KR100312589B1 - 비동기식암호시스템에서송수신시퀀스의도약에의한재동기방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일한 암호 시퀸스에 따라 블록 단위의 암호화 및 복호화가 이루어지는 비동기식 암호 시스템에 적용되며, 초기 시점으로부터 블록의 수를 카운트하여 예정된 수의 블록이 되면 암호 시퀸스를 소정의 위치로 도약시켜 재동기가 이루어지도록 하고, 그 위치에서 암호 시퀸스에 의해 암호화 또는 복화화가 이루어지도록 하여 별도의 초기화가 필요치 않도록 한다.

Description

비동기식 암호 시스템에서 송수신 시퀀스의 도약에 의한 재동기 방법{Method of resynchronizing using a transmitting/receiving sequence hopping at asynchronous cryptographic system}
본 발명은 비동기식 암호화 방식에서의 정보 보호(Information security) 방법에 관한 것으로, 특히, 송수신단에 적용된 암호 시퀀스를 일정 시간 이후 초기 시퀀스 시작점을 기준으로 임의의 정수배 위치로 도약하도록 하므로써 전송 채널의 시간적 변화에 의해 수신단의 시퀀스 동기가 어긋나도 다음 도약 이후부터는 송수신단 사이의 동기가 자동으로 복구되도록 하는 비동기식 암호 시스템에서 시퀀스 도약에 의한 재동기 방법에 관한 것이다.
암호 시스템에서의 동기는 매우 중요한 부분으로 대부분의 암호 시스템에서는 동기식 전송 방식을 채택하고 있다. 그러나 전송 채널의 대역이 제한된 환경에서는 비동기식 암호 시스템을 적용하기도 한다. 비동기식 암호 시스템에서는 전송 채널이 시간에 따라 가변적 특성을 갖거나 지역 발진 소자의 특성이 불안정한 경우 동기 유지를 위해 별도의 동기 신호를 일정 시간마다 전송하여 송수신단 사이의 벗어난 시간 차이만큼을 보정할 수도 있다.
그러나 전송 채널의 시간 변화가 큰 경우 이러한 별도의 동기 신호를 이용하여 보정할 수 있는 시간 차이 범주를 벗어나게 되면 송수신단 사이의 암호 적용 시퀀스 차이에 의해 수신단의 지속적인 정보 재생이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명은 전송 채널의 시간 지연이 클 뿐 아니라, 그 시간 지연의변화가 처리하여 전송하는 신호 블록 크기 이상으로 차이나는 채널에 암호 시스템이 적용될 경우 송수신단 사이의 동기 실패로 인한 통신 장애를 임의 시간 이후 자동으로 복구하여 통신이 지속될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동일한 암호 시퀸스에 따라 블록 단위의 암호화 및 복호화가 이루어지는 비동기식 암호 시스템에 있어서, 초기 동기 시점으로부터 블록의 수를 카운트하는 단계와, 예정된 수의 블록이 되면 암호 시퀸스를 소정의 위치로 도약시켜 재동기가 이루어지도록 하는 단계와, 그 위치에서 암호 시퀸스에 의해 암호화 또는 복화화가 이루어지도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 암호 시스템의 송신기 구조도.
도 2는 본 발명이 적용되는 암호 시스템의 수신기 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 비동기식 암호 시스템에서 송수신 시퀀스의 도약에 의한 재동기 방법을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
101 : 입력 신호 102 : 암호화부
103 : 시퀀스 발생기 104 : 신호 전송 제어부
105 : 동기 및 시퀀스 제어부
201 : 수신 신호 202 : 동기 신호 검출부
203 : 시퀀스 제어부 204 : 복호화부
205 : 시퀀스 발생기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 적용되는 일반적인 암호 시스템의 송수신기 구조를 설명하기 위한 블록도로서, 비동기식 전송 시스템에서 송수신단 동기를 맞추기 위해 일정 시간마다(105) 동기 신호 정보를 전송하고(104), 이를 수신단에서 검출한 후(202), 수신 신호(201)를 송신 신호(101)의 암호 시퀀스 적용 시작점(102)에 동기를 맞추어 복호화하는(204) 방식의 일반적인 비동기식 블록 암호화 시스템을 나타내고 있다.
본 발명은 암호 알고리즘을 어떤 것으로 쓰는지에 대한 것과는 무관하므로 암호화(102) 및 복호화(204) 방법에 관한 알고리즘에 대해서는 자세히 언급하지 않기로 한다.
도 1은 입력 신호(101)를 임의의 암호화 시퀀스(103)에 따라 블록 단위로 암호화하여 전송(106)하는 송신기의 구조를 나타내고 있다.
동기 및 시퀀스 제어부(105)는 송수신 상대방이 가지고 있는 동일 키 정보를 이용하여 암호화 시퀀스를 초기화시켜 시퀀스 발생기(103)로 전송하고, 일정 시간마다 동기 신호를 발생하여 신호 전송 제어부(104)로 전송한다.
시퀀스 발생기(103)는 동기 및 시퀀스 제어부(105)에서 전송된 초기 값으로부터 임의의 암호화 시퀀스를 발생하여 암호화부(102)로 전송한다.
암호화부(102)는 시퀀스 발생기(103)로부터 수신된 암호화 시퀀스를 이용하여 입력 신호(101)를 암호화한다.
신호 전송 제어부(104)는 암호화된 신호와 동기 신호를 전송한다.
도 2는 암호화시킬 때 사용한 암호 시퀀스와 동일한 시퀀스를 적용하여 암호화된 수신 신호를 본래의 신호로 복원하는 수신기의 구조를 나타내고 있다.
동기 신호 검출부(202)는 수신 신호(201)에서 일정 시간마다 전송되는 동기 신호를 검출하여 복호화부(204)로 전송하고, 시퀀스 제어부(203)에 이를 통보한다.
시퀀스 제어부(203)로부터 동기 신호 검출을 통보 받은 시퀀스 발생기(205)는 암호화에 사용된 시퀀스와 동일한 시퀀스를 발생하여 복호화부(204)로 전송한다.
복호화부(204)는 동기 신호 검출부(202)로부터 입력된 동기 신호를 기준으로송수신단 사이의 암호화 및 복호화 적용 대상 신호의 시작점을 맞추고, 시퀀스 발생기(205)로부터 입력된 시퀀스를 이용하여 수신 신호를 원래의 신호로 복구하여 이를 출력한다.
도 3은 본 발명에 따른 비동기식 암호 시스템에서 송수신 시퀀스의 도약에 의한 재동기 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반적인 암호 시스템에서의 암호 시퀀스는 초기화된 임의의 위치로부터 정해진 생성 알고리즘에 의해 연속적이며 순차적으로 발생하는 시퀀스를 적용하도록 되어 있다.
그러나, 본 발명에서 제안한 시퀀스 도약 방식은 송신 시퀀스(301)는 일정 시간(303)이 지나면 동기 신호를 전송한 후 다음 시퀀스(304)부터는 시퀀스 발생기에서 초기 시작점을 기준으로 임의의 시퀀스 위치(305)로 도약(Sequence hopping)하여 그 시점에서부터 다시 정해진 시퀀스를 적용하게 되며(306), 이러한 도약은 동기 신호 전송과 함께 일정 시간 간격(303, 306)마다 발생하게 된다.
수신 시퀀스(302)는 송신 시퀀스의 동기 신호 검출부에서 동기 신호를 검출하면(307) 마찬가지로 시퀀스 발생기에서 임의의 위치로 시퀀스를 도약하여(309) 그 위치부터 본래의 시퀀스를 발생하여 신호 복원을 하게 된다.
여기서 도약하는 시퀀스의 위치, 즉 도면 부호 (305, 309, 312, 315)는 시퀀스 발생 방법이 초기화 위치를 기준으로 하여 임의의 정수배 위치로 설정하므로써 도약하기 전의 시퀀스 수행 상태와 무관하게 도약하도록 한다.
연속적인 암호 시퀀스 적용 방식과 달리 시퀀스를 도약시켜 가면서 적용하면 전송 채널이 안정화되어 있는 경우에는 일반적인 방식과 큰 차이가 없으나, 전송 채널의 시간 지연이 불안정한 경우 암호 시퀀스 동기를 실패하여도 임의의 시간이 지나면 다시 송수신간의 시퀀스 동기가 자동으로 재성립하게 된다는 장점이 있다.
즉, 도 3은 송수신 시퀀스의 시작점은 전송 채널의 시간 지연이 고려되어 송수신단 사이의 신호 및 시퀀스 동기가 초기에 이미 성립된 상태로 가정하여 도시한 것으로, 구간(310)에서와 같이 전송 도중, 전송 채널의 시간 지연 변화(구간(310)의 경우는 시간 지연이 추가)가 발생하여 수신단에 도착하는 신호가 추가 지연된 경우 수신단에서의 시퀀스 발생은 동일하다 하더라도, 적용 대상의 신호가 달라지므로 정보 재생이 불가능하게 된다. 만일 연속 시퀀스 적용 방식의 경우 전송을 중단하고 처음부터 다시 초기화하거나 다른 수단에 의해 재동기시키지 않으면 정보 재생이 불가능하게 되며, 전송 채널의 시간 지연 범위가 큰 경우 안정된 통신이 어렵게 된다.
그러나 본 발명에서와 같이 시퀀스를 임의의 위치로 도약시키게 되면(312) 시간 지연으로 인한 암호 시퀀스가 다르게 진행되어 정보 복원이 불가능하다가도(310) 다음 동기 신호를 수신하면(311) 그 동안 다르게 진행되던 시퀀스 차이에 영향을 받지 않고 수신단의 적용 시퀀스가(312) 송신단의 시퀀스 위치와 동일하게 되므로 그 시점부터 다시 재동기가 성립되어 정보 재생이 가능하게 된다.
한편, 구간(313)과 같이 전송 시간 지연이 단축될 경우에도 동기 신호 수신후에는 일정 위치(315)로 도약하게 되어 역시 정보 재생이 가능하게 된다.
이와 같이 전송 채널의 시간 지연이 불안정하여 시간 지연이 일정하지 않고 때에 따라 추가되거나 단축되는 열악한 전송 환경에서 본 발명에 의한 시퀀스 도약 방식을 적용하면 암호 시스템의 시퀀스 동기 복구가 전송 신호 구간의 동기와 함께 맞추어 들어가게 구현할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 동일한 암호 시퀸스에 따라 블록 단위의 암호화 및 복호화가 이루어지는 비동기식 암호 시스템에 적용되는데, 초기 동기 시점으로부터 블록의 수를 카운트하여 예정된 수의 블록이 되면 상기 암호 시퀸스를 소정의 위치로 도약시켜 재동기가 이루어지도록 하고, 그 위치에서 상기 암호 시퀸스에 의해 암호화 또는 복호화가 이루어지도록 한다.
이때, 암호 시퀸스는 하기의 수학식 1에 의해 구해진 위치(L)로 도약되는데, 도약은 암호 시퀸스를 발생하는 난수 발생기의 초기값이 상기 도약 위치(L)가 되도록 함에 의해 이루어지며, 하기의 수학식 2에 의해 구해진 주기로 이루어진다.
도약 위치(L) = S + N × K
여기서, S는 상기 암호 시퀸스의 초기값(암호화 키 또는 복호화 키),
N은 예정된 블록 수,
K는 도약 상수(전송 환경 또는 전송 선로의 조건에 따른 시간 당 전송속도의 변화율).
도약 주기 = N × M
여기서, N은 예정된 블록 수,
M은 단위 블록의 길이(시간).
이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하고 있는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 비동기식 블록 암호 전송 시스템을 위성 채널과 같이 시간 지연이 크고 때에 따라 불안정해질 수 있는 채널에 적용할 경우 암호 시스템의 시퀀스 동기에 실패하여도 자동으로 복구되는 효과가 있다. 즉, 전송 및 통화 도중 전송 채널의 시간 지연 변화 범위가 커서 동기에 실패한 경우 일반적인 경우에서는 암호 시스템을 초기화하여 처음부터 재전송 또는 통신하였으나, 본 발명은 시퀀스 도약 이후 재동기가 이루어지도록 하므로써 초기화 과정이 별도로 요구되지 않아 초기화를 위한 시간과 조작의 번거로움이 필요없게 된다.

Claims (2)

  1. 동일한 암호 시퀸스에 따라 블록 단위의 암호화 및 복호화가 이루어지는 비동기식 암호 시스템에 있어서,
    초기 동기 시점으로부터 상기 블록의 수를 카운트하는 단계와,
    예정된 수의 블록이 되면 상기 암호 시퀸스를 소정의 위치로 도약시켜 재동기가 이루어지도록 하는 단계와,
    상기 위치에서 상기 암호 시퀸스에 의해 암호화 또는 복화화가 이루어지도록 하는 단계로 이루어지며,
    상기 암호 시퀸스는 하기의 수학식 1에 의해 구해진 위치(L)로 도약되며,
    상기 도약은 하기의 수학식 2에 의해 구해진 주기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기식 암호 시스템에서 송신 시퀸스의 도약에 의한 재동기 방법.
    도약 위치(L) = S + N × K
    여기서, S는 상기 암호 시퀸스의 초기값(암호화 키 또는 복호화 키),
    N은 예정된 블록 수,
    K는 도약 상수(환경 또는 전송 선로의 조건에 따른 시간 당 전송속도의 변화율).
    도약 주기 = N × M
    여기서, M은 단위 블록의 길이(시간).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도약은 상기 암호 시퀸스를 발생하는 난수 발생기의 초기값이 상기 도약 위치(L)가 되도록 하므로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기식 암호 시스템에서 송신 시퀸스의 도약에 의한 재동기 방법.
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