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JPS62198237A - 秘密通信方法と装置 - Google Patents

秘密通信方法と装置

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Publication number
JPS62198237A
JPS62198237A JP62018133A JP1813387A JPS62198237A JP S62198237 A JPS62198237 A JP S62198237A JP 62018133 A JP62018133 A JP 62018133A JP 1813387 A JP1813387 A JP 1813387A JP S62198237 A JPS62198237 A JP S62198237A
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JP
Japan
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key
codeword
register
command
station
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Application number
JP62018133A
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ドナルド　グレン　コリントン
ステイーブン　ダグラス　ホーキンス
ダニエル　マーク　セイブル
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RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
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Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of JPS62198237A publication Critical patent/JPS62198237A/ja
Publication of JPH0466417B2 publication Critical patent/JPH0466417B2/ja
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    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は一般に暗号通信に関し、特に暗号法的に保護
されたリンクを介して遠隔局でキーの変更を行い、それ
を証明する装置および方法に関する。
［発明の背景］ 低い地球周回軌道衛星内の装置は地球局から指令リンク
を用いて遠隔制御される。この指令リンクは必ずしも情
報開示に対して保護する必要はないが、衛星がそれ自信
の地球局から発生された指令だけを受は入れ、それ以外
を受は入れないことか肝要である。従って、各指令通報
の発生源を確認する何等かの方法を備えなければならな
い。
通報確認方法の一つは、各指令通報に通報データと秘密
操作キーの特殊な暗号関数であるコードワードを付ける
ことである。すると衛星はその付属コードワードが衛星
内で発生した第２のコードワードと合うときだけその指
令を実行する。その第２のコードワードは受信した通報
データと衛生に固有の同じ秘密操作キーに基づくもので
ある。
双方の局でマスターキーから新しい秘密操作キーを発生
するイ七力は、キーのかけ直しが不可上な装を内に存在
し得るいくつかの問題をなくする。
第一に、マスターキーを指令発生側に置く必要がなく、
このためマスターキーがかけ直し動作中にあるとき以外
マスターキーの秘密度を極めて向上し、指令側に必要な
秘密度を低くすることがてきる。第二に、普通７〜ＩＯ
年に及ぶことのある全使命に対する一つの秘密操作キー
の秘密度の心配か軽減される。
このようなキーかけ直し装置には、秘密操作キーとマス
ターキーの双方に対する保護を完全にするため、若干の
秘密保護手段が必要である。第一に、新しい秘密操作キ
ーへのキーの変更を指令する伝送通報はそのときの秘密
操作キーのもとに１６号化された通報証明コードワード
を含まないことである。このようなとき、もしその時の
操作キーが怪しくなっておれば、新しい秘密操作キーを
決めることができる。第二に、マスターキーの保護を最
高にするため、マスターキーのもとに暗号化または解読
された情報は指令リンクを介して伝送されず、また衛生
から、その遠ｗＡ測定リンクな介して伝送されない。
［発明の概要］ この発明の原理によって秘密通信方式に用いられる方法
では、上記地球局のような第１の局から上記衛生のよう
な第２の局へ通報が伝送され、その通報がそれとキーの
独特の暗号関数である証明コードワードを含んでいる。
第２の局はその受信した通報とそのキーの独特の暗号関
数である第２のコードワードを発生する手段を含むその
受信した通報を証明する手段を含み、その証明手段がさ
らに第２の局が受信した証明コードワードをその第２の
コードワードと比較する手段を含んでいる。
この発明の方法は第２の局で実施され、そのときのキー
を次のキーに変更することを指令する受信通報に対する
第２の局の応答に関係する。この方法は第１段階で第１
および第２の局で知られている第３のコードワードとマ
スターキーの暗号関数である次のキーを発生し、第２段
階で第１および第２の局で知られている第５のコードワ
ードと次のキーの暗号関数である第４のコードワードを
発生し、第３段階でキー変更指令通報を第４のコードワ
ードと併合して第６のコードワードを生成し、第４段階
でその第６のコードワードと次のキーの暗号関数である
第２のコードワードを発生し、第５段階で第２のコード
ワードをキー変更指令通報に含まれる証明コードワード
と比較し、その比較結果が良ければ、最終段階でその時
のキーを次のキーに置換する。
［推奨実施例の詳細な説明］ 第１図は代表的な通信衛星の通信パッケージ１０と指令
遠隔測定パッケージ１２を示す。通信パッケージＩＯは
受信アンテナ１４とその出力に結合されたりダンダント
受信器１６ａ％１６ｂを含む、受信器１６ａ、１６ｂは
普通６Ｇｌｌｚの第１搬送波周波数をへ変調する情報信
号を受信し、その搬送波信号を普通４Ｇｌｌｚの第２周
波数に変換する。
受信ｆｉ１６ａ、１６ｂの出力信号はそれぞれ一般に４
Ｇｌｌｚを中心とする帯域フィルタでよいフィルタ１８
ａ、　１８ｂに結合され、そのフィルタ出力は構成選択
回路２０に印加される。ここで受信信号は所定数の送受
信器２２に選択的に結合される。例えば、信頼性のため
６個の送受信器２２を用い、その中４個を常に動作させ
る。構成選択回路２０の制御は指令遠隔測定パッケージ
１２どの関係で後述する指令解読器によって行われる。
各送受信器２２からの出力信号は組み合わされ、アンテ
ナ２４に印加されて地球局に伝送される。
指令遠隔測定パッケージ１２は指令信号を指令リンクを
介して通常１００ビット毎秒のデータ頻度で受信するア
ンテナ３０と、そのデータバーストを復調してそれをデ
ジタル信号流に変換する指令受信器３２を含む。指令デ
ータは指令解読器３４と証明器３６に印加される。指令
解読器３４はそのデジタルデータ流から実行すべき指令
を判定し、証明器３６へのデータ流の特定のビットにそ
の指令データが確かに隠蔽されていることを立証させる
。証明器３６はそれを発見すると、指令解読器３４にそ
の指令を実行させる。この証明器３６の構造と方法は、
特に客−ハ　ｈｌ　ふ　−亦　面　Ｉ壬Ａ／７’ｌ　↑
り；　し　−ｒｊにｎｌ　外　λｈｌツ　Ｌ檎ｉし　七
れたとき、この発明の要旨となる。
証明器３６は最後に受信した指令（ＣＭＤ）と初期設定
ベクトルコードワード（１ｖ）を含む特定の情報信号を
遠隔測定符号器３８に供給する。遠隔測定符号器３８は
また衛星の他の装置から多数の情報信号を受信し、これ
らの入力信号を組み合わせてコードワードを作り、それ
を直列的に送信器４０に供給する。送信器４０は搬送周
波数信号をそのコードワードを含むデータ流で変調する
。その変調信号はアンテナ４２から遠隔測定リンクを介
して地球局に送信される。
発明の背景欄で述べたように、第１図の装置の目的は指
令信号伝送の不認可検知から指令リンクを保護すること
ではなく、不認可源で発生された指令が衛星系の構成を
変えて衛星の制御が敵に乗っ取られるのを防ぐことであ
る。従って、地球局は衛星の遠隔測定バラケージ１２に
暗号化しない指令信号を送るか、各指令通報に通報証明
コート（ＭＭＣ）を付けてこれを指令の証明に用いる。
この通報証明コートは通報データの１春号関数として計
算される。この通報証明コードの計算に用いられた秘密
キーを知るものだけが、受信した通報用の通報証明コー
トを再計算し、それを指令通報データの最後に受信した
通報証明コートと比較することにより、その通報か不認
可源により送信または改変されたものでないことを立証
することが出来る。
以上の条件に合う即ち通報の開示を許しながら指令の完
全性を保護する代表的暗号化法は、１９７７年１月１５
日発行の連邦情報処理標準（ＦｅｄｅｒａｌＩｎｆｏｒ
ｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　５Ｌａｎｄａｒ
ｄｓＦＩＰＳ）第４６号記載の米国標準局（Ｎａｔｉｏ
ｎａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　５Ｌａｎｄａｒｄ＝　Ｎ
ＢＳ）データ暗号化標準（Ｄａｔａ　ＥｎｃｒｙｐＬｉ
ｏｎＳＬａｎｄａｒｄ）を用いて構成することかできる
。この推奨実施例の説明の対照例となるのはこのデータ
暗号化標準である。即ち、この発明は上記引例に記載さ
れ、また１９８０年１２月２日発行のＦＩＰＳ第８１号
掲載のｒ　ＤＥＳ動作モード（ＤＥＳ　Ｍｏｄｅｓ　ｏ
ｆ　０ｐｅｒａ−Ｌｉｏｎ）　Ｊおよび１９８１年４月
１日発行のＦＩＰＳ第７４第７４儀ｊ８儀Ｂｓデータ暗
号化標準の構成および使用のだめの案内書（Ｇｕｉｄｅ
ｌｉｎｅ　ｆｏｒ　Ｉｍｐｌｅ＠ｅｎｔｉｎｇａｎｄ　
　Ｕｓｉｎｇ　　ｔｈｅ　　ＮＢＳ　　Ｄａｔａ　　Ｅ
ｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　　５ｔａｎｄａｒｄ）」に詳細に
説明された暗号帰還モード（以後ＣＦＢモードと呼ぶ）
をデータ証明に使用する。
簡単に言うと、このＣＥＦモートにおける通報証明コー
ドの発生には次の２段階が含まれる。即ち、（ａ）公用
のコードワードを秘密キーで暗号化して暗号テキストを
作り、（ｂ）この暗号テキストを通報データの一部およ
びもう一部データ暗号化標準を用いて秘密キーで暗号化
された結果と排他的オアゲートを通す、この暗号装置を
用いた２回目の出力コードワードが通報証明コードワー
ドである。この通報証明過程ではその通報証明コードワ
ードを発生する段階をくり返し、発生された通報証明コ
ードワードをその通報の終りに受信された通報証明コー
ドワードと比較する。
この発り１の方式では、公用のコードワードか「初期設
定ベクトル（以後ＩＶと呼ぶ）」と称する２４ビツトワ
ードな含んでいる。この１ｖは通常衛星の証明器３６が
指令通報を証明する毎にｌたけ繰り上がることにより更
新され、衛星から遠ｌＩ＃ｉ％測定リンクを介して地球
局に連続して伝送される０通報証明コードワード発生の
ため、１ｖは４０個の０が付属して、データ暗号化副方
式（以後ＤＥＳと呼ぶ）に印加される６４ビツトコード
ワードを形成する。
このＤＥＳに用いられる秘密キーは「操作キー」と称し
、５６ビツトコードワードから成る。この発明の要旨は
マスターキーを確実に保護し、妥協出来なかった新しい
キーを用いるキー変更指令を証明しつつ、その操作キー
を変更する装置と方法に関する。
第２図（ａ）は第１図の方式が指令通報に使用し得るコ
ードワードフォーマットを示す。汀通毎秒１００ビット
の割合で伝送される各通報は、受信器においてそのクロ
ックを伝送される通報に回期するために用いられる予測
回部の１２ビツトバタンて始まり、次の６ビツトは指令
解読器３４でアドレス指定されている解読器を決めるた
めに使用され。
次の４ビツトは２進値の１もＯも含まない階調から成る
。次の１ビツトは指令動作コートの長さを表すもので、
このビットが０ならその長さは９ビツト、そのビットが
１ならその長さは２５ビツトである。次の９（または２
５）ビットは解読されて実行すべき動作の形式を決める
指令動作コートを構成する。一般に、動作コートのビッ
トは情報の８（または２４）ビットとパリティビット１
ビツトから成る。通報の最後には指令通報の前の１０（
または２６）ビットの暗号関数である通報証明コートの
３２ビツトが来る。
第２図（ｂ）は指令解読器３４から証明３ｉ！：１６に
供給されて後者に階調情報に続くデータビットを読み込
ませる付勢指令信号（ＥＮＡＢＬＥ　ＣＯＭＭＡＮＤ）
のタイミング図である。第２図（ｃ）は証明器３６から
指令解読器コ４に供給されて通報証明コート（ＭＭＣ）
が指令通報証明用のため試験中であることを示す鴻へＣ
ウィンドーのタイミング図である。第２図（ｄ）はキー
変更指令通報に応じて新しいキーが発生される適当な時
点を示し、第２図（Ｃ）はその新しいキーか証明器３６
の操作キーになる時点を示す。
第３図はキー変更動作を実行するに裳する証明器３６の
装置の機能的ブロック図である。この装置の以下の説明
においては、例えばアール・シー・ニー社（ＲＣＡ　Ｃ
ｏｒｐ、）から販売のものと同様のＣＯ３／ＭＯ５系デ
ジタル論理装置のＡおよびＢシリーズを引用する。この
引用は発明の明瞭な理解のための引例としてであって、
それによって発明を限定するためではない。
第３図の証明器コロの心臓部にはＤＥＳ９４がある。
これは通常ＮＢＳデータ暗号化標準（Ｈａｓ　Ｄａｔａ
Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　５Ｌａｎｄａｒｄ）の算法な実
施するように特別に構成されたデジタル論理ハードウェ
アである。このＤＥＳ９４にはレジスタ９２が結合され
ている。このレジスタは通常直列装荷６４ビツトシフト
レジスタで、ＣＤ４０１５型双４段直型入４並列出力静
的シフトレジスタのカスケードで構成することもできる
。ＤＥＳ９４にはまたＤＥＳキーレジスタ９６が結合さ
れている。このレジスタは通常直並列装荷５５ビツトシ
フトレジスタで、ＣＤ４０３５型４段直並列入力並列出
力シフトレジスタのカスケードで構成することもできる
。
Ｄ　Ｅ　Ｓ　９−４はレジスタ９２からの並列入力デー
タの６４ビツトと、レジスタ９６からの並列キーデータ
の５５ピツトを受信し、これに応じて動作して６４並列
ビットの暗号データワードをＤＥＳキーレジスタ９８に
供給する。このレジスタは通常ＣＤ４０３５ｆｉシフト
レジスタのカスケードで構成される。　ＤＥＳ９４は親
制御器６８からのＤＥＳ実行信号（ＲＵＮ　ＤＥＳ）に
応じてその暗号算法を実行し、制御器６８へのＤＥＳ　
ｆｊＪ作修了信号（ＤＥＳ　ＯＰ　ＣＯＭＰＬＥＴＥ）
によりその機能の終了を示す。制御器６８はＤＥＳ９４
の動作制御の外にＯＥＳ入カレジスタｇ２とＤＥＳキー
レジスタ９６へのデータ流を調整すると共に、証ＩＪＪ
器３６の他のレジスタに出入するデータ流の制御もする
。親制御器６８は汎用マイクロプロセッサで構成するこ
とも出来るが。
また証す１器３５の機能制御のために特別に設計された
特殊用ハードウェアでもよい。
ＤＥＳキーレジスタ９６はマスターキーレジスタ１００
から並列装荷されても、また新キーレジスタ１０２また
は操作キーレジスタ１１０から直列装荷されてもよい。
マスターキーレジスタ１００は操作キーの変更用にだけ
使用されるマスターキーを永久記憶するため、絶対安全
でなくてはならず、また地球局で使用するマスターキー
レジスタの場合には秘密保持か出来ねばならない。従っ
て、レジスタ１００は使命寿命期間全体にわたってあら
ゆる電源状態に対し不変の配線パッチ板回路またはＲＯ
Ｍであることが好ましい、（地球局４ＲＩ＆、では、マ
スターキーレジスタＩ００が差し込み自在で、秘密の場
所に収蔵してキー変更動作用にたけ指令発生部に持って
来られるようにすることが好ましい。）新キーレジスタ
１１０は直並列人力直列出力６４ビツトシフトレジスタ
で、例えばＣＤ４０２１型８段非同期並列または同期直
列人力直列出力静的シフトレジスタのカスケードから成
る。レジスタ１０２の直列出力はアンドゲート１０４の
一方の入力に印加され、そのゲートの出力は再循環のた
め自身の直列人力に帰還されている。
操作キーレＳ２スタ１１０は直列入力直列出力６４ビツ
トシフトレジスタで、ＣＤ４０：１１型６４段静的シフ
トレジスタから構成し得る。このレジスタ１１０の一方
の入力は新キーレジスタ１０２からの直列データを受け
、他方の入力は自身の直列出力からの帰還データを受け
る。このレジスタ１１０の出力はまたアントゲート１０
６の一方の入力にも印加される。
アンドゲート１０４　、１０６およびオアゲート１０８
は例えばＣＤ４０１９型カツト・アント／オア選択ゲー
トを用いて構成し得るアンド／オア遺択機渣を構成する
。ゲート１０４　、１０６の各付勢入力ＥＮ３　、ＥＮ
３は親制御器６８から供給され、ゲート１０８の出力は
ＤＥＳキーレジスタ９６の直列入力に結合されている。
ＤＥＳ人力レジスタ９２の直列データ源の１つは、通常
ＣＤ４０４１型８段並直列入力直列出力同期シフトレジ
スタのカスケードから成る６４ビット並列入力直列出力
シフトレジスタである初期設定ベクトル／補充秘密コー
ド（ＩＪＶ／５ＰＣ）レジスタ８２である。
一般に２４個から成るレジスタ８２へのＩＩＢのデータ
人力信号は初期設定ベクトル（１ｖ）レジスタ７０から
供給される。このＩＶレジスタ７０の内容はＩＶ更新回
路８４により親制御ｒＡ６８からのＩＮＣＲＩＶ信号に
応じて周期的に更新される。ＩＶレジスタ７０はその簡
単て最も好ましい実施例では出力をＩＶ／ＳＰＣレジス
タ８２に並列データ入力として結合されたＣＤ４０２０
型計数器に似た２進リツプル計数器でよく、従って１ｖ
更新回路８４は制御器６８に応じてレジスタ７ｏの次の
計数器をトリガするゲートでよい。
ＩＶ／ＳＰＣレジスタ８２の入力の残り４０ビツトの中
２４ビ・ントは、レジスタ８２か装荷されるたびにその
２４の入力位置に論理「０」信号を供給する零発生器７
４により供給される。レジスタ８２への最後の１６のデ
ータビウドは零発生３％５７４（全部論理「０」）か補
充秘密コートレジスタ７２により供給される。し。
ジスタフ２と発生器７４のどちらかこの最後の１６ビツ
トを供給するかの決定は、アンドゲート７６．７Ｂでオ
アゲート８０で表される１６個のアンド／オア選択回路
により行われ、その選択は親制御器６８からの信号ＥＮ
Ｉ　　（およびＥＮＩ　”）の状態により支配される。
レジスタ７２に含まれる補充秘密コードはキー変更動作
の神をさを保証する追加の安全手段を与える。これは推
奨実施例によると装置の使用者だけか知っている１６ビ
ツトのデジタルコードワードである。実際には、装はの
所有者か使用者か装この製造者に知られずにこの補充秘
密コードを選べばよい。レジスタ７２並びに地球局の対
応する補充秘密コート記憶手段は、マスターキー用の記
憶レジスタ１００と同様の配線バッチ板回路またはＲＯ
Ｍで構成すればよい。
証明器３６の入力端子６０には指令データか受信され、
指令翻訳’ＪＡ３４で発生されて証明器３６の入力端子
６２に印加されるストローブ信号に応して指令レジスタ
６４に入力される。指令レジスタ６４は２６ビツト直列
入力直並列出力シフトレジスタで、ＣＤ４０１５型シフ
トレジスタのカスケードで構成し得る。レジスタ６４の
並列出力信号は翻訳器６６に供給され、その翻訳器はキ
ー変更用の指令動作コートを検知したとき制御器６８に
△キー指令信号（△ＫＥＹ　ＣＯＭ−ＭＡＮＤ）を供給
する。翻訳器６６は一般にＣＤ４０６Ｂ型のような８人
カアントゲートから成る。
指令レジスタ６４からの直列出力データ流はＤＦ、Ｓキ
ーレジスタ９８からの直列データ流と共にＣＤ４０３０
型ゲートのような排他的オアゲート１１２に供給される
。アントゲート８６．８８およびオアゲート９０を含む
アント／オア選択回路はＤＥＳ入カシカレジスタ９２列
入力に選択的にそのゲート１１２の出力またはＩＶ／Ｓ
ＰＣレジスタ８２の直列出力を案内する。レジスタ９２
に印加される信号の選択度は親制御器６８の発生するＥ
Ｎ２　　（およびＥＮ２　）に支配される。
ゲート１１４は汀通例えばＣＤ４０３０型で、入力端子
６０に受信される指令データとＤＥＳキーレジスタ９８
の直列データ出力に応じて排他的オア機能を行い、その
出力信号はフリップロウブ１１６のデータ入力（Ｄ）に
印加され、入力端子６２に供給されるストローブ信号に
よりそれに送り込まれる。計数器＋１８は普通ＣＤ４０
４０′！！ｌ！のようなリップル計数器で、通報証明コ
ートに附随するストローブパルスを計数して軽数値か３
２に達すると出力信号をアンドゲート１２０”に送る。
アントゲート１２０はフリップコツプ１１６ガ所要のデ
ータ比較結果を示すとＭＭＣ比較信号（ＭＭＣ’Ｓ　（
：ＯＭＰ八１へＥ）を制御器６８に送る。
第３図のレベルより詳細に限定された比較的重要でない
機能は図面並びにその説明を省略した。
このようなａｌｌにはレジスタフ０の初期装荷やフリッ
プロップ１１６と計数器１１８の初期クリア並びに通常
各レジスタに対するデータ転送の詳細なタイミングか含
まれる。このような機能の構成は当業者に自明である。
衛星搭載の電源の消耗を低減するため、証明器３６には
その機能が必要なときだけ電力を印加することを要する
。第２図（ａ）において、指令通報の階調部の検知によ
り証明器３６に電力を送り、指令通報の証明が終ると電
力を下げてもよい。この電力切り待え方式から除外され
るものは、初期設定ベクトルと操作キーを保存するため
に常に電力を印加する必要のある操作キーレジスタ１１
０と１ｖレジスタ＋１０と１■レジスタ７０である。
次に第４図はこの発明のキー変更法の実施に用いる各段
階のフローチャートを示す。この段階１５０ないし１８
２は第３図の各素子によりて実行ず　゛ることも、特殊
目的データプロセッサによって実行することも出来る。
このキー変更法の主要部分は次のように区分することが
出来る。段階１５０．１５２で指令通報のＭＭＣ発生に
必要な部分を記憶し、段階１５４ないし１６２でそのと
きの操作キーに代わる可能性のある新しいキーを算出し
て記憶し、段階＋７６ないし１８２で算出したＭＭＣを
受信したＭＭＣと比較し、所要の結果か得られればその
ときの操作キーを新しいキーに置換することを含む所定
の管理機能を行う。
段階１５０では、証明器３６が指令解読器３４からの付
勢指令信号を求め、それが存在するとき段階＋５２に進
んで、入力端子６０に供給された適当な指令通報データ
を入力端子６２に供給されるストローブ信号により与え
られるタイミングを用いて指令レジスタ６４に記憶され
る。段階１５４ではレジスタ７０内の初期設定ベクトル
と、レジスタ７２内の補充秘密コードと、発生器７４の
発生するｒＯＪかＪＶ／ＳＰＣレジスタ８２に供給され
、段階１５６ではレジスタ８２に記憶された情報かＤＥ
Ｓ入カシカレジスタ９２列的にシフトされ、段階１５８
ではレジスタ１００に記憶されたマスターキーがＤＥＳ
キーレジスタ９６に並列的に送られる。
このＤＥＳ入カシカレジスタ９２内期設定ベクトルおよ
び補充秘密コートと、ＤＥＳキーレジスタ９６内のマス
ターキーにより、データ暗号化置方式９４は段階１６０
においてその中のハードウェアで実行されるＮＢＳデー
タ暗号化標準算法を行い、これによってずうｔられ、Ｄ
ＥＳ出力レジしタｇ８に記憶された情報か段階１６２で
新キーレジスタ１０２に並列的に転送される。このコー
ドワードは受信したＭＭＣと地球局から受信されようと
しているＭＡＣとの比較結果が良好なとき新しい操作キ
ーになる。
新キーレジスタ１０２の内容は段階１６４でＤＥＳキー
レジスタ９６に直列的に送られ、段階１６６で初期設定
ベクトルと４０個のｒＯＪがＩＶ／ＳＰＣレジスタ８２
に並列的に転送され、段階＋６８でこのデータかＤＥ３
入力レジスタ９２に直列的に送られる。段階１７０では
データ暗号化置方式９４により上記算法が再度行われる
。段階１７２ではＤＥＳキーレジスタ９８の内容は指令
レジスタ６４の内容と共に排他的オアゲートを通され、
得られた情報かＤＥＳ入カシカレジスタ９２列的に送ら
れる。最後に段階１７４で第３回目のＤＥＳ算法か行わ
れる。
この第３回目のＤＥＳ算法の実行後、段階１７６でＤＥ
Ｓキーレジスタ９８内のデータと入力端子６０に受信中
のＭＡＣとの比較が排他的オアゲート１１４で行われる
。この比較結果が良好なら、即ちゲート１２０が親制御
器６８にＭＭＣ比較信号を送れば、段階１７８て制御器
６８か指令解読器３４に証明信号を送り、段階１８０で
新キーレジスタ＋１０の内容か操作キーレジスタ＋１０
に直列的に送られ１段階１８２でレジスタ７ａ内の初期
設定ベクトルか進められる。
段階１７４で算出されたデータと受信した閑＾Ｃの比較
結果が不良であれば、段階１７８ないし１８２を飛び越
えて、操作キーレジスタ１１０内のそのときのキーを操
作キーとして残し、キー変更指令を省略する。
第３図に示す証明器３６の実施例はその説明で例して′
ｆえられた形式のデジタル論理素子を用いているか、こ
れは通常品レジスタ間のデータ転送な２５６にＩｌｚの
頻度て行う。このデータ転送頻度を用いると、第４図に
ついて説明したキー変更動作か第３図の実施例で約１ミ
リ秒で行われることか判る。従って、指令リンクデータ
速度が毎秒１００ビツトのときは、証明器３６による新
しいキーの計算が指令通報の最後の動作コードビットの
受信と最初のＭＡＣビットの受信の間に行われる。
以Ｌ、キーの保護に関するある厳重な条件を維持しつつ
、暗号的に保護されたリンクを介してキー変更動作を行
う装置と方法を説明した。即ち、危険性のあるキーによ
り暗号化されたＭＭＣを有するキー変更指令の送信の禁
止かそのＭＡＣを新しいキーに暗号化することによって
行われ、更に、マスターキーの下に指令リンクを介して
暗り化された情報の伝送の禁止が、マスターキーのドに
１ｖを暗号化した結果として操作キーを発生し、その操
作キーの丁に１ｖを暗号化することによって暗号テキス
トを発生し、操作キーの下に（暗号テキストと併合され
た）通報データの暗号である情報を伝送することによっ
て行われる。
この発明の原理を特に図示の構造および方法について説
明したが、発明の実施に当たってはこの図示の構造およ
び方法から種々の改変を行うことが出来ることを理解す
べきである。また、例として第１図および第３図の装置
か地球周回衛星に搭載されているものとしたが、これは
この発明に必要な限定ではなく、固有のマスターキーと
補充の秘密コードワードが開示から保護される地球上の
場所に凹くことも出来る。この発明の技術的範囲は以上
開示された構造と方法に限定されず、付属の特許請求の
範囲により規定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明か応用される衛星通信遠隔測定方式の
ブロック図、第２図はキー変更指令に用いられるコード
ワードフォーマットおよびタイミング情報を示す図、第
３図はこの発明のキー変更装置の詳細ブロック図、第４
図はキー変更動作の理解に有用なフローチャートである
。 ９２〜９８・・・暗号化手段、９２・・・データ入力レ
ジスタ、９６・・・キーレジスタ、ｇ８・・・キーレジ
スタ、８２・・・第１記憶レジスタ、１００・・・第２
記憶レジスタ、１０２φ・・第３記憶レジスタ、　＋１
２−・・第５コードワード生成手段、１１４〜１２０・
・・比較手段、＋１０・・・操作キー記憶レジスタ、６
８．８６〜９０・・・データ転送制御手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）通報の独特の暗号関数である通報証明用コードワ
    ードとキーを含む指令通報を第１の局から第２の局に伝
    送し、上記第２の局が、その第２の局の受信した通報と
    上記キーの上記独特の暗号関数である第２のコードワー
    ドを発生する手段と、上記第２の局で受信した上記証明
    用コードワードを上記第２のコードワードと比較する手
    段とを含み、受信した通報を証明する装置を含む秘密通
    信方式に用いられ、キーをそのときのキーから次のキー
    に変更することを指令する通報に応じて第２の局で行わ
    れる方法であって、 上記第１および第２の局で知られている第３のコードワ
    ードとマスターキーの上記暗号関数である上記次のキー
    を発生する段階と、 上記第１および第２の局で知られている第５のコードワ
    ードと上記次のコードワードの上記暗号関数である第４
    のコードワードを発生する段階と、 上記キー変更指令通報を上記第４のコードワードと併合
    して第６のコードワードを生成する段階と、 上記第６のコードワードと上記次のキーの上記暗号関数
    である上記第２のコードワードを発生する段階と、 上記第２のコードワードを上記キー変更例通報に含まれ
    る上記証明用コードワードと比較する段階と、 上記比較段階の比較が良好なら、上記そのときのキーを
    上記次のキーに置換する段階とを含む方法。
  2. （２）通報の独特の暗号関数である通報証明用コードワ
    ードとキーを含む指令通報を、第１の局から第２の局に
    伝送する秘密通信方式において、上記第２の局において
    受信された通報に応じてそのときのキーから次に用いる
    キーへのキーの変更を指令する装置であって、 データ入力レジスタと、キーレジスタと、出力レジスタ
    とを含み、暗号化算法を行って上記出力レジスタに上記
    データ入力レジスタ内のデータの暗号関数であるコード
    ワードと、上記キーレジスタ内のキーを発生する暗号化
    手段と、 上記第１および第２の局で知られている第２および第３
    のコードワードを選択的に記憶する第１の記憶レジスタ
    と、 上記第１および第２の局で知られているマスターキーを
    記憶する第２の記憶レジスタと、 上記第２のコードワードと上記マスターキーの上記暗号
    関数である上記次に用いるキーを記憶する第３の記憶レ
    ジスタと、 上記第２の局で受信した上記通報を上記第３のコードワ
    ードと上記次のキーの上記暗号関数である第４のコード
    ワードと併合して第５のコードワードを生成する手段と
    、 上記第５のコードワードと上記次のキーの上記暗号関数
    である第６のコードワードを上記キー変更指令通報に含
    まれる上記証明用コードワードと比較して、それを表す
    信号を生成する比較手段と、 上記そのときのキーを記憶する操作キー記憶レジスタと
    、 上記暗号化手段により実行を開始する手段を含み、（ａ
    ）上記第１の記憶レジスタと上記併合手段から選択的に
    上記暗号化手段のデータ入力レジスタへ、（ｂ）上記第
    ２の記憶レジスタと上記第３の記憶レジスタから選択的
    に上記暗号化手段のキーレジスタへ、および（ｃ）上記
    暗号化手段の出力レジスタから上記第３の記憶レジスタ
    へのデータの転送を制御する手段とを含み、 上記制御手段が更に上記第２のコードワードと上記証明
    用コードワードの良好な比較を示す上記比較手段の信号
    に応じて上記第３のレジスタから上記操作キー記憶レジ
    スタに上記次のキーを転送する手段を含むことを特徴と
    する装置。
JP62018133A 1986-01-29 1987-01-28 秘密通信方法と装置 Granted JPS62198237A (ja)

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US823537 1986-01-29

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JPH0466417B2 JPH0466417B2 (ja) 1992-10-23

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GB (1) GB2186158B (ja)

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