DE69618509T2 - Übertragung, Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten - Google Patents

Übertragung, Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Übertragung von Daten, ein Gerät zur Aufzeichnung von Daten, Platten- bzw. Aufzeichnungsmedia (Aufnahmemedia, beschreib- oder bespielbare Media oder beschriebene oder bespielte Media) und ein Gerät zur Wiedergabe von Daten, von denen alle (beispielsweise) zum Verhindern eines illegalen Kopierens und/oder einer inkorrekten Verwendung und/oder Anwendbarkeit eines Ladesystem geeignet sind.
  • Neuerdings hat mit der Erhöhung der Kapazität und zunehmenden Verbreitung digitaler Plattenmedia wie beispielsweise optischer Platten die Verhinderung eines illegalen Kopierens und eines inkorrekten Gebrauchs solcher Media große Bedeutung erhalten. Konkret können digitale Audiodaten oder digitale Videodaten leicht als eine vollkommene Duplikation ohne Verschlechterung kopiert werden. Auch können Computerdaten viel leichter als die gleichen Daten reproduziert werden. Folglich erscheinen auf dem Markt illegal kopierte Daten.
  • Zur Verhinderung eines illegalen Kopierens digitaler Audiodaten oder digitaler Videodaten sind der sogenannte SCMS(Serial Copy Management System)- oder CGMS(Copy Generation Management System)-Standard vorgeschlagen worden. Diese Standards sind so ausgebildet, dass in einen speziellen Abschnitt der aufgezeichneten Daten ein Kopierverbotskennzeichen gesetzt wird. Auch bei diesen Standards können die Daten durch ein Verfahren herausgenommen werden, beispielsweise durch eine Umspeicher- bzw. Abzugs- bzw. Dumpkopie.
  • Wie aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung JP-A-60 116 030 hervorgeht, ist ein anderes Verfahren zum Verschlüsseln eines Inhalts einer Computerdatendatei und Gewähren des verschlüsselten Inhalts nur registrierten Benutzern vorgeschlagen worden. Dieses Verfahren betrifft ein System, das zum Ausführen der Schritte eines Verteilens eines digitalen Aufzeichnungsmediums, auf dem die verschlüsselten Daten aufgezeichnet sind, oder Zugänglichmachens der verschlüsselten digitalen Daten jedem Benutzer durch einen verdrahteten oder drahtlosen Übertragungsweg als ein Datenverteilungsformat und eines zur Verfügung Stellens den Benutzern, die eine Gebühr bezahlt haben, von Schlüsseldaten für die benötigten Daten, so dass diese Benutzer die verschlüsselten digitalen Daten decodieren und die Daten benutzen können. Es ist folglich wünschenswert, eine einfache, zweckmäßige und vorteilhafte Verschlüsselung bereitzustellen.
  • Aus dem US-Patent US-A-4608 456 geht ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hervor. Die bei diesem Dokument US-A-4608 456 verwendete Technik ist ähnlich der unten in Bezug auf die Fig. 2B der beigefügten Zeichnungen beschriebenen.
  • Jeweilige unterschiedliche Aspekte der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 1, 10, 11 und 12 hervor.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der nachfolgend beschriebenen Erfindung stellt eine Technik zur Übertragung und/oder Aufzeichnung von Paritätsdaten enthaltenden Informationsdaten durch Umwandlung aller oder eines Teils der durch Ausführen einer Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscodierung für digitale Eingangsdaten behandelten Informationsdaten und aller oder eines Teils der ohne Ausführen der Datenumwandlung erhaltenen Informationsdaten. Die Datenumwandlung kann eine Logikoperation, eine Inversion und/oder ein Ersetzen der Informationsdaten entsprechend einer Schlüsselinformation oder Daten zur Verschlüsselung aufweisen.
  • Die bevorzugte Ausführungsform stellt auch ein Verfahren zur Wiedergabe von Daten bereit, das eine Datenumwandlung in Bezug auf wenigstens einen Teil von beim Prozess der Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscodierung entsprechend der Schlüsselinformation zur Verschlüsselung behandelten Daten ausführt und dann eine Datenumwandlung in Bezug auf die Daten entsprechend der bei dem mit dem obigen Prozess korrespondierenden Prozess der Fehlerkorrektur oder Fehlerdetektionsdecodierung behandelten Daten enthaltenen Schlüsselinformation zur Verschlüsselung ausführt.
  • Beim Betrieb wird das bevorzugte Datenwiedergabeverfahren so ausgeführt, dass auf dem Platten- bzw. Aufzeichnungsmedium (Aufnahmemedium, beschreib- oder bespielbares Medium oder beschriebenes oder bespieltes Medium) Informationsdaten, die durch Umwandeln der beim Prozess der Fehlerkorrektur- und/oder Fehlerdetektionscodierung auf der Basis der Schlüsselinformation oder Schlüsseldaten erhaltene Paritätsdaten enthalten, und alle oder ein Teil der nicht umgewandelten Informationsdaten übertragen oder aufgezeichnet werden. Die Schlüsselinformation betrifft nur die Paritätsdaten oder einen Teil der Informationsdaten. Die Schlüsselinformation kann nicht von diesen Daten detektiert werden.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die beim Prozess der Fehlerkorrektur- und/oder Fehlerdetektionscodierung behandelten Informationsdaten zur Erzeugung einer Parität entsprechend der Schlüsselinformation zur Verschlüsselung umgewandelt. Die Operation wird so ausgeführt, dass die diese Paritätsdaten enthaltenden Informationsdaten oder alle oder ein Teil der Informationsdaten vor der Umwandlung ausgegeben werden. Folglich leckt keine Schlüsselinformation aus den ausgegebenen Daten, so dass die Verschlüsselung durch Verwendung der Schlüsselinformation mit hoher Geheimhaltung ausgeführt werden kann.
  • Außerdem kann beim Prozess der Fehlerkorrekturcodierung der Schlüssel mit einer großen Zahl Bits verschlüsselt werden. Die Verschlüsselung kann in einer sehr großen Blackbox wie beispielsweise einer Fehlerkorrekturcodierungs- und/oder -decodierungs-IC- oder -LSI-Schaltung realisiert werden. Dies macht es folglich für gewöhnliche Personen sehr schwer, die verschlüsselten Daten zu decodieren, wodurch die Datensicherheit stark verbessert wird.
  • Die unten beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Übertragung von Daten, ein Gerät zur Aufzeichnung von Daten, ein Platten- bzw. Aufzeichnungsmedium (Aufnahmemedium, beschreib- oder bespielbares Medium oder beschriebenes oder bespieltes Medium) und ein Gerät zur Wiedergabe von Daten bereit, die so ausgebildet bzw. aufgebaut sind, dass die Daten durch einfache Zusammensetzung verschlüsselt werden können, jedoch nur registrierte Benutzer auf Schlüsseldaten für die verschlüsselten Daten Zugriff haben können.
  • Die Erfindung wird nun mittels eines illustrativen und nicht einschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das einen schematischen Aufbau eines Geräts zur Aufzeichnung von Daten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 ein Schaltbild zur Beschreibung eines Arbeitsprinzips der Fehlerkorrekturcodierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 3 ein Blockschaltbild ist, das einen grundlegenden Aufbau einer Doppeltfehlerkorrekturcodierung zeigt;
  • Fig. 4 eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels eines Querverschachtelungstypcodes der Doppeltfehlerkorrekturcodes ist;
  • Fig. 5 eine schematische Darstellung ist, die einen konkreten Aufbau eines Fehlerkorrekturcodierungsblocks zeigt;
  • Fig. 6 eine schematische Darstellung ist, die einen konkreten Aufbau eines Fehlerkorrekturdecodierungsblocks zeigt;
  • Fig. 7 ein Blockschaltbild ist, das einen schematischen Aufbau eines anderen Aufbaus eines Fehlerkorrekturdecodierungsblocks zeigt;
  • Fig. 8 eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels eines Produktcodes der Doppeltfehlerkorrekturcodes ist;
  • Fig. 9 eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels eines Innencodes/Außencodes der Doppeltfehlerkorrekturcodes ist;
  • Fig. 10 ein Blockschaltbild ist, das einen anderen Aufbau einer Fehlerkorrekturcodierungsschaltung zeigt;
  • Fig. 11 eine Darstellung zur Beschreibung eines anderen konkreten Beispiels eines Innencodes/Außencodes der Doppeltfehlerkorrekturcodes ist;
  • Fig. 12 ein Blockschaltbild ist, das einen anderen Aufbau der Fehlerkorrekturdecodierungsschaltung zeigt; und
  • Fig. 13 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Mediums für Aufzeichnungsdaten zeigt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch ein Gerät zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Eingangsanschluss, bei dem digitale Daten wie beispielsweise Computerdaten oder von einem analogen Audio- oder Videosignal digitalisierte Daten zugeführt werden. Die eingegebenen digitalen Daten werden durch eine Schnittstellenschaltung 12 zu einem Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 gesendet. Die Schnittstellenschaltung 12 arbeitet so, dass sie sowohl die Schlüsselinformation oder Daten zur Verschlüsselung als auch die digitalen Daten zum Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 sendet. Das heißt beispielsweise, dass ein von den digitalen Daten extrahierter Abschnitt als die Schlüsselinformation verwendet wird.
  • Wie gezeigt enthält der Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 eine Eingangsumwandlungsschaltung 14, einen Fehlerkorrekturcodierer 15 und eine Mischerschaltung 16. Die Eingangsumwandlungsschaltung 14 arbeitet so, dass sie die durch die Schnittstellenschaltung 12 gesendeten digitalen Daten auf der Basis der Schlüsselinformation oder Daten zur Verschlüsselung umwandelt und dann die umgewandelten Daten zum Fehlerkorrekturcodierer 15 sendet. Der Codierer 15 arbeitet so, dass er von den von der Eingangsumwandlungsschaltung 14 gesendeten umgewandelten Daten einen Fehlerkorrekturcode, das heißt die sogenannte Parität erzeugt und dann nur die Parität zur Mischerschaltung 16 sendet. Die Mischerschaltung 16 empfängt als andere Daten die ursprüngliche Datenkomponente (als "Informationsdaten" bezeichnet), das heißt die von der Schnittstellenschaltung 12 zur Eingangsumwandlungsschaltung 14 gesendeten digitalen Daten. Die ursprüngliche Datenkomponente wird mit der Parität gemischt. Das gemischte Ausgangssignal von der Mischerschaltung 16 wird vom Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 als ein Ausgangssignal zu einer Modulationsschaltung 17 gesendet.
  • Die Modulationsschaltung 17 arbeitet so, dass sie die 8-Bit-Daten entsprechend dem vorbestimmten Modulationssystem in die aus 16-Kanal-Bits bestehenden Daten moduliert. Die modulierten Daten werden zu einem Aufzeichnungskopf 19, der hier ein Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf ist, durch eine Verstärkerschaltung 18 zum Betrieb des Aufzeichnungskopfs gesendet. Der Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf 19 arbeitet so, dass er beim Aufzeichnen des Signals die Daten optisch oder magnetooptisch aufzeichnet. Mit diesem Kopf 19 wird das modulierte Signal auf einem Platten- bzw. Plattenaufzeichnungsmedium (Aufnahmemedium, beschreib- oder bespielbares Medium oder beschriebenes oder bespieltes Medium) 20, beispielsweise einer optischen Platte oder magnetooptischen Platte aufgezeichnet. Das Plattenaufzeichnungsmedium 20 wird von einem Spindelmotor 21 gedreht.
  • Bei Wiedergabe der Daten wird das Plattenaufzeichnungsmedium 20 ebenfalls vom Spindelmotor 21 gedreht, so dass der auf dem Medium aufgezeichnete Inhalt von einer Wiedergabekopfeinheit, beispielsweise einer optische Abtasteinheit, hier der Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf 19, wiedergegeben werden.
  • Das vom Kopf 19 gelesene digitale Signal wird zur einer Verstärkerschaltung 22 gesendet, die einen HF- Verstärker und eine Phasenregel- bzw. Phasenverriegelungsschaltung (PLL) enthält. Das digitale Signal von der Verstärkerschaltung 22 wird zur Demodulationsschaltung 23 gesendet, in der das Signal demoduliert wird. Konkret werden die aus 16-Kanal-Bits bestehenden Daten in die Daten aus 8 Bits umgewandelt. Die digitalen Daten aus der Demodulationsschaltung 23 werden zum Fehlerkorrekturdecodierungsblock 24 gesendet, bei dem die digitalen Daten auf eine Weise decodiert werden, die zu dem im Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 ausgeführten Codierungsprozess umgekehrt ist.
  • Im Fehlerkorrekturdecodierungsblock 24 arbeitet zuerst eine Daten/Parität-Trennschaltung 25 so, dass sie die Parität von der ursprünglichen Datenkomponente trennt, die in den von der Demodulationsschaltung 23 zugeführten digitalen Daten, das heißt den Informationsdaten, enthalten sind. Die Informationsdaten werden durch eine Eingangsumwandlungsschaltung 26 zum Ausführen der gleichen Verarbeitung wie bei der Eingangsumwandlungsschaltung 14 zu einem Decodierer 27 gesendet. Der Decodierer 27 führt den zum Codierer 15 umgekehrten Decodierungsprozess auf der Basis der Informationsdaten und der Parität aus und sendet dann die decodierten Daten in eine Eingangsumkehr- bzw. Eingangsinversionsschaltung 28. Die Eingangsinversionsschaltung 28 arbeitet so, dass sie an der Eingangsumwandlungsschaltung 14 oder 26 den Inversionsprozess in Bezug auf die vom Decodierer 28 gesendeten eingegebenen Informationsdaten ausführt. Dann werden die resultierenden wiedergegebenen Informationsdaten vom Fehlerkorrekturdecodierungsblock 24 zu einem Ausgangsanschluss 30 als Ausgangssignal gesendet. In der Eingangsumwandlungsschaltung 26 oder der Eingangsinversionsschaltung 28 wird die im Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 verwendete Schlüsselinformation durch einen Eingangsanschluss 29 der Schaltung 26 oder 28 zugeführt. Die Datenumwandlung oder die umgekehrte Datenumwandlung wird auf der Basis der Informationsdaten ausgeführt.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform setzt den Prozess der Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten auf und von dem Plattenaufzeichnungsmedium 20 ein. Die vorliegende Erfindung kann den generellen Prozess der Übertragung von Daten einsetzen.
  • Die Beschreibung ihrerseits orientiert sich an dem Betriebsprinzip, mit dem der Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 oder der Fehlerkorrekturdecodierungsblock 24 unter Bezugnahme auf die Fig. 2 betrieben wird. Um die Beschreibung einfach zu gestalten, ist in der Fig. 2 der in Fig. 2 gezeigte Aufbau mit der Fehlerkorrektur- oder Detektionscodierung bei einer Biteinheit im Fall eines Galois-Feldes GF (2) befasst.
  • Bei der Fig. 2A werden die Informationsdaten aus 8 Bit einem Eingangsanschluss 31 zugeführt. Die vorbestimmten Schlüsseldaten aus 8 Bit, beispielsweise "01010100" ("54h" als Hexadezimalzahl) werden einem Eingangsanschluss 32 zugeführt. Die Informationsdaten und die Schlüsseldaten werden zur Datenumwandlung einer Logikoperationsschaltung wie beispielsweise einer ExODER-Schaltung 33, bei der an beiden Daten ein ExODER (= exclusives bzw. ausschließliches ODER) ausgeführt wird, zugesendet. Die resultierenden Daten werden einer Paritätserzeugungsschaltung 34 zur Erzeugung einer Parität, die ein Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscode ist, zugesendet. Die 8-Bit-Informationsdaten vom Eingangsanschluss 31 werden einem Ausgangsanschluss ohne jede Umwandlung entnommen, und die Paritätsdaten von der Paritätserzeugungsschaltung 34 werden einem Ausgangsanschluss 36 entnommen. Das heißt nach Ausführung der Datenumwandlung in der ExODER-Schaltung 33 werden die von der Paritätserzeugungsschaltung 34 erhaltenen Paritätsdaten und die wie oben erwähnt nicht umgewandelten Informationsdaten dem Anschluss 36 bzw. 35 entnommen. Außerdem arbeitet die Paritätserzeugungsschaltung 34 so, dass sie von jedem Bit der Eingangsinformationsdaten ein ExODER gewinnt und dann den ExODER-Wert ausgibt.
  • Im Vergleich zum obigen sei der in Fig. 2B gezeigte Aufbau betrachtet. Bei der in Fig. 2B gezeigten Vergleichsform werden anstelle der dem Ausgangsanschluss 35 der Fig. 2A entnommenen Informationsdaten die von der ExO- DER-Schaltung 33 umgewandelten Informationsdaten dem Ausgangsanschluss 37 entnommen. Der andere Teil des Aufbaus ist der gleiche wie der in Fig. 2A gezeigte.
  • Die in den Fig. 2A und 2B gezeigten Ausbildungen bzw. Aufbauten werden miteinander verglichen, indem die aus "11010011" ("D3h" als "Hexadezimalzahl") bestehenden 8-Bit- Informationsdaten als ein Beispiel genommen werden.
  • Wenn die 8-Bit-Informationsdaten gleich "11010011" sind, sind die mit einem ExODER jedes Bits korrespondierenden Prioritätsdaten, hier das Paritätsbit, gleich "1". Wenn die 8-Bit-Informationsdaten entsprechend den Schlüsseldaten "01010100" umgewandelt werden, das heißt die Informationsdaten werden dadurch umgewandelt, dass in der ExODER- Schaltung 33 von jedem Bit ein ExODER gewonnen wird, werden die resultierenden Informationsdaten gleich "10000111". Diese Informationsdaten werden zur Paritätserzeugungsschaltung 34 gesendet, bei der die Paritätsdaten als "0" abgeleitet werden. Bei dem in Fig. 2B gezeigten Aufbau arbeitet die ExODER-Schaltung 33 so, dass sie die umgewandelten Informationsdaten und die relevanten Paritätsdaten ausgibt. Wenn folglich die ursprünglichen Informationsdaten erfasst werden, kann auf die relevanten Schlüsseldaten zugegriffen werden. Wenn insbesondere viele Datenstücke "00000000" aus lauter Nullen in den Informationsdaten enthalten sind, ist es wahrscheinlicher, dass die Schlüsseldaten durchsickern bzw. lecken können.
  • Andererseits sind bei dem in Fig. 2A gezeigten Aufbau die Ausgangsinformationsdaten die Daten, die nicht umgewandelt werden. Bei den entsprechend der Schlüsselinformation umgewandelten Informationsdaten werden nur die Paritätsdaten erhalten. Folglich wird die Spur der Schlüsseldaten nur in den Paritätsdaten zurückgelassen. Dies zeigt an, dass die Geheimhaltung der Schlüsseldaten sehr hoch ist.
  • Die Ausführungsform dieser Erfindung verwendet das in Fig. 2A gezeigten Prinzip. Die Ausgangsinformationsdaten können die umgewandelten Informationsdaten enthalten, wenn sie wenigstens einen Teil der ursprünglichen Informationsdaten enthalten. Das heißt, es müssen nicht alle Ausgangsinformationsdaten nicht umgewandelte ursprüngliche Informationsdaten sein. Die Fig. 2 zeigt einen Bit-um-Bit- Fehlerkorrektur- oder -Fehlerdetektionscode auf dem Galois- Feld GF(2). In dem Fall, dass die Daten alle vier Bit behandelt werden, ist er ein Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscode auf dem Galois-Feld GF(2&sup4;). Im Fall, dass die Daten alle acht Bit, das heißt bei einer Byte-Einheit behandelt werden, ist er ein Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscode auf dem Galois-Feld GF(2&sup8;). Zusätzlich zu der in Fig. 2 gezeigten einfachen Parität kann der Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscode ein Hamming-Code, ein zyklischer Blockprüf-Code bzw. zyklischer Redundanz- Prüfcode bzw. CRC-Code, ein Bose-Chaudhuri-Hocquenghem-Code bzw. BCH-Code, ein Reed-Solomon-Code oder ein Goppa-Code sein. Prinzipiell kann das in Fig. 2 gezeigte Prinzip auf jeden Fehlerkorrektur- oder Fehlerdetektionscode angewendet werden, soweit er die Parität erzeugt.
  • Bei der Fig. 1 sei angenommen, dass bei dem Fehlerkorrekturcode, der bei dem im Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 enthaltenen Codierer 15 verwendet ist, ein Reed- Solomon-Code von (170, 156, 15) angewendet ist. In diesem Fall kann das erzeugte Polynom wie folgt
  • (X - α)
  • ausgedrückt werden, wobei die Wurzel des primitiven Polynoms bzw. Grundpolynoms P(x) = x&sup5; + x&sup4; + x³ + x² + 1 gleich a sei, das heißt es gilt P(a) = 0.
  • Die 14-Byte-Paritätsdaten werden ausschließlich abgeleitet, das heißt von den aus 156 Bytes bestehenden Informationsdaten erzeugt, während die aus 156 Bytes bestehenden Informationsdaten nicht von den 14-Byte-Paritätsdaten wiedergewonnen werden können. Wenn folglich die verschlüsselte Schlüsselinformation oder Schlüsseldaten wie oben erwähnt unsichtbar in den Paritätsdaten verborgen ist bzw. sind, kann niemand, außer Personen, welche die Schlüsseldaten kennen, die Informationsdaten wiedergewinnen. Als solche ist es, da der Prozess der Erzeugung eines Fehlerkorrekturcodes die Form einer unidirektionalen Funktion annimmt, möglich, die Verschlüsselung der Informationsdaten mit einem Schlüssel hoher Geheimhaltung zu realisieren.
  • Das heißt, die aus 156 Bytes bestehenden Informationsdaten werden durch den Effekt der invertierten Steuerung oder der ExODER-Steuerung auf der Basis der Schlüsselinformation oder der Schlüsseldaten umgewandelt. Die Parität wird von den umgewandelten Informationsdaten erzeugt, so dass durch die Schlüsseldaten in den Informationsdaten selbst keine Umwandlung ausgeführt wird. Folglich kann niemand den Schlüssel in den Informationsdaten herausfinden. Bei der Wiedergabe der Daten werden, wenn die Fehlerkorrekturdecodierung ohne dass die Schlüsseldaten bekannt sind ausgeführt wird, die gesamten Informationsdaten fehlerhaft gemacht, oder die Fehlerkorrektur der Informationsdaten wird außerstand gesetzt.
  • Außerdem kann die vorliegende Erfindung ebensogut auf ein Doppeltfehlerkorrekturcodierungsverfahren angewendet werden. Diese Anwendung macht es möglich, ein stärkeres Verschlüsselungssystem oder Geheimhaltungssystem zu bilden. In diesem Fall werden die erzeugten Polynome gc1(x) und gc2(x) des C1- und C2-Codierers wie folgt durch
  • gC1(X) = (X - αi)
  • gC2(X) = (X - αi)
  • ausgedrückt, wobei eine Wurzel von P(x) = x&sup8; + x&sup4; + x&sub2; + 1 gleich a ist, das heißt P(a) = 0 gilt.
  • Diese Doppeltfehlerkorrekturcodierung wird, wie in Fig. 3 gezeigt, durch Verwendung des C1-Codierers 42 und des C2-Codierers 44 für die Fehlerkorrekturcodierung ausgeführt. Die Informationsdaten werden dem Eingangsanschluss 41 zugeführt und dann zu dem als ein erster Codierer dienenden C1-Codierer 42 gesendet. Der C1-Codierer 42 arbeitet so, dass er einen vorbestimmten Fehlerkorrekturcode und/oder die Paritätsdaten erzeugt. Die Informationsdaten und die Paritätsdaten werden vom C1-Codierer 42 zu einer Eingangsumwandlungsschaltung 43 gesendet. Die Schaltung 43 arbeitet so, dass sie die Datenumwandlung auf der Basis der Schlüsseldaten für eine an einem Anschluss 46 ausgeübte Verschlüsselung ausführt. Diese Datenumwandlung wird durch Ausführen einer logischen Operation an den Informationsdaten und den Schlüsseldaten ausgeführt. Die logische Operation kann ein UND (logisches Produkt) ein ODER (logische Summe) ein ExODER (exklusive logische Summe), ein NOR, ein NAND oder eine Invertierung sein. Das Ausgangssignal wird von der Eingangsumwandlungsschaltung 46 zum C2-Codierer 44 gesendet. Der C2-Codierer 44 arbeitet so, dass er den vorbestimmten Fehlerkorrekturcode und/oder die Paritätsdaten erzeugt, die einem Ausgangsanschluss 45 entnommen werden.
  • Die vom C1-Codierer 42 und dem C2-Codierer 44 erzeugten Fehlerkorrekturcodes sind, wie in Fig. 4 gezeigt, Codes vom Querverschachtelungstyp. Beim in Fig. 4 gezeigten Beispiel befinden sich die aus 148 Bytes bestehenden Informationsdaten in der R/W-Richtung. Der 8-Byte-C1-Code wird in der zur R/W-Richtung parallelen C1-Richtung erzeugt. Der 14-Byte-C2-Code wird in der C2-Richtung erzeugt, so dass eine Verschiebung oder eine Verzögerung von maximal 170 Bytes in der zur C1-Richtung senkrechten Richtung bewirkt wird.
  • Hierauf orientiert sich unter Bezugnahme auf die Fig. 5 die Beschreibung an einem konkreten Aufbau eines Fehlerkorrekturcodierungsblocks zur Ausführung der Doppeltfehlerkorrekturcodierung.
  • In der Fig. 5 ist ein bei der Fehlerkorrekturcodierung verwendeter einzelner Rahmen aus 148-Bytes- oder 148- Symbole-Informationsdaten zusammengesetzt. Die digitalen Eingangsinformationsdaten sind in einer Gruppe von 148 Bytes zusammengefasst. Jede Gruppe wird dem als der erste Codierer dienenden C1-Codierer 52 zugeführt. Im C1-Codierer 52 werden die 8-Byte-Paritätsdaten P zu jeder Gruppe addiert. Die Gruppe mit den Paritätsdaten wird durch eine Verzögerungsschaltung 53 zu dem als der zweite Codierer dienenden C2-Codierer 54 zur Verschachtelung gesendet. Das Bezugszeichen 61 bezeichnet eine Eingangsumwandlungsschaltung, die zwischen der Verzögerungsschaltung 53 und dem C2- Codierer 54 vorhanden ist. Diese Eingangsumwandlungsschaltung 61 führt auf der Basis der Schlüsselinformation oder Schlüsseldaten eine logische Operation in Bezug auf die 148-Byte-Informationsdaten aus, die in den von der Verzögerungsschaltung 53 gesendeten 156-Byte-Daten enthalten sind.
  • Die logische Operation kann beispielsweise eine ExODER- Operation sein. Das Bearbeitungsergebnis wird zum C2- Codierer 54 gesendet. Der C2-Codierer 54 arbeitet so, dass er zum Bearbeitungsergebnis eine Q-Parität von 14 Bytes addiert. Die Q-Parität wird durch die Verzögerungsschaltung 56 zum C1-Codierer 52 rückgekoppelt. Dem C1-Codierer 52 werden die 170-Bytes-Informationsdaten, welche die P- und Q-Parität enthalten, entnommen und durch eine Verzögerungsschaltung 56 und eine einen Inverter 57a aufweisende Umordnungsschaltung 57 ausgegeben. Die wie in Fig. 5 aufgebaute Schaltung kann anstelle des in Fig. 1 gezeigten Fehlerkorrekturcodierungsblocks 13 verwendet werden. Die Informationsdaten aus der in Fig. 1 gezeigten Schnittstellenschaltung werden zum C1-Codierer 52 gesendet. Die Schlüsseldaten von der Schnittstellenschaltung werden zu einem Anschluss 62 gesendet. Zu gegebener Zeit wird das Ausgangssignal aus der in Fig. 5 gezeigten Schaltung zur in Fig. 1 gezeigten Modulationsschaltung 17 gesendet.
  • Bei dieser Art Fehlerkorrekturcodierungsschaltung ist die zur Ausführung der Verschlüsselung ausgebildete Eingangsumwandlungsschaltung 61 aus 148 8-Bit-ExODER- Schaltungen zusammengesetzt, deren jede zur Ausführung einer ExODER-Operation zwischen den 8-Bit-Eingangsdaten und den 1-Bit-Steuerungsdaten dient. Bei der Fig. 5 wird die 148-Bit-Schlüsselinformation dem Anschluss 62 und durch die sogenannte D-Verriegelungsschaltung 63 den in der Eingangsumwandlungsschaltung 61 enthaltenen 148 8-Bit-ExODER- Schaltungen zugeführt. Die D- Verriegelungsschaltung 63 arbeitet so, dass sie schaltbarer Weise die 148-Bit- Schlüsselinformation vom Anschluss 62 zur Eingangsumwandlungsschaltung 61 sendet oder alle 148 Bits zu Null macht. Bei den in der Eingangsumwandlungsschaltung 61 enthaltenen 148 ExODER-Schaltungen arbeitet die ExODER-Schaltung so, dass sie die Informationsdaten von der Verzögerungsschaltung 53 direkt ausgibt, wenn sie von der D- Verriegelungsschaltung 63 Null empfängt, oder die invertierten Informationsdaten von der Verzögerungsschaltung 53 ausgibt, wenn sie von der D-Verriegelungsschaltung 63 Eins empfängt. Wenn alle 148 Bits zu Null gemacht sind, werden die 148-Byte-Informationsdaten von der Verzögerungsschaltung 53 direkt zum C2-Codierer 54 gesendet.
  • Bei dem in Fig. 5 gezeigten Aufbau arbeitet der C2- Codierer 54 so, dass er die Q-Parität durch Verwendung der umgewandelten Informationsdaten erzeugt, jedoch die vom C1- Codierer 52 gesendeten nicht umgewandelten Informationsdaten ausgibt. Wie oben erwähnt enthalten nämlich nur die Paritätsdaten die Schlüsselinformation hinter sich selbst bzw. in sich verborgen. Dies macht es möglich, die Geheimhaltung der Schlüsselinformation zu verbessern.
  • Die Fig. 6 zeigt einen konkreten Aufbau eines auf der Wiedergabeseite vorgesehenen Fehlerkorrekturdecodierungsblocks für den in Fig. 5 gezeigten Fehlerkorrekturcodierungsblock. Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung kann anstelle des in Fig. 1 gezeigten Fehlerkorrekturdecodierungsblocks 24 verwendet werden.
  • Bei der Fig. 6 empfängt der Fehlerkorrekturdecodierungsblock eine Gruppe aus 170 Bytes oder Symbolen, die in den von der in Fig. 1 gezeigten Demodulationsschaltung 23 demodulierten Daten enthalten sind. Die Gruppe aus 170 Bytes oder Symbolen wird durch eine Umordnungsschaltung 72 und eine Verzögerungsschaltung 73 einem als erster Decodierer dienenden C1-Decodierer 74 zugesendet. Die Umordnungsschaltung 72 stellt einen Inverter 72a bereit. In den dem C1-Decodierer 74 zugeführten 170-Byte-Daten nehmen die P- und Q-Parität 22 Bytes ein. Im C1-Decodierer 74 wird die Fehlerkorrekturdecodierung unter Verwendung dieser Paritäten ausgeführt. Der C1-Decodierer 74 arbeitet so, dass er die 170-Byte-Daten ausgibt und sie durch die Verzögerungsschaltung 75 zu dem als ein zweiter Decodierer dienenden C2-Decodierer 76 sendet. Von den Daten aus der Verzögerungsschaltung 75 werden 148 Bytes durch die Eingangsumwandlungsschaltung 81 dem C2-Decodierer 76 zugesendet. Diese Eingangsumwandlungsschaltung 81 führt auf der Basis der dem Anschluss 82 zugeführten und aus 148 Bits bestehenden Schlüsselinformation oder Schlüsseldaten die gleiche Datenumwandlung wie die in der Fig. 5 gezeigte Eingangsumwandlungsschaltung 61 aus. Im C2-Decodierer 76 wird die Fehlerkorrekturdecodierung durch Verwendung der Paritätsdaten ausgeführt. Von den Ausgangsdaten aus dem C2-Decodierer 76 werden die aus 148 Bytes bestehenden Informationsdaten durch eine Eingangsinversionsschaltung 86 zur Verzögerungsschaltung 77 gesendet, wobei die Paritätsdaten aus 22 Bytes intakt bleiben. Der als ein dritter Decodierer dienende C3- Decodierer 78 führt die letzte Fehlerkorrekturdecodierung in Bezug auf die Daten aus der Verzögerungsschaltung 77 aus. Diese Decodierung erzeugt 178-Byte-Daten ohne Parität. Diese 148-Byte-Daten werden als die Daten decodiert, die mit den in den in Fig. 5 gezeigten C1-Codierer 52 eingegebenen 148-Byte-Daten korrespondieren.
  • Diese Art Fehlerkorrekturdecodierungsschaltung stellt die zur Lösung der Verschlüsselung ausgebildete Eingangsumwandlungsschaltung 81 bereit. Die Schaltung 81 ist aus 148 8-Bit-ExODER-Schaltungen zusammengesetzt, deren jede eine ExODER-Operation an den 8-Bit-Eingangsdaten und den 1-Bit- Steuerungsdaten ausführt. Wie in der Fig. 6 gezeigt ist wird die aus 148 Bit bestehende Schlüsselinformation dem Anschluss 82 zugeführt. Dann wird die Schlüsselinformation durch die sogenannte D-Verriegelungsschaltung 83 jeder der in der Eingangsumwandlungsschaltung 81 enthaltenen 148 8- Bit-ExODER-Schaltungen zugesendet. Die D- Verriegelungsschaltung 83 schaltet die Operation des Sendens der 148-Bit-Schlüsselinformation vom Anschluss 82 zur Eingangsumwandlungsschaltung 81 oder macht auf der Basis eines einem Freigabeanschluss 84 zugeführten 1-Bit- Verschlüsselungssteuerungsignals alle 148 Bits zu Null. In den in der Eingabeumwandlungsschaltung 81 enthaltenen 148 ExODER-Schaltungen arbeitet eine ExODER-Schaltung so, dass sie die von der Verzögerungsschaltung 75 gesendeten Informationsdaten direkt ausgibt, wenn sie von der D- Verriegelungsschaltung 83 Null empfängt, während eine andere ExODER-Schaltung so arbeitet, dass sie die von der Verzögerungsschaltung 75 gesendeten invertierten Informationsdaten ausgibt, wenn sie von der D-Verriegelungsschaltung 83 Eins empfängt. Wenn alle ExODER-Schaltungen Null empfangen, arbeiten diese Schaltungen so, dass sie die 148-Byte- Informationsdaten von der Verzögerungsschaltung 75 zum C2- Decodierer 76 senden, wobei die Daten intakt bleiben.
  • In der Eingangsinversionsschaltung 86 wird die aus 148 Bit bestehende Schlüsselinformation, ähnlich wie die dem Anschluss 82 zugeführte Schlüsselinformation, dem Anschluss 87 zugeführt. Diese 148-Bit-Schlüsselinformation wird durch die D-Verriegelungsschaltung 88 den in der Eingangsinversionsschaltung 86 enthaltenen 148 8-Bit-ExODER-Schaltungen zugeführt. Die D-Verriegelungsschaltung 88 arbeitet so, dass sie die Operation des Sendens der 148-Bit- Schlüsselinformation schaltet oder alle Bits zu Null macht. In der Eingangsinversionsschaltung 86 macht es diese Operation möglich, die in der Eingangsumwandlungsschaltung 81 umgewandelten Informationsdaten in die ursprünglichen Daten zurückzubringen. Wenn die Eingangsumwandlungsschaltung 81 eine Gruppe ExODER-Schaltungen verwendet, muss die Eingangsinversionsschaltung 86 genau die gleiche Steuerung wie die Eingangsumwandlungsschaltung 81 ausführen. Die D- Verriegelungsschaltungen 83 und 88 können zueinander gleich sein.
  • Zum Zusammensetzen der Eingangsumwandlungsschaltungen 61, 81 und der Eingangsinversionsschaltung 86 ist es mit Ausnahme der 8-Bit-ExODER-Schaltungen möglich, eine Gruppe aus UND-, ODER-, NAND-, NOR-Schaltungen und einer Invertierungsschaltung zu verwenden. Zusätzlich zu der 8-Bit- Logikoperation auf der Basis der 1-Bit-Schlüsselinformation oder -Schlüsseldaten kann die logische Operation in Bezug auf die 8-Bit-Informationsdaten durch Verwendung der 8-Bit- Schlüsseldaten ausgeführt werden. Außerdem ist es für die mit einem einzelnen Wort der Informationsdaten korrespondierenden jeweiligen 8 Bit möglich, eine wahlweise Kombination aus einer UND-, einer ODER-, einer ExODER-, einer NOR- Schaltung und einer Invertierungsschaltung zu verwenden. In diesem Fall werden für die 148-Byte-Informationsdaten, das heißt die aus 148 · 8-Bit bestehenden Informationsdaten, die aus 148 · 8-Bit bestehenden Schlüsseldaten verwendet. Im Fall der Verwendung der Kombination aus der UND-, der ODER-, der ExODER- der NAND-, oder NOR-Schaltung und der Invertierungsschaltung ist es möglich, die Kombination selbst als den Schlüssel zu verwenden. Mit Ausnahme der Logikoperation kann als die Eingangsumwandlung oder die Datenumwandlung eine Änderung von Datenstellen oder ein Ersetzen von Datenwerten verwendet werden.
  • Im Fall der Verwendung der UND-, der ODER-, der NAND- und der NOR-Schaltung macht es die Verwendung der logisch bearbeiteten Ausgangsdaten und der Schlüsseldaten oft unmöglich, die ursprünglichen Informationsdaten wiederzugewinnen. Das heißt, im Fall der UND-Operation können, wenn die Ausgangsdaten null sind und die Schlüsseldaten null sind, die ursprünglichen Informationsdaten nicht klar erfasst werden, da die ursprünglichen Informationsdaten in diesem Zustand beliebig "0" und "1" sind. Auch in diesem Fall ist das System gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung so aufgebaut, dass sie die ohne Ausführen einer logischen Operation erhaltenen Informationsdaten sendet oder aufzeichnet. Folglich ist das System bei der Wiedergewinnung der ursprünglichen Informationsdaten vorteilhaft. Das heißt, im Vergleich mit der Ausgabe der von der UND- Schaltung oder dgl. anstelle der in Fig. 2B gezeigten ExO- DER-Schaltung 33 logisch bearbeiteten Informationsdaten ist das System gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, da es die ursprünglichen Informationsdaten direkt bzw. sicher bzw. positiv wiedergewinnt, vorteilhafter. Zusätzlich zu den oben angedeuteten logischen Operationen ist es deshalb möglich, eine andere Art Datenumwandlung wie beispielsweise die Funktion f: x - x² zu verwenden.
  • Wenn die vorstehende Datenumwandlung so ausgeführt wird, dass die ursprünglichen Daten undeutlich gemacht werden, kann der Fehlerkorrekturdecodierungsblock auf der Wiedergabeseite einen Fehlerkorrekturdecodierungsblock 91 verwenden, der wie in Fig. 7 gezeigt aufgebaut ist.
  • Bei dem in Fig. 7 gezeigten Fehlerkorrekturdecodierungsblock 91 werden die von der in Fig. 1 gezeigten Demodulationsschaltung 23 zugeführten Daten einem Eingangsanschluss 92 und dann einer Daten/Parität-Trennschaltung 93 zugeführt. Die Daten/Parität-Trennschaltung 93 arbeitet so, dass sie die Eingangsdaten in die Informationsdaten und die Paritätsdaten trennt, so dass die Informationsdaten zu einer Eingangsumwandlungsschaltung 94 und einer Datenmodifizierungsschaltung 98 gesendet werden und die Paritätsdaten zu einem Decodierer 95 gesendet werden. Die Eingangsumwandlungsschaltung 94 arbeitet so, dass sie die Informationsdaten auf der Basis der vom Anschluss 99 gesendeten Schlüsselinformation oder Schlüsseldaten umwandelt und dann die umgewandelten Informationsdaten zu einem Decodierer 95 sendet. Der Decodierer 95 enthält einen Fehlerlokalisierungsdetektor 96 und eine Fehlerberechnungsschaltung 97. Der Fehlerlokalisierungsdetektor 96 arbeitet so, dass er auf der Basis der Informationsdaten und der Paritätsdaten eine Fehlerstelle detektiert. Dann leitet die Fehlerberrechnungsschaltung 97 durch die Wirkung der ExODER-Operation eine Differenz zwischen den Daten vor der Fehlerkorrektur und den Daten nach der Fehlerkorrektur als einen Fehlerwert ab. Dieser Fehlerwert wird zu einer Datenmodifizierungsschaltung 98 gesendet. Die Datenmodifizierungsschaltung 98 arbeitet so, dass sie zum Modifizieren der Daten an den von der Daten/Parität-Trennschaltung 98 gesendeten Informationsdaten vor der Umwandlung ein exklusives ODER mit dem Fehlerwert ausführt. Die modifizierten Informationsdaten werden an einem Ausgangsanschluss 30 ausgegeben.
  • Außerdem kann das Doppeltcodierungsverfahren zusätzlich zum vorhergehenden Querverschachtelungstyp auf einen in Fig. 8 gezeigten Produktcode oder einen in Fig. 9 gezeigten Innencode/Außencode angewendet werden. Konkret weist der Produktcode eine Matrixanordnung auf, die vertikal aus den Informationsdaten aus 144 Bytes + der C2- Parität aus 14 Bytes und horizontal aus den Informationsdaten aus 172 Bytes + der C1-Parität aus 8 Bytes besteht. Die Parität wird durch Verwendung der in nur einer Richtung oder in beiden Richtungen umgewandelten Informationsdaten erzeugt. Die Paritätsdaten werden zusammen mit den nicht umgewandelten Informationsdaten ausgegeben. Für den wie in Fig. 9 gezeigten Innencode/Außencode wird für den bei 20- Byte-Informationsdaten erzeugten Vier-Byte-C1-Innencode und/oder bei einer Gruppe aus vier C1-Innencodes bei den Daten, das heißt bei 96 Bytes erzeugten 12-Byte-C2- Außencode die Parität durch Verwendung der umgewandelten Informationsdaten erzeugt. Dann werden diese Parität und die nicht umgewandelten Informationsdaten zusammen ausgegeben.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen können die numerischen Werte auf jeden Wert eingestellt werden. Das System arbeitet so, dass es alle nicht umgewandelten Informationsdaten als die Informationsdaten ausgibt. Jedoch kann ein Teil der Informationsdaten umgewandelt werden. Die partiell umgewandelten Informationsdaten können ausgegeben übertragen oder aufgezeichnet werden.
  • Hiernach wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 die Beschreibung auf einen Aufbau mit einer Fehlerkorrekturcodierungsschaltung mit einem wie in Fig. 11 gezeigten Produktcode gerichtet.
  • Bei der Fig. 10 werden die Eingangsdaten an einen Eingangsanschluss 210 gegeben. Diese Eingangsdaten seien Fehlerkorrekturcodiert. Die Eingangsdaten werden zu einem als erster Codierer benutzten PO-Codierer 21 gesendet. Die an den PO-Codierer 211 gegebenen Eingangsdaten bestehen aus 192 Zeilen, deren jede 172 Bytes aufweist, was aus der Matrix B0, &sub0; bis B1911, &sub1;&sub7;&sub1; in Fig. 11 hervorgeht. Der PO- Codierer 211 arbeitet so, dass er einen Außencode RS (208, 192, 17) zu den Daten addiert, die aus 172 Spalten bestehen, deren jede 192 Bytes aufweist. Der Außencode ist ein Reed-Solomon-Code (RS-Code). Die Ausgangsdaten aus dem PO- Codierer 211 werden durch eine Verschachtelungsschaltung 212 verschachtelt. Dann werden die verschachtelten Daten zu einer Datenumwandlungsschaltung 213 gesendet, in der die Daten zum wie oben erwähnten Verschlüsseln umgewandelt werden. Dann werden die umgewandelten Daten zu einem PI- Codierer 214 gesendet. Der PI-Codierer 214 arbeitet wie in Fig. 11 gezeigt so, dass er zu jeder 172-Byte-Zeile der Daten, die aus 208 Zeilen mit der hinzuaddierten PO-Parität bestehen, einen Innencode (PI) gleich RS (182, 172, 11) aus jeweils 10 Bytes hinzufügt. Jede Zeile weist 172 Bytes auf. Folglich arbeitet dieser PI-Codierer 214 so, dass er die aus 208 Zeilen aus jeweils 182 Bytes bestehenden Daten ausgibt. Nur die Paritätsdaten (PI) der Ausgangsdaten werden zu einer Mischerschaltung 18 gesendet. Diese Mischerschaltung 18 empfängt die direkt von der Verschachtelungsschaltung 212 gesendeten Informationsdaten und addiert die Informationsdaten zu den vom PI-Codierer 214 gesendeten Paritätsdaten (PI). Die addierten Daten werden an einem Ausgangsanschluss 216 ausgegeben.
  • Hierauf arbeitet der PO-Codierer 211 so, dass er eine aus 16 Bytes bestehende PO-Parität zu jeder 192-Byte-Spalte der Eingangsdaten addiert und die resultierenden Daten aus 208 Bytes an die Verschachtelungsschaltung 212 ausgibt. Die Schaltung 212 arbeitet so, dass sie die Daten verschachtelt und die verschachtelten Daten der Datenumwandlungsschaltung 213 zuführt. Die Schaltung 213 arbeitet so, dass sie die vorhergehende Datenumwandlung in Bezug auf die gesamten Daten aus 208 Bytes zur Verschlüsselung der Daten ausführt. Wie oben erwähnt kann die Datenumwandlung ebenso gut entsprechend der an den Anschluss 218 gegebenen Schlüsselinformation ausgeführt werden.
  • Wie oben in Bezug auf die Fig. 5 beschrieben kann die konkrete Datenumwandlung ein Verfahren zum Anordnen eines Inverters an einer vorbestimmten Stelle, wahlweisen Invertieren der Daten entsprechend der Schlüsselinformation durch die Wirkung einer Gruppe von ExODER-Schaltungen oder Benutzen einer Gruppe aus UND-, ODER-, NAND-, und NOR- Schaltungen verwenden. Zusätzlich zur 8-Bit-Logikoperation auf der Basis der 1-Bit-Schlüsselinformation oder - Schlüsseldaten, bei der die Logikoperation in Bezug auf die 8-Bit-Informationsdaten entsprechend der 1-Bit- Schlüsselinformation oder -Schlüsseldaten ausgeführt wird, kann die Logikoperation in Bezug auf die 8-Bit- Informationsdaten entsprechend den 8-Bit-Schlüsseldaten ausgeführt werden. Außerdem kann die wahlweise Kombination von UND-, ODER-, ExODER-, NAND-, NOR- und Invertierungs- Schaltungen für alle mit nur einem Wort der Informationsdaten korrespondierenden 8 Bit verwendet werden. Es kann die Kombination selbst als der Schlüssel verwendet werden. Zusätzlich zur Logikoperation kann zur oben bezeichneten Datenumwandlung die Inversion der Änderung einer Datenstelle und das Ersetzen eines Datenwertes verwendet werden. Überdies können Schieberegister oder verschiedene Funktionsoperationen zur Datenumwandlung verwendet werden. Außerdem können Verschlüsselungsverfahren auf die Datenumwandlung angewendet werden, oder die wahlweise Kombination dieser Verschlüsselungsverfahren wird möglich gemacht.
  • Hiernach kann der zu dem in Bezug auf die Fig. 10 beschriebenen Fehlerkorrekturcodierungsprozess umgekehrte Prozess durch die wie in Fig. 12 gezeigt aufgebaute Fehlerkorrekturdecodierungsschaltung realisiert werden.
  • Bei der Fig. 12 korrespondieren die an den Eingangsanschluss 230 zu gebenden Daten mit dem Ausgangssignal aus dem Ausgangsanschluss 216 der Fig. 10. Das heißt, die Daten weisen einen in Fig. 11 gezeigten Produktcode auf und bestehen aus 208 Spalten, deren jede 182 Bytes aufweist. Die Daten werden vom Eingangsanschluss 230 einer Daten/Parität-Trennschaltung 231 zugeführt. Die Schaltung 231 arbeitet so, dass sie die mit der ursprünglichen Datenkomponente korrespondierenden Informationsdaten von den Paritätsdaten (PI) trennt. Die Informationsdaten werden zu einer Datenumwandlungsschaltung 232 gesendet. Die Schaltung 232 führt die gleiche Datenumwandlung wie die in Fig. 10 gezeigte Datenumwandlungsschaltung 232 aus. Die Paritätsdaten und das Ausgangssignal aus der Datenumwandlungsschaltung 232 werden zu einem PI-Decodierer 233 gesendet. Der PI-Decodierer 233 führt den Decodierungsprozess aus, der zum Prozess des PI-Codierers 214 nach Fig. 10, das heißt, dem Fehlerkorrekturprozess mit dem PI-Code umgekehrt ist. Die resultierenden Daten werden zu Daten gemacht, die aus 208 Spalten bestehen, deren jede 172 Bytes aufweist. Die Ausgangsdaten aus dem PI-Decodierer 233 werden zu einer Datenrückwandlungsschaltung 234 gesendet. Die Schaltung 234 führt den zu der von der in Fig. 10 gezeigten Datenumwandlungsschaltung 213 ausgeführten Datenumwandlung umgekehrten Prozess aus. Dann werden die bearbeiteten Daten zu einer Entschachtelungsschaltung 235 gesendet. Die Schaltung 235 führt den zum in der Verschachtelungsschaltung 212 nach Fig. 10 ausgeführten Verschachtelungsprozess umgekehrten Prozess aus. Die verarbeiteten Daten werden zu einem PO- Decodierer (Außencode-Decodierer) 236 gesendet. Der Decodierer 236 arbeitet so, dass er den Decodierungsprozess ausführt, der zum Prozess des PO-Codierers 211 nach Fig. 10, das heißt, dem Fehlerkorrekturprozess mit dem PO-Code umgekehrt ist. Dann werden die ursprünglichen Daten, die wie in Fig. 11 gezeigt aus 92 Zeilen aus jeweils 172 Bytes bestehen, an den Ausgangsanschluss 236 gegeben. Beim Verwenden der Schlüsselinformation beim Ausführen der Datenumwandlung in der Datenumwandlungsschaltung 213 nach Fig. 10 wird die an den Anschluss 218 gegebene Schlüsselinformation dem Anschluss 238 der Datenumwandlungsschaltung 232 und dem Anschluss 239 der Datenrückwandlungsschaltung 234 zugeführt, so dass die Datenrückwandlung entsprechend der Schlüsselinformation ausgeführt werden kann.
  • Das vorstehende System ist so aufgebildet, dass nur die Paritätsdaten vom PI-Codierer 214 nach Fig. 10 beim Ausgeben der Daten mit allen nicht umgewandelten Informationsdaten gemischt werden. Anstelle dessen ist es möglich, die Paritätsdaten vom PI-Codierer 214 ebenso wie einen Teil der Informationsdaten zu nehmen und sie mit den verbleibenden, nicht umgewandelten Informationsdaten zu mischen. In diesem Fall arbeitet die in Fig. 12 gezeigte Daten/Parität-Trennschaltung 231 so, dass sie die Paritätsdaten und den Teil der Informationsdaten von den verbleibenden Informationsdaten trennt. Die verbleibenden Informationsdaten können von der Datenumwandlungsschaltung 232 umgewandelt werden. Bei dem Beispiel nach Fig. 1 wird die Datenumwandlung vor dem PI-Codierer 214 ausgeführt. Anstelle dessen kann die Datenumwandlung vor dem PO-Codierer 211 ausgeführt werden.
  • Hiernach zeigt die Fig. 13 als Beispiel eines Aufzeichnungsmediums zur Aufzeichnung der vorstehenden verarbeiteten Daten ein Plattenaufzeichnungsmedium 101 wie beispielsweise eine optische Platte. Das Plattenaufzeichnungsmedium 101 weist in seinem Zentrum ein zentrales Loch 102 auf. Auf dem Plattenaufzeichnungsmedium 101 sind ein als TOC-Bereich (Inhaltsverzeichnis- bzw. Inhaltstabellenbereich) zum Managen eines Programms dienender Einlaufbereich 103, ein Programmbereich 104 zur Aufzeichnung von Programmdaten, ein Programmbeendigungsbereich, das heißt der von der inneren zur äußeren Peripherie des Mediums reichende sogenannte Auslaufbereich 105 ausgebildet. Auf der optischen Platte zur Wiedergabe einer Audiosignals oder eines Videosignals enthält der Programmbereich 104 auf ihm aufgezeichnete Audiodaten oder Videodaten. Die relevante Information wie beispielsweise eine Zeit für die Audiodaten oder die Videodaten wird vom Einlaufbereich 103 gemanagt.
  • Als Teil der Schlüsselinformation oder der Schlüsseldaten ist es möglich, Identifizierungsinformation zu verwenden, die auf den Bereich zur Aufzeichnung der Daten mit Ausnahme des Programmbereichs 104 geschrieben ist. Konkret wird die in der Schnittstellenschaltung 12 erzeugte Identifizierungsinformation in den mit dem TOC-Bereich korrespondierenden Einlaufbereich 103 und den Auslaufbereich 105 geschrieben (in der Fig. 1 nicht gezeigt). Die Identifizierungsinformation enthält eine für jedes Medium richtige Seriennummer, Information zur Identifizierung eines Herstellers, Information zur Identifizierung einer Verkäuferin oder eines Verkäufers, regionale Information wie beispielsweise einen Ländercode, Information zur Identifizierung einer Aufzeichnungseinheit oder eines Codierers und eine für ein Mediumherstellungsgerät wie beispielsweise eine Schneidmaschine oder eine Stanze richtige Identifizierungsinformation. Mit der Identifizierungsinformation als die Schlüsselinformation führt der in Fig. 1 gezeigte Fehlerkorrekturcodierungsblock 13 den Verschlüsselungsprozess aus. Das verschlüsselte Signal wird auf dem als ein Bereich zur Aufzeichnung eines Programms benutzten Programmbereich 104 aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe des Signals wird die vom TOC-Bereich durch Verwendung des Wiedergabekopfes 19 wiedergegebene Identifizierungsinformation als die Schlüsselinformation zum Decodieren des verschlüsselten Signals verwendet. Anstelle dessen ist es möglich, die Schritte eines physikalischen oder chemischen Schreibens der Identifizierungsinformation auf den Bereich innerhalb des Einlaufbereichs 103, des Lesens der Identifizierungsinformation durch Verwendung eines anderen Lesegeräts bei Wiedergabe der Daten, und Verwenden der gelesenen Identifizierungsinformation als die Schlüsselinformation zum Decodieren der verschlüsselten Daten auszuführen.
  • Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen der Erfindung kann das System so ausgebildet sein, dass es auf die Unidirektivität der Erzeugung eines Fehlerkorrekturcodes oder eines Fehlerdetektionscodes fokussiert. Durch Verwendung dieser Unidirektivität für den Verschlüsselungsprozess kann das System auf die Verwendung der Datengeheimhaltung angewendet werden. Wie im illustrativen Beispiel gezeigt besteht der Verschlüsselungsschlüssel aus so viel wie einhundert- und zehnfachen Bits. Durch Kombinieren verschiedener Logikschaltungen für jedes einzelne Byte ist der Verschlüsselungsschlüssel so gebildet, dass er ebenso viele einzelbis zehnfache dieser Zahl Bits aufweist. Dies bedeutet, dass der Schlüssel mit vielen Bits verschlüsselt werden kann. Dies erzeugt einen großen Beitrag zur Verbesserung der Datensicherheit. Außerdem ist diese Art Fehlerkorrekturcodierungsschaltung oder Fehlerkorrekturdecodierungsschaltung in der Hardware des sogenannten LSI- oder IC- Chips realisiert. Folglich haben gewöhnliche Personen Schwierigkeiten beim Zugriff auf die Schaltungen. Dies erzeugt ebenfalls einen großen Beitrag zur Verbesserung der Datengeheimhaltung.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise macht es die Kombination mit einem anderen Verschlüsselungsprozess möglich, die Verwendung der Informationsdaten auch dann zu verhindern, wenn die nicht umgewandelten Informationsdaten ausgegeben werden, wodurch eine stärkere Verschlüsselung realisiert wird. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf den Fehlerkorrekturcodierungsprozess oder den Fehlerkorrekturdecodierungsprozess angewendet werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Übertragung digitaler Daten, an denen ein Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsprozess ausgeführt worden ist, wobei das Verfahren aufweist:
Umwandeln (14, 43, 61) digitaler Daten in verschlüsselte Daten entsprechend Schlüsseldaten,
Erzeugen (15) von Paritätsdaten auf Basis der verschlüsselten Daten, und
Übertragen (16) der Paritätsdaten mit einem Datenkörper,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Datenkörpers aus einem nicht umgewandelten Abschnitt der digitalen Daten zusammengesetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenumwandlung (14, 43, 61) die Ausführung einer logischen Operation an den digitalen Daten und den Schlüsseldaten aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenumwandlung (14, 43, 61) ein Invertieren der digitalen Daten entsprechend den Schlüsseldaten aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenumwandlung (14, 43, 61) ein Ersetzen der digitalen Daten entsprechend den Schlüsseldaten aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenumwandlung (14, 43, 61) die Ausführung einer Funktionsoperation an den digitalen Daten entsprechend den Schlüsseldaten aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fehlerkorrektur- und/oder Fehlerdetektionsprozess aus einem ersten Codierungsprozess (42) und einem zweiten Codierungsprozess (44) zusammengesetzt ist, wobei das Verfahren die Schritte eines Ausführens der Datenumwandlung (43) nach dem ersten Codierungsprozess (42), Senden der resultierenden Daten zum zweiten Codierungsprozess (44) und Übertragen wenigsten von durch den zweiten Codierungsprozess (44) erhaltenen Paritätsdaten aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fehlerkorrektur- und/oder Detektionsprozess aus einem ersten Codierungsprozess (52) und einem zweiten Codierungsprozess (54) zusammengesetzt ist, wobei das Verfahren die Schritte eines Ausführens der Datenumwandlung (61) nach dem ersten Codierungsprozess (52), Senden der resultierenden Daten zum zweiten Codierungsprozess (54), Zurückbringen (56) von durch den zweiten Codierungsprozess (54) erhaltenen Paritätsdaten zum ersten Codierungsprozess (52) und Übertragen von Informationsdaten und der durch den ersten Codierungsprozess erhaltenen Paritätsdaten aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsprozess einen Faltungscode verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsprozess einen Produktcode verwendet.
10. Gerät zur Aufzeichnung digitaler Daten, an denen ein Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsprozess ausgeführt worden ist, auf einem Aufzeichnungsmedium (20), wobei das Gerät aufweist:
eine Einrichtung zur Eingabe von Schlüsseldaten,
eine Umwandlungseinrichtung (14, 43, 61) zur Umwandlung digitaler Daten in verschlüsselte Daten entsprechend den Schlüsseldaten,
eine Erzeugungseinrichtung (15) zur Erzeugung von Paritätsdaten auf der Basis der verschlüsselten Daten, und
eine Mischereinrichtung (16) zum Mischen der Paritätsdaten mit einem Datenkörper zur Aufzeichnung,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Datenkörpers aus einem nicht umgewandelten Abschnitt der digitalen Daten zusammengesetzt ist.
11. Aufzeichnungsmedium, auf dem ein Signal aufgezeichnet ist, das von einem Wiedergabegerät gelesen werden kann, wobei das aufgezeichnete Signal einen Datenkörper und Paritätsdaten aufweist, die durch Umwandlung (14, 43, 61) digitaler Daten, an denen ein Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsprozess entsprechend Schlüsseldaten ausgeführt worden ist, um verschlüsselte Daten zu erzeugen, und Erzeugen (15) von Paritätsdaten auf der Basis der verschlüsselten Daten erhalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Datenkörpers aus einem nicht umgewandelten Abschnitt der digitalen Daten zusammengesetzt ist.
12. Gerät zur Wiedergabe von auf einem Aufzeichnungsmedium (20) aufgezeichneten Daten, an denen ein Fehlerkorrektur- und/oder -detektionscodierungsprozess ausgeführt worden ist, wobei das Gerät aufweist:
eine Einrichtung (19) zum Lesen vom Aufzeichnungsmedium (20) als Erstes Paritätsdaten, die durch Ausführung einer Datenumwandlung (14) an beim Fehlerkorrektur- und/oder - detektionscodierungsprozess behandelten Informationsdaten entsprechend einer Schlüsselinformation, und als Zweites Informationsdaten, die wenigsten teilweise aus nicht umgewandelten der Informationsdaten zusammengesetzt sind,
eine Einrichtung (29) zur Eingabe einer Verschlüsselungsschlüsselinformation, welche die Informationsdaten anzeigt, an denen die Datenumwandlung ausgeführt wird, wenn ein Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsdecodierungsprozess für den Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsdecodierungsprozess ausgeführt wird, und
eine Fehlerkorrektur- und/oder - detektionsdecodierungseinrichtung (24) zur Ausführung eines Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsdecodierungsprozesses für den Fehlerkorrektur- und/oder - detektionsdecodierungsprozess und Ausführung einer Datenumwandlung an einer Dateninformation entsprechend der Verschlüsselungsschlüsselinformation aus der Eingabeeinrichtung (29).
13. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsdecodierungseinrichtung (24) eine Einrichtung (25) zum Separieren der gelesenen Daten in die Informationsdaten und die Paritätsdaten, eine Umwandlungseinrichtung (26) zur Ausführung einer Datenumwandlung an den separierten Informationsdaten entsprechend der Verschlüsselungsschlüsselinformation, eine Decodierungseinrichtung (27) zur Ausführung eines Decodierungsprozesses an den umgewandelten Informationsdaten und den separierten Paritätsdaten, und eine Rückumwandlungseinrichtung (28) zur Ausführung einer Datenumwandlung der decodierten Informationsdaten, die umgekehrt zur Datenumwandlung entsprechend der Verschlüsselungsschlüsselinformation ist, aufweist.
14. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Fehlerkorrektur- und/oder -detektionsdecodierungseinrichtung eine Einrichtung (93) zum Separieren der gelesenen Daten in Informationsdaten und Paritätsdaten, eine Umwandlungseinrichtung (94) zur Ausführung einer Datenumwandlung in Bezug auf die separierten Informationsdaten entsprechend der Verschlüsselungsschlüsselinformation, eine Decodierungseinrichtung (95) zur Ausführung eines Detecodierungsprozesses an den umgewandelten Informationsdaten und den separierten Paritätsdaten, und eine Einrichtung (98) zum Modifizieren der decodierten Informationsdaten mit den separierten Informationsdaten aufweist.
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