JP2003249929A

JP2003249929A - 通信装置

Info

Publication number: JP2003249929A
Application number: JP2002097241A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Nakamura; 貴利中村; Akihiro Yokota; 昭寛横田
Original assignee: NTI Inc
Current assignee: NTI Inc
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】通信先とデータを暗号化しつつ通信を行う通
信装置に関し、秘匿性を向上させることができる通信装
置を提供することを目的とする。【解決手段】出力データが出力データを指定するアド
レスに対して所望の演算を行った結果とされており、か
つ、通信先と共通化された関数テーブルが記憶されたメ
モリを有し、メモリに記憶された関数テーブルを通信毎
に更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通信装置に係り、特
に、通信先とデータを暗号化して通信を行う通信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通信装置においてデータを暗号化する場
合、送信装置と受信装置とで共通のキーデータを持つ。
このとき、従来は送受信装置間でキーデータそのものを
送受信したり、外的要因、例えば、一般の天気情報など
をキーデータとしたりしていた。また、暗号化を動的に
変える場合であっても共通の事前に決められている外部
キーデータに依存していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のこの
種の通信装置では、キーデータあるいはキーデータの所
在が漏洩した場合には暗号を容易に解読されて、通信デ
ータが漏洩してしまうなどの問題点があった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、秘匿性を向上させることができる通信装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、通信先とデー
タの通信を行う際、通信先と共通化された関数またはプ
ロトコルによりデータを変換しており、通信先との通信
に応じて変換手段で行われる関数又はプロトコルを更新
することを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、関数又はプロトコルを通
信相手と共通化し、通信毎に内部で通信回数又は通信デ
ータ又はその組み合わせにより関数又はプロトコルを更
新する。すなわち、暗号化あるいは復号化のための暗号
化キーが自己生成される。この暗号化キーをセルフジェ
ネレーティングキーと称する。セルフジェネレーティン
グキーを用いることにより、関数又はプロトコルが漏洩
しても、関数又はプロトコルは通信毎あるは通信データ
毎に暗号化キーが自己生成され、順次に更新されるた
め、漏洩した関数又はプロトコルだけでは、容易に情報
を解読することはできない。このため、通信データの秘
匿性を向上させることができる。

【０００７】例えば、関数テーブルの更新は、データの
通信回数を関数の演算の少なくとも一つの係数に設定
し、関数テーブルを更新する。

【０００８】本発明によれば、通信回数毎に内的に暗号
化を行うための関数が更新することにより、関数の通信
を行うことなく暗号化を行える。このため、通信データ
の秘匿性を向上させることができる。

【０００９】また、通信先と通信されたデータを関数テ
ーブルで行われる演算の少なくとも一つの係数に設定
し、関数テーブルを更新する。

【００１０】本発明によれば、通信先と通信されたデー
タを関数テーブルで行われる演算の少なくとも一つの係
数に設定し、関数テーブルを更新することにより、関数
テーブルの通信を行うことなく暗号化を行える。このた
め、通信データの秘匿性を向上させることができる。

【００１１】さらに、データの通信回数に応じて予め設
定された複数の関数又はプロトコルから一つの関数又は
プロトコルを選択して、暗号化又は復号化を行う。ま
た、データに応じて予め設定された複数の関数又はプロ
トコルから一つの関数又はプロトコルを選択して、暗号
化又は復号化を更新する。

【００１２】このとき、関数又はプロトコルの更新方法
が異なる複数の更新方法による更新処理を通信毎に組み
合わせて実行する。また、一つのデータに対して複数の
更新方法による更新処理を組み合わせて実行する。

【００１３】本発明によれば、異なる更新の方法を組み
合わせることにより、暗号化に用いられる関数又はプロ
トコルを複雑にできるため、通信データの秘匿性を向上
させることができる。

【００１４】また、本発明は、関数又はプロトコルを非
線形遷移させるものである。

【００１５】本発明によれば、暗号化及び復号化のため
の関数又はプロトコルを非線形遷移させることにより、
カオス的に関数又はプロトコルが変化するので、特定の
関数又はプロトコルが漏洩しても取得しても次に暗号化
に用いられる関数又はプロトコルを容易に取得すること
はできないので、暗号の解読が困難となる。よって、デ
ータの秘匿性を向上させることができる。

【００１６】また、本発明の通信装置は、受信側と共通
の共通項を取得する共通項取得部と、共通項取得部で生
成された共通項に基づいてキーを生成するキー生成手段
と、キー生成手段で生成されたキーに基づいて暗号化の
ための関数又はプロトコルを生成する暗号化キー生成手
段と、暗号化キー生成手段で生成された関数又はプロト
コルに基づいて暗号化を行う暗号化手段とを有すること
を特徴とする。

【００１７】本発明によれば、送受信側で共通の共通項
を取得し、暗号化キーを選択するためのキーを生成し、
生成されたキーに基づいて暗号化キーである関数又はプ
ロトコルを生成し、生成された関数又はプロトコルに基
づいて暗号化を行うことにより、キーだけあるいは関数
又はプロトコルだけを取得しても暗号の解読が困難とな
る。よって、秘匿性を向上させることができる。

【００１８】また、本発明は、関数又はプロトコルの所
定の情報をキーとして取得することを特徴とする。

【００１９】本発明によれば、関数又はプロトコルの所
定の情報をキーとして取得することにより、関数又はプ
ロトコルを取得しなければ、キーを取得できないので、
暗号の解読が困難となり、秘匿性を向上させることがで
きる。

【００２０】また、本発明は、非線形遷移により関数又
はプロトコルを生成することを特徴とする。

【００２１】本発明によれば、関数又はプロトコルを非
線形遷移させることにより、カオス的に関数又はプロト
コルを変化させることができるので、特定の関数又はプ
ロトコルを取得しても暗号の解読が困難となる。よっ
て、データの秘匿性を向上させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例のシス
テム構成図を示す。

【００２３】本実施例の通信システム１は、サーバ１１
とクライアント１２とをネットワーク１３を介して通信
可能とした構成とされている。

【００２４】図２は、サーバ１１及びクライアント１２
のブロック構成図を示す。

【００２５】サーバ１１及びクライアント１２は、ＣＰ
Ｕ（central processing unit）２１、ＲＯＭ（read on
ly memory）２２、ＨＤＤ（hard disk drive）２３、Ｒ
ＡＭ（random access memory）２４、入力装置２５、表
示装置２６、通信装置２７、バス２８を含む構成とされ
ている。ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＨＤＤ２３、ＲＡＭ
２４、入力装置２５、表示装置２６、通信装置２７は、
バス２８でデータの交換が可能とされている。ＣＰＵ２
１は、ＲＯＭ２２、あるいはＨＤＤ２３に記憶されたプ
ログラムに基づいて処理を行う。ＲＡＭ２４は、ＣＰＵ
２１で処理を行う際の作業用記憶領域として用いられ
る。

【００２６】入力装置２５は、キーボード、マウスなど
から構成されており、コマンドやデータの入力に用いら
れる。表示装置２６は、ＬＣＤ（liquid crystal devic
e）、ＣＲＴ（cathode ray tube）などから構成されて
おり、入力データや処理データの表示に用いられる。通
信装置２７は、データのエンコード／デコードを行い、
ネットワーク１３を介してクライアント１２との通信制
御を行う。

【００２７】図３は通信装置２７のブロック構成図を示
す。

【００２８】通信装置２７は、インタフェース部３１、
制御部３２、メモリ３３、通信部３４から構成される。

【００２９】インタフェース部３１は、バス２８と制御
部３３とのインタフェースをとる。制御部３２は、メモ
リ３２に演算手段に相当する関数テーブルを記憶させる
とともに、関数テーブルに基づいてデータをエンコード
／デコードする。通信部３４は、ネットワーク１２を介
してサーバ１１とクライアント１２とが通信制御を行
う。

【００３０】制御部３３は、関数テーブル更新手段に相
当しており、メモリ３２に記憶する関数テーブルを通信
回数又は通信データに基づいて更新する。

【００３１】ここで、メモリ３２について詳細に説明す
る。

【００３２】図４はメモリ３２のブロック構成図を示
す。メモリ３２は、例えば、デュアルポートＲＡＭから
構成されており、データ入力ポートＰin、データ出力ポ
ートＰout、アドレスポートＰadrを含む。メモリ３２
は、データ記憶時には、アドレスポートＰadrで指定さ
れたアドレスにデータ入力ポートＰinに入力されたデー
タを記憶し、データ出力時には、アドレスポートＰadr
で指定されたアドレスからデータを読出し、データ出力
ポートＰoutから読み出す。

【００３３】関数テーブルは、メモリ３２のアドレスポ
ートＰadrに供給されるアドレスを入力データｘとした
ときに、メモリ３２のデータ出力ポートＰoutから出力
されるデータを出力データｙとしたときに、ｙ＝ｆ
（ｘ）となるように設定されたテーブルである。

【００３４】図５はメモリ３２に記憶される関数テーブ
ルのデータ構成図を示す。

【００３５】アドレスＡ1〜Ａnに対応してデータＤ１〜
Ｄnが記憶されている。このときアドレスＡ1に記憶され
るデータＤ１は、Ｄ1＝ｆ（Ａ1）とされている。また、
アドレスＡ2に記憶されるデータＤ2は、Ｄ2＝ｆ（Ａ2）
とされている。同様にしてアドレスＡnに記憶されるデ
ータＤnは、Ｄn＝ｆ（Ａn）とされている。

【００３６】以上によりアドレスＡ1〜Ａnから入力デー
タに対応したアドレスＡiを指定することで所望の関数
ｆにより演算を行った結果のデータＤiが得られる。こ
のため、高速に演算結果を得ることができる。

【００３７】ここで、通信装置２７の動作を説明する。

【００３８】図６は通信装置２７の通信開始時の処理フ
ローチャートを示す。

【００３９】制御部３３は、ステップＳ１−１でクライ
アント１２との通信が要求されると、ステップＳ１−２
でＣＰＵ２１から図５に示すような関数テーブルが供給
され、メモリ３２に記憶される。このとき、通信回数ｎ
が「０」にリセットされる。また、制御部３３は、ステ
ップＳ１−３でデータを送信すべきクライアント１２に
関数テーブルを送信する。

【００４０】制御部３３は、ステップＳ１−４でバス２
８からインタフェース３１を介して送信データが供給さ
れると、ステップＳ１−５で送信処理を行う。また、ス
テップＳ１−４でクライアント１２からの受信データを
受信すると、ステップＳ１−６で受信処理を行う。ステ
ップＳ１−７でＣＰＵ２１から通信終了要求が発行され
るまで、ステップＳ１−４〜Ｓ１−６を繰り返す。

【００４１】次に、通信装置２７の制御部３３での送信
処理について説明する。

【００４２】図７は通信装置２７の送信処理の処理フロ
ーチャートを示す。

【００４３】制御部３３は、ステップＳ２−１で供給さ
れた送信データをアドレスとしてメモリ３２のアドレス
ポートＰadrに供給し、メモリ３２からアドレスに応じ
たデータを出力させる。メモリ３２の出力データは、送
信データに所定の演算ｆを行った結果に相当する。制御
部３３は、ステップＳ２−２でメモリ３２の出力データ
を通信部３４に供給する。

【００４４】制御部３３はデータを送信すると、ステッ
プＳ２−３で通信回数ｎをカウントアップし、（ｎ＋
１）に更新するとともに、ステップＳ２−４でアドレス
Ａmを初期アドレスＡ0にリセットする。次に制御部３３
は、ステップＳ２−５でメモリ３２のアドレスＡmから
データを読出し、ステップＳ２−６で読み出されたデー
タＤmに通信回数ｎを乗算して、データ｛ｎ×Ｄm｝＝Ｄ
m1を生成する。

【００４５】制御部３３は、ステップＳ２−７で通信回
数ｎに基づいて乗算されたデータＤm1をメモリ３２のア
ドレスＡmに記憶する。制御部３３は、ステップＳ２−
８でアドレスが関数テーブルの最終アドレスＡkに達し
たか否かを判定する。ステップＳ２−８でアドレスが最
終アドレスＡkに達していなければ、ステップＳ２−９
でアドレスＡmをアドレスＡm+1にしてデータを読み出
す。

【００４６】上記ステップＳ２−５〜Ｓ２−９の処理を
最終アドレスＡkまで繰り返すことにより、メモリ３２
の関数テーブルの内容が｛ｎ×ｆ（ｘ）｝に更新され
る。なお、ｆ（ｘ）は最初の関数テーブルに設定された
関数を示す。これにより次回の送信データは更新された
関数テーブル｛ｎ×ｆ（ｘ）｝によって暗号化される。

【００４７】また、ステップＳ２−８でアドレスＡmが
最終アドレスＡkになると、処理は終了する。

【００４８】次に制御部３３の受信処理時について説明
する。

【００４９】図８は通信装置２７の受信処理の処理フロ
ーチャートを示す。

【００５０】制御部３３は、ネットワーク１３を介して
クライアント１２から受信データＤrを受信すると、ス
テップＳ３−１でアドレスＡmをメモリ３２の初期アド
レスＡ0にリセットする。次に、ステップＳ３−２でメ
モリ３２のアドレスＡmからデータＤmを読み出す。

【００５１】次にステップＳ３−３で受信したデータＤ
rとデータＤmとが一致するか否かを判定する。ステップ
Ｓ３−３で受信データＤrとデータＤmとが一致しなけれ
ば、ステップＳ３−４でアドレスＡmが最終アドレスか
否かを判定する。ステップＳ３−４でアドレスＡmが最
終アドレスＡkの場合には、ステップＳ３−５でアドレ
スＡmをカウントアップして次のアドレスＡm+1にする。

【００５２】また、ステップＳ３−５でアドレスＡmが
最終アドレスＡkの場合には、受信データＤrに対応する
データＤmが存在しないので、通信エラーであると判断
して処理終了する。

【００５３】また、ステップＳ３−３でメモリ３２から
読み出されたデータＤmが受信データＤrと一致する場合
には、ステップＳ３−６でアドレスＡmをデコードデー
タとしてインタフェース部３１に供給する。以上により
受信データＤrがデコードされる。

【００５４】次に制御部３３は、ステップＳ３−７で通
信回数ｎを（ｎ＋１）にカウントアップする。次に、ス
テップＳ３−８でアドレスＡmを初期アドレスＡ0にセッ
トする。制御部３３は、ステップＳ３−９でメモリ３２
のアドレスＡmからデータＤmを読み出す。次に、制御部
３３は、ステップＳ３−１０でメモリ３２から読み出し
たデータＤmに通信回数ｎを乗算し、データ｛（ｎ＋
１）×Ｄm｝＝Ｄm1を生成する。

【００５５】制御部３３は、ステップＳ３−１１で通信
回数ｎに基づいて乗算されたデータＤm1をメモリ３２の
アドレスＡmに記憶する。制御部３３は、ステップＳ３
−１２でアドレスが関数テーブルの最終アドレスＡkに
達したか否かを判定する。ステップＳ３−１２でアドレ
スが最終アドレスＡkに達していなければ、ステップＳ
３−１３でアドレスＡmをアドレスＡm+1にしてステップ
Ｓ３−９に戻ってデータを読み出す。

【００５６】上記ステップＳ３−９〜Ｓ３−１３の処理
を最終アドレスＡkまで繰り返すことにより、メモリ３
２の関数テーブルの内容が｛ｎ×ｆ（ｘ）｝に更新され
る。なお、ｆ（ｘ）は最初の関数テーブルに設定された
関数を示す。これにより次回の受信データは更新された
関数テーブル｛ｎ×ｆ（ｘ）｝に基づいて復号化され
る。

【００５７】また、ステップＳ３−１２でアドレスＡm
が最終アドレスＡkになると、メモリ３２に記憶された
関数テーブルが更新されたと判断できるため、処理は終
了される。

【００５８】クライアント１２は、サーバ１１からの通
信要求に応じて通信を行うものであり、サーバ１１と略
同じ構成であり、サーバ１１とは通信開始時の処理が異
なる。このため、クライアント１２の通信開始時の処理
について説明する。

【００５９】図９は通信装置２７の第１変形例の通信開
始時の処理フローチャートを示す。なお、図６と同一処
理部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００６０】クライアント１２は、ステップＳ４−１で
サーバ１１から通信要求があると、ステップＳ４−２で
サーバ１１から供給された関数テーブルを通信装置２７
のメモリ３２に記憶させる。これにより、サーバ１１と
クライアント１２とで共通の関数テーブルが所有され
る。

【００６１】以降は図７に示す送信処理、図８に示す受
信処理を行うことによりサーバ１１、クライアント１２
の夫々の内部で同じように関数テーブルが更新され、エ
ンコード／デコードあるはエンクリプト／デクリプトさ
れる。よって、エンコード、デコードあるいはエンクリ
プト／デクリプトするための関数テーブルがネットワー
ク１３を通信されるのは、通信開始時だけであり、ま
た、以降は、通信毎に関数テーブルが更新されるので、
秘匿性の高い通信が可能となる。

【００６２】なお、本実施例では、通信回数ｎを係数と
して関数ｆ（ｘ）に乗算することにより関数テーブルを
更新したが、通信されるデータを係数として関数ｆ
（ｘ）に乗算するようにしてもよい。

【００６３】まず、通信データに基づいて関数テーブル
を更新する場合の送信処理について説明する。

【００６４】図１０は通信装置２７の第１変形例の送信
処理の処理フローチャートを示す。なお、同図中、図７
と同一処理部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００６５】本変形例では、図７に示す送信処理のステ
ップＳ２−３を削除し、ステップＳ２−６の処理に代え
て、ステップＳ５−１の処理を行う。ステップＳ５−１
はステップＳ２−５で出力されたデータＤmにステップ
Ｓ２−２でメモリ３２から読み出されたデータＤoutを
乗算し、データＤm1を作成する。

【００６６】次に、通信データに基づいて関数テーブル
を更新する場合の受信処理について説明する。

【００６７】図１１は通信装置２７の第１変形例の受信
処理の処理フローチャートを示す。なお、同図中、図８
と同一処理部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００６８】本変形例では、図８に示す受信処理のステ
ップＳ３−７を削除し、ステップＳ３−１０に代えて、
ステップＳ６−１の処理を行う。ステップＳ６−１は、
ステップＳ３−９で読み出されたデータＤmに受信デー
タＤrを乗算し、データＤm1を作成する。

【００６９】以上によりサーバ１１とクライアント１２
とで共通の関数テーブルを共有できる。また、このと
き、関数テーブルは、データの送受信毎の送受信するデ
ータによって更新される。よって、秘匿性を向上させる
ことができる。

【００７０】なお、本実施例及び変形例では、関数テー
ブルに通信回数又は通信データを係数として乗算するこ
とに関数テーブルを更新したが、通信回数又は通信デー
タを加算するようにしてもよい。また、関数の一部の係
数として通信回数及び通信データを用いるようにしても
よい。

【００７１】さらに、本実施例では、関数テーブルを構
成するデータに演算を行うことにより関数テーブルを更
新したが、サーバ１１、及びクライアント１２の各々に
複数の関数テーブルを用意しておき、通信回数又は通信
データにより複数の関数テーブルから共通の関数テーブ
ルを選択して暗号化及び復号化を行うようにしてもよ
い。

【００７２】図１２は通信装置２７の第２変形例のブロ
ック構成図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。

【００７３】通信装置２７は、インタフェース部３１、
メモリ３２、制御部３３、通信部３４に加えて、複数の
関数テーブルを記憶する記憶部３５を含む構成とされて
いる。記憶部３５には、予め複数、例えばｋ個の関数テ
ーブルが記憶されている。ｋ個の関数テーブルには、１
〜ｋの識別番号が付与される。記憶部３５に記憶される
ｋ個の関数テーブルは、サーバ１１とクライアント１２
とでその内容及び識別番号が一致するものである。

【００７４】次に、制御部３３での通信起動時の処理に
ついて説明する。

【００７５】図１３は通信装置２７の第２変形例の通信
開始時の処理フローチャートを示す。同図中、図６と同
一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００７６】本変形例の通信起動時の処理は、ステップ
Ｓ１−２、Ｓ１−３に代えて、ステップＳ７−１を実行
する。ステップＳ７−１は、初期関数テーブルを記憶部
３５から読出し、メモリ３２に記憶させる。

【００７７】次に制御部３３での送信処理について説明
する。

【００７８】図１４は通信装置２７の第２変形例の送信
処理の処理フローチャートを示す。同図中、図７と同一
処理部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００７９】本変形例の送信処理は、ステップＳ２−４
〜Ｓ２−９の処理に代えて、ステップＳ８−１の処理を
実行する。ステップＳ８−１は、ステップＳ２−３で更
新された通信回数ｎに対応した関数テーブルである、識
別番号ｎの関数テーブルを記憶部３５から読み出し、メ
モリ３２に記憶する。なお、通信回数ｎが関数テーブル
の数ｋになると、再び識別番号「１」の関数テーブルを
記憶部３５から読み出し、メモリ３２に記憶する。この
ように、通信回数ｎに応じてｋ個の関数テーブルが巡回
的に更新される。次回の送信データは更新された関数テ
ーブルによりエンコードされる。

【００８０】次に受信処理の処理を説明する。

【００８１】図１５は通信装置２７の第２変形例の受信
処理の処理フローチャート示す。同図中、図８と同一処
理部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００８２】制御部３３は、ステップＳ３−７で更新さ
れた通信回数ｎに対応した関数テーブルである、識別番
号ｎの関数テーブルを記憶部３５から読み出し、メモリ
３２に記憶する。なお、通信回数ｎが関数テーブルの数
ｋになると、送信処理と同様に再び識別番号「１」の関
数テーブルを記憶部３５から読み出し、メモリ３２に記
憶する。このように、通信回数ｎに応じてｋ個の関数テ
ーブルが巡回してメモリ３２に記憶される。次回の送受
信データは更新された関数テーブルによりデコードされ
る。

【００８３】このように、本実施例によれば、サーバ１
１とクライアント１２との間で関数テーブル自体を通信
することがないので、秘匿性を向上させることができ
る。

【００８４】なお、本実施例では、通信回数に応じて関
数テーブルを選択するようにしたが通信データに応じて
関数テーブルを選択するようにしてもよい。

【００８５】まず、通信データに応じて関数テーブルを
選択的に更新する場合の送信処理について説明する。

【００８６】図１６は通信装置２７の第３変形例の送信
処理の処理フローチャートを示す。同図中、図１４と同
一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００８７】本変形例の送信処理は、図１４に示すステ
ップＳ２−３、Ｓ８−１に代えて、ステップＳ１０−１
を実行する。ステップＳ１０−１では、送信先に送信し
たデータに対応する関数テーブルを記憶部３５から読み
出し、メモリ３２に記憶する。なお、データから関数テ
ーブルを選択する際、データの下位、あるいは上位の数
ビットを用いて関数テーブルを選択するようにしてもよ
い。

【００８８】これにより、データが送信される毎に次回
の送信に用いられる関数テーブルが更新される。このた
め、データの秘匿性を向上させることができる。

【００８９】次に受信処理について説明する。

【００９０】図１７は通信装置２７の第３変形例の受信
処理の処理フローチャートを示す。同図中、図１５と同
一処理部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００９１】本変形例の受信処理は、図１５に示すステ
ップＳ３−７、Ｓ９−１に代えて、ステップＳ１１−１
を実行する。ステップＳ１１−１は、送信時と同様に通
信先から受信したデータに応じた関数テーブルを記憶部
３５から読み出し、メモリ３２に記憶する。

【００９２】以上により、データデコード後、通信先か
らのデータ送信時に更新された関数テーブルと同じ関数
テーブルに更新でき、通信先と共通の関数テーブルにで
きる。

【００９３】なお、本実施例では、データ通信回数ある
いは通信データに応じて関数テーブルの係数、あるいは
選択を行ったが、これらを組み合わせて関数テーブルを
更新するようにしてもよい。すなわち、関数テーブルの
更新方法が異なる複数の更新処理を通信毎に組み合わせ
て実行するようにしてもよい。例えば、通信毎にデータ
通信回数を係数として関数テーブルを更新する処理と、
データ通信回数に応じて複数の関数テーブルから一つの
関数テーブルを選択する処理と、通信データを係数とし
て関数テーブルを更新する処理と、通信データに応じて
複数の関数テーブルから一つの関数テーブルを選択する
処理とを巡回的に行う。

【００９４】さらに、上記実施例では、メモリ３２に記
憶された関数テーブルにより、エンコードされたデータ
をそのまま送信したが、一つのデータに対して複数の更
新手段による更新処理を組み合わせて実行するようにし
てもよい。すなわち、エンコードされたデータによりさ
らに関数テーブルを更新あるいは選択した後に、通信先
に送信するようにしてもよい。受信側では、通信先から
のデータをデコードしたデータにより関数テーブルを更
新し、さらにデコードすることにより元のデータを得る
ことが可能となる。

【００９５】本実施例では、サーバ１１とクライアント
１２とでデータを通信する場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく。例えば、認証などを行う
際の入力装置とホスト装置との通信などに適用すること
もできる。

【００９６】図１８は本発明の適用例を示す図である。

【００９７】ここでは、開錠システム１００について説
明する。

【００９８】本適用例の開錠システム１００は、制御装
置１０１、ＩＣカード１０２、ＩＣカードリーダ１０
３、電気錠１０４を含む構成とされている。

【００９９】制御装置１０１は、実施例のサーバ１１に
相当しており、ＩＤ、パスワードの認証を行い、認証が
成功した場合に、電気錠１０４を制御して開錠する。ま
た、ＩＣカード１０２は、実施例のクライアント１２に
相当しており、ＩＤ及びパスワードが記憶され、電気錠
１０４を開錠するためのキーとして用いられる。ＩＣカ
ード１０２は、ＩＣカードリーダ１０３に挿入されて制
御装置１０１と通信される。

【０１００】ＩＣカード１０２がＩＣカードリーダ１０
３に挿入されると、実施例で説明したように制御装置１
０１とＩＣカード１０２とに共通の関数テーブルが設定
される。ＩＣカード１０２は、設定されたから関数テー
ブルによりＩＤを暗号化して制御装置１０１に送信す
る。

【０１０１】ＩＣカード１０２から制御装置１０１にＩ
Ｄが送信されると、制御装置１０１及びＩＣカード１０
２でデータを交換することなく関数テーブルが更新され
る。ＩＣカード１０２は、更新された関数テーブルによ
りパスワードを暗号化して制御装置１０１に送信する。

【０１０２】制御装置１０１は、ＩＣカード１０２から
供給されたＩＤ及びパスワードに基づいて認証を行う。
制御装置１０１は、認証が成功すると、電気錠１０４を
開錠する。

【０１０３】このように、ＩＤとパスワードとで異なる
関数テーブルによって暗号化されて制御装置１０１に送
信される。これによりＩＤ及びパスワードの秘匿性を向
上させることができる。

【０１０４】なお、ＩＤ及びパスワードを送信する際、
各々関数テーブルを複数回更新して暗号化した後に送信
するようにすることもできる。これによりＩＤ及びパス
ワードの秘匿性を更に向上させることができる。

【０１０５】なお、上記実施例では演算手段として関数
テーブルを用いたが、これに限定されるものではなく、
通常の演算プログラムにより暗号化、復号化を行うよう
にしてもよい。

【０１０６】また、本実施例では、通信回数、及び通信
データに基づいて関数を更新したが、これに限定される
ものではなく、送信側装置と受信側装置とで共有可能な
外部の情報により更新するようにしてもよい。共有可能
な外部の情報は、例えば、時刻情報、天気情報、テレビ
ジョン放送に関する情報など公共の情報である。さら
に、通信装置の内部のクロック情報などにより更新する
ようにしてもよい。また、通信回数、及び通信データ並
びに送信側装置と受信側装置とで共有可能な外部情報を
組み合わせて関数を更新するようにしてもよい。

【０１０７】例えば、関数は、ｙ１＝ｆ1（ｘ１、ｘ
２、ｘ３）としてもよい、変数ｘ１は通信回数、変数ｘ
２は通信データ、変数ｘ３は天気情報、テレビジョン放
送などの情報の外部のリアルタイム情報である。

【０１０８】また、上記変数ｘ１〜ｘ３に時間情報ｘ４
を加えた関数ｙ２＝ｆ2（ｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ４）のよう
な関数としてもよい。さらに、関数ｙ3＝ｆ3（ｙ1、ｙ
2、ｘ6）などの関数としてもよい。

【０１０９】また、関数ｙ1〜ｙ3を外部情報などの基づ
いて切り換えて用いるようにしてもよい。

【０１１０】次に本発明の他の実施例を説明する。

【０１１１】図１９は本発明の他の実施例のブロック構
成図を示す。

【０１１２】本実施例の通信システム２００は、送信装
置２０１及び受信装置２０２から構成される。

【０１１３】送信装置２０１は、共通項取得部２１１、
キー生成部２１２、暗号化テーブル選択・生成部２１
３、暗号化部２１４から構成される。共通項取得部２１
１は、天気情報・時刻情報、あるいは、送受信側で共通
の乱数を発生する擬似乱数発生器で得られる乱数などか
ら受信装置２０２と共通の項目を取得する。

【０１１４】共通項取得部２１１で取得された共通項
は、キー生成部２１２に供給される。キー生成部２１２
は、共通項取得部２１１から供給された共通項に対して
係数を乗算したり、定数を加算したりなど各種演算を行
うことによりキーを生成したり、あるいは、予め設定さ
れた複数の関数から共通項に応じた関数を選択し、他の
共通項を代入することによりキーを生成する。キー生成
部２１２で生成されたキーは、テーブル選択・生成部２
１３に供給される。

【０１１５】テーブル選択・生成部２１３は、キー生成
部２１２から供給されるキーに基づいてデータを暗号化
するためのテーブルを選択するとともに、新たなテーブ
ルを生成する。

【０１１６】図２０はテーブル選択・生成部２１３のブ
ロック構成図を示す。

【０１１７】テーブル選択・生成部２１３は、初期値設
定部２２１、演算部２２２、ルックアップテーブル（Ｌ
ＵＴ：look up table）２２３−１〜２２３−ｎ、テー
ブル選択部２２４から構成される。初期値設定部２２１
は、通信開始時などに初期テーブルをルックアップテー
ブル２２３−１に設定する。

【０１１８】ルックアップテーブル２２３−１には、起
動時に初期値設定部２２１により初期テーブルが設定さ
れるとともに、演算部２２２で演算処理され、新たに作
成されたテーブルが設定される。ルックアップテーブル
２２３−２には、ルックアップテーブル２２３−１に前
回設定されたテーブルが設定される。同様に順次、前の
ルックアップテーブルに設定されたテーブルが設定さ
れ、ルックアップテーブル２２３−ｎには前のルックア
ップテーブル２２３−（n-1）に設定されたテーブルが
設定される。

【０１１９】ルックアップテーブル２２３−１〜２２３
−ｎに設定されたテーブルは、演算部２２２及びテーブ
ル選択部２２４に供給される。

【０１２０】演算部２２２は、ルックアップテーブル２
２３−１〜２２３−ｎからテーブルが供給されるととも
に、キー生成部２１２からキーが供給されている。演算
部２２２は、例えば、ルックアップテーブル２２３−１
〜２２３−ｎからの複数のテーブルの各マトリクスを加
算して、加算して生成されたテーブルにキーを乗算する
ことにより新たなテーブルを生成する。

【０１２１】なお、演算部２２２での演算は、これに限
定されるものではなく、例えば、非線形遷移型の関数を
設定することもできる。非線形遷移的な関数を設定する
ことによりカオス的にテーブルを成長させることができ
る。これによりテーブルを取得できたとしても、テーブ
ルはカオス的に成長しているので、取得したテーブルで
暗号を解くことはできなくなり、容易に暗号を解読でき
るものではない。

【０１２２】演算部２２２で演算されて新たに作成され
たテーブルは、暗号化キーとしてルックアップテーブル
２２３−１に設定される。このとき、ルックアップテー
ブル２２３−１に設定されていたテーブルは、ルックア
ップテーブル２２３−２に設定され、ルックアップテー
ブル２２３−２に設定されていたテーブルは、ルックア
ップテーブル２２３−３に設定される。同様にして、順
次、次のルックアップテーブルにテーブルが設定され、
ルックアップテーブル２２３−(n-1)のテーブルがルッ
クアップテーブル２２３−ｎに設定される。また、ルッ
クアップテーブル２２３−ｎに設定されたテーブルは、
破棄される。

【０１２３】テーブル選択・生成部２２４には、ルック
アップテーブル２２３−１〜２２３−ｎに設定されたｎ
個テーブルが供給されるとともに、キー生成部２１２か
らキーが供給されている。テーブル選択・生成部２２４
は、キー生成部２１２からのキーに応じてルックアップ
テーブル２２３−１〜２２３−ｎに設定されたｎ個のテ
ーブルのうちいずれか一つのテーブルを選択する。テー
ブル選択・生成部２２４で選択されたテーブルは、暗号
化キーとして暗号化部２１４に供給される。

【０１２４】暗号化部２１４には、テーブル選択・生成
部２２４から選択テーブルが供給されるとともに、送信
データが供給されている。暗号化部２１４は、送信デー
タをテーブル選択・生成部２１３から供給される選択テ
ーブルに基づいて暗号化する。なお、暗号化の手法は、
例えば、選択テーブルとデータとをマトリクス演算した
り、単に加算したり、乗算したり、選択テーブルからデ
ータに対応する位置のデータを取得したりすることによ
り暗号化を行う。なお、暗号化の手法は、これらに限定
されるものではなく、既存の各種暗号化法を適用するこ
とができる。

【０１２５】次に受信装置２０２について説明する。

【０１２６】受信装置２０２は、共通項取得部２３１、
キー生成部２３２、テーブル選択・生成部２３３、復号
化部２３４から構成される。共通項取得部２３１は、送
信装置２０１の共通項取得部２１１と同様の動作を行
い、共通項取得部２１１と共通の項目を取得する。キー
生成部２３２は、送信装置２０１のキー生成部２１２と
同様の動作を行い、送信装置２０１と同じキーが取得さ
れる。

【０１２７】テーブル選択・生成部２３３は、テーブル
選択・生成部２１３と同様の構成をなし、動作を行い、
送信装置２０１と同じテーブルが生成・選択される。復
号化部２３４は、テーブル選択・生成部２１３で選択さ
れた選択テーブルに基づいて元のデータを復号化する。

【０１２８】本実施例によれば、テーブルがデータの送
信毎あるいは時間経過に伴って順次に代わっていくの
で、容易に暗号を見破ることができない。また、テーブ
ルは初期テーブルに基づいて順次に演算されて生成され
るので、途中のテーブルを知りえたとしても次のテーブ
ルを取得することはできない。すなわち、通信当初に与
えられる初期テーブルとその演算方法を知らない限りテ
ーブルを取得することはできない。また、キーによっ
て、テーブルが選択されたり、テーブルの演算方法が変
化したりするので、たとえ、初期テーブルや演算方法を
知り得たとしてもキーを取得しないと暗号を解くことは
できない。さらに、キーは天気・時刻などの共通項を用
いるので、共通項が何であるかを知らないと暗号を解く
ことはできない。また、テーブルを非線形遷移させるこ
とでカオス的にテーブルを成長させることができるの
で、テーブルを取得し、部分的に暗号が解読できたとし
ても次の瞬間には異なるテーブルで暗号化されているの
で、暗号の解読が極めて困難になる。

【０１２９】なお、本実施例ではキーを共通項取得部２
１１、２３１により取得したが、これに限定されるもの
ではなく、さらに、暗号の解読を困難にするためにテー
ブルにキー埋め込んだり、テーブルからキーを自己生成
したりするようにしてもよい。

【０１３０】図２１はキー生成方法の変形例の動作説明
図を示す。

【０１３１】図２１に示すようにルックアップテーブル
２２３−１〜２２３−ｎのうち第ｉ番目のテーブル２２
３−ｉの第ｍ文字目の「Ａ」をキーとする旨予め設定し
ておき、この「Ａ」をキーとしてテーブルを選択した
り、次のテーブルの生成のための係数としたりすること
もできる。

【０１３２】さらに、天気情報や時刻情報などによりテ
ーブル及び文字数を決定して、決定されたテーブルの決
定された文字数の文字をキーとして呼び出し、テーブル
を選択したり、次のテーブル生成のための係数、あるい
は、関数の選択などに用いたりすることもできる。ま
た、上記実施例では、主に関数を更新するようにした
が、関数に限定されるものではなく、関数に代えてプロ
トコルを換えるようにしてもよい。また、関数とプロト
コルの変換を組み合わせて用いるようにしてもよい。関
数とプロトコルの変換を組み合わせて用いることにより
セルフジェネレーティングキーの生成過程がより複雑に
なるので、さらに暗号の解読が困難になる。

【０１３３】また、本実施例では、送信側と受信側とで
同じ複数のテーブルを持っている。このため、通信デー
タにテーブル選択情報を付加して通信を行い、送信側と
受信側とで同じテーブルを選択して暗号化、復号化を行
うことにより非同期で暗号化及び復号化を行うことがで
きる。

【０１３４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、関数を通
信相手と共通化し、通信毎に内部で関数を更新すること
ができるため、関数の通信を行うことなく暗号化を行
え、また、関数が漏洩しても、通信毎に更新されている
ため、漏洩した関数から容易に情報を解読することはで
きないので、通信データの秘匿性を向上させることがで
きる。

【０１３５】また、本発明によれば、関数の更新方法が
異なる複数の更新手段による更新処理を通信毎に組み合
わせて実行したり、また、一つのデータに対して複数の
更新手段による更新処理を組み合わせて実行したりする
ことにより、容易に暗号化を複雑にできるため、通信デ
ータの秘匿性を向上させることができる。

【０１３６】本発明によれば、送受信側で共通の共通項
を取得し、キーを生成し、生成されたキーに基づいて暗
号化又は復号化のための関数又はプロトコルを生成し、
生成された関数又はプロトコルに基づいて暗号化又は通
信を行うことにより、キーだけあるいは関数又はプロト
コルだけを取得しても暗号の解読が困難となり、よっ
て、秘匿性を向上させることができる。

【０１３７】本発明によれば、関数又はプロトコルの所
定の情報をキーとして取得することにより、関数又はプ
ロトコルを取得しなければ、キーを取得できないので、
暗号の解読が困難となり、秘匿性を向上させることがで
きる。

【０１３８】本発明によれば、関数又はプロトコルを非
線形遷移させることにより、カオス的に関数又はプロト
コルが変化するので、関数又はプロトコルだけを取得し
ても暗号の解読が困難となる。よって、データの秘匿性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図であ
る。

【図２】サーバ１１及びクライアント１２のブロッ
ク構成図である。

【図３】通信装置２７のブロック構成図である。

【図４】メモリ３２のブロック構成図である。

【図５】メモリ３２に記憶される関数テーブルのデ
ータ構成図である。

【図６】通信装置２７の通信開始時の処理フローチ
ャートである。

【図７】通信装置２７の送信処理の処理フローチャ
ートである。

【図８】通信装置２７の受信処理の処理フローチャ
ートである。

【図９】通信装置２７の第１変形例の通信開始処理
の処理フローチャートである。

【図１０】通信装置２７の第１変形例の送信処理の処
理フローチャートである。

【図１１】通信装置２７の第１変形例の受信処理の処
理フローチャートである。

【図１２】通信装置２７の第２変形例のブロック構成
図である。

【図１３】通信装置２７の第２変形例の通信起動時の
処理フローチャートである。

【図１４】通信装置２７の第２変形例の送信処理の処
理フローチャートである。

【図１５】通信装置２７の第２変形例の受信処理の処
理フローチャートである。

【図１６】通信装置２７の第３変形例の送信処理の処
理フローチャートである。

【図１７】制御部３３の第３変形例の受信処理の処理
フローチャートである。

【図１８】本発明の適用例を示す図である。

【図１９】本発明の他の実施例のブロック構成図であ
る。

【図２０】テーブル選択・生成部２１３のブロック構
成図である。

【図２１】キー生成方法の変形例の動作説明図を示
す。

【符号の説明】

１：通信システム１１：サーバ、１２：クライアント、１３：ネットワー
ク２１：ＣＰＵ、２２：ＲＯＭ、２３：ＨＤＤ、２４：Ｒ
ＡＭ、２５：入力装置２６：表示装置、２７：通信装置、２８：バス３１：インタフェース部、３２：メモリ、３３：制御
部、３４：通信部１００：開錠システム１０１：制御装置、１０２：ＩＣカード、１０３：ＩＣ
カードリーダ１０４：電気錠２００：通信システム２０１：送信装置、２０２：受信装置２１１、２３１：共通項取得部、２１２、２３２：キー
生成部２１３、２３３：テーブル選択・生成部、２１４：暗号
化部２３４：復号化部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信先とデータの通信を行う通信装置で
あって、通信先と共通化された関数またはプロトコルにより前記
データを変換するデータ変換手段と、前記通信先との通信に応じて前記変換手段で行われる関
数又はプロトコルを更新する更新手段を有することを特
徴とする通信装置。
【請求項２】前記更新手段は、前記データの通信回数
に基づいて前記関数又はプロトコルを変更することを特
徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】前記更新手段は、前記通信先と通信する
データに基づいて前記関数又はプロトコルを変更するこ
とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の通信
装置。
【請求項４】前記更新手段は、前記データの通信回数
に応じて予め設定された複数の関数又はプロトコルから
一つの関数又はプロトコルを選択して、前記関数又はプ
ロトコルを更新することを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか一項記載の通信装置。
【請求項５】前記更新手段は、前記データに応じて予
め設定された複数の関数又はプロトコルから一つの関数
又はプロトコルを選択することにより前記関数又はプロ
トコルを更新することを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか一項記載の通信装置。
【請求項６】前記更新手段は、複数の更新方法を組み
合わせて実行することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか一項記載の通信装置。
【請求項７】前記更新手段は、複数の更新方法を通信
毎に異ならせることを特徴とする請求項６記載の通信装
置。
【請求項８】前記更新手段は、一つのデータに対して
複数の更新方法を組み合わせて実行することを特徴とす
る請求項６又は７記載の通信装置。
【請求項９】前記更新手段は、共有可能な外部情報に
基づいて前記関数又はプロトコルを更新することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の通信装置。
【請求項１０】前記変更手段は、前記関数又はプロト
コルを非線形遷移させることを特徴とする請求項１乃至
９のいずれか一項記載の通信装置。
【請求項１１】受信側と共通の共通項を取得する共通
項取得部と、前記共通項取得部で生成された共通項に基づいてキーを
生成するキー生成手段と、前記キー生成手段で生成されたキーに基づいて関数又は
プロトコルを生成する暗号化キー生成手段と、前記暗号化キー生成手段で生成された関数又はプロトコ
ルに基づいて暗号化を行う暗号化手段とを有することを
特徴とする通信装置。
【請求項１２】前記キー生成手段は、前記関数又はプ
ロトコル内の所定の情報をキーとして取得することを特
徴とする請求項１０記載の通信装置。
【請求項１３】前記関数又はプロトコル生成手段は、
非線形遷移によりテーブルの値を非線形遷移させること
により次の関数又はプロトコルを生成することを特徴と
する請求項１０又は１１記載の通信装置。
【請求項１４】送信側と共通の共通項を取得する共通
項取得部と、前記共通項取得部で生成された共通項に基づいて送信側
と共通のキーを生成するキー生成手段と、前記キー生成手段で生成されたキーに基づいて送信側と
共通の関数又はプロトコルを生成する暗号化キー生成手
段と、前記暗号化キー生成手段で生成された関数又はプロトコ
ルに基づいて復号化を行う復号化手段とを有することを
特徴とする通信装置。