JPH05249891A - 暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法 - Google Patents
暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法Info
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- JPH05249891A JPH05249891A JP4049324A JP4932492A JPH05249891A JP H05249891 A JPH05249891 A JP H05249891A JP 4049324 A JP4049324 A JP 4049324A JP 4932492 A JP4932492 A JP 4932492A JP H05249891 A JPH05249891 A JP H05249891A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大量のデータを高速に暗号／復号化するのに
有効な暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法を
提供すること。 【構成】 ブロック単位に分割された平文ブロックＭi
(ｉ＝０,・・・,ｎ)を暗号化するブロック暗号処理装置に
おいて、１ブロック長の任意の値ＩＶと、平文ブロック
位置情報ｉ(ｉ＝０,・・・・,ｎ)と前記値ＩＶとを入力して
規定された演算ｆ(ＩＶ，ｉ)を行い、値Ｖi(ｉ＝０,・・
・,ｎ)を出力する演算回路と、前記平文ブロックＭi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)と前記演算回路の出力値Ｖi(ｉ＝０,・・・,
ｎ)との排他的論理和をとる排他的論理和回路と、該排
他的論理和回路の出力を暗号化し暗号文ブロックＣi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)を出力する暗号回路とを有することを特徴
とする暗号処理装置、および、該装置を複数個配置して
並行処理を行うことを特徴とする暗号処理方法。
有効な暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法を
提供すること。 【構成】 ブロック単位に分割された平文ブロックＭi
(ｉ＝０,・・・,ｎ)を暗号化するブロック暗号処理装置に
おいて、１ブロック長の任意の値ＩＶと、平文ブロック
位置情報ｉ(ｉ＝０,・・・・,ｎ)と前記値ＩＶとを入力して
規定された演算ｆ(ＩＶ，ｉ)を行い、値Ｖi(ｉ＝０,・・
・,ｎ)を出力する演算回路と、前記平文ブロックＭi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)と前記演算回路の出力値Ｖi(ｉ＝０,・・・,
ｎ)との排他的論理和をとる排他的論理和回路と、該排
他的論理和回路の出力を暗号化し暗号文ブロックＣi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)を出力する暗号回路とを有することを特徴
とする暗号処理装置、および、該装置を複数個配置して
並行処理を行うことを特徴とする暗号処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は暗号処理装置およびこれ
を用いる暗号処理方法に関し、特に画像等の大量データ
を高速に暗号化／復号化するに好適な暗号処理装置およ
びこれを用いる暗号処理方法に関する。
を用いる暗号処理方法に関し、特に画像等の大量データ
を高速に暗号化／復号化するに好適な暗号処理装置およ
びこれを用いる暗号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、データの暗号化方式としては、池
野信一，小山謙二共著「現代暗号理論」(電子通信学会昭
和61年９月刊)41〜76頁に記載されているように、デー
タ暗号規格(ＤＥＳ:Ｄata Ｅncription Ｓtandard)があ
り、安全性強化のため連鎖方式として、ＣＢＣモード
(Ｃipher Ｂlock Ｃhaining Ｍode)を使用している。上
述のＣＢＣモードは、64ビットのブロック単位で暗号化
し、更に、この暗号文出力と次のブロックの平文との排
他的論理和を次の暗号化の入力とし、これを繰り返して
次々と連鎖させるものである。図４にＣＢＣモードを示
す。平文をＭi、暗号文をＣi(ｉ＝１,２,・・・・)とし、暗
号鍵Ｋを用いた暗号化をＥk、暗号鍵Ｋを用いた復号化
をＤkとすると、ＣＢＣモードは次の式で表わされる。 Ｃ1＝Ｅk(Ｍ1 exclusive-or ＩＶ) Ｃi＝Ｅk(Ｍi exclusive-or Ｃi-1)(ｉ＝２,３,・・・・) Ｍ1＝Ｄk(Ｃi) exclusive-or ＩＶ Ｍi＝Ｄk(Ｃi) exclusive-or Ｃi-1(ｉ＝２,３,・・・・) ここで、ＩＶは初期値である。
野信一，小山謙二共著「現代暗号理論」(電子通信学会昭
和61年９月刊)41〜76頁に記載されているように、デー
タ暗号規格(ＤＥＳ:Ｄata Ｅncription Ｓtandard)があ
り、安全性強化のため連鎖方式として、ＣＢＣモード
(Ｃipher Ｂlock Ｃhaining Ｍode)を使用している。上
述のＣＢＣモードは、64ビットのブロック単位で暗号化
し、更に、この暗号文出力と次のブロックの平文との排
他的論理和を次の暗号化の入力とし、これを繰り返して
次々と連鎖させるものである。図４にＣＢＣモードを示
す。平文をＭi、暗号文をＣi(ｉ＝１,２,・・・・)とし、暗
号鍵Ｋを用いた暗号化をＥk、暗号鍵Ｋを用いた復号化
をＤkとすると、ＣＢＣモードは次の式で表わされる。 Ｃ1＝Ｅk(Ｍ1 exclusive-or ＩＶ) Ｃi＝Ｅk(Ｍi exclusive-or Ｃi-1)(ｉ＝２,３,・・・・) Ｍ1＝Ｄk(Ｃi) exclusive-or ＩＶ Ｍi＝Ｄk(Ｃi) exclusive-or Ｃi-1(ｉ＝２,３,・・・・) ここで、ＩＶは初期値である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、前
暗号文ブロックと平文ブロックの排他的論理和をとって
暗号化処理を行うため、必ずブロック単位に、逐次暗号
化処理を行わなければならない。従って、大量のデータ
を高速に暗号／復号化するのに限界があるという問題が
あった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、従来の技術における上述の如き
問題を解消し、大量のデータを高速に暗号／復号化する
のに有効な暗号処理装置を提供することにある。
暗号文ブロックと平文ブロックの排他的論理和をとって
暗号化処理を行うため、必ずブロック単位に、逐次暗号
化処理を行わなければならない。従って、大量のデータ
を高速に暗号／復号化するのに限界があるという問題が
あった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、従来の技術における上述の如き
問題を解消し、大量のデータを高速に暗号／復号化する
のに有効な暗号処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ブ
ロック単位に分割された平文ブロックＭi(ｉ＝０,・・・,
ｎ)を暗号化するブロック暗号処理装置において、１ブ
ロック長の任意の値ＩＶと、平文ブロック位置情報ｉ
(ｉ＝０,・・・・,ｎ)と前記値ＩＶとを入力して規定された
演算ｆ(ＩＶ，ｉ)を行い、値Ｖi(ｉ＝０,・・・,ｎ)を出力
する演算回路と、前記平文ブロックＭi(ｉ＝０,・・・,ｎ)
と前記演算回路の出力値Ｖi(ｉ＝０,・・・,ｎ)との排他的
論理和をとる排他的論理和回路と、該排他的論理和回路
の出力を暗号化し暗号文ブロックＣi(ｉ＝０,・・・,ｎ)を
出力する暗号回路とを有することを特徴とする暗号処理
装置、および、該装置を複数個配置して並行処理を行う
ことを特徴とする暗号処理方法によって達成される。
ロック単位に分割された平文ブロックＭi(ｉ＝０,・・・,
ｎ)を暗号化するブロック暗号処理装置において、１ブ
ロック長の任意の値ＩＶと、平文ブロック位置情報ｉ
(ｉ＝０,・・・・,ｎ)と前記値ＩＶとを入力して規定された
演算ｆ(ＩＶ，ｉ)を行い、値Ｖi(ｉ＝０,・・・,ｎ)を出力
する演算回路と、前記平文ブロックＭi(ｉ＝０,・・・,ｎ)
と前記演算回路の出力値Ｖi(ｉ＝０,・・・,ｎ)との排他的
論理和をとる排他的論理和回路と、該排他的論理和回路
の出力を暗号化し暗号文ブロックＣi(ｉ＝０,・・・,ｎ)を
出力する暗号回路とを有することを特徴とする暗号処理
装置、および、該装置を複数個配置して並行処理を行う
ことを特徴とする暗号処理方法によって達成される。
【０００５】
【作用】本発明に係る暗号処理装置においては、暗号文
ブロックの連鎖をやめ、平文ブロックと排他的論理和を
とるデータを、初期値ＩＶとブロック番号から任意の演
算により求めるようにしたものである。また、暗号回路
を複数個設け、複数ブロックを並行して同時に暗号化／
復号化可能としたものである。すなわち、複数(ｊ)個あ
る暗号回路の一つにおいて、平文ブロック Ｍiに対し
て、ブロック番号ｉと初期値ＩＶから、前記演算により
スクランブルデータを求め、このスクランブルデータと
平文ブロック Ｍiの排他的論理和をとり、これを暗号回
路に入力して暗号文ブロック Ｃiを求める。これと並行
して、別の暗号回路において、平文ブロック Ｍi+1に対
して、ブロック番号ｉ＋１と初期値ＩＶから、前記演算
によりスクランブルデータを求め、このスクランブルデ
ータと平文ブロック Ｍi+1の排他的論理和をとり、これ
を暗号回路に入力して暗号文ブロック Ｃi+1を求める。
これを、ｊ個の各暗号回路に対して行うことにより、暗
号化スピードをｊ倍にすることが可能になる。また、後
に詳述する如く、転置と換字を組み合せた処理を複数段
繰り返して暗号化／復号化する暗号アルゴリズムにおい
ては、平文ブロック Ｍiに対してブロック番号ｉと初期
値ＩＶから、前記演算によりスクランブルデータを求
め、このスクランブルデータと平文ブロック Ｍiの排他
的論理和をとり、これを暗号回路に入力して暗号文ブロ
ック Ｃiを求める。クロックに応じて、平文ブロック
Ｍi(ｉ＝０,・・・・,ｎ)をパイプライン化して入力し、１
段目の暗号変換回路では、平文 Ｍi+j-1の１段目の暗号
変換処理、２段目の暗号変換回路では、平文 Ｍi+j-2の
２段目の暗号変換処理、ｋ段目の暗号変換回路では、平
文 Ｍi+j-kのｋ段目の暗号変換処理、ｊ段目の暗号変換
回路では、平文 Ｍiのｊ段目の暗号変換処理の如く、各
段を並行して処理ことにより、実効的に、１クロック単
位に１暗号文ブロックを得ることも可能である。
ブロックの連鎖をやめ、平文ブロックと排他的論理和を
とるデータを、初期値ＩＶとブロック番号から任意の演
算により求めるようにしたものである。また、暗号回路
を複数個設け、複数ブロックを並行して同時に暗号化／
復号化可能としたものである。すなわち、複数(ｊ)個あ
る暗号回路の一つにおいて、平文ブロック Ｍiに対し
て、ブロック番号ｉと初期値ＩＶから、前記演算により
スクランブルデータを求め、このスクランブルデータと
平文ブロック Ｍiの排他的論理和をとり、これを暗号回
路に入力して暗号文ブロック Ｃiを求める。これと並行
して、別の暗号回路において、平文ブロック Ｍi+1に対
して、ブロック番号ｉ＋１と初期値ＩＶから、前記演算
によりスクランブルデータを求め、このスクランブルデ
ータと平文ブロック Ｍi+1の排他的論理和をとり、これ
を暗号回路に入力して暗号文ブロック Ｃi+1を求める。
これを、ｊ個の各暗号回路に対して行うことにより、暗
号化スピードをｊ倍にすることが可能になる。また、後
に詳述する如く、転置と換字を組み合せた処理を複数段
繰り返して暗号化／復号化する暗号アルゴリズムにおい
ては、平文ブロック Ｍiに対してブロック番号ｉと初期
値ＩＶから、前記演算によりスクランブルデータを求
め、このスクランブルデータと平文ブロック Ｍiの排他
的論理和をとり、これを暗号回路に入力して暗号文ブロ
ック Ｃiを求める。クロックに応じて、平文ブロック
Ｍi(ｉ＝０,・・・・,ｎ)をパイプライン化して入力し、１
段目の暗号変換回路では、平文 Ｍi+j-1の１段目の暗号
変換処理、２段目の暗号変換回路では、平文 Ｍi+j-2の
２段目の暗号変換処理、ｋ段目の暗号変換回路では、平
文 Ｍi+j-kのｋ段目の暗号変換処理、ｊ段目の暗号変換
回路では、平文 Ｍiのｊ段目の暗号変換処理の如く、各
段を並行して処理ことにより、実効的に、１クロック単
位に１暗号文ブロックを得ることも可能である。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に、本発明の一実施例に係る暗号回路
のブロック図を示す。本実施例に示す暗号回路は、前記
ＤＥＳ方式に基づく如く構成したものである。本実施例
に示す暗号回路は、入力ブロックを受け取るラッチ(Ｉ
Ｎ)１、暗号鍵を受け取るラッチ(Ｋ)２、入力データを
スクランブルするためのデータを保持するラッチ(Ｖ)
３、出力ブロックを保持するラッチ(ＯＵＴ)４、後述す
る初期転置回路２００の出力を保持するラッチ(ＴＯ)１
００、同じく後述する、第１段から第１６段までの転置
換字回路２０１,２０２,・・・・２１６の出力を保持するラ
ッチ(Ｔ１)１０１,ラッチ(Ｔ２)１０２,・・・・ラッチ(Ｔ
１６)１１６を備えている。また、演算回路としては、
縮約型転置回路３００、第１段から第１６段までの鍵ス
ケジュール回路３０１,３０２,・・・・３１６、初期転置回
路２００、第１段から第１６段までの転置換字回路２０
１,２０２,・・・・２１６、最終転置回路２１７、加算回路
１０、論理和ゲート１１,１３および排他的論理和ゲー
ト１２,１４を備えている。
に説明する。図１に、本発明の一実施例に係る暗号回路
のブロック図を示す。本実施例に示す暗号回路は、前記
ＤＥＳ方式に基づく如く構成したものである。本実施例
に示す暗号回路は、入力ブロックを受け取るラッチ(Ｉ
Ｎ)１、暗号鍵を受け取るラッチ(Ｋ)２、入力データを
スクランブルするためのデータを保持するラッチ(Ｖ)
３、出力ブロックを保持するラッチ(ＯＵＴ)４、後述す
る初期転置回路２００の出力を保持するラッチ(ＴＯ)１
００、同じく後述する、第１段から第１６段までの転置
換字回路２０１,２０２,・・・・２１６の出力を保持するラ
ッチ(Ｔ１)１０１,ラッチ(Ｔ２)１０２,・・・・ラッチ(Ｔ
１６)１１６を備えている。また、演算回路としては、
縮約型転置回路３００、第１段から第１６段までの鍵ス
ケジュール回路３０１,３０２,・・・・３１６、初期転置回
路２００、第１段から第１６段までの転置換字回路２０
１,２０２,・・・・２１６、最終転置回路２１７、加算回路
１０、論理和ゲート１１,１３および排他的論理和ゲー
ト１２,１４を備えている。
【０００７】以下、上述の如く構成される本実施例の動
作を説明する。暗号鍵64ビットがラッチ(Ｋ)２に入力さ
れると、縮約型転置回路３００においてＤＥＳの鍵縮約
型転置を行い、56ビットのデータＫ０を出力する。この
データＫ０は、第１段鍵スケジュール回路３０１,第２
段鍵スケジュール回路３０２,・・・,第１６段鍵スケジュ
ール回路３１６に順釣入力され、第１段,第２段,・・・・第
１６段転置換字のための鍵Ｋ１,Ｋ２,・・・・Ｋ１６を作
り、第１段転置換字回路２０１,第２段転置換字回路２
０２,・・・・第６段転置換字回路２１６に出力する。入力
データをスクランブルするための初期値ＩＶがラッチ
(Ｖ)３に入力されると、クロック単位に加算回路１０で
プラス１され、再度ラッチ(Ｖ)３に保持される。ラッチ
(Ｖ)３の値は、論理和ゲート１１および１３に入力され
ている。論理和ゲート１１の他の入力としては、復号化
指示信号ＤＥＣの反転信号が入力されており、暗号化モ
ードのとき、ラッチ(Ｖ)３の内容を排他的論理和ゲート
１２に出力する。また、論理和ゲート１３の他の入力と
しては、復号化指示信号ＤＥＣが入力されており、復号
化モードのとき、ラッチ(Ｖ)３の内容を排他的論理和ゲ
ート１４に出力する。
作を説明する。暗号鍵64ビットがラッチ(Ｋ)２に入力さ
れると、縮約型転置回路３００においてＤＥＳの鍵縮約
型転置を行い、56ビットのデータＫ０を出力する。この
データＫ０は、第１段鍵スケジュール回路３０１,第２
段鍵スケジュール回路３０２,・・・,第１６段鍵スケジュ
ール回路３１６に順釣入力され、第１段,第２段,・・・・第
１６段転置換字のための鍵Ｋ１,Ｋ２,・・・・Ｋ１６を作
り、第１段転置換字回路２０１,第２段転置換字回路２
０２,・・・・第６段転置換字回路２１６に出力する。入力
データをスクランブルするための初期値ＩＶがラッチ
(Ｖ)３に入力されると、クロック単位に加算回路１０で
プラス１され、再度ラッチ(Ｖ)３に保持される。ラッチ
(Ｖ)３の値は、論理和ゲート１１および１３に入力され
ている。論理和ゲート１１の他の入力としては、復号化
指示信号ＤＥＣの反転信号が入力されており、暗号化モ
ードのとき、ラッチ(Ｖ)３の内容を排他的論理和ゲート
１２に出力する。また、論理和ゲート１３の他の入力と
しては、復号化指示信号ＤＥＣが入力されており、復号
化モードのとき、ラッチ(Ｖ)３の内容を排他的論理和ゲ
ート１４に出力する。
【０００８】入力ブロック Ｂiがラッチ(ＩＮ)１に入力
されると、暗号化モードのとき、排他的論理和ゲート１
２でラッチ(Ｖ)３の内容と排他的論理和がとられ、デー
タのスクランブルが行われ、初期転置回因２００に出力
される。また、復号化モードのときは、論理和ゲート１
１の出力が０であるので、スクランブルは行われず、初
期転置回路２００に入力される。初期転置回路２００で
は、ＤＥＳの初期転置を行い、ラッチ(ＴＯ)１００に出
力する。これは１クロックで行われる。同時に、ラッチ
(ＴＯ)１００の内容は第１段転置換字回路２０１に入力
され、ＤＥＳの第１段転置換字を行い、ラッチ(Ｔ１)１
０１に出力する。これも１クロックで行われる。また、
同様に、ラッチ(Ｔ１)１０１,ラッチ(Ｔ２)１０２,・・・・
ラッチ(Ｔ１５)１１５の内容は、第２段転置換字回路２
０２,・・・・,第１６段転置換字回路２１６に入力され、Ｄ
ＥＳの第２段,・・・・,第１６段転置換字を行い、その結果
をラッチ(Ｔ２)１０２,ラッチ(Ｔ３)１０３,・・・・ラッチ
(Ｔ１６)１１６に出力する。これも１クロックで行われ
る。
されると、暗号化モードのとき、排他的論理和ゲート１
２でラッチ(Ｖ)３の内容と排他的論理和がとられ、デー
タのスクランブルが行われ、初期転置回因２００に出力
される。また、復号化モードのときは、論理和ゲート１
１の出力が０であるので、スクランブルは行われず、初
期転置回路２００に入力される。初期転置回路２００で
は、ＤＥＳの初期転置を行い、ラッチ(ＴＯ)１００に出
力する。これは１クロックで行われる。同時に、ラッチ
(ＴＯ)１００の内容は第１段転置換字回路２０１に入力
され、ＤＥＳの第１段転置換字を行い、ラッチ(Ｔ１)１
０１に出力する。これも１クロックで行われる。また、
同様に、ラッチ(Ｔ１)１０１,ラッチ(Ｔ２)１０２,・・・・
ラッチ(Ｔ１５)１１５の内容は、第２段転置換字回路２
０２,・・・・,第１６段転置換字回路２１６に入力され、Ｄ
ＥＳの第２段,・・・・,第１６段転置換字を行い、その結果
をラッチ(Ｔ２)１０２,ラッチ(Ｔ３)１０３,・・・・ラッチ
(Ｔ１６)１１６に出力する。これも１クロックで行われ
る。
【０００９】ラッチ(Ｔ１６)１１６の内容は、最終転置
回路２１７に入力され、ＤＥＳの最終転置を行い、復号
化モードのとき、排他的論理和ゲート１４でラッチ(Ｖ)
３の内容と排他的論理和をとり、データのスクランブル
を元に戻し、ラッチ(ＯＵＴ)４に出力する。また、暗号
化モードの場合は、論理和ゲート１３の出力が０である
ので、そのままラッチ(ＯＵＴ)４に出力する。これも１
クロックで行われる。なお、縮約型転置回路３００、第
１段から第１６段までの鍵スケジュール回路３０１,３
０２,・・・・,３１６、第１段から第１６段までの転置換字
回路２０１,２０２,・・・・,２１６、初期転置回路２００
および最終転置回路２１７の詳細に関しては、前述の池
野信一，小山謙二共著「現代暗号理論」を参考にされた
い。次に、図２に基づいて、暗号回路の動作タイミング
を説明する。なお、図２の縦軸はラッチ名、横軸はクロ
ックを示している。 (１)クロック０のとき：入力ブロックＢ０がラッチ(Ｉ
Ｎ)１に入力される。 (２)クロック１のとき：ブロックＢ０はスクランブルお
よび初期転置されてラッチ(Ｔ０)１００に保持され、新
たにブロックＢ１がラッチ(ＩＮ)１に入力される。
回路２１７に入力され、ＤＥＳの最終転置を行い、復号
化モードのとき、排他的論理和ゲート１４でラッチ(Ｖ)
３の内容と排他的論理和をとり、データのスクランブル
を元に戻し、ラッチ(ＯＵＴ)４に出力する。また、暗号
化モードの場合は、論理和ゲート１３の出力が０である
ので、そのままラッチ(ＯＵＴ)４に出力する。これも１
クロックで行われる。なお、縮約型転置回路３００、第
１段から第１６段までの鍵スケジュール回路３０１,３
０２,・・・・,３１６、第１段から第１６段までの転置換字
回路２０１,２０２,・・・・,２１６、初期転置回路２００
および最終転置回路２１７の詳細に関しては、前述の池
野信一，小山謙二共著「現代暗号理論」を参考にされた
い。次に、図２に基づいて、暗号回路の動作タイミング
を説明する。なお、図２の縦軸はラッチ名、横軸はクロ
ックを示している。 (１)クロック０のとき：入力ブロックＢ０がラッチ(Ｉ
Ｎ)１に入力される。 (２)クロック１のとき：ブロックＢ０はスクランブルお
よび初期転置されてラッチ(Ｔ０)１００に保持され、新
たにブロックＢ１がラッチ(ＩＮ)１に入力される。
【００１０】(３)クロック２のとき：ブロックＢ０は第
１段転置換字されてラッチ(Ｔ１)１０１に保持され、ブ
ロックＢ１はスクランブルおよび初期転置されてラッチ
(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢ２がラッチ
(ＩＮ)１に入力される。 (４)クロック３のとき：ブロックＢ０は第２段転置換字
されてラッチ(Ｔ２)１０２に保持され、ブロックＢ１は
第１段転置換字されてラッチ(Ｔ１)１０１に保持され、
ブロックＢ２はスクランブルおよび初期転置されてラッ
チ(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢ３がラッ
チ(ＩＮ)１に入力される。 (５)クロックｉのとき：ブロックＢｉ−１８は最終転置
およびスクランブルの元戻しが行われ、ラッチ(ＯＵＴ)
４に保持される。ブロックＢｉ−１７は第１６段転置換
字されてラッチ(Ｔ１６)１１６に、ブロックＢｉ−１６
は第１５段転置換字されてラッチ(Ｔ１５)１１５に、・・
・・、ブロックＢｉ−３は第２段転置換字されてラッチ
(Ｔ２)１０２に、ブロックＢｉ−２は第１段転置換字さ
れてラッチ(Ｔ１)１０１に、それぞれ、保持される。ブ
ロックＢｉ−１はスクランブルおよび初期転置されてラ
ッチ(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢｉがラ
ッチ(ＩＮ)１に入力される。
１段転置換字されてラッチ(Ｔ１)１０１に保持され、ブ
ロックＢ１はスクランブルおよび初期転置されてラッチ
(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢ２がラッチ
(ＩＮ)１に入力される。 (４)クロック３のとき：ブロックＢ０は第２段転置換字
されてラッチ(Ｔ２)１０２に保持され、ブロックＢ１は
第１段転置換字されてラッチ(Ｔ１)１０１に保持され、
ブロックＢ２はスクランブルおよび初期転置されてラッ
チ(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢ３がラッ
チ(ＩＮ)１に入力される。 (５)クロックｉのとき：ブロックＢｉ−１８は最終転置
およびスクランブルの元戻しが行われ、ラッチ(ＯＵＴ)
４に保持される。ブロックＢｉ−１７は第１６段転置換
字されてラッチ(Ｔ１６)１１６に、ブロックＢｉ−１６
は第１５段転置換字されてラッチ(Ｔ１５)１１５に、・・
・・、ブロックＢｉ−３は第２段転置換字されてラッチ
(Ｔ２)１０２に、ブロックＢｉ−２は第１段転置換字さ
れてラッチ(Ｔ１)１０１に、それぞれ、保持される。ブ
ロックＢｉ−１はスクランブルおよび初期転置されてラ
ッチ(Ｔ０)１００に保持され、新たにブロックＢｉがラ
ッチ(ＩＮ)１に入力される。
【００１１】本実施例によれば、上述の如く、入力ブロ
ックは１クロック毎に入力され、初期転置から最終転置
まで１８段のパイプライン処理で逐次処理され、１クロ
ック単位に出力ブロックを得ることができる。これによ
り、１クロックが４０ナノ秒で１ブロックサイズが８バ
イトとすると、暗号化／復号化処理のスピードは、８バ
イト÷４０ナノ秒＝２００メガバイト／秒となる。従来
は、１ブロックの暗号化／復号化処理時間は４０ナノ秒
×１８クロックであったので、１８倍の処理スピードが
得られることになる。なお、上記実施例は本発明の一例
を示したものであり、本発明はこれに限定されるべきも
のではないことは言うまでもないことである。例えば、
上記実施例では、平文のスクランブルを行うデータを生
成する関数として、 (ＩＶ＋ｉ mod ２＊＊６４) を使用しているが、安全性を高めるために、より複雑な
関数を使用することも有効であり、 (ＩＶ＊ｉ mod Ｎ) としてＮを可変とし、ＩＶおよびＮを秘密にすれば、ス
クランブルする値を予測することは不可能である。
ックは１クロック毎に入力され、初期転置から最終転置
まで１８段のパイプライン処理で逐次処理され、１クロ
ック単位に出力ブロックを得ることができる。これによ
り、１クロックが４０ナノ秒で１ブロックサイズが８バ
イトとすると、暗号化／復号化処理のスピードは、８バ
イト÷４０ナノ秒＝２００メガバイト／秒となる。従来
は、１ブロックの暗号化／復号化処理時間は４０ナノ秒
×１８クロックであったので、１８倍の処理スピードが
得られることになる。なお、上記実施例は本発明の一例
を示したものであり、本発明はこれに限定されるべきも
のではないことは言うまでもないことである。例えば、
上記実施例では、平文のスクランブルを行うデータを生
成する関数として、 (ＩＶ＋ｉ mod ２＊＊６４) を使用しているが、安全性を高めるために、より複雑な
関数を使用することも有効であり、 (ＩＶ＊ｉ mod Ｎ) としてＮを可変とし、ＩＶおよびＮを秘密にすれば、ス
クランブルする値を予測することは不可能である。
【００１２】また、この他に、図３に示す如く、請求項
１に示した暗号処理装置(図では「回路」と称している)を
複数個並列に配置することにより、上述の効果を更に大
きくすることが可能である。更に付言すれば、本発明に
係る暗号処理回路およびこれを用いる暗号処理方法にお
いては、平文のスクランブルを行うのに暗号文のフィー
ドバックを行わないので、暗号回路をパイプライン化し
たり、マルチ化することが容易に可能であることが最大
の特徴である。また、スクランブルする初期値を毎回変
えることにより、同一の平文に対しても異なる暗号文を
得ることも可能である。なお、上述の説明では暗号化に
ついてのみ説明したが、復号化に関しても同様の効果が
得られることも言うまでもない。
１に示した暗号処理装置(図では「回路」と称している)を
複数個並列に配置することにより、上述の効果を更に大
きくすることが可能である。更に付言すれば、本発明に
係る暗号処理回路およびこれを用いる暗号処理方法にお
いては、平文のスクランブルを行うのに暗号文のフィー
ドバックを行わないので、暗号回路をパイプライン化し
たり、マルチ化することが容易に可能であることが最大
の特徴である。また、スクランブルする初期値を毎回変
えることにより、同一の平文に対しても異なる暗号文を
得ることも可能である。なお、上述の説明では暗号化に
ついてのみ説明したが、復号化に関しても同様の効果が
得られることも言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、大量のデータを高速に暗号／復号化するのに有効
な暗号処理装置を実現できるという顕著な効果を奏する
ものである。
れば、大量のデータを高速に暗号／復号化するのに有効
な暗号処理装置を実現できるという顕著な効果を奏する
ものである。
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る暗号回路のブロック図
である。
である。
【図２】実施例の暗号回路の動作タイミング図である。
【図３】他の実施例を示すブロック図である。
【図４】ＤＥＳの利用モードの一つであるＣＢＣモード
の流れ図である。
の流れ図である。
１：入力ラッチ(ＩＮ)、２：暗号鍵ラッチ(Ｋ)、３：ス
クランブルデータラッチ(Ｖ)、４：出力ラッチ(ＯＵ
Ｔ)、１０：加算回路、１１および１３：論理和ゲー
ト、１２および１３：排他的論理和ゲート、１００〜１
１６：初期転置回路２００の出力を保持するテンポラリ
ーラッチ(Ｔｉ)、２００：初期転置回路、２０１〜２１
６：転置換字回路、２１７：最終転置回路、３００：縮
約型転置回路、３０１〜３１６：鍵スケジュール回路。
クランブルデータラッチ(Ｖ)、４：出力ラッチ(ＯＵ
Ｔ)、１０：加算回路、１１および１３：論理和ゲー
ト、１２および１３：排他的論理和ゲート、１００〜１
１６：初期転置回路２００の出力を保持するテンポラリ
ーラッチ(Ｔｉ)、２００：初期転置回路、２０１〜２１
６：転置換字回路、２１７：最終転置回路、３００：縮
約型転置回路、３０１〜３１６：鍵スケジュール回路。
Claims (3)
- 【請求項１】 ブロック単位に分割された平文ブロック
Ｍi(ｉ＝０,・・・,ｎ)を暗号化するブロック暗号処理装置
において、１ブロック長の任意の値ＩＶと、平文ブロッ
ク位置情報ｉ(ｉ＝０,・・・・,ｎ)と前記値ＩＶとを入力し
て規定された演算ｆ(ＩＶ，ｉ)を行い、値Ｖi(ｉ＝０,・
・・,ｎ)を出力する演算回路と、前記平文ブロックＭi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)と前記演算回路の出力値Ｖi(ｉ＝０,・・・,
ｎ)との排他的論理和をとる排他的論理和回路と、該排
他的論理和回路の出力を暗号化し暗号文ブロックＣi(ｉ
＝０,・・・,ｎ)を出力する暗号回路とを有することを特徴
とする暗号処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の演算回路と排他的論理和
回路および暗号回路とを複数(ｊ)セット設け、平文ブロ
ックＭi,Ｍi+1,・・・・,Ｍi+j-1を前記各セットに入力し、
並行処理することを特徴とする暗号処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の暗号回路を複数(ｊ)段の
暗号変換回路で構成するとともに、該暗号変換回路の出
力にデータラッチを設けた暗号処理装置を用いて、１ク
ロックで前記各段の暗号変換処理を完了させることによ
り、クロックに応じて平文ブロックＭi(ｉ＝０,・・・,ｎ)
をパイプライン化して入力し、１段目の暗号変換回路で
は平文ブロック Ｍi+j-1の１段目の暗号変換処理、２段
目の暗号変換回路では平文ブロック Ｍi+j-2の２段目の
暗号変換処理、ｋ段目の暗号変換回路では平文ブロック
Ｍi+j-kのｋ段目の暗号変換処理、ｊ段目の暗号変換回
路では平文ブロック Ｍiのｊ段目の暗号変換処理を並行
して処理することを特徴とする暗号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049324A JPH05249891A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049324A JPH05249891A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249891A true JPH05249891A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12827805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4049324A Pending JPH05249891A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 暗号処理装置およびこれを用いる暗号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05249891A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19827904C2 (de) * | 1997-06-23 | 2000-05-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Blockchiffrier- oder -dechiffrierverfahren und Blockchiffrier- oder -dechiffriervorrichtung |
| WO2002058036A1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-25 | Fujitsu Limited | Encryption circuit |
| JP2006107380A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Sony Corp | 情報処理装置及び情報処理方法、メモリ装置、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2007324733A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | データ変換装置 |
| JP2013017018A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 復号処理装置 |
| JP2015082077A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 学校法人東京電機大学 | 暗号化装置、制御方法、及びプログラム |
| US9143326B2 (en) | 2012-03-29 | 2015-09-22 | International Business Machines Corporation | Method and system for encrypting data |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4049324A patent/JPH05249891A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19827904C2 (de) * | 1997-06-23 | 2000-05-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Blockchiffrier- oder -dechiffrierverfahren und Blockchiffrier- oder -dechiffriervorrichtung |
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| US9143326B2 (en) | 2012-03-29 | 2015-09-22 | International Business Machines Corporation | Method and system for encrypting data |
| US9344274B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Method and system for encrypting data |
| US9634827B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-04-25 | International Business Machines Corporation | Encrypting data |
| JP2015082077A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 学校法人東京電機大学 | 暗号化装置、制御方法、及びプログラム |
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