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JP5793709B2 - 鍵実装システム - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルＡＶコンテンツの著作権保護のための認証処理もしくは暗号処理を行う機器及びメディアカードへ鍵を実装するためのシステムに関する。
ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）カードやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）メディアに記録されるデジタルＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｄｅｏ）コンテンツは、著作権保護のために暗号化された状態でメディアに記録される。それらのコンテンツを記録あるいは再生する機器内には、その暗号化されたコンテンツを復号化するための鍵が実装される。また、コンテンツを記録するメディアカード自体にも、暗号処理や認証処理を行わせることでより強固なセキュリティを実現する著作権保護方式もある。更に、著作権保護されたコンテンツ配信システムにおいても、配信されるコンテンツは暗号化された状態で機器に送付され、機器内のＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などにも暗号化コンテンツとして記録される。それらの機器やメディアカード内には、保護すべきコンテンツを暗号化・復号化したり、相手機器やメディアカードを認証したりするための鍵が実装される。なお、以下では、著作権保護のために機器に実装する上記のような鍵のことを「デバイス鍵」と呼ぶことにする。また、以下では、暗号処理や認証処理を行うホスト及びメディアカードを総称して「機器」と呼ぶことにする。
デバイス鍵は、著作権保護技術のライセンス組織が管理する鍵発行機関から発行される。また、デバイス鍵は、機器一台ごとに異なる値であり、同じデバイス鍵を複数の機器に実装してはならない。更に、ユーザによって容易にデバイス鍵が解析され暴露されないように、機器に実装する必要がある。デバイス鍵を機器にセキュアに実装するための基準は、ロバストネス・ルール（Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ Ｒｕｌｅ）と呼ばれるセキュア実装規約にて規定され、機器を製造するメーカーは、この規定の遵守が契約によって義務付けられる。
機器にデバイス鍵を実装するための従来技術として特許文献１がある。この従来技術では、ＬＳＩ製造時に、ＬＳＩ内部に内部鍵と呼ばれるＬＳＩ共通の鍵を実装する。そして、機器製造時には、機器メーカーは機器に実装するデバイス鍵をこの内部鍵を用いて暗号化して、ＬＳＩに外付けのＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録する。コンテンツ復号化処理の際は、機器内のＬＳＩは、暗号化されたデバイス鍵をＥＥＰＲＯＭから読み出して、内部鍵を用いて復号化を行い、平文のデバイス鍵を求める。そして、得られたデバイス鍵を用いて、暗号化コンテンツの復号化処理を行う。この従来技術では、デバイス鍵が暗号化された状態でＥＥＰＲＯＭに記録される。従って、たとえ不正なユーザが、ＥＥＰＲＯＭ内のデータを解析したとしても、暗号化されたデバイス鍵しか得ることができない。また、暗号化されたデバイス鍵を復号化するための内部鍵は、ＬＳＩ内部に封入されており、それを解析することはＥＥＰＲＯＭの解析と比べて非常に困難である。よって、デバイス鍵は、ＬＳＩ内部に実装する場合と同等のセキュリティレベルで機器に実装されているといえる。
特開２００２−１８５４４７号公報 特開２００３−１３４１０１号公報 特開２００３−１０１５２７号公報 特開２００５−２９４９５２号公報
しかしながら、従来技術においては、以下のような課題がある。
（１）機器メーカーによるデバイス鍵の不正漏洩、不正使用リスク
従来技術では、デバイス鍵の内部鍵による暗号化処理を、機器メーカーにおいて行っている。即ち、鍵発行機関は、機器メーカーに、平文のデバイス鍵を提供する必要があるが、これは、不正な機器メーカーによるデバイス鍵の不正漏洩や不正使用の懸念がある。
一般に、機器製造は、ＬＳＩなどの部品を買い入れて組み立てる環境があれば可能である。従って、大規模な設備が必要なＬＳＩ製造と比べると、機器製造に対する敷居は低く、不正な機器メーカーが出現する恐れは高い。
（２）デバイス鍵コピーによるクローン機器製造リスク
従来技術では、デバイス鍵は、ＬＳＩ共通の内部鍵で暗号化して、ＥＥＰＲＯＭに記録する。従って、ある機器のＥＥＰＲＯＭに記録された暗号化デバイス鍵データを、そのまま、別の機器のＥＥＰＲＯＭにコピーしたとしても、コピー先の機器のＬＳＩは、そのコピーされた暗号化デバイス鍵を平文のデバイス鍵に正しく復号化できる。即ち、ある機器のデバイス鍵を別の機器でも使用できることになり、クローン機器の作成が可能になってしまう。例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）の著作権保護技術であるＡＡＣＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）のロバストネス・ルールでは、上記のような暗号化デバイス鍵データのコピーによるクローン機器の作成を不可能とするようなデバイス鍵実装が要求されており、従来技術では、その要求を満たしていないことになる。
（３）内部鍵使い分けに対する拡張性
従来技術では、ＬＳＩ内に内部鍵を複数設定して、例えば、ＬＳＩを供給する機器メーカーごとに使い分けるような構成が開示されている。機器メーカーが比較的少数の場合（数社〜十数社）には、本従来技術の方法でも対応が可能であるが、実装コストの観点から実装可能な内部鍵の個数にも限界があり、機器メーカーが多数の場合には、対応が困難となる。ましてや、（２）の課題を解決するために、ＬＳＩ１個ごとに内部鍵を使い分けることは、現実的には不可能である。また、開発時の想定以上の機器メーカーにＬＳＩを提供する必要が生じたとき、本従来例では、後から内部鍵を追加することができないため、ＬＳＩの再設計が必要になってしまう。
なお、本従来技術の他に、特許文献２乃至４といった従来技術があるが、それらについても、以下のような課題がある。
特許文献２の技術は、基本的には特許文献１と同様の構成を開示しており、上記（１）、（２）、（３）の課題を有する。
特許文献３乃至４で開示する技術では、（１）、（２）の課題は解決するが、（３）の課題を解決する構成は開示されていない。また、以下のような別の課題（４）を有する。
（４）機器への鍵実装時の暗号化デバイス鍵管理
特許文献３乃至４では、ＬＳＩ内部に設定された定数（Ｃｏｎｓｔ）あるいはヒューズ値（ＩＤｆｕｓｅ）に基づいて生成した暗号化データを、ＬＳＩ外部の記憶部に記録する構成が開示されている。この方法の場合、上記定数あるいはヒューズ値をＬＳＩ１個ごとに異なるようにすれば、暗号化データ生成ツールで生成した上記暗号化データは、特定の１個のＬＳＩでのみ正しく復号化が可能となる。しかし、万一、対応関係の取れていないＬＳＩに暗号化データを設定してしまうと、ＬＳＩは正しくデバイス鍵を復号化できず、正しいコンテンツ暗号化・復号化処理が行えない。このため、機器製造時には、ＬＳＩと暗号化データひとつひとつとの対応関係を厳密に管理して、正しく対応関係の取れたＬＳＩの外付けメモリに暗号化データを書き込む必要がある。機器製造時にこのようなデータ管理を行うのは、負担であり製造コストの増大につながる。
本発明は、上記（１）、（２）、（３）、（４）の課題を解決して、各種の情報漏えいや不正行為を防止し、かつ、拡張性と低コスト性を実現する鍵実装システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明によって次のような手段を講じた。すなわち、ＬＳＩと記憶部とを備えた鍵実装システムであって、前記ＬＳＩは、第１の暗号化鍵データを受け、第１の暗号鍵を用いて前記第１の暗号化鍵データを復号化して第１の復号化鍵データを生成する第１復号化部と、第２のＩＤに基づいて第２の暗号鍵を生成する第２暗号鍵生成部と、前記第２の暗号鍵を用いて前記第１の復号化鍵データを暗号化して第２の暗号化鍵データを生成する第２暗号化部と、前記第２の暗号化鍵を用いて前記第２の暗号化鍵データを復号化して第２の復号化鍵データを生成する第２復号化部とを有するものであり、鍵実装時には前記第２暗号化部が前記第２の暗号化鍵データを前記記憶部に格納し、鍵使用時には前記第２復号化部が前記記憶部から前記第２の暗号化鍵データを読み出すものとする。
これによると、機器メーカーには暗号化された状態で鍵が送付されるので、機器メーカーによる鍵の漏洩、不正使用リスクをなくすことができる。また、第１の暗号化鍵及び第２の暗号化鍵はＬＳＩと紐付けることが可能なので、あるＬＳＩに設定された第１の暗号化鍵あるいは第２の暗号化鍵データをコピーして他のＬＳＩに設定して不正利用するという不正を防止することができる。
好ましくは、前記ＬＳＩは、第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成する第１暗号鍵生成部を有するものとする。
これによると、機器メーカーに送付される鍵の暗号化に用いる内部鍵は、第１のＩＤを変えることにより変更することができるので、内部鍵の使い分けが容易に行うことができる。
好ましくは、前記第１暗号鍵生成部は、第１のＬＳＩ鍵および前記第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成するものであり、前記第２暗号鍵生成部は、第２のＬＳＩ鍵および前記第２のＩＤに基づいて前記第２の暗号鍵を生成するものである。
これによると、第１のＬＳＩ鍵と第２のＬＳＩ鍵は、ＬＳＩ共通の秘密のデータとして例えばマスクとして実装し、第１のＩＤと第２のＩＤは、ＬＳＩ個別のデータとして例えばヒューズとして実装できるので、ＬＳＩ個別の内部鍵の実装が容易かつ安全に実現することが可能となる。
好ましくは、前記第１のＩＤは、前記ＬＳＩの所定個数単位で異なり、前記第２のＩＤは、前記ＬＳＩの個々で異なるものとする。
これによると、機器メーカーが機器に鍵を実装する際には、第１の暗号化鍵データとＬＳＩを１対１に対応づけて管理する必要がなくなるので、機器メーカーでの暗号化鍵管理コストが削減される。また、第２のＩＤがＬＳＩごとに異なるため、出荷後のある機器に設定された第２の暗号化鍵データをコピーして別の機器に設定しても、正しい鍵は復号化されず、デバイス鍵コピーによるクローン機器作成のリスクはなくなる。
好ましくは、前記ＬＳＩは、第１の部分データ、第２の部分データ、および第３の部分データからなるＩＤデータを保持するものであり、前記第１のＩＤは、前記第１および第３の部分データからなり、前記第２のＩＤは、前記第２および第３の部分データからなるものとする。
これによると、第１のＩＤと第２のＩＤの一部のデータは共有化されるので、ＬＳＩに実装するＩＤのビット数が削減でき、ＬＳＩの回路規模が削減できる。
好ましくは、前記第１のＩＤは、前記記憶部に保持されており、前記第２のＩＤは、前記ＬＳＩに保持されているものとする。
これによると、機器製造の際に、ＬＳＩと第１の暗号鍵の対応を管理する必要がなくなり、機器製造時の暗号鍵管理コストは大幅に削減される。
好ましくは、前記第１の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、前記ＬＳＩは、前記検証データを確認して前記第１の復号化鍵データの正当性を検証する第１検証部を有するものとする。
これによると、万一、機器製造の際に、間違った第１の暗号化鍵がＬＳＩに設定されたとしても、その誤りを検出することができる。
好ましくは、前記第２の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、前記ＬＳＩは、前記検証データを確認して前記第２の復号化鍵データの正当性を検証する第２検証部を有するものとする。
これによると、万一、データ破壊もしくは改ざんもしくは読み取りエラーにより、出荷後の機器に設定されている第２の暗号化データとは違うデータがＬＳＩに入力されたとしても、その誤りを検出することができる。
好ましくは、上記の鍵実装システムは、前記第２の暗号化鍵データを用いて、暗号化コンテンツへのアクセスに係る認証処理または暗号化コンテンツの復号処理を行うコンテンツ復号化処理部を備えているものとする。
また、鍵実装システムに用いられるＬＳＩであって、第１のＩＤおよびＬＳＩ鍵から第１の暗号鍵を生成する第１暗号鍵生成部と、第２のＩＤおよびＬＳＩ鍵から第２の暗号鍵を生成する第２暗号鍵生成部と、第１の暗号化鍵データを受け、前記第１の暗号鍵を用いて前記第１の暗号化鍵データを復号化して第１の復号化鍵データを生成する第１復号化部と、前記第２の暗号鍵を用いて前記第１の復号化鍵データを暗号化して第２の暗号化鍵データを生成する第２暗号化部と、前記第２の暗号化鍵を用いて前記第２の暗号化鍵データを復号化して第２の復号化鍵データを生成する第２復号化部とを備え、鍵実装時には前記第２暗号化部が前記第２の暗号化鍵データを外部の記憶部に格納し、鍵使用時には前記第２復号化部が前記外部の記憶部から前記第２の暗号化鍵データを読み出すものとする。
これによると、平文の鍵はＬＳＩ内部でしか得られず、機器メーカーは暗号化された状態でしか鍵を扱うことはないので、機器製造時の機器メーカーによる鍵の漏洩、不正使用リスクをなくすことができる。また、あるＬＳＩに設定された第２の暗号化鍵データをコピーして他のＬＳＩに設定しても、正しい鍵が復号化されないため、鍵のコピーによるクローン機器製造リスクをなくすことができる。また、第１の暗号化鍵及び第２の暗号化鍵はＬＳＩと紐付けることが可能なので、あるＬＳＩに設定された第１の暗号化鍵あるいは第２の暗号化鍵データをコピーして他のＬＳＩに設定して不正利用するという不正を防止することが可能となる。
本発明によると、鍵実装システムについて、各種の情報漏えいや不正行為を防止し、かつ、拡張性と低コスト性を実現することができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵実装システムにおけるデータフローの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵実装システムにおけるデータフローの構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の第３の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の第４の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の第５の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の第５の実施の形態に係る鍵実装システムにおけるデータフローの構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第６の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の第７の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第６の実施の形態の変形例に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第８の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図１３は、変形例に係る鍵実装システムの構成を示すブロック図である。 図１４は、ＩＤ１、ＩＤ２の構成を示すブロック図である。 図１５は、ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂの構成を示すブロック図である。 図１６は、暗号鍵生成部の構成を示すブロック図である。 図１７は、暗号鍵生成部の構成を示すブロック図である。 図１８は、暗号鍵生成部の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。
鍵実装システムは、セット１と鍵書き込み装置１２とメディア１３とデバイス鍵供給装置１４とからなる。また、セット１は、ＬＳＩ１０と不揮発メモリ１１からなる。
ＬＳＩメーカーは、ＬＳＩ１０をセットメーカーに供給する。ＬＳＩ１０には、２種類のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）であるＩＤ１、ＩＤ２と、２種類のＬＳＩ鍵（ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂ）、２種類の暗号鍵生成処理（第１暗号鍵生成部１００、第２暗号鍵生成部１０５）、３種類の暗号処理（第１復号化部１０１、第２暗号化部１０３、第２復号化部１０４）、及び、デバイス鍵を用いたコンテンツ復号化処理（コンテンツ復号化処理部１０７）がＬＳＩ開発・製造時に実装されている。
上記ＬＳＩ１０の供給を受けたセットメーカーは、鍵書き込み装置１２を用いて、以下のようにしてセット１にデバイス鍵を設定する。鍵書き込み装置１２は、ＬＳＩ１０からＩＤ１（１０８）を読み出す。そして、読み出したＩＤ１（１０８）を、デバイス鍵供給装置１４に送付して、デバイス鍵データの要求を出す。デバイス鍵供給装置１４は、ＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵とがセットになったデータベース（デバイス鍵ＤＢ１４０）を備えている。そして、デバイス鍵供給装置１４は、鍵書き込み装置１２からのＩＤ１入力を受け付けて、そのＩＤ１に対応する第１暗号化デバイス鍵をデバイス鍵ＤＢ１４０から検索して、鍵書き込み装置１２に送付する。送付した第１暗号化デバイス鍵は、デバイス鍵ＤＢ１４０から削除するか送付済みフラグを付けるなどして、同じ鍵データが再送されないようにする。また、ＩＤ１に対応する第１暗号化デバイス鍵が複数あるときは、そのうちの１つを選んで送付する。鍵書き込み装置１２は、取得した第１暗号化デバイス鍵を、第１暗号化デバイス鍵１２０としてＬＳＩ１０に入力する。このとき、デバイス鍵ＤＢ１４０は鍵書き込み装置１２内部に蓄積するようにして、デバイス鍵供給装置１４をなくしても良い。上記入力を受けて、ＬＳＩ１０は、以下の手順により、第１暗号化デバイス鍵を元に第２暗号化デバイス鍵を生成する。
（１）第１暗号鍵生成部１００にて、ＩＤ１（１０８）とＬＳＩ鍵Ａ（１０９）とから第１暗号鍵を生成する。
（２）第１復号化部１０１にて、上記第１暗号鍵を用いて、第１暗号化デバイス鍵を復号化して平文のデバイス鍵を求める。
（３）第２暗号鍵生成部１０５にて、ＩＤ２（１０ａ）とＬＳＩ鍵Ｂ（１０ｂ）とから第２暗号鍵を生成する。
（４）第２暗号化部１０３にて、上記第２暗号鍵を用いて、平文のデバイス鍵を再び暗号化して第２暗号化デバイス鍵を求める。
そして、ＬＳＩ１０は、求めた第２暗号化デバイス鍵を第２暗号化デバイス鍵１１０として不揮発メモリ１１に書き出す。セット１は、この状態で出荷される。
出荷後のセット１が実装されているデバイス鍵を用いてコンテンツ復号化を行う処理手順は、以下の通りである。コンテンツの記録されたメディア１３がセット１に装着された状態で以下の処理が行われる。
（Ａ）ＬＳＩ１０は、不揮発メモリ１１から第２暗号化デバイス鍵１１０を読み出す。
（Ｂ）第２暗号鍵生成部１０５にて、ＩＤ２（１０ａ）とＬＳＩ鍵Ｂ（１０ｂ）とから第２暗号鍵を生成する。
（Ｃ）第２復号化部１０４にて、上記第２暗号鍵を用いて、上記第２暗号化デバイス鍵１１０を復号化して平文のデバイス鍵を求める。
（Ｄ）上記平文のデバイス鍵を用いて、メディア１３に記録された暗号化コンテンツ１３０の復号化処理を行い、復号化コンテンツを得る。
なお、セット製造時には、鍵書き込み装置１２は、第１暗号化デバイス鍵１２０を不揮発メモリ１１に書き込むだけでセット製造時の（１）〜（３）は行わずに出荷しても良い。そして、エンドユーザが、最初にセット１を使用するときに１度だけ、上記（１）〜（３）の処理を行って第２暗号化デバイス鍵１１０を生成し、不揮発メモリ１１に、第１暗号化デバイス鍵を上書きする形で書き出せばよい。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵実装システムにおける、データフローを示す構成図である。データフローに関わるものとしては、大きく、暗号化デバイス鍵データを生成し発行する鍵発行機関１５、ＬＳＩを製造するＬＳＩメーカー１６、鍵発行機関１５から暗号化デバイス鍵データの発行を受け、ＬＳＩメーカー１６から買い入れたＬＳＩを用いて機器を製造するセットメーカー１７とからなる。
ＬＳＩメーカー１６における処理フローは、以下の通りである。まず、ＬＳＩ鍵生成部１６０にて、ＬＳＩに埋め込む２種類のＬＳＩ鍵（ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂ）を生成する。そして、鍵発行機関１５には、ＬＳＩメーカーＩＤとともにＬＳＩ鍵Ａを送付し、ＬＳＩ開発部１６１には、ＬＳＩ鍵Ａ及びＢをそれぞれ送付する。ここで、ＬＳＩメーカーＩＤは、各ＬＳＩメーカーを識別するために、鍵発行機関１５と各ＬＳＩメーカー１６との間で取り決められた識別番号である。また、ＬＳＩメーカー１６から鍵発行機関１５に送付された、ＬＳＩメーカーＩＤとＬＳＩ鍵Ａは、（ＬＳＩメーカーＩＤ、ＬＩＳ鍵Ａ）のペアとして、ＬＳＩ鍵ＤＢ１５１に登録される。次に、ＬＳＩ開発部１６１は、図１のＬＳＩ１０の設計開発を行い、設計データを作成する。このとき、ＬＳＩ鍵Ａ、Ｂは、ＲＯＭデータとして実装される。ＩＤ生成部１６３は、２種類のＩＤ（ＩＤ１、ＩＤ２）を生成し、ＬＳＩ製造部１６２に送付する。ここで、ＩＤ１は、所定個数のＬＳＩごとに異なる値であり、ＩＤ２は、ＬＳＩ１個ごとに異なる値とする。ＬＳＩ製造部１６２は、ＬＳＩ開発部１６１にて設計したＬＳＩを製造する。このとき、ＩＤ生成部１６３が生成したＩＤ１、ＩＤ２を各ＬＳＩにヒューズとして書き込む。なお、ＩＤ１については、マスクセットが変更されるごとにＩＤ１を変更するような場合には、ヒューズでなく、ＬＳＩ開発部１６１にてＲＯＭデータとして実装してもよい。製造したＬＳＩは、ＬＳＩメーカーＩＤ、及び、ＬＳＩに設定されているＩＤ１の情報とともに、セットメーカー１７に送付される。
セットメーカー１７における処理フローは、以下の通りである。まず、ＬＳＩメーカー１６から送付されたもののうち、ＬＳＩメーカーＩＤとＩＤ１は、デバイス鍵購入部１７０にて受け取られ、デバイス鍵購入部１７０は、デバイス鍵発注時に、これらの情報をデバイス鍵発注情報（購入鍵個数など）とともに鍵発行機関１５に送付する。鍵発行機関１５は、鍵暗号化ツール１５０にて以下の処理を行い、所定個数の第１暗号化デバイス鍵を生成する。
（１）セットメーカー１７から送付されたＬＳＩメーカーＩＤを検索キーにして、ＬＳＩ鍵ＤＢ１５１を検索して、対応するＬＳＩ鍵Ａを取得する。
（２）第１暗号鍵生成部１５００にて、上記ＬＳＩ鍵Ａと、セットメーカー１７から送付されたＩＤ１とから第１暗号鍵を生成する。ここで、第１暗号鍵生成部１５００の暗号鍵生成アルゴリズムは、図１のＬＳＩ１０の第１暗号鍵生成部１００の暗号鍵生成アルゴリズムと同一である。
（３）デバイス鍵ＤＢ１５２から、注文のあった個数分のデバイス鍵を取得して、それぞれ第１暗号化部１５０１にて、上記第１暗号鍵を用いて暗号化し、第１暗号化デバイス鍵を生成する。
上記のようにして生成した第１暗号化デバイス鍵は、暗号化に用いたＩＤ１とともにセットメーカー１７に送付され、デバイス鍵購入部１７０にて受け取られる。そして、デバイス鍵購入部１７０は、受け取った第１暗号化デバイス鍵を鍵書き込み部１７２に送付する。鍵書き込み部１７２は、図１のデバイス鍵供給装置１４内のデバイス鍵ＤＢ１４０に、受け付けた前記ＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵の組を登録する。
ＬＳＩメーカー１６から送付されたＬＳＩは、セット組み立て部１７１に送付される。セット組み立て部１７１は、ＬＳＩから図１のセット１のようなセットを組み立てて、鍵書き込み部１７２に送付する。
上記の組み立てられたセット１を受け取った鍵書き込み部１７２は、既に述べた通りの手順により、第１暗号化デバイス鍵をセット１に書き込む。そして、完成したセットとして出荷する。完成したセットを用いてエンドユーザにて、暗号化コンテンツを復号化する処理は、既に説明したとおりである。
なお、以上で述べた、ＬＳＩ製造工程、セット製造工程は、発明のポイントのみを簡潔に説明するために、簡略化して説明している。実際には、図示されていない各種検査工程や組み立て工程などが必要である。
＜効果＞
まず、本実施の形態が、先に述べた課題を解決していることを以下に説明する。
（１）機器メーカーによるデバイス鍵の不正漏洩、不正使用リスク
セットメーカー１７には、デバイス鍵は暗号化された状態でしか送付されず、復号化されたデバイス鍵は、ＬＳＩ１０の内部にしか現れない。従って、セットメーカー１７は、平文のデバイス鍵を知ることはないので、本実施の形態においては、機器メーカーによるデバイス鍵の不正漏洩、不正使用リスクはない。
（２）デバイス鍵コピーによるクローン機器製造リスク
出荷されるセット１の不揮発メモリ１１には、ＩＤ２に基づいて暗号化された第２暗号化デバイス鍵１１０が記録されている。ＩＤ２は、ＬＳＩ１個ごとに異なるので、たとえ、不揮発メモリ１１の暗号化鍵データが別の機器にコピーされたとしても、コピー先の機器では、正しいデバイス鍵が復号化されない。従って、本実施の形態においては、デバイス鍵コピーによるクローン機器製造リスクはない。
（３）内部鍵使い分けに対する拡張性
本実施の形態においては、ＬＳＩ鍵とＩＤから生成する暗号鍵を用いてデバイス鍵を暗号化するので、これが内部鍵の役割を果たしている。暗号鍵は、ＩＤを変えることにより変更することができる。更に、ＩＤをヒューズとして実装すれば、ＬＳＩに実装するヒューズの値を変えることができるので、従来技術のように、マスクセットの変更といったＬＳＩの再設計をせずに、暗号鍵の切り替えが可能である。従って、本実施の形態においては、内部鍵使い分けに関しては、従来技術よりも、優れた拡張性が得られる。
（４）機器への鍵実装時の暗号化デバイス鍵管理
本実施の形態においては、機器製造時には、第１暗号化デバイス鍵１２０をＬＳＩ１０に設定するが、これは、ＩＤ１（１０８）とＬＳＩ鍵Ａ（１０９）から生成される第１暗号鍵で暗号化されている。ここで、ＬＳＩ鍵Ａは、ＬＳＩ共通の値であり、ＩＤ１は、所定個数ごとに異なる値である。従って、ある第１暗号化デバイス鍵は、同じＩＤ１が設定された複数のＬＳＩに設定することが可能であり、従来技術のように暗号化デバイス鍵とＬＳＩとを１対１で対応付けて管理するような厳密さは不要になるので、機器製造時のデータ管理は簡便になる。例えば、ＩＤ１を、機器のロットごとに異なる値として運用すれば、セットメーカーは、同じロット内であれば、暗号化デバイス鍵とＬＳＩとの対応関係を管理する必要がなくなる。更に、ＩＤ１を、ＬＳＩを提供するセットメーカーごとに異なる値として運用すれば、ロットにかかわらず、対応関係の管理は必要なくなる。従って、従来技術のような機器への鍵実装時の暗号化デバイス鍵管理の課題は軽減あるいは、なくすことができる。
さらに、本実施の形態では、以下のような効果も得られる。
ＩＤ１（１０８）を所定個数ごとに変えることで、以下のような効果が得られる。第１暗号化デバイス鍵１２０を受け取ったセットメーカーが、同一の第１暗号化デバイス鍵１２０を複数のセットに設定する不正を行った場合を考える。このとき、上記のような不正なデバイス鍵設定が可能となるのは、同一のＩＤ１が実装された所定個数のＬＳＩのうちにとどまり、それ以外のＬＳＩに設定したとしても、第１復号化部１０１での復号化が正しく行えず、正しい第２暗号化デバイス鍵が不揮発メモリ１１に書き込まれない。よって、上記の不正は所定個数のＬＳＩにとどまり、不正をある程度の範囲に抑制することが可能となる。
更に、万一、鍵発行機関１５に送付したＬＳＩ鍵Ａが、ＬＳＩメーカー１６と鍵発行機関１５間の送付の過程、あるいは、鍵発行機関１５内のＬＳＩ鍵ＤＢ１５１から漏洩して、第三者に知られてしまった場合でも、出荷後のセットから平文のデバイス鍵が解析されることはない。なぜなら、出荷後のセットに設定されているデバイス鍵は、ＬＳＩ鍵Ｂから生成した暗号鍵で暗号化されているからである。
また、ＩＤ１とＩＤ２という２種類のＩＤを使い分けることで、製品にデバイス鍵を組み込む際の暗号化に用いるＩＤ２は、ＬＳＩメーカー以外に開示されず、ＩＤ２の機密性を高めることができる。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。図３において、鍵書き込み装置２２、セット２、メディア２３、デバイス鍵供給装置２４の各構成要素及びそれらの動作は、図１に示す第１の実施の形態における鍵書き込み装置１２、セット１、メディア１３、デバイス鍵供給装置１４と基本的には同じである。ここでは、第１の実施の形態との差異部分のみを説明する。
セットメーカーにて、セット２にデバイス鍵を設定する処理は、以下の点が第１の実施の形態と異なる。
・第１検証部２０２による、復号化デバイス鍵の検証処理の追加
セットへの暗号化デバイス鍵設定の処理において、第１検証部２０２は、第１復号化部２０１にて復号化された復号化データの所定フィールド（例えば、上位４バイト）の値が、予め定義されている検証データ（例えば、１６進数でＦＦＦＦＦＦＦＦ）と一致するかどうかをチェックする。そして、一致すれば、復号化データを第２暗号化２０３に入力し、一致しなければ、以降の暗号化デバイス鍵設置の処理を中止し、エラーを出力する。
また、出荷後のセット２が、メディア２３内の暗号化コンテンツ２３０を復号化する処理は、以下の点が第１の実施の形態と異なる。
・第２検証部２０６による、復号化デバイス鍵の検証処理の追加
暗号化コンテンツ復号化時の、暗号化デバイス鍵復号化処理において、第２検証部２０６は、第２復号化部２０４にて復号化された復号化データの所定フィールド（第１検証部２０２が検証に用いたフィールドと同じ箇所）の値が予め定義されている検証データ（第１検証部２０２が検証に用いた検証データと同じ）と一致するかどうかをチェックする。そして、一致すれば、復号化データから検証データの部分を取り除いたデータをデバイス鍵として、コンテンツ復号化処理部２０７に入力する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵実装システムにおける、データフローを示す構成図である。図４において、鍵発行機関２５、ＬＳＩメーカー２６、セットメーカー２７の各構成要素及びそれらの動作は、図２に示す第１の実施の形態における鍵発行機関１５、ＬＳＩメーカー１６、セットメーカー１７と基本的には同じである。ここでは、第１の実施の形態との差異部分のみを説明する。
第１の実施の形態との差異部分は、以下の点のみである。
・第１暗号化デバイス鍵生成における、第１暗号化部２５０１の処理
第１暗号化部２５０１は、デバイス鍵ＤＢ２５２から読み出したデバイス鍵に対して、検証データ２５３をデータ連結したデータを作成する。例えば、検証データ２５３として１６進数でＦＦＦＦＦＦＦＦ（４バイト）を用いて、デバイス鍵データの上位に連結する。そして、得られたデータを、第１暗号鍵生成部２５００にて生成された第１暗号鍵を用いて暗号化して、第１暗号化デバイス鍵を生成する。
なお、検証データのサイズ、具体データは、予め決めておくのであれば、なんでもよい。また、検証データは、固定パタンに限定されず、例えば、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）コードのように、デバイス鍵データから予め決めた演算式に基づいて計算するものであってもよい。
＜効果＞
本実施の形態では、デバイス鍵に検証データを付加したものを暗号化デバイス鍵とすることにより、デバイス鍵の復号化処理の際に、正しいデバイス鍵が復号化されたかどうかを確認することが可能である。これにより、セット製造時に、万一、間違った第１暗号化デバイス鍵がＬＳＩに設定されようとした場合でも、第１検証部２０２がエラーを出力するので、鍵データの誤設定を未然に防ぐことが可能である。また、製造後のセットが実装されたデバイス鍵を用いて暗号化コンテンツの復号化処理を行う際に、正しいデバイス鍵が復号化されたかどうかを確認することも可能である。これにより、データ破壊や改ざんあるいは読み取りエラーにより間違った第２暗号化デバイス鍵がＬＳＩに入力されたとしても、第２検証部２０６がエラーを検出するので、誤った鍵の使用を未然に防ぐことが可能である。また、本実施の形態では、第１の実施の形態で述べた効果が得られることは言うまでもない。
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。図１に示す第１の実施の形態における鍵実装システムとは、ＬＳＩ３０の構成が異なるので、その差異についてのみ説明する。
第３の実施の形態においては、第１の実施の形態における、第１復号化部１０１と第２復号化部１０４の復号化アルゴリズムとして同一のアルゴリズムを用いるものとして、回路を共有化する。その処理を暗復号化部３０１で行うものとする。また、一般に、暗号化処理と復号化処理はコアとなる処理を共有化することで、それぞれを全く独立の回路として実装するよりも回路規模が削減可能であることが知られている。これを踏まえて、暗復号化部３０１には、第２復号化部１０４の処理回路も実装されている。
本実施の形態においては、第１の実施の形態における第１暗号鍵生成部１００と第２暗号鍵生成部１０５の暗号鍵生成アルゴリズムとして同一のアルゴリズムを用いるものとして、回路を共有化する。その処理を暗号鍵生成部３０２で行う。
第１制御部３００は、暗復号化部３０１への入出力データを制御する。第２制御部３０３は、暗号鍵生成部３０２への入力データを制御する。
本実施の形態における鍵実装システムにおいては、上記のようにＬＳＩ３０内部の構成が異なるだけで、その動作は、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、第１の実施の形態と同じ効果を得ながらも、ＬＳＩの回路規模を削減することが可能である。
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。基本的な構成及び処理内容は、図１に示す第１の実施の形態における鍵実装システムと同じであるから、ここでは、第１の実施の形態との差異部分についてのみ説明する。
第１の実施の形態では、ＩＤ１は、ＬＳＩ製造時にＬＳＩ内部に実装されていた。しかし、本実施の形態では、セットメーカーでのセットへの鍵書き込み時に、ＬＳＩ外部の不揮発メモリ４１に書き込む。セットへの鍵書き込み時の処理は以下のようになる。まず、不揮発メモリ書き込み装置４４が、内部にあるデバイス鍵ＤＢ４４０から、ＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵のセットを読み出す（第１の実施の形態とは異なり、上記要求時にＬＳＩからＩＤ１を読み出してデバイス鍵供給装置に送付することはしない）。このとき、読み出したＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵のセットはデバイス鍵ＤＢ４４０から削除するか使用済みフラグを付けるなどして、同じ鍵が重複して使用されないようにする。そして、不揮発メモリ書き込み装置４４は、読み出したＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵をＩＤ１（４１１）及び第１暗号化デバイス鍵（４１２）として不揮発メモリ４１に直接書き込む。その後、ＬＳＩ４０は、不揮発メモリ４１から第１暗号化デバイス鍵４１２を読み出して、第１の実施の形態の再暗号化工程（１）〜（４）を実行して、第２暗号化デバイス鍵を生成して、第２暗号化デバイス鍵４１０として不揮発メモリ４１に書き出す。但し、ＩＤ１としては、ＬＳＩ４０内部に実装された値ではなく、不揮発メモリ４１に書き込んだＩＤ１（４１１）を用いる。また、第２暗号化デバイス鍵４１０は、第１暗号化デバイス鍵４１２を上書きするように書き出す。
出荷後のセット４が、メディア４３に記録された暗号化コンテンツ４３０を復号化する処理は、第１の実施の形態と同じである。但し、ＩＤとしては、ＬＳＩ４０内部に実装された値ではなく、不揮発メモリ４１に書き込んだＩＤ（４１１）を用いる。
本発明の第４の実施の形態に係る鍵実装システムにおけるデータフローは、図２に示す第１の実施の形態におけるそれと同じであるため、説明は省略する。
第１の実施の形態においては、セットに第１暗号化デバイス鍵を書き込む際に、ＬＳＩに実装されたＩＤ１との整合性をとる必要があった。しかし、本実施の形態ではそれは不要になるため、セットメーカーにおける、鍵とＩＤ１との紐付け管理が不要となり、管理コストが削減されるというメリットがある。
また、不揮発メモリ書き込み装置４４が、第１暗号化デバイス鍵４１２を不揮発メモリ４１に書き込んだ後の、ＬＳＩ４０による再暗号化工程（第１の実施の形態における（１）〜（４）の工程）は、鍵書き込み工程で行う必要はなく、セットの検査工程などの後工程でＬＳＩ４０を起動する際あるいは、出荷後にエンドユーザが最初にセット４を起動する際に行えばよい。これにより、鍵書き込み工程時のＬＳＩの起動がなくなり、鍵書き込み工程の時間短縮が可能となる。
（第５の実施の形態）
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。基本的な構成及び処理内容は、図６に示す第４の実施の形態における鍵実装システムと同じであるから、ここでは第４の実施の形態との差異部分についてのみ説明する。
第４の実施の形態では、第１暗号鍵生成部４００はＬＳＩ鍵ＡとＩＤ１とから第１暗号鍵を生成していた。本実施の形態においては、ＬＳＩ５０は、第１暗号鍵生成部を有さず、ＬＳＩ鍵Ａを直接暗号鍵として、第１復号部５０１において、第１暗号化デバイス鍵５１１を復号化する。また、本実施の形態のＩＤは、第４の実施の形態におけるＩＤ２に対応したＩＤデータである。それ以外については、第４の実施の形態と同じである。
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る鍵実装システムにおけるデータフローを示す構成図である。基本的な構成及び処理内容は、図２に示す第１の実施の形態におけるそれと同じであるから、ここでは第１の実施の形態との差異部分についてのみ説明する。
第１の実施の形態における図２から、第１暗号鍵生成部１５００を削除する。更に、各ブロック間でやりとりされるデータからＩＤ１を全て削除して、更にＩＤ２をＩＤとしたものが、本実施の形態における図８となる。これにより、第１の実施の形態と以下の処理が異なる。まず、ＬＳＩ鍵ＤＢ５５１は、ＬＳＩメーカーＩＤの入力を受け付けて、それに対応するＬＳＩ鍵Ａを検索して、第１暗号化部５５０１に入力する。第１暗号化部５５０１は、前記ＬＳＩ鍵Ａを用いて、デバイス鍵ＤＢ５５２から取得したデバイス鍵を暗号化し、第１暗号化デバイス鍵を生成する。それ以外の処理については、第１の実施の形態と同じである。
第４の実施の形態と同様、本実施の形態においても、セットメーカーにおける、鍵とＩＤ１との紐付け管理が不要となり、管理コストが削減されるというメリットがある。また、不揮発メモリ書き込み装置５２が、第１暗号化デバイス鍵５１１を不揮発メモリ５１に書き込んだ後の、ＬＳＩ５０による再暗号化工程（第１の実施の形態における（１）〜（４）の工程）は、第４の実施の形態と同様に、鍵書き込み工程より後の工程かエンドユーザによるセット５の起動時に行えばよいので、鍵書き込み工程の時間短縮が可能である。更に、第４の実施の形態のように、ＩＤ１を記録する必要がないので、その分だけ、外付けメモリの記憶容量が節減できるという効果もある。
（第６の実施の形態）
図９は、本発明の第６の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。本実施の形態は、第５の実施の形態において、ＬＳＩ鍵ＡとＬＳＩ鍵Ｂとして同じ鍵データを用いて、それをＬＳＩ鍵としたものと等しい。また、その処理フローは、第５の実施の形態において、ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂを用いる処理において、ＬＳＩ鍵ＡもしくはＬＩＳＩ鍵ＢをＬＳＩ鍵に置き換えたものと等しい。
本実施の形態においては、第５の実施の形態における効果に加えて、ＬＳＩ鍵を１つ実装するだけで良く、その分の回路面積が節減できるという効果がある。
（第７の実施の形態）
図１０は、本発明の第７の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。本実施の形態は、第６の実施の形態において、第１暗号鍵生成部６５１２、ＩＤ１（６５１３）、マスタ鍵６５１４を新たに追加した構成に等しい。第１暗号鍵生成部６５１２は、マスタ鍵６５１４とＩＤ１（６５１３）とから暗号鍵生成処理を行い、ＬＳＩ鍵６５０９を生成する。生成したＬＳＩ鍵６５０９を用いた処理などは、第６の実施の形態と同じであるから説明は省略する。
本実施の形態においては、例えば、マスタ鍵６５１４をＲＯＭデータ、ＩＤ１（６５１３）をヒューズとして実装すれば、ＬＳＩ鍵６５０９は、ヒューズの値であるＩＤ１（６５１３）を変えることによって変更可能になる。よって、マスクセットを変更することなく、ＬＳＩ鍵を変更することが可能になる。また、第６の実施の形態と同様に、鍵データはマスタ鍵を１つだけ実装するだけで良く、その分の回路面積が節減できるという効果もある。
（第８の実施の形態）
図１２は、本発明の第８の実施の形態に係る鍵実装システムの構成を示す構成図である。
基本的な構成及び処理内容は、図６に示す第４の実施の形態における鍵実装システムと同じであるから、ここでは、第４の実施の形態との差異部分についてのみ説明する。
第４の実施の形態において、ＩＤ１、ＩＤ２に加え更にＩＤ３を導入する。ＩＤ３は、所定のＬＳＩ個数ごとに異なるＩＤデータであり、ＬＳＩ製造時にＬＳＩ内部に設定される。そして、第１暗号鍵生成部は、ＬＳＩ鍵ＡとＩＤ１及びＩＤ３に基づいて第１暗号鍵を生成するように変更する。図１２において、ＬＳＩ７０と不揮発メモリ７１とからなるセット７に、デバイス鍵を設定する手順は以下の通りである。デバイス鍵供給装置７４内のデバイス鍵ＤＢ７４０には、［ＩＤ３、ＩＤ１、第１暗号化デバイス鍵］をセットとするデータがリストとして登録されている。まず、デバイス鍵供給装置７４は、ＬＳＩ７０からＩＤ３（７０８）を読み出し、その値を検索キーとしてデバイス鍵ＤＢ７４０を検索する。そして、対応する［ＩＤ３、ＩＤ１、第１暗号化デバイス鍵］のセットを取り出して、不揮発メモリ書き込み装置７２にＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵だけを送付する。このとき取り出した上記セットは、データベースから削除するか、使用済みを示すフラグを付けるなどして、同じセットが重複して使われないようにする。また、該当するセットが複数検索された場合には、いずれか１つを適当に選ぶ。送付されたＩＤ１及び第１暗号化デバイス鍵を受け付けた不揮発メモリ書き込み装置７２は、それらを、ＩＤ１（７１１）及び第１暗号化デバイス鍵７１０として不揮発メモリ７１に書き込む。それ以降の処理は、第４の実施の形態と同じである。但し、第１暗号鍵生成部７００が第１暗号鍵を生成する際には、ＬＳＩ鍵Ａ（７０９）、ＩＤ１（７１１）に加えて、ＩＤ３（７０８）に基づいて生成処理を行う。
第４の実施の形態では、いくつかの追加効果があるものの、ＩＤ１を不揮発メモリに書き込むため、同じＩＤ１と第１暗号化デバイス鍵の組を、複数のセットに設定する、という不正が可能となった。しかし、第８の実施の形態では、第１暗号化デバイス鍵がＬＳＩ内に設定されたＩＤ３に紐付けされるため、上記のような不正はできないか、限定的（同じＩＤ３が設定されたＬＳＩの範囲のみ可能）にできる、という効果がある。
（変形例）
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような変形例も本発明に含まれる。
（１）デバイス鍵暗号化、復号に用いる暗号方式は、特定のアルゴリズムに限定されない。ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）暗号、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）暗号など任意のアルゴリズムで良い。また、各データのデータサイズ、データ個数は、特定のサイズ、個数に限定されない。
（２）暗号鍵生成に用いるアルゴリズムは、特定のアルゴリズムに限定されない。例えば、ＳＨＡ１（Ｓｅｃｕｒｅ Ｈａｓｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ １）やＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄｉｇｅｓｔ ５）などのハッシュアルゴリズムを用いても良いし、ＡＥＳ暗号、ＤＥＳ暗号などのブロック暗号アルゴリズムを用いたハッシュアルゴリズムでも良い。あるいは、ＣＭＡＣやブロック暗号を用いたＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）計算アルゴリズムでも良い。図１６は、鍵生成に用いるアルゴリズムの一例である。図のＬＳＩ鍵は、ＬＳＩ鍵ＡまたはＬＳＩ鍵Ｂであり、ＩＤは、ＩＤ１またはＩＤ２である。暗号化部９００は、ＡＥＳ暗号、ＤＥＳ暗号などの任意の暗号アルゴリズムである。このとき、暗号鍵は、以下のようにして生成される。
（ステップ１） 暗号化部９００が、ＬＳＩ鍵を用いて、ＩＤを暗号化する。
（ステップ２） 排他的論理和部９０１が、ステップ１の暗号化結果とＩＤとのビットごとの排他的論理和演算を行い、その結果を暗号鍵とする。なお、暗号化部９００に用いる暗号処理は、暗号化処理に限定されず、ＡＥＳ暗号、ＤＥＳ暗号などの復号化アルゴリズムを用いても良い。
ＩＤまたはＬＳＩ鍵のサイズが、暗号化部に用いる暗号アルゴリズムのデータサイズまたは鍵サイズに満たない場合には、図１７または図１８に示すような構成にすればよい。図１７では、ＩＤのサイズが、暗号化部９１０に用いる暗号アルゴリズムのデータサイズに満たない場合の構成例を示している。この場合、データ結合部９１２は、ＩＤに対して所定のパラメータを結合して暗号アルゴリズムのデータサイズと同じにしたものを暗号化部９１０に入力する。図１８では、ＬＳＩ鍵のサイズが、暗号化部９２０に用いる暗号アルゴリズムの鍵サイズに満たない場合の構成例を示している。この場合、データ結合部９２２は、ＬＳＩ鍵に対して所定のパラメータを結合して暗号アルゴリズムの鍵サイズと同じにしたものを暗号化部９２０に入力する。上記いずれの場合においても、パラメータの設定値としては、ＬＳＩメーカーが独自に決めるものとし、当該ＬＳＩメーカーが製造する全ＬＳＩで同じ値、所定台数ごと、ロットごと、マスクセットが変わるごとに違う値、としてもよいし、鍵発行機関が決めるものとして、全ＬＳＩメーカーで共通のパラメータを用いるようにしてもよい。
（３）ＬＳＩには２種類のＬＳＩ鍵（ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂ）を設定しているが、これらは、共用して、同一の値としても良い。これにより、ＬＳＩに実装する鍵データの面積を削減することが可能である。但し、この場合、ＬＳＩ鍵Ａが暴露されると、ＬＳＩ鍵Ｂも知られてしまうということになる。これを避けつつ、ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂの実装ビット数を削減するために、一部のビットだけを共有化するようにしても良い。例えば、図１５に示すように、ＬＳＩには、１９２ビットのＬＳＩ鍵（８６）を実装しておき、その上位１２８ビットをＬＳＩ鍵Ａ（８６０）、下位１２８ビットをＬＳＩ鍵Ｂ（８６１）としても良い。この場合、ＬＳＩ鍵Ａが暴露されたとしても、ＬＳＩ鍵Ｂの１２８ビットのうち、３２ビットは知られてしまうが、残りの９６ビットの秘密性は保たれるので、ＬＳＩ鍵Ｂの全体データを知るためには、９６ビットの総当り解析が必要である。これは、現実的には困難なので、ＬＳＩ鍵Ｂ自体の秘密性は保たれる。
（４）ＬＳＩ鍵Ａ、ＬＳＩ鍵Ｂは、それぞれ複数の鍵をＬＳＩに実装しておいて、使い分けても良い。その場合、各ＬＳＩ鍵を識別するために、ＬＳＩ鍵Ａ識別子やＬＳＩ鍵Ｂ識別子を導入して、暗号鍵生成処理の際には、ＩＤ１もしくはＩＤ２に加えて、ＬＳＩ鍵Ａ識別子、ＬＳＩ鍵Ｂ識別子を、第１暗号鍵生成部、第２暗号鍵生成部に入力して、前記識別子に基づいて複数のＬＳＩ鍵ＡもしくはＬＳＩ鍵Ｂから１つを選択して、ＩＤ１もしくはＩＤ２を用いた暗号鍵生成処理を行えばよい。こうすれば、セットメーカーごとにＬＳＩ鍵を使い分けることができ、セキュリティの独立性（あるセットメーカーの鍵が暴露されても、他のセットメーカーの鍵の秘匿性に影響を及ぼさない）がより確実に保たれる。
図１１は、第６の実施の形態に上記の仕組みを適用した場合の構成例である。第６の実施の形態の構成例を示した図９からＬＳＩ鍵リスト記憶部６６１４、ＬＳＩ鍵選択部６６１２、及び、ＬＳＩ鍵識別子６６１３が追加される。ＬＳＩ鍵リスト記憶部６６１４は、所定個数のＬＳＩ鍵をリストとして保管し、各ＬＳＩ鍵は、所定ビットの識別子が付与されている。ＬＳＩ鍵選択部６６１２は、ＬＳＩ鍵識別子６６１３で特定されるＬＳＩ鍵をＬＳＩ鍵リスト記憶部６６１４から取得して、ＬＳＩ鍵６６０９とする。取得したＬＳＩ鍵を用いた復号化処理などの以降の処理は、第６の実施の形態と同じである。
（５）セット内で第２暗号化デバイス鍵を格納する場所は、ＬＳＩ外部の不揮発メモリでなくても良い。不揮発メモリはＬＳＩ内部にあってもよいし、セット外部のメモリに格納されていても良い。あるいは、ネットワーク上のサーバに記憶しておいて、必要なときに、セットがネットワークを介してサーバに接続して読み出すようにしても良い。
（６）デバイス鍵実装に関するセキュリティ要件によっては、ＩＤ２は、必ずしもＬＳＩ１個ごとに異なるようにする必要はない。例えば、ＩＤ２を所定個数ごとに変えるような運用であっても、出荷後に同じＩＤ２を有するセットを見つけ出すことは現実的に困難であるから、デバイス鍵コピーによるクローン機器作成に対しては充分な安全性を保持していると言える。
（７）ＩＤ１を切り替える単位は、実施の形態に記載の方法に限定されない。予め決めた個数ごとに変えても良いし、製造時期で区切って変えても良い。あるいは、ＬＳＩの品番ごとに変えても良いし、製造ロットごとに変えてもよい。ＬＳＩを提供するセットメーカーごとに変えても良いし、上記を組み合わせても良い（例えば、セットメーカーごとに変え、同じセットメーカーであってもロットごとに変える、など）。また、ＩＤ１は、ＲＯＭデータとして実装して、マスクセットが変わるときにだけ変更する、としてもよい。
（８）ＩＤ１、ＩＤ２の生成方法は、特定の方法に限定されない。ある初期値を定めて、１加算しながらＩＤを決めていっても良いし、乱数生成器などを用いてランダムに決定しても良い。あるいは、ＩＤデータの内部をいくつかのフィールドに区切って、先頭フィールドはセットメーカー識別情報、次のフィールドはロット番号、などのように構造化しても良い。
（９）セットメーカーが、鍵発行機関に不正に第１暗号化デバイス鍵発行を依頼することを防止するために、以下のような対策を施してもよい。
（９−１）ＬＳＩメーカーは、デジタル署名用の署名生成鍵と署名検証鍵を生成する。署名検証鍵は、鍵発行機関に送付する。ＬＳＩメーカーがセットメーカーにＩＤ１を送付する際には、デジタル署名生成鍵を用いて生成したデジタル署名をＩＤ１に付加して送付する。セットメーカーが、鍵発行機関に第１暗号化デバイス鍵発行を依頼する際には、前記のデジタル署名が付加されたＩＤ１を送付する。鍵発行機関の鍵暗号化ツールは、署名検証鍵を用いて、受け付けたＩＤ１のデジタル署名を検証して、正しいことが確認されたときに限り、第１暗号化デバイス鍵発行を行う。これにより、セットメーカーが架空のＩＤ１に対して第１暗号化鍵発行を行うことが防止できる。
（９−２）ＬＳＩメーカーは、セットメーカーにＩＤ１を送付すると同時に、鍵発行機関にもＩＤ１を送付しておく。鍵発行機関は、受け取ったＩＤ１を、ＬＳＩメーカーＩＤごとにリストとして保持する。鍵発行機関の鍵暗号化ツールは、セットメーカーから第１暗号化デバイス鍵発行依頼を受け付けると、その［ＬＳＩメーカーＩＤ、ＩＤ１］の組が、上記でＬＳＩメーカーから受け取ったリストの中に存在するか否かをチェックする。そして、存在する場合に限り、第１暗号化デバイス鍵発行を行う。これにより、セットメーカーが架空のＩＤ１に対して第１暗号化鍵発行を行うことを防止できる。更に、鍵発行機関の鍵暗号化ツールは、第１暗号化デバイス鍵発行が完了したあとで、前記ＩＤ１を、前記リストから削除するようにしてもよい。これにより、ＬＳＩメーカーが、過去に既に第１暗号化鍵発行を受けたＩＤ１に対して、再度の発行依頼を不要に行うことを防止できる。
（９−３）鍵発行機関の鍵暗号化ツールには、無効な［ＬＳＩメーカーＩＤ、ＩＤ１］の組のリストが登録されていて、セットメーカーから第１暗号化デバイス鍵発行依頼を受け付けると、その［ＬＳＩメーカーＩＤ、ＩＤ１］の組が、上記でＬＳＩメーカーから受け取ったリストの中に存在するか否かをチェックしても良い。もしも、リストの中に存在する場合には、無効である旨を出力して、第１暗号化鍵発行処理を中止する。これにより、万一、ＬＳＩメーカーが不正なセットメーカーにＩＤ１を発行してしまった後でも、そのセットメーカーへの第１暗号化デバイス鍵発行を停止することで、不正なセットの製造を止めることができる。
なお、上記（９−１）〜（９−３）を任意に組み合わせても良い。
（１０）実施の形態では、ＬＳＩメーカー、セットメーカーがそれぞれ１社ずつある場合について説明したが、それぞれ２社以上のメーカーがあっても良い。
（１１）鍵発行機関は、以下のようにして、第１暗号化デバイス鍵の発行依頼を行うセットメーカーの認証を行い、その発行依頼が確かにそのセットメーカーから送付されたものであることを認証しても良い。まず、セットメーカーは、公開鍵暗号を用いたデジタル署名方式のアルゴリズムに従って、署名生成鍵と署名検証鍵を生成する。署名検証鍵は、鍵発行機関に送付する。鍵発行機関は、そのセットメーカーの身元を確認の上、セットメーカーの識別情報とともにその署名検証鍵を署名検証鍵データベースに登録する。セットメーカーが、第１暗号化デバイス鍵の発行依頼を行う際には、ＬＳＩメーカーＩＤとＩＤ１及び発行依頼する鍵の個数などの依頼情報に対して、署名生成鍵を用いてデジタル署名を生成付加し、鍵発行機関に送る。鍵発行機関は、署名検証鍵データベースを検索して、当該セットメーカーの署名検証鍵を取得して、受け付けた依頼情報のデジタル署名を検証する。そして、署名の正当性が確認できたときに限り、受け付けた依頼内容に基づいて、第１暗号化デバイス鍵の発行を行う。署名の正当性が確認できない場合は、第１暗号化デバイス鍵の発行を拒否する。
（１２）実施の形態では、ＬＳＩへのＩＤ１、ＩＤ２の実装形態をヒューズとしたが、これに限定されない。例えば、ＲＯＭデータとして実装してもよいし、ＬＳＩ内部の不揮発メモリに書き込んでも良い。あるいは、ＬＳＩの外付けメモリに書き込んでもよい。この場合、外付けメモリに書き込んだＩＤデータが改ざんされていないことを確認する仕組みをＬＳＩに実装することで、ＩＤデータの不正偽造が防止可能である。ＩＤデータの改ざん防止方法としては、例えば、ＬＳＩメーカーは、ＬＳＩ内部の秘密鍵を用いて、ＩＤデータのＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を作成してＩＤデータとともに外付けメモリに書き込む。ＬＳＩがＩＤを読み出す際には、このＭＡＣデータを用いてＩＤが改ざんされていないことを確認する。
（１３）実施の形態において、第１暗号鍵、第２暗号鍵は、ＬＳＩ鍵とＩＤとから生成したが、暗号鍵の生成方法としては、ＬＳＩ内部の秘密情報とＩＤに基づいて暗号鍵が生成されるのであればなんでも良い。例えば、暗号鍵の生成方法自体が秘密であれば、ＩＤに対して、前記生成方法に基づいて暗号鍵を生成するようにしても良い。
（１４）ＬＳＩメーカーは、各セットメーカーに出荷したＬＳＩ台数を鍵発行機関に通知しても良い。そして、鍵発行機関は、各セットメーカーに発行したデバイス鍵の個数をカウントしておく。鍵発行機関は、ＬＳＩの購入個数と発行デバイス鍵個数を比較して両者の数字が極端に違うセットメーカーがあれば、同じデバイス鍵をコピーして複数のセットに実装しているのではないかと、推定することが可能である。これにより、セットメーカーによる、デバイス鍵コピーの不正を抑制することが可能である。
（１５）デバイス鍵を実装する対象は、本実施の形態に限定されない。何らかの暗号処理もしくは認証処理をするための鍵を製造時に実装する必要のある機器であれば、本発明の対象となる。ＤＶＤプレーヤー／レコーダー、ＨＤＤレコーダー、ＢＤプレーヤー／レコーダー、ＳＤオーディオプレーヤー／レコーダー、ＳＤビデオプレーヤー／レコーダー、ＳＤメモリーカード、メモリースティック、デジタルＴＶ、などはその一例である。実施の形態では、メディアに記録されたコンテンツを再生するホストを製造するプロセスとして説明したが、鍵を実装する機器であれば、何でも良い。例えば、第１の実施の形態をホストと認証を行うメディアカードの製造に適用した例が図１３である。図では、カードコントローラーＬＳＩ８０は、デバイス鍵を用いてホスト８３と認証を行う場合を示している。
（１６）ＩＤ１、ＩＤ２の実装ビット数を削減するために、一部のビットを共有化するようにしても良い。例えば、図１４に示すように、ＬＳＩには、９６ビットのＩＤ（８５）を実装しておき、その上位６４ビットをＩＤ１（８５０）、下位６４ビットをＩＤ２（８５１）としてＬＳＩ内部で用いても良い。このとき、所定ＬＳＩ個数ごとにＩＤ１を変更する場合には、ＩＤ２とは共用していない上位３２ビットを変更するものとし、ＬＳＩ１個ごとにＩＤ２を変更する場合には、ＩＤ１とは共用していない下位３２ビットを変更すればよい。
（１７）ＬＳＩメーカーから鍵発行機関にＬＳＩ鍵Ａを送付する際には、ＰＧＰ（Ｐｒｅｔｙ Ｇｏｏｄ Ｐｒｉｖａｃｙ）などの暗号化ツールで暗号化の上、メディアに格納して郵送するか、電子メールで送付するなどしても良い。鍵発行機関からセットメーカーに第１暗号化デバイス鍵を送付する際にも、上記と同様の手段を用いても良い。あるいは、鍵発行機関が各種鍵発行をオンラインで受け付けるＷＥＢサーバを運営し、ＬＳＩメーカーもしくはセットメーカーは、そのＷＥＢサーバにアクセスして、ＬＳＩ鍵Ａの登録あるいは、第１暗号化デバイス鍵の発行依頼送信・発行データのダウンロードを行うようにしてもよい。その場合、ＷＥＢサーバとの間の認証及び暗号化通信手段として、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）などを用いても良い。
（１８）ＬＳＩ鍵Ａ及びＬＳＩ鍵Ｂの運用方法としては、以下のようにしてもよい。（Ａ）ＬＳＩメーカーごとに異なる値とし、そのメーカーの製造するＬＳＩには全て同じ値を設定するようにしてもよい。（Ｂ）ＬＳＩメーカーごとに異なる値とし、更にそのメーカーの製造するＬＳＩは、所定台数ごと、所定ロット数ごと、マスクセットが変わるごと、または、ＬＳＩを供給するセットメーカーごとに異なる値を設定するようにしてもよい。（Ｃ）全ＬＳＩメーカーの全ＬＳＩで同じ値を設定するようにしてもよい。
（１９）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
本発明にかかる鍵実装システムは、セットメーカーによる鍵の不正漏洩リスクとエンドユーザによる鍵コピーによるクローン機器作成のリスクを防止しつつも、ＬＳＩへ設定する鍵を追加することなく暗号鍵のバリエーションを増加することが可能で、更に、セット製造時の暗号鍵管理が簡便である、という特徴を有するので、コンテンツの著作権保護機能を有する機器あるいはメディアカードへの鍵実装システムの実現に有用である。
１ セット
１０ ＬＳＩ
１０ａ ＩＤ２
１０ｂ ＬＳＩ鍵Ｂ
１１ 不揮発メモリ（記憶部）
１２ 鍵書き込み装置
１３ メディア
１００ 第１暗号鍵生成部
１０１ 第１復号化部
１０３ 第２暗号化部
１０４ 第２復号化部
１０５ 第２暗号鍵生成部
１０７ コンテンツ復号化処理部
１０８ ＩＤ１
１０９ ＬＳＩ鍵Ａ
１１０ 第２暗号化デバイス鍵
１２０ 第１暗号化デバイス鍵
１３０ 暗号化コンテンツ
２０１ 第１検証部
２０６ 第２検証部

Claims (15)

  1. ＬＳＩであって、
    前記ＬＳＩと記憶部を含むセット機器に鍵を実装するための鍵書き込み装置から第１の暗号化鍵データを受け、第１の暗号鍵を用いて前記第１の暗号化鍵データを復号化して第１の復号化鍵データを生成する第１復号化部と、
    第２のＩＤに基づいて第２の暗号鍵を生成する第２暗号鍵生成部と、
    前記第２の暗号鍵を用いて前記第１の復号化鍵データを暗号化して第２の暗号化鍵データを生成する第２暗号化部と、
    前記第２の暗号化鍵を用いて前記第２の暗号化鍵データを復号化して第２の復号化鍵データを生成する第２復号化部とを有するものであり、
    鍵実装時には前記第２暗号化部が前記第２の暗号化鍵データをセット機器に共に含まれる前記記憶部に格納し、鍵使用時には前記第２復号化部がセット機器に共に含まれる前記記憶部から前記第２の暗号化鍵データを読み出す
    ことを特徴とするＬＳＩ。
  2. 第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成する第１暗号鍵生成部を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のＬＳＩ。
  3. 前記第１暗号鍵生成部は、第１のＬＳＩ鍵および前記第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成するものであり、
    前記第２暗号鍵生成部は、第２のＬＳＩ鍵および前記第２のＩＤに基づいて前記第２の暗号鍵を生成するものである
    ことを特徴とする請求項２記載のＬＳＩ。
  4. 第１の部分データ、第２の部分データ、および第３の部分データからなるＩＤデータを保持するものであり、
    前記第１のＩＤは、前記第１および第３の部分データからなり、
    前記第２のＩＤは、前記第２および第３の部分データからなる
    ことを特徴とする請求項２記載のＬＳＩ。
  5. 前記第１のＩＤを、前記外部の記憶部より取得し、
    前記第２のＩＤは、前記ＬＳＩに保持されている
    ことを特徴とする請求項２記載のＬＳＩ。
  6. 前記第１の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、
    前記検証データを確認して前記第１の復号化鍵データの正当性を検証する第１検証部を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のＬＳＩ。
  7. 前記第２の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、
    前記検証データを確認して前記第２の復号化鍵データの正当性を検証する第２検証部を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のＬＳＩ。
  8. 前記第２の復号化鍵データを用いて、暗号化コンテンツへのアクセスに係る認証処理または暗号化コンテンツの復号処理を行うコンテンツ復号化処理部を備えている
    ことを特徴とする請求項１記載のＬＳＩ。
  9. 鍵書き込み装置によって、ＬＳＩと記憶部を含むセット機器に鍵を実装する方法であって、
    前記鍵書き込み装置から第１の暗号化鍵データを受け、前記ＬＳＩを用いて、第１の暗号鍵を用いて前記第１の暗号化鍵データを復号化して第１の復号化鍵データを生成する第１復号化ステップと、
    前記ＬＳＩを用いて、第２のＩＤに基づいて第２の暗号鍵を生成する第２暗号鍵生成ステップと、
    前記ＬＳＩを用いて、前記第２の暗号鍵を用いて前記第１の復号化鍵データを暗号化して第２の暗号化鍵データを生成し、前記第２の暗号化鍵データを前記記憶部に格納する第２暗号化ステップを含むことを特徴とする鍵実装方法。
  10. 前記記憶部から読み出した前記第２の暗号化鍵を用いて前記第２の暗号化鍵データを復号化して第２の復号化鍵データを生成する第２復号化ステップを含むことを特徴とする請求項９記載の鍵実装方法。
  11. 第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成する第１暗号鍵生成ステップを含む請求項１０記載の鍵実装方法。
  12. 前記第１暗号鍵生成ステップは、第１のＬＳＩ鍵および前記第１のＩＤに基づいて前記第１の暗号鍵を生成するものであり、
    前記第２暗号鍵生成ステップは、第２のＬＳＩ鍵および前記第２のＩＤに基づいて前記第２の暗号鍵を生成するものである
    ことを特徴とする請求項１１記載の鍵実装方法。
  13. 前記第１の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、
    前記ＬＳＩを用いて、前記検証データを確認して前記第１の復号化鍵データの正当性を検証する第１検証ステップを有する
    ことを特徴とする請求項９記載の鍵実装方法。
  14. 前記第２の復号化鍵データは、検証データを含むものであり、
    前記検証データを確認して前記第２の復号化鍵データの正当性を検証する第２検証ステップを有する
    ことを特徴とする請求項９記載の鍵実装方法。
  15. 前記第２の復号化鍵データを用いて、暗号化コンテンツへのアクセスに係る認証処理または暗号化コンテンツの復号処理を行うコンテンツ復号化処理ステップを備えている
    ことを特徴とする請求項９記載の鍵実装方法。
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