KR100273231B1 - 엔사이퍼및디사이퍼장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공중망을 통해 데이터를 전송하는 통신 시스템에서 보다 강화된 암호화 체계를 구축하는 기술에 관한 것으로, 메시지를 암호화 처리하기 위하여, 초기화키이(K0)를 공급함과 아울러 키이 입력부(32C)로 부터 이전 스텝의 키이를 피드백받는 키이 입력부(32A)와; 상기 키이 입력부(32A)에서 출력되는 키이와 출력단으로 부터 피드백되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하는 익스클루시브 오아게이트(32B)와; 상기 익스클루시브 오아게이트(32B)에서 출력되는 키이를 사이퍼 로직부(33)에 공급하는 키이 입력부(32C)와; 상기 키이 입력부(32C)에서 순차적으로 변화되는 형태로 출력되는 키이(K)와 입력레지스터(31)를 통해 귀환되는 사이퍼데이터(D)를 논리연산하는 사이퍼 로직부(33)와; 상기 사이퍼 로직부(33)에서 논리연산된 후 출력레지스터(34)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 사이퍼데이터(D)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(35)로 엔사이퍼를 구성하고, 이와 동일한 작용원리를 근거로 하여 디사이퍼를 구성한 것이다.

Description

엔사이퍼 및 디사이퍼 장치{ENCIPHER AND DECIPHER APPARATUS}
본 발명은 공중망을 통해 데이터를 전송하는 통신 시스템에서 보다 강화된 암호화 체계를 구축하는 기술에 관한 것으로, 특히 송신측에서는 시간 변화에 따라 해독용 키이(key) 값을 계속적으로 변화시키는 암호화 처리를 수행하고, 수신측에서는 초기 키이값을 동일하게 변화시켜 변화된 키이값을 구하고 이를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는데 적당하도록한 엔사이퍼 및 디사이퍼 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 스트림 엔사이퍼 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 키이 입력부(12)를 통해 입력되는 고유의 키이(K)를 이용하여, 입력레지스터(11)를 통해 귀환되는 사이퍼데이터(D)를 암호화 처리하는 사이퍼 로직부(13)와; 상기 사이퍼 로직부(13)에서 암호화 처리된 후 출력레지스터(14)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 사이퍼데이터(D)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(15)로 구성되었다.
도 2는 종래 기술에 의한 스트림 디사이퍼 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 키이 입력부(22)를 통해 입력되는 고유의 키이(K)를 이용하여, 입력레지스터(21)를 통해 엔사이퍼로부터 수신받은 사이퍼데이터(D)를 해독하는 사이퍼 로직부(23)와; 상기 사이퍼 로직부(23)에서 해독된 후 출력레지스터(24)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 공급되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하여 원래의 메시지(M)를 복원해내는 익스클루시브 오아게이트(25)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 엔사이퍼 및 디사이퍼의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1을 참조하여 메시지의 암호화 과정을 설명하면 다음과 같다.
입력레지스터(11)를 통해서는 출력단의 사이퍼데이터(D)가 순차적으로 귀환되어 사이퍼 로직부(13)의 일측 입력단에 제공되고, 이때, 키이 입력부(12)는 소정 비트수로 이루어진 고유의 키이를 그 사이퍼 로직부(13)의 타측 입력단에 제공한다.
따라서, 상기 사이퍼 로직부(13)는 상기 고유의 키이를 이용하여 귀환되는 사이퍼데이터를 암호화 처리(논리연산)하고, 이렇게 암호화 처리된 데이터가 출력레지스터(14)를 통해 익스클루시브오아게이트(15)의 일측 입력단으로 순차적으로 전달된다. 이로인하여, 상기 익스클루시브오아게이트(15)는 상기 출력레지스터(14)를 통해 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 이로부터 사이퍼데이터(D)가 발생되며, 이렇게 생성된 사이퍼데이터(D)가 공중통신망을 통해 상대측으로 송신된다.
다시말해서, 첫 번째 메시지데이터(M1)가 입력될 때 상기 출력레지스터(14)는 초기상태이므로 이때의 사이퍼데이터(D1)는 입력 메시지데이터(M1)와 같게 된다. 즉, D1=M1이 된다.
두 번째 메시지데이터(M2)가 입력될 때, 상기 첫 번째 사이퍼데이터(D1)가 입력레지스터(11)를 통해 피드백되어 사이퍼 로직부(13)에서 키이 입력부(12)의 출력 키이(K)와 논리연산("
Figure pat00001
"로 정의 )되므로 이때, 출력레지스터(14)에서 "K
Figure pat00002
D1"가 출력되고,이로 인하여 익스클루시브오아게이트(15)에서 사이퍼데이터 D3 = M2
Figure pat00003
(K
Figure pat00004
D2)가 출력된다.
결국, 상기 익스클루시브오아게이트(15)에서 출력되는 사이퍼데이터 Dn+1 = Mn+1
Figure pat00005
(K
Figure pat00006
Dn)로 암호화된 형태를 갖는다.
한편, 상기 사이퍼데이터(D)를 수신받은 수신측에서 그 사이퍼데이터(D)로 부터 원래의 메시지(M)를 해독해내는 과정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
입력레지스터(21)를 통해서는 수신된 사이퍼데이터(D)가 순차적으로 입력되어 사이퍼 로직부(23)의 일측 입력단에 공급되고, 이때, 키이 입력부(22)는 소정 비트수로 이루어진 고유의 키이를 그 사이퍼 로직부(23)의 타측 입력단에 공급한다.
따라서, 상기 사이퍼 로직부(23)는 상기 고유의 키이를 이용하여 수신되는 사이퍼데이터를 복호화 처리하고, 이렇게 복호화 처리된 데이터가 출력레지스터(24)를 통해 익스클루시브오아게이트(25)의 일측 입력단으로 순차적으로 전달된다. 이로인하여, 상기 익스클루시브오아게이트(25)는 상기 출력레지스터(24)를 통해 입력되는 데이터와 수신되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하게 되므로 이로부터 원래의 메시지(M)가 복원된다.
다시말해서, 상기 익스클루시브오아게이트(25)에서는 상기와 같은 복원과정에 의해 다음과 같은 순서로 메시지(M)가 복원된다.
Figure pat00007
참고로, 상기 도 1 및 도 2에서 사이퍼 로직부(13)와 사이퍼 로직부(23)는 구성 및 작용이 서로 동일하고, 키이 입력부(12),(22)로 부터 그들에게 각기 공급되는 키이 또한 동일하다. 따라서, 송신측에서 엔사이퍼된 데이터를 수신측에서 디사이퍼하여 원래의 메시지(M)를 얻을 수 있게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 엔사이퍼 및 디사이퍼 장치에 있어서는 암호 해독키이가 공중망을 통해 전송되는 도중에 제3자에게 노출되는 것에 대한 대비책이 강구되어 있지 않아 보다 확실하게 정보의 보안을 유지할 수 없게 되는 결함이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 엔사이퍼(encipher) 측에서는 시간 변화에 따라 해독용 키이값을 계속적으로 변화시키는 암호화 처리를 수행하고, 디사이퍼(decipher)측에서는 초기 키이값을 동일하게 변화시켜 변화된 키이값을 구하고 이를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는 엔사이퍼 및 디사이퍼 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래기술에 의한 엔사이퍼 장치의 블록도.
도 2는 종래기술에 의한 디사이퍼 장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 엔사이퍼 장치의 일실시 예시 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 디사이퍼 장치의 일실시 예시 블록도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
31,41 : 입력레지스터
32A,42A,32C,42C : 키이 입력부
32B,35,42B,45 : 익스클루시브오아게이트
33,43 : 사이퍼 로직부
34,44 : 출력레지스터
도 3은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엔사이퍼 장치의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 메시지를 암호화 처리하기 위한 초기화키이(K0)를 공급하고, 키이 입력부(32C)로 부터 피드백되는 이전 스텝의 키이를 공급하는 키이 입력부(32A)와; 상기 키이 입력부(32A)에서 출력되는 키이와 출력단으로 부터 피드백되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하는 익스클루시브 오아게이트(32B)와; 상기 익스클루시브 오아게이트(32B)에서 출력되는 키이를 사이퍼 로직부(33)에 공급하는 키이 입력부(32C)와; 상기 키이 입력부(32C)에서 순차적으로 변화되는 형태로 출력되는 키이(K)를 이용하여, 입력레지스터(31)를 통해 귀환되는 사이퍼데이터(D)를 논리연산하는 사이퍼 로직부(33)와; 상기 사이퍼 로직부(33)에서 암호화 처리된 후 출력레지스터(34)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 사이퍼데이터(D)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(35)로 구성하였다.
도 4는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 및 디사이퍼 장치의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 수신되는 사이퍼데이터(D)를 해독처리하기 위하여, 초기화키이(K0)를 공급함과 아울러 키이 입력부(42C)로 부터 이전 스텝의 키이를 피드백받는 키이 입력부(42A)와; 상기 키이 입력부(42A)에서 출력되는 키이와 입력단에 공급되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브 오아연산하는 익스클루시브 오아게이트(42B)와; 상기 익스클루시브 오아게이트(42B)에서 출력되는 키이를 사이퍼 로직부(43)에 공급하는 키이 입력부(42C)와; 상기 키이 입력부(42C)에서 순차적으로 변화되는 형태로 출력되는 키이(K)와 입력레지스터(41)를 통해 수신되는 사이퍼데이터(D)를 논리연산하는 사이퍼 로직부(43)와; 상기 사이퍼 로직부(43)에서 논리연산된 후 출력레지스터(44)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 입력되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하여 원래의 메지시데이터(M)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(45)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3을 참조하여 공중망을 통해 송출하고자 하는 메시지를 암호화 처리하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
입력레지스터(31)를 통해서는 출력단의 사이퍼데이터(D)가 순차적으로 귀환되어 사이퍼 로직부(33)의 일측 입력단에 제공된다. 이때, 그 사이퍼 로직부(33)에 키이(K)를 공급함에 있어서, 이전 스텝에서 키이 입력부(32C)로 부터 사이퍼 로직부(33)에 공급한 키이를 키이 입력부(32A)로 피드백시켜 익스클루시브 오아게이트(32B)에서 피드백된 사이퍼데이터(D)와 익스클루시브 오아 연산한 후 그 연산된 키이를 다시 키이 입력부(32C)를 통해 사이퍼 로직부(33)에 공급하도록 하였다.
따라서, 상기 사이퍼 로직부(33)는 상기와 같이 변화되는 키이를 이용하여 귀환되는 사이퍼데이터(D)를 로직연산하고, 이렇게 연산처리된 데이터가 출력레지스터(34)를 통해 익스클루시브오아게이트(35)의 일측 입력단으로 순차적으로 전달된다. 이로인하여, 상기 익스클루시브오아게이트(35)는 상기 출력레지스터(34)를 통해 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 이로부터 사이퍼데이터(D)가 발생되며, 이렇게 생성된 사이퍼데이터(D)가 공중통신망을 통해 상대측으로 송신된다.
다시말해서, 첫 번째 메시지데이터(M1)가 입력될 때, 상기 출력레지스터(34)는 초기상태이므로 이때의 출력 사이퍼데이터(D1)는 입력 메시지(M1)와 같게 된다. 즉, D1=M1이 된다.
두 번째 메시지데이터(M2)가 입력될 때, 키이 입력부(32A)를 통해 입력된 초기화 키이(KO)가 익스클루시브 오아게이트(32B) 및 키이 입력부(32C)를 통해 사이퍼 로직부(33)에 공급된다. 따라서, 상기 사이퍼 로직부(33)는 상기 키이 입력부(32C)를 통해 공급되는 키이(KO)와 상기 입력레지스터(31)를 통해 피드백되는 사이퍼데이터(D1)를 논리연산("
Figure pat00008
"로 정의 )하게 되므로 이때, 출력레지스터(34)에서 "K0
Figure pat00009
D1"가 출력되고, 이로 인하여 익스클루시브오아게이트(35)에서 사이퍼데이터 D2 = M2
Figure pat00010
(K0
Figure pat00011
D1)가 출력된다.
세 번째 메시지데이터(M3)가 입력될 때, 키이 입력부(32C)로 부터 키이 입력부(32A)측으로 피드백되는 이전 스텝의 키이(KO)가 익스클루시브 오아게이트(32B)에서 피드백되는 사이퍼데이터(D2)와 익스클루시브 오아 연산된 후 키이 입력부(32C)를 통해 사이퍼 로직부(33)에 공급된다. 따라서, 상기 사이퍼 로직부(33)는 상기 키이 입력부(32C)를 통해 공급되는 키이(KO+D2)와 사이퍼데이터(D2)를 논리연산(
Figure pat00012
)하게 되므로 이때, 출력레지스터(34)에서 "(K0+D2)
Figure pat00013
D2"가 출력되고, 이로 인하여 익스클루시브오아게이트(35)에서 사이퍼데이터 D3 = M3
Figure pat00014
{(K0+D2)
Figure pat00015
D2}가 출력된다.
결국, 상기 익스클루시브오아게이트(35)에서 출력되는 사이퍼데이터(Dn+1)의 일반식과 사이퍼로직부(33)에 공급되는 키이값(Kn)의 일반식은 다음과 같이 된다.
Figure pat00016
한편, 도 4를 참조하여 수신되는 사이퍼데이터로 부터 원래의 메시지를 복원해내는 과정을 설명하면 다음과 같다.
사이퍼 로직부(43)에 키이를 공급함에 있어서 종래와 같이 고정된 키이를 공급하지 않고 시간변화에 따라 순차적으로 변화되는 키이를 공급하기 위하여, 키이 입력부(42C)에서 이전 스텝에 공급한 키이를 키이 입력부(42A)를 통해 피드백받아 익스클루시브 오아게이트(42B)에서 현재 입력되는 사이퍼데이터(D)와 익스클루시브 오아 연산한 후 그 결과치를 키이 입력부(42C)를 통해 사이퍼 로직부(43)에 공급한다.
따라서, 상기 사이퍼 로직부(43)는 상기 키이 입력부(42C)에서 연속적으로 변화되는 키이를 공급받고, 그때마다 해당 키이를 이용하여 수신되는 사이퍼데이터를 복호화 처리하고, 이렇게 복호화 처리된 데이터가 출력레지스터(44)를 통해 익스클루시브오아게이트(45)의 일측 입력단으로 순차적으로 전달된다. 이로인하여, 상기 익스클루시브오아게이트(45)는 상기 출력레지스터(44)를 통해 입력되는 데이터와 수신되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하게 되므로 이로부터 원래의 메시지(M)가 복원된다.
다시말해서, 첫 번째 사이퍼데이터(D1)가 입력될 때, 상기 출력레지스터(44)는 초기상태이므로 이때의 출력 메시지데이터(M1)는 입력 사이퍼데이터(D1)와 같게 된다. 즉, M1=D1이 된다.
두 번째 사이퍼데이터(D2)가 입력될 때, 키이 입력부(42A)를 통해 입력된 초기화 키이(KO)가 익스클루시브 오아게이트(42B) 및 키이 입력부(42C)를 통해 사이퍼 로직부(43)에 공급된다. 따라서, 그 사이퍼 로직부(43)는 상기 키이 입력부(42C)를 통해 공급되는 키이(KO)와 입력레지스터(41)를 통해 공급되는 사이퍼데이터(D1)를 논리연산("
Figure pat00017
"로 정의 )하게 되므로 이때, 출력레지스터(34)에서 "K0
Figure pat00018
D1"가 출력되고, 이로 인하여 익스클루시브오아게이트(45)에서 메시지데이터 M2 = D2
Figure pat00019
(K0
Figure pat00020
D1)가 출력된다.
상기 메시지데이터 M2 = D2
Figure pat00021
(K0
Figure pat00022
D1)는 도 3의 익스클루시브오아게이트(35)에서 출력되는 사이퍼데이터 D2 = M2
Figure pat00023
(K0
Figure pat00024
D1)와 동일한 형태임을 알 수 있다. 즉,
Figure pat00025
인 특성을 이용한 것이다.
결국, 상기와 같은 작용원리에 의하여, 상기 익스클루시브오아게이트(45)에서 출력되는 메지시데이터(Mn+1)의 일반식과 사이퍼로직부(33)에 공급되는 키이값(Kn)의 일반식은 다음과 같이 된다.
Figure pat00026
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 엔사이퍼측에서는 시간 변화에 따라 해독용 키이값을 계속적으로 변화시켜 가면서 암호화 처리하고 디사이퍼측에서는 동일한 방식으로 키이값을 변화시켜 원래의 메시지를 해독하도록 함으로써, 설령 공중망을 통해 키이가 일시적으로 노출되더라도 제3자가 그 키이를 이용하여 메시지를 해독할 수 없게 되고, 이로 인하여 정보의 보안성이 한층 강화되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 키이 입력부(32C)에서 출력되는 키이(K)와 입력레지스터(31)를 통해 출력단으로부터 귀환되는 사이퍼데이터(D)를 논리연산하는 사이퍼 로직부(33)와; 상기 사이퍼 로직부(33)에서 논리연산된 후 출력레지스터(34)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 새로 입력되는 메시지(M)를 익스클루시브오아 연산하여 사이퍼데이터(D)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(35)로 구성된 엔사이퍼 장치에 있어서, 메시지를 암호화 처리하기 위하여, 초기화키이(K0)를 공급함과 아울러 상기 키이 입력부(32C)로부터 이전 스텝의 키이를 피드백받아 출력하는 키이 입력부(32A)와; 상기 키이 입력부(32A)에서 출력되는 키이와 출력단으로 부터 피드백되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브 오아 연산하여 그 결과치를 상기 키이 입력부(32C)의 입력 키이로 제공하는 익스클루시브 오아게이트(32B)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엔사이퍼 장치.
  2. 키이 입력부(42C)에서 출력되는 키이(K)와 입력레지스터(41)를 통해 수신되는 사이퍼데이터(D)를 논리연산하는 사이퍼 로직부(43)와; 상기 사이퍼 로직부(43)에서 논리연산된 후 출력레지스터(44)를 통해 순차적으로 입력되는 데이터와 입력단을 통해 입력되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브오아 연산하여 원래의 메지시데이터(M)를 발생하는 익스클루시브 오아게이트(45)로 구성된 디사이퍼 장치에 있어서, 수신되는 사이퍼데이터(D)를 해독처리하기 위하여, 초기화키이(K0)를 공급함과 아울러 상기 키이 입력부(42C)로 부터 이전 스텝의 키이를 피드백받아 출력하는 키이 입력부(42A)와; 상기 키이 입력부(42A)에서 출력되는 키이와 입력단에 공급되는 사이퍼데이터(D)를 익스클루시브 오아 연산하여 그 결과치를 상기 키이 입력부(42C)의 입력 키이로 공급하는 익스클루시브 오아게이트(42B)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 디사이퍼 장치.
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