JPWO2012067052A1 - 暗号処理装置および暗号処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、日本国特許出願:特願2010−254804号(2010年11月15日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、暗号処理装置および暗号処理方法に関し、特に、データを通信または蓄積する際に共通鍵ブロック暗号に基づいてデータを秘匿ないし解読する暗号処理装置および暗号処理方法に関する。
m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1として出力するとともに、ワードxiをそのままワードYiとして出力するF関数処理部と、
前記ワードYi(i=0,1,…,k−1)をs個(s=2,4,…,m)のサブワードYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1に分割し、転置条件Px(x=1,2,…,s/2−1)と転置条件Qx(x=1,2,…,s/2−1)により、サブワードYi,w[x]をサブワードZpx[i],w[y]に転置させ、サブワードYi,w[y]をサブワードZqx[i],w[x]に転置させ、ワードZi,0Zi,1…Zi,s−1を第iのワードとして出力する転置処理部と、を備え、
前記転置条件Px=(px[0],px[1],px[2],…,px[k−1])は、第iのサブワードを第px[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばpx[i]≠px[j]であり、
前記転置条件Qx=(qx[0],qx[1],qx[2],…,qx[k−1])は、第iのサブワードを第qx[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばqx[i]≠qx[j]であり、
qx[px[i]]=iであり、
前記w[t](t=0,1,…,s−1)は、w[t]∈{0,1,2,…,s−1}であり、t≠Tならばw[t]≠w[T]である。
入力データをY0,Y1,…,Yk−1(nビット×k個)とし、出力データをZ0,Z1,…,Zk−1とし、Yi(i=0,1,…,k−1)をs分割(s=2,4,…,n)したものをYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1とし、Ziをs分割したものをZi,0,Zi,1,…,Zi,s−1とした場合に、Ya,t(t=0,1,…,s−1)をZb,u(u=0,1,…,s−1、u≠t)に転置するときには、Yb,uをZa,tに転置する転置処理部を備えている。
m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1とするとともに、ワードxiをそのままワードYiとする工程と、
前記ワードYi(i=0,1,…,k−1)をs個(s=2,4,…,m)のサブワードYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1に分割し、転置条件Px(x=1,2,…,s/2−1)と転置条件Qx(x=1,2,…,s/2−1)により、サブワードYi,w[x]をサブワードZpx[i],w[y]に転置させ、サブワードYi,w[y]をサブワードZqx[i],w[x]に転置させ、ワードZi,0Zi,1…Zi,s−1を第iのワードとする工程と、を含み、
前記転置条件Px=(px[0],px[1],px[2],…,px[k−1])は、第iのサブワードを第px[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばpx[i]≠px[j]であり、
前記転置条件Qx=(qx[0],qx[1],qx[2],…,qx[k−1])は、第iのサブワードを第qx[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばqx[i]≠qx[j]であり、
qx[px[i]]=iであり、
前記w[t](t=0,1,…,s−1)は、w[t]∈{0,1,2,…,s−1}であり、t≠Tならばw[t]≠w[T]である。
入力データをY0,Y1,…,Yk−1(nビット×k個)とし、出力データをZ0,Z1,…,Zk−1とし、Yi(i=0,1,…,k−1)をs分割(s=2,4,…,n)したものをYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1とし、Ziをs分割したものをZi,0,Zi,1,…,Zi,s−1とした場合に、Ya,t(t=0,1,…,s−1)をZb,u(u=0,1,…,s−1、u≠t)に転置するときには、Yb,uをZa,tに転置する工程を含む。
[形態1]
前記第1の視点に係る暗号処理装置のとおりである。
[形態2]
前記第2の視点に係る暗号処理装置のとおりである。
[形態3]
暗号処理装置は、m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1として出力するとともに、ワードxiをそのままワードYiとして出力するF関数処理部をさらに備えていることが好ましい。
[形態4]
暗号処理装置は、m×kビットの平文または暗号文を前記F関数処理部に入力し、その出力を前記転置処理部に入力し、その出力を再度前記F関数処理部に入力することを所定のラウンド数にわたって繰り返し、最後にF関数処理を実施し、その出力を暗号文(平文)とすることで、m×kビットのデータを暗号化または復号化するようにしてもよい。
[形態5]
暗号処理装置は、前記F関数処理部からの出力および前記転置処理部からの出力を受けるとともに、前記所定のラウンド数にわたる繰り返しの最中である場合には前記転置処理部からの出力を選択して出力し、それ以外の場合には前記F関数処理部からの出力を選択して出力する第1セレクタと、前記平文または暗号文、および、前記第1のセレクタからの出力を受けるとともに、前記所定のラウンド数にわたる繰り返しの開始前である場合には前記平文または暗号文を選択して出力し、それ以外の場合には前記第1のセレクタからの出力を選択して出力する第2のセレクタと、をさらに備え、前記F関数処理部は、前記第2のセレクタからの出力を受けるようにしてもよい。
[形態6]
前記第3の視点に係る暗号処理方法のとおりである。
[形態7]
前記第4の視点に係る暗号処理方法のとおりである。
第1の実施形態に係る暗号処理装置ついて、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態においては、暗号処理装置全体の構成は、一例として、図8に示すブロック図の構成とする。
F関数処理部103は、図11に示したデータ変換部53において、F関数処理部82が6分割である場合に相当する。
=(5,0,1,2,3,4)
=(1,2,3,4,5,0)
次に、第2の実施形態に係る暗号処理装置について、図面を参照して説明する。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、暗号処理装置全体の構成は、一例として、図8に示すブロック図の構成とする。また、本実施形態においても、図8の暗号処理装置50におけるデータ変換部52を、図1に示すデータ変換部100とする。
=(5,0,1,2,3,4)
=(1,2,3,4,5,0)
=(3,0,1,4,5,2)
=(1,2,5,0,3,4)
11、31、40、63、83、84、90、104、110 転置処理部
50、70 暗号処理装置
51 拡大鍵生成部
52、53、100 データ変換部
60、64、80、85、86、101、105 セレクタ
61、81、102 レジスタ
C 暗号文
P 平文
Claims (7)
- m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1として出力するとともに、ワードxiをそのままワードYiとして出力するF関数処理部と、
前記ワードYi(i=0,1,…,k−1)をs個(s=2,4,…,m)のサブワードYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1に分割し、転置条件Px(x=1,2,…,s/2−1)と転置条件Qx(x=1,2,…,s/2−1)により、サブワードYi,w[x]をサブワードZpx[i],w[y]に転置させ、サブワードYi,w[y]をサブワードZqx[i],w[x]に転置させ、ワードZi,0Zi,1…Zi,s−1を第iのワードとして出力する転置処理部と、を備え、
前記転置条件Px=(px[0],px[1],px[2],…,px[k−1])は、第iのサブワードを第px[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばpx[i]≠px[j]であり、
前記転置条件Qx=(qx[0],qx[1],qx[2],…,qx[k−1])は、第iのサブワードを第qx[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばqx[i]≠qx[j]であり、
qx[px[i]]=iであり、
前記w[t](t=0,1,…,s−1)は、w[t]∈{0,1,2,…,s−1}であり、t≠Tならばw[t]≠w[T]である、ことを特徴とする暗号処理装置。 - 入力データをY0,Y1,…,Yk−1(nビット×k個)とし、出力データをZ0,Z1,…,Zk−1とし、Yi(i=0,1,…,k−1)をs分割(s=2,4,…,n)したものをYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1とし、Ziをs分割したものをZi,0,Zi,1,…,Zi,s−1とした場合に、Ya,t(t=0,1,…,s−1)をZb,u(u=0,1,…,s−1、u≠t)に転置するときには、Yb,uをZa,tに転置する転置処理部を備えていることを特徴とする、k分割一般化Feistel構造に基づく暗号処理装置。
- m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1として出力するとともに、ワードxiをそのままワードYiとして出力するF関数処理部をさらに備えていることを特徴とする、請求項2に記載の暗号処理装置。
- m×kビットの平文または暗号文を前記F関数処理部に入力し、その出力を前記転置処理部に入力し、その出力を再度前記F関数処理部に入力することを所定のラウンド数にわたって繰り返し、最後にF関数処理を実施し、その出力を暗号文(平文)とすることで、m×kビットのデータを暗号化または復号化することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の暗号処理装置。
- 前記F関数処理部からの出力および前記転置処理部からの出力を受けるとともに、前記所定のラウンド数にわたる繰り返しの最中である場合には前記転置処理部からの出力を選択して出力し、それ以外の場合には前記F関数処理部からの出力を選択して出力する第1セレクタと、
前記平文または暗号文、および、前記第1のセレクタからの出力を受けるとともに、前記所定のラウンド数にわたる繰り返しの開始前である場合には前記平文または暗号文を選択して出力し、それ以外の場合には前記第1のセレクタからの出力を選択して出力する第2のセレクタと、をさらに備え、
前記F関数処理部は、前記第2のセレクタからの出力を受けることを特徴とする、請求項4に記載の暗号処理装置。 - m×kビットの入力データをk個(m,kはいずれも偶数)のmビットワード(以下単に「ワード」という。)x0,x1,…,xk−2,xk−1に分割し、ワードxi(i=0,2,…,k−2)をF関数により鍵データを用いて変換を行い、ワードxi+1に作用させたものをワードYi+1とするとともに、ワードxiをそのままワードYiとする工程と、
前記ワードYi(i=0,1,…,k−1)をs個(s=2,4,…,m)のサブワードYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1に分割し、転置条件Px(x=1,2,…,s/2−1)と転置条件Qx(x=1,2,…,s/2−1)により、サブワードYi,w[x]をサブワードZpx[i],w[y]に転置させ、サブワードYi,w[y]をサブワードZqx[i],w[x]に転置させ、ワードZi,0Zi,1…Zi,s−1を第iのワードとする工程と、を含み、
前記転置条件Px=(px[0],px[1],px[2],…,px[k−1])は、第iのサブワードを第px[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばpx[i]≠px[j]であり、
前記転置条件Qx=(qx[0],qx[1],qx[2],…,qx[k−1])は、第iのサブワードを第qx[i]のサブワードに転置するとともに、i≠jならばqx[i]≠qx[j]であり、
qx[px[i]]=iであり、
前記w[t](t=0,1,…,s−1)は、w[t]∈{0,1,2,…,s−1}であり、t≠Tならばw[t]≠w[T]である、ことを特徴とする暗号処理方法。 - 入力データをY0,Y1,…,Yk−1(nビット×k個)とし、出力データをZ0,Z1,…,Zk−1とし、Yi(i=0,1,…,k−1)をs分割(s=2,4,…,n)したものをYi,0,Yi,1,…,Yi,s−1とし、Ziをs分割したものをZi,0,Zi,1,…,Zi,s−1とした場合に、Ya,t(t=0,1,…,s−1)をZb,u(u=0,1,…,s−1、u≠t)に転置するときには、Yb,uをZa,tに転置する工程を含むことを特徴とする、k分割一般化Feistel構造に基づく暗号処理方法。
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