(57)【要約】【課題】  共通鍵暗号技術を用いた暗号通信システムにおける、公衆通信網を利用した暗号キー変更手段を提供する。【解決手段】  ユーザ認証方式の１つであるＣＨＡＰ方式を利用して暗号キーを変更する。すなわち、ＣＨＡＰ方式におけるレスポンスに代えて、送信側装置Ｓは、送信側暗号キー生成手段３が、受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成し、暗号化手段４が、該暗号キーを用いてチャレンジデータを暗号化して受信側装置Ｒに送信する。受信側装置Ｒは、受信側暗号キー生成手段７が、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成し、復号化手段８が、該暗号キーを用いて暗号化されたチャレンジデータを復号化し、暗号キー認証手段９が、復号結果とチャレンジデータ保持手段の保持するチャレンジデータとを比較して暗号キーの変更の正否を認証する。【選択図】  図１
2006339963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信対象データを暗号キーを用いて暗号化した暗号データを送信する送信側装置と、受信した暗号データを暗号キーを用いて復号化する受信側装置とを備えた暗号通信システムであって、
送信側装置は、
受信側装置からのデータ送信要求及びチャレンジデータの受信と受信側装置への暗号データの送信とを行う送信側通信手段と、
受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する送信側暗号キー生成手段と、
受信したデータ送信要求に応じてチャレンジデータと送信対象データとを前記作成した暗号キーを用いて暗号データを作成する暗号化手段と、を備え、
受信側装置は、
送信側装置へのデータ送信要求及びチャレンジデータの送信と送信側装置からの暗号データの受信とを行う受信側通信手段と、
受信側通信手段により送信するチャレンジデータを保持するチャレンジデータ保持手段と、
チャレンジデータ保持手段に保持するチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する受信側暗号キー生成手段と、
データ送信要求に応じて受信した暗号データを前記作成した暗号キーを用いて復号化する復号化手段と、
チャレンジデータ保持手段に保持するチャレンジデータと復号化したチャレンジデータとを比較して暗号キーの正否を認証する暗号キー認証手段と、
を備えたことを特徴とする暗号通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の暗号通信システムにおいて、
送信側装置から受信側装置へ送信する暗号データは、送信フレーム内にユーザデータ領域を有するものであり、
送信側装置の暗号化手段は、受信したチャレンジデータをユーザデータ領域に含めて暗号化することを特徴とする暗号通信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の暗号通信システムにおいて、
受信側装置は、受信した暗号データ中の暗号化されたチャレンジデータを送信側装置に次回送信するチャレンジデータとしてチャレンジデータ保持手段に入力するチャレンジデータ入力手段を備えることを特徴とする暗号通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信側装置からのデータ送信要求に応じて送信側装置が送信対象データを受信側装置に送信する通信システムに関し、特に、送信対象データを暗号化して送信する暗号通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信において第三者に知られたくない秘密情報を送信対象データとして送信するときは、送信側装置では送信対象データを暗号キーを用いて暗号化した暗号データを送信し、受信側装置では受信した暗号データを暗号キーを用いて復号化する暗号通信システムによって暗号通信を行っている。
【０００３】
特に、暗号化と復号化とに共通の暗号キーを用いる共通鍵暗号技術は、暗号化と復号化とに異なる暗号キーを用いる公開鍵暗号技術と比較して処理速度が速いため、例えば、高い通信速度が要求される暗号通信システムに利用されている。
【０００４】
暗号通信システムにおいて毎回同じ暗号キーを用いて暗号通信を行っていると、第三者に暗号キーを特定された場合には以降送信する暗号データを第三者によって復号化されて秘密情報を盗み見られてしまうという問題があるため、随時異なる暗号キーを用いて暗号通信することが望ましい。
【０００５】
ここに、送信側装置と受信側装置とで固有のインデックスが付与された複数の暗号キーを保持し、送信側装置では暗号化に使用する暗号キーのインデックスを映像信号に多重化し、映像信号のインデックスが多重化されていない部分を暗号キーにて暗号化し、受信側装置では多重化されたインデックスを取り出し、インデックスに対応する暗号キーにて映像信号を復号化する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、公開鍵暗号技術を用いて暗号キーを送信する方法がある。すなわち、送信側装置は受信側装置の公開鍵を予め入手しておき、送信側装置は暗号データの作成に用いた暗号キーを受信側装置の公開鍵で暗号化して受信側装置に送信し、受信側装置は暗号化された暗号キーを受信側装置の秘密鍵で復号化して、復号化した暗号キーで暗号データを復号化する方法である。
【特許文献１】特開２００２−２４７５４２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
暗号通信システムにおいて暗号通信の秘匿性を維持するためには毎回異なる暗号キーを用いて通信することが望ましい。そこで、例えば、公衆通信網を利用して暗号通信に用いる暗号キーを送信すると、容易に暗号キーを通知することができるが、第三者により暗号キーを特定される可能性があるため安全であるとはいえず、如何にして暗号キーを通知するかが課題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、共通鍵暗号技術において公衆通信網を利用した安全な暗号キーの通知手段を提供することで暗号通信の秘匿性を維持することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、送信対象データを暗号キーを用いて暗号化した暗号データを送信する送信側装置と、受信した暗号データを暗号キーを用いて復号化する受信側装置とで構成される暗号通信システムであり、ユーザ認証方式の一つであるチャレンジハンドシェイク認証プロトコル（ＣＨＡＰ）方式を利用して、送信側装置及び受信側装置の暗号キーの確認を行う。
【００１０】
ＣＨＡＰ方式では、通信装置は互いに共通の秘密情報を保持し、まず、認証側は認証する相手側に対してチャレンジデータと呼ばれるランダムデータを送信する。次に、相手側は共通の秘密情報とチャレンジデータとを結合して一方向ハッシュ関数等によって変換した結果をレスポンスとして認証側に返信する。その後、認証側は相手側と同様の処理にて作成した結果と返信されたレスポンスとを比較し、互いに一致すれば相手側は共通の秘密情報を保持していると判断し、正規の通信相手であると認証する。
【００１１】
本発明に係る暗号通信システムでは、送信側装置は、受信側装置からのデータ送信要求及びチャレンジデータの受信と受信側装置への暗号データの送信とを行う送信側通信手段と、受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する送信側暗号キー生成手段と、受信したデータ送信要求に応じてチャレンジデータと送信対象データとを前記作成した暗号キーを用いて暗号データを作成する暗号化手段と、を備えている。
【００１２】
また、本発明に係る暗号通信システムでは、受信側装置は、送信側装置へのデータ送信要求及びチャレンジデータの送信と送信側装置からの暗号データの受信とを行う受信側通信手段と、受信側通信手段により送信するチャレンジデータを保持するチャレンジデータ保持手段と、チャレンジデータ保持手段に保持するチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する受信側暗号キー生成手段と、データ送信要求に応じて受信した暗号データを前記作成した暗号キーを用いて復号化する復号化手段と、チャレンジデータ保持手段に保持するチャレンジデータと復号化したチャレンジデータとを比較して暗号キーの正否を認証する暗号キー認証手段と、を備えている。
【００１３】
すなわち、本発明の暗号キー認証方法では、ＣＨＡＰ方式におけるレスポンスに代えて、送信側装置は、受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成し、該暗号キーを用いてチャレンジデータを暗号化して受信側装置に送信する。受信側装置は、チャレンジデータ保持手段が保持するチャレンジデータ（すなわち、送信側装置が受信したチャレンジデータと同一のチャレンジデータ）に基づいて送信側装置と同様に暗号キーを生成し、該暗号キーを用いて受信した暗号化チャレンジデータを復号化し、復号化したチャレンジデータとチャレンジデータ保持手段が保持するチャレンジデータとを比較する。それぞれのチャレンジデータが互いに一致すれば、送信側装置と受信側装置とでチャレンジデータに基づいて生成した共通の暗号キー用いた暗号通信が行われたと判定できる。
【００１４】
また、送信側装置の暗号化手段は、受信側装置へ送信する暗号データの送信フレーム内にユーザデータ領域を有する場合は、ユーザデータ領域にチャレンジデータを含めて暗号化することが望ましい。
チャレンジデータをユーザデータ領域に含めないとすると、チャレンジデータの格納位置を特定する必要が生じ、例えば、送信側装置の暗号化手段が、チャレンジデータを埋め込んだ位置を示す同期ワードを暗号データに付加し、受信側装置の暗号キー認証手段が、付加された同期ワードに基づいてチャレンジデータが埋め込まれた位置を検出するための位置検出ルーチン等を備える必要がある。また、この場合は更に、同期ワードを付加する分だけ暗号データのデータ長が増加することになる。
しかしながら、チャレンジデータをユーザデータ領域に含めると、同期ワードの付加や位置検出ルーチン等を備えずとも、受信側装置の暗号キー認証手段はチャレンジデータをユーザデータ領域から取得することができ、暗号通信を効率的に行うことができる。
【００１５】
また、受信側装置は、受信した暗号データ中のチャレンジデータ部分を送信側装置に次回送信するチャレンジデータとしてチャレンジデータ保持手段に入力するチャレンジデータ入力手段を備えることが望ましい。なお、チャレンジデータがユーザデータ領域に含めてある場合は、暗号データのユーザデータ領域におけるチャレンジデータ部分を次回送信するチャレンジデータとしてチャレンジデータ保持手段に入力する。
このチャレンジデータ入力手段を備えることで、次回の通信に用いるチャレンジデータを暗号化されている状態の前回のチャレンジデータにより自動的に変更することができる。特に、変更されたチャレンジデータをデータ送信要求毎に用いることで毎回異なる暗号キーを用いた暗号通信ができるため、より安全な暗号通信を行うことができる。
【００１６】
本発明に係る暗号通信システムは、図１に構成例として示した送信側装置Ｓ及び受信側装置Ｒとを備えている。
送信側装置Ｓは、受信側装置Ｒへ送信する映像等の情報を入力処理するデータ入力処理手段１と、受信側装置Ｒとの有線或いは無線通信を行う送信側通信手段２と、暗号データの作成に用いる暗号キーをチャレンジデータに基づいて生成する送信側暗号キー生成手段３と、前記入力情報を暗号キーを用いて暗号化した暗号データを作成する暗号化手段４と、を備えている。
【００１７】
受信側装置Ｒは、送信側装置Ｓとの有線或いは無線通信を行う受信側通信手段５と、暗号通信に用いるチャレンジデータを保持するチャレンジデータ保持手段６と、暗号データの復号に用いる暗号キーをチャレンジデータに基づいて生成する受信側暗号キー生成手段７と、暗号キーを用いて暗号データを復号化する復号化手段８と、暗号キーの正否を認証する暗号キー認証手段９と、復号化した結果を出力処理するデータ出力処理手段１０と、次回送信するチャレンジデータをチャレンジデータ保持手段６に入力するチャレンジデータ入力手段１１と、を備えている。
【００１８】
なお、送信側装置Ｓの送信側暗号キー生成手段３と受信側装置Ｒの受信側暗号キー生成手段７とは、共通の処理方法で暗号キーを生成するものであり、同一のチャレンジデータに基づいて同一の暗号キーを生成するものであれば、その処理方法は問わない。
【００１９】
図２に示す処理手順例を参照して、暗号通信システムの処理について説明する。
暗号通信処理を行うにあたり、まず、受信側装置Ｒの受信側通信手段５が、データ送信要求及びチャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータを送信側装置Ｓに送信する（ステップＳ１）。
送信側装置Ｓは、送信側通信手段２が、データ送信要求及びチャレンジデータを受信する（ステップＳ２）と、送信側暗号キー生成手段３が、受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する（ステップＳ３）。
送信側装置Ｓは、暗号化手段４が、データ送信要求に応じてデータ入力処理手段１が作成した送信対象データと受信したチャレンジデータとを暗号キーを用いて暗号化して暗号データを作成し（ステップＳ４）、送信側通信手段２が、作成した暗号データを受信側装置Ｒに送信する（ステップＳ５）。
【００２０】
受信側装置Ｒは、受信側通信手段５が、データ送信要求に応じて暗号データを受信する（ステップＳ６）と、暗号キー生成手段７が、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成し（ステップＳ７）する。なお、チャレンジデータ入力手段１１が、暗号データ中の暗号化されたチャレンジデータを複写してバッファに一旦保持しておき（ステップＳ８）、後に、次回のデータ送信要求に用いるためにチャレンジデータ保持手段６に保持させる。
【００２１】
次に、復号化手段８が、暗号キーを用いて暗号データを復号化し（ステップＳ９）、データ出力処理手段１０が、復号化した送信対象データを出力装置に応じて変換して出力する。
このとき、暗号キー認証手段９が、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータと復号化したチャレンジデータとを比較し（ステップＳ１０）、チャレンジデータが互いに一致すれば送信側装置Ｓで用いた暗号キーと受信側装置Ｒで用いた暗号キーとが共通の暗号キーであると認証する。また、チャレンジデータ入力手段１１が、バッファに一旦保持しておいた暗号化チャレンジデータを次回用いるチャレンジデータとしてチャレンジデータ保持手段６に入力する（ステップＳ１１）。
その後、受信側通信手段５が、データ送信要求の有無を確認し（ステップＳ１２）、データ送信要求がある場合は次回の暗号通信処理を行うために再びステップＳ１を行う。
【００２２】
次回の暗号通信処理においても、前回の暗号通信処理と同様にチャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータを送信側装置Ｓに送信する（ステップＳ１）。ここで、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータは、前回用いたチャレンジデータの暗号化チャレンジデータに置き換えられており、前回とは異なるチャレンジデータである。
【００２３】
送信側装置Ｓは、データ送信要求及びチャレンジデータを受信する（ステップＳ２）と、受信したチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する（ステップＳ３）。チャレンジデータは前回とは異なっているため、ステップＳ３で生成する暗号キーも前回とは異なった暗号キーとなる。
その後、送信対象データと受信したチャレンジデータとを暗号キーを用いて暗号化して暗号データを作成し（ステップＳ４）、作成した暗号データを受信側装置Ｒに送信する（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ４で暗号化するチャレンジデータは、前回用いたチャレンジデータの暗号化チャレンジデータであり、前回用いたチャレンジデータを２重に暗号化することとなる。
【００２４】
受信側装置Ｒは、データ送信要求に応じて暗号データを受信する（ステップＳ６）と、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータに基づいて暗号キーを生成し（ステップＳ７）する。チャレンジデータは前回とは異なっているため、ステップＳ７で生成する暗号キーも前回とは異なった暗号キーとなる。
また、チャレンジデータ入力手段１１が、暗号データ中の２重暗号化チャレンジデータを複写してバッファに一旦保持しておき（ステップＳ８）、後に、更にその後のデータ送信要求に用いるためにチャレンジデータ保持手段６に保持させる。
【００２５】
その後、暗号キーを用いて暗号データを復号化し（ステップＳ９）、復号化した送信対象データを出力装置に応じて変換して出力するとともに、チャレンジデータ保持手段６の保持するチャレンジデータと復号化したチャレンジデータとを比較し（ステップＳ１０）、暗号キーの認証を行う。更に、バッファに一旦保持しておいた２重暗号化チャレンジデータを更にその後に用いるチャレンジデータとしてチャレンジデータ保持手段６に入力する（ステップＳ１１）。
このようなチャレンジデータを更新して暗号化通信を行う処理をデータ送信要求毎に繰り返し行う。
【００２６】
ステップＳ１２を判定した結果、データ送信要求が無い場合は暗号通信処理を終了する。
また、チャレンジデータを比較（ステップＳ１０）した結果、チャレンジデータが互いに一致しなければ送信側装置Ｓの暗号キーと受信側装置Ｒの暗号キーとは異なっており、何らかの障害が発生している可能性があるため、暗号通信処理を終了する。
なお、受信側暗号キー生成手段７による暗号キーの生成（ステップＳ７）は、復号化手段７による暗号データの復号化（ステップＳ９）より前に行われていればよく、受信側通信手段５による暗号データの受信（ステップＳ６）前に予め行っておいても構わない。
【００２７】
なお、ステップＳ１で、受信側装置Ｒの受信側通信手段５が送信するデータ送信要求及びチャレンジデータは必ずしも同時に送信する必要はなく、例えば、通常はデータ送信要求のみを送信し、暗号キーを生成し直す場合にチャレンジデータを送信するようにしてもよい。
データ送信要求のみを送信する場合は、ステップＳ３での暗号キーの作成は行わず、ステップ４では、前回の暗号通信処理に用いた暗号キーをそのまま用いて暗号通信を行う。このときは、ステップＳ１０での暗号キー認証手段９による暗号キーの認証を行わなくともよい。
【００２８】
チャレンジデータのみを送信する場合は、送信側暗号キー生成手段３による暗号キーの生成（ステップＳ３）及び受信側暗号キー生成手段７による暗号キーの生成（ステップＳ７）のみを行い、以降の処理は行わない。そして、次回データ配信要求の際に、暗号化手段４が今回の送信対象データと前回受信したチャレンジデータとを暗号化して暗号データを作成し（ステップＳ４）、暗号キー認証手段９が前回生成した暗号キーの認証を行う（ステップＳ１０）。
このように、データ送信要求とチャレンジデータとを別々に送信しても構わないが、データ送信要求毎に異なるチャレンジデータを送信すると毎回異なる暗号キーで暗号通信処理ができるため、より安全であり望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、公衆通信網を利用して共通鍵暗号技術を用いた暗号データの通信システムにおいて、暗号キーを通信することなく暗号キーの生成を行うためのチャレンジデータの通信を行うようにしたため、暗号通信の秘匿性を維持することができる。
すなわち、暗号キー自体ではなくチャレンジデータを送信することで、仮に第三者にチャレンジデータを取得されたとしても、第三者は暗号キーを特定することができないため暗号データを復号できず、暗号通信の内容を知ることはできない。
また、暗号通信に用いたチャレンジデータを比較することで、暗号キーが正しく生成されたか否かを認証できるため、正常な暗号通信であるかを判定することができる。
更に、チャレンジデータを自動的に変更できるため、毎回異なる暗号キーを用いた暗号通信を行うことができ、暗号通信の秘匿性を継続的に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を、図に示す一実施形態に基づいて具体的に説明する。
図３には、本例に係る暗号通信システムの各装置の内部機能ブロック図を示してある。
送信側装置Ｓと受信側装置Ｒとはネットワーク２６を介して接続されており、送信側装置Ｓは、入力されたアナログ映像データ２１ａに基づいて作成した暗号データをネットワーク２６を介して受信側装置Ｒに送信し、受信側装置Ｒは、受信した暗号データに基づいて作成した出力データ３０ａを出力する。
【００３１】
送信側装置Ｓは、入力部２２、圧縮部２３、暗号処理部２４、ＬＡＮインターフェイス部２５の４つの機能ブロックから構成されており、入力部２２がカメラ等の撮影機器で撮影して入力されたアナログ映像データ２１ａをデジタル映像データ２２ａに変換し、圧縮部２３がデジタル映像データ２２ａをＪＰＥＧ或いはＭＰＥＧ等の圧縮アルゴリズムを用いて圧縮して圧縮映像データ２３ａを作成し、暗号処理部２４が圧縮映像データ２３ａを暗号映像データ２４ａに暗号化し、ＬＡＮインターフェイス部２５が暗号映像データ２４ａをパケットに分割してＲＦＣ規格に準拠するパケットヘッダを付加したＩＰパケット２５ａとしてネットワーク２６に送出する。
【００３２】
受信側装置Ｒは、ＬＡＮインターフェイス部２７、復号処理部２８、伸張部２９、出力部３０の４つの機能ブロックから構成されており、ＬＡＮインターフェイス部２７がネットワーク２６を介して受信したＩＰパケット２５ａからパケットヘッダを除去して暗号映像データ２７ａを作成し、復号処理部２８が暗号映像データ２７ａを圧縮映像データ２８ａに復号化し、伸張部２９が圧縮映像データ２８ａをデジタル映像データ２９ａに伸張処理し、出力部３０がデジタル映像データ２９ａを再生機にあわせたフォーマットに変換した出力データ３０ａを出力する。
【００３３】
暗号処理部２４が行う暗号化及び復号処理部２８が行う復号化は、チャレンジデータ２８ｂに基づいて生成される暗号キーを用いて行う。
受信側装置Ｒは、暗号通信の開始時にユーザからのチャレンジデータの入力を受け付けるＧＵＩ設定部３１を備えており、ＧＵＩ設定部３１が受け付けたチャレンジデータ３１ａを暗号キーの生成に用いるチャレンジデータ２８ｂとして送信側装置Ｓに送信する。
チャレンジデータ２８ｂは、暗号通信の開始時に送信するだけではなく、送信側装置Ｓに対するデータ送信要求毎に受信側装置Ｒが送信する。
【００３４】
図４に本例に係る送信側装置Ｓの暗号処理部２４の内部構成を、図５に本例に係る受信側装置Ｒの復号処理部２８の内部構成を示す。
なお、図中に示してあるＭＵＧＩモジュールとは、初期ベクトル（ＩＶ＿ＩＮ）と秘密鍵（ｒａｗ＿ＩＮ）とを入力すると、両入力の組み合わせに従って一意に定まる擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と入力データ（ＩＮ）との排他的論理和（ｘｏｒ）を出力データ（ＯＵＴ）として出力するものであり、暗号キー生成モジュール４１、５１、暗号化モジュール４２、復号化モジュール５２として用いている。
【００３５】
送信側装置Ｓの暗号処理部２４は、チャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する暗号キー生成モジュール４１と、前記生成した暗号キーを用いて暗号データを作成する暗号化モジュール４２と、ナンス（nonce）性を有するＩＶ用変数４４ａを生成するＩＶ取得部４４と、圧縮映像データ２３ａにチャレンジデータ２８ｂとＩＶ用変数４４ａとを格納して暗号化対象データ４３ａを作成するＵｓｅｒ＿ｄａｔａ格納部４３と、を備えている。
【００３６】
暗号キー生成モジュール４１は、カメラ固有情報（ＩＶ＿ＩＮ）とチャレンジデータ２８ｂ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と所定値（ＩＮ）との排他的論理和を暗号キー４１ａ（ＯＵＴ）として出力する。
ここに、暗号キー生成モジュール４１に入力されるカメラ固有の情報は、例えば送信側装置Ｓが付属されるアナログ映像データ２１ａを入力する各カメラ毎に設定された識別番号である。
【００３７】
暗号化モジュール４２は、ＩＶ取得部４４が生成したＩＶ用変数４４ａ（ＩＶ＿ＩＮ）と暗号キー生成モジュール４１が生成した暗号キー４１ａ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列とＵｓｅｒ＿ｄａｔａ格納部４３が作成する暗号化対象データ４３ａ（ＩＮ）との排他的論理和を暗号映像データ２４ａ（ＯＵＴ）として出力する。
【００３８】
受信側装置Ｒの復号処理部２８は、チャレンジデータに基づいて暗号キーを生成する暗号キー生成モジュール５１と、前記生成した暗号キーを用いて暗号データを復号する復号化モジュール５２と、送信側装置Ｓに送信するチャレンジデータ２８ｂを保持するチャレンジデータ保持部５６と、送信側装置Ｓに送信するチャレンジデータ２８ｂを切替える切替え部５７と、受信した暗号映像データ２７ａから暗号化されたチャレンジデータ５３ａとＩＶ用変数５３ｂとを抽出するＵｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３と、復号化された圧縮映像データ２８ａから復号化されたチャレンジデータ５４ａを抽出するＵｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５４と、チャレンジデータ保持部５６の保持するチャレンジデータ（すなわち、送信したチャレンジデータ２８ｂ）と復号化されたチャレンジデータ５４ａとを比較して共通の暗号キーが生成されたか否かを認証する認証部５５と、を備えている。
【００３９】
暗号キー生成モジュール５１は、カメラ固有情報（ＩＶ＿ＩＮ）とチャレンジデータ２８ｂ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と所定値（ＩＮ）との排他的論理和を暗号キー５１ａ（ＯＵＴ）として出力する。
ここに、暗号キー生成モジュール５１に入力されるカメラ固有の情報は、暗号キー生成モジュール４１に入力される情報と同一の情報とされる。例えば、受信側装置Ｒに対して、複数の送信側装置Ｓが接続される場合には、各送信側装置Ｓに付属された各カメラの識別番号を受信側装置Ｒにおいて記憶管理しておき、受信側装置Ｒに対して通信接続された送信側装置Ｓに対応するカメラの識別番号を暗号キー生成モジュール５１に入力するようにすればよい。
【００４０】
復号化モジュール５２は、送信側装置Ｓの暗号化モジュール４２に用いたＩＶ用変数４４ａと同じ値であるＩＶ用変数５３ｂ（ＩＶ＿ＩＮ）と暗号キー生成モジュール５１が生成した暗号キー５１ａ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と暗号映像データ２７ａ（ＩＮ）との排他的論理和を圧縮映像データ２８ａ（ＯＵＴ）として出力する。
【００４１】
なお、本例で用いる圧縮映像データ２３ａ、２８ａはＪＰＥＧデータであり、ＪＰＥＧデータのフォーマットを図６に示す。
ＪＰＥＧ圧縮アルゴリズムでは１ピクチャ単位で圧縮処理を行うため、ＪＰＥＧデータの先頭には画像の開始を示すStart of Image（ＳＯＩ）マーカが、末尾は画像の終了を示すEnd of Image（ＥＯＩ）マーカと呼ばれるユニークなマーカ（２Ｂｙｔｅｓ）がくる。また、ＳＯＩとＥＯＩとの間はマーカと引数とがまとまったマーカ部分列が複数連結する構成となっており、各マーカ部分列の先頭に位置する４Ｂｙｔｅｓのマーカコードが、そのマーカ部分列の種別とサイズとをあらわす。また、ＪＰＥＧデータは、前記マーカコードを用いると独自にｕｓｅｒ＿ｄａｔａ領域用のマーカ部分列を作成し挿入することができる。
【００４２】
本例においては、ＪＰＥＧデータの先頭のＳＯＩコードと末尾のＥＯＩコードとの間の所定位置に独自のマーカ部分列（ＡＰＰ０マーカ部分列）を挿入してｕｓｅｒ＿ｄａｔａ領域として使用する。例えば、圧縮映像データ２３ａ（ＪＰＥＧデータ）の先頭に位置するＳＯＩマーカの直後に独自のマーカ部分列としてＡＰＰＯマーカ部分列（マーカコード４Ｂｙｔｅｓ、ユーザデータ長３２Ｂｙｔｅｓ）を挿入し、図７に示すようにｕｓｅｒ＿ｄａｔａ領域の前半１６Ｂｙｔｅｓに取得したＩＶ用変数４４ａ（１６Ｂｙｔｅｓ）を、後半１６Ｂｙｔｅｓに受信側装置Ｓから送信されたチャレンジデータ２８ｂを格納する。
なお、本例ではＪＰＥＧデータを用いて説明を行っているが、ＪＰＥＧデータに限定されるものではなく、ユーザが独自に使用を認められているｕｓｅｒ＿ｄａｔａ領域を持つ全てのアプリケーションデータに適用することができる。
【００４３】
図４及び図５に示した送信側装置Ｓの暗号処理部２４と受信側装置Ｒの復号処理部２８との備える各機能手段の処理について、実際の処理手順に従って詳述する。
送信側装置Ｓと受信側装置Ｒとによる暗号通信を開始するにあたり、受信側装置Ｒを操作するユーザに対し、受信側装置Ｒが備えるＧＵＩ設定部３１によりチャレンジデータ３１ａの入力を受け付ける。暗号通信の開始時は、切替え部５７はＧＵＩ設定部３１により入力された値を送信側装置Ｓに送信するように設定されており、入力された値をチャレンジデータ２８ｂとしてデータ送信要求と共にＬＡＮインターフェイス部２７によって送信側装置Ｓに送信する。なお、送信されたチャレンジデータ２８ｂはチャレンジデータ保持部５６に一旦格納され、以降の処理に用いられる。
【００４４】
送信側装置Ｓは、ＬＡＮインターフェイス部２５がデータ送信要求を受信すると、併せて受信したチャレンジデータ２８ｂを暗号処理部２４に受け渡して暗号処理を行う。
暗号処理部２４では、まず、暗号キー生成モジュール４１が、カメラ固有情報（ＩＶ＿ＩＮ）と受信したチャレンジデータ２８ｂ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と所定値（ＩＮ）との排他的論理和を暗号キー４１ａ（ＯＵＴ）として出力する。
【００４５】
Ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ格納部４３は、暗号化モジュール４２のＩＶ＿ＩＮとして用いるためにＩＶ取得部４４で生成したＩＶ用変数４４ａとチャレンジデータ２８ｂとを圧縮映像データ２３ａに格納して暗号化対象データ４３ａを作成する。
本例において扱う圧縮映像データ２３ａ（ＪＰＥＧデータ）は、図７に示すように独自のＡＰＰ０マーカ部分列を挿入してユーザデータ領域として用いており、ＡＰＰ０マーカ部分列のｕｓｅｒ＿ｄａｔａ領域の前半部分（ＩＶ用）にＩＶ用変数４４を、後半部分（チャレンジデータ用）にチャレンジデータ２８ｂを格納する。
【００４６】
暗号化モジュール４２は、ＩＶ取得部４４が生成したＩＶ用変数４４ａ（ＩＶ＿ＩＮ）と暗号キー生成モジュール４１が生成した暗号キー４１ａ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と暗号化対象データ４３ａ（ＩＮ）との排他的論理和を暗号映像データ２４ａ（ＯＵＴ）として出力する。
ただし、暗号化モジュール４２は、図８に示すようにＪＰＥＧデータのうちＩＶ用変数４４ａが格納されているＩＶ用変数格納部は暗号化せず、チャレンジデータ２８ｂが格納されているチャレンジデータ格納部以降を暗号化するものとする（ＩＶ用変数４４ａは、復号処理部２８の復号化モジュール５２のＩＶ＿ＩＮとして用いるために暗号化しない。）。
その後、送信側装置ＳのＬＡＮインターフェイス部２５が、暗号映像データ２４ａを受信側装置Ｒに送信する。
【００４７】
受信側装置Ｒは、ＬＡＮインターフェイス部２７が受信した暗号映像データ２７ａを復号処理部２８に受け渡して復号処理を行う。
復号処理部２８では、まず、暗号キー生成モジュール５１が、送信側装置Ｓの暗号キー生成モジュール４１と同様に、カメラ固有情報（ＩＶ＿ＩＮ）とチャレンジデータ２８ｂ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と所定値（ＩＮ）との排他的論理和を暗号キー５１ａ（ＯＵＴ）として出力する。
【００４８】
復号処理部２８のＵｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３は、暗号映像データ２７ａからチャレンジデータ５３ａとＩＶ用変数５３ｂとを抽出する。
暗号映像データ２７ａは、図８に示すようにＩＶ用変数格納部は暗号化されておらず、チャレンジデータ格納部以降が暗号化されている。
すなわち、Ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３が暗号映像データ２７ａから抽出するＩＶ用変数５３ｂは、暗号処理部２４のＭＵＧＩモジュールのＩＶ＿ＩＮとして入力されるＩＶ用変数４４ａと同じ値であり、復号化モジュール５２のＩＶ＿ＩＮとして用いられる。
また、Ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３が暗号映像データ２７ａから抽出するチャレンジデータ５３ａは、チャレンジデータ２８ｂが暗号化された値であり、次回送信するチャレンジデータとして用いるため、一旦バッファに保持しておく。
【００４９】
復号化モジュール５２は、前記抽出したＩＶ用変数５３ｂ（ＩＶ＿ＩＮ）と暗号キー生成モジュール５１が生成した暗号キー５１ａ（ｒａｗ＿ＩＮ）とに基づいて擬似乱数列を生成し、当該擬似乱数列と暗号映像データ２７ａとの排他的論理和を圧縮映像データ２８ａ（ＯＵＴ）として出力する。
【００５０】
Ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５４は、復号化された圧縮映像データ２８ａから復号化されたチャレンジデータ５４ａを抽出する。
認証部５５は、チャレンジデータ保持部５６の保持するチャレンジデータと前記抽出したチャレンジデータ５４ａとを比較する。比較した結果が一致するということは、暗号処理部２４の暗号キー生成モジュール４１が生成した暗号キー４１ａと復号処理部２８の暗号キー生成モジュール５１が生成した暗号キー５１ａとが一致しており、正常に処理が行われたと判断できる。
【００５１】
このとき、Ｕｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３で一旦バッファに保持しておいた暗号化チャレンジデータ５３ａをチャレンジデータ保持部５６に入力し、切替え部５７をチャレンジデータ保持部５６が保持するチャレンジデータを送信するように切替え、次回のデータ配信要求と共にチャレンジデータ２８ｂとして送信する。
【００５２】
すなわち、次回（２巡目）に送信するチャレンジデータは前回（１巡目）に送信したチャレンジデータの暗号化チャレンジデータ５３ａであり、１巡目のチャレンジデータ２８ｂとは異なるデータとなる。したがって、２巡目の処理では、１巡目とは異なる暗号キーを用いて処理が行われる。よって、２巡目の処理でＵｓｅｒ＿ｄａｔａ抽出部５３が抽出する暗号化チャレンジデータは、１巡目の暗号化チャレンジデータ５３ａを更に暗号化したチャレンジデータであるため、３巡目の処理に用いるチャレンジデータは１巡目のチャレンジデータ２８ｂとも２巡目のチャレンジデータとも異なるデータとなる。４巡目以降も同様に１巡前の暗号化チャレンジデータを用いるため、毎回異なるチャレンジデータとなる。
したがって、データ配信要求毎に異なるチャレンジデータを用いることができるため、毎回異なる暗号キーを用いることができ、暗号通信の秘匿性を継続的に確保することができる。
【００５３】
また、各チャレンジデータが互いに一致しない場合は、暗号処理部２４の暗号キー生成モジュール４１が生成した暗号キー４１ａと復号処理部２８の暗号キー生成モジュール５１が生成した暗号キー５１ａとは異なっており、何らかの異常が発生していると判断できる。このときは、受信側装置Ｒを操作するユーザに対し、ＧＵＩ設定部３１によるチャレンジデータ３１ａの入力からやり直す等、状況に応じた処置を行う。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一例に係る暗号通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一例に係る暗号通信システムの処理手順を示す図である。
【図３】本発明の一例に係る暗号通信システムを構成する装置の内部機能ブロックを示す図である。
【図４】本発明の一例に係る暗号処理部の構成を示す図である。
【図５】本発明の一例に係る復号処理部の構成を示す図である。
【図６】ＪＰＥＧデータのフォーマットを示す図である。
【図７】本発明の一例に係るＪＰＥＧデータにおけるユーザデータ領域を示す図である。
【図８】本発明の一例に係る暗号化対象部分を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ：送信側装置、
Ｒ：受信側装置、
１：データ入力処理手段、
２：送信側通信手段、
３：送信側暗号キー生成手段、
４：暗号化手段、
５：受信側通信手段、
６：チャレンジデータ保持手段、
７：受信側暗号キー生成手段、
８：復号化手段、
９：暗号キー認証手段、
１０：データ出力処理手段、
１１：チャレンジデータ入力手段
【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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