JPH1022990A

JPH1022990A - 情報処理装置および方法

Info

Publication number: JPH1022990A
Application number: JP8168993A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Asano; 智之浅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】暗号化処理および復号化処理を迅速に行う。【解決手段】暗号鍵バッファ６１は、１システムクロ
ックで、メモリ４５から、６４ビットの暗号鍵入力バス
を介して、６４ビットの鍵データを受け取る。さらに、
同一のシステムクロックで、元データバッファ６２は、
６４ビットの元データ入力バスを介して、６４ビットの
元データを受け取る。次に、暗号化処理部６４は、６４
ビットの元データを、鍵データを利用して暗号化し、暗
号化したデータを、処理済みデータバッファに出力す
る。そして、処理済みデータバッファ６５は、１システ
ムクロックで、暗号化したデータ（６４ビット）を、６
４ビットの処理済みデータ出力バスを介して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置およ
び方法に関し、特に、第１のバスを介して鍵の入力を受
け、第２のバスを介してデータの入力を受け、入力され
たデータを、鍵を利用して、暗号化または復号化し、そ
のデータを、第３のバスを介して出力する情報処理装置
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理技術の発展に伴い、大量の情報
が所定の伝送路を介して通信されている。情報が通信さ
れる伝送路には、第三者（送信者および受信者以外の
者）が、通信されているデータを盗聴することが可能な
ものが多い。

【０００３】このような伝送路を利用して、情報を第三
者に漏洩させずに、通信を行う場合、しばしば、暗号が
利用される。暗号を利用し、暗号化されたデータを通信
することにより、暗号化されたデータを盗聴することが
できても、第三者が、そのデータから通信した情報の内
容を読み出すことは困難である。

【０００４】このような暗号を生成する暗号化方法に
は、所定の鍵を利用して、平文（送信する情報）から、
暗号文（実際に送信されるデータ）を生成するものが利
用されることが多い。

【０００５】このような、鍵を利用した暗号には、共通
鍵暗号と公開鍵暗号の２種類がある。共通鍵暗号におい
ては、暗号化するときの鍵（暗号化鍵データ）と、復号
化するときの鍵（復号化鍵データ）が同一である。例え
ば、共通鍵暗号としては、Feistel暗号の１つであるＤ
ＥＳ（Data Encryption Standard）方式（例えば、「現
代暗号理論」（池野信一、小山謙二共著、電子情報
通信学会）に詳しく記載されている）などがよく利用さ
れている。一方、公開鍵暗号においては、暗号化鍵デー
タと復号化鍵データが異なる。そして、受信者は、送信
者のために、それらの鍵のうち、暗号化鍵データを公開
するが、復号化鍵データは公開せずに隠しておく（即
ち、復号化鍵データは、受信者のみが知っている）。

【０００６】図９は、所定の鍵とデータを供給されて、
その鍵を利用して、そのデータを暗号化または復号化す
る情報処理装置の一例を示している。この装置は、６４
ビットの鍵を利用して、６４ビットのデータを暗号化ま
たは復号化するようになされている。

【０００７】インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０１は、８ビ
ットのデータ入出力バスを介して、鍵やデータを供給す
る所定の装置（図示せず）に接続されている。

【０００８】Ｉ／Ｆ２０１は、所定の装置から暗号鍵入
力信号を受け取ると、データ入出力バスを介して入力さ
れた８ビットのデータを暗号鍵バッファ２０２に記憶さ
せ、所定の装置から元データ入力信号を受け取ると、デ
ータ入出力バスを介して入力された８ビットのデータを
元データバッファ２０３に記憶させる。

【０００９】制御部２０４は、暗号鍵バッファ２０２に
６４ビットの鍵のデータが記憶され、かつ、元データバ
ッファ２０３に６４の元データが記憶されると、それら
の鍵および元データを暗号化／復号化処理部２０５に出
力させ、暗号化／復号化処理部２０５にその元データの
処理を行わせる。

【００１０】暗号化／復号化処理部２０５は、６４ビッ
トの元データを、６４ビットの鍵を利用して、例えばＤ
ＥＳ方式で暗号化または復号化し、処理したデータを処
理済みデータバッファ２０６に出力する。なお、このと
き、暗号化／復号化処理部２０５は、元データが暗号文
である場合、その暗号を平文に変換し、元データが平文
である場合、その平文を暗号文に変換する。

【００１１】処理済みデータバッファ２０６は、処理済
みデータ出力信号をＩ／Ｆ２０１および所定の装置に出
力するとともに、Ｉ／Ｆ２０１およびデータ入出力バス
を介して、処理したデータを所定の装置に出力する。

【００１２】次に、図１０のフローチャートおよび図１
１のタイミングチャートを参照して、この情報処理装置
の動作について説明する。

【００１３】ステップＳ１０１において、最初に、所定
の装置によって、６４ビットの鍵Ｋが、図１２（ａ）に
示すように、８ビットの８個のデータＫ０乃至Ｋ７に分
割される。そして、所定の装置によって、Ｉ／Ｆ２０１
に暗号鍵入力信号が供給されるとともに、８個のデータ
のうちのデータＫ０が、入出力データバスおよびＩ／Ｆ
２０１を介して、１システムクロック（図１１のｔ＝１
のクロック）で、暗号鍵バッファ２０２に供給される。

【００１４】そして、ステップＳ１０２乃至ステップＳ
１０８において、８ビットのデータＫ１乃至Ｋ７が、１
システムクロック毎に、合計７クロック（図１１のｔ＝
２のクロック乃至ｔ＝８のクロック）で、入出力データ
バスおよびＩ／Ｆ２０１を介して暗号鍵バッファ２０２
に順次供給される。

【００１５】このように、８システムクロック（図１１
のｔ＝１のクロック乃至ｔ＝８のクロック）で、６４ビ
ットの鍵のデータが、暗号鍵バッファ２０２に供給され
る。

【００１６】次に、ステップＳ１０９において、所定の
装置によって、６４ビットの元データＩが、図１２
（ｂ）に示すように、８ビットの８個のデータＩ０乃至
Ｉ７に分割される。そして、所定の装置によって、Ｉ／
Ｆ２０１に元データ入力信号が供給されるとともに、８
個のデータのうちのデータＩ０が、入出力データバスお
よびＩ／Ｆ２０１を介して、１システムクロック（図１
１のｔ＝９のクロック）で、元データバッファ２０３に
供給される。

【００１７】そして、ステップＳ１１０乃至ステップＳ
１１６において、８ビットのデータＩ１乃至Ｉ７が、１
システムクロック毎に、合計７クロック（図１１のｔ＝
１０のクロック乃至ｔ＝１６のクロック）で、入出力デ
ータバスおよびＩ／Ｆ２０１を介して、元データバッフ
ァ２０３に順次供給される。

【００１８】このように、８システムクロック（図１１
のｔ＝９のクロック乃至ｔ＝１６のクロック）で、６４
ビットの元データＩが、元データバッファ２０３に供給
される。

【００１９】次に、ステップＳ１１７において、制御部
２０４は、鍵データと元データの供給が終了すると、暗
号鍵バッファ２０２および元データバッファ２０３に、
鍵データと元データを、暗号化／復号化処理部２０５に
供給させる。そして、暗号化／復号化処理部２０５は、
元データを、その鍵データを利用して、暗号化または復
号化した後、処理済みのデータ（６４ビット）を処理済
みデータバッファ２０６に出力する。

【００２０】そして、ステップＳ１１８において、処理
済みデータバッファ２０６は、６４ビットの処理済みデ
ータＯ（図１２（ｃ））のうちの８ビットのデータＯ０
を、Ｉ／Ｆ２０１および入出力データバスを介して、１
システムクロック（図１１のｔ＝２１のクロック）で、
所定の装置に出力する。

【００２１】そして、ステップＳ１１９乃至ステップＳ
１２５において、処理済みデータバッファ２０６は、８
ビットのデータＯ１乃至Ｏ７を、１システムクロック毎
に、合計７クロック（図１１のｔ＝２２のクロック乃至
ｔ＝２８のクロック）で、Ｉ／Ｆ２０１および入出力デ
ータバスを介して所定の装置（図示せず）に出力され
る。

【００２２】このように、処理済みデータバッファ２０
６は、８システムクロック（図１１のｔ＝２１のクロッ
ク乃至ｔ＝２８のクロック）で、６４ビットの処理済み
データを所定の装置に出力する。

【００２３】以上のように、８ビットのデータ入出力バ
スを利用して、６４ビットのデータ（鍵データ、元デー
タ、および、処理済みデータ）を、８分割して、８クロ
ックで入力または出力している。従って、１つのデータ
につき、合計２４クロック（８クロック×３）が、暗号
化処理または復号化処理におけるデータの入出力に必要
となる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
装置においては、暗号化または復号化の処理は、６４ビ
ット単位で行われるのにも拘わらず、６４ビットに満た
ないビット数のバスを利用してデータを入出力している
ために、６４ビットのデータを入出力するのに多くの時
間を費やすので、データの暗号化処理および復号化処理
を高速に行うことが困難であるという問題を有してい
る。

【００２５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、データのビット数以上のビット数のバスを使
用し、さらに、各データ毎にバスを用意することで、デ
ータの入出力を迅速に行い、データの暗号化処理および
復号化処理を高速で行うようにするものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の情報処
理装置は、第１のバスを介して鍵の入力を受ける第１の
入力手段と、第２のバスを介してデータの入力を受ける
第２の入力手段と、データを、鍵を利用して、暗号化ま
たは復号化する暗号復号化手段と、暗号復号化手段によ
り暗号化または復号化されたデータを第３のバスを介し
て出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

【００２７】請求項４に記載の情報処理方法は、第１の
バスを介して鍵の入力を受けるステップと、第２のバス
を介してデータの入力を受けるステップと、データを、
鍵を利用して、暗号化または復号化するステップと、暗
号化または復号化したデータを第３のバスを介して出力
するステップとを備えることを特徴とする。

【００２８】請求項５に記載の情報処理装置は、鍵を構
成する第１のビット数以上のビット数のバスを介して第
１のビット数の鍵の入力を受ける第１の入力手段と、デ
ータを構成する第２のビット数以上のビット数のバスを
介して第２のビット数のデータの入力を受ける第２の入
力手段と、データを、鍵を利用して、暗号化または復号
化する暗号復号化手段と、暗号復号化手段により暗号化
または復号化されたデータのビット数以上のビット数の
バスを介して、暗号化または復号化されたデータを出力
する出力手段とを備えることを特徴とする。

【００２９】請求項６に記載の情報処理方法は、鍵を構
成する第１のビット数以上のビット数のバスを介して第
１のビット数の鍵の入力を受けるステップと、データを
構成する第２のビット数以上のビット数のバスを介して
第２のビット数のデータの入力を受けるステップと、デ
ータを、鍵を利用して、暗号化または復号化するステッ
プと、暗号化または復号化したデータのビット数以上の
ビット数のバスを介して、暗号化または復号化したデー
タを出力するステップとを備えることを特徴とする。

【００３０】請求項１に記載の情報処理装置において
は、第１の入力手段は、第１のバスを介して鍵の入力を
受け、第２の入力手段は、第２のバスを介してデータの
入力を受け、暗号復号化手段は、データを、鍵を利用し
て、暗号化または復号化し、出力手段は、暗号復号化手
段により暗号化または復号化されたデータを第３のバス
を介して出力する。

【００３１】請求項４に記載の情報処理方法において
は、第１のバスを介して鍵の入力を受け、第２のバスを
介してデータの入力を受け、データを、鍵を利用して、
暗号化または復号化し、暗号化または復号化したデータ
を第３のバスを介して出力する。

【００３２】請求項５に記載の情報処理装置において
は、第１の入力手段は、鍵を構成する第１のビット数以
上のビット数のバスを介して第１のビット数の鍵の入力
を受け、第２の入力手段は、データを構成する第２のビ
ット数以上のビット数のバスを介して第２のビット数の
データの入力を受け、暗号復号化手段は、データを、鍵
を利用して、暗号化または復号化し、出力手段は、暗号
復号化手段により暗号化または復号化されたデータのビ
ット数以上のビット数のバスを介して、暗号化または復
号化されたデータを出力する。

【００３３】請求項６に記載の情報処理方法において
は、鍵を構成する第１のビット数以上のビット数のバス
を介して第１のビット数の鍵の入力を受け、データを構
成する第２のビット数以上のビット数のバスを介して第
２のビット数のデータの入力を受け、データを、鍵を利
用して、暗号化または復号化し、暗号化または復号化し
たデータのビット数以上のビット数のバスを介して、暗
号化または復号化したデータを出力する。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は、データ配信システムの一
構成例を示している。このシステムにおいては、受信者
１は、所望のデータを配信させるように、モデム１１を
利用して、電話回線を介して、放送局２に指示を送るよ
うになされている。そして、受信者１は、その指示に対
応して配信されたデータを、アンテナ１３を介して、受
信装置１２で受信するようになされている。

【００３５】放送局２は、モデム２１で受信者１の指示
を受け、サーバ（図示せず）が保持しているデータを読
み出し、必要に応じて、そのデータを暗号化した後、ア
ンテナ２３を介して、人工衛星３に送信するようになさ
れている。

【００３６】人工衛星３は、放送局２からのデータを受
信し、そのデータを配信するようになされている。

【００３７】図２は、放送局２の送信装置２２の一構成
例を示している。データグラム構成器４１は、６４ビッ
トのバスで、暗号化装置４３と送信回路４４にそれぞれ
接続されており、サーバから供給されたデータに所定の
パケットヘッダを付加してデータグラムを作成し、デー
タグラムを暗号化する場合は、そのデータグラムを暗号
化装置４３に出力し、データグラムを暗号化しない場合
は、そのデータグラムを送信回路４４に出力するように
なされている。

【００３８】なお、データグラム構成器４１は、サーバ
から供給されたデータを、例えばＭＰＥＧ（Moving Pic
ture coding Experts Group）２方式で圧縮した後、圧
縮後のデータでデータグラムを作成するようになされて
いる。

【００３９】暗号化装置４３は、６４ビットのバスで、
送信回路４４とメモリ４５にそれぞれ接続されており、
データグラム構成器４１よりデータグラムが供給される
と、メモリ４５から鍵データを読み出し、その鍵データ
を利用して、そのデータグラムを暗号化し、暗号化した
データグラムを送信回路４４に出力するようになされて
いる。

【００４０】送信回路４４は、データグラム構成器４１
または暗号化装置４３より供給されたデータグラムを、
アンテナ２３を介して、人工衛星３に送信するようにな
されている。

【００４１】制御部４２は、データグラム構成器４１に
供給されたデータの種類を判別し、そのデータを暗号化
するか否かを判断するようになされている。

【００４２】また、制御部４２は、モデム２１に接続さ
れており、例えば、暗号化に利用される鍵データの送信
または受信を行うようになされている。

【００４３】図３は、本発明の情報処理装置の一実施例
である暗号化装置４３の構成を示している。

【００４４】暗号鍵バッファ６１（第１の入力手段）
は、制御部４２から暗号鍵入力信号を受け取ると、１シ
ステムクロックで、６４ビットの暗号鍵入力バス（第１
のバス）を介してメモリ４５から６４ビットの鍵データ
を供給されるとともに、制御回路６３の指示に応じて、
その鍵データを暗号化処理部６４（暗号復号化手段）に
出力するようになされている。

【００４５】元データバッファ６２（第２の入力手段）
は、制御部４２から元データ入力信号を受け取ると、１
システムクロックで、６４ビットの元データ入力バス
（第２のバス）を介してデータグラム構成器４１から６
４ビットの元データを供給されるとともに、制御回路６
３の指示に応じて、その元データを暗号化処理部６４に
出力するようになされている。

【００４６】暗号化処理部６４は、元データバッファ６
２より供給された６４ビットのデータを、暗号鍵バッフ
ァ６１より供給された６４ビットの鍵データを利用し
て、例えばＤＥＳ方式で暗号化し、暗号化された６４ビ
ットのデータ（処理済みデータ）を、処理済みデータバ
ッファ６５（出力手段）に出力するようになされてい
る。

【００４７】処理済みデータバッファ６５は、送信回路
４４に処理済みデータ出力信号を出力するとともに、暗
号化処理部６４より供給された６４ビットの処理済みデ
ータを、６４ビットの処理済みデータ出力バス（第３の
バス）を介して、１システムクロックで、送信回路４４
に出力するようになされている。

【００４８】制御回路６３は、暗号鍵バッファ６１、元
データバッファ６２、暗号化処理部６４、および、処理
済みデータバッファ６５を制御し、各回路に所定の動作
を行わせるようになされている。

【００４９】図４は、暗号化処理部６４の構成例を示し
ている。

【００５０】暗号化処理部６４は、元データバッファ６
２より供給された６４ビットの元データを処理するデー
タランダム化部１０１と、暗号鍵バッファ６１より供給
された６４ビットの鍵データより、１６個の４８ビット
の鍵データＫ₁乃至Ｋ₁₆を生成する鍵生成部１０２で構
成されている。

【００５１】データランダム化部１０１においては、初
期置換回路（ＩＰ）１１１は、元データバッファ６２よ
り供給された６４ビットの元データを、所定の変換表に
従って置換し、置換後の６４ビットのデータの上位３２
ビットを加算器１１３−１に出力し、下位３２ビットを
演算回路１１２−１および加算器１１３−２に出力する
ようになされている。

【００５２】演算回路１１２−ｉ（ｉ＝１，・・・，１
６）は、初期置換回路１１１（演算回路１１２−１の場
合）または加算器１１３−（ｉ−１）（演算回路１１２
−２乃至１１２−１６の場合）より供給された３２ビッ
トのデータに対して、鍵生成部１０２より供給された鍵
データＫ_iを利用して、所定の変換（後述）を行い、変
換後の３２ビットのデータを加算器１１３−ｉに出力す
るようになされている。

【００５３】加算器１１３−ｉ（ｉ＝１，・・・，１
６）は、初期置換回路１１１（加算器１１３−１，１１
３−２の場合）、または、加算器１１３−（ｉ−２）
（加算器１１３−３乃至１１３−１６の場合）より供給
された３２ビットのデータと、演算回路１１２−ｉより
供給された３２ビットのデータの排他的論理和（ビット
毎の排他的論理和）を計算し、その排他的論理和（３２
ビット）を、加算器１１３−（ｉ＋２）（加算器１１３
−１乃至１１３−１４の場合）または逆初期置換回路１
１４（加算器１１３−１５，１１３−１６の場合）、並
びに、演算回路１１２−（ｉ＋１）（加算器１１３−１
乃至１１３−１５の場合）に出力するようになされてい
る。

【００５４】逆初期置換回路（ＩＰ^-1）１１４は、加算
器１１３−１５より供給された３２ビットのデータを下
位３２ビットとし、加算器１１３−１６より供給された
３２ビットのデータを上位３２ビットとして生成される
６４ビットのデータに対して、初期置換回路１１１にお
ける置換の逆の置換（即ち、初期置換回路１１１による
データ変換に対する逆変換）を行い、置換後のデータ
（６４ビット）を、暗号文（例えばＤＥＳ暗号）として
処理済みデータバッファ６５に出力するようになされて
いる。

【００５５】鍵生成部１０２においては、選択置換回路
（ＰＣ１）１２１は、暗号鍵バッファ６１より供給され
た６４ビットの鍵データのうち、パリティ部（８ビッ
ト）を取り除き、残りの５６ビットのうちの上位２８ビ
ットを、左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−１に出
力し、下位２８ビットを左循環シフトレジスタ（Ｄ_R）
１２３−１に出力するようになされている。

【００５６】左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−１
は、選択置換回路１２１より供給された２８ビットのデ
ータを、所定の規則に従って、１ビットまたは２ビット
だけ左巡回置換させた後、置換後のデータ（２８ビッ
ト）を、左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−２およ
び選択置換回路（ＰＣ２）１２４−１に出力するように
なされている。

【００５７】左循環シフトレジスタ（Ｄ_R）１２３−１
は、選択置換回路１２１より供給された２８ビットのデ
ータを、所定の規則に従って、１ビットまたは２ビット
だけ左巡回置換させた後、置換後のデータ（２８ビッ
ト）を、左循環シフトレジスタ（Ｄ_R）１２３−２およ
び選択置換回路（ＰＣ２）１２４−１に出力するように
なされている。

【００５８】左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−ｉ
（ｉ＝２，・・・，１６）は、左循環シフトレジスタ
（Ｃ_R）１２２−（ｉ−１）より供給された２８ビット
のデータを、所定の規則に従って、１ビットまたは２ビ
ットだけ左巡回置換させた後、置換後のデータ（２８ビ
ット）を、左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−（ｉ
＋１）（ｉ＝１，・・・，１５の場合）および選択置換
回路（ＰＣ２）１２４−ｉに出力するようになされてい
る。

【００５９】左循環シフトレジスタ（Ｄ_R）１２３−ｉ
（ｉ＝２，・・・，１６）は、左循環シフトレジスタ
（Ｄ_R）１２３−（ｉ−１）より供給された２８ビット
のデータを、所定の規則に従って、１ビットまたは２ビ
ットだけ左巡回置換させた後、置換後のデータ（２８ビ
ット）を、左循環シフトレジスタ（Ｄ_R）１２３−（ｉ
＋１）（ｉ＝１，・・・，１５の場合）および選択置換
回路（ＰＣ２）１２４−ｉに出力するようになされてい
る。

【００６０】選択置換回路（ＰＣ２）１２４−ｉ（ｉ＝
１，・・・，１６）は、左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）
１２２−ｉより供給された２８ビットのデータから２４
ビットを選択するとともに、左循環シフトレジスタ（Ｄ
_R）１２３−ｉより供給された２８ビットのデータから
２４ビットを選択し、２つの２４ビットのデータから、
４８ビットの鍵データＫ_iを生成し、生成した鍵データ
Ｋ_iをデータランダム化部１０１の演算回路１１２−ｉ
に出力するようになされている。

【００６１】図５は、データランダム化部１０１の演算
回路１１２−１乃至１１２−１６の構成例を示してい
る。

【００６２】演算回路１１２−ｉの置換回路（Ｅ）１４
１は、前段の加算器１１３−（ｉ−１）または初期置換
回路（ＩＰ）１１１より供給された３２ビットのデータ
を、所定の変換表を参照して、４８ビットのデータに置
換し、その４８ビットのデータを加算器１４２に出力す
るようになされている。

【００６３】演算回路１１２−ｉの加算器１４２は、置
換回路（Ｅ）１４１より供給された４８ビットのデータ
の各ビットと、鍵生成部１０２の選択置換回路（ＰＣ
２）１２４−ｉより供給された４８ビットの鍵データＫ
_iの各ビットの、排他的論理和を計算し、そのビットご
との計算結果で構成される４８ビットのデータを、６ビ
ット毎に分割し、８個の６ビットのデータを、８個のＳ
ボックス（Ｓ₁乃至Ｓ₈）１４３−１乃至１４３−８にそ
れぞれ出力する。

【００６４】Ｓボックス（Ｓ₁乃至Ｓ₈）１４３−１乃至
１４３−８は、０番地乃至６３番地のアドレスに所定の
値が記憶されているメモリを有し、加算器１４２より供
給される６ビットのデータで指定される、０番地乃至６
３番地のうちのいずれかのアドレスに記憶されている４
ビットのデータを読み出し、その４ビットのデータを置
換回路（Ｐ）１４４に出力するようになされている。

【００６５】演算回路１１２−ｉの置換回路（Ｐ）１４
４は、８個のＳボックス（Ｓ₁乃至Ｓ₈）１４３−１乃至
１４３−８より供給された、８個の４ビットのデータで
構成される３２ビットのデータを、所定の変換表を参照
して置換し、置換後の３２ビットのデータを加算器１１
３−ｉに出力するようになされている。

【００６６】図６は、受信者１の受信装置１２の構成例
を示している。受信回路８１は、６４ビットのバスで、
復号化装置８３とデータグラム分解器８４にそれぞれ接
続されており、アンテナ１３を介して、人工衛星３から
のデータグラムを受信し、そのデータグラムが暗号化さ
れている場合は、データグラムを復号化装置８３に出力
し、データグラムが暗号化されていない場合は、データ
グラムをデータグラム分解器８４に出力するようになさ
れている。

【００６７】復号化装置８３は、６４ビットのバスで、
データグラム分解器８４とメモリ８５にそれぞれ接続さ
れており、受信回路８１よりデータグラムが供給される
と、メモリ８５から鍵データを読み出し、その鍵データ
を利用して、そのデータグラムを復号化し、復号化した
データをデータグラム分解器８４に出力するようになさ
れている。

【００６８】なお、復号化装置８３は、放送局２の送信
装置２２の暗号化装置４３と同様の構成を有しており、
元データとしての暗号化されたデータを、暗号化の場合
と同様に処理して、復号化するようになされている。

【００６９】データグラム分解器８４は、受信回路８１
または復号化装置８３より供給されたデータグラム（暗
号化されていない）を分解してヘッダ部を取り除き、デ
ータグラムに含まれるデータ（放送局２のサーバが出力
したデータ）を所定の装置（図示せず）に出力するよう
になされている。

【００７０】なお、データグラム分解器８４は、データ
グラムに含まれているデータ（例えばＭＰＥＧ２方式で
圧縮されている）を、その圧縮の方式に対応する方式
で、伸張するようになされている。

【００７１】制御部８２は、受信回路８１により受信さ
れたデータグラムが暗号化されているか否かを判断する
ようになされている。

【００７２】また、制御部８２は、モデム１１に接続さ
れており、例えば、復号化に利用される鍵データの受信
を行うようになされている。

【００７３】次に、図７のフローチャートおよび図８の
タイミングチャートを参照して、本発明の実施例である
暗号化装置４３の動作を説明する。

【００７４】最初に、ステップＳ１において、暗号鍵バ
ッファ６１は、１システムクロック（図８のｔ＝１のク
ロック）で、メモリ４５から、６４ビットの暗号鍵入力
バスを介して、６４ビットの鍵データを受け取る。さら
に、同一のシステムクロック（図８のｔ＝１のクロッ
ク）で、元データバッファ６２は、６４ビットの元デー
タ入力バスを介して、６４ビットの元データ（データグ
ラム）を受け取る。

【００７５】次にステップＳ２において、暗号化処理部
６４は、６４ビットの元データ（データグラム）を、鍵
データを利用して暗号化し、暗号化したデータを、処理
済みデータバッファに出力する。

【００７６】即ち、暗号化処理部６４のデータランダム
化部１０１においては、初期置換回路（ＩＰ）１１１
は、６４ビットの元データを所定の変換表を参照して置
換し、置換した６４ビットのデータの上位３２ビットを
加算器１１３−１に出力し、下位３２ビットを演算回路
１１２−１および加算器１１３−２に出力する。

【００７７】このとき、鍵生成部１０２においては、選
択置換回路（ＰＣ１）１２１は、６４ビットの鍵データ
のうちのパリティ部を除いた５６ビットのデータの上位
２８ビットを左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２２−１
に出力し、下位２８ビットを左循環シフトレジスタ（Ｄ
_R）１２３−１に出力する。

【００７８】次に、左循環シフトレジスタ（Ｃ_R）１２
２−１は、２８ビットのデータを、１ビットまたは２ビ
ットだけ左循環置換し、生成された２８ビットのデータ
を、選択置換回路（ＰＣ２）１２４−１および左循環シ
フトレジスタ（Ｃ_R）１２２−２に出力する。また、左
循環シフトレジスタ（Ｄ_R）１２３−１は、２８ビット
のデータを、１ビットまたは２ビットだけ左循環置換
し、生成された２８ビットのデータを、選択置換回路
（ＰＣ２）１２４−１および左循環シフトレジスタ（Ｄ
_R）１２３−２に出力する。

【００７９】選択置換回路（ＰＣ２）１２４−１は、供
給されたデータより４８ビットの鍵データＫ₁を作成
し、その鍵データＫ₁を、データランダム化部１０１の
演算回路１１２−１に出力する。

【００８０】そして、データランダム化部１０１の演算
回路１１２−１においては、置換回路（Ｅ）１４１は、
初期置換回路（ＩＰ）１１１より供給された３２ビット
のデータを４８ビットのデータに置換し、加算器１４２
は、その４８ビットのデータと、鍵生成部１０２より供
給された４８ビットの鍵データＫ₁の、ビット毎の排他
的論理和を計算し、生成された４８ビットのデータを８
個の６ビットのデータに分割し、それらのデータ（６ビ
ット）をＳボックス（Ｓ₁乃至Ｓ₈）１４３−１乃至１４
３−８にそれぞれ出力する。

【００８１】Ｓボックス（Ｓ₁乃至Ｓ₈）１４３−１乃至
１４３−８は、それぞれ、供給された６ビットのデータ
を４ビットのデータに変換し、変換した４ビットのデー
タを、置換回路（Ｐ）１４４に出力する。

【００８２】置換回路（Ｐ）１４４は、それらのデータ
で構成される３２ビットのデータを、所定の変換表を参
照して置換し、置換した３２ビットのデータを加算器１
１３−１に出力する。

【００８３】そして、加算器１１３−１は、演算回路１
１２−１の置換回路（Ｐ）１４４より供給された３２ビ
ットのデータと、初期置換回路（ＩＰ）１１１より供給
された３２ビットのデータの、ビット毎の排他的論理和
を計算し、その計算結果の３２ビットのデータを、演算
回路１１２−２および加算器１１３−３に出力する。

【００８４】このようにして、データランダム化部１０
１の第１段目の処理を行う。そして、第２段目乃至第１
６段目の処理を同様に行った後、逆初期置換回路（ＩＰ
^-1）１１４は、所定の変換表を参照して、加算器１１３
−１５および加算器１１３−１６より供給された２つの
３２ビットのデータで構成される６４ビットのデータを
置換し、置換後の６４ビットのデータを、暗号文として
処理済みデータバッファ６５に出力する。

【００８５】以上のようにして、ステップＳ２におい
て、暗号化処理部６４は、６４ビットの鍵データを利用
して、６４ビットの元データを６４ビットの暗号文に変
換する。

【００８６】そして、ステップＳ３において、処理済み
データバッファ６５は、１システムクロックで、暗号化
したデータ（６４ビット）を、６４ビットの処理済みデ
ータ出力バスを介して送信回路４４に出力する。

【００８７】なお、暗号鍵バッファ６１および元データ
バッファ６２は、そのシステムクロックを利用して、次
の鍵データと、次のデータグラムを、それぞれ受け取る
ことができる。即ち、暗号化装置４３は、各データ毎に
バスを用意しているので、元データおよび鍵データの入
力と、処理済みデータの出力を、同時に、１システムク
ロックで行うことができる。

【００８８】以上のように、６４ビットのデータ（鍵デ
ータ、データグラム、処理済みデータ）を、各データに
専用の６４ビットのバスを利用して入力または出力する
ことにより、データの入力または出力を１システムクロ
ックで行うので、暗号化処理に要する時間を低減するこ
とができる。

【００８９】なお、復号化装置８３は、暗号化装置４３
と同様の構成を有し、暗号化装置４３と同様に動作して
復号化処理を行うので、その説明を省略する。また、復
号化装置８３は、暗号化装置４３と同様に、データの入
力または出力を１システムクロックで行うので、復号化
処理に要する時間を低減することができる。

【００９０】また、暗号化装置４３および復号化装置８
３は、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）などを利
用して、各構成要素を実現することもできる。

【００９１】なお、上記実施例の暗号化処理部４３は、
ＤＥＳ方式で暗号化を行っているが、他の方式で暗号化
を行うようにしてもよい。また、その方式に対応して、
暗号鍵バス、元データ入力バス、および、処理済みデー
タ出力バスのビット数を変更してもよい。

【００９２】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に記載の情報処
理装置および請求項４に記載の情報処理方法によれば、
第１のバスを介して鍵の入力を受け、第２のバスを介し
てデータの入力を受け、データを、鍵を利用して、暗号
化または復号化し、暗号化または復号化したデータを第
３のバスを介して出力するようにしたので、データや鍵
の入力および出力を独立に行うことができ、データの暗
号化処理および復号化処理を迅速に行うことができる。

【００９３】請求項５に記載の情報処理装置および請求
項６に記載の情報処理方法によれば、鍵を構成する第１
のビット数以上のビット数のバスを介して第１のビット
数の鍵の入力を受け、データを構成する第２のビット数
以上のビット数のバスを介して第２のビット数のデータ
の入力を受け、データを、鍵を利用して、暗号化または
復号化し、暗号化または復号化したデータのビット数以
上のビット数のバスを介して、暗号化または復号化した
データを出力するようにしたので、データや鍵を分割す
ることなく、入力または出力することができ、データの
暗号化処理および復号化処理を迅速に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】データ配信システムの一構成例を示すブロック
図である。

【図２】図１の送信装置２２の一構成例を示すブロック
図である。

【図３】本発明の情報処理装置の一実施例である暗号化
処理装置４３の構成例を示すブロック図である。

【図４】図３の暗号化処理部６４の一構成例を示すブロ
ック図である。

【図５】図４の演算回路１１２−１乃至１１２−１６の
一構成例を示すブロック図である。

【図６】図１の受信装置１２の一構成例を示すブロック
図である。

【図７】図３の暗号化装置４３の動作を説明するフロー
チャートである。

【図８】図３の暗号化装置４３の動作を説明するタイミ
ングチャートである。

【図９】暗号化処理または復号化処理を行う従来の情報
処理装置の一構成例を示すブロック図である。

【図１０】図９の従来の情報処理装置の動作を説明する
フローチャートである。

【図１１】図９の従来の情報処理装置の動作を説明する
タイミングチャートである。

【図１２】鍵データ、元データ、および処理済みデータ
の分割の一例を示す図である。

【符号の説明】

１受信者，２放送局，３人工衛星，１１
モデム，１２受信装置，１３アンテナ，２１
モデム，２２送信装置，２３アンテナ，４
１データグラム構成器，４２制御部，４３暗
号化装置，４４送信回路，４５メモリ，６１
暗号鍵バッファ，６２元データバッファ，６３
制御回路，６４暗号化処理部，６５処理済み
データバッファ，８１受信回路，８２制御部，
８３復号化装置，８４データグラム分解器，
８５メモリ，１０１データランダム化部，１０
２鍵生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のバスを介して鍵の入力を受ける第
１の入力手段と、第２のバスを介してデータの入力を受ける第２の入力手
段と、前記データを、前記鍵を利用して、暗号化または復号化
する暗号復号化手段と、前記暗号復号化手段により暗号化または復号化されたデ
ータを第３のバスを介して出力する出力手段とを備える
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】前記出力手段が前記暗号化または復号化
されたデータを出力するとき、前記第２の入力手段は、
次のデータの入力を受けることを特徴とする請求項１に
記載の情報処理装置。
【請求項３】前記出力手段が前記暗号化または復号化
されたデータを出力するとき、前記第１の入力手段は、
次の鍵の入力を受けることを特徴とする請求項２に記載
の情報処理装置。
【請求項４】第１のバスを介して鍵の入力を受けるス
テップと、第２のバスを介してデータの入力を受けるステップと、前記データを、前記鍵を利用して、暗号化または復号化
するステップと、暗号化または復号化した前記データを第３のバスを介し
て出力するステップとを備えることを特徴とする情報処
理方法。
【請求項５】鍵を構成する第１のビット数以上のビッ
ト数のバスを介して前記第１のビット数の鍵の入力を受
ける第１の入力手段と、データを構成する第２のビット数以上のビット数のバス
を介して前記第２のビット数のデータの入力を受ける第
２の入力手段と、前記データを、前記鍵を利用して、暗号化または復号化
する暗号復号化手段と、前記暗号復号化手段により暗号化または復号化されたデ
ータのビット数以上のビット数のバスを介して、前記暗
号化または復号化されたデータを出力する出力手段とを
備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項６】鍵を構成する第１のビット数以上のビッ
ト数のバスを介して前記第１のビット数の鍵の入力を受
けるステップと、データを構成する第２のビット数以上のビット数のバス
を介して前記第２のビット数のデータの入力を受けるス
テップと、前記データを、前記鍵を利用して、暗号化または復号化
するステップと、暗号化または復号化した前記データのビット数以上のビ
ット数のバスを介して、前記暗号化または復号化したデ
ータを出力するステップとを備えることを特徴とする情
報処理方法。