JP2000209195A - 暗号通信システム - Google Patents
暗号通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同期型鍵ストリーム暗号方式において、小さ
いハードウェア規模で、かつ短時間で、鍵同期を実現す
る暗号通信システムを提供する。 【解決手段】 同期型鍵ストリーム暗号方式に基づいて
暗号化装置で暗号化された暗号文を復号化装置へ送信し
て復号化する暗号通信システムであって、上記暗号化装
置が、同期型鍵ストリーム暗号部と、上記同期型鍵スト
リーム暗号部に暗号化鍵を設定する手段と、乱数発生手
段または乱数に準ずる系列を発生させる手段と、鍵格納
部と、上記乱数発生手段または乱数に準ずる系列を発生
させる手段によって生成された乱数または乱数に準ずる
系列を上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換
または線形変換し出力する手段とを具備し、上記同期型
鍵ストリーム暗号部に暗号化鍵を設定する際に、上記乱
数発生手段または乱数に準ずる系列を発生させる手段に
よって生成された乱数または乱数に準ずる系列を上記復
号化装置へ送信し、先の乱数または乱数に準ずる系列を
上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換または
線形変換し暗号化鍵として設定する構成となっている。
いハードウェア規模で、かつ短時間で、鍵同期を実現す
る暗号通信システムを提供する。 【解決手段】 同期型鍵ストリーム暗号方式に基づいて
暗号化装置で暗号化された暗号文を復号化装置へ送信し
て復号化する暗号通信システムであって、上記暗号化装
置が、同期型鍵ストリーム暗号部と、上記同期型鍵スト
リーム暗号部に暗号化鍵を設定する手段と、乱数発生手
段または乱数に準ずる系列を発生させる手段と、鍵格納
部と、上記乱数発生手段または乱数に準ずる系列を発生
させる手段によって生成された乱数または乱数に準ずる
系列を上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換
または線形変換し出力する手段とを具備し、上記同期型
鍵ストリーム暗号部に暗号化鍵を設定する際に、上記乱
数発生手段または乱数に準ずる系列を発生させる手段に
よって生成された乱数または乱数に準ずる系列を上記復
号化装置へ送信し、先の乱数または乱数に準ずる系列を
上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換または
線形変換し暗号化鍵として設定する構成となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期型鍵ストリー
ム暗号方式に基づいて暗号化装置で暗号化された暗号文
を復号化装置へ送信して復号化する暗号通信システムに
関し、特に、小さいハードウェア規模、かつ短時間で鍵
同期を実現することができる暗号通信システムに関す
る。
ム暗号方式に基づいて暗号化装置で暗号化された暗号文
を復号化装置へ送信して復号化する暗号通信システムに
関し、特に、小さいハードウェア規模、かつ短時間で鍵
同期を実現することができる暗号通信システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電話機や無線通信装置やデー
タ通信装置のような通信システムにおいては、その通信
システムの両端の通信当事者以外の第三者がその通信シ
ステムで伝送される情報を知ることができないようにす
るために、その通信システムで伝送される伝送情報を暗
号化することが行われている。この暗号化の方式として
は多種の方式が知られているが、高速なデータ通信に利
用可能な方式としてはストリーム暗号方式がある。以下
に、ストリーム暗号方式の一形態である同期型鍵ストリ
ーム暗号方式の一例を図５に基づいて説明する。図５に
示す様に、この同期型鍵ストリーム暗号化装置１は、入
力端子３より入力するデータストリームを、擬似乱数発
生装置５より出力された擬似乱数と、排他的論理和演算
素子７で排他的論理和演算して暗号出力として出力端子
９より出力する様になっている。上記擬似乱数発生装置
５は同期型鍵ストリーム暗号化装置１における擬似乱数
を発生するための装置であり、初期設定用入力端子１１
とクロック入力用端子１３とを有しており、上記初期値
設定用入力端子１１から入力された初期値により初期状
態を決定し、上記クロック入力端子１３よりのクロック
入力毎にその内部状態を変化させながら、内部状態に応
じた擬似乱数を出力する様になっている。上記排他的論
理和演算素子７は上述した擬似乱数発生装置５から出力
された擬似乱数と暗号化される前の入力データストリー
ムの排他的論理和演算を行うものである。この同期型鍵
ストリーム暗号化装置１により、平文のデータストリー
ム信号は、擬似乱数と１ビット単位で排他的論理和演算
されることで、暗号化されて出力される。
タ通信装置のような通信システムにおいては、その通信
システムの両端の通信当事者以外の第三者がその通信シ
ステムで伝送される情報を知ることができないようにす
るために、その通信システムで伝送される伝送情報を暗
号化することが行われている。この暗号化の方式として
は多種の方式が知られているが、高速なデータ通信に利
用可能な方式としてはストリーム暗号方式がある。以下
に、ストリーム暗号方式の一形態である同期型鍵ストリ
ーム暗号方式の一例を図５に基づいて説明する。図５に
示す様に、この同期型鍵ストリーム暗号化装置１は、入
力端子３より入力するデータストリームを、擬似乱数発
生装置５より出力された擬似乱数と、排他的論理和演算
素子７で排他的論理和演算して暗号出力として出力端子
９より出力する様になっている。上記擬似乱数発生装置
５は同期型鍵ストリーム暗号化装置１における擬似乱数
を発生するための装置であり、初期設定用入力端子１１
とクロック入力用端子１３とを有しており、上記初期値
設定用入力端子１１から入力された初期値により初期状
態を決定し、上記クロック入力端子１３よりのクロック
入力毎にその内部状態を変化させながら、内部状態に応
じた擬似乱数を出力する様になっている。上記排他的論
理和演算素子７は上述した擬似乱数発生装置５から出力
された擬似乱数と暗号化される前の入力データストリー
ムの排他的論理和演算を行うものである。この同期型鍵
ストリーム暗号化装置１により、平文のデータストリー
ム信号は、擬似乱数と１ビット単位で排他的論理和演算
されることで、暗号化されて出力される。
【０００３】次に、上述した図５に示す同期型鍵ストリ
ーム暗号化装置１を用いて暗号通信を行う暗号通信シス
テムについて図６を用いて説明する。この暗号通信シス
テムは、図５に示した同期型鍵ストリーム暗号化装置１
を用いて暗号通信を行うものであり、同期型鍵ストリー
ム暗号化装置１と、同期型鍵ストリーム復号化装置１７
とを有している。上記暗号通信システムの動作について
説明すると、暗号通信を行うには、まず、初期値設定入
力端子１１および１９に同じ値を入力し、同期型鍵スト
リーム暗号化装置１および同期型鍵ストリーム復号化装
置１７の内部状態を一致させておく。その状態で上記同
期型鍵ストリーム暗号化装置１の平文入力端子２１に平
文が入力されると、クロックに同期して平文が暗号化さ
れ、暗号文出力端子２３から暗号文として出力される。
それと同時に、上記同期型鍵ストリーム暗号化装置１は
内部状態が変化される。上記出力された暗号文は同期型
鍵ストリーム復号化装置１７へ送信される。一方、同期
型鍵ストリーム復号化装置１７の暗号文入力端子２５に
暗号文が入力されると、クロックに同期して暗号文が復
号され、平文出力端子２７から平文として出力されると
同時に、同期型鍵ストリーム復号化装置１７は内部状態
が変化される。ここで、上記暗号化装置１が平文を暗号
化するときの内部状態と上記復号化装置１７が暗号文を
復号するときの内部状態をあらかじめ一致させてあるの
で、復号化装置１７の平文出力端子２７から出力される
信号は暗号化装置１の平文入力端子２１に入力される信
号（平文）と一致する。
ーム暗号化装置１を用いて暗号通信を行う暗号通信シス
テムについて図６を用いて説明する。この暗号通信シス
テムは、図５に示した同期型鍵ストリーム暗号化装置１
を用いて暗号通信を行うものであり、同期型鍵ストリー
ム暗号化装置１と、同期型鍵ストリーム復号化装置１７
とを有している。上記暗号通信システムの動作について
説明すると、暗号通信を行うには、まず、初期値設定入
力端子１１および１９に同じ値を入力し、同期型鍵スト
リーム暗号化装置１および同期型鍵ストリーム復号化装
置１７の内部状態を一致させておく。その状態で上記同
期型鍵ストリーム暗号化装置１の平文入力端子２１に平
文が入力されると、クロックに同期して平文が暗号化さ
れ、暗号文出力端子２３から暗号文として出力される。
それと同時に、上記同期型鍵ストリーム暗号化装置１は
内部状態が変化される。上記出力された暗号文は同期型
鍵ストリーム復号化装置１７へ送信される。一方、同期
型鍵ストリーム復号化装置１７の暗号文入力端子２５に
暗号文が入力されると、クロックに同期して暗号文が復
号され、平文出力端子２７から平文として出力されると
同時に、同期型鍵ストリーム復号化装置１７は内部状態
が変化される。ここで、上記暗号化装置１が平文を暗号
化するときの内部状態と上記復号化装置１７が暗号文を
復号するときの内部状態をあらかじめ一致させてあるの
で、復号化装置１７の平文出力端子２７から出力される
信号は暗号化装置１の平文入力端子２１に入力される信
号（平文）と一致する。
【０００４】上述のように復号化装置１７が受信した暗
号文から平文を復号するには受信側の同期型鍵ストリー
ム復号化装置の内部状態を、送信側の同期型鍵ストリー
ム暗号化装置の内部状態と一致させる必要がある。こ
の、受信側の同期型鍵ストリーム復号化装置の内部状態
を、送信側の同期型鍵ストリーム暗号化装置の内部状態
と一致させる操作を鍵同期を取ると呼ぶ。上記同期型鍵
ストリーム暗号方式に基づく暗号通信システムにおいて
は、鍵同期がはずれることがしばしばあるので、暗号通
信中に適宜鍵同期を取る必要がある。鍵同期を取るに
は、通常、公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式を用い
て、同期型鍵ストリーム暗号化装置もしくは復号化装置
の内部状態を配送し、一致させる方法を用いる。
号文から平文を復号するには受信側の同期型鍵ストリー
ム復号化装置の内部状態を、送信側の同期型鍵ストリー
ム暗号化装置の内部状態と一致させる必要がある。こ
の、受信側の同期型鍵ストリーム復号化装置の内部状態
を、送信側の同期型鍵ストリーム暗号化装置の内部状態
と一致させる操作を鍵同期を取ると呼ぶ。上記同期型鍵
ストリーム暗号方式に基づく暗号通信システムにおいて
は、鍵同期がはずれることがしばしばあるので、暗号通
信中に適宜鍵同期を取る必要がある。鍵同期を取るに
は、通常、公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式を用い
て、同期型鍵ストリーム暗号化装置もしくは復号化装置
の内部状態を配送し、一致させる方法を用いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式は計算量が多く、鍵
同期を取るまでに時間がかかるという問題があった。ま
た、上記公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式を用いる
と、ハードウェア規模が大きくなるといった問題もあっ
た。本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、
短時間で、かつ、小さいハードウェア規模で同期型鍵ス
トリーム暗号方式において鍵同期を実現することができ
る暗号通信システムを提供することを目的とする。
開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式は計算量が多く、鍵
同期を取るまでに時間がかかるという問題があった。ま
た、上記公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式を用いる
と、ハードウェア規模が大きくなるといった問題もあっ
た。本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、
短時間で、かつ、小さいハードウェア規模で同期型鍵ス
トリーム暗号方式において鍵同期を実現することができ
る暗号通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、同期型鍵ストリーム暗号方式に基づいて
暗号化装置で暗号化された暗号文を復号化装置へ送信し
て復号化する暗号通信システムにおいて、上記暗号化装
置が、同期型鍵ストリーム暗号部と、上記同期型鍵スト
リーム暗号部に暗号化鍵を設定する手段と、乱数発生手
段または乱数に準ずる系列を発生させる手段と、鍵格納
部と、上記乱数発生手段または乱数に準ずる系列を発生
させる手段によって生成された乱数または乱数に準ずる
系列を上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換
または線形変換し出力する手段とを具備し、上記同期型
鍵ストリーム暗号部に暗号化鍵を設定する際に、上記乱
数発生手段または乱数に準ずる系列を発生させる手段に
よって生成された乱数または乱数に準ずる系列を上記復
号化装置へ送信し、先の乱数または乱数に準ずる系列を
上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換または
線形変換し暗号化鍵として設定することを特徴とする。
本発明の他の特徴は、上記復号化装置が、同期型鍵スト
リーム復号部と、上記同期型鍵ストリーム復号部に復号
鍵を設定する手段と、鍵格納部と、上記暗号化装置から
送信された乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部
に格納された鍵によって非線形変換または線形変換し出
力する手段とを具備し、上記同期型鍵ストリーム復号部
に復号化鍵を設定する際に、上記暗号化装置から送信さ
れた乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部に格納
された鍵によって非線形変換または線形変換し、復号化
鍵として設定することである。本発明の他の特徴は、暗
号通信中に行われる鍵同期を、上記暗号化装置が生成し
た乱数または乱数に準ずる系列を復号化装置へ送信する
ことにより実施することである。
に、本発明は、同期型鍵ストリーム暗号方式に基づいて
暗号化装置で暗号化された暗号文を復号化装置へ送信し
て復号化する暗号通信システムにおいて、上記暗号化装
置が、同期型鍵ストリーム暗号部と、上記同期型鍵スト
リーム暗号部に暗号化鍵を設定する手段と、乱数発生手
段または乱数に準ずる系列を発生させる手段と、鍵格納
部と、上記乱数発生手段または乱数に準ずる系列を発生
させる手段によって生成された乱数または乱数に準ずる
系列を上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換
または線形変換し出力する手段とを具備し、上記同期型
鍵ストリーム暗号部に暗号化鍵を設定する際に、上記乱
数発生手段または乱数に準ずる系列を発生させる手段に
よって生成された乱数または乱数に準ずる系列を上記復
号化装置へ送信し、先の乱数または乱数に準ずる系列を
上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換または
線形変換し暗号化鍵として設定することを特徴とする。
本発明の他の特徴は、上記復号化装置が、同期型鍵スト
リーム復号部と、上記同期型鍵ストリーム復号部に復号
鍵を設定する手段と、鍵格納部と、上記暗号化装置から
送信された乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部
に格納された鍵によって非線形変換または線形変換し出
力する手段とを具備し、上記同期型鍵ストリーム復号部
に復号化鍵を設定する際に、上記暗号化装置から送信さ
れた乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部に格納
された鍵によって非線形変換または線形変換し、復号化
鍵として設定することである。本発明の他の特徴は、暗
号通信中に行われる鍵同期を、上記暗号化装置が生成し
た乱数または乱数に準ずる系列を復号化装置へ送信する
ことにより実施することである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図１は、本発明を実施した暗号通
信システムの概略構成図である。図１に示す様に、この
暗号通信システムは、暗号化部２８として、乱数を発生
させる乱数発生部２９と、鍵を格納するための鍵格納部
３１と、上記乱数発生部２９および鍵格納部３１に接続
された非線形または線形変換部３３と、上記非線形また
は線形変換部３３に接続されると共に平文の入力される
同期型鍵ストリーム暗号部３５とを有しており、復号化
部３７として、鍵を格納するための鍵格納部３９と、上
記鍵格納部３９に接続されると共に上記乱数発生部２９
よりの乱数の入力される非線形または線形変換部４１
と、上記非線形または線形変換部４１に接続されると共
に上記同期型鍵ストリーム暗号部３５よりの暗号文の入
力される同期型鍵ストリーム復号部４３とを有してい
る。そして、上記暗号化部２８は、平文を入力し、暗号
文と乱数を出力するようになっており、上記復号化部３
７は、上記暗号化部２８から送信された暗号文および乱
数を入力し、平文を出力するようになっている。図２
は、図１に示した非線形または線形変換部３３、４１の
内部構成図である。図２に示す様に、この非線形または
線形変換部３３、４１は、それぞれ加算器（アダー）４
５を有しており、非線形変換を実現する様になってい
る。すなわち、入力端子４７、４９から入力されるｎビ
ットの値を算術加算し、加算結果のｎビットを出力端子
５１に出力し、キャリーの１ビットを出力端子５３に出
力する。ここでは、上記入力端子４７には上記鍵格納部
３１からのｎビットの鍵が入力され、上記入力端子４９
には上記乱数発生部２９からのｎビットの乱数が入力さ
れる。また、ｎビットの出力である出力端子５１は同期
型鍵ストリーム暗号部３５へ出力され、上記出力端子５
３よりのキャリーは使用されない。上記同期型鍵ストリ
ーム暗号部３５では上記出力端子５１からのｎビットの
出力を暗号化鍵として用いる。一方、上記復号化部３７
の内部では、上記図２に示した入力端子４７には上記鍵
格納部３９からのｎビットの鍵が入力され、入力端子４
９には上記暗号化部２８から送信されたｎビットの乱数
が入力される。また、上記出力端子５１よりのｎビット
の出力は上記同期型鍵ストリーム復号部４３へ出力さ
れ、上記出力端子５３よりのキャリーは使用されない。
また、上記同期型鍵ストリーム復号部４３では上記出力
端子５１からのｎビットの出力を復号化鍵として用い
る。
に基づいて説明する。図１は、本発明を実施した暗号通
信システムの概略構成図である。図１に示す様に、この
暗号通信システムは、暗号化部２８として、乱数を発生
させる乱数発生部２９と、鍵を格納するための鍵格納部
３１と、上記乱数発生部２９および鍵格納部３１に接続
された非線形または線形変換部３３と、上記非線形また
は線形変換部３３に接続されると共に平文の入力される
同期型鍵ストリーム暗号部３５とを有しており、復号化
部３７として、鍵を格納するための鍵格納部３９と、上
記鍵格納部３９に接続されると共に上記乱数発生部２９
よりの乱数の入力される非線形または線形変換部４１
と、上記非線形または線形変換部４１に接続されると共
に上記同期型鍵ストリーム暗号部３５よりの暗号文の入
力される同期型鍵ストリーム復号部４３とを有してい
る。そして、上記暗号化部２８は、平文を入力し、暗号
文と乱数を出力するようになっており、上記復号化部３
７は、上記暗号化部２８から送信された暗号文および乱
数を入力し、平文を出力するようになっている。図２
は、図１に示した非線形または線形変換部３３、４１の
内部構成図である。図２に示す様に、この非線形または
線形変換部３３、４１は、それぞれ加算器（アダー）４
５を有しており、非線形変換を実現する様になってい
る。すなわち、入力端子４７、４９から入力されるｎビ
ットの値を算術加算し、加算結果のｎビットを出力端子
５１に出力し、キャリーの１ビットを出力端子５３に出
力する。ここでは、上記入力端子４７には上記鍵格納部
３１からのｎビットの鍵が入力され、上記入力端子４９
には上記乱数発生部２９からのｎビットの乱数が入力さ
れる。また、ｎビットの出力である出力端子５１は同期
型鍵ストリーム暗号部３５へ出力され、上記出力端子５
３よりのキャリーは使用されない。上記同期型鍵ストリ
ーム暗号部３５では上記出力端子５１からのｎビットの
出力を暗号化鍵として用いる。一方、上記復号化部３７
の内部では、上記図２に示した入力端子４７には上記鍵
格納部３９からのｎビットの鍵が入力され、入力端子４
９には上記暗号化部２８から送信されたｎビットの乱数
が入力される。また、上記出力端子５１よりのｎビット
の出力は上記同期型鍵ストリーム復号部４３へ出力さ
れ、上記出力端子５３よりのキャリーは使用されない。
また、上記同期型鍵ストリーム復号部４３では上記出力
端子５１からのｎビットの出力を復号化鍵として用い
る。
【０００８】図３は、図１に示した同期型鍵ストリーム
暗号部３５および同期型鍵ストリーム復号部４３で使用
される擬似乱数発生装置の一例であるノンリニアフィル
タジェネレータの構成図である。図３に示す様に、この
ノンリニアフィルタジェネレータ５５は、線形フィード
バックシフトレジスタ５７と非線形変換関数回路５９か
らなり、擬似乱数を擬似乱数出力端子６１へ出力する様
になっている。上記線形フィードバックシフトレジスタ
５７は、シフトレジスタ初期値設定用入力端子６３とク
ロック入力端子６５とを有しており、初期値設定用入力
端子６３からは暗号化鍵または復号化鍵が線形フィード
バックシフトレジスタ５７の初期レジスタ値として入力
され、クロック入力用端子６５からクロックが入力され
る度に、そのレジスタ値を変化させる。上記非線形変換
関数回路５９には線形フィードバックシフトレジスタ５
７のレジスタ値が入力され、その値を非線形変換し、ク
ロック毎に１ビットの擬似乱数として擬似乱数出力端子
６１より出力する。図４は、図１における暗号化部２８
から復号化部３７へ送信されるデータフレームの一例を
示す図である。図４において、データフレームの先頭に
は上記乱数発生部２９から出力されたｎビットの乱数が
設定され、その後に同期型鍵ストリーム暗号部３５から
の出力（暗号文）ｍビットが付加される。
暗号部３５および同期型鍵ストリーム復号部４３で使用
される擬似乱数発生装置の一例であるノンリニアフィル
タジェネレータの構成図である。図３に示す様に、この
ノンリニアフィルタジェネレータ５５は、線形フィード
バックシフトレジスタ５７と非線形変換関数回路５９か
らなり、擬似乱数を擬似乱数出力端子６１へ出力する様
になっている。上記線形フィードバックシフトレジスタ
５７は、シフトレジスタ初期値設定用入力端子６３とク
ロック入力端子６５とを有しており、初期値設定用入力
端子６３からは暗号化鍵または復号化鍵が線形フィード
バックシフトレジスタ５７の初期レジスタ値として入力
され、クロック入力用端子６５からクロックが入力され
る度に、そのレジスタ値を変化させる。上記非線形変換
関数回路５９には線形フィードバックシフトレジスタ５
７のレジスタ値が入力され、その値を非線形変換し、ク
ロック毎に１ビットの擬似乱数として擬似乱数出力端子
６１より出力する。図４は、図１における暗号化部２８
から復号化部３７へ送信されるデータフレームの一例を
示す図である。図４において、データフレームの先頭に
は上記乱数発生部２９から出力されたｎビットの乱数が
設定され、その後に同期型鍵ストリーム暗号部３５から
の出力（暗号文）ｍビットが付加される。
【０００９】次に、図１に示した暗号通信システムの動
作について説明すると、まず、上記暗号化部２８は鍵同
期を取るために、適宜ｎビットの乱数を乱数発生部２９
において発生させ、データフレームの先頭（図４参照）
に設定すると同時に非線形または線形変換部３３に出力
する。上記非線形または線形変換部３３はｎビットの乱
数を鍵格納部３１に格納された鍵を用いて線形または非
線形変換し、同期型鍵ストリーム暗号部３５へ出力す
る。上記同期型鍵ストリーム暗号部３５は非線形または
線形変換部３３からの出力を暗号化鍵として設定し、そ
の鍵を用いて平文を暗号化する。暗号化された平文（暗
号文）は、乱数発生部２９が次の乱数を発生させるまで
のｍビットの間、データフレームのｎビットの乱数の後
に続いて出力される。次に、上記復号化部３７はデータ
フレームを受信すると次のように暗号文を復号し平文を
得る。まず、図４に示したデータフレームの先頭のｎビ
ット（乱数）を取り出し、非線形または線形変換部４１
において、鍵格納部３９に格納された鍵を用いて非線形
または線形変換した後、同期型鍵ストリーム復号部４３
へ出力する。上記同期型鍵ストリーム復号部４３は非線
形または線形変換部４１からの出力を復号化鍵として設
定し、その鍵を用いてデータフレームの乱数に続くｍビ
ットの暗号文を復号し、平文を得る。
作について説明すると、まず、上記暗号化部２８は鍵同
期を取るために、適宜ｎビットの乱数を乱数発生部２９
において発生させ、データフレームの先頭（図４参照）
に設定すると同時に非線形または線形変換部３３に出力
する。上記非線形または線形変換部３３はｎビットの乱
数を鍵格納部３１に格納された鍵を用いて線形または非
線形変換し、同期型鍵ストリーム暗号部３５へ出力す
る。上記同期型鍵ストリーム暗号部３５は非線形または
線形変換部３３からの出力を暗号化鍵として設定し、そ
の鍵を用いて平文を暗号化する。暗号化された平文（暗
号文）は、乱数発生部２９が次の乱数を発生させるまで
のｍビットの間、データフレームのｎビットの乱数の後
に続いて出力される。次に、上記復号化部３７はデータ
フレームを受信すると次のように暗号文を復号し平文を
得る。まず、図４に示したデータフレームの先頭のｎビ
ット（乱数）を取り出し、非線形または線形変換部４１
において、鍵格納部３９に格納された鍵を用いて非線形
または線形変換した後、同期型鍵ストリーム復号部４３
へ出力する。上記同期型鍵ストリーム復号部４３は非線
形または線形変換部４１からの出力を復号化鍵として設
定し、その鍵を用いてデータフレームの乱数に続くｍビ
ットの暗号文を復号し、平文を得る。
【００１０】
【発明の効果】以上の様に、本発明による構成によれ
ば、鍵同期のために実施される非線形変換または線形変
換は、公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式に比較して
計算量が少なく、またハードウェア規模も小さいので、
短時間で、かつ小さいハードウェア規模で同期型鍵スト
リーム暗号方式において鍵同期を実現することができ
る。
ば、鍵同期のために実施される非線形変換または線形変
換は、公開鍵暗号方式に基づく秘密共有方式に比較して
計算量が少なく、またハードウェア規模も小さいので、
短時間で、かつ小さいハードウェア規模で同期型鍵スト
リーム暗号方式において鍵同期を実現することができ
る。
【図１】本発明を実施した暗号通信システムの概略構成
図である。
図である。
【図２】図１に示した非線形または線形変換部の一例と
して用いられる加算器（アダー）を示す図である。
して用いられる加算器（アダー）を示す図である。
【図３】図１に示した同期型鍵ストリーム暗号部および
同期型鍵ストリーム復号部で使用される擬似乱数発生装
置の一例であるノンリニアフィルタジェネレータの構成
図である。
同期型鍵ストリーム復号部で使用される擬似乱数発生装
置の一例であるノンリニアフィルタジェネレータの構成
図である。
【図４】図１における暗号通信において送信されるデー
タフレームの一例を示す図である。
タフレームの一例を示す図である。
【図５】同期型鍵ストリーム暗号化装置の一例を示す構
成図である。
成図である。
【図６】図５に示した暗号化装置を用いた暗号通信シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
１…同期型鍵ストリーム暗号化装置、 ３、２１…
平文入力端子、５…擬似乱数発生装置、
７…排他的論理和演算素子、９、２３…暗号文出力
端子、１１、１９…初期値設定入力用端子、 １３
…クロック入力用端子、１７…同期型鍵ストリーム復号
化装置、 ２５…暗号文入力端子、２７…平文出力端
子、 ２８…暗号化部、２９…乱数
発生部、 ３１、３９…鍵格納
部、３３、４１…非線形または線形変換部、３５…同期
型鍵ストリーム暗号部、 ３７…復号化部、４３
…同期型鍵ストリーム復号部、 ４５…加算器
（アダー）、４７、４９…被加算値入力端子、
５１…加算値出力端子、５３…キャリー出力端子、５
７…線形フィードバックシフトレジスタ、５９…非線形
変換関数回路、 ６１…擬似乱数出力端
子、６３…シフトレジスタ初期値設定用入力端子、６５
…クロック入力端子、
平文入力端子、５…擬似乱数発生装置、
７…排他的論理和演算素子、９、２３…暗号文出力
端子、１１、１９…初期値設定入力用端子、 １３
…クロック入力用端子、１７…同期型鍵ストリーム復号
化装置、 ２５…暗号文入力端子、２７…平文出力端
子、 ２８…暗号化部、２９…乱数
発生部、 ３１、３９…鍵格納
部、３３、４１…非線形または線形変換部、３５…同期
型鍵ストリーム暗号部、 ３７…復号化部、４３
…同期型鍵ストリーム復号部、 ４５…加算器
（アダー）、４７、４９…被加算値入力端子、
５１…加算値出力端子、５３…キャリー出力端子、５
７…線形フィードバックシフトレジスタ、５９…非線形
変換関数回路、 ６１…擬似乱数出力端
子、６３…シフトレジスタ初期値設定用入力端子、６５
…クロック入力端子、
Claims (3)
- 【請求項１】 同期型鍵ストリーム暗号方式に基づいて
暗号化装置で暗号化された暗号文を復号化装置へ送信し
て復号化する暗号通信システムであって、上記暗号化装
置が、同期型鍵ストリーム暗号部と、上記同期型鍵スト
リーム暗号部に暗号化鍵を設定する手段と、乱数発生手
段または乱数に準ずる系列を発生させる手段と、鍵格納
部と、上記乱数発生手段または乱数に準ずる系列を発生
させる手段によって生成された乱数または乱数に準ずる
系列を上記鍵格納部に格納された鍵によって非線形変換
または線形変換し出力する手段とを具備し、上記同期型
鍵ストリーム暗号部に暗号化鍵を設定する際に、乱数ま
たは乱数に準ずる系列を上記復号化装置へ送信し、先の
乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部に格納され
た鍵によって非線形変換または線形変換し暗号化鍵とし
て設定することを特徴とする暗号通信システム。 - 【請求項２】 上記復号化装置が、同期型鍵ストリーム
復号部と、上記同期型鍵ストリーム復号部に復号鍵を設
定する手段と、鍵格納部と、上記暗号化装置から送信さ
れた乱数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部に格納
された鍵によって非線形変換または線形変換し出力する
手段とを具備し、上記同期型鍵ストリーム復号部に復号
化鍵を設定する際に、上記暗号化装置から送信された乱
数または乱数に準ずる系列を上記鍵格納部に格納された
鍵によって非線形変換または線形変換し、復号化鍵とし
て設定することを特徴とする請求項１に記載の暗号通信
システム。 - 【請求項３】 暗号通信中に行われる鍵同期を、上記暗
号化装置が生成した乱数または乱数に準ずる系列を暗号
文に付加して上記復号化装置へ送信することにより実施
することを特徴とする請求項２に記載の暗号通信システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007826A JP2000209195A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 暗号通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007826A JP2000209195A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 暗号通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209195A true JP2000209195A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11676411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11007826A Pending JP2000209195A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 暗号通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209195A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002171251A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 外部メモリ付き通信端末装置及びスクランブル方法 |
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| JP2005304006A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-10-27 | Yamaha Corp | 電子音楽装置及びコンピュータ読み取り可能なプログラム |
| JP2007005878A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kddi Corp | 共有鍵生成方法、共有鍵生成方式、暗号化データコピー方法、共有鍵生成プログラム、暗号化データ送信プログラムおよび暗号化データ受信プログラム |
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| JP2012252195A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007826A patent/JP2000209195A/ja active Pending
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