(57)【要約】  限定コードを有する入力ワード・シーケンスについて同期ストリーム暗号の暗号化を実施するように構築された信号暗号化デバイス用の方法及び装置。暗号化デバイスは、鍵から擬似ランダム・ワード・シーケンスを作成する鍵ストリーム発生器と、鍵ストリーム発生器の出力と入力ワードの和を求めるのに使用される加算器とを含む。考えられる入力ワードの数の実質的に２倍のサイズのルックアップ・テーブルは、和信号から限定コードを除く暗号化済コードを提供する。信号暗号化及び復号化システムは、鍵から第２擬似ランダム・ワード・シーケンスを作成する第２鍵ストリーム発生器と、第２鍵ストリーム発生器の出力及び暗号化済コードから第２和信号を作成する第２加算器とを含むことによって構築される。対応するルックアップ・テーブルは、第２和信号から、限定コードを除く復号化済コードを提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵から、限定コードを有する入力ワードについて暗号化済コードを作成する方法であって、
鍵ストリーム発生器を使用して前記鍵から擬似ランダム・ワードを生成することと、
前記入力ワードと前記擬似ランダム・ワードの和を求めて、前記入力ワードと前記擬似ランダム・ワードから和信号を作成することと、
前記和信号にルックアップ・テーブルを適用して、前記入力ワード用の暗号化済コードを作成することとを含む方法。
【請求項２】
前記ルックアップ・テーブルを使用して、前記限定コードを除く前記入力ワード用の前記暗号化済コードを作成することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
入力ワード・シーケンスについて、同期ストリーム暗号の暗号化を実施することをさらに含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記鍵ストリーム発生器を使用して、前記鍵に応じる反復期間を有する擬似ランダム・ワード・シーケンスを生成することと、前記反復期間が繰り返される前に、前記鍵を変更することとをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
鍵から、限定コードを有する暗号化済入力ワードについて、復号化済コードを作成する方法であって、
鍵ストリーム発生器を使用して前記鍵から擬似ランダム・ワードを生成することと、
前記暗号化済入力ワードと前記擬似ランダム・ワードの和を求めて、前記暗号化済入力ワードと前記擬似ランダム・ワードから和信号を作成することと、
前記和信号にルックアップ・テーブルを適用して、前記暗号化済入力ワード用の復号化済ワードを作成することとを含む方法。
【請求項６】
鍵から、限定コードを有する入力ワードを暗号化し、復号化する方法であって、
鍵ストリーム発生器を使用して前記鍵から擬似ランダム・ワードを生成することと、
前記入力ワードと前記擬似ランダム・ワードの和を求めて、前記入力ワードと前記擬似ランダム・ワードから和信号を作成することと、
前記和信号にルックアップ・テーブルを適用して、前記入力ワード用の暗号化済コードを作成することと、
第２鍵ストリーム発生器を使用して前記鍵から第２擬似ランダム・ワードを生成することと、
前記暗号化済コードと前記第２擬似ランダム・ワードの和を求めて、前記暗号化済コードと前記第２擬似ランダム・ワードから第２和信号を作成することと、
前記第２和信号にルックアップ・テーブルを適用して、前記暗号化済コード用の復号化済コードを作成することとを含む方法。
【請求項７】
鍵及び限定コードを有する入力ワードを受信するように構築された信号暗号化デバイスであって、
前記鍵から擬似ランダム・ワードを作成する鍵ストリーム発生器と、
前記鍵ストリーム発生器及び前記入力ワードに結合され、前記鍵ストリーム発生器及び前記入力ワードから和信号を作成する加算器と、
前記和信号を使用して、前記入力ワード用の暗号化済コードを作成するルックアップ・テーブルとを備えるデバイス。
【請求項８】
鍵及び限定コードを有する暗号化済入力ワードを受信するように構築された信号復号化デバイスであって、
前記鍵から擬似ランダム・ワードを作成する鍵ストリーム発生器と、
前記鍵ストリーム発生器及び前記暗号化済入力ワードに結合され、前記鍵ストリーム発生器及び前記暗号化済入力ワードから和信号を作成する加算器と、
前記和信号を使用して、前記暗号化済入力ワード用の、限定コードを除く復号化済コードを作成するルックアップ・テーブルとを備えるデバイス。
【請求項９】
信号暗号化及び復号化システムにおいて、
受信された鍵から第１擬似ランダム・ワードを作成する第１鍵ストリーム発生器と、
前記第１鍵ストリーム発生器に結合され、限定コードを有する入力ワードを受信し、前記鍵及び前記入力ワードから第１和信号を作成する第１加算器と、
前記第１和信号を使用して、前記限定コードを除く暗号化済ワードを作成するルックアップ・テーブルと、
前記鍵から第２擬似ランダム・ワードを作成する第２鍵ストリーム発生器と、
前記第２鍵ストリーム発生器に結合され、前記暗号化済ワードを受信して、前記第２鍵ストリーム発生器及び前記暗号化済ワードから第２和信号を作成する第２加算器と、
前記第２和信号を使用して、前記暗号化済ワード用の、限定コードを除く復号化済コードを作成するルックアップ・テーブルであって、前記復号化済コードは、前記入力ワードと実質的に同じであるルックアップ・テーブルとを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、デジタル暗号化デバイスに関し、特に、予約済コードを有するデジタル・データの同期ストリーム暗号の暗号化のための方法及び実施態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
価値のある信号コンテンツ、特に、ビデオ・コンテンツを有するデジタル信号を含む信号が、情報源からチャネルを通して受信者に送信されるとき、意図されない受信者による不要な受信を防止するために、信号を暗号化することが必要であることが多い。不要な受信を確実に防止するために、入力信号の平文デジットは、しばしば、チャネルを通して送信する前に、連続するデジットを異なってエンコードする鍵を使用して、１回につき１デジットを暗号化される。連続するデジットについて異なるエンコーディングを使用するプロセスは、「ストリーム暗号（ｓｔｒｅａｍ  ｃｉｐｈｅｒ）」と呼ばれ、所望されない受信者に対して非常にセキュアである可能性がある。同じ鍵を使用して、復号が実施されるとき、プロセスは、さらに、「対称（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）」であるとして述べられる。ストリーム暗号は、入力データの大きなブロックをエンコードする代替の暗号化プロセスと比較して、デジタル計算量が著しく減少するため、たびたび好ましい暗号化プロセスとなる。鍵を管理するユーザにとって得られる簡便さのために、対称暗号化プロセスもまた好ましい。
【０００３】
鍵によるエンコーディングは、必ずエンコーディング期間をもたらし、暗号化プロセスがそのエンコーディング期間にわたって反復される。しかし、１２８ビットＡＥＳ（高度暗号化標準（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）（「Ｒｉｊｎｄａｅｌ」とも呼ばれる）、Ｊｏａｎ  Ｄａｅｍｅｎ及びＶｉｎｃｅｎｔ  Ｒｉｊｍｅｎによって創作された広く使用されるブロック暗号）コアなどの実質的に複雑な鍵ストリーム発生器の場合、エンコーディング期間の反復の長さは、暗号化を実質的に破ることができなくするのに十分に長い。さらに高いレベルのセキュリティの場合、鍵は、エンコーディング期間が反復する前に変更される可能性がある。
【０００４】
同期ストリーム暗号の暗号化は、ワードごとの暗号化が入力データ・ストリームと独立に実施される、入力ワード・ストリームに関して動作するプロセスのことを言う。同期ストリーム暗号の暗号化によることが多い市販のアプリケーションは、映画館におけるデジタル・ビデオ映像の投影である。典型的なデジタル・シネマ投影システムは、ＤＬＰ（登録商標）投影器などのデジタル・ビデオ投影器に同軸リンクするために、デジタル・ビデオ信号を生成するプレイバック・サーバを含む。サーバによって生成されるビデオ・データが、一般に利用可能なＤＶＤビデオ・ディスクより実質的に高いビデオ解像度を一般に含むため、強力な信号暗号化が、同軸リンクについて必要であり、代替の市場において、高い価値を生じる。サーバ・メモリ内に含まれるビデオ・データは、複製を防止するために、既に強力に暗号化されている。同軸リンクを通じてオープンに送信される未暗号化ビデオ・データは、意図されない受信者に容易に転送され、未暗号化状態で容易に捕捉される可能性がある。
【０００５】
図１は、ビデオ源（図示せず）を投影器（図示せず）に結合するために、シネマで通常使用されるデジタル・チャネルを示す。通常、１０ビット精度で、それぞれ、ルミナンスとクロミナンスのビデオ・データを含む入力ビデオ信号１０５及び１０６は、ブロック１０８及び１０９で暗号化される。これらのブロックからの暗号化済デジタル信号は、２値データをデマルチプレクサ１１４に送信する同軸リンク１１２を通じてマルチプレクサ１１０によって多重化される。ブロック１１５及び１１６におけるデマルチプレクサされた信号の復号後に、平文ルミナンス及びクロミナンス信号は、出力リード線１１７及び１１８上に複製される。
【０００６】
商業シネマで使用されるサーバと投影器との間の典型的な同軸リンクは、１．４５Ｇｂ／ｓＨＤ−ＳＤＩ（高品位シリアル・デジタル・インタフェース）リンクである。ＨＤ−ＳＤＩリンクは、１０２４の可能なデータ・コードを有する１０ビット・リンクである。ビデオ信号を表現する１０ビット・ワードの場合、同期及び他の制御機能が、ビデオ機器のために設けられることができるように、一般に使用されるビデオ仕様ＳＭＰＴＥ−２９２によって、８つのコードが限定される。ＳＭＰＴＥ−２９２仕様の８つの限定コードは、１０ビット信号内の１０２４の可能なコードのうちの最初の４つと最後の４つの１０ビット２値コードである、すなわち、コードは、００００、…、０００３及び１０２０、…、１０２３（ここでは１０進表記を使用して表現される）である。機能チャネルの場合、これらの８つの限定コードは、投影器の動作をディスエイブルすることなしでは、暗号化されることができない。そのため、こうしたシステム内の変調器／復調器対は、これらの限定コードに関して生成するか、又は、動作することを許可されない。
【０００７】
図２は、ビデオ信号用に使用されることが多い従来技術のデジタル信号暗号化プロセスを示す。暗号化は、サーバにおいて平文入力を擬似ランダム鍵ストリームで変調することによって達成され、復号は、投影器において同じ擬似ランダム鍵ストリームによって得られる暗号文を復調することによって達成される。ルックアップ・テーブル（「ＬＵＴ」）及び鍵ストリーム発生器としてカウンタ・モードで動作するＡＥＳコアを使用して、強力で効率的な暗号化及び復号化エンジンが実現されることができる。暗号化及び復号化のために実質的に同じプロセスを使用する暗号化／復号化機構は、「相補的（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）」と呼ばれる。
【０００８】
図２では、通常、１０ビット・ビデオ・ワードを含む平文データ・ストリームは、信号２０２としてビデオ源から暗号化ブロック２０５へ供給される。暗号化ブロック２０５に入力された鍵２１３を使用して、鍵ストリーム発生器２１０は、擬似ランダム・ストリーム、１０ビット・ワードをリード線２３１上に作成する。エンコーディングは、１０ビット入力ワードと鍵ストリーム発生器２１０からの１０ビット擬似ランダム・ワードの考えられる組合せを含むルックアップ・テーブル２１６を使用して実施される。ルックアップ・テーブルによって作成され、リード線２０８上に送信される結果得られた１０ビット暗号文データ・ストリームは、復号ブロック２０６に入力される。復号ブロック２０６では、鍵ストリーム発生器２１１は、鍵２１４を使用して、リード線２３２上に擬似ランダム１０ビット・ワード・ストリームを作成する。デコーディングは、１０ビット入力ワードと鍵ストリーム発生器２１１からの１０ビットワードの考えられる組合せをやはり含むルックアップ・テーブル２１７を使用して実施される。平文出力データは、リード線２０３上に提供される。この暗号化／復号化機構は、対称で且つ相補的であるように構築されることができる。
【０００９】
図２に示す機構は、８つの限定ワードを除く暗号文を作成するのに使用されることができ、広範囲のエンコーディング・マップによって動作可能である。その機構は、ルックアップ・テーブル・マッピング・データを適切に定義することによって、ほぼ任意の他のコーディング・スキームを実施することができる。しかし、このスキームの重大な欠点は、ルックアップ・テーブルに必要とされる大量のメモリであり、それにより、たとえば、現在生産されるＦＰＧＡ（フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ）を使用して実施することを実行不可能にする。シネマ用途で一般に使用される１０ビット・データ入力／１０ビット暗号化システムの場合、ほぼ百万エントリを有するルックアップ・テーブルが必要とされる。
【００１０】
８つの限定ワードを除く暗号文を作成するのに使用されることができる従来技術の第２変調器／復調器機構は、図３に示される。図３では、平文１０ビット・データ・ストリーム３０２は、暗号化ブロック３０５に入力される。暗号化は、リード線３３１上に１０ビット・ワード擬似ランダム・ストリームを作成する鍵ストリーム発生器３１０に鍵３１３を入力することによって実施される。平文入力３０２は、入力データから数４を減算する加算器３２１に結合される。加算器３２１からの出力及び鍵ストリーム発生器３１０からの出力は、加算器３２２に結合され、ブロック３１６に供給される１１ビット和出力が作成される。ブロック３１６は、その入力に対してモジュロ１０１６演算を実施し、その出力は、加算器３２３に結合され、加算器３２３は、入力データに数４を加算して、リード線３０８上に１０ビット暗号文出力を作成し、１０ビット暗号文出力は、同軸線などの通信チャネルを通じて送信される。和を求める演算で遭遇するようなモジュロ演算では、モジュロ・インデックスを超える和の結果は、和の結果からモジュロ・インデックスを減算することによって変更され、それにより、和の結果を表現するための付加的なビットの考えられる必要性をなくす。
【００１１】
通信チャネルの遠隔端での受信によって、ブロック３０６で実施される復号化プロセスは、３３２で示す１０ビット・ワード擬似ランダム・ストリームを作成する鍵ストリーム発生器３１１に供給される鍵３１４を使用する。３つの加算器３２４、３２５、及び３２６もまた、復号化プロセスで使用され、数４を減算し、数４をデータ・ストリームに加算して、１０ビット平文出力３０３を作成する。ブロック３１７は、さらなるモジュロ１０１６演算を実施する。
【００１２】
図３に示すプロセスは、映画館で使用されて、８つの限定２値コードの除外を必要とする投影機構についてビデオ・データ保護を提供する。このスキームは、ルックアップ・テーブル用のメモリを必要としないが、６〜８個の１０ビット加算器（おそらく、２つのモジュロ機能について２つの加算器を含む）を必要とする。このスキームは、暗号化マッピングを選択する観点から最も制限的であり、それぞれの入力データ・ワードについて実施されなければならないデジタル処理の量（６〜８の独立した加算演算を必要とする）の観点から非効率である。１．４５Ｇｂ／ｓなどの高品位ビデオ信号をサポートするのに必要とされるかなりの数の算術演算は、高性能デジタル回路要素についての必要性をもたらし、集積回路に対するダイ・エリア及び費用を付加する。
【００１３】
変調器／復調器対、特に、限定ワードが有る状態及び無い状態での、同期ストリーム暗号の暗号化用の加算又はモジュロ加算に基づく対は、当技術分野でよく知られている。しかし、データ・ストリームから限定ワードのエンコーディングを除外し、且つ、高レベルのデータ・セキュリティを維持する機構における従来技術のプロセスの制限は、それぞれの入力ワードについて暗号化／復号化のために大きなルックアップ・テーブル又は大量のデジタル計算の必要性である。従来技術のスキームはまた、データ・マッピングの選択における柔軟性の欠如によって妨げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そのため、特に、高データ・レート信号を通信するシステム用の、これらの制限によって妨げられない非常にセキュアな暗号化及び復号化を実施する装置及び方法についての必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の実施例は、限定コードを有する入力ワード・シーケンスについて同期ストリーム暗号の暗号化を実施する信号暗号化デバイスとして技術的利点を達成する。信号暗号化デバイスは、鍵及び入力ワード・ストリームを受信する。信号暗号化デバイスは、鍵から擬似ランダム・ワード・ストリームを作成する鍵ストリーム発生器と、鍵ストリーム発生器及び入力ワードに結合され、鍵ストリーム発生器及び入力ワードから和信号ストリームを作成する加算器とを含む。和信号ストリームを使用するルックアップ・テーブルは、限定ワードを除く、入力ワード用の暗号化済コードを作成する。
【００１６】
さらなる好ましい実施例によれば、信号復合化デバイスは、鍵及び限定コードを有する暗号化済ワード・ストリームを受信する。信号復合化デバイスは、鍵から擬似ランダム・ワード・ストリームを作成する鍵ストリーム発生器と、鍵ストリーム発生器及び暗号化済ワード・ストリームに結合され、鍵ストリーム発生器及び暗号化済ワード・ストリームから和信号ストリームを作成する加算器とを含む。和信号ストリームを使用するルックアップ・テーブルは、入力ワード用の、限定コードを除く復号化済コードを作成する。
【００１７】
さらなる好ましい実施例では、信号暗号化及び復号化システムは、入力ワード・シーケンスについて同期ストリーム暗号の暗号化及び復号化を実施する。システムは、鍵及び限定コードを有する入力ワード・ストリームを受信する。システムは、鍵から擬似ランダム・ワード・ストリームを作成する鍵ストリーム発生器と、鍵ストリーム発生器及び入力ワードに結合され、鍵ストリーム発生器及び入力ワードから和信号ストリームを作成する加算器とを含む。和信号ストリームを使用するルックアップ・テーブルは、限定コードを除く入力ワード用の暗号化済コードを作成する。システムは、さらに、鍵から第２擬似ランダム・ワード・ストリームを作成する第２鍵ストリーム発生器と、第２鍵ストリーム発生器及び暗号化済ワード・ストリームに結合され、第２鍵ストリーム発生器及び暗号化済ワード・ストリームから第２和信号ストリームを作成する第２加算器とを含む。第２和信号ストリームを使用する第２ルックアップ・テーブルは、限定コードを除く入力ワード用の復号化済コードを作成する。
【００１８】
本発明の別の実施例は、限定コードを有する入力ワード・シーケンスについて同期ストリーム暗号の暗号化を実施する方法である。方法は、鍵及び入力ワード・ストリームを受信することを含む。方法は、さらに、鍵ストリーム発生器を使用して鍵から擬似ランダム・ワード・ストリームを作成することと、鍵ストリーム発生器の出力及び入力ワード・ストリームから和信号を作成することとを含む。方法は、さらに、和信号によってアクセスされるルックアップ・テーブルを使用して、限定コードを除く入力ワード・ストリームについて暗号化済コードを作成することを含む。
【００１９】
さらなる好ましい実施例では、方法は、限定コードを有する暗号化済ワード・シーケンスについて同期ストリーム暗号の復号化を実施することを含む。方法は、鍵及び暗号化済ワード・ストリームを受信することを含む。方法は、さらに、鍵ストリーム発生器を使用して鍵から擬似ランダム・ワード・ストリームを作成することと、鍵ストリーム発生器の出力及び暗号化済ワードから和信号ストリームを作成することとを含む。方法は、さらに、和信号ストリームによってアクセスされるルックアップ・テーブルを使用し、限定コードを除く暗号化済ワードについて復号化済コードを作成することを含む。
【００２０】
本発明は、実質的なメモリについての必要性又は実質的なデジタル処理についての必要性が無い状態で、限定コードを有するワードの入力シーケンスを暗号化する問題を解決する。
【００２１】
本発明の実施例は、有利には、信号暗号化デバイス及び信号復号化デバイス並びに暗号化及び復号化プロセスを実施するために最小のデジタル計算を使用しながら、最小のメモリを使用して、限定コードを有する入力ワードを暗号化することができる方法を提供する。
【００２２】
本発明及び本発明の利点のより完全な理解のために、ここで、添付図面に関連して考えられる以下の説明に言及する。
【実施例】
【００２３】
現時点での好ましい実施例を作成し使用することが、以下で詳細に説明される。しかし、本発明は、様々な特定の文脈で具現化されることができる多くの適用可能な独創的な考え方を提供する。説明される特定の実施例は、本発明を作り、使用するための特定の方法を示すに過ぎず、本発明の範囲を限定しない。
【００２４】
本発明の実施例は、特定の文脈の好ましい実施例、すなわち、エンコーディング済でないデータ・ストリームとエンコーディング済データ・ストリームの両方の中に予約済データ・コードを含むデジタル・データ・ストリームをエンコーディングする装置及び方法に関して述べる。実施例は、信号暗号化及び復号化を実施するための、対称で且つ相補的であることができるプロセスを含む。
【００２５】
図４は、ＳＭＰＴＥ−２９２によって動作するＨＤ−ＤＳＩリンクにおいて、８つの限定コードなどの限定コードを除外して、暗号化及び復号化を実施することができる本発明の暗号化及び復号化プロセス及び方法の例示的な実施例を示す。入力平文データ・ストリーム４０２（通常、必ずしもビデオ信号を表現する１０ビット・ワードではない）は、暗号化ブロック４０５に結合される。暗号化ブロック４０５は、鍵４１３を受信し、擬似ランダムのビット・ストリーム４３１、入力データをエンコーディングするための１０ビット・ワードを作成する鍵ストリーム発生器４１０を含む。この擬似ランダム・ビット・ストリーム及び平文入力データは、加算器４２２においてワードごとに加算されて、ライン４３２上に１１ビットの結果を作成する。ルックアップ・テーブル４１６を使用して、１０ビット・ワードの暗号文ストリームが作成され、チャネル４０８に結合される。本実施例のルックアップ・テーブル４１６は、それぞれが１０ビットを有する２０４８−１６＝２０３２のエントリを含み、以下でさらに説明される。チャネル４０８は、ビデオ仕様ＳＭＰＴＥ−２９２によって記述されるようにビットごとにデータを送信する。８つの限定コード用の入力データは暗号化されない。
【００２６】
ルックアップ・テーブル４１６に含まれるマッピングは、限定コードが暗号化プロセスによって生成されないように構成される。ルックアップ・テーブル・マッピングは、加算器４２２によって生じた変調結果が第２加算器４２５によって復調されることができるように相補的である。ルックアップ・テーブル・マッピングは、暗号化プロセスと復号化プロセスの両方について実質的に同じである。同じ鍵を、両方のプロセスについて使用することができ、セキュリティの改善のために時々変更することができる。
【００２７】
復号化ブロック４０６は、同様な方法で動作する。復号化ブロック４０６は、鍵４１４を受信し、擬似ランダムのビット・ストリーム４３２、ライン４０８上に供給される暗号文データをデコーディングするための１０ビット・ワードを作成する鍵ストリーム発生器４１１を含む。好ましくは、鍵４１３及び４１４は、同じ鍵である、すなわち、システムは対称であることができる。ビット・ストリーム４３３及び暗号文入力データは、加算器４２５においてワードごとに加算されて、１１ビットの結果が信号４３４として作成される。ルックアップ・テーブル４１７を使用して、１０ビット・ワード平文ストリームが作成され、出力４０３に結合される。ルックアップ・テーブル４１７は、それぞれが１０ビットを有する２０４８−１６＝２０３２のエントリを含み、好ましくは、ルックアップ・テーブル４１６と実質的に同じである、すなわち、プロセスは相補的であることができる。復号化プロセスは、暗号化に使用されるテーブルを「引っくり返す（ｆｌｉｐｐｉｎｇ  ｏｖｅｒ）」ものと考えられることができる。
【００２８】
本発明の実施例の例示的なルックアップ・テーブルは、式
Ｙ＝［（（Ａ−Ｘ）−４）ｍｏｄｕｌｏ（１０１６）］＋４
を使用して構築されることができる。式中、項Ａは任意定数であり、Ｘはルックアップ・テーブルへの入力であり、Ｙはルックアップ・テーブルからの出力である。特定の実施例として、Ａについての値は、９１７であるように選択されることができる。Ａ＝９１７を使用する実施例の場合、以下のルックアップ・テーブルは、１１ビット・ワードを表現する２０３２入力エントリについて作成され、入力及び出力を以下に示す。
【表１】
2009528006.tif 000003
【００２９】
先に表に示される出力を適切に構築することによって、８つの限定コードは全く作成されない。さらに、この暗号化プロセスによって予想されるように、２つ以上の入力が同じ出力を作成することができることが留意されたい。
【００３０】
本発明の実施例の暗号化／復号化プロセスは、図５を参照してさらに述べられることができる。１０ビット入力ワードについてラベル付けされたエントリを含む円テーブルを表す円５０１が示されており、暗号化されることになる１０１６個の考えられる値を有し、ＳＭＰＴＥ−２９２仕様の８つの限定コードを除外する。表内のセルは、４、５、…、１０１８、１０１９とラベル付けされる。そのため、テーブルは、１０１６個のエントリを含み、８つの限定コード用の位置を持たない。図５に示す実施例では、平文入力ワードのエンコーディングは、入力ワードから反時計方向に「Ｄ」エントリだけインデックス指定されたテーブル・エントリを選択することによって実施されて、暗号文ワードが作成される。暗号文ワードのデコーディングは、その後、暗号文ワードから時計方向に「Ｄ」エントリだけインデックス指定されたテーブル・エントリを選択することによって実施される。図５に示す実施例では、暗号化中、テーブル・エントリ番号５は、４１２によって反時計方向にインデックス指定されて、テーブル・エントリ４１７が作成される。復号化中の逆プロセスでは、テーブル・エントリ番号４１７は、Ｄ＝４１２によって時計方向にインデックス指定されて、テーブル・エントリ５が作成される。こうした逆操作は、「加算器」を減算モードで動作させることによって実施されることができる。テーブル・エントリ・インデックスＤは、擬似ランダム数番号であり、擬似ランダム数番号は、入力鍵から導出されてもよく、入力データ・ストリームの暗号化について高いレベルのセキュリティを与えるために、時々、変更されてもよい。こうして、それぞれの入力ワードに関して実施されなければならないデジタル算術演算は、最小のデジタル計算によって実施されることができる円テーブルにおいてインデックス指定することに過ぎず、たとえば、１．４５Ｇｂ／ｓデータ・リンクを暗号化するという、高データ・レート・ストリームに関する動作に容易になじむ。暗号化済又は復号化済ワードを選択するために、擬似ランダム・インデックスＤを計算するのに必要なより多くの計算は、暗号化セキュリティを実質的に低下させることなく、実質的にゆっくりしたレートで実施されることができる。
【００３１】
従来技術と比べたこのプロセスの改善点は、暗号化又は復号化用の大量のテーブルについての必要性が無いことである。さらに、入力ワードのための大量のデジタル計算についての必要性が、それにより、回避される。また、さらに、サポートされるチャネル・コーディング・スキームの柔軟性及び必要とされる予約済コードは、ＬＵＴマッピングの簡単な再定義によって増加する。
【００３２】
本発明の実施例及びその利点が詳細に述べられたが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書において、種々の変更、置換、及び代替が行われることができることが理解されるべきである。たとえば、本明細書で述べる予約済コードを有するデータ・ストリームについて信号暗号化及び復号化を提供するプロセス及びシステムを形成する方法及び技法の利用は、本発明の広い範囲内に留まりながら変わってもよいことが当業者によって容易に理解されるであろう。ＲＧＢ及びグレースケール・ビデオ表現などの種々のビデオ信号表現は、本発明の広い範囲内で、必要に応じて対応することによって、先に述べたプロセスのルミナンス−クロミナンス・ビデオ信号表現と置き換えられることができることが当業者によってさらに理解されるであろう。１０ビット・ワード・サイズは、他のビデオ・システムを含む他の用途において、本発明の広い範囲内で変更されてもよい。別の実施例として、方法及び装置は、また、ビデオ・データ以外のデータに関して使用されてもよい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に述べる、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、及びステップの特定の実施例に限定されることを意図されない。本発明の開示から当業者が容易に理解するように、現時点で存在するか、又は、後で開発される、本明細書で述べる対応する実施例と実質的に同じ機能を実施するか、又は、実質的に同じ結果を達成する、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、又はステップは、本発明に従って利用されてもよい。相応して、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、こうしたプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、又はステップを含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】１０ビット・ビデオ・ルミナンス及びクロミナンス・ビデオ信号の暗号化及び復号化を示す従来技術の例示的なブロック図である。
【図２】入力及び鍵ストリーム・データの組合せを含むのに十分なサイズのルックアップ・テーブルを使用した、限定コードを有する１０ビット入力信号の暗号化及び復号化を示す従来技術のブロック図である。
【図３】６つの加算器及び２つのモジュロ演算を使用した、限定コードを有する１０ビット入力信号の暗号化及び復号化を示す従来技術のブロック図である。
【図４】２つの加算器及び２つのルックアップ・テーブルを使用した、限定コードを有する１０ビット入力信号の暗号化及び復号化を示す本発明の実施例のブロック図であり、それぞれのテーブルは、考えられるそれぞれの入力ワードについてほぼ２つのエントリを有する。
【図５】限定コードを有する１０ビット入力ワードのエンコーディング及びデコーディングのための、インデックス指定された遷移を示す本発明の実施例の円テーブルである。
【図１】
2009528006.tif 000004
【図２】
2009528006.tif 000005
【図３】
2009528006.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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