JPH1039755A - ディジタル・データ・シャッフル/デ・シャッフル方式 - Google Patents

ディジタル・データ・シャッフル/デ・シャッフル方式

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JPH1039755A
JPH1039755A JP8207660A JP20766096A JPH1039755A JP H1039755 A JPH1039755 A JP H1039755A JP 8207660 A JP8207660 A JP 8207660A JP 20766096 A JP20766096 A JP 20766096A JP H1039755 A JPH1039755 A JP H1039755A
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JP
Japan
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digital data
shuffling
output
cross
circuit
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JP8207660A
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Takaaki Nakamura
隆昭 中村
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L2209/00Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/12Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報データが不特定の第三者によって解読さ
れないようにしたディジタル・データ・シャッフル/デ
・シャッフル方式を提供する。 【解決手段】 伝送すべき複数ビットのディジタル・デ
ータを発生する手段と、伝送すべき複数ビット数と同数
の入力端子#1〜#8および出力端子#11〜#18を有し、入力
端子#1〜#8より出力端子#11〜#18に至る複数の伝送線a
1〜a8のうち、任意の2線間を交差接続または非交差接
続させる複数の切換回路Sを有する回路網7と、複数の
切換回路Sを制御する制御回路Pとを具備し、制御回路
Pの制御により、入力端子#1〜#8に印加されたデータを
シャッフルして出力端子#11〜#18より出力させるように
構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル・デー
タの伝送方式に関し、特に、ディジタル・データを「あ
みだ籤」の手法によってシャッフル(shuffle)/デ・
シャッフル(de-shuffle)することにより、ディジタル
・データが不特定の第三者によって解読されないように
構成したディジタル・データ・シャッフル/デ・シャッ
フル方式に関する。
【0002】
【従来の技術】送信側において、アナログ信号をPCM
によりディジタル化して送信し、受信側において、ディ
ジタル化されたPCM信号を受信して元のアナログ信号
に変換することは従来からよく知られている。
【0003】図7に示すように、送信側において、伝送
すべきアナログ信号をサンプリングパルスで標本化し、
入力波形の振幅に比例したPAMパルスを得る標本化回
路1と、このPAMパルスの振幅を一定の規則に従って
7(=128)乃至28(=256)で表される段階に区
分(量子化)する量子化回路2と、各段階を7桁乃至8
桁の2進符号、すなわち7ビット(乃至8ビット)の単
位パルスを用い、それぞれの単位パルスの有無の組合わ
せに変える(PCMパルス符号化する)符号化回路3と
を備えている。
【0004】ここで、PCMパルス符号化の過程を図8
に示しているが、図8におけるPCMパルスは単なる例
示として24(=16)の段階で表されている。
【0005】いま、PCMパルスの区分された振幅値の
段階が10進数“105”で表され、これを2進数で表
す場合は、各桁に重みを持たせることによって1×26+
1×25+0×24+1×23+0×22+0×21+1×20
なり、2進符号“1101001”、すなわち7つの単
位パルスの有無(“1”が有、“0”が無を意味する)
で表される。このようにしてPCM符号化されたパルス
信号は伝送路4を介して受信側に送られる。
【0006】一方、受信側では、送信側の操作とは逆の
操作を行なう。まず、PCMパルスに符号化されたパル
ス信号を復号化回路5によって復号化してPAMパルス
を得、このPAMパルスを濾波器6により量子化雑音を
除去してアナログ信号を得ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のPCM信号のデ
ータ伝送方式のように、2進数の各桁毎に重みを持たせ
て、その桁の単位パルスの有無を受信側に知らせておく
ディジタル・データ伝送方式においては、受信側は、受
信中に2進数の各桁の位置を予め知っていなければなら
なかった。従って、このようなディジタル・データ伝送
方式においては、2進数の各桁の重みが知られれると、
第三者が容易に情報データを解読できるという問題があ
った。
【0008】そこで、この発明は、情報データが不特定
の第三者によって解読されないように構成したディジタ
ル・データをシャッフル/デ・シャッフルする方式を提
供するために考えられたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のディジタル・データ・シャッフル方
式は、伝送すべき複数ビットのディジタル・データを発
生する手段と、上記ビット数と同数の入力端子および出
力端子を有し、上記入力端子より上記出力端子に至る複
数の伝送線のうち、任意の2線間を交差接続または非交
差接続させる複数の切換回路を有する回路網と、上記複
数の切換回路を制御する制御回路とを具備し、上記制御
回路の制御により、上記入力端子に印加されたデータを
シャッフルして上記出力端子より出力させる。
【0010】本発明のディジタル・データ・デ・シャッ
フル方式は、シャッフルされたディジタル・データのビ
ット数と同数の入力端子および出力端子を有し、上記入
力端子より上記出力端子に至る複数の伝送線のうち、任
意の2線間を交差接続または非交差接続させる複数の切
換回路を有する回路網と、上記複数の切換回路を制御す
る制御回路とを具備し、上記制御回路の制御により、上
記入力端子に印加されたシャッフルされたデータをデ・
シャッフルして上記出力端子より原デジタル・データを
出力させる。
【0011】
【発明の実施の形態】「あみだ籖」は、図6に示すよう
に、複数の出発点(#1〜#8)に結ばれた縦線yと、任意
の場所で2本の縦線y間を結ぶ複数の横線xとにより形
成され、上から縦線yに沿って降りてきたとき、横線x
で結ばれている点に到達すると、その横線xに沿って他
の縦線yに移り、さらに降りて行って終着点に到達する
ようにルール化されている。したがって、出発点(#1〜
#8)と終着点(#4、#6、#2、#8、#1、#7、#3、#5)と
が、横線xの数および位置に応じて変化する(シャッフ
ルされる)ので、抽選に利用されている。
【0012】この発明は、この「あみだ籖」の手法を応
用してディジタル・データをシャッフルあるいはデ・シ
ャッフルするように構成したものであり、次に、図面に
基づいて実施の形態を説明する。
【0013】図1に示すように、送信側は、伝送すべき
アナログ信号をサンプリングパルスで標本化し、アナロ
グ入力波形の振幅に比例したPAMパルスを得る標本化
回路1と、このPAMパルスの振幅を一定の規則に従っ
て27(=128)乃至28(=256)で表される段階に
区分(量子化)する量子化回路2と、各段階を7桁乃至
8桁の2進符号、すなわち7ビット(乃至8ビット)の
単位パルスを用い、それぞれの単位パルスの有無の組合
わせに変える(PCMパルス符号化する)符号化回路3
とを備えている。ここまでの回路は、図7に示す従来の
回路と同じである。
【0014】さらに、符号化回路3において重み付けさ
れたPCM信号を「あみだ籖」の手法に基づいてシャッ
フルして重みを不定にするシャッフリング回路網7を備
えている。そして、シャッフリング回路網7で重みを不
定にされたPCM信号は、伝送路4を介して受信側へ送
信される。
【0015】符号化回路3で重み付けされたPCM信号
を「あみだ籖」の手法に基づいて重みを不定にするシャ
ッフリング回路網7は、図2に示すように、例えば、8
ビットのディジタル・データよりなるPCM信号(最左
端がMSB、最右端がLSB)が印加される8つの入力
端子#1〜#8と、シャッフルされた8ビットのディジタル
・データよりなるPCM信号が出力される8つの出力端
子#11〜#18と、各入力端子#1〜#8および各出力端子#11
〜#18の間にそれぞれ接続された8本の伝送線a1〜a8
と、任意の2本の伝送線間を交差接続または非交差接続
させる複数の切換回路Sと、各切換回路Sを制御する制
御回路Pとにより構成されている。
【0016】各切換回路Sは、同じ回路構成であって、
図3に示すように、隣接する2本の伝送線a(n−1)、a
nに接続された連動する2つの切換スイッチs1、s2を備
えている。各切換スイッチs1、s2が実線で示す状態にあ
ると非交差接続であって、2本の伝送線a(n−1)、an
の間には変化がない。
【0017】しかし、連動する2つの切換スイッチs1、
s2を点線で示す状態に切換えると、隣接する2本の伝送
線a(n−1)、anは交差接続されて入れ換わる。
【0018】制御回路Pの制御によりシャッフリング回
路網7の任意の切換回路Sを制御して、2本の伝送線を
交差接続させることにより、入力端子#1〜#8に印加され
た8ビットのディジタル・データをシャッフルして出力
端子に出力することができる。
【0019】例えば、図4に示すように、複数の切換回
路を切換えると、8つの入力端子に印加されたディジタ
ル・データ(#1〜#8)は、出力端子からシャッフルされ
たディジタル・データ(#2、#7、#1、#6、#8、#5、#3、
#1)となって出力される。
【0020】一方、受信側においては、デ・シャッフリ
ングのために、送信側の操作とは逆の操作を行なう。こ
のデ・シャッフリング操作を行なうデ・シャッフリング
回路網8は、送信側のシャッフリング回路網7と同じ回
路網を使用して、その入力端子および出力端子を逆向き
にして、その回路網の出力側からシャッフルされたディ
ジタル・データを入力し、入力側からディジタル・デー
タを取り出すと、デ・シャッフルした原ディジタル・デ
ータを得ることができる。
【0021】すなわち、同じ回路網を使用して、切換回
路Sの切換え状態が、入出力が互いに対称(図示の状態
で上下対称)となるように、切換回路Sを制御すれば原
ディジタル・データを復元することができる。復元され
たディジタル・データは、図1に示すように、復号化回
路5によって復号され、濾波器6により量子化雑音を除
去したのち出力される。
【0022】予め、送信側と受信側とにおいて、制御回
路Pによる切換回路Sの切換操作手順を決めておくこと
により、両者間で秘密を保った通信を行なうことがき
る。
【0023】この制御回路Pによるシャッフリング操作
が、継続して不変であると、第三者に解読される恐れが
あるので、一定量のデータを送信する毎、あるいは一定
時間毎に回路網のシャッフリング操作を変更すると、解
読を一層困難にすることができる。
【0024】(その他の実施の形態)シャッフル/デ・
シャッフルする回路網の切換回路Sにおいて、切換スイ
ッチをPチャンネルMOSFETおよびNチャンネルM
OSFETを使用した半導体スイッチング回路によって
形成することができる。
【0025】すなわち、図5に示すように、2本の伝送
線a(n−1)、anに対して非交差状態にソース・ドレイ
ン電路が接続された2つのNチャンネルMOSFET
と、2本の伝送線a(n−1)、anに対して交差状態にド
レイン・ソース電路が接続された2つのPチャンネルM
OSFETとを備え、4つのMOSFETのゲート電極
を共通に接続(C)して、制御回路Pより正電圧または負
電圧を印加することにより、2本の伝送線a(n−1)、a
nノ接続状態を交差接続または非交差接続させるように
切換えることができる。
【0026】また、図2に示すシャッフル/デ・シャッ
フルする回路網においては、隣接する2本の伝送線を交
差接続または非交差接続させているが、離れた伝送線の
間で交差接続または非交差接続させてもよいのである。
【0027】シャッフル/デ・シャッフルする回路網の
複数の伝送線を平面的に配列してもよいが、図2に示す
ように、両端を隣接させて複数の伝送線を籠形に配列し
てもよいのである。
【0028】さらにシャッフル/デ・シャッフルを複雑
にするために、伝送線の一部にインバータを設けて、デ
ィジタル信号を反転させてもよいのである。
【0029】また、シャッフル/デ・シャッフルする回
路網の代わりに、コンピュータを利用してソフト・ウエ
アによって同様の動作をさせてもよいのである。
【0030】以上の実施の形態では、PCM信号を例に
あげてディジタル・データのシャッフル/デ・シャッフ
ルについて説明したが、PCM信号にとどまらず、一般
のコード体系等で使用されるワード、キャラクタにおい
ても、それらを並列データとして扱い、処理するように
構成すれば、それらにも適用できることはいうまでもな
い。
【0031】
【発明の効果】以上の実施の形態に基づく説明から明ら
かなように、本発明の「あみだ籤」の手法に基づくディ
ジタル・データのシャッフル/デ・シャッフル方式によ
ると、ディジタル・データが不特定の第三者によって容
易に解読されることがなく、高度の秘密を保つことがで
きるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のディジタル・データ・シャッフル/
デ・シャッフル方式を示すブロック図、
【図2】図1に示す方式で使用するシャッフル/デ・シ
ャッフル回路網を示す回路図、
【図3】図2に示す回路網における切換回路を示す回路
図、
【図4】8桁のディジタル・データを「あみだ籖」の手
法によってシャッフリングする様子を示す図、
【図5】図2に示す回路網における切換回路を半導体化
した回路を示す回路図、
【図6】「あみだ籖」の手法を説明する図、
【図7】従来のPCMデータの伝送方式を示すブロック
図、
【図8】従来のPCMパルス符号化の手順を示す波形図
である。
【符号の説明】
1 標本化回路 2 量子化回路 3 符号化回路 4 伝送路 5 復号化手段 6 濾波器 7 シャッフリング手段 8 デ・シャッフリング手段 P 制御回路 S 切換回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月23日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】すなわち、図5に示すように、2本の伝送
線a(n−1)、anに対して非交差状態にソース・ドレイ
ン電路が接続された2つのNチャンネルMOSFET
と、2本の伝送線a(n−1)、anに対して交差状態にド
レイン・ソース電路が接続された2つのPチャンネルM
OSFETとを備え、4つのMOSFETのゲート電極
を共通に接続(C)して、制御回路Pより正電圧または負
電圧を印加することにより、2本の伝送線a(n−1)、a
n接続状態を交差接続または非交差接続させるように
切換えることができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝送すべき複数ビットのディジタル・デ
    ータを発生する手段と、 上記ビット数と同数の入力端子および出力端子を有し、
    上記入力端子より上記出力端子に至る複数の伝送線のう
    ち、任意の2線間を交差接続または非交差接続させる複
    数の切換回路を有する回路網と、 上記複数の切換回路を制御する制御回路と、を具備し、
    上記制御回路の制御により、上記入力端子に印加された
    データをシャッフルして上記出力端子より出力させるこ
    とを特徴とするディジタル・データ・シャッフル方式。
  2. 【請求項2】 シャッフルされたディジタル・データの
    ビット数と同数の入力端子および出力端子を有し、上記
    入力端子より上記出力端子に至る複数の伝送線のうち、
    任意の2線間を交差接続または非交差接続させる複数の
    切換回路を有する回路網と、 上記複数の切換回路を制御する制御回路と、を具備し、
    上記制御回路の制御により、上記入力端子に印加された
    シャッフルされたデータをデ・シャッフルして上記出力
    端子より原デジタル・データとして出力させることを特
    徴とするディジタル・データ・デ・シャッフル方式。
JP8207660A 1996-07-19 1996-07-19 ディジタル・データ・シャッフル/デ・シャッフル方式 Pending JPH1039755A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8207660A JPH1039755A (ja) 1996-07-19 1996-07-19 ディジタル・データ・シャッフル/デ・シャッフル方式
US08/839,684 US5930365A (en) 1996-07-19 1997-04-14 Digital data shuffling/de-shuffling system
IL12123997A IL121239A (en) 1996-07-19 1997-07-04 Digital data shuffling/de-shuffling system
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