(57)【要約】本発明は、通信チャンネル上でデータを安全確実に送受信するための方法とシステムを提供する。一つの実施態様（図１１）においては、平文データを最初に暗号文に暗号化してから（１１３０）、その暗号文を走査してビットマップに変換する（１１４０）。そして、このビットマップを暗号化してから（１１５０）、宛先場所に送信する（１１５５）。宛先場所でそれを受信して（１１６２）、元のビットマップに復号する（１１６５〜１１７５）。そして、暗号化されたビットマップを走査して暗号文を得た後、その暗号文を復号して元の平文データを得る（１１８５）。もう一つの実施態様においては、暗号化されていない平分データを走査してビットマップを得た後、このビットマップを暗号化し、送信する（図１２、１２０５〜１２９０）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを宛先場所に安全確実に転送するための方法であって、
（ａ）英数字データが最初に示されるならば英数字データを暗号化するステップと、
（ｂ）非英数字データが最初に示されるならば非英数字データを英数字データに変換し、暗号化するステップと、
（ｃ）第１暗号化データをビットマップに変換するステップと、
（ｄ）前記ビットマップを暗号化して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｅ）前記暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと、
（ｆ）前記暗号化ビットマップを受信するステップと、
（ｇ）前記暗号化ビットマップを復号して第２ビットマップを生成するステップと、
（ｈ）例えばＯＣＲを用いて前記第２ビットマップを第２暗号化英数字データに変換するステップと、
（ｉ）英数字データが最初に示されたならば、前記第２暗号化英数字データを復号して最終復号データを生成するか、または、
（ｊ）非英数字データが最初に示されたならば、英数字データを非英数字形式に変換するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
暗号化方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
符号化方式を用いて前記データを符号化して英数字情報を表すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記符号化方式がＲａｄｉｘ−６４であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２ビットマップデータを第２暗号化データに変換するステップが、前記第２ビットマップについて光学式文字認識を実行するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ａ）が、符号化されるデータから第２データを生成して英数字情報を表すステップと、前記第２データを暗号化して第１暗号化データを生成するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２データを符号化される第３データに変換して非英数字情報を表すステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
データを暗号化し送信するための方法であって、
（ａ）英数字データが最初に示されるならば英数字データを暗号化するステップと、
（ｂ）非英数字データが最初に示されるならば非英数字データを英数字データに変換し、暗号化するステップと、
（ｃ）第１暗号化データをビットマップに変換するステップと、
（ｄ）前記ビットマップを暗号化して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｅ）前記暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記暗号化方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
符号化方式を用いて前記データを符号化して英数字情報を表すことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記符号化方式がＲａｄｉｘ−６４であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ａ）が、符号化されるデータから第２データを生成して英数字情報を表すステップと、前記第２データを暗号化して第１暗号化データを生成するステップとを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
暗号化されたビットマップを復号するための方法であって、
（ａ）暗号化されたビットマップを受信するステップと、
（ｂ）前記暗号化されたビットマップを復号して第２ビットマップを生成するステップと、
（ｃ）例えばＯＣＲを用いて前記第２ビットマップを第２暗号化英数字データに変換するステップと、
（ｄ）英数字データが最初に示されたならば、前記第２暗号化英数字データを復号して最終復号データを生成するステップと、
（ｅ）非英数字データが最初に示されたならば、英数字データを非英数字形式に変換するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４】
復号方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
符号化方式を用いて前記データを符号化して英数字情報を表すことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記符号化方式がＲａｄｉｘ−６４であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ビットマップを暗号化データに変換するステップが、前記ビットマップについて光学式文字認識を実行するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記データを符号化される第２データに変換して非英数字情報を表すステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
文書を走査するための光学式スキャナーと、
前記光学式スキャナーに接続された処理装置とを備え、
前記処理装置が、
光学式文字認識を実行して第１データを生成することと、
暗号化方法を用いて前記データを暗号化して暗号化データを生成することと、
前記暗号化データをビットマップに変換することと、
前記ビットマップを暗号化して暗号化ビットマップを生成することとに適していることを特徴とする、文書を暗号化するための装置。
【請求項２０】
文書を走査してビットマップを生成するための光学式スキャナーと、
前記光学式スキャナーに接続された処理装置とを備え、
前記処理装置が、
前記ビットマップを復号して第２ビットマップを生成することと、
前記第２ビットマップを暗号化データに変換することと、
復号方法を用いて前記暗号化データを復号してデータを生成することとに適していることを特徴とする、文書を復号するための装置。
【請求項２１】
データを宛先場所に安全確実に転送するための方法であって、
（ａ）英数字データが最初に示されるならば英数字データをビットマップに変換してから暗号化するステップと、
（ｂ）非英数字データが最初に示されるならば非英数字データを第１暗号化ビットマップに暗号化するステップと、
（ｃ）第１暗号化ビットマップを暗号化して第２暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｄ）前記第２暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと、
（ｅ）前記第２暗号化ビットマップを受信するステップと、
（ｆ）前記第２暗号化ビットマップを復号して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｇ）前記暗号化ビットマップを非暗号化ビットマップに復号するステップと、
（ｈ）例えばＯＣＲを用いて、英数字データが最初に示されたならば、前記非暗号化ビットマップを英数字データに変換するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２２】
暗号化方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２暗号化ビットマップをいくつかの暗号化ビットマップに変換するステップを備えたことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
データを暗号化し送信するための方法であって、
（ａ）英数字データが最初に示されるならば英数字データをビットマップに変換してから暗号化するステップと、
（ｂ）非英数字データが最初に示されるならば非英数字データを第１暗号化ビットマップに暗号化するステップと、
（ｃ）前記第１暗号化ビットマップを暗号化して第２暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｄ）前記第２暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
暗号化方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
第２暗号化ビットマップを復号するための方法であって、
（ａ）第２暗号化ビットマップを受信するステップと、
（ｂ）前記第２暗号化ビットマップを復号して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｃ）前記暗号化ビットマップを非暗号化ビットマップに復号するステップと、
（ｄ）例えばＯＣＲを用いて、英数字データが最初に示されたならば、前記非暗号化ビットマップを英数字データに変換するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２７】
復号方法がＰＧＰ（プリティ・グッド・プライバシ）または他の暗号化技術であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
データを宛先場所に安全確実に転送するための方法であって、
（ａ）暗号化方法を用いてデータを暗号化して前記データの第１暗号化版を生成するステップと、
（ｂ）前記データの第１暗号化版をビットマップに変換するステップと、
（ｃ）前記ビットマップを暗号化して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｄ）前記暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと、
（ｅ）前記暗号化ビットマップを復号して第２ビットマップを生成するステップと、
（ｆ）前記第２ビットマップを第２暗号化版に変換するステップと、
（ｇ）復号方法を用いて前記第２暗号化版を復号して前記データの第２版を生成するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２９】
データを安全確実に送信するための方法であって、
（ａ）暗号化方法を用いて前記データを暗号化して前記データの第１暗号化版を生成するステップと、
（ｂ）前記データの第１暗号化版をビットマップに変換するステップと、
（ｃ）前記ビットマップを暗号化して暗号化ビットマップを生成するステップと、
（ｄ）前記暗号化ビットマップを宛先場所に電子的に送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項３０】
データを抽出する方法であって、
（ａ）暗号化されたビットマップを受信するステップと、
（ｂ）前記暗号化されたビットマップを復号して第２ビットマップを生成するステップと、
（ｃ）前記第２ビットマップを前記データの第２暗号化版に変換するステップと、
（ｄ）復号方法を用いて前記データの第２暗号化版を復号して前記データの第２版を生成するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発行済み特許との関連
本出願は、米国特許５，３２１，７４９（「暗号化装置」）と米国特許５，３９８，２８３（「暗号化装置」）と関連がある。本出願には、あたかも記載された明細書と図面が本出願の中で明確に述べられているかのようにして、米国特許５，３２１，７４９（「Ｖｉｒｇａ １」）と米国特許５，３９８，２８３（「Ｖｉｒｇａ ２」）の開示全体が、本出願に編入される。
発明の分野
本発明は、情報技術とネットワークの分野に関し、特に、データを安全確実に送信するための方法とシステムに関する。
発明の背景
本発明は、通信チャンネル上でデータを安全確実に送信するための方法とシステムに関し、多段階暗号化処理におけるビットマップ暗号化段階を利用している。
【０００２】
光学装置と光学方法を含む多くの暗号化システムと復号システムが知られている。これらのシステムの多くは、暗号化と復号のための「鍵」がスクリーンとレンズの中にある。特定のスクリーンまたはレンズによって暗号化された文書またはメッセージを復号するために、その文書またはメッセージを暗号化するために用いたものと同じまたは対応するスクリーンまたはレンズを使用することが必要である。他の暗号システムは、テキスト情報だけに作用し、画像、記号、タイプフォント、または手書き文字などの、文書内に存在する目に見える非テキスト情報を保護することができない。テレビ画像の暗号化に関する他のシステムが知られているが、手で扱うことができ、ファックス、ｅ−ｍａｉｌ、またはインターネット送信によって送ることができる紙の文書を作成するのに適していない。
【０００３】
一般に、ビットマップ暗号化を取り入れることが暗号化のセキュリティを著しく増大させる。標準暗号化方式または偶数多層標準暗号化方式は、ＣＰＵ上での反復処理によるクラッキングに弱い。少なくとも１つのビットマップ暗号化段階を含む多段階暗号化処理を利用することによって、クラッカーになりそうな人が、暗号をクラックしようとするために著しく大きなＣＰＵ帯域幅を必要とする光学式文字認識プログラムを利用することを余儀なくさせられる。
発明の概要
本発明の目的は、通信チャンネル上でデータを安全確実に送受信するための方法とシステムを提供することにある。本発明は、上述したように編入される米国特許５，３２１，７４９（「Ｖｉｒｇａ １」）と米国特許５，３９８，２８３（「Ｖｉｒｇａ ２」）に記載されたシステムを用いてデータをビットマップに変換する多段階暗号化方法を、一つまたはそれ以上のパスにおいて利用している。
【０００４】
あるいは、一つまたはそれ以上のパスにおいて、データを最初に暗号化し、暗号化したデータを、米国特許５，３２１，７４９（「Ｖｉｒｇａ １」）と米国特許５，３９８，２８３（「Ｖｉｒｇａ ２」）に記載されたシステムを用いてビットマップに変換する。それから、そのビットマップを暗号化し、暗号化したビットマップを宛先場所へ送信する。宛先場所においては、暗号化されたビットマップを受信し、復号する。
【０００５】
前述の構成の第１において、復号されたビットマップが、暗号化されたビットマップを生じ、この暗号化されたビットマップを復号して元データのコピーを生成する。前述の構成の第２において、復号されたビットマップが、暗号化されたデータを生じ、この暗号化されたデータを復号して元データのコピーを生成する。このような構成およびパスを何回もどのような順序でも利用することができる。
詳細な説明
図１〜図１０はビットマップ圧縮を実行するための方法と装置に関する（例えば、Ｖｉｒｇａ １とＶｉｒｇａ ２を参照のこと）。
【０００６】
図１は、テキスト情報と画像などの非テキスト情報の両方を含む典型的な「組合せ文書」１を示す。この文書例には、異なるサイズの印字２ａ、２ｂ、および２ｃと、画像３と、図表４と、署名５とが示されている。もちろん、他の組合せも可能であり、事実、文書全体が手書きの場合もある。組合せ文書１は標準的なテキスト暗号化方法に適していない。なぜならそのような方法は、画像３、図表４、または署名５などの視覚的なものを暗号化するのに使用できないためである。また、非テキスト的特徴と、異なるサイズの印字があると、ＯＣＲ（光学式文字認識）スキャナーが文書のテキスト内容を処理することが困難となる。しかし、この種の文書を走査して既知の方法でビットマップに変換することはできる。
【０００７】
図２に、組合わされた暗号化／復号ユニットを示す。スキャナー６はこの技術において知られた従来型のものである。この装置は、文書上の明暗パターンを、走査処理によって文書上の明暗画素を表すビット列（すなわち、ビットマップ）に変換する。一般的に、ビットは単純に、明かるい画素を０、暗い画素を１、またはその逆として表す。しかしながら、一つの画素を２ビット以上で表すことによって、以下に説明するように、中間調画像における種々の灰色、あるいは、その画像内にある種々の色さえも表すことが可能である。生成されたビット列は処理装置７に送られる。
【０００８】
この実施態様における処理装置７は、マイクロプロセッサ８、ＲＡＭ９、およびＲＯＭ１０を備えており、ＲＯＭ１０は、マイクロプロセッサ８の動作を制御すると共に、暗号化アルゴリズムと復号アルゴリズムを備えたプログラムを有している。
【０００９】
表示器１１は、携帯型パーソナルコンピュータに見られるようなＬＣＤ表示器、または、今日では普通になっている電子オーガナイザに見られるようなやや小さめのＬＣＤ表示器とすることができる。他の形式の表示器を使用することもできるが、ＬＣＤ表示器は平たくて消費電力が少ないので好ましい。処理装置７は、表示器１１を介して指示メッセージを出すと共に、スキャナー６とプリンタ１３の動作を制御する。この指示に対する応答は英数字キーボード上でユーザによって入力される。プリンタ１３は、処理装置７に接続されていて、適宜、暗号化文書または復号文書を印字する。
【００１０】
中間調画像とカラー画像の暗号化は、そのような画像を走査し表すことができるスキャナーを必要とする。例えば、元の画像が工業標準の２５６段階のグレースケール画像であるならば、個々の走査画素は、画素の明暗、すなわち、グレー段階または中間調符号を表す０から２５５の数によって表すことができる。従って、各画素を１ビットで表示する代わりに、この表示では、各画素を８ビットで表示する。これらのビットは同じように暗号化できる。ただし、それらは暗号化アルゴリズムにとって、（０〜２５５中間調符号の場合においては）１ビット表示の８倍の大きさなので、文書のページ当たりの蓄積量は８倍となる。同様の処理をＲＧＢカラースキャナーに適用することができる。この場合、赤、緑、青の値の８ビット表示によって文書の完全な２４ビットカラー表示が行われる。
【００１１】
文書は種々の方法で圧縮されるが、暗号化された文書は画素当たり１ビット表示で走査された文書よりも大きくなることが予想される。中間調暗号化文書およびカラー暗号化文書は、例えば、以下に述べるように、白黒記号として符号化された単一のビットを印字することによって、通常の白黒プリンタで印字することができる。「中間調」または「カラー」を示す記号は、暗号化された入力画素を表す各記号グループを生じ、各記号グループは、二度印字されるか、チェックサムと共に一度印字されて、暗号化された符号の正確な翻訳を確かなものにすると共に、復号アルゴリズムと正しく同期して復号された出力画素を生じる。暗号化された中間調画像またはカラー画像を正しく再生するためには、中間調プリンタまたはカラープリンタが必要である。
【００１２】
ユーザは、走査される文書（図１０の１００ａ）を暗号化する場合、暗号化動作にふさわしい応答を入力する（図１０のステップ１００）。処理装置７は、キーボード１２からのこの入力を受け取り、ユーザから受け取った命令に従ってスキャナーから受け取ったビットマップを処理する（図１０の１００ｂ）。更なる指示を表示器１１に送り、情報がキーボード１２から入力されるよう要求する。この情報は、メッセージの発信者と受取人、日付、およびページ数などの、出力の各ページに印字されるべき非暗号化情報を含むことができる。処理装置７は文書の各ページに付されるべき独自のページ数と日付を生成することができる。暗号化された文書の各ページに一連のページ番号を印字することが望ましい。というのは、暗号化された文書が数ページからなる場合、これらのページの順が不揃いになったときに、復号する順序を知る他の明らかな方法がないと思われるためである。
【００１３】
それから、暗号化されたビットマップ表示（図１０の１０４ｂ）が、キーボード１２を介してユーザによって入力された全ての印字されるコメントと、処理装置７によって自動的に付加することができる日付、ページ番号、または他の標準マークと共に、印字用プリンタに送られる。文書を暗号化したいユーザと装置との間に生じる一般的な対話を表Ｉに示す（ｅｎｔｅｒキーを押す動作を［ｅｎｔｅｒ］、ｅｎｄキーを押す動作を［ｅｎｄ］で表す）。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
１ページの走査されたビットマップ全体を処理に先立って格納することが可能である。このことは、例えば２段階（白黒）処理のために、一般的なファックスの解像度を１インチ当たり２００ドット、最大ページサイズを８．５×１４インチ（８．５×１４×２００×２００＝４，７６０，０００ビット）と仮定して、４．７メガバイトのＲＡＭメモリを必要とする。走査を行うときにはリアルタイム方法が可能であり最も好ましく使用される。圧縮基準（例えば、全て白か全て黒の多角形）を適用することによって、元の多角形の符号からの符号化された生ビットを混合したものをＲＡＭ内に蓄積することができる。そのページの符号化構成が完了すると、印字が実行される。
【００１６】
暗号化／復号ユニットの組み立てられた状態を図３に示す。暗号化／復号ユニットは箱１４内に収容されている。暗号化または復号される文書はホッパー１５の中へ置かれ、文書がそこから受け取られ、一回に１ページが箱１４内のスキャナーを通って送られる。プリンタが、それも箱内にあるが、カセット１６から用紙を受け取る。ホッパー１５から受け取られたページは、走査されると、受け箱１７内に置かれ、そこから取り出される。本ユニットの印字された出力紙はトレー１８内に置かれる。ＬＣＤ表示器１９は操作する人に便利な位置に置かれる。表示器１９はマルチライン表示器が好ましいが、ユーザに指示するための十分な情報を表示することと、英数字キーボード２０から入力された情報に対してユーザにフィードバックすることができることだけが必要である。キーボード２０は本装置を操作する人が箱１４内に収容されている処理装置と通信するための手段である。外部電源を暗号化／復号ユニットに供給することができ、また、内部バッテリパックを非常用または携帯操作用に設けることができる。
【００１７】
電話回線との接続は必要ない。なぜなら、暗号化／復号エンジンが印刷された出力を生成し、この出力は、走査されると共に、他の紙文書と同様な方法で、ｅ−ｍａｉｌされ、ファックスされ、コピーされ、曲げられ、折りたたまれる（さらに、本出願の中で後述される一定の条件のもとに綴じられる）ことができるためである。
【００１８】
ページが暗号化のために送られると、暗号化／復号ユニットは、元の各ページに対して１またはそれ以上のページを印字する（図１０のステップ１０６）。暗号化された出力の一般的な第１ページの概略図を図４に示す。ここに示された出力は、受信者の便宜のために自動的に生成されたクリア（すなわち、暗号化されていない）テキスト６１と、ユーザが入力したクリアテキスト６０と、符号化された記号で示される文書の暗号化部分６２とを示す。それぞれ１行全部の記号を含むページ最上段符号６３とページ最下段符号６４も示されている（暗号化された文書の終了を認識することができるように最後のページの最下行は若干異なる符号を有している）。
【００１９】
最善の圧縮結果を得るために、ページ全体が走査され、その結果が暗号化の前にＲＡＭ内のバッファに保持される。例えば、図５においては、波線９０を用いて印字または書き込みが模式的に示されている。図５において、ページの空白部分２１と２２は、ページ全体がＲＡＭバッファ内に読み込まれるまで光学的に認識することはできない。しかしながら、そのときに、それらは空白の多角形として認識され符号化される。
【００２０】
暗号化（図１０のステップ１０４）が、走査された各ページについて実行される。ユーザが表Ｉにおけるようにパスワードを入力するよう指示された場合、そのパスワードは暗号化アルゴリズムのための種子として用いられる。通常、このことは、パスワードが乱数発生器のための種子であることを意味するが、使用可能なきわめて多くの暗号化アルゴリズムがあることが当業者にとってすぐに明らかとなる。暗号化アルゴリズムによって暗号化された文書が、対応する復号アルゴリズムによって復号されることが必要なだけである。
【００２１】
乱数発生器に依存する暗号化のために、復号は同等の処理装置の中で使用される同一キー（図１０の１０４ａ）に依存する。この暗号化方法は、少なくとも一等郵便または特急運送サービスによって得られるセキュリティと同じ程度の良好なセキュリティを提供する。この形式の暗号化を用いた非圧縮処理のために、各走査行は１回に１ビット処理される。このビットは、固定順に種子が蒔かれた乱数発生器からの次に続く０または１と排他的論理和（ＸＯＲ）がとられる。その結果出力ビット（０または１）が生じる。走査行内または隣接する多角形領域内の２０より多いビットが同じ値ならば、２進数または多角形の形状と位置の符号をチェックサム・データを含んで作成することが好ましい。チェックサムを含む生成された数は、それを囲む垂直バー（｜）と共に符号化し復号され、出力ページ上に印字される。これは走査された文書のビットマップなどの隣接する２進データを圧縮するための簡単ではあるが効果的な方法である。
【００２２】
暗号化に対する公開鍵によるアプローチが提案された１９７６年以来ずっと、正確な暗号化方法とそれに関する有効性が熱心に議論されてきた。本発明は特定の暗号化システムの使用を必要としないが、上述された乱数列が、通常使用に適切である以上に適切であると信じされている。他の暗号化方法を代わりに使用することもでき、それによりセキュリティが高くもなり低くもなる。また、暗号化キー１０４ａと復号キー１１０ａは、使用される暗号化方法に応じて、同じであってもよく同じでなくてもよい。あるいは、当業者に良く知られた他の適当な圧縮方法を使用することもできる。それにもかかわらず、本発明は、圧縮の使用や特定の暗号化アルゴリズムと復号アルゴリズムの使用に依存するものではない。
【００２３】
文書の走査の一例を図６Ａから６Ｃに示す。分かり易くするために、元の文書２３の一部７１を図６Ｂの２４として拡大してある。対応する走査された明暗画素を図６Ｃの２５に示す。この例では、各暗画素は生成されたビットパターンの中の「１」として示され、各明画素は「０」として示される。２６で示されるビットアドレスはこの説明のためにサンプル領域に限定されている。走査された文書全体への一般化は本例から明らかとなる。生成されたビットパターンは以下の表ＩＩの中の「画像ビットマップ」である。
【００２４】
パスワードを用いて、走査されたビットマップを暗号化する。例えばＡＳＣＩＩ符号としてのこのパスワードの２進表示を、「半数字アルゴリズム（Ｓｅｍｉｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）」第２版の２９〜３１ページに示されているような繰り返し可能な擬似ランダムビット発生器のための種子として用いることができる。この「半数字アルゴリズム（Ｓｅｍｉｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）」第２版は、マサチューセッツ州リーディング市のＡｄｄｉｓｏｎ． Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙによって発行されたＤｏｎａｌｄ Ｅ． Ｋｎｕｔｈ氏による「コンピュータプログラム技術（Ｔｈｅ Ａｒｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）」の第２巻である。表ＩＩは、擬似ランダム繰り返し可能ビットストリームを用いた図６の画像ビットマップの暗号化を示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
この例に対応する印字された暗号化画像（ＰＥＩ）を図８に示す。以下により完全に説明するように、非常に簡単な形で構成される記号文字が、ＰＥＩを印字するために用いられている。行開始マーカ８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、および８０ｄと、行終了マーカ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、および８１ｄとを含む配列マーカが含まれている（これらのマーカは文書２３の暗号化部分７１（図６参照）だけを囲むように示されている。暗号化されたビットマップと暗号化されないビットマップの両方のサイズが大きいので、この例に対して明らかな単純化がなされている。暗号化された出力の各ページは、この例では示されていないページ最上段マーカとページ最下段マーカを有する）。各種の境界マーカが、暗号化された記号が現れるスペースを区切るようになっている。綴じ具によって残された穴を含む、これらの区切りの外側に現れる擬似マークは、暗号化の間無視される。
【００２７】
暗号化されたビットマップの５つの「１」ビットを表す記号８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、および８２ｅが暗示グリッド８３内に示されている（点線８３で区切られた暗示グリッドは実際にはＰＥＩ上に印字されない）。それからＰＥＩが走査され、受取人にｅ−ｍａｉｌされ、ファックスされ、コピーされ、配達される。ＰＥＩが走査され、配列マーカを用いて、暗号化されたビットマップを表す記号が、認識され、図９の対応するアレイ８４内に置かれる（黒く塗られたブロック８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、および８５ｅがそれぞれ記号８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、および８２ｅに対応するグリッド要素である）。それからアレイが順に読み込まれ、元の画素の暗号化と同じ順序で復号される。この順序はパスワードによって種子を蒔かれたランダムビット発生器によって生成される。この復号を表ＩＩＩに示す。
【００２８】
それから、復号された画素が適当なグリッド内のページ上に置かれ、このことによって、元の文書２３が生成される。この例では、表ＩＩＩの復号された画素が文書２３の部分７１の画素と値と順序が同じであるので、その部分７１が生成される。もちろん、画素の位置決め調整が画像全体を復号するために必要であり、好ましい場合においては、この単純例とは異なり、元の画像の画素よりも復号されたビットを表す記号の方が少なくなる。
【００２９】
【表３】
2004502966.tif 000005
【００３０】
他の暗号化アルゴリズムを使用することができ、前述された種類の公開鍵システムを用いることによって、文書を暗号化するためのパスワードと復号するためのパスワードを同じにする必要もない。前述の例は圧縮を含んでいないが（図１０のステップ１０２）、圧縮は、暗号化の前に、走査されたビットマップに適用するのが好ましい。隣接するビットのストリームに作用する標準的な圧縮アルゴリズムを用いることができる。例えば、固定長データブロックの前に「非圧縮」を示す符号を使用して非圧縮データを表すことができる。「非圧縮」用符号が０１で、固定長データブロックの長さが３２ビットであれば、走査されたビットマップの特定部分に対する、接頭部を有するデータブロックは以下のようになる。
【００３１】
【表４】
2004502966.tif 000006
【００３２】
例えば、１６個以上４９６個以下の連続した０または１を表す最大固定長圧縮符号が適用されるならば、上記データブロックを圧縮することができる。圧縮符号が１０で、その次に、（符号が連続した０または１を表すことを示す）一つの０または１がきて、その次に、最大４９６個までの連続する一連の０または１がくると仮定すると、長さを１６で割って、非圧縮ビットマップの最初の１６ビットは以下のように表すことができる。
【００３３】
【表５】
2004502966.tif 000007
【００３４】
明らかに、連続する０または１の数が大きいほどビットマップの圧縮は大きくなる。この例では、４９６より大きい繰返し数は、必要に応じて、圧縮または非圧縮データの追加ブロックによって簡単に表すことができる。
【００３５】
多角形圧縮を使用することもできる。図７は、連続ビット圧縮はほとんど好都合ではないが、多角形圧縮を用いる方がかなり好都合である場合の１例を示す。波線９１はかなりの白領域２８を残したテキストまたは手書きされたものを表す。全白領域２８は多角形圧縮が好都合である。この方法が働くために、ページ全体が走査されＲＡＭに取り込まれる。それから、例えば全てが白または黒の多角形領域が認識され、多角形が置かれるべきページ上の場所を示す符号が生成される。この符号は多角形の各頂点のＸＹ座標を示す。多角形符号は各ページ画像の最初に送信される。非圧縮データまたは順次線状圧縮データが符号化され多角形の周りを埋める。
【００３６】
処理装置が元のページを走査し、暗号化されたビットマップの内容を決定した後、出力ページが印字される。ＦＡＸ送信された暗号化文書の、信頼性があり効率的な認識および復号を確実に行うために、かつ、音声帯域電話回線上に常時存在する回線雑音を考慮して、元の走査行内の各画素に対して４つの画素位置を印字する（またはスキップする）ことが望ましい。このことは、２進数の「１」が文書の暗号化版上に４ドットとして印字されることを意味する。また、２ドットを各ドット間のスペースとして用いるのが望ましく、２行が各走査行間に使用される。この方式によると、暗号化された数列１０１は、２×２の正方形（最初の１）と、その次の２×２のスペースとそれに続くもう一つの２×２のスペース（０）と、その次の２×２のスペースとそれに続く２×２のスペース（第２の１）として印字される。各印字行の終りに、２行がスキップされる。元の走査行を復号できるように（図１０のステップ１１０）、元の各走査行の終りを、印字出力の中で二重ダッシュ（――）で示すのが好ましい。
【００３７】
上述された圧縮と共にここに述べられた画素２５の拡張とグループ化は、元の各走査行の終りが、印字された出力行上のどこかに生じることを意味する。符号化された印字出力の各行の始めと終りを垂直バーで示すことと、隣接する多角形符号をチェックサム情報と共に２回印字することと、各ページの最上段と最下段、および文書の始めと終りに追加符号を付すことも好ましい。この形式は印字された暗号化出力にとって好ましいと考えられているけれども、他の形式も可能である。一つの特に簡単な変更は、電話回線ノイズを抑制するために必要であれば、印字された正方形のサイズを、ファックス送信のために大きくすることである。
【００３８】
暗号化文書はわざと「スペースを広くとった」文書であるのが好ましい。しかし、このような画素の配置によっても、ファックス装置内での印字と走査異常、および回線ノイズによって、走査と復号の間にいくらか失われる。だが、その結果は元の文書の印字されたビットマップであるので、いくらかのデータ損失は許容できるものであり、ユーザ情報の目に見えてわかる損失とはならない。好ましい広いスペース取りの故に、暗号化された文書はしばしば元の文書よりも大きくなる。しかし、元の文書に多くの隣接した白または黒のスペースがあれば、上述した簡単な圧縮方法が、暗号化出力のサイズを減少させる。
【００３９】
文書の復号は本質的に一つの文字認識である。暗号化出力を印字する好ましい方法の故に、復号の問題は本質的に、幾何学的な形状の限定された文字の、すなわち、垂直線と水平線、ドット（または正方形）、およびスペースの、パターン認識の問題である。各走査行が読まれるとき（図１０のステップ１０８）、復号エンジンは、文字「｜」間のスペースから、ページ上の文字の相対スペース取りを決定する。方向を与えるために、「ページ開始符号」を設けることができる。好ましい符号は、行全体がダッシュ、すなわち、「−」で、そのどちらか一端に方向バー、すなわち、「｜」を有するものである。
【００４０】
文書の復号は正しい種子の入力いかんにかかわっている。乱数発生器によってビットマップ（図１０の１０８ｂ）の排他的論理和が取られるならば、正しくない種子の入力が、白黒画素のランダムパターンを発生する。複数の走査行が処理されると、各出力ページの圧縮ビットマップ（図１０の１１０ｂ）がマイクロコンピュータのメモリ内に蓄積される。各ページが完了すると、それが復元され（図１０のステップ１１２）、元の暗号化されていない文書の再現されたものが印字される。２ページを格納するのに十分大きいバッファが好ましく、一つは走査された画像を格納するために使われ、もう一つは印字されるページを格納するために使われる（図１０のステップ１１４）。
【００４１】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に組み込まれるか、付加されるファックスシステムに、本発明を付加することは可能である。文書はＰＣのアプリケーション内で作成することができる。それから、これらの項目はＰＣに組み込まれたソフトウェアとハードウェアを含むファックス処理システムによって処理される。この実施態様を用いて、キーボードと表示器を有するパーソナルコンピュータが、図２の処理装置７、キーボード１２、および表示器１１の代わりとなる。パーソナルコンピュータのスキャナーとプリンタはそれぞれスキャナー６とプリンタ７の機能を果たす。受信端において、受信された文書は受信側ＰＣ内の相手ソフトウェアによって読み取られる。そして、復号された文書は、標準的な到来ファックスを見るのと同じＰＣファックスソフトウェアによって見られる。更に、本発明は標準的なファックス装置の中に組み込むことができる。そして、文書の暗号化版を、それを印字するステップを迂回して、一つの装置からもう一つの装置へ直接送ることが可能である。受信端においては、符号化された文書を印字するか、メッセージを表示して、受取人にファックス装置のところへ来て文書パスワードを入力するよう要求するので、文書を印字することができる。
【００４２】
他の変更が本発明の精神を逸脱することなしに可能である。例えば、表示ユニット１１はＬＣＤ表示器に限定されず、例えばＣＲＴ（陰極表示管）を使用することができる。キーボード１２はどんな形式のものでもよく、ユニットと一体化するのに十分小さいのが好ましいが、取り外し式キーボードを使用することもできる。例えば、ポケット計算器に見られるようなキーボードに現在使用されている種々の技術のいずれもが使用可能である。
【００４３】
また、システムを完全にコンピュータ化することが可能である。文書がコンピュータ内で（例えば、ワープロによって）作成されるそのようなシステムにおいては、文書は印字されず、代わりに、コンピュータ内で暗号化され、（例えば、コンピュータに組み込まれたファックスによって）画像として別のコンピュータに送信され、復号され、ＣＲＴまたは他の適当な表示器に表示される。もう一つの可能性としては、暗号化された画像をフレキシブルディスクまたはＲＯＭカードに出力し、それを復号器に挿入して、印字することなく見る方法がある。
【００４４】
また、処理装置７が複数の暗号化アルゴリズムと復号アルゴリズムまたはそのいずれかを有することが可能である。例えば、異なるレベルのセキュリティを生成するために、同じ種子から繰返し可能な異なるパターンを生成する、異なる擬似ランダム数列発生器を有することが可能である。これらは、ユーザが、表示器１１上の指示に対してキーボード１２で適当な応答を入力することによって選択することが可能である。文書を暗号化するためにどの暗号化アルゴリズムが用いられたかについての情報は、自動的に作成された非暗号化テキスト６１の一部として表示するか、ページ最上段符号６３を変更したり、アルゴリズム識別子を符号化された記号６２内に埋め込んだりすることによって、文書の暗号化された部分の中のいずれかの場所に符号化することができる。
【００４５】
図１１ａは、本発明の一実施態様による送信／暗号化処理の諸ステップを示すフローチャートである。ステップ１１０５において送信プロセスが開始される。ステップ１１１０において、データが英数字形式に符号化されているか否かを判定する。符号化されていなければ、ステップ１１２０において、データを既知の方法で英数字形式に変換する。ステップ１１３０において、なんらかの暗号化方法を用いてデータを暗号化する。ステップ１１４０において、暗号化されたデータを既知の方法を用いてビットマップに変換する（すなわち、これはＯＣＲステップの逆である）。ステップ１１５０において、本書で述べられたビットマップ暗号化方法を利用してビットマップを暗号化する。ステップ１１５５において、暗号化されたビットマップを受信機に送信する。この処理はステップ１１９０で終了する。
【００４６】
図１１ｂは、本発明の一実施態様による受信／復号処理の諸ステップを示すフローチャートである。ステップ１１６２において、処理が開始される。ステップ１１６３において、暗号化されたビットマップを受信する。ステップ１１６５において、例えば本書で述べられたビットマップ復号処理を用いて、暗号化されたビットマップを復号する。ステップ１１７０において、（例えば、ＯＣＲ処理を用いて）復号されたビットマップを英数字データに変換する。ステップ１１７５において、英数字データを、ステップ１１３０においてデータを暗号化するために用いたのと逆の処理によって復号する。ステップ１１８０において、元のデータが非英数字情報を含んでいたか否かを判定する。そうであれば（ステップ１１８０でＹｅｓであれば）、ステップ１１８５において、英数字データを非英数字形式に変換する。この処理はステップ１１９０で終了する。
【００４７】
図１２ａは、本発明のもう一つの実施態様による送信／暗号化処理の諸ステップを示すフローチャートである。ステップ１２０５において送信プロセスが開始される。ステップ１２１０において、データが英数字形式に符号化されているか否かを判定する。符号化されていれば、ステップ１２２０において、英数字データを既知の方法でビットマップに変換する。データが非英数字データであれば、ステップ１２３０において、なんらかの暗号化方法を用いてビットマップを暗号化し、暗号化されたビットマップＡを作成する。ステップ１２４０において、暗号化されたビットマップＡをなんらかの暗号化方法を用いて更に暗号化し、暗号化されたビットマップＢを生じる。ステップ１２５０において、暗号化されたビットマップＢを送信する。この処理はステップ１２９０で終了する。
【００４８】
図１２ｂは、本発明のもう一つの実施態様による受信／復号処理の諸ステップを示すフローチャートである。ステップ１２６２において、処理が開始される。ステップ１２６３において、暗号化されたビットマップＢを受信する。ステップ１２６５において、暗号化されたビットマップＢを復号し、暗号化されたビットマップＡを生じる。ステップ１２７０において、暗号化されたビットマップＡを復号して、復号されたビットマップを生じる。ステップ１２８０において元のデータが英数字データであったならば、ステップ１２７０で得られた復号されたビットマップを、ステップ１２８５で従来のＯＣＲ方法を用いて元の英数字形式に変換する。ステップ１２８０において元のデータが英数字データでなかったならば、ステップ１２７０で得られた復号されたビットマップが最終出力である。この処理はステップ１１９０で終了する。
【００４９】
他の実施形態は以下の請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
テキスト情報と非テキスト情報の両方を含む一般的な混合文書を示す。
【図２】
組合わされた暗号化／復号ユニットのブロック図である。
【図３】
組合わされた暗号化／復号ユニットの概略図である。
【図４】
暗号化された出力の一般的な第１ページの概略図である。
【図５】
ページ全体を走査するまで最適に識別することのできない多角形を有する文書の一例を示す。
【図６Ａ】
文書の走査例を示す。
【図６Ｂ】
文書の走査例を示す。
【図６Ｃ】
文書の走査例を示す。
【図７】
走査されたビットマップの多角形圧縮が適当であるページの模式例を示す。
【図８】
印字された暗号化画像（ＰＥＩ）の一例を示す。
【図９】
暗号化画像記号のグリッド内への読み出しの一例を示す。
【図１０】
ビットマップの暗号化を実行する方法の諸ステップを示すフローチャートである。
【図１１ａ】
本発明の一実施態様に従ってデータを暗号化し送信するための方法の諸ステップを示すフローチャートである。
【図１１ｂ】
本発明の一実施態様に従って、暗号化されたデータを受信し復号するための方法の諸ステップを示すフローチャートである。
【図１２ａ】
本発明のもう一つの実施態様に従ってデータを暗号化し送信するための方法の諸ステップを示すフローチャートである。
【図１２ｂ】
本発明のもう一つの実施態様に従って、暗号化されたデータを受信し復号するための方法の諸ステップを示すフローチャートである。
【図２】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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