JPS62213443A

JPS62213443A - 暗号化鍵配送方式

Info

Publication number: JPS62213443A
Application number: JP61054615A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okinaka; 冲中　秀夫; Toshio Takahashi; 俊雄高橋
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-19

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）本発明は無縁通信システムに暗号化を適用する際の暗号
化鍵の配送方式に関するものである。

（従来の技術）無線通信システムの１つの形態として、少なくとも１つ
の親局と複数の子局とで構成されるシステムがある。こ
の種のものとしては、古くから自動車無線システムが知
られている。また、近年においては、通信衛星を利用し
移動体と通信を行うものとして、陸上の基地局と海上を
航行する船舶との間で通信を行う海事衛星通信システム
が実用化され、また、航空機を対象として航空衛星通信
システムが検討されている。さらに、同じく通信衛星の
分野では、超小型アンテナを用いる多数の子局と大型ア
ンテナを用いる少数の親局で構成されるマイクロターミ
ナル衛星通信システムも実用化されている。

これらのシステムの特徴は、子局の設備負担を軽減する
ために、親局の性能を高くし、子局の性能を低くしてい
ることである。従って、親局から送信される特定の子局
向けの信号であっても、いずれの子局においても容易に
傍受することが可能である。このことから、通信の秘密
を確保する上で、子局向は回線の暗号化が重要な課題と
なる。

暗号化の技術としては、まずＤＥＳ方式に代表されるよ
うに送信、受信両局で共通の秘密暗号化鍵を用いる「慣
用暗号系」がある。しかしこの系においては、暗号化鍵
の秘密保持が常に問題視される。特に、上述のような形
態のシステムでは、親局において全ての子局の暗号化鍵
を保有する必要があるが、その秘密保持には困難を伴う
。もうひとつの暗号化の方式として、Ｒ５Ａ方式に代表
される「公開鍵暗号系」がある。この系は、対をなす２
つの暗号化鍵を使用するもので、送信局は第１の鍵で暗
号化して伝送し、受信局は第２の鍵で復号する。この第
１の鍵は公にされることがら「公開鍵」と呼ばれ、第２
の鍵は受信局が秘密に保有することから「秘密鍵」と呼
ばれる。この系を上記システムに適用した場合、親局は
暗号化鍵を秘密に保有する必要はなくなるが、そもそも
誰が多数の子局に対して重複することなく１対の「公開
鍵」と「秘密鍵」を生成し割当てるかという基本的な問
題がある。

さらに慣用暗号系の改良技術として、呼の設定毎に暗号
化鍵を変更することとし、その呼の設定時に使用する暗
号化鍵を公開鍵暗号化系により相手帰に配送する方式が
あるが、この方式でも暗号化鍵の生成の問題は解決され
ない。また、子局設備としては、構成が簡単で小規模な
ものであり、低価格のものが望まれるが、慣用暗号化系
、公開暗号化系の２つの復号器をもつことは、設備を複
雑にし高価なものとする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、暗号化鍵を秘密性高く配送することのできる暗号
化鍵配送方式を提供することを目的とする。そして、そ
の特徴は、少なくとも一つの受信性能の高い親局と複数
の受信性能の低い子局とで構成される無線通信システム
における親局から子局向は回線の暗号化鍵配送方式にお
いて、少なくとも該回線の呼設定時に暗号化鍵を子局が
発生して親局へ通知し、該親局は該通知された暗号化鍵
を子局に対して確認することなく該呼の通話を該暗号化
鍵により暗号化することにある。

すなわち１本発明は、前述したような親局の受信性能と
呼局の受信性能が大きく異なる無線通信システムにおい
ては、一般に子局から親局むけの信号を他の子局が傍受
することは困難であることに着目し、暗号化鍵を子局が
親局に通知することとし、親局から子局向は回線の暗号
化のための暗号化鍵の秘密性を高め・たことにある、特
に、通信衛星を利用する場合は、親局と衛星間、および
衛星と子局間で使用する周波数帯が大幅に異なるので、
子局において衛星から親局向けの信号を傍受することは
極めて困難である。

（発明の構成と作用）以下、海事衛星通信システムを例にとり、本発明の詳細
な説明する。第１図は、本発明が適用可能なシステム構
成例であり、１は通信衛星、２は基地局（！ｌｆｔ局）
、３は移動（船舶）局（子局）、４は基地局／移動局間
の通話回線、５は呼の設定時に用いる基地局から移動局
への制御信号用回線、６は呼の設定時に用いる移動局か
ら基地局への制御信号用回線、７は基地局／衛星間の全
通信回線、８は移動局／衛星間の全通信回線である。衛
星通信では一般に７と８に異なる周波数帯を用い、例え
ば現用の海事衛星通信システムでは、７は上がり６Ｇ七
／下り４Ｇｍ帯、８は上がり１．６ＧＨ！／下り１．５
ＧＨｚとなっている。また、基地局２はアンテナは１１
〜１３ｍ級であるのに対し、移動局３のアンテナは１ｍ
前後となっている。このため、移動局３において、通信
回線７を傍受することは回層である。さらに、海事衛星
通信システムは、移動局３が多数存在するので、呼の発
生毎に基地局との間の通信回線を設定する、デマンドア
サインメント運用を行うのが一般的である。

第２図は、第１図のシステムにおいて本発明による暗号
化鍵の配送を行うための、基地局発呼の呼設定手順を示
している。基地局２は、自局発の呼要求が発生すると、
移動局３に対して呼発生通知９を制御回線５を介して配
送する。呼発生通知９を受信した移動局３では、時刻１
０において。

例えば乱数発生器等を用いて、該呼だげに有効な暗号化
鍵を発生し、制御回線６を介して基地局２へ伝達する応
答通知１１のなかで該暗号化鍵を配送する。応答通知１
１を受信した基地局２では。

該呼に使用する通信チャネルを指定するチャネル割り当
て通知１２を制御回線５を介して移動局３へ伝達する。

このとき、１１において通知された暗号化鍵の、確認の
ための反復は行わない。その後、チャネル割当て通知１
２によって指定されたチャネル（通話回８４）を用い、
応答通知１１のなかで指定された暗号化鍵を用いて通話
１３を行う。

第３図は、第１図のシステムにおける移動局発呼の呼設
定手順を示している。移動局３は、時刻１４において自
局発の呼要求が発生すると、例えば乱数発生器等を用い
て、該呼だけに有効な暗号化鍵をまず発生し、該暗号化
鍵を付加して呼発生通知１５を制御回線６を介して基地
局２へ伝達する。呼発生通知１５を受信した基地局２は
、該呼に使用する通信チャネルを指定するチャネル割当
て通知１２を制御回線５を介して移動局３へ伝達するが
、基地局発呼の場合と同様に、チャネル割当て通知１２
のなかで暗号化鍵の反復は行わない。

その後、チャネル割当通知１２で指定された通話回線４
を用い、呼発生通知１５のなかで指定された暗号化鍵を
用いて通話１３を行う。

第４図は、本発明により配送される暗号化鍵を用いて通
話データの暗号化および暗号解読を行う装置の構成例で
あり、１６は送信すべき原通話データの入力端子、１７
は排他論理和回路、１８は原通話データと同一速度のク
ロックで駆動されるシフ１−レジスタ、１９はシフトレ
ジスタ１８の初期値設定のタイミングパルスの入力端子
、２０は排他論理和回路１７とシフトレジスタ１８より
構成されるＭ系列発生器、２１は暗号化鍵記憶用のレジ
スタ、２２はレジスタ２１へのデータ入力端子、２３は
衛星通信回線等の伝送路、２４は受信側で暗号解読を施
された後の通話データの出力端子である。この実施例で
は、入力端子１９へ入力されるタイミングで初期化され
た時点におけるシフトレジスタ１８の各段の状態が暗号
化鍵となる。

本発明により呼設定時に子局から親局へ配送される暗号
化鍵は、子局および親局双方のレジスタ２１ヘデータ入
力端子２２を介して設定され、入力端子１９ヘタイミン
グパルスが入力される毎にシフトレジスタ１８へ転送さ
れる。入力端子１９へのタイミングパルスは送信局と受
信局で同期させることが必要であり、該タイミングパル
スには通話の開始タイミングが利用できる他、フレーム
同期がとられる通信系では各フレームの開始タイミング
も利用可能である０以上の操作により送信局、受信局双
方のＭ系列発生器２０から発生される同期化されたＭ系
列が、送信局では排他論理和回路１７により原通話デー
タに加算され一方受信局では受信通話データに再度加算
される。これにより、通話相手の受信局では通話データ
が復元されることになるが、伝送路２３を流れる通話デ
ータは原通話データと異なっており、暗号化鍵であるシ
フトレジスタ１８の初期値がわからない他の受信局では
通話データの復元ができない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、呼が発生する毎に、
移動局あるいは子局がその呼にのみ有効な暗号化鍵を発
生し、該暗号化鍵を呼設定制御用回線を介して基地局あ
るいは親局へ通知して、該呼の基地局あるいは親局から
移動局あるいは子局向は通話チャネルの暗号化を該暗号
化鍵を用いて行う６もちろん、該呼の移動局あるいは子
局から基地局あるいは親局向けの通話チャネルを該暗号
化鍵を用いて行うことも可能である。本発明によれば、
基地局および移動局における暗号化鍵の秘密管理を行う
必要なく、簡単に基地局あるいは親局から移動局あるい
は子局向けの通話チャネルを他の移動局あるいは子局に
よって解読されることを防御するための暗号化が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための通信システム
の構成例を示す図、第２図および第３図は本発明の実施
例の動作を説明するための呼設定制御手順を示す図、第
４図は装置の構成例を示す図である。１・・・通信衛星、　　　　　２・・・親局、２・・・
子局、　　　　　　４・・・通話回線。５．６・・・制御信号用回線、７．８・・・全通信回線。

Claims

【特許請求の範囲】少なくとも一つの受信性能の高い親局と受信性能の低い
子局とで構成される無線通信システムにおける親局から
子局向け回線の暗号化鍵配送方式において、少なくとも前記回線の呼設定時に該呼の暗号化鍵を子局
が発生して親局へ通知し、該親局は該通知された暗号化
鍵を子局に対して確認することなく該呼の通話を該暗号
化鍵により暗号化することを特徴とする暗号化鍵配送方
式。