JP2951311B1

JP2951311B1 - 移動通信ダイナミックセキュアグルーピング通信方式

Info

Publication number: JP2951311B1
Application number: JP10078543A
Authority: JP
Inventors: 大助石井
Original assignee: KODO IDO TSUSHIN SEKYURITEI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: KODO IDO TSUSHIN SEKYURITEI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JPH11262069A

Abstract

【要約】【課題】グループの構成が常に変化する移動通信のグ
ループ通信において、同報メッセージの秘密を確保する
ためのグループ鍵を不要にする。【解決手段】端末Ａ，Ｂ，Ｃからなるグループ(a)に
おいて、端末Ａから端末Ｂ，Ｃにグループ通信を行なう
場合(b)、メッセージを送信単位に分割して、送信単位
ごとに異なる共通暗号鍵により暗号化する。共通暗号鍵
を端末Ａと端末Ｂの公開暗号化鍵で暗号化する。暗号化
されたメッセージと、各端末Ｂ，Ｃごとに暗号化された
複数の共通暗号鍵をまとめて各受信端末Ｂ，Ｃに同報送
信する。受信端末Ｂ，Ｃでは、公開鍵の復号鍵で共通暗
号鍵を復号し、復号した共通暗号鍵でメッセージを復号
する。他の端末は、共通暗号鍵を復号できず、送信単位
の異なる共通暗号鍵も使えないので、メッセージの秘密
は確保できる。端末Ｂから送信する場合(c)、端末Ｃか
ら送信する場合(d)も同様である。端末対応の公開鍵を
使い、グループ鍵を必要としないので、公開鍵の復号化
鍵のみを秘密に保管するだけでグループ通信の秘密を確
保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信ダイナミ
ックセキュアグループ通信方式に関し、特に、動的に変
化する複数の移動通信端末のグループに対する通信のセ
キュリティを暗号によって確保するダイナミックセキュ
アグルーピング通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、移動通信端末を用いてグループ通
信を行なう場合は、グループ暗号化鍵を使用して通信の
秘密を確保していた。図10のように、暗号通信を行う端
末が、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと４台ある場合、グループ構成ご
とに共通の鍵を有していた。図10の場合、１対１の通信
を除くと、グループ構成としては、ＡＢＣ、ＢＣＤ、Ｃ
ＤＡ、ＡＢＣＤの４つがあり、それぞれのグループ構成
ごとに共通の鍵を有していた。つまり、ＡＢＣというグ
ループ構成では、端末Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ共通鍵とし
て鍵Ｋ_ABCを持ち、ＢＣＤというグループ構成では、端
末Ｂ、Ｃ、Ｄがそれぞれ共通鍵として鍵Ｋ_BCDを持つ。
端末Ａは、Ｋ_ABC、Ｋ_CDA、Ｋ_ABCDの３つのグループ鍵を
持って管理している。端末Ｂ、Ｃ、Ｄも同じく、３つの
グループ鍵を管理している。更に、端末が５台となる場
合は、11個のグループ鍵が存在し、各端末は、それぞれ
８つの鍵を管理しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、グループ
を構成する端末が増えると、グループ鍵の数は、構成端
末の増加よりもはるかに激しく増加する。そして、この
多くの鍵がグループを構成するグループ以外へ漏れるこ
とがないように管理することが必要である。同一の鍵を
持った端末が複数台あるので、どれか１台からでも鍵の
秘密が漏れると、そのグループの全ての端末に影響を与
える。したがって、一対一の通信の場合より鍵の管理が
重要になる。共通暗号鍵を使用した場合には、配送途中
で鍵を盗まれるという危険があるので、鍵の配送にも注
意する必要がある。

【０００４】また、新たにグループに端末が加わった場
合、あるいは、グループから端末が抜けた場合、更に
は、グループから１度抜けた端末が再度グループに加わ
った場合のように、グループ構成端末が時々刻々変化す
るとき、鍵をいかに管理するかという問題がある。つま
り、新たにグループに端末が加わった場合には、その端
末に鍵を配布しなければならない。また、端末が抜けた
場合、その端末に関連する鍵を全て廃棄しなければなら
ない。１度抜けた端末を再度グループに加える場合、過
去に使っていた鍵を使うのか、新たに作って配布するの
かなどの問題がある。このようなことが時々刻々行われ
るので、従来の固定的に管理された鍵では、すばやく鍵
を変更することが出来ないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記の問題を解決し、動的に変
化する複数の移動通信端末のグループに対する通信のセ
キュリティを暗号によって確保するダイナミックセキュ
アグルーピング通信方式を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、ダイナミックセキュアグルーピング
通信方式を、グループの各受信端末に送信するメッセー
ジを送信単位に分割して、送信単位ごとに送信内容を共
通暗号鍵により暗号化し、共通暗号鍵を各受信端末の公
開暗号方式の暗号化鍵で暗号化し、暗号化された１送信
単位のメッセージとグループの各受信者の暗号化鍵で暗
号化した共通暗号鍵を組にして同報送信する構成とし
た。

【０００７】このように構成したことにより、動的に変
化する複数の移動通信端末のグループに対する通信のセ
キュリティを、送信単位ごとに異なる共通暗号鍵と、端
末対応の公開暗号化鍵とによって確保することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
複数の通信端末からなる移動通信ダイナミックセキュア
グルーピング通信方式において、各通信端末は、送信メ
ッセージを所定の長さのメッセージ単位に区切る手段
と、前記メッセージ単位ごとに共通暗号鍵で暗号化する
手段と、送信ごとにグループを構成する送信先端末を指
定して前記共通暗号鍵を送信先通信端末対応の個別暗号
化鍵で暗号化する手段と、１つの暗号化メッセージ単位
と前記個別暗号化鍵で暗号化した複数の共通暗号鍵とを
組にして複数の通信端末からなるグループに同報通信を
行なう手段と、前記共通暗号鍵を１つの暗号化メッセー
ジ単位の送信ごとに更新する手段とを具備し、複数の通
信端末が送信ごとに送信先端末を指定して相互に送信受
信を行うことでグループを形成する移動通信ダイナミッ
クセキュアグルーピング通信方式であり、共通暗号鍵を
グループの各通信端末対応の個別暗号化鍵で暗号化する
ことにより、グループの通信端末を特定して通信の秘密
を確保するとともに、暗号解読を困難にするという作用
を有する。

【０００９】本発明の請求項２記載の発明は、請求項１
記載の移動通信ダイナミックセキュアグループ通信方式
において、前記個別暗号化鍵として公開鍵方式の公開鍵
を用いるものであり、個別暗号化鍵の配送を不要にする
という作用を有する。

【００１０】本発明の請求項３記載の発明は、請求項１
記載の移動通信ダイナミックセキュアグループ通信方式
において、前記通信端末と無線により結ばれる無線基地
局と、前記通信端末に送られる暗号化メッセージ単位と
前記個別暗号化鍵で暗号化した共通暗号鍵を一時記憶す
る移動端末代理局と、前記無線基地局と前記移動端末代
理局とに接続され前記無線基地局と前記通信端末と前記
移動端末代理局を制御する制御局とを有するものであ
り、受信端末の一時的な受信エラーを移動端末代理局に
より回復するという作用を有する。

【００１１】本発明の請求項４記載の発明は、共通暗号
鍵を発生する手段と、送信メッセージを所定の長さのメ
ッセージ単位に区切る手段と、前記メッセージ単位ごと
に前記共通暗号鍵で暗号化する手段と、送信ごとにグル
ープを構成する送信先端末を指定して前記共通暗号鍵を
送信先通信端末対応の個別暗号化鍵で暗号化する手段
と、１つの暗号化メッセージ単位と暗号化した複数の共
通暗号鍵とを組にして複数の通信端末からなるグループ
に同報通信を行なう手段と、受信した暗号化された共通
暗号鍵を復号して前記暗号化メッセージ単位を復号する
手段と、前記共通暗号鍵を１つの暗号化メッセージ単位
の送信ごとに更新する手段とを具備し、複数の通信端末
が送信ごとに送信先端末を指定して相互に送信受信を行
うことでグループを形成する移動無線端末であり、共通
暗号鍵をグループの各通信端末対応の個別暗号化鍵で暗
号化することにより、送信端末でグループの通信端末を
特定してグループ通信の秘密を確保するとともに、暗号
解読を困難にするという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項５記載の発明は、請求項４
記載の移動無線端末において、受信したメッセージを端
末個有の暗号鍵で暗号化して格納する暗号フォルダーを
有するものであり、端末に記憶した受信メッセージの秘
密を確保するという作用を有する。

【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図９を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形態は、メッセージを送信単位に
分割して、送信単位ごとに異なる共通暗号鍵により暗号
化し、共通暗号鍵を受信端末ごとの公開暗号化鍵で暗号
化し、暗号化された送信単位のメッセージと複数の暗号
化共通暗号鍵を組にして受信端末に同報送信する移動通
信ダイナミックセキュアグルーピング通信方式である。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態１の移動通信
ダイナミックセキュアグルーピング通信方式の概念を示
した図である。図１において、Ａ、Ｂ、Ｃは通信端末で
あり、Ａ、Ｂ、Ｃでグループを構成している。図２は、
実施の形態１の移動通信ダイナミックセキュアグルーピ
ング通信方式における通信端末の加入と離脱の例を示し
た図である。図２において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは通信端末
であり、Ｄはグループに加入した端末であり、Ｂは離脱
した端末である。図３は、図２に示した端末の加入と離
脱をまとめて示した図である。

【００１６】多くの通信端末でグループを作って通信を
行なうグループ通信であっても、短い時間で通信形態を
見れば、１つの送信端末と複数の受信端末でグループが
形成されている。したがって、グループ通信のメッセー
ジを送信単位ごとに共通暗号鍵により暗号化し、共通暗
号鍵をグループの各受信端末の公開暗号鍵で暗号化し、
暗号化された送信メッセージと共に受信端末に送信する
ことにより、グループを構成する端末を特定して、秘密
のグループ通信を行なうことができる。

【００１７】例として、端末が３台の場合である最小の
グループを考える。端末Ａ、Ｂ、Ｃがグループを組ん
で、各端末相互にメッセージや信号のやりとりが行われ
ている状態を、図１(a)に示す。ところで、端末相互の
通信を短い時間単位に区切れば、図１(b)に示すよう
に、Ａという送信端末と、Ｂ、Ｃという受信端末との間
の同報通信となる。ここで、矢印はメッセージの伝達方
向を示し、矢印の元が送信端末、矢印の先が受信端末で
ある。また、次のある時間では、図１(c)に示すよう
に、Ｂという送信端末と、Ａ、Ｃという受信端末との間
の同報通信となる。図１(d)のように、Ｃが送信端末と
なるときは、Ａ、Ｂは受信端末となる。この様にして、
Ａ、Ｂ、Ｃ間のグループ通信が行われている。どれか１
台の端末が送信を行なっているとき、他は受信状態にな
っている。つまり、グループ通信といえども、１台の送
信端末と複数の受信端末という構成になる。

【００１８】図２(a)は、端末Ａが端末Ｂ、Ｃの他に、
新たな端末Ｄにメッセージを送る場合を示す図である。
図２(b)は、新たな端末Ｄが既存のグループに属する端
末Ａ、Ｂ、Ｃにメッセージを送る状態である。また、図
２(c)は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄというグループ構成におい
て、端末ＡがＢにメッセージを送らなかった場合であ
り、図２(d)は、ＣがＢにメッセージを送らなかった場
合である。図２(c)の時点で、端末Ｂはグループからは
ずれたとみなされる。これは、Ｂ端末が自ら抜けた場合
と、Ａ、Ｃが意図的にＢを抜かした場合とがある。これ
らの状態を長い時間で見れば、図３に示す図のようにな
る。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄという端末があって、Ｂがグループ
から抜けたり、Ｄという端末がグループに加わったよう
になる。このグループは、グループを構成する端末が時
々刻々変化するダイナミックグループであり、本発明は
このようなダイナミックグループで行われる同報通信を
対象とするものである。このようにダイナミックグルー
プ通信をとらえて、グループ構成端末を、１つの送信端
末と複数の受信端末という関係で見て、送信端末を中心
に考えたグループ通信の方法を示す。

【００１９】以下、図４と図５を参照しながら、送信端
末を中心とした暗号通信の方法を説明する。図４のよう
に、送信端末Ａが受信端末Ｂ、Ｃにメッセージを送る場
合、端末Ａ、Ｂ、Ｃにはそれぞれ公開鍵方式の暗号化鍵
及び復号化鍵が割り当てられている。公開暗号鍵として
は、ＲＳＡ暗号に代表されるような公開鍵を利用する。
公開鍵の暗号化鍵は特に秘密にする必要はなく、必要と
するところに公開されている。復号化鍵は、端末Ａ、
Ｂ、Ｃが、暗号化されたメッセージを復号するときに使
用する鍵で、それぞれ秘密に保持されている。復号化鍵
は、暗号化鍵からは全くといって良いほど割り出されな
いため、復号化鍵を知らなければ、暗号化鍵で暗号化さ
れたメッセージは復号することが出来ない。端末Ｂに
は、暗号化鍵としてＢe、復号化鍵としてＢdが割り当て
られており、端末Ｃ、Ａには、それぞれ、（Ｃe，Ｃ
d）、（Ａe，Ａd）が割り当てられている。本発明で述
べる鍵やメッセージは、符号化された“０”と“１”の
デジタル信号の列である。

【００２０】図５に、端末Ａが送信端末となって、メッ
セージを端末Ｂ、端末Ｃに送る場合の手順を示す。送信
端末Ａは、受信端末Ｂ、Ｃの公開鍵の暗号化鍵ＢeとＣe
を、あらかじめ通信回線を介して、あるいは、その他の
方法で入手する。これらの鍵は公開されていて、特に秘
密にする必要はない。

【００２１】次に、送信端末Ａは、送信するメッセージ
Ｍを作成する。メッセージＭの長さは、メッセージ単位
の最大長以下であればよい。メッセージ単位の最大長を
超える長さのメッセージを送る場合は、所定のメッセー
ジ単位に区切ったものを１つのメッセージＭとする。も
し、何らかの制約があって、メッセージＭの長さを一定
とした場合には、長いメッセージを所定のメッセージ単
位に区切ったものを１つのメッセージＭとする。メッセ
ージ単位より短いメッセージの場合は、乱数などで残り
を埋めて、所定長のメッセージＭにする。

【００２２】次に、共通暗号鍵Ｃkを生成する。この共
通暗号鍵は公開鍵とは異なって、暗号化鍵と復号化鍵が
共通である。この共通暗号鍵は、メッセージの送信ごと
に異なる鍵が生成され使用される。この鍵は、送信と受
信が終了するまで秘密に保つ必要がある。一般に、公開
暗号鍵はビット長が長く計算も複雑であるため、その処
理に時間がかかる。それに反して、共通暗号鍵はビット
長が短く、処理に時間がかからない。ここまでの３ステ
ップは、どの順番に行なってもかまわない。

【００２３】これらの準備が出来たところで、まず、メ
ッセージＭを共通暗号鍵Ｃkで暗号化し、Ｍ'とする。共
通暗号鍵ＣkでメッセージをＭ'にするのは時間がかから
ない。次に、共通暗号鍵Ｃkを受信端末の暗号化鍵Ａe、
Ｃeで暗号化する。共通暗号鍵が短いので、公開暗号化
鍵による暗号化には時間を要しない。このようにして、
送信端末Ａは、共通暗号鍵Ｃkで暗号化されたメッセー
ジＭ'に、公開暗号鍵の暗号化鍵で暗号化した共通暗号
鍵Ｃk'を添付して、受信端末Ｂ、Ｃに送る。この送信信
号のフォーマットを図６に示す。これらは送られる途中
で解読されることはない。

【００２４】受信端末Ｂ、Ｃは、送信端末Ａが送った信
号を受信すると、まず、暗号化された共通暗号鍵Ｃk'を
公開暗号鍵の復号化鍵で復号する。端末Ｂの場合ではＢ
dで、端末Ｃの場合はＣeで、Ｃk'を復号する。復号され
た共通暗号鍵Ｃkを使って、共通暗号鍵で暗号化された
メッセージＭ'を復号し、Ｍを得る。復号されたメッセ
ージＭは、直ちに、受信端末に設けられた暗号化ファイ
ルに収納される。暗号化ファイルは、受信端末のメモリ
にソフト的に設けられたファイルで、端末個有の共通鍵
あるいは公開暗号鍵で暗号化されたファイルである。共
通暗号鍵の場合は送受信に使用される鍵と別のものであ
るが、公開暗号鍵の場合は、復号鍵と同一の場合もあ
る。メッセージが暗号化ファイルに収納されると、送受
信に使用された共通暗号鍵は廃棄される。共通暗号鍵は
１回に送られるメッセージごとに更新され、古い鍵は廃
棄される。

【００２５】以上、送信端末Ａ、受信端末Ｂ、Ｃとして
説明したが、端末Ｂ、Ｃが送信端末となって、Ｃ、Ａあ
るいはＡ、Ｂが受信端末となる場合も同様である。この
ように、端末Ａ、Ｂ、Ｃが時間をずらして送信端末や受
信端末となって、相互に暗号化されたメッセージと暗号
化された鍵を送受信することによって通信を行う。グル
ープに加わっている端末がグループから抜けた場合、送
信端末は、抜けた端末の公開鍵の暗号化鍵を削除するこ
とにより、メッセージを抜けた端末へ送らないようにす
る。また、新たな端末がグループに加わった場合は、送
信端末が新たに加わった端末の公開鍵の暗号化鍵を加
え、メッセージを送る。このように、送信端末がメッセ
ージを送る相手の公開鍵の暗号化鍵を加えるかどうか
で、グループの端末が決まる。グループを構成するグル
ープ共通のグループ鍵が存在しないので、グループの編
成が自由かつ迅速に行われる。

【００２６】抜けた端末は、共通暗号鍵を復号すること
ができないので、メッセージを復号できない。共通暗号
鍵は、送信単位ごとに変わるので、以前の共通暗号鍵で
復号することもできない。グループに入っていない端末
にとっても同様であり、通信を傍受しても、共通暗号鍵
を求めるのは、ＲＳＡ暗号を破るのと同じだけ困難であ
るから、通常は不可能である。また、多くのメッセージ
の通信を傍受して、統計などから共通暗号鍵を推定する
ことも、共通暗号鍵が送信ごとに異なるために不可能で
ある。

【００２７】上記のように、本発明の実施の形態１で
は、移動通信ダイナミックセキュアグルーピング通信方
式を、メッセージを送信単位に分割して、送信単位ごと
に共通暗号鍵により暗号化し、共通暗号鍵を受信端末ご
との公開暗号化鍵で暗号化し、暗号化された送信単位の
メッセージと複数の暗号化共通暗号鍵を組にして受信端
末に同報送信する構成としたので、動的に変化する複数
の移動通信端末のグループに対する通信のセキュリティ
を暗号によって確保することができる。

【００２８】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形態は、メッセージを送信単位に
分割して、送信単位ごとに共通暗号鍵により暗号化し、
共通暗号鍵を受信端末ごとの公開暗号化鍵で暗号化し、
暗号化された送信単位のメッセージと複数の暗号化共通
暗号鍵を組にして同報送信し、無線基地局と制御局を介
してグループの複数の受信端末にメッセージを秘密に送
信する移動通信ダイナミックセキュアグルーピング通信
方式である。

【００２９】図７は、本発明の実施の形態２の移動通信
ダイナミックセキュアグルーピング通信方式の構成図で
ある。図７において、制御局１は、移動端末代理局２と
無線基地局３を管理制御する局である。移動端末代理局
２は、端末４のメッセージを一時的に記憶する局であ
る。無線基地局３は、端末４のメッセージを基地局１を
介して他の無線基地局に中継する局である。

【００３０】図８は、実施の形態２の移動通信ダイナミ
ックセキュアグルーピング通信方式における信号の流れ
を時間経過とともに示す図である。図８において、縦軸
は上から下への時間の流れを示す軸であり、各縦線はそ
れぞれ代理局、制御局端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃを示して
いる。斜めに引いた矢印は信号の流れを示しており、矢
印の始点が送信端であり、矢印の終点（先端）が信号の
到達点である。図８において（１）で示した部分は正常
動作時のものであり、図８において（２）で示した部分
は、端末Ｂから受信応答がなく、代理局が一時蓄えたメ
ッセージを再送し、正常に受信されて完了した状態を示
すものである。

【００３１】図９は、実施の形態２の移動通信ダイナミ
ックセキュアグルーピング通信方式において、送信端末
から送られる送信信号フォーマットを示す図である。図
９において、Ｃkb'とＣkc'は、公開鍵で暗号化された共
通鍵であり、Ｍ'は共通鍵で暗号化されたメッセージで
ある。

【００３２】以下、図７と図８と図９を参照しながら、
本発明の第２の実施の形態の移動通信ダイナミックセキ
ュアグルーピング通信方式における通信方法を説明す
る。いま、図７に示す端末Ａ、Ｂ、Ｃでグループを構成
しているものとする。図８に示すように、端末Ａがメッ
セージを端末Ｂ、Ｃに送るとき、端末Ａは、端末Ｂ、Ｃ
を呼び出し、公開鍵を要求する。端末Ａの要求は、無線
基地局３を制御する制御局１を介して、無線基地局３に
よって端末Ｂ、Ｃに送られる。呼出しを受けた端末Ｂ、
Ｃは、公開鍵を端末Ａに送出する。端末Ａは、暗号化さ
れたメッセージと共通鍵を１つのパケットとして端末
Ｂ、Ｃに送り、回線を断とする。端末Ｂ、Ｃは、端末Ａ
から送られて来た暗号化された共通鍵を、それぞれの復
号化鍵を使って復号し、復号した共通鍵を使ってメッセ
ージを復号する。メッセージが受信出来ると、端末Ｂ、
Ｃは受信出来た旨を制御局１に送り返す。受信が完了す
ると、制御局１は回線を断として通信を終了する。ここ
で、移動端末代理局２は、端末４のメッセージを一時的
に記憶しておくところで、端末Ａがメッセージを送出し
た場合、このメッセージは制御局１を介して移動端末代
理局２にも送られ、記憶される。この記憶内容は、各受
信端末の受信応答が揃ったことによって消去される。も
し、何らかの原因、例えば、無線回線状況悪化などで、
一定時間（所定のメッセージ到達制限時間）に応答がな
い場合には、移動端末代理局２はメッセージを応答のな
い端末に再送する。

【００３３】以上、端末Ａが送信する場合について説明
したが、端末Ｂ、Ｃがそれぞれ送信する場合も同様の動
作を行なう。このように、それぞれの端末が送信端末、
受信端末となってグループ通信が行われる。

【００３４】公開鍵の暗号化鍵を公開することを前提と
して説明したが、公開鍵の暗号化鍵を限られたグループ
だけに公開することによって、更に別のグループを構成
することが出来る。限られたグループ内で本発明のグル
ープ構成が有効なのはいうまでもない。

【００３５】図９(a)に、公開鍵で暗号化された共通鍵
と、共通鍵で暗号化されたメッセージとを組にして送信
端末から送られる送信信号フォーマットを示す。送信信
号は、公開鍵で暗号化された受信端末Ｂ、Ｃへの共通鍵
Ｃkb'，Ｃkc'と、共通鍵Ｃｋで暗号化されたメッセージ
とからなる。この信号が送信端末Ａから無線基地局３へ
電波を介して送られる。無線基地局３で受信された信号
は復調され、制御局１へ送られる。制御局１は、送信端
末Ａから送られた、図９(a)の信号を、図９(b)に示す受
信端末Ｂ、Ｃ用信号フォーマットに変換する。受信端末
Ｂへは、共通鍵Ｃkb'とメッセージＭ'を、受信端末Ｃへ
は、Ｃkc'とＭ'を、それぞれ組とした信号フォーマット
で送り出す。この信号は、無線基地局３でそれぞれ異な
った周波数の高周波に変調され、電波となって端末Ｂ、
端末Ｃに送られる。そして、それぞれの端末Ｂ、Ｃで受
信、復調、復号されて、端末Ａのメッセージが端末Ｂ、
Ｃに受けとられる。グループの相手受信端末が増えた場
合は、信号フォーマットにおけるＣkb'、Ｃkc'の位置
に、受信端末の暗号化された共通鍵が追加される。暗号
化されたＭ'は共通なので増えることはない。

【００３６】ここでは、送信端末と各受信端末の使用チ
ャンネル周波数が異なる自動車携帯電話のようなチャン
ネル構成のシステムの場合を説明したが、同一のチャン
ネルを使用する、いわゆる業務用無線などのシステムの
場合は、制御局で暗号化された共通鍵とメッセージを組
みかえ、端末ごとの信号フォーマットに変換する必要は
なく、送信端末から送られた信号をそのまま受信端末に
送信する。これにより変換の処理が軽減される。端末ご
とに個別のチャンネル構成のシステムであっても変換し
なくても信号は送れるが、必要のない信号が送られるだ
け回線使用時間が長くなるので、信号フォーマット変換
が行われる。

【００３７】上記のように、本発明の実施の形態２で
は、移動通信ダイナミックセキュアグルーピング通信方
式を、メッセージを送信単位に分割して、送信単位ごと
に共通暗号鍵により暗号化し、共通暗号鍵を受信端末ご
との公開暗号化鍵で暗号化し、暗号化された送信単位の
メッセージと複数の暗号化共通暗号鍵を組にして同報送
信し、無線基地局と制御局を介してグループの複数の受
信端末にメッセージを秘密に送信する構成としたので、
移動電話などにおける動的に変化する複数の移動通信端
末のグループに対する通信のセキュリティを、グループ
鍵を使わずに確保することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ダイ
ナミックセキュアグルーピング通信方式を、グループの
各受信端末に送信するメッセージを送信単位に分割し
て、送信単位ごとに送信内容を共通暗号鍵により暗号化
し、送信ごとにグループを構成する送信先端末を指定し
て共通暗号鍵を各受信端末の公開暗号方式の暗号化鍵で
暗号化し、暗号化された１送信単位のメッセージとグル
ープの各受信者の暗号化鍵で暗号化した共通暗号鍵を組
にして同報送信し、共通暗号鍵を１つの暗号化メッセー
ジ単位の送信ごとに更新する構成とし、複数の通信端末
が送信ごとに送信先端末を指定して相互に送信受信を行
うことでグループを形成するので、グループ鍵が不要に
なり、公開暗号鍵の復号化鍵のみを秘密に保管するだけ
で、動的に変化する複数の移動通信端末のグループに対
する通信のセキュリティを確保できるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の移動通信ダイナミック
セキュアグルーピング通信方式の概念を示す図、

【図２】本発明の実施の形態１における端末の加入と離
脱の様子を示す図、

【図３】本発明の実施の形態１における端末の加入と離
脱の状態を示す図、

【図４】本発明の実施の形態１において、送信端末Ａが
受信端末Ｂ、Ｃにメッセージを送る場合の公開鍵方式の
暗号化鍵及び復号化鍵の割当てを示す図、

【図５】本発明の実施の形態１における暗号化と復号化
の手順を示すフロー図、

【図６】本発明の実施の形態１の送信信号フォーマット
を示す図、

【図７】本発明の実施の形態２の移動通信ダイナミック
セキュアグルーピング通信方式の構成を示す図、

【図８】本発明の実施の形態２の各構成要素間の信号の
流れを示すフロー図、

【図９】本発明の実施の形態２の送信信号フォーマット
と受信信号フォーマットを示す図、

【図１０】従来のグループ通信方式を示す図である。

【符号の説明】

１制御局２移動端末代理局３無線基地局４端末

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−162693（ＪＰ，Ａ) 特開平６−37750（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−292834（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−292833（ＪＰ，Ａ) 特開平２−95042（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/26 - 7/26 113 H04Q 7/04 - 7/38 H04L 9/08 G09C 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の通信端末からなる移動通信ダイナ
ミックセキュアグルーピング通信方式において、各通信
端末は、送信メッセージを所定の長さのメッセージ単位
に区切る手段と、前記メッセージ単位ごとに共通暗号鍵
で暗号化する手段と、送信ごとにグループを構成する送
信先端末を指定して前記共通暗号鍵を送信先通信端末対
応の個別暗号化鍵で暗号化する手段と、１つの暗号化メ
ッセージ単位と前記個別暗号化鍵で暗号化した複数の共
通暗号鍵とを組にして複数の通信端末からなるグループ
に同報通信を行なう手段と、前記共通暗号鍵を１つの暗
号化メッセージ単位の送信ごとに更新する手段とを具備
し、複数の通信端末が送信ごとに送信先端末を指定して
相互に送信受信を行うことでグループを形成することを
特徴とする移動通信ダイナミックセキュアグルーピング
通信方式。
【請求項２】前記個別暗号化鍵として公開鍵方式の公
開鍵を用いることを特徴とする請求項１記載の移動通信
ダイナミックセキュアグループ通信方式。
【請求項３】前記通信端末と無線により結ばれる無線
基地局と、前記通信端末に送られる暗号化メッセージ単
位と前記個別暗号化鍵で暗号化した共通暗号鍵を一時記
憶する移動端末代理局と、前記無線基地局と前記移動端
末代理局とに接続され前記無線基地局と前記通信端末と
前記移動端末代理局を制御する制御局とを有することを
特徴とする請求項１記載の移動通信ダイナミックセキュ
アグループ通信方式。
【請求項４】共通暗号鍵を発生する手段と、送信メッ
セージを所定の長さのメッセージ単位に区切る手段と、
前記メッセージ単位ごとに前記共通暗号鍵で暗号化する
手段と、前記共通暗号鍵を送信先通信端末対応の個別暗
号化鍵で暗号化する手段と、送信ごとにグループを構成
する送信先端末を指定して前記共通暗号鍵を送信先通信
端末対応の個別暗号化鍵で暗号化する手段と、１つの暗
号化メッセージ単位と暗号化した複数の共通暗号鍵とを
組にして複数の通信端末からなるグループに同報通信を
行なう手段と、受信した暗号化された共通暗号鍵を復号
して前記暗号化メッセージ単位を復号する手段と、前記
共通暗号鍵を１つの暗号化メッセージ単位の送信ごとに
更新する手段とを具備し、複数の通信端末が送信ごとに
送信先端末を指定して相互に送信受信を行うことでグル
ープを形成することを特徴とする移動無線端末。
【請求項５】受信したメッセージを端末個有の暗号鍵
で暗号化して格納する暗号フォルダーを有することを特
徴とする請求項４記載の移動無線端末。