JP3999527B2

JP3999527B2 - Computer network authentication method and data distribution method

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Publication number: JP3999527B2
Application number: JP2002038928A
Authority: JP
Inventors: ▲隆▼之齊藤; 雅晴高野
Original assignee: BITMEDIA INC.
Current assignee: BITMEDIA INC.
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003244136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはコンピュータネットワークでの認証方法に関し、特に、複数のノード間で認証機能を分散する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットを代表とする情報通信ネットワーク又はコンピュータネットワークの環境下において、ブロードバンド化の推進により、主として動画（映像）や音声のコンテンツ情報の伝送を容易に行なうことが可能になりつつある。ブロードバンド化のネットワーク環境としては、例えばＡＤＳＬ（asymmetric digital subscriber line）伝送方式やＣＡＴＶ（cable television）ネットワークを利用した有線通信方式以外に、携帯電話などの無線通信方式（移動体通信方式）によるネットワーク環境も含まれる。
【０００３】
ところで、インターネットに接続されるユーザ端末としては、パーソナルコンピュータ、ディジタル情報機器、携帯電話（ＰＨＳも含む）、あるいは無線通信機能を有する携帯型情報端末（ＰＤＡ：personal digital assistant）等が含まれる。ブロードバンド化のネットワーク環境下では、これらのユーザ端末により、例えばストリームデータを受信して、ユーザの違和感を伴なうことなく、動画や音声のコンテンツ情報を再生することが可能となる。
【０００４】
従来では、インターネットによる情報サービスや、個人間の情報交換では、文字情報や静止画像が主体であり、動画や音声などのストリームデータの通信は限定されたものであった。従って、今後、ブロードバンド化のネットワーク環境の普及に伴なって、ストリーム配信サービス事業などのビジネス分野だけでなく、ユーザ間で個人的情報を交換するプライベートの分野でも、ストリームデータの配信が容易になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、コンピュータネットワーク環境下においては、例えば動画や音声等のストリームデータの配信を行なうストリーム配信サービス事業などのビジネス分野や、個人的情報を交換するプライベートの分野でも、正当なデータの送受信先を特定するための認証機能が必要不可欠である。
【０００６】
従来から、コンピュータネットワークでの認証機能を実現するための各種の方式が開発または提案されている。従来の認証方式は、例えばプロバイダやサービス事業者等が運営するサーバの管理下で機能することが一般的である。例えば、インターネット上において、仲介サーバにより、ユーザ端末間でのファイル交換を仲介するための情報サービスが実現されている。この場合、各ユーザ端末の認証処理は、仲介サーバにより実行されている。
【０００７】
一方、近年では、例えば動画や音声等のストリームデータの配信を行なうストリーム配信サービス事業では、サーバに対する過大負荷が問題になっている。この問題の解決策として、サーバの機能を分散させる技術が注目されている。具体的には、例えばメインサーバと中継サーバとからなるストリームデータの分散配信方式などが提案されている。しかしながら、認証機能は特定のサーバなどによる集中方式が一般的である。即ち、コンピュータネットワーク環境下では、有効な認証機能を含むデータ分散配信方式は、現時点では実現されていない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、インターネットなどのコンピュータネットワーク環境において、有効な認証機能を含むデータ分散配信方式を実現できる認証方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の観点は、例えばインターネットのコンピュータネットワーク環境下において、特定のサーバを使用することなく、複数のユーザ端末間で例えばストリームデータなどを分散配信できるデータ分散配信方式に適用できる有効な認証方法に関する。
【００１０】
本発明の観点による認証方法は、コンピュータネットワーク上に接続された複数のノード間の認証機能を実現し、暗号化鍵データと復号化鍵データとを組として使用する公開鍵暗号方式を利用する認証方法であって、
各ノードは、データを送信する上流ノード、データを受信する下流ノード、または下流ノードであって、更に上流ノードとしても機能する中継ノードのいずれかとして動作するように構成されて、
復号化鍵データを上流ノードに対して提供し、暗号化鍵データを使用して正当な下流ノードを識別するノード識別情報を含む認証用情報を暗号化した接続認証用鍵データを下流ノードまたは中継ノードに対して提供するための鍵データ提供手段を有し、
下流ノードは、鍵データ提供手段から所定の手順で取得した接続認証用鍵データを接続要求対象の上流ノードに送信するステップと、上流ノードは、鍵データ提供手段から取得した復号化鍵データを使用して下流ノードから受信した接続認証用鍵データを復号化し、当該復号化された接続認証用鍵データに含まれる認証用情報を使用して当該下流ノードに対する認証処理を実行するステップと、中継ノードは、下流ノードとして他の上流ノードから取得した復号化鍵データを使用して他の下流ノードからの接続認証用鍵データを復号化し、当該復号化された接続認証用鍵データに含まれる認証用情報を使用して当該他の下流ノードに対する認証処理を実行するステップとから構成される。
【００１１】
このような構成の認証方法であれば、公開鍵暗号方式を利用した複数のノード間の接続に関する認証機能を、各ノードに分散させることができる。従って、各ノード間で、例えばストリームデータの分散配信を実現するときに、当該データ分散配信に適用する認証機能も分散できる。具体的には、ユーザ端末である上流ノードを配信源として、中継ノード及び下流ノードに対してストリームデータが分散配信される場合に、当該上流ノードから中継ノードを介して、復号化鍵データを分散配信することができる。また、中継ノードは、相対的な上流ノード（最上流ノード又は中継ノード）から取得した復号化鍵データを使用して、接続要求している下流ノードに対する認証処理を実行できる。従って、特定のサーバが集中的に認証処理を実行する方式ではなく、認証機能も分散できるデータ分散配信方式を実現することができる。
【００１２】
なお、鍵データ提供手段は、通常では、例えばサービス業者が運営する鍵配付サーバに相当する。当該サービス業者は、配信源となる上流ノードを操作するユーザとの契約に基づいて、復号化鍵データ及び接続認証用鍵データを配付する。ここで、鍵データ提供手段は、サーバではなく、特定のサービス業者が取り扱う記憶媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭ）でもよい。具体的には、復号化鍵データまたは接続認証用鍵データが格納された記憶媒体を、各ノードを操作するユーザが特定のサービス業者から提供される仕組みでもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（システムの基本的構成）
図２は、本実施形態に関するストリーム分散配信システムの概念を示す図である。
【００１５】
本システムは、特にブロードバンドのインターネット等のコンピュータネットワーク環境を想定し、当該ネットワークに接続された複数のノード１０により、例えばストリームデータを分散配信する構成である。ここで、ストリームデータとは、動画（映像）や音声等のコンテンツ情報を含む連続的ディジタルデータを意味する。
【００１６】
また、ノード１０とは、ネットワークに接続した装置（デバイス）の総称であり、いわゆるユーザ端末（クライアント）、サーバ、ルータ等の中継装置、データ（パケット）交換装置等を意味する。ユーザ端末としては、具体的には、パーソナルコンピュータ、ディジタル情報機器、携帯電話（ＰＨＳも含む）、あるいは無線通信機能を有する携帯型情報端末（ＰＤＡ）等のデバイスを意味する。また、ユーザ端末としては、前記のデバイス単体だけでなく、ルータや無線ＬＡＮ（local area network）により構成されるシステムを意味する場合もある。
【００１７】
本システムでは、例えば配信源となる上流ノード１０（Ａ）は、相対的に下流ノードとなるノード１０（Ｂ）にストリームデータを送出する。ノード１０（Ｂ）は、他の下流ノード１０に対して相対的に上流ノードとして動作し、受信したストリームデータを再生（視聴）すると共に、他の下流ノード１０に中継する。この場合、ノード１０（Ｂ）は、許容負荷が許せば、複数の下流ノード１０に対してストリームデータを中継する。
【００１８】
要するに、本システムは、インターネット上に接続された各ノード１０が上流ノードまたは下流ノードとして動作し、上流ノードから下流ノードへと例えばストリームデータの中継を実行する。このようなシステムにより、高性能のデータ配信用サーバを要することなく、例えば低コストのパーソナルコンピュータなどにより、データ分散配信機能を実現することができる。ここで、上流ノードとは、自ノードに対して上流であり、ストリームデータの送出元ノード（配信源ノード）または中継ノードである。また、下流ノードとは、自ノードから見てストリームデータの送出先ノードである。下流ノードは、ストリームデータを受信する受信ノード、または更に下流ノードに対して送出する中継ノードとして機能することができる。
【００１９】
図３は、本システムの具体的構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
本システムの具体的想定としては、多数のユーザ端末であるノード１０や、後述するサーバ２０（ノードの一種）がインターネット１００に接続されて、インターネット１００を介して、ストリーム分散配信系に参加したユーザ端末に対してストリームが配信される構成である。
【００２１】
各ノード１０は、例えばＡＤＳＬ伝送方式やＣＡＴＶネットワーク、または携帯電話などの移動体通信方式（無線通信方式）を使用して、常時接続型の高速回線によりインターネットに接続される環境を想定している。
【００２２】
あるノード１０は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１とルータ１２とを有するユーザ端末である。これらのノード１０は、インターネット１００を介して受信したストリームを、例えばＰＣ１１のディスプレイ上に再生し、かつ他の下流ノード１０へ中継する。また、あるノード１０は、例えばＰＣ１１とディジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）１３とを有する。このノード１０は上流ノードとして、ＤＶＣ１３により撮影した映像（音声を含む）からなるストリームを、ＰＣ１１にセットされたソフトウェア（同実施形態のメイン構成要素）により送出するユーザ端末である。
【００２３】
（ノードの構成）
サーバ２０を除く各ノード１０に関して、図３を参照して、同実施形態のユーザ端末として動作するノード１０の構成を説明する。
【００２４】
同実施形態のノード１０は、コンピュータ（マイクロプロセッサ）と、当該コンピュータにセットされるソフトウェアとから構成される。ここで、各ノード１０は、全て同一のソフトウェア構成を有し、ストリームの送出、受信、中継、再生、及び認証の各機能を実現する。なお、同実施形態のソフトウェア構成は、特定のＯＳ（operating system）には依存しない仕様である。
【００２５】
本ソフトウェア構成は、主として、メッセージ（制御情報）を交換することにより、各ノード１０間の論理的な接続関係であるネットワーク接続形態（トポロジ：topology）を構成する機能を実現する機能部、ストリームデータの送出（中継を含む）、受信、再生の各機能を実現する機能部、ユーザとの入出力インターフェースであるＧＵＩ（graphical user interface）機能を実現する機能部、及び認証機能部を有する。
【００２６】
同実施形態では、サーバ２０は、各ノード１０の認証処理に必要な鍵データをを配布するために、例えばサービス提供業者が運営する鍵配付サーバを想定する。サーバ２０は、後述するように、公開鍵暗号方式による鍵データを提供する。各ノード１０は、サーバ２０から提供された鍵データを使用して、接続要求を行なう下流ノードの認証処理を実行する。
【００２７】
（認証方法）
以下図１、及び図４から図８のフローチャートを参照して、同実施形態の認証方法を説明する。
【００２８】
同実施形態では、図１に示すように、インターネット上に接続された各ノード１０の中で、データ配信源ノードとして最上流に位置する上流ノード１０Ａを想定する。当該上流ノード１０Ａは、例えば動画又は音声等のコンテンツ情報を含むデータ（ストリームデータ）３００を配信する。
【００２９】
ノード１０Ｂは、当該上流（配信源）ノード１０Ａに接続して、データ３００を受信する下流ノードとして機能し、かつ上流ノードとしても機能する中継ノードである。当該中継ノード１０Ｂは、上流ノード１０Ａから受信したデータ（ストリームデータ）３００を、配信を要求している下流ノード１０Ｃに送信する中継処理を実行する。ここでは、下流ノード１０Ｃは、配信されたデータを受信して再生する処理を実行するだけで、中継ノードとしては機能しないものと想定する。
【００３０】
鍵配付サーバ２０は、前述したように、例えばサービス提供業者が運営するサーバを想定する。ここでは、当該サービス提供業者は、上流（配信源）ノード１０Ａを操作するユーザとの契約に基づいて、当該コンテンツ情報（ＩＤ情報により識別される）の分散配信に伴なう各ノードの認証処理に必要な各種の鍵データを提供する。なお、当該サーバ２０の鍵配付機能は、ユーザが操作するノードに設定されるサーバ機能により実現される構成でもよい。
【００３１】
（公開鍵の発行手順）
同実施形態の認証方法は、公開鍵暗号方式の鍵データを使用する認証機能を実現している。以下図１と共に、図４及び図５のフローチャートを参照して、サーバ２０の鍵データの発行手順を説明する。
【００３２】
まず、上流（配信源）ノード１０Ａは、データ３００の配信を行なう前に、配信先として正当な下流ノードを認証するための鍵データの発行をサーバ２０に要求する。具体的には、図４（Ａ）に示すように、上流ノード１０Ａは、鍵発行要求メッセージ（ＰＲ）をサーバ２０に送信する（ステップＳ１）。ここで、当該メッセージ（ＰＲ）には、例えば配信するコンテンツ情報を識別するためのＩＤ情報（コンテンツＩＤ）と、配信源ノード１０Ａを識別するためのパスワードとを含む。
【００３３】
一方、サーバ２０は、同図（Ｂ）に示すように、配信源ノード１０Ａから鍵発行要求メッセージ（ＰＲ）を受信すると、当該メッセージ（ＰＲ）に含まれるパスワードに基づいて、予めなされた契約による正当な上流ノードであるか否かを認証する。サーバ２０は、正当な上流ノードであると認定すると、公開鍵暗号方式における公開鍵データ（Ｋｐ）と秘密鍵データ（Ｋｓ）とをペアとする鍵データを生成する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。即ち、サーバ２０は、メッセージ（ＰＲ）に含まれるコンテンツＩＤに対応する公開鍵データ（Ｋｐ）と秘密鍵データ（Ｋｓ）とを生成する。
【００３４】
サーバ２０は、生成した秘密鍵データ（Ｋｓ）をコンテンツＩＤに関連付けして、秘密鍵データベース２００に登録する（ステップＳ１４）。また、サーバ２０は、生成した公開鍵データ（Ｋｐ）を含む応答メッセージを、配信源ノード１０Ａに返信する（ステップＳ１３）。
【００３５】
配信源ノード１０Ａは、サーバ２０から応答メッセージを受信すると、当該メッセージに含まれる公開鍵データ（Ｋｐ）を、コンテンツＩＤに関連付けして内部の記憶装置（例えばディスクドライブ）に保存する（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００３６】
以上のようにして、配信源ノード１０Ａは、ストリームデータなどのデータ３００の配信を行なう前に、認証処理に必要な公開鍵データ（Ｋｐ）をサーバ２０から取得することができる。配信源ノード１０Ａは、当該公開鍵データ（Ｋｐ）を使用して、後述するように、自ノードに対して接続要求をしてきたノードが正当なノードであるか否かを判定する認証処理を実行する。ここで、正当であると認証されるノードとは、例えばデータ配信を受けるための料金決済に伴なって、サーバ２０から接続認証用鍵データ（Ｔ）を取得したノードである。
【００３７】
ここで、後述するように、接続認証用鍵データ（Ｔ）は、秘密鍵データ（Ｋｓ）により暗号化された鍵データである。一方、公開鍵データ（Ｋｐ）は、当該接続認証用鍵データ（Ｔ）を復号化するための鍵データである。従って、秘密鍵データ（Ｋｓ）は、暗号化鍵データに相当する。また、公開鍵データ（Ｋｐ）は、復号化鍵データに相当する。
【００３８】
（接続鍵の発行手順）
下流ノード１０Ｂは、配信源ノード１０Ａに接続要求して、例えばストリームデータなどのデータ配信サービスを受ける。下流ノード１０Ｂは、配信源ノード１０Ａに接続するための接続鍵の発行をサーバ２０に要求する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、下流ノード１０Ｂは、接続鍵の発行要求メッセージ（ＩＲ）をサーバ２０に送信する（ステップ２１）。ここで、当該メッセージ（ＩＲ）には、例えば配信するコンテンツ情報を識別するためのコンテンツＩＤ（Ｇ）と、当該ノード１０Ｂを識別するためのノード識別情報（Ｈ）を含む。ノード識別情報（Ｈ）は、例えばノード１０Ｂに使用されているネットワークのＭＡＣアドレスや、マイクロプロセッサのシリアル番号等のハードウェアの識別番号である。
【００３９】
一方、サーバ２０は、同図（Ｂ）に示すように、ノード１０Ｂから発行要求メッセージ（ＩＲ）を受信すると、ストリームデータの配信サービスを受けるための料金の決済処理を実行する（ステップＳ３１，Ｓ３２）。この決済処理では、サーバ２０は、例えば料金をノード１０Ｂ側の表示画面上に表示し、またクレジットカード番号の入力を促す。ノード１０Ｂからクレジットカード番号が入力されると、サーバ２０は、当該クレジットカードから料金を引き落とすための所定の決済処理を実行する。
【００４０】
ここで、サーバ２０を運営する当該サービス提供業者は、上流（配信源）ノード１０Ａを操作するユーザとの契約に基づいて、当該コンテンツ情報（ＩＤ情報により識別される）の分散配信に伴なう認証処理に必要な鍵データを提供するための料金の決済処理を実行する。要するに、サーバ２０は、認証処理に必要な鍵データの保管や、取り扱いに関して、上流（配信源）ノード１０Ａを操作するユーザとの契約に基づいて一種の代行業務を行なうことになる。
【００４１】
次に、サーバ２０は、秘密鍵データベース２００から、コンテンツＩＤ（Ｇ）に対応する秘密鍵データ（Ｋｓ）を取り出す（ステップＳ３３）。サーバ２０は、取り出した秘密鍵データ（Ｋｓ）を使用して、コンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）とを暗号化した接続認証用鍵データ（Ｔ）を生成する（ステップＳ３４）。サーバ２０は、生成した接続認証用鍵データ（Ｔ）を含む応答メッセージを、下流ノード１０Ｂに返信する（ステップＳ３５）。即ち、サーバ２０は、秘密鍵データ（Ｋｓ）を暗号化鍵データとして保管している。
【００４２】
下流ノード１０Ｂは、サーバ２０から応答メッセージを受信すると、当該メッセージに含まれる接続認証用鍵データ（Ｔ）を内部の記憶装置（例えばディスクドライブ）に保存する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。
【００４３】
以上のようにして、下流ノード１０Ｂは、ストリームデータの配信サービスを受けるために、料金の決済処理に伴なって、接続認証用鍵データ（Ｔ）をサーバ２０から取得することができる。サーバ２０は、配信源ノード１０Ａのユーザに対して、契約に基づいた料金を決済する。具体的には、例えばサーバ２０を運営する業者は、ノード１０Ｂのエンドユーザが支払う料金から所定の手数料を差し引いて、配信源ノード１０Ａのユーザの口座に振り込むような処理を実行する。ここで、配信源ノード１０Ａのユーザとは、例えばコンテンツ情報の所有者や、コンテンツ配信サービス事業者などに相当する。
【００４４】
（接続鍵による認証手順）
下流ノード１０Ｂは、図６（Ａ）に示すように、配信源ノード１０Ａに対して、ストリームデータの配信を受けるための接続要求メッセージ（ＣＲ）を送信して、当該データ配信を要求する（ステップＳ４１）。下流ノード１０Ｂは、接続要求メッセージ（ＣＲ）には、接続認証用鍵データ（Ｔ）、ストリームコンテンツを識別するためのコンテンツＩＤ（Ｇ）、及び当該ノード１０Ｂを識別するためのノード識別情報（Ｈ）を含ませる（ステップＳ４２）。ここで、接続認証用鍵データ（Ｔ）は、前述したように、サーバ２０が保管する秘密鍵データ（Ｋｓ）により暗号化されたデータである。一方、コンテンツＩＤ（Ｇ）及びノード識別情報（Ｈ）は、暗号化されていない平文データである。
【００４５】
一方、上流ノードである配信源ノード１０Ａは、同図（Ｂ）に示すように、下流ノード１０Ｂから接続要求メッセージ（ＣＲ）を受信すると、内部記憶装置からコンテンツＩＤ（Ｇ）に対応する公開鍵データ（Ｋｐ）を取り出す（ステップＳ５１，Ｓ５２）。配信源ノード１０Ａは、取り出した公開鍵データ（Ｋｐ）を使用して、接続認証用鍵データ（Ｔ）を復号化してコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）とを復元する（ステップＳ５３）。即ち、サーバ２０は、公開鍵データ（Ｋｐ）を復号化鍵データとして提供する。
【００４６】
次に、配信源ノード１０Ａは、接続認証用鍵データ（Ｔ）から復元したコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）のそれぞれと、下流ノード１０Ｂから平文データとして受信したコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）とのそれぞれとを照合する（ステップＳ５４）。この照合処理の結果に従って、配信源ノード１０Ａは、一致すれば認証成功として、接続要求してきた下流ノード１０Ｂが正当なノード（対価を支払ったユーザ）であると判定する（ステップＳ５５のＹＥＳ）。認証成功の場合には、配信源ノード１０Ａは、所定のストリームデータを、接続要求してきた下流ノード１０Ｂに対して送出（提供）する。
【００４７】
下流ノード１０Ｂは、認証された場合、即ち接続要求が受理された場合には、配信源ノード１０Ａから送出されるストリームデータを受信し、表示画面上で再生するなどの処理を実行する（ステップＳ４３のＹＥＳ）。
【００４８】
一方、認証失敗の場合には、配信源ノード１０Ａは、当該認証失敗を通知するためのメッセージを下流ノード１０Ｂに返信する（ステップＳ５５のＮＯ，Ｓ５６）。下流ノード１０Ｂは、接続要求が受理されないため、処理終了となる（ステップＳ４３のＮＯ）。この場合には、不正な接続認証用鍵データが使用されているか、あるいは認証処理に誤りなどが発生している可能性がある。このため、下流ノード１０Ｂは、前述の処理を再実行するか、またはサーバ２０から接続認証用鍵データの再取得処理を実行することになる。
【００４９】
以上のようにして、配信源ノード１０Ａは、予めサーバ２０から取得した公開鍵データ（Ｋｐ）を使用して、データ配信サービスを要求してきた下流ノード１０Ｂが正当なユーザであるか否かを認証する。下流ノード１０Ｂが料金決済に伴なって発行された接続認証用鍵データ（Ｔ）を取得していれば、正当なノードであると認証されて、所望のコンテンツ情報（ここでは、ストリームデータ）の提供を受けることができる。
【００５０】
（中継処理の手順）
同実施形態では、ネットワーク接続された各ノード１０（１０Ａ，１０Ｂも含む）は、他の上流ノードから受信したデータ（ストリームデータ）を、他の下流ノードに中継する機能を有する。従って、図１に示すように、配信源ノード１０Ａからデータ配信サービスを提供された下流ノード（中継ノード）１０Ｂは、上流ノードとして他の下流ノード１０Ｃからの要求に応じて、受信したストリームデータを中継する。このようなデータ中継においても、同実施形態の認証機能により、送出先のノード１０Ｃが正当なノードであるか否かを認証できる。以下、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
データ中継処理を実行する中継ノード１０Ｂは、配信源ノード１０Ａから公開鍵データ（Ｋｐ）の提供を受ける（ステップＳ６１）。中継ノード１０Ｂは、取得した公開鍵データ（Ｋｐ）を、コンテンツＩＤに関連付けして内部の記憶装置（例えばディスクドライブ）に保存する。
【００５２】
中継ノード１０Ｂは、下流ノード１０Ｃから接続要求メッセージ（ＣＲ）を受信すると、内部記憶装置から公開鍵データ（Ｋｐ）を取り出して、前述の認証処理を実行する（ステップＳ６３）。即ち、下流ノード１０Ｃは、ストリーム配信サービスを受けるために、料金の決済処理に伴なって、接続認証用鍵データ（Ｔ）をサーバ２０から事前に取得する。中継ノード１０Ｂは、取り出した公開鍵データ（Ｋｐ）を使用して、下流ノード１０Ｃから送信された接続認証用鍵データ（Ｔ）を復号化してコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）とを復元する。そして、中継ノード１０Ｂは、接続認証用鍵データ（Ｔ）から復元したコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）のそれぞれと、下流ノード１０Ｃから平文データとして受信したコンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）とのそれぞれとを照合する。
【００５３】
中継ノード１０Ｂは、照合処理の結果が一致すれば認証成功として、接続要求してきた下流ノード１０Ｃが正当なノード（対価を支払ったユーザ）であると判定する（ステップＳ６４のＹＥＳ）。認証が失敗した場合には、接続要求（ストリーム配信要求）が受理できないことを下流ノード１０Ｃに通知する（ステップＳ６４のＮＯ）。
【００５４】
ここで、正当なノードであると認証した下流ノード１０Ｃが中継ノードとして動作可能であれば、中継ノード１０Ｂは、前記の公開鍵データ（Ｋｐ）を提供する処理を実行してもよい（ステップＳ６５，Ｓ６６）。中継ノード１０Ｂは、認証成功の場合には、所定のストリームデータを、接続要求してきた下流ノード１０Ｃに対して送出（提供）する（ステップＳ６７）。
【００５５】
このようなストリーム中継処理により、配信源ノード１０Ａは、ストリーム配信を要求する全ての下流ノード１０に対してストリームデータを送出することなく、下流ノード（１０Ｂ）を中継ノードとして、間接的なストリーム配信機能を実現することができる。これにより、配信源ノード１０Ａのストリーム配信に伴なう負荷を大幅に軽減することができる。この場合、同実施形態の認証機能を利用することにより、中継ノード１０Ｂは、配信源ノード１０Ａと同様に、ストリーム配信サービスを要求する下流ノード１０Ｃが正当なノード（対価を支払ったユーザ）であるか否かを認証できる。
【００５６】
（鍵データの消去手順）
同実施形態では、配信源ノード１０Ａは、ストリーム配信を行なう前に、認証機能に必要な鍵データの発行をサーバ２０に要求して、公開鍵データ（Ｋｐ）を取得する。この鍵データ（Ｋｐ）は、秘密鍵データ（Ｋｓ）とペアであり、配信するストリームコンテンツ（ＩＤ情報により識別）に対応付けされたものである。従って、例えば当該ストリームコンテンツの配信を停止して、鍵データ（Ｋｐ，Ｋｓ）を無効にする場合には、例えば配信源ノード１０Ａからの要求に応じて、サーバ２０が発行した秘密鍵データ（Ｋｓ）を登録から消去し、結果として鍵データ（Ｋｐ，Ｋｓ）を無効にするための手順を用意することが必要である。以下、図８のフローチャートを参照して、鍵データの消去手順を説明する。
【００５７】
図８（Ａ）に示すように、ここでは、配信源ノード１０Ａは、鍵消去要求メッセージをサーバ２０に送信する（ステップＳ７１）。当該メッセージには、配信するストリームコンテンツを識別するためのコンテンツＩＤと、配信源ノード１０Ａからの要求であることを認証するためのパスワードとを含む。
【００５８】
一方、サーバ２０は、同図（Ｂ）に示すように、配信源ノード１０Ａから鍵消去要求メッセージを受信すると、予め登録しているコンテンツＩＤとパスワードとに基づいて、鍵消去要求元のノード１０Ａが正当なノードであるか否かを判定するための認証処理を実行する（ステップＳ８１，Ｓ８２）。認証が失敗した場合には、サーバ２０は、正当なノードではないと判定し、消去拒否メッセージを要求元のノード１０Ａに送信する（ステップＳ８３のＮＯ，Ｓ８４）。
【００５９】
認証が成功した場合には、サーバ２０は、秘密鍵データベース２００からコンテンツＩＤに対応する秘密鍵データ（Ｋｓ）を特定して、登録から消去する処理を実行する（ステップＳ８３のＹＥＳ，Ｓ８５）。サーバ２０は、消去処理が完了すると、消去完了メッセージを、配信源ノード１０Ａに返信する（ステップＳ８６）。
【００６０】
配信源ノード１０Ａは、サーバ２０から消去完了メッセージを受信すると、当該秘密鍵データ（Ｋｓ）に対応する公開鍵データ（Ｋｐ）を内部の記憶装置（例えばディスクドライブ）から消去してもよい（ステップＳ７２）。
【００６１】
以上のようにして、配信源ノード１０Ａは、所定のストリームコンテンツの配信サービスを停止して、鍵データ（Ｋｐ，Ｋｓ）を無効にする場合に、サーバ２０に対して発行した秘密鍵データ（Ｋｓ）を登録から消去させることができる。従って、配信源ノード１０Ａは、ストリームコンテンツに対応付けされた秘密鍵データ（Ｋｓ）と公開鍵データ（Ｋｐ）とのペアからなる鍵データ（Ｋｐ，Ｋｓ）を無効にすることができる。
【００６２】
（セキュリティに関する効果）
同実施形態の認証方法では、コンテンツＩＤ（Ｇ）及びノード識別情報（Ｈ）については、平文データであるため、第三者が容易に取得することができる。しかしながら、接続認証用鍵データ（Ｔ）は、サーバ２０により保管されている秘密鍵データ（暗号化鍵データ）（Ｋｓ）により暗号化されている。従って、第三者には、正当な接続認証用鍵データ（Ｔ）を作成することは困難である。換言すれば、同実施形態の認証方法は、秘密鍵データ（Ｋｓ）を保管するサーバ２０（特定のユーザ端末でもよい）のみが正当な接続認証用鍵データ（Ｔ）を発行することを保証できる。
【００６３】
また、公開鍵データ（Ｋｐ）と接続認証用鍵データ（Ｔ）は、ユーザ端末に保持されるため、第三者に漏洩する可能性がある。しかしながら、公開鍵暗号方式では、一般的に、公開鍵データ（Ｋｐ）と接続認証用鍵データ（Ｔ）との組み合わせから、秘密鍵データ（Ｋｓ）を算出することは困難である。この場合、有効な接続認証用鍵データ（Ｔ）の配付期間（又は時間）を制限することにより、仮に不正なユーザが接続認証用鍵データ（Ｔ）を偽造することを未然に防止することができる。
【００６４】
更に、正当な接続認証用鍵データ（Ｔ）は、コンテンツＩＤ（Ｇ）とノード識別情報（Ｈ）との正当な組み合わせにおいてのみ有効となる。従って、正当な下流ノードとは異なる下流ノードは、認証されず、データ配信を受けることはできない。また、正当な下流ノードであっても、該当するコンテンツ情報以外のコンテンツ情報の配信を受けることはできない。
【００６５】
（本実施形態を適用したビジネスモデル）
以下図９を参照して、本実施形態を適用したビジネスモデルの具体例を説明する。
【００６６】
同ビジネスモデルは、特に、ブロードバンド（広帯域で常時接続型）のインターネット上で、ディジタルコンテンツを多数のユーザに対して分散配信するサービス事業を想定する。
【００６７】
具体的には、電子チケットの配布サービスを運営する事業者（以下、ＴＳＰ：Ticket Service Provider）と、電子チケットに基づいてコンテンツを配信するサービスを行う事業者（以下、ＣＳＰ：Contents Service Provider）とによるコンテンツ配信サービスを想定する。ユーザ（要するに一般消費者）は、ＴＳＰから電子チケットを購入することにより、ＣＳＰから所望のコンテンツの配信を受けることができる。
【００６８】
ここで、電子チケットとは、本実施形態での接続認証用鍵データ（Ｔ）に相当する。また、当該モデルでは、電子チケットを認証するための認証マスターキー（以下マスタ鍵データと表記する）が使用される。このマスタ鍵データとは、本実施形態での復号化鍵データ（公開鍵データ）に相当する。
【００６９】
図９は、コンテンツ配信サービスを実現するための仕組みを示す。ここでは、電子チケットの配布を行うためのサーバ（以下、ＤＴＳ：Digital Ticket Server）９０、及び複数のノード９１〜９４がインターネット上に常時接続されている状態を想定する。上流ノードに相当するノード９１は、ＣＳＰが運営するコンテンツ配信ノード（以下、配信源ノード）である。中継ノード又は下流ノードに相当する各ノード９２〜９４は、一般ユーザが保有し、操作するパーソナルコンピュータ（ＰＤＡ等の携帯型情報端末も含む）である。また、ＤＴＳは、電子チケットの配布を行うＴＳＰにより運営されている。
【００７０】
配信源ノード９１は、ＤＴＳ９０から、コンテンツの配信に必要な認証情報として、マスタ鍵データ（Ｋｐ）の提供を受ける。また、ＣＳＰ（コンテンツ配信ノード９１）は、ＴＳＰ（ＤＴＳ９０）からコンテンツ配信の対価を受け取り、また逆にＴＳＰ（ＤＴＳ９０）に手数料を支払う。即ち、ＴＳＰは、ＣＳＰとユーザ（ノード９２〜９４）間での取引額から一部を手数料として徴収する。ユーザは、コンテンツ配信の対価として、電子チケット料をＴＳＰに支払う。
【００７１】
（電子チケット発行準備の手順）
発行準備の手順として、ＣＳＰ（配信源ノード９１）が、ユーザに配布したいコンテンツに関して、ＤＴＳ９０に対してマスタ鍵データ（Ｋｐ）の発行を要求する（プロセス９１Ａ）。この要求を受けて、ＤＴＳ９０の認証マスターキー発行機能部９００は、コンテンツ識別情報（ＣＩＤ：Contents ID。ユニークな番号等）と、暗号化鍵データ（Ｋｓ）と復号化鍵データ（Ｋｐ）との鍵ペア（公開鍵暗号方式における秘密鍵と公開鍵に相当）を生成し、これら３つのデータの組を鍵データベース９０３に登録する（プロセス９０Ａ）。ＤＴＳ９０は、復号化鍵データ（Ｋｐ）を、マスタ鍵データとしてＣＳＰ（配信源ノード９１）に返信する（プロセス９１Ｂ）。
【００７２】
ここで、ＴＳＰ（ＤＴＳ９０）は、この鍵データベース９０３への登録とマスタ鍵データ（Ｋｐ）の返信に伴なって、ＣＳＰ（配信源ノード９１）に対して手数料を請求する。具体的には、ＤＴＳ９０に接続された課金・決済システム９０２との連携により、ＣＳＰの銀行口座からの引き落とし手続きなどのオンライン決済処理が実行される。即ち、プロセス９０Ｃは、マスタ鍵データ（Ｋｐ）の発行に伴なう料金課金処理である。
【００７３】
以上のような準備が完了すると、ＣＳＰ（配信源ノード９１）は、インターネット上において、ＷＷＷのホームページ（Ｗｅｂページ）や電子メール、または雑誌などの紙媒体を介して、一般ユーザに対して当該コンテンツの配信サービスについての広告宣伝等を行なうことになる。このとき、通常では、当該コンテンツを特定するためのＣＩＤを掲示することになる。
【００７４】
（電子チケット発行の手順）
次に、コンテンツ配信サービスに伴なう電子チケットの発行手順を説明する。
【００７５】
ここでは、当該コンテンツの配信を受けたいユーザが操作する各ノード９２〜９４において、便宜的に、ノード９２を中継ノードと呼び、これ以外の各ノード９３，９４をユーザノードと呼ぶ。中継ノード９２は、ユーザノードとして機能すると共に、配信源ノード９１からのコンテンツを各ユーザノード９３，９４に中継する機能を有する。
【００７６】
当該コンテンツの配信を受けたいユーザ（中継ノード９２及びユーザノード９３，９４）はそれぞれ、通常では、ＣＳＰ（配信源ノード９１）の広告宣伝（Ｗｅｂページ等）から当該ＣＩＤを取得する。ユーザ（ノード９２〜９４）はそれぞれ、ＣＩＤとユーザの識別情報ＵＩＤとを含めた電子チケット発行要求をＤＴＳ９０に送信する（プロセス９２Ｄ，９３Ｂ，９４Ａ）。ＵＩＤは、いわばノード識別情報であり、具体的には例えばユーザが使用しているパーソナルコンピュータのハードウェア識別情報等である。これらのＣＩＤとＵＩＤとの組み合わせ情報は、当該ユーザが当該コンテンツの配信を受けることを特定できる認証用情報である。
【００７７】
ＤＴＳ９０の電子チケット発行機能部９０１は、当該電子チケット発行要求を受信すると、鍵データベース９０３からＣＩＤに対応した暗号化鍵データ（Ｋｓ）を取り出す（プロセス９０Ｂ）。そして、電子チケット発行機能部９０１は、この暗号化鍵データ（Ｋｓ）を使用して、前記ＣＩＤとＵＩＤとを含む認証用情報を暗号化する。この暗号化データを電子チケット（接続認証用鍵データＴ）として生成し、各ユーザ（ノード９２〜９４）のそれぞれに返信する（プロセス９２Ｅ，９３Ｃ，９４Ｃ）。
【００７８】
このような電子チケットの発行方法であれば、ユーザが電子チケット（Ｔ）を不正に生成（偽造）することは困難である。即ち、電子チケット（Ｔ）を生成するために必要な暗号化鍵データ（秘密鍵データＫｓ）は、ＤＴＳ９０の内部にのみ存在し、秘匿されているためである。
【００７９】
また、電子チケット（Ｔ）は、ユーザ固有の情報であるＵＩＤを含めて暗号化されたデータである。従って、同一のコンテンツ（ＣＩＤ）に対応するチケットでありながら、ユーザ（即ち、ノード）ごとに異なるデータ（ビット列）から構成されている。このため、他のユーザが、不正に電子チケットを盗用して、別のパーソナルコンピュータ（ノード）を使用して、当該コンテンツを要求しても、その接続認証の過程で盗用された電子チケットを検出することが可能である。
【００８０】
電子チケットの発行に関して、ＴＳＰ（配信源ノード９１）は、ユーザに対して、電子チケットの発行（即ち、コンテンツの配信）の対価を請求する。具体的には、ＤＴＳ９０に接続された課金・決済システム９０２との連携により、発行に伴なう前記手数料分を差し引いた額をＣＳＰの銀行口座に入金するといったオンライン決済処理が実行される（料金課金のプロセス９０Ｄ）。この場合、課金・決済システム９０２は、通常では、電子チケットの発行要求の受付時に、入力されたユーザのクレジットカード番号で決済することになる。
【００８１】
（コンテンツ配信の手順）
以上のようにして、ＣＳＰ（配信源ノード９１）はマスタ鍵データ（Ｋｐ）を取得し、また各ユーザ（ノード９２〜９４）はそれぞれ電子チケット（Ｔ）を取得する。このような状況を前提として、コンテンツ分散配信の手順を説明する。
【００８２】
ここでは、便宜的に、中継ノードとしても機能するユーザノード９２が、配信源ノード９１に対してコンテンツ（Ｃ）の配信要求を実行する（プロセス９２Ｃ）。このとき、中継ノード９２は、電子チケット（Ｔ）、及び平文のＣＩＤとＵＩＤとを含む認証用情報を送信する。
【００８３】
ＣＳＰ（配信源ノード９１）は、受信した電子チケット（Ｔ）をマスタ鍵データ（Ｋｐ）で復号化し、認証用情報であるＣＩＤとＵＩＤとを取り出す。そして、配信源ノード９１は、復号化した認証用情報と、平文の認証用情報（ＣＩＤとＵＩＤ）とを照合し、照合結果が一致すれば、当該中継ノード９２を正当なユーザノードであると認定する。換言すれば、当該ユーザからの電子チケット（Ｔ）は、ＤＴＳ９０から正規の手順で取得した正当なものであると認定する。
【００８４】
このような認証処理により、正当なユーザノード（中継ノード９２）に対して、当該電子チケット（Ｔ）に対応するコンテンツ（Ｃ）を送信する（プロセス９１Ｄ）。ここで、ＣＳＰ（配信源ノード９１）は、認証が成功したユーザノードからマスタ鍵データ（Ｋｐ）を要求されたときには、コンテンツ（Ｃ）と共にマスタ鍵データ（Ｋｐ）を提供してもよい（プロセス９１Ｃ）。
【００８５】
要するに、中継ノードとして機能するユーザノード９２は、受信したコンテンツ（Ｃ）を自身が利用すると共に、他のユーザノード９３，９４に対して、当該コンテンツ（Ｃ）をＣＳＰに代わって配信（中継）する（プロセス９２Ｂ，９２Ｆ）。このとき、前記のように、中継ノード９２は、マスタ鍵データ（Ｋｐ）を取得することにより、ＣＳＰ（配信源ノード９１）と同様に、他のユーザノード９３，９４を認証できる権限（いわば論理的権限）を備えることになる。具体的には、中継ノード９２は、コンテンツ配信を要求する他のユーザノード９３，９４から電子チケット（Ｔ）を受信すると、前記と同様の認証処理を実行する（プロセス９３Ａ，９４Ｂ）。
【００８６】
更に、中継ノード９２は、コンテンツの中継と共に、要求されたユーザノード９３，９４に対して、マスタ鍵データ（Ｋｐ）を中継する（９２Ａ，９２Ｇ）。従って、各ユーザノード９３，９４は、単にコンテンツを利用するユーザとしてだけでなく、中継ノードとして機能することができる。
【００８７】
以上のように、電子チケットの発行に基づいて、コンテンツを配信するコンテンツ配信サービスの仕組みを実現することができる。この仕組みは、配信源ノード９１から複数のユーザノード９２〜９４に対してコンテンツを配信するだけでなく、多数のユーザノードが相互に連携して、コンテンツの分散配信を実現できる。また、コンテンツ配信に伴なう認証機能を各ユーザノードに分散させることにより、認証処理に関するアクセス処理の集中化を回避することが可能となる。
【００８８】
従って、結果的に配信源ノード９１を頂点とするコンテンツ配信ツリーを形成し、スケーラブルに限界なく成長させることができる。これにより、各ノードには高い性能が要求されずに、多数のユーザノードに対してコンテンツ配信を行なうサービスを実現できる。また、当該分散配信サービスは、単なるファイル等のコンテンツ配信だけでなく、ライブの音声・ビデオといったストリームデータの配信の場合にも有効である。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、インターネットなどのコンピュータネットワーク環境において、特定のサーバに負荷が集中することなく、公開鍵暗号方式を利用した複数のノード間の接続に関する認証機能を、各ノードに分散させることができる。従って、有効な認証機能を含むデータ分散配信方式を適用するビジネスモデルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関する認証方法を説明するための概念図。
【図２】同実施形態に関するストリーム分散配信システムの概念を示す図。
【図３】同実施形態に関するシステムの具体的構成の一例を示すブロック図。
【図４】同実施形態に関する公開鍵の発行手順を説明するためのフローチャート。
【図５】同実施形態に関する接続鍵の発行手順を説明するためのフローチャート。
【図６】同実施形態に関する接続鍵による認証手順を説明するためのフローチャート。
【図７】同実施形態に関するストリーム中継処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図８】同実施形態に関する鍵データの消去処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図９】同実施形態を適用したビジネスモデルを説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１０…ノード
１０Ａ…配信源ノード
１０Ｂ…下流ノード（中継ノード）
１０Ｃ…下流ノード
１１…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２…ルータ
１３…ディジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）
２０…サーバ
１００…インターネット
２００…秘密鍵データベース（ＤＢ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an authentication method in a computer network, and more particularly to a method for distributing an authentication function among a plurality of nodes.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the environment of an information communication network represented by the Internet or a computer network, it has become possible to easily transmit content information mainly of moving images (video) and audio by promoting broadbandization. Broadband network environments include, for example, network environments based on wireless communication systems (mobile communication systems) such as mobile phones, in addition to wired communication systems using ADSL (asymmetric digital subscriber line) transmission systems and CATV (cable television) networks. Is also included.
[0003]
By the way, as a user terminal connected to the Internet, a personal computer, a digital information device, a mobile phone (including PHS), or a portable information terminal (PDA: personal digital assistant) having a wireless communication function is included. Under a broadband network environment, these user terminals can receive, for example, stream data, and reproduce moving image or audio content information without causing the user to feel uncomfortable.
[0004]
Conventionally, text information and still images are mainly used for information services via the Internet and information exchange between individuals, and communication of stream data such as moving images and voices has been limited. Therefore, with the spread of broadband network environments in the future, distribution of stream data will be easier not only in business fields such as the stream distribution service business but also in private fields where personal information is exchanged between users. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in a computer network environment, for example, in a business field such as a stream distribution service business that distributes stream data such as video and audio, and in a private field where personal information is exchanged, a valid data transmission / reception destination An authentication function is essential to identify this.
[0006]
Conventionally, various methods for realizing an authentication function in a computer network have been developed or proposed. Conventional authentication methods generally function under the management of a server operated by, for example, a provider or a service provider. For example, on the Internet, an information service for mediating file exchange between user terminals is realized by a mediation server. In this case, the authentication process of each user terminal is executed by the mediation server.
[0007]
On the other hand, in recent years, for example, an overload on a server has become a problem in a stream distribution service business that distributes stream data such as video and audio. As a solution to this problem, attention has been paid to a technique for distributing server functions. Specifically, for example, a distributed distribution method of stream data including a main server and a relay server has been proposed. However, the authentication function is generally a centralized system using a specific server. That is, under a computer network environment, a data distribution and delivery method including an effective authentication function has not been realized at present.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an authentication method capable of realizing a distributed data distribution method including an effective authentication function in a computer network environment such as the Internet.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An aspect of the present invention relates to an effective authentication method that can be applied to a distributed data distribution method that can distribute, for example, stream data between a plurality of user terminals without using a specific server, for example, in a computer network environment of the Internet. .
[0010]
An authentication method according to an aspect of the present invention realizes an authentication function between a plurality of nodes connected on a computer network, and uses a public key cryptosystem that uses encryption key data and decryption key data as a pair. A method,
Each node is configured to operate as either an upstream node that transmits data, a downstream node that receives data, or a downstream node that also functions as an upstream node,
Providing the decryption key data to the upstream node and encrypting the authentication information including the node identification information for identifying the legitimate downstream node using the encryption key data. Having key data providing means for providing to the node;
The downstream node transmits the connection authentication key data acquired from the key data providing means in a predetermined procedure to the upstream node that is the connection request target, and the upstream node uses the decryption key data acquired from the key data providing means. A step of decrypting the connection authentication key data received from the downstream node and executing authentication processing for the downstream node using the authentication information included in the decrypted connection authentication key data; and a relay node Uses the decryption key data obtained from the other upstream node as the downstream node, decrypts the connection authentication key data from the other downstream node, and performs authentication for the authentication included in the decrypted connection authentication key data. And executing an authentication process for the other downstream node using the information.
[0011]
With an authentication method having such a configuration, an authentication function relating to connection between a plurality of nodes using a public key cryptosystem can be distributed to each node. Therefore, for example, when the distributed distribution of stream data is realized between the nodes, the authentication function applied to the distributed data distribution can also be distributed. Specifically, when stream data is distributed and distributed to the relay node and downstream node using the upstream node, which is a user terminal, as the distribution source, the decryption key data is distributed from the upstream node via the relay node. Can be delivered. Further, the relay node can execute the authentication process for the downstream node requesting the connection, using the decryption key data acquired from the relative upstream node (the most upstream node or the relay node). Therefore, it is possible to realize a distributed data distribution method that can distribute the authentication function instead of a method in which a specific server performs authentication processing in a concentrated manner.
[0012]
Note that the key data providing means normally corresponds to, for example, a key distribution server operated by a service provider. The service provider distributes the decryption key data and the connection authentication key data based on a contract with the user who operates the upstream node serving as the distribution source. Here, the key data providing means may be a storage medium (for example, a CD-ROM) handled by a specific service provider instead of the server. Specifically, a mechanism in which a user who operates each node provides a storage medium storing decryption key data or connection authentication key data from a specific service provider may be used.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
(Basic system configuration)
FIG. 2 is a diagram showing the concept of the stream distributed delivery system according to this embodiment.
[0015]
This system is configured to distribute, for example, stream data by a plurality of nodes 10 connected to the network, particularly assuming a computer network environment such as the broadband Internet. Here, the stream data means continuous digital data including content information such as moving images (video) and audio.
[0016]
The node 10 is a general term for devices (devices) connected to a network, and means a so-called user terminal (client), a relay device such as a server or a router, a data (packet) switching device, or the like. Specifically, the user terminal means a device such as a personal computer, a digital information device, a mobile phone (including PHS), or a portable information terminal (PDA) having a wireless communication function. In addition, the user terminal may mean not only the device itself but also a system constituted by a router or a wireless local area network (LAN).
[0017]
In this system, for example, the upstream node 10 (A) serving as a distribution source sends stream data to the node 10 (B) serving as a relatively downstream node. The node 10 (B) operates as an upstream node relative to the other downstream nodes 10, reproduces (views) the received stream data, and relays it to the other downstream nodes 10. In this case, the node 10 (B) relays the stream data to the plurality of downstream nodes 10 if the allowable load permits.
[0018]
In short, in this system, each node 10 connected on the Internet operates as an upstream node or a downstream node, and relays, for example, stream data from the upstream node to the downstream node. With such a system, a distributed data distribution function can be realized by, for example, a low-cost personal computer without requiring a high-performance data distribution server. Here, the upstream node is upstream from the own node and is a stream data transmission source node (distribution source node) or relay node. The downstream node is a stream data transmission destination node as viewed from the own node. The downstream node can function as a receiving node that receives the stream data or a relay node that transmits the stream data to the downstream node.
[0019]
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a specific configuration of the present system.
[0020]
As a specific assumption of this system, a node 10 that is a large number of user terminals and a server 20 (a type of node), which will be described later, are connected to the Internet 100 and participate in a stream distributed distribution system via the Internet 100. In this configuration, a stream is distributed to a terminal.
[0021]
Each node 10 is assumed to be connected to the Internet via a constant connection type high-speed line using, for example, a mobile communication method (wireless communication method) such as an ADSL transmission method, a CATV network, or a mobile phone. .
[0022]
A certain node 10 is a user terminal having a personal computer (PC) 11 and a router 12, for example. These nodes 10 reproduce the stream received via the Internet 100 on, for example, the display of the PC 11 and relay it to other downstream nodes 10. A certain node 10 includes, for example, a PC 11 and a digital video camera (DVC) 13. This node 10 is a user terminal that sends a stream composed of video (including audio) captured by the DVC 13 as software as an upstream node using software (main component of the embodiment) set in the PC 11.
[0023]
(Node configuration)
With respect to each node 10 excluding the server 20, the configuration of the node 10 that operates as the user terminal of the embodiment will be described with reference to FIG.
[0024]
The node 10 according to the embodiment includes a computer (microprocessor) and software set in the computer. Here, all the nodes 10 have the same software configuration, and realize each function of stream transmission, reception, relay, reproduction, and authentication. The software configuration of the embodiment is a specification that does not depend on a specific operating system (OS).
[0025]
This software configuration mainly includes a function unit that realizes a function of configuring a network connection form (topology) that is a logical connection relationship between the nodes 10 by exchanging messages (control information), and stream data. A function unit that realizes each function of sending (including relay), reception, and reproduction, a function unit that realizes a GUI (graphical user interface) function that is an input / output interface with a user, and an authentication function unit.
[0026]
In the embodiment, the server 20 is assumed to be a key distribution server operated by, for example, a service provider in order to distribute key data necessary for authentication processing of each node 10. As will be described later, the server 20 provides key data using a public key cryptosystem. Each node 10 uses the key data provided from the server 20 to execute authentication processing of a downstream node that makes a connection request.
[0027]
(Authentication method)
Hereinafter, an authentication method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 8.
[0028]
In the embodiment, as shown in FIG. 1, an upstream node 10A located on the most upstream side is assumed as a data distribution source node among the nodes 10 connected on the Internet. The upstream node 10A distributes data (stream data) 300 including content information such as a moving image or audio.
[0029]
The node 10B is a relay node that is connected to the upstream (distribution source) node 10A, functions as a downstream node that receives the data 300, and also functions as an upstream node. The relay node 10B executes a relay process for transmitting the data (stream data) 300 received from the upstream node 10A to the downstream node 10C that requests distribution. Here, it is assumed that the downstream node 10C only executes a process of receiving and reproducing the distributed data and does not function as a relay node.
[0030]
As described above, the key distribution server 20 is assumed to be a server operated by a service provider, for example. Here, the service provider, based on a contract with a user who operates the upstream (distribution source) node 10A, authenticates each node accompanying distributed distribution of the content information (identified by the ID information). Provide various key data necessary for. The key distribution function of the server 20 may be realized by a server function set in a node operated by the user.
[0031]
(Public key issuance procedure)
The authentication method of the embodiment implements an authentication function that uses key data of a public key cryptosystem. The key data issuing procedure of the server 20 will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5 together with FIG.
[0032]
First, before distributing data 300, upstream (distribution source) node 10A requests server 20 to issue key data for authenticating a valid downstream node as a distribution destination. Specifically, as shown in FIG. 4A, the upstream node 10A transmits a key issue request message (PR) to the server 20 (step S1). Here, the message (PR) includes, for example, ID information (content ID) for identifying content information to be distributed and a password for identifying the distribution source node 10A.
[0033]
On the other hand, when the server 20 receives the key issuance request message (PR) from the distribution source node 10A, as shown in FIG. 5B, based on the password included in the message (PR), the server 20 makes a contract. It authenticates whether it is a valid upstream node. If the server 20 is recognized as a legitimate upstream node, the server 20 generates key data paired with the public key data (Kp) and the secret key data (Ks) in the public key cryptosystem (steps S11 and S12). That is, the server 20 generates public key data (Kp) and secret key data (Ks) corresponding to the content ID included in the message (PR).
[0034]
The server 20 associates the generated secret key data (Ks) with the content ID and registers it in the secret key database 200 (step S14). The server 20 returns a response message including the generated public key data (Kp) to the distribution source node 10A (step S13).
[0035]
When receiving the response message from the server 20, the distribution source node 10A stores the public key data (Kp) included in the message in an internal storage device (for example, a disk drive) in association with the content ID (step S2, S2). S3).
[0036]
As described above, the distribution source node 10A can acquire the public key data (Kp) necessary for the authentication process from the server 20 before distributing the data 300 such as the stream data. The distribution source node 10A uses the public key data (Kp) to execute an authentication process for determining whether or not the node that has made a connection request to the own node is a valid node, as will be described later. To do. Here, the node that is authenticated as valid is a node that has acquired the key data (T) for connection authentication from the server 20 in connection with, for example, fee settlement for receiving data distribution.
[0037]
Here, as will be described later, the connection authentication key data (T) is key data encrypted with the secret key data (Ks). On the other hand, the public key data (Kp) is key data for decrypting the connection authentication key data (T). Therefore, the secret key data (Ks) corresponds to the encryption key data. Public key data (Kp) corresponds to decryption key data.
[0038]
(Connection key issuance procedure)
The downstream node 10B makes a connection request to the distribution source node 10A and receives a data distribution service such as stream data. The downstream node 10B requests the server 20 to issue a connection key for connecting to the distribution source node 10A. Specifically, as shown in FIG. 5A, the downstream node 10B transmits a connection key issue request message (IR) to the server 20 (step 21). Here, the message (IR) includes, for example, a content ID (G) for identifying content information to be distributed and node identification information (H) for identifying the node 10B. The node identification information (H) is a hardware identification number such as a MAC address of a network used for the node 10B or a serial number of a microprocessor.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the server 20 receives the issue request message (IR) from the node 10B, the server 20 executes a charge settlement process for receiving the stream data distribution service (steps S31 and S32). ). In this settlement process, the server 20 displays, for example, a charge on the display screen on the node 10B side, and prompts for the input of a credit card number. When the credit card number is input from the node 10B, the server 20 executes a predetermined settlement process for withdrawing charges from the credit card.
[0040]
Here, the service provider operating the server 20 accompanies distributed distribution of the content information (identified by the ID information) based on a contract with a user who operates the upstream (distribution source) node 10A. Execute payment processing for providing key data required for authentication processing. In short, the server 20 performs a kind of agency work based on a contract with a user who operates the upstream (distribution source) node 10A regarding storage and handling of key data necessary for the authentication process.
[0041]
Next, the server 20 extracts the secret key data (Ks) corresponding to the content ID (G) from the secret key database 200 (step S33). The server 20 uses the extracted secret key data (Ks) to generate connection authentication key data (T) in which the content ID (G) and the node identification information (H) are encrypted (step S34). The server 20 returns a response message including the generated connection authentication key data (T) to the downstream node 10B (step S35). That is, the server 20 stores the secret key data (Ks) as encryption key data.
[0042]
When the downstream node 10B receives the response message from the server 20, the downstream node 10B stores the connection authentication key data (T) included in the message in an internal storage device (for example, a disk drive) (steps S22 and S23).
[0043]
As described above, the downstream node 10B can obtain the connection authentication key data (T) from the server 20 in accordance with the fee settlement processing in order to receive the stream data distribution service. The server 20 settles a fee based on the contract to the user of the distribution source node 10A. Specifically, for example, the business operator who operates the server 20 performs a process of subtracting a predetermined fee from the fee paid by the end user of the node 10B and transferring it to the user account of the distribution source node 10A. Here, the user of the distribution source node 10A corresponds to, for example, an owner of content information, a content distribution service provider, or the like.
[0044]
(Authentication procedure using connection key)
As shown in FIG. 6A, the downstream node 10B transmits a connection request message (CR) for receiving distribution of stream data to the distribution source node 10A to request the data distribution (step). S41). The downstream node 10B includes, in the connection request message (CR), key data for connection authentication (T), a content ID (G) for identifying the stream content, and node identification information (H) for identifying the node 10B. ) Is included (step S42). Here, the connection authentication key data (T) is data encrypted with the secret key data (Ks) stored in the server 20 as described above. On the other hand, the content ID (G) and the node identification information (H) are plain text data that is not encrypted.
[0045]
On the other hand, when the distribution source node 10A, which is the upstream node, receives the connection request message (CR) from the downstream node 10B, as shown in FIG. 5B, the public key corresponding to the content ID (G) from the internal storage device. Data (Kp) is extracted (steps S51 and S52). The distribution source node 10A uses the extracted public key data (Kp) to decrypt the connection authentication key data (T) to restore the content ID (G) and the node identification information (H) (step S53). ). That is, the server 20 provides public key data (Kp) as decryption key data.
[0046]
Next, the distribution source node 10A receives the content ID (G) restored from the connection authentication key data (T) and the node identification information (H), and the content ID (G) received as the plaintext data from the downstream node 10B. And node identification information (H) are collated (step S54). According to the result of this collation process, the distribution source node 10A determines that the downstream node 10B requesting the connection is a valid node (user who paid the price) as a successful authentication if they match (YES in step S55). If the authentication is successful, the distribution source node 10A sends (provides) predetermined stream data to the downstream node 10B that has requested connection.
[0047]
When the downstream node 10B is authenticated, that is, when the connection request is accepted, the downstream node 10B receives the stream data transmitted from the distribution source node 10A and executes processing such as reproduction on the display screen (step S43). YES)
[0048]
On the other hand, in the case of authentication failure, the distribution source node 10A returns a message for notifying the authentication failure to the downstream node 10B (NO in step S55, S56). The downstream node 10B ends the process because the connection request is not accepted (NO in step S43). In this case, there is a possibility that unauthorized connection authentication key data is used or an error or the like has occurred in the authentication processing. For this reason, the downstream node 10 </ b> B re-executes the above-described processing, or executes re-acquisition processing of connection authentication key data from the server 20.
[0049]
As described above, the distribution source node 10A uses the public key data (Kp) acquired in advance from the server 20 to authenticate whether or not the downstream node 10B that has requested the data distribution service is a valid user. To do. If the downstream node 10B has acquired the connection authentication key data (T) issued along with the charge settlement, the downstream node 10B is authenticated as a legitimate node, and the desired content information (here, stream data) You can receive the offer.
[0050]
(Relay processing procedure)
In the embodiment, each node 10 (including 10A and 10B) connected to the network has a function of relaying data (stream data) received from other upstream nodes to other downstream nodes. Therefore, as shown in FIG. 1, the downstream node (relay node) 10B provided with the data distribution service from the distribution source node 10A receives the received stream data as an upstream node in response to a request from the other downstream node 10C. Relay. Even in such data relay, it is possible to authenticate whether or not the destination node 10C is a valid node by the authentication function of the embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to the flowchart of FIG.
[0051]
The relay node 10B that executes the data relay process receives provision of public key data (Kp) from the distribution source node 10A (step S61). The relay node 10B stores the acquired public key data (Kp) in an internal storage device (for example, a disk drive) in association with the content ID.
[0052]
When the relay node 10B receives the connection request message (CR) from the downstream node 10C, the relay node 10B extracts the public key data (Kp) from the internal storage device, and executes the above-described authentication process (step S63). That is, the downstream node 10C obtains the connection authentication key data (T) from the server 20 in advance in accordance with the fee settlement processing in order to receive the stream distribution service. The relay node 10B decrypts the connection authentication key data (T) transmitted from the downstream node 10C by using the extracted public key data (Kp), and the content ID (G), the node identification information (H), To restore. The relay node 10B then transmits the content ID (G) and the node identification information (H) restored from the connection authentication key data (T), and the content ID (G) and the node received as plain text data from the downstream node 10C. The identification information (H) is collated with each other.
[0053]
The relay node 10B determines that the downstream node 10C requesting the connection is a valid node (user who paid the price) as a successful authentication if the collation result matches (YES in step S64). If the authentication fails, the downstream node 10C is notified that the connection request (stream distribution request) cannot be accepted (NO in step S64).
[0054]
Here, if the downstream node 10C authenticated as a legitimate node can operate as a relay node, the relay node 10B may execute the process of providing the public key data (Kp) (step S65). , S66). When the authentication is successful, the relay node 10B sends (provides) predetermined stream data to the downstream node 10C that has requested connection (step S67).
[0055]
Through such stream relay processing, the distribution source node 10A does not send stream data to all the downstream nodes 10 that request stream distribution, but uses the downstream node (10B) as a relay node to perform indirect stream distribution. Function can be realized. Thereby, the load accompanying the stream distribution of the distribution source node 10A can be greatly reduced. In this case, by using the authentication function of the embodiment, the relay node 10B is a valid node (the user who paid the price) for the downstream node 10C that requests the stream distribution service, like the distribution source node 10A. Whether or not can be authenticated.
[0056]
(Key data deletion procedure)
In the embodiment, the distribution source node 10A requests the server 20 to issue key data necessary for the authentication function and acquires public key data (Kp) before performing stream distribution. This key data (Kp) is paired with the secret key data (Ks) and is associated with the stream content to be distributed (identified by the ID information). Accordingly, for example, when the distribution of the stream content is stopped and the key data (Kp, Ks) is invalidated, for example, in response to a request from the distribution source node 10A, the secret key data (Ks ) From the registration, and as a result, it is necessary to prepare a procedure for invalidating the key data (Kp, Ks). The key data erasing procedure will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0057]
As shown in FIG. 8A, here, the distribution source node 10A transmits a key deletion request message to the server 20 (step S71). The message includes a content ID for identifying the stream content to be distributed and a password for authenticating that the request is from the distribution source node 10A.
[0058]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the server 20 receives the key deletion request message from the distribution source node 10A, the server 20A, the key deletion request source node 10A, based on the previously registered content ID and password. Authentication processing for determining whether or not is a valid node is executed (steps S81 and S82). If the authentication fails, the server 20 determines that the node is not a valid node, and transmits an erasure rejection message to the requesting node 10A (NO in step S83, S84).
[0059]
If the authentication is successful, the server 20 specifies the secret key data (Ks) corresponding to the content ID from the secret key database 200 and executes a process of deleting from the registration (YES in step S83, S85). When the erasure process is completed, the server 20 returns an erasure completion message to the distribution source node 10A (step S86).
[0060]
When receiving the deletion completion message from the server 20, the distribution source node 10A may delete the public key data (Kp) corresponding to the secret key data (Ks) from the internal storage device (for example, a disk drive) (step). S72).
[0061]
As described above, when the distribution source node 10A stops the distribution service of the predetermined stream content and invalidates the key data (Kp, Ks), the secret key data (Ks issued to the server 20) ) Can be deleted from the registration. Therefore, the distribution source node 10A can invalidate the key data (Kp, Ks) that is a pair of the secret key data (Ks) and the public key data (Kp) associated with the stream content.
[0062]
(Security effects)
In the authentication method of the embodiment, the content ID (G) and the node identification information (H) are plain text data and can be easily obtained by a third party. However, the connection authentication key data (T) is encrypted with the secret key data (encryption key data) (Ks) stored by the server 20. Therefore, it is difficult for a third party to create valid connection authentication key data (T). In other words, the authentication method of the embodiment can guarantee that only the server 20 (which may be a specific user terminal) that stores the secret key data (Ks) issues valid connection authentication key data (T). .
[0063]
Further, since the public key data (Kp) and the connection authentication key data (T) are held in the user terminal, there is a possibility that they will be leaked to a third party. However, in the public key cryptosystem, it is generally difficult to calculate the secret key data (Ks) from the combination of the public key data (Kp) and the connection authentication key data (T). In this case, by limiting the distribution period (or time) of the valid connection authentication key data (T), it is possible to prevent an unauthorized user from forging the connection authentication key data (T). it can.
[0064]
Further, the valid connection authentication key data (T) is valid only in a valid combination of the content ID (G) and the node identification information (H). Therefore, a downstream node different from the legitimate downstream node is not authenticated and cannot receive data distribution. Even a legitimate downstream node cannot receive distribution of content information other than the corresponding content information.
[0065]
(Business model to which this embodiment is applied)
Hereinafter, a specific example of a business model to which the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.
[0066]
The business model assumes a service business that distributes digital contents to a large number of users over a broadband (broadband, always-on type) Internet.
[0067]
Specifically, an operator that operates an electronic ticket distribution service (hereinafter, TSP: Ticket Service Provider) and an operator that distributes content based on the electronic ticket (hereinafter, CSP: Contents Service Provider) Assume a content distribution service. A user (in short, a general consumer) can receive distribution of desired content from the CSP by purchasing an electronic ticket from the TSP.
[0068]
Here, the electronic ticket corresponds to the connection authentication key data (T) in the present embodiment. In the model, an authentication master key (hereinafter referred to as master key data) for authenticating the electronic ticket is used. This master key data corresponds to the decryption key data (public key data) in this embodiment.
[0069]
FIG. 9 shows a mechanism for realizing the content distribution service. Here, it is assumed that a server (hereinafter referred to as DTS: Digital Ticket Server) 90 for distributing electronic tickets and a plurality of nodes 91 to 94 are always connected on the Internet. A node 91 corresponding to the upstream node is a content distribution node (hereinafter, distribution source node) operated by the CSP. Each of the nodes 92 to 94 corresponding to the relay node or the downstream node is a personal computer (including a portable information terminal such as a PDA) owned and operated by a general user. The DTS is operated by a TSP that distributes electronic tickets.
[0070]
The distribution source node 91 receives provision of master key data (Kp) from the DTS 90 as authentication information necessary for content distribution. Further, the CSP (content distribution node 91) receives a price for content distribution from the TSP (DTS 90), and conversely pays a fee to the TSP (DTS 90). That is, the TSP collects a part of the transaction amount between the CSP and the user (nodes 92 to 94) as a fee. The user pays an electronic ticket fee to the TSP as a price for content distribution.
[0071]
(Procedure for electronic ticket issuance preparation)
As a procedure for issuance preparation, the CSP (distribution source node 91) requests the DTS 90 to issue master key data (Kp) for the content to be distributed to the user (process 91A). Upon receiving this request, the authentication master key issuing function unit 900 of the DTS 90 receives the content identification information (CID: Contents ID; unique number, etc.), encryption key data (Ks), and decryption key data (Kp). A key pair (corresponding to a secret key and a public key in the public key cryptosystem) is generated, and a set of these three data is registered in the key database 903 (process 90A). The DTS 90 returns the decryption key data (Kp) to the CSP (distribution source node 91) as master key data (process 91B).
[0072]
Here, the TSP (DTS 90) charges a fee to the CSP (distribution source node 91) with the registration in the key database 903 and the return of the master key data (Kp). Specifically, online payment processing such as a withdrawal procedure from a CSP bank account is executed in cooperation with a billing / settlement system 902 connected to the DTS 90. That is, the process 90C is a fee billing process accompanying the issuance of master key data (Kp).
[0073]
When the preparation as described above is completed, the CSP (distribution source node 91) transmits the content to the general user via the WWW homepage (Web page), e-mail, or a paper medium such as a magazine on the Internet. The advertisement for the distribution service will be performed. At this time, normally, a CID for specifying the content is posted.
[0074]
(Procedure for issuing electronic tickets)
Next, an electronic ticket issuing procedure associated with the content distribution service will be described.
[0075]
Here, in each of the nodes 92 to 94 operated by the user who wants to receive the content, for convenience, the node 92 is called a relay node and the other nodes 93 and 94 are called user nodes. The relay node 92 functions as a user node and has a function of relaying content from the distribution source node 91 to the user nodes 93 and 94.
[0076]
Each user (relay node 92 and user nodes 93 and 94) who wants to receive the content usually obtains the CID from advertisement (Web page or the like) of the CSP (distribution source node 91). Each of the users (nodes 92 to 94) transmits an electronic ticket issue request including the CID and the user identification information UID to the DTS 90 (processes 92D, 93B, and 94A). The UID is so-called node identification information, specifically, for example, hardware identification information of a personal computer used by a user. The combination information of these CIDs and UIDs is authentication information that can specify that the user receives distribution of the content.
[0077]
When receiving the electronic ticket issuing request, the electronic ticket issuing function unit 901 of the DTS 90 retrieves the encryption key data (Ks) corresponding to the CID from the key database 903 (process 90B). Then, the electronic ticket issuing function unit 901 encrypts the authentication information including the CID and the UID using the encryption key data (Ks). This encrypted data is generated as an electronic ticket (connection authentication key data T) and returned to each of the users (nodes 92 to 94) (processes 92E, 93C, 94C).
[0078]
With such an electronic ticket issuing method, it is difficult for the user to illegally generate (forge) the electronic ticket (T). That is, the encryption key data (secret key data Ks) necessary for generating the electronic ticket (T) exists only inside the DTS 90 and is kept secret.
[0079]
The electronic ticket (T) is encrypted data including a UID that is user-specific information. Therefore, the tickets are corresponding to the same content (CID), but are composed of different data (bit strings) for each user (ie, node). For this reason, even if another user illegally steals an electronic ticket and uses another personal computer (node) to request the content, it detects the stolen electronic ticket during the connection authentication process. Is possible.
[0080]
Regarding issuance of electronic tickets, the TSP (distribution source node 91) charges the user for the issuance of electronic tickets (that is, distribution of content). Specifically, an online payment process is performed in which the amount obtained by subtracting the fee associated with the issuance is credited to the bank account of the CSP in cooperation with the billing / settlement system 902 connected to the DTS 90 (charges) Billing process 90D). In this case, the billing / settlement system 902 normally performs settlement with the input credit card number of the user when accepting an electronic ticket issue request.
[0081]
(Content delivery procedure)
As described above, the CSP (distribution source node 91) acquires the master key data (Kp), and each user (nodes 92 to 94) acquires the electronic ticket (T). On the premise of such a situation, the procedure of content distribution delivery will be described.
[0082]
Here, for the sake of convenience, the user node 92 that also functions as a relay node issues a content (C) distribution request to the distribution source node 91 (process 92C). At this time, the relay node 92 transmits the electronic ticket (T) and authentication information including the plaintext CID and UID.
[0083]
The CSP (distribution source node 91) decrypts the received electronic ticket (T) with the master key data (Kp), and extracts the CID and UID, which are authentication information. Then, the distribution source node 91 collates the decrypted authentication information with plaintext authentication information (CID and UID), and if the collation results match, the relay node 92 is regarded as a valid user node. Authorize. In other words, it is recognized that the electronic ticket (T) from the user is a legitimate one acquired from the DTS 90 by a regular procedure.
[0084]
By such authentication processing, the content (C) corresponding to the electronic ticket (T) is transmitted to a legitimate user node (relay node 92) (process 91D). Here, the CSP (distribution source node 91) may provide the master key data (Kp) together with the content (C) when the master key data (Kp) is requested from the user node that has been successfully authenticated (process). 91C).
[0085]
In short, the user node 92 functioning as a relay node uses the received content (C) by itself and distributes (relays) the content (C) to other user nodes 93 and 94 on behalf of the CSP. (Processes 92B and 92F). At this time, as described above, the relay node 92 obtains the master key data (Kp), and can authenticate other user nodes 93 and 94 in the same manner as the CSP (distribution source node 91) (in other words, the logic). Authority). Specifically, when the relay node 92 receives the electronic ticket (T) from the other user nodes 93 and 94 that request content distribution, the relay node 92 executes the same authentication process as described above (process 93A and 94B).
[0086]
Further, the relay node 92 relays the master key data (Kp) to the requested user nodes 93 and 94 together with the content relay (92A and 92G). Accordingly, each of the user nodes 93 and 94 can function not only as a user who uses content but also as a relay node.
[0087]
As described above, it is possible to realize a mechanism of a content distribution service that distributes content based on the issue of an electronic ticket. This mechanism not only distributes content from the distribution source node 91 to the plurality of user nodes 92 to 94, but also realizes distributed distribution of content in cooperation with a large number of user nodes. Further, by distributing the authentication function associated with content distribution to each user node, it is possible to avoid concentration of access processing related to authentication processing.
[0088]
Therefore, as a result, a content distribution tree having the distribution source node 91 as a vertex can be formed, and can grow without limit. Accordingly, it is possible to realize a service for distributing contents to a large number of user nodes without requiring high performance for each node. The distributed distribution service is effective not only for distributing contents such as files but also for distributing stream data such as live audio / video.
[0089]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a computer network environment such as the Internet, an authentication function related to connection between a plurality of nodes using a public key cryptosystem without a load being concentrated on a specific server is provided. Can be distributed to nodes. Therefore, it is possible to realize a business model that applies a data distribution and delivery method including an effective authentication function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an authentication method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view showing a concept of a stream distributed delivery system according to the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a specific configuration of a system according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a public key issuance procedure according to the embodiment;
FIG. 5 is a flowchart for explaining a connection key issuance procedure according to the embodiment;
FIG. 6 is a flowchart for explaining an authentication procedure using a connection key according to the embodiment;
FIG. 7 is a flowchart for explaining the procedure of stream relay processing according to the embodiment;
FIG. 8 is an exemplary flowchart for explaining a procedure of key data erasure processing according to the embodiment;
FIG. 9 is a block diagram for explaining a business model to which the embodiment is applied.
[Explanation of symbols]
10 ... node
10A ... Distribution source node
10B: Downstream node (relay node)
10C ... downstream node
11 ... Personal computer (PC)
12 ... Router
13. Digital video camera (DVC)
20 ... Server
100 ... Internet
200 ... Secret key database (DB)

Claims

An authentication method that implements an authentication function between a plurality of nodes connected on a computer network and uses a public key cryptosystem that uses encryption key data and decryption key data as a set,
Each of the nodes is configured to operate as either an upstream node that transmits data, a downstream node that receives data, or a downstream node that also functions as an upstream node,
Providing the decryption key data to the upstream node, and using the encryption key data to encrypt connection authentication key data including authentication information including node identification information for identifying a legitimate downstream node; Key data providing means for providing to the downstream node or the relay node;
A downstream node, transmitting the connection authentication key data acquired from the key data providing means in a predetermined procedure to a connection request target upstream node;
The upstream node decrypts the connection authentication key data received from the downstream node using the decryption key data acquired from the key data providing means, and the authentication included in the decrypted connection authentication key data Performing authentication processing for the downstream node using the business information;
The relay node decrypts the connection authentication key data acquired from another downstream node using the decryption key data acquired from another upstream node as a downstream node, and the decrypted connection authentication key data And performing an authentication process for the other downstream node using the authentication information included in the authentication method.

The key data providing means includes
Consists of a specific node or key distribution server connected to the computer network,
Storing the decryption key data as the public key data and the encryption key data as secret key data;
Sending the decryption key data in response to a request from the upstream node;
In response to a request from the downstream node, the connection authentication key data in which the authentication information including the node identification information of the downstream node is encrypted by the encryption key data is generated and provided. The authentication method according to claim 1, wherein:

Only a specific upstream node is provided with the decryption key data from the key data providing means,
The relay node is configured to receive the decryption key data from the specific upstream node and further transmit the decryption key data to another relay node that is a relatively downstream node. The authentication method according to any one of claims 1 and 2.

4. The connection authentication key data according to claim 1, wherein each of the downstream node and the relay node obtains the connection authentication key data from the key data providing unit according to a predetermined procedure including a settlement process. 5. Authentication method described in.

The upstream node or the relay node is
In response to a connection request from a downstream node, the plaintext authentication information and the connection authentication key data transmitted from the downstream node are received,
The verification result of the authentication information decrypted from the connection authentication key data using the decryption key data acquired in advance from the key data providing means or the upstream node matches the plaintext authentication information. The authentication method according to any one of claims 1 to 4, wherein the downstream node is recognized as a valid downstream node.

A program for realizing an authentication function between a plurality of nodes connected on a computer network and using a public key cryptosystem that uses encryption key data and decryption key data as a pair. And
Each node has a computer that executes the program, and operates as either an upstream node that transmits data, a downstream node that receives data, or a relay node that also functions as an upstream node. Is configured to
Connection authentication for providing the decryption key data to the upstream node according to a predetermined procedure and encrypting authentication information including node identification information for identifying a legitimate downstream node using the encryption key data A data transmission / reception function with key data providing means for providing key data to the downstream node or the relay node;
As a downstream node, a function of transmitting the connection authentication key data acquired from the key data providing means in a predetermined procedure to a connection request target upstream node;
The upstream node decrypts the connection authentication key data received from the downstream node using the decryption key data acquired from the key data providing means, and is included in the decrypted connection authentication key data A function of executing authentication processing for the downstream node using authentication information;
The relay node decrypts the connection authentication key data from another downstream node using the decryption key data acquired from another upstream node as a downstream node, and the decrypted connection authentication key data. A program for causing the computer to realize a function of executing authentication processing for the other downstream node using the authentication information included in the computer.

As the upstream node or the relay node,
A function of receiving plaintext authentication information and the connection authentication key data transmitted from the downstream node in response to a connection request from the downstream node;
The verification result of the authentication information decrypted from the connection authentication key data using the decryption key data acquired in advance from the key data providing means or the upstream node matches the plaintext authentication information. 7. The program according to claim 6, wherein the computer realizes a function of determining that the downstream node is a valid downstream node.

A data distribution method for realizing a data distribution and distribution function involving authentication processing between a plurality of nodes connected on a computer network,
Each of the nodes is configured to operate as either an upstream node serving as a data distribution source, a downstream node that receives data, or a relay node that functions as a relatively downstream node or upstream node,
In a public key cryptosystem using encryption key data and decryption key data as a set, the decryption key data is provided to the upstream node according to a predetermined procedure, and the encryption key data is used. For providing connection authentication key data obtained by encrypting authentication information including node identification information for identifying a legitimate downstream node and data identification information for identifying data to be distributed to the downstream node or the relay node Having key data providing means;
The upstream node is
In response to a data distribution request from the downstream node or the relay node, the connection authentication key data received from the downstream node or the relay node using the decryption key data acquired from the key data providing means. Decrypting
Performing verification of the authentication information decrypted in the decryption step with the plaintext authentication information received from the downstream node or the relay node;
When the collation results match in the collation step, the downstream node or relay node that has made the distribution request is recognized as a valid node, and the data corresponding to the data identification information included in the authentication information is A data distribution method configured to execute a process including a step of distributing to a secure node.

The upstream node performs a step of distributing decryption key data on demand to a relay node that is authorized by the collation step,
The relay node is
In response to a data distribution request from the downstream node or another relay node that is a relatively downstream node, the decryption key data acquired from the upstream node is used to transmit the data from the downstream node or the other relay node. Decrypting the received connection authentication key data;
Performing verification of the authentication information decrypted by the decryption step with the plaintext authentication information received from the downstream node or the other relay node;
When the collation result is matched by the collation step, the downstream node or other relay node that has made the distribution request is recognized as a valid node, and the data corresponding to the data identification information included in the authentication information The data distribution method according to claim 8, wherein the data distribution method is configured to execute a process including a step of distributing data distributed from the upstream node to the legitimate node.

A program for realizing a data distribution and distribution function involving authentication processing between a plurality of nodes connected on a computer network,
Each node has a computer that executes the program, and operates as either an upstream node that serves as a data distribution source, a downstream node that receives data, or a relay node that functions as a relatively downstream node or upstream node. Is configured to
In a public key cryptosystem using encryption key data and decryption key data as a set, the decryption key data is provided to the upstream node according to a predetermined procedure, and the encryption key data is used. For providing connection authentication key data obtained by encrypting authentication information including node identification information for identifying a legitimate downstream node and data identification information for identifying data to be distributed to the downstream node or the relay node A data transmission / reception function with the key data providing means;
As the upstream node,
In response to a data distribution request from the downstream node or the relay node, the connection authentication key data received from the downstream node or the relay node using the decryption key data acquired from the key data providing means. A function of decrypting
A function of performing verification between the authentication information decrypted by the decryption function and the plaintext authentication information received from the downstream node or the relay node;
When the collation result is matched by the collation function, the downstream node or relay node that has made the distribution request is recognized as a valid node, and the data corresponding to the data identification information included in the authentication information is authorized. A program for causing the computer to realize a function of distributing to a secure node.

As the upstream node, for the relay node certified as valid by the collation function, the computer realizes a function of distributing decryption key data in response to a request,
As the relay node,
In response to a data distribution request from the downstream node or another relay node that is a relatively downstream node, the decryption key data acquired from the upstream node is used to transmit the data from the downstream node or the other relay node. A function of decrypting the received connection authentication key data;
A function of performing verification between the authentication information decrypted by the decryption function and the plaintext authentication information received from the downstream node or the other relay node;
When the collation result is matched by the collation function, the downstream node or other relay node that made the distribution request is recognized as a valid node, and the data corresponding to the data identification information included in the authentication information The program according to claim 10, causing the computer to realize a function of distributing data distributed from the upstream node to the legitimate node.

A content distribution method for realizing a distributed content distribution function involving authentication processing between a plurality of nodes connected on a computer network,
Each of the nodes is configured to operate as either a distribution source node that performs a content distribution service, a user node that receives the content distribution service, or a relay node that functions as a relay node for content distribution .
In the public key cryptosystem that uses the encryption key data and the decryption key data as a set, the authentication source key data corresponding to the decryption key data is provided to the distribution source node by a predetermined procedure,
And in response to a request from the user node or the relay node, node identification information for identifying a legitimate node and content identification information for identifying content to be distributed using the encryption key data according to a predetermined procedure. Electronic ticket providing means for providing the user node or the relay node with an electronic ticket obtained by encrypting the authentication information including:
The distribution source node is:
In response to a content distribution request from the user node or the relay node, the authentication master key data acquired from the electronic ticket providing means is used to decrypt the electronic ticket received from the user node or the relay node. The steps to
Performing verification of the authentication information decrypted by the decryption step with the plaintext authentication information received from the user node or the relay node;
When the collation results match in the collation step, the user node or relay node that has made the distribution request is recognized as a valid node, and the content corresponding to the content identification information included in the authentication information is identified as valid. A content distribution method configured to execute a process including a step of distributing to a secure node.

The distribution source node has a function of distributing the authentication master key data upon request to a relay node that has been certified by the collation step,
As the relay node,
Decrypting the electronic ticket received from the user node using the authentication master key data acquired from the distribution source node in response to a content distribution request from the user node;
Performing verification of the authentication information decrypted by the decryption step and the plaintext authentication information received from the user node;
When the collation result is matched by the collation step, the user node that made the distribution request is recognized as a valid node, and the distribution source node is a content corresponding to the content identification information included in the authentication information. The content distribution method according to claim 12, wherein the content distribution method is configured to execute a process including a step of distributing the content distributed from the network to the legitimate node.

6. The authentication method according to claim 1, wherein the connection authentication key data is set with a distribution period or a distribution time limit.

The content distribution method according to claim 12, wherein the relay node has a function of the user node receiving a content distribution service.