デジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信システム、及び撮像装置
【課題】演算能力の低いシステムであっても短時間にデジタルデータを暗号化することができるようにする。
【解決手段】圧縮されたデータ本体と、このデータ本体の伸張に必要な符号化情報（ハフマンテーブルや量子化テーブル）を含むヘッダー情報とからなるＪＰＥＧデータを暗号化する際に、データ本体の圧縮に使用したハフマンテーブル及び量子化テーブルを予め登録された暗号化キーを用いて暗号化し、この暗号化したハフマンテーブル及び量子化テーブルをヘッダーに書き込むようにしている。ヘッダー情報は、データ本体に比べてデータ量が著しく少ないため、演算能力の低いシステムであっても短時間に暗号化することができる。
【解決手段】圧縮されたデータ本体と、このデータ本体の伸張に必要な符号化情報（ハフマンテーブルや量子化テーブル）を含むヘッダー情報とからなるＪＰＥＧデータを暗号化する際に、データ本体の圧縮に使用したハフマンテーブル及び量子化テーブルを予め登録された暗号化キーを用いて暗号化し、この暗号化したハフマンテーブル及び量子化テーブルをヘッダーに書き込むようにしている。ヘッダー情報は、データ本体に比べてデータ量が著しく少ないため、演算能力の低いシステムであっても短時間に暗号化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信システム、及び撮像装置に係り、特にデジタルデータを暗号化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット網の普及により、デジタルデータをネットワークで送受信することが一般化されている。インターネット網に接続できれば、全世界中どこへでもデータのやり取りが可能となり、極めて便利で有益な技術であるが、その仕組み故の問題点も指摘されている。例えば、送信データがネットワーク網を駆けめぐるため、本来意図していない相手に盗聴されてしまう可能性がある。
【０００３】
一方、電波を使う無線通信技術として、ブルートゥース(Bluetooth)、無線ＬＡＮなども一般化してきている。これらは限られた距離（近距離）でのデータ通信を目的に開発されたものであるが、電波を使うことで、どこで盗聴されているか分からないといった問題が指摘されている。
【０００４】
これらの問題への対応策として、（１）送受信データそのものを暗号化する、（２）データにパスワードを追加する（特許文献１）、などが知られている。
【特許文献１】特開２０００−１３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記（１）の場合は暗号化処理が必要であり、演算能力の低いシステムでは負荷が無視できない。例えば、演算能力に優れるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）では、ＳＳＬ(Secure Sockets Layer)などセキュアなシステムで転送データを暗号化し保護する手法が確立されているが、能力の低いポータブル機器（例えば、デジタルカメラやＭＰ３プレーヤなど）に内蔵されているＣＰＵ（中央処理装置）の能力では、著しいデータ転送速度の低下をきたし、実用的でない。
【０００６】
一方、上記（２）の技術が適用されている特許文献１に記載のデジタルカメラは、再生禁止が指示された画像ファイルに対してパスワードを書き込むとともに、画像データの管理情報（ハフマン符号化テーブルの開始マーカの情報）の内容を変更するようにしている。
【０００７】
そして、前記パスワードが書き込まれた画像ファイルを再生する場合には、パスワードを入力する。この入力したパスワードが画像ファイルに書き込まれたパスワードと一致すると、画像データの管理情報を元に戻すとともに、パスワードを削除するようにしている。
【０００８】
しかしながら、（イ）再生禁止をするかどうかの判断、（ロ）パスワードの入力、の作業が多く煩わしいという問題がある。更に、（ハ）画像ファイルにパスワード情報が追加される、こととなり情報伝送上の効率劣化を伴う。
【０００９】
また、画像ファイルに対してパスワードが書き込まれた画像ファイルは、ハフマン符号化テーブルの開始マーカの値が、ＪＰＥＧフォーマットを満たす値（ＦＦＣ４）からＦＦ９９に書き替えられるが、この種の開始マーカの値の変更は解読されやすい。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、演算能力の低いシステムであっても短時間にデジタルデータを暗号化することができ、また、毎回パスワードを入力する等の煩雑な操作が不要なデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信装置、及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータの暗号化方法において、前記データ本体とヘッダー情報のうちのヘッダー情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１２】
ヘッダー情報は、データ本体に比べてデータ量が著しく少ないため、演算能力の低いシステムであっても短時間に暗号化することができる。尚、このヘッダー情報は、データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むため、暗号化されたヘッダー情報が復号化されない場合には、データ本体を伸張することができない。
【００１３】
請求項２に示すように請求項１に記載のデジタルデータの暗号化方法において、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に示すように請求項２に記載のデジタルデータの暗号化方法において、前記暗号化される符号化情報は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを含むことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に係るデータ送信方法は、デジタルデータを送信する際に、盗聴される可能性がある第１の通信手段と、盗聴される可能性がない第２の通信手段とのうちのいずれを使用されるかを判別し、前記第１の通信手段を使用する場合には、請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルデータの暗号化方法によって暗号化された第１のデジタルデータを送信し、前記第２の通信手段を使用する場合には、暗号化されていない第２のデジタルデータを送信することを特徴としている。
【００１６】
即ち、盗聴される可能性があるか否かに応じてデジタルデータを暗号化するか否かを自動的に切り替えることができる。
【００１７】
請求項５に係るデータ送信装置は、圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータを取得するデータ取得手段と、前記取得したデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、前記抽出したヘッダー情報を暗号化する暗号化手段と、前記取得したデータ本体と前記暗号化したヘッダー情報とからなる第１のデジタルデータを送信する第１の通信手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に示すように請求項５に記載のデータ送信装置において、前記暗号化手段は、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１９】
請求項７に示すように請求項６に記載のデータ送信装置において、前記暗号化手段は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを暗号化することを特徴としている。
【００２０】
請求項８に示すように請求項５乃至７のいずれかに記載のデータ送信装置において、暗号化キーを登録する暗号化キー登録手段と、前記登録された暗号化キーを保存する暗号化キー保存手段とを備え、前記暗号化手段は、前記保存された暗号化キーに基づいて前記ヘッダー情報を暗号化することを特徴としている。
【００２１】
暗号化キーは、予め利用者が登録すれば、データ送信毎に登録を繰り返す必要がなく、暗号化は自動的に行われる。
【００２２】
請求項９に示すように請求項５乃至８のいずれかに記載のデータ送信装置において、盗聴される可能性がある前記第１の通信手段とは別の盗聴される可能性がない第２の通信手段と、前記第１の通信手段及び第２の通信手段のうちのうちのいずれかを選択する選択手段と、前記第１の通信手段が選択されると、前記第１の通信手段から暗号化された第１のデジタルデータを送信させ、前記第２の通信手段が選択されると、前記第２の通信手段から暗号化されていない第２のデジタルデータを送信させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１０に示すように請求項５乃至９のいずれかに記載のデータ送信装置において、前記第１の通信手段は無線の通信手段であり、前記第２の通信手段は有線の通信手段であることを特徴としている。
【００２４】
請求項１１に係るデータ受信装置は、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置から第１のデジタルデータを受信し、該第１のデジタルデータを取得するデータ取得手段と、前記取得した第１のデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、前記抽出した暗号化されたヘッダー情報を復号化する暗号復号化手段と、前記取得したデータ本体と前記復号化したヘッダー情報とに基づいて暗号化されていない第２のデジタルデータを生成するデータ生成手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２５】
請求項１２に係るデータ通信装置は、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、請求項１１に記載のデータ受信装置とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１３に係る撮像装置は、撮像光学系を介して入射した被写体光を受光して画像データを取得する撮像手段と、前記取得した画像データを圧縮したデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなる画像ファイルを生成する圧縮手段と、前記画像ファイルを保存する保存手段と、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、を備え、前記データ取得手段は、前記保存手段に保存された画像ファイルを取得することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、演算能力の低いシステムであっても短時間にデジタルデータを暗号化することができ、また、使用者が意識することなく盗聴される可能性がある時のみ自動で暗号化したデジタルデータを転送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って本発明に係るデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信システム、及び撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２９】
［データ通信システム］
図１は本発明に係るデータ通信システムの全体構成例を示すシステム構成図である。
【００３０】
同図に示すデータ通信システムは、本発明に係るデータ送信装置を備えたデジタルカメラ１０と、本発明に係るデータ受信装置を備えたプリンタ２０と、本発明に係るデータ送信装置及び／又はデータ受信装置を備えたパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）３０とから構成されている。
【００３１】
デジタルカメラ１０は、後述するように各種の通信手段を有し、図１上では、プリンタ２０との間でブルートゥース(Bluetooth)規格の無線の通信が可能であり、また、ＰＣ３０とＵＳＢケーブル３２によって接続して有線の通信が可能となっている。
【００３２】
また、ＰＣ３０は、インターネット網３４と接続され、インターネット網３４を通じてデジタルデータの送受信が可能になっている。
【００３３】
［デジタルカメラ］
図２は上記デジタルデータ１０の実施の形態を示すブロック図である。
【００３４】
このデジタルカメラ１０は、静止画や動画の記録／再生機能、及び後述する通信機能を備えており、メインＣＰＵ１００は、電源ボタン、シャッターボタン、モードレバー、再生ボタン、十字ボタン、メニュー／ＯＫボタン等を含む操作部１０２からの入力に基づいて装置内の各回路を統括制御する。また、メインＣＰＵ１００は、ＳＤＲＡＭ（シンクロナス・ダイナミックＲＡＭ）１０４、ＲＯＭ１０６、ＥＥＰＲＯＭ１０８との間で必要なデータの授受が行われる。尚、ＲＯＭ１０６には、カメラ制御プログラム等が記録され、ＥＥＰＲＯＭ１０８には、固体撮像素子の欠陥情報等のカメラ制御に関する各種のパラメータや本発明に係る暗号化キー等が保存されている。
【００３５】
まず、電源ボタンが操作されると、メインＣＰＵ１００はこれを検出し、カメラ内電源をＯＮにして撮影モードで撮影スタンバイ状態にする。
【００３６】
撮影スタンバイ状態では、通常、液晶モニタ１１０には動画（スルー画像）が表示される。即ち、光学ユニット１１２及び固体撮像素子（ＣＣＤ）１１４を介して被写体を連続的に撮像し、得られた画像信号を連続的に処理してＹＣ信号を生成する。生成されたＹＣ信号は、ＶＲＡＭ１１６を介してエンコーダ１１８に加えられ、エンコーダ１１８によって表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ１１０に出力される。これにより、液晶モニタ１１０にスルー画像が表示される。
【００３７】
撮影者は、液晶モニタ１１０に表示されるスルー画像を見ながらフレーミングしたり、撮影したい被写体を確認したり、撮影後の画像を確認したり、撮影条件を設定したりする。
【００３８】
上記撮影スタンバイ状態時にシャッターボタンが押されると、メインＣＰＵ１００はこれを検知し、カメラＣＰＵ１２０にコマンドを送る。カメラＣＰＵ１２０は、フォーカス制御、測光、露出制御を行い、光学ユニット１１２を介してＣＣＤ１１４の受光面上に結像させる。ＣＣＤ１１４は、受光面に結像された画像光をその光量に応じた量の信号電荷に変換する。このようにして蓄積された信号電荷は、クロック発生回路１２２から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。
【００３９】
ＣＣＤ１１４から出力された電圧信号は、アナログ処理回路１２４によって相関二重サンプリングや増幅等のアナログ処理が施された後、各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号としてＡ／Ｄ変換器１２６に加えられる。Ａ／Ｄ変換器１２６は、アナログ処理回路１２４から順次加えられるアナログのＲ、Ｇ、Ｂ信号をそれぞれデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ１０４に格納される。
【００４０】
画像信号処理回路１２８は、上記ＳＤＲＡＭ１０４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの生データを読み出し、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うとともに、ガンマ（階調特性）処理及びシャープネス処理を行ってＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成し、更にＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）を生成し、そのＹＣ信号を再びＳＤＲＡＭ１０４に格納する。
【００４１】
上記のようにしてＳＤＲＡＭ１０４に格納されたＹＣ信号は、圧縮・伸張回路１３０によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、カード・インターフェース回路１３２を介してメモリカード１３４に記録される。尚、この実施の形態では、静止画についてはJPEG（Joint Photographic Experts Group）形式で記録され、動画についてはＭＰＥＧやMotionJPEG形式で記録される。いずれの記録形式もハフマンテーブルを使用したハフマン符号化方式を採用している。
【００４２】
一方、再生ボタンを操作して再生モードが選択されると、メモリカード１３４に記録されている最終コマの画像ファイルがカード・インターフェース回路１３２を介して読み出される。この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮・伸張回路１３０を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張される。
【００４３】
伸張されたＹＣ信号は、ＶＲＡＭ１１６に一時保持され、エンコーダ１１８によって表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ１１０に出力される。これにより、液晶モニタ１１０にはメモリカード１３４に記録されている画像が表示される。
【００４４】
また、このデジタルカメラ１０は、ＵＳＢインターフェース１３６、及び無線通信機１３８を有しており、外部機器にデータ転送する際に、以下の４つの通信方法のうちからいずれかの通信方法を選択できるようになっている。
【００４５】
（１）ＵＳＢカードリーダモード
（２）Ethernetモード
（３）Bluetoothモード
（４）無線ＬＡＮ（Ｗ−ＬＡＮ）モード
即ち、図３に示すように液晶モニタ１１０にデータ送信のメニュー画面を表示させ、十字ボタン及びメニュー／ＯＫボタンを操作することによって所望の通信方法を選択することができるようになっている。
【００４６】
ここで、（１）ＵＳＢカードリーダモードは、デジタルカメラ１０のＵＳＢインターフェース１３６のＵＳＢコネクタと、図１に示したようにＰＣ３０のＵＳＢコネクタとをＵＳＢケーブル３２で接続することによってデータを送受信することができるモードであり、ＰＣ３０は、デジタルカメラ１０を外部接続されたカードリーダとして取り扱うことができる。また、ＵＳＢケーブル３２という有線でデジタルデータが送受信されるため、デジタルデータは盗聴される可能性はない。
【００４７】
一方、（２）Ethernetモードは、有線又は無線にかかわらずインターネット網と接続される可能性があるモードであり、（３）Bluetoothモード、及び（４）Ｗ−ＬＡＮモードは無線通信であるため、盗聴される可能性があり、データ保護が必要となる。
【００４８】
［ＪＰＥＧ符号化／復号化］
図４及び図５はそれぞれ圧縮・伸張回路１３０によって行われるデータ圧縮時のＪＰＥＧ符号化の流れ及びデータ伸張時のＪＰＥＧ復号化の流れを示す図であり、図６はＪＰＥＧデータの基本構造を示す図である。
【００４９】
図４に示すように圧縮・伸張回路１３０は、離散コサイン変換部（ＤＣＴ変換部）、量子化部、及びハフマン符号化部を有し、データ圧縮時には原画像（ＹＣデータ）を最小符号化単位（ＭＣＵ）毎にＤＣＴ変換、量子化及びハフマン符号化の圧縮処理を行う。即ち、ＤＣＴ変換部では、１ＭＰＵのデータをＤＴＣ変換してＤＣＴ係数を生成し、このＤＣＴ係数は量子化部にて量子化テーブルにしたがって量子化される。続いて、量子化されたＤＣＴ係数はハフマン符号化部にてハフマンテーブルを用いてハフマン符号化され、データ本体である圧縮データが生成される。
【００５０】
上記データ圧縮時に使用された量子化テーブル、及びハフマンテーブルは、圧縮データの伸張時に使用されるため、図６に示すようにＪＰＥＧデータのヘッダー情報として付加され、ファイル化される。
【００５１】
一方、図５に示すように圧縮・伸張回路１３０は、逆離散コサイン変換部（ＤＣＴ逆変換部）、逆量子化部、及びハフマン復号化部を有し、データ伸張時には圧縮データを１ＭＰＵ毎にハフマン復号化、逆量子化、及びＤＣＴ逆変換の伸張処理を行う。即ち、ハフマン復号化部では、１ＭＰＵの圧縮データをハフマンテーブルに基づいてハフマン復号して量子化されたＤＣＴ係数を生成し、逆量子化部はこの生成された量子化されたＤＣＴ係数を量子化テーブルに基づいて逆量子化してＤＣＴ係数を生成する。そして、この生成されたＤＣＴ係数をＤＣＴ逆変換部にてＤＣＴ逆変換処理して画像データを生成する。
【００５２】
図７及び図８はそれぞれ圧縮・伸張回路１３０によって行われるデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化の流れ及びデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【００５３】
図７に示すデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化は、図４に示した処理と比較して量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号化してヘッダーに記録する点で相違する。
【００５４】
即ち、デジタルカメラ１０のＥＥＰＲＯＭ１０８には、ユーザによって適宜登録された暗号化キーが保存されており、暗号化部では、この暗号化キーを使用して量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号化する。この暗号化は、メインＣＰＵ１００が行う。また、暗号化キーの登録は、デジタルカメラ１０のメニュー画面で暗号化キーの登録画面を表示させ、十字ボタン、メニュー／ＯＫボタン等を操作することによって行うことができる。
【００５５】
前記量子化テーブル及びハフマンテーブルは、圧縮データ（データ本体）に比べて非常に小さいため、演算能力の低いＣＰＵでも暗号化処理を短時間で行うことができる。尚、暗号化する情報は、量子化テーブル及びハフマンテーブルに限らず、ヘッダー情報全体を行うようにしてもよいし、ハフマンテーブルのみを行うようにしてもよい。
【００５６】
図８に示すデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化は、図５に示した処理と比較して暗号化されている量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号復号化する点で相違する。
【００５７】
即ち、デジタルカメラ１０のＥＥＰＲＯＭ１０８には、ユーザによって適宜登録された暗号化キーが保存されており、暗号復号化部では、この暗号化キーを使用して暗号化された量子化テーブル及びハフマンテーブルを復号化する。
【００５８】
尚、暗号方式は、秘密キー暗号、公開キー暗号のいずれでもよい。即ち、暗号化キーと復号化キーとを同一にし、これらの暗号化キーと復号化キーの両方を秘密にする暗号（秘密キー暗号）としてよいし、暗号化キーを公開しても復号化キーが分からない暗号（公開キー暗号）としてもよい。
【００５９】
［データ送信方法］
次に、本発明に係るデータ送信方法について説明する。
【００６０】
図９は主としてデジタルカメラ１０から外部にＪＰＥＧデータを送信する場合のデータの流れを示す図である。
【００６１】
メモリカード（記録媒体）にＪＰＥＧデータを記録するまでの流れは、従来のデジタルカメラと同等でよく、データ転送時に下記のデータ保護が不要な系とデータ保護が必要な系とに応じて２種類の動作が使い分けられる。
【００６２】
（１）データ保護が不要な系
ＵＳＢなど、構造的に盗聴されることのないシステムにおいて、決められた通信相手（ＰＣ３０など）にデータ転送する場合
（２）データ保護が必要な系
無線による通信システムで、盗聴される可能性がある場合、もしくは、有線であってもＩＰネットワークなど不特定多数の相手に盗聴される可能性があるシステムを用いる場合
上記（１）の場合には、ユーザが意図して特定のＰＣ３０にデータ転送するので、汎用データであるＪＰＥＧファイルをそのまま転送することが望ましい。即ち、図１に示すようにデジタルカメラ１０とＰＣ３０とをＵＳＢケーブル３２で接続してデータ送信する場合には、デジタルカメラ１０は、ＵＳＢ接続されていることを認識する。そして、記録媒体から読み込み手段によって読み出されたＪＰＥＧファイルは、有線通信手段（ＵＳＢインターフェース１３６）を介してＰＣ３０に送信される。
【００６３】
一方、上記（２）の場合には、有線の場合であっても転送中にデータが盗聴される可能性があるため、暗号化したＪＰＥＧファイルを送信する。具体的には、前述したように演算能力の低いＣＰＵでデータ保護を実現するために、転送ファイルのヘッダー情報のみを暗号化して転送する。
【００６４】
即ち、図３に示したデータ送信の種類を選択するメニュー画面で、「Ethernetモード」、「Bluetoothモード」、又は「Ｗ−ＬＡＮモード」が選択されている場合には、読み込み手段によって読み出された転送しようとするＪＰＥＧファイルは、ヘッダー解析手段によってＪＰＥＧファイルのヘッダーが解析され、ハフマンテーブル（ＤＨＴ）及び量子化テーブル（ＱＤＴ）が抽出される。
【００６５】
この抽出されたＤＨＴ及びＱＤＴは、暗号化手段によって暗号化され、ヘッダー置換手段によって暗号化された新ＤＨＴ及び新ＱＤＴに置換される。このようにしてヘッダー情報が書き替えられた（暗号化された）ＪＰＥＧファイルは、無線通信手段（Bluetooth、Ｗ−ＬＡＮ規格の無線通信機１３８）や、Ethernet規格の有線又は無線の通信手段を介して転送される。
【００６６】
このようにして暗号化されたファイルデータは、ヘッダーに付加されているデータ本体の伸張に必要な符号化情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）が暗号化されているため、ＪＰＥＧファイルの要件を満たしておらず、例えＪＰＥＧファイルが盗聴されても汎用の画像ビューアなどで閲覧することができない。
【００６７】
図１０は本発明に係るデータ送信方法における処理の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
同図において、カメラＣＰＵ１００は、メモリカードから転送する画像ファイルを読み出す（ステップＳ１０）。続いて、データ送信方式が無線方式又はＰＴＰ／ＩＰ(Picture Transfer Protocol over Internet Protocol)という通信プロトコルを用いるか否かを判別する（ステップＳ１２）。判別結果が「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ２０に進み、読み出した画像ファイルをそのままデータ転送する。
【００６９】
一方、判別結果が「Ｙｅｓ」の場合には、画像ファイルのヘッダー情報を解析して符号化情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）を抽出し、これらのＤＨＴ、ＱＤＴを予め登録されている暗号化キーを使用して暗号化する（ステップＳ１６）。この暗号化されたＤＨＴ、ＱＤＴによってヘッダー情報内のＤＨＴ、ＱＤＴを置換してヘッダー情報を再構築する（ステップＳ１８）。そして、ヘッダー情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）が暗号化された画像ファイルをデータ転送する（ステップＳ２０）。
【００７０】
尚、この実施の形態では、ヘッダー情報中のＤＨＴ、ＱＤＴを暗号化するようにしているが、ＤＨＴのみを暗号化しても目的を達成することができる。また、ＤＱＴを暗号化することで、クオリティ面での保護を達成することが可能となる。
【００７１】
［データ受信装置］
次に、本発明に係るデータ受信装置について説明する。
【００７２】
図１に示したプリンタ２０は、本発明に係るデータ受信装置を備えている。
【００７３】
このデータ受信装置は、例えば、ブルートゥース(Bluetooth)規格の無線通信機を有し、デジタルカメラ１０からブルートゥース無線で送信された暗号化されたＪＰＥＧデータを受信し、ＪＰＥＧデータを取得する。
【００７４】
この暗号化されたＪＰＥＧデータを復号する場合には、図８に示した手順で行う。即ち、暗号化されたＪＰＥＧデータの復号化を行う場合には、まず、量子化テーブル及びハフマンテーブルの暗号復号化を行う。この暗号復号化は、予め登録されている暗号化キーに基づいて行う。その後、ハフマン復号化部では、１ＭＰＵの圧縮データを暗号復号化されたハフマンテーブルに基づいてハフマン復号して量子化されたＤＣＴ係数を生成し、逆量子化部はこの生成された量子化されたＤＣＴ係数を暗号復号化された量子化テーブルに基づいて逆量子化してＤＣＴ係数を生成する。そして、この生成されたＤＣＴ係数をＤＣＴ逆変換部にてＤＣＴ逆変換処理して画像データを生成する。
【００７５】
尚、データ受信装置側では、図５に示した通常のＪＰＥＧデータの復号を行い、復号できない場合に、図６に示した量子化テーブル及びハフマンテーブルの暗号復号化を伴う画像の復号を行うようにしてもよい。また、暗号化したＪＰＥＧデータには、暗号化したことを示す情報をヘッダーに追記しておき、データ受信装置側はその情報の有無に応じて復号方法を使い分けるようにしてもよい。
【００７６】
また、ＰＣ３０は、本発明に係るデータ送信装置やデータ受信装置の機能を備えており、例えば、インターネット網３４を通じてＪＰＥＧデータを送信する場合には、本発明によって暗号化されたＪＰＥＧデータを送信して所望のデータサーバなどに保存することができる。データサーバに保存した暗号化されたＪＰＥＧデータを再生する場合には、ＳＳＬなどのセキュアなシステムを利用してサーバにアクセスしてＪＰＥＧデータをダウンロードし、ＪＰＥＧデータのヘッダー情報の符号化情報の暗号復号化を行った後、その符号化情報に基づいてＪＰＥＧデータを伸張することができる。ＰＣなどは演算能力に余裕があるため、サーバに保存しているデータを一括処理する場合であってもストレスを感じることはない。
【００７７】
尚、画像ファイルを汎用ビューアなどで容易に閲覧されることを防げれば目的を達成することができるため、ＤＨＴ、ＱＤＴを暗号化する場合に限らず、
（１）ＤＨＴ、ＱＤＴの内容を入れ替える。
（２）ＤＨＴ（及びＱＤＴ）データを補数化する（類似で、予め設定された値を加える"0","1"を反転させるなど）。
（３）ＤＨＴ（及びＱＤＴ）データのリトルエンディアン・ビックエンディアンを入れ替える。
などの処理を行うようにしてもよい。上記はいずれも演算負荷が軽く、デジタルカメラなどＣＰＵ能力が十分でないものでも実現可能である。
【００７８】
また、ＭＰＥＧ−２，ＭＰ３，ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）など動画・音楽情報においても、エントロピー符号化（ハフマン符号化を含む）処理が施されるため、本発明はこれらのデジタルデータの暗号化にも適用でき、これにより軽負荷で容易に再生できないデータ転送系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は本発明に係るデータ通信システムの全体構成例を示すシステム構成図である。
【図２】図２はデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図３はデータ送信の種類を選択するためのメニュー画面の一例を示す図である。
【図４】図４はデータ圧縮時のＪＰＥＧ符号化の流れを示す図である。
【図５】図５はデータ伸張時のＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【図６】図６はＪＰＥＧデータの基本構造を示す図である。
【図７】図７はデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化の流れを示す図である。
【図８】図８はデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【図９】図９は主としてデジタルカメラから外部にＪＰＥＧデータを送信する場合のデータの流れを示す図である。
【図１０】図１０は本発明に係るデータ送信方法における処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０…デジタルカメラ、２０…プリンタ、３０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、３２…ＵＳＢケーブル、３４…インターネット網、１００…メインＣＰＵ、１０２…操作部、１０８…ＥＥＰＲＯＭ、１１０…液晶モニタ、１１２…光学ユニット、１１４…ＣＣＤ、１３０…圧縮・伸張回路、１３６…ＵＳＢインターフェース、１３８…無線通信機
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信システム、及び撮像装置に係り、特にデジタルデータを暗号化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット網の普及により、デジタルデータをネットワークで送受信することが一般化されている。インターネット網に接続できれば、全世界中どこへでもデータのやり取りが可能となり、極めて便利で有益な技術であるが、その仕組み故の問題点も指摘されている。例えば、送信データがネットワーク網を駆けめぐるため、本来意図していない相手に盗聴されてしまう可能性がある。
【０００３】
一方、電波を使う無線通信技術として、ブルートゥース(Bluetooth)、無線ＬＡＮなども一般化してきている。これらは限られた距離（近距離）でのデータ通信を目的に開発されたものであるが、電波を使うことで、どこで盗聴されているか分からないといった問題が指摘されている。
【０００４】
これらの問題への対応策として、（１）送受信データそのものを暗号化する、（２）データにパスワードを追加する（特許文献１）、などが知られている。
【特許文献１】特開２０００−１３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記（１）の場合は暗号化処理が必要であり、演算能力の低いシステムでは負荷が無視できない。例えば、演算能力に優れるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）では、ＳＳＬ(Secure Sockets Layer)などセキュアなシステムで転送データを暗号化し保護する手法が確立されているが、能力の低いポータブル機器（例えば、デジタルカメラやＭＰ３プレーヤなど）に内蔵されているＣＰＵ（中央処理装置）の能力では、著しいデータ転送速度の低下をきたし、実用的でない。
【０００６】
一方、上記（２）の技術が適用されている特許文献１に記載のデジタルカメラは、再生禁止が指示された画像ファイルに対してパスワードを書き込むとともに、画像データの管理情報（ハフマン符号化テーブルの開始マーカの情報）の内容を変更するようにしている。
【０００７】
そして、前記パスワードが書き込まれた画像ファイルを再生する場合には、パスワードを入力する。この入力したパスワードが画像ファイルに書き込まれたパスワードと一致すると、画像データの管理情報を元に戻すとともに、パスワードを削除するようにしている。
【０００８】
しかしながら、（イ）再生禁止をするかどうかの判断、（ロ）パスワードの入力、の作業が多く煩わしいという問題がある。更に、（ハ）画像ファイルにパスワード情報が追加される、こととなり情報伝送上の効率劣化を伴う。
【０００９】
また、画像ファイルに対してパスワードが書き込まれた画像ファイルは、ハフマン符号化テーブルの開始マーカの値が、ＪＰＥＧフォーマットを満たす値（ＦＦＣ４）からＦＦ９９に書き替えられるが、この種の開始マーカの値の変更は解読されやすい。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、演算能力の低いシステムであっても短時間にデジタルデータを暗号化することができ、また、毎回パスワードを入力する等の煩雑な操作が不要なデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信装置、及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータの暗号化方法において、前記データ本体とヘッダー情報のうちのヘッダー情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１２】
ヘッダー情報は、データ本体に比べてデータ量が著しく少ないため、演算能力の低いシステムであっても短時間に暗号化することができる。尚、このヘッダー情報は、データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むため、暗号化されたヘッダー情報が復号化されない場合には、データ本体を伸張することができない。
【００１３】
請求項２に示すように請求項１に記載のデジタルデータの暗号化方法において、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に示すように請求項２に記載のデジタルデータの暗号化方法において、前記暗号化される符号化情報は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを含むことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に係るデータ送信方法は、デジタルデータを送信する際に、盗聴される可能性がある第１の通信手段と、盗聴される可能性がない第２の通信手段とのうちのいずれを使用されるかを判別し、前記第１の通信手段を使用する場合には、請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルデータの暗号化方法によって暗号化された第１のデジタルデータを送信し、前記第２の通信手段を使用する場合には、暗号化されていない第２のデジタルデータを送信することを特徴としている。
【００１６】
即ち、盗聴される可能性があるか否かに応じてデジタルデータを暗号化するか否かを自動的に切り替えることができる。
【００１７】
請求項５に係るデータ送信装置は、圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータを取得するデータ取得手段と、前記取得したデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、前記抽出したヘッダー情報を暗号化する暗号化手段と、前記取得したデータ本体と前記暗号化したヘッダー情報とからなる第１のデジタルデータを送信する第１の通信手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に示すように請求項５に記載のデータ送信装置において、前記暗号化手段は、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴としている。
【００１９】
請求項７に示すように請求項６に記載のデータ送信装置において、前記暗号化手段は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを暗号化することを特徴としている。
【００２０】
請求項８に示すように請求項５乃至７のいずれかに記載のデータ送信装置において、暗号化キーを登録する暗号化キー登録手段と、前記登録された暗号化キーを保存する暗号化キー保存手段とを備え、前記暗号化手段は、前記保存された暗号化キーに基づいて前記ヘッダー情報を暗号化することを特徴としている。
【００２１】
暗号化キーは、予め利用者が登録すれば、データ送信毎に登録を繰り返す必要がなく、暗号化は自動的に行われる。
【００２２】
請求項９に示すように請求項５乃至８のいずれかに記載のデータ送信装置において、盗聴される可能性がある前記第１の通信手段とは別の盗聴される可能性がない第２の通信手段と、前記第１の通信手段及び第２の通信手段のうちのうちのいずれかを選択する選択手段と、前記第１の通信手段が選択されると、前記第１の通信手段から暗号化された第１のデジタルデータを送信させ、前記第２の通信手段が選択されると、前記第２の通信手段から暗号化されていない第２のデジタルデータを送信させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１０に示すように請求項５乃至９のいずれかに記載のデータ送信装置において、前記第１の通信手段は無線の通信手段であり、前記第２の通信手段は有線の通信手段であることを特徴としている。
【００２４】
請求項１１に係るデータ受信装置は、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置から第１のデジタルデータを受信し、該第１のデジタルデータを取得するデータ取得手段と、前記取得した第１のデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、前記抽出した暗号化されたヘッダー情報を復号化する暗号復号化手段と、前記取得したデータ本体と前記復号化したヘッダー情報とに基づいて暗号化されていない第２のデジタルデータを生成するデータ生成手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２５】
請求項１２に係るデータ通信装置は、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、請求項１１に記載のデータ受信装置とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１３に係る撮像装置は、撮像光学系を介して入射した被写体光を受光して画像データを取得する撮像手段と、前記取得した画像データを圧縮したデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなる画像ファイルを生成する圧縮手段と、前記画像ファイルを保存する保存手段と、請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、を備え、前記データ取得手段は、前記保存手段に保存された画像ファイルを取得することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、演算能力の低いシステムであっても短時間にデジタルデータを暗号化することができ、また、使用者が意識することなく盗聴される可能性がある時のみ自動で暗号化したデジタルデータを転送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って本発明に係るデジタルデータの暗号化方法、データ送信方法及び装置、データ受信装置、データ通信システム、及び撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２９】
［データ通信システム］
図１は本発明に係るデータ通信システムの全体構成例を示すシステム構成図である。
【００３０】
同図に示すデータ通信システムは、本発明に係るデータ送信装置を備えたデジタルカメラ１０と、本発明に係るデータ受信装置を備えたプリンタ２０と、本発明に係るデータ送信装置及び／又はデータ受信装置を備えたパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）３０とから構成されている。
【００３１】
デジタルカメラ１０は、後述するように各種の通信手段を有し、図１上では、プリンタ２０との間でブルートゥース(Bluetooth)規格の無線の通信が可能であり、また、ＰＣ３０とＵＳＢケーブル３２によって接続して有線の通信が可能となっている。
【００３２】
また、ＰＣ３０は、インターネット網３４と接続され、インターネット網３４を通じてデジタルデータの送受信が可能になっている。
【００３３】
［デジタルカメラ］
図２は上記デジタルデータ１０の実施の形態を示すブロック図である。
【００３４】
このデジタルカメラ１０は、静止画や動画の記録／再生機能、及び後述する通信機能を備えており、メインＣＰＵ１００は、電源ボタン、シャッターボタン、モードレバー、再生ボタン、十字ボタン、メニュー／ＯＫボタン等を含む操作部１０２からの入力に基づいて装置内の各回路を統括制御する。また、メインＣＰＵ１００は、ＳＤＲＡＭ（シンクロナス・ダイナミックＲＡＭ）１０４、ＲＯＭ１０６、ＥＥＰＲＯＭ１０８との間で必要なデータの授受が行われる。尚、ＲＯＭ１０６には、カメラ制御プログラム等が記録され、ＥＥＰＲＯＭ１０８には、固体撮像素子の欠陥情報等のカメラ制御に関する各種のパラメータや本発明に係る暗号化キー等が保存されている。
【００３５】
まず、電源ボタンが操作されると、メインＣＰＵ１００はこれを検出し、カメラ内電源をＯＮにして撮影モードで撮影スタンバイ状態にする。
【００３６】
撮影スタンバイ状態では、通常、液晶モニタ１１０には動画（スルー画像）が表示される。即ち、光学ユニット１１２及び固体撮像素子（ＣＣＤ）１１４を介して被写体を連続的に撮像し、得られた画像信号を連続的に処理してＹＣ信号を生成する。生成されたＹＣ信号は、ＶＲＡＭ１１６を介してエンコーダ１１８に加えられ、エンコーダ１１８によって表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ１１０に出力される。これにより、液晶モニタ１１０にスルー画像が表示される。
【００３７】
撮影者は、液晶モニタ１１０に表示されるスルー画像を見ながらフレーミングしたり、撮影したい被写体を確認したり、撮影後の画像を確認したり、撮影条件を設定したりする。
【００３８】
上記撮影スタンバイ状態時にシャッターボタンが押されると、メインＣＰＵ１００はこれを検知し、カメラＣＰＵ１２０にコマンドを送る。カメラＣＰＵ１２０は、フォーカス制御、測光、露出制御を行い、光学ユニット１１２を介してＣＣＤ１１４の受光面上に結像させる。ＣＣＤ１１４は、受光面に結像された画像光をその光量に応じた量の信号電荷に変換する。このようにして蓄積された信号電荷は、クロック発生回路１２２から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。
【００３９】
ＣＣＤ１１４から出力された電圧信号は、アナログ処理回路１２４によって相関二重サンプリングや増幅等のアナログ処理が施された後、各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号としてＡ／Ｄ変換器１２６に加えられる。Ａ／Ｄ変換器１２６は、アナログ処理回路１２４から順次加えられるアナログのＲ、Ｇ、Ｂ信号をそれぞれデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ１０４に格納される。
【００４０】
画像信号処理回路１２８は、上記ＳＤＲＡＭ１０４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの生データを読み出し、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うとともに、ガンマ（階調特性）処理及びシャープネス処理を行ってＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成し、更にＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）を生成し、そのＹＣ信号を再びＳＤＲＡＭ１０４に格納する。
【００４１】
上記のようにしてＳＤＲＡＭ１０４に格納されたＹＣ信号は、圧縮・伸張回路１３０によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、カード・インターフェース回路１３２を介してメモリカード１３４に記録される。尚、この実施の形態では、静止画についてはJPEG（Joint Photographic Experts Group）形式で記録され、動画についてはＭＰＥＧやMotionJPEG形式で記録される。いずれの記録形式もハフマンテーブルを使用したハフマン符号化方式を採用している。
【００４２】
一方、再生ボタンを操作して再生モードが選択されると、メモリカード１３４に記録されている最終コマの画像ファイルがカード・インターフェース回路１３２を介して読み出される。この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮・伸張回路１３０を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張される。
【００４３】
伸張されたＹＣ信号は、ＶＲＡＭ１１６に一時保持され、エンコーダ１１８によって表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ１１０に出力される。これにより、液晶モニタ１１０にはメモリカード１３４に記録されている画像が表示される。
【００４４】
また、このデジタルカメラ１０は、ＵＳＢインターフェース１３６、及び無線通信機１３８を有しており、外部機器にデータ転送する際に、以下の４つの通信方法のうちからいずれかの通信方法を選択できるようになっている。
【００４５】
（１）ＵＳＢカードリーダモード
（２）Ethernetモード
（３）Bluetoothモード
（４）無線ＬＡＮ（Ｗ−ＬＡＮ）モード
即ち、図３に示すように液晶モニタ１１０にデータ送信のメニュー画面を表示させ、十字ボタン及びメニュー／ＯＫボタンを操作することによって所望の通信方法を選択することができるようになっている。
【００４６】
ここで、（１）ＵＳＢカードリーダモードは、デジタルカメラ１０のＵＳＢインターフェース１３６のＵＳＢコネクタと、図１に示したようにＰＣ３０のＵＳＢコネクタとをＵＳＢケーブル３２で接続することによってデータを送受信することができるモードであり、ＰＣ３０は、デジタルカメラ１０を外部接続されたカードリーダとして取り扱うことができる。また、ＵＳＢケーブル３２という有線でデジタルデータが送受信されるため、デジタルデータは盗聴される可能性はない。
【００４７】
一方、（２）Ethernetモードは、有線又は無線にかかわらずインターネット網と接続される可能性があるモードであり、（３）Bluetoothモード、及び（４）Ｗ−ＬＡＮモードは無線通信であるため、盗聴される可能性があり、データ保護が必要となる。
【００４８】
［ＪＰＥＧ符号化／復号化］
図４及び図５はそれぞれ圧縮・伸張回路１３０によって行われるデータ圧縮時のＪＰＥＧ符号化の流れ及びデータ伸張時のＪＰＥＧ復号化の流れを示す図であり、図６はＪＰＥＧデータの基本構造を示す図である。
【００４９】
図４に示すように圧縮・伸張回路１３０は、離散コサイン変換部（ＤＣＴ変換部）、量子化部、及びハフマン符号化部を有し、データ圧縮時には原画像（ＹＣデータ）を最小符号化単位（ＭＣＵ）毎にＤＣＴ変換、量子化及びハフマン符号化の圧縮処理を行う。即ち、ＤＣＴ変換部では、１ＭＰＵのデータをＤＴＣ変換してＤＣＴ係数を生成し、このＤＣＴ係数は量子化部にて量子化テーブルにしたがって量子化される。続いて、量子化されたＤＣＴ係数はハフマン符号化部にてハフマンテーブルを用いてハフマン符号化され、データ本体である圧縮データが生成される。
【００５０】
上記データ圧縮時に使用された量子化テーブル、及びハフマンテーブルは、圧縮データの伸張時に使用されるため、図６に示すようにＪＰＥＧデータのヘッダー情報として付加され、ファイル化される。
【００５１】
一方、図５に示すように圧縮・伸張回路１３０は、逆離散コサイン変換部（ＤＣＴ逆変換部）、逆量子化部、及びハフマン復号化部を有し、データ伸張時には圧縮データを１ＭＰＵ毎にハフマン復号化、逆量子化、及びＤＣＴ逆変換の伸張処理を行う。即ち、ハフマン復号化部では、１ＭＰＵの圧縮データをハフマンテーブルに基づいてハフマン復号して量子化されたＤＣＴ係数を生成し、逆量子化部はこの生成された量子化されたＤＣＴ係数を量子化テーブルに基づいて逆量子化してＤＣＴ係数を生成する。そして、この生成されたＤＣＴ係数をＤＣＴ逆変換部にてＤＣＴ逆変換処理して画像データを生成する。
【００５２】
図７及び図８はそれぞれ圧縮・伸張回路１３０によって行われるデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化の流れ及びデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【００５３】
図７に示すデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化は、図４に示した処理と比較して量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号化してヘッダーに記録する点で相違する。
【００５４】
即ち、デジタルカメラ１０のＥＥＰＲＯＭ１０８には、ユーザによって適宜登録された暗号化キーが保存されており、暗号化部では、この暗号化キーを使用して量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号化する。この暗号化は、メインＣＰＵ１００が行う。また、暗号化キーの登録は、デジタルカメラ１０のメニュー画面で暗号化キーの登録画面を表示させ、十字ボタン、メニュー／ＯＫボタン等を操作することによって行うことができる。
【００５５】
前記量子化テーブル及びハフマンテーブルは、圧縮データ（データ本体）に比べて非常に小さいため、演算能力の低いＣＰＵでも暗号化処理を短時間で行うことができる。尚、暗号化する情報は、量子化テーブル及びハフマンテーブルに限らず、ヘッダー情報全体を行うようにしてもよいし、ハフマンテーブルのみを行うようにしてもよい。
【００５６】
図８に示すデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化は、図５に示した処理と比較して暗号化されている量子化テーブル及びハフマンテーブルを暗号復号化する点で相違する。
【００５７】
即ち、デジタルカメラ１０のＥＥＰＲＯＭ１０８には、ユーザによって適宜登録された暗号化キーが保存されており、暗号復号化部では、この暗号化キーを使用して暗号化された量子化テーブル及びハフマンテーブルを復号化する。
【００５８】
尚、暗号方式は、秘密キー暗号、公開キー暗号のいずれでもよい。即ち、暗号化キーと復号化キーとを同一にし、これらの暗号化キーと復号化キーの両方を秘密にする暗号（秘密キー暗号）としてよいし、暗号化キーを公開しても復号化キーが分からない暗号（公開キー暗号）としてもよい。
【００５９】
［データ送信方法］
次に、本発明に係るデータ送信方法について説明する。
【００６０】
図９は主としてデジタルカメラ１０から外部にＪＰＥＧデータを送信する場合のデータの流れを示す図である。
【００６１】
メモリカード（記録媒体）にＪＰＥＧデータを記録するまでの流れは、従来のデジタルカメラと同等でよく、データ転送時に下記のデータ保護が不要な系とデータ保護が必要な系とに応じて２種類の動作が使い分けられる。
【００６２】
（１）データ保護が不要な系
ＵＳＢなど、構造的に盗聴されることのないシステムにおいて、決められた通信相手（ＰＣ３０など）にデータ転送する場合
（２）データ保護が必要な系
無線による通信システムで、盗聴される可能性がある場合、もしくは、有線であってもＩＰネットワークなど不特定多数の相手に盗聴される可能性があるシステムを用いる場合
上記（１）の場合には、ユーザが意図して特定のＰＣ３０にデータ転送するので、汎用データであるＪＰＥＧファイルをそのまま転送することが望ましい。即ち、図１に示すようにデジタルカメラ１０とＰＣ３０とをＵＳＢケーブル３２で接続してデータ送信する場合には、デジタルカメラ１０は、ＵＳＢ接続されていることを認識する。そして、記録媒体から読み込み手段によって読み出されたＪＰＥＧファイルは、有線通信手段（ＵＳＢインターフェース１３６）を介してＰＣ３０に送信される。
【００６３】
一方、上記（２）の場合には、有線の場合であっても転送中にデータが盗聴される可能性があるため、暗号化したＪＰＥＧファイルを送信する。具体的には、前述したように演算能力の低いＣＰＵでデータ保護を実現するために、転送ファイルのヘッダー情報のみを暗号化して転送する。
【００６４】
即ち、図３に示したデータ送信の種類を選択するメニュー画面で、「Ethernetモード」、「Bluetoothモード」、又は「Ｗ−ＬＡＮモード」が選択されている場合には、読み込み手段によって読み出された転送しようとするＪＰＥＧファイルは、ヘッダー解析手段によってＪＰＥＧファイルのヘッダーが解析され、ハフマンテーブル（ＤＨＴ）及び量子化テーブル（ＱＤＴ）が抽出される。
【００６５】
この抽出されたＤＨＴ及びＱＤＴは、暗号化手段によって暗号化され、ヘッダー置換手段によって暗号化された新ＤＨＴ及び新ＱＤＴに置換される。このようにしてヘッダー情報が書き替えられた（暗号化された）ＪＰＥＧファイルは、無線通信手段（Bluetooth、Ｗ−ＬＡＮ規格の無線通信機１３８）や、Ethernet規格の有線又は無線の通信手段を介して転送される。
【００６６】
このようにして暗号化されたファイルデータは、ヘッダーに付加されているデータ本体の伸張に必要な符号化情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）が暗号化されているため、ＪＰＥＧファイルの要件を満たしておらず、例えＪＰＥＧファイルが盗聴されても汎用の画像ビューアなどで閲覧することができない。
【００６７】
図１０は本発明に係るデータ送信方法における処理の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
同図において、カメラＣＰＵ１００は、メモリカードから転送する画像ファイルを読み出す（ステップＳ１０）。続いて、データ送信方式が無線方式又はＰＴＰ／ＩＰ(Picture Transfer Protocol over Internet Protocol)という通信プロトコルを用いるか否かを判別する（ステップＳ１２）。判別結果が「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ２０に進み、読み出した画像ファイルをそのままデータ転送する。
【００６９】
一方、判別結果が「Ｙｅｓ」の場合には、画像ファイルのヘッダー情報を解析して符号化情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）を抽出し、これらのＤＨＴ、ＱＤＴを予め登録されている暗号化キーを使用して暗号化する（ステップＳ１６）。この暗号化されたＤＨＴ、ＱＤＴによってヘッダー情報内のＤＨＴ、ＱＤＴを置換してヘッダー情報を再構築する（ステップＳ１８）。そして、ヘッダー情報（ＤＨＴ、ＱＤＴ）が暗号化された画像ファイルをデータ転送する（ステップＳ２０）。
【００７０】
尚、この実施の形態では、ヘッダー情報中のＤＨＴ、ＱＤＴを暗号化するようにしているが、ＤＨＴのみを暗号化しても目的を達成することができる。また、ＤＱＴを暗号化することで、クオリティ面での保護を達成することが可能となる。
【００７１】
［データ受信装置］
次に、本発明に係るデータ受信装置について説明する。
【００７２】
図１に示したプリンタ２０は、本発明に係るデータ受信装置を備えている。
【００７３】
このデータ受信装置は、例えば、ブルートゥース(Bluetooth)規格の無線通信機を有し、デジタルカメラ１０からブルートゥース無線で送信された暗号化されたＪＰＥＧデータを受信し、ＪＰＥＧデータを取得する。
【００７４】
この暗号化されたＪＰＥＧデータを復号する場合には、図８に示した手順で行う。即ち、暗号化されたＪＰＥＧデータの復号化を行う場合には、まず、量子化テーブル及びハフマンテーブルの暗号復号化を行う。この暗号復号化は、予め登録されている暗号化キーに基づいて行う。その後、ハフマン復号化部では、１ＭＰＵの圧縮データを暗号復号化されたハフマンテーブルに基づいてハフマン復号して量子化されたＤＣＴ係数を生成し、逆量子化部はこの生成された量子化されたＤＣＴ係数を暗号復号化された量子化テーブルに基づいて逆量子化してＤＣＴ係数を生成する。そして、この生成されたＤＣＴ係数をＤＣＴ逆変換部にてＤＣＴ逆変換処理して画像データを生成する。
【００７５】
尚、データ受信装置側では、図５に示した通常のＪＰＥＧデータの復号を行い、復号できない場合に、図６に示した量子化テーブル及びハフマンテーブルの暗号復号化を伴う画像の復号を行うようにしてもよい。また、暗号化したＪＰＥＧデータには、暗号化したことを示す情報をヘッダーに追記しておき、データ受信装置側はその情報の有無に応じて復号方法を使い分けるようにしてもよい。
【００７６】
また、ＰＣ３０は、本発明に係るデータ送信装置やデータ受信装置の機能を備えており、例えば、インターネット網３４を通じてＪＰＥＧデータを送信する場合には、本発明によって暗号化されたＪＰＥＧデータを送信して所望のデータサーバなどに保存することができる。データサーバに保存した暗号化されたＪＰＥＧデータを再生する場合には、ＳＳＬなどのセキュアなシステムを利用してサーバにアクセスしてＪＰＥＧデータをダウンロードし、ＪＰＥＧデータのヘッダー情報の符号化情報の暗号復号化を行った後、その符号化情報に基づいてＪＰＥＧデータを伸張することができる。ＰＣなどは演算能力に余裕があるため、サーバに保存しているデータを一括処理する場合であってもストレスを感じることはない。
【００７７】
尚、画像ファイルを汎用ビューアなどで容易に閲覧されることを防げれば目的を達成することができるため、ＤＨＴ、ＱＤＴを暗号化する場合に限らず、
（１）ＤＨＴ、ＱＤＴの内容を入れ替える。
（２）ＤＨＴ（及びＱＤＴ）データを補数化する（類似で、予め設定された値を加える"0","1"を反転させるなど）。
（３）ＤＨＴ（及びＱＤＴ）データのリトルエンディアン・ビックエンディアンを入れ替える。
などの処理を行うようにしてもよい。上記はいずれも演算負荷が軽く、デジタルカメラなどＣＰＵ能力が十分でないものでも実現可能である。
【００７８】
また、ＭＰＥＧ−２，ＭＰ３，ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）など動画・音楽情報においても、エントロピー符号化（ハフマン符号化を含む）処理が施されるため、本発明はこれらのデジタルデータの暗号化にも適用でき、これにより軽負荷で容易に再生できないデータ転送系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は本発明に係るデータ通信システムの全体構成例を示すシステム構成図である。
【図２】図２はデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図３はデータ送信の種類を選択するためのメニュー画面の一例を示す図である。
【図４】図４はデータ圧縮時のＪＰＥＧ符号化の流れを示す図である。
【図５】図５はデータ伸張時のＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【図６】図６はＪＰＥＧデータの基本構造を示す図である。
【図７】図７はデータ圧縮時の暗号化ＪＰＥＧ符号化の流れを示す図である。
【図８】図８はデータ伸張時の暗号化ＪＰＥＧ復号化の流れを示す図である。
【図９】図９は主としてデジタルカメラから外部にＪＰＥＧデータを送信する場合のデータの流れを示す図である。
【図１０】図１０は本発明に係るデータ送信方法における処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０…デジタルカメラ、２０…プリンタ、３０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、３２…ＵＳＢケーブル、３４…インターネット網、１００…メインＣＰＵ、１０２…操作部、１０８…ＥＥＰＲＯＭ、１１０…液晶モニタ、１１２…光学ユニット、１１４…ＣＣＤ、１３０…圧縮・伸張回路、１３６…ＵＳＢインターフェース、１３８…無線通信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータの暗号化方法において、
前記データ本体とヘッダー情報のうちのヘッダー情報のみを暗号化することを特徴とするデジタルデータの暗号化方法。
【請求項２】
前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータの暗号化方法。
【請求項３】
前記暗号化される符号化情報は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを含むことを特徴とする請求項２に記載のデジタルデータの暗号化方法。
【請求項４】
デジタルデータを送信する際に、盗聴される可能性がある第１の通信手段と、盗聴される可能性がない第２の通信手段とのうちのいずれを使用されるかを判別し、
前記第１の通信手段を使用する場合には、請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルデータの暗号化方法によって暗号化された第１のデジタルデータを送信し、前記第２の通信手段を使用する場合には、暗号化されていない第２のデジタルデータを送信することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項５】
圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得したデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、
前記抽出したヘッダー情報を暗号化する暗号化手段と、
前記取得したデータ本体と前記暗号化したヘッダー情報とからなる第１のデジタルデータを送信する第１の通信手段と、
を備えたことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項６】
前記暗号化手段は、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴とする請求項５に記載のデータ送信装置。
【請求項７】
前記暗号化手段は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを暗号化することを特徴とする請求項６に記載のデータ送信装置。
【請求項８】
暗号化キーを登録する暗号化キー登録手段と、前記登録された暗号化キーを保存する暗号化キー保存手段とを備え、前記暗号化手段は、前記保存された暗号化キーに基づいて前記ヘッダー情報を暗号化することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項９】
盗聴される可能性がある前記第１の通信手段とは別の盗聴される可能性がない第２の通信手段と、
前記第１の通信手段及び第２の通信手段のうちのうちのいずれかを選択する選択手段と、
前記第１の通信手段が選択されると、前記第１の通信手段から暗号化された第１のデジタルデータを送信させ、前記第２の通信手段が選択されると、前記第２の通信手段から暗号化されていない第２のデジタルデータを送信させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項１０】
前記第１の通信手段は無線の通信手段であり、前記第２の通信手段は有線の通信手段であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置から第１のデジタルデータを受信し、該第１のデジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得した第１のデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、
前記抽出した暗号化されたヘッダー情報を複合化する暗号複合化手段と、
前記取得したデータ本体と前記復号化したヘッダー情報とに基づいて暗号化されていない第２のデジタルデータを生成するデータ生成手段と、
を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、請求項１１に記載のデータ受信装置とを備えたことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１３】
撮像光学系を介して入射した被写体光を受光して画像データを取得する撮像手段と、
前記取得した画像データを圧縮したデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなる画像ファイルを生成する圧縮手段と、
前記画像ファイルを保存する保存手段と、
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、を備え、
前記データ取得手段は、前記保存手段に保存された画像ファイルを取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータの暗号化方法において、
前記データ本体とヘッダー情報のうちのヘッダー情報のみを暗号化することを特徴とするデジタルデータの暗号化方法。
【請求項２】
前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴とする請求項１に記載のデジタルデータの暗号化方法。
【請求項３】
前記暗号化される符号化情報は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを含むことを特徴とする請求項２に記載のデジタルデータの暗号化方法。
【請求項４】
デジタルデータを送信する際に、盗聴される可能性がある第１の通信手段と、盗聴される可能性がない第２の通信手段とのうちのいずれを使用されるかを判別し、
前記第１の通信手段を使用する場合には、請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルデータの暗号化方法によって暗号化された第１のデジタルデータを送信し、前記第２の通信手段を使用する場合には、暗号化されていない第２のデジタルデータを送信することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項５】
圧縮されたデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなるデジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得したデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、
前記抽出したヘッダー情報を暗号化する暗号化手段と、
前記取得したデータ本体と前記暗号化したヘッダー情報とからなる第１のデジタルデータを送信する第１の通信手段と、
を備えたことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項６】
前記暗号化手段は、前記ヘッダー情報のうちの符号化情報のみを暗号化することを特徴とする請求項５に記載のデータ送信装置。
【請求項７】
前記暗号化手段は、ハフマンテーブル及び量子化テーブルのうちの少なくともハフマンテーブルを暗号化することを特徴とする請求項６に記載のデータ送信装置。
【請求項８】
暗号化キーを登録する暗号化キー登録手段と、前記登録された暗号化キーを保存する暗号化キー保存手段とを備え、前記暗号化手段は、前記保存された暗号化キーに基づいて前記ヘッダー情報を暗号化することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項９】
盗聴される可能性がある前記第１の通信手段とは別の盗聴される可能性がない第２の通信手段と、
前記第１の通信手段及び第２の通信手段のうちのうちのいずれかを選択する選択手段と、
前記第１の通信手段が選択されると、前記第１の通信手段から暗号化された第１のデジタルデータを送信させ、前記第２の通信手段が選択されると、前記第２の通信手段から暗号化されていない第２のデジタルデータを送信させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項１０】
前記第１の通信手段は無線の通信手段であり、前記第２の通信手段は有線の通信手段であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のデータ送信装置。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置から第１のデジタルデータを受信し、該第１のデジタルデータを取得するデータ取得手段と、
前記取得した第１のデジタルデータからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出手段と、
前記抽出した暗号化されたヘッダー情報を複合化する暗号複合化手段と、
前記取得したデータ本体と前記復号化したヘッダー情報とに基づいて暗号化されていない第２のデジタルデータを生成するデータ生成手段と、
を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
【請求項１２】
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、請求項１１に記載のデータ受信装置とを備えたことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１３】
撮像光学系を介して入射した被写体光を受光して画像データを取得する撮像手段と、
前記取得した画像データを圧縮したデータ本体と、該データ本体の伸張に必要な符号化情報を含むヘッダー情報とからなる画像ファイルを生成する圧縮手段と、
前記画像ファイルを保存する保存手段と、
請求項５乃至１０のいずれかに記載のデータ送信装置と、を備え、
前記データ取得手段は、前記保存手段に保存された画像ファイルを取得することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２０８９３１（Ｐ２００７−２０８９３１Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８９２０（Ｐ２００６−２８９２０）
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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