JPH0954547A - 暗号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 データの通信や蓄積の際にデータを秘匿する
ための安全性の高い暗号装置を提供する。 【解決手段】 入力８０１は線形変換８０２後、分割手
段８０３でビット列８０５とビット列８０４に分割され
る。ビット列８０５は、鍵記憶手段８０６とともに非線
形演算８０７の入力となる。線形置換８０９は非線形演
算８０７の出力８０８を入力し、非線形演算８１０は線
形置換８０９の出力とビット列８０４を入力する。出力
８０８と非線形演算８１０の出力は統合手段８１１で統
合され、出力は線形変換８１２を受け、分割手段８１３
でビット列８１５とビット列８１４に分割される。ビッ
ト列８１４は直接統合手段８１８と、線形置換８１６の
後、出力８１５と共に非線形演算８１７されて統合手段
８１８へ入力して統合され、出力８１９となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データの通信や蓄積の
際にデータを秘匿するための暗号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏ
ｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）と呼ばれる暗号方式（特開昭５
１−１０８７０１号公報「暗号装置」）に代表される共
通鍵暗号の多くは、比較的簡単な変換操作を繰り返し行
うことによって複雑な暗号化変換を実現することを特徴
としている。図１は、多くの共通鍵暗号方式に採用され
ている暗号化手順の代表的な例を示したブロック図であ
る。

【０００３】入力されたテキスト１０１は、分割手段１
０２において第１のテキスト１０３と第２のテキスト１
０４に分割される。この例においては、入力１０１が直
ちに分割手段１０２の入力となっているが、入力に線形
置換を施したり、あるいは暗号鍵に基づいて生成された
ビット列とのビット毎の排他的論理和をとるなど、入力
１０１に何らかの可逆な処理をほどこしたものを分割手
段１０２の入力とするような構成をとるような暗号方式
もある。第１のテキスト１０４および第２のテキスト１
０４は攪拌手段１０５の入力となる。攪拌手段１０５に
よる処理を繰り返された後、統合手段１０６は攪拌手段
によって攪拌された第１の攪拌済みテキスト１０９と第
２の攪拌済みテキスト１１０とを統合して出力１１１と
する。前記攪拌手段１０５はデータ変換手段１０７を内
蔵し、該変換手段１０７の出力と前記第２のテキストと
のビット毎の排他的論理和をとった値で第２のテキスト
が置き換えられる。

【０００４】このような構成をとる暗号方式としては、
ＤＥＳ以外には、ＦＥＡＬ（宮口庄司ら“Ｆａｓｔ ｄ
ａｔａ ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＦＥＡＬ−８”，Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｌａｂｏｒａ
ｔｏｒｉｅｓ，Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．４，１９８８）な
どが提案されている。

【０００５】これらの暗号方式は、データ変換手段１０
７の内部構造によって特徴づけられる。

【０００６】図２はＤＥＳのデータ変換手段１０７の構
成を示したものである。図２を用いてＤＥＳのデータ変
換手段の構成を説明する。

【０００７】３２ビットからなるデータ変換手段の入力
２０１は、拡大転置Ｅ２０２によって４８ビットに拡張
される。この４８ビットと、鍵記憶手段２０２に記憶さ
れている４８ビットの鍵との間でビット毎の排他的論理
和２０４が計算される。非線形関数部２０５はＳ₁ から
Ｓ₈ までの８つの非線形関数からなる。それぞれの非線
形関数はいずれも入力ビット長が６ビット、出力ビット
長が４ビットである。排他的論理和２０４の出力４８ビ
ットは、先頭から順に６ビット毎、８つの部分に区切ら
れ、それぞれ順にＳ₁ ，Ｓ₂ ，・・・，Ｓ₈ の入力とな
る。８つの非線形変換の出力の合計３２ビットは、転置
Ｐ２０６によって転置され、その結果が出力２０７とな
る。

【０００８】図３は拡大転置Ｅ２０２の機能を表した表
である。拡大転置Ｅ２０２は入力長３２ビット、出力長
４８ビットの関数である。この表は、たとえばこの表の
先頭の「３２」という数字は拡大転置Ｅ２０２の出力の
最初のビットは入力の３２番目と一致することを表して
おり、この表の２番目の「１」という数字は拡大転置Ｅ
２０２の出力の２番目のビットは入力の１番目と一致す
ることを表しているというように、拡大転置Ｅ２０２の
出力の４８ビットと入力の３２ビットの関係を表してい
る。

【０００９】図４は図３の非線形関数部２０５の８つの
非線形関数Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，・・・，Ｓ₈ のうち、Ｓ₁ の機
能を表した表である。他の７つの非線形関数も、Ｓ₁ と
同様にあらかじめ定められた表によって機能が規定され
ているが、ここではＳ₁ の機能を規定した表の説明をす
ることによって、非線形関数部の概要の説明とする。各
々の非線形変換２０５は入力長６ビット、出力長４ビッ
トの関数である。４つの行はそれぞれ、入力の先頭のビ
ットと最後のビットの組がそれぞれ（０，０）、（０，
１）、（１，０）、（１，１）である場合に対応してい
る。１６個の列はそれぞれ、入力の第２ビットから第５
ビットまでの４つのビットを４桁の二進数とみなしたと
きに、この二進数が表している数字が０，１，２，・・
・である場合に対応している。表の各数字は、出力の４
ビットを４桁の二進数とみなしたときの値を表してい
る。たとえば、入力が（００００００）であるとする
と、先頭のビットと最後のビットの組が（０，０）であ
るからこれは表の一番上の行に対応し、第２ビットから
第５ビットまでの４つのビットの組は（００００）であ
りこれを４桁の二進数と見ると０に対応するので該当す
る行の先頭の列が対応するから、その部分に書かれてい
る数字「１４」に対応する４桁の二進数（１１１０）が
入力（００００００）に対応する出力である。このよう
に、入力に対応する出力が表によって定められているの
がＤＥＳのデータ変換手段１０７の非線形関数Ｓ₁ ，Ｓ
₂ ，・・・，Ｓ₈ の特徴である。

【００１０】図５は転置Ｐ２０６の機能を表した図であ
る。転置Ｐ２０６は入力長３２ビット、出力長３２ビッ
トの関数である。表の見方は図３の拡大転置Ｅ２０２の
機能を表した表と同様で、たとえばこの表の先頭の「１
６」という数字は転置Ｐ２０６の出力の最初のビットは
入力の１６番目と一致することを表しており、この表の
２番目の「７」という数字は転置Ｐ２０６の出力の２番
目のビットとは入力の７番目と一致することを表してい
るというように、転置Ｐ２０６の出力の３２ビットと入
力の３２ビットの関係を表している。

【００１１】図６はＦＥＡＬのデータ変換手段１０７の
構成を示したものである。図６を用いてＦＥＡＬのデー
タ変換手段の構成を説明する。

【００１２】３２ビットからなるデータ変換手段の入力
６０１は、８ビットずつの４つの部分に分割される。こ
れらのうちの２番目の８ビットと３番目の８ビットは、
これら自身と鍵記憶手段６０２に記憶されている１６ビ
ットの鍵とのビット毎の排他的論理和で置き換えられ、
さらに１番目の８ビットは自身と新たに置き換えられた
２番目の８ビットとのビット毎の排他的論理和で置き換
えられ、４番目の８ビットは自身と新たに置き換えられ
た３番目の８ビットとのビット毎の排他的論理和で置き
換えられる。さらに、２番目の８ビットは自身と３番目
の８ビットを入力とする非線形関数Ｓ₁ ６０３の出力で
置き換えられ、３番目の８ビットは自身と２番目の８ビ
ットとを入力とする非線形関数Ｓ₀ ６０４の出力で置き
換えられ、１番目の８ビットは自身と２番目の８ビット
とを入力とする非線形関数Ｓ₀ ６０５の出力で置き換え
られ、４番目の８ビットは自身と３番目の８ビットとを
入力とする非線形関数Ｓ₁ ６０６の出力で置き換えら
れ、これらの４つの８ビットが統合されて３２ビットの
出力６０７となる。

【００１３】図６の非線形関数Ｓ₀ ，Ｓ₁ は、いずれも
８ビットからなる２つの入力と１つの出力をそれぞれ８
桁の二進数とみなすと、それぞれ以下の式で表すことの
できる関数である。

【００１４】 Ｓ₀ （ｘ，ｙ）＝ｒｏｔ₂ （ｘ＋１ ｍｏｄ２５６） Ｓ₁ （ｘ，ｙ）＝ｒｏｔ₂ （ｘ＋ｙ＋１ ｍｏｄ２５６） ただし、上の式でｒｏｔ₂ は２ビット分のビットのロー
テーションを表す。

【００１５】また、これらの既存の暗号方式に対して改
良を施すことによって安全性を高めようとする研究も行
われている。たとえば小山謙二ら“Ｈｏｗ ｔｏ Ｓｔ
ｒｅｎｇｔｈｅｎ ＤＥＳ−ｌｉｋｅ Ｃｒｙｐｔｏｓ
ｙｓｔｍｓ ａｇａｉｎｓｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
Ｃｒｙｐｔａｎａｌｙｓｉｓ”，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａ
ｎｓ．Ｖｏｌ．Ｅ７６−Ａ Ｎｏ．１ Ｊａｎ １９９
３などがこうした研究の一例である。

【００１６】図７を用いて、前記小山らによって提案さ
れた方式を説明する。

【００１７】図７の攪拌手段７０１および攪拌手段７０
２は、図１における攪拌手段１０５に対応する。この方
式は、それぞれの攪拌手段７０１，７０２同士の間に、
データの内容に応じて右半分と左半分を交換する機能を
有する交換手段を挿入することを特徴としている。図７
では、ふたつの攪拌手段しか描かれていないが、通常は
それぞれの攪拌手段の間が図７に示した構成をとる。

【００１８】攪拌手段７０１は、データ変換手段７０３
と、該データ変換手段の出力とデータの右半分とのビッ
ト毎の排他的論理和をとる手段７０４からなることは、
図１の構成と同様である。データ変換手段７０３は、た
とえば図２や図６で説明したような構成をとることがで
きる。交換制御手段７０５はデータの左半分７０６とデ
ータの右半分７０７とを参照し、たとえば‘０’である
ビットが偶数個のときには左右を交換し奇数個の時には
交換しないというようなあらかじめ定められた規則によ
ってデータの左右を交換するかどうかを決定する。この
決定に応じて、交換手段７０８はデータの左右を交換
し、あるいは交換しない。交換する場合にはデータの左
半分７０６は右半分７１０となり、右半分７０７は左半
分７０９となる。交換しない場合にはデータの左半分７
０６はそのまま左半分７０９となり、右半分７０７はそ
のまま右半分７１０となる。こうして交換手段７０８に
よって交換され、あるいは交換されないデータは次の段
の攪拌手段７０２の入力となる。

【００１９】図７に示した方式の他にも、既存の暗号を
改良することによって安全性を高める方式が提案されて
いる。たとえば、鍵記憶装置（図２の２０２や図６の６
０２）に記憶された鍵を、１ブロック（６４ビット）暗
号化する毎に更新することによって安全性を高める方式
（特開平０６−２６６２８４号公報（特願平０５−０５
０２７６号）「暗号化装置」）などである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前記ＤＥＳなどの従来
の暗号技術に対していくつかの解読法（暗号を破る手
法）が提案されている。代表的なものに差分解読法（Ｅ
ｌｉ Ｂｉｈａｍら“Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｃｒ
ｙｐｔａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＤＥＳ−ｌｉｋｅＣｒ
ｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍｓ”，ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆ ＣＲＹＰＴＯ’９０）や線形解読法（松井充「Ｄ
ＥＳ暗号の線形解読法（Ｉ）」、１９９３年暗号と情報
セキュリティシンポジウムＳＣＩＳ９３−３Ｃ）などが
ある。

【００２１】ＤＥＳは、図２に示したデータ変換手段の
各々の出力ビットがいずれも入力の６ビットと鍵の６ビ
ットからしか影響を受けていないことが線形解読法によ
る攻撃が効果的であるひとつの理由であることが報告さ
れている（宮野浩「線形解読法に対して有利なＦ関数の
構成法」、１９９５年暗号と情報セキュリティシンポジ
ウムＳＣＩＳ９５−Ａ４．３，１９９５．）。ＦＥＡＬ
の場合には、非線形関数６０３，６０４，６０５，６０
６に加法を用いているため、出力ビットは多くの入力ビ
ットから影響を受けるが、一部のビットから受ける影響
は加算の際に連続して繰り上がりが起こった時のみに受
ける影響であるためきわめて小さい影響となっている。
そのため、ＦＥＡＬについても線形解読法に対してあま
り安全性が高くなっていない。

【００２２】このように、線形解読法に対する安全性が
高くない暗号方式に対して、図７を用いて説明したよう
な方法などで安全性を高くした場合でも、データ変換手
段１０７を改良することによってさらに安全性を高くす
ることは可能である。

【００２３】以上、説明したような理由によって、図１
のような構成を持つ暗号方式において高い安全性を実現
するようなデータ変換手段１０７を構成することが要請
されている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の暗号装置は、入
力データを鍵に依存して暗号化する暗号装置であって、
入力データを複数の同一データ長の部分データに分割す
る第１の分割手段と、複数個のデータ攪拌手段と、複数
個の同一データ長の部分データを統合する第１の統合手
段を有し、前記各々のデータ攪拌手段は、前記部分デー
タの少なくとも１つとを入力とし、該部分データと同一
のデータ長のデータを出力とし、内部に有する鍵記憶手
段内に記憶された鍵に依存したデータ変換処理を行うデ
ータ変換手段を少なくとも１つ有し、該データ変換手段
の出力を複数の部分データの１つに作用させることを特
徴とする暗号装置において、前記データ変換手段が、鍵
を記憶する鍵記憶手段と、前記データ攪拌手段の入力に
線形変換を施す第１の線形変換手段と、該第１の線形変
換手段の出力をそれぞれ同一の長さの第１のビット列と
第２のビット列に分割する第２の分割手段と、該第１の
ビット列に前記鍵記憶手段に記憶された鍵を作用させて
非線形演算を行う第１の非線形演算手段と、該第１の非
線形演算の出力に線形置換を施す第１の線形置換手段
と、前記第２のビット列に該第１の線形置換手段の出力
を作用させて非線形演算を行う第２の非線形演算手段
と、前記第１の非線形演算手段の出力と該第２の非線形
演算手段の出力とを連結してひとつのビット列とする第
２の統合手段と、該第１の統合手段の出力に線形変換を
施す第２の線形変換手段と、該第２の線形変換手段の出
力をそれぞれ同一の長さの第３のビット列と第４のビッ
ト列に分割する第３の分割手段と、該第４のビット列に
線形置換を施す第２の線形置換手段と、前記第３のビッ
ト列に該第２の線形置換手段の出力を作用させて非線形
演算を行う第３の非線形演算手段と、該第３の非線形演
算手段の出力と前記第４のビット列とを連結してひとつ
のビット列として出力する第３の統合手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００２５】また本発明の暗号装置は、前記データ変換
手段が、第３の統合手段の出力と前記鍵記憶手段に記憶
された鍵とを入力として該鍵と同一のビット長のデータ
を生成し該生成されたデータを前記鍵記憶手段に記憶さ
せる鍵更新手段を備えることを特徴とする。

【００２６】また本発明の暗号装置は、データ変換手段
の有する線形変換手段の少なくとも１つが、該線形変換
手段の入力を入力とする線形置換手段と、該線形置換手
段の出力と前記線形変換手段の入力とを入力とする演算
手段とを備えることを特徴とする。

【００２７】

【実施例】前記のように、図１のような構成を持つ暗号
方式において高い安全性を実現するようなデータ変換手
段１０７を構成することは重要な問題である。そのよう
なデータ変換手段を実現するためには、非線形関数の非
線形効果がなるべく効率良くデータ全体に広がっていく
ように構成することが効果的である。本発明は、データ
変換手段がこのような効果を持つように、データ変換手
段内部に線形変換手段を組み込んでいる。以下、実施例
に従って本発明を詳細に説明する。

【００２８】図８は、本発明の第１の実施例におけるデ
ータ変換手段１０７の構成を表した図である。まず、全
体の構成について説明し、線形変換８０２，８１２、非
線形演算８０７，８１０，８１７、線形置換８０９，８
１６の機能については後で述べる。

【００２９】該データ変換手段の入力８０１は線形変換
手段８０２による処理を受けた後、分割手段８０３にお
いて第１のビット列８０４と第２のビット列８０５とに
分割される。第１のビット列８０５は、鍵記憶手段８０
６とともに第１の非線形演算手段８０７の入力となる。
第１の線形置換８０９は該非線形演算８０７の出力８０
８を入力とし、第２の非線形演算８１０は該第１の線形
置換８０９の出力と前記２のビット列８０４とを入力と
する。前記第１の非線形演算８０７の出力８０８と前記
第２の非線形演算８１０の出力とは統合手段８１１で統
合され、該統合手段８１１の出力は線形変換手段８１２
において線形変換を受け、該線形変換手段８１２の出力
は分割手段８１３において第３のビット列８１４と第４
のビット列２１５とに分割される。第２の線形置換８１
６は該第４のビット列８１５を入力とし、第３の非線形
演算８１７は該第２の線形置換８１６の出力と前記第３
のビット列８１４とを入力とする。該第３の非線形演算
８１７の出力と前記第４のビット列８１５とは統合手段
８１８で統合され、８１８の出力が該データ変換手段１
０７の出力８１９となる。

【００３０】線形変換８０２は、入力データをＸとした
ときに、たとえばｒｏｔ₁₂（Ｘ）とＸ自身とのビット毎
の排他的論理和を出力する装置として構成することがで
きる。ここでｒｏｔ₁₂とは、既に説明したように、１２
ビット分のビットのローテーションを表す。

【００３１】図１０は図８の線形変換８１２の一構成例
を示した図である。この例では、線形置換手段の一例と
して巡回置換手段を、演算手段としてビット毎の排他的
論理和を用いている。巡回置換手段５０２にて入力５０
１を入力しｒｏｔ₁₂の演算を行い、この演算結果と入力
５０１のビット毎の排他的論理和５０３を出力としてい
る。この構成例の特徴は、出力から入力が一意に定まら
ないため、解析されにくという点である。

【００３２】線形変換８１２は、入力データをＸとした
ときに、たとえばｒｏｔ₁₁とｒｏｔ₂₂（Ｘ）とＸ自身と
のビット毎の排他的論理和を出力する装置として構成す
ることができる。

【００３３】図１１は図８の線形変換８０２の一構成例
を示した図である。この例では線形置換手段の一例とし
て巡回置換手段を、演算手段としてビット毎の排他的論
理和を用いている。ここで、巡回置換手段４０２，４０
３にてそれぞれｒｏｔ₁₁，ｒｏｔ₂₂の演算を行い、これ
らの演算結果と入力４０１のビット毎の排他的論理和４
０４を出力としている。この構成例の特徴は、出力がち
ょうど３つの入力ビットの影響を受けるため、この線形
変換手段をデータ変換手段内に組み込んだ場合、データ
変換手段の各出力ビットに影響を与える入力ビットの数
が大きくなることである。

【００３４】非線形演算８０７，８１０，８１７は、ふ
たつの入力をＸ，Ｙとして、たとえば Ｘ ｘｏｒ Ｙ ｘｏｒ ｒｏｔ₁ （Ｘ ａｎｄ Ｙ） を出力する装置として構成することができる。ここで、
ｘｏｒとはビット毎の排他的論理和を表し、ａｎｄとは
ビット毎の論理積を表す。

【００３５】線形置換８０９は、たとえば入力を７ビッ
トローテーションする装置として構成することができ
る。

【００３６】該実施例において、データ変換手段の出力
８１９の３２番目とデータ変換手段の入力８０１と鍵記
憶手段８０６に記憶されている鍵との関係を式に表した
のが次の式である。この式において、Ｙ₃₂はデータ変換
手段の出力８１９の３２番目のビット、Ｘ_i はデータ変
換手段の入力８０１のｉ番目のビット、Ｋ_i は鍵記憶手
段８０６に記憶されている鍵のｉ番目のビットをそれぞ
れ表し、＋は排他的論理和、＊は論理積を表すものとす
る。 Ｙ₃₂＝Ｋ₂ ＋Ｋ₄ ＋Ｋ₁₃＋Ｋ₁₆＋Ｘ₁₀＋Ｘ₁₉＋Ｘ₂₀＋Ｘ
₂₁＋Ｘ₂₈＋Ｘ₂₉＋Ｘ₃₂＋Ｋ₁₅＊（Ｘ₉ ＋Ｘ₂₀＋Ｘ₃₁）＋
Ｋ₃ ＊（Ｘ₈ ＋Ｘ₁₉＋Ｘ₂₉）＋Ｋ₁ ＊（Ｘ₆ ＋Ｘ₁₇＋Ｘ
₂₇）＋Ｋ₁₂＊（Ｘ₆ ＋Ｘ₁₇＋Ｘ₂₈）＋（Ｋ₁ ＋Ｘ₆ ＋Ｘ
₁₇＋Ｘ₂₇＋Ｋ₁₆＊（Ｘ₁₀＋Ｘ₂₁＋Ｘ₃₂））＊（Ｘ₈ ＋Ｘ
₁₈＋Ｘ₂₉）＋（Ｋ₁ ＋Ｋ₁₂＋Ｘ₈ ＋Ｘ₁₈＋Ｘ₂₇＋Ｘ₂₈＋
Ｘ₂₉＋Ｘ₁₆＊（Ｘ₁₀＋Ｘ₂₁＋Ｘ₃₂）＋（Ｘ₁₆＋Ｘ₁₀＋Ｘ
₂₁＋Ｘ₃₂＋Ｘ₁₅＊（Ｘ₉ ＋Ｘ₂₀＋Ｘ₃₁））＊（Ｘ₇ ＋Ｘ
₁₇＋Ｘ₂₆）＋Ｋ₁₁＊（Ｘ₅ ＋Ｘ₁₁＋Ｘ₃₂））＊（Ｋ₃ ＋
Ｋ₁₅＋Ｘ₈ ＋Ｘ₉ ＋Ｘ₁₉＋Ｘ₂₀＋Ｘ₂₉＋Ｘ₃₁＋Ｋ₁₄＊
（Ｘ₈ ＋Ｘ₁₉＋Ｘ₃₀）＋Ｋ₂ ＊（Ｘ₇ ＋Ｘ₁₈＋Ｘ₂₈）） 論理積は非線形な演算であり、出力ビットが非線形な演
算による影響を多く受けることによって暗号方式の安全
性が高まる。前記の式から、本発明のデータ変換手段の
出力８１９のビットが多くの非線形な演算による影響を
受けていることがわかる。このことは、線形変換手段８
０２，８１８が、これらの線形変換手段の入力とこの入
力に対して線形置換（この実施例においてはビットのロ
ーテーション）を施した結果とで演算（この実施例にお
いてはビット毎の排他的論理和）を施す構成であるた
め、非線形演算８０７，８１０，８１７による非線形な
演算の効果が効率よく拡散していることによる。

【００３７】図９は本発明の第２の実施例におけるデー
タ変換手段１０７の構成を表した図である。本実施例に
おいては、該データ変換手段１０７の出力を得るに至る
手順は図８に示した例と全く同じである。図８との差異
は、本実施例においては鍵更新手段９２０が統合手段９
１８の出力と鍵記憶手段９０６に記憶されている鍵とを
入力として該鍵と同一のビット長のビット列を出力し、
該出力を鍵記憶手段９０６に記憶するというものであ
る。鍵更新手段９２０は、たとえば非線形演算９０７と
同じ構成にし、鍵記憶手段９０６に記憶されている鍵と
統合手段９１８の出力の上位１６ビットとを入力とする
ように構成することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、データの通信や蓄積の際にデータを秘匿するため
の安全性の高い暗号装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多くの共通鍵暗号方式において採用されている
暗号化手順の構成図である。

【図２】ＤＥＳのデータ変換手段の構成図である。

【図３】ＤＥＳのデータ変換手段における拡大転置Ｅの
機能を示した図である。

【図４】ＤＥＳのデータ変換手段における非線形変換の
うちのひとつの機能を示した図である。

【図５】ＤＥＳのデータ変換手段における転置Ｐの機能
を示した図である。

【図６】ＦＥＡＬのデータ変換手段の構成図である。

【図７】既存の暗号方式の安全性を高める従来方式の特
徴的部分を示した図である。

【図８】本発明の第１の実施例におけるデータ変換手段
の構成図である。

【図９】本発明の第２の実施例におけるデータ変換手段
の構成図である。

【図１０】本発明の線形変換８１２の構成図である。

【図１１】本発明の線形変換８０２の構成図である。

【符号の説明】

１０１ 暗号装置の入力 １０２ 第１のデータ分割手段 １０３ 第１のテキスト １０４ 第２のテキスト １０５ データ攪拌手段 １０６ 第１のデータ統合手段 １０７ データ変換手段 １０８ ビット毎の排他的論理和 １０９ 第１の攪拌済みテキスト １１０ 第２の攪拌済みテキスト １１１ 暗号装置の出力 ２０１ データ変換手段の入力 ２０２ 拡大転置Ｅ ２０３ 鍵記憶手段 ２０４ ビット毎の排他的論理和 ２０５ 非線形関数部 ２０６ 転置Ｐ ２０７ データ変換手段の出力 ４０１ 入力 ４０２ 巡回置換手段１ ４０３ 巡回置換手段２ ４０４ 演算手段 ４０５ 出力 ５０１ 入力 ５０２ 巡回置換手段 ５０３ 演算手段 ５０４ 出力 ６０１ データ変換手段の入力 ６０２ 鍵記憶手段 ６０３ 非線形関数Ｓ₁ ６０４ 非線形関数Ｓ₀ ６０５ 非線形関数Ｓ₀ ６０６ 非線形関数Ｓ₁ ６０７ データ変換手段の出力 ７０１ データ攪拌手段 ７０２ データ攪拌手段 ７０３ データ攪拌手段 ７０４ ビット毎の排他的論理和 ７０５ 交換制御手段 ７０６ データの左半分 ７０７ データの右半分 ７０８ 交換手段 ７０９ データの左半分 ７１０ データの右半分 ８０１ データの変換手段の入力 ８０２ 第１の線形変換 ８０３ 第２のデータ分割手段 ８０４ 第２のビット列 ８０５ 第１のビット列 ８０６ 鍵記憶手段 ８０７ 第１の非線形演算 ８０８ 第１の非線形演算２０７の出力 ８０９ 第１の線形置換 ８１０ 第２の非線形演算 ８１１ 第２のデータ統合手段 ８１２ 第２の線形変換 ８１３ 第３のデータ分割手段 ８１４ 第４のビット列 ８１５ 第３のビット列 ８１６ 第２の線形置換 ８１７ 第３の非線形演算 ８１８ 第３のデータ統合手段 ８１９ データ変換手段の出力 ９０１ データ変換手段の入力 ９０２ 線形変換 ９０３ データ分割手段 ９０４ ビット列 ９０５ ビット列 ９０６ 鍵記憶手段 ９０７ 非線形演算 ９０８ 非線形演算３０７の出力 ９０９ 線形置換 ９１０ 非線形演算 ９１１ データ統合手段 ９１２ 線形変換 ９１３ データ分割手段 ９１４ ビット列 ９１５ ビット列 ９１６ 線形置換 ９１７ 非線形演算 ９１８ データ統合手段 ９１９ データ変換手段の出力 ９２０ 鍵更新手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力データを鍵に依存して暗号化する暗号
   装置であって、入力データを複数の同一データ長の部分
   データに分割する第１の分割手段と、複数個のデータ攪
   拌手段と、複数個の同一データ長の部分データを統合す
   る第１の統合手段を有し、前記各々のデータ攪拌手段
   は、前記部分データの少なくとも１つを入力とし、該部
   分データと同一のデータ長のデータを出力とし、内部に
   有する鍵記憶手段内に記憶された鍵に依存したデータ変
   換処理を行うデータ変換手段を少なくとも１つ有し、該
   データ変換手段の出力を複数の部分データの１つに作用
   させることを特徴とする暗号装置において、 前記データ変換手段が、鍵を記憶する鍵記憶手段と、前
   記データ攪拌手段の入力に線形変換を施す第１の線形変
   換手段と、該第１の線形変換手段の出力をそれぞれ同一
   の長さの第１のビット列と第２のビット列に分割する第
   ２の分割手段と、該第１のビット列に前記鍵記憶手段に
   記憶された鍵を作用させて非線形演算を行う第１の非線
   形演算手段と、該第１の非線形演算の出力に線形置換を
   施す第１の線形置換手段と、前記第２のビット列に該第
   １の線形置換手段の出力を作用させて非線形演算を行う
   第２の非線形演算手段と、前記第１の非線形演算手段の
   出力と該第２の非線形演算手段の出力とを連結してひと
   つのビット列とする第２の統合手段と、該第１の統合手
   段の出力に線形変換を施す第２の線形変換手段と、該第
   ２の線形変換手段の出力をそれぞれ同一の長さの第３の
   ビット列と第４のビット列に分割する第３の分割手段
   と、該第４のビット列に線形置換を施す第２の線形置換
   手段と、前記第３のビット列に該第２の線形置換手段の
   出力を作用させて非線形演算を行う第３の非線形演算手
   段と、該第３の非線形演算手段の出力と前記第４のビッ
   ト列とを連結してひとつのビット列として出力する第３
   の統合手段とを備えることを特徴とする暗号装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の暗号装置において、前記
   データ変換手段が、第３の統合手段の出力と前記鍵記憶
   手段に記憶された鍵とを入力として該鍵と同一のビット
   長のデータを生成し該生成されたデータを前記鍵記憶手
   段に記憶させる鍵更新手段を備えることを特徴とする暗
   号装置。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の暗号装置に
   おいて、 データ変換手段の有する線形変換手段の少なくとも１つ
   が、該線形変換手段の入力を入力とする線形置換手段
   と、該線形置換手段の出力と前記線形変換手段の入力と
   を入力とする演算手段とを備えることを特徴とする暗号
   装置。