(57)【要約】  宇宙船上にあるときに乱数すなわちセキュアな暗号鍵を得るための方法および装置である。この方法は、宇宙船上において、ランダムな宇宙空間現象を受けた場合に、ランダムな情報を生成可能なデバイスを提供することと、ランダムな情報を取得することと、ランダムな情報から乱数を生成し、アルゴリズムを用いて、セキュアな鍵を設定することとの各ステップを含む。この装置は、宇宙線のような放射線が衝突するとビットフリップが起こるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。ＲＡＭビットにおける変化は、線形フィードバックシフトレジスタを用いて伝搬される。【選択図】      図１
2010503883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙船上において乱数を発生する方法であって、
一連のビットを出力可能な出力を持つデバイスを提供し、ここで前記出力される一連のビットは、宇宙において自由に発生する放射線粒子が前記デバイスに衝突することから発生する変化の影響を受けやすいことと、
前記複数ビットのうちの少なくとも１つが変化するのに十分な期間前記デバイスを前記放射線にさらすことと、
前記放射線によって変化した前記一連のビットを前記出力から読み出すことにより、前記乱数を生成することと、
の各ステップを含む方法。
【請求項２】
前記デバイスを提供するステップはＲＡＭを提供することを含み、前記デバイスから読み出すステップは前記ＲＡＭに問い合わせを行うことを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力として読み出し可能なビット列を伝搬するための擬似乱数発生器を提供し、前記デバイスを前記擬似乱数発生器の入力に接続することにより、前記デバイスの出力におけるそれぞれの変化が前記擬似乱数発生器によって伝搬されるステップを含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記擬似乱数発生器を提供するステップは、ＬＦＳＲを提供することを含み、前記デバイスの前記出力における前記変化を伝搬するステップは、前記ＬＦＳＲの前記出力を前記デバイスにフィードバックすることを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
請求項２に従属する場合、前記デバイスの前記出力における前記変化を伝搬するステップは、
ａ）第１のＲＡＭアドレスから前記第１のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｂ）前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲのシード値として用いることと、
ｃ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと、
ｄ）第２のＲＡＭアドレスから前記第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｅ）前記ＬＦＳＲクロック時に、前記ＬＦＳＲから出力される複数ビットを読み出すことと、
ｆ）前記第２のＲＡＭアドレスからの前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲから出力される複数ビットと組み合わせ、その結果を前記第１のＲＡＭアドレスに入力することと、
ｇ）前記第２のＲＡＭアドレスから前記第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出し、前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲの前記入力に入力することと、
ｈ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと、
最後のＲＡＭアドレスに到達し、前記第１のＲＡＭアドレスが次の連続するＲＡＭアドレスとして読み出されるまで、連続するＲＡＭアドレスに対して、ステップｃ）〜ステップｈ）を繰り返すことと、
要求されたとき、前記ＬＦＳＲを要求された回数だけ連続的にクロックして、要求された長さの一連のビットを前記ＬＦＳＲの前記出力から読み出すために、ステップｃ）〜ステップｈ）を中断することと、
の各ステップを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＬＦＳＲをクロックする速度と、乱数が読み出される前に前記方法を実行する期間とを設定することを含み、これにより、前記方法を開始したときに前記ＬＦＳＲ内に存在するシード値からの望ましい変化の度合を保証する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記提供されたデバイスは、電子工学および光学のグループから選択される請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記提供されたデバイスは、アナログおよびディジタルのグループから選択される請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項２および請求項４に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、単一のマイクロチップ内に提供される請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項２および請求項４に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、それぞれ、１つのマイクロチップの形態で提供される請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項４に従属する場合、繰返しの前に前記ＬＦＳＲによって発生され得るビット総数が、前記ＬＦＳＲから読み出されるように要求されたどの一つの数値よりも長さが長くなるように、前記ＬＦＳＲに十分なビット記憶領域を提供するステップを含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
宇宙船上にあるときにセキュアな暗号鍵を得る方法であって、
前記宇宙船上において、ランダムな宇宙空間現象を受けた場合に、ランダムな情報を生成可能なデバイスを提供することと、
前記ランダムな情報を取得し、前記ランダムな情報から乱数を生成することと、
アルゴリズムを実行することにより、前記セキュアな鍵を設定することと、
の各ステップを含む方法。
【請求項１３】
宇宙船通信装置であって、
乱数を発生するためのデバイスであり、このデバイスは一連のビットを出力可能な出力を持ち、前記出力される一連のビットは宇宙において自由に発生する放射線パケットがこのデバイスに衝突することから発生する変化の影響を受けやすく、これにより、このデバイスが前記乱数を生成可能となる、デバイスと、
前記デバイスに接続され、前記装置からリモートの通信局と通信するための手段と、
前記リモートの通信局と通信するためのセキュアな暗号通信鍵を決定するときに前記乱数を使用するための手段と、
を組み込んだ宇宙船通信装置。
【請求項１４】
前記デバイスは、ＲＡＭを備える請求項１３に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１５】
入力に供給された異なるビット列に基づいて、出力においてビット列を伝搬する擬似乱数発生器を含み、前記擬似乱数発生器は、前記入力が前記デバイスの出力に接続されており、これにより、前記デバイスの出力における各変化が、前記擬似乱数発生器によって伝搬される請求項１３または１４に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１６】
前記擬似乱数生成器は、ＬＦＳＲを備える請求項１５に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１７】
前記ＬＦＳＲは、前記ＬＦＳＲから読み出されるどの一つのビット列よりも大きいビット記憶容量を持つ請求項１６に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１８】
前記デバイスは、電子工学および光学のグループから選択される請求項１３から１７のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１９】
前記デバイスは、アナログおよびディジタルのグループから選択される請求項１３から１７のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項２０】
請求項１６に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲの両方が、単一のマイクロチップ内に含まれる請求項１４から１９のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項２１】
請求項１６に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、それぞれ、１つのマイクロチップ内に含まれる請求項１４から１９のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乱数の発生に関し、より詳細には、宇宙との境界に位置するまたは飛行する宇宙船（spacecraft）または航空機（craft）とのセキュア通信のための暗号技術に使用する乱数の発生に関する。以下、「宇宙」という用語は、地球またはその他の惑星に比較的に近いが、その惑星の電離層の実質的に外側の空間または領域を意味するために使用され、「宇宙船」という用語は、このように定義された空間に位置するまたは飛行する航空機を意味する。
【背景技術】
【０００２】
セキュア通信は、２つ以上の宇宙船間、人工衛星のような宇宙船と地球またはその他の何らかの惑星との間に係わらず、商業的機密性（commercial secrecy）の理由から用いられる。暗号通信の１つの方法に重要なことは、乱数の発生である。乱数は、例えば、ギャンブル、ウイルス保護など、その他の分野においても有益なものであるが、本発明において想定される用途は、暗号通信である。
【０００３】
例えば、衛星と地上局との間におけるいわゆる対称（symmetrical）鍵暗号化通信を使用することが、ある種の地球−宇宙間暗号通信分野において知られている。この方法においては、同じ数値鍵が、地上局および衛星の両方において記憶される。この鍵は、他人には知られず、この方法を用いて比較的にセキュアなリンクを実現することができる。
【０００４】
数値鍵のビット数が徐々に増加するにつれて、非対称鍵共有方式と比較して、対称鍵構成の効果はおそらく減少するだろう。非対称鍵共有方式は、通信している局が、それぞれ、鍵の発生に用いられる乱数を発生するものである。そして、既知のアルゴリズムを用いて局間における一連の通信のやり取りが行われる。局間におけるこれらの通信は、関心のある第三者によって傍受されるかもしれないが、その第三者は、選択された非対称乱数のどちらも知らない。それぞれの局は、自局の乱数しか知らない。局間で使用される数学的処理により、観察者が計算することができない１つのセキュアな鍵を設定することができる。したがって、この処理は、それぞれの通信側がセキュアな乱数を発生することに依存する。
【０００５】
宇宙船と地上局との間において鍵共有方式を使用するためには、宇宙船において乱数を発生する必要がある。例えば、擬似乱数が、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）によって発生された場合、シフトレジスタが含むビット数に係わらず、その数値は、開始位置が既知であり、既知のパターンに従うため、十分にセキュアであるとは考えられない。
【０００６】
本発明の目的は、乱数、すなわち、パターンを特定することのできない数値を設定する手段を提供することであり、この手段は、宇宙船上において使用することができるものである。
【０００７】
また、本発明の目的は、宇宙船上にあるとき、セキュアな暗号鍵を得る手段を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一態様によれば、宇宙船上において乱数を発生する方法であって、一連のビットを出力可能な出力を持つデバイスを提供し、ここで前記出力される一連のビットは、宇宙において自由に発生する放射線粒子が前記デバイスに衝突することから発生する変化の影響を受けやすいことと、前記複数ビットのうちの少なくとも１つが変化するのに十分な期間前記デバイスを前記放射線にさらすことと、前記放射線によって変化した前記一連のビットを前記出力から読み出すことにより、前記乱数を生成することと、の各ステップを含む方法、が提供される。
【０００９】
したがって、この方法は、宇宙線のようなランダムな宇宙放射線という自然発生現象を用いることによって、宇宙において真の乱数を発生する手段を提供する。「重（Heavy）イオン」は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）のような電子デバイスを通過するとき、その電子デバイスにおいて、ビットフリップ（bit flips）を発生させることが知られている。そのような事象は、「シングルイベントアップセット（single event upsets）」すなわち「ＳＥＵs」と呼ばれている。そのようなＳＥＵsが発生するためには、現時点において、宇宙船は、少なくとも現時点において知られているデバイスの場合、放射線を有効なものにするために、地球の影響の充分外になるように地球の上方に約７００ｋｍの距離を持たなければならないと考えられている。
【００１０】
本発明は、比較的に安価なものでありかつ容易に船上で実施することのできる確実かつ効果的な処理を提供するように、この現象を利用しようとするものである。必要なＲＡＭおよびその他の装置は、好ましくは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）またはApplication specific integrated circuit（「ＡＳＩＣ」）上におけるソフトウェアだけで実施されてもよく、これにより、費用、大きさおよび重さが、最小限に抑えられる。宇宙船上において乱数を発生するという課題のその他の解決方法は、より多くのハードウェアを使用しなければならないと考えられる。そうすると、重さが増加し、電力消費量が増加し、そのハードウェアの品質保証が必要となり、そのためにより高価なものとなる。
【００１１】
したがって、デバイスは、ＲＡＭであってもよく、そのデバイスから読み出すステップは、ＲＡＭに問い合わせを行うことを備えてもよい。
【００１２】
この方法は、出力として読み出し可能なビット列を伝搬するための擬似乱数発生器を提供し、前記デバイスを前記擬似乱数発生器の入力に接続することにより、前記デバイスの出力におけるそれぞれの変化が前記擬似乱数発生器によって伝搬されるステップを含む。前記擬似乱数発生器は、好都合には、ＬＦＳＲであってもよく、前記デバイスの状態または出力における変化を伝搬するステップは、前記ＬＦＳＲの出力を前記デバイスにフィードバックすることを含んでもよい。
【００１３】
前記デバイスの前記出力における前記変化を伝搬するステップは、
ａ）第１のＲＡＭアドレスからその第１のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｂ）前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲのシード値として用いることと、
ｃ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと（clocking the LFSR）、
ｄ）第２のＲＡＭアドレスからその第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｅ）ＬＦＳＲクロック時に（upon the clocking）、ＬＦＳＲから出力される複数ビットを読み出すことと、
ｆ）前記第２のＲＡＭアドレスからの前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲから出力される複数ビットと組み合わせ、その結果を前記第１のＲＡＭアドレスに入力することと、
ｇ）前記第２のＲＡＭアドレスからその第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出し、その記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲの前記入力に入力することと、
ｈ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと、
最後のＲＡＭアドレスに到達し、前記第１のＲＡＭアドレスが次の連続するＲＡＭアドレスとして読み出されるまで、連続するＲＡＭアドレスに対して、ステップｃ）〜ステップｈ）を繰り返すことと、
要求されたとき、前記ＬＦＳＲを要求された回数だけ連続的にクロックして、要求された長さの一連のビットを前記ＬＦＳＲの前記出力から読み出すために、ステップｃ）〜ステップｈ）を中断することと、
の各ステップを含んでもよい。
【００１４】
この処理は、ＳＥＵsの結果として発生したビットフリップによるＲＡＭ出力における変化を可能な限り伝搬する効果を有する。したがって、ＬＦＳＲの出力は、ＲＡＭの出力とはきわめて異なるものである。高速のクロック速度は、ＲＡＭおよびＬＦＳＲ内のビット数の大きいことと併せて、きわめて長い乱数を作成する効果を有し、したがって、それらの乱数は、例えば、非対称鍵共有方式（asymmetric key agreement scheme）または鍵交換方式（key exchange scheme）において、暗号鍵の設定で使用されるのに適したものである。
【００１５】
この方法は、ＬＦＳＲをクロックする速度と、乱数が読み出される前にこの方法を実行する期間とを設定することを含んでもよく、これにより、この方法を開始したときにＬＦＳＲ内に存在するシード値からの望ましい変化の度合を保証する。
【００１６】
前記デバイスは、電子工学および光学のグループから選択されてもよく、また、アナログおよびディジタルのグループから選択されてもよい。したがって、シングルイベント効果（single event effects:ＳＥＥs）がデバイスにおいて変化を起こさせるという本発明の原理は、電子デバイスまたは光学デバイスおよびアナログデバイスまたはディジタルデバイスに同様に良好に適用することができる。アナログデバイスが選択された場合、ＳＥＥはビットフリップを発生させる十分な能力を有していなくてもよく、わずかなおそらくは瞬間的な状態の変化しか発生させなくてもよいので、ＳＥＥsによる変化はディジタルデバイスの場合よりもずっと頻繁に発生することが可能である。そして、ＳＥＥによるわずかな変化は、検出され、増幅され、ディジタル信号に変換することができる。例えば、抵抗、コンデンサ、ダイオード、インダクタのような適切な感度を備えた任意の一般的なアナログデバイスを使用すべきではないという理由は存在しない。
【００１７】
好ましい方法および装置においてＲＡＭを用いると、当然ながら、ＳＥＵによって発生した状態の変化が記憶され、したがって、その後の問い合わせによりＳＥＵによって起こされた変化が得られる。宇宙において使用するためのＲＡＭは、自由に入手することができ、比較的に安価であり、軽量であり（とりわけ、１つのマイクロチップとして実施される場合）、宇宙環境に適した形で入手することができそうであるという利点を有する。
【００１８】
前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、有利には、単一のマイクロチップ内に組み込まれてもよい。あるいは、例えば、より高速でビットフリップを利用するために、より大きなメモリが要求される場合、前記ＲＡＭは、例えば、別のマイクロチップとして分離して構成されてもよい。
【００１９】
好都合に、繰返しの前に前記ＬＦＳＲによって生成され得るビット総数が、前記ＬＦＳＲから読み出されるように要求されたどの一つの数値よりもはるかに長さが長くなるように、前記ＬＦＳＲは、十分なビット記憶領域が提供される。暗号鍵を得るのに用いる乱数を発生するために、４百万ビットのＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｋ６Ｒ４００８ＣＩＤ  ＲＡＭが選択された。ＳＥＵsは、静止軌道上にあるとき、ビット毎に、１５０００日に１回発生すると見積もられている。このＲＡＭに対する全体のビットフリップ速度は、５．４分に１回となる。したがって、１時間に１１．１回のビットフリップが見込まれる。１ＭＨｚのクロック速度の場合、各ビットアドレスは、１時間に６８６６回読み出される。これにより、必要と思われる程度の乱数が提供される。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、宇宙船上にあるときにセキュアな暗号鍵を得る方法であって、前記宇宙船上において、ランダムな宇宙空間現象を受けた場合に、ランダムな情報を生成可能なデバイスを提供することと、前記ランダムな情報を取得し、前記ランダムな情報から乱数を生成することと、アルゴリズムを実行することにより、前記セキュアな鍵を設定することと、の各ステップを含む方法が提供される。
【００２１】
本発明において、その他の種類のランダム宇宙空間現象が使用することのできると考えられる。
【００２２】
本発明の第３の態様によれば、宇宙船通信装置であって、乱数を発生するためのデバイスであり、このデバイスは一連のビットを出力可能な出力を持ち、前記出力される一連のビットは宇宙において自由に発生する放射線パケットがこのデバイスに衝突することから発生する変化の影響を受けやすく、これにより、このデバイスが前記乱数を生成可能となる、デバイスと、前記デバイスに接続され、前記装置からリモートの通信局と通信するための手段と、前記リモートの通信局と通信するためのセキュアな暗号通信鍵を決定するときに前記乱数を使用するための手段と、を組み込んだ宇宙船通信装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ここで、添付の図面を参照して、一例として、本発明を説明する。
【００２５】
本発明によれば、衛星のような他の宇宙船、あるいは地球またはその他の惑星上の地上局と通信するための宇宙船通信装置は、要求された場合、衛星からのセキュア通信を可能にする暗号数値鍵に使用するための乱数を発生するように、軌道上の衛星から動作可能である。
【００２６】
本発明は、そのような乱数を発生し、かつ、上記セキュア通信を可能にするためのセキュアな暗号鍵を発生する装置および方法である。図面に、本発明の乱数発生部をブロック図の形態で示す。中央のアルゴリズムステートマシン（ＡＳＭ）が、４メガビットのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）、および、カウンタに動作可能に接続される。一方におけるＲＡＭとＡＳＭとの間の読出し／書込みリンク、および、他方におけるＲＡＭとカウンタが図面に示されている。また、ＬＦＳＲからＡＳＭを介してＲＡＭへのフィードバックが示されている。
【００２７】
本発明は、真の乱数、すなわち、観察者によってパターンを判定することのできない数値を生成するために、宇宙にあるときにＲＡＭにおいて起こるビットフリップを利用するように設計される。ＬＦＳＲは、１マイクロチップ上の順序論理（sequential logic）として実現され、ビットフリップのシングルイベントアップセット（ＳＥＵs）が伝搬されることを保証するために、ＲＡＭと協働して使用される。
【００２８】
動作中、ＲＡＭ内の各メモリ位置が順に読み出され、ＬＦＳＲ内にロードされる。そして、ＬＦＳＲが１回クロックされ、各値が、別のＲＡＭ位置にあるデータと組み合わせられ、再度ＲＡＭに書き込まれる。ＬＦＳＲは、ビット記憶領域が十分に大きく、そのため、パターンが繰返しを開始する前に、任意の実際に必要とされるビットの数をＬＦＳＲから読み出すことができる（その間に、ＲＡＭにおいてＳＥＵsは発生しなかったとしても）。
【００２９】
各ＲＡＭアドレスは、このＲＡＭアドレスに最初に書き込まれたシード値（任意の非ゼロ値）を持つ。各アドレスは順に読み出され、ＬＦＳＲのレジスタに記憶される。ＬＦＳＲは、便宜上３６ビットのＬＦＳＲとする。ＬＦＳＲがクロックされた後、その出力は、次の連続するＲＡＭアドレスに存在するデータと（ＸＯＲゲートによって）組み合わせられ、元のＲＡＭアドレスに書き戻される。この処理は、連続的なものであり、与えられた時間経過後、ＲＡＭ内に存在するデータは、完全に予測不可能なもの、したがって、ランダムになる。上記の処理は、乱数が装置から出力されるように要求される度に停止され、要求された数のビットがＬＦＳＲから読み出される。３６ビットのＬＦＳＲの場合、繰り返される前に約６８０億ビットが出力され得る（ＳＥＵsが発生しない場合であっても）。また、そのような擬似乱数出力は、シーケンスが開始および終了した正確な時刻がわからない限り、ＲＡＭにおいてビットフリップが発生しなくても事実上ランダムになり、装置が高速のクロック速度で動作した場合、さらにランダムになる。
【００３０】
また、図面に示されているように、ＡＳＭは、ＲＡＭにおける全ゼロ状態を常時チェックする。この状態になると、ＲＡＭは動作しなくなる。このような状態が検出された場合、ＡＳＭは、ＲＡＭ位置（location）を既知の非ゼロ値にリセットする。
【００３１】
動作中、装置は、大きく複雑な乱数発生器として動作する。各時点で、ＳＥＵは、ＲＡＭ内に記憶されたデータのパターンの変化をＲＡＭ内で引き起こす。このデータがＬＦＳＲに出力されるとき、ＲＡＭから出力されるデータにおける小さな変化が、ＬＦＳＲから出力されるデータに対してきわめて大きな影響を与える。
【００３２】
本発明の方法を実行するために小さな内部ＲＡＭを用いたいくつかのコンピュータコードの実例が、添付資料として以下に記載される。
【００３３】
添付資料
【表１】
2010503883.tif 000003
【表２】
2010503883.tif 000004
【表３】
2010503883.tif 000005
【図１】
2010503883.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月13日(2008.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙船上において乱数を発生する方法であって、
一連のビットを出力可能な出力を持つＲＡＭを提供し、ここで前記出力される一連のビットは、宇宙において自由に発生する放射線粒子が前記ＲＡＭに衝突することから発生する変化の影響を受けやすいことと、
前記複数ビットのうちの少なくとも１つが変化するのに十分な期間前記ＲＡＭを前記放射線にさらすことと、
前記放射線によって変化した前記一連のビットを前記出力から読み出すことにより、前記乱数を生成することと、
の各ステップを含む方法。
【請求項２】
前記出力として読み出し可能なビット列を伝搬するための擬似乱数発生器を提供し、前記ＲＡＭを前記擬似乱数発生器の入力に接続することにより、前記ＲＡＭの出力におけるそれぞれの変化が前記擬似乱数発生器によって伝搬されるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記擬似乱数発生器を提供するステップは、ＬＦＳＲを提供することを含み、前記ＲＡＭの前記出力における前記変化を伝搬するステップは、前記ＬＦＳＲの前記出力を前記ＲＡＭにフィードバックすることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＡＭの前記出力における前記変化を伝搬するステップは、
ａ）第１のＲＡＭアドレスから前記第１のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｂ）前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲのシード値として用いることと、
ｃ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと、
ｄ）第２のＲＡＭアドレスから前記第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出すことと、
ｅ）前記ＬＦＳＲクロック時に、前記ＬＦＳＲから出力される複数ビットを読み出すことと、
ｆ）前記第２のＲＡＭアドレスからの前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲから出力される複数ビットと組み合わせ、その結果を前記第１のＲＡＭアドレスに入力することと、
ｇ）前記第２のＲＡＭアドレスから前記第２のＲＡＭアドレスに記憶された複数ビットを読み出し、前記記憶された複数ビットを前記ＬＦＳＲの前記入力に入力することと、
ｈ）前記ＬＦＳＲをクロックすることと、
最後のＲＡＭアドレスに到達し、前記第１のＲＡＭアドレスが次の連続するＲＡＭアドレスとして読み出されるまで、連続するＲＡＭアドレスに対して、ステップｃ）〜ステップｈ）を繰り返すことと、
要求されたとき、前記ＬＦＳＲを要求された回数だけ連続的にクロックして、要求された長さの一連のビットを前記ＬＦＳＲの前記出力から読み出すために、ステップｃ）〜ステップｈ）を中断することと、
の各ステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＬＦＳＲをクロックする速度と、乱数が読み出される前に前記方法を実行する期間とを設定することを含み、これにより、前記方法を開始したときに前記ＬＦＳＲ内に存在するシード値からの望ましい変化の度合を保証する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記提供されたＲＡＭは、電子工学および光学のグループから選択される請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記提供されたＲＡＭは、アナログおよびディジタルのグループから選択される請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
請求項４に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、単一のマイクロチップ内に提供される請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項４に従属する場合、前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、それぞれ、１つのマイクロチップの形態で提供される請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項４に従属する場合、繰返しの前に前記ＬＦＳＲによって発生され得るビット総数が、前記ＬＦＳＲから読み出されるように要求されたどの一つの数値よりも長さが長くなるように、前記ＬＦＳＲに十分なビット記憶領域を提供するステップを含む請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
宇宙船上にあるときにセキュアな暗号鍵を得る方法であって、
前記宇宙船上において、ランダムな宇宙空間現象を受けた場合に、ランダムな情報を生成可能なＲＡＭを提供することと、
前記ランダムな情報を取得し、前記ランダムな情報から乱数を生成することと、
アルゴリズムを実行することにより、前記セキュアな鍵を設定することと、
の各ステップを含む方法。
【請求項１２】
宇宙船通信装置であって、
乱数を発生するためのＲＡＭであり、このＲＡＭは一連のビットを出力可能な出力を持ち、前記出力される一連のビットは宇宙において自由に発生する放射線パケットがこのＲＡＭに衝突することから発生する変化の影響を受けやすく、これにより、このＲＡＭが前記乱数を生成可能となる、ＲＡＭと、
前記ＲＡＭに接続され、前記装置からリモートの通信局と通信するための手段と、
前記リモートの通信局と通信するためのセキュアな暗号通信鍵を決定するときに前記乱数を使用するための手段と、
を組み込んだ宇宙船通信装置。
【請求項１３】
入力に供給された異なるビット列に基づいて、出力においてビット列を伝搬する擬似乱数発生器を含み、前記擬似乱数発生器は、前記入力が前記ＲＡＭの出力に接続されており、これにより、前記ＲＡＭの出力における各変化が、前記擬似乱数発生器によって伝搬される請求項１２に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１４】
前記擬似乱数生成器は、ＬＦＳＲを備える請求項１３に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１５】
前記ＬＦＳＲは、前記ＬＦＳＲから読み出されるどの一つのビット列よりも大きいビット記憶容量を持つ請求項１６に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１６】
前記ＲＡＭは、電子工学および光学のグループから選択される請求項１２から１５のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１７】
前記ＲＡＭは、アナログおよびディジタルのグループから選択される請求項１２から１５のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１８】
前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲの両方が、単一のマイクロチップ内に含まれる請求項１４から１７のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【請求項１９】
前記ＲＡＭおよび前記ＬＦＳＲは、それぞれ、１つのマイクロチップ内に含まれる請求項１４から１７のいずれか１項に記載の宇宙船通信装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月24日(2009.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記ＬＦＳＲは、前記ＬＦＳＲから読み出されるどの一つのビット列よりも大きいビット記憶容量を持つ請求項１４に記載の宇宙船通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【図１】本発明の乱数発生部の一例を示すブロック図。
【国際調査報告】
2010503883.tif 000007
2010503883.tif 000008
2010503883.tif 000009