JP2003298573A - 暗号生成装置および復号装置および暗号／復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性の向上と処理の高速化を図った暗号生
成装置および復号装置を提供する。 【解決手段】 暗号生成装置は共通鍵ＫＥＹを用いてブ
ロックデータＢＳの暗号化を行う。単数もしくは複数の
乱数ＣＤｎと共通鍵ＫＥＹを用いて暗号用乱数ＲＮＤを
生成する暗号用乱数生成部１と、共通鍵ＫＥＹと暗号用
乱数ＲＮＤを用いてブロックデータＢＳを暗号化し、暗
号化ブロックデータＢＣＳを生成する暗号化処理部３ａ
と、乱数ＣＤｎと共通鍵ＫＥＹを用いて暗号用乱数生成
部１および暗号化処理部３ａで使用する各種制御データ
を生成する制御データ生成部２を備える。また、復号装
置では前記暗号化処理部３ａに替わり共通鍵ＫＥＹと暗
号用乱数ＲＮＤを用いて暗号化ブロックデータＢＣＳを
復号化し、ブロックデータＢＣを生成する復号化処理部
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、販売・サービス、
ネットワークセキュリティ、電子決済、金融取引、電子
商取引・金融ビジネス等、幅広い情報通信技術の分野に
応用して好適な暗号化および復号化技術に関し、特に、
安全性（セキュリティー）の向上と処理（暗号化／復号
化処理）の高速化を図った暗号生成装置および復号装置
および暗号／復号装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタル通信技術の発達により情
報通信ネットワークの拡大化が進み、誰でも気軽に参加
できるインターネットの利用が急増してきている。最近
ではインターネットに企業等のネットワークを接続して
行う、ショッピング、電子決裁、秘密投票、秘密入札、
署名、証明書の発行等の様々な電子サービスが提供され
ており、その便利性は飛躍的に向上したが、反面、重要
な企業情報等がインターネットを経由して盗聴等の外部
攻撃を受けや易い状態となってきている。

【０００３】特に、電子マネーや電子商取引のように、
ネットワーク上で多額の金銭を電子的に扱うサービス等
にあっては、従来にも増してネットワークのセキュリテ
ィ（盗聴行為などからのプライバシーの保護、正当性の
保証）対策が要求されるようになった。この様な状況か
ら、秘密通信、認証を実現するための欠くことのできな
いキー・テクノロジーとして暗号化技術が注目され、現
在では様々な暗号方式を用いたシステム（暗号プロトコ
ル）が提案されている。そして、上記暗号方式の代表的
なものとして、共通鍵暗号を用いたＤＥＳや公開鍵暗号
を用いたＲＳＡ等が知られており、特に、共通鍵暗号は
処理速度が公開鍵暗号に比べて２桁以上速いという特徴
を持つことから、通信データの暗号化に広く採用されて
いる。

【０００４】現在公開されている暗号化アルゴリズムの
多くは、上記したＤＥＳの暗号化処理と似た構造を有し
ており、入力データ（平文）にビット単位の並び替えを
施した後、データ列の右半分と左半分の入れ替えとデー
タを攪拌するＦ関数による変換（データのスクランブ
ル）を繰り返すというものが一般的である。繰り返しで
使う鍵データは入力した鍵データから生成するもので、
例えば、ＤＥＳの場合では、鍵データの長さ（鍵長）は
５６ビットとされている。例えば、上記したようなデー
タ変換のためのビットシフト技術や鍵データとの融合技
術として、特開２００１−４２７６６号公報、或いは特
開平１１−１０９８５３号公報や特開平１１−０５２８
５０号公報（循環シフト技術）等が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、暗号方式の
評価基準は、その解読法に対する安全性（解読の困難
さ）と暗号化の処理速度にあると言われており、一般的
に安全性を高めようとする程、処理速度は遅くなる傾向
にある。

【０００６】例えば、上記したＤＥＳの場合では、公知
の線形解読法や差分解読法等の特別な解読法を用いずに
鍵の候補を総当たりで調べる（ＤＥＳの場合、鍵の候補
は全部で２⁵⁶となる。）ことで解読でき、安全性は暗号
解読に必要な情報量と計算量のかね合いとなる。しか
も、近年のコンピュータ技術の発達で処理能力は著しく
向上し、これにより複雑な鍵を用いても比較的短い時間
で解読可能となった。

【０００７】安全性向上のために鍵のビット構成を長く
すると暗号化に要する時間（処理時間）は長くなり、暗
号処理時間が長ければその分通信回線の占有時間が増大
する。従来では、暗号化のための演算速度を速くするた
め、専用の高速ＬＳＩを使用したり汎用高速プロセッサ
を用いたりしていたが、専用の高速ＬＳＩや高速プロセ
ッサは高価であり経済的でない。しかも、データの攪拌
操作にプロセッサを介在させると、同じものの繰り返し
の無いランダムな鍵データを生成することはなかなか容
易なことではない。

【０００８】本発明は、このような暗号化の問題に鑑み
て成されたもので、安全性の向上と処理の高速化を図っ
た暗号生成装置および復号装置および暗号／復号装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の本発明は、共通鍵（ＫＥＹ）を用いてブロックデー
タ（ＢＳ）の暗号化を行う暗号生成装置であって、単数
もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥＹ）
を用いて暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する暗号用乱数生
成部（１）と、前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記暗号用乱数
（ＲＮＤ）を用いて前記ブロックデータ（ＢＳ）を暗号
化し、暗号化ブロックデータ（ＢＣＳ）を生成する暗号
化処理部（３ａ）と、前記乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵
（ＫＥＹ）を用いて前記暗号用乱数生成部（１）および
前記暗号化処理部（３ａ）で使用する各種制御データを
生成する制御データ生成部（２）を備えている。

【００１０】また、請求項２に記載の本発明は、共通鍵
（ＫＥＹ）を用いて請求項１に記載の暗号生成装置で暗
号化されたブロックデータ（ＢＣＳ）の復号化を行う復
号装置であって、単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）と
前記共通鍵（ＫＥＹ）を用いて暗号用乱数（ＲＮＤ）を
生成する暗号用乱数生成部（１）と、前記共通鍵（ＫＥ
Ｙ）と前記暗号用乱数（ＲＮＤ）を用いて前記暗号化ブ
ロックデータ（ＢＣＳ）を復号化し、ブロックデータ
（ＲＢＳ）を生成する復号化処理部（３ｂ）と、前記乱
数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥＹ）を用いて前記暗号
用乱数生成部（１）および前記復号化処理部（３ｂ）で
使用する各種制御データを生成する制御データ生成部
（２）を備えている。

【００１１】また、請求項３に記載の本発明は、請求項
１に記載の暗号生成装置において、前記ブロックデータ
（ＢＳ）のブロック数と前記共通鍵（ＫＥＹ）の排他的
論理和出力（ＸＣＫ）を共通鍵として使用する。

【００１２】また、請求項４に記載の本発明は、請求項
２に記載の復号装置において、前記暗号化ブロックデー
タ（ＲＢＣＳ）のブロック数と前記共通鍵（ＫＥＹ）の
排他的論理和出力（ＸＣＫ）を共通鍵として使用する。

【００１３】また、請求項５に記載の本発明は、請求項
１または請求項３の何れかに記載の暗号生成装置におい
て、前記暗号化処理部（３ａ）は前記制御データ生成部
（２）からの制御データに基づいてデータの掻き混ぜを
行うスクランブル手段を有する。

【００１４】また、請求項６に記載の本発明は、請求項
１または請求項３の何れかに記載の暗号生成装置におい
て、前記暗号化処理部（３ａ）は、第１から第４のデー
タスクランブル手段（１１、１２、１３、１４）を有
し、前記制御データ（ＭＫ０）に基づいて前記共通鍵
（ＫＥＹ）を前記第１スクランブル手段（１１）で掻き
混ぜしたデータ（ＳＫＥＹ）と、前記制御データ（ＭＳ
０）に基づいて前記ブロックデータ（ＢＳ）を前記第２
スクランブル手段（１２）で掻き混ぜしたデータ（ＳＢ
Ｓ）との排他的論理和でデータ（ＸＳＢＫ）を生成し、
当該データ（ＸＳＢＫ）を前記制御データ（ＭＳ１）に
基づいて前記第３スクランブル手段（１３）で掻き混ぜ
したデータ（ＳＸＳＢＫ）と、前記暗号用乱数（ＲＮ
Ｄ）との排他的論理和で得たデータ（ＸＳＸＳＢＫＲ）
を前記制御データ（ＭＳ２）に基づいて前記第４スクラ
ンブル手段（１４）で掻き混ぜして前記暗号化ブロック
データ（ＢＣＳ）を生成する。

【００１５】また、請求項７に記載の本発明は、請求項
２または請求項４の何れかに記載の暗号生成装置におい
て、前記復号化処理部（３ｂ）は、前記制御データ生成
部（２）からの制御データに基づいて請求項５に記載の
スクランブル手段と全く逆のデータの掻き混ぜを行う逆
スクランブル手段を有する。

【００１６】また、請求項８に記載の本発明は、請求項
２または請求項４の何れかに記載の復号装置において、
前記復号処理部（３ｂ）は、請求項６に記載の第１スク
ランブル手段（１１）と請求項６に記載の第２から第４
スクランブル手段（１２、１３、１４）と逆の掻き混ぜ
を行う第２から第４の逆スクランブル手段（１５、１
６、１７）を有し、前記制御データ（ＭＳ２）に基づい
て前記暗号化ブロックデータ（ＲＢＣＳ）を前記第４逆
スクランブル（１７）で掻き混ぜしたデータ（ＸＳＸＳ
ＢＫＲ）と、前記暗号用乱数（ＲＮＤ）との排他的論理
和で得たデータ（ＳＸＳＢＫ）を前記制御データ（ＭＳ
１）に基づいて前記第３逆スクランブル手段（１６）で
掻き混ぜしてデータ（ＸＳＢＫ）を生成し、当該データ
（ＸＳＢＫ）と、前記制御データ（ＭＫ０）に基づいて
前記共通鍵（ＫＥＹ）を前記第１スクランブル手段（１
１）で掻き混ぜしたデータ（ＳＫＥＹ）との排他的論理
和で得たデータ（ＳＢＳ）を前記制御データ（ＭＳ０）
に基づいて前記第２逆スクランブル手段（１５）で掻き
混ぜしてブロックデータ（ＢＳ）を生成する。

【００１７】また、請求項９に記載の本発明は、請求項
１から請求項８までの何れかに記載の暗号生成装置また
は復号装置において、前記暗号用乱数生成部（１）は、
前記制御データ生成部（２）からの制御データ（ＭＣ
ｎ）に基づいてデータの掻き混ぜを行う単数もしくは複
数のスクランブル手段を有し、前記共通鍵（ＫＥＹ）と
前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）との排他的論理
和で各々データ（ＸＫＣｎ）を生成すると共に、当該デ
ータ（ＸＫＣｎ）を前記スクランブル手段で掻き混ぜし
てデータ（ＳＸＫＣｎ）を生成し、各データ（ＳＸＫＣ
ｎ）同士の排他的論理和処理を単数のデータ列が得られ
るまで繰り返し行い、最終的に得られた単一のデータ列
を前記スクランブル手段で掻き混ぜして暗号用乱数（Ｒ
ＮＤ）を生成する。 また、請求項１０に記載の本
発明は、請求項１から請求項８までの何れかに記載の暗
号生成装置または復号装置において、前記暗号用乱数生
成部（１）は、前記制御データ生成部（２）からの制御
データ（ＭＣｎ）に基づいてデータの掻き混ぜを行う単
数もしくは複数のスクランブル手段を有し、前記単数も
しくは複数の乱数（ＣＤｎ）を各々前記スクランブル手
段で掻き混ぜしてデータ（ＳＸＫＣｎ）を生成し、各デ
ータ（ＳＸＫＣｎ）同士の排他的論理和処理を単一のデ
ータ列が得られるまで繰り返し行い、最終的に得られた
単一のデータ列を前記スクランブル手段で掻き混ぜして
暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する。

【００１８】また、請求項１１に記載の本発明は、請求
項１から請求項１０までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記制御データ生成部（２）
は、前記共通鍵（ＫＥＹ）より制御データ（ＳＬＡ、Ｓ
ＬＢ、ＭＲ０、ＭＲ１）を生成する第１データ変換部
（３３）と、前記制御データ（ＳＬＡ）をセレクト入力
とする第１セレクター（３１）と前記制御データ（ＳＬ
Ｂ）をセレクト入力とする第２セレクター（３２）と、
前記制御データ（ＭＲ０、ＭＲ１）に基づいてデータの
掻き混ぜを行う第１０、第１１スクランブル手段（３
７、３８）と、前記第１１スクランブル手段（３８）の
出力データより制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成す
る第２データ変換部（３４）と、前記制御データ（ＭＢ
０、ＭＢ１）に基づいてデータの掻き混ぜを行う第１
２、第１４スクランブル手段（３９、４１）と、前記第
１０スクランブル手段（３７）の出力データより制御デ
ータ（ＭＡ０、ＭＡ１）を生成する第３データ変換部
（３５）と、前記制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）に基づ
いてデータの掻き混ぜを行う第１３、第１５スクランブ
ル手段（４０、４２）と、前記第１２から第１５スクラ
ンブル手段の出力データより暗号化、復号化に用いる各
種制御データを生成する第４データ変換部（３６）を有
し、前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）の内の一つ
を前記第１セレクター（３１）にて選択し、その選択デ
ータ（ＳＣＤＡ）を前記第１０スクランブル手段（３
７）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ０）を生成すると共に、
前記乱数（ＣＤｎ）の任意の２組の排他的論理和の内の
一つを前記第２セレクター（３２）にて選択し、その選
択データ（ＳＣＤＢ）を前記第１１スクランブル手段
（３８）で掻き混ぜてデータ（ＣＢ０）を生成し、前記
共通鍵（ＫＥＹ）と前記データ（ＣＡ０）の排他的論理
和でデータ（ＸＫＣＡ）を生成し、前記第１２スクラン
ブル（３９）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ１）を生成する
と共に、このデータ（ＣＡ１）を前記第１４スクランブ
ル手段（４１）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ２）を生成
し、前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記データ（ＣＢ０）の排
他的論理和でデータ（ＸＫＣＢ）を生成し、前記第１３
スクランブル（４０）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ１）
を生成すると共に、このデータ（ＣＢ１）を前記第１５
スクランブル手段（４２）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ
２）を生成し、前記データ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、
ＣＢ２）より前記第４データ変換部（３６）にて制御デ
ータ（ＭＣ０、ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ
０、ＭＳ０、ＭＳ１、ＭＳ２）を生成する。

【００１９】また、請求項１２に記載の本発明は、請求
項１から請求項１０までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記制御データ生成部（２）
は、前記共通鍵（ＫＥＹ）より制御データ（ＳＬＡ、Ｓ
ＬＢ、ＭＲ０、ＭＲ１）を生成する第１データ変換部
（３３）と、前記制御データ（ＳＬＡ）をセレクト入力
とする第１セレクター（３１）と前記制御データ（ＳＬ
Ｂ）をセレクト入力とする第２セレクター（３２）と、
前記制御データ（ＭＲ０、ＭＲ１）に基づいてデータの
掻き混ぜを行う第１０、第１１スクランブル手段（３
７、３８）と、前記第１１スクランブル手段（３８）の
出力データより制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成す
る第２データ変換部（３４）と、前記制御データ（ＭＢ
０、ＭＢ１）に基づいてデータの掻き混ぜを行う第１
２、第１４スクランブル手段（３９、４１）と、前記第
１０スクランブル手段（３７）の出力データより制御デ
ータ（ＭＡ０、ＭＡ１）を生成する第３データ変換部
（３５）と、前記制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）に基づ
いてデータの掻き混ぜを行う第１３、第１５スクランブ
ル手段（４０、４２）と、前記第１２から第１５スクラ
ンブル手段の出力データより暗号化、復号化に用いる各
種制御データを生成する第４データ変換部（３６）を有
し、前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）の内の一つ
を前記第１セレクター（３１）にて選択し、その選択デ
ータ（ＳＣＤＡ）を前記第１０スクランブル手段（３
７）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ０）を生成すると共に、
前記乱数（ＣＤｎ）の任意の２組の排他的論理和の内の
一つを前記第２セレクター（３２）にて選択し、その選
択データ（ＳＣＤＢ）を前記第１１スクランブル手段
（３８）で掻き混ぜてデータ（ＣＢ０）を生成し、ま
た、前記データ（ＣＡ０）を前記第１２スクランブル
（３９）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ１）を生成すると共
に、このデータ（ＣＡ１）を前記第１４スクランブル手
段（４１）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ２）を生成し、前
記データ（ＣＢ０）を前記第１３スクランブル（４０）
で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ１）を生成すると共に、こ
のデータ（ＣＢ１）を前記第１５スクランブル手段（４
２）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ２）を生成し、前記デ
ータ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２）より前記第４
データ変換部（３６）にて制御データ（ＭＣ０、ＭＣ
１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ
１、ＭＳ２）を生成する。

【００２０】また、請求項１３に記載の本発明は、請求
項１１または請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記第１データ変換部（３
３）は、前記共通鍵（ＫＥＹ）を用い、当該共通鍵（Ｋ
ＥＹ）を直接、もしくは排他的論理和、もしくは排他的
論理和の組合せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せ
にて各々所定ビット構成の制御データ（ＳＬＡ、ＳＬ
Ｂ、ＭＲ０、ＭＲ１）を生成する。

【００２１】また、請求項１４に記載の本発明は、請求
項１１または請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記第２データ変換部（３
４）は、前記第１１スクランブル手段（３８）の出力デ
ータ（ＣＢ０）を用い、当該データ（ＣＢ０）を直接、
もしくは排他的論理和、もしくは排他的論理和の組合
せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せにて各々所定
ビット構成の制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成す
る。

【００２２】また、請求項１５に記載の本発明は、請求
項１１または請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記第３データ変換部（３
５）は、前記第１０スクランブル手段（３７）の出力デ
ータ（ＣＡ０）を用い、当該データ（ＣＡ０）を直接、
もしくは排他的論理和、もしくは排他的論理和の組合
せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せにて各々所定
ビット構成の制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）を生成す
る。

【００２３】また、請求項１６に記載の本発明は、請求
項１１または請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記第４データ変換部（３
６）は、前記第１２スクランブル手段（３９）の出力デ
ータ（ＣＡ１）および前記第１４スクランブル手段（４
１）の出力データ（ＣＡ２）および前記第１３スクラン
ブル手段（４０）の出力データ（ＣＢ１）および前記第
１５スクランブル手段（４２）の出力データ（ＣＢ２）
を用い、これらデータ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ
２）を直接、もしくは排他的論理和、もしくは排他的論
理和の組合せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せに
て各々所定ビット構成の制御データ（ＭＣ０、ＭＣ１、
ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ１、Ｍ
Ｓ２）を生成する。

【００２４】また、請求項１７に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記スクランブル手段は、デ
ータのシフト量を示す前記制御データを入力としたデコ
ーダー（５１）と、当該デコーダー（５１）の出力に対
応して設けられ、前記スクランブル手段の入力データを
各々デコード出力に応じたビット数だけシフトした出力
を得るセレクター（５２）を備えている。

【００２５】また、請求項１８に記載の本発明は、請求
項１７に記載の暗号生成装置または復号装置において、
さらに、データのシフト方向を制御するデータ変換部
（５３）を備えている。

【００２６】また、請求項１９に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、請求項１７または請求項１８
に記載のスクランブル手段を複数シリーズに接続して構
成した。

【００２７】また、請求項２０に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記スクランブル手段は、制
御データで指定され、前記スクランブル手段の入力デー
タを非置換または所定のビット単位で置換する複数の置
換器（６１）で構成される。

【００２８】また、請求項２１に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、請求項２０に記載のスクラン
ブル手段を複数シリーズに接続して構成した。

【００２９】また、請求項２２に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記スクランブル手段は、制
御データで指定され、前記スクランブル手段の入力デー
タを非反転または所定のビット単位で反転する反転器
（７１）で構成される。

【００３０】また、請求項２３に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、前記請求項２２に記載のスク
ランブル手段を複数シリーズに接続して構成した。

【００３１】また、請求項２４に記載の本発明は、請求
項１から請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置
または復号装置において、請求項１７から請求項１９ま
での何れかに記載のスクランブル手段、および／または
請求項２０または請求項２１の何れかに記載のスクラン
ブル手段、および／または請求項２２または請求項２３
の何れかに記載のスクランブル手段を備えている。

【００３２】また、請求項２５に記載の発明は、請求項
１から請求項２４までの何れかに記載の暗号生成装置ま
たは復号装置において、前記乱数（ＣＤｎ）として自然
乱数を用いたことを特徴とする。

【００３３】また、請求項２６に記載の暗号／復号装置
は、請求項１から請求項２５の何れかに記載の暗号生成
装置および復号装置を備えた暗号／複号器（８１）と、
入力データバス（ＤＢ_ＩＮ）より、ブロックデータ
（ＢＳ）および暗号化されたブロックデータ（ＲＢＣ
Ｓ）および共通鍵（ＫＥＹ）および単数もしくは複数の
乱数（ＣＤｎ）の各種データを保持し、前記暗号／復号
器（８１）に出力する複数のレジスター（８８）と、前
記各レジスター（８８）へのデータ書き込みを制御する
デコーダー（８２）を備え、ブロックデータ（ＢＳ）の
暗号化と暗号化されたブロックデータ（ＲＢＣＳ）の復
号化を行う。

【００３４】また、請求項２７に記載の本発明は、請求
項２６に記載の暗号／復号装置において、さらに、書込
信号（ＷＲ）を遅延する遅延器（８３）と、この遅延出
力で前記暗号／復号器（８１）の暗号化出力（ＢＣＳ）
を保持するレジスター（８５）と復号化出力（ＲＢＳ）
を保持するレジスター（８４）と、これらの保持データ
の何れかを選択して出力データバス（ＤＢ_ＯＵＴ）に
出力するセレクター（８６）を備えている。

【００３５】また、請求項２８に記載の本発明は、請求
項２６または請求項２７の何れかに記載の暗号／復号装
置において、さらに、前記ブロックデータ（ＢＳ）もし
くは暗号化されたブロックデータ（ＲＢＣＳ）を任意の
ブロック単位でカウントして前記暗号／復号器（８１）
に出力するカウンター（８７）を備えている。

【００３６】また、請求項２９に記載の本発明は、請求
項２８に記載の暗号／復号装置において、前記カウンタ
ー（８７）は、任意の時間に、且つ任意の値に初期設定
可能とする。

【００３７】また、請求項３０に記載の発明は、請求項
１から請求項２５の何れかに記載の暗号生成装置および
復号装置を備えた暗号／複号器（９１）と、ブロックデ
ータ（ＢＳ）および暗号化されたブロックデータ（ＲＢ
ＣＳ）を保持する第１１レジスター（９３）と、共通鍵
（ＫＥＹ）および単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）の
各種データを暗号化動作および復号化動作に応じてそれ
ぞれ別々に保持する暗号化用／復号化用の複数の対レジ
スター（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）と、前記ブ
ロックデータ（ＢＳ）を任意のブロック単位でカウント
する第１１カウンター（９９ａ）および暗号化されたブ
ロックデータ（ＲＢＣＳ）を任意のブロック単位でカウ
ントする第１２カウンター（９９ｂ）と、暗号化動作お
よび復号化動作に応じて前記各対レジスター（９４ａ／
９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）へのデータ書き込みと前記第
１１、第１２カウンター（９９ａ、９９ｂ）のカウント
動作を制御するデコーダー（９２）と、前記複数の対レ
ジスター（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）と前記第
１、第２カウンター（９９ａ、９９ｂ）に保持された各
種データを暗号化動作、或いは復号化動作に応じて選択
して、前記暗号／復号器（９１）に出力する複数のセレ
クター（１１１〜１１６）を備え、且つ、暗号化動作時
には、復号化の条件設定を可能とし、また、復号化動作
時には、暗号化の条件設定を可能として、ブロックデー
タ（ＢＳ）の暗号化と暗号化されたブロックデータ（Ｒ
ＢＣＳ）の復号化、および暗号化と復号化の時分割処理
を行う。

【００３８】また、請求項３１に記載の発明は、請求項
３０に記載の暗号／復号装置において、暗号化動作時
に、前記第１１レジスター（９３）にブロックデータ
（ＢＳ）が保持されると共に、前記各レジスター（９４
ａ〜９８ａ）と前記第１１カウンター（９９ａ）への復
号化の条件設定が成され、復号化動作時に、前記第１１
レジスター（９３）に暗号化されたブロックデータ（Ｂ
ＣＳ）が保持されると共に、前記各レジスター（９４ｂ
〜９８ｂ）と前記第１２カウンター（９９ｂ）への復号
化の条件設定が成されるよう構成される。

【００３９】また、請求項３２に記載の発明は、請求項
３０または請求項３１の何れかに記載の暗号／復号装置
において、前記第１１、第１２カウンター（９９ａ、９
９ｂ）は、任意の時間に、且つ任意の値に初期設定可能
とする。

【００４０】また、請求項３３に記載の発明は、請求項
３０から請求項３２までの何れかに記載の暗号／復号装
置において、暗号化動作時には、受信したブロックデー
タ（ＢＳ）とこのブロックデータ（ＢＳ）の暗号化デー
タ（ＢＣＳ）をさらに暗号／復号器（９１）で復号化し
た復号化データ（ＲＢＳ）とを比較して暗号化、復号化
の検証を行うと共に、復号化動作時には、受信した暗号
化データ（ＲＢＣＳ）とこの暗号化データ（ＲＢＣＳ）
の復号化データ（ＲＢＳ）をさらに暗号／復号器（９
１）で暗号化した暗号化データ（ＢＣＳ）とを比較し、
暗号化、復号化の検証を行う第２比較器（１０６）を備
える。

【００４１】また、請求項３４に記載の発明は、求項３
０から請求項３３までの何れかに記載の暗号／復号装置
において、さらに、乱数発生器（１０４）と、当該乱数
発生器（１０４）からの乱数（ＲＯＤ）、または、受信
したブロックデータ（ＢＳ）および暗号化されたブロッ
クデータ（ＲＢＣＳ）の何れかを選択し、暗号化・復号
化データとして前記第１１レジスター（９３）に出力す
る第１１セレクター（１０７）と、前記乱数（ＲＯ
Ｄ）、または、前記暗号／復号器（９１）からの暗号化
データ（ＢＣＳ）或いは復号化データ（ＲＢＳ）、また
は外部データ（ＤＡ_ＢＵＳ）の何れかを選択し、条件
設定データとして前記複数の対レジスター（９４ａ／９
４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）と第１１、第１２カウンター
（９９ａ、９９ｂ）に出力する第１２セレクター（１０
８）を備える。

【００４２】また、請求項３５に記載の発明は、請求項
３０から請求項３４までの何れかに記載の暗号／復号装
置において、さらに、前記暗号／復号器（９１）からの
暗号化データ（ＢＣＳ）或いは復号化データ（ＲＢＳ）
の同期化を行い、暗号化、または復号化出力データ（Ｂ
ＳＤ）として送出する第２２レジスター（１００）を備
える。

【００４３】また、請求項３６に記載の発明は、請求項
３０から請求項３５までの何れかに記載の暗号／復号装
置において、暗号化時にクリアーされる第２３レジスタ
ー（１０１）を備え、暗号化動作時には、前記暗号／復
号器（９１）からの暗号化データ（ＢＣＳ）と前記第２
３レジスター（１０１）の出力（ＸＢＳＤ_０）の排他
的論理和を暗号化毎に当該第２３レジスター（１０１）
に逐次積算し、暗号化終了時の積算データを通信エラー
の検証用に暗号化出力データ（ＢＳＤ）の最後尾に添付
すると共に、復号化時にクリアーされる第２４レジスタ
ー（１０２）と第１比較器（１０５）を備え、復号動作
時には、受信データと前記第２４レジスター（１０２）
の出力（ＸＲＳＤ）の排他的論理和を復号化毎に当該第
２４レジスター（１０２）に復号化終了まで逐次積算
し、この積算データと受信データの最後尾の検証用デー
タを前記第１比較器（１０５）で比較して通信エラーの
検証を行う。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。

【００４５】図１は本実施形態による暗号生成装置の基
本構成を示し、図２は復号装置の基本構成を示してい
る。

【００４６】図１に示すように、本実施形態の暗号生成
装置は、共通鍵を用いて所定ビット構成のブロックデー
タ（源ブロックデータ）の暗号化を行う装置であって、
固定または必要に応じて変更可能な複数ビット（本実施
形態では６４ビット構成）の乱数ＣＤ０〜ＣＤ３と所定
ビットで構成される共通鍵ＫＥＹに基づいて予測および
計算不可能な暗号用乱数ＲＮＤを生成する暗号用乱数生
成部１と、この暗号用乱数ＲＮＤと共通鍵ＫＥＹに基づ
いて源ブロックデータＢＳを暗号化し、予測および計算
不可能な暗号化ブロックデータＢＣＳを生成する暗号化
処理部３ａと、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３と共通鍵ＫＥＹに基
づいて暗号用乱数生成部１と暗号化処理部３ａで使用す
る後述の各種制御データを生成する制御データ生成部２
とで構成される。

【００４７】一方、復号装置は、共通鍵を用い、前記暗
号生成装置にて暗号化されたブロックデータの復号化を
行う装置であって、図２に示すように、前記暗号生成装
置と同様、固定または必要に応じて変更可能な複数の乱
数ＣＤ０〜ＣＤ３と共通鍵ＫＥＹに基づいて暗号用乱数
ＲＮＤを生成する暗号用乱数生成部１と、この暗号用乱
数ＲＮＤと共通鍵ＫＥＹに基づいて暗号生成装置からの
暗号化ブロックデータＲＢＣＳ（ここでは、暗号生成装
置で生成された暗号化ブロックデータをＢＣＳとし、通
信系を介して復号装置側で受信した暗号化データをＲＢ
ＣＳとしている）を復号化し、ブロックデータＲＢＳを
生成する復号化処理部３ｂと、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３と共
通鍵ＫＥＹに基づいて暗号用乱数生成部１および復号化
処理部３ｂで使用する後述の各種制御データを生成する
制御データ生成部２とで構成される。ここで、復号装置
で生成される暗号用乱数ＲＮＤは暗号生成装置にて生成
された暗号用乱数ＲＮＤと全く同じものとなる。また、
後述するが、復号化処理部３ｂでは、暗号化処理部３ａ
と全く反対の処理が行われる。

【００４８】また、図３および図４に示す実施形態は、
上記構成の暗号生成装置および復号装置の各々に受信し
た源ブロックデータＢＳ、或いは受信した暗号化ブロッ
クデータＲＢＣＳをブロック単位でカウントするカウン
ター４を付加した構成例であり、このカウンター出力
（受信ブロック数）と前記共通鍵ＫＥＹの排他的論理和
（ＸＯＲ）出力ＸＣＫを新たな共通鍵（ＫＥＹ）として
使用するものである。

【００４９】本構成では、新たな共通鍵となるデータＸ
ＣＫがカウンター４の更新毎に変化するため、これを用
いて生成される暗号用乱数ＲＮＤや各種制御データ等を
総当たりで調べることが困難となり、これにより、暗号
生成装置および復号装置の安全性（セキュリティ性）を
より一層向上することができる。

【００５０】ここで、前記乱数データとして、ダイオー
ド等のホワイトノイズ、放射線等、自然現象によるラン
ダムパルスを利用して生成した自然乱数（真性乱数）を
用いることができる。自然乱数を用いることにより、乱
数出現の規則性、前後の相関性、周期性等を有しない意
外性のある暗号用乱数を得ることができ、暗号化・復号
化の安全性は飛躍的に向上する。

【００５１】以下、図５〜図２１に基づき、上記した暗
号生成装置および復号装置の各部の詳細を説明する。

【００５２】先ず、図５に基づいて暗号化処理部３ａ
を、図６に基づいてこれに対応する復号化処理部３ｂを
説明する。図５に示すように、本実施形態の暗号処理部
３ａは、第１スクランブル１１、第２スクランブル１
２、第３スクランブル１３、第４スクランブル１４の４
個のデータスクランブル手段を備え、且つ、この暗号化
処理部３ａには、スクランブル動作を制御する制御デー
タＭＫ０、ＭＳ０〜ＭＳ２、共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣ
Ｋ）、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３等が入力されている。

【００５３】ここで、データのスクランブルとは、デー
タライン上の任意のデータを制御データ生成部２からの
制御データに基づいてビット方向のシフト（即ち、回
転）、或いはビット単位の置換、或いは反転を行って原
データと異なるデータに変換することを言う。

【００５４】上記構成では、先ず、共通鍵（ＫＥＹ或い
はＸＣＫ）が制御データＭＫ０に基づき第１スクランブ
ル１１で掻き混ぜ（スクランブル）されてデータＳＫＥ
Ｙが生成され、源ブロックデータＢＳが制御データＭＳ
０に基づき第２スクランブル１２でスクランブルされて
データＳＢＳが生成される。これらスクランブル出力Ｓ
ＫＥＹとＳＢＳの排他的論理和（ＸＲＯ）によりデータ
ＸＳＢＫを生成すると共に、データＸＳＢＫが制御デー
タＭＳ１に基づき第３スクランブル１３でスクランブル
されてデータＳＸＳＢＫが生成される。次に、このデー
タＳＸＳＢＫと暗号用乱数発生成部１からの暗号用乱数
ＲＮＤとの排他的論理和により、データＸＳＸＳＢＫＲ
が生成される。このデータＸＳＸＳＢＫＲは制御データ
ＭＳ２に基づき第４スクランブル１４でスクランブルさ
れて、最終的に暗号化ブロックデータＢＣＳが生成され
る。

【００５５】尚、図示しないが、この実施形態において
第１〜第４スクランブル１１〜１４の全てまたは一部を
削除して暗号化処理部３ａを構成しても勿論構わない。
係る構成でも、入力となる共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣ
Ｋ）、暗号用乱数ＲＮＤ、各種制御データＭＫ０、ＭＳ
０〜ＭＳ２等の意外性（予測、計算不可）により暗号化
に係わる安全性は十分確保されるものである。この場
合、後述する復号化処理部３ｂの構成において、暗号化
処理部３ａの構成に対応して第１スクランブル１１、第
２〜第４逆スクランブル１５〜１７の全てまたは一部が
削除される。

【００５６】また、図６に示すように、本実施形態の復
号化処理部３ｂは、第１スクランブル１１、第２逆スク
ランブル１５、第３逆スクランブル１６、第４逆スクラ
ンブル１７を備え、且つ、復号化処理部３ｂには、これ
らスクランブル動作を制御する制御データＭＫ０および
ＭＳ０〜ＭＳ２、共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）、暗号
化データＢＣＳ、乱数ＲＮＤ等が入力されている。尚、
これら各種制御データは既述した暗号化処理部３ａで使
用したものと全く同じデータ内容である。ここで、第２
〜第４逆スクランブル１５、１６、１７は、上記制御デ
ータＭＫ０およびＭＳ０〜ＭＳ２に基づいて、これに対
応する前記暗号化処理部３ａの第２〜第４スクランブル
１２、１３、１４と全く逆のデータ掻き混ぜ動作（即
ち、データの逆スクランブル）を行うよう構成されてい
る。

【００５７】上記構成では、先ず、暗号生成装置で生成
された暗号化ブロックデータＢＣＳが制御データＭＳ２
に基づき第４逆スクランブル１７で逆スクランブルされ
てデータＸＳＸＳＢＫＲが生成される。このデータＸＳ
ＸＳＢＫＲと暗号用乱数ＲＮＤとの排他的論理和により
データＳＸＳＢＫを生成すると共に、データＳＸＳＢＫ
が制御データＭＳ１に基づき第３逆スクランブル１６で
逆スクランブルされてデータＸＳＢＫが生成される。

【００５８】次に、制御データＭＫ０に基づき共通鍵
（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）を第１スクランブル１１でスク
ランブルして得たデータＳＫＥＹとこのデータＸＳＢＫ
との排他的論理和によりデータＳＢＳが生成される。こ
のデータＳＢＳは制御データＭＳ０に基づき第２逆スク
ランブル１５で逆スクランブルされて復号化されたブロ
ックデータＢＳが生成される。

【００５９】次に、図７、図８に基づいて本実施形態の
暗号用乱数生成部１について説明する。

【００６０】図７に示すように、本実施形態の暗号用生
成部１は、第５スクランブル２１、第６スクランブル２
２、第７スクランブル２３、第８スクランブル２４、第
９スクランブル２５の５個のスクランブル手段を備え、
且つ、この暗号用乱数生成部１には、これらのスクラン
ブル動作を制御する制御データＭＣ０〜ＭＣ４、共通鍵
（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３等が入力
されている。

【００６１】上記構成では、先ず、共通鍵（ＫＥＹ或い
はＸＣＫ）と乱数ＣＤ０〜ＣＤ３との排他的論理和によ
り各々データＸＫＣ０〜ＸＫＣ３を生成すると共に、こ
れらデータＸＫＣ０〜ＸＫＣ３をそれぞれ第５〜第８ス
クランブル２１〜２４でスクランブルしデータＳＸＫＣ
０〜ＳＸＫＣ３を生成する。尚、第５スクランブル２１
は制御データＭＣ０に基づき、第６スクランブル２２は
制御データＭＣ１に基づき、第７スクランブル２３は制
御データＭＣ２に基づき、第８スクランブル２４は制御
データＭＣ３に基づいてそれぞれのスクランブル動作を
行う。

【００６２】次に、データＳＸＫＣ０とデータＳＸＫＣ
１の排他的論理和によりデータＸＳＸＫＣ０１が生成さ
れ、データＳＸＫＣ２とデータＳＸＫＣ３の排他的論理
和によりデータＸＳＸＫＣ２３が生成されると共に、こ
れらデータＸＳＸＫＣ０１とデータＸＳＸＫＣ２３の排
他的論理和で得られた最終的な単一のデータ列ＸＳＸＫ
Ｃ０１２３が制御データＭＣ４に基づき第９スクランブ
ル２５でスクランブルされて暗号用乱数ＲＮＤが生成さ
れる。

【００６３】また、図８は暗号用乱数生成部１の別の実
施形態を示している。本構成は、図７における乱数ＣＤ
０〜ＣＤ３と共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）との排他的
論理和処理を削除し、回路構成を簡略化したものであ
る。この乱数ＣＤ０〜ＣＤ３自体が予測および計算不可
能なデータ列であるから、これらを基に得られる暗号用
乱数ＲＮＤも十分な安全性（セキュリティ）を有するこ
とは勿論である。

【００６４】尚、図示しないが、図７、図８の実施形態
において、第５〜第９スクランブル２１〜２５の全て、
または一部を削除して暗号用乱数生成部１を構成しても
勿論構わない。係る構成でも、入力となる共通鍵（ＫＥ
Ｙ或いはＸＣＫ）、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３、各種制御デー
タＭＣ０〜ＭＣ４等の意外性（予測、計算不可）により
暗号化に係わる安全性は十分確保されるものである。

【００６５】次に、図９および図１０に基づいて本実施
形態の制御データ生成部２について説明する。

【００６６】図９に示すように、本実施形態の制御デー
タ生成部２は、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３と共通鍵（ＫＥＹ或
いはＸＣＫ）を入力とし、この共通鍵（ＫＥＹ或いはＸ
ＣＫ）をデータ変換して制御データＳＬＡ、ＳＬＢ、Ｍ
Ｒ０、ＭＲ１を生成する第１データ変換部３３、制御デ
ータＳＬＡをセレクト入力とする第１セレクター３１、
制御データＳＬＢをセレクト入力とする第２セレクター
３２、制御データＭＲ０、ＭＲ１に基づいてデータのス
クランブルを行う第１０スクランブル３７および第１１
スクランブル３８、第１１スクランブル３８の出力デー
タＣＢ０をデータ変換して制御データＭＢ０、ＭＢ１を
生成する第２データ変換部３４、これら制御データＭＢ
０、ＭＢ１に基づいてデータのスクランブルを行う第１
２スクランブル３９および第１４スクランブル４１、第
１０スクランブル３７の出力データＣＡ０をデータ変換
して制御データＭＡ０、ＭＡ１を生成する第３データ変
換部３５、これら制御データＭＡ０、ＭＡ１に基づいて
データのスクランブルを行う第１３スクランブル４０お
よび第１５スクランブル４２、第１２〜第１５スクラン
ブル３９〜４２の出力データＣＡ１、ＣＢ１、ＣＡ２、
ＣＢ２をデータ変換して暗号化および復号化に用いる各
種制御データＭＣ０〜ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０〜ＭＳ２
を生成する第４データ変換部３６等を備える。

【００６７】上記構成では、先ず、６４ビット構成の乱
数ＣＤ０〜ＣＤ３の内の一つが第１セレクター３１で選
択され、その選択データＳＣＤＡが第１０スクランブル
３７でスクランブルされてデータＣＡ０が生成される。
また、乱数ＣＤ０〜ＣＤ３の任意の２組（本実施形態で
は、ＣＤ０とＣＤ３、ＣＤ０とＣＤ１、ＣＤ１とＣＤ
２、ＣＤ２とＣＤ３）の排他的論理和により、それぞ
れ、データＸＣ３０、ＸＣ０１、ＸＣ１２、ＸＣ２３が
生成される。これらのデータＸＣ３０、ＸＣ０１、ＸＣ
１２、ＸＣ２３の内の一つが第２セレクター３２にて選
択されて選択データＳＣＤＢが生成され、この選択デー
タＳＣＤＢが第１１スクランブル３８でスクランブルさ
れてデータＣＢ０が生成される。また、データＣＡ０と
共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）の排他的論理和によりデ
ータＸＫＣＡを生成し、このデータＸＫＣＡを第１２ス
クランブル３９でスクランブルしてデータＣＡ１を生成
すると共に、このデータＣＡ１を第１４スクランブル４
１でスクランブルしてデータＣＡ２を生成する。

【００６８】一方、データＣＢ０と共通鍵（ＫＥＹ或い
はＸＣＫ）の排他的論理和によりデータＸＫＣＢを生成
し、このデータＸＫＣＢを第１３スクランブル４０でス
クランブルしてデータＣＢ１を生成すると共に、このデ
ータＣＢ１を第１５スクランブル４２でスクランブルし
てデータＣＢ２を生成する。このようにして生成された
データＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２を第４データ変
換部３６でデータ変換して制御データＭＣ０、ＭＣ１、
ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ１、Ｍ
Ｓ２が生成される。

【００６９】また、図１０は制御データ生成部２の別の
実施形態を示し、本構成は、図９における、共通鍵（Ｋ
ＥＹ或いはＸＣＫ）とデータＣＡ０の排他的論理和処理
および共通鍵とデータＣＢ０の排他的論理和を削除する
ことにより、回路構成の簡略化を図ったものである。係
る構成においても、暗号化の安全性は十分確保されるも
のである。

【００７０】次に、図１１〜図１５に基づいて、前記制
御データ生成部２で用いた各種データ変換部の実施形態
を説明する。ここで、図１１、図１２、図１３は第１デ
ータ変換部３３の回路構成例を示し、図１４は第２、第
３データ変換部３４、３５の回路構成例を示し、図１５
は第４データ変換部３６の回路構成例を示す。

【００７１】図１１〜図１３に示すように、本実施形態
の第１データ変換部３３は、例えば、１６ビット構成の
共通鍵（ＫＥＹ或いはＸＣＫ）を用い、各々所定ビット
構成の制御データＳＬＡ、ＳＬＢ、ＭＲ０、ＭＲ１を生
成するものである。

【００７２】図１１の回路例では、共通鍵（ＫＥＹ或い
はＸＣＫ）を構成するビット列（本実施形態では、１６
ビット）をそのまま分配して各々所定ビットの制御デー
タを得るものである。即ち、共通鍵データＸＣＫ００〜
ＸＣＫ１３の１４ビットで制御データＭＲ０を構成し、
残りのＸＣＫ１４、ＸＣＫ１５の２ビットで制御データ
ＳＬＡを構成する。また、共通鍵データＸＣＫ００、Ｃ
ＸＫ０１の２ビットで制御データＳＬＢを構成し、残り
のＸＣＫ０２〜ＣＸＫ１５の１４ビットで制御データＭ
Ｒ１を構成する。

【００７３】また、図１２、図１３の回路は、各々共通
鍵同士の排他的論理和出力と共通鍵データを組み合わせ
ることにより、所定ビットの制御データを生成した例で
ある。因みに、図１２の場合、制御データＳＬＡ、ＳＬ
Ｂは２ビット構成、制御データＭＲ０、ＭＲ１は１７ビ
ット構成となっている。また、図１３の場合では、制御
データＳＬＡ、ＳＬＢが２ビット構成、制御データＭＲ
０、ＭＲ１は２０ビット構成である。尚、本構成では、
使用する共通鍵の構成ビット数に応じて適宜排他的論理
和を用いて各制御データの構成ビット数を調整すること
ができる。

【００７４】以上の回路構成では、共通鍵データ（ＫＹ
Ｅ或いはＸＣＫ）の何れか１ビットでも変化すると、こ
の変化が何れかの制御データＳＬＡ、ＳＬＢ、ＭＲ０、
ＭＲ１に反映されることになる。

【００７５】図１４に示すように、本実施形態の第２デ
ータ変換部３４（或いは、第３データ変換部３５）は、
前記第１１スクランブル３８の出力データＣＢ０（例え
ば、本実施形態ではＣＢ０_００〜ＣＢ０_６３の６４ビ
ット構成）を用い、データＣＢ０同士の排他的論理和出
力とデータＣＢ０を組み合わせることにより、２０ビッ
トの制御データＭＢ０、ＭＢ１を生成する。例えば、デ
ータＣＢ０_００〜ＣＢ０_０７で制御データＭＢ０の下
位８ビットが構成され、データＣＢ０_０８〜ＣＢ０_３
１の相互の排他的論理和処理で上位１２ビットが構成さ
れる。また、データＣＢ０_３２〜ＣＢ０_３９で制御デ
ータＭＢ１の下位８ビットが構成され、データＣＢ０_
４０〜ＣＢ０_６３の相互の排他的論理和処理で上位１
２ビットが構成される。

【００７６】以上の回路構成では、データＣＢ０の何れ
か１ビットでも変化すると、この変化が何れかの制御デ
ータＭＢ０、ＭＢ１に反映されることになる。尚、制御
データＭＡ０、ＭＡ１を生成する第３データ変換部３５
も同様の回路構成であるため説明は省略する。

【００７７】図１５に示すように、本実施形態の第４デ
ータ変換部３６は、例えば、各々６４ビット構成の前記
第１２スクランブル３９の出力データＣＡ１（ＣＡ１_
００〜ＣＡ１_６３）、前記第１４スクランブル４１の
出力データＣＡ２（ＣＡ２_００〜ＣＡ２_６３）、前記
第１３スクランブル４０の出力データＣＢ１（ＣＢ１_
００〜ＣＢ１_６３）、前記第１５スクランブル４２の
出力データＣＢ２（ＣＢ２_００〜ＣＢ２_６３）を用
い、これらのデータＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２と
各データ同士の排他的論理和出力とを組み合わせること
により、各々２０ビットの制御データＭＣ０、ＭＣ１、
ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ１、Ｍ
Ｓ２を生成する。

【００７８】この場合も、データＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ
１、ＣＢ２の何れか１ビットでも変化すると、この変化
が何れかの制御データＭＣ０、ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ
３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ１、ＭＳ２に反映さ
れることになる。

【００７９】次に、図１６〜図２１に基づいて暗号化処
理部３ａ、復号化処理部３ｂ、暗号用乱数生成部１、制
御データ生成部２等で用いたデータのスクランブル手段
（第１〜第１５スクランブル）および逆スクランブル手
段（第２〜第４逆スクランブル）の実施形態を説明す
る。

【００８０】図１６および図１７は、データのシフト操
作（回転）によるスクランブルを示し、例えば、図１６
は第１〜第１５スクランブル１１〜１４、２１〜２５、
３７〜４２に適用することができる。この実施形態のス
クランブルは、データのシフト量を示すデータＲＴＤを
デコードするデコーダー５１とこのデコード出力に対応
して設けたｎ個のセレクター５２で構成される。

【００８１】各セレクター（０）〜（ｎ−１）には、デ
ータＤＴ（例えば、３２ビット）を各々デコード出力に
対応したビット数分シフトさせたデータ列が並列に入力
されており、デコード出力により各セレクター（０）〜
（ｎ−１）内のデータ列３２ビットの内の１ビットをセ
レクトできるように構成されている。従って、シフト量
データＲＴＤを受信すると各デコーダーからはデコード
出力に応じたビット位置の１ビットが並列に出力され、
ｎビットのスクランブルデータＤＲ（ＤＲ_０〜ＤＲ_ｎ
-１）を生成する。

【００８２】また、上記構成において、上記と全く反対
にシフトするようなシフト量データＲＴＤを入力するこ
とにより、第２〜第４逆スクランブル１５〜１７として
動作させることができる。係るデータシフト方向（右シ
フト、左シフト）の制御は、データのシフト動作をデー
タの回転動作と見なし、図１７に示すように、データＲ
ＴＤの値をデータ変換部５３によりシフト方向に応じて
変換することにより簡単に実現することができる。

【００８３】また、上記図１６、図１７のデータシフト
操作によるスクランブルを複数シリーズに接続して各々
スクランブル手段や逆スクランブル手段を構成しても良
い。

【００８４】図１８および図１９、はデータの置換操作
によるスクランブルを示し、例えば、図１８は第１〜第
１５スクランブル１１〜１４、２１〜２５、３７〜４２
に適用することができる。

【００８５】この実施形態のスクランブルは、入力デー
タＤＥｍの置換を行う複数の置換器６１ａ１〜６１ａｍ
とインバータをはさんで各々に対応して設けた複数の非
置換器６１ｂ１〜６１ｂｍで構成される第１置換器６１
を有する。制御データＳＥ０（ＳＥ０_１〜ＳＥ０_ｍ）
の極性（"０"／"１"）により置換器とこれに対応する非
置換器のどちらか一方が指定（有効となる）される。置
換するビット単位は、例えば、１ビット毎、２ビット
毎、４ビット毎、８ビット毎、３２ビット毎といったよ
うに構成することができ、前記制御データＳＥ０_１〜
ＳＥ０_ｍの各々により、暗号化（復号化）のビット数
に応じて上記ビット単位の何れかが選択され、スクラン
ブルデータＤＥ０を生成する。

【００８６】例えば、上記構成で制御データＳＥ０_１
がアクティブ（"０"）になると（この場合、他の制御デ
ータＳＥ０_２〜ＳＥ０_ｍは"１"とする）置換器６１ａ
１により、入力データＤＥｍは１ビット毎に置換され
る。また、制御データＳＥ０_２がアクティブになると
（この場合、他の制御データは全て"１"とする）置換器
６１ａ２により、入力データＤＥｍは２ビット毎に置換
される。

【００８７】一方、図１９に示す実施形態は、例えば、
第２〜第４逆スクランブル１５〜１７に適用することが
でき、入力データＤＲ０の置換を行う複数の置換器６２
ａ１〜６２ａｍとインバータをはさんで各々に対応して
設けた複数の非置換器６２ｂ１〜６２ｂｍで構成される
第２置換器６２を有する。制御データＳＲ０（ＳＲ０_
１〜ＳＲ０_ｍ）の極性により、置換器とこれに対応す
る非置換器のどちらかが指定される。置換するビット単
位は、例えば、１ビット毎、２ビット毎、４ビット毎、
８ビット毎、３２ビット毎といったように構成すること
ができ、前記制御データＳＲ０_１〜ＳＲ０_ｍにより復
号化（暗号化）のビット数に応じて何れかが選択され、
スクランブルデータＤＲｍを生成する。

【００８８】構成は、前記第１置換器６１と同じである
が、既述したように、本実施例を第２〜第４逆スクラン
ブル１５〜１７として位置づけるために、各々置換器お
よび非置換器の並びを前記第１置換器６１と全く逆にし
てある。但し、第１置換器６１と第２置換器６２では、
同じビット毎のデータ置換が成されるよう、各制御デー
タＳＥ０、ＳＲ０が設定される必要がある。

【００８９】また、上記図１８、図１９のデータ置換操
作によるスクランブルを複数シリーズに接続して各々ス
クランブル手段や逆スクランブル手段を構成しても良
い。

【００９０】図２０および図２１は、データの反転操作
によるスクランブルを示し、例えば、図２０は第１〜第
１５スクランブル１１〜１４、２１〜２５、３７〜４２
に適用することができる。

【００９１】この実施形態のスクランブルは、複数のＸ
ＯＲゲートにより構成される複数の反転回路ブロック７
１_１〜７１_ｍを構えた反転器７１を有する。各々反転
回路ブロックの各ＸＯＲゲート入力の一方に制御データ
ＳＩ０（ＳＩ０_１〜ＳＩ０_ｍ）を入力し、各制御デー
タの極性（"０"／"１"）により、入力データＤＩｍ_Ｂ
ＵＳの反転、非反転を制御する。反転するビット単位
が、例えば、１ビット毎、２ビット毎、４ビット毎、８
ビット毎、３２ビット毎となるように各反転回路ブロッ
クが構成されており、前記制御データＳＩ０_１〜ＳＩ
０_ｍにより暗号化（復号化）のビット数に応じて上記
ビット単位の何れかが選択され、スクランブルデータＤ
Ｉ０を生成する。

【００９２】一方、図２１に示す実施形態は、例えば、
第２〜第４逆スクランブル１５〜１７に適用することが
でき、複数のＸＯＲゲートにより構成される複数の反転
回路ブロック７２_１〜７２_ｍを備えた反転器７２を有
する。各々反転回路ブロックの各ゲート入力の一方に制
御データＳＢ０（ＳＢ０_１〜ＳＢ０_ｍ）を入力し、そ
の極性（"０"／"１"）により、入力データＤＢ０の反
転、非反転を制御する。反転するビット単位は、例え
ば、１ビット毎、２ビット毎、４ビット毎、８ビット
毎、３２ビット毎といったように各反転回路ブロックが
構成されており、前記制御データＳＢ０_１〜ＳＢ０_ｍ
により復号化（暗号化）のビット数に応じて上記の何れ
かが選択され、スクランブルデータＤＢｍを生成する。

【００９３】構成は、前記反転器７１と同じであるが、
既述したように、本実施例を第２〜第４逆スクランブル
１５〜１７として位置づけるために、各々反転回路ブロ
ックの並びを反転器７１と全く逆にしてある。但し、反
転器７１と反転器７２では、同じビット毎のデータ反転
が成されるよう、各制御データＳＩ０、ＳＢ０が設定さ
れる必要がある。

【００９４】また、上記図２０、図２１のデータ反転操
作によるスクランブルを複数シリーズに接続して各々ス
クランブル手段や逆スクランブル手段を構成しても良
い。また、以上説明したデータのシフト操作によるスク
ランブル、データの置換操作によるスクランブル、デー
タの反転操作による各スクランブルを任意に合成してス
クランブル手段、或いは逆スクランブル手段とすること
も勿論可能である。

【００９５】次に図２２に基づいて本実施形態の暗号／
復号装置の構成を説明する。この暗号／復号装置８０
は、以上説明してきた暗号生成装置および復号装置の機
能を備えた暗号／複号器８１を有し、その周辺回路とし
て、入力データバスＤＢ_ＩＮより、ブロックデータＢ
Ｓおよび暗号化されたブロックデータＲＢＣＳおよび共
通鍵ＫＥＹおよび乱数ＣＤｎ（共通サブ鍵）の各データ
を保持する第１〜第７レジスター８８_１〜８８_７とこ
れら第１〜第７レジスター８８_１〜８８_７へのデータ
書き込みを制御するデコーダー８２と、入力データのブ
ロック数をカウントするカウンター８７と、暗号／復号
器８１の暗号化データＢＣＳを保持する第８レジスター
８５と復号化データＲＢＳを保持する第９レジスター８
４と、これらレジスターの書き込みタイミングを制御す
る遅延器８３と、これらの保持データの何れかを選択す
るセレクター８６等を備える。

【００９６】上記構成では、入力データバスＤＢ_ＩＮ
を介して送信側（例えば、パソコン等）より送信される
ブロックデータＢＳ、暗号化ブロックデータＲＢＣＳ、
共通鍵ＫＥＹ、乱数ＣＤｎ等の一連のデータは、デコー
ダー８２でデコードされた書き込み選択信号ＷＡに基づ
いて書き込み信号ＷＲのタイミングにて第１〜第７レジ
スター８８_１〜８８_７の内の所定のレジスターに保持
される。即ち、第１レジスター８８_１にブロックデー
タＢＳが第２レジスター_２に暗号化ブロックデータＲ
ＢＣＳが、第３レジスター８８_３に共通鍵ＫＥＹが、
第４〜第７レジスター８８_４〜８８_７にそれぞれ乱数
ＣＤ０〜ＣＤ３がセットされる。

【００９７】同時に、入力された各データの内、ブロッ
クデータＢＳと暗号化ブロックデータＲＢＣＳは、カウ
ンター８７によりブロック単位でカウントされる。この
カウンター８７はキャリーイン(Ｃ_ＩＮ)端子を有し、
外部制御信号Ｃ_ＩＮの"１"／"０"により、カウント動
作の開始および停止を任意に制御して所望のブロック単
位にてカウントできるようになっており、加えて、付設
のロード端子（LＯＡＤ）、或いはクリアー端子（ＣＬ
Ｒ）を利用してカウンター８７の初期状態をデコーダー
８２の出力に基づいて任意のタイミングで任意の値にセ
ットすることもできるようになっている。

【００９８】これらレジスター群の出力はそれぞれ暗号
／復号器８１に付設の所定の入力部ＢＳ、ＲＢＣＳ、Ｋ
ＥＹ、ＣＤ０〜ＣＤ３、ＣＯＵＮＴに入力され、既述の
ように、これら各データに基づいてブロックデータの暗
号化、或いは暗号化ブロックデータの復号化が行われ
る。

【００９９】また、暗号／復号器８１からの暗号化ブロ
ックデータＢＣＳ、或いは復号化ブロックデータＲＢＳ
は、一旦、各々対応する第８レジスター８５、或いは第
９レジスター８４にセットされ（この際、書き込み信号
ＷＲを遅延器８３にて遅延して各出力のセットタイミン
グを同期させている）、セレクター８６により出力選択
信号ＲＡに基づいて、暗号化或いは復号化の何れかのデ
ータが選択されて、出力データバスＤＢ_ＯＵＴに出力
され、図示しない送信側（例えば、パソコン）に送信さ
れる。

【０１００】次に、図２３に基づいて、図２２とは別の
暗号／復号装置の実施形態を説明する。この暗号／復号
装置９０は、図２２と同様の暗号生成装置および復号装
置の機能を備えた暗号／複号器９１を有し、その入力側
に、ブロックデータＢＳや暗号化されたブロックデータ
ＲＢＣＳを保持する第１１レジスター９３、共通鍵ＫＥ
Ｙや乱数ＣＤ０〜ＣＤ３（共通サブ鍵）を保持する複数
組みの対レジスター９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ、
ブロックデータＢＳをブロック単位でカウントする第１
１カウンター９９ａ、暗号化されたブロックデータＲＢ
ＣＳをブロック単位でカウントする第１２カウンター９
９ｂ等を有する。

【０１０１】前記乱数ＣＤ０〜ＣＤ３は内蔵の乱数発生
器１０４から得られ、またブロックデータＢＳや暗号化
されたブロックデータＲＢＣＳ、共通鍵ＫＥＹ、或いは
第１１、第１２カウンター９９ａ、９９ｂへのカウンタ
ー初期設定データ等はデータバスＤＡ_ＢＵＳにより一
連のデータ流れの中で外部機器より入力される。デコー
ダー９２は、このデータバスＤＡ_ＢＵＳの各種データ
を暗号化動作／復号化動作を示す選択信号ＳＥＬＥＣＴ
とレジスター、カウンターの選択信号ＡＤ０〜ＡＤ３に
基づいてそれぞれ対応する第１２〜第２１レジスター９
４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂへ割り振り・セットする
と共に、第１１カウンター９９ａと第１２カウンター９
９ｂのカウント動作を制御する。尚、この第１１、第１
２カウンター９９ａ、９９ｂはそれぞれキャリーイン
(Ｃ_ＩＮ)端子を有し、外部制御信号Ｃ_ＩＮの"１"／"
０"により、カウント動作の開始或いは停止を任意に制
御して所望のブロック単位にてカウントできるようにな
っており、加えて、付設のロード端子、或いはクリアー
端子を利用して各カウンターの初期状態を前記デコーダ
ー９２の出力に基づいて任意のタイミングで任意の値に
セットすることもできるようになっている。

【０１０２】図２４に示すように、暗号化動作時には、
第１２レジスター９４ａに暗号化動作用の共通鍵ＫＥＹ
（ＫＥＹ_０）がセットされ、第１４レジスター９５
ａ、第１６レジスター９６ａ、第１８レジスター９７
ａ、第２０レジスター９８ａに暗号化動作用の乱数ＣＤ
０〜ＣＤ３（ＣＤ０_０〜ＣＤ３_０）がセットされ、第
１１カウンター９９ａがクリアー（または、暗号化動作
用の初期設定データがセット）される。一方、この状態
で、他方の第１３レジスター９４ｂ、第１５レジスター
９５ｂ、第１７レジスター９６ｂ、第１９レジスター９
７ｂ、第２１レジスター９８ｂ、第１２カウンター９９
ｂには、復号化動作用の各種条件設定データ（共通鍵、
乱数、カウンターの初期設定データ）がセットされる。
また、復号化動作時には、第１３レジスター９４ｂに復
号化動作用の共通鍵ＫＥＹ（ＫＥＹ_１）がセットさ
れ、第１５レジスター９５ｂ、第１７レジスター９６
ｂ、第１９レジスター９７ｂ、第２１レジスター９８ｂ
に復号化動作用の乱数ＣＤ０〜ＣＤ３（ＣＤ０_１〜Ｃ
Ｄ３_１）がセットされ、第１２カウンター９９ｂがク
リアー（または、復号化動作の初期設定データがセッ
ト）される。一方、この状態で、他方の第１２レジスタ
ー９４ａ、第１４レジスター９５ａ、第１６レジスター
９６ａ、第１８レジスター９７ａ、第２０レジスター９
８ａ、第１１カウンター９９ａには、暗号化動作用の各
種条件設定データがセットされる。

【０１０３】そして、複数の対レジスター９４ａ／９４
ｂ〜９８ａ／９８ｂや第１、第２カウンター９９ａ、９
９ｂにセットされた各種データは、暗号化／復号化の選
択信号ＳＥＬＥＣＴをセレクト入力とする第１５〜第２
０セレクター１１１〜１１６により暗号化動作、或いは
復号化動作に応じてａ（暗号化）またはｂ（復号化）の
何れかが選択されて、暗号／復号器９１に付設の各入力
端子ＲＢＣＳ、ＢＳ、ＫＥＹ、ＣＤ０〜ＣＤ３、ＣＮＴ
に出力される。

【０１０４】このように、本実施形態では、一連の暗号
化動作の中で次の復号化動作の条件設定が成され、ま
た、一連の復号化動作の中で次の暗号化動作の条件設定
が成されるように構成されているので、暗号化と復号化
において効率的な時分割処理が可能となる。

【０１０５】また、本実施形態では、入力選択信号ＳＥ
０、ＳＥ１をセレクト入力とする第１１セレクター１０
７、および第１２セレクター１０８を有している。第１
１セレクター１０７では、データバスＤＡ_ＢＵＳ上の
データ（外部データ）、または乱数発生器１０４の乱数
ＲＯＤの何れかが入力選択信号ＳＥ１で選択されて暗号
化、或いは復号化のデータとして前記第１１レジスター
９３に出力される。また、第１２セレクター１０８にお
いては、データバスＤＡ_ＢＵＳ上のデータ、または乱
数発生器１０４の乱数ＲＯＤ、または選択信号ＳＥＬＥ
ＣＴをセレクト入力とする第２１セレクター１１７で選
択された暗号／復号器９１の暗号化データＢＣＳ或いは
復号化データＲＢＳの何れかが入力選択信号ＳＥ０、Ｓ
Ｅ１で選択されて各種条件設定データとして第１２〜第
２１レジスター９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂと第１
１、第１２カウンター９９ａ、９９ｂに出力される。

【０１０６】前記第２１セレクター１１７の選択出力
（暗号化データＢＣＳ或いは復号化データＲＢＳ）は、
一旦、第２２レジスター１００に所定のタイミングでセ
ットされ、同期化された暗号化／復号化データＢＳＤを
得る。

【０１０７】さらに、本実施形態では、選択信号ＳＥＬ
ＥＣＴをセレクト入力とする第１３セレクター１０９，
第１４セレクター１１０、第２２セレクター１１８、第
２比較器１０６を有し、暗号化／復号化の検証を行うよ
うに構成されている。即ち、暗号化動作時は、第１３セ
レクター１０９は第１１レジスター９３からの入力デー
タ（ブロックデータＢＳ）を選択し、第１４セレクター
１１０は暗号／復号器９１からの暗号化データＢＣＳを
選択し、第２２セレクター１１８は暗号化データＢＣＳ
をさらに暗号／復号器９１で復号化した復号化データＲ
ＢＳを選択し、第２比較器１０６は第２２セレクター１
１８で選択した復号化データＲＢＳと前記入力データ
（ブロックデータＢＳ）を比較する。両者が一致しない
場合は、エラー信号ＣＨＥＣＫ_１を送出する。一方、
復号化動作時は、第１４セレクター１１０は第１１レジ
スター９３からの入力データ（暗号化データＲＢＣＳ）
を選択し、第１３セレクター１０９は暗号／復号器９１
からの復号化データＲＢＳを選択し、第２２セレクター
１１８は復号化データＲＢＳをさらに暗号／復号器９１
で暗号化した暗号化データＢＣＳを選択し、第２比較器
１０６はこの暗号化データＢＣＳと前記入力データ（暗
号化データＲＢＣＳ）を比較する。両者が一致しない場
合は、エラー信号ＣＨＥＣＫ_１を送出する。このよう
にして、暗号化、復号化の検証が行われる。

【０１０８】さらに、本実施形態では、第２３レジスタ
ー１０１、第２４レジスター１０２、第２５レジスター
１０３、第１比較器１０５を有し、通信エラーの検証を
行うように構成されている。即ち、図２４に示すよう
に、暗号化動作時は、先ず、第２３レジスター１０１を
初期化しておき、暗号化毎に暗号／復号器９１からの暗
号化データＢＣＳとこの第２３レジスター１０１の出力
ＸＢＳＤ_０を逐次排他的論理和演算して第２３レジス
ター１０１に積算し、この積算データＸＢＳＤ_０を第
２５レジスター１０３で１クロック（即ち１ブロック）
遅延して出力データＸＢＳＤ_１を得、暗号化出力デー
タ列ＢＳＤ（０）〜ＢＳＤ（ｎ−１）のフレームの最後
尾に検証用データとして添付する。従って、転送フレー
ムの総ブロック数は（ｎ＋１）となる。一方、復号化動
作時は、先ず、第２４レジスター１０２を初期化してお
き、復号化毎に第１１レジスター９３からの受信データ
と第２４レジスター１０２の出力データＸＲＳＤを逐次
排他的論理和演算して復号化終了（受信ブロック数ｎ）
まで第２４レジスター１０２に積算し、この積算データ
ＸＲＳＤと前記暗号化されたデータ列のフレームの最後
尾に添付された検証用データ（ＸＢＳＤ_１）を第１比
較器１０５で比較し、両者が一致しない場合は転送エラ
ー信号ＣＨＥＣＫ_０を送出する。このようにして、送
受信における通信エラーの検証が行われる。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共通鍵と乱数により生成したデータスクランブル用の制
御データに基づいて共通鍵と乱数から予測および計算不
可能な新たな暗号用乱数を生成し、この乱数を用いてブ
ロックデータ（平文の）暗号化および暗号化ブロックデ
ータの復号化を行ったので、優れた安全性を有する暗号
化および復号化が実現できる。加えて、前記乱数とし
て、自然現象によるランダムパルスを利用して生成した
自然乱数（真性乱数）を用いたので、乱数出現の規則
性、前後の相関性、周期性等を有しない意外性のある暗
号用乱数を得ることができ、よって、安全性（セキュリ
ティ）はより一層向上する。

【０１１０】また、暗号化および復号化を行うためのデ
ータのスクランブル動作を全てゲート回路によるビット
操作で実現したので、高価な専用ＬＳＩや高速プロセッ
サを用いることなく処理速度の高速化が図れるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暗号生成装置の基本構成を示すブロッ
ク図。

【図２】本発明の復号装置の基本構成を示すブロック
図。

【図３】図１と別の暗号生成装置の基本構成を示すブロ
ック図。

【図４】図２と別の復号装置の基本構成を示すブロック
図。

【図５】暗号化処理部の構成を示すブロック図。

【図６】復号化処理部の構成を示すブロック図。

【図７】暗号用乱数生成部の構成を示すブロック図。

【図８】図７と別の暗号用乱数生成部の構成を示す図。

【図９】制御データ生成部の構成を示すブロック図。

【図１０】図９と別の制御データ生成部の構成を示すブ
ロック図。

【図１１】第１データ変換部の回路図。

【図１２】図１１と別の第１データ変換部の回路図。

【図１３】図１２と別の第１データ変換部の回路図。

【図１４】第２データ変換部或いは第３データ変換部の
回路図。

【図１５】第４データ変換部の回路図。

【図１６】データのスライドを示すブロック図。

【図１７】図１６と別のデータのスライドを示すブロッ
ク図。

【図１８】データの置換を示すブロック図。

【図１９】図１８と別のデータの置換を示すブロック
図。

【図２０】データの反転を示す回路図。

【図２１】図２０と別のデータの反転を示す回路図。

【図２２】本発明の暗号／復号装置の基本構成を示すブ
ロック図。

【図２３】本発明の図２２と別の暗号／復号装置の基本
構成を示すブロック図。

【図２４】暗号化動作および復号化動作を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１ 暗号用乱数生成部 ２ 制御データ生成部 ３ａ 暗号化処理部 ３ｂ 復号化処理部 ４ カウンター １１ 第１スクランブル手段（第１スクランブル） １２ 第２スクランブル手段（第２スクランブル） １３ 第３スクランブル手段（第３スクランブル） １４ 第４スクランブル手段（第４スクランブル） １５ 第２逆スクランブル手段（第２逆スクランブル） １６ 第３逆スクランブル手段（第３逆スクランブル） １７ 第４逆スクランブル手段（第４逆スクランブル） ２１ 第５スクランブル手段（第５スクランブル） ２２ 第６スクランブル手段（第６スクランブル） ２３ 第７スクランブル手段（第７スクランブル） ２４ 第８スクランブル手段（第８スクランブル） ２５ 第９スクランブル手段（第９スクランブル） ３１ 第１セレクター ３２ 第２セレクター ３３ 第１データ変換部 ３４ 第２データ変換部 ３５ 第３データ変換部 ３６ 第４データ変換部 ３７ 第１０スクランブル手段（第１０スクランブル） ３８ 第１１スクランブル手段（第１１スクランブル） ３９ 第１２スクランブル手段（第１２スクランブル） ４０ 第１３スクランブル手段（第１３スクランブル） ４１ 第１４スクランブル手段（第１４スクランブル） ４２ 第１５スクランブル手段（第１５スクランブル） ５１ デコーダー ５２ セレクター群 ５３ データ変換部 ６１、６２ 置換器 ７１、７２ 反転器 ８０ 暗号／復号装置 ８１ 暗号／復号器 ８２ デコーダー ８３ 遅延器 ８４ 第９レジスター ８５ 第８レジスター ８６ セレクター ８７ カウンター ９０ 暗号／復号装置 ９１ 暗号／復号器 ９３ 第１１レジスター ９４ａ 第１２レジスター ９４ｂ 第１３レジスター ９５ａ 第１４レジスター ９５ｂ 第１５レジスター ９６ａ 第１６レジスター ９６ｂ 第１７レジスター ９７ａ 第１８レジスター ９７ｂ 第１９レジスター ９８ａ 第２０レジスター ９８ｂ 第２１レジスター ９９ａ 第１１カウンター ９９ｂ 第１２カウンター １００ 第２２レジスター １０１ 第２３レジスター １０２ 第２４レジスター １０３ 第２５レジスター １０４ 乱数発生器 １０５ 第１比較器 １０６ 第２比較器 １０７ 第１１セレクター １０８ 第１２セレクター １０９ 第１３セレクター １１０ 第１４セレクター １１１ 第１５セレクター １１２ 第１６セレクター １１３ 第１７セレクター １１４ 第１８セレクター １１５ 第１９セレクター １１６ 第２０セレクター １１７ 第２１セレクター １１８ 第２２セレクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アナンダ ビターナゲ 東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ ィー・ケイ株式会社内 (72)発明者 清水 隆邦 東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ ィー・ケイ株式会社内 (72)発明者 鯉渕 美佐子 東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ ィー・ケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5J104 AA18 EA04 EA18 FA10 JA03 NA02 NA22

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通鍵（ＫＥＹ）を用いてブロックデー
   タ（ＢＳ）の暗号化を行う暗号生成装置であって、 単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥ
   Ｙ）を用いて暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する暗号用乱
   数生成部（１）と、 前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記暗号用乱数（ＲＮＤ）を用
   いて前記ブロックデータ（ＢＳ）を暗号化し、暗号化ブ
   ロックデータ（ＢＣＳ）を生成する暗号化処理部（３
   ａ）と、 前記乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥＹ）を用いて前
   記暗号用乱数生成部（１）および前記暗号化処理部（３
   ａ）で使用する各種制御データを生成する制御データ生
   成部（２）を備えることを特徴とする暗号生成装置。
2. 【請求項２】 共通鍵（ＫＥＹ）を用いて請求項１に記
   載の暗号生成装置で暗号化されたブロックデータ（ＲＢ
   ＣＳ）の復号化を行う復号装置であって、 単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥ
   Ｙ）を用いて暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する暗号用乱
   数生成部（１）と、 前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記暗号用乱数（ＲＮＤ）を用
   いて前記暗号化ブロックデータ（ＲＢＣＳ）を復号化
   し、ブロックデータ（ＲＢＳ）を生成する復号化処理部
   （３ｂ）と、 前記乱数（ＣＤｎ）と前記共通鍵（ＫＥＹ）を用いて前
   記暗号用乱数生成部（１）および前記復号化処理部（３
   ｂ）で使用する各種制御データを生成する制御データ生
   成部（２）を備えることを特徴とする復号装置。
3. 【請求項３】 前記ブロックデータ（ＢＳ）のブロック
   数と前記共通鍵（ＫＥＹ）の排他的論理和出力（ＸＣ
   Ｋ）を共通鍵として使用する請求項１に記載の暗号生成
   装置。
4. 【請求項４】 前記暗号化ブロックデータ（ＲＢＣＳ）
   のブロック数と前記共通鍵（ＫＥＹ）の排他的論理和出
   力（ＸＣＫ）を共通鍵として使用する請求項２に記載の
   復号装置。
5. 【請求項５】 前記暗号化処理部（３ａ）は、前記制御
   データ生成部（２）からの制御データに基づいてデータ
   の掻き混ぜを行うスクランブル手段を有する請求項１ま
   たは請求項３の何れかに記載の暗号生成装置。
6. 【請求項６】 前記暗号化処理部（３ａ）は、第１から
   第４のデータスクランブル手段（１１、１２、１３、１
   ４）を有し、 前記制御データ（ＭＫ０）に基づいて前記共通鍵（ＫＥ
   Ｙ）を前記第１スクランブル手段（１１）で掻き混ぜし
   たデータ（ＳＫＥＹ）と、前記制御データ（ＭＳ０）に
   基づいて前記ブロックデータ（ＢＳ）を前記第２スクラ
   ンブル手段（１２）で掻き混ぜしたデータ（ＳＢＳ）と
   の排他的論理和でデータ（ＸＳＢＫ）を生成し、 当該データ（ＸＳＢＫ）を前記制御データ（ＭＳ１）に
   基づいて前記第３スクランブル手段（１３）で掻き混ぜ
   したデータ（ＳＸＳＢＫ）と、前記暗号用乱数（ＲＮ
   Ｄ）との排他的論理和で得たデータ（ＸＳＸＳＢＫＲ）
   を前記制御データ（ＭＳ２）に基づいて前記第４スクラ
   ンブル手段（１４）で掻き混ぜして前記暗号化ブロック
   データ（ＢＣＳ）を生成する請求項１または請求項３の
   何れかに記載の暗号生成装置。
7. 【請求項７】 前記復号化処理部（３ｂ）は、前記制御
   データ生成部（２）からの制御データに基づいて請求項
   ５に記載のスクランブル手段と全く逆のデータの掻き混
   ぜを行う逆スクランブル手段を有する請求項２または請
   求項４の何れかに記載の暗号生成装置。
8. 【請求項８】 前記復号処理部（３ｂ）は、請求項６に
   記載の第１スクランブル手段（１１）と請求項６に記載
   の第２から第４スクランブル手段（１２、１３、１４）
   と逆の掻き混ぜを行う第２から第４の逆スクランブル手
   段（１５、１６、１７）を有し、 前記制御データ（ＭＳ２）に基づいて前記暗号化ブロッ
   クデータ（ＢＣＳ）を前記第４逆スクランブル（１７）
   で掻き混ぜしたデータ（ＸＳＸＳＢＫＲ）と、前記暗号
   用乱数（ＲＮＤ）との排他的論理和で得たデータ（ＳＸ
   ＳＢＫ）を前記制御データ（ＭＳ１）に基づいて前記第
   ３逆スクランブル手段（１６）で掻き混ぜしてデータ
   （ＸＳＢＫ）を生成し、 当該データ（ＸＳＢＫ）と、前記制御データ（ＭＫ０）
   に基づいて前記共通鍵（ＫＥＹ）を前記第１スクランブ
   ル手段（１１）で掻き混ぜしたデータ（ＳＫＥＹ）との
   排他的論理和で得たデータ（ＳＢＳ）を前記制御データ
   （ＭＳ０）に基づいて前記第２逆スクランブル手段（１
   ５）で掻き混ぜしてブロックデータ（ＢＳ）を生成する
   請求項２または請求項４の何れかに記載の復号装置。
9. 【請求項９】 前記暗号用乱数生成部（１）は、前記制
   御データ生成部（２）からの制御データ（ＭＣｎ）に基
   づいてデータの掻き混ぜを行う単数もしくは複数のスク
   ランブル手段を有し、 前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記単数もしくは複数の乱数
   （ＣＤｎ）との排他的論理和で各々データ（ＸＫＣｎ）
   を生成すると共に、当該データ（ＸＫＣｎ）を前記スク
   ランブル手段で掻き混ぜしてデータ（ＳＸＫＣｎ）を生
   成し、 各データ（ＳＸＫＣｎ）同士の排他的論理和処理を単一
   のデータ列が得られるまで繰り返し行い、最終的に得ら
   れた単一のデータ列を前記スクランブル手段で掻き混ぜ
   して暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する請求項１から請求
   項８までの何れかに記載の暗号生成装置または復号装
   置。
10. 【請求項１０】 前記暗号用乱数生成部（１）は、前記
    制御データ生成部（２）からの制御データ（ＭＣｎ）に
    基づいてデータの掻き混ぜを行う単数もしくは複数のス
    クランブル手段を有し、 前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）を各々前記スク
    ランブル手段で掻き混ぜしてデータ（ＳＸＫＣｎ）を生
    成し、 各データ（ＳＸＫＣｎ）同士の排他的論理和処理を単一
    のデータ列が得られるまで繰り返し行い、最終的に得ら
    れた単一のデータ列を前記スクランブル手段で掻き混ぜ
    して暗号用乱数（ＲＮＤ）を生成する請求項１から請求
    項８までの何れかに記載の暗号生成装置または復号装
    置。
11. 【請求項１１】 前記制御データ生成部（２）は、前記
    共通鍵（ＫＥＹ）より制御データ（ＳＬＡ、ＳＬＢ、Ｍ
    Ｒ０、ＭＲ１）を生成する第１データ変換部（３３）
    と、前記制御データ（ＳＬＡ）をセレクト入力とする第
    １セレクター（３１）と前記制御データ（ＳＬＢ）をセ
    レクト入力とする第２セレクター（３２）と、前記制御
    データ（ＭＲ０、ＭＲ１）に基づいてデータの掻き混ぜ
    を行う第１０、第１１スクランブル手段（３７、３８）
    と、前記第１１スクランブル手段（３８）の出力データ
    より制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成する第２デー
    タ変換部（３４）と、前記制御データ（ＭＢ０、ＭＢ
    １）に基づいてデータの掻き混ぜを行う第１２、第１４
    スクランブル手段（３９、４１）と、前記第１０スクラ
    ンブル手段（３７）の出力データより制御データ（ＭＡ
    ０、ＭＡ１）を生成する第３データ変換部（３５）と、
    前記制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）に基づいてデータの
    掻き混ぜを行う第１３、第１５スクランブル手段（４
    ０、４２）と、前記第１２から第１５スクランブル手段
    の出力データより暗号化、復号化に用いる各種制御デー
    タを生成する第４データ変換部（３６）を有し、 前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）の内の一つを前
    記第１セレクター（３１）にて選択し、その選択データ
    （ＳＣＤＡ）を前記第１０スクランブル手段（３７）で
    掻き混ぜてデータ（ＣＡ０）を生成すると共に、前記乱
    数（ＣＤｎ）の任意の２組の排他的論理和の内の一つを
    前記第２セレクター（３２）にて選択し、その選択デー
    タ（ＳＣＤＢ）を前記第１１スクランブル手段（３８）
    で掻き混ぜてデータ（ＣＢ０）を生成し、 前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記データ（ＣＡ０）の排他的
    論理和でデータ（ＸＫＣＡ）を生成し、前記第１２スク
    ランブル（３９）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ１）を生成
    すると共に、このデータ（ＣＡ１）を前記第１４スクラ
    ンブル手段（４１）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ２）を生
    成し、 前記共通鍵（ＫＥＹ）と前記データ（ＣＢ０）の排他的
    論理和でデータ（ＸＫＣＢ）を生成し、前記第１３スク
    ランブル（４０）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ１）を生
    成すると共に、このデータ（ＣＢ１）を前記第１５スク
    ランブル手段（４２）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ２）
    を生成し、 前記データ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２）より前
    記第４データ変換部（３６）にて制御データ（ＭＣ０、
    ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、Ｍ
    Ｓ１、ＭＳ２）を生成する請求項１から請求項１０まで
    の何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
12. 【請求項１２】 前記制御データ生成部（２）は、前記
    共通鍵（ＫＥＹ）より制御データ（ＳＬＡ、ＳＬＢ、Ｍ
    Ｒ０、ＭＲ１）を生成する第１データ変換部（３３）
    と、前記制御データ（ＳＬＡ）をセレクト入力とする第
    １セレクター（３１）と前記制御データ（ＳＬＢ）をセ
    レクト入力とする第２セレクター（３２）と、前記制御
    データ（ＭＲ０、ＭＲ１）に基づいてデータの掻き混ぜ
    を行う第１０、第１１スクランブル手段（３７、３８）
    と、前記第１１スクランブル手段（３８）の出力データ
    より制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成する第２デー
    タ変換部（３４）と、前記制御データ（ＭＢ０、ＭＢ
    １）に基づいてデータの掻き混ぜを行う第１２、第１４
    スクランブル手段（３９、４１）と、前記第１０スクラ
    ンブル手段（３７）の出力データより制御データ（ＭＡ
    ０、ＭＡ１）を生成する第３データ変換部（３５）と、
    前記制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）に基づいてデータの
    掻き混ぜを行う第１３、第１５スクランブル手段（４
    ０、４２）と、前記第１２から第１５スクランブル手段
    の出力データより暗号化、復号化に用いる各種制御デー
    タを生成する第４データ変換部（３６）を有し、 前記単数もしくは複数の乱数（ＣＤｎ）の内の一つを前
    記第１セレクター（３１）にて選択し、その選択データ
    （ＳＣＤＡ）を前記第１０スクランブル手段（３７）で
    掻き混ぜてデータ（ＣＡ０）を生成すると共に、前記乱
    数（ＣＤｎ）の任意の２組の排他的論理和の内の一つを
    前記第２セレクター（３２）にて選択し、その選択デー
    タ（ＳＣＤＢ）を前記第１１スクランブル手段（３８）
    で掻き混ぜてデータ（ＣＢ０）を生成し、 また、前記データ（ＣＡ０）を前記第１２スクランブル
    （３９）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ１）を生成すると共
    に、このデータ（ＣＡ１）を前記第１４スクランブル手
    段（４１）で掻き混ぜてデータ（ＣＡ２）を生成し、 前記データ（ＣＢ０）を前記第１３スクランブル（４
    ０）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ１）を生成すると共
    に、このデータ（ＣＢ１）を前記第１５スクランブル手
    段（４２）で掻き混ぜしてデータ（ＣＢ２）を生成し、 前記データ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２）より前
    記第４データ変換部（３６）にて制御データ（ＭＣ０、
    ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、Ｍ
    Ｓ１、ＭＳ２）を生成する請求項１から請求項１０まで
    の何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
13. 【請求項１３】 前記第１データ変換部（３３）は、前
    記共通鍵（ＫＥＹ）を用い、当該共通鍵（ＫＥＹ）を直
    接、もしくは排他的論理和、もしくは排他的論理和の組
    合せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せにて各々所
    定ビット構成の制御データ（ＳＬＡ、ＳＬＢ、ＭＲ０、
    ＭＲ１）を生成する請求項１１または請求項１２の何れ
    かに記載の暗号生成装置または復号装置。
14. 【請求項１４】 前記第２データ変換部（３４）は、前
    記第１１スクランブル手段（３８）の出力データ（ＣＢ
    ０）を用い、当該データ（ＣＢ０）を直接、もしくは排
    他的論理和、もしくは排他的論理和の組合せ、もしくは
    直接と排他的論理和の組合せにて各々所定ビット構成の
    制御データ（ＭＢ０、ＭＢ１）を生成する請求項１１ま
    たは請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置または復
    号装置。
15. 【請求項１５】 前記第３データ変換部（３５）は、前
    記第１０スクランブル手段（３７）の出力データ（ＣＡ
    ０）を用い、当該データ（ＣＡ０）を直接、もしくは排
    他的論理和、もしくは排他的論理和の組合せ、もしくは
    直接と排他的論理和の組合せにて各々所定ビット構成の
    制御データ（ＭＡ０、ＭＡ１）を生成する請求項１１ま
    たは請求項１２の何れかに記載の暗号生成装置または復
    号装置。
16. 【請求項１６】 前記第４データ変換部（３６）は、前
    記第１２スクランブル手段（３９）の出力データ（ＣＡ
    １）および前記第１４スクランブル手段（４１）の出力
    データ（ＣＡ２）および前記第１３スクランブル手段
    （４０）の出力データ（ＣＢ１）および前記第１５スク
    ランブル手段（４２）の出力データ（ＣＢ２）を用い、
    これらデータ（ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２）を直
    接、もしくは排他的論理和、もしくは排他的論理和の組
    合せ、もしくは直接と排他的論理和の組合せにて各々所
    定ビット構成の制御データ（ＭＣ０、ＭＣ１、ＭＣ２、
    ＭＣ３、ＭＣ４、ＭＫ０、ＭＳ０、ＭＳ１、ＭＳ２）を
    生成する請求項１１または請求項１２の何れかに記載の
    暗号生成装置または復号装置。
17. 【請求項１７】 前記スクランブル手段は、データのシ
    フト量を示す前記制御データを入力としたデコーダー
    （５１）と、当該デコーダー（５１）の出力に対応して
    設けられ、前記スクランブル手段の入力データを各々デ
    コード出力に応じたビット数だけシフトした出力を得る
    セレクター（５２）を備える請求項１から請求項１６ま
    での何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
18. 【請求項１８】 さらに、データのシフト方向を制御す
    るデータ変換部（５３）を備える請求項１７に記載の暗
    号生成装置または復号装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７または請求項１８に記載の
    スクランブル手段を複数シリーズに接続した請求項１か
    ら請求項１６までの何れかに記載の暗号生成装置または
    復号装置。
20. 【請求項２０】 前記スクランブル手段は、制御データ
    で指定され、前記スクランブル手段の入力データを非置
    換または所定のビット単位で置換する複数の置換器（６
    １）で構成される請求項１から請求項１６までの何れか
    に記載の暗号生成装置または復号装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載のスクランブル手段
    を複数シリーズに接続した請求項１から請求項１６まで
    の何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
22. 【請求項２２】 前記スクランブル手段は、制御データ
    で指定され、前記スクランブル手段の入力データを非反
    転または所定のビット単位で反転する反転器（７１）で
    構成される請求項１から請求項１６までの何れかに記載
    の暗号生成装置または復号装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載のスクランブル手段
    を複数シリーズに接続した請求項１から請求項１６まで
    の何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
24. 【請求項２４】 請求項１７から請求項１９までの何れ
    かに記載のスクランブル手段、および／または請求項２
    ０または請求項２１の何れかに記載のスクランブル手
    段、および／または請求項２２または請求項２３の何れ
    かに記載のスクランブル手段を備える請求項１から請求
    項１６までの何れかに記載の暗号生成装置または復号装
    置。
25. 【請求項２５】 前記乱数（ＣＤｎ）として自然乱数を
    用いることを特徴とする請求項１から請求項２４までの
    何れかに記載の暗号生成装置または復号装置。
26. 【請求項２６】 請求項１から請求項２５の何れかに記
    載の暗号生成装置および復号装置を備えた暗号／複号器
    （８１）と、 入力データバス（ＤＢ_ＩＮ）より、ブロックデータ
    （ＢＳ）および暗号化されたブロックデータ（ＲＢＣ
    Ｓ）および共通鍵（ＫＥＹ）および単数もしくは複数の
    乱数（ＣＤｎ）の各種データを保持し、前記暗号／復号
    器（８１）に出力する複数のレジスター（８８）と、 前記各レジスター（８８）へのデータ書き込みを制御す
    るデコーダー（８２）を備え、 ブロックデータ（ＢＳ）の暗号化と暗号化されたブロッ
    クデータ（ＲＢＣＳ）の復号化を行う暗号／復号装置。
27. 【請求項２７】 さらに、書込信号（ＷＲ）を遅延する
    遅延器（８３）と、 この遅延出力で前記暗号／復号器（８１）の暗号化出力
    （ＢＣＳ）を保持するレジスター（８５）と復号化出力
    （ＲＢＳ）を保持するレジスター（８４）と、 これらの保持データの何れかを選択して出力データバス
    （ＤＢ_ＯＵＴ）に出力するセレクター（８６）を備え
    る請求項２６に記載の暗号／復号装置。
28. 【請求項２８】 さらに、前記ブロックデータ（ＢＳ）
    もしくは暗号化されたブロックデータ（ＲＢＣＳ）を任
    意のブロック単位でカウントして前記暗号／復号器（８
    １）に出力するカウンター（８７）を備える請求項２６
    または請求項２７の何れかに記載の暗号／復号装置。
29. 【請求項２９】 前記カウンター（８７）は、任意の時
    間に、且つ任意の値に初期設定可能とする請求項２８に
    記載の暗号／復号装置。
30. 【請求項３０】 請求項１から請求項２５の何れかに記
    載の暗号生成装置および復号装置を備えた暗号／複号器
    （９１）と、 ブロックデータ（ＢＳ）および暗号化されたブロックデ
    ータ（ＲＢＣＳ）を保持する第１１レジスター（９３）
    と、 共通鍵（ＫＥＹ）および単数もしくは複数の乱数（ＣＤ
    ｎ）の各種データを暗号化動作および復号化動作に応じ
    てそれぞれ別々に保持する暗号化用／復号化用の複数の
    対レジスター（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）と、 前記ブロックデータ（ＢＳ）を任意のブロック単位でカ
    ウントする第１１カウンター（９９ａ）および暗号化さ
    れたブロックデータ（ＲＢＣＳ）を任意のブロック単位
    でカウントする第１２カウンター（９９ｂ）と、 暗号化動作および復号化動作に応じて前記各対レジスタ
    ー（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）へのデータ書き
    込みと前記第１１、第１２カウンター（９９ａ、９９
    ｂ）のカウント動作を制御するデコーダー（９２）と、 前記複数の対レジスター（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９
    ８ｂ）と前記第１、第２カウンター（９９ａ、９９ｂ）
    に保持された各種データを暗号化動作、或いは復号化動
    作に応じて選択して、前記暗号／復号器（９１）に出力
    する複数のセレクター（１１１〜１１６）を備え、 且つ、暗号化動作時には、復号化の条件設定を可能と
    し、また、復号化動作時には、暗号化の条件設定を可能
    として、ブロックデータ（ＢＳ）の暗号化と暗号化され
    たブロックデータ（ＲＢＣＳ）の復号化、および暗号化
    と復号化の時分割処理を行う暗号／復号装置。
31. 【請求項３１】 暗号化動作時に、前記第１１レジスタ
    ー（９３）にブロックデータ（ＢＳ）が保持されると共
    に、前記各レジスター（９４ａ〜９８ａ）と前記第１１
    カウンター（９９ａ）への復号化の条件設定が成され、
    復号化動作時に、前記第１１レジスター（９３）に暗号
    化されたブロックデータ（ＢＣＳ）が保持されると共
    に、前記各レジスター（９４ｂ〜９８ｂ）と前記第１２
    カウンター（９９ｂ）への復号化の条件設定が成される
    請求項３０に記載の暗号／復号装置。
32. 【請求項３２】 前記第１１、第１２カウンター（９９
    ａ、９９ｂ）は、任意の時間に、且つ任意の値に初期設
    定可能とする請求項３０または請求項３１の何れかに記
    載の暗号／復号装置。
33. 【請求項３３】 暗号化動作時には、受信したブロック
    データ（ＢＳ）とこのブロックデータ（ＢＳ）の暗号化
    データ（ＢＣＳ）をさらに暗号／復号器（９１）で復号
    化した復号化データ（ＲＢＳ）とを比較して暗号化、復
    号化の検証を行うと共に、復号化動作時には、受信した
    暗号化データ（ＲＢＣＳ）とこの暗号化データ（ＲＢＣ
    Ｓ）の復号化データ（ＲＢＳ）をさらに暗号／復号器
    （９１）で暗号化した暗号化データ（ＢＣＳ）とを比較
    し、暗号化、復号化の検証を行う第２比較器（１０６）
    を備える請求項３０から請求項３２までの何れかに記載
    の暗号／復号装置。
34. 【請求項３４】 さらに、乱数発生器（１０４）と、 当該乱数発生器（１０４）からの乱数（ＲＯＤ）、また
    は、受信したブロックデータ（ＢＳ）および暗号化され
    たブロックデータ（ＲＢＣＳ）の何れかを選択し、暗号
    化・復号化データとして前記第１１レジスター（９３）
    に出力する第１１セレクター（１０７）と、 前記乱数（ＲＯＤ）、または、前記暗号／復号器（９
    １）からの暗号化データ（ＢＣＳ）或いは復号化データ
    （ＲＢＳ）、または外部データ（ＤＡ_ＢＵＳ）の何れ
    かを選択し、条件設定データとして前記複数の対レジス
    ター（９４ａ／９４ｂ〜９８ａ／９８ｂ）と第１１、第
    １２カウンター（９９ａ、９９ｂ）に出力する第１２セ
    レクター（１０８）を備える請求項３０から請求項３３
    までの何れかに記載の暗号／復号装置。
35. 【請求項３５】 さらに、前記暗号／復号器（９１）か
    らの暗号化データ（ＢＣＳ）或いは復号化データ（ＲＢ
    Ｓ）の同期化を行い、暗号化、または復号化出力データ
    （ＢＳＤ）として送出する第２２レジスター（１００）
    を備える請求項３０から請求項３４までの何れかに記載
    の暗号／復号装置。
36. 【請求項３６】 暗号化時にクリアーされる第２３レジ
    スター（１０１）を備え、 暗号化動作時には、前記暗号／復号器（９１）からの暗
    号化データ（ＢＣＳ）と前記第２３レジスター（１０
    １）の出力（ＸＢＳＤ_０）の排他的論理和を暗号化毎
    に当該第２３レジスター（１０１）に逐次積算し、暗号
    化終了時の積算データを通信エラーの検証用に暗号化出
    力データ（ＢＳＤ）の最後尾に添付すると共に、 復号化時にクリアーされる第２４レジスター（１０２）
    と第１比較器（１０５）を備え、 復号動作時には、受信データと前記第２４レジスター
    （１０２）の出力（ＸＲＳＤ）の排他的論理和を復号化
    毎に当該第２４レジスター（１０２）に復号化終了まで
    逐次積算し、この積算データと受信データの最後尾の検
    証用データを前記第１比較器（１０５）で比較して通信
    エラーの検証を行う請求項３０から請求項３５までの何
    れかに記載の暗号／復号装置。