JPH10142340A - 乱数発生装置と暗号化装置 - Google Patents
乱数発生装置と暗号化装置Info
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- JPH10142340A JPH10142340A JP8296312A JP29631296A JPH10142340A JP H10142340 A JPH10142340 A JP H10142340A JP 8296312 A JP8296312 A JP 8296312A JP 29631296 A JP29631296 A JP 29631296A JP H10142340 A JPH10142340 A JP H10142340A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自然から乱数を抽出して、完全に近い乱数を
得るとともに、この自然乱数により暗号化を行い解読不
能な符号を生成する。 【解決手段】 所定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過
とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射性物質
を使用し、この放射線の放出間隔を時間の関数として検
出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計測し、こ
の計数した数値を乱数として出力する計数回路とする。
この乱数に対し特定の有意データを組み合わせて演算を
行い暗号を生成する暗号生成回路とを備え、前記乱数と
この暗号データを電磁媒体あるいは光学媒体（赤外線
等）を介して離れた位置にある情報処理装置に送り、こ
の情報処理装置では解読回路により前記乱数とこの暗号
データに逆演算を行い前記特定の有意データを再生す
る。
得るとともに、この自然乱数により暗号化を行い解読不
能な符号を生成する。 【解決手段】 所定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過
とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射性物質
を使用し、この放射線の放出間隔を時間の関数として検
出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計測し、こ
の計数した数値を乱数として出力する計数回路とする。
この乱数に対し特定の有意データを組み合わせて演算を
行い暗号を生成する暗号生成回路とを備え、前記乱数と
この暗号データを電磁媒体あるいは光学媒体（赤外線
等）を介して離れた位置にある情報処理装置に送り、こ
の情報処理装置では解読回路により前記乱数とこの暗号
データに逆演算を行い前記特定の有意データを再生す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は微弱な放射性物質を利用
する乱数発生装置とその乱数を使用した暗号化装置及び
個人認証システムに関する。
する乱数発生装置とその乱数を使用した暗号化装置及び
個人認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでの暗号化処理の手法は、ホワイ
トノイズ等を使用して数式処理を行い人工的に乱数を発
生させていた。または、特開平８−１２３６６９号のよ
うに、混合合同法等の手法を使用して、決められた桁数
を決められた回数回の加算や乗算、除算を計算機上で、
暗号化処理をしていた。
トノイズ等を使用して数式処理を行い人工的に乱数を発
生させていた。または、特開平８−１２３６６９号のよ
うに、混合合同法等の手法を使用して、決められた桁数
を決められた回数回の加算や乗算、除算を計算機上で、
暗号化処理をしていた。
【０００３】これは、元になる乱数が人工的に作成され
たものであり、また計算により生成されるため、高精度
な乱数にならず、繰り返し使用しているうちに同じ関数
になってしまい、映像化して観察すると、一定のパター
ンが規則的に発生するという欠点が知られている。（Iv
ars Peterso 「コンピューター・グラフィクスが開く現
代数学ワンダーランド」奥田 晃訳 新曜社）
たものであり、また計算により生成されるため、高精度
な乱数にならず、繰り返し使用しているうちに同じ関数
になってしまい、映像化して観察すると、一定のパター
ンが規則的に発生するという欠点が知られている。（Iv
ars Peterso 「コンピューター・グラフィクスが開く現
代数学ワンダーランド」奥田 晃訳 新曜社）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の乱数はコンピュ
ータを使用し計算により生成するので、周期性の発生す
る域の乱数を使用して、決められた回数の符号化処理行
うと、送信途上で盗聴された場合、現在のスピードの向
上した計算機を持ってすれば、短時間に符号が解読され
てしまう恐れがあった。本発明では、自然から乱数を抽
出して、完全に近い乱数を得るとともに、この自然乱数
により暗号化を行い解読不能な符号を生成することを目
的にしている。
ータを使用し計算により生成するので、周期性の発生す
る域の乱数を使用して、決められた回数の符号化処理行
うと、送信途上で盗聴された場合、現在のスピードの向
上した計算機を持ってすれば、短時間に符号が解読され
てしまう恐れがあった。本発明では、自然から乱数を抽
出して、完全に近い乱数を得るとともに、この自然乱数
により暗号化を行い解読不能な符号を生成することを目
的にしている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、所
定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過とともに、放射線
を放射して崩壊する微弱な放射性物質を使用し、この放
射線の放出間隔を時間の関数として放射線の計数回路で
検出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計数回路
で計測し、この計数した数値を乱数として情報処理装置
に送る。請求項２は、所定の崩壊常数λに従い、時間ｔ
の経過とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射
性物質を使用し、この放射線の放出間隔を時間の関数と
して検出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計測
し、この計数した数値を乱数として出力する計数回路
と、この乱数に対し特定の有意データを組み合わせて演
算を行い暗号を生成する暗号生成回路とを備え、前記乱
数とこの暗号データを電磁媒体あるいは光学媒体（赤外
線等）を介して離れた位置にある情報処理装置に送り、
この情報処理装置では解読回路により前記乱数とこの暗
号データに逆演算を行い前記特定の有意データを再生す
る。
定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過とともに、放射線
を放射して崩壊する微弱な放射性物質を使用し、この放
射線の放出間隔を時間の関数として放射線の計数回路で
検出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計数回路
で計測し、この計数した数値を乱数として情報処理装置
に送る。請求項２は、所定の崩壊常数λに従い、時間ｔ
の経過とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射
性物質を使用し、この放射線の放出間隔を時間の関数と
して検出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計測
し、この計数した数値を乱数として出力する計数回路
と、この乱数に対し特定の有意データを組み合わせて演
算を行い暗号を生成する暗号生成回路とを備え、前記乱
数とこの暗号データを電磁媒体あるいは光学媒体（赤外
線等）を介して離れた位置にある情報処理装置に送り、
この情報処理装置では解読回路により前記乱数とこの暗
号データに逆演算を行い前記特定の有意データを再生す
る。
【０００６】
実施の形態１．次に、本願の第１発明を図１、４、５、
６に従って説明する。図６は本発明に係る放射線の自然
崩壊による線源強度の減衰の原理を示す図である。天然
または人工放射性物質の核種は、α、β、γ線等を放射
して自然崩壊する、その際、各物質固有の所定の崩壊常
数に従って崩壊する。相次で、放射されるα、β、γ線
はランダムな時間間隔で検出される。今α線に注目して
説明する。例えば、アメリシューム241 （ 241Ａｍ）で
は、α線（ヘリウム原子）がある単位時間にＸ個放出さ
れる（例えば１００個／秒等）。しかしながら、ある単
位時間にＸ個放出されるといっても、自然現象であるた
め、ある単位時間にＹ個放出される場合、Ｚ個放出され
る場合、全然放出のない場合等があり、ただ長時間計測
すれば、ある単位時間に所定個数放出されるという事実
である。
６に従って説明する。図６は本発明に係る放射線の自然
崩壊による線源強度の減衰の原理を示す図である。天然
または人工放射性物質の核種は、α、β、γ線等を放射
して自然崩壊する、その際、各物質固有の所定の崩壊常
数に従って崩壊する。相次で、放射されるα、β、γ線
はランダムな時間間隔で検出される。今α線に注目して
説明する。例えば、アメリシューム241 （ 241Ａｍ）で
は、α線（ヘリウム原子）がある単位時間にＸ個放出さ
れる（例えば１００個／秒等）。しかしながら、ある単
位時間にＸ個放出されるといっても、自然現象であるた
め、ある単位時間にＹ個放出される場合、Ｚ個放出され
る場合、全然放出のない場合等があり、ただ長時間計測
すれば、ある単位時間に所定個数放出されるという事実
である。
【０００７】ここで、ある単位時間に平均Ｘ個放出され
るという捉え方を変更して、相次いで放出（検出）され
るα線の時間間隔に注目し、先のα線から後のα線の放
出までの時間の変量の確率的動き、つまり、確率分布を
もって、放射の仕方を規定する。この時の時間の変量は
各核種固有の所定の崩壊常数λに従って、常に一定の確
率分布に従っていることが、経験則から知られている。
このような確率分布は数学理論では到着理論に属し、放
射時間間隔ｔのα線崩壊の様子は図６に示すような指数
分布によって表される。
るという捉え方を変更して、相次いで放出（検出）され
るα線の時間間隔に注目し、先のα線から後のα線の放
出までの時間の変量の確率的動き、つまり、確率分布を
もって、放射の仕方を規定する。この時の時間の変量は
各核種固有の所定の崩壊常数λに従って、常に一定の確
率分布に従っていることが、経験則から知られている。
このような確率分布は数学理論では到着理論に属し、放
射時間間隔ｔのα線崩壊の様子は図６に示すような指数
分布によって表される。
【０００８】この指数分布を示す関数は式（１）のＦ
（ｔ）＝ＮO ｅ｛−λｔ｝で表される関数である、以下
｛｝内は指数を示し、ＮO は初期原子数を示す。このλ
の崩壊常数は、アメリシューム（ 241Ａｍ）の他にもデ
ータや公知の物理法則や実験技術により、現存する核種
については完全に知られている。α線の放射を検出する
には検出時間間隔を測定するよりもある時間帯に放射さ
れるα線の個数を検出するのが簡単である。アメリシュ
ームの崩壊はα線の放射時間間隔が指数関数Ｆに合うの
で、ある時間帯に放射されるα線の個数を検出すればよ
い。
（ｔ）＝ＮO ｅ｛−λｔ｝で表される関数である、以下
｛｝内は指数を示し、ＮO は初期原子数を示す。このλ
の崩壊常数は、アメリシューム（ 241Ａｍ）の他にもデ
ータや公知の物理法則や実験技術により、現存する核種
については完全に知られている。α線の放射を検出する
には検出時間間隔を測定するよりもある時間帯に放射さ
れるα線の個数を検出するのが簡単である。アメリシュ
ームの崩壊はα線の放射時間間隔が指数関数Ｆに合うの
で、ある時間帯に放射されるα線の個数を検出すればよ
い。
【０００９】放射分布が指数分布を示す関数Ｆ（ｔ）＝
ＮO ｅ｛−λｔ｝〜（１） に従う時、任意の時間ａにおける区間ｈ，（ａ，ａ＋
ｈ）内に崩壊するα線の個数がｋ個である確率Ｐｋは、
次の式（２）で表示できる。 Ｐｋ＝Ｍ｛ｋ｝ｅ｛−Ｍ｝／ｋ！〜（２） ここで｛｝内は指数を示し、Ｍは平均値を示し、ｋ！は
ｋの階乗である。この分布は図７のポアソン分布であ
り、時間区間の始点ａに無関係で、その平均値はＭであ
る。
ＮO ｅ｛−λｔ｝〜（１） に従う時、任意の時間ａにおける区間ｈ，（ａ，ａ＋
ｈ）内に崩壊するα線の個数がｋ個である確率Ｐｋは、
次の式（２）で表示できる。 Ｐｋ＝Ｍ｛ｋ｝ｅ｛−Ｍ｝／ｋ！〜（２） ここで｛｝内は指数を示し、Ｍは平均値を示し、ｋ！は
ｋの階乗である。この分布は図７のポアソン分布であ
り、時間区間の始点ａに無関係で、その平均値はＭであ
る。
【００１０】本願発明者は原理を応用して、アメリシュ
ーム（ 241Ａｍ）（放射性同位元素、以下単にＲＩと称
す）の放射能による乱数を応用して乱数発生装置と暗号
化装置を作成した。以下に上記原理による、乱数発生装
置と暗号化装置について説明する。まず、図１は乱数発
生装置（ＲＰＧ）１の構成を示し、乱数発生装置（ＲＰ
Ｇ）１は放射性カプセル３０と検出装置３１と乱数発生
回路２９とから構成される。放射性カプセル３０は、人
体に無害な微量のα、β、γ線を放射する、例えば人工
の放射性核種（物質、以後ＲＩと称す）のアメリシュー
ム241 （ 241Ａｍ）である。
ーム（ 241Ａｍ）（放射性同位元素、以下単にＲＩと称
す）の放射能による乱数を応用して乱数発生装置と暗号
化装置を作成した。以下に上記原理による、乱数発生装
置と暗号化装置について説明する。まず、図１は乱数発
生装置（ＲＰＧ）１の構成を示し、乱数発生装置（ＲＰ
Ｇ）１は放射性カプセル３０と検出装置３１と乱数発生
回路２９とから構成される。放射性カプセル３０は、人
体に無害な微量のα、β、γ線を放射する、例えば人工
の放射性核種（物質、以後ＲＩと称す）のアメリシュー
ム241 （ 241Ａｍ）である。
【００１１】この放射性カプセル３０から放射されるα
線は検出装置３１により検出される。この検出装置３１
はＲＩからのα線等を検出し、検出信号を計測装置２９
に出力する。検出装置３１は、ＲＩのα崩壊により放出
されるα粒子をＰＩＮダイオードで電流として補足する
公知の方法を利用する。
線は検出装置３１により検出される。この検出装置３１
はＲＩからのα線等を検出し、検出信号を計測装置２９
に出力する。検出装置３１は、ＲＩのα崩壊により放出
されるα粒子をＰＩＮダイオードで電流として補足する
公知の方法を利用する。
【００１２】乱数発生回路２９（計測装置）はこれら信
号中から所定の放射能（αまたは、βまたは、γ線）に
よる信号のみを選択し、かつ設定された所定の時間ｈ以
内に計測される信号の個数を計数する。
号中から所定の放射能（αまたは、βまたは、γ線）に
よる信号のみを選択し、かつ設定された所定の時間ｈ以
内に計測される信号の個数を計数する。
【００１３】更に、検出装置３１はＰＩＮダイオード４
０と結合コンデンサーＣc と前置増幅器４３と弁別器４
６から構成されている。放射性カプセル３０にＰＩＮダ
イオード４０を対面させて、円筒形の金属筒内に納めて
半導体内にα線源が侵入し易いようにした。
０と結合コンデンサーＣc と前置増幅器４３と弁別器４
６から構成されている。放射性カプセル３０にＰＩＮダ
イオード４０を対面させて、円筒形の金属筒内に納めて
半導体内にα線源が侵入し易いようにした。
【００１４】バイアス電圧ＶがＰＩＮダイオード４０に
印加され、ＰＩＮダイオード４０はｐ−ｎ結合の半導体
であって、α線源が侵入すると不安定電子や不安定正ホ
ールが移動し、いわゆる通電し、ＰＩＮダイオード４０
の両端に電流が発生する。
印加され、ＰＩＮダイオード４０はｐ−ｎ結合の半導体
であって、α線源が侵入すると不安定電子や不安定正ホ
ールが移動し、いわゆる通電し、ＰＩＮダイオード４０
の両端に電流が発生する。
【００１５】この変動電流は微弱なもので結合コンデン
サーＣc を介して前置増幅器４３に送られ、そこで増幅
され、パルス信号として出力される。弁別器４６には、
これらパルス信号と基準電圧Ｅとが送られ、ノイズを分
離するため基準電圧Ｅより大きいパルス及び基準内の信
号のみを選択する。即ち、前置増幅器４３からはα線に
よるパルス信号と他の雑音によるパルス信号が混在して
いるので、弁別器４６により、α線によるパルス信号だ
けを取り出すようにしている。
サーＣc を介して前置増幅器４３に送られ、そこで増幅
され、パルス信号として出力される。弁別器４６には、
これらパルス信号と基準電圧Ｅとが送られ、ノイズを分
離するため基準電圧Ｅより大きいパルス及び基準内の信
号のみを選択する。即ち、前置増幅器４３からはα線に
よるパルス信号と他の雑音によるパルス信号が混在して
いるので、弁別器４６により、α線によるパルス信号だ
けを取り出すようにしている。
【００１６】この乱数発生装置（ＲＰＧ）１では、基準
電圧Ｅを適当に設定して、α線の放射線によるパルス信
号のみを取り出すようにする。今ここではα線に注目し
て、α線を放出する 241Ａｍ核種の場合について述べた
が、β線、γ線についても同様に計測可能である。乱数
発生回路２９は、パルス整形器２０と個数計数器２１と
タイマ２２と時間計測器２３とから構成される。放射線
によるパルス信号は、乱数発生回路２９のパルス整形器
２０に送られ、以後の計数回路のパルス波計との標準化
がなされる。
電圧Ｅを適当に設定して、α線の放射線によるパルス信
号のみを取り出すようにする。今ここではα線に注目し
て、α線を放出する 241Ａｍ核種の場合について述べた
が、β線、γ線についても同様に計測可能である。乱数
発生回路２９は、パルス整形器２０と個数計数器２１と
タイマ２２と時間計測器２３とから構成される。放射線
によるパルス信号は、乱数発生回路２９のパルス整形器
２０に送られ、以後の計数回路のパルス波計との標準化
がなされる。
【００１７】パルス整形器２０からの整形済パルス信号
は個数計数器２１に送られ、個数計数器２１にはタイマ
２２から時間間隔t が設定される。個数計数器２１で
は、図４に示すように設定された時間間隔範囲で整形済
パルス信号を計数し、計数値を乱数Ｒn ：３，５，２，
１・・として出力する。単位時間に計測された放射線の
パルスのランダムな数値をそのまま乱数Ｒn として使用
する。
は個数計数器２１に送られ、個数計数器２１にはタイマ
２２から時間間隔t が設定される。個数計数器２１で
は、図４に示すように設定された時間間隔範囲で整形済
パルス信号を計数し、計数値を乱数Ｒn ：３，５，２，
１・・として出力する。単位時間に計測された放射線の
パルスのランダムな数値をそのまま乱数Ｒn として使用
する。
【００１８】またパルス整形器２０からの整形済パルス
信号は時間計測器２３に送られ、時間計測器２３では時
間パルスを計数しているが、図５に示すように整形済パ
ルス信号が到着する時間、時間パルスの数を乱数Ｒt ：
８，５，７・・秒（例えば）として出力する。乱数発生
装置（ＲＰＧ）１は、自然崩壊によるランダムに放出さ
れる放射線をパルスとして直接計測し、計測されたパル
ス間隔（時間）を乱数Ｒt として使用する。
信号は時間計測器２３に送られ、時間計測器２３では時
間パルスを計数しているが、図５に示すように整形済パ
ルス信号が到着する時間、時間パルスの数を乱数Ｒt ：
８，５，７・・秒（例えば）として出力する。乱数発生
装置（ＲＰＧ）１は、自然崩壊によるランダムに放出さ
れる放射線をパルスとして直接計測し、計測されたパル
ス間隔（時間）を乱数Ｒt として使用する。
【００１９】放射性物質（ＲＩ）の自然崩壊は全くラン
ダムに起こる現象であり、放出される粒子の放出時間の
間隔は全くランダムであり、よって計測される時間間隔
も全くランダムとなる。今、設定された時間間隔範囲で
計数された整形済パルス信号、即ち、単位時間に放射性
物質の自然崩壊で計数される乱数Ｒn について考察す
る。
ダムに起こる現象であり、放出される粒子の放出時間の
間隔は全くランダムであり、よって計測される時間間隔
も全くランダムとなる。今、設定された時間間隔範囲で
計数された整形済パルス信号、即ち、単位時間に放射性
物質の自然崩壊で計数される乱数Ｒn について考察す
る。
【００２０】線源の強度が弱い放射性物質（ＲＩ）の自
然崩壊で計測される単位時間のα線数が、０＜Ｒn ＜５
〜６０の範囲の場合は、図７のポアソン分布になり、α
線数が、Ｒn ＞５〜６０の範囲の場合は、図８の左右対
称のガウス分布になる。
然崩壊で計測される単位時間のα線数が、０＜Ｒn ＜５
〜６０の範囲の場合は、図７のポアソン分布になり、α
線数が、Ｒn ＞５〜６０の範囲の場合は、図８の左右対
称のガウス分布になる。
【００２１】得られた計数される乱数Ｒn は、どちらの
分布でも平均計数値Ｍを中心にした数値に分布するが、
例えば平均計数値Ｍ＝７なら７が一番多く、６、８が次
に、また５、９がその次に多く計数される。しかしこれ
ら数７、６、８、５、９等の発生順は、全くランダムで
あり、計数値は乱数Ｒn として信頼できる。
分布でも平均計数値Ｍを中心にした数値に分布するが、
例えば平均計数値Ｍ＝７なら７が一番多く、６、８が次
に、また５、９がその次に多く計数される。しかしこれ
ら数７、６、８、５、９等の発生順は、全くランダムで
あり、計数値は乱数Ｒn として信頼できる。
【００２２】乱数発生装置（ＲＰＧ）１からの乱数Ｒt
または乱数Ｒn は暗号化装置１６に送られ、そこで暗号
の生成に利用される。さて、ＲＰＧ１では線源強度を調
整することにより、平均的な放出時間を調整することは
可能である。崩壊は人工的にコントロールすることは一
切できない、よって得られた関数は、全くランダム関数
である、人工的に作成されたものではない。
または乱数Ｒn は暗号化装置１６に送られ、そこで暗号
の生成に利用される。さて、ＲＰＧ１では線源強度を調
整することにより、平均的な放出時間を調整することは
可能である。崩壊は人工的にコントロールすることは一
切できない、よって得られた関数は、全くランダム関数
である、人工的に作成されたものではない。
【００２３】計測時間、計測個数を８ビット、１６ビッ
ト、３２ビット、６４ビットの桁数と対応させて、ビッ
トに対応する数値を乱数として使用できる。また各ビッ
トに対応した０または１を計測するＲＰＧを設置しても
よい、この場合は放射線を検出した時１、検出しなかっ
た時０、とすれば線源強度は検出限界まで、低下させる
ことができる。ランダムに得られる時間の数値、あるい
は単位時間に計測されるパルスの数値をそのまま乱数と
して、使用する。
ト、３２ビット、６４ビットの桁数と対応させて、ビッ
トに対応する数値を乱数として使用できる。また各ビッ
トに対応した０または１を計測するＲＰＧを設置しても
よい、この場合は放射線を検出した時１、検出しなかっ
た時０、とすれば線源強度は検出限界まで、低下させる
ことができる。ランダムに得られる時間の数値、あるい
は単位時間に計測されるパルスの数値をそのまま乱数と
して、使用する。
【００２４】次に、図２、３において、第２発明の暗号
化装置１６を説明する。暗号化装置１６は、送信側は前
述の乱数発生装置（ＲＰＧ）１と暗号生成回路２と規則
決定部１０と演算種テーブル１３と送信回路３とから構
成される。乱数発生装置（ＲＰＧ）１からの乱数Ｒは、
規則決定部１０と暗号生成回路２に送られ、暗号生成回
路２には特定の有意データＳも送られてくる。
化装置１６を説明する。暗号化装置１６は、送信側は前
述の乱数発生装置（ＲＰＧ）１と暗号生成回路２と規則
決定部１０と演算種テーブル１３と送信回路３とから構
成される。乱数発生装置（ＲＰＧ）１からの乱数Ｒは、
規則決定部１０と暗号生成回路２に送られ、暗号生成回
路２には特定の有意データＳも送られてくる。
【００２５】演算種テーブル１３は演算種を予め記憶
し、規則決定部１０は乱数と有意データとの間でどのよ
うな演算を実行するのかを、乱数に基づき演算種テーブ
ル１３を参照して暗号生成回路２に指定する。
し、規則決定部１０は乱数と有意データとの間でどのよ
うな演算を実行するのかを、乱数に基づき演算種テーブ
ル１３を参照して暗号生成回路２に指定する。
【００２６】規則決定部１０は乱数発生装置（ＲＰＧ）
１からの乱数Ｒに従い、演算種テーブル１３から、初期
値が奇数なら加算、偶数なら減算、或は実数の０なら乗
算、１なら除算、２なら自乗・・・等の演算種Ｚを読み
出し、暗号生成回路２に指令する。
１からの乱数Ｒに従い、演算種テーブル１３から、初期
値が奇数なら加算、偶数なら減算、或は実数の０なら乗
算、１なら除算、２なら自乗・・・等の演算種Ｚを読み
出し、暗号生成回路２に指令する。
【００２７】暗号生成回路２では、この乱数Ｒに対し特
定の有意データを、例えば加算し暗号信号ＲＳとして送
信回路３に出力する。送信回路３には、乱数発生装置
（ＲＰＧ）１からの乱数Ｒも送られており、送信回路３
は、乱数Ｒとこの暗号データＲＳを混合信号Ｒ、ＲＳと
して、電磁媒体の通信回線４や電波及び光学媒体（赤外
線等）を介して離れた位置にある図３の情報処理装置８
に送る。
定の有意データを、例えば加算し暗号信号ＲＳとして送
信回路３に出力する。送信回路３には、乱数発生装置
（ＲＰＧ）１からの乱数Ｒも送られており、送信回路３
は、乱数Ｒとこの暗号データＲＳを混合信号Ｒ、ＲＳと
して、電磁媒体の通信回線４や電波及び光学媒体（赤外
線等）を介して離れた位置にある図３の情報処理装置８
に送る。
【００２８】図３の受信側では、情報処理装置８は、分
離回路５と解読回路６と情報処理部７と規則再現部１１
と逆演算種テーブル１２とから構成される。通信回線４
からの混合信号Ｒ、ＲＳは、分離回路５により乱数Ｒと
暗号データＲＳとに分離され、分離された乱数Ｒとこの
暗号データＲＳは解読回路６に別々に入力され、分離さ
れた乱数Ｒは規則再現部１１に送られる。
離回路５と解読回路６と情報処理部７と規則再現部１１
と逆演算種テーブル１２とから構成される。通信回線４
からの混合信号Ｒ、ＲＳは、分離回路５により乱数Ｒと
暗号データＲＳとに分離され、分離された乱数Ｒとこの
暗号データＲＳは解読回路６に別々に入力され、分離さ
れた乱数Ｒは規則再現部１１に送られる。
【００２９】逆演算種テーブル１２には、演算種テーブ
ル１３の奇数なら加算、偶数なら減算、或は実数の０な
ら乗算、１なら除算、２なら自乗・・・等の演算種Ｚに
対応して、逆演算種−Ｚの一覧を予め格納している。
ル１３の奇数なら加算、偶数なら減算、或は実数の０な
ら乗算、１なら除算、２なら自乗・・・等の演算種Ｚに
対応して、逆演算種−Ｚの一覧を予め格納している。
【００３０】乱数Ｒは規則再現部１１に送られ、規則再
現部１１は乱数Ｒの初期値を参照して、逆演算種テーブ
ル１２から受信した演算種Ｚの逆演算種−Ｚを読み出
し、解読回路６に送る。解読回路６では、逆演算種−Ｚ
に従い、暗号データＲＳから乱数Ｒを減算、逆演算を行
い、特定の有意データＳを再生する。
現部１１は乱数Ｒの初期値を参照して、逆演算種テーブ
ル１２から受信した演算種Ｚの逆演算種−Ｚを読み出
し、解読回路６に送る。解読回路６では、逆演算種−Ｚ
に従い、暗号データＲＳから乱数Ｒを減算、逆演算を行
い、特定の有意データＳを再生する。
【００３１】有意データＳは情報処理部７に送られ、電
子取り引きや、株取り引き、セキュリティーコード、秘
密情報の伝達等に利用される。さて、暗号化の各種方法
について説明する。送信側では、乱数Ｒ７５３５４３７
８の初期値、先頭が７（奇数）なら演算を規則１に決
定。
子取り引きや、株取り引き、セキュリティーコード、秘
密情報の伝達等に利用される。さて、暗号化の各種方法
について説明する。送信側では、乱数Ｒ７５３５４３７
８の初期値、先頭が７（奇数）なら演算を規則１に決
定。
【００３２】加算の場合：Ｒ＋Ｓ＝ＲＳ、規則１：各桁
を加算するが桁上りはしない。 乱数Ｒ ７５３５４３７８ ９３２４４８３１ ４６３６７４８９ ・・・ 有意データＳ １ ２ ３ ・・・ 暗号データＲＳ ７５３５４３７９ ９３２４４８３３ ４６３６７４８２ 混合信号Ｒ、ＲＳ ７５３５４３７８ ７５３５４３７９ ９３２４４８３１ ９３２４４８３３ ４６３６７４８９ ４６３６７４８１ ・・・ ・・・
を加算するが桁上りはしない。 乱数Ｒ ７５３５４３７８ ９３２４４８３１ ４６３６７４８９ ・・・ 有意データＳ １ ２ ３ ・・・ 暗号データＲＳ ７５３５４３７９ ９３２４４８３３ ４６３６７４８２ 混合信号Ｒ、ＲＳ ７５３５４３７８ ７５３５４３７９ ９３２４４８３１ ９３２４４８３３ ４６３６７４８９ ４６３６７４８１ ・・・ ・・・
【００３３】受信側 乱数Ｒ７５３５４３７８の先頭が
７（奇数）だから規則１の逆算に決定。 減算の場合：ＲＳ−Ｒ＝Ｓ、規則２：各桁を減算するが
上位桁から引かない。 暗号データＲＳ ７５３５４３７９ ９３２４４８３３ ４６３６７４８２ 乱数Ｒ −７５３５４３７８ ９３２４４８３１ ４６３６７４８９ 有意データＳ（差） １ ２ ３ 注：４６３６７４８２−４６３６７４８９では、各桁は
独立とし、不足したら、その桁にのみ１０を加えたもの
から引く、２−９では１０＋２−９＝３とする。
７（奇数）だから規則１の逆算に決定。 減算の場合：ＲＳ−Ｒ＝Ｓ、規則２：各桁を減算するが
上位桁から引かない。 暗号データＲＳ ７５３５４３７９ ９３２４４８３３ ４６３６７４８２ 乱数Ｒ −７５３５４３７８ ９３２４４８３１ ４６３６７４８９ 有意データＳ（差） １ ２ ３ 注：４６３６７４８２−４６３６７４８９では、各桁は
独立とし、不足したら、その桁にのみ１０を加えたもの
から引く、２−９では１０＋２−９＝３とする。
【００３４】加算の場合：Ｒ＋Ｓ＝ＲＳ、規則１：各桁
を加算するが桁上りはしない。 送信側 乱数Ｒ３７２５の初期値、先頭が３（奇数）な
ら演算を規則１に決定。 乱数Ｒ ４桁 ３７２７ 有意データＳ ４桁 ＋４１８５ 暗号データＲＳ４桁 ７８０２ 混合信号Ｒ、ＲＳ 通信回路上のデータ ３７２７ ７８０２
を加算するが桁上りはしない。 送信側 乱数Ｒ３７２５の初期値、先頭が３（奇数）な
ら演算を規則１に決定。 乱数Ｒ ４桁 ３７２７ 有意データＳ ４桁 ＋４１８５ 暗号データＲＳ４桁 ７８０２ 混合信号Ｒ、ＲＳ 通信回路上のデータ ３７２７ ７８０２
【００３５】受信側 乱数Ｒ３７２７の先頭が３（奇
数）だから規則１の逆算に決定。 減算の場合：ＲＳ−Ｒ＝Ｓ、規則２：各桁を減算するが
上位桁から引かない。 暗号データＲＳ ７８０２ 乱数Ｒ −３７２７ 有意データＳ（差） ４１８５ 注：７８０２−３７２７では、各桁は独立とし、不足し
たら、その桁にのみ１０を加えたものから引く、０−２
では１０＋０−２＝８とする。
数）だから規則１の逆算に決定。 減算の場合：ＲＳ−Ｒ＝Ｓ、規則２：各桁を減算するが
上位桁から引かない。 暗号データＲＳ ７８０２ 乱数Ｒ −３７２７ 有意データＳ（差） ４１８５ 注：７８０２−３７２７では、各桁は独立とし、不足し
たら、その桁にのみ１０を加えたものから引く、０−２
では１０＋０−２＝８とする。
【００３６】この発明では、完全乱数でデータを暗号化
し、かつ演算種テーブル１３（逆演算種テーブル１２）
を乱数０、１、２、３、４、５、６、７、８、９や偶
数、奇数等毎に、予め送信側と受信側で決定しておいて
使い分けるので、データの都度演算種を自動発生するこ
とができ、完全な暗号に近くなり、第三者による盗聴や
解読が不可能になる。
し、かつ演算種テーブル１３（逆演算種テーブル１２）
を乱数０、１、２、３、４、５、６、７、８、９や偶
数、奇数等毎に、予め送信側と受信側で決定しておいて
使い分けるので、データの都度演算種を自動発生するこ
とができ、完全な暗号に近くなり、第三者による盗聴や
解読が不可能になる。
【図１】本発明の乱数発生装置の一実施例を示す回路の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明の暗号化装置の送信側の一実施例を示す
回路のブロック図である。
回路のブロック図である。
【図３】本発明の暗号化装置の受信側の一実施例を示す
回路のブロック図である。
回路のブロック図である。
【図４】単位時間に計測されるランダムパルスの数値を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の乱数発生装置からランダムに得られる
時間値を示す図である。
時間値を示す図である。
【図６】本発明に利用する崩壊現象を示す指数関数の図
である。
である。
【図７】一般的なポアソン分布のグラフ図である。
【図８】一般的なガウス分布のグラフ図である。
１ 乱数発生装置 ２ 暗号生成回路 ３ 送信回路 ４ 通信回線 ５ 分離回路 ６ 解読回路 ７ 情報処理部 ８ 情報処理装置 １０ 規則決定部 １１ 規則再現部 １２ 逆演算種テーブル １３ 演算種テーブル １６ 暗号化装置 ２１ 個数計数器 ２２ タイマ ２３ 時間計測器 ２９ 乱数発生回路 ３０ 放射性カプセル ３１ 検出装置 ３２ 計測装置 ４０ ＰＩＮダイオード ４３ 前置増幅器 ４６ 弁別器 Ｃc 結合コンデンサー Ｅ 基準電圧 Ｒ、ＲＳ 混合信号 Ｒ 乱数 ＲＳ 暗号データ Ｓ 有意データ Ｖ バイアス電圧
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過
とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射性物質
を使用し、 この放射線の放出間隔を時間の関数として放射線の計数
回路で検出し、又は一定時間内の放射線の放出個数を計
数回路で計測し、この計数した数値を乱数として情報処
理装置に送ることを特徴とする乱数発生装置。 - 【請求項２】 所定の崩壊常数λに従い、時間ｔの経過
とともに、放射線を放射して崩壊する微弱な放射性物質
を使用し、 この放射線の放出間隔を時間の関数として検出し、又は
一定時間内の放射線の放出個数を計測しかつ、この計数
した数値を乱数として出力する計数回路と、 この乱数に対し特定の有意データを組み合わせて演算を
行い暗号を生成する暗号生成回路とを備え、 前記乱数とこの暗号データを電磁媒体あるいは光学媒体
を介して離れた位置にある情報処理装置に送り、この情
報処理装置では解読回路により前記乱数とこの暗号デー
タとの間に逆演算を行い前記特定の有意データを再生す
ることを特徴とする暗号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296312A JPH10142340A (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | 乱数発生装置と暗号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296312A JPH10142340A (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | 乱数発生装置と暗号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142340A true JPH10142340A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=17831925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8296312A Pending JPH10142340A (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | 乱数発生装置と暗号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10142340A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013570A1 (fr) * | 1999-08-10 | 2001-02-22 | Zeon Information Systems Co., Ltd. | Systeme de communications cryptees |
| WO2001033333A1 (fr) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Leisure Electronics Technology Co., Ltd. | Generateur d'impulsions aleatoires de bruit thermique et generateur de nombres aleatoires |
| WO2003083806A1 (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-09 | Fdk Corporation | Encryptor/decryptor and encrypting/decrypting device using the same |
| WO2005083643A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Noriyoshi Tsuyuzaki | Authentication apparatus and authentication method using random pulse generator |
| JP2007072731A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Chiba Univ | 乱数生成システム、乱数生成方法及び乱数生成プログラム |
| WO2008075638A1 (ja) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Nec Corporation | 共通データ生成方法およびその装置 |
| CN101510150A (zh) * | 2009-03-24 | 2009-08-19 | 北京中星微电子有限公司 | 随机数产生装置 |
| CN101539847A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-09-23 | 北京中星微电子有限公司 | 随机数产生装置及其方法 |
| CN109959962A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-07-02 | 中国核动力研究设计院 | 基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器 |
| FR3125143A1 (fr) | 2021-07-06 | 2023-01-13 | Commissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Circuit intégré programmable utilisant une source radioactive |
-
1996
- 1996-11-08 JP JP8296312A patent/JPH10142340A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013570A1 (fr) * | 1999-08-10 | 2001-02-22 | Zeon Information Systems Co., Ltd. | Systeme de communications cryptees |
| WO2001033333A1 (fr) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Leisure Electronics Technology Co., Ltd. | Generateur d'impulsions aleatoires de bruit thermique et generateur de nombres aleatoires |
| EP1241565A1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-09-18 | Leisure Electronics Technology Co., Ltd. | Thermal noise random pulse generator and random number generator |
| EP1241565A4 (en) * | 1999-11-02 | 2006-04-26 | Leisure Electronics Technology | THERMAL NOISE RANDOM PULSE GENERATOR AND RANDOM NUMBER GENERATOR |
| WO2003083806A1 (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-09 | Fdk Corporation | Encryptor/decryptor and encrypting/decrypting device using the same |
| US8536979B2 (en) | 2004-03-02 | 2013-09-17 | Noriyoshi Tsuyuzaki | Authentication apparatus and authentication method using random pulse generator |
| WO2005083643A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Noriyoshi Tsuyuzaki | Authentication apparatus and authentication method using random pulse generator |
| JP2007072731A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Chiba Univ | 乱数生成システム、乱数生成方法及び乱数生成プログラム |
| WO2008075638A1 (ja) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Nec Corporation | 共通データ生成方法およびその装置 |
| CN101510150A (zh) * | 2009-03-24 | 2009-08-19 | 北京中星微电子有限公司 | 随机数产生装置 |
| CN101539847A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-09-23 | 北京中星微电子有限公司 | 随机数产生装置及其方法 |
| CN109959962A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-07-02 | 中国核动力研究设计院 | 基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器 |
| CN109959962B (zh) * | 2017-12-14 | 2022-07-26 | 中国核动力研究设计院 | 基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器 |
| FR3125143A1 (fr) | 2021-07-06 | 2023-01-13 | Commissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Circuit intégré programmable utilisant une source radioactive |
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