JPH04297154A - 秘話電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電話において音声を
暗号化して会話を行うことができる秘話電話装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を直接暗号化するアナログ暗号
化方式として、スペクトル反転暗号方式（詳細は例えば
今村、服部、小園：“音声スペクトル反転秘話における
コンパンダとエンファシスによる通話品質改善効果”、
信学論（Ｂ），Ｊ６４−Ｂ，５，ｐｐ．４２５−４３２
（昭５６−０５）参照）、サンプルした音声の時間順序
および周波数を入れ替える方式（詳細は例えば、Ｎ．Ｓ
．Ｊａｙａｎｔ，Ｒ．Ｖ．Ｃｏｘ，Ｂ．Ｊ．ＭｃＤｅｒ
ｍｏｔｔ　ａｎｄ　Ａ．Ｍ．Ｑｕｉｎｎ：　”Ａｎａｌ
ｏｇ　ｓｃｒａｍｂｌｅｒｓ　ｆｏｒ　ｓｐｅｅｃｈ　
ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ｐｅｒｍｕ
ｔａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｉｍｅａｎｄ　ｆｒｑｕｅｎ
ｃｙ”，Ｂｅｌｌ　Ｓｙｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｊ．６２，１
，ｐｐ．２５−４６（Ｊａｎ．１９８３）参照）、サン
プルした音声の極性を一定規則に従って反転する方式（
詳細は例えば、Ｓ．　Ａｓａｋａｗａ，　Ｆ．Ｓｕｇｉ
ｙａｍａ　ａｎｄ　Ｍ．　Ｎａｋａｍｕｒａ　：　”Ａ
ｖｏｉｃｅ　ｓｃｒａｍｂｌｅｒ　ｆｏｒ　ｍｏｂｉｌ
　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎ
ｓ．Ｖｅｈ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．２９，１，ｐｐ．８１−
８６（Ｆｅｂ．１９８０）参照）等がある。また、ＦＦ
Ｔ（Ｆａｅｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
：高速フーリエ変換）の手法を応用したＦＦＴスクラン
ブル方式（詳細は例えば、松永、大川、桜井、古賀：“
ＦＦＴを用いた全２重アナログ秘話装置とその基本動作
”、信学論（Ａ），Ｊ７２−Ａ，４，ｐｐ．６９２−７
０２（昭６４−０４）参照）が提案されている。

【０００３】また電文を暗号化するのと同様な手法で行
うように、アナログの音声信号を例えばμ法則符号化法
で符号化した後、暗号化するディジタル暗号化方式が提
案されている。現在ディジタル通信のセキュリティ対策
として送信者または受信者の一方が暗号鍵を決め相手に
同一の暗号鍵を送ってから、送信側で送るべきデータ（
平文）をその暗号鍵で暗号化して暗号文を送信し、受信
側では先の暗号鍵で受信した暗号文を暗号の逆変換つま
り復号し、もとの平文に戻す方法が用いられている。 これらで使用されている暗号アルゴリズムは不特定相手
と暗号通信を行うために暗号化アルゴリズムを公開する
ことが必須となる。アルゴリズム公開型暗号の代表例と
してＤＥＳ（ＤＥＳアルゴリズムの詳細は例えば、Ｄ．
Ｗ．Ｄａｖｉｅｓ　ａｎｄ　Ｗ．Ｌ．Ｐｒｉｃｅ（上園
監訳）：“ネットワーク・セキュリティ”、日経マグロ
ウヒル社、１９８５ｐｐ．５５−８４　参照）、ＦＥＡ
Ｌ（ＦＥＡＬアルゴリズムの詳細は例えば、宮口、白石
、清水：“ＦＥＡＬ−８暗号アルゴリズム”、研実報第
３７巻第４／５号、１９８８　ｐｐ．３２１−３７２　
参照）がある。

【０００４】次に、暗号利用形式（暗号利用形式の詳細
は例えば、Ｄ．Ｗ．Ｄａｖｉｅｓ　ａｎｄ　Ｗ．Ｌ．Ｐ
ｒｉｃｅ（上園監訳）：“ネットワーク・セキュリティ
”、日経マグロウヒル社、１９８５ｐｐ．８５−１０２
　参照）は以下の４形式がある。 ■　　ＥＣＢ形式（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｄｅｂ
ｏｏｋ　ｍｏｄｅ）。 ■　　ＣＢＣ形式（Ｃｉｐｈｅｒ　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｈａ
ｉｎｉｎｇ　ｍｏｄｅ）。

【０００５】 ■　　ＣＦＢ形式（Ｃｉｐｈｅｒ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　
ｍｏｄｅ）。 ■　　ＯＦＢ形式（Ｏｕｔｐｕｔ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　
ｍｏｄｅ）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】アナログ暗号化方式の
前記最初の三方式は、暗号強度が弱い、信号処理遅延に
よる会話のやりにくさ、暗号化による復号音質の劣化等
の欠点がある。また最後の方式は、信号処理遅延による
会話のやりにくさ、暗号化による復号音質の劣化、通常
の会話（非暗号通話）から暗号化した会話（暗号通話）
状態に切り替えるのに時間がかかる等の欠点がある。ま
た発信側と着信側での暗号鍵が異なった場合、暗号通話
開始時に意味不明なノイズを受話することになり不快感
を感じるとともに、以後の通話が不能となる。このとき
暗号通話から非暗号通話に切り替えるのは両者が暗号機
能を人手によって停止しなければならないなどの欠点が
あった。

【０００７】ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　　Ｓｅ
ｒｖｉｃｅｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）がサ
ービス開始される以前では伝送路網はアナログ伝送がベ
ースになっており、同一の音声信号を伝送するのにディ
ジタル伝送ではアナログ伝送の約２０倍の周波数帯域が
必要となり、アナログ伝送を利用して電話のディジタル
暗号化はコスト面からみて実現された例はない。しかし
ＩＳＤＮが普及するに従って電話による会話をディジタ
ル暗号化方式で暗号化して行うことが考えられる。この
場合、暗号強度を強くする点からストリーム暗号形式を
適用するとよいが、このストリーム暗号形式の暗号は暗
号開始時点が相手方で知らないと復号することができな
い。つまり、互いに会話を行う相互の電話機の暗号器と
復号器の動作開始を同時に行う必要がある。しかし、電
話ではデータ通信のようなプロトコルがないため以下機
能を実現する必要がある。

【０００８】・送信側 音声コードの暗号化を開始するとともに、暗号化を開始
した音声コードを受信側に知らせる機能。 ・受信側 暗号化が開始された音声コードを検出し、その音声コー
ドから復号を開始する機能。

【０００９】また相手側の電話に出た者が話をしたい者
であることを確認する必要がある。従って非暗号通話で
相手を確認した後に、短期間で暗号および復号の同期が
簡単に取れることが必要となる。次に、暗号開始時に暗
号鍵または初期変数（以下、“ＩＶ”と記す。初期変数
の詳細な説明は例えば、Ｄ．Ｗ．Ｄａｖｉｅｓ　ａｎｄ
　Ｗ．Ｌ．Ｐｒｉｃｅ（上園監訳）：“ネットワーク・
セキュリティ”、日経マグロウヒル社、１９８５　ｐｐ
．８９−１０２参照）が発信側と着信側で異なった場合
、両電話機にアラームを表示するとともに、短期間に両
電話機とも非暗号会話の状態に切り替わる機能が必要で
ある。

【００１０】この発明の目的は、通信回線上での盗聴防
止、非暗号会話と暗号会話との切り替えが容易で、暗号
鍵等の違いにより暗号通話が正常に行えない場合、発信
側と着信側の両電話機にその旨を表示し、自動的に非暗
号通話に切り替わる機能を有し、暗号強度が強い秘話電
話装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、送話
器（マイク）からのアナログ信号をディジタル信号に変
換するｎビット幅の符号器と、その符号器の出力、あら
かじめセットされたｎビット幅の第１のコード（以下で
は第１のコードとして第１のキャラクタを用いたとして
述べる）、あらかじめセットされたｎビット幅の第２の
コード（以下では第２のコードとして第２のキャラクタ
を用いたとして述べる）通話する両者間で決められたＫ
個（Ｋは１以上の整数）からなるｎビット幅の第３のコ
ード列（以下では第３のコード列として第３のキャラク
タ列を用いたとして述べる）のいずれかを選択する第１
のセレクタと、上記第１のセレクタの出力をｎビット単
位で暗号化するストリーム暗号形式を適用した暗号器と
、その暗号器の出力、第１のセレクタの出力のいずれか
を選択する第２のセレクタと、第２のセレクタの出力を
直列に変換して送出する並列直列変換器と、最初は、上
記符号器の出力を送出するように上記第１，第２のセレ
クタを制御し、外部からの暗号開始指示により、上記第
１のキャラクタをＭ個（Ｍは２以上の整数）連続送出す
るように上記第１のセレクタを制御し、その後、第２の
キャラクタを１個送出するように上記第１のセレクタを
制御し、その後、上記暗号器の動作を開始するとともに
、第３のキャラクタ列を暗号化して送出するように上記
第１のセレクタおよび第２のセレクタを制御し、次に、
上記符号器の出力を暗号化して送出するように上記第１
のセレクタを制御する送話制御部と、受話したディジタ
ル信号をｎビット幅の並列に変換する直列並列変換器と
、その直列並列変換器の出力をｎビット単位で復号する
ストリーム暗号形式を適用した暗号復号器と、その暗号
復号器の出力、上記直列並列変換器の出力のいずれかを
選択する第３のセレクタと、上記第３のセレクタ出力か
ら第１のキャラクタを連続Ｎ個（ただしＮ≦ＭでＮは正
の整数）検出する手段と、上記第３のセレクタ出力から
第２のキャラクタを検出する手段と、上記第３のセレク
タ出力から上記第３のキャラクタ列を検出する手段と、
上記第３のセレクタ出力をアナログ信号に変換する符号
復号器と、音声発生回路と、その音声発生回路の出力、
上記符号復号器の出力のいずれかを選択し、受話器（ス
ピーカ）に供給する第４のセレクタと、外部への割込み
信号線と、最初は、上記直列並列変換器の出力を上記符
号復号器に供給し、上記符号復号器の出力を受話器に供
給するように上記第３，第４のセレクタを制御するとと
もに、上記第３のセレクタ出力から第１のキャラクタを
連続Ｎ個検出する動作を行い、第１のキャラクタを連続
Ｎ個検出すれば、受話器には音声発生回路の出力が供給
されるように第４のセレクタを制御するとともに外部に
割込みを発生し、その後、第２のキャラクタを検出する
と、上記直列並列変換器の出力を上記暗号復号器に供給
するように上記第３のセレクタを制御するとともに上記
暗号復号器の復号動作を開始し、上記第３のセレクタ出
力から上記第３のキャラクタ列を検出する動作を行い、
その第３のキャラクタ列を検出すると、上記暗号復号器
の出力を上記符号復号器で復号して上記受話器に供給す
るように上記第３，第４のセレクタを制御するとともに
外部に割込みを発生し、上記第３のキャラクタ列を検出
できない場合は最初の状態に遷移する手段を有する受話
制御部と、電話番号、暗号鍵、ＩＶを入力する押しボタ
ンダイヤルと、手動操作され、上記暗号通話開始信号を
出力する暗号スイッチと、キー入力、発信元電話番号、
アラーム等を表示する表示器と、暗号鍵を保持して上記
暗号器と上記暗号復号器へ供給する第３のレジスタと、
初期変数を保持して上記暗号器と上記暗号復号器へ供給
する第４のレジスタと、を具備する。

【００１２】

【作　　用】このような構成であるから以下のように作
用する。 ・ステップ１ 送話側 ディジタル化した音声コードは同一の値が連続すること
はない。そこでこのことを利用して、外部から暗号開始
指示があると、いままで送出していた音声コードの代わ
りに第１のキャラクタをＭ個連続送出し、ステップ２に
遷移する。

【００１３】受話側 音声コードを受話中にあかじめ決めた第１のキャラクタ
をＮ個（ただしＮ≦Ｍ）連続受話するまでは、受話した
データは音声コードとみなし、第１のキャラクタをＮ個
連続受話すれば、以後のデータは音声コードでないため
、受話部内にある音声発生回路が発生する音声を符号復
号器の出力に代えて受話器に送り、受話者に暗号開始を
通知してステップ２に遷移する。ここで、Ｎ≦Ｍに決め
たのは通信回線上でビット誤りが生じても確実に次の第
２のキャラクタを検出するためである。

【００１４】・ステップ２ 送話側 暗号動作の開始時点を送話側と受話側で同期化するため
に、ステップ１で使用した第１のキャラクタ以外の第２
のキャラクタを１個送出し、暗号動作を開始するととも
にステップ３に遷移する。

【００１５】受話側第２のキャラクタを検出すると、そ
れ以後のデータから暗号復号動作を開始して送信側と暗
号動作を同期させてステップ３に遷移する。 ・ステップ３ 送話側 暗号通話が正常であることを受話側で検出するために暗
号通話開始時に送話側と受話側とであらかじめ決めたＫ
個からなる第３ののキャラクタ列（本実施例ではＩＶ）
を暗号化して送出し、ステップ４に遷移する。

【００１６】受話側 暗号復号動作開始時から復号されたデータとＩＶとの比
較を行い、一致すれば相互の暗号鍵が一致し、正常な暗
号通話が可能とみなしてステップ４に遷移する。一致し
なければ発信側と受信側とで暗号鍵が異なり、暗号通話
不能とみなしてＣＰＵ割込み（アラーム）を発生し、送
話側、受話側ともステップ１に遷移する。

【００１７】ここで、比較するデータをＩＶに決めたの
は、当事者しか知らない値であり、かつ長さを自由に選
ぶことができ、つまりＩＶにより長さが異なり、さらに
簡単な構成であるためハードウェア規模が小さくて良い
等の理由から決めた。このようにＩＶを使用することに
より、秘密の強度が高くなる。 ・ステップ４ 送話側 音声コードを暗号化して送出する。

【００１８】受話側 暗号復号された音声コードを符号復号器で復号して受話
器に送る。この装置により、通信回線上での盗聴防止、
非暗号通話の任意の時点からの暗号通話への切り替えが
容易で、暗号鍵等の違いにより暗号通話が正常に行えな
い場合、発信側と着信側の両電話機の表示器にその旨を
表示し自動的に非暗号通話に切り替えることが可能とな
る。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面によ
り説明する。図１はこの発明による秘話電話装置（暗号
機能付きディジタル電話機）の実施例の構成を示す。こ
の装置は本体１，本体１に接続されたハンドセット２と
から成る。

【００２０】本体１において本体全体の制御を行うマイ
クロプロセッサ部４と、マイクロプロセッサ部４が実行
するプログラムを格納するＲＯＭおよびデータを一時蓄
えておくＲＡＭからなるメモリ部５と、暗号化された音
声信号を復号してハンドセット２の受話器２ｒへ音声信
号２２を出力する受話部６と、ハンドセット２の送話器
２ｓからの音声信号２３を暗号化してまたは暗号化する
ことなく、送出する送話部７，マイクロプロセッサ部４
によってＩＳＤＮのＤチャネルのレイヤ２を制御するＬ
ＡＰ−Ｄ（Ｌｉｎｋ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒ
ｅｏｎ　ｔｈｅ　Ｄ−ｃｈａｎｎｅｌ）　制御部８と、
表示制御部９と、押しボタンダイヤル１２，暗号スイッ
チ１３からの各キー入力を制御するキー入力制御部１０
とが内部バス２１に接続されている。

【００２１】さらにＩＳＤＮの回線終端装置（ＤＳＵ）
とのインタフェース変換を行うＩＳＤＮのＢチャネルの
レイヤ１およびＤチャネルのレイヤ１を制御するレイヤ
１制御部１１と表示制御部９により制御される表示器１
４とが設けられている。押しボタンダイヤル１２は電話
番号の入力あるいは暗号通話する当事者同士しか知らな
い暗号鍵を入力するために用いられ、暗号スイッチ１３
は通話内容の暗号開始および暗号解除を指示するために
用いられ、この暗号スイッチ１３はトグルスイッチにな
っており押下するごとに暗号開始指示と暗号解除指示と
を繰り返す。表示器１４はキー入力、発信元電話番号な
ど、アラームなどを表示する。レイヤ１制御部１１はＩ
ＳＤＮ用プラグ３を用いてＤＳＵ（図示せず）に接続さ
れる。

【００２２】レイヤ１制御部１１からのＢチャネル信号
２４は受話部６へ供給され、送話部７からのＢチャネル
信号２５はレイヤ１制御部１１へ供給され、押しボタン
ダイヤル１２の出力信号２６はキー入力制御部１０へ供
給され、暗号スイッチ１３の暗号要求信号２７はキー入
力制御部１０へ供給され、受話部６からのＣＰＵ割込み
信号２９はマイクロプロセッサ部４へ供給され、表示制
御部９からの表示信号２８は表示器１４へ供給される。

【００２３】図２に図１の受話部６および送話部７の内
部構成を示す。送話制御部４１は送話部７の全体を制御
する。内部バス２１にＩＤＬレジスタ４２，ＥＯＣレジ
スタ４３，ＩＶレジスタ４４，ＫＥＹレジスタ４５，Ｍ
レジスタ４６，制御レジスタ４７が接続されている。Ｉ
ＤＬレジスタ４２はマイクロプロセッサ部４によって第
１のキャラクタ（以下この１バイトのキャラクタを“Ｉ
ＤＬキャラクタ”と記す）がセットされ、ＥＯＣレジス
タ４３はマイクロプロセッサ部４によって第２のキャラ
クタ（以下この１バイトのキャラクタを“ＥＯＣキャラ
クタ”と記す）がセットされ、ＩＶレジスタ４４はマイ
クロプロセッサ部４によってＩＶ（８バイト）がセット
され、ＫＥＹレジスタ４５は図１の押しボタンダイヤル
１２から入力された暗号鍵がマイクロプロセッサ部４に
よって処理された後セットされ、Ｍレジスタ４６はＩＤ
Ｌキャラクタの連続送出個数を示す値（以下この値を“
Ｍ”と記す）がマイクロプロセッサ部４によってセット
され、制御レジスタ４７は送話制御部４１および受話制
御部７１に対しての動作指示がマイクロプロセッサ部４
によってセットされる。

【００２４】符号器４８は図１のハンドセット２の送話
器２ｓからの送話信号（アナログ信号）２３を１バイト
（８ビット）のディジタル信号に変換する。このアナロ
ク信号をディジタル信号に変換する規定はＣＣＩＴＴ勧
告Ｇ．７１１等による。セレクタ４９は１バイト幅のセ
レクタであって送話制御部４１の制御信号７０によって
制御され、符号器４８の出力信号６１と、ＩＤＬレジス
タ４２からのＩＤＬキャラクタ５５と、ＥＯＣレジスタ
４３からのＥＯＣキャラクタ５６と、ＩＶレジスタ４４
からのＩＶ５７（８バイト）を１バイト幅に順に変換し
た信号とのいずれかを選択して出力する。暗号器５０は
１バイトのディジタル信号を１バイト単位で暗号化する
。その暗号形式にはストリーム暗号形式であるＯＦＢ形
式の８ビットフィードバックを適用する。セレクタ５１
は１バイト幅のセレクタであって送話制御部４１の制御
信号６６によって制御され、セレクタ４９の出力信号６
２と、暗号器５０の出力信号６３とのいずれかを選択し
て出力する。並列直列変換器５２はセレクタ５１の出力
信号６４の１バイト幅の並列データを１ビット幅の直列
データに変換してＢチャネル信号２５として出力する。 カウンタ５３はＩＤＬキャラクタが１個送出されるごと
にカウント値が１増加する。比較器５４はカウンタ５３
の計数値出力６８とＭレジスタ４６の出力信号５９との
内容が一致したとき、出力６９をオンにして送話制御部
４１に通知する、ＫＥＹレジスタ４５からの暗号鍵（一
般には８バイト）５８は暗号器５０および暗号復号器７
４へ供給される送話制御部４１からは暗号器５０を制御
する信号６５が出力されている。

【００２５】受話制御部７１は受話部６の全体を制御す
る。Ｎレジスタ７２は内部バス２１に接続され、ＩＤＬ
キャラクタの連続受信個数を示す値（以下この値を“Ｎ
”と記す：ただしＮ≦Ｍ）がマイクロプロセッサ部４に
よってセットされる。直列並列変換器７３はＢチャネル
信号２４の１ビット幅の直列データを１バイト幅の並列
データに変換し、暗号復号器７４は直列並列変換器７３
の出力信号８４（１バイトのディジタル信号）を１バイ
ト単位で復号する。セレクタ７５は１バイト幅のセレク
タであって、受話制御部７１の制御信号８９によって制
御され、直列並列変換器７３の出力信号８４と、暗号復
号器７４の出力信号８５とのいずれかを選択して出力す
る。符号復号器７６はセレクタ７５の出力信号８６（１
バイト幅）のディジタル信号を音声信号（アナログ信号
）に変換する。電子音発生回路（音声発生回路）７７は
、非暗号通話から暗号通話に切り替わるとき、ＩＤＬキ
ャラクタ、ＥＯＣキャラクタ、暗号化されたＩＶなどの
音声信号以外が受話され、これが不快な音としてハンド
セット２の受話器２ｒより流れるのを防止するため、こ
の不快な音の代わりに電子音発生回路７７から別の音声
（アナログ信号）を発生して受話器２ｒへ供給するため
のものであり、この発生音声は受話者に非暗号通話から
暗号通話に切り替わる途中であることを知らせる役目も
兼ねる。

【００２６】セレクタ７８はアナログ信号のセレクタで
あって受話制御部７１の制御信号９０によって制御され
、符号復号器７６の出力８７と、電子音発生回路７７の
出力８８とのいずれかを選択して出力する。比較器８２
はセレクタ７５の出力信号８６とＥＯＣレジスタ４３の
出力ＥＯＣキャラクタ５６との内容が一致したとき出力
９５がオンとなる。比較器７９はセレクタ７５の出力信
号８６とＩＤＬレジスタ４２の出力ＩＤＬキャラクタ５
６の内容とが一致したとき出力９１がオンとなる。カウ
ンタ８０は比較器７９の出力９１がオンのときカウント
値が１増加し、比較器７９の出力９１がオフのときカウ
ント値が０となる。比較器８１はカウンタ８０の計数値
出力９２とＮレジスタ７２の出力９３との内容が一致し
たとき出力９４がオンとなって受話制御部７１に通知す
る。比較器８３は受話制御部７１からのスタート信号９
６がオンになると、セレクタ７５の出力８６と、ＩＶが
与えられている信号５７（８バイト）の最上位バイトか
ら順に比較を行い、その８バイト全てが一致すれば出力
９６をオンとし受話制御部７１へ通知する。もし比較途
中で不一致が生じれば比較動作を停止する。受話制御部
７１から暗号復号器７４およびセレクタ７５を制御する
信号８９，マイクロプロセッサ部４への割込みを発生す
るＣＰＵ割込み信号２９が出力される。

【００２７】この発明は、ＩＳＤＮ基本インタフェース
加入者線の情報チャネル（Ｂチャネル）を用いて、音声
を符号化して通話を行うディジタル電話機に適用できる
。以下このディジタル電話機を例に、図１，図２および
図３を用いてこの発明の動作を説明する。この発明を適
用した発信側の暗号機能付きディジタル電話機（以下「
Ｘ電話機」と記す）、同じくこの発明を適用した着信側
の暗号機能付きディジタル電話機（以下「Ｙ電話機」と
記す）において、Ｘ電話機のＢチャネルとＹ電話機のＢ
チャネルが接続された後の時点より説明を行う。

【００２８】暗号通話を行う前に、第三者への漏洩防止
のために、まずＹ電話機のハンドセットを取った者は、
Ｘ電話機をかけた者がこれから話を行いたい相手である
か否かを判断する必要がある。最初に会話内容から、Ｙ
電話機のハンドセットを取った者が、Ｘ電話機をかけた
者が話を行いたい相手でなければその時点で電話を切れ
ばよい。次に、何らかの手段、例えば郵送であらかじめ
送られている暗号鍵とＩＶ（当時者同士のみしか知らな
い数字の組み合わせ）を双方が各電話機の押しボタンダ
イヤルより暗号鍵とＩＶを入力し、その入力が完了した
ことを双方が確認し、双方あるいはいずれか一方の者が
暗号スイッチを押下し暗号通話を開始する。双方が入力
した暗号鍵とＩＶが一致していれば暗号通話状態で会話
ができるが、もしＹ電話機側で入力した暗号鍵またはＩ
ＶがＸ電話機のそれと異なっていれば通信不能となり、
双方の電話機はアラームを発生し表示器に表示する。こ
れにより誤って当事者以外の者に秘密の通話内容を漏れ
ることはない。また暗号鍵またはＩＶを誤って入力した
場合でもアラームを発生し非暗号通話状態になり、以後
の通話が可能であるため再度会話により当事者同士の確
認ができる。

【００２９】また回線上の何処かで盗聴しようとしても
、この発明を適用した電話機で、先と同じ暗号鍵および
ＩＶで、かつ暗号通話の開始時から通話内容を復号しな
い限り盗聴は不可能である。この発明ではコード化する
音声信号が８ビット（１バイト）単位であること、会話
を行うためにリアルタイム性を要求されることより、ス
トリーム暗号形式で８ビット単位に暗号を行うＣＦＢ，
ＯＦＢモードを適用し、初期変数（ＩＶ）は固定する。

【００３０】次に上記の動作をＸ電話機の送話側、Ｙ電
話機の受話側を例に詳細に説明する。 送話側 送話側には５つの動作フェーズが存在する。第１の動作
フェーズは、入力音声コードを暗号化しないで送出する
（以下、“フェーズ１”と記す）。

【００３１】第２の動作フェーズは、マイクロプロセッ
サ部からの暗号開始指示により、Ｍ個のＩＤＬキャラク
タを送出し、フェーズ３に遷移するまで（以下、“フェ
ーズ２”と記す）。第３の動作フェーズは、１個のＥＯ
Ｃキャラクタを送出し、フェーズ４に遷移するまで（以
下、“フェーズ３”と記す）。

【００３２】第４の動作フェーズは、ＩＶ（８バイト）
を暗号化して送出し、フェーズ５に遷移するまで（以下
、“フェーズ４”と記す）。第５の動作フェーズは、入
力音声コードを暗号化して送出する（以下、“フェーズ
５”と記す）。動作開始に先立ちマイクロプロセッサ部
４は初期プログラムの実行により、送話部７のＩＤＬレ
ジスタ４２にＩＤＬキャラクタをセットし、送話部７の
ＥＯＣレジスタ４３にＥＯＣキャラクタをセットし、送
話部７のＭレジスタ４７にＩＤＬキャラクタの連続送出
個数値Ｍをセットし、受話部６のＮレジスタ７２にＩＤ
Ｌキャラクタの連続受信個数値Ｎをセットし、送話部７
の制御レジスタ４７に、送話制御部４１および受話制御
部７１を初期状態にするように指示し、ＬＡＰ−Ｄ制御
部８，キー入力制御部１０を動作可能状態にする。

【００３３】・フェーズ１ 図１のハンドセット２の送話器２ｓの出力信号２３（ア
ナログ信号）は、送話部７の符号器４８で１バイトのデ
ィジタル信号（音声コード）に変換される。このとき送
話制御部４１は制御信号７０によりセレクタ４９に対し
て符号器４８の出力信号６１を選択するように指示し、
制御信号６６によりセレクタ５１に対してセレクタ４９
の出力信号６２を選択するように指示する。

【００３４】よって本フェーズでは図１の送話部７の出
力信号２５には暗号化されていない入力音声コードを送
出する。また本フェーズ動作中にＹ電話機のハンドセッ
トを取った者が、Ｘ電話機を操作した者にとって話を行
いたい相手であれば、双方がそれぞれ電話機の押しボタ
ンダイヤル１２より暗号鍵およびＩＶを入力する。マイ
クロプロセッサ部４は入力された暗号鍵およびＩＶを処
理し、それぞれ送話部７のＫＥＹレジスタ４５およびＩ
Ｖレジスタ４４にセットする。ＫＥＹレジスタ４５にセ
ットされた内容は暗号器５０および暗号復号器７４に暗
号鍵としてセットされ、ＩＶレジスタ４４にセットされ
た内容は暗号器５５および暗号復号器７４にＩＶとして
セットされる。

【００３５】・フェーズ２ フェーズ１で双方が暗号鍵およびＩＶの入力を完了した
ことを確認後、双方があるいはいずれか一方の者が電話
機に付いている暗号通話の開始を指示する暗号スイッチ
１３を押下する。暗号スイッチ１３の押下により信号２
７がオンになりキー入力制御部１０に知らせ、キー入力
制御部１０は暗号スイッチ１３が押下されたことをマイ
クロプロセッサ部４に知らせる。マイクロプロセッサ部
４はこれを受けて制御レジスタ４７に対して暗号開始指
示を行う（図３の１０１の時点）。

【００３６】また、相手側（Ｙ電話機）がこちら側より
先に暗号スイッチ１３を押下した場合、受話部６の受話
制御部７１はＣＰＵ割込み信号２９でマイクロプロセッ
サ部４に対してＩＤＬキャラクタを連続Ｎ個受信したこ
とを報告する（詳細は受話側で説明する）。マイクロプ
ロセッサ部４はこの報告を受けて、上記の暗号スイッチ
１３が押下された場合と同様に、制御レジスタ４７に対
して暗号開始指示を行う。

【００３７】制御レジスタ４７に対しての暗号開始指示
により、送話制御部４１は制御信号７０によりセレクタ
４９に対してＩＤＬレジスタ４２の出力信号５５を選択
するように指示するとともに、制御信号６７をオンにし
てカウンタ５３をスタートさせる。カウンタ５３はＩＤ
Ｌキャラクタを１個送出するごとにカウント値を１ずつ
増加し、計数値出力信号６８の値がＭレジスタ４６にセ
ットされた値Ｍになれば比較器５４の出力信号６９がオ
ンになり、送話制御部４１はこれを受けて制御信号６７
をオフにしてカウンタ５３を０にクリアするとともに、
フェーズ３の動作に遷移する。

【００３８】よって本フェーズでは図１の送話部７の出
力信号２５としてＩＤＬキャラクタをＭ個送出し、フェ
ーズ３に遷移する（図３の１０１から１０２の期間）。 ・フェーズ３ 送話制御部４１は制御信号７０によりセレクタ４９がＥ
ＯＣレジスタ４３の出力信号５６を選択するように指示
し、ＥＯＣキャラクタを１個送出してフェーズ４の動作
に遷移するよって本フェーズでは図１の送話部７の出力
信号２５としてＥＯＣキャラクタを１個送出し、フェー
ズ４に遷移する（図３の１０２から１０３の期間）。

【００３９】・フェーズ４ 送話制御部４１は制御信号７０によりセレクタ４９がＩ
Ｖレジスタ４４からＩＶが与えられている信号５７（８
バイト）を上位バイトから順に変換されたコードを選択
するように指示し、制御信号６５で暗号器５０に対して
暗号開始を指示し、制御信号６６でセレクタ５１に対し
て暗号器５０の出力信号６３を選択するように指示し、
暗号化したＩＶ（８バイト）を送出してフェーズ５に遷
移する。

【００４０】よって本フェーズでは図１の送話部７の出
力信号２５として、押しボタンダイヤル１２よりセット
された暗号鍵およびＩＶで暗号化した８バイト長のＩＶ
を送出する（図３の１０３から１０４の期間）。 ・フェーズ５ 送話制御部４１は制御信号７０によりセレクタ４９が符
号器４８の出力信号６１を選択するように指示し、暗号
化した入力音声コードを送出する。

【００４１】よって本フェーズでは図１の送話部７の出
力信号２５として、押しボタンダイヤル１２よりセット
された暗号鍵およびＩＶで暗号化した入力音声コードを
送出する（図３の１０４以降）。 受話側 受話側には４つの動作フェーズが存在する。

【００４２】第１の動作フェーズは、受話した音声コー
ドをそのまま出力するとともに、ＩＤＬキャラクタを連
続Ｎ個検出すれば、フェーズ２に遷移する（以下、“フ
ェーズ１”と記す）。第２の動作フェーズは、受話した
音声コードの出力を停止しＥＯＣキャラクタの検出待ち
で、ＥＯＣキャラクタを検出すればフェーズ３に遷移す
る（以下、“フェーズ２”と記す）。

【００４３】第３の動作フェーズは、受話したデータ（
暗号化されたＩＶ）を復号し、復号したＩＶとＩＶレジ
スタ４４の内容との比較を行い、一致すればフェーズ４
に遷移し、一致しなければフェーズ１に遷移する（以下
、“フェーズ３”と記す）。第４の動作フェーズは、受
話したデータ（暗号化された音声コード）を復号すると
ともにその音声コードの出力を行う（以下、“フェーズ
４”と記す）。

【００４４】・フェーズ１ 受話制御部７１は制御信号８９によりセレクタ７５に対
して直列並列変換器７３の出力信号８４を選択するよう
に指示し、制御信号９０はセレクタ７８に対して符号復
号器７６の出力信号８７を選択するように指示している
ため、図１のハンドセット２の受話器２ｒには相手から
の音声を暗号復号化しないでそのまま出力する。

【００４５】またカウンタ８０は動作中であるため、相
手側が音声の暗号化を開始する前に送出する複数個のＩ
ＤＬキャラクタはいつでも検出可能である。比較器７９
がＩＤＬキャラクタを１個検出するごとにカウンタ８０
のカンウト値は１ずつ増加する（信号８６がＩＤＬキャ
ラクタ以外のときは比較器７９の出力信号９１はオフと
なり、カウンタ８０はクリアされて０となる）。カウン
タ８０の計数値出力信号９２の値がＮレジスタ７２にセ
ットされた値Ｎになれば比較器８１の出力信号９５がオ
ンになり、受話制御部７１はこれを受けてフェーズ２の
動作に遷移するとともにマイクロプロセッサ部４へのＣ
ＰＵ割込み信号２９でＩＤＬキャラクタを連続Ｎ個受話
したことを報告する。マイクロプロセッサ部４はこれを
受け、制御レジスタ４７に対して暗号開始指示を行って
いない場合は、制御レジスタ４７に対して暗号開始指示
を行う（図３の１０６の時点参照）。また既に制御レジ
スタ４７に対して暗号開始指示を行っている場合は、こ
の割込みは無視する。

【００４６】よって本フェーズでは図１の受話部６の出
力信号２２に受話した音声信号（ディジタル信号）をそ
のままアナログ信号に変換して出力するとともに、ＩＤ
Ｌキャラクタを連続Ｎ個検出待ちの状態である。 ・フェーズ２ 受話制御部７１は制御出力信号９０によりセレクタ７８
に対して電子音発生回路７７の出力信号８８を選択する
ように指示する。よって図１のハンドセット２の受話器
２ｒからは電子音発生回路７７が発生する音声が流れる
。

【００４７】また、比較器８２がＥＯＣキャラクタを検
出すれば、比較器８２の出力信号９５はオンとなり受話
制御部７１に知らせ、受話制御部７１はこれを受けてフ
ェーズ３の動作に遷移する（図３の１０７の時点）。よ
って本フェーズでは、受話器２ｒに電子音発生回路から
の音声を流し、ＥＯＣキャラクタ待ちの状態である。 ・フェーズ３ 受話制御部７１は制御信号８９により暗号復号器７４に
対して受話データ（暗号化されたＩＶ）の復号動作の開
始指示と、セレクタ７５に対して暗号復号器７４の出力
信号８５を選択するよう指示する。

【００４８】また制御信号９６により復号されたＩＶ８
６とＩＶレジスタ４４の内容とを比較し、一致すれば（
図３の１０８の時点）、比較器８３の出力９７がオンと
なり受信制御部７１に知らせ、受話制御部７１はこれを
受けてフェーズ４の動作に遷移する。もし信号８６とＩ
Ｖレジスタ４４の内容が一致しなければ、比較器８３の
出力信号９７はオフとなり受話制御部７１はこれを受け
てＣＰＵ割込み信号２９でマイクロプロセッサ部４に対
して暗号鍵またはＩＶが一致しなかったことを報告する
。

【００４９】ここで復号したＩＶとＩＶレジスタの内容
が一致したことは、Ｘ電話機およびＹ電話機で入力した
暗号鍵およびＩＶと同じことを意味する。また、マイク
ロプロセッサ部４は暗号鍵またはＩＶが一致しなかった
報告を受けると、表示制御部９にアラームを表示器１４
に表示するように指示するとともに制御レジスタ４７に
再動作開始指示を行い、送話制御部４１と受話制御部７
１に対してフェーズ１より動作を開始することを指示す
る。

【００５０】よって本フェーズでは、復号されたＩＶと
ＩＶレジスタ４４の内容が一致すればフェーズ４に遷移
し、一致しなければアラームを発生してフェーズ１に遷
移する。 ・フェーズ４ 受話制御部７１は制御信号９０によりセレクタ７８に対
して符号復号器７６の出力信号８７を選択するよう指示
する。

【００５１】よって本フェーズでは図１の受話部６の出
力信号２２として受話した暗号化された音声信号を復号
し、それをアナログ信号に変換して出力する。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明は下記の効果を有する。■　　ＤＥＳ，ＦＥＡＬ等
の暗号アルゴリズムで、かつストリーム暗号形式を使用
しているため暗号強度が強い。■　　暗号化、復号化は
ディジタル信号で行うため、暗号化による復号音質の劣
化はない。

【００５３】■　　暗号、復号処理を符号器および符号
復号器の出力幅単位で行っているため信号処理遅延が少
なく、会話のやりにくさはない。■　　非暗号通話から
暗号通話に切り替え中は受話データ（ダミーデータ、第
１のキャラクタ、第２のキャラクタ、ＩＶ等）の代わり
に別の音声を発生して受話器へ供給しているため不快感
はなく、かつ非暗号通話から暗号通話状態に切り替わっ
たことを確認できる。

【００５４】■　　送話側は暗号開始時に自動的に第１
のキャラクタを所定数送出し、受話側はこのとき受話す
る第１のキャラクタの連続検出個数が送出個数より少な
いことより、伝送路上でビット誤りが生じてもこの特定
のキャラクタの検出が容易に行える。■　　暗号鍵等の
違いにより暗号通話が正常に行えない場合、発信側と着
信側との両電話機にその旨を表示し、自動的に非暗号通
話に切り替わる。

【００５５】■　　発信側と着信側とで入力した暗号鍵
の一致性の確認で盗聴者の知り得ない初期可変キャラク
タ列を用いているため暗号強度が強い。■　　受話側で
の暗号復号化開始は暗号化された第２のキャラクタの次
から行えばよいため、ストリーム暗号形式に適している
。■　　簡単な構成であるためハードウェア規模が小さ
く、現在のＬＳＩ技術で容易に１チップ化可能な範囲で
あり、安価に装置の実現が可能である。

【００５６】上述において第１，第２のキャラクタの代
わりに第１，第２のコードを用いてもよい、暗号鍵が不
一致であるとみなして非暗号通話状態に戻した場合に、
そのことを警告するために表示することなく、警告音に
よってもよい、また装置が非暗号通話状態であるか、暗
号通話状態であるかを常に表示するように構成されてい
る場合は、その状態表示により前記警告としてよい。電
子音発生回路は必ずしも設けなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】図１中の受話部６および送話部７の内部構成例
を示すブロック図。

【図３】非暗号通話から暗号通話への変換動作を示すタ
イムチャート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　送話器からのアナログ信号をディジタ
   ル信号に変換する符号器と、その符号器の出力、第１の
   コード、第２のコード通話する両者間で決められたＫ個
   （Ｋは１以上の整数）からなる第３のコード列からいず
   れかを選択して出力する第１のセレクタと、その第１の
   セレクタの出力をストリーム暗号形式で暗号化する暗号
   器と、その暗号器の出力、上記第１のセレクタの出力の
   いずれかを選択する第２のセレクタと、最初は、上記符
   号器の出力を送出するように上記第１のセレクタ、上記
   第２のセレクタを制御し、外部からの暗号開始指示によ
   り、上記第１のコードをＭ個（Ｍは２以上の整数）連続
   送出するように上記第１のセレクタを制御し、次に上記
   第２のコードを１個送出するように上記第１のセレクタ
   を制御し、次に上記暗号器の動作を開始するとともに、
   上記第３のコード列を暗号化して送出するように上記第
   １のセレクタおよび上記第２のセレクタを制御し、次に
   上記符号器の出力を暗号化して送出するように上記第１
   のセレクタを制御する送話制御部と、受話したディジタ
   ル信号をストリーム暗号形式で復号する暗号復号器と、
   その暗号復号器の出力、受話したディジタル信号のいず
   れかを選択する第３のセレクタと、その第３のセレクタ
   出力から上記第１のコードを連続Ｎ個（ただしＮ≦Ｍで
   Ｎは正の整数）検出する手段と、上記第３のセレクタ出
   力から上記第２のコードを検出する手段と、上記第３の
   セレクタ出力から上記第３のコード列を検出する手段と
   、上記第３のセレクタ出力をアナログ信号に変換する符
   号復号器と、上記符号復号器の出力が供給される受話器
   と、最初は、受話したディジタル信号を上記符号復号器
   に供給し、その符号復号器の出力を受話器に供給するよ
   うに上記第３のセレクタを制御するとともに、上記第３
   のセレクタ出力から第１のコードを連続Ｎ個検出する動
   作を行い、第１のコードを連続Ｎ個検出し、その後、上
   記第２のコードを検出すると、受話したディジタル信号
   を上記暗号復号器に供給するように上記第３のセレクタ
   を制御するとともに上記暗号復号器の復号動作を開始し
   、上記第３のセレクタ出力から上記第３のコード列を検
   出する動作を行い、その第３のコード列を検出すると、
   上記暗号復号器の出力を上記符号復号器で復号して上記
   受話器に供給するように上記第３のセレクタを制御し、
   上記第３のコード列を検出できなければ最初の状態に遷
   移するとともに非暗号通話状態であることを通知する手
   段を有する受話制御部と、を具備している秘話電話装置
   。