JPH09307546A - 暗号化システムならびに暗号化システムにおける情報提供装置および情報利用側装置ならびに暗号化システムにおけるスクランブル装置およびデスクランブル装置 - Google Patents

暗号化システムならびに暗号化システムにおける情報提供装置および情報利用側装置ならびに暗号化システムにおけるスクランブル装置およびデスクランブル装置

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JPH09307546A
JPH09307546A JP8118771A JP11877196A JPH09307546A JP H09307546 A JPH09307546 A JP H09307546A JP 8118771 A JP8118771 A JP 8118771A JP 11877196 A JP11877196 A JP 11877196A JP H09307546 A JPH09307546 A JP H09307546A
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JP8118771A
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Yasuo Nagaishi
康男 長石
Monta Nakatsuka
紋太 中塚
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗号化システムにおいて、更新鍵の多重化装
置および多重化更新鍵の分離装置を不要化し、また、別
経路での配布も行わないでスクランブル鍵の更新を簡単
な構成で実現する。 【解決手段】 情報提供装置1に、スクランブル鍵生成
手段3、スクランブル手段4およびスクランブル鍵Ks
1 の暗号化手段5を備え、情報利用側装置2に、スクラ
ンブル鍵Ks1 の復号手段7およびデスクランブル手段
8を備え、スクランブル手段4は、スクランブル鍵を攪
乱し中間鍵を生成する第1の鍵攪乱手段と、第1の鍵攪
乱手段により生成された中間鍵により情報を攪乱する第
1の情報攪乱手段を備え、デスクランブル手段8は、第
1の情報攪乱手段とは逆の手順で中間鍵により情報に攪
乱を施す第2の情報攪乱手段と、スクランブル鍵を攪乱
し第2の情報攪乱手段に与える中間鍵を生成する第2の
鍵攪乱手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報にスクランブ
ルを施し暗号化して配布する暗号化システムに係り、特
には、スクランブル鍵の更新の技術に関する。また、暗
号化システムにおける情報提供装置および情報利用側装
置に関し、さらに、暗号化システムにおけるスクランブ
ル装置およびデスクランブル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、データ通信の暗号化方式における
暗号鍵の更新の技術については、特開昭61−2923
3号公報に記載されているものが知られている。この公
報に記載の技術は、「暗号化方式」の名称で、短時間
に、暗号化・復号化の鍵を更新し、送信する平文データ
とは独立に鍵データをランダムに発生し、その鍵データ
を送信データに分散して組み込んで暗号化を行うことに
より、複雑な暗号アルゴリズムを用いずに解読困難な暗
号化および鍵の更新を可能としている。
【0003】図5は上記公報に記載の暗号化方式の構成
を示すブロック図である。図5に示すように、送信側と
受信側で共通の初期鍵K1 を暗号鍵バッファ116およ
び復号鍵バッファ124に予め格納させておく。
【0004】送信側では、まずスイッチ118を閉じて
鍵K1 を暗号化アルゴリズム117に入力し、暗号鍵バ
ッファ116を空にしてスイッチ118を開く。次に、
スイッチ114を端子111側と端子113側に適宜切
り換えることによって、ランダム鍵発生器115で発生
した次の暗号鍵K2 となる鍵データ127を送信データ
126に分散して組み込み、暗号化アルゴリズム117
への入力データ128を構成する。同時に鍵データ12
7は暗号鍵バッファ116に蓄積する。暗号化アルゴリ
ズム117は、入力データ128を鍵K1 により暗号化
し、伝送路119へ送出する。暗号鍵バッファ116へ
の鍵データ127の蓄積量が最大になると、スイッチ1
18を閉じて、暗号鍵バッファ116内の鍵データ12
7を新しい鍵K2 として暗号化アルゴリズム117に入
力し、暗号鍵バッファ116を空にしてからスイッチ1
18を開く。暗号化アルゴリズム117は、新たな鍵K
2で入力データ128の暗号化を行う。
【0005】受信側では、まずスイッチ125を閉じて
鍵K1 を復号化アルゴリズム120に入力し、復号鍵バ
ッファ124を空にしてスイッチ125を開く。すなわ
ち、復号化アルゴリズム120は伝送路119から入力
した暗号データを鍵K1 によって復号し、復号データ1
29を得る。次に、スイッチ121を端子122側と端
子123側に適宜切り換えることによって、復号データ
129を出力データ(平文データ)131と鍵データ1
30に分解する。出力データ131は出力端子122よ
り出力され、鍵データ130は復号鍵バッファ124に
格納する。送信側と同様に復号鍵バッファ124の蓄積
量が最大になると、スイッチ125を閉じて、復号鍵バ
ッファ124内の鍵データ130を新しい鍵K2 として
復号化アルゴリズム120に入力し、復号鍵バッファ1
24を空にしてからスイッチ125を開く。復号化アル
ゴリズム120は新しい鍵K2 により暗号データを復号
する。
【0006】以上のようにして、暗号鍵をランダム鍵発
生器115で生成しながら、送信データ(平文データ)
126に暗号鍵を多重し、鍵データの伝送が完了したと
きに新たな暗号鍵での暗号化および復号化を行うように
して暗号鍵の更新を行うものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の構
成では、暗号鍵の更新を行うに際しては、ランダム鍵発
生器で逐次新たな鍵データを発生させ、かつ、その発生
させた鍵データを暗号化データに多重して伝送するよう
に構成している。つまり、更新した鍵データを受信側に
伝えるために、暗号化データに鍵データを重畳して伝送
する必要があり、送信側では鍵データの多重化装置を必
要とし、また、受信側では鍵データの分離装置を必要と
しており、暗号鍵の更新のために全体としての構成が複
雑化しているという問題点を有している。
【0008】本発明は上記問題点に鑑み、暗号化した情
報提供を行う場合に、更新した暗号鍵を情報に多重する
ことなく、また、多重された暗号鍵の分離をすることな
く、さらに、別経路を用いた配布も行わないで暗号鍵の
更新を実現する暗号化システムおよびその周辺装置を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る暗号化シス
テムは、初期のスクランブル鍵を生成するスクランブル
鍵生成手段と、入力した情報に対してスクランブル鍵に
よりスクランブルを施して情報利用側装置に送出するス
クランブル手段と、前記スクランブル鍵生成手段からの
初期のスクランブル鍵を暗号化して情報利用側装置に送
付する暗号化手段とを備えた情報提供装置において、前
記スクランブル手段は、自らその内部でスクランブル鍵
の更新を行うように構成され、かつ、前記暗号化手段か
ら送付された暗号化されたスクランブル鍵を復号して初
期のスクランブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装
置のスクランブル手段から送出されてきたスクランブル
された情報を復号して平文データを得るデスクランブル
手段とを備えた情報利用側装置において、前記デスクラ
ンブル手段は、自らその内部でスクランブル鍵の更新を
行うように構成されていることを特徴としている。情報
提供装置がもつスクランブル手段および情報利用側装置
がもつデスクランブル手段がそれぞれ自らスクランブル
鍵の更新を行うため、従来の技術のような更新鍵を送付
するための多重化装置および多重化更新鍵の分離装置等
が不要となり、また、別経路を用いての更新鍵の送付も
不要となり、簡単な構成でスクランブル鍵の更新が可能
となる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る請求項1の暗号化シ
ステムは、情報にスクランブルを施し暗号化して配布す
る暗号化システムであって、情報提供装置は、初期のス
クランブル鍵を生成するスクランブル鍵生成手段と、入
力した情報に対してスクランブル鍵によりスクランブル
を施して情報利用側装置に送出するスクランブル手段
と、前記スクランブル鍵生成手段からの初期のスクラン
ブル鍵を暗号化して情報利用側装置に送付する暗号化手
段とを備え、情報利用側装置は、前記暗号化手段から送
付された暗号化されたスクランブル鍵を復号して初期の
スクランブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装置の
スクランブル手段から送出されてきたスクランブルされ
た情報を復号して平文データを得るデスクランブル手段
とを備え、前記スクランブル手段は、自らその内部でス
クランブル鍵の更新を行うように構成され、かつ、前記
デスクランブル手段は、自らその内部でスクランブル鍵
の更新を行うように構成されていることを特徴としてい
る。
【0011】請求項1の暗号化システムにおいては、情
報提供装置から情報利用側装置に初期のスクランブル鍵
を暗号化して送付した後は、情報提供装置がもつスクラ
ンブル手段および情報利用側装置がもつデスクランブル
手段がそれぞれ自らスクランブル鍵の更新を行うため、
従来の技術のような更新鍵を送付するための多重化装置
および多重化更新鍵の分離装置等が不要となり、また、
別経路を用いての更新鍵の送付も不要となり、簡単な構
成でスクランブル鍵の更新が可能となる。
【0012】本発明に係る請求項2の暗号化システム
は、情報にスクランブルを施し暗号化して配布する暗号
化システムであって、情報提供装置は、初期のスクラン
ブル鍵を生成するスクランブル鍵生成手段と、入力した
情報に対してスクランブル鍵によりスクランブルを施し
て情報利用側装置に送出するスクランブル手段と、前記
スクランブル鍵生成手段からの初期のスクランブル鍵を
暗号化して情報利用側装置に送付する暗号化手段とを備
え、情報利用側装置は、前記暗号化手段から送付された
暗号化されたスクランブル鍵を復号して初期のスクラン
ブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装置のスクラン
ブル手段から送出されてきたスクランブルされた情報を
復号して平文データを得るデスクランブル手段とを備
え、前記スクランブル手段は、スクランブル鍵を攪乱し
ながら鍵の拡張を行うとともに中間鍵を生成する第1の
鍵攪乱手段と、この第1の鍵攪乱手段によって拡張され
生成された中間鍵により情報を攪乱する第1の情報攪乱
手段とを備え、前記デスクランブル手段は、スクランブ
ルされた情報を復号するために前記第1の情報攪乱手段
とは逆の手順で中間鍵により情報に攪乱を施す第2の情
報攪乱手段と、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張
を行うとともに前記第2の情報攪乱手段に与える中間鍵
を生成する第2の鍵攪乱手段とを備えた構成としてある
ことを特徴としている。
【0013】上記構成の請求項2の暗号化システムにお
いては、スクランブル手段およびデスクランブル手段が
それぞれ拡張して生成する中間鍵を更新時のスクランブ
ル鍵として用いる動作を繰り返すことにより、スクラン
ブル鍵の更新を行う。すなわち、情報提供装置から情報
利用側装置に初期のスクランブル鍵を暗号化して送付し
た後は、情報提供装置がもつスクランブル手段および情
報利用側装置がもつデスクランブル手段がそれぞれ情報
のスクランブルおよびデスクランブルを行うために生成
する中間鍵によって自らスクランブル鍵の更新を行うた
め、従来の技術のような更新鍵を送付するための多重化
装置および多重化更新鍵の分離装置等が不要となり、ま
た、別経路を用いての更新鍵の送付も不要となり、簡単
な構成でスクランブル鍵の更新が可能となる。
【0014】本発明に係る請求項3の暗号化システム
は、上記請求項2において、第1および第2の鍵攪乱手
段が疑似ランダム系列の発生手段で構成されているとと
もに、第1および第2の情報攪乱手段が加算器で構成さ
れていることを特徴としている。スクランブル鍵の更新
を非常に簡単な構成で実現することができる。
【0015】本発明に係る請求項4の暗号化システムに
おける情報提供装置は、初期のスクランブル鍵を生成す
るスクランブル鍵生成手段と、入力した情報に対してス
クランブル鍵によりスクランブルを施して情報利用側装
置に送出するスクランブル手段と、前記スクランブル鍵
生成手段からの初期のスクランブル鍵を暗号化して情報
利用側装置に送付する暗号化手段とを備え、前記スクラ
ンブル手段は、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張
を行うとともに中間鍵を生成する第1の鍵攪乱手段と、
この第1の鍵攪乱手段によって拡張され生成された中間
鍵により情報を攪乱する第1の情報攪乱手段とを備えた
構成としてあることを特徴としている。
【0016】この情報提供装置においては、スクランブ
ル手段が拡張して生成する中間鍵を更新時のスクランブ
ル鍵として用いる動作を繰り返すことにより、スクラン
ブル鍵の更新を行う。すなわち、情報提供装置から情報
利用側装置に初期のスクランブル鍵を暗号化して送付し
た後は、情報提供装置がもつスクランブル手段が情報の
スクランブルを行うために生成する中間鍵によって自ら
スクランブル鍵の更新を行うため、従来の技術のような
更新鍵を送付するための多重化装置等が不要となり、ま
た、別経路を用いての更新鍵の送付も不要となり、簡単
な構成でスクランブル鍵の更新が可能となる。
【0017】本発明に係る請求項5の暗号化システムに
おける情報提供装置は、上記請求項4において、第1の
鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の発生手段で構成されて
いるとともに、第1の情報攪乱手段が加算器で構成され
ていることを特徴としている。スクランブル鍵の更新を
非常に簡単な構成で実現することができる。
【0018】本発明に係る請求項6の暗号化システムに
おける情報利用側装置は、情報提供装置の暗号化手段か
ら送付された暗号化されたスクランブル鍵を復号して初
期のスクランブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装
置のスクランブル手段から送出されてきたスクランブル
された情報を復号して平文データを得るデスクランブル
手段とを備え、前記デスクランブル手段は、スクランブ
ルされた情報を復号するために情報提供装置の第1の情
報攪乱手段とは逆の手順で中間鍵により情報に攪乱を施
す第2の情報攪乱手段と、スクランブル鍵を攪乱しなが
ら鍵の拡張を行うとともに前記第2の情報攪乱手段に与
える中間鍵を生成する第2の鍵攪乱手段とを備えた構成
としてあることを特徴としている。この情報利用側装置
においては、デスクランブル手段が拡張して生成する中
間鍵を更新時のスクランブル鍵として用いる動作を繰り
返すことにより、スクランブル鍵の更新を行う。すなわ
ち、情報提供装置から送付された初期の暗号化されたス
クランブル鍵を受け取った後は、情報利用側装置がもつ
デスクランブル手段が情報のデスクランブルを行うため
に生成する中間鍵によって自らスクランブル鍵の更新を
行うため、従来の技術のような多重化更新鍵の分離装置
等が不要となり、また、別経路を用いての更新鍵の送付
も不要となり、簡単な構成でスクランブル鍵の更新が可
能となる。
【0019】本発明に係る請求項7の暗号化システムに
おける情報利用側装置は、上記請求項6において、第2
の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の発生手段で構成され
ているとともに、第2の情報攪乱手段が加算器で構成さ
れていることを特徴としている。スクランブル鍵の更新
を非常に簡単な構成で実現することができる。
【0020】本発明に係る請求項8の暗号化システムに
おけるスクランブル装置は、スクランブル鍵を攪乱しな
がら鍵の拡張を行うとともに中間鍵を生成する第1の鍵
攪乱手段と、この第1の鍵攪乱手段によって拡張され生
成された中間鍵により情報を攪乱する第1の情報攪乱手
段とを備えたことを特徴としている。当該スクランブル
装置が拡張して生成する中間鍵を更新時のスクランブル
鍵として用いる動作を繰り返すことにより、スクランブ
ル装置自らがスクランブル鍵の更新を行うため、従来の
技術のような更新鍵を送付するための多重化装置等が不
要となり、また、別経路を用いての更新鍵の送付も不要
となり、簡単な構成でスクランブル鍵の更新が可能とな
る。
【0021】本発明に係る請求項9の暗号化システムに
おけるスクランブル装置は、上記請求項8において、第
1の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の発生手段で構成さ
れているとともに、第1の情報攪乱手段が加算器で構成
されていることを特徴としている。スクランブル鍵の更
新を非常に簡単な構成で実現することができる。
【0022】本発明に係る請求項10の暗号化システム
におけるデスクランブル装置は、スクランブルされた情
報を復号するためにスクランブル装置の第1の情報攪乱
手段とは逆の手順で中間鍵により情報に攪乱を施す第2
の情報攪乱手段と、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の
拡張を行うとともに前記第2の情報攪乱手段に与える中
間鍵を生成する第2の鍵攪乱手段とを備えたことを特徴
としている。当該デスクランブル装置が拡張して生成す
る中間鍵を更新時のスクランブル鍵として用いる動作を
繰り返すことにより、デスクランブル装置自らがスクラ
ンブル鍵の更新を行うため、従来の技術のような多重化
更新鍵の分離装置等が不要となり、また、別経路を用い
ての更新鍵の送付も不要となり、簡単な構成でスクラン
ブル鍵の更新が可能となる。
【0023】本発明に係る請求項11の暗号化システム
におけるデスクランブル装置は、上記請求項10におい
て、第2の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の発生手段で
構成されているとともに、第2の情報攪乱手段が加算器
で構成されていることを特徴としている。スクランブル
鍵の更新を非常に簡単な構成で実現することができる。
【0024】以下、本発明に係る暗号化システムの実施
の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【0025】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1に係る暗号化システムの構成を示すブロック図であ
る。図1において、1は情報提供装置、2は情報利用側
装置であり、情報提供装置1は、スクランブル鍵生成手
段3、スクランブル手段4、暗号化手段5および第1の
スイッチ6で構成され、スクランブル鍵生成手段3の出
力端子は第1のスイッチ6の端子aに接続されていると
ともに暗号化手段5の入力端子に接続され、スクランブ
ル手段4は映像、音声、データ等の情報(平文)を入力
するとともに、第1のスイッチ6のコモン端子に接続さ
れ、また、内部のある点(図2の中間鍵4i2参照)が第
1のスイッチ6の端子bに接続されている。スクランブ
ル手段4の出力端子は情報利用側装置2のデスクランブ
ル手段8の入力端子に接続されてスクランブルされたデ
ータ(暗号文)Dscを送出するようになっているととも
に、暗号化手段5の出力端子は復号手段7の入力端子に
接続されている。情報利用側装置2は、復号手段7、デ
スクランブル手段8および第2のスイッチ9で構成さ
れ、復号手段7の出力端子は第2のスイッチ9の端子c
に接続され、デスクランブル手段8はスクランブルされ
たデータ(暗号文)Dscを入力するとともに、第2のス
イッチ9のコモン端子に接続され、また、内部のある点
(図3の中間鍵8i2参照)が第2のスイッチ9の端子d
に接続されている。なお、スクランブル鍵生成手段3
は、例えば、乱数発生器等により構成される。
【0026】図2はスクランブル手段4の構成例を示す
ブロック図である。このスクランブル手段4は、スクラ
ンブルを行うべき映像、音声、データ等の情報(平文)
を入力するとともに、スクランブル鍵生成手段3で生成
したスクランブル鍵Ksを入力し、入力した情報(平
文)をスクランブル鍵Ksをもって攪乱するものであ
る。図2において、4iは入力データおよびスクランブ
ル鍵を入力し、それぞれを攪乱する攪乱部であり、この
攪乱部4iを構成する4i1はスクランブル鍵の鍵攪乱部
i、4i2は鍵攪乱部4i1より得られる中間鍵K4i、4i3
は入力データのデータ攪乱部iである。スクランブル手
段4は、鍵攪乱部4i1、中間鍵4i2、データ攪乱部4i3
よりなる攪乱部4iをn段(41,42…4i…4n)
用いて構成されている。鍵攪乱部は、スクランブル鍵K
sをn段のデータ攪乱に用いるために鍵の拡張を行うも
のである。拡張によって得られる中間鍵K4iにより、デ
ータ攪乱部でそれぞれ攪乱を行い、入力データのスクラ
ンブルを行うのである。
【0027】ここで、中間鍵K4iを更新時のスクランブ
ル鍵として用いるために出力している。
【0028】上記n段の攪乱部4i(i=1,2…i…
n)における各鍵攪乱部4i1(i=1,2…i…n)が
発明の構成にいう「第1の鍵攪乱手段」を構成してお
り、各データ攪乱部4i3(i=1,2…i…n)が発明
の構成にいう「第1の情報攪乱手段」を構成している。
【0029】図3はデスクランブル手段8の構成例を示
すブロック図である。このデスクランブル手段8は、ス
クランブル手段4でスクランブルされたデータ(暗号
文)の復号を行うものである。デスクランブル手段8の
基本的な構成は図2に示すスクランブル手段4の構成と
ほとんど同じで、実行する順序が逆になっているもので
ある。図3において、8iは入力データおよびスクラン
ブル鍵を入力し、それぞれを攪乱する攪乱部であり、こ
の攪乱部8iを構成する8i1はスクランブル鍵の攪乱部
i、8i2は鍵攪乱部8i1より得られる中間鍵K8i、8i3
は入力データのデータ攪乱部iである。デスクランブル
手段8は、鍵攪乱部8i1、中間鍵8i2、データ攪乱部8
i3よりなる攪乱部8iをn段(81,82…8i…8
n)用いて構成されている。デスクランブル手段8にお
ける攪乱部8iは、スクランブル手段4における攪乱部
4iと同じ機能を有し、処理を逆方向(n→1)に行う
ものである。
【0030】図2の最下段の攪乱部4nの出力が、図3
の最上段の攪乱部8nに入力され、攪乱部4nと攪乱部
8nとの相殺処理が行われるが、このような相殺処理が
n段にわたって繰り返し行われることにより、スクラン
ブル手段4でスクランブルが施されたデータがデスクラ
ンブル手段8で平文データに復元されることになる。
【0031】ここでも図2と同様に、中間鍵K8iを更新
時のスクランブル鍵として用いるために出力している。
【0032】上記n段の攪乱部8i(i=n…i…2,
1)における各鍵攪乱部8i1(i=n…i…2,1)が
発明の構成にいう「第2の鍵攪乱手段」を構成してお
り、各データ攪乱部8i3(i=n…i…2,1)が発明
の構成にいう「第2の情報攪乱手段」を構成している。
【0033】以上のように構成された実施の形態1に係
る暗号化システムについて、以下、図1〜図3を用いて
その動作を説明する。
【0034】スクランブル手段4は、入力されてくる映
像、音声、データ、文字などの情報(平文)に対して、
スクランブル鍵生成手段3によってランダムに生成さ
れ、第1のスイッチ6の端子aを介して入力されてくる
スクランブル鍵Ks1 を用いてスクランブルを施こし、
スクランブルされたデータ(暗号文)Dscとして情報利
用側装置2のデスクランブル手段8へと送出する。スク
ランブルの開始時には、第1のスイッチ6の端子aをス
クランブル鍵生成手段3の出力端子に接続し、スクラン
ブル鍵生成手段3で生成されたスクランブル鍵Ks1 を
第1のスイッチ6の端子aを介してスクランブル手段4
に与える。
【0035】スクランブル手段4は、図2に示すよう
に、攪乱部4i(i=1,2…i…n)による入力デー
タの処理をn回を行い、暗号化(スクランブル)を行っ
ている。すなわち、鍵攪乱部4i1はスクランブル鍵Ks
1 を入力して中間鍵K4iを生成し、データ攪乱部4i3は
中間鍵K4iを用いて入力データの攪乱を行う。
【0036】鍵攪乱部4i1がスクランブル鍵Ks1 を攪
乱することによって生成した中間鍵K4iは、これを次の
更新されたスクランブル鍵Ks2 として第1のスイッチ
6の端子bに出力する。
【0037】一方、情報提供装置1は、スクランブル鍵
生成手段3で生成したスクランブル鍵Ks1 を暗号化手
段5に出力する。暗号化手段5は、入力したスクランブ
ル鍵Ks1 に対して暗号鍵を用いて暗号化し、その暗号
化されたスクランブル鍵Ks1 ′を情報利用側装置2の
復号手段7へ送付する。
【0038】情報利用側装置2は、そのデスクランブル
手段8において、情報提供装置1のスクランブル手段4
でスクランブルされたデータ(暗号文)Dscを受け取る
とともに、その復号手段7において、情報提供装置1の
暗号化手段5で暗号化されたスクランブル鍵Ks1 ′を
受け取る。復号手段7は、暗号鍵に基づいて暗号化され
たスクランブル鍵Ks1 ′の復号を行ってスクランブル
鍵Ks1 を得る。このようにして情報利用側装置2に伝
達されたスクランブル鍵Ks1 はスクランブル鍵の初期
値となる。そのスクランブル鍵Ks1 は第2のスイッチ
9の端子cを介してデスクランブル手段8に与えられ
る。デスクランブル手段8は、第2のスイッチ9の端子
cを介して与えられたスクランブル鍵Ks1 (初期値)
に基づいて、情報提供装置1からのスクランブルされた
データ(暗号文)Dscに対するデスクランブルを行い、
復号された情報として平文データを出力する。
【0039】デスクランブル手段8は、図3に示すよう
に、図2のスクランブル手段4の逆の操作(n→1)を
行うもので、攪乱部8i(i=n…i…2,1)による
入力データの処理をn回を行い、復号化(デスクランブ
ル)を行っている。すなわち、鍵攪乱部8i1はスクラン
ブル鍵Ks1 を入力して中間鍵K8iを生成し、データ攪
乱部8i3は中間鍵K8iを用いて入力データの攪乱を行
い、スクランブルを解除して、スクランブルされたデー
タ(暗号文)Dscを平文データへ戻す。
【0040】鍵攪乱部8i1がスクランブル鍵Ks1 を攪
乱することによって生成した中間鍵K8iは、これを次の
更新されたスクランブル鍵Ks2 として第2のスイッチ
9の端子dに出力する。
【0041】情報提供装置1においても情報利用側装置
2において、それぞれの装置の内部自体で独立してスク
ランブル鍵の更新を行うために、情報提供装置1ではス
クランブル手段4の中間鍵K4iの出力側端子に第1のス
イッチ6の端子bを接続してあり、また、情報利用側装
置2ではデスクランブル手段8の中間鍵K8iの出力側端
子に第2のスイッチ9の端子dを接続してある。スクラ
ンブル鍵の更新時に、スクランブル手段4およびデスク
ランブル手段8が生成するそれぞれの中間鍵K4i、K8i
を更新されたスクランブル鍵Ks2 としてサイクリック
な状態でスクランブル手段4およびデスクランブル手段
9に還流して与え、スクランブル鍵の更新を行いなが
ら、情報の暗号伝送を行う。
【0042】更新されたスクランブル鍵Ks2 は、更新
後のスクランブル手段4およびデスクランブル手段8に
おいて、新たなスクランブル鍵として作動し、それぞれ
の生成する中間鍵K4i,K8iを次の更新されたスクラン
ブル鍵Ks3 として生成する。これらは次の更新時にス
クランブル手段4およびデスクランブル手段8のスクラ
ンブル鍵として与えられることになる。これらの繰り返
しを行うことによって、情報の暗号化を行うスクランブ
ル鍵の更新を行うことが可能となる。
【0043】すなわち、情報提供装置1の暗号化手段5
から情報利用側装置2の復号手段7に対して初期値とし
てのスクランブル鍵Ks1 を送付した後は、情報提供装
置1側ではそのスクランブル手段4自体において生成し
た中間鍵により更新されたスクランブル鍵を生成し、か
つ、情報利用側装置2ではそのデスクランブル手段8自
体において生成した中間鍵により更新されたスクランブ
ル鍵を生成するから、換言すれば、内部処理によってス
クランブル鍵Ksの更新を行うように構成してあるの
で、従来の技術で必要としていた更新されたスクランブ
ル鍵Ksを送付するための多重化装置および多重化更新
鍵の分離装置等が不要となり、簡単な構成でスクランブ
ル鍵の更新が可能となる。
【0044】(実施の形態2)次に、本発明に係る暗号
化システムの実施の形態2について、図面に基づいて詳
細に説明する。
【0045】図4は本発明の実施の形態2に係る暗号化
システムにおけるスクランブル手段およびデスクランブ
ル手段の構成例を示すブロック図である。まず、この図
4の構成を図1における情報提供装置1のスクランブル
手段4の構成として説明する。図4において、10は第
1のスイッチ6のコモン端子に接続されるスクランブル
鍵入力端子、11はシフトレジスタの入力端子、12は
シフトレジスタ、13は排他的論理和素子、14は入力
切り換えスイッチ、15は情報入力端子、16は排他的
論理和素子、17はスクランブルされた情報の出力端
子、18はシフトクロックのクロック計数回路、19は
比較回路、20はシフトレジスタ12から出力される疑
似ランダム系列の中間信号のラッチ回路、21は疑似ラ
ンダム系列の中間信号の出力端子である。この出力端子
21は第1のスイッチ6の端子bに接続されるものであ
る。
【0046】スクランブル鍵入力端子10は入力切り換
えスイッチ14の端子eを介してシフトレジスタ12の
入力端子11に接続されるようになっている。シフトレ
ジスタ12の出力端子からは疑似ランダム系列のデータ
が出力されるが、この疑似ランダム系列のデータは、シ
フトレジスタ12の途中のデータと排他的論理和素子1
3で排他的論理和がとられ、入力切り換えスイッチ14
の端子fへと導かれるようになっている。シフトレジス
タ12から出力される疑似ランダム系列のデータは、情
報入力端子15から入力される映像、音声、データ等の
情報と排他的論理和素子16で排他的論理和をとられ、
スクランブルされた情報となって出力端子17より出力
されるようになっている。また、シフトレジスタ12か
らの疑似ランダム系列のデータはラッチ回路20へと導
かれ、ラッチ回路20の出力端子は出力端子21に接続
されている。クロック計数回路18の出力端子は比較回
路19に入力接続され、比較回路19の出力端子はラッ
チ回路20に入力接続されている。
【0047】以上のように構成されたスクランブル手段
4をもつ実施の形態2に係る暗号化システムにおける情
報提供装置1の動作について、主として実施の形態1の
場合のスクランブル手段4と異なるところを、以下に説
明する。
【0048】スクランブルの開始時には、情報提供装置
1の第1のスイッチ6を端子b側にしてスクランブル手
段4のスクランブル鍵入力端子10をスクランブル鍵生
成手段3に接続し、かつ、入力切り換えスイッチ14を
端子e側に接続し、スクランブル鍵入力端子10より初
期のスクランブル鍵Ks1 をシフトレジスタ12に入力
する。スクランブル鍵Ks1 のデータ列をすべて入力し
た後に、入力切り換えスイッチ14を端子f側に切り換
えるとともに、クロック計数回路18をリセットし、シ
フトレジスタ12において動作クロックでデータのシフ
トを行う。シフトレジスタ12の出力端子より出力され
る疑似ランダム系列のデータは排他的論理和素子13で
シフトレジスタ12の途中のデータが加算され、入力切
り換えスイッチ14の端子fを介して再びシフトレジス
タ12に入力される。
【0049】シフトレジスタ12で生成される疑似ラン
ダム系列のデータは排他的論理和素子16に入力され、
この排他的論理和素子16において、情報入力端子15
から入力される映像、音声、データ等の情報と排他的論
理和がとられ、スクランブルされたデータ(暗号文)D
scとして出力端子17から出力され、情報利用側装置2
のデスクランブル手段8へと送出される。
【0050】クロック計数回路18は、シフトレジスタ
12の動作クロックすなわちシフト回数を計数し、比較
回路19で予め決めた回数だけシフトしたと判定した時
点で、比較回路19からの制御信号によりラッチ回路1
9に入力している疑似ランダム系列のデータをラッチ
し、疑似ランダム系列の中間信号を出力端子21より次
のスクランブル鍵Ks2 として、第1のスイッチ6の端
子bへと出力する。
【0051】ここで、ラッチ回路20に入力された疑似
ランダム系列のデータを、そのまま次のスクランブル鍵
として利用すれば、疑似ランダム系列のデータがその時
点からの繰り返しとなり、スクランブル鍵を更新したこ
とにならないため、ラッチ回路20からは入力したビッ
ト列を逆に出力することで、生成される疑似ランダム系
列の連続性を回避している。
【0052】次に、この図4の構成を図1における情報
利用側装置2のデスクランブル手段8の構成として説明
する。スクランブル手段4の場合と異なっているのは、
スクランブル鍵入力端子10が第2のスイッチ9のコモ
ン端子に接続される点と、情報入力端子15が情報提供
装置1のスクランブル手段4から出力されるスクランブ
ルされたデータ(暗号文)Dscを入力するものである点
と、出力端子17からは復号された平文データが出力さ
れる点と、ラッチ回路20に接続の出力端子21が第2
のスイッチ9の端子dに接続される点とである。
【0053】このように構成されたデスクランブル手段
8も同様の動作を行い、初期には復号手段7からスクラ
ンブル鍵Ks1 を入力し、デスクランブルを行いなが
ら、次のスクランブル鍵Ks2 の生成を行う。
【0054】このようにして、スクランブル手段4が自
ら生成する新しいスクランブル鍵Ks2 をスクランブル
手段4自体に再入力し、また、デスクランブル手段8が
自ら生成する新しいスクランブル鍵Ks2 をデスクラン
ブル手段8自体に再入力することで、スクランブルおよ
びデスクランブルを行いながら、情報の暗号伝送を行
う。
【0055】さらに、スクランブル鍵Ks2 をもとに発
生される疑似ランダム系列のデータによって、次のスク
ランブル鍵Ks3 の生成を行う。これらは次の更新時に
スクランブル手段4およびデスクランブル手段8のスク
ランブル鍵として与えられる。これらの繰り返しを行う
ことによって、情報の暗号化を行うスクランブル鍵の更
新を行うことが可能となる。
【0056】本実施の形態2によれば、スクランブル手
段4およびデスクランブル手段8を構成するに、スクラ
ンブル鍵の攪乱手段として疑似ランダム系列のデータを
発生するシフトレジスタ12で構成するとともに、情報
の攪乱手段として排他的論理和素子16で構成してある
から、スクランブル鍵の更新を非常に簡単な構成で実現
することができる。
【0057】
【発明の効果】本発明に係る暗号化システムによれば、
情報提供装置から情報利用側装置に初期のスクランブル
鍵を暗号化して送付した後は、情報提供装置がもつスク
ランブル手段および情報利用側装置がもつデスクランブ
ル手段がそれぞれ自らスクランブル鍵の更新を行うた
め、従来の技術のような更新鍵を送付するための多重化
装置および多重化更新鍵の分離装置等が不要となり、ま
た、別経路を用いての更新鍵の送付も不要となり、簡単
な構成でスクランブル鍵の更新が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る暗号化システムの
構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1におけるスクランブル手段の構成
例を示すブロック図である。
【図3】実施の形態1におけるデスクランブル手段の構
成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る暗号化システムに
おけるスクランブル手段およびデスクランブル手段の構
成例を示すブロック図である。
【図5】従来の技術に係る暗号化方式の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1……情報提供装置 2……情報利用側装置 3……スクランブル鍵生成手段 4……スクランブル手段 5……暗号化手段 6……第1のスイッチ 7……復号手段 8……デスクランブル手段 9……第2のスイッチ 10……スクランブル鍵入力端子 11……シフトレジスタの入力端子 12……シフトレジスタ 13……排他的論理和素子 14……入力切り換えスイッチ 15……情報入力端子 16……排他的論理和素子 17……スクランブルされた情報の出力端子 18……クロック計数回路 19……比較回路 20……疑似ランダム系列の中間信号のラッチ回路 21……疑似ランダム系列の中間信号の出力端子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報にスクランブルを施し暗号化して配
    布する暗号化システムであって、情報提供装置は、初期
    のスクランブル鍵を生成するスクランブル鍵生成手段
    と、入力した情報に対してスクランブル鍵によりスクラ
    ンブルを施して情報利用側装置に送出するスクランブル
    手段と、前記スクランブル鍵生成手段からの初期のスク
    ランブル鍵を暗号化して情報利用側装置に送付する暗号
    化手段とを備え、情報利用側装置は、前記暗号化手段か
    ら送付された暗号化されたスクランブル鍵を復号して初
    期のスクランブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装
    置のスクランブル手段から送出されてきたスクランブル
    された情報を復号して平文データを得るデスクランブル
    手段とを備え、 前記スクランブル手段は、自らその内部でスクランブル
    鍵の更新を行うように構成され、かつ、前記デスクラン
    ブル手段は、自らその内部でスクランブル鍵の更新を行
    うように構成されていることを特徴とする暗号化システ
    ム。
  2. 【請求項2】 情報にスクランブルを施し暗号化して配
    布する暗号化システムであって、情報提供装置は、初期
    のスクランブル鍵を生成するスクランブル鍵生成手段
    と、入力した情報に対してスクランブル鍵によりスクラ
    ンブルを施して情報利用側装置に送出するスクランブル
    手段と、前記スクランブル鍵生成手段からの初期のスク
    ランブル鍵を暗号化して情報利用側装置に送付する暗号
    化手段とを備え、情報利用側装置は、前記暗号化手段か
    ら送付された暗号化されたスクランブル鍵を復号して初
    期のスクランブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装
    置のスクランブル手段から送出されてきたスクランブル
    された情報を復号して平文データを得るデスクランブル
    手段とを備え、 前記スクランブル手段は、スクランブル鍵を攪乱しなが
    ら鍵の拡張を行うとともに中間鍵を生成する第1の鍵攪
    乱手段と、この第1の鍵攪乱手段によって拡張され生成
    された中間鍵により情報を攪乱する第1の情報攪乱手段
    とを備え、 前記デスクランブル手段は、スクランブルされた情報を
    復号するために前記第1の情報攪乱手段とは逆の手順で
    中間鍵により情報に攪乱を施す第2の情報攪乱手段と、
    スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張を行うとともに
    前記第2の情報攪乱手段に与える中間鍵を生成する第2
    の鍵攪乱手段とを備えた構成としてあることを特徴とす
    る暗号化システム。
  3. 【請求項3】 第1および第2の鍵攪乱手段が疑似ラン
    ダム系列の発生手段で構成されているとともに、第1お
    よび第2の情報攪乱手段が加算器で構成されていること
    を特徴とする請求項2に記載の暗号化システム。
  4. 【請求項4】 初期のスクランブル鍵を生成するスクラ
    ンブル鍵生成手段と、入力した情報に対してスクランブ
    ル鍵によりスクランブルを施して情報利用側装置に送出
    するスクランブル手段と、前記スクランブル鍵生成手段
    からの初期のスクランブル鍵を暗号化して情報利用側装
    置に送付する暗号化手段とを備え、前記スクランブル手
    段は、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張を行うと
    ともに中間鍵を生成する第1の鍵攪乱手段と、この第1
    の鍵攪乱手段によって拡張され生成された中間鍵により
    情報を攪乱する第1の情報攪乱手段とを備えた構成とし
    てあることを特徴とする暗号化システムにおける情報提
    供装置。
  5. 【請求項5】 第1の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の
    発生手段で構成されているとともに、第1の情報攪乱手
    段が加算器で構成されていることを特徴とする請求項4
    に記載の暗号化システムにおける情報提供装置。
  6. 【請求項6】 情報提供装置の暗号化手段から送付され
    た暗号化されたスクランブル鍵を復号して初期のスクラ
    ンブル鍵を得る復号手段と、前記情報提供装置のスクラ
    ンブル手段から送出されてきたスクランブルされた情報
    を復号して平文データを得るデスクランブル手段とを備
    え、前記デスクランブル手段は、スクランブルされた情
    報を復号するために情報提供装置の第1の情報攪乱手段
    とは逆の手順で中間鍵により情報に攪乱を施す第2の情
    報攪乱手段と、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張
    を行うとともに前記第2の情報攪乱手段に与える中間鍵
    を生成する第2の鍵攪乱手段とを備えた構成としてある
    ことを特徴とする暗号化システムにおける情報利用側装
    置。
  7. 【請求項7】 第2の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の
    発生手段で構成されているとともに、第2の情報攪乱手
    段が加算器で構成されていることを特徴とする請求項6
    に記載の暗号化システムにおける情報利用側装置。
  8. 【請求項8】 スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張
    を行うとともに中間鍵を生成する第1の鍵攪乱手段と、
    この第1の鍵攪乱手段によって拡張され生成された中間
    鍵により情報を攪乱する第1の情報攪乱手段とを備えた
    ことを特徴とする暗号化システムにおけるスクランブル
    装置。
  9. 【請求項9】 第1の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列の
    発生手段で構成されているとともに、第1の情報攪乱手
    段が加算器で構成されていることを特徴とする請求項8
    に記載の暗号化システムにおけるスクランブル装置。
  10. 【請求項10】 スクランブルされた情報を復号するた
    めにスクランブル装置の第1の情報攪乱手段とは逆の手
    順で中間鍵により情報に攪乱を施す第2の情報攪乱手段
    と、スクランブル鍵を攪乱しながら鍵の拡張を行うとと
    もに前記第2の情報攪乱手段に与える中間鍵を生成する
    第2の鍵攪乱手段とを備えたことを特徴とする暗号化シ
    ステムにおけるデスクランブル装置。
  11. 【請求項11】 第2の鍵攪乱手段が疑似ランダム系列
    の発生手段で構成されているとともに、第2の情報攪乱
    手段が加算器で構成されていることを特徴とする請求項
    10に記載の暗号化システムにおけるデスクランブル装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9058507B2 (en) 2007-02-20 2015-06-16 Megachips Corporation Signal processor with an encrypting or decrypting device in a memory system
CN111277802A (zh) * 2020-03-03 2020-06-12 浙江宇视科技有限公司 视频码流的处理方法、装置、设备及存储介质
CN113127888A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 广东博智林机器人有限公司 安全芯片、终端以及对称密钥的生成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9058507B2 (en) 2007-02-20 2015-06-16 Megachips Corporation Signal processor with an encrypting or decrypting device in a memory system
CN113127888A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 广东博智林机器人有限公司 安全芯片、终端以及对称密钥的生成方法
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