(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリームデータおよび非ストリームデータを通信端末間で送受信する通信システムであって、
送信側の前記通信端末は、
ストリームデータパケットを逐次送信する送信手段と、
任意の前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータに、同期信号を重畳する重畳手段と、
前記重畳手段によって前記同期信号が重畳された前記ストリームデータパケットから所定番目後に前記送信手段によって送信される前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータを、前記非ストリームデータに置き換える置換手段と、を有し、
受信側の前記通信端末は、
前記ストリームデータパケットを逐次受信する受信手段と、
前記受信手段により逐次受信された前記ストリームデータパケット各々から、ペイロードに格納されている前記ストリームデータに前記同期信号が重畳されている前記ストリームデータパケットを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記ストリームデータパケットから前記所定番目後に前記受信手段によって受信される前記ストリームデータパケットのペイロードから前記非ストリームデータを抽出する抽出手段と、を有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記ストリームデータは、パルス符号化データ列であり、
前記パルス符号化データ列は、標準帯域データ列と、付加帯域データ列とを有し、
前記重畳手段は、
前記ストリームデータを形成する前記パルス符号化データ列の前記標準帯域データ列あるいは前記付加帯域データ列の下位所定数ビット部分が所定のビットパターンとなるように、当該下位所定数ビット部分のビットデータを変更することで、前記ストリームデータに前記同期信号を重畳し、
前記置換手段は、
前記同期信号が重畳された前記ストリームデータパケットから前記所定番目後に送信される前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータを形成する前記パルス符号化データ列の前記付加帯域データ列を前記非ストリームデータに置き換え、
前記検出手段は、
ペイロードに格納されている前記ストリームデータを形成する前記パルス符号化データ列の前記標準帯域データ列あるいは前記付加帯域データ列の下位所定数ビット部分が前記所定のビットパターンとなっている前記ストリームデータパケットを、前記同期信号が重畳されている前記ストリームデータパケットとして検出し、
前記抽出手段は、
前記同期信号が重畳されている前記ストリームデータパケットから前記所定番目後に受信された前記ストリームデータパケットのペイロードに格納された前記ストリームデータを形成する前記パルス符号化データ列の前記付加帯域データ列を、前記非ストリームデータとして抽出する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の通信システムであって、
前記受信側の通信端末は、
前記非ストリームデータが抽出された前記ストリームデータパケットのペイロードに格納されるべき前記ストリームデータを補間する補間手段をさらに有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記ストリームデータは、音声データであり、
前記重畳手段は、
前記所定番目後に送信される前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータが、無音区間を表す音声データとなる場合に、前記任意の前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータに前記同期信号を重畳する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
ストリームデータおよび非ストリームデータを送信する通信端末であって、
ストリームデータパケットを逐次送信する送信手段と、
任意の前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータに、同期信号を重畳する重畳手段と、
前記重畳手段によって前記同期信号が重畳された前記ストリームデータパケットから所定番目後に前記送信手段によって送信される前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータを前記非ストリームデータに置き換える置換手段と、を有する
ことを特徴とする通信端末。
【請求項６】
ストリームデータおよび非ストリームデータを受信する通信端末であって、
ストリームデータパケットを逐次受信する受信手段と、
前記受信手段により逐次受信された前記ストリームデータパケット各々から、ペイロードに格納されている前記ストリームデータに同期信号が重畳されている前記ストリームデータパケットを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記ストリームデータパケットから所定番目後に前記受信手段によって受信される前記ストリームデータパケットのペイロードから前記非ストリームデータを抽出する抽出手段と、を有する
ことを特徴とする通信端末。
【請求項７】
ストリームデータを送受信する通信端末間における非ストリームデータの通信方法であって、
送信側の前記通信端末は、
ストリームデータパケットのペイロードに格納する前記ストリームデータに同期信号を重畳して、当該ストリームデータパケットを送信し、
前記同期信号が重畳されたストリームデータパケットから所定番目後に送信するストリームデータパケットのペイロードに格納する前記ストリームデータを前記非ストリームデータに置き換えて、当該所定番目後のストリームデータパケットを送信し、
受信側の前記通信端末は、
受信したストリームデータパケットのペイロードに格納されている前記ストリームデータから前記同期信号の検出を実施し、
前記同期信号の検出に成功したならば、当該同期信号を検出したストリームデータパケットから所定番目後に受信するストリームデータパケットのペイロードから前記非ストリームデータを抽出する
ことを特徴とする非ストリームデータの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリームデータの送受信を行う通信端末に関し、特にストリームデータと非ストリームデータとを通信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声データ、映像データ等のストリームデータをＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により送受信する通信端末間において、例えばストリームデータの暗号通信に用いる鍵データ等の非ストリームデータが、ＲＴＣＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の、ＲＴＰとは別のプロトコルにより、ストリームデータと平行して送受信される場合がある。この場合、非ストリームデータの送受信にＲＴＰ以外のパケットを使用するため、ネットワーク負荷が過大となってしまう。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、ＲＴＰの拡張ヘッダとして非ストリームデータをＲＴＰパケットに付加することにより、ネットワーク負荷を増大させることなく、通信端末間でストリームデータと非ストリームデータとを同時に送受信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０６６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、通信端末間にゲートウェイが介在し、このゲートウェイでＲＴＰ層が終端されてしまうような場合、一方の通信端末がＲＴＰパケットに付加した拡張ヘッダが、このゲートウェイで破棄されてしまい、他方の通信端末に届かない事態が考えられる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ストリームデータの伝送プロトコル層を終端するゲートウェイが介在するネットワーク環境においても、ネットワーク負荷を増大させることなく、通信端末間でストリームデータと非ストリームデータとを送受信できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明において、送信側の通信端末は、ストリームデータパケットのペイロードに格納するストリームデータに同期信号を重畳して、このストリームデータパケットを送信するとともに、この同期信号が重畳されたストリームデータパケットから所定数後のストリームデータパケットのペイロードに格納するストリームデータを非ストリームデータに置き換えて、このペイロードが非ストリームデータに置き換えられたストリームデータパケットを送信する。一方、受信側の通信端末は、受信したストリームデータパケットのペイロードに格納されているストリームデータに重畳されている同期信号の検出を試みる。そして、同期信号の検出に成功したならば、この同期信号を検出したストリームデータパケットから所定数後に受信するストリームデータパケットのペイロードから非ストリームデータを抽出する。
【０００８】
例えば、本発明は、ストリームデータおよび非ストリームデータを送信する通信端末であって、
ストリームデータパケットを逐次送信する送信手段と、
任意の前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータに、同期信号を重畳する重畳手段と、
前記重畳手段によって前記同期信号が重畳された前記ストリームデータパケットから所定番目後に前記送信手段によって送信される前記ストリームデータパケットのペイロードに格納される前記ストリームデータを前記非ストリームデータに置き換える置換手段と、を有する。
【０００９】
また、本発明は、ストリームデータおよび非ストリームデータを受信する通信端末であって、
ストリームデータパケットを逐次受信する受信手段と、
前記受信手段により逐次受信された前記ストリームデータパケット各々から、ペイロードに格納されている前記ストリームデータに同期信号が重畳されている前記ストリームデータパケットを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記ストリームデータパケットから所定番目後に前記受信手段によって受信される前記ストリームデータパケットのペイロードから前記非ストリームデータを抽出する抽出手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ストリームデータの伝送プロトコル層を終端するゲートウェイが介在するネットワーク環境においても、ネットワーク負荷を増大させることなく、通信端末間でストリームデータと非ストリームデータとを送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の概略図である。
【図２】図２（Ａ）は鍵データ３０１の一例を模式的に表した図であり、図２（Ｂ）は拡張ビット部分が鍵データに置き換えられた通話データ３０５の一例を模式的に表した図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、送信用通話データへのプリアンブル信号の重畳方法の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の鍵交換処理を説明するためのフロー図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の鍵交換処理を説明するためのフロー図である。
【図６】図６は、ＲＴＰ層を終端するゲートウェイ２を介して接続された、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１間の鍵交換動作を説明するためのシーケンス図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａの概略図である。
【図８】図８は、ＲＴＰ層を終端するゲートウェイ２を介して接続された、本発明の第二実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａ間の鍵交換動作を説明するためのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
＜第一実施の形態＞
図１は、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の概略図である。
【００１４】
図示するように、本実施の形態のＩＰ電話端末１は、通信ＩＦ部１０１と、マンマシンＩＦ部１０２と、ＳＩＰ処理部１０３と、ＲＴＰ処理部１０４と、電話機能部１０５と、音声ＣＯＤＥＣ１０６と、鍵データ置換部１０７と、プリアンブル重畳部１０８と、暗号処理部１０９と、復号処理部１１０と、鍵データ抽出部１１１と、プリアンブル検出部１１２と、音声データ補間部１１３と、鍵交換処理部１１４と、を有する。
【００１５】
通信ＩＦ部１０１は、相手端末と通信を行うためのインターフェースであり、トランスポート層以下の各層の通信プロトコル（ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、イーサネット（登録商標）等）が実装されている。
【００１６】
マンマシンＩＦ部１０２は、ユーザが電話および各種操作を行うためのインターフェースであり、図示していないが、ハンドセット、スピーカ、フックボタン、ダイヤルキー等の操作部、およびＬＣＤ、ＬＥＤ等の表示部を備える。
【００１７】
ＳＩＰ処理部１０３は、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従い、図示していないＳＩＰサーバ経由で相手端末とＳＩＰメッセージをやり取りすることにより、ＳＩＰセッションの確立・解放を実施する。
【００１８】
ＲＴＰ処理部１０４は、ＲＴＰに従い、ＳＩＰ処理部１０３により確立されたＳＩＰセッションを介して相手端末と通話データを送受信する。
【００１９】
音声ＣＯＤＥＣ１０６は、ＩＴＵ−Ｔによって策定されたＧ．７１１に従い、音声信号の符号化および復号化を行うコーデックである。具体的には、マンマシンＩＦ部１０２から入力されるアナログの音声信号を、８ビットのＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）データに変換し、ＲＴＰパケットのペイロードに格納されるデータ長（ＰＣＭデータ列）毎に送信用通話データとして逐次出力する。また、逐次入力される受信通話データを、アナログの音声信号に変換してマンマシンＩＦ部１０２から出力する。
【００２０】
鍵データ置換部１０７は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、例えば図２（Ａ）に示すような、鍵データの種別（公開鍵か、それとも共通鍵か）および属性（ＲＳＡ方式か、それともＤＥＳ方式か）を示す鍵データ識別子３０２と、鍵データ本体３０３と、を含む鍵データ３０１に置き換えてプリアンブル重畳部１０８に渡す。鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データ以外の送信用通話データについては、そのままプリアンブル重畳部１０８に渡す。
【００２１】
プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７から逐次出力されるデータのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データにプリアンブル信号を重畳して、プリアンブル信号重畳後の送信用通話データを暗号処理部１０９に渡す。具体的には、図３（Ａ）に示すように、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを形成するＰＣＭデータ列２０１の下位所定数ビット部分（図３（Ａ）では最下位ビットＬＳＢ部分）のビットパターン２０２を、鍵交換処理部１１４より指定されたプリアンブル信号のビットパターン２０３に置換する。これにより、プリアンブル信号を送信用通話データに重畳する。鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データ以外のデータについては、そのまま暗号処理部１０９に渡す。
【００２２】
暗号処理部１０９は、鍵交換処理部１１４の指示に従い、プリアンブル重畳部１０８から逐次出力されるデータを暗号化し、この暗号化データをＲＴＰ処理部１０４に渡す。鍵交換処理部１１４の指示がない場合は、プリアンブル重畳部１０８から逐次出力されるデータをそのままＲＴＰ処理部１０４に渡す。
【００２３】
復号処理部１１０は、鍵交換処理部１１４の指示に従い、ＲＴＰ処理部１０４から逐次出力される受信通話データ（ＲＴＰパケットのペイロードデータ）を復号化し、この復号化データを鍵データ抽出部１１１に渡す。鍵交換処理部１１４の指示がない場合は、ＲＴＰ処理部１０４から逐次出力される受信通話データをそのまま鍵データ抽出部１１１に渡す。
【００２４】
鍵データ抽出部１１１は、復号処理部１１０から逐次出力される受信通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された受信通話データを、鍵データとして鍵交換処理部１１４に渡す。鍵交換処理部１１４により指定された受信通話データ以外の受信通話データについては、プリアンブル検出部１１２に渡す。
【００２５】
プリアンブル検出部１１２は、鍵データ抽出部１１１から逐次出力される受信通話データを通話データ補間部１１３に渡すとともに、これらの受信通話データのなかから、プリアンブル信号が重畳されている受信通話データの検出を行い、検出結果を鍵交換処理部１１４に通知する。
【００２６】
通話データ補間部１１３は、プリアンブル検出部１１２から逐次出力される受信通話データを音声ＣＯＤＥＣ１０６に渡すとともに、鍵交換処理部１１４の指示に従い、相手端末による鍵データへの置き換えによって喪失された受信通話データを補間し、それを音声ＣＯＤＥＣ１０６に渡す。具体的には、鍵データに置き換えられた受信通話データの直前の受信通話データをコピーして、この鍵データがあった位置に挿入する。あるいは、鍵データに置き換えられた受信通話データの直前の複数の受信通話データから、鍵データへの置き換えによって喪失された受信通話データを予測し生成して、この鍵データがあった位置に挿入する。
【００２７】
鍵交換処理部１１４は、マンマシンＩＦ部１０２を介してユーザより受け付けた指示に従い、鍵データ置換部１０７、プリアンブル重畳部１０８、暗号処理部１０９、復号処理部１１０、鍵データ抽出部１１１、プリアンブル検出部１１２、および通話データ補間部１１３を制御して、ＳＩＰセッションの接続先である相手端末と鍵交換を行う。そして、暗号処理部１０９および復号処理部１１０を制御して、このＳＩＰセッションを介して相手端末と暗号通信を行う。
【００２８】
図４および図５は、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の鍵交換処理を説明するためのフロー図である。このフローは、相手端末との間にＳＩＰセッションが確立され、通話（ＲＴＰパケットの送受）が開始されることにより開始する。
【００２９】
鍵交換処理部１１４は、マンマシンＩＦ部１０２を介してユーザから暗号通信開始操作を受け付けると（Ｓ１００でＹＥＳ）、プリアンブル重畳部１０８に対して、音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された最新の送信用通話データの指定を伴う調査用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。これを受けて、プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７を介して音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データに、所定のビットパターンを有する調査用プリアンブル信号を重畳する（Ｓ１０１）。この調査用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００３０】
ここで、プリアンブル検出部１１２は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末より受信され、ＲＴＰ処理部１０４によりＲＴＰパケットのペイロードから抽出された受信通話データに、プリアンブル信号が重畳されているか否かを調べている。調査用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１０１）、所定時間Ｔ１（例えば３秒）内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する応答用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出しなかった場合（Ｓ１０２でＮＯ）、鍵交換処理部１１４は、相手端末が暗号通信に非対応と判断し、相手端末が暗号通信に非対応である旨の表示をマンマシンＩＦ部１０２に行う（Ｓ１０３）。その後、スタートに戻る。
【００３１】
一方、調査用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１０１）、所定時間Ｔ１内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する応答用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出した場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、鍵交換処理部１１４は、相手端末が暗号通信に対応していると判断し、鍵データ抽出部１１１に、この受信通話データのＸ番目後（Ｘは所定の自然数：例えば直後（Ｘ＝１））にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データを指定して、相手端末の公開鍵データ（相手公開鍵データ）の取得を指示する。
【００３２】
これを受けて、鍵データ抽出部１１１は、応答用プリアンブル信号が重畳された受信通話データからＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを相手公開鍵データとして取得し、この相手公開鍵データを、プリアンブル検出部１１２に送らずに、鍵交換処理部１１４に渡す（Ｓ１０４）。これを受けて、鍵交換処理部１１４は、この相手公開鍵データを暗号処理部１０９に渡す。
【００３３】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、通話データ補間部１１３に、相手公開鍵データの直前にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを指定して、相手端末により相手公開鍵データに置き換えられた受信通話データの補間を指示する。これを受けて、通話データ補間部１１３は、この相手公開鍵データへの置換により喪失された受信通話データを生成し、この生成した受信通話データを、指定された受信通話データの直後に挿入し、音声ＣＯＤＥＣ１０６へ出力する（Ｓ１０５）。
【００３４】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データに無音区間の送信用通話データがあるか否かを調べる。そして、応答用プリアンブル信号が重畳された受信通話データの検出後（Ｓ１０２）、所定時間Ｔ２（例えば１秒、但しＴ２＜Ｔ１）内に無音区間の送信用通話データを検出したならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、この無音区間の送信用通話データよりＸ番目前に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された送信用通話データの指定を伴う同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。一方、無音区間の送信用通話データを検出できなかったならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された最新の送信用通話データの指定を伴う同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。
【００３５】
これを受けて、プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７を介して音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データに、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号を重畳する（Ｓ１０６）。この同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納されて、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００３６】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、鍵データ置換部１０７に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データのＸ番目後に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された送信用通話データの指定を伴う自身の公開鍵データ（自己公開鍵データ）の置換指示を出力する。これを受けて、鍵データ置換部１０７は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、予め登録されている自己公開鍵データに置き換える（Ｓ１０７）。この自己公開鍵データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００３７】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データに無音区間の送信用通話データがあるか否かを調べる。そして、同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１０６）、所定時間Ｔ２内に無音区間の送信用通話データを検出したならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、この無音区間の送信用通話データよりＸ番目前に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された送信用通話データの指定を伴う同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。一方、無音区間の送信用通話データを検出できなかったならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された最新の送信用通話データの指定を伴う同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。
【００３８】
これを受けて、プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７を介して音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データに、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号を重畳する（Ｓ１０８）。この同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納されて、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００３９】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、鍵データ置換部１０７に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データのＸ番目後に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力される送信用通話データの指定を伴う自身の共通鍵データ（自己共通鍵データ）の置換指示を出力する。また、暗号処理部１０９に対して、自己共通鍵データの指定を伴う、相手公開鍵データを用いた暗号化指示を出力する。
【００４０】
これを受けて、鍵データ置換部１０７は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、予め登録されている自己共通鍵データに置き換える（Ｓ１０９）。また、暗号処理部１０９は、この自己共通鍵データを相手公開鍵データで暗号化する（Ｓ１１０）。この暗号化された自己共通鍵データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００４１】
ここで、プリアンブル検出部１１２は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末より受信され、ＲＴＰ処理部１０４によりＲＴＰパケットのペイロードから抽出された受信通話データにプリアンブル信号が重畳されているか否かを調べている。同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１０８）、所定時間Ｔ３（例えば３秒、但しＴ３＞Ｔ２）内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出しなかった場合（Ｓ１１１でＮＯ）、鍵交換処理部１１４は、鍵交換手順に何らかのエラーが発生したものと判断して、マンマシンＩＦ部１０２にエラー表示を行う（Ｓ１１２）。その後、スタートに戻る。
【００４２】
一方、同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１０８）、所定時間Ｔ３内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、鍵交換処理部１１４は、復号処理部１１０に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データの指定を伴う、自身の秘密鍵データ（自己秘密鍵データ）を用いた復号化の指示を出力する。また、鍵データ抽出部１１１に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データの指定を伴う、相手端末の共通鍵データ（相手共通鍵データ）の取得指示を出力する。
【００４３】
これを受けて、復号処理部１１０は、予め登録されている自己秘密鍵データを用いて、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データを復号化する（Ｓ１１３）。また、鍵データ抽出部１１１は、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力され、復号処理部１１０により復号された受信通話データを相手共通鍵データとして取得し、この相手共通鍵データを、音声ＣＯＤＥＣ１０６に送らずに鍵交換処理部１１４に渡す（Ｓ１１４）。これを受けて、鍵交換処理部１１４は、この相手共通鍵データを復号処理部１１０に渡す。
【００４４】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、通話データ補間部１１３に、相手共通鍵データの直前にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを指定して、相手端末により相手共通鍵データに置き換えられた受信通話データの補間を指示する。これを受けて、通話データ補間部１１３は、この相手共通鍵データへの置換により喪失された受信通話データを生成し、この生成した受信通話データを、指定された受信通話データの直後に挿入し、音声ＣＯＤＥＣ１０６へ出力する（Ｓ１１５）。
【００４５】
その後、鍵交換処理部１１４は、暗号処理部１０９に対して、自己共通鍵データを用いた暗号化を指示するとともに、復号処理部１１０に対して、相手共通鍵データを用いた復号化を指示する。これを受けて、暗号処理部１０９は、自己共通鍵データを用いて、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データを暗号化する。これらの暗号化された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に順次送信される。また、復号処理部１１０は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末から受信され、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットから抽出された受信通信データを、相手共通鍵データを用いて復号する。これらの復号された受信通話データは、音声ＣＯＤＥＣ１０６に順次入力され、マンマシンＩＦ部１０２から出力される。以上により、相手端末との間で暗号通信が開始され（Ｓ１１６）、このフローが終了する。
【００４６】
また、プリアンブル検出部１１２は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末より受信され、ＲＴＰ処理部１０４によりＲＴＰパケットのペイロードから抽出された受信通話データにプリアンブル信号が重畳されているか否かを調べている。プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する調査用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出すると（Ｓ１２０でＹＥＳ）、鍵交換処理部１１４は、プリアンブル重畳部１０８に対して、音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された最新の送信用通話データの指定を伴う、応答用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。これを受けて、プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７を介して音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データに、所定のビットパターンを有する応答用プリアンブル信号を重畳する（Ｓ１２１）。この応答用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００４７】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、鍵データ置換部１０７に対して、応答用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データのＸ番目後に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力される送信用通話データの指定を伴う自己公開鍵データの置換指示を出力する。これを受けて、鍵データ置換部１０７は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、予め登録されている自己公開鍵データに置き換える（Ｓ１２２）。この自己公開鍵データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００４８】
ここで、プリアンブル検出部１１２は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末より受信され、ＲＴＰ処理部１０４によりＲＴＰパケットのペイロードから抽出された受信通話データにプリアンブル信号が重畳されているか否かを調べている。応答用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１２１）、所定時間Ｔ３内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出しなかった場合（Ｓ１２３でＮＯ）、鍵交換処理部１１４は、相手端末からの暗号通信要求はなかったものと判断し、スタートに戻る。
【００４９】
一方、応答用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データの送信後（Ｓ１２１）、所定時間Ｔ３内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出した場合（Ｓ１２３でＹＥＳ）、鍵交換処理部１１４は、鍵データ抽出部１１１に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データの指定を伴う相手公開鍵データの取得指示を出力する。これを受けて、鍵データ抽出部１１１は、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データからＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを相手公開鍵データとして取得し、この相手公開鍵データを、音声ＣＯＤＥＣ１０６に送らずに鍵交換処理部１１４に渡す（Ｓ１２４）。これを受けて、鍵交換処理部１１４は、この相手公開鍵データを暗号処理部１０９に渡す。
【００５０】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、通話データ補間部１１３に、相手公開鍵データの直前にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを指定して、相手端末により相手公開鍵データに置き換えられた受信通話データの補間を指示する。これを受けて、通話データ補間部１１３は、この相手公開鍵データへの置換により喪失された受信通話データを生成し、この生成した受信通話データを、指定された受信通話データの直後に挿入し、音声ＣＯＤＥＣ１０６へ出力する（Ｓ１２５）。
【００５１】
ここで、プリアンブル検出部１１２は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末より受信され、ＲＴＰ処理部１０４によりＲＴＰパケットのペイロードから抽出された受信通話データにプリアンブル信号が重畳されているか否かを調べている。同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データの検出後（Ｓ１２３）、所定時間Ｔ３内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出しなかった場合（Ｓ１２６でＮＯ）、鍵交換処理部１１４は、鍵交換手順に何らかのエラーが発生したものと判断し、スタートに戻る。
【００５２】
一方、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データの検出後（Ｓ１２３）、所定時間Ｔ３内に、プリアンブル検出部１１２が、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データを検出した場合（Ｓ１２６でＹＥＳ）、鍵交換処理部１１４は、復号処理部１１０に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データの指定を伴う、自己秘密鍵データを用いた復号化の指示を出力する。また、鍵データ抽出部１１１に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データの指定を伴う、相手共通鍵データの取得指示を出力する。
【００５３】
これを受けて、復号処理部１１０は、予め登録されている自己秘密鍵データを用いて、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力される受信通話データを復号化する（Ｓ１２７）。また、鍵データ抽出部１１１は、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データのＸ番目後にＲＴＰ処理部１０４から出力され、復号処理部１１０により復号された受信通話データを相手共通鍵データとして取得し、この相手共通鍵データを、音声ＣＯＤＥＣ１０６に送らずに、鍵交換処理部１１４に渡す（Ｓ１２８）。これを受けて、鍵交換処理部１１４は、この相手共通鍵データを復号処理部１１０に渡す。
【００５４】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、通話データ補間部１１３に、相手共通鍵データの直前にＲＴＰ処理部１０４から出力された受信通話データを指定して、相手端末により相手共通鍵データに置き換えられた受信通話データの補間を指示する。これを受けて、通話データ補間部１１３は、この相手共通鍵データへの置換により喪失された受信通話データを生成し、この生成した受信通話データを、指定された受信通話データの直後に挿入し、音声ＣＯＤＥＣ１０６へ出力する（Ｓ１２９）。
【００５５】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データに無音区間の送信用通話データがあるか否かを調べる。そして、同期用プリアンブル信号が重畳された受信通話データの検出後（Ｓ１２６）、所定時間Ｔ２内に、無音区間の送信用通話データを検出したならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、この無音区間の送信用通話データよりＸ番目前に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された送信用通話データの指定を伴う、同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。一方、無音区間の送信用通話データを検出できなかったならば、プリアンブル重畳部１０８に対して、音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力された最新の送信用通話データの指定を伴う、同期用プリアンブル信号の重畳指示を出力する。
【００５６】
これを受けて、プリアンブル重畳部１０８は、鍵データ置換部１０７を介して音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データに、所定のビットパターンを有する同期用プリアンブル信号を重畳する（Ｓ１３０）。この同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納されて、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００５７】
つぎに、鍵交換処理部１１４は、鍵データ置換部１０７に対して、同期用プリアンブル信号が重畳された送信用通話データのＸ番目後に音声ＣＯＤＥＣ１０６から出力される送信用通話データの指定を伴う、自己共通鍵データの置換指示を出力する。また、暗号処理部１０９に対して、自己共通鍵データの指定を伴う、相手公開鍵データを用いた暗号化指示を出力する。
【００５８】
これを受けて、鍵データ置換部１０７は、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、予め登録されている自己共通鍵データに置き換える（Ｓ１３１）。また、暗号処理部１０９は、この自己共通鍵データを相手公開鍵データで暗号化する（Ｓ１３２）。この暗号化された自己共通鍵データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に送信される。
【００５９】
その後、鍵交換処理部１１４は、暗号処理部１０９に対して、自己共通鍵データを用いた暗号化を指示するとともに、復号処理部１１０に対して、相手共通鍵データを用いた復号化を指示する。これを受けて、暗号処理部１０９は、自己共通鍵データを用いて、音声ＣＯＤＥＣ１０６から逐次出力される送信用通話データを暗号化する。これらの暗号化された送信用通話データは、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットに格納され、通信ＩＦ部１０１から相手端末に順次送信される。また、復号処理部１１０は、通信ＩＦ部１０１を介して相手端末から受信され、ＲＴＰ処理部１０４にてＲＴＰパケットから抽出された受信通信データを、相手共通鍵データを用いて復号する。これらの復号された受信通話データは、音声ＣＯＤＥＣ１０６に順次入力され、マンマシンＩＦ部１０２から出力される。以上により、相手端末との間で暗号通信が開始され（Ｓ１１６）、このフローが終了する。
【００６０】
つぎに、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１間でＲＴＰパケットを送受信する通信システムにおける鍵交換動作を説明する。
【００６１】
図６は、ＲＴＰ層を終端するゲートウェイ２を介して接続された、本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１間の鍵交換動作を説明するためのシーケンス図である。ここでは、二台のＩＰ電話端末１を識別するために、各ＩＰ電話端末１の符号に枝番を付している。
【００６２】
ＩＰ電話端末１−１とＩＰ電話端末１−２との間にゲートウェイ２を介してＳＩＰセッションが確立され、このＳＩＰセッションを介して、通話データ３−１、３−２がＲＴＰパケットのペイロードに格納されて送受されているものとする。また、調査用プリアンブル信号、応答用プリアンブル信号および同期用プリアンブル信号のＸ番目後に所定のデータを挿入することは予め通信端末１−１、１−２間で取り決められていることとする（図６では直後：Ｘ＝１）。また、プリアンブル信号にＸ番目の数値情報（例えば下３ビットを数値として扱う）を含めて送信し、Ｘ番目を判断してもよい。
【００６３】
まず、ＩＰ電話端末１−１がユーザから暗号通信開始操作を受け付けたものとする。ＩＰ電話端末１−１は、ＩＰ電話端末１−２に逐次送信する通話データ３−１のうち、任意の通話データ３−１に調査用プリアンブル信号４−１を重畳する（Ｓ２０１）。これらの通話データ３−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−２に逐次送信される。
【００６４】
つぎに、ＩＰ電話端末１−２は、ＩＰ電話端末１−１から逐次受信した通話データ３−１から、調査用プリアンブル信号４−１が重畳された通話データ３−１を検出すると（Ｓ２０２）、所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１−１に送信する無音区間の通話データ３−２、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１−１に送信する最新の通話データ３−２に、応答用プリアンブル信号４−２を重畳する（Ｓ２０３）。また、応答用プリアンブル信号４−２を重畳した通話データ３−２のＸ番目後（図６では直後：Ｘ＝１）に送信予定の通話データ３−２を自己公開鍵データ６−２に置き換える（Ｓ２０４）。これらの通話データ３−２および自己公開鍵データ６−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−１に逐次送信される。
【００６５】
つぎに、ＩＰ電話端末１−１は、調査用プリアンブル信号４−１が重畳された通話データ３−１の送信後所定時間Ｔ１内にＩＰ電話端末１−２から逐次受信した通話データ３−２から、応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３−２を検出すると（Ｓ２０５）、この通話データ３−２のＸ番目後に受信した通話データ６−２を相手公開鍵データ６−２として取得する（Ｓ２０６）。また、ＩＰ電話端末１−２によって相手交換鍵データ６−２に置き換えられて喪失した通話データ３−２を補間する（Ｓ２０７）。
【００６６】
つぎに、ＩＰ電話端末１−１は、ＩＰ電話端末１−２に対して、応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３−２の検出後所定時間Ｔ２内に送信する無音区間の通話データ３−１、あるいは所定時間Ｔ２経過後に送信する最新の通話データ３−１に、同期用プリアンブル信号５−１を重畳する（Ｓ２０８）。また、同期用プリアンブル信号５−１を重畳した通話データ３−１のＸ番目後に送信予定の通話データ３−１を自己公開鍵データ６−１に置き換える（Ｓ２０９）。これらの通話データ３−１および自己公開鍵データ６−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−２に逐次送信される。
【００６７】
つぎに、ＩＰ電話端末１−２は、応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３−２の送信後所定時間Ｔ３内に、ＩＰ電話端末１−１から逐次受信した通話データ３−１から、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３−１を検出すると（Ｓ２１０）、この通話データ３−１のＸ番目後に受信した通話データ６−１を相手公開鍵データ６−１として取得する（Ｓ２１１）。また、ＩＰ電話端末１−１によって相手交換鍵データ６−１に置き換えられて喪失した通話データ３−１を補間する（Ｓ２１２）。
【００６８】
つぎに、ＩＰ電話端末１−１は、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３−１の送信後所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１−２に送信する無音区間の通話データ３−１、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１−２に送信する最新の通話データ３−１に、同期用プリアンブル信号５−１を重畳する（Ｓ２１３）。また、同期用プリアンブル信号５−１を重畳した通話データ３−１のＸ番目後に送信予定の通話データ３−１を自己共通鍵データ７−１に置き換える（Ｓ２１４）。これらの通話データ３−１および自己共通鍵データ７−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−２に逐次送信される。
【００６９】
つぎに、ＩＰ電話端末１−２は、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３−１の検出後所定時間Ｔ３内に、ＩＰ電話端末１−１から逐次受信した通話データ３−１から、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された新たな通話データ３−１を検出すると（Ｓ２１５）、この通話データ３−１のＸ番目後に受信した通話データ７−１を相手共通鍵データ７−１として取得する（Ｓ２１６）。また、ＩＰ電話端末１−１によって相手共通鍵データ７−１に置き換えられて喪失した通話データ３−１を補間する（Ｓ２１７）。
【００７０】
つぎに、ＩＰ電話端末１−２は、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３−１の検出後所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１−１に送信する無音区間の通話データ３−２、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１−１に送信する最新の通話データ３−２に、同期用プリアンブル信号５−２を重畳する（Ｓ２１８）。また、同期用プリアンブル信号５−２を重畳した通話データ３−２のＸ番目後に送信予定の通話データ３−２を自己共通鍵データ７−２に置き換える（Ｓ２１９）。これらの通話データ３−２および自己共通鍵データ７−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−１に逐次送信される。
【００７１】
つぎに、ＩＰ電話端末１−１は、同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３−１の送信後所定時間Ｔ３内に、ＩＰ電話端末１−２から逐次受信した通話データ３−２から、同期用プリアンブル信号５−２が重畳された新たな通話データ３−２を検出すると（Ｓ２２０）、この通話データ３−２のＸ番目後に受信したデータを相手共通鍵データ７−２として取得する（Ｓ２２１）。また、ＩＰ電話端末１−２によって相手共通鍵データ７−２に置き換えられて喪失した通話データ３−２を補間する（Ｓ２２２）。
【００７２】
その後、ＩＰ電話端末１−１、１−２は、共有した双方の共通鍵データ７−１、７−２を用いて暗号通信を開始する（Ｓ２２３）。具体的には、ＩＰ電話端末１−１は、自己共通鍵データ７−１を用いて、ＩＰ電話端末１−２に逐次送信する通話データ３−１を暗号化する。これらの暗号化された通話データ３−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−２に逐次送信される。また、ＩＰ電話端末１−１は、相手共通鍵データ７−２を用いて、ＩＰ電話端末１−２から逐次受信する、暗号化された通話データ３−２を復号化する。一方、ＩＰ電話端末１−２は、自己共通鍵データ７−２を用いて、ＩＰ電話端末１−１に逐次送信する通話データ３−２を暗号化する。これらの暗号化された通話データ３−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−１に逐次送信される。また、ＩＰ電話端末１−２は、相手共通鍵データ７−１を用いて、ＩＰ電話端末１−１から逐次受信する、暗号化された通話データ３−１を復号化する。
【００７３】
以上、本発明の第一実施の形態について説明した。
【００７４】
本実施の形態において、ＩＰ電話端末１は、ＲＴＰパケットのペイロードに格納する送信用通話データにプリアンブル信号を重畳して、このＲＴＰパケットを送信するとともに、このプリアンブル信号が重畳されたＲＴＰパケットからＸ番目後のＲＴＰパケットのペイロードに格納する送信用通話データを鍵データに置き換えて、このペイロードが鍵データに置き換えられたＲＴＰパケットを送信する。また、ＩＰ電話端末１は、受信したＲＴＰパケットのペイロードに格納されている受信通話データに重畳されたプリアンブル信号の検出を試みる。そして、プリアンブル信号の検出に成功したならば、このプリアンブル信号を検出したＲＴＰパケットからＸ番目後に受信したＲＴＰパケットのペイロードから鍵データを抽出する。
【００７５】
したがって、本実施の形態によれば、ＲＴＰ層を終端するゲートウェイ２が介在するネットワーク環境においても、ネットワーク負荷を増大させることなく、ＩＰ電話端末１間で通話データと鍵データとを送受信することができる。
【００７６】
また、本実施の形態において、ＩＰ電話端末１は、図３（Ａ）に示すように、送信用通話データを形成するＰＣＭデータ列２０１の下位所定数ビット部分のビットパターン２０２を所定のビットパターン２０３に変更することで、送信用通話データにプリアンブル信号を重畳する。また、ＩＰ電話端末１は、受信したＲＴＰパケットのペイロードに格納されている受信通話データを形成するＰＣＭデータ列２０１の下位所定数ビット部分が所定のビットパターン２０３となっている受信通話データを、プリアンブル信号が重畳されている受信通話データとして検出する。
【００７７】
したがって、本実施の形態によれば、通話データの品質低下を抑制でき、通話データに大きな雑音を発生させることなく、プリアンブル信号をＩＰ電話端末１間で送受できる。
【００７８】
また、本実施の形態において、ＩＰ電話端末１は、相手端末により鍵データに置き換えられた受信通話データを、この鍵データが格納されていたＲＴＰパケットの直前に受信したＲＴＰパケット、あるいはこの直前に受信した複数のＲＴＰパケットのペイロードに格納されていた受信通話データに基づいて補間する。したがって、本実施の形態によれば、鍵データの受信によって、受信通話データの再生に音切れが発生するのを防止することができる。
【００７９】
また、本実施の形態において、ＩＰ電話端末１は、任意のＲＴＰパケットのＸ番目後に送信されるＲＴＰパケットのペイロードに格納する送信用通話データが無音区間となる場合に、この任意のＲＴＰパケットのペイロードに格納する送信用通話データにプリアンブル信号を重畳する。したがって、本実施の形態によれば、鍵データに置き換えられる送信用通話データが無音区間の音声データとなるので、鍵データの置き換えによる送信用通話データの喪失の影響を小さくすることができる。
【００８０】
＜第二実施の形態＞
図７は、本発明の第二実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａの概略図である。
【００８１】
ここで、図１に示す第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１と同じ機能を有するものには、図１と同じ符号を付している。
【００８２】
図示するように、本実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａが、図１に示す第一実施の形態のＩＰ電話端末１と異なる点は、通話データ補間部１１３が省略されていることと、音声ＣＯＤＥＣ１０６、鍵データ置換部１０７、プリアンブル重畳部１０８、鍵データ抽出部１１１、およびプリアンブル検出部１１２に代えて、音声ＣＯＤＥＣ１０６ａ、鍵データ置換部１０７ａ、プリアンブル重畳部１０８ａ、鍵データ抽出部１１１ａ、およびプリアンブル検出部１１２ａを設けたことである。
【００８３】
音声ＣＯＤＥＣ１０６ａは、ＩＴＵ−Ｔによって策定されたＧ．７１１．１に従い、音声信号の符号化および復号化を行うコーデックである。ここで、Ｇ．７１１．１は、Ｇ．７１１と互換性を有する符号化方式である。
【００８４】
具体的には、マンマシンＩＦ部１０２から入力されるアナログの音声信号の電話帯域を８ビットのＰＣＭデータに変換するとともに、付加帯域（低域または高域）を４ビットのＰＣＭデータに変換する。そして、電話帯域を表す上位８ビットのＰＣＭデータ（標準ビット領域）、および付加帯域を表す下位４ビットのＰＣＭデータ（拡張ビット領域）からなる合計１２ビットのＰＣＭデータを、ＲＴＰパケットのペイロードに格納されるデータ長（ＰＣＭデータ列）毎に、送信用通話データとして逐次出力する。
【００８５】
また、逐次入力される受信通話データをアナログの音声信号に変換してマンマシンＩＦ部１０２から出力する。ここで、受信通話データ（ＰＣＭデータ列）を構成するＰＣＭデータが１２ビットならば、上位８ビットのＰＣＭデータを電話帯域の音声信号に復号するとともに、下位４ビットのＰＣＭデータを付加帯域の音声信号に復号して、両者を合成した音声信号をマンマシンＩＦ部１０２から出力する。一方、受信通話データを構成するＰＣＭデータが８ビットならば、このＰＣＭデータを、電話帯域の音声信号に復号してマンマシンＩＦ部１０２から出力する。
【００８６】
鍵データ置換部１０７ａは、音声ＣＯＤＥＣ１０６ａから逐次出力される送信用通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを、例えば図２（Ｂ）に示すように、この送信用通話データを構成するＰＣＭデータ列３０５の標準ビット領域３０６はそのままに、拡張ビット領域３０７のみを、鍵データの種別（公開鍵か、それとも共通鍵か）および属性（ＲＳＡ方式か、それともＤＥＳ方式か）を示す鍵データ識別子３０８と、鍵データ本体３０９と、を含む鍵データ３１０に置き換えて、プリアンブル重畳部１０８ａに渡す。鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データ以外の送信用通話データについては、そのままプリアンブル重畳部１０８ａに渡す。
【００８７】
プリアンブル重畳部１０８ａは、鍵データ置換部１０７ａから逐次出力されるデータのうち、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データにプリアンブル信号を重畳して、プリアンブル信号重畳後の送信用通話データを暗号処理部１０９に渡す。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データを形成するＰＣＭデータ列２０５の拡張ビット領域２０７あるいは標準ビット領域２０６の下位所定数ビット部分（図３（Ｂ）では標準ビット領域２０６の８ビット目）のビットパターン２０８を、鍵交換処理部１１４より指定されたプリアンブル信号のビットパターン２０９に置換する。これにより、プリアンブル信号を送信用通話データに重畳する。なお、拡張ビット領域２０７はビット数が少ないため、通話データの品質に与える影響を考慮すると、標準ビット領域２０６の下位所定数ビット部分をプリアンブル信号のビットパターンに置換することが好ましい。鍵交換処理部１１４により指定された送信用通話データ以外のデータについては、そのまま暗号処理部１０９に渡す。
【００８８】
鍵データ抽出部１１１ａは、復号処理部１１０から逐次出力される受信通話データのうち、鍵交換処理部１１４により指定された受信通話データを構成するＰＣＭビットデータ列３０５（図２（Ｂ）参照）を、標準ビット領域３０６および拡張ビット領域３０７に分割する。そして、標準ビット領域３０６を受信通話データとしてプリアンブル検出部１１２ａに渡すとともに、拡張ビット領域３０７を鍵データとして鍵交換処理部１１４に渡す。鍵交換処理部１１４により指定された受信通話データ以外の受信通話データについては、そのままプリアンブル検出部１１２ａに渡す。
【００８９】
プリアンブル検出部１１２ａは、鍵データ抽出部１１１ａから逐次出力される受信通話データを音声ＣＯＤＥＣ１０６ａに渡すとともに、これらの受信通話データのなかから、プリアンブル信号が重畳されている受信通話データの検出を行い、検出結果を鍵交換処理部１１４に通知する。
【００９０】
なお、本実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａの鍵交換処理は、上述したように、プリアンブル信号の重畳・検出方法と鍵データの置換・抽出方法とが本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１と異なること、および本実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａでは通話データ補間部１１３が省略されているため、相手端末により鍵データに置換された受信通話データの補間処理（Ｓ１０５、Ｓ１１５、Ｓ１２５、Ｓ１２９）がないことを除き、図４および図５に示す本発明の第一実施の形態に係るＩＰ電話端末１の鍵交換処理と同様である。
【００９１】
つぎに、本発明の第二実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａ間でＲＴＰパケットを送受信する通信システムにおける鍵交換動作を説明する。
【００９２】
図８は、ＲＴＰ層を終端するゲートウェイ２を介して接続された、本発明の第二実施の形態に係るＩＰ電話端末１ａ間の鍵交換動作を説明するためのシーケンス図である。ここでは、二台のＩＰ電話端末１ａを識別するために、各ＩＰ電話端末１ａの符号に枝番を付している。
【００９３】
ＩＰ電話端末１ａ−１とＩＰ電話端末１ａ−２との間にゲートウェイ２を介してＳＩＰセッションが確立され、このＳＩＰセッションを介して、通話データ３ａ−１、３ａ−２がＲＴＰパケットのペイロードに格納されて送受されているものとする。
【００９４】
まず、ＩＰ電話端末１ａ−１がユーザから暗号通信開始操作を受け付けたものとする。
【００９５】
ＩＰ電話端末１ａ−１は、ＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信する通話データ３ａ−１のうち、任意の通話データ３ａ−１の標準ビット領域３ｂ−１に調査用プリアンブル信号４−１を重畳する（Ｓ２５１）。これらの通話データ３ａ−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信される。
【００９６】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−２は、ＩＰ電話端末１ａ−１から逐次受信した通話データ３ａ−１から、標準ビット領域３ｂ−１に調査用プリアンブル信号４−１が重畳された通話データ３ａ−１を検出すると（Ｓ２５２）、所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１ａ−１に送信する無音区間の通話データ３ａ−２、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１ａ−１に送信する最新の通話データ３ａ−２の標準ビット領域３ｂ−２に、応答用プリアンブル信号４−２を重畳する（Ｓ２５３）。また、応答用プリアンブル信号４−２を重畳した通話データ３ａ−２のＸ番目後（図８では直後：Ｘ＝１）に送信予定の通話データ３ａ−２の拡張ビット領域３ｃ−２を自己公開鍵データ６−２に置き換える（Ｓ２５４）。これらの通話データ３ａ−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−１に逐次送信される。
【００９７】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−１は、標準ビット領域３ｂ−１に調査用プリアンブル信号４−１が重畳された通話データ３ａ−１の送信後所定時間Ｔ１内にＩＰ電話端末１ａ−２から逐次受信した通話データ３ａ−２から、標準ビット領域３ｂ−２に応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３ａ−２を検出すると（Ｓ２５５）、この通話データ３ａ−２のＸ番目後に受信した通話データ３ａ−２の拡張ビット領域３ｃ−２を相手公開鍵データ６−２として取得する（Ｓ２５６）。この通話データ３ａ−２から、拡張ビット領域３ｃ−２が相手公開鍵データ６−２として切り離され、標準ビット領域３ｂ−２のみが音声ＣＯＤＥＣ１０６ａに入力されて電話帯域の音声信号に復号される。
【００９８】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−１は、標準ビット領域３ｂ−２に応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３ａ−２の検出後所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１ａ−２に送信する無音区間の通話データ３ａ−１、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１ａ−２に送信する最新の通話データ３ａ−１の標準ビット領域３ｂ−１に、同期用プリアンブル信号５−１を重畳する（Ｓ２５７）。
【００９９】
また、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１を重畳した通話データ３ａ−１のＸ番目後に送信予定の通話データ３ａ−１の拡張ビット領域３ｃ−１を自己公開鍵データ６−１に置き換える（Ｓ２５８）。これらの通話データ３ａ−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信される。
【０１００】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−２は、標準ビット領域３ｂ−２に応答用プリアンブル信号４−２が重畳された通話データ３ａ−２の送信後所定時間Ｔ３内にＩＰ電話端末１ａ−１から逐次受信した通話データ３ａ−１から、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１を検出すると（Ｓ２５９）、この通話データ３ａ−１のＸ番目後に受信した通話データ３ａ−１の拡張ビット領域３ｃ−１を相手公開鍵データ６−１として取得する（Ｓ２６０）。この通話データ３ａ−１から拡張ビット領域３ｃ−１が相手公開鍵データ６−１として切り離され、標準ビット領域３ｂ−１のみが音声ＣＯＤＥＣ１０６ａに入力されて電話帯域の音声信号に復号される。
【０１０１】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−１は、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１の送信後所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１ａ−２に送信する無音区間の通話データ３ａ−１、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１ａ−２に送信する最新の通話データ３ａ−１の標準ビット領域３ｂ−１に、同期用プリアンブル信号５−１を重畳する（Ｓ２６１）。また、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１を重畳した通話データ３ａ−１のＸ番目後に送信予定の通話データ３ａ−１の拡張ビット領域３ｃ−１を自己共通鍵データ７−１に置き換える（Ｓ２６２）。これらの通話データ３ａ−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信される。
【０１０２】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−２は、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１の検出後所定時間Ｔ３内に、ＩＰ電話端末１ａ−１から逐次受信した通話データ３ａ−１から、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１を検出すると（Ｓ２６３）、この通話データ３ａ−１のＸ番目後に受信した通話データ３ａ−１の拡張ビット領域３ｃ−１を相手共通鍵データ７−１として取得する（Ｓ２６４）。この通話データ３ａ−１から、拡張ビット領域３ｃ−１が相手共通鍵データ７−１として切り離され、標準ビット領域３ｂ−１のみが音声ＣＯＤＥＣ１０６ａに入力されて電話帯域の音声信号に復号される。
【０１０３】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−２は、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１の検出後所定時間Ｔ２内にＩＰ電話端末１ａ−１に送信する無音区間の通話データ３ａ−２、あるいは所定時間Ｔ２経過後にＩＰ電話端末１ａ−１に送信する最新の通話データ３ａ−２の標準ビット領域３ｂ−２に、同期用プリアンブル信号５−２を重畳する（Ｓ２６５）。また、標準ビット領域３ｂ−２に同期用プリアンブル信号５−２を重畳した通話データ３ａ−２のＸ番目後に送信予定の通話データ３ａ−２の拡張ビット領域３ｃ−２を自己共通鍵データ７−２に置き換える（Ｓ２６６）。これらの通話データ３ａ−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−１に逐次送信される。
【０１０４】
つぎに、ＩＰ電話端末１ａ−１は、標準ビット領域３ｂ−１に同期用プリアンブル信号５−１が重畳された通話データ３ａ−１の送信後所定時間Ｔ３内に、ＩＰ電話端末１ａ−２から逐次受信した通話データ３ａ−２から、標準ビット領域３ｂ−２に同期用プリアンブル信号５−２が重畳された通話データ３ａ−２を検出すると（Ｓ２６７）、この通話データ３ａ−２のＸ番目後に受信した通話データ３ａ−２の拡張ビット領域３ｃ−２を相手共通鍵データ７−２として取得する（Ｓ２６８）。この通話データ３ａ−２から拡張ビット領域３ｃ−２が相手共通鍵データ７−２として切り離された後、標準ビット領域３ｂ−２のみが音声ＣＯＤＥＣ１０６ａに入力されて電話帯域の音声信号に復号される。
【０１０５】
その後、ＩＰ電話端末１ａ−１、１ａ−２は、共有した互いの共通鍵データ７−１、７−２を用いて暗号通信を開始する（Ｓ２６９）。具体的には、ＩＰ電話端末１ａ−１は、自己共通鍵データ７−１を用いて、ＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信する通話データ３ａ−１を暗号化する。これらの暗号化された通話データ３ａ−１は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１ａ−２に逐次送信される。また、ＩＰ電話端末１ａ−１は、相手共通鍵データ７−２を用いて、ＩＰ電話端末１ａ−２から逐次受信する暗号化された通話データ３ａ−２を復号化する。一方、ＩＰ電話端末１ａ−２は、自己共通鍵データ７−２を用いて、ＩＰ電話端末１ａ−１に逐次送信する通話データ３ａ−２を暗号化する。これらの暗号化された通話データ３ａ−２は、それぞれＲＴＰパケットのペイロードに格納され、ゲートウェイ２を経由してＩＰ電話端末１−１に逐次送信される。また、ＩＰ電話端末１ａ−２は、相手共通鍵データ７−１を用いて、ＩＰ電話端末１ａ−１から逐次受信する暗号化された通話データ３ａ−１を復号化する。
【０１０６】
以上、本発明の第二実施の形態について説明した。
【０１０７】
本実施の形態は、上記の第一実施の形態の効果に加えてつぎの効果を有する。
【０１０８】
すなわち、本実施の形態において、ＩＰ電話端末１ａは、図３（Ｂ）に示すように、送信用通話データを形成するＰＣＭデータ列２０５の標準ビット領域２０６あるいは拡張ビット領域２０７の下位所定数ビット部分のビットデータ２０８を所定のビットパターン２０９に変更することで、送信用通話データにプリアンブル信号を重畳する。そして、図２（Ｂ）に示すように、プリアンブル信号が重畳された送信用通話データのＸ番目後に送信予定の送信用通話データを形成するＰＣＭデータ列３０５の標準ビット領域３０６はそのままに、拡張ビット領域３０７を鍵データ３１０に置き換える。また、ＩＰ電話端末１ａは、図３（Ｂ）に示すように、受信通話データを形成するＰＣＭデータ列の２０５の標準ビット領域２０６あるいは拡張ビット領域２０７の下位所定数ビット部分が所定のビットパターン２０９となっている受信通話データを、プリアンブル信号が重畳されている受信通話データとして検出する。そして、図２（Ｂ）に示すように、プリアンブル信号が重畳されている受信通話データのＸ番目後に受信された受信通話データを形成するＰＣＭデータ列３０５の拡張ビット領域３０７を、鍵データとして抽出する。
【０１０９】
したがって、本実施の形態によれば、鍵データの送信による送信用通話データの欠落が発生しない。このため、一時的に音声帯域が狭くなるものの、雑音や音声歪みなどの品質劣化をより低く抑えることができる。
【０１１０】
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【０１１１】
例えば、上記の各実施の形態において、鍵データが複数のＲＴＰパケットに分割されて送信される場合、これらのＲＴＰパケットの一つ一つに対応付けて、プリアンブル信号が重畳された送信用通話データを格納したＲＴＰパケットを送信しなくてもよい。鍵データが格納された最初のＲＴＰパケットに対応付けて、この最初のＲＴＰパケットより所定数前のＲＴＰパケットに格納する送信用通話データにプリアンブル信号を重畳するとともに、鍵データが格納された最後のＲＴＰパケットに対応付けて、この最後のＲＴＰパケットの所定数後のＲＴＰパケットに格納する送信用通話データにポストアンブル信号を重畳することにより、鍵データが格納された複数のＲＴＰパケットを連続して送信するようにしてもよい。このようにすることで、プリアンブル信号およびポストアンブル信号の重畳回数を減らすことができるので、通話データの品質劣化をさらに抑制できる。
【０１１２】
また、上記の各実施の形態において、図１、図７に示すＩＰ電話端末１、１ａの機能構成は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実現されるものでもよいし、あるいはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの計算機によりソフトウエア的に実現されるものでもよい。または、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の補助記憶装置、およびＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）、モデム等の通信インターフェースを備えたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の汎用コンピュータにおいて、ＣＰＵが所定のプログラムを補助記憶装置からメモリ上にロードして実行することで実現されるものでもよい。
【０１１３】
また、上記の各実施の形態では、ＲＴＰに従い通話データを送受信するＩＰ電話端末１において、鍵データを通話データとともに送受信する場合を例にとり説明したが、本発明は、データ伝送プロトコルに従いストリームデータの送受信を行う通信端末において、制御情報等の非ストリームデータをストリームデータとともに送受信する場合に広く適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１ａ：ＩＰ電話端末、２：ゲートウェイ、１０１：通信ＩＦ部、１０２：マンマシンＩＦ部、１０３：ＳＩＰ処理部、１０４：ＲＴＰ処理部、１０５：電話機能部、１０６，１０６ａ：音声ＣＯＤＥＣ、１０７，１０７ａ：鍵データ置換部、１０８，１０８ａ：プリアンブル重畳部、１０９：暗号処理部、１１０：復号処理部、１１１，１１１ａ：鍵データ抽出部、１１２，１１２ａ：プリアンブル検出部、１１３：通話データ補間部、１１４：鍵交換処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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