JP2003186395A - 不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置 - Google Patents
不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置Info
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- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
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- H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
- H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
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- H04W12/03—Protecting confidentiality, e.g. by encryption
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強調されたＣＭＥＡもしくはＥＣＭＥＡ処理
のための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 前向きＥＣＭＥＡプロセスは逆ＥＣＭＥ
Ａプロセスにより暗号化されたテキストを解読し、及び
逆ＥＣＭＥＡプロセスは前向きＥＣＭＥＡプロセスによ
り暗号化されたテキストを解読する。前向きＥＣＭＥＡ
プロセスは、第１の変換、ＣＭＥＡの反復、及び第２の
変換を利用する。逆ＥＣＭＥＡプロセスは、第１の逆変
換、ＣＭＥＡプロセスの反復及び第２の逆変換を利用す
る。変換及び逆変換ならびにＣＭＥＡプロセスの反復
は、秘密オフセットを利用して安全性を改善する。変換
及びＣＭＥＡプロセスの反復は、また不随意ルックアッ
プテーブルを用いる強調されたｔｂｏｘ関数をも利用す
る。
のための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 前向きＥＣＭＥＡプロセスは逆ＥＣＭＥ
Ａプロセスにより暗号化されたテキストを解読し、及び
逆ＥＣＭＥＡプロセスは前向きＥＣＭＥＡプロセスによ
り暗号化されたテキストを解読する。前向きＥＣＭＥＡ
プロセスは、第１の変換、ＣＭＥＡの反復、及び第２の
変換を利用する。逆ＥＣＭＥＡプロセスは、第１の逆変
換、ＣＭＥＡプロセスの反復及び第２の逆変換を利用す
る。変換及び逆変換ならびにＣＭＥＡプロセスの反復
は、秘密オフセットを利用して安全性を改善する。変換
及びＣＭＥＡプロセスの反復は、また不随意ルックアッ
プテーブルを用いる強調されたｔｂｏｘ関数をも利用す
る。
Description
【０００１】この出願は１９９７年７月２２日に出願さ
れた米国仮出願番号６０／０５３，４１２及び１９９７
年７月２９日に出願された米国仮出願番号６０／０５
４，０１８の利益を主張する。
れた米国仮出願番号６０／０５３，４１２及び１９９７
年７月２９日に出願された米国仮出願番号６０／０５
４，０１８の利益を主張する。
【０００２】
【発明の分野】本件発明は一般に無線電話暗号法に関す
る。特に、本件発明は多大な追加システムリソースを必
要としない無線電話システムにおける速い安全な暗号化
のための改良されたセキュリティー暗号法に関する。
る。特に、本件発明は多大な追加システムリソースを必
要としない無線電話システムにおける速い安全な暗号化
のための改良されたセキュリティー暗号法に関する。
【０００３】
【従来技術】無線電話技術は幾つかの目的のためメッセ
ージングを用いる。例えば、ユーザーにより送信された
会話及び他のデータのみならず、搬送ステータス情報、
変更オペレーティングモード、ハンドリングコールター
ミネーション、及び搬送システム、及び加入者の電子シ
リアルナンバー及び電話番号といったユーザーデータが
目的とされる。権限のないパーティー（アタッカー）に
よる盗聴及び干渉からのかなりの程度の保護を確保す
る、中央供給局が有線で各加入者に接続されている従来
の有線電話技術と異なって、無線電話供給局（即ち、基
地局）は加入者のフィジカルロケーションに関わらず空
中で信号を介したメッセージを送受信しなければならな
い。
ージングを用いる。例えば、ユーザーにより送信された
会話及び他のデータのみならず、搬送ステータス情報、
変更オペレーティングモード、ハンドリングコールター
ミネーション、及び搬送システム、及び加入者の電子シ
リアルナンバー及び電話番号といったユーザーデータが
目的とされる。権限のないパーティー（アタッカー）に
よる盗聴及び干渉からのかなりの程度の保護を確保す
る、中央供給局が有線で各加入者に接続されている従来
の有線電話技術と異なって、無線電話供給局（即ち、基
地局）は加入者のフィジカルロケーションに関わらず空
中で信号を介したメッセージを送受信しなければならな
い。
【０００４】基地局は任意の場所の加入者へのメッセー
ジの送信及び加入者からのメッセージの受信をすること
ができなければならないので、メッセージング処理は加
入者装置から受信した信号及び加入者装置へ送信した信
号に完全に依存する。信号は空中を送信されるので、適
した装置で盗聴者及び侵入者により傍受されることがで
きる。
ジの送信及び加入者からのメッセージの受信をすること
ができなければならないので、メッセージング処理は加
入者装置から受信した信号及び加入者装置へ送信した信
号に完全に依存する。信号は空中を送信されるので、適
した装置で盗聴者及び侵入者により傍受されることがで
きる。
【０００５】もし信号が生文で無線電話により送信され
るならば、盗聴者が信号を傍受して加入者の振りをする
ため又はユーザーにより送信されたプライベートデータ
を傍受するためにそれを使用するという危険が存在す
る。そのようなプライベートデータは会話の内容も含む
ことがある。また、プライベートデータはユーザーによ
り送信された非音声データを含むことがある。例えば、
無線電話に接続されたモデムを通して送信されたコンピ
ュータデータといったものである。また、プライベート
データはキイ押し操作の手段で一般的に送信された銀行
預金口座や他のプライベートユーザ情報を含むことがあ
る。会話を聞いたり非音声データを傍受する盗聴者はユ
ーザーからプライベート情報を得ることができる。暗号
化されていない電話信号（例えば、生文信号）のメッセ
ージ内容は適当に適合された受信機で比較的容易に傍受
される。
るならば、盗聴者が信号を傍受して加入者の振りをする
ため又はユーザーにより送信されたプライベートデータ
を傍受するためにそれを使用するという危険が存在す
る。そのようなプライベートデータは会話の内容も含む
ことがある。また、プライベートデータはユーザーによ
り送信された非音声データを含むことがある。例えば、
無線電話に接続されたモデムを通して送信されたコンピ
ュータデータといったものである。また、プライベート
データはキイ押し操作の手段で一般的に送信された銀行
預金口座や他のプライベートユーザ情報を含むことがあ
る。会話を聞いたり非音声データを傍受する盗聴者はユ
ーザーからプライベート情報を得ることができる。暗号
化されていない電話信号（例えば、生文信号）のメッセ
ージ内容は適当に適合された受信機で比較的容易に傍受
される。
【０００６】もう一つの方法として、侵入者はより大き
い送信電力を使い、基地局へ信号を送信し、会話のパー
ティーの振りをすることにより確立された接続に入るこ
とができる。
い送信電力を使い、基地局へ信号を送信し、会話のパー
ティーの振りをすることにより確立された接続に入るこ
とができる。
【０００７】無線信号で送信されるメッセージへ暗号法
を使用しないと、電話リソースの権限のない使用、メッ
セージの盗聴及び会話の間にパーティーの発呼又は着呼
の振りをすることが可能である。そのような権限のない
侵入、盗聴は重大な問題だと実際に分かっていて非常に
好ましくないことである。無線電話適応への暗号法の応
用は上述したセキュリティー問題の解決法を提供する。
しかし、無線電話技術への基準暗号化方法の応用はこれ
らの方法の計算結果的強調特性の故に著しい困難に出会
った。特に、これらの方法は小さい無線ハンドセットを
提供するための要求により強要された制限及びハンドセ
ットの小さいサイズにより強要された処理電力の制限を
受ける。典型的な無線ハンドセットにおける処理電力は
DES（データ暗号化基準）といった一般に知られた暗号
法のアルゴリズムの処理要求を取り扱うために不十分で
ある。典型的な無線電話システムにおいて一般に知られ
た暗号法のアルゴリズムようなものを実行することは信
号を処理（即ち、エンクリプト、デクリプト）するため
に必要とされる時間が潜在的に増加する。その結果、加
入者が受け入れがたい遅延を生じる。
を使用しないと、電話リソースの権限のない使用、メッ
セージの盗聴及び会話の間にパーティーの発呼又は着呼
の振りをすることが可能である。そのような権限のない
侵入、盗聴は重大な問題だと実際に分かっていて非常に
好ましくないことである。無線電話適応への暗号法の応
用は上述したセキュリティー問題の解決法を提供する。
しかし、無線電話技術への基準暗号化方法の応用はこれ
らの方法の計算結果的強調特性の故に著しい困難に出会
った。特に、これらの方法は小さい無線ハンドセットを
提供するための要求により強要された制限及びハンドセ
ットの小さいサイズにより強要された処理電力の制限を
受ける。典型的な無線ハンドセットにおける処理電力は
DES（データ暗号化基準）といった一般に知られた暗号
法のアルゴリズムの処理要求を取り扱うために不十分で
ある。典型的な無線電話システムにおいて一般に知られ
た暗号法のアルゴリズムようなものを実行することは信
号を処理（即ち、エンクリプト、デクリプト）するため
に必要とされる時間が潜在的に増加する。その結果、加
入者が受け入れがたい遅延を生じる。
【０００８】無線電話技術のための一つの暗号化システ
ムが、参考でここにあげるＲｅｅｄｓ（米国特許５，１
５９，６３４）に開示される。ＲｅｅｄｓはＣＭＥＡ
（セルラー・メッセージ・エンクリプション・アルゴリ
ズム）処理として知られた暗号法の処理を開示してい
る。ＣＭＥＡのオペレーションの要は周知のテーブル及
び秘密キイを用いて一つのオクテットからもう一つのも
のへの一対一のマッピングであるｔｂｏｘ関数である。
初期のインデックスからから始めると、マッピングを実
行するために複数の反復においてキイマテリアルはテー
ブルマテリアルと組み合わせられる。ｔｂｏｘ関数はフ
ァンクションコールとしてか又は静的メモリ固有のｔｂ
ｏｘテーブルとしてかのどちらかで実行されることがで
きる。ｔｂｏｘテーブルの目的は、終わりの状態などで
実行されたとき、与えられたセキュリティーレベルのた
めに暗号化のかなりのスピードアップを許容することで
ある。
ムが、参考でここにあげるＲｅｅｄｓ（米国特許５，１
５９，６３４）に開示される。ＲｅｅｄｓはＣＭＥＡ
（セルラー・メッセージ・エンクリプション・アルゴリ
ズム）処理として知られた暗号法の処理を開示してい
る。ＣＭＥＡのオペレーションの要は周知のテーブル及
び秘密キイを用いて一つのオクテットからもう一つのも
のへの一対一のマッピングであるｔｂｏｘ関数である。
初期のインデックスからから始めると、マッピングを実
行するために複数の反復においてキイマテリアルはテー
ブルマテリアルと組み合わせられる。ｔｂｏｘ関数はフ
ァンクションコールとしてか又は静的メモリ固有のｔｂ
ｏｘテーブルとしてかのどちらかで実行されることがで
きる。ｔｂｏｘテーブルの目的は、終わりの状態などで
実行されたとき、与えられたセキュリティーレベルのた
めに暗号化のかなりのスピードアップを許容することで
ある。
【０００９】ＣＭＥＡ関数の強化は、１９９８年４月１
３日に出願された“セルラー電話メッセージのための改
良されたセキュリティーのための多重反復ＣＭＥＡ暗号
化及び解読方法及び装置”(Methods and Apparatus for
Multiple-Iteration CMEA Encryption and Decryption
for Improved Security for Cellular Telephone Mess
ages) と名付けられた本件出願人の特許出願及び１９９
８年４月１３日に出願された“ルックアップテーブルへ
の秘密キイの強化されたセキュリティー伸張のための方
法及び装置”(Methods and Apparatus for Enhanced Se
curity Expansion of a Secret Key Into a Lookup Tab
le) と名付けられた本件出願人の特許出願に開示されて
いる。これらの強化はＣＭＥＡ処理へかなり強化された
セキュリティーを与えている。しかしながら、追加の強
化は更に強化されたセキュリティーを与えるだろう。
３日に出願された“セルラー電話メッセージのための改
良されたセキュリティーのための多重反復ＣＭＥＡ暗号
化及び解読方法及び装置”(Methods and Apparatus for
Multiple-Iteration CMEA Encryption and Decryption
for Improved Security for Cellular Telephone Mess
ages) と名付けられた本件出願人の特許出願及び１９９
８年４月１３日に出願された“ルックアップテーブルへ
の秘密キイの強化されたセキュリティー伸張のための方
法及び装置”(Methods and Apparatus for Enhanced Se
curity Expansion of a Secret Key Into a Lookup Tab
le) と名付けられた本件出願人の特許出願に開示されて
いる。これらの強化はＣＭＥＡ処理へかなり強化された
セキュリティーを与えている。しかしながら、追加の強
化は更に強化されたセキュリティーを与えるだろう。
【００１０】従来技術のＣＭＥＡアルゴリズムは以下の
詳細に述べられたようにかなり改良されることができ
る。これらの改良点はかなり有利であるセキュリティー
の付加の度合いを与える。
詳細に述べられたようにかなり改良されることができ
る。これらの改良点はかなり有利であるセキュリティー
の付加の度合いを与える。
【００１１】
【発明の要約】本件発明は逆ＥＣＭＥＡ処理のみなら
ず、先の強化されたＣＭＥＡ、又はＥＣＭＥＡ処理を与
えることによりＣＭＥＡといった暗号化アルゴリズムへ
のセキュリティーの付加の度合いを与える。先の処理に
より暗号化された情報は逆処理により解読される。そし
て、逆処理により暗号化された情報は先の処理により解
読される。先のＥＣＭＥＡ処理はＣＭＥＡアルゴリズム
の反復の前に第１変換、及びＣＭＥＡアルゴリズムの反
復後の第２の変換へのメッセージに従属する。ＣＭＥＡ
アルゴリズムの反復は第１秘密オフセットによるｔｂｏ
ｘ関数への入力の置授を含む。ＣＭＥＡアルゴリズムに
より使用されたｔｂｏｘ関数は不随意のルックアップテ
ーブルの使用を通して強化される。変換は第１の秘密オ
フセット及び第２の秘密オフセットを使用する。第１及
び第２のオフセットが第１の変換により使用される順序
と反対の順序で第２の変換が第１及び第２のオフセット
を使用することを除いて、第２の変換は第１の変換と同
じである。各変換は近接したオクテット、各オクテット
のためのフィードバック有する不随意ルックアップ、及
びランダムバイト置授の各ペアー間でビット交換を実行
する。
ず、先の強化されたＣＭＥＡ、又はＥＣＭＥＡ処理を与
えることによりＣＭＥＡといった暗号化アルゴリズムへ
のセキュリティーの付加の度合いを与える。先の処理に
より暗号化された情報は逆処理により解読される。そし
て、逆処理により暗号化された情報は先の処理により解
読される。先のＥＣＭＥＡ処理はＣＭＥＡアルゴリズム
の反復の前に第１変換、及びＣＭＥＡアルゴリズムの反
復後の第２の変換へのメッセージに従属する。ＣＭＥＡ
アルゴリズムの反復は第１秘密オフセットによるｔｂｏ
ｘ関数への入力の置授を含む。ＣＭＥＡアルゴリズムに
より使用されたｔｂｏｘ関数は不随意のルックアップテ
ーブルの使用を通して強化される。変換は第１の秘密オ
フセット及び第２の秘密オフセットを使用する。第１及
び第２のオフセットが第１の変換により使用される順序
と反対の順序で第２の変換が第１及び第２のオフセット
を使用することを除いて、第２の変換は第１の変換と同
じである。各変換は近接したオクテット、各オクテット
のためのフィードバック有する不随意ルックアップ、及
びランダムバイト置授の各ペアー間でビット交換を実行
する。
【００１２】変換は自己反転、及びではない。それだか
ら、先のＥＣＭＥＡ処理は概して自己反転ではない。先
のＥＣＭＥＡ処理により暗号化されたテキストを解読す
るため、又は先のＥＣＭＥＡ処理により解読されたテキ
ストを暗号化するために、逆ＥＣＭＥＡ処理は使用され
る。逆ＥＣＭＥＡ処理は、第２の逆変換に続く、ＣＭＥ
Ａ処理の反復に続く第１の逆変換を使用する。第１の逆
変換は逆ランダムバイト置授、各オクテットのためのフ
ィードバックを有する逆不随意ルックアップ、及び隣接
オクテットの各ペアー間の逆ビット交換を実行する。ま
た、第１の逆変換は、第１及び第２の秘密オフセットが
第１の変換により使用される順序と反対の順序で第２の
変換が第１及び第２の秘密オフセットを使する。詳細は
は以下に示される。ＣＭＥＡアルゴリズムの反復は第１
秘密オフセットによるｔｂｏｘ関数への入力の置授を含
む。ＣＭＥＡアルゴリズムにより使用されたｔｂｏｘ関
数は不随意のルックアップテーブルの使用を通して強化
される。第１及び第２の秘密オフセットが第１の逆変換
で使用される順序と反対の順序で第２の逆変換が第１及
び第２の秘密オフセットを使用することを除いて、第２
の逆変換は第１の逆変換と同じである。
ら、先のＥＣＭＥＡ処理は概して自己反転ではない。先
のＥＣＭＥＡ処理により暗号化されたテキストを解読す
るため、又は先のＥＣＭＥＡ処理により解読されたテキ
ストを暗号化するために、逆ＥＣＭＥＡ処理は使用され
る。逆ＥＣＭＥＡ処理は、第２の逆変換に続く、ＣＭＥ
Ａ処理の反復に続く第１の逆変換を使用する。第１の逆
変換は逆ランダムバイト置授、各オクテットのためのフ
ィードバックを有する逆不随意ルックアップ、及び隣接
オクテットの各ペアー間の逆ビット交換を実行する。ま
た、第１の逆変換は、第１及び第２の秘密オフセットが
第１の変換により使用される順序と反対の順序で第２の
変換が第１及び第２の秘密オフセットを使する。詳細は
は以下に示される。ＣＭＥＡアルゴリズムの反復は第１
秘密オフセットによるｔｂｏｘ関数への入力の置授を含
む。ＣＭＥＡアルゴリズムにより使用されたｔｂｏｘ関
数は不随意のルックアップテーブルの使用を通して強化
される。第１及び第２の秘密オフセットが第１の逆変換
で使用される順序と反対の順序で第２の逆変換が第１及
び第２の秘密オフセットを使用することを除いて、第２
の逆変換は第１の逆変換と同じである。
【００１３】先のＥＣＭＥＡ処理は逆ＥＣＭＥＡ処理に
より暗号化されたテキストを解読し、逆ＥＣＭＥＡ処理
は先のＥＣＭＥＡ処理により暗号化されたテキストを解
読する。上述した強化は、ＣＭＥＡを改良し、移動無線
トランシーバーにおいて一般に使用されるといった小さ
いコンピューターで速く効率的に機能するために実行さ
れることができる。
より暗号化されたテキストを解読し、逆ＥＣＭＥＡ処理
は先のＥＣＭＥＡ処理により暗号化されたテキストを解
読する。上述した強化は、ＣＭＥＡを改良し、移動無線
トランシーバーにおいて一般に使用されるといった小さ
いコンピューターで速く効率的に機能するために実行さ
れることができる。
【００１４】本件発明による暗号化システムは強化され
たｔｂｏｘ関数を適当に使用することができる。変換及
び逆変換を実行中、ＣＭＥＡ用の、強化されたｔｂｏｘ
関数への入力を置授するために第１及び第２のオフセッ
トをまた使用する。各オフセットは、２つの秘密値及び
外部暗号値を用いて作られる。秘密値は技術分野で一般
に周知の幾つかの技術のどれでも発生されることができ
る。幾つかの応用において、コールの第１メッセージを
暗号化するために使用された外部暗号値は二進のカウン
ターとして実行された８ビット値である。
たｔｂｏｘ関数を適当に使用することができる。変換及
び逆変換を実行中、ＣＭＥＡ用の、強化されたｔｂｏｘ
関数への入力を置授するために第１及び第２のオフセッ
トをまた使用する。各オフセットは、２つの秘密値及び
外部暗号値を用いて作られる。秘密値は技術分野で一般
に周知の幾つかの技術のどれでも発生されることができ
る。幾つかの応用において、コールの第１メッセージを
暗号化するために使用された外部暗号値は二進のカウン
ターとして実行された８ビット値である。
【００１５】本件発明の他の見地において、本件発明に
よる電話システムは移動局及び基地局を含む。移動局及
び基地局の各々はテキストを発生し、発生されたテキス
トとしてそれを識別するＩ／Ｏインターフェースへそれ
を供給し、それを送信のためのトランシーバへ供給す
る。そして、順にテキストを暗号化する暗号化／解読プ
ロセッサへテキスト及び識別を供給する。装置がトラン
シーバーを介して送信を受信したとき、送信は入ってき
た暗号文として識別される。そして、暗号文及び識別は
暗号文を解読する暗号/解読プロセッサへ供給され、そ
の行先の道順を決めるためのＩ/Oプロセッサへテキスト
としてそれを供給する。移動局は先のＥＣＭＥＡ処理を
なるべく使用し、基地局は逆ＥＣＭＥＡ処理をなるべく
使用する。本件発明の特徴及び長所のみならず更なる完
全な理解は以下の詳細な説明及び図面から明らかになる
であろう。
よる電話システムは移動局及び基地局を含む。移動局及
び基地局の各々はテキストを発生し、発生されたテキス
トとしてそれを識別するＩ／Ｏインターフェースへそれ
を供給し、それを送信のためのトランシーバへ供給す
る。そして、順にテキストを暗号化する暗号化／解読プ
ロセッサへテキスト及び識別を供給する。装置がトラン
シーバーを介して送信を受信したとき、送信は入ってき
た暗号文として識別される。そして、暗号文及び識別は
暗号文を解読する暗号/解読プロセッサへ供給され、そ
の行先の道順を決めるためのＩ/Oプロセッサへテキスト
としてそれを供給する。移動局は先のＥＣＭＥＡ処理を
なるべく使用し、基地局は逆ＥＣＭＥＡ処理をなるべく
使用する。本件発明の特徴及び長所のみならず更なる完
全な理解は以下の詳細な説明及び図面から明らかになる
であろう。
【００１６】
【詳細の詳細な記述】図１はコールの間に送信されるで
あろうある重要なユーザーデータの暗号化のためのＣＮ
ＥＡキイを用いる従来技術の方法１００を説明するため
のフローチャートである。ＣＭＥＡキイは２５６バイト
の、秘密アレイ、ｔｂｏｘ（ｚ）を作るために使用され
る。その代わり、ｔｂｏｘ関数はファンクションコール
として実行されることができる。これはＲＡＭの使用を
減らす。しかし、概して重大さの順で処理時間を増大す
る。
あろうある重要なユーザーデータの暗号化のためのＣＮ
ＥＡキイを用いる従来技術の方法１００を説明するため
のフローチャートである。ＣＭＥＡキイは２５６バイト
の、秘密アレイ、ｔｂｏｘ（ｚ）を作るために使用され
る。その代わり、ｔｂｏｘ関数はファンクションコール
として実行されることができる。これはＲＡＭの使用を
減らす。しかし、概して重大さの順で処理時間を増大す
る。
【００１７】ステップ１０２において、未処理テキスト
が導入される。ステップ１０４において、ファンクショ
ンコールとしてよりむしろ静的テーブルとしてｔｂｏｘ
を実施するシステムにおいて静的ｔｂｏｘテーブルが引
き出される。ｔｂｏｘテーブルは、０≦ｚ＜２５６の範
囲における各ｚに対して、以下のように引き出される。 tbox(z) ＝C(((C(((C(((C((z XOR k0)+k1)+z) XOR k2)
+k3)+z) XOR k4)+k5)+z)XOR k6)+k7)+z ここで“＋”は２５６加算を法とすることを示す。“Ｘ
ＯＲ”はビットワイズブール排他的論理和演算子であ
る。“ｚ”はＣＭＥＡキイの８オクテットからなる変換
数ｋ０，．．．，ｋ７である。そして、“Ｃ（）”はセ
ルラー認証、音声プライバシー及び暗号化（ＣＡＶＥ）
８ビットテーブルルックアップの結果である。以下に述
べる強化を欠くときはｔｂｏｘ関数は技術分野において
周知である。しかしながら、図２から図５に関連して述
べられた強化はｔｂｏｘ関数にセキュリティーの著しく
強化された手段を与えることができる。
が導入される。ステップ１０４において、ファンクショ
ンコールとしてよりむしろ静的テーブルとしてｔｂｏｘ
を実施するシステムにおいて静的ｔｂｏｘテーブルが引
き出される。ｔｂｏｘテーブルは、０≦ｚ＜２５６の範
囲における各ｚに対して、以下のように引き出される。 tbox(z) ＝C(((C(((C(((C((z XOR k0)+k1)+z) XOR k2)
+k3)+z) XOR k4)+k5)+z)XOR k6)+k7)+z ここで“＋”は２５６加算を法とすることを示す。“Ｘ
ＯＲ”はビットワイズブール排他的論理和演算子であ
る。“ｚ”はＣＭＥＡキイの８オクテットからなる変換
数ｋ０，．．．，ｋ７である。そして、“Ｃ（）”はセ
ルラー認証、音声プライバシー及び暗号化（ＣＡＶＥ）
８ビットテーブルルックアップの結果である。以下に述
べる強化を欠くときはｔｂｏｘ関数は技術分野において
周知である。しかしながら、図２から図５に関連して述
べられた強化はｔｂｏｘ関数にセキュリティーの著しく
強化された手段を与えることができる。
【００１８】ＣＥＭＡは３つの連続するステージを含
み、それぞれはデータ・バッファ内のバイト・ストリン
グを変更する。ステップ１０６、１０８および１１０に
おいては、ＣＥＭＡ処理の第１、第２および第３のステ
ージが、ここに示されるように、それぞれ実行される。
各バイトがｂ（ｉ）とによって設計され、ｉは０≦ｉ＜
ｄの範囲の整数である、データバッファｄバイト長は、
第３のステージで暗号化される。
み、それぞれはデータ・バッファ内のバイト・ストリン
グを変更する。ステップ１０６、１０８および１１０に
おいては、ＣＥＭＡ処理の第１、第２および第３のステ
ージが、ここに示されるように、それぞれ実行される。
各バイトがｂ（ｉ）とによって設計され、ｉは０≦ｉ＜
ｄの範囲の整数である、データバッファｄバイト長は、
第３のステージで暗号化される。
【００１９】ＣＥＭＡの第１のステージ（Ｉ）は以下で
ある：
ある：
【外３】
【００２０】ＣＥＭＡの第２のステージ（ＩＩ）は以下
である：
である：
【外４】
【００２１】ステップ１２では、最終的に処理された出
力が提供される。
力が提供される。
【００２２】上記説明のＣＥＭＡ処理は自己反転であ
る。すなわち、同じ順番で適用される同じステップが、
暗号の平なテキストおよび解読の暗号テキストの両方に
用いられる。従って、暗号化が実行されるのか解読が実
行さるのかを決定する必要がない。不幸なことに、上記
記載のＣＥＭＡ処理は、呼に用いられるＣＭＥＡキーの
回復を許す攻撃を受けやすいことが示されている。
る。すなわち、同じ順番で適用される同じステップが、
暗号の平なテキストおよび解読の暗号テキストの両方に
用いられる。従って、暗号化が実行されるのか解読が実
行さるのかを決定する必要がない。不幸なことに、上記
記載のＣＥＭＡ処理は、呼に用いられるＣＭＥＡキーの
回復を許す攻撃を受けやすいことが示されている。
【００２３】顧客の情報に追加の安全性を提供するた
め、本願発明による暗号化システムは、不随意ルックア
ップ・テーブルを用いる強調されたｔｂｏｘ関数を用い
るＣＭＥＡ反復を採用する。また、暗号化システムは、
ｔｂｏｘ関数への入力を秘密オフセットによって交換す
ることによりｔｂｏｘ関数の使用を向上している。ＣＭ
ＥＡ反復の前後にメッセージに変換を適用することによ
り、追加の安全性が提供される。
め、本願発明による暗号化システムは、不随意ルックア
ップ・テーブルを用いる強調されたｔｂｏｘ関数を用い
るＣＭＥＡ反復を採用する。また、暗号化システムは、
ｔｂｏｘ関数への入力を秘密オフセットによって交換す
ることによりｔｂｏｘ関数の使用を向上している。ＣＭ
ＥＡ反復の前後にメッセージに変換を適用することによ
り、追加の安全性が提供される。
【００２４】図２は、本願発明の強調されたＥＣＭＥＡ
暗号／解読処理２００の流れ図を示す。
暗号／解読処理２００の流れ図を示す。
【００２５】ステップ２０２において、未処理メッセー
ジが暗号／解読処理に導入される。この未処理メッセー
ジは送信のために暗号化されるべき平なテキスト・メッ
セージであるか、または解読されるべき受信され暗号化
されたメッセージである。未処理メッセージは、好まし
くは、処理のためにデータ・バッファに格納される。
ジが暗号／解読処理に導入される。この未処理メッセー
ジは送信のために暗号化されるべき平なテキスト・メッ
セージであるか、または解読されるべき受信され暗号化
されたメッセージである。未処理メッセージは、好まし
くは、処理のためにデータ・バッファに格納される。
【００２６】ステップ２０４において、ｔｂｏｘを関数
コールとしてよりもむしろ静的テーブルとして実施する
システムにおいては、静的ｔｂｏｘテーブルが引き出さ
れる。ステップ２０６において、秘密８ビット値Ｋ０−
Ｋ３のセットが秘密オフセットを発生するのに用いるた
めに発生され、オフセットが計算される。各秘密値Ｋ０
−Ｋ３は、好ましくは、８ビットである。全ての秘密値
Ｋ０−Ｋ３は、好ましくは、各無線電話呼に対して発生
され、呼を通して不変であることが好ましい。第１およ
び第２のオフセットは、次の式を用いて発生される：
コールとしてよりもむしろ静的テーブルとして実施する
システムにおいては、静的ｔｂｏｘテーブルが引き出さ
れる。ステップ２０６において、秘密８ビット値Ｋ０−
Ｋ３のセットが秘密オフセットを発生するのに用いるた
めに発生され、オフセットが計算される。各秘密値Ｋ０
−Ｋ３は、好ましくは、８ビットである。全ての秘密値
Ｋ０−Ｋ３は、好ましくは、各無線電話呼に対して発生
され、呼を通して不変であることが好ましい。第１およ
び第２のオフセットは、次の式を用いて発生される：
【外５】
ここで、Ｋ０−Ｋ３は上に定義されたものであり、ＣＳ
は暗号同期値である。ＣＳｎ 値はｎ番目のメッセージ
に対する外的な値である。ＣＳｎ 値は８ビットを含
み、好ましくは、２進カウンターとして実施される。オ
フセット１およびオフセット２は各８ビット値である。
は暗号同期値である。ＣＳｎ 値はｎ番目のメッセージ
に対する外的な値である。ＣＳｎ 値は８ビットを含
み、好ましくは、２進カウンターとして実施される。オ
フセット１およびオフセット２は各８ビット値である。
【００２７】ステップ２０８において、第１および第２
の秘密オフセットを用いて、第一の変換されたメッセー
ジを生成するために、未処理メッセージが変換される。
変換の詳細は、図３の説明との関連で後で説明される。
の秘密オフセットを用いて、第一の変換されたメッセー
ジを生成するために、未処理メッセージが変換される。
変換の詳細は、図３の説明との関連で後で説明される。
【００２８】ステップ２１０において、第１の変換され
たメッセージは、ＣＭＥＡキーを用いて、ＣＭＥＡ処理
の反復をされ、中間の暗号テキスト・メッセージを生成
する。ＣＭＥＡ関数は強調されたｔｂｏｘ関数を含み、
各オクテットの不随意ルックアップを実行し、次の式で
与えられる tbox(z) ＝ I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(z+k0)XO
R k1)+k2)XOR k3)+k4)XOR k5)+k6)XOR k7)-k6)XOR k5)-
k4)XOR k3)-k2)XOR k1)-k0 ここで、“＋”はモジューロ２５６加算であり、“−”
はモジューロ２５６減算であり、“ＸＯＲ”はＸＯＲ関
数であり、“ｚ”は関数変数であり、ｋ０，．．ｋ７は
ＥＣＭＥＡキーの８オクテットである。
たメッセージは、ＣＭＥＡキーを用いて、ＣＭＥＡ処理
の反復をされ、中間の暗号テキスト・メッセージを生成
する。ＣＭＥＡ関数は強調されたｔｂｏｘ関数を含み、
各オクテットの不随意ルックアップを実行し、次の式で
与えられる tbox(z) ＝ I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(z+k0)XO
R k1)+k2)XOR k3)+k4)XOR k5)+k6)XOR k7)-k6)XOR k5)-
k4)XOR k3)-k2)XOR k1)-k0 ここで、“＋”はモジューロ２５６加算であり、“−”
はモジューロ２５６減算であり、“ＸＯＲ”はＸＯＲ関
数であり、“ｚ”は関数変数であり、ｋ０，．．ｋ７は
ＥＣＭＥＡキーの８オクテットである。
【００２９】Ｉ（）は周知のｉｂｏｘ８ビットテーブル
・ルックアップの結果である。このｉｂｏｘテーブル
は、８ビットバイトから８ビットバイトへの不随意マッ
ピングを実行するために選択されたエントリーを持つ不
随意ルックアップ・テーブルである。ｉｂｏｘテーブル
の好ましい例を以下に示す： 0xa2,0xfc,0x5c,0x12,0x6b,0xae,0x70,0x7c 0x7e,0x41,0xd3,0x86,0xc1,0x85,0x89,0x9a 0x59,0xab,0x03,0x7d,0x62,0xca,0x4f,0xdc 0xa5,0x48,0xf6,0x71,0x56,0xc0,0x8c,0x9e 0x9f,0xc3,0x60,0xd9,0xc5,0x53,0xf9,0x7f 0xb1,0x4a,0x6c,0xa8,0x95,0xab,0x76,0xba 0x8e,0x83,0x43,0x90,0x7a,0x37,0xcf,0x35 0xb4,0xfd,0xf0,0xa3,0x51,0xe5,0x6e,0xcb 0x67,0x09,0x92,0x32,0xe7,0x8b,0xd0,0xed 0x19,0xb7,0x29,0x80,0xc4,0xff,0xa9,0x16 0xc6,0x3c,0xfb,0x25,0x98,0xf8,0x1c,0xde 0xaa,0x10,0xad,0x8a,0x02,0x64,0xd2,0xf7 0x22,0xd6,0x14,0xbd,0x5d,0xa0,0xe0,0x40 0xda,0x88,0xe9,0x04,0x2a,0xaf,0x3e,0xf3 0x06,0x1b,0xc7,0xe4,0x91,0xd5,0x2e,0xc8 0xdf,0xf4,0x34,0xa4,0x07,0x13,0x08,0x27 0x4b,0xbf,0xe1,0x31,0xce,0x0d,0x0b,0xf2 0x69,0x0e,0x5b,0x45,0x1e,0xb6,0x30,0xec 0x33,0x74,0x42,0xa7,0xb8,0x2c,0xee,0xbc 0x54,0xd7,0x0f,0xd8,0xb3,0xfe,0x1f,0x20 0x65,0xcc,0x00,0x3b,0x7b,0x18,0xfa,0x93 0x2b,0x4e,0x58,0x2d,0xe8,0x5a,0x05,0x6d 0xdd,0x28,0xef,0x9c,0x38,0xdb,0x8d,0x49 0x94,0xe2,0x2f,0xcd,0x97,0x63,0xea,0x81 0x1d,0x0c,0xe6,0x21,0x4c,0x24,0x50,0x72 0x77,0xf5,0x15,0x3f,0xa1,0xbb,0x84,0x36 0x46,0xf1,0x5e,0x0a,0xe3,0x75,0x61,0x99 0x9b,0x23,0x68,0xb5,0x17,0xb0,0x57,0x78 0x66,0x82,0xb9,0xd4,0x73,0x3d,0xc2,0x44 0xac,0x6a,0xbe,0x11,0x8f,0x47,0x96,0xb2 0x3a,0xd1,0x87,0x6f,0x79,0xc9,0x1a,0x5f 0x55,0x26,0xa6,0x52,0x01,0x39,0x9d,0x4d
・ルックアップの結果である。このｉｂｏｘテーブル
は、８ビットバイトから８ビットバイトへの不随意マッ
ピングを実行するために選択されたエントリーを持つ不
随意ルックアップ・テーブルである。ｉｂｏｘテーブル
の好ましい例を以下に示す： 0xa2,0xfc,0x5c,0x12,0x6b,0xae,0x70,0x7c 0x7e,0x41,0xd3,0x86,0xc1,0x85,0x89,0x9a 0x59,0xab,0x03,0x7d,0x62,0xca,0x4f,0xdc 0xa5,0x48,0xf6,0x71,0x56,0xc0,0x8c,0x9e 0x9f,0xc3,0x60,0xd9,0xc5,0x53,0xf9,0x7f 0xb1,0x4a,0x6c,0xa8,0x95,0xab,0x76,0xba 0x8e,0x83,0x43,0x90,0x7a,0x37,0xcf,0x35 0xb4,0xfd,0xf0,0xa3,0x51,0xe5,0x6e,0xcb 0x67,0x09,0x92,0x32,0xe7,0x8b,0xd0,0xed 0x19,0xb7,0x29,0x80,0xc4,0xff,0xa9,0x16 0xc6,0x3c,0xfb,0x25,0x98,0xf8,0x1c,0xde 0xaa,0x10,0xad,0x8a,0x02,0x64,0xd2,0xf7 0x22,0xd6,0x14,0xbd,0x5d,0xa0,0xe0,0x40 0xda,0x88,0xe9,0x04,0x2a,0xaf,0x3e,0xf3 0x06,0x1b,0xc7,0xe4,0x91,0xd5,0x2e,0xc8 0xdf,0xf4,0x34,0xa4,0x07,0x13,0x08,0x27 0x4b,0xbf,0xe1,0x31,0xce,0x0d,0x0b,0xf2 0x69,0x0e,0x5b,0x45,0x1e,0xb6,0x30,0xec 0x33,0x74,0x42,0xa7,0xb8,0x2c,0xee,0xbc 0x54,0xd7,0x0f,0xd8,0xb3,0xfe,0x1f,0x20 0x65,0xcc,0x00,0x3b,0x7b,0x18,0xfa,0x93 0x2b,0x4e,0x58,0x2d,0xe8,0x5a,0x05,0x6d 0xdd,0x28,0xef,0x9c,0x38,0xdb,0x8d,0x49 0x94,0xe2,0x2f,0xcd,0x97,0x63,0xea,0x81 0x1d,0x0c,0xe6,0x21,0x4c,0x24,0x50,0x72 0x77,0xf5,0x15,0x3f,0xa1,0xbb,0x84,0x36 0x46,0xf1,0x5e,0x0a,0xe3,0x75,0x61,0x99 0x9b,0x23,0x68,0xb5,0x17,0xb0,0x57,0x78 0x66,0x82,0xb9,0xd4,0x73,0x3d,0xc2,0x44 0xac,0x6a,0xbe,0x11,0x8f,0x47,0x96,0xb2 0x3a,0xd1,0x87,0x6f,0x79,0xc9,0x1a,0x5f 0x55,0x26,0xa6,0x52,0x01,0x39,0x9d,0x4d
【００３０】ここで、エントリーは１６進数形式であ
る。ｉｂｏｘテーブル・エントリーは０ｘ００から０ｘ
ｆｆの指標である。上のテーブルに対して、第１列の第
１エントリーは０ｘ００と指標され、第１列の第８エン
トリーは０ｘ０７と指標され、第２列の第１エントリー
は０ｘ０８と指標され、第２列の第８エントリーは０ｘ
０ｆと指標され、などである。テーブルを見ると、これ
が不随意ルックアップを提供することは明らかである。
すなわち、ｉｂｏｘ（ｉｂｏｘ（ｚ））＝ｚである。例
えば、ｉｂｏｘ（０ｘ００）＝０ｘａ２である。０ｘａ
２と指標されたエントリーをルックアップすると、ｉｂ
ｏｘ（０ｘａ２）＝０ｘ００であることがわかる。強調
されたｔｂｏｘ関数は、図１の説明との関連で上に説明
されたＴＢＯＸ関数の代用とされる。
る。ｉｂｏｘテーブル・エントリーは０ｘ００から０ｘ
ｆｆの指標である。上のテーブルに対して、第１列の第
１エントリーは０ｘ００と指標され、第１列の第８エン
トリーは０ｘ０７と指標され、第２列の第１エントリー
は０ｘ０８と指標され、第２列の第８エントリーは０ｘ
０ｆと指標され、などである。テーブルを見ると、これ
が不随意ルックアップを提供することは明らかである。
すなわち、ｉｂｏｘ（ｉｂｏｘ（ｚ））＝ｚである。例
えば、ｉｂｏｘ（０ｘ００）＝０ｘａ２である。０ｘａ
２と指標されたエントリーをルックアップすると、ｉｂ
ｏｘ（０ｘａ２）＝０ｘ００であることがわかる。強調
されたｔｂｏｘ関数は、図１の説明との関連で上に説明
されたＴＢＯＸ関数の代用とされる。
【００３１】更に安全性を高めるために、ｔｂｏｘ関数
への入力が、第１の秘密オフセットまたは第２の秘密オ
フセットのいずれかを用いて置換される。各ｔｂｏｘ関
数入力は、置換結果を生成するために、置換される。
への入力が、第１の秘密オフセットまたは第２の秘密オ
フセットのいずれかを用いて置換される。各ｔｂｏｘ関
数入力は、置換結果を生成するために、置換される。
【外６】
ｔｂｏｘ入力の置換は、効果的にｔｂｏｘエントリーの
位置を、各メッセージと共にシフトし、攻撃の難しさを
とても増大させる。ステップ２１２において、中間の暗
号テキストは最終的に処理されたテキストを生成するた
めに変換される。この第２の変換は、第１と第２のオフ
セットが第２の変換に対しては反対にされていることを
除いては、第１の変換と等しい。すなわち、第１の変換
において第１のオフセットが用いられる所では、第２の
変換では第２のオフセットが用いられ、第１の変換にお
いて第２のオフセットが用いられる所では、第２の変換
では第１のオフセットが用いられる。第２の変換は、図
４の説明との関連で、以下に説明される。
位置を、各メッセージと共にシフトし、攻撃の難しさを
とても増大させる。ステップ２１２において、中間の暗
号テキストは最終的に処理されたテキストを生成するた
めに変換される。この第２の変換は、第１と第２のオフ
セットが第２の変換に対しては反対にされていることを
除いては、第１の変換と等しい。すなわち、第１の変換
において第１のオフセットが用いられる所では、第２の
変換では第２のオフセットが用いられ、第１の変換にお
いて第２のオフセットが用いられる所では、第２の変換
では第１のオフセットが用いられる。第２の変換は、図
４の説明との関連で、以下に説明される。
【００３２】図３は、図２に示される前方ＥＣＭＥＡ処
理２００において実行される第１の変換２０８のステッ
プの詳細を示した流れ図である。ステップ３０４−３０
８は、未処理メッセージの各オクテットｎに対して実行
される。ｎは、ｎ＝０からｎ＝ｎｍａｘ−１であり、こ
こでｎｍａｘはメッセージにおけるオクテットの数であ
る。
理２００において実行される第１の変換２０８のステッ
プの詳細を示した流れ図である。ステップ３０４−３０
８は、未処理メッセージの各オクテットｎに対して実行
される。ｎは、ｎ＝０からｎ＝ｎｍａｘ−１であり、こ
こでｎｍａｘはメッセージにおけるオクテットの数であ
る。
【００３３】ステップ３０２において、ｎは０に設定さ
れる。ステップ３０４において、ビット交換が、オクテ
ットｎとその上のオクテットの間で、以下の式を用いて
実行される：
れる。ステップ３０４において、ビット交換が、オクテ
ットｎとその上のオクテットの間で、以下の式を用いて
実行される：
【外７】
ここで、ｊは一時的な変数であり、Ｏｎは未処理メッセ
ージのｎ番目のオクテットであり、ＡＮＤは２値ブール
ＡＮＤ演算子である。
ージのｎ番目のオクテットであり、ＡＮＤは２値ブール
ＡＮＤ演算子である。
【００３４】ステップ３０６において、以下の式に従っ
て、フィードバックをもつ不随意のルックアップが実行
される：
て、フィードバックをもつ不随意のルックアップが実行
される：
【外８】
【００３５】ステップ３０８において、ランダム・バイ
ト置換が実行される。すなわち、オクテットが、以下の
式に従うランダムなひとつと交換される。
ト置換が実行される。すなわち、オクテットが、以下の
式に従うランダムなひとつと交換される。
【外９】
ここで、ｊおよびｚはバッファ変数であり、＊は乗法を
示し、＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
示し、＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
【００３６】ステップ３１０において、ｎは増加され
る。３１２において、ｎはｎｍａｘと比較される。ｎ＜
ｎｍａｘである場合、制御はステップ３０４に戻され
る。ｎ≧ｎｍａｘである場合、制御はステップ３１４に
行き、第１の変換ステップは終了する。
る。３１２において、ｎはｎｍａｘと比較される。ｎ＜
ｎｍａｘである場合、制御はステップ３０４に戻され
る。ｎ≧ｎｍａｘである場合、制御はステップ３１４に
行き、第１の変換ステップは終了する。
【００３７】図４は、図２に示される前方ＥＣＭＥＡ処
理２００において実行される第２の変換２１２のステッ
プの詳細を示した流れ図である。ステップ４０４−４０
８は、中間の暗号テキスト・メッセージの各オクテット
ｎに対して実行される。ｎは、ｎ＝０からｎ＝ｎｍａｘ
−１であり、ここでｎｍａｘはメッセージにおけるオク
テットの数である。ステップ４０２において、ｎは０に
設定される。
理２００において実行される第２の変換２１２のステッ
プの詳細を示した流れ図である。ステップ４０４−４０
８は、中間の暗号テキスト・メッセージの各オクテット
ｎに対して実行される。ｎは、ｎ＝０からｎ＝ｎｍａｘ
−１であり、ここでｎｍａｘはメッセージにおけるオク
テットの数である。ステップ４０２において、ｎは０に
設定される。
【００３８】ステップ４０４において、ビット交換が、
オクテットｎとその上のオクテットの間で、以下の式を
用いて実行される：
オクテットｎとその上のオクテットの間で、以下の式を
用いて実行される：
【外１０】
ここで、ｊは一時的な変数であり、Ｏｎ は中間の暗号
テキスト・メッセージのｎ番目のオクテットである。
テキスト・メッセージのｎ番目のオクテットである。
【００３９】ステップ４０６において、以下の式に従っ
て、フィードバックをもつ不随意のルックアップが実行
される：
て、フィードバックをもつ不随意のルックアップが実行
される：
【外１１】
【００４０】ステップ４０８において、ランダム・バイ
ト置換が実行される。すなわち、オクテットが、以下の
式に従うランダムなひとつと交換される。
ト置換が実行される。すなわち、オクテットが、以下の
式に従うランダムなひとつと交換される。
【外１２】
ここで、ｊおよびｚは一時的なバッファ変数であり、＊
は乗法を示し、＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
は乗法を示し、＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
【００４１】ステップ４１０において、ｎは増加され
る。４１２において、ｎはｎｍａｘと比較される。ｎ＜
ｎｍａｘである場合、制御はステップ４０４に戻され
る。ｎ≧ｎｍａｘである場合、制御はステップ４１４に
行き、第２の変換ステップは終了する。
る。４１２において、ｎはｎｍａｘと比較される。ｎ＜
ｎｍａｘである場合、制御はステップ４０４に戻され
る。ｎ≧ｎｍａｘである場合、制御はステップ４１４に
行き、第２の変換ステップは終了する。
【００４２】図５は、図２に示された前方ＥＣＭＥＡ処
理２００によって暗号化されたテキスト、または、図２
に示された前方ＥＣＭＥＡ処理２００によって解読され
たテキストに適した、逆ＥＣＭＥＡ処理５００を示す図
である。逆ＥＣＭＥＡ処理５００は、前方および逆変換
において、第１のオフセットが第２のオフセットに置き
換えられ、第２のオフセットが第１のオフセットに置き
換えられることを除いて、前方ＥＣＭＥＡ処理２００と
同じである。
理２００によって暗号化されたテキスト、または、図２
に示された前方ＥＣＭＥＡ処理２００によって解読され
たテキストに適した、逆ＥＣＭＥＡ処理５００を示す図
である。逆ＥＣＭＥＡ処理５００は、前方および逆変換
において、第１のオフセットが第２のオフセットに置き
換えられ、第２のオフセットが第１のオフセットに置き
換えられることを除いて、前方ＥＣＭＥＡ処理２００と
同じである。
【００４３】ステップ５０２において、未処理メッセー
ジが暗号／解読処理に導入される。ステップ５０４にお
いて、ｔｂｏｘを関数コールとしてよりもむしろ静的テ
ーブルとして実施するシステムにおいては、静的ｔｂｏ
ｘテーブルが引き出される。ステップ５０６において、
秘密８ビット値Ｋ０−Ｋ３のセットが秘密オフセットを
発生するのに用いるために発生され、オフセットが計算
される。秘密値のセットは、当分野において共通に知ら
れた任意の多数の技術を用いて生成される。全ての秘密
値Ｋ０−Ｋ３は、好ましくは、各無線電話呼に対して発
生され、呼を通して不変であることが好ましい。第１お
よび第２のオフセットは、次の式を用いて発生される：
ジが暗号／解読処理に導入される。ステップ５０４にお
いて、ｔｂｏｘを関数コールとしてよりもむしろ静的テ
ーブルとして実施するシステムにおいては、静的ｔｂｏ
ｘテーブルが引き出される。ステップ５０６において、
秘密８ビット値Ｋ０−Ｋ３のセットが秘密オフセットを
発生するのに用いるために発生され、オフセットが計算
される。秘密値のセットは、当分野において共通に知ら
れた任意の多数の技術を用いて生成される。全ての秘密
値Ｋ０−Ｋ３は、好ましくは、各無線電話呼に対して発
生され、呼を通して不変であることが好ましい。第１お
よび第２のオフセットは、次の式を用いて発生される：
【外１３】
ここで、Ｋ０−Ｋ３は上に定義されたものであり、ＣＳ
は暗号同期値である。ＣＳｎ 値はｎ番目のメッセージ
に対する外的な値である。ＣＳｎ値は８ビットを含み、
好ましくは、２進カウンターとして実施される。オフセ
ット１およびオフセット２は各８ビット値である。
は暗号同期値である。ＣＳｎ 値はｎ番目のメッセージ
に対する外的な値である。ＣＳｎ値は８ビットを含み、
好ましくは、２進カウンターとして実施される。オフセ
ット１およびオフセット２は各８ビット値である。
【００４４】ステップ５０８において、第１および第２
の秘密オフセットを用いて、第一の逆変換されたメッセ
ージを生成するために、未処理メッセージが逆変換され
る。変換の詳細は、逆変換において実行されるステップ
が変換のそれに関して逆の順番であることと、メッセー
ジ・オクテットが逆の順番で進められることを除いて
は、図３の説明との関連で上に説明したのと同様であ
る。第１の逆変換の詳細は、図６の説明との関連で以下
に説明され、第２の逆変換の詳細は、図７の説明との関
連で以下に説明さる。
の秘密オフセットを用いて、第一の逆変換されたメッセ
ージを生成するために、未処理メッセージが逆変換され
る。変換の詳細は、逆変換において実行されるステップ
が変換のそれに関して逆の順番であることと、メッセー
ジ・オクテットが逆の順番で進められることを除いて
は、図３の説明との関連で上に説明したのと同様であ
る。第１の逆変換の詳細は、図６の説明との関連で以下
に説明され、第２の逆変換の詳細は、図７の説明との関
連で以下に説明さる。
【００４５】ステップ５１０において、第１の逆変換さ
れたメッセージは、ＣＭＥＡキーを用いて、ＣＭＥＡ処
理の反復をされ、逆中間の暗号テキスト・メッセージを
生成する。ＣＭＥＡ関数は強調されたｔｂｏｘ関数を含
み、各オクテットの不随意ルックアップを実行し、次の
式で与えられる tbox(z) ＝I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(z+k0)XOR
k1)+k2)XOR k3)+k4)XOR k5)+k6)XOR k7)-k6)XOR k5)-k
4)XOR k3)-k2)XOR k1)-k0 ここで、“＋”はモジューロ２５６加算であり、“−”
はモジューロ２５６減算であり、“ＸＯＲ”はＸＯＲ関
数であり、“ｚ”は関数変数であり、ｋ０，．．ｋ７は
ＥＣＭＥＡキーの８オクテットである。
れたメッセージは、ＣＭＥＡキーを用いて、ＣＭＥＡ処
理の反復をされ、逆中間の暗号テキスト・メッセージを
生成する。ＣＭＥＡ関数は強調されたｔｂｏｘ関数を含
み、各オクテットの不随意ルックアップを実行し、次の
式で与えられる tbox(z) ＝I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(I(z+k0)XOR
k1)+k2)XOR k3)+k4)XOR k5)+k6)XOR k7)-k6)XOR k5)-k
4)XOR k3)-k2)XOR k1)-k0 ここで、“＋”はモジューロ２５６加算であり、“−”
はモジューロ２５６減算であり、“ＸＯＲ”はＸＯＲ関
数であり、“ｚ”は関数変数であり、ｋ０，．．ｋ７は
ＥＣＭＥＡキーの８オクテットである。
【００４６】Ｉ（）は周知のｉｂｏｘ８ビットテーブル
・ルックアップの結果である。このｉｂｏｘテーブル
は、８ビットバイトから８ビットバイトへの不随意マッ
ピングを実行するために選択されたエントリーを持つ不
随意ルックアップ・テーブルである。
・ルックアップの結果である。このｉｂｏｘテーブル
は、８ビットバイトから８ビットバイトへの不随意マッ
ピングを実行するために選択されたエントリーを持つ不
随意ルックアップ・テーブルである。
【００４７】ｉｂｏｘテーブルは不随意のルックアップ
テーブルであり、８ビットバイトの８ビットバイトへの
不随意のマッピングを行うよう選ばれた項目を有してい
る。なお、ｉｂｏｘテーブルの好ましい例は以下の通り
である。 0xa2,0xfc,0x5c,0x12,0x6b,0xae,0x70,0x7c 0x7e,0x41,0xd3,0x86,0xc1,0x85,0x89,0x9a 0x59,0xab,0x03,0x7d,0x62,0xca,0x4f,0xdc 0xa5,0x48,0xf6,0x71,0x56,0xc0,0x8c,0x9e 0x9f,0xc3,0x60,0xd9,0xc5,0x53,0xf9,0x7f 0xb1,0x4a,0x6c,0xa8,0x95,0xab,0x76,0xba 0x8e,0x83,0x43,0x90,0x7a,0x37,0xcf,0x35 0xb4,0xfd,0xf0,0xa3,0x51,0xe5,0x6e,0xcb 0x67,0x09,0x92,0x32,0xe7,0x8b,0xd0,0xed 0x19,0xb7,0x29,0x80,0xc4,0xff,0xa9,0x16 0xc6,0x3c,0xfb,0x25,0x98,0xf8,0x1c,0xde 0xaa,0x10,0xad,0x8a,0x02,0x64,0xd2,0xf7 0x22,0xd6,0x14,0xbd,0x5d,0xa0,0xe0,0x40 0xda,0x88,0xe9,0x04,0x2a,0xaf,0x3e,0xf3 0x06,0x1b,0xc7,0xe4,0x91,0xd5,0x2e,0xc8 0xdf,0xf4,0x34,0xa4,0x07,0x13,0x08,0x27 0x4b,0xbf,0xe1,0x31,0xce,0x0d,0x0b,0xf2 0x69,0x0e,0x5b,0x45,0x1e,0xb6,0x30,0xec 0x33,0x74,0x42,0xa7,0xb8,0x2c,0xee,0xbc 0x54,0xd7,0x0f,0xd8,0xb3,0xfe,0x1f,0x20 0x65,0xcc,0x00,0x3b,0x7b,0x18,0xfa,0x93 0x2b,0x4e,0x58,0x2d,0xe8,0x5a,0x05,0x6d 0xdd,0x28,0xef,0x9c,0x38,0xdb,0x8d,0x49 0x94,0xe2,0x2f,0xcd,0x97,0x63,0xea,0x81 0x1d,0x0c,0xe6,0x21,0x4c,0x24,0x50,0x72 0x77,0xf5,0x15,0x3f,0xa1,0xbb,0x84,0x36 0x46,0xf1,0x5e,0x0a,0xe3,0x75,0x61,0x99 0x9b,0x23,0x68,0xb5,0x17,0xb0,0x57,0x78 0x66,0x82,0xb9,0xd4,0x73,0x3d,0xc2,0x44 0xac,0x6a,0xbe,0x11,0x8f,0x47,0x96,0xb2 0x3a,0xd1,0x87,0x6f,0x79,0xc9,0x1a,0x5f 0x55,0x26,0xa6,0x52,0x01,0x39,0x9d,0x4d
テーブルであり、８ビットバイトの８ビットバイトへの
不随意のマッピングを行うよう選ばれた項目を有してい
る。なお、ｉｂｏｘテーブルの好ましい例は以下の通り
である。 0xa2,0xfc,0x5c,0x12,0x6b,0xae,0x70,0x7c 0x7e,0x41,0xd3,0x86,0xc1,0x85,0x89,0x9a 0x59,0xab,0x03,0x7d,0x62,0xca,0x4f,0xdc 0xa5,0x48,0xf6,0x71,0x56,0xc0,0x8c,0x9e 0x9f,0xc3,0x60,0xd9,0xc5,0x53,0xf9,0x7f 0xb1,0x4a,0x6c,0xa8,0x95,0xab,0x76,0xba 0x8e,0x83,0x43,0x90,0x7a,0x37,0xcf,0x35 0xb4,0xfd,0xf0,0xa3,0x51,0xe5,0x6e,0xcb 0x67,0x09,0x92,0x32,0xe7,0x8b,0xd0,0xed 0x19,0xb7,0x29,0x80,0xc4,0xff,0xa9,0x16 0xc6,0x3c,0xfb,0x25,0x98,0xf8,0x1c,0xde 0xaa,0x10,0xad,0x8a,0x02,0x64,0xd2,0xf7 0x22,0xd6,0x14,0xbd,0x5d,0xa0,0xe0,0x40 0xda,0x88,0xe9,0x04,0x2a,0xaf,0x3e,0xf3 0x06,0x1b,0xc7,0xe4,0x91,0xd5,0x2e,0xc8 0xdf,0xf4,0x34,0xa4,0x07,0x13,0x08,0x27 0x4b,0xbf,0xe1,0x31,0xce,0x0d,0x0b,0xf2 0x69,0x0e,0x5b,0x45,0x1e,0xb6,0x30,0xec 0x33,0x74,0x42,0xa7,0xb8,0x2c,0xee,0xbc 0x54,0xd7,0x0f,0xd8,0xb3,0xfe,0x1f,0x20 0x65,0xcc,0x00,0x3b,0x7b,0x18,0xfa,0x93 0x2b,0x4e,0x58,0x2d,0xe8,0x5a,0x05,0x6d 0xdd,0x28,0xef,0x9c,0x38,0xdb,0x8d,0x49 0x94,0xe2,0x2f,0xcd,0x97,0x63,0xea,0x81 0x1d,0x0c,0xe6,0x21,0x4c,0x24,0x50,0x72 0x77,0xf5,0x15,0x3f,0xa1,0xbb,0x84,0x36 0x46,0xf1,0x5e,0x0a,0xe3,0x75,0x61,0x99 0x9b,0x23,0x68,0xb5,0x17,0xb0,0x57,0x78 0x66,0x82,0xb9,0xd4,0x73,0x3d,0xc2,0x44 0xac,0x6a,0xbe,0x11,0x8f,0x47,0x96,0xb2 0x3a,0xd1,0x87,0x6f,0x79,0xc9,0x1a,0x5f 0x55,0x26,0xa6,0x52,0x01,0x39,0x9d,0x4d
【００４８】ここで、項目は１６進フォーマットからな
っている。ｉｂｏｘテーブルの項目は、０ｘ００から０
ｘｆｆまでの索引を付けられ、これは１０進法の０から
２５５に直される。上記テーブルについて、第１行目の
第１番目の項目には０ｘ００の索引が付けられ、第１行
目の第８番目の項目には０ｘ０７の索引が付けられ、第
２行目の第１番目の項目には０ｘ０８の索引が付けら
れ、第２行目の第８番目の項目には０ｘ０ｆの索引が付
けられ、以下の項目にもこれに準ずる索引が付けられ
る。テーブルの検査から、そのテーブルは不随意のルッ
クアップを提供することが明らかである。即ち、ｉｂｏ
ｘ（ｉｂｏｘ（（ｚ））＝ｚとなる。例えば、ｉｂｏｘ
（０ｘ００）＝０ｘａ２となる。０ｘａ２の索引が付け
られた項目を調べると、ｉｂｏｘ（０ｘａ２）＝０ｘ０
０というのが分かる。強調されたｔｂｏｘ関数は、第１
図の議論に関連する既述のＴＢＯＸ関数に代えられる。
っている。ｉｂｏｘテーブルの項目は、０ｘ００から０
ｘｆｆまでの索引を付けられ、これは１０進法の０から
２５５に直される。上記テーブルについて、第１行目の
第１番目の項目には０ｘ００の索引が付けられ、第１行
目の第８番目の項目には０ｘ０７の索引が付けられ、第
２行目の第１番目の項目には０ｘ０８の索引が付けら
れ、第２行目の第８番目の項目には０ｘ０ｆの索引が付
けられ、以下の項目にもこれに準ずる索引が付けられ
る。テーブルの検査から、そのテーブルは不随意のルッ
クアップを提供することが明らかである。即ち、ｉｂｏ
ｘ（ｉｂｏｘ（（ｚ））＝ｚとなる。例えば、ｉｂｏｘ
（０ｘ００）＝０ｘａ２となる。０ｘａ２の索引が付け
られた項目を調べると、ｉｂｏｘ（０ｘａ２）＝０ｘ０
０というのが分かる。強調されたｔｂｏｘ関数は、第１
図の議論に関連する既述のＴＢＯＸ関数に代えられる。
【００４９】セキュリティーをより向上させるため、ｔ
ｂｏｘ関数への入力について第１の秘密オフセットを用
いた置換が行われる。ｔｂｏｘ関数の各入力について置
換結果を生成するための置換が行われる。ｔｂｏｘ関数
入力をｘと定義すると、
ｂｏｘ関数への入力について第１の秘密オフセットを用
いた置換が行われる。ｔｂｏｘ関数の各入力について置
換結果を生成するための置換が行われる。ｔｂｏｘ関数
入力をｘと定義すると、
【外１４】
ｔｂｏｘ入力の置換は効果的にｔｂｏｘ項目のロケーシ
ョンを各メッセージと共に移動させるので、傍受等の困
難性が非常に増大する。ステップ５１２において、逆中
間暗号文は第２の逆変換を受けて最終的に処理されたテ
キストを生成する。第２の逆変換は第１の逆変換と基本
的に同一だが、第１の逆変換に関し第１と第２のオフセ
ットが第２の逆変換との関係で交換される点が相違す
る。即ち、第１のオフセットが第１の逆変換に用いられ
るところでは第２のオフセットが第２の逆変換に用いら
れ、第２のオフセットが第１の逆変換に用いられるとこ
ろでは第１のオフセットが第２の逆変換に用いられる。
ョンを各メッセージと共に移動させるので、傍受等の困
難性が非常に増大する。ステップ５１２において、逆中
間暗号文は第２の逆変換を受けて最終的に処理されたテ
キストを生成する。第２の逆変換は第１の逆変換と基本
的に同一だが、第１の逆変換に関し第１と第２のオフセ
ットが第２の逆変換との関係で交換される点が相違す
る。即ち、第１のオフセットが第１の逆変換に用いられ
るところでは第２のオフセットが第２の逆変換に用いら
れ、第２のオフセットが第１の逆変換に用いられるとこ
ろでは第１のオフセットが第２の逆変換に用いられる。
【００５０】第６図は、第５図に示される逆ＥＣＭＥＡ
処理５００で実行される第１の逆変換５０８の処理を詳
細に示すフローチャートである。ここで、ステップ６０
４〜６０８は未処理メッセージの各オクテットｎ、即ち
ｎ＝ｎｍａｘ−１からｎ＝０、ごとに実行される。な
お、ｎｍａｘはメッセージ中のオクテットの数である。
処理５００で実行される第１の逆変換５０８の処理を詳
細に示すフローチャートである。ここで、ステップ６０
４〜６０８は未処理メッセージの各オクテットｎ、即ち
ｎ＝ｎｍａｘ−１からｎ＝０、ごとに実行される。な
お、ｎｍａｘはメッセージ中のオクテットの数である。
【００５１】ステップ６０２で、ｎはｎｍａｘ−１に設
定される。またステップ６０４で、逆ランダムバイトの
置換が実行される。即ち、以下の式にしたがって、１つ
のオクテットはそれ以下の任意のものと交換され得る。
定される。またステップ６０４で、逆ランダムバイトの
置換が実行される。即ち、以下の式にしたがって、１つ
のオクテットはそれ以下の任意のものと交換され得る。
【外１５】
ここで、Ｏｎ は未処理メッセージのｎ番目のオクテッ
トであり、ｊとｚは仮変数であり、＊はかけ算を示し、
そして＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
トであり、ｊとｚは仮変数であり、＊はかけ算を示し、
そして＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
【００５２】ステップ６０４で、以下の式にしたがっ
て、フィードバックを持つ逆不随意ルックアップが実行
される。
て、フィードバックを持つ逆不随意ルックアップが実行
される。
【外１６】
【００５３】ステップ６０６で、以下の式にしたがっ
て、逆ビット交換がオクテットｎとそれ以上のオクテッ
トとの間で実行される。
て、逆ビット交換がオクテットｎとそれ以上のオクテッ
トとの間で実行される。
【外１７】
ここで、ｊは仮変数である。
【００５４】ステップ６１０でｎが減分され、そしてス
テップ６１２でｎが０と比較される。ここで、ｎ０なら
制御はステップ６０４に戻り、ｎ＜０なら制御はステッ
プ６１４に進んで第１の逆変換ステップは終了する。
テップ６１２でｎが０と比較される。ここで、ｎ０なら
制御はステップ６０４に戻り、ｎ＜０なら制御はステッ
プ６１４に進んで第１の逆変換ステップは終了する。
【００５５】第７図は、第５図に示される逆ＥＣＭＥＡ
処理５００で実行される第２の逆変換５１２の処理を詳
細に示すフローチャートである。ここで、ステップ７０
４〜７０８は中間暗号文メッセージの各オクテットｎ、
即ちｎ＝ｎｍａｘ−１からｎ＝０、ごとに実行される。
なお、ｎｍａｘはメッセージ中のオクテットの数であ
る。
処理５００で実行される第２の逆変換５１２の処理を詳
細に示すフローチャートである。ここで、ステップ７０
４〜７０８は中間暗号文メッセージの各オクテットｎ、
即ちｎ＝ｎｍａｘ−１からｎ＝０、ごとに実行される。
なお、ｎｍａｘはメッセージ中のオクテットの数であ
る。
【００５６】ステップ７０２でｎはｎｍａｘ−１に設定
され、またステップ７０４で逆ランダムバイトの置換が
実行される。即ち、以下の式にしたがって、１つのオク
テットはそれ以下の任意のものと交換され得る。
され、またステップ７０４で逆ランダムバイトの置換が
実行される。即ち、以下の式にしたがって、１つのオク
テットはそれ以下の任意のものと交換され得る。
【外１８】
ここで、Ｏｎ は中間暗号文メッセージのｎ番目のオク
テットであり、ｊとｚは仮変数であり、＊はかけ算を示
し、そして＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
テットであり、ｊとｚは仮変数であり、＊はかけ算を示
し、そして＞＞８は８ビットの右シフトを示す。
【００５７】ステップ７０６で、以下の式にしたがっ
て、フィードバックを持つ逆不随意ルックアップが実行
される。
て、フィードバックを持つ逆不随意ルックアップが実行
される。
【外１９】
【００５８】ステップ７０８で、以下の式にしたがっ
て、逆ビット交換がオクテットｎとそれ以上のオクテッ
トとの間で実行される。
て、逆ビット交換がオクテットｎとそれ以上のオクテッ
トとの間で実行される。
【外２０】
ここで、ｊは仮変数である。
【００５９】ステップ７１０でｎが減分され、そしてス
テップ７１２でｎが０と比較される。ここで、ｎ≧なら
制御はステップ７０４に戻り、ｎ＜０なら制御はステッ
プ７１４に進んで第２の逆変換ステップは終了する。
テップ７１２でｎが０と比較される。ここで、ｎ≧なら
制御はステップ７０４に戻り、ｎ＜０なら制御はステッ
プ７１４に進んで第２の逆変換ステップは終了する。
【００６０】第８図は、移動体ハンドセット９００と基
地局１０００を含有する無線電話システム８００を示す
図である。ハンドセット９００と基地局１０００は、共
に本発明によるメッセージ送信と処理を実行できるよう
装備されている。ハンドセット９００はトランシーバ９
０２、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース９０４、暗号
化／解読プロセッサ９０６、そしてキイ発生器９０８を
含有する。キイ発生器９０８は、キイ発生のため記憶さ
れた秘密データを受信し使用する。記憶された秘密デー
タは望ましくはＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのよう
な不揮発性メモリ９１０に記憶される。キイ発生器はま
た、秘密オフセットを生成する秘密値Ｋ０〜Ｋ３を発生
させる。なお、キイ発生器は当該技術で公知の数多くの
技術のうちどれを用いて秘密値Ｋ０〜Ｋ３を発生させる
よう設計されてもよい。１組の秘密値Ｋ０〜Ｋ３は好ま
しくは各無線電話コールごとに生成され、それら値Ｋ０
〜Ｋ３は好ましくはコール全体を通じて一定に維持され
る。キイ発生器９０８は、生成されたキイと秘密値Ｋ０
〜Ｋ３をメモリ９１２に記憶する。暗号化／解読プロセ
ッサはまた、キイ発生器９０８から受信されたキイ、秘
密オフセット生成時に用いられる初期化値、暗号文メッ
セージオクテット、そして静止的テーブルとしてｔｂｏ
ｘ関数を実行するよう望まれるときに生成されて用いら
れ得る静止的ｔｂｏｘテーブルを記憶するメモリ９１４
を含有する。移動体ハンドセット９００もまた、暗号化
／解読プロセッサ９０６により暗号化されトランシーバ
９０２により送信されるべきメッセージを発生させるメ
ッセージ発生器９１６を含有する。
地局１０００を含有する無線電話システム８００を示す
図である。ハンドセット９００と基地局１０００は、共
に本発明によるメッセージ送信と処理を実行できるよう
装備されている。ハンドセット９００はトランシーバ９
０２、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース９０４、暗号
化／解読プロセッサ９０６、そしてキイ発生器９０８を
含有する。キイ発生器９０８は、キイ発生のため記憶さ
れた秘密データを受信し使用する。記憶された秘密デー
タは望ましくはＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのよう
な不揮発性メモリ９１０に記憶される。キイ発生器はま
た、秘密オフセットを生成する秘密値Ｋ０〜Ｋ３を発生
させる。なお、キイ発生器は当該技術で公知の数多くの
技術のうちどれを用いて秘密値Ｋ０〜Ｋ３を発生させる
よう設計されてもよい。１組の秘密値Ｋ０〜Ｋ３は好ま
しくは各無線電話コールごとに生成され、それら値Ｋ０
〜Ｋ３は好ましくはコール全体を通じて一定に維持され
る。キイ発生器９０８は、生成されたキイと秘密値Ｋ０
〜Ｋ３をメモリ９１２に記憶する。暗号化／解読プロセ
ッサはまた、キイ発生器９０８から受信されたキイ、秘
密オフセット生成時に用いられる初期化値、暗号文メッ
セージオクテット、そして静止的テーブルとしてｔｂｏ
ｘ関数を実行するよう望まれるときに生成されて用いら
れ得る静止的ｔｂｏｘテーブルを記憶するメモリ９１４
を含有する。移動体ハンドセット９００もまた、暗号化
／解読プロセッサ９０６により暗号化されトランシーバ
９０２により送信されるべきメッセージを発生させるメ
ッセージ発生器９１６を含有する。
【００６１】内部的に発生したメッセージが暗号化され
てハンドセット９００により送信されるべきとき、その
メッセージはメッセージ発生器９１６からＩ／Ｏインタ
ーフェース９０４へ送信される。そしてＩ／Ｏインター
フェース９０４は、識別子と共にメッセージを暗号化／
解読プロセッサ９０６に送信する。プロセッサ９０６
は、キイ発生器９０８からのキイを受信し、その後のメ
ッセージの暗号化に使用する。
てハンドセット９００により送信されるべきとき、その
メッセージはメッセージ発生器９１６からＩ／Ｏインタ
ーフェース９０４へ送信される。そしてＩ／Ｏインター
フェース９０４は、識別子と共にメッセージを暗号化／
解読プロセッサ９０６に送信する。プロセッサ９０６
は、キイ発生器９０８からのキイを受信し、その後のメ
ッセージの暗号化に使用する。
【００６２】暗号化／解読プロセッサ９０６が平文メッ
セージをメッセージ発生器９１６から受信すると、その
メッセージは第２図の議論に関連して既述される前向き
ＥＣＭＥＡ処理を受ける。この前向きＥＣＭＥＡ処理
は、第１の変換、ＣＭＥＡ処理の相互作用、そして第２
の変換を包含している。第２図で既述したように、ＥＣ
ＭＥＡ処理を用いることはｔｂｏｘ項目のロケーション
を各メッセージのみでなく１つのメッセージの暗号化の
各相互作用をも一緒に移動させる。
セージをメッセージ発生器９１６から受信すると、その
メッセージは第２図の議論に関連して既述される前向き
ＥＣＭＥＡ処理を受ける。この前向きＥＣＭＥＡ処理
は、第１の変換、ＣＭＥＡ処理の相互作用、そして第２
の変換を包含している。第２図で既述したように、ＥＣ
ＭＥＡ処理を用いることはｔｂｏｘ項目のロケーション
を各メッセージのみでなく１つのメッセージの暗号化の
各相互作用をも一緒に移動させる。
【００６３】前向きＥＣＭＥＡ処理が終了すると、最後
の暗号文が生成されてメモリ９１４に記憶され、更にＩ
／Ｏインターフェース９０４とトランシーバ９０２へ送
信のため発送される。
の暗号文が生成されてメモリ９１４に記憶され、更にＩ
／Ｏインターフェース９０４とトランシーバ９０２へ送
信のため発送される。
【００６４】暗号化されたメッセージが解読の目的でハ
ンドセット９００により受信されると、トランシーバ９
０２はそれをＩ／Ｏインターフェース９０４へ送る。す
るとＩ／Ｏインターフェース９０４はそのメッセージを
暗号化／解読プロセッサ９０６へ送る。そしてプロセッ
サ９０６はキイ発生器９０８からのキイを受信し、第２
図の議論に関して既述される前向きＥＣＭＥＡ処理を用
いてメッセージを解読する。ハンドセット９００はメッ
セージの暗号化と解読のため前向きＥＣＭＥＡ処理を用
い、そして好ましくは第５図の議論との関係で既述の逆
ＥＣＭＥＡ処理を暗号化と解読のため用いる基地局１０
００と通信を行う。基地局１０００は、トランシーバ１
００２、Ｉ／Ｏインターフェース１００４、暗号化／解
読プロセッサ１００６、キイ発生器１００８、不揮発性
メモリ１０１０、メモリ１０１２、メモリ１０１４、そ
してメッセージ発生器１０１４を含有する。これらの構
成要素はハンドセット９００の対応する構成要素と類似
するものであるが、逆ＥＣＭＥＡ処理を実行するよう形
成されている。これにより、ハンドセット９００により
暗号化されたメッセージは基地局１０００により解読さ
れ、そして基地局１０００により暗号化されたメッセー
ジはハンドセット９００により解読される。
ンドセット９００により受信されると、トランシーバ９
０２はそれをＩ／Ｏインターフェース９０４へ送る。す
るとＩ／Ｏインターフェース９０４はそのメッセージを
暗号化／解読プロセッサ９０６へ送る。そしてプロセッ
サ９０６はキイ発生器９０８からのキイを受信し、第２
図の議論に関して既述される前向きＥＣＭＥＡ処理を用
いてメッセージを解読する。ハンドセット９００はメッ
セージの暗号化と解読のため前向きＥＣＭＥＡ処理を用
い、そして好ましくは第５図の議論との関係で既述の逆
ＥＣＭＥＡ処理を暗号化と解読のため用いる基地局１０
００と通信を行う。基地局１０００は、トランシーバ１
００２、Ｉ／Ｏインターフェース１００４、暗号化／解
読プロセッサ１００６、キイ発生器１００８、不揮発性
メモリ１０１０、メモリ１０１２、メモリ１０１４、そ
してメッセージ発生器１０１４を含有する。これらの構
成要素はハンドセット９００の対応する構成要素と類似
するものであるが、逆ＥＣＭＥＡ処理を実行するよう形
成されている。これにより、ハンドセット９００により
暗号化されたメッセージは基地局１０００により解読さ
れ、そして基地局１０００により暗号化されたメッセー
ジはハンドセット９００により解読される。
【００６５】高速化の要求やメモリ上の制約次第で、ハ
ンドセット９００又は基地局１０００はｔｂｏｘを関数
又は静止的テーブルとして実行するよう設計されていて
もよい。静止的テーブルとしてのｔｂｏｘの実行は大容
量のメモリを必要とするが、処理の高速化をもたらすこ
とになる。
ンドセット９００又は基地局１０００はｔｂｏｘを関数
又は静止的テーブルとして実行するよう設計されていて
もよい。静止的テーブルとしてのｔｂｏｘの実行は大容
量のメモリを必要とするが、処理の高速化をもたらすこ
とになる。
【００６６】ＣＭＥＡ処理についての上記実施例は、実
質的にセキュリティーを向上させる一方で、処理又はシ
ステムのリソースを実質的に増大させるものではないの
で、無線電話システムのような環境での使用に非常に好
都合である。また、このようなシステムにおける移動体
ユニットと基地局はしばしば僅かな処理電力ですむ。本
発明は上述の好適な実施例との関係において開示されて
いるが、その実施についての広範な応用が、上述の開示
及び請求の範囲と矛盾しない技術分野における当業者に
よって行われ得る。
質的にセキュリティーを向上させる一方で、処理又はシ
ステムのリソースを実質的に増大させるものではないの
で、無線電話システムのような環境での使用に非常に好
都合である。また、このようなシステムにおける移動体
ユニットと基地局はしばしば僅かな処理電力ですむ。本
発明は上述の好適な実施例との関係において開示されて
いるが、その実施についての広範な応用が、上述の開示
及び請求の範囲と矛盾しない技術分野における当業者に
よって行われ得る。
【図１】 従来技術のＣＭＥＡキイ発生処理及び暗号化
の実行に基づいたＣＭＥＡにおけるその利用を説明する
ためのフローチャートである。
の実行に基づいたＣＭＥＡにおけるその利用を説明する
ためのフローチャートである。
【図２】 第１の変換、秘密オフセットにより置授され
る強化されたｔｂｏｘ関数への入力で不随意ルックアッ
プを使用する強化されたｔｂｏｘ関数が使用されるＣＭ
ＥＡ処理、及び第２の変換を使用する本件発明による先
のＥＣＭＥＡ暗号化方法を説明するためのフローチャー
トである。
る強化されたｔｂｏｘ関数への入力で不随意ルックアッ
プを使用する強化されたｔｂｏｘ関数が使用されるＣＭ
ＥＡ処理、及び第２の変換を使用する本件発明による先
のＥＣＭＥＡ暗号化方法を説明するためのフローチャー
トである。
【図３】 先のＥＣＭＥＡ暗号化方法において使用され
る第１の変換を説明するためのフローチャートである。
る第１の変換を説明するためのフローチャートである。
【図４】 先のＥＣＭＥＡ暗号化方法において使用され
る第２の変換を説明するためのフローチャートである。
る第２の変換を説明するためのフローチャートである。
【図５】 第１の逆変換、秘密オフセットにより置授さ
れる強化されたｔｂｏｘ関数への入力で不随意ルックア
ップを使用する強化されたｔｂｏｘ関数が使用されるＣ
ＭＥＡ処理、及び第２の逆変換を使用する本件発明によ
る逆ＥＣＭＥＡ暗号化方法を説明するためのフローチャ
ートである。
れる強化されたｔｂｏｘ関数への入力で不随意ルックア
ップを使用する強化されたｔｂｏｘ関数が使用されるＣ
ＭＥＡ処理、及び第２の逆変換を使用する本件発明によ
る逆ＥＣＭＥＡ暗号化方法を説明するためのフローチャ
ートである。
【図６】 逆ＥＣＭＥＡ暗号化方法において使用される
第１の逆変換を説明するためのフローチャートである。
第１の逆変換を説明するためのフローチャートである。
【図７】 逆ＥＣＭＥＡ暗号化方法において使用される
第２の逆変換を説明するためのフローチャートである。
第２の逆変換を説明するためのフローチャートである。
【図８】 本件発明によるＥＣＭＥＡ処理を使用する電
話システムの説明をするための図である。
話システムの説明をするための図である。
フロントページの続き
(72)発明者 フランク，ロバート，ジョン
アメリカ合衆国 20904 メリーランド,
シルヴァー スプリング，グレシャム ロ
ード 1200
(72)発明者 ヒアー，ダニエル，ネルソン
アメリカ合衆国．03858 ニューハンプシ
ャー，ニュートン，ソーネル ロード 29
(72)発明者 マックネリス，ロバート，ジョン
アメリカ合衆国 21046 メリーランド,
コロンビア，クオントレル ロウ 10075
(72)発明者 ミズコヴスキー，セミオン，ビー.
アメリカ合衆国．07751 ニュージャーシ
ィ，モーガンヴィル，イエローナイフ ロ
ード 227
(72)発明者 ランス，ロバート，ジョン
アメリカ合衆国 01810 マサチューセッ
ツ，アンドーヴァー，ウインターグリーン
サークル ６
(72)発明者 シップ，アール．デール
アメリカ合衆国 21044 メリーランド,
コロンビア，ヘスペラス ドライヴ 5351
Ｆターム(参考） 5J104 AA01 AA18 BA01 JA03 JA07
NA09 NA10 NA20 PA01
5K067 AA30 DD51 EE02 EE10 HH21
HH36
Claims (18)
- 【請求項１】 無線電話システムにおいて利用されるＣ
ＭＥＡ暗号システムで用いるための、呼の各メッセージ
についての前向き強調されたＣＭＥＡ暗号化又は暗号解
読処理の方法であって、 未処理メッセージ又は暗号化メッセージを導入する段階
と、 １つ以上のオフセットを生成する段階と、 未処理メッセージに第１の変換を施して第１の変換メッ
セージを作り出す段階と、 該第１の変換メッセージにＣＭＥＡ処理の繰り返しを施
して中間暗号テキストメッセージを作り出す段階とを含
み、該ＣＭＥＡ処理の繰り返しは不随意ルックアップを
用いる強調されたｔｂｏｘ関数を利用するものであり、
該強調されたｔｂｏｘ関数への入力を１つ以上の秘密オ
フセットを用いる置換に当てて置換の結果を作り出すも
のであり、該方法はさらに、 該中間テキスト暗号メッセージに第２の変換を施して最
終的なメッセージを作り出す段階とを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、該１つ
以上の秘密オフセットが第１及び第２の秘密オフセット
を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、該第１
及び第２のオフセットの各々を発生する段階が複数の秘
密値のいくつかを外部値と結合する段階を含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、該秘密
値が各オフセットについて２つの８ビット値を含むこと
を特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、該外部
値が８ビット値であることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、 【外１】
- 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、該第１
の変換は、未処理メッセージの各オクテット上でビット
交換と、フィードバックをもつ不随意ルックアップとラ
ンダムバイトとを遂行する段階を含み、ビット交換とラ
ンダムバイト置換の段階が各々該第１の秘密オフセット
を利用するものであり、フィードバックをもつ不随意ル
ックアップの段階が該第１及び第２のオフセットの両方
を利用するものであることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の方法において、該第２
の変換は、該中間暗号テキストメッセージの各オフセッ
ト上のビット交換と、フィードバックをもつ不随意ルッ
クアップとランダムバイト置換との段階を含み、ビット
交換とランダムバイト置換の段階が各々該第２のオフセ
ットを利用するものであり、フィードバックをもつ不随
意ルックアップの段階が第１及び第２の秘密オフセット
の両方を利用するものであることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 無線電話システムにて利用されるＣＭＥ
Ａ暗号システムにおいて用いる、コンピュータによる呼
の各メッセージについての逆強調されたＣＭＥＡ暗号化
処理の方法であって、 未処理メッセージ又は暗号化メッセージを導入する段階
と、 １つ以上の秘密オフセットを生成する段階と、 未処理メッセージに第１の逆変換を施して第１の逆変換
されたメッセージを作り出す段階と、 該第１の逆変換されたメッセージにＣＭＥＡ処理の繰り
返しを施して中間暗号テキストメッセージを作り出す段
階とを含み、該ＣＭＥＡ処理の繰り返しが不随意ルック
アップを用いる強調されたｔｂｏｘ関数を利用するもの
であり、該強調されたｔｂｏｘ関数への入力を１以上の
秘密オフセットを用いる置換に当てて置換の結果を作り
出すものであり、該方法はさらに、 該中間暗号テキストメッセージに第２の逆変換を施して
最終的なメッセージを作り出す段階とを含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の方法において、１つ
以上の秘密のオフセットが第１及び第２の秘密のオフセ
ットを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の方法において、該
第１及び第２のオフセットの各々を発生する段階が複数
の秘密値のいくつかを外部値と結合する段階を含むこと
を特徴とする方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法において、該
秘密値が各オフセットについて２つの８ビット値を含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、該
外部値が８ビット値であることを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法において、 【外２】
- 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法において、該
第１の逆変換は、未処理メッセージの各オクテット上で
ランダムバイト置換と、フィードバックをもつ不随意ル
ックアップとビット交換とを遂行する段階を含み、ビッ
ト交換とランダムバイト置換の段階が各々該第２の秘密
オフセットを利用するものであり、フィードバックをも
つ不随意ルックアップの段階が該第１及び第２のオフセ
ットの両方を利用するものであることを特徴とする方
法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、該
第２の逆変換は、該中間暗号テキストメッセージの各オ
クテット上でランダムバイト置換とフィードバックをも
つ不随意ルックアップとビット交換とを遂行する段階を
含み、ビット交換とランダムバイト置換の段階が各々該
第１の秘密オフセットを利用するものであり、フィード
バックをもつ不随意ルックアップの段階が第１及び第２
の秘密オフセットの両方を利用するものであることを特
徴とする方法。 - 【請求項１７】 メッセージを安全に送信するための無
線ハンドセットであって、 トランシーバと、 入力／出力インターフェースと、 呼の間に用いられるべき１つ以上のキイを発生するキイ
発生器と、 暗号化もしくは解読されるべきメッセージを、暗号化さ
れるべき平易なテキストとして又は解読されるべき暗号
テキストとして該入力／出力インターフェースからその
メッセージの識別子と一緒に受信し、及び第１及び第２
の変換を含む前向き強調されたＣＭＥＡ処理及び１つ以
上の秘密オフセットにより置換された入力をもち不随意
ルックアップテーブルを利用する強調されたｔｂｏｘ関
数を含むＣＭＥＡ反復を用いながら該メッセージを処理
するための暗号化／解読プロセッサとを含み、該暗号化
されたもしくは解読されたメッセージをさらに経路指定
するために該入力／出力インターフェースに戻すよう動
作することを特徴とする無線ハンドセット。 - 【請求項１８】 メッセージを安全に伝送するための無
線基地局であって、 トランシーバと、 入力／出力インターフェースと、 呼の間に用いられるべき１つ以上のキイを発生するキイ
発生器と、 暗号化又は解読されるべきメッセージを、暗号化される
べき平易なテキストとして又は解読されるべき暗号テキ
ストとしてそのメッセージの識別子と一緒に該入力／出
力インターフェースから受信し、及び第１及び第２の逆
変換を含む逆強調されたＣＭＥＡ処理及び１つ以上の秘
密オフセットにより置換された入力をもち不随意ルック
アップテーブルを利用する強調されたｔｂｏｘ関数を含
むＣＭＥＡ反復を用いながら該メッセージを処理する暗
号化／解読プロセッサとを含み、暗号化されもしくは解
読されたメッセージをさらに経路指定するために該入力
／出力インターフェースに戻すよう動作することを特徴
とする無線基地局。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5341297P | 1997-07-22 | 1997-07-22 | |
| US5401897P | 1997-07-29 | 1997-07-29 | |
| US60/053,412 | 1997-07-29 | ||
| US60/054,018 | 1997-07-29 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51003799A Division JP3478839B2 (ja) | 1997-07-22 | 1998-07-22 | 不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003186395A true JP2003186395A (ja) | 2003-07-04 |
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|---|---|---|---|
| JP51003799A Expired - Fee Related JP3478839B2 (ja) | 1997-07-22 | 1998-07-22 | 不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置 |
| JP2002313581A Pending JP2003186395A (ja) | 1997-07-22 | 2002-10-29 | 不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51003799A Expired - Fee Related JP3478839B2 (ja) | 1997-07-22 | 1998-07-22 | 不随意ルックアップを用いる、変換前後のｃｍｅａ反復を含む強化されたｃｍｅａのための方法及び装置 |
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|---|---|---|---|---|
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- 1998-07-22 BR BR9806074-0A patent/BR9806074A/pt unknown
- 1998-07-22 DE DE69827917T patent/DE69827917T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-22 KR KR1019997002449A patent/KR100591870B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-07-22 JP JP51003799A patent/JP3478839B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1998-07-22 EP EP98936990A patent/EP0927473B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-10-29 JP JP2002313581A patent/JP2003186395A/ja active Pending
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