JP2003263107A - 通信デバイスにより処理される呼におけるメッセージの暗号化方法 - Google Patents
通信デバイスにより処理される呼におけるメッセージの暗号化方法Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
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- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無線電話での使用に適した強化ＣＭＥＡ暗号
化システムを実現する。 【解決手段】 平文メッセージがシステムに導入され、
第１ＣＭＥＡ鍵を用いて１回目のＣＭＥＡプロセスの適
用を受け、中間暗号文が生成される。次に、中間暗号文
は、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて２回目のＣＭＥＡプロセス
の適用を受け、最終暗号文が生成される。平文および中
間暗号文に対して、各回のＣＭＥＡプロセスの前後に入
力および出力変換を適用することによって、追加セキュ
リティが達成される。ＣＭＥＡは、メッセージあるいは
中間暗号処理されたデータに対する置換を追加したｔｂ
ｏｘ関数の改善された使用法を用いて実行されることが
可能である。復号は、暗号化に用いられたステップを逆
順で暗号文メッセージに適用し、入力および出力変換を
それぞれ逆出力および逆入力変換で適当に置き換えるこ
とによって、達成される。
化システムを実現する。 【解決手段】 平文メッセージがシステムに導入され、
第１ＣＭＥＡ鍵を用いて１回目のＣＭＥＡプロセスの適
用を受け、中間暗号文が生成される。次に、中間暗号文
は、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて２回目のＣＭＥＡプロセス
の適用を受け、最終暗号文が生成される。平文および中
間暗号文に対して、各回のＣＭＥＡプロセスの前後に入
力および出力変換を適用することによって、追加セキュ
リティが達成される。ＣＭＥＡは、メッセージあるいは
中間暗号処理されたデータに対する置換を追加したｔｂ
ｏｘ関数の改善された使用法を用いて実行されることが
可能である。復号は、暗号化に用いられたステップを逆
順で暗号文メッセージに適用し、入力および出力変換を
それぞれ逆出力および逆入力変換で適当に置き換えるこ
とによって、達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線（ワイヤレ
ス）電話暗号法に関し、特に、無線電話システムにおけ
る高速でセキュリティの高い暗号化のための改善された
セキュリティ暗号方式に関する。
ス）電話暗号法に関し、特に、無線電話システムにおけ
る高速でセキュリティの高い暗号化のための改善された
セキュリティ暗号方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線電話は、例えば、ステータス情報の
伝送、動作モードの再設定、呼着信処理、ならびに、加
入者の電子シリアル番号および電話番号のようなシステ
ムおよびユーザのデータや、ユーザによって送信される
会話およびその他のデータの伝送を含む、いくつかの目
的のためにメッセージングを使用する。中央サービス局
が電話線によって各加入者に接続され、権限のない者
（攻撃者）による盗聴や傍受からのかなりの程度の保護
を保証する通常の有線電話とは異なり、無線電話サービ
ス局（すなわち基地局）は、加入者の物理的位置に関わ
らず、メッセージを無線信号で送受信しなければならな
い。
伝送、動作モードの再設定、呼着信処理、ならびに、加
入者の電子シリアル番号および電話番号のようなシステ
ムおよびユーザのデータや、ユーザによって送信される
会話およびその他のデータの伝送を含む、いくつかの目
的のためにメッセージングを使用する。中央サービス局
が電話線によって各加入者に接続され、権限のない者
（攻撃者）による盗聴や傍受からのかなりの程度の保護
を保証する通常の有線電話とは異なり、無線電話サービ
ス局（すなわち基地局）は、加入者の物理的位置に関わ
らず、メッセージを無線信号で送受信しなければならな
い。
【０００３】基地局はどこにいる加入者ともメッセージ
を送受信することができなければならないため、メッセ
ージングプロセスは、加入者機器との間で送受信される
信号に完全に依存する。信号は、無線伝送されるため、
適当な機器を有する盗聴者あるいは侵入者によって傍受
される可能性がある。
を送受信することができなければならないため、メッセ
ージングプロセスは、加入者機器との間で送受信される
信号に完全に依存する。信号は、無線伝送されるため、
適当な機器を有する盗聴者あるいは侵入者によって傍受
される可能性がある。
【０００４】信号が無線電話機によって平文で送信され
る場合、盗聴者が信号を傍受してそれを用いて加入者に
なりすますこと、あるいは、ユーザによって送信された
秘密データを傍受することの危険が存在する。このよう
な秘密データには、会話の内容も含まれることがある。
秘密データはまた、例えば、無線電話機に接続されたモ
デムを通じて送信されるコンピュータデータのような、
ユーザによって送信される非音声データを含むこともあ
り、また、一般にキー押下によって送信される銀行口座
やその他の秘密のユーザ情報を含むこともある。会話を
聞き、あるいは、非音声データを傍受する盗聴者は、ユ
ーザから秘密情報を取得する可能性がある。暗号化され
ていない電話信号（すなわち平文信号）のメッセージ内
容は、適当に調整した受信機によって比較的容易に傍受
される。
る場合、盗聴者が信号を傍受してそれを用いて加入者に
なりすますこと、あるいは、ユーザによって送信された
秘密データを傍受することの危険が存在する。このよう
な秘密データには、会話の内容も含まれることがある。
秘密データはまた、例えば、無線電話機に接続されたモ
デムを通じて送信されるコンピュータデータのような、
ユーザによって送信される非音声データを含むこともあ
り、また、一般にキー押下によって送信される銀行口座
やその他の秘密のユーザ情報を含むこともある。会話を
聞き、あるいは、非音声データを傍受する盗聴者は、ユ
ーザから秘密情報を取得する可能性がある。暗号化され
ていない電話信号（すなわち平文信号）のメッセージ内
容は、適当に調整した受信機によって比較的容易に傍受
される。
【０００５】あるいは、傍受者は、より高い送信電力を
用いることによって、確立されている接続に侵入し、基
地局へ信号を送信し、会話の当事者になりすますことも
可能である。
用いることによって、確立されている接続に侵入し、基
地局へ信号を送信し、会話の当事者になりすますことも
可能である。
【０００６】無線信号によって伝送されているメッセー
ジに暗号方式を適用することがない場合、電話資源の無
権限使用、メッセージの盗聴、および会話中の発呼者ま
たは被呼者になりすますことが可能である。このような
無権限の傍受や盗聴は実際に重大な問題であることが分
かっており、極めて好ましくない。
ジに暗号方式を適用することがない場合、電話資源の無
権限使用、メッセージの盗聴、および会話中の発呼者ま
たは被呼者になりすますことが可能である。このような
無権限の傍受や盗聴は実際に重大な問題であることが分
かっており、極めて好ましくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】無線電話アプリケーシ
ョンへの暗号方式の応用は、上記のセキュリティ問題へ
の解決法を提供するが、標準的な暗号方法を無線電話に
適用することは、それらの方法が大きい計算量を要する
という性質により、大きい困難に遭遇している。特に、
これらの方法は、小さい無線ハンドセットを供給すると
いう要求によって課される制約と、ハンドセットの小さ
いサイズによって課される処理電力に対する制約を受け
る。一般的な無線ハンドセットにある処理電力は、ＤＥ
Ｓ(Data Encryption Standard)のような周知の暗号アル
ゴリズムの処理要求を扱うには不十分である。一般的な
無線電話システムにおいてこのような周知の暗号アルゴ
リズムを実装することは、信号を処理（すなわち、暗号
化および復号）するのに要する時間を増大させ、それに
より、加入者にとって受け入れられない遅延を引き起こ
す可能性がある。
ョンへの暗号方式の応用は、上記のセキュリティ問題へ
の解決法を提供するが、標準的な暗号方法を無線電話に
適用することは、それらの方法が大きい計算量を要する
という性質により、大きい困難に遭遇している。特に、
これらの方法は、小さい無線ハンドセットを供給すると
いう要求によって課される制約と、ハンドセットの小さ
いサイズによって課される処理電力に対する制約を受け
る。一般的な無線ハンドセットにある処理電力は、ＤＥ
Ｓ(Data Encryption Standard)のような周知の暗号アル
ゴリズムの処理要求を扱うには不十分である。一般的な
無線電話システムにおいてこのような周知の暗号アルゴ
リズムを実装することは、信号を処理（すなわち、暗号
化および復号）するのに要する時間を増大させ、それに
より、加入者にとって受け入れられない遅延を引き起こ
す可能性がある。
【０００８】無線電話のための暗号方式の１つが、米国
特許第５，１５９，６３４号（発明者：Reeds）に記載
されている。この米国特許には、ＣＭＥＡ(Cellular Me
ssageEncryption Algorithm)として知られる暗号アルゴ
リズムに組み込まれた暗号方式が記載されている。無線
電話環境で利用可能な資源の範囲で無線電話のためにこ
の暗号方式およびその他の既存の暗号方式を大幅に改善
することが所望されている。
特許第５，１５９，６３４号（発明者：Reeds）に記載
されている。この米国特許には、ＣＭＥＡ(Cellular Me
ssageEncryption Algorithm)として知られる暗号アルゴ
リズムに組み込まれた暗号方式が記載されている。無線
電話環境で利用可能な資源の範囲で無線電話のためにこ
の暗号方式およびその他の既存の暗号方式を大幅に改善
することが所望されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題およ
びその他の課題を有効に解決する。本発明による１つの
方法では、第１および第２のＣＭＥＡ鍵が生成される。
平文が導入され、第１入力変換を受けて第１入力変換さ
れたメッセージが生成される。第１入力変換されたメッ
セージは、第１ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの
１回目によって処理され、第１中間暗号文が生成され
る。この第１中間暗号文は、第１出力変換を受けて第１
出力変換されたメッセージが生成される。第１出力変換
されたメッセージは第２入力変換を受けて第２入力変換
されたメッセージが生成される。第２入力変換されたメ
ッセージは、第２ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセス
の２回目によって処理され、第２中間暗号文が生成され
る。第２中間暗号文は、第２出力変換を受けて第２出力
変換されたメッセージが生成される。本発明のもう１つ
の特徴によれば、ＣＭＥＡプロセスの１回目および２回
目は、入力が秘密オフセットによって置換されたｔｂｏ
ｘ関数を使用する。本発明のもう１つの特徴によれば、
平文は、入力および出力変換を受けずに、第１および第
２ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの１回目および
２回目によって処理されることも可能である。暗号化さ
れたテキストは、本発明によれば、暗号文を導入し、平
文を暗号化するために適用されたステップを逆順で逆に
作用させることによって、適切に復号される。
びその他の課題を有効に解決する。本発明による１つの
方法では、第１および第２のＣＭＥＡ鍵が生成される。
平文が導入され、第１入力変換を受けて第１入力変換さ
れたメッセージが生成される。第１入力変換されたメッ
セージは、第１ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの
１回目によって処理され、第１中間暗号文が生成され
る。この第１中間暗号文は、第１出力変換を受けて第１
出力変換されたメッセージが生成される。第１出力変換
されたメッセージは第２入力変換を受けて第２入力変換
されたメッセージが生成される。第２入力変換されたメ
ッセージは、第２ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセス
の２回目によって処理され、第２中間暗号文が生成され
る。第２中間暗号文は、第２出力変換を受けて第２出力
変換されたメッセージが生成される。本発明のもう１つ
の特徴によれば、ＣＭＥＡプロセスの１回目および２回
目は、入力が秘密オフセットによって置換されたｔｂｏ
ｘ関数を使用する。本発明のもう１つの特徴によれば、
平文は、入力および出力変換を受けずに、第１および第
２ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの１回目および
２回目によって処理されることも可能である。暗号化さ
れたテキストは、本発明によれば、暗号文を導入し、平
文を暗号化するために適用されたステップを逆順で逆に
作用させることによって、適切に復号される。
【００１０】本発明による装置は、テキストを生成し、
それをＩ／Ｏインタフェースに供給する。Ｉ／Ｏインタ
フェースは、そのテキストを生成されたテキストとして
識別し、そのテキストおよびその識別を暗号化／復号プ
ロセッサに供給する。続いて暗号化／復号プロセッサ
は、そのテキストを暗号化して、送信するためにトラン
シーバに供給する。本発明の装置がトランシーバを通じ
て通信を受信すると、その通信は入力暗号文として識別
され、その暗号文およびその識別は暗号化／復号プロセ
ッサに供給される。暗号化／復号プロセッサは、その暗
号文を復号して、宛先へ転送するためにＩ／Ｏプロセッ
サに供給する。好ましい実施例では、この装置は、現在
一般的に無線電話機で用いられているものと同様の標準
的なマイクロプロセッサおよびメモリを利用した無線電
話機に統合される。
それをＩ／Ｏインタフェースに供給する。Ｉ／Ｏインタ
フェースは、そのテキストを生成されたテキストとして
識別し、そのテキストおよびその識別を暗号化／復号プ
ロセッサに供給する。続いて暗号化／復号プロセッサ
は、そのテキストを暗号化して、送信するためにトラン
シーバに供給する。本発明の装置がトランシーバを通じ
て通信を受信すると、その通信は入力暗号文として識別
され、その暗号文およびその識別は暗号化／復号プロセ
ッサに供給される。暗号化／復号プロセッサは、その暗
号文を復号して、宛先へ転送するためにＩ／Ｏプロセッ
サに供給する。好ましい実施例では、この装置は、現在
一般的に無線電話機で用いられているものと同様の標準
的なマイクロプロセッサおよびメモリを利用した無線電
話機に統合される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、通話中に送信される可能
性のあるいくつかの重要なユーザデータの暗号化のため
にＣＭＥＡ鍵を用いる従来の方法１００を説明する流れ
図である。ＣＭＥＡ鍵の作成および説明は当業者に周知
である。ＣＭＥＡ鍵は、２５６バイトの秘密配列ｔｂｏ
ｘ（ｚ）を作成するために用いられる。あるいは、ｔｂ
ｏｘは、関数呼出しとして実装されることも可能であ
る。この実装によりＲＡＭの使用量は減少するが、処理
時間は約１桁増大する。
性のあるいくつかの重要なユーザデータの暗号化のため
にＣＭＥＡ鍵を用いる従来の方法１００を説明する流れ
図である。ＣＭＥＡ鍵の作成および説明は当業者に周知
である。ＣＭＥＡ鍵は、２５６バイトの秘密配列ｔｂｏ
ｘ（ｚ）を作成するために用いられる。あるいは、ｔｂ
ｏｘは、関数呼出しとして実装されることも可能であ
る。この実装によりＲＡＭの使用量は減少するが、処理
時間は約１桁増大する。
【００１２】ステップ１０２で、未処理のテキストが導
入される。ステップ１０４で、ｔｂｏｘを関数呼出しと
してではなく静的テーブルとして実装するシステムで
は、静的ｔｂｏｘテーブルが導出される。ｔｂｏｘテー
ブルは次のように導出される。０≦ｚ＜２５６の範囲の
各ｚに対して、tbox(z) = C(((C(((C(((C((z XOR k0)+k
1)+z)XOR k2)+k3)+z)XOR k4)+k5)+z)XOR k6)+k7)+zであ
る。ただし「＋」は２５６を法とする加算を表し、「Ｘ
ＯＲ」はビットごとのＸＯＲ演算子であり、「ｚ」は関
数の引数であり、ｋ０，...，ｋ７はＣＭＥＡ鍵の８個
のオクテットであり、Ｃ（）はＣＡＶＥ８ビットテーブ
ルルックアップの結果である。
入される。ステップ１０４で、ｔｂｏｘを関数呼出しと
してではなく静的テーブルとして実装するシステムで
は、静的ｔｂｏｘテーブルが導出される。ｔｂｏｘテー
ブルは次のように導出される。０≦ｚ＜２５６の範囲の
各ｚに対して、tbox(z) = C(((C(((C(((C((z XOR k0)+k
1)+z)XOR k2)+k3)+z)XOR k4)+k5)+z)XOR k6)+k7)+zであ
る。ただし「＋」は２５６を法とする加算を表し、「Ｘ
ＯＲ」はビットごとのＸＯＲ演算子であり、「ｚ」は関
数の引数であり、ｋ０，...，ｋ７はＣＭＥＡ鍵の８個
のオクテットであり、Ｃ（）はＣＡＶＥ８ビットテーブ
ルルックアップの結果である。
【００１３】ＣＭＥＡは、連続する３つのステージから
なり、各ステージは、データバッファ内の各バイト列を
変更する。ステップ１０６、１０８および１１０で、Ｃ
ＭＥＡプロセスの第１、第２および第３のステージが、
以下で説明するようにそれぞれ実行される。長さｄバイ
トのデータバッファ（各バイトをｂ（ｉ）で表す。ｉは
０≦ｉ＜ｄの範囲の整数である。）は３ステージで暗号
化される。
なり、各ステージは、データバッファ内の各バイト列を
変更する。ステップ１０６、１０８および１１０で、Ｃ
ＭＥＡプロセスの第１、第２および第３のステージが、
以下で説明するようにそれぞれ実行される。長さｄバイ
トのデータバッファ（各バイトをｂ（ｉ）で表す。ｉは
０≦ｉ＜ｄの範囲の整数である。）は３ステージで暗号
化される。
【００１４】ＣＭＥＡの第１ステージ（Ｉ）は以下の通
りである。 １．変数ｚを０に初期化する。 ２．０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対して、 ａ．ｑ＝ｚ（ｉの下位バイト）、によって変数ｑを形成
する。ただし、はビットごとの排他的論理和演算子であ
る。 ｂ．ｋ＝ＴＢＯＸ（ｑ）、によって変数ｋを形成する。 ｃ．ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＋ｋ ｍｏｄ ２５６、により
ｂ（ｉ）を更新する。 ｄ．ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６、によりｚを更
新する。
りである。 １．変数ｚを０に初期化する。 ２．０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対して、 ａ．ｑ＝ｚ（ｉの下位バイト）、によって変数ｑを形成
する。ただし、はビットごとの排他的論理和演算子であ
る。 ｂ．ｋ＝ＴＢＯＸ（ｑ）、によって変数ｋを形成する。 ｃ．ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）＋ｋ ｍｏｄ ２５６、により
ｂ（ｉ）を更新する。 ｄ．ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６、によりｚを更
新する。
【００１５】ＣＭＥＡの第２ステージ（ＩＩ）は次の通
りである。 １．０≦ｉ＜（ｄ−１）／２の範囲のｉのすべての値に
対して、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）（ｂ（ｄ−１−ｉ）ＯＲ
１）。ただし、ＯＲはビットごとの論理和演算子であ
る。
りである。 １．０≦ｉ＜（ｄ−１）／２の範囲のｉのすべての値に
対して、ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）（ｂ（ｄ−１−ｉ）ＯＲ
１）。ただし、ＯＲはビットごとの論理和演算子であ
る。
【００１６】ＣＭＥＡの最後すなわち第３のステージ
（ＩＩＩ）は、第１ステージの逆である復号である。 １．変数ｚを０に初期化する。 ２．０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対して、 ａ．ｑ＝ｚ（ｉの下位バイト）、によって変数ｑを形成
する。 ｂ．ｋ＝ＴＢＯＸ（ｑ）、によって変数ｋを形成する。 ｃ．ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６。 ｄ．ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）−ｋ ｍｏｄ ２５６、により
ｂ（ｉ）を更新する。
（ＩＩＩ）は、第１ステージの逆である復号である。 １．変数ｚを０に初期化する。 ２．０≦ｉ＜ｄの範囲の連続する整数値ｉに対して、 ａ．ｑ＝ｚ（ｉの下位バイト）、によって変数ｑを形成
する。 ｂ．ｋ＝ＴＢＯＸ（ｑ）、によって変数ｋを形成する。 ｃ．ｚ＝ｂ（ｉ）＋ｚ ｍｏｄ ２５６。 ｄ．ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）−ｋ ｍｏｄ ２５６、により
ｂ（ｉ）を更新する。
【００１７】ステップ１１２で、最後の処理結果が出力
される。
される。
【００１８】ＣＭＥＡプロセスは自己反転的である。す
なわち、同じ順序で適用される同じステップが、平文を
暗号化するためおよび暗号文を復号するための両方に使
用される。従って、暗号化または復号のいずれが実行さ
れているかを判定する必要がない。残念ながら、ＣＭＥ
Ａプロセスは、呼に対して用いられるＣＭＥＡ鍵の回復
を可能にする攻撃を受ける。
なわち、同じ順序で適用される同じステップが、平文を
暗号化するためおよび暗号文を復号するための両方に使
用される。従って、暗号化または復号のいずれが実行さ
れているかを判定する必要がない。残念ながら、ＣＭＥ
Ａプロセスは、呼に対して用いられるＣＭＥＡ鍵の回復
を可能にする攻撃を受ける。
【００１９】顧客情報に対する追加セキュリティを提供
するために、本発明による暗号化方式は、好ましくは、
２回のＣＭＥＡプロセスを、相異なる鍵を各回に用いて
実行する。第１入力変換および第１出力変換がＣＭＥＡ
プロセスの１回目の前後に実行され、第２入力変換およ
び第２出力変換がＣＭＥＡプロセスの２回目の前後に実
行される。本発明による代替暗号方式は、好ましくは、
１回以上のＣＭＥＡプロセスにおいてｔｂｏｘ入力の少
なくとも１回の置換を追加することによって、ｔｂｏｘ
関数の使用を改善する。ｔｂｏｘ関数の改善された使用
については、本願と国際出願日が同一の特許出願（国際
出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）に記載されて
いる。本発明のもう１つの特徴では、ＣＭＥＡプロセス
の各回の前後に入力および出力変換をせずに、ＣＭＥＡ
プロセスの１回目および２回目を実行することも可能で
ある。
するために、本発明による暗号化方式は、好ましくは、
２回のＣＭＥＡプロセスを、相異なる鍵を各回に用いて
実行する。第１入力変換および第１出力変換がＣＭＥＡ
プロセスの１回目の前後に実行され、第２入力変換およ
び第２出力変換がＣＭＥＡプロセスの２回目の前後に実
行される。本発明による代替暗号方式は、好ましくは、
１回以上のＣＭＥＡプロセスにおいてｔｂｏｘ入力の少
なくとも１回の置換を追加することによって、ｔｂｏｘ
関数の使用を改善する。ｔｂｏｘ関数の改善された使用
については、本願と国際出願日が同一の特許出願（国際
出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）に記載されて
いる。本発明のもう１つの特徴では、ＣＭＥＡプロセス
の各回の前後に入力および出力変換をせずに、ＣＭＥＡ
プロセスの１回目および２回目を実行することも可能で
ある。
【００２０】図２は、本発明の特徴による暗号化プロセ
ス２００によって実行されるステップを示す流れ図であ
る。図２の暗号化プロセスは、図１に関して説明したＣ
ＭＥＡプロセスを２回含み、各回で相異なるＣＭＥＡ鍵
を用いる。ステップ２０２で、平文が暗号化プロセスに
導入される。ステップ２０４で、平文は、ＣＭＥＡプロ
セスを用いた１回目の実行で、第１ＣＭＥＡ鍵を用いて
暗号化される。ステップ２０６で、１回目が完了し、中
間暗号文が生成される。ステップ２０８で、中間暗号文
は、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて、ＣＭＥＡプロセスの２回
目の適用を受ける。ステップ２１０で、最終暗号文が生
成される。
ス２００によって実行されるステップを示す流れ図であ
る。図２の暗号化プロセスは、図１に関して説明したＣ
ＭＥＡプロセスを２回含み、各回で相異なるＣＭＥＡ鍵
を用いる。ステップ２０２で、平文が暗号化プロセスに
導入される。ステップ２０４で、平文は、ＣＭＥＡプロ
セスを用いた１回目の実行で、第１ＣＭＥＡ鍵を用いて
暗号化される。ステップ２０６で、１回目が完了し、中
間暗号文が生成される。ステップ２０８で、中間暗号文
は、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて、ＣＭＥＡプロセスの２回
目の適用を受ける。ステップ２１０で、最終暗号文が生
成される。
【００２１】図３は、本発明のもう１つの特徴による暗
号化プロセス３００を説明する図である。ステップ３０
２で、平文が暗号化プロセスに導入される。ステップ３
０４で、平文メッセージは第１入力変換を受け、第１入
力変換されたメッセージが生成される。ステップ３０６
で、第１入力変換されたメッセージは第１ＣＭＥＡ鍵を
用いてＣＭＥＡプロセスの１回目の適用を受け、第１中
間暗号文が生成される。好ましくは、ＣＭＥＡプロセス
の１回目は、ｔｂｏｘ関数の各入力が置換を受けた、ｔ
ｂｏｘ関数の改善された使用法を用いる。ｔｂｏｘ関数
の改善された使用法は上記の特許出願（国際出願番号Ｐ
ＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）に記載されている。ステ
ップ３０８で、１回目のＣＭＥＡプロセスの出力は第１
出力変換を受け、第１出力変換されたメッセージが生成
される。ステップ３１０で、第１中間暗号文は第２入力
変換を受け、第２入力変換されたメッセージが生成され
る。ステップ３１２で、変換された中間暗号文は、第２
ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの２回目の適用を
受け、第２中間暗号文が生成される。ＣＭＥＡプロセス
の２回目は、好ましくは、上記特許出願に記載されたｔ
ｂｏｘ関数の改善された使用法を用いる。ステップ３１
４で、第２中間暗号文は第２出力変換を受け、第２出力
変換されたメッセージが生成される。ステップ３１６
で、第２出力変換されたメッセージが最終暗号文として
出力される。
号化プロセス３００を説明する図である。ステップ３０
２で、平文が暗号化プロセスに導入される。ステップ３
０４で、平文メッセージは第１入力変換を受け、第１入
力変換されたメッセージが生成される。ステップ３０６
で、第１入力変換されたメッセージは第１ＣＭＥＡ鍵を
用いてＣＭＥＡプロセスの１回目の適用を受け、第１中
間暗号文が生成される。好ましくは、ＣＭＥＡプロセス
の１回目は、ｔｂｏｘ関数の各入力が置換を受けた、ｔ
ｂｏｘ関数の改善された使用法を用いる。ｔｂｏｘ関数
の改善された使用法は上記の特許出願（国際出願番号Ｐ
ＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）に記載されている。ステ
ップ３０８で、１回目のＣＭＥＡプロセスの出力は第１
出力変換を受け、第１出力変換されたメッセージが生成
される。ステップ３１０で、第１中間暗号文は第２入力
変換を受け、第２入力変換されたメッセージが生成され
る。ステップ３１２で、変換された中間暗号文は、第２
ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの２回目の適用を
受け、第２中間暗号文が生成される。ＣＭＥＡプロセス
の２回目は、好ましくは、上記特許出願に記載されたｔ
ｂｏｘ関数の改善された使用法を用いる。ステップ３１
４で、第２中間暗号文は第２出力変換を受け、第２出力
変換されたメッセージが生成される。ステップ３１６
で、第２出力変換されたメッセージが最終暗号文として
出力される。
【００２２】図４は、図３に関して説明した暗号化プロ
セス３００で使用するのに適した入力変換４００を詳細
に説明する図である。逆入力変換４００は自己反転的で
ある。ｊ＋１個の入力データオクテットｊ＋１，
ｊ，...，２，１のそれぞれと、変換オクテットとのＸ
ＯＲをとる。変換オクテットは、いくつかの当業者に周
知の技術のうちのいずれによって作成することも可能な
秘密値である。好ましくは、２つの変換オクテットが交
互に用いられ入力データオクテットに適用される。変換
オクテットＩ2が入力データオクテットｊ＋１に適用さ
れ、変換オクテットＩ1が入力データオクテットｊに適
用され、変換オクテットＩ2が入力データオクテットｊ
−１に適用され、などとなる。変換の適用により、新た
な入力データオクテットのセットｊ＋１′，
ｊ′，...，２′，１′が生成され、これは、図３に関
して上記で説明したように用いられる。
セス３００で使用するのに適した入力変換４００を詳細
に説明する図である。逆入力変換４００は自己反転的で
ある。ｊ＋１個の入力データオクテットｊ＋１，
ｊ，...，２，１のそれぞれと、変換オクテットとのＸ
ＯＲをとる。変換オクテットは、いくつかの当業者に周
知の技術のうちのいずれによって作成することも可能な
秘密値である。好ましくは、２つの変換オクテットが交
互に用いられ入力データオクテットに適用される。変換
オクテットＩ2が入力データオクテットｊ＋１に適用さ
れ、変換オクテットＩ1が入力データオクテットｊに適
用され、変換オクテットＩ2が入力データオクテットｊ
−１に適用され、などとなる。変換の適用により、新た
な入力データオクテットのセットｊ＋１′，
ｊ′，...，２′，１′が生成され、これは、図３に関
して上記で説明したように用いられる。
【００２３】図５は、図３に関して説明した暗号化プロ
セス３００で使用するのに適した順／逆出力変換５００
を説明する図である。順出力変換の場合、ｊ＋１個の出
力データオクテットｊ＋１，ｊ，...，２，１はそれぞ
れ、変換オクテットと加算される。変換オクテットは、
いくつかの当業者に周知の技術のうちのいずれによって
作成することも可能な秘密値である。逆出力変換の場
合、加算は減算で置き換えられる。好ましくは、２つの
変換オクテットが交互に用いられ出力データオクテット
に適用される。変換オクテットＯ2が出力データオクテ
ットｊ＋１に適用され、変換オクテットＯ1が出力デー
タオクテットｊに適用され、変換オクテットＯ2が出力
データオクテットｊ−１に適用され、などとなる。変換
の適用により、新たな出力データオクテットのセットｊ
＋１′，ｊ′，...，２′，１′が生成され、これは、
図３に関して上記で説明したように用いられる。
セス３００で使用するのに適した順／逆出力変換５００
を説明する図である。順出力変換の場合、ｊ＋１個の出
力データオクテットｊ＋１，ｊ，...，２，１はそれぞ
れ、変換オクテットと加算される。変換オクテットは、
いくつかの当業者に周知の技術のうちのいずれによって
作成することも可能な秘密値である。逆出力変換の場
合、加算は減算で置き換えられる。好ましくは、２つの
変換オクテットが交互に用いられ出力データオクテット
に適用される。変換オクテットＯ2が出力データオクテ
ットｊ＋１に適用され、変換オクテットＯ1が出力デー
タオクテットｊに適用され、変換オクテットＯ2が出力
データオクテットｊ−１に適用され、などとなる。変換
の適用により、新たな出力データオクテットのセットｊ
＋１′，ｊ′，...，２′，１′が生成され、これは、
図３に関して上記で説明したように用いられる。
【００２４】本発明の暗号方式は、２つの鍵の適用を要
求するため、自己反転的ではない。すなわち、同じ順序
で適用される同じ作用は、平文の暗号化でも暗号文の復
号でもない。さらに、図５に関して説明した出力変換は
自己反転的ではない。従って、以下で説明するように、
別個の復号プロセスが必要である。
求するため、自己反転的ではない。すなわち、同じ順序
で適用される同じ作用は、平文の暗号化でも暗号文の復
号でもない。さらに、図５に関して説明した出力変換は
自己反転的ではない。従って、以下で説明するように、
別個の復号プロセスが必要である。
【００２５】図６は、本発明の特徴による復号プロセス
６００の図である。本質的には、図３の逆順であること
を除いて、図３に示されたステップと同様である。第１
および第２の逆入力および出力変換が、図３の入力およ
び出力変換の代わりに用いられる。第１逆入力変換は単
に、図３に関して上記で説明した第２入力変換であり、
第２逆入力変換は、図３に関して上記で説明した第１入
力変換である。
６００の図である。本質的には、図３の逆順であること
を除いて、図３に示されたステップと同様である。第１
および第２の逆入力および出力変換が、図３の入力およ
び出力変換の代わりに用いられる。第１逆入力変換は単
に、図３に関して上記で説明した第２入力変換であり、
第２逆入力変換は、図３に関して上記で説明した第１入
力変換である。
【００２６】ステップ６０２で、暗号文メッセージが復
号プロセスに導入される。ステップ６０４で、暗号文メ
ッセージは第１逆出力変換を受け、第１逆出力変換され
たメッセージが生成される。第１逆出力変換は、図３に
関して説明し、図５に関してさらに詳細に説明した第２
出力変換の逆である。特に、出力変換における加算ステ
ップは、逆出力変換における減算によって相殺される。
ステップ６０６で、第１逆出力変換されたメッセージは
ＣＭＥＡプロセスの１回目の適用を受け、第１中間復号
された暗号文メッセージが生成される。好ましくは、Ｃ
ＭＥＡプロセスの１回目は、上記の特許出願（国際出願
番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）によるｔｂｏｘ関
数の改善された使用法を用いる。この１回目で用いられ
る鍵方式は第２ＣＭＥＡ鍵および第２ｔｂｏｘ入力置換
である。ステップ６０８で、第１中間暗号文は第１逆入
力変換を受け、第１逆入力変換されたメッセージが生成
される。この第１逆入力変換は、図３に関して説明した
第２入力変換と同一である。次に、ステップ６１０で、
第１逆入力変換されたメッセージは第２逆出力変換を受
け、第２逆出力変換されたメッセージが生成される。こ
の第２逆出力変換は、図３に関して説明した第１出力変
換の逆である。ステップ６１２で、第２逆出力変換され
たメッセージは、ＣＭＥＡプロセスの２回目の適用を受
け、第２中間復号された暗号文メッセージが生成され
る。好ましくは、ＣＭＥＡプロセスの２回目は、ｔｂｏ
ｘ関数の改善された使用法を用いる。この回の修正ＣＭ
ＥＡプロセスで用いられる鍵方式は第１ＣＭＥＡ鍵およ
び第１ｔｂｏｘ入力置換である。ステップ６１６で、第
２中間復号された暗号文メッセージは第２逆入力変換を
受け、第２逆入力変換されたメッセージが生成される。
この第２逆入力変換は、図４に関して説明した第１入力
変換と同一である。ステップ６１８で、２回目が完了
し、第２逆入力変換されたメッセージが最終的な平文と
して出力される。
号プロセスに導入される。ステップ６０４で、暗号文メ
ッセージは第１逆出力変換を受け、第１逆出力変換され
たメッセージが生成される。第１逆出力変換は、図３に
関して説明し、図５に関してさらに詳細に説明した第２
出力変換の逆である。特に、出力変換における加算ステ
ップは、逆出力変換における減算によって相殺される。
ステップ６０６で、第１逆出力変換されたメッセージは
ＣＭＥＡプロセスの１回目の適用を受け、第１中間復号
された暗号文メッセージが生成される。好ましくは、Ｃ
ＭＥＡプロセスの１回目は、上記の特許出願（国際出願
番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７４０４）によるｔｂｏｘ関
数の改善された使用法を用いる。この１回目で用いられ
る鍵方式は第２ＣＭＥＡ鍵および第２ｔｂｏｘ入力置換
である。ステップ６０８で、第１中間暗号文は第１逆入
力変換を受け、第１逆入力変換されたメッセージが生成
される。この第１逆入力変換は、図３に関して説明した
第２入力変換と同一である。次に、ステップ６１０で、
第１逆入力変換されたメッセージは第２逆出力変換を受
け、第２逆出力変換されたメッセージが生成される。こ
の第２逆出力変換は、図３に関して説明した第１出力変
換の逆である。ステップ６１２で、第２逆出力変換され
たメッセージは、ＣＭＥＡプロセスの２回目の適用を受
け、第２中間復号された暗号文メッセージが生成され
る。好ましくは、ＣＭＥＡプロセスの２回目は、ｔｂｏ
ｘ関数の改善された使用法を用いる。この回の修正ＣＭ
ＥＡプロセスで用いられる鍵方式は第１ＣＭＥＡ鍵およ
び第１ｔｂｏｘ入力置換である。ステップ６１６で、第
２中間復号された暗号文メッセージは第２逆入力変換を
受け、第２逆入力変換されたメッセージが生成される。
この第２逆入力変換は、図４に関して説明した第１入力
変換と同一である。ステップ６１８で、２回目が完了
し、第２逆入力変換されたメッセージが最終的な平文と
して出力される。
【００２７】図２に関して説明した暗号化も同様に逆転
させることが可能である。上記で図２に関して説明した
本発明の特徴により暗号化されたメッセージを復号する
ためには、逆入力および出力変換を実行せずに、図６で
説明した復号を実行する。
させることが可能である。上記で図２に関して説明した
本発明の特徴により暗号化されたメッセージを復号する
ためには、逆入力および出力変換を実行せずに、図６で
説明した復号を実行する。
【００２８】図６に関して説明した復号は、図３に関し
て説明した暗号化を単に作用させることによっては実行
することができないため、本発明による暗号化および復
号方式を用いた装置は、メッセージが暗号化されること
を必要としている場合、および、復号されることを必要
としている場合を認識することが必要である。
て説明した暗号化を単に作用させることによっては実行
することができないため、本発明による暗号化および復
号方式を用いた装置は、メッセージが暗号化されること
を必要としている場合、および、復号されることを必要
としている場合を認識することが必要である。
【００２９】図７は、メッセージが暗号化または復号を
必要とするかどうかを認識するための設備、および、適
当な暗号化または復号を実行する設備を備えた、本発明
によるメッセージ伝送および暗号化／復号を実行するた
めの無線電話機７００を示す図である。電話機７００
は、トランシーバ７０２、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェ
ース７０４、暗号化／復号プロセッサ７０６、および鍵
ジェネレータ７０８を有する。鍵ジェネレータ７０８
は、鍵生成のために記憶されている秘密データを受け取
り使用する。記憶されている秘密データは、好ましく
は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発性
メモリ７１０に記憶される。鍵ジェネレータ７０８は、
生成された鍵をメモリ７１２に格納する。暗号化／復号
プロセッサはまた、鍵ジェネレータ７０８から受け取っ
た鍵、ｔｂｏｘ関数を静的テーブルとして実装したい場
合に生成され用いられる静的ｔｂｏｘテーブル、ならび
に、暗号化および復号中に生成され記憶されるその他の
値を記憶するためのメモリ７１４を有する。電話機７０
０はまた、メッセージジェネレータ７１６を有する。メ
ッセージジェネレータ７１６は、暗号化／復号プロセッ
サ７０６によって暗号化されトランシーバ７０２によっ
て送信されるメッセージを生成する。
必要とするかどうかを認識するための設備、および、適
当な暗号化または復号を実行する設備を備えた、本発明
によるメッセージ伝送および暗号化／復号を実行するた
めの無線電話機７００を示す図である。電話機７００
は、トランシーバ７０２、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェ
ース７０４、暗号化／復号プロセッサ７０６、および鍵
ジェネレータ７０８を有する。鍵ジェネレータ７０８
は、鍵生成のために記憶されている秘密データを受け取
り使用する。記憶されている秘密データは、好ましく
は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発性
メモリ７１０に記憶される。鍵ジェネレータ７０８は、
生成された鍵をメモリ７１２に格納する。暗号化／復号
プロセッサはまた、鍵ジェネレータ７０８から受け取っ
た鍵、ｔｂｏｘ関数を静的テーブルとして実装したい場
合に生成され用いられる静的ｔｂｏｘテーブル、ならび
に、暗号化および復号中に生成され記憶されるその他の
値を記憶するためのメモリ７１４を有する。電話機７０
０はまた、メッセージジェネレータ７１６を有する。メ
ッセージジェネレータ７１６は、暗号化／復号プロセッ
サ７０６によって暗号化されトランシーバ７０２によっ
て送信されるメッセージを生成する。
【００３０】内部で生成されたメッセージが電話機７０
０によって暗号化され送信される場合、メッセージは、
メッセージジェネレータ７１６からＩ／Ｏインタフェー
ス７０４へ送られる。Ｉ／Ｏインタフェース７０４は、
そのメッセージを、暗号化されるべき内部生成メッセー
ジとして識別し、その識別とともに、暗号化／復号プロ
セッサ７０６へ送る。暗号化／復号プロセッサ７０６
は、鍵ジェネレータ７０８から１つ以上の鍵を受け取
り、それを用いてメッセージを暗号化する。好ましく
は、暗号化／復号プロセッサ７０６は、鍵ジェネレータ
７０８から２個の鍵を受け取り、それを用いて、図３に
関して上記で説明したような入力および出力変換を用い
て２回のＣＭＥＡ暗号化を実行する。
０によって暗号化され送信される場合、メッセージは、
メッセージジェネレータ７１６からＩ／Ｏインタフェー
ス７０４へ送られる。Ｉ／Ｏインタフェース７０４は、
そのメッセージを、暗号化されるべき内部生成メッセー
ジとして識別し、その識別とともに、暗号化／復号プロ
セッサ７０６へ送る。暗号化／復号プロセッサ７０６
は、鍵ジェネレータ７０８から１つ以上の鍵を受け取
り、それを用いてメッセージを暗号化する。好ましく
は、暗号化／復号プロセッサ７０６は、鍵ジェネレータ
７０８から２個の鍵を受け取り、それを用いて、図３に
関して上記で説明したような入力および出力変換を用い
て２回のＣＭＥＡ暗号化を実行する。
【００３１】暗号化／復号プロセッサ７０６は、平文メ
ッセージに第１入力変換を適用して第１入力変換された
メッセージを生成する。次に、第１入力変換されたメッ
セージは、第１ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの
１回目の適用を受け、第１中間暗号文メッセージが生成
される。ＣＭＥＡプロセスの１回目は、各ｔｂｏｘ関数
入力が置換を受けたｔｂｏｘ関数の改善された使用法を
適切に用いることが可能である。第１中間暗号文メッセ
ージは第１出力変換を受け、第１出力変換されたメッセ
ージが生成される。次に、第１出力変換されたメッセー
ジは第２入力変換を受け、第２入力変換されたメッセー
ジが生成される。第２入力変換されたメッセージは続い
て、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて修正ＣＭＥＡプロセスの２
回目の適用を受け、第２中間暗号文メッセージが生成さ
れる。この２回目もまた、ｔｂｏｘ関数の改善された使
用法を適切に用いる。その後、２回目のＣＭＥＡプロセ
スの出力は第２出力変換を受け、第２出力変換されたメ
ッセージが生成される。最後に、２回目は完了し、第２
出力変換されたメッセージが最終的な暗号文として出力
される。暗号化が完了すると、最終暗号文はメモリ７１
４に格納されることが可能であり、また、送信のために
Ｉ／Ｏインタフェース７０４へ、および、トランシーバ
７０２へ転送される。
ッセージに第１入力変換を適用して第１入力変換された
メッセージを生成する。次に、第１入力変換されたメッ
セージは、第１ＣＭＥＡ鍵を用いてＣＭＥＡプロセスの
１回目の適用を受け、第１中間暗号文メッセージが生成
される。ＣＭＥＡプロセスの１回目は、各ｔｂｏｘ関数
入力が置換を受けたｔｂｏｘ関数の改善された使用法を
適切に用いることが可能である。第１中間暗号文メッセ
ージは第１出力変換を受け、第１出力変換されたメッセ
ージが生成される。次に、第１出力変換されたメッセー
ジは第２入力変換を受け、第２入力変換されたメッセー
ジが生成される。第２入力変換されたメッセージは続い
て、第２ＣＭＥＡ鍵を用いて修正ＣＭＥＡプロセスの２
回目の適用を受け、第２中間暗号文メッセージが生成さ
れる。この２回目もまた、ｔｂｏｘ関数の改善された使
用法を適切に用いる。その後、２回目のＣＭＥＡプロセ
スの出力は第２出力変換を受け、第２出力変換されたメ
ッセージが生成される。最後に、２回目は完了し、第２
出力変換されたメッセージが最終的な暗号文として出力
される。暗号化が完了すると、最終暗号文はメモリ７１
４に格納されることが可能であり、また、送信のために
Ｉ／Ｏインタフェース７０４へ、および、トランシーバ
７０２へ転送される。
【００３２】暗号化されたメッセージが電話機７００に
よって受信されると、トランシーバ７０２はそれをＩ／
Ｏインタフェース７０４に送る。Ｉ／Ｏインタフェース
はそのメッセージを暗号化されたメッセージとして識別
し、その識別を、メッセージととともに、暗号化／復号
プロセッサ７０６へ送る。暗号化／復号プロセッサ７０
６は、鍵ジェネレータ７０８から１つ以上の鍵を受け取
り、好ましくは図６に関して上記で説明したような２回
のＣＭＥＡ復号プロセスを用いて、メッセージを復号す
る。
よって受信されると、トランシーバ７０２はそれをＩ／
Ｏインタフェース７０４に送る。Ｉ／Ｏインタフェース
はそのメッセージを暗号化されたメッセージとして識別
し、その識別を、メッセージととともに、暗号化／復号
プロセッサ７０６へ送る。暗号化／復号プロセッサ７０
６は、鍵ジェネレータ７０８から１つ以上の鍵を受け取
り、好ましくは図６に関して上記で説明したような２回
のＣＭＥＡ復号プロセスを用いて、メッセージを復号す
る。
【００３３】暗号化／復号プロセッサ７０６がＩ／Ｏイ
ンタフェース７０４から暗号文メッセージを受け取る
と、暗号文メッセージは、第１逆出力変換を受け、第１
逆出力変換されたメッセージが生成される。第１逆出力
変換は、図３に関して説明し、図５に関してさらに詳細
に説明した第２出力変換の逆である。特に、出力変換に
おける加算ステップは、逆出力変換における減算によっ
て相殺される。次に、ＣＭＥＡプロセスの１回目が、好
ましくはｔｂｏｘ関数の改善された使用法を用いて実行
され、第１中間復号された暗号文メッセージが生成され
る。この１回目で用いられる鍵方式は第２ＣＭＥＡ鍵お
よび第２ｔｂｏｘ入力置換である。次に、第１中間復号
された暗号文メッセージは第１逆入力変換を受け、第１
逆入力変換されたメッセージが生成される。この第１逆
入力変換は、図３に関して説明した第２入力変換と同一
である。次に、第１逆入力変換されたメッセージは第２
逆出力変換を受け、第２逆出力変換されたメッセージが
生成される。この第２逆出力変換は、図３に関して説明
した第１出力変換の逆である。次に、ＣＭＥＡプロセス
の２回目が、好ましくはｔｂｏｘ関数の改善された使用
法を用いて実行され、第２中間復号された暗号文メッセ
ージが生成される。この回の修正ＣＭＥＡプロセスで用
いられる鍵方式は第１ＣＭＥＡ鍵および第１ｔｂｏｘ入
力置換である。次に、第２中間復号された暗号文メッセ
ージは第２逆入力変換を受け、第２逆入力変換されたメ
ッセージが生成される。この第２逆入力変換は、図３に
関して説明した第１入力変換と同一である。第２逆入力
変換されたメッセージは、平文としてＩ／Ｏインタフェ
ース７０４へ送られる。Ｉ／Ｏインタフェース７０４は
それを最終的な使用のために転送する。
ンタフェース７０４から暗号文メッセージを受け取る
と、暗号文メッセージは、第１逆出力変換を受け、第１
逆出力変換されたメッセージが生成される。第１逆出力
変換は、図３に関して説明し、図５に関してさらに詳細
に説明した第２出力変換の逆である。特に、出力変換に
おける加算ステップは、逆出力変換における減算によっ
て相殺される。次に、ＣＭＥＡプロセスの１回目が、好
ましくはｔｂｏｘ関数の改善された使用法を用いて実行
され、第１中間復号された暗号文メッセージが生成され
る。この１回目で用いられる鍵方式は第２ＣＭＥＡ鍵お
よび第２ｔｂｏｘ入力置換である。次に、第１中間復号
された暗号文メッセージは第１逆入力変換を受け、第１
逆入力変換されたメッセージが生成される。この第１逆
入力変換は、図３に関して説明した第２入力変換と同一
である。次に、第１逆入力変換されたメッセージは第２
逆出力変換を受け、第２逆出力変換されたメッセージが
生成される。この第２逆出力変換は、図３に関して説明
した第１出力変換の逆である。次に、ＣＭＥＡプロセス
の２回目が、好ましくはｔｂｏｘ関数の改善された使用
法を用いて実行され、第２中間復号された暗号文メッセ
ージが生成される。この回の修正ＣＭＥＡプロセスで用
いられる鍵方式は第１ＣＭＥＡ鍵および第１ｔｂｏｘ入
力置換である。次に、第２中間復号された暗号文メッセ
ージは第２逆入力変換を受け、第２逆入力変換されたメ
ッセージが生成される。この第２逆入力変換は、図３に
関して説明した第１入力変換と同一である。第２逆入力
変換されたメッセージは、平文としてＩ／Ｏインタフェ
ース７０４へ送られる。Ｉ／Ｏインタフェース７０４は
それを最終的な使用のために転送する。
【００３４】ＣＭＥＡプロセスの上記の強化は、大幅に
セキュリティを向上させるが、処理あるいはシステムの
資源をあまり増大させないため、無線電話システムのよ
うな環境での使用に適している。このようなシステムで
は、移動機のような装置は、処理電力が制限されること
が多い。
セキュリティを向上させるが、処理あるいはシステムの
資源をあまり増大させないため、無線電話システムのよ
うな環境での使用に適している。このようなシステムで
は、移動機のような装置は、処理電力が制限されること
が多い。
【００３５】本発明について、現在好ましい環境に関し
て説明したが、当業者には認識されるように、上記の説
明および請求の範囲に従って、さまざまな実装が使用可
能である。
て説明したが、当業者には認識されるように、上記の説
明および請求の範囲に従って、さまざまな実装が使用可
能である。
【図１】従来技術のＣＭＥＡ鍵生成プロセスと、ＣＭＥ
Ａ実装を説明する流れ図である。
Ａ実装を説明する流れ図である。
【図２】本発明による複数回ＣＭＥＡを使用する強化さ
れたＣＭＥＡ暗号化法を説明する流れ図である。
れたＣＭＥＡ暗号化法を説明する流れ図である。
【図３】本発明に従って複数回ＣＭＥＡを使用する強化
されたＣＭＥＡ暗号化法を説明する流れ図である。各回
の前に入力変換が先行し、各回の後に出力変換が続く。
されたＣＭＥＡ暗号化法を説明する流れ図である。各回
の前に入力変換が先行し、各回の後に出力変換が続く。
【図４】本発明の暗号化法で用いるのに適した入力変換
の詳細説明図である。
の詳細説明図である。
【図５】本発明の暗号化法で用いるのに適した出力変換
の詳細説明図である。
の詳細説明図である。
【図６】強化ＣＭＥＡプロセスによって暗号化された暗
号文を本発明に従って復号する方法を説明する流れ図で
ある。
号文を本発明に従って復号する方法を説明する流れ図で
ある。
【図７】本発明による強化ＣＭＥＡ暗号化を用いた電話
機を説明する流れ図である。
機を説明する流れ図である。
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 ヒーア，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，クワントレル ロー 10075
(72)発明者 ミジコフスキー，セミヨン ビー.
アメリカ合衆国 07751 ニュージャージ
ー，モーガニヴィル，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，ウィンターグリーン
サークル
(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，ヘスペルス ドライヴ 5351
Ｆターム(参考） 5J104 AA01 AA18 BA01 JA03 JA15
NA02 NA10 NA17 NA20 PA01
Claims (6)
- 【請求項１】 （Ａ）第１ＣＭＥＡ鍵をメモリに記憶す
るステップと、 （Ｂ）暗号化プロセッサにおいて、平文メッセージに対
して、第１入力変換を実行して、第１入力変換されたメ
ッセージを生成するステップと、 （Ｃ）前記メモリから前記第１ＣＭＥＡ鍵を入手するス
テップと、 （Ｄ）前記暗号化プロセッサにおいて、前記第１入力変
換されたメッセージに対して、入手した前記第１ＣＭＥ
Ａ鍵を用いて、１回目のＣＭＥＡプロセスを実行して、
第１中間暗号文メッセージを生成するステップと、 （Ｅ）前記暗号化プロセッサにおいて、前記第１中間暗
号文メッセージに対して、第１出力変換を実行して、第
１出力変換されたメッセージを生成するステップと、 （Ｆ）前記第１出力変換されたメッセージから暗号化さ
れたメッセージを生成する生成ステップと、 （Ｇ）前記暗号化されたメッセージをトランシーバへル
ーティングするステップと、 （Ｈ）前記トランシーバから前記暗号化されたメッセー
ジを送信するステップとを有し、 前記第１出力変換は、前記第１入力変換と異なり、前記
第１入力変換の逆と異なり、非自己反転的であることを
特徴とする通信デバイスにより処理される呼におけるメ
ッセージの暗号化方法。 - 【請求項２】 （Ｉ）第２ＣＭＥＡ鍵をメモリに記憶す
るステップをさらに有し、 前記（Ｆ）の生成ステップが、 （Ｆ１）前記暗号化プロセッサにおいて、前記第１出力
変換されたに対して、第２入力変換を実行し、第２入力
変換されたメッセージを生成するステップと、 （Ｆ２）前記メモリから前記第２ＣＭＥＡ鍵を入手する
ステップと、 （Ｆ３）前記暗号化プロセッサにおいて、前記第２入力
変換されたメッセージに対して、入手した前記第２ＣＭ
ＥＡ鍵を用いて、２回目のＣＭＥＡプロセスを実行し
て、第２中間暗号文メッセージを生成するステップと、 （Ｆ４）前記暗号化プロセッサにおいて、前記第２中間
暗号文メッセージに対して、第２の出力変換を実行し、
第２出力変換されたメッセージを生成するステップとを
有することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 （Ｊ）第１秘密オフセット、第２秘密オ
フセット、第３秘密オフセットおよび第４秘密オフセッ
トをメモリに記憶するステップをさらに有し、 前記（Ｄ）のステップが、前記第１秘密オフセットおよ
び第２秘密オフセットを前記メモリから入手し、前記第
１入力変換されたメッセージをｔｂｏｘ関数に適用し、
前記ｔｂｏｘ関数への各入力は、入手した前記第１秘密
オフセットおよび第２秘密オフセットにより置換され、 前記（Ｆ３）のステップが、前記第３秘密オフセットお
よび第４秘密オフセットを前記メモリから入手し、前記
第２入力変換されたメッセージをｔｂｏｘ関数に適用
し、前記ｔｂｏｘ関数への各入力は、入手した前記第３
秘密オフセットおよび第４秘密オフセットにより置換さ
れることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 （Ａ）トランシーバで暗号文メッセージ
を受信するステップと、 （Ｂ）第１ＣＭＥＡ鍵をメモリに記憶するステップと、 （Ｃ）復号化プロセッサにおいて、前記暗号文メッセー
ジに対して、第１逆出力変換を実行し、第１逆出力変換
されたメッセージを生成するステップと、 （Ｄ）前記メモリから前記第１ＣＭＥＡ鍵を入手するス
テップと、 （Ｅ）前記復号化プロセッサにおいて、前記第１逆出力
変換されたメッセージに対して、入手した前記第１ＣＭ
ＥＡ鍵を用いて、１回目のＣＭＥＡプロセスを実行し、
第１中間復号化された暗号文メッセージを生成するステ
ップと、 （Ｆ）前記復号化プロセッサにおいて、前記第１中間復
号化された暗号文メッセージに対して、第１逆入力変換
を実行し、第１逆入力変換されたメッセージを生成する
ステップと、 （Ｇ）前記第１逆入力変換されたメッセージから平文メ
ッセージを生成する生成ステップとを有し、 前記第１逆出力変換は、前記第１逆入力変換と異なり、
前記第１逆入力変換の逆と異なり、非自己反転的である
ことを特徴とする通信デバイスにより処理される呼にお
けるメッセージの暗号化方法。 - 【請求項５】 （Ｈ）第２ＣＭＥＡ鍵をメモリに記憶す
るステップをさらに有し、 前記（Ｇ）の生成ステップが、 （Ｇ１）前記復号化プロセッサにおいて、前記第１逆入
力変換されたメッセージに対して、第２逆出力変換を実
行し、第２逆出力変換されたメッセージを生成するステ
ップと、 （Ｇ２）前記メモリから前記第２ＣＭＥＡ鍵を入手する
ステップと、 （Ｇ３）前記復号化プロセッサにおいて、前記第２逆出
力変換されたメッセージに対して、入手した前記第２Ｃ
ＭＥＡ鍵を用いて、２回目のＣＭＥＡプロセスを実行
し、第２中間復号化された暗号文メッセージを生成する
ステップと、 （Ｇ４）前記復号化プロセッサにおいて、前記第２中間
復号化された暗号文メッセージに対して、第２逆入力変
換を実行し、平文メッセージを生成するステップとを有
することを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 （Ｉ）第１秘密オフセット、第２秘密オ
フセット、第３秘密オフセットおよび第４秘密オフセッ
トをメモリに記憶するステップをさらに有し、 前記（Ｅ）のステップが、前記第１秘密オフセットおよ
び第２秘密オフセットを前記メモリから入手し、前記第
１逆出力変換されたメッセージをｔｂｏｘ関数に適用
し、前記ｔｂｏｘ関数への各入力は、入手した前記第１
秘密オフセットおよび第２秘密オフセットにより置換さ
れ、 前記（Ｇ３）のステップが、前記第３秘密オフセットお
よび第４秘密オフセットを前記メモリから入手し、前記
第２出力変換されたメッセージをｔｂｏｘ関数に適用
し、前記ｔｂｏｘ関数への各入力は、入手した前記第３
秘密オフセットおよび第４秘密オフセットにより置換さ
れることを特徴とする請求項５に記載の方法。
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