JP3627765B2 - Transmitting apparatus in communication system for information concealment by scramble - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、情報秘匿方式を採る場合のディジタル信号の伝送に関し、特に、送信側と受信側とのフレーム長が異なり、一方のフレーム内にデータが存在しない部分が生ずる場合でも、情報秘匿に係る情報が漏洩することを防止し得るスクランブルにより情報秘匿を行なう通信システムにおける送信装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の通信システムのレイヤ構成（プロトコル・スタック）の例を示す図であって、数字符号６１は上位レイヤのフレーム、６１−ａはヘッダ、６１−ｂは情報フィールド、６２〜６４はそれぞれ下位レイヤのフレーム、６２−ａ，６３−ａ，６４−ａはヘッダ、６２−ｂ，６３−ｂ，６４−ｂは情報フィールドを表わしている。
【０００３】
また、英字符号Ｂは上位レイヤのフレームの末尾、Ｃは下位レイヤのフレーム６４の情報フィールド６４−ｂで上位レイヤのフレーム６１の情報フィールド６１−ｂの情報が尽きた箇所、Ｄは下位レイヤのフレーム６４の情報フィールド６４−ｂ内で上位レイヤからの情報が存在しない部分を表わしている。
【０００４】
従来、図５に示すように、複数レイヤから構成される通信システムにおいて、上位レイヤのフレームサイズが下位レイヤの１フレームに含まれるデータ長の倍数になっていない場合には、上位レイヤのフレーム末尾Ｃを含む下位レイヤのフレーム６４の上位レイヤのフレームの末尾に対応する箇所Ｃ以降のＤで示す部分に０を埋め込んでいた。
【０００５】
また、複数レイヤ構成をとらない通信システムにおいても、ユーザが送りたいデータの長さが、１フレームに含まれるデータ長の倍数になっていない場合には上記の場合と同様に、データ末尾以降の部分に０を埋め込んでいた。
【０００６】
このように、フレーム末尾を空白コードで埋め込むシステムの１つに、ＲＣＲＳＴＤ−６で規定されている、「陸上移動無線データ通信を行う無線局の無線設備」（１９９０年１月２５日策定）がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
伝送するデータについて情報を秘匿する方法として、２値（“１”， “０”）の擬似乱数を発生し、データとの排他的論理和を計算して送信し、受信側では、同じ系列の疑似乱数列を発生することにより復号を行なう方式が採られることが多い。
【０００８】
前述したような送受信間で一方のフレーム長が他方のフレームの情報フィールドの整数倍になっていないような条件では一方のデータフレームの末尾に一定周期あるいは毎回、データとして“０”の列が組み込まれているので、この箇所では、前述のような情報秘匿のためのスクランブルをかけるとスクランブルパターンと“０”の排他的論理和、すなわち、スクランブルパターン（擬似乱数）そのものが伝送路に送出されることになる。
【０００９】
図４はスクランブルパターン発生器の例を示す図である。同図において、６５−１〜６５−１０はレジスタ、６６は排他的論理和回路を示している。
【００１０】
スクランブルによる情報秘匿を行なうシステムでは、同図に示すようなスクランブルパターン発生器（線形フィードバック・シフト・レジスタで構成される）を用いて、レジスタ６５−１〜６５−１０（１つが１ビットのデータを格納する）に、端末の秘密ＩＤなどをセットし、１サイクルごとに、レジスタの値を右へ１つずつシフトし、右端のレジスタから１ビットずつ出力し、左端には３ビット目と１０ビット目の排他的論理和を入力する。
【００１１】
スクランブルパターン発生器のビット数をｍとすると、スクランブルパターン発生器の構造がわかっていなければ、２ｍビット分、スクランブルパターン発生器の構造が分かっていれば、ｍビット分の疑似乱数が分かれば、初期値レジスタの値を連立方程式を解くことにより逆算できる。ｍの値の１例として、簡易型携帯電話標準規格（ＲＣＲ ＳＴＤ−２８）では１０ビット用いること、と定めている。
【００１２】
そのため、条件によってはスクランブルパターンの内容からスクランブルパターン発生器の初期値レジスタの値を第三者に推定される可能性があると言う好ましくない問題が予想される所であった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するために成されたものであって、送信側のフィールド長と受信側の情報フィールド長（または受信側の情報フィールド長の和）とが等しくない場合であっても、外部からスクランブルパターンを解読することが不可能なスクランブル方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段により解決される。
【００１７】
請求項１に係る発明は、送信すべきデータを記憶するバッファと、スクランブルパターンを発生させるスクランブルパターン発生器と、前記バッファに記憶されたデータから送信データを１回の送信分ずつ取り出して、前記スクランブルパターン発生器により生成されたビット列との排他的論理和を演算して送信するプロトコル制御部とを有する、送信すべきデータを固定長のパケットまたはフレーム単位に分割して送受信し、その際スクランブルにより情報秘匿を行なう通信システムにおける送信装置であって、
前記プロトコル制御部は、前記バッファに記憶されたデータの末尾のビットを含むパケットまたはフレームが、１パケットまたは１フレーム分の送信データに満たない場合には、前記パケットまたはフレーム中のパケット長またはフレーム長を表わすフィールドを見て、必要数だけのビット列を前記スクランブルパターン発生器に生成させ、当該生成させたビット列とデータの先頭からデータの末尾までの部分との排他的論理和を演算し、スクランブルをかけると共に、
前記データの末尾以降の部分に ” ０ ” または任意の文字列を埋め込んで１パケットまたは１フレーム分の送信データを満たす、ことを特徴とするスクランブルにより情報秘匿を行なう通信システムにおける送信装置である。
【００１８】
【作用】
本発明は、データを固定長のパケット、または、フレーム単位に分割して送受信し、その際スクランブルによる情報秘匿を行なうように構成された通信系において、伝送データから情報秘匿のためのスクランブルパターンが第三者に解読されないようにしたものである。
【００２２】
請求項１の発明では、パケットまたはフレーム内の空白部を”０”あるいは任意のデータで満たすが、この部分を除いてスクランブルをかけるようにしている。この方法によってもスクランブルパターンの各ビットと”０”との排他的論理和を採って出力するということがなくなるのでスクランブルパターンが外に表われることがない。従って、第三者によって、伝送データからスクランブルパターンを解読されることを防止できる。
【００３０】
図１は本発明の実施例を説明する図であって、数字符号１はプロトコル制御部、２，７はスクランブルパターン発生器、３は疑似乱数発生器、４，５はバッファ、６は排他的論理和回路、８は送信データ、９，９ａはヘッダ、１０，１０ａはフレーム長情報のフィールド、１１，１１ａは情報フィールド、１２は受信データ、１３は送信側で付加された疑似乱数列を表わしている。
【００３１】
同図において、ユーザまたは上位レイヤから送信要求のあったデータ８は、一旦バッファ４に蓄えられ、プロトコル制御部１が１回分の送信データずつ取り出して、スクランブルパターン発生器２により生成されたビット列との排他的論理和を演算して送信する。
【００３２】
バッファ４の残りデータが、１フレームまたは１パケット分の送信データに満たない場合は、送信側は、ユーザまたは上位レイヤから送信要求のあったデータ８中のフレーム長を表わすフィールド１０を見て、必要数だけのビット列をスクランブルパターン発生器２に発生させ、最後のフレームまたはパケットの、余った部分にはスクランブル処理を行なわず、”０”を埋め込んで伝送路に送出する。この実施例の場合には、埋め込むデータは”オール０”である必要はなく任意の文字列であって良い。
受信側では送られてきたデータ１２を順次バッファ（図示せず）に蓄えていき、フレーム長を表わすフィールド１０ａを見て、必要部分だけ切り出してバッファ５に移し、スクランブルパターン発生器７により生成したビット列との排他的論理和を演算して出力する。
【００３３】
図２は簡易型携帯電話標準規格（ＲＣＲ ＳＴＤ−２８）に準拠したプロトコルの例を示す図である。同図において、数字符号１４はパーソナルステーション（ＰＳ）、１５はセルステーション（ＣＳ）、１６はネットワーク（網）を示している。
【００３４】
この規格に準拠してパケット通信を行なう場合には、課金を行なう必要から、同図のように、データの送達確認のため、ｅｎｄ ｔｏ ｅｎｄで終端される。ＬＡＰＤ（Ｌｉｎｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｄ−ｃｈａｎｎｅｌ）レイヤを、携帯端末−無線基地局間で終端される、ＬＡＰＤＣ（Ｌｉｎｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ）レイヤの上に置くプロトコル構成が考えられる。
【００３５】
この構成において、複数のＬＡＰＤフレームに渡るデータ送信要求が発生した場合、ＬＡＰＤフレーム（情報フィールド最大２６０オクテット＋制御部５／６オクテット＝２１２０／２１２８ビット）をＬＡＰＤＣフレーム（２０オクテット＝１６０ビット）に分割して送受するため、余りの１５／１４バイト＝１２０／１１２ビットについては従来の技術で説明したような、空白ビットを“０”で埋める手順が行なわれる。
【００３６】
このように、現実の通信システムにおいて、２０ビット以上のビット列に対して、従来の技術で説明したような、空白ビットを“０”で埋める手順が行なわれる場合は多く存在し、そのような場合に、本発明を適用して、スクランブルパターンがそのまま伝送路に送出されないようにすることによって、情報秘匿の信頼性を高めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信すべきデータを固定長のパケットまたはフレーム単位に分割して送受信し、その際、スクランブルによる情報秘匿を行なう通信系において、送信すべきデータの末尾のビットを含むパケットまたはフレームが、１パケットまたは１フレーム分の送信データに満たない場合に、該送信データの末尾以降のビット列からスクランブルパターンを検出することを防止できるので、第三者によってスクランブルパターン発生器の初期値レジスタの値を推定されるという恐れをなくし、確実な情報秘匿を行なうことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明する図である。
【図２】簡易型携帯電話標準規格に準拠したパケット通信のプロトコル構成の例を示す図である。
【図３】従来の通信システムのレイヤ構成の例を示す図である。
【図４】スクランブルパターン発生器の例を示す図である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to transmission of a digital signal in the case of adopting an information concealment method. In particular, the present invention relates to information concealment even when the transmission side and the reception side have different frame lengths and a portion where no data exists in one frame occurs The present invention relates to a transmission apparatus in a communication system that performs information concealment by scrambling that can prevent information leakage.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a layer configuration (protocol stack) of a conventional communication system, where
[0003]
Further, the letter B is the end of the upper layer frame, C is the information field 64-b of the
[0004]
Conventionally, as shown in FIG. 5, in a communication system composed of a plurality of layers, if the frame size of the upper layer is not a multiple of the data length included in one frame of the lower layer, the end of the frame of the upper layer In the
[0005]
Also, in a communication system that does not have a multi-layer configuration, if the length of data that the user wants to send is not a multiple of the data length included in one frame, as in the above case, 0 was embedded in the part.
[0006]
In this way, one of the systems that embeds the end of the frame with a blank code is “Radio equipment of radio stations that perform land mobile radio data communication” (developed on January 25, 1990) as defined in RCRSTD-6. is there.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of concealing information about the data to be transmitted, a pseudo random number of binary (“1”, “0”) is generated, and an exclusive OR with the data is calculated and transmitted. In many cases, a method of decoding by generating a pseudo-random number sequence is employed.
[0008]
Under the condition that the length of one frame is not an integral multiple of the information field of the other frame between the transmission and reception as described above, a column of “0” is incorporated as data at a fixed period or every time at the end of one data frame. Therefore, at this point, when the above-described scramble for information concealment is applied, the exclusive OR of the scramble pattern and “0”, that is, the scramble pattern (pseudorandom number) itself is sent to the transmission line. It will be.
[0009]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a scramble pattern generator. In the figure, reference numerals 65-1 to 65-10 denote registers, and 66 denotes an exclusive OR circuit.
[0010]
In a system for concealing information by scramble, a scramble pattern generator (consisting of a linear feedback shift register) as shown in the figure is used to register 65-1 to 65-10 (one is 1-bit data). The secret ID of the terminal is set, and the register value is shifted one by one to the right and output from the rightmost register bit by bit, and the third and tenth bits are output at the leftmost. Input the exclusive OR of the bit.
[0011]
Assuming that the number of bits of the scramble pattern generator is m, if the structure of the scramble pattern generator is not known, 2 m bits, if the structure of the scramble pattern generator is known, if the pseudo random number for m bits is known, The value of the initial value register can be calculated back by solving simultaneous equations. As an example of the value of m, the simplified mobile phone standard (RCR STD-28) defines that 10 bits are used.
[0012]
Therefore, an undesired problem that the value of the initial value register of the scramble pattern generator may be estimated by a third party from the contents of the scramble pattern depending on conditions is expected.
[0013]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the field length on the transmission side and the information field length on the reception side (or the sum of the information field lengths on the reception side) are not equal. Even if it is a case, it aims at providing the scramble method which cannot decode a scramble pattern from the outside.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by the means described in the claims.
[0017]
According to the first aspect of the present invention, a buffer for storing data to be transmitted, a scramble pattern generator for generating a scramble pattern, and transmission data are extracted from the data stored in the buffer for each transmission, and A protocol control unit that calculates and transmits an exclusive OR with the bit string generated by the scramble pattern generator, and transmits / receives data to be transmitted divided into fixed-length packets or frame units. A transmission device in a communication system that performs information concealment by:
When the packet or frame including the last bit of the data stored in the buffer is less than one packet or one frame of transmission data, the protocol control unit may determine the packet length or frame in the packet or frame. Look at the length field, let the scramble pattern generator generate the required number of bit strings, calculate the exclusive OR of the generated bit string and the data from the beginning to the end of the data, and scramble As well as
A transmission apparatus in a communication system that performs information concealment by scrambling, wherein “ 0 ” or an arbitrary character string is embedded in a portion after the end of the data to satisfy transmission data for one packet or one frame.
[0018]
[Action]
In a communication system configured to transmit and receive data by dividing data into fixed-length packets or frames, and to scramble information at that time, the present invention provides a scramble pattern for information concealment from transmission data. It is designed not to be deciphered by a third party.
[0022]
請 In Motomeko aspect of the invention, although filled with "0" or any data blank portions of the packet or frame, so that scrambles Except for this portion. This method also eliminates the exclusive OR of each bit of the scramble pattern and “0”, so that the scramble pattern does not appear outside. Therefore, it is possible to prevent a third party from decoding the scramble pattern from the transmission data.
[0030]
Figure 1 is a diagram for explaining the actual施例of the present invention, numeral reference numeral 1 indicates a protocol controller, 2,7 scramble pattern generator, 3 is a pseudo-random number generators, 4 and 5 buffer, 6 exclusive Logical OR circuit, 8 is transmission data, 9 and 9a are headers, 10 and 10a are frame length information fields, 11 and 11a are information fields, 12 is reception data, and 13 is a pseudo random number sequence added on the transmission side. It represents.
[0031]
In the figure, the data 8 requested to be transmitted from the user or the upper layer is temporarily stored in the
[0032]
When the remaining data in the
On the receiving side, the sent data 12 is sequentially stored in a buffer (not shown), the field 10a representing the frame length is looked at, only a necessary part is cut out and transferred to the buffer 5, and generated by the scramble pattern generator 7. Calculates and outputs exclusive OR with bit string.
[0033]
FIG. 2 is a diagram showing an example of a protocol compliant with the simplified mobile phone standard (RCR STD-28). In the figure, numeral 14 indicates a personal station (PS), 15 indicates a cell station (CS), and 16 indicates a network.
[0034]
When packet communication is performed in accordance with this standard, it is necessary to charge, and therefore, as shown in the figure, it is terminated with end to end for data delivery confirmation. A protocol configuration in which a LAPD (Link Access Procedure on the D-channel) layer is placed on a LAPDC (Link Access Procedure for Digital Cord) layer that is terminated between the mobile terminal and the radio base station is conceivable.
[0035]
In this configuration, when a data transmission request over a plurality of LAPD frames is generated, the LAPD frame (maximum information field 260 octets + control unit 5/6 octets = 2120/2128 bits) is converted into a LAPDC frame (20 octets = 160 bits). In order to divide and transmit, the remaining 15/14 bytes = 120/112 bits are subjected to the procedure of filling blank bits with “0” as described in the prior art.
[0036]
As described above, in an actual communication system, there are many cases where a procedure for filling blank bits with “0” as described in the prior art is performed for a bit string of 20 bits or more. Furthermore, by applying the present invention so that the scramble pattern is not sent as it is to the transmission path, the reliability of information concealment can be improved.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the data to be transmitted is transmitted and received in units of fixed-length packets or frames, and in this case, in the communication system that performs information concealment by scrambling, the end of the data to be transmitted When a packet or frame including the bits of the transmission data is less than one packet or one frame of transmission data, it is possible to prevent a scramble pattern from being detected from the bit string after the end of the transmission data. There is an advantage that the fear of estimating the value of the initial value register of the generator can be eliminated, and reliable information concealment can be performed.
[Brief description of the drawings]
1 is a diagram illustrating the actual施例of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a protocol configuration of packet communication compliant with a simple mobile phone standard.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a layer configuration of a conventional communication system.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a scramble pattern generator.
Claims (1)
前記プロトコル制御部は、前記バッファに記憶されたデータの末尾のビットを含むパケットまたはフレームが、１パケットまたは１フレーム分の送信データに満たない場合には、前記パケットまたはフレーム中のパケット長またはフレーム長を見て、必要数だけのビット列を前記スクランブルパターン発生器に生成させ、当該生成させたビット列とデータの先頭からデータの末尾までの部分との排他的論理和を演算し、スクランブルをかけると共に、
前記データの末尾以降の部分に”０”または任意の文字列を埋め込んで１パケットまたは１フレーム分の送信データを満たし固定長とする、
ことを特徴とするスクランブルにより情報秘匿を行なう通信システムにおける送信装置。A buffer for storing data to be transmitted, a scramble pattern generator for generating a scramble pattern, and transmission data extracted from the data stored in the buffer for each transmission, and generated by the scramble pattern generator A protocol control unit that computes and transmits an exclusive OR with a bit string, and transmits and receives data to be transmitted divided into fixed-length packet units or fixed-length frame units. A transmission device in a communication system to perform,
When the packet or frame including the last bit of the data stored in the buffer is less than one packet or one frame of transmission data, the protocol control unit may determine the packet length or frame in the packet or frame. Looking at the length, the scramble pattern generator generates the necessary number of bit strings, calculates the exclusive OR of the generated bit string and the portion from the beginning of the data to the end of the data, and scrambles ,
And "0" or any string Shi meet transmission data of one packet or one frame by embedding a fixed length at the end the rest of the data,
A transmission apparatus in a communication system that performs information concealment by scrambling.
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