专利名称：加密方法、解密方法、记录装置、再现装置以及记录媒体的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及可以使不同的数据格式可以合并(merge)的一种数据输出方法，一种记录方法和装置，一种再现方法和装置，以及一种数据发送方法和接收方法。
背景技术：
在硬盘驱动器中，软(floppy商标)盘驱动器、CD-ROM/CD-R/CD-RW光盘驱动器等是用于个人计算机的外部存储装置，以扇区(sector)为单位处理数据，例如一个扇区的长度为2千字节(2048字节)。为了保护内容的版权，将内容数据加密并记录。为了以扇区为单位加密内容数据，每一个扇区需要一个加密控制位。在CBC(链接块加密)模式下需要IV(初始向量加密初始值)。
作为多媒体内容数据的发送或记录格式，MPEG(运动图像专家组)被公知。图1A显示了与MPEG 2系统相对应的节目流(program stream)的数据结构。一个节目以包头(pack header)开始并以结束码结束。包通常由多个分组组成。系统头被加到首个包，系统头被任意地加到随后的分组，在每一个包的开始将包头加入。
如图1A中所示，包头由包起始码(32位)、标识码(2位)、SCR(系统时钟参考系统时间参考值)(42+4位)、表示流的位速率的复用率(22+2位)、填充长度(3+8位)和填充字节(8×M位)组成。填充字节是用来保存例如分组数据长度常数的伪数据(dummy data)。因此，填充字节不具有有意义的信息。
图1B显示了分组的结构。首先是设置的分组起始码(32位)，分组起始码由初起始码和流ID(8位)组成。分组起始码后面是表示分组的数据长度的分组长度(16位)。在MPEG 2系统中控制码(2位)为“01”。标志和控制(14位)的第一个两位被用于PES(分组基本流)加扰控制(scramble control)。PES头长度(8位)表示头长度。根据标志和控制，条件编码项被设置。该条件编码项包含PTS(呈现时间标记)(33+7位)、DTS(解码时间标记)(33+7位)和其他代码的数据。此外，加入填充字节(8×M位)，该填充字节后面是分组数据(8×N位)。
图2显示了同具有2千字节(2048字节)的扇区长度的传统应用的数据格式(以下称为传统的数据格式)合并的MPEG 2系统中2千字节的数据结构。如图2中所示，一个包由一个分组组成，一个包的长度为2千字节。因此，一个包等同于传统格式的一个扇区。在一个包的前面是设置的包头(14字节)，包头后面是按顺序排列的PES头(14字节)、流头(4字节)和用户数据(2016字节)。当以八个字节为单位划分用户数据时，用户数据(或分组)由D1到D252组成，用户数据例如是已被压缩编码和加密的音频数据。因此，图2中所示的数据结构符合MPEG 2系统编码规则。
尽管图2中所示的包头与图1A中所示的包头相同，但由于图2中所示的包头不包含填充字节，因而其长度为14字节。换句话说，包头是由包起始码(32位)、控制码(2位)、SCR(42+2位)、表示流的位速率的复用率(22+2位)和填充长度(3+8位)组成，其总数为112位(＝14字节)。不加入填充字节以防止填充字节改变加扰控制位的位置。
尽管图2中所示的PES头与图1B中所示的PES头相同，但图2中所示的PES头是由分组起始码(32位)、分组长度(16位)、两位控制码、标志和控制(14位)、PES头长度(8位)和PTS(33+7位)组成，其总数为112位(＝14字节)。
流头(4字节)包含表示音频编码方法(线性PCM、MP3(MPEG 1音频层III)、AAC(高级音频编码)、ATRAC3(自适应变换声音编码3)等)、位速率(64Kbps等)、频道数目(非立体声、立体声、5.1频道等)等的信息。
将位的数目加入到包头、PES头和流头的32字节(＝256字节)以定义位的位置。当首位为位0时，包头是从位0到位111；PES头是从位112到位223；流头是从位223到位225。在PES头中，标志和控制的加扰控制位是从位162到位163。该加扰控制位已被定义为“00”＝非加扰的；“01 ”＝加扰的；以及“10”和“11 ”＝保留的(未被定义)。
为“00”的包头的位32和位33的两位控制码已被定义为“00”＝MPEG 1系统；“01”＝MPEG 2系统。在MPEG 1系统中，不使用任何加扰控制位，作为加密所必需的IV、包头的SCR、PES头的PTS等被使用。
图3A显示了在传统的数据格式(其指传统应用的数据格式而不是MPEG系统)中一个扇区的数据结构。假定在CBC(链接块加密)模式(通常主要以八个字节为单位处理)下利用IV进行加密，首个八个字节包含加扰控制的数据、IV等，例如，4个字节被用作IV。一个扇区除扇区头外的2040字节是用户数据。换句话说，用户数据是由2040个字节组成。当以八个字节为单位划分该用户数据时，它包含数据D1到D255。
最好使例如个人计算机、光盘驱动器和应用软件(以下称为驱动器等)能够处理对应于上述MPEG 2系统的数据格式和图3A中所示的传统的数据格式。例如，传统的应用数据处理传统的数据格式，而音频和视频数据处理对应于MPEG 2系统的数据。当音频和视频数据是在对应于MPEG 2系统的数据格式中时，音频数据和视频数据能够同传统应用程序的数据复用。例如声音和歌文本图像可以被同时记录。就PTS来说，其是一种时间标记，即使已利用可变长度码压缩编码数据，也可以以高速存取该数据。
当使用两种不同的数据格式时，驱动器等可以识别该数据格式，并由此有选择地存取数据。但是在该方法中，驱动器等很难识别这两种不同的格式。为了判断是否已以扇区为单位加密数据，驱动器等应当在对应于MPEG 2系统和传统的数据格式的不同位置上查找位，因此驱动器等很难断定是否已以扇区为单位加密数据。
作为另一种方法，两个不同的数据格式被合并。在该方法中，没有出现有关格式的选择这样一种问题。图3B显示了传统的数据格式适合于MPEG 2系统情况下的数据结构。在MPEG 2系统中首个32字节是如图2A中所示的包头、PES头和流头。包含在传统数据格式中的扇区头(八个字节)的信息(加扰控制位和IV)可以由32字节组成。但是，尽管传统的数据格式仅需要八个字节的头，但对应于MPEG 2系统的格式需要32字节的头。因此，(32-8＝24字节)被浪费。也就是说一个扇区的用户数据从2040字节被减少到2016字节。此外，为了固定MPEG 2系统中加扰控制位的位置，不能使用填充字节。
另一方面，如图3C中所示，当MPEG 2系统适合于传统的数据格式时，在MPEG 2系统的数据格式中一个扇区的开始位置加入八个字节的头。因此，在对应于除MPEG 2系统格式以外的应用中将不会出现任何问题。但是，在对应于MPEG 2系统的应用程序中，首个八个字节将被浪费。
因此，本发明的一个目的是提供避免数据浪费和用户数据减少并使不同系统的数据结构能够被合并的一种数据输出方法，一种记录方法和装置，一种再现方法和装置，以及一种数据发送方法和接收方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种加密方法，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密时的初始向量。
本发明还提供一种用于使计算机执行加密方法的加密程序，所述加密方法将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密时的初始向量。
本发明还提供一种解密方法，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密时的初始向量。
本发明还提供一种用于使计算机执行解密方法的解密程序，所述解密方法将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密时的初始向量。
本发明还提供一种记录装置，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，根据所述加密控制信息，利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密，对加密后的数据实施为了记录的编码处理，并记录在记录媒体中。
本发明还提供一种再现装置，对从记录媒体再现的数据实施为了再现的解码处理，得到再现数据，所述再现数据将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，并将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，根据所述加密控制信息，利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密。
本发明还提供一种记录媒体，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，记录了根据所述加密控制信息并利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密后得到的数据。
本发明还提供一种数据输出方法，包含以下步骤把输入数据转换成扇区单元数据，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头是由两位组成，两位中的至少其中一位是表示加密控制的位；当转换的数据将被加密时，将在起始码后的两位中的至少其中一位设定为表示数据已被加密的状态；加密转换的数据；以及编码加密的数据并输出该编码的数据。
本发明提供了一种记录方法，其包含以下步骤把输入数据转换成扇区单元数据，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头是由两位组成，两位中的至少其中一位是表示加密控制的位；当转换的数据将被加密时，将在起始码后的两位中的至少其中一位设定为表示数据已被加密的状态；加密转换的数据；以及对加密的数据进行编码处理并将该编码的数据记录在记录介质上。
本发明提供了一种记录装置，包含转换部分，用于把输入数据转换成扇区单元数据，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头是由两位组成，两位中的至少其中一位是表示加密控制的位；设定部分，用于当通过转换部分转换的数据将被加密时，将在起始码后的两位中的至少其中一位设定为表示数据已被加密的状态；加密处理部分，用于对设定部分的输出数据进行加密处理；编码处理部分，用于对加密处理部分的输出数据进行编码处理以便记录该输出数据；以及记录部分，用于将编码处理部分的输出数据记录到记录介质上。
本发明提供了一种再现方法，包含以下步骤解码已从其上记录了扇区单元数据的记录介质读取的数据，该扇区单元数据是由用户数据、起始码和头组成，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头由两位组成，两位中的至少其中一位表示加密控制；检测在解码数据的起始码后的两位中的至少其中一位；当检测的结果表明该解码数据已被加密时，解密该解码的数据；以及把该解密的数据作为扇区单元数据转换成预定的单元数据并输出该预定的单元数据。
本发明提供了一种再现装置，包含解码器，用于解码已从其上记录了扇区单元数据的记录介质读取的数据，该扇区单元数据是由用户数据、起始码和头组成，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头由两位组成，两位中的至少其中一位表示加密控制；检测部分，用于检测在解码器的输出数据的起始码后的两位中的至少其中一位；解密部分，用于当检测部分的检测结果表明该解码数据已被加密时，解密解码部分的输出数据；以及转换部分，用于将解密部分的输出数据作为扇区单元数据转换成预定的单元数据并输出该预定的单元数据。
本发明提供了一种数据发送方法，包含以下步骤把输入数据转换成扇区单元数据，该扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头是由两位组成，两位中的至少其中一位是表示加密控制的位；当转换的数据将被加密时，将在起始码后的两位中的至少其中一位设定为表示数据已被加密的状态；加密转换的数据；以及对加密的数据进行编码处理并发送该编码的数据。
本发明提供了一种数据接收方法，其包含以下步骤接收扇区单元数据，该扇区单元数据是由用户数据、起始码和头组成，扇区单元数据以起始码开始并且在起始码后是头，该头由两位组成，两位中的至少其中一位是表示加密控制的位；解码接收的数据；检测在解码数据的起始码后的两位中的至少其中一位；当检测的结果表明该解码数据已被加密时，解密该解码的数据；以及将该解密的数据作为扇区单元数据转换成预定的单元数据。
由于在预定位置的两位被用于加密控制，因而两个不同的系统例如MPEG 2系统和传统的应用可以被合并，而不会有浪费数据和数据不一致的情况。此外，可以以扇区为单位进行加密控制。另外，在没有定义加扰控制位的MPEG 1系统中，可以进行加密控制。因此，在MPEG 1格式中内容的安全性可以得到保护。此外，由于这些数据格式的加密初始值的位置是相同的，因而可以使用相同的加密系统。当数据已被解密后，解密的数据可以被用作对应于MPEG 1系统和MPEG 2系统的数据。由于MPEG系统将加密控制位放在了填充字节后的固定位置上，因而它可以被使用。
图1A是显示对应于根据本发明的MPEG 2系统的节目流的数据结构的示意图；图1B是显示对应于根据本发明的MPEG 2系统的分组结构的示意图；图2是显示对应于MPEG 2系统的数据结构的示例的示意图；图3A是显示在传统应用的数据格式中一个扇区的数据结构的示意图；图3B是显示在传统应用的数据格式适合于MPEG 2系统的情况下数据结构的示意图；图3C是显示在MPEG 2系统适合于传统应用的数据格式情况下数据结构的示意图；图4A是显示根据本发明的实施例的数据结构(例如，一个扇区是由2千字节组成)的示意图；图4B是显示在将本发明应用于MPEG 2系统情况下一部分数据结构的示意图；图4C是显示在将本发明应用于传统的数据格式而非MPEG 2系统的情况下的一部分数据结构的示意图；图5A是显示根据本发明的实施例的加密控制位的定义的示例的示意图；图5B是显示根据本发明的实施例的加密控制位的定义的另一个示例的示意图；图6是显示根据本发明的实施例的记录装置和发送装置的方框图；图7是显示根据本发明的实施例的再现装置和接收装置的方框图；图8是显示根据本发明的加密器的示例的方框图；以及图9是显示根据本发明的解密器的示例的方框图。
标号说明a1，a2加密控制位、7加密判断部分、8，10，32位设定电路、9加密器、14，23光学拾取器、15光盘、11，13加密器、30IV读取部分、31解密器具体实施方式
下面将描述本发明的实施例。首先，将参照图4A到图4C描述根据该实施例的数据格式。图4A显示了由2千字节(2048字节)组成的一个扇区的示例。然而2千字节只是一个示例，也就是说，一个扇区可以由除2千字节以外的字节组成。在一个扇区的首个八个字节(位0到位63)中，位32(用a1表示)和位33(用a2表示)的两位被用作加密控制码。为控制码的两位a1与a2和剩余的30位其总数为32位，被用作IV。利用IV，位64后的数据在CBC模式下被加密。但是，除位64以外的任何位后的数据(例如，位128后的数据)也可以被加密。
图4B显示了在将本发明应用于MPEG 2系统的情况下数据结构的一部分。换句话说，正如参照图2所描述的那样，首个32位与包起始码相对应，32位后面是控制码(a1和a2)，控制码(a1和a2)后面是(42+2)位的SCR。因此，该控制码被用于加扰控制。IV是由SCR的30位组成，利用IV加密位64后的数据。正如图2中所示的情况一样，用户数据的大小为2016字节。
在MPEG 2系统中，把加扰控制位分配给位162和163。该加扰控制位已被定义为“00”＝非加扰的；“01”＝加扰的；以及“10”和“11”＝保留的(未被定义)。当控制码(a1和a2)被用于根据该实施例的加密控制时，规定控制码的信息必须与加扰控制位的信息相一致。或者控制码的信息优先于其他信息。也就是说，当控制码显示加扰时，这种状态被使用而与加扰控制位无关。
图4C显示了本发明被应用于传统的数据格式而非MPEG系统的情况的示例。将首个32位保留或用作系统头。32位后面是两位控制码a1和a2。剩余的30位是由硬件或软件产生的随机数。控制码a1与a2和随机数与IV相对应。但是，当IV需要64位的长度时，可以使用从位32到位63的两组32位或从位0到位63的数据，位64后的数据是用户数据。如同图3A中所示的数据结构一样，用户数据的大小为2040字节。
图5显示了两位控制码(a1和a2)的定义的两个示例。在图5A中所示的示例中，为了识别MPEG 1和MPEG 2而使用两位。在MPEG 1系统中，“a1 a2”＝“0 1”已被定义为未加密的；在MPEG 2系统中，“a1 a2”＝“ 0 1”已被定义为未加密的，它们符合MPEG的定义。在MPEG 1系统中，“a1 a2”＝“1 0”已被定义为加密的；在MPEG 2系统中，“a1 a2”＝“1 1”已被定义为加密的。当MPEG系统没有被使用时，“a1 a2”＝“0 0”和“a1 a2”＝“1 0”可以不定义(被保留)。
仅位32(a1)可以被用于加密控制。在这种情况下，在MPEG1系统中，“ a1 a2”＝“ 0 0”被定义为未加密的；在MPEG 2系统中，“a1 a2”＝“0 1”被定义为未加密的。“1X”(其中X表示“0”和“1”的其中一个)被定义为加密的。
在图5B中所示的其他示例中，两位被用于加密控制。“a1a2”＝“0 0”被定义为保留的，“a1 a2”＝“0 1”被定义为未加密的。在第二加密方法中，“a1 a2”＝“1 0”被定义为加密的，在第一加密方法中，“a1 a2”＝“ 1 1”被定义为加密，其与第二加密方法不同。在第一和第二加密方法中，加密密钥或加密方法是不同的。对于使加密密钥不同的方法，第一加密方法中的密钥Ka被散列计算，由此获得第二加密方法中的密钥Kb。或者，可以使用的确完全没有任何关系的密钥。
不同的加密方法被用于不同的内容类型。例如，用于试听内容的加密方法与用于收费内容的加密方法不同。上述示例中的密钥Ka用于解密收费内容的数据，密钥Kb用于解密试听内容的数据。尽管密钥Kb的数据可以通过密钥Ka的散列计算生成，但密钥Ka的数据不能通过密钥Kb的散列计算生成，因为散列函数是单向的。
在图5B中所示的示例中，当两位“a1 a2”表示加密的时，当加密的数据被解密时，这两位被变为表示未加密的值。在MPEG 1系统中，当内容数据被解密时，“a1 a2”被改写为“0 0”，在MPEG 2系统中，当内容数据被解密时，“a1 a2”被改写为“0 1”。保留的两位可以表示第三加密方法。
下面将参照图6描述根据本发明的记录装置和发送装置的实施例。在图6中，记录装置和发送装置在同一个图上被说明。但它们通常仍作为独立的系统被配置。参照图6，标号1a，1b和1c表示视频数据、音频数据和文本数据被输入到的输入端。当必要时，这些数据为压缩数据，它们被定界在分组的数据长度中。
从输入端1a被输入到1c的数据由复用器2时分多路复用，将复用的数据提供到MPEG判断部分3，MPEG判断部分3判定被使用的系统，MPEG判断部分3根据例如用户的选择、应用软件的判断、与输入数据相关的控制信息等判定使用的系统。
当MPEG判断部分3的判断结果表明MPEG 1系统将被使用时，复用数据被提供到MPEG 1系统转换部分4；当MPEG判断部分3的判断结果表明MPEG 2系统将被使用时，复用数据被提供到MPEG 2系统转换部分5；当MPEG判断部分3的判断结果表明传统的应用将被使用时，复用数据被提供到随机数产生部分6。如图4C中所示，随机数产生部分6生成保留的数据结构或者系统头、两位的输出数据，并且随机数已被加到每一个扇区。
MPEG 1系统转换部分4把复用数据转换成对应于MPEG 1系统的数据结构。MPEG 2系统转换部分5把复用数据转换成对应于包头(包起始码、两位、SCR、复用率和填充长度)、PES头和流头已被加到如图2和图4B中所示的每一个包(扇区)的MPEG 2系统的数据结构。尽管对应于MPEG 1系统的数据结构几乎与图4B中所示的数据结构相同，但前面的数据结构并不包含加扰控制位。
将MPEG 1系统转换部分4、MPEG 2系统转换部分5和随机数产生部分6的输出数据提供到加密判断部分7。加密判断部分7判断MPEG 1系统转换部分4、MPEG 2系统转换部分5和随机数产生部分6的输出数据哪一个是被加密的。当提供多种加密方法时，加密判断部分7从多种加密方法中选择其一种方法，加密判断部分7根据用户(例如内容创建者)的选择、应用软件的判断、创作系统的指令、与输入数据相关的控制信息等判断是否加密数据。
当判断结果表明该数据将被加密时，将加密判断部分7的输出数据提供到位设定电路8，位设定电路8输出其中已设定a1＝“1”的数据，将其中已设定a1＝“1”的数据提供到加密器9，加密器9加密该数据，加密器9在图4B和图4C中所示的数据结构中加密位64后的数据。加密器9在CBC模式下利用IV(初始值)加密该数据。在MPEG 1和MPEG 2系统中，IV是SCR的一部分。在传统的数据格式中，IV是一个由随机数产生部分6产生的随机数。如图5A中所示，其中已由位设定电路8设定的a1＝“1”的数据表示扇区的数据已被加密。当加密判断部分7的判断结果表明该数据将不被加密时，加密判断部分7的输出数据被提供到位设定电路10。位设定电路10将位a1设定为“0”。
将已由加密器9加密的数据或位设定电路10的输出数据提供到纠错码编码电路11。纠错码编码电路11利用纠错码编码该数据。将纠错码编码电路11的输出数据提供到调制电路12。
在记录装置中，通过记录放大器13将调制电路12的输出数据提供到光学拾取器14。光学拾取器14将该数据记录在光盘15上。光学拾取器14通过馈送马达(未示出)沿光盘15的径向方向移动。该光盘是一种可记录光盘。光盘15通过主轴马达16以恒定的线速度或恒定的角速度旋转和驱动。在记录装置中，用于光学拾取器14的跟踪伺服和聚焦伺服以及控制主轴马达16旋转的伺服电路(未示出)被设置。
根据该实施例的光盘15是一种相变型光盘。在相变型光盘中，当具有足够输出电平的激光被照射到光盘15时，可以在其上记录数据。当通过光盘15反射的激光的发光数量的变化被检测时，可以再现记录在光盘15上的数据。由光盘15的相变化记录材料组成的记录膜被涂覆在其上的基片的材料例如是聚碳酸酯。聚碳酸酯已被注模使得被简称为凹槽的轨道引导槽形成。由于在盘基片上形成的凹槽已经形成，因而它们也可被称为预置凹槽。两个凹槽之间的部分被称为凸脊(land)。通常规定从读出激光的入射端看，近侧是凹槽而其远侧是凸脊。从内圆周到外圆周依次并成螺旋形地形成凹槽。此外，只要是可记录光盘，本发明就不但可以应用于相变型光盘，例如CD-RW光盘，而且可以应用于磁光盘和一次性写入型光盘例如CD-R光盘，其使用有机彩色物质作为记录材料。
沿光盘15的径向方向摆动凹槽，以使它们用作基准信号用来控制光盘15的旋转和在其上记录数据。数据被记录在凹槽或被记录在光盘15的凹槽和凸脊。另外，沿光盘15的径向方向摆动凹槽以便依次记录作为地址信息的绝对时间信息和时钟。在CD-R光盘和CD-RW光盘中，根据作为其沿光盘的径向方向摆动的凹槽已被光检测的地址信息的绝对时间信息，光学拾取器14被移动到光盘15上期望的数据写入位置。将激光从光学拾取器14照射到光盘15，因此，数据在光盘15的希望位置上被写入。
具有摆动槽的光盘以下述的方式生产。主控装置将激光照射到在玻璃主光盘上涂覆的光抗蚀膜上并沿玻璃主光盘的径向方向偏转或摆动激光。因此，摆动的凹槽形成，被激光的照射暴露的光抗蚀膜被曝光，因而制成主光盘。对主光盘进行电成形处理。因此，压模被制成，利用压膜进行注模，因而具有摆动槽的光盘基片形成。相变记录材料通过例如溅射的方法被涂覆在光盘基片的形成凹槽的表面，因此光盘15被制成。
或者，图6中所示的记录装置可以通过除专用硬件以外的驱动器(硬件)和个人计算机(软件)实现。纠错码编码电路11的结构下游是硬件(驱动器，例如CD-R驱动器或CD-R/W驱动器)，其余的可以通过由作为控制器的微型计算机等执行的软件实现。在该记录装置中，作为物理格式的示例，CD-ROM模式2、格式1被使用；作为文件管理系统，UDF(通用光盘格式)被使用；作为应用，MPEG 1系统、MPEG 2系统或传统的应用被使用。当不同的应用被使用时，正如参照图4A到图4C所描述的那样，以合并的数据格式将数据记录在光盘或将数据发送。
在发送装置中，通过发送放大器17将调制电路12的输出数据提供到发送天线18。将信号从发送天线18发送到例如通信卫星。作为除使用通信卫星这种方法以外的另外一种发送方法，本发明可以应用于通过因特网从调制电路12发送输出数据的情况。
图7显示了根据本发明的实施例的再现装置和接收装置。如同记录装置一样，再现装置由作为硬件被配置的光盘驱动器(CD-ROM驱动器、CD-R驱动器、CD-RW驱动器等)和通过控制器执行的应用软件组成。或者说图7中所示的再现装置可以作为硬件配置。
在图7中，光盘15通过主轴马达22旋转。光学拾取器23从光盘15读取数据。再现数据所必需的激光从光学拾取器23照射到光盘15。设置在光学拾取器23上的四路(four-divided)光检测器检测由光盘21反射的激光。将由光检测器检测的信号作为输出信号提供到再现RF处理部分24。
再现RF处理部分24通过在其中设置的矩阵放大器计算光检测器的检测信号并生成再现(RF)信号、跟踪误差信号和聚焦误差信号。当时钟和地址已作为摆动槽被记录时，从再现RF处理部分24输出摆动槽已被检测的信号。将通过再现RF处理部分24产生的RF信号提供到解调部分25，解调部分25根据提供的RF信号进行例如EFM解调处理。
在接收装置中，将通过接收天线26接收的信号提供到接收RF处理部分27，接收RF处理部分27执行频率变换处理等。将接收RF处理部分27的输出信号提供到解调部分25，解调部分25对该信号进行解调处理。将解调部分25的输出数据提供到纠错电路28，纠错电路28执行误差检测和纠错处理。
通过再现RF处理部分24产生的跟踪误差信号和聚焦误差信号被提供到伺服电路(未示出)。伺服电路控制主轴马达22的旋转和光学拾取器23的跟踪和聚焦。伺服电路执行光学拾取器23的跟踪伺服和聚焦伺服，主轴马达22的主轴伺服以及沿光盘15的径向方向移动光学拾取器23的线程伺服(thread servo)。
将已由纠错电路28纠错的数据提供到位检测电路29。位检测电路29判断位a1是否为“0”或“1”，当位检测电路29的检测结果显示a1＝“1”时，由于为纠错电路28的输出数据的再现数据已被加密，因而将再现数据提供到IV读出部分30。如图4A到图4C中所示，由于再现数据的IV的位置是固定的，因而IV读出部分30可以容易地读出IV。
将已由IV读出部分30读出的IV和加密的数据提供到解密器31。为了解密加密的数据，解密器31执行处理(即解密处理)。将解密器31的输出数据(即解密数据)提供到位设定电路32。位设定电路32 将从解密器31输出的数据的位a1设定为“0”，其表示不加密的。已将位a1设定为“0”的两位符合MPEG 2系统的规则。已通过位设定电路32将位a1设定为“0”的数据被提供到MPEG判断部分33。当位检测电路29的检测结果显示位a1为“0”时，由于纠错电路28的输出数据没有被加密，因而该数据照原样被提供到MPEG判断部分33。
MPEG判断部分33判断输入数据是否与MPEG 1系统、MPEG 2系统或传统的应用相对应。输入数据是否对应于MPEG 1系统或MPEG 2系统的判断依据数据是否包含加扰控制位进行。另一方面，输入数据是否对应于传统的应用的判断依据SCR部分是否为随机数进行。当输入数据与MPEG 1系统相对应时，再现数据由MPEG 1系统处理部分34处理；当输入数据与MPEG 2系统相对应时，再现数据由MPEG 2系统处理部分35处理。MPEG 1系统处理部分34和MPEG 2系统处理部分35对已由包定界的对应于各自系统的数据和输出视频数据和音频数据进行各自的解码处理。
当MPEG判断部分33的判断结果表明输入数据与传统的应用相对应时，数据实际上被提供到去复用器36。将已由MPEG 1系统处理部分34或MPEG 2系统处理部分35处理的视频数据和音频数据提供到去复用器36，去复用器36组合这些数据并将组合的数据输出到输出端37a，37b和37c。
图8显示了在CBC模式下加密器9(参照图6)的示例。例如，将如每64位(八个字节)定界的数据Mi提供到模2加装置41(例如“异或”门)。当一个扇区的首个数据为M1时，IV(初始值)被提供到加装置41，将加装置41的输出提供到块加密器42。块加密器42是根据DES(数据加密标准)、AES、三重DES等执行加密处理的加密器。
将密钥数据(128位)提供到块加密器42，块加密器42根据该密钥数据加密加装置41的输出，块加密器42输出该加密的数据E(Mi)(64位)，加密的数据E(Mi)被从块加密器42输出。此外，将加密的数据E(Mi)反馈到加装置41。加装置41将下一个输入数据M2加到加密的数据E(Mi)，重复相同的操作直到一个扇区的数据已被处理为止。
图9显示了对应于加密器9的解密器31(参照图7)的结构的示例。正如上文所描述的那样，加密的数据E(Mi)被提供到块解密器43，密钥数据被提供到块解密器43。块解密器43解密该数据E(Mi)，该解密的数据被提供到模2加装置44。在第一次，加装置44将扇区的IV和块解密器43的输出数据相加，第二次或其后，加装置44将块解密器43的输出数据和其输入数据相加。加装置44输出该解密的数据Mi。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以有各种变化和分枝。例如在再现装置和接收装置中，当数据被解密后，位a1被设定为“0”。或者不进行这样的处理，当数据已被解密后，可以不管位a1。此外，当根据本发明的记录方法被应用于只读光盘时，图6中所示的记录装置被适用于主装置。此外，本发明不仅可以应用于光盘，而且可以应用于其他数据记录介质例如存储卡。
根据本发明，在不同系统例如MPEG系统和传统的应用的数据已被合并的数据格式中，可以以扇区为单位实现加密控制。因此，没有必要识别这两个系统的数据和有选择地进行处理。此外，当数据结构被合并时，被装入一个扇区的数据的大小并没有被减小，因此，其效率得到保证。另外，作为系统数据的合并的结果，它们是一致的。
根据本发明，在每一个系统中，可以将加密的初始值设置在扇区中的相同位置上。不同系统的数据可以以相同的方法被加密和解密。此外，在MPEG 1系统中没有定义加扰控制，每一个扇区都可以包含加密控制的信息。因此，可以保护内容的安全性(版权)。在加密的数据已被解密后，当位被改写时，该解密的数据可以被用于MPEG 1系统和MPEG 2系统。此外，当填充字节被增加时，用于加密控制的位的位置是固定的，因而可以处理不同的长度数据。
权利要求
1.一种加密方法，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密时的初始向量。
2.一种用于使计算机执行加密方法的加密程序，所述加密方法将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密时的初始向量。
3.一种解密方法，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密时的初始向量。
4.一种用于使计算机执行解密方法的解密程序，所述解密方法将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密时的初始向量。
5.一种记录装置，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，根据所述加密控制信息，利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密，对加密后的数据实施为了记录的编码处理，并记录在记录媒体中。
6.一种再现装置，对从记录媒体再现的数据实施为了再现的解码处理，得到再现数据，所述再现数据将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，并将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，根据所述加密控制信息，利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行解密。
7.一种记录媒体，将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为初始向量，记录了根据所述加密控制信息并利用所述初始向量对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密后得到的数据。
全文摘要
本发明提供一种加密方法、解密方法、记录装置、再现装置以及记录媒体。本发明的加密方法将规定的记录单位的起始的规定个数的位内、起始的两位作为加密控制信息，将所述加密控制信息和接着该加密控制信息的规定个数的位作为对所述规定的记录单位的起始的规定个数的位以外的数据进行加密时的初始向量。
文档编号H04N5/91GK101017690SQ20061015676
公开日2007年8月15日 申请日期2002年9月19日 优先权日2001年9月21日
发明者佐古曜一郎 申请人:索尼株式会社