JPH0642120B2 - Encryption circuit - Google Patents

Encryption circuit

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JPH0642120B2
JPH0642120B2 JP62171115A JP17111587A JPH0642120B2 JP H0642120 B2 JPH0642120 B2 JP H0642120B2 JP 62171115 A JP62171115 A JP 62171115A JP 17111587 A JP17111587 A JP 17111587A JP H0642120 B2 JPH0642120 B2 JP H0642120B2
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output
register
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bit
adder
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敏久 中井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディジタル情報の伝送あるいは蓄積におい
て、伝送路上あるいは蓄積媒体上での情報の機密を保持
するための暗号化回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encryption circuit for maintaining confidentiality of information on a transmission line or a storage medium when transmitting or storing digital information.

(従来の技術) 第8図は、第1文献「Cryptography : a new dimension
in computer data security,1982年,Jahn Wiley & So
ns社発行」に示されている暗号化/復号化回路の構成を
示すブロック図である。この回路では、64ビットブロ
ック暗号を1ビットCFB(Cipher Feed Back)モードで
用いている。同図の左側部分は暗号化回路で入力端子8
01、2を法とする加算器802、シフトレジスタ80
3、64ビットブロック暗号化部804、レジスタ80
5より構成される。一方、右側部分は復号化回路であ
り、シフトレジスタ807、64ビットブロック暗号化
部808、レジスタ809、2を法とする加算器81
0、出力端子811より構成される。なお806は伝送
路である。
(Prior Art) FIG. 8 shows the first document “Cryptography: a new dimension”.
in computer data security, 1982, Jahn Wiley & So
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an encryption / decryption circuit shown in “issued by ns company”. In this circuit, 64-bit block cipher is used in 1-bit CFB (Cipher Feed Back) mode. The left side of the figure is the encryption circuit and the input terminal 8
Adder 802 modulo 01 and 2 shift register 80
3, 64-bit block encryption unit 804, register 80
It is composed of 5. On the other hand, the right part is a decryption circuit, and the adder 81 modulo the shift register 807, the 64-bit block encryption unit 808, and the registers 809 and 2.
0 and an output terminal 811. 806 is a transmission path.

平文情報のビット列は入力端子801より入力され、レ
ジスタ805の最左端の1ビットと2を法とする加算器
802において2を法として加算することにより暗号化
される。暗号化されたビット列は、伝送路806を介し
て暗号復号化部に送られるとともにシフトレジスタ80
3に帰還され、一定時間蓄積される。64ビットよりな
るシフトレジスタ803の内容は64ビットブロック暗
号化部804に入力され64ビットよりなるデータに変
換される。この変換されたデータはレジスタ805に格
納される。レジスタ805に格納された64ビットのう
ちの最左端の1ビットのみが次の入力情報を2を法とす
る加算器で暗号化するために用いられる。以上の動作が
繰り返され入力端子801から入力された平文情報は1
ビットづつ次々と暗号化され、伝送路806を介して復
号化回路に送信される。
A bit string of plaintext information is input from an input terminal 801 and encrypted by adding 2 to the leftmost bit of a register 805 modulo 2 in an adder 802 modulo 2. The encrypted bit string is sent to the encryption / decryption unit via the transmission path 806 and the shift register 80
Returned to 3 and accumulated for a certain period of time. The content of the 64-bit shift register 803 is input to the 64-bit block encryption unit 804 and converted into 64-bit data. The converted data is stored in the register 805. Of the 64 bits stored in the register 805, only the leftmost 1 bit is used to encrypt the next input information by the modulo 2 adder. The plaintext information input from the input terminal 801 by repeating the above operation is 1
The data is encrypted bit by bit and transmitted to the decryption circuit via the transmission path 806.

伝送路806を介して暗号化情報が復号化回路で受信さ
れると、その暗号化情報はシフトレジスタ807に一定
時間蓄積されるとともに2を法とする加算器810に送
られる。2を法とする加算器810では暗号化情報とレ
ジスタ809の最左端の1ビットが2を法として加算さ
れ暗号復号される。暗号復号情報は出力端子811に出
力される。シフトレジスタ807、64ビットブロック
暗号化部808、レジスタ809は、シフトレジスタ8
03、64ビットブロック暗号化部804、レジスタ8
09と同様の動作をおこなう。64ビット暗号化部80
4に設定される暗号鍵と64ビット暗号化部808に設
定される暗号鍵が同じであるときのみ暗号化回路と復号
化回路の各レジスタの内容が一致し、入力端子801か
ら入力された情報と同じ情報が出力端子811から出力
されるのである。
When the encrypted information is received by the decryption circuit via the transmission path 806, the encrypted information is accumulated in the shift register 807 for a certain period of time and is sent to the adder 810 modulo 2. In the adder 810 modulo 2, the encryption information and the leftmost 1 bit of the register 809 are modulo 2 added and encrypted. The encryption / decryption information is output to the output terminal 811. The shift register 807, the 64-bit block encryption unit 808, and the register 809 are the shift register 8
03, 64-bit block encryption unit 804, register 8
The same operation as 09 is performed. 64-bit encryption unit 80
Only when the encryption key set to 4 and the encryption key set to the 64-bit encryption unit 808 are the same, the contents of the registers of the encryption circuit and the decryption circuit match, and the information input from the input terminal 801. The same information as is output from the output terminal 811.

第9図は、第2文献「自己同期型簡易暗号方式に関する
一考察、第3回情報理論とその応用研究会資料、1980年
11月」に示されている暗号化回路を示すブロック図であ
る。この回路では64ビットブロック暗号の代わりに、
各暗号鍵に対応した符号パターンを内蔵した暗号変換器
(ROM等)を用いている。同図において、821は入力
端子、822は2を法とする加算器、823はシフトレ
ジスタ、824は符号変換器、825は伝送路、826
は2を法とする加算器、827はシフトレジスタ、82
8は符号変換器、829は出力端子である。
Figure 9 is the second document "A Study on Self-Synchronous Simple Cryptography, 3rd Information Theory and its Application Study Group, 1980".
It is a block diagram which shows the encryption circuit shown by "November". In this circuit, instead of 64-bit block cipher,
An encryption converter (ROM or the like) that incorporates a code pattern corresponding to each encryption key is used. In the figure, 821 is an input terminal, 822 is an adder modulo 2, 823 is a shift register, 824 is a code converter, 825 is a transmission line, and 826.
Is an adder modulo 2, 827 is a shift register, 82
Reference numeral 8 is a code converter, and 829 is an output terminal.

上記の両回路は、平文と暗号文の相関を小さくできるこ
と、伝送路誤りあるいは同期はずれが生じても、シフト
レジスタの長さに比例する時間経過すれば自動的に同期
が回復すること、等の特徴をもつ。
Both of the above circuits can reduce the correlation between plaintext and ciphertext, and even if a transmission line error or loss of synchronization occurs, the synchronization is automatically restored after a time proportional to the length of the shift register elapses. It has features.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第8図で示された構成に用いられる64
ビットブロック暗号(例えばDES)は元来64ビット単
位の暗号化を考慮して設計されているため複雑であり、
ハードウェアで実現する場合は高価となり、ソフトウェ
アで実現する場合には、所望のスループットがえられな
いという問題点があった。また、第9図で示された構成
では、各暗号鍵に対応した符号パターンを内蔵した符号
変換器が必要となり、鍵の数が多くなったりシフトレジ
スタ長が長くなったりすると事実上実現が不可能となる
という問題点があった。たとえば、シフトレジスタ長を
64、暗号鍵ビット数を64とすると符号変換器をROM
で構成する場合、必要な記憶容量は264*264≒3.4*10
38ビットとなってしまう。
(Problems to be Solved by the Invention) However, 64 used in the configuration shown in FIG.
Bit block ciphers (eg, DES) are originally designed with consideration of 64-bit unit encryption,
When it is realized by hardware, it is expensive, and when it is realized by software, there is a problem that a desired throughput cannot be obtained. Further, the configuration shown in FIG. 9 requires a code converter that incorporates a code pattern corresponding to each encryption key, and is practically unrealizable if the number of keys increases or the shift register length increases. There was a problem that it would be possible. For example, if the shift register length is 64 and the encryption key bit number is 64, the code converter is ROM
When configured with, the required storage capacity is 2 64 * 2 64 ≒ 3.4 * 10
It becomes 38 bits.

本発明の暗号化/復号化回路は以上述べた従来技術の問
題点を解決し、簡易な構成で実現でき多くの暗号鍵に対
応した符号パターンを内蔵した変換器を必要としない暗
号化/復号化回路を提案することを目的とする。
The encryption / decryption circuit of the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, can be realized with a simple configuration, and does not require a converter incorporating a code pattern corresponding to many encryption keys. The purpose is to propose a digitalization circuit.

(問題点を解決するための手段) 第1図に本発明の暗号化回路の概要を示すためのブロッ
ク図を示す。
(Means for Solving Problems) FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the encryption circuit of the present invention.

この暗号化回路は、入力端子101から入力される平文
情報1ビットを記憶するフリップフロップ102と、フ
リップフロップ102の出力とフリップフロップ103
の出力を2を法として加算する加算器104と、加算器
104の出力を記憶するフリップフロップ105と、加
算器104の出力をシフトレジスタ108へ帰還する帰
還路106と、フリップフロップ105の出力を暗号文
情報ビットとして出力する出力端子107と、長さkビ
ットのシフトレジスタ108と、kビットからなる暗号
鍵を記憶する暗号鍵レジスタ109とkビットの暗号鍵
からmビットを選択するセレクタ110と、kビットの
シフトレジスタの内容からmビットを選択するセレクタ
111と、mビットよりなるセレクタ110の出力とm
ビットよりなるセレクタ111の出力をビット毎に2を
法として加算する加算器112と、mビットよりなる加
算器の出力を記憶するレジスタ113と、レジスタ11
3の出力を記憶するレジスタ114と、mビットよりな
るレジスタ113の出力とmビットよりなるレジスタ1
14の出力から1ビットの値を出力する符号変換回路1
15と、符号変換回路115の出力とレジスタ117の
出力を2を法として加算する加算器116と、加算器1
16の出力を1ビット記憶するレジスタ117及び10
3とにより構成したものである。
This encryption circuit includes a flip-flop 102 that stores 1 bit of plaintext information input from an input terminal 101, an output of the flip-flop 102, and a flip-flop 103.
Of the output of the adder 104, a flip-flop 105 storing the output of the adder 104, a feedback path 106 for returning the output of the adder 104 to the shift register 108, and an output of the flip-flop 105. An output terminal 107 for outputting as ciphertext information bits, a shift register 108 with a length of k bits, an encryption key register 109 for storing an encryption key of k bits, and a selector 110 for selecting m bits from the k-bit encryption key. , A selector 111 for selecting m bits from the contents of the k-bit shift register, and an output of m selectors 110 and m.
An adder 112 that adds the output of the selector 111 composed of bits modulo 2 for each bit, a register 113 that stores the output of the adder composed of m bits, and a register 11
A register 114 for storing the output of 3 and an output of the register 113 of m bits and a register 1 of m bits
Code conversion circuit 1 for outputting a 1-bit value from the output of 14
15, an adder 116 for adding the output of the code conversion circuit 115 and the output of the register 117 modulo 2, and an adder 1
Registers 117 and 10 for storing 1 bit of the output of 16
3 and 3.

第2図に第1図の暗号化回路に対応する復号化回路のブ
ロック図を示す。
FIG. 2 shows a block diagram of a decryption circuit corresponding to the encryption circuit of FIG.

この復号化回路は、入力端子201から入力される暗号
文情報1ビットを記憶するレジスタ202と、レジスタ
202の出力とレジスタ203の出力を2を法として加
算する加算器204と、加算器204の出力を記憶する
レジスタ205とレジスタ202の出力をシフトレジス
タ208へ帰還する帰還路206と、レジスタ205の
出力を復号文情報ビットとして出力する出力端子207
と、長さkビットのシフトレジスタ208と、kビット
からなる暗号鍵を記憶する暗号鍵レジスタ209とkビ
ットの暗号鍵からmビットを選択するセレクタ210
と、kビットのシフトレジスタの内容からmビットを選
択するセレクタ211と、mビットよりなるセレクタ2
10の出力とmビットよりなるセレクタ211の出力を
ビット毎に2を法として加算する加算器212と、mビ
ットよりなる加算器の出力を記憶するレジスタ213
と、レジスタ213の出力を記憶するレジスタ214
と、mビットよりなるレジスタ213の出力とmビット
よりなるレジスタ214の出力から1ビットの値を出力
する符号変換回路215と、符号変換回路215の出力
とレジスタ217の出力を2を法として加算する加算器
216と、加算器216の出力を1ビット記憶するレジ
スタ217及び203とにより構成したものである。
This decryption circuit includes a register 202 for storing 1 bit of ciphertext information input from an input terminal 201, an adder 204 for adding the output of the register 202 and the output of the register 203 modulo 2, and an adder 204 A register 205 that stores the output, a feedback path 206 that returns the output of the register 202 to the shift register 208, and an output terminal 207 that outputs the output of the register 205 as a decoded text information bit
, A shift register 208 having a length of k bits, an encryption key register 209 for storing an encryption key of k bits, and a selector 210 for selecting m bits from the encryption key of k bits.
, A selector 211 for selecting m bits from the contents of the k-bit shift register, and a selector 2 consisting of m bits.
An adder 212 that adds the output of 10 and the output of the selector 211 having m bits by 2 modulo 2 and a register 213 that stores the output of the adder having m bits
And a register 214 for storing the output of the register 213
And a code conversion circuit 215 that outputs a 1-bit value from the output of the register 213 of m bits and the output of the register 214 of m bits, and the output of the code conversion circuit 215 and the output of the register 217 are added modulo 2. And an adder 216 for storing 1 bit of the output of the adder 216.

ここで、k、m(m<k)は任意の整数である。Here, k and m (m <k) are arbitrary integers.

(作用) シフトレジスタにおける平本データの過去kビットと暗
号鍵レジスタのkビットとのデータに基づいて平文デー
タの現行ビットを暗号化する。
(Operation) The current bit of the plaintext data is encrypted based on the past k bits of the plaintext data in the shift register and the k bits of the encryption key register.

平文データの各ビットの暗号化は、セレクタ110,111、加
算器112、及びレジスタ113,114とによって、mビットず
つk/m回に分けて行なわれる。そのため、kビットの暗
号鍵に対する符号変換回路は、ROMで構成する場合22m
ットを用意すればよい。
The encryption of each bit of the plaintext data is performed by the selectors 110 and 111, the adder 112, and the registers 113 and 114 for each m bits divided into k / m times. Therefore, if the code conversion circuit for the k-bit encryption key is configured by ROM, 22 m bits may be prepared.

(実施例) 第3図、第4図はそれぞれ本発明の第1の実施例におけ
る暗号化回路図及びそれに対応した暗号復号化回路図で
ある。説明の都合上、第3図及び第4図はk=32、m
=4の場合を示しているが、k,mは任意の整数でよ
い。
(Embodiment) FIG. 3 and FIG. 4 are an encryption circuit diagram and a corresponding encryption / decryption circuit diagram in the first embodiment of the present invention, respectively. For convenience of explanation, in FIGS. 3 and 4, k = 32, m
However, k and m may be arbitrary integers.

以下、第3図に基づいて復号化回路の動作を説明する。
図中の信号ESK,ES0,ES1,ES2,EC1,EC2,EC3,ERS
は、外部から供給される平文データ及び暗号文データの
タイミング信号STとマスタクロックCLKから第5図に
示すタイミングで発生するように適当な論理回路により
生成される(図示せず)。
The operation of the decoding circuit will be described below with reference to FIG.
Signals ESK, ES0, ES1, ES2, EC1, EC2, EC3, ERS in the figure
Is generated by an appropriate logic circuit so as to be generated at the timing shown in FIG. 5 from the timing signal ST of the plaintext data and ciphertext data supplied from the outside and the master clock CLK (not shown).

第3図において、入力端子301から入力される平文デ
ータSDIは、タイミング信号STの立ち上がりでフリッ
プフロップ302に記憶される。回路図中のフリップフ
ロップはすべてクロックの立ち上がりで状態変化する。
フリップフロップ302の出力は、EXORゲート303に
おいてフリップフロップ317の出力と加算され、ST
の立ち下がりでフリップフロップ304に記憶される。
フリップフロップ304の出力は出力端子305より暗
号文データSDOとして出力される。また、シフトレジス
タ307−1〜8の内容はESKのタイミングで1ビット
づつ右へシフトされる。鍵レジスタ309−1〜8には
あらかじめ、暗号鍵データが記憶されている。平文デー
タSDIの現行ビットに対する暗号化は、シフトレジスタ
307−1〜8における過去32ビットと鍵レジスタ3
09−1〜8の32ビットの暗号鍵データに基づいて行
なわれる。
In FIG. 3, plaintext data SDI input from the input terminal 301 is stored in the flip-flop 302 at the rising edge of the timing signal ST. All flip-flops in the circuit diagram change state at the rising edge of the clock.
The output of the flip-flop 302 is added to the output of the flip-flop 317 in the EXOR gate 303, and ST
Is stored in the flip-flop 304 at the trailing edge of.
The output of the flip-flop 304 is output from the output terminal 305 as ciphertext data SDO. The contents of the shift registers 307-1 to 307-8 are shifted right by one bit at the ESK timing. Encryption key data is stored in advance in the key registers 309-1 to 309-8. The encryption for the current bit of the plaintext data SDI is performed by using the past 32 bits in the shift registers 307-1 to 30-8 and the key register 3
This is performed based on 32-bit encryption key data 09-1 to 09-8.

第3図のセレクタ308及び310には、第5図に示す
タイミングで選択信号ES0,ES1,ES2が入力され、シフ
トレジスタ307−1〜8及び鍵レジスタ309−1〜
8の出力がそれぞれ4ビットずつ且つ順次一巡するよう
に選択される。セレクタ308及び310の4ビットの
それぞれの出力は、排他的論理分ゲート311−1〜4
においてビット毎に加算され、信号EC1のタイミングで
フリップフロップ312に記憶される。フリップフロッ
プ312の出力は符号変換回路314に入力されると同
時に、フリップフロップ313に信号EC1のタイミング
で記憶される。フリップフロップ313の出力は、符号
変換回路314に入力される。この符号変換回路はROM
あるいはランダムロジックで構成されており、入力8ビ
ットのとりうる状態28=256通りに対して1あるいは0
の値を一意に出力するように構成されている。
The selection signals ES0, ES1, and ES2 are input to the selectors 308 and 310 in FIG. 3 at the timings shown in FIG. 5, and the shift registers 307-1 to 8-8 and the key registers 309-1 to 309-1 are input.
The eight outputs are selected such that each of them has 4 bits and sequentially makes a cycle. The 4-bit outputs of the selectors 308 and 310 are the exclusive logic gates 311-1 to 31-4.
In, the bits are added bit by bit and stored in the flip-flop 312 at the timing of the signal EC1. The output of the flip-flop 312 is input to the code conversion circuit 314 and simultaneously stored in the flip-flop 313 at the timing of the signal EC1. The output of the flip-flop 313 is input to the code conversion circuit 314. This code conversion circuit is a ROM
Or, it is composed of random logic, and 1 or 0 for 2 8 = 256 possible states of input 8 bits.
Is configured to uniquely output the value of.

符号変換回路314の出力はフリップフロップ315の
出力と排他的論理和ゲート316で加算されフリップフ
ロップ315に信号EC2のタイミングで記憶される。
The output of the code conversion circuit 314 is added to the output of the flip-flop 315 by the exclusive OR gate 316 and stored in the flip-flop 315 at the timing of the signal EC2.

ERSはフリップフロップ315のリセット信号である。E
XORゲート316の出力はフリップフロップ317へも
入力され、信号EC3のタイミングで記憶される。フリッ
プフロップ317の出力はEXORゲート303の入力とな
る。
ERS is a reset signal of the flip-flop 315. E
The output of the XOR gate 316 is also input to the flip-flop 317 and stored at the timing of the signal EC3. The output of the flip-flop 317 becomes the input of the EXOR gate 303.

以上の動作が平文データSDIの各ビット毎に繰り返さ
れ、入力端子301から次々に入力される平文データ
が、順に暗号化され出力端子305より暗号文データと
して出力される。
The above operation is repeated for each bit of the plaintext data SDI, and the plaintext data sequentially input from the input terminal 301 is sequentially encrypted and output from the output terminal 305 as ciphertext data.

復号化回路の回路図は、第4図である。各信号のタイミ
ングを第6図に示す。復号化回路の動作は、暗号化回路
の動作と入力端子より入力される情報が暗号文データで
あること、出力端子より出力される情報が暗号復号文デ
ータであること及びシフトレジスタへ帰還するデータ
が、フリップフロップ404の出力ではなくフリップフ
ロップ402の出力であることを除いて同じであるので
詳細動作の説明は省略する。
The circuit diagram of the decoding circuit is shown in FIG. The timing of each signal is shown in FIG. The operation of the decryption circuit is as follows: the operation of the encryption circuit and that the information input from the input terminal is ciphertext data, that the information output from the output terminal is ciphertext data, and the data returned to the shift register. However, since it is the same except that it is the output of the flip-flop 402 instead of the output of the flip-flop 404, detailed description of the operation is omitted.

即ち本実施例の暗号化変換及び復号化変換は、時刻tに
おいて暗号化回路に入力される平文をPt、復号化回路に
入力される暗号文をRt、暗号鍵レジスタ309及び40
9に記憶されている暗号鍵をそれぞれ(e1,e2,・・・
・・e32)及び(d1,d2・・・・・d32)、符号変換回路
の変換関数をFとしたとき、暗号化回路より出力される
暗号文Ct及び復号化回路より出力される暗号復号文P′
tは次のように書き表せる。
That encryption transformation and decryption transformations of this embodiment, the plaintext P t which is input to the encryption circuit at time t, the ciphertext is input to the decoding circuit R t, encryption key register 309 and 40
The encryption keys stored in 9 are (e 1 , e 2 , ...
· · E 32) and (d 1, d 2 ····· d 32), when the transfer function of the code conversion circuit and is F, the output from the ciphertext C t and decoding circuit is outputted from the encryption circuit Decrypted text P ′
t can be written as follows.

Ct=Pt F(e29Ct-29,e30Ct-30,e31Ct-31,e32Ct-32,e
1Ct-1, ・・e4Ct-4) F(e1Ct-1,e2Ct-2,e3Ct-3,e4Ct-4, e5Ct-5, ・・e8Ct-8) F(e5Ct-5,e6Ct-6,e7Ct-7,e8Ct-8, e9Ct-9,・・e12Ct-12) F(e9Ct-9,e10Ct-10,e11Ct-11, e12Ct-12,e13Ct-13,・・e16Ct-16) F(e13Ct-13,e14Ct-14,e15Ct-15, e16Ct-16,e17Ct-17,・・e20Ct-20) F(e17Ct-17,e18Ct-18,e19Ct-19, e20Ct-20,e21Ct-21,・・e24Ct-24) F(e21Ct-21,e22Ct-22,e23Ct-23, e24Ct-24,e25Ct-25,・・e28Ct-28) F(e25Ct-25,e26Ct-26,e27Ct-27, e28Ct-28,e29Ct-29,・・e32Ct-32) P′t=Ct F(d29Ct-29,d30Ct-30,d31Ct-31, d32Ct-32,d1Ct-1,・・d4Ct-4) F(d1Ct-1,d2Ct-2,d3Ct-3,d4Ct-4, d5Ct-5,・・d8Ct-8) F(d5Ct-5,d6Ct-6,d7Ct-7,d8Ct-8, d9Ct-9,・・d12Ct-12) F(d9Ct-9,d10Ct-10,d11Ct-11, d12Ct-12,d13Ct-13,・・d16Ct-16) F(d13Ct-13,d14Ct-14,d15Ct-15, d16Ct-16,d17Ct-17,・・d20Ct-20) F(d17Ct-17,d18Ct-18,d19Ct-19, d20Ct-20,d21Ct-21,・・d24Ct-24) F(d21Ct-21,d22Ct-22,d23Ct-23, d24Ct-24,d25Ct-25,・・d28Ct-28) F(d25Ct-25,d26Ct-26,d27Ct-27, d28Ct-28,d29Ct-29,・・d32Ct-32) 第7図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。第
2の実施例は第1の実施例の暗号回路中の鍵レジスタ3
09とセレクタ310と排他的論理和ゲート311とフ
リップフロップ312,313と符号変換回路314と排他的
論理和ゲート316とフリップフロップ315を復号化回
路と共有し、時分割に利用するようにしたものである。
セレクタ701は信号E/DがHIGHレベルであるかLOWレベ
ルであるかにより、セレクタ308またはセレクタ40
8の出力を排他的論理和ゲート311に出力する。また
セレクタ702は信号E/DがHIGHレベルであるかLOWレベ
ルであるかにより、信号C3をフリップフロップ317
またはフリップフロップ417に出力する。即ち、第7
図の回路は、信号E/DがHIGHレベルであるとき暗号化回
路として動作し、信号E/DがLOWレベルであるとき復号化
回路として動作するのである。その他の動作は、第1の
実施例と同一である。
C t = P t F (e 29 C t-29 , e 30 C t-30 , e 31 C t-31 , e 32 C t-32 , e
1 C t-1 ,, ・ ・ e 4 C t-4 ) F (e 1 C t-1 ,, e 2 C t-2 , e 3 C t-3 , e 4 C t-4 , e 5 C t- 5 , ・ ・ e 8 C t-8 ) F (e 5 C t-5 , e 6 C t-6 , e 7 C t-7 , e 8 C t-8 , e 9 C t-9 , ・ ・e 12 C t-12 ) F (e 9 C t-9 , e 10 C t-10 , e 11 C t-11 , e 12 C t-12 , e 13 C t-13 , ・ ・ e 16 C t -16 ) F (e 13 C t-13 , e 14 C t-14 , e 15 C t-15 , e 16 C t-16 , e 17 C t-17 , ・ ・ e 20 C t-20 ) F (e 17 C t-17 , e 18 C t-18 , e 19 C t-19 , e 20 C t-20 , e 21 C t-21 , ・ ・ e 24 C t-24 ) F (e 21 C t t-21 , e 22 C t-22 , e 23 C t-23 , e 24 C t-24 , e 25 C t-25 , ・ ・ e 28 C t-28 ) F (e 25 C t-25 , e 26 C t-26 , e 27 C t-27 , e 28 C t-28 , e 29 C t-29 , ・ ・ e 32 C t-32 ) P ' t = C t F (d 29 C t- 29 , d 30 C t-30 , d 31 C t-31 , d 32 C t-32 , d 1 C t-1 , ・ ・ d 4 C t-4 ) F (d 1 C t-1 , d 2 C t-2 , d 3 C t-3 , d 4 C t-4 , d 5 C t-5 , ・ ・ d 8 C t-8 ) F (d 5 C t-5 , d 6 C t-6 , d 7 C t-7 , d 8 C t-8 , d 9 C t-9 , ... d 12 C t-12 ) F (d 9 C t-9 , d 10 C t-10 , d 11 C t-11 , d 12 C t-12 , d 13 C t-13 , ... d 16 C t-16 ) F (d 13 C t-13 , d 14 C t-14 , d 15 C t-15 , d 16 C t-16 , d 17 C t-17 , ・ ・ d 20 C t-20 ) F (d 17 C t-17 , d 18 C t -18 , d 19 C t-19 , d 20 C t-20 , d 21 C t-21 , ・ ・ d 24 C t-24 ) F (d 21 C t-21 , d 22 C t-22 , d 23 C t-23 , d 24 C t-24 , d 25 C t-25 , ・ ・ d 28 C t-28 ) F (d 25 C t-25 , d 26 C t-26 , d 27 C t- 27 , d 28 C t-28 , d 29 C t-29 , ... D 32 C t-32 ) FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment is the key register 3 in the encryption circuit of the first embodiment.
09, the selector 310, the exclusive OR gate 311, the flip-flops 312 and 313, the code conversion circuit 314, the exclusive OR gate 316, and the flip-flop 315 are shared with the decoding circuit and are used for time division. .
The selector 701 selects the selector 308 or the selector 40 depending on whether the signal E / D is high level or low level.
The output of 8 is output to the exclusive OR gate 311. Further, the selector 702 outputs the signal C3 to the flip-flop 317 depending on whether the signal E / D is high level or low level.
Alternatively, it is output to the flip-flop 417. That is, the seventh
The circuit shown in the figure operates as an encryption circuit when the signal E / D is at a high level, and operates as a decryption circuit when the signal E / D is at a low level. Other operations are the same as those in the first embodiment.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によればEXORゲート
311または411により暗号鍵レジスタの内容とシフ
トレジスタ307または407の内容を加算し、その信
号を符号変換回路の入力としたので、鍵数にかかわらず
符号変換器のパターンは1つでよい。またkビットより
なるデータをmビット毎に分割し、2mビット毎に符号
変換器に入力するような構成としたので符号変換回路の
パターン数は22mでよい。このように、本発明は符号変
換回路の回路規模の簡素化あるいはROM容量の削減にお
おきく貢献する。例えば符号変換回路をROMで構成する
場合、m=4,k=64で暗号鍵が64ビットの場合で
もROM容量は256ビットでよい。
(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the contents of the encryption key register and the contents of the shift register 307 or 407 are added by the EXOR gate 311 or 411, and the signal is input to the code conversion circuit. Therefore, only one code converter pattern is required regardless of the number of keys. Further, since the k-bit data is divided into m bits and input into the code converter every 2 m bits, the number of patterns of the code conversion circuit may be 22 m . As described above, the present invention greatly contributes to simplification of the circuit scale of the code conversion circuit or reduction of the ROM capacity. For example, when the code conversion circuit is composed of a ROM, the ROM capacity may be 256 bits even when m = 4, k = 64 and the encryption key is 64 bits.

さらに、本発明によれば64ビットブロック暗号のよう
な複雑な分割処理や繰り返し処理ビット操作を行わなく
ても、簡単なハードウェアを用いて、暗号/暗号復号鍵
の微少な変化や平文情報の微少な変化が暗号文情報や暗
号復号文情報に大きく拡大する暗号化回路及び復号化回
路が実現できる。
Furthermore, according to the present invention, even if complicated division processing and repeated processing bit operations such as 64-bit block cipher are not performed, a slight change in the encryption / decryption key and plaintext information can be performed using simple hardware. It is possible to realize an encryption circuit and a decryption circuit in which a minute change greatly expands to ciphertext information or ciphertext information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図と第2図とは本発明の概要を説明するために示し
たブロック図、第3図は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図、第4図は第3図に対応した復号化回路の一例を示
すブロック図、第5図は第3図の各部の信号波形を示す
図、第6図は第4図の各部の信号波形を示す図、第7図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第8図と第9
図とは従来技術の説明図である。 102,103……フリップフロップ、104……加算
器、105……フリップフロップ、106……帰還路、
108……シフトレジスタ、109……暗号鍵レジス
タ、110,111……セレクタ、112……加算器、
113,114……フリップフロップ、115……符号
変換回路、116……加算器、117……フリップフロ
ップ。
1 and 2 are block diagrams shown to explain the outline of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a decoding corresponding to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an example of a circuit, FIG. 5 is a diagram showing a signal waveform of each part of FIG. 3, FIG. 6 is a diagram showing a signal waveform of each part of FIG. 4, and FIG. 7 is another embodiment of the present invention. Block diagrams showing examples, FIGS. 8 and 9
The figure is an explanatory view of a conventional technique. 102, 103 ... Flip-flop, 104 ... Adder, 105 ... Flip-flop, 106 ... Return path,
108 ... shift register, 109 ... encryption key register, 110, 111 ... selector, 112 ... adder,
113, 114 ... Flip-flop, 115 ... Code conversion circuit, 116 ... Adder, 117 ... Flip-flop.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】長さk(kは整数)ビットのシフトレジス
タと kビットよりなる前記シフトレジスタの出力のうちm
(mはm<kなる整数)ビットを出力する第1のセレク
タと 暗号化鍵をkビット記憶する第1のレジスタと kビットよりなる第1のレジスタの出力の内mビットを
出力する第2のセレクタと 第1のセレクタの出力と第2のセレクタの出力をビット
毎に2を法として加算する第1の加算器と mビットよりなる第1の加算器の出力を記憶する第2の
レジスタと 第2のレジスタの出力を記憶する第3のレジスタと 第2のレジスタと第3のレジスタの出力を入力として1
ビットの信号を出力する符号変換回路と 前記符号変換回路の1ビット出力と第4のレジスタの出
力を2を法として加算する第2の加算器と 第2の加算器の出力を記憶する前記第4のレジスタと 第2の加算器の出力を記憶する第5のレジスタと 第5のレジスタの出力と第6のレジスタの出力を2を法
として加算する第3の加算器と 入力端子より入力した信号を記憶する前記第6のレジス
タと 第3の加算器の出力を記憶する第7のレジスタと 3の加算器の出力を前記シフトレジスタに帰還する帰還
路を設けたことを特徴とする暗号化回路。
1. A shift register having a length k (k is an integer) and m of the outputs of the shift register having k bits.
A first selector that outputs (m is an integer m <k) bits; a first register that stores k bits of the encryption key; and a second register that outputs m bits of the outputs of the first register of k bits Second selector for storing the output of the first selector and the output of the first selector and the output of the second selector for each bit modulo 2 and the output of the first adder having m bits And the outputs of the second register and the third register for storing the outputs of the second register, and 1
A code conversion circuit that outputs a bit signal, a second adder that adds the 1-bit output of the code conversion circuit and the output of the fourth register modulo 2, and the first adder that stores the output of the second adder 4th register and the output of the 5th register which stores the output of the 2nd adder, and the output of the 5th register and the output of the 6th register are added from the 3rd adder and the input terminal which add the output of the 6th register modulo 2. An encryption characterized in that a sixth register for storing a signal, a seventh register for storing an output of a third adder, and a feedback path for returning the output of the third adder to the shift register are provided. circuit.
【請求項2】符号変換回路をランダムロジックで構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の暗号化
回路。
2. The encryption circuit according to claim 1, wherein the code conversion circuit is composed of a random logic.
【請求項3】符号変換回路をROMで構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の暗号化回路。
3. The encryption circuit according to claim 1, wherein the code conversion circuit is composed of a ROM.
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