JPH11112492A - Ciphering and deciphering system - Google Patents

Ciphering and deciphering system

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Publication number
JPH11112492A
JPH11112492A JP9303244A JP30324497A JPH11112492A JP H11112492 A JPH11112492 A JP H11112492A JP 9303244 A JP9303244 A JP 9303244A JP 30324497 A JP30324497 A JP 30324497A JP H11112492 A JPH11112492 A JP H11112492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time series
code
chaos
encryption
resolution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9303244A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsufusa Shono
克房 庄野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MICRO TECHNOLOGY KK
Original Assignee
MICRO TECHNOLOGY KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MICRO TECHNOLOGY KK filed Critical MICRO TECHNOLOGY KK
Priority to JP9303244A priority Critical patent/JPH11112492A/en
Publication of JPH11112492A publication Critical patent/JPH11112492A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow only a receiver to decipher a cryptogram by his own characteristic key by opening the time series of a chaos of low resolution for the ciphering of a transmitting person and using the time series of a chaos of high resolution for the deciphring of a receiving person. SOLUTION: A chaos generating circuit repeats nonlinear one-dimensional mapping to generate the time series Y16 (t)-t of a chaos. Its low-ordered 8 bits are omitted to obtain the time series Y8 (t)-t of high-ordered 8 bits. The time series Y16 (t)-t is a ciphering table only for a receiving side and is not opened. The time series Y8 (t)-t is opened to plural transmitters. The assignment of an input code is decided so that the predictable range of Y8 (t)-t may be τ=4. The assignment of the input code is a ciphering key. The side of the receiving person adds a low order bit, (01111111) near a center value, e.g. to a cipher code Y8 (t-τ to obtain a right deciphering code on Y16 (t)-t.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】今日の発展したエレクトロニクス
産業において、双方向に情報をやり取りする機会がふえ
ている。コンピュータで接続されたネットワーク間にお
いてだけでなく、携帯電話やテレビを含むいろいろな情
報電子機器間で双方向秘話通信が必要な技術となってい
る。本案は情報の提供者に暗号鍵や暗号表を公開して渡
しておき、受信者のみが自分の固有鍵で暗号文の復元が
できる、カオスを用いた暗号化復元システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In today's developed electronics industry, there are increasing opportunities to exchange information bidirectionally. This technology requires two-way confidential communication not only between networks connected by computers but also between various information electronic devices including mobile phones and televisions. The present invention relates to an encryption restoration system using chaos, in which an encryption key and an encryption table are disclosed and given to an information provider, and only a receiver can restore a ciphertext with its own unique key.

【0002】[0002]

【従来の技術】一次元写像回路の写像を繰り返すことに
より、内部状態y(t)のタイムシリーズy(t)−t
が得られる。内部状態の計測は線形量子化器(AD変換
器)を用いて行われ、内部状態y(t)はディジタル値
Y(t)の量子化された値となる。すなわち、内部状態
はAD変換器の分解能にしたがって量子化されている。
カオスのタイムシリーズは、必ずしも実験によって生成
する必要はない。一次元写像関数や一次元写像回路を十
分な精度をもつ数値計算によりタイムシリーズを求めて
もよい。
2. Description of the Related Art By repeating the mapping of a one-dimensional mapping circuit, a time series y (t) -t of an internal state y (t) is obtained.
Is obtained. The measurement of the internal state is performed using a linear quantizer (AD converter), and the internal state y (t) is a quantized value of the digital value Y (t). That is, the internal state is quantized according to the resolution of the AD converter.
A chaotic time series need not necessarily be generated experimentally. The time series may be obtained by a one-dimensional mapping function or a one-dimensional mapping circuit by numerical calculation with sufficient accuracy.

【0003】量子化し計測されたタイムシリーズY
(t)−tを、離散時間軸tに沿って検索をすることに
より、伝達特性Y(t)−Y(t±τ)が求められる。
ここでτは整数で、正の符号は未来へのステップを意味
し、負の符号は過去へ戻ることを意味する。
[0003] Time series Y quantized and measured
By searching (t) -t along the discrete time axis t, the transfer characteristic Y (t) -Y (t ± τ) is obtained.
Here, τ is an integer, with a positive sign indicating a step toward the future and a negative sign indicating a return to the past.

【0004】Y(t)を暗号化すべき入力コードとする
とき、Y(t−τ)が暗号コードである。暗号コードの
種類は、過去への分岐のため、理想的には2個存在す
る。
When Y (t) is an input code to be encrypted, Y (t−τ) is an encryption code. There are ideally 2t types of cryptographic codes due to branching into the past.

【0005】暗号コードY(t−τ)に対し、タイムシ
リーズ上でτステップ進んだ値Y(t−τ+τ)が復元
コードとなる。未来へ向かって内部状態Y(t)は決定
論的にきまるが、発散と収束のため拡がりをもつ。その
拡がりの最大の巾は、理想的には2ビットである。2
ビットの縮退が生ずるといってもよい。
A value Y (t−τ + τ) advanced by τ steps on the time series with respect to the encryption code Y (t−τ) becomes a restoration code. The internal state Y (t) is determined deterministically toward the future, but has a spread due to divergence and convergence. The maximum width of the spread is ideally 2t bits. 2
It may be said that the reduction of t bits occurs.

【0006】許される入力コードの数は縮退の分だけに
制限される。相互に独立した量子の数だけの入力コード
が定義され、暗号化すべきディジタルコード列のブロッ
ク分割の長さとなる。
[0006] The number of input codes allowed is limited to the degeneracy. As many input codes as quantum independent of each other are defined, and the length is the length of block division of the digital code string to be encrypted.

【0007】カオスのタイムシリーズY(t)−t上を
検索することにより、暗号コードY(t−τ)を生成
し、Y(t−τ+τ)から復元コードを求める従来の暗
号化復元システムは、1つのカオスのタイムシリーズ上
で暗号化と復元を行うことを前提としている。カオスタ
イムシリーズが暗号表であり、暗号鍵は入力コードの割
り当て方である。
A conventional encryption / recovery system that generates an encryption code Y (t−τ) by searching a chaos time series Y (t) −t and obtains a recovery code from Y (t−τ + τ) It is assumed that encryption and restoration are performed on one chaos time series. The chaos time series is an encryption table, and the encryption key is how to assign input codes.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】共通に秘密鍵をもち、
共通に暗号表をもつ暗号化の手法は、離れた2者間では
頑健性に欠けるといわれる。公衆回線を介して秘密鍵や
データ量が多い暗号表を送ることには様々な危険を伴う
からである。
[Problems to be Solved by the Invention] Have a common secret key,
It is said that an encryption method having a common encryption table lacks robustness between two remote parties. This is because sending a secret key or an encryption table with a large amount of data via a public line involves various dangers.

【0009】暗号鍵や暗号表を複数あるいは不特定多数
の送信者に公開する公開鍵方式がカオスのタイムシリー
ズのもっている本質的な性質(秩序の完全性、不完全
性)から提供できることを示すことが本案の課題であ
る。
[0009] It is shown that a public key system for exposing an encryption key or an encryption table to a plurality or an unspecified number of senders can be provided from the essential properties (perfect order, incompleteness) of a chaotic time series. This is the issue of the present invention.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】高い分解能で計測したカ
オスのタイムシリーズは、下位ビットを切り捨てるだけ
で低い分解能のタイムシリーズとなる。
A chaotic time series measured at a high resolution becomes a time series with a low resolution simply by discarding lower bits.

【0011】例えば、高い分解能とは16ビットAD変
換器を用いて計測したタイムシリーズをさし、下位8ビ
ットを切り捨てた8ビットタイムシリーズを分解能の低
いタイムシリーズの例とすることができる。
For example, a high resolution refers to a time series measured using a 16-bit AD converter, and an 8-bit time series in which lower 8 bits are discarded can be an example of a time series having a lower resolution.

【0012】カオスには予測可能な範囲がある。それは
離散時間tによってあらわされ、カオスタイムシリーズ
の分解能にも依存する。
[0012] Chaos has a predictable range. It is represented by a discrete time t and also depends on the resolution of the chaotic time series.

【0013】例えば、8ビット分解能のタイムシリーズ
では予測可能な範囲は最大7である。また、16ビット
分解能では予測可能な範囲は最大15である。
For example, in an 8-bit resolution time series, the maximum predictable range is seven. Further, at 16-bit resolution, the maximum predictable range is 15.

【0014】予測可能な範囲は入力コードの割り当て方
にも依存する。
The predictable range also depends on how the input codes are assigned.

【0015】タイムシリーズ上を往復する離散時間τが
予測可能な範囲を越えたとき、復元コードにエラーを生
じ、原文を完全には復元できない。
When the discrete time τ reciprocating in the time series exceeds a predictable range, an error occurs in the restoration code, and the original text cannot be completely restored.

【0016】高い分解能で採取したカオスのタイムシリ
ーズと下位ビットを切り捨てた低い分解能のタイムシリ
ーズを用意する。低い分解能のタイムシリーズは公開さ
れる暗号表である。
A time series of chaos collected at a high resolution and a time series of a low resolution obtained by truncating lower bits are prepared. The low-resolution time series is a public cipher table.

【0017】暗号化すべきディジタルコード列のブロッ
ク分割のブロックの長さにもとづき、公開されるタイム
シリーズに割り当てコードが与えられ、その割り当てコ
ードが暗号鍵となる。この暗号鍵も送信者側に公表され
る。
An allocation code is given to an open time series based on the block length of the block division of the digital code string to be encrypted, and the allocation code becomes an encryption key. This encryption key is also made public to the sender.

【0018】公開される暗号表も暗号鍵もソフトウエア
として送信者側に提供されるので、送信者側ではカオス
も暗号も意識することなく暗号を利用できることが本案
の特長である。
Since both the cipher table and the encryption key to be disclosed are provided to the sender side as software, it is a feature of the present invention that the sender side can use the encryption without being aware of chaos and encryption.

【0019】暗号コードY(t−τ)を検索により発見
するときの過去へもどるステップτは、低い分解能のタ
イムシリーズの予測可能な範囲より長く、かつ高い分解
能のタイムシリーズの予測可能な範囲より短く設定す
る。
The step τ of returning to the past when the cryptographic code Y (t−τ) is found by search is longer than the predictable range of the low-resolution time series and is larger than the predictable range of the high-resolution time series. Set shorter.

【0020】受信側で暗号コードY(t−τ)の復元を
行うときには、下位ビットを付加して高い分解能のタイ
ムシリーズを検索し、Y(t−τ+τ)をみつけ復元コ
ードを得る。下位付加ビットは受信側に固有の暗号鍵で
ある。
When restoring the encryption code Y (t−τ) on the receiving side, a high-resolution time series is searched by adding lower bits, and Y (t−τ + τ) is found to obtain a restoration code. The lower additional bits are an encryption key unique to the receiving side.

【0021】[0021]

【作用】低い分解能のタイムシリーズを公開された暗号
表としてもつ送信側において、あるいは第3者が公開さ
れた暗号表を用いて暗号コードの復元を試みても、カオ
スの予測可能な範囲を越して暗号コードが生成されてい
るため、復元に失敗する。
In the transmitting side having a low-resolution time series as a public cipher table, or even when a third party attempts to restore a cipher code using the public cipher table, the chaos exceeds the predictable range of chaos. Restoration fails because the encryption code has been generated.

【0022】受信側は固有の付加すべき下位ビットの値
を暗号鍵としてもち、送信されてきた暗号コードに下位
ビットを付加し、高い分解能のタイムシリーズ上を検索
し、正しい、Y(t−τ+τ)の値から復元コードを生
成でき、正しい復元が保証される。
The receiving side has the value of the lower bit to be added as an encryption key, adds the lower bit to the transmitted encryption code, searches the time series with high resolution, and finds the correct Y (t− (τ + τ), a restoration code can be generated, and correct restoration is guaranteed.

【0023】[0023]

【実施例】集積回路で構成されるカオス発生回路で非線
形一次元写像を繰り返し、内部状態y(t)であらわさ
れるカオスを発生させる。カオスの内部状態y(t)は
例えば16ビット分解能のAD変換器を用いてタイムシ
リーズY16(t)−tを生成する。サフィックス16
は16ビット分解能で計測したディジタルコードを意味
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A chaotic circuit represented by an internal state y (t) is generated by repeating a nonlinear one-dimensional mapping in a chaos generating circuit constituted by an integrated circuit. The internal state y (t) of chaos generates a time series Y 16 (t) -t using, for example, an AD converter with 16-bit resolution. Suffix 16
Means a digital code measured at 16-bit resolution.

【0024】タイムシリーズY16(t)−tの例えば
下位8ビットを切り捨て、上位8ビットのみのタイムシ
リーズY(t)−tを求める。
For example, the lower 8 bits of the time series Y 16 (t) -t are discarded, and a time series Y 8 (t) -t of only the upper 8 bits is obtained.

【0025】タイムシリーズY16(t)−tは受信側
専用の暗号表で公開されない。タイムシリーズY
(t)−tは複数の送信者に公開される。Y
16(t)−tからY(t)−tを作ることは簡単で
あるが、逆にY(t)−tからY16(t)−tを作
ることは絶望的に困難である。
The time series Y 16 (t) -t is not disclosed in an encryption table dedicated to the receiving side. Time Series Y
8 (t) -t is open to multiple senders. Y
Making Y 8 (t) -t from 16 (t) -t is easy, but making Y 16 (t) -t from Y 8 (t) -t is hopelessly difficult. .

【0026】Y(t)−tの予測可能な範囲がτ=4
となるように入力コードの割り当てを決める。入力コー
ドの割り当ては暗号鍵であるが、これも送信者側に公表
してよい。
The predictable range of Y 8 (t) -t is τ = 4
Determine the input code assignment so that The assignment of the input code is an encryption key, which may also be disclosed to the sender.

【0027】送信者がY(t)−tを検索して暗号コ
ードY(t−τ)を生成するとき、τの値を4より大
きく、例えばτ=5,6,7のうちのいづれかを選ぶよ
うに送信者側に届けるソフトウエアを設定しておく。こ
のτの値は受信者側で固有に設定するので受信者に固有
の鍵の1つということができる。
When the sender searches for Y 8 (t) −t to generate an encryption code Y 8 (t−τ), the value of τ is greater than 4, for example, τ = 5,6,7. Set the software to send to the sender so that you can select one. Since the value of τ is set uniquely on the receiver side, it can be said to be one of the keys unique to the receiver.

【0028】例えばτ=6で生成した暗号コードY
(t−6)を8ビットのタイムシリーズY(t)−
t上を検索してY(t−6+6)を発見しても、カオ
スの未来への発散のため、正しい復元コードも含まれる
が、正しくない復元コードも生成し、正しい原文を再現
することはできない。
For example, an encryption code Y generated at τ = 6
8 (t-6) is converted to an 8-bit time series Y 8 (t)-
Even if Y 8 (t−6 + 6) is found by searching on t, correct restoration code is included due to the divergence of chaos into the future, but incorrect restoration code is also generated and the correct original text is reproduced. Can not.

【0029】受信者側では送られてきた暗号コードY
(t−τ)に下位ビット、例えば中心値に近い(011
11111)を付加してY16(t)−t上で正しい復
元コードが得られるようにあらかじめ設計しておくこと
ができる。
On the receiver side, the transmitted encryption code Y 8
(T−τ), lower bits, for example, near the center value (011
11111) can be designed in advance so that a correct restoration code can be obtained on Y 16 (t) −t.

【0030】[0030]

【発明の効果】共通秘密鍵方式カオス暗号化復元システ
ムは、量子サイズをそろえる非線形量子化したタイムシ
リーズを用い、カオスの完全性の高い秩序を利用した。
それに対して、線形量子化したタイムシリーズを用いる
本案の公開可能な暗号化復元システムはカオスの分解能
の異なるタイムシリーズ間の不完全な秩序を取り出して
利用している。
As described above, the chaotic encryption / decompression system using the shared secret key system uses a non-linearly quantized time series having the same quantum size, and utilizes an order with high chaos integrity.
On the other hand, the open encryption recovery system of the present invention using the linearly quantized time series extracts and utilizes the imperfect order between time series with different chaos resolutions.

【0031】カオスを用いた本案の低い分解能で復元し
た復元結果には、正しい復元コードと誤った復元コード
が混ざり合っている。したがって、文書のように人の認
識力をたよりに前後の文脈から文書の意味を推察できて
しまうような情報の暗号化には適さない。
In the restoration result of the present invention using chaos, which is restored at a low resolution, a correct restoration code and an erroneous restoration code are mixed. Therefore, it is not suitable for encrypting information, such as a document, in which the meaning of the document can be inferred from the context before and after the human recognition ability.

【0032】数値データ、例えば暗証番号や暗号鍵の割
り当てコードのように、すべての数値や文字の配列に正
しさが要求されるときに特に有効である。共通秘密鍵方
式暗号化復元システムにおける暗号鍵の配送には特に有
効に利用される技術である。
This is particularly effective when correctness is required for all numerical values and character arrangements, such as numerical data, for example, a code number and an encryption key assignment code. This is a technique that is particularly effectively used for distributing an encryption key in a common secret key encryption recovery system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カオスのタイムシリーズを検索し、過去
への分岐を利用して暗号コードを生成し、未来への決定
論的性質を利用して復元を行う暗号化復元システムにお
いて、分解能の低いタイムシリーズと分解能の高いタイ
ムシリーズを用意し、分解能の低いタイムシリーズを送
信者暗号化用に公開し、分解能の高いタイムシリーズを
受信者復元用に使用することを特長とする公開鍵方式暗
号化復元システム。
1. An encryption restoration system that searches for a chaotic time series, generates an encryption code using a branch to the past, and performs recovery using a deterministic property for the future, has a low resolution. A public key cryptosystem characterized by preparing a time series and a high-resolution time series, exposing the low-resolution time series for sender encryption, and using the high-resolution time series for receiver recovery Restore system.
JP9303244A 1997-10-01 1997-10-01 Ciphering and deciphering system Pending JPH11112492A (en)

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