JPWO2009148119A1 - Information processing system - Google Patents

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    • H04L9/0891Revocation or update of secret information, e.g. encryption key update or rekeying

Abstract

画像表示装置を用いて情報を伝達する際の漏洩電磁波等を通じた情報の漏洩を防止する。ある画像Iを送受信する場合において、画像Iの送信者Sは、画像Iの受信者Rに対して画像Iを送信する代わりに、画像Iと外部から予測不可能な数値を加算または減算することによって得た画像I’を送信する。受信者Rは、送信者Sと事前に合意した予測不可能な数値列を用いて画像I’から画像Iを復元して表示する。Prevent leakage of information through leaked electromagnetic waves when transmitting information using an image display device. When transmitting / receiving a certain image I, the sender S of the image I adds or subtracts an unpredictable numerical value from the image I to the outside instead of transmitting the image I to the receiver R of the image I. The image I ′ obtained by is transmitted. The receiver R restores and displays the image I from the image I ′ using an unpredictable numerical sequence agreed with the sender S in advance.

Description

本発明は情報処理システムに関し、例えば、TEMPESTなどの各種情報漏洩への対策に関する技術に関するものである。   The present invention relates to an information processing system and, for example, relates to a technique related to measures against various information leaks such as TEMPEST.

小型の組込用マイコン、パソコンやサーバに搭載されている中央演算装置(CPU)をはじめとして、計算や制御を必要とする様々な電気機器が、高機能化とともに多数のトランジスタで構成されるようになっている。トランジスタは、電力を与えることによって動作している。また、動作の際の消費電力量は、動作速度(クロック速度)の高速化によって増加する傾向がある。たとえば、CMOSインバータのスイッチング時に発生する貫通電流は、クロック速度の増加に応じて増加する傾向がある。貫通電流は、電源から接地線に流れ出る。接地線の電流変化によって、接地配線をアンテナとした、電磁波が放射される。電流の変化量が大きいほど、放射電磁波は強くなる。このように意図せずに発生する電磁波は、漏洩電磁波と呼ばれる。   Various electrical devices that require calculation and control, such as small embedded microcomputers, central processing units (CPUs) mounted on personal computers and servers, are configured with many transistors with high functionality. It has become. The transistor is operating by applying power. In addition, power consumption during operation tends to increase as the operating speed (clock speed) increases. For example, the through current generated during switching of a CMOS inverter tends to increase as the clock speed increases. The through current flows from the power source to the ground line. Electromagnetic waves are radiated by changing the current of the grounding wire using the grounding wiring as an antenna. The greater the amount of change in current, the stronger the radiated electromagnetic wave. Such an electromagnetic wave generated unintentionally is called a leaked electromagnetic wave.

トランジスタ群は、半導体集積回路(IC)の中を張り巡らせた配線で相互に接続されている。配線の素材としては、一般に、銅やアルミニウムなどの金属が用いられている。配線上を電子が通過する際には、電子の通過量の時間変化により、配線周辺の磁場や電場が変化する。配線は、ICの内部だけで閉じているわけではない。   The transistor groups are connected to each other by wiring extending in a semiconductor integrated circuit (IC). As a wiring material, metals such as copper and aluminum are generally used. When electrons pass through the wiring, the magnetic field and electric field around the wiring change due to the temporal change in the amount of passing electrons. The wiring is not only closed inside the IC.

配線上を伝達される情報(0もしくは1に対応する二値情報であることが多い)のいくつかは、小型に集約されチップ化された回路から、外部にも伝達されるか、外部から伝達されて来る。ここで、外部とは、チップ化の単位で見ての外部である場合や、ある機能モジュール単位で見ての外部であって、必ずしもICチップの物理的な外側ではない場合もある。というのは、計算機とメモリ装置など複数の機能をワンチップ化した、SoC(System on Chip)といった技術も用いられるためである。チップ間を明示的な配線で結ぶのではなく、電極パッドを互いに貼り付ける技術なども開発されており、ICチップの内外の境界は、かならずしも明らかではない。とはいえ、複数の機能モジュール間をつなぐ配線を通じて情報のやり取りが行われるということに変わりはない。   Some of the information transmitted on the wiring (which is often binary information corresponding to 0 or 1) is transmitted to the outside from the circuit that is compactly integrated into a chip, or transmitted from the outside. Come on. Here, the term “outside” refers to the outside as viewed in units of chips, or the outside as viewed in units of a certain functional module, and may not necessarily be physically outside the IC chip. This is because a technology such as SoC (System on Chip) in which a plurality of functions such as a computer and a memory device are integrated into one chip is also used. A technique of attaching electrode pads to each other instead of connecting the chips with explicit wiring has been developed, and the inner and outer boundaries of the IC chip are not always clear. Nevertheless, information is exchanged through wiring that connects a plurality of functional modules.

電圧がある閾値以上であれば1とみなし、閾値未満であれば0とみなす、一般的な論理回路においては、信号の送信側と受信側で電圧が保たれることが重要である。信号を送信する側から、電圧を測定する側である信号の受信側までの距離が長いほど、途中の配線における電気抵抗のため、電圧降下が発生する。よって、信号を伝達する際の配線の長さが長いほど、途中で信号が閾値をまたがって減衰してしまわないように、送信側での信号の電圧を高くしておくということが行われる。明らかにこの場合は、1を送信する場合と0を送信する場合の電位差が大きく異なる。単位時間での電圧の変化が大きいほど、周囲に発生する電場の変化が大きい。また同様に、スイッチングの際に電流の変化が発生するため磁場の変化も発生する。このようにして、電圧の変化に応じた電磁波が発生する。すなわち、電圧の変化に対応している送信情報は、配線の周辺で発生する磁場や電場の変化を観察することで、間接的に知ることができる。配線経路での電圧降下に対応するために、途中にアンプなどを設置して、昇圧する方法なども用いられる。この場合でも、電圧変動と伝達する情報に相関があることは同様である。   In a general logic circuit in which the voltage is regarded as 1 if the voltage is equal to or higher than a certain threshold value, and is regarded as 0 if the voltage is less than the threshold value, it is important that the voltage is maintained on the signal transmitting side and the receiving side. The longer the distance from the signal transmitting side to the signal receiving side that is the voltage measuring side, the more the voltage drops due to the electrical resistance in the midway wiring. Therefore, the longer the wiring length for transmitting a signal, the higher the voltage of the signal on the transmission side is, so that the signal does not attenuate across the threshold in the middle. Obviously, in this case, the potential difference between when 1 is transmitted and when 0 is transmitted is significantly different. The greater the change in voltage per unit time, the greater the change in the electric field generated around it. Similarly, since a change in current occurs during switching, a change in magnetic field also occurs. In this way, an electromagnetic wave corresponding to the change in voltage is generated. That is, the transmission information corresponding to the change in voltage can be indirectly known by observing the change in the magnetic field or electric field generated around the wiring. In order to cope with the voltage drop in the wiring path, a method of boosting by installing an amplifier or the like in the middle is also used. Even in this case, it is the same that there is a correlation between the voltage fluctuation and the information to be transmitted.

小型化・低消費電力化の進んだ装置では、配線長が短いために必要な電圧も小さく、先に説明したような現象の結果として、動作時に発生する磁場や電場の変化も小さい。また、コンピュータなどの情報端末が動作する際に発生する電磁波は、VCCI等の規格に準拠することで、強度を小さくするように制御されている。それでもなお、高性能なアンテナや受信機を用いることによって、微かな電磁波を傍受することが可能である。   In a device that has been reduced in size and reduced in power consumption, the voltage required is small because the wiring length is short, and as a result of the phenomenon described above, changes in the magnetic field and electric field generated during operation are also small. In addition, electromagnetic waves generated when an information terminal such as a computer operates are controlled to reduce the intensity by conforming to standards such as VCCI. Nevertheless, it is possible to intercept faint electromagnetic waves by using a high-performance antenna or receiver.

傍受した電磁波には、伝送されているデータに代表される、情報端末の動作状況に関する情報が含まれている。そのため、傍受した情報を適切に解析すれば、キーボードの打鍵内容やモニタへの表示内容などに関する情報を読み取ることができる。   The intercepted electromagnetic wave includes information related to the operation status of the information terminal, represented by transmitted data. Therefore, if the intercepted information is analyzed appropriately, it is possible to read information about the keystroke content of the keyboard and the display content on the monitor.

パソコンなどに使用されるモニタもトランジスタで構成され動作しているため、図1に示すように、モニタ101や、本体とモニタ101との間の配線105からも、動作状態に応じた電磁波が発生している。一般に、発生する電磁波は微弱ではあるが、高性能アンテナ102と高性能受信装置103を用いることで、傍受することができる。傍受結果を表示するためのモニタ104に傍受結果を解析して表示することで、モニタ101の表示内容に応じた画面を再現することができる。例えば、モニタ101がLCDモニタの場合には、モニタ101よりも配線105からの電磁波が問題である。   Since a monitor used for a personal computer or the like is also composed of a transistor and operates, an electromagnetic wave corresponding to the operating state is generated from the monitor 101 and the wiring 105 between the main body and the monitor 101 as shown in FIG. is doing. In general, the generated electromagnetic wave is weak, but can be intercepted by using the high-performance antenna 102 and the high-performance receiver 103. By analyzing and displaying the intercept result on the monitor 104 for displaying the intercept result, a screen corresponding to the display content of the monitor 101 can be reproduced. For example, when the monitor 101 is an LCD monitor, electromagnetic waves from the wiring 105 are more problematic than the monitor 101.

空中を伝播する電磁波以外にも、装置の電源ケーブルや各種の接続ケーブルに含まれる金属部品を伝播する電磁波も存在する。たとえば、信号の伝達の際に発生する電圧変動やトランジスタのスイッチングによって発生する貫通電流などによって、接地端子のレベルが変動し、その変動が、装置の電源ケーブルを伝播することがある。金属中を伝播する電気信号は、空中を伝播する場合よりも単位距離あたりの減衰量が小さく、またノイズが混入する割合も小さいため、より遠方での傍受が可能となる。   In addition to electromagnetic waves propagating in the air, there are also electromagnetic waves propagating through metal parts included in the power cable and various connection cables of the apparatus. For example, the level of the ground terminal may fluctuate due to voltage fluctuations that occur during signal transmission or through current that occurs due to transistor switching, and the fluctuations may propagate through the power cable of the apparatus. The electrical signal propagating in the metal has a smaller attenuation amount per unit distance than in the case of propagating in the air, and the rate of noise mixing is smaller, so that it is possible to intercept at a far distance.

対策として、特許文献1に示されるように、建築物の壁にシールドを施し、建物外部での情報傍受を抑止することや、装置の筐体に電磁放射を吸収・遮断するためのシールド処理を行い、漏洩電磁波を装置の内部に閉じ込めることが行われている。シールド以外にも、信号ケーブルに低域通過フィルタ部品を取り付けることによる高周波の漏洩電磁波の低減や、漏洩電磁波の傍受を妨害する妨害電波の発生といった対策が行われる。
特開平6−209180号公報
As a countermeasure, as shown in Patent Document 1, a shield is applied to the wall of the building to suppress information interception outside the building, and to shield and absorb electromagnetic radiation in the housing of the device. The leakage electromagnetic wave is confined inside the apparatus. In addition to shielding, measures are taken such as reducing high-frequency leakage electromagnetic waves by attaching low-pass filter parts to the signal cable and generating jamming radio waves that interfere with interception of leaked electromagnetic waves.
JP-A-6-209180

しかしながら、特許文献1に開示されるようなシールドを施す技術は、電磁波の量を低減するだけで、信号源を絶つものではない。また、傍受装置の性能向上によってより強固な対策が必要となった場合、建物や装置を作り変える必要があり、多大なコストを要する。さらに、妨害電波を発生する場合も、VCCI等の規格により上限が定められているため、妨害電波の発生可能な量には限界がある。そのため、漏洩電磁波の傍受を妨害する目的に対して、必ずしも十分な効果が得られない。   However, the technique for providing a shield as disclosed in Patent Document 1 only reduces the amount of electromagnetic waves and does not cut off the signal source. In addition, when a stronger measure is required due to the performance improvement of the interception device, it is necessary to redesign the building and the device, which requires a great deal of cost. Furthermore, even when disturbing radio waves are generated, the upper limit is determined by standards such as VCCI, so there is a limit to the amount of jamming radio waves that can be generated. Therefore, a sufficient effect is not necessarily obtained for the purpose of obstructing the interception of leaked electromagnetic waves.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、シールドや妨害電波によらずに、漏洩電磁波傍受によるオリジナル表示画像の漏洩を防止する技術を提供する。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a technique for preventing leakage of an original display image due to leakage electromagnetic wave interception without using a shield or a jamming radio wave.

上記課題を解決するために、本発明者らは、漏洩電磁波自体を無くさなくとも、正規の送受信者間で伝達される情報と、漏洩電磁波を通じて不正な第三者が傍受する情報とが異なるものであり、第三者が傍受した情報から正規の送受信者間で伝達された情報が推定できなければ、情報伝達装置は漏洩電磁波の傍受に対して安全であるとことに着目した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have different information transmitted between authorized senders and receivers and information intercepted by an unauthorized third party through the leaked electromagnetic wave without eliminating the leaked electromagnetic wave itself. If information transmitted between legitimate senders and receivers cannot be estimated from information intercepted by a third party, the information transmission device is focused on being safe from interception of leaked electromagnetic waves.

本発明は、正規の送受信者間では画像情報の伝達が正常に行われ、かつ漏洩電磁波を傍受した第三者には伝達が正常に行われない、情報表示装置および情報表示方法を提供する。そのために、本発明の画像生成表示装置および画像生成表示方法は、第三者が傍受した情報から元の状態を復元できないような形態に、表示画像を処理して伝送することを基本とする。さらに、伝送した表示画像を、視聴者に対して表示される直前の回路で逆処理することで、本来の表示画像情報を復元するため、伝送途中の画像情報に依存した漏洩電磁波を傍受しても、なんら有用な情報を得ることはできない。   The present invention provides an information display device and an information display method in which image information is normally transmitted between authorized senders and receivers and is not normally transmitted to a third party who intercepts leaked electromagnetic waves. For this purpose, the image generation and display apparatus and the image generation and display method of the present invention are based on processing and transmitting a display image in a form in which the original state cannot be restored from information intercepted by a third party. Furthermore, in order to restore the original display image information by performing reverse processing on the transmitted display image in a circuit immediately before being displayed to the viewer, the leakage electromagnetic waves depending on the image information being transmitted are intercepted. But no useful information can be obtained.

より具体的な場面として、正規の通信者間において、ある画像Iを送受信することを考える。画像Iの送信者Sは、画像Iの受信者Rに対して画像Iを送信する代わりに、画像Iと外部から予測不可能な数値を加算または減算することによって得た画像I’を送信する。ここで、予測不可能な数値は、送信者Sと受信者Rが事前に使用することを合意した擬似乱数生成装置によって生成する。すなわち、例えば、線形フィードバックシフトレジスタを用いて構成された擬似乱数生成装置の初期値をあらかじめ決めておくか、画像情報の伝送に先立って合意しておき、画像を送信する際に通常合せて送信される、先頭画素の位置を示す同期信号などを元に擬似乱数生成装置の同期をとることで、送信者Sと受信者Rは、画像I’以外に特別な情報伝送を行うことなく、各座標の画素値に対して同一の数値を共有することができる。   As a more specific scene, consider transmitting and receiving a certain image I between regular communicators. Instead of transmitting the image I to the receiver R of the image I, the sender S of the image I transmits the image I ′ obtained by adding or subtracting an unpredictable numerical value from the image I to the outside. . Here, the unpredictable numerical value is generated by a pseudo-random number generator that the sender S and the receiver R agree to use in advance. That is, for example, the initial value of a pseudorandom number generator configured using a linear feedback shift register is determined in advance or agreed prior to transmission of image information, and is normally transmitted when an image is transmitted. By synchronizing the pseudo-random number generator based on the synchronization signal indicating the position of the leading pixel, the sender S and the receiver R can transmit each information without performing special information transmission other than the image I ′. The same numerical value can be shared for the pixel value of the coordinates.

一般に、送受信される画像の各座標の画素情報は、赤・緑・青(RGB)各8ビットの、合計24ビットで構成される。また、一般に用いられるVGA信号線では、RGB各色を独立に256レベルの電圧値で表して、伝送する。コンピュータの内部では、画素情報がデジタルで取り扱われるため、VGA信号線に送出する段階で、デジタル−アナログ変換機を使用して、アナログデータに返還し、受信側では、十分な速さでサンプリングしたアナログデータを、アナログ−デジタル変換機を使用して、デジタルデータに再変換する。従来のブラウン管モニタ(CRT)を使用する場合、必ずしもアナログデータをデジタルデータに変換する必要はないが、近年主に用いられている液晶モニタ(LCD)をはじめとする各種表示装置では、表示装置内部でデジタル信号処理を行うことが通常であり、デジタルデータへの再変換が必須である。   Generally, pixel information of each coordinate of an image to be transmitted / received is composed of 8 bits for each of red, green, and blue (RGB) and a total of 24 bits. Further, in a generally used VGA signal line, each color of RGB is independently expressed by a voltage value of 256 levels and transmitted. Since pixel information is handled digitally inside the computer, it is returned to analog data using a digital-analog converter at the stage of sending it to the VGA signal line, and sampled at a sufficient speed on the receiving side. Analog data is reconverted to digital data using an analog-to-digital converter. When a conventional cathode ray tube monitor (CRT) is used, it is not always necessary to convert analog data into digital data. However, in various display devices such as a liquid crystal monitor (LCD) which is mainly used in recent years, the display device has an internal structure. In general, digital signal processing is performed, and re-conversion to digital data is essential.

そこで、本発明の情報表示装置では、信号線中を伝送される画像情報を暗号化することによって、表示画像と伝送情報との相関をなくし、伝送情報に依存する漏洩電磁波を観測したとしても、表示画像に関する情報を得られないようにする。   Therefore, in the information display device of the present invention, the image information transmitted through the signal line is encrypted, thereby eliminating the correlation between the display image and the transmission information and observing the leaked electromagnetic wave depending on the transmission information. Prevent information about display images from being obtained.

ところで、256段階といった多階調の電圧を用いた情報伝達を行う場合、ケーブルの長さに応じた信号の減衰や、外部からのノイズ、送信側と受信側での同期ずれなどのため、送信側と受信側で数段階の電圧の相違が発生することがある。このような場合、HDCP(High−bandwidth Digital Content Protection system)規格に見られるような、画素値と乱数値を排他的論理和処理する方式を用いると、受信側で、正常な復号化を行うことができなくなる。その様子を、図15を用いて説明する。   By the way, when information transmission using multi-gradation voltages such as 256 levels is performed, transmission is caused by signal attenuation according to the cable length, noise from the outside, synchronization deviation between the transmission side and the reception side, and the like. There may be several steps of voltage difference between the receiving side and the receiving side. In such a case, when a method of performing an exclusive OR process on a pixel value and a random number value as in the HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection System) standard is used, normal decoding is performed on the receiving side. Can not be. This will be described with reference to FIG.

図15には、送信する(表示装置に表示することを想定した)画像1501と、同画像を暗号化して伝送する際にエラーが発生した場合の結果画像(1502および1503)を、論理暗号化および算術暗号化について示している。より具体的には、生成画像をアナログ伝送する場合を想定し、生成画像を論理暗号化または算術暗号化し、途中でサンプリングエラーなどによる最大±10階調分の値の変化が発生したとして、シミュレーションを行った結果である。図15下段(1504、1505、1506)には、上段の画像(1501、1502、1503)の一部を拡大したものを示している。   FIG. 15 shows logical encryption of an image 1501 to be transmitted (assuming to be displayed on a display device) and a result image (1502 and 1503) when an error occurs when the image is encrypted and transmitted. And arithmetic encryption. More specifically, assuming that the generated image is analog-transmitted, the generated image is logically encrypted or arithmetically encrypted, and a simulation is performed assuming that a change in value of up to ± 10 gradations due to a sampling error or the like occurs in the middle. It is the result of having performed. The lower part (1504, 1505, 1506) in FIG. 15 shows an enlarged view of a part of the upper part image (1501, 1502, 1503).

図15において特に注目するべきは、論理暗号化を行った場合の伝送時エラーの影響を示す画像1502である。複数の座標で生成画像1501と視覚的にまったく異なる画素値に変化している様子がわかる。このように、論理暗号化の方が、算術(加減算)暗号化よりもエラーの影響を受けていることが分かる。   Particularly noteworthy in FIG. 15 is an image 1502 showing the effect of an error during transmission when logical encryption is performed. It can be seen that the pixel values are visually different from the generated image 1501 at a plurality of coordinates. Thus, it can be seen that logical encryption is more affected by errors than arithmetic (addition / subtraction) encryption.

元画像の座標(x,y)の画素値をp(x,y)と表し、同座標に対応する乱数値をr(x,y)とすると、論理暗号化とは、暗号化結果p’(x,y)をp’(x,y)=p(x,y) xor r(x,y)と計算する暗号化方法である。演算子xorは、排他的論理和を意味する。暗号化結果p’(x,y)の伝送中に伝送時エラーによって、予測不可能な値ε(εは、ある小さな値cについて、−c<ε<cである)が加算される。その結果を、p’’(x,y)と表記すると、受信側での復号化結果q(x,y)は、q(x,y)=p’’(x,y) xor r(x,y)となる。   When the pixel value of the coordinate (x, y) of the original image is represented as p (x, y) and the random value corresponding to the coordinate is represented as r (x, y), the logical encryption is the encryption result p ′. In this encryption method, (x, y) is calculated as p ′ (x, y) = p (x, y) xor r (x, y). The operator xor means exclusive OR. During transmission of the encryption result p ′ (x, y), an unpredictable value ε (ε is −c <ε <c for a certain small value c) is added due to an error during transmission. When the result is expressed as p ″ (x, y), the decoding result q (x, y) on the receiving side is q (x, y) = p ″ (x, y) xor r (x , Y).

図15は、r(x,y)を0以上255以下の一様乱数とし、c=10の場合のεを一様ランダムに生成して得た、復号化結果q(x,y)を表示したものである。εの影響を受け、受信側での画像が大幅に悪化している。   FIG. 15 shows a decoding result q (x, y) obtained by generating r (x, y) as a uniform random number between 0 and 255 and generating ε uniformly when c = 10. It is a thing. Under the influence of ε, the image on the receiving side is greatly deteriorated.

このことは、排他的論理和と加減算の処理順序が交換不可能であることに起因している。(((A xor B)+ε) xor B)≠A+εであるため、ノイズ分εの影響によって、復号化結果が破綻する結果となる。具体的な数値例を用いて、論理暗号化の破綻の一例を説明する。   This is because the processing order of exclusive OR and addition / subtraction is not interchangeable. Since (((A xor B) + ε) xor B) ≠ A + ε, the decoding result is corrupted due to the influence of the noise component ε. An example of the failure of logical encryption will be described using specific numerical examples.

例えば、画素値p(x,y)=220、数値r(x,y)=20とし、伝送途中に値が−1だけ変化するエラーが生じたとする。暗号化結果p’(x,y)=p(x,y) xor r(x,y)=200であり、エラーによって、p’’(x,y)=199となる。これを復号化すると、q(x,y)=p’’(x,y) xor r(x,y)=199xor 20=211となる。1階調のエラーが、9階調のずれに拡大している。このように、論理暗号化を用いた場合、伝送途中のわずかなエラーでも、結果に大きな影響を与える。   For example, it is assumed that the pixel value p (x, y) = 220 and the numerical value r (x, y) = 20, and an error in which the value changes by −1 occurs during transmission. Encryption result p ′ (x, y) = p (x, y) xor r (x, y) = 200, and p ″ (x, y) = 199 due to an error. When this is decoded, q (x, y) = p ″ (x, y) xor r (x, y) = 199xor 20 = 211. An error of one gradation has expanded to a shift of nine gradations. As described above, when logical encryption is used, even a slight error during transmission greatly affects the result.

一方で、本発明のように、算術(加減算)暗号化を用いれば、伝送時エラーの影響が拡大することは無い。本明細書で言う算術暗号化とは、たとえば、暗号化結果p’(x,y)を、p’(x,y)=(p(x,y)+r(x,y))modzと計算する暗号化方式である。復号化は、(p’(x,y)−r(x,y))modzと計算し、この結果はp(x,y)に等しくなる。前記のzは、p(x,y)とr(x,y)の最大値よりも大きい値であればよい。画素をRGB各8ビットに分割して送受信する場合であれば、z=2として、各色独立に画素値を計算すればよい。また、r(x,y)を0以上255以下の一様乱数とすれば、p’(x,y)のみからは、元画像の画素値p(x,y)に関する情報は一切得られない。On the other hand, if arithmetic (addition / subtraction) encryption is used as in the present invention, the influence of transmission errors does not increase. The arithmetic encryption referred to in this specification is, for example, calculating the encryption result p ′ (x, y) as p ′ (x, y) = (p (x, y) + r (x, y)) modz. This is an encryption method. Decoding is calculated as (p ′ (x, y) −r (x, y)) modz, and the result is equal to p (x, y). Said z should just be a value larger than the maximum value of p (x, y) and r (x, y). In the case of transmitting and receiving by dividing the pixel into 8-bit RGB, as z = 2 8, it is sufficient to compute the pixel values for each color independently. If r (x, y) is a uniform random number between 0 and 255, no information about the pixel value p (x, y) of the original image can be obtained from p ′ (x, y) alone. .

ここで、z=256として、先の数値例を用いると、p’(x,y)=(p(x,y)+r(x,y))mod256=240であり、伝送時エラーの結果p’’(x,y)=239となる。復号化結果は、q(x,y)=(p’’(x,y)−r(x,y))mod256=219であり、論理暗号化と比較しても、伝送時エラーが拡大しないことが分かる。   Here, when z = 256 and the above numerical example is used, p ′ (x, y) = (p (x, y) + r (x, y)) mod 256 = 240, and the result p of the transmission error p '' (X, y) = 239. The decryption result is q (x, y) = (p ″ (x, y) −r (x, y)) mod 256 = 219, and the error during transmission does not expand even when compared with logical encryption. I understand that.

以上のことから、算術的なエラーが発生するアナログ伝送時においては、論理暗号化を用いることはできず、本発明のように算術暗号化を用いる必要がある。   From the above, at the time of analog transmission in which an arithmetic error occurs, logical encryption cannot be used, and it is necessary to use arithmetic encryption as in the present invention.

また、算術的な暗号化は、近年の表示装置内部における画像処理の際にも有効である。その代表的な例として、液晶モニタにおける画像の輝度変更処理について述べる。液晶モニタにおいて、画像の輝度を変更するために方法は、2種類挙げられる。1つは、液晶のバックライトの明るさを調節する方法である。バックライトの影響は、表示面全体に渡るため、画素単位での明るさ調整に使用することはできない。もう1つは、画素値を変更する方法である。明るくするためには画素値を大きくし、暗くするためには画素値を小さくする。この際、論理暗号化を用いて符号化した画素値は、先に述べたように、論理演算と算術演算の処理順序が交換不可能であることから、そのまま画素値を大きくしたり小さくしたりといったことができない。このため、暗号化されたデータを一旦復号化した後に画素値を加減して再度暗号化することも考えられるが、この場合、元画素がデジタルデータとして表示装置の基板上の記憶素子に現れるため、元画素に依存した漏洩電磁波が発生することになるため、好ましくない。   Arithmetic encryption is also effective for image processing inside a display device in recent years. As a typical example, an image luminance change process in a liquid crystal monitor will be described. There are two methods for changing the brightness of an image in a liquid crystal monitor. One is a method of adjusting the brightness of the backlight of the liquid crystal. Since the influence of the backlight extends over the entire display surface, it cannot be used for brightness adjustment in pixel units. The other is a method of changing the pixel value. The pixel value is increased to increase the brightness, and the pixel value is decreased to decrease the brightness. At this time, as described above, since the processing order of the logical operation and the arithmetic operation cannot be exchanged for the pixel value encoded using the logical encryption, the pixel value is increased or decreased as it is. I can't. For this reason, it is conceivable that the encrypted data is once decrypted and then re-encrypted by adding and subtracting the pixel value. However, in this case, the original pixel appears as digital data in a storage element on the substrate of the display device. This is not preferable because a leakage electromagnetic wave depending on the original pixel is generated.

本発明のように、算術暗号化を用いれば、符号化状態を保ったまま、輝度を変更することができる。その際の加減算は、modzで行う必要がある。   If arithmetic encryption is used as in the present invention, the luminance can be changed while maintaining the encoding state. In this case, addition / subtraction must be performed by modz.

即ち、本発明による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して画像生成装置から送られてきた画像を表示する表示装置を備える情報処理システムである。ここで、画像生成装置は、加減算暗号化により、画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有する。また、表示装置は、暗号化画像を受信する入力部と、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。   That is, an information processing system according to the present invention is an information processing system including an image generation device that generates an image and a display device that displays an image sent from the image generation device via a transmission path. Here, the image generation apparatus includes an encryption unit that encrypts an image by addition / subtraction encryption and generates an encrypted image, and an output unit that outputs the encrypted image to the transmission path. The display device also includes an input unit that receives the encrypted image, a decryption unit that decrypts the encrypted image using an inverse function of the function used in addition / subtraction encryption, and the decrypted image is displayed on the screen. A display unit.

画像生成装置は、さらに、擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部を有し、暗号部は、第1の擬似乱数生成部によって生成された擬似乱数を用いて、画像を暗号化処理する。そして、表示装置は、さらに、第1の擬似乱数生成部が生成する擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部を有し、復号部は、第2の擬似乱数生成部によって生成された擬似乱数を用いて、暗号化画像を復号化処理する。さらに、画像生成装置は、同期信号を生成するクロック生成部を有し、この場合、出力部は、同期信号を前記伝送路に出力し、第1及び第2の擬似乱数生成部は、同期信号に同期して初期化される。さらに、画像生成装置は、第1の擬似乱数生成部に初期値を与える初期化部を有し、この場合、出力部は、同期信号とともに前記初期値を出力し、第2の擬似乱数生成部は、初期値を用いて、擬似乱数を生成する。   The image generation apparatus further includes a first pseudo random number generation unit that generates pseudo random numbers, and the encryption unit encrypts the image using the pseudo random numbers generated by the first pseudo random number generation unit. . The display device further includes a second pseudo random number generation unit that generates the same pseudo random number as the pseudo random number generated by the first pseudo random number generation unit, and the decoding unit includes the second pseudo random number generation unit. The encrypted image is decrypted using the pseudo-random number generated by the above. Furthermore, the image generation apparatus includes a clock generation unit that generates a synchronization signal. In this case, the output unit outputs the synchronization signal to the transmission path, and the first and second pseudorandom number generation units include the synchronization signal. Initialized in synchronization with Furthermore, the image generation apparatus includes an initialization unit that gives an initial value to the first pseudo-random number generation unit. In this case, the output unit outputs the initial value together with the synchronization signal, and the second pseudo-random number generation unit Generates a pseudo-random number using the initial value.

暗号部は、所定の値Zに対して、第1の擬似乱数生成装置の出力値をX、画像をYとすると、(X+Y)modZを演算して暗号化処理を行い、復号部は、第2の擬似乱数生成装置の出力値をX、暗号化画像をWとすると、(W−X)modZを演算して復号化処理を行う。   The encryption unit performs an encryption process by calculating (X + Y) mod Z, where X is the output value of the first pseudo-random number generator and Y is the image with respect to the predetermined value Z, and the decryption unit If the output value of the pseudorandom number generator 2 is X and the encrypted image is W, (W−X) modZ is calculated to perform the decryption process.

表示装置は、さらに、暗号化画像に対して、暗号化状態を保ったまま、所定の画像処理を施す表示画像処理部を有し、この場合、復号部は、所定の画像処理が施された暗号化画像を復号処理する。   The display device further includes a display image processing unit that performs predetermined image processing on the encrypted image while maintaining the encryption state. In this case, the decryption unit is subjected to predetermined image processing. Decrypt the encrypted image.

本発明による別の態様の情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える。ここで、画像生成装置は、画像に対して第1の暗号化処理を実行し、第1の暗号化画像を生成する暗号化部と、第1の暗号化画像を伝送路に出力する出力部と、を有する。また、表示装置は、第1の暗号化画像を受信する入力部と、第1の暗号化画像に対して復号せずに直接第2の暗号化処理を実行し、第2の暗号化画像を生成する暗号化状態変換部と、第2の暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。第1の暗号化処理は論理暗号化処理であり、第2の暗号化処理は加減算暗号化処理である。   An information processing system according to another aspect of the present invention includes an image generation device that generates an image and a display device that displays the image transmitted from the image generation device via a transmission path. Here, the image generation apparatus executes a first encryption process on the image and generates a first encrypted image, and an output unit that outputs the first encrypted image to the transmission path And having. In addition, the display device performs the second encryption process directly on the input unit that receives the first encrypted image without decrypting the first encrypted image, and displays the second encrypted image as a second encrypted image. An encryption state conversion unit to be generated, a decryption unit that decrypts the second encrypted image, and a display unit that displays the decrypted image on the screen. The first encryption process is a logical encryption process, and the second encryption process is an addition / subtraction encryption process.

さらに、本発明の別の態様による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、伝送路を介して画像暗号化装置から送られてきた暗号化画像を復号化処理して表示する表示装置と、を備える。ここで、画像生成装置は、生成された画像を画像暗号化装置に出力する第1の出力部を備える。画像暗号化装置は、第1の出力部から画像を受信する第1の入力部と、擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化により画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を伝送路に出力する第2の出力部と、を有する。そして、表示装置は、暗号化画像を受信する入力部と、第1の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。   Furthermore, an information processing system according to another aspect of the present invention includes an image generation device that generates an image, an image encryption device that encrypts an image and outputs an encrypted image to a transmission path, and a transmission path. A display device that decrypts and displays the encrypted image sent from the image encryption device. Here, the image generation device includes a first output unit that outputs the generated image to the image encryption device. The image encryption apparatus encrypts an image by addition / subtraction encryption using a first input unit that receives an image from a first output unit, a first pseudo-random number generation unit that generates a pseudo-random number, and a pseudo-random number. And an encryption unit that generates an encrypted image and a second output unit that outputs the encrypted image to a transmission path. The display device uses the input unit that receives the encrypted image, the second pseudo-random number generation unit that generates the same pseudo-random number generated by the first pseudo-random number, and the pseudo-random number, A decrypting unit that decrypts the encrypted image using an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption; and a display unit that displays the decrypted image on the screen.

また、本発明の別の態様による情報処理システムは、第1の暗号化処理によって第1の暗号化画像を生成する画像生成装置と、第1の暗号化画像を第2の暗号化画像に変換して、伝送路に出力する第1の暗号化状態変換装置と、伝送路を介して第1の暗号化状態変換装置から送られてきた第2の暗号化画像を前記第1の暗号化画像に変換する第2の暗号化状態変換装置と、第1の暗号化画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、を備える。この場合、画像生成装置は、論理暗号化を用いて第1の暗号化画像を生成し、第1の暗号化状態変換装置は、第1の暗号化画像を、加減算暗号化された第2の暗号化画像に変換する。そして、表示装置における復号部は、加減算暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行する。   An information processing system according to another aspect of the present invention includes an image generation apparatus that generates a first encrypted image by a first encryption process, and converts the first encrypted image into a second encrypted image. Then, the first encrypted state conversion device that outputs to the transmission path, and the second encrypted image sent from the first encrypted state conversion device via the transmission path are converted into the first encrypted image. And a display device for displaying the first encrypted image after decryption processing by the decryption unit. In this case, the image generation device generates the first encrypted image using logical encryption, and the first encryption state conversion device converts the first encrypted image into the second addition / subtraction encrypted second Convert to encrypted image. Then, the decryption unit in the display device executes decryption processing using an inverse function of the function used for addition / subtraction encryption.

さらに、本発明の別の態様による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して画像暗号化装置から送られてきた暗号化画像を復号化処理する画像復号化装置と、画像復号化装置によって復号化された画像を表示する表示装置と、を備える。ここで、画像生成装置は、生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第1の出力部を備え、画像暗号化装置は、第1の出力部から画像を受信する第1の入力部と、擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化により画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を前記伝送路に出力する第2の出力部と、を有する。また、画像復号化装置は、暗号化画像を受信する入力部と、第1の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により暗号化画像を復号化処理する復号部と、を有する。さらに、表示装置は、復号化された画像を画面上に表示する表示部を有する。   Furthermore, an information processing system according to another aspect of the present invention includes an image generation device that generates an image, an image encryption device that encrypts an image and outputs an encrypted image to a transmission path, and the transmission path. An image decrypting device that decrypts the encrypted image sent from the image encrypting device, and a display device that displays the image decrypted by the image decrypting device. Here, the image generation device includes a first output unit that outputs the generated image to the image encryption device, and the image encryption device receives a first input unit that receives an image from the first output unit. A first pseudo-random number generation unit that generates a pseudo-random number, an encryption unit that encrypts an image by addition / subtraction encryption using the pseudo-random number, and generates an encrypted image, and transmits the encrypted image And a second output unit that outputs to the road. The image decryption apparatus uses an input unit that receives an encrypted image, a second pseudo random number generation unit that generates a pseudo random number that is the same as the pseudo random number generated by the first pseudo random number, and a pseudo random number. A decrypting unit that decrypts the encrypted image using an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption. Furthermore, the display device includes a display unit that displays the decoded image on the screen.

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。   Further features of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the present invention and the accompanying drawings.

本発明によれば、シールドや妨害電波を用いることなく、漏洩電磁波傍受によるオリジナル表示画像の漏洩を防止することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to prevent leakage of an original display image due to interception of leaked electromagnetic waves without using a shield or jamming radio waves.

漏洩電磁波を傍受して解析する装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the apparatus which intercepts and analyzes leaked electromagnetic waves. 傍受対象となるコンピュータの概略構成(1)を示す図である。It is a figure which shows schematic structure (1) of the computer used as interception object. 傍受対象となるコンピュータの概略構成(2)を示す図である。It is a figure which shows schematic structure (2) of the computer used as interception object. 傍受対象としてのATMの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of ATM as an intercept object. 第1の実施形態による、画像生成時に暗号化を行う画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image generation display apparatus which encrypts at the time of image generation by 1st Embodiment. 第3の実施形態による、初期化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the initialization apparatus by 3rd Embodiment. 第4の実施形態による、画像出力時に暗号化を行う画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus which performs encryption at the time of the image output by 4th Embodiment. 第5の実施形態による、表示画像処理装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the display image processing apparatus by 5th Embodiment. 第6の実施形態による、暗号化状態変換装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the encryption state conversion apparatus by 6th Embodiment. 第7の実施形態による、独立した画像暗号化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the independent image encryption apparatus by 7th Embodiment. 第8の実施形態による、独立した暗号化状態変換装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the independent encryption state conversion apparatus by 8th Embodiment. 第9の実施形態による、独立した暗号化装置と復号化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image production | generation display apparatus provided with the independent encryption apparatus and decryption apparatus by 9th Embodiment. 画像生成表示装置を備える端末装置の例を示す外観図である。It is an external view which shows the example of a terminal device provided with an image production | generation display apparatus. 第9の実施形態による画像生成表示装置の外観構成を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of the image production | generation display apparatus by 9th Embodiment. 各暗号化方式の伝送時エラーへの耐性評価結果を示す図である。It is a figure which shows the tolerance evaluation result to the error at the time of transmission of each encryption system. 暗号化における生成画像と伝送画像の相違を示す図である。It is a figure which shows the difference between the production | generation image and transmission image in encryption.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that this embodiment is merely an example for realizing the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In each drawing, the same reference numerals are assigned to common components.

まず、本発明の適用対象となるコンピュータやATMの基本的な構成について述べる。次に、擬似乱数を表示画像の各画素値に加減する方式に係る、各実施形態について述べる。   First, the basic configuration of a computer or ATM to which the present invention is applied will be described. Next, each embodiment related to a method of adding or subtracting a pseudo random number to each pixel value of a display image will be described.

<本発明の適用対象の基本的構成>
本発明は、漏洩電磁波傍受による情報漏洩を防止するための情報表示装置を提供するものであり、コンピュータ間やコンピュータとモニタ間での画像情報のやり取りを想定している。図2に示すように、一般的なコンピュータは、中央演算装置であるCPU201、主記憶装置であるRAM202、二次記憶装置であるHDD206(フラッシュメモリ、CDROM、DVD、MO、FDD、USBメモリであることもある)、画像処理装置であるGPU203、画像出力端子やネットワーク端子に代表されるI/O端子105を備える。また、装置の各構成部は、内部バスと呼ばれる配線107を介して接続されており、ネットワークなどへの接続はI/O端子を通じて行われる。I/O端子には、イーサネット接続端子であるR45端子や、モデムへの接続端子であるR11端子をはじめシリアル通信用のRS232C端子やプリンタ接続に用いられるパラレル端子、キーボードやマウスとの接続に用いられるPS/2端子、各種機器へのユニバーサルな接続端子であるUSB端子、SCSI端子、音声入出力のためのマイクやイヤホンの接続端子、コンピュータに拡張機能を提供するボード類を増設するためのPCI接続端子、外部モニタ104への接続を行うVGA端子やDVI端子などが含まれる。
<Basic configuration to which the present invention is applied>
The present invention provides an information display device for preventing information leakage due to interception of leaked electromagnetic waves, and assumes the exchange of image information between computers or between a computer and a monitor. As shown in FIG. 2, a general computer is a central processing unit CPU 201, a main storage RAM 202, and a secondary storage device HDD 206 (flash memory, CDROM, DVD, MO, FDD, USB memory). In some cases, the image processing apparatus includes a GPU 203 which is an image processing apparatus, and an I / O terminal 105 represented by an image output terminal and a network terminal. Each component of the apparatus is connected via a wiring 107 called an internal bus, and connection to a network or the like is made through an I / O terminal. The I / O terminal is used to connect to the R45 terminal, which is the Ethernet connection terminal, the R11 terminal, which is the connection terminal to the modem, the RS232C terminal for serial communication, the parallel terminal used for printer connection, and the keyboard and mouse. PS / 2 terminals, USB terminals that are universal connection terminals for various devices, SCSI terminals, connection terminals for microphones and earphones for voice input / output, and PCI for adding boards that provide expansion functions to computers A connection terminal, a VGA terminal for connecting to the external monitor 104, a DVI terminal, and the like are included.

GPU203は、主として三次元画像処理の高速化や複数画面のバッファリングなどに用いられるもので、本発明の画像処理はCPU201で行うこともある。GPU203自体が計算能力を持つため、GPU203で画像処理を行っても良い。また、GPU203とCPU201で分担して画像処理を行っても良い。そのほかにPCI端子をはじめとする拡張機能ボード用の端子に接続した拡張機能ボードを用いて、画像処理を行っても良い。また、拡張機能ボードは、USB端子などで接続する形態のものを用い、コンピュータの筐体の外側にあっても良い。   The GPU 203 is mainly used for speeding up 3D image processing, buffering of a plurality of screens, and the like, and the image processing of the present invention may be performed by the CPU 201. Since the GPU 203 itself has calculation capability, the GPU 203 may perform image processing. Further, the GPU 203 and the CPU 201 may share the image processing. In addition, image processing may be performed using an extension function board connected to a terminal for an extension function board such as a PCI terminal. The extended function board may be connected via a USB terminal or the like, and may be outside the computer casing.

図3に示すように、高速な画像処理を行う装置においては、GPU203から直接的にモニタ接続用のI/O端子308が設置されている場合もある。I/O端子308は、映像を出力するだけの出力専用端子であることもあり、また、タッチパネルなどの入力機能を持つモニタを接続することを想定した入出力対応端子であることもある。   As shown in FIG. 3, in an apparatus that performs high-speed image processing, an I / O terminal 308 for monitor connection may be installed directly from the GPU 203. The I / O terminal 308 may be an output-only terminal that only outputs video, or may be an input / output compatible terminal that is assumed to be connected to a monitor having an input function such as a touch panel.

GPU203が備えるI/O端子308は、映像の出力専用として、タッチパネルなどからの入力は、GPU203を介さないI/O端子205に接続する形態である場合もある。   The I / O terminal 308 provided in the GPU 203 is dedicated to video output, and input from a touch panel or the like may be connected to the I / O terminal 205 not via the GPU 203.

コンピュータの本体から接続された表示装置に処理した画像情報を伝送する際は、VGAやDVIの規格に従って各画像情報の分解と結合が行われる。VGAは、信号を3原色に対応するRGBに分解してアナログ信号として伝送する。同時に、表示画面の解像度とフレームレートに応じた垂直同期信号と水平同期信号が伝送される。モニタ側では、垂直同期信号と水平同期信号からドットクロック(ピクセルクロックとも呼ばれる)を生成し、RGB信号に応じて各座標に適切な画素情報を書き込む。CRTのように、このRGB信号が直接、画素描画用のビームのコントロールに使用される場合も、LCDのように、RGB信号をAD変換し内部バッファに一度蓄積される場合もある。DVIは、RGB信号をデジタルに分解して伝送する。また、表示画面の解像度とフレームレートに応じたドットクロックが伝送される。DVIでは、伝送時エラーが無視できるほど高精度に伝送できるため、暗号化を行う規格が存在する。暗号化を用いれば、伝送される真のデータと実際に信号ケーブルを伝送されるデータには相関がないため、信号ケーブルを伝送される情報から漏洩した情報は、真のデータを推測するのに役に立たない。   When the processed image information is transmitted from the main body of the computer to the connected display device, the image information is decomposed and combined according to the VGA and DVI standards. The VGA decomposes the signal into RGB corresponding to the three primary colors and transmits it as an analog signal. At the same time, a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal corresponding to the resolution and frame rate of the display screen are transmitted. On the monitor side, a dot clock (also called a pixel clock) is generated from the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal, and appropriate pixel information is written in each coordinate according to the RGB signal. The RGB signal may be directly used for controlling a pixel drawing beam as in a CRT, or the RGB signal may be AD-converted and stored once in an internal buffer as in an LCD. In DVI, RGB signals are digitally decomposed and transmitted. A dot clock corresponding to the resolution and frame rate of the display screen is transmitted. In DVI, transmission can be performed with high precision so that errors during transmission can be ignored. Therefore, there is a standard for performing encryption. If encryption is used, there is no correlation between the true data transmitted and the data actually transmitted through the signal cable, so information leaked from the information transmitted through the signal cable can be used to infer the true data. Useless.

暗号化を行うためには、画像データの送信側と受信側の両方が、暗号化規格に対応している必要がある。DVIでは、RGBと異なり、デジタルデータを複数の信号線に分配して並列に同時送信する。よって、発生電磁波の形態はVGAと異なる。しかし、これは信号ケーブル上でのことであり、表示画像をバッファリングしているGPUないしRAM上のデータはVGAと同様であり、また、ひとたび表示装置に伝送が完了すれば、暗号化が解除され、元のデータが復元されるため、表示装置のバッファに蓄積されるデータはVGAと同様である。USB端子に接続する形態の表示装置もあり、この場合は必ずしもRGB信号に分解されて伝送されない。また、テレビモニタなどに表示する際には、コンポジット端子を用いることもある。その場合の画像データは、RGBではなく、輝度信号(Y)と色信号(C)で表され、同期信号をあわせたすべてが複合された形で伝送される。そのほかにも、セパレート映像端子(S端子)のように、YとCを分離して伝送する場合もある。また、D端子のように、輝度信号(Y)と青色差信号(Cb/Pb)と赤色差信号(Cr/Pr)に分離する場合もある。HDMI端子のようにデジタル化されており、データ伝送時に暗号化をサポートするHDCPといった暗号化データ伝送形式もある。   In order to perform encryption, both the transmission side and the reception side of image data need to support the encryption standard. In DVI, unlike RGB, digital data is distributed to a plurality of signal lines and simultaneously transmitted in parallel. Therefore, the form of the generated electromagnetic wave is different from VGA. However, this is on the signal cable, and the data on the GPU or RAM that is buffering the display image is the same as the VGA, and once the transmission to the display device is completed, the encryption is released. Since the original data is restored, the data stored in the buffer of the display device is the same as the VGA. There is also a display device connected to a USB terminal. In this case, the display device is not necessarily decomposed into RGB signals and transmitted. In addition, a composite terminal may be used when displaying on a television monitor or the like. In this case, the image data is not represented by RGB but is represented by a luminance signal (Y) and a color signal (C), and is transmitted in a combined form of all the synchronization signals. In addition, Y and C may be transmitted separately as in a separate video terminal (S terminal). In addition, as in the case of the D terminal, the luminance signal (Y), the blue color difference signal (Cb / Pb), and the red color difference signal (Cr / Pr) may be separated. There is also an encrypted data transmission format such as HDCP that is digitized like an HDMI terminal and supports encryption at the time of data transmission.

CRTモニタでは、電子ビームをドットクロックに応じて左上から右方向へと照射する。ドットクロックとは、横方向への1画素の書き込みタイミングを決定するクロックである。水平同期信号に従って電子ビームが1画素ずつ右方向へ移動し、横方向に1ライン分を走査した後に再度画面左に戻る。垂直同期信号に従って、電子ビームは1ラインずつ下方向へ移動し、最下部まで走査した後に一番上のラインへと戻る。すなわち、水平同期信号と垂直同期信号によって、電子ビームは画面全体を左上から右下まで走査し、再度左上へと戻る。   In the CRT monitor, the electron beam is irradiated from the upper left to the right according to the dot clock. The dot clock is a clock that determines the writing timing of one pixel in the horizontal direction. The electron beam moves to the right one pixel at a time according to the horizontal synchronizing signal, scans one line in the horizontal direction, and then returns to the left on the screen again. According to the vertical synchronizing signal, the electron beam moves downward line by line, scans to the bottom, and then returns to the top line. That is, the electron beam scans the entire screen from the upper left to the lower right by the horizontal synchronizing signal and the vertical synchronizing signal, and returns to the upper left again.

一方、LCDモニタでは、各xy座標に対応するトランジスタを順次駆動して、画素値を書き込んでいく。LCDモニタの場合は、デジタル処理が可能であるから、必ずしもCRTのような順番に従う必要はなく、1ラインずつ書き換える方法もあるし、画面全体を一度に書き換える方法もある。CRTモニタは電子ビームを蛍光面に照射することで短時間発光させる方式であり、残光のあるうちに再度電子ビームを照射する必要がある。LCDモニタは、画素値を記憶しておくことができるので、各画素の電荷を一定のタイミングで再充填する必要がある場合もあるが、一部の変化のあった座標だけを書き換えるといった方法を取ることができる。このことは、画面の変化に応じてトランジスタの動きが変化するため、LCDの方がCRTよりも、画像データと内部処理との対応が複雑になっていることを意味している。また、CRTモニタは、表示面を一面しか持てないが、LCDモニタは液晶層が透明であるため、複数の液晶層を設けることで、複数の表示面を持つことができる。   On the other hand, the LCD monitor sequentially drives the transistors corresponding to the xy coordinates to write pixel values. In the case of an LCD monitor, since digital processing is possible, it is not always necessary to follow the order as in a CRT, and there is a method of rewriting line by line or a method of rewriting the entire screen at once. The CRT monitor is a method of emitting light for a short time by irradiating a fluorescent screen with an electron beam, and it is necessary to irradiate the electron beam again while there is afterglow. Since the LCD monitor can store pixel values, it may be necessary to recharge the charge of each pixel at a certain timing, but a method of rewriting only some of the coordinates that have changed is possible. Can be taken. This means that the movement of the transistor changes according to the change of the screen, so that the correspondence between the image data and the internal processing is more complicated in the LCD than in the CRT. In addition, the CRT monitor can have only one display surface, but since the LCD monitor has a transparent liquid crystal layer, it can have a plurality of display surfaces by providing a plurality of liquid crystal layers.

<ATMの構成>
図4は、本発明の実施対象のひとつであるATMの構成を示す図である。図4において、制御部406は図2及び3のCPU203と内部バス207に相当する。制御部406が独自のRAMやHDDを備える場合もある。また、表示部402はモニタ204に、記憶部407はHDD206に相当する。その他、操作部403、カードリーダ部404、入出金部405、通信部408、センサ部409、音声発生部410は、I/O205や308に相当する。よって、本発明は、ATMの場合には、制御部406と表示部402との間の配線からの電磁波傍受による情報漏洩を防止する。
<ATM configuration>
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an ATM that is one of the implementation targets of the present invention. In FIG. 4, the control unit 406 corresponds to the CPU 203 and the internal bus 207 in FIGS. The control unit 406 may have its own RAM or HDD. The display unit 402 corresponds to the monitor 204, and the storage unit 407 corresponds to the HDD 206. In addition, the operation unit 403, the card reader unit 404, the deposit / withdrawal unit 405, the communication unit 408, the sensor unit 409, and the sound generation unit 410 correspond to the I / O 205 and 308. Therefore, in the case of ATM, the present invention prevents information leakage due to electromagnetic wave interception from the wiring between the control unit 406 and the display unit 402.

制御部406は、表示部402、操作部403、カードリーダ部404、入出金部405、記憶部407、通信部408、センサ部409、音声発生部410を制御する。制御部406は、ATM全体401の制御だけでなくカード認識、操作者の接近検知および紙幣取扱いなどの処理も行う。   The control unit 406 controls the display unit 402, the operation unit 403, the card reader unit 404, the deposit / withdrawal unit 405, the storage unit 407, the communication unit 408, the sensor unit 409, and the sound generation unit 410. The control unit 406 performs not only control of the entire ATM 401 but also processing such as card recognition, operator approach detection, and banknote handling.

表示部402は、サービス内容の案内や処理手順などが表示されるものであり、CRTや液晶ディスプレイが例として挙げられる。GPUなどの表示制御装置も表示部402に含まれている。   The display unit 402 displays service content guidance, processing procedures, and the like, and examples thereof include a CRT and a liquid crystal display. A display control device such as a GPU is also included in the display unit 402.

操作部403は、メニューの選択や暗証番号入力など、利用者からの情報を入力するものであり、キーボードやタッチパネルが例として挙げられる。カードリーダ部404は、磁気カードやICカードに格納された情報を読み出すためのものである。入出金部405は、預け入れのための紙幣の投入や、引き出しのための紙幣の排出など、取引のための紙幣の入出金を行うためのものである。記憶部407は、ATMでの処理のための情報を記憶しておくためのものであり、ハードディスクやメモリが例として挙げられる。制御部406、通信部408、センサ部409などを動作させるためのプログラムは、記憶部407に記憶されている。   The operation unit 403 is for inputting information from the user such as menu selection and password input, and examples include a keyboard and a touch panel. The card reader unit 404 is for reading information stored in a magnetic card or an IC card. The deposit / withdrawal unit 405 is for depositing / withdrawing banknotes for transactions such as insertion of banknotes for depositing and discharging banknotes for withdrawal. The storage unit 407 stores information for ATM processing, and examples include a hard disk and a memory. A program for operating the control unit 406, the communication unit 408, the sensor unit 409, and the like is stored in the storage unit 407.

通信部408は、回線を通じてATM401と外部のコンピュータやデータベースとの通信を行うものである。センサ部409は、操作者の接近などを検知する人感センサが例として挙げられる。人感センサは、赤外線などの発生状況や反射を観察することで、センサから近接した部分に人間すなわち操作者が居るかどうかを検知することを主目的とするセンサである。操作者がATMの操作を行うことができる距離まで近づいた時に、取引サービスを開始する。   The communication unit 408 performs communication between the ATM 401 and an external computer or database through a line. An example of the sensor unit 409 is a human sensor that detects an operator's approach. The human sensor is a sensor whose main purpose is to detect whether a human, that is, an operator is present in a part close to the sensor by observing the generation state and reflection of infrared rays or the like. When the operator approaches a distance at which the ATM can be operated, the transaction service is started.

音声発生部410は、操作者をはじめとする装置の周辺に滞在する人物に対する音声案内を行うための、スピーカを備える。よく知られた音声発生部410の使用方法は、操作者に次の操作の指示を与えるものである。音声案内は、表示部402と連動することで、より案内の効果を高めることができる。例えば、前記の音声案内とともに、キャッシュカードを挿入口に入れる映像アニメーションを表示部402の表示画面上に表示するなどすると効果的である。   The voice generation unit 410 includes a speaker for performing voice guidance for a person staying around the apparatus including the operator. A well-known method of using the sound generation unit 410 is to give an instruction for the next operation to the operator. The voice guidance can be further enhanced by linking with the display unit 402. For example, it is effective to display a video animation for inserting a cash card into the insertion slot on the display screen of the display unit 402 together with the voice guidance.

通信部408は、ATMを設置している銀行やATMの管理会社とデータのやり取りを行うことができるように、LANや電話回線に接続されている。ここで、ATMの管理会社とは、本願の課題に挙げたような、ATMの監視を行っている会社であり、ネットワーク接続されたカメラなどを用いて、複数のATMを常時監視している。ATMのサービスを停止するべき事態が発生した場合には、管理会社や銀行はネットワークを経由して通信部408からATM401の制御部406にサービス停止の信号を送ることができる。ATM401には402から411以外にも通帳プリンタなどの他の装置や処理が存在する。   The communication unit 408 is connected to a LAN or a telephone line so that data can be exchanged with a bank where an ATM is installed or an ATM management company. Here, the ATM management company is a company that performs ATM monitoring as mentioned in the subject of the present application, and constantly monitors a plurality of ATMs using a network-connected camera or the like. In the event that an ATM service should be stopped, a management company or a bank can send a service stop signal from the communication unit 408 to the control unit 406 of the ATM 401 via the network. In addition to 402 to 411, the ATM 401 includes other devices and processes such as a passbook printer.

以下の各実施形態では、以上のような構成を備えたATM装置を例として、本発明について詳細に説明する。   In the following embodiments, the present invention will be described in detail by taking an ATM device having the above-described configuration as an example.

<第1の実施形態>
図5は、本発明の第1の実施形態による画像表示装置の概略構成を示す図であり、乱数を加減することで伝送情報を暗号化する基本的構成を示すものである。
<First Embodiment>
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention, and shows a basic configuration for encrypting transmission information by adjusting random numbers.

本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成装置501と、表示装置502と、それらを接続する伝送ケーブル509と、を備えている。   The image generation display device of this embodiment includes an image generation device 501, a display device 502, and a transmission cable 509 connecting them.

画像生成出力装置501は、表示画像生成装置503と、暗号化装置504と、擬似乱数生成装置505と、画像記憶装置506と、画像出力装置507と、クロック生成装置508と、を備えている。また、表示装置502は、画像入力装置510と、復号化装置511と、擬似乱数生成装置512と、画像表示装置513と、クロック変換装置514と、を備えている。なお、画像生成表示装置の一部を、コンピュータに内蔵するかソフトウェアによってシミュレートするために、CPU515やRAM516などをさらに備える構成としても良い。   The image generation / output device 501 includes a display image generation device 503, an encryption device 504, a pseudo-random number generation device 505, an image storage device 506, an image output device 507, and a clock generation device 508. The display device 502 includes an image input device 510, a decryption device 511, a pseudo random number generation device 512, an image display device 513, and a clock conversion device 514. Note that a part of the image generation / display apparatus may be further provided with a CPU 515, a RAM 516, or the like in order to be built in a computer or simulated by software.

図5に示す画像生成表示装置では、暗号化装置504が、表示画像生成装置503 が生成した画像を入力画像として受け取り、擬似乱数生成装置505から受け取った数値列と加減算することで生成した伝送画像情報を画像記憶装置506に保存する。画像出力装置507は、画像記憶装置506から伝送画像情報を取得し、表示装置502に対して、伝送ケーブル509を介して画像を送信する。   In the image generation / display apparatus shown in FIG. 5, the encryption apparatus 504 receives the image generated by the display image generation apparatus 503 as an input image, and generates a transmission image generated by adding / subtracting the numerical sequence received from the pseudorandom number generation apparatus 505. Information is stored in the image storage device 506. The image output device 507 acquires transmission image information from the image storage device 506 and transmits an image to the display device 502 via the transmission cable 509.

表示装置502の画像入力装置510は、画像生成出力装置501から送信されてきた画像を受信する。復号化装置511は、受信した画像を、内部の擬似乱数生成装置512から得た数値列を用いて、復号化する。画像表示装置513は、この復号化された画像を画面上に表示する。画像表示装置513は、例えば液晶素子を用いて後方からのバックライト透過率を制御する方式を用いた液晶モジュールであり、画像表示装置513から放射される光が、ユーザに視覚的に認識される。   The image input device 510 of the display device 502 receives the image transmitted from the image generation / output device 501. The decryption device 511 decrypts the received image using the numerical sequence obtained from the internal pseudorandom number generation device 512. The image display device 513 displays the decoded image on the screen. The image display device 513 is a liquid crystal module using, for example, a method of controlling the backlight transmittance from behind using a liquid crystal element, and the light emitted from the image display device 513 is visually recognized by the user. .

なお、一般的なコンピュータでは、表示画像生成装置503、画像記憶装置506、画像出力装置507、クロック生成装置508が一体となってグラフィックボードとして、コンピュータ(画像生成出力装置501に相当)に内蔵されることが多い。本発明の画像生成出力装置501は、それに加えて、暗号化装置と擬似乱数生成装置を備える。   In a general computer, a display image generation device 503, an image storage device 506, an image output device 507, and a clock generation device 508 are integrated into a computer (corresponding to the image generation output device 501) as a graphic board. Often. In addition, the image generation / output device 501 of the present invention includes an encryption device and a pseudo-random number generation device.

ここで、簡単のため、取り扱う画像が、8ビットのグレー画像である場合について述べる。表示画像生成装置503は、すべての時刻で新しい画像を生成する必要はなく、以前の時刻の画像を内蔵または別途備える記憶装置に記憶しておき、それを再送信しても良い。また、表示画像生成装置503と暗号化装置504は、画像入出力端子で接続される。もしくは、必ずしも端子を備える必要はなく、また、これらの装置が互いに異なるパッケージに実装される必要はないため、画像入出力端子の代わりに、バス配線のみとしても良い。   Here, for simplicity, a case will be described in which an image to be handled is an 8-bit gray image. The display image generation device 503 does not need to generate a new image at all times, and may store an image at the previous time in a built-in or separately provided storage device and retransmit it. The display image generation device 503 and the encryption device 504 are connected by an image input / output terminal. Alternatively, it is not always necessary to provide terminals, and since these devices do not need to be mounted in different packages, only the bus wiring may be used instead of the image input / output terminals.

表示画像生成装置503は、ユーザに対して表示する画像Iを生成し、暗号化装置504に送信する。暗号化装置504は、擬似乱数生成装置505を用いて生成した数値列r(x,y)を併せて用い、画像Iを暗号化した結果I’を画像記憶装置506に保存する。画像Iの座標(x,y)の画素値をI(x,y)と表記すると、暗号化の処理は、f(I(x,y),r(x,y))と表される。具体的な関数f( )の例については、後述する。画像出力装置507は、画像記憶装置506に保存した画像I’とクロック生成装置508が生成するクロックを合せて、表示装置502に送信する。ここで、クロック生成装置508が生成するクロックは、一般的にモニタで表示を行う際に使用される垂直同期信号や水平同期信号、ドットクロックなどであり、表示装置 501がこれらのうち一部のみを必要とする場合は、必ずしもすべてを生成する必要は無く、必要なクロックのみを生成したり、送信したりする。送信された画像I’とクロック情報のうち、画像I’は復号化装置511に、クロック情報はクロック変換装置514に伝達される。The display image generation device 503 generates an image I to be displayed to the user and transmits it to the encryption device 504. The encryption device 504 also stores the result I ′ obtained by encrypting the image I in the image storage device 506 using the numerical sequence r i (x, y) generated using the pseudo random number generation device 505. When the pixel value of the coordinates (x, y) of the image I is expressed as I (x, y), the encryption process is expressed as f (I (x, y), r i (x, y)). . A specific example of the function f () will be described later. The image output device 507 transmits the image I ′ stored in the image storage device 506 and the clock generated by the clock generation device 508 to the display device 502 together. Here, the clock generated by the clock generation device 508 is a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, a dot clock, or the like that is generally used when displaying on a monitor, and the display device 501 is only part of them. However, it is not always necessary to generate all of them, and only necessary clocks are generated or transmitted. Of the transmitted image I ′ and clock information, the image I ′ is transmitted to the decoding device 511 and the clock information is transmitted to the clock conversion device 514.

クロック変換装置514は、受け取ったクロック情報を用いて、実際に画像表示装置513で使用するクロックを生成する。復号化装置511は画像I’を受け取ると、擬似乱数生成装置512から数値列を受け取り、数値列を用いて画像I’を復号化して、画像表示装置513に送る。ここで、別途画像記憶装置を備え、そちらに一時的に記録した上で、画像表示装置513に送っても良い。   The clock conversion device 514 uses the received clock information to generate a clock that is actually used by the image display device 513. When receiving the image I ′, the decoding device 511 receives a numerical sequence from the pseudorandom number generation device 512, decodes the image I ′ using the numerical sequence, and sends the decoded image I ′ to the image display device 513. Here, a separate image storage device may be provided and temporarily recorded there, and then sent to the image display device 513.

復号化する際には、擬似乱数生成装置512から得た値の列r(x,y)が用いられる。ここで、r(x,y)は、初期化時点から第i番目のフレームの座標(x,y)に対応する数値であり、たとえば8ビットの値の列である。画像I’がXGAのサイズを持つ画像であれば、1024×768=307200個の値を用意する。r(x,y)は、画像I’を受け取ってから生成しても良いが、事前に十分な数の値を生成して記憶装置に記録しておいても良い。暗号化装置504が使用する擬似乱数生成装置505と同順序で数値列が生成されればよく、処理速度を高速化するために複数の擬似乱数生成装置を備えてもよい。擬似乱数生成装置が供給する値は、画素値が8ビットであれば、0以上255以下の値をとり、その値を画像I’の対応する座標の画素値と演算することによって、元画像Iを得る。ここで、演算とは、入力として座標(x,y)の入力画像画素値I’(x,y)と前記数値列の値r(x,y)を受け取る関数g(I’(x,y),r(x,y))の計算を行うことで復号化画素値を得ることを意味する。When decrypting, a sequence of values r i (x, y) obtained from the pseudo-random number generator 512 is used. Here, r i (x, y) is a numerical value corresponding to the coordinates (x, y) of the i-th frame from the initialization point, and is, for example, a string of 8-bit values. If the image I ′ is an image having the size of XGA, 1024 × 768 = 307200 values are prepared. r i (x, y) may be generated after the image I ′ is received, but a sufficient number of values may be generated and recorded in the storage device in advance. It is only necessary that the numerical sequence is generated in the same order as the pseudo random number generation device 505 used by the encryption device 504, and a plurality of pseudo random number generation devices may be provided in order to increase the processing speed. If the pixel value is 8 bits, the value supplied by the pseudorandom number generator takes a value between 0 and 255, and calculates the value as the pixel value of the corresponding coordinate of the image I ′, thereby obtaining the original image I. Get. Here, the calculation is a function g (I ′ (x, y) that receives an input image pixel value I ′ (x, y) of coordinates (x, y) and a value r i (x, y) of the numerical sequence as inputs. This means that a decoded pixel value is obtained by calculating y), r i (x, y)).

暗号化関数f(A)は、例えば、Aをmodular_zで加算演算する関数とすることができる。つまり、これはf(a,b)=(a+b)modzと表記される。zは、前述のように画素値が8ビットの場合、256(=2)とすればよい。しかし、zの大きさは暗号化時と復号化時で同一であればよく、画素値と擬似乱数生成装置の出力値のうち最大の値よりも大きければ任意に設定してもよい。復号化関数g(a,b)は、f(a,b)の逆関数であり、fに対して、g(a,b)=(a−b)modzとする。関数f、gは互いに逆関数であるから、暗号化関数をgとして、復号化関数をfとするというように、入れ替えても良いし、処理する画像の座標ごとに入れ替えても良い。The encryption function f (A) can be, for example, a function that adds A with modular_z. That is, this is expressed as f (a, b) = (a + b) modz. As described above, z may be 256 (= 2 8 ) when the pixel value is 8 bits. However, the size of z may be the same at the time of encryption and at the time of decryption, and may be arbitrarily set as long as it is larger than the maximum value of the pixel value and the output value of the pseudorandom number generator. The decryption function g (a, b) is an inverse function of f (a, b), and for f, g (a, b) = (ab) modz. Since the functions f and g are inverse functions of each other, the encryption function may be g and the decryption function may be f. Alternatively, the functions f and g may be replaced for each coordinate of the image to be processed.

擬似乱数生成装置は、0以上255以下の値を生成するとしたが、−255以上255以下の値を生成してもよい。この場合、座標ごとにf、gを入れ替えることと等価の処理を、擬似乱数生成装置の設定を変更するだけで行うことができる。そのような設定は、擬似乱数生成装置が9ビットの値を生成するようにし、そのうち1ビットを符号ビットとみなすことで容易に行うことができる。前記の暗号化関数f( )や復号化関数g( )は、加算器と比較器を用いることで容易に構成することができる。   Although the pseudo random number generation device generates a value between 0 and 255, it may generate a value between -255 and 255. In this case, processing equivalent to replacing f and g for each coordinate can be performed simply by changing the setting of the pseudorandom number generator. Such a setting can be easily performed by causing the pseudo-random number generator to generate a 9-bit value and regarding 1 bit as a sign bit. The encryption function f () and the decryption function g () can be easily configured by using an adder and a comparator.

図13は、本実施形態の画像生成表示装置を内蔵する端末の例を示している。端末1301は、画像生成出力装置1304と、表示装置1302を備え、画像生成出力装置1304と表示装置1302は、伝送ケーブル1303で接続されている。各装置の内部構成は、図5に示された通りである。   FIG. 13 shows an example of a terminal incorporating the image generation / display apparatus of this embodiment. The terminal 1301 includes an image generation / output device 1304 and a display device 1302, and the image generation / output device 1304 and the display device 1302 are connected by a transmission cable 1303. The internal configuration of each device is as shown in FIG.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態による画像生成表示装置は図5と同様の構成を採るが、カラー画像を表示する例に関するものである。
<Second Embodiment>
The image generation and display apparatus according to the second embodiment of the present invention employs the same configuration as that shown in FIG. 5, but relates to an example of displaying a color image.

図16は、表示画像1601と伝送される画像1602を示している。表示画像Iと伝送画像情報I’は、相関が無いように構成されているため、仮に伝送画像情報I’の情報が完全に漏洩したとしても、表示画像Iに関する情報を得ることはできない。図16では、グレー画像の場合を示したが、カラー画像についてもRGB各プレーンが同様に変換されるため、漏洩電磁波を傍受しても、表示画像に関する情報を得ることはできない。   FIG. 16 shows a display image 1601 and a transmitted image 1602. Since the display image I and the transmission image information I ′ are configured to have no correlation, even if the information of the transmission image information I ′ is completely leaked, information about the display image I cannot be obtained. Although FIG. 16 shows a case of a gray image, since each RGB plane is similarly converted for a color image, information on a display image cannot be obtained even if a leakage electromagnetic wave is intercepted.

カラー画像が24ビットで表現される場合に、RGB各8ビットに分解して情報を伝送する、一般的な表示装置について述べる。表示画像生成装置は、表示画像を生成し、暗号化装置に画像を伝送する。暗号化装置は、入力された各24ビットの画素値をRGBの3プレーンに分解して、各プレーンを独立に暗号化する。すなわち、座標(x、y)の入力画素値をI(x,y)と表記すると、I(x,y)を各8ビットであるRGBの3プレーンI(x,y)、I(x,y)、I(x,y)に分解し、擬似乱数生成装置を用いてr(x,y)、r(x,y)、r(x,y)を生成し、暗号化結果I’(x,y)=f(I(x,y)、r(x,y))、I’(x,y)=f(I(x,y),r(x,y))、I’(x,y)=f(I(x,y),r(x,y))を計算する。ここで、関数f( )は、たとえば、2つの入力値a、bと、ある値zに対して、f(a, b)=(a+b)modzを計算する関数とする。A general display device will be described in which when a color image is represented by 24 bits, information is transmitted after being decomposed into 8 bits for each of RGB. The display image generation device generates a display image and transmits the image to the encryption device. The encryption device decomposes each input 24-bit pixel value into three RGB planes and independently encrypts each plane. That is, when an input pixel value of coordinates (x, y) is expressed as I (x, y), I (x, y) is an RGB 3-plane I R (x, y), I G (8 bits each). x, y), I B (x, y) and generate r R (x, y), r G (x, y), r B (x, y) using a pseudo random number generator, Encryption result I ′ R (x, y) = f (I R (x, y), r R (x, y)), I ′ G (x, y) = f (I G (x, y), r G (x, y)), I ′ B (x, y) = f (I B (x, y), r B (x, y)) is calculated. Here, the function f () is, for example, a function that calculates f (a, b) = (a + b) modz for two input values a and b and a certain value z.

なお、zはある程度大きい値(aやbより大きい値)でないと、mod演算を用いて復号しても本来のaやbの値に戻すことができない。よって、zの取りうる最小値は
、入力値a、bとして取りうる最大値より1だけ大きい値とするか、若しくは、2のべき乗であって入力値a、bとして取りうる最大値より大きい値のうち最小のもの等とする必要がある。後者であれば、一般的な計算機で高速な処理を行うことができる。
It should be noted that if z is not a certain value (a value larger than a or b), it cannot be restored to the original value of a or b even if it is decoded using the mod operation. Therefore, the minimum value that z can take is set to a value that is one larger than the maximum value that can be taken as the input values a and b, or is a power of 2 that is larger than the maximum value that can be taken as the input values a and b. It is necessary to make it the smallest of these. If it is the latter, a high-speed process can be performed with a general computer.

(x,y)、r(x,y)、r(x,y)を生成するために、例えば、3つの異なる擬似乱数生成装置を備えるようにする。第1の擬似乱数生成装置の出力をr(x,y)を生成するために使用し、第2の擬似乱数生成装置の出力をr(x,y)を生成するために使用し、第3の擬似乱数生成装置の出力をr(x,y)を生成するために使用する。若しくは、単位時間あたり24ビットを生成可能な擬似乱数生成装置を1つ備え、その出力結果を、8ビットずつr(x,y)、r(x,y)、r(x,y)に分配しても良い。ここで、単位時間とは、1画素分を伝送するのに要する時間である。ただし、リアルタイム性を要求しない場合は、「単位時間あたり」という部分を「1回の出力あたり(複数の画素単位で出力してもよいという意味)」としてもよい。In order to generate r R (x, y), r G (x, y), and r B (x, y), for example, three different pseudorandom number generators are provided. The output of the first pseudorandom number generator is used to generate r R (x, y), the output of the second pseudorandom number generator is used to generate r G (x, y), The output of the third pseudorandom number generator is used to generate r B (x, y). Alternatively, one pseudo-random number generator capable of generating 24 bits per unit time is provided, and the output result is expressed as r R (x, y), r G (x, y), r B (x, y) by 8 bits. ) May be distributed. Here, the unit time is the time required to transmit one pixel. However, when the real time property is not required, the portion “per unit time” may be “per output (meaning that output may be performed in units of a plurality of pixels)”.

暗号化装置によって暗号化された画像は、画像記憶装置506に蓄積される。画像出力装置507は、画像記憶装置506に記憶された画像情報を順次、伝送ケーブル509に送出する。伝送ケーブル509が、VGAやDVI−Aなどのアナログ信号線であれば、送出に際してDA変換を施す。アナログ信号線は、1対1接続されており、もう一方の端子は、表示装置が備える画像入力装置に接続される。   The image encrypted by the encryption device is stored in the image storage device 506. The image output device 507 sequentially sends the image information stored in the image storage device 506 to the transmission cable 509. If the transmission cable 509 is an analog signal line such as VGA or DVI-A, DA conversion is performed at the time of transmission. The analog signal lines are connected in a one-to-one relationship, and the other terminal is connected to an image input device provided in the display device.

画像入力装置510は、伝送ケーブル509を通じて受信したデータを、内部バッファ(図5に図示せず)に蓄積する。この際、伝送ケーブル509が、アナログ信号線であれば、AD変換を施す。内部バッファに蓄積された画像情報は、復号化装置511を用いて、元の画像に復元される。この際、復号化装置511は、擬似乱数生成装置512を使用して、復号化用の数値列を生成する。ここで使用する数値列は、受信した画像の各座標に対応するように、暗号化装置504が使用する擬似乱数生成装置512と同期が取られている。   The image input device 510 stores the data received through the transmission cable 509 in an internal buffer (not shown in FIG. 5). At this time, if the transmission cable 509 is an analog signal line, AD conversion is performed. The image information stored in the internal buffer is restored to the original image using the decoding device 511. At this time, the decryption device 511 uses the pseudo random number generation device 512 to generate a numerical sequence for decryption. The numerical sequence used here is synchronized with the pseudo-random number generator 512 used by the encryption device 504 so as to correspond to each coordinate of the received image.

また、同期を取るための手段として、1画面の先頭画素位置を表す水平、垂直同期信号を用いる。従来、一般に、水平、垂直同期信号は伝送ケーブル509を通じて、伝送されており、本発明の方式を実施する際に新たに同期信号伝送用の配線を用意する必要は無い。   Further, as a means for obtaining synchronization, horizontal and vertical synchronizing signals representing the head pixel position of one screen are used. Conventionally, the horizontal and vertical synchronization signals are generally transmitted through the transmission cable 509, and it is not necessary to prepare a new wiring for transmitting the synchronization signal when implementing the method of the present invention.

また、各座標で同一の数値列を得るためには、暗号化装置504用の擬似乱数生成装置505と、復号化装置511用の擬似乱数生成装置512の間で、初期値を同一にする必要がある。初期値は、あらかじめ固定した値としても良いし、各画像で異なるようにしても良い。あらかじめ固定した値を設定する方法は、擬似乱数生成方法と初期値が知られると、第三者が同一の擬似乱数系列を生成することができるため、セキュリティ上必ずしも好ましくない。しかし、暗号化装置504と復号化装置511の間で初期値の合意を取る処理が不要となり、実装の容易性が向上するため、攻撃者が表示画像の画素値を知ることができないという状況であれば、初期値を推測することは非常に困難となることから、実用上効果的に使用することができる。   Also, in order to obtain the same numerical sequence at each coordinate, it is necessary to make the initial values the same between the pseudo random number generation device 505 for the encryption device 504 and the pseudo random number generation device 512 for the decryption device 511. There is. The initial value may be a fixed value in advance or may be different for each image. A method of setting a fixed value in advance is not necessarily preferable in terms of security because a pseudorandom number generation method and an initial value are known, so that a third party can generate the same pseudorandom number sequence. However, in the situation where an attacker cannot know the pixel value of the display image because the process of agreeing the initial value between the encryption device 504 and the decryption device 511 becomes unnecessary and the ease of implementation is improved. If so, it is very difficult to estimate the initial value, so that it can be effectively used in practice.

<第3の実施形態>
図6は、図5に示される構成に加えて、暗号化装置504が使用する擬似乱数生成装置505と、復号化装置511が使用する擬似乱数生成装置512の初期値を設定するための初期化装置601を備える、画像生成表示装置の概略構成を示している。
<Third Embodiment>
FIG. 6 shows an initialization for setting initial values of the pseudo random number generation device 505 used by the encryption device 504 and the pseudo random number generation device 512 used by the decryption device 511 in addition to the configuration shown in FIG. 1 shows a schematic configuration of an image generation and display device including a device 601.

初期化装置601は、あるタイミングで擬似乱数生成装置505に初期値を与える。設定された初期値は、擬似乱数生成装置505に記憶され、その後の擬似乱数生成に使用される。設定した初期値を使用した擬似乱数の生成開始タイミングは、クロック生成装置508が生成する垂直同期信号に同期させ、初期値設定後に最初の垂直同期信号発生時とする。   The initialization device 601 gives an initial value to the pseudorandom number generation device 505 at a certain timing. The set initial value is stored in the pseudo-random number generator 505 and used for the subsequent pseudo-random number generation. The generation start timing of the pseudo random number using the set initial value is synchronized with the vertical synchronization signal generated by the clock generation device 508, and is the time when the first vertical synchronization signal is generated after the initial value is set.

初期化装置601が与える初期値は、画像出力装置507を通じて、復号化装置511に接続されている擬似乱数生成装置512にも設定される。復号化装置511に接続されている擬似乱数生成装置512の生成開始タイミングは、画像入力装置510が受け取った垂直同期信号に同期している。初期値設定後の最初の垂直同期信号を開始タイミングとすれば、暗号化装置504側の擬似乱数生成装置505と同期させることができる。なお、設定した初期値を用いた擬似乱数の生成開始タイミングは垂直同期信号に同期するため、擬似乱数生成装置505及び512の初期化タイミングは、任意に設定することができる。   The initial value given by the initialization device 601 is also set in the pseudo random number generation device 512 connected to the decryption device 511 through the image output device 507. The generation start timing of the pseudo random number generation device 512 connected to the decoding device 511 is synchronized with the vertical synchronization signal received by the image input device 510. If the first vertical synchronization signal after setting the initial value is set as the start timing, it can be synchronized with the pseudorandom number generation device 505 on the encryption device 504 side. Since the generation start timing of the pseudo random number using the set initial value is synchronized with the vertical synchronization signal, the initialization timing of the pseudo random number generation devices 505 and 512 can be arbitrarily set.

なお、ここでは画像出力装置507を通じて初期値を伝送するとしたが、実際の運用において、伝送ケーブル509には常に画像情報が伝送されており、別途初期値を伝送するタイミングを確保することは困難である。初期値伝送用のケーブルや配線を備えても良いが、初期値の伝送を垂直同期信号または水平同期信号に同期させることとし、同期信号から決定されるタイミングで、連続する(たとえば)数十画素の値を初期値に置き換える方法を用いても良い。   Here, the initial value is transmitted through the image output device 507. However, in actual operation, the image information is always transmitted to the transmission cable 509, and it is difficult to secure the timing for transmitting the initial value separately. is there. A cable or wiring for initial value transmission may be provided, but transmission of the initial value is synchronized with a vertical synchronization signal or a horizontal synchronization signal, and several tens of pixels are continuous (for example) at a timing determined from the synchronization signal. A method of replacing the value of with an initial value may be used.

一般に、表示画像の画素値がわずかに変化したとしても、表示画像を見ているユーザに違いとして認識されることは無いため、表示画像の品質に影響を与えることなく、また既存の規格に対して新たな配線を行うことなく、初期値を伝送することができる。完全に値を初期値に置き換えるのではな、一部のビットを初期値に置き換える方法を用いてもよい。たとえば、下位ビットのみを初期値の伝送に使用するのであれば、表示画像への視覚的影響を小さくすることができるが、アナログ配線ではビットエラーが発生するため、エラー訂正コードを用いて、初期値を符号化する必要などがある。一方、上位ビットのみを用いれば、エラーの影響の少ない伝送が可能である。もちろん、表示用の画素を伝送していない、ブランク期間に初期値を伝送しても良い。状況に応じて伝送方法を使い分けるようにしても良い。この場合、復号化装置が備える擬似乱数生成装置512は、画像入力装置510から配線602を通じて初期値を受け取ることになる。   In general, even if the pixel value of the display image changes slightly, it will not be recognized as a difference by the user viewing the display image, so it does not affect the quality of the display image and Thus, the initial value can be transmitted without performing new wiring. Instead of completely replacing the value with the initial value, a method of replacing some bits with the initial value may be used. For example, if only the lower bits are used for transmission of the initial value, the visual effect on the display image can be reduced. However, since a bit error occurs in the analog wiring, an error correction code is used to There is a need to encode the value. On the other hand, if only the upper bits are used, transmission with less influence of errors is possible. Of course, the initial value may be transmitted during a blank period in which display pixels are not transmitted. You may make it use the transmission method properly according to a condition. In this case, the pseudo random number generation device 512 included in the decryption device receives the initial value from the image input device 510 through the wiring 602.

<第4の実施形態>
図7は、本発明の第4の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成出力装置は、構成要素としては図5に示される画像生成出力装置と同じであるが、その配置が異なり、画像記憶装置506の後段に暗号化装置504を備えている。
<Fourth Embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The image generation / output device of the present embodiment is the same as the image generation / output device shown in FIG. 5 as components, but the arrangement thereof is different, and an encryption device 504 is provided after the image storage device 506.

画像記憶装置506上のデータはCPU515等からアクセスされることが多いため、図5の構成のように暗号化された状態で画像情報を記憶すると、読み出しの度に復号化する必要がある。そこで、処理速度が重要である場合には、図7のような構成とし、画像出力装置507によって画像が出力される際に、リアルタイムに暗号化を行うようにしている。この構成は実装が容易であるという利点もある。   Since data on the image storage device 506 is often accessed from the CPU 515 or the like, if image information is stored in an encrypted state as in the configuration of FIG. 5, it must be decrypted each time it is read out. Therefore, when the processing speed is important, the configuration shown in FIG. 7 is used, and when an image is output by the image output device 507, encryption is performed in real time. This configuration also has the advantage of being easy to implement.

なお、HDMI規格では、論理暗号化方式とデジタル伝送ケーブルを用いた同様の構成を開示しているが、本発明では、伝送ケーブル509がアナログ信号線であり、暗号化装置は、算術暗号化を行う。すでに述べたように、アナログ信号線において論理暗号化を用いたデータ伝送を行うことは、暗号化の破綻を招くため、本発明の方式を使用することが望ましい。   The HDMI standard discloses a similar configuration using a logical encryption method and a digital transmission cable. However, in the present invention, the transmission cable 509 is an analog signal line, and the encryption device performs arithmetic encryption. Do. As already described, since data transmission using logical encryption on an analog signal line causes a failure of encryption, it is desirable to use the method of the present invention.

<第5の実施形態>
図8に、本発明の第5の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、図5に示される構成に加えて、表示装置側において、復号化装置511の前段に表示画像処理装置801を備えている。
<Fifth Embodiment>
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In addition to the configuration shown in FIG. 5, the image generation / display apparatus according to the present embodiment includes a display image processing apparatus 801 in front of the decoding apparatus 511 on the display apparatus side.

表示画像処理装置801が行う画像処理としては、例えば画像の輝度変調が挙げられる。ユーザが表示装置502の操作パネルから入力した、輝度設定値によって、画像全体や一部を明るく表示したり、暗く表示するために、本実施形態の表示装置502では、画素値を大きくしたり、小さくしたりする。この処理は、数値の加減算または乗算であって、論理暗号化を行ったままでは処理することができない。   Examples of image processing performed by the display image processing apparatus 801 include luminance modulation of an image. Depending on the brightness setting value input by the user from the operation panel of the display device 502, the entire or part of the image is displayed brightly or darkly. In the display device 502 of the present embodiment, the pixel value is increased, Or make it smaller. This processing is addition / subtraction or multiplication of numerical values, and cannot be performed while logical encryption is performed.

しかし、本発明の画像生成出力装置501では、画素値が算術的に暗号化されているため、暗号化状態を保ったまま画素値を変化させることができる。乗算を用いて輝度変調する場合は、擬似乱数生成装置が生成する数値列も、同じ方法で変調する必要がある。   However, in the image generation / output device 501 of the present invention, since the pixel value is arithmetically encrypted, the pixel value can be changed while maintaining the encryption state. In the case of performing luminance modulation using multiplication, it is also necessary to modulate the numerical sequence generated by the pseudo-random number generator using the same method.

<第6の実施形態>
図9は、本発明の第6の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、図5の構成に加えて、表示装置502側の画像入力装置510と復号化装置511の間に、暗号化状態変換装置901と、擬似乱数生成装置902と、表示画像処理装置801と、を備えている。
<Sixth Embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In addition to the configuration of FIG. 5, the image generation / display apparatus of the present embodiment includes an encryption state conversion apparatus 901, a pseudo-random number generation apparatus 902, and an image input apparatus 510 on the display apparatus 502 side and a decryption apparatus 511. And a display image processing device 801.

暗号化状態変換装置901は、第1の暗号化状態(例えば、論理暗号化された状態)にある画像をオリジナルの画像に復号化することなく第2の暗号化状態(例えば、加減算暗号化された状態)に変換する。ここで、暗号化状態とは、ある暗号化アルゴリズムを用いて暗号化した状態である。   The encryption state conversion apparatus 901 performs the second encryption state (for example, addition / subtraction encryption) without decrypting the image in the first encryption state (for example, the logically encrypted state) into the original image. State). Here, the encryption state is a state where encryption is performed using a certain encryption algorithm.

一般的に知られているストリーム暗号方式では、擬似乱数生成装置を用いて生成した数値列と、暗号化対象であるデータとを排他的論理和演算する。HDCP規格の暗号化方式でも、フィードバックシフトレジスタを組み合わせた擬似乱数生成装置を用いて生成した数値列と、画像データを排他的論理和演算する方式を用いている。本明細書では、本方式を論理暗号化方式と呼ぶ。   In a generally known stream encryption method, an exclusive OR operation is performed on a numerical string generated using a pseudo-random number generator and data to be encrypted. The HDCP standard encryption method also uses a method of performing an exclusive OR operation on a numerical sequence generated using a pseudo-random number generator combined with a feedback shift register and image data. In this specification, this method is called a logical encryption method.

論理暗号化方式は、処理が高速であるため、画像のように高ビットレートのデータを暗号化する場合に適した方式である。ただし、前述のように、アナログ信号線(VGA)を用いてデータ伝送を行う際に論理暗号化が破綻するため、論理暗号化を使用することができない。   Since the logical encryption method is high-speed processing, it is a method suitable for encrypting high bit rate data such as an image. However, as described above, since logical encryption breaks down when data transmission is performed using an analog signal line (VGA), logical encryption cannot be used.

しかし、輝度値変換などの算術処理を行うためには、論理暗号化を一度解除してから処理を行い、再度暗号化する必要がある。   However, in order to perform arithmetic processing such as luminance value conversion, it is necessary to cancel the logical encryption once, perform the processing, and then encrypt again.

本実施形態では、表示装置502側における暗号化状態変換装置901は、アナログ信号線を用いたデータ伝送を行う直前で復号化することなく、論理暗号化状態を算術暗号化状態に変換する。また、輝度値変換などの算術処理を行う場合にも、暗号化状態変換装置901を用いて、暗号化状態を論理暗号化状態から算術暗号化状態に変換する。算術暗号化された画像情報をそのまま伝送し、画像表示装置513の直前で復号化装置511を用いて復号しても良いし、アナログ信号線を用いたデータ伝送の後に、再度算術暗号化状態から論理暗号化状態に変換してもよい。   In the present embodiment, the encryption state conversion device 901 on the display device 502 side converts the logical encryption state into the arithmetic encryption state without decryption immediately before performing data transmission using the analog signal line. Also, when performing arithmetic processing such as luminance value conversion, the encryption state conversion device 901 is used to convert the encryption state from the logical encryption state to the arithmetic encryption state. The arithmetically encrypted image information may be transmitted as it is, and decrypted using the decryption device 511 immediately before the image display device 513, or after the data transmission using the analog signal line, the arithmetic encryption state is resumed. You may convert into a logic encryption state.

暗号化状態変換装置901は、復号化を行わずに暗号化状態を変換するために、参照テーブル(図示せず)を内部に持っている。この参照テーブルは、初期化時に計算して揮発性記憶装置に記録しても良いし、予め起こりうる全ての場合について、不揮発性記憶装置に記録しておいても良い。例えば、ある値rを用いた論理暗号化状態の画素値jを同じ値rを用いた算術暗号化状態の画素値kに変換する場合を考える。すなわち、元画像の画素値をpとすると、j=p xor rであり、k=(p+r)modzである。なお、zは、pやrが8ビットであれば、256といった値とすればよい。このとき、k=h(j,r)となるように変換式hを求め、予め全てのj、rについてkの値を計算して参照テーブルに記録しておく。本例では、h(j,r)=((j xor r)+r)modzである。これを参照テーブルを用いずに実装した場合、j xor rを計算した段階で、計算機のメモリ上に元画像の画素値pが現れ、それが漏洩電磁波に影響を与える。よって、暗号化状態の変換は、リアルタイムの計算ではなく、参照テーブルを用いることが望ましい。しかし、jやrのビット数が大きくなれば、参照テーブルのサイズが大きくなるため、必ずしもすべてのj、rに対して参照テーブルを用意しておく必要は無く、起こりうるrのみについて参照テーブルを作成したり、任意に選択した一部分のみについて参照テーブルを作成して残りを計算で求めるようにしておいても良い。   The encryption state conversion device 901 internally has a reference table (not shown) in order to convert the encryption state without performing decryption. This reference table may be calculated at the time of initialization and recorded in the volatile storage device, or may be recorded in the nonvolatile storage device for all cases that may occur in advance. For example, consider a case where a pixel value j in a logical encryption state using a certain value r is converted into a pixel value k in an arithmetic encryption state using the same value r. That is, if the pixel value of the original image is p, j = p xor r and k = (p + r) modz. Note that z may be a value such as 256 if p and r are 8 bits. At this time, the conversion formula h is obtained so that k = h (j, r), and the value of k for all j and r is calculated in advance and recorded in the reference table. In this example, h (j, r) = ((j xor r) + r) modz. When this is implemented without using a reference table, the pixel value p of the original image appears on the memory of the computer at the stage of calculating j xor r, which affects the leaked electromagnetic wave. Therefore, it is desirable to use a reference table for the conversion of the encryption state, not a real-time calculation. However, as the number of bits of j and r increases, the size of the reference table increases. Therefore, it is not always necessary to prepare a reference table for all j and r. Alternatively, a reference table may be created for only a part selected arbitrarily, and the rest may be obtained by calculation.

表示画像生成装置503で生成された画像は、暗号化装置504を用いて暗号化(例えば、論理暗号化)され、画像記憶装置506に記憶される。画像記憶装置506に記憶された画像は、画像出力装置507を用いて、伝送ケーブル509を介して画像入力装置510に対して出力される。   The image generated by the display image generation device 503 is encrypted (for example, logically encrypted) using the encryption device 504 and stored in the image storage device 506. The image stored in the image storage device 506 is output to the image input device 510 via the transmission cable 509 using the image output device 507.

画像入力装置510は、必要に応じてAD変換を行い、その結果を暗号化状態変換装置901に送る。暗号化状態変換装置901は、必要に応じて暗号化状態を変換する。例えば、伝送ケーブル509がDVI−Dなどのデジタル信号線であって、暗号化装置504が論理暗号化を行う場合、暗号化状態変換装置901は、後段の表示画像処理装置903での処理のために、暗号化状態を論理暗号化状態から算術暗号化状態に変換する。伝送ケーブル509がアナログケーブルであって、暗号化装置504が算術暗号化を行っている場合、暗号化状態変換装置901は特段の処理は行わない。   The image input device 510 performs AD conversion as necessary, and sends the result to the encryption state conversion device 901. The encryption state conversion device 901 converts the encryption state as necessary. For example, when the transmission cable 509 is a digital signal line such as DVI-D and the encryption device 504 performs logical encryption, the encryption state conversion device 901 performs processing in the display image processing device 903 at the subsequent stage. In addition, the encryption state is converted from the logical encryption state to the arithmetic encryption state. When the transmission cable 509 is an analog cable and the encryption device 504 performs arithmetic encryption, the encryption state conversion device 901 does not perform any special processing.

暗号化状態変換装置901の出力は、表示画像処理装置801に送られる。その処理結果は、復号化装置511で復号化処理される。画像表示装置513は、処理結果をクロック変換装置514から得た同期信号を用いて、画面上に表示する。   The output of the encryption state conversion device 901 is sent to the display image processing device 801. The processing result is decrypted by the decrypting device 511. The image display device 513 displays the processing result on the screen using the synchronization signal obtained from the clock conversion device 514.

本発明の擬似乱数生成装置505、902、512は同期しており、同じ擬似乱数系列が得られるように構成されている。具体的な構成方法の一例は、すでに述べたとおりである。   The pseudo-random number generators 505, 902, 512 of the present invention are synchronized and configured to obtain the same pseudo-random number sequence. An example of a specific configuration method is as described above.

なお、画像出力装置507が、暗号化された画像のヘッダに暗号化状態を示す情報を付加して出力し、画像入力装置510でヘッダ情報に基づいて暗号化状態を判断して暗号化状態変換装置901で暗号化状態を変換させるか決定しても良い。   The image output device 507 adds the information indicating the encryption state to the encrypted image header and outputs it, and the image input device 510 determines the encryption state based on the header information and converts the encryption state. The apparatus 901 may determine whether to convert the encryption state.

<第7の実施形態>
図10は、本発明の第7の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置501と、画像暗号化装置1001と、表示装置502と、を備えている。
<Seventh Embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The image generation / display apparatus according to the present embodiment includes an image generation / output apparatus 501, an image encryption apparatus 1001, and a display apparatus 502.

画像生成出力装置501は、図5の構成から暗号化装置と擬似乱数生成装置を除いた構成要素を有している。画像生成出力装置501では、表示画像生成装置503が生成した画像が画像記憶装置506に記憶され、画像記憶装置506に記憶されている画像が画像出力装置507から出力される。   The image generation / output device 501 has components excluding the encryption device and the pseudo-random number generation device from the configuration of FIG. In the image generation output device 501, the image generated by the display image generation device 503 is stored in the image storage device 506, and the image stored in the image storage device 506 is output from the image output device 507.

画像暗号化装置1001の画像入力装置1002は、画像出力装置507の出力を受け取り、暗号化装置504に譲り渡す。暗号化装置504は、受け取った画素データと擬似乱数生成装置505の出力を用いて画像を暗号化し、その結果は画像出力装置1003を用いて、伝送ケーブル509を通じて表示装置502側に出力する。   The image input device 1002 of the image encryption device 1001 receives the output of the image output device 507 and transfers it to the encryption device 504. The encryption device 504 encrypts the image using the received pixel data and the output of the pseudorandom number generation device 505, and outputs the result to the display device 502 side through the transmission cable 509 using the image output device 1003.

表示装置502における画像入力装置510は、伝送ケーブル509を通じて暗号化された画像情報を受け取る。入力された画像情報は、復号化装置511で復号化処理され、画像表示装置513が複号結果を画面上に表示する。   The image input device 510 in the display device 502 receives the encrypted image information through the transmission cable 509. The input image information is decoded by the decoding device 511, and the image display device 513 displays the decoding result on the screen.

本実施形態では、画像暗号化装置1001が独立しているので、画像生成出力装置501として、既存のコンピュータなどをそのまま用いることができる。画像生成出力装置501と画像暗号化装置1001との間の配線から情報が傍受される危険性が全くゼロというわけではないが、伝送ケーブル509と比較して非常に短いので、傍受の可能性は極めて低く抑えることができる。このように、既存のコンピュータの構成を変更せずに情報漏洩を防止ができるので、設備導入のためのコストも最小限に抑えることができる。   In this embodiment, since the image encryption device 1001 is independent, an existing computer or the like can be used as it is as the image generation / output device 501. Although the risk of intercepting information from the wiring between the image generation / output device 501 and the image encryption device 1001 is not at all zero, it is very short compared to the transmission cable 509. It can be kept very low. In this way, information leakage can be prevented without changing the configuration of an existing computer, so that the cost for introducing equipment can be minimized.

<第8の実施形態>
図11は、本発明の第8の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態における画像生成表示装置は、画像生成出力装置501と、第1の画像暗号化状態変換装置1101と、第2の画像暗号化状態変換装置1102と、表示装置502と、を備えている。
<Eighth Embodiment>
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. The image generation / display apparatus according to the present embodiment includes an image generation / output apparatus 501, a first image encryption state conversion apparatus 1101, a second image encryption state conversion apparatus 1102, and a display apparatus 502. .

画像生成出力装置501は、図5の構成から擬似乱数生成装置を除いた構成となっており、表示画像を暗号化した上で、画像出力装置507によって暗号化画像を出力する。ここで、暗号化装置501は、例えば、論理暗号化を行う。   The image generation / output device 501 has a configuration in which the pseudo-random number generation device is excluded from the configuration in FIG. 5, and after the display image is encrypted, the image output device 507 outputs the encrypted image. Here, the encryption device 501 performs logical encryption, for example.

第1の暗号化状態変換装置1101は、画像生成出力装置501から出力された画像情報を、画像入力装置1103で受け取り、暗号化状態変換装置901を用いて暗号化状態を変換(論理暗号化状態を算術暗号化状態に変換)した後に、その結果を、画像出力装置114を用いて出力する。   The first encryption state conversion device 1101 receives the image information output from the image generation output device 501 by the image input device 1103, and converts the encryption state using the encryption state conversion device 901 (logical encryption state). Is converted into an arithmetic encryption state), and the result is output using the image output device 114.

第2の暗号化状態変換装置1102は、第1の画像暗号化状態変換装置1101から出力された画像情報を、画像入力装置1105で受け取り、暗号化状態変換装置1106を用いて暗号化状態を変換(算術暗号化状態を論理暗号化状態に変換)した後に、その結果を擬似乱数生成装置512で生成された擬似乱数と共に、画像出力装置1108を用いて出力する。   The second encryption state conversion device 1102 receives the image information output from the first image encryption state conversion device 1101 by the image input device 1105, and converts the encryption state using the encryption state conversion device 1106. After converting the arithmetic encryption state to the logical encryption state, the result is output using the image output device 1108 together with the pseudorandom number generated by the pseudorandom number generation device 512.

表示装置502は、第2の暗号化状態変換装置1102から出力された画像情報を、画像入力装置510で受け取り、その結果を復号化装置511に供給する。そして復号化装置511の出力は、画像表示装置513によって画面上に表示される。   The display device 502 receives the image information output from the second encryption state conversion device 1102 by the image input device 510 and supplies the result to the decryption device 511. The output of the decoding device 511 is displayed on the screen by the image display device 513.

本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置501として一般の汎用コンピュータを、表示装置502として一般の液晶モニタ等を想定している。画像生成出力装置501と第1の暗号化状態変換装置1101は、DVIやHDMIなどでデジタル接続されている。また、第1の画像暗号化状態変換装置1101と第2の画像暗号化状態変換装置1102は、VGAなどでアナログ接続されている。そして、第2の画像暗号化状態変換装置1102と表示装置502は、DVIやHDMIなどでデジタル接続されている。このようにすることにより、建物や装置に組み込まれている配線ケーブルがVGAなどのアナログ信号線である場合に、画像データの暗号化状態を保ったままデジタル装置を接続することができるようになっている。よって、本実施形態によれば、既存のインフラを変更することなく、暗号化を行うことができる。   The image generation / display apparatus according to the present embodiment assumes a general general-purpose computer as the image generation / output apparatus 501 and a general liquid crystal monitor as the display apparatus 502. The image generation / output device 501 and the first encryption state conversion device 1101 are digitally connected by DVI, HDMI, or the like. In addition, the first image encryption state conversion device 1101 and the second image encryption state conversion device 1102 are analog-connected by VGA or the like. The second image encryption state conversion device 1102 and the display device 502 are digitally connected by DVI, HDMI, or the like. In this way, when the wiring cable incorporated in the building or apparatus is an analog signal line such as VGA, the digital apparatus can be connected while maintaining the encrypted state of the image data. ing. Therefore, according to the present embodiment, encryption can be performed without changing the existing infrastructure.

<第9の実施形態>
図12は、本発明の第9の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態による画像生成表示装置は、画像生成出力装置501と、画像暗号化装置1001と、画像復号化装置1201と、表示装置502と、を備えている。
<Ninth Embodiment>
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of an image generation and display apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. The image generation / display apparatus according to the present embodiment includes an image generation / output apparatus 501, an image encryption apparatus 1001, an image decryption apparatus 1201, and a display apparatus 502.

画像生成出力装置501は、表示画像生成装置503で生成した画像を、画像出力装置507を用いて出力する。画像出力装置507の出力配線は、画像暗号化装置1001の画像入力装置1103に接続されており、画像入力装置1103は、受け取った画像を、暗号化装置505に供給する。暗号化装置505は、画像を擬似乱数生成装置505によって生成された擬似乱数を用いて暗号化(例えば、加減算暗号化)する。画像出力装置1104は、暗号化画像情報を出力する。画像暗号化装置1001の出力配線509は、画像復号化装置1201の画像入力装置1105に接続されている。   The image generation / output device 501 outputs the image generated by the display image generation device 503 using the image output device 507. The output wiring of the image output device 507 is connected to the image input device 1103 of the image encryption device 1001, and the image input device 1103 supplies the received image to the encryption device 505. The encryption device 505 encrypts the image using the pseudorandom number generated by the pseudorandom number generation device 505 (for example, addition / subtraction encryption). The image output device 1104 outputs encrypted image information. The output wiring 509 of the image encryption device 1001 is connected to the image input device 1105 of the image decryption device 1201.

画像入力装置1105は、受け取った暗号化画像情報を、復号化装置511供給する。復号化装置511は、暗号化画像情報を復号化する。画像出力装置1108は復号結果を出力する。画像出力装置1108の出力は、表示装置502の画像入力装置510に接続されている。   The image input device 1105 supplies the received encrypted image information to the decryption device 511. The decryption device 511 decrypts the encrypted image information. The image output device 1108 outputs the decoding result. The output of the image output device 1108 is connected to the image input device 510 of the display device 502.

画像入力装置510は、受け取った復号画像を、画像表示装置513に供給する。画像表示装置513は、クロック変換装置514から供給されたクロックに基づいて、画像を画面上に表示する。   The image input device 510 supplies the received decoded image to the image display device 513. The image display device 513 displays an image on the screen based on the clock supplied from the clock conversion device 514.

本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置501として一般の汎用コンピュータを、表示装置502として一般の液晶モニタやプロジェクタ等を想定している。画像生成出力装置501と画像暗号化装置1001の間、画像暗号化装置1001と画像復号化装置1201の間、画像復号化装置1201と表示装置502の間は、それぞれVGAなどのアナログ信号線で接続されている。よって、これは、建物や大型端末など、既設のアナログケーブルを使用する必要がある場合に好適な構成となっている。   The image generation and display apparatus according to the present embodiment assumes a general general-purpose computer as the image generation and output apparatus 501 and a general liquid crystal monitor or projector as the display apparatus 502. An analog signal line such as VGA is connected between the image generation / output device 501 and the image encryption device 1001, between the image encryption device 1001 and the image decryption device 1201, and between the image decryption device 1201 and the display device 502. Has been. Therefore, this is a suitable configuration when it is necessary to use an existing analog cable such as a building or a large terminal.

なお、図14は、本実施形態による画像生成表示装置の外観構成例を示す図である。画像生成表示装置1401は、汎用のコンピュータであり、その出力には、画像暗号化装置1402が接続されている。画像暗号化装置1402と画像復号化装置1404は、アナログケーブル1403で接続されており、画像復号化装置1404の出力は、液晶モニタ1405に接続されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an external configuration of the image generation display device according to the present embodiment. The image generation display device 1401 is a general-purpose computer, and an image encryption device 1402 is connected to the output thereof. The image encryption device 1402 and the image decryption device 1404 are connected by an analog cable 1403, and the output of the image decryption device 1404 is connected to the liquid crystal monitor 1405.

<まとめ>
本発明の各実施形態によれば、表示画像を暗号化(算術暗号化、特に加減算暗号化)することにより、漏洩電磁波を撹乱し、それによって傍受者による同期情報の取得を妨害することができる。つまり、仮に同期情報が得られた場合でも、オリジナル画像に関する情報を得ることを困難にしており、また、同期情報自身を取得することを困難にしている。なお、漏洩電磁波の撹乱は、擬似乱数生成装置から得た数値列を加減することにより、表示画像と伝送情報との相関が無くなるため、容易に理解される。以下では、同期情報の取得困難性について述べる。
<Summary>
According to each embodiment of the present invention, by encrypting a display image (arithmetic encryption, particularly addition / subtraction encryption), it is possible to disturb leaked electromagnetic waves and thereby prevent acquisition of synchronization information by an eavesdropper. . That is, even if synchronization information is obtained, it is difficult to obtain information about the original image, and it is difficult to obtain the synchronization information itself. The disturbance of the leaked electromagnetic wave is easily understood because the correlation between the display image and the transmission information is eliminated by adjusting the numerical sequence obtained from the pseudorandom number generator. In the following, the difficulty of acquiring synchronization information will be described.

画像情報とともに送信される同期情報は、一般に画像情報と同等の電圧すなわち信号レベルで送信される。そのため、漏洩電磁波などに含まれる同期情報を、漏洩電磁波などに含まれる画像情報から分離することは困難である。すなわち、正確な同期情報Isが得られないため、傍受者がIsの探索を行わずに表示画像Iを再現することは困難である。   The synchronization information transmitted together with the image information is generally transmitted at a voltage equivalent to the image information, that is, a signal level. Therefore, it is difficult to separate the synchronization information included in the leaked electromagnetic wave from the image information included in the leaked electromagnetic wave. That is, since accurate synchronization information Is cannot be obtained, it is difficult for an eavesdropper to reproduce the display image I without searching for Is.

表示画像Iは、モニタに対してストリーミング形式で伝送される。すなわち、二次元の画像情報であれば、左上の座標から開始して右に向かって順番にデータが送信され、右端に到達したら次の行の左端から続くデータを送信する。この動作は、CRTモニタが画像を描画する際の走査動作と同様である。もちろん、ストリーミングで送る限り、画像の中でどの部分が先に送信されようとも、各実施形態の適用を妨げるものではない。また、画像Iを、ラインごとなどいくつかの複数のストリームに分割して、パラレルに送信しても良い。受信側でストリームが再現されれば良いので、特にデジタル伝送を行う場合においては、一部の情報が前記の順序の通りに伝送されるとは限らない。このような実装のバリエーションがあるとはいえ、画像Iがストリーミング形式で伝送される部分に着目すれば、本発明技術を画像情報の一部のみの保護などに適用することは容易である。   The display image I is transmitted to the monitor in a streaming format. That is, in the case of two-dimensional image information, data is transmitted in order from the upper left coordinate toward the right, and when the right end is reached, the subsequent data is transmitted from the left end of the next row. This operation is the same as the scanning operation when the CRT monitor draws an image. Of course, as long as it is sent by streaming, no matter what part of the image is transmitted first, this does not preclude the application of each embodiment. Further, the image I may be divided into a plurality of streams such as for each line and transmitted in parallel. Since it is sufficient that the stream is reproduced on the receiving side, in particular, in the case of performing digital transmission, some information is not always transmitted in the order described above. Although there are variations in such mounting, if attention is paid to the part where the image I is transmitted in the streaming format, it is easy to apply the technique of the present invention to protection of only a part of the image information.

一般に、画像情報はコンピュータの起動時点などから絶え間なく伝送され続けるため、傍受者は、ある画像Iの送信開始時刻を知ることができない。   In general, since the image information is continuously transmitted from the time of starting the computer or the like, the interceptor cannot know the transmission start time of a certain image I.

しかし、一般の画像表示を想定すれば、毎秒60フレームのペースで画像が伝送されていると予想して、さらに同一の内容の画像が複数フレームの間にわたって連続で伝送されると考えられるため、テンプレートマッチングと呼ばれるような繰り返しパターンの位置を発見するための手法を用いて、同一情報が伝送されるタイミングを見出し、画像Iが伝送されている時刻を知ることが可能である。前記の方法を用いて画像Iが繰り返される周期を見ることで、同期情報Isを知ることが可能である。   However, assuming a general image display, it is assumed that images are transmitted at a rate of 60 frames per second, and images of the same content are considered to be transmitted continuously over a plurality of frames. It is possible to find the timing at which the same information is transmitted and to know the time at which the image I is transmitted by using a technique for finding the position of the repetitive pattern called template matching. It is possible to know the synchronization information Is by looking at the cycle in which the image I is repeated using the method described above.

ところが、各実施形態では、伝送画像を暗号化して入るため、傍受データを解析しても表示画像に関する情報を得ることが困難である。すなわち、パターンマッチングによって繰り返しパターンを見出すことが困難である。また、同一表示画像が連続する場合であっても、時刻が異なれば擬似乱数生成装置の出力パターンが異なるように構成することで、伝送される画像情報は異なるパターンとなり、傍受者にとってパターンマッチングを適用する際のよりどころとなる繰り返しパターンが存在しないようにすることができる。よって、本発明の情報表示装置を用いれば、傍受者が同期情報を見出すことは困難である。   However, in each embodiment, since the transmission image is encrypted, it is difficult to obtain information about the display image even if the intercept data is analyzed. That is, it is difficult to find a repeated pattern by pattern matching. Moreover, even if the same display image is continuous, if the time is different, the output pattern of the pseudorandom number generator is configured to be different, so that the transmitted image information becomes a different pattern, and pattern matching is performed for the eavesdropper. There can be no repeated pattern as a basis for application. Therefore, if the information display device of the present invention is used, it is difficult for the eavesdropper to find the synchronization information.

結果として、画像Iは正規の通信者間のみで授受される。また、同期情報Isは、製造ばらつきなどにより装置ごとに異なるため、万一ある装置の同期情報が漏洩したとしても、傍受者はその他の装置の同期情報について新たに再探索する必要がある。また、同期情報を生成するクロック生成装置は、一般に温度変化による揺らぎが発生するため、同一の装置であっても、時刻が異なれば、同一の同期情報を用いて傍受することができない。   As a result, the image I is exchanged only between authorized communicators. In addition, since the synchronization information Is varies from device to device due to manufacturing variation or the like, even if the synchronization information of a certain device leaks, the eavesdropper needs to newly search for the synchronization information of other devices. In addition, since a clock generation device that generates synchronization information generally fluctuates due to a temperature change, even the same device cannot be intercepted using the same synchronization information if the time is different.

各実施形態において、さらに乱数生成装置を設け、乱数生成装置を用いて同期情報が情報の伝達ごとや、ある程度の期間ごとに異なるように構成すれば、ある時刻でひとつの情報が仮に漏洩した場合でも、その他の情報の安全は保たれる。   In each embodiment, if a random number generator is further provided and the synchronization information is configured to be different for each transmission of information or for a certain period of time using the random number generator, one information is temporarily leaked at a certain time But other information is kept safe.

以上により、第三者による外部からの情報傍受に対して、安全に情報を送受信することができる情報伝達装置および情報伝達手段を実現することができる。   As described above, it is possible to realize an information transmission device and an information transmission unit that can safely transmit and receive information in response to external information interception by a third party.

201:中央演算装置
202:一次記憶装置
203:画像演算装置
204:モニタ(ディスプレイ)
205、308:入出力ポート
206:二次記憶装置
207:内部バス
401:ATM
402:ATM表示部
403:ATM操作部
404:ATMカードリーダ部
405:ATM入出金部
406:ATM制御部
407:ATM記憶部
408:ATM通信部
409:ATMセンサ部
410:ATM音声発生部
501:表示画像生成出力装置
502:表示装置
503:表示画像生成装置
504:暗号化装置
505:擬似乱数生成装置
506:画像記憶装置
507:画像出力装置
508:クロック生成装置
509:伝送ケーブル
510:画像入力装置
511:復号化装置
513:画像表示装置
514:クロック変換装置
601:初期化装置
602:内部バス
801:表示画像処理装置
901:暗号化状態変換装置
1001:画像暗号化装置
1203、 1404:画像復号化装置
1101、1102:画像暗号化状態変換装置
1301:端末装置
201: Central processing unit 202: Primary storage unit 203: Image processing unit 204: Monitor (display)
205, 308: Input / output port 206: Secondary storage device 207: Internal bus 401: ATM
402: ATM display unit 403: ATM operation unit 404: ATM card reader unit 405: ATM deposit / withdrawal unit 406: ATM control unit 407: ATM storage unit 408: ATM communication unit 409: ATM sensor unit 410: ATM voice generation unit 501: Display image generation / output device 502: Display device 503: Display image generation device 504: Encryption device
505: Pseudorandom number generator
506: Image storage device 507: Image output device 508: Clock generation device 509: Transmission cable 510: Image input device 511: Decoding device 513: Image display device 514: Clock conversion device 601: Initialization device 602: Internal bus 801: Display image processing device 901: Encryption state conversion device 1001: Image encryption device 1203, 1404: Image decryption device 1101, 1102: Image encryption state conversion device 1301: Terminal device

Claims (12)

画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
加減算暗号化により、前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
An information processing system comprising an image generation device that generates an image and a display device that displays the image sent from the image generation device via a transmission path,
The image generation device includes:
An encryption unit that encrypts the image by addition / subtraction encryption and generates an encrypted image;
An output unit that outputs the encrypted image to the transmission path;
The display device
An input unit for receiving the encrypted image;
A decryption unit that decrypts the encrypted image by an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption;
And a display unit that displays the decoded image on a screen.
前記画像生成装置は、さらに、擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部を有し、
前記暗号部は、前記第1の擬似乱数生成部によって生成された前記擬似乱数を用いて、前記画像を暗号化処理し、
前記表示装置は、さらに、前記第1の擬似乱数生成部が生成する前記擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部を有し、
前記復号部は、前記第2の擬似乱数生成部によって生成された前記擬似乱数を用いて、前記暗号化画像を復号化処理することを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。
The image generation apparatus further includes a first pseudo random number generation unit that generates pseudo random numbers,
The encryption unit encrypts the image using the pseudo random number generated by the first pseudo random number generation unit,
The display device further includes a second pseudo random number generator that generates the same pseudo random number as the pseudo random number generated by the first pseudo random number generator,
The information processing system according to claim 1, wherein the decryption unit decrypts the encrypted image using the pseudo random number generated by the second pseudo random number generation unit.
前記画像生成装置は、さらに、同期信号を生成するクロック生成部を有し、
前記出力部は、前記同期信号を前記伝送路に出力し、
前記第1及び第2の擬似乱数生成部は、前記同期信号に同期して初期化されることを特徴とする請求項2に記載の情報処理システム。
The image generation apparatus further includes a clock generation unit that generates a synchronization signal,
The output unit outputs the synchronization signal to the transmission path,
The information processing system according to claim 2, wherein the first and second pseudorandom number generators are initialized in synchronization with the synchronization signal.
前記画像生成装置は、さらに、前記第1の擬似乱数生成部に初期値を与える初期化部を有し、
前記出力部は、前記同期信号とともに前記初期値を出力し、
前記第2の擬似乱数生成部は、前記初期値を用いて、前記擬似乱数を生成することを特徴とする請求項3に記載の情報処理システム。
The image generation apparatus further includes an initialization unit that gives an initial value to the first pseudo-random number generation unit,
The output unit outputs the initial value together with the synchronization signal,
The information processing system according to claim 3, wherein the second pseudo random number generation unit generates the pseudo random number using the initial value.
前記暗号部は、所定の値Zに対して、前記第1の擬似乱数生成装置の出力値をX、前記画像をYとすると、(X+Y)modZを演算して暗号化処理を行い、
前記復号部は、前記第2の擬似乱数生成装置の出力値をX、前記暗号化画像をWとすると、(W−X)modZを演算して復号化処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の
情報処理システム。
The encryption unit performs an encryption process by calculating (X + Y) mod Z, where X is the output value of the first pseudo random number generation device and Y is the image with respect to a predetermined value Z.
The decryption unit performs a decryption process by calculating (W−X) modZ, where X is an output value of the second pseudorandom number generation device and W is the encrypted image. 2. The information processing system according to 2.
前記表示装置は、さらに、前記暗号化画像に対して、暗号化状態を保ったまま、所定の画像処理を施す表示画像処理部を有し、
前記復号部は、前記所定の画像処理が施された暗号化画像を復号処理することを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。
The display device further includes a display image processing unit that performs predetermined image processing on the encrypted image while maintaining the encrypted state.
The information processing system according to claim 1, wherein the decryption unit decrypts the encrypted image subjected to the predetermined image processing.
画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
前記画像に対して第1の暗号化処理を実行し、第1の暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記第1の暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記第1の暗号化画像を受信する入力部と、
前記第1の暗号化画像に対して復号せずに直接第2の暗号化処理を実行し、第2の暗号化画像を生成する暗号化状態変換部と、
前記第2の暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
An information processing system comprising an image generation device that generates an image and a display device that displays the image sent from the image generation device via a transmission path,
The image generation device includes:
An encryption unit that performs a first encryption process on the image and generates a first encrypted image;
An output unit that outputs the first encrypted image to the transmission path;
The display device
An input unit for receiving the first encrypted image;
An encryption state conversion unit that directly executes a second encryption process without decrypting the first encrypted image and generates a second encrypted image;
A decryption unit for decrypting the second encrypted image;
And a display unit that displays the decoded image on a screen.
前記第1の暗号化処理は論理暗号化処理であり、
前記第2の暗号化処理は加減算暗号化処理であり、
前記復号部は、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記第2の暗号化画像を復号化処理することを特徴とする請求項7に記載の情報処理システム。
The first encryption process is a logical encryption process;
The second encryption process is an addition / subtraction encryption process,
The information processing system according to claim 7, wherein the decryption unit decrypts the second encrypted image using an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption.
画像を生成する画像生成装置と、前記画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して前記画像暗号化装置から送られてきた前記暗号化画像を復号化処理して表示する表示装置と、を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第1の出力部を備え、
前記画像暗号化装置は、
前記第1の出力部から前記画像を受信する第1の入力部と、
擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、加減算暗号化により前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する第2の出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記第1の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
An image generation device that generates an image, an image encryption device that encrypts the image and outputs an encrypted image to a transmission path, and the encryption sent from the image encryption apparatus via the transmission path An information processing system comprising: a display device that decodes and displays a digitized image;
The image generation device includes:
A first output unit that outputs the generated image to the image encryption device;
The image encryption device includes:
A first input unit for receiving the image from the first output unit;
A first pseudo-random number generator for generating pseudo-random numbers;
An encryption unit that encrypts the image by addition / subtraction encryption using the pseudo random number and generates an encrypted image;
A second output unit that outputs the encrypted image to the transmission path,
The display device
An input unit for receiving the encrypted image;
A second pseudo-random number generator that generates the same pseudo-random number as the pseudo-random number generated by the first pseudo-random number;
A decryption unit that decrypts the encrypted image using an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption using the pseudo-random number;
And a display unit that displays the decoded image on a screen.
第1の暗号化処理によって第1の暗号化画像を生成する画像生成装置と、
前記第1の暗号化画像を第2の暗号化画像に変換して、伝送路に出力する第1の暗号化状態変換装置と、
前記伝送路を介して前記第1の暗号化状態変換装置から送られてきた前記第2の暗号化画像を前記第1の暗号化画像に変換する第2の暗号化状態変換装置と、
前記第1の暗号化画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。
An image generation device that generates a first encrypted image by a first encryption process;
A first encrypted state conversion device that converts the first encrypted image into a second encrypted image and outputs the converted image to a transmission path;
A second encrypted state conversion device that converts the second encrypted image sent from the first encrypted state conversion device via the transmission path into the first encrypted image;
A display device for decrypting and displaying the first encrypted image by a decrypting unit;
An information processing system comprising:
前記画像生成装置は、論理暗号化を用いて前記第1の暗号化画像を生成し、
前記第1の暗号化状態変換装置は、前記第1の暗号化画像を、加減算暗号化された前記第2の暗号化画像に変換し、
前記第2の暗号化状態変換装置は、前記加減算暗号化に用いた関数の逆関数を用いて、前記第2の暗号化画像を、前記第1の暗号化画像に変換し、
前記表示装置における復号部は、前記論理暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行することを特徴とする請求項10に記載の情報処理システム。
The image generation device generates the first encrypted image using logical encryption,
The first encryption state conversion device converts the first encrypted image into the second encrypted image subjected to addition / subtraction encryption,
The second encryption state conversion device converts the second encrypted image into the first encrypted image using an inverse function of the function used for the addition / subtraction encryption,
The information processing system according to claim 10, wherein the decryption unit in the display device performs decryption processing using an inverse function of the function used for the logical encryption.
画像を生成する画像生成装置と、前記画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して前記画像暗号化装置から送られてきた前記暗号化画像を復号化処理する画像復号化装置と、前記画像復号化装置によって復号化された画像を表示する表示装置と、を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第1の出力部を備え、
前記画像暗号化装置は、
前記第1の出力部から前記画像を受信する第1の入力部と、
擬似乱数を生成する第1の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、加減算暗号化により前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する第2の出力部と、を有し、
前記画像復号化装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記第1の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第2の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、を有し、
前記表示装置は、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部を有することを特徴とする情報処理システム。
An image generation device that generates an image, an image encryption device that encrypts the image and outputs an encrypted image to a transmission path, and the encryption sent from the image encryption apparatus via the transmission path An information processing system comprising: an image decoding device that decodes an encoded image; and a display device that displays an image decoded by the image decoding device,
The image generation device includes:
A first output unit that outputs the generated image to the image encryption device;
The image encryption device includes:
A first input unit for receiving the image from the first output unit;
A first pseudo-random number generator for generating pseudo-random numbers;
An encryption unit that encrypts the image by addition / subtraction encryption using the pseudo random number and generates an encrypted image;
A second output unit that outputs the encrypted image to the transmission path,
The image decoding device includes:
An input unit for receiving the encrypted image;
A second pseudo-random number generator that generates the same pseudo-random number as the pseudo-random number generated by the first pseudo-random number;
A decryption unit that decrypts the encrypted image using an inverse function of the function used in the addition / subtraction encryption using the pseudo-random number;
The display device
An information processing system comprising: a display unit that displays the decoded image on a screen.
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