、時々送信するだけなので、ビット数を増加させて
も伝送容量という面からもシステムにとって不安はない
。鍵潮は固定なので、いくら長くても、システムの運用
にとって障害とならない。しかも、鍵に、ＫＭは受信者
等にとって、より触れにくい箇所に記憶されている（例
えば、端末の構造上ＫＭ等の記憶箇所を密封構造として
おく。）が、このような箇所にビット数のより多い鍵が
保管されているので、システムのセキユリディは、非常
に高いものとなる。

すなわち、３個の鍵Ｋｓ、に、ＫＭのビット数を順に大
きく設定することにより、システムにとって伝送量が少
なくなると共に、セキュリティが高くなるのである。

〔発明の他の実施例〕

次に第４図に基づいて他の実施例を説明する。

この実施例は、概略前述の実施例と同一でてるが、スク
ランブラＣ３つの鍵Ｋｓを第１の暗号器θ値を介したｔ
Ｂｌのコード発生器（３ηの出力とし、更に、第１のコ
ード発生器０７）の出力を、多重化装置（４３を介して
スクランブル信号と共に各受信局−へ送信される点であ
る。

スクランブラＧつにとってすれば　ｇ　１のコード発生
器（３０の出力も、ｔｇｌの暗号器ＯＩの出力も同じ性
質のものでｆｖ、って、所定タイミングで変吏されるデ
ィジタルピット列であればよい。

但し、このような変更に伴ない、受信局（ハ）側では、
前述の実施例での第１の復号器５３）に代わり、送信局
０１）での第１の暗号器０りと同一能力の第３の暗号器
６ηを用意する。以上の構成によって、前述の実施例と
同一の効果・作用を達成できる。

〔発明の他の実施例〕

次に第５図を用いて他の実施例を説明する。この実施例
は、ＰＣＭ音声を用いた放送に関する。

放送局（６１１から、複数の端末關にＰＣＭ音声を送信
する。図示しないＰｃＭ音声源から、ＰＣＭ信号が、ス
クランブラ（１；０に供給される。このスクランブラ（
（鋤の構成Ｇ′−例は、後述する。スクランブラ（６５
）のデータ変換アルゴリズムを指定する（これを鍵に８
と呼ぶ）のが乱数発生器（（句の出力である。この乱数
発生器（６′っけ、公知のものでよく、２　のランダム
データを発生するものでよい。ただし、実際には、乱数
発生器（６７）の出力も、そのまま鍵Ｋｓとするのでは
なく、第１の暗号器−を介してデータを鍵Ｋｓとする。

第１の暗号器（６つは、鍵Ｋｉにより指定される変換ア
ルゴリズムに従って入力信号を変換する。この鍵Ｋｉは
、ティアコードに対応するティアキーを用いる。ここで
、ティアとは、局と番組のカテ−！　−リーとの指定で
あって、受信者の視聴の契約単位である。ティアを用い
た契約例を７ａ　１表乃至第３表を用いて説明する。

第２表第３表例えば、全ての局のスポーツ番組を視聴しだい場合には
、第１表のように○印が付されたティアを指定する。又
、チャンネル４０番組を全て視聴したい場合には、第２
表のように指定する。チャンネル１のニュース番組、チ
ャンネル３の教養番組チャンネル４のスポーツ番組とい
う指定は、第３表のようになされる。ここで、ティアコ
ードとしては番組に対して連続数を付与しておく。そし
て契約に応じて、契約者に対して、ティアコート°を付
与スル。この契約についての管理情報は契約ファイルメ
モリ向に記憶させておく。この言己憶内容は、契約者個
々に割り当てられたＩＤ番号、有効な視聴申込みのａつ
だ番組に対するティアコードの全て、そして、そのティ
アコード数ｎである。

例えばＩＤ番号１の契約者が、ティアコードＴｉｔＴ２
０番組の視聴について契約していた場合、契約ファイル
メモリ（７ｔ）の内容は、（ＩＤ＝Ｌ　、　ｎ＝２　。

Ｔｌ、Ｔ２　）というものである。これが全契約者に対
して設定されている。

このようなティアコードＴｉは、前述のように番組に対
して付与されており、ＰＣＭ音声と共に音源から供給さ
れ、ティアキー・ファイル（割のアドレスとして供給さ
れる。このテイアキーンファイル（７３１は、ＲＡＭで
あってティア・コードＴｉに対して、ティア・キーＫｉ
が記憶されている。ティア・コードＴｉは例えば全番組
に対して連続番号を設定し、月毎に更新してもよい。又
、ティア・コードとティア・キーとの対応関係を随時変
更しても良い。

一方、乱数発生器（６ηの出力は、スクランブル信号と
共に、多重化装置（Ｙ５に供給される。又、ティア・キ
ーＫｌは以下のようにして暗号化が施される。

すなわち、契約ファイルメモリ（７υの内容を参照しま
ず、特定のＩＤ番号の下に、ティア・コードＴｉを読み
出し、読み出し装置（７匂の制御のもとティア・キーフ
ァイル（ｔ→の記憶内容からティア−コードＴ１に対応
したティアＯキーＫｉを読み出す。次に特定のＩＤ番号
を４１６１別鍵フアイル（７ηは、礎Ｍで必って、　Ｉ
Ｄ番号をそのアドレス入力とし、対応する番地に契約者
個々の個別鍵既を収納しておく。

よって、個別鍵ファイル（７ηからは、特定のＩＤ番号
に対応した個別鍵ＫＭｎが出力され、この鍵圏ｎを用い
て、ティア・キーＫｌを第２の暗号器のりにて暗号化す
る。ＩＤ番号が契約ファイル（旬から読み出され、パケ
ット化装置峙に供給される。

多重化装置Ｕｔ５）の出力は、図示しない送信装置によ
って、電波として放射される。その際の信号形態として
、第６図及び第７図に示されるように、電波技術審議会
で定められた衛星放送における音声信号方式とし、Ａモ
ード、Ｂモードとがおる。

両モードとも、１ｍｓの周期で２０４８ビツトで１フレ
ームを形成する。ますＡモードのフレーム構造は、第６
図に示されるように１６ピツトのフレーム同期信号（へ
）、制御信号（８力、３２ビツトのレンジビット９３９
）、チャンネル１０Ｘ３２ビツトの音声（９１１゜（嘗
、　Ｌ！Ｊ５）　、　＋９７）チャンネル４８０ビツト
の独立データ端、７×３２ビツトの誤り訂正符号（１０
１）から成る。同様にＢモードでは、１６ピツトのフレ
ーム同期信号（１０３）、制御信号（１０５）　、レン
ジビット（１０７）、独立データ（１０９）、１チヤン
ネル４８ビツトで２チャンネル分の音声（１１１）、２
２４ビツトの独立データ（１１３）、７×３２ビツトの
誤り訂正符号（１１５）が成る。

以上のフレーム構成中、スクランブル信号が、音声ｆ９
１）　、　＋９３１　、　（９暖、　（９７１、ｔ９９
！　、　（１１１）に割り自られる。そして、独立デー
タとして、前述の諸データが、以下のフォーマットで独
立データ＋９’り　、　（１０９）、（１１３）に割り
当てられる。まず、全力Φ入省に対して、現在送信して
いる番組に対応したティアコードＴｉ、その時点での乱
数Ｒ及び後述するリセットビットとが放送中絶えず送信
される。これに対し、ティア・キーＫｌの配送は１個別
的でありて長いスパーンで行われる。すなわち、第９図
に示されるように配送コードとして契約コードとして契
約者に対するＩＤ番号、ティア−コード数（申し込み番
組数）に、申し込みのあったＴｉと、これに対応するに
１で、ｒ−）って暗号化された信号それらフォーマント
とする。

このような配送コードは、契約時に送ればよく。

しかも、ティアコードを月毎に変更するとすれば、その
ティアコードが有効となる（契約が有効となる）前月１
ケ月の間に契約者に配送すればよい。

そのようにしても、後述のように、このシステムのセキ
ュリティは高く維持される。

このようにして放送局（６１）から電波として情報がが
伝送され、各端末で受信される。すると、捷ず、分離装
置（１１７）において、前述のフレーム構成されたデー
タから音声（９υ、　（９３）　、　６ａ　、　ｔ９７
）　、　（１１八第８図に示される共通コード、そして
、第９図に示される配送コードとに分離される。これは
、同期の確立によって容易に達成される。

音声（９１）　、　（！１１３１　、　（９５１、（９
７）　、　（１１１）は、スクランブル信号が割り当て
られており、ディスクランプ：１７　（１１９）に供給
される。共通コードはメモリ（１２１）に記憶される。

配送コードは端末−毎に設定されているＩＤ番号との比
較を行い、同−ＩＤ番号のもののみが選択され、メモ！
Ｊ　（１２３）に記憶される。すなわち、このメモＩＪ
　（１２３）の内容は契約者毎に相違しており、端末り
を有する契約者のなした有効な契約に対するティアコー
ドＴ１と、このティアコードＴｉに対するティアキイー
ＫｉＶこ暗号化を施したデータが記憶される。ここで、
このデータだけ他人が入手したとしても、何の役にも立
たない。

次に、メモ’）　（１２１）に記憶されたＴ１が読み出
され、これが現在受信している番組に対応している。

このティアコードＴｉが、メモリ（１２３）の記憶内容
中に存在するかどうかチェックされる。同一のティアコ
ードＴｉが存在した場合には、その契約者が現在受信し
ている帯紐の申し込みをしていることが確認される。同
時にＳＴｉと対になっているこのメモＩＪ　（１２３）
の内容が読み出され、第１の後号器（１２５）に供給さ
れる。

第１の復号器（１２５）は、第２の暗号器ｌ８Ｉ）と対
応しており、同一の鍵により逆変換のアルゴリズムが指
定される。端末部３）には、ＲＯＭ　（１２７）に、個
別鍵ＫＭ１１を記１．はしておき、これを第１の復号器
（１２５）の鍵とする。

よって、第１の復号器（１２５）の出力は、鍵Ｋｉとな
る。この鍵Ｋｉが第３の暗号器（１２９）の鍵とされる
。同時に、この暗号器（１２９）の入力としては、メモ
ＩＪ　（１２１）に記憶されている乱数データとする。

よって、第３の暗号器（１２９）の入力及び姉は、第１
の暗号器（ｂ９）の入力及び鍵と同一であって、第１及
び第３の暗号器（６９１、（１２９）を同一構成である
ので、放送局佑１）と端末（６３１とで同一の鍵Ｋｓが
得られる。

この鍵Ｋｓがディスクランブラ（１１９）の鍵として供
給されると、１）ＣＭ倍信号スクランブルが解け、元の
ＰＣＭ（ご号が得られる。このＰＣＭ信号が再生装置（
図示しない）に供給され、放送を享受することが可能と
なる。

次に、スクランブラ田、ディスクランブラ（１１９）の
具体例について説明する。ここでは、　ＤＥＳに従うよ
りも、より簡便な具体例について説明する。

スクランブラ（Ｉ；■は、８１４図に示されるように、
シフトレジスタ（３０１）と非線形ロジック（３ｏ３）
とから成る。より具体的には、シフトレジスタ（３０１
）には、番組開始時（番組変更時）、リセットビットニ
ヨリスイッチ（３０５）を指定し鍵Ｋｓなるディジタル
信号を、シフトレジスタ３０＋内に順次記憶σせていく
。鍵Ｋｓ全てＩＣ憶させたなら、スイッチ（３０５）を
切り換え、シフトレジスタ（３０１）の内容をクロック
信号に従って、順次巡回させていく。

ただしシフトレジスタ（３０１）の複数の所定番地のデ
ータの排他的論理和をとり、シフトレジスタ（３ｉ）１
）のν［しい入力とする。

更に、シフトレジスタ（３ｏ１）の内容に対して、非線
形口７ジ、ツク（３０３）による論理演算を施す。すな
わち、非線形ロジック（３＋＋３）は、複数のアンド回
路と、排他的論理和回路とから成り、シフトレジスタ（
３０１）の所定番地のデータのアンドをとり、これらの
結果に対して、論理和演算を施す。アンドの取り方は１
例えばＭ系列の理論に従えばよい。

このようにして得られる非線形ロジック（３０３）の出
力データと元のＰＣＭ信号との排他的論理和を。

回路（３０７）によ＃）堆れば、信号をスクランブルす
ることが達成される。ディスクランブラ（１１９）の構
成も全く同様であって、回路（３０７）の入力が、ＰＣ
Ｍ信号ではなく、スクランブル信号となる点である。

ここで、リセットビットについて更に説明する。

リセットビットは、スクランブラ霞、ディスクランブラ
（１１９）の同期合わせのために用いる。すなワチ、リ
セットビットを受信する度に、シフトレジスタ（３０１
）ｌ／（：、鍵Ｋｓを表わすディジタル信号が供給され
る。前述のように、１フレーム１ｍｓ周期なので、１ｍ
ｓ毎にリセットビットが端末（６皺に供給され、シフト
レジスタ（３０１）の内容が鍵Ｋｓとなる。

これによって、端末鞄でスイッチをオンするのが番組の
進行と全く関係のない時であっても、スクランブラ［有
］９、ディスクランブラ（１１９）の状態が同一となり
、端末（６３１では正しい番組信号が得られる。

このように、リセットビットを共通コードとじて絶えず
端末轡に供給しでいるので、端末りでの操作は、非常に
容易でかつ、確実となる。

更に、この実施例ではｋｌ＃に８をティアコードによっ
て変更したが、このティアコードとは、伝送する信号（
番組信号）の内容を表わす属性信号であって、一般的に
は、ティアとは無関係な属性であってもよい。もっとも
後述するように視聴情報の管理に際しては、ティアと関
連させることが賞賛となる。

〔発明の他の実施例〕

次に、この発明の実施例を嬉１０図に従って説明する。

この実施例は双方向ＣＡＴＶを用いたペイテレビに関す
る。

まず本実施例の考え方を説明する。受信機は多数のメー
カで大量生産するものである。したがって、受信機の設
計自体は秘密にすることは困難であると思われる。そこ
で本実施例では、受信機の構成は公開するものと考えて
いる。その代わりＴＶ信号をディスクランブルするため
に必要なデジタル情報（鍵）を秘密にすることによって
、セキコリティを確保している。ここでは、受信機は放
送局からリースとして加入者に手渡されるものと考える
。放送局は、加入者に受信機を貸し出す前に、上記の鍵
を受信機にセットするものである。

まず放送局側（２１１）を説明する。本実施例では、番
組を特定するだめの番組コード（これは放送信号に対し
ての輌性コードと考えられる）を変換してスクランブラ
の鍵を得ている。すなわち、番組コードを暗号器Ｉ２印
に供給して、その出力Ｋｓをスクランブラの鍵としてい
る。スクランブラ（２１３）では、　ＴＶ信号を鍵Ｋｓ
によてンて指定される変換アルゴリズムに従って暗号化
する。この暗号化された信号は１番組コードと合成回路
（２２６）によって合成された後、コンバータ（２４１
）で搬送帯域にもち上げられて送信される。

送信された信号はケーブルを介して、受信装置（２１５
）に供給される。供給された信号は、まずコンバータ（
２４２）でベースバンド信号に戻され、次に分離回路（
２２８）でＴＶ信号及び番組コードとして分離される。

番組コードは視聴スイッチ（２５４）を介して、暗号器
（２３９）に供給される。この暗号器（２３９）は、放
送局側の暗号器（２２９）と同一装置であるから、暗号
器の出力は放送局側と同じくＫｇとなる。ディスクラン
ブラ（２１７）は、この鍵Ｋｓによって指定される逆変
換アルゴリズムに従って、スクランブル化され九′■信
号を元のＴＶ　イｍ号に戻す。とのＷ信号は通常の再生
装置に供給される。

視聴スイッチ（２５４）は、視聴者が番組の視聴を選択
するだめのものである。視聴スイッチをオンにすること
によって、初めて番組コードが暗号器（２３９）に供給
されるので２番組の視聴が可能となる。それと同時に番
組コードは視聴メモ！Ｊ　（２４５）の中に記録される
。この視聴メモリ（２４５）の中に記録された番組コー
ドは実際に視聴された番組コードすなわち視聴情報を表
わしている。視聴スイッチは第１２図のようにデコーダ
の前面に備える。

視聴者は、放送番組を視聴する場合このボタンを押すわ
けである。

鍵メモ’）　（２４４）に入っている鍵が前述の秘密鍵
である。放送局はこの鍵メモリに、放送局側の鍵メモＩ
Ｊ　（２５２）と同一の鍵Ｋをセットしてから、加入者
に貸し出す。これにより、初めて受信側と送信器の暗号
器（２３９）　、　（２２９）が同一動作をするように
なる。引いては、ディスクランブラ（２１７）が正しい
ディスクランブラ動作をするようになる。

一方、偽造の受信機は、この秘密鍵を持っていないので
正しい動作をしない。こうして、受信機の設計を公開し
ても、鍵にさえ秘密にしておけば。

盗聴を防ぎ得ることを保証できるのである。なお、秘密
鍵にはデコーダ内部から盗まれないように、受信機の筐
体を密閉構造にする必要がらるのは言うまでもない。

次に、各受信機（２１５）の視聴メモリ（２４５）に蓄
えられた視聴情報を放送局に送る方法を説明する。

基本的には、視聴情報もケーブルを介して電気的に放送
局に伝送するのである。まず、視聴メモリ（２４５）内
の視聴情報は、秘密鍵Ｋを鍵とする暗号器（２４６）に
よりて暗号化される。この情報はモデム（２４７）によ
−）で変調された後、コンバータ（２４８）によって搬
送帯域に持ち上げられ、第１１図に示す特定チャンネル
を通じて放送局（２１１）側に送られる。

放送局（２１１）側では、コンバータ（２４９）、モデ
ム（２５０）により２値情報に復元した後、秘密鍵Ｋを
鍵とする複号器（２５１）で元の視聴情報を得る。

これを料金計算システム（２５３）に供給してそれぞれ
の加入者に対する課金を計算するのである。この時、料
金計算の方法は、番組毎に料金を設定してもよいと、全
番組−律と設定してもよい。

次に各部について簡単ｔｆ−説明する。暗号器（２２９
）、　（２３９）は例えば米国のデータ暗号規格（Ｄａ
ｔａ　ｆ２ｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　５ｔａｎｄａｒｄ）の
アルゴリズムに従った暗号器を用いればよい。′ スクランブラ（２１３）は、１’Ｖ＠号が従来のような
アナログ信号が人力信号の場合、走査線のＩＩ序を入れ
替えるものでよい。この入れ替えの順序を鍵Ｋｓによっ
て指定する。

合成回路（、２２６）は、文字多重放送のように、垂直
帰線区間を利用して、スクランプ９　（２１３）の出力
に、デジタル信号である番組コード等を挿入するものを
使用する。

しかも、各部の構成は、上記の記述にかかわらず、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で任意であってよい。

〔発明の他の実施例〕

将来、衛星放送直接受信方式を用いた有料放送も実施さ
れると思われる。この場合、衛星放送体は一方向性通行
路であるから、視聴情報をフィード・バックすることは
できない。そこで′直話により視聴情報を伝送する実施
例を示す。

以下実施例の説明をおこなう。視聴情報の伝送以外の部
分は前述の宸施例と同じであるから特に説明しない。視
聴メモリ（２４５）　Ｉ’ｉの視聴情報は、前実施例と
同様、捷ず秘密！ａＫを鍵とする暗号器によって暗号化
される。その後、音響カブラ（２５７）電話器（２５６
）を介して公衆網１ｄ話回線に接続され句。放送局（２
１１）側では、４話器（２５８）　、音響カブラ（２５
９）　Ｋより２値情報に復元された後、秘密鍵Ｋを鍵と
する復号器（２５１）で元の視聴情報を得る。これを料
金計算システム（２５３）に供給してそれぞれの加入者
に対する課金を計算するのである。

なお、電話の他、磁気カード又はＩＣカードに視聴情報
を記録し、それを放送局９１１１に郵送する方法など、
本発明のを旨を逸脱しない範囲で適用できる。

更ケこ、伝送信号がテレビジョン信号の場合、走査線単
位の送信１１Ｎ序を変更するようにしてスクランブラ、
ディスクランブラを構成してもよい。このとき鍵情報（
Ｋｓ）はこの送信幀序を指定するものである。

伝送する信号がディジタル信号の場合、スクラ／プラ、
ディスクランブラを、Ｍ系列発生器と、このＭ系列発生
器からの２値系列と入力ディジタル４８号を排他的論理
回路とから結成してもよい。

このとき、鍵情報（Ｋｓ）はＭ系列発生器の初期値とし
て用いる。

鍵にの伝送も、スクランブル信号と同一信号形態で行な
ってもよいが、例えば、公衆電話網を用いてもよい。又
、磁性材料を用いた記憶手段、例えば、（−気カード等
を用いてもよい。更に、カードの中にＣＤＵメモリが設
けられているＩＣカード等を用いてもよい。

又、受信端末側々で復号するｉＫｓは、送信側の鍵Ｋｓ
と全く同一である必要はない。すなわち、スクランブラ
とディスクランブラとのノーード設計をｇ１４図に示さ
れるようにした場合、正しい番組信号を得るためには、
シフトレジスタのビ」容が同一に設定されればよく、伝
送される鍵に８が同一でぬる必要はない。例えばディス
クランブラで復号されるディジタルはＫｓに対して、所
定２値数を減算したものでもよく、要するに鍵Ｋｓに対
応した信号が得られればよい。

このように、この発明の趣旨を逸脱しないｔ１５１囲で
いかなる変形をも０工能であって、このような変形は全
てこの発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来例を示す図、第３図乃至第１
４図は、本発明の実施例に係わり、第３図及び第４図は
、基本的な実施例の構成を示す図、第５図はＰＣＭ放送
に適用した実施例の構成を示す図、第６図乃至第９図は
、テークのフォーマットの構成を示す図、第１０図は、
双方向有料放送についての実〃瓜例の構成を示す図、第
１１図及び第１２図は、第１０図に示す実施例を説明す
ゐだめの図、第１３図は衛星放送等を用いた有料放送に
ついての実施例の構成を示す図、第１４図は、第５図で
のスクランブラ、ディスクランブラの具体的構成を示す
図である。（ル９・・・スクランブラ、１３７）・・・第１のコード発生器、（うＩｌｌ・・・第１の暗号器、１４０・・・第２のコード発生器、（４５１・・・第２の暗号器、（４７１・・・個別純ファイル、６１）・・・ディスクランブラ、Ｃ潮・・・第１の復号器、１５５）・・・第２の復号器、５７）・・・第３の暗号器。代理人　弁理士　則　近　憲　佑第　１　図第　２　図第　３　図第４図第　５　図第０図第　７　図第　９　図第　１１１ａ第１２図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）信号源からの有意な信号を第１のアルゴリズムに
従って変換する第１の（ｉ号髪換手段と、この・４）１
の信号変換手段からの信号を複数の受信手段に向けて伝
送する第１の手段と、この手段からのイ占号を受信した
後、前記有意なイＢ−号に変換する第２の１ｈ号笈換手
段とを備えた伝送方式において、前記第１のアルゴリズ
ムを指定する第１の鍵情報を第２のアルゴリズムに従っ
て変換する・４！３の信号変換手段と、この第３の信号
変換手段での第２のアルゴリズムを指定する→ｔ２の鍵
１＾龜をへ３３のアルゴリズムに従って変換する第４の
（Ｈ号変換手段と、０１Ｊ記第３及び第４の１６号変換
手段の出力のそれぞれを前記受信手段に配布する第２の
手段と、この手段により送られた第４の信号変換手段の
出力を＋ｉｌ　記’Ｊ４３のアルゴリズムに対応するア
ルゴリズムに従って前記第２の鍵情報に応じた情報を得
るｇｌ！５０情号変換手段と、この第５の信号変換手段
により得られた情報を用いて前記第３の信号変換手段の
出力から前記第１のトルｉｌｔ報に応じた情報を得るε
１１６の１６号変換手段とを備え、この第６の信号変換
手段により得られた軸線により前記第２のイ１コ号変換
手段を動作させることを特徴とする伝送方式。
（２）第１の；鍵情報の情報量を第２の鍵情報の十白報
ｔよりも少なくしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の伝送方式。
（３）第３のアルゴリズムを指定する第３の鍵情報を受
信手段に尾、じて設定することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の伝送方式。
（４）第１．第２．第３の鍵子１１報のｔ内報かを、こ
の）１０序で大きく設定することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の伝送方式。
（５）第２の手段は１５．÷３及び第４の信号変換手段
の出力を独立に配布する第３及び第４の手段とから成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の伝送方式
。ｔ６）第１及び第３の手段は、同一の通信媒体を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の伝送方式
。（力比１乃至第３の手段は同一の通信媒体を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の伝送方式。