JPH04211543A - ディジタルデータ秘匿装置 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明はディジタルデータ秘匿装置に関し
、特に伝送すべきディジタルデータを、伝送路上におい
て正規の伝送相手以外に対して秘匿するためのディジタ
ルデータ秘匿装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】伝送ディジタルデータを秘匿するいわゆる
暗号化方法としては、例えば米国で広く採用されている
ＤＥＳ（Ｄａｔａ　Ｅｎｅｒｙｐｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄ
ａｒｄ）アルゴリズムがる。このＤＥＳアルゴリズムは
、古くからの暗号化アルゴリズムの延長上にあるもので
あり、転字法と換字法とを基本として構成されている。

【０００３】このＤＥＳアルゴリズムでは、転字法及び
換字法の手法を用いているために、アルゴリズムが複雑
であり、データランダム化のためには回路規模が大きく
なるという欠点を有している。

【０００４】

【発明の目的】そこで、本発明はこの様な従来のものの
欠点を除去すべくなされたものであって、その目的とす
るところは、簡単な回路構成によりディジタルデータの
秘匿が可能なディジタルデータ秘匿装置を提供すること
にある。

【０００５】

【発明の構成】本発明によれば、伝送すべきディジタル
データを伝送路上において正規送信相手以外に対して秘
匿するためのディジタルデータ秘匿装置であって、送信
機及び受信機を有し、前記送信機は、Ｍ系列信号発生手
段と、外部から入力された秘匿コードを初期値として、
予め定められた周期で順次可変しつつ前記Ｍ系列信号発
生手段の初期データを発生する初期データ発生手段と、
前記Ｍ系列信号発生手段からのＭ系列ビットシーケンス
データと伝送すべきディジタルデータとを、２を法とす
る加法により加算して秘匿化データとする加算手段と、
前記所定周期を示す周期データを前期秘匿データに重畳
して送信する送信手段とを含み、前記受信機は、前記Ｍ
系列信号発生手段と同一構成の第２のＭ系列信号発生手
段と、外部から入力され前記秘匿コードと同一の秘匿コ
ードを初期値として、前記周期で順次可変しつつ前記第
２のＭ系列信号発生手段の初期データを発生する初期デ
ータ発生手段と、前記第２のＭ系列信号発生手段からの
Ｍ系列ビットシーケンスデータと受信された前記秘匿化
データとを２を法とする加法により加算して復号化する
加算手段とを含むことを特徴とするディジタルデータ秘
匿装置が得られる。

【０００６】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【０００７】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
である。送信部１には送信ディジタルデータと秘匿コー
ドとが入力され、秘匿コードに応じて、送信ディジタル
データを秘匿化し伝送路２へ送出する。伝送路２を介し
て伝送された秘匿データを受信部３は受信し、受信部３
に入力された秘匿コードに応じて、秘匿化の逆処理を施
しディジタルデータが復号される。

【０００８】送信部１と受信部３へ入力される秘匿コー
ドが同じ時、送信ディジタルデータは正しく受信ディジ
タルデータとして復号される。一方、秘匿コードが一致
していない時、誤ったディジタルデータとして復号され
る。従って、秘匿コードが通信相手同士のみしか知らな
い場合には、第３者が正しいディジタルデータを復号す
ることができず、よってディジタルデータを秘匿伝送す
ることが可能である。

【０００９】次に送信部１について説明する。入力端子
１８に入力された秘匿コードは初期値発生回路１３に入
力され記憶される。初期値発生回路１３では、パターン
発生回路１６からのフレームパルス１６ｄと、Ｍ系列信
号発生回路１４の初期値を設定するロード信号１６ａと
を受信し、フレームパルス１６ｄを受信する毎に記憶さ
れた秘匿コードを初期値１３ａとして出力する。また、
初期値１３ａはロード信号１６ａの発生毎に秘匿コード
にある一定値を加算することにより変化するようになっ
ている。但し、ロード信号１６ａはフレームパルス１６
ｄに対して周期の短い信号である。

【００１０】Ｍ系列信号発生回路１４はパターン発生回
路１６からロード信号１６ａを受ける毎に初期値１３ａ
を取込み、Ｍ系列信号発生器を構成するレジスタの値を
初期化し、Ｍ系列信号１４ａを加算器１５に供給する。

【００１１】送信ディジタルデータは入力端子１１を介
して２を法とする加算器１５によりＭ系列信号１４ａと
加算され、秘匿データ１５ａとして多重化回路１７にお
いてフレーム同期信号１６ｂと多重化され、出力端子１
２を介して伝送路２へ送出される。

【００１２】パターン発生回路１６は送信部と受信部と
で、伝送ディジタルデータとＭ系列信号とを同期化する
ためのフレーム生成し、受信部で同期化するためのフレ
ーム同期信号１６ｂを多重化回路１７に供給するととも
に、フレーム同期信号を多重化するために、多重化位置
を示す制御信号１６ｃを出力する。また、同期化フレー
ム毎にフレームパルス１６ｄと初期値設定のためのロー
ド信号１６ａとを出力する。

【００１３】次に受信部３について説明する。受信部３
では、入力端子３２を介して秘匿データを受信し、フレ
ーム同期回路３６と分離回路３７へ供給される。フレー
ム同期回路３６では、送信部１で多重化されたフレーム
同期信号１６ｂを検出することによりフレーム同期をと
る。フレーム同期を検出したらフレーム同期を基準とし
、送信部パターン発生回路１６に対応させフレームパル
ス３６ｄを初期値発生回路１３へ、初期値ロード信号３
６ａを初期値発生回路３３とＭ系列信号発生回路３４へ
それぞれ供給するとともに、分離回路３７へフレーム同
期信号を分離するための制御信号３６ｂを供給する。

【００１４】初期値発生回路３３は秘匿コードを入力端
子３８を介して入力し、送信部１の初期値発生回路１３
と同じ動作により初期値３３ａをＭ系列信号発生回路３
４へ供給する。Ｍ系列信号発生回路３４は送信部１のＭ
系列信号発生器１４と同じ動作によりＭ系列信号３４ａ
を加算器３５へ供給する。

【００１５】分離回路３７に入力された秘匿データ３２
ａはフレーム同期信号を分離され、秘匿データ３７ａと
して２を法とする加算器３５において、Ｍ系列信号３４
ａと加算され、受信ディジタルデータとして出力端子３
１を介して出力される。

【００１６】Ｍ系列信号発生回路１４及び３４としては
、秘匿コードのビット数に応じた段数を有する周知のＬ
ＦＳＲ（線形フィードバックシフトレジスタ：Ｌｉｎｅ
ａｒ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ｓｈｉｆｔ　Ｒｅｇｉｓｔｅ
ｒ）方式の回路構成を採用することができる。

【００１７】ここで、Ｍ系列信号発生回路では、全０コ
ードが禁止されているので、常に１ビットを初期値“１
”とする必要がある。そこで、例えば、秘匿コードとし
て８ビットの２進コードを考えた場合には、９段以上の
ＬＦＳＲ構成とすることが必要となる。

【００１８】例えば、図２に示す如く、９ビットのシフ
トレジスタ２１を設け、右から第４ビットｒ４　と第９
ビットｒ９　とを２を法とする加算器２２により加算し
て、この加算出力を第９ビットｒ９　の入力へフィード
バックするようにし、第１ビットｒ１　をＭ系列信号ｋ
ｉ　（１４ａ／３４ａ）とするのである。

【００１９】この９ビットのシフトレジスタ２１の初期
値１３ａ／３３ａが、秘匿コード１７ａ／３８ａに応じ
て初期値発生回路１３／３３から発生されるのである。

【００２０】この図２に示す９ビットのＬＦＳＲ構成で
は、その内容がロードされた初期値から５１１　の異な
るパターンを最大長周期として、繰返し発生されるので
、その第１ビットｒ１　をＭ系列信号として導出できる
ことになる。

【００２１】尚、送信部１からの秘匿化データｃｉ　は
、送信ディジタルデータをｍｉ　とし、 Ｍ系列信号をｋｉ　とすると、 ｃｉ　＝ｍｉ　＋ｋｉ　……（１） となる。尚、＋は２を法とする加算を示す。

【００２２】また、受信部３での受信データは（１）式
のｃｉ　であるから、加算器３５での加算出力３５ａは
、　　　　　　ｃｉ　＋ｋｉ　＝（ｍｉ　＋ｋｉ　）＋
ｋｉ　＝ｍｉ　　　　　……（２）となり、送信すべき
ディジタルデータｍｉ　と同一となって、暗号データの
平文化が可能となる。

【００２３】秘匿コードとして前述の如く、８ビットと
すれば、２５６　通りの初期設定が可能となり、秘匿コ
ードが送受信部で共に一致していなければ、Ｍ系列信号
の変化位相が合致していないので、正しくディジタルデ
ータが復元されず、秘匿機能が働くことになる。秘匿コ
ードは長い程秘匿効果は向上することは勿論である。

【００２４】図３は本発明の他の実施例のブロック図で
あり、図１と同等部分は同一符号により示している。先
ず送信装置１について説明する。入力端子１８に入力さ
れた秘匿コードは初期データ発生回路１３へ入力されて
レジスタ１３１に記憶される。

【００２５】多重化回路１９のパターン発生回路１９２
　は多重化データを構成するためのタイミング信号を発
生させる。パターン発生回路１９２　からはフレームパ
ルス１９２ｂ，サブフレームパルス１９２ａ，フレーム
同期信号１９２ｃ及び切換器１９３　の切換信号１９２
ｄを発生する。

【００２６】フレームパルス１９２ｂは、初期データ発
生回路１３の計数器１３４　，レジスタ１３３　，Ｍ系
列信号発生器１４及び並列・直列変換器１９１　に夫々
供給される。

【００２７】サブフレームパルス１９２ａは並列・直列
変換器１９１　に、フレーム周期信号１９２ｃ及び切換
信号１９２　ｄは切換器１９３　へ夫々供給される。

【００２８】計数器１３４　はフレームパルス１９２ｂ
を計数する３２ビットのバイナリ計数器であり、その計
数値１３４ａはレジスタ１３３　及び並列・直列変換器
１９１　に供給され、秘匿フレーム毎にフレームパルス
１９２ｂにより取込まれる。レジスタ１３３　に取込ま
れた計数値は秘匿コードの変換値１３３ａとして加算器
１３２　に入力され、レジスタ１３１　の秘匿コードと
加算器１３２　により加算されて変換される。

【００２９】変換された秘匿コード１３２ａはＭ系列信
号発生回路１４に供給される。Ｍ系列信号発生回路１４
はフレームパルス１９２ｂにより変換された秘匿コード
１３２ａをＭ系列信号発生のためのシフトレジスタに取
込み、Ｍ系列信号の初期データとして次フレームまでク
ロックにもとずいてＭ系列信号を発生する。発生したＭ
系列信号１４ａは加算器１５に供給される。

【００３０】送信ディジタルデータが入力端子１１から
入力され、加算器１５に供給される。加算器１５により
Ｍ系列信号１４ａと２を法とする加算により秘匿され多
重化回路１９の切換器１９３　に接続される。

【００３１】並列・直列変換器１９１　に取込まれた計
数値はサブフレームパルス１９２ａにより直列データと
して切換器１９３　に入力される。切換器１９３　では
、切換信号１９２ｄにより秘匿ディジタルデータ１５ａ
、計数値１３４ａ及びフレーム同期信号１９２ｃを夫々
切換えて多重化し、多重化データ１９３ａとして出力端
子１２を介して伝送路２へ送出する。

【００３２】次に受信装置について説明する。受信装置
３では、入力端子３２を介して多重化データを受信し、
フーム同期回路３９３　，直列・並列変換器３９１　及
びレジスタ３９２　へ接続される。

【００３３】フレーム同期回路３９３　は受信多重化デ
ータよりフレーム同期信号を検出してフレーム同期を取
り、信号を分離するための各タイミング信号を発生する
。フレーム同期回路３９３　からは、フレームパルス３
９３ａをＭ系列信号発生回路３４へ、サブフレームパル
ス３９３ｂを直列・並列変換回路３９１　へ、データイ
ネーブル信号３９３ｃをレジスタ３９２　へ夫々供給す
る。

【００３４】直列・並列変換器３９１　は多重化データ
と同期したサブフレームパルス３９３ｂにより３２ビッ
トの計数値を取込み、３２ビットの並列信号として加算
器３３２　へ供給する。

【００３５】レジスタ３９２　も同様に多重化データと
同期したデータイネーブル信号３９３ｃにより秘匿化さ
れたディジタルデータのみを分離し、２を法とする加算
器３５へ供給する。

【００３６】秘匿コードが入力端子３８から入力されて
初期データ発生回路３３のレジスタ３３１　に記憶され
る。 この秘匿コードは通常、通信を開始するにあたって最初
に入力される。記憶された秘匿コードは加算器３３２　
に入力され、秘匿化フレーム毎に分離された計数値と加
算され、送信装置と同一構成のＭ系列信号発生回路３４
へ供給される。

【００３７】Ｍ系列信号発生回路３４はフレームパルス
３９３ａにより変換された秘匿コード３３２ａをＭ系列
信号発生のためのシストレジスタに取込み、Ｍ系列信号
の初期データとし次フレームまでクロックにもとずいて
Ｍ系列信号を発生する。

【００３８】この発生されたＭ系列信号３４ａは加算器
３５に供給され、加算器３５により秘匿化データと２を
法とする加算が行われて受信ディジタルデータとして出
力端子３１へ出力される。

【００３９】図４は図３に示す実施例の動作を示すタイ
ムチャートである。図４に示す例では、フレーム中に等
間隔で制御用ビット（Ｃｉ）が６４ビット配置されＣｉ
　の奇数ビットにはフレーム同期信号Ｆ１　〜Ｆ３２を
、偶数ビットには計数値Ｗ１　〜Ｗ３２を夫々多重化す
るフレーム構成であり、フレーム同期信号Ｆ１　〜Ｆ３
２によりフレーム同期パターンを構成し、毎フレームく
り返えされる。

【００４０】受信装置３のフレーム同期回路３９３　で
は、このフレーム同期パターンを検出し、受信装置３で
必要なタイミング信号を受信多重化データに同期化させ
て発生させる。

【００４１】計数値１３４ａはＷ１　〜Ｗ３２に多重化
されるが、第ｉフレームで伝送される計数値１３４ａは
レジスタ１３３　により１フレーム遅延され、第ｉ＋１
フレームのＭ系列信号発生に用いられる。従って、受信
装置３においては、第ｉフレーム中に第ｉ＋１フレーム
に使用する計数値を受信し、第ｉ＋１フレームで受信装
置３のＭ系列信号発生に用いられ送受で同期する。

【００４２】実施例では、３２ビットの秘匿コードを用
い２３２通りのコードを使える様にしたが、この場合、
３２段のシフトレジスタからなるＭ系列信号発生器１４
，３４で構成され、パターン長は（２３２−１）ビット
と非常に長く、秘匿フレーム中で１巡しない場合がある
。また変換値を用いない場合には、毎フレーム同位相の
Ｍ系列信号が発生することになるが、変換値を用いた場
合には、毎フレーム位相が変化し、秘匿化データがより
ランダム化されることになる。

【００４３】秘匿コードのビット数は本実施例では３２
ビットとしたが任意のビット数で実現することが可能で
ある。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｍ
系列信号により伝送ディジタルデータをスクランブルす
ると共に秘匿コードによりこのＭ系列信号の位相を変え
るようにしているので、秘匿コードを知らない限り送信
ディジタルデータを受信することができず、また、秘匿
化フレーム毎に、位相を変えることにより、より秘匿化
能力を増している。よって簡単な回路構成でディジタル
データの秘匿が可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムブロック図である
。

【図２】Ｍ系列信号発生回路の具体例を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例のシステムブロック図であ
る。

【図４】図３の実施例の動作タイムチャートである。

【符号の説明】

１　　送信部 ２　　伝送路 ３　　受信部 １３，３３　　初期値発生回路 １４，３４　　Ｍ系列信号発生回路 １５，３５　　加算回路 １６，３６　　パターン発生回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　伝送すべきディジタルデータを伝送路
   上において正規送信相手以外に対して秘匿するためのデ
   ィジタルデータ秘匿装置であって、送信機及び受信機を
   有し、前記送信機は、Ｍ系列信号発生手段と、外部から
   入力された秘匿コードを初期値として、予め定められた
   周期で順次可変しつつ前記Ｍ系列信号発生手段の初期デ
   ータを発生する初期データ発生手段と、前記Ｍ系列信号
   発生手段からのＭ系列ビットシーケンスデータと伝送す
   べきディジタルデータとを、２を法とする加法により加
   算して秘匿化データとする加算手段と、前記所定周期を
   示す周期データを前期秘匿データに重畳して送信する送
   信手段とを含み、前記受信機は、前記Ｍ系列信号発生手
   段と同一構成の第２のＭ系列信号発生手段と、外部から
   入力され前記秘匿コードと同一の秘匿コードを初期値と
   して、前記周期で順次可変しつつ前記第２のＭ系列信号
   発生手段の初期データを発生する初期データ発生手段と
   、前記第２のＭ系列信号発生手段からのＭ系列ビットシ
   ーケンスデータと受信された前記秘匿化データとを２を
   法とする加法により加算して復号化する加算手段とを含
   むことを特徴とするディジタルデータ秘匿装置。
2. 【請求項２】Ｍ系列信号発生手段と、外部から入力され
   た秘匿コードを初期値として、予め定められた周期で順
   次可変しつつ前記Ｍ系列信号発生手段の初期データを発
   生する初期データ発生手段と、前記Ｍ系列信号発生手段
   からのＭ系列ビットシーケンスデータと伝送すべきディ
   ジタルデータとを、２を法とする加法により加算して秘
   匿化データとする加算手段と、前記所定周期を示す周期
   データを前記秘匿化データに重畳して送信する送信手段
   とを含むことを特徴とするディジタルデータ送信機。
3. 【請求項３】　　Ｍ系列信号発生手段と、外部から入力
   された秘匿コードを初期値として、受信データに重畳さ
   れている周期で順次可変しつつ前記Ｍ系列信号発生手段
   の初期データを発生する初期データ発生手段と、前記Ｍ
   系列信号発生手段からのＭ系列ビットシーケンスデータ
   と受信された秘匿データとを、２を法とする加法により
   加算してディジタルデータとする加算手段とを含むこと
   を特徴とするディジタルデータ受信機。
4. 【請求項４】　　伝送すべきディジタルデータを伝送路
   上において正規送信相手以外に対して秘匿するためのデ
   イジタルデータ秘匿装置であって、送信機及び受信機を
   有し、前記送信機は、Ｍ系列信号発生手段と、外部から
   入力された秘匿コードに対して、予め定められた秘匿化
   フレーム毎に、予め定められた規則を以て変化する変換
   値を加えて前記Ｍ系列信号発生手段の初期データを発生
   する初期データ発生手段と、前記Ｍ系列信号発生手段か
   らのＭ系列信号ビットシーケンスデータと伝送すべきデ
   ィジタルデータとを、２を法とする加算により加算して
   秘匿化データとする加算手段と、前記秘匿化データと前
   記秘匿フレーム同期信号と、更には前記変換値とを多重
   化して送信する送信手段とを含み、前記受信機は、前記
   Ｍ系列信号発生手段と同一構成の第２のＭ系列信号発生
   手段と、受信信号から前記秘匿化フレーム同期信号を検
   出して前記秘匿化データと前記変換値とを分離する分離
   手段と、外部から入力された前記秘匿コードと同一の秘
   匿コードに対して、前記秘匿化フレーム毎に分離された
   前記変換値を加えて前記第２のＭ系列信号発生手段の初
   期データを発生する初期データ発生手段と、前記第２の
   Ｍ系列信号発生手段からのＭ系列ビットシーケンスデー
   タと分離された前記秘匿化データとを、２を法とする加
   算により加算して復号化する加算手段とを含むことを特
   徴とするディジタルデータ秘匿装置。
5. 【請求項５】　　Ｍ系列信号発生手段と、外部から入力
   された秘匿コードに対して、予め定められた秘匿化フレ
   ーム毎に、予め定められた規則を以て変化する変換値を
   加えて前記Ｍ系列信号発生手段の初期データを発生する
   初期データ発生手段と、前記Ｍ系列信号発生手段からの
   Ｍ系列信号ビットシーケンスデータと伝送すべきディジ
   タルデータとを、２を法とする加算により加算して秘匿
   化データとする加算手段と、前記秘匿化データと前記秘
   匿フレーム同期信号と、更には前記変換値とを多重化し
   て送信する送信手段とを含むことを特徴とするディジタ
   ルデータ送信機。