JPS59229944A - 秘話伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声あるいはデータ等の周波数特性が非平担
な信号を有線もしくは無線等の伝送路によって伝送する
際、伝送路で盗聴されだシあるいは混信等で誤って情報
等が漏れる事を防止するため、信号の周波数特性に処理
を加え秘話隠匿性を高めるようにする伝送方式に関する
ものである。

従来この種方式は第１図に示す装置構成を有し、第２図
に模式的に示すスペクトラムを成す−ように信号が逐次
処理され伝送路上の信号スペクトラムが原信号スペクト
ラムと互いにスペクトラム反転されておシ、スペクトラ
ム反転機能を有さない限り伝送路の秘話性は保たれてい
たが、スペクトラム反転機能を有する受信装置に混入し
たシする情報は全く係数されない欠点があった。

以下、図面をもって詳細に説明する。

第１図は従来の系構成とスペクトラムインノ（−夕の構
造を示す。第１図において、１は伝送路、２はスペクト
ラムインバータ、３，４はそれぞれ係数１．−１なる値
を有する係数器、５゜６はアナログスイッチ、７はイン
バータ、８は発振周波数がｈ＋ｂであり、Ｄｕｔｙ　５
０　’１６の方形波信号発振器、９はカットオフ周波数
がｆｌｖ　ｆｚであるローパスフィルタ、１０と１１は
それぞれ送信側のスペクトラムインバータの人、出力端
子、１２と１３はそれぞれ受信側のスペクトラムインバ
ータの人、出力端子であり、受信側スペクトラムインバ
ータは、送信側スペクトラムインバータと同型であり、
番号１４で示す。

被反転信号を入力端子１又は入力端子２に入力すると係
数器３で係数１倍、係数器４で係数−１倍される。方形
波発振器８は周波数ｉ１＋ｆ２　、　Ｄｕｔｙ５０％で
発振しており、アナログスイッチ５，６のゲートに印加
されるレベルが互いに補の関係に外るようインバータ７
で反転されておシ、係数１又は−１倍された被反転信号
がアナログスイッチ出力として求まる。

これは例えばアナログミキサと等価な作用を為し被反転
信号に周波数（ｆｌｖｆ２）の局部発振周波数を乗じて
得られるｆＣ［：ｆｌ、ｆｚ）成分に等しい信号が求ま
る。ローパスフィルタ９はｆ（（ｆｌｖ　ｆｚ　）の高
周波成分を除去するために挿入されている。このように
してスペクトラムインバータ２は機能する。

したがって、第２図に示すようなスペクトラムが得られ
る。すなわち、第２図（ａ）で示される信号が入力端子
１０に印加される音声スペクトラムとすると、第２図（
ｂ）が出力端子１１および伝送路１が理想的な場合の入
力端子１２におけるスペクトラムであシ、第２図（ｃ）
が出力端子１３の出力スペクトラムを示す。

任意の受信装置はすべて等しい周波数特性を有している
ので、いかなる送信装置からの反転信号も正しく復調し
てしまい、特定−組み間の通信の秘話性を高く保つこと
ができない。

本発明は特定送信装置と特定の受信装置との間でのみ正
しく信号が伝送できるように、送信側で周波数をｎ個の
ゾーンＣｆｏｅ　ｆｘ）−１：　ｆ□。

ｆｚ）　＊　＝−・ｓ　（ｆｎ−ｔ、　ｆｎ　］　　（
ｆｏ　＜ｆｓ＜ｆｚく・・・・・・・・・（ｆｎ−ｘ　
＜　ｆ　ｎ　）に分割し、各ゾーンに対しスペクトラム
反転処理を施して得られるスペクトラムパターンと、分
割周波数ｆｌ　ｅ　ｆｌｖ・・・・・・、ｆｎ−１とを
特定送受信装置の暗号化鍵として秘話隠匿性を付与し、
ゾーンの反転パターンと分割周波数ｆｉｅｆ’ｓ・・・
・・・・・・、　ｆｎ、−４の組み合せで鍵の数を十分
多くし混入した情報が特定の受信装置以外の受信装置で
再生されることを防止することを目的とするものであシ
、以下図面について詳細に説明する。

第３図は本発明の第１実施例で、ｎ＝２、反転するゾー
ンの１個数ｍ　＝　１の場合の例である。

ここでゾーン数を２に限定して説明をするが、ゾーン数
が２以上の場合においても、ｆｌｙ−ｆ２１・・・・・
・・・・ｇｆｎ−１およびゾーン反転パターンが鍵にな
ることは容易に類推でき、かつその効果は同様にあられ
れるので、これらに関する説明は省略する。

第３図に示すように、送信側のエンクリプション（暗号
化）と受信側のデクリグジョン（解読ないし復号）には
同型の処理装置（点線゛で囲まれた部分で、ハーフユニ
ットと呼ぶ）が用いられておシ、これらの装置によって
秘話通信が実施例 第３図において１５はカットオフ周波数がｆｌなるロー
パスフィルタ、１８はカットオフ周波数がｆｌなるバイ
パスフィルタと同一機能を有する回路、工６は反転基準
周波数がｆｏ＋ｆｌなるシーン工に対するスペクトラム
インバータ、１７は加算器、１は伝送路である。

又図中ａｙ　ｂ、ｃ、・四囲ｉの文字は観測点を示し、
第４図の（ａ）　＊　（ｂ）　＊　（ｃ）・・・・・・
・・・はそれぞれ観測点ａ、ｂ、ｃ・・・・・・・・・
における信号スペクトラムを示す。第４図の横軸は周波
数、縦軸は振幅な表わす。

この本発明の実施例の装置を動作するには、入力端子１
０に周波数帯域（ｆｏｔｆｚ〕なる信号を分から成る信
号に分割する。すなわち第４図（ａ）の入力信号が、ロ
ーパスフィルタ１５の出力（ｂ）と回路１８の出力（ｃ
）に分割される。第４図（ｂ）の信号をスペクトラムイ
ンバータ１６でスペクトラム反算器１７で求め、第４図
（ｅ）が得られる。

第４図（ｅ）に示す信号を伝送路１で伝送し、送信側と
全く同一の処理を施すことによｆｉ、／Ｓ−７ユニツト
の出力として復号信号が出力端子１３に現われる。

なお第３図中の１８は減算器を用いて入力信号を分割し
たが、ローパスフィルタ１５と同じカットオフ周波数を
有するバイパスフィルタを用いても全く同様な結果が得
られる。

したがって、伝送路上のスペクトラムは第４図（ｅ）に
示す形を有し、スペクトラム反転しても元のスペクトラ
ムに整形できないし、又ｆ１が不一致ならば同様の処理
を施しても元のスペクトラムが得られない。

第５図および第６図にｆｌが不一致の場合の同様の処理
を施して得られるスペクトラムを示す。

図中（ａ）　、　（ｂ）　ｔ　（ｃ）等は第３図の観測
点ａ、　ｌ）、　ｅ等に対応している。

第５図はｆｌ　’　）　ｆｌとした場合、送信側の分割
周波数がｆｌ、受信側の分割周波数がｆ１′　の場合を
示す。

第６図は送信側の分割周波数がｆ１′で、受信側の分割
周波数がｆｌの場合を示す。

第５図（ｉ）および第６図（ｉ）が示すように同様の処
理でもｆｌとｆ１′が互いに異なる場合には、復号信号
が正しく得られず、ｆｌおよびｆ１／が暗号化の鍵にな
ることが明らかになる。

例えばｆ、　＝αｆｏ＋（１−α）ｆ２．α＝　０．３
　、０．４　。

０．５　、０．６　、０．７と選べば、ｆｌとして鍵が
５種類得られる。αをさらに細分化してゆくと鍵の数ｍ
＝１の場合である。第１の実施例のハーフユニットの後
に反転基準周波数がｆＯｔ　ｆ２なるスペクトシムイン
バータを挿入し伝送路上のスペクトラムを、第１の実施
例の伝送路上のスペクトラムに対しゾーン１とゾーン２
を置換した関係を有するようにしたものである。第７図
におけるハーフユニットは第３図のバーフコ−ニットに
等しく、１９は反転基準周波数がｆｏ＋ｆ２なるスペク
トラムインバータである。第７図におけるａ、ｂ、ｃ・
・・・・・・・・ｋは観測点であシ、各観測点における
スペクトシムをそれぞれ第８図（ａ）　ｔ　（ｂ）　？
（ｃ）・・・・・・・・・（ト）に示す。

第２の実施例の動作はごへ１の実施例の動作と類似であ
シ、又ｆｌが暗号化の鍵になることも容易に理解できよ
う。しかし、ｆＩが仮に一致していても第２の実施例の
送信信号を第１の実施例の受信装置で受信することはで
きない。それは受信信号が元の信号に対しスペクトラム
反転した関係になっているからである。

ゾーン数ｎの場合の置換パターン数は（ｎ！−１）であ
シ、鍵の数は極めて多くなる。ぞして、いかなる置換パ
ターンも互換の回数を重ねることによシ必ず実現できる
。

例えばゾーン（１，２，３，４）なる場合、（４，３，
１，２）なる置換パターンへの写体は、例えば互換（２
９３）で（１，３，２，４）を得、次に（１，３）、（
２，４）の互換で［３，１゜４．２〕、第３に互換（１
，４）で（３ｔ４゜１．２〕、最後に（３９４）で［４
ｅ　３ｔ　Ｉｓ２〕を得る。全域を反転する置換、すな
わち、ｆｏ　”　ｆｏ　＋　ｆ４なるインバータを用い
ると第１にＣ４，３，２，１）が得られ、次に（２，１
）の互換で最終的置換パターン［４，３，１，２〕が得
られる。

ゾーン２とゾーン３の互換はｆ。−ｆ、　＋　ｆ３なる
スペクトラムインバータでゾーン２およびゾーン３の信
号成分を反転を伴った互換をした後、各ゾーン成分をゾ
ーン内で反転して得られる０以上、反転と置換処理を分
割した形で説明したが、互換の毎に各ゾーン成分が反転
されるので反転と置換を統括的に扱い処理量を削減し効
率良く処理することは容易に類推できる０又説明をｎ　
＝　２すなわちゾーン数が２の場合に限定したが、ｎ〉
２以上の、より多くのゾーンに分割する場合、ｆｌｔｆ
２ｔ・・・・・・・・・、　ｆｎ−１なる分割周波数、
反転パターン、置換が秘話鍵になることは容易に類推で
きる。

さらに、信号処理はアナログ処理のみならず、ＡＤ父換
後、信号処理プロセッサ等でディジタル信号処理し、Ｄ
Ａ変挟し、折り返し雑音を除去すればディジタル処理で
も同様に処理でき、本発明のディジタル信号処理形式は
容易に類推できる。

以上説明したように、本発明によれば帯域分割用フィル
タのカットオフ周波ｅ　ｆｌｔ　ｆ２＋・・・・・・、
ｆｎ−１と伝送スペクトラムノ（ターンとを秘話鍵にで
きるため、伝送時に同期信号前を付加することなく、例
えばアナログ伝送路等にも直接適用可能であシ、かつ鍵
の数を（ｆｚの槙類）×（伝送スペクトラムパターン）
と多数にできるため秘話性を飛躍的に向上することがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反転秘話伝送方式の系構成例、第２図（
ａ）ないしくｃ）は第１図の観測点ａないしＣにおける
スペクトラム図、第３図は本発明の第１の実施例の構成
を示す図、第４図（ａ）ないしくｉ）は第３図の観測点
ａないしｌにおけるスペクトラム図。第５図、（ａ）な
いしく１）は第３図の構成において送信側の分割周波数
ｆ１が受信側の分割周波数１．１より低い場合の各観測
点のスペクトラム図、第６図（ａ）ないしくｉ）は第３
図の構成において送信側の分割周波数ｆｌ′が受信側の
分割周波数ｆ１より高い場合の各観測点のスペクトラム
図、第７図は本発明の第２の実施例の構成を示す図、第
８図（ａ）ないしくト）は第７図の観測点ａないしｋの
各点におけるスペクトラム図。 １・・・・・・・・・伝送路、２，１４・・・・・・・
・・スペクトラムインバータ、３，４・・・・・・・・
・係数器、５，６・・・・・・・・・アナログスイッチ
、７・・・・・・・・・インバータ、８・・・・・・・
・・方形波発振器、９・・・・・・・・・ローパスフィ
ルタ、１０゜１２・・・・・・・・・入力端子、１１．
１３・・・・・・・・・出力端子、１５・・・・・・・
・・ローパスフィルタ、１６，１９・・・・・・・・・
スペクトラムインバータ、１７・・・・・・・・・加算
器、１８・・・・・・・・・／Ｎ　イア＜スフイルタと
同じ機能を有する回路 代理人　弁理士　　本　　間　　　　　崇悴　５ （ａ）　　　（か　　（ｃ）　　　　（ｄ）　　　　（
ｅ）ｆ、ｆｔ　　ｈ　　Ａｆｔ　　ｆｒ　　ｆｚ　　ｆ
ｏｆｔ　　ｆｔ＝ｆｔ　　ｆ２第　６ （ａン　　　　　　　　（ｈン　　　　　（Ｃ）　　　
　　　と乙ど）　　　　　　　　（ｅ）ｆｏ　　　　ｆ
ｔ’　　ｆｚ　　　ｆＤ　　　ｆｔ’　　　　ｆｔ’ｆ
ｚ　　　ｆｏ　　　　ｆｔ’　　ｆｏ　　　　ｆｔ’　
　１２図 （ｆ）　　　　　　　　（ｙ、）　　　　　　　　（Ａ
）　　　　　　　　　Ｃノ）図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送する信号の占有周波−数帯域が［ｆｏ、ｆｎ）（ｆ
   ｏｅｆｎは帯域の下、上限周波数）である信号伝送にお
   いて、送信側および受信側に周波数帯域分割回路とスペ
   クトラム反転回路を有し、送信側では該信号帯域を（ｆ
   ｏｅｆｔＬ（ｆｔｙｈＬ−””＊　（ｆｎ−ｘ　＊　ｆ
   ｎ　：ｌ　（但しｆｔ　＜　ｆｚ　＜　・・曲（ｆｎ−
   １（ｆｎ）のｎ個のゾーンに分割しく各々のゾーンをゾ
   ーンｌ、ゾーン２．・曲面、ゾーンｎとする）該ゾーン
   のうちｍ個（０＜　ｍ　＜、、　ｎ　）のゾーンに対応
   する信号成分をゾーン内においてスペクトラム反転する
   か又は各ゾーンの周波数配置上の順序を置換し又は前記
   周波数の反転と順序の置換の両者を行ない、その結果得
   られるｎ個のゾーンの信号成分の総和を送信すると共に
   、受信側へは分割周波数がｆｌｅｆ２ｇ・面相ｆｎ−１
   である情報と反転または／および順序の置換をしたゾー
   ン名の情報を伝達し、受信側では、前記情報を鍵として
   、受信信号の周波数帯域を分割し、スペクトラム反転さ
   れているゾーンのスペクトラムの再反転または／および
   順序の復元を行ない復号することを特徴とする秘話伝送
   方式。