JPS5843644A - Ｔｄｍａ通信のための暗号システム - Google Patents

Ｔｄｍａ通信のための暗号システム

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JPS5843644A
JPS5843644A JP57125202A JP12520282A JPS5843644A JP S5843644 A JPS5843644 A JP S5843644A JP 57125202 A JP57125202 A JP 57125202A JP 12520282 A JP12520282 A JP 12520282A JP S5843644 A JPS5843644 A JP S5843644A
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ジヨン・ダブリユ−・フエネル・ジユニア
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/12—Transmitting and receiving encryption devices synchronised or initially set up in a particular manner

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はデータ通信網特に時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
衛星通信網のための暗号技術に係る。
〔本発明の背景〕
ＴＤＭに断層通信で使用されるＴＤＭＡフレームは例え
ば第１図のようなフォーマットを有しており、制御フィ
ールド及びトラヒック・フィールドから成っていて、そ
の長さは１５ｍ５（ミリ秒）である。トラヒック・フィ
ールドは約１４００のチャンネルを含み、各チャンネル
は３２ビツトの行先アドレス・フィールド及びそれに続
く４８ｏピットのデータ・フィールドから成る。ＴＤＭ
Ａフレームを２０個集めたものがスーパーフレームであ
る。行先アドレスは、データを受信すべき衛星通、信制
御装置と、該装置で受信データを書込むのに使用される
受信バースト・バッファのアドレスとを指定する。この
ようなＴＤＭＡフレームを使用する衛星通信システムに
おいては、暗号化されたデータを伝送する場合に、各々
の地球局にある暗号化／暗号解読装置（以下、暗号装置
という）の調整の問題が生じる。というのは、送信局が
暗号化されたデータを送信してから受信局がこのデータ
を受信して暗号解読するまでには、例えば約３００ｍ５
の遅延があるからである。従って、送信局及び受信局に
ある暗号装置□のタイミングを調整し、更にＴＤＭＡフ
レーム内の任意の時点においてチャンネル情報の暗号解
読を可能にするための何らかの手段が必要になる。補・ 、−し・、□。
〔本発明の目的〕
本発明の目的は、ＴＤＭＡ通信システムにおいの任意の
時点で解読され得るようにすることである。
〔本発明の要約〕
本発明に従う暗号システムは、ＴＤＭＡ衛星通信網のた
めの行先アドレスを利用する。スーパーフレーム初期設
定ベクトルが主局から網内の他のすべての局に送られる
。各局にある暗号装置は、網内の許可されたユーザにの
み共通のキーを用いて、スーパーフレーム初期設定ベク
トルから複数のフレー、ム初期設定ベクトルを順次に発
生する。
各データ・チャンネルは暗号ビットで初期設定される。
暗号ビットは、チャンネル行先アドレスと１当該チヤン
ネルを伝送するフレームに対するフレーム初期設定ペク
ト−との排他的論理和をとり、その結−果を同じキーノ
′妥：→異なったキーを用いて暗号装置に通すことによ
って生成される。これらの暗号ビットは排他的論理和回
路でチャンネル・データと組合わされ、次いで衛星トラ
ンスポンダを介して受信局ぺ送られる。受信局における
暗号解読プロセスは、送信局における暗号化プロセスと
実質的に同じであるから、行先アドレスによって指定さ
れ且つ送信局で使用されたキーと同じキーが備えられて
いる特定の局忙おいてのみ明瞭データ即ち解読されたデ
ータが得られる。地理的に離れた位置にある各局の暗号
装置は同期化され、暗号化されたデータをＴＤＭＡフレ
ーム内の任意の時点で解読し得る。
〔実施例の説明〕
以下で説明する実施１例においても第１図のＴＤＭＡフ
レームが使用されるものとする。
第２図は単一トランスポンダに対する実施例を示し、第
３図は多重トランスポンダに対する実施例を示している
が、基本原理は両者共同じである。
衛星通信制御装置（８ＣＣ）２２に含まれる送信暗号装
置（ＥＴ）４００は、１つのＴＤＭＡフレームの間に８
ＣＣ２２が送信し得るチャンネル毎に複数の暗号ビット
を生成する。暗号ビットはフレーム初期設定ベクトルＦ
ＩＶ及び送信データの為の先行アドレスＤＡに基り・て
１フレーム前に生成され、然る後、データビットがＡ／
Ｂ型の送信バースト・バッファ（ＴＢＢ）５４０半分ヘ
ロードされるのと同じフレームの間に、Ａ／Ｂ型の送信
暗号ビット・バッファ（ＴＣＢＢ）４１４の半分にロー
ドされる。ＴＢＢ５４“及びＴＣＢＢ４１４は何れも共
通の制御回路（図示せず）によって制御される。次のフ
レームの間にＴＢＢ５４から４８０ビツトのチャネル・
データが読出されるとき、ＴＣ，ＢＢ４１４からも対応
する４８０個の暗号ピッ、トが読出され、こ１らが排他
的論理和回路（■）４０４で組合わされる。排他的論理
和回路４０４の出力はバースト・モ７デム２４め送信部
へ送られ、次いで衛星トランボンｉ（図示せず）へ送信
される。
受信フレームの間に衛星トランポンダから５ＣＣ２２に
受信された暗′号゛化データは、バースト・モデム２４
の受信部を介してＡ　／　Ｂ型の受信バースト・バッフ
ァ（ＨＢＢ）６４の半分に一一ドされる。受信暗号装置
（ＥＲ）４０６はフレーム初期設定ベクトルＦＩＶ及び
行先アドレスＤＡから暗号ビットを生成し、受信暗号ビ
ット・バッファ（ＲＣＢＢ）４１６に書込む。ＲＢＢ６
４及びＲＣＢＢ４１６も、ＴＢＢ５４及びＴＣＢＢ４１
４と同じ制御回路（図示せず）によって制御される。
次の受信フレームの間にＲＢＢ６４からデータ・バイト
が読出されるとき、ＲＣＢＢ４１６からも対応する暗号
ビット・バイトが読出され、これらが排他的論理和回路
４１０で組合わされる。排他的論理和回路４１０は、明
瞭データ即ち解読されたデータをボート２１へ供給する
。
暗号ビットを生成するための暗号装置１ｃ４００及び４
０６は任意の形式のものでよい。例えば、特開昭４８−
１７２３３号公報に開示されているものを使用すること
ができる。暗号ビットの生成の説明に移る前に、その基
礎となるイニシャル・アクイジションのための同期ベク
トルについて簡単に説明しておく。
同期ベクトルは第４図に示されているスーツクーフレー
ム初期設定ベクトル（ＳＦＩＶ）生成器４６０で生成さ
れ、基準局乃至は主局のＳＣＣからスーパーフレーム毎
に１回網内の他のすべてのＳＣＣへ送られる。同期ベク
トルの送信は、それらが有効になるまで数スーパーフレ
ームにわたって遂行される。従って、各受信局はこのよ
うな同期ベクトルを使用すべきスーパーフレームが生じ
たときには、正しい同期ベクトルを既に受信している。
このイニシャル・アクイジション方式は特願昭５６−３
００３９号の明細書及び図面に記載されているものと同
じである。
送信暗号装置４００は、現スーパーフレームに対して有
効な同期ベクトルＳｖから・ネットワーク・キーに１を
用いて最初のフレーム初期設定ベクトルＦＩＶ１を生成
する。これを記号で表わすと次のようになる。
（Ｓ　Ｖｌに１　）　Ｅ　　−Ｆ　Ｉ　Ｖ１現スーパー
フレー□、！−内の次のフレームにおいては２番目のフ
レーム初期設定ベクトルＦＩＶ２が生成され、以下同様
にして、２００番目フレームに達するまでフレーム初期
設定ベクトルの生成が続けられる。これを記号で表わす
と次のようになる。
（ＦＩＶｌ、Ｋ１）　Ｅ　　−Ｆ　Ｉ　Ｖ２＜　　（、
Ｆ　Ｉ　Ｖｌ９、Ｋ１　）　Ｅ−４Ｆ　Ｉ　Ｖ２０特定
チャネルのための暗号ビットは、当該チャンネルの行先
アドレスＤＡと対応するフレーム初期設定ベクトルＦＩ
ｖｎとの排他的論理和をとり、その結果をキーに２　（
Ｋ１でもよい）で暗号化することにより生成される。こ
れを記号で表わすと次のようになる。
（ＤＡ■ＦＩｖｎ１に２）Ｅ→暗号ビット（４８０ピツ
ト） このようにして、暗号装置は、特定のＴＤＭＡフレーム
において５ＣＣ２２が送信又は受信し得るチャンネル毎
に初期設定されて暗号ビットを生成する。こめ方式は、
送信周波数が１つで受信周波数が複数ある多重トランス
ポンダ・システムに対しても有効である。その例を第３
図に示す。第６図のＳＣＣは、バースト・モデム２４’
が各々異なった受信周波数に対応する３つの受信部を持
っていることを除くとｔｌ／Ｉ！２図と同じである。受
信データは、第２図のところで説明したようにして排他
的論理和回路４１０へ供給される前にＲＢＢ６４１で組
合わされる。
暗号化及び暗号解読のための回路の詳細は第４図に示さ
れている。送信アドレス・アレイ（ＴＡＡ）４１２は１
６Ｘ３８４ビツトのランダム・アクセス・メモリであっ
て、衛星通信処理装置５ＣＰ（図示せず）によって書込
みが行われ、送信充填制御４３２の制御のもとに読出し
が行われる。
アドレスはＴＡＡアドレス・レジスタ４２０から供給さ
れる。ＴＡＡ４１２の内容即ち行先アドレスは、送信暗
号装置４００へ初期値を供給する排他的論理和回路４２
２へ供給される。排他的論理和回路４２２は、この行先
アドレスと送信ＦＩＶレジスタ４２４から供給されるフ
レーム初期設定ベクトルＦＩＶの最初の１６ビツトとの
排他的論理和をとってそめ結果を送信暗号装置４００ヘ
ロードする。それに続いてフレーム初期設定ベクトルの
残り４８ピツトが送信暗号装置４００ヘロードされ、か
くして送信暗号装置４００が４８０個の暗号ビットを生
成すべく初期設定される。送信暗号装置４００はサイク
ル毎に６４個の暗号ビットを生成して、４８０Ｘ３８４
ビツトの送信暗号ビット・バッファ（ＴＣＢＢ）４１４
ヘロートスる。このロード動作は、送信充填制御４３２
からＴＣＢＢアドレス・レジスタ４３４へ供給される制
御情報に従って、１サイクル当り１６ピツトの割合で遂
行される。
充填フレームの後、ＴＣＢＢ４１４にある暗号ビット及
びＴＢＢ５４にあるデータ・ビットが同時に排他的論理
和回路４０４の方へ読出され、そこで対応するビット同
志の、岬他的論理和がとられてバースト・モデム２４の
方へ出力される。かくして、暗号化されたトラヒックが
バースト・モデム２４を介して衛星トラ？：□１：＊ボ
ンダへ送信される。
送信暗号装置４００は、フレーム毎に゛フレーム初期設
定ベクトルを生成する。最初のフレーム初期設定ベクト
ルＦＩＶ１は、送信５ＦＩＶレジスタ４２６に保持され
ている送信スーパーフレーム初期設定ベクトル及α線４
２５ｉら入力されるユーザー・キーに基いて生成される
。生成されたフレーム初期設定ベクトルは送信ＦＩＶレ
ジスタ４２４に保持される。このレジスタ４２４は、８
×８ビツトのランダム・アクセス・メモリであって１最
初のフレームについて暗号ピットを生成するときに読出
される。現スーパーフレームにおける２番目以降のＴＤ
ＭＡフレームにおいては、フレーム初期設定ベクトルＦ
Ｉｖｎをキーで暗号化することにより次のフレーム初期
設定ベクトルｙｔｖ’ｎ　＋　１ が生成される。５ＣＣ２２は、スーパーフレーム毎に線
４６４を介して新しい送信スーパーフレーム初期設定ベ
クトクを送信８ＦＩＶレジスタ４２６へ供給する。二Ｔ
、ザー・キーは５６個のキー・ビット及び８個のｒリテ
イ・ビットから成り、変更可能１ある・　　゛・、、、
。
受信時に使用さ・れ水受信暗号ビット・バッファ（ＲＣ
ＢＢ）４１６の動作及び構成は実質的にＴＣＢＢ４１４
と同、じである。ＲＣＢＢ４１６は、受信充填制御４４
６からＲＡＡアドレス・レジスタ４３６及びＲＣＢＢア
ドレス・レジスタ４４４へ供給される制御信号の制御の
もとに、受信フレｒ舟ムの間忙充填される。ＲＡＡアド
レス・レジスタ４３６は受信アドレス・アレイ（ＲＡＡ
）４１８ヘアドレスを供給し、その特定め内容を排他的
論理和回路４３８の方へ出力させる。ＲＣＢＢ４１６は
ＲＢＢ６４と同時に読出される。送信と受信とではフレ
ームのタイミングが異なっているので、受信ＦＩＶレジ
スタ４４８及び受信ＳＦ’ＩＶレジスタ４５０が送信Ｆ
ＩＶレジスタ４２４及び送信５ＦＩＶレジスタ４２６と
は別に設けられている。受信時の暗号解読動作は、基本
的には送信時の暗号化動作と同じである。
ここで第５図を参照しながら、衛星トランスポンダ５を
介するＳＣＣ間の伝送について説明する。
本実施例では、Ｓ　’ＣＣ−１が起呼間であり、５ＣＣ
−Ａが被呼局であるものとする。“１”及び“Ａ”は当
該ＳＣＣのアドレスを表わしている。
５ＣＣ−１はデータ伝送に先立って、５ＣＣ−Ａに接続
されている特定のユーザーを呼び出す。
ＳＣＣ間のメツセージ交換による呼出し設定の間に５Ｃ
Ｃ−Ａは当該呼出しに対してＲＢＢ６４の記憶位置１３
Ｃを割当て、５ＣＣ−１はＴＢＢ５４の記憶位置ｎを割
当てる。５ｃｃ−ｉにおいては、ＴＡＡ４１２の記憶位
置ｎのところに、出力トラヒック・チャンネルの行先ア
ドレスを構成する値Ａ１３Ｃがロードされる。これに対
し５ＣＣ−Ａにおいては、ＲＡＡ４１Ｂの記憶位置１３
Ｃのところにアドレス値ＡＩ！Ｉｃがロードされる。
５ＣＣ−１のボート２１は、各ＴＤＭＡフレームの間に
、ＴＢＢ５４の記憶位置ｎへ４８０個のデータ・ピッ）
ＡＢＣ・・・・を供給する声号ビットを生成する為、ま
ずＴＡＡ４１２の記憶位置ｎの内容即ち先行アドレス値
Ａ１３Ｃとフレーム初期設定ベクトルＦＩＶとが排他的
論理和４２２へ供給され、次いでそれらめ排他的論理和
の結果がキーを用いて送信暗号装置４００で暗号化され
、かくして４８０個の暗号ピットＸＹｚ・・・・が生成
される。これらの暗号ビットは、対応するデータ・ビッ
トがＴＢＢ５４へロードされるのと同じ期間の間にＴＣ
ＢＢ４１４の記憶位置ｎヘロードされる。ＴＢＢ５４及
びＴＣＢＢ４１４の記憶位置ｎの内容は、次のフレーム
でデータ伝送′を竹う時に同時に読出され、排他的論理
和回路４０４でそれらの排他的論理和がとられる。最後
に、データ・ビットＡＢＣ・・・・及び暗号ビットＸＹ
ｚ・・・・の排他的論理和から成るチャンネル・データ
（ｘｙｚ・・・・）■（ＡＢＣ・・・・）に行先アドレ
ス値Ａ１３Ｃが付加されて、バースト・モデム２４の送
信部から衛星トランスポンダ５へ送信される。
この暗号化されたチャンネル・データは５ＣＣ−Ａのバ
ースト・モデム２４の受信部に受信され、暗号化された
ままの形でＲＢＢ６４の記憶位置１３Ｃにロードされる
。５ＣＣ−Ａにおいては、ＲＡＡ４１８、排他的論理和
回路４３８及び受信暗号装置４０６を用いることによっ
て、暗号解読の、′：、。
ためのビットが既に準備家熟ている。即ち、ＲＡＡ４１
８の記憶位置ｉｓｃの内容Ａ１３Ｃが読出されて、フレ
ーみ初期設定ベクトルＦＩＶ、と共に排他的論理和回路
４３８へ供給され、そこでの排他的論理和の結果がキー
を用いて受信暗号装置４０６で暗号化され、５−＜して
生成された暗号ビットｘｙｚ・・・・がＲＣＢＢ４１６
の記憶位置１３Ｃヘロードされる。ＲＢＢ（５４及びＲ
ＣＢＢ４１６の記憶位置１３Ｃの内容は同時に読出され
１排他的論理和回路４１０でそれらの排他的論理和がと
られる。排他的論理和回路４１０は明瞭データ即ち解読
されたデータＡＢＣ・・・・をボート２１１へ供給する
。
第６図は、所与のＴＤＭＡ送信フレーム（受信フレーム
も同じ）Ｋおける上述の動作のタイミングを示したもの
である。１５ｍ５のフレームは・各々が３８．６６μＢ
の３８８個の間隔Ｉ−ｌ乃至　　　　〜ｌ−３８８に分
けられる。各間隔は、暗号装置４００を初期設定し且つ
暗号ビットを６４個ずつ８回生成させる（そのうち４８
０ビツトを門用）のに十分な長さを有する。従って、最
初のサイクル′　　１・。
で暗号装置の初期設定及び読出しが行われるものとする
と、各間隔は９サイクルから成る。暗号装置に関しては
、１４．９Ｍｂｐｓ以上の速度が要求されるが、それで
もＴＤＭＡバースト・レートより遅くてすむ。暗号ビッ
トが生成されるのは間隔夏−５乃至ｌ−３８８である。
′与イクル１においては、暗号装置４００が初期設定さ
れ且つ先行間隔の最後のサイクルで生成されていた３２
個の暗号ビットが読出される。暗号装置４００は続くサ
イクル２乃至９０間に暗号ビットを６４個ずつ生成する
。各サイクルで生成された暗号ビットは次のサイクルの
間にＴＣＢＢ４１４ヘロードされる。従ってサイクル６
乃至９においては、新しい６４個の暗号ビットの生成と
、前の６４個の暗号ビットの出力とが同時に行われるこ
と忙なる。
間隔ト１−乃至１−４はフレーム初期設定ベクトルＦＩ
ｖｎの生成及び暗号装置の検査に使用される。ＦＩＶｎ
の生成には間隔！−１の２サイクルを必要とする。残り
のサイクルにおいては、テスト・パターンが暗号装置４
００（又は４０６）でランされる。その場合、第４図に
示されているテストＲＯ８４２８（又は４４０）から２
つの６４ビツト・パターンが読出され、それらを用いて
暗号装置４００（又は４９６＞が数サイクルにわたって
動作する。次いで暗号装置４００（又は４０６）の出力
値が比較回路４３０（又は４４２）においてテストＨｏ
５４２８（又は４４０）からの３番目の６４ビツト・パ
ターンと比較され、両者が一致すれば、暗号装置４００
（又は４０６）は適切に動作しているものとみなされる
。
次に、本発明をＴＤＭＡ衛星通信網に組込んだ場合につ
いて総括的に説明する。
前にも述べたように、本発明は、１つの主局及び複数の
従属局を含むＴＤＭＡ衛星通信網での使用忙適している
。このような通信網においては、衛星トランスポンダ５
を介するデータ伝送は、制御部（行先アドレス部）及び
トラヒック部から成６ＴＤＭＡフレームの形で行われる
。ＴＤＭＡ７レームは例えば２０個ずつにグループ分け
され、これがスーパーフレームを構成する。各地球局は
、複数の入出カポ−゛ト２１が接続された５ＣＣ２２を
有する。５ＣＣ２２は、各入出力ボートから受取ったデ
ータをＴＤＭＡフレーム毎に所定数（例えば４８０）の
データ単位に区切って、それらを特定のチャンネルで衛
星トランスポンダ５へ送信し、°また衛星トランスポン
ダ５から受信したチャンネル・データを各々のローカル
・ユーザーの方へ送る。各ポート２１は自身のデータ・
レートで動作する。
主局には５ＦＩＶ生成器４’　６０　（第４図）が設け
られる。５ＦＩＶ生成器４６０の出力は各スーパーフレ
ームの開始時（ＳＦタイム）に付勢されるゲート４６２
に接続されており、送信スーパーフレーム毎忙同期ベク
トルＳｖが１つずつ送信される。その際、ｎ番目の送信
スーパーフレームのための同期ベクトルＳｖは、それよ
り前の（ｎ−２）型口の送信スーパー″ｌシレームで送
信される。
各地球局に受信された同期ベクトルは５ＦＩＶし）ｘ　
Ｉ’　４２６　及ヒ４５　ｏｌ”Ｑ持ｉＥ　２１６゜各
地球局は送信すべきデータを暗号化するための手段とし
て、送信暗号装置４００、送信ＦＩＶレジスタ４２４、
ＴＡＡ４１２、ＴＣＢＢ４１４、的論理和回路４０４を
へ備している。
送信暗号装置４００は、送信スーパーフレームの最初の
送信フレームＦＴ１　　に先立って、−レジスタ４２６
に゛ある同期ベクトルｓｖをキーに１で暗号化すること
忙より、最初の送信フレームＦＴ１のためのフレーム初
期設定ベクトルＦ　Ｉ　ｖｌ　″ｆｒ生成する。
送信ＦＩＶレジスタ４２４は、送信暗号装置４００で生
成されたフレーム初期設定ベクトルを保持する。
ＴＡＡ４１２は、送信すべきチャンネル・データに各々
対応する複数の行先アドレスを保持する。
第１の排他的論理和回路４２２は、送信ＦＩＶレジスタ
４２４に１接続された第１人力及びＴＡλ４１２に接続
さ２：第２人力を有し、これらの入力の排他的論理　、
結果を送信暗号装置４００へ供給する。最初に送信５Ｆ
ＩＶレジスタ４２６にある同期ベクトルＳＶを送信暗号
装置４００へ供給する場合には、“０”が排他的論理和
回路４２２の他方の入力に印加される。排他的論理和回
路４２２は、送信ＦＩＶレジスタ４２４からの最初のフ
レーム初期設定ペクｉルＦＩＶ　　と、ＴＡＡ４′１°
・２からの複数の行先アドレスとを受取って、送信すべ
きチャンネル・データに各々対応する最初の複数の排他
的論理和ビット群を出力する。送信暗号装置４００は、
キーＫ　（別のキーでもよい）を用いて各排他的論理和
ビット群を暗号化することにより、対応する複゛数の暗
号ビット群を生成する。
ＴＣＢＢ４１４はＡ／Ｂ型のバッファであって、最初の
送信フレームＦ　　の直前の送信フレームの間に、送信
暗号装置４００からの複数の暗号ビット群をそのＡ側に
受取る。
第２の排他的論理和回路４０４は、ＴＣＢＢ４１４の出
力に接続された第１人力及びＴＢＢ５４の出力に接続さ
れた第２人力を有し、これらの入力の排他的論理和の結
果をバースト・モデム２４の方へ出力する。ＴＢＢ５４
もＡ／Ｂ型のバッファであって、その入力はすべてのボ
ート２１に共通のデータ転送母線に接続されており、最
初の送信フレームＦＴ１　　の直前、の送信フレームの
間に、複数のチャンネル・データを明瞭妄の形でそのＡ
側に受取る。
ＴＢＢ５４のＡ＠に保持されている複数のチャンネル・
データ及びＴＣＢＢ４１４のＡ側に保持されている複数
の暗号ビット群は、最初の送信フレームＦＴｌ　　の間
に、第２の排他的論理和回路４０４の方へ同期的に読出
される。かくして第２の排他的論理和回路４０４は暗号
化された複数のチャンネル・データ、を出力し、各々に
対応する行先　　　“アドレスが付加されて、バースト
・モデム２４を介して衛星トランスポンダ５へ送信され
る。
送信暗号装置４００は、最初の送信フレームＦＴ１　　
の間に、最初のフレーム初期設定ベクトルＦ　Ｉ　Ｖ　
１をキーに１で暗号化することにより、２番目の送信フ
レームＦＴ２　　で使用するための２番目のフレーム初
期設定ベクトルＦＩＶ　　を生成する。第１の排他的論
理和回路４２２は、最初の送信フレームＦＴ１　　”間
６２番目のフレーム初期設定ベクトルＦＩＶ２及びＴＡ
Ａ４１２に記憶されている複数の行先アドレスから、２
番目の複数の排他的論理和ビット群を生成する。送信暗
号装置４００は、最初の送信フレームＦＴ１０間に、キ
ーに１を用いてこれらの排他的論理和ビット群を暗号化
することにより、２番目の複数の暗号ビット群を生成す
る。ＴＣＢＢ４１４は、最初の送信フレームＦＴ１　　
の間に、これらの暗号ビット群をそのＢ側に書込む。
ＴＢＢ５４０Ｂ側に保持されている複数のチャンネル・
データ及びそれらに対応してＴＣＢＢ４１４のＢ側に保
持されている２番目の複数の暗号ビット群は、最初の送
信フレームＦＴ１　に続く２番目の送信フレームＦＴ２
　の間に、第２の排他的論理和回路４０４の方へ同期的
に読出される。かくして第２の排他的論理和回路４０４
は暗号化さ、、・ＩＩ’（ｌｌＩ（− れた２番目の複数のチャンネル・データを出力し、各々
に対応する行先アドレスが付加されて、バースト・モデ
ム２４を介して衛星トランスポンダ５へ送信される。
以下同様にして、上述のプロセスが送信フレー父の度に
繰返される。何れにしても、送信データ□ の暗号化に必要な処理は、１つ前の送信フレームの間に
完了する。
制御情報及びデータを送信局から衛星トランスポンダを
介して受信局へ送るには例えば３００ｍ５かかるから、
衛星通信の分野でよく知られているように、各地球局に
おける受信タイミングはこの遅延に応じて送信タイミン
グからずらされている。
受信タイミングとの関連でスーパーフレーム及ヒフレー
ムについて言及する場合には、「受信スーパーフレーム
Ｊ及び「受信フレームＪという用語が使用される。これ
は、送信タイミングとの関連で使用される［送信スーパ
ーフレームＪ及び「送信フレームｊから区別するためで
ある。
各地球局は、衛星′）トランスポンダ５からの暗号と 化されたデータを解読するための手段として、受信暗号
装置４０６、受信ＦＩＶレジスタ４４８、ＲＡＡ４１８
、ＲＣ’ＢＢ４１６、第３の排他的論理回路４５８、及
び第４の排他的論理和回路４１０を具備している。
受信暗号装置４０６は、受信スーパーフレームの最初の
受信フレームＦＲ１に先立って、バースト・モデム２４
からのスーパーフレーム同期ベクトルＳｖをキーに１で
暗号化することにより、最初の受信フレームＦＲ１のた
めの最初のフレーム初期設定ベクトルＦＩＶ１を生成す
る。
受信ＦＩＶレジスタ４４８は、受信暗号装置４０６で生
成されたフレーム初期設定ベクトルを保持する。
ＲＡＡ４１８は、衛星トランスポンダ５から受信される
チャンネル・データに各々対応する複数の受信行先アド
レスを保持する。
−第３の排他的論理和回路４３８は、受信ＦＩＶレジス
タ４４８に接続された第１人力及びＲＡＡ４１８に接続
された第２人力を有し、受信ＦＩＶレジスタ４４８から
の最初のフレーム初期設定ベクトルＦ　Ｉ　Ｖ　１とＲ
ＡＡ４１　Ｂからの各受信行先アドレスとの把他的論理
和をとって複数の排他的論理和ビット群を生成し、受信
暗号装置４０６へ供給する。これらの排他的論理和ビッ
ト群は、衛星トランスポンダ５から受信される複数のチ
ャンネル・データに各々対応している。受信暗号装置４
０６は、キーに１を用いて各排他的論理和ビット群を暗
号化することにより、対応する複数の暗号ビット群を生
成する。送信局で別のキーに２が使用されていた場合に
は、受信局でも同じキーに２を使用する必要がある。
ＲＣＢＢ４１６はＴＣＢＢ４１４と同じ＜Ａ／Ｂ型のバ
ッファであって、最初の受信フレームＦＲ１の直前の受
信フレームの間に、受信暗号装置４゜６からの複数の暗
号ビット群をそのＡ側に受取る。
ＲＣＢＢ４１６のＡ側において各暗号ビット群が書込ま
れる記憶位置は、対応する行先アドレスによって指定さ
れる。受信局では、ｎ番目の受信スーパ　７レームに対
する行先アドレスハ、ツレより前の（ｎ−２）番目のス
ーパーフレームでなされるチャンネル割当てによって設
定される。
第４の排他的論理和回路４１０は、ＲＣＢＢ４１６の出
力に接続された第１人力及びＲＢＢ６４の出力に接続さ
れた第２人力を有し、これらの入力の排他的論理和の結
果、即ち解読された明瞭データを全ボート２１に共通の
受信母線へ出力する。
各地球局に設けられているＲＢＢ６４もＡ／Ｂ型ノハツ
ファであって１．最初の受信フレームＦＲ１の直前の受
信フレームの間に、バースト・モデム２４からの暗号化
された複数のチャンネル・データをそのＡ側に受取る。
ＲＣＢＢ４１６と同じく・それらの記憶位置は対応する
行先アドレスによって指定される。
ＲＢＢ６４のＡ側に保持されている複数の暗号化された
チャンネル・データ及びＲＣＢＢ４１６のＡ側に保持さ
れている複数の暗号ビット群は、最初の受信フレームＦ
Ｒ１の間に、第４の排他的論理和回路４１０の方へ、同
期的に読出される。かくして第４の排他的論理和路４１
０は、最初の９　＠　７　Ｌ／　−Ａ　Ｆ　Ｒ１１７）
Ｆ”呵、複ヮ、□工。
ヤンネル・データを受信母線へ出力する。
受信暗号装置４０６は、最初の受信フレーム’Ｒ１の間
に、最初のフレーム初期設定ベクトルＦ　Ｉ　Ｖ　１を
キーに１で暗号化することにより、２番目の受信７レー
ムＦＲ２で使失するための２番目のフレーム初期設定ベ
クトルＦ　Ｉ　Ｖ２を生成する。第３の排他的論理和回
路４３８は、最初の受信フレームＦＲ１の間に、２番目
のフレーム初期設定ベクトルＦ　Ｉ　Ｖ２及びＲＡＡ４
１８に記憶されている複数の受信行先アドレスから、２
番目の複数の排他的論理和ビット群を生成する。受信暗
号装置４０６は、最初の受信フレームＦＲ１の間に、キ
ーに１を用いてこれらの排他的論理和ビット群を暗号化
すること忙より、２番目の複数の暗号ビット群を生成す
る。ＲＣＢＢ４１６は、最初の受信フレームＦＲ１の間
に、これらの暗号−ビット群をそのＢＩＩＩＫ書込む。
ＲＢＢ６４は、最初の受信フレームＦＲ１０間５．２番
目の複数の暗号化されたチャンネル・デニ、、夕をその
Ｂ側に書込む。
ＲＢＢ６４（り’・乱−Ｋｆｆｌおゎ、い８．□。
数の暗号化されたチャンネル・データ及びＲＣＢＢ４１
６のＢ側に保持されている２番目の複数の暗号ビット群
は、最初の受信フレームＦＲ１に続く２番目の受信フレ
ームＦＲ２の間に、第４の排他的論理和回路４１０の方
へ同期的に読出される。
かくして第４の排他的論理和回路４１０は、２番飄 目の受信フレームＦＲ２の間に、２番目の複数の解読さ
れたチャンネル・−一夕を受信母線へ出力する。
以下同様たして、上述のプロセスが受信フレームの度に
繰返される。送信のときと同じく、暗号解読に必要な処
理は、１つ前の受信フレームの間に完了する。
【図面の簡単な説明】
第１図はＴＤＭＡフレームの構成を示すブロック図、第
２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図は本発明
の他の実施例を示す回路図、第４図は綿２図の実施例の
詳細を示す回路図、第５図はＳＣＣ間のデータ伝送を説
明するための回路図、第６図は暗号装置の動作タイミン
グを示す図表である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 各々行先アドレス及びデータを含む複数のチャンネルで
    構成されたフレームを利用して局間の通有を行うＴＤＭ
    Ａ通信のための下記（イ）乃至（ト）を具備する暗号シ
    ステム。 （イ）前記行先アドレスを保持する第１保持手段。 （ロ）前記フレームに対応するフレーム初期設定ベクト
    ルを保持する第２保持手段。 （ハ）前記第１保持手段及び前記第２保持手段から入力
    を受取る第１排他的論理利回路。 に）前記ＴＤＭＡ通信のための同期ベクトルを暗号化す
    ることによって前記フレーム初期設定ベクトルを生成し
    て前記第２保持手段へ供給し、更に前記第１排他的論理
    和回路の出力を暗号化することによって複数の暗号ビッ
    トを生成する暗号装置。 ｅ　前記暗号装置から出力される前記複数の暗号ピット
    を保持する第６保持手段。 （へ）前記データを保持する第４保持手段。 （ト）前記第３保持手役及び前記第４保持手段から入力
    を受取って最終出力を与える第２排他的論理和回路。
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