(57)【要約】【課題】伝送効率を低下させることなくディジタル情報を暗号化して伝送することを目的とする。また、伝送路で初期ベクトルにデータ誤りが発生した場合に、音声情報の品質へ与える影響を小さく抑えることを目的とする。【解決手段】暗号化装置１０は入力されたディジタル情報の一部を初期ベクトルとする。また、暗号化装置１０は初期ベクトルに誤り検出符号を付して復号装置２０へ伝送する。そして、復号装置２０は初期ベクトルにデータ誤りが検出された場合に、音声情報を生成しないように制御する。特に、暗号化装置１０は、一般に音声符号化において誤り訂正符号の生成対象となっている音声品質上重要なビットを初期ベクトルとする。【選択図】図１
2008283415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき情報を暗号化する暗号化装置であり、
平文情報を入力する平文情報入力部と、
上記平文情報入力部が入力した平文情報を分割して、暗号化の対象とする暗号対象データと暗号化の対象としない非暗号対象データとを生成する暗号側分割部と、
上記暗号側分割部が生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択情報に基づきＩＶを生成する暗号側ＩＶ生成部と、
上記暗号側ＩＶ生成部が生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、上記暗号対象データを暗号化して暗号情報を生成する暗号化部と、
上記暗号化部が生成した暗号情報と、上記非暗号対象データとを出力する出力部と
を備えることを特徴とする暗号化装置。
【請求項２】
上記暗号化装置は、さらに、
上記選択情報の誤りを検出するための誤り検出符号を生成する誤り検出符号生成部
を備えることを特徴とする請求項１記載の暗号化装置。
【請求項３】
上記暗号化装置は、さらに、
音声情報を入力する音声情報入力部と、
上記音声情報入力部が入力した音声情報を符号化して音声符号情報を生成する音声符号化部とを備え、
上記平文情報入力部は、上記音声符号化部が生成した音声符号情報を平文情報として入力する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の暗号化装置。
【請求項４】
上記暗号側分割部は、上記音声符号情報の内、データに誤りが発生した場合に音声符号情報を音声情報へ復号することを抑止させる部分を非暗号対象データに含めて分割し、
上記暗号側ＩＶ生成部は、上記非対象データの内、データに誤りが発生した場合に音声情報へ復号することを抑止させる部分を選択情報として選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の暗号化装置。
【請求項５】
初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき情報を暗号化する暗号化方法であり、
入力装置が、平文情報を入力する平文情報入力ステップと、
処理装置が、上記平文情報入力ステップで入力した平文情報を分割して、暗号化の対象とする暗号対象データと暗号化の対象としない非暗号対象データとを生成する暗号側分割ステップと、
処理装置が、上記暗号側分割ステップで生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択情報に基づきＩＶを生成する暗号側ＩＶ生成ステップと、
処理装置が、上記暗号側ＩＶ生成ステップで生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、上記暗号対象データを暗号化して暗号情報を生成する暗号化ステップと、
出力装置が、上記暗号化ステップで生成した暗号情報と、上記非暗号対象データとを出力する出力ステップと
を備えることを特徴とする暗号化方法。
【請求項６】
初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき情報を暗号化する暗号化プログラムであり、
平文情報を入力する平文情報入力処理と、
上記平文情報入力処理で入力した平文情報を分割して、暗号化の対象とする暗号対象データと暗号化の対象としない非暗号対象データとを生成する暗号側分割処理と、
上記暗号側分割処理で生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択情報に基づきＩＶを生成する暗号側ＩＶ生成処理と、
上記暗号側ＩＶ生成処理で生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、上記暗号対象データを暗号化して暗号情報を生成する暗号化処理と、
上記暗号化処理で生成した暗号情報と、上記非暗号対象データとを出力する出力処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする暗号化プログラム。
【請求項７】
暗号化された情報を初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき復号する復号装置であり、
暗号化された情報を含む入力情報を入力する暗号情報入力部と、
上記暗号情報入力部が入力した入力情報を分割して、暗号化された暗号情報と暗号化されていない非暗号対象データとを生成する復号側分割部と、
上記復号側分割部が生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択した選択情報に基づきＩＶを生成する復号側ＩＶ生成部と、
上記復号側ＩＶ生成部が生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した上記所定の鍵とを用いて、上記暗号情報を復号して復号情報を生成する復号部と、
上記復号部が生成した復号情報と上記非暗号対象データとを結合して復元情報を生成する復号側結合部と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項８】
上記暗号情報入力部は、上記選択情報の誤りを検出するための誤り検出符号を入力情報に含めて入力し、
上記復号装置は、さらに、
上記誤り検出符号に基づき、上記暗号化情報入力部が入力した選択情報に誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部と、
上記選択情報に誤りが含まれていると上記誤り検出部が判定した場合、復号しないように制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項７記載の復号装置。
【請求項９】
上記暗号情報入力部は、音声情報を符号化した音声符号情報を入力情報として入力し、
上記復号装置は、さらに、
上記復号側結合部が生成した復元情報を復号して音声情報を生成する音声復号部
を備えることを特徴とする請求項７又は８のいずれか記載の復号装置。
【請求項１０】
上記制御部は、上記選択情報に誤りが含まれていると上記誤り検出部が判定した場合、上記復号部と上記音声復号部との少なくともいずれかが復号しないように制御する
を備えることを特徴とする請求項９記載の復号装置。
【請求項１１】
上記復号側ＩＶ生成部は、上記非対象データの内、データに誤りが発生した場合に音声情報へ復号することを抑止する部分を選択情報として選択する
ことを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の復号装置。
【請求項１２】
暗号化された情報を初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき復号する復号方法であり、
入力装置が、暗号化された情報を含む入力情報を入力する暗号情報入力ステップと、
処理装置が、上記暗号情報入力ステップで入力した入力情報を分割して、暗号化された暗号情報と暗号化されていない非暗号対象データとを生成する復号側分割ステップと、
処理装置が、上記復号側分割ステップで生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択した選択情報に基づきＩＶを生成する復号側ＩＶ生成ステップと、
処理装置が、上記復号側ＩＶ生成ステップで生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した上記所定の鍵とを用いて、上記暗号情報を復号して復号情報を生成する復号ステップと、
処理装置が、上記復号ステップで生成した復号情報と上記非暗号対象データとを結合して復元情報を生成する復号側結合ステップと
を備えることを特徴とする復号方法。
【請求項１３】
暗号化された情報を初期ベクトル（ＩＶ）と所定の鍵とに基づき復号する復号プログラムであり、
暗号化された情報を含む入力情報を入力する暗号情報入力処理と、
上記暗号情報入力処理で入力した入力情報を分割して、暗号化された暗号情報と暗号化されていない非暗号対象データとを生成する復号側分割処理と、
上記復号側分割処理で生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択した選択情報に基づきＩＶを生成する復号側ＩＶ生成処理と、
上記復号側ＩＶ生成処理で生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した上記所定の鍵とを用いて、上記暗号情報を復号して復号情報を生成する復号処理と、
上記復号処理で生成した復号情報と上記非暗号対象データとを結合して復元情報を生成する復号側結合処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、初期ベクトル（ＩＶ，Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる同期情報を用いた暗号化及び復号の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
初期ベクトルと呼ばれる同期情報を用いて情報を暗号化する技術がある。この技術では、ディジタル情報の送信側の端末は、初期ベクトルを生成し、生成した初期ベクトルを用いてディジタル情報を暗号化する。そして、送信側の端末は、暗号化したディジタル情報とともに、生成した初期ベクトルを受信側の端末へ伝送する。ディジタル情報の受信側の端末は、受信した初期ベクトルを用いて、暗号化されたディジタル情報を復号する。ここで、送信側の端末は、暗号化するディジタル情報とは独立に初期ベクトルを生成する（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ウイリアム・スターリングス著，石橋、三川、福田訳，「暗号とネットワークセキュリティ  理論と実際」，（株）ピアソンエデュケーション，２００１年，４８４−４８５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、暗号化する情報とは独立に初期ベクトルを生成するため、ディジタル情報を暗号化して伝送する場合、ディジタル情報を暗号化せずに伝送する場合に比べ、伝送するデータ量が初期ベクトル分多くなる。そのため、従来の技術で暗号化してデータ伝送すると伝送効率が低下するという課題がある。特に、パケット長あるいはフレーム長が短いフォーマットを用いて情報が伝送される通信路において、初期ベクトルをパケットあるいはフレーム毎に生成して伝送する場合、著しく伝送効率が低下してしまう。
【０００４】
また、ディジタル情報を伝送した場合、伝送路でディジタル情報にデータ誤りが発生する（ノイズが乗る）可能性がある。ここで、伝送路で初期ベクトルにデータ誤りが発生すると、暗号の性質上復号時にデータ誤りが拡大する。つまり、伝送路で初期ベクトルにデータ誤りが発生すると、復号されたデータに多くのデータ誤りが発生してしまうという課題がある。例えば、ディジタル音声を暗号化して伝送する場合に初期ベクトルにデータ誤りが発生すると、音声情報の品質が著しく悪くなる虞があるという課題がある。
【０００５】
この発明は、例えば、伝送効率を低下させることなくディジタル情報を暗号化して伝送することを目的とする。また、伝送路で初期ベクトルにデータ誤りが発生した場合に、音声情報の品質へ与える影響を小さく抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る暗号化装置は、例えば、初期ベクトルと所定の鍵とに基づき情報を暗号化する暗号化装置であり、
平文情報を入力する平文情報入力部と、
上記平文情報入力部が入力した平文情報を分割して、暗号化の対象とする暗号対象データと暗号化の対象としない非暗号対象データとを生成する暗号側分割部と、
上記暗号側分割部が生成した非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として選択し、選択情報に基づきＩＶを生成する暗号側ＩＶ生成部と、
上記暗号側ＩＶ生成部が生成したＩＶと予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、上記暗号対象データを暗号化して暗号情報を生成する暗号化部と、
上記暗号化部が生成した暗号情報と、上記非暗号対象データとを出力する出力部と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る暗号化装置では、入力された平文情報の一部に基づき初期ベクトルを生成する。そのため、データ量が初期ベクトル分多くなるということがない。したがって、暗号化処理を行ったことにより伝送するデータ量が増えることがない。つまり、情報を伝送する場合に暗号化処理を行っても、伝送効率を低下させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
この実施の形態では、暗号化処理により伝送する情報のデータ量を増やすことのない暗号化装置１０と、暗号化装置１０により暗号化された情報を復号する復号装置２０とについて説明する。ここでは、伝送する情報の一例として音声情報を用いて説明する。
この実施の形態に係る暗号化装置１０と復号装置２０とは、入力された音声情報の一部を初期ベクトルとして用いることにより、暗号化処理により伝送するデータ量が増えることを防ぐものである。
【０００９】
まず、この実施の形態及び以下の実施の形態における暗号化装置１０と復号装置２０との外観について説明する。図１は、暗号化装置１０と復号装置２０とを備える送受信システム１００の外観の一例を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、送受信システム１００は、例えば、携帯電話機９１６、携帯電話機９１７、基地局サーバ９１８を備える。携帯電話機９１６と携帯電話機９１７とは、暗号化装置１０と復号装置２０との一例である。
ここで、携帯電話機９１６と携帯電話機９１７とは、基地局サーバ９１８を介して音声情報等を無線通信で送受信する。携帯電話機９１６から携帯電話機９１７へ音声情報を伝送する場合には、送信側の携帯電話機９１６が暗号化装置１０であり、受信側の携帯電話機９１７が復号装置２０である。逆に、携帯電話機９１７から携帯電話機９１６へ音声情報を伝送する場合には、送信側の携帯電話機９１７が暗号化装置１０であり、受信側の携帯電話機９１６が復号装置２０である。
ここでは携帯電話機を暗号化装置１０と復号装置２０との一例としたが、暗号化装置１０と復号装置２０とは、携帯電話機でなくてもよい。暗号化装置１０と復号装置２０とは、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、サーバ等のコンピュータであってもよく、携帯電話機９１６等の携帯電話機、ＰＣ、サーバ等に備えられる部品であってもよい。また、基地局サーバ９１８が暗号化装置１０又は復号装置２０であってもよい。
【００１１】
次に、この実施の形態及び以下の実施の形態における暗号化装置１０と復号装置２０とのハードウェア構成について説明する。図２は、暗号化装置１０と復号装置２０とハードウェア構成の一例を示す図である。
また、図２に示すように、暗号化装置１０と復号装置２０とは、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、キーボード９０２、マイク９０３、スピーカー９０４、アンテナ付き通信ボード９１５と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。また、ＣＰＵ９１１は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であるとしてもよい。また、アンテナなしの有線通信を行うとしてもよい。
【００１２】
ＲＯＭ９１３は、不揮発性メモリの一例である。ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３とＲＡＭ９１４とは、記憶装置の一例である。通信ボード９１５とキーボード９０２とマイク９０３とは、入力装置の一例である。また、スピーカー９０４、通信ボード９１５は、出力装置の一例である。さらに、通信ボード９１５は、通信装置の一例である。
【００１３】
ＲＯＭ９１３には、例えば、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、プログラム群９２２、ファイル群９２３が記憶されている。プログラム群９２２のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１により実行される。
【００１４】
上記プログラム群９２２には、以下の説明において「音声情報入力部１１」、「音声符号化部１２（平文情報入力部）」、「暗号側分割部１３」、「暗号側ＩＶ生成部１４」、「暗号化部１５」、「暗号側結合部１６」、「出力部１７」、「誤り検出符号生成部１８」、「誤り訂正符号生成部１９」、「暗号情報入力部２１」、「復号側分割部２２」、「復号側ＩＶ生成部２３」、「復号部２４」、「復号側結合部２５」、「音声復号部２６」、「誤り訂正部２７」、「誤り検出部２８」、「制御部２９」等として説明する機能を実行するプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２３には、以下の説明において、「音声情報」、「音声符号情報」、「暗号対象データ」、「非暗号対象データ」、「初期ベクトル」、「暗号情報」、「出力データ」、「伝送情報」、「誤り検出符号」、「誤り訂正符号」、「入力情報」、「復号情報」、「復元情報」、「制御情報」等として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶される。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、以下の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００１５】
また、以下の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、以下に述べる「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、以下に述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
【００１６】
次に、図３に基づき、暗号化装置１０の暗号化処理と、復号装置２０の復号処理との一例について説明する。図３は、暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との構成の一例を示す図である。
前提として、この実施の形態に係る暗号化装置１０は、初期ベクトルと呼ばれる同期情報と、所定の鍵とを用いて平文情報を暗号化するものである。同様に、この実施の形態に係る復号装置２０は、初期ベクトルと呼ばれる同期情報と、所定の鍵とを用いて暗号情報を復号するものである。ここで、暗号化装置１０と復号装置２０とは予め上記所定の鍵を共有しているものとする。また、初期ベクトルは、暗号化装置１０によりパケットあるいはフレームを暗号化する度に新たに生成され、パケットあるいはフレームを暗号化した暗号情報とともに復号装置２０へ伝送されるものとする。
【００１７】
図３に示す暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との動作について説明する。ここでは、初期ベクトルは６４ビットであるとして説明する。また、図３で各矢印（Ｓ１−Ｓ６）は、６４本の信号線を意味するものとする。図３に示す構成は、いわゆるブロック暗号のＯＦＢ（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｆｅｅｄ  Ｂａｃｋ）モードと呼ばれるものである。
まず、６４ビットの初期ベクトル（ＩＶ）がセレクタ３１を通って暗号・復号演算部３２へ出力される。初期ベクトルは暗号・復号演算部３２で予め記憶装置に記憶された所定の鍵（暗号鍵情報又は復号鍵情報）により暗号化され６４ビットの乱数情報として排他論理和演算部３３へ出力される。そして、排他論理和演算部３３では、６４ビットの乱数情報と入力情報（暗号化処理であれば平文情報、復号処理であれば暗号情報）の初めの６４ビットとの排他的論理和（ＥＸＯＲ）が算出され、算出された値が出力情報（暗号化処理であれば暗号情報、復号処理であれば復号情報）の初めの６４ビットとなる。
一方、６４ビットの乱数情報はセレクタ３１へフィードバックされ暗号・復号演算部３２へ出力される。乱数情報は暗号・復号演算部３２で上記所定の鍵により暗号化され６４ビットの新たな乱数情報として排他論理和演算部３３へ出力される。排他論理和演算部３３では、６４ビットの新たな乱数情報と入力情報（暗号化処理であれば平文情報、復号処理であれば暗号情報）の次の６４ビットとの排他的論理和が算出され、算出された値が出力情報（暗号化処理であれば暗号情報、復号処理であれば復号情報）の次の６４ビットとなる。これを繰り返すことで、任意の長さの平文情報の暗号化、及び任意の長さの暗号情報の復号が可能になる。
なお、図３の各矢印の信号線のすべてが６４ビットでなくてもよく、例えば、Ｓ３−Ｓ６は１本の信号線でもよい。この場合、排他論理和演算部３３は１ビットの排他論理和を算出する。
【００１８】
図４は、暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との構成の図３とは異なる一例を示す図である。図４に示す暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との動作について説明する。ここでも、上記と同様に、初期ベクトルは６４ビットであるとして説明する。また、図４で各矢印（Ｓ１−Ｓ５）は、６４本の信号線を意味するものとする。図４に示す暗号化部１５又は復号部２４の構成は、いわゆるブロック暗号のＣＴＲ（ＣｏｕｎＴＲ）モードと呼ばれるものである。
まず、６４ビットの初期ベクトルはカウンタ４１を通って暗号・復号演算部４２へ出力される。初期ベクトルは暗号・復号演算部４２で予め記憶装置に記憶された所定の鍵（暗号鍵情報又は復号鍵情報）により暗号化され６４ビットの乱数情報として排他論理和演算部４３へ出力される。そして、排他論理和演算部４３では、６４ビットの乱数情報と入力情報（暗号化処理であれば平文情報、復号処理であれば暗号情報）の初めの６４ビットとの排他的論理和が算出され、算出された値が出力情報（暗号化処理であれば暗号情報、復号処理であれば復号情報）の初めの６４ビットとなる。
次に、カウンタ４１は初期ベクトルの値を“＋１”づつインクリメントして６４ビット長ある値を暗号・復号演算部４２へ出力する。インクリメントされた値は暗号・復号演算部４２で予め記憶装置に記憶された上記所定の鍵により暗号化され６４ビット新たな乱数情報として排他論理和演算部４３へ出力される。排他論理和演算部４３では、６４ビット新たな乱数情報と入力情報（暗号化処理であれば平文情報、復号処理であれば暗号情報）との排他的論理和が算出され、算出された値が出力情報（暗号化処理であれば暗号情報、復号処理であれば復号情報）の次の６４ビットとなる。これを繰り返すことで、任意の長さの平文情報の暗号化及び任意の長さの暗号情報の復号が可能になる。
なお、図４の各矢印の信号線のすべてが６４ビットでなくてもよく、例えば、Ｓ３−Ｓ５は１本の信号線でもよい。この場合、排他論理和演算部４３は１ビットの排他論理和を算出する。
【００１９】
ここで、暗号・復号演算部３２と暗号・復号演算部４２とは、例えば、ＭＩＳＴＹ（登録商標）、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＤＥＳ（Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、Ｃａｍｅｌｌｉａ（登録商標）等である。
【００２０】
次に、この実施の形態に係る暗号化装置１０と復号装置２０との機能及び動作について説明する。
まず、図５と図６とに基づき、この実施の形態に係る暗号化装置１０の機能及び動作について説明する。図５は、この実施の形態に係る暗号化装置１０の機能を示す機能ブロック図である。図６は、この実施の形態に係る暗号化装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００２１】
暗号化装置１０は、音声情報入力部１１、音声符号化部１２（平文情報入力部）、暗号側分割部１３、暗号側ＩＶ生成部１４、暗号化部１５、暗号側結合部１６、出力部１７を備える。そして、暗号化装置１０は、各機能が以下のように動作する。
まず、音声情報入力処理（Ｓ１０１）では、音声情報入力部１１は、音声情報をマイク９０３等により入力する。つまり、ここで入力される音声情報はアナログデータである。
次に、音声符号化処理（Ｓ１０２）では、音声符号化部１２は、音声情報入力処理（Ｓ１０１）で入力した音声情報を処理装置により符号化して、例えば１４０ビット単位の音声符号情報（平文情報の一例）を生成し記憶装置に記憶する。つまり、音声符号化部１２は、アナログデータである音声情報をディジタルデータである音声符号情報に変換する。ここで、音声情報を符号化する方式は、例えば、ＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ−Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）方式やＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式等である。
次に、暗号側分割処理（Ｓ１０３）では、暗号側分割部１３は、音声符号化処理（Ｓ１０２）で生成した１４０ビットの音声符号情報を暗号化するデータ（例えば、１２８ビット）と暗号化しないデータ（例えば、１２ビット）とに処理装置により分割してそれぞれ記憶装置に記憶する。ここで、暗号化するデータを暗号対象データ、暗号化しないデータを非暗号対象データと呼ぶ。暗号側分割部１３は、例えば、予め音声符号情報の何ビット目から何ビット目までを非暗号対象データし、残りを暗号対象データとするなどとして決めておき、これに基づき分割する。
次に、暗号側ＩＶ生成処理（Ｓ１０４）では、暗号側ＩＶ生成部１４は、暗号側分割処理（Ｓ１０３）で生成した非暗号対象データに基づき初期ベクトルを処理装置により生成して記憶装置に記憶する。非暗号対象データに基づき初期ベクトルを生成する具体的処理内容については後述するものとし、ここでは、簡単のため、初期ベクトルは非暗号対象データそのものであるとする。つまり、ここでは初期ベクトルは１２ビットである。
次に、暗号化処理（Ｓ１０５）では、暗号化部１５は、暗号側ＩＶ生成処理（Ｓ１０４）で生成した１２ビットの初期ベクトルと、予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、暗号側分割処理（Ｓ１０３）で生成した１２８ビットの暗号対象データを処理装置により暗号化する。そして、暗号化部１５は、１２８ビットの暗号対象データを暗号化することで１２８ビットの暗号情報を生成して記憶装置に記憶する。つまり、暗号化部１５は、例えば、図３及び図４に示した構成であり、図３及び図４に基づき説明したように動作する。すなわち、図３及び図４の入力は、ここでは暗号対象データであり、出力は暗号情報である。
次に、暗号側結合処理（Ｓ１０６）では、暗号側結合部１６は、暗号化処理（Ｓ１０５）で生成した１２８ビットの暗号情報と、１２ビットの非暗号対象データとを処理装置により結合して１４０ビットの出力データを生成して記憶装置に記憶する。つまり、結合データには、音声符号化処理（Ｓ１０２）で変換して生成した音声符号情報に含まれる全ての情報が含まれる。
そして、出力処理（Ｓ１０７）では、出力部１７は、暗号側結合処理（Ｓ１０６）で生成した出力データを伝送情報として出力装置により出力する。つまり、出力部１７は、例えば、出力データをネットワークを介して復号装置２０へ通信装置により伝送する。
ここで、暗号側分割部１３と暗号側結合部１６と出力部１７とは、１２８ビットのレジスタを備えているとしてもよい。
【００２２】
次に、図７と図８とに基づき、この実施の形態に係る復号装置２０の機能及び動作について説明する。図７は、この実施の形態に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図である。図８は、この実施の形態に係る復号装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００２３】
復号装置２０は、暗号化装置１０により生成された暗号情報を初期ベクトルと所定の鍵とに基づき復号する装置である。復号装置２０は、暗号情報入力部２１、復号側分割部２２、復号側ＩＶ生成部２３、復号部２４、復号側結合部２５、音声復号部２６を備える。そして、復号装置２０は、各機能が以下のように動作する。
まず、暗号情報入力処理（Ｓ２０１）では、暗号情報入力部２１は、暗号化装置１０が伝送した１４０ビットの伝送情報を通信装置により受信して１４０ビットの入力情報として入力する。つまり、伝送路でのデータ誤り等がないとすれば、入力情報は、暗号化装置１０が出力処理（Ｓ１０７）で出力した出力情報と同一のデータである。
次に、復号側分割処理（Ｓ２０２）では、復号側分割部２２は、暗号情報入力処理（Ｓ２０１）で入力した１４０ビットの入力情報を分割して、１２８ビットの暗号情報と１２ビットの非暗号対象データとを処理装置により生成して記憶装置に記憶する。例えば、暗号化装置１０と復号装置２０との間で、予め入力情報の何ビット目から何ビット目までが非暗号対象データとし、残りを暗号情報とするなどと決めておくことで、復号側分割部２２は入力情報を暗号情報と非暗号対象データとに分割できる。
次に、復号側ＩＶ生成処理（Ｓ２０３）では、復号側ＩＶ生成部２３は、復号側分割処理（Ｓ２０２）で生成した非暗号対象データに基づき初期ベクトルを処理装置により生成して記憶装置に記憶する。ここでは、暗号側ＩＶ生成処理（Ｓ１０４）と同様に、初期ベクトルは非暗号対象データそのものとする。つまり、ここでは初期ベクトルは１２ビットである。
次に、復号処理（Ｓ２０４）では、復号部２４は、復号側ＩＶ生成処理（Ｓ２０３）で生成した１２ビットの初期ベクトルと、予め記憶装置に記憶した所定の鍵とを用いて、復号側分割処理（Ｓ２０２）で生成した１２８ビットの暗号情報を処理装置により復号する。そして、復号部２４は、１２８ビットの暗号情報を復号することで１２８ビットの復号情報を生成して記憶装置に記憶する。ここで、所定の鍵とは、例えば、暗号化装置１０と予め共有した鍵であり、暗号化処理（Ｓ１０５）で暗号化に用いられたものと同様の鍵である。つまり、復号部２４は、例えば、図３及び図４に示した構成であり、図３及び図４に基づき説明したように動作する。すなわち、図３及び図４の入力は、ここでは暗号情報であり、出力は復号情報である。
次に、復号側結合処理（Ｓ２０５）では、復号側結合部２５は、１２８ビットの復号情報と１２ビットの非暗号対象データとを処理装置により結合して１４０ビットの復元データを生成し、記憶装置に記憶する。復号情報は原則として暗号対象データと同一のデータであるから、復元データは原則として音声符号情報と同一のデータである。ここで、復号側結合部２５は、暗号側分割処理（Ｓ１０３）で暗号対象データと非暗号対象データとに分割した処理に合わせて、復号情報と非暗号対象データとを結合することで、音声符号情報と同一のデータに復元することができる。例えば、暗号側分割処理（Ｓ１０３）で音声符号情報の１１ビット目から２０ビット目までを非暗号対象データとし、残りを暗号対象データとしたのであれば、１１ビット目から２０ビット目までが非暗号対象データとなるように復号情報に非暗号対象データを挿入すればよい。
そして、音声復号処理（Ｓ２０６）では、音声復号部２６は、復元データを処理装置により復号（音声復号）して音声情報を生成する。生成した音声情報は、例えば、スピーカー９０４等の出力装置から出力される。
ここで、暗号情報入力部２１と復号側分割部２２と復号側結合部２５とは、１２８ビットのレジスタを備えているとしてもよい。
【００２４】
つまり、この実施の形態に係る暗号化装置１０と復号装置２０とは、音声符号情報とは独立に初期ベクトルを生成するのではなく、音声符号情報の一部を初期ベクトルとする。そのため、伝送する情報を暗号化する処理を行っても、暗号化する処理を行わなかった場合と比べ、伝送する情報のデータ量が初期ベクトル分多くなることがないのである。
音声符号情報と伝送情報とのデータ量が同じであることを詳しく説明する。まず、図３と図４とに基づく暗号化処理の説明で６４ビットの入力情報から６４ビットの出力情報が生成されていることからも明らかなように、ある情報を暗号化した場合、暗号化前のデータ量と暗号化後のデータ量とを同一にすることは可能である。つまり、暗号化処理（Ｓ１０５）で、暗号対象データを暗号化して暗号情報を生成した場合、暗号対象データのデータ量と暗号情報のデータ量とを同一にすることは可能である。暗号対象データと非暗号対象データとを合わせたものが音声符号情報であり、暗号情報と非暗号対象データとを合わせたものが出力データ（伝送情報）であるから、音声符号情報と伝送情報とのデータ量は同一とすることできる。言い替えると、この実施の形態に係る暗号化装置１０で暗号化処理を行った場合に伝送情報のデータ量は、暗号化処理を行わなかった場合に伝送する情報（音声符号情報）のデータ量と同一である。
これは、従来のように初期ベクトルを音声符号情報とは別に生成するのではなく、音声符号情報の一部を初期ベクトルとして用いたことで得られる効果なのである。
つまり、この実施の形態に係る暗号化装置１０と復号装置２０とを備える送受信システム１００によれば、情報を伝送する場合に暗号化処理を行っても、伝送効率を低下させることがないという効果を得ることができる。
【００２５】
ここで、暗号側ＩＶ生成処理（Ｓ１０４）と復号側ＩＶ生成処理（Ｓ２０３）とで非暗号対象データに基づき初期ベクトルを生成する処理について説明する。
上記説明では、簡単のため初期ベクトルは非暗号対象データそのものであるとした。しかし、初期ベクトルのビット数を非暗号対象データのビット数よりも増やす必要がある場合もある。つまり、初期ベクトルが６４ビット必要である場合に、非暗号対象データのビット数が１２ビットしか確保できない場合等である。このような場合には、初期ベクトルに非暗号対象データ以外の情報を含めてもよい。例えば、初期ベクトルの不足分（上記の例では５２ビット）をフレーム番号や固定値で埋めるとしてもよい。あるいは、暗号化装置１０と復号装置２０との間で共有したロジックで埋めるとしてもよい。つまり、暗号化装置１０と復号装置２０との間で初期ベクトルの不足分を埋める方法を共有しておくことで、初期ベクトルの不足分を伝送するデータに追加して暗号化装置１０から復号装置２０へ伝送する必要はない。すなわち、伝送する情報のデータ量が増えることはない。
また、同様に、初期ベクトルを非暗号対象データの一部のビットから生成するとしてもよい。つまり、非暗号対象データのビット数が１２ビットである場合に、初期ベクトルには、非暗号対象データの内、５ビットだけを含め、残りの５９ビットは所定の方法で埋めるとしてもよい。ここで、伝送する情報のデータ量を増やさないために、初期ベクトルに含める５ビットの選択方法を暗号化装置１０と復号装置２０との間で共有しておく必要がある。
つまり、言い替えると、暗号側ＩＶ生成部１４と復号側ＩＶ生成部２３とは、非暗号対象データの少なくとも一部を選択情報として予め暗号化装置１０と復号装置２０とで共有した所定の方法により選択し、選択情報に基づき予め暗号化装置１０と復号装置２０とで共有した所定の方法により初期ベクトルを生成するとしてもよい。
【００２６】
ここで示したように、生成された初期ベクトルが６４ビットであり、暗号対象データあるいは暗号情報が１２８ビットであれば、図３や図４で説明した排他論理和の算出を２回行えば、ちょうど全ての入力情報に対して排他論理和の算出を行うことができる。つまり、暗号対象データあるいは暗号情報のビット数を初期ベクトルのビット数で割り切ることができる場合には、所定の回数排他論理和の算出を行えば、ちょうど全ての入力情報に対する排他論理和の算出を行うことができる。
しかし、フローチャートの説明で示したように、初期ベクトルが１２ビットであり、暗号対象データあるいは暗号情報が１２８ビットである場合、つまり、暗号対象データあるいは暗号情報のビット数を初期ベクトルのビット数で割り切ることができる場合には、所定の回数排他論理和の算出を行っても、ちょうど全ての入力情報に対する排他論理和の算出を行うことはできない。つまり、端数が出てしまう。例えば、初期ベクトルが１２ビットであり、暗号対象データあるいは暗号情報が１２８ビットである場合には、排他論理和の算出を１０回行うと、次の入力情報は８ビットとなってしまう。この場合には、暗号化部１５あるいは復号部２４は、例えば、残りの４ビット（１２ビット−８ビット）を０埋めして、初期ベクトルと排他論理和の算出を行い、その後、暗号側結合部１６あるいは出力部１７が０埋めした４ビット分を切り捨てるとしてもよい。若しくは、暗号側結合部１６あるいは出力部１７は、０埋めした４ビットも合わせて伝送情報に含めて出力するとしてもよい。つまり、この場合の伝送情報は１４４ビット（１４０ビット＋４ビット）である。又は、暗号化部１５あるいは復号部２４は、８ビットの入力情報と初期ベクトルの最初の８ビットとの排他論理和の算出を行うとしてもよい。
【００２７】
また、この実施の形態では伝送する情報の一例として音声情報を用いて説明した。したがって、暗号化装置１０は音声情報送信装置と、復号装置２０は音声情報受信装置と言い替えることもできる。
つまり、この実施の形態に係る暗号化装置１０は、言い替えると、音声符号化手段と暗号化手段を持ち、音声符号化手段でディジタル符号化された音声情報の一部を用いて、初期ベクトルの一部又は全部を生成し、それ以外の音声情報の一部又は全部を暗号化手段で暗号化することを特徴とする音声情報送信装置である。同様に、この実施の形態に係る復号装置２０は、上記音声情報送信装置が伝送した暗号化された音声情報を受信して音声情報として出力する音声情報受信装置である。
【００２８】
実施の形態２．
この実施の形態では、伝送路上で初期ベクトルにデータ誤りが発生した場合に、出力される音声情報の品質が著しく悪化することを防止する暗号化装置１０と復号装置２０とについて説明する。
この実施の形態に係る暗号化装置１０と復号装置２０とでは、暗号化装置１０が初期ベクトルに誤り検出符号を付して復号装置２０へ伝送するとともに、初期ベクトルにデータ誤りがある場合に復号装置２０が音声情報の生成を行わないことにより、音声情報の品質が著しく悪化することを防止するものである。
【００２９】
まず、初期ベクトルにデータ誤りが発生した場合に音声情報の品質へ与える影響が大きいことの理由を簡単に説明する。
図３、図４に示す構成によれば、上述したように、入力された情報（暗号化処理であれば平文情報、復号処理であれば暗号情報）を６４ビット毎に区切り、区切られたそれぞれの情報と初期ベクトルとの排他論理和を算出して、算出結果を出力する情報（暗号化処理であれば暗号情報、復号処理であれば復号情報）とする。つまり、出力する情報を算出する場合に、入力された情報の各ビットは１度だけ使用されるのに対し、初期ベクトルの各ビットは「入力された情報のビット数／６４」回使用される。
そのため、初期ベクトル以外の情報にデータ誤りが含まれていたとしても復号時にデータ誤りが拡大することがない。つまり、初期ベクトル以外に１ビットのデータ誤りが含まれていた場合、出力にも１ビットのデータ誤りが含まれることになるだけである。すなわち、初期ベクトル以外にデータ誤りが含まれていても、音声品質への影響が小さいのである。
一方、初期ベクトルにデータ誤りが含まれていた場合、復号時にデータ誤りが拡大してしまう。つまり、初期ベクトルに１ビットのデータ誤りが含まれている場合、そのビットとの間で排他論理和の算出がされたビットはすべてデータ誤りとなってしまう。すなわち、初期ベクトルにデータ誤りが含まれている場合、音声品質への影響が大きいのである。
【００３０】
次に、この実施の形態に係る暗号化装置１０について説明する。
この実施の形態に係る暗号化装置１０は、実施の形態１で説明した暗号化装置１０に誤り検出符号を生成する機能と誤り訂正符号を生成する機能とを追加したものである。
図９と図１０とに基づき、この実施の形態に係る暗号化装置１０の機能及び動作について説明する。図９は、この実施の形態に係る暗号化装置１０の機能を示す機能ブロック図である。図１０は、この実施の形態に係る暗号化装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
図９に示す暗号化装置１０は、図５に示す暗号化装置１０に、誤り検出符号生成部１８と誤り訂正符号生成部１９とが追加されている。その他は、図５に示す暗号化装置１０と同様である。そして、暗号化装置１０は以下のように動作する。
音声情報入力処理（Ｓ３０１）から暗号側結合処理（Ｓ３０６）までは、音声情報入力処理（Ｓ１０１）から暗号側結合処理（Ｓ１０６）まで同様である。
誤り検出符号生成処理（Ｓ３０７）では、誤り検出符号生成部１８は、出力データの少なくとも一部を対象として、データ誤りを検出するための誤り検出符号（例えば９ビット）を処理装置により生成する。ここで、誤り検出符号とは、例えば、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号である。ここで、誤り検出符号生成部１８は、少なくとも非対象データの内、初期ベクトルの生成元とした選択情報を対象として誤り検出符号を生成する。選択情報にデータ誤りがないことが検証できれば、初期ベクトルにデータ誤りがないことを検証できたことになるからである。つまり、選択情報を対象として誤り検出符号を生成するとは、初期ベクトルを対象として誤り検出符号を生成することと同様なのである。
誤り訂正符号生成処理（Ｓ３０８）では、誤り訂正符号生成部１９は、出力データの少なくとも一部を対象として、データ誤りを訂正可能な誤り訂正符号（例えば１２０ビット）を処理装置により生成する。ここで、誤り訂正符号とは、例えば、たたみ込み符号である。
出力処理（Ｓ３０９）では、出力部１７は、出力データに誤り検出符号と誤り訂正符号とを含めて伝送情報として出力する。つまり、この場合、出力データが１４０ビットであるとすると、誤り検出符号と誤り訂正符号とを含めた伝送情報は２６９ビット（１４０ビット＋９ビット＋１２０ビット）である。
【００３２】
次に、この実施の形態に係る復号装置２０について説明する。
この実施の形態に係る復号装置２０は、実施の形態１で説明した復号装置２０に誤り検出機能と誤り訂正機能とを追加したものである。つまり、この復号装置２０は、図９に示す暗号化装置１０に対応するものである。
【００３３】
まず、図１１と図１２とに基づき、この実施の形態に係る復号装置２０の機能及び動作について説明する。図１１は、この実施の形態に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図である。図１２は、この実施の形態に係る復号装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００３４】
図１１に示す復号装置２０は、図７に示す復号装置２０に、誤り訂正部２７と誤り検出部２８と制御部２９とが追加されている。その他は、図７に示す復号装置２０と同様である。そして、復号装置２０は以下のように動作する。
まず、暗号情報入力処理（Ｓ４０１）は、暗号情報入力部２１は、誤り検出符号と誤り訂正符号とを含む２６９ビットの入力情報を入力する。
次に、誤り訂正処理（Ｓ４０２）では、誤り訂正部２７は、暗号情報入力処理（Ｓ４０１）で入力した入力情報に含まれる誤り訂正符号に基づき、入力情報のデータ誤りを訂正する。つまり、誤り訂正部２７は通信路等で発生したデータ誤りを訂正する。
次に、誤り検出処理（Ｓ４０３）では、誤り検出部２８は、入力情報に含まれる誤り検出符号に基づき、誤り訂正処理（Ｓ４０２）でデータ誤りを訂正した後の入力情報にデータ誤り（残留誤り）が含まれるか否かを判定する。つまり、誤り検出部２８は誤り訂正符号により訂正できない残留誤りが入力情報に残っているかを判定する。
そして、誤り検出処理（Ｓ４０３）に続き、復号側分割処理（Ｓ４０４）と制御処理（Ｓ４０９）とが実行される。ここで、復号側分割処理（Ｓ４０４）から音声復号処理（Ｓ４０８）までは、復号側分割処理（Ｓ２０２）から音声復号処理（Ｓ２０６）までと同様である。
一方、制御処理（Ｓ４０９）では、制御部２９は、誤り訂正後の入力情報に残留誤りが含まれていると誤り検出処理（Ｓ４０３）で誤り検出部２８が判定した場合、音声復号部２６が音声情報を生成しないように処理装置により制御する。
【００３５】
つまり、この実施の形態に係る復号装置２０は、入力情報のデータ誤りを訂正し、誤り訂正後の入力情報中の残留誤りを検出する。そして、残留誤りが検出された場合には音声情報への復号を行わないように制御する。一方、残留誤りが検出されなかった場合には音声情報への復号を行い、生成した音声情報を出力する。
なお、選択情報に残留誤りが検出された場合にのみ、音声情報への復号を行わないように制御するとしてもよい。選択情報に残留誤りがないのであれば、初期ベクトルにデータ誤りがないということが言えるためである。
【００３６】
ここで、上述したように、誤り検出符号は少なくとも選択情報を対象として生成されたものである。つまり、この実施の形態に係る復号装置２０は、少なくとも選択情報に残留誤りが検出された場合には音声情報への復号を行わないのである。つまり、この実施の形態に係る復号装置２０は、選択情報に残留誤りが検出された場合には音声情報への復号を行わないように制御することにより、復号された音声情報の品質が著しく悪化することを防止するのである。ここで、選択情報に残留誤りが検出された場合には音声情報への復号を行わないとは、選択情報に残留誤りが検出されたパケットあるいはフレームについては例えば無音としてしまう、あるいは、例えば該フレーム近傍の正しく復号できたフレームの情報から該フレームの音声情報を生成するということである。
【００３７】
なお、誤り訂正符号については必ずしも生成する必要はない。つまり、暗号化装置１０は誤り訂正符号生成部１９を備えておらず、復号装置２０は誤り訂正部２７を備えていないとしてもよい。
また、音声符号情報を暗号化する前に誤り検出符号を生成するとしてもよい。
図１３は、誤り訂正符号生成部１９を備えておらず、音声符号情報を暗号化する前に誤り検出符号を生成する場合の暗号化装置１０の機能ブロック図である。図１３に示す暗号化装置１０では、誤り検出符号は、音声情報入力部１１が音声情報を入力した後すぐに行われる。
この場合、暗号側分割部１３は誤り検出符号を生成する対象とした情報の少なくとも一部を含めて非暗号対象データとし、暗号側ＩＶ生成部１４は誤り検出符号を生成する対象とした情報の少なくとも一部を選択情報として選択する。つまり、少なくとも選択情報を対象として誤り検出符号を生成するのである。
【００３８】
また、図１４に示すように、暗号側ＩＶ生成部１４が初期ベクトルを生成した後であって、暗号側結合部１６が非暗号対象データと暗号情報とを結合する前に、初期ベクトルを対象として誤り検出符号を生成するとしてもよい。
【００３９】
ここで、実施の形態１と同様に、この実施の形態に係る暗号化装置１０は音声情報送信装置と、復号装置２０は音声情報受信装置と言い替えることもできる。
つまり、この実施の形態に係る暗号化装置１０は、言い替えると、誤り検出符号化手段をもち、上記初期ベクトルの全部又は一部は、誤り検出符号化の対象であることを特徴とする音声情報送信装置である。
また、この実施の形態に係る復号装置２０は、言い替えると、音声復号手段と暗号の復号手段と誤り検出手段を持ち、上記音声情報送信装置から伝送された情報を入力とし、誤り検出手段で初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には、音声の復号を抑止することを特徴とする音声情報受信装置である。
【００４０】
実施の形態３．
この実施の形態では、実施の形態１及び２において、さらに効果的な初期ベクトルの選択方法（生成方法）の一例について説明する。
実施の形態２では、単に初期ベクトルを誤り検出符号による誤り検出対象とするとした。しかし、この実施の形態では、音声品質上重要なビットを初期ベクトルとすることで、より効果的に音声情報の品質の悪化を防止する。
【００４１】
一般に音声符号化においては、ディジタル符号化された音声情報（音声符号情報）の内、特に音声品質上重要なビットには送信側で誤り検出符号を生成した上で、さらに誤り訂正符号を生成する。受信側では、誤り訂正符号に基づく誤り訂正処理後に、誤り検出符号に基づき特に音声品質上重要なビットに残留誤りを検出する。そして、受信側では、特に音声品質上重要なビットに残留誤りが検出された場合には、音声情報への復号を行わない。
【００４２】
この実施の形態に係る暗号化装置１０では、この音声符号化処理メカニズムに着目し、一般に音声符号化においてデータ誤り検出対象となっている情報（上記特に音声品質上重要なビット）の中から初期ベクトルを生成する。
このようにすることにより、暗号化装置１０では音声符号化の誤り検出符号と別に誤り検出符号を生成することなく、復号装置２０では音声符号化の制御とは別に音声情報への復号を防止する制御機能を設けることなく、初期ベクトルに残留誤りが検出された場合に音声情報への復号を防止することができる。
つまり、初期ベクトルに対して誤り検出符号を生成するようにするのではなく、もともと音声符号化処理において誤り検出符号の生成対象であった情報を初期ベクトルとするのである。音声符号化処理において誤り検出符号の生成対象であった情報を初期ベクトルとするとは、暗号側分割部１３が音声符号化処理において誤り検出符号の生成対象であった情報を非暗号対象データとして分割し、さらに、暗号側ＩＶ生成部１４が音声符号化処理において誤り検出符号の生成対象であった情報を選択情報として選択するということである。つまり、言い替えると、暗号側分割部１３は、音声符号情報の内、一般に音声符号化において、データに誤りが発生した場合に音声符号情報を音声情報へ復号することを抑止させる部分を非暗号対象データに含めて分割する。また、暗号側ＩＶ生成部１４は、非対象データの内、一般に音声符号化において、データに誤りが発生した場合に音声情報へ復号することを抑止させる部分を選択情報として選択するのである。
【００４３】
上述したように、この実施の形態に係る暗号化装置１０は、音声符号化において音声情報の品質に大きな影響を与える情報を、初期ベクトルとする。ここで、音声符号化において音声情報の品質に大きな影響を与える情報の一例を説明する。
まず、音声符号化において音声情報の品質に大きな影響を与える情報とは、言い替えると、音声符号情報を復号して音声情報を生成する場合に、データ誤りが発生していると生成した音声情報が元の音声情報と大きく異なってしまう情報である。
一例として、音声符号化にＣＥＬＰ方式を用いた場合について説明する。ＣＥＬＰ方式では、ディジタル符号化された音声情報（音声符号情報）は、音源情報であるピッチ周期情報と固定コードブックインデックス情報とゲインコードブックインデックス情報と、スペクトル情報であるＬＳＰコードブックインデックス情報とに分けられる。この中で、特に、ピッチ周期情報とゲインコードブックインデックス情報とＬＳＰコードブックインデックス情報とを表すビットの上位ビットにデータ誤りがあると、復号して生成した音声情報は、元の音声情報と大きく異なってしまう。つまり、これらの情報が音声符号化において音声情報の品質に大きな影響を与える情報である。中でも特に、スペクトル情報であるＬＳＰコードブックインデックス情報を表すビットの上位ビットが音声情報の品質に大きな影響を与える。つまり、ＣＥＬＰ方式においては、スペクトル情報であるＬＳＰコードブックインデックス情報を表すビットの上位ビットを初期ベクトルとすることが特に有効である。ここで、上位ビットとは、各情報を示すビットの内、上位所定の数ビットのことである。所定の数ビットとは、例えば、１ビット、３ビット、５ビット、１０ビット等である。
【００４４】
つまり、この実施の形態に係る暗号化装置１０によれば、一般に音声符号化においてデータ誤り検出対象となっている情報を選択情報とすることにより、音声符号化処理における音声情報の品質の悪化を防止処理と、暗号化処理における音声情報の品質の悪化を防止とを１度に行うことが可能である。
【００４５】
なお、ここでは、暗号化装置１０が初期ベクトルを生成する方法について説明した。しかし、復号装置２０は暗号化装置１０と同様の方法により初期ベクトルを生成するのであるから、復号装置２０も、この実施の形態で説明した方法により初期ベクトルを生成するのである。
【００４６】
実施の形態４．
実施の形態２に係る復号装置２０は、初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には音声復号処理を行わないように制御した。実施の形態４では、初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には、音声復号処理を行わないように制御するとともに、暗号情報の復号をも行わないように制御する復号装置２０について説明する。
【００４７】
まず、図１５と図１６とに基づき、この実施の形態に係る復号装置２０の機能及び動作について説明する。図１５は、この実施の形態に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図である。図１６は、この実施の形態に係る復号装置２０の動作を示すフローチャートである。つまり、この復号装置２０は、図９に示す暗号化装置１０に対応するものである。
【００４８】
図１５に示す復号装置２０は、制御部２９が復号部２４をも制御する点で、図１５に示す復号装置２０と異なる。そして、復号装置２０は以下のように動作する。
暗号情報入力処理（Ｓ５０１）から音声復号処理（Ｓ５０８）までは、暗号情報入力処理（Ｓ４０１）から音声復号処理（Ｓ４０８）までと同様である。つまり、制御処理（Ｓ５０９）のみが実施の形態２に係る復号装置２０と異なる。
制御処理（Ｓ５０９）では、制御部２９は、選択情報にデータ誤りが含まれていると誤り検出処理（Ｓ４０３）で誤り検出部２８が判定した場合、音声復号部２６が音声情報を生成しないように制御するとともに、復号部２４が復号情報を生成しないように制御する。
【００４９】
この実施の形態に係る復号装置２０は、残留検出信号を受信したときには、音声情報を生成しないだけでなく、暗号情報を復号することすらしない。これによって実施の形態２に係る復号装置２０と同様の効果を得るとともに、消費電力を削減できる等の効果も得ることができる。
【００５０】
ここで、復号部２４が復号情報を生成しないように制御することで、音声情報が出力されることがないのであれば、制御部２９は復号部２４のみを制御するとしてもよい。
【００５１】
また、これまでは、伝送する情報の一例として音声情報を用いて説明した。そのため、初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には、最終的な出力である音声情報を生成しないように制御し、音声情報の品質が悪化することを防止した。しかし、伝送する情報は音声情報に限られるわけではない。つまり、伝送する情報は、文字情報等いかなる情報であってもよい。
伝送する情報が文字情報等であるときに、初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には、単に復号部２４が復号情報を生成しないように制御するだけで足りる。そのためこの場合、制御部２９は、復号部２４が復号情報を生成しないように制御するとしてもよい。また、この場合、制御部２９は、復号部２４が復号情報を生成しないように制御するとともに、暗号化装置１０へ伝送情報の再出力を要求するとしてもよい。
【００５２】
ここで、実施の形態１と同様に、この実施の形態に係る復号装置２０は音声情報受信装置と言い替えることもできる。
つまり、この実施の形態に係る復号装置２０は、言い替えると、音声復号手段と暗号の復号手段と誤り検出手段を持ち、上記音声情報送信装置から伝送された情報を入力とし、誤り検出手段で初期ベクトルに残留誤りが検出された場合には、暗号の復号を抑止することを特徴とする音声情報受信装置である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】暗号化装置１０と復号装置２０とを備える送受信システム１００の外観の一例を示す図。
【図２】暗号化装置１０と復号装置２０とハードウェア構成の一例を示す図。
【図３】暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との構成の一例を示す図。
【図４】暗号化処理を行う機能と復号処理を行う機能との構成の一例を示す図。
【図５】実施の形態１に係る暗号化装置１０の機能を示す機能ブロック図。
【図６】実施の形態１に係る暗号化装置１０の動作を示すフローチャート。
【図７】実施の形態１に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図。
【図８】実施の形態１に係る復号装置２０の動作を示すフローチャート。
【図９】実施の形態２に係る暗号化装置１０の機能を示す機能ブロック図。
【図１０】実施の形態２に係る暗号化装置１０の動作を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態２に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図。
【図１２】実施の形態２に係る復号装置２０の動作を示すフローチャート。
【図１３】誤り訂正符号生成部１９を備えておらず、音声符号情報を暗号化する前に誤り検出符号を生成する場合の実施の形態２に係る暗号化装置１０の機能ブロック図。
【図１４】暗号側ＩＶ生成部１４が初期ベクトルを生成した後であって、暗号側結合部１６が非暗号対象データと暗号情報とを結合する前に、初期ベクトルを対象として誤り検出符号を生成する実施の形態２に係る暗号化装置１０の機能ブロック図。
【図１５】実施の形態４に係る復号装置２０の機能を示す機能ブロック図。
【図１６】実施の形態４に係る復号装置２０の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５４】
１０  暗号化装置、１１  音声情報入力部、１２  音声符号化部、１３  暗号側分割部、１４  暗号側ＩＶ生成部、１５  暗号化部、１６  暗号側結合部、１７  出力部、１８  誤り検出符号生成部、１９  誤り訂正符号生成部、２０  復号装置、２１  暗号情報入力部、２２  復号側分割部、２３  復号側ＩＶ生成部、２４  復号部、２５  復号側結合部、２６  音声復号部、２７  誤り訂正部、２８  誤り検出部、２９  制御部、３１  セレクタ、３２，４２  暗号・復号演算部、３３，４３  排他論理和演算部、４１  カウンタ、９０２  キーボード、９０３  マイク、９０４  スピーカー、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９１６，９１７  携帯電話機、９１８  基地局サーバ。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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