(57)【要約】  本発明はより安全性の高い暗号化、復号を行う無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法および無線受信方法の提供を目的とする。無線送信装置（１０）は、第１の共通鍵（Ｋ１１）と、第１の共通鍵（Ｋ１１）と組になった第２の共通鍵（Ｋ１２）とを保持する共通鍵保持部（１１）と、音声データ取得部（１２）と、第１の共通鍵（Ｋ１１）を使用して音声データ（３０１）を暗号化して、音声暗号化データ（３０３）を生成する音声暗号化部（１３）と、音声暗号化データ３０３から誤り検出符号（３０４）を算出する誤り検出符号演算部（１４）と、第２の共通鍵（Ｋ１２）を使用して誤り検出符号（３０４）を変換して、誤り検出符号変換データ（３０６）を生成する誤り検出符号変換部（１５）と、音声暗号化データ（３０３）と誤り検出符号変換データ（３０６）を含むデータを無線送信する送信部（１６）と、を備える。
2019003375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の共通鍵と、前記第１の共通鍵と組になった第２の共通鍵とを保持する共通鍵保持部と、
音声データを取得する音声データ取得部と、
前記第１の共通鍵を使用して前記音声データを暗号化して、音声暗号化データを生成する音声暗号化部と、
前記音声暗号化データから誤り検出符号を算出する誤り検出符号演算部と、
前記第２の共通鍵を使用して前記誤り検出符号を変換して、誤り検出符号変換データを生成する誤り検出符号変換部と、
前記音声暗号化データと前記誤り検出符号変換データを含むデータを無線送信する送信部と、
を備える、
無線送信装置。
【請求項２】
前記第２の共通鍵は、前記第１の共通鍵の鍵番号であり、
前記誤り検出符号変換部は、排他的論理和演算部を備え、
前記排他的論理和演算部は、前記誤り検出符号と、前記第１の共通鍵の鍵番号との排他的論理和を演算して、前記誤り検出符号変換データとする、
請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記第１の共通鍵と前記第２の共通鍵のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である、
請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項４】
１つの共通鍵から、前記第１の共通鍵と前記第２の共通鍵のそれぞれを生成する鍵拡張部をさらに備える、
請求項３に記載の無線送信装置。
【請求項５】
第３の共通鍵と、前記第３の共通鍵と組になった第４の共通鍵とを保持する共通鍵保持部と、
無線送信装置から、音声データが暗号化された音声暗号化データと、前記音声暗号化データから誤り検出符号が変換された誤り検出符号変換データを含むデータを無線受信する受信部と、
前記第３の共通鍵を使用して前記音声暗号化データから前記音声データを復号する音声暗号復号部と、
前記第４の共通鍵を使用して前記誤り検出符号変換データから前記誤り検出符号を復号する誤り検出符号復号部と、
受信した前記音声暗号化データから誤り検出符号を算出する誤り検出符号演算部と、
を備える、
無線受信装置。
【請求項６】
前記誤り検出符号変換データから復号した前記誤り検出符号と、前記音声暗号化データから算出した前記誤り検出符号とが一致しているか判定する誤り検出符号一致判定部をさらに備え、
前記誤り検出符号一致判定部は、２つの前記誤り検出符号が一致していない場合に、前記誤り検出符号変換データから前記誤り検出符号を復号する際に使用した前記第４の共通鍵が、前記無線送信装置において前記誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵と異なると判定する、
請求項５に記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記第４の共通鍵は、前記第３の共通鍵の鍵番号であり、
前記誤り検出符号復号部は、排他的論理和演算部を備え、
前記排他的論理和演算部は、前記誤り検出符号変換データと、前記第３の共通鍵の鍵番号との排他的論理和を演算して、前記誤り検出符号を復号する、
請求項５又は請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記第３の共通鍵と前記第４の共通鍵のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である、
請求項５又は請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項９】
１つの共通鍵から、前記第３の共通鍵と前記第４の共通鍵のそれぞれを生成する鍵拡張部をさらに備える、
請求項８に記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記受信部における電波強度から受信品質を判定する受信品質判定部をさらに備え、
前記受信部における受信品質が予め定められた基準を上回っていると判定され、かつ、前記誤り検出符号一致判定部が２つの前記誤り検出符号が一致していないと判定した場合、前記誤り検出符号一致判定部は、前記第４の共通鍵が、前記無線送信装置において前記誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵と異なると判定する、
請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項１１】
前記共通鍵保持部には、前記第３の共通鍵と前記第４の共通鍵の組合せが複数保持されており、
前記誤り検出符号復号部は、複数の前記第４の共通鍵のそれぞれを使用して前記誤り検出符号変換データから複数通りの前記誤り検出符号を復号し、
前記誤り検出符号一致判定部は、前記誤り検出符号変換データから復号した複数通りの前記誤り検出符号のそれぞれと、前記音声暗号化データから算出した前記誤り検出符号とが一致しているか判定し、
前記誤り検出符号一致判定部は、前記音声暗号化データから算出した前記誤り検出符号と一致している前記誤り検出符号の復号に使用された前記第４の共通鍵を特定し、
前記音声暗号復号部は、特定された前記第４の共通鍵と組になっている前記第３の共通鍵を使用して前記音声暗号化データから前記音声データを復号する、
請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項１２】
共通鍵更新部をさらに備え、
前記誤り検出符号一致判定部が、前記誤り検出符号変換データから前記誤り検出符号を復号する際に使用した前記第４の共通鍵が、前記無線送信装置において前記誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵と異なると判定した場合、前記共通鍵更新部は、前記第３の共通鍵および前記第４の共通鍵の更新を行う、
請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項１３】
前記共通鍵更新部は、前記無線送信装置に対して、前記第３の共通鍵および前記第４の共通鍵の更新を要求する、
請求項１２に記載の無線受信装置。
【請求項１４】
前記共通鍵更新部は、使用者の操作に基づいて前記第３の共通鍵および前記第４の共通鍵の更新を行う、
請求項１２又は請求項１３に記載の無線受信装置。
【請求項１５】
第１の共通鍵と、前記第１の共通鍵と組になった第２の共通鍵とを保持する工程と、
音声データを取得する工程と、
前記第１の共通鍵を使用して前記音声データを暗号化して、音声暗号化データを生成する工程と、
前記音声暗号化データから誤り検出符号を算出する工程と、
前記第２の共通鍵を使用して前記誤り検出符号を変換して、誤り検出符号変換データを生成する工程と、
前記音声暗号化データと前記誤り検出符号変換データを含むデータを無線送信する工程と、
を備える、
無線送信方法。
【請求項１６】
第３の共通鍵と、前記第３の共通鍵と組になった第４の共通鍵とを保持する工程と、
音声データが暗号化された音声暗号化データと、前記音声暗号化データから誤り検出符号が変換された誤り検出符号変換データを含むデータを無線受信する工程と、
前記第３の共通鍵を使用して前記音声暗号化データから前記音声データを復号する工程と、
前記第４の共通鍵を使用して前記誤り検出符号変換データから前記誤り検出符号を復号する工程と、
受信した前記音声暗号化データから誤り検出符号を算出する工程と、
を備える、
無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法および無線受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル無線通信システムは、通信の秘匿のために音声データに対して暗号化を行っている。従来のデジタル無線通信システムでは、暗号化の共通鍵を複数保有し、共通鍵を切り替えることにより秘匿性を向上させている。共有鍵暗号方式においては、送信側と受信側で同じ共通鍵を使用するために、共通鍵の情報を送信側から受信側に送る必要があり、音声データと誤り訂正符号データに付加して送るものがあった。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のデジタル無線通信システムでは、特許文献１の様に音声符号化データと誤り検出符号化データを同一の暗号化方式かつ同一の共通鍵で暗号化している。そのため、復号後の音声符号化データと誤り検出符号化データから共通鍵の正誤を判別可能なので、共通鍵の全数探索が容易となる問題があった。【０００５】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、より安全性の高い暗号化又は復号を行う無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法および無線受信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無線送信装置は、第１の共通鍵と、第１の共通鍵と組になった第２の共通鍵とを保持する共通鍵保持部と、音声データを取得する音声データ取得部と、第１の共通鍵を使用して前記音声データを暗号化して、音声暗号化データを生成する音声暗号化部と、音声暗号化データから誤り検出符号を算出する誤り検出符号演算部と、第２の共通鍵を使用して誤り検出符号を変換して、誤り検出符号変換データを生成する誤り検出符号変換部と、音声暗号化データと誤り検出符号変換データを含むデータを無線送信する送信部と、を備える。【０００７】
本発明に係る無線受信装置は、第３の共通鍵と、第３の共通鍵と組になった第４の共通鍵とを保持する共通鍵保持部と、無線送信装置から、音声暗号化データと誤り検出符号変換データを含むデータを無線受信する受信部と、第３の共通鍵を使用して音声暗号化データから音声データを復号する音声暗号復号部と、第４の共通鍵を使用して誤り検出符号変換データから誤り検出符号を復号する誤り検出符号復号部と、受信した音声暗号化データから誤り検出符号を算出する誤り検出符号演算部と、を備える。【０００８】
本発明に係る無線送信方法は、第１の共通鍵と、第１の共通鍵と組になった第２の共通鍵とを保持する工程と、音声データを取得する工程と、第１の共通鍵を使用して音声データを暗号化して、音声暗号化データを生成する工程と、音声暗号化データから誤り検出符号を算出する工程と、第２の共通鍵を使用して誤り検出符号を変換して、誤り検出符号変換データを生成する工程と、音声暗号化データと誤り検出符号変換データを含むデータを無線送信する工程と、を備える。【０００９】
本発明に係る無線受信方法は、第３の共通鍵と、第３の共通鍵と組になった第４の共通鍵とを保持する工程と、音声暗号化データと誤り検出符号変換データを含むデータを無線受信する工程と、第３の共通鍵を使用して音声暗号化データから音声データを復号する工程と、第４の共通鍵を使用して誤り検出符号変換データから誤り検出符号を復号する工程と、受信した音声暗号化データから誤り検出符号を算出する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線送信装置および無線送信方法においては、音声データを暗号化した音声暗号化データに対して誤り検出符号を算出し、その誤り検出符号を、音声データの暗号化に使用した共通鍵と異なる共通鍵を使用して変換する。従って、音声データと誤り検出符号を同じ共通鍵で暗号化した場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。【００１１】
本発明に係る無線受信装置および無線受信方法においては、誤り検出符号が変換された誤り検出符号変換データを、音声暗号化データの復号に使用する共通鍵とは異なる共通鍵で復号する。従って、音声暗号化データと誤り検出符号変換データを同じ共通鍵で復号する場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。また、誤り検出符号変換データから復号した誤り検出符号と、音声暗号化データから算出した誤り検出符号とが一致しているか判定することによって、無線受信装置が復号に使用している共通鍵が正しいか判定することが可能である。【００１２】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによってより明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る無線送信装置のブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る無線送信装置の誤り検出符号変換部のブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る無線送信装置の共通鍵保持部が保持する情報を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る無線送信装置の音声暗号化部のブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る無線送信装置のハードウェア構成図である。
【図７】実施の形態１に係る無線送信装置のハードウェア構成図である。
【図８】実施の形態１に係る無線送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る無線受信装置のブロック図である。
【図１０】実施の形態１に係る無線受信装置の誤り検出符号復号部のブロック図である。
【図１１】実施の形態１に係る無線受信装置のハードウェア構成図である。
【図１２】実施の形態１に係る無線受信装置のハードウェア構成図である。
【図１３】実施の形態１に係る無線受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１に係る無線受信装置の共通鍵保持部が保持する暗号鍵リストを示す図である。
【図１５】実施の形態１の変形例に係る無線受信装置のブロック図である。
【図１６】実施の形態２に係る無線送信装置のブロック図である。
【図１７】実施の形態２に係る無線送信装置の共通鍵保持部が保持する情報を示す図である。
【図１８】実施の形態２に係る無線受信装置のブロック図である。
【図１９】実施の形態２に係る無線受信装置の共通鍵保持部が保持する暗号鍵リストを示す図である。
【図２０】実施の形態２の第１の変形例に係る無線受信装置のブロック図である。
【図２１】実施の形態２の第２の変形例に係る無線送信装置のブロック図である。
【図２２】実施の形態２の第２の変形例に係る無線受信装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
＜無線送信装置の構成＞
図１は、発明の実施の形態１における無線通信システムの構成図である。基地局６Ａと基地局７Ｂは有線回線で接続されている。基地局６Ａと基地局７Ｂのそれぞれは、無線装置と無線回線で接続し、制御信号および音声信号の送受信を行っている。エリア９Ａは基地局６Ａの通信可能なエリアを示し、エリア９Ｂは基地局７Ｂの通信可能なエリアを示している。
【００１５】
無線装置１Ａは、音声通信を行う端末であり、無線装置１Ａが送信した音声信号は、基地局６Ａ、無線装置２Ｂ等に送信される。また、基地局６Ａに送信された音声信号は、別の無線装置３Ｃなどに送信される。さらに、基地局６Ａに送信された音声信号は、有線回線を経由して基地局７Ｂに送信され、無線装置８Ｂまで送信される。無線装置３Ｃなどは無線装置１Ａが送信した音声信号を受信し、音声を再生する。
【００１６】
無線装置の種別は、無線で送受信を行う装置、無線で送信のみを行う装置、無線で受信のみを行う装置の３種類がある。例えば、無線装置３Ｃは、無線送信装置１０と無線受信装置２０の両方を搭載しており、音声の送信および受信がともに可能である。無線装置４Ｄは、無線送信装置１０のみを搭載しており、音声の送信は可能であるが、受信は不可能である。無線装置５Ｅは、無線受信装置２０のみを搭載しており、音声の受信は可能であるが、送信は不可能である。
【００１７】
図２は、本実施の形態１の無線送信装置１０のブロック図である。また、図３は無線送信装置１０に備わる誤り検出符号変換部１５のブロック図である。図２に示すように、無線送信装置１０は、共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５および送信部１６を備える。
【００１８】
共通鍵保持部１１には、第１の共通鍵Ｋ１１と第２の共通鍵Ｋ１２が保持されている。第１、第２の共通鍵Ｋ１１，Ｋ１２は組になっている。本実施の形態１において、第２の共通鍵Ｋ１２は第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号である。本実施の形態１では、第２の共通鍵Ｋ１２を第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号Ｋ１２とも記載する。第１の共通鍵Ｋ１１は、例えば、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式による暗号化に使用される共通鍵である。第１の共通鍵Ｋ１１はブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。
【００１９】
図４は、共通鍵保持部１１が保持している情報を示す図である。図４に示すように、共通鍵保持部１１には、鍵番号が「１２」で暗号化方式が「方式Ａ」の暗号鍵「WWWWWWWW」が保持されている。本実施の形態１においては、暗号鍵「WWWWWWWW」が第１の共通鍵Ｋ１１であり、鍵番号「１２」が第２の共通鍵Ｋ１２である。なお、「WWWWWWWW」は暗号鍵を模式的に示す標記であり、実際の暗号鍵を示すものではない。
【００２０】
音声データ取得部１２は、マイク１２１、Ａ／Ｄ（Analogue to digital）変換部１２２および音声圧縮部１２３を備える。Ａ／Ｄ変換部１２２はマイクから取得したアナログ音声をデジタルデータに変換する。音声圧縮部１２３はデジタルデータ化された音声を音声符号化により圧縮して音声データ３０１を生成する。
【００２１】
音声暗号化部１３は、第１の共通鍵Ｋ１１を使用して、音声データ取得部１２から出力された音声データ３０１を暗号化することによって音声暗号化データ３０３を生成する。ここで、音声暗号化部１３は、図５に示すようにセレクタ１３１を備える。音声暗号化部１３は共通鍵保持部１１を参照して、複数の暗号化方式Ａ，Ｂ，Ｃのうちから、第１の共通鍵Ｋ１１に対応付けられている暗号化方式をセレクタ１３１で選択する。誤り検出符号演算部１４は、音声暗号化データ３０３から誤り検出符号３０４を算出する。誤り検出符号３０４は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等である。
【００２２】
誤り検出符号変換部１５は、第２の共通鍵Ｋ１２（即ち第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号Ｋ１２）を使用して誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する。図３に示すように、本実施の形態１において誤り検出符号変換部１５は排他的論理和演算部１５１を備える。排他的論理和演算部１５１は、誤り検出符号３０４と、第２の共通鍵Ｋ１２（即ち、第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号Ｋ１２）との排他的論理和を演算することによって誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する。
【００２３】
送信部１６は、音声暗号化データ３０３と誤り検出符号変換データ３０６を含むデータを無線送信する。送信部１６は変調部１６１、ＲＦ（radio frequency）部１６２およびアンテナ１６３を備える。変調部１６１は、音声暗号化データ３０３および誤り検出符号変換データ３０６を変調する。ＲＦ部１６２は変調部１６１から出力される変調データを無線変換しアンテナ１６３から電波として出力する。
【００２４】
図６は、無線送信装置１０のハードウェア構成図である。無線送信装置１０における共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５、送信部１６の各機能は、処理回路ＨＷ１１により実現される。なお、音声データ取得部１２の一部の機能はマイク１２１により実現される。送信部１６の一部の機能はアンテナ１６３により実現される。共通鍵保持部１１の一部の機能は記憶装置ＨＷ１２により実現される。無線送信装置１０は、第１の共通鍵Ｋ１１と、第１の共通鍵Ｋ１１と組になった第２の共通鍵Ｋ１２とを保持し、音声データ３０１を取得し、第１の共通鍵Ｋ１１を使用して音声データ３０１を暗号化して、音声暗号化データ３０３を生成し、音声暗号化データ３０３から誤り検出符号３０４を算出し、第２の共通鍵Ｋ１２を使用して誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成し、音声暗号化データ３０３と誤り検出符号変換データ３０６を含むデータを送信するための処理装置を備える。処理回路ＨＷ１１は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（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、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）であってもよい。
【００２５】
処理回路ＨＷ１１が専用のハードウェアである場合、処理回路ＨＷ１１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５、送信部１６の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００２６】
処理回路ＨＷ１１がプロセッサＨＷ１３である場合、共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５、送信部１６の各部の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェア）の組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリＨＷ１４に格納される。図７に示すように、処理回路ＨＷ１１に適用されるプロセッサＨＷ１３は、メモリＨＷ１４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、無線送信装置１０は、処理回路ＨＷ１１により実行されるときに、第１の共通鍵Ｋ１１と、第１の共通鍵Ｋ１１と組になった第２の共通鍵Ｋ１２とを保持するステップ、音声データ３０１を取得するステップ、第１の共通鍵Ｋ１１を使用して音声データ３０１を暗号化して、音声暗号化データ３０３を生成するステップ、音声暗号化データ３０３から誤り検出符号３０４を算出するステップ、第２の共通鍵Ｋ１２を使用して誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成するステップ、音声暗号化データ３０３と誤り検出符号変換データ３０６を含むデータを送信するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリＨＷ１４を備える。また、これらのプログラムは、共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５、送信部１６の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリＨＷ１４および記憶装置ＨＷ１２とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【００２７】
なお、共通鍵保持部１１、音声データ取得部１２、音声暗号化部１３、誤り検出符号演算部１４、誤り検出符号変換部１５、送信部１６の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路ＨＷ１１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００２８】
＜無線送信装置の動作＞
図８は、無線送信装置１０の動作を示すフローチャートである。無線送信装置１０において、共通鍵保持部１１は、第１の共通鍵Ｋ１１と、第１の共通鍵Ｋ１１と組になった第２の共通鍵Ｋ１２とを保持する（ステップＳ１０１）。次に、音声データ取得部１２は音声データ３０１を取得する（ステップＳ１０２）。そして、音声暗号化部１３は、第１の共通鍵Ｋ１１を使用して音声データ３０１を暗号化して、音声暗号化データ３０３を生成する（ステップＳ１０３）。音声データ３０１の暗号化には、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムが使用される。
【００２９】
次に、誤り検出符号演算部１４は音声暗号化データ３０３から誤り検出符号３０４を算出する（ステップＳ１０４）。次に、誤り検出符号変換部１５は、第２の共通鍵Ｋ１２（即ち、第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号Ｋ１２）を使用して誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する（ステップＳ１０５）。そして、送信部１６は、音声暗号化データ３０３と誤り検出符号変換データ３０６を含むデータを無線送信する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
＜無線受信装置の構成＞
図９は本実施の形態１に係る無線受信装置２０のブロック図である。また、図１０は、無線受信装置２０に備わる誤り検出符号復号部２４のブロック図である。図９に示すように、無線受信装置２０は、共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６を備える。
【００３１】
無線受信装置２０において、共通鍵保持部２１には、第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４が保持されている。第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４は組になっている。本実施の形態１において、第４の共通鍵Ｋ１４は第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号である。本実施の形態１では、第４の共通鍵Ｋ１４を第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号Ｋ１４とも記載する。第３の共通鍵Ｋ１３は、例えば、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式による暗号化に使用される共通鍵である。第３の共通鍵Ｋ１３はブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。本実施の形態１において、共通鍵保持部２１には、共通鍵保持部１１が保持する情報（図４）と同じ情報が保持されているとする。
【００３２】
受信部２２は、アンテナ２２１、ＲＦ部２２２および復調部２２３を備える。ＲＦ部２２２はアンテナ２２１で受信した電波を変換して変調データを得る。復調部２２３は変調データを復調して、無線送信装置１０から無線送信された音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を得る。
【００３３】
音声暗号復号部２３は、第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する。また、誤り検出符号演算部２５は音声暗号化データ４０２から誤り検出符号４０５を算出する。
【００３４】
音声暗号復号部２３において使用される第３の共通鍵Ｋ１３が、無線送信装置１０において使用される第１の共通鍵Ｋ１１と共通の鍵（即ち同一の鍵）である場合において、無線受信装置２０は無線送信装置１０から受信した音声暗号化データ４０２を正しく復号することが可能である。
【００３５】
誤り検出符号復号部２４は、第４の共通鍵Ｋ１４（即ち、第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号Ｋ１４）を使用して誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号する。図８に示すように、本実施の形態１において誤り検出符号復号部２４は排他的論理和演算部２４１を備える。排他的論理和演算部２４１は、誤り検出符号変換データ４０１と、第４の共通鍵Ｋ１４（即ち、第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号Ｋ１４）との排他的論理和を演算して、誤り検出符号４０４を生成する。
【００３６】
誤り検出符号一致判定部２６は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか否かを判定する。一致していない場合、誤り検出符号一致判定部２６は、第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なると判定して、一致又は不一致を示す判定結果信号４０８を出力する。
【００３７】
また、復号された音声データ４１は出力部２７に出力される。出力部２７は音声復元部２７１、Ｄ／Ａ（Digital to analogue）変換部２７２およびスピーカ２７３を備える。音声復元部２７１において音声データ４１の圧縮が復元される。そして、Ｄ／Ａ変換部２７２においてデジタルデータがアナログ音声に変換されてスピーカ２７３に出力される。
【００３８】
図１１は、無線受信装置２０のハードウェア構成図である。無線受信装置２０における共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６の各機能は、処理回路ＨＷ２１により実現される。なお、受信部２２の一部の機能はアンテナ２２１により実現される。共通鍵保持部２１の一部の機能は記憶装置ＨＷ２２により実現される。無線受信装置２０は、第３の共通鍵Ｋ１３と、第３の共通鍵Ｋ１３と組になった第４の共通鍵Ｋ１４とを保持し、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を含むデータを無線受信し、第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号し、第４の共通鍵Ｋ１４を使用して誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号し、受信した音声暗号化データ４０２から誤り検出符号４０５を算出し、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した前記誤り検出符号４０５とが一致しているか判定するための処理装置を備える。処理回路ＨＷ２１は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（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、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）であってもよい。
【００３９】
処理回路ＨＷ２１が専用のハードウェアである場合、処理回路ＨＷ２１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００４０】
処理回路ＨＷ２１がプロセッサＨＷ２３である場合、共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６の各部の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェア）の組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリＨＷ２４に格納される。図１２に示すように、処理回路ＨＷ２１に適用されるプロセッサＨＷ２３は、メモリＨＷ２４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、無線受信装置２０は、処理回路ＨＷ２１により実行されるときに、第３の共通鍵Ｋ１３と、第３の共通鍵Ｋ１３と組になった第４の共通鍵Ｋ１４とを保持するステップ、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を含むデータを無線受信するステップ、第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号するステップ、第４の共通鍵Ｋ１４を使用して誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号するステップ、受信した音声暗号化データ４０２から誤り検出符号４０５を算出するステップ、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した前記誤り検出符号４０５とが一致しているか判定するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリＨＷ２４を備える。また、これらのプログラムは、共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリＨＷ２４および記憶装置ＨＷ２２とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【００４１】
なお、共通鍵保持部２１、受信部２２、音声暗号復号部２３、誤り検出符号復号部２４、誤り検出符号演算部２５および誤り検出符号一致判定部２６の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路ＨＷ２１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４２】
＜無線受信装置の動作＞
図１３は、無線受信装置２０の動作を示すフローチャートである。無線受信装置２０において、共通鍵保持部２１は、第３の共通鍵Ｋ１３と、第３の共通鍵Ｋ１３と組になった第４の共通鍵Ｋ１４とを保持する（ステップＳ２０１）。次に、受信部２２は、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を含むデータを無線受信する（ステップＳ２０２）。そして、音声暗号復号部２３は、第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する（ステップＳ２０３）。音声データ４１の復号には、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムが使用される。
【００４３】
次に、誤り検出符号復号部２４は、第４の共通鍵Ｋ１４（即ち、第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号Ｋ１４）を使用して誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号する（ステップＳ２０４）。次に、誤り検出符号演算部２５は、受信した音声暗号化データ４０２から誤り検出符号４０５を算出する（ステップＳ２０５）。そして、誤り検出符号一致判定部２６は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定する（ステップＳ２０６）。
【００４４】
なお、本実施の形態１においては、無線送信装置１０における共通鍵保持部１１に保持されている情報（即ち第１、第２の共通鍵Ｋ１１，Ｋ１３）と、無線受信装置２０における共通鍵保持部２１に保持されている情報（即ち第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４）とが同じ場合について説明した。ここで、例えば、図１４に示すように、無線受信装置２０における共通鍵保持部２１に保持されている暗号鍵リストにおいて、第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４の組合せが複数記載されている場合を考える。
【００４５】
図１４に示すように第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４の組合せが複数存在する場合、誤り検出符号復号部２４は、複数の第４の共通鍵Ｋ１４のそれぞれを使用して誤り検出符号変換データ４０１から複数通りの誤り検出符号４０４を復号する。
【００４６】
次に、誤り検出符号一致判定部２６は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した複数通りの誤り検出符号４０４のそれぞれと、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定する。そして、誤り検出符号一致判定部２６は、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５と一致している誤り検出符号４０４の復号に使用された第４の共通鍵Ｋ１４を特定する。そして、音声暗号復号部２３は、特定された第４の共通鍵Ｋ１４と組になっている第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する。
【００４７】
このように、無線受信装置２０において第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４の組合せが複数保持されていて、無線送信装置１０においてどの共通鍵の組が使用されたかわからない場合であっても、無線受信装置２０において暗号鍵リストに存在する全ての第４の共通鍵Ｋ１４を試すことによって、正しい共通鍵を特定することが可能である。
【００４８】
＜効果＞
本実施の形態１における無線送信装置１０は、第１の共通鍵Ｋ１１と、第１の共通鍵Ｋ１１と組になった第２の共通鍵Ｋ１２とを保持する共通鍵保持部１１と、音声データ３０１を取得する音声データ取得部１２と、第１の共通鍵Ｋ１１を使用して音声データ３０１を暗号化して、音声暗号化データ３０３を生成する音声暗号化部１３と、音声暗号化データ３０３から誤り検出符号３０４を算出する誤り検出符号演算部１４と、第２の共通鍵Ｋ１２を使用して誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する誤り検出符号変換部１５と、音声暗号化データ３０３と誤り検出符号変換データ３０６を含むデータを無線送信する送信部１６と、を備える。
【００４９】
本実施の形態１における無線送信装置１０および無線送信方法においては、音声データ３０１を暗号化した音声暗号化データ３０３に対して誤り検出符号３０４を算出し、その誤り検出符号３０４を、音声データ３０１の暗号化に使用した共通鍵と異なる共通鍵を使用して変換する。従って、音声データ３０１と誤り検出符号３０４を同じ共通鍵で暗号化する場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。
【００５０】
また、本実施の形態１における無線送信装置１０において、第２の共通鍵Ｋ１２は、第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号であり、誤り検出符号変換部１５は、排他的論理和演算部１５１を備え、排他的論理和演算部１５１は、誤り検出符号３０４と、第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号との排他的論理和を演算することによって誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する。従って、排他的論理和演算は処理時間が短いので消費電力を低減して、誤り検出符号３０４に第１の共通鍵Ｋ１１の鍵番号の情報を含ませることが可能である。
【００５１】
また、本実施の形態１における無線受信装置２０は、第３の共通鍵Ｋ１３と、第３の共通鍵Ｋ１３と組になった第４の共通鍵Ｋ１４とを保持する共通鍵保持部２１と、無線送信装置１０から、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を含むデータを無線受信する受信部２２と、第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する音声暗号復号部２３と、第４の共通鍵Ｋ１４を使用して誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号する誤り検出符号復号部２４と、受信した音声暗号化データ４０２から誤り検出符号４０５を算出する誤り検出符号演算部２５と、を備える。
【００５２】
本実施の形態１における無線受信装置２０および無線受信方法においては、誤り検出符号が変換された誤り検出符号変換データ４０１を、音声暗号化データ４０２の復号に使用する共通鍵とは異なる共通鍵で復号する。従って、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を同じ共通鍵で復号する場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。また、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定することによって、無線受信装置２０が復号に使用している共通鍵が正しいか判定することが可能である。
【００５３】
また、本実施の形態１における無線受信装置２０は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定する誤り検出符号一致判定部２６をさらに備え、誤り検出符号一致判定部２６は、２つの誤り検出符号４０４，４０５が一致していない場合に、誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号する際に使用した第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なると判定する。
【００５４】
従って、誤り検出符号一致判定部２６を備えることにより、無線受信装置２０が復号に使用している共通鍵が正しいか判定することが可能となる。無線受信装置２０が復号に使用している共通鍵が正しくないと判定された場合は、無線受信装置２０が保持する共通鍵を更新するか、異なる共通鍵を試すことによって、受信信号の復号処理を継続することが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態１における無線受信装置２０において、共通鍵保持部２１には、第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４の組合せが複数保持されていてもよい。誤り検出符号復号部２４は、複数の第４の共通鍵Ｋ１４のそれぞれを使用して誤り検出符号変換データ４０１から複数通りの誤り検出符号４０４を復号し、誤り検出符号一致判定部２６は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した複数通りの誤り検出符号４０４のそれぞれと、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定し、誤り検出符号一致判定部２６は、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５と一致している誤り検出符号４０４の復号に使用された第４の共通鍵Ｋ１４を特定し、音声暗号復号部２３は、特定された第４の共通鍵Ｋ１４と組になっている第３の共通鍵Ｋ１３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する。
【００５６】
従って、無線受信装置２０において第３の共通鍵Ｋ１３と第４の共通鍵Ｋ１４の組合せが複数保持されていて、無線送信装置１０においてどの共通鍵の組が使用されたかわからない場合であっても、無線受信装置２０において暗号鍵リストに存在する全ての第４の共通鍵Ｋ１４を試すことによって、正しい共通鍵を特定することが可能である。
【００５７】
また、本実施の形態１における無線受信装置２０において、第４の共通鍵Ｋ１４は、第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号であり、誤り検出符号復号部２４は、排他的論理和演算部２４１を備え、排他的論理和演算部２４１は、誤り検出符号変換データ４０１と、第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号との排他的論理和を演算して、誤り検出符号４０４を復号する。
【００５８】
従って、排他的論理和演算は処理時間が短いので消費電力を低減して、誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号することが可能である。複数の第４の共通鍵Ｋ１４（即ち第３の共通鍵Ｋ１３の鍵番号）を使用して誤り検出符号４０４の復号を試す場合であっても、排他的論理和演算は処理時間が短いので、処理時間の増大を抑制し、消費電力を低減することが可能である。
【００５９】
＜実施の形態１の変形例＞
図１５は、実施の形態１の変形例に係る無線受信装置２０Ａのブロック図である。無線受信装置２０Ａは、無線受信装置２０に対して受信品質判定部２８および共通鍵更新部２９をさらに備える。
【００６０】
受信品質判定部２８は、受信部２２のＲＦ部２２２が受信した電波強度に基づいて、受信品質が予め定められた基準を上回っているか否かの判定を行う。受信品質が予め定められた基準を上回っていると判定され、かつ、誤り検出符号一致判定部２６が２つの誤り検出符号４０４，４０５が一致していないと判定した場合、誤り検出符号一致判定部２６は、第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号３０４を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なると判定する。この場合、誤り検出符号一致判定部２６は、共通鍵更新部２９に対して不一致を示す判定結果信号４０８を出力する。
【００６１】
第４の共通鍵Ｋ１４が第２の共通鍵Ｋ１２と異なると判定された場合、即ち不一致を示す判定結果信号４０８を受けた場合、共通鍵更新部２９は共通鍵保持部２１が保持する共通鍵（即ち第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４）の更新を行う。
【００６２】
共通鍵更新部２９は、無線送信装置１０に対して、第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４の更新を要求する。また、共通鍵更新部２９は基地局に対して有線又は無線で第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４の更新を要求してもよい。
【００６３】
第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４は、無線回線又は有線回線を介して自動的に更新される以外に、通知などがされたユーザによって、手動で更新されてもよい。ユーザが手動で更新する場合には、ＵＳＢメモリなどの記憶媒体を用いて行う方法、さらには、メール、電話またはＦＡＸなどを通じて共通鍵の値を入手し、当該値を装置に入力する方法などがある。
【００６４】
第３、第４の共通鍵Ｋ１３，Ｋ１４がユーザによって手動で更新される場合には、共通鍵の漏洩を防ぐことができる。すなわち、共通鍵が無線回線又は有線回線を介して送信されると、当該回線の信号が傍受されることによって共通鍵が漏洩する可能性があるが、ユーザの手動による場合には、そのようなおそれがなくなる。
【００６５】
また、共通鍵更新部２９は、共通鍵の更新を行う前に、使用者に対して更新を行うかどうか選択可能にディスプレイ等に表示を行ってもよい。使用者が更新を行うことを選択すると、共通鍵更新部２９は共通鍵の更新を行う。
【００６６】
＜効果＞
実施の形態１の変形例における無線受信装置２０Ａは、受信部２２における電波強度から受信品質を判定する受信品質判定部２８をさらに備え、受信部２２における受信品質が予め定められた基準を上回っていると判定され、かつ、誤り検出符号一致判定部２６が２つの誤り検出符号４０４，４０５が一致していないと判定した場合、第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なると判定する。
【００６７】
従って、受信部２２における受信品質を考慮することによって、第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なるか否かを、より精度良く判定することが可能となる。
【００６８】
また、実施の形態１の変形例における無線受信装置２０Ａは、共通鍵更新部２９をさらに備え、誤り検出符号一致判定部２６が、第４の共通鍵Ｋ１４が、無線送信装置１０において誤り検出符号を変換する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ１２）と異なると判定した場合、共通鍵更新部２９は、第３の共通鍵Ｋ１３および第４の共通鍵Ｋ１４の更新を行う。従って、無線受信装置２０が復号に使用している共通鍵が正しくないと判定された場合は、無線受信装置２０が保持する共通鍵を更新することによって、受信信号の復号処理を継続することが可能となる。
【００６９】
共通鍵が更新されるシステムにおいては、送信側と、受信側で更新タイミングがずれるなどの不具合が想定されるが、誤り検出符号一致判定部２６を備えることによって、送信側と受信側の共通鍵の一致、不一致を判定することが可能となる。これにより、システム構築を容易にすることが可能となる。
【００７０】
また、実施の形態１の変形例における無線受信装置２０Ａにおいて、共通鍵更新部２９は、無線送信装置１０に対して、第３の共通鍵Ｋ１３および第４の共通鍵Ｋ１４の更新を要求する。従って、正しい共通鍵を保持している無線送信装置１０に対して更新の要求を行うことによって、無線受信装置２０Ａは正しい第３の共通鍵Ｋ１３および第４の共通鍵Ｋ１４を取得することが可能である。
【００７１】
また、実施の形態１の変形例における無線受信装置２０Ａにおいて、共通鍵更新部２９は、使用者の操作に基づいて第３の共通鍵Ｋ１３および第４の共通鍵Ｋ１４の更新を行う。従って、使用者の判断に基づいて共通鍵を更新することが可能となる。
【００７２】
＜実施の形態２＞
＜無線送信装置の構成＞
図１６は、本実施の形態２における無線送信装置３０のブロック図である。実施の形態１における無線送信装置１０（図２）の誤り検出符号変換部１５は排他的論理和演算部１５１（図３）を有し、排他的論理和演算を行う構成であった。一方、本実施の形態２における無線送信装置３０の誤り検出符号変換部３５は、後述する第２の共通鍵Ｋ２２を使用して、DES、AES、Camellia等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって誤り検出符号３０４の暗号化を行う。すなわち、本実施の形態２における無線送信装置３０の誤り検出符号変換部３５は、誤り検出符号３０４を暗号化することによって誤り検出符号３０４を変換して、誤り検出符号変換データ３０６を生成する。
【００７３】
無線送信装置３０において、共通鍵保持部１１には、第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２が保持されている。第１、第２の共通鍵Ｋ２１，Ｋ２２は組になっている。本実施の形態２において、第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２のそれぞれは、例えば、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式による暗号化に使用される共通鍵である。
【００７４】
図１７は、共通鍵保持部１１が保持している情報を示す図である。図１７に示すように、共通鍵保持部１１には、組番号１（Ｎｏ．１）として、暗号化方式が「方式Ａ」の第１の共通鍵Ｋ２１「WWWWWWWW」と、暗号化方式が「方式Ｘ」第２の共通鍵Ｋ２２「KKKKKKKK」が保持されている。なお、「WWWWWWWW」、「KKKKKKKK」は暗号鍵を模式的に示す標記であり、実際の暗号鍵を示すものではない。
【００７５】
なお、本実施の形態２における無線送信装置３０は、無線送信装置１０（図１）と同一の構成が含まれているので、同一の構成については同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。
【００７６】
＜無線送信装置の動作＞
無線送信装置３０において、音声暗号化部１３は、第１の共通鍵Ｋ２１を使用して、音声データ取得部１２から出力された音声データ３０２をＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって暗号化することにより、音声暗号化データ３０３を生成する。
【００７７】
無線送信装置３０において、誤り検出符号変換部３５は、第２の共通鍵Ｋ２２を使用して、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって誤り検出符号３０４の暗号化を行う。無線送信装置３０のその他の動作は、実施の形態１における無線送信装置１０と同様のため説明を省略する。
【００７８】
＜無線受信装置の構成＞
図１８は、本実施の形態２における無線受信装置４０のブロック図である。実施の形態１における無線受信装置２０（図９）の誤り検出符号復号部２４は排他的論理和演算部２４１（図１０）を有し、排他的論理和演算を行う構成であった。一方、本実施の形態２における無線受信装置４０の誤り検出符号復号部４４は、後述する第４の共通鍵Ｋ２４を使用して、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって誤り検出符号３０４の暗号化を行う。
【００７９】
無線受信装置４０において、共通鍵保持部２１には、第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４が保持されている。第１、第２の共通鍵Ｋ２３，Ｋ２４は組になっている。本実施の形態２において、第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４のそれぞれは、例えば、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式による暗号化に使用される共通鍵である。
【００８０】
図１７に示すように無線受信装置４０における共通鍵保持部２１は、無線送信装置３０における共通鍵保持部１１が保持している情報と同じ情報を保持している。つまり、共通鍵保持部２１には、組番号１（Ｎｏ．１）として、暗号化方式が「方式Ａ」の第３の共通鍵Ｋ２３「WWWWWWWW」と、暗号化方式が「方式Ｘ」第４の共通鍵Ｋ２４「KKKKKKKK」が保持されている。無線送信装置３０における暗号化と、無線受信装置４０における復号とで共通鍵および暗号化方式が異なると、正しく復号することができない。
【００８１】
なお、本実施の形態２における無線受信装置４０は、無線受信装置２０（図９）と同一の構成が含まれているので、同一の構成については同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。
【００８２】
＜無線受信装置の動作＞
無線受信装置４０において、音声暗号復号部２３は、第３の共通鍵Ｋ２３を使用して、ＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する。
【００８３】
無線受信装置４０において、誤り検出符号復号部４４は、第４の共通鍵Ｋ２４を使用してＤＥＳ、ＡＥＳ、Ｃａｍｅｌｌｉａ等の共有鍵暗号方式の暗号アルゴリズムによって誤り検出符号変換データ４０１から誤り検出符号４０４を復号する。無線受信装置４０のその他の動作は、実施の形態１における無線受信装置２０と同様のため説明を省略する。
【００８４】
なお、本実施の形態２においては、無線送信装置３０における共通鍵保持部１１に保持されている情報（即ち第１、第２の共通鍵Ｋ２１，Ｋ２３）と、無線受信装置４０における共通鍵保持部２１に保持されている情報（即ち第３、第４の共通鍵Ｋ２３，Ｋ２４）とが同じ場合について説明した。ここで、例えば、図１９に示すように、無線受信装置２０における共通鍵保持部２１に保持されている暗号鍵リストにおいて、第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４の組合せが複数記載されている場合を考える。
【００８５】
図１９に示すように第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４の組合せが複数存在する場合、誤り検出符号復号部２４は、複数の第４の共通鍵Ｋ２４のそれぞれを使用して誤り検出符号変換データ４０１から複数通りの誤り検出符号４０４を復号する。
【００８６】
次に、誤り検出符号一致判定部２６は、誤り検出符号変換データ４０１から復号した複数通りの誤り検出符号４０４のそれぞれと、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定する。そして、誤り検出符号一致判定部２６は、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５と一致している誤り検出符号４０４の復号に使用された第４の共通鍵Ｋ２４を特定する。そして、音声暗号復号部２３は、特定された第４の共通鍵Ｋ２４と組になっている第３の共通鍵Ｋ２３を使用して音声暗号化データ４０２から音声データ４１を復号する。
【００８７】
このように、無線受信装置４０において第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４の組合せが複数保持されていて、無線送信装置３０においてどの共通鍵の組が使用されたかわからない場合であっても、無線受信装置４０において暗号鍵リストに存在する全ての第４の共通鍵Ｋ２４を試すことによって、正しい共通鍵を特定することが可能である。
【００８８】
＜効果＞
本実施の形態２における無線送信装置３０において、第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。本実施の形態２における無線送信装置３０においては、音声データ３０１を、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号により暗号化して音声暗号化データ３０３を得る。そして、音声暗号化データ３０３に対して誤り検出符号３０４を算出し、その誤り検出符号３０４を、音声データ３０１の暗号化に使用した共通鍵と異なる共通鍵を使用して、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号により暗号化する。従って、音声データ３０１と誤り検出符号３０４を同じ共通鍵で暗号化する場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。また、誤り検出符号を第４の共通鍵Ｋ２４で暗号化するため、誤り検出符号から第１の共通鍵Ｋ２１を解読することが不可能となり、第３の共通鍵Ｋ２３の秘匿性を高めるという効果が得られる。
【００８９】
また、本実施の形態２における無線受信装置４０において、第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４のそれぞれは、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号の鍵である。本実施の形態２における無線受信装置４０においては、誤り検出符号が暗号化された誤り検出符号変換データ４０１を、音声暗号化データ４０２の復号に使用する共通鍵とは異なる共通鍵を使用して、ブロック長が６４ビット以上のブロック暗号により復号する。従って、音声暗号化データ４０２と誤り検出符号変換データ４０１を同じ共通鍵で復号する場合と比較して、共通鍵を全数探索することにより暗号が解読されるリスクが低減するため、無線通信の安全性が向上する。また、誤り検出符号変換データ４０１から復号した誤り検出符号４０４と、音声暗号化データ４０２から算出した誤り検出符号４０５とが一致しているか判定することによって、無線受信装置４０が復号に使用している共通鍵が正しいか判定することが可能である。
【００９０】
＜実施の形態２の第１の変形例＞
図２０は、実施の形態２の第１の変形例に係る無線受信装置４０Ａのブロック図である。無線受信装置４０Ａは、無線受信装置４０に対して受信品質判定部２８および共通鍵更新部２９をさらに備える。受信品質判定部２８および共通鍵更新部２９の動作は、無線受信装置２０Ａ（図１５）と同様のため、説明を省略する。
【００９１】
受信品質判定部２８において受信部２２における受信品質を考慮することによって、第４の共通鍵Ｋ２４が、無線送信装置３０において誤り検出符号を暗号化する際に使用された共通鍵（即ち第２の共通鍵Ｋ２２）と異なるか否かを、より精度良く判定することが可能となる。
【００９２】
また、無線受信装置２０が復号に使用している共通鍵が正しくないと判定された場合は、共通鍵更新部２９が、無線受信装置４０が保持する共通鍵を更新することによって、受信信号の復号処理を継続することが可能となる。
【００９３】
＜実施の形態２の第２の変形例＞
図２１は、実施の形態２の第２の変形例に係る無線送信装置３０Ｂのブロック図である。図２１に示すように、共通鍵保持部１１は鍵拡張部１１１を備える。鍵拡張部１１１は、１つの共通鍵から、例えばＳＨＡ−２のようなハッシュ関数、ＤＥＳ、ＡＥＳのようなブロック暗号などを用いて第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２を生成する。
【００９４】
本実施の形態２の第２の変形例における無線送信装置３０Ｂは、無線送信装置３０（図１６）と同一の構成が含まれているので、同一の構成については同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。
【００９５】
図２２は、実施の形態２の第２の変形例に係る無線受信装置４０Ｂのブロック図である。図２２に示すように、共通鍵保持部２１は鍵拡張部２１１を備える。鍵拡張部２１１は、１つの共通鍵から、例えばSHA-2のようなハッシュ関数、ＤＥＳ、ＡＥＳのようなブロック暗号などを用いて第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４を生成する。
【００９６】
本実施の形態２の第２の変形例における無線受信装置４０Ｂは、無線受信装置４０Ａ（図２０）と同一の構成が含まれているので、同一の構成については同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。
【００９７】
＜効果＞
実施の形態２の第２の変形例における無線送信装置３０Ｂは、１つの共通鍵から第１の共通鍵Ｋ２１と第２の共通鍵Ｋ２２のそれぞれを生成する鍵拡張部１１１をさらに備える。また、実施の形態２の第２の変形例における無線受信装置４０Ｂは、１つの共通鍵から、第３の共通鍵Ｋ２３と第４の共通鍵Ｋ２４のそれぞれを生成する鍵拡張部２１１をさらに備える。
【００９８】
従って、無線受信装置４０Ｂにおいて、共通鍵更新部２９が共通鍵の更新を行う場合、１つの共通鍵の更新を行えばよいため、更新するデータ長を少なくすることが可能となる。さらに、第１、第２の共通鍵Ｋ２１，Ｋ２２が１つの共通鍵から生成されることにより、第１、第２の共通鍵Ｋ２１，Ｋ２２の秘匿性を高めることが可能である。同様に、第３、第４の共通鍵Ｋ２３，Ｋ２４が１つの共通鍵から生成されることにより、第３、第４の共通鍵Ｋ２３，Ｋ２４の秘匿性を高めることが可能である。
【００９９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１００】
１Ａ，２Ｂ，３Ｃ，４Ｄ，５Ｅ，８Ｂ  無線装置、６Ａ，７Ｂ  基地局、９Ａ，９Ｂ  エリア、１０，３０，３０Ｂ  無線送信装置、１１，２１  共通鍵保持部、１２  音声データ取得部、１３  音声暗号化部、１４，２５  誤り検出符号演算部、１５，３５  誤り検出符号変換部、１６  送信部、２０，２０Ａ，４０，４０Ａ，４０Ｂ  無線受信装置、２２  受信部、２３  音声暗号復号部、２４，４４  誤り検出符号復号部、２６  誤り検出符号一致判定部、２７  出力部、２８  受信品質判定部、２９  共通鍵更新部、４１，３０１，３０２  音声データ、１１１，２１１  鍵拡張部、１２１  マイク、１２２  Ａ／Ｄ変換部、１２３  音声圧縮部、１３１  セレクタ、１５１，２４１  排他的論理和演算部、１６１  変調部、１６２，２２２  ＲＦ部、１６３，２２１  アンテナ、２２３  復調部、２７１  音声復元部、２７２  Ｄ／Ａ変換部、２７３  スピーカ、３０３，４０２  音声暗号化データ、３０４，４０４，４０５  誤り検出符号、３０６，４０１  誤り検出符号変換データ、４０８  判定結果信号。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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