JPH1051440A - 暗号通信装置及び暗号通信方法 - Google Patents

暗号通信装置及び暗号通信方法

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JPH1051440A
JPH1051440A JP8205528A JP20552896A JPH1051440A JP H1051440 A JPH1051440 A JP H1051440A JP 8205528 A JP8205528 A JP 8205528A JP 20552896 A JP20552896 A JP 20552896A JP H1051440 A JPH1051440 A JP H1051440A
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JP
Japan
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common key
data
communication
common
unit
Prior art date
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JP8205528A
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Wataru Aida
亙 合田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、事前に複数個の共通鍵を所有する
必要や複数の通信経路を確保する必要がなく、容易に共
通鍵の変更を可能として、通信相手以外の者が共通鍵を
推定することをより困難にする暗号通信装置及び暗号通
信方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定のタイミングで共通鍵を共通鍵を変
更して暗号通信を行う暗号通信装置において、送信デー
タを入力す送信データ入力部1と、次回の通信時に用い
られる変更すべき共通鍵を生成する共通鍵生成部2と、
送信データ入力部1にて入力された送信データに共通鍵
生成部2にて生成された共通鍵を挿入する共通鍵挿入部
3と、共通鍵挿入部3にて共通鍵が挿入された送信デー
タの暗号化を行う共通鍵暗号化装置5と、共通鍵暗号化
装置5にて暗号化された暗号文の送信を行う送信処理部
6とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
等の通信データを、共通鍵暗号方式にて暗号化したデー
タを通信する暗号通信装置及び暗号通信方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、通信するデータの秘密を保持
するために、その内容を暗号化することが行われてい
る。その方法として、DESに代表される共通鍵暗号方
式と、RSAに代表される公開鍵方式とがある。公開鍵
方式は、鍵を一般に公開できることから、データ暗号は
もとよりディジタル署名等に用いることが可能である
が、スピードが共通鍵方式に比べるとはるかに遅い。こ
のことから、データの暗号化には、共通鍵方式を用いる
ことが一般的である。
【0003】共通鍵方式では、大きなファイルや文章を
暗号化する際に、平文はある固定長のブロックに分割さ
れ、通常それらの分割されたブロックのそれぞれに対し
て、同一の共通鍵で暗号化される。しかしながら、この
暗号化されたブロックが通信相手以外の解読者に入手さ
れると、すべての共通鍵の場合を検証することにより、
共通鍵が推定されたり、ファイルや文章の統計的性質を
元に共通鍵が推定されるおそれがある。
【0004】このような暗号解読を防ぐ技術として、そ
の一つが、特開平7−28407号公報に開示されてい
る。これによれば、送信データとは無関係でランダムな
データを送信データに挿入しておくことによって、ファ
イルや文章の統計的な性質を元にした暗号解読を防止で
きるというものである。
【0005】また、別の暗号解読防止の技術としては、
通信相手以外の解読者に共通鍵を推定される前に、共通
鍵を変更するというものも有用である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平7−28407号公報に記載の従来技術では、共通
鍵を同時に同一の通信路で送信するので、共通鍵を解読
されるおそれが全くないというわけではなく、十分な機
密性を維持できなかった。
【0007】一方、通信相手以外の解読者に共通鍵を推
定される前に共通鍵を変更するという上記の従来技術で
は、何らかの形で変更されるべき共通鍵を通信相手に渡
す必要があった。ところが、鍵そのものを、裸の形で同
じデータ通信路を使って同時に送信することはできない
ので、事前に通信相手同士で複数の鍵を所有しておき、
ある周期で変更するか、データ通信路とは異なるを通信
路、例えば電話、FAX等を用いて鍵の変更を通知しな
けれならなかった。したがって、事前に複数個の鍵を所
有するための記憶部を設けるか、複数の通信経路を確保
しなければならず、コストの増大を招くという問題点が
あった。
【0008】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、事前に複数個の共通鍵を所
有する必要や複数の通信経路を確保する必要がなく、容
易に共通鍵の変更を可能として、通信相手以外の者が共
通鍵を推定することをより困難にする暗号通信装置及び
暗号通信方法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】上記課題を解決するた
め、本発明では、所定のタイミングで共通鍵を共通鍵を
変更して暗号通信を行う暗号通信装置において、送信デ
ータを入力す送信データ入力部と、次回の通信時に用い
られる変更すべき共通鍵を生成する共通鍵生成部と、送
信データ入力部にて入力された送信データに共通鍵生成
部にて生成された共通鍵を挿入する共通鍵挿入部と、そ
の共通鍵挿入部にて共通鍵が挿入された送信データの暗
号化を行う共通鍵暗号化装置と、その共通鍵暗号化装置
にて暗号化された暗号文の送信を行う送信処理部とから
構成している。
【0010】また、本発明では、所定のタイミングで共
通鍵を共通鍵を変更して暗号通信を行う暗号通信装置に
おいて、暗号文の受信を行う受信処理部と、その受信処
理部にて受信された暗号文の復号化を行う共通鍵復号化
装置と、その共通鍵暗号化装置にて復号化されたデータ
から受信データと次回の通信時に用いられる変更すべき
共通鍵との分離を行う共通鍵分離部と、その共通鍵分離
部にて分離された受信データの出力を行う受信データ出
力部とから構成している。
【0011】また、本発明では、所定のタイミングで共
通鍵を共通鍵を変更して暗号通信を行う暗号通信方法に
おいて、送信側では次回の通信時に用いられる変更する
共通鍵を送信するデータに挿入し暗号化して送信し、受
信側では復号化した受信データよりデータと次回の通信
時に変更する共通鍵を分離しその分離した共通鍵を次回
の通信時の受信復号化に使用することとしている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施形態に
ついて、図面を参照して説明する。図1は、本発明によ
る実施形態である送信側の暗号通信装置のブロック図を
示す。図1に示すように、この暗号通信装置は、送信デ
ータを入力す送信データ入力部1、次回の通信時に用い
られる変更すべき共通鍵を生成する共通鍵生成部2、共
通鍵生成部2にて生成された変更すべき共通鍵を保持す
る共通鍵バッファ4、送信データ入力部1にて入力され
た送信データである平文に、共通鍵生成部2にて生成さ
れた共通鍵を挿入する共通鍵挿入部3、共通鍵挿入部3
にて共通鍵が挿入された送信平文の暗号化を行う共通鍵
暗号化装置5、共通鍵暗号化装置5にて暗号化された暗
号文の送信を行う送信処理部6から構成されるものであ
る。
【0013】この暗号通信装置の共通鍵挿入部3におい
ては、実際に送信する文章やファイルの所定位置に、共
通鍵生成部2にて生成された変更すべき共通鍵の所定サ
イズを挿入する。これら送信データの分割サイズ、及び
変更するべき共通鍵の分割サイズを、通信者同士で事前
に打ち合わせておくが、これらの値は特に秘密にしてお
く必要はない。さらに、その値に対しても特に制限はな
く、共通鍵暗号化装置5におけるブロックサイズと無関
係に定めてもよい。ただし、暗号文は送信データと無関
係でランダムな共通鍵が挿入された形式とすることが望
ましく、その際にそのランダム度を上げるために、送信
データの区切りサイズを共通鍵暗号化装置5におけるブ
ロックサイズよりも小さい値とすることが望ましい。
【0014】共通鍵挿入部3にて挿入される変更するべ
き共通鍵は共通鍵生成部2で生成されるものであり、乱
数発生装置などを用いて、ランダムな共通鍵データの生
成が実現される。そして、生成されるそのデータサイズ
は、あらかじめ取り決められた共通鍵分割サイズの倍数
で、かつ共通鍵暗号化装置5の共通鍵サイズを超える値
の最小値である。また、後述の受信側では、共通鍵サイ
ズを超えているデータは無視される。
【0015】図2は、共通鍵挿入部3における送信デー
タの変化の様子を示した説明図である。図2において、
上段の送信データ10は、送信データ入力部1にて入力
されるデータ、即ち実際に受信側とやり取りを行うデー
タを示す。そして、共通鍵K1(13),K2(1
4),・・・は上記の共通鍵生成部2にて生成されるも
のであり、図2中で実線が共通鍵暗号化装置5にて用い
られる鍵サイズを表し、点線が共通鍵生成部2にて生成
されるサイズを表している。なお、生成サイズと鍵サイ
ズとの差に相当するデータは、後述の受信側の共通鍵復
号化装置において無視されるものである。
【0016】また、送信データ10及び挿入される共通
鍵12は、共通鍵挿入部3において混合され、その結
果、図2の中段の暗号化装置に入力される平文11のよ
うになり、共通鍵暗号化装置5に入力される。なお、平
文11のP1,P2,P3は共通鍵暗号化装置5のブロ
ック化サイズを表しており、これらは共通鍵暗号化装置
5に順次P1,P2,P3の順に入力されることにな
る。
【0017】共通鍵暗号化装置5は、DESやFEAL
などの共通鍵暗号方式により構成されるものであり、現
在用いられている共通鍵を用いて暗号化される。なお、
共通鍵の初期値を、通信者同士であらかじめ打ち合わせ
ておく必要があり、これは秘密にしておく必要がある。
そして、ここで暗号化された暗号文は、送信処理部6に
て送信される。
【0018】次に、本発明による実施形態である受信側
の暗号通信装置について、そのブロック図である図3を
用いて説明する。図3に示すように、この暗号通信装置
は、暗号文の受信を行う受信処理部26、受信処理部2
6にて受信された暗号文の復号化を行う共通鍵復号化装
置25、共通鍵暗号化装置25にて復号化されたデータ
から受信データと次回の通信時に用いられる変更すべき
共通鍵との分離を行う共通鍵分離部23、共通鍵分離部
23にて分離された変更すべき共通鍵を保持しておく共
通鍵バッファ24、共通鍵分離部23にて分離された受
信データの出力を行う受信データ出力部21から構成さ
れる。
【0019】この通信装置の受信処理部26において通
信相手からの暗号文を受信した後、共通鍵復号化装置2
5では、現在用いられている共通鍵に基づいて受信暗号
文を復号化する。そして、共通鍵分離部23では、通信
者同士であらかじめ打ち合わせている受信データの分割
サイズと変更すべき共通鍵の分割サイズとから、復号化
された受信平文を、受信データと変更すべき共通鍵とを
分離する。これは、前述の図2における送信データに、
共通鍵を挿入する過程の全く逆の流れになる。
【0020】そして、分離された受信データが受信デー
タ出力部21に出力される一方、分離された共通鍵が共
通鍵バッファ24に保持される。ここで、通信者同士で
あらかじめ打ち合わせている共通鍵分離サイズと共通鍵
サイズとによるが、通常は一度に共通鍵サイズ分のデー
タが送信されることはなく、分割されて送信されるの
で、共通鍵のサイズ分のデータが受信されるまで、共通
鍵バッファ24に追加していく。また、共通鍵分離サイ
ズにっよては、共通鍵復号化装置25で用いられる共通
鍵サイズを超えることがあるが、超えた分は無視され、
共通鍵として有効なデータとならない。
【0021】次に、共通鍵が変更される様子について説
明する。まず、送信側では、1つの共通鍵データに対し
て、分割された共通鍵データの全てのブロックにおいて
送信データへの挿入が終了した次の暗号化ブロックで、
共通鍵の変更を行う。例えば、図2においては、P1,
P2,P3のブロックは、共通鍵K1の一つ以前に生成
された共通鍵を用いて暗号化され、P4のブロックから
共通鍵K1にて暗号化される。
【0022】一方、受信側では、分離された共通鍵が、
共通鍵復号化装置25で用いられる鍵サイズを超えた次
の復号化ブロックで変更を行う。例えば、図2において
は、P1〜P3に相当する暗号文のブロックが共通鍵K
1の一つ以前に分離された共通鍵で復号化され、P4に
相当する暗号文のブロックから共通鍵K1で復号化され
ることになる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、上記実
施形態にて説明したような処理を繰り返して行うことに
より、送信データとそれに無関係な冗長ビットを混在さ
せ、暗号文から統計的性質を用いると共に、共通鍵解読
を防止することが可能となる。さらに、複数の通信路や
事前に共通鍵を保有しておく必要なく、容易に共通鍵を
取り替えることが可能となり、通信相手以外の者が共通
鍵を推定することがより困難となり、高い機密性を有す
る暗号通信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態の送信側の暗号通信装置
の概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による実施形態の受信側の暗号通信装置
の概略構成を示すブロック図である。
【図3】送信データと共通鍵データの形式を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 送信データ入力部 2 共通鍵生成部 3 共通鍵挿入部 4 共通鍵バッファ 5 共通鍵暗号化装置 6 送信処理部 10 送信データ 11 暗号化装置に入力される平文 12 挿入される共通鍵 21 受信データ出力部 23 共通鍵分離部 24 共通鍵バッファ 25 共通鍵復号化装置 26 受信処理部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のタイミングで共通鍵を共通鍵を変
    更して暗号通信を行う暗号通信装置において、 送信データを入力する送信データ入力部と、次回の通信
    時に用いられる変更すべき共通鍵を生成する共通鍵生成
    部と、前記送信データ入力部にて入力された送信データ
    に前記共通鍵生成部にて生成された共通鍵を挿入する共
    通鍵挿入部と、該共通鍵挿入部にて共通鍵が挿入された
    送信データの暗号化を行う共通鍵暗号化装置と、該共通
    鍵暗号化装置にて暗号化された暗号文の送信を行う送信
    処理部とから構成されることを特徴とする暗号通信装
    置。
  2. 【請求項2】 所定のタイミングで共通鍵を共通鍵を変
    更して暗号通信を行う暗号通信装置において、 暗号文の受信を行う受信処理部と、該受信処理部にて受
    信された暗号文の復号化を行う共通鍵復号化装置と、該
    共通鍵暗号化装置にて復号化されたデータから受信デー
    タと次回の通信時に用いられる変更すべき共通鍵との分
    離を行う共通鍵分離部と、該共通鍵分離部にて分離され
    た受信データの出力を行う受信データ出力部とから構成
    されることを特徴とする暗号通信装置。
  3. 【請求項3】 所定のタイミングで共通鍵を共通鍵を変
    更して暗号通信を行う暗号通信方法において、 送信側では次回の通信時に用いられる変更する共通鍵を
    送信するデータに挿入し暗号化して送信し、受信側では
    復号化した受信データよりデータと次回の通信時に変更
    する共通鍵を分離しその分離した共通鍵を次回の通信時
    の受信復号化に使用することを特徴とする暗号通信方
    法。
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