JP2008172630A - 無線通信装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯型無線端末１０において、音声暗号化通信に先立って暗号鍵を送受したり、フレームに暗号鍵情報を含めたりすることを排除する。
【解決手段】送信側では、ＣＲＣ１６に基づき音声符号化データからパリティデータを計算するとともに、暗号鍵テーブルから任意に選択した暗号鍵に基づき音声符号化データ及びパリティデータを含むデータ列を暗号化して、それをフレームに含める。受信側では、暗号鍵テーブルから所定の順番で暗号鍵を選択し（Ｓ６３）、受信フレームから抽出した暗号化データを選択暗号鍵に基づき復号して、音声符号化データ及び鍵判別データを抽出し（Ｓ６４）、ＣＲＣ１６に基づき抽出音声符号化データからパリティデータを計算する（Ｓ６６）。抽出パリティデータと計算パリティデータとが一致すれば（Ｓ７０Ｙ）、該選択暗号鍵を今回の暗号鍵と決定し、不一致であれば（Ｓ７０Ｎ）、Ｓ６３へ戻って、次の暗号鍵を選択する。
【選択図】図６

Description

本発明は、音声情報を暗号化して通信する無線通信装置及び制御方法に関するものである。

無線通信では、使用している周波数に同調させることで、容易に第三者が電波を傍受することが可能であるので、それを秘匿するためには、会話の内容を暗号化することが必要である。

従来の暗号化通信では、使用する暗号アルゴリズムと暗号鍵とをあらかじめ無線端末同士で一致するように設定しておき、発信側では、設定された暗号アルゴリズムと暗号鍵とを使用して、音声符号化データを暗号符号化し、着信側では、設定された暗号アルゴリズムと暗号鍵とを使用して音声符号化データの暗号復号を行う。発信側と着信側とで同一の暗号設定を用いているので、着信側では正しく暗号復号を行うことができ、正常な音声信号を出力することができる。

あらかじめ暗号アルゴリズムと暗号鍵とを設定しておくような方法では、無線端末は１つの暗号設定しか保有できないために、運用上の柔軟性に劣る欠点がある。より高度な暗号化通信を行うために、複数の暗号鍵を保有するようにすることにより、例えば無線端末の使用者が自由に暗号鍵を選択することができるという柔軟性が付与される。複数の暗号鍵を保有する場合、着信側で正しく暗号復号を行うためには、発信側では、使用した暗号鍵に対応する暗号設定を制御情報内に埋め込んで、音声情報と共に送信し（後述の図１０及び図１１に具体的に説明する。）、着信側では、はじめに制御情報から暗号設定を抽出し、その暗号設定に関連する暗号アルゴリズムと暗号鍵を使用して音声符号化データの暗号復号を行う。このような手段を用いることのより、より高度な暗号化通信を行うことが可能である。

図１０は暗号化通信に適用するフレーム構造を例示する図、図１１は図１０のフレームにおける音声情報の詳細構造図である。図１０の例において、フレームは前から順番にフレーム同期ワード、制御情報及び２つの音声情報の要素から構成さている。制御情報には、無線端末識別子及び暗号設定識別子などの制御信号が埋め込まれる。

図１１において、音声情報はさらに音声符号化データ及び誤り訂正データから構成される。音声符号化データは、マイクなどから入力された音声信号を符号化したものであり、誤り訂正データは、音声符号化データに対して誤り訂正符号化を行い、その結果として生じる冗長データである。秘匿化した音声通信を行う場合、フレーム全体に対して暗号を適用するのではなく、通常は音声符号化データに対してのみ暗号符号化を施し、暗号符号化された音声符号化データから誤り訂正データを求めることとなる。

図１０では、１フレームの中に１つの制御情報を設定するフレーム構造を示したが、例えば社団法人電波産業界から発行されているARIB STD=T61（狭帯域デジタル通信方式）標準規格を参照すると、図１２に示すように１つの制御情報（SACCH：Slow Associated Control Channel、低速付随制御チャネル）は、少なくとも８つに分割されて、８つのフレームを費やして、伝送される仕様となっている。着信側では、少なくとも８つのフレームを受信し、それぞれのフレームに含まれている分割されたSACCHを抽出し、組み立てることで、１つの制御情報を受信できることとなる。これは一般的にスーパーフレーム構造と呼ばれており、送るべき情報容量に対する制御情報の冗長性を減少させることに寄与している。

一方、特許文献１は、電話機の親機−子機間の音声信号にスクランブルをかけること（暗号化すること）を開示する（特許文献１の段落００１１）。該電話機では、親機及び子機が共通のパスワードを記憶し、親機−子機間に通話チャネルが確立されると、親機においてキーデータ（乱数）が生成され、該キーデータをパスワードに基づき暗号化してから、子機へ送信し、子機では、パスワードに基づき暗号データを復号して、キーデータを抽出するようになっている（特許文献１の００１８及び００１９）。そして、以降、親機及び子機は、送信側では、該キーデータに基づき音声信号を暗号化して送信し、また、受信側では、該キーデータに基づき受信信号を復号して、音声信号を抽出するようにしている（段落００２０及び００２１）。
特開平５−２１９０４９号公報

図１０及び図１１のフレーム構造の場合には、制御情報に暗号設定識別子が含まれているので、盗聴者が、制御情報から暗号設定識別子を抽出し、該暗号設定識別子に基づき暗号鍵を入手してしまう危険性が高まる。

図１２のスーパーフレーム構造を採る場合、１つのフレームに２つの音声情報が埋め込まれているとすると、少なくとも８×２＝１６個の音声符号化データに対して同一の暗号設定が適用されることになる。これは最低限の個数であり、実際にはより多くの音声符号化データに対して同一の暗号設定が適用されることになる。暗号解読に対する強度を考えた場合、長い期間で同一の暗号鍵を用いることは解読の危険性が増加することに他ならないので、図１２のようにスーパーフレーム構造を持ち、かつ制御情報で暗号識別子を送る方法は、解読される確率が一層、高くなる。

特許文献１の通信装置は、各フレームでは、暗号設定情報を含めないで送信するので、盗聴者がフレームから暗号設定情報を入手することを防止できるものの、暗号化音声データの送受とは別にかつ暗号化音声データの送受に先立って、暗号鍵としてのキーデータを送受しなければならないので、手間がかかるとともに、これに時間を要し、特に、フレームごとやフレーム内の音声情報ごとに暗号鍵を設定する場合には、全通信時間において暗号鍵送受に要する時間が膨大となってしまう。

本発明の目的は、暗号鍵を、暗号化音声情報の送受とは別にかつ先立って、送受する手間を省くとともに、フレームにおける暗号鍵識別子情報の埋め込みを排除しつつ、音声情報に係る暗号化データを支障なく復号することができる無線通信装置及び制御方法を提供することである。

本発明によれば、送信側の無線通信装置では、所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成し、該音声符号化データ及び該鍵判別データを含むデータを暗号鍵に基づき暗号化して、暗号化データを生成し、該暗号化データを送信する。また、受信側の無線通信装置では、所定の複数の暗号鍵における各暗号鍵について、受信した暗号化データを復号してから、音声符号化データと鍵判別データとを抽出し、抽出音声符号化データから所定の変換アルゴリズムに基づき鍵判別データを生成する。そして、抽出鍵判別データと生成鍵判別データとを照合して、照合の結果、両者が一致したときの暗号鍵がその時に使用されている暗号鍵と認定する。

本発明の無線通信装置の発信部は次のものを有している。
所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成手段、
所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する暗号鍵選択手段、
音声符号化データと鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する暗号化データ生成手段、
暗号化データを含むフレームを生成するフレーム生成手段、及び
フレームを送信する送信手段。

本発明の無線通信装置の着信部は次のものを有している。
フレームを受信するフレーム受信手段、
受信フレームから暗号化データを抽出するデータ抽出手段、
所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する暗号鍵選択手段、
選択暗号鍵に基づき暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する復号手段、
所定の変換アルゴリズムに基づき抽出音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成手段、
抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する判定手段、
一致判定が正となったときの選択暗号鍵を、暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する決定手段、及び
一致判定が否となったとき暗号鍵選択手段、復号手段、鍵判別データ生成手段及び判定手段を再作動させる再作動制御手段。

本発明の無線通信装置制御方法は次のステップを有している。
所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成ステップ、
所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する暗号鍵選択ステップ、
音声符号化データと鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する暗号化データ生成ステップ、
暗号化データを含むフレームを生成するフレーム生成ステップ、及び
フレームを送信する送信ステップ。

本発明の別の無線通信装置制御方法は次のステップの有している。
フレームを受信するフレーム受信ステップ、
受信フレームから暗号化データを抽出するデータ抽出ステップ、
所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する暗号鍵選択ステップ、
選択暗号鍵に基づき暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する復号ステップ、
所定の変換アルゴリズムに基づき抽出音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成ステップ、
抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する判定ステップ、
一致判定が正となったときの選択暗号鍵を、暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する決定ステップ、及び
一致判定が否となったとき暗号鍵選択ステップ、復号ステップ、鍵判別データ生成ステップ及び判定ステップを再実行する再実行制御ステップ。

本発明によれば、音声符号化データと該音声符号化データを変換アルゴリズムに基づき生成した鍵判別データとを含むデータを暗号鍵に基づき暗号化して、この暗号化データをフレームに含めて送るようになっている。したがって、フレームには、盗聴者が暗号鍵を入手することに繋がる情報が排除され、盗聴の危険性を低下できる。また、暗号化データには、音声符号化データと共に鍵判別データが含められるので、どの暗号鍵が正しいものであるかを鍵判別データに基づき検出することができる。

図１は携帯型無線端末１０（図４）において採用しているフレームの構造図である。各フレームには、先頭から順番に、同期ワード、制御情報、及び２個連続の音声情報が配置される。該制御情報からは、従来のフレーム（図１０）の制御情報における暗号設定識別子の情報は除去されており、残りの移動局識別子など情報のみが残されている。

図２は図１のフレームにおける音声情報の詳細構造図である。音声情報は、先頭から順番に、音声符号化データ、パリティデータ及び誤り訂正データが配置されている。音声符号化データ及びパリティデータは所定の選択暗号鍵により暗号化データに暗号化される。誤り訂正データは、暗号化データのみに対する誤り訂正データとなっている。

図３は携帯型無線端末１０（図４）が装備する暗号鍵テーブルの説明図である。図３の例では、図示の簡略化上、暗号アルゴリズムは１個だけ存在し、該暗号アルゴリズムに計４個の暗号鍵が割り当てられているが、暗号鍵テーブルでは、暗号アルゴリズムが複数であってもよく、また、各暗号アルゴリズムについて割り当てられる暗号鍵の個数は１以上の任意としてよい。暗号アルゴリズムは例えばＤＥＳやＡＥＳである。

図４は携帯型無線端末１０の概略構成図である。携帯型無線端末１０の受信モードでは、基地局又は相手機（共に図示せず）からの電波は、アンテナ１１において捕捉され、ＲＦ信号へ変換される。該ＲＦ信号は、図示していない第１段ＩＦ生成部において第１段ＩＦ信号に変換されてから、第２段ＩＦ生成部１４において第２段ＩＦ信号へ変換される。該第２段ＩＦ信号は、アンプ１５において増幅されてから、Ａ／Ｄコンバータ１６においてデジタル信号へ変換される。

ＤＳＰ２０はボコーダ２１を実装する。ＤＳＰ２０は、Ａ／Ｄコンバータ１６からのデジタル信号を復調して、シンボルデータを抽出して、受信フレーム（図１）を生成する。ＤＳＰ２０は、該受信フレームから制御情報を抽出して、マイコン２６へ送る。マイコン２６は、ＤＳＰ２０からのデータやメモリ２５内のその他のデータ等に基づきＤＳＰ２０に対して各種処理についての指示を出す。

メモリ２５のＲＯＭには暗号鍵テーブル（図３）が格納されている。マイコン２６は、メモリ２５から暗号鍵テーブルの情報に基づき各フレームの音声情報の暗号化データについての暗号鍵を決定し、該暗号鍵を使って各暗号化データを復号する（具体的な決定方法は図６で説明する。）。ボコーダ２１は、コーデック部２４と共働して、復号された音声情報から音声信号を再生する。音声信号は、アンプ２８において増幅されてから、音量調整部２９においてレベルを調整され、最終的にスピーカ３０から音として出力される。

携帯型無線端末１０の送信モードでは、ユーザの声がマイクロホン３５において音声（電気）信号へ変換され、該音声信号は、アンプ３６において増幅されてから、コーデック部２４へ入力される。コーデック部２４とボコーダ２１とは、共働して、アンプ３６からの音声信号に基づき音声符号化データを生成し、該音声符号化データはさらにＤＳＰ２０により暗号化され、かつ図１のフレームに埋め込まれる（詳細は図５で後述する。）。

コーデック部２４は、こうして生成されたフレームに係るデジタル変調信号を出力し、該デジタル変調信号はスイッチ４０、アンプ４１及びレベル調整部４２を経て電圧制御発振器４３へ供給される。電圧制御発振器４３は、レベル調整部４２からのデジタル変調信号に基づきＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号は、アンテナ１１から電波で発信される。

図５はフレームの音声情報の生成処理のフローチャートである。該音声情報生成処理は携帯型無線端末１０の送信モードにおいて実施される。Ｓ５１では、メモリ２５に格納されている暗号鍵テーブル（図３）に含められている複数の暗号鍵Ｋｅｙ１Ａ〜Ｋｅｙ１Ｄの中から任意の１個の暗号鍵を選択する。原則的には、複数の暗号鍵の中からの任意の１個の暗号鍵の選択は、各フレームの各音声情報ごとに行なわれるが、すなわち、選択暗号鍵は各フレームの各音声情報ごとに更新されるが、選択暗号鍵の更新は、各フレームごととしたり、所定の複数のフレームごとにしたりしてもよく、非更新時のＳ５１では、暗号鍵テーブルからの暗号鍵の選択は行なわず、前回の選択暗号鍵を引き継ぐ。

Ｓ５２では、音声符号化データを生成する音声符号化処理を行う。音声符号化データの生成は、ボコーダ２１がマイクロホン３５からの音声信号を符号化することにより実施される。Ｓ５３では、音声符号化データからパリティデータを計算する。該計算の基になる計算式は、例えば、ＣＲＣ１６のようなパリティ検出符号の計算式が用いられる。

Ｓ５４では、暗号符号化処理が行なわれる。該暗号符号化処理において、暗号化対象は、図２に暗号化対象の情報として示された範囲のデータであり、音声符号化データとその後ろのパリティデータとなる。暗号アルゴリズムは図３の暗号鍵テーブルではＡＬＧ１となる。前述したように、ＡＬＧは例えばＤＥＳやＡＥＳである。Ｓ５５では、誤り訂正符号化処理、すなわち誤り訂正データの生成を行う。こうして、Ｓ５６では、図２に示す音声情報が生成される。該音声情報は、図１のフレームに埋め込まれて、送信される。

図６は暗号符号化された音声情報から音声信号を生成する処理のフローチャートである。該音声信号生成処理は携帯型無線端末１０の受信モードにおいて実施される。

Ｓ６１では、暗号符号化された音声情報を受信する。具体的には、該音声情報は、フレームに含められて受信される。Ｓ６２では、同一フレーム内の誤り訂正データ（図２）に基づき暗号化データ（＝図２の暗号化対象の情報）の誤り訂正符号処理を行う。Ｓ６３では、図３の暗号鍵テーブルから暗号鍵を１つ、選択する。暗号鍵の選択は、所定の順番、例えば暗号鍵テーブルにおいて上の暗号鍵から順番に行われる。

Ｓ６４では、Ｓ６３で選択した暗号鍵に基づき暗号化データを復号する。これにより、復号された音声符号化データ及びパリティデータが抽出される。Ｓ６５では、復号した音声符号化データから、図５のＳ５３と同一のパリティ検出符号の計算式に基づきパリティデータを計算する。Ｓ６６では、Ｓ６５で計算したパリティデータと、Ｓ６４で抽出した復号パリティデータとが一致するか否かを調べる。そして、一致していれば、Ｓ７０進み、不一致であれば、Ｓ７１へ進む。

Ｓ７０では、現在の選択暗号鍵こそが、今回の暗号化音声符号化データに使用されている暗号鍵であると結論し、該選択暗号鍵により復号した音声符号化データ、すなわち、Ｓ６４で抽出済みとなっている音声符号化データに基づき音声信号を生成し、Ｓ７５へ進む。Ｓ７１では、現在の選択暗号鍵が図３の暗号鍵テーブルからの選択順番の最後の暗号鍵であるか否かを判定する。Ｓ７１の判定が正であれば、Ｓ７２へ進み、否であれば、Ｓ６３へ戻って、次の暗号鍵を選択する。

Ｓ７２では、ロストフレーム処理を行なう。ロストフレーム処理の具体例は、背景雑音等の代替音声に係る音声信号を生成することであり、ロストフレーム処理により、スピーカ３０からの音声が途切れるのが防止される。Ｓ７２の後、Ｓ７５へ進む。Ｓ７５では、Ｓ７０又はＳ７２で生成された音声信号を出力し、該音声信号に対応する音声がスピーカ３０から放出される。

図７は無線通信装置８０のブロック図である。無線通信装置８０は発信部８１及び着信部９５を有している。無線通信装置８０の具体例は前述の携帯型無線端末１０（図４）である。無線通信装置８０は、移動局に限定されず、固定局であってもよい。無線通信装置８０は、また、ユーザに携帯されることに限定されず、車載型無線端末や基地局にも適用される。

発信部８１は、鍵判別データ生成手段８２、暗号鍵選択手段８３、暗号化データ生成手段８４、フレーム生成手段８５及びフレーム送信手段８６を有している。鍵判別データ生成手段８２は、所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する。暗号鍵選択手段８３は、所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する。

暗号化データ生成手段８４は、音声符号化データと鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する。フレーム生成手段８５は、暗号化データを含むフレームを生成する。フレーム送信手段８６はフレームを送信する。

着信部９５は、フレーム受信手段９６、暗号鍵選択手段９７、データ抽出手段９８、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００、判定手段１０１、決定手段１０２及び再作動制御手段１０３を有している。フレーム受信手段９６は、フレームを受信する。データ抽出手段９８は、受信フレームから暗号化データを抽出する。暗号鍵選択手段９７は、所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する。

復号手段９９は、選択暗号鍵に基づき暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する。鍵判別データ生成手段１００は、所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する。判定手段１０１は、抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する。

決定手段１０２は、一致判定が正となったときの選択暗号鍵を、暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する。再作動制御手段１０３は、一致判定が否となったとき暗号鍵選択手段９７、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００及び判定手段１０１を再作動させる。

所定の変換アルゴリズムとは、例えば、音声符号化データからそれに対応するパリティデータを生成するアルゴリズムであり、さらに具体的には例えばＣＲＣ１６のようなパリティ検出符号の生成アルゴリズムである。変換アルゴリズムは、その他、音声符号化データからハッシュ値などの一方向性関数値を計算するアルゴリズムであってもよい。

フレームの具体例は図１及び図２に示したものである。さらに図１２におけるスーパーフレーム構造の音声情報（図示せず）にも、図２の構造を適用して、それをフレーム生成手段８５が生成するようになっていてもよい。暗号鍵選択手段８３，９７が１個の暗号鍵を選択する所定の複数の暗号鍵の具体例は、図３の暗号鍵テーブルにおける各暗号鍵である。

暗号鍵選択手段８３が、所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択することは、典型的には、暗号化単位に対応する音声符号化データの１個ごと、又はフレームの１個ごとに行なうが、それらの複数の所定個数ごとに、又はランダムな個数ごとに行なってもよい。暗号鍵の変更がなかったとき又は暗号鍵の変更があったときには、その旨の情報を送信フレームに含めることができる。そして、その旨の情報は、例えば図１の制御情報の領域に書き込むことができる。これに対し、着信部９５では、暗号鍵の変更がなかったとき又は暗号鍵の変更があったときの情報に基づき、暗号鍵が無変更であると判断した暗号化データについては前回の暗号鍵をそのまま使用して復号することにし、どの暗号鍵が本当のものであるかの検出処理を省略して、負荷を軽減することができる。また、暗号鍵が変更されたと判断した暗号化データについてのみ、暗号鍵選択手段９７、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００及び判定手段１０１を再作動させる。

無線通信装置８０では、暗号化データの送受信に先立ち、今回の通信に使用する暗号鍵を送受する処理を省略できる。無線通信装置８０では、また、フレームから暗号鍵設定情報（暗号鍵を連続して使用する場合に、該暗号鍵を前回のものに対して維持したか更新したかの暗号鍵情報は除く。）を除去することができるので、盗聴者により暗号鍵を見つけ出される危険性を抑制できる。

好ましくは、発信部８１は暗号アルゴリズム選択手段９１を有している。暗号アルゴリズム選択手段９１は、所定の複数の暗号アルゴリズムから１個の暗号アルゴリズムを選択する。これに対応して、暗号化データ生成手段８４は、音声符号化データと鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムに基づき暗号化した暗号化データを生成する。

同様に、好ましくは、着信部９５は暗号アルゴリズム選択手段１０８を有している。暗号アルゴリズム選択手段１０８は、所定の複数の暗号アルゴリズムから未選択の暗号アルゴリズムを選択する。暗号アルゴリズム選択手段１０８に対応して、復号手段９９は、選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムに基づき暗号化データに係るデータを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する。また、決定手段１０２は、一致判定が正となったときの選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムを、暗号化データの生成に使用した暗号鍵及び暗号アルゴリズムであると決定する。再作動制御手段１０３は、一致判定が否となったとき、暗号鍵選択手段９７、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００及び判定手段１０１に加えて暗号アルゴリズム選択手段１０８を再作動させる。

暗号アルゴリズムの具体例はＤＥＳやＡＥＳである。暗号アルゴリズム選択手段９１の場合も、暗号鍵選択手段８３の場合と同様に、所定の複数の暗号アルゴリズムから１個の暗号アルゴリズムを選択することは、暗号化単位に対応する音声符号化データの１個ごとに、フレームの１個ごとに、それらの複数の所定個数ごとに、又はランダムな個数ごとに行なうことができる。暗号アルゴリズムの変更がなかったとき又は暗号アルゴリズムの変更があったときには、その旨の情報を送信フレームに含めることができる。その旨の情報は、例えば図１の制御情報の領域に書き込むことができる。これに対し、着信部９５では、暗号アルゴリズムの変更がなかったとき又は暗号アルゴリズムの変更があったときの情報に基づき、暗号アルゴリズムが無変更であると判断した暗号化データについては前回の暗号アルゴリズムにより復号することにし、負荷を軽減する。また、暗号アルゴリズムが変更されたと判断した暗号化データについてのみ、暗号鍵選択手段９７、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００及び判定手段１０１に加えて暗号アルゴリズム選択手段１０８を作動させる。

図８は無線通信装置制御方法１２０のフローチャートである。無線通信装置制御方法１２０は無線通信装置８０の発信部８１に適用される。Ｓ１２１とＳ１２２との先後関係は任意である。Ｓ１２１では、所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する。Ｓ１２２では、所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する。

Ｓ１２３では、音声符号化データと鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する。Ｓ１２４では、暗号化データを含むフレームを生成する。Ｓ１２５では、フレームを送信する。

Ｓ１２１〜Ｓ１２５の各処理はそれぞれ鍵判別データ生成手段８２、暗号鍵選択手段８３、暗号化データ生成手段８４、フレーム生成手段８５及びフレーム送信手段８６に対応する。したがって、鍵判別データ生成手段８２、暗号鍵選択手段８３、暗号化データ生成手段８４、フレーム生成手段８５及びフレーム送信手段８６の各機能について述べた具体的態様は、それぞれＳ１２１〜Ｓ１２５の各処理の具体的態様としても適用可能である。

無線通信装置制御方法１２０は、発信部８１の誤り訂正データ生成手段９０及び暗号アルゴリズム選択手段９１の機能に対応する処理のステップを適宜、追加可能となっている。そのような追加ステップに対するＳ１２１〜Ｓ１２５の各処理の具体的態様として、発信部８１において、誤り訂正データ生成手段９０及び暗号アルゴリズム選択手段９１の追加に対応して説明した鍵判別データ生成手段８２、暗号鍵選択手段８３、暗号化データ生成手段８４、フレーム生成手段８５及びフレーム送信手段８６の機能の具体的態様を適用することができる。

図９は無線通信装置制御方法１３５のフローチャートである。無線通信装置制御方法１３５は無線通信装置８０の着信部９５に適用される。Ｓ１３６，Ｓ１３７の系列と１回目のＳ１３８との先後関係は任意である。

Ｓ１３６では、フレームを受信する。Ｓ１３７では、受信フレームから暗号化データを抽出する。Ｓ１３８では、所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する。

Ｓ１３９では、選択暗号鍵に基づき暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する。Ｓ１４０では、所定の変換アルゴリズムに基づき抽出音声符号化データから鍵判別データを生成する。Ｓ１４１では、抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する。

Ｓ１４１の判定が正であれば、Ｓ１４２へ進み、否であれば、Ｓ１３８へ戻る。Ｓ１４２では、選択暗号鍵を、暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する。

Ｓ１３６〜Ｓ１４２の各処理はそれぞれフレーム受信手段９６、暗号鍵選択手段９７、データ抽出手段９８、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００、判定手段１０１及び決定手段１０２の各機能に対応している。したがって、フレーム受信手段９６、暗号鍵選択手段９７、データ抽出手段９８、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００、判定手段１０１及び決定手段１０２の各機能について述べた具体的態様は、それぞれＳ１３６〜Ｓ１４２の各処理の具体的態様としても適用可能である。

無線通信装置制御方法１３５は、着信部９５の暗号化データ訂正手段１０７、暗号アルゴリズム選択手段１０８の機能に対応する処理のステップを適宜、追加可能となっている。そのような追加ステップに対するＳ１３６〜Ｓ１４０のの各処理の具体的態様として、着信部９５において暗号化データ訂正手段１０７及び暗号アルゴリズム選択手段１０８の追加に対応して説明したフレーム受信手段９６、暗号鍵選択手段９７、データ抽出手段９８、復号手段９９、鍵判別データ生成手段１００、判定手段１０１及び決定手段１０２の機能の具体的態様が適用可能となっている。

本発明を最良の形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で最良の形態における各構成要素を変形して具体化できる。また、最良の形態に開示されている複数の構成要素の便宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、最良の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる最良の形態に係る構成要素同士を組み合わせることもできる。

携帯型無線端末において採用しているフレームの構造図である。 図１のフレームにおける音声情報の詳細構造図である。 携帯型無線端末が装備する暗号鍵テーブルの説明図である。 携帯型無線端末の概略構成図である。 フレームの音声情報の生成処理のフローチャートである。 暗号符号化された音声情報から音声信号を生成する処理のフローチャートである。

無線通信装置のブロック図である。 無線通信装置制御方法のフローチャートである。 別の無線通信装置制御方法のフローチャートである。 暗号化通信に適用するフレーム構造を例示する図である。 図１０のフレームにおける音声情報の詳細構造図である。 １つの制御情報（SACCH）を８フレームに分割して送る説明図である。

符号の説明

８０：無線通信装置、８１：発信部、８２：鍵判別データ生成手段、８３：暗号鍵選択手段、８４：暗号化データ生成手段、８５：フレーム生成手段、８６：フレーム送信手段、９０：誤り訂正データ生成手段、９１：暗号アルゴリズム選択手段、９５：着信部、９６：フレーム受信手段、９７：暗号鍵選択手段、９８：データ抽出手段、９９：復号手段、１００：鍵判別データ生成手段、１０１：判定手段、１０２：決定手段、１０３：再作動制御手段、１０７：暗号化データ訂正手段、１０８：暗号アルゴリズム選択手段、１２０：無線通信装置制御方法、１３５：無線通信装置制御方法。

Claims (10)

1. 発信部が、
   所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成手段、
   所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する暗号鍵選択手段、
   前記音声符号化データと前記鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する暗号化データ生成手段、
   前記暗号化データを含むフレームを生成するフレーム生成手段、及び
   前記フレームを送信する送信手段、
   を有していることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記発信部が、
   前記暗号化データの誤り訂正データを生成する誤り訂正データ生成手段、及び
   前記暗号化データと共に前記誤り訂正データを含むフレームを生成する前記フレーム生成手段、
   を有していることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記発信部は、
   所定の複数の暗号アルゴリズムから１個の暗号アルゴリズムを選択する暗号アルゴリズム選択手段、及び
   前記音声符号化データと前記鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムに基づき暗号化した暗号化データを生成する前記暗号化データ生成手段、
   を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
4. 着信部が、
   フレームを受信するフレーム受信手段、
   受信フレームから暗号化データを抽出するデータ抽出手段、
   所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する暗号鍵選択手段、
   選択暗号鍵に基づき前記暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する復号手段、
   所定の変換アルゴリズムに基づき抽出音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成手段、
   抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する判定手段、
   一致判定が正となったときの選択暗号鍵を、前記暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する決定手段、及び
   一致判定が否となったとき前記暗号鍵選択手段、前記復号手段、前記鍵判別データ生成手段及び前記判定手段を再作動させる再作動制御手段、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
5. 前記着信部が、
   受信フレームから誤り訂正データを抽出する前記データ抽出手段、及び
   前記誤り訂正データに基づき訂正した暗号化データを前記復号手段へ渡す暗号化データ訂正手段、
   を有していることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記着信部は、
   所定の複数の暗号アルゴリズムから未選択の暗号アルゴリズムを選択する暗号アルゴリズム選択手段、
   選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムに基づき前記暗号化データに係るデータを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する前記復号手段、
   一致判定が正となったときの選択暗号鍵及び選択暗号アルゴリズムを、前記暗号化データの生成に使用した暗号鍵及び暗号アルゴリズムであると決定する前記決定手段、及び
   一致判定が否となったとき前記暗号鍵選択手段、前記復号手段、前記鍵判別データ生成手段及び前記判定手段に加えて前記暗号アルゴリズム選択手段を再作動させる前記再作動制御手段、
   を有していることを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
7. 請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置の前記発信部と、請求項４〜６のいずれかに記載の無線通信装置の前記着信部とを備えることを特徴とする無線通信装置。
8. 前記変換アルゴリズムは音声符号化データからそれに対応するパリティデータを生成するアルゴリズムであり、
   前記鍵判別データはパリティデータであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置。
9. 所定の変換アルゴリズムに基づき音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成ステップ、
   所定の複数の暗号鍵から１個の暗号鍵を選択する暗号鍵選択ステップ、
   前記音声符号化データと前記鍵判別データとを含むデータを選択暗号鍵に基づき暗号化した暗号化データを生成する暗号化データ生成ステップ、
   前記暗号化データを含むフレームを生成するフレーム生成ステップ、及び
   前記フレームを送信する送信ステップ、
   を有していることを特徴とする無線通信装置制御方法。
10. フレームを受信するフレーム受信ステップ、
    受信フレームから暗号化データを抽出するデータ抽出ステップ、
    所定の複数の暗号鍵の中から未選択の暗号鍵を選択する暗号鍵選択ステップ、
    選択暗号鍵に基づき前記暗号化データを復号して音声符号化データと鍵判別データとを抽出する復号ステップ、
    所定の変換アルゴリズムに基づき抽出音声符号化データから鍵判別データを生成する鍵判別データ生成ステップ、
    抽出鍵判別データと生成鍵判別データとが一致するか否かを判定する判定ステップ、
    一致判定が正となったときの選択暗号鍵を、前記暗号化データの生成に使用した暗号鍵であると決定する決定ステップ、及び
    一致判定が否となったとき前記暗号鍵選択ステップ、前記復号ステップ、前記鍵判別データ生成ステップ及び前記判定ステップを再実行する再実行制御ステップ、
    を有することを特徴とする無線通信装置制御方法。

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