(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側において、入力したデータを第１の乱数により暗号化した暗号化データと前記第１の乱数の配列に係わる第１の暗号監視信号とを通信回線を介して送信し、受信側において、前記第１の乱数に同期して発生する第２の乱数により前記通信回線を介して受信した前記暗号化データを前記入力データと同一のデータに復号化する秘匿通信において、前記第２の乱数の配列に係わる第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号から前記第２の乱数の前記第１の乱数に対する同期外れを判定して再同期を行うための信号を出力する再同期判定方法であって、
前記送信側が、さらに前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号を合わせて送信し、
前記受信側が、受信した前記通信回線品質測定信号から計算した前記通信回線の通信の符号誤り率と、第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号とが一致しない割合である監視信号不一致率とによって前記同期外れを判定する
ことを特徴とする再同期判定方法。
【請求項２】
前記監視信号不一致率が、前記通信回線の通信の符号誤り率に応じて設定された再同期判定基準を超えた時に前記再同期を行うための信号を出力することを特徴とする前記請求項１記載の再同期判定方法。
【請求項３】
送信側において、入力したデータを第１の乱数により暗号化した暗号化データと前記第１の乱数の配列に係わる第１の暗号監視信号とを通信回線を介して送信し、受信側において、前記第１の乱数に同期して発生する第２の乱数により前記通信回線を介して受信した前記暗号化データを前記入力データと同一のデータに復号化する秘匿通信において、前記第２の乱数の配列に係わる第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号から前記第２の乱数の前記第１の乱数に対する同期外れを判定して再同期を行うための信号を出力する再同期判定方式であって、
前記送信側が、前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号を生成する回線品質測定制御手段と、前記暗号化データと前記第１の暗号監視信号と前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号とを多重して送信する送信データ制御部を備え、
前記受信側が、前記通信回線を介して受信した受信データから前記暗号化データと前記第１の暗号監視信号と前記通信回線品質測定信号をそれぞれ分離する受信データ制御部と、分離された通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号から前記通信回線の通信の符号誤り率を検出する回線品質測定検出手段と、前記第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号とが一致しない割合である監視信号不一致率を検出する手段と、前記監視信号不一致率と前記通信回線の通信の符号誤り率とから前記再同期を行うための信号を出力する暗号同期判定手段を
備えたことを特徴とする再同期判定方式。
【請求項４】
前記監視信号不一致率が、前記通信回線の通信の符号誤り率に応じて設定された再同期判定基準を超えた時に前記再同期を行うための信号を出力することを特徴とする前記請求項３記載の再同期判定方式。
【請求項５】
前記入力データが、圧縮または非圧縮の音声データであることを特徴とする前記請求項１乃至２のいずれかに記載の再同期判定方法。
【請求項６】
前記入力データが、圧縮または非圧縮の動画を含む画像データであることを特徴とする前記請求項１乃至２のいずれかに記載の再同期判定方法。
【請求項７】
前記入力データが、ファクシミリデータであることを特徴とする前記請求項１乃至２のいずれかに記載の再同期判定方法。
【請求項８】
前記入力データが、圧縮または非圧縮の音声データであることを特徴とする前記請求項３乃至４のいずれかに記載の再同期判定方式。
【請求項９】
前記入力データが、圧縮または非圧縮の動画を含む画像データであることを特徴とする前記請求項３乃至４いずれかに記載の再同期判定方式。
【請求項１０】
前記入力データが、ファクシミリデータであることを特徴とする前記請求項３乃至４いずれかに記載の再同期判定方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル秘話装置に関し、特に秘話通信中の暗号同期の再同期判定方法並びに判定方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信の機密性を保持することが、従来にも増して要求され、それに対応する手段として、様々な暗号化手法（暗号アルゴリズム）、およびそれらを適用したディジタル秘話装置が提案されている。これらの暗号化方法には、例えば、暗号化と復号化の同期を取るものや、通信相手毎にそれぞれ異なる暗号鍵を保持させる方式、あるいは、暗号化鍵と復号化鍵の内、復号化鍵を秘密にし、暗号化鍵は公開するシステム等がある。
その内、同期方式では、送信者側と受信者側の間で暗号化／復号化を行うための擬似乱数を同期させ、ずれが生じた場合にそれを判定し、再同期信号を送信者側に送出する再同期判定方式が採られ、この再同期信号送出によって通信中は送信者側と受信者側の疑似乱数を常に同期するようにして、秘話通信が良好な品質の下で行われるようにしている。
図７に従来の再同期判定方式の一例のブロック図を示す。同図において、送信部１１０は、送信暗号化データ作成用の送信擬似乱数を発生する送信擬似乱数発生部１０１と、送信擬似乱数発生部１０１が出力する送信擬似乱数から任意の変換によって送信暗号同期監視ビットを生成する暗号同期監視制御部１０２と、送信暗号化データと送信暗号同期監視ビットとを多重した送信データを出力する送信データ制御部１１４とを有する。受信部２１０は、受信データから受信暗号化データと受信暗号同期監視ビットとに分離する受信データ制御部２１４と、受信擬似乱数を発生する受信擬似乱数発生部２０１と、この受信擬似乱数から送信側と同一の変換により比較暗号同期監視ビットを内部で生成し、生成された比較暗号同期監視ビットと受信データ制御部２１４で分離された受信暗号同期監視ビットとを比較し、一致／不一致を表す暗号同期誤りデータを生成する暗号同期監視検出部２０２と、暗号同期誤りデータより不一致率が予め定めた固定の再同期判定基準を越えたときに再同期信号を出力する暗号同期判定部２１５とを有する。
【０００３】
次にこの従来方式の動作について説明する。送信部１１０において、送信擬似乱数発生部１０１は、音声データの暗号化に必要な送信擬似乱数を発生させる。この送信擬似乱数は、暗号化に使用されるとともに暗号同期監視制御部１０２へ出力される。暗号同期監視制御部１０２は、入力した送信疑似乱数から任意の変換方法により送信暗号同期監視ビットを生成して送信データ制御部１１４へ出力する。送信データ制御部１１４は、暗号化された音声データである送信暗号化データと送信暗号同期監視ビットとを多重し、送信データとして出力する。
【０００４】
受信者側では、受信部２１０において、送信者側からの受信データをまず受信データ制御部２１４で受信暗号データと受信暗号同期監視ビットとに分離する。分離された受信暗号データは、復号化されて音声データとなる。
一方、分離された受信暗号同期監視ビットは、暗号同期監視検出部２０２に入力される。暗号同期監視検出部２０２は、受信擬似乱数発生部２０１から受信暗号化データの復号化に使用する受信擬似乱数を入力して送信側の暗号同期制御部１０２と同一の変換方法により比較暗号同期監視ビットを生成し、受信暗号同期監視ビットと生成した比較暗号同期監視ビットとを比較する。ここで送信者側の送信擬似乱数と受信者側の受信擬似乱数が同期している場合は、同一の乱数列が出力され、同一の暗号同期監視ビットが生成されるため、比較暗号同期監視ビットと受信暗号同期監視ビットは一致する。しかし、何らかの原因により送信者側の送信擬似乱数と受信者側の受信擬似乱数が同期ずれした場合は、異なる乱数列が出力され、異なる暗号同期監視ビットが生成されるため、比較暗号同期監視ビットと受信暗号同期監視ビットは不一致を検出する。比較暗号同期監視ビットと受信暗号同期監視ビットの一致／不一致は、暗号同期誤りデータとして暗号同期判定部２１５へ出力される。暗号同期判定部２１５は、暗号同期誤りデータにより、受信暗号同期監視ビットの比較暗号同期監視ビットへの不一致率が固定の再同期判定基準を越えたときに同期ずれを起こしていると判定し、再同期信号を出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の従来の暗号同期検出方式は、秘話通信中の送信データに送信暗号同期監視ビットを付加し、送話者からの送信データが受信者側で受信するまでの間にバースト的な回線誤りが発生すると、送信データ中の送信暗号同期監視データにも誤りが発生し、受信者側は受信データ中の受信暗号同期監視データと自らが生成する比較暗号同期監視データとの不一致を検出するため、暗号同期誤りデータ中の不一致率が予め定めた固定の再同期判定基準を越えると、同期ずれと判定し、再同期信号を出力してしまう。この結果、送信擬似乱数と受信擬似乱数が同期しているにもかかわらず、送信データが受話者側で受信するまでの間のバースト的な回線誤りが発生する度に同期ずれと判定してしまい、再同期信号を頻繁に出力するため、通信品質が低下してしまう。
また、再同期信号を出力する頻度を低減させるために、再同期判定基準を緩和させた場合は、送信擬似乱数と受信擬似乱数の同期ずれが本当に発生したときの同期ずれの検出の感度が鈍り、本来の再同期判定の要求を満足できなくなってしまい通話品質の低下が生ずる。
本発明の目的は、秘話通信中の送話者からの送信データを受話者側で受信するまでの間の回線誤りを検出する手段を設け、さらに回線誤り率により再同期判定基準を可変する手段を設けることにより、回線誤りの増加による再同期信号の送出頻度を低減化する再同期判定方法並びに判定方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明の再同期判定方法は、送信側において、入力したデータを第１の乱数により暗号化した暗号化データと前記第１の乱数の配列に係わる第１の暗号監視信号とを通信回線を介して送信し、受信側において、前記第１の乱数に同期して発生する第２の乱数により前記通信回線を介して受信した前記暗号化データを前記入力データと同一のデータに復号化する秘匿通信において、前記第２の乱数の配列に係わる第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号から前記第２の乱数の前記第１の乱数に対する同期外れを判定して再同期を行うための信号を出力する再同期判定方法であって、
前記送信側が、さらに前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号を合わせて送信し、
前記受信側が、受信した前記通信回線品質測定信号から計算した前記通信回線の通信の符号誤り率と、第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号とが一致しない割合である監視信号不一致率とによって前記同期外れを判定することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係わる発明の再同期判定方法は、前記請求項１記載の前記通信回線の通信の符号誤り率に応じて設定された再同期判定基準を超えた時に前記再同期を行うための信号を出力することを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係わる発明の再同期判定方式は、送信側において、入力したデータを第１の乱数により暗号化した暗号化データと前記第１の乱数の配列に係わる第１の暗号監視信号とを通信回線を介して送信し、受信側において、前記第１の乱数に同期して発生する第２の乱数により前記通信回線を介して受信した前記暗号化データを前記入力データと同一のデータに復号化する秘匿通信において、前記第２の乱数の配列に係わる第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号から前記第２の乱数の前記第１の乱数に対する同期外れを判定して再同期を行うための信号を出力する再同期判定方式であって、
前記送信側が、前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号を生成する回線品質測定制御手段と、前記暗号化データと前記第１の暗号監視信号と前記通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号とを多重して送信する送信データ制御部を備え、
前記受信側が、前記通信回線を介して受信した受信データから前記暗号化データと前記第１の暗号監視信号と前記通信回線品質測定信号をそれぞれ分離する受信データ制御部と、分離された通信回線の通信品質を測定するための通信回線品質測定信号から前記通信回線の通信の符号誤り率を検出する回線品質測定検出手段と、前記第２の暗号監視信号と前記第１の暗号監視信号とが一致しない割合である監視信号不一致率を検出する手段と、前記監視信号不一致率と前記通信回線の通信の符号誤り率とから前記再同期を行うための信号を出力する暗号同期判定手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係わる発明の再同期判定方法は、前記請求項３に係わる発明記載の前記監視信号不一致率が、前記通信回線の通信の符号誤り率に応じて設定された再同期判定基準を超えた時に前記再同期を行うための信号を出力することを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係わる発明の再同期判定方法は、前記請求項１乃至２のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、圧縮または非圧縮の音声データであることを特徴とする。
また、本発明の請求項６に係わる発明の再同期判定方法は、前記請求項１乃至２のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、圧縮または非圧縮の動画を含む画像データであることを特徴とする。
また、本発明の請求項７に係わる発明の再同期判定方法は、前記請求項１乃至２のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、ファクシミリデータであることを特徴とする。
また、本発明の請求項８に係わる発明の再同期判定方式は、前記請求項３乃至４のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、圧縮または非圧縮の音声データであることを特徴とする。
また、本発明の請求項９に係わる発明の再同期判定方式は、前記請求項３乃至４のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、圧縮または非圧縮の動画を含む画像データであることを特徴とする。
また、本発明の請求項１０に係わる発明の再同期判定方式は、前記請求項３乃至４のいずれかに係わる発明記載の前記入力データが、ファクシミリデータであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすべく、以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施の形態としての再同期判定方式が示されている。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付してある。
図１において、本再同期判定方式は、送信部１００と受信部２００からなる。
送信部１００は、従来の送信擬似乱数発生部１０１並びに暗号同期監視制御部１０２に、回線品質測定制御部１０３及び送信データ制御部１０４を設けた構成である。
ここで、回線品質測定制御部１０３は、固定のビット列を周期的に生成して成る送信回線品質測定ビットＤを送出する。送信擬似乱数発生部１０１は、送信擬似乱数Ｂを発生し、暗号同期監視制御部１０２は、送信擬似乱数Ｂから任意の変換により送信暗号同期監視ビットＣを生成する。送信データ制御部１０４は、音声データを暗号化した送信暗号化データＡと、暗号同期監視制御部１０２から送出される送信暗号同期監視ビットＣと、送信回線品質測定ビットＤとを多重し送信データＥとして出力する。
受信部２００は、従来の受信擬似乱数発生部２０１並びに暗号同期監視検出部２０２に、受信データ制御部２０４、回線品質測定検出部２０３及び暗号同期判定部２０５を設けた構成である。
ここで、受信データ制御部２０４は、送信側からの受信データＦより受信暗号化データＧと受信暗号同期監視ビットＨと受信回線品質測定ビットＩとを分離する。分離された受信暗号化データＧは、復号化されて音声データとなる。
暗号同期監視検出部２０２は、受信擬似乱数発生部２０１からの受信擬似乱数Ｊから送信側と同一の変換により比較暗号同期監視ビットを内部で生成し、生成された比較暗号同期監視ビットと受信暗号同期監視ビットＨとを比較し、一致／不一致を表す暗号同期誤りデータＫを出力する。
回線品質測定検出部２０３は、受信回線品質測定ビットＩが送信側と同一の固定のビット列であるかを比較し、一致／不一致を表す回線誤りデータＬを出力する。
暗号同期判定部２０５は、構成を図５に示すように、暗号同期誤りデータＫ及び回線誤りデータＬが入力され、回線誤り率演算部２０６において、回線誤りデータＬから回線誤り率を計算し、暗号同期監視ビット不一致率演算部２０７において、暗号同期誤りデータＫから受信暗号同期監視ビットＨの比較暗号同期監視ビットに対する不一致率を計算する。そして再同期基準設定・信号出力部２０８において、回線誤り率に応じた暗号同期の再同期判定基準を設定するとともに、不一致率が、回線誤り率に応じて設定された再同期判定基準を越えたときに再同期信号Ｍを出力する。
【０００８】
以下、図１に示す本発明の再同期判定方式の実施形態の動作について、図２から図６を併せて参照して説明する。
図２を参照すると、送信部１００の送信データ制御部１０４は、送信暗号化データＡと、暗号同期監視制御部１０２で送信擬似乱数発生部１０１からの送信擬似乱数Ｂを任意の変換により生成し送出される送信暗号同期監視ビットＣと、送信回線品質測定ビットＤとを多重し、送信データＥとして出力する。
すなわち、送信データ制御部１０４は、図２に示すように、送信暗号化データＡを任意の固定長（ａ１，ａ２等）に分割し、送信暗号同期制御ビットＣ（ｃ１，ｃ２等）及び送信回線品質測定ビットＤ（ｄ１，ｄ２等）とともに時分割多重し、送信データＥとして生成する。送信回線品質測定ビットＤは、ｄ１からｄｍまでのｍビットの固定長データであり、回線品質測定制御部１０３から繰り返し出力される。このようにして得られた送信データＥは、受話者側へ送信される。
受信部２００では、送話者側からの送信データＥが伝送路を経て受信データＦとして受信され、受信データ制御部２０４へ入力される。伝送路上のエラーがない場合は、送信データＥと受信データＦは同一のデータとなるが、伝送路上にエラーが発生した場合は、送信データＥと受信データＦは同一のデータとならない。受信データＦは、受信データ制御部２０４により、受信暗号化データＧと受信暗号同期監視ビットＨと受信回線品質測定ビットＩとに分離される。
暗号同期監視検出部２０２は、受信データＦから分離された受信暗号同期監視ビットＨに基づいて、暗号同期の確認を行う。暗号同期監視検出部２０２は、受信擬似乱数発生部２０１から受信擬似乱数をＪ入力し、送話者側と受話者側の暗号同期が成立している場合は、送信擬似乱数Ｂと受信擬似乱数Ｊとは一致する。暗号同期監視検出部２０２は、受信擬似乱数Ｊから送話者側の暗号同期監視制御部１０２と同一の変換により比較暗号同期監視ビットを内部で生成し、受信暗号同期監視ビットＨとビット単位で比較し、一致／不一致を表す暗号同期誤りデータＫを出力する。
すなわち、暗号同期監視検出部２０２は、図３に示すように、受信暗号同期ビットＨ（ｃ１，ｃ２等）が送話者側から正しく受信され、かつ送話者側と受話者側との間の暗号同期が取れている場合は、比較暗号同期ビットと一致し、暗号同期誤りデータＫは、ｋ０を送出する。しかし受信暗号同期ビットＨのｃ３‘のように送話者からｃ３と正しく受信されなかった場合は、比較暗号同期ビットと不一致となり、暗号同期誤りデータＫは、ｋ１を送出する。
回線品質測定検出部２０３は、受信データＦから分離された受信回線品質ビットＩに基づいて、通信同期の確認を行う。回線品質測定検出部２０３は、送信回線品質測定ビットＤと同一のｄ１からｄｍまでのｍビットの固定長データを内部で生成し、送話者と受話者側の通信同期が一致している場合は、受信回線品質測定ビットＩと一致する。回線品質測定検出部２０３は、内部で生成した送信回線品質測定ビットＤと同一の固定長データと、受信回線品質測定ビットＩとビット単位で比較し、一致／不一致を表す回線誤りデータＬを出力する。
すなわち、回線品質測定検出部２０３は、図４に示すように、受信回線品質測定ビットＩ（ｄ１，ｄ２等）が送話者側から正しく受信し、かつ送話者側と受話者側との間の通信同期が取れている場合は、回線誤りデータＬは、Ｌ０を送出する。しかし受信回線品質測定ビットのｄ３’のように送話者からｄ３と正しく受信されなかった場合は、回線誤りデータＬは、Ｌ１を送出する。
暗号同期判定部２０５は、図６に動作フローを示すように、回線誤りデータＬの中のＬ０及びＬ１より回線誤り率を計算して（Ｓ１０）、回線誤り率に応じた暗号同期の再同期判定基準を設定する（Ｓ１１）。同時に、暗号同期誤りデータＫから受信暗号同期監視ビットＨの比較暗号同期監視ビットに対する不一致率を計算して（Ｓ１２）回線誤り率に応じて設定された再同期判定基準を越えたとき（Ｓ１３、Ｓ１４）に再同期信号を出力する。
数値例として、例えば回線の品質が誤り率１０−４、このときの再同期判定基準が１０−３に設定されていて良好な通信を行っていたとき、バースト雑音の混入によって回線の品質が悪くなり誤り率が１０−２に低下したとする。このとき再同期基準設定・信号出力部２０８の再同期判定基準の設定が自動的に１０−１に設定される。したがって、受信暗号同期監視ビットの比較暗号同期監視ビットに対する不一致率が１０−１を越えない間は再同期信号は発出されず、頻繁に再同期処理を行うことによる通話品質の劣悪化を回避することができる。
そして、本発明の再同期判定方式を備えることによって、通話品質の高い秘話音声通信装置や端末を構成することができる。
【０００９】
なお、本実施形態の説明では、データ非圧縮または圧縮された音声データの場合について説明したが、動画を含む圧縮／非圧縮の画像データやファクシミリ通信等のイメージデータの場合であっても本発明は有効である。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送話者側で送信データに付加された送信回線品質測定ビットに基づき、受信データ中の回線誤りを検出して回線誤り率を計算する手段を設け、さらに回線誤り率により再同期判定基準を可変する手段を設けることにより、回線誤りの増加による再同期信号の送出を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の再同期判定方式の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の送信データ制御部の入出力を説明する図である。
【図３】図１の暗号同期監視検出部の入出力を説明する図である。
【図４】図１の回線品質測定検出部の入出力を説明する図である。
【図５】図１の暗号同期判定部の構成を説明するブロック図である。
【図６】図５の再同期基準設定・信号出力部の動作フローを説明する図である。
【図７】従来の再同期判定方式の一例のブロック図である。
【符号の説明】
１００    送信部
１０１    送信擬似乱数発生部
１０２    暗号同期監視制御部
１０３    回線品質測定制御部
１０４    送信データ制御部
２００    受信部
２０１    受信擬似乱数発生部
２０２    暗号同期監視検出部
２０３    回線品質測定検出部
２０４    受信データ制御部
２０５    暗号同期判定部
２０６    回線誤り率演算部
２０７    暗号同期監視ビット不一致率演算部
２０８    再同期基準設定・信号出力部
Ａ    送信暗号化データ
Ｂ    送信擬似乱数
Ｃ    送信暗号同期監視ビット
Ｄ    送信回線品質測定ビット
Ｅ    送信データ
Ｆ    受信データ
Ｇ    受信暗号化データ
Ｈ    受信暗号同期監視ビット
Ｉ    受信回線品質測定ビット
Ｊ    受信擬似乱数
Ｋ    暗号同期誤りデータ
Ｌ    回線誤りデータ
Ｍ    再同期信号
【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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