JPS62169540A - 信号スクランブル−デイスクランブル回路 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、主として画像の走査線あるいは画像部分を
入れ換える方法（以後転置と称す）を用いる信号スクラ
ンブル装置に使用する回路方式に関するものである。

（従来の技術） 画像信号をスクランブルして伝送するに際し、画像の走
査線あるいは画像部分を入れ換える方法を用いる場合が
ある。本発明は、主として画像の入れ換え（転置）を行
う場合の回路方式に関するもので、画像転置の多様性を
増して秘匿性を確保し、かつ回路を簡単化して安価に実
現しようとするものである。

画像信号を転置してスクランブルを行う場合、特に下記
の条件を満足することが望ましい。

（１）画像の秘匿性を高めるため、走査線１本ごと、あ
るいは小さな画像部分ごとの転置が可能である必要があ
り、転置の対象個数が多いこと。

（２）画像の伝送速度は速い場合が多いので、画像の転
置、およびその復元を実時間で行うため、高速の処理が
可能であること。

（３）画像の転置の種類が豊富であること。

（４）画像内容の秘匿性を変化させることができる効果
制御が容易に行えること。

（５）画像転置の復元に際しては、安価に実現できるこ
と。

画像転置を実現する従来の回路方式としては下記の方式
が考えられていた。

（１）　　最大製系列符号発生回路方式（Ｍ系列方式）
Ｍ系列符号を帰環線形シフトレジスタで発生させ、２″
　ｌ（ｎはレジスタ段数）個の転置を行う方式。

（２）　　ランダム転置発生メモリ一方式（ＲＯＭ方式
）計算機によるランダム転置をメモリーに事前に書き込
んでおき、メモリー内容を読み出すことにより転置を行
う方式。

（発明が解決しようとする問題点） これらの方式のうち（１）Ｍ系列方式では、回路規模は
小さく安価に実現は可能だが、発生できるＭ系列の種類
が少なく、例えば走査線５００本程度の（票準ＴＶ画像
を転置する場合、符号長５１１のＭ系列を選ふとすると
、１０種類しか存在せず、スクランブルの安全性が低く
なる欠点がある。さらに、符号長としてはシー１（ｎは
Ｍ系列発生レジスタ段数）しか存在しないため、任意の
個数の転置を行うことができないと言う欠点がある。

また＋２）ＲＯＭ方式では、任意の個数の転置が可能で
あり、転置の種類も計算機により数多く作り出すことが
できるが、メモリー容量の限界があるため、メモリーか
ら読み出せる転置の種類は限られ、スクランブルの安全
性は低くなるという欠点があり、安全性を高めるために
はＲＯＭ数を増やさねばならず、安価に実現することは
困難である。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上述のような従来の画像転置方式の欠
点を除去し、先に述べた画像転置スクランブル方式とし
て望ましい条件を満足する、画像信号スクランブル−デ
ィスクランブル回路方式を構成する回路を提供せんとす
るものである。

すなわち本発明信号スクランブル−ディスクランブル回
路は、情報を有する一連の信号の転置スクランブル方式
において、前記一連の信号の各一部分の位置を示すアド
レスを、暗号化手法を用いて他のアドレスに１：１に変
換して暗号化し、信号メモリから読み出しならびに／ま
たは書き込んで転置した一連の信号を得るようにしたこ
とを特徴とするものである。

本発明回路の好適な実施態様は、前記暗号化手法が、排
他的論理和素子による漢字方式のブロックの暗号化より
成り、拡散効果を得るようにしたことを特徴とするもの
である。

また、本発明回路の好適な実施態様は、前記暗号化手法
が、非線形の漢字方式によるブロックの暗号化より成り
、拡散効果をより高めるようにしたことを特徴とするも
のである。

さらにまた、好適な実施態様は、前記暗号化手法が、ビ
ット選択回路によるビット入れ換え方式によるブロック
の暗号化より成り、撹乱効果を得るようにしたことを特
徴とするものである。

さらに暗号化強度を高めた実施態様は、前記暗号化手法
が、前記漢字方式と前記ビット入れ換え方式による暗号
化を複数回組合わせてなり、暗号化強度を高めたことを
特徴とするものである。

また、本発明回路の暗号化を行うための鍵情報の好適な
実施態様は、前記暗号化を行うための鍵情報を疑似ラン
ダム信号発生器の初期値とし、咳疑似ランダム信号発生
器の出力を前記暗号化の鍵に用いて、前記鍵情報の伝送
量の削減をはかったことを特徴とするものである。

さらにまた、本発明回路の暗号化を行うための鍵の好適
な実施態様は、前記暗号化を行うための鍵として、前記
鍵情報と効果制御情報とを伝送し、該効果制御情報は前
記鍵情報とは独立に前記暗号化を制御し、前記情報を有
する一連の信号の秘匿性を変化させ得ることを可能にし
たことを特徴とするものである。

（実施例） 以下本発明を添付図面を参照し実施例により詳細に説明
する。

本発明の暗号化方式による画像転置スクランブル回路の
基本的構成を第１図に示す。第１図においてアドレスカ
ウンタ１は画像の走査線のアドレスを順次に数えるカウ
ンタであり、そのアドレスは暗号化回路２により別のア
ドレスに１対Ｉに変換され、これが転置アドレスとなる
。この転置アドレスにより画像メモリー３に記録されて
いる走査画像を読み出すことにより画像が転置される。

送信側では、この信号をスクランブル画像信号として送
出し、さらに暗号化するための鍵情報も同時に送出する
。受信側では送られてきたスクランブル画像信号を送信
側と同様に鍵情報により暗号化回路２で生成した転置ア
ドレスを用いてフィールド画像に書き込むことにより、
転置画像は順次画像として再配置され、復元された画像
信号を得ることができる。

本発明スクランブル回路は、暗号化手法により１対１の
変換が容易でありまた変換するための鍵を任意に増やす
ことが可能なため、スクランブル画像の不正な復元を困
難にでき、かつ容易に構成できるという特質を利用した
ものである。

次に本発明の実施例を示す。

第２図は第１の実施例であり、漢字暗号化方式による画
像転置回路の例である。Ｎビットの画像アドレスカウン
トビットは、ＸＯＲ（排他的論理和）回路４で鍵情報ビ
ットによりＮビットのプロ・ツク暗号化が行なわれる。

この暗号化により変換された転置アドレスを用いるフィ
ールド画像メモリー３から画像信号を読み出すことによ
り転置画像が得られる。

一方フイールド画像メモリーに書き込む際には順次アド
レスを用いるので、ＸＯＲ回路４への鍵情報は停止する
必要がある。このためＡＮＤ　　（論理積）回路５で１
？／Ｗ（読み書き）制御信号により鍵・Ｉｎ報のＯＮ　
／　ＯＦＦを行なっている。受信側におけるディスクラ
ンブルは同様な回路を用いて行うことができる。本実施
例では、画像の転置をわずかな回路素子により安価に実
現でき、またＮビットの鍵・ＩＩｔ′ｔａは２Ｎ個の多
数の鍵を選択することを可能にしているため、鍵の解読
を困難にしている。

第３図は第２の実施例であり、非線形の漢字照号化方式
による画像転置回路の例である。Ｎビットの画像アドレ
スカウントビットをデコーダ６でデコードし、Ｍ個（＝
２′４）の選択回路７でｉ建情報の制御によりデコード
された出力配線を入れ換える。これをマルチプレクサ８
によりエンコードし、非線形のブロック暗号化が行われ
る。この暗号化により変換された転置アドレスを用いて
画像メモリー３から画像信号を読み出すことにより転置
画像が得られる。画像メモリーに画像信号を書き込む際
にはＲ／Ｗ制御信号により、選択回路９で順次アドレス
を選び信号を記録しておく。受信側における回路も同様
に構成することができる。

本実施例では非線形な漢字暗号化を行っているので画像
転置の秘匿性を高めることができる。

第４図は第３の実施例であり、ビット入換暗号化方式に
よる画像転置回路の例である。Ｎビットの画像アドレス
ビットはＮ個の選択回路１０で鍵情報ビットの制御によ
りビット位置が入換えられ、Ｎビットのブロック暗号化
が行われる。この暗号化により変換された転置アドレス
を用いてフィールド画像メモリー３から画像信号を読み
出すことにより転置画像が得られる。フィールド画像メ
モリーに画像信号を書き込む際には、Ｒ／Ｗ制御信号に
より選択回路１１で順次アドレスを選び信号を記録して
おく。受信側における回路も同様な構成である。本実施
例では安価な信号選択回路を用いることによりビット入
換暗号化を行い転置画像を得ることができ、またＮｊと
おりの多数のビット入換の組合わせにより画像装置の秘
匿性を高めることができる。

第５図は第４の実施例であり、漢字暗号化方式とビット
入換暗号化方式の組合わせによる合成暗号化方式として
、漢字暗号化方式による拡散効果とビット入換暗号化方
式の撹乱効果により画像転置の秘匿性を高めている。ま
たこの組合わせを複数回繰り返すことにより、秘匿性を
さらに高めることが可能である。この場合、各暗号化方
式ユニット１２に対し鍵情報は同一のものを用いるので
はなく、各ユニットごとに鍵情報ビットをシフトレジス
タ１３によりシフトし異なる鍵として用いた方が鍵情報
の秘匿性を高めるのに有効である。本実施例の合成暗号
化方式をさらに拡張すると、暗号処理時間の許す限りＤ
ＥＳ　（米国データ暗号規格）、あるいはＤＢＳの簡略
形を用いることも可能である。

第６図は第５の実施例である。フレームごとに異なる画
像転置を行うためには鍵情報もフレームごとに送信しな
ければならないが、この鍵情報の伝送量を削減するため
本実施例では１つの鍵情報をＰＮ（疑似ランダム）信号
発生器１４の初期値として入力し、ＰＮ信号をフレーム
ごとに発生させ、これを暗号化の鍵としている。ＰＮ信
号発生にＭ系列を用いるとすると、１０秒程度の時間周
期をもたせるためには帰還シフトレジスタの段数を９段
以上とすれば良く、鍵情報の送出頻度は数秒程度に削減
することが可能である。

第７図は第６の実施例である。画像スクランブルでは画
像内容の秘匿性を変化させる効果制御が容易に行なえる
ことが望ましい。暗号化方式においては鍵情報そのもの
に漢字あるいはビット入換を行なわないように制限した
ものを用いることが考えられるが、鍵情報の自由度を下
げないため、また実施例４のＰＮ信号発生器を用いる場
合には、鍵情報とは別に効果制御情報を設定することが
有効である。本実施例では効果制御情報により特定の画
像アドレスビットの暗号化が行なわれないようにＡＮＤ
回路１５で鍵情報ビットの特定ビットを禁止している。

このようにすることで、効果制御を独立に行うことを可
能としている。

第８図は第７の実施例である。これまでの実施例では２
のべき乗の数に転置が限定されるが、本実施例ではアド
レスカウンタ１の出力を暗号化回路２により転置アドレ
スとした後、これを任意の最大転置数と比較器１６で比
較し、大きい場合にはパルス発生器１７から１クロツク
のパルスが出力されアドレスカウンタ１のカウント値を
進め、つぎの転置アドレスを求める。これを最大転置数
以内のアドレスが出力されるまで繰り返すことにより、
任意の数の転置を行うことが可能となる。

（発明の効果） 本発明を実施することにより、画像転置のための画像位
置アドレスの変換が暗号化手法を用いた筋型な回路で構
成できるので、安価に実現できる。

また暗号化手法によるアドレス変換のための鍵を任意に
増やし、鍵の解読を難しくさせ、あるいは暗号化手法を
複数回繰り返すことにより暗号強度を高められるため、
スクランブル画像の不正な復元を困難にすることができ
る。

次に第１の実施例では、画像アドレスを鍵情報により漢
字暗号化を行い変換しているので、画像アドレスの転置
を拡散効果のあるものとすることができる。またＮビッ
トの鍵情報により２Ｎ個の多数の転置の種類を使用でき
るので、転置スクランブルの不正復元は困難であり安全
性を高めることができる。さらに、本実施例を実現する
ための回路はわずかなＸＯＲ回路素子を用いて構成でき
るので、送受信器は安価に製造できる。

第２の実施例では、画像アドレスをデコードした後に入
換えを行い非線形の漢字暗号化を行い変換しているので
、画像アドレスの転置の拡散効果をさらに高め、転置の
秘匿性をさらに増すことができる。

第３の実施例では、画像アドレスを鍵情報によりビット
入換暗号化を行い変換しているので、画像アドレスの転
置を撹乱効果のあるものとすることができる。またＮビ
ットの画像アドレスのビット入換はＮ１通り存在し、豊
富な転置の種類を使用できるので、転置スクランブルの
不正復元は困難にできる。さらに、本実施例を実現する
ための回路は少数のデータ選択回路素子を用いて構成で
きるので、送受信器を安価に作ることができる。

第４の実施例では、漢字暗号化方式とビット入換暗号化
方式の組合わせ、またこの組合わせを複数回繰りかえす
合成暗号化方式としてるため、画像転置の秘匿性を飛躍
的に高めることができる。

第５の実施例では鍵情報ビットを初期値とするＰＮ信号
発生器の出力を画像転置のための暗号化回路の鍵として
いるため、フレームごとに鍵情報を送信することなく画
像の転置を変えることができ、鍵情報の伝送量を削減す
ることができる。

第６の実施例では、鍵情報の他に効果制御情報を用いて
暗号化を行わない部分を作り、転置画像の秘匿性を制御
する構成をとっているので、鍵情報にかかわらず、独立
に効果制御を行うことができる。

第７の実施例では、任意の転置数取上のアドレスが発生
した場合にそれを除き、次の転置アドレスを出力するよ
うに構成しているので、転置数を２のべき乗の数に限定
することなく、希望する数の転置を行うことができる。

本発明は、無線、有線およびバフケージメディアを問わ
ず、テレビジョン画像、ファクシミリ画像などの走査線
による表示画像に用いると効果がある。また走査線を用
いずとも、複数の画像部分の入れ換えを行うスクランブ
ル方式にも有効である。さらに、画像ばかりでなく音声
や通信データを時間軸で分割して入れ換える場合、ある
いは多数の並列に伝送される音声やデータの相互入れ換
えによるスクランブルにも応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、暗号化方式による画像転置の本発明スクラン
ブル回路の基本的構成図、 第２図から第８図は、それぞれ本発明回路に係る第１か
ら第７の実施例の回路構成を示す図である。 １・・・アドレスカウンタ　２・・・暗号化回路３・・
・画像メモリー ４・・・排他的論理和（ＸＯＲ）回路 ５．１５・・・論理積（八ＮＯ）回路 ６・・・デコーダ　　　　　？、９，１０．１１・・・
選択回路８・・・マルチプレクサ １２・・・暗号化方式ユニット（漢字暗号十ビット入換
）１３・・・シフトレジスタ　　１４・・・ＰＮ信号発
生器１６・・・比較器　　　　　　１７・・・パルス発
生器特許出願人　　日　本　放　送　協　会Ｖ＠−打や ２　　　　刷外−Δ区 ダ０＼−か２ 哄栓 琴３きλ−１−′ｉＪ介ふ 第５図 第６図 （に１斗１９反ビート 第７図 ４嘴ｔ＋負命北−ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を有する一連の信号の転置スクランブル方式に
   おいて、前記一連の信号の各一部分の位置を示すアドレ
   スを、暗号化手法を用いて他のアドレスに１：１に変換
   して暗号化し、信号メモリから読み出しならびに／また
   は書き込んで転置した一連の信号を得るようにしたこと
   を特徴とする信号スクランブル−ディスクランブル回路
   。 ２、前記暗号化手法が、排他的論理和素子による換字方
   式のブロックの暗号化より成り、拡散効果を得るように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の信
   号スクランブル−ディスクランブル回路。 ３、前記暗号化手法が、非線形の換字方式によるブロッ
   クの暗号化より成り、拡散効果をより高めるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の信号ス
   クランブル−ディスクランブル回路。 ４、前記暗号化手法が、ビット選択回路によるビット入
   れ換え方式によるブロックの暗号化より成り、撹乱効果
   を得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の信号スクランブル−ディスクランブル回路。 ５、前記暗号化手法が、前記換字方式と前記ビット入れ
   換え方式による暗号化を複数回組合わせてなり、暗号化
   強度を高めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の信号スクランブル−ディスクランブル回路。 ６、前記暗号化を行うための鍵情報を疑似ランダム信号
   発生器の初期値とし、該疑似ランダム信号発生器の出力
   を前記暗号化の鍵に用いて、前記鍵情報の伝送量の削減
   をはかったことを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第５項のいずれかに記載の信号スクランブル−ディスク
   ランブル回路。 ７、前記暗号化を行うための鍵として、前記鍵情報と効
   果制御情報とを伝送し、該効果制御情報は前記鍵情報と
   は独立に前記暗号化を制御し、前記情報を有する一連の
   信号の秘匿性を変化させ得ることを可能にしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに
   記載の信号スクランブル−ディスクランブル回路。 ８、前記暗号化の後の転置アドレスを、所望の最大の転
   置数と比較し、前記転置アドレスの数がより大きい場合
   にはパルスを発生させ、アドレスカウンタを増加させて
   、任意の数の転置が行い得るようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の
   信号スクランブル−ディスクランブル回路。