(57)【要約】【課題】秘匿性を低下させずに、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化すること。【解決手段】無線伝送装置１０は、暗号鍵を更新する場合、暗号鍵を生成すると共に、暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力する鍵生成部１１と、トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、暗号鍵を前記タイミングで更新する暗号化部１２と、入力されたデータから制御情報を含む無線フレームを生成するフレーム生成部１３と、暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信する送信部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新する暗号化部と、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成するフレーム生成部と、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信する送信部と、を備える無線伝送装置。
【請求項２】
前記フレーム生成部は、前記無線フレームの先頭を示すパルス信号であるフレームパルスを出力し、
前記タイミングは、前記トリガ情報が出力された直後のフレームパルスが出力されるタイミングである、請求項１に記載の無線伝送装置。
【請求項３】
前記鍵生成部は、前記暗号鍵を更新しない場合、前記トリガ情報を出力せず、前記暗号鍵を更新しないことを示す制御情報を出力し、
前記暗号化部は、前記トリガ情報が出力されない場合、前記カウンタ値を更新する、請求項１又は２に記載の無線伝送装置。
【請求項４】
前記フレーム生成部は、前記制御情報を前記無線フレームのオーバーヘッド領域に設定して前記無線フレームを生成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線伝送装置。
【請求項５】
前記オーバーヘッド領域は、前記暗号化を行わないデータ領域である、請求項４に記載の無線伝送装置。
【請求項６】
暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置から受信すると共に、前記暗号鍵が更新されるか否かを示す制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出する受信部と、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられる復号鍵を生成し、前記復号鍵を更新することを示すトリガ情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、前記復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号鍵を前記タイミングで更新する復号化部と、を備える無線伝送装置。
【請求項７】
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、を含む通信制御方法。
【請求項８】
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、をコンピュータに実行させる通信制御プログラム。
【請求項９】
第１の無線伝送装置と、第２の無線伝送装置とを含み、
前記第１の無線伝送装置は、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を更新することを示す制御情報を出力し、暗号化に用いられる第１のカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新し、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成し、
前記暗号鍵と前記第１のカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを前記第２の無線伝送装置に送信し、
前記第２の無線伝送装置は、
前記暗号化された無線フレームを前記第１の無線伝送装置から受信すると共に、前記制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出し、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号化に用いられる復号鍵を前記タイミングで更新する、無線伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線伝送装置、通信制御方法、通信制御プログラム及び無線伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線伝送システムにおいて、無線区間におけるペイロード（Payload）データの秘匿性を保持するために、鍵を用いた暗号化が用いられる。また、秘匿性を保持するために、一定時間毎に当該鍵を更新する（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
ここで、共通鍵を用いた暗号化方式のうち、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）−ＣＴＲ（CounTR mode）方式は特に安全性が高い。そのため、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式は、マイクロ波固定無線伝送装置等の無線伝送装置において広く採用されている。ＡＥＳ−ＣＴＲ方式は、無線伝送装置内部で生成したカウンタ値を暗号化し、ペイロードデータと排他的論理和をとる方式である。無線伝送装置は、暗号化を行うデータブロック毎にユニークとなる様にカウンタ値を定めることで秘匿性を保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１４７９３４号
【特許文献２】特開２０１７−０３８１４４号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２２４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線伝送装置が生成できるカウンタ値のサイズには限界がある。そのため、無線伝送装置は、当該カウンタ値を再利用するために、いずれかのタイミングで初期化する。しかし、無線伝送装置が、カウンタ値をいずれかのタイミングで初期化したとしても、同一の暗号鍵を用いて暗号化を実施している限り、同一の平文に対して暗号文の繰り返しが生じてしまう。すなわち、このような場合、暗号文の繰り返しパタン等から、第三者が平文を推定してしまうという可能性があり、第三者が平文を推定してしまうと秘匿性が低下する。
【０００６】
ところで、上述した特許文献１〜２には、カウンタ値を用いた技術が開示されているが、特許文献１及び２に開示されたカウンタ値は、送信側の無線伝送装置から受信側の無線伝送装置に送信される伝送フレームに付与されるカウンタ値である。すなわち、上述した特許文献１及び２は、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化に用いられるカウンタ値について言及していない。また、特許文献３も同様に、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化に用いられるカウンタ値について言及していない。
【０００７】
本開示の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、秘匿性を低下させずに、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化することが可能な無線伝送装置、通信制御方法、通信制御プログラム及び無線伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様にかかる無線伝送装置は、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新する暗号化部と、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成するフレーム生成部と、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信する送信部と、を備える。
【０００９】
第２の態様にかかる無線伝送装置は、
暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置から受信すると共に、前記暗号鍵が更新されるか否かを示す制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出する受信部と、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられる復号鍵を生成し、前記復号鍵を更新することを示すトリガ情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、前記復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号鍵を前記タイミングで更新する復号化部と、を備える。
【００１０】
第３の態様にかかる通信制御方法は、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、を含む通信制御方法である。
【００１１】
第４の態様にかかる通信制御プログラムは、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、をコンピュータに実行させる通信制御プログラムである。
【００１２】
第５の態様にかかる無線伝送システムは、
第１の無線伝送装置と、第２の無線伝送装置とを含み、
前記第１の無線伝送装置は、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を更新することを示す制御情報を出力し、暗号化に用いられる第１のカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新し、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成し、
前記暗号鍵と前記第１のカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを前記第２の無線伝送装置に送信し、
前記第２の無線伝送装置は、
前記暗号化された無線フレームを前記第１の無線伝送装置から受信すると共に、前記制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出し、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号化に用いられる復号鍵を前記タイミングで更新する。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、秘匿性を低下させずに、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態の概要にかかる無線伝送システムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる無線伝送システムの構成例を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる送信機の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態にかかる無線フレームデータを説明する図である。
【図５】鍵交換及びカウンタ値の初期化タイミングを説明する図である。
【図６】実施の形態にかかる受信機の構成例を示す図である。
【図７】実施の形態にかかる送信機の動作例を説明する図である。
【図８】実施の形態にかかる受信機の動作例を説明する図である。
【図９】他の実施の形態にかかる無線伝送装置等の構成例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図
面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面
において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略され
ている。
【００１６】
（実施の形態の概要）
本開示の実施の形態の説明に先立って、実施の形態の概要について説明する。図１を用いて、実施の形態の概要にかかる無線伝送システム１について説明する。図１は、実施の形態の概要にかかる無線伝送システムの構成例を示す図である。
【００１７】
無線伝送システム１は、無線伝送装置１０と、無線伝送装置２０とを備える。無線伝送装置１０及び無線伝送装置２０は、例えば、マイクロ波固定無線伝送装置、ミリ波固定無線伝送装置等であってもよい。無線伝送装置１０は、無線伝送システム１における送信側の無線伝送装置である。無線伝送装置２０は、無線伝送システム１における受信側の無線伝送装置である。
【００１８】
なお、無線伝送装置１０は、受信側の無線伝送装置としても動作可能であり、無線伝送装置２０は送信側の無線伝送装置としても動作可能である。すなわち、以降の説明では、無線伝送装置１０は送信側の機能部のみを有し、無線伝送装置２０は受信側の機能部のみを有することとして説明を行うが、無線伝送装置１０及び２０は、送信側の機能部及び受信側の機能部の両方を備える構成であってもよい。
【００１９】
無線伝送装置１０及び２０は、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化方式に対応する通信装置である。無線伝送装置１０は、入力されたデータを暗号鍵及びカウンタ値を用いて暗号化した無線フレームを無線伝送装置２０に送信する。無線伝送装置２０は、暗号化された無線フレームを無線伝送装置１０から受信し、暗号化された無線フレームを復号鍵及びカウンタ値を用いて復号化してデータを出力する。
【００２０】
次に、無線伝送装置１０の構成例を説明する。無線伝送装置１０は、鍵生成部１１、暗号化部１２、フレーム生成部１３及び送信部１４を備える。鍵生成部１１、暗号化部１２、フレーム生成部１３及び送信部１４は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。また、鍵生成部１１、暗号化部１２、フレーム生成部１３及び送信部１４は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、プロセッサ等の回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【００２１】
鍵生成部１１は、暗号鍵を更新する場合、暗号鍵を生成すると共に、暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力する。
暗号化部１２は、鍵生成部１１がトリガ情報を出力した場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、暗号鍵を当該タイミングで更新する。
【００２２】
フレーム生成部１３は、入力されたデータから鍵生成部１１が生成した制御情報を含む無線フレームを生成する。
送信部１４は、暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを無線伝送装置２０に送信する。
【００２３】
次に、無線伝送装置２０の構成例を説明する。無線伝送装置２０は、受信部２１、鍵生成部２２及び復号化部２３を備える。受信部２１、鍵生成部２２及び復号化部２３は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。また、受信部２１、鍵生成部２２及び復号化部２３は、例えば、ＦＰＧＡ、プロセッサ等の回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【００２４】
受信部２１は、暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを無線伝送装置１０から受信すると共に、暗号鍵を更新するか否かを示す制御情報を暗号化された無線フレームから抽出する。
【００２５】
鍵生成部２２は、制御情報が暗号鍵を更新することを示す情報であるか否かを判定する。鍵生成部２２は、制御情報が暗号鍵を更新することを示す情報である場合、暗号化された無線フレームの復号化に用いられる復号鍵を生成し、復号鍵を更新することを示すトリガ情報を出力する。
【００２６】
復号化部２３は、鍵生成部２２がトリガ情報を出力した場合、復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、復号鍵を当該タイミングで更新する。
【００２７】
以上説明した様に、無線伝送装置１０は、暗号鍵を更新する場合、暗号鍵を更新することを示す制御情報を含む無線フレームを生成し、無線伝送装置２０に送信する。無線伝送装置１０は、暗号鍵を更新する場合、所定のタイミングで、暗号化に用いられる暗号鍵を更新すると共に、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化する。無線伝送装置２０は、無線伝送装置１０から、暗号鍵が更新されることを示す制御情報を受信する場合、所定のタイミングで、復号化の際に用いられる復号鍵を更新すると共に、復号化に用いられるカウンタ値を初期化する。すなわち、無線伝送装置１０及び無線伝送装置２０は、同一のタイミングにおいて、自装置が用いる鍵（暗号鍵又は復号鍵）を更新すると共に、カウンタ値を初期化する。無線伝送装置１０及び無線伝送装置２０が用いる鍵に対するカウンタ値はユニークであるため、秘匿性は低下しない。したがって、無線伝送装置１０及び無線伝送装置２０を用いることにより、秘匿性を低下させずに、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化することが可能となる。
【００２８】
（実施の形態）
以下、本開示の実施の形態の詳細について説明する。
＜無線伝送システムの構成例＞
まず、図２を用いて、無線伝送システム１０００について説明する。図２は、実施の形態にかかる無線伝送システムの構成例を示す図である。無線伝送システム１０００は、送信機１００と、受信機２００とを備える。送信機１００及び受信機２００は、例えば、マイクロ波固定無線伝送装置、ミリ波固定無線伝送装置等であってもよい。送信機１００及び受信機２００は、無線伝送路５０により接続されており、無線伝送路５０を介して通信を行う。なお、無線伝送路５０は、無線回線とも言えるので、送信機１００及び受信機２００は、無線回線を介して通信を行うとも言える。
【００２９】
送信機１００は、実施の形態の概要における無線伝送装置１０に対応する。送信機１００は、無線伝送システム１０００における送信側の無線伝送装置である。送信機１００は、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化方式に対応する無線伝送装置である。送信機１００は、イーサネット（登録商標）、ＰＤＨ（Plesiochronous Digital Hierarchy）、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）等の有線の通信網よりペイロードデータが入力される。送信機１００は、入力されたデータ（ペイロードデータ）をＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化方式により暗号化して、無線伝送路５０を介して受信機２００に暗号化した無線フレームを送信する。
【００３０】
受信機２００は、実施の形態の概要における無線伝送装置２０に対応する。受信機２００は、無線伝送システム１０００における受信側の無線伝送装置である。受信機２００は、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化方式に対応する無線伝送装置である。受信機２００は、無線伝送路５０を介して暗号化された無線フレームを受信する。受信機２００は、暗号化された無線フレームを、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化方式を用いて、復号化してデータ（ペイロードデータ）をイーサネット、ＰＤＨ、ＳＤＨ等の有線の通信網に出力する。
【００３１】
なお、以降の説明では、送信機１００は送信側の無線伝送装置であり、受信機２００は受信側の無線伝送装置であるとして説明を行うが、送信機１００及び受信機２００は、送信側だけでなく受信側の無線伝送装置として動作可能であってもよい。すなわち、送信機１００は、受信機２００の機能部を有する構成であってもよい。同様に、受信機２００は、送信機１００の機能部を有する構成であってもよい。
【００３２】
＜送信機の構成例＞
続いて、図３を用いて、実施の形態にかかる送信機１００の構成例について説明する。図３は、実施の形態にかかる送信機の構成例を示す図である。送信機１００は、無線フレーム生成部１０１、鍵生成部１０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３及び送信部１０４を備える。
【００３３】
無線フレーム生成部１０１、鍵生成部１０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３及び送信部１０４は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。また、無線フレーム生成部１０１、鍵生成部１０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３及び送信部１０４は、例えば、ＦＰＧＡ、プロセッサ等の回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。ＦＰＧＡを用いる場合、並列かつリアルタイムな処理が可能となる。
【００３４】
無線フレーム生成部１０１は、実施の形態の概要におけるフレーム生成部１３に対応する。無線フレーム生成部１０１は、イーサネット、ＰＤＨ、ＳＤＨ等の有線の通信網より入力されたペイロードデータから無線フレームを生成する。
【００３５】
無線フレーム生成部１０１は、入力されたペイロードデータを無線フレームフォーマットのペイロード領域に多重し、無線フレームデータ及びフレームパルスをＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３に出力する。フレームパルスは、無線フレームデータの先頭を示すパルス信号であり、各機能部において信号処理を行う基準となるパルス信号である。
【００３６】
また、無線フレーム生成部１０１は、後述する鍵生成部１０２が生成した鍵交換情報を無線フレームフォーマットの鍵交換情報領域に多重して無線フレームデータを生成する。鍵交換情報は、実施の形態の概要における制御情報に対応する。鍵交換情報は、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３において用いられる暗号鍵を更新するか否かを示す制御情報である。送信機１００において暗号化された無線フレームを受信機２００が正しく復号化するためには、送信機１００及び受信機２００において、自装置で用いる鍵を更新するタイミングをそろえる必要がある。そのため、無線フレーム生成部１０１は、鍵交換情報領域に鍵交換情報を多重化して無線フレームデータを生成し、受信機２００に鍵交換のタイミングを通知する。なお、本明細書において、鍵交換は、自装置の鍵を更新することとして記載する。つまり、無線フレーム生成部１０１は、鍵交換情報を含む無線フレームを受信機２００に送信することにより、鍵を更新するタイミングを通知する。
【００３７】
ここで、図４を用いて、無線フレーム生成部１０１が生成する無線フレームデータについて説明する。図４は、実施の形態にかかる無線フレームデータを説明する図である。図４に示すように、無線フレームデータは、オーバーヘッド領域と、ペイロードデータ領域とにより構成される。
【００３８】
ペイロードデータ領域は、オーバーヘッド領域の後ろに設定されるデータ領域である。ペイロードデータ領域は、ペイロードデータが設定される領域であって、無線フレーム生成部１０１が、入力されたペイロードデータを多重して設定する領域である。
【００３９】
オーバーヘッド領域は、無線フレームの先頭からペイロードデータまでの領域である。オーバーヘッド領域は、フレーム同期確立、適応変調制御、送信電力制御等の無線回線の制御に必要な情報が設定される領域である。オーバーヘッド領域は、フレームパタン領域と、鍵交換情報領域と、その他の制御情報領域と、を含む。
【００４０】
フレームパタン領域には、受信機２００においてフレーム同期を確立するための固定データパタンが設定される。
鍵交換情報領域には、無線フレーム生成部１０１が多重する鍵交換情報が設定される。鍵交換情報は、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３において用いられる暗号鍵を更新するか否かを示す制御情報である。具体的には、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３において用いられる暗号鍵が更新される場合、鍵交換情報は“鍵交換有”を示す制御情報が設定される。また、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３において用いられる暗号鍵が更新されない場合、“鍵交換無”を示す制御情報が設定される。
その他の制御情報領域には、上記を除く他の制御情報が設定される。
【００４１】
オーバーヘッド領域は、フレーム同期確立するためのフレームパタン、適応変調制御のための変調方式情報等が多重されているため、無線伝送環境の劣化に対する誤り耐力をペイロード領域よりも強くする必要がある。そのため、送信機１００は、最低多値数の変調方式に固定する、誤り訂正符号化を実施する、等を実施することにより、無線断絶まで至らないと伝送エラーが発生しない様にオーバーヘッド領域の誤り耐力を強化する。したがって、無線フレーム生成部１０１は、鍵交換情報をオーバーヘッド領域に多重することで、無線伝送環境が劣化しても、送信機１００及び受信機２００で鍵交換を行うタイミングが揃え、同じタイミングにより鍵交換を実施する。なお、オーバーヘッド領域に設定される情報は、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化区間内で多重及び抽出を行うため、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化を行わないデータ領域である。
【００４２】
図３に戻り、鍵生成部１０２について説明する。鍵生成部１０２は、実施の形態の概要における鍵生成部１１に対応する。鍵生成部１０２は、一定時間毎に乱数を発生させ、発生させた乱数を用いてＡＥＳ暗号化に用いる暗号鍵を生成する。鍵生成部１０２は、送信機１００及び受信機２００において共通する鍵を生成するため、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎの鍵交換方式を利用する。鍵生成部１０２は、生成した暗号鍵と、暗号鍵を更新することを示すトリガ情報である鍵更新トリガとをＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３に出力する。なお、鍵生成部１０２は、暗号鍵を更新しない場合、鍵更新トリガを送信しない。
【００４３】
鍵生成部１０２は、暗号鍵を更新するか否かを示す制御情報である鍵交換情報を無線フレーム生成部１０１が無線フレームを生成する毎に生成し、無線フレーム生成部１０１に出力する。鍵生成部１０２は、暗号鍵を更新する場合、暗号鍵を更新することを示す鍵交換情報を生成する。換言すると、鍵生成部１０２は、“鍵交換有”を示す鍵交換情報を生成する。また、鍵生成部１０２は、暗号鍵を更新しない場合、暗号鍵を更新しないことを示す鍵交換情報を生成する。換言すると、鍵生成部１０２は、“鍵交換無”を示す鍵交換情報を生成する。
【００４４】
ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、実施の形態の概要における暗号化部１２に対応する。ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、無線フレーム生成部１０１が出力した無線フレームデータに対してＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化を行った後に、暗号化された無線フレームデータとフレームパルスとを送信部１０４に出力する。
【００４５】
ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、鍵生成部１０２からトリガ情報が出力された場合、ＡＥＳ−ＣＴＲ方式による暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化し、同じタイミングで鍵生成部１０２が生成した暗号鍵に更新する。
【００４６】
ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、カウンタ生成部１３３と、ＡＥＳ暗号化部１２３と、ＸＯＲ（eXclusive OR）部１１３とを備える。
【００４７】
カウンタ生成部１３３は、ＡＥＳ暗号化に用いられるカウンタ値を暗号化ブロック毎に生成し、生成したカウンタ値をＡＥＳ暗号化部１２３に出力する。カウンタ生成部１３３は、鍵生成部１０２からトリガ情報が出力された場合、トリガ情報が出力された直後のフレームパルスにおいてカウンタ値を初期化する。換言すると、トリガ情報が出力されるタイミングにおいてもフレームパルスが出力されるので、カウンタ生成部１３３は、トリガ情報と同タイミングで出力されるフレームパルスの次のフレームパルスにおいてカウンタ値を初期化する。
【００４８】
なお、カウンタ生成部１３３がカウンタ値を初期化するタイミングは、暗号鍵を更新するタイミングと同じであればよいので、トリガ情報が出力された後の所定のフレームパルスであってもよい。また、カウンタ値が初期化された場合に設定される初期値は、暗号鍵に対してユニークな値であればよいので任意に設定可能であってもよい。なお、カウンタ値が初期化されるタイミング及び暗号鍵を更新するタイミングについての詳細な説明は後述する。
【００４９】
また、カウンタ生成部１３３は、鍵生成部１０２からトリガ情報が出力されない場合、カウンタ値を更新する。カウンタ生成部１３３は、カウンタ値を１増加させるようにカウンタ値を更新してもよいし、カウンタ値を１減少させるようにカウンタ値を更新してもよい。なお、カウンタ値が暗号鍵に対してユニークな値であればよいので、カウンタ生成部１３３が行うカウンタ値の更新値は任意に設定可能であってもよい。
【００５０】
ＡＥＳ暗号化部１２３は、鍵生成部１０２が生成した暗号鍵を用いて、カウンタ生成部１３３が生成したカウンタ値を暗号化し、暗号化されたカウンタ値をＸＯＲ部１１３に出力する。ＡＥＳ暗号化部１２３は、鍵生成部１０２がトリガ情報を出力した場合、トリガ情報が出力された直後のフレームパルスが出力されるタイミングで暗号鍵を更新する。
【００５１】
ＸＯＲ部１１３は、無線フレーム生成部１０１が生成した無線フレームデータと、ＡＥＳ暗号化部１２３が出力した暗号化されたカウンタ値の排他的論理和をとって、送信部１０４に出力する。
【００５２】
送信部１０４は、実施の形態の概要における送信部１４に対応する。送信部１０４は、暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを受信機２００に送信する。具体的には、送信部１０４は、暗号化された無線フレームデータに対して、スクランブル処理、誤り訂正符号化を行った後に、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）マッピング、波形整形、非線形歪補正、直交変調等を含む変調処理を行う。そして、送信部１０４は、無線伝送路５０を介して、変調信号を受信機２００に送信する。
【００５３】
ここで、図５を用いて、カウンタ値が初期化されるタイミング及び暗号鍵を更新するタイミングを説明する。図５は、鍵交換及びカウンタ値の初期化タイミングを説明する図である。
【００５４】
図５は、上から順に、フレームパルスの出力状況、カウンタ値の更新状況、無線フレームデータの設定状況、及び暗号化に用いられる暗号鍵の状況を示している。
【００５５】
図５において、図の上向きの矢印は、無線フレーム生成部１０１がフレームパルスを出力していることを示しており、フレームパルスＰ１〜Ｐ３、Ｐ１０及びＰ１１は、出力されたフレームパルスの順番を示しているとする。
【００５６】
カウンタ値の状況では、フレームパルスＰ２及びＰ１１が出力されるタイミングにおいて、カウンタ値が初期化されていることを示している。なお、カウンタ値の初期値は１であり、カウンタ生成部１３３は、カウンタ値を更新する場合、カウンタ値を１増加することによりカウンタ値を更新すると仮定して図５の説明を行う。
【００５７】
無線フレームデータの設定状況は、無線フレーム生成部１０１が生成する無線フレームデータに含まれる鍵交換情報に設定された情報を示している。フレームパルスＰ１及びＰ１０において、鍵生成部１０２が“鍵交換有”を示す鍵交換情報を出力し、無線フレーム生成部１０１が当該鍵交換情報を無線フレームに多重したことを示している。また、フレームパルスＰ２、Ｐ３及びＰ１１において、鍵生成部１０２が“鍵交換無”を示す鍵交換情報を出力し、無線フレーム生成部１０１が当該鍵交換情報を無線フレームに多重したことを示している。
【００５８】
暗号鍵の状況は、ＡＥＳ暗号化部１２３が用いている暗号鍵の状況を示している。フレームパルスＰ２において、暗号鍵Ａを使用し、フレームパルスＰ１１において、暗号鍵Ｂを使用したことを示している。換言すると、フレームパルスＰ１１において、ＡＥＳ暗号化部１２３は、暗号鍵Ａから暗号鍵Ｂに鍵交換を行ったことを示している。
【００５９】
鍵生成部１０２は、“鍵交換有”を示す鍵交換情報を出力する場合、鍵交換情報に加えて鍵更新トリガを出力する。カウンタ生成部１３３は、鍵更新トリガを受信すると、鍵更新トリガを受信した次のフレームパルスのタイミングでカウンタ値を初期化する。換言すると、カウンタ生成部１３３は、“鍵交換有”を示す鍵交換情報を出力されたフレームパルスの次のフレームパルスにおいてカウンタ値を初期化する。
【００６０】
同様に、ＡＥＳ暗号化部１２３は、鍵更新トリガを受信した次のフレームパルスのタイミングで鍵交換を実施する。換言すると、ＡＥＳ暗号化部１２３は、“鍵交換有”を示す鍵交換情報を出力されたフレームパルスの次のフレームパルスにおいて鍵交換を実施する。
【００６１】
さらに、鍵生成部１０２が“鍵交換有”を示す鍵交換情報を出力すると、無線フレーム生成部１０１は、当該鍵交換情報を無線フレームに多重し、送信部１０４を介して受信機２００に送信する。
【００６２】
詳細は後述するが、受信機２００において、復号化処理、復号鍵の更新及びカウンタ値の更新を行うことにより、送信機１００及び受信機２００は、同一タイミングで鍵交換及びカウンタ値の初期化を実施することが出来る。そのため、送信機１００及び受信機２００は、ペイロードデータの無線伝送が瞬断すること無く、カウンタ値の初期化及び鍵の交換を実施することが可能となる。
【００６３】
＜受信機の構成例＞
続いて、図６を用いて、実施の形態にかかる受信機２００の構成例を説明する。図６は、実施の形態にかかる受信機の構成例を示す図である。受信機２００は、受信部２０１、鍵生成部２０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３及び無線フレーム抽出部２０４を備える。
【００６４】
受信部２０１、鍵生成部２０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３及び無線フレーム抽出部２０４は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。また、受信部２０１、鍵生成部２０２、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３及び無線フレーム抽出部２０４は、例えば、ＦＰＧＡ、プロセッサ等の回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。ＦＰＧＡを用いる場合、並列かつリアルタイムな処理が可能となる。
【００６５】
受信部２０１は、実施の形態の概要における受信部２１に対応する。受信部２０１は、暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを送信機１００から受信する。受信部２０１は、暗号鍵が更新されることを示すか否かを示す制御情報を暗号化された無線フレームから抽出する。
【００６６】
具体的には、受信部２０１は、無線伝送路５０を介して変調信号を送信機１００から受信する。受信部２０１は、受信した変調信号に対して直交復調、波形整形、ＣＬＫ（Clock）再生、波形等化、キャリア同期確立、ＱＡＭデマッピング等を含む復調処理を行う。また、受信部２０１は、フレーム同期確立、誤り訂正復号化、デスクランブル処理を行った後に、復調した無線フレームデータ及びフレームパルスをＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３に出力する。受信部２０１は、無線フレームフォーマットのフレームパタン領域に設定されたフレームパタンを抽出し、フレームパルスを生成する。また、受信部２０１は、無線フレームフォーマットの鍵交換情報領域に多重されている鍵交換情報を抽出し、抽出した鍵交換情報を鍵生成部１０２に出力する。
【００６７】
鍵生成部２０２は、実施の形態の概要における鍵生成部２２に対応する。鍵生成部２０２は、鍵交換情報が、暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、暗号化された無線フレームの復号化に用いられる復号鍵を生成し、復号鍵を更新することを示すトリガ情報である鍵更新トリガを出力する。
【００６８】
具体的には、鍵生成部２０２は、受信部２０１から受信した鍵交換情報が、暗号鍵が更新されたことを示す情報か否かを判定する。つまり、受信部２０１は、鍵交換情報が“交換有”を示す情報であるか“交換無”を示す情報であるかを判定する。鍵交換情報が“交換有”を示す情報である場合、鍵生成部２０２は、共通鍵を用いて、ＡＥＳ復号化に用いられる復号鍵を生成し、生成した復号鍵と、復号鍵の更新を示す鍵更新トリガとをＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３に出力する。
【００６９】
また、鍵交換情報が“交換有”を示す情報である場合、鍵生成部２０２は、“鍵の交換開始”を示すパルス信号を鍵更新トリガに多重して、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３に出力する。
【００７０】
ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、実施の形態の概要における復号化部２３に対応する。ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、復調した無線フレームデータに対してＡＥＳ−ＣＴＲ方式復号化を行った後に、復号した無線フレームデータ及びフレームパルスを無線フレーム抽出部２０４に出力する。
【００７１】
また、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、鍵更新トリガが出力された場合、復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化する。また、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、鍵更新トリガが出力された場合、復号鍵を上記タイミングで更新する。
【００７２】
ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、カウンタ生成部２３３、ＡＥＳ暗号化部２２３及びＸＯＲ部２１３を備える。
【００７３】
カウンタ生成部２３３は、ＡＥＳ復号化に用いられるカウンタ値を暗号化ブロック毎に生成し、生成したカウンタ値をＡＥＳ暗号化部２２３に出力する。カウンタ生成部２３３は、鍵生成部２０２からトリガ情報が出力された場合、トリガ情報が出力された直後のフレームパルスにおいてカウンタ値を初期化する。換言すると、トリガ情報が出力されるタイミングにおいてもフレームパルスが出力されるので、カウンタ生成部２３３は、トリガ情報と同タイミングで出力されるフレームパルスの次のフレームパルスにおいてカウンタ値を初期化する。なお、カウンタ生成部２３３がカウンタ値を初期化するタイミングは、送信機１００において暗号鍵を更新し、カウンタ値を初期化するタイミングと同じタイミングとする必要がある。
【００７４】
また、カウンタ生成部２３３は、鍵生成部２０２からトリガ情報が出力されない場合、カウンタ値を更新する。カウンタ生成部２３３は、カウンタ値を１増加させるようにカウンタ値を更新してもよいし、カウンタ値を１減少させるようにカウンタ値を更新してもよい。なお、カウンタ値が暗号鍵に対してユニークな値であればよいので、カウンタ生成部２３３が行うカウンタ値の更新値は任意に設定可能であってもよい。
【００７５】
ＡＥＳ暗号化部２２３は、鍵生成部２０２が生成した復号鍵を用いて、カウンタ生成部２３３が生成したカウンタ値を暗号化し、暗号化されたカウンタ値をＸＯＲ部２１３に出力する。ＡＥＳ暗号化部２２３は、鍵生成部２０２がトリガ情報を出力した場合、トリガ情報が出力された直後のフレームパルスが出力されるタイミングで復号鍵を更新する。
【００７６】
ＸＯＲ部２１３は、受信部２０１が出力した無線フレームデータと、ＡＥＳ暗号化部２２３が出力した暗号化されたカウンタ値の排他的論理和をとって、無線フレーム抽出部２０４に出力する。
【００７７】
無線フレーム抽出部２０４は、復号した無線フレームデータからイーサネット、ＰＤＨ、ＳＤＨ等の各種ペイロードデータを抽出して、有線の通信網に出力する。
【００７８】
＜送信機の動作例＞
続いて、図７を用いて、実施の形態にかかる送信機１００の動作例を説明する。図７は、実施の形態にかかる送信機の動作例を説明する図である。図７は、無線フレーム生成部１０１が無線フレームを生成するタイミング毎に実行されるフローチャートである。換言すると、図７は、無線フレーム生成部１０１がフレームパルスを出力するタイミング毎に実行され、受信機２００との通信が完了するまで繰り返し実行される。なお、前提として、送信機１００は、装置起動後に、暗号鍵を設定し、カウンタ値の初期化を行う。
【００７９】
まず、鍵生成部１０２は、鍵交換を実行するか否かを判定し（ステップＳ１）、鍵交換を実行する場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。一方、鍵交換を実行しない場合（ステップＳ１のＮＯ）、ステップＳ３に進む。
【００８０】
ステップＳ２において、鍵生成部１０２は、暗号鍵を生成し、暗号鍵を更新することを示す鍵更新トリガ及び鍵交換情報を出力する（ステップＳ２）。
【００８１】
ステップＳ３において、鍵生成部１０２は、暗号鍵を更新しないことを示す鍵交換情報を出力する（ステップＳ３）。
【００８２】
次に、無線フレーム生成部１０１は、鍵交換情報を無線フレームのオーバーヘッド領域に含まれる鍵交換情報領域に多重して、有線の通信網から入力されたペイロードデータから無線フレームを生成する（ステップＳ４）。
【００８３】
次に、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、無線フレーム生成部１０１が生成した無線フレームを、暗号鍵を用いて暗号化されたカウンタ値により暗号化し、送信部１０４が無線伝送路５０を介して受信機２００に送信する（ステップＳ５）。
【００８４】
次に、鍵更新トリガが出力されている場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、鍵更新トリガが出力された直後のフレームパルスの出力タイミングにおいて、暗号鍵を更新（鍵交換）し、カウンタ値を初期化する（ステップＳ７）。
【００８５】
一方、鍵更新トリガが出力されていない場合（ステップＳ６のＮＯ）、ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部１０３は、カウンタ値を初期化せずに、暗号化ブロック毎にカウンタ値の更新を継続する（ステップＳ７）。
【００８６】
＜受信機の動作例＞
続いて、図８を用いて、実施の形態にかかる受信機２００の動作例を説明する。図８は、実施の形態にかかる受信機の動作例を説明する図である。図８は、受信部２０１が無線フレームを受信するタイミング毎に実行されるフローチャートである。換言すると、図８は、受信部２０１がフレームパルスを出力するタイミング毎に実行され、送信機１００との通信が完了するまで繰り返し実行される。なお、前提として、受信機２００は、装置起動後に、復号鍵を設定し、カウンタ値の初期化を行う。
【００８７】
まず、受信部２０１は、送信機１００から送信された、暗号化された無線フレームを受信し（ステップＳ１１）、当該無線フレームの鍵交換情報領域から鍵交換情報を抽出し（ステップＳ１２）、抽出した鍵交換情報を出力する。
【００８８】
次に、鍵生成部２０２は、鍵交換情報が、“鍵交換有”を示しているのか、又は“鍵交換無”を示しているのかを判定し、“鍵交換有”を示している場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、復号鍵の生成を行い、鍵更新トリガを出力する（ステップＳ１４）。鍵更新トリガは、復号鍵を更新することを示すトリガ情報であって、“鍵の交換開始”を示すトリガ情報である。
【００８９】
一方、鍵生成部２０２は、鍵交換情報が“鍵交換無”を示している場合（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ１５に進む。
【００９０】
ステップＳ１５において、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、暗号化された無線フレームを、復号鍵とカウンタ値とを用いて復号化し、無線フレーム抽出部２０４は、ペイロードデータを抽出して有線の通信網に出力する（ステップＳ１５）。
【００９１】
次に、鍵更新トリガが出力されている場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、鍵更新トリガが出力された直後のフレームパルスの出力タイミングにおいて、復号鍵を更新（鍵交換）し、カウンタ値を初期化する（ステップＳ１７）。
【００９２】
一方、鍵更新トリガが出力されていない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部２０３は、カウンタ値を初期化せずに、暗号化ブロック毎にカウンタ値の更新を継続する（ステップＳ１８）。
【００９３】
以上説明した様に、送信機１００は、暗号鍵を更新する場合、暗号鍵を更新することを示す鍵交換情報を含む無線フレームを生成し、受信機２００に送信する。送信機１００では、暗号鍵が更新される場合、鍵更新トリガに基づいて所定のタイミングで暗号鍵を更新し、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化する。受信機２００は、鍵交換情報を判定し、鍵交換情報が、暗号鍵が更新されることを示している場合、所定のタイミングで復号鍵を更新し、復号化に用いられるカウンタ値を初期化する。すなわち、送信機１００及び受信機２００は、同一のタイミングにおいて、自装置が用いる鍵（暗号鍵又は復号鍵）を更新すると共に、カウンタ値を初期化する。送信機１００及び受信機２００が用いる鍵に対するカウンタ値はユニークであるため、カウンタ値の初期化により暗号文が同一パタンに繰り返されることは無いため秘匿性は低下しない。したがって、本実施の形態によれば、秘匿性を低下させずに、暗号化に用いられるカウンタ値を初期化することが可能となる。
【００９４】
また、送信機１００及び受信機２００は、各機能部の詳細な構成は異なるが、一般的な送信機１００及び受信機２００の構成と同様の機能部を有していることから装置構成は複雑ではない。すなわち、送信機１００及び受信機２００は、大幅な実装変更を要すること無く、秘匿性を低下させずに暗号化に用いられるカウンタ値を初期化することが可能である。上記の様に、送信機１００及び受信機２００は大幅な実装変更が必要では無いことから、送信機１００及び受信機２００の各機能部をＦＰＧＡで構成した場合であっても、回路規模を増大させることなく、さらに消費電力も増大させることなく実現が可能である。また、例えば、鍵交換間隔を日単位等に制限することにより、暗号化に使用するカウンタ値のサイズを抑制することも可能となる。
【００９５】
（他の実施の形態）
図９は、上述した実施の形態において説明した無線伝送装置１０、２０、送信機１００及び受信機２００（以下、無線伝送装置１０等と称する）の構成例を示すブロック図である。図９を参照すると、無線伝送装置１０等は、ネットワーク・インターフェース１２０１、プロセッサ１２０２、及びメモリ１２０３を含む。ネットワーク・インターフェース１２０１は、他の無線伝送装置と通信するために使用される。ネットワーク・インターフェース１２０１は、例えば、IEEE 802.11 series、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。
【００９６】
プロセッサ１２０２は、メモリ１２０３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてフローチャートを用いて説明された無線伝送装置１０等の処理を行う。プロセッサ１２０２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１２０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。
【００９７】
メモリ１２０３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０３は、プロセッサ１２０２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０２は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１２０３にアクセスしてもよい。
【００９８】
図９の例では、メモリ１２０３は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明された無線伝送装置１０等の処理を行うことができる。
【００９９】
図９を用いて説明したように、無線伝送装置１０等が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１または複数のプログラムを実行する。
【０１００】
以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１０１】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ-ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒy）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１０２】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新する暗号化部と、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成するフレーム生成部と、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信する送信部と、を備える無線伝送装置。
（付記２）
前記フレーム生成部は、前記無線フレームの先頭を示すパルス信号であるフレームパルスを出力し、
前記タイミングは、前記トリガ情報が出力された直後のフレームパルスが出力されるタイミングである、付記１に記載の無線伝送装置。
（付記３）
前記鍵生成部は、前記暗号鍵を更新しない場合、前記トリガ情報を出力せず、前記暗号鍵を更新しないことを示す制御情報を出力し、
前記暗号化部は、前記トリガ情報が出力されない場合、前記カウンタ値を更新する、付記１又は２に記載の無線伝送装置。
（付記４）
前記フレーム生成部は、前記制御情報を前記無線フレームのオーバーヘッド領域に設定して前記無線フレームを生成する、付記１〜３のいずれか１項に記載の無線伝送装置。
（付記５）
前記オーバーヘッド領域は、前記暗号化を行わないデータ領域である、付記４に記載の無線伝送装置。
（付記６）
暗号鍵とカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置から受信すると共に、前記暗号鍵が更新されるか否かを示す制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出する受信部と、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられる復号鍵を生成し、前記復号鍵を更新することを示すトリガ情報を出力する鍵生成部と、
前記トリガ情報が出力された場合、前記復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号鍵を前記タイミングで更新する復号化部と、を備える無線伝送装置。
（付記７）
前記受信部は、前記無線フレームの先頭を示すパルス信号であるフレームパルスを出力し、
前記タイミングは、前記トリガ情報が出力された直後のフレームパルスが出力されるタイミングである、付記６に記載の無線伝送装置。
（付記８）
前記受信部は、前記暗号化された無線フレームに含まれるフレームパタンを抽出し、前記フレームパタンに基づいて、前記フレームパルスを出力する、付記７に記載の無線伝送装置。
（付記９）
前記鍵生成部は、前記制御情報が前記暗号鍵を更新しないことを示す情報である場合、前記トリガ情報を出力せず、
前記復号化部は、前記トリガ情報が出力されない場合、前記カウンタ値を更新する、付記６〜８のいずれか１項に記載の無線伝送装置。
（付記１０）
前記制御情報は、前記無線フレームのオーバーヘッド領域に設定される、付記６〜９のいずれか１項に記載の無線伝送装置。
（付記１１）
前記オーバーヘッド領域は、前記暗号化を行わないデータ領域である、付記１０に記載の無線伝送装置。
（付記１２）
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、を含む通信制御方法。
（付記１３）
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を生成すると共に、前記暗号鍵を更新することを示すトリガ情報及び制御情報を出力することと、
前記トリガ情報が出力された場合、暗号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新することと、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成することと、
前記暗号鍵と前記カウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを他の無線伝送装置に送信することと、をコンピュータに実行させる通信制御プログラム。
（付記１４）
第１の無線伝送装置と、第２の無線伝送装置とを含み、
前記第１の無線伝送装置は、
暗号鍵を更新する場合、前記暗号鍵を更新することを示す制御情報を出力し、暗号化に用いられる第１のカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記暗号鍵を前記タイミングで更新し、
入力されたデータから前記制御情報を含む無線フレームを生成し、
前記暗号鍵と前記第１のカウンタ値とを用いて暗号化された無線フレームを前記第２の無線伝送装置に送信し、
前記第２の無線伝送装置は、
前記暗号化された無線フレームを前記第１の無線伝送装置から受信すると共に、前記制御情報を前記暗号化された無線フレームから抽出し、
前記制御情報が、前記暗号鍵が更新されることを示す情報である場合、前記暗号化された無線フレームの復号化に用いられるカウンタ値を所定のタイミングで初期化すると共に、前記復号化に用いられる復号鍵を前記タイミングで更新する、無線伝送システム。
（付記１５）
前記第１の無線伝送装置及び前記第２の無線伝送装置の各々は、無線フレームの先頭を示すパルス信号であるフレームパルスを出力し、
前記タイミングは、前記暗号鍵を更新することを示す制御情報を含む無線フレームの先頭を示すフレームパルスの次のフレームパルスが出力されるタイミングである、付記１４に記載の無線伝送システム。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１０００  無線伝送システム
１０、２０  無線伝送装置
１１、２２、１０２、２０２  鍵生成部
１２  暗号化部
１３  フレーム生成部
１４、１０４  送信部
２１、２０１  受信部
２３  復号化部
５０  無線伝送路
１００  送信機
１０１  無線フレーム生成部
１０３  ＡＥＳ−ＣＴＲ暗号化部
１１３、２１３  ＸＯＲ部
１２３、２２３  ＡＥＳ暗号化部
１３３、２３３  カウンタ生成部
２００  受信機
２０３  ＡＥＳ−ＣＴＲ復号化部
２０４  無線フレーム抽出部
【図１】
2019212945.tif 000003
【図２】
2019212945.tif 000004
【図３】
2019212945.tif 000005
【図４】
2019212945.tif 000006
【図５】
2019212945.tif 000007
【図６】
2019212945.tif 000008
【図７】
2019212945.tif 000009
【図８】
2019212945.tif 000010
【図９】
2019212945.tif 000011