JPH04192736A - 暗号化装置 - 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 本発明は、複数ビット単位で符号化されたディジタル信
号の秘密通信を行うための暗号化装置に関するものであ
る。

従来の技術 たとえば、ケーブルテレビに代表される特定の加入者の
みに→ノ”−ビスを提供する通信／ステムでは、加入者
以外の者か信号を再生することを排除する必要かあり、
従来から信号を暗号化する手法があった。たとえば、現
代暗号理論第４章（電ｒ・通信学会編）に擬似乱数を用
いた暗号に関する記述かある。また、ケーブルテレビに
おいては、１ｆｆｉ２１速でかつ低価格なものが要求さ
れるため簡単な処理で秘匿性の高い暗号装置か要求され
ている。

第４図は、従来の暗号装置である。ここで、１０は、擬
似乱数発生装置、１１は、排他的論理和回路である。擬
似乱数発生装置５では、乱数の初期値か暗号化鍵として
与えられ、初期値をもとに擬似乱数列を発生し、排他的
論理和回路６へ送られ、入力信号との排他的論理和か暗
号文として出力される。

発明か解決しようとする課題 」二記暗号装置では、擬似乱数発生装置として擬似乱数
を高速に生成するものを用いれば、簡易で高速な暗号装
置として用いることかできるか、乱数自体は、真の乱数
ではなく、計算によって導かれるものであるため、乱数
列の一部から乱数列の全系列か推定されてしまう問題か
あった。たとえば、入力信号の一部を解読者に知られた
場合や、入力信号の冗長度が高く、同一信号が繰り返し
現れる場合は、解読者に乱数の一部か知られてしまう。

また、同一の鍵で複数の信号を暗号化すると同一の鍵で
暗号化されたもの同士の排他的論理和をとることにより
、擬似乱数の成分が消去されてしまい映像信号のような
ものでは、その内容か容易に判読されてしまう問題かあ
った。

本発明は、上記問題を除去し信号とυｌ他的論理和をと
る系列を推測されることなく、また、同し鍵によって暗
号化しても容易に入力信号の情報を漏らすことのない暗
号装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、入力信号と排他
的論理和をとるものとして、入力信号の下位の数桁のみ
を取り出した信号系列を乱数とみなして、他の入力信号
と排他的論理和をとり、さらに、数ビツト毎のブロック
毎に逐次的に暗号化し、伝送する際に、入力信号ブロッ
クを数ブロック前の入力信号ブロックと数ブロック前の
暗号文ブロックとのビット演算の排他的論理和をとるこ
とによって暗号化したものである。

作用 本発明によれば、たとえば、映像信号なとの入力信号の
下位数桁の信号列か、はぼ−様な乱数とみなぜる入力の
場合、乱数に用いる系列か、数値計算で生成されるもの
ではないので系列の一部を知られても全系列を決定する
ことは困難である。

また、数ブロック前の信号ブロックとの排他的論理和と
数ブロック前の暗号文ブロックとの排他的論理和をとる
ため、暗号文か現在までのすへての入力信号に影響され
て決定されるため、同し鍵を２度用いても、乱数成分を
消去されることがないようにできるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図は、本発明の一実施例の暗号化装置の構成を示す
。本実施例は、各画素の解像度か、８ビツトである映像
信号に対するものである。第１図において、１はビット
プレーン間排他的論理和回路、２，３は信号変換器、４
は排他的論理和回路、５，６は擬似乱数発生装置、７〜
９は遅延素子である。入力映像信号は、８Ｉ８画素ブロ
ックか１６ブロソク集まって、８Ｉ８×１６画素を一つ
の暗号化するブロックとする。ここで、最上位ビットブ
レーン画素から最下位ビットブレーン画像までを順に第
１ビツトプレーンから第８ビツトプレーンと呼ぶことに
して、ｎ番目の８Ｉ８ブロック信号の第ｍビットブレー
ンの信号をＰ。ｎ。

と表す。最初、入力信号は、ビ・ソトプレーン間排他的
論理和回路１に入力される。第２図は、ビットプレーン
間排他的論理和回路１内での処理を示す。すなわち、 にしたがって処理され、Ｐ　１．８＋　　Ｐ　２．３＋
　・・・・・・Ｐ　１６．８Ｉ　　Ｐ　１．７１　・・
・・・ＰＩ３、の順に逐次的に出力される。ある時刻に
出力される信号ブロックは、１ブロック前に入力された
信号に擬似乱数発生装置５から出力される２ビツトの乱
数ＲＮ１によって決定される変換ｆを施した信号と２プ
ロ・ツク前に暗号化された信号ブロックに同しく擬似乱
数発生装置６から出力される２ビ・ソトの擬似乱数ＲＮ
２で決定される変換ｆを施した信号との排他的論理和か
とられて暗号文として出力される。ここで、変換ｆを第
３図に示す。すなわち、２ビツト乱数と、信号ブロック
の先頭２ビットとのビット演算の排他的論理和の値ＲＮ
か、００のときＯ度回転、０１のとき９０度回転、１０
のとき１８０度回転、１１のとき２７０度回転した信号
に変換する。なお、先頭ブロックを暗号化するための初
期値は、最初に送受信者間で共有しておく。

本発明の実施例によれば、擬似乱数４ビツトあたり、６
４ピツ］・のテークを暗号化することかでき、かつ、テ
ークを先にランダム化して暗号化し、さらにフィードバ
ックループを設けているので考えられる復号パターンの
数か暗号化する毎に増加していくため、短い鍵でも高い
秘匿度か実現できる。すなわち、たとえば、初期値か、
解読者に入手された場合でも、擬似乱数系列か知られて
いなければ、最初のブロックは、１６通りの復号パター
ンか考えられるか、映像信号の第８ビツトブレーンは、
はぼランダムな信号であるため、１６通りの内のとれか
を決定できない、。次に、２番目のブロックの暗号文は
、１．６　Ｘ　１６通りの復号パターンか考えられるか
、先と同し理由で１６×１６通りの内のどれかを決定す
ることかできない。したがって、第１番目のブロックで
は、２４″通りの復号パターンか考えられ、コロ番目（
第８ビツトプレーンの最後）の信号ブロックにおいては
、２６４通りのパターンとなり、６４ビツトの信号に対
する秘匿度としては、十分なものとなる。

なお、本実施例では、変換ｆとして回転のみを用いてい
るが、それ自体で秘匿性の高い６４ビツトのブロック暗
号をかわりに用いると、さらに強度の高いものが実現で
きる。また、本実施例では、画像信号に対するものであ
ったが、音声なきの信号においても有効である。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、入力
信号のうちのランダムな信号か擬似乱数の代わりとして
、入力信号との排他的論理和を行うため、一部のビット
から訓算で他のビットに加算される系列を決定できない
。また、フィードバックループを有しているので、暗号
文か過去の入力信号すべてに影響されるため、同し鍵を
２度用いても乱数成分を消去されることのない暗号装置
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の暗号装置のブロック図、第
２図は第１図におけるビットブレーン間排他的論理和処
理の説明図、第３図は第１図における信号変換器の処理
の説明図、第４図は従来の暗号装置のブロック図である
。 ］・・・・・ビットプレーン間排他的論理和処理回路、
２，３・・・・・・信号変換器、４，１１・・・・・・
排他的論理和回路、５，６．１０・・・・・・擬似乱数
発生装置、７．８．．９・・・・・・遅延素子。 代理人の氏名　弁理士小鍜冶明　ほか２名＝　９　− ｍ　　　　　　　　　　　　城 ＠４図 入力ａ＠

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数ビット単位で符号化されたディジタル信号列
   を入力とし、その下位桁数ビットのみを取り出した信号
   列を擬似乱数列として用いることを特徴とする暗号化装
   置。
2. （２）複数ビット単位で符号化されたディジタル信号列
   を入力とし、前記入力を各桁毎の値をそれぞれ取り出し
   て信号列に分け、最下位桁信号列をそれ以外の各桁毎の
   信号とビット演算の排他的論理和をとることを特徴とす
   る暗号化装置。
3. （３）請求項（２）記載の暗号化装置による暗号化処理
   を行い、さらに、信号をブロック毎に逐次的に暗号化す
   る際に、１ブロックおよび複数ブロック前の暗号文出力
   を暗号化鍵によって決定される変換を施した後、現在処
   理中の信号ブロックとビット演算の排他的論理和を行う
   ことを特徴とする暗号化装置。
4. （４）数ブロック前の信号に暗号化鍵によって決定され
   る変換を施した信号と入力信号とのビット演算の排他的
   論理和をとることを特徴とする請求項（３）記載の暗号
   化装置。