JPH04150339A - 秘話電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、電話において音声を暗号化して会話を行う
ことができる秘話電話装置に関するものである。

「従来の技術Ｊ 音声信号を直接暗号化するアナログ暗号化方式として、
スペクトル反転暗号方式（詳細は例えば、合材、眼部、
小面：　“′音声スペクトル反転秘話におけるコンパン
ダとエンファシスによる通話品質改善効果”′、信学論
（Ｂ）、Ｊ６４−８，５．ｐｐ、４２５−４３２（昭５
６−０５）参照）、サンプルした音声の時間順序および
周波数を入れ替える方式（詳細は例えば、Ｎ、Ｓ、Ｊａ
ｙａｎｔ＋Ｒ，Ｖ、Ｃｏｘ＋Ｂ、Ｊ、ＭｃＤｅｒｍｏｔ
ｔ　　ａｎｄ　　Ａ、Ｍ、Ｑｕｉｎｎ　　：　　’へｎ
ａｌｏｇ　　ｓｃｒａｍｂｌｅｒｓ　　ｆｏｒ　　５ｐ
ｅｅｃｈ　　ｂａｓｅｄ　　ｏｎｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ
　ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ
　ｆｒｑｕｅｎｃｙＢｅｌｌ　５ｙｓｔ、　Ｔｅｃｈ、
　Ｊ、　６２，１．ｐｐ、２５−４６（Ｊａｎ、１９８
３）参照）、サンプルした音声の極性を一定規則に従っ
て反転する方式（詳細は例えば、Ｓ、＾ｓａｋａｗａ、
Ｐ。

ＳｕＢｉｙａｍａ　　ａｎｄ　　Ｍ、Ｎａｋａｍｕｒａ
：”　　Ａ　　ｖｏｉｃｅ　　ｓｃｒａｍｂｌｅｒｆｏ
ｒ　　ｍｏｂｉｌ　　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’　
　［１ＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、Ｖｅｈ　　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ、２９，１．　ｐｐ、８ｌ−８６（Ｆｅｂ、１９８０
）参照）等がある。

また、Ｆ　Ｆ　Ｔ　（Ｆａｅｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ　：高速フーリエ変換）の手法を応用
したＦＦＴスクランブル方式（詳細は例えば、検氷、大
川、桜井、古賀：“ＦＦＴを用いた全２重アナログ秘話
装置とその基本動作“°、信学論（Ａ）、Ｊ７２−Δ、
　４．　ｐｐ、６９２−７０２（昭６４−Ｏｆ）参照）
が提案されている。

また電文を暗号化するのと同様な手法で行うように、音
声信号を符号化した後、暗号化するディジタル暗号化方
式が提案されている。

現在ディジタル通信のセキュリティ対策として、送信者
または受信者の一方が鍵を決め相手に同一の鍵を例えば
郵便で送ってから、送信側で送るべきデータ（平文）を
その鍵で暗号化して暗号文を送信し、受信側では先の鍵
で受信した暗号文を暗号の逆変換つまり復号し、元の平
文に戻す方法が用いられている。これらで使用されてい
る暗号アルゴリズムは不特定相手と暗号通信を行うため
に、暗号化アルゴリズムを公開することが必要となる。

アルゴリズム公開型暗号の代表例としてＤＢＳ（ＤＢＳ
アルゴリズムの詳細は例えば、ＤＪ、Ｄａｖｉｅｓ　ａ
ｎｄ　Ｗ、１．、Ｐｒ１ｃｅ　　（上園監訳）：“ネッ
トワーク・セキュリティ”、日経マグロウヒル社、１９
８５ｐｐ、　５５−８４参照）、ＦＥＡＩ−（ＦＥＡＩ
−アルゴリズムの詳細は例えば、宮口、白石、清水：　
“’ＦＥＡＬ−８暗号アルゴリズム°°、研実報　第３
７巻第４１５号、１９８８　ＰＰ、３２１−３７２参照
）がある。

次に、暗号利用形式（暗号利用形式の詳細は例えば、Ｄ
、Ｗ、Ｄａｖｉｅｓ　ａｎｄ　Ｗ、Ｌ、Ｐｒ１ｃｅ　（
上園監訳）：　“ネットワーク・セキュリティ”、日経
マグロウヒル社、１９８５　ｐｐ、８５−１０２参照）
は以下の４形式がある。

■　ＥＣＢ形式（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｄｅｂｏ
ｏｋ　ｍｏｄｅ）。

■　ＣＢＣ形式（Ｃｉｐｈｅｒ　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｈａｉ
ｎｉｎｇ　ｍｏｄｅ）。

■　ＣＦＢ形式（Ｃｉｐｈｅｒ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｍ
ｏｄｅ）。

■　ＯＦＢ形式（Ｏｕｔｐｕｔ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｍ
ｏｄｅ）。

「発明が解決しようとする課題」 アナログ暗号化方式の前記最初の三方式は、暗号強度が
弱い、信号処理遅延による会話のやりにくさ、暗号化に
よる復号音質の劣化等の欠点がある。また最後の方式は
、信号処理遅延による会話のやりにくさ、暗号化による
復号音質の劣化、通常の会話から暗号化した会話状態に
切り換えるのに時間がか−る等の欠点がある。またアナ
ログ暗号化方式では、網から送られて来る着信音（第三
者からの着信があることを知らせる音声信号）を受けて
も暗号通話中のときは意味不明なノイズとして受話され
、着信音を認識できないため通話中着信のサービスを受
けることができない。

ｌ５ＤＮ（ディジタル綜合通信網）がサービス開始され
る以前では伝送路網はアナログ伝送かベースになってお
り、同一の音声信号を伝送するのにディジタル伝送では
アナログ伝送の約２０倍の周波数帯域が必要となり、ア
ナログ伝送を利用して電話のディジタル暗号化はコスト
面からみて実現された例はない。しかしｌ５ＤＮが普及
するに従って電話による会話をディジタル暗号化方式で
暗号化して行うことが考えられる。この場合、暗号強度
を強くする点からストリーム暗号形式を適用するとよい
が、このストリーム暗号形式の暗号は暗号開始時点が相
手方で知らないと復号することができない。つまり、互
いに会話を行う相互の電話機の暗号器と復号器との動作
開始を同時に行う必要がある。しかし、電話においては
データ通信の伝送制御手順のようなプロトコルがないた
め暗号開始時点を相手方に知らせる手段が必要となる。

また相手側の電話に出た者が話をしたい者であることを
確認する必要がある。従って、通常の（暗号化していな
い状態）会話により、相手を確認した後に、暗号化した
会話に移すことになり、このとき、暗号および復号の同
期が簡単にとれることが要望される。また第三者からの
着信があった場合相互の電話機の暗号器と復号器の動作
停止を同時に行い、相手側を保留状態にして第三者と通
話を行い、第三者と通話が完了すれば再度相手と通話す
る必要がある。

この発明の目的は、非暗号会話と暗号会話との切り替え
が容易で、暗号強度が強い暗号化機能を有する秘話電話
装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 この発明によれば、送話器（マイク）からの入力信号（
アナログ信号）をディジタル信号に変換する符号器と、 その符号器の出力と、あらかしめセントされたｎビット
幅の第１のキャラクタと、あらかじめセットされたｎビ
ット幅の第２のキャラクタとの３者から１者を選択する
第１のセレクタと、その第１のセレクタの出力をｎピッ
（・単位で暗号化するストリーム暗号形式を適用した暗
号器と、その暗号器の出力と、第１のセレクタの出力と
の２者から１者を選択する第２のセレクタと、暗号通信
開始信号と第１の割込み信号とのうちの最初に発生した
信号により、上記第１のセレクタの出力を選択するよう
に上記第２のセレクタを切り替え制御し、かつ上記符号
器の出力を送出している状態から、上記第１のキャラク
タをＭ個連続送出し、その後、上記第２のキャラクタを
１個送出するように上記第１のセレクタを切り替え制御
し、その後、上記暗号器の出力を選択するように上記第
２のセレクタを切り替え、かつ、上記符号器の出力を送
出するように上記第１のセレクタを切り替え、その状態
で回線保留開始信号と上記第１の割込み信号とのうちの
最初に発生した信号により、上記第１のキャラクタをＭ
個連続送出し、その後、上記第２のキャラクタを１個送
出するように上記第１のセレクタを切り替え制御し、そ
の後、上記第１のセレクタの出力を選択するように−ｈ
記第２のセレクタを切り替え、かつ、上記符号器の出力
を送出するように上記第１のセレクタを切り替える送話
制御手段とを有する送話部と、受信したディジタル信号
（暗号化された信号）をｎビット単位で復号するストリ
ーム暗号形式を適用した暗号復号器と、 その暗号復号器の出力と、受信したディジタル信号との
２者から１者を選択する第３のセレクタと、 上記第３のセレクタの出力から上記第１のキャラクタを
検出する手段と、 上記第３のセレクタの出力から上記第２のキャラクタを
検出する手段と、 上記第３のセレクタの出力（ディジタル信号）をアナロ
グ信号に変換して受話器（スピーカ）へ供給する符号復
号器と、 上記第１のキャラクタをＮ（ただし８≦Ｍ）個連続に検
出すると上記第１の割込み信号を発生し、その後、上記
第２のキャラクタを検出すると、受信したディジタル信
号の送出状態から上記暗号復号器の出力を送出するよう
に上記第３のセレクタを切り替え、この状態で、上記第
１のキャラクタをＮ個連続に検出すると上記第１の割込
み信号を発生し、その後、上記第２のキャラクタを検出
すると、上記暗号復号器の出力の送出状態から受信した
ディジタル信号を送出するように上記第３のセレクタを
切り替える受話制御手段とを有する受話部と、 手動操作され、上記暗号通信開始信号を出力する第１の
スイッチと、 手動操作され、上記回線保留開始信号を出力する第２の
スイッチと、 暗号鍵を保持して上記暗号器と上記暗号復号器へ供給す
る第３のレジスタとを具備する。

［作　用Ｊ Ａ電話機よりＢ電話機を呼び出し、Ｂ電話機の着信者と
Ａ電話機の発信者とが暗号によらない通常会話により、
互いに相手を確認し、その後暗号会話に入るが、そのと
き第１のスイッチを操作すると、暗号通信開始信号が発
生し、送話制御手段は第１のキャラクタをＭ個送出し、
その後、第１のキャラクタを１個送出し、その後、暗号
器で送語信号を暗号化して送出し、第１のキャラクタを
Ｎ個連続して検出した後、第２のキャラクタを検出する
と、第１の割込み信号を発生し、かつ符号復号器へは受
信ディジタル信号に代えて暗号復号器の出力が供給され
て、一方向における暗号器と暗号復号器とが同期し、ま
た第１の割込み信号で第１のキャラクタをＭ個送出し、
その後、第２のキャラクタを１個送出し、その後、暗号
器で送話信号を暗号化して送出するようになり、これに
応じて受話制御手段が同様に動作して、他方向における
暗号器と暗号復号器とが同期し、Ａ電話機とお電話機と
が暗号による会話状態となる。

この状態でＣ電話機からＡ電話機に着信があると、Ａ電
話機をそのとき利用しているものが、第２のスイッチを
制御して回線保留開始信号を発生させると、第１のキャ
ラクタをＭ個連続して送出し、その後、第２のキャラク
タを１個送出し、その後、暗号器出力に代えて符号器の
出力を送出し、Ｂ電話機で第１のキャラクタをＮ個連続
して検出し、その後、第２のキャラクタを検出すると、
第１の割込み信号を発生するとともにに暗号復号器の出
力の代わりに受信ディジタル信号を符号復号器へ出力し
、よってＢ電話機では網から保留音を受信できる状態と
なり、かつ第１のキャラクタをＭ個連続して送出し、そ
の後、第２のキャラクタを１個送出し、暗号器の出力に
代えて符号器の出力を送出し、この第１のキャラクタ、
第２のキャラクタをＡ電話機で受けて、その受信部が通
常会話状態となり、Ｃ電話機の発信者と会話できるよう
になり、へ電話機、Ｃ電話機間で暗号会話に入る場合は
、Ａ電話機とＢ電話機とで暗号会話に入る場合と同様に
操作すればよい。Ａ電話機とＣ電話機との間の会話が終
了し、Ａ電話機で保留解除がなされると、保留開始時と
同様に動作してＡ電話機、Ｃ電話機はともに通常会話状
態となり、かつＣ電話機はＡ電話機から切断され、Ａ電
話機はＢ電話機と再び接続され、かつ通常会話万能な状
態になる。

「実施例」 以下、この発明の一実施例について図面により説明する
。

第１図はこの発明の一実施例を示す秘話電話装置（暗号
機能付きディジクル電話機）の実施例の構成を示す。こ
の装置は本体１．零体１に接続されたハンドセット（送
受器）２１本体１とｌ５ＤＮ　（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
　５ｅｒｖｉｃｅｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ
）の加入者線路４とを接続するための回線終端装置（Ｄ
ＳＵ）３とからなる。

本体１は、本体全体の制御を司るマイクロプロセッサ部
５．マイクロプロセッサ部５が実行するプログラムの格
納およびデータを一時蓄えておくＲＯＭおよびＲＡＭか
らなるメモリ部６１通話中に第三者から着信があると、
マイクロプロセッサ部５によって動作開始指示が行われ
、着信があったことを知らせる音声をハンドセット２の
受話器２ｒへ出力する着信音発生回路７．暗号化された
音声信号を復号してハンドセット２の受話器２ｒへ音声
信号を出力する受話部８．ハンドセット２の送話器２ｓ
からの音声信号を暗号化して送出する送話部９．マイク
ロプロセッサ部５によって■ＳＤＮのＤチャネルのレイ
ヤ３を制御するレイヤ３制御部１０．マイクロプロセッ
サ部５によってデイスプレィ１６を制御するデイスプレ
ィ制御部１１、押しボタンダイヤル１５のキー人力を制
御するキー人力制御部１２．回線終端装置３とのインタ
フェース変換を行うドライバ／レシーバ１３゜ｌ５ＤＮ
のＢチャネルのレイヤＩおよびＤチャネルのレイヤ１，
２を制御するレイヤ１，２制御部１４、電話番号の入力
あるいは通話する当事者同士しか知らない暗号鍵を入力
する押しボタンダイヤル１５１通信モード、使用チャネ
ル、発信・着信・通話中等の動作状態等を表示するデイ
スプレィ１６１通話中に第三者から着信があった場合、
現在通話中の相手を保留し着信してきた第三者と通話、
および第三者との通話を完了し元の相手との通話を再会
するための保留開始および保留解除を指示する保留スイ
ンチ１７（この保留スイッチ１７はトグルスイッチにな
っており再度押下すると保留解除指示となる）、通話内
容の暗号開始および暗号解除を指示する暗号スインチ１
８（この暗号スイッチ１８はトグルスイッチになってお
り再度押下すると暗号解除指示となる）からなる。

ｌ５ＤＮの加入者路線４は回線終端装置３に接続され、
マイクロプロセッサ部５と、メモリ部６着信音発生回路
７．受話部８．送話部９および各制御部１０，１１．１
２とは内部バス１９によって接続され、受話部８からの
受話信号２０（アナログ信号）はハンドセット２の受話
器２ｒに供給され、ハンドセット２の送話器２Ｓからの
送話信号２１（アナログ信号）は送話部９へ供給され、
レイヤ１，２制御部１４からのＢチャネル信号２２は受
話部８へ供給され、送話部９からのＢチャネル信号２３
はレイヤｌ、２制御部１４へ供給され、着信音発生回路
７からの着信音２４（アナログ信号）は受話器２ｒへ供
給され、押しボタンダイヤル】５の出ノｊ信号２５はキ
ー人力制御部１２へ供給され、デイスプレィ制御部１１
の出力信号２６はデイスプレィ１６へ供給され、保留ス
イッチ１７の保留要求信号２７は送話部９へ供給され、
暗号スイッチ１日の暗号要求信号２８は送話部９へ供給
され、送話部９からの保留指示信号２９（第１の割り込
み）はレイヤ３制御部１０へ供給される。

第２図に第１図の送話部９および受話部８の内部構成を
示す。送話部９内の送話制御部３１は送話郡全体を制御
する制御部、ＩＤＬレジスタ３２はマイクロプロセッサ
部５によって第１のキャラクタ（以下この１バイトのキ
ャラクタを”　Ｉ　Ｄ　Ｌキャラクタ゛上記す〕をセッ
トされるレジスタ、ＥＯＣレジスタ３３はマイクロプロ
セッサ部５によって第２のキャラクタ（以下この１バイ
トのキャラクタを”　Ｅ　ＯＣキャラクタ′”上記す）
をセットされるレジスタ、ＫＥＹレジスタ３４は第１図
中の押しボタンダイヤル１５から人力された暗号鍵をキ
ー人力制御部１２を通じ、更に内部ハス１９を通じてマ
イクロプロセッサ部５によってセットされるレジスタ、
Ｍレジスタ３６はＩ　Ｄ　１．、キャラクタの連続送出
個数を示す値（以下この値を′。

Ｍ”上記す）をマイクロプロセッサ部５によってセット
されるレジスタ、符号器３７は第１図中のハンドセット
２の送話器２ｓからの音声信号２１（アナログ信号）を
１バイト（８ビット）のディジタル信号に変換する。こ
のアナログ信号をディジタル信号に変換する規定はＣＣ
ＩＴＴ勧告Ｇ。

７１１による。セレクタ３８は送話制御部３１によって
符号器３７の出力信号４Ｂ、ｒＤＬレジスタ３２からの
ＩＤＬキャラクタ信号４４．ＥＯＣレジスタ３３からの
ＥＯＣキャラクタ信号４５のいずれかを選択して出力す
る１バイト幅のセレクタ、暗号器３９はセレクタ３８の
出力信号５０が供給され、１バイトのディジタル信号を
１バイト単位で暗号化する（暗号化については後程詳細
に説明する）セレクタ４０は送話制御部３１によって暗
号器３９の出力信号５１．セレクタ３８の出力信号５０
のいずれかを選択して出力する１バイト幅のセレクタ、
並列直列変換器４１はセレクタ４０の出力信号５２が供
給され、１バイト幅のパラレルデータを１ビツト幅のシ
リアルデータに変換してＢチャネル信号２３として出力
する、カウンタ４２は送話制御部３１がセレクタ３８に
対してＩ　Ｄ　Ｌキャラクタ信号４４を選択指示してい
るときに、Ｉ　Ｄ　Ｌキャラクタが１個送出されるごと
にカウント値が１増加するカウンタ、比較器４３はカウ
ンタ４２の計数値出力５６とＭレジスタ３６の出力信号
４７との内容が一致したとき出力５７をオンにして送話
制御部３１に通知する、ＫＥＹレジスタ３４からの暗号
鍵（８バイト幅）４６は暗号器３９および受話部８の暗
号復号器６３へ供給される、送話制御部３１から暗合器
３９を制御する信号５３、セレクタ４０を制御する信号
５４カウンタ４２を制御する信号５５が出力している。

受話部８において受話制御部６１は受話郡全体を制御す
る制御部、直列並列変換器６２は（Ｂチャネル信号２２
の）１ビツト幅のシリアルデータを１バイト幅のパラレ
ルデータに変換する、暗号復号器６３は直列並列変換器
６２からの１バイトのディジタル信号を１ハイド単位で
復号する（復号について後程詳細に説明する）、セレク
タ６４は信号７５を通じて受話制御部６１によって、直
列並列変換器６２の出力信号７２．暗号復号器６３の出
力信号７３のいずれかを選択して出力する１バイト幅の
セレクタ、符号復号器６５はセレクタ６４の出力信号７
４（１バイト幅）のディジタル信号を音声信号（アナロ
グ信号）に変換する、比較器６６はセレクタ６４の出力
信号７４とＥＯＣキャラクタ信号４５とが一致したとき
出カフ７をオンとし、比較器６７はセレクタ６４の出力
信号７４とＩ　Ｄ　Ｌキャラクタ信号４４とが一致した
とき出カフ８をオンとする、カウンタ６８は比較器６７
の出カフ８がオンのときカウント値が１増加し、比較器
６７の出カフ日がオフのときカウント値がＯとなる、比
較器６９はウカンタ６８の計数値用カフ９とＮを示す信
号８０とが一致したとき出力８１をオンとして送話制御
部３１および受話制御部６１に通知する、受話制御部６
１から暗号復号器６３およびセレクタ６４を制御する信
号７５が出力されている。Ｎレジスタ７０はＩＤＬキャ
ラクタの連続受信個数を示ず値（以下この値を“Ｎ”上
記す：ただしＮ≦Ｍ）をマイクロプロセッサ部５によっ
てセットされるレジスタである。

この例ではディジタル化した音声信号が８ビツト（１バ
イト）単位であること、会話を行うためにリアルタイム
性が要求されること２回線上のビット誤りの影響を極力
抑えること、強い暗号強度にすることにより、ストリー
ム暗号形式であるＯＦＢ形式の８ビツトフイーハツクを
適用する。

この発明は、ＩＳＤＮ基本インタフェース加入者線の情
報チャネル（Ｂチャネル）を用いて、音声を符号化して
通話を行うディジタル電話機に適用でき、さらにこの電
話機は暗号通話中に第三者から着信があると現在通話中
の相手を一時保留し、着信してきた第三者と通話するこ
とができる。以下このディジタル電話機を例に、第１図
、第２図および第３図を用いてこの発明の詳細な説明す
る。

ｌ５ＤＮサービスで提供されている回線交換の呼設定機
能（ＩＳＤＮの回線交換サービスとその呼設定機能の詳
細は例えば、日本電信電話株式会社編集：　“技術参考
資料　ＩＮＳネットサービスのインタフェース　第３分
冊（レイヤ３回線交換編）”、電気通信協会、１９８９
参照）および通信中着信通知機能、コールウェイティン
グ機能（通信中着信通知機能、コールウェイティング機
能の詳細は例えば、日本電信電話株式会社編集：゛′技
術参考資料ＩＮＳネットサービスのインタフェース第４
分冊（レイヤ３回線交換付加サービス編）°。

電気通信協会、１９８９．　Ｐ７−２２参照）を用いて
、この発明を適用した発信側のディジタル電話機（以下
「Ａ電話機」上記す）、同じくこの発明を適用した着信
側のディジタル電話機（以下「Ｂ電話機」上記す）、同
じくこの発明を適用したＡ電話機に着呼するディジタル
電話機（以下「Ｃ電話機」上記す）において、Ａ電話機
のＢチャネルとＢ電話機のＢチャネルが接続された後の
時点より説明を行う。

まず音声を暗号化して通話を行う前に、第三者への漏洩
防止のために、Ｂ電話機のハンドセントを取った者が、
Ａ電話機をかりた者がこれから話をしたい相手であるか
否かを確認する必要がある。

この確認方法として会話による方法と、何らかの手段（
例えば書留郵便による本人への直接配送）で予め送られ
ている暗号鍵（当事者同士のみしか知らない数字の組み
合ね−１りを用いて、暗号化した通話をその鍵で復号す
る方法とがある。もし会話内容から判断して、Ｂ電話機
のハンドセットを取った者が、Ａ電話機をかけた者が話
をしたい相手でなければその時点で電話を切ればよい。

ここでＢ電話機のハンドセットを取った者が、へ電話機
をかけた者が話をしたい相手か否か不明のときは、次の
確認方法として双方が各電話機の押しボタンダイヤルよ
り暗号鍵を入力し、双方が暗号鍵を入力したことを会話
で確認後、いずれか一方の者があるいは双方が暗号スイ
ツチ１８をオンとして暗号通話を開始する。もしＢ電話
機側で入力した暗号鍵が間違っていれば通信不能（受話
器にはノイズのみしか送られて来ない）となり、通話内
容が相手に漏洩することはない。またｌ５ＤＮ網または
回線上の何処かで盗聴しようとしても、この発明を適用
した電話機で、先と同じ暗号鍵で通話内容を復号しない
限り盗聴はできない。

さらにＡ電話機とＢ電話機間で暗号通話中にＣ電話機か
らＡ電話機に着信があった場合（通信中着信）、Ａ電話
機とＣ電話機間は最初は先のＡ電話機とＢ電話機間と同
様に暗号化しない通話を行う必要があり、保留されたＢ
電話機には網から保留音が送出され、その保留音は暗号
化されていないため、Ａ電話機とＢ電話機間で暗号化し
ない通話に戻す必要がある。以後、Ａ電話機とＣ電話機
間は先のへ電話機とＢ電話機間と同様な手順で進め、通
話が完了すればＡ電話機とＢ電話機間の保留（コールウ
ェイティング）状態を解除し再度通話を行う。

次に上記の動作を電話機の送話側、受話側に分は詳細に
説明する。

送話部 送話側には６つの動作フェーズが存在する。

第１の動作フェーズは呼設定後から暗号開始指示がある
まで（以下、°“フェーズ１”上記す）。

第２の動作フェーズは暗号開始指示によりＭ個のＩＤＬ
キャラクタを送出し、フェーズ３に遷移するまで（以下
、“フェーズ２′”上記す）。

第３の動作フェーズは１個のＥＯＣキャラクタを送出し
、フェーズ４に遷移するまで（以下、“フェーズ３゛°
上記す）。

第４の動作フェーズは入力音声信号を暗号化して送出中
で暗号解除指示があるまで（以下、°゛フエーズ４゛記
ず）。

第５の動作フェーズは暗号解除指示によりＭ個の暗号化
したＩＤＬキャラクタを送出し、フェーズ６に遷移する
まで（以下、“フェーズ５″上記す）。

第６の動作フェーズは１個の暗号化したＥＯＣキャラク
タを送出し、フェーズ１に遷移するまで（以下、“フェ
ーズ６”上記す）。

動作開始に先立ちマイクロプロセッサ部５は初期プログ
ラムの実行により、受話部ＢのＮレジスタ７０にＩＤＬ
キャラクタの連続受信個数値（Ｎ）をセットし、送話部
９のＩＤＬレジスタ３２に第１のキャラクタ（ＩＤＬキ
ャラクタ）をセラ１−シ、送話部９のＥＯＣレジスタ３
３に第２のキャラクタ（ＥＯＣキャラクタ）をセットし
、送話部９のＭレジスタ３６にＩ　Ｄ　Ｌキャラクタの
連続送出個数値（Ｍ）をセットし、レイヤ３制御部１０
．デイスプレィ制御部１１．キー人力制御部１２を動作
可能状態にする。

・フェーズ１ 第１図のハンドセット２の送話器２ｓの出力２１　（ア
ナログ信号）は、送話部９の符号器３７で１バイト幅の
ディジタル信号ムこ変換する。このとき送話制御部３１
の出力５８はセレクタ３８に対して符号器３７の出力４
８を選択するように指示し、送話制御部３１の出力５４
はセレクタ４０に対してセレクタ３８の出力５０を選択
するように指示する。

よって、このフェーズでは第１図の送話部９の出力２３
には通常の（暗号化されていない）音声信号が送出され
る。

またこのフェーズ動作中にＡ電話機をかけた者およびＢ
電話機のハンドセットを取った者は、会話により相手を
確認しあい、双方がそれぞれの電詰機の押しボタンダイ
ヤルｊ５より例えば＊キーと予め決めた特定番号キーと
を入力し、これに続いて暗号鍵を入力し、これらキー人
力がキー人力制御部１２、内部バス１９を通じてマイク
ロプロセンサ部５へ供給され、マイクロプロセンサ部５
はその入力された＊キーと特定番号キーから暗号鍵の入
力と判断して、その入力された暗号鍵を内部ハス１９を
通じて、送話部のＫＥＹレジスタ３４にセットする。双
方が暗号鍵の入力を完了したことを会話により確認後、
いずれか一方の者が、あるいは双方が電話機に付いてい
る暗号開始を指示する暗号スイッチ１８を押下する。暗
号スイッチ１８の押下により信号２８がオンになりフェ
ーズ２に遷移する。

・フェーズ２ 第１図の暗号スイッチ１８を押下（暗号開始：第３図の
１１１）または第２図の比較器６９の出力８１　（割込
み信号）がオン（ＴＤＬキャラクタを連続Ｎ個受信：相
手側がこちら側より先に暗号スイッチ１８を押下した場
合）により第２図の送話制御部３１の出力５８はセレク
タ３８に対してＩ　Ｄ　Ｌレジスタ３２の出力４４を選
択するにように指示するとともに、信号５５をオンにし
てカウンタ４２をスタートさせる。これによりＩＤＬキ
ャラクタを１個送出するごとにカウンタ４２のカウント
値は１ずつ増加し、カウンタ４２の計数値出力５６の値
がＭレジスタ３６にセラ１〜された値（Ｍ）になれば比
較器４３の出力５７がオンになり、フェーズ３に遷移す
る。

よって、このフェーズでは第１図の送話部９の出力２３
にはＩ　Ｄ　ＬキャラクタがＭ個送出される（第３図の
１１２）。

・フェーズ３ 比較器４３の出力５７がオンになれば、送話制御皿部３
１は出力５５をオフにしてカウンタ４２を０にするとと
もに、信号５８によりセレクタ３８に対してＥＯＣレジ
スタ３３の出力４５を選択するように指示する。ＥＯＣ
キャラクタを１個送出するとフェース４に遷移する。

よって、このフェースでｔｅｌ第１図の送話部８の出力
２３にはＥＯＣキャラクタが１個送出される（第３図中
の１１３）。

・フェーズ４ 送話制御部３１は出力５８でセレクタ３８に対して符号
器３７の出力４８を選択するように指示し、出力５３で
暗号器３９に対して暗号開始を指示し、出力５４でセレ
クタ４０に対して暗号器３９の出力５１を選択するよう
に指示する。

よっ°ζ、このフェーズでは第１図の送話部９の出力２
３には押しボタンダイヤル１５よりセットされた暗号鍵
で暗号化された音声信号が送出される。

また、このフェーズ動作中にＡ電話機に対してＣ電話機
より着呼があった場合（着呼はＤチャネル経由で通知さ
れる）、レイヤ３制御部１０ばこれを検出しマイクロブ
〔１セッサ部５に通知する。

マイクロプロセンサ部５はこれを受けてレイヤ３制御部
１０より発信者番号等の情報を受は取り、デイスプレィ
制御部１１に対してデイスプレィ１６に発信各番号等を
表示するように指示するとともに着信音発生回路９をオ
ンにし、Ａ電話機をか＆ｊている者に着信が発生したこ
とを知らせる。Ａ電話機をかけている者は着信音よりデ
イスプレィ１６を見て発信者番号を確認し、保留スイッ
チ１７を押下（保留開始指示）する。保留スイッチ１７
の押下により信号２７がオンになりフェーズ５に遷移す
る。

・フェーズ５ 第１図の保留スイッチ１７の押下により第２図の送話制
御部３１の出力５８はセレクタ３８に対してＩ　Ｄ　Ｌ
レジスタ３２の出力４４を選択するように指示するとと
もに、信号５５をオンにしてカウンタ４２をスタートさ
せる。これにより暗号化したＩＤｌ−キャラクタを１個
送出するごとにカウンタ４２のカウント値は１ずっ増加
し、カウンタ４２の計数値出力５６の値がＭレジスタ３
６にセットされた値（Ｍ）になれば比較器４３の出力５
７がオンになる。

また、このフェーズには現在Ａ電話機とＢ電話機との間
が保留中であるとき、第１図の保留スイＩ ソチ１７を再度押下（保留解除指示）によっても遷移す
る。

よって、このフェースでは第１図の送話部９の出力２３
には暗号化したＩＤＩ、キャラクタをＭ個送出しフェー
ズ６に遷移する。この暗号化されたｌ　Ｄ　Ｌキャラク
タをＢ電話機は復号できる。

・フェーズ６ 比較器４３の出力５７がオンになれば、送話制御部３１
は出力５５をオフにしてカウンタ４２をＯにするととも
に、信号５８によりセレクタ３８に対してＥＯ，Ｃレジ
スタ３３の出力４５を選択するように指示する。ＥＯＣ
キャラクタを１個送出すると送話制御部３Ｉは出力２９
をオン（保留動作開始または保留動作開始）にする。

レイヤ３制御部１０は出力２９がオンになればへ電詰機
とＢ電話機間を保留または保留解除するよう網へ通知す
る。

このときＡ電話機とＢ電話機間が保留されれば、保留期
間中網はＢ電話機に対しでＩ３チャネル経由で暗−最北
されていない保留音を送出する。

よって、このフェースでは第１図の送話部９の出力２３
には暗号化したＥＯＣキャラクタを１個送出し、レイヤ
３制御部１０に保留動作開始指示を行い、フェーズ１（
暗号化されていない音声信号の送出）に遷移する。

なお、どのフェーズにおいでも再度暗号スイッチ１８を
押下すると暗号解除指示となりフェーズ１に戻る。これ
は暗号鍵の相違により相手と暗号会話ができないときに
初期状態に戻すために使用される。会話が終了し、ハン
ドセラ１−を戻し、回線が復旧すると、送信部９．受信
部８も初期状態にリセットする。

受Ｕ乱側− 受話側には４つの動作フェーズが存在する。第１の動作
フェーズは呼設定後からＩＤＬキャラクタを連続Ｎ個検
出するまで（以下、“フェーズ１”上記す）。

第２の動作フェーズはＥＯＣキャラクタを検出するまで
（以下、“フェーズ２″上記す）。

第３の動作フェーズを受話した信号（暗号化された音声
信号）を復号するとともに暗号化されたＩ　Ｄ　Ｌキャ
ラクタを連続Ｎ個検出するまで（以下、′“フェーズ３
”上記す）。

第４の動作フェーズは暗号化されたＥＯＣキャラクタを
検出するまで（以下、°′フェーズ４″゛上記ず）。

・フェーズ１ 呼設定後、受話制御部６１の出カフ５はセレクタ６４に
対して信号７２を選択するように指示しているため、符
号復号器６５には受話データ（通常の暗号化されていな
い音声信号）が人力され、第１図のハントセ・’ｙ　ｔ
・２の受話器２ｒには相手からの音声が出力される。

また呼設定後はカウンタ６８が動作しているため、相手
側が音声の暗部化を開始する前に送出するＩ　Ｄ　Ｌキ
ャラクタ（ＩＤ１、レジスタ３２にセットされたキャラ
クタ）をいつでも検出可能である。

比較器６７がｌ　ｌ）　Ｌキャラクタを１個検出するご
とにカウンタ６８のカラン１−値は１ずっ増加しく信号
７４がＩＤＬ、キャラクタ以外のときは比較器６７の出
カフ８はオフとなり、カウンタ６８は０となる）、カウ
ンタ６８の計数値用カフ９の値がＮレジスタ７０にセッ
トされた値（Ｎ）になれば比較器６９の出力８１がオン
になり、受話制御部６Ｉはこれを受けてフェーズ２に遷
移する（第３図中の１１４）。

よって、このフェーズでは第１図の受話部８の出力２０
には受話した音声信号（ディジタル信号）をそのままア
ナログ変換して出力する。

・フェーズ２ 信号７４がＥＯＣレジスタ３３にセットされたキャラク
タと同一のキャラクタ（ＥＯＣキャラクタ）となると比
較器６６の出カフ７がオンになり、受話制御部６１はこ
れを受けてフェーズ３に遷移する（第３図中の１１５）
。

よって、このフェーズではＥＯＣキャラクタの次に受話
する暗号化された音声信号の復号待ち状態である。

・フェーズ３ 受話制御部６１は出カフ５をオンにし、これにより暗号
復号器６３は受信データ（暗号化された音声信号）の復
号を開始し、セレクタ６４は暗号復号器６３の出カフ３
を選択する。ここで相手側が音声を暗号化するために入
力した暗号鍵と同じ暗号鍵がマイクロプロセッサ部５に
より送話部９のＫＥＹレジスタ３４にセットされていれ
ば暗号化された音声信号は完全に元の音声信号に復元で
きるが、暗号鍵が相手側と異なれば暗号化された音声信
号は元の音声信号に復元できない。

相手側に第三者からの通話中着信があり一時的に本電話
機との間を保留するとき通話の暗号化を解除する必要が
ある。このため相手側は通話の暗号化の解除要求を本電
話機に知らせる（暗号化したＭ個のＩＤＬキャラクタと
暗号化したＥＯＣキャラクタ１個を送出する）。このと
き、カウンタ６８は動作しているため、比較器６７がＩ
　Ｄ　Ｌキャラクタを１個検出するごとにカウンタ６８
のカンウｉ〜値は１ずつ増加しく信号７４がＩＤＬキャ
ラクタ以外のときは比較器６７の出カフ８はオフとなり
、カウンタ６８は０となる）、カウンタ６８の出カフ９
の値がＮレジスタ７０にセットされた値（Ｎ）になれば
比較器６９の出力８１がオンになり、受話制御部６１は
これを受けてフェーズ４に遷移する。

よって、このフェーズでは第１図の受話部８の出力２０
には暗号化された音声信号を復号し、それをアナログ変
換して出力する。

・フェーズ４ セレクタ６４は復号器６３の出カフ３を選択しており、
このとき信号７４がＥＯＣキャラクタとなると比較器６
６の出カフ７がオンになり、受話制御部６１はこれを受
けてフェーズ１に遷移する。

よって、このフェーズでは暗号解除指示待ちのフェーズ
である。

さらに、第４回を参照してＡ電話機、Ｂ電話機、Ｃ電話
機間の通話手順を順を追って示す。

■　最初は、Ａ電話機とＢ電話機との会話は通常の（暗
号化していない）状態で行う（第４図の９１参照）。ま
たこの間に第３回を参照して説明したように双方がそれ
ぞれの電話機の押しボタンダイヤル１５より暗号鍵を入
力する。

■　次に、双方が暗号鍵の人力を完了したことを確認後
、いずれか一方の者があるいは双方が電話機に付いてい
る暗号開始を指示する暗号スイッチ１８を押下する。こ
こで双方が入力した暗号鍵が同じであれば暗号会話状態
となる（第４図の９２参照）。

■　次に、暗号会話状態中にＡ電話機に対してＣ電話機
より着呼（第４図の９３参照）があった場合（このとき
Ｃ電話機のＢチャネルには網より呼出音が送出される（
第４図の９４参照））、へ電詰機の受話器２ｒには着信
音が発生する（第３図の９５参照）。

■　次に、Ａ電話機をかけでいる者は着信音によりデイ
スプレィ１６を見て発信者を確認し保留スイッチ１７を
押下する。これによりＡ電話機とＢ電話機の間は暗号通
話状態から通常の通話状態になる（第４図の９６参照）
。

■　次に、網はＢ電話機のＢチャネルに対して保留音を
送出しく第４図の９７参照）、Ａ電話機のＢチャネルと
Ｃ電話機のＢチャネルを接続する。Ａ電話機とＣ電話機
が接続すれば■と同様に、この間に双方がそれぞれの電
話機の押しボタンダイヤル１５より暗号鍵を入力する（
第４図の９８参照）。

■　次に、Ａ電話機とＣ電話機は■と同様に、双方が暗
号鍵の入力を完了したことを確認後、いずれか一方の者
があるいは双方が電話機に付いている暗号開始を指示す
る暗号スイッチＩ８を押下する。ここで双方が入力した
暗号鍵が同じであれば暗号会話状態となる（第４図の９
９参照）。

■　次に、Ａ電話機とＣ電話機の間の会話が完了すれば
、Ａ電話機をかけている者は再度保留スイッチ１７を押
下する。これによりＡ電話機とＣ電話機の間は暗号会話
状態から通常の通話状態になる（第４図の１００参照）
。

■　次に、網はＡ電話機とＣ電話機との呼の切断復旧を
行い（第４図の１０１参照）、Ａ電話機のＢチャネルと
Ｂ電話機のＢチャネルとを再度接続する（第４図の１０
２参照）。

■　以下、■と同様の動作を行う（第４図の１０３参照
）。

このようにして、Ａ電話機とＢ電話機とが暗号会話中に
、Ｃ電話機からＡ電話機に着信があると、Ｂ電話機を通
常会話状態に戻して保留し、Ａ電話機とＣ電話機とで会
話を行い、その会話が終了後、へ電詰機とＢ電話機との
会話に戻ることができる。

「発明の効果」 以上の説明から理解されるように、この発明は下記の効
果を有する。

■　ＤＢＳ、ＦＥＡＬ等の暗号アルゴリズムで、かつス
トリーム暗号形式を使用しているため暗号強度は強い。

■　暗号、復号はディジタル信号で行うため、暗号化に
よる復号音質の劣化はない。

■　暗号、復号処理を符号器３７の出力幅単位（実施例
では８ビット単位）で行っているため信号処理遅延が少
ない。これにより会話のやりにくさはない。

■　暗号開始時に自動的に特定のキャラクタが所定数、
次に他の特定のキャラクタが１個送出し、相手（受手）
側では最初に送出される特定のキャラクタの検出個数が
送出個数より少ないことより、伝送路上でビット誤りが
生してもこの特定のキャラクタの検出が容易にできる。

また、暗号復号の開始は他の特定のキャラクタの次から
行えばよいため、ストリーム暗号形式での同期をとるこ
とが容易である。しかも、これらは高速に行われるため
、通常の会話から暗号化した会話状態への切り替えが瞬
時に行える。

■　暗号会話中に第三者から着信があると、保留スイッ
チを押下するだけで現在通話中の相手を一時保留し、か
つ通常会話状態に戻るため、保留された者は保留音を聞
くことができ、保留した者は着信してきた相手と通常の
会話をすることができ、再度保留スイッチを押下すれば
元の相手と通常会話を再開できる。

■　簡単な構成であるためハードウェア規模が小さく、
現在のＬＳＩ技術で容易に１千ノブ化可能な範囲であり
、安価に装置の実現が可能。

【図面の簡単な説明】

第１回はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の送話部５および受話部６の内部構成例を示す
ブロック図、第３図は発信と着信との通常会話から暗号
会話への変換動作を示すタイムチャート、第４図は通話
中に第三者から着信があった場合の操作手順を示すシー
ケンスチャートである。 １：本体、２：ハンドセノト、３：回線終端装置、４：
加入者線路、５：マイクロプロセソサ部、６：メモリ部
、７：着信音発生回路、８：受話部、９：送話部、ｌＯ
ニレイヤ３制御部、１１：デイスプレィ制御部、１２；
専一人力制御部、１３：ドライム／レシーバ、１４ニレ
イヤ１．２制御部、Ｉ５：押しボタンダイヤル、１６：
デイスプレィ、１７：保留スイッチ、１８：暗号スイン
チ、３１：送話制御部、３２：ｌＤＬレジスタ、３３：
ＥＯＣレジスタ、３４：ＫＥＹレジスタ、３６：Ｍレン
スタ、３７：符号器、３９：暗号器、４２：カウンタ、
６１：受話制御部、６３：暗号復号器、６５：符号復号
器、６８：カウンタ、７０：Ｎレジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送話器からのアナログ信号をディジタル信号に変
   換する符号器と、 ｎビット幅の第１のキャラクタを格納する第１のレジス
   タと、 ｎビット幅の第２のキャラクタを格納する第２のレジス
   タと、 上記符号器の出力、上記第１のレジスタの出力、上記第
   ２のレジスタの出力のいずれかを選択する第１のセレク
   タと、 その第１のセレクタの出力をｎビット単位で暗号化する
   ストリーム暗号形式を適用した暗号器と、 その暗号器の出力、上記第１のセレクタの出力のいずれ
   かを選択する第２のセレクタと、暗号通信開始信号と第
   １の割込み信号とのうちの最初に発生した信号により、 上記第１のセレクタの出力を選択するように上記第２の
   セレクタを切り替え制御し、かつ上記符号器の出力を送
   出している状態から、上記第１のキャラクタをＭ個連続
   送出し、その後、上記第２のキャラクタを１個送出する
   ように上記第１のセレクタを切り替え制御し、その後、
   上記暗号器の出力を選択するように上記第２のセレクタ
   を切り替え、かつ上記符号器の出力を送出するように上
   記第１のセレクタを切り替え、その状態で、回線保留開
   始信号と上記第１の割込み信号とのうちの最初に発生し
   た信号により、上記第１のキャラクタをＭ個連続送出し
   、その後、上記第２のキャラクタを１個送出するように
   上記第１のセレクタを切り替え制御し、その後、上記第
   １のセレクタの出力を選択するように上記第２のセレク
   タを切り替え、かつ上記符号器の出力を送出するように
   上記第１のセレクタを切り替える送話制御手段とを有す
   る送話部と、 受信したディジタル信号をｎビット単位で復号するスト
   リーム暗号形式を適用した暗号復号器と、 その暗号復号器の出力、上記受信したディジタル信号の
   いずれかを選択する第３のセレクタと、 その第３のセレクタの出力から上記第１のキヤラクを検
   出する手段と、 上記第３のセレクタの出力から上記第２のキャラクタを
   検出する手段と、 上記第３のセレクタの出力をアナログ信号に変換して受
   話器へ供給する符号復号器と、 上記第１のキャラクタをＮ（ただしＮ≦Ｍ）個連続して
   検出すると上記第１の割込み信号を発生し、その後、上
   記第２のキャラクタを検出すると、上記受信したディジ
   タル信号の送出状態から上記暗号復号器の出力を送出す
   るように上記第３のセレクタを切り替え、この状態で、
   上記第１のキャラクタをＮ個連続に検出すると上記第１
   の割込み信号を発生し、その後、上記第２のキャラクタ
   を検出すると、上記暗号復号器の出力の送出状態から上
   記受信したディジタル信号を送出するように上記第３の
   セレクタを切り替える受話制御手段とを有する受話部と
   、手動操作され、上記暗号通信開始信号を出力する第１
   のスイッチと、 手動操作され、上記回線保留開始信号を出力する第２の
   スイッチと、 暗号鍵を保持して上記暗号器と上記暗号復号器へ供給す
   る第３のレジスタと、 を具備する秘話電話装置。