JP2834450B2 - 暗号装置 - Google Patents
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- JP2834450B2 JP2834450B2 JP62232957A JP23295787A JP2834450B2 JP 2834450 B2 JP2834450 B2 JP 2834450B2 JP 62232957 A JP62232957 A JP 62232957A JP 23295787 A JP23295787 A JP 23295787A JP 2834450 B2 JP2834450 B2 JP 2834450B2
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【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、暗号鍵をパラメータとして平文から暗号
文を得、及び暗号文から平文を得る暗号装置に関するも
のである。 「従来の技術」 従来のこの種の暗号装置は、例えば特願昭62−37231
「暗号装置」に示されている。この特許出願の第１図及
び第２図を組合わせて実現される暗号装置は、暗号鍵
（以降：鍵という）の長さＮが64ビットである。従っ
て、この暗号装置で得た暗号文を解読するには、鍵の全
て、即ち、2N＝264通りの鍵について暗号文の解読を行
うことができれば、暗号文は解読できる。この様な、鍵
の264回のしらみつぶし検査は、現在のコンピュータ技
術では不可能であるが、コンピュータの計算能力は年々
向上しており、将来は可能となろう。このため、鍵の長
さを64ビット以上に長くすることが必要であり、例えば
鍵の長さＮが128ビットの暗号装置が必要になると考え
られる。 「問題点を解決するための手段」 この発明によれば鍵の長さＮの暗号化復号手段に、小
規模な鍵ブロック分割手段と鍵処理拡張手段とパリティ
処理手段とを追加することにより、鍵の長さＮの暗号装
置と比較して極めて安全な、鍵の長さ2Nの暗号装置を実
現する。 この発明による暗号装置は、鍵の長さがＮビットの暗
号化復号手段に、鍵ブロック分割手段や鍵処理拡張手段
等を追加することにより実現される。 この発明による暗号装置は、鍵ブロックの長さが2Nビ
ットとＮビットの２種類が選択でき、選択された鍵ブロ
ックを使って、ｍビット長の平文ブロックをｍビット長
の暗号文に暗号化し、及びｍビット長の暗号文ブロック
をｍビット長の平文に復号する。更に、鍵パリティ処理
手段をその構成要素とする場合は、鍵ブロックの中のパ
リティビットの有無を指定して、ｍビット長の平文ブロ
ックを暗号化し及びｍビット長の暗号文ブロックを復号
する。 この発明の従来と異なる点は鍵長がＮビットの暗号化
復号手段を用いて、鍵長が2Nビットの暗号装置が実現で
きる。この暗号装置は、鍵ブロックの長さが2Nビットの
暗号と、鍵の長さがＮビットの暗号とが選択できる。 「実施例１」 第１図はこの発明に基づく暗号装置１の一実施例のブ
ロック図であり、Ｎ−64、平文ブロックや暗号文ブロッ
ク長ｍは、ｍ＝64の例である。 暗号装置１は鍵長がＮビットの暗号化復号手段10と、
鍵ブロック分割手段（BS）20と、鍵パリティ処理手段
（PP）30−１及び30−２と、鍵処理拡張手段（EX）40と
よりなり、鍵処理部（KS）50とデータランダム化部（D
R）60とにより暗号化復号手段10が構成される。 鍵ブロック長指定入力部100は鍵ブロック長を2Nビッ
ト（128ビット）とするか、またはＮビット（64ビッ
ト）とするかを指定する。 パリティビット有無指定入力部101は鍵ブロックの中
にパリティビットが有るか、または無いかを指定する。 鍵ブロックの中にパリティビットを指定する場合は、
鍵ブロックのビット位置番号８×i,1≦ｉのビットとす
る。ここで、ブロックの中のビット位置はそのブロック
の最左端ビット（MSB）から右側へ、1,2,…と数える。 102は暗号装置の暗号化動作、または復号動作を指定
する暗号化復号指定入力部であり、103は鍵ブロック入
力部であり、104はデータ入力部であり、105はデータ出
力部である。信号線は、200番台の番号で図中に示す。 次に暗号装置１の各構成要素についてその機能を説明
する。 鍵長がＮビットの暗号化復号手段10 長さがＮビットの鍵ブロックを鍵パリティ処理手段30
−１から入力し、暗号化復号指定入力部102で暗号化を
指定した場合はデータ入力部104からのｍビット（64ビ
ット）の平文をデータ出力部105からｍビット（64ビッ
ト）の暗号文として出力し、暗号化復号指定入力部102
で復号を指定した場合はデータ入力部104からのｍビッ
ト（64ビット）の暗号文をデータ出力部105からｍビッ
ト（64ビット）の平文として出力する「鍵長がＮビット
のブロック暗号化復号手段」である。但し、鍵処理拡張
手段40からは何も入力しない即ち、０を入力する。 鍵ブロック分割手段20 鍵ブロック長指定入力部100により鍵ブロックが128ビ
ットと指定された場合は、鍵ブロック入力部103から入
力する128ビット長の鍵ブロックを64ビットずつ２分割
する。その左半分（以降KLと呼ぶ）を信号線200を介し
て鍵パリティ処理手段30−１へ、その右半分（以降KRと
呼ぶ）を、信号線202を介して鍵パリティ処理手段30−
２へそれぞれ伝える。鍵ブロックが64ビットと指定され
た場合は、この64ビット長の鍵ブロック（以降KLと呼
ぶ）をそのまま信号線200を介して鍵パリティ処理手段3
0−１へ伝え、信号線202へは０を出力する。 鍵パリティ処理手段30−１と30−２ 第２図により説明する。鍵パリティ処理手段30−１及
び30−２にそれぞれ入力した64ビットデータは、８ビッ
トずつ８分割され部分31を通過する。このとき、８ビッ
ト長データ毎にその奇数パリティを検査するパリティ検
査回路32でパリティ検査が行われ、パリティ検査結果が
部分34に伝えられ、パリティビット有無指定入力部101
で鍵ブロックの中にパリティ有りを指定している場合
は、パリティ検査結果が出力部106により暗号装置の外
部に伝えられ、パリティビット有無指定入力部101で鍵
ブロックの中のパリティ無しを指定している場合は、パ
リティ検査結果は暗号装置の外部に伝えられない。部分
31通過後の各データは、パリティビット有無指定入力部
101（207）で鍵ブロックにパリティ有りを指定している
場合は、第３図に示す零設定制御部33でパリティビット
が零に変換される。パリティビット無しを指定している
場合は、なんら変更を受けずそのまま通過する。 鍵処理拡張手段（EX）40 第４図により説明する。入力した64ビット長のデータ
KRの左半分をKR0、右半分をKR1で表わす。U0は排他的論
理和回路41によりKR0とKR1のビット対応の排他的論理和
演算を行い、U0,U1,U2を（但し、U0＝KR0KR1,U1＝KR
0,U2＝KR1,等号＝は右辺を左辺へ代入）、信号線205へ
出力する。 鍵処理部（KS）50 第５図により説明する。信号線205から入力した各32
ビット長のデータU0,U1,U2は、部分51内で分岐し、U0は
データのかき混ぜ処理を行う拡散処理段54の１段目と４
段目の回路52へ、U1は拡散処理段54の２段目と５段目の
回路52へ、U2は拡散処理段54の３段目と６段目の回路52
へ入力する。ここで、回路52は、32ビット巾のビット対
応の排他的論理和回路である。信号線203から入力した6
4ビット長のデータKLは、分割回路53で32ビットずつの
左データ及び右データに分割されて、複数の拡散処理段
54の縦続配列の１段目（初段）に入力される。各拡散処
理段54では右データは、そのまま次段の左データとして
出力すると共に、回路52に供給される。32ビット巾のビ
ット対応の排他的論理和回路55は、前段の左データと回
路52の出力とを入力してこれらを排他的論理和演算す
る。データ拡散手段56は、左データ（α）と回路55の演
算結果（β）とを入力してこれらデータを混ぜ合わせる
データ拡散処理を行い、その出力（fk（α，β））を右
データとして次段の拡散処理段54へ出力する。回路55
は、初段の拡散処理段では適当な定数D0と回路52の出力
を入力して、その他の拡散処理段では前段の左データと
回路52の出力とを入力する。各拡散処理段54のデータ拡
散手段56は、パラメータP0,P1,…,P11を出力する。 パラメータの順序変更部57は暗号化復号指定入力部10
2により暗号化を指定した場合のパラメータの出力順序
は、P4,P5,P6,P7,P0,P1,P2,P3,P8,P9,P10,P11であり、
暗号化復号指定入力部102により復号を指定した場合の
パラメータの出力順序は、P8,P9,P10,P11,P3,P2,P1,P0,
P4,P5,P6,P7である。鍵処理部50から部分51を除いた部
分が、特願昭62−37231の第２図の鍵処理部のブロック
図に相当する部分、但し、回路52は回路51を追加するた
めの追加改造部分である。 データランダム化部（DR）60 第６図により説明する。信号線206から入力されるパ
ラメータについては、１番目から４番目に入力されたパ
ラメータは回路61へ供給され、５番目〜８番目に入力さ
れたパラメータは、それぞれデータ拡散手段64−１〜64
−４に供給され、９番目から12番目に入力されたパラメ
ータは回路67へ供給される。データ入力部104から64ビ
ットの入力データ（平文）が入力され、信号線206をへ
て供給される64ビットのパラメータP4,P5,P6,P7と排他
的論理和回路61により排他的論理和演算され、その出力
の左半分データと、右半分データが排他的論理和回路62
で排他的論理和演算され、次にその出力はデータのかき
混ぜ処理を行うデータ拡散手段64−１と、排他的論理和
回路65−１との組合わせによりデータのかき混ぜが行わ
れ、以下同様にして、データ拡散手段64−２と回路65−
２によるデータかき混ぜ、データ拡散手段64−３と回路
65−３によるデータかき混ぜ、データ拡散手段64−４と
回路64−４によるデータかき混ぜの処理を受け、排他的
論理和回路66で右半分データと左半分データの排他的論
理和演算を、排他的論理和回路67で、信号線206をへて
供給される64ビットのパラメータP8,P9,P10,P11と排他
的論理和演算され、その64ビットの出力がデータランダ
ム化部60の出力（暗号文）となりデータ出力部105へ出
力される。入力データとして暗号文を入力した場合は、
以上述べたパラメータデータは、回路61には、P8,P9,P
10,P11を、データ拡散手段64−1,64−2,64−3,64−４に
は、P3,P2,P0 P1を、回路67にはP4,P5,P6,P7を入力する
と、暗号文が復号された平文が105から出力される。デ
ータランダム化部60は、特願昭62−37231の第１図の暗
号処理部のブロック図に相当する。 暗号装置の動作 最初に鍵ブロック長指定入力部100で、鍵ブロック長
を128ビットとするか64ビットとするかを指定し、パリ
ティビット有無指定入力部101で鍵ブロックのパリティ
ビット有無を指定し、暗号化復号指定入力部102で暗号
化を行うか復号を行うかを指定する。鍵ブロックを鍵ブ
ロック入力部103から入力し、暗号化指定の場合はデー
タ入力部104から平文を、復号指定の場合はデータ入力
部104から暗号文を入力する。鍵ブロックが128ビット指
定の場合は、鍵ブロックが鍵ブロック分割手段20で２分
され、その左半分（KL）は信号線200をへて鍵パリティ
処理手段30−１へ、その右半分（KR）は信号線202をへ
て鍵パリティ処理手段30−２へ伝えられる。鍵ブロック
の長さ64ビットを指定した場合は、入力した鍵ブロック
（KL）は信号線200をへて鍵パリティ処理手段30−１へ
伝えられ、信号線202へは０を出力する。信号線200上の
ブロック値をKL、信号線202上のブロック値をKRで表わ
す。鍵ブロックのパリティ無しを指定した場合は、KLは
鍵パリティ処理手段30−１を、KRは鍵パリティ処理手段
30−２をそのまま通過し、それぞれ信号線203または204
をへて鍵処理部50または鍵処理拡張手段40へ伝えられ
る。鍵ブロックのパリティ有りを指定した場合は、KLと
KRともそれらの全パリティビットが０に設定され、信号
線203または204をへて鍵処理部50または鍵処理拡張手段
40へ伝えられる。鍵ブロックのパリティエラーの有り無
しの検出結果は、出力部106をへて暗号装置の外部に伝
えられる。鍵処理拡張手段40に入力したKRは、鍵の拡張
処理を受け96ビット長データとして信号線205をへて鍵
処理部50へ伝えられる。信号線203をへて鍵処理部50に
入力したデータ（KL）は、信号線205から入力された96
ビット長データと一定の処理を受ける。鍵処理部50は、
暗号化復号指定入力部102の暗号化または復号の指定に
従い、各16ビット長の12個のパラメータPi（１≦ｉ≦1
6）を信号線206から一定順序で出力する。データランダ
ム化部60はデータ入力部104からの入力データ（平文ま
たは暗号文）を、信号線206からのパラメータを受け入
れて一定の処理を行い、データ出力部105から出力デー
タ（暗号文または平文）を出力する。 以上述べた暗号装置の動作を、数式を用いて再度説明
する。 ブロックB1,B2,…をこの順序にならべてできるブロッ
ク、即ち、B1,B2,…の連結を、（B1,B2,…）で表わす。
は、ブロック間のビット対応の排他的論理和演算を表
わす。例えば、B1＝00001111,B2＝00111100のとき、B1
B2＝00110011である。等号＝は、右辺を左辺に代入す
ることを表わす。 （鍵ブロック分割手段20の処理） KL,KRは64ビット長ブロックを表わす変数とする。鍵
ブロック長が128ビットを指定した場合は、入力した鍵
を64ビットずつ２分し、KL＝鍵の左半分、KR＝鍵の右半
分とする。鍵ブロック長＝64ビットを指定した場合は、
KL＝入力した鍵、KR＝０とする。 （鍵パリティ処理手段30−１と30−２の処理） 変数PATを64ビット長ブロックとし、その値は、その
ビット位置の8,16,24,32,40,48,56,64は０、その他のビ
ット位置は全て１とする。即ち、 PAT＝fefefefefefefefe（16進数表現） とする。次に、入力した鍵の中のパリティビット有りを
指定した場合に限り、KL＝KLPAT,KR＝KRPATとす
る。 （鍵処理拡張手段40の処理） KRを、２分割し、KR0,KR1で表わす。即ち、KR＝（KR
0,KR1）とする。次に、32ビット長のブロックU0,U1,U2
を次式で定める。 U0＝KR0KR1 U1＝KR0 U2＝KR1 （鍵処理部50の処理） 32ビット長のブロックWi,i＝1,2,3,4,5,6を次式で表
わす。 W0＝U0 W1＝U1 W2＝U2 W3＝U0 W4＝U1 W5＝U2 Ar,Br,Drは、32ビット長ブロックを表わす変数とす
る。 全ビットが０の32ビット長ブロックを表わす。KLを２分
割し、左半分をA0と右半分B0とする。即ち、KL＝（A0,B
0）とする。 最初に、 ｒ＝１〜６について、Pi（ｉ＝０〜11）を定める。 Dr＝Ar-1 Ar＝Br-1 Br＝fk（Ar-1,Br-1Dr-1Wr-1） P2（r-1）＝Brl P2（r-1）+1＝Brr ここで、BrlはBrの左半分、BrrはBrの右半分を表わ
し、Br＝（Brl,Brr）である。関数fk（α，β）は、32
ビット長ブロックのαとβを入力してその各ビットをか
き混ぜる処理（データ拡散）を行い、その結果を32ビッ
ト長ブロックとして出力する関数であり、例えば、特願
昭62−37231の第７図に示されるデータ拡張手段を使っ
て実現する。 暗号化を指定した場合は、Piは次の順序で信号線206
から出力する。 P4,P5,P6,P7, P0,P1,P2,P3, P8,P9,P10,P11 復号を指定した場合は、Piは次の順序で信号線206か
ら出力する。 P8,P9,P10,P11, P3,P2,P1,P0, P4,P5,P6,P7 （データランダム化部60） （暗号化指定の場合） 平文ブロックの左右それぞれ４バイトのブロックを
L0,R0として、まず 続いて、ｒ＝１〜４について、RrとLrを逐次計算す
る。 Rr＝Lr-1ｆ（Rr-1,Pr-1） Lr＝Rr-1 次に、R4,L4に対して 暗号文ブロックは（R4,L4）で得られる。 ここで、関数ｆは（α，β）は、32ビット長ブロック
のαと16ビット長のブロックβを入力してその各ビット
をかき混ぜる処理（データ拡散）を行い、その結果を32
ビット長ブロックとして出力する関数であり、例えば、
特願昭62−37231の第５図に示されるデータ拡散手段を
使って実現する。 （復号指定の場合） 暗号文ブロックの左右それぞれ４バイトのブロックを
R4,L4として、まず、 続いて、ｒ＝４〜１について、Lr-1とRr-1を逐次計算す
る。 Lr-1＝Rrｆ（Lr,Pr-1） Rr-1＝Lr 最後に、L0,R0に対して 平文ブロックは、（L0,R0）で得られる。 「実施例２」 この発明による暗号装置の他の実施例は、実施例１か
ら、鍵パリティ処理手段30−１と30−２、及び入力部10
1と出力部106を省いたものである。信号線200は信号線2
03に接続し、信号線202は信号線204へ接続する。実施例
２の動作は、実施例１の動作で鍵パリティ処理手段30−
１と30−２の動作を省いたものに等しい。 「実施例３」 この発明による暗号装置の更に他の実施例は、実施例
１から、鍵ブロック分割手段20、鍵パリティ処理手段30
−２と鍵処理拡張手段40を省いたものである。ここで、
入力部103は、信号線203へ接続する。信号線205へは、
０を、即ち、U0＝0,U1＝0,U3＝０を入力する。実施例３
の動作は、実施例１の動作で、鍵ブロック長＝64ビット
を指定したときの動作に等しい。 「発明の効果」 以上述べたように構成されているから、入力された2N
ビットの鍵ブロックが２つのＮビット鍵ブッロクに分割
され、その一方は従来のＮビット鍵処理部に入力され、
このままその出力パラメータP0〜P16のとり得る値は2N
であるが、前記Ｎビット鍵ブロックの他方は鍵処理拡張
手段で３つのN/2ビットの鍵ブロックに拡張され、その
各１つのN/2ビット鍵ブロックにより鍵処理部の２つの
拡散処理段にそれぞれ拡散パラメータとして与えられ、
これにより出力パラメータP0〜P16は2N通りの値をとり
得ることになり、従来のＮビットの鍵にもとづく2N通り
の各値が前記拡散パラメータにより2N通りの値をとり得
ることになり、従って、出力パラメータP0〜P16は全体
で2N×2N＝22Nの値をとり得ることになる。 鍵ブロック分割手段、鍵処理拡張手段など比較的簡単
なものを、従来のＮビット鍵暗号装置に追加すればよ
く、鍵長がＮビットの暗号化復号手段から、鍵長が2Nビ
ットの暗号装置が容易に実現できる。
文を得、及び暗号文から平文を得る暗号装置に関するも
のである。 「従来の技術」 従来のこの種の暗号装置は、例えば特願昭62−37231
「暗号装置」に示されている。この特許出願の第１図及
び第２図を組合わせて実現される暗号装置は、暗号鍵
（以降：鍵という）の長さＮが64ビットである。従っ
て、この暗号装置で得た暗号文を解読するには、鍵の全
て、即ち、2N＝264通りの鍵について暗号文の解読を行
うことができれば、暗号文は解読できる。この様な、鍵
の264回のしらみつぶし検査は、現在のコンピュータ技
術では不可能であるが、コンピュータの計算能力は年々
向上しており、将来は可能となろう。このため、鍵の長
さを64ビット以上に長くすることが必要であり、例えば
鍵の長さＮが128ビットの暗号装置が必要になると考え
られる。 「問題点を解決するための手段」 この発明によれば鍵の長さＮの暗号化復号手段に、小
規模な鍵ブロック分割手段と鍵処理拡張手段とパリティ
処理手段とを追加することにより、鍵の長さＮの暗号装
置と比較して極めて安全な、鍵の長さ2Nの暗号装置を実
現する。 この発明による暗号装置は、鍵の長さがＮビットの暗
号化復号手段に、鍵ブロック分割手段や鍵処理拡張手段
等を追加することにより実現される。 この発明による暗号装置は、鍵ブロックの長さが2Nビ
ットとＮビットの２種類が選択でき、選択された鍵ブロ
ックを使って、ｍビット長の平文ブロックをｍビット長
の暗号文に暗号化し、及びｍビット長の暗号文ブロック
をｍビット長の平文に復号する。更に、鍵パリティ処理
手段をその構成要素とする場合は、鍵ブロックの中のパ
リティビットの有無を指定して、ｍビット長の平文ブロ
ックを暗号化し及びｍビット長の暗号文ブロックを復号
する。 この発明の従来と異なる点は鍵長がＮビットの暗号化
復号手段を用いて、鍵長が2Nビットの暗号装置が実現で
きる。この暗号装置は、鍵ブロックの長さが2Nビットの
暗号と、鍵の長さがＮビットの暗号とが選択できる。 「実施例１」 第１図はこの発明に基づく暗号装置１の一実施例のブ
ロック図であり、Ｎ−64、平文ブロックや暗号文ブロッ
ク長ｍは、ｍ＝64の例である。 暗号装置１は鍵長がＮビットの暗号化復号手段10と、
鍵ブロック分割手段（BS）20と、鍵パリティ処理手段
（PP）30−１及び30−２と、鍵処理拡張手段（EX）40と
よりなり、鍵処理部（KS）50とデータランダム化部（D
R）60とにより暗号化復号手段10が構成される。 鍵ブロック長指定入力部100は鍵ブロック長を2Nビッ
ト（128ビット）とするか、またはＮビット（64ビッ
ト）とするかを指定する。 パリティビット有無指定入力部101は鍵ブロックの中
にパリティビットが有るか、または無いかを指定する。 鍵ブロックの中にパリティビットを指定する場合は、
鍵ブロックのビット位置番号８×i,1≦ｉのビットとす
る。ここで、ブロックの中のビット位置はそのブロック
の最左端ビット（MSB）から右側へ、1,2,…と数える。 102は暗号装置の暗号化動作、または復号動作を指定
する暗号化復号指定入力部であり、103は鍵ブロック入
力部であり、104はデータ入力部であり、105はデータ出
力部である。信号線は、200番台の番号で図中に示す。 次に暗号装置１の各構成要素についてその機能を説明
する。 鍵長がＮビットの暗号化復号手段10 長さがＮビットの鍵ブロックを鍵パリティ処理手段30
−１から入力し、暗号化復号指定入力部102で暗号化を
指定した場合はデータ入力部104からのｍビット（64ビ
ット）の平文をデータ出力部105からｍビット（64ビッ
ト）の暗号文として出力し、暗号化復号指定入力部102
で復号を指定した場合はデータ入力部104からのｍビッ
ト（64ビット）の暗号文をデータ出力部105からｍビッ
ト（64ビット）の平文として出力する「鍵長がＮビット
のブロック暗号化復号手段」である。但し、鍵処理拡張
手段40からは何も入力しない即ち、０を入力する。 鍵ブロック分割手段20 鍵ブロック長指定入力部100により鍵ブロックが128ビ
ットと指定された場合は、鍵ブロック入力部103から入
力する128ビット長の鍵ブロックを64ビットずつ２分割
する。その左半分（以降KLと呼ぶ）を信号線200を介し
て鍵パリティ処理手段30−１へ、その右半分（以降KRと
呼ぶ）を、信号線202を介して鍵パリティ処理手段30−
２へそれぞれ伝える。鍵ブロックが64ビットと指定され
た場合は、この64ビット長の鍵ブロック（以降KLと呼
ぶ）をそのまま信号線200を介して鍵パリティ処理手段3
0−１へ伝え、信号線202へは０を出力する。 鍵パリティ処理手段30−１と30−２ 第２図により説明する。鍵パリティ処理手段30−１及
び30−２にそれぞれ入力した64ビットデータは、８ビッ
トずつ８分割され部分31を通過する。このとき、８ビッ
ト長データ毎にその奇数パリティを検査するパリティ検
査回路32でパリティ検査が行われ、パリティ検査結果が
部分34に伝えられ、パリティビット有無指定入力部101
で鍵ブロックの中にパリティ有りを指定している場合
は、パリティ検査結果が出力部106により暗号装置の外
部に伝えられ、パリティビット有無指定入力部101で鍵
ブロックの中のパリティ無しを指定している場合は、パ
リティ検査結果は暗号装置の外部に伝えられない。部分
31通過後の各データは、パリティビット有無指定入力部
101（207）で鍵ブロックにパリティ有りを指定している
場合は、第３図に示す零設定制御部33でパリティビット
が零に変換される。パリティビット無しを指定している
場合は、なんら変更を受けずそのまま通過する。 鍵処理拡張手段（EX）40 第４図により説明する。入力した64ビット長のデータ
KRの左半分をKR0、右半分をKR1で表わす。U0は排他的論
理和回路41によりKR0とKR1のビット対応の排他的論理和
演算を行い、U0,U1,U2を（但し、U0＝KR0KR1,U1＝KR
0,U2＝KR1,等号＝は右辺を左辺へ代入）、信号線205へ
出力する。 鍵処理部（KS）50 第５図により説明する。信号線205から入力した各32
ビット長のデータU0,U1,U2は、部分51内で分岐し、U0は
データのかき混ぜ処理を行う拡散処理段54の１段目と４
段目の回路52へ、U1は拡散処理段54の２段目と５段目の
回路52へ、U2は拡散処理段54の３段目と６段目の回路52
へ入力する。ここで、回路52は、32ビット巾のビット対
応の排他的論理和回路である。信号線203から入力した6
4ビット長のデータKLは、分割回路53で32ビットずつの
左データ及び右データに分割されて、複数の拡散処理段
54の縦続配列の１段目（初段）に入力される。各拡散処
理段54では右データは、そのまま次段の左データとして
出力すると共に、回路52に供給される。32ビット巾のビ
ット対応の排他的論理和回路55は、前段の左データと回
路52の出力とを入力してこれらを排他的論理和演算す
る。データ拡散手段56は、左データ（α）と回路55の演
算結果（β）とを入力してこれらデータを混ぜ合わせる
データ拡散処理を行い、その出力（fk（α，β））を右
データとして次段の拡散処理段54へ出力する。回路55
は、初段の拡散処理段では適当な定数D0と回路52の出力
を入力して、その他の拡散処理段では前段の左データと
回路52の出力とを入力する。各拡散処理段54のデータ拡
散手段56は、パラメータP0,P1,…,P11を出力する。 パラメータの順序変更部57は暗号化復号指定入力部10
2により暗号化を指定した場合のパラメータの出力順序
は、P4,P5,P6,P7,P0,P1,P2,P3,P8,P9,P10,P11であり、
暗号化復号指定入力部102により復号を指定した場合の
パラメータの出力順序は、P8,P9,P10,P11,P3,P2,P1,P0,
P4,P5,P6,P7である。鍵処理部50から部分51を除いた部
分が、特願昭62−37231の第２図の鍵処理部のブロック
図に相当する部分、但し、回路52は回路51を追加するた
めの追加改造部分である。 データランダム化部（DR）60 第６図により説明する。信号線206から入力されるパ
ラメータについては、１番目から４番目に入力されたパ
ラメータは回路61へ供給され、５番目〜８番目に入力さ
れたパラメータは、それぞれデータ拡散手段64−１〜64
−４に供給され、９番目から12番目に入力されたパラメ
ータは回路67へ供給される。データ入力部104から64ビ
ットの入力データ（平文）が入力され、信号線206をへ
て供給される64ビットのパラメータP4,P5,P6,P7と排他
的論理和回路61により排他的論理和演算され、その出力
の左半分データと、右半分データが排他的論理和回路62
で排他的論理和演算され、次にその出力はデータのかき
混ぜ処理を行うデータ拡散手段64−１と、排他的論理和
回路65−１との組合わせによりデータのかき混ぜが行わ
れ、以下同様にして、データ拡散手段64−２と回路65−
２によるデータかき混ぜ、データ拡散手段64−３と回路
65−３によるデータかき混ぜ、データ拡散手段64−４と
回路64−４によるデータかき混ぜの処理を受け、排他的
論理和回路66で右半分データと左半分データの排他的論
理和演算を、排他的論理和回路67で、信号線206をへて
供給される64ビットのパラメータP8,P9,P10,P11と排他
的論理和演算され、その64ビットの出力がデータランダ
ム化部60の出力（暗号文）となりデータ出力部105へ出
力される。入力データとして暗号文を入力した場合は、
以上述べたパラメータデータは、回路61には、P8,P9,P
10,P11を、データ拡散手段64−1,64−2,64−3,64−４に
は、P3,P2,P0 P1を、回路67にはP4,P5,P6,P7を入力する
と、暗号文が復号された平文が105から出力される。デ
ータランダム化部60は、特願昭62−37231の第１図の暗
号処理部のブロック図に相当する。 暗号装置の動作 最初に鍵ブロック長指定入力部100で、鍵ブロック長
を128ビットとするか64ビットとするかを指定し、パリ
ティビット有無指定入力部101で鍵ブロックのパリティ
ビット有無を指定し、暗号化復号指定入力部102で暗号
化を行うか復号を行うかを指定する。鍵ブロックを鍵ブ
ロック入力部103から入力し、暗号化指定の場合はデー
タ入力部104から平文を、復号指定の場合はデータ入力
部104から暗号文を入力する。鍵ブロックが128ビット指
定の場合は、鍵ブロックが鍵ブロック分割手段20で２分
され、その左半分（KL）は信号線200をへて鍵パリティ
処理手段30−１へ、その右半分（KR）は信号線202をへ
て鍵パリティ処理手段30−２へ伝えられる。鍵ブロック
の長さ64ビットを指定した場合は、入力した鍵ブロック
（KL）は信号線200をへて鍵パリティ処理手段30−１へ
伝えられ、信号線202へは０を出力する。信号線200上の
ブロック値をKL、信号線202上のブロック値をKRで表わ
す。鍵ブロックのパリティ無しを指定した場合は、KLは
鍵パリティ処理手段30−１を、KRは鍵パリティ処理手段
30−２をそのまま通過し、それぞれ信号線203または204
をへて鍵処理部50または鍵処理拡張手段40へ伝えられ
る。鍵ブロックのパリティ有りを指定した場合は、KLと
KRともそれらの全パリティビットが０に設定され、信号
線203または204をへて鍵処理部50または鍵処理拡張手段
40へ伝えられる。鍵ブロックのパリティエラーの有り無
しの検出結果は、出力部106をへて暗号装置の外部に伝
えられる。鍵処理拡張手段40に入力したKRは、鍵の拡張
処理を受け96ビット長データとして信号線205をへて鍵
処理部50へ伝えられる。信号線203をへて鍵処理部50に
入力したデータ（KL）は、信号線205から入力された96
ビット長データと一定の処理を受ける。鍵処理部50は、
暗号化復号指定入力部102の暗号化または復号の指定に
従い、各16ビット長の12個のパラメータPi（１≦ｉ≦1
6）を信号線206から一定順序で出力する。データランダ
ム化部60はデータ入力部104からの入力データ（平文ま
たは暗号文）を、信号線206からのパラメータを受け入
れて一定の処理を行い、データ出力部105から出力デー
タ（暗号文または平文）を出力する。 以上述べた暗号装置の動作を、数式を用いて再度説明
する。 ブロックB1,B2,…をこの順序にならべてできるブロッ
ク、即ち、B1,B2,…の連結を、（B1,B2,…）で表わす。
は、ブロック間のビット対応の排他的論理和演算を表
わす。例えば、B1＝00001111,B2＝00111100のとき、B1
B2＝00110011である。等号＝は、右辺を左辺に代入す
ることを表わす。 （鍵ブロック分割手段20の処理） KL,KRは64ビット長ブロックを表わす変数とする。鍵
ブロック長が128ビットを指定した場合は、入力した鍵
を64ビットずつ２分し、KL＝鍵の左半分、KR＝鍵の右半
分とする。鍵ブロック長＝64ビットを指定した場合は、
KL＝入力した鍵、KR＝０とする。 （鍵パリティ処理手段30−１と30−２の処理） 変数PATを64ビット長ブロックとし、その値は、その
ビット位置の8,16,24,32,40,48,56,64は０、その他のビ
ット位置は全て１とする。即ち、 PAT＝fefefefefefefefe（16進数表現） とする。次に、入力した鍵の中のパリティビット有りを
指定した場合に限り、KL＝KLPAT,KR＝KRPATとす
る。 （鍵処理拡張手段40の処理） KRを、２分割し、KR0,KR1で表わす。即ち、KR＝（KR
0,KR1）とする。次に、32ビット長のブロックU0,U1,U2
を次式で定める。 U0＝KR0KR1 U1＝KR0 U2＝KR1 （鍵処理部50の処理） 32ビット長のブロックWi,i＝1,2,3,4,5,6を次式で表
わす。 W0＝U0 W1＝U1 W2＝U2 W3＝U0 W4＝U1 W5＝U2 Ar,Br,Drは、32ビット長ブロックを表わす変数とす
る。 全ビットが０の32ビット長ブロックを表わす。KLを２分
割し、左半分をA0と右半分B0とする。即ち、KL＝（A0,B
0）とする。 最初に、 ｒ＝１〜６について、Pi（ｉ＝０〜11）を定める。 Dr＝Ar-1 Ar＝Br-1 Br＝fk（Ar-1,Br-1Dr-1Wr-1） P2（r-1）＝Brl P2（r-1）+1＝Brr ここで、BrlはBrの左半分、BrrはBrの右半分を表わ
し、Br＝（Brl,Brr）である。関数fk（α，β）は、32
ビット長ブロックのαとβを入力してその各ビットをか
き混ぜる処理（データ拡散）を行い、その結果を32ビッ
ト長ブロックとして出力する関数であり、例えば、特願
昭62−37231の第７図に示されるデータ拡張手段を使っ
て実現する。 暗号化を指定した場合は、Piは次の順序で信号線206
から出力する。 P4,P5,P6,P7, P0,P1,P2,P3, P8,P9,P10,P11 復号を指定した場合は、Piは次の順序で信号線206か
ら出力する。 P8,P9,P10,P11, P3,P2,P1,P0, P4,P5,P6,P7 （データランダム化部60） （暗号化指定の場合） 平文ブロックの左右それぞれ４バイトのブロックを
L0,R0として、まず 続いて、ｒ＝１〜４について、RrとLrを逐次計算す
る。 Rr＝Lr-1ｆ（Rr-1,Pr-1） Lr＝Rr-1 次に、R4,L4に対して 暗号文ブロックは（R4,L4）で得られる。 ここで、関数ｆは（α，β）は、32ビット長ブロック
のαと16ビット長のブロックβを入力してその各ビット
をかき混ぜる処理（データ拡散）を行い、その結果を32
ビット長ブロックとして出力する関数であり、例えば、
特願昭62−37231の第５図に示されるデータ拡散手段を
使って実現する。 （復号指定の場合） 暗号文ブロックの左右それぞれ４バイトのブロックを
R4,L4として、まず、 続いて、ｒ＝４〜１について、Lr-1とRr-1を逐次計算す
る。 Lr-1＝Rrｆ（Lr,Pr-1） Rr-1＝Lr 最後に、L0,R0に対して 平文ブロックは、（L0,R0）で得られる。 「実施例２」 この発明による暗号装置の他の実施例は、実施例１か
ら、鍵パリティ処理手段30−１と30−２、及び入力部10
1と出力部106を省いたものである。信号線200は信号線2
03に接続し、信号線202は信号線204へ接続する。実施例
２の動作は、実施例１の動作で鍵パリティ処理手段30−
１と30−２の動作を省いたものに等しい。 「実施例３」 この発明による暗号装置の更に他の実施例は、実施例
１から、鍵ブロック分割手段20、鍵パリティ処理手段30
−２と鍵処理拡張手段40を省いたものである。ここで、
入力部103は、信号線203へ接続する。信号線205へは、
０を、即ち、U0＝0,U1＝0,U3＝０を入力する。実施例３
の動作は、実施例１の動作で、鍵ブロック長＝64ビット
を指定したときの動作に等しい。 「発明の効果」 以上述べたように構成されているから、入力された2N
ビットの鍵ブロックが２つのＮビット鍵ブッロクに分割
され、その一方は従来のＮビット鍵処理部に入力され、
このままその出力パラメータP0〜P16のとり得る値は2N
であるが、前記Ｎビット鍵ブロックの他方は鍵処理拡張
手段で３つのN/2ビットの鍵ブロックに拡張され、その
各１つのN/2ビット鍵ブロックにより鍵処理部の２つの
拡散処理段にそれぞれ拡散パラメータとして与えられ、
これにより出力パラメータP0〜P16は2N通りの値をとり
得ることになり、従来のＮビットの鍵にもとづく2N通り
の各値が前記拡散パラメータにより2N通りの値をとり得
ることになり、従って、出力パラメータP0〜P16は全体
で2N×2N＝22Nの値をとり得ることになる。 鍵ブロック分割手段、鍵処理拡張手段など比較的簡単
なものを、従来のＮビット鍵暗号装置に追加すればよ
く、鍵長がＮビットの暗号化復号手段から、鍵長が2Nビ
ットの暗号装置が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は鍵パリティ処理手段を示すブロック図、第３図は零設
定制御部を示すブロック図、第４図は鍵処理拡張手段を
示すブロック図、第５図は鍵処理部を示すブロック図、
第６図はデータランダム化部を示すブロック図である。
は鍵パリティ処理手段を示すブロック図、第３図は零設
定制御部を示すブロック図、第４図は鍵処理拡張手段を
示すブロック図、第５図は鍵処理部を示すブロック図、
第６図はデータランダム化部を示すブロック図である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Ｎビットの鍵ブロックが鍵処理手段の縦続接続され
た６段の拡散処理段の初段に入力され、各拡散処理段か
ら２つのN/2ビットのパラメータが、暗号化と復号化に
応じた予め決められた順に鍵処理手段から出力され、 縦続接続された４段のデータ拡散手段よりなるデータラ
ンダム化手段の初段のデータ拡散手段の平文または暗号
文が入力され、上記鍵処理手段よりのパラメータがデー
タランダム化手段に与えられて、これらパラメータによ
り上記平文または暗号文が拡散処理されて、暗号文また
は平文を出力する暗号装置において、 入力された2Nビットの鍵ブロックを各Ｎビットの鍵ブロ
ックに分割し、その分割された鍵ブロックの一方を上記
鍵処理手段にＮビットの鍵ブロックとして入力する鍵ブ
ロック分割手段と、 上記分割されたＮビット鍵ブロックの他方をN/2ビット
の鍵ブロックに分割した２つのN/2ビットの鍵ブロック
と、これら２つのN/2ビット鍵ブロックの排他的論理和
をとったN/2ビットの鍵ブロックとに拡張し、これら３
つのN/2ビット鍵ブロックを上記鍵処理手段の６つの拡
散処理段の各２つにそれぞれその拡散パラメータとして
与える鍵処理拡張手段と、 を具備することを特徴とする暗号装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232957A JP2834450B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 暗号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232957A JP2834450B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 暗号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6474582A JPS6474582A (en) | 1989-03-20 |
| JP2834450B2 true JP2834450B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=16947516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62232957A Expired - Lifetime JP2834450B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 暗号装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834450B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201871B1 (en) * | 1998-08-19 | 2001-03-13 | Qualcomm Incorporated | Secure processing for authentication of a wireless communications device |
| US7366302B2 (en) * | 2003-08-25 | 2008-04-29 | Sony Corporation | Apparatus and method for an iterative cryptographic block |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62232957A patent/JP2834450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｈｏｊｉ Ｍｉｙａｇｕｃｈｉ，Ａｋｉｒａ Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ"Ａｎ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ａ Ｆａｓｔ Ｄａｔａ Ｅｎｃｉｐｈｃｒｍｅｎｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＦＥＡＬ"第１０回情報理論とその応用シンポジウム予稿集，ＪＡ７−２−１〜７−２−４，１９９７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6474582A (en) | 1989-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |