JP2001111540A - Cipher communication system - Google Patents

Cipher communication system

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JP2001111540A
JP2001111540A JP28832299A JP28832299A JP2001111540A JP 2001111540 A JP2001111540 A JP 2001111540A JP 28832299 A JP28832299 A JP 28832299A JP 28832299 A JP28832299 A JP 28832299A JP 2001111540 A JP2001111540 A JP 2001111540A
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JP
Japan
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group
terminal
key
terminals
base station
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JP28832299A
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Japanese (ja)
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Kenichiro Kamaike
健一郎 蒲池
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ADVANCED MOBILE TELECOMM SECUR
Advanced Mobile Telecommunications Security Technology Research Laboratory Co Ltd
Original Assignee
ADVANCED MOBILE TELECOMM SECUR
Advanced Mobile Telecommunications Security Technology Research Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten interrupt time of communication for key distribution by reducing memory quantity of terminals in a group cipher communication system. SOLUTION: In this cipher communication system consisting of a base station and plural (n) terminals, the base station generates and holds n pieces of mutually different cryptographic keys. A message is broadcasted by multiplexing and enciphering it through combination of the ciphering keys. The terminals hold (n-1) pieces of cryptographic keys, except for one cryptographic key which is different from each terminal among the n pieces of the cryptographic keys. Enciphered information is decoded by combination of keys held by the present terminal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、暗号通信システム
に関し、特に、基地局から一斉通報が可能な複数の端末
間で暗号通信を行う暗号通信システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryptographic communication system, and more particularly, to a cryptographic communication system for performing cryptographic communication between a plurality of terminals capable of simultaneously reporting from a base station.

【0002】[0002]

【従来の技術】基地局から一斉通報が可能な複数台の端
末機から構成される暗号通信システムにおいて、特定の
端末間でグループ暗号通信を行う場合には、グループを
構成する端末のみに、グループ暗号鍵をあらかじめ秘密
裏に配送しておく必要がある。従来の暗号通信システム
では、個別暗号鍵を使ってグループ暗号鍵を配送してい
た。あるいは、最初から端末にグループ鍵を格納してお
く方法をとっていた。以下に、従来のグループ鍵配送方
法を説明する。
2. Description of the Related Art In a cryptographic communication system composed of a plurality of terminals capable of simultaneously broadcasting from a base station, when performing group cryptographic communication between specific terminals, only the terminals constituting the group are transmitted to the group. It is necessary to secretly deliver the encryption key in advance. In a conventional encryption communication system, a group encryption key is distributed using an individual encryption key. Alternatively, a method of storing a group key in a terminal from the beginning was adopted. Hereinafter, a conventional group key distribution method will be described.

【0003】図2と図3に示すシステムは、任意の複数
端末でグループを構成し、グループ内で閉じた暗号通信
を行う従来のシステムの第1の例である。ここで、端末
は合計6台、グループ数は2としているが、端末数とグ
ループ数は、ともに任意の数に拡張して考えることがで
きる。
The system shown in FIGS. 2 and 3 is a first example of a conventional system in which a group is formed by arbitrary plural terminals and closed encrypted communication is performed within the group. Here, the total number of terminals is 6, and the number of groups is 2. However, both the number of terminals and the number of groups can be expanded to arbitrary numbers.

【0004】最初、図2に示すように、各端末Ti(i
=1〜6)は、個別暗号鍵を有している。例えば、端末
1は個別暗号鍵K1を持ち、端末T2は個別暗号鍵K2
持ち、・・・、端末T6は個別暗号鍵K6を持つという具
合である。また、基地局Bは、全ての端末の個別暗号鍵
1,K2,K3,・・・,K6を有している。ここで、端
末T1,T2,T3がグループG1を構成し、端末T4
5,T6がグループG2を構成し、各グループ内で閉じ
た秘密通信を行う場合、端末T1,T2,T3はグループ
暗号鍵KG1を共有し、端末T4,T5,T6はグループ暗
号鍵KG2を共有すればよい。
First, as shown in FIG. 2, each terminal T i (i
= 1 to 6) have individual encryption keys. For example, the terminal T 1 has an individual encryption key K 1 , the terminal T 2 has an individual encryption key K 2 ,..., The terminal T 6 has an individual encryption key K 6 , and so on. The base station B has individual encryption keys K 1 , K 2 , K 3 ,..., K 6 of all terminals. Here, the terminals T 1 , T 2 , T 3 form a group G 1 and the terminals T 4 ,
When T 5 and T 6 constitute the group G 2 and perform closed secret communication within each group, the terminals T 1 , T 2 and T 3 share the group encryption key K G1 and the terminals T 4 and T 5 , T 6 may share the group encryption key K G2 .

【0005】グループ暗号鍵を共有する方法は以下の通
りである。メッセージMを鍵Kで暗号化した暗号文をK
(M)と表すことにする。基地局Bは、グループ暗号鍵K
G1,KG2を生成し、端末T1へK1(KG1)を、端末T2
2(KG1)を、端末T3へK3(KG1)を、端末T4へK4(K
G2)を、端末T5へK5(KG2)を、端末T6へK6(KG2)を
送信する。各端末は自端末の個別暗号鍵Ki(i=1〜
6)で送られてきたグループ暗号鍵を復号することによ
り、自端末の属するグループのグループ暗号鍵を有する
ことができる。また、グループ外の端末、或いは傍受し
ている第三者はグループ暗号鍵を有することはできな
い。
A method for sharing a group encryption key is as follows. The cipher text obtained by encrypting the message M with the key K is K
(M). The base station B uses the group encryption key K
Generate G1, K G2, K 4 and K 1 (K G1) to the terminal T 1, the K 2 (K G1) to the terminal T 2, the terminal T 3 K 3 and (K G1), to the terminal T 4 (K
The G2), a K 5 (K G2) to the terminal T 5, and transmits to the terminal T 6 K 6 a (K G2). Each terminal has its own individual encryption key K i (i = 1 to 1).
By decrypting the group encryption key sent in 6), it is possible to have the group encryption key of the group to which the terminal belongs. A terminal outside the group or a third party intercepting the terminal cannot have the group encryption key.

【0006】図3は、上記手順により各端末がグループ
暗号鍵を共有した状態を示している。ここで、グループ
内で閉じた秘密通信を行う手順は以下の通りである。各
端末、或いは基地局は、送信メッセージを宛先グループ
のグループ暗号鍵KG1、またはKG2で暗号化して送信す
る。送信メッセージをmとすると、グループG1に対し
てはKG1(m)を、グループ2に対してはKG2(m)を送信
し、これらのメッセージを受信した端末では、グループ
暗号鍵KG1又はKG2を用いて復号することにより、グル
ープ内で閉じた秘密通信が可能である。
FIG. 3 shows a state where each terminal shares a group encryption key by the above procedure. Here, the procedure for performing closed secret communication within the group is as follows. Each terminal or base station encrypts the transmission message with the group encryption key KG1 or KG2 of the destination group and transmits the message. When the transmission message m, K G1 for group G 1 (m) is, send K G2 a (m) is for the group 2, the terminal receiving these messages, the group encryption key K G1 or by decoding using K G2, it is possible secret communication closed within the group.

【0007】従来の任意の複数端末でグループを構成し
グループ内で閉じた暗号通信を行うシステムの第2の例
として、以下の方法もある。これは、端末に構成しうる
全てのグループに対応する鍵をあらかじめ書込んでおく
方法である。例えば、対象となる端末台数が6台の場
合、グループ構成端末台数に対応して、1台では6通
り、2台では15通り、3台では20通り、4台では15通
り、5台では6通り、6台では1通り、合計63通りのグ
ループ構成がありうるので、63個の鍵をあらかじめ端末
に書込んでおく方法である。この方法では、グループの
メンバ追加や削除があっても新たなグループ鍵の配送は
不要なので、通信中断時間はほとんど無くなる。
[0007] As a second example of a conventional system in which a group is formed by arbitrary plural terminals and closed encrypted communication is performed within the group, the following method is also available. This is a method in which keys corresponding to all groups that can be configured in the terminal are written in advance. For example, when the number of target terminals is six, one corresponds to six, two corresponds to 15, three corresponds to twenty, four corresponds to 15, and five corresponds to six terminals corresponding to the number of terminals constituting the group. As a rule, there are sixty-one group configurations, one for six devices. Therefore, this method is to write 63 keys in the terminal in advance. In this method, even if a member of a group is added or deleted, delivery of a new group key is not required, so that communication interruption time is almost eliminated.

【0008】[0008]

【発明が解決すべき課題】しかし、上記従来の第1の例
では、グループ内で閉じた秘密通信を行うことが可能で
あるが、メッセージを送信する前にグループに属する全
ての端末がグループ鍵を共有していることが前提である
ため、グループに属する端末数が多い場合、グループ鍵
の配送に時間がかかるという問題がある。特に、グルー
プ構成後に構成端末の追加や削除が頻繁に発生する場
合、端末追加や削除の発生毎に、グループを構成する全
端末へ新しいグループ鍵配送を行わなければならない。
However, in the first example of the related art, it is possible to perform closed confidential communication within a group. However, before transmitting a message, all terminals belonging to the group are required to have a group key. Is shared, so that when the number of terminals belonging to the group is large, it takes a long time to distribute the group key. In particular, when the addition or deletion of a constituent terminal frequently occurs after a group is formed, a new group key must be delivered to all terminals forming the group each time a terminal is added or deleted.

【0009】例えば、グループの構成端末数が1000台
で、グループへ端末を1台追加する場合、端末の個別暗
号鍵を用いて1001台に新たなグループ鍵を送らなければ
ならず、1001台へのグループ鍵配送が完了するまでグル
ープ内の秘密通信が行えない、という問題がある。例え
ば、基地局と端末間の伝送速度が8kbit/秒、鍵長が64
bitの場合、新たなグループ鍵配送に要する時間は、100
1台×64bit/8kbit/秒≒8秒である。つまり約8秒間
通信が中断する訳で、グループを構成する端末台数が増
えると、この中断時間は更に増大する、という問題があ
る。以上のように、端末に各1個の個別暗号鍵をあらか
じめ書込んでおく方法では、グループ構成が変化して端
末の追加や削除が発生する場合に対応できない。
For example, when the number of terminals constituting a group is 1,000 and one terminal is added to the group, a new group key must be sent to 1001 using the individual encryption key of the terminal. However, there is a problem that the secret communication within the group cannot be performed until the group key distribution of the group is completed. For example, if the transmission speed between the base station and the terminal is 8 kbit / sec and the key length is 64
In the case of bits, the time required for new group key distribution is 100
One unit × 64 bits / 8 kbit / sec / 8 seconds. In other words, the communication is interrupted for about 8 seconds, so that if the number of terminals constituting the group increases, the interruption time further increases. As described above, the method in which one individual encryption key is written in the terminal in advance cannot cope with the case where the group configuration changes and the terminal is added or deleted.

【0010】また、上記従来の第2の例では、全端末数
をn個とすると端末にあらかじめ書込んでおく鍵の数は
(2n−1)となるので、全端末数が1000台の場合には
端末所要メモリ量が非現実的な大きさになってしまうと
いう問題がある。
In the second conventional example, if the total number of terminals is n, the number of keys to be pre-written in the terminal is (2 n -1). In this case, there is a problem that the required memory amount of the terminal becomes unrealistic.

【0011】本発明は、上記の問題を解決し、端末の必
要メモリ量を現実的な大きさに抑えつつ、通信中断時間
のほとんど無いグループ暗号通信システムを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a group cryptographic communication system which has almost no communication interruption time while suppressing the required memory amount of the terminal to a practical size.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、基地局と基地局から一斉通報が可能
なn台(nは2以上の整数)の端末機から構成される暗
号通信システムを、基地局は、相異なるn個の暗号鍵を
生成する手段と、n個の暗号鍵を保持する手段と、(n
−1)個以下の暗号鍵の任意の組み合わせでメッセージを
多重に暗号化して一斉通報を行う手段とを有し、端末
は、n個の暗号鍵のうち各端末でそれぞれ異なる1個の
暗号鍵を除く(n−1)個の暗号鍵を保持する手段と、基
地局から一斉通報される暗号化された情報を自端末が保
持する(n−1)個以下の鍵の任意の組み合わせで多重に
復号する手段とを有する構成とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a base station and n (n is an integer of 2 or more) terminals capable of simultaneously broadcasting from the base station. In the cryptographic communication system, the base station includes a unit that generates n different encryption keys, a unit that holds the n encryption keys, and (n
-1) means for multiplexing a message with an arbitrary combination of not more than one encryption key to perform simultaneous notification, and wherein the terminal has one encryption key different from each of the n encryption keys. Multiplexing with an arbitrary combination of means for holding (n-1) encryption keys excluding the above, and (n-1) or less keys which the own terminal holds encrypted information broadcast from the base station. And a decoding means.

【0013】このように構成したことにより、暗号化さ
れたメッセージを、特定のグループに属する端末のみで
復号でき、しかも端末のメモリ量を少なくでき、グルー
プ鍵の配送による通信中断時間も短くできる。
With this configuration, the encrypted message can be decrypted only by the terminals belonging to a specific group, the memory capacity of the terminals can be reduced, and the communication interruption time due to the distribution of the group key can be shortened.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
基地局と前記基地局から一斉通報が可能なn台(nは2
以上の整数)の端末機から構成される暗号通信システム
において、前記基地局は、相異なるn個の暗号鍵を生成
する手段と、前記n個の暗号鍵を保持する手段と、(n
−1)個以下の暗号鍵の任意の組み合わせでメッセージを
多重に暗号化して一斉通報を行う手段とを有し、前記端
末は、前記n個の暗号鍵のうち各端末でそれぞれ異なる
1個の暗号鍵を除く(n−1)個の暗号鍵を保持する手段
と、前記基地局から一斉通報される暗号化された情報を
自端末が保持する(n−1)個以下の鍵の任意の組み合わ
せで多重に復号する手段とを有する暗号通信システムで
あり、選択した任意の端末グループでのみ復号可能なよ
うにメッセージを暗号化するという作用を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A base station and n units capable of simultaneously broadcasting from the base station (n is 2
In the cryptographic communication system including the terminals of the above (integer), the base station generates means for generating n different encryption keys, means for holding the n keys, and (n
-1) means for multiplexing a message with an arbitrary combination of not more than one encryption key to perform simultaneous notification, wherein the terminals are different from each other among the n encryption keys.
Means for holding (n-1) encryption keys excluding one encryption key, and (n-1) or less keys for holding encrypted information broadcasted from the base station by its own terminal And a means for multiplex decoding in any combination of the above, and has an effect of encrypting a message so that it can be decrypted only by an arbitrary selected terminal group.

【0015】以下、本発明の実施の形態について、図1
を参照しながら詳細に説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0016】(実施の形態)本発明の実施の形態は、基
地局は、メッセージを暗号鍵の組合せで多重に暗号化し
て送信し、各端末は、暗号化情報を自端末が保持する暗
号鍵の組合せで復号する暗号通信システムである。
(Embodiment) In an embodiment of the present invention, a base station multiplexes a message with a combination of encryption keys and transmits the multiplexed message, and each terminal transmits encryption information to its own encryption key. Is a cryptographic communication system that decrypts with a combination of.

【0017】図1は、本発明の実施の形態における暗号
通信システムの構成図である。図1において、基地局B
は、端末に対して同報通信ができる無線基地局である。
基地局記憶装置1-1は、端末の個別暗号鍵を格納した記
憶装置である。端末T1〜T6は、移動無線の端末機であ
る。端末機記憶装置2-1〜2-6は、暗号鍵を格納しておく
記憶装置である。グループ1(3-1)は、端末1,2,3
で構成されるグループである。グループ2(3-2)は、端
末4,5,6で構成されるグループである。端末は合計
6台で、それぞれT1,T2,T3,…,T6とする。端末
1,T2,T3がグループG1を、端末T4,T5,T6
グループG2を構成している。
FIG. 1 is a configuration diagram of a cryptographic communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, base station B
Is a wireless base station capable of broadcasting to terminals.
The base station storage device 1-1 is a storage device that stores an individual encryption key of a terminal. Terminal T 1 through T 6 is a mobile radio terminal. The terminal storage devices 2-1 to 2-6 are storage devices for storing encryption keys. Group 1 (3-1) includes terminals 1, 2, 3
It is a group composed of Group 2 (3-2) is a group composed of terminals 4, 5, and 6. There are a total of six terminals, each of which is T 1 , T 2 , T 3 ,..., T 6 . The terminals T 1 , T 2 and T 3 constitute a group G 1 , and the terminals T 4 , T 5 and T 6 constitute a group G 2 .

【0018】上記のように構成された本発明の実施の形
態における暗号通信システムの動作を説明する。システ
ム全体として暗号鍵はKA,KB,KC,KD,KE,KF
6個があり、6個中5個が事前に各端末に書込まれてい
るが、書込みパターンは全端末で異なっている。
The operation of the cryptographic communication system configured as described above according to the embodiment of the present invention will be described. The encryption key K A as a whole system, K B, K C, K D, K E, there are six K F, but five of six is written to each terminal in advance, the write pattern Different for all terminals.

【0019】具体的な書込みパターンは以下の通りであ
る。鍵KA〜KFは各端末の補集合に対応している。つま
り、T1の補集合をT1’とすると、 T1’={T2,T3,T4,T5,T6} であり、KAはT1’に属する5台の端末に書込まれてい
る。同様に、T2の補集合をT2’とすると、 T2’={T1,T3,T4,T5,T6} であり、KBはT2’に書込まれている。以下、KC
3’に、KDはT4’に、K EはT5’に、KFはT6’に
書込まれている。この結果、端末T1には鍵KB〜KF
5個の暗号鍵が書込まれる。以下、端末2には鍵KA
C〜KF、端末3には鍵KA,KB,KD〜KF、端末4に
は鍵KA〜KC,KE,KF、端末5には鍵KA〜KD
F、端末6には鍵KB〜KFが書込まれている。図1はこ
れを示したもので、各端末T1〜T6はそれぞれ計5個の
鍵を書き込まれているが、各端末に書込まれている鍵パ
ターンは全て異なっている。
Specific writing patterns are as follows.
You. Key KA~ KFCorresponds to the complement of each terminal. Toes
, T1The complement of T1’, T1’= {TTwo, TThree, TFour, TFive, T6} And KAIs T1’5 terminals
You. Similarly, TTwoThe complement of TTwo’, TTwo’= {T1, TThree, TFour, TFive, T6} And KBIs TTwo’. Hereinafter, KCIs
TThree’, KDIs TFour’, K EIs TFive’, KFIs T6
Has been written. As a result, the terminal T1Has a key KB~ KFof
Five encryption keys are written. Hereinafter, the terminal 2 has the key KA,
KC~ KF, Terminal 3 has a key KA, KB, KD~ KFTo the terminal 4
Is the key KA~ KC, KE, KF, Terminal 5 has a key KA~ KD,
KFThe terminal 6 has a key KB~ KFHas been written. Figure 1
In each terminal T1~ T6Is a total of 5
The key is written, but the key
The turns are all different.

【0020】次に、グループ1へ暗号化したメッセージ
を送る方法について述べる。以下では、K(m)をメッセ
ージmを暗号鍵Kで暗号化したものを表すとする。グル
ープ1は端末T1,T2,T3から構成されているので、
目的とする暗号化されたメッセージは、グループ1に属
するT1,T2,T3が復号可能なメッセージである。こ
こで、グループ1に属するT1,T2,T3が復号可能な
メッセージとは、グループ1の補集合に属するT4
5,T6が復号不可能なメッセージである。ここで、端
末T4のみが復号不可能なメッセージは鍵KDで暗号化さ
れたメッセージである。これは、システム全体の鍵KA
〜KFの中で端末T4のみに書込まれていない鍵がKD
からである。同じように端末T5のみが復号不可能なメ
ッセージは鍵K Eで暗号化されたメッセージであり、端
末T6のみが復号不可能なメッセージは鍵KFで暗号化さ
れたメッセージである。
Next, the encrypted message for group 1
The method of sending is described. In the following, K (m)
Suppose that the message m is encrypted with the encryption key K. Guru
Group 1 is terminal T1, TTwo, TThreeSince it is composed of
The desired encrypted message belongs to Group 1.
T1, TTwo, TThreeIs a decodable message. This
Here, T belonging to group 11, TTwo, TThreeIs decryptable
A message is a T that belongs to the complement of group 1Four,
TFive, T6Is an undecodable message. Where the end
End TFourThe key that cannot be decrypted is the key KDEncrypted with
Message. This is the key K for the entire system.A
~ KFTerminal T inFourKey not written only in KDIs
Because. Similarly, terminal TFiveOnly those that cannot be decrypted
The message is key K EMessage encrypted with
End T6The key that cannot be decrypted is the key KFEncrypted with
Message.

【0021】したがって、メッセージmを鍵KFで暗号
化し、それを更に鍵KEで暗号化し、それを更に鍵KD
暗号化したメッセージは、端末T4,T5,T6の何れの
端末でも復号不可能であり、言い換えると、端末T1
2,T3の何れでも復号可能である。つまり、KD(K
E(KF(m)))はグループ1への暗号化メッセージであ
り、鍵KA〜KFを有する基地局はグループ1宛のメッセ
ージを送りたい場合には、K D(KE(KF(m)))を作成し
て同報送信すればよい。メッセージを受信した端末
1,T2,T3は、鍵KD,KE,KFを用いて復号を行え
ばよい。
Therefore, the message m is assigned to the key KFWith encryption
And then it is keyedEAnd encrypt it with the key KDso
The encrypted message is sent to the terminal TFour, TFive, T6Any of
Even the terminal cannot decode, in other words, the terminal T1,
TTwo, TThreeCan be decoded. That is, KD(K
E(KF(m))) is an encrypted message to group 1.
Key KA~ KFThe base station with
If you want to send a page, D(KE(KF(m)))
Broadcast. Terminal that received the message
T1, TTwo, TThreeIs the key KD, KE, KFCan be decrypted using
I just need.

【0022】同様に、グループ2のみで複号可能なメッ
セージはKC(KB(KA(m)))である。基地局はグループ
2宛のメッセージを送りたい場合には、KC(KB(K
A(m)))を作成して同報送信すればよい。メッセージを
受信した端末T4,T5,T6は、鍵KA,KB,KCを用い
て復号を行えばよい。
[0022] Similarly, the decoding possible messages only in Group 2 is K C (K B (K A (m))). When the base station wants to send a message to the group 2, K C (K B (K
A (m))) may be created and broadcast. The terminals T 4 , T 5 , and T 6 that have received the message may perform decryption using the keys K A , K B , and K C.

【0023】このように、本実施の形態での鍵書込みパ
ターンを用いることにより、グループ暗号鍵を用いるこ
と無く、グループ1あるいはグループ2内で閉じた秘密
通信を行うことが可能である。
As described above, by using the key writing pattern in the present embodiment, it is possible to perform closed secret communication within the group 1 or the group 2 without using the group encryption key.

【0024】以上の説明では、図1に示す端末6台の例
について述べたが、これを一般化することも可能であ
る。その方法を以下に述べる。
In the above description, the example of the six terminals shown in FIG. 1 has been described, but this can be generalized. The method is described below.

【0025】システム全体の端末をT1,T2,T3,・・
・,Tnとする。 鍵K1’をT1’={T2,T3,・・・,Tn}に書込んで
おく。 鍵K2’をT2’={T1,T3,T4,・・・,Tn}に書込
んでおく。 ・・・ 鍵Kn’をTn’={T2,T3,・・・,Tn-1}に書込ん
でおく。
The terminals of the entire system are represented by T 1 , T 2 , T 3 ,.
·, And T n. The key K 1 ′ is written in T 1 ′ = {T 2 , T 3 ,..., T n }. The key K 2 ′ is written in T 2 ′ = {T 1 , T 3 , T 4 ,..., T n }. ... key K n 'the T n' = {T 2, T 3, ···, T n-1} Prefer written to.

【0026】つまり、各端末は(n−1)個の鍵を書き込
まれている。次にメッセージを送信する宛先グループG
sの構成端末をTs1、Ts2、・・・、Tsnとする。そし
てGsの補集合Gs’、つまりT1,T2,T3,・・・,
nからTs1、Ts2、・・・、Tsnを除いた残りを
z1、Tz2、・・・、Tznとする。
That is, each terminal has (n-1) keys written therein. Next destination group G to send the message to
Assume that the constituent terminals of s are T s1 , T s2 ,..., T sn . And complement G s of G s', ie T 1, T 2, T 3 , ···,
T n from T s1, T s2, ···, T sn remaining except for T z1, T z2, ···, and T zn.

【0027】Tz1’、Tz2’、・・・、Tzn’に書込ま
れている鍵をそれぞれKz1’、Kz2’、・・・、Kzn
とするとGsのみで復号可能で、Gs以外では復号不可能
なメッセージは、 Kzn’(Kzn-1’(・・(Kz2’(Kz1’(m)))・
・)) であり、基地局がこのような暗号化を行って同報すれ
ば、宛先に対応する端末のみで復号可能なので、グルー
プ内で閉じた秘密通信を行うことができる。宛先グルー
プの構成端末に追加や削除がある場合、つまりGsの内
容を次々と変更する場合も、各端末へ鍵を配送する必要
は無いので、通信中断時間はほとんど無いのは、従来の
第2の例と同じである。
[0027] T z1 ', T z2', ···, ' each of the key that has been written in the K z1' T zn, K z2 ', ···, K zn'
Then, a message that can be decoded only by G s and cannot be decoded by other than G s is represented by K zn ′ (K zn−1 ′ (·· (K z2 ′ (K z1 ′ (m))) ·
If the base station performs such encryption and broadcasts, it can be decrypted only by the terminal corresponding to the destination, so that closed secret communication within the group can be performed. If there are added or removed to the configuration terminal of the destination group, that is, even if one after another change the contents of G s, since there is no need to deliver the key to each terminal, the communication interruption time little is conventionally of the This is the same as Example 2.

【0028】一方、システム全体の端末数をnとする
と、端末にあらかじめ書込んでおく鍵の数は(n−1)
個である。例えば、n=1000で鍵長64bitの場合、端末
に必要なメモリ量は999個×64bit≒64kbitなので、例え
ばICカードなどを想定しても十分に実現可能な範囲内
である。
On the other hand, assuming that the number of terminals in the entire system is n, the number of keys pre-written in the terminals is (n-1)
Individual. For example, in the case of n = 1000 and a key length of 64 bits, the amount of memory required for the terminal is 999 × 64 bits 、 64 kbit, which is within a range that can be sufficiently realized even if an IC card is assumed.

【0029】上記のように、本発明の実施の形態では、
暗号通信システムを、基地局でメッセージを暗号鍵の組
合せで多重に暗号化して送信し、各端末で暗号化情報を
暗号鍵の組合せで復号する構成としたので、少ない鍵メ
モリと短い鍵配送時間で、グループ暗号通信ができる。
As described above, in the embodiment of the present invention,
The cryptographic communication system is configured so that the message is multiplexed and encrypted at the base station using a combination of encryption keys and transmitted, and the encrypted information is decrypted at each terminal using the combination of encryption keys. Therefore, a small key memory and a short key delivery time are used. Thus, group encrypted communication can be performed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、基地局と基地局から一斉通報が可能なn台(nは
2以上の整数)の端末機から構成される暗号通信システ
ムを、基地局は、相異なるn個の暗号鍵を生成する手段
と、n個の暗号鍵を保持する手段と、(n−1)個以下
の暗号鍵の任意の組み合わせでメッセージを多重に暗号
化して一斉通報を行う手段とを有し、端末は、n個の暗
号鍵のうち各端末でそれぞれ異なる1個の暗号鍵を除く
(n−1)個の暗号鍵を保持する手段と、基地局から一
斉通報される暗号化された情報を自端末が保持する(n
−1)個以下の鍵の任意の組み合わせで多重に復号する
手段とを有する構成としたので、グループ暗号鍵の配送
を行うことなく任意のグループ内で閉じた秘密通信を行
うことができるという効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a cryptographic communication system comprising a base station and n terminals (n is an integer of 2 or more) capable of simultaneously broadcasting from the base station is provided. The base station multiplexes the message with an arbitrary combination of means for generating n different encryption keys, means for holding the n encryption keys, and (n-1) or less encryption keys. A terminal for holding (n-1) encryption keys excluding one encryption key different from each other among the n encryption keys, and a base station. Own terminal holds the encrypted information broadcast from
-1) Since it is configured to have a means for multiplex decoding with any combination of keys not more than the number of keys, it is possible to perform closed secret communication within any group without distributing the group encryption key. Is obtained.

【0031】しかも、端末の所要メモリ量は、システム
全体の端末数に比例した量で済むので、実現可能な範囲
に収めることが可能であり、グループを構成するメンバ
の追加や削除があっても、グループ鍵を配送し直す必要
は無いので、通信中断時間もほとんど無いという効果が
得られる。
Further, since the required memory amount of the terminal can be in proportion to the number of terminals of the entire system, it can be kept within a feasible range, and even if members forming a group are added or deleted. Since there is no need to redistribute the group key, there is an effect that there is almost no communication interruption time.

【0032】また、暗号文作成は、共通鍵による暗号化
を繰返すものなので、所要処理能力も実現可能な範囲に
収めることが可能である。
In addition, since the ciphertext is created by repeating encryption using a common key, the required processing capacity can be kept within a feasible range.

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

【図1】本発明の実施の形態における暗号通信システム
の構成図、
FIG. 1 is a configuration diagram of a cryptographic communication system according to an embodiment of the present invention;

【図2】従来の暗号通信システムにおける事前鍵書込み
パターンを示す図、
FIG. 2 is a diagram showing a pre-key writing pattern in a conventional cryptographic communication system;

【図3】従来の暗号通信システムにおけるグループ鍵配
送後のパターンを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a pattern after group key distribution in a conventional cryptographic communication system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1 基地局記憶装置 2-1〜2-6 端末機記憶装置 3−1 グループ1 3−2 グループ2 B 基地局 T1〜T6 端末 K1〜K6 個別暗号鍵 KA〜KF 個別暗号鍵 KG1,KG2 グループ鍵1-1 Base station storage device 2-1 to 2-6 Terminal storage device 3-1 Group 1 3-2 Group 2 B Base station T 1 to T 6 Terminal K 1 to K 6 Individual encryption key K A to K F Individual encryption key KG1 , KG2 group key

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J104 AA01 AA16 BA03 EA01 MA06 NA02 NA35 PA02 5K067 AA15 BB04 CC14 EE22 HH36 KK15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J104 AA01 AA16 BA03 EA01 MA06 NA02 NA35 PA02 5K067 AA15 BB04 CC14 EE22 HH36 KK15

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基地局と前記基地局から一斉通報が可能
なn台(nは2以上の整数)の端末機から構成される暗
号通信システムにおいて、前記基地局は、相異なるn個
の暗号鍵を生成する手段と、前記n個の暗号鍵を保持す
る手段と、(n−1)個以下の暗号鍵の任意の組み合わ
せでメッセージを多重に暗号化して一斉通報を行う手段
とを有し、前記端末は、前記n個の暗号鍵のうち各端末
でそれぞれ異なる1個の暗号鍵を除く(n−1)個の暗
号鍵を保持する手段と、前記基地局から一斉通報される
暗号化された情報を自端末が保持する(n−1)個以下
の鍵の任意の組み合わせで多重に復号する手段とを有す
ることを特徴とする暗号通信システム。
1. In a cryptographic communication system comprising a base station and n (n is an integer of 2 or more) terminals capable of simultaneously broadcasting from the base station, the base station comprises n different ciphers. Means for generating a key, means for holding the n number of encryption keys, and means for multiplexing and encrypting a message with an arbitrary combination of (n-1) or less encryption keys and performing a broadcast notification. The terminal holds (n-1) encryption keys excluding one different encryption key for each terminal among the n encryption keys, and an encryption broadcasted from the base station. Means for multiplexly decrypting the obtained information with an arbitrary combination of (n-1) or less keys held by the terminal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324830A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Nec Corp Virtual private network system and common key synchronous distributing server device, common key distribution method used therefor, and program therefor
JP2007235946A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Samsung Electronics Co Ltd Method and device constituting key of group contained in domain

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