JP2755453B2 - Data scrambler - Google Patents
Data scramblerInfo
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- generator
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- random code
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、データの秘密性を確保するためのデータス
クランブル装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data scrambler for securing data confidentiality.
従来の技術 従来の一般的な手法の１つとして、情報データの秘密
性を確保するために、情報データに擬似ランダム符号を
排他的論理和をとることにより行う方法がある。擬似ラ
ンダム符号は、生成多項式にしたがい固有に定められる
ため、生成多項式を知り得るものだけがデータを復元で
きる。2. Description of the Related Art As one of conventional general methods, there is a method in which a pseudo-random code is exclusive-ORed with information data to secure confidentiality of the information data. Since the pseudo-random code is uniquely determined according to the generator polynomial, only those who can know the generator polynomial can restore the data.
第３図は上記手法に基づく従来のデータスクランブル
装置のブロック図を示す。３はスクランブル鍵発生器、
４は排他的論理和演算器（以降EX-ORと記す）、５はス
クランブル鍵発生器３の出力信号により擬似ランダム符
号を発生し、EX-OR4の制御する擬似ランダム符号発生器
である。FIG. 3 shows a block diagram of a conventional data scrambler based on the above method. 3 is a scramble key generator,
Reference numeral 4 denotes an exclusive-OR calculator (hereinafter referred to as EX-OR), and reference numeral 5 denotes a pseudo-random code generator that generates a pseudo-random code based on an output signal of the scramble key generator 3 and controls the EX-OR 4.
第４図は10段のシフトレジスタを用いた場合の擬似ラ
ンダム信号発生器５の構成例を示す。ここで、51はEX-O
R、52は初期値セット付きD-FFである。生成多項式は、
帰還タップの位置（EX-OR51の位置）で決定され、第４
図の場合は、 Ｇ（ｘ）＝X10＋X3＋１ である。この構成により、出力される擬似ランダム符
号系列の周期は、210−１＝1023である。つまり、1023
ビット単位に同じ符号系列が繰り返し発生される。FIG. 4 shows an example of the configuration of the pseudo-random signal generator 5 using a ten-stage shift register. Where 51 is EX-O
R and 52 are D-FFs with an initial value set. The generator polynomial is
Determined by the position of the return tap (EX-OR51 position)
In the case of the figure, G (x) = X 10 + X 3 +1. With this configuration, the period of the pseudo-random code sequence to be output is 2 10 −1 = 1023. That is, 1023
The same code sequence is repeatedly generated in bit units.
以下、第３図に基づき従来のデータスクランブル装置
について説明する。スクランブル鍵発生器３は擬似ラン
ダム符号発生器５のシフトレジスタの初期値を与える。
擬似ランダム符号発生器５の出力は、この初期値を先頭
にして、前記生成多項式Ｇ（Ｘ）により特定される1023
ビットの周期を持つ擬似ランダム符号系列となる。この
符号系列と入力情報データ系列とをEX-OR4により排他的
論理和をとり、スクランブルをかけることにより、EX-O
R4の出力にスクランブルされた情報データが得られる。Hereinafter, a conventional data scrambler will be described with reference to FIG. The scramble key generator 3 gives an initial value of the shift register of the pseudo random code generator 5.
The output of the pseudo-random code generator 5 starts from this initial value and is specified by the generator polynomial G (X).
It becomes a pseudo-random code sequence having a bit period. The code sequence and the input information data sequence are exclusive-ORed by EX-OR4 and scrambled to obtain the EX-O
The scrambled information data is obtained at the output of R4.
データの正規の受信者には、あらかじめスクランブル
鍵と、それをあたえる時刻を教えておくと、擬似ランダ
ム符号発生器５で発生させる符号系列と同じ擬似ランダ
ム符号系列を発生させることができ、復元可能となる。If the scramble key and the time to give the scramble key are given to the authorized receiver of the data in advance, the same pseudo-random code sequence as that generated by the pseudo-random code generator 5 can be generated, and the data can be restored. Becomes
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の様な構成では、データの秘密性
の確保の点で下記のような課題がある。Problems to be Solved by the Invention However, the above configuration has the following problems in securing data confidentiality.
擬似ランダム符号系列は、第４図に示すシフトレジス
タの段数により、その周期が決定される。また、受信デ
ータを観測することにより、周期的に発生するデータ系
列から、擬似ランダム符号系列の生成多項式が判明され
る可能性が高い。シフトレジスタの初期値を定期的に更
新しても、符号系列の発生する先頭位置は、変わるが符
号系列の内容は変わらないので、情報データの秘密性
は、大幅には改善されない。擬似ランダム符号発生器の
段数が比較的少ないと、擬似ランダム符号発生の生成多
項式の判明が容易でありデータの秘密性が下がる。デー
タの秘密性の確保のためには、レジスタの段数を多く
し、擬似ランダム符号の周期を長くする必要がある。こ
のため、従来技術では、実現回路規模が膨大になるとい
う問題があった。The period of the pseudo random code sequence is determined by the number of stages of the shift register shown in FIG. Also, by observing the received data, there is a high possibility that a generating polynomial of a pseudo-random code sequence is determined from a periodically generated data sequence. Even if the initial value of the shift register is periodically updated, the start position of the code sequence changes but the content of the code sequence does not change, so that the confidentiality of the information data is not significantly improved. If the number of stages of the pseudo-random code generator is relatively small, it is easy to find a generator polynomial for pseudo-random code generation, and the confidentiality of data is reduced. In order to ensure data confidentiality, it is necessary to increase the number of register stages and lengthen the period of the pseudo-random code. For this reason, the conventional technique has a problem that the scale of the realized circuit is enormous.
本発明は、かかる問題を解決するもので、擬似ランダ
ム符号発生器の回路規模は小さく、しかもデータの秘密
性を確保するデータスクランブル装置を供給することを
目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a data scrambler having a small circuit size of a pseudo-random code generator and ensuring data confidentiality.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明のデータスクラン
ブル装置は、複数の生成多項式を持つ生成多項式可変な
擬似ランダム符号発生手段と、この擬似ランダム符号発
生手段の生成多項式を切り換える順序を制御する生成多
項式切り換え順序制御手段と、この生成多項式切り換え
順序制御手段を制御するスクランブル鍵を出力するスク
ランブル鍵発生手段と、入力情報データ系列と前記擬似
ランダム符号発生手段の出力符号系列とを入力する排他
的論理和演算手段とを備え、前記スクランブル鍵によっ
て制御されそのスクランブル鍵の更新周期より短い時間
間隔で順序が変更される前記生成多項式切り換え順序制
御手段の出力として得られる切り換え順序に従い前記擬
似ランダム符号発生手段の生成多項式を切り換えること
を特徴とし、前記排他的論理和演算手段の出力にスクラ
ンブルされた情報データ系列を得るように構成したもの
である。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a data scrambling device of the present invention includes a generator polynomial variable pseudo-random code generator having a plurality of generator polynomials, and a generator polynomial of the pseudo random code generator. Generator polynomial switching order control means for controlling the switching order, scramble key generation means for outputting a scramble key for controlling the generation polynomial switching order control means, an input information data sequence and an output code sequence of the pseudo random code generation means. Exclusive OR operation means for inputting the scramble key, and the order is changed at a time interval shorter than the update cycle of the scramble key, and the order is changed according to the switching order obtained as the output of the generator polynomial switching order control means. Switching the generator polynomial of the pseudo-random code generator And a scrambled information data sequence is obtained at the output of the exclusive OR operation means.
作用 上記手段により、少ない段数のシフトレジスタで発生
させた擬似ランダム符号であっても、これによりスクラ
ンブルを掛けたデータの秘密性が、確保される。これ
は、擬似ランダム符号発生器の生成多項式がスクランブ
ル鍵の更新間隔より、さらに短い時間間隔で変化するの
で、スクランブルデータを観測しても、符号発生の生成
多項式を特定するのがむずかしく、等価的に、周期の長
い擬似ランダム符号によるスクランブルを掛けたのと同
じになり、データの秘密性が確保できる。According to the above-described means, even if the pseudo-random code is generated by a shift register having a small number of stages, the secrecy of the scrambled data is ensured. This is because, since the generator polynomial of the pseudo-random code generator changes at a shorter time interval than the scramble key update interval, it is difficult to identify the code generation generator polynomial even when observing the scrambled data, which is equivalent. This is the same as scrambling with a pseudo-random code having a long cycle, and data confidentiality can be secured.
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例のデータスクランブル装置
のブロック図である。第１図において、１は生成多項式
切り換え可能な擬似ランダム符号発生器、２は生成多項
式切り換え順序制御器、３はスクランブル鍵発生器、４
は排他的論理和演算器（EX-OR）であり、スクランブル
鍵発生器３の出力に応じて生成多項式切り換え順序制御
器２は切り換え可能な擬似ランダム符号発生器１の切り
換え順序を決め、擬似ランダム符号発生器１はこの順序
にしたがって生成多項式の擬似ランダム符号を発生し、
EX-OR4を制御する。FIG. 1 is a block diagram of a data scrambler according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a pseudo-random code generator capable of generating polynomial switching, 2 is a generator polynomial switching order controller, 3 is a scramble key generator, 4
Is an exclusive-OR operator (EX-OR), and the generator polynomial switching order controller 2 determines the switching order of the switchable pseudo-random code generator 1 in accordance with the output of the scramble key generator 3, The code generator 1 generates a pseudo-random code of a generator polynomial according to this order,
Control EX-OR4.
擬似ランダム符号発生器１の一構成例を第２図に示
す。擬似ランダム符号発生器１はANDゲート101、EX-OR1
02、D-FF103からなる10段のシフトレジスタにより構成
され、帰還タップの切り換え器であるEX-OR102により、
生成多項式の切り換えが可能になっている。この生成多
項式は、帰還タップの位置によって決定され、複数個の
生成多項式が与えられる。これらの生成多項式の内、周
期が最大（10段の場合;1023ビット）となるものをいく
つか選び、切り換え用生成多項式とする。いま、生成多
項式をG1（Ｘ）からG8（Ｘ）の８通り選んだ場合を考え
る。切り換え順序制御器２は、スクランブル鍵にしたが
って、特定の短い時間間隔で、タップ位置切り換え信号
を出力する。これにより、擬似ランダム符号発生器１の
出力には、短い時間間隔で生成多項式が異なる擬似ラン
ダム符号系列が出力される。この擬似ランダム符号系列
を入力情報データ系列とEX-ORをとり、入力データにス
クランブルをかける。FIG. 2 shows a configuration example of the pseudo-random code generator 1. Pseudo-random code generator 1 is AND gate 101, EX-OR1
02, composed of 10-stage shift register consisting of D-FF103, and EX-OR102 which is a switch of feedback tap,
The generator polynomial can be switched. The generator polynomial is determined by the position of the feedback tap, and a plurality of generator polynomials are provided. Of these generator polynomials, some of which have the maximum period (in the case of 10 stages; 1023 bits) are selected and used as switching generator polynomials. Now, consider a case in which eight generator polynomials are selected from G1 (X) to G8 (X). The switching order controller 2 outputs a tap position switching signal at specific short time intervals according to the scramble key. Thereby, a pseudo-random code sequence having a different generating polynomial is output to the output of the pseudo-random code generator 1 at short time intervals. The pseudo-random code sequence is EX-ORed with the input information data sequence, and the input data is scrambled.
切り換え順序制御器２は、スクランブル鍵に応じて切
り換える生成多項式の順序を決めるので、スクランブル
鍵の更新時刻を先頭とし、生成多項式の切り換え時間間
隔ごとにG1（Ｘ）からG8（Ｘ）を選ぶ信号を順次出力す
る。この出力の系列は、スクランブル鍵発生器３の鍵に
独立に用意される。切り換え順序制御器２は、たとえ
ば、切り換え間隔に比較して長い周期をもつ系列をROM
テーブルに持たす方法やＭ系列発生器の初期値にスクラ
ンブル鍵を与え切り換え時間毎に、そのＭ系列の中から
特定のビットを抜き出しそのコードをG1（Ｘ）からG8
（Ｘ）の生成多項式を選択する帰還タップ位置切り換え
信号に符号変換する方法などで実現できる。Since the switching order controller 2 determines the order of the generator polynomials to be switched according to the scramble key, a signal for selecting G1 (X) to G8 (X) at each generator polynomial switching time interval with the scramble key update time at the top. Are sequentially output. This output sequence is prepared independently for the key of the scramble key generator 3. The switching order controller 2 stores, for example, a sequence having a longer cycle than the switching interval in a ROM.
A specific bit is extracted from the M sequence at each switching time and a code is extracted from G1 (X) to G8 at each switching time.
This can be realized by a method of performing code conversion into a feedback tap position switching signal for selecting the generator polynomial of (X).
上記の手法により、10段のシフトレジスタで生成する
擬似ランダム符号は210‐１の固定周期の系列となら
ず、短い時間間隔で生成多項式が順次切り換わる符号系
列となる。さらに、スクランブル鍵が更新されるとその
生成多項式の発生順序が変化しデータの秘密性が増大す
る。このように特定の生成多項式で発生させる擬似ラン
ダム符号系列を用いた場合に比べ、スクランブルされた
情報データを観測しても使用している生成多項式の特定
がより困難となり、等価的に長い周期を持つ擬似ランダ
ム符号を用いたスクランブルの効果が得られる。By the above method, the pseudo-random code generated by the 10-stage shift register is not a sequence having a fixed period of 2 10 -1 but a code sequence in which the generating polynomial is sequentially switched at short time intervals. Further, when the scramble key is updated, the generation order of the generator polynomial changes, and the secrecy of data increases. As compared with the case of using a pseudo-random code sequence generated by a specific generator polynomial in this way, it becomes more difficult to identify the generator polynomial used even when observing the scrambled information data, and an equivalently long period is used. An effect of scrambling using the pseudo random code is obtained.
発明の効果 以上のように、本発明によれば、擬似ランダム符号発
生手段の生成多項式を、スクランブル鍵により定める生
成多項式の切り換え順序にしたがいスクランブル鍵の更
新周期に比べ短い時間間隔で切り換え、さらにスクラン
ブル鍵を更新することで、より少ない段数で、秘匿度の
高いデータのスクランブルを実現できる。As described above, according to the present invention, according to the present invention, the generator polynomial of the pseudo-random code generating means is switched at a shorter time interval than the update cycle of the scramble key according to the switching order of the generator polynomial determined by the scramble key, and further scrambled. By updating the key, scramble of highly confidential data can be realized with a smaller number of stages.
第１図は本発明の一実施例のデータスクランブル装置の
ブロック図、第２図は同データスクランブル装置におけ
る生成多項式切り換え可能な擬似ランダム符号発生器の
一例を示す構成図、第３図は従来のデータスクランブル
装置のブロック図、第４図は従来のデータスクランブル
装置における一般的な擬似ランダム符号発生器の構成図
である。 １……生成多項式切り換え可変擬似ランダム符号発生
器、２……生成多項式切り換え順序制御器、３……スク
ランブル鍵発生器、４……排他的論理和演算器、101…
…ANDゲート、102……排他的論理和演算器、103……初
期値セット付きD-FF。FIG. 1 is a block diagram of a data scrambler according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a pseudo-random code generator capable of switching a generator polynomial in the data scrambler, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a data scrambler, and FIG. 4 is a block diagram of a general pseudo-random code generator in a conventional data scrambler. 1 ... generator polynomial switching variable pseudo-random code generator, 2 ... generator polynomial switching order controller, 3 ... scramble key generator, 4 ... exclusive OR operator, 101 ...
… AND gate, 102… Exclusive OR operator, 103… D-FF with initial value set.
フロントページの続き (72)発明者 根津 俊一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−141231（ＪＰ，Ａ) 池野、小山「現代暗号理論」第３版 （Ｈ１−５−20）電子情報通信学会Ｐ. 25−30Continuation of the front page (72) Inventor Shunichi Nezu 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-61-141231 (JP, A) Third Edition (H1-5-20) IEICE P. 25-30
Claims (1)
擬似ランダム符号発生手段と、この擬似ランダム符号発
生手段の生成多項式を切り換える順序を制御する生成多
項式切り換え順序制御手段と、この生成多項式切り換え
順序制御手段を制御するスクランブル鍵を出力するスク
ランブル鍵発生手段と、入力情報データ系列と前記擬似
ランダム符号発生手段の出力符号系列とを入力する排他
的論理和演算手段とを備え、前記スクランブル鍵によっ
て制御されそのスクランブル鍵の更新周期より短い時間
間隔で順序が変更される前記生成多項式切り換え順序制
御手段の出力として得られる切り換え順序に従い前記擬
似ランダム符号発生手段の生成多項式を切り換えること
を特徴とし、前記排他的論理和演算手段の出力にスクラ
ンブルされた情報データ系列を得るように構成したデー
タスクランブル装置。A generator polynomial having a plurality of generator polynomials, a variable pseudo-random code generator, a generator polynomial switching order controller for controlling an order of switching the generator polynomials of the pseudo random code generator, and a generator polynomial switching order. A scramble key generation means for outputting a scramble key for controlling the control means; and an exclusive OR operation means for inputting an input information data sequence and an output code sequence of the pseudo random code generation means, wherein the control is performed by the scramble key. Wherein the generator polynomial of the pseudo-random code generator is switched in accordance with a switching order obtained as an output of the generator polynomial switching order controller, the order being changed at a time interval shorter than the scramble key update cycle. Scrambled at the output of the logical OR operation means Configuration data scrambling apparatus to obtain over data sequence.
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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Family
ID=18045675
Family Applications (1)
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Family Cites Families (1)
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-
1989
- 1989-12-01 JP JP1313800A patent/JP2755453B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 池野、小山「現代暗号理論」第３版（Ｈ１−５−２０）電子情報通信学会Ｐ．２５−３０ |
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| JPH03173238A (en) | 1991-07-26 |
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