JPH10508450A

JPH10508450A - パケットデータの高速ブロック暗号化のための方法及び装置

Info

Publication number: JPH10508450A
Application number: JP8531817A
Authority: JP
Inventors: アール．マーカム，トーマス
Original assignee: セキュアコンピューティングコーポレイション
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1998-08-18
Also published as: US5796836A; AU5542896A; EP0821853A1; WO1996033564A1

Abstract

(57)【要約】普通テキストのブロックを暗号化するためのシステム及び方法。出力ＦＩＦＯメモリは普通テキスト暗号化から擬似ランダムベクトル生成を減結合するために設けられる。出力ＦＩＦＯはいくつかの暗号装置を多重化する効果を生成し且つキー簡易化及び並列機密キー暗号化を形成するためにフィードバックＦＩＦＯメモリと組み合わされる。スループットはデータブロックが全体として暗号化されるように幅広のコードブックを構成することにより高められる。

Description

【発明の詳細な説明】パケットデータの高速ブロック暗号化のための方法及び装置発明の背景発明の分野本発明はデータを暗号化及び解読化する方法及び装置に関し、特に縮尺可能で、キーの簡素な暗号化に対する方法及び装置に関する。背景情報コンピュータユーザが近年自分のデータの値及び感度やそのデータのプライバシーに起こる脅迫を意識するようになっているのでデータの機密保護及び機密保護データの送信はより大きな注意を受けるようになってきた。これらの心配を処理する多様なデータの暗号化アルゴリズムが説明されてきた。最も普通なものの一つはデータ暗号化標準（ＤＥＳ）の一部として刊行した機密キーのデータ暗号化標準アルゴリズムである。ＤＥＳアルゴリズムは各々が６４ビット入力を６４ビット出力に変換する１セットの機能をユーザに提供する。ユーザは特別の５６ビットのキーを選択することにより使用すべき機能のうちどれかを選択する。機密キーはＤＥＳのような機密キーシステムはＲＳＡのような公開キーよりも高速であり、且つ、したがって、大きな暗号化機能により良く適している。ＤＥＳは４つの基本的な動作モード：電子コードブック（ＥＣＢ）、暗号ブロックチェーン（ＣＢＣ），暗号フィードバック（ＣＦＢ）及び出力フィードバック（ＯＦＢ）を有する。ＥＣＢにおいて（図１ａで説明される）、ＤＥＳ暗号化装置（コードブック１２）は特別の６４ビット擬似ランダムベクトル（図示しない）で６４ビットで６４ビットの普通テキストブロック１０を暗号化する。その結果（暗号テキストブロック１４）は入力ブロックの非線形機能である。音号化テキストブロック１４はＤＥＳ解読化装置（コードブック１６）により解読化して普通テキストブロック１０に一致すべき普通テキストブロック１８を生成する。ＣＢＣにおいて（図１ｂで説明される）、６４ビットの普通テキストブック１０はコードブック１２により暗号化される前に初期化６４ビット擬似ランダムベクトル２０（初期化ベクトルと呼ばれる）に２を法として加えられる。結果としての暗号化テキストブロック１４は送信される。なお、暗号化テキストブロック１４は回路に連鎖されて次の６４ビットの普通テキストブロック１０’を暗号化するために使用さえる擬似ランダムベクトルになる。（図１ｂに示される例において、普通テキストブロックの暗号化は普通テキストブロックと擬似ランダムベクトルのモジュロ２（２を法とする）加算により行われる。この処理はメッセージの長さに対して続く。解読化するために、暗号化テキストブロック１４はコードブック１６により処理され且つその出力は擬似ランダムブロック２０に２を法として加えられる。再び、普通テキストブロック１８は普通テキストブロック１０に一致すべきである。第２の暗号テキストブロック１４’はコードブック１６により解読化され且つ以前の暗号テキストブロック（暗号テキストブロック１４）に加えられて普通テキストを生成する。その処理はメッセージが完成するまで続く。ＣＦＢにおいて（図１ｃで説明される）、コードブック１２にロードされる初期化ベクトル（図示しない）は普通テキストブロック１０を解読化するために使用される擬似ランダムベクトル２２を生成する。（図１ｃに示される例において、普通テキストブロックの暗号化は普通テキストブロックと擬似ランダムベクトルのモジュロ２加算により行われる。）暗号テキストブロック１４は送信される。暗号テキストブロック１４の暗号テキストブロック１４のうち１対６４の最上位ビットは入力ブロック２４の最下位ビットにロードされる。入力ブロック２４の内容は同一の数のビットだけ左にシフトされ且つ次の普通テキストブロックを暗号化するために使用される擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。一方では、コードブック２６にロードされる同一の初期化は擬似ランダムベクトル２８を生成する（擬似ランダムベクトル２８は擬似ランダムベクトル２２と同一であるべきである）。擬似ランダムベクトル２８は暗号テキストブロック１４に２を法として加えられて普通テキストブロック１８を生成する。暗号テキストブロック１４（入力ブロック２４に使用されるのと同一数）のうちの１対６４の最上位ビットは入力ブロック２９の最下位ビットにロードされる。入力ブロック２９の内容は同一ビット数だけ左にシフトされる。ＯＦＢにおいて（図１ｄで説明される）、コードブック１２にロードされる初期化ベクトル（図示しない）は普通テキストブロック１０を暗号化するために使用される擬似ランダムベクトル２２を生成する。（図１ｄに示される例において、図１ｂ及び１ｃにおけるように、普通テキストブロックの暗号は普通テキストブロック１０と擬似ランダムベクトル２２のモジュロ２加算により行われて暗号テキストブロック１４を生成する。）暗号テキストブロック１４は送信される。擬似ランダムベクトル２２のうちの１対６４の最上位ビットは入力ブロック２４の最下位ビットにロードされる。入力ブロック２４の内容は同一ビット数だけ左にシフトされ且つ普通テキストブロックを暗号化するために使用される擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。一方、コードブック２６にロードされる同一初期化ベクトルは擬似ランダムベクトル２８を生成する（擬似ランダムベクトル２８は擬似ランダムベクトル２２と鏡映すべきである。）擬似ランダムベクトル２８は暗号テキストブロック１４に２を法として加算されて普通テキストブロック１８を生成する。擬似ランダムベクトル２８のうちの１対６４の最上位ビットは入力ブロック２９の最下位ビットにロードされる。入力ブロック２９の内容は同一ビット数だけ左にシフトされる。シモンズ(Simmons)（現代の暗号において: 情報の完全性の科学、発行1992年、発行元電気及び電子技術者協会Inc.）によれば、ＥＣＢはキーを暗号化するために優れており、ＣＦＢはキャラクタを暗号化するために使用され且つＯＦＢは人工衛星通信を暗号化するために使用される。ＣＢＣ及びＣＦＢはデータが本物であることを証明するために使用される。パケットデータ転送は自身の特有の問題を引き起こす。非同期転送モード（ＡＴＭ）のようなパケットデータ転送プロトコールは高バンド幅転送システムの効果的な使用に対して不可欠であるとして売りつけられてきた。ＡＴＭ標準は高速デジタル音声及びデータ通信をサポートするために設計される。次の十年により、多くの音声及びデータトラヒックがＡＴＭ技術により送信されることが期待されている。パケットデータを暗号化するために、しかしながら、ペイロード（情報内容）はヘッダから分離され、暗号化され且つヘッダ情報と再度組み合わされて暗号化パケットを形成するべきである。データ速度が上昇するにつれて、暗号化パケットの転送について望ましくない遅延を引き起こさなければうまくデータを暗号化することはますます困難になる。パケットデータを暗号化するための一つの方法はネットワーク及び分散システム機密保護に関する1995年のインターネットシンポジュームで提供されたステベンソン(Stevenson)等の「ＯＣ−１２ｃ速度ＡＴＭに対するキー簡素化暗号システム」により説明される。ステベンソン等は単一高速暗号回路に基づいてＤＥＳ暗号ブロックチェーンの実現を説明する（１Gbpsの速度のデジタル装置コーポレーションプロトタイプ）。その実現は622Mbpsで動作することができるキー簡素化設計である。ステベンソンの設計は全てのこの単一の暗号化回路の取組の問題を現在まで表している；パケット転送のバンド幅が増加するにつれて暗号化回路のクロック速度を増加することを要求する。ステベンソンの設計はパケットの積滞が形成しないほど高速に現在のパケットを暗号化しなければならない。もし単一の暗号化チップ取組が使用されるならば、暗号チップのクロック速度は622Mbps設計から10G bpsまで動くために１６のファクタだけ（1Gbpsから16Gbpsまで）増加しなければならない。これらのタイプの増加は増加したスループット要求をサポートするために外来の高価なハードウエアの使用を必要とする。ステベンソン等はキー簡素化暗号化システムがＡＴＭ処理により処理される無数の目的を扱うのに役立つ。ステベンソン設計においてキー簡易化はアクティブキーの数を制御することにより達成される。すなわち、65,000アクティブキーの一つに対してＡＴＭパケットの可能な実際のチャンネル処理の各々が配置されている。キーを選択するために、実際のチャンネル処理が実際のチャンネルと関連するキーに対してポインタを選択するために使用される。キーポインタはアクティブキーテーブルからキーを選択するために使用される。必要とされるものは次の普通テキストブロックの暗号化から一つの普通テキストブロックの暗号化の減結合を行うシステム及び方法である。なお、必要とされるものは増加したスループット要求を扱うためにパケットデータの暗号化及び解読化処理を低費用に応じて決めるシステム及び方法である。さらに、必要とされるものはこのようなシステムにおいてキー簡素化を形成するシステム及び方法である。本発明の要約本発明は次の普通テキストブロックの暗号化から一つの普通テキストブロックの暗号化を減結合するシステム及び方法を提供する。その方法の下で、複数の擬似ランダムベクトルが予め計算される。各予め計算される擬似ランダムベクトルは普通テキストのブロックを暗号化するために使用される。新キーストリームブロックは暗号化処理の一部として生成される；キーストリームブロックは新擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。本発明の一つの側面によれば、暗号化装置はＮ奥行き出力ＦＩＦＯ、機密キーコードブックモジュール及び暗号化モジュールを具備する。出力ＦＩＦＯは予め計算される擬似ランダムベクトルと共にロードされる。各予め計算される擬似ランダムベクトルは暗号化モジュール内で普通テキストのブロックを暗号化するために使用される。新キーストリームのブロックが暗号化処理に一部として生成され且つ新擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。その新擬似ランダムベクトルは出力ＦＩＦＯに格納される。一つの実施例において、各出力ＦＩＦＯの奥行きは擬似ランダムベクトル生成の待ち時間を隠すように設定される。別の実施例において、各出力ＦＩＦＯの奥行きはセル損失速度の関数及びキー転送時間の関数として設定される。本発明の別の側面によれば、複数の暗号化装置が提供される。各暗号化装置は予め計算される擬似ランダムベクトルを格納するための出力レジスタ、機密キーコードブックモジュール及び暗号化モジュールを具備する。各出力レジスタは予め計算される擬似ランダムベクトルと共に格納される。普通テキストブロックは各暗号化装置に連続して分散され且つ予め計算される擬似ランダムベクトルの関数として暗号化される。新たなキーストリームのブロックは暗号化処理の一部として生成され且つ新擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。新擬似ランダムベクトルは暗号化処理を行う暗号化装置の出力レジスタに格納される。本発明のなお別の側面によれば、暗号化装置は暗号化回路を経由してスループットを増加させるために並列に配置される。本発明のなお別の側面によれば、幅広のコードブックモジュールは予め計算される幅広のコードブック分散アルゴリズムによれば並列に複数の暗号化装置を配置することにより形成される。これにより設計者は低費用の集積回路の暗号化装置を利用することが可能になる。パケット通信実施例で有益である実施例において、リンクを渡る機密保護の転送用パケットは全体として暗号化され且つ解読化される。本発明のなお別の側面によれば、フィードバックＦＩＦＯはデータの暗号化及び解読化からキーストリームの生成を減結合するために使用される。各フィードバックＦＩＦＯの奥行きは大きなデータ転送の最悪ケースのバースト要求を扱うように設定される。本発明のなお別の側面によれば、分離入力及び出力ＦＩＦＯはキー簡易化を提供するために各所望キーストリームに対して維持される。特別のデータのブロックに適用されるきーストリームはデータブロックのチャンネル識別子から決定される。図面の簡単な説明図１ａ−ｄはデータ暗号化標準化の４つの基本動作モードを示す。図２ａ及び２ｂは本発明により構成される暗号化システムの２つの実施例のトップレベルの図である。図３ａ及び３ｂは、図２ａ及び２ｂの暗号化システムについて論理的に等価なトップレベルの図である。図４は本発明により構成される暗号フィードバックモードの暗号化システムの３つの暗号化モジュール実施例のシステムレベルブロック図である。図５は図４の暗号化システムについて論理的に等価なシステムレベルブロック図である。図６は本発明により構成される出力フィードバックモード暗号化システムのシステムレベル図である。図７ａは本発明により構成される２つのコードブック暗号フィードバックモード暗号化システムのシステムレベル図である。図７ｂは本発明により構成される２つのコードブック出力フィードバックモード暗号化システムのシステムレベルブロック図である。図７ｃは本発明により構成される２つのコードブック暗号ブロックチェーンモード暗号化システムのシステムレベルブロック図である。図８ａ及び８ｂは本発明により構成されるキー簡素化、幅広のコードブック暗号化システムのシステムブロック図である。図９は機密保護ＡＴＭシステムのシステムレベルブロック図である。図１０は図９の機密保護ＡＴＭシステムに使用されるＡＴＭ機密保護装置構成の説明である。図１１ａは多重暗号フィードバックモードモデルの論理表現である。図１１ｂは多重暗号フィードバックモードモデルの論理表現である。図１２ａ−ｄは幅広のコードブックの異なる実施例を示す。好ましい実施例の詳細な説明好ましい実施例の下記詳細な説明において、説明の一部を形成する添付図面を参照して、図面において、例証として、本発明が実施される特有の実施例が示される。図面において、異なる図面の同一の番号の使用はラベル付きの要素が機能的に同一か又は類似することを示す。本発明の範囲からはずれることなく他の実施例が使用され且つ構造変化がなされることは理解されるべきである。特に、示される実施例が６４ビット及び１２８ビット機密キーアルゴリズムを適用するけれど、本発明は任意のブロック幅の機密キーアルゴリズムで使用されることは認識されるべきである。なお、例証の動機として、ＡＴＭネットワーク実現に適用する本発明の実施例が提供された。説明される本発明は機密キー暗号化により行われる任意の大きさのデータ転送に対して縮尺可能で及び／又はキーの簡素な暗号化を提供するために使用されることは自明である。従来の暗号モード（例えば、それぞれ、図１ｂ−１ｄの暗号ブロックチェーン、暗号フィードバック及び出力フィードバックモード）は、次の普通テキストブロックを暗号化するために使用される擬似ランダムベクトルを生成するために、コードブック（例えば、図１ｂ−１ｄのコードブック１２を参照）への暗号処理に使用されるビットを供給するための機構を提供する。このフィードバック機構はフィードバックレジスタの形態を通常取る；代表的には、フィードバックレジスタの大きさは暗号アルゴリズムの大きさに等しい。例えば、ＤＥＳ暗号ブロックチェーン用フィードバックレジスタは８バイトである。フィードバックレジスタをアルゴリズムの暗号の幅に大きさの点で等しくするという効果は繰り返しＮ＋１に対するコードブック入力が繰り返しＮの暗号アルゴリズムの出力の関数である（例えば、繰り返しＮ＋１は繰り返しＮが達成されるまで開始することができない）。かくして、暗号アルゴリズムはブロックＮ及びＮ−１を続いて暗号化することを強制される。この続く処理は暗号化装置が増加するスループットに対してマルチプロセッサ技術を利用するのを妨げる。本質的に、全体の暗号処理は単一暗号アルゴリズム装置により行われるべきである。したがって暗号装置のスループットは単一暗号アルゴリズム装置のスループットに限定される（例えば、上記のステベンソン等を参照）。以下に検討される多重暗号モードはこの限定に克服し且つ多数の暗号アルゴリズム装置がスループットを改良するためのマルチプロセッサのやり方で使用されることを可能にする。これはフィードバックレジスタの奥行き（大きさ）を多数の暗号化アルゴリズムの幅に増加させることにより達成される。また暗号アルゴリズム出力（擬似ランダムベクトル）レジスタを採用する暗号モードにより（例えば、暗号フィードバック及び出力フィードバック）出力レジスタがフィードバックレジスタと同一の奥行きまで増加する。フィードバック及び出力レジスタは、実際には、各エントリが暗号アルゴリズムと同じ幅であるファストインファストアウト（ＦＩＦＯ）メモリになる。各ＦＩＦＯメモリの奥行きは少なくとも２エントリの奥行きである。図２ａ及び２ｂは本発明により構成される暗号装置のトップレベル図である。図２ａにおいて、暗号装置３０はコードブックモジュール３２、出力ＦＩＦＯモジュール３４及び暗号モジュール３６を具備する。データの次の普通テキストブロックが到着するまでコードブックモジュール３４により生成される擬似ランダムベクトルは出力ＦＩＦＯモジュール３４に格納される。普通テキストブロックが暗号回路３０に到着すると、出力ＦＩＦＯモジュール３４に格納される最も古い擬似ランダムベクトルはモジュール３４から読み出され且つ普通テキストブロックを暗号化するために使用される。この暗号化処理は暗号テキストブロックに普通テキストブロックを変換する。暗号テキストブロックは送信され且つデータは新たな擬似ランダムベクトルを生成するために暗号モジュール３６からコードブックモジュール３２に送られる。一つの実施例では、暗号モジュール３６に使用される暗号処理は普通テキストブロックに対する擬似ランダムベクトルのモジュロ２加算である。別の実施例では、暗号モジュール３６に使用される暗号処理は所望暗号テキスト置換を含むルックアップテーブルへの入力として擬似ランダムベクトル及び普通テキストブロックを使用する置換箱である。一つの実施例では、暗号モジュール３６からコードブックモジュール３２へ送られるデータは暗号テキストブロックを暗号化するために使用される擬似ランダムベクトルである（例えば、出力フィードバックモード）。図２ｂにおいて、暗号化装置４０はコードブックモジュール３２、出力ＦＩＦＯモジュール３４及び暗号化モジュール３６を具備する。再び、データの次の普通テキストブロックが到着するまでコードブックモジュール３２により生成される擬似ランダムベクトルは出力ＦＩＦＯモジュール３４に格納される。普通テキストブロックが暗号化回路４０に到着すると、出力ＦＩＦＯモジュール３４に格納される最も古い擬似ランダムベクトルはモジュール３４から読み出され且つ普通テキストブロックを暗号化するために使用される。この暗号処理は暗号テキストブロックに普通テキストブロックを変換する。暗号テキストブロックは送信され且つデータは新たな擬似ランダムベクトルを生成するために暗号化モジュール３６からコードブックモジュール３２に送られる。一つの実施例では、暗号化モジュール３６からコードモジュール３２に送られるデータは暗号テキストブロックである（例えば、暗号ブロックチェーン）。図２ａ及び２ｂにおいて、出力モジュール３４はデータの次のブロックを暗号化するに際しキーストリームの使用からデータの一つのブロックと結合してキーストリームの生成を減結合する。二つ又はこれ以上の擬似ランダムベクトルを予め計算し且つ出力ＦＩＦＯモジュール３４に擬似ランダムベクトルを置くことにより、各普通テキストブロックの暗号化は必要に応じて起こる。一つの実施例では、出力ＦＩＦＯモジュール３４はＮのＦＩＦＯメモリ奥行きを有し、ここでＮは所望スループット（クロック周期当たりの転送）及び暗号化措置３０又は４０の待ち時間（クロック周期で）の関数である。これらの目的のために、暗号化装置３０又は４０の待ち時間は普通テキストブロックの受領間の時間量及びその普通テキストブロックと関連して生成される擬似ランダムベクトルの出力ＦＩＦＯモジュール３４の有効性である。例えば、待ち時間が新たな擬似ランダムベクトルを計算するためにＮクロック周期を取り且つ２クロック周期毎に一度の速度で次に来る普通テキストブロックを暗号化すると推測されるシステムにおいて、出力ＦＩＦＯモジュール３４の奥行きは少なくともＮ／２であるべきである。もし待ち時間がＮクロック周期であり且つシステムがクロック周期当たり一つブロックのピーク転送速度を扱うと推測されるならば、少なくともＮの奥行きが必要とされる。ＡＴＭのようなパケット環境において、セル損失速度のような他のファクタ及びキー転送時間はＮを決定する間に検討される。この同一の減結合効果は図３ａ及び３ｂの回路に見られる。図３ａにおいて、暗号化装置５０は暗号化装置モジュール５２（５２．１から５２．Ｎとして示される）のＮ例を具備する。各暗号化装置モジュール５２はコードブック３２、出力レジスタ５４、及び暗号化モジュール３６を具備する。動作において連続する普通テキストブロックは隣接暗号化装置モジュールに分散される。各暗号化装置モジュール５２内の動作は暗号装置３０の動作に類似する。同様に、図３ｂにおいて、暗号装置６０は暗号装置モジュールのＮ例を具備する（６２．１から６２．Ｎとして示される）。各暗号装置モジュール６２は出力レジスタ６４、コードブックモジュール３２及び暗号モジュール３６を具備する。各暗号装置モジュール６２内の動作は暗号装置４０の動作に類似する。例として、図４に示される暗号フィードバックモード実施例を検討せよ。示されるそのモードは３つの暗号化装置モジュール５２．１−３を使用する。各暗号装置モジュール５２はコードモジュール３２、出力レジスタ５４、及び暗号モジュール３６を具備する。各暗号化モジュール３６はモジュロ２加算器７２及びフィードバックレジスタ７４を具備する。一つの実施例では、コードブックモジュール３２は８バイトＤＥＳアルゴリズムを実現する。動作において、繰り返しＮで生成される暗号テキストブロックは繰り返しＮ＋３に対して使用される擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。したがって、普通テキストブロックＮ＋１及びＮ＋２の暗号化が達成する前に暗号化アルゴリズム装置は繰り返しＮ＋３で使用される擬似ランダムベクトルを生成することを始める。暗号化アルゴリズムは直接前のブロックの出力に最早依存しない。これにより多数の暗号化装置が連続的な普通テキストブロックについて独立的に動作する。図４に示される例において、３つまでの暗号化装置モジュール５２は３つのファクタによりスループットを増加するマルチプロセッサのやり方で使用される。すなわち、全３つの暗号化モジュール３６は同時に自身の各普通テキストブロックを暗号化する。同様に、全３つのコードブックモジュール３２は自身の次の割り当てられる普通テキストブロックについて同時に使用する擬似ランダムベクトルを計算している。図２ａ及び３ａが論理的な等価物であることは明らかである。同様にして、図２ｂ及び３ｂは論理的な等価物である。これは十分に高速な回路であれば、図４の装置において行われる全計算は上記の図４と等価である図２にある程度示される単一暗号化装置３０内で行われる。これを行うために、出力ＦＩＦＯモジュール３４（及び暗号モジュール３６のフィードバックレジスタ７４のＦＩＦＯ等価（もし必要ならば））３つの奥行きを持つべきである。３つのＦＩＦＯ奥行きは一つの暗号化装置３０以内に３つの事実上の暗号モジュール装置を形成する。すなわち、図４における３つの暗号化装置モジュール５２．１−３は図２ａの暗号化装置３０に配置される３つの論理的な暗号化装置モジュールになる。一つのこのような実現は図５に示され、ここでは出力ＦＩＦＯモジュール３４及びフィードバックＦＩＦＯモジュール７５の双方は３つの８バイト幅エントリ奥行きであるＦＩＦＯメモリを具備する。送り部（暗号化部）及び受け部（解読部）は暗号同期を維持するために同一のＦＩＦＯ奥行きをを維持するということが重要であることに注目せよ。入手可能な論理的な暗号化装置の数はより多くの物理的な装置をを加えることにより（例えば、並列にモード暗号化装置モジュール５２を加えることにより）、出力ＦＩＦＯモジュール３４及びフィードバックＦＩＦＯモジュール７５の奥行きを増加させることにより（もし必要とされるならば）（例えば、出力ＦＩＦＯモジュール３４及びフィードバックＦＩＦＯモジュール７５の奥行きを増加させることにより）又は二つの接近の組み合わせにより増加する。しかしながら、コードブックモジュール３２の数は論理的な暗号アルゴリズム装置の数に等しくなることを必要としない。例えば、もし論理的な暗号装置の数が８つ（例えば、Ｎ＝８）に等しくなれば、Ｎ＝８を実現する暗号化回路は１つから８つまでの物理的な暗号化装置モジュールまでのどこかで使用することにより設計される。８の暗号化装置モジュール５２を使用することにより実現される暗号化装置は単一の暗号化装置３０に８つの論理的な暗号化装置を実現するものと暗号的に両立する。同様に、８つの暗号化装置を使用して実現される暗号化装置は２つの暗号化装置３０に８つの論理的な暗号化アルゴリズム装置を実現するものと暗号的に両立するようになる（すなわち、もし物理的な装置が４つの論理的な暗号化アルゴリズム装置を実現するために構成されているならば）。基本的な多重暗号化装置はＮのメモリ位置を提供する。これらのメモリ位置は出力レジスタのように（図４のレジスタ５４のような）、出力ＦＩＦＯのように（図５のＦＩＦＯ３４のような）又は多数の出力ＦＩＦＯのように（並列に図５に２つの回路３０’設けることにより形成されるような）実現される。予め計算される擬似ランダムベクトルはＮメモリ位置の各々に設定され且つ各普通テキストブロックは先にＮ繰り返しで計算される擬似ランダムベクトルと普通テキストブロックの関数ｆ（）として暗号化される。（第１のＮの普通テキストブロックに対して予め計算される擬似ランダムベクトルはこの暗号化処理で使用される。）新たな擬似ランダムベクトルは現在の擬似ランダムベクトルの関数ｇ（）として計算される（例えば、繰り返しｉ−Ｎ中に計算される擬似ランダムベクトル）。新たな擬似ランダムベクトルはＮのメモリ位置の一つに格納される。一つのクラスの実施例において、関数ｆ（）は普通テキストブロック（例えば、暗号フィードバック及び出力フィードバックモード）に対する擬似ランダムベクトルのモジュロ２加算である。すなわち：ここにＣＴ（ｉ）は繰り返しｉに対する暗号テキストブロックであり；ＰＴ（ｉ）は繰り返しｉに対する普通テキストブロックであり、且つＰＶ（ｉ−Ｎ）は繰り返しｉ−Ｎ中に計算される擬似ランダムベクトルである。別のクラスの実施例において、関数ｆ（）は普通テキストブロックに対する擬似ランダムベクトルのモジュール２加算であり、次に結果としての機密キー暗号化（例えば、暗号ブロックチェーンモード）が行われる。すなわち：ここにＫは機密キー暗号化関数である。一つのクラスの実施例において、関数ｇ（）は現在の擬似ランダムベクトル機密キー暗号化（例えば、出力フィードバックモード）である。出力フィードバックモードに対して、ここにＫは機密キー暗号化関数である。別のクラスの実施例において、関数ｇ（）はその繰り返しで計算される暗号テキストブロックの機密キー暗号化である（例えば暗号フィードバックモード）。暗号フィードバックモードに対して、なお、別の実施例において、関数ｇ（）は現在の擬似ランダムベクトル及び暗号化される普通テキストブロック（暗号ブロックチェーンモード）のモジュロ２加算の機密キー暗号化である。暗号ブロックチェーンに対して、ここにＣＴ（ｉ−Ｎ）＝ＰＶ（ｉ−Ｎ）。この多重化技術はＤＥＳモードの点から説明されているけれど、任意の特別の暗号アルゴリズムに限定されないことは明らかであろう。この多重化技術は、ＳＫＩＰＪＡＣＫを含む多くの他の機密キー実現に応用される。例えば、図６は本発明による多重化出力フィードバックモードについてＦＩＦＯに基づく実現を示す。同様に、多重化暗号ブロックチェーンの実現は図２ｂの暗号化モジュール３６にフィードバックＦＩＦＯメモリを具備することにより実現される。この実施例は図７ｃに例証され、この図ではフィードバックＦＩＦＯモジュール７９は暗号テキストブロックを格納するために使用されるチェーンＦＩＦＯを具備して暗号テキストブロックが新たな普通テキストブロックを暗号化するように使用される。暗号化される普通テキストブロックはコードブックモジュール３２で実行される機密キーアルゴリズムを経由して暗号化される。多数のコードブックＦＩＦＯに基づく暗号化への接近は他の利益を同様に提供する。図７ａ−７ｃに見られるように、ＦＩＦＯのユーザはバッファを提供して１以上のコードブック７６がコードブックモジュール３２内に並列に使用されるようにする。図７ａは暗号フィードバック実現を示しこの図では２つのコードブック７６はコードブック３２内に並列に設けられている。暗号化モジュール３６でのフィードバックＦＩＦＯフィードバックモジュール７５から変換されるキーストリームは第１の一方のコードブック７６及び他のコードブック７６に交互に設定される。以前のこの実施例では、各コードブック７６は８バイト幅ＤＥＳアルゴリズムを実現する；結果として６４ビット擬似ランダムベクトルが一つの擬似ランダムベクトルを生成するのに必要である時間で生成される。この接近は図７ｃに暗号ブロックチェーンとして示される。各々の中で使用される暗号化アルゴリズム装置の数がたとえ異なっても図７ｃに示される暗号化回路及び解読化回路は暗号的には両立するということは認められる。図７ｂは図７ａの回路の出力フィードバックモード実現を示す。機密保護ＡＴＭシステムに対する多重化の適用これらの多重化技術の適用は機密保護ＡＴＭシステムとして説明される。この練習課題はＡＴＭシステムに本発明を制限することを意図せずその代わりに既知システムに対する上記技術の適用を例証することを意図する。機密保護ＡＴＭシステム１００は図９に示される。入力装置１０２（ワークステーション又はビデオ会議システム等）はＡＴＭリンクを越えてＡＴＭ機密保護装置１０６に接続される。ＡＴＭ機密保護装置１０６は引き続いて公衆ＡＴＭネットワーク１０８を越えて第２のＡＴＭ機密保護装置１１０に接続され、これはＡＴＭリンク１１４を越えて装置１１２（ワークステーション又はビデオ会議システム等）に接続される。ＡＴＭ機密保護装置１０６、１１０はネットワーク１０８を越えて送信されるべきデータを暗号化し且つネットワーク１０８を越えて受信されるデータを解読する暗号ハードウエアを具備する。装置１０６及び１１０は各個々のパケットストリームを暗号化する前に多数のＡＴＭパケットストリームを組み合わせるためのＡＴＭ組み合わせハードウエア（図示しない）を具備する。装置１０６及び１１０により機密保護されず商業的に入手可能な装置が公衆ネットワーク１０８を越えて安全に通信することが可能になる。図９のシステムにおいて、データ暗号化は機密保護ＡＴＭ接続を確立した実際の回路に対してセル毎に基づいて行われる。ＡＴＭは５３バイト（５バイトのヘッダ情報及び４８バイトの情報フィールド）からなるパケットを一定の方向にする、固定された大きさの実際の回路に基づく。そのヘッダフィールドはパケットのルートを選択することに重要な制御情報を具備する。ＡＴＭネットワークの全トラヒックはこれらの５３バイトセルにばらされる。図９のシステムにおいて、装置１０６及び１１０はＡＴＭ接続を確立すると暗号身元を交換し且つ機密保護サービスを交渉する。ＡＴＭネットワーク１０８に接続する装置にＡＴＭ速度の暗号及び解読を提供する。機密保護接続が確立された後のプロトコールオーバヘッドだけは同期情報であり、かつ装置１０２及び１１２のような入力装置は暗号サービスが与えられていることを気づく必要はない。（一つの実施例において、いかなる機密保護ＡＴＭ接続も確立されていない実際の回路に到着するセルは省かれる。）ＡＴＭキー交換プロトコールは装置１０６及び１１０に使用される。このプロトコールの動作は図１０を参照して説明される。（装置１０６及び１１０が対称であるので、装置１０６だけが図１０に示される。）図１０に見られるように、この実施例ではペイロード暗号化／解読化はＡＴＭ層１２０で行われる。機密保護装置１０６は二つの物理的なインタフェース（１２２、１２４）を有する。物理的なインタフェース１２２はＡＴＭネットワーク１０８に接続し、物理的なインタフェース１２４はＡＴＭリンク１０４に接続する。装置１０６は双方のインタフェースに到着するＡＴＭセルを処理する。信号チャンネル（ＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／５）に到着するセルはＡＴＭ接続セットアップメッセージとして扱われる。これらのメッセージには処理用の機密保護キー交換プロトコールモジュール１２６に対するプロトコールスタックを向けられる。保護されるネットワークから非信号チャンネル（確立した接続に対して）に到着するＡＴＭセルは公衆ネットワーク１０８に対するリンクの送信前に暗号化用のＡＴＭ層に送られる。逆に、公衆ネットワーク１０８からの非信号チャンネルに到着するＡＴＭセルはワークステーション１０２に対するリンクの普通テキストとしての送信前に解読化用のＡＴＭ層に送られる。一つの実施例において、装置１０６は次の接続セットアップ又はリリース処理の使用に対して接続セットアップ要求についての情報を維持する。同等の装置（装置１１０等）とのＡＴＭ接続セットアップに続き、プロトコール交換が装置１０６の間に起きて暗号キーを交換し且つ機密保護サービスを交渉して機密保護ＡＴＭ接続をセットアップする。しかしながら、ＡＴＭ接続が一担なされると、装置１０６を流れるＡＴＭセルは暗号化され又は解読され且つ適当なインタフェースに送られる前にＡＴＭ層１２０まで来るだけである。装置１０６はネットワークに気づかれないように動作することが可能であるべきである。パケットを暗号化し又は解読化する際の過度の遅れにより音声通信に著しい問題が生じる。これを回避するために、一つの実施例において装置１０６は図１１ａに論理的に示される多重化暗号フィードバックモードモデルを採用する。多重化暗号フィードバックモデルは任意の幅広のコードブックと共に使用される。かくしてＤＥＳのような６４ビット幅アルゴリズムと共に使用される。しかし、より重要ことには、１２８ビット幅アルゴリズムと共に又は以下に説明される幅広のコードブックと共に使用される。第１の実現は４８バイト幅コードブックを使用することが期待される。図１１ａに示される多重化暗号フィードバックモードの論理的なモードは整数Ｎまでの数の暗号化装置モジュール５２．１−Ｎが共にリンクされることを示す。上述したように、特別の設計における暗号化装置のモジュールの数はコードブック３２を構成する暗号化アルゴリズムモジュールで暗号キーを変換させるために要求される時間及びセル損失速度のような技術的なファクタに基づく。暗号化装置モジュール５２．１−ＮはＤＥＳアルゴリズムに対して米国政府により規定される標準暗号モード（この実施例では、暗号フィードバック）を実現する。多重化暗号フィードバックモードは２つ又はこれ以上の論理的な暗号化装置モジュールの任意の実現に関連する。別の実施例において、出力フィードバックモードは上記技術を経由して多重化出力フィードバックモードに変換される。このモードは図１１ｂに示される。図１１ａ及び１１ｂの暗号化回路は入手可能な暗号化装置モジュール５２．１ −Ｎに渡って連続的な普通テキストＡＴＭセルを分散することにより動作する。普通テキスト入力はコードブック３２と同一幅であるセルにばらされる；セルはラウンドロビンのようにモジュール５２．１−Ｎに入力される。例として、図１１ａの多重化暗号フィードバック装置が４つの暗号化装置モジュール５２．１−４（Ｎ＝４）を有すると仮定せよ。第１の普通テキスト入力は暗号化装置モジュール５２．１に送られ、第２はモジュール５２．２に、第３はモジュール５２．３に、第４はモジュール５２．４に送られる。第５のセルはモジュール５２．１に送られ、第６はモジュール５２．２に送られる、等である。解読モード（図示しない）は同様に動作する。予め定められるように入手可能なモジュール５２に暗号テキストのセルが分散される。（暗号部及び解読部は同一数の論理的なモジュール５２を有して暗号同期を維持すべきであることを注目せよ。）この多重化の結果は各モジュール５２の暗号フィードバックが各コードブック３２を経由して独立に送られることである。以前に説明したように、図１１ａに示される論理的なモデルは多種の方法で実現される。一つの実施例が図７ａに示される。この実施例では、フィードバックＦＩＦＯメモリ７８は図１１ａのフィードバックレジスタ７４を実現し、他方出力ＦＩＦＯモジュール３４は出力レジスタ５４を実現する。ＦＩＦＯモジュール３４及び７５は論理的なＦＩＦＯであることは注目されるべきである。すなわち、専用ＦＩＦＯハードウエアで又はＤＲＡＭのようなメモリで実現される。排他的ＯＲ機能７２は従来の暗号フィードバックモードのように入って来る普通のテキストとキーストリームの排他的ＯＲ（モジュロ２加算）に使用される。コードブックモジュール３２はフィードバックＦＩＦＯメモリから暗号テキストセルを抽出し且つ暗号化して擬似ランダムベクトルを形成する。擬似ランダムベクトルは出力ＦＩＦＯモジュール３４に書き込まれ、そこで次の普通テキストセルを暗号化するために使用される。以前に検討されたように、コードブックモジュール３２は２つ又はこれ以上のコードブックを使用して実現される。これがなされると、フィードバックＦＩＦＯメモリ７８から抽出され、コードブックモジュール３２を経由して送られ且つ出力ＦＩＦＯモジュール３４に書き込まれるようにセルの順番を注意して保存すべきである。セルの順番を保存することに失敗すると暗号同期の損失に至る。ＡＴＭ暗号化に対する多重化接近の一つの利益は非常に低い遅延が達成されることである。普通のテキストセルが到着すると擬似ランダムベクトルは出力ＦＩＦＯモジュール３４にすでに存在する。したがってセルを暗号化する時間はメモリから擬似ランダムベクトルを読み出し且つ排他的ＯＲを行うために要求される時間である。対照的に、他の既知の装置は全セル分の擬似ランダムベクトルを格納しない。したがって、要求される擬似ランダムベクトルを生成するために、若干の回数、暗号エンジンにキーストリームを移動し且暗号アルゴリズムを経由してデータを送らなければならない。前述したステベンソンの装置において、この計算時間は７マイクロ秒近くになる。なお、一連のセルが若干の論理的な暗号装置モジュール５２に渡って分散されるのでコードブック７６が暗号の完全な状態に衝撃を与えることなく並列に置かれるので、より高速且つより低価格が図７ａの装置において可能になる。図７ａに見られるように、二つのコードバック７６は並列に使用されて二倍のクロック速度で動作する単一の装置のスループットを提供する。コードブックモジュール３２の入力７７で受ける暗号テキストはピンポンのようにコードブック７６の各々に適用されてより高いスループットを達成する。対照的に、既存のＡＴＭ接近はスループットが増加するにつれてますます高くなる速度に追求されるべき単一の暗号装置を必要とする。キー簡素化前述の多重化技術はキー簡素化を形成するように使用される。これは出力ＦＩＦＯメモリ及びフィードバックＦＯＦＯメモリを複製することにより且つあるキーストリーム表示器に基づいて適当なＦＩＦＯメモリを選択することによりなされる。このアプローチの例は図８ａ及び８ｂにおいて示される。図８ａでの例は暗号フィードバックモードの実施例を示す。図８ｂでの例は出力フィードバックモード実施例を示す。しかしながら、これらのキー簡素化技術は他の暗号モードに容易に拡張される。これらの技術はシステム、ＡＴＭ，ＴＣＰ／ＩＰ及びＳＯＮＥＴ等の特別の関係を有するが１以上のタイプの普通テキストブロックが使用される任意の状況で又は１以上の通信が一度に使用される実際のチャンネル環境でキー簡素化を形成するために使用される。図８ａ及び８ｂのシステムにおいて、一対のＦＩＦＯメモリ（出力ＦＩＦＯメモリ８０及びフィードバックＦＩＦＯメモリ８２）には各アクティブキーストリーム設けられる。多重化分離装置８４はチャンネル表示器に基づいて適当なフィードバックＦＩＦＯメモリに暗号テキストブロックを分散する。キーストリーム表示器は、多重化装置８２を介して、コードブックモジュール３２を介してルート選択されるキーストリームブロックの適当なストリームを選択する。他の端部で、選択キー多重化分離装置８８はキーストリーム表示器に基づいて適当な出力ＦＩＦＯメモリにコードモジュール３２から受けた擬似ランダムベクトルを分散する。チャンネル表示器はそのチャンネルに入って来る普通テキストブロックを暗号化するために、多重化装置９２を介して、暗号化モジュール３２にルートを選択される擬似ランダムベクトルの適当なストリームを選択する。図８ａの暗号化回路のＡＴＭ実施例は次に説明される。その動作は二つの段階：初期化及び安定状態で説明される。初期化：各実際のチャンネル（ＶＣ）に対して異なる暗号キーが使用されていると仮定せよ。実際のチャンネルに対するキーは従来のキー管理技術を使って初期化中に確立される。送り部及び受け部により共有される初期化ベクトルは確立される。初期化ベクトルは出力メモリモジュール３４の出力ＦＩＦＯメモリ９０の一つに書き込まれる１セットの擬似ランダムベクトルを生成するために使用される。この点で装置はセルを暗号化する準備ができ且つ安定状態動作への送信がなされる。安定状態：暗号化されるセルは暗号化装置に到着し且つ実際のチャンネル番号はセルヘッダから引き出される。選択ＶＣ機能９２は擬似ランダムベクトルの適当なストリームが格納される出力ＦＩＦＯメモリ９０を決定する。第２の選択ＶＣ機能８４は結果としての暗号テキストが書き込まれるフィードバックＦＩＦＯメモリ８２を選択する。擬似ランダムベクトルは適当な出力ＦＩＦＯ９０から読み出され、普通テキストセルと排他的ＯＲを取り且つ結果としての暗号テキストセルは送信され且つ適当なフィードバックＦＩＦＯメモリ８２に書き込まれる。セル暗号化処理の一部として任意のコードブック９４にいかなるキー又はデータもロードされるべきでないということに注目せよ。選択キー機能８６は入ってくるセルのストリームから減結合される。擬似ランダムベクトルが使用されると選択キー機能８６は予備計算した擬似ランダムベクトルの最低量で出力フィードバックＦＩＦＯ対を選択する。対のＦＩＦＯと関連するキーはコードブックにロードされ、フィードバックＦＩＦＯメモリ８２に格納される暗号テキストセルは一度に一つ読み出され且つ擬似ランダムベクトルを形成するためにコードブック９４により処理される。結果として擬似ランダムベクトルは対応出力ＦＩＦＯメモリ９０に書き込まれる。この処理により各セルに対するキーを交換するオーバヘッドが無くても多くのセル分の擬似ランダムベクトルが生成される。したがってそのキー交換時間は選択されるフィードバックＦＩＦＯメモリ８２に格納される若干のセルに渡って償却され、その実際のチャンネルの各セルに対して必要とされる擬似ランダムベクトルを生成するために要求される有効時間を減少させる。図８ｂの出力フィードバックモード実施例は同様に動作する。幅広のコードブック図８ａ及び８ｂの暗号化回路は二つの幅広のコードブック９４からなるコードブック３２を示す。示される実施例において、コードブック９４はＡＴＭセルペイロードと同じ幅に構成される。すなわち、各幅広のコードブック９４はキー暗号を全４８バイトブロックで機密にする。これを達成するために使用される技術が次に説明される。トランジスタが高価であり且つ通信リンクが比較的遅く且つノイズが多いときに多くの暗号アルゴリズム及びモードが開発された。集積回路技術が進んだのでトランジスタの費用が相当に下がった。半導体技術の進歩により多くのトランジスタはチップに設けられる。同時に通信リンクはより高速になりビットエラー率が低下した。ここに説明される幅広のコードブックは性能を改善するために低価格のトランジスタにてこ入れする手段を提供する。幅広のコードブックによりより多くのトランジスタが暗号化を行うために並列に使用される。なお、幅広のコードブックにより提供される混合及び分散はより優れた暗号強さを結果としてもたらす。また幅広のコードブックは全体のキー空間が増加するようにアルゴリズム実現の各々において異なるキー（代表的にはチップ）の使用を可能にする。これは暗号強さを加える。幅広のコードブックは、しかしながら、暗号モードに依存して、より大きなエラー拡大を結果としてもたらす。技術的なネットワークの状態のビット率は、しかしながら、非常に低いのでエラーの拡大は最早深刻な問題ではない。幅広のコードブック３２の一つの実施例は図１２ａに示される。図１２ａにおいて、コードブック３２はコードブック入力モジュール２００を具備しこれはコード入力７７に受けたデータをばらばらにばらし且つこれらを一つ又はこれ以上の暗号アルゴリズム装置２０２に分散する。暗号化アルゴリズム装置２０２はデータ暗号化標準（ＤＥＳ）又はＳＫＩＰＪＡＣＫのような標準暗号アルゴリズムを実現する。幅広のコードブック３２を構成するために使用される暗号化アルゴリズム装置２０２の数は変化する。一般的に、モードの暗号強さはより多くの暗号アルゴリズム装置２０２を使用することにより増加する。４つ及び６つの暗号化アルゴリズム装置を使用する詳細な設計が既に形成された；暗号化アルゴリズムの他の数も可能である。一つの実施例において、暗号テキストの単一ビットのトグルが確率０．５で再組み合わせキーストリームの各出力ビットの変化を結果としてもたらすことを確保するのに必要なようにコードブック入力要素２０２は暗号化アルゴリズム装置の間にデータを分散する。暗号化アルゴリズム２０２の出力はアルゴリズム出力組合せ部２０４で組み合わせられる。この組み合わせ処理は暗号アルゴリズム装置２０２の出力を組み合わせるために暗号原理を適用して幅広のコードブックの幅を有する擬似ランダムベクトルキーストリームを生成する。その結果は単一の暗号化アルゴリズム装置３を経由してブロックデータを送るために通常要求される時間内で全セル当たりの幅広の出力ブロック分のストリームが生成されることである。この並列処理はスループットを改善する。この幅広のコードブック接近は幾つかの点で縮尺可能である。幅広のコードブック３２を構成するために使用される多数の暗号化アルゴリズム装置２０２の数が１からコードブックに設計される最大数までの範囲にあるので、幅広のコードブック３２は縮尺可能である。この別の方法を述べるために、図１２ａの幅広のコードブックモジュール３２は６つの暗号化アルゴリズム装置２０２を用いて構成される。また１つだけの暗号化アルゴリズム装置２０２を使用して構成される。もし単一の装置が使用されるならばセグメントデータが同一の物理的な暗号化アルゴリズム装置を経由して連続的に処理される（時間多重化）。バイト０−１５がまず暗号化され、次にバイト８−２３等となる。最後に６セグメントの暗号化からの結果は組み合わされる。この設計自由度の利益は高速暗号化装置（例えばセンターサーバーで）が高速を達成する６つの暗号化アルゴリズム装置を使用でき、他方通信リンクの他の端部で低費用及び低速度の装置は１つだけの暗号化アルゴリズム装置２０２を使用することにより実現されることである。暗号化装置はたとえ各幅広のコードブックモジュール３２を実現するために異なる数の暗号化アルゴリズム装置２０２を使用しても機密保護してデータを交換し解読できる。幅広のコードブック３２は任意の固定された幅（例えば３２バイト、６４バイト等）になるように設計される。第１のワーキングモデルは４８バイトのＡＴＭセル大きさに基づく。コードブック入力モジュール２００は分散を最大にするように入手可能な暗号化アルゴリズムに入力バイトを分散する。入力７７で単一ビットのデータを変化させると出力の任意のビットが５０％の確率で変化することを確保するようにアルゴリズム出力組合せ部２０４が暗号化アルゴリズム装置２０２の出力を組み合わせる。この分散は入力及び適当な出力組合せ部２０４機構を重ねるという組み合わせを使用して達成される。図１２ｂは４８バイト幅コードブックの６つの暗号アルゴリズム装置の実施例を例証する。コードブック入力モジュール２１０は示されるようにＡＴＭペイロードのバイトを分散する。データの各８バイトセグメントは機密キー暗号化アルゴリズムにより各暗号化アルゴリズム２０２で暗号化される。各暗号化アルゴリズム装置の出力は組合せ部２１２で組み合わされる。一つの実施例において、コードブック入力モジュール２１０は暗号化アルゴリズム装置２０２の間でデータを分散し且つ出力組合せ部２１２は装置２０２から受けたデータを組み合わせて暗号テキストにおける単一ビットトグルが確率０．５で再組み合わせキーストリームの各出力ビットの変化を結果としてもたらすようにしている。一つのこの実施例において、各暗号アルゴリズム装置２０２の出力は組合せ部２１２で下記のように組み合わせられる：バイト0-7=^*A+B+C+D+E+F バイト8-15=A+^*B+C+D+E+F バイト16-23=A+B+^*C+D+E+F バイト24-31=A+B+C+^*D+E+F バイト32-39=A+B+C+D+^*E+F バイト40-47=A+B+C+D+E+^*F ここに^*は暗号化アルゴリズム装置２０２の出力の反転である。すなわち、^*ＡはＡの反転である。図１２ｃは４８バイト幅コードブックの１２の暗号化アルゴリズム装置実施例を例証する。コードブック入力モジュール２２０は示されるようにＡＴＭペイロードのバイトを分散する。データの各８バイトセグメントは機密キー暗号化アルゴリズムにより各暗号化アルゴリズム装置２０２で暗号化される。各暗号化アルゴリズム装置２０２の出力は組合せ部２２２で組み合わせられる。一つの実施例において、コードブック入力モジュール２２０は暗号化アルゴリズム装置２０２の間でデータを分散し且つ出力組合せ部２２２は装置２０２から受けたデータを組み合わせて暗号テキストにおける単一ビットトグルが確率０．５で再組み合わせしたキーストリームの各出力の変化を結果としてもたらすようにしている。一つのこの実施例において、各暗号化アルゴリズム装置２０２の出力は組合せ部２２２で下記のように組み合わせられる：バイト0-7=A+B+C+E+G+I+K バイト8-15=A+C+D+E+G+I+K バイト16-23=A+C+E+F+G+I+K バイト24-31=A+C+E+G+H+I+K バイト32-39=A+C+E+G+I+J+K バイト40-47=A+C+E+G+I+K+L 最後に、図１２ｄは４８ビット幅コードブックの４つの暗号化アルゴリズム装置実施例を例証する。コードブック入力モジュール２３０は示されるＡＴＭペイロードのバイトを分散する。データの各１６バイトセグメント機密キー暗号化アルゴリズムにより各暗号アルゴリズム装置２３２で暗号化される。各暗号化アルゴリズム装置２３２の出力は組合せ部２３４で組み合わせされる。一つの実施例において、コードブック入力モジュール２３０は暗号アルゴリズム装置２３２の間にデータを分散し且つ出力組合せ部２３４は装置２３２から受けたデータを組み合わせて暗号テキストの単一ビットトグルが確率０．５で再組み合わせキーストリームの各出力ビットの変化を結果としてもたらすようにしている。一つのこの実施例において、各暗号アルゴリズム装置２３２の出力は組合せ部２３４で下記のように組み合わせられる：バイト0-7(KS(A))=1＋2＋3＋4＋5＋7 バイト8-15(KS(B))＝0＋2＋3＋4＋5＋6 バイト16-23(KS(C))=0＋1＋3＋4＋5＋7 バイト24-31(KS(D))=0＋1＋2＋4＋5＋7 バイト32-39(KS(E))=0＋1＋2＋3＋5＋7 バイト40-47(KS(F))=0＋1＋2＋3＋4＋6 ここに０、２、４、及び６は、それぞれ、コードブック２０２．１−４の１２８ビット出力の最上位８バイトであり、且つ１、３、５、及び７は、それぞれ、コードブック２０２．１−４の１２８ビット出力の最下位８バイトである。本発明は好ましい実施例を参照して説明されたけれど、当業者は本発明の精神及び範囲から離れること無しに詳細に且つ構成において変化が成されることを認めるであろう。

【手続補正書】【提出日】１９９７年１０月３０日【補正内容】請求の範囲１．複数Ｍの普通テキストブロックを暗号化する方法において：Ｍ＞Ｎ且つＮ＞１である複数Ｎのメモリ位置を形成し；複数のメモリ位置の各々において予め計算される擬似ランダムベクトルを格納し；Ｍ＞ｉ＞Ｎである第ｉの普通テキストブロックを暗号化するステップを具備し、且つ第ｉの普通テキストブロックを暗号化するステップが：ａ）第１の関数ＣＴ（ｉ）＝ｆ（ＰＴ（ｉ），ＰＶ（ｉ−Ｎ））の演算をし、ここにＣＴ（ｉ）は第ｉの暗号テキストブロックであり、ＰＴ（ｉ）は繰り返しｉに対する普通テキストブロックであり、ＰＶ（ｉ−Ｎ）は繰り返しｉ中に計算される擬似ランダムベクトルであり且つ第１関数、ｆ（）、は第１の暗号化アルゴリズムであり；ｂ）新たな擬似ランダムベクトルを計算し、新たな擬似ランダムベクトルを計算するステップがＰＶ（ｉ）を計算するためにＰＶ（ｉ−Ｎ））について第２の関数ｇ()の演算を行うステップを具備し、ここにＰＶ（ｉ）は繰り返しｉ中に計算される擬似ランダムベクトルであり、ＰＶ（ｉ−Ｎ）は繰り返しｉ−Ｎ中に計算される擬似ランダムベクトルであり且つ第２の関数、ｇ()、は第２の暗号化アルゴリズムであり；ｃ）Ｎメモリ位置の一つに新たな擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。２．暗号テキストブロックを形成するために普通テキストブロックを暗号化する方法において：奥行きＮの出力ＦＩＦＯを有する暗号化回路を形成し、ここにＮ＞１であり；出力ＦＩＦＯで予め計算されるＮの擬似ランダムベクトルを格納し；関数ＣＴ＝ｆ（ＰＴ，ＰＶ）を演算し、ここにＣＴは暗号テキストブロックであり、ＰＴは暗号化される普通テキストブロックであり、ＰＶは出力ＦＩＦＯに格納されるのが最も新たらしくない擬似ランダムベクトルであり且つｆ()は暗号化関数であり；新たな擬似ランダムベクトルを計算し、新たな擬似ランダムベクトルを計算するステップがＰＶについて関数ｇ()を演算し、ここにｇ()が計算される関数であるステップを具備し；出力ＦＩＦＯに新たな擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。３．関数ｆ()はモジュロ２加算である請求項１又は２に記載の方法。４．関数ｇ()は擬似ランダムベクトルＰＶの機密キー暗号化である請求項３に記載の方法。５．出力ＦＩＦＯを有する暗号化回路を形成するステップが；暗号回路の暗号化の待ち時間を決定し；所望スループットを決定し；暗号化の待ち時間及び所望スループットの関数としてＮを計算するステップを具備する請求項２に記載の方法。６．暗号化の待ち時間はＮクロックサイクルであり且つ所望スループットはクロックサイクル当たり一つの普通テキストブロックである請求項５に記載の方法。７．入力を有するコードブックモジュールを備え、コードブックモジュールは擬似ランダムベクトルを生成するために入力で受けるデータに機密キーアルゴリズムを加え；コードモジュールに接続される出力ＦＩＦＯモジュールを備え、出力ＦＩＦＯは、Ｎ＞１である、奥行きＮを有する第１の出力ＦＩＦＯメモリを具備し、第１の出力ＦＩＦＯメモリはコードブックから受けた擬似ランダムベクトルを格納し且つファストイン、ファストアウトを基に受けた擬似ランダムベクトルを送信し；出力ＦＩＦＯモジュールに接続される暗号化モジュールを備え、暗号化モジュールは暗号テキストを形成するために出力ＦＩＦＯモジュールに格納される擬似ランダムベクトルの関数として普通テキストを暗号化するための暗号化手段を具備し、暗号化モジュールはさらに擬似ランダムベクトルを生成する際に使用されるコードブックモジュールにデータを送信するための送信手段を具備する暗号化装置。８．送信手段はコードモジュールから受けた擬似ランダムベクトルをコードモジュールへ戻し送信する、請求項７に記載の装置。９．送信手段は暗号テキストをコードブックモジュールへ戻し送信する、請求項７に記載の装置。１０．暗号化モジュールはさらにコードブックモジュールに接続されるフィードバックＦＩＦＯモジュールを具備し、フィードバックＦＩＦＯモジュールは第１のフィードバックＦＩＦＯメモリを具備する、請求項７に記載の装置。１１．暗号化モジュールはさらに第２のフィードバックＦＩＦＯメモリ及び前記第１及び第２のフィードバックメモリに接続される第１の多重化装置を具備し、出力ＦＩＦＯモジュールはさらに第２の出力ＦＩＦＯメモリ並びに前記第１及び第２の出力ＦＩＦＯメモリに接続される第２の多重化装置を具備し、前記ＦＩＦＯメモリの各々は奥行きＮを有し且つ第１及び第２の多重化装置はキーストリーム表示器の制御下で動作して第１及び第２フィードバック及び出力ＦＩＦＯメモリからデータを選択的に送信する、請求項１０に記載の装置。１２．コードブックモジュールはさらに第１のコードブックを備え、第１のコードブックは：複数の暗号化アルゴリズム装置を備え、各暗号化アルゴリズム装置は機密キー暗号アルゴリズムを適用し；コードブック入力に且つ複数の暗号アルゴリズム装置に接続されるコードブック入力モジュールを備え、コードブック入力モジュールは分散アルゴリズムにより複数の暗号アルゴリズム装置にコードブック入力で受けたデーを分散し；複数のアルゴリズム装置に接続される組合せモジュールを備え、出力組合せモジュールは複数の暗号化装置から受けたデータを組み合わせて擬似ランダムベクトルを形成し；組合せモジュールは複数の暗号化装置の２つ又はそれ以上から受けたデータの関数としてキーストリームに少なくとも１ビットを形成する手段を具備する、請求項７に記載の暗号化装置。１３．コードブック入力モジュールで受けたデーの単一ビットの変化によりそのデータから計算される擬似ランダムベクトルの各ビットが約０．５の確率で変化するように分散アルゴリズムが選択される請求項１２に記載の暗号化装置。１４．コードブックモジュールはさらに第１のコードブックに並列に接続される第２のコードブックを具備しコードブックモジュールを経由してスループットを増加させる請求項１２に記載の暗号化装置。１５．第１及び第２パケットを具備する複数のパケットを暗号化し、複数のパケットの各々がヘッダ及びＭバイトペイロードを具備する方法において：コードブックモジュールに接続されるメモリを具備する暗号化回路を形成し、コードブックモジュールは複数の暗号化アルゴリズム装置を具備し；第１及び第２のＭバイト擬似ランダムベクトルを具備する複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを形成し；メモリに複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを格納し；複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを連続した順序で検索し；複数のパケットのＭバイトペイロードを同一の連続した順序で暗号化し；複数のＭバイトキーストリームを生成し；複数の新たなＮバイト幅擬似ランダムベクトルを生成するステップを具備し、複数の新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを生成するステップが：ａ）分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置に渡って複数のＭバイトキーストリームを分散し；ｂ）機密キー暗号化アルゴリズムにより分散Ｍバイトキーストリームを暗号化し；ｃ）分散アルゴリズムの関数として暗号化し分散したＭバイトキーストリームを再び組み合わせて複数の新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを形成し、再び組合せるステップが複数の暗号化アルゴリズム装置の２つ又はそれ以上から受けるデータの関数として擬似ランダムベクトルの少なくとも１ビットを形成するステップを具備し；メモリに新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。１６．メモリを形成するステップは第１及び第２の出力ＦＩＦＯメモリを形成するステップを具備し各出力ＦＩＦＯメモリが１よりも大きい奥行きを有し且つメモリに新たなＭバイトの擬似ランダムベクトルを格納するステップは新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルが前記第１又は第２出力ＦＩＦＯに置かれるべきかを決定するステップを具備する、請求項１５に記載の方法。１７．暗号テキストを格納するための暗号テキストメモリモジュールを備え；暗号テキストメモリモジュールに接続されるコードブックモジュールを備え、コードブックモジュールは第１のコードブックを備え、第１のコードブックは：複数の暗号化アルゴリズム装置を備え；暗号テキストモジュールに及び複数の暗号化アルゴリズム装置に接続される入力モジュールを備え、入力モジュールは分散アルゴリズムにより暗号メモリモジュールから受けた暗号テキストを分散し；分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置から受けたデータを組み合わせることによりキーストリームを形成するために、複数の暗号化アルゴリズム装置に接続される出力手段を備え、出力手段は複数の暗号化アルゴリズム装置の２つ又はそれ以上から受けたデータの関数としてキーストリームの少なくとも１ビットを形成する手段を具備し；暗号テキストから生成されるキーストリームを格納するために、出力手段に接続されるキーストリームメモリモジュールを備え；暗号テキストを形成するためにキーストリームを普通テキストと組み合わせるために且つ暗号テキストメモリモジュールに暗号テキストをフィードバックするために、キーストリームメモリモジュールに接続される暗号化手段とを備える暗号化装置。１８．分散アルゴリズムは入力モジュールで受けた暗号テキストの単一ビットの変化で約０．５の確率で変換する暗号テキストから計算されるキーストリームの各ビットが生じるほどである、請求項１７に記載の暗号化装置。１９．暗号テキストメモリモジュールは第１の暗号テキストを格納するために使用される第１の暗号テキストＦＩＦＯメモリを備え、第１の暗号テキストＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのパケットの暗号テキストを格納するために十分な奥行きを有し；キーストリームメモリモジュールは、出力手段に接続される第１のキーストリームＦＩＦＯメモリを備え、第１の暗号テキストから生成された第１のキーストリームを格納し、第１のキーストリームＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのパケットのキーストリームを格納するために十分な奥行きを有する、請求項１７に記載の暗号化装置。２０．暗号テキストメモリはさらに：第２の暗号テキストを格納するために使用される第２の暗号テキストＦＩＦＯメモリを備え、第２の暗号テキストメモリは少なくと２つのパケットの暗号テキストを格納するために十分な奥行きを有し；所望キーストリームを達成するように第１及び第２の暗号テキストＦＩＦＯメモリから入力手段に暗号テキストを選択的に与えるために、第１及び第２の暗号テキストＦＩＦＯメモリに且つ入力モジュールに接続される多重化装置を備える、請求項１９に記載の暗号化装置。２１．キーストリームメモリモジュールはさらに：第２のキーストリームを格納するために使用される第２のキーストリームＦＩＦＯメモリを備え、第２のキーストリームＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのパケットのキーストリームを格納するために十分な奥行きを有し；第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリから読み出したキーストリームで普通テキストを選択的に暗号化するために、第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリに且つ暗号化手段に接続される多重化装置を備える、請求項２０に記載の暗号化装置。２２．各パケットがヘッダ及びＮバイトペイロードを備える複数のパケットを暗号化する方法において：ａ）キーストリームメモリを備え；ｂ）複数の暗号化アルゴリズム装置を備え；ｃ）第１のキーストリームを備え、第１のキーストリームは、第１及び第２のＮバイトキーストリームワードを具備する複数のＮバイトキーストリームワードを具備し；ｄ）キーストリームメモリに複数のＮバイトキーストリームワードを格納し；ｅ）第１のＮバイトキーストリームワードで複数のパケットの１つのペイロードを暗号化し；ｆ）暗号化したペイロードからＮバイトキーストリームを生成し、生成するステップは：分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置に暗号化ペイロードを分散し；分散暗号化ペイロードの関数として複数の暗号化アルゴリズム装置にキーストリームデータを生成し；Ｎバイト幅キーストリームワードを形成するために分散アルゴリズムの関数としてキーストリームデータを再び組合せ、再組合せステップは複数の暗号化アルゴリズム装置の２つ又はそれ以上から受けたデータの関数として少なくとも１ビットのＮバイト幅キーストリームワードを形成するステップを具備し；ｇ）再び組み合わせたＮバイトキーストリームワードをキーストリームメモリに格納し；ｈ）複数のパケットの各パケットに対してステップｅ−ｇを繰り返すステップを備える方法。２３．キーストリームメモリを備えるステップは第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリを備えるステップを具備し、前記第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリの各々は少なくとも２つのＮバイトストリームワードを格納するために十分な奥行きを有し、且つ再組合せＮバイトキーストリームワードを格納するためのステップは組合せＮバイトキーストリームワードが前記第１又は第２のきーストリームＦＩＦＯメモリに置かれるべきかを決定するステップを具備する、請求項２２に記載の方法。２４．複数の暗号テキストを格納するための暗号テキストメモリモジュールを備え、暗号テキストメモリモジュールは複数の暗号テキストから第１の暗号テキストを格納するために使用される第１の暗号テキストＦＩＦＯメモリを具備し、第１の暗号テキストＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのワードの第１の暗号テキストを格納するために十分な奥行きを有し；暗号テキストメモリモジュールに接続される暗号化アルゴリズム装置を備え、暗号化アルゴリズム装置は第１の暗号テキストから第１のキーストリームを生成するためのキーストリームメモリ生成部を具備し；キーストリームメモリモジュールを備え、キーストリームメモリモジュールは第１のキーストリームを格納するために暗号化アルゴリズムに接続される第１のキーストリームＦＩＦＯメモリを具備し、第１のキーストリームＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのワードの第１のキーストリームを格納するために十分な奥行きを有し；暗号テキストを形成するように普通テキストとキーストリームを組み合わせるために且つ暗号テキストを暗号テキストメモリモジュールにフィードバックするためにキーストリームメモリモジュールに接続される暗号手段を備える暗号化システム。２５．暗号テキストメモリモジュールはさらに：第２の暗号テキストを格納するために使用される第２の暗号テキストＦＯＦＯメモリを備え、第２の暗号テキストＦＯＦＯメモリは少なくとも２つのワードの第２の暗号テキストを格納するために十分な奥行きを有し；第１及び第２の暗号テキストＦＩＦＯメモリに且つ入力モジュールに接続されて、所望キーストリームを達成するように第１及び第２の暗号テキストＦＩＦＯメモリから入力手段に暗号テキストを選択的に与える多重化装置を備える、請求項２４に記載の暗号化システム。２６．キーストリームメモリモジュールはさらに：第２のキーストリームを格納するために使用される第２のキーストリームＦＩＦＯメモリを備え、第２のキーストリームＦＩＦＯメモリは少なくとも２つのワードの第２のキーストリームを格納するために十分な奥行きを有し；第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリに且つ暗号化手段に接続されて、第１及び第２のキーストリームＦＩＦＯメモリから読み出したキーストリームで普通のテキストを選択的に暗号化する多重化装置を備える、請求項２５に記載の暗号化システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ

Claims

【特許請求の範囲】１．複数Ｍの普通テキストブロックを暗号化する方法において：Ｍ＞Ｎ且つＮ＞１である複数Ｎのメモリ位置を形成し；複数のメモリ位置の各々において予め計算される擬似ランダムベクトルを格納し；Ｍ＞ｉ＞Ｎである第ｉの普通テキストブロックを暗号化するステップを具備し、且つ第ｉの普通テキストブロックを暗号化するステップが：ａ）第１の関数ＣＴ（ｉ）＝ｆ（ＰＴ（ｉ），ＰＶ（ｉ−Ｎ））の演算をし、ここにＣＴ（ｉ）は第ｉの暗号テキストブロックであり、ＰＴ（ｉ）は繰り返しｉに対する普通テキストブロックであり、ＰＶ（ｉ−Ｎ）は繰り返しｉ中に計算される擬似ランダムベクトルであり且つ第１関数、ｆ()、は第１の暗号化アルゴリズムであり；ｂ）新たな擬似ランダムベクトルを計算し、新たな擬似ランダムベクトルを計算するステップが第２の関数ＰＶ（ｉ）＝ｇ（ＰＶ（ｉ−Ｎ））の演算を行うステップを具備し、ここにＰＶ（ｉ）は繰り返しｉ中に計算される擬似ランダムベクトルであり、ＰＶ（ｉ−Ｎ）は繰り返しｉ−Ｎ中に計算される擬似ランダムベクトルであり且つ第２の関数、ｇ()、は第２の暗号化アルゴリズムであり；ｃ）Ｎメモリ位置の一つに新たな擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。２．関数ｆ()はモジュロ２加算である請求項１に記載の方法。３．関数ｇ()は擬似ランダムベクトルＰＶ（ｊ）の機密キー暗号化である請求項２に記載の方法。４．関数ｇ()は暗号テキストブロックＣＴ（ｉ）の機密キー暗号化である請求項２に記載の方法。５．関数ｇ()は擬似ランダムベクトルＰＶ（ｊ）及び普通テキストブロックＰＴ（ｉ）のモジュロ２加算の機密キー暗号化である請求項１に記載の方法。６．暗号テキストブロックを形成するために普通テキストブロックを暗号化する方法において：奥行きＮの出力ＦＩＦＯを有する暗号化回路を形成し、ここにＮ＞１であり；出力ＦＩＦＯで予め計算されるＮの擬似ランダムベクトルを格納し；関数ＣＴ＝ｆ（ＰＴ，ＰＶ）を演算し、ここにＣＴは暗号テキストブロックであり、ＰＴは暗号化される普通テキストブロックであり、ＰＶは出力ＦＩＦＯに格納されるのが最も新たらしくない擬似ランダムベクトルであり且つｆ()は暗号化関数であり；新たな擬似ランダムベクトルを計算し、新たな擬似ランダムベクトルを計算するステップが関数ＰＶ＝ｇ（ＰＶ）を演算し、ここにｇ()が計算される関数であるステップを具備し；出力ＦＩＦＯに新たな擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。７．関数ｆ()はモジュロ２加算である請求項６に記載の方法。８．関数ｇ()は擬似ランダムベクトルＰＶの機密キー暗号化である請求項７に記載の方法。９．関数ｇ()は暗号テキストブロックＣＴの機密キー暗号化である請求項７に記載の方法。１０．関数ｇ()は擬似ランダムベクトルＰＶ及び普通テキストブロックＰＴのモジュロ２加算の機密キー暗号化である請求項６に記載の方法。１１．出力ＦＩＦＯを有する暗号化回路を形成するステップが；暗号回路の暗号化の待ち時間を決定し；所望スループットを決定し；暗号化の待ち時間及び所望スループットの関数としてＮを計算するステップを具備する請求項６に記載の方法。１２．暗号化の待ち時間はＮクロックサイクルであり且つ所望スループットはクロックサイクル当たり一つの普通テキストブロックである請求項１１に記載の方法。１３．入力を有するコードブックモジュールを備え、コードブックモジュールは擬似ランダムベクトルを生成するために入力で受けるデータに機密キーアルゴリズムを加え；コードモジュールに接続される出力ＦＩＦＯモジュールを備え、出力ＦＩＦＯは第１の出力ＦＩＦＯメモリを具備し、第１の出力ＦＩＦＯメモリはコードブックから受けた擬似ランダムベクトルを格納し且つファストイン、ファストアウトを基に受けた擬似ランダムベクトルを送信し；出力ＦＩＦＯモジュールに接続される暗号化モジュールを備え、暗号化モジュールは暗号テキストを形成するために出力ＦＩＦＯモジュールに格納される擬似ランダムベクトルの関数として普通テキストを暗号化するための暗号化手段を具備し、暗号化モジュールはさらに擬似ランダムベクトルを生成する際に使用されるコードブックモジュールにデータを送信するための送信手段を具備する暗号化装置。１４．送信手段はコードモジュールから受けた擬似ランダムベクトルをコードモジュールへ戻し送信する、請求項１３に記載の装置。１５．送信手段は暗号テキストをコードブックモジュールへ戻し送信する、請求項１３に記載の装置。１６．暗号化モジュールはさらにコードブックモジュールに接続されるフィードバックＦＩＦＯモジュールを具備し、フィードバックＦＩＦＯモジュールは第１のフィードバックＦＩＦＯメモリを具備する、請求項１３に記載の装置。１７．暗号化モジュールはさらに第２のフィードバックＦＩＦＯメモリ及び前記第１及び第２のフィードバックメモリに接続される第１の多重化装置を具備し、出力ＦＩＦＯモジュールはさらに第２の出力ＦＩＦＯメモリ並びに前記第１及び第２の出力ＦＩＦＯメモリに接続される第２の多重化装置を具備し、第１及び第２の多重化装置はキーストリーム表示器の制御下で動作して第１及び第２フィードバック及び出力ＦＩＦＯかデータを選択的に送信する、請求項１６に記載の装置。１８．コードブックモジュールは第１のコードブックを具備し、第１のコードブックは機密キー暗号アルゴリズムを適用する、請求項１７に記載の装置。１９．コードブックモジュールは第１のコードブックを具備し、第１のコードブックは機密キー暗号アルゴリズムを適用する、請求項１３に記載の方法。２０．コードブックモジュールを備え、コードブックモジュールはコードブック入力及び第１のコードブックを備え、第１のコードブックは：複数の暗号化アルゴリズム装置を備え、各暗号化アルゴリズム装置は機密キー暗号アルゴリズムを適用し；コードブック入力に且つ複数の暗号アルゴリズム装置に接続されるコードブック入力モジュールを備え、コードブック入力モジュールは分散アルゴリズムにより複数の暗号アルゴリズム装置にコードブック入力で受けたデーを分散し；複数のアルゴリズム装置に接続される組合せモジュールを備え、出力組合せモジュールは複数の暗号化装置から受けたデータを組み合わせて擬似ランダムベクトルを形成し；コードモジュールに接続される出力メモリモジュールを備え、出力メモリモジュールは奥行きＮの第１の出力ＦＩＦＯメモリを具備し、第１の出力ＦＩＦＯメモリはコードブックモジュールから受けた擬似ランダムベクトルを格納し且つファストイン、ファストアウトを基に受けた擬似ランダムベクトルを送信し；暗号テキストを形成するために普通テキストと共に出力ＦＩＦＯモジュールに格納される擬似ランダムベクトルを組み合わせるために、出力メモリモジュールに接続される暗号化手段とを備え、暗号化手段はコードブックモジュールにフィードバックされるデータを生成するための送信手段を具備する暗号化装置。２１．コードブック入力モジュールで受けたデーの単一ビットの変化によりそのデータから計算される擬似ランダムベクトルの各ビットが約０．５の確率で変化するように分散アルゴリズムが選択される請求項２０に記載の暗号化装置。２２．送信手段はコードブックモジュールから受けた擬似ランダムベクトルをコードモジュールに戻し送信する、請求項２０に記載の装置。２３．送信手段は暗号テキストをコードブックモジュールに戻し送信する、請求項２０に記載の装置。２４．暗号化モジュールはさらに暗号化モジュールに接続されるフィードバックＦＩＦＯモジュールを備え、フィードバックＦＩＦＯモジュールは第１のフィードバックＦＩＦＯメモリを具備する、請求項２０に記載の装置。２５．コードブックモジュールはさらに第２のフィードバックＦＩＦＯメモリ並びに前記第１及び第２のフィードバックＦＩＦＯメモリに接続される第１の多重化装置を具備し、出力ＦＩＦＯモジュールはさらに第２の出力ＦＩＦＯメモリ並びに前記第１及び第２出力ＦＩＦＯメモリに接続される第２の多重化装置を具備し、第１及び第２の多重化装置はキーストリーム表示器の制御下で動作して第１及び第２のフィードバック及び出力ＦＩＦＯから受けたデータを選択的に送信する、請求項２４に記載の装置。２６．コードブックモジュールはさらに第１のコードブックに並列に接続される第２のコードブックを具備しコードブックモジュールを経由してスループットを増加させる請求項２０に記載の暗号化装置。２７．ヘッダ及びＭバイトペイロードを有するパケットを暗号化する方法において：コードブックモジュールに接続されるメモリを具備する暗号化回路を設け、コードブックモジュールは複数の暗号化アルゴリズムを具備し；メモリに第１のＭバイトの擬似ランダムベクトルを格納し；メモリから読み出した第１のＭバイト幅擬似ランダムベクトルでＭバイトペイロードを暗号化し；Ｍバイトキーストリームを生成し；第２のＭバイト刃擬似ランダムベクトルを生成するステップを具備し、第２のＭバイト幅擬似ランダムベクトルを生成するステップが：ａ）分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置に渡ってＭバイトキーストリームを分散し；ｂ）機密キー暗号化アルゴリズムにより分散キーストリームを暗号化し；ｃ）第２のＭバイト幅擬似ランダムベクトルを形成するために分散アルゴリズムの関数として暗号化され分散されたキーストリームを再び組み合わせし；ｄ）メモリに第２のＭバイト幅の擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。２８．第１のＭバイト幅擬似ランダムベクトルを格納するステップが：Ｍバイト初期化ベクトルを形成し；分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置に渡ってＭバイト初期化ベクトルを分散し；機密キー暗号化アルゴリズムにより分散したＭバイト初期化ベクトルを暗号化し；分散アルゴリズムの関数として暗号化し分散したキーストリームを再び組み合わせて第１のＭバイト幅擬似ランダムベクトルを形成する、請求項２７に記載の方法。２９．第１及び第２パケットを具備する複数のパケットを暗号化し、複数のパケットの各々がヘッダ及びＭバイトペイロードを具備する方法において：コードブックモジュールに接続されるメモリを具備する暗号化回路を形成し、コードブックモジュールは複数の暗号化アルゴリズム装置を具備し；第１及び第２のＭバイト擬似ランダムベクトルを具備する複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを形成し；メモリに複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを格納し；複数のＭバイト擬似ランダムベクトルを連続した順序で検索し；複数のパケットのＭバイトペイロードを同一の連続した順序で暗号化し；複数のＭバイトキーストリームを生成し；複数の新たなＮバイト幅擬似ランダムベクトルを生成するステップを具備し、複数の新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを生成するステップが：ａ）分散アルゴリズムにより複数の暗号化アルゴリズム装置に渡って複数のＭバイトキーストリームを分散し；ｂ）機密キー暗号化アルゴリズムにより分散Ｍバイトキーストリームを暗号化し；ｃ）分散アルゴリズムの関数として暗号化し分散したＭバイトキーストリームを再び組み合わせて複数の新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを形成し；メモリに新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルを格納するステップを具備する方法。３０．メモリを形成するステップは第１及び第２の出力ＦＩＦＯメモリを形成するステップを具備し且つメモリに新たなＭバイトの擬似ランダムベクトルを格納するステップは新たなＭバイト幅擬似ランダムベクトルが前記第１又は第２出力ＦＩＦＯに置かれるべきかを決定するステップを具備する、請求項２９に記載の方法。