JP2003518797A - 自己クロック方式で制御された擬似ランダム雑音(pn)シーケンスの生成 - Google Patents
自己クロック方式で制御された擬似ランダム雑音(pn)シーケンスの生成Info
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Abstract
Description
複数のシーケンス発生手段を備える、自己クロック方式で制御された擬似ランダ
ム雑音(PN;pseudo random noise)シーケンスを生成す
る電気装置に関する。 また本発明は、 ・ 複数のクロック値(Ct)に基づいて複数のシーケンス値(Zt)を出力する
、ステップを含む、自己クロック方式で制御された擬似ランダム雑音(PN)シ
ーケンスを生成する方法に関する。
プリケーションにおいてランダムに現れるシンボルを生成するのに用いられる。
一般に暗号アプリケーションは、ストリーム秘匿を用いることにより送信情報に
機密性を与える方法である。通信システムにおいて、PNシーケンスは例えばホ
ップ・シーケンスおよび/または直接拡散シーケンスを決定するスペクトラム拡
散通信システムにおける拡散シーケンスとして用いられる。
ディジタル信号/ビット・ストリームを受信する。ディジタル信号/ビット・ス
トリームは、ディジタル化された音声などの情報を含むディジタル信号/ビット
・ストリームと、送信をコード化または暗号化するのに用いられるPNシーケン
スとを組み合わせたものである。一般に、PNシーケンス・ストリームの長さは
情報ストリームの長さよりはるかに長い。
スをこの方法で形成する構造(ハードウエアまたはソフトウエアで実現される)
をmシーケンス発生器と呼ぶことがある。mシーケンス発生器が生成するシーケ
ンスのランダム性は、シーケンスのシンボル間に線形関係があるために非常に限
られることが知られている。このため、十分多数ではあるが少数の前のシンボル
が与えられると次のシンボルを予測することができる。種々のアプリケーション
においてこれは望ましくない。したがって予測不可能性を高める効率的な方法が
必要である。
高めるのに用いられる、よく知られた方法である。 多くの暗号アプリケーションでは、複数のかかるクロック制御されたmシーケ
ンス発生器の出力を組み合わせて最終出力シーケンスを生成する。クロック制御
されたmシーケンス発生器を組み合わせることにより生成される出力ビットは、
例えば情報信号を暗号化または拡散するのに用いられるPNシーケンスを形成す
る。
ションでは、関係するクロックされるmシーケンス発生器のステッピングを制御
するクロッキング信号は、クロックされるmシーケンス発生器自体の信号から生
成される。すなわち発生器は自己クロック方式である。 A5/1発生器について、A5/1発生器の略ブロック図を示す図1に関して
詳細に説明する。 A5/1発生器では、3つの信号(101)を3個のフィードバック・レジス
タ(104)から取り、マッピング手段(102)で組み合わせて3つのクロッ
ク制御信号(103)を生成し、少なくとも2個(3個のことがある)のフィー
ドバック・シフト・レジスタ(104)を常にステップさせる。
のレジスタをステップさせる場合は、これらを4つの可能なステッピング・パタ
ーン(0,1,1)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)にマッ
プする。ただし(x,y,z)は、xが0の場合は第1のフィードバック・レジ
スタはステップせず、xが1の場合は第1のフィードバック・レジスタはステッ
プすることを意味する。同様に、yとzは第2と第3のフィードバック・レジス
タをそれぞれ制御する。 各フィードバック・シフト・レジスタ(104)は4つの可能なステッピング
・パターン(102)により少なくとも3回ステップするので、各シフト・レジ
スタ(104)は入力信号(101)の8つの可能な組み合わせにより6回ステ
ップする。なぜなら、これらの8つの組み合わせは4つのステッピング・パター
ン(103)にマップされるからである。
ト・レジスタ(104)をこのように均一にステップすることにより、mシーケ
ンス発生器の出力を組み合わせた最終出力PNシーケンスの予測不可能性を高め
ることができる。 しかしかかる優れたクロック機構を、例えばA5/1に用いられているような
現在知られている方法で他の自己クロッキング方法および/または方式に実現す
るのは一般に非常に困難である。特に、例えばより高度の予測不可能性に必要な
より多数のシフト・レジスタ(したがって、より多くのmシーケンス発生器)を
用いる方法には困難である。
例えば4個のmシーケンス発生器(したがって、4個のシフト・レジスタ)が必
要で、且つ一度に2個のシフト・レジスタだけステップする場合は、入力値の1
6の組み合わせを6つの可能なステップ・パターン(0,0,1,1)、(0,
1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0,1,0)
、(1,1,0,0)にマップしなければならないことである。16の組み合わ
せを6つのステップ・パターンだけにマップするので、現在知られている方法で
はいくつかのステップ・パターンが一層頻繁に用いられる。
を含む擬似ランダム2進暗号シーケンスを生成する発生器を開示している。第1
の副発生器は他の副発生器をクロックし/ステップし、自分は外部クロックによ
り一定速度で常にクロックされる。 この従来型の発生器により出力シーケンスのランダム性は向上するが、発生器
の一部が規則的に動くので暗号分析を行う方が比較的簡単である。
て均一にクロックする、自己クロック方式の制御されたPNシーケンスを生成す
る電気装置を提供することである。 別の目的は、クロック制御の実現に柔軟性を与え、ステップ・パターンの一層
の自由を可能/利用可能にすることである。
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を与えるステップ・パターンを選択
するステップ・パターン発生手段、 を更に含む、上に述べた型の電気装置により達成される。 このように発生手段を均一にクロックするので、最終出力PNシーケンス発生
は高度の予測不可能性を有する。
づいて均一性が得られるので装置の柔軟性が高まる。なぜなら、シーケンス発生
手段を制御する/クロックするステップ・パターン選択信号(Wt)は、マッピ
ング手段とシフト・レジスタの組み合わせではなく種々の信号の種々の組み合わ
せにより得られるからである。 高度の予測不可能性と均一性が、任意の数のシーケンス発生手段と任意の数の
ステッピング・パターンについて得られる。
せ値(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt−1 )に基づいて生成される場合は、ステップ・パターン選択信号(Wt)を生成す
る非常に簡単で予測不可能な方法が得られる。 更に、ステップ・パターン選択信号(Wt)は、ハードウエアをほとんど追加
することなく与えられる。 請求項3に示す別の実施の形態では、前記複数のシーケンス発生手段(201
)は複数のステップ制御値(ut)を更に出力し、前記組み合わせ値(Ut)は、
前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて、且つ複数の前のクロック値(Ct −1 )に基づいて与えられる。 これにより、存在する信号を効率的に簡単に用いることができる。
はステップ・パターン選択信号(Wt)を計算する簡単な方法が得られ、前記パ
ターン選択信号(Wt)は式:Ut+Wt-1MOD6で生成される。 存在する信号を用いてステップ・パターン選択信号(Wt)を計算するこのよ
うに非常に簡単な方法が得られ、しかもシーケンス発生手段のクロッキングの均
一性が得られる。
(例えば4つの可能なステップ・パターンではMOD4)。 または、請求項5に示すように、前記複数の可能なステップ・パターンの数が
6の場合は、前記パターン選択信号(Wt)は式:Ut+a1Wt-1+a2Wt-2+a 3 Wt-3MOD6で生成される。ただし、a1,a2,a3は予め選択された定数で
あり、パターン選択信号(Wt)を計算する一層優れた(すなわち、一層予測不
可能な出力PNシーケンスを生成する)方法が得られる。
数でない場合は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前
記前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法
(Chinese remaindering technique)を用いて
生成される。 この方法ではMOD関数のいくつかの計算を同時に実行してよいので、パター
ン選択信号(Wt)を非常に効率的に計算することができる。
電気装置を提供することである。 請求項7に示すように、これは前記複数の可能なステップ・パターンを(0,
0,1,1)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)
、(1,0,1,0)、(1,1,0,0)のように選択することにより得られ
る。 この方法では一度に2個の発生器だけをクロックするので、必要な電力を減ら
すことができる。 また、全電気装置の全電力消費は用いる特定のステッピング・パターンに関係
ない。
(203)を更に含む。 請求項9に示すように、好ましい実施の形態では、前記複数のシーケンス発生
手段はmシーケンス発生器である。
均一にクロックする、自己クロック方式の制御されたPNシーケンスを生成する
方法を提供することである。 別の目的は、クロック制御の実現に柔軟性を与え、ステップ・パターンの一層
の自由を可能に/利用可能にすることである。 この目的は、 ・ ステップ・パターン選択信号(Wt)に基づいて複数の可能なステップ・パ
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を与えるステップ・パターンを選択
する、 ステップを更に含む、上に述べた種類の前記方法により達成される。 このように発生手段/発生器を均一にクロックするので、最終出力PNシーケ
ンス発生は高度の予測不可能性を有する。
づいて均一性が得られるので方法の柔軟性が高まる。なぜなら、ステップ・パタ
ーン選択信号(Wt)は、マッピング手段とシフト・レジスタの組み合わせでは
なく種々の信号および/または値の種々の組み合わせにより多くの異なる方法で
得られるからである。
せ値(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)
に基づいて生成される。 これにより、ステップ・パターン選択信号(Wt)を生成する非常に簡単な方
法が得られる。 また、ステップ・パターン選択信号(Wt)は、わずかな計算時間/複雑さで
計算することができる。
み合わせ値(Ut)は、前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて、且つ複数
の前のクロック値(Ct-1)に基づいて与えられる。 これにより、存在する値を効率的に簡単に用いることができる。
、前記パター選択信号(Wt)は式:Ut+Wt-1MOD6で生成される。 別の実施の形態では、前記複数の可能なステップ・パターンの数は6であり、
前記パター選択信号(Wt)は式:Ut+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6
で生成される。ただし、a1,a2,a3は予め選択された定数である。 更に別の実施の形態では、前記複数の可能なステップ・パターンの数が素数で
ない場合は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前
に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用
いて生成される。
む方法を提供することである。 請求項17に示すように、これは前記複数の可能なステップ・パターンが(0
,0,1,1)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0
)、(1,0,1,0)、(1,1,0,0)のときに得られる。
ス値(Zt)MOD2の和として計算するステップを更に含む。 別の実施の形態では、前記複数のシーケンス値(Zt)は例えばソフトウエア
で実現される複数のmシーケンス発生器により生成される。
関する。好ましい実施の形態では、携帯装置は移動体電話である。 これにより、ディジタル化された音声または他の種々のディジタル情報を効率
的に一層安全に暗号化することができる。 更に、一度に2個のシーケンス発生手段だけをクロックするので電力が節約に
なる。これは、例えば移動体電話において特に重要である。
、他の型のPNシーケンス発生器も同様に適用することができる。 図1は従来の発生器の略ブロック図を示す。この図についてはすでに説明した
。
シーケンス発生器/発生手段(201)を示す。好ましくは、シーケンス発生手
段(201)はmシーケンス発生器である。 各発生器(201)のクロッキングは、それぞれが値0または1を表すシンボ
ルのシーケンスCk=Ck 0,Ck 1,Ck 2,...,(すなわち、Ck t∈{0,1})
により制御される。ただし、tは時刻0,1,2,...を表し、kは発生器(
201)のインデックス、すなわち、この例では1,2,3,4を表す。シーケ
ンスCk tはシーケンスを形成するクロック値から成るクロック信号を表す。
器(201)は簡単なシーケンスXk=Xk 0,Xk 1,Xk 2,Xk 3,...を生成
する。ステッピングをCkのシンボルの値により制御する場合は、次の出力シー
ケンスZk=Zk 0,Zk 1,Zk 2,Zk 3,...が生成される: また和Σはi=0からi=t−1までであり、k=1,2,3,4である。言い
換えると、次のシンボルZk jは次のシンボルXk m(Ck t=1の場合)またはその
次のシンボルXk m+1(Ck t=2の場合)である。例えば、Ck 0=1または2(ど
ちらでもよい),Ck 1=2,Ck 2=2,Ck 3=1のとき、シーケンスZk 0=Xk 0 ,Zk 1=Xk 2,Zk 2=Xk 4,Zk 3=Xk 5が出力される。
せる。関数発生手段(203)はシーケンスZ1,Z2,Z3,Z4に所定の関数F
を適用して、1つの出力シーケンスOut=Out0、Out1,Out2,Ou
t3,...を得る。 一例としてFは これにより1つの単一PNシーケンスが得られ、4つの単一PNシーケンスの
組み合わせから生じる出力シーケンスとして用いられる。これにより、予測不可
能性が更に高まる。
を選択するという簡単な方法を適用してもよい。 発生器(201)を制御するクロッキング信号C1 t,C2 t,C3 t,C4 tは毎時
刻にステップ・パターン(C1 t,C2 t,C3 t,C4 t)を形成する。クロッキング
信号は、ステップ・パターン・サブシステム(202)が各発生器(201)か
らステップ制御信号(uk t)を受けて生成する。 ステップ制御信号(uk t)はクロッキング信号(Ck t)に依存するのが好まし
い。
について、図3に関連して詳細に説明する。 本発明に関して用いられる発生器の数は任意の数でよいが、例として4を用い
る。 図3は本発明の1つの実施の形態に係るステップ・パターン・サブシステム(
202)を示す。図3に示す実施の形態はステップ・パターン・サブシステム(
202)の単なる1つの可能な実施の形態である。
つのステップ制御値 u1 t,u2 t,u3 t,u4 tを受ける。このステップ制御値と
クロッキング信号C1 t,C2 t,C3 t,C4 tとを用いて、組み合わせ手段(302
)により1つの組み合わせ値Utを得る。組み合わせ値(Ut)は0,1,2,3
の範囲の値を示す。 好ましくは、次の6つの可能なステッピング・パターンを選択する。すなわち
、(0,0,1,1)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,
1,0)、(1,0,1,0)、(1,1,0,0)。 これらの6つのステッピング・パターンは4つの接続された発生器(201)
を均一にステップするという利点を有し、これにより予測不可能性が高まる。な
ぜなら、平均して、他の発生器より高い頻度でステップする発生器(201)は
一つもないからである。
置内の電力消費が減ることである。これは限られた電源を有する移動体電話など
の携帯装置では特に大きな利点である。 これらの6つの可能なステッピング・パターンは単なる例であって、任意の数
または組み合わせを適用することができる。 好ましくは、Utは前のCtの値に依存して次の方法で生成する。 組み合わせ値(Ut)を得るのに任意の他の関係を用いてよい。
選択するステップ・パターン選択信号(Wt)は、組み合わせ値(Ut)と前に生
成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて生成する。前に生成
されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)は遅延要素(304)内に保持さ
れている。 ステップ・パターン選択信号(Wt)の生成は、組み合わせ値(Ut)と前に生
成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)を受けてADD/MOD手段(
303)内で次の方法で行う。すなわち、Wt-1=Ut+Wt-1MOD6。 ステップ・パターン選択信号(Wt)の値は0,1,2,3,4,5の範囲で
ある。
・パターン選択信号Wt-1,Wt-2,Wt-3,...に基づいてステップ・パターン選
択信号(Wt)を生成する。これは予測不可能性に関して一層優れた特性を与え
る。 例えば、ステップ・パターン選択信号(Wt)を式:Ut+a1Wt-1+a2Wt-2 +a3Wt-3MOD6で生成する。ただし、a1,a2,a3は所定のアプリケーシ
ョンに適した予め選択された定数である。 選択可能なパターンの数が素数でない場合、ステップ・パターン選択信号(W t )の計算は中国残余法を用いて行うことができる。例えば6つの可能なステッ
ピング・パターンでは、ステップ・パターン選択信号(Wt)は6つの素因数(
6=2x3)を用いて、 を同時に計算することにより生成することができる。ただし、W2 t-1=Wt-1 M
OD2、またW1 t-1=Wt-1MOD3である。
示す。図に示すのはN個のpnシーケンス発生器(201)と、1個のステップ
・パターン・サブシステム(402)である。サブシステム(402)は機能的
に図2に示すステップ・パターン・サブシステム(202)に対応するが、N個
のpnシーケンス発生器(201)からN個のステップ制御信号(ut 1,...,
ut N)を得る。 ステップ・パターン・サブシステム(402)は、例えば図3に関して説明し
たものと同様な機能性を適用することにより、pnシーケンス発生器(201)
をクロックする/制御するN個のクロッキング信号(Ct 1,...,Ct N)をN個の
シーケンス発生器(201)に与える。
関連して説明する。 また図には関数発生手段(403)を示す。これは所定の関数Fをシーケンス
Z1,Z2,...,ZNに適用して、例えば図2に関して説明したような1つの単一出
力シーケンスOut=Out0,Out1,Out2,Out3,...を得る。 図5はステップ・パターン・サブシステムの一般化された実施の形態を示す。
図に示すのは図4のシステム(402)に対応するステップ・パターン・サブシ
ステムで、N個のクロッキング信号Ctを含む1つのステップ・パターンを複数
の可能なステップ・パターンから選択する。
u2 t,...,uN tをN個のpnシーケンス発生器(401)から受ける。最も簡
単な場合 i=1,...,N でui tは0または1である。組み合わせ手段(502
)はステップ制御値とパターン選択手段(501)からの前のステップ・パター
ン/クロッキング信号C1 t,C2 t,...,CN tとを用いて1つの組み合わせ値Ut
を得る。 発生器(401)に送るステップ・パターンをパターン選択手段(501)で
選択するステップ・パターン選択信号(Wt)は、組み合わせ値(Ut)と前に生
成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて生成する。前に生成
されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)は遅延要素(304)内に保持さ
れている。
成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)を受けて、入力組み合わせ手段
(503)内で行う。ステップ・パターン選択信号(Wt)の生成は、本発明の
特定の実施の形態に従って多くの方法で実現することができる。例えば、加法M
OD Mとして生成することができる。ただし、Mは図3に関して説明した可能
なステップ・パターンの数である(図3ではM=6)。 M個のステップ・パターンは、N個の要素の集合の中のk個の要素を含む部分
集合の全ての可能な組み合わせの適当なクロック・パターンとして選んでよい。 部分集合はクロックされるべきk個のpnサブシーケンスのことを言う。
態の特殊な場合であって、特定の実施の形態に従って多くの他の実施の形態が適
用可能であり、各請求項に求められている本発明の範囲を制限してはならない。
/シンボルを生成し、これらの中の1つを出力として選択する。一例として4個
の発生器を用いる方法を説明する。 この方法はステップ(601)で開始する。 ステップ(602)で、ステップ・パターン選択信号(Wt)に基づいて複数
の可能なステップ・パターンから1つのステップ・パターンを選択する。 ステップ・パターン選択信号(Wt)の生成は、ステップ(606)に関して
後で説明する。 この選ばれたステップ・パターンは、後で説明するように、PNシーケンス発
生器が出力シーケンス値(Zt)を生成するときのモードを制御する。
、(0,0,1,1)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,
1,0)、(1,0,1,0)、(1,1,0,0)。 これらの6つの可能なステッピング・パターンは一度に2個の発生器だけをク
ロックするので、所定の時刻でのこの方法の計算が余り複雑でないという利点を
有する。 別の利点は、これらの6つの可能なステッピング・パターンは発生器を均一に
クロックするので予測不可能性が高まることである。なぜなら、シーケンス値を
出力するのに他の発生器より高い頻度で用いられる発生器はないからである。
ック値(Ct)を発生器に与える。ステップ・パターンは発生器毎に個別のクロ
ック値を含む。例えば、ステップ・パターン(0,0,1,1)は最初の2個の
発生器を制御して一度ステップさせ(次のシンボルを生成する)、最後の2個の
発生器を制御して二度ステップさせる(その次のシンボルを生成する)。 クロック値(Ct)を受けた後、ステップ(604)で、発生器は受けたクロ
ック値Ctに従ってPNシーケンス値をそれぞれ生成する。 ステップ(605)で、関数Fを適用して4つの出力シーケンスZ1,Z2,Z 3 ,Z4を組み合わせて、1つの出力シーケンス Out=Out0,Out1,O
ut2,Out3,...を得る。
ーケンス値(Outt)が得られる。これにより、出力シーケンス(Outt)の
予測不可能性は更に向上する。 上に述べたもの以外の他の関数も同様に適用可能である。
える。これらのステップ制御値(ut)とクロック値(Ct)を用いて組み合わせ
値(Ut)を生成する。これを用いて、本発明に係る装置に関して説明したステ
ップ・パターン選択信号(Wt)を計算する。 好ましくは、発生器は例えばソフトウエアで実現される標準のmシーケンス発
生器であるが、他の型のPNシーケンス発生器を用いてもよい。 または、複数のステップを同時に実行してもよい(例えば、ステップ(603
)と(606))。
および/または本発明の方法を用いる。この図は移動体電話(701)であって
、表示手段(704)と、キーパッド(705)と、アンテナ(702)と、マ
イクロホン(706)と、スピーカ(703)を含む。本発明に係る電気装置お
よび/または方法を含むことにより、音声信号を一層安全に暗号化することがで
きる。追加のハードウエアおよび/または追加の計算手続きはほとんど必要ない
。
の送信局/受信局(804)を含む通信システム(801)を示す。本発明の実
施の形態に係る装置または方法により生成されたPNシーケンスをサブコンポー
ネントとして用いて、第1の送信局/受信局(803)と第2の送信局/受信局
(804)の間に送信される情報(805)を暗号化することができる。 このようにして、データやディジタル化された音声信号などの情報(805)
を一層安全に、一層低い電力消費および/または一層簡単な計算手続きで送信す
ることができる。
)と移動体端末(701)を示す。送信局/受信局(803)を介して移動体端
末(701)とネットワーク・インフラストラクチャ(図示せず)の間に送信/
受信される情報(805)は、クロック制御されたmシーケンス発生器が生成す
るPNシーケンスを用いる秘匿システムを用いることにより暗号化することがで
きる。 このようにして、データやディジタル化された音声信号などの情報(705)
を一層少ないハードウエアを用いて安全に送信することが可能になり、したがっ
てコストと電力消費を削減することができる。
シーケンス発生器を示す。
しい実施の形態を示す。
示す。
示す。
前記パターン選択信号(Wt)はUt+Wt-1MOD6で生成されることを特徴と
する、請求項1記載の電気装置。
前記パターン選択信号(Wt)はUt+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6で
生成され、a1,a2,a3は予め選択された定数であることを特徴とする、請求
項1記載の電気装置。
は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前に生成さ
れたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用いて生成
されることを特徴とする、請求項1記載の電気装置。
、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0,
1,0)、(1,1,0,0)であることを特徴とする、請求項1−4のいずれ かに 記載の電気装置。
Zt)MOD2の和として計算する関数発生手段(203)を更に含むことを特
徴とする、請求項1−5のいずれかに記載の電気装置。
ことを特徴とする、請求項1−6のいずれかに記載の電気装置。
た前記パターン選択信号(Wt)はUt+Wt-1MOD6で生成されることを特徴
とする、請求項9記載のPNシーケンスを生成する方法。
た前記パターン選択信号(Wt)はUt+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6
で生成され、a1,a2,a3は予め選択された定数であることを特徴とする、請
求項9記載のPNシーケンスを生成する方法。
合は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前に生成
されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用いて生
成されることを特徴とする、請求項9記載のPNシーケンスを生成する方法。
)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0
,1,0)、(1,1,0,0)であることを特徴とする、請求項9−12のい ずれかに 記載のPNシーケンスを生成する方法。
生器が生成することを特徴とする、請求項9−14のいずれかに記載のPNシー
ケンスを生成する方法。
求項9-15のいずれかに記載のPNシーケンスを生成する方法。
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を含むステップ・パターンを選択す
るステップ・パターン発生手段と、 を備える、自己クロック方式で制御された擬似ランダム雑音(PN)シーケンス
を生成する電気装置に関する。 また本発明は、 ・ 複数のクロック値(Ct)に基づいて複数のシーケンス値(Zt)を生成し、 ・ ステップ・パターン選択信号(Wt)に基づいて複数の可能なステップ・パ
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を与えるステップ・パターンを選択
する、 ステップを含む、自己クロック方式で制御された擬似ランダム雑音(PN)シー
ケンスを生成する方法に関する。
を含む擬似ランダム2進暗号シーケンスを生成する発生器を開示している。第1
の副発生器は他の副発生器をクロックし/ステップし、自分は外部クロックによ
り一定速度で常にクロックされる。 この従来型の発生器により出力シーケンスのランダム性は向上するが、発生器
の一部が規則的に動くので暗号分析を行う方が比較的簡単である。 特許明細書米国第4,032,763号は、多数の第1の発生器を備える擬似 ランダム2進シーケンス発生器を開示している。これらの発生器からの出力は、 多数の追加のシーケンス発生器に基づいて影響/干渉を受けて予測不可能性を高 める。しかし開示された発生器は、発生器を追加する必要があるために比較的複 雑である。また、第1の発生器の均一なクロッキングは一般に実現が困難である 。
、 ・ 前記複数のシーケンス発生手段は複数のステップ制御値(ut)を更に出力
し、 ・ 前記組み合わせ値(Ut)は前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて、 且つ前記複数の前のクロック値(Ct-1)に基づいて与えられる、 上に述べた型の電気装置により達成される。 このように発生手段を均一にクロックするので、最終出力PNシーケンス発生
は高度の予測不可能性を有する。
する方法が得られる。なぜなら、前記ステップ・パターン選択信号(Wt)は組
み合わせ値(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(
Wt-1)に基づいて生成されるからである。 更に、ステップ・パターン選択信号(Wt)は、ハードウエアをほとんど追加
することなく与えられる。 また、存在する信号を効率的に簡単に用いることができる。なぜなら、前記複
数のシーケンス発生手段(201)は複数のステップ制御値(ut)を更に出力
し、前記組み合わせ値(Ut)は、前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて
、且つ複数の前のクロック値(Ct-1)に基づいて与えられるからである。
択信号(Wt)を計算する簡単な方法が得られ、前記パターン選択信号(Wt)は
式:Ut+Wt-1MOD6で生成される。 存在する信号を用いてステップ・パターン選択信号(Wt)を計算するこのよ
うに非常に簡単な方法が得られ、しかもシーケンス発生手段のクロッキングの均
一性が得られる。
い(例えば4つの可能なステップ・パターンではMOD4)。 または、前記複数の可能なステップ・パターンの数が6の場合は、前記パター
ン選択信号(Wt)は式:Ut+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6で生成さ
れる。ただし、a1,a2,a3 は予め選択された定数であって、パターン選択
信号(Wt)を計算する一層優れた(すなわち、一層予測不可能な出力PNシー
ケンスを得る)方法が得られる。
パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前に生成されたステ
ップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用いて生成される。 この方法ではMOD関数のいくつかの計算を同時に実行してよいので、パター
ン選択信号(Wt)を非常に効率的に計算することができる。
電気装置を提供することである。 これは前記複数の可能なステップ・パターンを(0,0,1,1)、(0,1
,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0,1,0)、
(1,1,0,0)のように選択することにより得られる。 この方法では一度に2個の発生器だけをクロックするので、必要な電力を減ら
すことができる。 また、全電気装置の全電力消費は用いる特定のステッピング・パターンに関係
ない。
ンス値(Zt)MOD2の和として計算する関数発生手段を更に含む。 好ましい実施の形態では、前記複数のシーケンス発生手段はmシーケンス発生
器である。
均一にクロックする、自己クロック方式の制御されたPNシーケンスを生成する
方法を提供することである。 別の目的は、クロック制御の実現に柔軟性を与え、ステップ・パターンの一層
の自由を可能に/利用可能にすることである。 この目的は、 ・ 組み合わせ値(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択
信号(Wt-1)に基づいて前記ステップ・パターン選択信号(Wt)を生成し、 ・ 複数のステップ制御値(ut)を出力し、 ・ 前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて、且つ前記複数の前のクロッ
ク値(Ct-1)に基づいて前記組み合わせ値(Ut)を与える、 ステップを更に含む上に述べた種類の前記方法により達成される。 このように発生手段/発生器は均一にクロックされるので、最終出力PNシー
ケンス発生は高度の予測不可能性を有する。
られる。なぜなら、ステップ・パターン選択信号(Wt)は、組み合わせ値(Ut )と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づい
て生成されるからである。 また、ステップ・パターン選択信号(Wt)は、わずかな計算時間/複雑さで
計算することができる。
テップ制御値(ut)が出力され、前記組み合わせ値(Ut)は、前記複数のステ
ップ制御値(ut)に基づいて、且つ複数の前のクロック値(Ct-1)に基づいて
与えられるからである。
Claims (20)
- 【請求項1】 ・ 複数のクロック値(Ct)に基づいて複数のシーケンス
値(Zt)を出力する複数のシーケンス発生手段(201)を備える、自己クロ
ック方式で制御された擬似ランダム雑音(PN)シーケンスを生成する電気装置
であって、 ・ ステップ・パターン選択信号(Wt)に基づいて複数の可能なステップ・パ
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を含むステップ・パターンを選択す
るステップ・パターン発生手段(202)、 を更に含むことを特徴とする電気装置。 - 【請求項2】 前記ステップ・パターン選択信号(Wt)は、組み合わせ値
(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基
づいて生成されることを特徴とする、請求項1記載の電気装置。 - 【請求項3】 ・ 前記複数のシーケンス発生手段(201)は複数のステ
ップ制御値(ut)を更に出力し、 ・ 前記組み合わせ値(Ut)は、前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて
、且つ複数の前のクロック値(Ct-1)に基づいて与えられる、 ことを特徴とする、請求項2記載の電気装置。 - 【請求項4】 前記複数の可能なステップ・パターンの数は6であり、また
前記パターン選択信号(Wt)はUt+Wt-1MOD6で生成されることを特徴と
する、請求項2または3記載の電気装置。 - 【請求項5】 前記複数の可能なステップ・パターンの数は6であり、また
前記パターン選択信号(Wt)はUt+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6で
生成され、a1,a2,a3は予め選択された定数であることを特徴とする、請求
項2または3記載の電気装置。 - 【請求項6】 前記複数の可能なステップ・パターンの数が素数でない場合
は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前に生成さ
れたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用いて生成
されることを特徴とする、請求項2または3記載の電気装置。 - 【請求項7】 前記複数の可能なステップ・パターンは(0,0,1,1)
、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0,
1,0)、(1,1,0,0)であることを特徴とする、請求項1−6記載の電
気装置。 - 【請求項8】 前記装置は、出力値(Outt)を前記複数のシーケンス値
(Zt)MOD2の和として計算する関数発生手段(203)を更に含むことを
特徴とする、請求項1−7のいずれかして記載の電気装置。 - 【請求項9】 前記複数のシーケンス発生手段はmシーケンス発生器である
ことを特徴とする、請求項1−8のいずれかに記載の電気装置。 - 【請求項10】 前記装置は移動体電話に用いられることを特徴とする、前
記請求項のどれかに記載の電気装置。 - 【請求項11】 ・ 複数のクロック値(Ct)に基づいて複数のシーケン
ス値(Zt)を出力する、ステップを含む、自己クロック方式で制御された擬似
ランダム雑音(PN)シーケンスを生成する方法であって、 ・ ステップ・パターン選択信号(Wt)に基づいて複数の可能なステップ・パ
ターンから、前記複数のクロック値(Ct)を与えるステップ・パターンを選択
する、ステップを更に含むことを特徴とするPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項12】 前記ステップ・パターン選択信号(Wt)は、組み合わせ
値(Ut)と1つ以上の前に生成されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に
基づいて生成されることを特徴とする、請求項11記載のPNシーケンスを生成
する方法。 - 【請求項13】 ・ 複数のステップ制御値(ut)を出力し、 ・ 前記組み合わせ値(Ut)は、前記複数のステップ制御値(ut)に基づいて
、且つ複数の前のクロック値(Ct-1)に基づいて与えられる、 ことを特徴とする、請求項12記載のPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項14】 前記複数の可能なステップ・パターンの数は6であり、ま
た前記パターン選択信号(Wt)はUt+Wt-1MOD6で生成されることを特徴
とする、請求項12または13記載のPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項15】 前記複数の可能なステップ・パターンの数は6であり、ま
た前記パターン選択信号(Wt)はUt+a1Wt-1+a2Wt-2+a3Wt-3MOD6
で生成され、a1,a2,a3は予め選択された定数であることを特徴とする、請
求項12または13記載のPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項16】 前記複数の可能なステップ・パターンの数が素数でない場
合は、前記パターン選択信号(Wt)は前記組み合わせ値(Ut)と前記前に生成
されたステップ・パターン選択信号(Wt-1)に基づいて中国残余法を用いて生
成されることを特徴とする、請求項12または13記載のPNシーケンスを生成
する方法。 - 【請求項17】 前記複数の可能なステップ・パターンは(0,0,1,1
)、(0,1,0,1)、(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,0
,1,0)、(1,1,0,0)であることを特徴とする、請求項11−16の
いずれかに記載のPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項18】 前記方法は値(Outt)を前記複数のシーケンス値(Zt )MOD2の和として計算するステップを更に含むことを特徴とする、請求項1
1−17のいずれかに記載のPNシーケンスを生成する方法。 - 【請求項19】 前記複数のシーケンス値(Zt)は複数のmシーケンス発
生器が生成することを特徴とする、請求項11−18のいずれかに記載のPNシ
ーケンスを生成する方法。 - 【請求項20】 前記方法は移動体電話に用いられることを特徴とする、請
求項11-19のいずれかに記載のPNシーケンスを生成する方法。
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