JPH06501350A - デジタルセルラ通信用暗号化システム - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.デジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビット列を発生する方 法であって、前記ビット列は、複数の選択されたキービットの関数であり、各々 が前記選択されたキービットの少なくとも1つの関数である、複数の多ビット値 を発生し、前記複数の多ビット値の各々をメモリ内の別個の位置に記憶し、 各動作サイクルに応答して、前記レジスタ内に含まれている現在値を増分するこ とによって、レジスタ内に数値列を発生し、 第1の事前に選択されたアルゴリズムにしたがって、各々の値が前記メモリ内に 記憶された多ビット値の少なくとも1つ及び前記レジスタに含まれる値の関数で ある、多ビット値の列を、巡回的に計算し、 各計算の結果として得られた値によって、前記レジスタの内容を、巡回的にリセ ットし、 各計算の結果として得られた値の関数である多ビットキーワードを、巡回的に抽 出し、及び 前記多ビットキーワードを前記疑似ランダムビット列に、連続的に組み込む、 ことから成る、前記方法。 2.請求項1記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、前記複数の多ビット値を発生するステップは、各々 前記選択されたキービットの全ての関数である値を発生することを含んでいる、 前記方法。 3.請求項1記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法であって、前記レジスタの内容を定期的に初期化する、追加ス テップを含んでいる、前記方法。 4.請求項1記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、前記複数の多ビット債を発生するステップは、各々 、前記選択されたキービットの少なくともいくつかと、前記計算の巡回的繰り返 しと比較して遅い速度で定期的に値を増分するカウンタ内に含まれている値との 関数である、値を発生することを含んでいる、前記方法。 5.請求項1記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、前記レジスタ内に数値列を発生するステップは、前 記レジスタに複数の個別なデータバイトを記憶し、各動作の巡回に応答して、前 記バイトの1つのみを増分することを含んでいる、前記方法。 6.請求項5記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、レジスタに数値列を発生する前記ステップは、前記 レジスタに3つの別個なデータバイトを記憶し、各動作の巡回に応答して、前記 バイトの1つのみを増分することを含んでいる、前記方法。 7.請求項5記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、多ビット値の列を計算する前記ステップは、あるア ルゴリズムにしたがって前記計算を行なうことを含んでおり、各計算された値は 、前記メモリのそれぞれ2つの別個な位置に記憶されている少なくとも2つの多 ビット値と、前記レジスタ内に含まれている前記別個なデータバイトの少なくと も1つの関数である、前記方法。 8.請求項7記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、多ビット値の列を計算する前記ステップは、少なく とも3つの別々のアルゴリズムにしたがって前記計算を行なうことを含んでおり 、前記第1のアルゴリズムにしたがって計算された各値は、前記メモリ内の2つ の別個な位置にそれぞれ記憶されている少なくとも2つの多ビット値と、前記レ ジスタ内に含まれている前記別個なデータバイトの第1のものとの関数であり、 前記第2のアルゴリズムで計算された各値は、事前に選択された参照テーブル内 の1つの別個な位置に記憶されている多ビット値と、前記レジスタ内に含まれて いる前記別個なデータバイトの第2のものとの関数であり、及び前記第3のアル ゴリズムで計算された各値は、前記レジスタ内に含まれている前記別個のデータ バイトの第3のものと、それに加算された増分値との関数である、前記方法。 9.請求項8記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビット 列を発生する方法において、前記第1のアルゴリズムは、 A′=A#[K(B)+K(C)] であり、ここで、Aは、前記別個のデータバイトの第1のものであり、K(B) 及びK(C)は、B及びCが、それぞれ、値Kを取り出す前記メモリ内のアドレ スとして用いられることを意味し、+はモジュロ語長の加算を表し、及び#は、 モジュロ語長の加算或は全語長でのビット毎の排他的オアであり、 前記第2のアルゴリズムは、 B′=B#R(A) であり、ここで、Bは前記別個なデータバイトの第2のものであり、R(A)は 、Aが値Rを取り出す固定参照テーブル内のアドレス、または出力Rを与える組 み合せ論理ブロックの入力として、Aのビットが供給されることを意味し、及び #は、モジュロ語長の加算或は全語長でのビット毎の排他的オアであり、及び前 記第3のアルゴリズムは、 C=C′+1 であり、ここで、Cは前記別個なデータバイトの第3のものであり、+はモジュ ロ語長の加算を表す、前記方法。 10.請求項9記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビッ ト列を発生する方法において、前記参照テーブルまたは組み合せ論理は、少なく ともAの語長より長く、Bの語長以下である、ある数の出力ビットを有するRに 対する値を生成する、前記方法。 11.請求項10記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法において、前記参照テーブルヘの入力ビットの可能性のあ る各状態を、Rに対する唯一の出力値に割り当てる、前記方法。 12.請求項5記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビッ ト列を発生する方法において、レジスタ内に数値列を発生する前記ステップは、 前記レジスタに、3つの別個なデータバイトを記憶することを含み、前記多ビッ ト値の列を計算するステップは、3つの別個な値を計算することを含み、及び前 記レジスタの内容を巡回的にリセットするステップは、前記レジスタ内の前記3 つの別個なデータバイトの各々を、各計算ステップに続いて、前記3つの別個の 計算値のそれぞれと置き換えることを含んでいる、前記方法。 13.請求項12記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法において、多ビットキーワードを巡回的に抽出する前記ス テップは、前記3つの別個な計算値の少なくとも1つを、前記キーワードとして 選択することを含んでいる、前記方法。 14.請求項12記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法において、多ビットキーワードを巡回的に抽出する前記ス テップは、前記3つの別個な計算値の少なくとも1つを選択し、前記キーワード が前記少なくとも1つの計算値の関数である第2のアルゴリズムにしたがって、 前記キーワードを計算することを含んでいる、前記方法。 15.請求項14記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法であって、連続キーワードの各キーブロックの開始におい て、前記レジスタ内の値を初期化する付加的ステップを含み、そして、前記第2 のアルゴリズムは、前記キーワードを、前記第1のアルゴリズムにしたがって計 算された値の少なくとも1つ並びに前記キーブロック内で計算されている特定の キーワードの連続位置の関数として、定義する、前記方法。 16.請求項14記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法であって、連続キーワードの各キーブロックの開始におい て前記レジスタ内の値を初期化する付加的ステップを含み、そして、多ビットキ ーワードを巡回的に抽出する前記ステップは、前記3つの別個の計算値の1つの みを選択することを含み、更に、前記第2のアルゴリズムは、W(N)=B+′ K[A+N] であり、ここで、 W(N)は、計算すべきキーワードであり、Nは、キーブロック内で計算されて いる特定のキーワードの連続位置であり、Aは、前記別個なデータバイトの第1 のものの値であり、Bは前記別個なデータバイトの第2のものであり、+は排他 的オアを表し、K[A+N]は、AとNとの排他的オアの組み合せが、Kの値を 取り出すメモリ内のアドレスとして用いられることを意味し、そして+′は、排 他的オアまたはモジュロ語長の加算のいずれかとすることができる、前記方法。 17.請求項14記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法であって、連続キーワードの各キーブロックの開始におい て前記レジスタ内の値を初期化する付加的なステップを含み、そして、多ビット キーワードを巡回的に抽出する前記ステップは、前記3つの別個な計算値の1つ のみを選択することを含み、そして、前記第2のアルゴリズムは、W(N)=B +K[R(A+N)] であり、ここで、 W(N)は、計算すべきキーワードであり、Nは、キーブロック内で計算されて いる特定のキーワードの連続位置であり、Aは、前記別個なデータバイトの第1 のものの値であり、Bは、前記別個なデータバイトの第2のものであり、R(A +N)は、A+Nが値Rを取り出す固定参照テーブルのアドレスであること、ま たは、A+Nのビットが出力Rを与える組み合わせ論理ブロックの入力として供 給されることを意味し、+は、排他的オアを意味し、そして、K[R(A+N) ]は、前記参照テーブルのAとNとの排他的オアの組み合せのアドレスにおいて 得られる値Rが、Kの値を取り出すメモリ内のアドレスとして用いられることを 意味する、前記方法。 18.請求項14記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生する方法であって、連続キーワードの各キーブロックの開始におい て前記レジスタ内の値を初期化する付加的なステップを含み、そして、多ビット キーワードを巡回的に抽出する前記ステップは、前記3つの別個な計算値の1つ のみを選択することを含み、更に、前記第2のアルゴリズムは、W(N)=R[ A+N]+K[B+N]であり、ここで、 W(N)は、計算すべきキーワードであり、Nは、キーブロック内で計算されて いる特定のキーワードの連続位置であり、Aは、前記別個なデータバイトの第1 のものの値であり、Bは、前記別個なデータバイトの第2のものであり、R[A +N])は、A+Nが値Rを取り出す固定参照テーブルのアドレスであること、 またはA+Nのビットが出力Rを与える組み合わせ論理ブロックの入力として供 給されることを意味し、+は、排他的オアを意味し、そして、K[B+N]は、 BとNとの排他的オアの組み合せのアドレスが、Kの値を取り出すメモリ内のア ドレスとして用いられることを意味する、前記方法。 19.デジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビット列を発生する システムであって、前記ビット列は、複数の選択されたキービットの関数であり 、前記システムは、各々が前記選択されたキービットの少なくとも1つの関数で ある、複数の多ビット値を発生する手段と、 前記複数の多ビット値の各々をメモリ内の別個の位置に記憶する手段と、 各動作サイクルに応答して、前記レジスタ内に含まれている現在値を増分するこ とによって、レジスタ内に数値列を発生する手段と、 第1の事前に選択されたアルゴリズムにしたがって、各々の値が前記メモリ内に 記憶された多ビット値の少なくとも1つ及び前記レジスタに含まれる値の関数で ある、多ビット値の列を、巡回的に計算する手段と、各計算の結果として得られ た値によって、前記レジスタの内容を、巡回的にリセットする手段と、各計算の 結果として得られた値の関数である多ビットキーワードを、巡回的に抽出する手 段と、及び前記多ビットキーワードを前記疑似ランダムビット列に、連続的に組 み込む手段と、 から成る、前記方法。 20.請求項19記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、前記複数の多ビット値を発生する手段は、 各々前記選択されたキービットの全ての関数である値を発生する手段を含んでい る、前記システム。 21.請求項19記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムであって、前記レジスタの内容を定期的に初期化する 手段も含んでいる、前記システム。 22.請求項19記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、前記複数の多ビット値を発生する手段は、 各々、前記選択されたキービットの少なくともいくつかと、前記計算の巡回的繰 り返しと比較して遅い速度で定期的に値を増分するカウンタ内に含まれている値 との関数である、値を発生する手段を含んでいる、前記システム。 23.請求項19記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、前記レジスタ内に数値列を発生する手段は 、前記レジスタに複数の個別なデータバイトを記憶する手段と、各動作の巡回に 応答して、前記バイトの1つのみを増分する手段とを含んでいる、前記システム 。 24.請求項23記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、レジスタに数値列を発生する前記手段は、 前記レジスタに3つの別個なデータバイトを記憶する手段と、各動作の巡回に応 答して、前記バイトの1つのみを増分する手段とを含んでいる、前記システム。 25.請求項23記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、多ビット値の列を計算する前記手段は、あ るアルゴリズムにしたがって前記計算を行なう手段を含んでおり、各計算された 値は、前記メモリのそれぞれ2つの別個な位置に記憶されている少なくとも2つ の多ビット値と、前記レジスタ内に含まれている前記別個なデータバイトの少な くとも1つの関数である、前記システム。 26.請求項25記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、多ビット値の列を計算する前記手段は、少 なくとも3つの別々のアルゴリズムにしたがって前記計算を行なう手段を含んで おり、前記第1のアルゴリズムにしたがって計算された各値は、前記メモリ内の 2つの別個な位置にそれぞれ記憶されている少なくとも2つの多ビット値と、前 記レジスタ内に含まれている前記別個なデータバイトの第1のものとの関数であ り、前記第2のアルゴリズムで計算された各値は、事前に選択された参照テーブ ル内の1つの別個な位置に記憶されている多ビット値と、前記レジスタ内に含ま れている前記別個なデータバイトの第2のものとの関数であり、及び前記第3の アルゴリズムで計算された各値は、前記レジスタ内に含まれている前記別個のデ ータバイトの第3のものと、それに加算された増分値との関数である、前記シス テム27.請求項26記載のデジタルデータの暗号化のために用いる疑似ランダ ムビット列を発生するシステムにおいて、前記第1のアルゴリズムは、 A′=A#[K(B)+K(C)] であり、ここで、Aは、前記別個のデータバイトの第1のものであり、K(B) 及びK(C)は、B及びCが、それぞれ、値Kを取り出す前記メモリ内のアドレ スとして用いられることを意味し、+はモジュロ語長の加算を表し、及び#は、 モジュロ語長の加算或は全語長でのビット毎の排他的オアであり、 前記第2のアルゴリズムは、 B′=B#R(A) であり、ここで、Bは前記別個なデータバイトの第2のものであり、R(A)は 、Aが値Rを取り出す固定参照テーブル内のアドレス、または出力Rを与える組 み合せ論理ブロックの入力として、Aのビットが供給されることを意味し、及び #は、モジュロ語長の加算或は全語長でのビット毎の排他的オアであり、及び前 記第3のアルゴリズムは、 C=C′+1 であり、ここで、Cは前記別個なデータバイトの第3のものであり、+はモジュ ロ語長の加算を表す、前記システム。 28.請求項27記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、前記参照テーブルまたは組み合せ論理は、 少なくともAの語長より長く、Bの語長以下である、ある数の出力ビットを有す るRに対する値を生成する、前記システム。 29.請求項28記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、 前記参照テーブルヘの入力ビットの可能性のある各状態を、Rに対する唯一の出 力値に割り当てる、前記システム。 30.請求項23記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、レジスタ内に数値列を発生する前記手段は 、前記レジスタに、3つの別個なデータバイトを記憶する手段を含み、前記多ビ ット値の列を計算する手段は、3つの別個な値を計算する手段を含み、及び前記 レジスタの内容を巡回的にリセットする手段は、前記レジスタ内の前記3つの別 個なデータバイトの各々を、各計算ステップに続いて、前記3つの別個の計算値 のそれぞれと置き換える手段を含んでいる、前記システム。 31.請求項30記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、多ビットキーワードを巡回的に抽出する前 記手段は、前記3つの別個な計算値の少なくとも1つを、前記キーワードとして 選択する手段を含んでいる、前記システム。 32.請求項30記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムにおいて、多ビットキーワードを巡回的に抽出する前 記手段は、前記3つの別個な計算値の少なくとも1つを選択する手段と、前記キ ーワードが前記少なくとも1つの計算値の関数である第2のアルゴリズムにした がって、前記キーワードを計算する手段とを含んでいる、前記システム。 33.請求項32記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムであって、連続キーワードの各キーブロックの開始に おいて、前記レジスタ内の値を初期化する手段も含み、そして、前記第2のアル ゴリズムは、前記キーワードを、前記第1のアルゴリズムにしたがって計算され た値の少なくとも1つ並びに前記キーブロック内で計算されている特定のキーワ ードの連続位置の関数として、定義する、前記システム。 34.請求項32記載のデジタルデータの暗号化に用いるための疑似ランダムビ ット列を発生するシステムであって、連続キーワードの各キーブロックの開始に おいて前記レジスタ内の値を初期化する手段も含み、そして、多ビットキーワー ドを巡回的に抽出する前記手段は、前記3つの別個の計算値の1つのみを選択す る手段を含み、更に、前記第2のアルゴリズムは、 W(N)=B+′K[A+N] であり、ここで、 W(N)は、計算すべきキーワードであり、Nは、キーブロック内で計算されて いる特定のキーワードの連続位置であり、Aは、前記別個なデータバイトの第1 のものの値であり、Bは前記別個なデータバイトの第2のものであり、+は排他 的オアを表し、K[A+N]は、AとNとの排他的オアの組み合せが、Kの値を 取り出すメモリ内のアドレスとして用いられることを意味し、そして+′は、排 他的オアまたはモジュロ語長の加算のいずれかとすることができる、前記方法。 35.基地局及び移動ユニットによって送信及び受信されるデジタルデータスト リームが暗号的にエンコードされて遠隔通信の機密性を与える、デジタルセルラ 通信システムであって、 二進ビットの疑似ランダムキーストリームを、前記システムにおける各送信機及 び受信機のデジタル信号を搬送する情報に付加して、前記システム内で送信及び 受信されるデジタルデータストリームを作成する手段と、複数の選択された秘密 キーの関数として、前記二進ビットの疑似ランダムキーストリームを発生する手 段であって、 各々、前記選択されたキービットの少なくとも幾つかの関数である、複数の多ビ ット値を発生する手段と、前記複数の多ビット値の各々を、メモリ内の別個の位 置に記憶する手段と、 各動作サイクルに応答して、レジスタ内に含まれている現在値を増分することに よって、前記レジスタ内に数値列を発生する手段と、 各々、前記メモリ内に記憶された多ビット値の少くとも1つ、及び前記レジスタ 内に含まれている値の関数である、多ビット値の列を、第1の事前に選択された アルゴリズムにしたがって、巡回的に計算する手段と、各計算の結果として得ら れた値で、前記レジスタの内容を巡回的にリセットする手段と、 各計算の結果として得られた値の関数である、多ビットキーワードを巡回的に抽 出する手段と、及び前記多ビットキーワードを、連続的に前記二進ビットの疑似 ランダムキーストリームに組み合わせる手段とから成る、前記キーストリーム発 生手段と、から成る、前記システム。 36.請求項35記載のデジタルセルラ通信システムにおいて、複数の多ビット 値を発生する前記手段は、各々、前記選択されたキービット全ての関数である、 値を発生する手段を含んでいる、前記システム。 37.請求項35記載のデジタルセルラ通信システムであって、前記レジスタの 内容を定期的に初期化する手段も含んでいる、前記システム。 38.請求項35記載のデジタルセルラ通信システムにおいて、複数の多ビット 値を発生する前記手段は、各々、前記選択されたキービットの少なくともいくつ かと、前記計算の巡回的繰り返しに比較して遅い速度で定期的に値が増分される カウンタ内に含まれている値との、両方の関数である値を発生する手段を含んで いる、前記システム。 39.請求項35記載のデジタルセルラ通信システムにおいて、レジスタに値の 列を発生する前記手段は、前記レジスタに複数の別個のデータバイトを記憶する 手段と、各動作サイクルに応答して、前記バイトの1つのみを増分する手段とを 含んでいる、前記システム。 40.請求項39記載のデジタルセルラ通信システムにおいて、前記レジスタに 数値列を発生する手段は、前記レジスタに3つの別個のデータバイトを記憶する 手段と、各動作サイクルに応答して、前記バイトの1つのみを増分する手段とを 含んでいる、前記システム。 41.請求項39記載のデジタルセルラ通信システムにおいて、多ビット値の列 を計算する前記手段は、あるアルゴリズムにしたがって前記値を計算する手段を 含み、各々が、前記メモリの2つの別個の位置に夫々記憶されている2つの多ビ ット値と、前記レジスタ内に含まれている前記別個のデータバイトの少なくとも 1つの関数である、前記システム。 42.デジタル情報のストリームを暗号化するために用いられる疑似ランダムビ ット列を発生するために必要な論理ハードウエアの量を減少させる方法であって 、前記ビット列は複数の選択された秘密キービットの関数であり、前記方法は、 選択された秘密キービットの数より数において大きな1組のデジタル値であって 、各々前記キービットの少なくとも幾つかの論理関数である値をメモリ内に記憶 し、 プログラム制御の下で汎用プロセッサによって、各々が、メモリに記憶されてい るデジタル値の少なくとも1つの関数である、多ビット値の列を繰り返し計算し 、及び 前記計算された値の列を、前記疑似ランダムビット列に組み合わせること、 から成る、前記方法。
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