(57)【要約】【課題】暗号方式を変換する過程において通信データをより安全に中継する安価な通信装置を提供すること。【解決手段】通信装置３は、異なる暗号アルゴリズムを用いる第１の通信システム１と第２の通信システム２とを接続し、通信端末間の通信データを中継する。第１の暗号化部３２は、第１の通信システム１から受信した通信データを、先ず送信先の第２の通信システム２で用いる第２の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化する。次に第１の復号化部３３は、第１の暗号化部３２で暗号化したデータを、送信元の第１の通信システム１で用いる第１の暗号アルゴリズムに基づいて復号化して、第２の通信システム２へ送信する。通信データを変換する過程で平文が出現することがなく、通信データを安全に中継できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する複数の通信システムを接続し、異なる通信システムに属する通信端末間で送受信される通信データを中継する通信装置において、
送信元の通信端末から送信された通信データを受信する受信部と、
該受信部にて受信した通信データに対して、送信先の通信端末が使用する暗号アルゴリズムに基づき暗号化を施した後、送信元の通信端末が使用する暗号アルゴリズムに基づき復号化を施す暗号・復号化部と、
該暗号・復号化部で得られた通信データを送信先の通信端末へ送信する送信部と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
少なくとも１つ以上の通信端末が属し第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する第１の通信システムと、少なくとも１つ以上の通信端末が属し上記第１の暗号アルゴリズムと異なる第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する第２の通信システムとを接続し、上記第１および第２の通信システム間で交換される通信データを中継する通信装置において、
上記第１の通信システムと接続し、該第１の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを受信するとともに、上記第２の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを上記第１の通信システムに属する通信端末へ送信する第１の通信部と、
上記第２の通信システムと接続し、該第２の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを受信するとともに、上記第１の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを上記第２の通信システムに属する通信端末へ送信する第２の通信部と、
上記第１の通信部が受信した通信データを上記第２の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化する第１の暗号化部と、
該第１の暗号化部で暗号化したデータを上記第１の暗号アルゴリズムに基づいて復号化し、上記第２の通信部へ出力する第１の復号化部と、
上記第２の通信部が受信した通信データを上記第１の暗号アルゴリズムに基づいて入力したデータを暗号化する第２の暗号化部と、
該第２の暗号化部で暗号化したデータを上記第２の暗号アルゴリズムに基づいて復号化し、上記第１の通信部へ出力する第２の復号化部と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された第１の通信データを、該第１の暗号アルゴリズムと異なる第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された第２の通信データに変換する暗号変換方法において、
上記第１の通信データを上記第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化を施して第３の通信データとし、
該第３の通信データを上記第１の暗号アルゴリズムに基づき復号化を施して上記第２の通信データを得ることを特徴とする暗号変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる暗号を利用する通信システム同士を接続し、接続された通信システム間で交換する通信データを中継する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の通信端末からなる通信システムでは、伝送路における情報漏洩等を防止するため、システム内に存在する端末間で交換する通信データを暗号化を施すことが多い。しかし、この通信システムを相互に接続してシステム間で通信データを交換する場合、各システムが利用する暗号方式が異なると、受信したデータを復号化出来ないという不都合が生じる。
【０００３】
そこで例えば特許文献１には、互いに異なる暗号方式を利用する通信システム同士を接続するゲートウェイ機器に、受信した第１の暗号化情報を第２の暗号化情報に変換して送信する暗号化方式変換機能を備えることが記載される。そのために特許文献１では、第１の受信手段で受信した第１の暗号化情報は、第１の復号化手段で復号化され、第１の送信手段により第２の暗号化情報に変換された状態として送信する構成としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、通信経路上は暗号化により秘匿されていた通信データが、中継装置（ゲートウェイ機器）での暗号方式を変換する過程において復号化され、一旦平文のデータに戻ることになる。よってこのような中継装置は、そのままではデータの安全性が低く、システムから情報を窃取しようとする第三者（攻撃者）の攻撃対象になりやすい。これを防護するためには、装置の内部動作や処理手順が外部に漏れることを防止する等の高度な耐タンパ技術を備えることが必要となり、より高価な装置となる。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、暗号方式を変換する過程において通信データをより安全に中継する安価な通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、互いに異なる暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する複数の通信システムを接続し、異なる通信システムに属する通信端末間で送受信される通信データを中継する通信装置において、送信元の通信端末から送信された通信データを受信する受信部と、受信部にて受信した通信データに対して、送信先の通信端末が使用する暗号アルゴリズムに基づき暗号化を施した後、送信元の通信端末が使用する暗号アルゴリズムに基づき復号化を施す暗号・復号化部と、暗号・復号化部で得られた通信データを送信先の通信端末へ送信する送信部とを備える。
【０００８】
本発明は、少なくとも１つ以上の通信端末が属し第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する第１の通信システムと、少なくとも１つ以上の通信端末が属し上記第１の暗号アルゴリズムと異なる第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する第２の通信システムとを接続し、第１および第２の通信システム間で交換される通信データを中継する通信装置において、第１の通信システムと接続し、第１の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを受信するとともに、第２の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを第１の通信システムに属する通信端末へ送信する第１の通信部と、第２の通信システムと接続し、第２の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを受信するとともに、第１の通信システムに属する通信端末を送信元とする通信データを第２の通信システムに属する通信端末へ送信する第２の通信部と、第１の通信部が受信した通信データを第２の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化する第１の暗号化部と、第１の暗号化部で暗号化したデータを第１の暗号アルゴリズムに基づいて復号化し、第２の通信部へ出力する第１の復号化部と、第２の通信部が受信した通信データを第１の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化する第２の暗号化部と、第２の暗号化部で暗号化したデータ第２の暗号アルゴリズムに基づいて復号化し、第１の通信部へ出力する第２の復号化部とを備える。
【０００９】
本発明は、第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された第１の通信データを、第１の暗号アルゴリズムと異なる第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された第２の通信データに変換する暗号変換方法において、第１の通信データを第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化を施して第３の通信データとし、第３の通信データを第１の暗号アルゴリズムに基づき復号化を施して第２の通信データを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信データを変換する過程で平文が出現することがなく、通信データを安全に中継することができる。その結果、通信装置の内部情報を保護するための高度な耐タンパ技術が必要なく、装置を安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明にかかる通信装置を含む全体のシステム構成の一実施例を示す図である。図２は、通信装置を構成する暗号化部の一例を示す図であり、図３は、通信装置を構成する復号化部の一例を示す図である。
【００１２】
図１において、第１の通信システム１と第２の通信システム２は、通信装置３を中継して接続されている。
第１の通信システム１には、第１の通信網１０に接続された通信端末１１，１２を含む。また第２の通信システム２には、第２の通信網２０に接続された通信端末２１，２２，２３を含む。第１の通信システム１の各通信端末間では、第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する。第２の通信システム２の各通信端末間では、第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化された通信データを交換する。
【００１３】
通信装置３は、第１の通信部（送受信部）３１、第１の暗号化部３２、第１の復号化部３３、第２の通信部（送受信部）３４、第２の暗号化部３５、第２の復号化部３６を備える。通信装置３は、第１の通信システム１と第２の通信システム２との間で交換する通信データを中継するため、第１の通信部３１を第１の通信網１０に接続し、第２の通信部３４を第２の通信網２０に接続する。
【００１４】
まず、第１の通信システム１に属する通信端末１１，１２から第２の通信システム２に属する通信端末２１，２２，２３へ通信データを送信する経路について説明する。
第１の通信部（送受信部）３１は、第１の通信システム１に属する任意の通信端末が第２の通信システム２に属する任意の通信端末を送信先として送信する通信データＣ１を受信し、第１の暗号化部３２へ送る。この通信データＣ１は、第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化されている。
【００１５】
第１の暗号化部３２は、第１の通信部３１から入力するデータＣ１を第２の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化（Ｅ２）する。その結果、第１の暗号化部３２の出力データＣＸは、第１の暗号アルゴリズムと第２の暗号アルゴリズムとで二重に暗号化される。第１の暗号化部３２の出力データＣＸは、第１の復号化部３３へ入力される。
【００１６】
第１の復号化部３３は、第１の暗号化部３２から出力されるデータＣＸを第１の暗号アルゴリズムに基づいて復号化（Ｄ１）することで、第２の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータＣ２に変換する。第１の復号化部３３からのデータＣ２は第２の通信部３４へ送られる。
【００１７】
第２の通信部（送受信部）３４は、第１の復号化部３３から入力する通信データＣ２を、第２の通信システム２に属する通信端末２１，２２，２３が接続される第２の通信網２０へ出力する。
【００１８】
このように本実施例の通信装置３は、第１の通信システム１から受信される通信データに対して、先ず第２の暗号アルゴリズムに基づく暗号化を行い、その結果に対して第１の暗号アルゴリズムに基づき復号化を行うように処理する。この処理によれば、第１の暗号アルゴリズムで暗号化された通信データは、事前に第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化が行われるので、第１の暗号アルゴリズムに基づいて通信データを復号化したとしても平文が出現することはなく、安全に第１の通信システム１から第２の通信システム２へ通信データを中継することができる。
【００１９】
次に、第２の通信システム２に属する通信端末２１，２２，２３から第１の通信システム１に属する通信端末１１，１２へ通信データを送信する経路について説明する。
第２の通信部（送受信部）３４は、第２の通信システム２に属する任意の通信端末が第１の通信システム１に属する任意の通信端末を送信先として送信する通信データＣ２を受信し、第２の暗号化部３５へ送る。この通信データＣ２は、第２の暗号アルゴリズムに基づき暗号化されている。
【００２０】
第２の暗号化部３５は、第２の通信部３４から入力するデータＣ２を第１の暗号アルゴリズムに基づいて暗号化（Ｅ１）する。その結果、第２の暗号化部３５の出力データＣＸは、第２の暗号アルゴリズムと第１の暗号アルゴリズムとで二重に暗号化される。第２の暗号化部３５の出力データＣＸは、第２の復号化部３６へ入力される。
【００２１】
第２の復号化部３６は、第２の暗号化部３５から出力されるデータＣＸを第２の暗号アルゴリズムに基づいて復号化（Ｄ２）することで、第１の暗号アルゴリズムで暗号化されたデータＣ１に変換する。第２の復号化部３６からのデータＣ１は第１の通信部３１へ送られる。
【００２２】
第１の通信部（送受信部）３１は、第２の復号化部３６から入力する通信データＣ１を、第１の通信システム１に属する通信端末１１，１２が接続される第１の通信網１０へ出力する。
【００２３】
このように本実施例の通信装置３では、第２の通信システム２から受信される通信データに対しては、先ず第１の暗号アルゴリズムに基づく暗号化を行い、その結果に対して第２の暗号アルゴリズムに基づき復号化を行うように処理する。この処理によれば、第２の暗号アルゴリズムで暗号化された通信データは、事前に第１の暗号アルゴリズムに基づき暗号化が行われるので、第２の暗号アルゴリズムに基づいて通信データを復号化したとしても平文が出現することはなく、安全に第２の通信システムから第１の通信システムへ通信データを中継することができる。
【００２４】
以上のように本実施例の通信装置は、通信データに対して、先に送信先の暗号で暗号化を施し、その結果に対して送信元の暗号を復号するように処理する。この処理によれば、復号化の対象データを事前に他の暗号で暗号化するので、復号化の結果として平文が出現することはなく、安全に通信データを中継できる効果がある。
【００２５】
その結果、通信装置において、その内部動作や処理手順が外部に漏れることを防止する等の高度な耐タンパ技術が必要なくなるので、装置を安価に提供できるという利点がある。
【００２６】
図２は、上記した第１、第２の暗号化部３２，３５の内部構成の一例を示す図である。
３０１は暗号関数、３０２は演算関数であり、利用モードとしてＯＦＢ（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｆｅｅｄ  Ｂａｃｋ）を適用している。暗号関数３０１は、鍵Ｋで初期値Ｉを暗号化して暗号化データＳＥを生成する。演算関数３０２は、生成された暗号化データＳＥと、入力する通信データ（平文Ｐ）との排他的論理和の演算を行い、通信データを暗号化し暗号文Ｃを生成する。なお、暗号関数３０１により生成された暗号化データＳＥは、次の暗号関数３０１の入力となる。
【００２７】
ここで暗号関数３０１には、第１、第２の暗号化部３２，３５ごとに異なる暗号アルゴリズム（それぞれ第２、第１の暗号アルゴリズム）が与えられている。暗号アルゴリズムとしては、例えば、ＤＥＳ、ＡＥＳ、ＲＣ４、ＲＣ５等のアルゴリズムが利用可能である。
【００２８】
図３は、上記した第１、第２の復号化部３３，３６の内部構成の一例を示す図である。
３１１は復号関数、３１２は演算関数であり、利用モードとしてＯＦＢを適用している。復号関数３１１は、鍵Ｋで初期値Ｉを暗号化して復号化データＳＤを生成する。演算関数３１２は、生成された復号化データＳＤと、入力する通信データ（暗号文Ｃ）との排他的論理和の演算を行い、通信データを復号化し平文Ｐを生成する。なお、復号関数３１１により生成された復号化データＳＤは、次の復号関数３１１の入力となる。
【００２９】
ここで復号関数３１１には、第１、第２の復号化部３３，３６ごとに異なる暗号アルゴリズム（それぞれ第１、第２の暗号アルゴリズム）が与えられている。暗号アルゴリズムとしては、例えば、ＤＥＳ、ＡＥＳ、ＲＣ４、ＲＣ５等のアルゴリズムが利用可能である。
【００３０】
なお、本実施例において利用する暗号化部３２、３５及び復号化部３３、３６は、その暗号化・復号化の演算において交換則が成り立つものが有効である。例えば、その伝達関数が線形性を有するような場合、第１の暗号化処理と第２の暗号化処理の順序を入れ替えても、同一の結果が得られることになる。
【００３１】
次に、図４と図５は、本実施例の通信装置３の暗号化、復号化動作の一例として、内部で行われる通信データの変換の一例を示す図である。
【００３２】
ここで、通信装置３と各通信端末は、図２と図３に示した構成の暗号化部と復号化部を備えるものとする。そして、第１の通信システム１に属する通信端末は、暗号・復号化のために第１の暗号化データＳＥ１と第１の復号化データＳＤ１を用いる。第２の通信システム２に属する通信端末は、暗号・復号化のために第２の暗号化データＳＥ２と第２の復号化データＳＤ２を用いる。通信装置３では、第１および第２の暗号化データＳＥ１，ＳＥ２と、第１および第２の復号化データＳＤ１，ＳＤ２を用いる。通信データは、平文ＰＡから暗号文Ｃ１、Ｃ２、ＣＸに変換して送信され、受信後平文ＰＡに戻される。
【００３３】
図４は、第１の通信システム１に属する通信端末１１（送信元）から、通信装置３を介して、第２の通信システム２に属する通信端末２１（送信先）に送信する場合である。
【００３４】
送信元通信端末１１は、送信先通信端末２１に平文ＰＡを送るため、第１の暗号化データＳＥ１で平文ＰＡを暗号化し、暗号文Ｃ１を生成する。具体的には、暗号文Ｃ１は、ＰＡとＳＥ１の排他的論理和の演算結果として得られる。
【００３５】
通信装置３は、送信元通信端末１１が生成した暗号文Ｃ１を中継のために受信し、第１の暗号化部３２へ入力する。第１の暗号化部３２は、受信した暗号文Ｃ１を第２の暗号化データＳＥ２で暗号化（Ｅ２）し、暗号文ＣＸを生成する。この場合の第２の暗号化データＳＥ２は、送信先通信端末２１が用いる第２の暗号化データＳＥ２に等しく、暗号文ＣＸは、Ｃ１とＳＥ２の排他的論理和の演算結果として得られる。
【００３６】
続いて第１の復号化部３３は、第１の暗号化部３２が生成した暗号文ＣＸを第１の復号化データＳＤ１で復号化（Ｄ１）し、暗号文Ｃ２を生成する。この場合の第１の復号化データＳＤ１は、送信元通信端末１１が用いる第１の復号化データＳＤ１に等しく、暗号文Ｃ２は、ＣＸとＳＤ１の排他的論理和の演算結果として得られる。通信装置３は送信先通信端末２１宛てに暗号文Ｃ２を送信する。
【００３７】
送信先通信端末２１は、通信装置３から自局宛てに送信された暗号文Ｃ２を受信すると、第２の復号化データＳＤ２で通信データの復号化を行い、送信元通信端末１１が作成した平文ＰＡを得る。
【００３８】
本例によれば、送信元通信端末１１が作成した平文ＰＡのデータと、送信先通信端末２１が受信して復号化した平文ＰＡのデータとは同一であり、通信装置３で中継した通信データが正しく復元されることを示している。
【００３９】
図５は、逆に第２の通信システム２に属する通信端末２２（送信元）から、通信装置３を介して、第１の通信システム１に属する送信先通信端末１２（送信先）に送信する場合である。
【００４０】
送信元通信端末２２は、送信先通信端末１２に平文ＰＢを送るため、第２の暗号化データＳＥ２で平文ＰＢを暗号化し、暗号文Ｃ２を生成する。
【００４１】
通信装置３は、送信元通信端末２２が生成した暗号文Ｃ２を中継のために受信し、第２の暗号化部３５へ入力する。第２の暗号化部３５は、受信した暗号文Ｃ２を送信先通信端末１２が用いる第１の暗号化データＳＥ１で暗号化（Ｅ１）し、暗号文ＣＸを生成する。続いて第２の復号化部３６は、第２の暗号化部３５が生成した暗号文ＣＸを送信元通信端末２２が用いる第２の復号化データＳＤ２で復号化（Ｄ２）し、暗号文Ｃ１を生成する。通信装置３は送信先通信端末１２宛てに暗号文Ｃ１を送信する。
【００４２】
送信先通信端末１２は、通信装置３から自局宛てに送信された暗号文Ｃ１を受信すると、第１の復号化データＳＤ１で通信データの復号化を行い、送信元通信端末２２が作成した平文ＰＢを得る。
【００４３】
本例においても、送信元通信端末２２が作成した平文ＰＢのデータと、送信先通信端末１２が受信して復号化した平文ＰＡのデータとは同一であり、通信装置３で中継した通信データが正しく復元されることを示している。
【００４４】
また、図４、図５のいずれにおいても、通信装置３内部で中継される通信データは暗号文ＣＸ，Ｃ１，Ｃ２のいずれかの形態となり、送信元通信端末で作成した平文ＰＡやＰＢと異なるデータである。よって、秘匿すべき通信データが通信装置３から平文ＰＡ，ＰＢの形で外部に漏洩する恐れがない。
【００４５】
なお、本実施例における通信網１０，２０が使用する物理媒体として、有線媒体、無線媒体のいずれも適用することができる。また、通信網１０と通信網２０の一方もしくは両方は、ネットワークの機能を持たない通信端末と通信装置を一対一で接続するような通信路であっても良い。
【００４６】
また、本実施例における第１の暗号化部３２、第２の暗号化部３５、第１の復号化部３３、および第２の復号化部３６は、全てが同一の階層に装備される以外の制限はなく、どの階層のプロトコルにも適用可能である。
【００４７】
本発明によれば、通信データに施された暗号を変換する過程で、秘匿すべきデータが平文の形態で漏洩する恐れがないので、第１の通信システムに属する任意の通信端末と、第２の通信システムに属する任意の通信端末との間で交換される通信データを安全に中継することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、内部動作や処理手順が外部に漏れることを防止する等の高度な耐タンパ技術を必要としないので、装置を安価に提供できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明にかかる通信装置を含む全体のシステム構成の一実施例を示す図である。
【図２】通信装置を構成する暗号化部の一例を示す図である。
【図３】通信装置を構成する復号化部の一例を示す図である。
【図４】通信装置の内部で行われる通信データの変換の一例を示す図である。
【図５】通信装置の内部で行われる通信データの変換の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…第１の通信システム
２…第２の通信システム
３…通信装置
１０…第１の通信網
１１，１２…第１の通信システムに属する通信端末
２０…第２の通信網
２１，２２，２３…第２の通信システムに属する通信端末
３１…第１の通信部（送受信部）
３２…第１の暗号化部
３３…第１の復号化部
３４…第２の通信部（送受信部）
３５…第２の暗号化部
３６…第２の復号化部。
【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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