JP2000295212A - 暗号データの復号化処理方法および装置 - Google Patents
暗号データの復号化処理方法および装置Info
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- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
- H04L9/0637—Modes of operation, e.g. cipher block chaining [CBC], electronic codebook [ECB] or Galois/counter mode [GCM]
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＤＥＳ暗号機構などにおいて、ＣＢＣ方式や
ＣＦＢ方式などの動作モードでの暗号データ復号化の高
速化を実現する。 【解決手段】 ＤＥＳ演算器３１０，３２０に次演算用
連鎖値生成部３１４，３２４を設ける。ＤＥＳ演算器３
１０では、暗号化コア部３１５での暗号文データ３０１
の復号化処理と平行して、連鎖値生成部３１４において
次演算用の連鎖値３３０を生成し、ＤＥＳ演算器３２０
へ送る。ＤＥＳ演算器３２０では、ＤＥＳ演算器３１０
の復号化処理とオーバーラップさせて、該連鎖値により
次の暗号文データ３０３の復号化処理を暗号化コア部３
２３で実行し、これと平行して同様に、連鎖値生成部３
２４において、その次の演算用の連鎖値３３１を生成
し、ＤＥＳ演算器３１０へ送る。
ＣＦＢ方式などの動作モードでの暗号データ復号化の高
速化を実現する。 【解決手段】 ＤＥＳ演算器３１０，３２０に次演算用
連鎖値生成部３１４，３２４を設ける。ＤＥＳ演算器３
１０では、暗号化コア部３１５での暗号文データ３０１
の復号化処理と平行して、連鎖値生成部３１４において
次演算用の連鎖値３３０を生成し、ＤＥＳ演算器３２０
へ送る。ＤＥＳ演算器３２０では、ＤＥＳ演算器３１０
の復号化処理とオーバーラップさせて、該連鎖値により
次の暗号文データ３０３の復号化処理を暗号化コア部３
２３で実行し、これと平行して同様に、連鎖値生成部３
２４において、その次の演算用の連鎖値３３１を生成
し、ＤＥＳ演算器３１０へ送る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＢＣ（Ｃipher
Ｂlock Ｃhaining）方式やＣＦＢ（ＣipherＦeedback）
方式などのように、あるブロックの暗号化／復号化が次
のブロックの暗号化／復号化に影響を与える暗号方式に
おいて、特に暗号データの高速な復号化を実現する復号
化処理方法および装置に関する。
Ｂlock Ｃhaining）方式やＣＦＢ（ＣipherＦeedback）
方式などのように、あるブロックの暗号化／復号化が次
のブロックの暗号化／復号化に影響を与える暗号方式に
おいて、特に暗号データの高速な復号化を実現する復号
化処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】暗号化は、データ通信ネットワーク上を
流れるデータやコンピュータシステムに蓄積されている
データを保護するための基本的な技術の１つであり、不
当な第３者がデータを利用できないような形にデータを
変換することである。データを通信する際には、「暗号
化」の操作により、送信側は普通の通信文である「平
文」をそのまま見ても理解できない「暗号文」にする。
受信側は、この暗号文を「復号化」の操作により平文に
戻す。この際、暗号化および復号化を制御するためのパ
ラメータを「鍵」とよび、受信側では、この鍵を用いて
容易に暗号文を復号化することができる。
流れるデータやコンピュータシステムに蓄積されている
データを保護するための基本的な技術の１つであり、不
当な第３者がデータを利用できないような形にデータを
変換することである。データを通信する際には、「暗号
化」の操作により、送信側は普通の通信文である「平
文」をそのまま見ても理解できない「暗号文」にする。
受信側は、この暗号文を「復号化」の操作により平文に
戻す。この際、暗号化および復号化を制御するためのパ
ラメータを「鍵」とよび、受信側では、この鍵を用いて
容易に暗号文を復号化することができる。
【０００３】暗号通信においては、暗号強度が高い、す
なわち、第３者に通信内容が解読されにくいこととも
に、正規の送信者および受信者が実用上支障が発生しな
いよう、暗号化および復号化を高速に行えることが重要
となる。
なわち、第３者に通信内容が解読されにくいこととも
に、正規の送信者および受信者が実用上支障が発生しな
いよう、暗号化および復号化を高速に行えることが重要
となる。
【０００４】データ通信の分野でもっとも広く普及して
いる暗号化方式としてＤＥＳ(ＤataＥncryption Ｓtand
ard）がある。ＤＥＳはアメリカ連邦政府機関の標準デ
ータ暗号化規格とされているだけでなく、民間でも広く
普及している。ＤＥＳは、平文を６４ビットごとにブロ
ック化し、平文６４ビットを５６ビットの鍵を用いて暗
号化し、６４ビットの暗号文をつくりだす暗号方式であ
る。これを実現するＤＥＳ暗号機構の主要部（暗号化コ
ア部）は１６段のＤＥＳ暗号化段からなり、平文６４ビ
ットを３２ビット、３２ビットに分け、５６ビットの鍵
から４８ビットの鍵Ｋ１〜Ｋ１６を逐次生成し、１６回
の転置処理を繰り返して暗号文６４ビットを出力する構
成をとる。
いる暗号化方式としてＤＥＳ(ＤataＥncryption Ｓtand
ard）がある。ＤＥＳはアメリカ連邦政府機関の標準デ
ータ暗号化規格とされているだけでなく、民間でも広く
普及している。ＤＥＳは、平文を６４ビットごとにブロ
ック化し、平文６４ビットを５６ビットの鍵を用いて暗
号化し、６４ビットの暗号文をつくりだす暗号方式であ
る。これを実現するＤＥＳ暗号機構の主要部（暗号化コ
ア部）は１６段のＤＥＳ暗号化段からなり、平文６４ビ
ットを３２ビット、３２ビットに分け、５６ビットの鍵
から４８ビットの鍵Ｋ１〜Ｋ１６を逐次生成し、１６回
の転置処理を繰り返して暗号文６４ビットを出力する構
成をとる。
【０００５】米国規格協会（ＡＮＳＩ）では、ＤＥＳに
四つのモードの動作方式を定めている（ＡＮＳＩ Ｘ
３．１０６−１９８３）。すなわち、ＥＣＢ（Ｅlectri
cCodebook）方式、ＣＢＣ（Ｃipher Ｂlock Ｃhainin
g）方式、ＣＦＢ（ＣipherＦeedback）方式、そしてＯ
ＦＢ（Ｏutput Ｆeedback）方式である。このうち、Ｅ
ＣＢ方式では、各６４ビットを個別に暗号化する。この
ため、ＥＣＢ方式では複数のＤＥＳ暗号演算器で並列に
処理するか、または、ＤＥＳ暗号演算器のパイプライン
化により、他の３つの方式と比較して高速な暗号化／復
号化が可能であるが、暗号強度は低くなる。一方、ＣＢ
Ｃ、ＣＦＢそしてＯＦＢ方式では、あるブロックの暗号
化／復号化が次のブロックの暗号化／復号化に影響をあ
たえる。このため、ＥＣＢ方式と比較して暗号強度が強
くなるが、並列処理を有効に活用できなく、この結果Ｅ
ＣＢ方式と比較して高速化が困難である。
四つのモードの動作方式を定めている（ＡＮＳＩ Ｘ
３．１０６−１９８３）。すなわち、ＥＣＢ（Ｅlectri
cCodebook）方式、ＣＢＣ（Ｃipher Ｂlock Ｃhainin
g）方式、ＣＦＢ（ＣipherＦeedback）方式、そしてＯ
ＦＢ（Ｏutput Ｆeedback）方式である。このうち、Ｅ
ＣＢ方式では、各６４ビットを個別に暗号化する。この
ため、ＥＣＢ方式では複数のＤＥＳ暗号演算器で並列に
処理するか、または、ＤＥＳ暗号演算器のパイプライン
化により、他の３つの方式と比較して高速な暗号化／復
号化が可能であるが、暗号強度は低くなる。一方、ＣＢ
Ｃ、ＣＦＢそしてＯＦＢ方式では、あるブロックの暗号
化／復号化が次のブロックの暗号化／復号化に影響をあ
たえる。このため、ＥＣＢ方式と比較して暗号強度が強
くなるが、並列処理を有効に活用できなく、この結果Ｅ
ＣＢ方式と比較して高速化が困難である。
【０００６】一般的に、ＤＥＳの暗号化および復号化
は、ＥＣＢ，ＣＢＣ，ＣＦＢ、そしてＯＦＢのすべての
方式において、暗号化の核となる１６段のＤＥＳ暗号化
段の実行にもっとも多くの処理時間を要し、その前後の
処理はＤＥＳ暗号化段の実行と比較して処理時間は非常
に小さい。従来の高速化手法は、ＤＥＳ暗号化段以外の
処理時間の小さい分の処理を高速化することで、ＤＥＳ
暗号機構の高速化が行われてきた。例えば、特開平１０
−７４０４４号公報では、暗号化段にデータを入力した
後、適切なサイクル数後に出力レジスタに暗号化／復号
化されたデータを取り出すという手法を開示している。
この手法を用いることにより、ＤＥＳ暗号化段以外の部
分をＤＥＳ暗号化段の処理時間よりも高速なクロック周
波数で動作させることが可能になり、ＤＥＳ暗号機構の
あらゆる動作方式で、暗号化および復号化を高速に動作
させることが可能になる。
は、ＥＣＢ，ＣＢＣ，ＣＦＢ、そしてＯＦＢのすべての
方式において、暗号化の核となる１６段のＤＥＳ暗号化
段の実行にもっとも多くの処理時間を要し、その前後の
処理はＤＥＳ暗号化段の実行と比較して処理時間は非常
に小さい。従来の高速化手法は、ＤＥＳ暗号化段以外の
処理時間の小さい分の処理を高速化することで、ＤＥＳ
暗号機構の高速化が行われてきた。例えば、特開平１０
−７４０４４号公報では、暗号化段にデータを入力した
後、適切なサイクル数後に出力レジスタに暗号化／復号
化されたデータを取り出すという手法を開示している。
この手法を用いることにより、ＤＥＳ暗号化段以外の部
分をＤＥＳ暗号化段の処理時間よりも高速なクロック周
波数で動作させることが可能になり、ＤＥＳ暗号機構の
あらゆる動作方式で、暗号化および復号化を高速に動作
させることが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の方法においては次のような問題がある。すなわ
ち、クロック周波数をあげることにより、ある平文デー
タが入力されてから暗号文データが出力されるまで、ま
たは、ある暗号文データが入力されてから平文データが
出力されるまでの時間の高速化が可能になるが、データ
のスループットは、並列処理が困難なＣＢＣ，ＣＦＢお
よびＯＦＢ方式においては、ＤＥＳ暗号機構において最
も処理時間を要するＤＥＳ暗号化段のスループットが上
限になる。
従来の方法においては次のような問題がある。すなわ
ち、クロック周波数をあげることにより、ある平文デー
タが入力されてから暗号文データが出力されるまで、ま
たは、ある暗号文データが入力されてから平文データが
出力されるまでの時間の高速化が可能になるが、データ
のスループットは、並列処理が困難なＣＢＣ，ＣＦＢお
よびＯＦＢ方式においては、ＤＥＳ暗号機構において最
も処理時間を要するＤＥＳ暗号化段のスループットが上
限になる。
【０００８】図５に、ＤＥＳ暗号機構のＣＢＣ，ＣＦ
Ｂ，ＯＦＢ方式の復号化において従来適用されてきた実
施形態を示す。ＤＥＳ演算器５１０はデータ入力レジス
タ５１１、連鎖値レジスタ５１２、入力データ生成部５
１３、暗号化コア部５１５、出力データ・次演算用連鎖
値生成部５１６、データ出力レジスタ５１７で構成され
る。暗号化コア部５１５は１６段からなるＤＥＳ暗号化
段により構成され、最も処理時間を要する部分である。
図５では、復号化の実施形態を示しているが、暗号化の
実施形態も同様である。
Ｂ，ＯＦＢ方式の復号化において従来適用されてきた実
施形態を示す。ＤＥＳ演算器５１０はデータ入力レジス
タ５１１、連鎖値レジスタ５１２、入力データ生成部５
１３、暗号化コア部５１５、出力データ・次演算用連鎖
値生成部５１６、データ出力レジスタ５１７で構成され
る。暗号化コア部５１５は１６段からなるＤＥＳ暗号化
段により構成され、最も処理時間を要する部分である。
図５では、復号化の実施形態を示しているが、暗号化の
実施形態も同様である。
【０００９】ＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の復号化の場
合、データ入力レジスタ５１１に暗号文データ５０１お
よび連鎖値レジスタ５１２に初期ベクトル（連鎖値の初
期値）５０２がセットされる。次に、データ入力レジス
タ５１３および連鎖値レジスタ５１４から入力データ生
成部５１３を経て生成された入力データは、暗号化コア
部５１５により復号化され、該暗号化コア部５１５の出
力とともにデータ入力レジスタ５１１および連鎖値レジ
スタ５１２の出力が、出力データ・次演算用連鎖値生成
部５１６に入力され、該出力データ・次演算用連鎖値生
成部５１６により、平文データ５０４および次演算用連
鎖値５３０が生成される。そして、次演算用連鎖値５３
０は連鎖値レジスタ５１２にセットされ、次の暗号文デ
ータを復号化する際に利用される。
合、データ入力レジスタ５１１に暗号文データ５０１お
よび連鎖値レジスタ５１２に初期ベクトル（連鎖値の初
期値）５０２がセットされる。次に、データ入力レジス
タ５１３および連鎖値レジスタ５１４から入力データ生
成部５１３を経て生成された入力データは、暗号化コア
部５１５により復号化され、該暗号化コア部５１５の出
力とともにデータ入力レジスタ５１１および連鎖値レジ
スタ５１２の出力が、出力データ・次演算用連鎖値生成
部５１６に入力され、該出力データ・次演算用連鎖値生
成部５１６により、平文データ５０４および次演算用連
鎖値５３０が生成される。そして、次演算用連鎖値５３
０は連鎖値レジスタ５１２にセットされ、次の暗号文デ
ータを復号化する際に利用される。
【００１０】図６に、この従来の実施形態を用いた場合
のＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の復号化のタイミングチ
ャートを示す。図６では、図５におけるデータ入力レジ
スタ５１１および連鎖値レジスタ５１２から暗号化コア
部５１５に到達するまでの時間を１サイクル、暗号化コ
ア部５１５の実行時間を８サイクル、そして、暗号化コ
ア部５１５の実行が終了してから連鎖値レジスタ５１２
に次演算用の連鎖値がセットされるまでの時間を１サイ
クルと仮定している。
のＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の復号化のタイミングチ
ャートを示す。図６では、図５におけるデータ入力レジ
スタ５１１および連鎖値レジスタ５１２から暗号化コア
部５１５に到達するまでの時間を１サイクル、暗号化コ
ア部５１５の実行時間を８サイクル、そして、暗号化コ
ア部５１５の実行が終了してから連鎖値レジスタ５１２
に次演算用の連鎖値がセットされるまでの時間を１サイ
クルと仮定している。
【００１１】従来の実施形態では、ＣＢＣ，ＣＦＢ，Ｏ
ＦＢ方式のいずれの復号化の場合でも、データ入力レジ
スタ５１１に暗号文データＤ０、連鎖値レジスタ５１１
に初期ベクトルＣ０をセットし、入力データ生成部５１
を経て暗号化コア部５１５の実行を開始する。その後、
暗号化コア部５１５の実行が終了し、暗号化コア部５１
５から出力データＥ０が出力されると、出力データ・次
演算用連鎖値生成部５１６により、平文データＡＯを出
力するとともに、次の連鎖値Ｃ１を連鎖値レジスタ５１
２にセットし、これと前後してデータ入力レジスタ５１
１にセットされた次のデータＤ１に対する暗号化コア部
５１５の実行を開始する。この結果、平文データの出力
間隔は１０サイクルとなり、図５における暗号化コア部
５１５の実行の前後処理を効率化しても、暗号化コア部
５１５の実行時間より高速なスループットを達成できな
い。
ＦＢ方式のいずれの復号化の場合でも、データ入力レジ
スタ５１１に暗号文データＤ０、連鎖値レジスタ５１１
に初期ベクトルＣ０をセットし、入力データ生成部５１
を経て暗号化コア部５１５の実行を開始する。その後、
暗号化コア部５１５の実行が終了し、暗号化コア部５１
５から出力データＥ０が出力されると、出力データ・次
演算用連鎖値生成部５１６により、平文データＡＯを出
力するとともに、次の連鎖値Ｃ１を連鎖値レジスタ５１
２にセットし、これと前後してデータ入力レジスタ５１
１にセットされた次のデータＤ１に対する暗号化コア部
５１５の実行を開始する。この結果、平文データの出力
間隔は１０サイクルとなり、図５における暗号化コア部
５１５の実行の前後処理を効率化しても、暗号化コア部
５１５の実行時間より高速なスループットを達成できな
い。
【００１２】このように、従来は、あるデータブロック
が後続のデータブロックの暗号化／復号化に影響を与え
るＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の場合、いずれも一律に
暗号化コア部での実行後、次のデータのための連鎖値を
生成しており、データのスループットを向上させるのに
限界があった。
が後続のデータブロックの暗号化／復号化に影響を与え
るＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の場合、いずれも一律に
暗号化コア部での実行後、次のデータのための連鎖値を
生成しており、データのスループットを向上させるのに
限界があった。
【００１３】ところで、ＣＢＣ，ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の
復号化において、次演算用連鎖値の生成に暗号化コア部
の出力データを必要とするのはＯＦＢ方式だけであり、
ＣＢＣおよびＣＦＢ方式では、入力データおよび／また
は前の連鎖値から次演算用の連鎖値を生成するアルゴリ
ズムを用いており、連鎖値の生成に、暗号化コア部の出
力データは不要である。
復号化において、次演算用連鎖値の生成に暗号化コア部
の出力データを必要とするのはＯＦＢ方式だけであり、
ＣＢＣおよびＣＦＢ方式では、入力データおよび／また
は前の連鎖値から次演算用の連鎖値を生成するアルゴリ
ズムを用いており、連鎖値の生成に、暗号化コア部の出
力データは不要である。
【００１４】本発明は、上記ＣＢＣ，ＣＦＢ方式のアル
ゴリズムに着目するものであり、その目的は、ＣＢＣ，
ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の暗号化／復号化の内、ＣＢＣおよ
びＣＦＢ方式の復号化において、データのスループット
を向上させる処理方法および装置を提供することにあ
る。
ゴリズムに着目するものであり、その目的は、ＣＢＣ，
ＣＦＢ，ＯＦＢ方式の暗号化／復号化の内、ＣＢＣおよ
びＣＦＢ方式の復号化において、データのスループット
を向上させる処理方法および装置を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＤＥＳ暗号機
構などのＣＢＣ，ＣＦＢモードの復号化において、ある
暗号データの復号化時に、次の暗号データの復号化に必
要な連鎖値を先行して生成することを主要な特徴とする
ものである。これにより、１つ以上のＤＥＳ演算器で、
データの連続的な復号化、あるいは同時に複数のデータ
の復号化が可能になり、データのスループットを向上で
きる。一般に、次のデータの復号化用の連鎖値の生成時
間は１６段からなるＤＥＳ暗号化段の実行時間より非常
に小さい。このため、適切なタイミングで連鎖値を生成
することにより、１つのＤＥＳ演算器で１度に１つの復
号化を処理できる場合、例えば２つのＤＥＳ演算器で２
倍のスループットを確保することができる。
構などのＣＢＣ，ＣＦＢモードの復号化において、ある
暗号データの復号化時に、次の暗号データの復号化に必
要な連鎖値を先行して生成することを主要な特徴とする
ものである。これにより、１つ以上のＤＥＳ演算器で、
データの連続的な復号化、あるいは同時に複数のデータ
の復号化が可能になり、データのスループットを向上で
きる。一般に、次のデータの復号化用の連鎖値の生成時
間は１６段からなるＤＥＳ暗号化段の実行時間より非常
に小さい。このため、適切なタイミングで連鎖値を生成
することにより、１つのＤＥＳ演算器で１度に１つの復
号化を処理できる場合、例えば２つのＤＥＳ演算器で２
倍のスループットを確保することができる。
【００１６】さらに、本発明はＤＥＳ暗号機構に限ら
ず、次演算用連鎖値の生成に暗号化コア部の出力データ
を必要としないＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式などの動作
モードを有するあらゆる暗号機構において、適用するこ
とができる。
ず、次演算用連鎖値の生成に暗号化コア部の出力データ
を必要としないＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式などの動作
モードを有するあらゆる暗号機構において、適用するこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面により説明する。図１にＣＢＣ方式でのデータ
暗号化／復号化の概念図を示す。図１の（Ａ）に示すよ
うに、ＣＢＣ方式の暗号化は、平文データＡ１０１が入
力されると、該平文データＡ１０１は初期ベクトル（連
鎖値の初期化）１７１とＸＯＲ（排他的論理和）１５１
がとられ、その出力データ１６１が暗号化コア部１１
１、すなわち１６段からなるＤＥＳ暗号化段に入力され
て暗号化される。暗号化コア部１１１から出力されたデ
ータは、暗号文データＡ１２１であると同時に、次の平
文データＢ１０２を暗号化するための連鎖値１７２とな
る。平文データＢ１０２は該連鎖値１７２とＸＯＲ１５
２がとられ、その出力データ１０２が暗号化コア部１１
２に入力され、該暗号化コア部１１２の出力データは暗
号文データＢ１１２であると同時に、次の平文データの
暗号化のための連鎖値１７３となる。以下、各平文デー
タについて同様の動作を繰り返す。
いて図面により説明する。図１にＣＢＣ方式でのデータ
暗号化／復号化の概念図を示す。図１の（Ａ）に示すよ
うに、ＣＢＣ方式の暗号化は、平文データＡ１０１が入
力されると、該平文データＡ１０１は初期ベクトル（連
鎖値の初期化）１７１とＸＯＲ（排他的論理和）１５１
がとられ、その出力データ１６１が暗号化コア部１１
１、すなわち１６段からなるＤＥＳ暗号化段に入力され
て暗号化される。暗号化コア部１１１から出力されたデ
ータは、暗号文データＡ１２１であると同時に、次の平
文データＢ１０２を暗号化するための連鎖値１７２とな
る。平文データＢ１０２は該連鎖値１７２とＸＯＲ１５
２がとられ、その出力データ１０２が暗号化コア部１１
２に入力され、該暗号化コア部１１２の出力データは暗
号文データＢ１１２であると同時に、次の平文データの
暗号化のための連鎖値１７３となる。以下、各平文デー
タについて同様の動作を繰り返す。
【００１８】一方、ＣＢＣ方式の復号化では、図１の
（Ｂ）に示すように、暗号文データＡ１２１は、暗号化
コア部１３１に入力される。暗号化コア部１３１から出
力されたデータは、初期ベクトル１９１とＸＯＲ１８１
をとられ、平文データＡ１４１として出力される。この
とき、入力された暗号文データＡ１２１は、次の暗号文
データＢ１２２を復号化するための連鎖値１９２として
利用される。暗号文データＢ１２２は、暗号化コア部１
３２に入力されて復号化され、その出力データは、連鎖
値１９２とＸＯＲ１８２をとられ、平文データＢ１４２
として出力される。このときも、暗号文データＢ１２２
は、次の暗号文データを復号化するための連鎖値１９３
として利用される。
（Ｂ）に示すように、暗号文データＡ１２１は、暗号化
コア部１３１に入力される。暗号化コア部１３１から出
力されたデータは、初期ベクトル１９１とＸＯＲ１８１
をとられ、平文データＡ１４１として出力される。この
とき、入力された暗号文データＡ１２１は、次の暗号文
データＢ１２２を復号化するための連鎖値１９２として
利用される。暗号文データＢ１２２は、暗号化コア部１
３２に入力されて復号化され、その出力データは、連鎖
値１９２とＸＯＲ１８２をとられ、平文データＢ１４２
として出力される。このときも、暗号文データＢ１２２
は、次の暗号文データを復号化するための連鎖値１９３
として利用される。
【００１９】以上のように、ＣＢＣ方式では、暗号化で
は処理時間の大きい暗号化コア部の出力データを、次の
暗号化で利用するため高速化が困難であるが、復号化で
は、暗号化コア部の出力データを次のデータの復号化で
利用しないため、処理時間の大きい暗号化コア部を並行
して実行することにより、データのスループットを向上
させることが可能になる。この際、複数の暗号化コア部
の実行は同時である必要はない。また、暗号化コア部が
一つの場合でも、該暗号化コア部を連続的に実行するこ
とにより、データのスループットが向上する。さらに、
暗号化コア部はＤＥＳ暗号化段である必要はなく、他の
暗号機構でもよい。これは次に示すＣＦＢ方式の場合で
も同様である。
は処理時間の大きい暗号化コア部の出力データを、次の
暗号化で利用するため高速化が困難であるが、復号化で
は、暗号化コア部の出力データを次のデータの復号化で
利用しないため、処理時間の大きい暗号化コア部を並行
して実行することにより、データのスループットを向上
させることが可能になる。この際、複数の暗号化コア部
の実行は同時である必要はない。また、暗号化コア部が
一つの場合でも、該暗号化コア部を連続的に実行するこ
とにより、データのスループットが向上する。さらに、
暗号化コア部はＤＥＳ暗号化段である必要はなく、他の
暗号機構でもよい。これは次に示すＣＦＢ方式の場合で
も同様である。
【００２０】図２にＣＦＢ方式でのデータ暗号化／復号
化の概念図を示す。図２の（Ａ）に示すように、ＣＦＢ
方式の暗号化においては、初期ベクトル（６４ビット）
２０１が暗号化コア部２０６の入力２２２となり、該暗
号化コア部２０６の出力上位ｎビット２２９と平文デー
タＡ（ｎビット）２０８とのＸＯＲ２１０がとれ、暗号
文データ（ｎビット）２１２として出力される。この暗
号文データＡ２１２のｎビットと初期ベクトル２０１の
下位（６４−ｎ）ビット２２１とがマージ２０４され
（２１２が下位ビット、２２１が上位ビットにマー
ジ）、次平文データを暗号化するための連鎖値（６４ビ
ット）２０２となる。該連鎖値２０２は暗号化コア部２
０７の入力２２６となり、該暗号化コア部２０７の出力
上位ｎビット２３０と平文データＢ（ｎビット）２０９
とのＸＯＲ２１１がとられ、暗号文データＢ（ｎビッ
ト）２１３として出力される。そして、この暗号文デー
タＢ２１３のｎビットと連鎖値２０２の下位（６４−
ｎ）２２５とがマージ２０５され、次平文データを暗号
化するための連鎖値（６４ビット）２０３となる。
化の概念図を示す。図２の（Ａ）に示すように、ＣＦＢ
方式の暗号化においては、初期ベクトル（６４ビット）
２０１が暗号化コア部２０６の入力２２２となり、該暗
号化コア部２０６の出力上位ｎビット２２９と平文デー
タＡ（ｎビット）２０８とのＸＯＲ２１０がとれ、暗号
文データ（ｎビット）２１２として出力される。この暗
号文データＡ２１２のｎビットと初期ベクトル２０１の
下位（６４−ｎ）ビット２２１とがマージ２０４され
（２１２が下位ビット、２２１が上位ビットにマー
ジ）、次平文データを暗号化するための連鎖値（６４ビ
ット）２０２となる。該連鎖値２０２は暗号化コア部２
０７の入力２２６となり、該暗号化コア部２０７の出力
上位ｎビット２３０と平文データＢ（ｎビット）２０９
とのＸＯＲ２１１がとられ、暗号文データＢ（ｎビッ
ト）２１３として出力される。そして、この暗号文デー
タＢ２１３のｎビットと連鎖値２０２の下位（６４−
ｎ）２２５とがマージ２０５され、次平文データを暗号
化するための連鎖値（６４ビット）２０３となる。
【００２１】このＣＦＢ方式の復号化においては、図２
の（Ｂ）に示すように、初期ベクトル（６４ビット）２
５１が暗号化コア部２５６の入力２７２となり、該暗号
化コア部２５６の出力上位ビット２７９と暗号文データ
Ａ（ｎビット）２５８のＸＯＲ２６０がとられ、平文デ
ータＡ（ｎビット）２６２として出力される。このと
き、暗号文データＡ２５８のｎビットと初期ベクトル２
５１の下位（６４−ｎ）ビット２７１とがマージ２５４
され、連鎖値（６４ビット）２５２が生成される。該連
鎖値２５２は暗号化コア部２５７の入力２７６となり、
該暗号化コア部２５７の出力上位ｎビット２８０と暗号
文データＢ（ｎビット）２５９とのＸＯＲ２６１がとら
れ、平文データＢ（ｎビット）２６３として出力され
る。このときも、暗号文データＢ２５９のｎビットと連
鎖値２５２の下位（６４−ｎ）ビット２７５とがマージ
２５５され、次の連鎖値（６４ビット）２５３が生成さ
れる。
の（Ｂ）に示すように、初期ベクトル（６４ビット）２
５１が暗号化コア部２５６の入力２７２となり、該暗号
化コア部２５６の出力上位ビット２７９と暗号文データ
Ａ（ｎビット）２５８のＸＯＲ２６０がとられ、平文デ
ータＡ（ｎビット）２６２として出力される。このと
き、暗号文データＡ２５８のｎビットと初期ベクトル２
５１の下位（６４−ｎ）ビット２７１とがマージ２５４
され、連鎖値（６４ビット）２５２が生成される。該連
鎖値２５２は暗号化コア部２５７の入力２７６となり、
該暗号化コア部２５７の出力上位ｎビット２８０と暗号
文データＢ（ｎビット）２５９とのＸＯＲ２６１がとら
れ、平文データＢ（ｎビット）２６３として出力され
る。このときも、暗号文データＢ２５９のｎビットと連
鎖値２５２の下位（６４−ｎ）ビット２７５とがマージ
２５５され、次の連鎖値（６４ビット）２５３が生成さ
れる。
【００２２】このＣＦＢ方式の復号化もＣＢＣの復号化
と同様のことが適用される。すなわち、暗号化において
は、暗号化コア部２０６の出力データ２２９がＸＯＲ、
マージ処理後，平文データＢの暗号化のたのために利用
される暗号化コア部２０７の入力データ２２６として利
用されるため、高速化が困難であるが、復号化の場合
は、暗号化コア部２５７の実行には、初期ベクトル２５
１および暗号文データＡ２５８のマージ結果を必要とす
るのみのため、暗号化コア部２５６を実行中に、次の暗
号文データＢ２５９に対する暗号化コア部２５７を実行
することにより、データのスループットを向上させるこ
とができる。この際、ＣＢＣ方式と同様に、複数の暗号
化コア部の実行は同時である必要はない。また、一つの
暗号化コア部を連続的に実行することでもよい。
と同様のことが適用される。すなわち、暗号化において
は、暗号化コア部２０６の出力データ２２９がＸＯＲ、
マージ処理後，平文データＢの暗号化のたのために利用
される暗号化コア部２０７の入力データ２２６として利
用されるため、高速化が困難であるが、復号化の場合
は、暗号化コア部２５７の実行には、初期ベクトル２５
１および暗号文データＡ２５８のマージ結果を必要とす
るのみのため、暗号化コア部２５６を実行中に、次の暗
号文データＢ２５９に対する暗号化コア部２５７を実行
することにより、データのスループットを向上させるこ
とができる。この際、ＣＢＣ方式と同様に、複数の暗号
化コア部の実行は同時である必要はない。また、一つの
暗号化コア部を連続的に実行することでもよい。
【００２３】図３に、本発明を適用したＤＥＳ暗号機構
のＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式の復号化の実施形態の構
成図を示す。本実施の形態ではＤＥＳ暗号機構は、２つ
のＤＥＳ演算器３１０と３２０より構成されるとする。
他にはＣＢＣとＣＦＢの動作モードを切り替えるなどの
制御部を具備するが、図３では省略してある。
のＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式の復号化の実施形態の構
成図を示す。本実施の形態ではＤＥＳ暗号機構は、２つ
のＤＥＳ演算器３１０と３２０より構成されるとする。
他にはＣＢＣとＣＦＢの動作モードを切り替えるなどの
制御部を具備するが、図３では省略してある。
【００２４】図３において、一方のＤＥＳ演算器３１０
はデータ入力レジスタ３１１、連鎖値レジスタ３１２、
入力データ生成部３１３、次演算用連鎖値生成部３１
４、暗号化コア部３１５、出力データ生成部３１６で構
成される。他方のＤＥＳ演算器３２０の構成も、ＤＥＳ
演算器３１０とまったく同様である。ＤＥＳ演算器３１
０の次演算用連鎖値生成部３１４の出力３３０はＤＥＳ
演算器３２０の連鎖値レジスタ３２２の入力となり、Ｄ
ＥＳ演算器３２０の次演算用連鎖値生成部３２４の出力
３３１はＤＥＳ演算器３１０の連鎖値レジスタ３１２の
入力となる。各々のＤＥＳ演算器３１０、３２０の暗号
化コア部３１５は１６段からなるＤＥＳ暗号化段により
構成されている。
はデータ入力レジスタ３１１、連鎖値レジスタ３１２、
入力データ生成部３１３、次演算用連鎖値生成部３１
４、暗号化コア部３１５、出力データ生成部３１６で構
成される。他方のＤＥＳ演算器３２０の構成も、ＤＥＳ
演算器３１０とまったく同様である。ＤＥＳ演算器３１
０の次演算用連鎖値生成部３１４の出力３３０はＤＥＳ
演算器３２０の連鎖値レジスタ３２２の入力となり、Ｄ
ＥＳ演算器３２０の次演算用連鎖値生成部３２４の出力
３３１はＤＥＳ演算器３１０の連鎖値レジスタ３１２の
入力となる。各々のＤＥＳ演算器３１０、３２０の暗号
化コア部３１５は１６段からなるＤＥＳ暗号化段により
構成されている。
【００２５】なお、図３では、ＤＥＳ演算器は２つとな
っているが、３つ以上でも良く、また、データ入力レジ
スタ３１１と連鎖値レジスタ３１２の値を保持する機構
を持てば、ＤＥＳ演算器はパイプライン構造を持つなど
して、あるＤＥＳ暗号演算実行中に、次のＤＥＳ暗号演
算が実行可能な１つのＤＥＳ演算器でもかまわない。ま
た、データのスループットは少し縮退するが、単純に一
つのＤＥＳ演算器で暗号化コア部を連続動作とすること
でもよい。さらに、暗号機構は、ＤＥＳ暗号機構である
必要はなく、ＣＢＣおよびＣＦＢ方式を有するあらゆる
暗号機構に適用される。
っているが、３つ以上でも良く、また、データ入力レジ
スタ３１１と連鎖値レジスタ３１２の値を保持する機構
を持てば、ＤＥＳ演算器はパイプライン構造を持つなど
して、あるＤＥＳ暗号演算実行中に、次のＤＥＳ暗号演
算が実行可能な１つのＤＥＳ演算器でもかまわない。ま
た、データのスループットは少し縮退するが、単純に一
つのＤＥＳ演算器で暗号化コア部を連続動作とすること
でもよい。さらに、暗号機構は、ＤＥＳ暗号機構である
必要はなく、ＣＢＣおよびＣＦＢ方式を有するあらゆる
暗号機構に適用される。
【００２６】最初、ＣＢＣ方式の復号化の場合の動作に
ついて説明する。まず、ＤＥＳ演算器３１０のデータ入
力レジスタ３１１に暗号文データ３０１および連鎖値レ
ジスタ３１２に初期ベクトル３０２がセットされる。Ｃ
ＢＣ方式では、データ入力レジスタ３１１の暗号文デー
タが入力データ生成部３１３で選択されて暗号化コア部
３１５の入力となる。該暗号化コア部３１５での復号化
終了後、出力データ生成部３１６において、該暗号化コ
ア部３１３の出力データと連鎖値レジスタ３１２の値か
ら平文データ３０４が生成される。ここで、データ入力
レジスタ３１１の暗号文データは次演算用連鎖値生成部
３１４にも入力され、該次演算用連鎖値生成部３１４に
より、暗号化コア部３１５においてデータの復号化が実
行さる前または実行中に、次の演算用の連鎖値３３０が
生成され、ＤＥＳ演算器３２０内に存在する連鎖値レジ
スタ３２２にセットされる。次の暗号文データ３０３
は、該ＤＥＳ演算器３２０内のデータ入力レジスタ３２
１にセットされ、これが入力データ生成部３２３で選択
されて暗号化コア部３２５の入力となる。該暗号化コア
部３２５の出力データと連鎖値レジスタ３２２の値か
ら、出力データ生成部３２６において平文データ３０５
が生成される。このＤＥＳ演算器３２０でも、暗号化コ
ア部３１５でデータの復号化が実行される前または実行
中に、次演算用連鎖値生成部３２４において、データ入
力レジスタ３２１にセットされた暗号文データから次の
演算用の連鎖値３３１が生成され、ＤＥＳ演算器３１０
の連鎖値レジスタ３１２にセットされる。この時、ＤＥ
Ｓ演算器３１０内のデータ入力レジスタ３１１には、次
の暗号文データがセットされている。そして、これ以降
同様の動作を繰り返すことになる。
ついて説明する。まず、ＤＥＳ演算器３１０のデータ入
力レジスタ３１１に暗号文データ３０１および連鎖値レ
ジスタ３１２に初期ベクトル３０２がセットされる。Ｃ
ＢＣ方式では、データ入力レジスタ３１１の暗号文デー
タが入力データ生成部３１３で選択されて暗号化コア部
３１５の入力となる。該暗号化コア部３１５での復号化
終了後、出力データ生成部３１６において、該暗号化コ
ア部３１３の出力データと連鎖値レジスタ３１２の値か
ら平文データ３０４が生成される。ここで、データ入力
レジスタ３１１の暗号文データは次演算用連鎖値生成部
３１４にも入力され、該次演算用連鎖値生成部３１４に
より、暗号化コア部３１５においてデータの復号化が実
行さる前または実行中に、次の演算用の連鎖値３３０が
生成され、ＤＥＳ演算器３２０内に存在する連鎖値レジ
スタ３２２にセットされる。次の暗号文データ３０３
は、該ＤＥＳ演算器３２０内のデータ入力レジスタ３２
１にセットされ、これが入力データ生成部３２３で選択
されて暗号化コア部３２５の入力となる。該暗号化コア
部３２５の出力データと連鎖値レジスタ３２２の値か
ら、出力データ生成部３２６において平文データ３０５
が生成される。このＤＥＳ演算器３２０でも、暗号化コ
ア部３１５でデータの復号化が実行される前または実行
中に、次演算用連鎖値生成部３２４において、データ入
力レジスタ３２１にセットされた暗号文データから次の
演算用の連鎖値３３１が生成され、ＤＥＳ演算器３１０
の連鎖値レジスタ３１２にセットされる。この時、ＤＥ
Ｓ演算器３１０内のデータ入力レジスタ３１１には、次
の暗号文データがセットされている。そして、これ以降
同様の動作を繰り返すことになる。
【００２７】次に、ＣＦＢ方式の復号化の場合の動作に
ついて説明する。まず、ＤＥＳ演算器３１０のデータ入
力レジスタ３１１に暗号文データ３０１および連鎖値レ
ジスタ３１２に初期ベクトル３０２がセットされる。Ｃ
ＦＢ方式では、連鎖値レジスタ３１２の値が入力データ
生成部３１３で選択されて暗号化コア部３１５の入力と
なり、出力データ生成部３１６において、該暗号化コア
部３１５の出力データとデータ入力レジスタ３１１の暗
号文データから平文データ３０４が生成される。ＣＦＢ
方式でも、データ入力レジスタ３１１の暗号文データお
よび連鎖値レジスタ３１２にセットされた値から、次演
算用連鎖値生成部３１４により、暗号化コア部３１５に
おいてデータの復号化が実行さる前または実行中に、次
の演算用の連鎖値３３０が生成され、ＤＥＳ演算器３２
０内に存在する連鎖値レジスタ３２２にセットされる。
これと前後して、該ＤＥＳ演算器３２０内のデータ入力
レジスタ３０３には、次の暗号文データ３０３がセット
される。ＤＥＳ演算器３２０では、連鎖値レジスタ３２
２の値が入力データ生成部３２３で選択されて暗号化コ
ア部３２５の入力となり、出力データ生成部３２６にお
いて、該暗号化コア部３２５の出力データとデータ入力
レジスタ３２１の暗号文データから平文データ３０５が
生成される。このＤＥＳ演算器３２０でも、暗号化コア
部３２５でデータの復号化が実行される前または実行中
に、次演算用連鎖値生成部３２４において、データ入力
レジスタ３２１と連鎖値レジスタ３２２にセットされた
値から次の演算用の連鎖値３３１が生成され、ＤＥＳ演
算器３１０内の連鎖値レジスタ３１２にセットされる。
そして、これ以降同様の動作を繰り返すことになる。
ついて説明する。まず、ＤＥＳ演算器３１０のデータ入
力レジスタ３１１に暗号文データ３０１および連鎖値レ
ジスタ３１２に初期ベクトル３０２がセットされる。Ｃ
ＦＢ方式では、連鎖値レジスタ３１２の値が入力データ
生成部３１３で選択されて暗号化コア部３１５の入力と
なり、出力データ生成部３１６において、該暗号化コア
部３１５の出力データとデータ入力レジスタ３１１の暗
号文データから平文データ３０４が生成される。ＣＦＢ
方式でも、データ入力レジスタ３１１の暗号文データお
よび連鎖値レジスタ３１２にセットされた値から、次演
算用連鎖値生成部３１４により、暗号化コア部３１５に
おいてデータの復号化が実行さる前または実行中に、次
の演算用の連鎖値３３０が生成され、ＤＥＳ演算器３２
０内に存在する連鎖値レジスタ３２２にセットされる。
これと前後して、該ＤＥＳ演算器３２０内のデータ入力
レジスタ３０３には、次の暗号文データ３０３がセット
される。ＤＥＳ演算器３２０では、連鎖値レジスタ３２
２の値が入力データ生成部３２３で選択されて暗号化コ
ア部３２５の入力となり、出力データ生成部３２６にお
いて、該暗号化コア部３２５の出力データとデータ入力
レジスタ３２１の暗号文データから平文データ３０５が
生成される。このＤＥＳ演算器３２０でも、暗号化コア
部３２５でデータの復号化が実行される前または実行中
に、次演算用連鎖値生成部３２４において、データ入力
レジスタ３２１と連鎖値レジスタ３２２にセットされた
値から次の演算用の連鎖値３３１が生成され、ＤＥＳ演
算器３１０内の連鎖値レジスタ３１２にセットされる。
そして、これ以降同様の動作を繰り返すことになる。
【００２８】図３において、データ入力レジスタ３１１
および連鎖値レジスタ３１２から次演算用連鎖値３１４
を経由して連鎖値レジスタ３２２にいたる経路、同様
に、データ入力レジスタ３２１や連鎖値レジスタ３２２
から次演算用連鎖値生成部３２４を経由して連鎖値レジ
スタ３１２にいたる経路にかかる時間は、非常に複雑な
演算を実行する暗号化コア部３１５、３２５の実行時間
と比較して充分に小さい。したがって、各々のデータ入
力レジスタ３１１、３２１および連鎖値レジスタ３１
２、３２２にデータを適切なタイミングでセットするこ
とにより、ＤＥＳ演算器３１０、３２０とも常に並列に
演算を実行している状態にすることが可能である。
および連鎖値レジスタ３１２から次演算用連鎖値３１４
を経由して連鎖値レジスタ３２２にいたる経路、同様
に、データ入力レジスタ３２１や連鎖値レジスタ３２２
から次演算用連鎖値生成部３２４を経由して連鎖値レジ
スタ３１２にいたる経路にかかる時間は、非常に複雑な
演算を実行する暗号化コア部３１５、３２５の実行時間
と比較して充分に小さい。したがって、各々のデータ入
力レジスタ３１１、３２１および連鎖値レジスタ３１
２、３２２にデータを適切なタイミングでセットするこ
とにより、ＤＥＳ演算器３１０、３２０とも常に並列に
演算を実行している状態にすることが可能である。
【００２９】この様に複数の演算器を持つことによりス
ケーラブルにデータのスループットを向上することが可
能である。また、次演算用連鎖値生成部３１４、３２４
は従来の方式においてもその機構自体は必要なため、複
数のＤＥＳ演算器を持つＤＥＳ暗号機構においては、従
来の方式に対して３３０および３３１の経路およびそれ
を制御するための機構のみを追加することにより実現可
能である。
ケーラブルにデータのスループットを向上することが可
能である。また、次演算用連鎖値生成部３１４、３２４
は従来の方式においてもその機構自体は必要なため、複
数のＤＥＳ演算器を持つＤＥＳ暗号機構においては、従
来の方式に対して３３０および３３１の経路およびそれ
を制御するための機構のみを追加することにより実現可
能である。
【００３０】図４に、図３の本発明の実施形態を適用し
たＤＥＳ暗号機構の動作タイミングチャートの一例とし
て、ＣＢＣ方式の復号化の場合を示す。図４では、図３
におけるデータ入力レジスタ３１１，３２１および連鎖
値レジスタ３１２，３２２から暗号化コア部３１５，３
２５に到達するまでの時間を１サイクル、暗号化コア部
３１５，３２５の実行時間を８サイクル、そして、デー
タ入力レジスタ３１１、３２１から次演算用連鎖値生成
部３１４、３２４を経て、連鎖値レジスタ３２２、３１
２に次の演算用連鎖値がセットされるまでの時間を１サ
イクルと仮定している。なお、ＣＦＢ方式の復号化に関
しても同様のタイミングで実行できる。
たＤＥＳ暗号機構の動作タイミングチャートの一例とし
て、ＣＢＣ方式の復号化の場合を示す。図４では、図３
におけるデータ入力レジスタ３１１，３２１および連鎖
値レジスタ３１２，３２２から暗号化コア部３１５，３
２５に到達するまでの時間を１サイクル、暗号化コア部
３１５，３２５の実行時間を８サイクル、そして、デー
タ入力レジスタ３１１、３２１から次演算用連鎖値生成
部３１４、３２４を経て、連鎖値レジスタ３２２、３１
２に次の演算用連鎖値がセットされるまでの時間を１サ
イクルと仮定している。なお、ＣＦＢ方式の復号化に関
しても同様のタイミングで実行できる。
【００３１】ＣＢＣ方式の復号化では、まず、ＤＥＳ演
算器３１０にて、データ入力レジスタ３１１に暗号文デ
ータＤ０、連鎖値レジスタ３１２に初期化ベクトルＣ０
をセットし、Ｄ０を入力データ生成部３１３を経由して
暗号化コア部３１５に入力し、暗号化コア部３１５の実
行を開始する。そして、暗号化コア部３１５の実行が終
了すると、該暗号化コア部３１５から出力されたデータ
Ｅ０と連鎖値レジスタ３１２の値Ｃ０から、出力データ
生成部３１６において平文データＡ０が生成される。こ
れと並行して、ＤＥＳ演算器３１０では、暗号化コア部
３１５の実行中に、データ入力レジスタ３１１のＤ０を
次の暗号文データＤ１用の連鎖値Ｃ１として、次演算用
連鎖値生成部３１４よりＤＥＳ演算器３２０の連鎖値レ
ジスタ３２２にセットする。
算器３１０にて、データ入力レジスタ３１１に暗号文デ
ータＤ０、連鎖値レジスタ３１２に初期化ベクトルＣ０
をセットし、Ｄ０を入力データ生成部３１３を経由して
暗号化コア部３１５に入力し、暗号化コア部３１５の実
行を開始する。そして、暗号化コア部３１５の実行が終
了すると、該暗号化コア部３１５から出力されたデータ
Ｅ０と連鎖値レジスタ３１２の値Ｃ０から、出力データ
生成部３１６において平文データＡ０が生成される。こ
れと並行して、ＤＥＳ演算器３１０では、暗号化コア部
３１５の実行中に、データ入力レジスタ３１１のＤ０を
次の暗号文データＤ１用の連鎖値Ｃ１として、次演算用
連鎖値生成部３１４よりＤＥＳ演算器３２０の連鎖値レ
ジスタ３２２にセットする。
【００３２】ＤＥＳ演算器３２０では、連鎖値レジスタ
３２２に値Ｃ１がセットされるのと前後してデータ入力
レジスタ３２１に次の暗号文データＤ１がセットされ
る。このデータ入力レジスタ３２１のＤ１が入力データ
生成部３２３を経由して暗号化コア部３２５に入力さ
れ、ＤＥＳ演算器３２０でも、ＤＥＳ演算器３１０にお
ける値Ｄ０に対する暗号化コア部３１５の実行とオーバ
ラップして、該Ｄ１に対する暗号化コア部３２５の実行
を開始する。そして、暗号化コア部３２５の実行が終了
すると、その出力データＥ１と連鎖値レジスタ３２２の
値Ｃ１から、出力データ生成部３２６において平文デー
タＡ１が生成される。これと並行して、ＤＥＳ演算器３
２０でも、暗号化コア部３２５の実行中に、データ入力
レジスタ３２１のＤ１を、その次の平文データＤ２用の
連鎖値Ｃ２として、次演算用連鎖値生成部３２４よりＤ
ＥＳ演算器３１０の連鎖値レジスタ３１２にセットす
る。
３２２に値Ｃ１がセットされるのと前後してデータ入力
レジスタ３２１に次の暗号文データＤ１がセットされ
る。このデータ入力レジスタ３２１のＤ１が入力データ
生成部３２３を経由して暗号化コア部３２５に入力さ
れ、ＤＥＳ演算器３２０でも、ＤＥＳ演算器３１０にお
ける値Ｄ０に対する暗号化コア部３１５の実行とオーバ
ラップして、該Ｄ１に対する暗号化コア部３２５の実行
を開始する。そして、暗号化コア部３２５の実行が終了
すると、その出力データＥ１と連鎖値レジスタ３２２の
値Ｃ１から、出力データ生成部３２６において平文デー
タＡ１が生成される。これと並行して、ＤＥＳ演算器３
２０でも、暗号化コア部３２５の実行中に、データ入力
レジスタ３２１のＤ１を、その次の平文データＤ２用の
連鎖値Ｃ２として、次演算用連鎖値生成部３２４よりＤ
ＥＳ演算器３１０の連鎖値レジスタ３１２にセットす
る。
【００３３】ＤＥＳ演算器３１０では、連鎖値レジスタ
３２２に値Ｃ２がセットされる前後して、データ入力レ
ジスタ３１１にその次の暗号文データＤ２がセットさ
れ、ＤＥＳ演算器３２０の暗号化コア部３２５の実行と
オーバラップして、再び暗号化コア部３１５の実行を開
始する。以下、上記と同様の処理が繰り返されることに
なる。
３２２に値Ｃ２がセットされる前後して、データ入力レ
ジスタ３１１にその次の暗号文データＤ２がセットさ
れ、ＤＥＳ演算器３２０の暗号化コア部３２５の実行と
オーバラップして、再び暗号化コア部３１５の実行を開
始する。以下、上記と同様の処理が繰り返されることに
なる。
【００３４】図４から明らかなように、本発明を適用
し、２つのＤＥＳ演算器を用いて次演算用の連鎖値を先
行して生成することにより、暗号化コア部実行時間であ
る８サイクルより短い５サイクルピッチの平文データ出
力間隔でデータの復号化を実行することが可能になる。
さらに、図３における暗号化コア部３１５，３２５の前
後処理を改善し、暗号化コア部３１５，３２５を同じ８
サイクルピッチで実行することを可能にした場合、２つ
のＤＥＳ演算器３１０，３２０をもちいて最高４サイク
ルピッチのデータ復号化が可能になる。
し、２つのＤＥＳ演算器を用いて次演算用の連鎖値を先
行して生成することにより、暗号化コア部実行時間であ
る８サイクルより短い５サイクルピッチの平文データ出
力間隔でデータの復号化を実行することが可能になる。
さらに、図３における暗号化コア部３１５，３２５の前
後処理を改善し、暗号化コア部３１５，３２５を同じ８
サイクルピッチで実行することを可能にした場合、２つ
のＤＥＳ演算器３１０，３２０をもちいて最高４サイク
ルピッチのデータ復号化が可能になる。
【００３５】図７に、従来と本発明におけるＤＥＳ暗号
機構のＣＢＣ／ＣＦＢ方式の復号化の処理ステージの遷
移図を並ベて示す。従来方式および本発明方式における
各処理ステージとＤＥＳ暗号機構の各部の対応は図８に
示す通りである。
機構のＣＢＣ／ＣＦＢ方式の復号化の処理ステージの遷
移図を並ベて示す。従来方式および本発明方式における
各処理ステージとＤＥＳ暗号機構の各部の対応は図８に
示す通りである。
【００３６】従来のＣＢＣ、ＣＦＢ方式の復号化におい
ては（ＯＦＢ方式も同様）、まず、暗号文データＡに対
して、入力データ生成ステージ、暗号化コア部実行ス
テージ、出力データおよび連鎖値生成ステージと遷
移し、その後、生成された連鎖値を利用して、次の暗号
文データＢに対し、同様に入力データ生成ステージ、
暗号化コア部実行ステージ、出力データおよび連鎖値
生成ステージとシーケンシャルに遷移する。このた
め、平文データ出力間隔は、暗号化コア部実行時間以下
とすることは不可能である。
ては（ＯＦＢ方式も同様）、まず、暗号文データＡに対
して、入力データ生成ステージ、暗号化コア部実行ス
テージ、出力データおよび連鎖値生成ステージと遷
移し、その後、生成された連鎖値を利用して、次の暗号
文データＢに対し、同様に入力データ生成ステージ、
暗号化コア部実行ステージ、出力データおよび連鎖値
生成ステージとシーケンシャルに遷移する。このた
め、平文データ出力間隔は、暗号化コア部実行時間以下
とすることは不可能である。
【００３７】一方、本発明のＣＢＣ、ＣＦＢ方式の復号
化においては、暗号文データＡに対して、入力データ生
成ステージ、暗号化コア部実行ステージ、出力デー
タ生成−Ａと遷移するが、暗号化コア部実行ステージ
と並行に、次の暗号文データＢのための連鎖値生成ス
テージ−Ｂが実行される。そして、生成された連鎖値
を利用して、次の暗号文データＢに対する、入力データ
生成ステージ、暗号化コア部実行ステージ、出力デ
ータ生成ステージ−Ａが、暗号文データＡに対する処
理と並行に進行する。さらに、この暗号文データＢの暗
号化コア部実行ステージと並行に、次の暗号文データ
のための連鎖値生成ステージ−Ｂが実行される。この
ため、平文データ出力間隔は、暗号化コア部実行時間以
下とすることが可能である。また、暗号化コア部が一つ
の場合には、前の復号化の実行が終了したなら、直ちに
次の復号化を開始することにより、平文データ出力間隔
をほぼ暗号化コア部実行時間とすることが可能である。
化においては、暗号文データＡに対して、入力データ生
成ステージ、暗号化コア部実行ステージ、出力デー
タ生成−Ａと遷移するが、暗号化コア部実行ステージ
と並行に、次の暗号文データＢのための連鎖値生成ス
テージ−Ｂが実行される。そして、生成された連鎖値
を利用して、次の暗号文データＢに対する、入力データ
生成ステージ、暗号化コア部実行ステージ、出力デ
ータ生成ステージ−Ａが、暗号文データＡに対する処
理と並行に進行する。さらに、この暗号文データＢの暗
号化コア部実行ステージと並行に、次の暗号文データ
のための連鎖値生成ステージ−Ｂが実行される。この
ため、平文データ出力間隔は、暗号化コア部実行時間以
下とすることが可能である。また、暗号化コア部が一つ
の場合には、前の復号化の実行が終了したなら、直ちに
次の復号化を開始することにより、平文データ出力間隔
をほぼ暗号化コア部実行時間とすることが可能である。
【００３８】以上のことから、複数のＤＥＳ演算器を搭
載している暗号機構においては、ほとんどハードウェア
資源を浪費すること無くＤＥＳ演算器の数に比例して、
ＣＢＣおよびＣＦＢ方式のデータ復号化の高速化を実現
でき、また、ＤＥＳ演算器を追加することにより、スケ
ーラブルな高速化が期待できる。また、ＤＥＳ演算器が
一つでも、出力データ・連鎖値生成時間を無視できるた
め、その分高速化が期待できる。
載している暗号機構においては、ほとんどハードウェア
資源を浪費すること無くＤＥＳ演算器の数に比例して、
ＣＢＣおよびＣＦＢ方式のデータ復号化の高速化を実現
でき、また、ＤＥＳ演算器を追加することにより、スケ
ーラブルな高速化が期待できる。また、ＤＥＳ演算器が
一つでも、出力データ・連鎖値生成時間を無視できるた
め、その分高速化が期待できる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、ＤＥＳ暗号機構におい
て、ＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式などの動作モードの高
速な復号化を実現することができる。さらに、本発明は
ＤＥＳ暗号機構に限らずＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式、
それに類似の方式を採用するあらゆる暗号機構におい
て、同様の効果を得ることができる。
て、ＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式などの動作モードの高
速な復号化を実現することができる。さらに、本発明は
ＤＥＳ暗号機構に限らずＣＢＣ方式およびＣＦＢ方式、
それに類似の方式を採用するあらゆる暗号機構におい
て、同様の効果を得ることができる。
【図１】ＣＢＣ方式の暗号化／復号化の概念図を示す。
【図２】ＣＦＢ方式の暗号化／復号化の概念図を示す。
【図３】本発明を適用したＤＥＳ暗号機構のＣＢＣ／Ｃ
ＦＢ方式の復号化装置の実施形態を示す。
ＦＢ方式の復号化装置の実施形態を示す。
【図４】本発明を適用したＤＥＳ暗号機構のＣＢＣ方式
の復号化のタイミングチャートを示す。
の復号化のタイミングチャートを示す。
【図５】従来のＤＥＳ暗号機構のＣＢＣ／ＣＦＢ／ＯＦ
Ｂ方式の復号化装置の実施形態を示す。
Ｂ方式の復号化装置の実施形態を示す。
【図６】従来のＤＥＳ暗号機構のＣＢＣ／ＣＦＢ／ＯＦ
Ｂ方式の復号化のタイミングチャートを示す。
Ｂ方式の復号化のタイミングチャートを示す。
【図７】従来と本発明における暗号データ復号化の処理
ステージの遷移を示す。
ステージの遷移を示す。
【図８】図７の処理ステージとＤＥＳ暗号機構の各部の
対応を示す。
対応を示す。
３１０，３２０ ＤＥＳ演算器 ３１１，３２１ データ入力レジスタ ３１２，３２２ 連鎖値レジスタ ３１３，３２３ 入力データ生成部 ３１４，３２４ 次演算用連鎖値生成部 ３１５，３２５ 暗号化コア部 ３１６，３２６ 出力データ生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 卓嗣 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 平山 直紀 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 Ｆターム(参考） 5J104 AA01 AA20 JA04 JA13 NA37
Claims (4)
- 【請求項１】 あるデータの暗号結果を次のデータを暗
号化するための連鎖値として、順次、データを暗号化し
ていく暗号方式における暗号データの復号化処理方法で
あって、 ある暗号データの復号化と並行に次の暗号データを復号
化するための連鎖値を生成し、該生成された連鎖値を使
用して次の暗号データの復号化を実行することを特徴と
する暗号データの復号化処理方法。 - 【請求項２】 前記連鎖値の生成は、ＣＢＣ（Ｃipher
Ｂlock Ｃhaining）方式では入力される暗号データから
生成し、ＣＦＢ（Ｃipher Ｆeedback）方式では入力さ
れる暗号データと初期ベクトルあるいは前段からの連鎖
値とから生成することを特徴とする請求項１記載の暗号
データの復号化処理方法。 - 【請求項３】 あるデータの暗号結果を次のデータを暗
号化するための連鎖値として、順次、データを暗号化し
ていく暗号方式における暗号データの復号化処理装置で
あって、 暗号データを保持する手段と、初期値あるいは生成され
た連鎖値を保持する手段と、連鎖値を使用して暗号デー
タを復号化する手段と、ある暗号データの復号化と並行
して次の暗号データを復号化するための連鎖値を生成す
る手段とを具備することを特徴とする暗号データの復号
化処理装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の暗号データの復号化処理
装置において、暗号データ保持手段、連鎖値保持手段、
復号化手段および連鎖値生成手段を複数組具備し、複数
の暗号化データの復号化を並列に実行することを特徴と
する暗号データの復号化処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09474499A JP3824121B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 暗号データの復号化処理方法および装置 |
| US09/540,268 US6732271B1 (en) | 1999-04-01 | 2000-03-31 | Method of deciphering ciphered data and apparatus for same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09474499A JP3824121B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 暗号データの復号化処理方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295212A true JP2000295212A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3824121B2 JP3824121B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=14118646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09474499A Expired - Fee Related JP3824121B2 (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 暗号データの復号化処理方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6732271B1 (ja) |
| JP (1) | JP3824121B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010055658A1 (ja) | 2008-11-13 | 2010-05-20 | パナソニック株式会社 | コンテンツ復号処理装置、コンテンツ復号処理方法及び集積回路 |
| US8121284B2 (en) | 2006-03-14 | 2012-02-21 | Nec Corporation | Information processing system, information processing method, and information processing program |
| US8527756B2 (en) | 2005-10-06 | 2013-09-03 | Cisco Technology, Inc. | Security device and building block functions |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002202719A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-07-19 | Sony Corp | 暗号化装置及び方法、復号装置及び方法、並びに記憶媒体 |
| JP2003050745A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Sony Corp | 情報処理装置、および情報処理方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2003223098A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-08 | Sony Corp | ブーリアン・マトリクスに基づく暗号化処理方法、および復号処理方法、並びにデータ通信システム |
| US20060034456A1 (en) * | 2002-02-01 | 2006-02-16 | Secure Choice Llc | Method and system for performing perfectly secure key exchange and authenticated messaging |
| US20030149876A1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Secure Choice Llc | Method and system for performing perfectly secure key exchange and authenticated messaging |
| US20040111626A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-10 | Doron Livny | Security processing of unlimited data size |
| WO2006115217A1 (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | プログラム変換装置及び秘密保持プログラム |
| GB2426673B (en) * | 2005-05-27 | 2010-02-10 | Sony Uk Ltd | Data processing apparatus for performing a cryptographic method |
| AU2006324920B2 (en) * | 2005-12-14 | 2010-08-12 | Nds Limited | Method and system for usage of block cipher encryption |
| US7428306B2 (en) * | 2006-04-18 | 2008-09-23 | International Business Machines Corporation | Encryption apparatus and method for providing an encrypted file system |
| EP2060051A4 (en) * | 2006-09-06 | 2012-07-25 | Sslnext Inc | METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING AN AUTHENTICATION SERVICE FOR INTERNET USERS |
| US8144875B2 (en) * | 2006-09-06 | 2012-03-27 | Paul McGough | Method and system for establishing real-time authenticated and secured communications channels in a public network |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09233066A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-05 | Sony Corp | 暗号化／解読化方法および装置 |
| DE59708572D1 (de) * | 1996-09-03 | 2002-11-28 | Siemens Ag | Anordnung und verfahren zur kryptographischen bearbeitung eines digitalen datenstroms, der eine beliebige anzahl von daten aufweist |
| TW375721B (en) * | 1998-06-17 | 1999-12-01 | Ind Tech Res Inst | DES chip processor capable of executing data encryption standard (DES) operation |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP09474499A patent/JP3824121B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-31 US US09/540,268 patent/US6732271B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8527756B2 (en) | 2005-10-06 | 2013-09-03 | Cisco Technology, Inc. | Security device and building block functions |
| US8121284B2 (en) | 2006-03-14 | 2012-02-21 | Nec Corporation | Information processing system, information processing method, and information processing program |
| WO2010055658A1 (ja) | 2008-11-13 | 2010-05-20 | パナソニック株式会社 | コンテンツ復号処理装置、コンテンツ復号処理方法及び集積回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3824121B2 (ja) | 2006-09-20 |
| US6732271B1 (en) | 2004-05-04 |
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