JP2965294B2 - ディジタルデータの暗号化装置 - Google Patents
ディジタルデータの暗号化装置Info
- Publication number
- JP2965294B2 JP2965294B2 JP62180738A JP18073887A JP2965294B2 JP 2965294 B2 JP2965294 B2 JP 2965294B2 JP 62180738 A JP62180738 A JP 62180738A JP 18073887 A JP18073887 A JP 18073887A JP 2965294 B2 JP2965294 B2 JP 2965294B2
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- Japan
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- encryption
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- generated
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y02B60/1225—
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- Storage Device Security (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はディジタルデータの暗号化装置に関し、特
に、ディジタルデータを公開鍵方式を用いて暗号化する
装置に関する。 ［従来の技術］ 近年のディジタル通信技術の普及に伴なって、伝送デ
ータの暗号化が必要になってきている。しかも伝送され
る内容は従来の音声データ中心から高い伝送速度を必要
とする画像データへと移りつつある。そのため、暗号化
技術も高い伝送速度を持った方式が望まれている。 暗号化方式としては、従来から知られた秘密鍵方式に
加えて、10年程前に提案された公開鍵方式がある。秘密
鍵方式は、暗号化と復号化を同一の鍵を用いて行なう方
式であって、通信相手に使用する鍵を安全にかつ経済的
に配送する必要がある。これに対して、公開鍵方式は、
暗号化と復号化を別々の鍵を用いて行なう方式であり、
暗号化鍵は公開されるため、通信相手への鍵の配送が必
要なくなるという特徴を有している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上述の公開鍵方式において、現在までに提案されてい
るものは伝送速度が低いために、高い伝送速度の必要な
動画像通信などに用いるのは困難であるという問題点が
ある。たとえば、公開鍵方式として最も知られているRS
A方式と呼ばれるものは、その専用LSIの試作まで行なわ
れているが、その伝送速度は数10kbpsであって、動画像
通信に必要な伝送速度である数Mbpsとは大きな隔たりが
ある。 それゆえに、この発明の主たる目的は、伝送速度が数
Mbps以上というように極めて高い公開鍵方式に基づくデ
ィジタルデータの暗号化装置を提供することである。 ［問題点を解決するための手段］ この発明はディジタルデータを暗号化する暗号化装置
であって、送信者が秘密鍵をGAとｌ（整数）として公開
鍵TA＝GAF1GA -1（Ｆはｎ行ｎ列の正則行列）を生成して
受信者に送信し、受信者が秘密鍵をGBとｍ（整数）とし
て公開鍵TB＝GBFmGB -1を生成して公開したとき、鍵画像
を相似変換を用いて Ｋ＝GATB 1GA -1 として生成し、Ｋをべき乗することにより鍵の列 K,K2,K3,… を生成し、ディジタルデータの列M1,M2,M3,…に加算し
て暗号化画像の列 Ｋ＋M1,K2＋M2,K3＋M3 を生成するものである。 ［作用］ この発明に係るディジタルデータの暗号化装置では、
相似変換を用いて鍵画像を生成し、べき乗計算を用いて
鍵の列を生成し、生成した鍵の列をディジタルデータの
列に加算して暗号化することにより高い伝送速度を実現
する。 ［発明の実施例］ 第１図はこの発明による送信者と受信者の公開鍵と秘
密鍵とを説明するための図であり、第２図は暗号化の概
略ブロック図であり、第３図は符号化の概略ブロック図
である。 まず、第１図ないし第３図を参照してこの発明による
暗号化方式について説明する。伝送すべき画像をｎ×ｎ
画素,p値／画素とし、これをｎ行ｎ列の行列とみなし
て、その演算をGF（ｐ）上で行なうものとする。ここ
で、GF（ｐ）はもとの画素の個数がｐ個の有限体を示し
ている。ｐの値は通常、２のべきであるが素数または素
数のべきであれば何でもよい。 一方、動画像を画像の列M1,M2…で表わす。ここで、M
i,i＝1,2…は、ｎ行ｎ列の行列である。Ｆはｎ行ｎ列の
正則行列とする。 さて、送信者Ａが受信者Ｂに動画像M1,M2…を送る場
合について考える。受信者Ｂは第１図に示すように、公
開鍵としてTB＝GBFm▲Ｇ-1 B▼を公開し、秘密鍵としてG
B,mを持つものとする。ここで、GBはｎ行ｎ列の正則行
列であり、ｍは０＜ｍ＜pnなる整数とする。このとき、
暗号化は次のようにして行なわれる。すなわち、送信者
Ａは第１図に示すように正則行列GAがGAGB＝GBGAとなる
ように選び、また整数ｌを０＜ｌ＜pnとなるように任意
に選ぶ。 ここで、送信者Ａは正則行列GAをGBの値を知らずに選
ぶ必要が生じたわけであるが、それを実現する方法の１
つとしては、受信者Ｂが正則行列Ｐを公開じ、GB＝Phと
して、ｈを秘密鍵にするという方法が考えられる。そう
すれば、受信者Ａはｋを任意に選んで、pkを正則行列GA
として用いれば、GAGB＝pkph＝PhPk＝GBGAとなり、自動
的に条件が満たされる。 さて、この準備のもとに、送信者Ａは第２図に示すよ
うに、鍵画像Ｋを Ｋ＝GA▲Ｔl B▼▲Ｇ-1 A▼＝GAGBFml▲Ｇ-1 B▼▲Ｇ-1 A
▼ として作成し、暗号化された画像Ci,i＝1,2…を、 Ci＝Mi＋Ki で生成する。この画像列にC0＝TA＝GAFl▲Ｇ-1 A▼を付
加し、受信者Ｂに画像列C0,C1…を送信する。 次に、復号化は次のようにして行わなれる。 すなわち、受信者Ｂは、第３図に示すように、まずC0
＝GAFl▲Ｇ-1 A▼から鍵画像Ｋを、 Ｋ＝GBC0 m▲Ｇ-1 B▼＝GBGAFlm▲Ｇ-1 A▼▲Ｇ-1 B▼＝G
AGBFml▲Ｇ-1 B▼▲Ｇ-1 A▼ として計算する。このＫを用いて原画像Mi＝Ci−Ki,i＝
1,2…を再生する。 ここで、鍵画像Ｋを公開鍵TA,TBから作ろうとすれ
ば、行列の離散対数計算および相似変換を行なわなけれ
ばならないため、計算上不可能である。たとえば、ｎ＝
100,p＝28とすれば、離散対数計算だけでもGF（2800）
上の計算が必要になるが、これは今後10年は大型計算機
を用いても不可能であるということが既に知られてい
る。したがって、鍵画像Ｋを解読することは不可能であ
るため、伝送される動画像を解析されてしまうおそれが
ない。 次に、この発明による暗号化方式による伝送速度につ
いて説明する。第２図および第３図に示す暗号化および
復号化の処理において、１画面ごと（1/30秒ごと）に、
行列の乗算と加算（減算）が１回ずつ行なわれる。この
２つの演算は、平行して行なうことができるため、乗算
１回を1/30秒で行なう場合ｎ＝100,p＝28のとき、この
発明による伝送速度は100×100×８×30＝2.4Mbpsとな
る。この値は動画像伝送に必要とされる条件を十分に満
たしている。 第４図はこの発明によって画像を暗号化して実現する
方法を説明するための概略ブロック図である。第４図に
おいて、前処理部１は鍵画像Ｋを計算するものであっ
て、暗号化処理部２は入力された動画像に鍵画像Ｋを加
算して暗号化画像を出力する。一方、受信側では、前処
理部３が鍵画像Ｋを計算し、復号化部４は伝送されてき
た暗号化画像と前処理部３で計算された鍵画像Ｋに基づ
いて原画像を再生する。 ［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、行列のべき乗計算
と相似変換を用いて暗号化のための鍵の列を生成し、そ
の鍵の列をディジタルデータの列に加算して暗号化する
ようにしたので、数Mbps程度の高い伝送速度を有する動
画像暗号化に最適な暗号化装置を実現することができ
る。
に、ディジタルデータを公開鍵方式を用いて暗号化する
装置に関する。 ［従来の技術］ 近年のディジタル通信技術の普及に伴なって、伝送デ
ータの暗号化が必要になってきている。しかも伝送され
る内容は従来の音声データ中心から高い伝送速度を必要
とする画像データへと移りつつある。そのため、暗号化
技術も高い伝送速度を持った方式が望まれている。 暗号化方式としては、従来から知られた秘密鍵方式に
加えて、10年程前に提案された公開鍵方式がある。秘密
鍵方式は、暗号化と復号化を同一の鍵を用いて行なう方
式であって、通信相手に使用する鍵を安全にかつ経済的
に配送する必要がある。これに対して、公開鍵方式は、
暗号化と復号化を別々の鍵を用いて行なう方式であり、
暗号化鍵は公開されるため、通信相手への鍵の配送が必
要なくなるという特徴を有している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上述の公開鍵方式において、現在までに提案されてい
るものは伝送速度が低いために、高い伝送速度の必要な
動画像通信などに用いるのは困難であるという問題点が
ある。たとえば、公開鍵方式として最も知られているRS
A方式と呼ばれるものは、その専用LSIの試作まで行なわ
れているが、その伝送速度は数10kbpsであって、動画像
通信に必要な伝送速度である数Mbpsとは大きな隔たりが
ある。 それゆえに、この発明の主たる目的は、伝送速度が数
Mbps以上というように極めて高い公開鍵方式に基づくデ
ィジタルデータの暗号化装置を提供することである。 ［問題点を解決するための手段］ この発明はディジタルデータを暗号化する暗号化装置
であって、送信者が秘密鍵をGAとｌ（整数）として公開
鍵TA＝GAF1GA -1（Ｆはｎ行ｎ列の正則行列）を生成して
受信者に送信し、受信者が秘密鍵をGBとｍ（整数）とし
て公開鍵TB＝GBFmGB -1を生成して公開したとき、鍵画像
を相似変換を用いて Ｋ＝GATB 1GA -1 として生成し、Ｋをべき乗することにより鍵の列 K,K2,K3,… を生成し、ディジタルデータの列M1,M2,M3,…に加算し
て暗号化画像の列 Ｋ＋M1,K2＋M2,K3＋M3 を生成するものである。 ［作用］ この発明に係るディジタルデータの暗号化装置では、
相似変換を用いて鍵画像を生成し、べき乗計算を用いて
鍵の列を生成し、生成した鍵の列をディジタルデータの
列に加算して暗号化することにより高い伝送速度を実現
する。 ［発明の実施例］ 第１図はこの発明による送信者と受信者の公開鍵と秘
密鍵とを説明するための図であり、第２図は暗号化の概
略ブロック図であり、第３図は符号化の概略ブロック図
である。 まず、第１図ないし第３図を参照してこの発明による
暗号化方式について説明する。伝送すべき画像をｎ×ｎ
画素,p値／画素とし、これをｎ行ｎ列の行列とみなし
て、その演算をGF（ｐ）上で行なうものとする。ここ
で、GF（ｐ）はもとの画素の個数がｐ個の有限体を示し
ている。ｐの値は通常、２のべきであるが素数または素
数のべきであれば何でもよい。 一方、動画像を画像の列M1,M2…で表わす。ここで、M
i,i＝1,2…は、ｎ行ｎ列の行列である。Ｆはｎ行ｎ列の
正則行列とする。 さて、送信者Ａが受信者Ｂに動画像M1,M2…を送る場
合について考える。受信者Ｂは第１図に示すように、公
開鍵としてTB＝GBFm▲Ｇ-1 B▼を公開し、秘密鍵としてG
B,mを持つものとする。ここで、GBはｎ行ｎ列の正則行
列であり、ｍは０＜ｍ＜pnなる整数とする。このとき、
暗号化は次のようにして行なわれる。すなわち、送信者
Ａは第１図に示すように正則行列GAがGAGB＝GBGAとなる
ように選び、また整数ｌを０＜ｌ＜pnとなるように任意
に選ぶ。 ここで、送信者Ａは正則行列GAをGBの値を知らずに選
ぶ必要が生じたわけであるが、それを実現する方法の１
つとしては、受信者Ｂが正則行列Ｐを公開じ、GB＝Phと
して、ｈを秘密鍵にするという方法が考えられる。そう
すれば、受信者Ａはｋを任意に選んで、pkを正則行列GA
として用いれば、GAGB＝pkph＝PhPk＝GBGAとなり、自動
的に条件が満たされる。 さて、この準備のもとに、送信者Ａは第２図に示すよ
うに、鍵画像Ｋを Ｋ＝GA▲Ｔl B▼▲Ｇ-1 A▼＝GAGBFml▲Ｇ-1 B▼▲Ｇ-1 A
▼ として作成し、暗号化された画像Ci,i＝1,2…を、 Ci＝Mi＋Ki で生成する。この画像列にC0＝TA＝GAFl▲Ｇ-1 A▼を付
加し、受信者Ｂに画像列C0,C1…を送信する。 次に、復号化は次のようにして行わなれる。 すなわち、受信者Ｂは、第３図に示すように、まずC0
＝GAFl▲Ｇ-1 A▼から鍵画像Ｋを、 Ｋ＝GBC0 m▲Ｇ-1 B▼＝GBGAFlm▲Ｇ-1 A▼▲Ｇ-1 B▼＝G
AGBFml▲Ｇ-1 B▼▲Ｇ-1 A▼ として計算する。このＫを用いて原画像Mi＝Ci−Ki,i＝
1,2…を再生する。 ここで、鍵画像Ｋを公開鍵TA,TBから作ろうとすれ
ば、行列の離散対数計算および相似変換を行なわなけれ
ばならないため、計算上不可能である。たとえば、ｎ＝
100,p＝28とすれば、離散対数計算だけでもGF（2800）
上の計算が必要になるが、これは今後10年は大型計算機
を用いても不可能であるということが既に知られてい
る。したがって、鍵画像Ｋを解読することは不可能であ
るため、伝送される動画像を解析されてしまうおそれが
ない。 次に、この発明による暗号化方式による伝送速度につ
いて説明する。第２図および第３図に示す暗号化および
復号化の処理において、１画面ごと（1/30秒ごと）に、
行列の乗算と加算（減算）が１回ずつ行なわれる。この
２つの演算は、平行して行なうことができるため、乗算
１回を1/30秒で行なう場合ｎ＝100,p＝28のとき、この
発明による伝送速度は100×100×８×30＝2.4Mbpsとな
る。この値は動画像伝送に必要とされる条件を十分に満
たしている。 第４図はこの発明によって画像を暗号化して実現する
方法を説明するための概略ブロック図である。第４図に
おいて、前処理部１は鍵画像Ｋを計算するものであっ
て、暗号化処理部２は入力された動画像に鍵画像Ｋを加
算して暗号化画像を出力する。一方、受信側では、前処
理部３が鍵画像Ｋを計算し、復号化部４は伝送されてき
た暗号化画像と前処理部３で計算された鍵画像Ｋに基づ
いて原画像を再生する。 ［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、行列のべき乗計算
と相似変換を用いて暗号化のための鍵の列を生成し、そ
の鍵の列をディジタルデータの列に加算して暗号化する
ようにしたので、数Mbps程度の高い伝送速度を有する動
画像暗号化に最適な暗号化装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による送信者と受信者の公開鍵と秘密
鍵とを説明するための図である。第２図は暗号化の概略
ブロック図である。第３図は復号化の概略ブロック図で
ある。第４図はこの発明により画像を暗号化して伝送す
る具体例を説明するためのブロック図である。 図において、1,3は前処理部、２は暗号化処理部、４は
復号化部を示す。
鍵とを説明するための図である。第２図は暗号化の概略
ブロック図である。第３図は復号化の概略ブロック図で
ある。第４図はこの発明により画像を暗号化して伝送す
る具体例を説明するためのブロック図である。 図において、1,3は前処理部、２は暗号化処理部、４は
復号化部を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−132451（ＪＰ，Ａ)
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥ
ＲＳ 20［９］Ｐ．Ｐ．386−387”ＰＵ
ＢＬＩＣ ＫＥＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴ
ＩＯＮ ＩＮ ＭＡＴＲＩＸ ＲＩＮＧ
Ｓ"
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ディジタルデータを暗号化する暗号化装置であっ
て、 行列の相似変換を用いて、暗号化のための鍵を生成し、
その鍵に行列のべき乗計算を施すことにより鍵の列を生
成し、生成した鍵の列を前記ディジタルデータの列に加
算して暗号化するようにした、ディジタルデータの暗号
化装置。 ２．ディジタルデータを暗号化する暗号化装置であっ
て、 送信者が秘密鍵をGAとｌ（整数）として公開鍵TA＝GAFn
GA -1（Ｆはｎ行ｎ列の正則行列）を生成して受信者に送
信し、受信者が秘密鍵をGBとｍ（整数）として公開鍵TB
＝GBFmGB -1を生成して公開したとき、鍵画像を相似変換
を用いて Ｋ＝GATB 1GA -1 として生成し、Ｋをべき乗することにより鍵の列 K,K2,K3,… を生成し、ディジタルデータの列M1,M2,M3,…に加算し
て暗号化画像の列 Ｋ＋M1,K2＋M2,K3＋M3 を生成することを特徴とする、ディジタルデータの暗号
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180738A JP2965294B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | ディジタルデータの暗号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62180738A JP2965294B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | ディジタルデータの暗号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6423276A JPS6423276A (en) | 1989-01-25 |
| JP2965294B2 true JP2965294B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16088448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62180738A Expired - Lifetime JP2965294B2 (ja) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | ディジタルデータの暗号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965294B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114325072B (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-21 | 南昌航空大学 | 基于格拉姆角场编码的铁磁谐振过电压识别方法及装置 |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP62180738A patent/JP2965294B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ２０［９］Ｐ．Ｐ．３８６−３８７"ＰＵＢＬＩＣ ＫＥＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＩＮ ＭＡＴＲＩＸ ＲＩＮＧＳ" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6423276A (en) | 1989-01-25 |
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