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1. (WO2019003375) 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
Document

明 細 書

発明の名称 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

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009  

発明の効果

0010   0011   0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099  

符号の説明

0100  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22  

明 細 書

発明の名称 : 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

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。

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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]