(57)【要約】【課題】通信する情報量の増大を抑制することができる秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法を提供する。【解決手段】送信側で、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化し、その音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成し、各分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、各分散情報と残部の音声信号とを送信する。受信側で、各分散情報と残部の音声信号とを複数の通信経路を介して受信し、各分散情報を秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成し、その再構成音声信号と残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成し、その復号音声信号を所定の方式に従って音声情報に変換する。【選択図】図１
2008067015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、
前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、
前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段と、
前記送信手段で送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成手段と、
前記再構成手段で生成された前記再構成音声信号と、前記受信手段で受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号手段と、
前記復号手段で生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換手段とを、
有することを特徴とする秘話通信システム。
【請求項２】
前記送信手段は前記複数の分散情報をそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう送信可能であり、
前記受信手段は前記送信手段で送信された前記複数の分散情報を、前記複数の通信経路を介して受信可能であることを、
特徴とする請求項１記載の秘話通信システム。
【請求項３】
前記符号化手段は音声情報をＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化し、
前記音声変換手段は前記復号音声信号を前記ＣＥＬＰに従って音声情報に変換することを、
特徴とする請求項１または２記載の秘話通信システム。
【請求項４】
前記符号化手段は音声情報をＬＤ−ＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化し、
前記音声変換手段は前記復号音声信号を前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って音声情報に変換することを、
特徴とする請求項１または２記載の秘話通信システム。
【請求項５】
前記分散生成手段は前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って１サイクル１０ビットで符号化された前記音声信号のうち、前記１サイクル毎にあらかじめ設定されたベクトルコードの一部を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成することを、特徴とする請求項４記載の秘話通信システム。
【請求項６】
前記分散生成手段は前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って１サイクル１０ビットで符号化された前記音声信号のうち、前記１サイクル毎にあらかじめ設定されたベクトルコードのうちの３ビットを秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成することを、特徴とする請求項４記載の秘話通信システム。
【請求項７】
音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、
前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、
前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段とを、
有することを特徴とする秘話送信装置。
【請求項８】
音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段とを有する秘話送信装置とともに使用される秘話受信装置であって、
前記秘話送信装置により送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを前記複数の通信経路を介して受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成手段と、
前記再構成手段で生成された前記再構成音声信号と、前記受信手段で受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号手段と、
前記復号手段で生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換手段とを、
有することを特徴とする秘話受信装置。
【請求項９】
音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化ステップと、
前記符号化ステップで符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成ステップと、
前記分散生成ステップで生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化ステップで符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを前記複数の通信経路を介して受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成ステップと、
前記再構成ステップで生成された前記再構成音声信号と、前記受信ステップで受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号ステップと、
前記復号ステップで生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換ステップとを、
有することを特徴とする秘話通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インターネットなどのネットワークを利用したVoIPのような音声通信は、１対１のゲートウェイを用いて行われるTCP/IP通信である。従来、音声通信は、IPsecやSSLなどにより暗号化を行い、通信内容の秘匿化を行っている。しかし、これらの暗号化技術は、秘密鍵の漏洩に対しては脆弱であるという問題があった。
【０００３】
このような問題に対し、秘密分散法を利用した秘密通信方法が提案されている。すなわち、音声情報を秘密分散法により複数の分散情報に分散し、各分散情報をそれぞれ異なる通信経路を介して通信する。これにより、全ての通信経路で盗聴が行われない限り、通信内容が盗聴されることはなく、従来の暗号化通信と比べて高い秘匿性を実現することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
なお、秘密分散法（しきい値秘密分散法；k-out-of-n分散方式）は、暗号方式の一種であり、任意に定めた定数nとk（n≧k）を用いて、原情報をn個の分散情報に分散することで暗号化を行うものである。原情報の復号は、任意のk個以上の分散情報を用いることで可能となり、それに満たないk個未満の分散情報からでは原情報に関する情報を全く得ることはできない（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】藤田他，「１ビットオーディオを対象とした音響秘密分散法の提案」，音講論，2004，Vol.1，pp.579−580
【非特許文献２】Adi Shamir，「How to share a secret」，Communications of the ACM，1979，Vol.22，No.11，pp.612−613
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に記載の秘密通信方法では、秘密分散法による情報分散前と情報分散後とでは、n個の分散情報に分散したとき情報量がおよそn・2（ｎ−１）倍になるため、通信帯域を大きく消費してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、通信する情報量の増大を抑制することができる秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る秘話通信システムは、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段と、前記送信手段で送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを受信する受信手段と、前記受信手段で受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成手段と、前記再構成手段で生成された前記再構成音声信号と、前記受信手段で受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号手段と、前記復号手段で生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換手段とを、有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る秘話通信システムは、符号化手段により音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化するため、音声情報をそのまま使用する場合に比べて、情報量を減少させることができる。また、分散生成手段により、符号化された音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成するため、音声信号全体から複数の分散情報を生成する場合に比べて、増大する情報量を少なくすることができる。これにより、本発明に係る秘話通信システムは、通信する情報量の増大を抑制することができる。
【００１０】
音声信号の一部を秘密分散法により複数の分散情報に分散させて、送信手段および受信手段により通信を行うため、全ての分散情報を取得しない限り、通信内容が盗聴されることはなく、秘匿性が高い。秘密にすべき情報は音声信号ではなく会話内容であるため、音声信号全体を分散させる必要はなく、音声信号の一部を分散させることにより会話内容を秘密にすることができる。
【００１１】
本発明に係る秘話通信システムで、前記送信手段は前記複数の分散情報をそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう送信可能であり、前記受信手段は前記送信手段で送信された前記複数の分散情報を、前記複数の通信経路を介して受信可能であることが好ましい。この場合、複数の分散情報をそれぞれ互いに異なる通信経路を介して通信することができるため、全ての通信経路で盗聴が行われない限り、通信内容が盗聴されることはなく、より高い秘匿性を実現することができる。
【００１２】
本発明に係る秘話通信システムで、前記符号化手段は音声情報をＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化し、前記音声変換手段は前記復号音声信号を前記ＣＥＬＰに従って音声情報に変換することが好ましい。特に、本発明に係る秘話通信システムで、前記符号化手段は音声情報をＬＤ−ＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化し、前記音声変換手段は前記復号音声信号を前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って音声情報に変換することが好ましい。また、本発明に係る秘話通信システムで、前記分散生成手段は前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って１サイクル１０ビットで符号化された前記音声信号のうち、前記１サイクル毎にあらかじめ設定されたベクトルコードの一部を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成することが好ましい。特に、本発明に係る秘話通信システムで、前記分散生成手段は前記ＬＤ−ＣＥＬＰに従って１サイクル１０ビットで符号化された前記音声信号のうち、前記１サイクル毎にあらかじめ設定されたベクトルコードのうちの３ビットを秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成することが好ましい。
【００１３】
ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction；符号励振型線形予測）は、音声符号化技術の一つであり、音声の基底ベクトル量子化と線形予測とを利用したものである。また、ＬＤ−ＣＥＬＰ（Low-Delay Code Excited Linear Prediction；低遅延符号励振型線形予測：ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２８）は、ＣＥＬＰの中でも比較的単純な構造を有するものである。ＬＤ−ＣＥＬＰのエンコーダは、ＰＣＭ信号５サンプルごとに１０bitの符号を出力し、その１０bitの情報は、３bitのゲインコードおよび７bitのベクトルコードによって構成されている。エンコーダおよびデコーダは、これらに対応する８（＝２３）種のゲイン情報、および１２８（＝２７）種のベクトル情報を持った共通のコードブックを持っている。
【００１４】
ＬＤ−ＣＥＬＰに従って符号化する場合、秘密分散法によりベクトルコードの一部を分散させることにより、ゲインコードの一部を分散させる場合に比べて、秘密化の効率が高い。特に、ベクトルコードのうちの３ビットを分散させることにより、秘密を保持しながら、より少ない情報量で通信を行うことができる。
【００１５】
本発明に係る秘話送信装置は、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段とを、有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る秘話受信装置は、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化手段と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成手段と、前記分散生成手段で生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化手段で符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信手段とを有する秘話送信装置とともに使用される秘話受信装置であって、前記秘話送信装置により送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを前記複数の通信経路を介して受信する受信手段と、前記受信手段で受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成手段と、前記再構成手段で生成された前記再構成音声信号と、前記受信手段で受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号手段と、前記復号手段で生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換手段とを、有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る秘話通信方法は、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化する符号化ステップと、前記符号化ステップで符号化された前記音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成する分散生成ステップと、前記分散生成ステップで生成された前記複数の分散情報がそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、前記複数の分散情報と、前記符号化ステップで符号化された前記音声信号のうち残部の音声信号とを送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信された前記複数の分散情報と前記残部の音声信号とを前記複数の通信経路を介して受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信された前記複数の分散情報を前記秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する再構成ステップと、前記再構成ステップで生成された前記再構成音声信号と、前記受信ステップで受信された前記残部の音声信号とに基づいて復号音声信号を生成する復号ステップと、前記復号ステップで生成された前記復号音声信号を前記所定の方式に従って音声情報に変換する音声変換ステップとを、有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法は、音声情報を所定の方式に従ってデジタルの音声信号に符号化するため、音声情報をそのまま使用する場合に比べて、情報量を減少させることができる。また、符号化された音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号を秘密分散法により再構成可能に複数に分散させて複数の分散情報を生成するため、音声信号全体から複数の分散情報を生成する場合に比べて、増大する情報量を少なくすることができる。これにより、通信する情報量の増大を抑制することができる。
【００１９】
音声信号の一部を秘密分散法により複数の分散情報に分散させて、各分散情報をそれぞれ互いに異なる通信経路を介して通信を行うため、全ての通信経路で盗聴が行われない限り、通信内容が盗聴されることはなく、高い秘匿性を実現することができる。秘密にすべき情報は音声信号ではなく会話内容であるため、音声信号全体を分散させる必要はなく、音声信号の一部を分散させることにより会話内容を秘密にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、通信する情報量の増大を抑制することができる秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置および秘話通信方法を示している。なお、本発明の実施の形態の秘話通信方法は、本発明の実施の形態の秘話通信システム、秘話送信装置、秘話受信装置により実行される方法である。
図１および図２に示すように、秘話通信システムは、秘話送信装置１と秘話受信装置２とを有している。
【００２２】
図１に示すように、秘話送信装置１は、符号化手段１１と分散生成手段１２と送信手段１３とを有している。符号化手段１１は、ＣＥＬＰエンコーダ（ＣＥＬＰ Encoder）１４とコードバッファ（Code buffer）１５とを有している。ＣＥＬＰエンコーダ１４は、ＰＣＭ信号に変換された音声情報を入力し、その音声情報をＬＤ−ＣＥＬＰに従って、ＰＣＭ信号５サンプルごとに１サイクル１０ビットでデジタルの音声信号に符号化するようになっている。コードバッファ１５は、ＣＥＬＰエンコーダ１４に接続され、ＣＥＬＰエンコーダ１４で符号化された音声信号を取得して、一時的に記憶するようになっている。
【００２３】
分散生成手段１２は、ビットスプリッタ（Bits Splitter）１６と秘密分散モジュール（Secret Sharing Module）１７と分割モジュール（Sharing Module）１８とを有している。ビットスプリッタ１６は、コードバッファ１５と秘密分散モジュール１７と分割モジュール１８とに接続されている。ビットスプリッタ１６は、コードバッファ１５に記憶された音声信号を取得して、１サイクル１０ビット毎にあらかじめ設定されたベクトルコードのうちの３ビットと、残部の７ビットとに分割するようになっている。また、ビットスプリッタ１６は、分割したベクトルコードの３ビットを秘密分散モジュール１７に送信し、残部の７ビットを分割モジュール１８に送信するようになっている。
【００２４】
秘密分散モジュール１７は、ビットスプリッタ１６から送信されたベクトルコードの３ビットを取得し、秘密分散法により再構成可能にｎ個に分散させてｎ個の分散情報を生成するようになっている。分割モジュール１８は、ビットスプリッタ１６から送信された残部の７ビットを取得し、負荷分散装置からの情報（Load balancing Information）に基づいて、各通信経路における帯域にあわせてｎ個の非秘密情報に分割するようになっている。
【００２５】
送信手段１３は、パケットコンストラクタ（Packet Constructor）１９と送信側マルチホーミングルータ（Multi-homing Router）２０とを有している。パケットコンストラクタ１９は、秘密分散モジュール１７と分割モジュール１８とに接続されている。パケットコンストラクタ１９は、秘密分散モジュール１７で生成されたｎ個の分散情報と、分割モジュール１８で生成されたｎ個の非秘密情報とを取得し、それらを結合して、ｎ個のパケットを生成するようになっている。送信側マルチホーミングルータ２０は、パケットコンストラクタ１９とインターネット（Internet）とに接続されている。送信側マルチホーミングルータ２０は、パケットコンストラクタ１９で生成されたｎ個のパケットを取得し、各パケットがそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、インターネットに送信するようになっている。
【００２６】
図２に示すように、秘話受信装置２は、受信手段２１と再構成手段２２と復号手段２３と音声変換手段２４とを有している。受信手段２１は、受信側マルチホーミングルータ（Multi-homing Router）２５を有している。受信側マルチホーミングルータ２５は、インターネットに接続され、送信側マルチホーミングルータ２０により送信されたｎ個のパケットを、複数の通信経路を介して受信するようになっている。
【００２７】
再構成手段２２は、データスプリッタ（Data Splitter）２６と再構成モジュール（Decryption Module）２７とを有している。データスプリッタ２６は、受信側マルチホーミングルータ２５と再構成モジュール２７と復号手段２３とに接続されている。データスプリッタ２６は、受信側マルチホーミングルータ２５で受信されたｎ個のパケットを取得して、ｎ個の分散情報とｎ個の非秘密情報とに分割し、各分散情報を再構成モジュール２７に送信し、各非秘密情報を復号手段２３に送信するようになっている。再構成モジュール２７は、データスプリッタ２６から送信された各分散情報を取得し、秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成するようになっている。
【００２８】
復号手段２３は、リコンストラクタモジュール（Reconstructor Module）２８を有している。リコンストラクタモジュール２８は、再構成モジュール２７とデータスプリッタ２６とに接続されている。リコンストラクタモジュール２８は、再構成モジュール２７で生成された再構成音声信号と、データスプリッタ２６から送信された各非秘密情報とを取得し、あらかじめ設定されたように、再構成音声信号をベクトルコードの３ビットに変換し、各非秘密情報を残部の７ビットに変換して結合し、復号音声信号を生成するようになっている。
【００２９】
音声変換手段２４は、ＣＥＬＰデコーダ（ＣＥＬＰ Decoder）２９を有している。ＣＥＬＰデコーダ２９は、リコンストラクタモジュール２８に接続されている。ＣＥＬＰデコーダ２９は、リコンストラクタモジュール２８で生成された復号音声信号を、ＬＤ−ＣＥＬＰに従ってＰＣＭ信号から成る音声情報に変換し、その音声情報をＰＣＭ信号で出力するようになっている。
【００３０】
次に、作用について説明する。
本発明の実施の形態の秘話通信システムでは、まず、秘密送信装置で、ＰＣＭ信号に変換された音声信号をＣＥＬＰエンコーダ１４に入力する。ＣＥＬＰエンコーダ１４が、その音声情報をＬＤ−ＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化し、その音声信号をコードバッファ１５に記憶させる。このとき、音声情報をＬＤ−ＣＥＬＰに従ってデジタルの音声信号に符号化するため、音声情報をそのまま使用する場合に比べて、情報量を減少させることができる。
【００３１】
ビットスプリッタ１６が、その音声信号を、１サイクル１０ビット毎にあらかじめ設定されたベクトルコードのうちの３ビットと、残部の７ビットとに分割する。秘密分散モジュール１７が、ベクトルコードの３ビットを、秘密分散法により再構成可能にｎ個に分散させてｎ個の分散情報を生成する。このとき、符号化された音声信号のうち、あらかじめ設定された一部の音声信号からｎ個の分散情報を生成するため、音声信号全体からｎ個の分散情報を生成する場合に比べて、増大する情報量を少なくすることができる。これにより、通信する情報量の増大を抑制することができる。
【００３２】
分割モジュール１８が、残部の７ビットをｎ個の非秘密情報に分割する。パケットコンストラクタ１９が、ｎ個の分散情報とｎ個の非秘密情報とを結合して、ｎ個のパケットを生成する。送信側マルチホーミングルータ２０が、そのｎ個のパケットを、各パケットがそれぞれ互いに異なる複数の通信経路を通るよう、インターネットに送信する。
【００３３】
秘話受信装置２で、受信側マルチホーミングルータ２５が、送信されたｎ個のパケットを、インターネットで複数の通信経路を介して受信する。データスプリッタ２６が、そのｎ個のパケットを、ｎ個の分散情報とｎ個の非秘密情報とに分割する。再構成モジュール２７が、各分散情報を秘密分散法により再構成して再構成音声信号を生成する。リコンストラクタモジュール２８が、あらかじめ設定されたように、再構成音声信号をベクトルコードの３ビットに変換し、各非秘密情報を残部の７ビットに変換して結合し、復号音声信号を生成する。ＣＥＬＰデコーダ２９が、その復号音声信号を、ＬＤ−ＣＥＬＰに従ってＰＣＭ信号から成る音声情報に変換し、その音声情報をＰＣＭ信号で出力する。
【００３４】
このように、音声信号の一部を秘密分散法によりｎ個の分散情報に分散させて、各分散情報をそれぞれ互いに異なる通信経路を介して通信を行うため、全ての通信経路で盗聴が行われない限り、通信内容が盗聴されることはなく、高い秘匿性を実現することができる。秘密にすべき情報は音声信号ではなく会話内容であるため、音声信号全体を分散させる必要はなく、音声信号の一部を分散させることにより会話内容を秘密にすることができる。
【００３５】
［秘話性の評価実験］
秘密分散を施す量と内容の秘匿性との関係を、日本語を母語とする４人の聴取者による文章了解度により評価した。図３に示すように、秘密分散法により分散させる暗号化ビット（Random bit）として、ＬＤ−ＣＥＬＰに従って符号化された音声信号の１サイクル１０ビット毎に、ＭＳＢ（Most Significant Bit）からゲインコード（Gain index）に対してｓｇ（=0,1,2,3）ビット、ベクトルコード（Vector index）に対してｓｖ（=0,1,2,3,4,5,6,7）ビットを選択する。これにより、全部で32（=4×8）パターンの実験条件で実験を行った。
【００３６】
入力する原音声として、およそ５〜８個の単語によって構成される「音素バランス1000文」（ＮＴＴ−ＡＴ社製）の女性話者の音声320種（サンプリング周波数16kHz、量子化ビット16ビット）を使用した。実験は防音室で行い、音声の提示レベルを60dBAとして、ヘッドホンにより両耳に提示した。各聴取者には、提示音を複数回聴取することを許可し、提示音の内容を用紙に記入させた。試行回数は一人につき320回とし、320種類の提示音は全て異なる原音声から作成した。
【００３７】
各文章の回答ごとに、自立語（名詞、動詞、形容詞、副詞）を対象として正答率を求め、文章了解度とした。32パターンの実験条件ごとに、各聴取者および各原音声による40試行分の文章了解度を加算平均し、その結果を表１に示す。また、ゲインコード（Gain code）のみを暗号化ビットとしたとき（ｓｖ=0）の文章了解度、ベクトルコード（Vector code）のみを暗号化ビットとしたとき（ｓｇ=0）の文章了解度、およびそれぞれの40試行における標準偏差を求め、その結果を図４に示す。
【００３８】
【表１】
2008067015.tif 000003
【００３９】
図４の結果に基づいて、２要因（２×４水準）の分散分析を行った結果、交互作用が有意であった。また、各コードに対して単純主効果の検定を行った結果、暗号化ビット数が1,2,3のとき、それぞれベクトルコードとゲインコードとの間に有意な差（p＜.01）が認められた。
【００４０】
この実験結果から、秘匿性を極力低下させずに、より少ない情報量で通信を行うためには、ゲインコードよりもベクトルコードの一部を秘密分散法により分散させる方が効果的であることが確認された。特に、ベクトルコードのうちの３ビットを分散させることにより、秘匿性を高く保持しながら、より少ない情報量で通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の秘話通信システムの秘話送信装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の秘話通信システムの秘話受信装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の秘話通信システムの音声信号の暗号化パターンの一例（ｓｇ=1，ｓｖ=3）を示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態の秘話通信システムの音声信号（ｓｇ=0，ｓｖ=0）の暗号化ビット数と文章了解度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１    秘話送信装置
２    秘話受信装置
１１  符号化手段
１２  分散生成手段
１３  送信手段
１４  ＣＥＬＰエンコーダ
１５  コードバッファ
１６  ビットスプリッタ
１７  秘密分散モジュール
１８  分割モジュール
１９  パケットコンストラクタ
２０  送信側マルチホーミングルータ
２１  受信手段
２２  再構成手段
２３  復号手段
２４  音声変換手段
２５  受信側マルチホーミングルータ
２６  データスプリッタ
２７  再構成モジュール
２８  リコンストラクタモジュール
２９  ＣＥＬＰデコーダ
【図１】
2008067015.tif 000004
【図２】
2008067015.tif 000005
【図３】
2008067015.tif 000006
【図４】
2008067015.tif 000007