JPS5916441A - Scrambler - Google Patents

Scrambler

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JPS5916441A
JPS5916441A JP57126183A JP12618382A JPS5916441A JP S5916441 A JPS5916441 A JP S5916441A JP 57126183 A JP57126183 A JP 57126183A JP 12618382 A JP12618382 A JP 12618382A JP S5916441 A JPS5916441 A JP S5916441A
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JP
Japan
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pattern
digital data
digital
generator
scrambled
Prior art date
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Granted
Application number
JP57126183A
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Japanese (ja)
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JPS626380B2 (en
Inventor
Eiji Okamoto
栄司 岡本
Katsuhiro Nakamura
勝洋 中村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Priority to US06/878,518 priority patent/US4663500A/en
Publication of JPS626380B2 publication Critical patent/JPS626380B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/065Encryption by serially and continuously modifying data stream elements, e.g. stream cipher systems, RC4, SEAL or A5/3
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03828Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties
    • H04L25/03866Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties using scrambling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the result of encryption from being intepreted by the 3rd party, by outputting inputted digital data and digital data in response to a function generator as scrambled digital data to decrease erroneous transmission. CONSTITUTION:A shift register 103 stores sequentially the digital data outputted from an exclusive OR element 105. A pattern generator 102 outputs a digital pattern in a prescribed order. A function generator 104 outputs a digital pattern (random number) in response to an output of the shift register 103 and the generator 102 depending on a key pattern from an input terminal 106. The element 105 outputs an exclusive OR between an output of the generator 104 and the digital data from an input terminal 107. Thus, the erroneous transmission is decreased and since the random number depends on the scrambled data, the scrambled result is hardly interpreted by the 3rd party.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル・データをスクランブルするスクラ
ンブラ−に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a scrambler for scrambling digital data.

ディジタル・データをスクランブルする方法として、乱
数を発生させ、その乱数を前記ディジタル・データIζ
2を法さして加算する方法はよく用いられている。この
場合、従来の方式は乱数が初層 期νあみに依存するか又は、前記スクランブルされたデ
ィジタル・データζこ依存するかの2種類に分けられる
。しかし、前記初期値のみに依存する方法は、初期値設
定後、?41(同じ乱数を発生するので第三者化乱数が
暴露され易い欠点をもつ01方、前記スクランブルされ
たディジタル・データjこ依存する方法では、伝送上に
誤りが起きると復号後その誤りは長く波及する欠点をも
つ0本発明の目的は上記の欠点を除くことjこある〇こ
の目的は次に示す構成をもつスクランブラ−で達成でき
る。すなわち、ディジタル・データをスクランブルする
スクランブラ−において、あらかじめ定められた順序で
ディジタル・パターンを発生する第1のパターン発生手
段と、後記スクランブルされたディジタル・データのう
ち最も新しいデータから順に前もって足めりれた盆のデ
ータを記憶する記憶手段と、前もって定められたキー・
パターンに依存して、前記第1のパターン発生手段と前
記記憶手段の出力1こ応じたディジタル・パターンを発
生する関数発生手段と、入力されたディジタル・データ
と前記関数発生手段に応じたディジタル・パターンをス
クランブルされたディジタル・データとして出力する第
2のパターン発生手段と、から成ることヲ特徴とするス
クランブラ−である0 以下実癲例を示すブロック図を用いて本発明の動作原理
を詳細に説明する0 簡単のためディジタル・データは/1イナリ狭現されて
いるものとし、mLi列は1ビツトずつの系列とする0 第1図は本発明の一実一例を示すブロック図である。
As a method of scrambling digital data, random numbers are generated and the random numbers are used as the digital data Iζ.
The method of multiplying by 2 and adding is often used. In this case, conventional methods can be divided into two types: one in which the random number depends on the initial stage ν thickness, and the other in which the random number depends on the scrambled digital data ζ. However, is there a method that depends only on the initial value, after setting the initial value? 41 (Because the same random numbers are generated, third-party random numbers are easily exposed.) On the other hand, in the method that relies on scrambled digital data, if an error occurs during transmission, the error will persist for a long time after decoding. The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks.This object can be achieved with a scrambler having the following configuration.That is, in a scrambler that scrambles digital data, a first pattern generation means for generating digital patterns in a predetermined order; a storage means for storing the data of the trays filled in advance in order from the newest data among the scrambled digital data described below; Predetermined key
function generating means for generating a digital pattern corresponding to the outputs of the first pattern generating means and the storing means depending on the pattern; A second pattern generation means for outputting a pattern as scrambled digital data; For simplicity, it is assumed that the digital data is narrowly represented by /1 inary, and the mLi sequence is a series of 1 bit each. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the present invention.

図において、シフトレジスタ103は後記排他的論理和
素子から出力されたバイナリ・データを1ビツトごとに
順次記憶し、パターン発生器102はある定められた順
序でバイナリ・パターンを出力する。関数発生器104
は入力端子106からのキー・パターン化依存して、前
記シフトレジスタ103および前記パターン発生器10
2の出力1こ応じた乱数0才たはlを出力する。排他的
論理和素子105は前記関数発生器104の出力とJN
JWt入力端子107からのバイナリ・データとの排他
的論理和を出力する。
In the figure, a shift register 103 sequentially stores binary data output from an exclusive OR element (described later) bit by bit, and a pattern generator 102 outputs a binary pattern in a predetermined order. Function generator 104
depends on the key patterning from input terminal 106, said shift register 103 and said pattern generator 10
Outputs a random number 0 or 1 corresponding to the output of 2. An exclusive OR element 105 outputs the output of the function generator 104 and JN
The exclusive OR with the binary data from the JWt input terminal 107 is output.

第2図は本発明装置によってスクランブルされたデータ
を復号するための装置例を示すブロック図である。第2
図は第1図を左右裏返したブロック図であり、202と
102.203と103.204と104および205
と105はそれぞれ同一の働きをするものである0 第2図においてシフトレジスタ203は入力端子207
から人力されたバイナリ・データを順次記憶し、パター
ン発生器202はある定められた順序でバイカリ°パタ
ーンを出力する。関数発生器204は入力端子206か
らのキー・パターンに依存して前記シフトレジスタ20
2および前記パターン発生器202の出力に応じた乱数
0.1を出力するO排他的論理和素子205は前記関数
発生器204の出力と前記入力端子207からのバイナ
リ・データとの排他的論理和を出カブ−る0 本発明装置を送信側、第2図に示す装置を受信側に設置
すると、バイナリ・データは本発明装置によって、スク
ランブルされ、詔2図に示す装置によってもとのバイナ
リ・データに復元されることを示す0ハ′ターン’49
1器102と202は同一のバイナリ・パターンを発生
し、入力端子106と、20Gに人力されるキー・パタ
ーンも同一とする。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a device for decoding data scrambled by the device of the present invention. Second
The figure is a block diagram of Figure 1 turned over from side to side.
and 105 have the same function.0 In FIG. 2, the shift register 203 is connected to the input terminal 207.
The pattern generator 202 sequentially stores the manually inputted binary data, and outputs the Baikari° pattern in a certain predetermined order. A function generator 204 generates the shift register 20 depending on the key pattern from an input terminal 206.
2 and the random number 0.1 according to the output of the pattern generator 202. The exclusive OR element 205 outputs the exclusive OR of the output of the function generator 204 and the binary data from the input terminal 207. When the device of the present invention is installed on the transmitting side and the device shown in Figure 2 is installed on the receiving side, the binary data is scrambled by the device of the present invention and converted to the original binary data by the device shown in Figure 2. 0 'turn '49 indicating that the data will be restored
1 devices 102 and 202 generate the same binary pattern, and the input terminal 106 and the key pattern input manually to 20G are also the same.

このとき、動作中のある時点でシフトレジスタ103と
203の内容はともにスクランブルされた同一のバイナ
リ・データである。またパターン発生器102と202
はともに同一のノ)イナリ・バター−′を発生する。従
って同一の関数発生器である104と204の入力はと
もに同〜ぐあり、出力も同一となる。バイナリ・データ
に同じ乱数を2を法として2度加えるともとのバイナリ
・データに戻るので、送信側、受信側に各々本発明装置
、第2図の装置を設置すれば、バイナリ・データは本発
明装置でスクランブルされ、第2図の装置で後元される
〇 またシフトレジスタ103,203のビット数を少なく
しておけば、伝送上の誤りの伝搬を小さくできる。
At this time, at some point during operation, the contents of shift registers 103 and 203 are the same scrambled binary data. Also pattern generators 102 and 202
Both produce the same inary butter-'. Therefore, the inputs of the same function generators 104 and 204 are the same, and the outputs are also the same. Adding the same random number modulo 2 twice to binary data returns it to the original binary data, so if the device of the present invention and the device shown in Fig. 2 are installed on the sending and receiving sides, respectively, the binary data becomes original. Scrambled by the device of the invention and restored by the device shown in FIG. 2 In addition, by reducing the number of bits in the shift registers 103 and 203, the propagation of transmission errors can be reduced.

パターン発生器102は、 例えば線形帰還シフトレジ
スタで構成できる(線形帰還シフトレジスタlこついて
は、宮用、岩垂、今井著「符号理論」    ゛・昭晃
堂、1973年発行、121頁〜135頁を参照)0シ
フトレジスタの初期値は、送受信間で何らかのプロトコ
ルを定め、干れに従って足めるか、あるいは、最初に固
定してしまうか、あるいは同期用の符号を利用して変更
してゆく方法がある0関数発生儲は、例えばROMやR
AB、(で構成することもできる。すなわち、キー・パ
ターンを記憶しておいて、シフトレジスタおよびパター
ン発生器の出力の1部あるいは全てをアドレスとみなし
ROMまたはRAMの該アドレスに格納されている前記
キー・パターンのビットを出力する方法である。また第
3図に示す方法でも構成できる。
The pattern generator 102 can be configured, for example, by a linear feedback shift register (see "Coding Theory" by Miyayo, Iwadare, and Imai, pp. 121-135, published by Shokodo, 1973). Reference) The initial value of the 0 shift register can be determined by establishing some kind of protocol between sending and receiving, and can be added according to the tide, or can be fixed at the beginning, or can be changed using a synchronization code. A certain 0 function generation profit is, for example, ROM or R
AB, (In other words, the key pattern is memorized and a part or all of the outputs of the shift register and pattern generator are regarded as addresses and stored at the addresses in the ROM or RAM. This is a method of outputting the bits of the key pattern.Alternatively, the method shown in FIG. 3 can also be used.

図において、入力端子305にはパターン発生器とシフ
トレジスタの出力のうちの1ビツトを人力し残りの全部
あるいは1部を入力端子304に入力する。第2の関数
発生器301は入力端子303から入力されたキー・パ
ターンに依存して、入力端子304から入力されたディ
ジタル・パターンに応じた乱数0または1を出力する0
排他的論理和素子302は前記第2の関数発生器3Q1
の出力と前記取り除かれた1ビツトとの排他的論理和を
とる。
In the figure, one bit of the outputs of the pattern generator and shift register is manually input to an input terminal 305, and all or part of the remaining bit is input to an input terminal 304. The second function generator 301 outputs a random number 0 or 1 according to the digital pattern input from the input terminal 304, depending on the key pattern input from the input terminal 303.
The exclusive OR element 302 is connected to the second function generator 3Q1.
Exclusive OR is performed between the output of and the removed 1 bit.

前記第2の関数発生器301もltoMやRAMで構成
できる。
The second function generator 301 can also be constructed from ltoM or RAM.

キー・パターンは本発明装置のユーザーが任意に選んだ
ディジタル°パターンでよいし、前もって定められたキ
ーと呼ばれる複数ビットをもとに線形帰還シフトレジス
タで生成してもよい。
The key pattern may be a digital pattern arbitrarily selected by the user of the device of the present invention, or may be generated by a linear feedback shift register based on a plurality of predetermined bits called a key.

以上の実施例において、説明をわかり易くするために乱
数を1ビツトずつ、すなわち関数発生器104、aol
の出力を1ビツトずつ?こしたが、nビット(nは正整
数)ずつの並列処理とTるこきも可能である。また、演
算も2を法とするのでなくM(Mは2以上の整数)とす
ることも可能である。
In the above embodiment, in order to make the explanation easier to understand, the random numbers are generated bit by bit, that is, the function generator 104, aol
output one bit at a time? However, parallel processing of n bits (n is a positive integer) and parallel processing are also possible. Further, the calculation can also be performed using M (M is an integer of 2 or more) instead of using 2 as the modulo.

才た、排他的論理和素子105と205は、 関数発生
器104と204からの入力をパラメータとみなしたと
き、互いに逆変換となるような変換器りすることも可能
である。
The exclusive OR elements 105 and 205 can also be used as transformers that perform inverse transformations when inputs from the function generators 104 and 204 are considered as parameters.

さらに入力端子106 、303からのキー・パターン
は固定することも可能である。これらの変更は本発明の
範囲に金談れるものである。
Furthermore, the key patterns from the input terminals 106 and 303 can also be fixed. These modifications are within the scope of this invention.

以上、詳細に説明したように、本発明を用いれば誤り伝
搬を少なくして、しかも乱数がスクランブルされたデー
タに依存するゆえ第三者に解読されにくいようにディジ
タル・データをスクランブル −−′  でき、通信系
に用いて効果は極めて大きい。
As explained above in detail, by using the present invention, it is possible to reduce error propagation and scramble digital data in such a way that it is difficult for a third party to decode it because the random numbers depend on the scrambled data. , it is extremely effective when used in communication systems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
木兄8A′装置によってスクランブルされたデータを復
元するための装置例を示すブロック図、第3図は関数発
生器のl実施例を示すブロック図である。 図において、102.202はパターン発生器、103
.203 はシフトレジスタ、104.204  は関
数発生器、105,205,302は排他的論理和素子
、301は第2の関数発生器を各々示すO第1図 第2図 躬3図 228−
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a device for restoring data scrambled by the Kinoe 8A' device, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a function generator. It is a block diagram showing an example. In the figure, 102.202 is a pattern generator, 103
.. 203 is a shift register, 104, 204 is a function generator, 105, 205, 302 are exclusive OR elements, and 301 is a second function generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ディジタル・データをスクランブルするスクランブラ−
において、あらかじめ定められた順序でディジタル・ハ
li−ンを発生する第1のパターン発生手段と、後記ス
クランブルされたディジタル・データのうち最も新しい
データから順に前もって定められた級のデータを記憶す
る記憶手段と、前もって定められたキー・パターンに依
存して、 ′前記第1のパターン発生手段と前記記憶手
段の出力に応じたディジタル・パターンを発生する関数
発生手段と、人力されたディジタル・データと前記関数
発生手段に応じたディジタル・パターンをスクランブル
されたディジタル°データとして出力する第2のパター
ン発生手段と、から成ることを特徴とするスクランブラ
−8
Scrambler that scrambles digital data
a first pattern generating means for generating digital lines in a predetermined order; and a memory for storing data of a predetermined class in order from the latest data among the scrambled digital data described below. and a function generating means for generating a digital pattern according to the outputs of the first pattern generating means and the storage means, depending on a predetermined key pattern; a second pattern generating means for outputting a digital pattern according to the function generating means as scrambled digital data;
JP57126183A 1982-02-22 1982-07-20 Scrambler Granted JPS5916441A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57126183A JPS5916441A (en) 1982-07-20 1982-07-20 Scrambler
CA000432746A CA1211521A (en) 1982-07-20 1983-07-19 Cryptographic system
AU16964/83A AU569473B2 (en) 1982-07-20 1983-07-19 Cryptographic apparatus for binary data
US06/878,518 US4663500A (en) 1982-02-22 1986-06-23 Cryptographic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57126183A JPS5916441A (en) 1982-07-20 1982-07-20 Scrambler

Publications (2)

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JPS626380B2 JPS626380B2 (en) 1987-02-10

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