JPH0563142U - データ暗号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 秘密鍵暗号通信系において、送信側と受信側
が例えば長い距離で隔てられ、鍵データの配送を、第三
者の傍受する通信路を経由する以外に手段のない場合
に、鍵データを送信側から受信側に送信することなく、
受信側で自動的に新しい鍵データを検索することによ
り、通信の途絶を回避することが可能なデータ暗号装置
を得る。 【構成】 受信側のデータ暗号装置において、あらかじ
め複数のデータ鍵を格納した鍵データテーブルを備え、
解読後の平文データに含まれる冗長ビットを監視するこ
とにより、送信側と異なる鍵データにより解読したこと
を知り、正しい鍵データテーブルを検索するようにし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、複数の鍵データを用いた暗号通信システムにおける暗号解読器に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ディジタル通信の分野においては、情報源からの信号は、一般に“１”及び“ ０”の２値からなる数値列に変換され、この２値により、搬送信号を変調するこ とによって無線または有線伝送路に送出され、目的地へ伝達される。情報源から の信号としては、例えば文字、音声や画像等があり、これらの情報源信号は伝送 路上で容易に第三者の傍受が可能な状況にある。上記のように第三者が傍受可能 な伝送路を使用して、情報を伝送する場合、秘匿性を有する情報源データについ ては情報源側で暗号化し、目的地の受信側でこれを暗号解読してもとの情報源か らの信号を復元する、いわゆる暗号通信システムが構成される。

【０００３】 暗号通信システムとしては、様々な原理に基づくものが提案され、実用されて いるが、よく用いられる方式の一つに秘密鍵暗号方式と呼ばれるものがある。秘 密鍵暗号方式では文字等の情報の順序を置き換える転置式、文字等の情報を他の 文字等に置き換える換字式等が実用されている。これらの操作により、加工され て伝送路に送出される情報源からの情報は、どのような規則によって情報が加工 されたかを知らない第三者には解読できず、その規則を知っている目的地の受信 側でのみ、解読可能とするものである。従って、上記秘密鍵暗号方式では、送信 側と受信側が知っている、暗号化するために使用する規則すなわち転置や換字の 対応表を、第三者に知られないように保護することが重要になる。転置や換字の 対応表は鍵と呼ばれることから、上記の方式は秘密鍵暗号方式と呼ばれる。ここ で、鍵データは一定の期間、同一のものが使用されるが、通信の秘匿性を確保す るためには同一の鍵データを長く使用するのは好ましくない。同一の鍵データを 使用して長期間にわたって通信を続けた場合、傍受者にとって、同一鍵による通 信文の十分なサンプルを収集し、これを解析して暗号鍵を発見する、いわゆる既 知平文攻撃等の十分な時間と機会を与えることになるからである。特に暗号のア ルゴリズムが公開されている場合、鍵データの発見は一層容易になるため、鍵デ ータは頻繁に交換できることが必要である。

【０００４】 さて、鍵データを交換する際には、当然送信側と受信側が同期して交換しなけ れば、受信側で暗号文を解読することができないことはいうまでもない。そこで 、鍵データの配送はさまざまな方法でなされるが、例えば、暗号文を送受する通 信路とは別の手段によって配送できれば、安全性が高い。暗号文の通信が有線に よる電気通信で行われる系においては、予め送信側から暗号鍵データを交換する 日時と新しい暗号鍵データを物理的な手段で受信側に配送し、受信側でこれらに もとづいて暗号解読機の各パラメータをセットする場合を考えると、第三者はこ れを傍受する手段を持たず、高い安全性が確保できる。

【０００５】 しかし、特に送信側と受信側の距離が著しく離れており、通信の伝送路以外の 配送手段を持たない場合、即ち、鍵データを配送する物理的な手段を持たない場 合は、鍵データの配送そのものも第三者の傍受可能な通信路によらぜるを得ない ことになる。この場合、鍵データを配送する通信路自体が第三者の傍受が可能で あり、鍵データを解読される危険があるため、鍵データの更新は行われず、鍵デ ータ記憶回路に初期設定された鍵データが連続的に使用されることになる。従っ て、このような場合において安全に鍵データを交換する手段の必要性が生じる。

【０００６】 図４は、秘密鍵暗号方式における、鍵配送手段を具備した従来のデータ暗号装 置の例であり、図において１は入力暗号文、２は暗号文入力回路、３は暗号文、 ５は鍵データ、６は暗号解読回路、７は平文、８は平文出力回路、９は出力平文 、２０は鍵データ判別回路、２１は更新鍵データ、２２は鍵データ記憶回路であ る。

【０００７】 次に動作について説明する。入力暗号文１は暗号文入力回路２で受信され、暗 号文３として、暗号解読回路６へ入力される。一方、暗号解読回路６において暗 号を解読するための鍵データ５は、鍵データ記憶回路２２から暗号解読回路６に 供給される。暗号解読回路６は、鍵データ５を用いて、暗号文３を解読し、その 結果を平文７として出力する。平文７は、平文出力回路８から出力平文９として 出力される。ここで暗号文入力回路２は入力データを暗号解読回路で処理するた めのバッファの機能を有する。例えば、入力暗号文１がシリアルデータ形式の場 合、暗号文入力回路２はこれを暗号文解読回路６が同時に処理するビット数から なるパラレルデータに変換する。また、平文出力回路８では逆に、暗号文解読回 路から出力されるパラレルデータを、再びシリアルデータに変換する機能を有す る。

【０００８】 ここで、暗号文３は暗号解読回路４によって解読され、平文７が平文出力回路 ８を経て出力平文として出力されるが、平文７は同時に鍵データ判別回路２０へ も供給される。鍵データ判別回路では、平文７に含まれる特定の情報を検出し、 鍵データの配送であることを判別すると、検出された更新鍵データ２１を鍵デー タ記憶回路２２に供給する。鍵データ記憶回路の鍵データは、このようにして更 新され、これ以降の暗号解読回路４への鍵データは、新しいデータが使用される 。送信側では、上記鍵データの配送を行ったあと自らの暗号化鍵も更新して、暗 号化を行うため、送信及び受信側で同期した鍵データの更新が可能になる。送信 側が任意の時点で鍵データの変更を行う際に、鍵データを特定の方法で暗号文と して暗号文の通信路から送信し、受信側ではこれを受信して、上記特定の方法で 暗号化された鍵データであるかを判別し、鍵データの配送であることが検出され た場合は、鍵データの更新を行い、これ以降の暗号解読は新しい鍵データによっ て行うことが可能となっている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前記の実施例では、鍵データの配送を暗号文の通信路を経て行い、暗号文通信 路以外に鍵データの配送を行うことができない通信系においても、暗号文通信路 を経由して、任意に鍵データの配送を行うことによって、上記通信路を傍受する 第三者による暗号鍵データの解読は困難であるが、一方、何らかの原因により、 送信側において一旦受信側で受信された更新鍵データを見失った場合、それを知 りうる手段をもたず、これ以降の通信が不可能になるという課題があった。即ち 、鍵データ記憶回路へ書き込まれる鍵データが誤りを含んでいる場合、あるいは 一旦書き込まれた鍵データの一部のビットが、雑音またはソフトエラーにより、 反転する等、誤りの生じる可能性がある。

【００１０】 本考案は、鍵データの配送を通信の伝送路自体を使用せざるを得ない系におい て、第三者の解読が不可能なデータ暗号装置を得ることにある。

【００１１】 前期した従来の課題に対処するために、送信側から受信側へ通信の伝送路を経 由して配送することなく、送信側で使用する鍵データを任意に変更し、かつ受信 側で鍵データが変更されたことを検知し、以降の復号を新しい鍵データを使用し て行うことにより、以後の通信を可能とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るデータ暗号装置は、受信側であらかじめ複数の鍵データを収納 したテーブルを保有し、送信側から暗号解読のために使用する鍵データを、受信 側に送信することなく、受信側が鍵データ収納テーブルの内容を自動的に検索し 、鍵データを送信側のものに合わせて復号することを可能としたものである。

【００１３】

【作用】

この考案におけるデータ暗号装置は、送信側で使用する鍵データを任意に変更 した場合にも、受信側が送信側の鍵データの変更を自動的に検知し、以降の通信 を可能とするものである。

【００１４】

【実施例】

実施例１． 図１は、この考案の一実施例を示すデータ暗号装置のブロック図であり、図に おいて１は入力暗号文、２は暗号文入力回路、３は暗号文、４は鍵データテーブ ル、５は鍵データ、６は暗号解読回路、７は平文、８は平文出力回路、９は出力 平文、１０は平文記憶回路、１１は記憶平文である。また、１２は記憶平文１１ についてその有意性を判定する平文有意性判定回路、１３は有意性の有無を判定 するレベルを設定する有意性レベル設定回路、１４は設定された有意性レベル、 １５は平文の有意性判定結果フラグ、１６は鍵データテーブルアドレス発生回路 、１７は鍵データテーブルアドレスである。

【００１５】 さて上記の実施例では、平文出力回路８の出力平文９は平文記憶回路１０に一 旦記憶され、平文記憶回路１０の記憶平文１１は平文有意性判定回路１２へ入力 される。平文有意性判定回路１２では、有意性レベル設定回路１３にあらかじめ 設定された有意性レベル１４を基準に記憶平文１１の有意性を判定し、その結果 を有意性判定結果フラグ１５として出力する。鍵データテーブルアドレス発生回 路１６は、上記有意性判定結果フラグ１５が有意性があることを示す場合には、 既に設定されているアドレスを変更せず、一方有意性がないことを示す場合には 、鍵データテーブルアドレス１７を変更して鍵データテーブル４の新しいデータ を促す。

【００１６】 上記の実施例における具体的な動作を説明する。鍵データテーブル４にＮ種（ ＮはＮ≧２なる整数）の鍵データが格納されているものとする。送信側の暗号化 装置もまったく同一の鍵データテーブルを使用しており、送信側及び受信側とも 現在そのうちｎ番目（ｎは１≦ｎ≦Ｎなる整数）の鍵データを使用している状態 にあるとする。この状態では、受信側は送信側で暗号化に使用された鍵データと 全く同じ鍵データを使用して暗号解読するため、正しい平文出力が得られる。あ る時点で、送信側が鍵データを変更した場合を考える。送信側で新たに選択した 鍵データが鍵データテーブルの（ｎ＋１）番目のものである場合、受信側でｎ番 目の鍵データを使用して解読された結果として、正しい平文出力は得られない。 この時、平文記憶回路１０には誤った出力平文９が記憶され、平文有意性判定回 路１２ではその有意性を判定した結果として、有意性判定結果フラグ１５を非有 意状態にセットする。鍵データテーブルアドレス設定回路１６では、有意性判定 結果フラグが非有意状態の時、鍵データテーブルアドレス１７を１インクリメン トする。この結果、鍵データテーブル４の発生する鍵データが更新される。

【００１７】 実施例２． ここで、平文の有意性判定を行う方法は、各種のものが考えられる。例えば、 単純な実施例を図２に示す。図において、暗号化される前の平文として５６ビッ トの情報ビットに８ビットの誤り検出用冗長ビットを付加し、６４ビットの平文 を１ブロックとするブロック暗号を考える。暗号鍵は平文長と同じく６４ビット であり、送信側では６４ビットの暗号文を、６４ビットの鍵データによりあらか じめ定められたアルゴリズムに従って暗号化し、６４ビットの暗号文を生成する 。一方受信側では、これを６４ビットの鍵データにより暗号解読して、６４ビッ トの平文を再生する。今、送信側で使用する暗号が変更された場合、受信側では これを知りえず、暗号化に使用された鍵データと異なった鍵データで解読するた め、出力される平文データとして誤った平文データが得られる。従って、８ビッ トの誤り検出用冗長ビットに誤りを発生し、平文有意性判定回路１２では誤り検 出用冗長ビットを監視することにより、鍵データの変更を知ることができる。こ こで、有意性レベル設定回路１３では、許容誤りビット数を設定する。即ち、誤 りを全く許容しない場合には０ビット、誤りを許容する場合にはその許容ビット 数をあらかじめ設定しておく。

【００１８】 鍵データに誤りが検出されると、前記のように、有意性判定結果フラグ１５に より鍵データテーブルアドレス発生回路１６は鍵データテーブルアドレス１７を １インクリメントする。鍵データテーブル４はインクリメントされた新しい鍵デ ータを選択して暗号解読回路６に供給するため、これ以降の暗号解読は新しい鍵 データを使用して行われることになる。

【００１９】 送信側で変更する鍵データは、必ずしも使用中の次の鍵データテーブルアドレ スに限定されず、従って例えば５アドレス先の鍵データに変更した場合は、上記 のように１インクリメントした受信側ではこれ以降の入力暗号文を正しく解読す ることは出来ない。この場合、送信側において、同一の新しい暗号文を５回送信 すれば、５回目の受信によりアドレスが合計５インクリメントされるため、正し い解読が可能になる。送信側において、鍵データを変更した場合には、その直後 の送信時にインクリメントしたアドレス分重複して同一の暗号文を送信すること により、受信側の鍵データを正しく設定することが可能になる。

【００２０】 実施例３． この考案の別の実施例を図３に示す。図において、１〜１７は図１と同様であ るが、１８は暗号文記憶回路であり、暗号文入力回路１と暗号解読回路６の間に 挿入され、暗号文記憶回路１８において記憶された記憶暗号文１９が暗号文解読 回路６へ供給される。このようにすることによって、入力暗号文は次の暗号文が 入力されるまで保持され、平文有意性判定回路１２において、鍵データの変更が 検知された場合、鍵データテーブルアドレス発生回路１６によるインクリメント 動作を反復することにより、ループを連続的に動作させ、暗号文記憶回路１８に 記憶された暗号文自体を解読することが可能になる。従ってこの場合、実施例１ のように送信側で何回も同じ暗号文を送信することなく、解読及び新しい鍵デー タへの更新が可能になる。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば暗号文の送受に使用する通信路以外に鍵デー タを配送する手段を持たないシステムにおいて、送信側から鍵データを受信側に 配送することなく、鍵データの変更が可能となる。従って、暗号文通信路以外に 鍵データの配送を行うことができない通信系においても、暗号文通信路を経由し て、鍵データを配送する場合に考えられる傍受の危険性を回避し、しかも鍵デー タの配送中に鍵データに誤りを生じた場合にもたらされる通信の途絶を回避でき る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施例を示す構成図である。

【図２】この考案のデータ暗号装置に用いられる平文の
有意性判定回路の動作を示す図である。

【図３】この考案のもう１つであるデータ暗号装置の実
施例を示す図である。

【図４】従来のデータ暗号装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 入力暗号文 ２ 暗号文入力回路 ３ 暗号文 ４ 鍵データテーブル ５ 鍵データ ６ 暗号解読回路 ７ 平文 ８ 平文出力回路 ９ 出力平文 １０ 平文記憶回路 １１ 記憶平文 １２ 平文有意性判定回路 １３ 有意性レベル設定回路 １４ 有意性レベル １５ 有意性判定結果フラグ １６ 鍵データテーブルアドレス発生回路 １７ 鍵データテーブルアドレス １８ 暗号文記憶回路 １９ 記憶暗号文 ２０ 鍵データ判別回路 ２１ 更新鍵データ ２２ 鍵データ記憶回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 秘密鍵暗号方式により暗号化された暗号
   文を受信し、これを解読して平文を得るデータ暗号装置
   において、暗号文を受信する暗号文入力回路と、暗号文
   を解読する為に必要な暗号鍵データを複数格納し、アド
   レスにより指定された鍵データを発生する鍵データテー
   ブルと、鍵データテーブルから出力される鍵データ及び
   前記暗号文入力回路の暗号文出力を入力されて暗号解読
   を行い、その結果を平文データとして出力する暗号解読
   回路と、暗号解読回路の平文データを入力されて、これ
   を記憶する平文記憶回路と、平文記憶回路に記憶された
   平文の冗長ビットを監視することによって、解読を正し
   く行われたか判定を行う平文有意性判定回路と、平文有
   意性判定回路の判定結果を入力されて、有意性が認めら
   れない場合にのみ、アドレスを１つインクリメントして
   前記鍵データテーブルにアドレスデータを供給する鍵デ
   ータテーブルアドレス発生回路を備えたことを特徴とす
   るデータ暗号装置。
2. 【請求項２】 秘密鍵暗号方式により暗号化された暗号
   文を受信し、これを解読して平文を得るデータ暗号装置
   において、暗号文を受信する暗号文入力回路と、暗号文
   入力回路の出力を一時的に記憶する暗号文記憶回路と、
   暗号文を解読する為に必要な暗号鍵データを複数格納
   し、アドレスにより指定された鍵データを発生する鍵デ
   ータテーブルと、鍵データテーブルから出力される鍵デ
   ータ及び前記暗号文記憶回路の記憶した暗号文を入力さ
   れて暗号の解読を行い、その結果を平文データとして出
   力する暗号解読回路と、暗号解読回路の平文データを入
   力されて、これを記憶する平文記憶回路と、平文記憶回
   路に記憶された平文の冗長ビットを監視することによっ
   て、解読が正しく行われたか判定を行う平文有意性判定
   回路と、平文有意性判定回路の判定結果を入力されて、
   有意性が認められない場合には、アドレスを１つインク
   リメントして前記鍵データテーブルにアドレスデータを
   供給する動作を繰り返し、前記平文有意性判定回路の判
   定結果が有意性を示すまでインクリメントを続ける鍵デ
   ータテーブルアドレス発生回路を備えたことを特徴とす
   るデータ暗号装置。