ストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステム
【課題】ホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見、暴露されることを防止することが可能なストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステムを提供する。
【解決手段】ストレージ装置２０は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部２３と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部２４と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部２６と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部２５とを有する。
【解決手段】ストレージ装置２０は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部２３と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部２４と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部２６と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部２５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツのコピープロテクト機能を有するリムーバルメディアであるストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Blu-ray DiscやＤＶＤ、メモリといったリムーバブルメディアを利用するコピープロテクトシステムにおいて、ビデオ等の暗号化コンテンツは１６バイト程度のごく小さなデータであるタイトル鍵によって暗号化されている。
そして、契約上許可されたコピープロテクトシステムのみがそのタイトル鍵を取り扱うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、秘密の値であるコンテンツ鍵の取り扱いが堅牢なハードウェア製品に対し、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）ソフトウェア製品ではタイトル鍵の暴露が比較的容易であるという問題がある。
【０００４】
従来、コピープロテクトシステムでは、ＰＣソフトウェアにより実現された暗号化コンテンツプレーヤ・レコーダに対しても、堅牢な製品と区別することなくごく小さなデータであるタイトル鍵を渡している。
結果としてＰＣソフトウェアのごくわずかなメモリ領域を参照することでタイトル鍵を発見・暴露することが可能であった。
【０００５】
このようにして暴露されたタイトル鍵は、非常にコンパクトな値であるため、掲示板に公開されたり、悪意のソフトウェアに組み込まれたりすることも容易であった。
このようなタイトル鍵の暴露によって、そのタイトル鍵で暗号化された同一タイトルの複数のBlu-ray Discメディア等の暗号化が無意味なものとされる事象が頻発している。
【０００６】
本発明は、ホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見・暴露されることを防止することが可能なストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点のストレージ装置は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するストリーム鍵生成部と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部とを有する。
【０００８】
本発明の第２の観点のホスト装置は、ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する通信部と、上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部とを有する。
【０００９】
本発明の第３の観点のストレージシステムは、ストレージ装置と、上記ストレージ装置と通信可能なホスト装置と、を有し、上記ストレージ装置は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第１のストリーム鍵生成部と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見、暴露されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に適用されるストレージシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるホスト装置とストレージ装置間の基本的な通信シーケンスについて説明するための図である。
【図３】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第１例を示す図である。
【図４】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第２例を示す図である。
【図５】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第３例を示す図である。
【図６】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第４例を示す図である。
【図７】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第５例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は次の順序で行う。
１．ストレージシステムの全体の概略構成
２．ホスト装置とストレージ装置間の通信シーケンス
【００１３】
＜１．ストレージシステムの全体の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に適用されるストレージシステムの概略構成を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、ストレージシステムは、ホスト装置１０と、ホスト装置１０に着脱自在に装着可能なストレージ装置（メモリ装置）２０を主構成要素として有している。本実施形態において、ストレージ装置２０は不揮発性メモリであるフラッシュメモリを有する。
本実施形態のストレージシステムにおいて、ストレージ装置２０は、ホスト装置１０と認証する機能を有し、小さなタイトル鍵からコンテンツデータと同じタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム暗号鍵生成部を持つ。
タイトル鍵やタイトルストリーム暗号鍵生成部を持つことを許されないホスト装置の場合、そのホスト装置は、認証しタイトルストリーム鍵を受け取るが、タイトル鍵を知ることはできない。
【００１５】
より具体的には、本実施形態のストレージシステム（メモリシステム）において、ストレージ装置２０およびホスト装置１０は、以下の特徴的な構成を有する。
ストレージ装置２０は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、を有する。
ストレージ装置２０は、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じた、たとえば、暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第１のタイトルストリーム鍵生成部を含む。
ストレージ装置２０は、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部を含む。
ストレージ装置２０は、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により安全に区別し、タイトルトリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む。
また、ストレージ装置２０は、秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を持つことも可能である。
ストレージ装置２０は、制御部がホスト装置１０から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を第２のストレージ部に記録し保存する機能を持たせることも可能である。
【００１６】
ホスト装置１０は、ストレージ装置２０と通信可能な第２の通信部を有する。
第２の通信部は、通信可能状態にあるストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態でコンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵とを受信する機能を有する。
ホスト装置１０は、第２の通信部で受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部を含む。
この暗号解除部は、タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵によりコンテンツデータの暗号を解除する。
ホスト装置１０は、秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部を持つことも可能である。
そして、暗号解除部は、ストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除することが可能である。
ホスト装置１０は、保護すべきたとえば平文のコンテンツデータを、ストレージ装置１０から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、第２の通信部を介してストレージ装置２０に送信して記録する暗号化部を持つことも可能である。
また、第２の通信部は、秘密のタイトル鍵をストレージ装置２０に秘密を保持したまま伝える機能を含む。
そして、暗号化部は、あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、このタイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて第２の通信部を伝達するように構成することも可能である。
以下、ストレージ装置２０およびホスト装置１０の具体的な構成、機能について説明する。
【００１７】
ホスト装置１０は、ストレージ装置２０と通信可能なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子機器により構成される。
ホスト装置１０は、第１の制御部としてのＣＰＵ１１、メモリ１２、ディスプレイ１３、入出力処理（Ｉ／Ｏ）部１４、および第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ（インタフェイス）１５を備える。
また、ホスト装置１０は、コンテンツデータ等を記憶するストレージデバイス１６を有する。
そして、ホスト装置１０は、上述した暗号化機能および暗号解除機能を含む暗号化および暗号解除部１７をさらに有する。
ホスト装置１０は、秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部１８を含む場合もある。
ＣＰＵ１１は、メモリ１２、ディスプレイ１３、Ｉ／Ｏ部１４、外部メモリＩ／Ｆ１５、ストレージデバイス１６、暗号化および暗号解除部１７、およびタイトルストリーム鍵生成部１８と、バス１９を介し相互に接続されている。
メモリ１２は、プログラム格納用のＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等を有する。第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ１５は、ＣＰＵ１１の制御命令に従ってストレージ装置２０との間でデータを送受する。
【００１８】
暗号化および暗号解除部１７は、第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ１５で受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する。
この暗号化および暗号解除部１７は、タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵によりコンテンツデータの暗号を解除する。
暗号化および暗号解除部１７は、ストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除することが可能である。
暗号化および暗号解除部１７は、保護すべきたとえば平文のコンテンツデータを、ストレージ装置１０から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、外部メモリＩ／Ｆ１５を介してストレージ装置２０に送信して記録する。
また、外部メモリＩ／Ｆ１５は、秘密のタイトル鍵をストレージ装置２０に秘密を保持したまま伝える機能を含む。
そして、暗号化および暗号解除部１７は、あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、このタイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて第２の通信部を伝達する。
【００１９】
ストレージ装置２０は、第１の制御部としてのＣＰＵ２１、メモリ２２、第１のストレージ部としての第１のフラッシュメモリ２３、第２のストレージ部としての第２のフラッシュメモリ２４と、および第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５を有する。
ストレージ装置２０は、タイトルストリーム鍵生成部２６、および暗号化および暗号解除部２７を有する。
ＣＰＵ２１は、メモリ２２、フラッシュメモリ２３，２４、ホストＩ／Ｆ２５、タイトルストリーム鍵生成部２６、および暗号化および暗号解除部２７と、バス２８を介し相互に接続されている。
メモリ２２は、プログラム格納用のＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等を有する。
【００２０】
第１のフラッシュメモリ２３は、第１のストレージ部として機能し、たとえば、ＮＯＲ型またはＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ（不揮発性メモリ）からなる。
第１のフラッシュメモリ２３は、たとえば期限管理された暗号化されているコンテンツデータ（コンテンツファイル）ＣＴＤ等を記録し保持する。このコンテンツデータＣＴＤは、たとえば５０ギガバイト（ＧＢ）の大容量データである。
【００２１】
第２のフラッシュメモリ２４は、第２のストレージ部として機能し、たとえば、ＮＯＲ型またはＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ（不揮発性メモリ）からなる。
第２のフラッシュメモリ２４は、秘密化されたたとえば１６バイト（Ｂ）のタイトル鍵ＴＬＫを記録し保持する。この秘密化されたタイトル鍵ＴＬＫは、たとえば１６バイトと、コンテンツデータＣＴＤの５０ギガバイト（ＧＢ）の大容量データに比べて小容量のデータである。
第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５は、ＣＰＵ２１の制御命令に従ってホスト装置１０との間でデータを送受する。
【００２２】
タイトルストリーム鍵生成部２６は、第２のフラッシュメモリ２４に記録されているタイトル鍵ＴＬＫから、第１のフラッシュメモリ２３に記録されているコンテンツデータＣＴＤと同じサイズのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成する。
暗号化および暗号解除部２７は、ＣＰＵ２１の制御の下、タイトルストリーム鍵生成部２６で生成されるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを暗号化し、ホストＩ／Ｆ２５を通してホスト装置１０に送信する。
暗号化および暗号解除部２７は、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されたコンテンツデータＣＴＤやホスト装置１０から送信された暗号化されたコンテンツデータ、タイトルストリーム鍵の暗号を解除する。
【００２３】
タイトルストリーム鍵生成部２６は、たとえば以下のようなものにより構成可能である。
タイトル鍵ＴＬＫと、何らかの値をもとに、コンテンツデータＣＴＤの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成することができる。
たとえば、コンテンツデータ（ファイル）５０ＧＢの８割を暗号化するのであれば、少なくとも４０ＧＢ分のタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成できる。
暗号器（暗号化および暗号解除部）に対して、タイトル鍵ＴＬＫと、必要に応じて他のパラメータを与えることでタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成できる。
暗号器としては、たとえばＡＥＳ ＣＴＲモードを用いることが可能である。
タイトル鍵の他に与えるパラメータとしては、たとえばファイルオフセットや、コンテンツ内のカウンター値、パケットヘッダーなどを用いることが可能である。
【００２４】
なお、暗号化されたコンテンツデータとタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する機能や、上記保護すべき平文のコンテンツデータをタイトルストリーム鍵で暗号化する機能としては、たとえば次のようにして実現可能である。
すなわち、コンテンツデータとタイトルストリーム鍵とをＸＯＲ（排他的論理和）を実行することにより実現可能である。
【００２５】
第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５は、ＣＰＵ２１の制御命令に従ってホスト装置１０との間でデータを送受する機能に加えて、生成されたタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを、秘密を保持したままでホスト装置１０に伝達する機能を有する。
この秘密を保持したまま伝達する機能としては、たとえば以下のようなものも含む。
物理的に秘密を保持できる通信路、たとえば頑丈に保護された光ファイバや、認証技術によるセッションキー・バスキーや既定の鍵で暗号化された通信路を含む。
【００２６】
なお、ここで説明したタイトルストリーム鍵生成部や秘密を保持したまま伝達する機能は、上述したようにホスト装置１０に持たせた場合、同様の構成、機能を適用可能である。
【００２７】
また、制御部としてのＣＰＵ２１は、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により安全に区別し、タイトルトリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する機能を含む。
【００２８】
ストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト製品と、許されないホスト製品とを安全に区別する機能としては、たとえば以下のようなものである。
それぞれのホスト装置に異なる認証鍵を保持させる。
それぞれのホスト装置に渡した公開鍵で検証可能な証明書に異なる属性を与える。
それぞれのホスト装置とストレージ装置間の物理的なインタフェイスを偽造困難な異なる技術（たとえば高度な青色レーザーによる通信）とする。
【００２９】
ストレージ装置２０を形成するストレージメディアデバイス製品は、たとえば以下のようなものが例示される。
ストレージ装置２０は、たとえば光学メディアや光学メディアドライブにより形成される。
光学メディアは、暗号化されたコンテンツデータや、秘密のタイトル鍵を保持するＲＯＭメディア、書き換え可能メディア・追記可能メディアなどの種類がある。
光学メディアドライブは、ストリーム鍵生成器を持ち、ストリーム鍵を、たとえばホストと暗号を用いて認証することで秘密に転送することができるフラッシュメモリカード、ＵＳＢメモリ・著作権保護対応ＨＤＤ等により形成される。
また、光学メディア、光学メディアドライブの両方の機能を一体化したような構成を採用可能であり、物理的にはフラッシュメモリやＨＤＤなどを適用することが可能である。
【００３０】
ホスト装置１０を形成するホスト製品は、たとえば以下のようなものが例示される。
ホスト装置１０は、メディアプレーヤ・レコーダ機器、Blu-rayプレーヤ・レコーダ、ＨＤＤレコーダ、ＰＣ用Blu-ray/ＤＶＤレコーダ・プレーヤソフト、ＫＩＯＳＫサーバと端末により形成される。
また、ストリーム鍵生成器を保持することを許されないホスト製品としては、例えば以下のようなものが例示される。
たとえばＰＣ用Blu-ray/DVDレコーダ・プレーヤソフトである。
【００３１】
＜２．ホスト装置とストレージ装置間の通信（認証）シーケンス＞
次に、本実施形態におけるホスト装置１０とストレージ装置２０間の通信（認証）シーケンスについて説明する。
図２は、本実施形態におけるホスト装置とストレージ装置間の基本的な通信シーケンスについて説明するための図である。
【００３２】
本実施形態のストレージシステムにおいては、たとえばホスト装置１０とストレージ装置２０間で認証と鍵交換を行い、バス鍵（Bus Key）を共有するためのプロトコルに従って処理する。
ストレージシステムにおいては、ホスト装置１０とストレージ装置２０間の認証にはチャレンジ（Challenge）およびレスポンス（Response）方式を使う。
ストレージシステムにおいては、ホスト装置１０とストレージ装置２０間の鍵交換にはECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)を使う。
【００３３】
［ステップＳＴ１］
ステップＳＴ１において、ホスト装置１０がたとえば公開鍵証明書をストレージ装置２０に送信する。
ストレージ装置２０は、認証局の公開鍵で公開鍵証明書を検証する。
ストレージ装置２０は、公開鍵証明書内のアクセス制御情報（属性情報）からホスト装置１０がタイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置であるか否かを安全に区別する。
【００３４】
［ステップＳＴ２］
ステップＳＴ２においては、ストレージ装置２０がホスト装置１０へchallenge(擬似乱数)を送信する。
【００３５】
［ステップＳＴ３］
ステップＳＴ３においては、ホスト装置１０がストレージ装置２０へresponse(challengeをホスト装置１０の秘密鍵で暗号化した値)を送信する。
【００３６】
［ステップＳＴ４］
ステップＳＴ４においては、ストレージ装置２０はresponseをホスト装置１０の公開鍵で復号し、challengeで送信した値と一致することを確認する。一致が確認できたら認証されたことをホスト装置１０に通知する。
【００３７】
［ステップＳＴ５］
ステップＳＴ５においては、ホスト装置１０がストレージ装置２０へ取得したいタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送信要求を発行する。
【００３８】
［ステップＳＴ６］
ステップＳＴ６においては、ストレージ装置２０はタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送信要求を受けて、ステップＳＴ１で取得した判定結果に応じた処理を行う。
すなわち、ストレージ装置２０は、送信要求を発行したホスト装置１０が、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置であると判定した場合に、タイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータをホスト装置１０に送信する。
【００３９】
以下に、タイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の具体例を示す。
【００４０】
図３は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第１例を示す図である。
【００４１】
図３の例は、ホスト装置がＰＣホストプレーヤで、ストレージ装置がメモリカードである場合のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作を示している。
図３の例では、ストレージ装置２０Ａのタイトルストリーム鍵生成部２６において、タイトル鍵ＴＬＫから、第１のフラッシュメモリ２３に記録されているコンテンツデータＣＴＤと同じサイズのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが生成される。
そして、暗号化および暗号解除部２７において、ＣＰＵ２１の制御の下、タイトルストリーム鍵生成部２６で生成されるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが暗号化され、ホストＩ／Ｆ２５を通してホスト装置１０Ａに送信される。
このとき、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されているコンテンツデータＣＴＤもホスト装置１０Ａに送信される。
ホスト装置１０においては、ストレージ装置２０からのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが暗号化および暗号解除部１７において暗号解除される。
そして、暗号化および暗号解除部１７において暗号解除されたタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを用いて、たとえばＸＯＲを行って受信したコンテンツデータの暗号解除が行われる。
【００４２】
図４は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第２例を示す図である。
【００４３】
図４の第２例が図３の第１例と異なる点は、ストレージ装置２０Ｂが光学メディア用ドライブにより形成されていることにある。
第２例において、その他の構成は第１例と同じであり、その動作も基本的には同様に行われることから、ここではその説明は省略する。
【００４４】
図５は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第３例を示す図である。
【００４５】
図５の第３例が図３の第１例と異なる点は、次の通りである。
第３例では、ホスト装置１０ＣがＰＣホストレコーダにより形成され、ストレージ装置２０Ｃが外部、ここではホスト装置１０Ｃから新規タイトル鍵の生成依頼を受けてタイトル鍵生成部２９で生成する。生成されたタイトル鍵は第２のフラッシュメモリ２４に記録される。
第３例において、その他の構成は第１例と同じであり、その動作も基本的には同様に行われることから、ここではその説明は省略する。
【００４６】
図６（Ａ）および（Ｂ）は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第４例を示す図である。
【００４７】
図６（Ａ）は図３の第１例と同じである。
第４例では、図６（Ｂ）に示すように、ホスト装置１０ＤはＰＣホスト以外の場合、たとえばＣＥホストプレーヤ１０Ｄの場合、ストレージ装置２０Ｄにおいて本実施形態の特徴であるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫの生成を行わない。
この場合、通常のたとえば１６バイトのタイトル鍵の暗号化してホスト装置１０Ｄに送信する。
このとき、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されているコンテンツデータＣＴＤもホスト装置１０Ｄに送信される。
ホスト装置１０Ｄにおいては、ストレージ装置２０Ｄからの通常のタイトル鍵ＴＬＫが暗号化および暗号解除部１７において暗号解除される。
そして、暗号化および暗号解除部１７において暗号解除されたタイトル鍵ＴＬＫを用いて、たとえばＸＯＲを行って受信したコンテンツデータの暗号解除が行われる。
【００４８】
図７は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第５例を示す図である。
【００４９】
この第５例は、ホスト装置１０ＥがＫＩＯＳＫなどＭＯＤ／ＥＳＴサーバにより形成され、ストレージ装置２０Ｅは第１例と同様にメモリカードにより形成されている。
ホスト装置１０Ｅ側の暗号化および暗号解除部１７において、コンテンツデータがたとえば１６バイトのタイトル鍵ＴＬＫを用いて暗号化され、タイトル鍵ＴＬＫも暗号化されてストレージ装置２０Ｅに送信される。
ストレージ装置２０Ｅでは、受信した暗号化されたコンテンツデータが第１のフラッシュメモリ２３に記録され、タイトル鍵が暗号化および暗号解除部２７で暗号解除されて第２のフラッシュメモリ２４に記録される。
【００５０】
この場合、サーバにはＣＥホストプレーヤと同様に、タイトルストリーム鍵の生成方法が知らされている。
その結果、ＫＩＯＳＫなどＥＳＴのコンテンツデータ（ファイル）は作り置きできる。そして、タイトル鍵の定期的な変更に伴う暗号のかけなおし等は不要である。
【００５１】
なお、ＰＣホストとそれ以外のホストとの判別方法としては、たとえばホスト側証明書に“ＰＣ”または“ＮｏｔＰＣ”属性を追加する等により対応可能である。
“ＮｏｔＰＣ”属性には、ＣＥ機器、サーバ等を含む。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ＰＣソフトウェアによるプレーヤ・レコーダなどホスト製品には、タイトル鍵やストリーム暗号生成器を持たせず、それらの取り扱いは別途リムーバブルメディアのドライブないしメディアに任せた実装が可能となる。
そのため、それらタイトル鍵やストリーム暗号生成器を持たないホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見・暴露されるおそれが無い。
この発明を採用したＰＣソフトウェアのメモリ空間にあるタイトル共通の値としては次のようになる。
すなわち、暗号解除されたコンテンツファイル（Blu-ray Discの場合５０ＧＢ近く）と、その暗号化したコンテンツファイル（サイズは同じ）、それを暗号化するためのタイトルストリーム鍵（サイズは同じ）のみとなる。
結果として、タイトル固有の鍵のサイズは１６バイト程度のものから５０ＧＢ近くのサイズとなり、ごく小さなメモリ領域を参照するだけでコンテンツの暗号化を解除するためのタイトル鍵を得ることはできなくなる。このため、ＰＣソフトウェアに対する有効な攻撃手段のひとつを回避することができる。
【００５３】
上述した本実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜、変更しうることはいうまでもない。
【００５４】
また、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０Ａ〜１０Ｅ・・・ホスト装置、１１・・・ＣＰＵ（制御部）、１２・・・メモリ、１３・・・ディスプレイ、１４・・・入出力処理（Ｉ／Ｏ）部、１５・・・外部メモリＩ／Ｆ（第２の通信部）、１６・・・ストレージデバイス、１７・・・暗号化および暗号解除部、１８・・・第２のタイトルストリーム鍵生成部、２０，２０Ａ〜２０Ｅ・・・ストレージ装置、２１・・・ＣＰＵ（制御部）、２２・・・メモリ、２３・・・第１のフラッシュメモリ（第１のストレージ部）、２４・・・第２のフラッシュメモリ（第２のストレージ部）、２５・・・ホストＩ／Ｆ（第１の通信部）、２６・・・タイトルストリーム鍵生成部、２７・・・暗号化および暗号解除部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテンツのコピープロテクト機能を有するリムーバルメディアであるストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Blu-ray DiscやＤＶＤ、メモリといったリムーバブルメディアを利用するコピープロテクトシステムにおいて、ビデオ等の暗号化コンテンツは１６バイト程度のごく小さなデータであるタイトル鍵によって暗号化されている。
そして、契約上許可されたコピープロテクトシステムのみがそのタイトル鍵を取り扱うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、秘密の値であるコンテンツ鍵の取り扱いが堅牢なハードウェア製品に対し、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）ソフトウェア製品ではタイトル鍵の暴露が比較的容易であるという問題がある。
【０００４】
従来、コピープロテクトシステムでは、ＰＣソフトウェアにより実現された暗号化コンテンツプレーヤ・レコーダに対しても、堅牢な製品と区別することなくごく小さなデータであるタイトル鍵を渡している。
結果としてＰＣソフトウェアのごくわずかなメモリ領域を参照することでタイトル鍵を発見・暴露することが可能であった。
【０００５】
このようにして暴露されたタイトル鍵は、非常にコンパクトな値であるため、掲示板に公開されたり、悪意のソフトウェアに組み込まれたりすることも容易であった。
このようなタイトル鍵の暴露によって、そのタイトル鍵で暗号化された同一タイトルの複数のBlu-ray Discメディア等の暗号化が無意味なものとされる事象が頻発している。
【０００６】
本発明は、ホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見・暴露されることを防止することが可能なストレージ装置、ホスト装置、およびストレージシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点のストレージ装置は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するストリーム鍵生成部と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部とを有する。
【０００８】
本発明の第２の観点のホスト装置は、ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する通信部と、上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部とを有する。
【０００９】
本発明の第３の観点のストレージシステムは、ストレージ装置と、上記ストレージ装置と通信可能なホスト装置と、を有し、上記ストレージ装置は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第１のストリーム鍵生成部と、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見、暴露されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に適用されるストレージシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるホスト装置とストレージ装置間の基本的な通信シーケンスについて説明するための図である。
【図３】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第１例を示す図である。
【図４】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第２例を示す図である。
【図５】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第３例を示す図である。
【図６】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第４例を示す図である。
【図７】ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第５例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は次の順序で行う。
１．ストレージシステムの全体の概略構成
２．ホスト装置とストレージ装置間の通信シーケンス
【００１３】
＜１．ストレージシステムの全体の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に適用されるストレージシステムの概略構成を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、ストレージシステムは、ホスト装置１０と、ホスト装置１０に着脱自在に装着可能なストレージ装置（メモリ装置）２０を主構成要素として有している。本実施形態において、ストレージ装置２０は不揮発性メモリであるフラッシュメモリを有する。
本実施形態のストレージシステムにおいて、ストレージ装置２０は、ホスト装置１０と認証する機能を有し、小さなタイトル鍵からコンテンツデータと同じタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム暗号鍵生成部を持つ。
タイトル鍵やタイトルストリーム暗号鍵生成部を持つことを許されないホスト装置の場合、そのホスト装置は、認証しタイトルストリーム鍵を受け取るが、タイトル鍵を知ることはできない。
【００１５】
より具体的には、本実施形態のストレージシステム（メモリシステム）において、ストレージ装置２０およびホスト装置１０は、以下の特徴的な構成を有する。
ストレージ装置２０は、暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、を有する。
ストレージ装置２０は、保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じた、たとえば、暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第１のタイトルストリーム鍵生成部を含む。
ストレージ装置２０は、生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部を含む。
ストレージ装置２０は、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により安全に区別し、タイトルトリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む。
また、ストレージ装置２０は、秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を持つことも可能である。
ストレージ装置２０は、制御部がホスト装置１０から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を第２のストレージ部に記録し保存する機能を持たせることも可能である。
【００１６】
ホスト装置１０は、ストレージ装置２０と通信可能な第２の通信部を有する。
第２の通信部は、通信可能状態にあるストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態でコンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵とを受信する機能を有する。
ホスト装置１０は、第２の通信部で受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部を含む。
この暗号解除部は、タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵によりコンテンツデータの暗号を解除する。
ホスト装置１０は、秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部を持つことも可能である。
そして、暗号解除部は、ストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除することが可能である。
ホスト装置１０は、保護すべきたとえば平文のコンテンツデータを、ストレージ装置１０から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、第２の通信部を介してストレージ装置２０に送信して記録する暗号化部を持つことも可能である。
また、第２の通信部は、秘密のタイトル鍵をストレージ装置２０に秘密を保持したまま伝える機能を含む。
そして、暗号化部は、あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、このタイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて第２の通信部を伝達するように構成することも可能である。
以下、ストレージ装置２０およびホスト装置１０の具体的な構成、機能について説明する。
【００１７】
ホスト装置１０は、ストレージ装置２０と通信可能なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子機器により構成される。
ホスト装置１０は、第１の制御部としてのＣＰＵ１１、メモリ１２、ディスプレイ１３、入出力処理（Ｉ／Ｏ）部１４、および第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ（インタフェイス）１５を備える。
また、ホスト装置１０は、コンテンツデータ等を記憶するストレージデバイス１６を有する。
そして、ホスト装置１０は、上述した暗号化機能および暗号解除機能を含む暗号化および暗号解除部１７をさらに有する。
ホスト装置１０は、秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部１８を含む場合もある。
ＣＰＵ１１は、メモリ１２、ディスプレイ１３、Ｉ／Ｏ部１４、外部メモリＩ／Ｆ１５、ストレージデバイス１６、暗号化および暗号解除部１７、およびタイトルストリーム鍵生成部１８と、バス１９を介し相互に接続されている。
メモリ１２は、プログラム格納用のＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等を有する。第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ１５は、ＣＰＵ１１の制御命令に従ってストレージ装置２０との間でデータを送受する。
【００１８】
暗号化および暗号解除部１７は、第２の通信部としての外部メモリＩ／Ｆ１５で受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する。
この暗号化および暗号解除部１７は、タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵によりコンテンツデータの暗号を解除する。
暗号化および暗号解除部１７は、ストレージ装置２０から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除することが可能である。
暗号化および暗号解除部１７は、保護すべきたとえば平文のコンテンツデータを、ストレージ装置１０から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、外部メモリＩ／Ｆ１５を介してストレージ装置２０に送信して記録する。
また、外部メモリＩ／Ｆ１５は、秘密のタイトル鍵をストレージ装置２０に秘密を保持したまま伝える機能を含む。
そして、暗号化および暗号解除部１７は、あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、このタイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて第２の通信部を伝達する。
【００１９】
ストレージ装置２０は、第１の制御部としてのＣＰＵ２１、メモリ２２、第１のストレージ部としての第１のフラッシュメモリ２３、第２のストレージ部としての第２のフラッシュメモリ２４と、および第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５を有する。
ストレージ装置２０は、タイトルストリーム鍵生成部２６、および暗号化および暗号解除部２７を有する。
ＣＰＵ２１は、メモリ２２、フラッシュメモリ２３，２４、ホストＩ／Ｆ２５、タイトルストリーム鍵生成部２６、および暗号化および暗号解除部２７と、バス２８を介し相互に接続されている。
メモリ２２は、プログラム格納用のＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等を有する。
【００２０】
第１のフラッシュメモリ２３は、第１のストレージ部として機能し、たとえば、ＮＯＲ型またはＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ（不揮発性メモリ）からなる。
第１のフラッシュメモリ２３は、たとえば期限管理された暗号化されているコンテンツデータ（コンテンツファイル）ＣＴＤ等を記録し保持する。このコンテンツデータＣＴＤは、たとえば５０ギガバイト（ＧＢ）の大容量データである。
【００２１】
第２のフラッシュメモリ２４は、第２のストレージ部として機能し、たとえば、ＮＯＲ型またはＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ（不揮発性メモリ）からなる。
第２のフラッシュメモリ２４は、秘密化されたたとえば１６バイト（Ｂ）のタイトル鍵ＴＬＫを記録し保持する。この秘密化されたタイトル鍵ＴＬＫは、たとえば１６バイトと、コンテンツデータＣＴＤの５０ギガバイト（ＧＢ）の大容量データに比べて小容量のデータである。
第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５は、ＣＰＵ２１の制御命令に従ってホスト装置１０との間でデータを送受する。
【００２２】
タイトルストリーム鍵生成部２６は、第２のフラッシュメモリ２４に記録されているタイトル鍵ＴＬＫから、第１のフラッシュメモリ２３に記録されているコンテンツデータＣＴＤと同じサイズのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成する。
暗号化および暗号解除部２７は、ＣＰＵ２１の制御の下、タイトルストリーム鍵生成部２６で生成されるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを暗号化し、ホストＩ／Ｆ２５を通してホスト装置１０に送信する。
暗号化および暗号解除部２７は、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されたコンテンツデータＣＴＤやホスト装置１０から送信された暗号化されたコンテンツデータ、タイトルストリーム鍵の暗号を解除する。
【００２３】
タイトルストリーム鍵生成部２６は、たとえば以下のようなものにより構成可能である。
タイトル鍵ＴＬＫと、何らかの値をもとに、コンテンツデータＣＴＤの暗号対象と同じサイズを持つタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成することができる。
たとえば、コンテンツデータ（ファイル）５０ＧＢの８割を暗号化するのであれば、少なくとも４０ＧＢ分のタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成できる。
暗号器（暗号化および暗号解除部）に対して、タイトル鍵ＴＬＫと、必要に応じて他のパラメータを与えることでタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを生成できる。
暗号器としては、たとえばＡＥＳ ＣＴＲモードを用いることが可能である。
タイトル鍵の他に与えるパラメータとしては、たとえばファイルオフセットや、コンテンツ内のカウンター値、パケットヘッダーなどを用いることが可能である。
【００２４】
なお、暗号化されたコンテンツデータとタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する機能や、上記保護すべき平文のコンテンツデータをタイトルストリーム鍵で暗号化する機能としては、たとえば次のようにして実現可能である。
すなわち、コンテンツデータとタイトルストリーム鍵とをＸＯＲ（排他的論理和）を実行することにより実現可能である。
【００２５】
第１の通信部としてのホストＩ／Ｆ２５は、ＣＰＵ２１の制御命令に従ってホスト装置１０との間でデータを送受する機能に加えて、生成されたタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを、秘密を保持したままでホスト装置１０に伝達する機能を有する。
この秘密を保持したまま伝達する機能としては、たとえば以下のようなものも含む。
物理的に秘密を保持できる通信路、たとえば頑丈に保護された光ファイバや、認証技術によるセッションキー・バスキーや既定の鍵で暗号化された通信路を含む。
【００２６】
なお、ここで説明したタイトルストリーム鍵生成部や秘密を保持したまま伝達する機能は、上述したようにホスト装置１０に持たせた場合、同様の構成、機能を適用可能である。
【００２７】
また、制御部としてのＣＰＵ２１は、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により安全に区別し、タイトルトリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する機能を含む。
【００２８】
ストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト製品と、許されないホスト製品とを安全に区別する機能としては、たとえば以下のようなものである。
それぞれのホスト装置に異なる認証鍵を保持させる。
それぞれのホスト装置に渡した公開鍵で検証可能な証明書に異なる属性を与える。
それぞれのホスト装置とストレージ装置間の物理的なインタフェイスを偽造困難な異なる技術（たとえば高度な青色レーザーによる通信）とする。
【００２９】
ストレージ装置２０を形成するストレージメディアデバイス製品は、たとえば以下のようなものが例示される。
ストレージ装置２０は、たとえば光学メディアや光学メディアドライブにより形成される。
光学メディアは、暗号化されたコンテンツデータや、秘密のタイトル鍵を保持するＲＯＭメディア、書き換え可能メディア・追記可能メディアなどの種類がある。
光学メディアドライブは、ストリーム鍵生成器を持ち、ストリーム鍵を、たとえばホストと暗号を用いて認証することで秘密に転送することができるフラッシュメモリカード、ＵＳＢメモリ・著作権保護対応ＨＤＤ等により形成される。
また、光学メディア、光学メディアドライブの両方の機能を一体化したような構成を採用可能であり、物理的にはフラッシュメモリやＨＤＤなどを適用することが可能である。
【００３０】
ホスト装置１０を形成するホスト製品は、たとえば以下のようなものが例示される。
ホスト装置１０は、メディアプレーヤ・レコーダ機器、Blu-rayプレーヤ・レコーダ、ＨＤＤレコーダ、ＰＣ用Blu-ray/ＤＶＤレコーダ・プレーヤソフト、ＫＩＯＳＫサーバと端末により形成される。
また、ストリーム鍵生成器を保持することを許されないホスト製品としては、例えば以下のようなものが例示される。
たとえばＰＣ用Blu-ray/DVDレコーダ・プレーヤソフトである。
【００３１】
＜２．ホスト装置とストレージ装置間の通信（認証）シーケンス＞
次に、本実施形態におけるホスト装置１０とストレージ装置２０間の通信（認証）シーケンスについて説明する。
図２は、本実施形態におけるホスト装置とストレージ装置間の基本的な通信シーケンスについて説明するための図である。
【００３２】
本実施形態のストレージシステムにおいては、たとえばホスト装置１０とストレージ装置２０間で認証と鍵交換を行い、バス鍵（Bus Key）を共有するためのプロトコルに従って処理する。
ストレージシステムにおいては、ホスト装置１０とストレージ装置２０間の認証にはチャレンジ（Challenge）およびレスポンス（Response）方式を使う。
ストレージシステムにおいては、ホスト装置１０とストレージ装置２０間の鍵交換にはECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)を使う。
【００３３】
［ステップＳＴ１］
ステップＳＴ１において、ホスト装置１０がたとえば公開鍵証明書をストレージ装置２０に送信する。
ストレージ装置２０は、認証局の公開鍵で公開鍵証明書を検証する。
ストレージ装置２０は、公開鍵証明書内のアクセス制御情報（属性情報）からホスト装置１０がタイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置であるか否かを安全に区別する。
【００３４】
［ステップＳＴ２］
ステップＳＴ２においては、ストレージ装置２０がホスト装置１０へchallenge(擬似乱数)を送信する。
【００３５】
［ステップＳＴ３］
ステップＳＴ３においては、ホスト装置１０がストレージ装置２０へresponse(challengeをホスト装置１０の秘密鍵で暗号化した値)を送信する。
【００３６】
［ステップＳＴ４］
ステップＳＴ４においては、ストレージ装置２０はresponseをホスト装置１０の公開鍵で復号し、challengeで送信した値と一致することを確認する。一致が確認できたら認証されたことをホスト装置１０に通知する。
【００３７】
［ステップＳＴ５］
ステップＳＴ５においては、ホスト装置１０がストレージ装置２０へ取得したいタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送信要求を発行する。
【００３８】
［ステップＳＴ６］
ステップＳＴ６においては、ストレージ装置２０はタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送信要求を受けて、ステップＳＴ１で取得した判定結果に応じた処理を行う。
すなわち、ストレージ装置２０は、送信要求を発行したホスト装置１０が、タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置であると判定した場合に、タイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータをホスト装置１０に送信する。
【００３９】
以下に、タイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の具体例を示す。
【００４０】
図３は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第１例を示す図である。
【００４１】
図３の例は、ホスト装置がＰＣホストプレーヤで、ストレージ装置がメモリカードである場合のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作を示している。
図３の例では、ストレージ装置２０Ａのタイトルストリーム鍵生成部２６において、タイトル鍵ＴＬＫから、第１のフラッシュメモリ２３に記録されているコンテンツデータＣＴＤと同じサイズのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが生成される。
そして、暗号化および暗号解除部２７において、ＣＰＵ２１の制御の下、タイトルストリーム鍵生成部２６で生成されるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが暗号化され、ホストＩ／Ｆ２５を通してホスト装置１０Ａに送信される。
このとき、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されているコンテンツデータＣＴＤもホスト装置１０Ａに送信される。
ホスト装置１０においては、ストレージ装置２０からのタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫが暗号化および暗号解除部１７において暗号解除される。
そして、暗号化および暗号解除部１７において暗号解除されたタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫを用いて、たとえばＸＯＲを行って受信したコンテンツデータの暗号解除が行われる。
【００４２】
図４は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第２例を示す図である。
【００４３】
図４の第２例が図３の第１例と異なる点は、ストレージ装置２０Ｂが光学メディア用ドライブにより形成されていることにある。
第２例において、その他の構成は第１例と同じであり、その動作も基本的には同様に行われることから、ここではその説明は省略する。
【００４４】
図５は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第３例を示す図である。
【００４５】
図５の第３例が図３の第１例と異なる点は、次の通りである。
第３例では、ホスト装置１０ＣがＰＣホストレコーダにより形成され、ストレージ装置２０Ｃが外部、ここではホスト装置１０Ｃから新規タイトル鍵の生成依頼を受けてタイトル鍵生成部２９で生成する。生成されたタイトル鍵は第２のフラッシュメモリ２４に記録される。
第３例において、その他の構成は第１例と同じであり、その動作も基本的には同様に行われることから、ここではその説明は省略する。
【００４６】
図６（Ａ）および（Ｂ）は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第４例を示す図である。
【００４７】
図６（Ａ）は図３の第１例と同じである。
第４例では、図６（Ｂ）に示すように、ホスト装置１０ＤはＰＣホスト以外の場合、たとえばＣＥホストプレーヤ１０Ｄの場合、ストレージ装置２０Ｄにおいて本実施形態の特徴であるタイトルストリーム鍵ＴＬＳＲＭＫの生成を行わない。
この場合、通常のたとえば１６バイトのタイトル鍵の暗号化してホスト装置１０Ｄに送信する。
このとき、第１のフラッシュメモリ２３に記録されている暗号化されているコンテンツデータＣＴＤもホスト装置１０Ｄに送信される。
ホスト装置１０Ｄにおいては、ストレージ装置２０Ｄからの通常のタイトル鍵ＴＬＫが暗号化および暗号解除部１７において暗号解除される。
そして、暗号化および暗号解除部１７において暗号解除されたタイトル鍵ＴＬＫを用いて、たとえばＸＯＲを行って受信したコンテンツデータの暗号解除が行われる。
【００４８】
図７は、ホスト装置とストレージ装置間のタイトル鍵およびそれに対応したコンテンツデータの送受信動作の第５例を示す図である。
【００４９】
この第５例は、ホスト装置１０ＥがＫＩＯＳＫなどＭＯＤ／ＥＳＴサーバにより形成され、ストレージ装置２０Ｅは第１例と同様にメモリカードにより形成されている。
ホスト装置１０Ｅ側の暗号化および暗号解除部１７において、コンテンツデータがたとえば１６バイトのタイトル鍵ＴＬＫを用いて暗号化され、タイトル鍵ＴＬＫも暗号化されてストレージ装置２０Ｅに送信される。
ストレージ装置２０Ｅでは、受信した暗号化されたコンテンツデータが第１のフラッシュメモリ２３に記録され、タイトル鍵が暗号化および暗号解除部２７で暗号解除されて第２のフラッシュメモリ２４に記録される。
【００５０】
この場合、サーバにはＣＥホストプレーヤと同様に、タイトルストリーム鍵の生成方法が知らされている。
その結果、ＫＩＯＳＫなどＥＳＴのコンテンツデータ（ファイル）は作り置きできる。そして、タイトル鍵の定期的な変更に伴う暗号のかけなおし等は不要である。
【００５１】
なお、ＰＣホストとそれ以外のホストとの判別方法としては、たとえばホスト側証明書に“ＰＣ”または“ＮｏｔＰＣ”属性を追加する等により対応可能である。
“ＮｏｔＰＣ”属性には、ＣＥ機器、サーバ等を含む。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ＰＣソフトウェアによるプレーヤ・レコーダなどホスト製品には、タイトル鍵やストリーム暗号生成器を持たせず、それらの取り扱いは別途リムーバブルメディアのドライブないしメディアに任せた実装が可能となる。
そのため、それらタイトル鍵やストリーム暗号生成器を持たないホスト製品に対する攻撃でタイトル鍵が発見・暴露されるおそれが無い。
この発明を採用したＰＣソフトウェアのメモリ空間にあるタイトル共通の値としては次のようになる。
すなわち、暗号解除されたコンテンツファイル（Blu-ray Discの場合５０ＧＢ近く）と、その暗号化したコンテンツファイル（サイズは同じ）、それを暗号化するためのタイトルストリーム鍵（サイズは同じ）のみとなる。
結果として、タイトル固有の鍵のサイズは１６バイト程度のものから５０ＧＢ近くのサイズとなり、ごく小さなメモリ領域を参照するだけでコンテンツの暗号化を解除するためのタイトル鍵を得ることはできなくなる。このため、ＰＣソフトウェアに対する有効な攻撃手段のひとつを回避することができる。
【００５３】
上述した本実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜、変更しうることはいうまでもない。
【００５４】
また、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０Ａ〜１０Ｅ・・・ホスト装置、１１・・・ＣＰＵ（制御部）、１２・・・メモリ、１３・・・ディスプレイ、１４・・・入出力処理（Ｉ／Ｏ）部、１５・・・外部メモリＩ／Ｆ（第２の通信部）、１６・・・ストレージデバイス、１７・・・暗号化および暗号解除部、１８・・・第２のタイトルストリーム鍵生成部、２０，２０Ａ〜２０Ｅ・・・ストレージ装置、２１・・・ＣＰＵ（制御部）、２２・・・メモリ、２３・・・第１のフラッシュメモリ（第１のストレージ部）、２４・・・第２のフラッシュメモリ（第２のストレージ部）、２５・・・ホストＩ／Ｆ（第１の通信部）、２６・・・タイトルストリーム鍵生成部、２７・・・暗号化および暗号解除部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、
秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、
保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部と、
生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部と
を有するストレージ装置。
【請求項２】
タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により区別し、上記タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む
請求項１記載のストレージ装置。
【請求項３】
秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を含む
請求項１または２記載のストレージ装置。
【請求項４】
外部のホスト装置から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を上記第２のストレージ部に記録し保存する制御部を含む
請求項１から３のいずれか一に記載のストレージ装置。
【請求項５】
ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する通信部と、
上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部と
を有するホスト装置。
【請求項６】
上記暗号解除部は、
上記タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵により上記コンテンツデータの暗号を解除する
請求項５記載のホスト装置。
【請求項７】
秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部を含み、
上記暗号解除部は、
上記ストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、上記タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する
請求項５または６記載のホスト装置。
【請求項８】
保護すべきコンテンツデータを、上記ストレージ装置から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、上記通信部を介して上記ストレージ装置に送信して記録する暗号化部を含む
請求項５から７のいずれか一に記載のホスト装置。
【請求項９】
上記通信部は、
秘密のタイトル鍵を上記ストレージ装置に秘密を保持したまま伝える機能を含み、
あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、当該タイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて上記通信部を通して伝達する暗号化部を含む
請求項５から８のいずれか一に記載のホスト装置。
【請求項１０】
ストレージ装置と、
上記ストレージ装置と通信可能なホスト装置と、を有し、
上記ストレージ装置は、
暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、
秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、
保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第１のタイトルストリーム鍵生成部と、
生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部と、を含む
ストレージシステム。
【請求項１１】
上記ストレージ装置は、
タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により区別し、上記タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む
請求項１０記載のストレージシステム。
【請求項１２】
上記ストレージ装置は、
秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を含む
請求項１０または１１記載のストレージシステム。
【請求項１３】
上記ストレージ装置は、
上記ホスト装置から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を上記第２のストレージ部に記録し保存する制御部を含む
請求項１０から１２のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１４】
上記ホスト装置は、
ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する第２の通信部と、
上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部と、を含む
請求項１０から１３のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１５】
上記ホスト装置の上記暗号解除部は、
上記タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵により上記コンテンツデータの暗号を解除する
請求項１４記載のストレージシステム。
【請求項１６】
上記ホスト装置は、
秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部を含み、
上記暗号解除部は、
上記ストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、上記タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する
請求項１４または１５記載のストレージシステム。
【請求項１７】
上記ホスト装置は、
保護すべきコンテンツデータを、上記ストレージ装置から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、上記第２の通信部を介して上記ストレージ装置に送信して記録する暗号化部を含む
請求項１４から１６のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１８】
上記ホスト装置の上記第２の通信部は、
秘密のタイトル鍵を上記ストレージ装置に秘密を保持したまま伝える機能を含み、
あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、当該タイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて上記第２の通信部を通して伝達する暗号化部を含む
請求項１４から１７のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１】
暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、
秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、
保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部と、
生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する通信部と
を有するストレージ装置。
【請求項２】
タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により区別し、上記タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む
請求項１記載のストレージ装置。
【請求項３】
秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を含む
請求項１または２記載のストレージ装置。
【請求項４】
外部のホスト装置から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を上記第２のストレージ部に記録し保存する制御部を含む
請求項１から３のいずれか一に記載のストレージ装置。
【請求項５】
ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する通信部と、
上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部と
を有するホスト装置。
【請求項６】
上記暗号解除部は、
上記タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵により上記コンテンツデータの暗号を解除する
請求項５記載のホスト装置。
【請求項７】
秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成するタイトルストリーム鍵生成部を含み、
上記暗号解除部は、
上記ストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、上記タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する
請求項５または６記載のホスト装置。
【請求項８】
保護すべきコンテンツデータを、上記ストレージ装置から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、上記通信部を介して上記ストレージ装置に送信して記録する暗号化部を含む
請求項５から７のいずれか一に記載のホスト装置。
【請求項９】
上記通信部は、
秘密のタイトル鍵を上記ストレージ装置に秘密を保持したまま伝える機能を含み、
あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、当該タイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて上記通信部を通して伝達する暗号化部を含む
請求項５から８のいずれか一に記載のホスト装置。
【請求項１０】
ストレージ装置と、
上記ストレージ装置と通信可能なホスト装置と、を有し、
上記ストレージ装置は、
暗号化されたコンテンツデータを記録して保持しておき、読み出し要求に応じて読み出す第１のストレージ部と、
秘密のタイトル鍵を記録して保持する第２のストレージ部と、
保持していた秘密のタイトル鍵を用いて、上記コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第１のタイトルストリーム鍵生成部と、
生成したタイトルストリーム鍵の秘密を保持したまま送信する第１の通信部と、を含む
ストレージシステム。
【請求項１１】
上記ストレージ装置は、
タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置を認証により区別し、上記タイトルストリーム鍵生成部を保持することを許されたホスト装置にのみ、保持していた秘密のタイトル鍵を伝達する制御部を含む
請求項１０記載のストレージシステム。
【請求項１２】
上記ストレージ装置は、
秘密のタイトル鍵を外部の指示で新規生成するタイトル鍵生成部を含む
請求項１０または１１記載のストレージシステム。
【請求項１３】
上記ストレージ装置は、
上記ホスト装置から秘密を保持したまま転送された秘密のタイトル鍵を上記第２のストレージ部に記録し保存する制御部を含む
請求項１０から１２のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１４】
上記ホスト装置は、
ストレージ装置と通信可能で、通信可能状態にあるストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持した状態で当該コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵とを受信する第２の通信部と、
上記受信した暗号化されたコンテンツデータと、秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵とを用いて暗号解除する暗号解除部と、を含む
請求項１０から１３のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１５】
上記ホスト装置の上記暗号解除部は、
上記タイトルストリーム鍵の秘密を解除して、解除後のタイトルストリーム鍵により上記コンテンツデータの暗号を解除する
請求項１４記載のストレージシステム。
【請求項１６】
上記ホスト装置は、
秘密のタイトル鍵を用いて、コンテンツデータの暗号対象に応じたタイトルストリーム鍵を生成する第２のタイトルストリーム鍵生成部を含み、
上記暗号解除部は、
上記ストレージ装置から読み出した暗号化されたコンテンツデータと、上記タイトルストリーム鍵生成部で生成されたタイトルストリーム鍵とを利用して暗号解除する
請求項１４または１５記載のストレージシステム。
【請求項１７】
上記ホスト装置は、
保護すべきコンテンツデータを、上記ストレージ装置から秘密を保持したまま受け取ったタイトルストリーム鍵を利用して暗号化し、上記第２の通信部を介して上記ストレージ装置に送信して記録する暗号化部を含む
請求項１４から１６のいずれか一に記載のストレージシステム。
【請求項１８】
上記ホスト装置の上記第２の通信部は、
秘密のタイトル鍵を上記ストレージ装置に秘密を保持したまま伝える機能を含み、
あるタイトル鍵をもとにタイトルストリーム鍵を生成し、当該タイトルストリーム鍵を用いて保護すべきコンテンツデータを暗号化しておき、必要に応じて上記第２の通信部を通して伝達する暗号化部を含む
請求項１４から１７のいずれか一に記載のストレージシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３２８５６（Ｐ２０１２−３２８５６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９１２７（Ｐ２０１０−１６９１２７）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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