JPH08223151A - 暗号化通信システム及び暗号化通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、高速データ通信の盗聴から
の信頼性を向上させるため、汎用の暗号方式を用いた場
合であっても高速の処理速度を維持することが可能な暗
号化通信システム及び暗号化通信方法を提供することを
目的とする。 【構成】 本発明の暗号化通信システムは、暗号解読の
ための計算量が多い暗号器Ａと復号器Ａからなる暗号方
式Ａと高速処理が可能な暗号器Ｂと復号器Ｂからなる暗
号方式Ｂを用いて、シードパターンと暗号化鍵とを暗号
器Ａに入力することによって得られる暗号化された２進
系列を用いて暗号器Ｂにより暗号化して送信し、送信側
では、シードパターンと復号化鍵とを復号器Ｂに入力す
ることによって得られる復号化されたデータを用いて復
号器Ｂにより復号する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暗号化通信システム及
び暗号化通信方法に係り、特に、データに暗号化を施す
ことにより通信の安全性を向上さたデータ伝送における
暗号化通信システム及び暗号化通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の暗号通信システムの一
例を説明するための図である。同図に示すシステムは、
装置Ａ、装置Ｂ及び通信路１３を有する。装置Ａは、送
信側の装置であり、暗号器１２及び暗号化鍵１６を有す
る。装置Ｂは受信側の装置であり、復号器１４及び復号
化鍵１７を有する。

【０００３】装置Ａの暗号器１２は、入力された平文１
１と暗号化鍵１６を入力して暗号化された暗号文を通信
路１３に送出する。装置Ｂの復号器１４は、受信した暗
号文と復号化鍵１７を入力して、情報源１１から送出さ
れた平文を取得する。従来より暗号化方式のうち、暗号
化鍵１６と復号化鍵１７を秘密にする秘密鍵方式として
は、ＩＳＯやＪＩＳでの標準化が行われており、信号中
のデータ暗号化規格（ＤＥＳ：Data Encryption Standa
rd) や、ＤＥＳを改良した（Fast Data Encipherment A
lgorithm) がある。また、暗号化鍵１６を公開し、復号
化鍵１７を秘密とする秘密公開鍵方式としては、ＲＡＳ
暗号が良く知られている。これらの暗号方式のための専
用のＬＳＩチップも開発されており、容易に利用可能で
ある。

【０００４】また、高速データ通信を行う場合には、暗
号器１２及び復号器１４にシフトレジスタを用いてスク
ランブラ、デススクランブラを用いて、暗号化鍵１６及
び復号化鍵１７に対応するシフトレジスタに設定する初
期値の値を秘密鍵とすることで符号系列の攪乱を実現し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各暗号化方式も外部からの攻撃に対抗するため、計算式
の困難さを利用しているので計算量が多くなってしまう
ため、高速のデータ通信には適用できない等の問題があ
る。

【０００６】また、高速データ通信においてシフトレジ
スタを用いたスクランブラ及びデススクランブラを用い
る方法は、初期値を動的に変更することがないため、外
部からの攻撃に弱いという問題がある。従って、高速デ
ータ通信においては、外部からの攻撃に強いシステムを
汎用の暗号方式を用いて実現することが困難である。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、高速データ通信の盗聴からの信頼性を向上させるた
め、汎用の暗号方式を用いた場合であっても高速の処理
速度を維持することが可能な暗号化通信システム及び暗
号化通信方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の第１の
原理構成図である。本発明の暗号化通信システムは、シ
ードパターンを生成するシードパターン生成手段１２０
と、シードパターンと、第１の暗号化鍵１１０を用いて
第２の暗号化鍵を生成する第１の暗号化手段１３０と、
第２の暗号化鍵を用いて、入力された平文を、第１の暗
号化手段１３０に比べて計算量が少なく、高速処理が可
能な暗号化方式に従って暗号文を生成して送出する第２
の暗号化手段１４０とを含む暗号化装置１００と、暗号
化装置１００のシードパターン生成手段１２０から転送
されたシードパターンと第３の暗号鍵２２０を用いて暗
号化して、暗号化されたデータを復号鍵とする第３の暗
号化手段２１０と、第３の暗号化手段２１０により生成
された復号鍵を用いて暗号化装置１００の第２の暗号化
手段１４０より受信した暗号文を、高速処理が可能な復
号方式に従って復号して平文を取得する復号手段２３０
とを含む復号化装置２００とを有する。

【０００９】また、上記の暗号化通信システムは、復号
化装置２００にシードパターン生成手段１２０で生成さ
れたシードパターンを送信する通信路３００を含む。ま
た、上記の第１の暗号化手段１３０及び第３の暗号化手
段２１０は、暗号化方式としてＤＥＳを用いる。

【００１０】また、上記の第１の暗号化手段１３０及び
第３の暗号化手段２１０は、暗号化方式としてＦＥＡＬ
を用いる。また、上記の第２の暗号化手段１４０は、シ
フトレジスタを用いたスクランブラとする。

【００１１】また、上記の復号手段２３０は、シフトレ
ジスタを用いたデススクランブラとする。図２は、本発
明の第２の原理構成図である。本発明の暗号化通信シス
テムは、トリガを出力するトリガ出力手段１５０と、ト
リガ出力手段１５０から出力されるトリガを契機とし
て、シードパターンを生成する第１のシードパターン生
成手段１２０と、シードパターンと、第１の暗号鍵１１
０を用いて第２の暗号化鍵を生成する第１の暗号化手段
１３０と、第２の暗号化鍵を用いて、入力された平文
を、第１の暗号化手段１３０に比べて計算量が少なく、
高速処理が可能な暗号化方式に従って暗号文を生成して
送出する第２の暗号化手段１４０とを含む暗号化装置１
００と、暗号化装置１００のトリガ出力手段１５０から
転送されたトリガを契機としてシードパターンを生成す
る第２のシードパターン２４０と、シードパターンと第
３の暗号鍵２２０を用いて暗号化して、暗号化されたデ
ータを復号鍵とする第３の暗号化手段２１０と、第３の
暗号化手段２１０により生成された復号鍵を用いて暗号
化装置１００の第２の暗号化手段１４０より受信した暗
号文を、第３の暗号化手段２１０より計算量が少なく、
高速処理が可能な復号方式を用いて復号して平文を取得
する復号手段２３０とを含む復号化装置２００とを有す
る。

【００１２】また、上記の第１の暗号化手段１３０及び
第３の暗号化手段２１０は、暗号化方式としてＤＥＳを
用いる。また、上記の第１の暗号化手段１３０及び第３
の暗号化手段２１０は、暗号化方式としてＦＥＡＬを用
いる。

【００１３】また、上記の暗号化通信システムは、トリ
ガ出力手段１５０で出力されたトリガ信号を送信する通
信路３００を含む。図３は、本発明の第３の原理構成図
である。本発明の暗号化通信システムは、シードパター
ンを生成するパターン生成手段１２０と、パターン生成
手段１２０で生成されたシードパターンと暗号化鍵１１
０を入力し、第１の暗号文を生成する第１の暗号化手段
１３０と、パターン生成手段１２０で生成されたシード
パターンと平文を入力して、高速処理が可能な暗号化方
式を用いて第２の暗号文を生成して送出する第２の暗号
化手段１４０とを含む暗号化装置１００と、第１の暗号
化手段１３０で生成された第１の暗号文と第１の復号化
鍵２２０を入力して第２の復号化鍵を生成する第１の復
号手段２５０と、第２の暗号化手段２５０より受信した
第２の暗号文を、第１の復号手段２５０より計算量が少
なく、高速処理が可能な復号化方式を用いて第２の復号
化鍵で復号して平文を取得する第２の復号手段２３０と
を含む復号化装置２００とを有する。

【００１４】また、上記の第１の暗号化手段１３０は、
暗号化方式としてＤＥＳまたはＦＥＡＬを用いる。ま
た、上記の第１の復号手段２５０は、復号化方式として
ＤＥＳまたはＦＥＡＬを用いる。

【００１５】また、上記の第１の暗号文を第１の復号手
段２５０に伝送する通信路３００を含む。本発明の暗号
化通信方法は、暗号解読のための計算量が多く攻撃に強
い方式を用いる第１の暗号器と第１の復号器と、第１の
暗号器と第１の復号器に比べて計算量が少なく高速処理
が可能な第２の暗号器と第２の復号器を用いて、送信側
では、２進系列で表されるシードパターンと暗号化鍵を
第１の暗号器に入力して第１の暗号文を生成し、第２の
暗号器に入力される平文と第１の暗号文を用いて第２の
暗号文を生成して、送信し、受信側では、第１の復号器
において、送信側で生成されたシードパターンと第１の
復号鍵を用いて第１の復号文を生成し、第２の復号器に
おいて、第２の復号文を用いて、受信した第２の暗号文
を復号して平文を取得する。

【００１６】

【作用】本発明は、暗号解読のための計算量が多く攻撃
に強い暗号器Ａと復号器Ａからなる第１の暗号化方式
と、暗号器Ａと復号器と比べて計算量が少なく、高速処
理が可能な暗号器Ｂと復号器Ｂからなる第２の暗号方式
の２つのパターン方式を用いているため、計算量が多く
攻撃に強い暗号器Ａで生成された２進系列を、計算量が
少なく高速処理が可能な暗号器Ｂの秘密鍵とすること
で、高速データ通信における外部からの攻撃に対する信
頼性を向上させることが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を詳細に説
明する。 〈第１の実施例〉最初に第１の実施例として、暗号化側
及び復号側の装置に暗号解読のための計算量が多く攻撃
に強い暗号器（復号器）と計算量が少なく高速処理が可
能な暗号器（復号器）とを備える例を説明する。

【００１８】図４は、本発明の第１の実施例のシステム
構成図である。同図に示すシステムは、送信側の装置で
ある装置Ａ、受信側の装置である装置Ｂ及び装置Ａと装
置Ｂを接続し、情報を伝達する通信路３３より構成され
ている。装置Ａは、計算量が少なく、高速処理が可能な
暗号器Ｂ３２、計算量が多いＤＥＳやＦＥＡＬ方式を用
いる暗号器Ａ３７、暗号化鍵３６及びパターン発生器３
８を有する。また、装置Ｂは計算量が少なく、高速処理
が可能な復号器Ｂ３４，計算量が多いＤＥＳやＦＥＡＬ
方式を用いる暗号器Ａ３９、暗号化鍵３１０を有する。

【００１９】ここで、装置Ａの暗号器Ａ３７と装置Ｂの
暗号器Ａ３９は同一の暗号器であり、暗号器Ａ３７と暗
号器Ａ３９は計算量が多く攻撃に強い暗号方式に対応す
る。また、装置Ａの暗号器Ｂ３２と装置Ｂの復号器Ｂ３
４は計算量が少なく、高速処理が可能な暗号方式に対応
する。装置Ａ内の暗号化鍵３６と装置Ｂ内の暗号化鍵３
１０は同一の鍵である。ここで、暗号器Ｂ３２及び暗号
器Ａ３７は、１ビットの入力に対して１ビットの暗号デ
ータを出力する暗号器である。また、パターン発生器３
８は、疑似ランダムパターンを生成する。なお、本実施
例においては、全ての暗号化鍵は秘密鍵でなくてはなら
ない。

【００２０】図５は、本発明の第１の実施例の動作を示
すシーケンスチャートである。最初に、暗号器Ａ３７が
暗号化鍵３６とパターン発生器３８で生成されたパター
ンの暗号化を行い（ステップ１００１）、暗号化情報
（秘密鍵）を平文を暗号化するための暗号化鍵として暗
号器Ｂ３２に入力し、暗号器Ｂ３２は、入力された平文
と暗号器Ａ３７より取得した暗号鍵により暗号化を行い
（ステップ１００２）、暗号文を通信路３３に送出する
（ステップ１００３）。一方、装置Ａのパターン発生器
３８は、生成した２進系列のデータを通信路３３に送出
する（ステップ１００４）。

【００２１】装置Ｂにおいて、暗号器Ａ３９は、通信路
３３から入力された２進系列データを暗号化鍵３１０を
用いて暗号化し、復号器Ｂ３４に入力する（ステップ１
００５）。復号器Ｂ３４は、暗号器Ａ３９から入力され
た暗号化された２進系列データと、通信路３３を介して
暗号器Ｂより入力された暗号文により復号し、復号文
（入力系列）を取得する（ステップ１００６）。

【００２２】暗号器Ｂ３２に入力する暗号化鍵は暗号器
Ａ３７の出力に対応するが、暗号器Ｂ３２に入力する暗
号化鍵は入力された平文のビット数に対して、十分小さ
な任意の割合で変更することができる。即ち、暗号器Ｂ
３２の暗号処理可能な最大速度をＲ32（ｂｉｔ／ｓ）、
暗号器Ａ３７の暗号処理可能な最大速度をＲ37（ｂｉｔ
／ｓ）、パターン発生器３８が生成するパターンをｎ38
（ｂｉｔ）とすると、暗号器Ｂ３２は、入力される平文
ＫをＲ32（ｂｉｔ／ｓ）の速度で暗号化しながら、暗号
器Ｂ３２の暗号化鍵を周期ｎ３８／３７（秒）で変更す
ることで、外部からの攻撃に対抗するための計算量を維
持させることが可能となる。通信路３３には、Ｒ32＋Ｒ
37（ｂｉｔ／ｓ）で信号が送出される。

【００２３】図６は、本発明の第１の実施例の具体例を
示す。以下の説明において、括弧内の符号は、図４の符
号と対応する。送信側の装置は、情報源６０１、４段Ｐ
Ｎパターン生成器６０２、４／６４分周器６０３、ＤＥ
Ｓ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４（３７）、６４ビット秘密
鍵６０５（３６）、５４ビットパターン発生器６０６
（３８）、合成器６０７、多重装置６０８、送信装置６
０９より構成される。

【００２４】受信側の装置は、受信者６１１、４段ＰＮ
パターン生成器６１２、６４分周器６１３、ＤＥＳ／Ｆ
ＥＡＬ型暗号器６１４（３９）、６４ビット秘密鍵６１
５（３１０）、６４ビットパターン再生器６１６、合成
器６１７、分離装置６１８、受信装置６１９より構成さ
れる。

【００２５】また、送信側の装置と受信側の装置の間に
は通信路６１０（３３）が存在する。合成器６０７、６
１７は、排他論理和によるディジタル信号合成器であ
り、合成器６０７は、平文を４段ＰＮパターン生成器６
０２を合成し、合成器６１７は分離装置６１８から入力
された復号文と４段ＰＮパターン生成器６１２の出力を
合成する。

【００２６】ＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４と６１４
は、６４ビットの秘密鍵と６４ビット単位の被暗号化パ
ターンの入力により６４ビットの暗号化パターンを生成
する同一アルゴリズムによる暗号器であり、計算量が膨
大であるため、計算者は容易に解読できない。

【００２７】４段ＰＮパターン生成器６０２、６１２
は、４段のシフトレジスタから構成される同一のスクラ
ンブラである。シフトレジスタの初期値を秘密鍵とみな
せば、４段ＰＮパターン生成器６０２、６１２で同一の
秘密鍵をもっていなければ、異なったパターンが合成器
６０７、６１７で合成されてしまい、正しく復号化する
ことはできない。

【００２８】また、ＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４、
６１４の暗号化パターンが６４ビット単位であるのに対
して、４段ＰＮパターン生成器６０２、６１２は４ビッ
トの初期値が必要であるので、４／６４分周器６０３、
６１３により４／６４分周する。

【００２９】多重装置６０８では、６４ビットパターン
発生器６０６のパターンと合成器６０７の出力を多重化
し、送信装置６０９にて送信する。一方、受信装置６１
９で受信された信号は、分離装置６１８にて分離され、
合成器６１７及び６４ビットパターン再生器６１６に入
力される。

【００３０】６４ビットパターン再生器６１６は、分離
装置６１８からの出力により６４ビットパターン発生器
６０６のパターンを再生する。同図の構成において、Ｄ
ＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４、６１４は、計算量が膨
大であり容易には解読不可能な暗号器である。一方、４
段ＰＮパターン生成器６０２、６１２は、シフトレジス
タによる簡単な構成であるから、計算量が少なく、高速
のデータ処理が可能である。このため、ＤＥＳ／ＦＥＡ
Ｌ型暗号器６０４、６１４で暗号化されたパターンを秘
密鍵として４段ＰＮパターン生成器６０２、６１２の初
期値とすれば高速の暗号化が実現できる。また、４段Ｐ
Ｎパターン生成器６０２、６１２での解読を困難にする
ためにＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４、６１４は周期
的に演算を繰り返し、４段ＰＮパターン生成器６０２、
６１２の秘密鍵を書き換えている。

【００３１】本実施例では、４段ＰＮパターン生成器６
０２、６１２に４段のシフトレジスタを用いた例を示し
ているが、この例に限定されることなく、５段以上のシ
フトレジスタを用いて疑似ランダムパターンを生成する
ことも可能である。この場合、分周器６０３、６１３の
適当な周期によりＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器６０４、６
１４のパターンを分周する必要がある。

【００３２】〈第２の実施例〉次に本発明の第２の実施
例について説明する。本実施例は、シードパターンをト
リガを契機として生成し、計算量の多い暗号器で平文を
暗号化するための暗号鍵を生成して高速処理可能な暗号
器に入力する。さらに、復号側では計算量の多い復号器
で復号するための復号鍵を生成して復号器に入力する方
法である。

【００３３】図７は、本発明の第２の実施例のシステム
構成を示す。送信側の装置である装置Ａは、暗号器Ｂ４
２、暗号化鍵４６、暗号器Ａ４７、パターン発生器４８
及びトリガ送信器４１２より構成される。また、受信側
の装置である装置Ｂは、復号器Ｂ４４、暗号器Ａ４９、
暗号化鍵４１０パターン発生器４１１、トリガ受信器４
１３より構成される。さらに、装置Ａと装置Ｂの間の情
報の伝送を行う通信路４３が存在し、装置Ａから暗号化
データとトリガを装置Ｂに送信するものである。ここ
で、暗号器Ａ４７は、ＤＥＳやＦＥＡＬ等の計算式の複
雑さによる解読の困難性を有する暗号器であり、暗号器
Ｂ４２は高速処理が可能な暗号器であり、１ビットの入
力に対して１ビットの暗号データを出力する。なお、全
ての暗号鍵は秘密鍵でなくてはならない。

【００３４】図８は、本発明の第２の実施例のシーケン
スチャートである。最初に、送信側の装置Ａのトリガ送
信器４１２は、トリガ信号を発生させ（ステップ２００
１）、パターン発生器４８と通信路４３に出力する（ス
テップ２００２）。パターン発生器４８は、トリガ送信
器４１２からトリガ信号が入力されるタイミングで疑似
ランダムパターンを生成し、暗号器Ａ４７に入力する
（ステップ２００３）。受信側の装置Ｂのトリガ受信器
４１３は、トリガ送信器４１２により送信されたトリガ
信号を受信し、パターン発生器４１１に入力し、パター
ン発生器４１１では、トリガ信号が入力されたタイミン
グでランダムパターンを生成する（ステップ２００
４）。送信側の装置Ａの暗号器Ａ４７は、暗号化鍵４６
と疑似ランダムパターンを使用して暗号化を行い、暗号
器Ｂ４２が使用する暗号鍵を生成する（ステップ２００
５）。暗号器Ｂ４２は、入力された平文と暗号器Ｂ４２
により入力されたデータ（秘密鍵）により暗号化して
（ステップ２００６）、受信側の装置Ｂに送出する（ス
テップ２００７）。

【００３５】受信側の装置Ｂは、上記のステップ２００
４において、ランダムパターンがパターン生成器４１１
により生成されているので、暗号器Ａ４９は、パターン
生成器４１１の出力である疑似ランダムパターンと暗号
化鍵４１０により暗号化し、復号器Ｂ４４のための復号
鍵を生成する（ステップ２００８）。復号器４４は、送
信側の装置Ａから受信した暗号文を暗号器Ａ４９から入
力されたデータ（復号鍵）で復号して、平文を取得す
る。

【００３６】なお、装置Ａの暗号器Ｂ４２に入力する暗
号化鍵は暗号器Ａ４７の出力に対応するが、暗号器Ｂ４
２に入力する暗号化鍵は、入力された平文のビット数に
対して十分小さな任意の割合で変更することができる。
即ち、暗号器Ｂ４２の暗号処理可能な最大速度をＲ42
（１ｂｉｔ／ｓ）、暗号器Ａ４７の暗号化処理可能な最
大速度をＲ47（１ｂｉｔ／ｓ）、パターン発生器４８の
生成するランダムパターンをｎ48（ｂｉｔ）とすると、
暗号器Ｂ４２は入力された平文をＲ42（ｂｉｔ／ｓ）の
速度で暗号化しながら、暗号器Ｂ４２の暗号鍵を周期ｎ
４８／Ｒ47( 秒)で変更することで、外部からの攻撃に
対応するための計算量を維持させることが可能となる。
１回のトリガ信号の送出にｋ（ｂｉｔ）必要とすると、
通信路４３にはＲ42＋ｋ・（Ｒ47／ｎ48）（ｂｉｔ／
ｓ）で信号が送出される。

【００３７】〈第３の実施例〉次に第３の実施例を説明
する。本実施例では、ビットパターンと暗号化鍵を計算
量の多い暗号器に入力して、暗号データを生成して、復
号側に送信し、さらに、シードパターンを高速処理可能
な他の暗号器にも入力して、暗号化して復号側に送信す
る。復号側では、高速処理可能な暗号器から入力された
暗号文を復号鍵と計算量の多い暗号器から入力された暗
号データを用いて復号する。

【００３８】図９は、本発明の第３の実施例のシステム
構成を示す。同図に示すシステムは、送信側の装置Ａと
受信側の装置Ｂと装置Ａから送信される暗号文を装置Ｂ
に転送する通信路５３より構成される。送信側の装置Ａ
は、高速暗号化を行う暗号器Ｂ５２、ＤＥＳやＦＥＡＬ
を用いて暗号化を行う暗号器Ａ５７、暗号鍵５６、ラン
ダムパターンを生成するパターン発生器５８を有する。
受信側の装置Ｂは、高速復号化を行う復号器Ｂ５４、Ｄ
ＥＳやＦＥＡＬを用いて復号する復号器Ａ５９、復号化
鍵５１０を有する。

【００３９】復号器Ａ５９は通信路５３から受信した暗
号化されたパターン発生器５８の２進系列データと復号
化鍵５１０よりパターン発生器５８の出力に相当する復
号器Ｂ５４への入力系列を出力する。装置Ｂの復号器Ａ
５９は通信路５３から受信した暗号化された情報と復号
器Ａ５９の出力を入力として、平文を取得する。ここ
で、暗号器Ａ５７及び復号器Ａ５９は計算量が多く攻撃
に強いＤＥＳやＦＥＡＬ方式等を用い、暗号器Ｂ５２や
復号器Ｂ５４には、計算量が少なく、高速処理可能な暗
号方式を用いているものとする。

【００４０】暗号器Ｂ５２及び暗号器Ａ５７は１ビット
の入力に対して１ビットの暗号データを出力する暗号器
である。なお、復号化鍵５１０は、必ず秘密鍵である
が、暗号化鍵５６は、秘密鍵であっても公開鍵であって
もよい。

【００４１】図１０は、本発明の第３の実施例のシーケ
ンスチャートである。装置Ａのパターン発生器５８は、
ランダムパターンを生成し、暗号器Ａ５７と暗号器Ｂ５
２に出力する（ステップ３００１）。暗号器Ａ５７は、
暗号化鍵５６とパターン発生器５８から入力されたラン
ダムパターンにより暗号化を行い（ステップ３００
２）、暗号化されたデータを通信路５３を介して装置Ｂ
の復号器Ａ５９に出力する（ステップ３００３）。装置
Ａの暗号器Ｂ５２は、入力された平文とパターン発生器
５８から入力されたランダムパターンにより暗号文を生
成し（ステップ３００４）、その暗号文を通信路５３を
介して装置Ｂの復号器Ｂ５４に送出する（ステップ３０
０５）。

【００４２】装置Ｂの復号器Ａ５９は、装置Ａの暗号器
Ａ５７から送信された暗号化データと復号化鍵５１０を
用いて復号器Ｂ５４で用いる復号化鍵を生成する（ステ
ップ３００６）。復号器Ｂ５４は装置Ａの暗号器Ｂ５２
から入力された暗号文をステップ３００６で生成された
復号化鍵で復号し（ステップ３００７）、平文を取得す
る。

【００４３】暗号器Ｂ５２に入力する暗号化鍵は、パタ
ーン発生器５８の出力に対応するが、入力される平文の
ビット数に対して、十分小さな任意の割合で変更するこ
とができる。即ち、暗号器Ｂ５２の暗号処理可能な最大
速度をＲ52（ｂｉｔ／ｓ）、暗号器Ａ５７の暗号処理可
能な最大速度をＲ57（ｂｉｔ／ｓ）、パターン発生器５
８が生成するランダムパターンをｎ58（ｂｉｔ）とする
と、暗号器Ｂ５２は、入力される平文をＲ52（ｂｉｔ／
ｓ）の速度で暗号化しながら、暗号器Ｂ５２の暗号化鍵
を周期ｎ58／Ｒ57（秒）で変更することで、外部からの
攻撃に対抗するための計算量を維持させることが可能と
なる。また、通信路５３にはＲ52＋Ｒ57（ｂｉｔ／ｓ）
で信号が送出される。

【００４４】上記のように本発明の各実施例によれば、
従来のように、高速で送受信しなければならない情報系
列を直接、処理速度に制約のある攻撃に強い暗号器（ま
たは復号器）に入力するのではなく、高速データを暗号
化（または復号化）するための高速動作可能な暗号器
（または復号器）の秘密鍵を生成するために攻撃に強い
暗号器（または復号器）を用いている。

【００４５】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
ることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能
である。

【００４６】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、外部か
らの攻撃に強い暗号器（復号器）の暗号化（復号化）出
力を、高速処理可能な暗号器（復号器）の暗号化鍵（復
号化鍵）として用いることが可能であるため、盗聴に対
する信頼性を維持しながら、高速にデータの暗号化が可
能となる。

【００４７】また、本発明によれば、汎用の暗号方式を
利用して高速な暗号化ができるので、経済的な暗号通信
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理構成図である。

【図２】本発明の第２の原理構成図である。

【図３】本発明の第３の原理構成図である。

【図４】本発明の第１の実施例のシステム構成図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例のシーケンスチャートで
ある。

【図６】本発明の第１の実施例の具体例を示す図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施例のシステム構成図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施例のシーケンスチャートで
ある。

【図９】本発明の第３の実施例のシステム構成図であ
る。

【図１０】本発明の第３の実施例のシーケンスチャート
である。

【図１１】従来の暗号化通信システムの一例を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１００ 暗号化装置 １１０ 第１の暗号鍵 １２０ シードパターン生成手段、第１のシードパター
ン生成手段 １３０ 第１の暗号化手段 １４０ 第２の暗号化手段 １５０ トリガ出力手段 ２００ 復号化装置 ２１０ 第３の暗号化手段 ２２０ 第３の暗号鍵 ２３０ 復号手段、第２の復号手段 ２４０ 第２のシードパターン生成手段 ２５０ 第１の復号手段 ３２ 暗号器Ｂ ３３ 通信路 ３４ 復号器Ｂ ３６ 暗号化鍵 ３７ 暗号器Ａ ３８ パターン発生器 ３９ 暗号器Ａ ４２ 暗号器Ｂ ４３ 通信路 ４４ 復号器Ｂ ４６ 暗号化鍵 ４７ 暗号器Ａ ４８ パターン発生器 ４９ 暗号器Ａ ５２ 暗号器Ｂ ５３ 通信路 ５４ 復号器Ｂ ５６ 暗号化鍵 ５７ 暗号器Ａ ５８ パターン発生器 ５９ 復号器Ａ ３１０ 暗号化鍵 ４１０ 暗号化鍵 ４１１ パターン発生器 ４１２ トリガ送信器 ４１３ トリガ受信器 ５１０ 復号化鍵 ６０１ 情報源 ６０２ ４段ＰＮパターン生成器 ６０３ ４／６４分周器 ６０４ ＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器 ６０５ ６４ビット秘密鍵 ６０６ ６４ビットパターン発生器 ６０７ 合成器 ６０８ 多重装置 ６０９ 送信装置 ６１０ 通信路 ６１１ 受信者 ６１２ ４段ＰＮパターン生成器 ６１３ ４／６４分周器 ６１４ ＤＥＳ／ＦＥＡＬ型暗号器 ６１５ ６４ビット秘密鍵 ６１６ ６４ビットパターン再生器 ６１７ 合成器 ６１８ 分離装置 ６１９ 受信装置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シードパターンを生成するシードパター
   ン生成手段と、 前記シードパターンと、第１の暗号化鍵を用いて第２の
   暗号化鍵を生成する第１の暗号化手段と、 前記第２の暗号化鍵を用いて入力された前記平文を、前
   記第１の暗号化手段に比べて計算量が少なく、高速処理
   が可能な暗号化方式に従って暗号文を生成して送出する
   第２の暗号化手段とを含む暗号化装置と、 前記暗号化装置から転送された前記シードパターンと第
   ３の暗号鍵を用いて暗号化して、暗号化されたデータを
   復号鍵とする第３の暗号化手段と、 前記第３の暗号化手段により生成された前記復号鍵を用
   いて前記暗号化装置より受信した暗号文を、前記第３の
   暗号化手段より計算量が少なく、高速処理が可能な復号
   方式に従って復号して平文を取得する復号手段とを含む
   復号化装置とを有することを特徴とする暗号化通信シス
   テム。
2. 【請求項２】 前記復号化装置に前記シードパターン生
   成手段で生成された前記シードパターンを送信する通信
   路を含む請求項１記載の暗号化通信システム。
3. 【請求項３】 前記第１の暗号化手段及び前記第３の暗
   号化手段は、 暗号化方式としてＤＥＳ（Data Encryption Standard)
   または、ＦＥＡＬ(Fast Data Encipherment Algorithm)
   を用いる請求項１記載の暗号化通信システム。
4. 【請求項４】 前記第２の暗号化手段は、 シフトレジスタを用いたスクランブラとする請求項１記
   載の暗号化通信システム。
5. 【請求項５】 前記復号手段は、 シフトレジスタを用いたデススクランブラとする請求項
   １記載の暗号化通信システム。
6. 【請求項６】 トリガを出力するトリガ出力手段と、 前記トリガ出力手段から出力される前記トリガを契機と
   して、シードパターンを生成する第１のシードパターン
   生成手段と、 前記シードパターンと、第１の暗号化鍵を用いて第２の
   暗号化鍵を生成する第１の暗号化手段と、 前記第２の暗号化鍵を用いて、入力された前記平文を、
   前記第１の暗号化手段に比べて計算量が少なく、高速処
   理が可能な暗号化方式に従って暗号文を生成して送出す
   る第２の暗号化手段とを含む暗号化装置と、 前記暗号化装置の前記トリガ出力手段から転送されたト
   リガを契機としてシードパターンを生成する第２のシー
   ドパターンと、 前記シードパターンと第３の暗号鍵を用いて暗号化し
   て、暗号化されたデータを復号鍵とする第３の暗号化手
   段と、 前記第３の暗号化手段により生成された前記復号鍵を用
   いて前記暗号化装置より受信した暗号文を、前記第３の
   暗号化手段より計算量が少なく、高速処理が可能な復号
   方式を用いて復号して平文を取得する復号手段とを含む
   復号化装置とを有することを特徴とする暗号化通信シス
   テム。
7. 【請求項７】 前記第１の暗号化手段及び前記第３の暗
   号化手段は、 暗号化方式としてＤＥＳ（Data Encription Standard)
   または、ＦＥＡＬ(Fast Data Encipherment Algorithm)
   を用いる請求項６記載の暗号化通信システム。
8. 【請求項８】 前記トリガ出力手段で出力されたトリガ
   信号を送信する通信路を含む請求項６記載の暗号化通信
   システム。
9. 【請求項９】 シードパターンを生成するパターン生成
   手段と、 前記パターン生成手段で生成された前記シードパターン
   と暗号化鍵を入力し、第１の暗号文を生成する第１の暗
   号化手段と、 前記パターン生成手段で生成された前記シードパターン
   と平文を入力して、前記第１の暗号化手段に比べて計算
   量が少なく、高速処理が可能な暗号化方式に従って第２
   の暗号文を生成して送出する第２の暗号化手段とを含む
   暗号化装置と、 前記第１の暗号化手段で生成された第１の暗号文と第１
   の復号化鍵を入力して第２の復号化鍵を生成する第１の
   復号手段と、 前記第２の暗号化手段より受信した前記第２の暗号文
   を、前記第１の復号手段に比べて計算量が少なく、高速
   処理が可能な復号化方式を用いて前記第２の復号化鍵で
   復号して平文を取得する第２の復号手段とを含む復号化
   装置とを有する暗号化通信システム。
10. 【請求項１０】 前記第１の暗号化手段は、 暗号化方式としてＤＥＳまたはＦＥＡＬを用いる請求項
    ９記載の暗号化通信システム。
11. 【請求項１１】 前記第１の復号手段は、 復号化方式としてＤＥＳまたはＦＥＡＬを用いる請求項
    ９記載の暗号化通信システム。
12. 【請求項１２】 前記第１の暗号文を前記第１の復号手
    段に伝送する通信路を含む請求項９記載の暗号化通信シ
    ステム。
13. 【請求項１３】 暗号解読のための計算量が多く攻撃に
    強い方式を用いる第１の暗号器と第１の復号器と、該第
    １の暗号器や該第１の復号器と比べて、計算量が少なく
    高速処理が可能な第２の暗号器と第２の復号器を用い
    て、 送信側では、 ２進系列で表されるシードパターンと暗号化鍵を前記第
    １の暗号器に入力して第１の暗号文を生成し、 前記第２の暗号器に入力される平文と前記第１の暗号文
    を用いて第２の暗号文を生成して、送信し、 受信側では、 前記第１の復号器において、前記送信側で生成された前
    記シードパターンと復号鍵を用いて第１の復号文を生成
    し、 前記第２の復号器において、前記第１の復号文を用いて
    受信した前記第２の暗号文を復号して平文を取得するこ
    とを特徴とする暗号化通信方法。