JPH08202262A - 信号処理装置および信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 マスタ暗号鍵とワーク暗号鍵とを用いて２重
に暗号化することによって、暗号化データの暗号解読に
対して十分な安全性を確保する。 【構成】 暗号化装置と暗号復号化装置とから構成さ
れ、あらかじめ決められた複数のマスタ暗号鍵を格納し
ておくROM１と、任意のマスタ暗号鍵を選択し読み出す
マスタ暗号鍵選択手段３と、マスタ暗号鍵と放送番組デ
ータそれぞれをワーク暗号鍵で暗号化する暗号エンコー
ダ６、９と、暗号化されたマスタ暗号鍵と放送番組デー
タそれぞれを暗号復号化する暗号デコーダと、入力端子
２、５、８と、出力端子４、７、１０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信用のデータ信号にお
ける信号処理に関し、特に、デジタルデータ信号を暗号
化・暗号複合化する信号処理装置および信号処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、製作者側が有料放送を暗号化して
送信し，正規の加入者のみが専用の受信機でこれを受信
し暗号を解読するといった信号処理装置としては、衛星
放送によるテレビジョンの有料放送等の例がある。しか
し、現行のテレビジョン信号がアナログ信号であるため
アナログ信号に関してのものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】たとえばデジタル信号
の例としてFM文字多重放送があり、ニュース、天気、交
通情報等の多種多様の番組を放送している。各番組は複
数のパケットよりなるデータグループとして送られてい
る．このような番組のうち交通渋滞情報、ニュースダイ
ジェスト等のように情報価値の高いものを有料化したい
という要請があるように、デジタル信号を少ないコスト
で暗号化・暗号復号化ができ、かつ、暗号化されたデー
タの暗号解読に対して十分な安全性を確保することが求
められている。本発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、暗号化されたデー
タの暗号解読に対して十分な安全性を確保することがで
きるような信号処理装置および信号処理方法を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による信号処理装置は、暗号鍵を使用して、
データを暗号化する暗号化装置と暗号複合化する暗号複
合化装置とを備えたていて、あらかじめ決められた複数
の第一の暗号鍵を記憶しておく記憶手段と、アドレスを
含む制御信号を取り込み、前記記憶手段に記憶された前
記第一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも１以上の前
記第一の暗号鍵を選択し読み出す選択手段と、第二の暗
号鍵を取り込み、前記選択手段が読み出した前記第一の
暗号鍵を該第二の暗号鍵で暗号化する第一の暗号化回路
と、暗号化したいデータを取り込み、前記第二の暗号鍵
で暗号化する第二の暗号化回路と、前記選択手段が読み
出した前記第一の暗号鍵で、前記第一の暗号化回路で暗
号化された第一の暗号鍵を暗号復号化して前記第二の暗
号鍵を得る第一の暗号復号化回路と、前記第一の暗号復
号化回路で得られた前記第二の暗号鍵で、前記第二の暗
号化回路で暗号化されたデータを暗号復号化する第二の
暗号復号化回路とからなる。

【０００５】さらに本発明による信号処理装置は、暗号
鍵を使用して、データを暗号化する暗号化装置と暗号複
合化する暗号複合化装置とを備えており、あらかじめ決
められた複数の第一の暗号鍵を記憶しておく記憶手段
と、アドレスを含む制御信号を取り込み、前記記憶手段
に記憶された前記第一の暗号鍵の中から、任意の少なく
とも１以上の前記第一の暗号鍵を選択し読み出す選択手
段と、第二の暗号鍵を取り込み、前記選択手段が読み出
した前記第一の暗号鍵を該第二の暗号鍵で暗号化する第
一の暗号化回路と、前記第一、第二の暗号鍵がmビット
であるとき、合計mビットのレジスタを持ち、前記第一
の暗号化回路で暗号化された第一の暗号鍵を初期値とし
て設定する第一の処理回路と、前記第一の処理回路から
の出力を、前記第二の暗号鍵で暗号化する第二の暗号化
回路と、mビットの直列データを（整数分のm）ビットの
並列データに変換する直並列変換レジスタと、前記第二
の暗号化回路から取り出した（整数分のm）ビットと前
記直並列変換レジスタによって変換された（整数分の
m）ビットの並列データとのエクスクーシブオア処理を
行う第一のエクスクルーシブオア回路と、前記選択手段
が読み出した前記第一の暗号鍵で、前記第一の暗号化回
路で暗号化された第一の暗号鍵を暗号復号化して前記第
二の暗号鍵を得る第一の暗号復号化回路と、合計mビッ
トのレジスタを持ち、前記第一の暗号復号化回路で暗号
復号化された第一の暗号鍵を初期値として設定する第二
の処理回路と、前記第二の処理回路からの出力を、前記
第二の暗号鍵で暗号復号化する第二の暗号復号化回路
と、前記第二の暗号復号化回路から取り出した（整数分
のm）ビットと前記直並列変換レジスタによって変換さ
れた（整数分のm）ビットの並列データとのエクスクー
シブオア処理を行う第二のエクスクルーシブオア回路と
からなる。

【０００６】本発明による信号処理方法は、複数の第一
の暗号鍵の中から、任意の少なくとも１以上の前記第一
の暗号鍵を選択し読み出し、読み出した前記第一の暗号
鍵を第二の暗号鍵で暗号化し、暗号化したいデータを前
記第二の暗号鍵で暗号化し、前記第二の暗号鍵を得るた
めに、読み出した前記第一の暗号鍵で前記第二の暗号鍵
で暗号化された第一の暗号鍵を暗号復号化し、得られた
前記第二の暗号鍵で暗号化されたデータを暗号復号化す
る。本発明によるもう一つの信号処理方法は、複数の第
一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも１以上の前記第
一の暗号鍵を選択し読み出し、読み出した前記第一の暗
号鍵を第二の暗号鍵で暗号化し、前記第一、第二の暗号
鍵がmビットであるとき、合計mビットのレジスタを持つ
第一の処理回路に、暗号化された第一の暗号鍵を初期値
として設定し、前記第一の処理回路からの出力を前記第
二の暗号鍵で暗号化し、暗号化したいmビットの直列デ
ータを（整数分のm）ビットの並列データに変換し、前
記第一の処理回路からの出力を前記第二の暗号鍵で暗号
化したうちの（整数分のm）ビットと前記（整数分のm）
ビットの並列データとのエクスクーシブオア処理を行
い、前記第二の暗号鍵を得るために、読み出した前記第
一の暗号鍵で前記第二の暗号鍵で暗号化された第一の暗
号鍵を暗号復号化し、合計mビットのレジスタを持つ第
二の処理回路に、暗号復号化された第一の暗号鍵を初期
値として設定し、前記第二の処理回路からの出力を前記
第二の暗号鍵で暗号復号化し、前記第二の処理回路から
の出力を前記第二の暗号鍵で暗号復号化したうちの（整
数分のm）ビットと前記（整数分のm）ビットの並列デー
タとのエクスクーシブオア処理を行うことを特徴とする
信号処理方法。

【０００７】

【作用】本発明の信号処理装置および信号処理方法によ
れば、データを暗号化するために用いられデータ毎に変
更されるワーク暗号鍵と、あらかじめ準備され以後変更
されずワーク暗号鍵を暗号化するためだけに用いられる
マスタ暗号鍵の２種類の暗号鍵を使用することにより２
重の暗号化が可能となり、暗号化データの暗号解読に対
して十分な安全性を確保することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例については、FM文字多重放送
を例として用いることとし、各暗号鍵のワード長を、一
般的なFM文字多重放送の２種類のワード長（１６０ビッ
ト、１４４ビット）の最大公約数である６４ビットを用
いた例で説明する。以下、本発明の第一の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実
施例の信号処理装置のうち暗号化装置部分をあらわすブ
ロック図であり、図２は、本発明の第一の実施例の信号
処理装置のうち暗号複合化装置部分をあらわすブロック
図である。信号処理装置は、暗号化装置と暗号複合化装
置とからなり、暗号化装置は放送を送信する側に、ま
た、暗号複合化装置は放送を受信する側に設置されてい
ることを想定している。

【０００９】暗号化装置は送信側に設置されていて、ワ
ード長６４ビット×１６ワードよりなるマスタ暗号鍵を
格納したROM１と、１６ワードあるマスタ暗号鍵のうち
任意の１ワードを選択するための制御信号を取り込む入
力端子２と、入力端子２より取り込んだ制御信号をアド
レスとしたマスタ暗号鍵を選択し、ROM１から読み出す
マスタ暗号鍵選択回路３と、マスタ暗号鍵のアドレス
（以下、マスタ暗号鍵番号）を後で説明する暗号複合化
装置へ出力する出力端子４と、放送番組のデータブロッ
ク毎に変更される６４ビットのワーク暗号鍵を取り込む
入力端子５と、ワーク暗号鍵を暗号鍵選択回路３で選択
された６４ビットのマスタ暗号鍵を用いて暗号化するた
めの暗号エンコーダ６と、暗号エンコーダ６で暗号化さ
れたワーク暗号鍵（以下、暗号化ワーク鍵）を暗号複合
化装置へ出力する出力端子７と、FM文字多重放送の放送
番組データが入力される入力端子８と、入力端子８より
取り込んだ放送番組データを入力端子５より取り込んだ
ワーク暗号鍵を用いて暗号化するための暗号エンコーダ
９と、暗号エンコーダ９において暗号化された放送番組
データ（以下、暗号化データ）を暗号複合化装置へ出力
する出力端子１０とから構成されている。

【００１０】一方、暗号複合化装置は受信側に設置され
ていて、ROM１と同一のマスタ暗号鍵を格納するROM１１
と、出力端子４から出力されるマスタ暗号鍵番号を受け
取る入力端子１２と、このマスタ暗号鍵番号を基にROM
１１から必要とするマスタ暗号鍵の読み出しを行うマス
タ暗号鍵選択回路１３と、出力端子７より出力される暗
号化ワーク鍵を受け取る入力端子１４と、マスタ暗号鍵
選択回路１３で選択された６４ビットのマスタ暗号鍵を
用いて入力端子１４より入力された６４ビットの暗号化
ワーク鍵を暗号複合化する暗号デコーダ１５と、出力端
子１０より出力される暗号化データを受け取る入力端子
１６と、入力端子１６より入力した暗号化データを暗号
デコーダ１５で暗号複合化されたワーク暗号鍵を用いて
暗号複合化する暗号デコーダ１７と、暗号複合化された
放送番組データ（以下、平文データ 平文データには暗
号化されていない放送番組データも含む）を出力する出
力端子１８とから構成されている。なお、受信側にある
暗号複合化装置内のROM １１内には、契約等により送信
側が認めた数だけROM１と同一のマスタ暗号鍵だけがが
格納されるようにもできる。

【００１１】次に、本発明の第一の実施例の動作につい
て説明する。最初に、マスタ暗号鍵選択回路３にて入力
端子２より入力された制御信号（任意の４ビットのアド
レス）に基づきROM１内のマスタ暗号鍵を選択しかつ読
み出し、この読み出したマスタ暗号鍵を暗号エンコーダ
６へ送る（ステップ１）。このとき同時に、いまROM１
から読み出したマスタ暗号鍵のアドレスにあたるマスタ
暗号鍵番号が出力端子４から出力される。次に、暗号エ
ンコーダ６にて入力端子５より取り込んだワーク暗号鍵
を、マスタ暗号鍵選択手段３から送られたマスタ暗号鍵
を用いて暗号化する（ステップ２）。すなわち、２重に
暗号化するのである。そして、この暗号化したワーク暗
号鍵は暗号化ワーク鍵として出力端子７から出力され
る。

【００１２】また、先に入力端子５から取り込んだもの
と同一のワーク暗号鍵は、暗号エンコーダ９にも送ら
れ、暗号エンコーダ９において入力端子８から入力され
た放送番組データを暗号化する（ステップ３）のに用い
られる。そして、この暗号化した放送番組データは暗号
化データとして出力端子１０から出力される。これら３
つの出力（マスタ暗号鍵番号、暗号化ワーク鍵、暗号化
データ）が、暗号複合化装置に送られる。

【００１３】上述した３つの出力を受けた暗号複合化装
置では、マスタ暗号鍵選択回路１３にて入力端子１２で
受信したマスタ暗号鍵番号に基に、暗号化した時と同一
のマスタ暗号鍵をROM１１から読み出し、これを暗号デ
コーダ１５に送る（ステップ４）。続いて暗号デコーダ
１５では、入力端子１４で受信した暗号化ワーク鍵を暗
号複合化装置１３から受け取ったマスタ暗号鍵を用いて
暗号複合化し、入力端子５に入力されたものと同一のワ
ーク暗号鍵を得る（ステップ５）。同時にこのワーク暗
号鍵は、暗号デコーダ１７へ送られる。その結果、暗号
デコーダ１７において入力端子１６から受信した暗号化
データを、暗号デコーダ１５から送られたワーク暗号鍵
を用いて暗号複合化する（ステップ６）ことによって所
望の平文データを得ることができる。そして最後に、今
得られた平文データが出力端子１８を通して出力される
ことになる。

【００１４】FM文字多重放送においては、データの長さ
を調整するために生じる空白部分には「０」を挿入して
いる。このことは、暗号解読の見地から「選択平文攻
撃」が可能であることになる。一般的には、DES（Data
Encryption Standard）と類似した暗号に対する選択平
文攻撃法が良く知られており、これによって暗号の強度
が低下することになる。

【００１５】本実施例によれば、２重に暗号化すること
によって、プロトコルの関係から空白部分の「０」を削
除できないFM文字多重放送のプロトコルを変更すること
なく暗号解読に対抗しその安全性を確保することができ
る。

【００１６】続いて、本発明の第二の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図３は、本発明の第二の実施例
の信号処理装置のうち暗号化装置部分をあらわすブロッ
ク図であり、図４は、本発明の第二の実施例の信号処理
装置のうち暗号複合化装置部分をあらわすブロック図で
ある。なお、第一の実施例で説明した図１あるいは図２
と重複する構成については、同一の符号を付すとともに
その説明を省略する。暗号化装置は、図１と重複する構
成の他に、６４ビットの処理回路３０と、６４ビットの
フリップフロップからなり６４ビットのうち左端の１６
ビットをエクスクルーシブオア回路３２へ供給するレジ
スタ３１と、後で詳述する直並列変換レジスタ３３と、
１６ビット並列動作をするエクスクルーシブオア回路３
２と、入力端子２から入力した４ビットのマスタ暗号鍵
番号の先頭に４ビットの「０」を付加して直列データと
し、このデータをスイッチ回路３７へ出力する並列直列
変換回路３６と、暗号エンコーダ６で暗号化された暗号
化ワーク鍵を直列データに変換しスイッチ回路３７へ出
力する並列直列変換回路３５と、暗号化データを直列デ
ータに変換しスイッチ回路３７へ出力する並列直列変換
回路３４と、前記３種類の直列データのプロトコルを合
成するスイッチ回路３７と、出力端子３８とから構成さ
れている。

【００１７】一方の暗号復号化装置は、図２と重複する
構成の他に、暗号化装置から送信されるプロトコルが合
成された直列データを受け取る入力端子４１と、この直
列データのプロトコルを分解するスイッチ回路４２と、
直並列変換レジスタ３３と同一機能を有する３つの直並
列変換レジスタ４０、４３、４４と、６４ビットの処理
回路４５と、６４ビットのフリップフロップからなり６
４ビットのうち左端の１６ビットをエクスクルーシブオ
ア回路５１へ供給するレジスタ４６と、１６ビット並列
動作をするエクスクルーシブオア回路４７と、エクスク
ルーシブオア回路４７から送られた並列データを直列デ
ータに変換する並列直列変換回路４８とから構成され、
直列データである平文データを出力端子１８から出力す
る。

【００１８】ここで、直並列変換レジスタ（３３、４
０、４３、４４）、処理回路（３０、４５）、並列直列
変換回路（３４、３５、３６、４８）について、もう少
し説明を加える。図５は、直並列変換レジスタをあらわ
す説明図である。これらの直並列変換レジスタは、１ビ
ットの入力端子５０と、Dタイプのフリップフロップで
並列に出力するビット数分直列に接続され、１クロック
毎に右へシフトするシフトレジスタ５１と、Dタイプの
フリップフロップ５２と、出力端子５３とから構成さ
れ、シフトレジスタ５１がデータで一杯になると、この
データはDタイプのフリップフロップ５２に転送され、
１６ビットの並列データに変換され出力端子５３より出
力される。

【００１９】図６は、処理回路をあらわす説明図であ
る。これらの処理回路は、６４ビットの入力端子６０
と、１６ビットの入力端子６１と、４つのスイッチ６２
と、４つのワード長１６ビットのレジスタ６３と、出力
端子６５とから構成される。それぞれのスイッチ６２は
最初上側が接続されていて、入力端子６０から入力され
た６４ビットの信号が１６ビットずつに振り分けられ、
それぞれのレジスタ６３に格納される。これらのレジス
タ６３を初期設定した後、今度はそれぞれのスイッチ６
２が下側に接続され、入力端子６１より取り込む並列信
号を１クロック毎に右へシフトさせる。出力端子６５か
らは、４つの処理回路それぞれの出力（１６ビット）を
６４ビットとして出力する。

【００２０】図７は、並列直列変換回路をあらわす説明
図である。それぞれの並列直列変換回路は、１６ビット
の並列信号を取り込む入力端子７０と、入力端子７０か
ら取り込んだデータを格納するためのDタイプのフリッ
プフロップ５２と、Dタイプのフリップフロップ５２と
直列に接続されるシフトレジスタ５１と、出力端子７１
とから構成される。シフトレジスタ５１は、Dタイプの
フリップフロップ５２からデータを受け取り、１クロッ
ク毎に右へシフトする動作を行い直列データとして出力
端子７１より出力する。

【００２１】今度は、FM文字多重放送の暗号化した放送
番組データ（暗号化データ）のプロトコルについて説明
を加える。図８は、暗号化データのプロトコルをあらわ
す説明図である。

【００２２】FM文字多重放送における各放送番組は、図
８の上側に示すような複数のパケットからなるデータブ
ロックとして送信されている。また、同図の下側には、
暗号化データのプロトコルが示されている。同時にこれ
は、出力端子３８から出力される直列データのデータ構
造を示すものである。さらに詳しく説明すれば、並列直
列変換回路３６によって先頭に４ビットの「０」が付加
され、つぎの４ビットには入力端子２から入力したマス
タ暗号鍵番号が付加される。最初スイッチ回路３７の上
段を接続して４ビットの「０」が付加された８ビットの
直列データを出力し、つぎにスイッチ回路３７の中段を
接続して暗号エンコーダ６により暗号化された６４ビッ
トの並列データである暗号化ワーク鍵を並列直列変換回
路３５で６４ビットの直列データに変換して出力し、最
後にスイッチ回路３７の下段を接続して、暗号化された
１６ビットの並列データを並列直列変換回路３４で１６
ビットの直列データに変換して出力する。

【００２３】なお、暗号化データであることを示すため
に、先頭の４ビットをオール「０」にしておくことによ
って、普通のデジタルデータ（平文データ）のヘッダー
であるSOH（Start of Heading）ではないことを図示し
ないCPUなどにおいて判定することを容易にしている。

【００２４】本発明の第二の実施例の動作の説明に入る
前に、暗号文フィードバックモードついて説明してお
く。本実施例の暗号化および暗号復号化には、暗号エン
コーダや暗号デコーダを乱数発生器として使用する暗号
文フィードバックモード（Ｃｈｉｐｈｅｒ Ｆｅｅｄ−
Ｂａｃｋ Ｍｏｄｅ以下、ＣＦＢモード）を採用して暗
号の強度を高めている。すなわち、暗号エンコーダ６と
９は６４ビットの暗号鍵と６４ビットの平文データから
６４ビットの暗号化したデータを得るものであり、ま
た、暗号デコーダ１５と１７は６４ビットの暗号鍵と６
４ビットの暗号化したデータから６４ビットの平文デー
タを得るものである。以下に、暗号化装置のCFBモード
と暗号復号化装置のCFBモードについてそれぞれ説明す
る。

【００２５】暗号化装置のCFBモードは、６４ビットの
処理回路３０はエクスクルーシブオア回路３２より送ら
れる１６ビット幅の暗号化されたデータ毎に１６ビット
ずつ左へシフトするので、左１６ビットに送信する１６
ビット幅の暗号化されたデータを挿入することにより処
理回路３０の内容を更新する。CFBモードでは、処理回
路３０の初期値により暗号化されたデータの先頭６４ビ
ットが異なるため、処理回路３０の初期値が非常に重要
な意味をもつ。このため、図６に示すように、入力端子
６０から取り込まれる６４ビットの暗号化ワーク鍵を初
期値として使用する。

【００２６】一方、暗号復号化装置のCFBモードについ
ても同様に、６４ビットの処理回路４５の初期値は直並
列変換レジスタ４３から入力端子６０へ入力される６４
ビットの暗号化ワーク鍵である。６４ビットの処理回路
４５は、直並列変換レジスタ４４より送られた１６ビッ
ト幅の暗号化されたデータ毎に１６ビットずつ左へシフ
トし、左１６ビットに受信された１６ビット幅の暗号化
されたデータ毎に１６ビットずつ左へシフトするので、
左１６ビットに受信された１６ビット幅の暗号化された
データを挿入することにより処理回路４５の内容を更新
する。

【００２７】次に、本発明の第二の実施例の動作につい
て説明する。最初に、マスタ暗号鍵選択回路３にて入力
端子２より入力された制御信号（任意の４ビットのアド
レス）に基づきROM１内のマスタ暗号鍵を選択しかつ読
み出し、この読み出したマスタ暗号鍵を暗号エンコーダ
６へ送る。このとき同時に、並列直列変換回路３６によ
っていまROM１から読み出したマスタ暗号鍵のアドレス
にあたるマスタ暗号鍵番号の先頭に４ビットの「０」を
加えスイッチ回路３７の上段を接続して８ビットの直列
データとして出力端子３８より送信する（ステップ１
１）。次に、暗号エンコーダ６にて入力端子５から取り
込んだ６４ビットのワーク暗号鍵を、マスタ暗号鍵選択
手段３から送られたマスタ暗号鍵を用いて暗号化し、こ
れによって得られた６４ビットの暗号化ワーク鍵をCFB
モードの初期値として処理回路３０に入力する（ステッ
プ１２）とともに並列直列変換回路３５によって直列デ
ータとし、スイッチ回路３７のスイッチの中段を接続し
て出力端子３８より送信する（ステップ１３）。

【００２８】続いて、入力端子８から入力した平文デー
タを直並列変換レジスタ３３で並列データに変換し、１
６ビットのブロックに分割し、入力端子５から取り込ん
だワーク暗号鍵を暗号鍵として暗号化する（ステップ１
４）。暗号エンコーダ９で暗号化された６４ビットのデ
ータは、レジスタ３１によって左側の１６ビットが選択
され、エクスクルーシブオア回路３２において直並列変
換レジスタ３３からの１６ビットのデータとともにエク
スクルーシブオア処理が施され（ステップ１５）、先に
述べたように、６４ビットの処理回路３０の左１６ビッ
トに挿入されると同時に、並列直列変換回路３４におい
て直列データに変換され、スイッチ回路３７のスイッチ
の下段を接続して出力端子３８より送信する（ステップ
１６）。このステップ１４〜ステップ１６は、平文デー
タが無くなるまで繰り返される。また、本実施例に適用
される平文データは１６ビットの倍数であることが要求
される。このようにして、３つの出力が暗号復号化装置
へ送られる。

【００２９】上述した３つの出力を入力端子４１から受
信した暗号復号化装置では、スイッチ回路４２のスイッ
チの上段を接続して受信したデータの先頭の８ビットを
並列直列変換回路４０へ送り、先頭の４ビットがオール
「０」であるかどうかを判定する（ステップ１７）。も
し先頭の４ビットがオール「０」でないならば、８ビッ
トのSOH信号であり受信データは平文データであると判
断して以後の操作（暗号復号化）は行わない。逆に、先
頭の４ビットがオール「０」のときには、受信データは
暗号化データであると判断して以後の操作を行う。ま
た、受信データが暗号化データであるか否かを判定する
他の方法として、例えば、先頭の８ビットが「０００１
００００」で示されているFM文字多重放送のSOH信号で
あるかどうかで識別する方法もある。

【００３０】受信データが暗号化データであれば、スイ
ッチ回路４２のスイッチの中段を接続して次の６４ビッ
ト（暗号化ワーク鍵）を直並列変換レジスタ４３へ取り
込む（ステップ１８）。直並列変換レジスタ４３からの
並列出力は、処理回路４５に取り込まれCFBモードの初
期値になるとともに、暗号デコーダ１５へも供給され、
先頭の８ビットのう下位４ビットをマスタ暗号鍵選択回
路１３へ入力して得られるマスタ暗号鍵で暗号化ワーク
鍵を暗号復号化され（ステップ１９）、６４ビットのワ
ーク暗号鍵として暗号デコーダ１７へ送られる。最後に
スイッチ回路のスイッチの下段を接続して暗号化データ
を直並列変換レジスタ４４に取り込み（ステップ２
０）、１６ビットの並列データブロック毎にCFBモード
で暗号復号化を行う。レジスタ４６により、暗号デコー
ダ１７で暗号復号化された６４ビットのデータうち左側
の１６ビットが選択され、エクスクルーシブオア回路４
７において直並列変換レジスタからの１６ビットととも
にエクスクルーシブオア処理が施され（ステップ２
１）、これが並列直列変換回路４８で直列データに変換
され、平文データとして出力端子１８より出力されて全
ての処理をする終了する。ステップ２０とステップ２１
は、受信データがなくなるまで繰り返される。また、こ
こでの受信データも１６ビットの倍数であることが要求
される。

【００３１】本実施例によれば、暗号化装置から出力さ
れる送信データは、８ビットのマスタ暗号鍵番号、６４
ビットの暗号化ワーク鍵、任意の暗号化データという３
つの領域を持つが、全ての領域が乱数に見えてしまい送
信データからその暗号化の方法を推定することはできな
い。すなわち、暗号解読に対してその安全性を確保する
ことができる。さらに、先頭のわずかなビットを利用す
るだけで、暗号化データと平文データとを自動的に識別
することが可能で、暗号化データは平文データのアップ
コンパチとなっていると言える。言い換えれば、暗号化
データも平文データも暗号化データとして一次元処理可
能である。

【００３２】また、第一、第二の実施例では、いずれも
FM文字多重放送のおける暗号化および暗号復元化への適
用を例に説明したが、本発明の信号処理装置および信号
処理方法は、この他にも様々なのデジタル情報について
も適用可能なことは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の信
号処理装置および信号処理方法によれば、データを暗号
化するために用いられデータ毎に変更されるワーク暗号
鍵と、あらかじめ準備され以後変更されずワーク暗号鍵
を暗号化するためだけに用いられるマスタ暗号鍵の２種
類の暗号鍵を使用することにより２重の暗号化が可能と
なり、暗号化データの暗号解読に対して十分な安全性を
確保することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の暗号化装置をあらわす
ブロック図

【図２】本発明の第一の実施例の暗号複合化装置をあら
わすブロック図

【図３】本発明の第二の実施例の暗号化装置をあらわす
ブロック図

【図４】本発明の第二の実施例の暗号複合化装置をあら
わすブロック図

【図５】直並列変換レジスタの説明図

【図６】処理回路の説明図

【図７】並列直列変換回路の説明図

【図８】暗号化データの説明図

【符号の説明】

１、１１ ROM ２、５、８、１２、１４、 入力端子 １６、４１ ３、１３ マスク暗号鍵選択回
路 ４、７、１０、１８、３６ 出力端子 ６、９ 暗号エンコーダ １５、１７ 暗号デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚越 昌作 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗号鍵を使用して、データを暗号化する
   暗号化装置と暗号複合化する暗号複合化装置とを備えた
   信号処理装置において、 あらかじめ決められた複数の第一の暗号鍵を記憶してお
   く記憶手段と、 アドレスを含む制御信号を取り込み、前記記憶手段に記
   憶された前記第一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも
   １以上の前記第一の暗号鍵を選択し読み出す選択手段
   と、 第二の暗号鍵を取り込み、前記選択手段が読み出した前
   記第一の暗号鍵を該第二の暗号鍵で暗号化する第一の暗
   号化回路と、 暗号化したいデータを取り込み、前記第二の暗号鍵で暗
   号化する第二の暗号化回路と、 前記選択手段が読み出した前記第一の暗号鍵で、前記第
   一の暗号化回路で暗号化された第一の暗号鍵を暗号復号
   化して前記第二の暗号鍵を得る第一の暗号復号化回路
   と、 前記第一の暗号復号化回路で得られた前記第二の暗号鍵
   で、前記第二の暗号化回路で暗号化されたデータを暗号
   復号化する第二の暗号復号化回路とを備えることを特徴
   とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 暗号鍵を使用して、データを暗号化する
   暗号化装置と暗号複合化する暗号複合化装置とを備えた
   信号処理装置における信号処理方法において、 複数の第一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも１以上
   の前記第一の暗号鍵を選択し読み出し、 読み出した前記第一の暗号鍵を第二の暗号鍵で暗号化
   し、 暗号化したいデータを前記第二の暗号鍵で暗号化し、 前記第二の暗号鍵を得るために、読み出した前記第一の
   暗号鍵で前記第二の暗号鍵で暗号化された第一の暗号鍵
   を暗号復号化し、 得られた前記第二の暗号鍵で暗号化されたデータを暗号
   復号化することを特徴とする信号処理方法。
3. 【請求項３】 暗号鍵を使用して、データを暗号化する
   暗号化装置と暗号複合化する暗号複合化装置とを備えた
   信号処理装置において、 あらかじめ決められた複数の第一の暗号鍵を記憶してお
   く記憶手段と、 アドレスを含む制御信号を取り込み、前記記憶手段に記
   憶された前記第一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも
   １以上の前記第一の暗号鍵を選択し読み出す選択手段
   と、 第二の暗号鍵を取り込み、前記選択手段が読み出した前
   記第一の暗号鍵を該第二の暗号鍵で暗号化する第一の暗
   号化回路と、 前記第一、第二の暗号鍵がmビットであるとき、 合計mビットのレジスタを持ち、前記第一の暗号化回路
   で暗号化された第一の暗号鍵を初期値として設定する第
   一の処理回路と、 前記第一の処理回路からの出力を、前記第二の暗号鍵で
   暗号化する第二の暗号化回路と、 mビットの直列データを（整数分のm）ビットの並列デー
   タに変換する直並列変換レジスタと、 前記第二の暗号化回路から取り出した（整数分のm）ビ
   ットと前記直並列変換レジスタによって変換された（整
   数分のm）ビットの並列データとのエクスクーシブオア
   処理を行う第一のエクスクルーシブオア回路と、 前記選択手段が読み出した前記第一の暗号鍵で、前記第
   一の暗号化回路で暗号化された第一の暗号鍵を暗号復号
   化して前記第二の暗号鍵を得る第一の暗号復号化回路
   と、 合計mビットのレジスタを持ち、前記第一の暗号復号化
   回路で暗号復号化された第一の暗号鍵を初期値として設
   定する第二の処理回路と、 前記第二の処理回路からの出力を、前記第二の暗号鍵で
   暗号復号化する第二の暗号復号化回路と、 前記第二の暗号復号化回路から取り出した（整数分の
   m）ビットと前記直並列変換レジスタによって変換され
   た（整数分のm）ビットの並列データとのエクスクーシ
   ブオア処理を行う第二のエクスクルーシブオア回路とを
   備えることを特徴とする信号処理装置。
4. 【請求項４】 暗号鍵を使用して、データを暗号化する
   暗号化装置と暗号複合化する暗号複合化装置とを備えた
   信号処理装置における信号処理方法において、 複数の第一の暗号鍵の中から、任意の少なくとも１以上
   の前記第一の暗号鍵を選択し読み出し、 読み出した前記第一の暗号鍵を第二の暗号鍵で暗号化
   し、 前記第一、第二の暗号鍵がmビットであるとき、 合計mビットのレジスタを持つ第一の処理回路に、暗号
   化された第一の暗号鍵を初期値として設定し、 前記第一の処理回路からの出力を前記第二の暗号鍵で暗
   号化し、 暗号化したいmビットの直列データを（整数分のm）ビッ
   トの並列データに変換し、 前記第一の処理回路からの出力を前記第二の暗号鍵で暗
   号化したうちの（整数分のm）ビットと前記（整数分の
   m）ビットの並列データとのエクスクーシブオア処理を
   行い、 前記第二の暗号鍵を得るために、読み出した前記第一の
   暗号鍵で前記第二の暗号鍵で暗号化された第一の暗号鍵
   を暗号復号化し、 合計mビットのレジスタを持つ第二の処理回路に、暗号
   復号化された第一の暗号鍵を初期値として設定し、 前記第二の処理回路からの出力を前記第二の暗号鍵で暗
   号復号化し、 前記第二の処理回路からの出力を前記第二の暗号鍵で暗
   号復号化したうちの（整数分のm）ビットと前記（整数
   分のm）ビットの並列データとのエクスクーシブオア処
   理を行うことを特徴とする信号処理方法。