软件交付系统、中心设备、中继设备和用户终端设备

摘要

为了实现包括软件存储媒体销售商和利用通信线路提供软件的通信公司的最佳软件销售形式，设置通过加密把特定软件提供给用户的中心设备、中继设备和用户终端设备；中心和中继设备采用对软件供应最佳的方式加密。

说明书

本发明涉及一种有效地适用于计算机程序、影视作品或同类软件、尤其是数字化软件信息的销售系统的技术。

随着CD-ROM、MO或同类的大规模存储媒体、B-ISDN或同类大容量、高速的通信技术和有线电视技术等的发展，可以预期，图象和声音，更不用说计算机程序，将利用这些装置作为数字信息被出售。

即，到目前为止，以录象带形式提供的影视作品和其它产品现在已经开始采用CD-ROM、MO或类似的存储媒体出售，或者利用CD-ROM、MO或同类媒体的交互(双向)特性，在市场上作为游戏软件出售。

对于通信线路也是这样，而且目前的情况是这样的，使得上述的影视作品也可以经通信线路送到用户的手中。

因为很容易拷贝这类在其它媒体上的数字信息，而且，不会象拷贝模拟信息时那样出现质量退化的问题，可以拷贝出完全相同的信息，因此，由于这样的拷贝操作，很可能使制造者的利益受到损害。换句话说，一旦具备大容量和可重写的光磁盘和磁盘设备，只需具备DOS命令的初步知识，就很容易拷贝CD-ROM、MO或同类媒体上的内容。

因此，在几乎所有的情况下，由于不可能进行充分的安全检查，出租这类数字信息媒体的作法是被厂商禁止的。

另一方面，由于这类软件还是十分昂贵的，终端用户通常对购买这类软件犹豫不决，除非他们能确信该软件正是他们所要的，或者确信该软件能用在他们现有的硬件上。

考虑到这一点，已经开始实现一种新的软件销售系统，在这种系统中，被限制功能的多个软件存储在CD-ROM、MO或同类媒体中低价出售，终端用户为他们所需的软件付费，然后得到能消除功能限制的代码。

此外，在广播领域中，已经实现了一种系统，在这种系统中，广播站通过通信卫星为用户提供影视作品。根据该系统，因为影视作品只提供给那些已经和广播站签订了合同的用户，所以对从通信卫星上提供给用户的信息进行加密，并且把译码器提供给签订合同的用户。另外，将经通信卫星发送的加密信息译码的键码送给用订约的户，译码器根据该键码对信息进行译码。这样就允许订约的用户在家里的电视上观看译码后的影视信息。然而，对于收费系统来说，无论用户方面观看时间的周期如何，都采用一致的收费系统，而且，由于广播媒体的单向特性，用户只能观看广播站指定的节目。因此，为了得到他们所要的信息，用户必须等到广播站确定的时间。

本发明提供一种实现软件销售形式的有效技术，至少包括一个提供图象和声音的中心、CD-ROM、MO或同类软件存储媒体的销售者，以及利用通信线路提供软件的通信公司，由此提高安全性并减少用户的时间负担。

根据本发明的软件交付系统包括一个中心和用户终端设备。

该中心具有对用户所要的软件加密的功能。该中心包括加密键码发生装置、使用方式识别装置和加密处理装置。

加密键码发生装置具有产生用于软件加密的加密键码的功能。

使用方式识别装置具有根据软件供应形式确定加密方式的功能。

加密处理装置具有根据加密键码信息和方式对软件加密的功能。

用户终端设备具有对由中心提供的软件译码并输出的功能。它包括收费信息处理装置、译码键码发生装置、使用方式识别装置和译码处理装置。

收费信息处理装置有一个登记每个用户能使用的钱款数量的收费表(收费信息存储装置)，以及一个控制部件，用于识别在软件供应期间、收费表中的余额是否超过指定的数值，并且当超过该指定数值时，允许对该软件译码。

控制部件具有对有关允许译码的软件的每个标题收费的功能。具体来说，检测软件的标题，当具有该标题的软件译码被允许时，就减少收费表中的余额。

译码键码发生装置具有产生用于软件译码的译码键的功能。

使用方式识别装置具有识别中心提供软件的方式的功能。

仅当收费信息处理装置允许译码时，译码处理装置根据译码键码发生装置产生的译码键码和由使用方式识别装置所识别的方式对软件译码，。

此外，加密键码发生装置和译码键码发生装置可以检测标识每个软件的软件ID或与软件标题有关的信息，并根据这些信息位产生加密和译码键码。

关于从软件中心提供软件给用户终端设备的方法，一种方法是把软件存放在CD-ROM、MO或同类的存储媒体中，另一种方法是通过通信线路等通信媒体提供软件。因此，中心必须具有把软件写入某种存储媒体并传送它的功能。使用方式识别装置可以识别是利用存储媒体或通过通信媒体来发送软件，并根据这种识别结果确定加密的方式。

另外，根据本发明的系统在中心和用户终端设备之间可以有一个中继设备。这个中继设备的功能是利用存储媒体或通信媒体把由中心提供的软件进一步传送给单个或多个用户终端设备。具体来说，它包括译码键码生成装置、输入方使用方式识别装置、译码处理装置、加密键码发生装置、输出方使用方式识别装置和加密处理装置。

译码键码发生装置的功能是产生用于对中心提供的软件译码的译码键码。

输入方使用方式识别装置的功能是识别由中心提供的软件的加密方式。

译码处理装置根据译码键码发生装置所产生的译码键码和输入方使用方式识别装置所识别出来的方式对软件进行译码。

加密键码发生装置的功能是产生用于加密译码软件的加密键码。

输出方使用方式识别装置根据提供软件的形式确定一种加密方式。

加密处理装置的功能是根据加密键码和方式来加密软件。

根据本发明的用户终端设备将描述如下。

用户终端设备包括一个输入设备、收费信息处理装置、译码键码发生装置、使用方式识别装置和译码处理装置。

输入装置输入用户所要的软件，它可以是一台从存储媒体中读出软件的驱动设备，也可以是接收通过通信媒体发送的软件数据的一种通信设备。

收费信息处理装置的功能是：当软件被输入时，通过查看用户的费用余额，识别是否允许对软件译码。具体来说，它包括一个用于登记用户可以使用的钱款数量的收费表、通过查看该收费表来识别余额是否超过某个指定的值(或者非“0”)的一个控制部件，如果发现超过该特定值(非“0”)，则允许对该软件进行译码。

译码键码发生装置的功能是产生用于软件译码的译码键码。具体来说，根据软件标识或软件标题产生译码键码。

使用方式识别装置的功能是识别输入软件的方式。

译码处理装置的功能是：仅当收费信息处理装置允许对软件译码时，根据译码键码生成装置所产生的译码键码和使用方式识别装置识别出来的方式对软件进行译码。

在根据本发明的软件交付系统中，中心对用户所要的软件进行加密，然后提交给用户。即，中心根据软件标识符或软件块的标题产生加密键码，并根据软件块数据结构确定加密方式。另外，根据加密键码和方式对软件加密。

在中心被加密的软件通过存储媒体或通信媒体提供给用户终端设备。

当软件从中心被提供时，用户终端设备查看用户的费用余额，并且，如果余额超过指定的值(非“0”)，允许对该软件译码。然后，对每个被允许的软件的标题减少用户的收费余额。接着，用户终端设备根据软件标识符或软件的标题产生译码键码并识别该软件的方式。根据译码键码和方式对软件译码，并将其输出到显示器、扬声器或同类的输出设备。

根据本发明，无论提供软件的形式如何：通信媒体或其它媒体，都能够一致地管理软件的销售。此外，设置一个中继设备就能够改变软件的提供形式，这样就允许采用某种最佳形式来销售软件。

图1是本发明原理(1)的一个视图。

图2是本发明原理(2)的一个视图。

图3是表示根据本发明的实施例中的中心、中继设备和用户终端设备的硬件结构的框图。

图4表示DES方式。

图5说明DES的细节。

图6是一个流程图，表示DES的输入输出时序。

图7表示根据本发明的软件提供路径。

图8是一个表格，表示在每个提供路径上的方式转换。

图9说明实施例中继设备中方式转换的概念。

在描述最佳实施例之前，结合图1和图2介绍本发明的基本结构。

首先，根据本发明的软件交付系统由中心91和用户终端设备92构成。

其次，中心91的功能是对用户所要的软件加密。该中心包括加密键码发生装置91a、使用方式识别装置91c和加密处理装置91b。

加密键码发生装置91a的功能是产生用于加密软件的加密键码。

使用方式识别装置91c的功能是根据软件提供的形式确定加密方式。

加密处理装置91b的功能是根据加密键码信息和方式对软件加密。

用户终端设备92的功能是对中心91提供的软件译码。具体来说，它包括收费信息处理装置92a、译码键码发生装置92b、使用方式识别装置92c和译码处理装置92d。

收费信息处理装置92a包括收费表8(收费信息存储装置)，登记用户可使用的钱款数量，控制部件921，当提供软件时，识别收费表8上的余额值是否超过指定的值，如果超过该指定值，允许对该软件译码。

此外，控制部件921的功能是对每个允许译码的软件标题执行收费。具体来说，它检测软件的标题，当允许对标题译码时，就减少收费表8上的余额。

译码键码发生装置92b的功能是产生用于软件译码的译码键码。

使用方式识别装置92c的功能是识别由中心91提供的软件的方式。

此外，仅当收费信息处理装置92a允许对软件译码时，译码处理装置92d根据译码键码发生装置92b所产生的译码键码和使用方式识别装置92c所识别的方式对软件译码。

还有，加密键码发生装置91a和译码键码发生装置92b可以检测标识每个软件的软件标识符、标题等的信息，然后根据这些信息位产生加密键码和译码键码。

关于从中心91把软件提供给用户终端设备92的方法，一种方法是把软件存在CD-ROM、MO等存储媒体93中提供给用户，另一种方法是通过通信线路等通信媒体94，还有其它的一些方法。因此，中心91必须具有这样的功能：把软件写入存储媒体93并传送它。然后，使用方式识别装置91c识别软件是用存储媒体93、还是用通信媒体94来提供给用户，并根据其识别结果确定一种加密方式。

此外，根据本发明的系统在中心91和用户终端设备92之间可以有一个如图2所示的中继设备95。该中继设备95的功能是把利用存储媒体93或通信媒体94从中心91提供的软件进一步传送给单个或多个用户终端设备92。具体来说，中继设备95包括译码键码发生装置95a、输入方使用方式识别装置95c、译码处理装置95b、加密键码发生装置95d、输出方使用方式识别装置95e和加密处理装置95f。

译码键码发生装置95a的功能是产生用于对由中心91提供的软件译码的译码键码。

输入方使用方式识别装置95c的功能是识别中心91提供的软件的加密方式。

译码处理装置95b根据译码键码发生装置95a所产生的译码键码和输入方使用方式识别装置95c所识别的方式对软件译码。

加密键码发生装置95d的功能是根据加密译码软件产生加密键码。

输出方使用方式识别装置95e根据提供软件的形式确定加密方式。

加密装置95f的功能是根据加密键码和方式对软件加密。

下面将介绍本发明的用户终端设备92。

本发明的用户终端设备92包括输入设备92e、收费信息处理装置92a、译码键码发生装置92b、使用方式识别装置92c和译码处理装置92d。    

输入设备92e输入用户所要的软件，它可以是从存储媒体93中读入软件的驱动设备，或者是接收通过通信媒体94传送的软件数据的一种通信设备。

收费信息处理装置92a的功能是通过查看用户费用余额来识别是否允许对软件译码。具体来说，它包括一个用于登记用户可以使用的钱款数量的收费表8，和通过查看该收费表8来识别余额是否超过某个指定的值(或者非“0”)的一个控制部件921，如果发现超过该特定值(非“0”)，则允许对该软件进行译码。

译码键码发生装置92b的功能是产生用来对软件译码的译码键码。具体来说，根据软件标识符或软件标题等信息产生译码键码。

使用方式识别装置92c的功能是识别输入软件的方式。

译码处理装置92d的功能是：仅当收费信息处理装置92a允许对软件译码时，根据译码键码生成装置92b所产生的译码键码和使用方式识别装置92c识别出来的方式对软件进行译码。

在本发明的软件交付系统中，中心91对用户所要的软件加密并把它提供给用户。即，中心91根据软件的标识符和标题等信息产生加密键码，并根据软件的数据结构等确定加密方式。接着，根据加密键码和方式对软件加密。

在中心如此加密的软件通过存储媒体93或通信媒体94提供给用户终端设备。

当中心91提供软件时，用户终端设备92将查看用户的交费余额，如果识别出该余额超过指定值(非“0”)，则允许对软件译码。接着，对每个允许译码的软件标题减少用户的交费余额。然后，用户终端设备92根据软件标识符或标题产生译码键码并识别该软件的方式。用户终端设备92根据译码键码和方式对软件译码，并把它输出到显示器、扬声器或同类的输出设备上。

下面将详细介绍最佳实施例。

根据本发明，中心91、中继设备95和用户终端设备92可以被看作几乎相同的硬件结构。

图3是一个作为用户终端设备92的一个例子的内部功能结构的框图。

在该图中，开关57(SW1)也用作输入接口，通过通信线路51、CD-ROM 52、MO、IC-卡(PCMCIA类型)、DVD或同类媒体这样的各种提交路径输入软件信息。另外，通过开关57(SW1)，允许用光磁盘驱动设备(图中没有表示)把软件信息读写到光磁盘58中。

在开关57(SW1)的下一部分上，有作为信号处理装置的接收器79、MO转换器59和CD/MO解调器60。接收器79通过通信线路51把作为被接收信号的软件信息转换为可由该设备处理的数据形式，而MO转换器59则是用于写入光磁盘58的调制装置。CD/MO解调器60对从CD-ROM 52或光磁盘58中读出的数据进行解调，这是由控制线路控制的。

开关61(SW2)选择性地把从上述各个信号处理装置中输出的数据输出到各个出错处理装置中。在写入光磁盘58的情况下，在与出错处理装置相反的方向上传送数据，并控制信号处理装置。

出错处理装置分成通信系统出错处理部件62、光磁盘出错处理部件62(62a，62b)和磁盘/CD系统出错处理部件63。

光磁盘系统出错处理部件62包括出错检查代码生成部件62a和出错检查代码纠正部件62b，前者在执行写入光磁盘58时起作用，而后者在执行读光磁盘时起作用。在磁盘/CD系统出错处理部件63中执行出错检查代码纠正和位重排列等功能。

在出错处理装置后面的部分中，有一个开关64(SW3)。开关64(SW3)的功能是控制路径，使得在信号处理装置和出错处理装置中处理的软件信息可以在下一阶段中输出到软件控制部件3或后面介绍的开关65(SW4)，或者把出错检查代码纠正部件62b的输出返回到出错检查代码生成部件62a。

(从CD-ROM写入光磁盘)

下面介绍通过控制开关64(SW3)把从CD-ROM 52中读出的加密软件信息写入光磁盘58的过程。

首先，CD-ROM 52中读出的数据通过开关57(SW1)改变的路径输入CD/MO解调器60。在这里被解调的数据将通过开关61(SW2)改变的路径送到磁盘/CD系统出错处理部件63。在这里执行出错检查代码纠正和位重排列的数据将通过开关64(SW3)改变的路径送到出错检查代码发生部件62a，对应光磁盘的出错检查代码将被加上。然后，这些数据将通过开关61(SW2)改变的路径送到MO调制器59，被转换为将被写入光磁盘58的数据格式，并由开关57(SW1)写入。

(软件控制部件的结构)

软件控制部件3采用IC卡或线路板等模块结构，作为具有输入缓冲区21和输出缓冲区24的译码部件7包括在其中心DES中。对于DES来说可以使用FIP’S PUB，INC.的“46数据加密标准NIST”。

键码信息从外部送到DES，并且根据这个键码信息，DES发生作用，对加密信息译码。根据本实施例，DES有一个方式识别部件18(MODE)，其功能是从多个DES方式中选择最适合于数据形式等的一种方式。

另外，在本设备用作中心91或中继设备95的情况下，这个DES不仅作为译码部件7(译码处理装置95b)，而且作为加密部件(加密处理装置95f)。同时，方式识别部件18用作输入方使用方式识别装置95c和输出方使用方式识别装置95e。控制CPU也用作加密键码发生装置95d和译码键码发生装置95a。

(DES方式描述)

下面介绍DES方式中的各种逻辑。虽然描述的是译码处理过程，但当本设备用作中心91或中继设备时采用的加密处理过程和下面介绍的过程是一样的。

图4(a)表示基本的ECB方式，这是一种在DES7中通过64位的键码信息16把64位的输入数据串加密(或译码)为64位的输出数据串的方式。

图4(b)表示CBC方式，这是一种在DES 7中通过64位的键码信息16加密(或译码)64位的输入数据串然后又把它返回到DES 7的方式。系统执行反馈直到完成所有的数据输入，然后输出最后的结果，因此，这种方式适用于文件等的数据处理。

图4(c)给出OFB方式，适用于很容易产生错误的通信数据，也适用于一个错误会对其它部分产生很大影响的声频数据。

图4(d)给出了适用于自同步类型数据的CFB方式。

方式识别部件18通过分析数据格式，从存放在方式表20中的这些方式中读出最好的方式，并把它们送到译码部件(DES)。在DES 7中，根据这些被选的方式执行加密和译码处理过程。

(译码部件的细节)

图5是说明译码部件7的硬件结构的框图。

该图中，在输入方上，有一个连接8个8位寄存器的64位移位寄存器(REG1)用作输入缓中区21，后面还有一个选择器sel。选择器sel允许有选择地输入下面将介绍的DES处理主线路25的输出或移位寄存器(REG1)的输出。

在选择器sel的后面有一个8位的寄存器23(REG2)，它的旁边是DES处理主线路25。这个DES处理主线路25作为译码部件7的中心DES。即，在DES处理主线路25中各种DES方式被登记为ROM(只读存储器)，如图4所示，并根据控制CPU4的指令，通过选择最佳DES方式的逻辑执行译码处理过程。

DES处理主线路25的输出被分流到选择器sel和作为输出缓冲区24的输出寄存器(REG3)。然后，输出寄存器(REG3)的输出被用作加密或译码数据。

图6给出了这个处理过程。

在图6中，DES处理过程给出输入寄存器(输入缓冲区21)的输出，在下一周期的第一时钟作为寄存器23的输出。然后，在下一时钟信号中从输出寄存器(输出缓冲区24)输出。在从该输出寄存器(输出缓冲区24)输出的同时，在输入方上，从输入寄存器(输入缓冲区21)中取出下一周期的加密数据。

这样，在本实施例中，分别把输入寄存器(REG1)作为输入缓冲区21和把输出寄存器(REG3)用作输出缓冲区24，就能分别连续地执行加密数据的输入和译码数据的输出。因此，和周期性地进行输入和输出操作的常规DES比较，本发明能进行更快的译码/加密处理。

上述DES7由控制CPU4所控制，并且除了DES7之外，控制CPU4的总线上还连接由存储器和接口72(I/O)组成的收费表8。

在收费表8中存放指定的余额数值，根据对加密软件数据译码的数量和时间减去收费的数值。

当希望更新余额值时，把作为卡媒体提供的软件管理模块带到商店并交费，收费表8中余额值将被增加。

在SD线路3中没有提供收费表8的情况下，需要把费用数值的信息输出到软盘上并记录下来。在这种情况下，如果费用值的信息被登记在软盘等一类的媒体上，并处于用户可读的状态，就很难保持安全。因此，如果收费数值等用户信息输出到外面，控制CPU4可以在DES7上对这些信息加密，然后作为加密数据输出。

这意味着当收费信息输出到外部时译码部件(DEC)也作为一种加密部件。

此外，显然，当本设备只用作中心91或中继设备95时，收费表8可以被忽略掉。

接口72(I/O)在软件控制部件3外面连接主CPU 10。另外，在主机设备方面(即，软件数量一基本收费/再现设备主体)，允许把主CPU 10用作控制CPU4。

在主设备方面，接口(IO)连接主CPU10的总线，并通过这个接口和一个外部接口75连接输入设备74和调制解调器73。

软件控制部件3的输出通过开关65(SW4)输出到声象分离部件66(DE-MUX)，这是一个信息转换部件，并输出到图象扩展部件67a和声音扩展部件76b(MPEG)。

对于MPEG，可以使用“ISO/IEC CD 13818’1 to 3”芯片。

在声象分离部件66(DE-MUX)中分离出来的图象信息在图象扩展部件67a(MPEG)中被扩展并作为D/A转换器68a中被转换的NTSC信号输出到TV显示器或同类的模拟显示器中。

同样，声音数据在声音扩展部件67b(MPEG)中被扩展并作为在D/A转换器68b中被转换的NTSC信号输出到扬声器等模拟音频设备上。然后，同步化控制部件70(VRC)控制图象和声音之间的同步。此外，当声象分离部件66(DE-MUX)的输出作为数字数据一成不变地输出到外部时，它将通过接口71(SCSI)输出到个人计算机或同类的数字设备中。

此外，当不需要利用设备的观看者(查找内容的工具)作为中心91或中继设备95时，包括声象分离部件66(DE-MUX)及其以后部分的部件可以被省略。

(根据本发明提供软件的路径)

参考图7至图9，介绍根据本发明提供软件的方式。

在图7中，作为从中心91到终端用户121提供软件的形式，第一条路径是通过通信公司122，第二条路径是直接从中心91购买软件，第三条路径是通过商店123。

关于通过通信公司122的第一条路径，从中心91到通信公司122存在着这样的情况：通过通信线路C1和媒体形式P1提供软件。作为通信线路C1，有几种通信手段是可以考虑的，包括公用线路、光纤通信线路、卫星通信或同类的设备。作为媒体形式P1，也有几种媒体装置可以考虑，包括CD-ROM、光磁盘、软盘等等。

在这种路径中，从通信公司122到终端用户121，通过通信线路C2提供软件。

在这种路径中，当中心提供软件给通信公司122时，如果通过通信线路C1，作为一种加密方式，图4(c)中所示的OFB方式是最合适的。因此，中心91通过其DES7产生OFB方式的加密数据并把它输出到通信线路C1上。

一但通过通信线路C1接收到加密数据，通信公司122将利用中继设备95(图9(a))把加密数据原样输出到通信线路C2。通过通信线路C2已经接收到加密软件数据的用户终端设备92上的处理过程如前面所述。

以下将介绍采用媒体形式把加密软件数据从中心91传送到通信公司的情况。

在媒体形式P1的情况下，如图4(b)所示的CBC方式最适合作为一种加密方式。因此，中心91在其DES7上用CBC方式加密软件数据并把这些数据存在CD-ROM或同类的媒体上。一旦接收到存在CD-ROM、MO、IC卡(PCMCIA类型)、DVD或同类的媒体中的加密软件数据，通信公司122将用其DES7转换加密方式，以便把加密软件数据送到通信线路C2(见图9(b))。即，由于如上所述，OFB方式是最适合于把数据分布到通信线路C2的一种加密方式，所以在被接收的加密软件数据首先以CBC方式译码之后，又以OFB方式加密。一旦接收到被如此加密的软件数据，终端用户121将在自己的用户终端设备92的DES7上根据方式识别部件18(MODE)所选择的OFB方式执行译码。

下面介绍通过商店123出售软件的形式。

在通过通信线路C3连接中心91到商店123的路径、并且通过媒体形式P2从商店123把软件提供给用户121的情况下，中心91把在其DES7上以OFB方式加密的软件数据送到通信线路G3上。

当在其中继设备95上接收到这个被加密的软件数据时，商店123将其存在光磁盘或同类的媒体(P2)上(图9(c))。一旦媒体(P2)接收到数据，终端用户121的用户终端设备92将在自己的DES7上采用OFB方式对加密软件数据译码。

中继设备95上的方式转换的列表如图8所示。即，这里的介绍仅限于软件单向销售的情况。但是，在双向销售的情况下，通常必须始终使用CBC方式。