JP2005110223A - Information transmission system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems of a conventional system that a computing unit with a large scale circuit is required, much time is required for the calculations and the authentication time is extended because complicated (sophisticated) calculations are needed for transmission / reception of an encryption key and an authentication method or the like. <P>SOLUTION: A comparator 38 compares an initial vector produced by a receiver and outputted from a converter 37 with an initial vector obtained from a received signal as to whether or not the initial vectors have an identical value, and when the values of the initial vectors are identical to each other, it can be discriminated that the encryption key obtained after that is the same as that of a transmission apparatus. An initial vector outputted from a register 40 is fed to an encryption unit 41 as a first word, encrypted by using an encryption key from an encryption key storage device 39, part of an output of the encryption unit 41 is returned to the register 40 to form a publicly-known OFB mode for a succeeding word, and the output of the encryption unit 41 is fed to an adder 34 as an encryption key to decrypt the encrypted received signal from a synchronization detector 31. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は情報伝送方式に係り、特に任意の装置へ秘匿性を確保して任意のディジタル情報を伝送する情報伝送方式に関する。   The present invention relates to an information transmission method, and more particularly to an information transmission method for transmitting arbitrary digital information while ensuring confidentiality to an arbitrary device.

任意の装置へ任意のディジタル情報を伝送する場合、一般的には図7に示すような信号フォーマットで伝送することが行われる。同図において、所定の伝送信号単位毎に伝送するディジタル情報であるデータ2の直前に、伝送情報の先頭ビットを識別するための同期ビット1を付加し、データ2の誤りを検出するためのパリティ3がデータ2の後ろに付加される。   In the case of transmitting arbitrary digital information to an arbitrary device, transmission is generally performed in a signal format as shown in FIG. In the figure, a synchronization bit 1 for identifying the first bit of transmission information is added immediately before data 2 which is digital information transmitted every predetermined transmission signal unit, and a parity for detecting an error in data 2 3 is added after the data 2.

しかし、このような信号フォーマットでディジタル情報(データ)を所定伝送信号単位で伝送した場合、フォーマットがわかってしまえばデータ2を誰でも盗聴などすることができる。従って、データ2の秘匿性確保のためデータ2を隠蔽するためには、暗号化するのが一般的である。この暗号化を行うに際して、最も良く使われる暗号にDES(Data Encryption Standard)がある。DESはブロック暗号であるため、伝送路に1ビットのエラーが生じてもブロック全体の例えば64ビットがエラーになってしまい、訂正能力を著しく損なうといった不都合が生じる。   However, when digital information (data) is transmitted in a predetermined transmission signal unit in such a signal format, anyone can wiretap the data 2 once the format is known. Therefore, in order to conceal the data 2 in order to ensure the confidentiality of the data 2, it is generally encrypted. When performing this encryption, DES (Data Encryption Standard) is the most frequently used cipher. Since DES is a block cipher, even if a 1-bit error occurs in the transmission path, for example, 64 bits in the entire block result in an error, resulting in a problem that the correction capability is significantly impaired.

そこで、ビットエラーが生じ易い伝送路でディジタル情報を伝送するような用途ではDESのOFB(output feedback)モードを使用する。OFBモードでは、DESの出力を次のブロックのDES入力とすることによりDES出力を擬似乱数とし、このDES出力と伝送情報との排他論理和をとることにより、伝送情報を隠蔽しようとするものである(例えば、非特許文献1参照)。このように、暗号化を行って情報伝送を行う場合には、暗号鍵の送受、及び共有が必要となり、暗号鍵の送受、及び共有をするためには、複雑な演算を要する認証方式を使用するのが一般的である。   Therefore, the OFS (output feedback) mode of DES is used in an application where digital information is transmitted through a transmission path in which bit errors are likely to occur. In the OFB mode, the DES output is set as a pseudo random number by setting the DES output as the DES input of the next block, and the transmission information is concealed by taking the exclusive OR of the DES output and the transmission information. Yes (for example, see Non-Patent Document 1). In this way, when performing encryption and transmitting information, it is necessary to send / receive and share the encryption key. To send / receive and share the encryption key, an authentication method that requires complicated operations is used. It is common to do.

岡本龍明、山本博資著、「現代暗号」、初版、産業図書株式会社、1997年6月、p.73−75Okamoto Tatsuaki and Yamamoto Hiroshi, “Contemporary Cryptography”, first edition, Sangyo Tosho Co., Ltd., June 1997, p. 73-75

しかるに、従来の情報伝送方式では、暗号鍵の送受及び認証の方式などに複雑(高度)な演算を必要とするために、回路規模が大きな演算装置が必要であったり、演算に時間を要したり、認証時間が長くなるといった不都合が生じている。更に、秘匿性を高めるためには、頻繁に暗号鍵の更新を行うことが一般的であり、その都度、複雑な演算を有する認証方式を使用しなければならないといった不都合も生じている。また、DES−OFBモードでは、初期値を変えることでスクランブルパターンを変更する操作が行われるが、この初期値の変更にも、その都度、複雑な演算を要する認証方式を使用しなければならないといった不都合も生じている。   However, the conventional information transmission method requires complicated (advanced) computation for encryption key transmission / reception and authentication, etc., so that a computation device with a large circuit scale is required or computation takes time. Inconveniences such as long authentication time. Furthermore, in order to improve confidentiality, it is common to update the encryption key frequently, and there is a disadvantage that an authentication method having a complicated calculation must be used each time. Further, in the DES-OFB mode, an operation for changing the scramble pattern is performed by changing the initial value. For this change of the initial value, it is necessary to use an authentication method that requires complicated calculation each time. There are also inconveniences.

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、安価に暗号鍵の更新を行うことができ、かつ、隠蔽能力の高い暗号化を行って情報を伝送し得る情報伝送方式を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an information transmission method capable of updating an encryption key at a low cost and transmitting information by performing encryption with high concealment capability. And

本発明は上記の目的を達成するため、送信装置により、第1の同期信号と第1の同期信号の一周期内に複数伝送される一定周期の第2の同期信号と共に暗号化された所望の情報を送信し、受信装置により受信信号中の第1及び第2の同期信号を検出し、暗号化された所望の情報を暗号解読する情報伝送方式であって、
送信装置及び受信装置は、それぞれ第2の同期信号に同期した線形シフトレジスタのシフト動作により擬似ランダム信号を発生すると共に、第1の同期信号に同期して所定期間、線形シフトレジスタのシフト動作を休止する擬似ランダム信号発生手段と、擬似ランダム信号発生手段により発生された擬似ランダム信号に基づいて、それぞれ相異なる一方向性関数を使用した第1及び第2の初期値を別々に発生する第1及び第2の初期値発生手段と、擬似ランダム信号発生手段により第2の同期信号に同期して発生された擬似ランダム信号に基づいて、第2の同期信号に同期して異なる値の暗号鍵を生成する鍵生成手段とを有すると共に、
送信装置は、鍵生成手段からの暗号鍵と第2の初期値発生手段からの第2の初期値とを用いて所望の情報を暗号化して暗号化された所望の情報を第1及び第2の同期信号と共に出力する暗号化手段と、擬似ランダム信号発生手段のシフト動作を休止する所定期間に、暗号化手段の出力に第1の初期値を合成してなる伝送信号を生成して送出する伝送信号生成手段とを更に有し、受信装置は、受信した伝送信号中の第1の初期値の受信値と、自らの第1の初期値発生手段により生成した第1の初期値とを比較して、送信側と受信側の同期関係を検査する比較手段と、鍵生成手段からの暗号鍵と第2の初期値発生手段からの第2の初期値とを用いて、受信した伝送信号中の暗号化された所望の情報を暗号解読する復号化手段とを更に有する構成としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention achieves the above-described object by the transmitting apparatus to encrypt the first synchronization signal and the second synchronization signal having a fixed period and transmitted in a plurality of periods within one period of the first synchronization signal. An information transmission method for transmitting information, detecting first and second synchronization signals in a received signal by a receiving device, and decrypting desired encrypted information,
Each of the transmission device and the reception device generates a pseudo random signal by the shift operation of the linear shift register synchronized with the second synchronization signal, and performs the shift operation of the linear shift register for a predetermined period in synchronization with the first synchronization signal. The first and second initial values using different one-way functions are generated separately based on the pseudo-random signal generating means that pauses and the pseudo-random signal generated by the pseudo-random signal generating means. And the second initial value generation means and the pseudo random signal generated by the pseudo random signal generation means in synchronization with the second synchronization signal, encryption keys having different values in synchronization with the second synchronization signal. And a key generation means for generating,
The transmitting apparatus encrypts desired information using the encryption key from the key generation means and the second initial value from the second initial value generation means, and converts the desired information encrypted into the first and second information. And generating a transmission signal obtained by synthesizing the first initial value with the output of the encryption means during a predetermined period during which the shift operation of the pseudo random signal generation means is suspended and the encryption means that is output together with the synchronization signal. The reception apparatus further includes a transmission signal generation means, and the reception device compares the received value of the first initial value in the received transmission signal with the first initial value generated by the first initial value generation means of itself. In the received transmission signal, the comparison means for checking the synchronization relationship between the transmission side and the reception side, the encryption key from the key generation means, and the second initial value from the second initial value generation means are used. And a decryption means for decrypting the encrypted desired information. Those were.

この発明では、送信装置及び受信装置は、それぞれ単一の擬似ランダム信号発生手段により発生された擬似ランダム信号に基づき、第1及び第2の初期値と暗号鍵を生成し、送信装置では第2の同期信号に同期して更新される暗号鍵と第2の初期値とを用いて所望の情報を暗号化して生成した、暗号化された所望の情報を第1及び第2の同期信号と多重すると共に、第1の同期信号に同期した擬似ランダム信号発生手段のシフト動作を休止する所定期間に、所望の情報に替えて第1の初期値を合成してなる伝送信号を送信するようにしたため、暗号鍵及び第2の初期値を伝送することなく、第2の同期信号に同期して異なる暗号鍵で頻繁に暗号化された所望の情報を伝送することができる。また、受信装置では、受信した伝送信号中の上記の第1の初期値を、受信装置自身で生成した第1の初期値と比較することで、送信側と受信側の同期関係を検査し、同期関係があることが確認されたときには、受信した伝送信号中の第2の同期信号に同期して、受信装置自身で生成した暗号鍵及び第2の初期値を用いて、受信した伝送信号中の暗号化された所望の情報を復号(暗号解読)することができる。   In this invention, the transmission device and the reception device each generate the first and second initial values and the encryption key based on the pseudo random signal generated by the single pseudo random signal generation unit. The encrypted desired information generated by encrypting the desired information using the encryption key updated in synchronization with the synchronization signal and the second initial value is multiplexed with the first and second synchronization signals. In addition, the transmission signal formed by synthesizing the first initial value instead of the desired information is transmitted during a predetermined period in which the shift operation of the pseudo random signal generating means synchronized with the first synchronization signal is suspended. Without transmitting the encryption key and the second initial value, it is possible to transmit desired information frequently encrypted with a different encryption key in synchronization with the second synchronization signal. Further, in the receiving device, the first initial value in the received transmission signal is compared with the first initial value generated by the receiving device itself, thereby checking the synchronization relationship between the transmitting side and the receiving side, When it is confirmed that there is a synchronization relationship, in the received transmission signal using the encryption key and the second initial value generated by the receiver itself in synchronization with the second synchronizing signal in the received transmission signal. The encrypted desired information can be decrypted (decrypted).

また、上記の目的を達成するため、本発明は、第1の同期信号は垂直同期信号で、第2の同期信号は水平同期信号であり、擬似ランダム信号発生手段は、垂直同期信号入力後の所定期間のブランキングエリア内で線形シフトレジスタのシフト動作を休止し、ブランキングエリア後のデータエリア期間で水平同期信号入力毎に線形シフトレジスタのシフト動作を行い、第1の初期値発生手段は、ブランキングエリア内の水平同期信号入力時点で第1の初期値を発生し、暗号化手段及び第2の初期値発生手段は、ブランキングエリア後のデータエリア期間内で水平同期信号入力毎に擬似ランダム信号発生手段の線形シフトレジスタのシフト動作に同期して暗号鍵及び第2の初期値を更新し、暗号化手段は、データエリア期間内で所望の情報を暗号鍵で暗号化し、復号化手段は、データエリア期間内で暗号化された所望の情報を暗号鍵で暗号解読することを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the first synchronizing signal is a vertical synchronizing signal, the second synchronizing signal is a horizontal synchronizing signal, and the pseudo-random signal generating means The shift operation of the linear shift register is paused in the blanking area for a predetermined period, and the shift operation of the linear shift register is performed for each horizontal synchronization signal input in the data area period after the blanking area. The first initial value is generated at the time when the horizontal synchronizing signal is input in the blanking area, and the encrypting means and the second initial value generating means are provided for each horizontal synchronizing signal input in the data area period after the blanking area. The encryption key and the second initial value are updated in synchronization with the shift operation of the linear shift register of the pseudo-random signal generation means, and the encryption means encrypts desired information within the data area period. In encrypted decryption means it is characterized by decrypting the desired information encrypted in the data area period encryption key.

この発明では、送信装置において、データエリア期間で暗号化されて伝送される所望の情報は、水平同期信号入力毎に更新される第2の初期値と暗号鍵に基づき暗号化され、受信装置では、受信した伝送信号中のブランキングエリア内の第1の初期値と受信装置自身で生成した第1の初期値との比較を行い、また、データエリア期間では受信装置自身で生成した暗号鍵及び第2の初期値を用いて、暗号化された情報の暗号解読ができる。   In the present invention, the desired information that is encrypted and transmitted in the data area period in the transmitting device is encrypted based on the second initial value and the encryption key that are updated every time the horizontal synchronization signal is input, and the receiving device The first initial value in the blanking area in the received transmission signal is compared with the first initial value generated by the receiving device itself, and the encryption key generated by the receiving device itself in the data area period and Using the second initial value, the encrypted information can be decrypted.

更に、本発明は、上記の目的を達成するため、擬似ランダム信号発生手段が、第1の同期信号の一周期内に伝送される第2の同期信号の数が所定数でないときは、第1の同期信号入力後の線形シフトレジスタのシフト動作を休止する所定期間内で、第1の同期信号の一周期内でのシフト動作回数が規定値になるよう補正する機能を備えていることを特徴とする。   Further, in order to achieve the above object, according to the present invention, when the number of second synchronization signals transmitted within one cycle of the first synchronization signal is not a predetermined number, And a function of correcting so that the number of shift operations within one cycle of the first synchronization signal becomes a specified value within a predetermined period during which the shift operation of the linear shift register is suspended after the synchronization signal is input. And

本発明によれば、送信装置において、第1の同期信号に同期した擬似ランダム信号発生手段のシフト動作を休止する所定期間に、第1の初期値を合成してなる伝送信号を送信することにより、暗号鍵及び第2の初期値を伝送することなく、第2の同期信号に同期して異なる暗号鍵で頻繁に暗号化された所望の情報を伝送するようにしたため、暗号鍵及び第2の初期値を第2の同期信号に同期してその都度送信する場合に比べて、効率が良く、より隠蔽能力の高い暗号伝送ができる。また、この送信される第1の初期値は、一方向性関数を使用して生成される値であるので、不正受信により盗聴されても、線形シフトレジスタの値、第2の初期値、暗号鍵の値を類推されることがない。   According to the present invention, in the transmission device, by transmitting a transmission signal obtained by synthesizing the first initial value during a predetermined period in which the shift operation of the pseudo random signal generating means synchronized with the first synchronization signal is suspended. Since the desired information frequently encrypted with the different encryption key is transmitted in synchronization with the second synchronization signal without transmitting the encryption key and the second initial value, the encryption key and the second Compared to the case where the initial value is synchronized with the second synchronization signal and transmitted each time, the encryption transmission is more efficient and the concealment capability is higher. Further, since the first initial value to be transmitted is a value generated using a one-way function, the value of the linear shift register, the second initial value, the cipher even if the first initial value is intercepted due to unauthorized reception. The key value is never inferred.

また、本発明によれば、送信装置及び受信装置はそれぞれ単一の擬似ランダム信号発生手段により発生された擬似ランダム信号に基づき、所望の情報の暗号化、又は受信信号中の暗号化された所望の情報の暗号解読を行うようにしたため、暗号化手段を持つ送信装置及び暗号解読手段を持つ受信装置を、それぞれ安価に構成することができる。   Further, according to the present invention, each of the transmission device and the reception device can encrypt desired information based on a pseudo random signal generated by a single pseudo random signal generation unit, or can encrypt an encrypted desired signal in a received signal. Therefore, the transmitting apparatus having the encrypting means and the receiving apparatus having the decrypting means can be configured at low cost.

更に、本発明によれば、受信装置は、受信した伝送信号中の第1の初期値の受信値と、自らの第1の初期値発生手段により生成した第1の初期値とを比較して、送信側と受信側の同期関係を検査するようにしたため、より確実な情報伝送システム動作を実現できる。   Further, according to the present invention, the receiving device compares the received value of the first initial value in the received transmission signal with the first initial value generated by its own first initial value generating means. Since the synchronization relationship between the transmitting side and the receiving side is checked, a more reliable information transmission system operation can be realized.

また、更に、本発明によれば、受信装置における擬似ランダム信号発生手段が第1の同期信号の一周期内でのシフト動作回数が規定値になるよう補正する機能を備えているため、同期未検出エラーによる送信側と受信側との非同期を防止することができる。   Furthermore, according to the present invention, the pseudo random signal generating means in the receiving device has a function of correcting the number of shift operations within one cycle of the first synchronization signal so as to become a specified value. Asynchrony between the transmission side and the reception side due to a detection error can be prevented.

次に、本発明を実施するための最良の実施の形態について、図面と共に説明する。図1は本発明になる情報伝送方式の一実施の形態の送信装置のブロック図、図2は本発明になる情報伝送方式で伝送する伝送信号の一実施の形態の信号フォーマット図、図3は本発明になる情報伝送方式の一実施の形態の受信装置のブロック図を示す。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a transmitting apparatus according to an embodiment of an information transmission system according to the present invention, FIG. 2 is a signal format diagram of an embodiment of a transmission signal transmitted by the information transmission system according to the present invention, and FIG. The block diagram of the receiver of one Embodiment of the information transmission system which becomes this invention is shown.

まず、送信装置について図1と共に説明する。伝送しようとする入力信号(水平同期信号、垂直同期信号、ブランキング信号、映像データ等のストリームデータからなる信号)は、同期検出器11に供給されて水平同期信号及び垂直同期信号が検出される。同期検出器11の検出信号出力はM系列発生器12及び64ビットレジスタ13にそれぞれ供給される。また、入力信号は後述する加算器14に供給される。   First, the transmission apparatus will be described with reference to FIG. An input signal to be transmitted (a signal made up of stream data such as a horizontal synchronization signal, a vertical synchronization signal, a blanking signal, and video data) is supplied to the synchronization detector 11 to detect a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal. . The detection signal output of the synchronization detector 11 is supplied to the M-sequence generator 12 and the 64-bit register 13, respectively. The input signal is supplied to an adder 14 which will be described later.

ここで、上記のM系列発生器12は、周知の線形シフトレジスタで構成された乱数発生器(擬似ランダム信号発生手段)であり、同期検出器11から垂直同期信号検出信号が入力されてからブランキングエリア内ではシフト動作を停止しており、ブランキングエリア以降は、水平同期信号検出信号入力毎に64ビットレジスタ13と共に1ビットのシフトが行われる。なお、このM系列発生器12は、初期状態では、予め伝送される、若しくは予め定められている初期値をロードした待機状態にある。   Here, the M-sequence generator 12 is a random number generator (pseudo-random signal generating means) composed of a well-known linear shift register, and the block after the vertical synchronization signal detection signal is input from the synchronization detector 11. The shift operation is stopped in the ranking area, and after the blanking area, 1-bit shift is performed together with the 64-bit register 13 every time the horizontal synchronization signal detection signal is input. In the initial state, the M-sequence generator 12 is in a standby state in which it is transmitted in advance or is loaded with a predetermined initial value.

64ビットレジスタ13は、M系列発生器12の出力信号を保持すると同時に、変換器15、16及び17にそれぞれ保持している値を供給する。変換器15、16及び17は、一方向性関数による変換器で、64ビットレジスタ13から供給された値を、それぞれ互いに異なる値に変換する。第1の変換器15により変換して得られた値は、DESの鍵として暗号鍵記憶器18に一時記憶される。   The 64-bit register 13 holds the output signal of the M-sequence generator 12 and at the same time supplies the values held in the converters 15, 16 and 17, respectively. The converters 15, 16 and 17 are converters based on a one-way function, and convert the values supplied from the 64-bit register 13 into different values. The value obtained by conversion by the first converter 15 is temporarily stored in the encryption key storage 18 as a DES key.

上記のブランキングエリア内の最後の水平同期信号検出信号入力時に出力された64ビットレジスタ13の値は、第3の変換器17により変換された後、後述する合成器21にイニシャルベクタとして供給される。また、ブランキングエリア以後のストリームデータが伝送されるデータエリア期間では、水平同期信号検出毎にM系列発生器12と64ビットレジスタ13の1ビットシフトが行われ、そのときの64ビットレジスタ13の値を変換する第2の変換器16から出力された値が、イニシャルベクタとしてレジスタ19に供給される。   The value of the 64-bit register 13 output when the last horizontal synchronization signal detection signal in the blanking area is input is converted by the third converter 17 and then supplied as an initial vector to the combiner 21 described later. The Further, in the data area period in which the stream data after the blanking area is transmitted, 1-bit shift of the M-sequence generator 12 and the 64-bit register 13 is performed every time the horizontal synchronization signal is detected. The value output from the second converter 16 that converts the value is supplied to the register 19 as an initial vector.

レジスタ19、暗号器20及び加算器14は、公知のOFBモードの暗号化回路を構成しており、レジスタ19から出力されるイニシャルベクタ(初期値)を最初のワードとして暗号器20に供給して、暗号鍵記憶器18からの暗号鍵を用いて暗号化し、暗号器20の出力をレジスタ19に戻して次のワードとして公知のOFBモードを形成する一方、暗号器20の出力を加算器14に供給する。   The register 19, the encryptor 20 and the adder 14 constitute a known OFB mode encryption circuit, and supplies the initial vector (initial value) output from the register 19 to the encryptor 20 as the first word. Then, encryption is performed using the encryption key from the encryption key storage unit 18, and the output of the encryption unit 20 is returned to the register 19 to form a known OFB mode as the next word, while the output of the encryption unit 20 is supplied to the adder 14. Supply.

これにより、同期検出器11からの信号は、加算器14で暗号器20の出力信号と排他的論理和演算されることにより、水平・垂直同期信号及びブランキング信号を除く部分が暗号化されて取り出されて合成器21に供給され、ここで変換器17からのブランキングエリア内のイニシャルベクタと時系列的に合成される。   As a result, the signal from the synchronization detector 11 is subjected to an exclusive OR operation with the output signal of the encryptor 20 by the adder 14, thereby encrypting the portion excluding the horizontal / vertical synchronization signal and the blanking signal. It is taken out and supplied to the combiner 21 where it is combined with the initial vector in the blanking area from the converter 17 in time series.

なお、同期検出器11において垂直同期信号を検出することにより、フレームの先頭の検出が行われ、垂直同期信号に続くブランキングエリア内では、M系列発生器12のシフト動作は停止される。   Note that the synchronization detector 11 detects the vertical synchronization signal to detect the beginning of the frame, and the shift operation of the M-sequence generator 12 is stopped in the blanking area following the vertical synchronization signal.

このようにして、合成器21からは図2に示すような1フレーム(又は1フィールド)の信号フォーマットの伝送信号が取り出され、情報受信装置へ送信される。ここで、図2において、V同期23は垂直同期信号を示し、H同期24は水平同期信号を示す。また、ブランキングエリア25内の最後の水平同期信号に続いて前記変換器17から出力されたイニシャルベクタ26が時系列的に合成されている。   In this way, a transmission signal having a signal format of one frame (or one field) as shown in FIG. 2 is extracted from the combiner 21 and transmitted to the information receiving apparatus. Here, in FIG. 2, V synchronization 23 indicates a vertical synchronization signal, and H synchronization 24 indicates a horizontal synchronization signal. Further, the initial vector 26 output from the converter 17 is synthesized in time series following the last horizontal synchronizing signal in the blanking area 25.

また、データエリア27のストリームデータは前述したように暗号化が施されるが、各水平同期信号区間毎に、先頭の水平同期信号(H同期)に基づき、M系列発生器12及び64ビットレジスタ13がそれぞれ1ビットシフトされ、それに伴い変換器16から出力されてOFBモード暗号化回路に入力されるイニシャルベクタと、変換器15から出力される暗号鍵も変更されるため、暗号器20から出力される値も水平同期信号区間毎に別の値に変更される。   Further, the stream data in the data area 27 is encrypted as described above, but for each horizontal synchronization signal section, the M-sequence generator 12 and the 64-bit register are used based on the leading horizontal synchronization signal (H synchronization). 13 is shifted by 1 bit, and the initial vector output from the converter 16 and input to the OFB mode encryption circuit and the encryption key output from the converter 15 are also changed. The value to be changed is also changed to another value for each horizontal sync signal interval.

すなわち、本実施の形態によれば、データエリア27のストリームデータは、水平同期信号区間毎に異なる暗号鍵で暗号化され、また、ブランキングエリア25に同期検出のためのイニシャルベクタ26を時系列的に合成した伝送信号を伝送し、暗号鍵の初期値(最初のワード)と暗号鍵そのものは伝送しない。なお、図2に示す伝送信号フォーマット中のパリティ28は図1には図示しない誤り検査符号生成回路により、各水平同期信号区間の信号に基づいて生成されて付加される。   That is, according to the present embodiment, the stream data in the data area 27 is encrypted with a different encryption key for each horizontal synchronization signal section, and the initial vector 26 for synchronization detection is time-sequentially placed in the blanking area 25. The transmission signal that is synthesized is transmitted, and the initial value (first word) of the encryption key and the encryption key itself are not transmitted. It should be noted that the parity 28 in the transmission signal format shown in FIG. 2 is generated and added based on the signal of each horizontal synchronization signal section by an error check code generation circuit (not shown in FIG. 1).

次に、受信装置について図3と共に説明する。受信装置は図1の送信装置と略同じ構成とされているが、比較器38が付加されている点が異なる。図3において、図2に示した信号フォーマットの受信信号は、同期検出器31に供給されて垂直同期信号及び水平同期信号の検出が行われ、その検出信号出力はM系列発生器32及び64ビットレジスタ33にそれぞれ供給される一方、入力信号は後述する加算器34に供給される。   Next, the receiving apparatus will be described with reference to FIG. The receiving apparatus has substantially the same configuration as that of the transmitting apparatus in FIG. 1 except that a comparator 38 is added. In FIG. 3, the received signal having the signal format shown in FIG. 2 is supplied to the synchronization detector 31 to detect the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal, and the detection signal output is the M-sequence generator 32 and 64 bits. While being supplied to each of the registers 33, the input signal is supplied to an adder 34 described later.

ここで、M系列発生器32は、送信側のM系列発生器12と同一の構成であり、同期検出器31から垂直同期信号検出信号が入力されてからブランキングエリア内ではシフト動作を停止しており、ブランキングエリア以降水平同期信号検出信号入力毎に64ビットレジスタ33と共に1ビットのシフトが行われる。もしも、データエリア内の同期未検出エラーが生じた場合は、次のフレームのブランキングエリアで、M系列発生器12の規定個数のシフト動作を行い、常に、1フレームでのシフト回数が規定値になるよう補正する。つまり、1フレームでの水平同期信号検出毎に行われるM系列発生器12のシフトの総数は既知の規定値であるので、この規定値でないときには、ブランキングエリア内でシフトを行って規定値となるように調整する。   Here, the M-sequence generator 32 has the same configuration as the M-sequence generator 12 on the transmission side, and stops the shift operation in the blanking area after the vertical synchronization signal detection signal is input from the synchronization detector 31. After the blanking area, a 1-bit shift is performed together with the 64-bit register 33 every time a horizontal synchronization signal detection signal is input. If a synchronization undetected error occurs in the data area, the prescribed number of shift operations of the M-sequence generator 12 are performed in the blanking area of the next frame, and the number of shifts in one frame is always the prescribed value. Correct so that That is, since the total number of shifts of the M-sequence generator 12 performed every time the horizontal synchronization signal is detected in one frame is a known specified value, if it is not this specified value, the shift is performed within the blanking area and Adjust so that

64ビットレジスタ33は、M系列発生器32の出力信号を保持すると同時に、変換器35、36及び37にそれぞれその値を供給する。変換器35、36及び37は、一方向性関数による変換器で、64ビットレジスタ33から供給された値を、それぞれ互いに異なる値に変換する。   The 64-bit register 33 holds the output signal of the M-sequence generator 32 and simultaneously supplies the values to the converters 35, 36 and 37, respectively. The converters 35, 36 and 37 are converters based on a one-way function, and convert the values supplied from the 64-bit register 33 into different values.

ただし、変換器35、36及び37は、送信側の対応する変換器15、16及び17と同じ構成であり、変換器35と変換器15の出力変換値は同じ入力値に対して同じ値の変換値を出力し、同様に、変換器36と変換器16の出力変換値、変換器37と変換器17の出力変換値は、それぞれ同じ入力値に対して同じ値の変換値を出力する。第1の変換器35により変換して得られた値は、DESの鍵として暗号鍵記憶器39に一時記憶される。   However, the converters 35, 36, and 37 have the same configuration as the corresponding converters 15, 16, and 17 on the transmission side, and the output conversion values of the converter 35 and the converter 15 have the same value with respect to the same input value. Similarly, the conversion values are output, and the output conversion values of the converter 36 and the converter 16 and the output conversion values of the converter 37 and the converter 17 output the same conversion value for the same input value. The value obtained by the conversion by the first converter 35 is temporarily stored in the encryption key storage 39 as a DES key.

ここで、上記のブランキングエリア内の最後の水平同期信号検出信号入力時に出力された64ビットレジスタ33の値は、第3の変換器37により変換されてイニシャルベクタとして生成されるが、M系列発生器32は、送信側のM系列発生器12と同一の構成であり、伝送エラーが無いときには、このイニシャルベクタの値は、同期検出器31で検出された図2に示した信号フォーマットの受信信号中のイニシャルベクタ26と同一の値となる。   Here, the value of the 64-bit register 33 output when the last horizontal synchronizing signal detection signal in the blanking area is input is converted by the third converter 37 and generated as an initial vector. The generator 32 has the same configuration as that of the M-sequence generator 12 on the transmission side, and when there is no transmission error, the value of this initial vector is the reception of the signal format shown in FIG. It becomes the same value as the initial vector 26 in the signal.

そこで、本実施の形態では、上記の変換器37から出力される受信装置で生成されたイニシャルベクタと、受信信号中から得られたイニシャルベクタ26と同一の値であるか否か比較器38で比較し、同一であれば、その後に得られる暗号鍵(復号鍵)は送信装置のものと同一であると判断できるので、以下説明する動作を継続するが、異なるときには暗号鍵(復号鍵)は送信装置のものと同一ではないと判断できるので、その旨を示す信号を送信装置へ送信すると共に、M系列発生器32を初期リセットする。上記の送信信号により、送信装置内のM系列発生器12も初期リセットされる。   Therefore, in the present embodiment, the comparator 38 determines whether or not the initial vector generated by the receiving device output from the converter 37 is the same value as the initial vector 26 obtained from the received signal. If compared, if it is the same, it can be determined that the encryption key (decryption key) obtained thereafter is the same as that of the transmitting device, so the operation described below is continued, but when different, the encryption key (decryption key) is Since it can be determined that it is not the same as that of the transmitting apparatus, a signal indicating that is transmitted to the transmitting apparatus, and the M-sequence generator 32 is initially reset. The M-sequence generator 12 in the transmission device is also initially reset by the transmission signal.

比較器38により同一の比較結果が得られた場合、受信信号のブランキングエリア以後のストリームデータが伝送されるデータエリア期間では、同期検出器31による水平同期信号検出毎にM系列発生器32と64ビットレジスタ33の1ビットシフトが行われ、そのときの64ビットレジスタ33の出力値を変換する第2の変換器36から出力された値が、イニシャルベクタとしてレジスタ40に供給される。   When the same comparison result is obtained by the comparator 38, in the data area period in which the stream data after the blanking area of the received signal is transmitted, the M sequence generator 32 The 64-bit register 33 is shifted by 1 bit, and the value output from the second converter 36 that converts the output value of the 64-bit register 33 at that time is supplied to the register 40 as an initial vector.

レジスタ40、暗号器41及び加算器34は、公知のOFBモードの暗号化回路を構成しており、レジスタ40から出力されるイニシャルベクタ(初期値)を最初のワードとして暗号器41に供給して、暗号鍵記憶器39からの暗号鍵を用いて暗号化し、暗号器41の出力をレジスタ40に戻して次のワードとして公知のOFBモードを形成する一方、暗号器41の出力信号を加算器34に供給する。   The register 40, the encryptor 41, and the adder 34 constitute a known OFB mode encryption circuit, and supplies the initial vector (initial value) output from the register 40 to the encryptor 41 as the first word. The encryption key is encrypted using the encryption key from the encryption key storage device 39, and the output of the encryption device 41 is returned to the register 40 to form a known OFB mode as the next word, while the output signal of the encryption device 41 is added to the adder 34. To supply.

ここで、本実施の形態では送信装置と受信装置は、互いに同期させてイニシャルベクタを生成しているため、OFBモードの暗号化回路と復号化回路は送信装置と受信装置で図1、図3に示すように同じ構成となっている。これにより、同期検出器31からの受信信号は、加算器34で送信側と同じ暗号鍵と排他的論理和演算されることにより、暗号解読(復号化)されて取り出される。加算器34から取り出された暗号解読されたストリームデータ及びパリティは、誤り検出器42に供給されてパリティに基づき誤り検査されて出力される。   Here, in the present embodiment, the transmitting device and the receiving device generate initial vectors in synchronization with each other, and therefore the OFB mode encryption circuit and decryption circuit are the transmission device and the reception device, respectively, as shown in FIGS. As shown in FIG. As a result, the received signal from the synchronization detector 31 is subjected to an exclusive OR operation with the same encryption key as that of the transmission side by the adder 34, and is decrypted (decrypted) and taken out. The decrypted stream data and parity extracted from the adder 34 are supplied to the error detector 42, where an error check is performed based on the parity, and output.

このように、本実施の形態によれば、フレーム(又はフィールド)期間毎にイニシャルベクタを伝送し、受信側でフレーム(又はフィールド)毎に生成したイニシャルベクタと受信イニシャルベクタとを比較して一致することを検査することで、送信側で生成された暗号鍵と受信側で生成される暗号鍵とが同じであることをフレーム(又はフィールド)毎に確認してから、フレーム(又はフィールド)のデータエリア内で受信側において暗号化回路の初期値(最初のワード)と暗号鍵を、水平同期信号区間毎に変換器36と35により送信側と各々同じ値を生成して水平同期信号区間毎に異なる暗号鍵で暗号化されたデータストリームを、暗号解読することができる。   As described above, according to the present embodiment, the initial vector is transmitted for each frame (or field) period, and the initial vector generated for each frame (or field) on the receiving side is compared with the received initial vector to match. By checking that the encryption key generated on the transmission side and the encryption key generated on the reception side are the same for each frame (or field), In the data area, the initial value (first word) and encryption key of the encryption circuit are generated on the receiving side by the converters 36 and 35 for each horizontal synchronizing signal section, and the same values as those on the transmitting side are generated for each horizontal synchronizing signal section. Data streams encrypted with different encryption keys can be decrypted.

また、データエリア内の同期未検出エラーが生じた場合は、本来はM系列発生器32のシフト動作を行わない受信信号のブランキングエリアで、M系列発生器32の規定個数のシフト動作を行い、常に、1フレームでのシフト回数が規定値になるよう補正する。これにより、同期未検出エラーによる送信側と受信側との非同期を防止している。   When a synchronization undetected error occurs in the data area, the M-sequence generator 32 performs a specified number of shift operations in the blanking area of the received signal that is not originally shifted by the M-sequence generator 32. The correction is always performed so that the number of shifts in one frame becomes a specified value. This prevents asynchronization between the transmission side and the reception side due to a synchronization non-detection error.

従って、本実施の形態によれば、暗号鍵と暗号化回路の初期値(最初のワード)を水平同期信号区間毎に異なる値に頻繁に変更することで隠蔽能力の高い暗号方式を提供でき、またそれらの暗号鍵と暗号化回路の初期値(最初のワード)は伝送せず、送信側と受信側とで同期して生成させるようにしているため、それらを伝送する場合の効率の悪さやアタッカーに暗号アタックの情報を与えることを防止でき、送信側と受信側との同期関係をチェックすることにより、効率の良い安価な暗号方式を提供できる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide an encryption method with high concealment capability by frequently changing the initial value (first word) of the encryption key and the encryption circuit to a different value for each horizontal synchronization signal section, In addition, since the encryption key and the initial value (first word) of the encryption circuit are not transmitted and are generated synchronously on the transmission side and the reception side, the efficiency of transmitting them is low. It is possible to prevent the attacker from giving the information of the encryption attack, and by checking the synchronization relationship between the transmission side and the reception side, an efficient and inexpensive encryption method can be provided.

次に、第2の発明を実施するための最良の実施の形態について、図面と共に説明する。図4は本発明になる情報伝送方式の他の実施の形態の送信装置のブロック図、図5は本発明になる情報伝送方式で伝送する伝送信号の他の実施の形態の信号フォーマット図、図6は本発明になる情報伝送方式の他の実施の形態の受信装置のブロック図を示す。各図中、図1、図2又は図3と同一構成部分には同一符号を付してある。   Next, the best mode for carrying out the second invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram of a transmitting apparatus according to another embodiment of the information transmission method according to the present invention. FIG. 5 is a signal format diagram of another embodiment of a transmission signal transmitted by the information transmission method according to the present invention. 6 shows a block diagram of a receiving apparatus according to another embodiment of the information transmission system according to the present invention. In each figure, the same components as those in FIG. 1, FIG. 2, or FIG.

まず、送信装置について図4と共に説明する。同期検出器45、暗号鍵記憶器46、暗号鍵記憶器47、暗号鍵選択器48以外の動作は、図1に示した送信装置の動作と同一であるので省略する。図4において、伝送しようとする入力信号は水平同期信号、垂直同期信号、ブランキング信号、映像データ等のストリームデータからなる信号であるが、この実施の形態では、入力信号の同期信号については、垂直同期信号は上記の実施の形態と同様に1パターンであるのに対し、水平同期信号は上記の実施の形態とは異なり、2パターン(水平同期信号A及び水平同期信号B)がある。   First, the transmission apparatus will be described with reference to FIG. The operations other than the synchronization detector 45, the encryption key storage 46, the encryption key storage 47, and the encryption key selector 48 are the same as the operations of the transmission apparatus shown in FIG. In FIG. 4, an input signal to be transmitted is a signal composed of stream data such as a horizontal synchronization signal, a vertical synchronization signal, a blanking signal, and video data. In this embodiment, the synchronization signal of the input signal is Unlike the above-described embodiment, the vertical synchronization signal has one pattern as in the above embodiment, whereas the horizontal synchronization signal has two patterns (horizontal synchronization signal A and horizontal synchronization signal B).

同期検出器45が入力信号から水平同期信号Aを検出すると、その検出信号が供給される暗号鍵選択器48は、暗号鍵記憶器46の暗号鍵を選択して暗号器20に供給し、暗号器20は、公知のOFBモードにて暗号ストリームを発生し、その出力を加算器14に供給する。これにより、同期検出器45からの信号は、加算器14で暗号器20の出力信号と排他的論理和演算されることにより、水平・垂直同期信号及びブランキング信号を除く部分が暗号化されて取り出されて合成器21に供給され、ここで変換器17からのブランキングエリア内のイニシャルベクタと時系列的に合成される。   When the synchronization detector 45 detects the horizontal synchronization signal A from the input signal, the encryption key selector 48 to which the detection signal is supplied selects the encryption key of the encryption key storage 46 and supplies it to the encryptor 20 for encryption. The unit 20 generates a cipher stream in a known OFB mode and supplies the output to the adder 14. As a result, the signal from the synchronization detector 45 is subjected to an exclusive OR operation with the output signal of the encryptor 20 by the adder 14, thereby encrypting the portion excluding the horizontal / vertical synchronization signal and the blanking signal. It is taken out and supplied to the combiner 21 where it is combined with the initial vector in the blanking area from the converter 17 in time series.

同様に、同期検出器45が入力信号から水平同期信号Bを検出すると、その検出信号が供給される暗号鍵選択器48は、暗号鍵記憶器47の暗号鍵を選択して暗号器20に供給し、暗号器20は、公知のOFBモードにて暗号ストリームを発生し、その出力を加算器14に供給する。これにより、同期検出器45からの信号は、加算器14で暗号器20の出力信号と排他的論理和演算されることにより、水平・垂直同期信号及びブランキング信号を除く部分が暗号化されて取り出されて合成器21に供給され、ここで変換器17からのブランキングエリア内のイニシャルベクタと時系列的に合成される。   Similarly, when the synchronization detector 45 detects the horizontal synchronization signal B from the input signal, the encryption key selector 48 to which the detection signal is supplied selects the encryption key in the encryption key storage 47 and supplies it to the encryptor 20. Then, the encryptor 20 generates an encrypted stream in a known OFB mode and supplies the output to the adder 14. As a result, the signal from the synchronization detector 45 is subjected to an exclusive OR operation with the output signal of the encryptor 20 by the adder 14, thereby encrypting the portion excluding the horizontal / vertical synchronization signal and the blanking signal. It is taken out and supplied to the combiner 21 where it is combined with the initial vector in the blanking area from the converter 17 in time series.

また、同期検出器45は垂直同期信号を検出すると、暗号鍵記憶器46若しくは暗号鍵記憶器47に記憶命令を出力し、その時の変換器15の出力値を記憶させる。暗号鍵選択器48が暗号鍵記憶器46の暗号鍵を選択している時は暗号鍵記憶器47が、暗号鍵選択器48が暗号鍵記憶器47の暗号鍵を選択している時は暗号鍵記憶器46が、新たな値を記憶する。   Further, when detecting the vertical synchronization signal, the synchronization detector 45 outputs a storage command to the encryption key storage 46 or the encryption key storage 47 and stores the output value of the converter 15 at that time. When the encryption key selector 48 selects the encryption key of the encryption key storage 46, the encryption key storage 47 is encrypted. When the encryption key selector 48 selects the encryption key of the encryption key storage 47, the encryption key is stored. The key memory 46 stores the new value.

こうして、入力信号の水平同期信号A、水平同期信号Bの配置を選ぶことにより、暗号鍵の切り替えポイントを自由に設定することができる。入力信号の水平同期信号A、水平同期信号Bの配置の一例を図5に示す。同図中、図2と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図5において、H同期A51は水平同期信号A、H同期B52は水平同期信号Bを示し、データエリア53はブランキングエリア25以外の水平同期信号A又はBに続くエリアに設けられる。ブランキングエリア25においては、上記の実施の形態と同様に、64ビットレジスタ13の値は更新されず、映像信号の暗号化も行われない。   Thus, by selecting the arrangement of the horizontal synchronization signal A and the horizontal synchronization signal B of the input signal, the encryption key switching point can be freely set. An example of the arrangement of the horizontal synchronizing signal A and the horizontal synchronizing signal B of the input signal is shown in FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. In FIG. 5, H synchronization A 51 indicates horizontal synchronization signal A, H synchronization B 52 indicates horizontal synchronization signal B, and data area 53 is provided in an area following horizontal synchronization signal A or B other than blanking area 25. In the blanking area 25, as in the above embodiment, the value of the 64-bit register 13 is not updated, and the video signal is not encrypted.

この実施の形態では、垂直同期信号を同期検出器45が検出した時点で、2つの暗号鍵記憶器46及び暗号鍵記憶器47のどちら側の記憶器に変換器15からの暗号鍵を書き込むかについては、その時の暗号鍵選択器48が2つの暗号鍵記憶器46及び暗号鍵記憶器47のうち選択していない方の記憶器に書き込まれるため、両暗号鍵記憶器46及び47に交互に暗号鍵が書き込まれるとは限らない。また、水平同期信号パターン(水平同期信号A、水平同期信号B)についても不定期で変化するため、得られる暗号鍵は不規則に変化する。   In this embodiment, at the time when the synchronization detector 45 detects the vertical synchronization signal, the encryption key from the converter 15 is written in which of the two encryption key storage units 46 and 47. , Since the encryption key selector 48 at that time is written in the non-selected storage device of the two encryption key storage devices 46 and 47, the encryption key storage devices 46 and 47 alternately The encryption key is not always written. Further, since the horizontal synchronization signal pattern (horizontal synchronization signal A, horizontal synchronization signal B) also changes irregularly, the obtained encryption key changes irregularly.

次に、受信装置について図6と共に説明する。同図中、図3と同一構成部分には同一符号を付してある。図6において、同期検出器55、暗号鍵記憶器56、暗号鍵記憶器57、暗号鍵選択器58以外の動作は、図3に示した受信装置の動作と同一であるので省略する。   Next, the receiving apparatus will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as in FIG. In FIG. 6, operations other than the synchronization detector 55, the encryption key storage 56, the encryption key storage 57, and the encryption key selector 58 are the same as the operations of the receiving apparatus shown in FIG.

図6において、受信信号は、前記送信装置と同様に同期検出器55に供給されて水平同期信号A、水平同期信号B及び垂直同期信号が検出される。水平同期信号Aが検出されると、暗号鍵選択器58は、暗号鍵記憶器56の暗号鍵を選択して暗号器41に供給し、暗号器41は、公知のOFBモードにて暗号ストリームを発生し、その出力を加算器34に供給する。これにより、同期検出器55からの信号は、加算器34で暗号器41の出力信号と排他的論理和演算されることにより、水平・垂直同期信号及びブランキング信号を除く部分が暗号読解されて取り出されて誤り検出器42に供給され、パリティに基づき誤り検査されて出力される。   In FIG. 6, the received signal is supplied to the synchronization detector 55 in the same manner as the transmitting device, and the horizontal synchronization signal A, the horizontal synchronization signal B, and the vertical synchronization signal are detected. When the horizontal synchronization signal A is detected, the encryption key selector 58 selects the encryption key of the encryption key storage 56 and supplies it to the encryption device 41. The encryption device 41 receives the encryption stream in a known OFB mode. And the output is supplied to the adder 34. As a result, the signal from the synchronization detector 55 is subjected to an exclusive OR operation with the output signal of the encryptor 41 by the adder 34, so that the portion excluding the horizontal / vertical sync signal and the blanking signal is decrypted. The data is taken out and supplied to the error detector 42. The error is checked based on the parity and output.

同様に、同期検出器55により、水平同期信号Aが検出されると、暗号鍵選択器58は、暗号鍵記憶器57の暗号鍵を選択して暗号器41に供給し、暗号器41は、公知のOFBモードにて暗号ストリームを発生し、その出力を加算器34に供給する。これにより、同期検出器55からの信号は、加算器34で暗号器41の出力信号と排他的論理和演算されることにより、水平・垂直同期信号及びブランキング信号を除く部分が暗号解読されて取り出されて誤り検出器42に供給され、パリティに基づき誤り検査されて出力される。   Similarly, when the horizontal synchronization signal A is detected by the synchronization detector 55, the encryption key selector 58 selects the encryption key of the encryption key storage 57 and supplies it to the encryption device 41. The encryption device 41 An encrypted stream is generated in a known OFB mode, and the output is supplied to the adder 34. As a result, the signal from the synchronization detector 55 is subjected to an exclusive OR operation with the output signal of the encryptor 41 by the adder 34, and the portion excluding the horizontal / vertical synchronization signal and the blanking signal is decrypted. The data is taken out and supplied to the error detector 42. The error is checked based on the parity and output.

また、同期検出器55は垂直同期信号を検出すると、暗号鍵記憶器56若しくは暗号鍵記憶器57に記憶命令を出力し、その時の変換器35の出力値を記憶する。暗号鍵選択器58が暗号鍵記憶器56の暗号鍵を選択している時は暗号鍵記憶器57が、暗号鍵選択器58が暗号鍵記憶器57の暗号鍵を選択している時は暗号鍵記憶器56が、新たな値を記憶する。こうして、図5のフォーマットのように自由に配置された水平同期信号A、水平同期信号Bに基づいてデータエリア53のデータの暗号が解読される。   When the synchronization detector 55 detects the vertical synchronization signal, it outputs a storage command to the encryption key storage 56 or the encryption key storage 57, and stores the output value of the converter 35 at that time. When the encryption key selector 58 selects the encryption key of the encryption key storage device 56, the encryption key storage device 57 selects the encryption key. When the encryption key selector 58 selects the encryption key of the encryption key storage device 57, encryption is performed. The key memory 56 stores the new value. Thus, the encryption of the data in the data area 53 is decrypted based on the horizontal synchronization signal A and the horizontal synchronization signal B which are freely arranged as in the format of FIG.

本実施の形態によれば、2つの水平同期信号パターン(水平同期信号A及び水平同期信号B)の切り替わりタイミングを適宜設定することにより、図4に示したM系列発生器12のシーケンス解読をより困難なものにすることができる。   According to the present embodiment, by properly setting the switching timing of two horizontal synchronization signal patterns (horizontal synchronization signal A and horizontal synchronization signal B), the sequence decoding of the M-sequence generator 12 shown in FIG. Can be difficult.

なお、以上の実施の形態では、暗号化回路及び暗号解読回路は、DESのOFBモードを採用していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常のDESでもそれ以外の暗号方式でも初期値を使用するすべての暗号に適用可能である。   In the above embodiment, the encryption circuit and the decryption circuit employ the DES OFB mode. However, the present invention is not limited to this, and other encryption schemes can be used even in a normal DES. But it is applicable to all ciphers that use initial values.

また、以上の実施の形態では、暗号鍵、暗号回路の初期値は、同期に更新される形態としたが、これに限定されものではなく、暗号鍵は、暗号鍵記憶部を有しているので、例えば、垂直同期信号の入来により更新し、暗号回路の初期値は、水平同期信号の入来により更新するというように、別々に更新することもできることはいうまでもない。   In the above embodiment, the encryption key and the initial value of the encryption circuit are updated synchronously. However, the present invention is not limited to this, and the encryption key has an encryption key storage unit. Therefore, it goes without saying that, for example, the initial value of the encryption circuit is updated by the incoming of the vertical synchronizing signal, and the initial value of the encryption circuit is updated by the incoming of the horizontal synchronizing signal.

また、以上の実施の形態では、情報の送受信装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録再生装置に用いることもできる。記録再生装置においては、再生装置において情報が暗号解読されずに出力されても、出力ストリームには、暗号鍵の切り替え情報が存在しないので、不正な再生装置で再生されてもより解読のむずかしい、安全な情報記録装置を提供することができる。   In the above embodiment, the information transmitting / receiving apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be used for a recording / reproducing apparatus. In the recording / reproducing apparatus, even if the information is output without being decrypted in the reproducing apparatus, since there is no encryption key switching information in the output stream, it is more difficult to decrypt even if the information is reproduced by an unauthorized reproducing apparatus. A safe information recording apparatus can be provided.

本発明方式の一実施の形態の送信装置のブロック図である。It is a block diagram of a transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明方式で伝送する伝送信号の一実施の形態の信号フォーマット図である。It is a signal format figure of one Embodiment of the transmission signal transmitted with this invention system. 本発明方式の一実施の形態の受信装置のブロック図である。It is a block diagram of the receiver of one embodiment of the system of the present invention. 本発明方式の他の実施の形態の送信装置のブロック図である。It is a block diagram of the transmission apparatus of other embodiment of this invention system. 本発明方式で伝送する伝送信号の他の実施の形態の信号フォーマット図である。It is a signal format figure of other embodiment of the transmission signal transmitted by this invention system. 本発明方式の他の実施の形態の受信装置のブロック図である。It is a block diagram of the receiver of other embodiment of this invention system. 従来方式で伝送する伝送信号の一例の信号フォーマット図である。It is a signal format figure of an example of the transmission signal transmitted with a conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

11、31、45、55 同期検出器
12、32 M系列発生器
13、33 64ビットレジスタ
14、34 加算器
15、16、17、35、36、37 変換器
18、39、46、47、56、57 暗号鍵記憶器
19、40 レジスタ
20、41 暗号器
21 合成器
23 垂直同期信号(V同期)
24 水平同期信号(H同期)
25 ブランキングエリア
26 イニシャルベクタ
27 データエリア
38 比較器
48、58 暗号鍵選択器


11, 31, 45, 55 Sync detector 12, 32 M-sequence generator 13, 33 64-bit register 14, 34 Adder 15, 16, 17, 35, 36, 37 Converter 18, 39, 46, 47, 56 57 Encryption key storage 19, 40 Register 20, 41 Encryption 21 Synthesizer 23 Vertical synchronization signal (V synchronization)
24 Horizontal sync signal (H sync)
25 Blanking area 26 Initial vector 27 Data area 38 Comparator 48, 58 Encryption key selector


Claims (3)

送信装置により、第1の同期信号と該第1の同期信号の一周期内に複数伝送される一定周期の第2の同期信号と共に暗号化された所望の情報を送信し、受信装置により受信信号中の前記第1及び第2の同期信号を検出し、前記暗号化された所望の情報を暗号解読する情報伝送方式であって、
前記送信装置及び前記受信装置は、それぞれ
前記第2の同期信号に同期した線形シフトレジスタのシフト動作により擬似ランダム信号を発生すると共に、前記第1の同期信号に同期して所定期間、前記線形シフトレジスタのシフト動作を休止する擬似ランダム信号発生手段と、
前記擬似ランダム信号発生手段により発生された擬似ランダム信号に基づいて、第1及び第2の初期値を別々に発生する第1及び第2の初期値発生手段と、
前記擬似ランダム信号発生手段により前記第2の同期信号に同期して発生された擬似ランダム信号に基づいて、前記第2の同期信号に同期して異なる値の暗号鍵を生成する鍵生成手段とを有すると共に、
前記送信装置は、前記鍵生成手段からの暗号鍵と前記第2の初期値発生手段からの前記第2の初期値とを用いて前記所望の情報を暗号化して前記暗号化された所望の情報を前記第1及び第2の同期信号と共に出力する暗号化手段と、
前記擬似ランダム信号発生手段の前記シフト動作を休止する前記所定期間に、前記暗号化手段の出力に前記第1の初期値を合成してなる伝送信号を生成して送出する伝送信号生成手段とを更に有し、
前記受信装置は、受信した前記伝送信号中の前記第1の初期値の受信値と、自らの前記第1の初期値発生手段により生成した前記第1の初期値とを比較して、送信側と受信側の同期関係を検査する比較手段と、
前記鍵生成手段からの暗号鍵と前記第2の初期値発生手段からの前記第2の初期値とを用いて、受信した前記伝送信号中の前記暗号化された所望の情報を暗号解読する復号化手段とを更に有することを特徴とする情報伝送方式。
The transmitting device transmits the desired information encrypted together with the first synchronizing signal and the second synchronizing signal having a fixed period transmitted within one cycle of the first synchronizing signal, and the receiving device receives the received signal. An information transmission method for detecting the first and second synchronization signals in the medium and decrypting the encrypted desired information,
The transmitting device and the receiving device each generate a pseudo-random signal by a shift operation of a linear shift register synchronized with the second synchronization signal, and perform the linear shift for a predetermined period in synchronization with the first synchronization signal. A pseudo-random signal generating means for pausing the shift operation of the register;
First and second initial value generating means for separately generating the first and second initial values based on the pseudo random signal generated by the pseudo random signal generating means;
Key generation means for generating encryption keys having different values in synchronization with the second synchronization signal based on the pseudo random signal generated in synchronization with the second synchronization signal by the pseudo random signal generation means; And having
The transmitting apparatus encrypts the desired information by using the encryption key from the key generation unit and the second initial value from the second initial value generation unit, and the encrypted desired information. Encryption means for outputting together with the first and second synchronization signals;
Transmission signal generating means for generating and transmitting a transmission signal obtained by synthesizing the first initial value with the output of the encryption means during the predetermined period during which the shift operation of the pseudo random signal generation means is suspended; In addition,
The receiving device compares the received value of the first initial value in the received transmission signal with the first initial value generated by the first initial value generating means of its own, And comparison means for checking the synchronization relationship between the receiver and the receiver,
Decryption for decrypting the encrypted desired information in the received transmission signal using the encryption key from the key generation means and the second initial value from the second initial value generation means And an information transmission method.
前記第1の同期信号は垂直同期信号で、前記第2の同期信号は水平同期信号であり、前記擬似ランダム信号発生手段は、前記垂直同期信号入力後の前記所定期間のブランキングエリア内で前記線形シフトレジスタのシフト動作を休止し、該ブランキングエリア後のデータエリア期間で前記水平同期信号入力毎に前記線形シフトレジスタのシフト動作を行い、前記第1の初期値発生手段は、前記ブランキングエリア内の前記水平同期信号入力時点で前記第1の初期値を発生し、前記暗号化手段及び前記第2の初期値発生手段は、前記ブランキングエリア後の前記データエリア期間内で前記水平同期信号入力毎に前記擬似ランダム信号発生手段の前記線形シフトレジスタのシフト動作に同期して前記暗号鍵及び前記第2の初期値を更新し、前記暗号化手段は、前記データエリア期間内で前記所望の情報を前記暗号鍵で暗号化し、前記復号化手段は、前記データエリア期間内で前記暗号化された所望の情報を前記暗号鍵で暗号解読することを特徴とする請求項1記載の情報伝送方式。   The first synchronizing signal is a vertical synchronizing signal, the second synchronizing signal is a horizontal synchronizing signal, and the pseudo-random signal generating means is configured so that the blanking area in the predetermined period after the vertical synchronizing signal is input The shift operation of the linear shift register is paused, the shift operation of the linear shift register is performed every time the horizontal synchronization signal is input in the data area period after the blanking area, and the first initial value generating means includes the blanking The first initial value is generated at the time of input of the horizontal synchronization signal in the area, and the encryption means and the second initial value generation means are configured to generate the horizontal synchronization within the data area period after the blanking area. Each time a signal is input, the encryption key and the second initial value are updated in synchronization with the shift operation of the linear shift register of the pseudo random signal generation means, The encryption means encrypts the desired information with the encryption key within the data area period, and the decryption means decrypts the encrypted desired information with the encryption key within the data area period. The information transmission system according to claim 1, wherein: 前記受信装置における前記擬似ランダム信号発生手段は、前記第1の同期信号の一周期内に伝送される前記第2の同期信号の数が所定数でないときは、前記第1の同期信号入力後の前記線形シフトレジスタのシフト動作を休止する前記所定期間内で、前記第1の同期信号の一周期内でのシフト動作回数が規定値になるよう補正する機能を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の情報伝送方式。



The pseudo-random signal generating means in the receiving device is configured to receive a signal after the first synchronization signal is input when the number of the second synchronization signals transmitted within one period of the first synchronization signal is not a predetermined number. And a function of correcting the number of shift operations within one cycle of the first synchronization signal within a predetermined period during which the shift operation of the linear shift register is suspended. Item 1. The information transmission method according to item 1 or 2.



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