KR101000655B1 - A method and a device of coding payload data for gsm mobile phone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드(PAYLOAD) 데이터를 부분적으로 암호화하여 보안유지 상태로 신속하게 전송하는 것으로, 송신되는 페이로드 데이터를 전송하는 선로상태에 적합하게 전송속도를 조절하는 블록코드와 오류복구를 용이하게 컨볼루션 코드 처리하는 코드부; 코드부로부터 인가되는 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 해당 제어신호에 의하여 선택된 프레임을 암호화하는 암복호부; 암복호부에 의하여 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 암호화되는 프레임을 부분 선택하는 제어신호를 출력하는 암호제어부; 암복호부로부터 부분 암호화되어 인가되는 페이로드 데이터 신호를 해당 포맷으로 포맷팅 변환하는 버스트부로 이루어지는 특징과, 통신 상대방에게 페이로드 데이터를 전송할 것인지 판단하는 과정; 상기 과정에서 페이로드 데이터를 전송하는 경우, 암호화 할 특정 프레임을 선택하고, 상기 선택된 프레임을 암호화하는 부분처리과정; 상기 과정에서 선택된 프레임이 암호화된 페이로드 데이터와 프레임 선택 신호를 함께 송신하는 과정을 특징으로 하여, 시스템의 부하를 줄이고, 전송속도를 빠르게 하여 실시간 통신을 하도록 하며, 통신품질과 시스템 신뢰도를 제고하고, 통신내용을 보안유지 하는 비화기능을 제고하는 효과가 있다. The present invention is to partially encrypt the payload data of the SM type mobile terminal to quickly transmit it in a secure state, and to block the code to adjust the transmission speed appropriately for the line condition for transmitting the payload data. A code unit for easily convolutional code processing for error recovery; An encryption / decoding unit for encrypting a frame selected by the control signal among a plurality of frames of payload data applied from the code unit; An encryption control unit for outputting a control signal for partially selecting a frame encrypted among a plurality of frames of payload data by an encryption / decryption unit; Determining whether to transmit payload data to a communication counterpart; In case of transmitting payload data, selecting a specific frame to encrypt, and encrypting the selected frame; In the above process, the selected frame transmits the encrypted payload data and the frame selection signal together, thereby reducing the load on the system and increasing the transmission speed to perform real-time communication, improving communication quality and system reliability. In addition, it has the effect of enhancing the secretion function to secure the communication contents.
Description
도1 은 일반 지에스엠 방식 이동통신 시스템의 암복호화 처리 설명도, 1 is an explanatory diagram of encryption / decryption processing of a general GSM mobile communication system;
도2 는 종래 지에스엠 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치 기능 구성도, 2 is a functional configuration diagram of a payload data encryption transmission apparatus of a conventional GSM portable terminal;
도3 은 종래 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법 순서도, 3 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving payload data encryption in a conventional mobile terminal.
도4 는 본 발명 지에스엠 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치 기능 구성도, 4 is a functional block diagram of a payload data encryption transmission apparatus of a gsm mobile terminal of the present invention;
도5 는 지에스엠 방식 이동통신 시스템의 노멀 버스트 프레임 구성상태도,5 is a configuration diagram of a normal burst frame of a GSM mobile communication system;
도6 은 본 발명 지에스엠 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법 순서도. 6 is a flowchart illustrating a method for encrypting payload data of a gsm mobile terminal according to the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **** Explanation of symbols on the main parts of the drawing **
100 : 코드부 110 : 암복호부 120 : 암호제어부100: code unit 110: encryption and decryption unit 120: encryption control unit
130 : 버스트부 140 : 압축부 150 : 송수신부130: burst portion 140: compression portion 150: transceiver
본 발명은 지에스엠 방식 이동통신 휴대단말기의 페이로드(PAYLOAD) 데이터를 암호화하여 전송하는 것으로, 특히, 실시간 전송이 필요한 페이로드 데이터를 부분 암호화하여 보안유지 상태로 안전하고 신속하게 전송하는 페이로드 데이터의 암호화 전송장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention encrypts and transmits payload data of a gsm mobile communication terminal, and in particular, payload data that is securely and quickly transmitted in a secure state by partially encrypting payload data that requires real-time transmission. The present invention relates to an encryption transmission apparatus and method.
이동통신 시스템은 가입 등록된 휴대단말기(MS: MOBILE STATION)를 이용하고, 해당 서비스 영역에서 자유롭게 이동하면서 언제 어디서나 즉시 상대방과 무선접속하여 통신하는 것이며, 제한된 무선주파수 자원을 이용하여 다수가 동시에 이동하면서 통신하는 첨단기술이 적용되는 것으로, 상기와 같이 제한된 주파수 자원의 이용방식에 따라, 코드분할다중접속(CDMA) 방식, 지에스엠(GSM) 방식 등등으로 구분된다. The mobile communication system uses a registered mobile terminal (MS: MOBILE STATION), moves freely in the corresponding service area and communicates with the other party at any time and anywhere by wireless connection, and moves simultaneously using a limited radio frequency resource. The advanced technology for communicating is applied, and is classified into a code division multiple access (CDMA) method, a GSM method, and the like according to the use method of the limited frequency resources as described above.
상기 지에스엠(GSM: GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUDMA:NICATION) 방식 이동통신 시스템은, 한정된 주파수 자원을 주파수분할다중접속(F FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS) 방식과 시분할다중접속(TDMA: TIME DIVISION MULTIPLE ACCESS) 방식을 혼합하여 운용하는 것으로, 다수 가입자(SUBSCRIBER) 또는 휴대단말기(MS: MOBILE STATION 또는 UE: USER EQUIPMENT)가 동시에 해당 채널을 점유하여, 이동하면서 통신하도록 하는 디지털 이동통신 시스템이며, 유럽(EUROPE) 지역에서 선택된 이동통신 시스템의 표준운용 방식이다. The GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUDMA: NICATION) mobile communication system uses a frequency division multiple access (F FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS) scheme and a time division multiple access (TDMA) scheme. It is a mixed operation, and it is a digital mobile communication system that allows multiple subscribers (SUBSCRIBER) or mobile terminals (MS: MOBILE STATION or UE: USER EQUIPMENT) to simultaneously occupy the corresponding channel and communicate while moving. Standard operation method of selected mobile communication system.
상기와 같은 이동통신 시스템은 기지국(BS: BASE STATION)과 휴대단말기(MS) 사이에 다양한 제어신호와 통신용 신호를 무선 송수신하므로 이동통신이 이루어지는 것으로, 각종 제어용 신호는 이동통신 시스템의 운용에 필요한 데이터를 송수신 하는 것이고, 통신용 신호는 사용자(USER)가 돈을 지불하고 사용하는 데이터이므로, 상기와 같은 사용자의 휴대단말기(MS)에 필요한 통신용 데이터가 실리는 영역을 사용자 영역 또는 페이로드 영역이라 하고, 상기 영역에 실리는 데이터를 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터라고 한다. In the mobile communication system as described above, mobile communication is performed by wirelessly transmitting and receiving various control signals and communication signals between a base station (BS) and a mobile terminal (MS), and various control signals are required for operation of the mobile communication system. Since the communication signal is data that the user USER pays and uses, the area in which the communication data necessary for the user's mobile terminal MS is loaded is called a user area or a payload area. Data carried in the area is referred to as user data or payload data.
상기와 같은 사용자 데이터(USER DATA) 또는 페이로드 데이터(PAYLOAD DATA)는 지정된 통신 상대방에게만 전달되어야 하는 것으로, 즉, 비화통신에 의한 비밀유지가 되어야 하며, 제3 자에게 전송되거나 또는 제3 자가 도청하지 못하도록 하기 위하여 송신측에서 프레임 단위로 암호화키(Kc: ENCRYPTION KEY)에 의하여 암호화하여 전송하고 수신측에서 프레임 단위로 상기 암호화키를 이용하여 복호화하는 비화통신을 한다. Such user data or payload data should be delivered only to designated communication counterparts, i.e., must be kept confidential by non-communication communication, transmitted to a third party, or eavesdropped by a third party. In order to prevent this from happening, the transmitting side encrypts and transmits an encryption key (Kc: ENCRYPTION KEY) on a frame basis, and the receiving side performs decryption communication using the encryption key on a frame basis.
상기 이동통신 시스템은 음성급 신호를 이용하여 통신하는 동시에 문자 등을 이용한 데이터급 통신과 영상(IMAGE)을 이용하는 멀티미디어급 통신이 있으며, 상기 멀티미디어급 통신은 데이터 양이 많으므로 암호화 및 복호화 처리에 많은 시간이 소요되는 동시에 시스템의 부하(LOAD)를 증가시키므로 비교적 실시간 통신이 어려운 문제가 있었다. In the mobile communication system, there is a data level communication using a character and the like and a multimedia level communication using an image, while the multimedia level communication has a large amount of data. It takes time and at the same time increases the load of the system has been a relatively difficult real-time communication problem.
따라서, 멀티미디어 신호를 암호화 처리하는 시간을 줄이고, 시스템의 부하를 줄이어 실시간 통신에 의한 신뢰도 제고하는 방식의 개발이 필요하였다. Accordingly, there is a need to develop a method of improving the reliability by real time communication by reducing the time for encrypting the multimedia signal and reducing the load on the system.
이하, 종래 기술에 의한 것으로, 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터의 암호화 방식을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, according to the prior art, the encryption method of the payload data of the GSM mobile terminal will be described with reference to the accompanying drawings.
종래 기술을 설명하기 위한 것으로, 도1 은 일반적인 지에스엠 방식 이동통 신 시스템의 암복호화 처리 설명도 이고, 도2 는 종래 기술에 의한 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치 기능 구성도 이며, 도3 은 종래 기술에 의한 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법 순서도 이다. 1 is an explanatory diagram of encryption / decryption processing of a general GSM mobile communication system, and FIG. 2 is a functional configuration diagram of a payload data encryption transmission apparatus of a conventional GSM mobile terminal. 3 is a flowchart illustrating a payload data encryption transmission method of a GSM mobile terminal according to the prior art.
상기 도1을 참조하면, 일반적인 지에스엠 방식 이동통신 시스템의 암호화와 복호화 처리는, 송신측 휴대단말기(MS)에 의하여 통신 상대방으로 전송할 사용자 데이터(USER DATA)(1)를 암호화부(2)에 입력하고, 또한, 전송할 데이터의 프레임 번호(FN: FRAME NUMBER)와 암호화키(Kc: ENCRYPTION KEY)를 입력받는 제어부(3)는 A5 방식의 암호화 알고리즘에 의하여 암호키(4)를 생성하여 상기 암호화부(2)에 출력한다. Referring to FIG. 1, encryption and decryption processing of a general GSM mobile communication system includes a user data (USER DATA) 1 to be transmitted to a communication counterpart by a transmitting mobile terminal (MS) to the encryption unit (2). In addition, the
상기 송신측 암호화부(2)는 전송하고자 하는 사용자 데이터(1)를 입력하고 상기 제어부(3)로부터 인가되는 암호키(4)에 의하여 암호화(CIPHERING)하며, 상기와 같이 암호화(CIPHERING)된 신호와 프레임 번호(FN), 암호화키(Kc)를 동기(SYNCHRONIZATION) 상태로 상대방에게 무선송신하므로 이동통신 시스템을 통하여 통신상대방에서 수신한다. The transmitting
상기 암호화된 신호를 수신한 수신측에서는, 상기 수신된 신호를 해당 처리하여 프레임 번호(FN), 암호화키(Kc)를 검출하고 수신측 제어부(5)에 인가하며, 상기 제어부(5)는 A5 방식 암호화 알고리즘 처리에 의하여 암호키(6)를 생성하여 복호화부(7)에 출력한다. The receiving side receiving the encrypted signal processes the received signal to detect the frame number FN and the encryption key Kc, and applies the received signal to the
상기 송신측 암호키(4)와 수신측 암호키(6)는 동일한 값이다.
The transmitting
또한, 상기 수신부는 수신된 신호를 해당 처리하여 암호화된 사용자 데이터를 복호화부(7)에 출력하고, 상기와 같이 암호키(6)와 암호화된 사용자 데이터를 입력한 복호화부는 해당 복호 처리에 의하여 원래의 사용자 데이터(8)를 추출하여 출력한다. In addition, the receiving unit outputs the encrypted user data by processing the received signal to the
즉, 상기 송신측은, 사용자 데이터의 프레임 단위로 입력되는 암호화키를 처리한 A5 알고리즘은 암호키(4)를 생성하여 암호화부(2)에 인가하고 상기 암호화부(2)는 사용자 데이터(1)를 상기 암호키(4)에 의하여 암호화하며, 프레임 번호(FN)와 암호화키(Kc)를 함께 상기 암호화된 사용자 데이터를 동기상태로 상대방에게 전송한다. That is, the transmitting side generates an
상기 수신측은, 수신된 신호로부터 프레임 번호(FN)와 암호화키(Kc)를 A5 알고리즘 처리하여 암호키(6)를 복원하고, 암호화되어 수신된 사용자 데이터를 상기 복원된 암호키(6)에 의하여 복호화하여 복원된 사용자 데이터(8)를 출력한다. The receiving end recovers the
이하, 첨부된 도2를 참조하여, 종래 기술에 의한 지에스엠 방식 이동통신 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치를 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 2, a description will be given of a payload data encryption transmission apparatus of a conventional mobile communication terminal of the SM method.
지에스엠(GSM) 방식 이동통신 휴대단말기(MS)에 의하여 전송할 사용자 데이터(USER DATA) 또는 페이로드 데이터(PAYLOAD DATA)를 할당된 해당 통신선로의 현재 상태를 검출하고, 가장 적합한 전송속도로 전송되도록 주기적으로 조정하는 블록코드(BLOCK CODE) 그리고, 상기 전송되는 페이로드 데이터의 전송오류 발생에 의한 데이터 손실 피해를 최소로 하는 컨볼루션 코드(CONVOLUTION CODE) 처리를 하는 동시에 그 반대의 처리를 하는 코드부(10)와; 상기 코드부(10)로부터 인가되는 사 용자 데이터 또는 페이로드 데이터를 암호키에 의하여 암호화(ENCRYPTION) 하거나 또는 복호화(DE-ENCRYPTION) 하는 암복호부(20)와; 상기와 같이 암호화된 페이로드 데이터를 지에스엠 방식의 페이로드 데이터 전송용 전용 버스트(BURST) 포맷(FORMAT)에 적합하게 포맷팅하거나 그 반대의 처리를 하는 버스트부(30)와; 상기 버스트부(30)를 통하여 인가되는 암호화된 데이터 신호의 크기를 작게하거나 또는 그 반대의 처리를 하는 압축부(40)와; 상기 압축부(40)로부터 인가되는 신호를 소정 레벨로 증폭하여 송신하거나 또는 그 반대의 처리를 하는 송수신부(50)로 이루어져 구성된다. The current state of the corresponding communication line to which user data or payload data to be transmitted by the GSM mobile communication terminal (MS) is detected and transmitted at the most suitable transmission rate A code section that performs a block code that is periodically adjusted and a convolution code that minimizes data loss damage caused by a transmission error of the transmitted payload data, and vice versa. 10; An encryption /
이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 지에스엠(GSM) 방식 이동통신 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치를 상기 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an apparatus for encrypting payload data of a GSM mobile terminal according to the related art having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 지에스엠(GSM) 방식 휴대단말기(MS)의 송신측에서 통신 상대방에게 전송할 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터 신호를 상기 코드부(10)에 인가하면, 블록코드(BLOCK CODE)에 의하여 전송선로의 현재 상태에서 가장 빨리 전송할 수 있는 전송속도를 설정하여 현재 프레임 데이터의 전송속도로 설정하는 동시에, 컨볼루션 코드(CONVOLUTION CODE)에 의하여 부호화하여 전송하므로 전송오류가 발생하여도 수신측에서 복구를 용이하게 하도록 한다. When the transmitting side of the GSM mobile terminal MS applies the user data or payload data signal to the communication counterpart to the
상기 코드부(10)에서 전송속도가 조정되고 복구가 용이하도록 부호화하여 출력되는 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터 신호는, 상기 암복호부(20)에 인가되어 해당 암호키로 암호화되어 출력되며, 상기 버스트부(30)에 인가되어 표준 버스 트(NORMAL BURST) 포맷으로 포맷팅되며, 상기 압축부(40)에 인가되어 전송되는 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터 중에서 연속상태로 중복되는 디지털 코드 신호를 해당 부호로 표시하므로 전체 크기의 데이터 양을 줄이는 디퍼렌셜 코드방식으로 압축하여 출력하며, 상기 압축부(40)로부터 출력되는 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터 신호는 송수신부(50)에 인가되어 소정 레벨로 증폭되고 해당 안테나에 인가되어 무선출력되므로 이동통신 시스템을 통하여 통신 상대방으로 전송된다. The user data or payload data signal, which is encoded and output so that the transmission speed is adjusted in the
상기 신호를 통신 상대방이 수신하는 경우는, 상기의 반대 순서로 처리되므로 암호화된 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터를 복호화하고, 원래의 통신신호를 복구하므로 통신이 이루어진다. When the communication counterpart receives the signal, it is processed in the reverse order, so that the encrypted user data or payload data is decrypted, and the original communication signal is recovered to perform communication.
이하, 종래 기술에 의한 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a payload data encryption transmission method of a conventional GSM mobile terminal will be described with reference to the accompanying drawings.
상기 휴대단말기의 송신측에 의하여 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터를 송신할 것인지 판단하는 제1 단계(S10)와; 상기 단계에서 판단하여 페이로드 데이터를 송신하는 경우, 송신용 페이로드 데이터를 전체적으로 암호화 처리하는 제2 단계(S20)와; 상기 단계에서 암호화된 페이로드 데이터를 무선송신하여 통신상대방에게 송신하는 제3 단계(S30)와; 사용자의 페이로드 데이터를 수신할 것인지 판단하는 제4 단계(S40)와; 상기 단계에서 판단하여 사용자의 데이터를 수신하는 경우 수신된 페이로드 데이터를 복호화 처리하는 제5 단계(S50)로 이루어진다. A first step (S10) of determining whether to transmit user data or payload data by the transmitting side of the portable terminal; A second step (S20) of encrypting the payload data for transmission as a whole when the payload data is determined in the step; A third step (S30) of wirelessly transmitting the payload data encrypted in the step and transmitting it to the communication partner; A fourth step S40 of determining whether to receive payload data of the user; In operation S50, the payload data is decrypted when the user data is determined based on the determination.
이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 것으로, 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법을 설명하면, 휴대단말기의 송신측에 의하 여 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터를 전송할 것인지 판단하고(S10), 상기 판단에서 전송하는 경우, 사용자 페이로드 데이터의 모든 프레임을 암호화 처리하고(S20) 해당 고주파 신호로 상향변조하여 송신한다(S30). Hereinafter, according to the prior art of the configuration described above, when the payload data encryption transmission method of the GSM mobile terminal is described, it is determined whether to transmit user data or payload data by the transmitting side of the mobile terminal (S10). In the case of the transmission in the determination, all frames of the user payload data are encrypted (S20) and up-modulated to the corresponding high frequency signal and transmitted (S30).
또한, 상기 휴대단말기는 사용자의 페이로드 데이터를 수신하는 것으로 판단하는 경우(S40), 수신된 페이로드 데이터를 전부 복호화 처리하여 사용자의 페이로드 데이터를 복구하므로 쌍방 통신이 진행된다. In addition, when determining that the mobile terminal receives the payload data of the user (S40), since both of the received payload data are decoded and the payload data of the user is recovered, the two-way communication proceeds.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 사용자 페이로드 데이터 암호화 전송은, 송신 및 수신되는 모든 프레임의 페이로드 데이터를 암호화하는 것으로, 멀티미디어 통신과 같이 전송 대역폭이 넓고, 송수신되는 데이터 량이 많은 경우, 암호화와 복호화하는 시간이 많이 소요되어 휴대단말기와 이동통신 시스템의 부하를 가중시키는 문제가 있다. However, the conventional user payload data encryption transmission as described above encrypts payload data of all frames transmitted and received. When the transmission bandwidth is wide and the amount of data transmitted and received is large, such as multimedia communication, encryption and decryption are performed. It takes a lot of time to increase the load of the mobile terminal and the mobile communication system.
또한, 암호화와 복호화하는 시간이 많이 소요되므로 통신신호 전송에 지연이 발생하고, 이동통신 시스템의 통신품질 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다. In addition, since it takes a long time to encrypt and decrypt, there is a problem that a delay occurs in the transmission of a communication signal and a decrease in the communication quality reliability of the mobile communication system.
본 발명은 사용자가 송신하는 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 지정된 일부분의 프레임을 암호화하여 전송하고 수신측에서 복호화하므로 비화기능을 유지하며, 이동통신 시스템의 부하를 줄이면서 멀티미디어 통신신호를 신속하게 전송하는 페이로드 데이터의 암호화 전송장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다. The present invention encrypts and transmits a part of a designated frame among a plurality of frames of payload data transmitted by a user, and decrypts the received side, thereby maintaining a secretion function and rapidly transmitting a multimedia communication signal while reducing the load of a mobile communication system. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for encrypting payload data.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 지에스엠 방식 휴대단말기에 있어서; 송신되는 페이로드 데이터를 전송하는 선로상태에 적합하게 전송 속도를 조절하는 블록코드와 오류복구를 용이하게 컨볼루션 코드 처리하는 코드부와; 상기 코드부로부터 인가되는 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 해당 제어신호에 의하여 선택된 프레임을 암호화하는 암복호부와; 상기 암복호부에 의하여 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 암호화되는 프레임을 부분 선택하는 제어신호를 출력하는 암호제어부와; 상기 암복호부로부터 부분 암호화되어 인가되는 페이로드 데이터 신호를 해당 포맷으로 포맷팅 변환하는 버스트부로 이루어지는 특징이 있다. The present invention has been made to achieve the above object, in the SM type mobile terminal; A code unit for easily adjusting a block code for adjusting a transmission speed and a convolutional code for error recovery according to a line state for transmitting the payload data to be transmitted; An encryption / decoding unit for encrypting a frame selected by a corresponding control signal among a plurality of frames of payload data applied from the code unit; An encryption control unit for outputting a control signal for partially selecting a frame encrypted among the plurality of frames of payload data by the encryption / decryption unit; And a burst unit for formatting and converting the payload data signal partially encrypted from the encryption / decryption unit into a corresponding format.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 통신 상대방에게 페이로드 데이터를 전송할 것인지 판단하는 과정과; 상기 과정에서 페이로드 데이터를 전송하는 경우, 암호화 할 특정 프레임을 선택하고, 상기 선택된 프레임을 암호화하는 부분처리과정과; 상기 과정에서 선택된 프레임이 암호화된 페이로드 데이터와 프레임 선택 신호를 함께 송신하는 과정으로 이루어진 특징이 있다. In addition, the present invention devised to achieve the above object comprises the steps of: determining whether to send payload data to the communication counterpart; A partial processing step of selecting a specific frame to encrypt and encrypting the selected frame when transmitting payload data; In the above process, the selected frame is characterized by consisting of transmitting the encrypted payload data and the frame selection signal together.
이하, 본 발명에 의한 것으로 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, an apparatus and method for encrypting payload data of a GSM mobile terminal according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도4 는 본 발명에 의한 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치 기능 구성도 이며, 도5 는 지에스엠 방식 이동통신 시스템의 노멀 버스트 프레임의 구성상태도 이고, 도6 은 본 발명에 의한 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송방법 순서도 이다. 4 is a functional configuration diagram of a payload data encryption transmission apparatus of a GSM mobile terminal according to the present invention, and FIG. 5 is a configuration state of a normal burst frame of a GSM mobile communication system. 6 is a flowchart illustrating a payload data encryption transmission method of a GSM mobile terminal according to the present invention.
이하, 상기 도4를 참조하여, 본 발명에 의한 것으로, 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 전송장치를 설명한다. 4, a payload data encryption transmission apparatus of a GSM mobile terminal will be described.
상기 지에스엠 방식 휴대단말기는, 전송할 통신 데이터를 입력하고 블록코드(BLOCK CODE)에 의하여 할당된 통신선로의 상태에 가장 적합하게 데이터를 전송할 수 있는 전송속도를 확인하고 해당 전송속도로 전송되도록 설정하며, 상기 전송되는 사용자 데이터 또는 페이로드 데이터를 컨볼루션 방식으로 코드화하여 수신측에서 전송오류의 복구를 용이하게 하는 컨볼루션 코드(CONVOLUTION CODE) 처리하는 코드부(100)와, The SM type mobile terminal inputs communication data to be transmitted, checks a transmission speed capable of transmitting data most appropriately to a state of a communication line allocated by a block code, and sets the transmission speed to be transmitted at a corresponding transmission speed. A
상기 코드부(100)로부터 인가되는 페이로드 데이터(PAYLOAD DATA)의 다수 프레임 중에서 해당 제어신호에 의하여 선택된 프레임을 암호화하는 것으로, 후술하는 암호제어부(120)로부터 인가되는 제어신호에 의하여 상기 코드부(100)로부터 인가되는 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 특정 프레임을 하나 선택하여 암호화하고, 상기 암호화된 상태는 프레임 데이터의 57 데이터 비트로 이루어지는 데이터 영역 중에서 8 비트(BIT)로 이루어지는 첫 번째 바이트(BYTE)에 암호화 상태 인식용 데이터를 기록하며, 또한, 암호제어부(120)로부터 인가되는 제어신호와 상기 부분 암호화된 페이로드 데이터를 함께 출력하는 암복호부(110)와, Encrypts a frame selected by a corresponding control signal among a plurality of frames of payload data applied from the
상기 암복호부(110)에 의하여 페이로드 데이터의 다수 프레임(FRAME) 중에서 암호화되는 프레임을 부분 선택하는 제어신호를 출력하는 것으로, 상기 페이로드 데이터를 구성하는 프레임 중에서 하나 또는 다수 프레임을 선택하여 암호화되도록 하며, 상기 선택되는 다수 프레임의 순서는 불규칙하게 반복되도록 하는 제어신호 를 출력하는 암호제어부(120)와, The encryption /
상기 암복호부(110)로부터 부분 암호화되어 인가되는 페이로드 데이터 신호를 지에스엠 방식 해당 포맷으로 포맷팅 변환하는 버스트부(130)와, A
상기 버스트부(130)로부터 인가되는 신호를 분석하고 연속 중복되는 코드를 별도 부호화로 압축하여 출력하는 동시에 압축상태로 인가되는 신호는 압축 해제하여 출력하는 압축부(140)와, A
상기 압축부(140)로부터 인가되는 신호를 상향변환하여 송신하며 수신되는 신호는 하향변환하여 상기 압축부(140)로 출력하는 송수신부(150)로 이루어지는 구성이다. Up-converts the signal applied from the
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 지에스엠 방식 휴대단말기의 페이로드 데이터 암호화 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the payload data encryption apparatus of the GSM mobile terminal according to the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 코드부(100)는, 블록코드(BLOCK CODE)에 의하여 상기 페이로드 데이터가 전송되는 선로상태를 감시하고 데이터가 전송될 가장 적합한 전송속도를 주기적으로 확인하며, 상기 확인된 전송속도로 페이로드 데이터가 전송되도록 설정하는 동시에, 컨볼루션 코드(CONVOLUTION CODE)에 의하여 상기 전송할 페이로드 데이터의 8 비트의 바이트(BYTE) 단위를 바이트 숫자만큼 8개 중첩하여 누적하고, 상기 중첩하여 누적된 바이트 단위 데이터의 동일한 순서번호에 해당하는 세로방향의 데이터를 각 바이트 단위 데이터로 재구성하여 전송하고 수신측에서는 수신하여 다시 원상태의 바이트로 복구하는 것이며, 상기와 같은 경우, 전송오류에 의하여 수신측에서 한 바이트 단위 신호에 모두 오류가 발생하여도, 컨볼루션에 의하여 실제 구 성되는 수신측 각 바이트(BYTE)에는 하나의 비트(BIT)에만 오류가 발생하므로, 복구가 용이하도록 한다. The
즉, 데이터를 정상적으로 전송하는 도중에 하나의 바이트(BYTE) 단위로 오류가 발생하면, 수신측에서는 해당 바이트 단위의 데이터를 오류정정을 할 수 없지만, 컨볼루션 코드 방식을 사용하면, 한 바이트(BYTE) 단위 신호에 전송오류가 발생하여도 수신측에서는 8 바이트(BYTE) 단위에 각각 하나의 비트(BIT)씩 오류가 발생하는 것으로 발생된 전송오류가 분산되는 문제가 있으나, 각 바이트 단위로 오류정정이 용이하므로, 결국 8 바이트 데이터의 오류를 모두 정정할 수 있게된다. In other words, if an error occurs in one byte unit while data is being transmitted normally, the receiver cannot correct the data in that byte unit. However, if the convolutional code method is used, one byte unit is used. Even if a transmission error occurs in the signal, there is a problem in that a transmission error caused by an error occurs by one bit in 8 byte units on the receiving side, but error correction is easy in each byte unit. As a result, all errors in 8-byte data can be corrected.
상기와 같이 코드부(100)에 의하여 블록코드와 컨볼루션 코드로 처리된 페이로드 데이터는 암복호부(110)에 인가되고, 상기 암복호부(110)는 암호제어부(120)의 제어신호에 의하여 페이로드 데이터를 구성하는 다수 프레임 중에서 특정 프레임을 선택하며, 상기 선택된 프레임의 데이터를 제어된 암호키에 의하여 암호화하여 상기 버스트부(130)에 출력한다. Payload data processed as a block code and a convolution code by the
상기 암호제어부(120)는 암복호부(110)를 제어하여 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 하나의 프레임을 선택하여 암호화하도록 할 수 있고, 다수 프레임을 선택하여 암호화 할 수도 있으며, 페이로드 데이터를 구성하는 전체 프레임이 아닌 일부분의 프레임이 암호화되므로, 부분 암호화 처리가 된다. The
상기와 같이 암호제어부(120)의 제어에 의하여 암복호부(110)에서 선택하고 암호화하는 다수 프레임의 순서는 불연속성에 의한 것으로, 그 선택 방법은 여러 가지가 있을 수 있고, 일 예로, 난수표 방식을 사용할 수 있으며, 상기와 같이 선 택된 프레임의 정보는 수신측에서 확인할 수 있도록 수신측에 전송하는 동시에 해당 프레임에 암호화되었음을 상기의 버스트부(130)에서 표시한다. As described above, the order of a plurality of frames selected and encrypted by the encryption /
상기 버스트부(130)는 상기 암복호부(110)에서 부분 암호화된 페이로드 데이터를 지에스엠 방식의 무선전송 포맷으로 포맷팅하는 것으로, 노멀 버스트(NB: NORMAL BURST)로 포맷팅한다. The
상기 지에스엠 방식에서 포맷(FORMAT)되는 형태는, 일 예로, 노멀 버스트(NB: NORMAL BURST) 포맷과 주파수 정정 버스트(FB: FREQUENCY CORRECTION BURST) 포맷과 동기 버스트(SB: SYNCHRONIZATION BURST) 포맷과 더미 버스트(DB: DUMMY BURST) 포맷과 액세스 버스트(AB: ACCESS BURST) 포맷 등이 있으며, 페이로드 데이터는 상기 노멀 버스트 포맷으로 포맷팅된다. The format of the GMS format is, for example, a normal burst (NB) format, a frequency correction burst (FB) format, a synchronization burst (SB: SYNCHRONIZATION BURST) format, and a dummy burst. (DB: DUMMY BURST) format, access burst (AB: ACCESS BURST) format, and the like, and payload data is formatted in the normal burst format.
상기 노멀 버스트(NB)의 프레임(FRAME) 구성상태는, 첨부된 도5에 상세히 도시되어 있으며, 처음과 마지막의 3 비트(BIT)는 테일 비트(TAIL BIT)로 사용되는 것으로 논리값 0이 기록되어 프레임(FRAME)의 시작(START)과 종료(END)를 표시하고, 상기 시작을 표시하는 테일 비트 다음순서로 57 비트(BIT)의 트래픽 영역에 의하여 통신을 위한 데이터가 기록되며, 1 비트(BIT)의 제어신호가 시작됨을 표시하는 시그널링 비트(SIGNALING BIT) 영역과 다음에 26 비트의 제어신호를 위한 트레이닝 시퀀스(TRAINING SEQUENCE) 영역이 있고, 다시 1 비트(BIT)의 제어신호가 종료됨을 표시하는 시그널링 비트(SIGNALING BIT) 영역이 있으며, 다시 57 비트의 트래픽 영역이 구성된다. The frame FRAME configuration state of the normal burst NB is shown in detail in FIG. 5. The first and last 3 bits are used as tail bits, and a logical value 0 is recorded. To indicate the start (START) and the end (END) of the frame (FRAME), and data for communication is recorded by the 57-bit traffic area in the order following the tail bit indicating the start. There is a signaling bit area indicating that the control signal of BIT starts, followed by a training sequence area for the 26-bit control signal, and again indicating that the control signal of 1 bit is finished. There is a signaling bit area, and a traffic area of 57 bits is configured.
상기와 같은 다수 NB 프레임의 각각을 구분하는 것으로, 마지막의 8.25 비트 를 할당하고 상기 8.25 비트는 데이터를 전송하지 않으며, 상기 FB, SB, DB 프레임을 구분하는데도 사용되고, 상기 AB 프레임을 구분하는 경우에는 데이터가 전송되지 않는 68.25 비트를 할당하여 구분한다. In order to distinguish each of the plurality of NB frames as described above, the last 8.25 bits are allocated and the 8.25 bits do not transmit data, and are also used to distinguish the FB, SB, and DB frames. Allocate 68.25 bits to which no data is transmitted.
상기와 같은 구성의 NB 포맷에는 암호제어부(120)에 의하여 암호화 선택된 프레임의 정보가 기록되는데, 상기 트래픽 영역을 구성하는 앞단의 57 비트(BIT) 중에서 8 비트(BIT)에 의한 1 바이트(BYTE)를 할당하여 해당 프레임의 데이터가 암호화되었는지 또는 정상 데이터인지를 표시하는 동시에, 상기 26 비트의 제어영역 또는 트레이닝 시퀀스 영역에 해당 제어신호가 기록되므로, 수신측에서 상기 8 비트와 제어영역의 해당 데이터를 검색하여 암호화된 상태를 확인한다. In the NB format configured as described above, information of a frame encrypted by the
상기와 같이 버스트부(130)에서 지에스엠 방식 전송 포맷으로 변환된 페이로드 데이터는 압축부(140)에 인가되어 압축되는데, 압축방식은, 동일한 상태의 논리값이 연속되는 경우에 해당 기호로 표시하는 것으로, 일 예로 설명하면, 00000과 같이 0이 5개 연속 반복되는 경우, 0-5 방식의 기호로 기록하고, 1111111과 같이 1이 7개 연속 반복되면 1-7 방식의 기호로 기록하는 것이며, 상기와 같은 압축방식을 디퍼렌셜 코딩(DIFFERENTIAL CODING) 이라고 한다. As described above, the payload data converted from the
상기와 같이 압축부(140)에 의하여 압축되어 크기 또는 양이 작아진 데이터는 송수신부(150)에 인가되어 지에스엠 방식 해당 고주파 신호로 상향변환되고 안테나를 통하여 무선송신하며, 상기 신호를 수신한 수신측에서는 상기와 같은 처리를 역순으로 진행하여 상기 페이로드 데이터를 복원한다. As described above, the data compressed by the
따라서, 본 발명에 의한 구성은 지에스엠 방식 이동통신 시스템을 통하여 전 송하는 멀티미디어 데이터를 전부 암호화하지 않고, 선택된 일부 프레임의 데이터를 암호화하여 전송하므로, 비화기능을 유지하면서 신속한 처리를 할 수 있어 시스템의 부하를 줄이고, 통신신호를 신속하게 전송하여 신뢰도를 높이게 된다. Therefore, the configuration according to the present invention does not encrypt all the multimedia data transmitted through the GSM mobile communication system, but encrypts and transmits the data of the selected part of the frame, so that the system can be quickly processed while maintaining the secretion function. It reduces the load of and increases the reliability by transmitting the communication signal quickly.
이하. 첨부된 도6을 참조하여 본 발명에 의한 것으로, 페이로드 데이터의 암호화 전송방법을 설명한다. Below. With reference to the accompanying FIG. 6, the encryption transmission method of payload data will be described.
지에스엠 방식 휴대단말기에 의하여 통신 상대방에게 페이로드 데이터를 전송할 것인지 판단하는 과정(S100)과, Determining whether to transmit payload data to a communication counterpart by a gsm mobile terminal (S100);
상기 과정에서 페이로드 데이터를 전송하는 경우, 암호화 할 특정 프레임을 선택하고, 상기 선택된 프레임을 암호화하는 것으로, 상기 휴대단말기의 암호제어부(120)에 의하여 페이로드 데이터의 다수 프레임 중에서 암호화 처리할 프레임을 하나 또는 다수 선택하는 과정(S110); 상기 과정(S110)에서 선택된 프레임만을 해당 암호화 처리하는 과정(S120)으로 이루어진 부분처리과정과, When the payload data is transmitted in the above process, a specific frame to be encrypted is selected, and the selected frame is encrypted, and a frame to be encrypted from among a plurality of frames of payload data is encrypted by the
상기 부분처리과정에서 선택된 프레임이 암호화된 페이로드 데이터와 프레임 선택 신호를 함께 송신하는 것으로, 상기 페이로드 데이터의 트래픽 영역을 구성하는 첫 번째 바이트에 암호화 상태를 기록하고, 제어영역에 암호제어부(120)의 해당 제어신호를 기록하여 함께 전송하는 과정(S130)으로 이루어진다. The frame selected in the partial processing transmits the encrypted payload data and the frame selection signal together, and records the encryption state in the first byte constituting the traffic region of the payload data, and encrypts the
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로 페이로드 데이터의 암호화 전송방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of encrypting and transmitting payload data according to the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 지에스엠(GSM) 방식 휴대단말기를 이용하여 상대방과 통신을 시작하는 경우, 상기 휴대단말기(MS)는 페이로드 데이터를 전송하는 것으로 판단하고(S100), 상기 사용자에 의하여 입력된 페이로드 데이터는 코드부(100)를 통하여 암복호부(110)에 인가되며, 상기 암호제어부(120)는 암호화 할 프레임을 하나 또는 다수 선택하는 해당 제어신호를 상기 암복호부(110)에 인가한다(S110). When communication with the other party is started using the GSM mobile terminal, the mobile terminal MS determines to transmit payload data (S100), and the payload data input by the user is determined. It is applied to the encryption and
상기 과정(S110)에 의하여 암호제어부(120)로부터 암호화할 프레임을 선택하는 제어신호를 인가받은 암복호부(110)는 페이로드 데이터를 구성하는 다수 프레임 중에서 선택된 프레임의 데이터를 암호키에 의하여 암호화하므로 페이로드 데이터를 부분 암호화하고(S120), 상기와 같이 부분 암호화된 페이로드 데이터를 버스트부(130)에 출력한다. The encryption /
상기 버스트부(130)는 부분 암호화된 페이로드 데이터와 상기 암호제어부(120)로부터 인가되는 암호화 프레임 선택신호를 함께 노멀 버스트(NB) 포맷으로 포맷팅하여 압축과정과 상향변환 과정을 거쳐 상대방에게 송신한다(S130). The
상기와 같이 송신된 페이로드 데이터는 수신측에서 수신하고, 상기의 반대 과정에 의한 처리를 하므로 복원되어 통신이 이루어진다. The payload data transmitted as described above is received at the receiving side, and is processed by the reverse process described above, thereby recovering the communication.
따라서, 송신되는 전체 페이로드 데이터를 암호화하지 않고 선택된 일부 프레임의 데이터를 암호화하므로 처리시간이 빠르며, 시스템의 부하(LOAD)를 줄이고, 실시간(REALTIME) 통신을 하도록 하는 동시에 시스템의 통신품질과 신뢰도를 제고하는 등의 장점이 있다. Therefore, the data of some selected frames are encrypted without encrypting the entire payload data to be transmitted, so the processing time is fast, the load of the system is reduced, real time communication is performed, and the communication quality and reliability of the system are improved. There are advantages such as uplifting.
또한, 비밀통화를 위한 암호화에서, 종래의 암호화키(Kc)를 이용하는 방식에 추가하여 다수 프레임 중에서 일부 프레임의 숫자와 위치를 무작위로 임의 선택하 여 암호화하는 방법이 부가되므로 암호화하는 경우의 숫자가 더욱 증가하여 비화성능이 제고되는 장점이 있다. In addition, in encryption for a secret call, a method of randomly selecting a number and position of some frames among a plurality of frames in addition to the conventional method of using an encryption key (Kc) is added. Further increase has the advantage that the sparking performance is improved.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 지에스엠 방식 휴대단말기에서 전송하는 페이로드 데이터의 일부 프레임만 암호화하여 전송하므로 시스템의 부하를 줄이고, 전송속도를 빠르게 하여 실시간 통신을 하도록 하는 산업적 이용효과가 있다. According to the present invention having the above configuration, since only a partial frame of payload data transmitted by the SM type mobile terminal is encrypted and transmitted, there is an industrial use effect of reducing the load on the system and increasing the transmission speed to perform real time communication.
또한, 이동통신 시스템의 부하가 경감되므로 통신품질과 시스템 신뢰도를 제고하는 사용상 편리한 효과가 있다. In addition, since the load on the mobile communication system is reduced, there is a convenient effect in improving communication quality and system reliability.
또한, 페이로드 데이터의 암호화 프레임 숫자와 위치를 임의변경하므로, 경우의 수가 증가하여 통신내용의 보안유지를 위한 비화기능 성능향상의 사용상 편리한 효과가 있다. In addition, since the number and position of the encrypted frame of the payload data are arbitrarily changed, the number of cases increases, which has a convenient effect on improving the performance of the non-functionality function for maintaining the security of communication contents.
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