JP3040801B2 - Secret telephone device - Google Patents

Secret telephone device

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JP3040801B2
JP3040801B2 JP2194633A JP19463390A JP3040801B2 JP 3040801 B2 JP3040801 B2 JP 3040801B2 JP 2194633 A JP2194633 A JP 2194633A JP 19463390 A JP19463390 A JP 19463390A JP 3040801 B2 JP3040801 B2 JP 3040801B2
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encryption
output
selector
encoder
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博幸 松本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は音声を暗号化して会話を行うことができる
秘話電話装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a confidential telephone device capable of performing conversation by encrypting voice.

「従来の技術」 音声信号を直接暗号化するアナログ暗号化方式とし
て、スペクトル反転暗号方式(詳細は例えば、今村、服
部、小園:“音声スペクトル反転秘話におけるコンパン
ダとエンファシスによる通話品質改善効果”、信学論
(B)、J64−B,5,pp.425−432(昭56−05)参照)、サ
ンプルした音声の時間順序および周波数を入れ替える方
式(詳細は例えば、N.S.Jayant,R.V.Cox,B.J.McDermott
and A.M.Quinn:“Analog scramblers for speech
based on sequential permutations in time and
frquency",Bell Syst.Tech.J.62,1,pp.25−46(Jan.1
983)参照)、サンプルした音声の極性を一定規則に従
って反転する方式(詳細は例えば、S.Asakawa,F.Sugiya
ma and M.Nakamura:“Avoice scrambler for mobi
l communication",IEEE Trans.Veh Technol.29,1,p
p.81−86(Feb.1980)参照)等がある。また、FFT(Fae
st Fourier Transform:高速フーリエ変換)の手法を
応用したFFTスクランブル方式(詳細は例えば、松永、
大川、桜井、古賀:“FFTを用いた全2重アナログ秘話
装置とその基本動作”、信学論(A)、J72−A,4,pp.69
2−702(昭64−04)参照)が提案されている。
"Conventional technology" As an analog encryption method for directly encrypting a voice signal, a spectrum inversion encryption method (for example, Imamura, Hattori, Kozono: "Speech quality improvement effect by compander and emphasis in voice spectrum inversion confidential". Academic Theory (B), J64-B, 5, pp. 425-432 (Showa 56-05)), a method of exchanging the time sequence and frequency of sampled speech (for example, NSJayant, RVCox, BJMcDermott)
and AMQuinn: “Analog scramblers for speech
based on sequential permutations in time and
frquency ", Bell Syst. Tech. J. 62, 1, pp. 25-46 (Jan. 1
983)), a method of inverting the polarity of the sampled voice according to a certain rule (for details, see, for example, S. Asakawa, F. Sugiya
ma and M. Nakamura: “Avoice scrambler for mobi
l communication ", IEEE Trans.Veh Technol.29,1, p
p.81-86 (Feb. 1980)). In addition, FFT (Fae
st Fourier Transform: Fast Fourier Transform (FFT) scrambling method (for details, for example, Matsunaga,
Okawa, Sakurai, Koga: "Full-duplex analog confidential device using FFT and its basic operation", IEICE (A), J72-A, 4, pp. 69
2-702 (see 64-64) has been proposed.

また電文を暗号化するのと同様の手法で行うように、
音声信号を符号化した後、暗号化するディジタル暗号化
方式が提案されている。
Also, as in the case of encrypting the message,
A digital encryption system has been proposed in which an audio signal is encoded and then encrypted.

「発明が解決しようとする課題」 アナログ暗号化方式の前記最初の三方式は、暗号強度
が弱い、信号処理遅延による会話のやりにくさ、暗号化
による復号音質の劣化、等の欠点がある。また最後の方
式は、信号処理遅延による会話のやりにくさ、暗号化に
よる復号音質の劣化、通常の会話から暗号化した会話状
態に切り換えるのに時間がかかる等の欠点がある。
"Problems to be Solved by the Invention" The first three methods of the analog encryption method have drawbacks such as low encryption strength, difficulty in conversation due to signal processing delay, and deterioration of decrypted sound quality due to encryption. The last method has drawbacks such as difficulty in conversation due to signal processing delay, deterioration of decoded sound quality due to encryption, and time required to switch from normal conversation to encrypted conversation state.

ISDNがサービス開始される以前では伝送路網はアナロ
グ方式がベースになっており、同一の音声信号を伝送す
るのにディジタル伝送ではアナログ伝送の約20倍の周波
数帯域が必要となり、アナログ方式の伝送路網を利用し
て電話についてディジタル暗号化はコスト面から実現さ
れた例はない。しかしISDNの普及に従って、電話による
会話をディジタル暗号化方式で暗号化して行うことが考
えられる。この場合、暗号強度を強くする点からストリ
ーム暗号形式を適用した暗号を用いるとよいが、このス
トリーム暗号形式の暗号は暗号開始時点が相手方で知ら
れないと復号することができない。つまり、互いに会話
を行う相互の電話機の暗号器と復号器とを同期させる必
要がある。しかし、電話においては相手が話をしたい者
であることを確認する必要があり、従って、非暗号化の
会話により相手を確認した後に、暗号化した会話に移す
ことになり、この時、暗号復号の同期が簡単にとれるこ
とが要望される。
Before the ISDN service was launched, the transmission network was based on the analog system, and digital transmission required about 20 times the frequency band of analog transmission to transmit the same voice signal. There is no example in which digital encryption for telephone using a road network has been realized in terms of cost. However, with the spread of ISDN, it is conceivable to conduct telephone conversations by encrypting them using a digital encryption system. In this case, in order to increase the encryption strength, it is preferable to use an encryption to which the stream encryption format is applied. However, this encryption in the stream encryption format cannot be decrypted unless the encryption start time is known by the other party. In other words, it is necessary to synchronize the encryptor and the decryptor of the telephones that are talking with each other. However, on the telephone, it is necessary to confirm that the other party wants to talk. Therefore, after confirming the other party by the non-encrypted conversation, the conversation is transferred to the encrypted conversation. It is demanded that synchronization can be easily achieved.

この発明の目的は非暗号会話と、暗号会話との切替え
が可能で、暗号強度が強い暗号化を行うことができか
つ、非暗号会話から暗号会話への切替えが容易な秘話電
話装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a secret telephone apparatus which can switch between non-encrypted conversation and encrypted conversation, can perform encryption with high encryption strength, and can easily switch from non-encrypted conversation to encrypted conversation. It is in.

「課題を解決するための手段」 この発明によれば、送話器からのアナログ信号をディ
ジタル信号に変換して出力するが、その特定のディジタ
ル値(以下“Aパターン”と記す)は別の特定のディジ
タル値に変換して出力する符号器と、 その符号器の出力をその出力ビット幅(nビット)単
位で暗号化するストリーム暗号形式を適用した暗号器
と、 nビット幅の上記Aパターンを格納する第1レジスタ
と、 第1セレクタと、 暗号通信開始信号と割込み信号とのうち最初に発生し
た信号により、上記符号器の出力を送出している状態か
ら、上記Aパターンを1個送出し、その後、上記暗号器
の出力を送出するように上記第1セレクタを切替え制御
する送話制御手段とを有する送話部と、 ディジタル信号をアナログ信号に変換して受話器へ供
給する符号復号器と、 受信したディジタル信号をnビット単位で復号するス
トリーム暗号形式を適用した暗号復号器と、 上記受信したディジタル信号から上記Aパターンを検
出して上記割込み信号を発生する比較器と、 第2セレクタと、 上記比較器から上記割込み信号が供給されると、上記
受信したディジタル信号を上記符号復号器へ供給してい
る状態から上記暗号復号器の出力を上記符号復号器へ供
給するように上記第2セレクタを切替えると共に上記暗
号復号器に復号開始指示を行う受話制御手段とを有する
受話部と、 手動操作され、上記暗号通信開始信号を出力するスイ
ッチと、 暗号鍵を保持して上記暗号器および上記暗号復号器へ
その暗号鍵を供給する第2レジスタとを具備する。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, an analog signal from a transmitter is converted into a digital signal and output, and its specific digital value (hereinafter referred to as “A pattern”) is different. An encoder that converts and outputs a specific digital value; an encoder that applies a stream encryption format that encrypts the output of the encoder in units of its output bit width (n bits); A first register for storing the first pattern, a first selector, and one of the A patterns from the state in which the output of the encoder is transmitted by a signal generated first among the encryption communication start signal and the interrupt signal. And a transmission section having transmission control means for switching and controlling the first selector so as to transmit the output of the encryptor; and converting a digital signal into an analog signal and supplying the analog signal to the receiver. A decoder that applies a stream encryption format for decoding a received digital signal in n-bit units; a comparator that detects the A pattern from the received digital signal and generates the interrupt signal; When the interrupt signal is supplied from the second selector and the comparator, the output of the cipher decoder is supplied to the code decoder from the state where the received digital signal is supplied to the code decoder. Receiving unit having a receiving control means for switching the second selector and instructing the encryption / decryption device to start decryption, a switch manually operated to output the encryption communication start signal, and an encryption key A second register for supplying the encryption key to the encryption device and the encryption / decryption device.

「作 用」 この構成によれば非暗号会話により相手を相互に確認
し、その後、暗号通信開始信号をスイッチの操作により
発生させると、Aパターンが出力された後暗号化され、
Aパターンが受信されると、暗号の復号が開始され、容
易に同期化される。そのAパターンは符号器から発生し
ないものであり、つまり音声信号から変換されたディジ
タル信号中に含まれないものであるから、誤動作するお
それはない。
[Operation] According to this configuration, the other party is mutually confirmed by non-encrypted conversation, and then, when an encryption communication start signal is generated by operating the switch, the A pattern is output and then encrypted.
When the A-pattern is received, decryption of the encryption starts and synchronization is easily achieved. Since the A pattern does not occur from the encoder, that is, is not included in the digital signal converted from the audio signal, there is no possibility of malfunction.

「実施例」 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明による秘話電話装置(暗号機能付き
ディジタル電話機)の実施例の構成を示す。この装置は
本体1、本体1に接続されたハンドセット2、本体1と
ISDN(Integrated Services Digital Network)の加入
者線路4とを接続するための回線終端装置(DSU)3と
から成る。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a secret telephone apparatus (digital telephone with an encryption function) according to the present invention. This device comprises a main body 1, a handset 2 connected to the main body 1,
A line termination unit (DSU) 3 for connecting to a subscriber line 4 of an Integrated Services Digital Network (ISDN).

本体1は、ハンドセット2の送話器2sからの音声信号
を暗号化して送出する送話部5、暗号化された音声信号
を復号化してハンドセット2の受話器2rへ音声信号を出
力する受話部6、回線終端装置3とのインタフェース変
換を行うドライバ/レシーバ7、ドライバ/レシーバ
7、送話部5、受話部6と接続され、ISDNのBチャネル
のレイヤ1およびDチャネルのレイヤ1,2を制御するレ
イヤ1,2制御部8、レイヤ1,2制御部8と接続され、ISDN
のDチャネルのレイヤ3を制御するレイヤ3制御部9、
通話内容の暗号開始を指示するスイッチ10(このスイッ
チ10はトグルスイッチになっており再度押下すると暗号
終了を指示する)、会話する当事者同志しか知らない暗
号鍵を入力する入力ボタン11(入力ボタンはダイアルボ
タン、あるいは別のファンクションボタンと兼用であっ
てもよい)、入力された暗号鍵を保持するためのレジス
タ12から成る。
The main body 1 has a transmitting section 5 for encrypting and transmitting a voice signal from the transmitter 2s of the handset 2, and a receiving section 6 for decrypting the encrypted voice signal and outputting the voice signal to the receiver 2r of the handset 2. Connected to the driver / receiver 7, driver / receiver 7, transmitter / receiver 7, and receiver 6 for performing interface conversion with the line terminating device 3, and controls the ISDN B channel layer 1 and the D channel layers 1 and 2. Layer 1 and 2 control unit 8 and the layer 1 and 2 control unit 8
A layer 3 control unit 9 for controlling the layer 3 of the D channel of
A switch 10 for instructing the start of encryption of the contents of a call (this switch 10 is a toggle switch, and when pressed again, instructs the end of encryption), and an input button 11 for inputting an encryption key known only to the communicating parties (the input button is (It may also be used as a dial button or another function button), and a register 12 for holding the inputted encryption key.

送話部5からのBチャネル信号13がレイヤ1,2制御部
8へ供給され、レイヤ1,2制御部8からのBチャネル信
号14は受話部6へ供給され、ハンドセット2からの送話
信号15は送話部5へ供給され、受話部6からの受話信号
16はハンドセット2へ供給される。スイッチ10からの暗
号開始信号12は送話部5へ供給され、入力ボタン11の出
力信号18はレジスタ12へ供給され、レジスタ12の出力信
号19は送話部5及び受話部6へ供給される。
The B channel signal 13 from the transmission unit 5 is supplied to the layer 1 and 2 control unit 8, and the B channel signal 14 from the layer 1 and 2 control unit 8 is supplied to the reception unit 6 and the transmission signal from the handset 2 15 is supplied to the transmission section 5 and the reception signal from the reception section 6
16 is supplied to handset 2. The encryption start signal 12 from the switch 10 is supplied to the transmitting section 5, the output signal 18 of the input button 11 is supplied to the register 12, and the output signal 19 of the register 12 is supplied to the transmitting section 5 and the receiving section 6. .

第2図に第1図中の送話部5および受話部6の内部構
成例を示す。
FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the transmitting section 5 and the receiving section 6 in FIG.

符号器21はハンドセット2の送話器2sからの音声信号
15(アナログ信号)を1バイト(8ビット)幅のディジ
タル信号に変換する(符号器21によるアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換する規定はCCITT勧告G.711を参
照)。この符号器21は変換されたディジタル信号の特定
のディジタル値(Aパターンと記す)を別の特定のディ
ジタル値に変換して出力するものであり、この実施例で
はCCITT勧告G.711のμ法則(日本、米国等で使用)を適
用している。つまり、μ法則はオール“0"(上記Aパタ
ーンと対応)の出力パターン(1バイト幅)は使用禁止
されており、オール“0"の出力パターン(Aパターン)
はMSB(最上位ビット)側から順に“00000010"(別の特
定ディジタル値)に変換して出力することになってい
る。一方ISDNでは任意のビットパターンの伝送が可能で
あるため、このオール“0"のパターンを制御信号として
使用した。符号器21はこのパターン変換機能を有してい
るものとする。暗号器22は符号器21の出力である1バイ
トのディジタル信号26を1バイト単位で暗号化する(暗
号化に付いては後程詳細に説明する)、セレクタ23は送
話制御部25によって信号線26、信号線27、信号線28のい
ずれかを選択して出力する1バイト幅のセレクタ、セレ
クタ23の出力29が供給される並列直列変換器24は1バイ
ト幅のパラレルデータを1ビットのシリアルデータに変
換してBチャネル信号13として出力する。送話制御部25
は送話部5の全体を制御する。暗号器22の出力(1バイ
ト幅)は信号線27へ供給され、レジスタ61にはオール
“0"がセットされ、信号線(1バイト幅)28へ出力され
る、セレクタ23は信号線30により制御され、暗号器22は
信号線31を通じて送話制御部25により制御される。
The encoder 21 is a voice signal from the transmitter 2s of the handset 2.
15 (analog signal) is converted into a 1-byte (8-bit) width digital signal (refer to CCITT recommendation G.711 for rules for converting an analog signal into a digital signal by the encoder 21). The encoder 21 converts a specific digital value (referred to as an A pattern) of the converted digital signal into another specific digital value and outputs the converted digital signal. In this embodiment, the μ-law of CCITT recommendation G.711 is used. (Used in Japan, the United States, etc.). That is, in the μ-law, the use of an output pattern (1 byte width) of all “0” (corresponding to the A pattern) is prohibited, and an output pattern of all “0” (A pattern)
Are to be converted into “00000010” (another specific digital value) in order from the MSB (most significant bit) side and output. On the other hand, since any bit pattern can be transmitted in ISDN, this all-zero pattern is used as a control signal. The encoder 21 has this pattern conversion function. The encryptor 22 encrypts a one-byte digital signal 26 output from the encoder 21 in units of one byte (the encryption will be described in detail later). 26, a 1-byte-wide selector that selects and outputs one of the signal lines 27 and 28, and a parallel-to-serial converter 24 to which an output 29 of the selector 23 is supplied. It is converted into data and output as a B channel signal 13. Transmission control unit 25
Controls the entire transmitting section 5. The output (1 byte width) of the encryptor 22 is supplied to the signal line 27, all "0" is set in the register 61, and output to the signal line (1 byte width) 28. Under control, the encryptor 22 is controlled by the transmission control unit 25 through the signal line 31.

直列並列変換器32は1ビットのシリアルデータ(Bチ
ャネル信号14)を1バイト幅のパラレルデータに変換す
る、暗号復号器33は直列並列変換器32の出力38である1
バイトのディジタル信号を1バイト単位で復号する(復
号については後程詳細に説明する)、セレクタ34は受話
制御部37によって直列並列変換器32の出力信号38と暗号
復号器33の出力信号39とのいずれかを選択して出力する
1バイト幅のセレクタ、符号復号器35はセレクタ34の出
力40(1バイト幅)のディジタル信号を音声信号(アナ
ログ信号)に変換して受話信号16として出力する、比較
器36は直列並列変換器32の出力38とレジスタ61の内容と
が一致したとき出力42がオンとなり、これが割込み信号
として送話制御部25と受話制御部37とへ供給される。受
話制御部37は受話部6の全体を制御する。
The serial / parallel converter 32 converts 1-bit serial data (B channel signal 14) into parallel data of 1 byte width. The encryption / decryption unit 33 outputs 1 which is the output 38 of the serial / parallel converter 32.
The byte digital signal is decoded in byte units (decoding will be described in detail later). The selector 34 controls the output signal 38 of the serial-to-parallel converter 32 and the output signal 39 of the encryption / decryption decoder 33 by the reception control unit 37. A one-byte-wide selector for selecting and outputting any one of them, the codec 35 converts the digital signal of the output 40 (one-byte width) of the selector 34 into an audio signal (analog signal) and outputs it as a reception signal 16. When the output 38 of the serial / parallel converter 32 matches the content of the register 61, the output of the comparator 36 turns on, and this is supplied to the transmission control unit 25 and the reception control unit 37 as an interrupt signal. The receiving control section 37 controls the entire receiving section 6.

ここで、この発明における暗号・復号について説明す
る。
Here, encryption / decryption in the present invention will be described.

現在ディジタル通信のセキュリティ対策として、送信
者または受信者の一方が鍵をきめ、送信側で送るべきデ
ータ(平文)をその鍵で暗号化して暗号文を送信し、受
信側では先の鍵と同一の鍵で受信した暗号文を暗号の逆
変換つまり復号し、もとの平文に戻す方法が用いられて
いる。これらで使用されているアルゴリズム公開型暗号
の代表例としてDES(DES(Data Encryption Standard)
アルゴリズムの詳細は例えば、D.W.Davies and W.L.Pri
ce(上園監訳):“ネットワーク・セキュリティ”、日
経マグロウヒル社、1985 pp.55−84参照)、FEAL(FEAL
(Fast data Enciph erment ALgorithm)アルゴリズム
の詳細は例えば、宮口、白石、清水:“FEAL−8暗号ア
ルゴリズム”、研実報 第37巻第4/5号、1988pp.321−3
72参照)があり、この発明ではこれらのいずれも使用可
能である。次に、暗号形式(暗号形式の詳細は例えば、
D.W.Davies and W.L.Price(上園監訳):“ネットワー
ク・セキュリティ”、日経マグロウヒル社、1985 pp.85
−102参照)についてみると、この実施例では符号化さ
れた音声信号が8ビットであること、リアルタイム通信
を可能とすること、回線上のビット誤りの拡大を防ぐこ
と、強い暗号強度にすることにより、ストリーム暗号形
式であるOFB(Output Feedback)の8ビットフィードバ
ック暗号形式を適用する。なお、この発明において暗号
化の目的は、ネット・ワーク上での盗聴防止、および第
三者への漏洩防止(例えば着信側の電話のハンドセット
を取った者が第三者であればこれへの漏洩防止)にあ
る。
Currently, as a security measure for digital communications, either the sender or the receiver determines a key, encrypts data (plaintext) to be sent on the transmitting side with the key, and transmits the ciphertext, and the receiving side uses the same key as the previous key. In this method, a cipher text received with the key of (i) is inversely converted, that is, decrypted, and the original plain text is restored. DES (DES (Data Encryption Standard)
For details of the algorithm, see, for example, DWDavies and WLPri
ce (Translated by Kamizono): “Network Security”, Nikkei McGraw-Hill, 1985 pp.55-84), FEAL (FEAL)
For details of the algorithm, see, for example, Miyaguchi, Shiraishi, and Shimizu: “FEAL-8 Cryptographic Algorithm”, Kenjiho, Vol. 37, No. 4/5, 1988 pp. 321-2.
72), and any of these can be used in the present invention. Next, the encryption format (for details of the encryption format, for example,
DWDavies and WLPrice (Translated by Kamizono): "Network Security", Nikkei McGraw-Hill, 1985 pp.85
-102), in this embodiment, the encoded audio signal is 8 bits, real-time communication is enabled, bit error on the line is prevented from expanding, and strong encryption strength is set. Thus, an 8-bit feedback encryption format of OFB (Output Feedback), which is a stream encryption format, is applied. In the present invention, the purpose of encryption is to prevent eavesdropping on a network and to prevent leakage to a third party (for example, if the person who took the handset of the telephone on the receiving side is a third party, there is no Leakage prevention).

この発明は、ISDN基本インタフェース加入者線の情報
チャネル(Bチャネル)を用いて、音声を符号化して通
信を行うディジタル式秘話電話機に適用できる。以下こ
のディジタル式秘話電話機を例に、第1図、第2図およ
び第3図を用いてこの発明の動作を説明する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a digital secret telephone which performs communication by encoding voice using an information channel (B channel) of an ISDN basic interface subscriber line. The operation of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3 taking this digital secret telephone as an example.

ISDNサービスで提供されている回線交換の呼設定機能
(ISDNの回線交換サービスとその呼設定機能の詳細は例
えば、秋山監修:“ISDN絵とき読本”、オーム社、1988
pp.92−106参照)を用いて、この発明を適用した発信
側のディジタル式秘話電話機(以下「A電話機」と略
す)のBチャネルと、同じくこの発明を適用した着信側
のディジタル式秘話電話機(以下「B電話機」と略す)
のBチャネルとが接続された後の時点より説明を行う。
Circuit-switched call setting function provided by ISDN service (Details of the ISDN circuit-switched service and its call setting function are, for example, supervised by Akiyama: "ISDN picture and text reader", Ohmsha, 1988
pp. 92-106) and a B-channel of a digital secure telephone on the transmitting side (hereinafter abbreviated as "A telephone") to which the present invention is applied, and a digital secure telephone on the receiving side to which the present invention is also applied. (Hereinafter abbreviated as "B telephone")
Will be described from the point in time after connection with the B channel.

まず音声を暗号化して通話を行う前に、B電話機のハ
ンドセットを取った者が、A電話機をかけた者が話をし
たい相手であるか否かを話をしながら確認する必要があ
る。さらにB電話機のハンドセットを取った者が、A電
話機をかけた者が話をしたい相手であるか否かを確認す
るために、何らかの手段(例えば郵便)で予め送られて
いる暗号鍵(当事者同志のみしか知らない数字の組み合
わせ)を、暗号化して通信を行う前に双方が各電話機の
入力ボタン11よりその暗号鍵を入力する。双方が暗号鍵
を入力したことを会話により確認後、いずれか一方の者
があるいは双方が電話機に付いている暗号開始を指示す
るスイッチ10を押下する。以後の通信は暗号化されてい
るため、もし双方が入力した暗号鍵が異なれば通信不能
(受話器にはノイズのみしか送られて来ない)となり、
通話内容が相手に漏洩する事はない。またネット・ワー
ク上の何処かで盗聴したとしても先と同じ暗号鍵で通信
内容を復号しない限り元の通話内容は聞けない。ここで
いずれか一方の者が誤った暗号鍵を入力した場合、双方
が再度スイッチ10を押下することにより通常の音声通信
となり再度上述の動作を行えばよい。
Before encrypting voice and conducting a telephone call, it is necessary to confirm whether the person who picked up the handset of the telephone B is the person who wants to talk with the person who called the telephone A while talking. Furthermore, in order to confirm whether or not the person who took the handset of the B telephone is the person who wants to talk to the person who called the A telephone, an encryption key (for example, mail between parties) sent in advance by some means (for example, mail) Before performing communication by encrypting the only known combination of numbers), both enter the encryption key from the input button 11 of each telephone. After confirming through conversation that both parties have entered the encryption key, either one of them or both parties press the switch 10 for instructing the start of encryption on the telephone. Since the subsequent communication is encrypted, if the encryption keys input by both are different, communication becomes impossible (only noise is sent to the receiver),
The contents of the call do not leak to the other party. Even if wiretapping is performed somewhere on the network, the original call contents cannot be heard unless the communication contents are decrypted with the same encryption key as before. Here, if either one of the parties inputs an incorrect encryption key, the two sides press the switch 10 again, so that normal voice communication is performed, and the above operation may be performed again.

次に、送話側、受話側の動作を説明する。 Next, the operation of the transmitting side and the receiving side will be described.

送話側 送話側には3つの動作フェーズが存在する。第1の動
作フェーズは呼設定後から暗号開始指示があるまで(以
下、“フェーズ1"と記す)。第2の動作フェーズは暗号
開始指示により1バイトのオール“0"送出まで(以下、
“フェーズ2"と記す)。第3の動作フェーズは入力音声
信号を暗号化して送出する(以下、“フェーズ3"と記
す)。
Sender The sender has three phases of operation. The first operation phase is performed after the call is set and before an encryption start instruction is issued (hereinafter, referred to as “phase 1”). The second operation phase is until the transmission of 1-byte all “0” by the encryption start instruction (hereinafter, referred to as “0”).
"Phase 2"). In a third operation phase, the input audio signal is encrypted and transmitted (hereinafter, referred to as “phase 3”).

各動作フェーズは第3図参照。 See FIG. 3 for each operation phase.

・フェーズ1 第1図のハンドセット2の送話器出力15(アナログ信
号)は、第2図の符号器21で1バイトのディジタル信号
に変換する。このとき送話制御部25の出力30はセレクタ
23に対して信号線26を選択するように指示する。
Phase 1 The transmitter output 15 (analog signal) of the handset 2 in FIG. 1 is converted into a 1-byte digital signal by the encoder 21 in FIG. At this time, the output 30 of the transmission control unit 25 is a selector.
Instruct 23 to select signal line 26.

よってこのフェーズでは第1図の送話部5の出力13に
は通常の(暗号化されていないディジタル信号)音声信
号が送出される。
Therefore, in this phase, a normal (unencrypted digital signal) voice signal is transmitted to the output 13 of the transmitting section 5 in FIG.

またこのフェーズ内にA電話機をかけた者およびB電
話機のハンドセットを取った者は双方が互いに話し相手
であることを確認し、かつそれぞれの電話機の入力ボタ
ン11より暗号鍵を入力し、双方が暗号鍵を入力したこと
を会話により確認後、いずれか一方の者があるいは双方
が電話機に付いている暗号開始を指示するスイッチ10を
押下する。
Also, during this phase, the person who placed the A telephone and the person who took the handset of the B telephone confirm that they are both parties to talk to each other, input the encryption key from the input button 11 of each telephone, and After confirming through a conversation that the key has been input, either one or both of them presses the switch 10 for instructing the start of encryption attached to the telephone.

・フェーズ2 第1図のスイッチ10の押下(第3図の51の時点)また
は第2図の比較器36の出力42がオン(オール“0"を受
話:相手側がこちら側より先にスイッチ10を押下した場
合)により第2図の送話制御部25の出力30はセレクタ23
に対して信号線28(オール“0"がセットされている)を
選択するように指示する。よってこのフェーズでは第1
図の送話部5の出力13にはオール“0"が1個送出される
(第3図の52)。
・ Phase 2 The switch 10 in FIG. 1 is pressed (at the time of 51 in FIG. 3) or the output 42 of the comparator 36 in FIG. 2 is turned on (all “0” is received: the other party receives the switch 10 before this side). Is pressed, the output 30 of the transmission control unit 25 in FIG.
To select the signal line 28 (all "0" is set). Therefore, in this phase, the first
One all "0" is transmitted to the output 13 of the transmitting section 5 in the figure (52 in FIG. 3).

・フェーズ3 送話制御部25は出力31で暗号器22に対して暗号開始指
示を出すとともに、セレクタ23に対して信号線27を選択
するように指示する。
Phase 3 The transmission control unit 25 issues an encryption start instruction to the encryptor 22 at the output 31, and instructs the selector 23 to select the signal line 27.

よってこのフェーズでは第1図の送話部5の出力13に
は暗号化された音声信号が送出される。
Therefore, in this phase, an encrypted audio signal is transmitted to the output 13 of the transmitting section 5 in FIG.

なお、どのフェーズにおいても再度スイッチ10を押下
すると暗号機能停止となりフェーズ1に戻る。
When the switch 10 is pressed again in any phase, the encryption function is stopped and the process returns to the phase 1.

受話側 受話側には2つの動作フェーズが存在する。第1の動
作フェーズは呼設定後からオール“0"を1個検出するま
で(以下、“フェーズ1"と記す)。第2の動作フェーズ
は受話した信号(暗号化された音声信号)を復号する
(以下、“フェーズ2"と記す)。
Receiver The receiver has two phases of operation. The first operation phase is performed after the call is set and until one all “0” is detected (hereinafter, referred to as “phase 1”). In the second operation phase, the received signal (encrypted voice signal) is decrypted (hereinafter, referred to as “phase 2”).

各動作フェーズは第3図参照。 See FIG. 3 for each operation phase.

・フェーズ1 呼設定後、受話制御部37の出力43はオフになってお
り、このときセレクタ34は信号38を選択するようになっ
ているため、符号復号器35には受話データ(通常の音声
信号)が入力され、第1図のハンドセット2の受話器に
は相手からの音声が出力される。また呼設定後は比較器
36が動作しているため、相手側が音声の暗号化を開始す
る前に送出するオール“0"をいつでも検出可能である。
比較器36がオール“0"を検出すると出力42がオンにな
り、受話制御部37はこれを受けてフェーズ2に移る(第
3図の53)。
Phase 1 After the call is set, the output 43 of the receiving control section 37 is off, and the selector 34 selects the signal 38 at this time. Signal) is input, and the voice of the other party is output to the receiver of the handset 2 in FIG. After the call setup, the comparator
Since the 36 is operating, it is possible to detect all “0” transmitted before the other party starts encryption of the voice at any time.
When the comparator 36 detects all "0", the output 42 is turned on, and the reception control section 37 receives this and shifts to phase 2 (53 in FIG. 3).

よってこのフェーズでは第1図の受話部6の出力16に
は受話した音声信号をそのままアナログ変換して出力す
る。
Therefore, in this phase, the received voice signal is directly converted into an analog signal and output to the output 16 of the receiver 6 in FIG.

・フェーズ2 受話制御部37は出力43をオンにする。これにより復号
器33は受話データ(暗号化された音声信号)の復号を開
始し、セレクタ34は信号39を選択する。ここで相手側が
音声を暗号化するために入力した暗号鍵と同じ暗号鍵が
第1図のレジスタ12にセットされていれば暗号化された
音声信号は完全に元の音声信号に戻るが、セットされた
暗号鍵が相手側と異なれば暗号化された音声信号は元の
音声信号には戻らない。
-Phase 2 The reception control unit 37 turns on the output 43. As a result, the decoder 33 starts decoding the reception data (the encrypted audio signal), and the selector 34 selects the signal 39. Here, if the same encryption key as that input by the other party in order to encrypt the voice is set in the register 12 in FIG. 1, the encrypted voice signal is completely returned to the original voice signal. If the encrypted key is different from that of the other party, the encrypted audio signal does not return to the original audio signal.

よってこのフェーズでは第1図の受話部6の出力16に
は受話した暗号化された音声信号を復号し、それをアナ
ログ変換して出力する。
Therefore, in this phase, the received encrypted voice signal is decoded at the output 16 of the receiver 6 shown in FIG. 1, converted into an analog signal and output.

なお、どのフェーズにおいても再度スイッチ10を押下
すると復号機能停止となりフェーズ1に戻る。
When the switch 10 is pressed again in any phase, the decryption function is stopped and the process returns to the phase 1.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明は下記の効果を有す
る。
"Effects of the Invention" As described above, the present invention has the following effects.

DES、FEAL等の暗号アルゴリズムを使用し、ストリ
ーム暗号形式で暗号化しているため暗号強度は強い。
(これらの暗号鍵は64ビット長である) 暗号、復号はディジタル信号で行うため、暗号化に
よる復号音質の劣化はない。
Since encryption is performed in a stream encryption format using an encryption algorithm such as DES or FEAL, the encryption strength is high.
(These encryption keys are 64 bits long.) Since encryption and decryption are performed using digital signals, there is no deterioration in the decoded sound quality due to encryption.

暗号、復号処理を符号器の出力幅単位(実施例では
8ビット単位)で行っているため信号処理遅延がない。
これにより相手からの音声の遅れがないため会話がスム
ーズに行える。
Since the encryption and decryption processes are performed in units of the output width of the encoder (in the embodiment, in units of 8 bits), there is no signal processing delay.
As a result, there is no delay in voice from the other party, so that conversation can be performed smoothly.

1バイトのオール“0"のような特定パターンのみ検
出を行って、通常の会話から暗号化した会話状態への切
替えを行っているため、その切替えが瞬時に行える。
Since only a specific pattern such as 1-byte all “0” is detected and the normal conversation is switched to the encrypted conversation state, the switching can be performed instantaneously.

簡単な構成であるためハードウェア規模が小さく、
現在のLSI技術で容易に1チップ化可能な範囲であり、
安価に装置の実現が可能。
Because of the simple configuration, the hardware scale is small,
It is a range that can be easily integrated into one chip with current LSI technology,
The device can be realized at low cost.

通常会話から暗号会話への切替えは、音声信号の符
号化では絶対に生じない特定パターンを用いているた
め、音声信号中の特定ディジタル信号により誤動作する
おそれはない。
Switching from normal conversation to cipher conversation uses a specific pattern that never occurs in the encoding of a voice signal, so that there is no risk of malfunction due to a specific digital signal in the voice signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す秘話電話装置の構
成図、第2図は第1図中の送話部5および受話部6の内
部構成例を示すブロック図、第3図は第1図、第2図の
動作を説明するためのタイムチャートである。 1:本体、2:ハンドセット、3:DSU(回線終端装置)、5:
音声信号を暗号化して送出する送話部、6:暗号化された
音声信号を復号化して出力する受話部、7:ドライバ/レ
シーバ、8:レイヤ1,2制御部、9:レイヤ3制御部、10:暗
号開始を指示するスイッチ10、11:暗号鍵を入力する入
力ボタン、12:暗号鍵を保持するレジスタ、21:アナログ
信号をディジタル信号に変換するμ法則を適用した符号
器、22:1バイトのディジタル信号を1バイト単位で暗号
化する暗号器、23:1バイト幅のセレクタ、24:1バイト幅
のパラレルデータを1ビットのシリアルデータに変換す
る変換器、25:送話部全体を制御する送話制御部、32:1
ビットのシリアルデータを1バイト幅のパラレルデータ
に変換する変換器、33:1バイトのディジタル信号を1バ
イト単位で復号する暗号復号器、34:セレクタ、35:1バ
イト幅のディジタル信号をアナログ信号に変換する符号
復号器、36:比較器、37:受話部全体を制御する受話制御
部。
FIG. 1 is a block diagram of a secret telephone apparatus showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of a transmitting section 5 and a receiving section 6 in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1 and FIG. 1: Main unit, 2: Handset, 3: DSU (Line Terminating Unit), 5:
A transmitting section for encrypting and transmitting a voice signal, 6: a receiving section for decoding and outputting an encrypted voice signal, 7: a driver / receiver, 8: a layer 1, 2 control section, 9: a layer 3 control section , 10: a switch 10 for instructing the start of encryption, 11: an input button for inputting an encryption key, 12: a register for holding an encryption key, 21: an encoder applying μ-law for converting an analog signal to a digital signal, 22: Encryptor that encrypts 1-byte digital signals in 1-byte units, a selector with a 23: 1 byte width, a converter that converts parallel data with a 24: 1 byte width into 1-bit serial data, and 25: the entire transmission section Transmission control section, which controls the
A converter that converts bit serial data into parallel data of 1 byte width, an encryption / decryption unit that decodes 33: 1 byte digital signals in 1-byte units, 34: selectors, and 35: 1 digital signals of analog width , A codec for converting to 36, a comparator, 37: a reception control unit for controlling the entire reception unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04K 1/00 - 3/00 H04L 9/00 - 9/38 G09C 1/00 - 5/00 H04M 1/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04K 1/00-3/00 H04L 9/00-9/38 G09C 1/00-5/00 H04M 1 / 68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】送話器からのアナログ信号をディジタル信
号に変換して出力するが、その特定のディジタル値(以
下“Aパターン”と記す)は別の特定のディジタル値に
変換して出力する符号器と、 その符号器の出力をその出力ビット幅(nビット)単位
で暗号化するストリーム暗号形式を適用した暗号器と、 nビット幅の上記Aパターンを格納する第1レジスタ
と、 第1セレクタと、 暗号通信開始信号と割込み信号とのうち最初に発生した
信号により、上記符号器の出力を送出している状態か
ら、上記Aパターンを1個送出し、その後、上記暗号器
の出力を送出するように上記第1セレクタを切替え制御
する送話制御手段とを有する送話部と、 ディジタル信号をアナログ信号に変換して受話器へ供給
する符号復号器と、 受信したディジタル信号をnビット単位で復号するスト
リーム暗号形式を適用した暗号復号器と、 上記受信したディジタル信号から上記Aパターンを検出
して上記割込み信号を発生する比較器と、 第2セレクタと、 上記比較器から上記割込み信号が供給されると、上記受
信したディジタル信号を上記符号復号器へ供給している
状態から上記暗号復号器の出力を上記符号復号器へ供給
するように上記第2セレクタを切替えると共に上記暗号
復号器に復号開始指示を行う受話制御手段とを有する受
話部と、 手動操作され、上記暗号通信開始信号を出力するスイッ
チと、 暗号鍵を保持して上記暗号器および上記暗号復号器へそ
の暗号鍵を供給する第2レジスタと、 を具備する秘話電話装置。
An analog signal from a transmitter is converted into a digital signal and output. A specific digital value (hereinafter referred to as "A pattern") is converted into another specific digital value and output. An encoder, an encoder applying a stream encryption format for encrypting the output of the encoder in units of its output bit width (n bits), a first register for storing the A-pattern having an n bit width, A selector, and one of the A patterns is transmitted from a state in which the output of the encoder is transmitted by a signal generated first among the cryptographic communication start signal and the interrupt signal. A transmission section having transmission control means for switching and controlling the first selector so as to transmit the signal; a codec for converting a digital signal into an analog signal and supplying the analog signal to a receiver; An encryption / decryption device that applies a stream encryption format for decoding a signal in units of n bits, a comparator that detects the A pattern from the received digital signal and generates the interrupt signal, a second selector, and the comparator When the interrupt signal is supplied from, the second selector is switched so that the output of the encryption / decryption device is supplied to the codec from the state in which the received digital signal is supplied to the codec. A receiver having reception control means for instructing the encryption / decryption unit to start decryption, a switch manually operated to output the encryption communication start signal, and an encryption key held by the encryption / decryption unit, A second register for supplying the encryption key.
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