JPH0466417B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0466417B2
JPH0466417B2 JP62018133A JP1813387A JPH0466417B2 JP H0466417 B2 JPH0466417 B2 JP H0466417B2 JP 62018133 A JP62018133 A JP 62018133A JP 1813387 A JP1813387 A JP 1813387A JP H0466417 B2 JPH0466417 B2 JP H0466417B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
key
register
codeword
command
station
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP62018133A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62198237A (ja
Inventor
Guren Korinton Donarudo
Dagurasu Hookinsu Suteiibun
Maaku Seiburu Danieru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS62198237A publication Critical patent/JPS62198237A/ja
Publication of JPH0466417B2 publication Critical patent/JPH0466417B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18578—Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
    • H04B7/18593—Arrangements for preventing unauthorised access or for providing user protection
    • 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
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0891—Revocation or update of secret information, e.g. encryption key update or rekeying
    • 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
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0894—Escrow, recovery or storing of secret information, e.g. secret key escrow or cryptographic key storage
    • 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
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は一般に暗号通信に関し、特に暗号法
的に保護されたリンクを介して遠隔局でキーの変
更を行い、それを証明（authentication−認証）
する装置および方法に関する。
［発明の背景］ 低い地球周回軌道衛星内の装置は地球局から指
令リンクを用いて遠隔制御される。この指令リン
クは必ずしも情報が漏れないような対策を講ずる
必要はないが、衛星がそれ自身の地球局から発生
された指令だけを受け入れ、それ以外を受け入れ
ないことが肝要である。従つて、各指令通報（指
令メツセージ）の発生源を確認する何等かの方法
を備えなければならない。
通報確認方法の一つは、各指令通報に通報デー
タと秘密操作キーの特殊な暗号関数であるコード
ワードを付けることである。すると衛星はその付
属コードワードが衛星内で発生した第２のコード
ワードと合うときだけその指令を実行する。その
第２のコードワードは受信した通報データと衛星
に固有の同じ秘密操作キーに基づくものである。
双方のマスターキーから新しい秘密操作キーを
発生する能力は、キーのかけ直しが不可能な装置
内に存在し得るいくつかの問題をなくする。第一
に、マスターキーを指令発生側に置く必要がな
く、このためマスターキーがかけ直し動作中にあ
るとき以外マスターキーの秘密度を極めて向上
し、指令則に必要な秘密度を低くすることができ
る。第二に、普通７〜10年に及ぶことのある全使
命に対する一つの秘密操作キーの秘密度の心配が
軽減される。
このようなキーかけ直し装置には、秘密操作キ
ーとマスターキーの双方に対する保護を完全にす
るため、若干の秘密保護手段が必要である。第一
に、新しい秘密操作キーの変更を指令する伝送通
報はそのときの秘密操作キーのもとに暗号化され
た通報証明コードワードを含まないことである。
このようなとき、もしその時の操作キーが怪しく
なつておれば、新しい秘密操作キーを決めること
ができる。第二に、マスターキーの保護を最高に
するため、マスターキーのもとに暗号化または解
読された情報は指令リンクを介して伝送されず、
また衛星から、その遠隔測定リンクを介して伝送
されない。
［発明の概要］ この発明の原理によつて秘密通信方式に用いら
れる方法では、上記地球局のような第１の局から
上記衛星のような第２の局へ通報（メツセージ）
が伝送され、その通報がそれとキーの独特の暗号
関数である証明コードワードを含んでいる。第２
の局はその受信した通報とそのキーの独特の暗号
関数である第２のコードワードを発生する手段を
含むその受信した通報を証明する手段を含み、そ
の証明手段がさらに第２の局が受信した証明コー
ドワードをその第２のコードワードと比較する手
段を含んでいる。
この発明の方法は第２の局で実施され、そのと
きのキーを次のキーに変更することを指令する受
信通報に対する第２の局の応答に関係する。この
方法は第１段階で第１および第２の局で知られて
いる第３のコードワードとマスターキーの暗号関
数である次のキーを発生し、第２段階で第１およ
び第２の局で知られている第５のコードワードと
次のキーの暗号関数である第４のコードワードを
発生し、第３段階でキー変更指令通報を第４のコ
ードワードと併合して第６のコードワードを生成
し、第４段階でその第６のコードワードと次のキ
ーの暗号関数である第２のコードワードを発生
し、第５段階で第２のコードワードをキー変更指
令通報に含まれる証明コードワードと比較し、そ
の比較結果が良ければ、最終段階でその時のキー
を次のキーに置換する。
［推奨実施例の詳細な説明］ 第１図は代表的な通信衛星の通信パツケージ１
０と指令遠隔測定パツケージ１２を示す。通信パ
ツケージ１０は受信アンテナ１４とその出力に結
合されたリダンダント受信器１６ａ，１６ｂを含
む。受信器１６ａ，１６ｂは普通6GHzの第１搬
送波周波数を変調する情報信号を受信し、その搬
送波信号を普通4GHzの第２周波数に変換する。
受信器１６ａ，１６ｂの出力信号はそれぞれ一
般に4GHzを中心とする帯域フイルタでよいフイ
ルタ１８ａ，１８ｂに結合され、そのフイルタ出
力は構成選択回路２０に印加される。ここで受信
信号は所定数の送受信器２２に選択的に結合され
る。例えば、信頼性のため６個の送受信器２２を
用い、その中４個を常に動作させる。構成選択回
路２０の制御は指令遠隔測定パツケージ１２との
関係で後述する指令解読器によつて行われる。各
送受信器２２からの出力信号は組み合わされ、ア
ンテナ２４に印加されて地球局に伝送される。
指令遠隔測定パツケージ１２は指令信号を指令
リンクを介して通常100ビツト毎秒のデータ頻度
で受信するアンテナ３０と、そのデータバースト
を復調してそれをデジタル信号流に交換する指令
受信器３２を含む。指令データは指令解読器３４
と証明器３６に印加される。指令解読器３４はそ
のデジタルデータ流から実行すべき指令を判定
し、証明器３６へのデータ流の特定のビツトにそ
の指令データが確かに隠蔽されていることを立証
させる。証明器３６はそれを発見すると、指令解
読器３４にその指令を実行させる。この証明器３
６の構造と方法は、特にそれがキー変更指令の実
行と立証のために構成されたとき、この発明の要
旨となる。
証明器３６は最後に受信した指令（CMD）と
可変の初期設定ベクトルコードワード（IV）を
含む特定の情報信号を遠隔測定符号器３８に供給
する。遠隔測定符号器３８はまた衛星の他の装置
から多数の情報信号を受信し、これらの入力信号
を組み合わせてコードワードを作り、それを直列
的に送信器４０に供給する。送信器４０は搬送周
波数信号をそのコードワードを含むデータ流で変
調する。その変調信号はアンテナ４２から遠隔測
定リンクを介して地球局に送信される。
発明の背景欄で述べたように、第１図の装置の
目的は指令信号伝送の不認可検知から指令リンク
保護することではなく、不認可源で発生された指
令が衛星系の構成を変えて衛星の制御が敵に乗つ
取られるのを防ぐことである。従つて、地球局は
衛星の遠隔測定パツケージ１２に暗号化しない指
令信号を送るが、各指令通報に通報証明コード
（MAC）を付けてこれを指令の証明に用いる。こ
の通報証明コードは通報データの暗号関数として
計算される。この通報証明コードの計算に用いら
れた秘密キーを知るものだけが、受信した通報用
の通報証明コードを再計算し、それを指令通報デ
ータの最後に受信した通報証明コードと比較する
ことにより、その通報が不認可源により送信また
は改変されたものでないことを立証することが出
来る。
以上の条件に合う即ち通報の開示を許しながら
指令の完全性を保護する代表的暗号化法は、1977
年１月15日発行の連邦情報処理標準（Federal
Information Processing Standard＝FIPS）第
46号記載の米国標準局（National Bureau of
Standard＝NBS）データ暗号化標準（Data
Encryption Standard）を用いて構成することが
できる。この推奨実施例の説明の対照例となるの
はこのデータ暗号化標準である。即ち、この発明
は上記引例に記載され、また1980年12月２日発行
のFIPS第81号掲載の「DES動作モード（DES
Modes of Operation）」および1981年４月１日
発行のFIPS第74号掲載の「NBSデータ暗号化標
準の構成および使用のための案内書（Guideline
for Implementing and Using the NBS Data
Encryption Standard）」に詳細に説明された暗
号帰還モード（以後CFBモードと呼ぶ）をデー
タ証明に使用する。
簡単に言うと、このCFBモードにおける通報
証明コードの発生には次の２段階が含まれる。即
ち、(a)データ暗号化標準を用いて公用のコードワ
ードを秘密キーで暗号化して暗号テキストを作
り、(b)この暗号テキストを通報データの一部と排
地的オア処理し、その結果をもう一度データ暗号
化標準を用いて秘密キーで暗号化する。この暗号
装置を用いた２回目の出力コードワードが通報証
明コードワードである。この通報証明過程ではそ
の通報証明コードワードを発生する段階をくり返
し、発生された通報証明コードワードをその通報
の終りに受信された通報証明コードワードと比較
する。
この発明の方式では、公用のコードワードが
「初期設定ベクトル（以後IVと呼ぶ）」と称する
24ビツトワードを含んでいる。このIVは通常衛
星の証明器３６が指令通報を証明する毎に１だけ
繰り上がることにより更新され、衛星から遠隔測
定リンクを介して地球局に連続して伝送される。
通報証明コードワード発生のため、IVは40個の
Ｏが付属して、データ暗号化副方式（以後DES
と呼ぶ）に印加される64ビツトコードワードを形
成する。
このDESに用いられる秘密キーは「操作キー」
と称し、56ビツトコードワードから成る。この発
明の要旨はマスターキーを確実に保護し、妥協出
来なかつた新しいキーを用いるキー変更指令を証
明しつつ、その操作キーを変更する装置と方法に
関する。
第２図ａは第１図の方式が指令通報に使用し得
るコードワードフオーマツトを示す。普通毎秒
100ビツトの割合で伝送される各通報は、受信器
においてそのクロツクを伝送される通報に同期す
るために用いられる予測可能の12ビツトパタンで
始まり、次の６ビツトは指令解読器３４でアドレ
ス指定されている解読器を決めるために使用さ
れ、次の４ビツトは２進値の１も０も含まない階
調から成る。次の１ビツトは指令動作コードの長
さを表すもので、このビツトが０ならその長さは
９ビツト、そのビツトが１ならその長さは25ビツ
トである。次の９（または25）ビツトは解読され
て実行すべき動作の形式を決める指令動作コード
を構成する。一般に、動作コードのビツトは情報
の８（また２４）ビツトとパリテイビツト１ビツ
トから成る。通報の最後には前の指令情報10（ま
たは26）ビツトの暗号関数である通報証明コード
の32ビツトが来る。
第２図ｂは指令解読器３４から証明器３６に供
給されて後者に階調情報に続くデータビツトを読
み込ませる付勢指令信号（ENABLE
COMMAND）のタイミング図である。第２図ｃ
は証明器３６から指令解読器３４に供給されて通
報証明コード（MAC）が指令通報証明用のため
試験中であることを示すMACウインドーのタイ
ミング図である。第２図ｄはキー変更指令通報に
応じて新しいキーが発生される適当な時点を示
し、第２図ｅはその新しいキーが証明器３６の操
作キーになる時点を示す。
第３図はキー変更動作を実行するに要する証明
器３６の装置の機能的ブロツク図である。この装
置の以下の説明においては、例えばアール・シ
ー・エー社（RCA Corp.）から販売のものと同
様のCOS／MOS系デジタル論理装置のＡおよび
Ｂシリーズを引用する。この引用は発明の明瞭な
理解のための引例としてであつて、それによつて
発明を限定するためではない。
第３図の証明器３６の心臓部にはDES９４が
ある。これは通常NBSデータ暗号化標準（NBS
Data Encryption Standard）の算法を実施する
ように特別に構成されたデジタル論理ハードウエ
アである。このDES９４にはレジスタ９２が結
合されている。このレジスタは通常直列装荷64ビ
ツトシフトレジスタで、CD4015型双４段直列入
力並列出力静的シフトレジスタのカスケードて構
成することもできる。DES９４にはまたDESキ
ーレジスタ９６が結合されている。このレジスタ
は通常直並列装荷56ビツトシフトレジスタで、
CD4035型４段直並列入力並列出力シフトレジス
タのカスケードで構成することもできる。
DES９４はレジスタ９２からの並列入力デー
タの64ビツトと、レジスタ９６からの並列キーデ
ータの56ビツトを受信し、これに応じて動作して
64並列ビツトの暗号データワードをDES出力レ
ジスタ９８に供給する。このレジスタは通常
CD4035型シフトレジスタのカスケードで構成さ
れる。DES９４は親制御器６８からのDES実行
信号（RUN DES）に応じてその暗号算法を実
行し、制御器６８へのDES動作終了信号（DES
OP COMPLETE）によりその機能の終了を示
す。制御器６８はDES９４の動作制御の外に
DES入力レジスタ９２とDESキーレジスタ９６
へのデータ流を調整すると共に、証明器３６の他
のレジスタに出入するデータ流の制御もする。親
制御器６８は汎用マイクロプロセツサで構成する
ことも出来るが、また証明器３６の機能制御のた
めに特別に設計された特殊用ハードウエアでもよ
い。
DESキーレジスタ９６はマスターキーレジス
タ１００から並列装荷されても、また新キーレジ
スタ１０２または操作キーレジスタ１１０から直
列装荷されてもよい。マスターキーレジスタ１０
０は操作キーの変更用にだけ使用されるマスター
キーを永久記憶するため、絶対安全でなくてはな
らず、また地球局で使用するマスターキーレジス
タの場合には秘密保持が出来ねばならない。従つ
て、レジスタ１００は使命寿命期間全体にわたつ
てあらゆる電源状態に対し不変の配線パツチ板回
路またはROMであることが好ましい。（地球局
構成では、マスターキーレジスタ１００が差し込
み自在で、秘密の場所に収蔵してキー変更動作用
にだけ指令発生部に持つて来られるようにするこ
とが好ましい。） 新キーレジスタ１０２は直並列入力直列出力64
ビツトシフトレジスタで、例えばCD4021型８段
非同期並列または同期直列入力直列出力静的シフ
トレジスタのカスケードから成る。レジスタ１０
２の直列出力はアンドゲート１０４の一方の入力
に印加され、そのゲートの出力は再循環のため自
身の直列入力に帰還されている。
操作キーレジスタ１１０は直列入力直列出力64
ビツトシフトレジスタで、CD4031型64段静的シ
フトレジスタから構成し得る。このレジスタ１１
０の一方の入力は新キーレジスタ１０２からの直
列データを受け、他方の入力は自身の直列出力か
らの帰還データを受ける。このレジスタ１１０の
出力はまたアンドゲート１０６の一方の入力にも
印加される。
アンドゲート１０４，１０６およびオアゲート
１０８は例えばCD4019型カツド・アンド／オア
選択ゲートを用いて構成し得るアンド／オア選択
機能を構成する。ゲート１０４，１０６の各付勢
入力EN３，３は親制御器６８から供給され、
ゲート１０８の出力はDESキーレジスタ９６の
直列入力に結合されている。
DES入力レジスタ９２の直列データ源の１つ
は、通常CD4041型８段並直列入力出力同期シフ
トレジスタのカスケードから成る64ビツト並列入
力直列出力シフトレジスタである初期設定ベクト
ル／補充秘密コード（UV／SPC）レジスタ８２
である。一般に24個から成るレジスタ８２への１
組のデータ入力信号は初期設定ベクトル（IV）
レジスタ７０から供給される。このIVレジスタ
７０の内容はIV更新回路８４により親制御器６
８からのINCR IV信号に応じて周期的に更新さ
れる。IVレジスタ７０はその簡単で最も好まし
い実施例では出力をIV／SPCレジスタ８２に並
列データ入力として結合されたCD4020型計数器
に似た２進リツプル計数器でよく、従つてIV更
新回路８４は制御器６８に応じてレジスタ７０の
次の計数器をトリガするゲートでよい。
IV／SPCレジスタ８２の入力の残り40ビツト
の中24ビツトは、レジスタ８２が装荷されるたび
にその24の入力位置に論理「０」信号を供給する
零発生器７４により供給される。レジスタ８２へ
の最後の16のデータビツトは零発生器７４（全部
論理「０」）か補充秘密コードレジスタ７２のい
ずれかにより供給される。レジスタ７２と発生器
７４のどちらがこの最後の16ビツトを供給するか
の決定は、アンドゲート７６，７８でオアゲート
８０で表される16個のアンド／オア選択回路によ
り行われ、その選択は親制御器６８からの信号
ENI（および）の状態により支配される。
レジスタ７２に含まれる補充秘密コードはキー
変換動作の神聖さを保証する追加の安全手段を与
える。これは推奨実施例によると装置の使用者だ
けが知つている16ビツトのデジタルコードワード
である。実際には、装置の所有者か使用者が装置
の製造者に知られずにこの補充秘密コードを選べ
ばよい。レジスタ７２並びに地球局の対応する補
充秘密コード記憶手段は、マスターキー用の記憶
レジスタ１００と同様の配線パツチ板回路または
ROMで構成すればよい。
証明器３６の入力端子６０には指令データが受
信され、指令解読器３４で発生されて証明器３６
の入力端子６２に印加されるストローブ信号に応
じて指令レジスタ６４に入力される。指令レジス
タ６４は26ビツト直列入力直並列出力シフトレジ
スタで、CD4015型シフトレジスタのカスケード
で構成し得る。レジスタ６４の並列出力信号は解
読器６６に供給され、その解読器はキー変更用の
指令動作コードを検知したとき制御器６８に△キ
ー指令信号（△KEY COMMAND）を供給す
る。解読器６６は一般にCD4068型のような８入
力アンドゲートから成る。
指令レジスタ６４からの直列出力データ流は
DES出力レジスタ９８からの直列データ流と共
にCD4030型ゲートのような排地的オアゲート１
１２に供給される。アンドゲート８６，８８およ
びオアゲート９０を含むアンド／オア選択回路は
DES入力レジスタ９２の直列入力に選択的にそ
のゲート１１２の出力またはIV／SPCレジスタ
８２の直列出力を案内する。レジスタ９２に印加
される信号の選択度は親制御器６８の発生する
EN２（および２）に支配される。
ゲート１１４は普通例えばCD4030型で、入力
端子６０に受信される指令データとDES出力レ
ジスタ９８の直列データ出力に応じて排地的オア
機能を行い、その出力信号はフリツプロツプ１１
６のデータ入力(D)に印加され、入力端子６２に供
給されるストローブ信号によりそれに送り込まれ
る。計数器１１８は普通CD4040型のようなリツ
プル計数器で、通報証明コードに附随するストロ
ーブパルスを計数して計数値が32に達すると出力
信号をアンドゲート１２０に送る。アンドゲート
１２０はフリツプロツプ１１６が所要のデータ比
較結果を示すとMAC比較信号（MAC′S
COMPARE）を制御器６８に送る。
第３図のレベルより詳細に限定された比較的重
要でない機能は図面並びにその説明を省略した。
このような機能にはレジスタ７０の初期装荷やフ
リツプロツプ１１６と計数器１１８の初期クリア
並びに通常各レジスタに対するデータ転送の詳細
なタイミングが含まれる。このような機能の構成
は当業者に自明である。
衛星搭載の電源の消耗を低減するため、証明器
３６にはその機能が必要なときだけ電力を印加す
ることを要する。第２図ａにおいて、指令通報の
階調部の検知により証明器３６に電力を送り、指
令通報の証明が終ると電力を下げてもよい。この
電力切り替え方式から除外されるものは、初期設
定ベクトルと操作キーを保存するために常に電力
を印加する必要のある操作キーレジスタ１１０と
IVレジスタ７０である。
次に第４図はこの発明のキー変更法の実施に用
いる各段階のフローチヤートを示す。この段階１
５０ないし１８２は第３図の各素子によつて実行
することも、特殊目的データプロセツサによつて
実行することも出来る。
このキー変更法の主要部分は次のように区分す
ることが出来る。段階１５０，１５２で指令通報
のMAC発生に必要な部分を記憶し、段階１５４
ないし１６２でそのときの操作キーに代わる可能
性のある新しいキーを算出して記憶し、段階１７
６ないし１８２で算出したMACを受信したMAC
と比較し、所要の結果が得られればそのときの操
作キーを新しいキーに置換することを含む所定の
管理機能を行う。
段階１５０では、証明器３６が指令解読器３４
からの付勢指令信号を求め、それが存在するとき
段階１５２に進んで、入力端子６０に供給された
適当な指令通報データを入力端子６２に供給され
るストローブ信号により与えられるタイミングを
用いて指令レジスタ６４に記憶される。段階１５
４ではレジスタ７０内の初期設定ベクトルと、レ
ジスタ７２内の補充秘密コードと、発生器７４の
発生する「０」がIV／SPCレジスタ８２に供給
され、段階１５６ではレジスタ８２に記憶された
情報がDES入力レジスタ９２に直列的にシフト
され、段階１５８ではレジスタ１００に記憶され
たマスターキーがDESキーレジスタ９６に並列
的に送られる。
このDES入力レジスタ９２内の初期設定ベク
トルおよび補充秘密コードと、DESキーレジス
タ９６内のマスターキーにより、デーア暗号化副
装置９４は段階１６０においてその中のハードウ
エアで実行されるNBSデータ暗号化標準算法を
行い、これによつて得られ、DES出力レジスタ
９８に記憶された情報が段階１６２で新キーレジ
スタ１０２に並列的に転送される。このコードワ
ードは受信したMACと地球局から受信されよう
としているMACの比較結果が良好なとき新しい
操作キーになる。
新キーレジスタ１０２の内容は段階１６４で
DESキーレジスタ９６に直列的に送られ、段階
１６６で初期設定ベクトルと40個の「０」が
IV／SPCレジスタ８２に並列的に転送され、段
階１６８でこのデータがDES入力レジスタ９２
に直列的に送られる。段階１７０ではデータ暗号
化副方式９４により上記算法が再度行われる。段
階１７２ではDES出力レジスタ９８の内容は指
令レジスタ６４の内容と共に排地的オアゲートを
通され、得られた情報がDES入力レジスタ９２
に直列的に送られる。最後に段階１７４で第３回
目のDES算法が行われる。
この第３回目のDES算法の実行後、段階１７
６でDES出力レジスタ９８内のデータと入力端
子６０に受信中のMACとの比較が排地的オアゲ
ート１１４で行われる。この比較結果が良好な
ら、即ちゲート１２０が親制御器６８にMAC比
較信号を送れば、段階１７８で制御器６８が指令
解読器３４に証明信号を送り、段階１８０で新キ
ーレジスタ１１０の内容が操作キーレジスタ１１
０に直列的に送られ、段階１８２でレジスタ７０
内の初期設定ベクトルが進められる。段階１７４
で算出されたデータと受信したMACの比較結果
が不良であれば、段階１７８ないし１８２を飛び
越えて、操作キーレジスタ１１０内のそのときの
キーを操作キーとして残し、キー変更指令を省略
する。
第３図に示す証明器３６の実施例はその説明で
例として与えられた形式のデジタル論理素子を用
いているが、これは通常各レジスタ間のデータ転
送を256KHzの頻度で行う。このデータ転送頻度
を用いると、第４図について説明したキー変更動
作が第３図の実施例で約１ミリ秒で行われること
が判る。従つて、指令リンクデータ速度が毎秒
100ビツトのときは、証明器３６による新しいキ
ーの計算が指令通報の最後の動作コードビツトの
受信と最初のMACビツトの受信の間に行われる。
以上、キーの保護に関するある厳重な条件を維
持しつつ、暗号的に保護されたリンクを介してキ
ー変更動作を行う装置と方法を説明した。即ち、
危険性のあるキーにより暗号化されたMACを有
するキー変更指令の送信の禁止がそのMACを新
しいキーに暗号化することによつて行われ、更
に、マスターキーの下に指令リンクを介して暗号
化された情報の伝送の禁止が、マスターキーの下
にIVを暗号化した結果として操作キーを発生し、
その操作キーの下にIVを暗号化することによつ
て暗号テキストを発生し、操作キーの下に（暗号
テキストと併合された）通報データの暗号である
情報を伝送することによつて行われる。
この発明の原理を特に図示の構造および方法に
ついて説明したが、発明の実施に当たつてはこの
図示の構造および方法から種々の改変を行うこと
が出来ることを理解すべきである。また、例とし
て第１図および第３図の装置が地球周回衛星に搭
載されているものとしたが、これはこの発明に必
要な限定ではなく、固有のマスターキーと補充の
秘密コードワードが開示から保護される地球上の
場所に置くことも出来る。この発明の技術的範囲
は以上開示された構造と方法に限定されず、付属
の特許請求の範囲により規定されるべきものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明が応用される衛星通信遠隔測
定方式のブロツク図、第２図はキー変更指令に用
いられるコードワードフオーマツトおよびタイミ
ング情報を示す図、第３図はこの発明のキー変更
装置の詳細ブロツク図、第４図はキー変更動作の
理解に有用なフローチヤートである。 ９２〜９８……暗号化手段、９２……データ入
力レジスタ、９６……キーレジスタ、９８……出
力レジスタ、８２……第１記憶レジスタ、１００
……第２記憶レジスタ、１０２……第３記憶レジ
スタ、１１２……第５コードワード生成手段、１
１４〜１２０……比較手段、１１０……操作キー
記憶レジスタ、６８，８６〜９０……データ転送
制御手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 通報のデータ（指令動作コード）とキーとの
    独特の暗号関数である通報証明用コードワード
    （MAC）を含む指令通報（第２図ａ）を第１の局
    から第２の局（第１図）に秘密通信方式で伝送
    し、上記第２の局において受信した通報を証明
    し、上記第２の局の受信した通報と上記キーとの
    上記独特の暗号関数である第２のコードワードを
    発生し、上記第２の局で受信した上記証明用コー
    ドワードを上記第２のコードワードと比較する方
    法に於いて、キーをそのときのキーから次のキー
    に変更することを指令する通報の受信に応じて第
    ２の局で行われる次の段階を含む方法、 (a) 上記第１および第２の局で知られている第３
    のコードワードとマスターキーとの上記暗号関
    数である上記次のキーを発生する段階、 (b) 上記第１および第２の局で知られている第５
    のワードコードと上記次のキーとの上記暗号関
    数である第４のコードワードを発生する段階、 (c) 上記キー変更指令通報を上記第４のコードワ
    ードと併合して第６のコードワードを生成する
    段階、 (d) 上記第６のコードワードと上記次のキーとの
    上記暗号関数である上記第２のコードワードを
    発生する段階、 (e) 上記第２のコードワードを上記キー変更指令
    通報に含まれる上記証明用コードワードと比較
    する段階、 (f) 上記比較段階の比較が良好なら、上記そのと
    きのキーを上記次のキーで置換する段階。 ２ 通報とキーとの独特の暗号関数である通報証
    明用コードワード（MAC）を含む指令通報（第
    ２図ａ）を、第１の局から第２の局（第１図）に
    伝送する秘密通信システムにおいて、上記第２の
    局に設けられ、そのときのキーから次に用いるキ
    ーへの変更を指令する通報を受信し、それに応答
    する装置（第３図）であつて、 データ入力レジスタ９２と、キーレジスタ９６
    と、出力レジスタ９８とを含み、暗号化算法を行
    つて上記出力レジスタ９８に上記データ入力レジ
    スタ内のデータと上記キーレジスタ９６内のキー
    との暗号関数であるコードワードを発生する暗号
    化手段９２−９８と、 上記第１および第２の局で知られている第２お
    よび第３のコードワードを選択的に記憶する第１
    の記憶レジスタ８２と、 上記第１および第２の局で知られているマスタ
    ーキーを記憶する第２の記憶レジスタ１００と、 上記第２のコードワードと上記マスターキーと
    の上記暗号関数である上記次に用いるキーを記憶
    する第３の記憶レジスタ１０２と、 上記第２の局で受信した上記通報を上記第３の
    コードワードと上記次のキーとの上記暗号関数で
    ある第４のコードワードと併合して第５のコード
    ワードを生成する手段１１２と、 上記第５のコードワードと上記次のキーとの上
    記暗号関数である第６のコードワードを上記キー
    変更指令通報に含まれる上記証明用コードワード
    と比較して、その結果を表す信号（MAC比較信
    号）を生成する比較手段（１１４−１２０）と、 上記そのときのキーを記憶する操作キー記憶レ
    ジスタ１１０と、 上記暗号化手段による実行を開始させる手段６
    ８を含み、(a)上記第１の記憶レジスタ８２と上記
    併合する手段１１２から選択的に上記暗号化手段
    のデータ入力レジスタ９２へ、(b)上記第２の記憶
    レジスタ１００と上記第３の記憶レジスタ１０２
    から選択的に上記暗号化手段のキーレジスタ９６
    へ、および(c)上記暗号化手段の出力レジスタ９８
    から上記第３の記憶レジスタ１０２へのデータの
    転送を制御する手段６８，８６−９０とを含み、 上記制御する手段が更に上記第６のコードワー
    ドと上記証明用コードワードの良好な比較を示す
    上記比較手段の信号に応じて上記第３のレジスタ
    １０２から上記操作キー記憶レジスタ１１０に上
    記次のキーを転送する手段を含むことを特徴とす
    る装置（第３図）。
JP62018133A 1986-01-29 1987-01-28 秘密通信方法と装置 Granted JPS62198237A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US823537 1986-01-29
US06/823,537 US4688250A (en) 1986-01-29 1986-01-29 Apparatus and method for effecting a key change via a cryptographically protected link

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62198237A JPS62198237A (ja) 1987-09-01
JPH0466417B2 true JPH0466417B2 (ja) 1992-10-23

Family

ID=25239044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62018133A Granted JPS62198237A (ja) 1986-01-29 1987-01-28 秘密通信方法と装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4688250A (ja)
JP (1) JPS62198237A (ja)
DE (1) DE3702520A1 (ja)
FR (1) FR2593655B1 (ja)
GB (1) GB2186158B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016096375A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 オプテックス株式会社 通信パケットのメッセージ認証コードの生成方法および認証方法

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866666A (en) * 1984-10-29 1989-09-12 Francisco Michael H Method for maintaining data integrity during information transmission by generating indicia representing total number of binary 1's and 0's of the data
GB8704883D0 (en) * 1987-03-03 1987-04-08 Hewlett Packard Co Secure information storage
GB2204975B (en) * 1987-05-19 1990-11-21 Gen Electric Co Plc Authenticator
US4811377A (en) * 1987-07-31 1989-03-07 Motorola, Inc. Secure transfer of radio specific data
DE3832946A1 (de) * 1988-09-28 1990-04-05 Siemens Ag Verfahren zur verschluesselung digitaler zeitmultiplexsignale
US4993067A (en) * 1988-12-27 1991-02-12 Motorola, Inc. Secure satellite over-the-air rekeying method and system
US5081678A (en) * 1989-06-28 1992-01-14 Digital Equipment Corporation Method for utilizing an encrypted key as a key identifier in a data packet in a computer network
US5208859A (en) * 1991-03-15 1993-05-04 Motorola, Inc. Method for rekeying secure communication units by group
NL9101796A (nl) * 1991-10-25 1993-05-17 Nederland Ptt Werkwijze voor het authenticeren van communicatiedeelnemers, systeem voor toepassing van de werkwijze en eerste communicatiedeelnemer en tweede communicatiedeelnemer voor toepassing in het systeem.
US5293576A (en) * 1991-11-21 1994-03-08 Motorola, Inc. Command authentication process
US5761306A (en) * 1996-02-22 1998-06-02 Visa International Service Association Key replacement in a public key cryptosystem
US6738907B1 (en) 1998-01-20 2004-05-18 Novell, Inc. Maintaining a soft-token private key store in a distributed environment
US6377558B1 (en) * 1998-04-06 2002-04-23 Ericsson Inc. Multi-signal transmit array with low intermodulation
US6516065B1 (en) 1998-11-30 2003-02-04 Hughes Electronics Corporation Method for implementing ciphered communication for single-hop terminal-to-terminal calls in a mobile satellite system
US6487294B1 (en) 1999-03-09 2002-11-26 Paul F. Alexander Secure satellite communications system
US6738935B1 (en) * 2000-02-07 2004-05-18 3Com Corporation Coding sublayer for multi-channel media with error correction
US6865673B1 (en) * 2000-03-21 2005-03-08 3Com Corporation Method for secure installation of device in packet based communication network
US7234062B2 (en) * 2000-07-18 2007-06-19 General Electric Company Authentication of remote appliance messages using an embedded cryptographic device
FI111423B (fi) * 2000-11-28 2003-07-15 Nokia Corp Järjestelmä kanavanvaihdon jälkeen tapahtuvan tietoliikenteen salauksen varmistamiseksi
US6870932B2 (en) * 2001-05-07 2005-03-22 Asustek Computer Inc. Frame number identification and ciphering activation time synchronization for a wireless communications protocol
GB0216690D0 (en) * 2002-07-18 2002-08-28 Hewlett Packard Co Method and appatatus for encrypting data
US7702910B2 (en) * 2002-10-24 2010-04-20 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Message authentication
US8467534B2 (en) * 2003-04-16 2013-06-18 Broadcom Corporation Method and system for secure access and processing of an encryption/decryption key
ATE414355T1 (de) * 2005-03-11 2008-11-15 Siemens Ag Oesterreich Verfahren und system zur ausrichtung einer erdstationantenne mit einer satellitenantenne
KR100653185B1 (ko) * 2005-11-17 2006-12-05 한국전자통신연구원 위성관제시스템에서 원격명령의 수신 및 실행 상태 검증장치 및 그 방법
US7966654B2 (en) 2005-11-22 2011-06-21 Fortinet, Inc. Computerized system and method for policy-based content filtering
US8468589B2 (en) 2006-01-13 2013-06-18 Fortinet, Inc. Computerized system and method for advanced network content processing
US8510812B2 (en) 2006-03-15 2013-08-13 Fortinet, Inc. Computerized system and method for deployment of management tunnels
US8130959B2 (en) 2006-09-07 2012-03-06 International Business Machines Corporation Rekeying encryption for removable storage media
FR2937201B1 (fr) * 2008-10-10 2011-11-25 Thales Sa Procede de protection selective de la rediffusion par satellite de donnees diffusee publiquement et collectees par le satellite
US9001642B2 (en) 2011-09-23 2015-04-07 The Boeing Company Selective downlink data encryption system for satellites
US8873456B2 (en) 2011-09-23 2014-10-28 The Boeing Company Multi-operator system for accessing satellite resources
FR2985399B1 (fr) * 2011-12-29 2014-01-03 Thales Sa Procede pour securiser des communications utilisant un vecteur d'initialisation sans connaissance de l'heure
GB2500753B (en) * 2012-02-23 2019-03-13 Boeing Co Selective downlink data encryption system for satellites
GB2574584A (en) 2018-06-04 2019-12-18 Inmarsat Global Ltd Satellite TT&C
EP3988200B1 (en) * 2020-10-20 2023-07-19 Evco S.P.A. System and method to control the activation of a system for the drying of compressed air based on the authentication of a substitute filter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202051A (en) * 1977-10-03 1980-05-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Digital data enciphering and deciphering circuit and method
FR2506101A1 (fr) * 1981-05-12 1982-11-19 Thomson Csf Procede de protection des telecommandes de satellites contre les intrusions
DE3123168C1 (de) * 1981-06-11 1982-11-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur Schluesseluebertragung
US4423287A (en) * 1981-06-26 1983-12-27 Visa U.S.A., Inc. End-to-end encryption system and method of operation
US4460922A (en) * 1981-11-18 1984-07-17 Zenith Electronics Corporation Memory select system for an STV decoder
US4484027A (en) * 1981-11-19 1984-11-20 Communications Satellite Corporation Security system for SSTV encryption
DE3210081C2 (de) * 1982-03-19 1984-12-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und Anordnung zum Übertragen von verschlüsselten Texten
EP0147716A3 (de) * 1983-12-24 1987-10-28 ANT Nachrichtentechnik GmbH Verfahren und Anordnung zur verschlüsselbaren Übertragung einer Nachrichten-Binärzeichenfolge mit Authentizitätsprüfung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016096375A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 オプテックス株式会社 通信パケットのメッセージ認証コードの生成方法および認証方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB2186158A (en) 1987-08-05
US4688250A (en) 1987-08-18
FR2593655A1 (fr) 1987-07-31
DE3702520A1 (de) 1987-07-30
DE3702520C2 (ja) 1989-10-26
GB8701830D0 (en) 1987-03-04
FR2593655B1 (fr) 1992-08-14
JPS62198237A (ja) 1987-09-01
GB2186158B (en) 1989-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0466417B2 (ja)
EP0543644B1 (en) Command authentication process between a master and a slave station encrypted messages
US5345508A (en) Method and apparatus for variable-overhead cached encryption
US5592555A (en) Wireless communications privacy method and system
US4322576A (en) Message format for secure communication over data links
US5241597A (en) Method for recovering from encryption key variable loss
KR100500976B1 (ko) 인증방법,통신방법및정보처리장치
US5481610A (en) Digital radio transceiver with encrypted key storage
US5455862A (en) Apparatus and method for encrypting communications without exchanging an encryption key
EP0672273B1 (en) Method and apparatus for encryption having a feedback register with selectable taps
US5444781A (en) Method and apparatus for decryption using cache storage
US20100293379A1 (en) method for secure data transmission in wireless sensor network
EP0678836A1 (en) Method and means for combining and managing personal verification and message authentication encryptions for network transmission
US7680273B2 (en) System and method for optimizing error detection to detect unauthorized modification of transmitted data
JPS5925411B2 (ja) 暗号処理装置
WO1989007375A1 (en) Cryptographic method and apparatus with electronically redefinable algorithm
JPH1061277A (ja) 遠隔操作装置
JPS63135035A (ja) 暗号化／復号方法および装置
US20170019376A1 (en) Data Encryption and Authentication Using a Mixing Function in a Communication System
JPS61501001A (ja) 暗号化伝送システム
EP1882346B1 (en) Communication protocol and electronic communication system, in particular authentication control system, as well as corresponding method
Kent Encryption-based protection for interactive user/computer communication
US20020138732A1 (en) Methods, systems and computer program products for providing digital signatures in a network environment
CN116886208A (zh) 信息加密传输方法、装置、终端设备以及存储介质
JPH04335730A (ja) 暗号送信装置、暗号受信装置、暗号通信システム