(57)【要約】通信チャンネル（３１）と、該チャンネル（３１）の一端における（ｉ）乱数のシーケンスを発生させるための第１の乱数発生器（５）を含む、該乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させるための第１の暗号発生器（３）、及び、（ｉｉ）該一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が暗号化されるような、該チャンネル（３１）の他端へ送信するために連続する情報量を暗号化する対称暗号化装置（３７）と、該チャンネル（３１）の他端における（ｉ）該第１乱数発生器（５）と同じ該乱数シーケンスを発生させるための第２の乱数発生器（５）を含む、該第１暗号発生器（３）と同期して第１暗号発生器（３）と同じ該一連の暗号を発生させるための第２の暗号発生器（３５）、及び、（ｉｉ）該チャンネル（３１）の一端で該暗号化装置（３７）を用いて暗号化するのに使用されたのと同じ該一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化されるような、該チャンネル（３１）の一端から受信した暗号化された連続する情報量を復号化するための対称復号化装置（６１）とを含む通信システム。
2004515811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャンネル（３１）と、
前記チャンネル（３１）の一端における（ｉ）乱数のシーケンスを発生させるための第１の乱数発生器（５）を含む、前記乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させるための第１の暗号発生器（３）、及び、（ｉｉ）前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が暗号化されるような、前記チャンネル（３１）の他端へ送信するために連続する情報量を暗号化する対称暗号化装置（３７）と、
前記チャンネル（３１）の他端における（ｉ）前記第１乱数発生器（５）と同じ前記乱数シーケンスを発生させるための第２の乱数発生器（５）を含む、前記第１暗号発生器（３）と同期して第１暗号発生器（３）と同じ前記一連の暗号を発生させるための第２の暗号発生器（３５）、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端で前記暗号化装置（３７）を用いて暗号化するのに使用されたのと同じ前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化されるような、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化された連続する情報量を復号化するための対称復号化装置（６１）と、
を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記チャンネル（３１）の前記一端における（ｉ）乱数シーケンスを発生させるために前記第１乱数発生器（５）によって使用される乱数のシードシーケンスを発生させるための手段（１）、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）を通じて前記チャンネル（３１）の前記他端へ送信するために前記シードシーケンスを暗号化するための非対称暗号化装置（２９）と、
前記他端における、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを復号化するための非対称復号化装置（３３）と、
を更に含み、
前記第２乱数発生器（５）は、復号化されたシードシーケンスを使用して、前記第１乱数発生器（５）と同じ前記乱数シーケンスを発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記非対称暗号化装置（２９）及び前記非対称復号化装置（３３）は、公開鍵暗号法を使用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記連続する情報量の各々の前記対称暗号化装置（３７）への供給は、前記第１及び第２暗号発生器（３、３５）の両方に信号で知らされ、その結果、それらの発生器（３、３５）は、同じ次の暗号を前記一連の暗号内に同期的に発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記対称暗号化装置（３７）は、ブロック対称暗号化装置（３７）であり、前記対称復号化装置（６１）は、ブロック対称復号化装置（６１）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２暗号発生器（３、３５）は、
前記乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段（１１、１７）と、
前記第１切換手段（１１、１７）が前記乱数シーケンスの前記連続部分をその間で切り換え、前記第１切換手段（１１、１７）により切り換えられた個々の前記乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）と、
前記一連の暗号を形成するために前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の間で順番に切り換わる第２の切換手段（１７、２７）と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）は、２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）であり、前記第１（１１、１７）及び第２（１７、２７）切換手段は、その２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の異なる発生器に同時に切り換わることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の各々は、
第３の切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）と、
補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により受信した乱数を前記第３切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲート（２３）と、
各々が個々のＸＯＲゲート（２３）の出力を受信すると共にそのＸＯＲゲート（２３）に対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲート（２３）に関して１つの複数のレジスタ（２５）と、
を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
通信チャンネル（３１）の一端における（ｉ）乱数の第１のシーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）前記第１乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）前記チャンネル（３１）の他端へ送信するために、各情報量が前記一連の暗号の個々の暗号を使用して暗号化される連続する情報量を対称的に暗号化する段階と、
前記通信チャンネル（３１）の他端における（ｉ）同じ前記第１乱数シーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端における前記一連の暗号の発生と同期して、前記チャンネル（３１）の前記他端において同じ前記一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端において暗号化するのに使用されたのと同じ前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化される、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化された連続する情報量を対称的に復号化する段階と、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
前記チャンネル（３１）の前記一端における（ｉ）前記第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される乱数のシードシーケンスを発生させる段階、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記他端へ送信するために前記シードシーケンスを非対称的に暗号化する段階と、
前記他端における、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを非対称的に復号化する段階と、
を更に含み、
この復号化されたシードシーケンスは、前記同じ第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記非対称暗号化及び前記非対称復号化は、公開鍵暗号法を使用することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
対称暗号化に対する前記連続する情報量の各々の供給が信号で通信され、その結果、前記チャンネル（３１）の各端において、前記一連の暗号内に同じ次の暗号が同期的に発生することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記対称暗号化は、ブロック対称暗号化であり、前記対称復号化は、ブロック対称復号化であることを特徴とする請請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
一連の暗号を発生させるための暗号発生器（３、３５）であって、
乱数のシーケンスを発生させるための乱数発生器（５）と、
前記乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段（１１、１７）と、
前記第１切換手段（１１、１７）が前記乱数シーケンスの連続部分をその間で切り換え、前記第１切換手段（１１、１７）により切り換えられた個々の前記乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）と、
前記一連の暗号を形成するために前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の間で順番に切り換わる第２の切換手段（１７、２７）と、
を含むことを特徴とする発生器。
【請求項１５】
前記複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）は、２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）であり、前記第１（１１、１７）及び第２（１７、２７）切換手段は、その２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の異なる発生器に同時に切り換わることを特徴とする請求項１４に記載の発生器。
【請求項１６】
前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の各々は、
第３の切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）と、
補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により受信した乱数を前記第３切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲート（２３）と、
各々が個々のＸＯＲゲート（２３）の出力を受信すると共にそのＸＯＲゲート（２３）に対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲート（２３）に関して１つの複数のレジスタ（２５）と、
を含むことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、通信システムに関する。更に詳しくは、本発明は、メッセージが通信チャンネル上で暗号化された形態で送られる通信システムに関する。
【０００２】
（背景技術）
メッセージを暗号化するのにいわゆる対称暗号化が使用される通信システムは公知である。対称暗号化においては、メッセージを暗号化するのに使用される暗号鍵は、メッセージを復号化するのに使用される暗号鍵と同じである。対称暗号化は、特に安全とは言えないという欠点を有する。第１に、暗号を使用する安全な通信を行うことができるためには、その前に暗号鍵が意図されたメッセージ受信者に通信されることが必要である。このような暗号鍵の通信は、それが妨害された場合、その暗号を使用するその後の全ての通信を安全性を欠いたものにする。第２に、対称暗号化は、暗号鍵を発見するという目的で、その暗号を使用して送られた実際のメッセージが分析されやすい。対称暗号化は、それを実施するのに比較的低い計算能力しか必要としないという利点を有する。
【０００３】
いわゆる公開鍵暗号法が使用される通信システムは公知である。公開鍵暗号法においては、メッセージを暗号化するのに使用される暗号鍵は、メッセージを復号化するのに使用される鍵とは異なり、すなわち、暗号化は非対称である。将来のメッセージ受信者には、暗号の暗号化鍵及び復号化鍵の両方が割り当てられる。暗号化鍵は、一般大衆すなわちメッセージを受信者に送ることを望む誰に対しても利用可能にされ、公開鍵と呼ばれる。復号化鍵は、受信者によって秘密に保たれ、秘密鍵と呼ばれる。安全な通信を行うためには、メッセージを受信者に送ることを望む個人は、メッセージを受信者の公開鍵で暗号化し、それを受信者に送信する。受信者は、次に、自分の秘密鍵を使用してメッセージを復号化する。すなわち、公開鍵暗号法においては、メッセージ復号化に必要な鍵をメッセージ送信者が通信する必要がない。公開鍵暗号法には、実施する上で比較的高い計算能力を必要とするという欠点がある。更に、公開／秘密鍵を構成する数字が十分に大きくない場合、その暗号化は、暗号鍵を発見するという目的で、その暗号を使用して送られた実際のメッセージが分析されやすい。
対称暗号化と公開鍵暗号法との混成が公知であり、その場合、メッセージ送信には対称暗号化が使用されるが、メッセージの送信前に公開鍵暗号法を使用して暗号化／復号化鍵が送られる。しかし、全てのメッセージが対称暗号化を使用して送られるので、この混成方法は、暗号を使用して送られた実際のメッセージの暗号鍵を発見するための分析に対して依然として特に無防備である。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の第１の態様によれば、通信チャンネルと、該チャンネルの一端における（ｉ）乱数のシーケンスを発生させるための第１の乱数発生器を含む、該乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させるための第１の暗号発生器、及び、（ｉｉ）該一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が暗号化されるような、該チャンネルの他端へ送信するために連続する情報量を暗号化する対称暗号化装置と、該チャンネルの他端における（ｉ）該第１乱数発生器と同じ該乱数シーケンスを発生させるための第２の乱数発生器を含む、該第１暗号発生器と同期して第１暗号発生器と同じ該一連の暗号を発生させるための第２の暗号発生器、及び、（ｉｉ）該チャンネルの一端で該暗号化装置を用いて暗号化するのに使用されたのと同じ該一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化されるような、該チャンネルの一端から受信した暗号化された連続する情報量を復号化するための対称復号化装置とを含む通信システムが提供される。
【０００５】
好ましくは、本システムは、該チャンネルの一端における（ｉ）乱数シーケンスを発生させるために該第１乱数発生器によって使用される乱数のシードシーケンスを発生させるための手段、及び、（ｉｉ）該チャンネルを通じて該チャンネルの他端へ送信するために該シードシーケンスを暗号化するための非対称暗号化装置と、該他端における、該チャンネルの一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを復号化するための非対称復号化装置とを更に含み、該第２乱数発生器は、復号化されたシードシーケンスを使用して、該第１乱数発生器と同じ乱数シーケンスを発生させる。適切な態様においては、該非対称暗号化装置及び該非対称復号化装置は、公開鍵暗号法を使用する。
【０００６】
好ましくは、該連続する情報量の各々の該対称暗号化装置への供給は、該第１及び第２暗号発生器の両方に信号で知らされ、その結果、それらの発生器は、同じ次の暗号を該一連の暗号内に同期的に発生させる。
好ましくは、該対称暗号化装置は、ブロック対称暗号化装置であり、該対称復号化装置は、ブロック対称復号化装置である。
好ましくは、該第１及び第２暗号発生器は、該乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段と、該第１切換手段が該乱数シーケンスの連続部分をその間で切り換え、該第１切換手段により切り換えられた個々の該乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器と、該一連の暗号を形成するために該補助暗号発生器の間で順番に切り換わる第２の切換手段とを含む。
【０００７】
好ましくは、前出の段落に説明されたシステムにおいて、該複数の補助暗号発生器は、２つの補助暗号発生器であり、該第１及び第２切換手段は、その２つの補助暗号発生器の異なる発生器に同時に切り換わる。
好ましくは、前出の段落又は各段落に説明されたシステムにおいて、該補助暗号発生器の各々は、第３の切換手段と、補助暗号発生器により受信した乱数を該第３切換手段がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲートと、各々が個々のＸＯＲゲートの出力を受信すると共にそのＸＯＲゲートに対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲートに関して１つの複数のレジスタとを含む。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、通信チャンネルの一端における（ｉ）乱数の第１のシーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）該第１乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）該チャンネルの他端へ送信するために、各情報量が該一連の暗号の個々の暗号を使用して暗号化される連続する情報量を対称的に暗号化する段階と、該通信チャンネルの他端における（ｉ）同じ該第１乱数シーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）該チャンネル（３１）の一端における該一連の暗号の発生と同期して、該チャンネル（３１）の他端において同じ該一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）該チャンネルの一端において暗号化するのに使用されたのと同じ該一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化される、該チャンネルの一端から受信した暗号化された連続する情報量を対称的に復号化する段階とを含む通信方法が提供される。
【０００９】
好ましくは、本方法は、該チャンネルの一端における（ｉ）該第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される乱数のシードシーケンスを発生させる段階、及び、（ｉｉ）該チャンネルの他端へ送信するために該シードシーケンスを非対称的に暗号化する段階と、該他端における、該チャンネルの一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを非対称的に復号化する段階とを更に含み、この復号化されたシードシーケンスは、該同じ第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される。適切な態様においては、該非対称暗号化及び該非対称復号化は、公開鍵暗号法を使用する。
好ましくは、本方法においては、対称暗号化に対する該連続する情報量の各々の供給が信号で通信され、その結果、該チャンネルの各端において、該一連の暗号内に同じ次の暗号が同期的に発生する。
好ましくは、本方法においては、該対称暗号化は、ブロック対称暗号化であり、該対称復号化は、ブロック対称復号化である。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、一連の暗号を発生させるための暗号発生器が提供され、本暗号発生器は、乱数のシーケンスを発生させるための乱数発生器と、該乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段と、該第１切換手段が該乱数シーケンスの連続部分をその間で切り換え、該第１切換手段により切り換えられた個々の該乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器と、該一連の暗号を形成するために該補助暗号発生器の間で順番に切り換わる第２の切換手段とを含む。
【００１１】
好ましくは、本暗号発生器において、該複数の補助暗号発生器は、２つの補助暗号発生器であり、該第１及び第２切換手段は、その２つの補助暗号発生器の異なる発生器に同時に切り換わる。
好ましくは、本暗号発生器において、該補助暗号発生器の各々は、第３の切換手段と、補助暗号発生器により受信した乱数を該第３切換手段がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲートと、個々のＸＯＲゲートの出力を受信すると共にそのＸＯＲゲートに対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲートに関して１つの複数のレジスタとを含む。
ここで本発明による通信システムについて、添付図面を参照しながら以下で例示的に説明する。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
本通信システムは、メッセージＭｐを安全に送信するための作動を説明することによりそれを説明する。以下の説明において、各メッセージ文字は、１バイト、すなわち８バイナリ桁又は８ビットから成る。従って、各文字が０から２５５までの数によって表現される２５６個の異なる文字を表現することが可能である。メッセージは、バイト対の形、すなわち２文字又は１６ビットのブロックで送信される。以下の例においては、１つの文字メッセージＭｐ＝６５＝１０００００１が送信される。このメッセージは、０００００００００１０００００１として送信される。
【００１３】
メッセージを送る前に、本通信システムを初期化しなければならない。これは以下のように行われる。
図１を参照すると、一連の乱数の形のエントロピーＥｎが、第１の疑似乱数発生器（ＰＲＮＧ）１に供給される。エントロピーＥｎは、任意の適切な供給源、例えば初期化時点の表示画面の内容に現在の時間及び日付を組み合せたものから得ることができる。本例においては、Ｅｎ＝１２，５，１００，３，１０，９，８，２，７である。Ｅｎを乱数発生シードとして「ＰＲＮＧ」１に公知の方法で利用させるために、初期化信号Ｉ１もまた「ＰＲＮＧ」１に供給される。一連の乱数Ｓｐがもたらされて第１の暗号発生器３に通される。本例においては、Ｓｐ＝５，３，１，５，１である。
【００１４】
また図２を参照すると、発生器３において、Ｓｐは、第２の「ＰＲＮＧ」５と共に遅延線７を通じてパルスシリーズ発生器９に供給される。初期化中、信号Ｃｏ１は発生器９に供給されない。遅延線７を通じて受信した各信号に関して、発生器９は、４つのパルスＴ１を発生させる。すなわち、本例においては、Ｓｐ＝５，３，１，５，１に応答して、発生器９は２０個のパルスを発生させる。これらは「ＰＲＮＧ」５に供給され、「ＰＲＮＧ」５は、Ｓｐを乱数発生シードとして利用する。それは、発生器９からの各トリガパルスＴ１の受信に応答して１つの乱数を発生させる。本例において、「ＰＲＮＧ」５は、２０個の乱数又はランダム文字Ｒ１＝１００，５０，３０，８０，９０，６０，４０，２０，１２，１８，５６，７８，３４，１１，２３，５４，４４，３５，４２，９９を発生させる。
【００１５】
１：２循環式バスセレクタ１１は、Ｒ１を受信して、受信した４文字毎に１：４循環式バスセレクタ１３及び１５へ交互に供給する。それは、文字をバスセレクタ１３及び１５のいずれかに供給する度にレジスタ１７のカウントに索引をつけることによってこれを実行する。レジスタ１７は、０で計数を開始し、それが３に達すると、バスセレクタ１１を切り換えて現在供給していないいずれかのバスセレクタ１３及び１５に供給させる。すなわち、バスセレクタ１１がバスセレクタ１３に対して供給を始めると仮定する場合、上述の例示的Ｒ１により、バスセレクタ１３／１５にそれぞれ供給されるＲ２／Ｒ３の以下のシーケンスが生じる：Ｒ２＝１００，５０，３０，８０；Ｒ３＝９０，６０，４０，２０；Ｒ２＝１２，１８，５６，７８；Ｒ３＝３４，１１，２３，５４；Ｒ２＝４４，３５，４２，９９。
【００１６】
バスセレクタ１１と類似の方法で作動することにより、各バスセレクタ１３及び１５は、それが受信する乱数をその４つの出力の周りで循環させ、受信した各々の数をその４つの出力の次の出力に供給する。各バスセレクタ１３及び１５は、それぞれのレジスタ１９及び２１のカウントに索引をつけることによってこれを行い、レジスタは、切り換えを行う前に１つの増分だけ計数する。すなわち、バスセレクタ１３及び１５の以下の出力Ｒ４〜Ｒ１１が、Ｒ２／Ｒ３の上述の例示的シーケンスに応答して生成されることになる：Ｒ４＝１００，１２，４４；Ｒ５＝５０，１８，３５；Ｒ６＝３０，５６，４２；Ｒ７＝８０，７８，９９；Ｒ８＝９０，３４；Ｒ９＝６０，１１；Ｒ１０＝４０，２３；Ｒ１１＝２０，５４。
【００１７】
出力Ｒ４〜Ｒ１１の各々は、それぞれの排他的オア（ＸＯＲ）ゲート２３に供給され、ゲートの各々は、次にそれぞれのレジスタ２５に供給する。各出力Ｒ４〜Ｒ１１は、それぞれのＸＯＲゲート２３に対して一方の入力を形成する。各ゲート２３に対する他方の入力は、そのゲートの個々のレジスタ２５の現在の内容によって形成される。すなわち、レジスタ２５の以下の出力Ｒ１２〜Ｒ１９が、バスセレクタ１３及び１５の上述の例示的出力Ｒ４〜Ｒ１１に応答して生成されることになる：Ｒ１２＝１００，１０４，６８；Ｒ１３＝５０，３２，３；Ｒ１４＝３０，３８，１２；Ｒ１５＝８０，３０，１２５；Ｒ１６＝９０，１２０；Ｒ１７＝６０，５５；Ｒ１８＝４０，６３；Ｒ１９＝２０，２０。
【００１８】
出力Ｒ１２〜Ｒ１９は、８：４索引付きバスセレクタ２７に供給される。レジスタ１７はまた、バスセレクタ１１の切換を制御するだけでなく、バスセレクタ２７の切換を制御し、このバスセレクタ２７は、４つの入力Ｒ１２〜Ｒ１５の組と４つの入力Ｒ１６〜Ｒ１９の組との間で切り換えることにより４つの出力のＣ１〜Ｃ４を選択する。レジスタ１７は、バスセレクタ１１をバスセレクタ１３に供給するように切り換える時、バスセレクタ２７を同時に切り換えて、Ｒ１６〜Ｒ１９をＣ１〜Ｃ４に通す。同様に、レジスタ１７は、バスセレクタ１１をバスセレクタ１５に供給するように切り換える時、バスセレクタ２７を同時に切り換えて、Ｒ１２〜Ｒ１５をＣ１〜Ｃ４に通す。このようにして、現在のＣ１〜Ｃ４がバスセレクタ２７の出力として存在する間、次のＣ１〜Ｃ４が作り出されており、すなわち、次のＣ１〜Ｃ４の生成は、現在のＣ１〜Ｃ４と平行して起こる。Ｃ１〜Ｃ４は、第１の暗号発生器３の出力を構成する。１：４循環式バスセレクタ１３、レジスタ１９、及び、バスセレクタ１３によって供給されるＸＯＲゲート２３及びレジスタ２５は、まとめて暗号発生器３の補助暗号発生器とみなすことができる。同じことは、１：４循環式バスセレクタ１５、レジスタ２１、及び、バスセレクタ１５によって供給されるＸＯＲゲート２３及びレジスタ２５に関しても当てはまる。バスセレクタ１１及び２７は、これら２つの補助暗号発生器の間で切り換わり、セレクタ１１が一方に供給するように切り換わる一方で、バスセレクタ２７が他方の出力を受け取るように切り換わる。本例においては、Ｒ１２〜Ｒ１５は現在生成中であるから（上述の出力Ｒ４〜Ｒ１１を見ると、Ｒ４〜Ｒ７の各々は、Ｒ８〜Ｒ１１よりも１つ多い数を有する）、現在のＣ１〜Ｃ４は、Ｒ１６〜Ｒ１９を含み、すなわち、Ｃ１＝１２０、Ｃ２＝５５、Ｃ３＝６３、及び、Ｃ４＝２０である。
【００１９】
「ＰＲＮＧ」１の出力Ｓｐに戻ると、これはまた、公知のＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ−Ｓｈａｍｉｒ−Ａｄｌｅｍａｎ）暗号を利用してＳｐを暗号化する公開鍵暗号化装置２９に供給される。本例において、ＲＳＡ暗号の公開鍵／秘密鍵の対は、ｅ＝３、ｎ＝３３、及び、ｄ＝７によって説明され、ここでｅ及びｎは、協働して公開鍵を形成し、ｄは秘密鍵である。すなわち、Ｓｐ＝５，３，１，５，１の各値は、式｛Ｓｅ＝Ｓｐｅｍｏｄ  ｎ｝を使用して暗号化すると、Ｓｅ＝２６，２７，１，２６，１が得られる。暗号化装置２９の出力Ｓｅは、通信チャンネル３１を通じて公開鍵復号化装置３３へ送信され、式｛Ｓｐ＝Ｓｅｄｍｏｄ  ｎ｝を使用して復号化されると、Ｓｐ＝５，３，１，５，１が再び生成される。復号化装置３３の出力Ｓｐは、第２の暗号発生器３５に供給される。第２の暗号発生器３５の回路は、図２に示す第１の暗号発生器３と正確に同じものである。Ｓｐは、第１の暗号発生器３と正確に類似した方法で第２の暗号発生器３５によって使用され、同じＣ１〜Ｃ４、すなわち、Ｃ１＝１２０、Ｃ２＝５５、Ｃ３＝６３、及び、Ｃ４＝２０を発生させる。
これで、通信システムの初期化が終了となる。ここで、メッセージＭｐ＝６５の送信について以下に説明する。
【００２０】
送信のためのメッセージＭｐの供給は、パルスＣｏ１によって第１及び第２暗号発生器３及び３５の両方に信号で知らされる（信号Ｓｐは、Ｍｐの送信では使用されず、システムの初期化においてのみ使用される）。両方の暗号発生器３及び３５においては、以下のことが次に起こる。パルスシリーズ発生器９は、パルスＣｏ１に応答して４つのパルスを「ＰＲＮＧ」５に供給し、「ＰＲＮＧ」５は、次に４つの乱数Ｒ１＝８７，７１，８，２００を発生させる。レジスタ１７は、バスセレクタ１５に供給するためにＲ１をＲ３に複写するようにバスセレクタ１１を切り換える。これは、バスセレクタ１１によって経路指定された最後の４つの番号（４４，３５，４２，９９）が、バスセレクタ１３に供給するためにＲ２に複写されたために起こる。レジスタ１７は、バスセレクタ１１を切り換えると同時に、８：４索引付きバスセレクタ２７を切り換える。従って、バスセレクタ２７は、この時点でＲ１６〜Ｒ１９ではなく、Ｒ１２〜Ｒ１５をＣ１〜Ｃ４に複写する。すなわち、この時点で両方の暗号発生器に対して、Ｃ１＝６８、Ｃ２＝３、Ｃ３＝１２，及び，Ｃ４＝１２５である。
メッセージＭｐ自体は、ブロック対称暗号化装置３７に供給され、ここで以下に説明するように、暗号発生器３から受信したＣ１〜Ｃ４を使用して暗号化される。
【００２１】
図３を同じく参照すると、Ｍｐは、各ＡＮＤゲート３９及び４１の入力に供給される。ゲート３９への他方の入力は、Ｎｌｏｗ＝００００００００１１１１１１１１（２５５）である。ゲート４１への他方の入力は、Ｎｈｉｇｈ＝１１１１１１１１００００００００（６５２８０）である。ゲート３９及び４１の機能は、各２文字メッセージブロックの第１及び第２の８ビット文字をそれぞれ抽出することである（上記を参照）。ここで、Ｍｐは、０００００００００１０００００１として送信され、従ってＡＮＤゲート３９の出力Ｍｌｏｗは、０００００００００１０００００１になり（すなわち、Ｍｐ＝６５）、ＡＮＤゲート４１の出力Ｍｈｉｇｈは、００００００００００００００００になる（Ｍｐが１文字メッセージであるから）。
【００２２】
シフトレジスタ４３は、ＸＯＲゲート４５の一方の入力に供給されるＳＭｈｉｇｈ＝００００００００００００００００を生成するために、Ｍｈｉｇｈを８ビットだけ右に移動させる。Ｍｌｏｗは、「ＭＯＤ  ４」回路４７とＸＯＲゲート４９の一方の入力との両方に供給される。「ＭＯＤ  ４」回路４７は、ＭＭｌｏｗ＝Ｍｌｏｗ  ｍｏｄ  ４＝１を計算して、これを４：１索引付きバスセレクタ５１に供給する。バスセレクタ５１にはまた、第１暗号発生器３の出力Ｃ１〜Ｃ４（６８，３，１２，１２５）が供給される。バスセレクタ５１は、ＭＭｌｏｗを使用してＣ１〜Ｃ４のうちの１つを選択する。この点については、ＭＭｌｏｗが常に０、１、２、又は、３のうちの１つになることが認められる。ＭＭｌｏｗ＝０はバスセレクタ５１にＣ１を選択させ、１はＣ２、２はＣ３、及び、３はＣ４を選択させる。従ってＣ２＝３が選択され、信号Ｅ１としてＸＯＲゲート４５の他方の入力に供給される。
【００２３】
ＸＯＲゲート４５は、ＳＭｈｉｇｈ＝０及びＥ１＝３を共にＸＯＲして出力Ｐ１＝３を形成し、この出力は、ＯＲゲート５３の一方の入力と「ＭＯＤ  ４」回路５５との両方に供給される。「ＭＯＤ  ４」回路５５は、ＭＰ１＝Ｐ１  ｍｏｄ  ４＝３を計算して、これを４：１索引付きバスセレクタ５７に供給する。バスセレクタ５７の作動は、バスセレクタ５１と正確に類似したものである。従って、Ｃ４＝１２５が選択され、信号Ｅ２としてＸＯＲゲート４９の他方の入力に供給される。ＸＯＲゲート４９は、Ｍｌｏｗ＝６５及びＥ２＝１２５を共にＸＯＲして出力Ｐ２＝６０（００００００００００１１１１００）を形成し、この出力は、シフトレジスタ５９に供給される。シフトレジスタ５９は、Ｐ２を８ビットだけ左に移動させ、その結果のＳＰ２＝１５３６０をＯＲゲート５３の他方の入力に供給する。ＯＲゲート５３は、Ｐ１＝３及びＳＰ２＝１５３６０を共にＯＲして出力Ｍｅ＝１５３６３を形成する。
Ｍｅ＝１５３６３は、Ｍｐ＝６５の暗号化バージョンを構成し、通信チャンネル３１を通じてブロック対称復号化装置６１に送信される。復号化装置６１の回路は、暗号化装置３７と正確に同じものである。ここで以下に説明するように、復号化装置６１は、暗号化装置３７と正確に類似の方法で作動し、Ｍｅ＝１５３６３を復号化してＭｐ＝６５を再び生成する。
【００２４】
Ｍｅ＝１５３６３は、ＡＮＤゲート３９及び４１に供給され、それは、それぞれ出力Ｍｌｏｗ＝００００００００００００００１１とＭｈｉｇｈ＝００１１１１００００００００００とを形成する。「ＭＯＤ  ４」回路４７は、ＭＭｌｏｗ＝Ｍｌｏｗ  ｍｏｄ  ４＝３を計算し、これによって、バスセレクタ５１はＣ４＝１２５を選択し、これはＥ１に複写される。シフトレジスタ４３は、ＳＭｈｉｇｈ＝６０を生成する。ＸＯＲゲート４５は、ＳＭｈｉｇｈ及びＥ１をＸＯＲしてＰ１＝６５を形成する。「ＭＯＤ  ４」回路５５は、ＭＰ１＝Ｐ１  ｍｏｄ  ４＝１を計算し、これによって、バスセレクタ５７はＣ２＝３を選択し、これはＥ２に複写される。ＸＯＲゲート４９は、Ｍｌｏｗ及びＥ２をＸＯＲしてＰ２＝０を形成する。シフトレジスタ５９は、ＳＰ２＝０を生成する。ＯＲゲート５３は、Ｐ１及びＳＰ２をＯＲして元のメッセージＭｐ＝６５を再び生成する。
【００２５】
送信のための更に別のメッセージＭｐの受信は、やはり、別のパルスＣｏ１によって第１及び第２暗号発生器３及び３５の両方に信号で知らされることになる点が認められるであろう。これによって、暗号発生器３及び３５は、新しい暗号か、又は、出力Ｃ１〜Ｃ４の組を発生させることになる。すなわち、この更に別のメッセージＭｐは、第１のメッセージと異なる暗号で暗号化されることになる。送信される全てのメッセージＭｐに対するこの反復する新しい暗号の発生は、非常に安全な通信を準備する。対称暗号化は実際のメッセージ送信に使用されるが、暗号鍵は、送られた全てのメッセージについて新しいものである。従って、与えられた任意の暗号鍵を使用する送信量は、比較的少量に過ぎないものであり、その結果、送られた実際のメッセージの暗号鍵の発見を目的とする分析を著しく苛立つものにする。更に、発生器５によって発生した擬似乱数が十分に複雑であると仮定すると、１つのメッセージの送信に使用された暗号鍵の知識だけで分析によってこの擬似乱数を判断することはできず、すなわち、送られた他のメッセージの暗号鍵を判断することはできない。
【００２６】
更に、各メッセージの暗号鍵は決して送信されない。暗号鍵は、独立して、かつ通信チャンネルの各端において同期的に発生される。これは、安全な公開鍵暗号法による乱数発生シードの初期送信によって達成され、このシードが、次にメッセージ特異の暗号鍵を同期的に発生させるために、通信チャンネルの各端において類似の方法で使用される。公開鍵暗号法による乱数発生シードの１回限りの送信は、公開鍵暗号法の秘密復号化鍵（従って、乱数発生シード）を発見するという目的の実際の送信の分析を可能にするほど十分な送信量をもたらさない。これは、公開／秘密鍵を構成する数が比較的小さい場合でさえも当てはまる。
更に、乱数発生シードの１回限りの暗号化以外は、対称暗号化が全ての暗号化に使用されるので、本発明の実施に必要な計算能力は比較的低い。
【００２７】
上述の例示的な通信システムにおいては、通信チャンネルの送信端には暗号化装置３７があり、受信端には復号化装置６１がある。これら２つの要素の回路は正確に同じであるから、各々は暗号化装置及び復号化装置の両方として機能することができるであろうし、また、実際上ほぼ確実に機能すると思われ、それによって通信チャンネル３１上の安全な双方向通信を可能にすることが認められる。このような双方向通信は、通信チャンネル３１上のＣｏ１に対応する信号の反対方向の送信を必要とすることになるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本システムの概略ブロック図である。
【図２】
図１に示す本システムの第１／第２暗号発生器の概略回路図である。
【図３】
図１に示す本システムの対象暗号化／復号化装置の概略回路図である。
【図１】
2004515811.tif 000003
【図２】
2004515811.tif 000004
【図３】
2004515811.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004515811.tif 000006
2004515811.tif 000007
2004515811.tif 000008
2004515811.tif 000009
2004515811.tif 000010
2004515811.tif 000011
2004515811.tif 000012
2004515811.tif 000013
2004515811.tif 000014
2004515811.tif 000015
2004515811.tif 000016
2004515811.tif 000017
2004515811.tif 000018
2004515811.tif 000019
2004515811.tif 000020
2004515811.tif 000021
2004515811.tif 000022
2004515811.tif 000023
2004515811.tif 000024
2004515811.tif 000025
2004515811.tif 000026
2004515811.tif 000027
2004515811.tif 000028
2004515811.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月12日(2003.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャンネル（３１）と、
前記チャンネル（３１）の一端における（ｉ）乱数のシーケンスを発生させるための第１の乱数発生器（５）を含む、前記乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させるための第１の暗号発生器（３）、及び、（ｉｉ）前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が暗号化されるような、前記チャンネル（３１）の他端へ送信するために連続する情報量を暗号化する対称暗号化装置（３７）と、
前記チャンネル（３１）の他端における（ｉ）前記第１乱数発生器（５）と同じ前記乱数シーケンスを発生させるための第２の乱数発生器（５）を含む、前記第１暗号発生器（３）と同期して第１暗号発生器（３）と同じ前記一連の暗号を発生させるための第２の暗号発生器（３５）、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端で前記暗号化装置（３７）を用いて暗号化するのに使用されたのと同じ前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化されるような、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化された連続する情報量を復号化するための対称復号化装置（６１）と、
を含み、
前記第１及び第２の暗号発生器（３、３５）の各々は、それが前記一連の暗号内の次の暗号を発生させるように信号で通信され、その信号通信の導出は、送信されている情報と無関係である、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記チャンネル（３１）の前記一端における（ｉ）乱数シーケンスを発生させるために前記第１乱数発生器（５）によって使用される乱数のシードシーケンスを発生させるための手段（１）、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）を通じて前記チャンネル（３１）の前記他端へ送信するために前記シードシーケンスを暗号化するための非対称暗号化装置（２９）と、
前記他端における、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを復号化するための非対称復号化装置（３３）と、
を更に含み、
前記第２乱数発生器（５）は、復号化されたシードシーケンスを使用して、前記第１乱数発生器（５）と同じ前記乱数シーケンスを発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記非対称暗号化装置（２９）及び前記非対称復号化装置（３３）は、公開鍵暗号法を使用することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記連続する情報量の各々の前記対称暗号化装置（３７）への供給は、前記第１及び第２暗号発生器（３、３５）の両方に信号で知らされ、その結果、それらの発生器（３、３５）は、同じ次の暗号を前記一連の暗号内に同期的に発生させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記対称暗号化装置（３７）は、ブロック対称暗号化装置（３７）であり、前記対称復号化装置（６１）は、ブロック対称復号化装置（６１）であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２暗号発生器（３、３５）は、
前記乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段（１１、１７）と、
前記第１切換手段（１１、１７）が前記乱数シーケンスの前記連続部分をその間で切り換え、前記第１切換手段（１１、１７）により切り換えられた個々の前記乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）と、
前記一連の暗号を形成するために前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の間で順番に切り換わる第２の切換手段（１７、２７）と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）は、２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）であり、前記第１（１１、１７）及び第２（１７、２７）切換手段は、その２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の異なる発生器に同時に切り換わることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の各々は、
第３の切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）と、
補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により受信した乱数を前記第３切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲート（２３）と、
各々が個々のＸＯＲゲート（２３）の出力を受信すると共にそのＸＯＲゲート（２３）に対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲート（２３）に関して１つの複数のレジスタ（２５）と、
を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
通信チャンネル（３１）の一端における（ｉ）乱数の第１のシーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）前記第１乱数シーケンスの個々の連続部分に各暗号が基づく一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）前記チャンネル（３１）の他端へ送信するために、各情報量が前記一連の暗号の個々の暗号を使用して暗号化される連続する情報量を対称的に暗号化する段階と、
前記通信チャンネル（３１）の他端における（ｉ）同じ前記第１乱数シーケンスを発生させる段階、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端における前記一連の暗号の発生と同期して、前記チャンネル（３１）の前記他端において同じ前記一連の暗号を発生させる段階、及び、（ｉｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記一端において暗号化するのに使用されたのと同じ前記一連の暗号の個々の暗号を使用して各情報量が復号化される、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化された連続する情報量を対称的に復号化する段階と、
を含み、
前記通信チャンネルの各端で発生される前記一連の暗号内の次の暗号は、信号通信に応答して発生され、この信号通信の導出は、送信されている情報と無関係である、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
前記チャンネル（３１）の前記一端における（ｉ）前記第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される乱数のシードシーケンスを発生させる段階、及び、（ｉｉ）前記チャンネル（３１）の前記他端へ送信するために前記シードシーケンスを非対称的に暗号化する段階と、
前記他端における、前記チャンネル（３１）の前記一端から受信した暗号化されたシードシーケンスを非対称的に復号化する段階と、
を更に含み、
この復号化されたシードシーケンスは、前記同じ第１乱数シーケンスを発生させるのに使用される、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記非対称暗号化及び前記非対称復号化は、公開鍵暗号法を使用することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
対称暗号化に対する前記連続する情報量の各々の供給が信号で通信され、その結果、前記チャンネル（３１）の各端において、前記一連の暗号内に同じ次の暗号が同期的に発生することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記対称暗号化は、ブロック対称暗号化であり、前記対称復号化は、ブロック対称復号化であることを特徴とする請請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
一連の暗号を発生させるための暗号発生器（３、３５）であって、
乱数のシーケンスを発生させるための乱数発生器（５）と、
前記乱数シーケンスを受信するための第１の切換手段（１１、１７）と、
前記第１切換手段（１１、１７）が前記乱数シーケンスの連続部分をその間で切り換え、前記第１切換手段（１１、１７）により切り換えられた個々の前記乱数シーケンス部分に基づいて各暗号を発生させる複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）と、
前記一連の暗号を形成するために前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の間で順番に切り換わる第２の切換手段（１７、２７）と、
を含むことを特徴とする発生器。
【請求項１５】
前記複数の補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）は、２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）であり、前記第１（１１、１７）及び第２（１７、２７）切換手段は、その２つの補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の異なる発生器に同時に切り換わることを特徴とする請求項１４に記載の発生器。
【請求項１６】
前記補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）の各々は、
第３の切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）と、
補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により受信した乱数を前記第３切換手段（１３、１９、及び、１５、２１）がその間で切り換える複数の排他的オア（ＸＯＲ）ゲート（２３）と、
各々が個々のＸＯＲゲート（２３）の出力を受信すると共にそのＸＯＲゲート（２３）に対して更に入力を供給し、その内容が補助暗号発生器（１３、１９、２３、２５、及び、１５、２１、２３、２５）により発生された暗号を構成する、各ＸＯＲゲート（２３）に関して１つの複数のレジスタ（２５）と、
を含むことを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の発生器。
【国際調査報告】
2004515811.tif 000030
2004515811.tif 000031