(57)【要約】【課題】暗号強度の高いデジタル通信方式の提供【解決手段】通信の相手に伝送したい情報のデータを情報データとする。平文の情報データDATAの暗号化により暗号化情報データDATA’を生成し、DATA”に一定の規則（多項式など）を適用することにより誤り制御符号CHECKを生成し、DATA’にCHECKを付した(DATA’+CHECK)を送信する。受信側では、DATA’の復号によりDATAを生成する。DATA’には、前記一定の規則の情報が潜んでいない。そこで、解読者が全数探索法（総当たり攻撃）によりDATA’の解読を試みても、解読の試みで生成されるデータが元の平文か否か、即ち正しく解読されたか否かを判断する基準がないから、DATA’の解読は困難であり、本デジタル通信方式の暗号強度は高い。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信の相手に伝送したい情報を表すデータを情報データと称するとき、平文の情報データの暗号化を行うことにより暗号化情報データを生成し、該暗号化情報データに一定の規則を適用することにより誤り制御符号を生成し、該暗号化情報データに該誤り制御符号を付して送信することを特徴とするデジタル移動体通信方式。
【請求項２】
通信の相手に伝送したい情報を表すデータとして平文の第１及び第２の情報データを含み、該第１及び第2の情報データに関する第1及び第2の誤り制御符号を送信するデジタル移動体通信方式において、
前記第1の誤り制御符号は、第1の情報データに第1の規則を適用することにより生成し、
前記第２の誤り制御符号は、第２の情報データの暗号化により生成した暗号化第２情報データに第２の規則を適用することにより生成し、
第1の情報データに第１の誤り制御符号を付したデータの暗号化により第１のデータを生成し、暗号化第2情報データに第2の誤り制御符号を付した第2のデータを第1のデータとともに送信するデジタル移動体通信方式。
【請求項３】
前記暗号化は、平文データストリームと暗号ストリームとの排他的論理和演算により暗号データストリームを生成する排他的論理和演算方式暗号化であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタル移動体通信方式。
【請求項４】
前記暗号ストリームのビット長は、前記平文データストリームのビット長と同じか又はそれより長いことを特徴とする請求項3に記載のデジタル移動体通信方式。
【請求項５】
前記暗号化は、平文データストリームを所定のビット長に分割することにより区分平文データを生成し、該区分平文データを暗号器により暗号化することにより区分暗号データを生成し、該区分暗号データを順次に連接することにより暗号ストリームを生成する完全暗号化であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタル移動体通信方式。
【請求項６】
前記誤り制御符号は、誤り訂正符号又は誤り検出符号のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデジタル移動体通信方式。
【請求項７】
前記誤り制御符号は、ＣＲＣ符号、ＢＣＨ符号、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号又は畳み込み符号のうちいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデジタル移動体通信方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送したい情報データに誤り制御符号を付し、無線手段により通信の相手に伝送するデジタル通信方式において、暗号化強度を高める方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝送したい情報を暗号化する従来手法の1つとして、排他的論理和（XOR）を用いた方法がある（非特許文献１）。この手法では、何らかの方法で生成したキーワード（スクランブルパタン）を用い、平文データストリームとスクランブルパタンのXOR演算を行うことにより、暗号化データストリームを生成する（図1：XOR演算方式暗号化）。
【０００３】
図１においては、スクランブルパタンは秘密鍵から暗号器による演算によって生成されている。また、平文データストリームの長さより、スクランブルパタンの長さが短い場合は、スクランブルパタンは繰り返し適用される（非特許文献１）。暗号器としては、ブロック暗号器が利用でき、スクランブルパタンの長さは、64bit（DES、トリプルDES等）や128bit（AES、Camelia等）など、平文データストリームの長さに比べ、比較的短いものが使用される。
【０００４】
図１のXOR演算方式暗号化では、一定の長さのスクランブルパタンが繰り返し使用されるため、次のような脆弱性を不可避的に内包する。いま、何らかの理由でスクランブルパタンの一部のビットが解読されたとすると、スクランブルパタンが繰り返し使用される部分の対応する平文ストリームのビットが解読されてしまうことになる。このように暗号の一部が破られると、破られた部分のデータが他の部分の暗号の解読に繰り返し使用されるので、XOR演算方式暗号化の強度は、一定長さのスクランブルパタンが繰り返し使用されるならば、高いとはいえない。
【０００５】
スクランブルパタンのビット長が平文ストリームのビット長と同じかそれより長ければ、暗号器を一度だけしか使わない点では脆弱性は残るが、XOR演算方式暗号化でも暗号強度は高くできる。しかし、スクランブルパタンのビット長を平文ストリームのビット長と同じかそれより大きい長さにするならば、スクランブルパタン生成のための演算のためにプロセッサー(MPU)に多大な計算を要求することとなる。デジタル移動通信方式では、端末の軽量化、携帯性重視の観点から、バッテリの消耗とプロセッサーにかける負荷を軽減させる必要があるので、出来るだけ小電力小型プロセッサーを思量する設計が要求され、膨大な計算量を発生させる長いスクランブルパタンの使用は望ましくない。
【０００６】
暗号強度を高める完全暗号化を図２に示す。平文データストリームは、ブロックごとに分割され、それぞれ暗号器により暗号化され、それらが順次連接されて暗号データストリームが生成される。図２の方式においては、たとえどこか一部分において少数のビットだけ暗号が解読されたとしても、その解読による残部の暗号に対する解読のヒントは、同じブロックのデータにのみ有効であり、他のブロックのデータに関しては無効である。他のブロックのデータと、一部が解読されたブロックのデータとは、独立に暗号器により暗号化されているからである。このように、図２の完全暗号化は、図１の暗号化に比べて暗号強度の強い暗号化方式である。しかしながら、デジタル移動体通信方式においては、軽量性・携帯性重視の観点から、バッテリの消耗とプロセッサーにかける負荷を低減させる必要があるので、出来るだけ小電力小型プロセッサーを使用する設計が要求されるが、平文データストリームを1つ1つ暗号器により暗号化する方式は、膨大な計算量を発生させる。このように、デジタル移動体通信方式では完全暗号化にも難点がある。
【０００７】
デジタル移動体通信方式における無線通信は電波伝搬環境の不安定な無線空間において行われ、電波伝搬環境の変動によってビット誤りが生じ易い。誤り制御技術（誤り検出、誤り訂正）は、ビット誤りの発生確率を低減させ、伝送品質の高い通信を実現するための技術として、デジタル移動体通信方式に多用される。伝送したい情報ビット（この情報ビットで構成されるデータを本願では情報データと称する）に対し、一定の規則に従って冗長なビットを生成し、その冗長なビットで構成される符号を誤り制御符号として情報ビットに付加する方法は一般的な誤り制御技術として知られている。デジタル移動体通信方式で使用される代表的な誤り制御符号として、CRC符号、拡大ハミング符号、BCH符号、Reed-Solomon符号、畳み込み符号などがあげられる。
【０００８】
XOR演算方式暗号化と誤り制御技術を組み合わせた通信方式の例が、IEEE 802.11規格のWEP(the Wired Equivalent Privacy algorithm)として開示されている（非特許文献２）。この規格では、平文データは、32bitCRCによる誤り制御情報を付加された後、鍵ストリームと呼ばれるスクランブルパタンとのXOR演算によって暗号化される。このような従来技術を模式的に表したものを図３に示す。図３では、情報データをDATAとし、DATAに対する誤り制御用符号をCHECKと表記している。DATAは、音声データ、制御データなどの平文である。CHECKは、DATAに一定の規則を適用することにより生成する。一定の規則は、多項式等であり、DATAの値をXとすると、前述のCRC符号は、例えば多項式1+X^1+X^2+X^8で生成され、誤り制御符号は、例えば、図８に示す1bitパリティ符号である。
【０００９】
暗号化は送信側で行われ、暗号化されたデータは受信側で復号化される。図３の暗号化方式では、送信側において、DATAに一定の規則を適用し、CHECKを生成し、(DATA+CHECK)を一括して暗号化することにより、暗号化データ(DATA+CHECK)’を生成し、無線空間へ送信する。受信側において、暗号化データ(DATA+CHECK)’を受信し、(DATA+CHECK)’の復号化により、復号化データ(DATA+CHECK)を生成する。受信側では、さらにDATAに一定の規則を適用してCHECK”を生成するとともに、DATAに一定の規則を適用することにより生成したこのCHECK”と復号したCHECKとの比較により、DATAの誤り制御を行う。
【００１０】
【非特許文献１】ブルース・シュナイアー著、山形浩生監訳、「暗号技術大全」、ソフトバンクパブリッシング、2003年、ｐ.１５−１６
【非特許文献２】IEEE 802.11, "Information Technology - Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area network - Specific requirements, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications", 1999 Edition (R 2003), IEEE Standards Association, 1999, p.61-65
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、従来法によるXOR演算方式暗号化と、誤り制御技術の組み合わせにおいては、平文の情報データDATAに一定の規則を適用して誤り制御符号CHECKを生成し、情報データDATAにCHECKを付加し、(DATA+CHECK)を一括して暗号化している。誤り制御用符号の生成と暗号化の時間順序は、誤り制御用符号の生成が先であり、次に暗号化を行う。この従来の通信方式においては、無線空間に送信されたデータは確かに暗号文ではあるが、その暗号文には、誤り制御用符号の生成に用いられた一定の規則が潜んでいる。一定の規則は、暗号文における情報データの部分とこの情報データに基づく誤り制御用符号という、２つのデータ間の因果関係である。この因果関係は、暗号の解読を試みる際に、正しく解読できたかどうかの判断の基準を与える。
【００１２】
次に、具体的な例をもとに、どのように暗号が解読されるかを詳しく説明する。図４は、従来法によるXOR演算方式暗号化と誤り制御技術の組み合わせの例を具体的に示したものである。伝送される情報は、8bitの情報（情報２）と12bitの情報（情報１）である。これは、制御情報とユーザ情報を併せて伝送することを想定した例である。情報２は生成多項式（1+X^1+X^2+X^8）により8bitの誤り制御情報（誤り制御２）が付加される。また、12bitの情報１は図５に示すように、各情報ビット毎に1bitパリティ符号を適用し、合計12bitの誤り制御情報（誤り制御１）が付加される。
【００１３】
これら合計40bitの情報（情報１＋誤り制御１＋情報2＋誤り制御2）がインタリーブされた後、XOR演算によって暗号化される。インタリーブは誤り訂正符号の効果を向上させるための手法で、デジタル移動体通信方式で頻繁に用いられる。インタリーブの具体例を図６に示す。インタリーブされた40bitの暗号化対象ビットは、図６の表に従って、３つの部分（E1[16bit]、E2[16bit]、E3[8bit]）に分割され、それぞれ、16bitのスクランブルパタンK(1)〜K(16)とXOR演算が行われる。スクランブルパタンは16bitを繰り返し用いるため、３つの部分それぞれの対応するビット（例えば、E1(1)とE2(1)とE3(1)）は同じスクランブルパタンで暗号化されることになる。また、XOR演算される情報は40bitなので、16bitスクランブルパタンの三回目の繰り返し(E3(1)〜E3(8))では、スクランブルパタンの最初の8bit（K(1)〜K(8)）だけが使用される。
【００１４】
ここで、図６において、情報２（D2(1)〜D2(8)）及び誤り制御2（C2(1)〜C2(8)）に注目すると、これらは、それぞれ暗号化対象ビットのE1(1)〜E1(8)とE2(1)〜E2(8)に対応しており、両方ともスクランブルパタンの最初の8bitによって暗号化されることが分かる。このことから、暗号文を入手するだけで、情報2、誤り制御2及びスクランブルパタンのうち8bit分が解読できることを以下で説明する。
【００１５】
図７は、平文データとスクランブルパタンとのXOR演算方式暗号化（図１）により暗号データを生成したときに、生成された暗号データを解読する原理を説明する図である。図７における平文データは、図１の平文データストリームにおける分割された各データに相当する。また、図７における暗号文データは、図１の暗号化データストリームにおける、それぞれの暗号化データに相当する。図７（１）式は、図１のXOR演算方式暗号化が、（平文データ）XOR（スクランブルパタン）＝（暗号文データ）なる演算式により行われることを示している。図１の例では、スクランブルパタンのビット長は、平文データ及び暗号文データのビット長と同じである。XOR演算においては、２回のXOR演算により元のデータに戻るという性質がある。この性質により、データA及びBに関し、A  XOR  B  XOR  B=A、及びA  XOR  A  XOR  B=Bなる式が成立する。図７（２）及び（３）は、XOR演算のこの性質を利用し、暗号文データから平文データを得る演算を示す式である。
【００１６】
平文データとスクランブルパタンとのXOR演算（図７（１）式）により得た暗号文データが送信され、その暗号文データの傍受者が暗号文データの解読を試みたとき、傍受者がその平文データにおけるデータの整合性を確認できるロジックをあらかじめ知り得たときは、総当たり攻撃と通称される全数探索法（brute-force）による暗号文データの解読は容易になる。何故ならば、平文データにおけるデータの整合性を確認できるロジックが既知であれば、XOR演算方式で暗号化された暗号文データの全数探索法解読において、スクランブルパタン（正しいスクランブルパタンの候補）を可能値内で順次に変更し、図７（３）式による解読を試みたとき、図７（３）式の右辺に得られたデータ（平文候補）においてその既知ロジックによる整合性がとれるか否かを識別し、もし図７（３）式の右辺に得られたデータ（平文候補）においてその既知ロジックによる整合性がとれれば、そのときのスクランブルパタン候補は正しいスクランブルパタンであることが分かるからである。その可能値の数は、スクランブルパタンのビット数をｎとすれば、２ｎである。正しいスクランブルパタンが解読されれば、以降は図７（３）式によりそのスクランブルパタンで暗号文データを解読できる。
【００１７】
情報2及び誤り制御2の部分に対し全数探索法を実施する解読プログラムでは次のようにデータ処理を行う。
（１）8ビットスクランブルパタンとして二進数00000000から二進数11111111までの循環（ループ）を設置する。
（２）各循環（ループ）の処理過程において、暗号化データについて8ビットスクランブルパタン循環（ループ）値とのXOR演算を行った後、総ビット長が16ビットのデータ（8ビット＋8ビット）を得る。
（３）16ビットのデータの内訳として、先頭から8ビットはデータ部分であり、D2とし、続く8ビットは誤り制御部分であり、C2（図３のCHECKに相当）とする。
（４）8ビットの誤り制御情報生成多項式（1+X^1+X^2+X^8）を使ってD2に関する8ビットの誤り制御情報を計算し、結果をC2”とする。
（５）C2=C2”の場合は、正しい8ビットスクランブルパタン（送信側でD2及びC2の暗号化に使ったスクランブルパタン）を得たことになるので、循環から退出する。C2≠C2”の場合は、循環（ループ）を継続する。
（６）実際には、複数のスクランブルパタンでC2=C2”となる場合があり得るため、解読された情報の内容を適宜検証することで解読の正当性をチェックしながら以降の処理を進め、必要に応じて、複数のスクランブルパタン候補の中から最も確からしいものを選択する処理を行う。
【００１８】
上記（１）〜（６）の手順を含む解読プログラムによって、情報2及び誤り制御2とXOR演算された8ビットスクランブルパタンを解読することが出来る。この8ビットスクランブルパタンは16ビットスクランブルパタンの先頭部分（第１ビットから第8ビットまで）に位置する。XOR演算方式暗号化において16ビットスクランブルパタンが繰り返し使用されているので、スクランブルパタンには周期性がある。図４の40ビット暗号化データストリームの生成例では、16ビットスクランブルパタンが最初から３回のXOR演算で使用されている（３回目のXOR演算では8ビットだけが使用される）。そこで、16ビットスクランブルパタンの先頭部分の8ビットが解読されれば、その暗号化データストリームにおける計３カ所の8ビットが解読され、計3＊8＝24ビットが解読されることになる。
【００１９】
次に再び、図４の情報1に注目する。12bitの情報1(D1(1)〜D1(12))は図５に示すように、各ビットに対する1bitパリティ符号化により、合計12bitの誤り制御情報（誤り制御1）(C1(1)〜C1(12))が付加される。これら24bit(12bit+12bit)をインタリーブした後の暗号化対象ビットの配置は、図６の通りである。
【００２０】
図８は、1bitパリティ符号化における、データ(DATA)と誤り制御符号(CHECK)との対応表である。この符号では、図８に示すように、DATAとして取り得る可能値の数は0または1の2つである。この1bitパリティ符号化においては、(DATA+CHECK)を構成する全2ビットのうち1ビットが判明すれば、未知の1ビットは図８の解読原理に従って解読される。いま、未解読ビットをXで表すこととする。DATA+CHECK=0Xであることが判明すれば、図８の対応表から、0Xは唯一の値として01が特定される。同様に、DATA+CHECK=X1であることが判明すれば、図８の対応表から、X1は唯一の値として01が特定される。
【００２１】
図６を参照して説明したとおり、情報2と誤り制御2の解読で8ビットのスクランブルパタンが得られ、更に繰り返し（周期性）特性から24ビットの解読済みデータが得られる。広範囲のインタリーブ（Interleave）特性と誤り制御符号の特性を利用して、情報2と誤り制御2で解読された24ビットデータから一部分の未解読データを解読できる。このようにして新たに解読されたデータビットが情報2と誤り制御2で解読された24ビットに加わると、解読済みデータビットが増え、未解読データビットが減り、解読されたビットが残りの未解読データの解読に次々と利用されるので、この処理を繰り返せば、全部のデータを解読することが出来る。
【００２２】
図５は、図４に示した生成規則1の内容を具体的に示す図である。図４において、情報1はD1(1)〜D1(12)の12ビットでなる。図５はこの情報1から生成される誤り制御1を一層具体的に示す。
【００２３】
ここまで、図４乃至図８を参照し、従来技術によるXOR演算方式暗号化と誤り制御技術の組み合わせの例が容易に解読可能であることを説明した。続いて、図９乃至図１２を参照し、従来技術によるXOR演算方式暗号化と誤り制御技術の組み合わせの例が容易に解読されることを一層具体的に説明する。
【００２４】
図９及び図１１に示す表は、図６に示したインタリーブ後の暗号化対象ビットのデータビット位置に対応している。
【００２５】
図９は、前述の情報2及び誤り制御2の解読から判明するスクランブルパタンに対応する暗号化対象ビットの位置を示している。同図から、情報2及び誤り制御2の解読から判明する8ビットのスクランブルパタンの繰り返しの位置から、暗号化対象ビットE1(1)〜E1(8)、E2(1)〜E2(8)、E3(1)〜E3(8)の位置が判明することが分かる。解読された8ビットのスクランブルパタンの３回目の繰り返し位置に対応する暗号化対象ビットE3(1)〜E3(8)の部分が新たに判明するビットとなる。具体的には、情報１の誤り制御１の一部であるC1(5)〜C1(12)の各ビットに相当する。
【００２６】
図１０は、情報2及び誤り制御2の解読から一部のビットが判明する誤り制御１と、情報１との対応関係を示している。本図の左側の8ビットは1bitパリティ符号化で符号化される情報ビットを示し、右側の8ビットは誤り制御ビットを示す。これらのビットのうちで、下線太字で表示されるビット（C1(5)〜C1(12)）は、情報2及び誤り制御2で解読されたビットに基づき判明したビットを示す。（D1(5)〜D1(12)）は、図８のデータビットと誤り制御ビットの対応表に照らし合わせ、情報2及び誤り制御2で解読されたビットに基づき判明したビットから判明する（解読される）。かくして、データビットと誤り制御ビットとの対応表による既知の情報から、（D1(5)〜D1(12)）なる計８ビットが新たに判明した。
【００２７】
図１１は、１６ビットのスクランブルパタンの繰り返し周期とビット位置との対応関係から情報１及誤り制御１がさらに判明することを示している。図１０に示した対応関係から新たに判明する8ビット（D1(5)〜D1(12)）に加えて、１６ビットのスクランブルパタンの繰り返し位置との対応関係から、さらに8ビットが判明する。すなわち、新たに判明した８ビット（D1(5)〜D1(12)）である暗号化対象ビットE2(9)〜E2(16)に使用されるスクランブルパタンは、１６ビットのスクランブルパタンの繰り返し周期（周期性）から、暗号化対象ビットE1(9)〜E1(16)に使用されるスクランブルパタンと同じものであることが分かる。このスクランブルパタンの周期性と暗号化対象ビットのビット位置との関係を利用して、新たに暗号化対象ビットE1(9)〜E1(16)が判明する。具体的には、（D1(1)〜D1(4)及びC1(1)〜C1(4)）の8ビットである。
【００２８】
以上詳しく説明したように、従来法によるXOR演算方式暗号化と誤り制御技術の組み合わせでは、誤り制御符号を情報と共に暗号化しているので、誤り制御符号の生成に適用される一定の規則が暗号解読のヒントを与え、暗号の解読を容易にしている。そこで、本発明の目的は、XOR演算方式暗号化と誤り制御技術を改良することにより、暗号強度を高めたデジタル移動体通信方式の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、前述の課題を解決するために、次の手段を提供する。
【００３０】
（１）通信の相手に伝送したい情報を表すデータを情報データと称するとき、平文の情報データの暗号化を行うことにより暗号化情報データを生成し、該暗号化情報データに一定の規則を適用することにより誤り制御符号を生成し、該暗号化情報データに該誤り制御符号を付して送信することを特徴とするデジタル移動体通信方式。
【００３１】
（２）通信の相手に伝送したい情報を表すデータとして平文の第１及び第２の情報データを含み、該第１及び第2の情報データに関する第1及び第2の誤り制御符号を送信するデジタル移動体通信方式において、
前記第1の誤り制御符号は、第1の情報データに第1の規則を適用することにより生成し、
前記第２の誤り制御符号は、第２の情報データの暗号化により生成した暗号化第２情報データに第２の規則を適用することにより生成し、
第1の情報データに第１の誤り制御符号を付したデータの暗号化により第１のデータを生成し、暗号化第2情報データに第2の誤り制御符号を付した第2のデータを第1のデータとともに送信するデジタル移動体通信方式。
【００３２】
（３）前記暗号化は、平文データストリームと暗号ストリームとの排他的論理和演算により暗号データストリームを生成する排他的論理和演算方式暗号化であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のデジタル移動体通信方式。
【００３３】
（４）前記暗号ストリームのビット長は、前記平文データストリームのビット長と同じか又はそれより長いことを特徴とする前記（３）に記載のデジタル移動体通信方式。
【００３４】
（５）前記暗号化は、平文データストリームを所定のビット長に分割することにより区分平文データを生成し、該区分平文データを暗号器により暗号化することにより区分暗号データを生成し、該区分暗号データを順次に連接することにより暗号ストリームを生成する完全暗号化であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のデジタル移動体通信方式。
【００３５】
（６）前記誤り制御符号は、誤り訂正符号又は誤り検出符号のうちの少なくとも一方であることを特徴とする前記（１）乃至（５）に記載のデジタル移動体通信方式。
【００３６】
（７）前記誤り制御符号は、ＣＲＣ符号、ＢＣＨ符号、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号又は畳み込み符号のうちいずれかであることを特徴とする前記（1）乃至（６）に記載のデジタル移動体通信方式。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、上述の構成により、秘話性能に優れたデジタル移動体通信方式を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。図１２は、本発明の一実施の形態の暗号化と誤り制御の関係を示す図である。本図に示すように、本実施の形態では、情報データをDATAとし、DATAに対する誤り制御用符号をCHECKと表記している。DATAは、音声データ、制御データなどの平文である。CHECKは、DATAに一定の規則を適用することにより生成する。一定の規則は、多項式等である。多項式の例としては、CRC符号や、図５で説明した1bitパリティ符号などが挙げられる。CRC符号は例えば多項式1+X^1+X^2+X^8で生成され、1bitパリティ符号は図８に示す対応表によって生成される。
【００３９】
暗号化通信のための暗号化は送信側で行われ、暗号化されたデータは受信側で復号化される。図１２の暗号化方式では、送信側において、DATAを暗号化し、暗号化データDATA’にCHECKを付加したデータ（DATA’+CHECK）を生成し、データ（DATA’+CHECK）を無線空間へ送信する。DATAを暗号化する方式は、図１のXOR演算方式暗号化である。受信側において、データ（DATA’+CHECK）を受信し、暗号化データDATA’の復号化により復号化データDATAを生成する。受信側では、更にDATAに一定の規則を適用してCHECK”を生成するとともに、このCHECK”と受信したCHECKとの比較により、DATAの誤り制御を行う。
【００４０】
このように、本実施の形態では、まず平文の情報データDATAを暗号化し、暗号化データDATA’を生成し、DATA’に一定の規則を適用して誤り制御用符号CHECKを生成し、暗号化データDATA’にCHECKを付加した（DATA’+CHECK）を無線空間に送信している。この暗号化データの生成と誤り制御用符号の生成とを行うデータ処理においては、（１）暗号化対象のデータが情報データDATAだけであり、（２）誤り制御用符号の生成と暗号化の時間順序は、暗号化が先であり、次に誤り制御用符号の生成を行う。本実施の形態においては、無線空間に送信されるデータのうちで暗号化されているのは情報データだけであり、誤り制御用符号は平文のままである。他方、図３を参照して説明した、従来技術では、（Ａ）暗号化対象のデータが情報データDATA及び誤り制御用符号CHECKであり、（Ｂ）誤り制御用符号CHECKの生成と暗号化の時間順序は、まず誤り制御用符号CHECKを生成し、次にDATA+CHECKの暗号化を行う。したがって、本実施の形態は、暗号化対象のデータ範囲並びに誤り制御用符号の生成と暗号化との時間順序において、従来技術と相違している。
【００４１】
本実施形態において、無線空間に送信される暗号化データDATA’には、誤り制御用符号CHECKの情報が含まれていないので、誤り制御用符号CHECKの生成に用いられた一定の規則はDATA’には潜んでいない。この一定の規則は、暗号化データDATA’とこの暗号化データDATA’に基づく誤り制御用符号CHECKという、２つのデータ間の因果関係である。この一定の規則が暗号化データDATA’には潜んでいないので、何者かが本実施の形態による通信における、暗号化データDATA’の解読を試みたとしても、この一定の規則は、暗号化データDATA’の解読を試みた際に、正しく解読できたかどうかの判断の基準となるヒントを与えない。そこで、本実施の形態は、解読されがたい方式で情報データDATAを暗号化して送信するので、通信の秘話性能に優れている。
【００４２】
暗号化対象とするデータ範囲を誤り制御用符号にまで拡げると、暗号化対象データに暗号解読のヒントが含まれることになり、暗号強度がかえって低下するので、本発明の実施の形態では、暗号化対象を情報データだけに限定することにより、もっとも秘密を保持したいデータは秘匿し、秘密保持の必要性の低いデータは平文のまま送信するという手段を採用したものである。
【００４３】
なお、以上には実施の形態を挙げ、本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限られるものではない。
【００４４】
例えば図4に示した従来例において、情報１には、生成規則１である1bitパリティ符号化を適用して12ビットのパリティ符号を生成し、情報1にこのパリティ符号を付加したデータを暗号化することにより第1のデータを生成し、他方、情報２には、先に暗号化を行って情報２暗号化データを生成し、この情報２暗号化データに生成規則２であるCRC符号化を適用して8ビットのCRC符号を生成し、情報２暗号化データにこのCRC符号を付加した第2のデータを生成し、この第2のデータを上述の第１のデータとともに送信するようにしてもよい。このようにした場合であっても、前述の従来例、すなわち情報２についても生成規則２によるCRC符号を付加した後にデータを暗号化する方式に比べれば、暗号強度を向上できる。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、暗号化は、平文データストリームとスクランブルパタンとの排他的論理和演算により暗号データストリームを生成する排他的論理和演算方式暗号化であり、スクランブルパタンのビット長は、図１のように平文データストリームのビット長より短いとしたが、本発明では、スクランブルパタンのビット長を平文データストリームのビット長と同じか又はそれより長くすることにより、暗号強度を上げることも出来る。
【００４６】
また、本発明では、平文データストリームを所定のビット長に分割することにより区分平文データを生成し、該区分平文データを暗号器により暗号化することにより区分暗号データを生成し、該区分暗号データを順次に連接することにより暗号化データストリームを生成するという図２の完全暗号化により暗号化を行えば、暗号強度を一層向上できる。
【００４７】
また、本発明は、誤り制御符号が誤り訂正符号又は誤り検出符号のうちの一方であっても実施できる。
【００４８】
また、誤り制御符号がCRC符号、ＢＣＨ符号、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号又は畳み込み符号のうちのいずれかであっても、本発明は実施できる。
【００４９】
また、本発明は、特定の通信方式への適用に限られず、デジタル移動体通信方式一般に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】XOR演算方式暗号化の方法を示す図である。
【図２】完全暗号化の方法を示す図である。
【図３】従来技術における暗号化と誤り制御の関係を示す図である。
【図４】従来技術を用いた暗号化例のプロセス全体を示す図である。
【図５】従来技術を用いた暗号化例の生成規則１を示す図である。
【図６】従来技術を用いた暗号化例のインタリーブとデータの分割を示す図である。
【図７】XOR演算方式の解読原理を示す図である。
【図８】誤り制御情報を用いた解読の原理(1bitパリティ符号化)を示す図である。
【図９】情報２及び誤り制御２の解読から判明するスクランブルパタンに対応するビット位置を示す図である。
【図１０】情報２及び誤り制御２の解読から一部のビットが判明する誤り制御１と、情報1との対応関係を示す図である。
【図１１】１６ビットのスクランブルパタンの繰り返し周期のビット位置との対応関係から情報１及誤り制御１がさらに判明することを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における暗号化と誤り訂正の関係を示す図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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