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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz von aufgezeichneten digitalen
Daten, zum Beispiel zum Schutz von Audio- und/oder visuellen Daten,
wie sie auf Kompakt-Disks bzw. CDs, digitalen Video-Disks bzw. Video-CDs
oder anderen ähnlichen
Trägern
aufgezeichnet sind.
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Die Einführung von digitaler Technologie
in dem audiovisuellen Gebiet brachte für den Verbraucher im Vergleich
zu analogen Technologien insbesondere im Bezug auf die Qualität einer
Reproduktion von Ton und Bild und der Haltbarkeit des Trägermediums
beträchtliche
Vorteile. Die Kompakt-Disk hat so gut wie alle traditionelle Vinylaufzeichnungen
ersetzt, und ein ähnlicher
Trend wird mit der Einführung
von neuen digitalen Produkten erwartet, welche im Allgemeinen auf
den Multimedia- und Heimunterhaltungsmarkt, insbesondere die digitale
Video-Disk, abgezielt
sind.
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Ein mit digital aufgezeichneten Daten
in Zusammenhang stehendes spezielles Problem liegt in der Einfachheit
ihrer Reproduktion und der daraus entstehenden Möglichkeit zur Piraterie. Eine
einzelne digitale Aufzeichnung kann Verwendung finden, um eine beliebige
Anzahl von perfekten Kopien ohne irgendeine Abschwächung in
der Qualität
des Tons oder Bildes anzufertigen. Dieses Problem ist insbesondere
mit der Einführung
bzw. dem Aufkommen von aufzeichenbaren digitalen Produkten, wie beispielsweise
der Mini-Disk oder DAT schwerwiegend, und die Abneigung von Unterhaltungsfirmen
Copyrightarbeiten zu lizenzieren, solange dieses Problem bleibt,
hat als eine Bremse auf die Einführung
von neuen Medienprodukten in den Markt gewirkt.
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Gegenwärtig war die einzige praktikable
verfügbare
Lösung
gegen unautorisierte Reproduktion von Copyrightarbeiten eine Rechtliche,
und eine Anzahl an Staaten in Europa und sonst wo haben eine Antipirateriegesetzgebung
eingebracht, um die wachsende Anzahl an raubkopierten Filmen, CDs
und so weiter zu bekämpfen,
die auf den Markt gebracht werden. Aus offensichtlichen Gründen, ist
eine rechtliche Lösung
aus der Sicht einer vorbeugenden Handlung weniger als optimal.
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Technologische Antikopierlösungen,
welche zur Handhabung von audiovisuellen Arbeiten vorgeschlagen
wurden, waren extrem einfach bzw. grundlegend, da sie sich beispielsweise
auf den Gedanken der Verwendung einer Form von digitalem „Handschlag" zwischen dem Leser
bzw. der Leseeinrichtung und dem Trägermedium stützen bzw.
angewiesen sind, um so den Ursprung des Aufgezeichneten zu verifizieren.
Ein derartiger Schutz ist jedoch nur gegen die niedrigste Stufe
von Kopieraktivität
effektiv, da das Handschlagssignal auf keinerlei Weise geschützt ist
und einfach gelesen und reproduziert werden kann, um eine unautorisierte Kopie
in eine scheinbar autorisierte und lesbare Kopie umzuwandeln.
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Computersysteme, welche geheime Schlüssel verwenden,
die auf einer Chipkarte gespeichert sind, um den Zugriff auf verschlüsselte Computer-Disk-Daten
zu steuern, sind beispielsweise aus
US
5 191 611 bekannt. Derartige Systeme besitzen den Nachteil
dahingehend, dass die Leseeinrichtung mit beträchtlichen Verarbeitungs- und
Speicherfähigkeiten
ausgestattet sein muss, um die aufgezeichneten verschlüsselten
Blöcke von
Daten zu entschlüsseln
und zu speichern. Wie verstanden werden wird, sind derartige Systeme
im Allgemeinen unbequem, wenn sie zum Schutz von Computerdaten Verwendung
finden, und sind sogar noch ungeeigneter zur Anwendung in dem audiovisuellen
Gebiet, bei dem eine Leseeinrichtung typischer Weise eine viel kleinere
Kapazität
zum Verarbeiten und Speichern von Daten im Vergleich zu einem Computer
aufweist, bei dem jedoch nichtsdestotrotz ein Echtzeitfluss von
Daten aufrechterhalten werden muss.
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EP
0 840 194 ist unter Artikel 54 (3) EPC für den Gegenstand
des vorliegenden Patents relevant.
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Es ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung, die mit dem Stand der Technik in Zusammenhang stehenden
Nachteile zu überwinden,
und eine effiziente technologische Lösung gegen die unautorisierte
Reproduktion von digital aufgezeichneten Copyrightarbeiten, insbesondere
in Bezug auf audiovisuelle Arbeiten, zur Verfügung zu stellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zum Beschränken
des Zugriffs auf aufgezeichnete digitale Daten nach Anspruch 1 zur
Verfügung
gestellt.
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Für
digitale Trägermedien,
wie beispielsweise CDs, CD-ROMs
und so weiter, hat jede Aufzeichnung eine damit in Zusammenhang
stehende Einleitung oder einen Kopf in der Form eines Volume-Deskriptors,
welcher grundlegende Informationen im Bezug auf den Speicherentwurf
beziehungsweise das Speicherlayout und Zugriffspunkte auf digitale
Informationen auf dem Medium, die Menge an auf dem Medium gespeicherten
Daten, das Datum der Erzeugung des Trägermediums und so weiter darlegt
bzw. festlegt. Diese nur eine kleine Speichermenge einnehmenden
Informationen sind nichtsdestotrotz wesentlich für das Lesen des Aufgezeichneten
und ohne diese Informationen kann die Leseeinrichtung nicht auf
die aufgezeichneten Daten zugreifen.
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Durch Verschlüsseln dieser Informationen
und Speichern des Entschlüsslungsschlüssels in
einer mit dem Trägermedium
in Zusammenhang stehenden integrierten Schaltung schützt die
Erfindung gegen unautorisiertes Kopieren des Aufgezeichneten, da
die Leseeinrichtung nicht in der Lage sein wird, auf die gespeicherten
Daten ohne die entschlüsselten
Elemente des Volume-Deskriptors zuzugreifen, und da der hierfür notwendige
Schlüssel
von der integrierten Schaltung gehalten wird, welche natürlich einem
Kopieren widersteht. Auch wenn die gespeicherten nicht verschlüsselten
Daten kopiert werden, wird die resultierende Kopie unlesbar, da der
Volume-Deskriptor
nur in einer unvollständigen
oder vollkommen verschlüsselten
Form vorhanden sein wird. Die Entschlüsselung der Volume-Elemente
kann innerhalb der integrierten Schaltung derart ausgeführt werden,
dass der Schlüssel
niemals frei verfügbar
gemacht wird.
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Im Gegensatz zu dem zum Schutz von
Computerdaten verwendeten Stand der Technik wird nur der Volume-Deskriptor oder die
Kopfdaten verschlüsselt/
entschlüsselt,
was den Bedarf zum Ausführen
von kryptographischen Operationen auf das gesamte Volumen von gespeicherten
Daten vermeidet. Wie verstanden werden wird, ist dies insbesondere
vorteilhaft, wenn die Erfindung in dem Gebiet von audiovisuellen
Vorrichtungen angewendet werden soll, bei denen die Verarbeitungs-
und Speicherkapazität
einer Leseeinrichtung relativ klein sein kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die integrierte
Schaltung in einer mit dem Trägermedium
in Zusammenhang stehenden Chipkarte eingebettet, wobei die Chipkarte
agiert, um die verschlüsselten
Volume-Elemente zu entschlüsseln,
und um diese an die Leseeinrichtung weiterzuleiten, um so ein Lesen
und/oder Schreiben der aufgezeichneten nicht verschlüsselten
Daten zu ermöglichen.
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In diesem Zusammenhang stellt eine
Chipkarte eine sichere und haltbare bzw. dauerhafte Einrichtung zur
Aufbewahrung des zur Entschlüsselung
der Volume-Deskriptor-Elemente notwendigen Schlüssels zur Verfügung. Gleichermaßen sind
die Produktionskosten einer derartigen Karte im Vergleich zu beispielsweise
dem Preis der Aufzeichnung selbst relativ klein.
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Bei dieser Anmeldung wird der Ausdruck „Chipkarte" verwendet, indem
er eine beliebige herkömmliche
auf einem Chip basierende Kartenvorrichtung bezeichnet, die beispielsweise
einen Mikroprozessor oder ein EEPROM-Speicher zum Aufbewahren des Schlüssels aufweist.
In diesem Ausdruck sind auch PCMCIA-Karten und andere tragbare Chip
tragende Karten oder Vorrichtungen umfasst, die alternative physische Formen
aufweisen, wie beispielsweise die oft bei Fernsehdekodersystemen
verwendeten schlüsselförmigen Vorrichtungen.
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Während
sie eine insbesondere bequeme Art der Umschließung beziehungsweise Aufnahme
der bei der Erfindung verwendeten integrierten Schaltung oder des „Chips" zur Verfügung stellt,
ist eine Chipkarte nicht die einzige verfügbare Lösung. Beispielsweise wird der
Schlüssel
bei einer Realisierung in einer integrierten Schaltung gespeichert,
die in dem Gehäuse
des digitalen Trägermediums
eingebettet ist.
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Die Aufnahme eines Mikroprozessors
innerhalb des Gehäuses
des Trägermediums
ist eine bekannte Technik und wurde beispielsweise in dem Fall von
DVHS-Kassetten vorgeschlagen, bei denen eine Gruppe von metallischen
Kontakten an einer äußeren Fläche des
Kassettengehäuses
zur Verfügung
gestellt sein kann, wobei die Kontakte zu einer integrierten Schaltung
oder einem Chip in dem Inneren des Gehäuses führen. Diese Kontakte können mit
einer entsprechenden Gruppe von Kontakten in dem Buchsenteil der
Aufzeichnungseinrichtung eingreifen, um eine Kommunikation zwischen
der integrierten Schaltung und der Videoaufzeichnungseinrichtung
zu ermöglichen.
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Eine derartige Lösung verhindert den Bedarf
an dem zur Verfügung
Stellen einer Chipkarte oder dergleichen im Zusammenhang mit der
Aufzeichnung, und ist folglich von dem Standpunkt des Konsumenten
inhärent
einfacher. Der Bedarf zum Aufweisen von beispielsweise einem Chipkartenschlitz
in der digitalen Leseeinrichtung wird auch vermieden, auch wenn
sich die Produktionskosten des Aufzeichnungsmediums natürlich erhöhen werden,
um die Einführung
einer integrierten Schaltung in dem Gehäuse aufzunehmen, wie die Kosten
der Elemente der zum Lesen des Trägers verwendeten Leseeinrichtung
ansteigen können.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des Schlüssels zum
Verschlüsseln
und/oder Entschlüsseln
der Volume-Deskriptor-Elemente
umfasst ein durch eine Herstellungskonstante diversifizierter bzw.
mannigfaltig gemachter bzw. breit gefächerter Schlüssel, die
einen mit der Identität
des Trägermediums
oder der aufgezeichneten Daten in Zusammenhang stehenden Wert repräsentiert,
beispielsweise eine Serien- oder Chargennummer. Auf diese Weise
kann ein einfacher Verschlüsslungsalgorithmus
Verwendung finden, der durch die Herstellungskonstante diversifiziert
ist, um einen „einzigartigen" Schlüssel und
einen einzigartigen verschlüsselten Volume-Deskriptor
zur Verfügung
zu stellen. Tatsächlich
kann für
die meisten praktischen Zwecke der selbe Schlüssel für eine gegebene Charge an Aufzeichnungsträgern oder
für eine
spezielle aufgezeichnete Aufführung
bzw. Vorführung
erzeugt werden.
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In seiner einfachsten Form kann der
bei dieser Erfindung verwendete Schlüsselalgorithmus irgendein Algorithmus
einer Anzahl an bekannten symmetrischen Algorithmen, wie beispielsweise
DES oder RC2 usw. sein. Bei einem derartigen Fall können die
Verschlüsslungs-/
Entschlüsslungsschlüssel als
identisch angenommen werden. Es sind andere Ausführungsbeispiele möglich, die
beispielsweise öffentliche/private
Schlüsselpaare
verwenden.
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Bei einer Realisierung des Verfahrens
der Erfindung werden die Volume-Elemente von der integrierten Schaltung
gemäß einem
in der integrierten Schaltung erzeugten und gespeicherten neuen
Schlüssel
erneut verschlüsselt,
wonach die neu verschlüsselten
Volume-Elemente durch die Leseeinrichtung auf dem Medium aufgezeichnet
werden, was die zuvor verschlüsselten
Werte ersetzt. Auf diese Weise wird die Sicherheit des Systems erhöht und die
Identifikation der integrierten Schaltung mit der fraglichen Aufzeichnung
sichergestellt.
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Der neue Schlüssel kann von der integrierten
Schaltung unter Verwendung von beispielsweise einem Zufalls- oder
Pseudozufalls-Nummerngenerator erzeugt werden. Folglich wird, auch
in dem Fall einer Charge von zu Anfangs mit dem selben Schlüssel verschlüsselten
Aufzeichnungen, der verschlüsselte
Volume-Deskriptor mit jedem Abspielen der Aufzeichnung schnell derart
mutieren, dass sich keine zwei Aufzeichnungen mit dem selben Schlüssel öffnen werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird der von
der integrierten Schaltung erzeugte neue Schlüssel durch einen mit der Identität der Leseeinrichtung
in Zusammenhang stehenden Wert, beispielsweise seiner Seriennummer,
diversifiziert, die durch die integrierte Schaltung von der Leseeinrichtung
gelesen wird. Dies ermöglicht,
dass die Aufzeichnung nur von dieser speziellen Leseeinrichtung
gelesen wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der mit
der Identität
der Leseeinrichtung in Zusammenhang stehende Wert auf dem Trägermedium
gespeichert und wird von der integrierten Schaltung mit dem Wert
verglichen, der von der Leseeinrichtung bei aufeinanderfolgenden
Lesevorgängen
direkt gelesen wird. Bei einer Realisierung kann die integrierte
Schaltung den von der Leseeinrichtung gelesenen Wert einfach zurückweisen,
wenn dieser nicht mit dem auf dem Medium Gespeicherten übereinstimmt.
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Jedoch kann das System bei einer
alternativen Realisierung programmiert sein, um eine Aktualisierung
dieses Werts zu erlauben, um beispielsweise die Möglichkeit
zuzulassen, dass die Leseeinrichtung ausgetauscht wurde oder kaputt
gegangen ist. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel vergleicht die
integrierte Schaltung den von dem Trägermedium gelesenen Identitätswert mit
dem von der Leseeinrichtung Gelesenen und wirkt, in dem Fall eines
Nichtübereinstimmens
oder eines Unterschieds zwischen den Beiden, zum Verschlüsseln der
Volume-Elemente unter Verwendung des vorhergehenden Leseeinrichtungs-Identitätswerts von
dem Aufzeichnungsmedium und danach zum erneut Verschlüsseln der
Volume-Elemente unter Verwendung des neuen Leseeinrichtungs-Identitätswerts
von der Leseeinrichtung.
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Die neue Leseeinrichtungsidentität kann die
vorhergehende Leseeinrichtungsidentität entweder ersetzen oder zusammen
mit ihr gespeichert werden. Bei dem ersteren Fall kann, um zu verhindern,
dass eine unbeschränkte
Anzahl an Leseeinrichtungen auf die Disk zugreifen kann, die integrierte
Schaltung programmiert werden, so dass diese Operation nur eine
vorbestimmte Anzahl von Malen ausgeführt wird. Bei dem letzteren Fall
kann die integrierte Schaltung programmiert werden, so dass ermöglicht wird,
dass eine vorbestimmte Anzahl an autorisierten Leseeinrichtungsidentitäten gespeichert
wird, um so zu erlauben, dass die Aufzeichnung beispielsweise auf
einer Anzahl an dem Benutzer gehörenden
Leseeinrichtungen abgespielt werden kann. Mit einer beschränkten Anzahl
an Leseeinrichtungsidentitäten
kann die integrierte Schaltung sicher eine unbeschränkte Anzahl
an Wechseln zwischen den autorisierten Leseeinrichtungen zulassen.
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Die vorliegende Erfindung wurde zuvor
weitgehend in Bezug auf den Schutz von zuvor aufgezeichneten Aufzeichnungen,
wie beispielsweise zuvor aufgezeichneten CDs, CD-ROMs usw. beschrieben.
Jedoch kann die selbe Technik, wie wahrgenommen werden wird, auf
unbespielte bzw. leere bzw. unbeschriebene aufzeichenbare Einheiten
angewendet werden, und bei einer Realisierung ist das Trägermedium
vor seinem ersten Einlegen in die Leseeinrichtung unbespielt, wobei
das Vorhandensein der zugehörigen
integrierten Schaltung notwendig ist, um die Volume-Elemente zu entschlüsseln, bevor
es der Leseeinrichtung erlaubt ist, irgendwelche Daten auf das unbespielte
Medium zu schreiben.
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Derartige unbespielte Einheiten besitzen
auch eine Gruppe von Volume-Deskriptor-Elementen, von denen einige
oder alle, wie zuvor beschrieben, verschlüsselt werden können, um
sicherzustellen, dass die Einheiten nur bei dem Vorhandensein des
gespeicherten Schlüssels
und, falls gewünscht,
in einer oder einer ausgewählten
Anzahl an Leseeinrichtungen gelesen / aufgezeichnet werden können. Auf
diese Weise kann ein Schutz gegen unautorisierte Kopien der letztendlich
aufgezeichneten Arbeit erbracht werden, die auf dem Aufzeichnungsmedium
in unverschlüsselter
Form gespeichert ist.
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Dementsprechend ist es auch zu verstehen,
dass, während
der Ausdruck „Leseeinrichtung" Verwendung findet,
um im Allgemeinen Vorrichtungen zu bezeichnen, die in der Lage sind,
im Voraus aufgezeichnete digitale Daten zu lesen, Vorrichtungen
umfasst sind, die in der Lage sind, digitale Daten auf das Aufzeichnungsmedium
bei denjenigen Ausführungsbeispielen
zu schreiben oder aufzuzeichnen, bei denen ein Aufzeichnen derartiger
Daten ausgeführt
wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich
die Erfindung auf ein Verfahren zum Beschränken des Zugriffs auf aufgezeichnete
digitale Daten, bei dem die Daten audio- und/oder visuelle Daten
sind. Jedoch wird wahrgenommen werden, dass die Erfindung gleichermaßen zum Schutz
von computerverarbeiteten Daten angewendet werden kann.
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Die vorliegende Erfindung erstreckt
sich gleichermaßen
auf ein Verfahren zur Herstellung eines digitalen Trägermediums
und einer integrierten Schaltung, wie sie beispielsweise in einer
Chipkarte eingebaut ist, zur Verwendung bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung.
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Nun wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand eines nur als Beispiel dienenden Beispiels
und in Bezug auf die beigefügten
Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 die
Schritte bei der Erzeugung eines digitalen Trägermediums, in diesem Fall
eine CD-ROM, die einen zumindest teilweise verschlüsselten
Volume-Deskriptor und eine den Entschlüsslungsschlüssel enthaltende Chipkarte
umfasst; und
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2 die
Schritte, die bei dem Lesen des digitalen Trägermediums ausgeführt werden,
dass gemäß 1 verschlüsselt ist.
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Bezugnehmend auf 1 sind die Schritte bei der Herstellung
einer digitalen Aufzeichnung einschließlich eines verschlüsselten
Volume-Deskriptors gezeigt. Bei Schritt 1 wird ein erster
Verschlüsslungsschlüssel Kf
erlangt und von einer Herstellungskonstante Cf diversifiziert, um
einen „einzigartigen" Schlüssel abzuleiten,
welcher mit der fraglichen Aufzeichnung in Zusammenhang steht. Der
Verschlüsslungsschlüssel Kf
kann aus einem beliebigen für
eine Fachperson bekannten symmetrischen Standardverschlüsselungsalgorithmus
erlangt werden, wie beispielsweise DES.
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Die Herstellungskonstante Cf kann
aus einer Anzahl an mit der fraglichen Aufzeichnung in Zusammenhang
stehenden Werten gewählt
werden, die beispielsweise die Seriennummer des Aufzeichnungsmediums umfassen.
Jedoch kann die Herstellungskonstante Cf bei einem vereinfachten
Ausführungsbeispiel
eine mit der Herstellung einer Charge von CD-ROMs in Zusammenhang
stehende Chargennummer repräsentieren, oder
sogar eine Seriennummer entsprechend der Katalognummer eines Films,
einer musikalischen Aufführung
usw., der/die auf der CD-ROM aufgezeichnet ist.
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In dem letzteren Fall wird der selbe
digitale Schlüssel
beispielsweise für
alle aufgezeichneten Versionen der selben Aufführung oder dem selben Film
erzeugt. Auch wenn sie weniger sicher ist als die Realisierungen,
bei welchen eine Herstellungskonstante auf der Grundlage des Aufzeichnungsmediums
selbst Verwendung findet (beispielsweise der CD-ROM-Serien- oder
-Chargennummer), kann das von diesem Ausführungsbeispiel zur Verfügung gestellte
Sicherheitsniveau nichtsdestotrotz für kommerzielle Zwecke ausreichend
sein.
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Der aus dem Diversifizieren des ersten
Schlüssels
Kf erlangte „einzigartige" Verschlüsslungsschlüssel wird
dann bei Schritt 3 verwendet, um eins oder mehr Elemente
des mit dem fraglichen Aufzeichnungsmedium in Zusammenhang stehenden
Volume-Deskriptor V zu verschlüsseln.
Wie in der Einleitung erwähnt,
ist die Verwendung eines Volume-Deskriptors in dem Gebiet von digitalen
Aufzeichnungen ein in der Technik gut bekanntes Konzept. Ein derartiger
Deskriptor beinhaltet eine Anzahl an Elementen, die Eigenschaften
des Aufzeichnens beschreiben (gespeicherte Datenmenge, Layout von digitalen
Blöcken
von Informationen bei dem Aufzeichnen usw.), die von der Leseeinrichtung
zu lesen und Zusammenzufügen
sind, bevor die Aufzeichnung abgespielt werden kann.
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Das Format des Volume-Deskriptors
für ein
gegebenes digitales Aufzeichnungsmedium (CD, CD-ROM, DVD usw.) wird
im Allgemeinen von einem internationalen Standard oder einer internationalen
Norm bestimmt, um eine Kompatibilität zwischen verschiedenen Leseeinrichtungen
sicherzustellen. In dem Fall von CD-ROMs wird beispielsweise das
Format des Volume-Deskriptors von dem internationalen Standard ISO 9660
bestimmt, auf welchen sich die Leseeinrichtung der vorliegenden
Anmeldung bezieht.
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Wenn gewünscht, können alle diese Informationen
bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verschlüsselt werden. Jedoch kann,
da ein Teil der Informationen in dem Volume-Deskriptor für alle standardisierten
Aufzeichnungen effektiv unveränderlich
sein wird, eine effizientere Lösung
auf die Verschlüsslung
von nur bestimmten Elementen des gesamten Volume-Deskriptors gegründet werden.
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Beispielsweise können in dem Fall einer CD-ROM
die an den Achtbitzeichenpositionen 129 bis 190 des Volume-Deskriptors gefundenen
Daten, wie in Tabelle 4 des Standards ISO 9660, verschlüsselt werden. Bei
diesen Positionen werden die folgenden Daten gefunden:
| 129
bis 132 | Größe eines
Logikblocks |
| 133
bis 140 | Größe einer
Pfadtabelle |
| 141
bis 144 | Position
eines Auftretens einer Pfadtabelle des Typs L |
| 145
bis 148 | Position
eines optionalen Auftretens einer Pfadtabelle des Typs L |
| 149
bis 152 | Position
eines Auftretens einer Pfadtabelle des Typs M |
| 153
bis 156 | Position
eines optionalem Auftretens einer Pfadtabelle des Typs M |
| 157
bis 190 | Aufzeichnen
eines Indexes für
den Quellenindex |
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Wie wahrgenommen werden wird, ist
die Erfindung, während
der Deskriptor hier in Bezug auf eine CD-ROM-Disk beschrieben wird,
gleichermaßen
auf andere Formate von digitalen Aufzeichnungen von audiovisuellen
oder Multimediatyp-Daten einschließlich derartiger Deskriptoren,
wie beispielsweise digitale Video-Disks oder dergleichen, anwendbar.
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Wieder bezugnehmend auf 1 werden die ausgewählten Elemente
des Volume-Deskriptors V von dem Trägermedium 2 gelesen
und bei Schritt 3 von dem diversifizierten Schlüssel Kf
verschlüsselt.
Die resultierenden verschlüsselten
Elemente des Volume-Deskriptors, hier durch E1(V) bezeichnet, finden
danach Verwendung, um die Originalelemente V auf dem Träger 2 zu
ersetzen. Das auf diese Weise gebildete Trägermedium umfasst unverschlüsselte digitale
Daten, die zusammen mit einem teilweise oder vollständig verschlüsselten
Volume-Deskriptor
den Großteil
der fraglichen Aufzeichnung repräsentieren.
Wie klar sein wird, kann die Aufzeichnung nicht ohne einen äquivalenten
Entschlüsslungsschlüssel gelesen
werden.
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Um einem autorisierten Benutzer zu
ermöglichen,
auf die Daten auf dem Träger
zuzugreifen, ist es notwendig, den Benutzer mit dem Schlüssel Kf
und dem Diversifizierer Cf auszustatten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Werte Kf, Cf in dem EEPROM einer an einer Chipkarte montierten
integrierten Schaltung gespeichert. Die Chipkarte wird mit der Aufzeichnung
derart verkauft, dass der legitimierte Benutzer die fragliche Aufzeichnung
hören oder
betrachten kann. Der Vorgang der Verschlüsslung wird nachstehend ausführlicher
beschrieben. Ohne den Entschlüsslungsschlüssel sind
irgendwelche von der Aufzeichnung angefertigte Kopien unlesbar.
Wie verstanden werden wird, können
die auf der Chipkarte gespeicherten Informationen nicht einfach
kopiert werden, und es kann eine Beliebige einer Anzahl an Techniken,
die aus anderen Gebieten bekannt sind, in welchen Chipkarten Verwendung
finden (Bank, Telefonkarten usw.), verwendet werden, um einen unautorisierten
Zugriff auf die Entschlüsslungsdaten
zu verhindern.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann der Schlüssel
in einer integrierten Schaltung gespeichert sein, die in dem Körper oder
dem Gehäuse
des digitalen Auszeichnungsmediums eingebettet ist. Ein Einbauen
eines Mikroprozessors innerhalb des Gehäuses eines Aufzeichnungsmediums
ist eine bekannte Technik und wurde beispielsweise in dem Fall von
DVHS-Kassetten vorgeschlagen, bei denen eine Gruppe von metallischen
Kontakten an einer äußeren Fläche des
Kassettengehäuses
zur Verfügung
gestellt sein kann, wobei die Kontakte zu einer elektronischen Schaltung
führen,
wie beispielsweise einer integrierten Schaltung oder einem Chip
in dem Inneren des Gehäuses.
Diese Kontakte können
mit einer entsprechenden Gruppe von Kontakten in dem Buchsenteil
des Rekorders bzw. der Aufzeichnungseinrichtung eingreifen, um eine
Kommunikation zwischen der integrierten Schaltung und dem Videorekorder
zu ermöglichen.
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Ein derartiges Ausführungsbeispiel
ist gleichermaßen
resistent zu unautorisiertem Kopieren, da ein Besitz der physischen
Aufzeichnung in der Form, in welcher sie an den Benutzer verkauft
wurde, eine notwendige Bedingung zum Abspielen der aufgezeichneten
Daten ist.
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Nun werden unter Bezugnahme auf 2 die bei der Entschlüsslung und
dem nachfolgenden erneut Verschlüsseln
der Volume-Elemente V eingeschlossenen Schritte beschrieben. Wie
zuvor erwähnt,
sind die Werte des Verschlüsslungsschlüssels Kf
und des Diversifizierers Cf in einer integrierten Schaltung gespeichert,
die an einer mit dem Trägermedium 2 in
Zusammenhang stehenden Chipkarte 4 montiert ist. Um die Aufzeichnung
zu lesen, werden die Chipkarte 4 und der Träger 2 in
die geeigneten Schlitze bei einer Leseeinrichtung 5 eingeführt beziehungsweise
eingelegt. Chipkartenleser sind gut bekannt und die Modifikation
von CD-ROM- oder DVD-Leseeinrichtungen,
dass sie beispielsweise einen Chipkartenschlitz umfassen, würde ein relativ
einfacher Schritt in Hinblick auf den Herstellungsvorgang sein.
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Wie bei dem Verschlüsslungsverfahren
von 1 wird der Schlüssel Kf
durch die Herstellungskonstante Cf diversifiziert, wird bei Schritt 6 in
der Chipkarte 4 gespeichert, und der resultierende diversifizierte Schlüssel wird
bei Schritt S7 verwendet, um die von dem Trägerelement 2 gelesenen
verschlüsselten
Elemente E1(V) zu entschlüsseln.
Der Entschlüsslungsvorgang
wird innerhalb der Chipkarte ausgeführt und danach werden die entschlüsselten
Volume-Elemente V bei Schritt 8 der Leseeinrichtung 5 zugeführt, um
so ein Lesen der Aufzeichnung zu erlauben.
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Bei seinem einfachsten Ausführungsbeispiel
werden die verschlüsselten
Volume-Elemente E1(V) in dem Träger 2 zurückgehalten
und der selbe Schlüssel
Kf und die Konstante Cf, die auf der Karte 4 gespeichert sind,
können
bei allen zukünftigen
Lesevorgängen
der Aufzeichnung Verwendung finden. Jedoch werden die entschlüsselten
Volume-Elemente bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel danach bei Schritt 9 erneut
verschlüsselt,
um einen neuen verschlüsselten
Wert E2(V) zu bilden, der auf dem Träger 2 über den
anfänglichen Wert
E1(V) geschrieben wird.
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Die Volume-Elemente V werden unter
Verwendung eines Schlüssels
auf der Grundlage einer Zufallsnummer R erneut verschlüsselt, die
von einem Zufalls- oder Pseudo-Zufalls-Nummerngenerator 10 innerhalb der
integrierten Schaltung der Chipkarte selbst erzeugt werden. Die
Zufallsnummer R wird auf der Chipkarte gespeichert, um ein nachfolgendes
Entschlüsseln
der Volume-Elemente bei dem nächsten
Lesevorgang der Aufzeichnung zu erlauben. Auf diese Weise erlaubt
das vorliegende Ausführungsbeispiel
die schnelle Individualisierung von Karte und Aufzeichnung, sogar
bei dem Fall einer Charge von Aufzeichnungen, die zu Anfangs unter
Verwendung des selben Schlüssels
Kf und des Diversifizierers Cf codiert werden.
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Bei einer bevorzugten Variation wird
der Zufallsnummernschlüssel
selbst bei Schritt 11 unter Verwendung eines von der Leseeinrichtung 5 gelesenen
Werts, beispielsweise seiner Seriennummer Ns, diversifiziert. Der
Diversifizierwert Ns wird zusammen mit den erneut verschlüsselten
Volume-Elementen E2(V) auf dem Träger 2 gespeichert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird
der Wert Ns auf der Chipkarte 4 zusammen mit der Zufallsnummer
R gespeichert.
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Bei dem nächsten Lesevorgang der Aufzeichnung
liest die Chipkarte 2 die Seriennummer Ns von der Leseeinrichtung 5 zusammen
mit den Werten E2(V) und Ns, die auf dem Träger 2 gespeichert
sind. Unter der Annahme, dass die selben Werte der Seriennummer
Ns von der Leseeinrichtung 5 und dem Träger 2 gelesen werden,
erzeugt die Chipkarte dann den Entschlüsslungsschlüssel aus dem gespeicherten
Zufallsnummernwert R und dem Diversifizierer Ns, um die Volume-Elemente
V zu entschlüsseln,
um so ein Lesen der Aufzeichnung zuzulassen bzw. zu erlauben. Wie
zuvor, wird dann eine neue Zufallsnummer erzeugt, und es wird ein neuer
verschlüsselter
Wert der Volume-Elemente erzeugt und auf den Träger 2 geschrieben.
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Liest die Chipkarte 2 nicht
die selben Werte der Seriennummer Ns von dem Träger 2 und der Leseeinrichtung 5,
zeigt dies an, dass nun eine verschiedene Leseeinrichtung zum Lesen
der Aufzeichnung Verwendung findet. Auch wenn dies eine unautorisierte
oder betrügerische
Verwendung der Aufzeichnung anzeigt, kann dies auch einfach anzeigen,
dass der Benutzer seine Leseeinrichtung ausgetauscht hat, oder eine
Anzahl an Leseeinrichtungen aufweist.
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Folglich wird, während die Chipkarte einfach
programmiert werden kann, um den von der Leseeinrichtung gelesenen
Wert Ns zurückzuweisen
und ein Verschlüsseln
der Volume-Elemente
zu verweigern, ein alternatives Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei
welchem eine beschränkte
Anzahl an verschiedenen Leseeinrichtungen auf die Daten zugreifen
kann. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel
ist die Karte derart programmiert, dass für den Fall einer Nichtübereinstimmung
zwischen den Werten der Seriennummer Ns die von dem Träger gelesene
Seriennummer Verwendung findet, um den Zufallsschlüssel zu
diversifizieren, so dass die Volume-Elemente korrekt entschlüsselt werden.
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Danach wird die von der Leseeinrichtung
gelesene neue Seriennummer Ns verwendet, um die Elemente erneut
zu verschlüsseln,
und diese neue Seriennummer wird zusammen mit den erneut verschlüsselten Volume-Elementen
auf dem Träger
gespeichert. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ersetzt die neue Seriennummer die vorhergehende Seriennummer. Die
Karte kann mittels einer Kennung oder dergleichen programmiert werden,
um eine beschränkte
Anzahl an Austauschen (beispielsweise 1 oder 2) der Seriennummer
auf dem Träger
zu erlauben. Nachdem diese Nummer durchgelassen wurde, wird die
Karte alle nachfolgenden Austausche zurückweisen, da sie entschieden
hat, dass eine betrügerische
Verwendung der Aufzeichnung stattfindet.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann die Karte programmiert werden, um die Seriennummer von beliebigen
neuen Leseeinrichtungen in einer Liste auf dem Träger zu speichern.
Bei jedem Lesevorgang prüft
die Karte, um festzustellen, ob die Seriennummer der Leseeinrichtung
der der zuletzt verwendeten Leseeinrichtung entspricht, das heißt der Lesevorrichtungs-Seriennummer,
die zum Verschlüsseln
des Volume-Deskriptors bei der letzten Aufzeichnung Verwendung fand.
Wenn nicht, wird die zum Verschlüsseln
der Volume-Elemente bei dem letzten Lesevorgang verwendete Seriennummer
von dem Träger
zur Verwendung bei dem Verschlüsseln
der Volume-Elemente gelesen.
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Die Karte prüft auch, um festzustellen,
ob die Seriennummer der gegenwärtigen
Leseeinrichtung einer bereits auf dem Träger gespeicherten Nummer entspricht.
Wenn nicht, wird eine neue „autorisierte" Seriennummer zu
der Liste hinzugefügt.
Diese neue Seriennummer wird dann verwendet, um die Zufallsnummer während dem
erneut Verschlüsseln
der Volume-Elemente für
den nächsten
Lesevorgang zu diversifizieren.
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Sobald die Liste einen bestimmten
Schwellwert erreicht, beispielsweise 2 oder 3 autorisierte Leseeinrichtungen,
kann die Karte dann verweigern, irgendeine weitere Seriennummer
zu der Liste hinzuzufügen
und kann gleichzeitig verweigern, die entschlüsselten Volume-Elemente an die Decodiereinrichtung
weiterzuleiten. Dieser Vergleich kann sogar vor dem Entschlüsselungsschritt
derart stattfinden, dass die Karte für den Fall das Entschlüsseln der
Volume-Elemente zurückweisen
wird, dass die Leseeinrichtungsnummer nicht auf der vervollständigten
Liste von autorisierten Leseeinrichtungen gefunden wird.
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Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel,
bei welchem die Seriennummern sequentiell übereinander geschrieben werden,
besitzt dieses Ausführungsbeispiel
den Vorteil, dass ein Benutzer zwischen beliebigen der Leseeinrichtungen
in der Liste eine unbeschränkte
Anzahl an Malen passieren kann, wie es vernünftiger Weise von einem Benutzer
ohne irgendwelche betrügerische
Absichten nachgefragt werden kann.
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Für
eine Fachperson werden Variationen der zuvor beschriebenen Realisierungen
offensichtlich sein. Beispielsweise wird es, während die Erfindung insbesondere
in Bezug auf eine zuvor aufgezeichnete Disk oder Vorrichtung beschrieben
wurde, klar sein, dass die selben Prinzipien auf leere beziehungsweise
unbespielte Träger
angewendet werden können,
wie beispielsweise unbespielte digitale Disks oder Kassetten, da
derartige Vorrichtungen nichtsdestotrotz mit einem Volume-Deskriptor ausgestattet
sind, welche in Zusammenhang mit einer Chipkarte oder dergleichen,
wie zuvor beschrieben, verschlüsselt
werden können.
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Bei dem ersten Einlegen des Mediums
in die Disk, wird das Vorhandensein der zugehörigen integrierten Schaltung
notwendig, um die Volume-Elemente zu entschlüsseln, bevor es der Leseeinrichtung
erlaubt ist, irgendwelche Daten auf das unbespielte Medium aufzuzeichnen
oder zu schreiben. Das Vorhandensein der integrierten Schaltung
wird auch bei allen zukünftigen
Lesevorgängen
des Mediums obligatorisch sein, um so das unbegrenzte Kopieren von
irgendwelchen tatsächlich
auf dem Medium aufgezeichneten Informationen zu verhindern.
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Wie zuvor, können die entschlüsselten
Volume-Deskriptor-Elemente
auf dem Träger
erneut verschlüsselt
und erneut aufgezeichnet werden, beispielsweise unter Verwendung
eines zufällig
erzeugten Schlüssels und
unter Berücksichtigung
irgendwelcher Änderungen
der Informationen, die in den Volume-Deskriptor-Elemten beinhaltet
sind, die mit der Änderung
der Zusammensetzung des Trägers
in Beziehung stehen, wie beispielsweise von einer unbespielten Einheit
zu einer aufgezeichneten Einheit oder zwischen zwei auf dem Träger vorgenommenen
aufeinanderfolgenden Aufzeichnungen.