(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末であって、
音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームで、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う制御部を備え、
前記制御部は、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで相手端末に通知する
ことを特徴とする通話用端末。
【請求項２】
音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータのＬＳＢを用いて制御データ用のビットストリームを形成する
請求項１に記載の通話用端末。
【請求項３】
制御部は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話に必要な情報のやりとりを行う
請求項１または請求項２に記載の通話用端末。
【請求項４】
制御部は、一方の通話用端末から秘話通話毎に選択される冗長データを、秘話通話を行う端末に依存したデータを用いて所定の方法で暗号化した暗号データの一致判定を行うことにより、端末認証を行う
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通話用端末。
【請求項５】
制御部は、端末認証に用いた冗長データまたは該冗長データを元に生成した暗号データに基づき、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを決定する
請求項４に記載の通話用端末。
【請求項６】
制御部は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームに、所定の通信プロトコルのデータフォーマットを適用して、該制御データ用ビットストリーム上の同期をとる
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の通話用端末。
【請求項７】
制御部は、
制御データを終端して、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な処理を行う秘話通話処理部と、
音声データと、送信対象とされた制御データとを合成して、実際に音声データパケットリンクで送信するデータ部を生成する送信データ部合成部と、
音声データパケットリンクで受信したデータ部から、音声データと制御データとを分離させる受信データ部分離部とを含む
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の通話用端末。
【請求項８】
秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末であって、
音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームで、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う制御部を備え、
前記制御部は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話に必要な情報のやりとりを行う
ことを特徴とする通話用端末。
【請求項９】
秘話通話を行う通話システムにおいて秘話通話を確立するための秘話通話確立方法であって、
通話用端末が、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、選択した暗号化アルゴリズムの情報を含む秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う
ことを特徴とする秘話通話確立方法。
【請求項１０】
秘話通話を行う通話システムにおいて秘話通話を確立するための秘話通話確立方法であって、
通話用端末が、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う
ことを特徴とする秘話通話確立方法。
【請求項１１】
秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末に適用される秘話通話を確立するための秘話通話確立用プログラムであって、
コンピュータに、
秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、選択した暗号化アルゴリズムの情報を含む秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う処理
を実行させるための秘話通話確立用プログラム。
【請求項１２】
秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末に適用される秘話通話を確立するための秘話通話確立用プログラムであって、
コンピュータに、
音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う処理
を実行させるための秘話通話確立用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末、秘話通話確立方法、および秘話通話確立用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある暗号アルゴリズムに基づいて、ＰＣＭデータを変換（暗号化）することで秘話通話を実現する技術に関し、例えば、特許文献１には、入力音声をデジタル符号化したデジタル音声信号を、ＲＯＭから読み出したビットとの排他的オア論理を取ることにより秘話化して送信する音声秘話送受信システムが記載されている。
【０００３】
また、例えば、特許文献２には、ＰＣＭコーデックにより変換されたディジタル信号の一つおきの極性ビットを反転して送信する秘話装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−４８５４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１１２７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２に記載されている音声データの暗号化のみの方法は、通話秘話に関与する端末間での相手端末の認証については考慮されていない。従って、音声データそのものを暗号化または復号化する端末装置のハードウェアに固定の暗号方式を利用することになり、通話毎に暗号方式を変えることができない。
【０００６】
また、仮に、通話毎に暗号方式を切り替えようと、音声データパケットとは別の制御データを用いて相手端末を認証する場合には、その制御データのパケットがネットワーク上を飛び交ってしまうため、傍受されやすく、秘話通話の暗号則が解析されやすいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、秘話通話を行う通話システムにおいて、より安全かつ容易に秘話通話を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による通話用端末は、秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末であって、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームで、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う制御部を備え、制御部は、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで相手端末に通知することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による通話用端末は、秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末であって、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームで、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う制御部を備え、制御部は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話に必要な情報のやりとりを行ってもよい。
【００１０】
また、本発明による秘話通話確立方法は、秘話通話を行う通話システムにおいて秘話通話を確立するための秘話通話確立方法であって、通通話用端末が、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、選択した暗号化アルゴリズムの情報を含む秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行うことを特徴とする。
また、本発明による秘話通話確立方法は、通話用端末が、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行ってもよい。
【００１１】
また、本発明による秘話通話確立用プログラムは、秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末に適用される秘話通話を確立するための秘話通話確立用プログラムであって、コンピュータに、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、選択した暗号化アルゴリズムの情報を含む秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う処理を実行させることを特徴とする。
また、本発明による秘話通話確立用プログラムは、コンピュータに、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビットを用いて制御データ用ビットストリームを形成し、該制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う処理を実行させてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、秘話通話を行う通話システムにおいて、より安全かつ容易に秘話通話を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による通話用端末の構成例を示すブロック図である。本発明による通話用端末は、秘話通話を行う通話システムに用いられる通話用端末であって、図１に示すように、制御部１０を備える。
【００１４】
制御部１０は、音声をデジタル信号化した音声データパケットを送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるデータ部に含まれるデータの所定のビット（例えば、ＬＳＢ）を用いて制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームで、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な情報のやりとりを行う。
【００１５】
また、制御部１０は、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを秘話通話毎に選択し、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで相手端末に通知してもよい。また、制御部１０は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームで、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上で、秘話通話に必要な情報のやりとりを行ってもよい。
【００１６】
制御部１０は、例えば、一方の通話用端末から秘話通話毎に選択される冗長データを、秘話通話を行う端末に依存したデータを用いて所定の方法で暗号化した暗号データの一致判定を行うことにより、端末認証を行ってもよい。さらに、端末認証に用いた冗長データまたは該冗長データを元に生成した暗号データに基づき、秘話通話の際の暗号化アルゴリズムを決定してもよい。
【００１７】
また、制御部１０は、音声データパケットリンクに形成した制御データ用ビットストリームに、所定の通信プロトコルのデータフォーマットを適用して、該制御データ用ビットストリーム上の同期をとってもよい。
【００１８】
また、制御部１０は、図２に示すような機能ブロックにより構成されていてもよい。図２は、制御部１０における機能ブロックの一構成例を示すブロック図である。図２に示す例では、秘話通話処理部１０１と、送信データ部合成部１０２と、受信データ部分離部１０３とを含んでいる。
【００１９】
秘話通話処理部１０１は、制御データを終端して、秘話通話を行う端末間で秘話通話に必要な処理を行う。送信データ部合成部１０２は、音声データと、送信対象とされた制御データとを合成して、実際に音声データパケットリンクで送信するデータ部を生成する。受信データ部分離部１０３は、音声データパケットリンクで受信したデータ部から、音声データと制御データとを分離させる。
【００２０】
以下、より具体的な実施形態について説明する。図３は、本発明の一実施形態としての通話システムに用いられるＩＰ電話機の構成例を示すブロック図である。
【００２１】
図３に示すＩＰ電話機１は、通信ネットワーク（ＬＡＮやＷＡＮ等）１００に接続され、ＰＨＹ（ＰＨＹチップ）２と、ＣＰＵ３と、ジッタバッファ４と、ＰＣＭコーデック５と、マイク（マイクロフォン）６と、スピーカ７とを備える。また、乱数テーブル３１と、端末認証用対象暗号アルゴリズム３２と、認証パスワード３３と、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４とを記憶するための記憶装置とを備える。
【００２２】
ＣＰＵ３は、プログラムに従って動作することにより、通常の通話を行うための処理に加え、本発明による秘話通話を確立するための以下の処理を実行する。すなわち、音声をデジタル信号化することで通話を形成する通話システムにおいて、該デジタル信号化された音声データ（以下、本実施形態ではＰＣＭデータという。）を送受信するための音声データパケットリンクで送受信されるＩＰパケットのデータ部に含まれる各データのＬＳＢを利用して制御データ用のビットストリームを形成し、該制御データ用のビットストリームを利用して、秘話通話に関与する端末装置間での相手端末の認証および暗号則の通知を行う。
【００２３】
図４は、ＰＣＭデータと制御データ用ビットストリームとの関係を示す説明図である。ＰＣＭデータを送受信するためのＩＰパケットデータは、概ね図４に示すように、送信先のＩＰアドレスや端末自身のＩＰアドレスのほか、ＡＰポート番号などを含むＩＰパケットヘッダ部と、データ部（ＰＣＭデータ部）と、ＩＰパケットデータ全体のエラーチェックのためのテイラーデータ部とから構成される。このようなデータフォーマットにおいて、ＰＣＭデータ部に含まれるＰＣＭデータの各ＬＳＢを順に連結させてＬＳＢビット列からなるビットストリームを形成する。全ＰＣＭデータのＬＳＢにビットストリーム列を配置する方法だけでなく、ＰＣＭデータのうちあるバイト単位にまとめて配置することも可能である。
【００２４】
例えば、Ｇ．７１１符号則（μ−ｌａｗ則）を用いてＰＣＭデータを生成する通話システムの場合、１ＰＣＭデータで、最上位ビット（ＭＳＢ）が符号を示し、ｂ６〜ｂ４がレンジレベルを示し、ｂ３〜ｂ０が各レンジでのレベル（１６段階のレベル分解能）を示す。電話の通話レベルは、−８ｄｂ程度であり、１ＰＣＭデータにおける最下位ビット（ＬＳＢ，本例ではｂ０）の変化はほとんど通話に影響を与えない。このｂ０ビットを活用して音声データパケットリンク上に制御用データをやりとりするための伝送路を確立する。なお、ＰＣＭデータを生成するための音声符号化方式によっては、ＬＳＢ以外のビットを用いてビットストリームを形成することも可能である。なお、使用するビットは、Ｇ．７１１符号則におけるレンジレベルの最下位ビットのように最も通話に影響を与えないビットとする。
【００２５】
また、例えば、ＩＳＤＮサービスにおいては、Ｂチャンネル通話の中でインバンドのデジタル伝送路を確立すればよい。なお、同期デジタル網で用いられる音声データパケットに適用する場合には、中継交換機などでＬＳＢビットストリームのビット変換が行われないことを要件とする。
【００２６】
図５は、ビットストリームに適用させるデータフォーマットの例を示す説明図である。図５に示すように、ＰＣＭデータのＬＳＢビット列からなるビットストリームに、例えば、ＨＤＬＣなどのシリアル通信プロトコルのデータフォーマットを適用させて同期をとりつつ、秘話通話に必要な情報をやりとりしてもよい。なお、ＨＤＬＣに限らず、Ｂｉ−ＳＹＮＣ方式など他の通信プロトコルのデータフォーマットを用いてもよい。なお、データフォーマットは、ビットストリーム上で伝送内容が互いに正しく認識できるように、端末間で共通認識されているデータフォーマットであれば、どのようなフォーマットであってもよい。例えば、独自に規定したフォーマットであってもよい。そのような場合には、より秘匿性を高めることができる。
【００２７】
なお、本例では、ＣＰＵ３は、秘話通話を確立するための機能として、具体的に、音声データと制御データとを合成して送信用のデータ部を生成する合成機能と、受信したデータ部から音声データと制御データとを分離する分離機能と、制御データを終端し秘話通話に必要な処理を行う秘話通話処理機能とを含んでいる。本実施形態では、合成機能として、ＣＰＵ３は、送話音声データとしてのＰＣＭデータの各ＬＳＢを送信対象とされた制御データの値に置き換える処理を行う。また、分離機能として、ＣＰＵ３は、ＰＨＹ２から読み出したデータ部に含まれる各データのＬＳＢの値を取り出し組み立てることで受信制御データを取得するとともに、各ＬＳＢに所定のビット値を補充して受話音声データとしてのＰＣＭデータを取得する処理を行う。また、秘話通話処理機能として、ＣＰＵ３は、秘話通話を行う端末間での端末認証を行った上でＰＣＭデータの暗号に用いる暗号則の決定を行う。
【００２８】
なお、ＣＰＵ３の機能としては、この他にも、通話を確立する機能、決定した暗号則を用いて実際に秘話通話を行う機能（送信ＰＣＭデータの暗号化や受信ＰＣＭデータの復号化等）を含んでいる。
【００２９】
なお、本実施例では、制御データが合成された送信用のデータ部をＩＰパケットフォーマットに組み込んだ上でＰＨＹ２に書き込むことにより、ネットワークを介して相手端末に送信される。また、制御データを分離したＰＣＭデータ（受話音声データ）をジッタバッファ４に書き込むことにより、順次復調されスピーカを介して受話音声が再生される。なお、秘話通話の際には、決定した暗号則に基づき、送信対象とされるＰＣＭデータを暗号化した上でＩＰパケットフォーマットに組み込んだり、受信した暗号化ＰＣＭデータを復号した上で、分離処理を行えばよい。
【００３０】
乱数テーブル３１は、秘話通話毎にＰＣＭデータの暗号方法を切り替えるための乱数を生成するためのテーブルである。また、端末認証用対象暗号アルゴリズム３２は、端末認証用に用いる対象暗号アルゴリズムを示す情報である。また、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３３は、ＰＣＭデータを暗号化する際に用いる暗号アルゴリズム（以下、ＰＣＭ暗号アルゴリズムという。）を示す情報を、それを指定するインデックスと対応づけて保持するテーブルである。
【００３１】
なお、ＰＨＹ２、ジッタバッファ４、ＰＣＭコーデック５、マイク６、スピーカ７については、一般的な通話システムにおいて有している機能を含んでいればよい。例えば、ＰＨＹ２は、ＩＰパケットフォーマットにより示される論理信号を電気信号に変換して通信ネットワークに送出したり、通信ネットワークから受け付けた電気信号を論理信号に変換してＩＰパケットフォーマットを形成したりする。また、例えば、ジッタバッファ４は、データ伝送の遅延等による音声の揺らぎを取り除くために、所定容量のＰＣＭデータを保持する。また、例えば、ＰＣＭコーデック５は、マイク６から入力される音声波形データをデジタル信号化してＰＣＭデータを生成したり、ＰＣＭデータを復調して音声波形データを生成したりする。また、マイク６は、使用者が発声した音声を音声波形データとして入力する。また、スピーカ７は、ＰＣＭコーデック５によって復調された音声波形データを音声にして出力する。
【００３２】
また、本発明が適用される通話用端末の例としてＩＰ電話機を示しているが、通話用端末は、例えば、ＩＰ電話機の機能を実現するパーソナルコンピュータや、携帯端末機であってもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の動作について説明する。図６〜図９は、本実施形態におけるＩＰ電話機の動作の一例を示すフローチャートである。まず、図６および図７を参照して、発呼側端末と着呼側端末間での端末認証を行う際の動作を説明する。図６は、発呼側端末における端末認証動作の一例を示すフローチャートである。また、図７は、着呼側端末における端末認証動作の一例を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、発呼側端末では、図６に示すように、ＣＰＵ３が、乱数テーブル３１を用いて秘話通話毎に乱数を生成しこれを元に冗長データを生成する（ステップＡ１０１）。なお、本実施形態では、乱数テーブル３１を用いて生成される乱数をそのまま冗長データとして用いるものとする。次に、生成した冗長データを、ＰＣＭデータ部の各ＬＳＢを利用したビットストリーム（以下、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームという。）を利用して着呼側端末に送信する（ステップＡ１０２）。
【００３５】
また、発呼側端末のＣＰＵ３は、生成した冗長データと、当該端末において着呼側端末に対応づけれられている認証パスワード３３および端末認証用対称暗号アルゴリズム３２とに基づき、端末認証用の暗号化データを生成する。本例では、生成した冗長データと認証パスワード３３とを所定の方法で組み合わせて暗号化対象データを生成し（ステップＡ１０３）、この暗号化対象データを端末認証用対称暗号アルゴリズム３２により暗号化して暗号化データを生成する（ステップＡ１０４）。
【００３６】
この後、発呼側端末のＣＰＵ３は、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームにて、着呼側端末からの暗号化データの受信待ちを行う。
【００３７】
着呼側端末から暗号化データを受信すると（ステップＡ１０５）、受信した暗号化データとステップＡ１０４で生成した暗号化データとを比較し、２つの暗号化データが一致するか否かを判定する（ステップＡ１０６）。
【００３８】
２つの暗号化データが一致していれば（ステップＡ１０６のＹｅｓ）、発呼側端末が通信相手である着呼側端末を認証できたものとして、その旨（ＯＫ）を示す認証結果を、同じくＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを利用して着呼側端末に送信する（ステップＡ１０７）。そして、端末認証に用いた冗長データを利用してＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定し（ステップＡ１０８）、秘話通話を開始する（ステップＡ１０９）。このとき、発呼側端末のＣＰＵ３は、秘話通話を開始する旨をユーザに通知するようにしてもよい。秘話通話中は、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムに基づき、送信するＰＣＭデータ部の暗号化と、受信するＰＣＭデータ部の復号化を実行すればよい。
【００３９】
一方、２つの暗号化データが一致していなければ（ステップＡ１０６のｎｏ）、発呼側端末で通話相手である着呼側端末を認証できなかったものとして、その旨（ＮＧ）を示す認証結果を、同じくＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを利用して着呼側端末に送信する（ステップＡ１０７）。なお、この場合には、秘話通話を開始せずに秘話通話確立処理を終了する。すなわち、このまま通話を継続しても、送信するＰＣＭデータ部の暗号化、および受信するＰＣＭデータ部の復号化は不実行となる。このとき、発呼側端末のＣＰＵ３は、秘話通話が不成立となった旨をユーザに通知するようにしてもよい。
【００４０】
なお、上記動作は、例えば、発呼側端末のユーザが秘話通話の開始を指示したタイミングで開始される。また、例えば、発呼する際にユーザが秘話通話を選択するようなインタフェースであれば、音声データパケットリングが確立したタイミングで開始するようにしてもよい。
【００４１】
次に、上記発呼側端末の動作に対応する着呼側端末の動作を説明する。着呼側端末では、ＣＰＵ３が、音声データパケットリンクでのデータの送受信が開始されると、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを監視している。ここで、図７に示すように、着呼側端末のＣＰＵ３は、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームにて、発呼側端末から冗長データを受信する（ステップＡ２０１）。
【００４２】
発呼側端末から冗長データを受信すると、着呼側端末のＣＰＵ３は、受信した冗長データを元に、発呼側端末と同様の方法により暗号化データを生成する。ここでは、通知された冗長データと、着呼側端末において発呼側端末に対応づけれられている認証パスワード３３および端末認証用対称暗号アルゴリズム３２とに基づき、端末認証用の暗号化データを生成すればよい。すなわち、発呼側端末で行われるのと同様の方法で、生成した冗長データと認証パスワード３３とを組み合わせて暗号化対象データを生成し（ステップＡ２０２）、この暗号化対象データを端末認証用対称暗号アルゴリズム３２により暗号化して暗号化データを生成する（ステップＡ２０３）。
【００４３】
そして、着呼側端末のＣＰＵ３は、生成した暗号化データを、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを利用して発呼側端末に送信する（ステップＡ２０４）。
【００４４】
この後、着呼側端末のＣＰＵ３は、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームにて、発呼側端末からの認証結果の受信待ちを行う。
【００４５】
発呼側端末から認証結果を受信すると（ステップＡ２０５）、受信した認証結果の成否を判定して（ステップＡ２０６）、秘話通話を開始するか否かを決定する。認証結果がＯＫであれば（ステップＡ２０６のＯＫ）、端末認証に用いた冗長データを利用してＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定し（ステップＡ２０８）、秘話通話を開始する（ステップＡ２０９）。なお、ステップＡ２０８では、発呼側端末が決定するＰＣＭ暗号アルゴリズムと同様のものを決定するために、認証に用いた冗長データを利用している。
【００４６】
また、着呼側端末のＣＰＵ３でも、秘話通話を開始する旨をユーザに通知するようにしてもよい。秘話通話中は、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムに基づき、送信するＰＣＭデータ部の暗号化と、受信するＰＣＭデータ部の復号化を実行すればよい。
【００４７】
一方、認証結果がＮＧであれば（ステップＡ２０６のＮＧ）、秘話通話を開始せずに秘話通話確立処理を終了する。すなわち、このまま通話を継続しても、送信するＰＣＭデータ部の暗号化、および受信するＰＣＭデータ部の復号化は不実行となる。このとき、着呼側端末のＣＰＵ３でも、秘話通話が不成立となった旨をユーザに通知するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図８および図９を参照して、ＰＣＭ暗号アルゴリズムの決定処理を説明する。図８は、発呼側端末におけるＰＣＭ暗号アルゴリズムの決定処理（図６のステップＡ１０８）の処理フローの一例を示すフローチャートである。また、図９は、着呼側端末におけるＰＣＭ暗号アルゴリズムの決定処理（図７のステップＡ２０７）の処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００４９】
端末認証が成功すると、発呼側端末では、図８に示すように、ＣＰＵ３が、自身で生成した暗号化データから、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４への参照番号（インデックス番号）を抽出する（ステップＢ１０１）。ＣＰＵ３は、例えば、暗号化データの所定のビットを抽出して、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４への参照番号に変換することにより、抽出する。
【００５０】
そして、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４から、抽出した参照番号に対応するＰＣＭ暗号アルゴリズムを取得することで、今回の秘話通話に用いるＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定する（ステップＢ１０２）。
【００５１】
ＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定すると、発呼側端末のＣＰＵ３は、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを利用して着呼側端末へ、ＰＣＭデータの暗号化のスタート位置を通知する（ステップＢ１０３）。暗号化のスタート位置は、例えば、ビットストリームに適用させるデータフォーマットに設けられたフレーム番号の値で指定してもよい。例えば、スタート位置を通知するデータフレームに付与されたフレームから指定されたフレーム数後のフレームの開始位置に合わせてＰＣＭ暗号化データを送るといった規定をしておき、いくつ後かを示すフレーム数を指定してもよい。
【００５２】
この後、発呼側端末のＣＰＵ３は、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームにて、着呼側端末からの応答（受理／不受理）の受信待ちを行う。
【００５３】
着呼側端末から応答を受信すると（ステップＢ１０４）、受信した応答の内容を判定しする（ステップＢ１０５）。ここで、受理応答を受信した場合には（ステップＢ１０５のＹｅｓ）、発呼側端末のＣＰＵ３は、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムおよび暗号化のスタート位置を設定し、処理を終了する（ステップＢ１０６：成功終了）。
【００５４】
この後、設定した決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムおよび暗号化のスタート位置に基づき、送信するＰＣＭデータ部の暗号化と、受信するＰＣＭデータ部の復号化を実行する。本例では、設定されたスタート位置で示されるフレーム位置に、送信側ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームのデータフレームが同期したタイミングで、これ以降発呼側端末が送信するＩＰパケットデータのＰＣＭデータ部を、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムを用いて暗号化して送信する。また、同じく設定されたスタート位置で示されるフレーム位置に、受信側ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームのデータフレームが同期したタイミングで、これ以降発呼側端末が受信するＩＰパケットデータのＰＣＭデータ部を、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムで復号化して、受話音声データを取得し再生させる。
【００５５】
図１０は、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４の例を示す説明図である。図１０に示すように、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４では、ステップＢ１０１で抽出される参照番号（インデックス番号）と対応づけて、ＰＣＭデータ部の各ＰＣＭデータの暗号化方式となるＰＣＭ暗号化アルゴリズムを示す情報を記憶している。図１０に示す例では、例えば、参照番号０００に対応するＰＣＭ暗号アルゴリズムとして、１ＰＣＭデータ（本例では８ビットデータとする）のｂ７〜ｂ４をそれぞれｂ３〜ｂ０に入れ替えて生成されるデータを暗号化データとする旨が示されている。また、例えば、参照番号００１に対応するＰＣＭ暗号アルゴリズムとして、１ＰＣＭデータのｂ７〜ｂ４とｂ３〜ｂ０とで排他的論理和（ＸＯＲ）をとった結果をｂ７〜ｂ４に適用させたデータを暗号化データとする旨が示されている。なお、図１０に示す例では、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームとなるｂ０も暗号化の対象に含める例を示しているが、ｂ０を暗号化の対象から除外してもよい。
【００５６】
一方、不受理応答や所定の時間内に応答を受信できなかった場合には（ステップＢ１０５のＮｏ）、秘話通話を開始しない旨を決定し、処理を終了する（ステップＢ１０７：失敗終了）。なお、失敗終了の場合には、念のため、着呼側端末に、その旨をＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを利用して通知するようにしてもよい。なお、これ以降の処理は、端末認証が失敗した場合と同様でよい。
【００５７】
なお、図６のステップＡ１０７の処理（認証応答送信処理）を、ＰＣＭ暗号アルゴリズムの決定後に行うようにし、認証応答とともにスタート位置を通知することも可能である。
【００５８】
次に、上記発呼側端末の動作に対応する着呼側端末の動作を説明する。図９に示すように、着呼側端末のＣＰＵ３では、認証応答（ＯＫ）を受信すると、端末認証用に生成した暗号化データから、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４への参照番号（インデックス番号）を抽出する（ステップＢ２０１）。なお、ステップＢ２０１の処理は、発呼側端末と同じＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定するための処理である。そして、ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４から、抽出した参照番号に対応するＰＣＭ暗号アルゴリズムを取得することで、今回の秘話通話に用いるＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定する（ステップＢ２０２）。
【００５９】
また、着呼側端末では、ＣＰＵ３が、認証応答（ＯＫ）を受信した後も、引き続きＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを監視しており、発呼側端末からＰＣＭデータの暗号化のスタート位置を受信する（ステップＢ２０３）。
【００６０】
発呼側端末からＰＣＭデータの暗号化のスタート位置を受信すると、着呼側端末のＣＰＵ３は、通知されたスタート位置に対応できるか否かを判定する（ステップＢ２０４）。このとき対応可能であれば（ステップＢ２０４のＹｅｓ）、着呼側端末のＣＰＵ３は、スタート位置の受理を示す応答を、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを用いて発呼側端末に送信する（ステップＢ２０５）。そして、決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムおよび暗号化のスタート位置を設定し、処理を終了する（ステップＢ２０６：成功終了）。
【００６１】
この後、設定した決定したＰＣＭ暗号アルゴリズムおよび暗号化のスタート位置に基づき、送信するＰＣＭデータ部の暗号化と、受信するＰＣＭデータ部の復号化を実行すればよい。
【００６２】
一方、対応不可能であれば（ステップＢ２０４のＮｏ）、着呼側端末のＣＰＵ３は、スタート位置の不受理を示す応答を、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームを用いて発呼側端末に送信した上で（ステップＢ２０５）、秘話通話を開始しない旨を決定し、処理を終了する（ステップＢ２０７：失敗終了）。
【００６３】
なお、本実施例では、端末認証用の暗号アルゴリズムに対称暗号アルゴリズムを用いる例を示しているが、非対称暗号アルゴリズムを用いることも可能である。また、上記では、発呼側端末が冗長データの選択や認証判定、スタート位置の決定等秘話通話を確立する際の主導権を握る例に説明しているが、これらの処理は、例えば、秘話通話の開始指示を最初に受け付けた端末が行うようにしてもよい。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、秘話通話を行う通話システムにおいて、より安全かつ容易に秘話通話を実現することができる。例えば、認証確認の際に暗号解読の手がかりとなりやすいＩＰアドレスやＭＡＣアドレスやダイヤル番号といった外部から識別できるデータを含んだＩＰパケットを使用せずに、ＰＣＭデータのＬＳＢビット列を使用することで、暗号解読を困難にしている。また、例えば、秘話通話毎に異なる冗長データを使用することで、端末認証における暗号解読を困難にしている。また、例えば、秘話通話毎に異なる冗長データを使用してＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定することで、ＰＣＭ暗号アルゴリズムの解読を困難にしている。
【００６５】
なお、ＬＳＢビットを用いることで、通話音声への影響をほとんど与えずに、上記効果を得ることができる。また、ＬＳＢビットだけで行うことにより、合成／分離、ＰＣＭデータの暗号化といった処理をハードウェアで実現させる場合であっても、非常にシンプルに実現することができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、ＰＣＭデータのＬＳＢビット列を制御データ用のビットストリームとして使用するので、ＩＰ電話機間の秘話通話や同期デジタル端末間の秘話通話ばかりでなく、ＩＰ電話機と同期デジタル端末間の秘話通話を実現することも可能である。
【００６７】
なお、上記実施形態では、ＰＣＭデータの暗号化／復号化の開始タイミングの例として、ＰＣＭデータＬＳＢビットストリームでのデータフォーマットのヘッダコードに同期させた方法を示したが、ＰＣＭデータパケット単位でタイミングを図り、暗号化／復号化を開始させることも可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、プログラムに従って動作するＣＰＵの処理として、ＰＣＭデータ部の合成および分離を行う例を示したが、例えば、ハードウェアにＰＣＭデータ部の合成および分離を行わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、音声をデジタル信号化してパケット交換することで通話を確立する通話システムに用いられる通話用端末に、汎用的に適用することができる。例えば、ＩＰ電話機ばかりでなく、ＩＳＤＮ回線の同期デジタル端末にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による通話用端末の構成例を示すブロック図である。
【図２】制御部１０における機能ブロックの一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態としての通信システムに用いられるＩＰ電話機の構成例を示すブロック図である。
【図４】ＰＣＭデータと制御データ用ビットストリームとの関係を示す説明図である。
【図５】ビットストリームに適用させるデータフォーマットの例を示す説明図である。
【図６】端末認証を行う際のＩＰ電話機（発呼側）の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】端末認証を行う際のＩＰ電話機（着呼側）の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】ＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定する際のＩＰ電話機（発呼側）の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】ＰＣＭ暗号アルゴリズムを決定する際のＩＰ電話機（着呼側）の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル３４の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  制御部
１０１  秘話通話処理部
１０２  送信データ部合成部
１０３  受信データ部分離部
１  ＩＰ電話機
２  ＰＨＹ
３  ＣＰＵ
４  ジッタバッファ
５  ＰＣＭコーデック
６  マイク
７  スピーカ
３１  乱数テーブル
３２  端末認証用対象暗号アルゴリズム
３３  認証パスワード
３４  ＰＣＭ暗号アルゴリズム指定テーブル
１００  通信ネットワーク
【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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