专利名称：内容数据转换装置及方法,和存储内容数据转换程序的记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及内容数据转换装置。更具体地，本发明涉及用于将包括多帧的加密的内容数据高速解密的技术，并还涉及用于产生具有与传统技术相同保密等级的加密的内容数据的技术。
用于通过网络分配由数字数据(以下称为内容数据)代表音乐或相似物的服务开始进入实用阶段。
传统地，在这样的分配系统中使用的内容数据接收或再现装置，已经作为个人计算机的功能实现。传统内容数据接收或再现装置将分配的内容数据接收并存储到其存储装置中，将内容数据读取并转换成模拟音频信号，并输出模拟音频信号。
图10画出了传统内容数据700的结构，它代表音乐或相似物内容，符合MP3标准，并由分配服务中心分配。如图10所示，内容数据700包括帧701到704，其中“帧”是内容数据的单元。帧701到704包括(1)头部区711到714，它们保持帧的属性信息；和(2)数据区721到724，它们各自保持代表音乐或相似物的音频数据。
每个头部区保持指示例如由数据区保持的数据是立体声还是单声道的属性信息。每个数据区保持压缩的数字音频数据，它代表将在适当时间段播放的音乐。
头部区和数据区各自具有固定长度。自然地，由头部区和数据区组成的帧具有固定长度。更特别地，在内容数据符合MP3标准并具有48kHz样本频率和128kbps位速的情况下，头部区是4字节并且数据区是384字节的长度。
分配服务需要新的数据压缩或解压缩方法，它允许适当量的数据代表更高质量音乐，使高质量的内容数据可以以传统通讯成本分配。为了满足需要，用于提高数据压缩效率的数据压缩或解压缩方法已经被发展。这种方法之一是AAC(Advanced Audio Coding，即先进音频编码)。
AAC方法是提高数据压缩效率的技术，通过压缩符合适当播放时间的每段数字音频数据，使每段压缩的数字音频数据具有与原始量的音频数据成比例的不同量的数据。压缩的数据被如此记录。AAC方法中的帧具有可变长度。结果，为了识别每帧的范围，每个头部区包括(1)指示帧的开始的同步码；和(2)指示帧的长度的数字。
希望通过使用符合AAC方法的内容数据，可以以适当通讯成本分配的内容数据的质量将被提高，并且分配服务将被更频繁的使用。
但是传统内容数据接收或再现装置存在问题。也就是由于它们记录接收的内容数据而不将它加密，即用允许每个人存取内容数据的格式，分配的内容可以被简单地复制，这抑制了分配服务的健康发展。
对于上面的原因，强烈需要通过加密内容数据只使具有适当解密密匙的用户可以处理(即再现、复制等)内容数据，来管理对内容数据的存取，以防止不适当的存取。这样的存取内容数据的管理还没有成功实现，由于从数据的某个中点解密加密数据需耗费大量时间。
上面的问题由于后面的原因产生。
通常地，对于加密或解密，内容数据被分成具有适当长度的单元(被称为加密处理部件)，并且对每个加密处理部件内容数据被加密或解密。通常，由于识别用于解密的密匙的困难，加密处理部件越大，保密等级越高。还有加密处理部件越小，处理时间越短。加密处理部件的长度通过考虑两种条件的优点和缺点来决定(例如被决定为64位)。
所谓密匙链方法已经被使用，其中每帧的第一加密处理部件使用适当的密匙(被称为初始密匙)加密，并且每个后续加密处理部件使用从前面加密处理部件的内容确定的密匙(被称为密匙链)加密。由于具有不适当目的的用户很难正确地识别初始密匙和所有密匙链，这种方法增强了加密的内容数据的保密等级。
在解密中，也需要适当地使用初始密匙和密匙链。这样用于检测每帧的第一加密处理部件的处理很重要。
但是，同步信号不总是被加密成相同的值。这样不可能通过在加密的内容数据中检测适当的值，来检测加密的同步码。
结果，为了从需要的中点解密具有可变长度的帧的加密的内容数据(典型地，以AAC方法加密的内容数据)，装置必须根据包括在解密的头部区中的帧长度信息，重复解密帧的头部区和确定下一帧的开始位置的处理，一直到需要的帧。这由于在上面的解密处理中的大量的计算而需要花费很多时间。
当一个数据流包括具有不同帧长度的多个曲子，即由不同的样本频率或位速代表的曲子时，上面的问题以包括固定长度的帧的加密的内容数据(内容数据典型地符合MP3标准)而被经历。
这样本发明的目标是提供内容数据转换装置，它以高速解密包括多帧的加密的内容数据，并产生具有与传统方法相同的保密等级的加密的内容数据。
(1)上面的目标通过一种内容数据转换装置实现，它用于或者加密或者解密内容数据流，它们每个被分成多帧，每帧包括一段头部信息和内容部分，头部信息段包括帧的属性信息，每个内容数据流的所有内容部分形成内容，内容数据转换装置包括一个获得单元，获得一个或多个内容数据流；一个提取单元，从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离单元，将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换单元，或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个复合单元，将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
使用上面的结构，内容数据转换装置既不加密也不解密每帧内容数据中的头部区。结果，当头部信息包括一些指示帧的开始的信息时，每帧可以不必解密头部区而被发现。这使内容数据可以以高速加密。每个内容部分被解密。结果，可能产生与传统方法具有相同保密等级的加密的内容数据，并可以以高速解密。
(2)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段可以在头部信息段的适当位置包括同步码，它是位的预定模式，并且提取单元从每段头部信息中检测同步码，并根据检测的同步码从一个或多个内容数据流中提取每帧。
使用上面的结构，可能得到与上面(1)的内容数据转换装置相同的效果。
(3)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段在同步码后，可以包括指示帧的长度的帧长度信息，并且提取单元从一个或多个内容数据流中检测帧长度信息，并通过提取同步码和由检测的帧长度信息指示的长度的后续数据提取每帧。
使用上面的结构，可能得到与上面(1)的内容数据转换装置相同的效果。
(4)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段可以位于帧的开始部分，并具有固定的长度，并且分离单元通过从每个分离的帧中分离具有固定长度的开始部分来分离头部信息段，并将帧的剩余部分分离为内容部分。
使用上面的结构，可能得到与上面(1)的内容数据转换装置相同的效果。
(5)在上面的内容数据转换装置中，获得单元根据一对一获得符合一个或多个内容数据流的一段或多段范围信息，每段范围信息指示一个或多个内容数据流的块，并且提取单元通过检测包括在由每段范围信息指示的每块中的同步码，从每块中提取每帧。
使用上面的结构，当编辑装置或相似物指示内容数据转换装置加密或解密内容数据的适当范围时，内容数据转换装置可以以高速发现象包括在指定范围内的帧的位置，并以高速加密或解密范围。
(6)在上面的内容数据转换装置中，转换单元将每个分离的内容部分从开始顺序地分成每个具有预定长度的处理部件，或者加密或者解密每个处理部件，并将每个分离的内容部分的所有加密或解密的处理部件与分离的内容部分的结束部分混合，来产生每个转换的内容部分，结束部分比一个处理部件小。
使用上面的结构，当内容数据转换单元在处理部件的单元中加密或解密时，在每个内容部分的结束部分并且比一个处理部件小的单数段内容数据既不被加密也不被解密。这样，没必要将临时数据加到每个内容部分的结束部分来形成处理部件。这防止了内容数据量的增加。在这种情况下，在每个数据区结束部分的单数段内容数据既不被加密也不被解密。但是，它对整个内容数据区的量的比很小。这样，甚至如果有人再现数据区并可以在单数段内容数据听到一段歌曲，它对听众没有意义。从这点来看，加密的内容数据保密等级没有降低。
(7)在上面的内容数据转换装置中，复合单元可以进一步输出由获得单元获得的一个或多个内容数据流，不包括由提取单元提取的帧。
使用上面的结构，可能例如指定付费的内容数据的范围，在范围内的内容数据被加密和解密，并且允许剩余内容数据被提供给用户用于免费的试听。
(8)在上面(6)的内容数据转换装置中，复合单元可以进一步输出空数据，作为由获得单元获得的一个或多个内容数据流，而不是由提取单元提取的帧的部分的替代。
使用上面的结构，内容数据转换装置输出空数据，作为内容数据而不是指定范围的部分的替代。这限制了输出信号的振幅，减小了装置的电耗费。
(9)在上面(1)的内容数据转换装置中，提取单元可以包括一个或多个子提取单元，它们并行操作，一个或多个子提取单元根据一对一符合一个或多个内容数据流，并且每个子提取单元从相应内容数据流中一个又一个地提取帧，分离单元包括一个或多个子分离单元，它们根据一对一符合一个或多个子提取单元并且并行操作，每个子分离单元将由相应子提取单元提取的每帧分离成头部信息段和内容部分，并存储内容部分，转换单元将由每个子分离单元分离的每个内容部分转换成每个转换的内容部分，并且复合单元包括一个或多个子复合单元，它们根据一对一符合一个或多个子分离单元并且并行操作，每个子复合单元将由相应子分离单元分离的每段头部信息，与从由相应子分离单元分离的每个内容部分转换的每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
使用上面的结构，在用户眼中，内容数据转换装置同时处理多个内容数据流。如果，例如内容数据流由于网络低的通讯速度没有以实时速度分配，用户可以接收这些内容数据流，并同时再现已经得到的另一个加密的内容数据流。这提高了本装置的使用率。
(10)在上面的内容数据转换装置中，获得步骤可以获得多路复用的内容数据，其中多个内容数据流已经被多路复用，将多路复用的内容数据分离成多个内容数据流，并且一个或多个子提取单元根据一对一符合多个内容数据流，并且每个子提取单元一个又一个地从由获得单元分离的相应内容数据流中提取帧。
使用上面的结构，可能得到与上面(9)的内容数据转换装置相同的效果。
(11)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段可以在头部信息段的适当位置包括同步码，它是位的预定模式，并且每个子提取单元从由获得单元分离的相应内容数据流的每段头部信息中检测同步码，并根据检测的同步码从相应内容数据流中提取每帧。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(2)的内容数据转换装置相同的效果。
(12)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段在同步码后，可以包括指示帧的长度的帧长度信息，并且每个子提取单元从相应内容数据流中检测帧长度信息，并通过提取同步码和由检测的帧长度信息指示的长度的后续数据提取每帧。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(3)的内容数据转换装置相同的效果。
(13)在上面的内容数据转换装置中，每帧的头部信息段可以位于帧的开始部分，并具有固定的长度，并且每个子分离单元通过从由相应在子提取单元分离的每帧中分离具有固定长度的开始部分来分离头部信息段，并将帧的剩余部分分离为内容部分。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(4)的内容数据转换装置相同的效果。
(14)在上面的内容数据转换装置中，获得步骤可以根据一对一获得符合一个或多个内容数据流的一段或多段范围信息，每段范围信息指示一个或多个内容数据流中的块，并且每个子提取单元通过检测包括在由每段范围信息指示的每块中的同步码，从每块中提取每帧。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(5)的内容数据转换装置相同的效果。
(15)在上面的内容数据转换装置中，转换单元将每个分离的内容部分从开始顺序地分成每个具有预定长度的处理部件，或者加密或者解密每个处理部件，并将每个分离内容部分的所有加密或解密的处理部件，与分离的内容部分的结束部分混合来产生每个转换的内容部分，结束部分比一个处理部件小。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(6)的内容数据转换装置相同的效果。
(16)在上面的内容数据转换装置中，每个子复合单元可以进一步输出由获得单元分离的相应内容数据流，不包括由相应子提取单元提取的帧。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(7)的内容数据转换装置相同的效果。
(17)在上面(15)的内容数据转换装置中，每个子复合单元可以进一步输出空数据，作为由获得单元分离的相应内容数据流，而不是由相应子提取单元提取的帧的部分的替代。
使用上面的结构，对每个内容数据流可能得到与上面(8)的内容数据转换装置相同的效果。
(18)上面的目标通过一种内容数据转换方法实现，它用于内容数据转换装置中，或者加密或者解密内容数据流，内容数据转换方法包括一个获得步骤，用于获得一个或多个内容数据流；一个提取步骤，用于从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离步骤，用于将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换步骤，用于或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个混合步骤，用于将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
使用上面的结构，可能实现具有与上面(1)的内容数据转换装置相同效果的内容数据转换方法。
(19)上面的目标通过一种计算机可读的记录媒体实现，它记录用于内容数据转换装置中的程序，或者加密或者解密内容数据流，程序包括一个获得步骤，用于获得一个或多个内容数据流；一个提取步骤，用于从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离步骤，用于将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换步骤，用于或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个混合步骤，用于将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
使用上面的结构，可能实现存储有具有与上面(1)的内容数据转换装置相同效果的程序的记录媒体。
本发明的这些和其它目标、优点和特点，从其后面并结合说明本发明的特定实施例的附图的描述中，变得明显。在图中图1示出了包括内容数据转换装置的内容数据接收或再现装置的外观；图2示出了实施例1中的内容数据110的结构；图3示出了实施例1中的整个内容数据接收或再现装置100的结构；图4示出了实施例1中的加密控制单元50的结构；图5示出了实施例1中的加密控制单元50的具体操作；图6示出了实施例2中的内容数据接收或再现装置100的结构；图7示出了实施例2中的内容数据300的结构；图8示出了实施例2中的加密控制单元50的结构；图9示出了实施例2中的加密控制单元50的具体操作；并且图10示出了传统内容数据700的结构。
图1画出了内容数据接收或再现装置的外观，它包括内容数据转换装置并作为手持电话的附加功能实现。在图1中，“1”指示作为手持电话的内容数据接收或再现装置，“2”指示作为包括在内容数据接收或再现装置中的加密控制装置，“3”指示手持电话，“4”指示存储器卡。存储器卡4能够被插入内容数据接收或再现装置1，并从中取出。
由于存储器卡4构造为能够被插入内容数据接收或再现装置1，并从中取出，具有适当解密密匙的用户不仅可以使用内容数据接收或再现装置1，解密并再现存储在存储器卡4中加密的内容数据，而且可以将存储器卡4插入其它内容数据再现装置来再现内容数据。
另一方面，没有适当解密密匙的用户既不可以再现也不可以复制存储在存储器卡4中的内容数据。这排除了对内容数据的不适当的存取。内容数据110图2画出了本实施例的内容数据110的结构。内容数据110遵守例如先前描述的AAC方法，并包括帧101到107，其中“帧”是AAC方法中定义的结构单元。每帧包括头部区(在图2中，111到117指示头部区)和数据区(在图2中，121到127指示头部区)。每个数据区具有56位的固定长度。数据区具有可变长度，它是8位的倍数(1字节)。
数据区保持符合适当播放时间的压缩的数字音频数据。每个数据区保持不同量的数据。
头部区由同步码131、帧属性信息141和帧长度值151组成。
同步码131是位于头部区开始部分的一系列12个“1”位帧长度值151的长度是13位，范围从头部区的第31位到第43位，并指示包括在帧中的字节数(即位数/8)。帧属性信息141是头部区不包括同步码131和帧长度值151的部分，并保持指定由数据区保持的数据的属性的属性信息，例如，数据是立体声还是单声道。
内容数据110在内容数据接收或再现装置的部分中传输，每次一个数据管理块。数据管理块是与内容数据本身的逻辑结构无关的单元，但根据例如装置中实际采用的数据总线或文件系统决定。在本实施例中，数据管理块具有512字节的长度。在图2中，“161”到“163”指示数据管理块。内容数据接收或再现装置100图3画出了整个内容数据接收或再现装置100的结构。内容数据接收或再现装置100包括通讯接口单元10、压缩或解压缩单元20、D/A转换单元30、扬声器35、A/D转换单元40、麦克风45、加密控制单元50、存储器接口单元60、存储器卡70、用户接口单元80和控制单元90。
内容数据接收或再现装置100的每部分不仅用于处理内容数据，而且实现通用手持电话的功能。在后面的描述中，每部分根据其前面的的功能解释。
通讯接口单元10接收通过无线网络分配的内容数据，并将接收的数据输出给加密控制单元50。这里需要注意，在通过网络分配前内容数据被编码，以防止网络上的累赘、偷听及相似。通讯接口单元10以上面的解码方式将接收的内容数据解码。
加密控制单元50将从通讯接口单元10接收的内容数据加密，并将加密的内容数据通过存储器接口60存储在存储器卡70中。加密控制单元50读取并解密存储在存储器卡70中加密的内容数据，并将解密的数据输出给压缩或解压缩单元20。
压缩或解压缩单元20将从加密控制单元50输出的内容数据解压缩成数字音频数据，并将数字音频数据输出给D/A转换单元30。
D/A转换单元30将从压缩或解压缩单元20输出的数字音频数据转换成模拟音频信号，并允许扬声器35将模拟音频信号作为声音输出。
A/D转换单元40和麦克风45主要用于手持电话的电话通话功能。A/D转换单元40将用户的语音转换成数字音频数据，并将数字音频数据输出给压缩或解压缩单元20。数字音频数据被压缩或解压缩单元20压缩，然后通过通讯接口单元10传输。
用户接口单元80由例如密匙和液晶显示屏构造，接收用户的指令来接收或再现内容数据，并将如当前播放的歌曲的题目、剩余播放时间或相似物的信息显示给用户。
控制单元90由微型计算机和内置ROM构造，并通过允许微型计算机执行存储在内置ROM中的程序，控制整个内容数据接收或再现装置100。
控制单元90当再现存储在存储器卡70中加密的内容数据部分时，将指示被再现的内容数据的部分的范围的信息提供给加密控制单元50。加密控制单元50图4画出了加密控制单元50的结构。加密控制单元50由获得单元51、判断单元52、分离单元53、加密计算单元54和复合单元55组成。加密控制单元50通过只加密内容数据的数据区来产生加密的内容数据，并通过只将加密的内容数据的数据区解密来存储原始内容数据。获得单元51获得单元51包括输入数据缓冲器511、块长度计数器513、有效范围判断单元514和有效范围寄存器515。
获得单元51从通讯接口单元10或存储器接口单元60获得内容数据，每次一个512字节的数据管理块，并将获得的数据存储到输入数据缓冲器511中，每次一个数据管理块。
获得单元51在获得内容数据每次一个数据管理块的同时，从控制单元90获得(1)指示对每个获得的数据管理块包括有效数据的范围的开始字节和结束字节的数字；和(2)指示包括有效数据的最后部分的最后数据管理块的标志，并将获得的数据和标志存储在有效范围寄存器515中。
块长度计数器513顺序地显示了对每个获得的数据管理块的#1到#512字节。输入数据缓冲器511将符合块长度计数器513显示的字节序列号的字节数据(其后，输入数据缓冲器511提供的内容数据的每个字节被称为字节数据)，提供给判断单元52、分离单元53和复合单元55。
有效范围判断单元514输出有效信号，它指示有效范围寄存器515指示的范围中的字节数据是有效的。判断单元52判断单元52包括同步信号检测单元521、帧长度提取单元522、帧长度计数器523、处理必要判断单元524和初始单元判断单元525，并判断每段字节数据是被加密还是被解密。
当帧长度计数器523具有0值时，同步信号检测单元521通过监视有效范围寄存器515指示的范围中的字节数据，检测一系列12个“1”位的开始部分。
帧长度提取单元522从关于由同步信号检测单元521检测的位置的内容数据中的适当相对位置，提取指示帧长度的数字，并存储数字。
帧长度计数器523具有0值作为初始值，并当同步信号检测单元521检测一系列“1”位的开始部分时，保持指示在检测开始位置的字节数据的“1”值，然后每次字节数据从获得单元51提供时将值递增“1”。这样，帧长度计数器523保持显示帧中一系列字节数的值。帧长度计数器523在值到达存储在帧长度提取单元522中的帧长度后，对提供的字节数据段保持0值。
处理必要判断单元524判断加密或解密是否必要，并当后面的条件满足时正确判断8≤n≤int((f-7)/8)×8+7其中“n”是由帧长度计数器523保持的值，“f”是由帧长度提取单元522保持的值，“int(x)”是小于“x”的最大整数。注意，这一判断的目标是数据区中除了结束部分的字节数据，它比加密处理部件小，结束部分当数据区被分成加密处理部件时产生。
初始单元判断单元525通知加密计算单元54，当由帧长度提取单元522保持的值是15或更大，并且由帧长度计数器523保持的数字在8到15的范围中时，帧的第一加密处理部件当前被处理。分离单元53分离单元53包括处理数据缓冲器531，将字节数据顺序存储到处理数据缓冲器531中，字节数据被有效范围判断单元514判断为有效，并被处理必要判断单元524判断为有必要被加密或解密，并当组成一个加密处理部件的8段字节数据(即64位数据)被存储到处理数据缓冲器531中时，将字节数据从处理数据缓冲器531输出给加密计算单元54。加密计算单元54加密计算单元54包括功能计算单元541和密匙产生单元542，使用先前描述的密匙链方法加密或解密由分离单元53提供的内容数据的每个加密处理部件，并将结果输出给复合单元55。
功能计算单元541使用从密匙产生单元542提供的密匙，对从分离单元53提供的内容数据的每个加密处理部件执行加密或解密计算，将计算结果输出给复合单元55，并同时将计算的中间结果输出给密匙产生单元542。
密匙产生单元542根据中间结果，计算将被用于内容数据的下一个加密处理部件的密匙链，并将密匙链提供给功能计算单元541。注意，密匙产生单元542将初始密匙提供给功能计算单元541，当初始单元判断单元525通知帧的第一加密处理部件当前被处理时，它预先存储。
加密计算单元54例如使用DES(Data Encryption Standard，即数据加密标准)中定义的功能执行加密和解密。根据DES，除了用作密匙的值以外加密功能与解密功能相同。加密计算单元54由一个可以执行加密和解密的电路实现。复合单元55复合单元55包括选择器551和输出数据缓冲器552，并通过将内容数据的部分，即已经被加密或解密的部分，和其余内容数据的混合产生输出数据。
选择器551选择字节数据，它由有效范围判断单元514判断为有效，由处理必要判断单元524判断为有必要加密或解密，并由加密计算单元54加密或解密，选择器551还选择输入数据缓冲器511提供的细成其余内容数据的字节数据。
输出数据缓冲器552存储选择器551选择的字节数据，并当它已经存储了组成一个数据管理块的512段字节数据时，输出字节数据。
复合单元55存储例如空数据，使选择器551可以选择空数据而不是由有效范围判断单元514判断为无效的数据。加密控制单元50的详细操作加密控制单元50的操作将参考图5中所示的例子具体描述。在图5中，“210”代表包括4帧的加密的内容数据。每帧的头部区包括同步码和指示帧长度的数字(“375”、“281”、“191”和“314”)。这个例子显示4帧中的第二和第三帧被加密。“有效范围指定数据”220指示从第二帧的开始部分到第三帧的结束部分的有效范围。更特别地，“有效范围指定数据”220为数据管理块201指定“376”和“512”，为数据管理块202指定“1”和“335”。这些指定显示了数据管理块201中的第376到第512字节和数据管理块202中的第1到第335字节是第二和第三帧的有效范围。
图5画出了当加密的内容数据210和有效范围指定数据220被提供时，信号230到250和加密的内容数据260被如何输出。有效信号230从有效范围判断单元514输出，并指示由有效范围指定数据220指定的范围中的字节数据有效。处理必要信号240从处理必要判断单元524输出，并指示应该被加密或解密的字节数据。初始单元信号250从初始单元判断单元525输出，并指示组成帧的第一加密处理部件的字节数据。
加密内容数据210中有斜线的区域指示加密的部分。第二和第三帧中是解密的目标，范围从数据管理块201的第376字节到数据管理块202的第144字节，和数据管理块202的从第145字节到第355字节。
有效范围指定数据220被产生来指定上面的两帧作为有效范围。结果，有效范围指定数据220被产生包括数字，它指定数据管理块201中第376到结束(第512)字节和数据管理块202中第1到第335字节。现在，将对每个数据管理块顺序描述操作。
(1)获得单元51获得内容数据的第一数据管理块，即数据管理块201，还获得作为指示数据管理块201中有效字节数据范围的开始和结束字节的数字“376”和“512”，并将数据管理块201和数字各自存储到输入数据缓冲器511和有效范围寄存器515。
块长度计数器513顺序显示对数据管理块201的#1到#512字节。输入数据缓冲器511顺序输出符合由块长度计数器513显示的字节序列号的字节数据。
有效范围判断单元514输出由块长度计数器513显示的指定字节数据范围从“376”到“512”的有效信号。
选择器551对数据管理块201的第1到第375字节数据选择空值，它们从由有效范围判断单元514输出的有效信号指定的处理目标中排除。
输出数据缓冲器552在符合第1到第375字节数据的位置存储选择的空值。
当帧长度计数器523具有0值时，同步信号检测单元521通过监视由有效信号230指定为处理目标的字节数据，在第二帧的开始部分，即从第376到第377字节检测同步码。帧长度计数器523通过保持与第376字节数据一致的“1”值开始计数。当帧长度计数器523顺序保持值“4”到“6”时，帧长度提取单元522提取指示帧长度的数字“281”，并存储提取的数字。
当帧长度计数器523顺序保持值“8”到“279”时，处理必要判断单元524根据先前描述的条件，输出处理必要信号240。由帧长度计数器523显示的第8到第279字节数据，符合由块长度计数器513显示的数据管理块201的第383到第512字节数据和数据管理块202的第1到第142字节数据。
选择器551对帧长度计数器523显示的第1到第7字节数据，选择输入数据缓冲器511提供的字节数据，它由有效信号230但不是由有效必要处理信号240指定为处理目标。输出数据缓冲器将由选择器551选择的7字节存储到本身的第376到第382字节的存储区中。
处理数据缓冲器531通过存储由帧长度计数器523显示的第8到第15字节数据，形成第二帧的第一加密处理部件，并将形成的加密处理部件提供给加密计算单元54。初始单元判断单元525对与先前描述的条件一致的第8到第15字节数据输出初始单元信号250。
密匙产生单元542在从初始单元判断单元525接收初始单元信号250后，对第一加密处理部件产生初始密匙，并将初始密匙提供给功能计算单元541。
功能计算单元541使用初始密匙解密第一加密处理部件，将解密结果输出给复合单元55，并将这一解密的中间结果输出给密匙产生单元542。
处理数据缓冲器531然后通过存储由帧长度计数器523显示的第16到第23字节数据，形成第二帧的第二加密处理部件，并将形成第二加密处理部件提供给加密计算单元54。初始单元判断单元525不对与先前描述的条件一致的字节数据输出初始单元信号250。
由于初始单元判断单元525不输出初始单元信号250，密匙产生单元542根据对第一加密处理部件的中间结果，对第二加密处理部件产生密匙链，并将连密匙提供给功能计算单元541。
功能计算单元541使用连密匙解密第二加密处理部件，将解密结果输出给复合单元55，并将这一解密的中间结果输出给密匙产生单元542。
处理数据缓冲器531然后从第二帧的第24到第279字节数据顺序形成每个8字节加密处理部件，它们由有效信号230和处理必要信号240指定为处理目标，并将每个形成的加密处理部件提供给加密计算单元54。加密计算单元54使用密匙链解密每个加密处理部件，并将每个解密结果输出给复合单元55。
(2)在输出数据管理块201的结束字节数据后，获得单元51获得后面的数据管理块202，并将它存储在输入数据缓冲器511中。获得单元51还获得作为指示数据块202中有效字节数据的范围的开始和结束字节的数字“1”和“355”。获得单元51还获得指示数据管理块202是包括将被加密或解密的数据的最后部分的最后数据管理块的标志。获得单元51将数字和标志每储到有效范围寄存器515中。
块长度计数器513对数据管理块202顺序显示#1到#512字节。输入数据缓冲器511顺序输出符合块长度计数器513显示的字节序列号的字节数据。
有效范围判断单元514输出指定由块长度计数器513显示的范围从“1”到“335”的字节数据的有效信号230。有效范围判断单元514不对第336字节及以后的数据输出有效信号230，由于它们在有效范围之外。
帧长度计数器523具有符合数据管理块201的第512字节的“137”，具有符合数据管理块202的第1字节的“138”，并继续计数。
当帧长度计数器523顺序保持值“138”到“279”时，处理必要判断单元524输出处理必要信号240。
处理数据缓冲器531在数据管理块201的第512字节后存储数据管理块202的第1字节。
选择器551对由有效信号230和处理必要信号240指定为处理目标的字节数据，每次选择从加密计算单元54提供的解密结果的8字节，并根据每字节每字节地将解密结果输出给输出数据缓冲器552。
输出数据缓冲器552通过在相应位置存储数据管理块201的第383到第512字节，完成第一解密的数据管理块，并输出完成的数据管理块。输出数据缓冲器552然后在相应位置存储数据管理块202的第1到第142字节的解密结果。
这里应该注意，处理必要信号240不对数据管理块202的第143和144字节被输出，尽管这些字节属于第二帧的数据区。这是因为这些字节是数据的单数段，不能形成一个解密处理部件。这样的字节不被加密，这样不必要解密这些字节。选择器551选择从输入数据缓冲器511提供的符合第143和第144字节的字节数据。
当帧长度计数器23具有0值时，同步信号检测单元521监视数据管理块202的第145字节及以后字节，它们由有效信号230指定为处理目标，并在第三帧的开始部分检测第145和第146字节是同步信号。加密控制单元50以与第二帧相同的方式处理第三帧。
选择器551对数据块202的第336到第512字节选择空值，它们被从由选择信号230指定的处理目标中排除。输出数据缓冲器552通过在符合第336到第512字节的位置存储选择的空值，完成第二解密的数据管理块，并输出完成的字节管理块。
直到这里，实施例1中由加密控制单元50执行的解密处理被具体描述。
使用上述结构，加密控制单元50可以适当地判断初始密匙和密匙链的哪一个应被用于每个加密处理部件，而不用解密加密的内容数据的所有部分。这实现了高速解密处理。
对加密内容数据符合上面解密处理的加密处理，可以由包括与上述相同的结构和操作的加密控制单元50的主要部分实现。这是因为，如先前所述，用于加密的加密功能除了密匙值与用于解密的解密功能相同，并且用于解密内容数据的适当部分的结构和操作，根据主要元件与那些用于加密的适当部分的相同。
使用上述结构，加密控制单元50由于它加密数据区，产生具有与以前相同保密性的加密内容数据，并且由于它不加密头部区而可以被高速解密。
内容数据接收或再现装置100图6画出了内容数据接收或再现装置100的结构。实施例2的内容数据接收或再现装置100具有与实施例1相同的结构，但与它不同在于加密控制单元50通过分时来同时加密或解密多个内容数据流。
例如，通过分时，加密控制装置50从通讯接口单元10获得接收的内容数据301，每次一个数据管理块，从存储器接口单元获得再现内容数据302，每次一个数据管理块，并通过分时将内容数据流同时加密和解密。使用这样的操作，内容数据接收或再现装置100同时执行两个操作将通过网络接收的内容数据加密并存储到存储器卡中的操作；和将已经存储在存储器卡中的加密数据解密的操作。
现在，只有与实施例1的差异被具体描述。内容数据300加密控制单元50获得内容数据，它通过从线上可选的每个流中安排数据管理块的每个适当数字，从两个内容数据流中得到。两个内容数据流的结构与实施例1的内容数据110相同。
图7画出了内容数据300的结构。如图所示，内容数据300通过一个又一个可选地安排第一内容数据310的数据管理块311和312，和第二内容数据320的数据管理块321和322形成。两个内容数据流不必被可选地安排，使流改变每个数据管理块，但例如对每个流每部分数据管理块的数字可以对流的数据速度成比例。
在图7中，为了方便，不同图案被各自应用于两个流的数据管理块中。加密控制单元50
图8画出了实施例2的加密控制单元50的结构。加密控制单元50包括获得单元51；加密计算单元54；第一内容处理部件57，包括判断单元52、分离单元53和复合单元55；和第二内容处理部件58。加密控制单元50加密或解密通过分时获得的两个内容数据流，并输出每个加密或解密的内容数据流。获得单元51获得单元51附加包括选择信号解码器512，和实施例1中所示的元件。
获得单元51通过分时从通讯接口单元10获得内容数据，每次一个数据管理块，从存储器接口单元60获得内容数据，每次一个数据管理块，并将获得的数据存储到数据输入缓冲器511中。
获得单元51，当它获得数据管理块的同时，从控制单元90获得识别数据管理块所属的内容数据流的信息。
当输入数据缓冲器511提供从通讯接口单元10获得的数据管理块的每个字节数据时，选择信号解码器512将第一选择信号输出给第一内容处理部件57和加密计算单元54，并当输入数据缓冲器511提供从存储器接口单元60获得的数据管理块的每个字节数据时，将第二选择信号输出给第二内容处理部件58和加密计算单元54。第一内容处理部件57第一内容处理部件57包括判断单元52、分离单元53和复合单元55。第一内容处理部件57中的这三个单元具有与实施例1的相应单元相同的结构和功能，但通过处理随第一选择信号输入的字节数据而不处理不随第一选择信号输入的字节数据，只处理从通讯接口单元10获得的内容数据。第二内容处理部件58第二内容处理部件58具有与第一内容处理部件57相同的结构，并只处理从存储器接口单元60获得的内容数据。加密计算单元54加密计算单元54包括功能计算单元541、第一密匙产生单元542和第二密匙产生单元543。
功能计算单元541对随第一选择信号输入的每个加密处理部件，使用第一密匙产生单元542提供的密匙执行加密计算，对随第二选择信号输入的每个加密处理部件，使用第二密匙产生单元543提供的密匙执行解密计算，并在相应内容处理部件中将加密或解密的内容数据输出给复合单元55。
第一密匙产生单元542构造成与实施例1的密匙产生单元相同，但产生用于将随第一选择信号给出的加密处理部件加密的密匙。
第二密匙产生单元543构造成与实施例1的密匙产生单元相同，但产生用于将随第二选择信号给出的加密处理部件解密的密匙。加密控制单元50的操作加密控制单元50的操作将参考图9所示的例子具体描述。
图9画出了当解密的内容数据410和有效范围指定数据420被提供时，各种信号和输出内容数据如何被输出。第一选择信号471和第二选择信号472从与输入内容数据410的每个内容数据流一致的选择信号解码器512中输出。有效信号430从有效范围判断单元514中输出。处理必要信号441从第一内容处理部件的处理必要判断单元524中输出。还有，初始单元信号451从第一内容处理部件中输出。处理必要信号442、初始单元信号452和输出内容数据信号462关于第二内容处理部件输出。
在图9中，输入内容数据410和输出内容数据461中有斜线的区域指示加密的部分。
在本例子中，加密控制单元50一个又一个可选地获得，如输入内容数据410，数据管理块401、402、403、404，数据管理块401和403从通讯接口单元10发送，而数据管理块402和404从存储器接口单元60发送。有效范围指定数据420指定有效范围，包括从通讯接口单元10发送的第一帧；和从存储器接口单元60发送的第二帧。操作将对每个数据管理块具体描述。
(1)当输入数据缓冲器511提供数据管理块401的每段字节数据时，选择信号解码器512输出第一选择信号471。第一内容处理部件57处理随第一选择信号471给出的数据管理块401的每段字节数据。第二内容处理部件58不处理这些段字节数据，由于第二选择信号472没有随字节数据给出。
加密计算单元54从选择信号解码器512接收第一选择信号，并同时从分离单元53接收加密处理部件，它由处理必要信号指定的数据管理块401的字节数据组成。第一密匙产生单元542产生用于加密这个加密处理部件的密匙。功能计算单元541使用这个密匙加密这个加密处理部件，并输出加密结果。
加密结果由第一内容处理部件57的复合单元55处理。第二内容处理部件58不处理这个加密结果。
注意，判断单元52、分离单元53和复合单元55对数据管理块401的每段字节数据的操作不再这里描述，由于它与实施例1相同。
(2)当输入数据缓冲器511提供数据管理块402的每段字节数据时，选择信号解码器512输出第二选择信号472。第二内容处理部件58处理随第二选择信号472给出的数据管理块402的每段字节数据。
第一内容处理部件57不处理这段字节数据，由于第一选择信号471被删除。第一内容处理部件57在已经处理数据管理块401的最后一段字节数据的状态，直到第一内容处理部件57再次接收第一选择信号471为止。
加密计算单元54从选择信号解码器512接收第二选择信号，并同时从分离单元53接收加密处理部件，它由处理必要信号指定的数据管理块402的字节数据组成。第二密匙产生单元543产生用于加密这个加密处理部件的密匙。功能计算单元541使用这个密匙解密这个加密处理部件，并输出加密结果。
解密结果由第二内容处理部件58的复合单元处理。第一内容处理部件57不处理这个加密结果。
(3)当输入数据缓冲器511提供数据管理块403的每段字节数据时，选择信号解码器512再次输出第一选择信号471。随第一选择信号471给出的第一内容处理部件57，在数据管理块401的最后一段字节数据后，处理数据管理块403的每段字节数据。
第二内容处理部件58不处理这段字节数据，由于第二选择信号472被删除。第二内容处理部件58在已经处理数据管理块402的最后一段字节数据的状态，直到第二内容处理部件58再次接收第二选择信号472为止。
(4)当输入数据缓冲器511提供数据管理块404的每段字节数据时，选择信号解码器512再次输出第二选择信号472。随第二选择信号472给出的第二内容处理部件58，在数据管理块402的最后一段字节数据后，处理数据管理块404的每段字节数据。
直到这里，加密控制单元50通过分时对两段内容数据同时加密或解密的操作被描述。
(2)在上面的实施例中，初始密匙用于加密或解密第一加密处理部件，并且密匙链用于每帧的其它加密处理部件。但是，密匙链可以用于持续的、连续的帧。
(3)在上面的实施例中，小于加密处理部件的每个数据区的结束部分被从加密或解密目标中排除。但是，在结束部分通过将空数据加入其中扩展为加密处理部件的长度后，结束部分可以被加密或解密。
使用这一结构，加密的内容数据的保密性由于数据区被完全加密而增加。
(4)在上述实施例中，每个头部区不被加密或解密。但是，当头部区包括管理信息，如内容数据被实际复制几次时，管理信息可以被加密或解密。
使用上面的结构，加密的内容数据的未授权的复制被更可靠地防止。
本发明通过例子参考附图被完全描述，需要注意，对那些本领域的普通技术人员而言，各种改变和修改是明显的。因此，除这种改变和修改背离本发明的领域之外，它们的构造应被包括在本发明中。
权利要求
1．一种内容数据转换装置，用于或者加密或者解密内容数据流，它们每个被分成多帧，每帧包括一段头部信息和内容部分，头部信息段包括帧的属性信息，每个内容数据流的所有内容部分形成内容，内容数据转换装置包括一个获得单元，获得一个或多个内容数据流；一个提取单元，从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离单元，将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换单元，或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个复合单元，将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
2．如权利要求1所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段在头部信息段的适当位置包括同步码，它是位的预定模式，并且所述提取单元从每段头部信息中检测同步码，并根据检测的同步码从一个或多个内容数据流中提取每帧。
3．如权利要求2所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段在同步码后，包括指示帧的长度的帧长度信息，并且所述提取单元从一个或多个内容数据流中检测帧长度信息，并通过提取同步码和由检测的帧长度信息指示的长度的后续数据提取每帧。
4．如权利要求3所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段位于帧的开始部分，并具有固定的长度，并且所述分离单元通过从每个分离的帧中分离具有固定长度的开始部分来分离头部信息优，并将帧的剩余部分分离为内容部分。
5．如权利要求4所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述获得单元根据一对一获得符合一个或多个内容数据流的一段或多段范围信息，每段范围信息指示一个或多个内容数据流的块，并且所述提取单元通过检测包括在由每段范围信息指示的每块中的同步码，从每块中提取每帧。
6．如权利要求5所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述转换单元将每个分离的内容部分从开始顺序地分成每个具有预定长度的处理部件，或者加密或者解密每个处理部件，并将每个分离的内容部分的所有加密或解密的处理部件与分离的内容部分的结束部分混合来产生每个转换的内容部分，结束部分比一个处理部件小。
7．如权利要求6所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述复合单元进一步输出由所述获得单元获得的一个或多个内容数据流，不包括由提取单元提取的帧。
8．如权利要求6所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述复合单元进一步输出空数据，作为由所述获得单元获得的一个或多个内容数据流，而不是由提取单元提取的帧的部分的替代。
9．如权利要求1所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述提取单元包括一个或多个子提取单元，它们并行操作，所述一个或多个子提取单元根据一对一符合一个或多个内容数据流，并且每个子提取单元从相应内容数据流中一个又一个地提取帧，所述分离单元包括一个或多个子分离单元，它们根据一对一符合一个或多个子提取单元并且并行操作，每个子分离单元将由相应子提取单元提取的每帧分离成头部信息段和内容部分，并存储内容部分，所述转换单元将由每个子分离单元分离的每个内容部分转换成每个转换的内容部分，并且所述复合单元包括一个或多个子复合单元，它们根据一对一符合一个或多个子分离单元并且并行操作，每个子复合单元将由相应子分离单元分离的每段头部信息，与从由相应分离单元分离的每个内容部分转换的每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
10．如权利要求9所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述获得单元获得多路复用的内容数据，其中多个内容数据流已经被多路复用，将多路复用的内容数据分离成多个内容数据流，并且所述一个或多个子提取单元根据一对一符合多个内容数据流，并且每个子提取单元一个又一个地从由获得单元分离的相应内容数据流中提取帧。
11．如权利要求10所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段在头部信息段的适当位置包括同步码，它是位的预定模式，并且每个子提取单元从由获得单元分离的相应内容数据流的每段头部信息中检测同步码，并根据检测的同步码从相应内容数据流中提取每帧。
12．如权利要求11所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段在同步码后，包括指示帧的长度的帧长度信息，并且每个子提取单元从相应内容数据流中检测帧长度信息，并通过提取同步码和由检测的帧长度信息指示的长度的后续数据提取每帧。
13．如权利要求12所述的内容数据转换装置，其特征在于，每帧的头部信息段位于帧的开始部分，并具有固定的长度，并且每个子分离单元通过从由相应子提取单元分离的每帧中分离具有固定长度的开始部分来分离头部信息段，并将帧的剩余部分分离为内容部分。
14．如权利要求13所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述获得单元根据一对一获得符合一个或多个内容数据流的一段或多段范围信息，每段范围信息指示一个或多个内容数据流中的块，并且每个子提取单元通过检测包括在由每段范围信息指示的每块中的同步码，从每块中提取每帧。
15．如权利要求14所述的内容数据转换装置，其特征在于，所述转换单元将每个分离的内容部分从开始顺序地分成每个具有预定长度的处理部件，或者加密或者解密每个处理部件，并将每个分离内容部分的所有加密或解密的处理部件，与分离的内容部分的结束部分混合来产生每个转换的内容部分，结束部分比一个处理部件小。
16．如权利要求15所述的内容数据转换装置，其特征在于，每个子复合单元进一步输出由获得单元分离的相应内容数据流，不包括由相应子提取单元提取的帧。
17．如权利要求15所述的内容数据转换装置，其特征在于，每个子复合单元进一步输出空数据，作为由获得单元分离的相应内容数据流，而不是由相应子提取单元提取的帧的部分的替代。
18．一种内容数据转换方法，用于内容数据转换装置中，或者加密或者解密内容数据流，内容数据转换方法包括一个获得步骤，用于获得一个或多个内容数据流；一个提取步骤，用于从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离步骤，用于将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换步骤，用于或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个混合步骤，用于将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
19．一种计算机可读的记录媒体，它记录用于内容数据转换装置中的程序，或者加密或者解密内容数据流，程序包括一个获得步骤，用于获得一个或多个内容数据流；一个提取步骤，用于从一个或多个内容数据流中一个又一个地提取帧；一个分离步骤用于将每个提取的帧分离成头部信息段和内容部分；一个转换步骤，用于或者加密或者解密每个内容部分，来产生转换的内容部分；和一个混合步骤，用于将每段头部信息与每个转换的内容部分混合，并输出混合的结果。
全文摘要
内容数据转换装置,用于加密或解密内容数据流,每个被分成多帧,每帧包括一段头部信息和一个内容部分,头部信息段包括帧的属性信息,每个内容数据流的所有内容部分形成内容。内容数据转换装置包括:获得单元,它获得一个或多个内容数据流;提取单元,它从内容数据中一个又一个地提取帧;分离单元,它将每帧分离成头部信息段和内容部分;转换单元,它或者加密或者解密每个内容部分,来产生转换的内容部分;和复合单元,它将每段头部信息与每个转换的内容部分混合,并输出混合的结果。
文档编号H04K1/00GK1309513SQ0013663
公开日2001年8月22日 申请日期2000年10月28日 优先权日1999年10月29日
发明者关部勉, 大竹俊彦, 田冈宏毅 申请人:松下电器产业株式会社