KR100796057B1 - 셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생 - Google Patents

셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생 Download PDF

Info

Publication number
KR100796057B1
KR100796057B1 KR1020027004911A KR20027004911A KR100796057B1 KR 100796057 B1 KR100796057 B1 KR 100796057B1 KR 1020027004911 A KR1020027004911 A KR 1020027004911A KR 20027004911 A KR20027004911 A KR 20027004911A KR 100796057 B1 KR100796057 B1 KR 100796057B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
data bits
transmission path
bits
received signal
Prior art date
Application number
KR1020027004911A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020060202A (ko
Inventor
샌딥 사카
Original Assignee
콸콤 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콸콤 인코포레이티드 filed Critical 콸콤 인코포레이티드
Publication of KR20020060202A publication Critical patent/KR20020060202A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100796057B1 publication Critical patent/KR100796057B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/58—Random or pseudo-random number generators
    • G06F7/588—Random number generators, i.e. based on natural stochastic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/065—Encryption by serially and continuously modifying data stream elements, e.g. stream cipher systems, RC4, SEAL or A5/3
    • H04L9/0656—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher
    • H04L9/0662—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher with particular pseudorandom sequence generator
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/12—Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/80—Wireless
    • H04L2209/805—Lightweight hardware, e.g. radio-frequency identification [RFID] or sensor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Facsimile Transmission Control (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에서, 전송 기기는 암호화 처리를 위해 연속적인 랜덤한 데이터의 공급을 요구한다. 본 발명은 종래의 CDMA 전화에 있는 하드웨어를 이용하여 실제로 랜덤한 데이터의 연속적인 풀(pool)을 생성하기 위한 방법을 제공한다.

Description

셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생{RANDOM NUMBER GENERATION FOR ENCRYPTING CELLULAR COMMUNICATIONS}
본 발명은 무선 통신 네트워크에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 암호화를 목적으로 랜덤한(random) 데이터를 발생하기 위한 새롭고 개선된 방법에 관한 것이다.
무선 통신을 위한 암호화 구조는 랜덤한 데이터의 연속적인 풀(pool)을 요구한다. 소프트웨어를 통해 우수한 스펙트럼 특성을 가진 비트(bits)를 발생하는 여러 방법이 있다. 그러나 소프트웨어에 의해 발생된 모든 수의 시퀀스는 주기적이기 때문에 임의의 소프트웨어에 의해 발생된 랜덤한 수(random number)는 실제로 랜덤이라기보다 그것의 특성에 기인한 의사 랜덤(pseudo random)일 수밖에 없다. 그러한 의사 랜덤 시퀀스는 제3자에 의해 해독되기 쉽다. 하드웨어로 발생시킨 데이터만이 수학적으로 랜덤일 수 있다. 비록 키 프레스(key presses)에 의한 전압 지터(voltage jitter)를 사용하거나 키 프레스간의 시간 지연을 사용하는 것과 같은 다른 기술이 알려져 있지만 본 발명은 의사 랜덤이거나 또는 연속적인 랜덤한 데이터를 공급하지 않는 이러한 기술보다 더 중요한 이점이 있다.
현재, 무선 통신을 암호화하기 위해 이용가능한 무선 전화 하드웨어로부터 실제로 랜덤한 데이터를 연속적으로 발생하는 이상적인 방법은 없다.
본 발명은 종래 무선 전화에서 이미 상용화된 하드웨어를 사용함으로써 무선 통신을 암호화하기 위한 랜덤한 데이터 비트의 연속적인 풀(pool)을 발생하는 새롭고 개선된 방법이다. 특히, 본 발명은 랜덤한 수의 세트를 생성하기 위해, 전파경로와 수신기 프런트 앤드(front end)의 랜덤 특성, 및 그것들이 수신된 신호 특성에 미치는 영향을 이용한다. 본 발명은 CDMA 무선 전화에 대해 설명되었지만 상기 원리는 쉽게 다른 무선 변조 기술에 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 특징, 목적과 이점은 이하에서 동일한 참고 번호를 사용하는 도면과 연결된 이하 자세한 설명에서 더욱 명확해질 것이다.
도1은 본 발명의 랜덤한 데이터 수집 방법의 상위 레벨 흐름도이다.
도2는 CDMA 하드웨어 장치를 통과하는 부분적인 CDMA 전화신호 경로의 개략적 다이아그램이다.
도3은 수신 자동 이득 제어 회로(Receive Automatic Gain Control Circuit)의 장치 다이아그램이다.
도4는 I/Q DC 오프셋 수정 루프(offset correction loop)의 장치 다이아그램이다.
도5는 시간 추적 루프(time tracking loop)의 장치 다이아그램이다.
도1은 보통의 CDMA 전화 하드웨어에서 종종 암호화를 위해 요구되는 랜덤한 데이터 풀(pool)을 발생하는 방법 예의 상위 개요를 보여준다. 상기 방법은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 설명한 과정을 생략 또는 재배열하여 쉽게 고칠 수 있다. 상기 발명은 CDMA 전화와 관련하여 설명된다. 그러나, 상기 발명은 다른 변조 기술에서도 똑같이 적용할 수 있을 것이다.
현 CDMA시스템에서, 데이터는 20 밀리 세컨드(millisecond) 프레임으로 전송된다. 본 발명의 상기 방법은 정규 전화 통화 중에 사용 가능한 CDMA 변수를 사용하여 20 밀리 세컨드(millisecond)인 각 프레임 당 4개의 랜덤한 데이터 비트를 발생할 수 있다. 상기 발명은 수신된 신호에 있는 실제의 랜덤 소스로부터 상기 데이터를 발생한다. 이렇게 발생된 랜덤한 데이터 비트는 랜덤한 데이터 풀에서 모아지고 암호화 과정에서 사용이 가능하게 된다.
블럭(100) 단계에서, CDMA 전화의 수신 자동 이득 제어 회로(AGC)는 매 20 밀리세컨드 당 2개 랜덤한 데이터 비트를 발생하기 위해 사용된다. 수신 자동 이득 제어 회로로부터 랜덤 비트를 발생하는 것은 도3에 자세히 설명되어 있다. 자동 이득 제어 구성요소는 밴드 내 에너지(in-band energy)가 복조기에 일정한 레벨(level)로 보내지도록 하기 위해 무선 전화에서 사용된다. 수신된 밴드 내 에너지는 쉐도잉(shadowing), 페이딩(fading) 그리고 다중 경로 현상에 기인한 전파경로의 변경 때문에 랜덤한 형태로 페이딩된다. 수신된 신호는 제1 세트의 랜덤 비트를 발생하는 자동 이득 제어의 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier)에 의해 정규화된다. 가변 이득 증폭기의 이득은 계속 변하므로, 당업자는 랜덤 변수가 AGC로부터 임의의 속도로 추출되는 것을 알 수 있다. 게다가, 2 비트 정도가 랜덤한 수 발생기에서 추출된다.
예시된 실시예에서는, 블럭(102)에서, 매 20 밀리세컨드마다 하나의 랜덤 비트를 생성하기 위해 CDMA 전화의 동위상(In Phase)(I)/직교 위상(Quadrature Phase)(Q) DC 오프셋 수정 루프(offset correction loop)가 사용된다. DC 오프셋 수정 루프로부터 랜덤 비트를 발생하는 것은 도4에 자세히 설명되어 있다. DC 오프셋 수정 루프 구성요소는 아날로그-디지털로 변환(206)하는 동안 수신된 신호에 삽입된 작은 DC 오프셋을 수정하기 위해 무선 전화에서 사용된다. 상기 DC 오프셋은 변환 과정이 아날로그 신호 특성에 영향을 주기 때문에 랜덤한 형태로 디지털 신호에 더해진다. 상기 DC 오프셋 수정 루프는 추가의 랜덤 비트를 제공하기 위해 이득 증폭과 합산을 수행함으로써 변환된 신호의 DC 평균값을 0으로 정규화한다. DC 오프셋은 계속 변화하므로, 당업자는 랜덤 변수가 DC 오프셋 수정 루프에서 임의의 속도로 추출되는 것을 이해할 수 있다. 게다가, 한 비트 정도가 랜덤한 수 발생기에서 추출된다.
블럭(104)에서, CDMA 전화의 시간 추적 루프(Time Tracking Loop)는 매 20 밀리세컨드마다 하나의 랜덤 비트를 발생하기 위해 사용된다. 시간 추적 루프로부터 랜덤 비트를 발생하는 것은 도5에서 자세히 설명되어 있다. 시간 추적 루프 구성요소는 전파경로 지연의 변동에도 불구하고 비트 동기화를 유지하기 위해 무선전화에서 사용된다. 전파경로 지연은 전파경로에서 발생하는 쉐도잉, 페이딩 그리고 다중경로 현상에 의한 변경 때문에 랜덤한 형태로 변화한다. 상기 시간 추적 루프는 추가의 랜덤비트를 제공하기 위해 합산(summing)과 스케일링(scaling)을 통해 수신된 신호를 샘플링하고 조정한다. 전파경로 지연은 랜덤하게 변화하므로 당업자는 시간 추적 루프로부터 랜덤 변수가 임의의 속도로 추출되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 게다가, 한 개 정도의 비트가 랜덤한 수 발생기에서 추출될 것이다.
수신 AGC 회로, 동위상/직교 위상(I/Q) DC 오프셋 수정 루프 그리고 시간 추적 루프의 새로운 이용을 통해, 본 발명의 실시예는 전화할 때 프레임 간격 당 4개 랜덤한 데이터 비트를 발생한다. 상기 데이터는 하드웨어로 발생되기 때문에, 소프트웨어가 생성하는 본질상 의사 랜덤일 수밖에 없는 데이터와는 달리 실제로 랜덤하다. 그러한 의사 랜덤한 데이터 시퀀스는 제3자에 의해 해독되기 쉬운 반면 본 발명에 의해 발생되는 데이터는 그렇지 않다.
도2는 보통의 CDMA전화 수신 하드웨어 장치에 존재하는 간략한 부분적 신호 경로를 설명하고 있다. 도2는 랜덤한 데이터를 발생하기 위해 본 발명에서 사용되는 하드웨어만의 신호 경로를 보여주고 있다.
안테나 구성요소(202)는 무선주파수(radio frequence) 필드를 교류(AC)로 바꾸고 또 교류(AC)를 무선주파수 필드로 바꾸는 변환기이다. 수신 안테나는 RF에너지를 가로채서 AC를 전자기기에 전달한다. 수신된 아날로그 신호는 안테나 구성요소(202)에 도달하고 수신 복조 구성요소(204)에 의해 베이스밴드 아날로그 신호로 하향변환된다. 하향 변환된 후에, 상기 신호는 아날로그-디지털(Analog to Digital) 변환기 구성요소(206)로 전달된다.
상기 아날로그-디지털 변환기 구성요소(206)는 상기 복조된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 추가의 신호처리를 수행한다. 아날로그에서 디지털로 변환하는 동안, 작은 직류(DC) 오프셋이 상기 신호에 삽입된다. 상기 신호가 변환된 후에, 디지털화된 신호는 데이터 프레임이 수신될 때마다 랜덤한 데이터 비트를 발생하는 핸드폰 안의 수신 AGC 회로 구성요소(208), DC 오프셋 수정 루프 구성요소(210)와 시간 추적 루프 구성요소(212)로 동시에 전달된다. 새로이 발생한 각 랜덤한 데이터 비트는 랜덤한 수 선택 서브시스템 구성요소(214)에 입력된다.
랜덤한 수 선택 서브시스템 구성요소(214)는 새로운 랜덤 비트가 제공되고 시프트될 때마다 새로운 랜덤한 수를 발생하는 디지털 시프트 레지스터(digital shift resister)로 구성되어 있다. 실시예에서, 랜덤 비트를 제공하고 시프트하는 동작은 매 20 밀리 세컨드마다 일어난다. 당업자는 상기 설명한 원칙은 다른 시간 간격으로 랜덤 비트를 생성하는데 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 새로운 랜덤한 수는 매 20 밀리세컨드마다 암호화기 구성요소(218)에 전달된다.
통상의 암호화되지 않은 무선 전송 데이터는 데이터 발생기 구성요소(data generator element)(216)에 의해 쉽게 암호화된다. 통상의 전송 데이터는 디지털화된 음성 또는 다른 통신 데이터를 포함할 수 있다. 데이터 발생기 구성요소(216)에 의해 발생된 암호화되지 않은 데이터는 암호화기 구성요소(218)로 전달된다. 암호화기 구성요소(218)는 보통의 데이터를 암호화하기 위해 랜덤한 수 선택 서브시스템(214)에 의해 발생된 랜덤한 수 풀(pool)을 이용하는 데이터 암호화 과정을 사용한다. 암호화기(218)의 암호화된 데이터 출력은 송신기 구성요소(220)로 전송된다.
송신기 구성요소(220)는 암호화된 신호를 변조하고 송신 안테나 구성요소(222)에 의해 전송하기 위해 처리한다.
송신 안테나 구성요소(222)는 송신 안테나 장치이다. 송신 안테나 구성요소(222)는 변조된 암호화된 신호를 받고 RF 필드를 생성한다.
도3은 수신 AGC 회로(208)에 입력된 복조 디지털 수신 신호로부터 매 20 밀리세컨드마다 2개 랜덤한 데이터 비트를 발생하기 위해 본 발명의 실시예에서 사용되는 장치를 설명하고 있다. 입력 I/Q 샘플(302)은 AGC 회로로 전달되는 수신된 I/Q데이터 입력 경로를 설명하고 있다. I/Q 데이터는 직교 위상 편이 변조(QPSK)에 의해 발생된 동위상과 직교위상 데이터 샘플에 관한 것이다. AGC 회로는 복조를 위해 일정한 에너지 신호를 생성하는 기능을 한다. 그렇게 함으로써 수신 AGC 회로(208)는 로(raw) 칩 레벨 입력 I/Q 샘플(302)로부터 수신 AGC 조정된 비트(RX AGC ADJ)(310)로 알려진 랜덤 변수 중간 출력(random variable intermediate output)을 발생한다. CDMA 기술에서, 시간은 종종 칩 단위로 측정된다. CDMA 주파수가 1.2288MHz이면 1칩=1/(1.2288MHz)=813.8나노세컨드이다.
이득 스테이지(gain stage) 구성요소(304)에서, 수신된 신호는 이득값과 곱해진다. 이득값은 무선전화 하드웨어의 파라미터에 따라 변한다. 이득값은 하드웨어의 구성성분(component)의 내부 수 표현(internal number representations)에 따라 변한다. 하나의 구성성분에서 표현되는 수의 범위는 그 값을 나타내기 위해 할당된 비트 수에 의해 결정된다. 예를 들어, 구성성분 4비트 수의 범위는 -7내지 7일 수 있으며 반면 8비트 마이크로프로세서의 범위는 -128내지 128일 수 있다. 만약 구성성분 값의 범위가 무선전화 제어 마이크로프로세서 기기의 범위와 일치하지 않으면, 상기 값은 제어 마이크로프로세서의 전체값 범위를 이용하기 위해 상향 또는 하향조정되며 따라서 정보는 손실되지 않는다.
합산기 구성요소(306)는 매 20 밀리세컨드마다 이전의 샘플과 I/Q샘플을 합산한다. 상기 신호는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier) 및 수신 선형화기 구성요소(308)로 전달되는데 실시예에서 매 20 밀리세컨드마다 8RX AGC ADJ 비트를 발생한다. 저잡음 증폭기 및 수신 선형화기 구성요소(308)는 또한 상기 신호를 펄스밀도변조기(Pulse Density Modurator,PDM;312)에 입력하기 위해 선형화한다.
PDM(312)은 랜덤한 수 발생에 포함되지 않은 디지털 신호를 다른 CDMA 하드웨어에서 사용하기 위해 아날로그 신호로 변환한다.
RX_AGC_ADJ의 2개의 최하위 비트(LSB)는 수신된 신호에 있는 백색잡음(white noise)의 순간적인 변화에 따른 방식으로 디더링(dither)한다. 두 개의 최하위 비트는 수학적으로 랜덤한 백색잡음에서 나온 것이기 때문에 그들은 수학적으로 랜덤하게 보일 수 있다.
수신 AGC에 의해 생성된 랜덤 비트는 랜덤한 수 선택 서브시스템(214)에 전달된다.
도4는 DC 오프셋 수정 루프에 입력된 복조 디지털 수신 신호로부터 매 20 밀리세컨드마다 1개 랜덤한 데이터 비트를 발생하기 위해 본 발명의 실시예에서 사용되는 장치를 설명하고 있다. DC 오프셋 수정 루프는 아날로그에서 디지털로 변환하는 과정에 삽입된 I/Q 오프셋을 수정하는 기능을 한다. 입력신호가 DC 오프셋 수정 루프를 통과하면 상기 I/Q 오프셋은 0의 평균값을 가진다.
RX DATA 구성요소(404)는 수신한 I/Q 데이터를 DC 루프 이득 구성요소(408)로 입력한다.
수신 스펙트럼 반전 비트 발생기(Receive spectral inversion bit generator)(402)는 수신 스펙트럼 반전 비트 입력을 DC 루프 이득 구성요소(408)에 전달한다. 스펙트럼 반전 비트는 1또는 0의 값을 취한다. 스펙트럼 반전 비트는 QPSK 변조된 데이터로부터 I와 Q의 구성성분을 끌어내기 위해 사용된다.
DC 루프 이득(loop gain) 구성요소(408)는 DC 오프셋 수정 루프(210)의 제1의 이득 스테이지이며 DC 루프이득 구성요소는 입력 수신 신호와 스펙트럼 반전 비트의 값을 곱한다. 곱해진 출력은 수신된 신호의 I와 Q의 구성성분을 발생한다.
이득 스테이지 구성요소(410)는 DC 오프셋 수정 루프(210)의 제2의 이득 스테이지이다. 이득 스테이지 구성요소(410)는 수신된 신호와 DC 루프 이득값을 곱한다. DC 루프 이득값은 CDMA 파라미터에 따라 변한다. 이득값은 하드웨어 구성성분의 내부 수 표현에 따라 변한다. 구성성분에서 표현되는 수의 범위는 상기 값을 나타내기 위해 할당된 비트 수에 의해 결정된다. 예를 들어, 구성성분 4비트 수의 범위는 -7내지 7일수 있으며 반면 8비트 마이크로프로세서의 범위는 -128내지 128일수 있다. 만약 구성성분 값의 범위가 무선전화 제어 마이크로프로세서 기기의 범위와 일치하지 않으면, 상기 값은 제어 마이크로프로세서의 최고값 범위를 이용하기 위해 상향 또는 하향조정하며 따라서 정보는 손실되지 않는다.
합산기 구성요소(412)는 곱해진 I/Q 샘플과 이전의 샘플을 매 20 밀리세컨드마다 합한다. 합산기 구성요소(412)는 입력에 대한 9비트 값을 펄스밀도변조기(PDM) 구성요소(414)에 전달한다.
PDM 구성요소(414)는 랜덤한 수 발생기에 포함되지 않은 오프셋 수정된 디지털 신호를 다른 CDMA 하드웨어에서 사용하기 위해 아날로그 신호로 변환한다.
실시예에서, DC 오프셋 수정 루프는 합산기 구성요소(412)가 생성하는 합산된 값의 최하위 비트(LSB)를 추출함으로써 매 20 밀리세컨드마다 1개 랜덤한 데이터 비트를 생성하기 위해 사용된다. 9비트 합산의 LSB는, 양자화될 때, 입력 신호의 DC 오프셋 구성성분의 순간적인 변화를 사용하기 때문에 실제로 랜덤하다.
DC 오프셋 수정 루프에서 생성된 랜덤 비트는 랜덤한 수 선택 서브시스템(214)으로 전달된다.
도5는 시간 추적 루프(212)로 입력된 복조 디지털 수신 신호로부터 1개의 랜덤 비트 데이터를 생성하기 위해 본 발명의 실시예에서 사용되는 장치를 설명하고 있다. 시간 추적 루프(212)는 수신 신호 전파지연의 시간 변화를 추적하는 기능을 한다. 수신된 CDMA신호에서 전파지연은 매 비트당 같지 않고 랜덤하게 변화한다.
랜덤하게 변화하는 전파지연을 추적하기 위해, 시간 추적 루프는 수신된 I/Q샘플을 각각 수신하고, 이른(early) I/Q 샘플(501)을 발생하기 위해 반 칩만큼 앞서게 하고 늦은(late) 샘플(503)을 발생하기 위해 반 칩만큼 지연한다.
이른 샘플(501)과 늦은 샘플(503)은 곱셈기(multipliers;502, 504, 506, 508)에서 제곱이 된다. 제곱된 이른 I와 Q 샘플은 합산기(510)에서 더해져 이른 샘플의 에너지를 발생한다. 제곱된 늦은 I와 Q 샘플은 합산기(512)에서 더해져 늦은 샘플의 에너지를 발생한다. 감산기(subtractor)(514)는 이른 샘플과 늦은 샘플의 에너지 차이를 스케일링(scaling) 구성요소(516)에 제공한다.
스케일링 구성요소(516)는 시간 추적 위상 값을 발생하기 위해 에너지값 차이를 스케일링한다. 실시예에서, 시간 추적 위상 값은 16비트이다. 위상 값의 LSB비트는 수신 신호에 있는 고유의 수학적 랜덤 전파지연에서 나온 것이므로 수학적으로 랜덤하다는 것을 알 수 있다.
시간 추적 루프에서 발생한 랜덤 비트는 랜덤한 수 선택 서브시스템(214)으로 전달된다.
본 발명은 CDMA 신호의 랜덤한 특성을 이용하는 수신 AGC회로, DC 오프셋과 시간 추적 루프를 이용함으로써 수학적으로 연속적인 랜덤한 데이터를 생성하는 것에 대해 설명하고 있지만, 당업자는 본 발명은 다른 무선 통신 하드웨어 및 주파수추적 루프(frequency tracking loops), 탐색 과정(searcher processes), 열잡음(thermal noise) 등과 같은 신호 특성에도 확장되어 이용될 수 있다.
상기 설명된 바람직한 실시예는 당업자로 하여금 본 발명을 만들고 이용할 수 있도록 한다. 당업자는 이러한 실시예에 여러 수정을 할 수 있음이 명확하며 여기서 개시된 개념적인 원칙은 발명적 능력을 사용하지 않고도 다른 실시예에 적용 가능하다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 본 명세서에 개시된 원칙과 신규한 특징에 부합하는 최광의에 따른다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 방법으로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호에서 변동들을 정규화하기(normalize) 위해 수신 자동 이득 제어(AGC) 회로(208)를 사용하여 상기 수신된 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 AGC 이득 값으로부터 비트들을 추출하는 단계를 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 방법.
  2. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 방법으로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호에서 변동들을 수정하기(correct) 위해 DC 오프셋 수정 루프(210)를 사용하여 상기 수신된 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 DC 오프셋 루프 값으로부터 비트들을 추출하는 단계를 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 방법.
  3. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 방법으로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호에서 변동들을 샘플링 및 조정하기 위해 시간 추적 루프(212)를 사용하여 상기 수신된 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 시간 추적 위상 값으로부터 비트들을 추출하는 단계를 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성된 데이터 비트들로부터 랜덤한 수들을 생성하는 단계; 및
    상기 랜덤한 수들을 사용하여 신호를 암호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜덤한 데이터 비트 생성 방법.
  5. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 장치로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 수단(202);
    상기 수신된 신호에서의 변동들을 정규화하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하는 수신 자동 이득 제어(AGC) 회로 수단(208); 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 AGC 이득 값으로부터 비트들을 추출하는 수단(214)을 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 장치.
  6. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 장치로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 수단(202);
    상기 수신된 신호에서의 변동들을 수정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하는 DC 오프셋 수정 루프 수단(210); 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 DC 오프셋 루프 값으로부터 비트들을 추출하는 수단(214)을 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 장치.
  7. 무선 통신 기기에서 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위한 장치로서,
    전송 경로를 통해 전송된 신호 - 상기 신호는 상기 전송 경로로 인한 변동들에 영향받음 - 를 수신하는 수단(202);
    상기 수신된 신호에서의 변동들을 샘플링 및 조정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하는 시간 추적 루프 수단(212); 및
    상기 랜덤한 데이터 비트들을 생성하기 위해 미리 결정된 시간 간격들에서 시간 추적 위상 값으로부터 비트들을 추출하는 수단(214)을 포함하는 랜덤한 데이터 비트 생성 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성된 데이터 비트들로부터 랜덤한 수들을 생성하는 수단(214); 및
    상기 랜덤한 수들을 사용하여 신호를 암호화하는 수단(218)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜덤한 데이터 비트 생성 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020027004911A 1999-10-18 2000-10-17 셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생 KR100796057B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/419,968 1999-10-18
US09/419,968 US7170996B1 (en) 1999-10-18 1999-10-18 Random number generation for encrypting cellular communications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020060202A KR20020060202A (ko) 2002-07-16
KR100796057B1 true KR100796057B1 (ko) 2008-01-21

Family

ID=23664521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027004911A KR100796057B1 (ko) 1999-10-18 2000-10-17 셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생

Country Status (12)

Country Link
US (2) US7170996B1 (ko)
EP (1) EP1222770B1 (ko)
JP (1) JP2003515179A (ko)
KR (1) KR100796057B1 (ko)
CN (1) CN1318955C (ko)
AT (1) ATE381822T1 (ko)
AU (1) AU3789201A (ko)
BR (1) BR0014835A (ko)
DE (1) DE60037530T2 (ko)
HK (1) HK1048869A1 (ko)
TW (1) TW571545B (ko)
WO (1) WO2001033766A2 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170996B1 (en) * 1999-10-18 2007-01-30 Qualcomm Incorporated Random number generation for encrypting cellular communications
JP4565297B2 (ja) * 2000-11-15 2010-10-20 ソニー株式会社 暗号化装置、通信装置、情報再生装置及びそれらの方法
DE10337237B4 (de) * 2003-08-13 2006-12-21 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Erzeugen von Zufallszahlen mittels eines Basisband-Signals eines Mobilfunkempfängers
US8331892B2 (en) * 2008-03-29 2012-12-11 Qualcomm Incorporated Method and system for DC compensation and AGC
US8233622B2 (en) * 2008-06-18 2012-07-31 International Business Machines Corporation Transmitting parallel data via high-speed serial interconnection
US20100070511A1 (en) * 2008-09-17 2010-03-18 Microsoft Corporation Reducing use of randomness in consistent uniform hashing
KR101625857B1 (ko) 2009-03-30 2016-05-31 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 난수 생성 장치 및 그 방법
US20110191129A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-04 Netzer Moriya Random Number Generator Generating Random Numbers According to an Arbitrary Probability Density Function
KR102083271B1 (ko) * 2012-07-31 2020-03-02 삼성전자주식회사 플래시 메모리의 물리적 특성을 이용하여 난수를 생성하는 플래시 메모리 시스템 및 그것의 난수 생성 방법
US9158501B2 (en) * 2012-12-17 2015-10-13 Vonage Network Llc Method and apparatus for generating random numbers based on packetized media data
DE102014221083B4 (de) * 2014-10-16 2021-04-01 Dialog Semiconductor B.V. Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer echten Zufallszahl in Ein-Chip-Systemen (Systems-on-Chip) und Computerprogrammprodukt hierfür
US10541845B2 (en) * 2017-09-25 2020-01-21 Kenneth Stuart Pseudo random multi-carrier method and system
AU2019209173A1 (en) * 2018-01-16 2020-08-27 7Tunnels, Inc. Cryptographic systems and methods for modification of pools of truly random numbers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484027A (en) * 1981-11-19 1984-11-20 Communications Satellite Corporation Security system for SSTV encryption
US4658436A (en) * 1982-10-28 1987-04-14 Cincinnati Electronics Corporation Disguised transmission system and method
US5222142A (en) * 1992-06-22 1993-06-22 Hughes Aircraft Company Sequence generator
US5481611A (en) * 1993-12-09 1996-01-02 Gte Laboratories Incorporated Method and apparatus for entity authentication
JPH0854951A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Fujitsu Ltd ソフトウェア使用量管理装置
US5517567A (en) * 1994-08-23 1996-05-14 Daq Electronics Inc. Key distribution system
WO1996023376A2 (en) * 1995-01-20 1996-08-01 Ericsson Inc. Apparatus and method for generating pseudorandom quantities based upon radio channel characteristics
US5781541A (en) * 1995-05-03 1998-07-14 Bell Atlantic Network Services, Inc. CDMA system having time-distributed transmission paths for multipath reception
US5689815A (en) * 1995-05-04 1997-11-18 Oki Telecom, Inc. Saturation prevention system for radio telephone with open and closed loop power control systems
US5659618A (en) * 1995-09-29 1997-08-19 Vlsi Technology, Inc. Multi-size cryptographic key system
DE19548044C2 (de) 1995-12-21 1998-03-26 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von Zufallszahlen in Telekommunikationsgeräten eines drahtlosen Telekommunikationssystems
JPH09303017A (ja) * 1996-05-16 1997-11-25 Sony Corp 識別信号照合装置及び識別信号照合方法
JP3132459B2 (ja) * 1997-03-05 2001-02-05 日本電気株式会社 ダイレクトコンバージョン受信機
DE19757370C2 (de) * 1997-12-22 2000-03-23 Siemens Ag Verfahren zur taktilen Erzeugung pseudo-zufälliger Datenworte
US6278783B1 (en) * 1998-06-03 2001-08-21 Cryptography Research, Inc. Des and other cryptographic, processes with leak minimization for smartcards and other cryptosystems
US6339645B2 (en) * 1998-03-06 2002-01-15 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Pseudo-random sequence generator and associated method
US6154158A (en) * 1998-06-30 2000-11-28 Qualcomm Incorporated Digital-to-analog converter D.C. offset correction comparing converter input and output signals
US6038266A (en) * 1998-09-30 2000-03-14 Lucent Technologies, Inc. Mixed mode adaptive analog receive architecture for data communications
US6430170B1 (en) * 1999-05-27 2002-08-06 Qualcomm Inc. Method and apparatus for generating random numbers from a communication signal
US7170996B1 (en) * 1999-10-18 2007-01-30 Qualcomm Incorporated Random number generation for encrypting cellular communications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Schneier, "Applied Cryptography", 1997, Chapter 17. Other Stream Cipher and Real Random-Sequence Generators,

Also Published As

Publication number Publication date
US20070014401A1 (en) 2007-01-18
AU3789201A (en) 2001-05-14
DE60037530T2 (de) 2008-12-11
WO2001033766A2 (en) 2001-05-10
US7170996B1 (en) 2007-01-30
EP1222770B1 (en) 2007-12-19
JP2003515179A (ja) 2003-04-22
CN1382273A (zh) 2002-11-27
WO2001033766A3 (en) 2002-02-07
CN1318955C (zh) 2007-05-30
BR0014835A (pt) 2003-07-08
ATE381822T1 (de) 2008-01-15
TW571545B (en) 2004-01-11
US7509500B2 (en) 2009-03-24
HK1048869A1 (en) 2003-04-17
DE60037530D1 (de) 2008-01-31
KR20020060202A (ko) 2002-07-16
EP1222770A2 (en) 2002-07-17
US20050008154A1 (en) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2659665C (en) Selective noise cancellation of a spread spectrum signal
KR100796057B1 (ko) 셀룰러 통신의 암호화를 위한 랜덤한 수의 발생
JP4960930B2 (ja) カオススペクトル拡散通信システム受信機
FI87712C (fi) Radiosystem med tiddelning som utnyttjar binaer fasnycklingssynkronisering foer kvadraturfasnycklingssignaler som utsaetts foer slumpartade fasvariationer och flervaegsfadning
KR100739011B1 (ko) 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 시스템을 위한 반송파 추적 루프
US5732111A (en) Frequency error compensation for direct sequence spread spectrum systems
WO1995005038A1 (fr) Appareil de commande automatique de gain, appareil de communications et procede de commande automatique de gain
WO2000001079A1 (en) Direct conversion time division duplex radio, direct sequence spread spectrum cordless telephone
US5799034A (en) Frequency acquisition method for direct sequence spread spectrum systems
JP3316744B2 (ja) Ａｆｃ回路、それを備えた受信機、及び自動周波数制御通信システム
JP4756134B2 (ja) 復号化方法及び装置
JPH09214406A (ja) 非線形信号相関器およびその方法
JP3843562B2 (ja) スペクトル拡散通信装置
JP2004513567A (ja) バーストパイロットビットを用いてチャネル推定及びデロテーションを行うための判定帰還ループ装置及びその方法
US8369376B2 (en) Bit error rate reduction in chaotic communications
US7433385B1 (en) Code division multiple access communication
Nix et al. Modulation and equalisation considerations for high performance radio LANs (HIPERLAN)
JPH06232939A (ja) フレーム同期回路
RU2221284C2 (ru) Способ передачи и приема закодированной речи
JPH09116474A (ja) 無線通信装置
CA2450378C (en) System and method for post filtering peak power reduction in communications systems
JPH1188257A (ja) ピーク制御装置
Kennedy et al. Elaboration of system specification for a WLAN FM-DCSK telecommunications system
JP2002261732A (ja) Ｃｄｍａ方式の受信装置
Kennedy¹ et al. ELABORATION OF SYSTEM SPECIFICATION FOR A WLAN FM-DCSK TELECOMMUNICATIONS SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20020417

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
AMND Amendment
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20051017

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20061010

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20070517

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20061010

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

J201 Request for trial against refusal decision
PJ0201 Trial against decision of rejection

Patent event date: 20070816

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event code: PJ02012R01D

Patent event date: 20070517

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20071016

Appeal identifier: 2007101008801

Request date: 20070816

AMND Amendment
PB0901 Examination by re-examination before a trial

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20070914

Patent event code: PB09011R02I

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event date: 20070816

Patent event code: PB09011R01I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20070212

Patent event code: PB09011R02I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20051017

Patent event code: PB09011R02I

B701 Decision to grant
PB0701 Decision of registration after re-examination before a trial

Patent event date: 20071016

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event code: PB07012S01D

Patent event date: 20070921

Comment text: Transfer of Trial File for Re-examination before a Trial

Patent event code: PB07011S01I

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20080111

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20080111

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
PG1701 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee