JP6040631B2 - 暗号化装置及び暗号化システム - Google Patents

Description

本発明は暗号化装置及び暗号化システムに関し、例えば、光アクセスシステムであるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：受動光ネットワーク）システムに適用し得るものである。

ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ（非特許文献１）で規格化されたポイント・マルチポイント通信方式であるＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標：イーサネットも同様） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＥＰＯＮ）が光加入者収容方式として普及している。近年、次世代のＥＰＯＮが、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（非特許文献２）で標準化され、それに準拠したシステムの開発が進められている。両方のＥＰＯＮ共に、図８に示すように、局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、加入者側装置である複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を光伝送媒体で接続し、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームによってデータの送受信を行っている。ＯＬＴは通信網事業者局に設置され、ＯＮＵは加入者の宅内や屋外に設置される。

ＰＯＮの特性上、悪意ある加入者が他の加入者宛のフレームを盗聴できてしまうため、ＯＮＵなど論理リンク毎の暗号鍵を用いて、フレームに暗号化をかけ秘匿性を保持する必要があるが、上述したＩＥＥＥ８０２．３ａｈやＩＥＥＥ８０２．３ａｖでは、イーサネットフレームのような可変長データの暗号化方式を規定していない。

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ（非特許文献４）で規格化されたイーサネットの暗号通信方式は、非特許文献３に開示されたＡＥＳ−１２８−ＧＣＭ方式が採用されたものであるが、ＥＰＯＮシステムにも適用可能な暗号化方式として提案されている。

ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥの規格では、ＭＡＣフレームの宛先アドレスＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）及び送信元アドレスＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）以外のフィールドを暗号化したセキュアデータ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄａｔａ）フィールドに、暗号化情報を示すＳｅｃＴＡＧ（ＭＡＣ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ＴＡＧ）フィールドと、認証情報を示すＩＣＶ（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｕｅ；完全性チェック値）フィールドを付加することで、セキュリティ通信を可能としている。

また、特許文献１に記載のＰＯＮシステムでは、マルチキャストグループに対応するマルチキャスト用暗号鍵でマルチキャストフレームを暗号化すると共にブロードキャストで加入者側装置へ送信する。このため、ＰＯＮシステム上でデータフレームの秘匿性を保持しつつ効率良くデータ通信を行うことが可能である。

また、特許文献２に記載のＥＰＯＮ上の通信の安全を確保するシステムでは、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームとＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）フレームを暗号化し、ＯＮＵからＯＬＴへの上流方向、及び、ＯＬＴからＯＮＵへの下流方向のデータ通信の保護を行う。このため、盗聴者が特定のＯＮＵの身元を確認し、上流方向の妨害を阻止することが可能である。

特許第４６８５６５９号 特開２０１０−１５８０２８号公報

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ， ２００４ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｖ， ２００９ ＮＩＳＴ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ ８００−３８Ｄ：Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｉｐｈｅｒ Ｍｏｄｅｓ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ： Ｇａｌｏｉｓ／Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｏｄｅ （ＧＣＭ） ａｎｄ ＧＭＡＣ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥ： ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） Ｓｅｃｕｒｉｔｙ， ２００６ ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１／Ｄ２．４： Ｄｒａｆｔ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ２０１０

ＩＥＥＥ８０２．３ａｈやＩＥＥＥ８０２．３ａｖでは、ＥＰＯＮシステムのポイント・ツー・ポイントエミュレーションを実現するために必要なプロトコル（ＭＰＣＰ；Ｍｕｌｔｉ ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が規定されている。ＭＰＣＰフレームには、タイムスタンプフィールドが定義されており、タイムスタンプフィールドの値は、ＯＬＴで持っているローカルタイム（これは１６ナノ秒毎にカウントアップされる３２ビット長のカウンタ）をＯＮＵにてロードするために使用され、なおかつ、ＯＬＴからＯＮＵへ、ＯＮＵからＯＬＴへの往復伝播遅延時間（ＲＴＴ；Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を測定するのにも使用される。

また、ＩＥＥＥにて標準化作業中のＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１／Ｄ２．４（非特許文献５）では、暗号化方式の一つとして、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥを使うことが規定されている。ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥ準拠のフレームを用いる場合、受信暗号化フレームから演算したフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ；Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と、受信暗号化フレームの最後に付与されたＦＣＳの一致検定を実施し、なおかつ、受信暗号化フレームから演算したハッシュ値と、受信暗号化フレームの最後のＦＣＳ直前に付与されたＩＣＶフィールドとの一致検定を実施し、その両方の一致により、正常に伝送され、正常に復号されているかどうかを判断しなければならない。

なお、ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１／Ｄ２．４では、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームやＭＰＣＰフレームなどのいわゆる制御フレームの暗号化は標準のスコープ外であるため、制御フレーム以外のユーザフレームは暗号化されるが、制御フレームの暗号化は規定されていないため、暗号化フレームと非暗号化フレームが混在する可能性がある。

また、他の理由によって、暗号化フレームと非暗号化フレームが混在する可能性がある。例えば、ＯＬＴから下り方向の全ＯＮＵ宛のブロードキャストＬＬＩＤを持つフレームに暗号をかけない場合、特定ＯＮＵ宛のユニキャストの論理リンク識別子（ＬＬＩＤ；Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）を持つフレームには暗号がかかり、暗号化フレームと非暗号化フレームが混在する。また例えば、ＯＮＵの暗号モードが混在するケースにおいて、上り暗号非対応／下り復号対応のＯＮＵタイプＡと、上り暗号対応／下り復号対応のＯＮＵタイプＢが混在すると、ＯＮＵからＯＬＴ方向の上りのフレームについて、暗号化フレームと非暗号化フレームが混在する。

以上を踏まえ、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥ準拠の暗号化フレームの復号処理がフレーム長や非暗号フレームの混在により遅延時間がばらつく場合、ＯＮＵにおいて、ＭＰＣＰフレーム受信時のローカルタイムのロードのタイミングがばらつくため、往復伝播遅延時間が安定せず、ポイント・ツー・ポイントエミュレーションの実現が困難になる課題がある。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたもので、暗号化フレーム及び非暗号化フレームが混在する通信システムにおいて、安定かつ安全なデータ通信を行うことができる暗号化装置及び暗号化システムを提供しようとしたものである。

第１の本発明は、ＩＰ網から入力された通信フレームを、暗号化フレームに変換して送信するか、又は、暗号化せずに非暗号化フレームとして送信する暗号化装置において、（１）上記通信フレームが暗号化フラグを含むかどうかで上記通信フレームが暗号化対象か否かを判定する暗号化要否判定手段と、（２）暗号化フレーム又は非暗号化フレームの出力フレームを生成して光伝送で送信する出力フレーム生成手段と、（３）上記通信フレームが暗号化対象でない場合に所定時間だけ遅延させて上記出力フレーム生成手段に与えるフレーム遅延手段と、（４）上記通信フレームが暗号化対象の場合に上記通信フレームを直ちに受け入れて暗号化して上記出力フレーム生成手段に与える暗号化手段とを備え、（５）上記暗号化要否判定手段に上記通信フレームが入力された時点から、上記出力フレーム生成手段からその通信フレームに係る出力フレームが送信されるまでの時間が、出力フレームが暗号化フレームのときと非暗号化フレームのときとで同様にしたことを特徴とする。

第２の本発明の暗号化システムは、（１）第１の本発明の暗号化装置と、（２）外部装置から光伝送で到来した受信フレームを、暗号化復号して平文フレームに戻して内部のフレーム処理手段に与えるか、又は、暗号化復号せずに内部の上記フレーム処理手段に与える暗号化復号装置において、（２−１）上記受信フレームが暗号化フラグを含むかどうかで上記受信フレームが暗号化復号対象か否かを判定する復号要否判定手段と、（２−２）平文フレームを上記フレーム処理手段に与えるフォーマットのフレームに変換するフレーム復号手段と、（２−３）上記受信フレームが暗号化復号対象でない場合に所定時間だけ遅延させて上記フレーム復号手段に上記平文フレームとして与えるフレーム遅延手段と、（２−４）上記受信フレームが暗号化復号対象の場合に上記受信フレームを直ちに受け入れて暗号化復号して上記フレーム復号手段に上記平文フレームを与える暗号化復号手段とを備え、（２−５）上記フレーム処理手段が上記平文フレームの通信フレームを生成してＩＰ網へ送信し、（２−６）上記復号要否判定手段に上記受信フレームが入力された時点から、上記フレーム復号手段からその受信フレームに係るフレームが出力されるまでの時間が、受信フレームが暗号化フレームのときと非暗号化フレームのときとで同様にした暗号化復号装置とが対向していることを特徴とする。

本発明の暗号化装置及び暗号化システムによれば、暗号化フレーム及び非暗号化フレームが混在する通信システムにおいて、安定かつ安全なデータ通信を行うことができる。

実施形態の暗号化装置の構成を示すブロック図である。 実施形態の暗号化復号装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る平文フレーム及びＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ準拠の暗号化フレームのフォーマットを示す説明図である。 実施形態の暗号化装置の入力フレーム及び出力フレームのタイミング関係を示すタイミングチャートである。 実施形態の暗号化復号装置の入力フレーム（受信フレーム）及び出力フレームのタイミング関係を示すタイミングチャートである。 実施形態の暗号化装置における暗号化動作の説明図である。 実施形態の暗号化装置におけるハッシュ演算動作の説明図である。 ＥＰＯＮのネットワーク構成を示すブロック図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による暗号化装置及び暗号化システムの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

実施形態の暗号化システムは、ＥＰＯＮシステムに適用されることを意図しており、実施形態の暗号化装置はＯＮＵ又はＯＬＴに搭載され、実施形態の暗号化復号装置はＯＬＴ又はＯＮＵに搭載される。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態の暗号化装置３００の構成を示すブロック図であり、図２は、実施形態の暗号化復号装置４００の構成を示すブロック図である。暗号化装置３００及び暗号化復号装置４００はそれぞれ、処理部の全て又は一部を、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムで実現することができるが、このような場合でも、機能的には、図１若しくは図２で表すことができる。

暗号化装置３００は、外部のＩＰ網又は端末より入力されたユーザフレーム３１５である送信平文フレーム３１０をそのまま透過するか、若しくは、暗号化フレーム３０１に変換して送信するものである。暗号化装置３００は、ＯＬＴの下流方向への送信側、及び、ＯＮＵの上流方向への送信側に搭載される。

暗号化復号装置４００は、フレームを受信し、平文フレーム３０２であればそのまま透過し、暗号化フレーム３０１であれば、暗号を復号して受信平文フレーム４９１に変換し、外部の端末又はＩＰ網へユーザフレーム４９３を出力するものである。暗号化復号装置４００は、ＯＮＵの下流方向の受信側、及び、ＯＬＴの上流方向の受信側に搭載される。

暗号化装置３００内の各ブロックの構成について説明する。

ブリッジ部３１４は、外部のＩＰ網又は端末から入力されたユーザフレーム３１５を識別・振分・廃棄・蓄積を行うものであり、当該ブリッジ部３１４を透過できるフレームを多重部３１６へ与えるものである。なお、ブリッジ部３１４がフレームを透過させる以外の機能については、この実施形態の特徴から離れるので、具体的な説明は省略する。ＭＰＣＰ送信部３１２は、制御ＣＰＵ（図示せず）の指示でＭＰＣＰフレームを多重部３１６へ与えるものであり、ＯＡＭ送信部３１３は、制御ＣＰＵの指示でＯＡＭフレームを多重部３１６へ与えるものである。

多重部３１６は、ユーザフレーム、ＯＡＭフレーム又はＭＰＣＰフレームを選択し、フレーム種別やＬＬＩＤ毎に暗号化するか否かのフラグ情報（暗号化フラグ）やＳＣＩ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤ）オプションを付与するか否かのフラグ情報（ＳＣＩオプションの付与フラグ）を格納している暗号制御テーブル３１７を参照し、ヘッダ判定部３１１へ、送信平文フレーム３１０と共にフラグ情報を与えるものである。また、多重部３１６は、暗号化フラグが有効の場合、ＳＣＩオプションの付与フラグに応じたＳｅｃＴＡＧ及びＩＣＶの挿入分のギャップを確保するものである。

図３は、ユーザフレームについての平文フレーム及びＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ準拠の暗号化フレームのフォーマットを示している。平文フレームは、図３（Ａ）に示すように、ＬＬＩＤを含むプリアンブルに続いて、宛先アドレス、送信元アドレス、ユーザデータ、ＦＣＳを有する。暗号化フレームは、図３（Ｂ）に示すように、平文フレームのフォーマットに比較して、送信元アドレス及びユーザデータ間にＳｅｃＴＡＧのフィールドを有し、ユーザデータ及びＦＣＳ間にＩＣＶのフィールドを有する。多重部３１６は、平文フレーム及び暗号化フレームのフォーマット上の差分分のギャップを確保する。なお、多重部３１６から出力されたときの平文フレームにはＦＣＳは付与されていない。

ヘッダ判定部３１１は、送信平文フレーム３１０に係る暗号化フラグが有効であれば、送信平文フレーム３１０を暗号化する指示を各部へ出し、暗号化フラグが無効であれば、送信平文フレーム３１０を暗号化せず透過する指示を各部へ出す。ヘッダ判定部３１１は、暗号化フラグが有効の場合には、後述するような機能を担っている。

フレーム遅延部３１８は、暗号化フラグが無効な場合、暗号化に必要な時間を考慮して予め定められている固定時間分だけ遅延させて送信平文フレーム３１０をフレーム生成部３９０へ与えるものである。フレーム遅延部３１８は、暗号化フラグが有効な場合には送信平文フレーム３１０を遅延させることなく透過させ、暗号認証生成部３８０及びフレーム生成部３９０へ与えるものである。すなわち、多重部３１６から送信平文フレーム３１０が出力された時点から、フレーム生成部３９０から暗号化フレーム３０１又は平文フレーム３０２が出されるまでの時点までの時間（後述する図４の固定遅延時間Ａ参照）を、送信フレームが暗号化フレーム３０１であろうと平文フレーム３０２であろうと同じにするようにフレーム遅延部３１８が適宜遅延処理するものである。

ここで、フレーム遅延部３１８は、暗号化フラグが有効で送信平文フレーム３１０を遅延させることなく透過させる場合であっても、フレーム生成部３９０からの暗号化フレームの出力タイミングが、暗号化フラグが無効な場合の平文フレームの出力タイミングと同じになるように、その出力タイミングを、フレーム生成部３９０に指示するものであっても良い。

また、フレーム遅延部３１８による固定の遅延時間は、暗号化するフレームのフレーム長によらず、暗号認証生成部３８０およびフレーム生成部３９０の処理時間で一意に決まる。

以下、暗号化フラグが有効な場合に機能する各部について説明する。

ヘッダ判定部３１１は、送信平文フレーム３１０のプリアンブルに含まれるＰＯＮ固有のＬＬＩＤを参照し、ＬＬＩＤの値で一意に決まる個別のＯＮＵ宛てか、ＰＯＮ内の全ＯＮＵ宛のブロードキャストＬＬＩＤ（すなわち、下位１５ビットが１６進数表記で７ＦＦＥ（但し、７は３ビットによる表記である））であるかを判定する。ヘッダ判定部３１１は、ＳＣＩ／ＰＮテーブル３５１からＬＬＩＤ値に対応したＳＣＩの情報を読み出し、カウンタ処理部３２０へ与える。また、ヘッダ判定部３１１は、ＬＬＩＤ値と、そのＬＬＩＤに対応した現在使用中のアソシエーション番号（ＡＮ；Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）の組み合わせに対応したパケット番号（ＰＮ；Ｐａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ）の値を、ＳＣＩ／ＰＮテーブル３５１から読み出し、カウンタ処理部３２０へ与える。なお、この際には、読み出しＰＮの値を＋１加算して、ＰＮテーブルを更新しておく。ヘッダ判定部３１１は、ＬＬＩＤ値と、そのＬＬＩＤに対応した現在使用中のＡＮの組み合わせに対応した暗号鍵及びハッシュ鍵を暗号鍵／ハッシュ鍵テーブル３５２から読み出して、暗号鍵Ｋを暗号認証生成部３８０の暗号コア部３８１に与えると共に、ハッシュ鍵Ｈをハッシュ演算部３８６へ与える。なお、ハッシュ鍵Ｈは、入力０をＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）暗号コアで暗号して演算された値である。

フレーム内カウンタ３６０は、平文フレームをブロック単位（すなわち１２８ビット単位）に分割した場合の通し番号を生成し、カウンタ処理部３２０へ与える。

カウンタ処理部３２０は、入力ブロックカウンタ値３７０を生成するブロックであるが、その機能の詳細については後述する。

暗号認証生成部３８０は、暗号文とＩＣＶを生成するブロックである。暗号認証生成部３８０の内部の構成について説明する。

暗号コア部３８１は、入力ブロックカウンタ値３７０を入力として、暗号ストリームを出力するブロックである。

排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）３８２は、フレーム遅延部３１８にて遅延させた送信平文フレーム３１０における暗号範囲（図３参照）の平文部分と、暗号コア部３８１が出力した暗号ストリームとの排他的論理和演算を行い、演算結果を、暗号文Ｃｍ（ｍ＝０、・・・、ｎ−１）として、セレクタ３８５及びフレーム生成部３９０へ与えるものである。

Ｅｋ（Ｙ０）レジスタ３８４は、各フレームの最初の入力ブロックカウンタ値にて暗号化されたカウンタ値を保持するレジスタであり、セレクタ３８５に接続されている。

Ｌｅｎｇｔｈレジスタ３８３は、非暗号文ブロックＡの長さ、及び、暗号文Ｃの長さを保持するレジスタであり、セレクタ３８５に接続されている。

セレクタ３８５は、ハッシュ演算部３８６への入力を切り替えるセレクタである。入力の切替方法については、後述する図７を用いた動作説明の項で明らかにする。

ハッシュ演算部３８６は、後述する図７に示すように、内部に、入力されたハッシュ鍵Ｈを保持するレジスタ、直前のハッシュ演算結果Ｇを保持するレジスタ、直前のハッシュ演算結果Ｇと演算対象入力との排他的論理和を得る排他的論理和演算部、及び、排他的論理和の出力とハッシュ鍵Ｈを掛け算するガロア体ＧＦ（２^１２８）の乗算器を備えている。ハッシュ演算部３８６は、ハッシュ演算の最終出力Ｔを、ＩＣＶ値としてフレーム生成部３９０に与える。

フレーム生成部３９０は、上述した暗号化フラグが有効の場合、平文フレーム３１０を暗号化フレーム３０１（のフォーマット）に変換する機能を有する。図３（Ｂ）は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥに準拠した暗号化フレームフォーマットである。フレーム生成部３９０は、ＳＣＩオプションの付与フラグに応じたＳｅｃＴＡＧと、排他的論理和演算部３８２からの暗号文と、ハッシュ演算部３８６からのＩＣＶを付与し、ＦＣＳを演算して付与した後に出力する。また、フレーム生成部３９０は、暗号化フラグが無効の場合は、フレーム遅延部３１８からの平文フレーム３１０にＦＣＳを付与した後に出力する。なお、フレーム生成部３９０は、宛先アドレスＤＡからＦＣＳ直前までのＣＲＣ３２（３２ビット長のＣｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ；巡回冗長検査）を演算し、最後に付与すべきＦＣＳを求める。

図１及び図２において、符号３０１は、暗号化装置３００から出力された暗号化フレームを示し、符号３０２は、暗号化装置３００から出力された平文フレームを示している。暗号化復号装置４００には、暗号化フレーム又は平文フレームが到来する。

次に、図２に詳細構成を示す実施形態の暗号化復号装置４００における各ブロックの構成について説明する。

ＦＣＳ検定部４０１は、暗号化装置３００側と同様に、受信フレームの宛先アドレスＤＡからＦＣＳ直前までのＣＲＣ３２を演算してＦＣＳを求め、受信フレームの最後に付与されたＦＣＳとの一致検定を行う。ＦＣＳ検定部４０１は、一致の場合には、透過対象のフレームとしてヘッダ判定部４１１へ与えると共に、不一致の場合には、廃棄対象のフレームとしてヘッダ判定部４１１へ与える。

ヘッダ判定部４１１は、受信フレームのＳｅｃＴＡＧの有無を検出する（この検出は、受信フレームが暗号化フレーム及び平文フレームのいずれであるかを検出していることになる）。ヘッダ判定部４１１は、受信フレームにＳｅｃＴＡＧがある場合には、後述するような暗号化復号に係る機能をも実行するものである。

フレーム遅延部４１２は、ＳｅｃＴＡＧがない場合には、暗号化復号に必要な時間に応じて予め定められている時間（後述する図５の固定遅延時間Ｂ参照）分だけ受信フレームを遅延させ、ＦＣＳ検定部４０１による廃棄・透過の判定結果４０２と共にフレーム復号部４９０へ与えるものである。フレーム遅延部４１２の遅延時間は、暗号化復号処理に必要な時間と等しければ良い。

以下、受信フレームにＳｅｃＴＡＧがある場合に機能する各部について説明する。

ヘッダ判定部４１１は、受信した暗号化フレーム３０１のプリアンブルに含まれるＬＬＩＤを参照し、個別のＯＮＵ宛てか、ＰＯＮ内の全ＯＮＵ宛てかを判定する。ヘッダ判定部４１１は、ＳＣＩ／ＰＮテーブル４５１からＬＬＩＤ値に対応したＳＣＩの情報を読み出し、カウンタ処理部４２０へ与える。また、ヘッダ判定部４１１は、ＬＬＩＤ値と、受信フレームのＳｅｃＴＡＧヘッダ内のＡＮフィールド値の組み合わせに対応した暗号鍵及びハッシュ鍵を暗号鍵／ハッシュ鍵テーブル４５２から読み出して、暗号鍵Ｋを暗号コア４８１に与えると共に、ハッシュ鍵Ｈをハッシュ演算部４８６へ与える。さらに、ヘッダ判定部４１１は、ＳｅｃＴＡＧヘッダ内のＰＮフィールド値をカウンタ処理部４２０へ与える。

フレーム内カウンタ４６０は、暗号文をブロック単位（すなわち１２８ビット単位）に分割した場合の通し番号を生成し、カウンタ処理部４２０へ与える。

カウンタ処理部４２０は、入力ブロックカウンタ値３７０を生成するブロックであるが、その機能の詳細については後述する。

暗号認証復号部４８０は、暗号文を復号すると共に、ＩＣＶの正常性を判定するブロックである。暗号認証復号部４８０の内部の構成について説明する。

暗号コア部４８１は、入力ブロックカウンタ値４７０を入力として、暗号ストリームを出力するブロックである。

排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）４８２は、フレーム遅延部４１２にて遅延させた暗号化フレーム３０１の暗号範囲の暗号文と、暗号コア部４８１が出力した暗号ストリームとの排他的論理和演算を行い、演算結果を、平文として、フレーム復号部４９０へ与えるものである。また、セレクタ４８５には暗号文のまま与えるものである。

Ｅｋ（Ｙ０）レジスタ４８４は、各フレームの最初の入力ブロックカウンタ値にて暗号化されたカウンタを保持するレジスタであり、セレクタ４８５に接続されている。

Ｌｅｎｇｔｈレジスタ４８３は、非暗号文ブロックＡの長さ、及び、暗号文Ｃの長さを保持するレジスタであり、セレクタ４８５に接続されている。

セレクタ４８５は、ハッシュ演算部４８６への入力を切り替えるセレクタである。入力の切替方法については、後述する図７を用いた動作説明の項で明らかにする。

ハッシュ演算部４８６は、後述する図７に示すように、内部に、入力されたハッシュ鍵Ｈを保持するレジスタ、直前のハッシュ演算結果Ｇを保持するレジスタ、直前のハッシュ演算結果Ｇと演算対象入力との排他的論理和を得る排他的論理和演算部、及び、排他的論理和の出力とハッシュ鍵Ｈを掛け算するガロア体ＧＦ（２^１２８）の乗算器を備えている。ハッシュ演算部４８６は、ハッシュ演算の最終出力Ｔを、ＩＣＶ値としてＩＣＶ比較部４８７へ与える。

ＩＣＶ比較部４８７は、受信した暗号化フレーム３０１内のＩＣＶフィールド値と、ハッシュ演算部４８６の出力Ｔを比較し、一致すれば正常、不一致であれば異常と判定する。ＩＣＶ比較部４８７は、ＩＣＶの正常性の判定結果をフレーム復号部４９０へ与える。

フレーム復号部４９０は、受信フレームにＳｅｃＴＡＧがある場合（暗号化フレーム３０１の場合）、通常の暗号化されていないフレームフォーマットへ変換する機能を有する。フレーム復号部４９０は、暗号化フレーム３０１の場合、具体的には、図３（Ｂ）に示すフレームフォーマットから、ＳｅｃＴＡＧ及びＩＣＶを削除し、図３（Ａ）に示す平文のフレームフォーマットへ変換し、ＭＰＣＰ受信部４１２へ与える。その際、フレーム復号部４９０は、ＩＣＶの正常性の判定結果が異常の場合、又は、上述したＦＣＳ検定部４０１による廃棄・透過の判定結果４０２が廃棄の場合には、廃棄・透過フラグ４９２を「廃棄（廃棄有効）」を表す値にし、これに対して、ＩＣＶの正常性の判定結果が正常が正常でしかもＦＣＳ検定部４０１による廃棄・透過の判定結果４０２が透過の場合には、廃棄・透過フラグ４９２を「透過（廃棄無効）」を表す値にして、ＭＰＣＰ受信部４１２へ与える。また、フレーム復号部４９０は、受信フレームにＳｅｃＴＡＧがない場合（平文フレーム３０２の場合）、受信フレームと、上述したＦＣＳ検定部４０１による廃棄・透過の判定結果４０２をそのまま廃棄・透過フラグ４９２に乗せてＭＰＣＰ受信部４１２へ与える。

ＭＰＣＰ受信部４１２は、入力された受信平文フレーム４９１のＴｙｐｅ／ＬｅｎｇｔｈがＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒａｍｅのタイプ＝８８０８（１６進数）で、Ｏｐｃｏｄｅが０００２〜０００６（１６進数）又はＦＦＦＥ（１６進数）で、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄無効であれば、受信平文フレーム４９１（この場合ＭＰＣＰフレーム）を内部に取り込むと共に、廃棄・透過フラグ４９２を廃棄有効に変更して受信平文フレーム４９１と共にＯＡＭ受信部４１３へ与える。また、ＭＰＣＰ受信部４１２は、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄有効の場合は、ＭＰＣＰ受信部４１２内部に取り込まず、平文フレーム４９１及び廃棄有効の廃棄・透過フラグ４９２をＯＡＭ受信部４１３へ与える。

ＯＡＭ受信部４１３は、送信先アドレス（ＤＡ）がスロープロトコルのマルチキャストアドレス０１−８０−Ｃ２−００−００−０２（１６進数）で、かつ、Ｔｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈがスロープロトコルのタイプ＝８８０９（１６進数）で、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄無効であれば、受信平文フレーム４９１（この場合ＯＡＭフレーム）を内部に取り込むと共に、廃棄・透過フラグ４９２を廃棄有効に変更して平文フレーム４９１をブリッジ部４１４へ与える。また、ＯＡＭ受信部４１３は、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄有効の場合は、ＯＡＭ受信部４１３の内部に取り込まず、平文フレーム４９１及び廃棄有効の廃棄・透過フラグ４９２をブリッジ部４１４へ送る。

ブリッジ部４１４は、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄有効の場合は、入力された平文フレーム４９１を廃棄する。ブリッジ部４１４は、廃棄・透過フラグ４９２が廃棄無効の場合は、識別・振分・廃棄・蓄積の処理を行い、透過したフレームのみユーザフレーム４９３として、外部の端末又はＩＰ網へ出力する。なお、ブリッジ部４１４の透過機能以外の機能については、その説明を省略する。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態の暗号化装置３００及び実施形態の暗号化復号装置４００における特徴的な動作を説明する。

暗号化装置３００は、ユニキャストなどＬＬＩＤの値で一意に決まる個別のＯＮＵ宛てのＬＬＩＤを付与するフレームに対しても、マルチキャストなど下り方向のＰＯＮ内の全ＯＮＵ宛てのブロードキャストＬＬＩＤを付与するフレームに対しても、ＡＥＳ−１２８−ＧＣＭ方式に従って暗号化する。暗号化装置３００においては、図３（Ａ）に示す平文フレームが、図３（Ｂ）に示す暗号化フレームのフォーマットに変換されて出力される。但し、フレーム種別やＬＬＩＤに基づいて暗号制御テーブル３１７から取り出した暗号化フラグが無効の場合には、図３（Ａ）に示す平文フレームは、変換されることなく出力される。

図４は、暗号化装置３００の入力フレーム及び出力フレームのタイミング関係を示すタイミングチャートである。

図４（Ａ）に示すように、時点ｔ１から平文フレームＦＬ１が入力されたとする。この平文フレームＦＬ１が暗号化対象のフレームであると、図４（Ｂ）に示すように、多重部３１６によって暗号化フラグが「有効」を示す値にセットされ、これにより、フレーム遅延部３１８による遅延が付加されることなく、平文フレームＦＬ１が暗証認証生成部３８０に入力される。暗証認証生成部３８０は、所定時間を掛けて、ＡＥＳ−１２８−ＧＣＭ方式に従って暗号化し、暗号結果などを受け取ったフレーム生成部３９０は、図４（Ｃ）に示すように、時点ｔ１から所定時間Ａが経過した時点ｔ２から暗号化フレームＦＬ１Ｓの出力を開始する。

また、暗号化フレームＦＬ１Ｓの出力が完了していない時点ｔ３から平文フレームＦＬ２が入力されたとする。この平文フレームＦＬ２が暗号化対象のフレームでないと、図４（Ｂ）に示すように、多重部３１６によって暗号化フラグが「無効」を示す値のままとされる。これにより、平文フレームＦＬ２は、フレーム遅延部３１８によって所定時間だけ遅延されてフレーム生成部３９０に与えられ、図４（Ｃ）に示すように、時点ｔ３から所定時間Ａが経過した時点ｔ４からＦＣＳが付加された平文フレームＦＬ２Ｓの出力を開始する。

すなわち、暗号化フレームＦＬ１Ｓの出力と平文フレームＦＬ２Ｓの出力が重なるようなことを防止でき、これらフレームの出力間にアイドル期間があるので、出力されたネットワーク上でも、これらフレームが安定して伝送される。

以上のように、実施形態の暗号化装置３００は、暗号化フレームへの変換・無変換に関わらず、入力されたフレームの入力時点から、一定の処理遅延時間Ａを経過した時点から、フレームを出力することを特徴としている。

暗号化復号装置４００は、ユニキャストなどＬＬＩＤの値で一意に決まる個別のＯＮＵ宛てのＬＬＩＤが付与されている受信フレームに対しても、マルチキャストなど下り方向のＰＯＮ内の全ＯＮＵ宛てのブロードキャストＬＬＩＤが付与されている受信フレームに対しても、その受信フレームが暗号化フレームの場合には、ＡＥＳ−１２８−ＧＣＭ方式に従って暗号を復号化する。暗号化復号装置４００においては、図３（Ｂ）に示す暗号化フレームが、図３（Ａ）に示す平文フレームのフォーマットに変換されて出力される。

但し、受信フレームにＳｅｃＴＡＧ（セキュリティタグ）がない場合には、受信フレームは変換されることなく出力される。ここで、受信フレームのＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈが８８Ｅ５（１６進数）の場合にはＳｅｃＴＡＧがあると判定され、受信フレームのＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈが８８Ｅ５（１６進数）以外の場合ではＳｅｃＴＡＧがないと判定される。

図５は、暗号化復号装置４００の入力フレーム（受信フレーム）及び出力フレームのタイミング関係を示すタイミングチャートであり、上述した暗号化装置３００に係る図４に対応する図面である。

図５（Ａ）に示すように、時点ｔ１１からフレームＦＬ１Ｓが暗号化復号装置４００に到達し始めた（入力された）とする。このフレームＦＬ１Ｓは、図５（Ａ）に示すように、ＳｅｃＴＡＧを有するフレーム（暗号化フレーム）であるので、フレーム遅延部４１２による遅延が付加されることなく、暗証認証復号部４８０に入力される。暗証認証復号部４８０及びフレーム復号部４９０は、所定時間を掛けて、ＡＥＳ−１２８−ＧＣＭ方式に従って暗号化復号を行うと共に、平文フレームフォーマットの変換を行い、その結果、図５（Ｂ）に示すように、時点ｔ１１から所定時間Ｂが経過した時点ｔ１２から平文フレームＦＬ１（図２の符号４９１参照）の出力が開始される。また、フレーム復号部４８０は、平文フレームＦＬ１の出力の最後のデータと同じタイミングのｔ１５から出力が完了する時点ｔ１６の間、図５（Ｃ）に示すように、平文フレームＦＬ１が、外部の端末又はＩＰ網へ出力するものであるか否かを表す廃棄・透過フラグ（図２の符号４９２参照）を出力する。

また、暗号化フレームＦＬ１Ｓを復号して得た平文フレームＦＬ１の出力が完了していない時点ｔ１３から、フレームＦＬ２Ｓが暗号化復号装置４００に到達し始めた（入力された）とする。このフレームＦＬ２Ｓは、図５（Ａ）に示すように、ＳｅｃＴＡＧがないフレーム（平文フレーム）であるので、フレーム遅延部４１２による遅延が付加されてフレーム復号部４９０に入力される。その結果、図５（Ｂ）に示すように、時点ｔ１３から所定時間Ｂが経過した時点ｔ１４から、フレーム復号部４９０は、平文フレームＦＬ２の出力を開始する。この平文フレームＦＬ２の出力完了時点においても、図５（Ｃ）に示すように、平文フレームＦＬ２が、外部の端末又はＩＰ網へ出力するものであるか否かを表す廃棄・透過フラグが出力される。

すなわち、暗号化フレームＦＬ１Ｓや平文フレームＦＬ２Ｓが時間順次に混在して到来しても、外部の端末又はＩＰ網へは、平文フレームを時間的に余裕ある間隔で出力することができる。

以上のように、実施形態の暗号化復号装置４００は、受信フレームが暗号化フレームであろうとなかろうと、一定の処理遅延時間を経てから平文フレームを出力することを特徴としている。その際、廃棄・透過フラグは、平文フレーム出力のフレームの最後のデータと同じタイミングで出力することを特徴としている。

次に、実施形態の暗号化装置３００における暗号化動作について、図６を参照しながら説明する。

図６においては、図１のカウンタ処理部４２０から出力された入力ブロックカウンタ値４７０を保持する部分を、インプットブロックカウンタ７２と記載している。また、図６においては、図１の暗号コア部４８１内で暗号処理を行う部分を、暗号化回路７３と記載している。さらに、図６においては、図１の排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）４８２を、排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）７４と記載している。

入力フレーム７１の宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）と送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）の次から１２８ビット長毎に分割した平文Ｐｍ（ｍ＝０、…、ｎ−１）と、インプットブロックカウンタ７２を入力とした暗号化回路７３の出力（暗号ストリーム）とを、排他的論理和をかけて、暗号文Ｃｍ（ｍ＝０、…、ｎ−１）を生成する。ここで、入力ブロックカウンタ７２は、初期ベクトル（ＩＶ；Ｉｎｉｔｉａｌ Ｖｅｃｔｏｒ）の上位６４ビット、ＳｅｃＴＡＧに挿入するＰＮ値３２ビット、２５ビットの０値、フレーム内カウンタ３６０の７ビットを結合した１２８ビットのカウンタであり、フレーム毎に初期化され、１２８ビットのブロック毎に＋１ずつ加算されていく値である。初期ベクトル（ＩＶ；Ｉｎｉｔｉａｌ Ｖｅｃｔｏｒ）の上位６４ビットについては、後述する。

なお、入力ブロックカウンタ７２の初期値を暗号鍵Ｋで暗号処理したものが、最初に暗号化されたカウンタ値として、Ｅｋ（Ｙ０）レジスタ７５（図１の符号４８４参照）に保持される。

暗号復号化動作は、周知のように暗号動作と対称的な動作である。図示は省略するが、暗号復号化動作では、インプットブロックカウンタを入力とした暗号化回路の出力（暗号ストリーム）と、暗号化フレームのＳｅｃＴＡＧの次から１２８ビット長毎に分割した暗号文Ｃｍ（ｍ＝０、…、ｎ−１）とを、排他的論理和をかけて、元の平文Ｐｍ（ｍ＝０、…、ｎ−１）を生成する。すなわち、暗号復号化動作では、図６における排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）７４への平文入力を暗号文の入力に代え、排他的論理和演算部（Ｅｘ−ＯＲ部）７４からの出力を平文としたと同様な処理を行う。暗号復号化動作でのインプットブロックカウンタは、初期ベクトル（ＩＶ；Ｉｎｉｔｉａｌ Ｖｅｃｔｏｒ）の上位６４ビット、受信したＳｅｃＴＡＧ内のＰＮ値３２ビット、０値２５ビット、フレーム内カウンタ４６０の７ビットを結合した１２８ビットのカウンタであり、フレーム毎に初期化され、１２８ビットのブロック毎に＋１ずつ加算されていく値である。

次に、実施形態の暗号化装置３００のハッシュ演算部３８６によるハッシュ演算動作について、図７を参照しながら説明する。

非暗号文ブロック８１は、宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）及びＳｅｃＴＡＧから構成され、この非暗号文ブロック８１が１２８ビット長のブロックに分割され、ハッシュ演算が実行される。非暗号文ブロック８１に係る第１ブロックＡ０は、宛先アドレス、送信元アドレス、ＳｅｃＴＡＧのＭＡＣｓｅｃＴｙｐｅ１６ビット、ＴＣＩ／ＡＮの８ビット、未定義２ビットを含むＳＬの８ビットである。ＳＣＩオプションを挿入する場合の第２ブロックＡ１は、ＳｅｃＴＡＧのＰＮの３２ビット、ＳＣＩ６４ビット及び０値３２ビットであり、ＳＣＩオプションを挿入しない場合の第２ブロックＡ１は、ＳｅｃＴＡＧのＰＮの３２ビット及び０値９６ビットである。例えば、この実施形態ではＳＣＩオプションを挿入せずに使用する。第１ブロックＡ０とハッシュ鍵Ｈをガロア体ＧＦ（２^１２８）上で乗算し、その結果Ｇ０と、第２ブロックＡ１の排他的論理和を求め、その結果とハッシュ鍵Ｈをガロア体ＧＦ（２^１２８）上で乗算し、結果Ｇ１を得る。

暗号文ブロック８２は、非暗号文ブロック８１に続いており、１２８ビット長毎に分割される。分割で得られた１２８ビットは、上述した暗号文Ｃ０、Ｃ１、…、Ｃ（ｎ−１）となっている。上述の結果Ｇ１と、暗号文Ｃ０の排他的論理和を求め、その結果とハッシュ鍵Ｈをガロア体ＧＦ（２^１２８）上で乗算し、結果Ｇ２を得る。以下、同様な処理を繰り返し、結果Ｇ（ｎ）と暗号文Ｃ（ｎ−１）の排他的論理和を求め、その結果とハッシュ鍵Ｈをガロア体ＧＦ（２^１２８）上で乗算し、結果Ｇ（ｎ＋１）を得る。第１ブロックＡ０と、第２ブロックＡ１を結合したＡ（非暗号文ブロック８１）のビット長を６４ビットで表現した値ＬｅｎＡと、暗号文ブロック８２の全体Ｃのビット長を６４ビットに表現した値ＬｅｎＣを結合してできる１２８ビットの値と、上述した結果Ｇ（ｎ＋１）の排他的論理和を求め、その結果とハッシュ鍵Ｈをガロア体ＧＦ（２^１２８）上で乗算し、結果Ｇ（ｎ＋２）を得る。最後に、上述したＥｋ（Ｙ０）と上述した結果Ｇ（ｎ＋２）の排他的論理和を求め、その結果Ｔ（８７）がハッシュ演算部３８６の出力となる。

ここで、ハッシュ演算結果Ｔ（８７）の上位ビット側からＩＣＶの長さ（８〜１６バイト）に応じた分を取り出して、ＩＣＶの値を得る。例えば、ＩＣＶの長さとしては１６バイトを適用できる。ＩＣＶの値は、暗号化装置３００のフレーム生成部３９０により、暗号化フレーム３０１のＩＣＶフィールドに挿入される。また、暗号化復号装置４００の暗号認証復号部４８０内のＩＣＶ比較部４８７にて、受信した暗号化フレーム３０１内のＩＣＶの値と、ハッシュ演算部４８６で演算して得られたＩＣＶの結果が比較される。不一致の場合には、異常フレームとして受信した暗号化フレームが廃棄され、一致した場合には正常フレームとして受信した暗号化フレームが透過される。

次に、暗号化フレーム３０１へのＳｅｃＴＡＧの付与動作について、図３（Ｂ）をも参照しながら説明する。

ＳＣＩ／ＰＮテーブル３５０では、個別ＯＮＵ宛のＬＬＩＤに対するＳＣＩ値及び現在のＰＮ値と、ブロードキャストＬＬＩＤに対する共通のＳＣＩ値及び現在のＰＮ値を保持している。ＳＣＩ／ＰＮテーブル４５０も同様に、個別ＯＮＵ宛のＬＬＩＤに対するＳＣＩ値及び現在のＰＮ値と、ブロードキャストＬＬＩＤに対する共通のＳＣＩ値及び現在のＰＮ値を保持している。個別ＯＮＵ宛のＬＬＩＤに対するＳＣＩ値は、カウンタ処理部３２０及び４２０にて入力ブロックカウンタを生成する際に使用される。この場合は、ＳｅｃＴＡＧのＳＣＢビットは０で、ＳＣビットは０とし、ＳＣＩオプションフィールドを暗号化フレームフォーマット３０１に含めない。ブロードキャストＬＬＩＤに対する共通のＳＣＩ値は、カウンタ処理部３２０及び４２０にて入力ブロックカウンタを生成する際に使用される。この場合は、ＳｅｃＴＡＧのＳＣＢビットは１でＳＣビットは０とし、ＳＣＩオプションフィールドを暗号化フレームフォーマット３０１に含めない。その他のＶ（Ｖｅｒｓｉｏｎ）フィールドは０固定、ＥＳ（Ｅｎｄ Ｓｔａｔｉｏｎ）フィールドは０固定とし、Ｅビット及びＣビットは、ＩＣＶ付き暗号化が有効なので、両方１として付与される。

（Ａ−３）実施形態の効果
上記実施形態によれば、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥ準拠の暗号化フレームの暗号化処理や暗号化復号処理において、フレーム長や暗号化フレームの有無に関わらず、処理時間を一定にするようにしたので、ＯＮＵにおいてＭＰＣＰフレーム受信時のローカルタイムのロードのタイミングがばらつくことなく、往復伝播遅延時間が安定し、ポイント・ツー・ポイントエミュレーションを安定して実現可能になり、ＰＯＮシステム上で、安定かつ安全なデータ通信を行う効果を得られる。

３００…暗号化装置、３１１…ヘッダ判定部、３１６…多重部、３１７…暗号制御テーブル、３１８…フレーム遅延部、３８０…暗号認証生成部、３９０…フレーム生成部、
４００…暗号化復号装置、４１１…ヘッダ判定部、４１２…フレーム遅延部、４８０…暗号認証復号部、４９０…フレーム復号部。

Claims (3)

1. ＩＰ網から入力された通信フレームを、暗号化フレームに変換して送信するか、又は、暗号化せずに非暗号化フレームとして送信する暗号化装置において、
   上記通信フレームが暗号化フラグを含むかどうかで上記通信フレームが暗号化対象か否かを判定する暗号化要否判定手段と、
   暗号化フレーム又は非暗号化フレームの出力フレームを生成して光伝送で送信する出力フレーム生成手段と、
   上記通信フレームが暗号化対象でない場合に所定時間だけ遅延させて上記出力フレーム生成手段に与えるフレーム遅延手段と、
   上記通信フレームが暗号化対象の場合に上記通信フレームを直ちに受け入れて暗号化して上記出力フレーム生成手段に与える暗号化手段とを備え、
   上記暗号化要否判定手段に上記通信フレームが入力された時点から、上記出力フレーム生成手段からその通信フレームに係る出力フレームが送信されるまでの時間が、出力フレームが暗号化フレームのときと非暗号化フレームのときとで同様にしたことを特徴とする暗号化装置。
2. 受動光ネットワークシステムの局側装置又は加入者側装置に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の暗号化装置。
3. 請求項１に記載の暗号化装置と、
   外部装置から光伝送で到来した受信フレームを、暗号化復号して平文フレームに戻して内部のフレーム処理手段に与えるか、又は、暗号化復号せずに内部の上記フレーム処理手段に与える暗号化復号装置において、
   上記受信フレームが暗号化フラグを含むかどうかで上記受信フレームが暗号化復号対象か否かを判定する復号要否判定手段と、
   平文フレームを上記フレーム処理手段に与えるフォーマットのフレームに変換するフレーム復号手段と、
   上記受信フレームが暗号化復号対象でない場合に所定時間だけ遅延させて上記フレーム復号手段に上記平文フレームとして与えるフレーム遅延手段と、
   上記受信フレームが暗号化復号対象の場合に上記受信フレームを直ちに受け入れて暗号化復号して上記フレーム復号手段に上記平文フレームを与える暗号化復号手段とを備え、
   上記フレーム処理手段が上記平文フレームの通信フレームを生成してＩＰ網へ送信し、
   上記復号要否判定手段に上記受信フレームが入力された時点から、上記フレーム復号手段からその受信フレームに係るフレームが出力されるまでの時間が、受信フレームが暗号化フレームのときと非暗号化フレームのときとで同様にした
   暗号化復号装置と
   が対向していることを特徴とする暗号化システム。

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