DE60031062T2

DE60031062T2 - Vorrichtung, verfahren und system zur informationsverarbeitung

Info

Publication number: DE60031062T2
Application number: DE60031062T
Authority: DE
Inventors: Sony Corporation Tomoyuki Shinagawa-ku ASANO; Sony Corporation Yoshitomo Shinagawa-ku OSAWA
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: EP1089488B1; WO2000062475A1; EP1089488A1; US7260719B1; DE60031062D1; EP1089488A4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Informationsverarbeitungssystem, ein Informationsverarbeitungsverfahren und eine informationsverarbeitende Vorrichtung zur Übertragung von Daten über eine Schnittstelle, welche über einen ersten Übertragungsmodus verfügt, bei dem ein Übertragungsband gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, und einen zweiten Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist.
In jüngster Zeit werden z.B. Heimsysteme, in denen eine Vielzahl von audio-visuellen Geräten über eine digitale Schnittstelle zum Übermitteln und Aufzeichnen von digitalen Daten, wie z.B. Musikdaten, Videodaten oder dergleichen, miteinander verbunden sind, immer beliebter.
Da Daten mit hoher Wiedergabequalität mitgeschnitten werden können, ist es zum Beispiel bei einer Vorrichtung wie etwa einer Videokamera, einem DVD-Wiedergabegerät oder dergleichen, welche eine Schnittstelle in der Art eines Hochleistungs-Serienbusses nach dem IEEE² 1394-Standard (im Folgenden der Einfachheit halber bezeichnet als serieller Bus gemäß IEEE 1394-Standard) aufweist, notwendig, Daten vor illegaler Vervielfältigung zu schützen.
Zum Beispiel wird ein Schlüssel, welcher angibt, ob ein Aufzeichnen von Bewegtbildinformation auf einer magnetooptischen Plattenvorrichtung zugelassen ist oder nicht, gespeichert, und durch Verwenden dieses Schlüssels wird eine Authentifizierung durchgeführt, um festzustellen, ob die magnetooptische Plattenvorrichtung eine berechtigtes Gerät ist, d.h. ein Gerät, welches vom Urheberrechtsinhaber eine Lizenz erhalten hat. Das Aufzeichnen der Bewegtbildinformation ist also nur auf einer magnetooptischen Plattenvorrichtung zugelassen, die als eine berechtigte Geräteeinheit authentifiziert ist. In einem derartigen Fall ist es erforderlich, eine Authentifizierung der jeweils als Gegenstück fungierenden Vorrichtung bei einer Vorrichtung auf der Bewegtbildinformation übermittelnden Seite (nachfolgend bezeichnet als „Nachrichtenquelle") und einer Vorrichtung auf der die übermittelten Daten empfangenden Seite (im Folgenden bezeichnet als „Nachrichtensenke") durchzuführen.
Zum Zwecke des Urheberrechtsschutzes in einem derartigen System sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Für ein Authentifizierungsprotokoll, welches für diese Authentifizierungsverfahren verwendet wird, wird oft ein Verschlüsselungsalgorithmus verwendet.
Falls dabei zum Beispiel beim Übertragen von Musikdaten zwischen einzelnen Vorrichtungen die Datenübermittlung während der Übertragung der Musikdaten angehalten wird oder die Menge der Daten, die übertragen werden kann, stark reduziert ist, wird es für die Empfangsseite unmöglich, für die Wiedergabe benötigte Daten zu erhalten, und es könnte der Fall eintreten, dass die Musik unterbrochen wird. Daher ist es notwendig, Musikdaten in einem Zustand zu übertragen, in dem ein Übertragungsband einer bestimmten Übertragungskapazität gegen Mitschneiden gesichert¹ ist.
Wenn jedoch Daten übertragen werden, bei denen es sich nicht um Musikdaten selbst handelt, sondern um auf Musikdaten bezogene Daten, wie z.B. Liedtexte, eine Fotografie eines Künstlers oder dergleichen, ist die Echtzeiteigenschaft im Vergleich zu dem Fall, in dem die Musikdaten selbst übertragen werden, nicht erforderlich. Deshalb ist es möglich, die Daten mit Hilfe eines Übertragungsverfahrens zu übertragen, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist. Es wird im Allgemeinen oft gewünscht, das Übertragungsverfahren, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, zu verwenden, weil nicht das Übertragungsband der gesamten Übertragungsleitung³ genutzt wird.
Die veröffentlichte europäische Patentanmeldung EP-A-0 874 503 offenbart ein Informationsverarbeitungsverfahren zur Durchführung einer verschlüsselten Datenübertragung gemäß dem IEEE 1394-Protokoll. Verschlüsselte Daten werden dabei in Datenpakete des isochronen Übertragungsmodus dieses Protokolls unterteilt. Bei den Daten kann es sich z.B. um einen Videofilm handeln. Ein Sitzungsschlüssel (z.B. ein Schlüssel für jeden Videofilm), welcher für jede Sitzung bzw. für jeden Videofilm der gleiche bleibt, wird an den Empfänger übermittelt. Außerdem wird ein mit der Zeit wechselnder Schlüssel an den Empfänger übermittelt. Der mit der Zeit wechselnde Schlüssel ändert sich dabei innerhalb einer Sitzung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Informationsverarbeitungsverfahren nach deren Anspruch 1, eine informationsverarbeitende Vorrichtung gemäß deren Anspruch 8 und 12 sowie ein Informationsverarbeitungssystem gemäß deren Anspruch 18 bereit.
Die vorliegende Erfindung verbessert dabei die Sicherheit der Datenübertragung, indem sie eine wechselseitige Authentifizierung der informationsverarbeitenden Vorrichtung auf der Sendeseite und der informationsverarbeitenden Vorrichtung auf der Empfangsseite und das gemeinsame Nutzen von Verschlüsselungskodes⁴ ermöglicht.
In einem Ausführungsbeispiel des Informationsverarbeitungsverfahrens, der informationsverarbeitenden Vorrichtung und des Informationsverarbeitungssystems, welches nachstehend im Detail beschrieben wird, werden zwei Arten von Übertragungsmodi verwendet, nämlich ein Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, und ein Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, um eine zuverlässige Datenübertragung zu ermöglichen, und es werden Daten, die eine Sicherung des Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, und auf diese Daten bezogene Daten mit Hilfe verschiedener Verschlüsselungskodes verschlüsselt, um eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen anhand veranschaulichender Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben, wobei
1 ein Blockschaltbild ist, welches den Gesamtaufbau eines digitalen Satellitenübertragungssystems einschließlich eines audio-visuellen Systems, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird, zeigt,
2 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau einer Bodenstation in dem digitalen Satellitenübertragungssystem zeigt,
3 eine Darstellung ist, welche die von der Bodenstation übermittelten Daten zeigt,
4A bis 4H veranschaulichende Darstellungen sind, welche die Zeitmultiplex-Struktur der Übertragungsdaten zeigen,
5 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau eines Datenübertragungssystems, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist, zeigt,
6 eine veranschaulichende Darstellung ist, welche die Struktur eines nach dem IEEE 1394-Standard genormten Buskabels in schematischer Form zeigt,
7A bis 7C veranschaulichende Darstellungen sind, die einen gemäß IEEE 1394-Standard genormten Signalübertragungsmodus in schematischer Form zeigen,
8 eine veranschaulichende Darstellung ist, welche eine Übersicht über die paketweise Datenübertragung nach dem IEEE 1394-Standard zeigt,
9 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau eines wesentlichen Teils einer zur Datenübertragung verwendeten Vorrichtung in dem Datenübertragungssystem zeigt,
10 ein Ablaufdiagramm ist, welches den Betriebsablauf der zur Datenübertragung verwendeten Vorrichtung zeigt,
11 ein Ablaufdiagramm⁵ ist, welches das Verfahren der Datenübertragung in dem Datenübertragungssystem zeigt,
12 ein Ablaufdiagramm ist, welches das Informationsverarbeitungsverfahren auf der Datensendeseite des Datenübertragungssystems zeigt,
13 ein Ablaufdiagramm ist, welches das Informationsverarbeitungsverfahren auf der Datenempfangsseite des Datenübertragungssystems zeigt,
14 ein Ablaufdiagramm⁵ ist, welches ein anderes Verfahren der Datenübertragung in dem Datenübertragungssystem zeigt,
15 ein Ablaufdiagramm ist, welches ein anderes Informationsverarbeitungsverfahren auf der Datensendeseite des Datenübertragungssystems zeigt, und
16 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine anderes Informationsverarbeitungsverfahren auf der Datenempfangsseite des Datenübertragungssystems zeigt.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf ein Datenübertragungssystem (im Folgenden bezeichnet als „audio-visuelles System"), in dem elektronische Geräte, wie z.B. verschiedene Arten von digitalen audio-visuellen Geräten, Personal Computern und dergleichen, beispielsweise über den IEEE² 1394-Bus zusammengeschaltet sind, so dass Daten zwischen den Geräten gesendet und empfangen werden können. Bei diesem audio-visuellen System wird ein Aufbau übernommen, der den Empfang von digitalen Satellitenübertragungsdaten und das Herunterladen der empfangenen Daten ermöglicht.
Der Gesamtaufbau des digitalen Satellitenübertragungssystems, welcher dieses audio-visuelle System umfasst, ist in 1 skizziert.
Bei dem digitalen Satellitenübertragungssystem, welches in 1 dargestellt ist, werden Materialien zur Fernsehprogrammübertragung von einem Fernsehprogrammmaterialserver 106, Materialien für Musikdaten von einem Musikmaterialserver 107, Tondatenzusatzinformation von einem Tondatenzusatzinformationsserver 108 und auf eine grafische Nutzerschnittstelle (GUI) bezogene Daten von einem GUI-Datenserver 109 zu einer zur digitalen Satellitenübertragung dienenden Bodenstation 101 übermittelt.
Bei dem Fernsehprogrammmaterialserver 106 handelt es sich um einen Server zur Bereitstellung von Materialien für ein normales Rundsendeprogramm. Materialien zur Musikübertragung, die von dem Fernsehprogrammmaterialserver gesendet werden, enthalten Bewegtbilddaten und Tondaten. Falls das Programm zum Beispiel ein Musikübertragungsprogramm ist, werden zur Verkaufsförderung eines neuen Musikstücks dienende Bewegtbilddaten und Tondaten übertragen, wobei aus den Bewegtbilddaten und Tondaten des Fernsehprogrammmaterialservers 106 bestehende Materialien verwendet werden.
Bei dem Musikmaterialserver 107 handelt es sich um einen Server zur Bereitstellung eines Audioprogramms mittels eines Audiokanals. Die Materialien für dieses Audioprogramm bestehen lediglich aus Tondaten. Der Musikmaterialserver 107 übermittelt die Materialien des Audioprogramms einer Vielzahl von Audiokanälen zu der Bodenstation 101.
Bei der Programmübertragung jedes einzelnen Audiokanals wird dasselbe Musikstück eine vorgegebene Zeit lang wiederholt übertragen. Jeder der Audiokanäle ist von den anderen Audiokanälen unabhängig, und es sind verschiedene Verfahren zur Verwendung derselben vorstellbar. Zum Beispiel werden in einem Audiokanal mehrere Stücke der neuesten japanischen Popmusik eine bestimmte fest vorgegebene Zeit lang wiederholt übertragen, und in einem anderen Kanal werden mehrere Stücke der neuesten ausländischen Popmusik eine bestimmte fest vorgegebene Zeit lang wiederholt übertragen.
Bei dem Tondatenzusatzinformationsserver 108 handelt es sich um einen Server zur Bereitstellung von Wiedergabe dauerinformation oder dergleichen von einem Musikstück, das von dem Musikmaterialserver 107 bereitgestellt wurde.
Der GUI-Datenserver 109 dient dazu, auf eine grafische Nutzerschnittstelle (GUI) bezogene, zur Erstellung einer GUI-Bildschirmanzeige dienende Daten („GUI-Daten") bereitzustellen, die von einem Nutzer für einen Arbeitsgang verwendet werden. Falls die Bildschirmanzeige z.B. eine GUI-Bildschirmanzeige zum Herunterladen eines Musikstücks ist, stellt der GUI-Datenserver 109, wie später noch beschrieben wird, Bilddaten zur Erstellung einer Seite einer Liste von zu vertreibenden Musikstücken und eine Informationsseite für jedes Musikstück, Textdaten und ein Standbild des Albumumschlags bereit. Darüber hinaus werden auch Daten für einen elektronischen Programmführer (EPG-Daten), der zur Anzeige einer als „EPG" bezeichneten Programmliste auf Seiten des audio-visuellen Systems 103 verwendet wird, von hier aus bereitgestellt.
Für die „GUI-Daten" wird beispielsweise ein MHEG⁶-System eingesetzt. MHEG ist ein internationaler Standard zur Beschreibung eines Szenarios, zur Erkennung von Multimediadaten, -verfahren, -betrieb und deren Kombination als Objekte, einer anschließenden Kodierung dieser Objekte und Erstellung eines Titels (z.B. als GUI-Bildschirmanzeige). Bei diesem digitalen Satellitenübertragungssystem wird der Standard MHEG-5 angewendet.
Die Bodenstation 101 multiplext die von dem Fernsehprogrammmaterialserver 106, dem Musikmaterialserver 107, dem Tondatenzusatzinformationsserver 108 und dem GUI-Datenserver 109 übermittelten Daten und überträgt diese Daten.
Bei diesem digitalen Satellitenübertragungssystem werden die von dem Fernsehprogrammmaterialserver 106 übermittelten Videodaten mit Hilfe des MPEG-2⁷-Systems komprimiert und kodiert, und die Audiodaten werden mit Hilfe des MPEG-2-Audiosystems komprimiert und kodiert. Die von dem Musikmaterialserver 107 übermittelten Audiodaten werden für jeden Audiokanal z.B. entweder mit Hilfe des MPEG-2-Audiosystems oder mit Hilfe des ATRAC⁸-Systems komprimiert und kodiert.
Beim Multiplexen dieser Daten werden die Daten durch Verwenden von Verschlüsselungsdaten von einem Verschlüsselungsdatenserver 110 verschlüsselt.
Ein von der Bodenstation 101 gesendetes Signal wird mit Hilfe einer in jedem Haus installierten Empfangseinrichtung 103 (im Folgenden bezeichnet als „audio-visuelles System") über einen Satelliten 102 empfangen. In den Satelliten 102 sind eine Vielzahl von Transpondern eingebaut. Ein Transponder hat dabei eine Übertragungskapazität von beispielsweise 30 MBit/s. Das audio-visuelle System 103 eines jeden Hauses verfügt über einen an eine Parabolantenne 111 angeschlossenen integrierten Empfangsdekoder 112 (IRD) sowie über ein Bildschirmgerät 114 und ein MiniDisc^TM(MD)-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1, welche an den integrierten Empfangsdekoder 112 angeschlossen sind. Das audio-visuelle System 103 verfügt auch über eine Fernsteuerung 64 zur Ausführung einer Funktion in dem integrierten Empfangsdekoder 112 und eine Fernsteuerung 32 zur Ausführung einer Funktion in dem MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1.
Bei diesem audio-visuellen System 103 wird ein Signal, welches über den Satelliten 102 übertragen wird, von der Parabolantenne 111 empfangen. Dieses Empfangssignal wird mit Hilfe eines in die Parabolantenne 111 eingebauten rauscharmen Frequenzumsetzers 115 (LNB) in eine vorgegebene Frequenz umgesetzt und dem integrierten Empfangsdekoder 112 zugeführt.
In dem integrierten Empfangsdekoder 112 wird als Grundfunktion ein Signal eines vorgegebenen Kanals aus dem Empfangssignal ausgewählt, es wird ausgehend von dem kanalausgewählten Signal eine Demodulation eines in Form von Videodaten und Audiodaten vorliegenden Programms durchgeführt, und die dabei erhaltenen Signale werden als Video- bzw. Audiosignal ausgegeben. Ferner wird von dem integrierten Empfangsdekoder 112 eine GUI-Bildschirmanzeige auf Grundlage der GUI-Daten generiert, welche gemultiplext und zusammen mit Daten in Form eines Programms übertragen wird. Diese Ausgangsdaten des integrierten Empfangsdekoders 112 werden beispielsweise an das Bildschirmgerät 114 weitergeleitet. Die Bilddaten und die Tondaten des empfangenen und von dem integrierten Empfangsdekoder 112 kanalausgewählten Programms werden also in dem Bildschirmgerät 114 angezeigt bzw. ausgegeben, und es wird möglich, die Bildschirmanzeige auf eine Bedienoperation des Nutzers hin anzuzeigen.
Das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 ist ein zum Aufzeichnen von Audiodaten auf und Abspielen von Daten von einer eingeführten MiniDisc^TM taugliches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät. Dieses MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 ist darüber hinaus dazu fähig, Audiodaten (Musikdaten) und Standbilddaten (Bilddateien), wie beispielsweise einen mit den Audiodaten in Zusammenhang stehenden Albumumschlag, sowie Textdaten (Textdateien), wie z.B. Liedtexte, Begleittexte und dergleichen, auf einer Speicherplatte aufzuzeichnen und die aufgezeichneten Daten der Bilddatei, der Textdatei und dergleichen zur Wiedergabezeit der Audiodaten synchron abzuspielen bzw. auszugeben.
Die Daten der Bilddatei, der Textdatei und dergleichen, die an die Audiodaten angehängt sind, werden der Bequemlichkeit halber gemäß ihrer Verwendung in dem MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 auch als „Hilfsdaten" bezeichnet, wie später noch beschrieben wird.
In dem audio-visuellen System 103 wird davon ausgegangen, dass der integrierte Empfangsdekoder 112 und das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 über einen IEEE 1394-Bus 116 zusammengeschaltet sind.
Kurz gesagt, sowohl der integrierte Empfangsdekoder 112 als auch das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1, welche zusammen das audio-visuelle System 103 bilden, verfügen über eine nach dem IEEE 1394-Standard als Datenübertragungsstandard genormte Datenschnittstelle.
Bei diesem audio-visuellen System können also die Audiodaten (heruntergeladene Daten) als ein mit Hilfe des integrierten Empfangsdekoders 112 empfangenes Musikstück direkt eingegeben und aufgezeichnet werden, da sie durch das ATRAC-System in einem komprimierten Format bleiben. Die zusammen mit den Audiodaten von der Sendeseite zum Satelliten hinaufgeladenen Hilfsdaten können über den integrierten Empfangsdekoder 112 von dem Satelliten heruntergeladen und auf dem MiniDisc^TM-Aufzeichnungsgerät aufgezeichnet werden.
Der integrierte Empfangsdekoder 112 ist dazu fähig, mit einem Abrechnungsserver 105 über eine Telefonleitung 104 zu kommunizieren. Dazu wird eine Chipkarte, auf der verschiedene Arten von Information gespeichert sind, in den integrierten Empfangsdekoder 112 eingeführt. Falls dann Audiodaten eines Musikstücks heruntergeladen werden, werden z.B. auf dieses Musikstück bezogene Stammdaten auf der Chipkarte gespeichert. Bei einer bestimmten Gelegenheit und einem bestimmten Zeitpunkt wird die Information auf dieser Chipkarte über die Telefonleitung 104 an den Abrechnungsserver 105 gesendet. Der Abrechnungsserver 105 führt dann eine Abrechnung durch, indem er die Datenmenge entsprechend der empfangenen Stammdaten festsetzt und in diesem Umfang dem Nutzer in Rechnung stellt.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung entnommen werden kann, multiplext die Bodenstation 101 in dem digitalen Satellitenübertragungssystem, welche das audio-visuelle System umfasst, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist, die Videodaten und Audiodaten, die Materialen für eine von dem Fernsehprogrammmaterialserver 106 ausgehende Musikprogrammübertragung sind, die Audiodaten, die Materialien für den vom Musikmaterialserver 107 aus gesendeten Audiokanal sind, die von dem Tondatenzusatzinformationsserver 108 bezogenen Tondaten und die von dem GUI-Datenserver 109 bezogenen GUI-Daten und überträgt dann die gemultiplexten Daten.
Wenn diese Datenübertragung von dem in jedem Haus befindlichen audio-visuellen System 103 empfangen wird, ist es möglich, das Programm des ausgewählten Kanals anzuschauen, z.B. durch Verwenden des Bildschirmgeräts 114. Genauso wie die GUI-Bildschirmanzeige, die die zusammen mit den Daten des Programms übertragenen GUI-Daten verwendet, kann auch eine Bildschirmanzeige mit Informationen eines elektronischen Programmführers (EPG) angezeigt werden, so dass ein Programm oder dergleichen aufgerufen werden kann. Durch Ausführen einer gewünschten Funktion, welche die GUI-Bildschirmanzeige für bestimmte andere Dienste als die normale Programmübertragung verwendet, können über das Anschauen eines normalen, in dem Übertragungssystem bereitgestellten Programms hinausgehende Dienste in Anspruch genommen werden.
Falls zum Beispiel die GUI-Bildschirmanzeige für den Dienst zum Herunterladen von Audiodaten (z.B. eines Musikstücks) angezeigt wird und eine Funktion ausgeführt wird, die diese GUI-Bildschirmanzeige verwendet, ist es möglich, die Audiodaten des vom Nutzer angeforderten Musikstücks herunterzuladen, aufzuzeichnen und sie auf einer Speicherplatte mit Hilfe des MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts 1 zu speichern.
Bei diesem digitalen Satellitenübertragungssystem wird bei der Datenübertragung von der Bodenstation 101 über den Satellit 102 zu dem audio-visuellen System 103 das DSM-CC⁹-Protokoll angewendet.
Das DSM-CC-System definiert, wie bereits bekannt, Steuerbefehle und ein Steuerungsverfahren zum Abrufen eines MPEG-kodierten, auf einem digitalen Speichermedium (DSM) gespeicherten Bitstroms oder Speichern eines über ein bestimmtes Datenübertragungsnetz empfangenen Bitstroms auf einem digitalen Speichermedium.
Um Inhaltsdaten (einen Satz von Datenobjekten) eines Datenübertragungsdienstes (z.B. die Bildschirmanzeige) mit Hilfe des DSM-CC-Systems zu übertragen, ist es erforderlich, das Beschreibungsformat der Inhaltsdaten im Voraus festzulegen. Bei diesem digitalen Satellitenübertragungssystem wird der vorstehend beschriebene MHEG-Standard als Spezifikation des Beschreibungsformats der Inhaltsdaten verwendet.
Die Bodenstation 101 in diesem Satellitenübertragungssystem ist wie in 2 dargestellt aufgebaut.
In der in 2 dargestellten Bodenstation 101 schreibt ein Fernsehprogrammmaterialeingangssystem 131 das von dem Fernsehprogrammmaterialserver 106 erhaltene Material in einen Audio- und Videodatenserver 135. Die Materialdaten werden dann an ein Fernsehprogrammsendesystem 139 übermittelt, wobei die Videodaten z.B. nach dem MPEG-2-Standard komprimiert und die Audiodaten in Datenpakete unterteilt werden. Die Ausgangsdaten des Fernsehprogrammsendesystems 139 werden an einen Multiplexer 145 gesendet.
In einem Musikmaterialeingangssystem 132 werden die von dem Musikmaterialserver 107 erhaltenen Materialdaten, d.h. die Audiodaten, einem MPEG-2-Audiokodierer 136A ^10a und einem ATRAC-Kodierer 136B zugeführt^10b. Der MPEG-2-Audiokodierer 136A und der ATRAC-Kodierer 136B führen dabei einen Kodierungsprozess (eine Kompressionskodierung) auf den zugeführten Audiodaten durch und schreiben die kodierten Audiodaten dann in einen MPEG-Audioserver 140A bzw. einen ATRAC-Audioserver 140B.
Die in den MPEG-Audioserver 140A geschriebenen MPEG-Audiodaten werden an ein MPEG-Audiosendesystem 143A übermittelt, wobei die Daten in Datenpakete unterteilt und dann an den Multiplexer 145 gesendet werden. Die in den ATRAC-Audioserver 140B geschriebenen ATRAC-Daten werden mit vierfacher Übertragungsgeschwindigkeit zu einem ATRAC-Audiosendesystem 143B gesendet, wobei die Daten in Datenpakete unterteilt und dann an den Multiplexer 145 gesendet werden.
In einem Tondatenzusatzinformationseingangssystem 133 wird die Tondatenzusatzinformation, bei der es sich um die von dem Tondatenzusatzinformationsserver 108 erhaltenen Materialdaten handelt, in eine Tondatenzusatzinformationsdatenbank 137 geschrieben. Die in die Tondatenzusatzinformationsdatenbank 137 geschriebene Tondatenzusatzinformation wird an ein Tondatenzusatzinformationssendesystem 141 übermittelt, wobei die Information in entsprechender Weise in Datenpakete unterteilt und dann an den Multiplexer 145 gesendet wird.
In einem Eingangssystem 134 für das Material, welches für die grafische Nutzerschnittstelle (GUI) vorgesehen ist, werden die GUI-Daten, bei denen es sich um die von dem GUI-Datenserver 109 erhaltenen Materialdaten handelt, in eine GUI-Materialdatenbank 138 geschrieben.
Die in die GUI-Materialdatenbank 138 geschriebenen GUI-Materialdaten werden an ein GUI-Berechtigungssystem 142 übermittelt, wobei eine Prozess ausgeführt wird, durch den die Daten in ein Datenformat umgewandelt werden, das als eine GUI-Bildschirmanzeige ausgegeben werden kann.
Speziell für den Fall einer GUI-Bildschirmanzeige zum Herunterladen eines Musikstücks kann es sich bei den zu dem GUI-Berechtigungssystem 142 übermittelten Daten z.B. um Standbilddaten des Albumumschlags, Textdaten, wie etwa Liedtexte, und Tondaten handeln, die auf eine Bedienoperation hin auszugeben sind.
Bei jeder der vorstehend erwähnten Daten handelt es sich um so genannte Monomedien. In dem GUI-Berechtigungssystem 142 werden die Monomediendaten unter Verwendung eines MHEG-Berechtigungssoftwarewerkzeugs kodiert, und die kodierten Monomediendaten werden als ein Datenobjekt behandelt.
Im Anschluss daran werden die MHEG-5-Inhaltsdaten zusammen mit einer Szenariobeschreibungsdatei (Skript), welche die gegenseitige Beziehung der vorstehend erwähnten Datenobjekte festlegt, erstellt, so dass entsprechend der Bedienoperation ein Anzeigemodus der GUI-Bildschirmanzeige und ein Ausgabemodus für Bild- und Tondaten dargeboten¹¹ werden kann.
Auf den Materialdaten des Fernsehprogrammmaterialservers 106 basierende Bild- und Tondaten (MPEG-Videodaten und MPEG-Audiodaten) und auf den Musikmaterialdaten des Musikmaterialservers 107 basierende MPEG-Audiodaten werden ebenfalls auf dem Bildschirm der grafischen Nutzerschnittstelle angezeigt, und entsprechend der Bedienoperation wird ein Ausgabemodus zur Verfügung gestellt.
Aus diesem Grund behandelt das GUI-Berechtigungssystem 142 ebenso wie die vorstehend erwähnte Szenariobeschreibungsdatei die auf den Materialdaten des Fernsehprogrammmaterialservers 106 basierenden Bild- und Tondaten, die auf den Musikmaterialdaten des Musikmaterialservers 107 basierenden MPEG-Audiodaten und die vom Tondatenzusatzinformationsserver 108 erhaltene Tondatenzusatzinfor mation, falls benötigt, als Datenobjekte und führt die durch das MHEG-Skript vorgegebene Vorschrift aus.
Die von dem GUI-Berechtigungssystem 142 übermittelten MHEG-Inhaltsdaten beinhalten eine Skriptdatei, eine Datei mit Daten verschiedener Typen von Standbildern als Datenobjekte und eine Textdatei. Bei den Standbilddaten handelt es sich um z.B. nach dem JPEG-Standard¹² komprimierte Bilddaten mit 640 × 480 Bildpunkten, und bei den Textdaten handelt es sich um eine Textdatei mit beispielsweise nicht mehr als 800 Zeichen.
Die von dem GUI-Berechtigungssystem 142 erhaltenen MHEG-Inhaltsdaten werden dann an einen DSM-CC-Kodierer 144 übermittelt.
In dem DSM-CC-Kodierer 144 werden die Daten in einen im Folgenden als „TDS" abgekürzten Transportdatenstrom eines Datenformats umgewandelt, das in einen Datenstrom von Video- und Audiodaten gemäß dem MPEG-2-Format gemultiplext werden kann, und dann in Datenpakete unterteilt, die an den Multiplexer 145 ausgegeben werden.
In dem Multiplexer 145 werden die Datenpakete der von dem Fernsehprogrammsendesystem 139 erhaltenen Video- und Audiodaten, die von dem MPEG-Audiosendesystem 143A erhaltenen Audiodatenpakete und die in vierfacher Übertragungsgeschwindigkeit von dem ATRAC-Audiosendesystem 143B erhaltenen Audiodatenpakete, die von dem Tondatenzusatzinformationssendesystem 141 erhaltenen Tondatenzusatzinformationsdatenpakete und die Datenpakete der von dem GUI-Berechtigungssystem 142 erhaltenen GUI-Daten zeitgemultiplext und gemäß der von dem Verschlüsselungsdatenserver 110 erhaltenen Verschlüsselungsdaten verschlüsselt.
Die Ausgangsdaten des Multiplexers 145 werden zu einem Funkwellensendesystem 146 übermittelt, wo die Daten einem Prozess zur Hinzufügung eines Übertragungsfehler korrigierenden Kodes, Modulation und Frequenzumsetzung unterzogen werden, und dann werden die dabei erhaltenen Daten von der Antenne zu dem Satelliten 102 hin übermittelt.
3 zeigt ein Beispiel für Daten, die von der Bodenstation 101 zu dem Satelliten 102 übertragen werden¹³. Alle in 3 dargestellten Daten werden üblicherweise zeitgemultiplext. Dabei werden alle Daten so gebildet, dass, wie in 3 gezeigt, der Abschnitt von einem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 ein Ereignis darstellt und der Abschnitt ab einem Zeitpunkt t2 das darauf folgende Ereignis. Bei dem hierin bezeichneten Ereignis handelt es sich um eine Zeiteinheit zum Ändern der Aufstellung einer Vielzahl von Musikstücken, die bei einem Musikprogrammkanal eine Dauer von 30 Minuten oder ungefähr einer Stunde hat.
Wie in 3 dargestellt, wird bei dem vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 stattfindenden Ereignis ein Programm einer normalen Programmübertragung von Bewegtbilddaten mit vorgegebenen Inhalten A1 übertragen. Bei dem beim Zeitpunkt t2 beginnenden Ereignis wird ein Inhaltsdaten A2 beinhaltendes Programm übertragen. Bei den Inhaltsdaten der Datenübertragung bei diesem normalen Programm handelt es sich um Bewegtbilddaten und Tondaten.
Als MPEG-Audiokanäle (1) bis (10) werden zum Beispiel zehn Kanäle CH1 bis CH10 bereitgestellt. Dabei wird während der Dauer eines Ereignisses dasselbe Musikstück über jeden der Audiokanäle CH1 bis CH10 wiederholt übertragen. Das heißt, dass während der Dauer eines vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 stattfindenden Ereignisses ein Musikstück B1 wiederholt über den Audiokanal CH1 gesendet wird, ein Musikstück C1 wiederholt über den Audiokanal CH2 gesendet wird und in entsprechender Weise ein Musikstück K1 wiederholt über den Audiokanal CH10 gesendet wird. Das ist dasselbe wie bei den darunter dargestellten, die vierfache Übertragungsgeschwindigkeit ermöglichenden ATRAC-Audiokanälen (1) bis (10).
3 zeigt mit anderen Worten, dass dasselbe Musikstück über den MPEG-Audiokanal und den die vierfache Übertragungsgeschwindigkeit ermöglichenden ATRAC-Audiokanal mit derselben, in runden Klammern angegebenen Kanalnummer übertragen wird. Die in runden Klammern angegebenen Zahlen, bei denen es sich um die Kanalnummern der Tondatenzusatzinformation handelt, sind also auch die Kanalnummern¹⁴ der zu den Audiodaten mit denselben Kanalnummern hinzugefügten Tondatenzusatzinformation. Außerdem werden die als GUI-Daten übertragenen Standbilddaten und Textdaten für jeden Kanal zusammengestellt. Diese Daten werden innerhalb des MPEG-2-Transportdatenpakets zeitgemultiplext und dann, wie in 4A bis 4D dargestellt, übertragen und unter Verwendung der Information im Anfangsblock jedes Datenpakets im Inneren des integrierten Empfangsdekoders 112 rekonstruiert, wie in 4E bis 4H dargestellt.
Bei 5 handelt es sich um ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines Datenübertragungssystems gemäß vorliegender Erfindung zeigt.
Das Datenübertragungssystem bildet dabei das audio-visuelle System 103, welches in dem vorstehend beschriebenen digitalen Satellitenübertragungssystem enthalten ist, und verfügt über ein Datenübermittlungsgerät 10, welches als der integrierte Empfangsdekoder 112 fungiert, sowie ein Datenempfangsgerät 20, welches als das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 fungiert. Das Datenübermittlungsgerät 10 und das Datenempfangsgerät 20 sind über eine Datenübertragungsleitung 30 miteinander verbunden.
Bei diesem Datenübertragungssystem ist das Datenübermittlungsgerät 10, d.h. der integrierte Empfangsdekoder 112, eine Set-Top-Box¹⁵ zum Empfangen eines von einem Nachrichtenübertragungssatelliten gesendeten digitalen Mehrkanal-Satellitenübertragungsprogramms und wird durch eine an einen internen Bus 11 angeschlossene Zentralverarbeitungseinheit 12 (CPU), einen Speicher 13, eine Eingangsschnittstelle 14, eine Nutzerschnittstelle 15 und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 gebildet. An die Eingangsschnittstelle 14 ist eine Satellitenantenne 115 angeschlossen. Bei der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 handelt es sich um einen Hochleistungs-Serienbus nach dem IEEE² 1394-Standard (im Folgenden der Einfachheit halber als IEEE 1394-Schnittstelle bezeichnet), also um eine digitale Schnittstelle, welche an eine durch einen IEEE 1394-Bus gebildete Übertragungsleitung 30 angeschlossen ist.
Bei diesem Datenübermittlungsgerät 10 arbeitet die Zentralverarbeitungseinheit 12 nach in dem Speicher 13 gespeicherten Steuerprogrammen und führt verschiedene Arten von Steueroperationen aus, wie beispielsweise eine Kanalauswahloperation eines auf eine über die Nutzerschnittstelle 15 eingegebene Steuerinformation ansprechenden Programms.
Im Anschluss daran wählt das Datenübermittlungsgerät 10 über die Eingangsschnittstelle 14, an die die Empfangsantenne 115 angeschlossen ist, einen gewünschten Kanal des digitalen Mehrkanal-Satellitenübertragungsprogrammsignals aus, empfängt Inhaltsdaten (Musikdaten) und Metadaten des gewünschten Kanals (d.h. auf die Inhaltsdaten bezogene Daten, wie beispielsweise Textdaten und JPEG-komprimierte Bilddaten), und leitet die empfangenen Musikdaten und Metadaten dann von der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 zu der Übertragungsleitung 30 weiter.
Bei dem Datenempfangsgerät 20 handelt es sich um ein Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zum Aufzeichnungen bzw. Wiedergeben der von dem Datenübermittlungsgerät 10, d.h. der Set-Top-Box, empfangenen Inhaltsdaten (Musikdaten) und Metadaten (der auf die Inhaltsdaten bezogenen Daten) über ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Magnetband oder eine magnetooptische Speicherplatte. Das Datenempfangsgerät 20 wird dabei durch eine an eine Busschnittstelle 21 angeschlossene Zentralverarbeitungseinheit 22, einen Speicher 23, eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24, eine Nutzerschnittstelle 25 und eine Medienzugriffseinheit 26 gebildet. Bei der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 handelt es sich um einen Hochleistungs-Serienbus nach dem IEEE² 1394-Standard (im Folgenden der Einfachheit halber als IEEE 1394-Schnittstelle bezeichnet), also um eine digitale Schnittstelle, welche an die durch den IEEE 1394-Bus gebildete Übertragungsleitung 30 angeschlossen ist.
6 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines IEEE 1394-Buskabels, welches, wie vorliegend der Fall, als Übertragungsleitung 30 verwendet wird.
In dem in 6 dargestellten Fall sind zwei Steckverbindungen 600A und 600B miteinander über ein Kabel 601 verbunden, und sechs Anschlussstifte mit den Anschlussstift-Nummern 1 bis 6 werden als Stiftanschlüsse der Steckverbindungen 600A und 600B verwendet.
Bei den in den Steckverbindungen 600A und 600B vorgesehenen Stiftanschlüssen ist die Anschlussstift-Nummer 1 einer Stromquelle (VP) zugewiesen, die Anschlussstift-Nummer 2 ist dem Masseanschluss (VG) zugewiesen, die Anschlussstift-Nummer 3 ist einem ersten Anschluss TPB1 zweier Paare von Twisted Pair-Signalleitungen zugewiesen, die Anschlussstift-Nummer 4 ist einem zweiten Anschluss TPB2 dieser beiden Paare von Twisted Pair-Signalleitungen zugewiesen, die Anschlussstift-Nummer 5 ist einem dritten Anschluss TPA1 dieser beiden Paare von Twisted Pair-Signalleitungen zugewiesen, und die Anschlussstift-Nummer 6 ist einem vierten Anschluss TPA2 dieser beiden Paare von Twisted Pair-Signalleitungen zugewiesen¹⁶.
Die Anschlussstifte der Steckverbindungen 600A und 600B werden wie folgt miteinander verbunden:
Anschlussstift Nr. 1 (VP) – Anschlussstift Nr. 1 (VP),
Anschlussstift Nr. 2 (VG) – Anschlussstift Nr. 2 (VG),
Anschlussstift Nr. 3 (TPB1) – Anschlussstift Nr. 5 (TPA1),
Anschlussstift Nr. 4 (TPB2) – Anschlussstift Nr. 6 (TPA2),
Anschlussstift Nr. 5 (TPA1) – Anschlussstift Nr. 3 (TPB1),
Anschlussstift Nr. 6 (TPA2) – Anschlussstift Nr. 4 (TPB2).
Unter diesen Sätzen von Anschlussstift-Verbindungen bildet der folgende Satz je zweier verdrillter Leitungsdrähte eine Twisted Pair¹⁶-Signalleitung 601A, welche jeweils ein in Form eines Differenzsignals vorliegendes Signal überträgt:
Anschlussstift Nr. 3 (TPB1) – Anschlussstift Nr. 5 (TPA1),
Anschlussstift Nr. 4 (TPB2) – Anschlussstift Nr. 6 (TPA2).
Auch der folgende Satz je zweier verdrillter Leitungsdrähte bildet eine Twisted Pair¹⁶-Signalleitung 601B, welche jeweils ein in Form eines Differenzsignals vorliegendes Signal überträgt:
Anschlussstift Nr. 5 (TPA1) – Anschlussstift Nr. 3 (TPB1),
Anschlussstift Nr. 6 (TPA2) – Anschlussstift Nr. 4 (TPB2).
Bei den Signalen, die über die beiden Sätze der Twisted Pair-Signalleitung 601A und der Twisted Pair-Signalleitung 601B übertragen werden, handelt es sich um ein in 7A dargestelltes Datensignal (Data) und ein in 7B dargestelltes Freigabesignal (Strobe).
Das in 7A skizzierte Datensignal wird über die Anschlüsse TPB1 oder TPB2 unter Verwendung einer der beiden Twisted Pair-Signalleitungen 601A bzw. 601B ausgegeben und in einen der Anschlüsse TPA1 oder TPA2 eingegeben.
Bei dem in 7B skizzierte Freigabesignal handelt es sich um ein Signal, welches durch Ausführen einer vorgegebenen logischen Operation auf das Datensignal und ein mit dem Datensignal synchronisiertes Übertragungstaktsignal erhalten wird und dabei eine niedrigere Frequenz als die des eigentlichen Übertragungstaktsignals hat. Dieses Freigabesignal wird über den Anschluss TPA1 oder den Anschluss TPA2 unter Verwendung der jeweils anderen der beiden Twisted Pair-Signalleitungen 601A und 601B, welche nicht zur Datensignalübertragung verwendet wird, ausgegeben und in einen der Anschlüsse TPB1 oder TPB2 eingegeben.
Falls zum Beispiel angenommen wird, dass das Datensignal und das Freigabesignal, welche in 7A bzw. 7B skizziert sind, in eine speziell IEEE 1394-kompatible Geräteeinheit eingegeben werden, führt diese Geräteeinheit eine vorgegebene logische Operation^16a auf dem eingegebenen Datensignal und dem eingegebenen Freigabesignal aus, wobei ein Übertragungstaktsignal (Clock), wie in 7C dargestellt, erzeugt wird, und verwendet diese Operation für die erforderliche Weiterverarbeitung des eingegebenen Datensignals.
Nach dem IEEE 1394-Standard wird durch die Einführung eines solchen hardwarespezifischen Übertragungsmodus das Erfordernis, ein Übertragungstaktsignal mit einer hohen Taktrate zwischen Geräteeinheiten mit Hilfe eines Kabels zu übermitteln, beseitigt, und die Zuverlässigkeit der Signalübertragung wird verbessert.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung eine Spezifikation mit sechs Anschlussstiften angewendet wird, gibt es gemäß dem IEEE 1394-Format auch eine Spezifikation mit vier Anschlussstiften, welche lediglich aus der Twisted Pair-Signalleitung 601A und der Twisted Pair-Signalleitung 601B besteht, also aus zwei Sätzen verdrillter Leitungsdrähte, wobei der Anschluss für die Stromquelle (VP) und der Masseanschluss (VG) entfallen. Zum Beispiel ist das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 bei diesem audio-visuellen System 103 in Anbetracht der Tatsache, dass durch Verwenden eines Kabels gemäß der Spezifikation mit vier Anschlussstiften für den Nutzer ein einfacheres System bereitgestellt werden kann, in dieser Weise konfiguriert.
Gemäß dem IEEE 1394-Standard wird ein innerhalb eines über den IEEE 1394-Bus angeschlossenen Datenübertragungsnetzes durchgeführter Übertragungsprozess als „Teilaktion" bezeichnet, und die folgenden zwei Arten von Teilaktionen sind definiert: ein als „asynchroner Datentransfer" bezeichneter asynchroner Übertragungsmodus zum Durchführen einer normalen Datenübertragung und ein als „isochroner Datentransfer" bezeichneter synchroner Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gegen Mitschneiden¹ gesichert ist.
Genauer gesagt wird gemäß dem IEEE 1394-Standard eine Datenübertragung, wie in 8 dargestellt, durch Wiederholen des isochronen Taktzyklus (Solltaktzyklus) durchgeführt. Dabei ist die Dauer eines isochronen Taktzyklus auf 125 μs festgesetzt, was für eine Daten übertragung über ein Übertragungsband mit einer Bandbreite von 100 MHz ausgelegt ist. Es ist vorgeschrieben, dass der isochrone Taktzyklus auch eine von 125 μs abweichende Dauer haben kann. Bei jedem isochronen Taktzyklus werden die Daten in Datenpakete unterteilt und dann übertragen.
Im Kopfteil des isochronen Taktzyklus befindet sich ein Taktzyklus-Startdatenpaket, welches den Beginn eines isochronen Taktzyklus anzeigt.
Die Taktimpulsfolge für dieses Taktzyklus-Startdatenpaket wird von einer speziellen, als Taktgeber bezeichneten Vorrichtung im Inneren des IEEE 1394-Datenübertragungsnetzsystems generiert.
Auf das Taktzyklus-Startdatenpaket folgt vorzugsweise ein isochrones Datenpaket. Wie in 8 dargestellt, ist das isochrone Datenpaket in Datenpakete für jeden einzelnen Kanal unterteilt, und diese werden nach einem Zeitmultiplexverfahren angeordnet und übertragen (isochrone Teilaktionen). Dabei ist eine als „isochrone Zeitlücke" bezeichnete Unterbrechung der Datenübertragung (mit einer Dauer von z.B. 0,05 μs) zur gegenseitigen Abgrenzung der einzelnen Datenpakete im Inneren der isochronen Teilaktionen vorgesehen.
In der vorstehend beschriebenen Weise ist es möglich, in dem IEEE 1394-System isochrone Daten auf einer Vielzahl von Kanälen über eine einzige Übertragungsleitung zu senden und zu empfangen.
Zum Beispiel wird im Falle einer Übertragung von ATRAC-Daten (komprimierten Audiodaten), mit denen das MiniDisc^TM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät 1 in diesem audio-visuellen System kompatibel ist, die Kontinuität der zeitlichen Abfolge dieser Daten (Echtzeiteigenschaft) durch Verwendung eines isochronen Übertragungsverfahrens unter der Annahme, dass die ATRAC-Daten eine Einfachgeschwindigkeits-Übertragungsrate von 1,4 MBit/s haben, gewährleistet, sofern bei jedem isochronen Taktzyklus ATRAC-Daten in der Größenordnung von wenigstens 20 MByte oder mehr als isochrone Datenpakete übertragen werden.
Wenn beispielsweise eine bestimmte Geräteeinheit ATRAC-Daten überträgt, wird eine Anfrage nach der Größe isochroner Datenpakete an eine Verwaltungseinheit für isochrone Ressourcen (engl.: „Isochronous Resource Manager", IRM) im Inneren des IEEE 1394-Datenübertragungsnetzsystems gerichtet, die ausreicht, um eine Echtzeitübertragung der ATRAC-Daten zu gewährleisten. In dem IRM wird der aktuelle Datenübertragungszustand überwacht, und es wird eine Erlaubnis bzw. ein Verbot erteilt. Falls eine Erlaubnis erteilt wird, ist es möglich, die ATRAC-Daten in isochrone Datenpakete zu unterteilen und sie über einen ausgewählten Kanal zu übertragen. Dabei handelt es sich um das, was man bei der IEEE 1394-Schnittstelle „Bandreservierung" nennt.
Durch Verwendung des restlichen Übertragungsbandes, welches nicht von den isochronen Teilaktionen bei dem Übertragungsband des isochronen Taktzyklus verwendet wird, wird eine Übertragung asynchroner Teilaktionen, d.h. asynchroner Datenpakete, durchgeführt.
8 zeigt ein Beispiel, bei dem zwei asynchrone Datenpakete, ein Datenpaket A und ein Datenpaket B, übertragen werden. An das Ende des asynchronen Datenpakets ist ein als „ACK" bezeichnetes Rückmeldesignal nach einer dazwischen vorgesehenen Unterbrechungsdauer einer Rückmeldesignalwartezeit von 0,05 μs angehängt. Bei dem Rückmeldesignal ACK handelt es sich um ein Signal, welches von der Empfangsseite (Zielgerät) in einer maschinenlesbaren Weise ausgegeben wird, um die Sendeseite (Steuergerät) darüber zu informieren, dass ein bestimmter Typ von asynchronen Daten bei Abwicklung eines asynchronen Übertragungsverfahrens empfangen worden ist.
Vor und nach dem aus einem asynchronen Datenpaket und einem auf dieses Datenpaket folgenden Rückmeldesignal ACK gebildeten Datenübertragungsabschnitt ist eine als „Teilaktionslücke" bezeichnete Unterbrechungsdauer von etwa 10 μs vorgesehen.
Falls ATRAC-Daten mit Hilfe von isochronen Datenpaketen übertragen werden und eine Hilfsdaten-Datei, welche an die ATRAC-Daten angehängt ist, mit Hilfe von asynchronen Datenpaketen übertragen wird, ist es scheinbar möglich, die ATRAC-Daten und die Hilfsdaten-Datei gleichzeitig zu übertragen.
Bei einer asynchronen Datenübertragung handelt es sich um eine Punkt-zu-Punkt-Datenübertragung zwischen zwei Kommunikationsendgeräten, welche die Eigenschaft hat, dass eine Unterbrechung der Datenübertragung im Vergleich zu einer isochronen Datenübertragung zur Durchführung einer Rundsendeübertragung schwierig ist.
Bei diesem Datenübertragungssystem werden Musikdaten durch Verwenden einer isochronen Datenübertragungsart, bei der ein Übertragungsband gegen Mitschneiden gesichert¹ werden kann, übertragen und auf diese Daten bezogene Daten durch Verwenden einer asynchronen Datenübertragungsart.
Das Datenempfangsgerät 20 empfängt Musikdaten und auf diese Musikdaten bezogene Daten über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24. Falls die Musikdaten und die darauf bezogenen Daten aufgezeichnet werden können, werden diese von der Medienzugriffseinheit 26, wie vorstehend beschrieben, auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise auf einem Magnetband oder einer magnetooptischen Speicherplatte, aufgezeichnet.
Die Musikdaten und die auf diese bezogenen Daten, welche auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind, werden von der Medienzugriffseinheit 26 wiedergegeben. Die Musikdaten werden dabei in ein analoges Signal umgewandelt und über einen analogen Audioausgangsanschluss 26A ausgegeben. Die auf die Musikdaten bezogenen Daten werden über einen Videoausgangsanschluss 26B ausgegeben. Außerdem können die Musikdaten und die auf diese bezogenen Daten, die von der Medienzugriffseinheit 26 wiedergegeben werden, zu einer anderen Geräteeinheit über die IEEE 1394-Schnittstelle übertragen werden.
Wenn das Datenempfangsgerät 20 Musikdaten empfängt, deren Aufzeichnung untersagt ist, wandelt das Datenempfangsgerät 20 die Musikdaten einfach in ein analoges Signal um, ohne die Musikdaten auf einem Aufzeichnungsmedium mit Hilfe der Medienzugriffseinheit 26 aufzuzeichnen, und gibt das Signal über den analogen Audioausgangsanschluss 26A aus.
Bei diesem Datenempfangsgerät 20 arbeitet die Zentralverarbeitungseinheit 22 gemäß Steuerprogrammen, die in dem Speicher 23 gespeichert sind, so dass verschiedene Arten von Steuerprozessen, wie beispielsweise ein Aufzeichnungsprozess durch die Medienzugriffseinheit 26, gemäß einer über die Nutzerschnittstelle 25 eingegebenen Steuerinformation durchgeführt werden.
Bei diesem Datenübertragungssystem werden die Inhaltsdaten (Musikdaten) und Metadaten (d.h. die auf die Inhaltsdaten bezogenen Daten, wie beispielsweise Textdaten, JPEG-komprimierte Bilddaten und dergleichen) eines gewünschten Kanals, der von dem Datenübermittlungsgerät 10 über die Empfangsantenne 115 empfangen wird, mit Hilfe verschiedener Verschlüsselungsverfahren und Verschlüsselungskodes verschlüsselt und zu dem Datenempfangsgerät 20 übertragen.
Genauer gesagt verfügt die Eingangsschnittstelle 14 des Datenübermittlungsgeräts 10, wie in 9 dargestellt, welche den Aufbau eines wesentlichen Teils des Datenübermittlungsgeräts 10 zeigt, über einen Demultiplexer 14A (DEMUX) zum Auswählen eines gewünschten Kanals eines digitalen Mehrkanal-Satellitenübertragungsprogramms sowie über einen Dekodierer 14B (DEC) zum Entschlüsseln eines Transportdatenstroms eines gewünschten, von dem Demultiplexer 14A (DEMUX) ausgewählten Kanals. Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 verfügt über eine Datentrennungseinheit 16A zum Trennen der in dem Transportdatenstrom eines gewünschten, von dem Dekodierer 14B (DEC) entschlüsselten Kanals enthaltenen Inhaltsdaten (Musikdaten) und Metadaten (d.h. der auf die Inhaltsdaten bezogenen Daten, bei denen es sich z.B. um Textdaten und JPEG-komprimierte Bilddaten handelt), über einen ersten Kodierer 16B zum Verschlüsseln der mit Hilfe der Datentrennungseinheit 16A von den Metadaten getrennten Inhaltsdaten (Musikdaten) mittels eines Verschlüsselungskodes „Kiso" durch ein erstes Verschlüsselungsverfahren, wodurch isochrone Datenpakete erzeugt werden, sowie über einen zweiten Kodierer 16C zum Verschlüsseln der mit Hilfe der Datentrennungseinheit 16A von den Inhaltsdaten getrennten Metadaten (der auf die Inhaltsdaten bezogenen Daten) mittels eines Verschlüsselungskodes „Kasync" durch ein zweites Verschlüsselungsverfahren, wodurch asynchrone Datenpakete erzeugt werden.
Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 in dem Datenübermittlungsgerät 10 wird von der Zentralverarbeitungseinheit 12 gesteuert und arbeitet wie in dem in 10 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt. Das heißt, wenn ein Transportdatenstrom eines gewünschten, über die Eingangsschnittstelle 14 empfangenen Kanals eingegeben wird (Schritt S1), ermittelt die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16, ob es sich bei den in dem eingegebenen Transportdatenstrom enthaltenen Daten um Inhaltsdaten (Musikdaten) oder Metadaten (auf Inhaltsdaten bezogene Daten) handelt (Schritt S2). Wenn es sich bei den Daten um Inhaltsdaten (Musikdaten) handelt, werden selbige unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kiso mit Hilfe des ersten Verschlüsselungsverfahrens verschlüsselt (Schritt S3), und es wird ein Verfahren ausgeführt, bei dem die mit Hilfe des ersten Verschlüsselungsverfahrens verschlüsselten Inhaltsdaten (Musikdaten) als isochrone Datenpakete übertragen werden (Schritt S4). Wenn es sich bei den in dem eingegebenen Transportdatenstrom enthaltenen Daten um Metadaten (auf Inhaltsdaten bezogene Daten) handelt, werden selbige unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kasync mit Hilfe des zweiten Verschlüsselungsverfahrens verschlüsselt (Schritt S5), und es wird ein Verfahren ausgeführt, bei dem die mit Hilfe des zweiten Verschlüsselungsverfahrens verschlüsselten Metadaten (auf Inhaltsdaten bezogene Daten) als asynchrone Datenpakete übertragen werden (Schritt S6).
Bei diesem Datenübertragungssystem wird vor der Datenübertragung ein Protokoll zum Durchführen einer wechselseitigen Authentifizierung und gemeinsamer Nutzen zweier Typen von Verschlüsselungskodes für isochrone bzw. asynchrone Datenübertragung durch das Datenübermittlungsgerät 10 und das Datenempfangsgerät 20 abgearbeitet. Insbesondere wird nach Abarbeitung des in dem Ablaufdiagramm von 11 dargestellten Protokolls zur Authentifizierung und gemeinsamen Nutzung der Verschlüsselungskodes eine Datenübertragung durchgeführt. Das Informationsverarbeitungsverfahren auf Seiten des Datenübermittlungsgeräts 10 in diesem Datenübertragungssystem ist in dem in 12 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt, und das Informationsverarbeitungsverfahren auf Seiten des Datenempfangsgeräts 20 ist in dem in 13 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt.
In 11, in der das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes dargestellt ist, ist das Datenübermittlungsgerät 10 als Nachrichtenquelle (Gerät A) und das Datenempfangsgerät 20 als Nachrichtensenke (Gerät B) skizziert. Diesen Geräten wird zum Herstellungszeitpunkt eine Information „Kv", die die Berechtigung derselben angibt, übergeben, und die Geräte halten diese Information geheim.
Bei diesem Datenübertragungssystem überträgt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10, d.h. der Set-Top-Box, zuerst einen Startbefehl zum Starten der Datenübertragung von der Eingabe-/Ausgabe-Schnitt stelle 16 über die Übertragungsleitung 30 zu dem Datenempfangsgerät 20 (Schritt S10).
Nachdem die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20, d.h. des Aufzeichnungsgeräts, den von dem Datenübermittlungsgerät 10 über die mit der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 verbundene Übertragungsleitung 30 gesendeten Startbefehl (START) empfangen hat (Schritt S20), generiert die Zentralverarbeitungseinheit 22 eine Anfrage zum Starten des Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes (Authentifizierungsanfrage) sowie zwei Zufallszahlen Bn1 und Bn2 mit einer Länge von jeweils m Bits (z.B. m = 69 Bits) und überträgt sie über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S21).
Nachdem die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 die Anfrage zum Starten des Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes (Authentifizierungsanfrage) sowie die beiden von dem Datenempfangsgerät 20 über die mit der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 verbundene Übertragungsleitung 30 übermittelten Zufallszahlen Bn1 und Bn2 empfangen hat (Schritt S11), generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 zwei Zufallszahlen An1 und An2 mit einer Länge von jeweils m Bits und sendet sie über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S12).
Das Datenempfangsgerät 20 empfängt die beiden von dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahlen An1 und An2 (Schritt S22).
Im Anschluss daran generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An2||Bn2), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S12 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An2 und der bei Schritt S11 empfangenen Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R2 := Hash[Kv||An2||Bn2] msb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei¹⁷ die höchstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Antwortdaten R2 fest und sendet diese Antwortdaten R2 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 an das Datenempfangsgerät 20 (Schritt S13). 11 und 12 zeigen ein Beispiel mit m = 64 Bits. Dabei wird durch die Schreibweise „X||Y" eine Bitverkettung zweier Bitsequenzen X und Y angegeben. Obwohl die höchstwertigen m Bits, welche die Antwortdaten R2 bereitstellen, dieselbe Bitanzahl aufweisen wie die Bitanzahl m einer der Zufallszahlen, kann die Bitanzahl der Antwortdaten R2 auch davon abweichen.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 empfängt die von dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Antwortdaten R2 (Schritt S23). Im Anschluss daran generiert die Zentralverarbeitungseinheit 22 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S22 empfangenen Zufallszahl An1 und der bei Schritt S21 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn1 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An1||Bn1) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R1 := Hash[Kv||An1||Bn1] msb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei¹⁷ die höchstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Antwortdaten R1 fest und sendet diese Antwortdaten R1 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 an das Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S24). 11 und 13 zeigen ein Beispiel mit m = 64 Bits. Obwohl die höchstwertigen m Bits, welche die Antwortdaten R1 bereitstellen, dieselbe Bitanzahl aufweisen wie die Bitanzahl m einer der Zufallszahlen, kann die Bitanzahl der Antwortdaten R1 auch davon abweichen.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 empfängt die von dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Antwortdaten R1 (Schritt S14).
Außerdem generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S12 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An1 und der bei Schritt S11 empfangenen Zufallszahl Bn1 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An1||Bn1) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R'1 := Hash[Kv||An1||Bn1] msb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei¹⁷ die höchstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Bezugsdaten R'1 fest (Schritt S15). Das heißt, dass dieselben m Bits, die die Antwortdaten R1 bilden, zu den Bezugsdaten R'1 erklärt werden.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 vergleicht dann die Bezugsdaten R'1 mit den bei Schritt S14 empfangenen Antwortdaten R1 (Schritt S16). Falls bei diesem Schritt S16 die Antwortdaten R1 nicht mit den Bezugsdaten R'1 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 fest, dass das Datenempfangsgerät 20 ein nicht autorisiertes Gerät ist, und beendet das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes.
Wenn bei diesem Schritt S16 die Antwortdaten R1 mit den Bezugsdaten R'1 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 fest, dass das Datenempfangsgerät 20 ein autorisiertes Gerät ist, und gibt eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S12 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An1 und der bei Schritt S11 empfangenen Zufallszahl Bn1 gebildet wird, in eine Hash-Funktion Hash[] ein: Kiso := Hash[Kv||An1||Bn1] lsb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei¹⁹ die niedrigstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Verschlüsselungskode Kiso fest, welcher dazu verwendet wird, die durch isochrone Datenübertragung zu übertragenden Daten zu verschlüsseln²⁰. Außerdem gibt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 die aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An2||Bn2), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S12 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An2 und der bei Schritt S11 empfangenen Zufallszahl Bn2 gebildet wird, in eine Hash-Funktion Hash[] ein: Kasync := Hash[Kv||An2||Bn2] lsb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei¹⁹ die niedrigstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Verschlüsselungskode Kasync fest, welcher dazu verwendet wird, die durch asynchrone Datenübertragung zu übertragenden Daten zu verschlüsseln (Schritt S17).
Obwohl die niedrigstwertigen m Bits, welche die beiden Typen von Verschlüsselungskodes – Kiso und Kasync – bereitstellen, dieselbe Bitanzahl aufweisen wie die Bitanzahl m einer der Zufallszahlen, kann die Bitanzahl der Verschlüsselungskodes auch davon abweichen.
Unterdessen generiert die Zentralverwaltungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An2||Bn2), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S22 empfangenen Zufallszahl An2 und der bei Schritt S21 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R'2 := Hash[Kv||An2||Bn2] msb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei¹⁷ die höchstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Bezugsdaten R'2 fest (Schritt S25). Das heißt, dass dieselben m Bits, die die Antwortdaten R2 bilden, zu den Bezugsdaten R'2 erklärt werden.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 vergleicht dann die Bezugsdaten R'2 mit den bei Schritt S23 empfangenen Antwortdaten R2 (Schritt S26). Falls bei diesem Schritt S26 die Antwortdaten R2 nicht mit den Bezugsdaten R'2 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 fest, dass das Datenübermittlungsgerät 10 ein nicht autorisiertes Gerät ist, und beendet das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes.
Wenn bei diesem Schritt S26 die Antwortdaten R2 mit den Bezugsdaten R'2 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 fest, dass das Datenübermittlungsgerät 10 ein autorisiertes Gerät ist, und gibt eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S22 empfangenen Zufallszahl An1 und der bei Schritt S21 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn1 gebildet wird, in eine Hash-Funktion Hash[] ein: K'iso := Hash[Kv||An1||Bn1] lsb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei¹⁹ die niedrigstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Verschlüsselungskode K'iso fest, welcher dazu verwendet wird, die durch isochrone Datenübertragung übertragenen Daten zu entschlüsseln²¹. Das heißt, dass dieselben m Bits, die den Verschlüsselungskode Kiso bilden, zu dem Verschlüsselungskode K'iso erklärt werden.
Außerdem gibt die Zentralverarbeitungseinheit 22 die aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An2||Bn2), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S22 empfangenen Zufallszahl An2 und der bei Schritt S21 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn2 gebildet wird, in eine Hash-Funktion Hash[] ein: K'async := Hash[Kv||An2||Bn2] lsb_m18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei¹⁹ die niedrigstwertigen m Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Verschlüsselungskode K'async fest, welcher dazu verwendet wird, die durch asynchrone Datenübertragung übertragenen Daten zu entschlüsseln (Schritt S27). Das heißt, dass dieselben m Bits, die den Verschlüsselungskode Kasync bilden, zu dem Verschlüsselungskode K'async erklärt werden.
Bei diesem Datenübertragungssystem wird vor der Datenübertragung das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes durch asynchrone Datenübertragung gemäß IEEE 1394-Standard zwischen dem Datenübermittlungsgerät 10 und dem Datenempfangsgerät 20 abgearbeitet. Das Datenübermittlungsgerät 10 und das Datenempfangsgerät 20 können also gegenseitig ihre jeweilige Berechtigung authentifi zieren und den Verschlüsselungskode zum Übermitteln verschlüsselter Daten mittels isochroner Datenübertragung und den Verschlüsselungskode zum Übermitteln verschlüsselter Daten mittels asynchroner Datenübertragung gemeinsam nutzen.
Darüber hinaus werden in diesem Datenübertragungssystem, nachdem das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes abgearbeitet wurde, die Musikdaten aus dem Datenübermittlungsgerät 10 unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kiso verschlüsselt und mittels isochroner Datenübertragung übertragen, und die auf die Musikdaten bezogenen Daten werden unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kasync verschlüsselt und mittels asynchroner Datenübertragung übertragen (Schritt S18). Das Datenempfangsgerät 20 entschlüsselt dann die mittels isochroner Datenübertragung übertragenen Musikdaten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'iso und entschlüsselt die mittels asynchroner Datenübertragung übertragenen, auf die Musikdaten bezogenen Daten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'async (Schritt S28).
Das bedeutet, dass das Datenempfangsgerät 20, nachdem das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes abgearbeitet ist, die mittels isochroner Datenübertragung von dem Datenübermittlungsgerät 10 her übermittelten Musikdaten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'iso entschlüsselt und die mittels asynchroner Datenübertragung übermittelten, auf die Musikdaten bezogenen Daten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'async entschlüsselt, so dass die jeweiligen Klartextdaten erhalten werden können.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes²², welches vor der Datenübertragung in diesem Datenübertragungssystem abzuarbeiten ist, ist in dem in 14 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt. Das Informationsverarbeitungsverfahren auf Seiten des Datenübermittlungsgeräts 10 ist dabei in dem in 15 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt, und das Informationsverarbeitungsverfahren auf Seiten des Datenempfangsgeräts 20 ist in dem in 16 skizzierten Ablaufdiagramm dargestellt.
In 14, in der das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes dargestellt ist, ist das Datenübermittlungsgerät 10 als Nachrichtenquelle (Gerät A) und das Datenempfangsgerät 20 als Nachrichtensenke (Gerät B) skizziert. Diesen Geräten wird zum Herstellungszeitpunkt eine Information „Kv", die die Berechtigung derselben angibt, übergeben, und die Geräte halten diese Information geheim.
Bei diesem Datenübertragungssystem überträgt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10, d.h. der Set-Top-Box, zuerst einen Startbefehl zum Starten der Datenübertragung von der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 über die Übertragungsleitung 30 zu dem Datenempfangsgerät 20 (Schritt S110).
Nachdem die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20, d.h. des Aufzeichnungsgeräts, den von dem Datenübermittlungsgerät 10 über die mit der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 verbundene Übertragungsleitung 30 gesendeten Startbefehl (START) empfangen hat (Schritt 120), generiert die Zentralverarbeitungseinheit 22 eine Anfrage zum Starten des Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes (Authentifizierungsanfrage) sowie zwei Zufallszahlen Bn1 und Bn2 mit einer Länge von jeweils m Bits (z.B. m = 64 Bits) und überträgt sie über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 24 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S121).
Nachdem die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 die Anfrage zum Starten des Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes (Authentifizierungsanfrage) sowie die beiden von dem Datenempfangsgerät 20 über die mit der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 verbundene Übertragungsleitung 30 übermittelten Zufallszahlen Bn1 und Bn2 empfangen hat (Schritt S111), generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 zwei Zufallszahlen An1 und An2 mit einer Länge von jeweils m Bits und sendet sie über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S112).
Das Datenempfangsgerät 20 empfängt die beiden von dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahlen An1 und An2 (Schritt S122).
Im Anschluss daran generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S112 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An1 und der bei Schritt S111 empfangenen Zufallszahl Bn1 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An1||Bn1) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R'1 := Hash[Kv||An1||Bn1] msb_p18, Kiso := Hash[Kv||An1||Bn1] lsb_n18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei²³ die höchstwertigen p Bits²⁴ der erhaltenen Ausgangsdaten als Bezugsdaten R'1 fest und die niedrigstwertigen n Bits (z.B. n = 64 Bits) als einen Verschlüsselungskode Kiso, welcher zum Verschlüsseln der mittels isochroner Datenübertragung zu übermittelnden Daten verwendet wird (Schritt S113). Dabei wird durch die Schreibweise „X||Y" eine Bitverkettung zweier Bitsequenzen X und Y angegeben.
Außerdem generiert die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kiso||An2||Bn2), welche durch Verketten des bereits berechneten Verschlüsselungskodes Kiso, der bei Schritt S112 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An2 und der bei Schritt S111 empfangenen Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kiso||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R2 := Hash[Kiso||An2||Bn2] msb_p18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei die höchstwertigen p Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Antwortdaten R2 fest (Schritt S114).
Im Anschluss daran übermittelt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 die in Schritt S114 berechneten Antwortdaten R2 über die Eingabe- /Ausgabe-Schnittstelle 16 zu dem Datenempfangsgerät 20 (Schritt S115).
Andererseits generiert die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kv||An1||Bn1), welche durch Verketten der Information Kv, welche die Berechtigung des betreffenden Geräts angibt, der bei Schritt S122 empfangenen Zufallszahl An1 und der bei Schritt S121 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn1 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (Kv||An1||Bn1) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R1 := Hash[Kv||An1||Bn1] msb_p18, K'iso := Hash[Kv||An1||Bn1] lsb_n18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei²⁶ die höchstwertigen p Bits²⁷ der erhaltenen Ausgangsdaten als Antwortdaten R1 fest und die niedrigstwertigen n Bits (z.B. n = 64 Bits) als einen Verschlüsselungskode K'iso, welcher zum Entschlüsseln der mittels isochroner Datenübertragung übermittelten Daten verwendet wird (Schritt S123).
Außerdem generiert die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (K'iso||An2||Bn2), welche durch Verketten des bereits berechneten Verschlüsselungskodes K'iso, der bei Schritt S122 empfangenen Zufallszahl An2 und der bei Schritt S121 zu dem Datenempfangsgerät 10 ²⁸ übermittelten Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt diese verketteten Daten (K'iso||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: R'2 := Hash[K'iso||An2||Bn2] msb_p18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei die höchstwertigen p Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als Bezugsdaten R'2 fest (Schritt S124).
Im Anschluss daran empfängt die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 die vom Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Antwortdaten R2 (Schritt S125) und vergleicht die Antwortdaten R2 mit den bei Schritt S124 berechneten Bezugsdaten R'2 (Schritt S126). Falls bei diesem Schritt S126 die Antwortdaten R2 nicht mit den Bezugsdaten R'2 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 fest, dass das Datenübermittlungsgerät 10 ein nicht autorisiertes Gerät ist, und beendet das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes.
Wenn bei diesem Schritt S126 die Antwortdaten R2 mit den Bezugsdaten R'2 übereinstimmen, sendet die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 die bei Schritt S123 berechneten Antwortdaten R1 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 (Schritt S127).
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 empfängt die vom Datenempfangsgerät 20 übermittelten Antwortdaten R1 (Schritt S116) und vergleicht die Antwortdaten R1 mit den bei Schritt S113 berechneten Bezugsdaten R'1 (Schritt S117). Falls bei diesem Schritt S1176 die Antwortdaten R1 nicht mit den Bezugsdaten R'1 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 20 ²⁹ fest, dass das Daten empfangsgerät 20 ein nicht autorisiertes Gerät ist, und beendet das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes.
Wenn bei diesem Schritt S117 die Antwortdaten R1 mit den Bezugsdaten R'1 übereinstimmen, stellt die Zentralverarbeitungseinheit 12 des Datenübermittlungsgeräts 10 fest, dass das Datenempfangsgerät 20 ein autorisiertes Gerät ist. Die Zentralverarbeitungseinheit 12 generiert dann eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (Kiso||An2||Bn2), welche aus dem bei Schritt S113 berechneten Verschlüsselungskode Kiso, der bei Schritt S112 zu dem Datenempfangsgerät 20 übermittelten Zufallszahl An2 und der bei Schritt S111 empfangenen Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt die verketteten Daten (Kiso||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: Kasync := Hash[Kiso||An2||Bn2] lsb_q18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 12 legt dabei²⁶ die niedrigstwertigen q Bits der erhaltenen Ausgangsdaten (z.B. mit q = 64) als einen Verschlüsselungskode Kasync fest, welcher dazu verwendet wird, die durch asynchrone Datenübertragung zu übertragenden Daten zu verschlüsseln (Schritt S118).
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 des Datenempfangsgeräts 20 generiert eine aus verketteten Daten bestehende Datensequenz (K'iso||An2||Bn2), welche aus dem bei Schritt S123 berechneten Verschlüsselungskode K'iso, der bei Schritt S122 empfangenen Zufallszahl An2 und der bei Schritt S121 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übermittelten Zufallszahl Bn2 gebildet wird, und gibt die verketteten Daten (K'iso||An2||Bn2) in eine Hash-Funktion Hash[] ein: K'async := Hash[K'iso||An2||Bn2] lsb_q18.
Die Zentralverarbeitungseinheit 22 legt dabei²⁶ die niedrigstwertigen q Bits der erhaltenen Ausgangsdaten als einen Verschlüsselungskode K'async fest, welcher dazu verwendet wird, die durch asynchrone Datenübertragung übertragenen Daten zu entschlüsseln (Schritt S128).
Bei diesem Datenübertragungssystem wird vor der Datenübertragung das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes durch asynchrone Datenübertragung gemäß IEEE 1394-Standard zwischen dem Datenübermittlungsgerät 10 und dem Datenempfangsgerät 20 abgearbeitet. Das Datenübermittlungsgerät 10 und das Datenempfangsgerät 20 können also gegenseitig ihre jeweilige Berechtigung authentifizieren und den Verschlüsselungskode zum Übermitteln verschlüsselter Daten mittels isochroner Datenübertragung und den Verschlüsselungskode zum Übermitteln verschlüsselter Daten mittels asynchroner Datenübertragung gemeinsam nutzen.
Das bedeutet, dass, nachdem das Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes abgearbeitet ist, die mittels isochroner Datenübertragung von dem Datenübermittlungsgerät 10 her übermittelten Musikdaten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kiso verschlüsselt und die mittels asynchroner Datenübertragung übermittelten, auf die Musikdaten bezogenen Daten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes Kasync verschlüsselt werden (Schritt S119). Das Datenempfangsgerät 20 entschlüsselt dann die durch isochrone Datenübertragung übermittelten Musikdaten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'iso und entschlüsselt die durch asynchrone Datenübertragung übermittelten, auf die Musikdaten bezogenen Daten unter Verwendung des Verschlüsselungskodes K'async (Schritt S129). Auf diese Weise können die jeweiligen Klartextdaten erhalten werden.
Da die isochrone und die asynchrone Datenübertragung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, werden im Allgemeinen Verschlüsselungsalgorithmen und dafür geeignete Übertragungsmodi verwendet. Wenn der zur asynchronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungsalgorithmus hinsichtlich der Verschlüsselungsqualität schlechter ist als der zur isochronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungsalgorithmus, wird demzufolge der zur asynchronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungskode Kasync im Vergleich zu dem zur isochronen Datenübertragung verwendeten Verschlüsselungskode Kiso verhältnismäßig leicht geknackt. Bei dem in 11 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes werden der Verschlüsselungskode Kasync und der Verschlüsselungskode Kiso unmittelbar aus der die Berechtigung des betreffenden Geräts angebenden Information Kv, welche von jedem Gerät geheim gehalten wird, generiert. Falls der Verschlüsselungskode Kasync geknackt wird, wird daher auch die Information Kv aufgedeckt, z.B. durch einen Angriff auf eine nach dem Prinzip des zyklischen Warteschlangenbetriebs arbeitende Prozesssteuerung zur gleichmäßigen Verteilung abzuarbeitender Prozesse auf eine Anzahl vorhandener Ressourcen (engl.: „round-robin³⁰ attack").
Im Gegensatz dazu wird bei dem in 14 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes der Verschlüsselungskode Kiso aus der die Berechtigung des betreffenden Geräts anzeigenden Information Kv generiert, welche von jedem Gerät geheim gehalten wird, und der Verschlüsselungskode Kasync wird aus dem Verschlüsselungskode Kiso generiert. Daher kann ein Angreifer auch für den Fall, dass der Verschlüsselungskode Kasync geknackt wird, die Information Kv nicht durch nur einmaliges Angreifen der nicht umkehrbaren Hash-Funktion erhalten. Vielmehr muss der Angreifer den Verschlüsselungskode Kiso mit Hilfe eines Round-Robin-Angriffs finden und in Anschluss daran einen Round-Robin-Angriff auf die Information Kv durchführen.
Das heißt, dass in dem in 14 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes im Vergleich zu dem in 11 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes die die Berechtigung des betreffenden Geräts angebende Information Kv, welche von jedem Gerät geheim gehalten wird, schwer aufzudecken ist und dass die Daten, welche eine Sicherung eines Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, und die auf diese Daten bezogenen Daten sicher und zuverlässig übertragen werden können.
Gemäß dem in 14 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes wird bei dem vorstehend beschriebenen Datenübertragungssystem der zur asynchronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungskode Kasync auf Grundlage des zur isochronen Datenübertragung verwendeten Verschlüsselungskodes Kiso generiert. Allerdings kann der zur asynchronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungskode Kasync auch aus der Information Kv, der Zufallszahl An1 und der Zufallszahl Bn1 generiert werden, und der zur isochronen Datenübertragung verwendete Verschlüsselungskode Kiso kann auch aus dem Verschlüsselungskode Kasync, der Zufallszahl An2 und der Zufallszahl Bn2 generiert werden³¹.
Darüber hinaus werden gemäß dem in 14 dargestellten Protokoll zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes die auf Seiten des Datenübermittlungsgeräts 10 aus dem Verschlüsselungskode Kiso generierten Daten als Antwortdaten R2 zu dem Datenempfangsgerät 20 übertragen, und die auf Seiten des Datenempfangsgeräts 20 aus der Information Kv generierten Daten als Antwortdaten R1 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übertragen. Allerdings können auch die aus der Information Kv von dem Datenübermittlungsgerät 10 generierten Daten als Antwortdaten R2 zu dem Datenempfangsgerät 20 übertragen werden, und es können auch die aus dem Verschlüsselungskode Kiso von dem Datenempfangsgerät 20 generierten Daten als Antwortdaten R1 zu dem Datenübermittlungsgerät 10 übertragen werden³².
Bei dem vorstehend beschriebenen Datenübertragungssystem werden Übertragungsdaten durch Abarbeiten jeweils eines Protokolls zur Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes durch Verwenden der Verschlüsselungskodes Kiso bzw. K'iso und der Verschlüsselungskodes Kasync bzw. K'async, die von dem Datenübermittlungsgerät 10 und dem Datenempfangsgerät 20 gemeinsam genutzt werden, ver- bzw. entschlüsselt. Es ist jedoch auch möglich, Verschlüsselungskodes (Inhaltsschlüssel) zum Verschlüsseln bzw. Entschlüsseln der jeweils übertragenen Daten getrennt bereitzustellen und die Inhaltsschlüssel von dem Datenübermittlungsgerät 10 und dem Datenempfangsgerät 20 durch Verwenden der Verschlüsselungskodes Kiso bzw. K'iso und der Verschlüsselungskodes Kasync bzw. K'async gemeinsam zu nutzen.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Schnittstelle, welche über einen ersten Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, und über einen zweiten Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, verfügt, Daten, die eine Sicherung eines Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, in dem ersten Übertragungsmodus und auf diese Daten bezogene Daten in dem zweiten Übertragungsmodus übertragen. Die Daten können somit auf zuverlässige Weise durch Verwenden zweier Typen von Übertragungsmodi, d.h. eines Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, und eines Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gegen Mitschneiden gesichert¹ ist, übertragen werden.
Darüber hinaus werden die Daten, die eine Sicherung eines Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, mit Hilfe eines ersten Verschlüsselungskodes verschlüsselt und dann in dem ersten Übertragungsmodus übertragen, und die auf diese Daten bezogenen Daten werden mit Hilfe eines zweiten Verschlüsselungskodes verschlüsselt und anschließend in dem zweiten Übertragungsmodus übertragen. Auf diese Weise können die Daten, die eine Sicherung eines Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, und die auf diese Daten bezogenen Daten sicher übertragen werden.
Außerdem können das Datenübermittlungsgerät und das Datenempfangsgerät durch Ausführen eines Protokolls zur wechselseitigen Geräteauthentifizierung und gemeinsamen Nutzung von Verschlüsselungskodes durch das Datenübermittlungsgerät und das Datenempfangsgerät vor der Datenübertragung ihre gegenseitige Berechtigung authentifizieren und die Verschlüsselungskodes gemeinsam nutzen. Auf diese Weise können die Daten, die eine Sicherung eines Übertragungsbandes gegen Mitschneiden¹ erfordern, und die auf diese Daten bezogenen Daten sicher und zuverlässig übertragen werden.

Claims

Informationsverarbeitungsverfahren zur Übertragung verschlüsselter Daten von einer ersten informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) zu einer zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) über eine Schnittstelle (16), welche über einen isochronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gesichert ist, und über einen asynchronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gesichert ist, verfügt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verschlüsseln (16) von Daten, die von der ersten informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) eine Sicherung des Übertragungsbandes erfordern, mit Hilfe eines ersten Verschlüsselungskodes Kiso und anschließendes Übertragen der verschlüsselten Daten zu der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) in dem isochronen Übertragungsmodus, während auf diese Daten bezogene Daten, die mit den Daten über einen zweiten Verschlüsselungskode Kasync zusammenhängen, verschlüsselt und anschließend in dem asynchronen Übertragungsmodus übertragen werden, und – Entschlüsseln (24) der in dem isochronen Übertragungsmodus empfangenen Daten durch Verwenden eines ersten Verschlüsselungskodes K'iso auf Seiten der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) und Entschlüsseln der in dem asynchronen Übertragungsmodus empfangenen, auf diese Daten bezogenen Daten mit Hilfe eines zweiten Verschlüsselungskodes K'async, wobei – vor dem Übertragen der verschlüsselten Daten ein Protokoll zum Durchführen einer wechselseitigen Authentifizierung und gemeinsamen Nutzen einer Vielzahl von Verschlüsselungskodes durch die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) und die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) abgearbeitet wird, – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) zwei Zufallszahlen Bn1 und Bn2 generiert (S21, S121) und sie dann zu der ersten informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) übermittelt, – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) zwei Zufallszahlen An1 und An2 generiert (S12, S112) und sie dann zu der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) übermittelt, – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) den besagten ersten Verschlüsselungskode Kiso auf Grundlage einer Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt und von jeder der Vorrichtungen vorgehalten wird, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1 generiert (S17, S113), und – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) einen Verschlüsselungskode K'iso auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn1 und der empfangenen Zufallszahl An1 generiert (S27, S123), welcher zum Entschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus übertragenen Daten verwendet wird.
Informationsverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) Daten R2, generiert (S13) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An2 und der empfangenen Zufallszahl Bn2, zu der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) übermittelt (S13), – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) Daten R1, generiert (S24) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1, zu der ersten informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) übermittelt (S24), – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) für den Fall, dass Daten R'1, generiert (S15) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1, mit den empfangenen Daten R1 übereinstimmen, den Verschlüsselungskode Kiso generiert (S17), welcher zum Verschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus zu übertragenden Daten verwendet wird, und – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) für den Fall, dass Daten R'2, generiert (S25) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2, mit den empfangenen Daten R2 übereinstimmen, den Verschlüsselungskode K'iso generiert (S27), welcher zum Entschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus übertragenen Daten verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Verschlüsselungskode Kasync auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An2 und der empfangenen Zufallszahl Bn2 generiert (S17) wird, und der Verschlüsselungskode K'async auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2 generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, soweit abhängig von Anspruch 2, wobei – der Verschlüsselungskode Kasync für den Fall generiert wird, dass Daten R'1, generiert (S17) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1, mit den empfangenen Daten R1 übereinstimmen, und – der Verschlüsselungskode K'async für den Fall generiert wird, dass Daten R'2, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2, mit den empfangenen Daten R2 übereinstimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) Daten R'1 auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der empfangenen Zufallszahl Bn1 und der generierten Zufallszahl An1 generiert (S113), Daten R2 auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes Kiso, der empfangenen Zufallszahl Bn2 und der generierten Zufallszahl An2 generiert (S114) und die Daten R2 zu der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) überträgt (S115), – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) Daten R1 auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der empfangenen Zufallszahl An1 und der generierten Zufallszahl Bn1 generiert (S123), Daten R'2 auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes K'iso, der empfangenen Zufallszahl An2 und der generierten Zufallszahl Bn2 generiert (S124), nachprüft, ob die Daten R2 und R'2 identisch sind, und die Daten R1 zu der ersten informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) überträgt (S127), sofern R2 und R'2 identisch sind, – die erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) nachprüft (S117), ob die Daten R1 und R'1 identisch sind oder nicht, und für den Fall, dass die Daten R1 und R'1 identisch sind, die verschlüsselten Daten zu der zweiten informationsverarbeitenden Vorrichtung überträgt (S119) und – die zweite informationsverarbeitende Vorrichtung die empfangenen verschlüsselten Daten entschlüsselt (S129).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Verschlüsselungskode Kasync auf Grundlage des besagten Verschlüsselungskodes Kiso, der generierten Zufallszahl An2 und der empfangenen Zufallszahl Bn2 generiert (S118) wird und der Verschlüsselungskode K'async auf Grundlage des Verschlüsselungskodes K'iso, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2 generiert wird (S128).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die verschlüsselten Daten übertragen werden, sofern die Daten R1 und R'1 identisch sind.
Informationsverarbeitende Vorrichtung (10), umfassend – eine Schnittstelle (16), welche über einen isochronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gesichert ist, und über einen asynchronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gesichert ist, verfügt, und – Übermittlungssteuerungsmittel (12) zur Steuerung einer von der Vorrichtung ausgehenden verschlüsselten Datenübermittlung, wobei – Daten, die eine Sicherung des Übertragungsbandes erfordern, mit Hilfe eines Verschlüsselungskodes Kiso verschlüsselt und dann in dem isochronen Übertragungsmodus über die Schnittstelle (16) übertragen werden und auf diese Daten bezogene Daten, die eine Sicherung des Übertragungsbandes nicht erfordern, mit Hilfe eines zweiten Verschlüsselungskodes Kasync verschlüsselt und anschließend in dem asynchronen Übertragungsmodus über die Schnittstelle (16) übertragen werden und wobei – das Übermittlungssteuerungsmittel (12) vor der Datenübertragung ein Protokoll zum Durchführen einer wechselseitigen Authentifizierung und gemeinsamen Nutzen einer Vielzahl von Verschlüsselungskodes zusammen mit einer anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (20), zu der die Daten übertragen werden, abarbeitet und – das Übermittlungssteuerungsmittel (12) zwei Zufallszahlen An1 und An2 generiert und sie zu der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (20), zu der die Daten übertragen werden, übermittelt, dann – zwei von der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) generierte Zufallszahlen Bn1 und Bn2 empfängt und – den Verschlüsselungskode Kiso, der zum Verschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus zu übertragenden Daten verwendet wird, auf Grundlage einer Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt und von jeder der Vorrichtungen vorgehalten wird, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1 generiert.
Informationsverarbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Übermittlungssteuerungsmittel (12) – Daten R2, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An2 und der empfangenen Zufallszahl Bn2, zu der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) übermittelt, dann – Daten R1, generiert von der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (20) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1, empfängt und – für den Fall, dass Daten R'1, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1, mit den empfangenen Daten R1 übereinstimmen, den Verschlüsselungskode Kiso generiert, welcher zum Verschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus zu übertragenden Daten verwendet wird.
Informationsverarbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Übermittlungssteuerungsmittel (12) – auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der Vorrichtung selbst angibt, der generierten Zufallszahl An1 und der empfangenen Zufallszahl Bn1 den Verschlüsselungskode Kiso generiert, welcher zum Verschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus zu übertragenden Daten verwendet wird, und – den Verschlüsselungskode Kasync des zweiten Übertragungsmodus auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes Kiso, der generierten Zufallszahl An2 und der empfangenen Zufallszahl Bn2 generiert.
Vorrichtung nach Anspruch 10, soweit abhängig von Anspruch 9, wobei der Verschlüsselungskode Kasync für den Fall generiert wird, dass Daten R'1, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der empfangenen Zufallszahl Bn1 und der generierten Zufallszahl An1, mit den empfangenen Daten R1 übereinstimmen.
Informationsverarbeitende Vorrichtung (20), umfassend – eine Schnittstelle (24), welche über einen isochronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband gesichert ist, und über einen asynchronen Übertragungsmodus, bei dem ein Übertragungsband nicht gesichert ist, verfügt, und – Empfangssteuerungsmittel (22) zur Steuerung des Empfangs verschlüsselter Daten, die von der Vorrichtung (20) von einer anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) empfangen werden, wobei – die verschlüsselten Daten Daten enthalten, die eine Sicherung des Übertragungsbandes erfordern, das in dem isochronen Übertragungsmodus über die Schnittstelle (24) empfangen und mit Hilfe eines Verschlüsselungskodes K'iso entschlüsselt wird, sowie auf diese Daten bezogene Daten, die eine Sicherung des Übertragungsbandes nicht erfordern, das in dem asynchronen Übertragungsmodus empfangen und mit Hilfe des Verschlüsselungskodes K'async entschlüsselt wird, und wobei – das Empfangssteuerungsmittel (22) vor dem Datenempfang ein Protokoll zum Durchführen einer wechselseitigen Authentifizierung und gemeinsamen Nutzen einer Vielzahl von Verschlüsselungskodes mit der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) abarbeitet und – das Empfangssteuerungsmittel (22) zwei Zufallszahlen Bn1 und Bn2 generiert und sie zu der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) übermittelt, – zwei von der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) generierte Zufallszahlen An1 und An2 empfängt und – den Verschlüsselungskode K'iso, der zum Entschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus übertragenen Daten verwendet wird, auf Grundlage einer Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt und von jeder der Vorrichtungen vorgehalten wird, der generierten Zufallszahl Bn1 und der empfangenen Zufallszahl An1 generiert.
Informationsverarbeitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Empfangssteuerungsmittel (22) – Daten R2, generiert von der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der Vorrichtung selbst angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2, empfängt, – Daten R1, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn1 und der empfangenen Zufallszahl An1, zu der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) übermittelt und – für den Fall, dass Daten R'2, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2, mit den empfangenen Daten R2 übereinstimmen, den Verschlüsselungskode K'iso generiert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Empfangssteuerungsmittel (22) – Daten R2, generiert von der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes Kiso, der empfangenen Zufallszahl Bn2 und der generierten Zufallszahl An2, empfängt, – auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der empfangenen Zufallszahl An1 und der generierten Zufallszahl Bn1 den Verschlüsselungskode K'iso generiert, welcher zum Entschlüsseln der in dem isochronen Übertragungsmodus übertragenen Daten verwendet wird, – nachprüft, ob Daten R'2, generiert auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes K'iso, der empfangenen Zufallszahl An2 und der generierten Zufallszahl Bn2 mit den empfangenen Daten R2 übereinstimmen oder nicht, und für den Fall, dass die Daten R'2 und mit den Daten R2 übereinstimmen, Daten R1, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der empfangenen Zufallszahl Bn1 und der generierten Zufallszahl An1, zu der anderen informationsverarbeitenden Vorrichtung (10) übermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Verschlüsselungskode K'async für den Fall generiert wird, dass Daten R'2, generiert auf Grundlage der Information Kv, welche die Berechtigung der betreffenden Vorrichtung angibt, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2, mit den empfangenen Daten R2 übereinstimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Empfangssteuerungsmittel (22) den weiteren Verschlüsselungskode K'async auf Grundlage des generierten Verschlüsselungskodes K'iso, der generierten Zufallszahl Bn2 und der empfangenen Zufallszahl An2 generiert.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der weitere Verschlüsselungskode K'async generiert wird, sofern die Daten R2 und R'2 identisch sind.
Informationsverarbeitungssystem, umfassend – eine erste informationsverarbeitende Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 und – eine zweite informationsverarbeitende Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 17.