JP2006279488A - Cipher text generation device, cipher text deciphering device, cipher text generation program, and cipher text deciphering program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate different random number patterns by blocks without specially using random number generation algorithm for cipher key change. <P>SOLUTION: The cipher text generation device divides a plaintext into blocks of designated length and performs cipher text generation using block key in the divided block units to obtain cipher texts. This cipher text generation device is equipped with a counter which counts up whenever a cipher text of each block has been generated, and a block key generation means of generating block keys by blocks to be ciphered by using a cipher text ciphered specified blocks before a block for which a cipher text is currently generated, the counter value of the counter, and cipher key data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、平文／暗号文を所定の長さを持つブロックに区切り、ブロック単位で暗号化／復号化処理を行う場合に好適な暗号文生成装置、暗号文復号装置、暗号文生成プログラム及び暗号文復号プログラムに関するものである。   The present invention relates to a ciphertext generation device, a ciphertext decryption device, a ciphertext generation program, and a cipher suitable for dividing plaintext / ciphertext into blocks having a predetermined length and performing encryption / decryption processing in units of blocks. The present invention relates to a sentence decryption program.

平文の長さより短いブロック長単位に分割されたデータに対し、ブロック毎に暗号化を完結させたいような利用においてストリーム暗号の適用を考えた場合で、かつ、ブロック毎に同一の暗号鍵を使いまわす場合では、一般的に平文に作用させる擬似乱数はブロック毎に同一パターンとなってしまうため、十分な暗号強度が保たれるとは言い難い。   Consider using stream ciphers in applications where you want to complete encryption for each block of data divided into block length units shorter than the plaintext length, and use the same encryption key for each block. In some cases, generally, pseudorandom numbers that act on plaintext have the same pattern for each block, and it is difficult to say that sufficient encryption strength is maintained.

例えば、特許文献１では、共通の鍵系列発生用基数である種とメディアアクセスユニットナンバー等とから秘密に定義した関数を生成し、これを用いて鍵を作成し、ブロック暗号化することが開示されている。
特開２００３−１１５８３０号公報 For example, Patent Document 1 discloses generating a secretly defined function from a seed that is a common key sequence generation radix and a media access unit number, creating a key using the function, and performing block encryption Has been.
JP 2003-115830 A

しかしながら、上記の特許文献1においては暗号化のブロック単位に鍵変更を行うストリーム暗号方式のものではない。   However, the above-mentioned Patent Document 1 is not a stream encryption method that performs key change in units of encryption blocks.

本発明の課題は、鍵変更用の擬似乱数生成アルゴリズムなどの複雑で大掛かりな構成を用いることなく、秘匿性の高い暗号化を行うことが可能な暗号文生成装置を提供することであり、この暗号文生成装置により暗号化された暗号文を復号化する暗号文復号装置を提供し、コンピュータにより上記暗号文生成装置と暗号文復号装置を実現するための暗号文生成プログラム及び暗号文復号プログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a ciphertext generation apparatus capable of performing highly confidential encryption without using a complicated and large-scale configuration such as a pseudorandom number generation algorithm for key change. A ciphertext decryption device for decrypting a ciphertext encrypted by a ciphertext generation device, and a ciphertext generation program and a ciphertext decryption program for realizing the ciphertext generation device and the ciphertext decryption device by a computer are provided. It is to provide.

本発明に係る暗号文生成装置は、平文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて暗号文生成を行って暗号文を得る暗号文生成装置において、ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントするカウンタと、現時点において暗号文生成を行っているブロックよりも所定ブロック前に暗号化された暗号文と、前記カウンタによるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成手段とを具備することを特徴とする。   In the ciphertext generating apparatus according to the present invention, a plaintext is divided into blocks having a predetermined length, and a ciphertext is generated by using a block key for each divided block to obtain a ciphertext. A counter that counts every time ciphertext generation in units of blocks, a ciphertext that is encrypted before a block that is currently generating ciphertext, a count value by the counter, and cipher key data And a block key creating means for creating a block key for each block to be encrypted.

本発明に係る暗号文生成装置は、暗号文生成の初期時と再開時に、前記カウンタの値と前記所定ブロック前の暗号文のデータとを設定する制御手段が備えられていることを特徴とする。   The ciphertext generation apparatus according to the present invention is characterized by comprising control means for setting the counter value and ciphertext data before the predetermined block at the initial and resumption of ciphertext generation. .

本発明に係る暗号文復号装置は、暗号化された暗号文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて復号化を行って平文を得る暗号文復号装置において、ブロック単位の暗号文復号化終了毎にカウントするカウンタと、現時点において暗号文復号化を行っているブロックよりも所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文と、前記カウンタによるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、復号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成手段とを具備することを特徴とする。   The ciphertext decryption apparatus according to the present invention divides an encrypted ciphertext into blocks having a predetermined length, and performs decryption using the block key for each divided block to obtain plaintext In the apparatus, a counter that counts every time ciphertext decryption in units of blocks, a ciphertext before decryption that is used for decryption before a block that is currently decrypted, and the counter And a block key creating means for creating a block key for each block to be decrypted using the count value of the above and the encryption key data.

本発明に係る暗号文復号装置は、暗号文復号化の初期時と再開時に、前記カウンタの値と前記所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文のデータとを設定する制御手段が備えられていることを特徴とする。   The ciphertext decryption apparatus according to the present invention is a control means for setting the value of the counter and the data of the ciphertext before decryption used for decryption before the predetermined block at the initial and resumption of ciphertext decryption. Is provided.

本発明に係る暗号文生成プログラムは、コンピュータが暗号文を生成するに際しコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが平文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて暗号文生成を行って暗号文を得る処理を行う暗号文生成プログラムにおいて、ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントすることによりカウント値を得るカウントステップと、現時点において暗号文生成を行っているブロックよりも所定ブロック前に暗号化された暗号文と、前記カウントステップによって得られるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成ステップとを具備することを特徴とする。   The ciphertext generation program according to the present invention, when executed by a computer when the computer generates ciphertext, the computer divides the plaintext into blocks having a predetermined length, and a block key is assigned to each divided block. In the ciphertext generation program that performs ciphertext generation using the ciphertext generation process, a count step for obtaining a count value by counting each time ciphertext generation is completed in block units, and ciphertext generation at the present time A block key creating step for creating a block key for each block to be encrypted using the ciphertext encrypted before the predetermined block, the count value obtained by the counting step, and the encryption key data; It is characterized by comprising.

本発明に係る暗号文生成プログラムは、暗号文生成の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前の暗号文のデータとを設定する制御ステップを備えることを特徴とする。   The ciphertext generation program according to the present invention includes a control step of setting the count value and ciphertext data before the predetermined block at the initial and resumption of ciphertext generation.

本発明に係る暗号文復号プログラムは、コンピュータが暗号文を復号化するに際しコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが暗号化された暗号文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて復号化を行って平文を得る処理を行う暗号文復号プログラムにおいて、ブロック単位の暗号文復号化終了毎にカウントすることによりカウント値を得るカウントステップと、現時点において暗号文復号化を行っているブロックよりも所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文と、前記カウントステップによって得られるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、復号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成ステップとを具備することを特徴とする。   The ciphertext decryption program according to the present invention, when executed by a computer when the computer decrypts the ciphertext, the computer divides the encrypted ciphertext into blocks having a predetermined length, and In a ciphertext decryption program that performs decryption using a block key for each block and obtains plaintext, a count step for obtaining a count value by counting each time the ciphertext decryption for each block is completed, and encryption at the present time Each block to be decrypted using the undecrypted ciphertext used for the decryption before the block that is decrypting the text, the count value obtained by the counting step, and the encryption key data And a block key creating step for creating a block key.

本発明に係る暗号文復号プログラムは、暗号文復号化の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文のデータとを設定する制御ステップを備えることを特徴とする。   The ciphertext decryption program according to the present invention includes a control step of setting the count value and the data of the ciphertext before decryption used for decryption before the predetermined block at the time of initial and restart of ciphertext decryption. It is characterized by providing.

本発明では、所定ブロック前に暗号化された暗号文と、ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントしたカウント値と暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成するので、暗号化のブロック単位に鍵が変更されることになり、ブロック毎に異なる乱数パターンが生成可能となる。また、このような乱数パターンが生成される暗号化手法による暗号文を復号化できる効果を奏する。   In the present invention, the block key is created for each block to be encrypted using the ciphertext encrypted before the predetermined block, the count value counted at the end of each block ciphertext generation, and the encryption key data. Thus, the key is changed for each block of encryption, and a different random number pattern can be generated for each block. In addition, the ciphertext can be decrypted by an encryption method that generates such a random number pattern.

また、暗号文生成の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前の暗号文のデータとを設定し、暗号文復号化の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文のデータとを設定するので、初期状態と停止後の再開において暗号化・復号化の適切なるスタートを確保できる。   Also, at the initial and restart of ciphertext generation, the count value and the ciphertext data before the predetermined block are set, and at the initial and restart of ciphertext decryption, the count value and the predetermined block are set. Since the ciphertext data before decryption used for decryption is set, an appropriate start of encryption / decryption can be ensured in the initial state and restart after the stop.

本発明では、複雑・大掛かりな構成を用いずにブロック毎に異なる乱数パターンを生成可能とするという目的を、所定ブロック前に暗号化された暗号文と、ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントしたカウント値と暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成することにより達成したものである。   In the present invention, the purpose of enabling generation of a different random number pattern for each block without using a complicated and large-scale configuration is to count ciphertext encrypted before a predetermined block and ciphertext generation for each block. This is achieved by creating a block key for each block to be encrypted using the counted value and encryption key data.

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１に、暗号文生成装置のブロック図を示す。この暗号文生成装置は、装置全体を統括制御する制御部１を有し、平文格納部２、暗号化部３、ブロック鍵作成部４、暗号鍵記憶部５、ブロックカウンタ６、前暗号文供給部７、暗号文出力部８、暗号文記憶部９を備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the ciphertext generation apparatus. This ciphertext generation apparatus has a control unit 1 that performs overall control of the entire apparatus, and includes a plaintext storage unit 2, an encryption unit 3, a block key creation unit 4, an encryption key storage unit 5, a block counter 6, and a previous ciphertext supply. Unit 7, ciphertext output unit 8, and ciphertext storage unit 9.

平文格納部２には、暗号化すべき平文（暗号化前のデータ）が制御部１の制御によって１ブロック毎（例えば、１バイト毎）に格納される。暗号化部３は、ブロック毎の平文とブロック鍵作成部４により作成されたブロック鍵とに基づいて例えばＸＯＲ（排他的論理和）演算により暗号文生成を行うものである。   The plaintext storage unit 2 stores plaintext (data before encryption) to be encrypted for each block (for example, for each byte) under the control of the control unit 1. The encryption unit 3 generates ciphertext by, for example, XOR (exclusive OR) operation based on the plaintext for each block and the block key created by the block key creation unit 4.

ブロック鍵作成部４にはブロックカウンタ６の出力と、前暗号文供給部７により供給される１ステップ前に暗号化された暗号文と、暗号鍵記憶部５から暗号鍵データとが与えられる。ここでは、１ステップ前に暗号化された暗号文を与えたが、一般的には所定ステップ前に暗号化された暗号文を与えることになる。ブロック鍵作成部４は前暗号文供給部７により供給される暗号文を鍵長に揃える圧縮を行い、暗号文と暗号鍵及びブロックカウンタ６の出力をビット毎にＸＯＲ（排他的論理和）演算を行うなどしてブロック鍵を作成する。上記の圧縮の手法としては、暗号文中の所定ビット部分を抽出するなどが簡便であるが、どのような手法を用いるかについて特に制限はない。   The block key creation unit 4 is supplied with the output of the block counter 6, the ciphertext encrypted one step before supplied by the previous ciphertext supply unit 7, and the cipher key data from the cipher key storage unit 5. Here, the ciphertext encrypted before one step is given, but generally the ciphertext encrypted before the predetermined step is given. The block key creation unit 4 compresses the ciphertext supplied by the previous ciphertext supply unit 7 to the same key length, and performs an XOR (exclusive OR) operation on the ciphertext, the cipher key, and the output of the block counter 6 for each bit. To create a block key. As the above compression method, it is convenient to extract a predetermined bit portion in the ciphertext, but there is no particular limitation as to what method is used.

ブロックカウンタ６は、暗号化部３が１ブロックの平文について暗号化を終了したときに所定値づつカウントアップまたはカウントダウンを行うものである。ブロックカウンタ６の出力ビット長は、例えば鍵長に等しいものとする。   The block counter 6 counts up or counts down by a predetermined value when the encryption unit 3 finishes encrypting one block of plaintext. The output bit length of the block counter 6 is assumed to be equal to the key length, for example.

暗号鍵記憶部５は、予め定められた暗号鍵を記憶しておくものである。暗号文出力部８は、暗号化部３により暗号化された暗号文を、例えば相手側へ伝送し、或いは記憶媒体へ記憶する処理部へ送出するものである。暗号文記憶部９は、暗号化された暗号文を例えば全て記憶しているものである。   The encryption key storage unit 5 stores a predetermined encryption key. The ciphertext output unit 8 transmits the ciphertext encrypted by the encryption unit 3 to, for example, a processing unit that transmits the ciphertext to the other party or stores it in a storage medium. The ciphertext storage unit 9 stores, for example, all encrypted ciphertexts.

制御部１は、装置全体の統括制御において、暗号文生成の初期時と再開時に、ブロックカウンタ６の値と前暗号文供給部７へ所定の暗号文のデータを設定し、また、暗号鍵記憶部５へ暗号鍵を記憶する。更に、制御部１は、暗号化部３が１ブロックの平文について暗号化を終了し、次の１ブロックの平文を平文格納部２から全て読み出したときに、更に新たな１ブロックの平文を平文格納部２へ格納する制御を行うものである。   The control unit 1 sets the value of the block counter 6 and predetermined ciphertext data in the previous ciphertext supply unit 7 at the initial and resumption of ciphertext generation in the overall control of the entire apparatus, and also stores the cipher key storage The encryption key is stored in the unit 5. Further, when the encryption unit 3 finishes encrypting one block of plaintext and all the next one block of plaintext is read from the plaintext storage unit 2, the control unit 1 transmits a new block of plaintext to the plaintext. Control to store in the storage unit 2 is performed.

以上の通りに各部より構成される暗号文生成装置は、実際には、パーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータにより構成されており、図２に示されるフローチャートに対応する暗号文生成プログラムを上記コンピュータが実行することにより、制御部１、暗号化部３、ブロック鍵作成部４、ブロックカウンタ６、前暗号文供給部７、暗号文出力部８の動作が実現されるので、以下において、図２に示されるフローチャートに基づき動作を説明する。   As described above, the ciphertext generation apparatus configured by each unit is actually configured by a computer such as a personal computer or a workstation, and the above-described computer generates a ciphertext generation program corresponding to the flowchart shown in FIG. By executing the operations, the operations of the control unit 1, the encryption unit 3, the block key creation unit 4, the block counter 6, the previous ciphertext supply unit 7, and the ciphertext output unit 8 are realized. The operation will be described based on the flowchart shown.

プログラムがスタートされると、外部からの入力に応じて、初期スタートであるか否かを検出する（Ｓ１）。例えば、再スタートの場合には、再スタートの指示と必要なデータ（カウント値等）が、初期スタートの場合には、スタートの指示のみが入力される。   When the program is started, it is detected whether it is an initial start according to an input from the outside (S1). For example, in the case of a restart, a restart instruction and necessary data (count value, etc.) are input, and in the case of an initial start, only the start instruction is input.

上記ステップＳ１においてＹＥＳへ分岐すると、ブロックカウンタ６に対して、予めプログラムにセットされているスタート用のカウント値をセットし、前暗号文供給部７に対して、予めプログラムにセットされているスタート用の暗号文データ（任意のデータ）をセットする（Ｓ２：制御ステップ）。   When the process branches to YES in step S1, the start count value set in advance in the program is set in the block counter 6 and the start value preset in the program is set in the previous ciphertext supply unit 7. Ciphertext data (arbitrary data) is set (S2: control step).

一方、上記ステップＳ１においてＮＯへ分岐すると、ブロックカウンタ６に対して、外部から与えられた再スタート用のカウント値をセットし、前暗号文供給部７に対して、外部から与えられたカウント値に対応する再スタート用の暗号文データ（上記カウント値がブロックカウンタ６にセットされていたときに、前暗号文供給部７にセットされていた暗号文のデータ）を暗号文記憶部９から読み出してセットする（Ｓ３：制御ステップ）。   On the other hand, when branching to NO in step S1, the restart count value given from the outside is set to the block counter 6, and the count value given from the outside to the previous ciphertext supply unit 7 is set. Is read from the ciphertext storage unit 9 (the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 7 when the count value is set in the block counter 6). (S3: control step).

以上のステップＳ２またはステップＳ３の処理を終えると、予めプログラムにセットされている暗号鍵データを暗号鍵記憶部５へセットする（Ｓ４）。次に、ブロックカウンタ６にセットしたカウント値に応じた１ブロック分の平文データを平文格納部２へ読み出す（Ｓ５）。即ち、初期スタートの場合には、最初の１ブロック分の平文データが平文格納部２へ格納され、再スタートの場合には、上記カウント値がブロックカウンタ６にセットされていたときに、平文格納部２にセットされていた平文データが平文格納部２へ格納される。   When the above step S2 or step S3 is completed, the encryption key data set in advance in the program is set in the encryption key storage unit 5 (S4). Next, the plaintext data for one block corresponding to the count value set in the block counter 6 is read to the plaintext storage unit 2 (S5). That is, in the case of the initial start, the plaintext data for the first block is stored in the plaintext storage unit 2, and in the case of restart, the plaintext is stored when the count value is set in the block counter 6. The plaintext data set in the unit 2 is stored in the plaintext storage unit 2.

続いて、暗号鍵記憶部５にセットされている暗号鍵データと、ブロックカウンタ６にセットされているカウント値と、前暗号文供給部７にセットされている暗号文データとを用いて前述の通りにしてブロック鍵が作成され（ブロック鍵作成ステップ）、このブロック鍵に基づき平文の暗号化が行われ（暗号化ステップ）、暗号文出力部８としての出力が行われる（Ｓ６）。   Subsequently, the encryption key data set in the encryption key storage unit 5, the count value set in the block counter 6, and the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 7 are used as described above. Then, a block key is created (block key creation step), plaintext encryption is performed based on this block key (encryption step), and output as the ciphertext output unit 8 is performed (S6).

次に、ブロックカウンタ６を更新（所定値のカウントアップもしくはカウントダウン）し（Ｓ７：カウントステップ）、前暗号文供給部７にその時点において暗号化された１ブロック分の暗号文をセットする（Ｓ８）。そこで、記憶媒体等に暗号化すべき平文データが残っているかを検出することにより全ての平文についての暗号化済みを確認する（Ｓ９）。   Next, the block counter 6 is updated (a predetermined value is counted up or down) (S7: count step), and the ciphertext for one block encrypted at that time is set in the previous ciphertext supply unit 7 (S8). ). Therefore, it is confirmed whether all plaintexts have been encrypted by detecting whether plaintext data to be encrypted remains in the storage medium or the like (S9).

上記のステップＳ９において暗号化されずに残っている平文がある場合には、ステップＳ５へ戻って次の１ブロックの平文に対する暗号化へと進む。このようにして、ステップＳ５からステップＳ９へ進み、このステップＳ９からステップＳ５へ戻るルーチンが繰り返されて、ステップＳ９において全ての平文についての暗号化済みが確認できると、エンドとなる。   If there is a plaintext remaining unencrypted in step S9, the process returns to step S5 to proceed to encryption for the next one block of plaintext. In this way, the routine proceeds from step S5 to step S9, and the routine returning from step S9 to step S5 is repeated, and when it is confirmed in step S9 that all plaintexts have been encrypted, the processing is ended.

このようにして、実施例では、暗号鍵記憶部５にセットされている暗号鍵データと、ブロックカウンタ６にセットされているカウント値と、前暗号文供給部７にセットされている暗号文データとを用いてブロック鍵が作成され、このブロック鍵に基づき平文の暗号化が行われるので、別途に暗号鍵変更用の乱数生成アルゴリズムを用いることなく、ブロック毎に異なる乱数パターンを生成してストリーム暗号化を実行できる。しかも、暗号文記憶部９を有しており、カウント値に基づき再スタートが可能な構成を採用しているので、暗号文出力部８以降の構成（例えば伝送路）などの不具合により再度の暗号化が必要な場合にも迅速に対応することが可能である。   In this way, in the embodiment, the encryption key data set in the encryption key storage unit 5, the count value set in the block counter 6, and the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 7 Is used to create a block key, and plaintext encryption is performed based on this block key.Therefore, a random number pattern different for each block is generated and streamed separately without using a random number generation algorithm for changing the encryption key. Can perform encryption. In addition, since it has the ciphertext storage unit 9 and can restart based on the count value, the ciphertext is re-encrypted due to problems such as the configuration after the ciphertext output unit 8 (for example, transmission path). It is possible to quickly respond to the need for conversion.

なお、再スタートの指示とカウント値を入力する例を示したが、カウント値に代えて１ブロックの暗号文を入力して再スタートを行わせるように構成しても良い。この場合には、与えられた１ブロックの暗号文が何番目か（カウント値に相当）を暗号文記憶部９に蓄積された暗号文の順から取得する処理が必要となるが、それ以外の構成は上記実施例と同様にして再スタートを行うこともできる。また、暗号文記憶部９には、暗号化した暗号文の全てを記憶する例を示したが、再スタートを保証できる範囲をＮブロック前までとし、Ｎブロック前までに暗号化した暗号文を暗号文記憶部９に記憶するようにしても良い。   Although an example of inputting a restart instruction and a count value has been shown, it may be configured to restart by inputting a block of ciphertext instead of the count value. In this case, it is necessary to acquire the number (corresponding to the count value) of the given ciphertext in one block from the order of the ciphertext stored in the ciphertext storage unit 9. The configuration can be restarted in the same manner as in the above embodiment. In addition, the ciphertext storage unit 9 has shown an example in which all of the encrypted ciphertext is stored, but the range in which restart can be guaranteed is up to N blocks before, and the ciphertext encrypted up to N blocks before is stored. You may make it memorize | store in the ciphertext memory | storage part 9. FIG.

次に、上記暗号文生成装置によって暗号化された暗号文を復号化する暗号文復号装置の実施例を説明する。図３に、暗号文復号装置のブロック図を示す。この暗号文復号装置は、装置全体を統括制御する制御部１１を有し、暗号文格納部１２、復号化部１３、ブロック鍵作成部１４、暗号鍵記憶部１５、ブロックカウンタ１６、前暗号文供給部１７、復号文出力部１８、暗号文記憶部１９を備えている。   Next, an embodiment of a ciphertext decryption apparatus that decrypts the ciphertext encrypted by the ciphertext generation apparatus will be described. FIG. 3 shows a block diagram of the ciphertext decryption apparatus. This ciphertext decryption apparatus includes a control unit 11 that performs overall control of the entire apparatus, and includes a ciphertext storage unit 12, a decryption unit 13, a block key creation unit 14, an encryption key storage unit 15, a block counter 16, a previous ciphertext A supply unit 17, a decrypted text output unit 18, and a ciphertext storage unit 19 are provided.

暗号文格納部１２には、復号化すべき暗号文のデータが制御部１１の制御によって１ブロック毎（例えば、１バイト毎）に格納される。復号化部１３は、ブロック毎の暗号文とブロック鍵作成部１４により作成されたブロック鍵とに基づいて例えばＸＯＲ（排他的論理和）演算により暗号文の復号化を行うものである。   The ciphertext storage unit 12 stores ciphertext data to be decrypted for each block (for example, for each byte) under the control of the control unit 11. The decryption unit 13 decrypts the ciphertext by, for example, an XOR (exclusive OR) operation based on the ciphertext for each block and the block key created by the block key creation unit 14.

ブロック鍵作成部１４にはブロックカウンタ１６の出力と、前暗号文供給部１７により供給される１ステップ前に復号化に用いた復号化前の暗号文と、暗号鍵記憶部１５から暗号鍵データ（暗号文生成装置の暗号鍵記憶部５に記憶された暗号鍵データと同一の暗号鍵データ）とが与えられる。ここでは、１ステップ前に暗号化した暗号文を与えたが、一般的には所定ステップ前に復号化に用いた復号化前の暗号文を与えることになる。ブロック鍵作成部１４は前暗号文供給部１７により供給される暗号文を鍵長に揃える圧縮を行い、暗号文と暗号鍵及びブロックカウンタ１６の出力をビット毎にＸＯＲ（排他的論理和）演算を行うなどしてブロック鍵を作成する。上記の圧縮の手法としては、暗号文中の所定ビット部分を抽出するなどが簡便であるが、どのような手法を用いるかについて特に制限はない。   The block key generation unit 14 outputs the output of the block counter 16, the undecrypted ciphertext used for decryption one step before supplied by the previous ciphertext supply unit 17, and the cipher key data from the cipher key storage unit 15. (The same encryption key data as the encryption key data stored in the encryption key storage unit 5 of the ciphertext generation device). Here, the ciphertext encrypted before one step is given, but generally the ciphertext before decryption used for decryption is given before a predetermined step. The block key creation unit 14 performs compression to align the ciphertext supplied by the previous ciphertext supply unit 17 with the key length, and performs an XOR (exclusive OR) operation on the ciphertext, the cipher key, and the output of the block counter 16 for each bit. To create a block key. As the above compression method, it is convenient to extract a predetermined bit portion in the ciphertext, but there is no particular limitation as to what method is used.

ブロックカウンタ１６は、復号化部１３が１ブロックの暗号文について復号化を終了したときに暗号文生成装置のブロックカウンタ１６と同じ所定値づつカウントアップまたはカウントダウンを行うものである。ブロックカウンタ１６の出力ビット長は、例えば鍵長に等しいものとする。   The block counter 16 counts up or down by the same predetermined value as the block counter 16 of the ciphertext generation apparatus when the decryption unit 13 finishes decrypting one block of ciphertext. The output bit length of the block counter 16 is assumed to be equal to the key length, for example.

暗号鍵記憶部１５は、予め定められた暗号鍵（暗号文生成装置の暗号鍵記憶部５に記憶された暗号鍵データと同一の暗号鍵データ）を記憶しておくものである。復号文出力部１８は、復号化部１３により復号化された復号文を、例えばコンテンツを再生する端末側へ伝送し、或いは記憶媒体へ記憶する処理部へ送出するものである。暗号文記憶部１９は、復号化に用いた復号化前の暗号文を例えば全て記憶しているものである。   The encryption key storage unit 15 stores a predetermined encryption key (the same encryption key data as the encryption key data stored in the encryption key storage unit 5 of the ciphertext generation apparatus). The decrypted text output unit 18 transmits the decrypted text decrypted by the decrypting unit 13 to, for example, a terminal that reproduces content, or sends the decrypted text to a processing unit that stores the content in a storage medium. The ciphertext storage unit 19 stores, for example, all the ciphertext before decryption used for decryption.

制御部１１は、装置全体の統括制御において、復号文生成の初期時と再開時に、ブロックカウンタ１６の値と前暗号文供給部１７へ所定の暗号文のデータを設定し、また、暗号鍵記憶部１５へ暗号鍵を記憶する。更に、制御部１１は、復号化部１３が１ブロックの暗号文について復号化を終了し、次の１ブロックの暗号文を暗号文格納部１２から全て読み出したときに、暗号文格納部１２の暗号文を前暗号文供給部１７へ送り出すと共に更に新たな１ブロックの暗号文を暗号文格納部１２へ格納する制御を行うものである。   The control unit 11 sets the value of the block counter 16 and predetermined ciphertext data in the previous ciphertext supply unit 17 at the initial and restart of decryption text generation in the overall control of the entire apparatus, and also stores the cipher key storage The encryption key is stored in the unit 15. Furthermore, when the decryption unit 13 finishes decrypting one block of ciphertext and reads all the next one block of ciphertext from the ciphertext storage unit 12, the control unit 11 The ciphertext is sent to the previous ciphertext supply unit 17 and a new block of ciphertext is further stored in the ciphertext storage unit 12.

以上の通りに各部より構成される暗号文復号装置は、実際には、パーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータにより構成されており、図４に示されるフローチャートに対応する暗号文復号プログラムを上記コンピュータが実行することにより、制御部１１、復号化部１３、ブロック鍵作成部１４、ブロックカウンタ１６、前暗号文供給部１７、復号文出力部１８の動作が実現されるので、以下において、図４に示されるフローチャートに基づき動作を説明する。   As described above, the ciphertext decryption apparatus configured by each unit is actually configured by a computer such as a personal computer or a workstation, and the computer executes the ciphertext decryption program corresponding to the flowchart shown in FIG. By executing the operations, the operations of the control unit 11, the decryption unit 13, the block key creation unit 14, the block counter 16, the previous ciphertext supply unit 17, and the decrypted text output unit 18 are realized. The operation will be described based on the flowchart shown.

プログラムがスタートされると、外部からの入力に応じて、初期スタートであるか否かを検出する（Ｓ１１）。例えば、再スタートの場合には、再スタートの指示と必要なデータ（カウント値等）が、初期スタートの場合には、スタートの指示のみが入力される。   When the program is started, it is detected whether or not it is an initial start according to an external input (S11). For example, in the case of a restart, a restart instruction and necessary data (count value, etc.) are input, and in the case of an initial start, only the start instruction is input.

上記ステップＳ１１においてＹＥＳへ分岐すると、ブロックカウンタ１６に対して、予めプログラムにセットされているスタート用のカウント値（暗号生成プログラムのものと同じカウント値）をセットし、前暗号文供給部１７に対して、予めプログラムにセットされているスタート用の暗号文データ（任意のデータ：暗号生成プログラムのものと同じデータ）をセットする（Ｓ１２：制御ステップ）。   When branching to YES in step S11, a start count value set in advance in the program (the same count value as that of the cipher generation program) is set to the block counter 16, and the previous ciphertext supply unit 17 is set. On the other hand, cipher text data for start (arbitrary data: the same data as that of the cipher generation program) set in the program in advance is set (S12: control step).

一方、上記ステップＳ１１においてＮＯへ分岐すると、ブロックカウンタ１６に対して、外部から与えられた再スタート用のカウント値をセットし、前暗号文供給部１７に対して、外部から与えられたカウント値に対応する再スタート用の暗号文データ（上記カウント値がブロックカウンタ１６にセットされていたときに、前暗号文供給部１７にセットされていた暗号文のデータ）を暗号文記憶部１９から読み出してセットする（Ｓ１３：制御ステップ）。   On the other hand, when branching to NO in the above step S11, the restart count value given from the outside is set to the block counter 16, and the count value given from the outside to the previous ciphertext supply unit 17 is set. The ciphertext data for restart corresponding to (the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 17 when the count value is set in the block counter 16) is read from the ciphertext storage unit 19 (S13: control step).

以上のステップＳ１２またはステップＳ１３の処理を終えると、予めプログラムにセットされている暗号鍵データを暗号鍵記憶部１５へセットする（Ｓ１４）。次に、ブロックカウンタ１６にセットしたカウント値に応じた１ブロック分の暗号文データを暗号文格納部１２へ読み出す（Ｓ１５）。即ち、初期スタートの場合には、最初の１ブロック分の暗号文データが暗号文格納部１２へ格納され、再スタートの場合には、上記カウント値がブロックカウンタ１６にセットされていたときに、暗号文格納部１２にセットされていた暗号文データが暗号文格納部１２へ格納される。   When the processing in step S12 or step S13 is completed, the encryption key data set in advance in the program is set in the encryption key storage unit 15 (S14). Next, ciphertext data for one block corresponding to the count value set in the block counter 16 is read out to the ciphertext storage unit 12 (S15). That is, in the case of an initial start, the ciphertext data for the first block is stored in the ciphertext storage unit 12, and in the case of a restart, when the count value is set in the block counter 16, The ciphertext data set in the ciphertext storage unit 12 is stored in the ciphertext storage unit 12.

続いて、暗号鍵記憶部１５にセットされている暗号鍵データと、ブロックカウンタ１６にセットされているカウント値と、前暗号文供給部１７にセットされている暗号文データとを用いて前述の通りにしてブロック鍵が作成され（ブロック鍵作成ステップ）、このブロック鍵に基づき暗号文の復号化（暗号化と逆の処理）が行われ（復号化ステップ）、復号文出力部１８としての出力が行われる（Ｓ１６）。   Subsequently, the encryption key data set in the encryption key storage unit 15, the count value set in the block counter 16, and the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 17 are used. A block key is created as described above (block key creation step), and the ciphertext is decrypted (processing opposite to encryption) based on this block key (decryption step), and output as the decrypted text output unit 18 Is performed (S16).

次に、ブロックカウンタ１６を更新（所定値のカウントアップもしくはカウントダウン）し（Ｓ１７：カウントステップ）、前暗号文供給部１７にその時点において復号化した１ブロック分の復号化前の暗号文を暗号文格納部１２から転送してセットする（Ｓ１８）。そこで、記憶媒体等に復号化すべき暗号文データが残っているかを検出することにより全ての暗号文についての復号化済みを確認する（Ｓ１９）。   Next, the block counter 16 is updated (a predetermined value is counted up or down) (S17: count step), and the encrypted text before decryption for one block decrypted at that time is encrypted in the previous ciphertext supply unit 17. Transferred from the sentence storage unit 12 and set (S18). Therefore, it is confirmed whether or not all ciphertexts have been decrypted by detecting whether or not ciphertext data to be decrypted remains in the storage medium or the like (S19).

上記のステップＳ１９において復号化されずに残っている復号文がある場合には、ステップＳ１５へ戻って次の１ブロックの暗号文に対する復号化へと進む。このようにして、ステップＳ１５からステップＳ１９へ進み、このステップＳ１９からステップＳ１５へ戻るルーチンが繰り返されて、ステップＳ１９において全ての暗号文についての復号化済みが確認できると、エンドとなる。   If there is a decrypted text that remains without being decrypted in step S19, the process returns to step S15 to proceed to decryption of the next one block of ciphertext. In this way, the routine proceeds from step S15 to step S19, and the routine returning from step S19 to step S15 is repeated, and when it is confirmed in step S19 that all the ciphertexts have been decrypted, the process is ended.

このようにして、実施例では、暗号鍵記憶部１５にセットされている暗号鍵データと、ブロックカウンタ１６にセットされているカウント値と、前暗号文供給部７にセットされている暗号文データとを用いてブロック鍵が作成され、このブロック鍵に基づき暗号文の復号化が行われるので、既に説明した暗号文生成装置または暗号文生成プログラムによって別途に暗号鍵変更用の乱数生成アルゴリズムを用いることなく、ブロック毎に異なる乱数パターンを生成してストリーム暗号化を実行した結果の暗号文について適切に復号化が可能である。しかも、暗号文記憶部１９を有しており、カウント値に基づき再スタートが可能な構成を採用しているので、暗号文生成装置から暗号文が送られてくる経路（例えば伝送路）や当該暗号文復号装置などの不具合により復号化が停止したブロックから再度の復号化が必要な場合にも迅速に対応することが可能である。   In this way, in the embodiment, the encryption key data set in the encryption key storage unit 15, the count value set in the block counter 16, and the ciphertext data set in the previous ciphertext supply unit 7 And a ciphertext is decrypted based on the block key, and a random number generation algorithm for changing the cipher key is separately used by the ciphertext generator or the ciphertext generator described above. In this case, it is possible to appropriately decrypt the ciphertext obtained as a result of stream encryption performed by generating a different random number pattern for each block. In addition, since it has the ciphertext storage unit 19 and can restart based on the count value, the ciphertext is transmitted from the ciphertext generator (for example, a transmission path) It is also possible to quickly cope with a case where decryption is necessary again from a block in which decryption is stopped due to a malfunction of a ciphertext decryption apparatus or the like.

なお、再スタートの指示とカウント値を入力する例を示したが、カウント値に代えて１ブロックの暗号文を入力して再スタートを行わせるように構成しても良い。この場合には、与えられた１ブロックの暗号文が何番目か（カウント値に相当）を暗号文記憶部１９に蓄積された暗号文の順から取得する処理が必要となるが、それ以外の構成は上記実施例と同様にして再スタートを行うこともできる。また、暗号文記憶部１９には、復号化前の暗号文全てを記憶する構成を例示したが、再スタートを保証できる範囲をＮブロック前までとし、Ｎブロック前までに復号化した復号前の暗号文を暗号文記憶部１９に記憶するようにしても良い。   Although an example of inputting a restart instruction and a count value has been shown, it may be configured to restart by inputting a block of ciphertext instead of the count value. In this case, it is necessary to obtain the number of the ciphertext in one block given (corresponding to the count value) from the order of the ciphertext stored in the ciphertext storage unit 19. The configuration can be restarted in the same manner as in the above embodiment. In addition, the ciphertext storage unit 19 exemplifies a configuration for storing all the ciphertext before decryption, but the range in which restart can be guaranteed is up to N blocks before, and the decryption before decryption before N blocks is performed. The ciphertext may be stored in the ciphertext storage unit 19.

本発明に係る暗号文生成装置の実施例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the Example of the ciphertext generation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る暗号文生成装置をコンピュータにより実現する場合の暗号文生成プログラムによる処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process by the ciphertext generation program in the case of implement | achieving the ciphertext generation apparatus which concerns on this invention with a computer. 本発明に係る暗号文復号装置の実施例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the Example of the ciphertext decryption apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る暗号文復号装置をコンピュータにより実現する場合の暗号文復号プログラムによる処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process by the ciphertext decryption program in the case of implement | achieving the ciphertext decryption apparatus based on this invention with a computer.

符号の説明Explanation of symbols

１、１１ 制御部
２ 平文格納部
３ 暗号化部
４、１４ ブロック鍵生成部
５、１５ 暗号鍵記憶部
６、１６ ブロックカウンタ
７ 前暗号文供給部
８ 暗号文出力部
９ 暗号文記憶部
１２ 暗号文格納部
１３ 復号化部
１７ 前暗号文供給部
１８ 復号文出力部
１９ 暗号文記憶部 1, 11 Control unit
2 Plain text storage
3 Encryption Department
4, 14 Block key generator
5, 15 Encryption key storage
6, 16 block counter
7 Previous Ciphertext Supply Department
8 Ciphertext output part
9 Ciphertext storage
12 Ciphertext storage
13 Decryption unit
17 Previous Ciphertext Supply Department
18 Decrypted text output part
19 Ciphertext storage

Claims (8)

平文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて暗号文生成を行って暗号文を得る暗号文生成装置において、
ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントするカウンタと、
現時点において暗号文生成を行っているブロックよりも所定ブロック前に暗号化された暗号文と、前記カウンタによるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成手段と
を具備することを特徴とする暗号文生成装置。 In a ciphertext generation apparatus that divides a plaintext into blocks having a predetermined length and generates ciphertext by generating ciphertext using a block key for each divided block,
A counter that counts every end of ciphertext generation in block units;
A block key is created for each block to be encrypted using the ciphertext encrypted a predetermined block before the block for which ciphertext is currently generated, the count value by the counter, and the encryption key data. A ciphertext generation apparatus comprising: a block key generation unit. 暗号文生成の初期時と再開時に、前記カウンタの値と前記所定ブロック前の暗号文のデータとを設定する制御手段が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の暗号文生成装置。 2. The ciphertext generation apparatus according to claim 1, further comprising control means for setting the value of the counter and ciphertext data before the predetermined block at the initial and resumption of ciphertext generation. . 暗号化された暗号文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて復号化を行って平文を得る暗号文復号装置において、
ブロック単位の暗号文復号化終了毎にカウントするカウンタと、
現時点において暗号文復号化を行っているブロックよりも所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文と、前記カウンタによるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、復号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成手段と
を具備することを特徴とする暗号文復号装置。 In the ciphertext decryption apparatus that divides the encrypted ciphertext into blocks having a predetermined length and obtains plaintext by performing decryption using the block key for each divided block unit,
A counter that counts at the end of each block ciphertext decryption;
For each block to be decrypted using the undecrypted ciphertext used for decryption before the block that is currently decrypting the ciphertext, the count value by the counter, and the encryption key data A ciphertext decryption apparatus comprising: a block key creating means for creating a block key. 暗号文復号化の初期時と再開時に、前記カウンタの値と前記所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文のデータとを設定する制御手段が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の暗号文復号装置。 Control means is provided for setting the value of the counter and the data of the ciphertext before decryption used for decryption before the predetermined block at the time of initial and resumption of ciphertext decryption. The ciphertext decryption apparatus according to claim 3. コンピュータが暗号文を生成するに際しコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが平文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて暗号文生成を行って暗号文を得る処理を行う暗号文生成プログラムにおいて、
ブロック単位の暗号文生成終了毎にカウントすることによりカウント値を得るカウントステップと、
現時点において暗号文生成を行っているブロックよりも所定ブロック前に暗号化された暗号文と、前記カウントステップによって得られるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、暗号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成ステップと
を具備することを特徴とする暗号文生成プログラム。 When the computer generates the ciphertext, when the computer executes the ciphertext, the computer divides the plaintext into blocks having a predetermined length and generates ciphertext using a block key for each divided block. In the ciphertext generation program that performs the process of obtaining
A count step of obtaining a count value by counting every time ciphertext generation in block units is completed;
A block key for each block to be encrypted using a ciphertext encrypted before a block for which ciphertext is currently generated, a count value obtained by the counting step, and cipher key data. A ciphertext generation program comprising: a block key generation step for generating 暗号文生成の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前の暗号文のデータとを設定する制御ステップを備えることを特徴とする請求項５に記載の暗号文生成プログラム。 The ciphertext generation program according to claim 5, further comprising a control step of setting the count value and ciphertext data before the predetermined block at the initial and resumption of ciphertext generation. コンピュータが暗号文を復号化するに際しコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが暗号化された暗号文を所定の長さを持つブロックに分割し、分割されたブロック単位にブロック鍵を用いて復号化を行って平文を得る処理を行う暗号文復号プログラムにおいて、
ブロック単位の暗号文復号化終了毎にカウントすることによりカウント値を得るカウントステップと、
現時点において暗号文復号化を行っているブロックよりも所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文と、前記カウントステップによって得られるカウント値と、暗号鍵データとを用いて、復号化するブロック毎にブロック鍵を作成するブロック鍵作成ステップと
を具備することを特徴とする暗号文復号プログラム。 When executed by a computer when the computer decrypts the ciphertext, the computer divides the encrypted ciphertext into blocks having a predetermined length and decrypts them using the block key for each divided block. In a ciphertext decryption program that performs processing to obtain plaintext by performing
A count step of obtaining a count value by counting every time ciphertext decryption in block units is completed;
Decryption using the undecrypted ciphertext used for decryption before the block that is currently decrypting ciphertext, the count value obtained by the counting step, and the cipher key data A ciphertext decryption program comprising: a block key creating step for creating a block key for each block to be performed. 暗号文復号化の初期時と再開時に、前記カウント値と前記所定ブロック前に復号化に用いた復号化前の暗号文のデータとを設定する制御ステップを備えることを特徴とする請求項７に記載の暗号文復号プログラム。 The control step of setting the count value and the data of the ciphertext before decryption used for decryption before the predetermined block at the time of initializing and resuming ciphertext decryption. The ciphertext decryption program described.
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