JPS6021501B2 - デ−タ通信ネツトワ−クにおける操作キ−検証方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、暗号通信機密保護技術に係り、特に第１局と
第２局の操作キーが同一のときにのみ第２局が第１局へ
の暗号通信データ源であることを第１局において確認す
る操作キー検証方法に関する。

電子計算機端末装置ユーザの数が増加するにつれて、フ
ァイル、プログラムおよびハードウエアのような共通シ
ステム資源が共用され、分散システムおよび遠隔通信が
多用され、大規模且つより複雑な計算機ベース情報シス
テムが生れつつある。

このようなシステムにおいては、大量の感知可能データ
が機密保護機能を有しない通信線を介して伝送される。
このように通信線には機密保護機能がないので、感知可
能データは監視すなわち保護された環境以外のところを
通らなければならずアクセス可能となる。したがって、
長時間かかる状態が続けばデータの傍受または改変のお
それが増加することとなる。暗号方式は、データが伝送
される媒体またはデータが記憶される媒体を保護するも
のではなくデータそれ自体を保護する有効なデータ機密
保護手段と考えられる。階号方式は、生文（ｃｌｅａｒ
ｔｅ幻またはｐｌａｉｎｔｅｘｔ）と称されるメッセー
ジ・データを暗号文（ｃｉｐｈｅｘｔｅ幻）と称される
理解不能データに暗号化し、暗号文を解読して生文に戻
す方法に関するものである。

暗号化／解読・変換は暗号キーによって制御される暗号
機能すなわちアルゴリズムにより実行される。暗号キー
は多数の生文と暗号文の関係の中から１つを選択する。
従来、データ処理システムにおけるデータ機密保護を改
良すべく種々のアルゴリズムが開発されている。このよ
うなアルゴリズムの例としては、１９７山王３月１２日
に特許された米国特許第３７９粥３び号および１９７４
年３月１９日に特許された米国特許第３７９８３５ｙ号
に示されている。データ処理システムにおいてデータ機
密保護を行うアルゴリズムの最近の別の例は、持関昭５
１−１０８７０２号‘こ示されている。このアルゴリズ
ムはＮａｔｉｏ順ＩＢｍｅａｕｏｆＳｔａｎ岬ｒｄｓに
よりデータ暗号化標準（ＤＥＳ）アルゴリズムとして採
用されている。この詳細についは、１９７７年１月１５
日に発行されたＦａｄｅｒａｌ ｌｎのｒｍａｔｉｏｎ
ＰｒＭｅｓｓｉｎｇＳｔａＭａｒｄｓの刊行物、ＦｍＳ
ＰＵＢ ４６を参照されたい。データ通信ネットワーク
は、通信線を介して単一の上位システム及びこれに関連
した資源（例えば上位プログラム、局部的に付属した端
末装置やデータ・ファイルなど）に接続される一群の通
信端末装置を含むことができる。

データ通信ネットワーク内において、上位システムのド
メィンは上位システムに知られ且つ上位システムによっ
て管理されている一組の資源と考えられる。データ通信
ネットワークの規模が拡大すると、他の上位システムが
ネットワーク内に含まれるようになり、各上位システム
がネットワークの一部すなわちドメインを形成する自ら
に関連した資源を知り且つこれを監理するような複数ド
メィン・ネットワークを形成する。ネットワークのドメ
イン間に適当なクロス・ドメイン・データ・リンクを設
けることにより、２つまたはそれ以上のドメインが相互
に接続されネットワーク機構が形成される。したがって
、ネットワークの大きさが拡大しネットワークのドメィ
ンを相互接続する通信線の数が増加すると、複数ドメィ
ン通信ネットワークのドメィンを接続する通信線等を介
して伝送されるデータに対する通信機密保護の必要性が
増大する。従来、ネットワーク内のデータ通信の機密保
護を改良するために、暗号技術を用いたデータ通信ネッ
トワークが開発されている。かかるネットワークにおい
ては、暗号機構が上位システムおよび各種遠隔端末装置
に設けられている。上位システムおよび遠隔端末装置が
暗号通信を行うために、上位システムおよび遠隔端末装
置はともに同一の暗号アルゴリズムおよび共通の操作キ
ーを使用しなければならない。これにより、送信局によ
って暗号化されたデータは受信局において解読されるこ
とができる。従来の暗号通信装置においては、送信局に
おいて使用される操作キーは郵便、電話または特使によ
り受信局に送られ、これにより共通の操作キーが双方の
局に装備されて暗号通信が行われる。また、従釆、１９
７６王３月１１日に特許された米国特許第３９５６６１
５号に記載されているＣｏｎｓｕｍｅｒＴｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎＦａｃｉｌｉツに例示されるように受信局にお
いて復元可能な形に操作キーを暗号化することによって
、該操作キーを一方の局から他方の局に伝送するのに２
つの局を接続する通信線を使用できるようにした技術が
開発されている。かかる技術においては、適対者が、通
信線中を伝送される操作キーを復元して次に伝送される
暗号通信データを解読することによって通信線のデータ
を傍受しようとする場合、かかる傍受動作は、通対者が
暗号キー（操作キーは階号キ−の下で暗号化される）を
手に入れない限り防止することができる。

しかし、通対者が傍受した暗号操作キーおよび暗号デー
タ通信を使用できる方法は存在し、その１つの方法はメ
ッセージが送られる局を攻撃して該局をアクセスし、暗
号化操作キーを記録したものを再生してこれを該局の暗
号装置に入力して暗号化操作キーを解読させた後、暗号
通信データを記録したものを再生しこれを該局の暗号装
置に入力して生文の通信データを得ることである。した
がって、本発明の目的は、通信線によって接続される複
数局間のデータ伝送の通信機密保護を維持することにあ
る。

本発明の別の目的は、暗号局側において伝送された暗号
データ源を検証確認することにある。

本発明の別の目的は、第１暗号局と第２暗号局とが共通
の操作キーを使用していることを確認することによって
第１暗号局と第２暗号局との間のデータ伝送の通信機密
保護を維持することにある。本発明の更に別の目的は、
第１暗号局と第２暗号局の双方の操作キーが同一である
ときにのみ第２局が暗号メッセージ源であることを第１
局が確認し得るような形で操作キーに従って暗号メッセ
ージを送ってくれるように第１局からその操作キーに従
って第２局に挑戦（ｃｈａｌ ｌｅｎｇｅ）情報を送る
ことにある。

本発明によれば、第１操作キーを有する第１暗号局と第
２操作キーを有する第２暗号局との間でデータ通信を行
うデータ通信ネットワークにおいて、第１局が第１検証
数を出力し、この第１検証数と第１操作キーに従って第
１動作を行って第１局暗号文を第２局に伝送し、第２局
は第１局暗号文と第２操作キーに従って動作し第２局暗
号文を第１局に伝送し、これにより第１局は受信した第
２局暗号文と第１検証数に従って第２動作を行って両局
の操作キーが同一であるときにのみ第２局が第２局暗号
文源であることを確認するような操作キー検証方法が提
供される。

本発明の検証方法においては、第１局が第１操作キーの
制御の下で第１検証数を暗号化し第１局暗号文を第２局
に伝送する。

第２局は、第２操作キーの制御の下に第１局暗号文を暗
号処理し、２つの局の操作キーが同一の場合、第１検証
数に等しい第２検証数を得る。第２検証数は第１機能に
従って修正されて修正第２検証数が得られ、この修正第
２検証数は第２操作キーの制御の下で暗号処理され第２
局暗号文が得られ、この第２局暗号文が第１局に伝送さ
れる。本発明によれば、第１局における検証方法の種種
の実施例が得られる。

ある実施例においては、第１局において受信された第２
局暗号文は第１操作キーの下で暗号処理され、２つの局
の操作キ−が同一である場合、修正第２検証数に等しい
第１結果数が得られる。そして、第１結果数は第１機能
の逆の機能を有する第２機能に従って修正され、両局の
操作キーが同一の場合、第１検証数に等しい第２結果が
得られる。さらに、第１検証数と第２結果数とが比較さ
れ、これらが等しいときすなわち２つの局の操作キーが
同一であるときにのみ、第２局が暗号データ通信源であ
ることが確認される第１局において検証を行う別の実施
例においては、第１局において受信された第２局暗号文
が第１操作キーの制御の下に暗号処理され、２つの局の
操作キーが同一である場合、前に第２局によって発生さ
れた修正第２検証数に等しい第１結果数が得られる。

そして、第１局が前に第２局において実行された第１機
能と同一の第２機能に従って第１検証数を修正し、２つ
の局の操作キーが同一である場合、前に第２局によって
発生された修正第２検証数に等しい修正第１検証数が得
られる。そして、修正第１検証数は第１結果数と比較さ
れ、これらが等しい場合すなわち２つの局の操作キーが
同一の場合、第２局が暗号データ通信源であることが確
認される。第１局において検証を行う方法の別の実施例
においては、まず第２操作キーの下で暗号処理された修
正第２検証数を示す第２局暗号文が第１局において受信
され記憶される。

そして、第１局は前に第２局において実行された第１機
能と同一な第２機能に従って第１検証数を修正し、２つ
の局の操作キーが同一である場合、前に第２局によって
発生された修正第２検証数に等しい修正第１検証数が得
られる。そして、修正第１検証数が第１操作キーの下で
暗号処理されて８りの第１局暗号文が得られ、この第１
局暗号文は上述のように受信された第２局暗号文と比較
され、これら暗号文が等しいときすなわち２つの局の操
作キーが同一である場合にのみ、第２局が第２局暗号文
源であることが確認される。概説 序説 単一ドメイン・データ通信ネットワークにおいては、一
群の通信端末装置は複数の通信線を介して上位データ処
理装置及びこれに関連した資源（例えば上位プログラム
、局部的に設けられた端末装置および２次記憶ファイル
など）に接続されている。

このようなネットワークは規模が大きく且つ複雑である
ために、他の上位システムを該ネットワークに組み入れ
るには、複数のシステム間に適当なクロス・ドメィン・
リンクを設けて行っており、これにより、複数ドメィン
・ネットワークが形成される。しかし、ネッナワークの
規模の増大にともない、機密保護されていない通信線を
介してデータを伝送することの問題はより深刻となり、
データを保護して該データにより示される情報の機密性
および安全性を維持する必要性が増大している。暗号通
信方式は、それがデータ伝送媒体を保護するのではなく
データそれ自体の機密性および安全性を保護する点にお
いて通信機密保護のための有効なデータ機密保護手段で
ある。最も実用的な暗号装置は、２つの基本要素、すな
わち、 ｛１｝生文を暗号文に変換するすなわち暗号化
するためにまたは暗号文を生文に変換するすなわち解読
するために必要なステップを特定する一組の規則である
暗号アルゴリズムと、 ■暗号キーとを必要とする。暗
号キーは生文と暗号文との間に存在し得る多くの関係の
中から１つの関係を選択するために使用される。従来、
データ処理装置におけるデータ機密保護を改良するため
に、各種の暗号処理アルゴリズムが開発された。かかる
アルゴリズムのうちの１つが、上記侍閥昭５１−１０８
７０２号に記載されており、これはまた最近上述のＦｅ
ｄｅｒａｌｌｎｆｏｎｍａｔｉｏｎ Ｐｒ比ｅｓｓｉｎ
ｇＳ鷺ｎｄａ「ｄの刊行物中において記載されているよ
うにＵｎｉｔｅｄＳねｔｅｓＤａｔａＰｒ比ｅｓｓｊｎ
ｇＳねｎ船ｒｄとして採用された。暗号処理アルゴリズ
ムは、５６ビット暗号キーの制御下で６４ビット・ブロ
ックの生文を独特の６４ビット・ブロックの暗号文に変
換すなわち暗号化し、あるいは同じ５６ビットの暗号キ
ーの制御化で私ビット・フロックの暗号文を元の私ビッ
ト．ブロックの生文に変換するすなわち解読する。解読
処理は暗号処理の逆の動作である。この暗号処理の有効
性は暗号処理に使用される暗号キーの選択と管理に使用
される技術により決定される。データまたは他のキーを
暗号化しまたは解読するときに暗号処理に実際に使用さ
れてアルゴリズムを特定する暗号キーのみが作業キーと
称され、暗号装置によってのみアクセス可能である。後
述する他のすべてのキーは実行されるべき暗号動作に応
じて異なった時間に作業キーとして使用される。暗号装
置に使用される暗号キーには、操作キー（ＫＯ）および
キー暗号化キー（ＫＥＫ）という２つのカテゴリーが存
在し、操作キーはデータ暗号化キーとして使用される。
データ暗号化キーすなわち操作キーはデータの暗号化／
解読に使用されるキーのカテゴリーに属し、キー暗号化
キ−は他のキーの暗号化ノ解読に使用されるキーのカテ
ゴリーに属する。２つの基本的カテゴリーの中には、暗
号キーの種々の定義された等級および種類が存在する。

暗号キーのうちデータ暗号化キーすなわち操作キーの等
級を見るに、データ通信セッションの間デー夕を保護す
るデータ暗号化キーすなわち操作キーは１次通信キーと
称されるキーの等級に属する。この等級のある種のキー
は、システムにおいて時間的に変化するようにダイナミ
ックに発生されキー暗号化キーの下で暗号化された形で
上位システムから遠隔端末装置に伝送される。このキー
は端末装置において解読され作業キー・レジス外こロー
ドされて作業キーとして使用される。このキーは通信セ
ッションが持続されている間存在し、システム・セッシ
ョン・キー（ＫＳ）と指称」される。キー暗号化キーの
カテゴリーに属する暗号キーには、１次キー暗号化キー
および２次キー暗号化キーという２つのサブ・カテゴリ
ーが存在する。

暗号キーが１次キー暗号化キー・サプ・カテゴリ−に属
する場合、上位システム内において他のキーを暗号化す
るのに使用されるキー暗号化キーはシステム・キーと称
されるキーの等級に属する。この等級のキーのある種類
のものは上位システムにおいて能動的に使用されるシス
テム・セッション・キーを保護するのに使用され、上位
マスタ・キー（ＫＭＨ）と指称される。２次キー暗号化
キ一・サブ・カテゴリーに属する暗号キーには、他のキ
ーを保護するのに使用される２次通信キーと称される等
級のキーが存在する。

この等級のキーは端末装置に伝送されるシステム・セッ
ション・キーを保護するのに使用され、システムから発
生されると、端末マスタ・キー（ＫＭＴ）と指称される
。この等級のキーの別の種類のものは複数ドメィン通信
ネットワークのあるドメイン中の上位システムから別の
ドメインに伝送されるシステム・スツション・キーを保
護するのに使用され、クロス・ドメィン・キー（ＫＮＣ
）と指称される。この等級の別の種類のものは、上位シ
ステムに関連した適用業務プログラムに伝送されるシス
テム・セッション・キーを保護するのに使用され、シス
テムから発生されると適用業務キー（ＫＮＡ）と指称さ
れる。上述のように定義された各種暗号キーはカテゴリ
ー、等級、種類および用途によって次表のように要約す
ることができる。暗号キーの発生、分配、登録および管
理キー発生は暗号装置に必要な暗号キー発生のため１つ
の処理過程である。

キー発生過程には、システム・マスタ・キーと１次およ
び２次通信キーを特定することが含まれる。上位マスタ
・キーは１次キー暗号化キーであり、上位暗号機構に生
文の形で存在することが必要な唯一の暗号キーである。

上位マスタ・キーは一般に長期間にわたって変更するこ
とはないので、このキーをランダムに選択するときには
大きな注意が必要である。キーの選択は、例えば、硬貨
を投げ上げて硬貨の表が出ればビット値“０”として裏
が出ればビット値“１”とするとか、あるいはさいころ
を投げて偶数が出るか奇数が出るかによってビット値“
０”と“１”を決定し、硬貨またかさいころの各グルー
プをそれぞれこれに対応するパリティ調整ディジットに
変換するといったランダムな試みを用いて行われる。上
位システムに記憶されるあるいは上位システムの外を通
る他のすべての暗号キーを暗号化することにより、全体
的に機密保護が強化され、上記他の暗号キーを秘密にす
ることにより単一上位マスタ・キーの秘密性が高まる。
上位マスタ・キーを不揮発生のマスタ・キー・メモリに
記憶させることにより上位マスタ・キーを秘密にするこ
とができ、上位マスタ・キーは１度だけ登録されればよ
い。マスタ・キーは一旦登録されると暗号装置において
暗号化されたキーを内部的に解読するためにのみ使用さ
れ、解読されたキーは次の暗号化／解読動作において作
業キーとして使用される。上位マスタ・キーの登録は、
手動スイッチ、ダィアル、または手保持キー入力装置を
使用する直接手動入力処理によって行われる。

あるいはこれのかわりに、機密保護責任者にのみアクセ
ス可能な安全な場所（金庫、地下室等）に保管される磁
気カードまたはテープのような持久媒体によって上位マ
スタ・キーが入力可能な場合には、間接的入力方法を使
用することができる。また、これとは別の間接入力方法
としてキーボード入力装置を使用するものがあるが、人
間エラーを生じさせやすい。どちらの間接方法を選択す
るにせよ、上位マスタ・キーは読み取られて上位メモリ
に一時記憶され、しかる後にマスタ・キー・メモリに転
送され、上位メモリ入力が消去される。この結果、唯一
のコピーのみが存在することになる。該コピーは暗号機
構によってのみアクセス可能である。端末マスタ・キー
は２次キー暗号化キーであり、システム・マスタ・キー
のように、端末暗号機構に生文の形で存在することが必
要な唯一のキー暗号化キーである。上位システムには多
数の端末装置を接続することができるので、これらのキ
ーがいくつかの種類のランダムな試みを用いて人間によ
り発生されるということは実用的でなく思慮深いことで
はない。したがって、システム責任者を暗号キー作製と
いう仕事から解放してやるために、（単一システム・マ
スタ・キーを除いて、）上位システムの暗号装置を上位
システムに関連する各種端末装置によって使用されるこ
とが必要な端末マスタ・キーを発生する擬似乱数発生器
として使用することができる。システムにおいて発生さ
れた生文の形の端末マスタ・キーは許可された端末装置
ユーザに秘密が保たれる態様で配布される。これは、特
使、書留郵便、公衆電話等による鈴送により行うことが
できる。輸送の間に通対者がキーを手得するという危険
性は、キーの異なった部分を別個の経路を介して輸送し
て目的地において組み合わせることによって減少する。
システムにおいてまたは私的に発生された生文の形の有
効な端末キーを適正に受取った後は、該キーを秘密に保
管する必要がある。これは、上位システム・マスタ・キ
ーの場合と同様に、端末装置において端末マスタ・キー
を持久マス夕・キー・メモ川こ書き込むことにより行わ
れる。一旦、登録されると、端末マスタ・キーは、端末
暗号装置やシステムにおいて発生され且つ暗号化された
１次通信キーを内的に解読するのにのみ使用され、解読
された１次通信キーは次に続く暗号化／解読動作におい
て作業キーとして使用される。クロス・ドメイン・キー
は、あるドメインの上位システムにおいて発生されたセ
ッション・キーが複数ドメイン通信ネットワークの別の
ドメインの上位システムに伝送されここで復元されるよ
うにする２次通信キーとして使用される２次キー暗号化
キーである。

端末マスタ・キーを発生する場合に擬似乱数発生器とし
て使用される送信側上位システムの暗号装置は、クロス
・ドメィン・キーを発生するのにも使用される。複数ド
メィン通信ネットワークには多数の上位システムが組み
入れられているので、ネットワークの各上位システムと
の間のそれぞれのクロス・ドメイン通信について別個の
クロス・ドメィン・キーを発生させる必要がある。端末
マスタ・キーの場合のように、これらのクロス・ドメイ
ン・キーはネットワークの各上位システムから他の上位
システムにそれぞれ配布されなければならない。これは
、端末マス夕・キーの配布に関して説明したのと同様に
行われる。受信側上位システムにおいて生文の形の有効
なクロス・ドメィン・キーを適正に受信すると、該キー
を保管する必要がある。しかし、クロス。ドメィン・キ
ーは、受信側上位システムにおいて保護された形で登録
されると、受信側上位システムが送信側上位システムに
よって伝送された暗号化セッション・キーを受信側上位
システムにおいて使用可能な形に変換し暗号動作を実行
するのにのみ使用される。適用業務キーは、複数ドメィ
ン・ネットワークの送信側上位システムにおいて発生さ
れたセッション・キーを保護する２次通信キーとして使
用される２次キー暗号化キーである。

適用業務キーによって保護されるセッション。キーは送
信側上位システムが暗号動作を実行するのに使用可能な
形に変換される。上位システムに関連する適用業務プロ
グラムは多いので、各適用業務について別個の適用業務
キーを発生する必要がある。したがって、端末マスタ・
キーとクロス・ドメイン・キーを発生する場合と同機に
、上位システムの暗号装置は擬似乱数発生器として使用
され、上位システムに関連した各適用業務プログラムの
それぞれに対して適用業務キーを発生する。システム適
用業務キーが有効に発生すると、該キーの秘密を保持し
なければならない。システムから発生される１次通信キ
ー、すなわちセッション・キーは各通信セッションにつ
いて時間的に変化するようにダイナミックに発生され、
通信されたデータを保護するのに使用される。

通信セッションの数は多いので、これらのキーを人間で
あるユーザが発生させるのは実用的でない。したがって
、上位システムの暗号装置が各通信セッションの要求に
応じて擬似乱数を発生する擬似乱数発生器として使用さ
れる。なお、擬似乱数は、暗号キーがけつして生文の形
で発生しないようにするために、上位キー暗号化キーの
下で暗号化されたセッション・キ−として形成される。
複数ドメイン・ネットワークにおいて、あるドメィンの
上位システムに関連した端末装置と別のドメィンの上位
システムに関連した適用業務プログラムとの間において
クロス・ドメィン通信が行われるべきときには、乱数は
上位マスタ・キーの下で暗号化されたセッション・キー
として形成される。

暗号化セッション・キーは再暗号化されて、あるドメィ
ンの上位マスタ・キーの下で暗号化されたものは、各上
位システム間のクロス・ドメイン通信に使用されるクロ
ス・ドメイン・キーの下で暗号化されたものになり、ま
た、あるドメィンの上位システムの上位マスタ・キーの
下で暗号化されたものは通信セッションが行われるべき
端末装置の端末マスタ・キーの下で暗号化されたものに
なる。これら再暗号化されたセッション・キーはともに
他のドメィンの上位システムに伝送される。他のドメイ
ンの上位システムにおいて、クロス・ドメィン・キーの
下で暗号化されたセッション・キーは再暗号化され、ク
ロス・ドメィン・キーの下で暗号化されたものは他のド
メィンの上位システムの上位マスタ・キーの下で暗号化
されたものになる。他のドメインの上位システムの上位
マスタ・キーの下で暗号化されたセッション・キーおよ
び端末マスタ・キーの下で暗号化されたセッション・キ
ーは他のドメィンの上位システムに関連した適用業務プ
ログラムに伝送され、ここで、上位マスタ・キーの下で
暗号化されたセッション・キーは他のドメィンの上位シ
ステムにおける暗号動作のために保持され、端末マスタ
・キーの下で暗号化されたセッション・キーはあるドメ
ィンの上位システムに関連した端末装置に伝送される。
この時点において、共通セッション・キーすなわち操作
キーが、端末装置および適用業務プログラムの間で共通
セッションを行うのに使用できる形であらわれる。他方
、あるドメィンの適用業務プログラムと別のドメィンの
適用業務プログラムとの間においてクロス・ドメイン通
信が行われるべきときには、乱数は送信側上位システム
の適用業務プログラムに関連した適用業務キーの下で暗
号化されたセッション・キーとして形成される。

暗号化されたセッション・キーは上位システムに関連し
た適用業務プログラムへの通信に使用されるとともに再
暗号化されて適用業務キーの下で暗号化されたものから
あるドメインにおける上位システムの上位マスター・キ
ーの下で暗号化されたものとなる。このようにあるドメ
インにおける上位システムの上位マスタ・キーの下で暗
号化されたセッション・キーは、さらに再暗号化されて
、上位マスタ・キーの下で暗号化されたものから複数ド
メィン・ネットワークの各上位システムの間におけるク
ロス・ドメィン通信に使用されるクロス・ドメィン・キ
ーの下で暗号化されたものになる。そして、あるドメィ
ンに関連した適用業務プログラムの適用業務キーの下で
暗号化されたセッション・キーと、クロス・ドメィン・
キーの下で暗号化されたセッション・キーとは他のドメ
インにおける上位システムに伝送される。他のドメイン
の上位システムにおいて、クロス・ドメィン・キーの下
で暗号化されたセッション・キーが再暗号化され、クロ
ス・ドメイン・キーの下で暗号化されたものが他のドメ
ィンにおける上位システムの上位マスタ・キーの下で暗
号化されたものになる。このように他のドメインにおけ
る上位システムの上位マスタ・キーの下で暗号化された
セッション・キーおよび適用業務キーの下で暗号化され
たセッション・キーは他のドメィンにおける上位システ
ムに関連した適用業務プログラムに伝送され、ここで、
該上位システムの上位マスタ・キーの下で暗号化された
セッション・キーが他のドメィンにおける上位システム
の暗号動作のために保持され、適用業務キーの下で暗号
化されたセッション・キーは上記あるドメインにおける
上位システムに関連した適用業務プログラムに伝送され
る。そして、適用業務プｏグラムは、あるドメィンにお
ける上位システムに別の再暗号化動作を行わせてセッシ
ョン・キーを再暗号化し、適用業務キーの下で暗号化さ
れたものをあるドメィンにおける上位システムの上位マ
ス夕・キーの下で暗号化されたものにする。この時点に
おいて、共通セッション・キーすなわち操作キーは別の
ドメインにおける適用業務プログラムにおいて使用可能
な形であらわれ、２つの適用業務プログラムの間におい
て共通セッションを行わせる。データ通信ネットワーク 最近のデータ通信ネットワークは、単一の上位システム
および上位装置に関連した資源（例えば上位プログラム
、局部的に設けられた端末装置、およびデータ・ファイ
ル等）に通信線を介して接続された複数の通信端末装置
を含んでいる。

データ通信ネットワークの規模が大きくなるにつれ、他
の上位システムがネットワークに組み入れられて、各上
位システムがネットワークの一部すなわちドメインを作
り上げる該システムに関連した資源に関する知織を有し
且つこれを管理するような複数ドメィン・ネットワーク
が構成される。ネットワークのドメィン間に適当なクロ
ス・ドメィン・リンクを設けることにより、２つまたは
それ以上のドメィンが相互接続されてネットワーク機構
を作り上げる。第１図には、代表的な複数ドメイン・ネ
ットワークが示されており、上位システムの代表的なも
のとこれに関連した資源がブロック図の形で示され、ま
た、上位システムに関連した複数の遠隔通信端末装置の
うちの代表的なものが同じくブロック図の形で示されて
いる。ネットワークのあるドメインは、上位ｋシステム
３０に通信線を介して接続された遠隔通信端末装置８，
９、および１０を含み、ネットワークの第２のドメィン
は上位ｉ装置３３に通信線を介して接続される遠隔通信
端子３１と３２を含み、ネットワークの第３ドメィンは
上位ｉシステム３６に通信線を介して接続された遠隔通
信端子３４と３５を含んでいる。上位システムが実際に
どのように働くかは本発明にとって特に問題ではないが
、第１図の上位システムのブロック図には参考として代
表的な上位システムの制御関係とデータの流れが示され
ている。

上位システムは、プログラマプル処理装置１を具備し、
この処理装置１はメモリ２に接続されている。メモリ２
は、処理装置１と入力／出力装置との間におけるデータ
転送を制御するチャネル３とシステムとを制御するのに
使用されるプログラムとデータとを記憶するものである
。チャネル３は処理装置１とメモリ２に接続されるとと
もに、チャネル１′０インターフェースを介して制御ユ
ニット４，５、または６のような制御ユニットに接続さ
れている。制御ユニット４は表示装置または印刷装置の
ような一群の入出力装置を制御できるものであり、制御
ユニット５は複数の磁気デープ装置を制御できるもので
あり、制御ユニット６は複数のディスク・ファイルを制
御できるものである。通信制御装置７は、それぞれ上位
ｋシステムと同様な構成をとり複数の端末装置を有する
上位ｊシステム３６と上位ｉシステム３３および通信端
末装置８，９、および１０のような遠隔端末装置に接続
された通信線に上位システムを連結する２方向制御装置
である。チャネルと１／０制御ユニットとの間に接続さ
れた制御線とデータ線を包含したものは、一般に、すべ
ての１′０制御ユニットに共通な信号顕序と情報フオー
マツトを与えるチャネル１／０インターフェ−スと呼ば
れている。

１／０インターフェース線は、一般に、チャネル３から
１／０制御ユニットに装置アドレス、指令およびデータ
を伝送するのに使用される出力データ・バスと、１′０
制御ユニットからチャネル３に装置識別コード、データ
または状況情報を伝達するのに使用される入力データ・
バスと、１／０動作、データ・バスに関する情報の種類
およびパリティ条件を識別する信号を供給するのに使用
されるタグ信号線とを含むものである。

各１／０制御ユニットは独自の電気的インターフェース
を有しているので、共通１／０インターフェースに対し
て装置を接続し得るようにするために一般に装置アダプ
タが設けられている。処理装置と付属の制御ユニットと
の間のすべての入出力データ転送は、プログラムされた
入力／出力（ＰＩＯ）モードｉこおいて１つの１′○命
令に１バイトずつ行われる。そして、汎用上位システム
には上位データ機密保護装置１１がそなえられている。
上位データ機密保護装置（ＤＳＤ）１ １は、暗号処理
装置１２、マスク・キー（ＭＫ）・メモリー３、１／０
インターフェースに接続されるＤＳＤアダプター４、お
よび上位マスタ・キーをＭＫメモリ１３に手動でロード
する手動ェントリィ装置１５とを具備している。上位マ
スタ・キ−をＭＫ〆モリ１３に書き込むには次のような
２つの方法のうちのいずれかが使用される。上位マスタ
・キーをＭＫメモリ１３に書き込む第１の方法はプログ
ラム制御の下に行われる。この方法においては、キーボ
ード、磁気ストライプ・カード論取機構等を有する１／
０装置が、通常のデータ・ェントリィの場合と同様に上
記横成要素を駆使して上位マスタ・キーを上位メモリ２
にロードし、次に、プログラム制御の下に、上位メモリ
２からＤＳＤのＭＫメモリ１３に上位マスタ・キーが読
み取られる。上位マスタ・キーをＭＫメモリ１３に書き
込む他の方法は、独特のトルグ・スイッチすなわちロー
タリー・ィッチを用いて手動で上位マスタ・キーをＭＫ
メモリ１３に書き込むものである。これらのいずれかの
方法によりＭＫメモリ１３にマスタ・キーを書込むこと
を許可するために、キー書込み許可（ＥＷ）スイッチが
設けられ、該スイッチはマスタ・キー書き込み動作の開
始時にオン状態となり、マスタ・キー書込み動作の終了
時にオフ状態となる。キーが許可されていない者によっ
て変更されるのを防止するさめに、ＥＷスイッチの動作
は物理的なキーロック機構によって行われる。ＤＳＤア
ダプタ１４は、ＤＳＤを１／０インターフェースに接続
するァダプタ機能と、ＤＳＤに対する制御機能という２
つの機能をもっている。

１／０インターフェースは、ＤＳＤアダプタ１４に対し
て全体的な指示を与え、使用されるべき暗号キーを与え
、処理されるべきデータを与え、処理された結果を受け
取る。

上記全体的な指示は動作指令により与えられ、該指令は
解読された後各指令を実行するために適当な時期に一連
の信号を発生するように制御を行う。これらの信号は入
力データおよび出力データの転送と同期がとられる。Ｄ
ＳＤアダブタ１４はまた暗号装置１２における暗号キー
の位置を制御し、且つ暗号装置の暗号化動作および解読
動作を監督する。ＭＫメモリ１３は、バッテリーにより
電力供給され上位システムから電力供給されなくともキ
ーを保持できる１６×４ビットの持久（不揮発性）ラン
ダム・アクセス・メモリである。

上位マスタ・キーは、８個のマスタ・キー・バイト（私
ビット）からなっており、これらのバイトのそれぞれは
７個のキー・ビットと１つのパリティ・ビットからなっ
ている。さらに、通信端末装置がどのように構成される
かは本発明にとって特に問題とするそころではないが、
第１図には参考として代表的な通信端末層３２とそのデ
ータの流れおよび制御関係がブロック図の形で示されて
いる。

端末装置３２は、般的に装置全体の１つの構成要素をな
すものでり、メモリ３８に接続されているプログラマフ
′処理装置３７を具備している。メモリ３８は端装置３
２を制御するのに使用されるプログラムよびデータを記
憶するものである。処理装置３７は、メモリをアドレス
する機能、データを取り出し記憶する機能、データを処
理する機能、プログラム命令を順序づける機能および単
一の１／Ｑ装置３９および４２の動作制御およびデータ
転送制御を行う機能をもっている。１／ｑ装置３９は、
キーボード・ェントリィ装置４０および／または磁気ス
トライプ・カード読取ェントリィ・ユニット４１を有す
る表示装置であり、１／０装置４２は印刷装置である。

処理装置３７と１／０装置との間に接続された制御線お
よびデータ線は、これらを一括して、すべての１／Ｑ装
置に共通な一連の信号と情報フオーマットを与える１′
○インターフェースと呼ばれている。１／０インターフ
ェース線は、一般に、処理装置３７から１′○装置に装
置アドレス指令およびデータを伝送するのに使用される
出力データ・バスと、１／ｑ装置から処理装置３７に装
置識別、データまたは状況情報を伝送するのに使用され
る入力データ・バスと、パリティ条件、データ・バスに
関する情報の種類、および１／０動作を識別する信号を
供孫合するのに使用されるタグ信号線を含む。

各１′○装置は独特な電気的インターフェースを有する
ので、一般に、装置を共通１′０インターフェースに接
続するために、例えばアダプタ４４と４５のような装置
アダブタが設けられている。処理装置と付属ァダプタと
の間のすべての１／０データ転送はプログラムされた入
力／出力（ＰＩＯ）モードにおいて１つの１／０命令に
１つのバイトずつ行われる。装置アダプタとは別に、通
信端末装置１を通信線を介して上位システムに接続する
ための通信ァダプタ４５が設けられている。

また、汎用通信端末装置３２にはデータ機密保護装置（
ＤＳＤ）１１Ａがそなえられ、このデータ機密保護装置
１１Ａは、暗号装置１２Ａ、マスタ・キー（ＭＫ）ムモ
リ１３Ａ，１／０インターフェースに接続されたＤＳＤ
アダプタ１４Ａ、およびオプションとしてＭＫメモリ１
３Ａに手動で端末マスタ・キーをロードする手動ェント
リ装置１５Ａを具備している。ＭＫメモリ１３Ａへの端
末マスタ・キーの書き込みには、上位データ機密保護装
置に関連して上述した方法のうちいずれかを使用するこ
とができる。ＤＳＤアダプタ１４Ａは、２つの機能すな
わち、ＤＳＤを１′○インターフェースに後続する機能
と、ＤＳＤに対する制御機能とをもっている。

１ノ○インターフェースは、ＤＳＤアダプター４Ａに対
して、全体的な指示を与えるとともに、使用されるべき
暗号キーおよび処理されるべきデータを与え、処理結果
を受け取る。

上記全体的指示は動作指令を使用して行われる。該指令
は解読され、しかる後に各指令を実行するために適当な
時刻に一連の信号を発生するように制御する。これらの
信号の発生は入力データおよび出力データの転送と同期
がとられる。ＤＳＤアダプタ１４Ａはまた暗号装置１２
Ａへの階号キ−の位置を制御し、暗号装置の暗号化動作
および解読動作を制御する。ＭＫメモリー３Ａは、端末
装置から給電されないときにバッテリーにより給電され
てキーを保持する１６×４ビットの不揮発生ランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）である。

端末マスタ・キーは８個のマスタ・キー・バイト（私ビ
ット）からなっており、各バイトは７．個のビットと１
つのパリティ・ビットからなっている。暗号装置１２と
１２Ａは暗号化動作および解読動作を行う上位システム
のＤＳＤおよび端末装置のＤＳＤの心蔵部であり、これ
らは同一構成をなしている。

暗号装置１２は、８個のデータ・バイト（６４ビット）
のメッセージ・ブロックが５６ビットの暗号作業キーの
下で暗号化／解読されて８データ・バイトの暗号化／解
読メッセージ・ブロックを発生するブロック暗号ベース
で暗号化／解読動作を実行する。ブロック暗号処理は、
暗号作業キーの制御の下で非線形の置換および交差の組
合せからなる一連の適用業務によって達成される。１針
岡の動作ラウンドからなる頭暗号動作は、１つのラウン
ドの結果が次のラウンドの引数として作用するように実
行される。

このブロック暗号機能動作については、上述の特開昭５
１−１０８７０２号‘こ詳細に説明されている。データ
のメッセ−ジ・ブロックの基本的暗号化／解読動作は端
末装置または上位メモリから暗号キーをロードすること
によって開始する。このキーは、一般にマスタ・キー暗
号化の下に記憶されてその真の値が秘密にされる。した
がつて、このキーはデータ・ブロックとして受信されて
マスク・キーの下で解読されて生文の暗号化／解読キー
が得られる。生文のキーは暗号装置１２から外に出力さ
れることはなく、作業キーとして戻されロードされる。
暗号化／解読されるべきデータのメッセージ・ブロック
は暗号装置１２に転送され、暗号機能が実行され、その
後、暗号化ノ解読されたデークのメッセージ・ブロック
が暗号装置１２から端末装置または上位メモリに転送さ
れる。次の暗号化／解読機能が同じ作業キーを用いて実
行されるべきである場合には、作業キーが作業キー・レ
ジスタ中に依然として記憶されているので、作業キーを
ロードし解読するという初期ステップを繰り返す必要は
ない。暗号装置１２は、１００％の冗長度で検査を実行
するのと同期して動作する二重暗号処理装置を具備する
。第２図には、暗号処理装置の一例が簡略化されたブロ
ック図の形で示されており、図中、太線の境界は機密保
護領域を示す。暗号処理装置１６は、上記持開昭５１−
１０８７０２中と同様の構成を有し、各３２ビットの上
部および下部バッファ・レジスタ１８と１９に分割され
た私ビット入力／出力バッファ・レジスタ１７を具備し
ている。バッファ・レジスター７は、入力バスから入力
データをバイト直列ベースで受けること（入力サイクル
）と、出力バスに出力データをバイト直列ベースで与え
ること（出力サイクル）とを互いに排他的態様で行うの
に使用される。したがって、各入力サイクルの間、８デ
ータ・バイトからなるメッセージ・ブロックが端末装置
または上位メモリからバッファ・レジスタ１７に書き込
まれ、各出力サイクルの間、８個の処理されたデータ・
バイトからなるメツセ−ジ・ブロックがバツフア・レジ
スタ１７から端末装置または上位メモリに読み取られる
。バッファ・レジスター７の直列出力はまた作業キー・
レジスタ２０とパリティ検査回路２１に直列入力として
印加される。パリティ検査回路２１は、６４ビットの生
文の暗号キーが端末装置または上位メモリからバッファ
・レジスタ１７を介して作業キ−・レジスタ２０‘こ直
接。ードされたときのみ動作するように制御される。６
４ビットのうち５６ビットのみが作業キー・レジスタ２
川こ記憶され、８個のパリティ・ビットはパリティ検査
回路２１においてのみ使用される。

バッファ・レジスタ１ ７には６４ビット・データ・レ
ジス夕２２からの並列入力パスおよびデータ・レジスタ
２２への並列出力パスがそなえられ、データ・レジスタ
２２もまたそれぞれ３２ビットの上部および下部データ
・レジスタ２３と２４に分割される。上部および下部デ
ータ・レジスタ２３と２４はそれぞれ並列出力と２組の
並列入力とを有する。下部データ・レジスタ２４への並
列入力は、下部バッファ・レジスタ１９からの入力と、
上部データ・レジスタ２３からの入力であり、上部デー
タ・レジスタ２３への並列入力は、上部バッファ・レジ
スタ１８からの入力と、暗号機能回路２５によって修正
された下部データ・レジスタ２４からの入力である。６
４ビットのマスタ・キーは、バイト直列ベースで暗号処
理装置１６に入力し、各バイトはパリティ検査回路２６
によって正しいパリティかどうか検査される。

暗号キーがバッファ・レジスタ１７から作業キー・レジ
スタに転送される場合、６４ビットのうちの５６ビット
のみがキー・レジスタ２０に記憶され、８個のパリティ
・ビットはパリティ検査回路２６においてのみ使用され
る。ロード処理の間、キー・レジスタ２川まＭＫメモリ
１３（すなわちバッファ・レジスタ１６）から受信され
た８個の７ビット・バイトに適応し得るように７個の８
ビット右シフト・レジスタのような態様で動作する。作
業キーが暗号化に使用されるときには、キー・レジスタ
２川ま２つの２８ビット再循環左シフト・レジスタのよ
うな態様で動作して、作業キーが予め定められたシフト
・スケジュールに従って左にシフトし、暗号機能動作の
各ラウンド終了後は、前に暗号動作実行のために使用さ
れたキー・ビットの絹は再び同じ態様で使用されること
はない。

２つのシフト・レジスタのそれぞれからの２４個の並列
出力（４８ビット）は暗号化動作の各ラウンドの間使用
される。

ここで用意されたシフト・スケジュールにおいては、作
業キーは完全な暗号化動作の終りにおいて初期位置に再
記憶される。作業キーが解読に使用されるときには、キ
ー・レジスタ２０は、２個の２８ビット再循環右シフト
・レジスタのような態様で動作し、作業キーは予め定め
られたシフト・スケジュールに従って右にシフトし、暗
号機能動作の各ラウンド終了後、同じキー・ビットの絹
が再び使用されることはない。暗号化動作においては、
２つのシフト・レジスタのそれぞれからの２４個の並列
出力は解読動作の各ラウンドの間使用される。この場合
に用意されたシフト・スケジュールにおいてもまた、完
な解読動作の終りにおいて、作業キーがその初期位置に
再記憶される。暗号機能回路２５は、暗号作業キーの制
御の下に行われる非線形置換と互換の組合せからなる一
連の適用業務によって積暗号処理を実行する。

積暗号処理に１針固のラウンドは、あるラウンドの結果
が次のラウンドの引数として作用するように実行される
。解読は、暗号化に使用されたキーと同じキーを用い且
つキーをシフトするシフト・スケジュールを変更するこ
とによって行われるので、解読処理は、暗号化処理の逆
であり、暗号処理の間実行された各ステップを逆の順序
で元に戻すよう行われる。暗号機能動作の各ラウンドの
間、Ｒで示される上部データ・レジスタ２３のデータの
内容はＫで示される作業キーの制御の下に暗号化され、
結果はＬで示される下部データ・レジスタ２４の内容に
モジューロー２加算される。この動作はＬ由ｆ（Ｒ，Ｋ
）として表現される。暗号ラウンドの終りにおいて、上
部データ・レジスタ２３の内容が下部データ・レジスタ
に並列に転送される一方、暗号機能回路２５の出力が上
部データ・レジスタ２３に並列に転送され、暗号機能動
作の次のラウンドのための引数が形成される。１６ラウ
ンド全体すなわちすべての暗号機能動作が終了した後、
上部データ・レジスタ２３の内容が上部バッファ・レジ
スタ１８に並列に転送される一方、暗号機能回路２５の
出力が下部バッファ・レジスタ１９に並列に転送される
。

バッファ・レジスタ１７の変換データの内容は出力バス
を介して端末装置または上位メモリに出力される。ＤＳ
Ｄ指令および副指令 １／０装置の入力／出力動作は、全体として１／０命令
を実行という形で行われる。

１／０命令を実行する際、端末装置中のプロセッサおよ
び上位メモリ中のチャネルは、１／０装置をアドレスす
るアドレス・フィールドと、実行されるべき動作を示す
指示フィールドと、データが取り出されるかまたはデー
タが記憶されるメモリ中のデータ・フィールドをアドレ
スする別のアドレス・フィールドを０出力する。

データ機密保護装贋１１は、 ｛１｝ マスタ・キーを書き込むときに、データ・フィ
ールドのビット０，１，２および３をＭＫ〆モリに記憶
させるかあるいは、データ・フィールドを暗号装置のバ
ッファ・レジスタにロ−ドするようにするＰＩＯデータ
貫き込み（ＰｌＯＷ指令、‘２１ 暗号装置のバッファ
・レジスタの内容が薄なパリティとともに読み出されて
入力データ・バスを介して端末装置または上位メモリに
与えられるようにするＰＩＯデータ議取り（ＰＩＯＲ）
指令、および‘３’ 暗号キー取り扱い順序およびデー
タ処理順序を指定するＤＳＤ書き込み順序指令、に応じ
て動作する。

端末装置のＤＳＤまたは上位システムのＤＳＤによって
実行される副指令としては、‘１１ マスタ・キーをＭ
ＫメモＩＪＩこ書き込むことを制御するのに使用される
マスタ・キー書き込み副指令（ＷＭＫ）、【２’マスタ
・キーの下で暗号化された操作キーをマスタ・キーの制
御の下に解読する解読動作を制御するのに使用されるキ
ー解読副指令（ＤＥＣＫ）、 ‘３｝ 作業キーの制御の下にデータの暗号化を制御す
るのに使用される暗号化副指令伍ＮＣ）、および‘４）
作業キーの制御の下に行われる暗号化データの鱗講を
制御するのに使用される解読（ＤＥＣ）副指令、 をあげることができる。

ＤＳＤ機能 ＤＳＤ暗号機能は、前述のように定義された指令の組合
せまたは機能の組合せによって実行される。

これらの機能を実行するには、キー・パラメータまたは
データ・パラメータからなる暗号装置入力が必要である
。これら機能を説明するのに使用される記号は次のよう
に表わされる。機能〔キー・パラメータ〕→出力 または、 機能〔デ−夕・パラメータ〕→出力 また、これらの機能が組合わされた場合、組合せ機能を
説明するのに使用される記号は次のように表わされる。

機能〔キーパラメータ、データ・パラメータ〕→出力 上位暗号機能の顕著な特性は、次の２点である。

【１’キ−・パラメータが常に暗号化された形をしてお
り、生文のキーとして使用する前に、暗号処理装贋によ
って内部で解読されなければならない。

‘２１ キーを生文の形で取り出せるようにする機能が
ない。

機能の説明に進む前に、手動書き込みキー動作がどのよ
うに実行されるかを簡単に説明する。

第３図は、手鰯ＷＭＫ動作を簡単に示すブロック図であ
る。手動ＷＭＫ動作において、ＥＷスイッチがオンにセ
ットされてＭＫメモリ１３への書き込みを許可し、その
後、ＭＷスイッチが開成され手動書き込みを許可し、デ
ータ・キー・エントリー・スイッチのどれがセットされ
ても現在のマスタ・キーが重ね書きされる。これに続い
て、１筋燈の４ビット（６４ビット）がＭＫメモリ１３
に手動で書き込まれ、新しいマスタ・キーが手動ＷＭＫ
動作を終了させる。第４図には、マスタ・キー書き込み
（ＷＭＫ）機能が簡単なブロック図の形で示されている
。

この機能は、次の指令シーケンスすなわち、ｍＷＭＫと
、‘２）１６個のＰｌＯＷによって実行される。この動
作において、手敷ＷＭＫ動作の間は、ＥＷスイッチは前
と同様にオンにセットされＭＫメモリ１３への書き込み
を許可する。この機能を実行することにより、入力バス
のビット０，１，２，３が何であっても、マスタ・キー
・メモリ１３中の現在のマスタ・キーが重ね書きされる
。したがって、暗号処理装置制御装置は、１針固の一連
のＰｌＯＷデータ指令によって６４ビットのマスタ・キ
ーＫＭがキー・パラメータとしてＭＫメモリに書き込ま
れ、１針魔のＰｌＯＷデータ指令に関連したデータ・フ
イールドのビット０，１，２および３が新しいマスタ・
キーを構成するようにセットされる。記号ＷＭＫ〔ＫＭ
〕→ＫＭ は、この動作を示すのに使用され、ＷＭＫは機能を示し
、かっこの内容はＭＫメモリ１３に入力されるキ−・パ
ラメ−夕を示し、矢印は結果をさし示す。

第５図には、キー解読ＤＥＣＫ機能が簡単なブロック図
の形で示されている。

この機能は、次のような指令シ−ケンス、すなわち、ｍ
ＤＥＣＫおよび、■８個のＰｌＯＷによって実行される
。この機能が実行されるときには、暗号装置は、まずＭ
Ｋメモリ１３中のマスタ・キーＫＭを暗号処理装置１６
に作業キーとして転送するようにセットされる。このマ
スタ・キー転送の後、またはこの間、マスタ・キーの下
で暗号化された操作キーとして定義される６４ビットの
データ・ブロックは、８個の一連のＰｌＯＷデータ指令
によって暗号処理装置１６にキー・パラメータとしてロ
ードされる。なお、８個のＰｌＯＷ指令に関連する一連
のデータ・フィールドは暗号化操作キーを構成する。キ
ー・パラメータをロードすることが完了した後、暗号処
理装置１６は解読動作を実行して生文の形の暗号キーを
得る。この結果得られた生文の形の暗号キーは暗号処理
装置１６から取り出されることなく、暗号処理装置１６
のキー・レジスタにマスタ・キーのかわりに作業キーと
して再びロードされる。記号ＤＥＣＫ〔ＢＫＭＫＯ〕→
ＫＯ はこの動作を説明するために使用され、ＤＥＣＫは機能
を示し、かっこ内の内容は暗号処理装置１６に入力され
るキー・パラメータを示し、矢印は結果を指し示す。

第６図には、暗号化（ＥＮＣ）機能が簡単なブロック図
の形で示されている。

この機能は、次のような指令シーケンスすなわち、【１
）ＥＮＣ、■８個のＰｌＯＷ、‘３｝８個のＰＩＯＲに
よって実行される。この機能が実行されると、暗号処理
制御装置が暗号化動作モード‘こセットされ、８個一連
のＰｌＯＷデータ指令によって６４ビットのデータ・メ
ッセージ・ブロックがデータ・パラメータとして贈号処
理装置１６にロードされる。なお、８個のＰｌＯＷ指令
に関連したデータ・フィールドは暗号化されるべきデー
タのメッセージ・ブロックを糠成する。データ・パラメ
ータをロードすることが完了した後、暗号処理装置１６
は暗号化動作を実行し、暗号装置１６の作業キー・レジ
ス夕中に現在記憶されている操作キーの下でデータ・パ
ラメータご暗号化する。暗号化された鼠ビットのデータ
は、一連の８個のＰＩＯＲ才旨令によって贈号処理装置
１６から転送されて端末装置または上位メモリの指定さ
れたデータ・フィールドに記憶される。記号ＥＮＣ〔Ｄ
ＡＴＡ〕→ＥＫ。

ＤＡＴＡは、この動作を説明するのに使用されるもので
ある。

ここで、ＥＮＣは機能を示し、かっこの内容は、暗号処
理装置１６に入力されるデータ・パラメータを示し、矢
印は結果を指し示す。第７図には、解読（ＤＥＣ）機能
が簡略化されたブロック図の形で示されている。

この機能は、次のような指令シーケンス、すなわち、ｍ
ＤＨＣ、‘２’８個のＰｌＯＷ、および糊８個のＰＩＯ
Ｒによって実行される。

この機能が実行されると、暗号処理制御装置が解読動作
モードにセットされて、８個の一連のＰｌＯＷデータ指
令によって暗号化データの弘ビット・メッセージ・ブロ
ックがデータ・パラメータとして暗号処理装置１６にロ
ードされる。なお、８個のＰｌＯＷ指令に関連した一連
のデータ・フィールドは解読されるべき暗号化データの
メッセージ・ブロックを構成する。デー夕・パラメータ
をロードすることが完了すると、暗号処理装置１６が解
読動作を実行し、暗号処理装置１６の作業キー・レジス
タに現在記憶されている操作キーの制御の下にデータ・
パラメータを解読する。解読の結果得られる６４ビット
・データは一連の８個のＰＩＯＲキ旨令によって暗号処
理装置１６から転送され、端末装置または上位メモリの
指定データ・フィールド中に記憶される。記号ＤＥＣ〔
ＥＫｏＤＡＴＡ〕→ＤＡＴＡはこの動作を説明するのに
使用され、ＤＥＣは機能を示し、かっこ内の内容は暗号
処理装置１６に入力されたデータ・パラメータを示し、
矢印は結果を指し示す。

第８図には、データ暗号化（ＥＣＰＨ）機能が簡単なブ
ロック図の形で示されている。

この機能は、ＤＥＣＫ機能とＥＮＣ機能の組合せであり
、次のような指令シーケンスすなわち、‘１｝ＤＥＣＫ
、‘２）８個のＰｌＯＷ、‘３｝ＥＮＣ、【４１８個の
ＰｌＯＷ、【５ー８個のＰＩＯＲによって実行される。
したがって、この機能を実行するには、暗号処理制御装
置は、まずＤＥＣＫ指令によって解読キー・モード‘こ
セットされ、マスタ・キー・メモリ１３中のマスタ・キ
ーが作業キーとして暗号処理装置１６の作業キー・レジ
スタに転送されるようにする。マスタ・キーをロードす
る間またはその後、マスタ・キーの下で暗号化された操
作キーからなるこの機能のキー・パラメータが８個の一
連のＰｌＯＷデータ指令によって暗号処理装置１６にロ
ードされる。そして、暗号処理装置１６は、解読キー動
作を実行して生文の形の操作キーを得る。そして、生文
の形の操作キーは、前にロードされたマスタ・キーのか
わりに暗号処理装置１６の作業キーとして戻されロード
される。次に、暗号処理装置はＥＮＣ指令によって暗号
化モードにセットされ、生文のデータからなるこの機能
のデータ・パラメータは８個の一連のＰｌＯＷデータ指
令によって暗号処理装置１６にロードされる。そして、
暗号処理装置１６は暗号化動作を実行して現在の操作キ
ーの下でデータを暗号化する。暗号化された結果は、一
連の８個のＰＩＯＲ指令によって暗号処理装置１６から
転送されて端末装置または上位メモリの指定フィールド
‘こ記憶される。記号ＥＣＰＨ〔ＥＫＭＫ○，ＤＡＴＡ
〕→ＥＫ。

ＤＡＴＡはこの動作を説明するのに使用される。ここで
、ＥＣＰＨは機能を示し、かっこ内の内容は暗号処理装
置に入力された一連のキー・パラメータとデータ・パラ
メータを示し、矢印は結果を指し示す。第９図には、デ
ータ解読（ＤＣＰＨ）機能が簡略化されたブロック図の
形で示されている。この機能は、ＤＥＣＫ機能とＤＥＣ
機能との組合せからなっており、次のような指令シーケ
ンス、すなわち、‘１｝ＤＥＣＫ、｛２｝８個のＰｌＯ
Ｗ、【３｝ＤＥＣ、｛４）８個のＰｌＯＷ、および｛５
’８個のＰＩＯＲによって実行される。この機能の第１
部分は、生文の形の操作キーを暗号処理装置１６の作業
キーとしてロードすることに関する限りデータ暗号化機
能と同じである。操作キーをロ−ドすることが完了した
後、暗号処理制御装置カギＤＥＣ指令によって解読モー
ドにセットされ、操作キーの下で暗号化されたＤＡＴＡ
からなるこの機能のデータ・パラメータが、８個の連続
したＰｌＯＷデータ指令によって暗号処理装置１６にロ
ードされる。そして、暗号処理装置１６が解読動作を実
行し、現在の操作キーの制御の下にデータ・パラメータ
を解読する。解読された結果は、一連の８個のＰＩＯＲ
チ旨令によって暗号処理装置１６から転送され上位メモ
リ２の指定フィールドに記憶される。記号ＤＣＰＨ〔Ｅ
ＫＭＫ○，Ｅ■ＤＡＴＡ〕→ＤＡＴＡは、この動作を説
明するのに使用され、ＤＣＰＨはこの機能を示し、かっ
この内容は暗号処理装置に入力される一連のキー・パラ
メータとデータ・パラメータを示し、矢印は結果を指し
示す。

本発明の詳細説明 互いに遼〈隔たった複数局間のデータ通信セッションの
機密保護のために暗号方式を使用するデータ通信ネット
ワークにおいて、第１局において該局の操作キーの制御
の下に暗号化されたデータを通信線を介して第２局に通
信でき、暗号化データが第２局の操作キーの制御の下に
解読されて第２局において生文の形の第１局データを得
ることができるようにするために、ネットワークの２局
間に共通セッション・キーすなわち操作キーを確立する
必要がある。

このように共通の操作キーを有することによって、同様
に第２局において該局の操作キーの制御の下に暗号化さ
れたデータを通信線を介して第１局に通信することがで
き、暗号化データは第１局の操作キーの制御の下に解読
でき、第１局において生文の形の第２局データを得るこ
とができる。両局において共通の操作キーを確立するた
めには、第１局（送信局）において設定された操作キー
を第２局（受信局）において知られている通信キーの下
で暗号化して保護された形で第２局（受信局）へ送信で
き且つ受信局において暗号化操作キーを解読でき生文の
形の操作キーを得ることができるようなプロトコルが必
要である。

かかるプロトコルを用いることによって２つの局の間に
おいてデータの暗号化／解読を行うことができる。昼間
、通信線からデータを傍受し通信セッション全体を記録
して暗号化された通信データを解読しようとする敵対者
は、操作キーの暗号化に使用された通信キーを手に入れ
ない限り、解読することができない。しかし、かかる通
信も、通信線からデータを傍受し通信セッションを記録
した敵対者が、昼間、通信セッションを受信した局を夜
間許可もなくアクセスするといういわゆる“真夜中攻撃
（ｍｉｄｎｉｇｈｔａｔｂｃｋ）”を行う可能性がある
。／にの局は、他局によって暗号化操作キーを通信する
のに使用された通信キーを暗号機構内に登録しているの
で、敵対者は、この局が上記他の局以外のものとデータ
通信を行っているということを該局に知られることなし
に記録を再生して端末装置に入力させることができる。
この再生の間、通信キーの下で暗号化された操作キーは
上記局の通信キーによって解読され、生文の形の操作キ
ーが暗号機構用の作業キーとして得られる。そして、敵
対者は他の局の暗号化されたデータを再生でき、生文の
形の池局データを得ることができる。本発明による検証
方法は、この“真夜中の攻撃”を防止するものである。

すなわち、本発明による検証装置は、第１局が該局にお
ける操作キーに従ってデータ通信源に挑戦を行い、第１
局とデータ通信源の操作キーが同一であるときにのみ暗
号メッセージ源が事実第２局であることを第１局が確認
できるような形でデータ通信源が自らの操作キーに従っ
た暗号メッセージで応答するように要求するようにする
ものである。以下に詳細に説明する本発明による検証装
置の各種実施例は、単一または複数ドメィン通信ネット
ワーク中に２つの局を含む。単一ドメィン・ネットワー
クの場合、第１局は、上述のような機密保護装置を有す
る遠隔通信端末装置であり、第２局は上述のような機密
保護装置と、関連した適用業務プログラムを有する上位
システムである。複数ドメィン・ネットワークの場合、
第１局は、上述のような機密保護装置を有するあるドメ
ィンにおける上位システムに関連したデータ機密保護装
置を有する遠隔通信端末装置か、または上位システムに
関連した適用業務プログラムであり、第２局は、同様な
通信端末装置、または複数ドメィン通信ネットワークの
別のドメィン中の同様な上位システムに関連する適用業
務プログラムである。第１０Ａ図および第１０Ｂ図には
、第１局から第２局へのデータ通信に適用される検証方
法がブロック図の形で示されている。

ここでは、本発明の理解をより容易にするために、第１
局が通信端末装置であり、第２局が単一または複数ドメ
ィン通信ネットワーク中の上位システムであると仮定す
る。さらに、共通セッション・キーすなわち操作キーが
上位メモリの記憶位置ＡにＥＫＭＨｏＫＳなる形でおよ
び端末メモリの記憶位置ＦにＥＫＭＴＫＳなる形で存在
するような形で通信セッションが確立されているものと
する。ただし、ＫＭＨＯは上位システム・マスタ・キー
、ＫＭＴは端末マスタ・キーである。また、上位システ
ムによって未装置に通信されたＥＫＮＴＫＳの形をとる
操作キーのコピーが上位メモリの記憶位置Ｄに存在する
ものとする。暗号処理装置は私ビット・ベースで作する
ので、端末メモリおよび上位メモリ中のデータ語は私ビ
ットのデータ語を含むものとして単な形で示されている
。端末メモリおよび上位〆モリはバイト・ベースでアド
レス可能な従来より周知のランダム・アクセス型メモリ
を使用できる。次に、検証動作を実行する上で行われる
動作シーケンスの理解を促進するために、図中の記号を
順次説明する。

第１０Ａ図を参照するに、【１｝ まず、キー解読ＤＥ
ＣＫ指令動作とこれに続くデータ暗号化ＥＮＣ指令動作
との組合せを含む暗号化ＥＣＰＨ機能が実行される。

したがって、この機能が実行されるときには、端末デー
タ機密保護装置がＤＥＣＫ指令によってキー解読モード
にセットされ、これによりマスタ・キー・メモリから端
末マスタ・キーＫＭＴが読み出され、暗号処理装置の作
業キー・レジスタに作業キーとして転送される。一連の
ＰｌＯＷ指令によって、端末マスタ・キーの下で暗号化
された操作キーすなわちＥｘＭＴＫＳが端末メモリの記
憶位置Ｆから読み出され、暗号処理装置にロードされる
。そして、暗号処理装置は、キー解読動作を実行して生
文の形の操作キーＫＳを得、この操作キーは暗号処理装
置の作業キー・レジスタに前にロードされていた端末マ
スタ・キーＫＭＴのかわり‘こ談レジスタに作業キーと
してロードされる。

そして、暗号処理装置は、ＥＭＣ指令によってデータ暗
号化動作モード‘こセットされ、別の一連のＰｌＯＷ指
令によって、端末マスタ・キーの下で暗号化された端末
キーすなわちＥＫＮＴＫＳが端末メモリの記憶位置Ｆか
ら再び読み出され暗号処理装置にロードされる。

暗号処理装置は、暗号化動作を実行して作業キーすなわ
ちＫＳの下で暗号化操作キーを暗号化し擬似乱数ＲＮと
定義される暗号化結果ＥＫｓ（ＥＫＭＴＫＳ）を得る。
そして、暗号化結果ＲＮは一連のＰＩＯＲ指令によって
転送された端末メモリの記憶位置Ｊに記憶される。｛２
１ 記憶位置Ｇに記憶されたデータ語の半分は、種々の
独立した目的のための汎用カウンタとして使用される。

予期不可能な数が必要とされる場合には、端末処理装置
によって実行される加算動作によって現在のカウントＣ
Ｔには記憶位置日に記憶された定数１が加算され、値Ｃ
Ｔｉを有するカウントは記憶位置Ｇに記憶される。記憶
位置Ｇに記憶されたデータ語の半分はすべて零からなる
定数である。この結果、記憶位置Ｇに記憶されているデ
ータ語は、カウント値にＴとすべて零からなる値から構
成されることにより、この語は次に可変量を有する数と
して使用される。（３’そして、端末処理装置は排他的
ＣＲ動作を実行し、これにより記憶位置Ｊに記憶された
乱数ＲＮが記憶位置Ｇに記憶されたデータ語にモジュー
。

‐２加算され、第１検証数Ｎ＝（ＲＮ粕ＣＴｉ）（ＲＮ
） が出力される。

ここで、前記由はモジューロー２加算を示す。そして、
第１検証数Ｎ‘ま端末メモリの記憶位置Ｋに記憶される
。■ このとき、暗号化ＥＮＣまたはＥＣＰＨ機能が実
行されて第１検証数が操作キーＫＳの下で暗号化され、
暗号化された結果ＥＫｓＮは上位システムに送信される
。

端末装置が別の通信セッションを実行するために別の１
／０装置を有するクラスタ型端末装置である場合には、
暗号処理装置はこのような他のセッションに使用され、
この結果、暗号処理装置の作業レジスタに格納されてい
る作業キーは、この通信セッションに対してはもはや操
作キ−であることはない。したがって、かかる状況にお
いて別のＤＥＣＫ動作を実行し現在の通信セッションの
操作キーを暗号処理装置の作業キー・レジスタに再ロ−
ドして検証数Ｎについて暗号化ＥＮＣ動作を適切に実行
するためには、ＥＣＰＨ機能が必要である。他方、現在
の通信セッションの操作キーが依然として暗号処理装置
の作業キー・レジス夕中に存在する場合には、階号イ餌
ＣＮ機能を実行することだけが必要である。したがって
、暗号処理装置が続いて他の通信セッションに使用され
る場合、暗号処理制御装置は前の暗号化動作の結果とし
て暗号化モードにすでにセットされているか、または新
しいＥＮＣ指令によってこのモ３−ド‘こセットされる
。別の一連のＰｌＯＷ指令によって、第１検証数が端末
メモリの記憶位置Ｋから読み出されて暗号処理装置にロ
ードされ、暗号動作が実行されて「第１検証数が操作キ
ーＫＳの下で暗号化され、暗号化結果ＥＫｓＮが得４ら
れる。そして、暗号化結果ＥＫｓＮは一連のＰＩＯＲ指
令によって暗号処理装置から転送され端末メモリの記憶
位置Ｌに記憶される。■ 操作キーの下で暗号化された
第１検証数すなわちＥＫｓＮは、端末装置から上位シス
テムに通信され、第１０８図に示されるように、上位メ
モリの記憶位置Ｂに記憶される。

この時点において、上位システムは検証動作を行い、上
位システムにおける操作キーが端末装置における操作キ
ーと同一である場合、現在上位メモリの記憶位置Ｂに記
憶されている暗号化メッセージの出所が端末装置である
ことを確認する。■ したがって、キー解読ＤＥＣＫ動
作とこれに謙くデータ解読ＤＥＣ動作の組合せを含むＤ
ＣＰＨ機能が実行される。

この機能が実行されるときには、上位データ機密保護装
置がＤＥＣＫ指令によってキー解読モードにセットされ
、上位マスタ・キーＫＭＨＯがマスタ・キー・メモリか
ら読み出され、暗号処理装置の作業キー・レジスタに作
業キーとして転送される。一連のＰのＷ指令によって、
上位マスタ・キーの下で暗号化された操作キーすなわち
ＥＫＭ一ｏＫＳが上位メモリの記憶位置Ａから読み出さ
れ、暗号処理装置にロードされる。そして、暗号処理装
置がキー解読動作を実行して生文の形の操作キーＫＳが
得られ、この操作キーは暗号処理装置の作業レジスタに
前にロードされていた上位マスタ・キーＫＭＨＯのかわ
りに該レジスタに作業キーとしてロードされる。そして
、暗号処理制御装置はＤＥＣ指令によってデータ解読モ
−ド‘こセットされ、別の一連のＰｌＯＷ指令によって
、端末装檀の操作キーの下で暗号化された第１検証数す
なわちＥＫｓＮが上位メモリの記憶位置Ｂから読み出さ
れ、暗号処理装置にロードされる。そして、暗号処理装
置は、データ解読動作を実行し、端末装置の操作キーの
下で暗号化された第１検証数を上位システムの制御の下
で解読し第２検証数“Ｎ”を得る。上位システムの操作
キーが端末装置の操作キーと同一である場合、第２検証
数“Ｎ”は第１検証数Ｎに等しくなければならない、解
読された結果“Ｎ”＝“〔ＲＮ■ＣＴｉ〕”“〔ＲＮ〕
”は一連のＰＩＯＲ指令によって暗号処理装置から転送
され、上位メモリの記憶位置Ｃに記憶される。

｛７） この時点において、暗号化ＥＮＣまたはＥＣＰ
Ｈ機能が実行され、上位メモリの記憶位置Ｄに記憶され
ている暗号化操作キーすなわちＥＫＭＴＫＳを上位メモ
川こおける操作キーの下で暗号化し、暗号化結果ＥＫ３
Ｎ（ＥＫＭＴＫＳ）＝ＲＮ が得られる。

上位システムにおける操作キーが端末装置における操作
キーと同一である場合には、上記暗号化結果は、端末装
置において前に発生された擬似乱数に等しくなければな
らない。上位システムは、他局と多数の通信セッション
を行うので、暗号化動作を実行する機会が与えられる前
に、暗号処理装贋をかかるセッションに使用できるよう
になっている。この結果、暗号処理装置の作業レジスタ
に格納される作業キーは、現在の通信セッションに対す
る操作キーであることはない。したがって、かかる状況
下において、別のＤＥＣＫ動作を実行し現在の通信セッ
ションの操作キーを暗号処理装置の作業キー・レジスタ
に再ロードして上位メモリの記憶位置Ｄに記憶された操
作キーのコピーについて暗号化ＥＮＣ動作を適切に実行
するためには、ＥＣＰＨ機能が必要である。他方、本通
信セッションの操作キーが暗号処理装置の作業キー・レ
ジスタに依然として存在する場合には、暗号化ＥＮＣ動
作を実行することだけが必要である。したがって、上位
システムの操作キーがすでに作業キー・レジスタに存在
するか、あるいは、ＤＥＣＫ動作が実行されて上位シス
テムの操作キーが暗号処理装置の作業キー・レジス夕に
ロードされる。そして、暗号処理制御装置がＥＮＣ指令
によって暗号化モードにセットされ、一連のＰｌＯＷ指
令によって、端末マス夕・キーの下で暗号化された操作
キーすなわちＥＫＭＴＫＳが上位メモリの記憶位置○か
ら読み出され、暗号処理装置にロードされる。そして、
暗号処理装置は、暗号化動作を実行して、上位メモリの
記憶位置Ｄから読み出されたデータを操作キーの下で暗
号化し暗号化結果８×３（ＥＫＭＴＫＳ）＝ＲＮ を得る。

上位システムの操作キーが端末装置の操作キーに等しい
場合には、上記障号結果は前に端末装置から発生されて
擬似乱数に等しくなければならない。そして、暗号化結
果ＲＮは、一連のＰＩＯＲ指令によって暗号処理装置か
ら転送され上位メモリの記憶位置Ｅに記憶される。端末
装置における操作キーと上位システムにおける操作キー
とが同一である場合、上位メモリの記憶位直Ｃに記憶さ
れた第２検証数“ＲＮ”の別の半分は上位メモリの記憶
位置Ｅに記憶された乱数ＲＮの別の半分に等しくなけれ
ばならない。｛８１ したがって、ここで上位システム
処理装置が、比較動作を実行し、上位メモリの記憶位置
Ｃに記憶されたデータ語の別の部分すなわち“ＲＮ’と
上位メモリの記憶位置Ｅに記憶されたデータ語の別の部
分すなわちＲＮとを比較し、上位メモリにおける操作キ
ーと端末装置における操作キーとが同一あるときにのみ
、端末装置が暗号化メッセージＥＫｓＮの出所（データ
源）であることを確認して検証動作を進行させ、双方の
数が一致しないときには、通信セッションを認めず、端
末装置との動作を停止する。

この時点において、上位システムは、端末装置が暗号化
メッセージ源であることおよび、端末装置と上位システ
ムがともに同一の操作キーを使用していることを確認し
たことになる。

ここで、上位システムは上位システムが通信セッション
の池端であることを端末装置が確認することができるよ
うな応答を端末装置に対して与えなければならない。２
つの局の間の初期接続手順プロトコルを完了させ且つ上
位システムが暗号化データ通信の真正なデータ源である
ことを端末装置が確認できるようにするには、上位シス
テムが該システムにおける操作キーに基づいた形の応答
メッセージを作り出して該メッセージを端末装置に送信
し、端末装置における操作キーが上位システムの操作キ
ーと同一であるときにのみ端末装置が上記確認を行える
ようにすることが必要である。

第１１Ａ図および第１１Ｂ図には、初期接続手順プロト
コルの別の半分がブロック図の形で示されている。

このプロトコルによって、第１１Ａ図の上位システムが
該上位システムにおける操作キーに基づいた暗号通信デ
ータを第１１８図の端末装置に送信し該端末装置におい
て上記検証を可能にする。【１） まず、上位システム
において第１機能が実行され、これにより、第２検証数
“Ｎ”＝“（ＲＮ由ＣＴｉ）”“（ＲＮ）”が修正され
て修正第２検証数Ｎが得られる。

上位システム処理装置は、排他的ＯＲ動作を行ってこの
機能を実行し、これにより、上位メモリの記憶位置Ｃに
記憶された第２検証数が、上位メモリの記憶位置Ｍに記
憶された複数の１からなる４つのバイトと複数の０から
なる４つのバイトとからなる定数にモジューロー２加算
され、第２検証数の第１の４バイトが反転され且つ第２
検証数の第２の４バイトが変更されずそのままの形で維
持された修正第２検証数Ｎが得られる。そして、修正第
２検証数Ｎは上位メモリの記憶位置Ｎに記憶される。■
次に、キー解読ＤＥＣＫ動作とこれに続くデータ暗号
化ＥＮＣ動作との組合せを含む暗号化ＥＣＰＨ機能が実
行される。

この機能の実行において、上位データ機密保護装置がＤ
ＥＣＫ指令によってキー解読動作モード‘こセットされ
、これにより、上位マスタ・キーＫＭＨＯがマスタ・キ
ー・メモリから読み出されて暗号処理装置の作業キー・
レジスタに作業キーとして転送される。一連のＰｌＯＷ
指令によって、上位マスタ・キーすなわちＥＫＭＨｏＫ
Ｓの下で暗号化された操作キーが上位メモリの記憶位置
Ａから読み出され暗号処理装置にロードされる。そして
、暗号処理装置は、キー解読動作を実行し生文の形の操
作キーが得られる。この操作キーＫＳは、暗号処理装置
の作業キー・レジスタに前にロードされていた上位マス
タ・キーＫＭＨＯのかわりに作業キーとして該レジスタ
にロ−ドされる。そして、暗号処理制御装置がＥＮＣ指
令によってデータ暗号化動作モード‘こセットされ、別
の一連のＰｌＯＷ指令によって、修正第２検証数が上位
メモリの記憶位置Ｎから読み出されて暗号処理装置にロ
ードされる。そして、暗号処理装置は暗号化を実行して
操作キーＫＳの下で修正第２検証数を暗号化し、暗号化
結果“ＥＫｓＮ”を得る。そして、この暗号化結果は、
一連のＰＩＯＲ指令によって、暗号処理装置から転送さ
れ上位メモリの記憶位置０に記憶される。｛３’そして
、操作キーの下で暗号化された修正第２検証数すなわち
、“ＥＫｓＮ”は、上位システムから端末装置に通信さ
れ、第１１Ｂ図に示されるように、端末メモリの記憶位
置Ｐに記憶される。この時点において、端末装置は端末
メモリの記憶位置Ｋに第１検証数を記憶しているので、
端末装置は検証動作を実行でき、上位システムにおける
操作キーが端末装置における操作キーと同一である場合
、現在端末メモリの記憶位置Ｐに記憶されている応答メ
ッセージ源が上位システムであることを確認する。これ
は、操作キーが同一であるときにのみ第１検証数に等し
くなければならない第２検証数を端末装置において導出
することによって達成される。■ したがって、キー解
読ＤＥＣＫ動作とこれに続くデータ解読化ＤＥＣＫ動作
との組合せを含む解読ＤＣＰＨ機能が実行される。

この機能の実行において、端末データ機密保護装置が、
ＤＥＣＫ指令によってキー解読動作モードにセットされ
、これにより、端末マスタ・キーＫＭＴがマスタ・キー
ＫＭＴがマスタ・キー・メモリから蛇沈み出されて暗号
処理装置の作業キー・レジスタに作業キーとして転送さ
れる。一連のＰｌＯＷ指令によって、端末マスタ・キー
の下で暗号化された操作キーすなわちＥｘｗＴＫＳが端
末メモリの記憶位置Ｆから読み出され暗号処理装置にロ
ードされる。そして、暗号処理装置がキー解読動作を実
行して生文の形の操作キーＫＳを得、このキーは暗号処
理装置の作業レジスタに前にロードされていた端末マス
タ・キーＫＭＴにかわつて作業キーとして該レジスタに
ロードされる。そして、暗号処理装置は、ＤＥＣ指令に
よってデータ解読モー日こセットされ、一連のＰｌＯＷ
指令によって、上位システムから受信された暗号化修正
第２検証数が端末メモリの記憶位置Ｐから読み出されて
暗号処理装置にロードされる。そして、暗号処理装置が
解読動作を実行して操作キーの制御の下で暗号化修正第
２検証数を解読し、端末装置における操作キーが上位シ
ステムにおける操作キーと同一の場合、証正第２確認数
“Ｎ”が得られる。そして、一連のＰＩＯＲ指令によっ
て、修正第２検証数“Ｎ”が暗号処理装置から転送され
て端末メモリの記憶位置Ｑに記憶される。■ 前に上位
システムにおいて実行された第１機能とは逆の第２機能
が端末装置において実行され、惨正第２検証数“Ｎ”＝
“（ＲＮ由ＣＴｉ）”“（ＲＮ）”が、無修正の形の第
２検証数が得られるように修正される。

端末処理装置は、排他的ＯＲ動作を実行することによっ
てこの機能を実行し、これにより、端末メモリの記憶位
置Ｑに記憶された修正第２検証数“Ｎ”が端末メモリの
記憶位置１に記憶された複数の１からなる４バイトの複
数の０からなる４つのバイトからなる定数にモジューロ
ー２加算されて、修正第２検証数の第１部分は反転され
、第２部分には何の変更も加えられず、第２検証数“Ｎ
”に等しい数が得られる。そして、第２検証数“Ｎ”が
端末メモリの記憶位置Ｒに記憶される。端末装置におけ
る操作キーが上位システムにおける操作キーと同一であ
る場合にのみ、端末メモリの記憶位置Ｋに記憶された第
２検証数“Ｎ”は端末メモリの記憶位置Ｋに記載された
第１検証数Ｎに等しい。■ 次に、端末処理装置は、比
較動作を実行し、蝶末メモリの記憶位置Ｋに記憶された
第１検証数Ｎと端末メモリの記憶位置Ｒに記憶された第
２検証数“Ｎ”とを比較する。

第１検証数Ｎと第２検証数“Ｎ”とは、２つの局におけ
る操作キーが同一である場合、互いに等しいはずである
。上記２つの数が等しい場合、上位システムが暗号通信
データ源であったことが確認され、端末装置と上位シス
テムとの間の暗号化データ通信がさらに進行する。他方
、上記２つの数が等しくない場合、端末メモリの記憶位
置Ｆに記憶されている暗号化操作キーがすべて０にセッ
トされ、端末装置と上位システムとの闇においてさらに
通信が行われることを確実に禁止する。このように、本
発明による検証位置は、二重検証を行うものである。す
なわち、上位システムは、両局における操作キーが同一
であるときにのみ端末装置が暗号通信データ源であるこ
とを確認し、端末装置は、２つの局の操作キーが同一で
あるときにのみ上位システムが暗号通信データ源である
ことを確認する。第１２図には、一方の局において他方
の局が暗号通信データ源であることを両局の操作キーが
同一であるときに確認する別の実施例がブロック図で形
で示されている。

この実施例において、上位システムにおける操作キーの
下で暗号化された修正第２検証数は端末装置において解
読され、生文の形の修正第２検証数が得られる。また、
端末装置は、上位システムによって実行された機能と同
じ機能を実行し、端末装置における操作キーが上位シス
テムにおける操作キーと同じであるときに疹正第２検証
数に等しくなるべき数を発生する。暗号化修正第２検証
数が端末装置において受信されて端末メモリの記憶位置
Ｐに記憶された時点から説明を開始すると、【４｝キー
解読ＤＥＣＫ動作とこれに続くデータ解読ＤＥＣ動作と
の組合せを含むＤＣＰＨ機能が実行される。この機能実
行において、端末データ機密保護装置がＤＥＣＫ指令に
よってキー暗号化動作モ−ド‘こセットされ、これによ
り端末マスタ・キーＫＭＴがマスタ・キー・メモリから
読み出されて暗号処理装置の作業キー・レジスタに作業
キーとして転送される。一連のＰｌＯＷ指令によって、
端末マスタ・キーの下で暗号化された操作キーすなちＥ
ＫＭＴＫＳが端末メモリの記憶位置Ｆから読み出されて
暗号処理装置にロードされる。そして、暗号処理装置は
、キー解読動作を実行して生文の形の操作キーＫＳを得
、このキーは暗号処理装置の作業レジスタに前にロード
されていた端末マスタ・キーＫＭＴのかわりに作業キー
として該レジスタにロードされる。そして、暗号処理制
御装置は、ＤＥＣ指令によってデータ解読動作モードに
セットされ、別の一連のＰｌＯＷ指令によって、上位シ
ステムから受信された暗号修正第２検証数が端末メモリ
の記憶位置Ｐから読み出され、暗号処理装置にロードさ
れる。そして、暗号処理装置が解読動作を実行して暗号
化修正第２検証数を解読して生文の形の修正第２検証数
を得、そしてこの修正第２検証数は、一連のＰＩＯＲ指
令によって暗号処理装置から転送されて端末メモリの記
憶位置Ｑに記憶される。端末装置における操作キーおよ
び上位システムにおける操作キーが同一である場合、第
２検証数は第１検証数に等しくなければならないから、
端末装置が、第２検証数を修正するために実行された機
能と同一機能によって第１検証数を修正すると、端末装
置における操作キーと上位システムにおける操作キーと
が同一である場合には、惨正第１検証数は修正第２検証
数に等しくなければならない。【５にこで、端末処理装
置が排他台のＲ動作を実行し、これにより、端末メモリ
の記憶位置Ｋに記憶された第１検証数が、端末メモリの
記憶位置１に記憶された複数の１からなる４つのバイト
と複数の０からなる４バイトからなる定数にモジューロ
ー２加算され、第１検証数の半分が反転され、残りの半
分は変更されずそのままとされ、疹正第１検証数が発生
する。この後正第１検証数は、端末装置における操作キ
ーと上位システムにおける操作キーが同一の場合、修正
第２検証数に等しいはずである。そして、修正第１検証
数は端末メモリの記憶位置Ｓに記憶される。■そして、
端末処理装置が比較動作を実行して、端末メモリの記憶
位置Ｓに記憶された修正第１検証数と端末メモリの記憶
位置Ｑに記憶された修正第２検証数とを比較し、これら
の数が等しいとき、すなわち端末装置における操作キー
と上位システムにおける操作キーとが同一である場合、
上位システムが暗号通信データ源であることを確認する
。

逆に、上記２つの数が等しくない場合には、端末マスタ
・キーの下で暗号化された操作キーが零にリセットされ
て、さらに意味のある通信が行われることを確実に禁止
する。第１３図は、両局における操作キーが同一である
ことを条件に暗号化データ通信源が他局であることを一
方の局において確認するさらに別の実施例を示す。

この実施例においては端末装置における操作キーと上位
システムにおける操作キーとが同一である場合第１検証
数は第２検証数に等しいはずであるから、第１検証数が
上位システムにおいて第２検証数を修正するために実行
された機能と同一機能によって修正されて得られる修正
第１検証数は、修正第２検証数に等しいはずである。そ
して、この修正第１検証数は端末装置における操作キー
の下で暗号化され、暗号化修正第１検証数が得られる。
この暗号化修正第１検証数は、端末装置における操作キ
ーと上位システムにおける操作キーとが同一である場合
、暗号化修正第２検証数に等しいはずである。したがっ
て、ここでは、暗号化修正第２検証数が端末メモリの記
憶位置Ｐに記憶された時点から説明を開始する。■この
動作段階において、まず、端末処理装置が排他的ＯＲ動
作を実行し、これにより端末メモリの記憶位置Ｋに記憶
されている第１検証数Ｎが、すべて０の４バイトとすべ
て１の４バイトとからなる定数にモジューロ−２加算さ
れ、第１検証数の半分は反転され、残りの半分は変化せ
ずそのままの状態を維持し、これによって得られる結果
は修正第１検証数Ｎに等しくなる。端末装置における操
作キーと上位システムにおける操作キーとが同一である
場合、修正第１検証数は惨正第２検証数等しいはずであ
る。上述のようにして得られた修正第１検証数は端末メ
モリにおける記憶位置Ｓに記憶される。‘５｝ここで、
キー解読ＤＥＣＫ指令動作とこれに続くデータ時号イ餌
ＮＣ指令動作との組合せを含む暗号化ＥＣＰＨ機能が実
行される。

この機能の実行において、端末データ機密保護装置がＤ
ＥＣＫチ旨令によってキー解読動作モードにセットこれ
、マスタ・キー・メモリから端末マスタ・キーＫＭＴが
読み出され、暗号処理装置の作業キー・レジスタに作業
キーとして転送される。一連のＰｌＯＷ指令によって、
端末マスタ・キーの下で暗号化された操作キーすなわち
ＥＫＭＴＫＳが端末メモリの記憶位置Ｆから読み出され
て暗号処理装置にロードされる。そして、暗号処理菱鷹
は、キー解読動作を実行して注文の形の操作キーＫＳを
得る。この操作キーＫＳは、暗号処理装置の作業キー・
レジスタに前にロードされていた端末マスタ・キーＫＭ
Ｔにかわつて談レジスタに作業キーとしてロードされる
。そして、暗号化処理制御装置はＥＮＣ指令によってデ
ータ暗号化モードにセットされ、別の一連のＰｌＯＷ指
令によって修正第１検証数Ｎが端末メモリの記憶位置Ｓ
から読み出され、暗号処理装置にロードされる。そして
、暗号処理装置は、暗号化動作を実行して、操作キーの
下で修正第１検証数を暗号化し、暗号化結果ＥＫｓＮを
得る。この暗号化結果ＥＫｓＮは一連のＰＩＯＲ指令に
よって暗号処理装置から転送され、端末メモリの記憶位
置Ｔに記憶される。【６にこで、端末処理装置が比較動
作を実行し、端末メモリの記憶位置Ｔに記憶された暗号
化修正第１検証数と端末メモリの記憶位置Ｐ‘こ記憶さ
れている暗号化修正第２検証数とを比較し、上位システ
ムにおける操作キーと端末装置における操作キーとが同
一であることを条件に上位システムが暗号化メッセージ
源であったことを確認する。

上記２つの数が等しい場合、端末装置と上位システムと
の間の通信セッションは進行するが、上記２つの数が等
しくない場合、端末マスタ・キーの下で暗号化された操
作キーＥＫＭＴＫＳが０にセットされ、端末装置と上位
システムとの間において意味のある通信がさらに行われ
ることが確実に禁止される。以上、本発明による２車検
証方法を単一または複数ドメイソ・データ通信ネットワ
ークにおける端末装置と上位システムとの間の通信に適
用した場合について説明したが、本発明による二重検証
技術は、第１局があるドメィンにおける上位システムに
関連した適用業務プログラムであり、第２局が複数ドメ
ィン・データ通信ネットワークの別のドメィンにおける
上位システムに関連した適用業務プログラムである場合
にも同様に適用できる。

この場合、適用業務プログラムは自らの暗号機構を有し
ていないので、各上位システムのデータ機密保護装置が
使用される。したがって、２つの適用業務プログラムの
間において通信セッションが確立された後、各上位メモ
リは、各上位マスタ・キーの下で暗号化された操作キー
すなわちＥＫＭＨｏ水ＳとＥＫＭＨｏｋＫＳ、および一
方の上位システムに関連する適用業務プログラムの適用
業務キーの下で暗号化された操作キーすなわちＥＫＮ＾
ｊＫＳを記憶している。（ここで、ｉおよびｋは互いに
別のドメィンを示し、ＫＮＡは適用業務プログラムに関
連した適用業務キーであって、検証動作のためのＫＭＴ
と同様なものである。）したがって、この場合一方の上
位システムにおけるＥＫＮ＾ＫＳがＥＫＭＴＫＳと同様
に使用されることができ、ＤＥＣＫ動作においてＥＫＭ
ＨｏｉＫＳを用いて解読された操作キーの制御の下に擬
似乱数が発生される。そし・て、この擬似乱数は第１検
証数Ｎを設定する変数と組合わされて一方の上位システ
ムにおける操作キーの下で暗号化されてＥＫｓＮとなる
。このＥＫｓＮは一方のドメィンにおける適用業務プロ
グラムによって他のドメィンにおける適用業務プログラ
ムへ伝送される。他のドメインにおける上位システムに
おいては、該他の上位システムの下で暗号化された操作
キーすなわちＥＫＭ■ｋＫＳと適用業務キーの下で暗号
化された操作キーすなわちＥＫＮ＾舷Ｓ（これらのキー
はともに他のドメィンにおける上位システムの上位メモ
川こ記憶されている）とを用いて「前述と同機の検証動
作を実行して、２つの上位システムにおける操作キーが
同一であることを条件に、一方のドメインにおける適用
業務プログラムが他のドメィンにおける適用業務プログ
ラムに対する暗号データ通信源、であることを確認する
。同様に、一方のドメィンにおける適用業務プログラム
から受信したメッセージＥＫｓＮを解読し、解読数Ｎの
半分を反転する同様な機能を実行して数Ｎを得、他のド
メィンにおける上位システムの上位マスタ・キーの下で
暗号化された操作キーすなわちＥＫＭＨｏｋＫＳを用い
ることによって、修正数Ｎは他の上位システムにおける
操作キーの下で暗号化されることができ、この暗号化結
果ＥＫｓＮは他のドメィンにおける上位システムに関連
した適用業務プログラムによって一方のドメィンにおけ
る上位システムに関連した適用業務プログラムへ伝送さ
れる。一方のドメィンにおける上位システムの上位マス
タ・キーの下で暗号化された操作キーすなわちＥＫＭＨ
ｏｊＫＳを使用する点を除いて上述したのと同様な態様
で、暗号化メッセージＥＫｓＮが解読されて数“Ｎ”が
得られる。この数“Ｎ”は同様な機能によって修正され
て数“Ｎ”が得られる。これにより、暗号化データ通信
源が他のドメィンにおける適用業務プログラムであるこ
とが確認される。なお、これとは別の検証技術も同様に
通し得ることはもちろんである。以上の説明から明らか
なように、本発明による検証技術は、両局における暗号
キーを適切な場所に配置し、次に続く暗号化データ通信
を許可するか否かを決定し、“真夜中の攻撃”を防止す
る。特定のセッションの間敵対者によって傍受される可
能性のある検証数は、検証チェックのために送信局によ
って発生される検証数に等しくないので、“真夜中の攻
撃”は確実に防止される。例えば、Ｎ，が特定のセッシ
ョンの間第１局によって発生され敵対者によって傍受記
録され、後に敵対者がこの記録を再生して第１局に送っ
たとしても、第１局において検証チェック用に発生され
る値Ｎ２は上記Ｎ，とは異なった値を有する。敵対者は
、従前に傍受した値ＥＫｓＮ，を再生して第１局に送っ
てもデータを入取することはできない。その理由は、Ｎ
，とＮ２，Ｎ，とＮ２またはＥＫｓＮ２は等しくないか
らである。上記実施例においては、暗号化指令を用いて
データを暗号化する暗号化動作を実行し、解読指令を用
いて暗号化データを解読する解読動作を実行するものと
したが、当業者には明らかなように、暗号化動作と解読
動作とは互いに逆の関係にある。

従って、本発明は上記実施例の動作に限定されず、暗号
化動作を暗号化データを解読するのに使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ通信ネットワーク中の端末菱贋および上
位システムの詳細を示すブロック図、第２図は論理的お
よび物理的に機密保護を行うように暗号機能を実行する
暗号処理装置を示すブロック図、第図は手動Ｗ・Ｍ・Ｋ
機能の実行態様を示すブロック図、第４図は処理装置に
より制御されたＷＭＫ機能の実行態様を示すブロック図
、第５図はＤＥＣＫ機能の実行態様を示すブロック図、
第６図はＥＮＣ機能の実行態様を示すブロック図、第７
図はＤＥＣ機能の実行態様を示すブロック図、第８図は
ＥＣＰＨ機能の実行態様を示すブロック図、第９図はＤ
ＣＰＨ機能の実行態様を示すブロック図、第１０図は第
１０Ａ図と第１０Ｂ図がどのように配置されて１つの詳
細ブロック図を構成するのかを示す説明図、第１０Ａ図
および第１０Ｂ図は互いに組合わされて本発明による検
証方法の−実施例が第１局から第２局にデータ通信を行
っている態様を示す詳細ブロック図、第１１図は第１１
Ａ図と第１１Ｂ図がどのように配置されて１つの詳細ブ
ロック図を構成するのかを示す説明図、第１１Ａ図およ
び第１１Ｂ図は互いに組合わされて本発明による検証方
法の一実施例が第２愚から第１局にデータ通信を行って
いる態様を示す詳細ブロック図、第１２図は本発明によ
る検証方法の別の実施例の一方の局の部分を示すブロッ
ク図、第１３図は本発明による検証方法のさらに別の実
施例の一方の局部分を示すブロック図である。 １１・・・・・・上位機密保護装直、１ １Ａ・・・・
・・端末機密保護装置、１２・・・・・・上位暗号装置
、１２Ａ・・・・・・端末暗号装置、１３・・・・・・
上位マスタ・キー・メモリ、１３Ａ・・・・・・端末マ
スタ・キー・メモリ、１６……暗号処理装置、１７……
バッファ・レジスタ、１８…・・・上部バッファ・レジ
スタ、１９…・・・下部データ・レジスタ、２０…・・
・作業キー・レジスタ、２２…・・・データ・レジスタ
、２３…・・・上部データ・レジスタ、２４・・・・・
・下部データ・レジスタ、２５・・・・・・暗号機能回
路。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．５ Ｆ１６．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８ ＦＩＧ．９ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．１０ ＦＩＧ．１０８ ＦＩＧ．１１ ＦＩＧ．１１Ａ ＦＩＧ．１０Ａ ＦＩＧ．ｌＩＢ ＦＩＧ‐イ２ ＦＩＧ．１３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 暗号動作用の操作キーをそなえた暗号装置をそれぞ
   れ有する第１局と第２局との間におけるデータ通信セツ
   シヨンの通信機密保護を行うデータ通信ネツトワークに
   おいて、前記第１局において第１検証数を発生する過程
   と、前記第１局において前記操作キーの制御の下に前記
   第１検証数を暗号化し、暗号化結果を前記第２局に送信
   する過程と、前記第２局において前記操作キーの制御の
   下に前記暗号化第１検証数を解読して第２検証数を得る
   過程と、前記第２局において前記第２検証数を修正して
   修正第２検証数を得る過程と、前記第２局において前記
   操作キーの制御の下に前記修正第２検証数を暗号化し、
   この暗号化結果を前記第１局に送信する過程と、前記第
   １検証数と前記暗号化修正第２検証数とに従つて前記第
   １局において所定の動作を行つて、前記第１局における
   前記操作キーが前記第２局における前記操作キーと同一
   である場合にのみ、前記第２局が暗号送信源であること
   を確認する過程と、を含む操作キー検証方法。