JP7466339B2 - Wireless communication device and wireless communication system - Google Patents
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Description
本開示は、無線通信装置及び無線通信システムに関する。 This disclosure relates to a wireless communication device and a wireless communication system.
無線通信システムにより伝送される音声データは、第三者により盗聴される可能性がある。このため、無線通信システムにおいては、伝送される音声データの内容を秘匿するために、伝送される音声データが暗号鍵を用いて暗号化され、伝送されてきた暗号化された音声データが暗号鍵を用いて復号される。当該暗号鍵は、音声データを伝送する回線と同じ回線により伝送される場合がある。特許文献1に記載された技術は、その例である。 There is a possibility that voice data transmitted by a wireless communication system may be intercepted by a third party. For this reason, in wireless communication systems, in order to keep the contents of the transmitted voice data secret, the transmitted voice data is encrypted using an encryption key, and the transmitted encrypted voice data is decrypted using the encryption key. The encryption key may be transmitted over the same line as the line that transmits the voice data. The technology described in Patent Document 1 is an example of this.
伝送される音声データを暗号化し伝送されてきた暗号化された音声データを復号するための暗号鍵が音声データを伝送する回線と同じ回線により伝送された場合は、暗号の強度が低下したのと同じ効果をもたらす。この問題は、音声データ以外のデータが伝送される場合にも生じる。 If the encryption key for encrypting the voice data to be transmitted and decrypting the encrypted voice data is transmitted over the same line as the voice data, this has the same effect as reducing the strength of the encryption. This problem also occurs when data other than voice data is transmitted.
本開示は、この問題に鑑みてなされた。本開示は、伝送されるデータの秘匿性を向上することを目的とする。 This disclosure has been made in light of this problem. The purpose of this disclosure is to improve the confidentiality of transmitted data.
本開示は、無線通信装置及び当該無線通信装置を備える無線通信システムに関する。 The present disclosure relates to a wireless communication device and a wireless communication system including the wireless communication device.
本開示の第1の態様においては、無線通信装置は、第1の通信部、第2の通信部、通話鍵復号部及び暗号化部を備える。 In a first aspect of the present disclosure, a wireless communication device includes a first communication unit, a second communication unit, a communication key decryption unit, and an encryption unit.
第1の通信部は、第1の回線を経由して送信されてきた暗号鍵を受信する。 The first communication unit receives the encryption key transmitted via the first line.
第2の通信部は、第2の回線を経由して送信されてきた暗号化された通話鍵を受信する。
第1の回線は自営網回線を含む。
第2の回線は事業者網回線を含む。
自営網回線は事業者網回線より高い秘匿性を有し、事業者網回線は自営網回線よりデータを高速で伝送できる。
The second communication unit receives the encrypted communication key transmitted via the second line.
The first line includes a private network line.
The second line includes a carrier network line.
Private network lines have higher confidentiality than carrier network lines , and carrier network lines can transmit data faster than private network lines .
通話鍵復号部は、暗号鍵を用いて暗号化された通話鍵を復号する。 The call key decryption unit decrypts the encrypted call key using the encryption key.
暗号化部は、通話鍵復号部で復号された通話鍵を用いて送信データを暗号化する。 The encryption section encrypts the transmission data using the communication key decrypted by the communication key decryption section .
暗号鍵は第1の回線のみを経由して送信され、暗号化された通話鍵は第2の回線のみを経由して送信される。The encryption key is transmitted only over the first line, and the encrypted communication key is transmitted only over the second line.
本開示の第2の態様においては、無線通信装置は、第1の通信部、第2の通信部、通話鍵復号部及び暗号復号部を備える。 In a second aspect of the present disclosure, a wireless communication device includes a first communication unit, a second communication unit, a communication key decryption unit, and a cryptography unit.
第1の通信部は、第1の回線を経由して送信されてきた暗号鍵を受信する。 The first communication unit receives the encryption key transmitted via the first line.
第2の通信部は、第2の回線を経由して送信されてきた暗号化された通話鍵を受信する。
第1の回線は自営網回線を含む。
第2の回線は事業者網回線を含む。
自営網回線は事業者網回線より高い秘匿性を有し、事業者網回線は自営網回線よりデータを高速で伝送できる。
The second communication unit receives the encrypted communication key transmitted via the second line.
The first line includes a private network line.
The second line includes a carrier network line.
Private network lines have higher confidentiality than carrier network lines , and carrier network lines can transmit data faster than private network lines .
通話鍵復号部は、暗号鍵を用いて暗号化された通話鍵を復号する。 The call key decryption unit decrypts the encrypted call key using the encryption key.
暗号復号部は、通話鍵復号部で復号された通話鍵を用いて暗号化された受信データを復号する。
暗号鍵は第1の回線のみを経由して送信され、暗号化された通話鍵は第2の回線のみを経由して送信される。
The encryption/decryption section decrypts the encrypted received data using the communication key decrypted by the communication key decryption section .
The encryption key is transmitted only over the first line, and the encrypted communication key is transmitted only over the second line.
本開示の第3の態様においては、無線通信装置は、第1の通信部、第2の通信部、通話鍵算出部及び暗号化部を備える。 In a third aspect of the present disclosure, a wireless communication device includes a first communication unit, a second communication unit, a communication key calculation unit, and an encryption unit.
第1の通信部は、第1の回線を経由して送信されてきた暗号鍵を受信する。 The first communication unit receives the encryption key transmitted via the first line.
第2の通信部は、第2の回線を経由して送信されてきた通話鍵を受信する。
第1の回線は自営網回線を含む。
第2の回線は事業者網回線を含む。
自営網回線は事業者網回線より高い秘匿性を有し、事業者網回線は自営網回線よりデータを高速で伝送できる。
The second communication unit receives the call key transmitted via the second line.
The first line includes a private network line.
The second line includes a carrier network line.
Private network lines have higher confidentiality than carrier network lines , and carrier network lines can transmit data faster than private network lines .
通話鍵算出部は、暗号鍵及び通話鍵から新たな通話鍵を算出する。 The communication key calculation unit calculates a new communication key from the encryption key and the communication key.
暗号化部は、新たな通話鍵を用いて送信データを暗号化する。 The encryption unit encrypts the transmission data using the new communication key.
暗号鍵は第1の回線のみを経由して送信され、新たな通話鍵を算出するために用いた通話鍵は第2の回線のみを経由して送信される。 The encryption key is transmitted only over the first line, and the communication key used to calculate the new communication key is transmitted only over the second line.
本開示の第4の態様においては、無線通信装置は、第1の通信部、第2の通信部、通話鍵算出部及び暗号復号部を備える。 In a fourth aspect of the present disclosure, a wireless communication device includes a first communication unit, a second communication unit, a communication key calculation unit, and an encryption/decryption unit.
第1の通信部は、第1の回線を経由して送信されてきた暗号鍵を受信する。 The first communication unit receives the encryption key transmitted via the first line.
第2の通信部は、第2の回線を経由して送信されてきた通話鍵を受信する。
第1の回線は自営網回線を含む。
第2の回線は事業者網回線を含む。
自営網回線は事業者網回線より高い秘匿性を有し、事業者網回線は自営網回線よりデータを高速で伝送できる。
The second communication unit receives the call key transmitted via the second line.
The first line includes a private network line.
The second line includes a carrier network line.
Private network lines have higher confidentiality than carrier network lines , and carrier network lines can transmit data faster than private network lines .
通話鍵算出部は、暗号鍵及び通話鍵から新たな通話鍵を算出する。 The communication key calculation unit calculates a new communication key from the encryption key and the communication key.
暗号復号部は、新たな通話鍵を用いて暗号化された受信データを復号する。
暗号鍵は第1の回線のみを経由して送信され、新たな通話鍵を算出するために用いた通話鍵は第2の回線のみを経由して送信される。
The encryption/decryption unit decrypts the encrypted received data using the new communication key.
The encryption key is transmitted only over the first line, and the communication key used to calculate the new communication key is transmitted only over the second line.
本開示によれば、高い秘匿性を有する自営網回線により伝送される暗号鍵が、伝送されるデータの暗号化又は伝送されてきた暗号化されたデータの復号に用いられる。このため、伝送されるデータの秘匿性を向上することができる。 According to the present disclosure, an encryption key transmitted over a private network line with high confidentiality is used to encrypt data to be transmitted or to decrypt encrypted data that has been transmitted. This improves the confidentiality of the data to be transmitted.
本開示の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 The objects, features, aspects and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
1 実施の形態1
1.1 無線通信システム
図1は、実施の形態1の無線通信システムを模式的に図示するブロック図である。
1. First embodiment
1.1 Wireless Communication System FIG. 1 is a block diagram that illustrates a wireless communication system according to the first embodiment.
図1に図示される無線通信システム1は、音声通信を行うためのデジタル無線通信システムである。 The wireless communication system 1 shown in FIG. 1 is a digital wireless communication system for performing voice communication.
無線通信システム1は、図1に図示されるように、暗号鍵管理部101、通話配信部102、自営網基地局103、事業者網基地局104、第1の無線端末105a及び第2の無線端末105bを備える。
As shown in FIG. 1, the wireless communication system 1 includes an encryption
暗号鍵管理部101と自営網基地局103とは、自営網回線111を介して互いに通信可能に接続される。暗号鍵管理部101と事業者網基地局104とは、事業者網回線112を介して互いに通信可能に接続される。通話配信部102と事業者網基地局104とは、事業者網回線112を介して互いに通信可能に接続される。
The encryption
自営網基地局103と第1の無線端末105a及び第2の無線端末105bの各無線端末105とは、第1の無線回線121を介して互いに通信可能に接続される。事業者網基地局104と各無線端末105とは、第2の無線回線122を介して互いに通信可能に接続される。
The private
これらにより、暗号鍵管理部101と各無線端末105とは、自営網回線111、自営網基地局103及び第1の無線回線121を介して互いに通信可能に接続される。暗号鍵管理部101と各無線端末105とは、さらに、事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を介しても互いに通信可能に接続される。通話配信部102と各無線端末105とは、事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を介して互いに通信可能に接続される。
As a result, the encryption
自営網回線111及び第1の無線回線121は、高い秘匿性を有するが、データを低速でしか伝送することができない。事業者網回線112及び第2の無線回線122は、低い秘匿性しか有しないが、データを高速で伝送することができる。事業者網回線112は、インターネット網131を含む。
The
暗号鍵管理部101は、暗号鍵及び暗号化された通話鍵を生成する。また、暗号鍵管理部101は、暗号鍵及び暗号化された通話鍵を管理する。また、暗号鍵管理部101は、自営網回線111、自営網基地局103及び第1の無線回線121を経由して各無線端末105に暗号鍵を送信する。また、暗号鍵管理部101は、事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を経由して各無線端末105に暗号化された通話鍵を送信する。暗号鍵管理部101は、コンピュータにプログラムを実行させることにより構成される。暗号鍵管理部101の全部又は一部がハードウェアにより構成されてもよい。
The encryption
通話配信部102は、各無線端末105から第2の無線回線122、事業者網基地局104及び事業者網回線112を経由して暗号化された音声データ及び制御データを受信する。また、通話配信部102は、事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を経由して各無線端末105に暗号化された音声データ及び制御データを送信する。通話配信部102は、コンピュータにプログラムを実行させることにより構成される。通話配信部102の全部又は一部がハードウェアにより構成されてもよい。
The
各無線端末105は、音声通信を行うための無線端末である。各無線端末105は、暗号鍵管理部101から自営網回線111、自営網基地局103及び第1の無線回線121を経由して暗号鍵を受信する。また、各無線端末105は、暗号鍵管理部101から事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を経由して暗号化された通話鍵を受信する。また、各無線端末105は、当該暗号鍵を用いて当該暗号化された通話鍵を復号して復号された通話鍵を生成する。また、各無線端末105は、第2の無線回線122、事業者網基地局104及び事業者網回線112を経由して通話配信部102に暗号化された音声データ及び制御データを送信する。また、各無線端末105は、通話配信部102から事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122を経由して暗号化された音声データ及び制御データを受信する。
Each
第1の無線端末105aと第2の無線端末105bとの間で音声通信が行われる場合は、第1の無線端末105aが、音声を音声データに変換する。また、第1の無線端末105aが、復号された通話鍵を用いて音声データを暗号化して暗号化された音声データを生成する。また、第1の無線端末105aが、暗号化された音声データを送信する。暗号化された音声データは、第2の無線回線122、事業者網基地局104及び事業者網回線112により伝送される。通話配信部102は、伝送されてきた暗号化された音声データを受信する。また、通話配信部102は、暗号化された音声データを送信する。暗号化された音声データは、事業者網回線112、事業者網基地局104及び第2の無線回線122により伝送される。第2の無線端末105bは、伝送されてきた暗号化された音声データを受信する。また、第2の無線端末105bは、復号された通話鍵を用いて暗号化された音声データを復号して復号された音声データを生成する。
When voice communication is performed between the
1.2 暗号鍵管理部
図2は、実施の形態1の無線通信システムに備えられる暗号鍵管理部を模式的に図示するブロック図である。
1.2 Encryption Key Management Unit FIG. 2 is a block diagram showing a schematic diagram of an encryption key management unit provided in the wireless communication system according to the first embodiment.
暗号鍵管理部101は、図2に図示されるように、暗号鍵生成部201、通話鍵生成部202、通話鍵暗号化部203、暗号鍵配送部204及び通話鍵配送部205を備える。
As shown in FIG. 2, the encryption
暗号鍵生成部201は、暗号鍵K1を生成する。暗号鍵K1は、乱数であり、例えば128bitの鍵長を有する短い暗号鍵である。また、暗号鍵生成部201は、通話鍵暗号化部203及び暗号鍵配送部204に暗号鍵K1を出力する。
The encryption
通話鍵生成部202は、通話鍵K2を生成する。通話鍵K2は、乱数であり、例えば12800bitの鍵長を有する長い通話鍵である。また、通話鍵生成部202は、通話鍵暗号化部203に通話鍵K2を出力する。
The call
通話鍵暗号化部203は、暗号鍵K1を用いて通話鍵K2を暗号化して暗号化された通話鍵K3を生成する。また、通話鍵暗号化部203は、通話鍵配送部205に暗号化された通話鍵K3を出力する。
The call
暗号鍵配送部204は、自営網回線111を経由して自営網基地局103に暗号鍵K1を送信する。
The encryption
通話鍵配送部205は、事業者網回線112を経由して事業者網基地局104に暗号化された通話鍵K3を送信する。
The call
1.3 無線端末
図3は、実施の形態1の無線通信システムに備えられる各無線端末を模式的に図示するブロック図である。
1.3 Wireless Terminal FIG. 3 is a block diagram showing a schematic diagram of each wireless terminal included in the wireless communication system according to the first embodiment.
図3に図示される各無線端末105は、無線通信装置である。
Each
各無線端末105は、図3に図示されるように、自営網通信部301、事業者網通信部302、通話鍵復号部303、マイク304、アナログ/デジタル(A/D)変換部305、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308、音声復号部309、デジタル/アナログ(D/A)変換部310及びスピーカ311を備える。
As shown in FIG. 3, each
通話鍵復号部303、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308及び音声復号部309は、コンピュータにプログラムを実行させることにより構成される。通話鍵復号部303、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308及び音声復号部309の全部又は一部がハードウェアにより構成されてもよい。
The speech
まず、各無線端末105が復号された通話鍵K4を生成するための構成を説明する。
First, we will explain the configuration by which each
自営網通信部301は、自営網基地局103から第1の無線回線121を経由して無線信号を受信する。また、自営網通信部301は、無線信号を無線変換する。また、自営網通信部301は、無線変換した無線信号を復調する。これにより、自営網通信部301は、自営網回線111を経由して送信されてきた暗号鍵K1を受信する。自営網通信部301は、通話鍵復号部303に暗号鍵K1を出力する。
The private
事業者網通信部302は、事業者網基地局104から第2の無線回線122を経由して無線信号を受信する。また、事業者網通信部302は、無線信号を無線変換する。また、事業者網通信部302は、無線変換した無線信号を復調する。これにより、事業者網通信部302は、事業者網回線112を経由して送信されてきた暗号化された通話鍵K3を受信する。事業者網通信部302は、通話鍵復号部303に暗号化された通話鍵K3を出力する。
The carrier
通話鍵復号部303は、上述した暗号鍵K1を用いて上述した暗号化された通話鍵K3を復号して復号された通話鍵K4を生成する。また、通話鍵復号部303は、音声暗号化部307及び音声暗号復号部308に復号された通話鍵K4を出力する。
The call
続いて、各無線端末105が音声データを送信するための構成を説明する。
Next, we will explain the configuration for each
マイク304は、話者により発せられた音声を音声信号に変換する。マイク304は、A/D変換部305に音声信号を出力する。
The
A/D変換部305は、アナログ信号である音声信号をデジタル信号である音声データに変換する。A/D変換部305は、音声圧縮部306に音声データを出力する。
The A/
音声圧縮部306は、音声データを圧縮して送信データを生成する。音声圧縮部306は、その際に、例えば20ミリ秒ごとに音声符号化により音声データを圧縮する。また、音声圧縮部306は、音声暗号化部307に送信データを出力する。送信データは、音声データである。
The
音声暗号化部307は、復号された通話鍵K4を用いて送信データを暗号化して暗号化された送信データを生成する。音声暗号化部307は、事業者網通信部302に暗号化された送信データを出力する。暗号化された送信データは、音声データである。
The
事業者網通信部302は、暗号化された送信データにより搬送波を変調して無線信号を生成する。また、事業者網通信部302は、無線信号を無線変換する。また、事業者網通信部302は、第2の無線回線122を経由して事業者網基地局104に無線変換した無線信号を送信する。これにより、事業者網通信部302は、事業者網回線112を経由して暗号化された送信データを送信する。
The carrier
続いて、各無線端末105が音声データを受信するための構成を説明する。
Next, we will explain the configuration for each
事業者網通信部302は、事業者網基地局104から第2の無線回線122を経由して、無線信号を受信する。また、事業者網通信部302は、無線信号を無線変換する。また、事業者網通信部302は、無線変換した無線信号を復調する。これにより、事業者網通信部302は、事業者網回線112を経由して送信されてきた暗号化された受信データを受信する。事業者網通信部302は、音声暗号復号部308に暗号化された受信データを出力する。暗号化された受信データは、音声データである。
The carrier
音声暗号復号部308は、上述した復号された通話鍵K4を用いて上述した暗号化された受信データを復号して復号された受信データを生成する。また、音声暗号復号部308は、音声復号部309に復号された受信データを出力する。復号された受信データは、音声データである。
The audio encryption/
音声復号部309は、復号された受信データを音声復号して音声データを得る。音声復号部309は、その際に、例えば20ミリ秒ごとに復号された受信データを音声復号する。また、音声復号部309は、音声データをD/A変換部310に出力する。
The
D/A変換部310は、デジタル信号である音声データをアナログ信号である音声信号に変換する。D/A変換部310は、スピーカ311に音声信号を出力する。
The D/
スピーカ311は、音声信号を音声に変換する。
1.4 通話鍵暗号化部
図4は、実施の形態1の無線通信システムに備えられる通話鍵暗号化部を模式的に図示するブロック図である。
1.4 Call Key Encryption Unit FIG. 4 is a block diagram showing a schematic diagram of the call key encryption unit provided in the wireless communication system according to the first embodiment.
通話鍵暗号化部203は、図4に図示されるように、暗号化部401を備える。
The call
暗号化部401は、通話鍵K2が更新される時に、暗号鍵K1を用いて通話鍵K2を暗号化して暗号化された通話鍵K3を生成する。また、暗号化部401は、通話鍵配送部205に暗号化された通話鍵K3を出力する。暗号化は、DES(Data Encryption Standard)、AES(Advanced Encryption Standard)、Camellia等の共通鍵暗号方式の暗号アルゴリズムにより行われる。
When the communication key K2 is updated, the
1.5 通話鍵復号部、音声暗号化部及び音声暗号復号部
図5は、実施の形態1の無線通信システムに備えられる通話鍵復号部を模式的に図示するブロック図である。
1.5 Call Key Decryption Unit, Audio Encryption Unit, and Audio Encryption Decryption Unit FIG. 5 is a block diagram showing a schematic diagram of the call key decryption unit provided in the wireless communication system of the first embodiment.
通話鍵復号部303は、図5に図示されるように、復号部501、通話鍵記憶部502及び分割部503を備える。
As shown in FIG. 5, the call
復号部501は、通話鍵K2が更新されて暗号化された通話鍵K3が更新される時に、上述した暗号鍵K1を用いて上述した暗号化された通話鍵K3を復号して復号された通話鍵K4を生成する。復号は、DES、AES、Camellia等の共通鍵暗号方式の暗号アルゴリズムにより行われる。復号部501は、通話鍵記憶部502に復号された通話鍵K4を記憶させる。
When the communication key K2 is updated to update the encrypted communication key K3, the
分割部503は、音声通話が行われる際に、通話鍵記憶部502に記憶されている復号された通話鍵K4を読み出す。また、分割部503は、復号された通話鍵K4を複数の通話鍵K5に分割する。分割部503は、復号された通話鍵K4を例えば128bitごとに分割する。分割部503は、音声暗号化部307及び音声暗号復号部308に複数の通話鍵K5を出力する。
When a voice call is made, the
音声暗号化部307は、複数の通話鍵K5に含まれる通話鍵を用いて送信データを暗号化する。復号された通話鍵K4が128bitごとに分割される場合は、音声暗号化部307は、128bitの鍵長を有するひとつの通話鍵を用いて送信データを暗号化する。音声暗号化部307は、設定された周期で用いる通話鍵を変更する。設定された周期は、例えば20ミリ秒である。復号された通話鍵K4が12800bitの鍵長を有し100分割され、設定された周期が20ミリ秒である場合は、音声暗号化部307は、送信データを暗号化するための通話鍵を20ミリ秒ごとに変更し、復号された通話鍵K4が生成されるごとに送信データを暗号化するための通話鍵を変更することを100回繰り返す。
The
音声暗号復号部308は、複数の通話鍵K5に含まれる通話鍵を用いて暗号化された受信データを復号する。復号された通話鍵K4が128bitごとに分割される場合は、音声暗号復号部308は、128bitの鍵長を有するひとつの通話鍵を用いて暗号化された受信データを復号する。音声暗号復号部308は、設定された周期で用いる通話鍵を変更する。設定された周期は、例えば20ミリ秒である。復号された通話鍵K4が12800bitの鍵長を有し100分割され、設定された周期が20ミリ秒である場合は、音声暗号復号部308は、暗号化された受信データを復号するための通話鍵を20ミリ秒ごとに変更し、復号された通話鍵K4が生成されるごとに暗号化された受信データを復号するための通話鍵を変更することを100回繰り返す。
The audio encryption/
これらにより、各無線端末105においては、高い秘匿性を有する自営網回線111により伝送される暗号鍵K1を用いて、暗号化された通話鍵K3が復号される。また、復号された通話鍵K4を用いて、送信データが暗号化され、暗号化された受信データが復号される。このため、自営網回線111の高い秘匿性により、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性が担保される。このため、実施の形態1によれば、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性を向上することができる。
As a result, in each
また、各無線端末105においては、長い復号された通話鍵K4が分割され、送信データを暗号化するための通話鍵及び暗号化された受信データを復号するための通話鍵が設定された周期で変更される。これにより、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性をさらに向上することができる。なお、長い復号された通話鍵K4は、データを高速で伝送することができる事業者網回線112により伝送されるため、復号された通話鍵K4が長いことは著しい伝送時間の増加をもたらさない。
In addition, in each
1.6 変形例
実施の形態1においては、各無線端末105は、暗号化された送信データを送信する送信機能、及び暗号化された受信データを受信する受信機能を有する。しかし、各無線端末105が、送信機能及び受信機能の一方のみを有してもよい。
1.6 Modifications In the first embodiment, each
また、実施の形態1においては、無線通信システム1は、音声通信を行うための無線通信システムである。このため、伝送されるデータは、音声データである。しかし、無線通信システム1が、音声通信以外の通信を行うための無線通信システムであってもよい。このため、伝送されるデータが、音声データ以外のデータであってもよい。伝送されるデータが音声データ以外のデータである場合は、音声データを暗号化する暗号化部である音声暗号化部307が、音声データ以外のデータを暗号化する暗号化部に置き換えられる。また、暗号化された音声データを復号する暗号復号部である音声暗号復号部308が、暗号化された、音声データ以外のデータを復号する暗号復号部に置き換えられる。
In addition, in the first embodiment, the wireless communication system 1 is a wireless communication system for performing voice communication. Therefore, the data transmitted is voice data. However, the wireless communication system 1 may be a wireless communication system for performing communication other than voice communication. Therefore, the data transmitted may be data other than voice data. When the data transmitted is data other than voice data, the
2 実施の形態2
2.1 無線通信システム
図1は、実施の形態2の無線通信システムを模式的に図示するブロック図でもある。
2. Second embodiment
2.1 Wireless Communication System FIG. 1 is also a block diagram that diagrammatically illustrates a wireless communication system according to the second embodiment.
図1に図示される実施の形態2の無線通信システム2は、主に下述する点で実施の形態1の無線通信システム1と相違する。下述されない点については、実施の形態1の無線通信システム1において採用される構成と同様の構成が実施の形態2の無線通信システム2においても採用される。 The wireless communication system 2 of the second embodiment shown in FIG. 1 differs from the wireless communication system 1 of the first embodiment mainly in the points described below. For points not described below, the wireless communication system 2 of the second embodiment also adopts the same configuration as that adopted in the wireless communication system 1 of the first embodiment.
2.2 暗号鍵管理部
図6は、実施の形態2の無線通信システムに備えられる暗号鍵管理部を模式的に図示するブロック図である。
2.2 Encryption Key Management Unit FIG. 6 is a block diagram showing an encryption key management unit provided in the wireless communication system according to the second embodiment.
暗号鍵管理部101は、図6に図示されるように、暗号鍵生成部201、通話鍵生成部202、固定鍵記憶部601、通話鍵暗号化部203、暗号鍵配送部204及び通話鍵配送部205を備える。
As shown in FIG. 6, the encryption
実施の形態2の無線通信システム2に備えられる暗号鍵生成部201、通話鍵生成部202、通話鍵暗号化部203、暗号鍵配送部204及び通話鍵配送部205は、実施の形態1の無線通信システム1に備えられる暗号鍵生成部201、通話鍵生成部202、通話鍵暗号化部203、暗号鍵配送部204及び通話鍵配送部205にそれぞれ相当する。
The encryption
暗号鍵生成部201は、暗号鍵配送部204に暗号鍵K1を出力する。
The encryption
固定鍵記憶部601は、固定鍵K6を記憶する。固定鍵K6は、乱数であり、例えば128bitの鍵長を有する短い固定鍵である。固定鍵K6は、固定されている。固定鍵記憶部601は、通話鍵暗号化部203に固定鍵K6を出力する。
The fixed
通話鍵暗号化部203は、固定鍵K6を用いて通話鍵K2を暗号化して暗号化された通話鍵K3を生成する。
The call
2.3 無線端末
図7は、実施の形態2の無線通信システムに備えられる各無線端末を模式的に図示するブロック図である。
2.3 Wireless Terminal FIG. 7 is a block diagram showing a schematic diagram of each wireless terminal included in the wireless communication system according to the second embodiment.
各無線端末105は、図7に図示されるように、自営網通信部301、事業者網通信部302、通話鍵算出部701、固定鍵記憶部702、マイク304、A/D変換部305、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308、音声復号部309、D/A変換部310及びスピーカ311を備える。
As shown in FIG. 7, each
実施の形態2の無線通信システム2に備えられる自営網通信部301、事業者網通信部302、マイク304、A/D変換部305、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308、音声復号部309、D/A変換部310及びスピーカ311は、実施の形態1の無線通信システム1に備えられる自営網通信部301、事業者網通信部302、マイク304、A/D変換部305、音声圧縮部306、音声暗号化部307、音声暗号復号部308、音声復号部309、D/A変換部310及びスピーカ311にそれぞれ相当する。
The private
固定鍵記憶部702は、固定鍵記憶部601と同様に、固定鍵K6を記憶する。固定鍵K6は、乱数であり、例えば128bitの鍵長を有する短い固定鍵である。固定鍵K6は、固定されている。固定鍵記憶部702は、通話鍵算出部701に固定鍵K6を出力する。
The fixed
事業者網通信部302は、通話鍵K3を受信する。
The carrier
通話鍵算出部701は、暗号鍵K1及び通話鍵K3から新たな通話鍵K7を算出する。通話鍵K3は、暗号化された通話鍵である。通話鍵算出部701は、上述した固定鍵K6を用いて上述した暗号化された通話鍵K3を復号して復号された通話鍵を生成する。また、通話鍵算出部701は、暗号鍵K1及び復号された通話鍵から新たな通話鍵K7を算出する。また、通話鍵算出部701は、音声暗号化部307及び音声暗号復号部308に新たな通話鍵K7を出力する。
The call
音声暗号化部307は、新たな通話鍵K7を用いて送信データを暗号化して暗号化された送信データを生成する。
The
音声暗号復号部308は、新たな通話鍵K7を用いて暗号化された受信データを復号して復号された受信データを生成する。
The audio encryption/
2.4 通話鍵復号部
図8は、実施の形態2の無線通信システムに備えられる通話鍵算出部を模式的に図示するブロック図である。
2.4 Communication Key Decryption Unit FIG. 8 is a block diagram showing a communication key calculation unit provided in the wireless communication system according to the second embodiment.
通話鍵算出部701は、図8に図示されるように、復号部501、通話鍵記憶部502、鍵導出部801及び鍵結合部802を備える。
As shown in FIG. 8, the call
復号部501は、通話鍵K2が更新されて暗号化された通話鍵K3が更新される時に、上述した固定鍵K6を用いて上述した暗号化された通話鍵K3を復号して復号された通話鍵K8を生成する。復号部501は、通話鍵記憶部502に復号された通話鍵K8を記憶させる。
When the call key K2 is updated and the encrypted call key K3 is updated, the
鍵導出部801は、鍵導出関数(KDF;Key Derivation Function)を用いて暗号鍵K1から導出鍵K9を導出する。導出鍵K9は、例えば12800bitの鍵長を有する。また、鍵導出部801は、鍵結合部805に導出鍵K9を出力する。
The
鍵結合部802は、音声通話が行われる際に、通話鍵記憶部502に記憶されている復号された通話鍵K8を読み出す。また、鍵結合部802は、復号された通話鍵K8及び導出鍵K9を結合して新たな通話鍵K7を生成する。また、鍵結合部802は、音声暗号化部307及び音声暗号復号部308に新たな通話鍵K7を出力する。
When a voice call is made, the
2.5 通話鍵及び導出鍵の結合
図9は、実施の形態2の無線通信システムにおける新たな通話鍵の生成を模式的に説明する図である。
2.5 Combining Communication Key and Derived Key FIG. 9 is a diagram for explaining the generation of a new communication key in the wireless communication system according to the second embodiment.
鍵結合部802は、復号された通話鍵K8及び導出鍵K9を結合する際に、図9に図示されるように、復号された通話鍵K8を複数の通話鍵K8a,K8b,K8c,K8d及びK8eに分割する。鍵結合部802は、その際に、例えば復号された通話鍵K8を128bitごとに分割する。
When combining the decrypted call key K8 and the derived key K9, the
また、鍵結合部802は、復号された通話鍵K8及び導出鍵K9を結合する際に、図9に図示されるように、導出鍵K9を複数の導出鍵K9a,K9b,K9c,K9d及びK9eに分割する。鍵結合部802は、その際に、導出鍵K9を例えば128bitごとに分割する。
When combining the decrypted communication key K8 and derived key K9, the
また、鍵結合部802は、図9に図示されるように、複数の通話鍵K8a,K8b,K8c,K8d及びK8eと複数の導出鍵K9a,K9b,K9c,K9d及びK9eとの排他的論理和演算を行って複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eをそれぞれ生成する。複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eは、新たな通話鍵K7を構成する。また、鍵結合部802は、音声暗号化部307及び音声暗号復号部308に複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eを出力する。複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eは、例えば20ミリ秒ごとに順次出力される。
As shown in FIG. 9, the
音声暗号化部307は、複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eに含まれる通話鍵を用いて送信データを暗号化する。複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eの各々は、例えば128bitの鍵長を有する。音声暗号化部307は、設定された周期で用いる通話鍵を変更する。設定された周期は、例えば20ミリ秒である。設定された周期が20ミリ秒である場合は、音声暗号化部307は、送信データを暗号化するための通話鍵を20ミリ秒ごとに変更する。
The
音声暗号復号部308は、複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eに含まれる通話鍵を用いて暗号化された受信データを復号する。複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eの各々は、例えば128bitの鍵長を有する。音声暗号復号部308は、設定された周期で用いる通話鍵を変更する。設定された周期は、例えば20ミリ秒である。設定された周期が20ミリ秒である場合は、音声暗号復号部308は、暗号化された受信データを復号するための通話鍵を20ミリ秒ごとに変更する。
The audio encryption/
これらにより、各無線端末105においては、高い秘匿性を有する自営網回線111により伝送される暗号鍵K1から新たな通話鍵K7が生成される。また、新たな通話鍵K7を用いて、送信データが暗号化され、暗号化された受信データが復号される。このため、自営網回線111の高い秘匿性により、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性が担保される。このため、実施の形態2によれば、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性を向上することができる。
As a result, in each
また、各無線端末105においては、複数の通話鍵K7a,K7b,K7c,K7d及びK7eが生成され、送信データを暗号化するための通話鍵及び暗号化された受信データを復号するための通話鍵が設定された周期で変更される。これにより、伝送される送信データ及び受信データの秘匿性をさらに向上することができる。
In addition, in each
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 The embodiments can be freely combined, modified, or omitted as appropriate.
本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が、想定され得るものと解される。 Although the present disclosure has been described in detail, the above description is illustrative in all respects and is not limiting. It is understood that countless variations not illustrated can be envisioned.
1,2 無線通信システム、101 暗号鍵管理部、102 通話配信部、105 無線端末、111 自営網回線、112 事業者網回線、201 暗号鍵生成部、202 通話鍵生成部、203 通話鍵暗号化部、204 暗号鍵配送部、205 通話鍵配送部、301 自営網通信部、302 事業者網通信部、303 通話鍵復号部、306 音声圧縮部、307 音声暗号化部、308 音声暗号復号部、309 音声復号部、701 通話鍵算出部、702 固定鍵記憶部。 1, 2 Wireless communication system, 101 Encryption key management unit, 102 Speech distribution unit, 105 Wireless terminal, 111 Private network line, 112 Carrier network line, 201 Encryption key generation unit, 202 Speech key generation unit, 203 Speech key encryption unit, 204 Encryption key distribution unit, 205 Speech key distribution unit, 301 Private network communication unit, 302 Carrier network communication unit, 303 Speech key decryption unit, 306 Voice compression unit, 307 Voice encryption unit, 308 Voice encryption/decryption unit, 309 Voice decryption unit, 701 Speech key calculation unit, 702 Fixed key storage unit.
Claims (22)
第2の回線を経由して送信されてきた暗号化された通話鍵を受信する第2の通信部とを備え、
前記第1の回線は自営網回線を含み、
前記第2の回線は事業者網回線を含み、
前記自営網回線は前記事業者網回線より高い秘匿性を有し、前記事業者網回線は前記自営網回線よりデータを高速で伝送でき、
前記暗号鍵を用いて前記暗号化された通話鍵を復号する通話鍵復号部と、
前記通話鍵復号部で復号された通話鍵を用いて送信データを暗号化する暗号化部と、
をさらに備え、
前記暗号鍵は前記第1の回線のみを経由して送信され、前記暗号化された通話鍵は前記第2の回線のみを経由して送信される
無線通信装置。 a first communication unit that receives an encryption key transmitted via a first line;
a second communication unit that receives the encrypted call key transmitted via the second line,
the first line includes a private network line;
the second line includes a carrier network line;
The private network line has higher confidentiality than the carrier network line , and the carrier network line can transmit data at a higher speed than the private network line ,
a call key decryption unit that decrypts the encrypted call key using the encryption key;
an encryption unit that encrypts transmission data using the communication key decrypted by the communication key decryption unit;
Further equipped with
A wireless communication device, wherein the encryption key is transmitted only via the first line, and the encrypted communication key is transmitted only via the second line.
請求項1の無線通信装置。 2. The wireless communication device according to claim 1, wherein the transmission data encrypted by said encryption unit is transmitted via said second line.
前記暗号化部は、前記複数の通話鍵に含まれる通話鍵を用いて前記送信データを暗号化し、設定された周期で用いる通話鍵を変更する
請求項1又は2の無線通信装置。 The call key decryption unit divides the decrypted call key into a plurality of call keys,
3. The wireless communication device according to claim 1, wherein the encryption unit encrypts the transmission data using a communication key included in the plurality of communication keys, and changes the communication key to be used at a set cycle.
請求項1から3までのいずれかの無線通信装置。 4. The wireless communication device according to claim 1, wherein the transmission data and the transmission data encrypted by the encryption unit are voice data.
第2の回線を経由して送信されてきた暗号化された通話鍵を受信する第2の通信部とを備え、
前記第1の回線は自営網回線を含み、
前記第2の回線は事業者網回線を含み、
前記自営網回線は前記事業者網回線より高い秘匿性を有し、前記事業者網回線は前記自営網回線よりデータを高速で伝送でき、
前記暗号鍵を用いて前記暗号化された通話鍵を復号する通話鍵復号部と、
前記通話鍵復号部で復号された通話鍵を用いて前記暗号化された受信データを復号する暗号復号部と、
をさらに備え、
前記暗号鍵は前記第1の回線のみを経由して送信され、前記暗号化された通話鍵は前記第2の回線のみを経由して送信される
る無線通信装置。 a first communication unit that receives an encryption key transmitted via a first line;
a second communication unit that receives the encrypted call key transmitted via the second line,
the first line includes a private network line;
the second line includes a carrier network line;
The private network line has higher confidentiality than the carrier network line , and the carrier network line can transmit data at a higher speed than the private network line ,
a call key decryption unit that decrypts the encrypted call key using the encryption key;
a decryption unit that decrypts the encrypted received data using the communication key decrypted by the communication key decryption unit;
Further equipped with
A wireless communication device, wherein the encryption key is transmitted only via the first line, and the encrypted communication key is transmitted only via the second line.
請求項5の無線通信装置。 6. The wireless communication device according to claim 5, wherein the encrypted reception data is received via the second line.
前記暗号復号部は、前記複数の通話鍵に含まれる通話鍵を用いて前記暗号化された受信データを復号し、設定された周期で用いる通話鍵を変更する
請求項5又は6の無線通信装置。 The call key decryption unit divides the decrypted call key into a plurality of call keys,
7. The wireless communication device according to claim 5, wherein the encryption/decryption unit decrypts the encrypted received data using a communication key included in the plurality of communication keys, and changes the communication key to be used at a set cycle.
請求項5から7までのいずれかの無線通信装置。 8. The wireless communication device according to claim 5, wherein the encrypted received data and the received data decoded by the encryption/decryption section are voice data.
前記暗号化部で暗号化された送信データは、前記第2の回線を経由して送信される
請求項5から8までのいずれかの無線通信装置。 an encryption unit that encrypts transmission data using the communication key decrypted by the communication key decryption unit,
9. The wireless communication device according to claim 5, wherein the transmission data encrypted by said encryption unit is transmitted via said second line.
第2の回線を経由して送信されてきた通話鍵を受信する第2の通信部とを備え、
前記第1の回線は自営網回線を含み、
前記第2の回線は事業者網回線を含み、
前記自営網回線は前記事業者網回線より高い秘匿性を有し、前記事業者網回線は前記自営網回線よりデータを高速で伝送でき、
前記暗号鍵及び前記通話鍵から新たな通話鍵を算出する通話鍵算出部と、
前記新たな通話鍵を用いて送信データを暗号化する暗号化部と、
をさらに備え、
前記暗号鍵は前記第1の回線のみを経由して送信され、前記新たな通話鍵を算出するために用いた前記通話鍵は前記第2の回線のみを経由して送信される
無線通信装置。 a first communication unit that receives an encryption key transmitted via a first line;
a second communication unit that receives the call key transmitted via the second line,
the first line includes a private network line;
the second line includes a carrier network line;
The private network line has higher confidentiality than the carrier network line , and the carrier network line can transmit data at a higher speed than the private network line ,
a communication key calculation unit for calculating a new communication key from the encryption key and the communication key;
an encryption unit that encrypts transmission data using the new communication key;
Further equipped with
A wireless communication device, wherein the encryption key is transmitted only via the first line, and the communication key used to calculate the new communication key is transmitted only via the second line.
請求項10の無線通信装置。 11. The wireless communication device according to claim 10, wherein the transmission data encrypted by said encryption unit is transmitted via said second line.
前記暗号化部は、前記複数の通話鍵に含まれる通話鍵を用いて前記送信データを暗号化し、設定された周期で用いる通話鍵を変更する
請求項10又は11の無線通信装置。 the new call key is composed of a plurality of call keys;
12. The wireless communication device according to claim 10, wherein the encryption unit encrypts the transmission data using a communication key included in the plurality of communication keys, and changes the communication key to be used at a set cycle.
請求項10から12までのいずれかの無線通信装置。 13. The wireless communication device according to claim 10, wherein the transmission data and the transmission data encrypted by the encryption unit are voice data.
第2の回線を経由して送信されてきた通話鍵を受信する第2の通信部とを備え、
前記第1の回線は自営網回線を含み、
前記第2の回線は事業者網回線を含み、
前記自営網回線は前記事業者網回線より高い秘匿性を有し、前記事業者網回線は前記自営網回線よりデータを高速で伝送でき、
前記暗号鍵及び前記通話鍵から新たな通話鍵を算出する通話鍵算出部と、
前記新たな通話鍵を用いて前記暗号化された受信データを復号する暗号復号部と、
をさらに備え、
前記暗号鍵は前記第1の回線のみを経由して送信され、前記新たな通話鍵を算出するために用いた前記通話鍵は前記第2の回線のみを経由して送信される
無線通信装置。 a first communication unit that receives an encryption key transmitted via a first line;
a second communication unit that receives the call key transmitted via the second line,
the first line includes a private network line;
the second line includes a carrier network line;
The private network line has higher confidentiality than the carrier network line , and the carrier network line can transmit data at a higher speed than the private network line ,
a communication key calculation unit for calculating a new communication key from the encryption key and the communication key;
a decryption unit that decrypts the encrypted received data by using the new communication key;
Further equipped with
A wireless communication device, wherein the encryption key is transmitted only via the first line, and the communication key used to calculate the new communication key is transmitted only via the second line.
請求項14の無線通信装置。 15. The wireless communication device according to claim 14, wherein the encrypted received data is transmitted via the second line.
前記暗号復号部は、前記複数の通話鍵に含まれる通話鍵を用いて前記暗号化された受信データを復号し、設定された周期で用いる通話鍵を変更する
請求項14又は15の無線通信装置。 the new call key is composed of a plurality of call keys;
16. The wireless communication device according to claim 14, wherein the encryption/decryption unit decrypts the encrypted received data using a communication key included in the plurality of communication keys, and changes the communication key to be used at a set cycle.
請求項14から16までのいずれかの無線通信装置。 17. The wireless communication device according to claim 14, wherein the encrypted received data and the received data decoded by the encryption/decryption unit are voice data.
前記暗号化部で暗号化された送信データは、前記第2の回線を経由して送信される
請求項14から17までのいずれかの無線通信装置。 an encryption unit that encrypts transmission data using the new communication key;
18. The wireless communication device according to claim 14, wherein the transmission data encrypted by said encryption unit is transmitted via said second line.
前記通話鍵は、暗号化された通話鍵であり、
前記通話鍵算出部は、前記固定鍵を用いて前記暗号化された通話鍵を復号して復号された通話鍵を生成し、前記暗号鍵及び前記復号された通話鍵から前記新たな通話鍵を算出する
請求項10から18までのいずれかの無線通信装置。 A fixed key storage unit is provided for storing a fixed key,
the call key is an encrypted call key;
19. The wireless communication device according to claim 10, wherein the communication key calculation unit decrypts the encrypted communication key using the fixed key to generate a decrypted communication key, and calculates the new communication key from the encryption key and the decrypted communication key.
請求項19の無線通信装置。 20. The wireless communication device of claim 19, wherein the communication key calculation unit derives a derived key from the encryption key using a key derivation function, and generates the new communication key by combining the decrypted communication key and the derived key.
前記第1の回線のみを経由して前記無線通信装置に前記暗号鍵を送信し、前記第2の回線のみを経由して前記無線通信装置に前記暗号化された通話鍵を送信する暗号鍵管理部と、
を備える無線通信システム。 A wireless communication device according to any one of claims 1 to 9;
an encryption key management unit that transmits the encryption key to the wireless communication device only via the first line and transmits the encrypted communication key to the wireless communication device only via the second line;
A wireless communication system comprising:
前記第1の回線のみを経由して前記無線通信装置に前記暗号鍵を送信し、前記第2の回線のみを経由して前記無線通信装置に前記通話鍵を送信する暗号鍵管理部と、
を備える無線通信システム。 A wireless communication device according to any one of claims 10 to 20;
an encryption key management unit that transmits the encryption key to the wireless communication device only via the first line and transmits the communication key to the wireless communication device only via the second line;
A wireless communication system comprising:
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