JPH01212041A - 暗号化通信システム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、暗号化通信システムに関し、特に、複数シス
テム間で機密保護を要する情報の通信を行うシステムに
おける暗号化通信システムに関すものである。

〔従来の技術〕

従来、機密保護通信を行うための暗号化技術として、米
国の標準暗号化方式（ＤＥＳ）等が知られている。この
暗号化技術の詳細は、例えば１日経エレクトロニクス、
１９７８年９月４日号、第６８頁〜第１０３頁、「鍵な
しではまず解けなくなった最近の暗号方式」に記載され
ている。また、他の暗号化方式に関する技術として、例
えば、特開昭６０−１７１５８３号公報に記載されてい
るような、暗号化キーを乱数により生成するものが知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、暗号化方式においては、鍵（暗号鍵または解
読ＩＩり情報と変換アルゴリズム（暗号化アルゴリズム
または復号化アルゴリズム）情報がわかれば、−船釣に
、暗号文の解読が可能である。

そのため、管理不備、不注意等により、鍵情報および変
換アルゴリズム情報が盗用されると９通信の機密を守る
ことは困難となる。このため、例えば、特開昭６０−１
７１５８３号公報に示されるように］暗号化キーを固定
的なものとせず、乱数に応じて暗号化キーを生成して、
暗号化出力を変えるような方式とするものがあるが、こ
のような方式においては、乱数機構を必要とするため構
成が複雑になると共に、暗号化通信を行うシステム間で
は、送信側および受信側における暗号化キーおよび復号
化キーを対応付けて、どのような鍵で暗号化を行うかを
管理するための制御が複雑となるという問題があった。

機密保護を要する情報の通信を行うシステム間の通信シ
ステムとして、例えば、遠隔に設置されたＡＴＭ（Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅ１ｌｅｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ）とホ
スト計算機とが通信回線により接続されて１通信を行う
システムがある。このシステムにおいて、ＡＴＭ機で現
金受授の取引処理を行う場合、ユーザは機密情報である
暗証番号のパスワードをＡＴＭ機に入力する。ユーザが
入力したパスワードは暗号化されて１通信回線を通して
送信される。このとき、入力したパスワードを暗号化し
たデータが回線上またはＡＴＭ機において傍受された場
合には、例えば、暗号解読を行わなくても、暗号文その
もののコピーを通信回線上に何らかの手段を使って流す
ことにより、不正使用される可能性がある。すなわち、
暗号文そのものが盗用されることに対しては、固定の変
換アルゴリズムと固定の鍵による暗号化では不正使用を
防ぐことができないという問題があった。

本発明の目的は、暗号文そのものの盗用に対しても安全
度が高い暗号化通信システムを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課運を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、複数のシ
ステム間で機密保護を要する情報の通信を行う通信シス
テムにおいて１通信システムに共通の時系列情報を生成
する時系列情報生成手段を設け、各システムには、複数
の暗号化アルゴリズムおよび複数の暗号鍵を備えた暗号
化処理手段と。

複数の復号化アルゴリズムおよび複数の復号鍵を備えた
復号化処理手段と、前記時系列情報により前記暗号化処
理手段で用いる暗号化アルゴリズムおよび暗号鍵を選択
指示し、前記時系列情報により前記復号化処理手段で用
いる復号化アルゴリズムおよび復号鍵を選択指示する選
択指示手段とを有することを特徴とする。

〔作用〕

前記手段によれば、通信システムに共通の時系列情報を
生成する時系列情報生成手段が設けられる。また、通信
を行う各システムには、複数の暗号化アルゴリズムおよ
び複数の暗号鍵を備えた暗号化処理手段と、複数の復号
化アルゴリズムおよび複数の復号鍵を備えた復号化処理
手段と１選択指示手段が設けられる１選択指示手段は、
システムが送信を行う場合、時系列情報生成手段からの
共通の時系列情報により暗号化処理手段で用いる暗号化
アルゴリズムおよび暗号鍵を選択指示する。

また、システムが受信を行う場合１時系列情報生成手段
からの共通の時系列情報により復号化処理手段で用いる
復号化アルゴリズムおよび復号鍵を選択指示する。

すなわち、この通信システムでは、時間情報または計数
情報等のシステムに共通の時系列情報により１通信デー
タの送信側システムが、複数の暗号化アルゴリズムと複
数の暗号鍵の中から使用する暗号化アルゴリズムと暗号
鍵を選択して、暗号化処理手段で通信データの暗号化を
行い、通信データを送出する。また、通信データの受信
側システムでは、送信側システムと同じ共通の時系列情
報によって、複数の復号化アルゴリズムと複数の復号鍵
の中から、送信側システムで選択されている暗号化アル
ゴリズムと暗号鍵に対応した復号化アルゴリズムと復号
鍵を選択して、復号化処理手段により、受信した通信デ
ータの復号を行う。

このように、暗号化処理および復号化処理は、通信を行
う時間に応じて変更される変換アルゴリズムと、時間に
応じて変更される鍵を使用して行われるため、通信を行
うシステムの間で保有する暗号化アルゴリズムと暗号鍵
の一部の情報が、不正にデータを入手しようとする者に
知られても。

何時、どのように変換アルゴリズムと鍵とが組合わされ
て暗号化に使用するのかと知られていなければ、暗号が
解読されず、安全性が高められる。

また、仮に一部のデータの暗号が解読されても。

変更された未知の暗号化アルゴリズムと暗号鍵とで暗号
化したデータは解読されることはない。更に、全ての変
換アルゴリズム情報と全ての鍵情報が知られても、入手
した暗号文にどの変換アルゴリズムと鍵の組み合せが用
いているかがわからなければ、暗号解読にはかなりの時
間がかかる。このため、安全度はかなり高いものとなる
。

時間帯により暗号化に使用する変換アルゴリズムと暗号
鍵が異なるようにしているので、不正使用者が暗号文の
コピーを回線上に流しても、特定の暗号文の有効時間が
制限されているため、暗号文そのものの盗用に対する不
正を排除することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は１本発明の一実施例にかかる暗号化通信システ
ムの暗号通信機構の要部の構成を示すブロック図である
。第１図において、１０は送信側システムとなるＡＴＭ
機等の端末機、１１は共通の時系列情報を発生する時計
機構、１２は番地生成回路である。１３はテーブルメモ
リであり、複数の暗号化アルゴリズム情報と複数の暗号
鍵が記憶されている。１４は処理用メモリ、１５は暗号
化処理を行う処理装置、１６は送信データが保持されて
いる送信データ保持部である。また、２０は受信側シス
テムとなるホスト計算機、２２は番地生成回路で“ある
。

２３はテーブルメモリであり、複数の復号化アルゴリズ
ム情報と複数の復号鍵が記憶されている。２４は処理用
メモリ、２５は復号化処理を行う処理装置、２６は復号
した受信データを保持する受信データ保持部である。３
０は通信回線であり１通信回線３０により端末機１０と
ホスト計算機２０が結合されて、通信システムが構成さ
れている。

第１図に示す通信システムにおいては１通信システムの
共通の時系列情報を発生する時計機構１１が設けられて
いる。時計機構１１から発生する時刻情報は、送信側の
番地生成回路１２に与えられると共に、通信回線３０を
介して受信側の番地生成回路２２に与えられる。送信側
の番地生成回路１２は時刻情報を受けると、時刻情報に
対応して選択すべき暗号化アルゴリズムと暗号鍵を指示
するため、予め時刻情報に対応して設定されているテア
プルメモリ１３のアドレス情報を発生して、テーブルメ
モリ１３に供給する。テーブルメモリ１３では番地生成
回路１２から供給されたアドレス情報により、テーブル
メモ１月３に格納されている複数の暗号化アルゴリズム
と複数の暗号鍵の中から１つを選択して読出し、使用す
る暗号化アルゴリズムと暗号鍵を処理装置１５に与える
。これにより、処理袋ａｔＳはテーブルメモリ１３から
選択されて供給された暗号化アルゴリズムと暗号鍵を処
理用メモリ１４に格納するので１選択された暗号化アル
ゴリズムと暗号鍵により暗号化処理が行えるようになる
。一方、処理装置１５には送信データ保持部！６から送
信すべき送信データが供給されており、処理装置１５は
。

処理用メモリ１４を用いて処理に必要なデータの記憶な
どを行い、送信データの暗号化処理を行う。

そして、処理装置１５は暗号化した送信データを、通信
回線３０を介して、受信側システムのホスト計算機２０
に送信する。

一方、受信側システムのホスト計算機２０においては、
システム共通の時計機構１１からの時刻情報　　。

が、通信回線３０を介して受信側の番地生成回路２２に
与えられると、受信側の番地生成回路２２は、当該時刻
情報を受けて、時刻情報に対応して選択すべき復号化ア
ルゴリズムと復号１（送信側システムで選択される暗号
化アルゴリズムと暗号鍵に対応している）を指示するた
め、予め時間帯情報に対応して設定されているテーブル
メモリ２３のアドレス情報を発生して、テーブルメモリ
２３に供給する。テーブルメモリ２３では番地生成回路
２２から供給されたアドレス情報により、テーブルメモ
リ２３に格納されている複数の復号化アルゴリズムと複
数の復号鍵の中から１つを選択して読出し、使用する復
号化アルゴリズムと復号鍵を処理装置１５に与える。こ
れにより、処理装置２５はテーブルメモリ２３から選択
されて供給された復号化アルゴリズムと復号鍵を処理用
メモリ２４に格納するので、選択された復号化アルゴリ
ズムと復号鍵により暗号データの復号処理が行えるよう
になる。

一方、処理装置２５には、送信側システムから通信回線
３０を介して送信された暗号化したデータが受信されて
供給されており、処理袋［２５は、処理′　用メモリ２
４に格納された復号化アルゴリズムと復号鍵にしたがい
、暗号化したデータの復号処理を行う。そして、処理装
置２５により復号化された受信データは、受信データ保
持部２Ｂに供給され、保持される。

第２図は、第１図の暗号化通信システムにおける暗号化
通信の処理動作を具体的に示すブロック図である。また
、第３図は、送信側システムおよび受信側システムにお
ける暗号化処理および復号化処理の動作を示すフローチ
ャートである。

まず、第２図を参照して、暗号化処理および復号化処理
の処理動作において用いられるテーブルデータの構成を
説明する。送信側システムの端末機１０においては、番
地生成回路１２が与えられた時刻情報からテーブル方式
でアドレスを生成するため、番地生成回路１２には時間
帯情報２ａ、暗号化アルゴリズムアドレス２ｂ、暗号鍵
アドレス２ｃをテーブルデータとして格納した番地生成
テーブル２が備えられている。また、テーブルメモリ１
３には、暗号化アルゴリズムアドレス３ａに対応させて
暗号化アルゴリズム３ｂを格納し、複数の暗号化アルゴ
リズムをテーブルデータとして格納している暗号化アル
ゴリズムテーブル３と、暗号鍵アドレス４ａに対応させ
て暗号鍵４ｂを格納し、複数の暗号鍵をテーブルデータ
として格納している暗号鍵テーブル４とが設けられてい
る。

一方、受信側システムのホスト計算機２０においても同
様に１番地生成回路２２が与えられた時刻情報からテー
ブル方式でアドレスを生成するため、番地生成回路２２
には時間帯情報７ａ、復号化アルゴリズムアドレス７ｂ
、復号鍵アドレス７Ｃをテーブルデータとして格納した
番地生成テーブルフが備えられている。また、テーブル
メモリ２３には、復号化アルゴリズムアドレス８ａに対
応させて復号化アルゴリズム８ｂを格納し、複数の復号
化アルゴリズムをテーブルデータとして格納している復
号化アルゴリズムテーブル８と、復号鍵アドレス９ａに
対応させて復号鍵９ｂを格納し、複数の復号鍵をテーブ
ルデータとして格納している復号鍵テーブル９とが設け
られている。

第３図において、左側のフローチャートは、送信側シス
テムの暗号化処理の動作を示すフローチャートである。

また、右側のフローチャートは、受信側システムの復号
化処理の動作を示すフローチャートである。

第２図を参照しつつ、第３図のフローチャートにより処
理動作を説明する。暗号化処理を行う送信側システムの
端末機では、まず、送信要求が端末側に発生したとき、
ステップ５１において、時計機構１１から、その時の時
刻である例えば９時３０分の時刻情報（Ｔ＝９　：　３
０）を番地生成テーブル２に送出すると共に、当該時刻
情報を受信システムのホスト計算機側に転送する。なお
、このとき、ホスト計算機側に転送する時刻情報は、こ
の時まで使用されている変換アルゴリズムと鍵を保持し
ている暗号化処理部５と復号化処理部６とを介して、通
信回線上を暗号文の形式で転送する。

次にステップ５２において、与えられた時刻情報から番
地生成テーブル２で時間帯情報２ａを参照して、当該時
刻情報が入る時間帯から暗号化アルゴリズムアドレス２
ｂのアルゴリズムアドレス■と。

暗号鍵アドレス２Ｃの鍵アドレス■とを読出す。すなわ
ち、番地生成テーブル２において時刻情報Ｔ＝９　：　
３０を参照キーとして時間帯情報２ａの参照を行い、当
該する時間帯の欄から暗号化アルゴリズムテーブル３に
対するアルゴリズムアドレス■と暗号鍵テーブル４に対
する鍵アドレスのとを読出す。次にステップ５３で、得
られたアルゴリズムアドレス■を参照キーとして暗号化
アルゴリズムチ−プル３から、暗号化アルゴリズム３ｂ
のアルゴリズムｂを読出す。続いてステップ５４で、得
られた鍵アドレス■を参照キーとして暗号鍵テーブル４
から、暗号鍵４ｂの鍵Ａを読出す。次にステップ５５に
おいて、読出した暗号化アルゴリズムｂと鍵Ａとを暗号
化処理部５に供給する。これにより、暗号化処理部５で
は暗号化アルゴリズムｂと鍵Ａにより、暗号化プログラ
ムが設定され、機密通信を行うための暗号化処理の準備
が完了する。

次に、ステップ５６において、送信データ保持部１Ｂか
ら送信データを暗号化処理部５に送り、送信データを暗
号化して通信回線を介して送信する。

このようにして暗号化通信を開始する。

一方、復号化処理を行う受信側システムのホスト計算機
では、ステップ６１において、端末機から送信されてき
た時刻情報を受信し、この時刻情報（Ｔ＝９：３０）を
番地生成テーブルフに送出する。次にステップ６２にお
いて、与えられた時刻情報を参照キーとして番地生成テ
ーブル７で時間帯情報７ａを参照して、当該時刻情報が
入る時間帯から復号化アルゴリズムアドレス７ｂのアル
ゴリズムアドレス■と、復号鍵アドレス７Ｃの鍵アドレ
ス■とを読出す。次にステップ６３で、得られたアルゴ
リズムアドレス■を参照キーとして復号化アルゴリズム
テーブル８から、復号化アルゴリズム８ｂのアルゴリズ
ムｂ′を読出す。続いてステップ６４で、得られた鍵ア
ドレスのを参照キーとして復号鍵テーブル９から、復号
鍵９ｂの鍵Ａ′を読出す０次にステップ６５において、
読出した復号化アルゴリズムｂ′と鍵Ａ′とを復号化処
理部６に供給する。これにより、復号化処理部６では暗
号化アルゴリズムｂ′と鍵Ａ′により、復号化プログラ
ムが設定され１機密通信を行うための復号化処理の準備
が完了する０次にステップ６６において、端末機から暗
号化したデータを受信し、復号化処理部６で復号化処理
を行い、暗号文データからの平文データとしたデータを
受信データ保持部２６に出力する。

次に、このような実施例における変形例を説明する。上
述した実施例によれば、暗号化処理部の暗号化処理およ
び復号化処理部の復号化処理は。

それぞれ変換アルゴリズムと鍵を用いるものとしている
が、鍵を必要としない変換アルゴリズムを用いるように
しても良い、この場合には、変換アルゴリズムのみを複
数種用意している変換アルゴリズムテーブルを備え１時
系列情報による選択指示により、変換アルゴリズムのみ
の選択を行い。

選択された変換アルゴリズムで暗号化処理および復号化
処理を行い、暗号文の通信を行う。

また、上述した実施例において、暗号化処理部および復
号化処理部における変換アルゴリズムと鍵とを変更する
タイミングとしての番地生成テーブル２を参照するタイ
ミングは、端末機において通信要求が生じ１時計機構の
タイムスタンプが行われた時点としているが、例えば、
通信セツション毎、テキスト毎、一定時間間隔毎などの
タイミングとしても良い。

また、暗号化処理および復号化処理の処理動作において
用いられるテーブルデータを格納しているテーブルは、
全て書き換え可能なメモリ（ＲＡＭ　：　Ｒａｎｄａｍ
　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）で構成し、端末機１０
の各テーブルデータは、ホスト計算機２０からのオンラ
インロードにより、またはホスト計算機２０で作成した
フロッピーディスクなどのメディアの配送により、テー
ブルデータの内容を書換えられるようにしても良い。こ
れにより、使用する変換アルゴリズムと鍵の種類を更に
広範囲に可変することができるので、機密通信の安全度
は更に高くなる。また、ホスト計算機内に変換アルゴリ
ズムと鍵のデータベースを持てば、その可能な組み合わ
せは更に大きなものにできるので１機密通信の安全度は
非常に高くなる。

また、上述の実施例の説明において、暗号化通信は端末
機１０からホスト計算機２０への一方向の通信のみを示
しているが、双方向通信の場合には、端末機１０に復号
化処理部を備え、ホスト計算機２０には暗号化処理部を
備えることより、同様にして双方向で暗号化通信を行う
ことができる。

また、本実施例では１時計機構１１として時計そのもの
を用いているが、これはカウンタなど計数機能９時計機
能等の時系列情報を発生させるものであれば、どのよう
なものを用いても良い・また。

番地生成回路１２．２２はテーブル参照方式としている
が、これに限らず、例えば関数演算により、所定のアド
レスを生成するような回路手段を用いるようにしても良
い。

更に、また、時計機構１１は端末機１０側ではなく、ホ
スト計算機２０側に設けるようにしても良い。この時計
機構１１は、システムに共通の時系列情報を発生するも
のであれば良いので、どこに設置しても良く、例えば、
ホスト計算機の時計機構を用いるようにして、ホスト計
算機に接続される全ての端末機の時刻情報は、ホスト計
算機の時計機構のタイムスタンプによるものとしても良
い。

上述した本実施例の暗号化通信システムを運用する場合
１例えば、番地生成テーブルを毎日、あるいは一定期間
毎に書き換え、毎日同時間帯に同一の変換アルゴリズム
と鍵を使われないようにすれば、システムの安全度を更
に高くすることができる。但し、この場合、機密通信を
行うシステム間で必要なテーブルデータの設定を済ませ
、何時から更新後のテーブルデータの内容により通信を
を行うかを予め決めておく必要がある。

第４図は、この暗号化通信システムを運用するための番
地生成テーブルの一例を示す図である。

第４図に示すように１番地生成テーブル２は、センタ（
ホスト計算機）で既に定まっている１日の業務予定４０
にしたがって、対応付けを行い作成される。このような
番地生成テーブルを作成することより、１日あるいは一
定期間のある時間帯に適切な暗号化処理を行うようにで
きる０例えば、第４図において、システムセットアツプ
時間である８：００〜８：３０の間は、ホスト計算機と
端末機の間でシステムセットアツプ情報の交換のデータ
転送を行う時間なので、機密情報の転送は行わない、こ
のため、暗号化処理を行わず、このための変換アルゴリ
ズムおよび鍵の設定を行わない。

次の時間帯の８：３１〜９：ＯＯの間は前日の売上情報
を転送する時間帯なので、ある程度解読しにくい暗号化
処理を行うため、変換アルゴリズムとしてはアルゴリズ
ムａを、鍵としては鍵Ａを設定する０次の時間帯の９：
０１〜１２：００の間は顧客の情報を転送する時間帯な
ので、非常に解読困難な暗号化処理を行うように、変換
アルゴリズムとしてはアルゴリズムｂを、鍵としては鍵
Ｂを設定する。同様にして、各時間帯に対してそれぞれ
に変換アルゴリズムおよび鍵を設定して、番地生成テー
ブルを作成する。このようにして作成した番地生成テー
ブルより暗号化通信システムを運用することより、柔軟
な機密通信の運用を行うことができる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明の暗号化通信シ′ステム
によれば、システムに共通の時系列情報により、送信側
および受信側で暗号化および復号化アルゴリズムを変更
して、暗号化通信を行うので。

システムの安全度が高くなり、具体的には次のような効
果がある。

（１）複数の鍵および複数の変換アルゴリズムを用いる
ので、暗号鍵および暗号化アルゴリズムの情報の一部が
盗まれても、何時、どの暗号鍵とどの暗号化アルゴリズ
ムを使って暗号化を行うのかという情報がわからなけれ
ば、不正に入手した暗号文の暗号の解読を行うことはで
きず、システムの安全性が高くなる。

（２）たとえ、全ての暗号化アルゴリズム情報と全ての
暗号鍵情報がわかっても、入手した暗号文の解読には、
全ての暗号化アルゴリズムと全ての暗号鍵の組合せを試
めさなければならないので、暗号解読には非常に多くの
時間がかかる。このため、システムの安全性が高くなる
。

（３）時間帯により暗号化に使用する変換アルゴリズム
と暗号鍵を変えるので、一定のデータの暗号化処理結果
が常に同一とはならず、暗号文そのものの盗用による不
正を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にががる暗号化通信システ
ムの暗号通信機構の要部の構成を示すブロック図、 第２図は、第１図の暗号化通信システムにおける暗号化
通信の処理動作を示すブロック図、第３図は、送信側シ
ステムおよび受信側システムにおける暗号化処理および
復号化処理の動作を示すフローチャート。 第４図は、暗号化通信システムを運用するための番地生
成テーブルの一例を示す図である。 図中、１０・・・端末機（送信側システム）、１１・・
・時計機構、１２・・・番地生成回路、１３・・・テー
ブルメモリ、１４・・・処理用メモリ、１５・・・処理
装置、１６・・・送信データ保持部、２０・・・ホスト
計算機（受信側システム）、２２・・・番地生成回路、
２３・・・テーブルメモリ、２４・・・処理用メモリ、
２５・・・処理装置、２６・・・受信データ保持部、３
０・・・通信回線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数のシステム間で機密保護を要する情報の通信を
   行う通信システムにおいて、通信システムに共通の時系
   列情報を生成する時系列情報生成手段を設け、各システ
   ムには、複数の暗号化アルゴリズムおよび複数の暗号鍵
   を備えた暗号化処理手段と、複数の復号化アルゴリズム
   および複数の復号鍵を備えた復号化処理手段と、前記時
   系列情報により前記暗号化処理手段で用いる暗号化アル
   ゴリズムおよび暗号鍵を選択指示し、前記時系列情報に
   より前記復号化処理手段で用いる復号化アルゴリズムお
   よび復号鍵を選択指示する選択指示手段とを有すること
   を特徴とする暗号化通信システム。