JP3140686B2 - ダブル・フィードフォワードハッシュ関数を有する暗号装置 - Google Patents
ダブル・フィードフォワードハッシュ関数を有する暗号装置Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
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- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/12—Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry
- H04L2209/125—Parallelization or pipelining, e.g. for accelerating processing of cryptographic operations
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願は暗号装置に関し，特
に，暗号プロセッサの入力での反転がその出力で検出可
能であるような相補性を有する記号化アルゴリズムを実
行するためのダブルフィードフォワード装置に関する。
に，暗号プロセッサの入力での反転がその出力で検出可
能であるような相補性を有する記号化アルゴリズムを実
行するためのダブルフィードフォワード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】暗号装置は，メッセージの目的のレシー
バ以外のすべてのレシーバに対し，それを解読不能にす
るようにメッセージを変換するのに使用される。例え
ば，ケーブル及び衛星テレビシステムにおいて，記号化
はサービスの盗視聴を防止するために使用される。コン
ピュータ通信において，データ記号化はメッセージが偽
造されていないという確認を受信者に与えると同時に，
該メッセージを解読不能にするために使用される。記号
化によって，受信者は第三者に対し，メッセージが偽造
されていないことを証明することができる。これらのさ
まざまな機能は，それぞれ通信セキュリティ，確認及び
デジタルサインと呼ばれる。
バ以外のすべてのレシーバに対し，それを解読不能にす
るようにメッセージを変換するのに使用される。例え
ば，ケーブル及び衛星テレビシステムにおいて，記号化
はサービスの盗視聴を防止するために使用される。コン
ピュータ通信において，データ記号化はメッセージが偽
造されていないという確認を受信者に与えると同時に，
該メッセージを解読不能にするために使用される。記号
化によって，受信者は第三者に対し，メッセージが偽造
されていないことを証明することができる。これらのさ
まざまな機能は，それぞれ通信セキュリティ，確認及び
デジタルサインと呼ばれる。
【０００３】メッセージを暗号化するのに使用される変
換は記号化アルゴリズム及びキーを使用する。キー情報
は秘密保持される。メッセージを暗号化するために，記
号化アルゴリズムが該メッセージに適用され，キーが暗
号化を制御するための補助的入力として使用される。逆
暗号化作業は逆の操作であり，同様にして実行される。
換は記号化アルゴリズム及びキーを使用する。キー情報
は秘密保持される。メッセージを暗号化するために，記
号化アルゴリズムが該メッセージに適用され，キーが暗
号化を制御するための補助的入力として使用される。逆
暗号化作業は逆の操作であり，同様にして実行される。
【０００４】暗号装置は，メッセージの長さに依存しな
いキー情報の量に依存する。理論的に，これらの装置は
解読可能である。しかし，記号を解読しようとする者
は，記号解読のために実行不可能な量の計算資源を使用
しなければならないため，実際にそれらは役に立つので
ある。言い換えれば，記号を解読するために必要なワー
クファクタの量は，解読の成功を妨げるのに十分であ
る。
いキー情報の量に依存する。理論的に，これらの装置は
解読可能である。しかし，記号を解読しようとする者
は，記号解読のために実行不可能な量の計算資源を使用
しなければならないため，実際にそれらは役に立つので
ある。言い換えれば，記号を解読するために必要なワー
クファクタの量は，解読の成功を妨げるのに十分であ
る。
【０００５】今日広く使用されている暗号装置の例は，
データ記号化規格(DES)であり，それは米国規格標準局
により1976年に承認された。DESアルゴリズムは，64ビ
ットの暗号文を生成するべく56ビットキーの制御の下で
64ビットメッセージブロックを暗号化する。DESアルゴ
リズムの詳細はFIPS出版46，"Specifications for theD
ata Encryption Standard," January 15,1977及びFIPS
出版74, "Guidelines for Implementing and Using the
NBS Data Encryption Standard, April 1, 1981,に示
され，両者とも米国商務省，国家技術情報サービスから
入手可能である。
データ記号化規格(DES)であり，それは米国規格標準局
により1976年に承認された。DESアルゴリズムは，64ビ
ットの暗号文を生成するべく56ビットキーの制御の下で
64ビットメッセージブロックを暗号化する。DESアルゴ
リズムの詳細はFIPS出版46，"Specifications for theD
ata Encryption Standard," January 15,1977及びFIPS
出版74, "Guidelines for Implementing and Using the
NBS Data Encryption Standard, April 1, 1981,に示
され，両者とも米国商務省，国家技術情報サービスから
入手可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】通常，記号化アルゴリ
ズムは，入力信号の確認が暗号キーにより該入力信号を
処理することにより与えられるところのハッシュ関数(h
ash function)の一部として使用される。従来の信号フ
ィードフォーワード・ハッシュ関数(SFFH)においては，
当該関数の入力での信号の反転は，当該関数の出力にお
いて検出することができなかった。もし，保護プロセッ
サへ入力されるデータに変更が加えられるとその変更を
検出するための手段がなければ安全は保証されないた
め，多くの場合これは問題である。もし保護を破壊しよ
うとする者が装置に検知されることなく該装置がいかに
入力データの変化に応答するかについて情報を得ること
ができれば，比較的長時間にわたって実験するチャンス
を与えられセキュリティを突破することができるかもし
れない。
ズムは，入力信号の確認が暗号キーにより該入力信号を
処理することにより与えられるところのハッシュ関数(h
ash function)の一部として使用される。従来の信号フ
ィードフォーワード・ハッシュ関数(SFFH)においては，
当該関数の入力での信号の反転は，当該関数の出力にお
いて検出することができなかった。もし，保護プロセッ
サへ入力されるデータに変更が加えられるとその変更を
検出するための手段がなければ安全は保証されないた
め，多くの場合これは問題である。もし保護を破壊しよ
うとする者が装置に検知されることなく該装置がいかに
入力データの変化に応答するかについて情報を得ること
ができれば，比較的長時間にわたって実験するチャンス
を与えられセキュリティを突破することができるかもし
れない。
【０００７】ハッシュ関数の入力で作成されたデータ反
転のような変化をその出力で検出することができるよう
なハッシュ関数を実行する装置を与えることが有利であ
る。そのような動作はハッシュ関数に対し相補的性質を
与える。
転のような変化をその出力で検出することができるよう
なハッシュ関数を実行する装置を与えることが有利であ
る。そのような動作はハッシュ関数に対し相補的性質を
与える。
【０００８】さらに，カスケード型暗号ハッシュ関数を
使用する装置において相補性をもたらす装置を与えるこ
とが有利である。その装置は，関数の入力での反転がそ
の出力で検出できるような相補性を保証するような方法
で生成される入力キーを各連続ステージに与える。
使用する装置において相補性をもたらす装置を与えるこ
とが有利である。その装置は，関数の入力での反転がそ
の出力で検出できるような相補性を保証するような方法
で生成される入力キーを各連続ステージに与える。
【０００９】本願発明は上記利点を有する装置を与える
ものである。
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明にしたがって，
暗号プロセッサが，第１入力データの８つの並列バイト
F1〜F8を受信するための第１入力と，第２入力データの
８つの並列バイトS1〜S8を受信するための第２入力と，
第１及び第２入力を暗号化処理して生成した暗号文の８
つの並列バイトC1〜C8を出力するための出力とを有する
ところの暗号装置が与えられる。８つの並列バイトFD1
〜FD8から成る第１暗号文導関数を生成するべく，暗号
文及び第１入力データを処理するための第１手段が与え
られる。第２暗号文導関数SD1〜SD8を出力するために，
第２手段は第１暗号文導関数及び第２入力データを処理
する。第１手段は，第１暗号文導関数を生成するべく，
各暗号文バイトC1〜C8を同じ番号の第１入力データバイ
トF1〜F8と排他的論理和をとる。第２手段は，第２暗号
文導関数を生成するべく，各第１暗号文導関数バイトFD
1〜FD8を同じ番号の第２入力データバイトS1〜S8と排他
的論理和をとる。排他的論理和を使用する代わりに，第
１及び第２暗号文導関数を生成するべく，第１及び第２
手段によって非線形関数が与えられる。該非線形関数
は，入力ビットの半分を出力するタイプのものである。
暗号プロセッサが，第１入力データの８つの並列バイト
F1〜F8を受信するための第１入力と，第２入力データの
８つの並列バイトS1〜S8を受信するための第２入力と，
第１及び第２入力を暗号化処理して生成した暗号文の８
つの並列バイトC1〜C8を出力するための出力とを有する
ところの暗号装置が与えられる。８つの並列バイトFD1
〜FD8から成る第１暗号文導関数を生成するべく，暗号
文及び第１入力データを処理するための第１手段が与え
られる。第２暗号文導関数SD1〜SD8を出力するために，
第２手段は第１暗号文導関数及び第２入力データを処理
する。第１手段は，第１暗号文導関数を生成するべく，
各暗号文バイトC1〜C8を同じ番号の第１入力データバイ
トF1〜F8と排他的論理和をとる。第２手段は，第２暗号
文導関数を生成するべく，各第１暗号文導関数バイトFD
1〜FD8を同じ番号の第２入力データバイトS1〜S8と排他
的論理和をとる。排他的論理和を使用する代わりに，第
１及び第２暗号文導関数を生成するべく，第１及び第２
手段によって非線形関数が与えられる。該非線形関数
は，入力ビットの半分を出力するタイプのものである。
【００１１】第１手段は，同番号バイトの排他的論理和
を出力するべく，第１入力データ及び暗号文によりアド
レスされるルックアップテーブルから成る。同様に，第
２手段は同番号バイトの排他的論理和を出力するべく，
第２入力データ及び第１暗号文導関数によりアドレスさ
れるルックアップテーブルから成る。他に，第１及び第
２手段は従来の排他論理和ゲートから成ることもでき
る。
を出力するべく，第１入力データ及び暗号文によりアド
レスされるルックアップテーブルから成る。同様に，第
２手段は同番号バイトの排他的論理和を出力するべく，
第２入力データ及び第１暗号文導関数によりアドレスさ
れるルックアップテーブルから成る。他に，第１及び第
２手段は従来の排他論理和ゲートから成ることもでき
る。
【００１２】第２暗号プロセッサステージが与えられ
る。このステージは第１ステージと類似し，第３入力デ
ータの８つの並列バイトを受信するための第１入力と，
先行ステージから第２暗号文導関数を受信するための第
２入力を有する。第２暗号プロセッサもまた，第３入力
データ及び第２暗号文導関数を暗号処理して生成された
第２暗号文の８つの並列バイトを出力するための出力を
有する。図示された実施例において，暗号プロセッサは
DESプロセッサである。
る。このステージは第１ステージと類似し，第３入力デ
ータの８つの並列バイトを受信するための第１入力と，
先行ステージから第２暗号文導関数を受信するための第
２入力を有する。第２暗号プロセッサもまた，第３入力
データ及び第２暗号文導関数を暗号処理して生成された
第２暗号文の８つの並列バイトを出力するための出力を
有する。図示された実施例において，暗号プロセッサは
DESプロセッサである。
【００１３】本願発明はまた暗号プロセッサが入力デー
タの８つの並列バイトF1〜F8を受信するための第１入力
を有するところの暗号装置を与える。キーとして第１入
力データの並列バイトF2〜F8を受信するべく，第２入力
が与えられる。入力データ及びキーを暗号処理して生成
された暗号文の７つの並列バイトC1〜C7を出力するべ
く，出力が与えられる。第１手段は，フィードフォーワ
ードデータFF1〜FF7の７バイトを生成するべく，各最初
の７つの入力データバイトF1〜F7を続く入力データバイ
トF2〜F8とそれぞれ排他的論理和をとるかまたは非線形
関数を適用する。７つの並列バイトD1〜D7から成る暗号
文導関数を生成するべく，各フィードフォーワードデー
タバイトFF1〜FF7を同番号の暗号文バイトC1〜C7と排他
的論理和をとるかまたは非線形関数を適用するための第
２手段が与えられる。
タの８つの並列バイトF1〜F8を受信するための第１入力
を有するところの暗号装置を与える。キーとして第１入
力データの並列バイトF2〜F8を受信するべく，第２入力
が与えられる。入力データ及びキーを暗号処理して生成
された暗号文の７つの並列バイトC1〜C7を出力するべ
く，出力が与えられる。第１手段は，フィードフォーワ
ードデータFF1〜FF7の７バイトを生成するべく，各最初
の７つの入力データバイトF1〜F7を続く入力データバイ
トF2〜F8とそれぞれ排他的論理和をとるかまたは非線形
関数を適用する。７つの並列バイトD1〜D7から成る暗号
文導関数を生成するべく，各フィードフォーワードデー
タバイトFF1〜FF7を同番号の暗号文バイトC1〜C7と排他
的論理和をとるかまたは非線形関数を適用するための第
２手段が与えられる。
【００１４】第１手段は排他的論理和を出力するべく最
初の７つ及び次の入力データバイトによりアドレスされ
るルックアップテーブルから成る。同様に，第２手段は
排他的論理和を出力するべくフィードフォーワードデー
タバイト及び同番号の暗号文バイトによりアドレスされ
るルックアップテーブルから成る。他に，排他的論理和
関数は従来の排他論理和ゲートにより与えられ得る。暗
号プロセッサはDESプロセッサから成る。
初の７つ及び次の入力データバイトによりアドレスされ
るルックアップテーブルから成る。同様に，第２手段は
排他的論理和を出力するべくフィードフォーワードデー
タバイト及び同番号の暗号文バイトによりアドレスされ
るルックアップテーブルから成る。他に，排他的論理和
関数は従来の排他論理和ゲートにより与えられ得る。暗
号プロセッサはDESプロセッサから成る。
【００１５】
【発明の実施の形態】暗号化処理はさまざまな応用に対
し情報を確認するために使用される。ひとつの応用とし
て，衛星を通じた契約テレビサービスの通信が上げられ
る。そのような装置は，Gilhousenらによる米国特許第
4,613,901号の「Signal Encryption and Distribution
System for Controlling Scrambling and Selective Re
mote Descrambling of Television Signal」に開示され
ている。Gilhousenらの装置において，暗号化されたテ
レビ信号を与える際に使用するためのさまざまな暗号キ
ーがもたらされる。開示されたキーの中には，各々が契
約者デスクランブラの異なるサブセットに対しては普通
であるカテゴリーキー，及び許可された契約者が特定の
番組信号を解読できるように各異なるテレビ番組に対し
て特別のプログラムキーが存在する。
し情報を確認するために使用される。ひとつの応用とし
て，衛星を通じた契約テレビサービスの通信が上げられ
る。そのような装置は，Gilhousenらによる米国特許第
4,613,901号の「Signal Encryption and Distribution
System for Controlling Scrambling and Selective Re
mote Descrambling of Television Signal」に開示され
ている。Gilhousenらの装置において，暗号化されたテ
レビ信号を与える際に使用するためのさまざまな暗号キ
ーがもたらされる。開示されたキーの中には，各々が契
約者デスクランブラの異なるサブセットに対しては普通
であるカテゴリーキー，及び許可された契約者が特定の
番組信号を解読できるように各異なるテレビ番組に対し
て特別のプログラムキーが存在する。
【００１６】概してプログラムキーの処理は，チャネル
の識別過誤を防止するべく信頼性の高い形で実行され
る。特に，番組コストのような要素を含むチャネル識別
情報がその交換を防止するべく確認済みの形で送られ
る。確認は，所望の番組を解読するのに必要な操作キー
を生成するのに使用される実際の番組キーを生成するた
めに，チャネル識別情報により番組プレキーをハッシン
グすることにより実行される。
の識別過誤を防止するべく信頼性の高い形で実行され
る。特に，番組コストのような要素を含むチャネル識別
情報がその交換を防止するべく確認済みの形で送られ
る。確認は，所望の番組を解読するのに必要な操作キー
を生成するのに使用される実際の番組キーを生成するた
めに，チャネル識別情報により番組プレキーをハッシン
グすることにより実行される。
【００１７】暗号化または解読処理の一部として従来技
術により採用されたハッシュ関数は，フィードフォーワ
ードDESとして知られ，図１に示されている。確認され
るべき情報（"原文"(plaintext)）は，端子10を通じてD
ESプロセッサ14に入力される。該原文は，８バイト（64
ビット）部分としてライン16を通じてDESプロセッサ14
及び排他的論理和(XOR)ゲート18の両方へ入力される。
暗号化された番組プレキーの７バイト（56ビット）は端
子12を通じてDESプロセッサ14に入力される。XORゲート
18により原文でXORされる暗号文の８バイト（64ビッ
ト）を与えるべく，当該原文はDESアルゴリズムに従っ
て入力キーを使って処理される。XORゲート18は64ビッ
トを出力するが，その内56ビットはライン22を通じて次
のカスケードされたフィードフォーワードDESステージ
への入力キーとして出力される。ライン20の残りの８つ
の暗号文ビットは使用されない。したがって，暗号文の
ひとつの完全バイトが各ハッシュステージから落とされ
る。さらに，図１のハッシュ関数は相補性の利点を与え
ない。したがって，入力反転（入力データに加えられる
変化）は下流で検出されない。
術により採用されたハッシュ関数は，フィードフォーワ
ードDESとして知られ，図１に示されている。確認され
るべき情報（"原文"(plaintext)）は，端子10を通じてD
ESプロセッサ14に入力される。該原文は，８バイト（64
ビット）部分としてライン16を通じてDESプロセッサ14
及び排他的論理和(XOR)ゲート18の両方へ入力される。
暗号化された番組プレキーの７バイト（56ビット）は端
子12を通じてDESプロセッサ14に入力される。XORゲート
18により原文でXORされる暗号文の８バイト（64ビッ
ト）を与えるべく，当該原文はDESアルゴリズムに従っ
て入力キーを使って処理される。XORゲート18は64ビッ
トを出力するが，その内56ビットはライン22を通じて次
のカスケードされたフィードフォーワードDESステージ
への入力キーとして出力される。ライン20の残りの８つ
の暗号文ビットは使用されない。したがって，暗号文の
ひとつの完全バイトが各ハッシュステージから落とされ
る。さらに，図１のハッシュ関数は相補性の利点を与え
ない。したがって，入力反転（入力データに加えられる
変化）は下流で検出されない。
【００１８】本願発明は，図２に示されるような相補性
を有するダブル・フィードフォーワードハッシュ関数を
与える。原文は端子30を通じてDESプロセッサ34に入力
され，ライン36を通じてXORゲート38に入力される。原
文は８バイト（64ビット）部分に処理される。８バイト
（64ビット）の入力キーは端子32を通じて与えられる。
これら８つの内７バイトがDESプロセッサ34により処理
され，残りの１バイトが排他的論理和ゲート35に入力さ
れる。入力キーはまたライン42を通じてXORゲート44へ
接続される。ゲート44は，ライン45に56ビットを与える
べくXORゲート38から出力された64ビットの内の56ビッ
トを64ビットの入力キーの56ビットと排他的論理和をと
る。ライン40のXORゲート38から出力された暗号文の残
り８ビットは，XORゲート35内において，64ビット入力
キーの残りの８ビットと排他的論理和をとられる。XOR
ゲート35の出力はライン46に64ビット出力を形成するべ
く56ビットライン45と統合される。
を有するダブル・フィードフォーワードハッシュ関数を
与える。原文は端子30を通じてDESプロセッサ34に入力
され，ライン36を通じてXORゲート38に入力される。原
文は８バイト（64ビット）部分に処理される。８バイト
（64ビット）の入力キーは端子32を通じて与えられる。
これら８つの内７バイトがDESプロセッサ34により処理
され，残りの１バイトが排他的論理和ゲート35に入力さ
れる。入力キーはまたライン42を通じてXORゲート44へ
接続される。ゲート44は，ライン45に56ビットを与える
べくXORゲート38から出力された64ビットの内の56ビッ
トを64ビットの入力キーの56ビットと排他的論理和をと
る。ライン40のXORゲート38から出力された暗号文の残
り８ビットは，XORゲート35内において，64ビット入力
キーの残りの８ビットと排他的論理和をとられる。XOR
ゲート35の出力はライン46に64ビット出力を形成するべ
く56ビットライン45と統合される。
【００１９】ライン42及び43を通じて付加的情報を付加
的XORゲート44及び35に送ることにより，本願発明は相
補性をもたらし，従来技術の欠点を克服したことを保証
する。
的XORゲート44及び35に送ることにより，本願発明は相
補性をもたらし，従来技術の欠点を克服したことを保証
する。
【００２０】XORゲート35，38及び44は，XOR関数または
適当な非線形関数を与えるルックアップテーブルにより
置換可能である。例として，出力が入力の半分サイズで
あるところの非線形関数が使用される。これらは，f=x+
xy+yの関係を有する2ビット入力(x,y)及び1ビット出力
(f)と，f1=w+x+y+z+wx+wy+wz+xy+xz+yz+wxy+wxz+wyz+xy
z+wxyz、f2=wx+wy+wz+xy+xz+yz+wxy+wxz+wyz+xyzの関係
を有する4ビット入力(w,x,y,z)及び2ビット出力(f1,f2)
と，x=a+b+c+d+e+f+abc+bcd+cde+def+efa+fab+abcdef、
y=abc+def+abd+cef+abcd+bcde+ace+abcef、 z=abcde+ab
cdf+abcef+abdef+acdef+bcdefの関係を有する6ビット入
力(a,b,c,d,e,f)及び3ビット出力(x,y,z)とを含む。
適当な非線形関数を与えるルックアップテーブルにより
置換可能である。例として，出力が入力の半分サイズで
あるところの非線形関数が使用される。これらは，f=x+
xy+yの関係を有する2ビット入力(x,y)及び1ビット出力
(f)と，f1=w+x+y+z+wx+wy+wz+xy+xz+yz+wxy+wxz+wyz+xy
z+wxyz、f2=wx+wy+wz+xy+xz+yz+wxy+wxz+wyz+xyzの関係
を有する4ビット入力(w,x,y,z)及び2ビット出力(f1,f2)
と，x=a+b+c+d+e+f+abc+bcd+cde+def+efa+fab+abcdef、
y=abc+def+abd+cef+abcd+bcde+ace+abcef、 z=abcde+ab
cdf+abcef+abdef+acdef+bcdefの関係を有する6ビット入
力(a,b,c,d,e,f)及び3ビット出力(x,y,z)とを含む。
【００２１】ルックアップテーブルは読み取り専用メモ
リ(ROM)内で実行される。XORゲート35と置換されたルッ
クアップテーブルはエレメント38から出力された第１暗
号文導関数の8ビット及びライン43の64ビット入力キー
の8ビットによりアドレスされる。XORゲート38と置換さ
れたルックアップテーブルはDESプロセッサ34から出力
された暗号文及びライン36で運ばれる原文によりアドレ
スされる。XORゲート44と置換されたルックアップテー
ブルは，エレメント38から出力された第１暗号文導関数
の56ビット及びライン42に存在する64ビット入力キーの
56ビットによりアドレスされる。応答して，エレメント
44はライン46を通じて次ぎのハッシングステージへ入力
するための64ビット第２暗号文導関数の56ビットを出力
する。第２暗号文導関数の残りの8ビットは関数XOR35の
出力で得られる。
リ(ROM)内で実行される。XORゲート35と置換されたルッ
クアップテーブルはエレメント38から出力された第１暗
号文導関数の8ビット及びライン43の64ビット入力キー
の8ビットによりアドレスされる。XORゲート38と置換さ
れたルックアップテーブルはDESプロセッサ34から出力
された暗号文及びライン36で運ばれる原文によりアドレ
スされる。XORゲート44と置換されたルックアップテー
ブルは，エレメント38から出力された第１暗号文導関数
の56ビット及びライン42に存在する64ビット入力キーの
56ビットによりアドレスされる。応答して，エレメント
44はライン46を通じて次ぎのハッシングステージへ入力
するための64ビット第２暗号文導関数の56ビットを出力
する。第２暗号文導関数の残りの8ビットは関数XOR35の
出力で得られる。
【００２２】図３は本願発明に従って，カスケードされ
た２つのDESハッシュ関数を表す。第１ステージ80は図
２で示されたダブル・フィードフォーワードDESハッシ
ュ関数と類似であって，端子30に64ビット第１入力（原
文1）及び端子32’に64ビット第２入力を有する。ライ
ン47に出力された64ビットの第２暗号文導関数は第２ハ
ッシュ関数ステージ82への入力キーとして使用される。
このステージは，端子31を通じて入力された（原文２）
第２の64ビット原文を受信するDESプロセッサ70を含
む。原文２入力は，DESプロセッサ70から出力された暗
号文で処理されるところのXORまたは非線形関数74へラ
イン72を通じて送られる。ライン76から出力される合成
64ビットはオリジナルの原文入力に対応する確認情報か
ら成る。図３には２つのハッシュ関数ステージしか示さ
れていないが，最終ステージの前の各ステージがダブル
・フィードフォーワード構造から成るようなあらゆる個
数のステージが，本願発明にしたがって与えられ得る点
に注意すべきである。
た２つのDESハッシュ関数を表す。第１ステージ80は図
２で示されたダブル・フィードフォーワードDESハッシ
ュ関数と類似であって，端子30に64ビット第１入力（原
文1）及び端子32’に64ビット第２入力を有する。ライ
ン47に出力された64ビットの第２暗号文導関数は第２ハ
ッシュ関数ステージ82への入力キーとして使用される。
このステージは，端子31を通じて入力された（原文２）
第２の64ビット原文を受信するDESプロセッサ70を含
む。原文２入力は，DESプロセッサ70から出力された暗
号文で処理されるところのXORまたは非線形関数74へラ
イン72を通じて送られる。ライン76から出力される合成
64ビットはオリジナルの原文入力に対応する確認情報か
ら成る。図３には２つのハッシュ関数ステージしか示さ
れていないが，最終ステージの前の各ステージがダブル
・フィードフォーワード構造から成るようなあらゆる個
数のステージが，本願発明にしたがって与えられ得る点
に注意すべきである。
【００２３】図４は本願発明に従ってカスケードされた
２つのDESハッシュ関数を表し，その第１ステージは図
２に示されたダブル・フィードフォーワードDESハッシ
ュ関数ステージと同一であり，端子30に第１の64ビット
入力と端子32に第２の64ビット入力を有する。ライン45
に出力される56ビットの第２暗号文導関数は，XORまた
は非線形関数35と統合され，第２ハッシュ関数ステージ
82への入力としてライン46に64ビットキーを形成する。
このステージは端子31を通じて第２の64ビット原文入力
（原文２）を受信するDESプロセッサ70を含む。原文2入
力はライン72を通じてXORまたは非線形関数74に送ら
れ，そこでDESプロセッサ70から出力された暗号文によ
り処理される。ライン76から出力される合成64ビット
は，オリジナルの原文入力に対応する確認情報から成
り，次のステージへの56ビットを生成するべくその内の
56ビットがXORまたは非線形関数75へ入力される。図３
の実施例と同様にあらゆる数のステージが付加可能であ
り，最終ステージの前の各ステージは図２に示されるよ
うなダブル・フィードフォーワード構造を有する。
２つのDESハッシュ関数を表し，その第１ステージは図
２に示されたダブル・フィードフォーワードDESハッシ
ュ関数ステージと同一であり，端子30に第１の64ビット
入力と端子32に第２の64ビット入力を有する。ライン45
に出力される56ビットの第２暗号文導関数は，XORまた
は非線形関数35と統合され，第２ハッシュ関数ステージ
82への入力としてライン46に64ビットキーを形成する。
このステージは端子31を通じて第２の64ビット原文入力
（原文２）を受信するDESプロセッサ70を含む。原文2入
力はライン72を通じてXORまたは非線形関数74に送ら
れ，そこでDESプロセッサ70から出力された暗号文によ
り処理される。ライン76から出力される合成64ビット
は，オリジナルの原文入力に対応する確認情報から成
り，次のステージへの56ビットを生成するべくその内の
56ビットがXORまたは非線形関数75へ入力される。図３
の実施例と同様にあらゆる数のステージが付加可能であ
り，最終ステージの前の各ステージは図２に示されるよ
うなダブル・フィードフォーワード構造を有する。
【００２４】図５は本願発明の第１実行例を略示したも
のである。DESプロセッサ90は暗号化データ96の8バイト
を出力するべく入力データ92の8バイト及び暗号キー94
を受信する。入力データは入力端子100を通じて並列8バ
イトF1〜F8として与えられる。第２入力端子101は第２
入力データの並列8バイトS1〜S8を受信し，そのうち最
初の7バイトが暗号キーとして使用される。DESプロセッ
サ90は暗号文の並列8バイトC1〜C8から成る出力データ9
6を与えるべく入力データ92及びキー94を処理する。
のである。DESプロセッサ90は暗号化データ96の8バイト
を出力するべく入力データ92の8バイト及び暗号キー94
を受信する。入力データは入力端子100を通じて並列8バ
イトF1〜F8として与えられる。第２入力端子101は第２
入力データの並列8バイトS1〜S8を受信し，そのうち最
初の7バイトが暗号キーとして使用される。DESプロセッ
サ90は暗号文の並列8バイトC1〜C8から成る出力データ9
6を与えるべく入力データ92及びキー94を処理する。
【００２５】暗号文は，並列8バイトFD1〜FD8から成る
第１暗号文導関数(derivative)を生成するべく排他的論
理和をとられる。特に，各暗号文C1〜C8は第１暗号文導
関数を生成するべく同番号の第１入力データバイトF1〜
F8と排他的論理和をとられる。すなわち，暗号文バイト
C1は第１暗号文導関数バイトFD1を生成するべく排他的
論理和ゲート103内で入力データバイトF1と排他的論理
和をとられる。暗号文バイトC2は第１暗号文導関数バイ
トFD2を生成するべく排他的論理和ゲート105内で入力デ
ータバイトF2と排他的論理和をとられる。以下同様の方
法で処理が続けられ，最後に暗号文バイトC8が第１暗号
文導関数バイトFD8を生成するべく排他的論理和ゲート1
17内で入力データバイトF8と排他的論理和をとられる。
第１暗号文導関数(derivative)を生成するべく排他的論
理和をとられる。特に，各暗号文C1〜C8は第１暗号文導
関数を生成するべく同番号の第１入力データバイトF1〜
F8と排他的論理和をとられる。すなわち，暗号文バイト
C1は第１暗号文導関数バイトFD1を生成するべく排他的
論理和ゲート103内で入力データバイトF1と排他的論理
和をとられる。暗号文バイトC2は第１暗号文導関数バイ
トFD2を生成するべく排他的論理和ゲート105内で入力デ
ータバイトF2と排他的論理和をとられる。以下同様の方
法で処理が続けられ，最後に暗号文バイトC8が第１暗号
文導関数バイトFD8を生成するべく排他的論理和ゲート1
17内で入力データバイトF8と排他的論理和をとられる。
【００２６】第１暗号文導関数及び第２入力データが配
列8バイトSD1〜SD8から成る第２暗号文導関数を出力す
るべく処理される。特に，各第１暗号文導関数バイトFD
1〜FD8は第２暗号文導関数を生成するべく同番号の第２
入力データバイトS1〜S8と排他的論理和をとられる。す
なわち，第１暗号文導関数FD1は第２暗号文導関数SD1を
生成するべく排他的論理和ゲート119を通じて第２入力
データバイトS1と排他的論理和をとられる。第１暗号文
導関数FD2は第２暗号文導関数SD2を生成するべく排他的
論理和ゲート121を通じて第２入力データバイトS2と排
他的論理和をとられる。同様の方法で処理が続けられ，
最後に第１暗号文導関数FD8が第２暗号文導関数SD8を生
成するべく排他的論理和ゲート133を通じて第２入力デ
ータバイトS8と排他的論理和をとられる。
列8バイトSD1〜SD8から成る第２暗号文導関数を出力す
るべく処理される。特に，各第１暗号文導関数バイトFD
1〜FD8は第２暗号文導関数を生成するべく同番号の第２
入力データバイトS1〜S8と排他的論理和をとられる。す
なわち，第１暗号文導関数FD1は第２暗号文導関数SD1を
生成するべく排他的論理和ゲート119を通じて第２入力
データバイトS1と排他的論理和をとられる。第１暗号文
導関数FD2は第２暗号文導関数SD2を生成するべく排他的
論理和ゲート121を通じて第２入力データバイトS2と排
他的論理和をとられる。同様の方法で処理が続けられ，
最後に第１暗号文導関数FD8が第２暗号文導関数SD8を生
成するべく排他的論理和ゲート133を通じて第２入力デ
ータバイトS8と排他的論理和をとられる。
【００２７】図６はDESプロセッサ90へ入力された7バイ
トキー94が，入力データ92のバイトF2〜F8に与えられる
ところの実施例を表したものである。付加的に，出力デ
ータ96の最初の7バイトのみが使用される。
トキー94が，入力データ92のバイトF2〜F8に与えられる
ところの実施例を表したものである。付加的に，出力デ
ータ96の最初の7バイトのみが使用される。
【００２８】図６の実施例に従って，最初の各7つの入
力データバイトF1〜F7がフィードフォーワードデータFF
1〜FF7の7バイトを生成するべく続く入力データバイトF
2〜F8とそれぞれ排他的論理和をとられる。すなわち，
入力データバイトF1はフィードフォーワードデータFF1
を生成するべく排他的論理和ゲート102内で入力データ
バイトF2と排他的論理和をとられる。同様に，入力デー
タバイトF2はフィードフォーワードデータFF2を生成す
るべく排他的論理和ゲート104内で入力データバイトF3
と排他的論理和をとられる。以下，同様の処理が残りの
排他的論理和ゲート106,108,110及び112を通じて実行さ
れ，残りのフィードフォーワードデータが生成される。
力データバイトF1〜F7がフィードフォーワードデータFF
1〜FF7の7バイトを生成するべく続く入力データバイトF
2〜F8とそれぞれ排他的論理和をとられる。すなわち，
入力データバイトF1はフィードフォーワードデータFF1
を生成するべく排他的論理和ゲート102内で入力データ
バイトF2と排他的論理和をとられる。同様に，入力デー
タバイトF2はフィードフォーワードデータFF2を生成す
るべく排他的論理和ゲート104内で入力データバイトF3
と排他的論理和をとられる。以下，同様の処理が残りの
排他的論理和ゲート106,108,110及び112を通じて実行さ
れ，残りのフィードフォーワードデータが生成される。
【００２９】各フィードフォーワードデータバイトFF1
〜FF7は並列7バイトD1〜D7から成る暗号文導関数を生成
するべく，同番号の暗号文バイトC1〜C7と排他的論理和
をとられる。すなわち例えば，フォードフォーワードバ
イトFF1は暗号文導関数バイトD1を生成するべく排他的
論理和ゲート120内で暗号文バイトC1と排他的論理和を
とられる。残りのデータ出力バイトは，残りの暗号文導
関数バイトD2〜D7を生成するべく排他的論理和ゲート12
2，124，126，128，130及び132を通じてそれぞれ残りの
フィードフォーワードデータバイトと排他的論理和をと
られる。
〜FF7は並列7バイトD1〜D7から成る暗号文導関数を生成
するべく，同番号の暗号文バイトC1〜C7と排他的論理和
をとられる。すなわち例えば，フォードフォーワードバ
イトFF1は暗号文導関数バイトD1を生成するべく排他的
論理和ゲート120内で暗号文バイトC1と排他的論理和を
とられる。残りのデータ出力バイトは，残りの暗号文導
関数バイトD2〜D7を生成するべく排他的論理和ゲート12
2，124，126，128，130及び132を通じてそれぞれ残りの
フィードフォーワードデータバイトと排他的論理和をと
られる。
【００３０】図５及び６における排他的論理和ゲートは
排他的論理和を生成するべくそれぞれの入力によりアド
レス可能なルックアップテーブルと置換可能である点に
注意すべきである。
排他的論理和を生成するべくそれぞれの入力によりアド
レス可能なルックアップテーブルと置換可能である点に
注意すべきである。
【００３１】本願発明は，相補性を有しない従来技術か
ら生じるセキュリティの問題を解決した暗号装置を与え
る。
ら生じるセキュリティの問題を解決した暗号装置を与え
る。
【００３２】発明は，特定の実施例について説明されて
きたが，特許請求の範囲に記載された発明の思想及び態
様から離れることなくさまざまな付加及び修正が可能で
あることは当業者の知るところである。
きたが，特許請求の範囲に記載された発明の思想及び態
様から離れることなくさまざまな付加及び修正が可能で
あることは当業者の知るところである。
【図１】図１は，従来技術のフィードフォーワードハッ
シュ関数のブロック図を示したものである。
シュ関数のブロック図を示したものである。
【図２】本願発明に係るダブル・フィードフォーワード
ハッシュ関数のブロック図を示したものである。
ハッシュ関数のブロック図を示したものである。
【図３】図３は，本願発明に従い単一フィードフォーワ
ードハッシュ関数とカスケード実行して，ダブル・フィ
ードフォーワードハッシュ関数を使用したブロック図を
示したものである。
ードハッシュ関数とカスケード実行して，ダブル・フィ
ードフォーワードハッシュ関数を使用したブロック図を
示したものである。
【図４】図４は，本願発明に従い他のダブル・フィード
フォーワードハッシュ関数とカスケード実行して，ダブ
ル・フィードフォーワードハッシュ関数を使用したブロ
ック図を示したものである。
フォーワードハッシュ関数とカスケード実行して，ダブ
ル・フィードフォーワードハッシュ関数を使用したブロ
ック図を示したものである。
【図５】図５は本願発明に従いダブル・フィードフォー
ワードハッシュ関数を実行する特定の接続を略示したも
のである。
ワードハッシュ関数を実行する特定の接続を略示したも
のである。
【図６】図６は本願発明に従いダブル・フィードフォー
ワードハッシュ関数の他の特定の接続例を略示したもの
である。
ワードハッシュ関数の他の特定の接続例を略示したもの
である。
30 入力端子 32 入力端子 34 DESプロセッサ 35 XORゲート 36 ライン 38 XORゲート 40 ライン 42 ライン 44 XORゲート 46 ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・モロニー アメリカ合衆国カリフォルニア州オリブ ンハイン、ウエスタン・スプリングズ・ ロード3411 (72)発明者 キャンディス・アンダーソン アメリカ合衆国カリフォルニア州エンシ ニタス、ダイヤモンドヘッド・ドライブ 1385 (56)参考文献 Ｓｈｏｊｉ Ｍｉｙａｇｕｃｈｉ，Ｋ ａｚｕｏ Ｏｈｔａ ａｎｄ Ｍａｓａ ｈｉｋｏ Ｉｗａｔａ“128−ｂｉｔ Ｈａｓｈ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（Ｎ−Ｈａ ｓｈ），”ＮＴＴ Ｒｅｖｉｅｗ，Ｖｏ ｌ．２，Ｎｏ．６，（1990），ｐ．128 −132 Ｘｕｃｊｉａ Ｌａｉ ａｎｄ Ｊａ ｍｅｓ Ｌ．Ｍａｓｓｅｙ，“Ｈａｓｈ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ Ｂａｓｅｄ ｏ ｎ Ｂｌｏｃｋ Ｃｉｐｈｅｒｓ，”Ｌ ｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏ ｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏ ｌ．658，（1993），ｐ．55−70 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09C 1/00 - 5/00 H04K 1/00 - 3/00 H04L 9/00 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】 暗号装置であって， 入力データの並列８バイトF1〜F8を受信するための第１
入力と，第１入力データの並列バイトF2〜F8をキーとし
て受信するための第２入力と，前記入力データ及びキー
を暗号化処理することにより生成された暗号文の並列７
バイトC1〜C7を出力するための出力とを有する暗号プロ
セッサと， ７バイトのフィードフォーワードデータFF1〜FF7を生成
するべく，最初の７つの入力データバイトF1〜F7を続く
入力データバイトF2〜F8とそれぞれ論理処理するための
第１手段と， 並列７バイトD1〜D7から成る暗号文導関数を生成するべ
く前記フィードフォーワードデータFF1〜FF7の各々を同
番号の暗号文バイトC1〜C7と論理処理するための第２手
段と， から成る装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の暗号装置であって， 前記第１手段は，前記７バイトのフィードフォーワード
データFF1〜FF7を生成するべく最初の７つの入力データ
バイトF1〜F7を続く入力データバイトF2〜F8とそれぞれ
論理処理するための非線形関数から成り， 前記第２手段は，並列７バイトD1〜D7から成る暗号文導
関数を生成するべく前記フィードフォーワードデータFF
1〜FF7の各々を同番号の暗号文バイトC1〜C7と論理処理
するための非線形関数から成る， ところの装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の暗号装置であって，前記
非線形関数は入力ビット数の半分のビット数を出力す
る， ところの装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の暗号装置であって， 前記第１手段は，前記７バイトのフィードフォーワード
データFF1〜FF7を生成するべく最初の７つの入力データ
バイトF1〜F7を続く第１入力データバイトF2〜F8とそれ
ぞれ排他的論理和をとり， 前記第２手段は，前記７つの並列バイトD1〜D7から成る
前記暗号文導関数を生成するべく各フィードフォーワー
ドデータバイトFF1〜FF7を同番号の暗号文バイトC1〜C7
と排他的論理和をとる， ところの装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の暗号装置であって，前記
第１手段はその排他的論理和を出力するよう前記最初の
７バイト及び続く入力データバイトによりアドレスされ
るルックアップテーブルから成る， ところの装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の暗号装置であって，前記
第２手段はその排他的論理和を出力するよう前記フィー
ドフォーワードデータバイト及び同番号暗号文バイトに
よりアドレスされるルックアップテーブルから成る， ところの装置。 - 【請求項７】請求項４に記載の暗号装置であって，前記
第２手段はその排他的論理和を出力するよう前記フィー
ドフォーワードデータバイト及び同番号暗号文バイトに
よりアドレスされるルックアップテーブルから成る， ところの装置。 - 【請求項８】請求項１に記載の暗号装置であって，前記
暗号プロセッサはDESプロセッサである， ところの装置。 - 【請求項９】請求項２に記載の暗号装置であって，さら
に前記第１及び第２手段の非線形関数を実行するための
ルックアップテーブルから成る， ところの装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/497,880 US5606616A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Cryptographic apparatus with double feedforward hash function |
| US497,880 | 1995-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127868A JPH09127868A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3140686B2 true JP3140686B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=23978699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08191594A Expired - Fee Related JP3140686B2 (ja) | 1995-07-03 | 1996-07-03 | ダブル・フィードフォワードハッシュ関数を有する暗号装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5606616A (ja) |
| EP (1) | EP0752770B1 (ja) |
| JP (1) | JP3140686B2 (ja) |
| KR (1) | KR100284233B1 (ja) |
| CN (2) | CN1092433C (ja) |
| AU (1) | AU697818B2 (ja) |
| CA (1) | CA2179691C (ja) |
| DE (1) | DE69632707T2 (ja) |
| ES (1) | ES2221932T3 (ja) |
| MX (1) | MX9602587A (ja) |
| NO (1) | NO318267B1 (ja) |
| TW (1) | TW293222B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5949884A (en) * | 1996-11-07 | 1999-09-07 | Entrust Technologies, Ltd. | Design principles of the shade cipher |
| US6144745A (en) * | 1997-04-07 | 2000-11-07 | Fujitsu Limited | Method of and apparatus for retaining and verifying of data on recording medium |
| TW367465B (en) * | 1997-04-23 | 1999-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cryptographic processing apparatus cryptographic processing method, and storage medium storing cryptographic processing program for improving security without greatly increasing hardware scale and processing time |
| US6249582B1 (en) | 1997-12-31 | 2001-06-19 | Transcrypt International, Inc. | Apparatus for and method of overhead reduction in a block cipher |
| US6215876B1 (en) | 1997-12-31 | 2001-04-10 | Transcrypt International, Inc. | Apparatus for and method of detecting initialization vector errors and maintaining cryptographic synchronization without substantial increase in overhead |
| CA2332350C (en) | 1998-05-18 | 2015-07-07 | Giesecke & Devrient Gmbh | Access-protected data carrier |
| US6266412B1 (en) * | 1998-06-15 | 2001-07-24 | Lucent Technologies Inc. | Encrypting speech coder |
| US6275503B1 (en) | 1998-07-24 | 2001-08-14 | Honeywell International Inc. | Method for transmitting large information packets over networks |
| US6351539B1 (en) | 1998-09-18 | 2002-02-26 | Integrated Device Technology, Inc. | Cipher mixer with random number generator |
| JP3481470B2 (ja) * | 1998-10-19 | 2003-12-22 | 日本電気株式会社 | データ等の不正改竄防止システム及びそれと併用される暗号化装置 |
| JP3679936B2 (ja) * | 1998-11-27 | 2005-08-03 | 東芝ソリューション株式会社 | 暗復号装置及び記憶媒体 |
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| AU2000263273A1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-23 | Anatoly Viktorovich Klepov | Method for cryptographic protection of information in information technology anda device for performing said method |
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| JP2003023421A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | C4 Technology Inc | 暗号方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体および暗号装置並びに復号方法および復号装置 |
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