JPH09233065A

JPH09233065A - 暗号化装置及び暗号化方法

Info

Publication number: JPH09233065A
Application number: JP8060323A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Enari; 正彦江成
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】暗号化処理の不具合を暗号化側で検出する。【解決手段】平文データを暗号化して暗号文データを
出力する暗号化部２と、暗号化部２から出力された暗号
文データを解読して解読文データを出力する解読化部３
と、前記平文データを入力して、暗号化部２と解読化部
３の処理時間に応じて遅延させて出力する遅延部４と、
遅延部４から出力される平文データと、前記解読文デー
タを比較して、比較結果として一致、又は不一致信号を
出力する比較器５を備えて暗号化装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平文を暗号化する
暗号化方法および装置、および暗号文を解読化する解読
化方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信や記録等における情報を秘匿するた
めに、情報を暗号化することが従来から知られている。
この暗号化では、情報を意味のわからない情報になるよ
う暗号化し、暗号化された情報を送信したり、記録媒体
等に記録する。そして、暗号化された情報を受けて、解
読化することにより、元の情報を得るようにする。この
ような暗号化・解読化には、大きく分けて秘密鍵暗号方
式（慣用鍵暗号方式）と、公開鍵暗号方式とがある。秘
密鍵暗号方式は、暗号化と解読化とに同じ鍵を利用して
おり、暗号化側と解読化側とで同じ鍵を秘密に持つ方式
である。一方、公開鍵暗号方式は、暗号化側と解読化側
とで異なる鍵を使用し、暗号化側の鍵は公開するが、解
読化側の鍵は公開しない方式である。

【０００３】このような暗号化・解読化方式の慣用鍵暗
号方式の一つとして、米国における標準方式であるＤＥ
Ｓ（Data Encryption Standard）方式の暗号アルゴリズ
ムが知られている。このＤＥＳ方式は、暗号アルゴリズ
ムを公開し、暗号鍵だけで暗号強度を保っている。暗号
アルゴリズムを公開するのは、公開しても暗号鍵がなけ
れば、解読するための演算が膨大な量となり、高速な演
算装置を使用しても数１００年ないし数１０００年以上
かかると予想されているからである。ところで、暗号化
は基本的には文字の順序を入れ替える転置と、一定の規
則にしたがってある文字を別の文字に置き換える換字と
を組み合わせて実施している。そして、どのような順序
で文字を入れ替えるか、どの文字とどの文字とを置き換
えるかを示すのが暗号アルゴリズムと暗号鍵となる。

【０００４】ところで、暗号アルゴリズムにはＤＥＳに
限らず多種・多様なものがあり、より安全性・高速性に
優れた方式が開発されている。この一例として、米国特
許第４，９８２，４２９号明細書、米国特許第５，１０
３，４７９号明細書、および特開平１−２７６１８９号
公報等に記載されている暗号方式（MULTI2方式）が知ら
れている。また、国際標準化機構（ＩＳＯ）においても
ＩＳＯ９９７９／０００９として登録された暗号化方式
や、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０１１６として登録された暗号化
利用モードがある。

【０００５】上記MULTI2方式の暗号化方式においては、
入力データサイズが６４ビット、出力データサイズが６
４ビットであり、暗号化を行うための２５６ビットサイ
ズのワーク鍵を、２５６ビットサイズのシステム鍵と、
６４ビットサイズのデータ鍵から生成している。また、
暗号化段数は正の整数段とされている。このMULTI2方式
における暗号化アルゴリズムの概略構成を図６に示す。
MULTI2方式は、図６に示すように６４ビットのデータ鍵
Ｋｓに２５６ビットのシステム鍵Ｊを用いて暗号アルゴ
リズムを実行することにより、２５６ビットのワーク鍵
Ｋｗを生成する。これを鍵スケジュール処理といい、こ
の鍵スケジュール処理は暗号アルゴリズム実行手段Ｃに
より実行される。生成されたワーク鍵Ｋｗは、暗号アル
ゴリズム実行手段Ｆに供給されて入力された６４ビット
ブロックの平文が暗号化される。なお、暗号アルゴリズ
ム実行手段Ｃと暗号アルゴリズム実行手段Ｆとで実行さ
れる暗号アルゴリズムは、同一の暗号アルゴリズムとす
ることができる。

【０００６】このような暗号化がMULTI2方式の基本的な
暗号化アルゴリズムであるが、これでは予め文字、ある
いは単語が出現する頻度の分布を統計処理しておき、入
手した暗号化文の文字列パターンの頻度分布とのマッチ
ングを取ることにより、平文が推定（解読）されてしま
うおそれがある。そこで、暗号化された６４ビットの暗
号ブロックと、次に入力される６４ビットの入力データ
との排他的論理和を演算して暗号文を作成する手法があ
る。この手法を行って暗号化するモードをＣＢＣ（Ciph
er Block Chaining)モードとよんでいる。なお、前記し
た暗号アルゴリズム実行手段Ｆにおいては、このような
ＣＢＣモードの暗号アルゴリズムが実行されている。

【０００７】また、例えばパケット通信のように通信を
行うデータの単位が予め決められている通信方式がある
が、６４ビットを１ブロックとするようなブロック暗号
化方式では、１ブロックのビット数で割り切れないデー
タ単位が入力された場合に、１ブロックに満たない端数
データがでることになる。そこで、その端数処理をＯＦ
Ｂ（Output Feedback ）モードで処理するようにしてい
る。すなわち、データに端数部分がある場合は、データ
の端数部分が暗号アルゴリズム実行手段Ｇに供給され、
ワーク鍵Ｋｗを用いて生成された乱数を使用して暗号化
するようにしたＯＦＢモードとされる。これにより、６
４ビットを１ブロックとした時に６４ビットに満たない
データの暗号文を得ることができるようになる。なお、
ＣＢＣモードおよびＯＦＢモードは暗号化利用モードと
呼ばれる。

【０００８】また、MULTI2方式における解読化アルゴリ
ズムの概略構成を図７に示す。図７に示すように、６４
ビットのデータ鍵Ｋｓに２５６ビットのシステム鍵Ｊを
用いて暗号アルゴリズムを実行することにより２５６ビ
ットのワーク鍵Ｋｗを生成する。このワーク鍵の生成
は、暗号化側と同一の暗号アルゴリズムの鍵スケジュー
ル処理により行われる。この暗号アルゴリズムは暗号ア
ルゴリズム実行手段ｃにより実行される。生成されたワ
ーク鍵Ｋｗは、解読アルゴリズム実行手段ｆに供給され
て入力された６４ビットの暗号文が解読化される。

【０００９】この解読アルゴリズムでは、暗号アルゴリ
ズム実行手段Ｆの暗号アルゴリズムにおける、換字と転
置のアルゴリズムが逆の順序のアルゴリズムで行われる
ことになる。なお、ＯＦＢモードで暗号化されている暗
号文は、暗号アルゴリズム実行手段ｇに供給され、ワー
ク鍵Ｋｗを用いて生成された乱数を使用することにより
解読化される。これにより、１ブロック６４ビットの暗
号文を解読化して６４ビットブロックの平文を得ること
ができる。また、解読アルゴリズム実行手段ｆはＣＢＣ
モードの解読アルゴリズムを実行するようにされてい
る。

【００１０】ここで、暗号化利用モードの説明を図８を
参照しながら行うが、図８（ａ）にＣＢＣモードの暗号
化・解読化の概略構成を示し、図８（ｂ）にＯＦＢモー
ドの暗号化・解読化の概略構成を示している。ＣＢＣモ
ードでは、図８（ａ）に示すようにｉ番目の平文ブロッ
クＭ(i) が、排他的論理和回路１０１に入力され、レジ
スタ（ＲＥＧ）１０３により遅延されてフィードバック
された１ブロック前の暗号文ブロックＣ(i-1) との排他
的論理和が演算される。演算されたデータは暗号アルゴ
リズム実行手段１０２において、データ鍵Ｋｓに基づい
て生成されたワーク鍵により暗号化される。この暗号化
されたｉ番目の暗号文ブロックＣ(i) は、Ｃ(i) ＝ＥＫｓ（Ｍ(i) ．ＥＯＲ．Ｃ(i-1) ）と表せる。ただし、ＥＫｓ（ｍ）はｍをＫｓで暗号化す
ることを意味しており、ＥＯＲは排他的論理和の演算を
行うことを示している。

【００１１】そして、この暗号文ブロックＣ(i) は送信
され、受信側において受信されることになる。受信され
た暗号文ブロックＣ(i) は、解読アルゴリズム実行手段
１１１においてデータ鍵Ｋｓに基づいて生成されたワー
ク鍵を用いて解読され、排他的論和回路１１３に供給さ
れる。この排他的論理和回路１１３にはレジスタ（ＲＥ
Ｇ）１１２において遅延された、１ブロック前の暗号文
ブロックＣ(i-1) が入力されて、両者の排他的論和が演
算される。この時、送信側と受信側のデータ鍵Ｋｓは等
しく、これにより、排他的論理和回路１１３からｉ番目
の平文ブロックＭ(i) が解読される。ｉ番目の平文ブロ
ックＭ(i) は次のように表せる。Ｍ(i) ＝ＤＫｓ（Ｃ(i) ．ＥＯＲ．Ｃ(i-1) ）ただし、ＤＫｓ（ｃ）はＫｓでｃを解読化することを示
している。

【００１２】また、ＯＦＢモード時では、ｉ番目の平文
ブロックＭ(i) は排他的論理和回路１０５に供給され
る。この排他的論理和回路１０５には、データ鍵Ｋｓに
基づいて生成されたワーク鍵により乱数化された暗号ア
ルゴリズム実行手段１０４の出力が供給されている。な
お、暗号アルゴリズム実行手段１０４の出力は、レジス
タ１０３により１ブロック遅延されて暗号アルゴリズム
実行手段１０４に戻されている。これにより、排他的論
理和回路１０５からは乱数により暗号化された暗号文ブ
ロックＣ(i) が出力される。

【００１３】そして、この暗号文ブロックＣ(i) は送信
され、受信側において受信されることになる。受信され
た暗号文ブロックＣ(i) は、排他的論和回路１１４に供
給される。この排他的論和回路１１４には、暗号アルゴ
リズム実行手段１１５においてデータ鍵Ｋｓに基づいて
生成されたワーク鍵を用いて乱数化された出力が供給さ
れている。この暗号アルゴリズム実行手段１１５の出力
は、レジスタ（ＲＥＧ）１１２において１ブロック遅延
されて暗号アルゴリズム実行手段１１５に戻されてい
る。この場合、排他的論理和回路１１４に供給される乱
数は、排他的論理和回路１０５に供給される乱数と等し
く、これにより、排他的論理和回路１１４から解読され
たｉ番目の平文ブロックＭ(i) が得られる。

【００１４】以上説明した暗号化利用モードを有する暗
号化・解読化方式の概略構成を図９に示す。この図にお
いて、送信側にはデータを暗号化するスクランブラ１０
０が備えられており、スクランブラ１００により入力デ
ータがスクランブル、すなわち暗号化されて送信されて
いる。このスクランブルされた送信データは、空間等の
伝送路を伝播されて受信側で受信される。受信側には、
デスクランブラ１１０が備えられており、このデスクラ
ンブラ１１０によりスクランブルされた送信データがデ
スクランブル、すなわち解読化されて、元のデータに戻
されて出力されるようになる。

【００１５】スクランブラ１００は、入力された入力デ
ータ（平文）を暗号化する暗号アルゴリズム実行手段で
あるEncryptor １０２と、レジスタ１０３と、排他的論
理和回路（ＥＸ−ＯＲ）１０１からなるＣＢＣモード暗
号化部と、暗号アルゴリズム実行手段であるEncryptor
１０４と、排他的論理和回路（ＥＸ−ＯＲ）１０５から
なるＯＦＢモード暗号化部から構成されている。なお、
データ鍵とシステム鍵からワーク鍵を生成するEncrypto
r １０６もスクランブラ１００内に備えられている。生
成されたワーク鍵はEncryptor １０２，１０４に供給さ
れる。ところで、Encryptor １０２、Encryptor １０
４、Encryptor １０６は同一の暗号アルゴリズムとする
ことができるので、１つのEncryptor により３つのEncr
yptor を兼用することができる。ＣＢＣモード暗号化部
およびＯＦＢモード暗号化部の動作は前述したとおりで
あるので、ここでは省略する。

【００１６】また、受信側に備えられたデスクランブラ
１１０は、入力された受信データ（暗号文）を解読化す
る解読アルゴリズム実行手段であるDecryptor １１１
と、レジスタ１１２と、排他的論理和回路（ＥＸ−Ｏ
Ｒ）１１３からなるＣＢＣモード解読化部と、暗号アル
ゴリズム実行手段であるEncryptor １１５と、排他的論
理和回路（ＥＸ−ＯＲ）１１４からなるＯＦＢモード解
読化部から構成されている。なお、データ鍵とシステム
鍵からワーク鍵を生成するEncryptor １１６もデスクラ
ンブラ１１０内に備えられている。生成されたワーク鍵
はDecryptor １１１と、Encryptor １１５に供給され
る。なお、Encryptor １１５、Encryptor １１６は同一
の暗号アルゴリズムとすることができるので、１つのEn
cryptor により２つのEncryptor を兼用することができ
る。また、ＣＢＣモード解読化部およびＯＦＢモード解
読化部の動作は前述したとおりであるので、ここでは省
略する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示し
たスクランブラ／デスクランブラにおいては、送信側で
暗号処理を施した送信データをそのまま受信側に送信し
ているので、例えば放送システム等に用いた場合、スク
ランブラに不具合が生じて送信データの一部又は全部が
破壊されると、例えば各家庭などに配置されている受信
装置で送信データ（受信データ）を解読することができ
ないという問題が生じる恐れがある。これは、暗号化装
置のアルゴリズムの秘匿性が高い程、小さな箇所の不具
合が送信データ全体に影響を及ぼす寄与度合が大きいた
めである。また、例えばＭＰＥＧ（Motion Picture Exp
erts Group）等のような高圧縮の符号化方式で符号化さ
れたデータを伝送する場合には、誤データの伝播が続く
ことになってしまう。

【００１８】そこで、本発明は誤りの無い暗号処理を施
すことができる暗号化装置及び方法を提供することを目
的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、平文データを入力
して、所定の暗号アルゴリズムの暗号処理を施すことに
より暗号文データを出力する暗号化装置において、前記
平文データを暗号化して暗号文データを出力する暗号化
手段と、前記暗号化手段から出力された暗号文データに
所定の解読アルゴリズムの解読処理を施して解読文デー
タを出力する解読化手段と、前記暗号化手段と解読化手
段の処理時間に応じて前記平文データを遅延させて出力
する遅延手段と、前記遅延手段から出力される平文デー
タと、前記解読化手段で解読されて出力される前記解読
文データを比較する比較手段を備えて暗号化装置を構成
する。

【００２０】また、暗号化方法としては、前記平文デー
タを暗号化して暗号文データを生成するとともに、前記
暗号文データを所定の解読アルゴリズムで解読化して解
読文データを生成し、前記暗号化及び解読化の処理時間
に応じて遅延された前記平文データと前記解読文データ
を比較し、その結果に応じて暗号処理の制御を行うよう
にする。

【００２１】本発明によれば、暗号化装置に不具合が生
じて正しい暗号化を行うことができなくなった場合に、
入力される平文データと一端暗号化された後に解読され
た平文データを比較することにより、この誤りを暗号化
装置側で検出することができる。したがって、破壊され
たデータを送信することを防止することができるように
なる。また、暗号文が正しく暗号処理されていないと検
出された場合は、これに応じて予め用意されている予備
装置に切替えることができるので、誤った送信データが
伝送され続けることを防止することができるようにな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図１は本実施形態の暗号化装置の構成概要を示すブ
ロック図である。一点鎖線で囲まれている暗号化装置
（スクランブラ）１は、通常のデータ（例えば文字、画
像等）である６４ビットブロックの平文データを入力し
て、所定の暗号アルゴリズムで暗号化た暗号文データを
出力するように構成されている。この暗号化装置１は例
えば暗号化部２、遅延部３、解読化部４、比較器５等に
よって構成されている。

【００２３】暗号化部１は入力端子ｔ１から入力された
平文データを所定の暗号アルゴリズムによって暗号化し
て、暗号文データとして出力端子ｔ２から出力する。ま
た、ここで暗号化された暗号文データは解読化部３にも
供給される。暗号化部１は先程図９で説明した送信側と
同様の処理を行うように構成されている。すなわち、６
４ビットのデータ鍵に２５６ビットのシステム鍵を用い
て暗号アルゴリズムを実行することにより２５６ビット
のワーク鍵を生成し、このワーク鍵を用いて平文データ
を暗号化する（ＣＢＣモード）。また、データに端数部
分がある場合は、データの端数部分が暗号アルゴリズム
実行手段Ｇに供給され、ワーク鍵Ｋｗを用いて生成され
た乱数を使用して暗号化する（ＯＦＢモード）。

【００２４】解読化部３は暗号化部１で暗号化された暗
号文を解読して比較器５に供給するように構成されてい
る。ここでは暗号化部１と同様に、６４ビットのデータ
鍵に２５６ビットのシステム鍵を用いて暗号アルゴリズ
ムを実行することにより２５６ビットのワーク鍵を生成
し、このワーク鍵を用いて暗号データを解読化する（Ｃ
ＢＣモード）。また、ＯＦＢモードの場合は、暗号アル
ゴリズム実行手段ｇに供給され、ワーク鍵を用いて生成
された乱数を使用して解読化する。

【００２５】遅延部４は入力端子ｔ１から入力された平
文データを、後述するように所定のタイミングだけ遅ら
せて、比較器５に出力するように構成されている。そし
て比較器５においては、解読化部３で解読された解読文
データと、入力端子ｔ１から入力された平文データを比
較し、平文データと解読文データが一致しているか否か
の判別信号を出力する。この判別信号は、以下、図２、
図３で説明するように、例えば暗号化装置１の動作を制
御する制御部や、また送信側のシステムを統轄して制御
している制御部等に供給される。したがって、平文デー
タと解読文データが例えば不一致である場合は暗号化装
置１に不具合が生じたと見なし、予め用意されている予
備装置等に切替えて暗号化処理を行ない送信を続けるこ
とができるようになる。

【００２６】なお、本実施形態で用いる平文データ及び
暗号文データの構造については例えばＭＰＥＧのトラン
スポートストリーム（Trans Port Stream ・・・以下単
にＴＳという）とされる。このＴＳは１８８バイトのパ
ケット構造とされ、通常４バイトのヘッダの後に１８４
バイトのペイロードが続いている。また、伝送エラーに
対してエラー訂正の為のパリティーを付加することから
１６バイトのダミー期間が設けられ、ヘッダ、ペイロー
ド、ダミーの繰り返しのストリームとなっている。

【００２７】このＴＳのヘッダには、そのパケットがビ
デオデータで構成されているのか、オーディオデータで
構成されているのか、あるいは他のデータ列で構成され
ているのかを示すＰＩＤ（Packet Identification ）情
報や、暗号化されているのか否かを示すＴＳＣ（Transp
ort Scrambling Control）情報等の、パケットの属性情
報が含まれている。

【００２８】図２は暗号化装置１の一構成例を詳細に説
明する図である。暗号化部２はデータ鍵、システム鍵が
書き込まれる鍵テーブル２ａ、及び図９の送信側に示し
た暗号化アルゴリズムを有して形成されている暗号化Ｌ
ＳＩ２ｂによって構成されている。鍵テーブル２ａに
は、制御部６からアドレス及び鍵データ等が供給され、
２５６ビットのシステム鍵、ＣＢＣモード及びＯＦＢモ
ードにおけるレジスタの初期値（６４ビット）、及び全
てのＰＩＤに相当するデータ鍵（６４ビット×ＰＩＤ
数）が設定される。

【００２９】暗号化ＬＳＩ２ｂには入力端子ｔ１から平
文データが入力され、ＴＳのヘッダに含まれてる１３ビ
ットのＰＩＤを検出して、このＰＩＤに対応している６
４ビットのデータ鍵が鍵テーブル２ａから読み出される
ことになる。また、システム鍵に関しては例えば電源投
入時に実行される初期処理時に図示されていない経路に
よって制御部６から暗号化ＬＳＩ２ｂに供給されてい
る。なお、通常暗号化側では、全てのＰＩＤに相当する
データ鍵をテーブルとして持っている。

【００３０】解読化部３は暗号化部２と同様にデータ
鍵、システム鍵が書き込まれる鍵テーブル３ａ及び、図
９の受信側に示した解読化アルゴリズムを有して形成さ
れている解読化ＬＳＩ３ｂによって構成されている。鍵
テーブル３ａに対しても、鍵テーブル２ａと同様に制御
部６からアドレス及び鍵データ等が供給され、２５６ビ
ットのシステム鍵、ＣＢＣモード及びＯＦＢモードにお
けるレジスタの初期値（６４ビット）、及び全てのＰＩ
Ｄに相当するデータ鍵（６４ビット×ＰＩＤ数）が設定
される。

【００３１】解読化ＬＳＩ３ｂには暗号化ＬＳＩ２ｂか
ら出力された暗号文データが入力され、この暗号文デー
タとして出力されるＴＳのヘッダに含まれている１３ビ
ットのＰＩＤを検出して、このＰＩＤに対応した６４ビ
ットのデータ鍵が鍵テーブル３ａから読み出されること
になる。

【００３２】一方、入力端子ｔ１から入力された平文デ
ータは、暗号化部２に入力されるとともに、例えばＦＩ
ＦＯ（First in First out）によって構成されている遅
延部４によって遅延されて比較器５に供給される。ここ
での遅延量は、暗号化ＬＳＩ２ｂの処理時間に応じた遅
延量及び解読化ＬＳＩ３ｂの処理時間に応じた遅延量の
和である。したがって、比較器５に入力される平文デー
タと解読文データとの位相が合うので、ＴＳヘッダに含
まれているＴＳＣフラグ期間以外のデータは全て一致す
るようになる。

【００３３】また、平文データと解読文データが不一致
であると判別した場合、比較器５は不一致信号を出力
し、暗号化装置１の暗号化制御に不具合が生じたことを
制御部６に伝達することになる。制御部６はこの不一致
信号を受けると、例えばこの暗号化装置１の送信を停止
させるか、また例えばこの図には示されていない予備装
置等に制御信号を出力して、この予備装置に暗号化処理
を切替えることができるようになる。これによって、暗
号化装置１に不具合が生じた場合も予備装置に移行して
暗号化処理を行ない送信を継続することができるように
なる。

【００３４】次に、図３にしたがい他の実施形態を説明
する。他の実施形態も前記実施形態と同様に、鍵テーブ
ル２ａには、制御部６からアドレス及び鍵データ等が供
給され、２５６ビットのシステム鍵、ＣＢＣモード及び
ＯＦＢモードにおけるレジスタの初期値（６４ビッ
ト）、及び全てのＰＩＤに相当するデータ鍵（６４ビッ
ト×ＰＩＤ数）が設定される。

【００３５】暗号化ＬＳＩ２ｂには入力端子ｔ１から平
文データが入力され、ＴＳのヘッダに含まれてる１３ビ
ットのＰＩＤを検出して、このＰＩＤに対応している６
４ビットのデータ鍵が鍵テーブル２ａから読み出される
ことになる。また、システム鍵に関しては例えば電源投
入時に実行される初期処理時に図示されていない経路に
よって制御部６から暗号化ＬＳＩ２ｂに供給されてい
る。なお、通常暗号化側では、全てのＰＩＤに相当する
データ鍵をテーブルとして持っている。

【００３６】また、解読化ＬＳＩ３ｂが鍵テーブル２ａ
からシステム鍵、レジスタ初期値及びデータ鍵を参照す
ることができるようにデータバスを接続している。ま
た、暗号化ＬＳＩ２ｂと解読化ＬＳＩ３ｂをデータバス
で接続し、暗号化ＬＳＩ２ｂがシステム鍵を参照するタ
イミングをSKENBN、レジスタ初期値を参照するタイミン
グをRVENBN、データ鍵を参照するタイミングをDKENBNと
して、これらのタイミングで解読化ＬＳＩ３ｂの鍵テー
ブル３ｂにデータ鍵を書き込むようにしている。

【００３７】この場合の暗号化ＬＳＩ２ｂから解読化Ｌ
ＳＩ３ｂの受け渡しのタイミングは図４の摸式図に示さ
れているようになる。なお、前述したようにＴＳは１８
８バイトのパケット構成とされており、１６バイトのダ
ミーを付加するとクロックは２０４バイト（０〜２０
３）が１周期となる。図４において（ａ）は同期信号、
（ｂ）はクロック、（ｃ）はデータ鍵、（ｄ）はデータ
鍵を参照するタイミングのDKENBN、（ｅ）はシステム鍵
を参照するタイミングSYENBN、（ｆ）はレジスタ初期値
を参照するタイミングのRVENBNを示している。また図４
（ｃ）にしろ抜きで示されているタイミングでデータ鍵
の書込みが行われる。

【００３８】図示されているように、例えば図４（ａ）
に示されている５クロック乃至８クロックの４クロック
の期間で暗号化ＬＳＩ２ｂはデータ鍵（１６ビット×
４）を参照し、この期間内にDKENBNを出力することで
（図４（ｄ））、解読化ＬＳＩ３ｂにデータ鍵を書き込
む（図４（ｃ））。また、例えば１７８クロック乃至１
９３クロックの１６クロックの期間で暗号化ＬＳＩ２ｂ
はシステム鍵（１６ビット×１６）を参照して、この期
間内にSYENBNを出力することで（図４（ｅ））、解読化
ＬＳＩ３ｂにシステム鍵を書き込む（図４（ｃ））。さ
らに、例えば１９８クロック乃至２０１クロックの４ク
ロックの期間で暗号化ＬＳＩ２ｂはレジスタ初期値（１
６ビット×４）を参照して、この期間内にRVENBNを出力
することで解読化ＬＳＩ３ｂにレジスタ初期値を書き込
む（図４（ｃ））ようにする。

【００３９】以下、暗号化装置１全体の処理の流れを、
図５（ａ）〜（ｅ）に示すタイミングチャートにしたが
い説明する。図５（ａ）は平文入力信号として平文デー
タ及びその同期信号、図５（ｂ）は暗号文出力信号とし
て暗号文データ及びその同期信号、図５（ｃ）は比較器
解読入力信号として遅延された解読データ及びその同期
信号、図５（ｄ）は比較器平文入力として平文データ及
びその同期信号、図５（ｅ）は比較器出力信号の一例と
して平文データと解読文データの不一致信号を示してい
る。

【００４０】図５（ａ）に示されている平文データは、
暗号化部２において暗号化されることによって、図５
（ｂ）に示されているようにその処理時間に応じて遅延
されて出力されるので、暗号文データは平文データに対
して遅延量Ｄ₁ だけ遅れて出力されることになる。図５
（ｂ）に示されている暗号文データはそのまま出力端子
ｔ２から出力されるか、また解読化部３で解読されるこ
とになる。解読化部３に入力される暗号文データは、解
読化処理時間に応じて遅延されて出力されるので、図５
（ｃ）に示されているように解読文データは暗号文デー
タに対して遅延量Ｄ₂ だけ遅れて出力されることにな
る。

【００４１】したがって、比較器５に入力される平文デ
ータは、図５（ｄ）に示されているように遅延部３によ
って遅延量Ｄ₁ 及び遅延量Ｄ₂ の和である遅延量Ｄ₃ だ
け遅延されることになる。これによって、平文データと
解読文データの位相が同期し暗号化装置１が正常に動作
しているときは、常に各データが一致するようになる。
また、例えば暗号化処理に不具合が生じ比較結果が不一
致であった場合は、例えば図５（ｅ）に示されているよ
うに比較器５から不一致信号が出力されることになる。
図５（ｅ）では例えば第Ｎの周期の平文データと解読文
データが不一致であった場合の一例であるが、比較器５
で不一致が検出されると不一致信号が立上がり、以後ラ
ッチされた状態で制御部６に供給され、例えばＮ＋１以
降のＴＳが入力されても処理を行わないか、または暗号
処理を予備装置に移行するような制御がなされる。

【００４２】上記したように本実施形態は、６４ビット
の平文データを、６４ビットのデータ鍵、２５６ビット
のシステム鍵を用いて６４ビットの暗号文データを生成
する暗号化装置を例に挙げて説明したが、本発明のはこ
れらの数値に限定されるものではない。また、暗号化方
式に関しても転置、換字を繰り返す方式に限定されるも
のではない。さらに、伝送データ形式、各種制御の種
類、及びデータ処理のタイミング等も一例であり、上記
実施形態に挙げた例に限定されるものではない。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、例えば
放送システムの送信側に適用した場合、暗号化装置の暗
号化処理に不具合が生じた場合、この不具合を検出する
ことが可能である。これによって、例えば、不具合によ
り破損したデータを転送することを防止することができ
るとともに、不具合の検出によって、暗号化処理を予備
装置等に移行して継続することができるようになるの
で、送信動作の安定性を向上することができるようにな
る。したがって、放送システムの受信側において受信し
たデータが解読できない状態が続くという状態を防止す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の概要を示すブロック図であ
る。

【図２】実施形態の暗号化装置の一構成例を詳細に示す
ブロック図である。

【図３】他の実施形態の暗号化装置の一構成例を詳細に
示すブロック図である。

【図４】他の実施形態の暗号化ＬＳＩから解読化ＬＳＩ
への各鍵及びレジスタ初期値の受け渡しタイミングを示
す図である。

【図５】実施形態の暗号化装置の全体の処理の流れを説
明する図である。

【図６】従来の暗号化アルゴリズムを示す図である。

【図７】従来の解読化アルゴリズムを示す図である。

【図８】ＣＢＣモードとＯＦＢモードの暗号化利用モー
ドの構成を示す図である。

【図９】従来の暗号化・解読化方式の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１暗号化装置、２暗号化部、２ａ，３ａ鍵テーブ
ル、２ｂ暗号化ＬＳＩ、３解読化部、３ｂ解読化
ＬＳＩ、４遅延部、５比較器、６制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平文データを入力して、所定の暗号アル
ゴリズムの暗号処理を施すことにより暗号文データを出
力する暗号化装置において、前記平文データを暗号化して暗号文データを出力する暗
号化手段と、前記暗号化手段から出力された暗号文データに所定の解
読アルゴリズムの解読処理を施して解読文データを出力
する解読化手段と、前記暗号化手段と解読化手段の処理時間に応じて前記平
文データを遅延させて出力する遅延手段と、前記遅延手段から出力される平文データと、前記解読化
手段で解読されて出力される前記解読文データを比較す
る比較手段と、を備えて構成されていることを特徴とす
る暗号化装置。
【請求項２】前記比較手段より出力される比較信号が
制御手段に供給されるように構成されていることを特徴
とする請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項３】平文データを入力して、所定の暗号アル
ゴリズムの暗号処理を施して暗号文データを生成する暗
号化方法において、前記平文データを暗号化して暗号文データを生成すると
ともに、前記暗号文データを所定の解読アルゴリズムで
解読化して解読文データを生成し、前記暗号化及び解読
化の処理時間に応じて遅延された前記平文データと前記
解読文データを比較し、その結果に応じて暗号処理の制
御を行うようになされていることを特徴とする暗号化方
法。