(57)【要約】【課題】送信機側がスクランブラーの生成多項式及び初期値を変更したという情報を、送信する情報データの中に挿入したり、または別の手段により送信機側から受信機側へ伝送したりしなくとも、生成多項式及び初期値の組が同定できる技術を提供すること。【解決手段】同期型デスクランブラー８から出力される復号データがエントロピー判定回路９において、エントロピーが算出され、算出されたエントロピー値があらかじめ設定してある閾値を上回るとメモリに格納してある、生成多項式と初期値をデスクランブラーに設定し、復号データのエントロピー値が閾値を下回るまで、生成多項式及び初期値の同定処理を行う。【選択図】図１
2008245185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デスクランブラーであって、
生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、
前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記エントロピー値が前記所定の閾値よりも小さくなるように、前記デスクランブル手段が用いる生成多項式及び初期値の組を変更する判定手段と
を有することを特徴とするデスクランブラー。
【請求項２】
デスクランブラーであって、
生成多項式及び初期値の組を複数個記憶し、指示に基づいて、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、
前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記デスクランブル手段が用いる生成多項式及び初期値の組の変更を前記デスクランブル手段に指示する判定手段と
を有することを特徴とするデスクランブラー。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のデスクランブラーを有することを特徴とする通信機。
【請求項４】
通信システムであって、
生成多項式及び初期値の組を複数個記憶し、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、データをスクランブルして出力するスクランブル手段と、
前記スクランブル手段と同じ生成多項式及び初期値の組を記憶し、指示に基づいて、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、前記スクランブルされたデータをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、
前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記デスクランブル手段が用いている生成多項式及び初期値の組の変更を前記デスクランブル手段に指示する判定手段と
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
スクランブラーの生成多項式及び初期値の同定方法であって、
複数の生成多項式及び初期値の組のいずれかを用いてスクランブルされたデータを、前記複数の生成多項式及び初期値の組のいずれかを用いて、デスクランブルし、
デスクランブルして得た復号データのエントロピー値を算出し、
前記算出されたエントロピー値と、所定の閾値とを比較し、
前記算出されたエントロピー値が前記所定の閾値を超える場合には、デスクランブルに用いる生成多項式及び初期値の組を変更し、前記算出されたエントロピー値が前記所定の閾値よりも小さい場合には、デスクランブルに用いた生成多項式及び初期値の組を、スクランブルに用いた生成多項式及び初期値の組として同定する
ことを特徴とするスクランブラーの生成多項式及び初期値の同定方法。
【請求項６】
デスクランブラーのプログラムであって、
生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力する処理と、
前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記エントロピー値が前記所定の閾値よりも小さくなるように、前記デスクランブルに用いる生成多項式及び初期値の組を変更する処理と
をデスクランブラーに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デスクランブラー、通信機、通信システム、生成多項式及び初期値の同定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信においてスクランブラーは、主に２つの役割を担う。１つは、送信する０，１ビット列を撹拌し、０，１ビット列の連続を減らし伝送効率を上げる役割である。もう一つは、悪意の第３者による傍受を防止するための、いわゆる暗号化方法としての役割である。
【０００３】
近年、盗聴等に代表される情報漏えいが社会的な問題になっており、通信データに何らかの秘匿性を持たせることが一般的になっている。この点でスクランブラーは、ＡＥＳ(Advanced Encryption Standard)等の暗号機に比べて高速で暗号化することが可能である。
【０００４】
しかし、スクランブラーは、ＡＥＳ等の暗号方式に比べ解読が容易である。そのため、スクランブラーの解読が発覚した場合、スクランブラーの生成多項式及び初期値の変更が行われている。この変更は、送信機と受信機の両方で行う必要がある。以下、従来の方法を図４に示す。
【０００５】
図４に示す如く、送信機１４と受信機１５とは、同期型スクランブラー１と同期型デスクランブラー８とに同一の生成多項式と初期値の組を設定し、送信する情報データをスクランブルし、受信側でデスクランブルする。
【０００６】
装置外部からセキュリティ保全等のためにスクランブラー１の生成多項式と初期値とを変更する場合の方法としては、送信する情報に生成多項式及び初期値に関する情報を挿入し、受信機１５から出力される復号データから、それらの情報を抽出し、デスクランブラーの生成多項式及び初期値を変更する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の方法では、スクランブラーの生成多項式及び初期値のためだけにデータを常時送信する必要があり、情報伝送効率を劣化させてしまうという課題があった。
【０００８】
また、情報データの中に生成多項式及び初期値に関する情報を挿入しない方法としては、別の伝達手段で生成多項式及び初期値に関する情報を伝達する方法があるが、２重の伝送路が必要となりコストの面で課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、送信機側がスクランブラーの生成多項式及び初期値を変更したという情報を、送信する情報データの中に挿入したり、または別の手段により送信機側から受信機側へ伝送したりしなくとも、生成多項式及び初期値の組が同定できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、デスクランブラーであって、生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記エントロピー値が前記所定の閾値よりも小さくなるように、前記デスクランブル手段が用いる生成多項式及び初期値の組を変更する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、デスクランブラーであって、生成多項式及び初期値の組を複数個記憶し、指示に基づいて、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記デスクランブル手段が用いる生成多項式及び初期値の組の変更を前記デスクランブル手段に指示する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、上記デスクランブラーを有することを特徴とする通信機である。
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、通信システムであって、生成多項式及び初期値の組を複数個記憶し、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、データをスクランブルして出力するスクランブル手段と、前記スクランブル手段と同じ生成多項式及び初期値の組を記憶し、指示に基づいて、記憶している生成多項式及び初期値の組のいずれかの生成多項式及び初期値を用いて、前記スクランブルされたデータをデスクランブルして復号データを出力するデスクランブル手段と、前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記デスクランブル手段が用いている生成多項式及び初期値の組の変更を前記デスクランブル手段に指示する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明は、スクランブラーの生成多項式及び初期値の同定方法であって、複数の生成多項式及び初期値の組のいずれかを用いてスクランブルされたデータを、前記複数の生成多項式及び初期値の組のいずれかを用いて、デスクランブルし、デスクランブルして得た復号データのエントロピー値を算出し、前記算出されたエントロピー値と、所定の閾値とを比較し、前記算出されたエントロピー値が前記所定の閾値を超える場合には、デスクランブルに用いる生成多項式及び初期値の組を変更し、前記算出されたエントロピー値が前記所定の閾値よりも小さい場合には、デスクランブルに用いた生成多項式及び初期値の組を、スクランブルに用いた生成多項式及び初期値の組として同定することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明は、デスクランブラーのプログラムであって、生成多項式及び初期値を用いて、入力データをデスクランブルして復号データを出力する処理と、前記復号データのエントロピー値を算出し、このエントロピー値と所定の閾値とを比較し、前記エントロピー値が前記所定の閾値を超える場合、前記エントロピー値が前記所定の閾値よりも小さくなるように、前記デスクランブルに用いる生成多項式及び初期値の組を変更する処理とをデスクランブラーに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、送信機側がスクランブラーの生成多項式及び初期値を変更したという情報を、送信する情報データの中に挿入したり、または別の手段により送信機側から受信機側へ伝送したりしなくとも、生成多項式及び初期値の組が同定できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。尚、従来技術を示した図４と同様な構成のものについては、同じ符号を付した。
【００１９】
本発明の実施の形態は、送信機１２と受信機１３とから構成される。
【００２０】
送信機１２は、フレーム同期型スクランブラー１と、変調器２と、制御回路３と、メモリ４と、空中線５とを備えている。
【００２１】
フレーム同期型スクランブラー１は、外部からの制御により生成多項式及び初期値を設定し、この生成多項式及び初期値で、入力された０，１ビット列をスクランブルする。スクランブルされた０，１ビット列は、スクランブル周期ごとにユニークワードが付加され出力される。
【００２２】
変調器２は、入力された０，１ビット列をＱＰＳＫ等のデジタル変調方式で復調し、ＲＦ信号を出力する。
【００２３】
制御回路３は、外部からの指示により生成多項式及び初期値の変更を制御する。
【００２４】
メモリ４は、生成多項式及び初期値データの組（Ｇｊ、Ｉｊ）（ｊは自然数）を複数個格納し、外部からの制御により、生成多項式及び初期値データをフレーム同期型スクランブラー１へ出力する。
【００２５】
空中線５は、入力されたＲＦ信号を空中に放射する。
【００２６】
受信機１３は、空中線６と、復調器７と、フレーム同期型デスクランブラー８と、エントロピー判定回路９と、メモリ１０と、制御回路１１とを備える。
【００２７】
空中線６は、空中に放射された電波を受信し、ＲＦ信号を出力する。
【００２８】
復調器７は、ＲＦ信号を入力し、ＱＰＳＫ等で復調し、０，１のビット列を出力する。
【００２９】
フレーム同期型デスクランブラー８は、入力した０，１のビット列からユニークワードを除去し、あらかじめ設定してあるフレーム同期型スクランブラー１と同じ生成多項式及び初期値でデスクランブルする。
【００３０】
エントロピー判定回路９は、入力された０，１ビット列データのエントロピー値を、演算回路１５で算出する。
【００３１】
メモリ１０は、メモリ４と同じ生成多項式と初期値の組を格納し、外部からの制御により生成多項式と初期値を出力する。
【００３２】
制御回路１１は、変更指示信号を入力すると生成多項式及び初期値の変更を制御する。
【００３３】
次に、エントロピー判定回路９の詳細を図２に示す。
【００３４】
エントロピー判定回路９は、分配器１３と、メモリ１４と、演算回路１５と、判定回路１６と、メモリ１７とから構成される。
【００３５】
分配器１３は、入力された０，１のビット列を２等分配して出力する。
【００３６】
メモリ１４は、入力した０，１のビット列をある一定量蓄積して、一定量出力する。
【００３７】
演算回路１５は、入力された一定量の０，１ビット列に対して、エントロピーを算出し、エントロピー値を出力する。
【００３８】
判定回路１６は、入力された２つの値を比較して、変更指示出力を出力するか判定する。
【００３９】
次に、上述した構成の動作を説明する。図３は実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【００４０】
通常、送信機１２と受信機１３は、制御回路３、制御回路１１により制御されたメモリ４、メモリ１０から出力された同一の生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ、Ｉｊ）によりスクランブル、デスクランブルが行われて通信が行われる。
【００４１】
これに対して、本発明では、セキュリティ保護等のために同期型スクランブラー１の生成多項式及び初期値を変更する場合の動作を以下に示す。
【００４２】
外部から制御回路３へフレーム同期型スクランブラー１の生成多項式と初期値との組の変更指示が出ると（Ｓｔｅｐ  １００）、制御回路３は、メモリ４に対して生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ、Ｉｊ）を（Ｇｋ、Ｉｋ）（ｋは自然数、ｋ≠ｊ）に設定し、生成多項式及び初期値の組（Ｇｋ、Ｉｋ）をフレーム同期型スクランブラー１に出力するよう制御する。
【００４３】
これによりフレーム同期型スクランブラー１には生成多項式及び初期値の組（Ｇｋ、Ｉｋ）が設定される（Ｓｔｅｐ  １０１）。フレーム同期型スクランブラー１に入力されていた０，１ビット列の情報データは、フレーム同期型スクランブラー１の設定が変更になった所から、生成多項式及び初期値の組（Ｇｋ、Ｉｋ）でスクランブルされることになる（Ｓｔｅｐ  １０２）。
【００４４】
スクランブルされた０，１ビット列データは、変調器２によりＱＰＳＫ等のデジタル信号に変調されて空中線５に出力され、空中線５はデジタル変調信号を空中に放射する（Ｓｔｅｐ  １０３）。
【００４５】
空中線６は、空中線５から放射された電波を受信し（Ｓｔｅｐ  １０４）、受信したデジタル変調信号を復調器７に出力する。復調器７は、受信したデジタル変調信号を０、１のビット列データに復調する。０，１のビット列データは、デスクランブラー８に入力される。
【００４６】
ここでフレーム同期型デスクランブラー８は、生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ、Ｉｊ）に設定されたままなので、入力された０，１ビット列データは、正しく復号されず、撹拌されたままの状態でエントロピー判定回路９に出力される（Ｓｔｅｐ  １０５）。
【００４７】
エントロピー判定回路９は、入力された０，１ビット列データのエントロピー値を、演算回路１５で算出し（Ｓｔｅｐ  １０６）、このエントロピー値と所定の閾値とを比較する（Ｓｔｅｐ  １０７）。
【００４８】
ここで、入力された０，１ビット列データは、正しく復号されていないためエントロピー値がメモリ１７に格納されている閾値を上回ってしまう（Ｓｔｅｐ  １０８）。このため判定回路１６は、制御回路１１に生成多項式及び初期値の組み合わせの変更を指示する（Ｓｔｅｐ  １０９）。
【００４９】
制御回路１１は、変更指示を受けるとフレーム同期型デスクランブラー８に対して設定されている生成多項式及び初期値（Ｇｊ、Ｉｊ）を消去するよう制御する。また、メモリ１０に対しては、格納されている次の生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ＋１、Ｉｊ＋１）をフレーム同期型スクランブラー８に出力するよう制御する。
【００５０】
フレーム同期型スクランブラー８は、メモリ１０から出力された生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ＋１、Ｉｊ＋１）を設定し、次の同期点からこの組み合わせで０，１ビット列データをデスクランブルする（Ｓｔｅｐ  １０５）。
【００５１】
変更された０，１ビット列データは、再度エントロピー判定回路９でエントロピー値を算出され（Ｓｔｅｐ  １０６）、閾値との比較が行われる（Ｓｔｅｐ  １０７）。エントロピー値が閾値を上回っているようであれば（Ｓｔｅｐ  １０８）、次の生成多項式及び初期値の組（Ｇｊ＋２、Ｉｊ＋２）に設定される（Ｓｔｅｐ  １０９）。
【００５２】
このように順次生成多項式及び初期値の組を変更していく。デスクランブルされた０，１ビット列データのエントロピー値が閾値を下回った時（Ｓｔｅｐ  １０８）、正しくデスクランブルされたことになり、この時生成多項式及び初期値の組は、（Ｇｋ、Ｉｋ）になっており、クランブラー１に設定された生成多項式及び初期値の組の同定が完了する（Ｓｔｅｐ  １１０）。
【００５３】
以上説明したように、本発明によれば送信機側がスクランブラーの生成多項式及び初期値を変更したという情報を、送信する情報データの中に挿入したり、または別の手段により送信機側から受信機側へ伝送したりしなくとも、生成多項式及び初期値の組が同定できる。
【００５４】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、デジタル変調方式は８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ方式などの他のデジタル変調された無線通信にも適用することができる。また、通信方式は無線通信だけに限らず、伝送路を使った伝送通信にも適用可能である。
【００５５】
更に、本実施の形態では、送信機、受信機の各部をハードウェアで構成したが、ＣＰＵを上述のように動作させるプログラムで各部を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２はエントロピー判定回路９の詳細を示した図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      フレーム同期型スクランブラー
２      変調器
３      制御回路
４      メモリ
５      空中線
６      空中線
７      復調器
８      フレーム同期型デスクランブラー
９      エントロピー判定回路
１０    メモリ
１１    制御回路
１３    分配器
１４    メモリ
１５    演算回路
１６    判定回路
【図１】
2008245185.tif 000003
【図２】
2008245185.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008245185.tif 000006