JPH11298468A - 暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法 - Google Patents
暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法Info
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- JPH11298468A JPH11298468A JP10097671A JP9767198A JPH11298468A JP H11298468 A JPH11298468 A JP H11298468A JP 10097671 A JP10097671 A JP 10097671A JP 9767198 A JP9767198 A JP 9767198A JP H11298468 A JPH11298468 A JP H11298468A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 暗号変換の処理速度を低下させることなく、
第三者の暗号解読攻撃の可能性が非常に少なくする。 【解決手段】 入力された平文データＡは上位ビットＲ
と下位ビットＬとに分離され、換字転置変換手段１３1,
１３2,……,１３Nに順番に供給されて夫々毎に換字転置
混合変換処理され、最終段の換字転置変換手段１３Nか
ら得られる上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとを合成し
て暗号文データＢとする。各換字転置変換手段１３i(ｉ
＝１，２，……，Ｎ)では、鍵生成手段１２でデータ鍵
Ｋから生成される中間鍵Ｋ[ｉ]とアルゴリズム決定手段
１１でアルゴリズム番号Ｇから生成される１ビット信号
Ｇ[ｉ]とにより、上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとの
いずれか一方のビット配列を変換して情報内容を変化さ
せる換字処理と、上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとの
配列順次を変更する転置処理とが行なわれる。
第三者の暗号解読攻撃の可能性が非常に少なくする。 【解決手段】 入力された平文データＡは上位ビットＲ
と下位ビットＬとに分離され、換字転置変換手段１３1,
１３2,……,１３Nに順番に供給されて夫々毎に換字転置
混合変換処理され、最終段の換字転置変換手段１３Nか
ら得られる上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとを合成し
て暗号文データＢとする。各換字転置変換手段１３i(ｉ
＝１，２，……，Ｎ)では、鍵生成手段１２でデータ鍵
Ｋから生成される中間鍵Ｋ[ｉ]とアルゴリズム決定手段
１１でアルゴリズム番号Ｇから生成される１ビット信号
Ｇ[ｉ]とにより、上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとの
いずれか一方のビット配列を変換して情報内容を変化さ
せる換字処理と、上位ビット列Ｒと下位ビット列Ｌとの
配列順次を変更する転置処理とが行なわれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータと情
報家電機器などとの間で伝送されるデジタルデータの暗
号・復号装置及び暗号通信方法に関する。
報家電機器などとの間で伝送されるデジタルデータの暗
号・復号装置及び暗号通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今後発展すると予想されるデジタル情報
家電機器においては、デジタルデータの不正な複写を防
ぐための暗号化技術が必須になる。例えば、デジタル放
送受信機で受信したデジタル映像データをＤ−ＶＨＳ
（Digital−VHS）方式のＶＴＲなどのデジタル録画機器
にデジタル録画する場合、デジタル映像データに著作権
があると、それを保護する機能が夫々の装置に必要にな
る。このような著作権保護システムを実現するために
は、デジタルデータの複写制限の設定や機器間認証，デ
ジタルデータのリアルタイム暗号化などの暗号技術を用
い、データの改ざんや不正な複写を防止することが必要
となる。
家電機器においては、デジタルデータの不正な複写を防
ぐための暗号化技術が必須になる。例えば、デジタル放
送受信機で受信したデジタル映像データをＤ−ＶＨＳ
（Digital−VHS）方式のＶＴＲなどのデジタル録画機器
にデジタル録画する場合、デジタル映像データに著作権
があると、それを保護する機能が夫々の装置に必要にな
る。このような著作権保護システムを実現するために
は、デジタルデータの複写制限の設定や機器間認証，デ
ジタルデータのリアルタイム暗号化などの暗号技術を用
い、データの改ざんや不正な複写を防止することが必要
となる。
【０００３】従来の暗号技術としては、ＤＥＳ（例え
ば、特開昭51−108701号公報）に代表される共通鍵暗号
方式が挙げられる。共通鍵暗号方式の多くは、簡単な変
換を繰り返し行なうことにより、複雑な暗号変換を構成
することを特徴としている。これらの暗号をより安全な
ものにしようとする工夫は、従来から様々な形でなされ
てきた。例えば、簡単な変換の繰り返し回数を大きくす
ることにより、暗号文の統計的な特徴をより撹乱し、暗
号解読を困難することができる。
ば、特開昭51−108701号公報）に代表される共通鍵暗号
方式が挙げられる。共通鍵暗号方式の多くは、簡単な変
換を繰り返し行なうことにより、複雑な暗号変換を構成
することを特徴としている。これらの暗号をより安全な
ものにしようとする工夫は、従来から様々な形でなされ
てきた。例えば、簡単な変換の繰り返し回数を大きくす
ることにより、暗号文の統計的な特徴をより撹乱し、暗
号解読を困難することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、変換の繰り返
し回数を増やすと、暗号変換に要する処理時間は増大し
てしまう。このような安全性強化対策は、上述したよう
な著作権保護システムにおけるリアルタイム暗号化処理
には適さない。
し回数を増やすと、暗号変換に要する処理時間は増大し
てしまう。このような安全性強化対策は、上述したよう
な著作権保護システムにおけるリアルタイム暗号化処理
には適さない。
【０００５】本発明の目的は、かかる問題を解消するた
めに、暗号変換のアルゴリズムを更新可能にすることに
より、暗号変換の処理速度を低下することなく、第三者
の暗号解読攻撃の可能性が非常に少なくなるようにした
暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法を提供す
ることにある。
めに、暗号変換のアルゴリズムを更新可能にすることに
より、暗号変換の処理速度を低下することなく、第三者
の暗号解読攻撃の可能性が非常に少なくなるようにした
暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、換字転置混合変換を行なう換字転置変換
手段を１個以上備え、第１の鍵を用いて、平文データに
各々の換字転置変換手段を作用させることにより、暗号
文データを出力するようにするものであって、各々の換
字転置変換手段に含まれる２個以上の異なったビット列
変換手段と、平文に非依存の第１のデータもしくはこの
第１のデータを変換して得られるデータに基づいて、各
々の換字転置変換手段内に含まれる全てのビット列変換
手段の中から１つを決定する決定手段とを備える。
に、本発明は、換字転置混合変換を行なう換字転置変換
手段を１個以上備え、第１の鍵を用いて、平文データに
各々の換字転置変換手段を作用させることにより、暗号
文データを出力するようにするものであって、各々の換
字転置変換手段に含まれる２個以上の異なったビット列
変換手段と、平文に非依存の第１のデータもしくはこの
第１のデータを変換して得られるデータに基づいて、各
々の換字転置変換手段内に含まれる全てのビット列変換
手段の中から１つを決定する決定手段とを備える。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０００８】図１は本発明による暗号変換装置と復号変
換装置との一実施形態を示すブロック図であって、１は
暗号変換装置、２ａ，２ｂは暗号変換手段、３はアルゴ
リズム決定手段、４はセレクタ、５は復号変換手段、６
ａ，６ｂは復号変換手段、７はアルゴリズム決定手段、
８はセレクタである。
換装置との一実施形態を示すブロック図であって、１は
暗号変換装置、２ａ，２ｂは暗号変換手段、３はアルゴ
リズム決定手段、４はセレクタ、５は復号変換手段、６
ａ，６ｂは復号変換手段、７はアルゴリズム決定手段、
８はセレクタである。
【０００９】同図において、暗号変換装置１には、平文
データＡとデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとが入力さ
れ、この平文データＡが暗号化されて暗号文データＢが
出力される。暗号変換装置１は、暗号変換手段２ａ，２
ｂとセレクタ４とアルゴリズム決定手段３とで構成され
ている。
データＡとデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとが入力さ
れ、この平文データＡが暗号化されて暗号文データＢが
出力される。暗号変換装置１は、暗号変換手段２ａ，２
ｂとセレクタ４とアルゴリズム決定手段３とで構成され
ている。
【００１０】暗号変換手段２ａは、入力されるデータ鍵
Ｋを用いて、平文データＡに換字転置混合変換を施す。
ここで、換字転置混合変換とは、ある文字を別の文字に
置き換える換字処理と文字列の文字の順番を並び替える
転置処理を組み合わせた変換である。同様に、暗号変換
手段２ｂも、データ鍵Ｋを用いて、平文に換字転置混合
変換処理を施すが、この場合の変換結果は暗号変換手段
２ａとは異なる変換結果になるものとする。
Ｋを用いて、平文データＡに換字転置混合変換を施す。
ここで、換字転置混合変換とは、ある文字を別の文字に
置き換える換字処理と文字列の文字の順番を並び替える
転置処理を組み合わせた変換である。同様に、暗号変換
手段２ｂも、データ鍵Ｋを用いて、平文に換字転置混合
変換処理を施すが、この場合の変換結果は暗号変換手段
２ａとは異なる変換結果になるものとする。
【００１１】平文データＡは暗号変換手段２ａと暗号変
換手段２ｂとの夫々で変換処理され、それらの変換結果
がセレクタ４で選択されて暗号文データＢとして出力さ
れる。ここで、セレクタ４によるこれら変換結果の選択
は、セレクタ４に制御信号として入力される１ビット信
号Ｇ’によって決定される。この１ビット信号Ｇ’は、
アルゴリズム決定手段３でアルゴリズム番号Ｇを変換す
ることによって生成される。アルゴリズム決定手段３で
のアルゴリズム番号Ｇの変換は、例えば、アルゴリズム
番号Ｇの長さをＭビットとして、その第１ビット目から
第Ｍビット目までの排他的論理和の和を１ビット信号
Ｇ’とすることが考えられる。
換手段２ｂとの夫々で変換処理され、それらの変換結果
がセレクタ４で選択されて暗号文データＢとして出力さ
れる。ここで、セレクタ４によるこれら変換結果の選択
は、セレクタ４に制御信号として入力される１ビット信
号Ｇ’によって決定される。この１ビット信号Ｇ’は、
アルゴリズム決定手段３でアルゴリズム番号Ｇを変換す
ることによって生成される。アルゴリズム決定手段３で
のアルゴリズム番号Ｇの変換は、例えば、アルゴリズム
番号Ｇの長さをＭビットとして、その第１ビット目から
第Ｍビット目までの排他的論理和の和を１ビット信号
Ｇ’とすることが考えられる。
【００１２】復号変換装置５には、暗号文データＢとデ
ータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとが入力され、暗号文デ
ータＢが復号されて平文データＡが出力される。復号変
換装置５は、暗号変換装置１と同様のセレクタ８とアル
ゴリズム決定手段７とに加えて、復号変換手段６ａ，６
ｂを備えている。
ータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとが入力され、暗号文デ
ータＢが復号されて平文データＡが出力される。復号変
換装置５は、暗号変換装置１と同様のセレクタ８とアル
ゴリズム決定手段７とに加えて、復号変換手段６ａ，６
ｂを備えている。
【００１３】復号変換手段６ａは、暗号変換装置１での
暗号変換手段２ａとは逆に、入力されるデータ鍵Ｋを用
いて、暗号文換字転置混合変換処理を施して変換する。
同様にして、復号変換手段６ｂは、暗号変換装置１での
暗号変換手段２ｂとは逆の変換を行なう。
暗号変換手段２ａとは逆に、入力されるデータ鍵Ｋを用
いて、暗号文換字転置混合変換処理を施して変換する。
同様にして、復号変換手段６ｂは、暗号変換装置１での
暗号変換手段２ｂとは逆の変換を行なう。
【００１４】復号変換装置５では、入力された暗号文デ
ータＢが復号変換手段６ａ，６ｂ夫々で変換され、それ
らの変換結果がセレクタ８で選択されて平文データＡと
して出力される。ここで、セレクタ８によるこれら変換
結果の選択は、暗号変換装置１と同様に、アルゴリズム
決定手段７からの１ビットの出力値Ｇ’によって決定さ
れる。
ータＢが復号変換手段６ａ，６ｂ夫々で変換され、それ
らの変換結果がセレクタ８で選択されて平文データＡと
して出力される。ここで、セレクタ８によるこれら変換
結果の選択は、暗号変換装置１と同様に、アルゴリズム
決定手段７からの１ビットの出力値Ｇ’によって決定さ
れる。
【００１５】かかる復号変換装置５は、暗号変換装置１
との間で同じデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇを共有す
ることにより、暗号変換装置１で生成された暗号文デー
タＢを復号化することができる。
との間で同じデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇを共有す
ることにより、暗号変換装置１で生成された暗号文デー
タＢを復号化することができる。
【００１６】なお、アルゴリズム番号Ｇで切り替えられ
る暗号変換手段及び復号変換手段の個数をさらに増加さ
せてもよい。
る暗号変換手段及び復号変換手段の個数をさらに増加さ
せてもよい。
【００１７】以上のように、この第１の実施形態では、
アルゴリズム番号Ｇを切り替えることにより、通信路上
に流れる暗号文データＢの変換アルゴリズムが変更さ
れ、暗号文データＢの解読攻撃をより困難にすることが
可能となる。
アルゴリズム番号Ｇを切り替えることにより、通信路上
に流れる暗号文データＢの変換アルゴリズムが変更さ
れ、暗号文データＢの解読攻撃をより困難にすることが
可能となる。
【００１８】図２は本発明による暗号変換装置の第２の
実施形態を示すブロック図であって、９は暗号変換装
置、１０は暗号変換手段、１１はアルゴリズム決定手
段、１２は鍵生成手段、１３1，１３2，……，１３N は
換字転置変換手段である。
実施形態を示すブロック図であって、９は暗号変換装
置、１０は暗号変換手段、１１はアルゴリズム決定手
段、１２は鍵生成手段、１３1，１３2，……，１３N は
換字転置変換手段である。
【００１９】同図において、暗号変換装置９は、暗号変
換手段１０とアルゴリズム決定手段１１とから構成され
ており、６４ビットの平文データＡと４０〜６４ビット
のデータ鍵ＫとＮビットのアルゴリズム番号Ｇが入力さ
れて６４ビットの暗号文データＢが出力される。また、
暗号変換手段１０は、鍵生成手段１２とＮ個の換字転置
変換手段１３1，１３2，……，１３N（但し、Ｎは１以
上の整数）とから構成されている。
換手段１０とアルゴリズム決定手段１１とから構成され
ており、６４ビットの平文データＡと４０〜６４ビット
のデータ鍵ＫとＮビットのアルゴリズム番号Ｇが入力さ
れて６４ビットの暗号文データＢが出力される。また、
暗号変換手段１０は、鍵生成手段１２とＮ個の換字転置
変換手段１３1，１３2，……，１３N（但し、Ｎは１以
上の整数）とから構成されている。
【００２０】鍵生成手段１２は、入力されるデータ鍵Ｋ
に線形または非線型の変換を施し、６４ビットからなる
Ｎ個の中間鍵Ｋ［ｉ］（但し、ｉ＝１〜Ｎ）を生成して
出力する。同様に、アルゴリズム決定手段１１は、入力
されるアルゴリズム番号Ｇに線形または非線型の変換を
施し、Ｎ個の１ビット信号Ｇ［ｉ］を生成して出力す
る。
に線形または非線型の変換を施し、６４ビットからなる
Ｎ個の中間鍵Ｋ［ｉ］（但し、ｉ＝１〜Ｎ）を生成して
出力する。同様に、アルゴリズム決定手段１１は、入力
されるアルゴリズム番号Ｇに線形または非線型の変換を
施し、Ｎ個の１ビット信号Ｇ［ｉ］を生成して出力す
る。
【００２１】次に、暗号変換装置９の暗号変換手順につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】入力される平文データＡは、まず、上位３
２ビット値Ｒ［０］と下位３２ビット値Ｌ［０］とに分
離される。これらは夫々換字転置変換手段１３1に供給
され、中間鍵Ｋ［１］と１ビット信号Ｇ［１］とを用い
て１回目の換字転置混合変換処理が行なわれ、３２ビッ
ト値Ｒ［１］と３２ビット値Ｌ［１］とに変換される。
続いて、これら３２ビット値Ｒ［１］，Ｌ［１］は換字
転置変換手段１３2に供給され、中間鍵Ｋ［２］と１ビ
ット信号Ｇ［２］とを用いて２回目の換字転置混合変換
処理が行なわれ、３２ビット値Ｒ［２］と３２ビット値
Ｌ［２］とに変換される。以上のような換字転置混合変
換が順次Ｎ回繰り返し行なわれ、最終の換字転置変換手
段１３Nから出力される３２ビット値Ｒ［Ｎ］と３２ビ
ット値Ｌ［Ｎ］とが結合されて、６４ビットの暗号文デ
ータＢが得られる。なお、かかる換字転置変換手段の総
繰返し数Ｎをラウンド数という。
２ビット値Ｒ［０］と下位３２ビット値Ｌ［０］とに分
離される。これらは夫々換字転置変換手段１３1に供給
され、中間鍵Ｋ［１］と１ビット信号Ｇ［１］とを用い
て１回目の換字転置混合変換処理が行なわれ、３２ビッ
ト値Ｒ［１］と３２ビット値Ｌ［１］とに変換される。
続いて、これら３２ビット値Ｒ［１］，Ｌ［１］は換字
転置変換手段１３2に供給され、中間鍵Ｋ［２］と１ビ
ット信号Ｇ［２］とを用いて２回目の換字転置混合変換
処理が行なわれ、３２ビット値Ｒ［２］と３２ビット値
Ｌ［２］とに変換される。以上のような換字転置混合変
換が順次Ｎ回繰り返し行なわれ、最終の換字転置変換手
段１３Nから出力される３２ビット値Ｒ［Ｎ］と３２ビ
ット値Ｌ［Ｎ］とが結合されて、６４ビットの暗号文デ
ータＢが得られる。なお、かかる換字転置変換手段の総
繰返し数Ｎをラウンド数という。
【００２３】図３は図２でのｉ回目の換字転置混合変換
を行なう換字転置変換手段１３iを示すブロック図であ
って、１４ａはビット列変換部（Ｆ１［ｉ］）、１４ｂ
はビット列変換部（Ｆ２［ｉ］）、１５はセレクタ、１
６は排他的論理和演算部である。
を行なう換字転置変換手段１３iを示すブロック図であ
って、１４ａはビット列変換部（Ｆ１［ｉ］）、１４ｂ
はビット列変換部（Ｆ２［ｉ］）、１５はセレクタ、１
６は排他的論理和演算部である。
【００２４】同図において、換字転置変換手段１３
iは、ビット列変換部１４ａ，１４ｂとセレクタ１５と
排他的論理和演算部１６とから構成される。ビット列変
換部１４ａは、中間鍵Ｋ［ｉ］を用いて、供給される３
２ビット値Ｒ［ｉ−１］の換字転置混合型のビット列変
換を行なう。例えば、３２ビット値Ｒ［ｉ−１］のビッ
ト列に中間鍵Ｋ［ｉ］で排他的論理和演算を施すことで
換字変換を行ない、このビット列に巡回シフト演算を施
すことで転置変換を行なう。同様に、ビット列変換部１
４ｂも、中間鍵Ｋ［ｉ］を用いて、３２ビット値Ｒ［ｉ
−１］のビット列に換字転置混合型のビット列変換を行
なうが、ビット列変換部１４ａとは異なる変換結果にな
るものとする。
iは、ビット列変換部１４ａ，１４ｂとセレクタ１５と
排他的論理和演算部１６とから構成される。ビット列変
換部１４ａは、中間鍵Ｋ［ｉ］を用いて、供給される３
２ビット値Ｒ［ｉ−１］の換字転置混合型のビット列変
換を行なう。例えば、３２ビット値Ｒ［ｉ−１］のビッ
ト列に中間鍵Ｋ［ｉ］で排他的論理和演算を施すことで
換字変換を行ない、このビット列に巡回シフト演算を施
すことで転置変換を行なう。同様に、ビット列変換部１
４ｂも、中間鍵Ｋ［ｉ］を用いて、３２ビット値Ｒ［ｉ
−１］のビット列に換字転置混合型のビット列変換を行
なうが、ビット列変換部１４ａとは異なる変換結果にな
るものとする。
【００２５】次に、この換字転置変換手段１３iの変換
手順を説明する。
手順を説明する。
【００２６】まず、入力される一方のビット値Ｒ［ｉ−
１］を、ビット列変換部１４ａ，１４ｂに供給して夫々
毎に換字転置混合変換処理を施し、それらの変換結果の
いずれか一方をセレクタ１５で選択してビット値Ｙ
［ｉ］とする。ここで、セレクタ１５によるこれら変換
結果の選択は、セレクタ１５に制御信号として供給され
る１ビット信号Ｇ［ｉ］によって決定される。
１］を、ビット列変換部１４ａ，１４ｂに供給して夫々
毎に換字転置混合変換処理を施し、それらの変換結果の
いずれか一方をセレクタ１５で選択してビット値Ｙ
［ｉ］とする。ここで、セレクタ１５によるこれら変換
結果の選択は、セレクタ１５に制御信号として供給され
る１ビット信号Ｇ［ｉ］によって決定される。
【００２７】次に、入力される他方のビット値Ｌ［ｉ−
１］は、排他的論理和演算部１６でビット値Ｙ［ｉ］と
排他的論理和演算され、その演算結果を一方の出力値Ｒ
［ｉ］とし、この換字転置混合変換手段１３iに入力さ
れる上記のビット値Ｒ［ｉ−１］を出力値Ｌ［ｉ］とす
る。この出力値Ｒ［ｉ］が次段の換字転置混合変換手段
１３(i+1)に上位ビット値として供給され、出力値Ｌ
［ｉ］がこの換字転置混合変換手段１３(i+1)に下位ビ
ット値として供給される。
１］は、排他的論理和演算部１６でビット値Ｙ［ｉ］と
排他的論理和演算され、その演算結果を一方の出力値Ｒ
［ｉ］とし、この換字転置混合変換手段１３iに入力さ
れる上記のビット値Ｒ［ｉ−１］を出力値Ｌ［ｉ］とす
る。この出力値Ｒ［ｉ］が次段の換字転置混合変換手段
１３(i+1)に上位ビット値として供給され、出力値Ｌ
［ｉ］がこの換字転置混合変換手段１３(i+1)に下位ビ
ット値として供給される。
【００２８】以上の変換手順において、１ビット信号Ｇ
［ｉ］を変更することにより、換字転置変換手段１３i
の変換処理を変更することができる。従って、アルゴリ
ズム番号Ｇから暗号変換手段１０の暗号変換アルゴリズ
ムを切り替えることができる。暗号変換手段１０の総ラ
ウンド数がＮであるときには、Ｎビットのアルゴリズム
番号Ｇによって２N 通りのアルゴリズムを作ることがで
きる。
［ｉ］を変更することにより、換字転置変換手段１３i
の変換処理を変更することができる。従って、アルゴリ
ズム番号Ｇから暗号変換手段１０の暗号変換アルゴリズ
ムを切り替えることができる。暗号変換手段１０の総ラ
ウンド数がＮであるときには、Ｎビットのアルゴリズム
番号Ｇによって２N 通りのアルゴリズムを作ることがで
きる。
【００２９】図４は本発明による復号変換装置の第２の
実施形態を示すブロック図であって、１７は復号変換装
置、１８は復号変換手段、１９はアルゴリズム決定手
段、２０は鍵生成手段、２１1，２１2，……，２１N は
換字転置変換手段である。
実施形態を示すブロック図であって、１７は復号変換装
置、１８は復号変換手段、１９はアルゴリズム決定手
段、２０は鍵生成手段、２１1，２１2，……，２１N は
換字転置変換手段である。
【００３０】この実施形態は、図２に示した暗号変換装
置９による暗号文データＢを元の平文データＡに復号す
るものである。
置９による暗号文データＢを元の平文データＡに復号す
るものである。
【００３１】図４において、復号変換装置１７は、図２
の暗号変換装置９と同様のアルゴリズム決定手段１９に
加えて、復号変換手段２１１を備えており、６４ビット
の暗号文データＢと４０〜６４ビットのデータ鍵ＫとＮ
ビットのアルゴリズム番号Ｇとが入力されて、６４ビッ
トの平文データＡを出力する。
の暗号変換装置９と同様のアルゴリズム決定手段１９に
加えて、復号変換手段２１１を備えており、６４ビット
の暗号文データＢと４０〜６４ビットのデータ鍵ＫとＮ
ビットのアルゴリズム番号Ｇとが入力されて、６４ビッ
トの平文データＡを出力する。
【００３２】復号変換手段１８は、図２の暗号変換手段
１０と同様の鍵生成手段２０に加えて、Ｎ個の換字転置
変換手段２１1，２１2，……，２１Nを備えている。入
力される暗号文データＢは、まず、上位３２ビット値Ｒ
[Ｎ]と下位３２ビット値Ｌ[Ｎ]に分離されて換字転置変
換手段２１1に供給され、データ鍵Ｋから鍵生成手段２
０で生成される中間鍵Ｋ[Ｎ]とアルゴリズム番号Ｇから
アルゴリズム決定手段１９で生成される１ビット信号Ｇ
[Ｎ]を用いて１回目の換字転置混合変換が行なわれ、３
２ビット値Ｒ[Ｎ−１]，Ｌ[Ｎ−１]が出力される。これ
ら３２ビット値Ｒ[Ｎ−１]，Ｌ[Ｎ−１]は次の換字転置
変換手段２１2に供給されて、中間鍵Ｋ[Ｎ−１]と１ビ
ット信号Ｇ[Ｎ−１]とを用いて２回目の換字転置混合変
換が行なわれ、３２ビット値Ｒ[Ｎ−１］，Ｌ[Ｎ−２]
が出力される。
１０と同様の鍵生成手段２０に加えて、Ｎ個の換字転置
変換手段２１1，２１2，……，２１Nを備えている。入
力される暗号文データＢは、まず、上位３２ビット値Ｒ
[Ｎ]と下位３２ビット値Ｌ[Ｎ]に分離されて換字転置変
換手段２１1に供給され、データ鍵Ｋから鍵生成手段２
０で生成される中間鍵Ｋ[Ｎ]とアルゴリズム番号Ｇから
アルゴリズム決定手段１９で生成される１ビット信号Ｇ
[Ｎ]を用いて１回目の換字転置混合変換が行なわれ、３
２ビット値Ｒ[Ｎ−１]，Ｌ[Ｎ−１]が出力される。これ
ら３２ビット値Ｒ[Ｎ−１]，Ｌ[Ｎ−１]は次の換字転置
変換手段２１2に供給されて、中間鍵Ｋ[Ｎ−１]と１ビ
ット信号Ｇ[Ｎ−１]とを用いて２回目の換字転置混合変
換が行なわれ、３２ビット値Ｒ[Ｎ−１］，Ｌ[Ｎ−２]
が出力される。
【００３３】以上のような換字転置混合変換処理がＮ回
繰り返され、最終段の換字転置変換手段２１Nから出力
される３２ビット値Ｒ［０］，Ｌ［０］を結合すること
により、６４ビットの平文データＡが得られる。ここ
で、かかる換字転置変換手段の総繰り返し数Ｎを、暗号
変換の場合と同様に、ラウンド数ということにする。
繰り返され、最終段の換字転置変換手段２１Nから出力
される３２ビット値Ｒ［０］，Ｌ［０］を結合すること
により、６４ビットの平文データＡが得られる。ここ
で、かかる換字転置変換手段の総繰り返し数Ｎを、暗号
変換の場合と同様に、ラウンド数ということにする。
【００３４】図５は図３における（Ｎ＋１−ｉ）番目の
換字転置混合変換を行なう換字転置変換手段２１
(N+1-i)（これは、また、最終段の換字転置変換手段２
１Nからみて、ｉ番目の換字転置変換手段）の一具体例
を示すブロック図であって、２２ａはビット列変換部
（Ｆ１［ｉ］）、２２ｂはビット列変換部（Ｆ２
［ｉ］）、２３はセレクタ、２４は排他的論理和演算部
である。
換字転置混合変換を行なう換字転置変換手段２１
(N+1-i)（これは、また、最終段の換字転置変換手段２
１Nからみて、ｉ番目の換字転置変換手段）の一具体例
を示すブロック図であって、２２ａはビット列変換部
（Ｆ１［ｉ］）、２２ｂはビット列変換部（Ｆ２
［ｉ］）、２３はセレクタ、２４は排他的論理和演算部
である。
【００３５】同図において、換字転置変換手段２１
(N+1-i)は、図３で説明した換字転置変換手段１３iと同
様に、ビット列変換部２２ａ，２２ｂとセレクタ２３と
排他的論理和演算部２４から構成され、この換字転置変
換手段１３iとは逆の変換を行なう。
(N+1-i)は、図３で説明した換字転置変換手段１３iと同
様に、ビット列変換部２２ａ，２２ｂとセレクタ２３と
排他的論理和演算部２４から構成され、この換字転置変
換手段１３iとは逆の変換を行なう。
【００３６】即ち、入力される３２ビット値Ｌ［ｉ］は
ビット列変換部（Ｆ１［ｉ］）２２ａ，ビット列変換部
（Ｆ２［ｉ］）２２ｂの夫々で換字転置混合変換処理さ
れ、それらの変換結果のいずれか一方がセレクタ２３で
選択されて３２ビット値Ｙ［ｉ］となる。ここで、セレ
クタ１５によるこれら変換結果の選択は、図３での換字
転置変換手段１３iと同様、セレクタ２３に制御信号と
して供給される１ビット信号Ｇ［ｉ］によって決定され
る。また、入力される他方の３２ビット値Ｒ［ｉ］は、
排他的論理和演算部１６で３２ビット値Ｙ［ｉ］と排他
的論理和演算処理され、その演算結果が下位３２ビット
値Ｌ［ｉ−１］として出力される。入力される３２ビッ
ト値Ｌ［ｉ］は、また、上位ビット値Ｒ［ｉ−１］とし
て出力される。これら３２ビット値Ｒ［ｉ−１］，Ｌ
［ｉ−１］は、次段の換字転置変換手段２１(N+2-i) の
入力となる。
ビット列変換部（Ｆ１［ｉ］）２２ａ，ビット列変換部
（Ｆ２［ｉ］）２２ｂの夫々で換字転置混合変換処理さ
れ、それらの変換結果のいずれか一方がセレクタ２３で
選択されて３２ビット値Ｙ［ｉ］となる。ここで、セレ
クタ１５によるこれら変換結果の選択は、図３での換字
転置変換手段１３iと同様、セレクタ２３に制御信号と
して供給される１ビット信号Ｇ［ｉ］によって決定され
る。また、入力される他方の３２ビット値Ｒ［ｉ］は、
排他的論理和演算部１６で３２ビット値Ｙ［ｉ］と排他
的論理和演算処理され、その演算結果が下位３２ビット
値Ｌ［ｉ−１］として出力される。入力される３２ビッ
ト値Ｌ［ｉ］は、また、上位ビット値Ｒ［ｉ−１］とし
て出力される。これら３２ビット値Ｒ［ｉ−１］，Ｌ
［ｉ−１］は、次段の換字転置変換手段２１(N+2-i) の
入力となる。
【００３７】以上にように、この具体例の復号変換装置
１７は、図３に示した暗号変換装置９との間で同じデー
タ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを共有することにより、
暗号変換装置９が暗号化したデータを復号化することが
できる。
１７は、図３に示した暗号変換装置９との間で同じデー
タ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを共有することにより、
暗号変換装置９が暗号化したデータを復号化することが
できる。
【００３８】図６は本発明による暗号変換装置及び復号
変換装置を用いた本発明による暗号通信方法の一実施形
態を示すブロック図であって、２５は送信装置、２６は
暗号変換装置、２７はデータ処理手段、２８は秘密情報
保持手段、２９は認証処理手段、３０は通信路、３１は
受信装置、３２は復号変換装置、３３はデータ処理手
段、３４は秘密情報保持手段、３５は認証処理手段、３
６は鍵管理機関、３７は秘密情報管理手段、３８，３９
はＩＣカードである。
変換装置を用いた本発明による暗号通信方法の一実施形
態を示すブロック図であって、２５は送信装置、２６は
暗号変換装置、２７はデータ処理手段、２８は秘密情報
保持手段、２９は認証処理手段、３０は通信路、３１は
受信装置、３２は復号変換装置、３３はデータ処理手
段、３４は秘密情報保持手段、３５は認証処理手段、３
６は鍵管理機関、３７は秘密情報管理手段、３８，３９
はＩＣカードである。
【００３９】同図において、送信装置２５と受信装置３
１とは、通信路３０を介して接続されている。送信装置
２５は、図１または図２で示した暗号変換装置２６とデ
ータ処理手段２７と秘密情報保持手段２８と認証処理手
段２９とから構成されている。また、受信装置３１は、
図１または図４で示した復号変換装置３２と、送信装置
２５と同様のデータ処理手段３３と秘密情報保持手段３
４と認証処理手段３５とから構成されている。
１とは、通信路３０を介して接続されている。送信装置
２５は、図１または図２で示した暗号変換装置２６とデ
ータ処理手段２７と秘密情報保持手段２８と認証処理手
段２９とから構成されている。また、受信装置３１は、
図１または図４で示した復号変換装置３２と、送信装置
２５と同様のデータ処理手段３３と秘密情報保持手段３
４と認証処理手段３５とから構成されている。
【００４０】ここで、送信装置２５は、例えば、デジタ
ル放送受信装置などであり、また、受信装置３１は、例
えば、デジタル録画装置などである。また、データ処理
手段２７は、デジタル放送サービスが送信するＭＰＥＧ
２−ＴＳ（Transport Stream）形式のようなデジタル番
組データの受信や多重分離，伸長，蓄積などの処理を行
なう。
ル放送受信装置などであり、また、受信装置３１は、例
えば、デジタル録画装置などである。また、データ処理
手段２７は、デジタル放送サービスが送信するＭＰＥＧ
２−ＴＳ（Transport Stream）形式のようなデジタル番
組データの受信や多重分離，伸長，蓄積などの処理を行
なう。
【００４１】送信装置２５と受信装置３１とが通信路３
０を介して接続すると、初めに、これら装置間で機器間
認証が行なわれる。ここで、この機器間認証を行なうた
めに、送信装置２５と受信装置３１とは、予め鍵管理機
関３６からそこの秘密情報管理手段３７で管理している
マスタ鍵ＭＫを安全に取得しておく。上記の機器間認証
は、送信装置２５の認証処理手段２９と受信装置３１の
認証処理手段３５との間で、マスタ鍵ＭＫを用いて行な
われる。この機器間認証については、後に詳述する。
０を介して接続すると、初めに、これら装置間で機器間
認証が行なわれる。ここで、この機器間認証を行なうた
めに、送信装置２５と受信装置３１とは、予め鍵管理機
関３６からそこの秘密情報管理手段３７で管理している
マスタ鍵ＭＫを安全に取得しておく。上記の機器間認証
は、送信装置２５の認証処理手段２９と受信装置３１の
認証処理手段３５との間で、マスタ鍵ＭＫを用いて行な
われる。この機器間認証については、後に詳述する。
【００４２】送信装置２５と受信装置３１とが鍵管理機
関３６からマスタ鍵ＭＫを取得する方法としては、ここ
では、ＩＣカード３８，３９を用いる。このために、鍵
管理機関３６はＩＣカード３８，３９にマスタ鍵ＭＫを
埋め込み、ＩＣカード３８を送信装置２５に、ＩＣカー
ド３９を受信装置３１に夫々配布する。送信装置２５で
は、このＩＣカード３８が装着されることにより、そこ
に埋め込まれているマスタ鍵ＭＫが読み取られて秘密情
報保持手段２８に保持される。また、受信装置３１で
も、同様に、ＩＣカード３９が装着されることにより、
そこに埋め込まれているマスタ鍵ＭＫが読み取られて秘
密情報保持手段３４に保持される。
関３６からマスタ鍵ＭＫを取得する方法としては、ここ
では、ＩＣカード３８，３９を用いる。このために、鍵
管理機関３６はＩＣカード３８，３９にマスタ鍵ＭＫを
埋め込み、ＩＣカード３８を送信装置２５に、ＩＣカー
ド３９を受信装置３１に夫々配布する。送信装置２５で
は、このＩＣカード３８が装着されることにより、そこ
に埋め込まれているマスタ鍵ＭＫが読み取られて秘密情
報保持手段２８に保持される。また、受信装置３１で
も、同様に、ＩＣカード３９が装着されることにより、
そこに埋め込まれているマスタ鍵ＭＫが読み取られて秘
密情報保持手段３４に保持される。
【００４３】但し、ＩＣカード３８，３９に埋め込まれ
ている情報は、正当な方法を用いない限り取り出せない
ものとする。また、送信装置２５の秘密情報保持手段２
８はＩＣカード３８内に含まれるような構成としてもよ
い。同様に、受信装置３１の秘密情報保持手段３４はＩ
Ｃカード３９内に含まれる構成でもよい。
ている情報は、正当な方法を用いない限り取り出せない
ものとする。また、送信装置２５の秘密情報保持手段２
８はＩＣカード３８内に含まれるような構成としてもよ
い。同様に、受信装置３１の秘密情報保持手段３４はＩ
Ｃカード３９内に含まれる構成でもよい。
【００４４】送信装置２５と受信装置３１とが鍵管理機
関３６からマスタ鍵ＭＫを取得する他の方法として、安
全な通信路を介して、送信装置２５と受信装置３１が鍵
管理機関３６からマスタ鍵ＭＫを取得することができる
ようにしてもよい。あるいはまた、送信装置２５と受信
装置３１の製作時、マスタ鍵ＭＫを秘密情報保持手段２
８に埋め込んでおいてもよい。
関３６からマスタ鍵ＭＫを取得する他の方法として、安
全な通信路を介して、送信装置２５と受信装置３１が鍵
管理機関３６からマスタ鍵ＭＫを取得することができる
ようにしてもよい。あるいはまた、送信装置２５と受信
装置３１の製作時、マスタ鍵ＭＫを秘密情報保持手段２
８に埋め込んでおいてもよい。
【００４５】機器間認証が成功すると、送信装置２５と
受信装置３１とはデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇの共
有を行なう。データ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇは、後述
するように、認証処理手段２９，３５で生成される。デ
ータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇを共有すると、送信装置
２５では、暗号変換装置２６が、データ鍵Ｋとアルゴリ
ズム番号Ｇを用い、先に説明したようにして、データ処
理手段２７から出力される平文データＡを順次変換処理
して暗号文データＢを生成し、これを通信路３０を介し
て受信装置３１に送る。受信装置３１では、復号変換装
置３２が、受信した暗号文データＢを、認証処理手段３
５からのデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを用いて、
先に説明したようにして、もとの平文データＡに復号化
し、データ処理手段３３に供給する。
受信装置３１とはデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇの共
有を行なう。データ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇは、後述
するように、認証処理手段２９，３５で生成される。デ
ータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇを共有すると、送信装置
２５では、暗号変換装置２６が、データ鍵Ｋとアルゴリ
ズム番号Ｇを用い、先に説明したようにして、データ処
理手段２７から出力される平文データＡを順次変換処理
して暗号文データＢを生成し、これを通信路３０を介し
て受信装置３１に送る。受信装置３１では、復号変換装
置３２が、受信した暗号文データＢを、認証処理手段３
５からのデータ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを用いて、
先に説明したようにして、もとの平文データＡに復号化
し、データ処理手段３３に供給する。
【００４６】図７は認証処理手段２９，３５で生成され
るアルゴリズム番号Ｇの一具体例を示す構成図である。
るアルゴリズム番号Ｇの一具体例を示す構成図である。
【００４７】同図において、アルゴリズム番号Ｇは世代
番号ＧＮとバーション番号ＶＮから構成される。世代番
号ＧＮはアルゴリズムの世代を表わく、バーション番号
ＶＮは各世代に属するアルゴリズムを識別する番号であ
る。アルゴリズム番号Ｇの長さをＮビットとすると、世
代番号ＧＮのビット長Ｍは０＜Ｍ＜Ｎを満たし、また、
バーション番号ＶＮのビット長は（Ｎ−Ｍ）ビットであ
る。世代番号ＧＮは、マスタ鍵ＭＫと同様に、鍵管理機
関３６が秘密情報管理手段３７を用いて管理している。
送信装置２５は、予め鍵管理機関３６から世代番号ＧＮ
を受け取り、秘密情報保持手段２８に保持しておく。送
信装置２５が保持している世代番号ＧＮは、機器間認証
後に受信装置３１と共有される。バーション番号ＶＮ
は、機器間認証後に認証処理手段２９で生成される。
番号ＧＮとバーション番号ＶＮから構成される。世代番
号ＧＮはアルゴリズムの世代を表わく、バーション番号
ＶＮは各世代に属するアルゴリズムを識別する番号であ
る。アルゴリズム番号Ｇの長さをＮビットとすると、世
代番号ＧＮのビット長Ｍは０＜Ｍ＜Ｎを満たし、また、
バーション番号ＶＮのビット長は（Ｎ−Ｍ）ビットであ
る。世代番号ＧＮは、マスタ鍵ＭＫと同様に、鍵管理機
関３６が秘密情報管理手段３７を用いて管理している。
送信装置２５は、予め鍵管理機関３６から世代番号ＧＮ
を受け取り、秘密情報保持手段２８に保持しておく。送
信装置２５が保持している世代番号ＧＮは、機器間認証
後に受信装置３１と共有される。バーション番号ＶＮ
は、機器間認証後に認証処理手段２９で生成される。
【００４８】送信装置２５が、鍵管理機関３６から世代
番号ＧＮを取得する方法は、前述したマスタ鍵ＭＫの場
合と同様に、ＩＣカード３８，３９を用いる。即ち、図
６において、鍵管理機関３６はＩＣカード３８に世代番
号ＧＮを埋め込み、このＩＣカード３８を送信装置２５
に配布する。送信装置２５では、このＩＣカード３８が
装着されることにより、世代番号ＧＮが秘密情報保持手
段２８に保持される。送信装置２５が、鍵管理機関３６
から世代番号ＧＮを取得する他の方法として、安全な通
信路を介して、送信装置２５が鍵管理機関３６から世代
番号ＧＮを取得するようにしてもよい。あるいは、送信
装置２５の製作時に世代番号ＧＮを秘密情報保持手段２
８に埋め込んでおいてもよい。
番号ＧＮを取得する方法は、前述したマスタ鍵ＭＫの場
合と同様に、ＩＣカード３８，３９を用いる。即ち、図
６において、鍵管理機関３６はＩＣカード３８に世代番
号ＧＮを埋め込み、このＩＣカード３８を送信装置２５
に配布する。送信装置２５では、このＩＣカード３８が
装着されることにより、世代番号ＧＮが秘密情報保持手
段２８に保持される。送信装置２５が、鍵管理機関３６
から世代番号ＧＮを取得する他の方法として、安全な通
信路を介して、送信装置２５が鍵管理機関３６から世代
番号ＧＮを取得するようにしてもよい。あるいは、送信
装置２５の製作時に世代番号ＧＮを秘密情報保持手段２
８に埋め込んでおいてもよい。
【００４９】図８は送信装置２５における認証処理手段
２９と受信装置３１における認証処理手段３５との間で
行なわれる機器間認証や、データ鍵Ｋとアルゴリズム番
号Ｇの共有のための動作を示すフローチャートである。
２９と受信装置３１における認証処理手段３５との間で
行なわれる機器間認証や、データ鍵Ｋとアルゴリズム番
号Ｇの共有のための動作を示すフローチャートである。
【００５０】なお、ここで用いられる機器間認証方法
は、ISO/IEC 9798−2で国際規格として定められている
メカニズムとする。
は、ISO/IEC 9798−2で国際規格として定められている
メカニズムとする。
【００５１】図８において、 （１）まず、受信装置３１は、乱数データＮｂを生成し、これを送信装置２５に 送る。 ……ステップ１０１ （２）送信装置２５は、乱数データＮａを生成する。 ……ステップ１０２ （３）送信装置２５は、マスタ鍵ＭＫを用いてこれら乱数データＮａ，Ｎｂを任 意の共通鍵暗号方式で暗号化したものをレスポンスＲａｂとし、乱数データＮａ とともに受信装置３１に送る。 ……ステップ１０３ レスポンスＲａｂは、以下のように計算される。 Ｒａｂ＝Ｅ（ＭＫ，Ｎａ｜｜Ｎｂ） ここで、演算Ａ｜｜Ｂはビット列Ａ，Ｂを結合することを表わし、また、関数Ｅ （Ｋ，Ｘ）は任意の共通鍵暗号関数であって、データ鍵Ｋを用いてデータＸを暗 号化する。 （４）受信装置３１は、マスタ鍵ＭＫを用いて、送信装置２５から受け取ったこ のレスポンスＲａｂを正しく復号化できることを確認する。正しく復号化できれ ば、受信装置３１は送信装置２５を認証する。 ……ステップ１０４ （５）受信装置３１は、マスタ鍵ＭＫを用いて、乱数データＮａ，Ｎｂを任意の 共通鍵暗号方式で暗号化したものをレスポンスＲｂａとし、これを送信装置２５ に送る。 ……ステップ１０５ レスポンスＲｂａは、以下のように計算される。 Ｒｂａ＝Ｅ（ＭＫ，Ｎｂ｜｜Ｎａ） （６）送信装置２５は、マスタ鍵ＭＫを用いて、受信装置３１から受け取ったこ のレスポンスＲｂａを正しく復号化できることを確認する。正しく復号化できれ ば、送信装置２５は受信装置３１を認証する。 ……ステップ１０６ （７）送信装置２５は、共有鍵Ｋａｂをランダムに生成し、マスタ鍵ＭＫを用い て任意の共通鍵暗号方式で暗号化した値Ｘを受信装置３１に送る。 ……ステップ１０７ （８）受信装置３１は、この暗号化した値Ｘをマスタ鍵ＭＫを用いて復号化し、 共通鍵Ｋａｂを得る。 ……ステップ１０８ ここで、この共通鍵Ｋａｂの値は、送信装置２５と受信装置３１との間の通信 が終わるまで、夫々が秘密に保持しておく。 （９）送信装置２５は、世代番号ＧＮを受信装置３１に送る。この場合、この世 代番号ＧＮを、共有鍵Ｋａｂを用いて、任意の共通鍵暗号方式で暗号化して送る ようにしてもよい。 ……ステップ１０９ （１０）受信装置３１は、世代番号ＧＮを受け取り、これがが暗号化されている 場合には、共有鍵Ｋａｂを用いて復号化する。 ……ステップ１１０ （１１）送信装置２５は、データ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇを生成するための乱 数データＳｅｅｄを生成し、受信装置３１に送る。 ……ステップ１１１ （１２）送信装置２５と受信装置３１とは、共有鍵Ｋａｂとこの乱数データＳｅ ｅｄを用いて、データ鍵Ｋ（Ｋｄ）を生成する。 ……ステップ１１２ このデータ鍵Ｋｄは、以下のように計算される。 Ｋｄ＝Ｈ（Ｋａｂ｜｜Ｓｅｅｄ） ここで、関数Ｈ（Ｘ）はハッシュ関数である。ハッシュ関数とは、任意長のデー タを固定長のデータに圧縮する非可逆的な関数であり、ディジタル署名や認証な どの目的で広く用いられる。 （１３）送信装置２５と受信装置３１とは、アルゴリズム番号Ｇを生成する。 ……ステップ１１３。
【００５２】アルゴリズム番号Ｇは、図９に示すよう
に、データ鍵Ｋの下位（Ｎ−Ｍ）ビットをバーション番
号ＶＮとし、これを世代番号ＧＮと結合することによっ
て生成される。あるいは、図１０に示すように、乱数デ
ータＳｅｅｄの下位（Ｎ−Ｍ）ビットをバーション番号
ＶＮとし、これを世代番号ＧＮと結合することによって
生成してもよい。
に、データ鍵Ｋの下位（Ｎ−Ｍ）ビットをバーション番
号ＶＮとし、これを世代番号ＧＮと結合することによっ
て生成される。あるいは、図１０に示すように、乱数デ
ータＳｅｅｄの下位（Ｎ−Ｍ）ビットをバーション番号
ＶＮとし、これを世代番号ＧＮと結合することによって
生成してもよい。
【００５３】図６に示す実施形態では、安全性を高める
ために、データ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを暗号通信
中に順次更新していく。これは、図８におけるステップ
１１１〜１１３の処理を再実行していくことによって実
現される。ここで、乱数データＳｅｅｄとしては、毎回
異なる値を用いるものとする。このとき、アルゴリズム
番号Ｇは、バーション番号ＶＮが変わることによって更
新されていく（但し、世代番号ＧＮは変化しない）。こ
れにより、通信路３０を介して送られる暗号文データＢ
の変換に用いたデータ鍵ＫとアルゴリズムＧが順次変化
してくので、第三者による暗号文解読攻撃が非常に困難
になる。
ために、データ鍵Ｋとアルゴリズム番号Ｇとを暗号通信
中に順次更新していく。これは、図８におけるステップ
１１１〜１１３の処理を再実行していくことによって実
現される。ここで、乱数データＳｅｅｄとしては、毎回
異なる値を用いるものとする。このとき、アルゴリズム
番号Ｇは、バーション番号ＶＮが変わることによって更
新されていく（但し、世代番号ＧＮは変化しない）。こ
れにより、通信路３０を介して送られる暗号文データＢ
の変換に用いたデータ鍵ＫとアルゴリズムＧが順次変化
してくので、第三者による暗号文解読攻撃が非常に困難
になる。
【００５４】また、図６に示す実施形態では、鍵管理機
関３６が世代番号ＧＮを更新し、送信装置２５が鍵管理
機関３６から更新された世代番号ＧＮを取得することに
より、暗号通信システムを更新することが可能になる。
送信装置２５が世代番号ＧＮを更新した後には、送信装
置２５と受信装置３１との間で以前とは異なるアルゴリ
ズム番号Ｇが生成されるようになり、新しいアルゴリズ
ムＧを用いて暗号通信を行なうようになる。このため、
以前使用していたアルゴリズムＧの詳細が外部に漏洩し
てしまったとしても、世代番号ＧＮが更新されるので、
漏洩したアルゴリズムＧを使用しないようにすることが
できる。世代番号ＧＮの更新の方法としては、鍵管理機
関３６が更新された世代番号ＧＮを埋め込んだＩＣカー
ド３８を送信装置２５に再配布すればよい。あるいは、
安全な通信路を介して、送信装置２５が鍵管理機関３６
から更新された世代番号ＧＮを取得するようにしてもよ
い。あるいはまた、送信装置の製作時に、更新した世代
番号ＧＮを埋め込むようにしてもよい。
関３６が世代番号ＧＮを更新し、送信装置２５が鍵管理
機関３６から更新された世代番号ＧＮを取得することに
より、暗号通信システムを更新することが可能になる。
送信装置２５が世代番号ＧＮを更新した後には、送信装
置２５と受信装置３１との間で以前とは異なるアルゴリ
ズム番号Ｇが生成されるようになり、新しいアルゴリズ
ムＧを用いて暗号通信を行なうようになる。このため、
以前使用していたアルゴリズムＧの詳細が外部に漏洩し
てしまったとしても、世代番号ＧＮが更新されるので、
漏洩したアルゴリズムＧを使用しないようにすることが
できる。世代番号ＧＮの更新の方法としては、鍵管理機
関３６が更新された世代番号ＧＮを埋め込んだＩＣカー
ド３８を送信装置２５に再配布すればよい。あるいは、
安全な通信路を介して、送信装置２５が鍵管理機関３６
から更新された世代番号ＧＮを取得するようにしてもよ
い。あるいはまた、送信装置の製作時に、更新した世代
番号ＧＮを埋め込むようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暗号変換のアルゴリズムを更新することにより、第三者
の暗号解読攻撃の成功の可能性を非常に少なくなること
が可能となり、情報の機密性がより向上する。
暗号変換のアルゴリズムを更新することにより、第三者
の暗号解読攻撃の成功の可能性を非常に少なくなること
が可能となり、情報の機密性がより向上する。
【図１】本発明による暗号変換装置と復号変換装置の第
１の実施形態を示すブロック図である。
１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による暗号変換装置の第２の実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】図２における換字転置変換手段の一具体例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】本発明による復号変換装置の第２の実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】図４における換字転置変換手段の一具体例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】本発明による暗号通信方法の一実施形態を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】図６に示す実施形態で用いるアルゴリズム番号
の構成の一具体例を示す図である。
の構成の一具体例を示す図である。
【図８】図６に示す実施形態での機器間認証及びデータ
鍵とアルゴリズム番号の共有のための動作を示すフロー
チャートである。
鍵とアルゴリズム番号の共有のための動作を示すフロー
チャートである。
【図９】図６に示す実施形態でのアルゴリズム番号の生
成方法の一具体例を示す概念図である。
成方法の一具体例を示す概念図である。
【図１０】図６に示す実施形態でのアルゴリズム番号の
生成方法の一具体例を示す概念図である。
生成方法の一具体例を示す概念図である。
１ 暗号変換装置 ２ａ，２ｂ 暗号変換手段 ３ アルゴリズム決定手段 ４ セレクタ ５ 復号変換手段 ６ａ，６ｂ 復号変換手段 ７ アルゴリズム決定手段 ８ セレクタである ９ 暗号変換装置 １０ 暗号変換手段 １１ アルゴリズム決定手段 １２ 鍵生成手段 １３1〜１３N 換字転置変換手段 １４ａ，１４ｂ ビット列変換部 １５ セレクタ １６ 排他的論理和演算部 １７ 復号変換装置 １８ 復号変換手段 １９ アルゴリズム決定手段 ２０ 鍵生成手段 ２１1〜２１N 換字転置変換手段 ２２ａ，２２ｂ ビット列変換部 ２３ セレクタ ２４ 排他的論理和演算部 ２５ 送信装置 ２６ 暗号変換装置 ２７ データ処理手段 ２８ 秘密情報保持手段 ２９ 認証処理手段 ３０ 通信路 ３１ 受信装置 ３２ 復号変換装置 ３３ データ処理手段 ３４ 秘密情報保持手段 ３５ 認証処理手段 ３６ 鍵管理機関 ３７ 秘密情報管理手段 ３８，３９ ＩＣカード Ａ 平文データ Ｋ データ鍵 Ｇ アルゴリズム番号 Ｂ 暗号文データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 禎司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 佐々木 学 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 野口 敬治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内
Claims (9)
- 【請求項１】 鍵と平文とを入力し、該平分の暗号文を
得るようにした暗号変換装置であって、 暗号変換を行なう２個以上の異なった暗号変換手段と、 該平文に非依存のデータもしくは該データを変換して得
られるデータに基づいて、全ての該暗号変換手段の中か
ら１つを決定する決定手段とを備え、該決定手段で決定
した該暗号変換手段を用いて暗号変換を行なうことを特
徴とする暗号変換装置。 - 【請求項２】 鍵と暗号文を入力し、該暗号文から平文
を得るようにした復号変換方法であって、 復号変換を行なう２個以上の異なった復号変換手段と、 該暗号文に非依存のデータもしくは該データを変換して
得られるデータに基づいて、全ての該復号変換手段の中
から１つを決定する決定手段とを備え、該決定手段で決
定した該復号変換手段を用いて復号変換を行なうことを
特徴とする復号変換装置。 - 【請求項３】 換字転置混合変換を行なう換字転置変換
手段を１個以上備え、第１の鍵を用いて、平文に各々の
該換字転置変換手段を作用させることにより、暗号文を
出力するようにした暗号変換装置において、 各々の該換字転置変換手段に含まれる２個以上の異なる
ビット列変換手段と、 該平文に非依存の第１のデータもしくは該第１のデータ
を変換して得られるデータに基づいて、各々の該換字転
置変換手段内に含まれる全ての該ビット列変換手段の中
から１つを決定する決定手段とを備え、各々の該換字転
置変換手段は、該決定手段で決定した該ビット列変換手
段を用いて換字転置混合変換を行なうことを特徴とする
暗号変換装置。 - 【請求項４】 換字転置混合変換を行なう換字転置変換
手段を１個以上備え、第１の鍵を用いて、暗号文に各々
の該換字転置変換手段を作用させることにより、平文を
出力するようにした復号変換装置において、 各々の該換字転置変換手段に含まれる２個以上の異なる
ビット列変換手段と、 該暗号文に非依存の第２のデータもしくは該第２のデー
タを変換して得られるデータに基づいて、各々の該換字
転置変換手段内に含まれる全ての該ビット列変換手段の
中から１つを決定する決定手段とを備え、各々の該換字
転置変換手段は、該決定手段で決定した該ビット列変換
手段を用いて換字転置混合変換を行なうことを特徴とす
る復号変換装置。 - 【請求項５】 送信装置で第３のデータを暗号化してそ
の結果得られる暗号文データを送信し、受信装置で、該
暗号分データを受信して復号化することにより、元の該
第３のデータを得る暗号通信方法であって、 該送信装置は、 請求項３記載の暗号変換装置と、 第１の秘密情報を基に前記第１の鍵を設定し、第２の秘
密情報を基に前記第１のデータを設定する第１の設定手
段と、 秘密情報を管理する管理機関から該第１の秘密情報と該
第２の秘密情報とを取得する第１の取得手段と、 該第１の秘密情報と該第２の秘密情報とを保持する第１
の保持手段とを備え、 該受信装置は、 請求項４記載の復号変換装置と、 該第１の秘密情報を基に前記第２の鍵を設定し、該第２
の秘密情報を基に前記第２のデータを設定する第２の設
定手段と、 秘密情報を管理する管理機関から該第１の秘密情報を取
得する第２の取得手段と、 該第２の秘密情報を該送信装置から取得する第３の取得
手段と、 該第１の保持手段とを備えたことを特徴とする暗号通信
方法。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記第１，第２の設定手段は、互いに機器間認証処理を
行なった後、前記第１，第２の鍵を同一値にして順次更
新していく機能と、前記第１，第２のデータを同一値に
して順次更新していく機能とを備えることを特徴とする
暗号通信方法。 - 【請求項７】 請求項５において、 前記第１の設定手段は、前記第１のデータを前記第２の
秘密情報と前記第１の鍵の一部とから生成し、 前記第２の設定手段は、前記第２のデータを前記第２の
秘密情報と前記第２の鍵の一部とから生成することを特
徴とする暗号通信方法。 - 【請求項８】 請求項５において、 前記第１の設定手段は、前記第１のデータを前記第２の
秘密情報と前記第１の鍵を生成するために使用する乱数
データの一部とから生成し、 前記第２の設定手段は、前記第２のデータを前記第２の
秘密情報と前記第２の鍵を生成するために使用する乱数
データの一部とから生成することを特徴とする暗号通信
方法。 - 【請求項９】 請求項５において、 前記第１，第２の取得手段は、ＩＣカードを用いて行な
われることを特徴とする暗号通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097671A JPH11298468A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097671A JPH11298468A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298468A true JPH11298468A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14198495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10097671A Pending JPH11298468A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 暗号変換装置，復号変換装置及び暗号通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11298468A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010098367A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sony Corp | 情報処理装置、暗号切替方法、及びプログラム |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP10097671A patent/JPH11298468A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010098367A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sony Corp | 情報処理装置、暗号切替方法、及びプログラム |
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