JP6730602B2 - 復号装置、暗号化装置、復号方法、暗号化方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、セキュリティ技術に関し、特に暗号鍵を制御する復号装置、暗号化装置、復号方法、暗号化方法、プログラムに関する。

通信のセキュリティを確保するために、データの暗号化がなされる。通信装置は、通信相手と共通の鍵テーブルを保持するとともに、所在しているエリアおよび現在時刻が属する期間を把握し、把握したエリアおよび期間において対応する鍵を鍵テーブルから取得する。また、通信装置は、取得した鍵を暗号化および復号に使用する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１４７０８５号公報

把握したエリアおよび期間をもとに鍵テーブルから鍵を取得する場合、決められた場所や時間で鍵の変更がなされる。そのため、鍵の切替えタイミングが特定されるおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な暗号鍵を設定する技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の復号装置は、暗号化装置に信号を出力する出力部と、暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、出力部が信号を出力した出力時刻に、暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻と、暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、当該データの復号処理を決定する復号部と、を備える。

本発明の別の態様もまた、復号装置である。この装置は、暗号化装置に信号を出力する出力部と、暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、出力部が信号を出力した出力時刻に、暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻をもとに取得した第１暗号鍵と、暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻をもとに取得した第２暗号鍵のうち、少なくとも一方の暗号鍵を用いて当該データを復号する復号部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、暗号化装置である。この装置は、復号装置から信号を受信する受信部と、受信部が信号を受信した受信時刻から、復号装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を減算した第１時刻と、復号装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を受信時刻から減算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、使用する暗号鍵を決定し、決定した暗号鍵を使用してデータを暗号化する暗号化部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、復号方法である。この方法は、復号装置に用いられる復号方法であって、暗号化装置に信号を出力するステップと、暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、信号を出力した出力時刻に、暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻と、暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、当該データの復号処理を決定するステップと、を含む。

本発明のさらに別の態様は、暗号化方法である。この方法は、暗号化装置に用いられる暗号化方法であって、復号装置から信号を受信するステップと、信号を受信した受信時刻から、復号装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を減算した第１時刻と、復号装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を受信時刻から減算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、使用する暗号鍵を決定し、決定した暗号鍵を使用してデータを暗号化するステップと、を含む。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、適切な暗号鍵を設定できる。

実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の暗号化装置と復号装置の構成を示す図である。 図２の記憶部に記憶されるテーブルのデータ構造を示す図である。 図２の暗号化装置と復号装置による処理手順を示すシーケンス図である。 図２の復号装置による復号手順を示すフローチャートである。 図２の復号装置による切替手順を示すフローチャートである。 実施例２に係る暗号化装置と復号装置による処理手順を示すシーケンス図である。 実施例２に係る暗号化装置の別の構成を示す図である。 実施例３に係る暗号化装置と復号装置の構成を示す図である。 図９の暗号化装置と復号装置による処理手順を示すシーケンス図である。 図９の暗号化装置と復号装置による別の処理手順を示すシーケンス図である。 実施例４に係る暗号化装置と復号装置による処理手順を示すシーケンス図である。 実施例４に係る暗号化装置と復号装置による別の処理手順を示すシーケンス図である。 実施例４に係る暗号化装置と復号装置によるさらに別の処理手順を示すシーケンス図である。 実施例４に係る復号装置による復号手順を示すフローチャートである。 実施例１の変形例の記憶部に記憶される期間テーブルのデータ構造を示す図である。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。実施例１は、送信装置と受信装置で構成される通信システムに関する。通信システムでは、通信のセキュリティを確保するために暗号化されたデータが伝送されるので、送信装置には暗号化装置が含まれ、受信装置には復号装置が含まれる。暗号化および復号において使用される暗号鍵が漏洩すると通信のセキュリティが確保されなくなるので、暗号鍵の漏洩を防止するために、暗号鍵は固定されず変更される方が好ましい。その際、予め決められた場所や時間の条件で暗号鍵を切り替えることなく、暗号鍵の切り替えのタイミングを第三者に特定されにくくすることが必要とされる。

これに対応するために本実施例における復号装置は、暗号化装置に応答を出力したタイミングからタイマを開始し、所定の期間が満了したときの時刻を取得すると、当該時刻に対応した暗号鍵を設定する。一方、暗号化装置は、復号装置からの応答を入力したタイミングからタイマを開始し、所定の期間が満了したときの時刻を取得すると、当該時刻に対応した暗号鍵を設定する。暗号化装置と復号装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻や電波時計の時刻を使用するので、両者において時刻は同期されている。

図１は、実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、送信装置１０、受信装置１２を含む。また、送信装置１０は、暗号化装置２０、通信部２２を含み、受信装置１２は、復号装置３０、通信部３２を含む。暗号化装置２０は、データに対して暗号化を実行し、通信部２２は、暗号化装置２０において暗号化されたデータを受信装置１２に送信する。また、通信部３２は、送信装置１０からのデータであって、かつ暗号化されたデータを受信し、復号装置３０は、通信部３２において受信したデータを復号する。このような送信装置１０と受信装置１２とは、複数回のデータの送受信で構成される「通信」処理を実行する。暗号化されたデータは、送信装置１０から受信装置１２の方向に送信されるが、それ以外の情報は、受信装置１２から送信装置１０の方向に送信されることもある。以下の説明では、暗号化装置２０と復号装置３０に着目する。

図２は、暗号化装置２０と復号装置３０の構成を示す。暗号化装置２０は、暗号化部４０、出力部４２、入力部４４、ＩＦ部４６、暗号鍵制御部４８、記憶部５０を含み、復号装置３０は、復号部６０、入力部６２、出力部６４、ＩＦ部６６、暗号鍵制御部６８、記憶部７０を含む。ここでは、説明を明瞭にするために、暗号化装置２０と復号装置３０は、直接接続されているが、実際には図１のように通信部２２、通信部３２を介して接続されている。

通信システム１００での通信が開始されると、暗号化装置２０のＩＦ部４６は、初回のデータを入力する。ＩＦ部４６は、初回のデータを暗号化部４０に出力する。暗号化部４０は、ＩＦ部４６から入力した初回のデータを暗号化する。ここでは、一例として、共通鍵方式が使用されており、暗号化部４０は、暗号鍵として、初回用の共通鍵Ｋ０でデータを暗号化する。共通鍵Ｋ０は、初回のデータ入力で毎回使用する暗号鍵であり、かつ予め定められた暗号鍵である。なお、「初回」のデータ入力か否かを復号装置３０に知らせるために、暗号化部４０は、「初回」のデータ入力であるか否かを示す情報をデータに含ませる。なお、「「初回」のデータ入力であるか否かを示す情報」は、暗号化されずに、「共通鍵Ｋ０で暗号化されたデータ」とは別フィールド（ヘッダ等）で、一緒に復号装置３０に出力される。

あるいは、暗号化装置２０と復号装置３０が共通のルールに基づいて、「初回」のデータであるか否かを判定してもよい。例えば、暗号化装置２０が前回データを送信してから所定時間経過後に新たなデータを送信する場合には、「初回」データの扱いとし、復号装置３０が前回データを入力してから所定時間経過後に、新たなデータを入力する場合に、「初回」データ扱いとするルールを用いればよい。暗号化部４０は、共通鍵Ｋ０で暗号化されたデータを出力部４２に出力し、出力部４２は、共通鍵Ｋ０で暗号化されたデータ（以下、「信号」という）を復号装置３０に出力する。

復号装置３０の入力部６２は、暗号化装置２０からの信号を入力する。前述のごとく、信号は、予め定められた暗号鍵である共通鍵Ｋ０により暗号化されている。入力部６２は、入力した信号を復号部６０に出力する。復号部６０は、入力部６２から入力した信号を復号する。その際、復号部６０は、信号から、「初回」のデータ入力であるか否かを示す情報を抽出し、当該情報により「初回」のデータ入力であることを認識するので、暗号鍵として、初回用の共通鍵Ｋ０で信号を復号する。復号部６０は、復号した信号をＩＦ部６６に出力するとともに、信号の入力を暗号鍵制御部６８に通知する。ＩＦ部６６は、復号された信号を出力する。暗号鍵制御部６８は、復号部６０からの通知を受けつけると、信号に対する応答（ＡＣＫ）を生成して出力部６４に出力するとともに、タイマを作動させる。出力部６４は、応答を暗号化装置２０に出力する。

暗号化装置２０の入力部４４は、復号装置３０からの応答を入力する。入力部４４は、応答の入力を暗号鍵制御部４８に通知する。暗号鍵制御部４８は、入力部４４からの通知を受けつけると、タイマを作動させる。暗号化装置２０の暗号鍵制御部４８と、復号装置３０の暗号鍵制御部６８は、タイマの作動が開始されてから所定の期間が満了するまで、タイマを作動させる。ここで、所定の期間は、暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８において共通に設定されており、固定値である。暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８は、所定の期間が満了したときの時刻を取得する。時刻には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の時刻や電波時計の時刻が使用される。

暗号化装置２０の記憶部５０と、復号装置３０の記憶部７０は、時刻と暗号鍵との対応関係が示されたテーブルを記憶する。図３は、記憶部５０、記憶部７０に記憶されるテーブルのデータ構造を示す。テーブルは、時刻欄２００、暗号鍵欄２０２を含む。時刻欄２００には、例えば、「Ｔ１〜Ｔ２」のような時刻の範囲が示される。この時刻は日付を含んでいても含んでいなくてもよい。また、暗号鍵欄２０２には、時刻の範囲に対応した暗号鍵が示される。暗号鍵は、例えば、共通鍵Ｋ１、Ｋ２のように示される。なお、共通鍵がテーブルに１００種類含まれている場合、時刻の日付・時間・分を整数値にして、それを１００で割った余りが時刻の範囲として示されてもよい。ここで、時刻の範囲の単位を適宜調整し、送信装置１０と受信装置１２との間の通信における伝送遅延による影響を受けにくくすることが望ましい。例えば、秒単位を無視して分単位で時刻の範囲が示される。図２に戻る。

暗号鍵制御部４８は、記憶部５０に記憶したテーブルから時刻（所定の期間が満了したときの時刻）をもとにして暗号鍵を取得し、暗号鍵制御部６８は、記憶部７０に記憶したテーブルから時刻（所定の期間が満了したときの時刻）をもとにして暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部４８は、取得した暗号鍵を暗号化部４０に設定させ、暗号鍵制御部６８は、取得した暗号鍵を復号部６０に設定させる。つまり、暗号鍵が切り替えられる。

暗号化装置２０のＩＦ部４６は、入力部４４が応答を入力してから所定の期間経過後に、データを入力する。ＩＦ部４６は、データを暗号化部４０に出力する。暗号化部４０は、暗号鍵制御部４８に設定された暗号鍵を使用して、データを暗号化する。暗号化部４０は、暗号鍵で暗号化されたデータを出力部４２に出力し、出力部４２は、暗号鍵で暗号化されたデータ（以下、これもまた「データ」という）を復号装置３０に出力する。

復号装置３０の入力部６２は、暗号化装置２０からのデータを入力する。入力部６２は、入力したデータを復号部６０に出力する。復号部６０は、出力部６４が応答を出力してから所定の期間経過後に、暗号化されたデータを入力した場合、暗号鍵制御部６８に設定された暗号鍵を使用して当該データを復号する。復号部６０は、復号したデータをＩＦ部６６に出力し、ＩＦ部６６は、復号されたデータを出力する。通信システム１００における通信が継続する限り、切り替えられた暗号鍵を使用した暗号化および復号が実行される。一方、通信システム１００における通信が終了すると、暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８は、タイマをリセットして、暗号鍵を共通鍵Ｋ０に戻す。

この構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による暗号化装置２０と復号装置３０の動作を説明する。図４は、暗号化装置２０と復号装置３０による処理手順を示すシーケンス図である。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ０で暗号化を実行する（Ｓ１０）。暗号化装置２０は信号を復号装置３０に出力する（Ｓ１２）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ０で復号を実行する（Ｓ１４）。復号装置３０は、応答を暗号化装置２０に出力する（Ｓ１６）。暗号化装置２０はタイマを開始する（Ｓ１８）とともに、復号装置３０はタイマを開始する（Ｓ２０）。暗号化装置２０において所定の期間が経過し（Ｓ２２）、復号装置３０において所定の期間が経過する（Ｓ２４）。暗号化装置２０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得し（Ｓ２６）、復号装置３０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得する（Ｓ２８）。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ１で暗号化を実行する（Ｓ３０）。暗号化装置２０はデータを復号装置３０に出力する（Ｓ３２）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ１で復号を実行する（Ｓ３４）。

図５は、復号装置３０による復号手順を示すフローチャートである。入力部６２は、信号あるいはデータを入力する（Ｓ５０）。入力が初回である場合（Ｓ５２のＹ）、復号部６０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ０を設定する（Ｓ５４）。復号部６０は、暗号鍵を使用して信号を復号する（Ｓ５６）。出力部６４は応答を出力する（Ｓ５８）。暗号鍵制御部６８はタイマを開始する（Ｓ６０）。入力が初回でない場合（Ｓ５２のＮ）、復号部６０は、時刻もとに取得した暗号鍵を使用してデータを復号する（Ｓ６２）。

図６は、復号装置３０による切替手順を示すフローチャートである。所定の期間が経過していなければ（Ｓ１００のＮ）、暗号鍵制御部６８は待機する。所定の期間が経過すれば（Ｓ１００のＹ）、暗号鍵制御部６８は現在時刻を取得する（Ｓ１０２）。暗号鍵制御部６８は現在時刻をもとに暗号鍵を切り替える（Ｓ１０４）。

本実施例によれば、応答を出力してから所定の期間を経過したときの時刻をもとに取得した暗号鍵を使用してデータを復号するので、暗号鍵の変更を意識せずに自動的に暗号鍵を変更できる。また、暗号鍵の変更を意識せずに自動的に暗号鍵が変更されるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、応答を出力してから所定の期間を経過したときの時刻をもとに取得した暗号鍵を使用してデータを復号するので、暗号鍵の切り替えのタイミングを第三者に特定されにくくできる。また、暗号鍵の切り替えのタイミングが第三者に特定されにくくなるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、初回の信号は、予め定められた暗号鍵によって暗号化されているので、処理を簡易にできる。また、時刻と暗号鍵との対応関係が示されたテーブルを記憶し、テーブルから時刻をもとにして暗号鍵を取得するので、処理を簡易にできる。また、所定の期間は固定値であるので、処理を簡易にできる。

また、応答を入力してから所定の期間を経過したときの時刻をもとに取得した暗号鍵を使用してデータを暗号化するので、暗号鍵の変更を意識せずに自動的に暗号鍵を変更できる。また、暗号鍵の変更を意識せずに自動的に暗号鍵が変更されるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、応答を入力してから所定の期間を経過したときの時刻をもとに取得した暗号鍵を使用してデータを暗号化するので、暗号鍵の切り替えのタイミングを第三者に特定されにくくできる。また、暗号鍵の切り替えのタイミングが第三者に特定されにくくなるので、適切な暗号鍵を設定できる。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様の通信システムに関し、送信装置には暗号化装置が含まれ、受信装置には復号装置が含まれる。ここでは、復号装置と暗号化装置との間の伝送遅延の影響をさらに低減することを目的とする。実施例２の復号装置は、タイマを作動させた時刻である開始時刻を暗号化装置に出力し、暗号化装置は、復号装置から入力した開始時刻と、自らのタイマの開始時刻との差異を考慮した時刻で暗号鍵を選択する。実施例２に係る通信システム１００は図１と同様のタイプであり、暗号化装置２０、復号装置３０は図２と同様のタイプである。ここでは実施例１との差異を中心に説明する。

復号装置３０の入力部６２は、暗号化装置２０からの信号を入力する。復号部６０は、入力部６２から入力した信号を初回用の共通鍵Ｋ０で復号する。復号部６０は、復号した信号をＩＦ部６６に出力するとともに、信号の入力を暗号鍵制御部６８に通知する。暗号鍵制御部６８は、復号部６０からの通知を受けつけると、信号に対する応答（ＡＣＫ）を生成して出力部６４に出力するとともに、タイマを作動させる。さらに、暗号鍵制御部６８は、タイマを作動させた開始時刻、つまり所定の期間の起点となる開始時刻も出力部６４に出力する。出力部６４は、応答を暗号化装置２０に出力するとともに、開始時刻も暗号化装置２０に出力する。その際、開始時刻は共通鍵Ｋ０によって暗号化される。また、応答と開始時刻は、１つの信号に集約されてから出力されてもよいし、別々に出力されてもよい。ここで、別々に出力される場合は、基本的に、所定の期間内に出力する必要がある。

暗号化装置２０の入力部４４は、復号装置３０からの応答と開始時刻を入力する。入力部４４は、応答の入力を暗号鍵制御部４８に通知する。暗号鍵制御部４８は、入力部４４からの通知を受けつけると、タイマを作動させる。一方、開始時刻は共通鍵Ｋ０によって復号されてから暗号鍵制御部４８に入力される。この開始時刻は復号装置３０におけるタイマの開始時刻に相当する。暗号鍵制御部４８は、作動させたタイマの開始時刻と、復号装置３０における開始時刻との差分により所定の期間を調節する。例えば、暗号化装置２０のタイマの開始時刻と、復号装置３０におけるタイマの開始時刻とを比べ、復号装置３０のタイマの開始時刻が１秒早い場合、暗号鍵制御部４８（暗号化装置２０）は、所定の期間を通常より１秒短く設定する。暗号鍵制御部４８は、タイマの作動が開始されてから、調節した所定の期間が満了するまで、タイマを作動させる。暗号鍵制御部４８は、調節した所定の期間が満了したときの時刻を取得する。一方、復号装置３０の暗号鍵制御部６８は、実施例１と同様に、所定の期間が満了したときの時刻を取得する。これに続く、暗号化装置２０と復号装置３０の処理は実施例１と同様である。

以上の構成による暗号化装置２０と復号装置３０の動作を説明する。図７は、実施例２に係る暗号化装置２０と復号装置３０による処理手順を示すシーケンス図である。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ０で暗号化を実行する（Ｓ１５０）。暗号化装置２０は信号を復号装置３０に出力する（Ｓ１５２）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ０で復号を実行する（Ｓ１５４）。復号装置３０は、応答と開始時刻を暗号化装置２０に出力する（Ｓ１５６）。暗号化装置２０はタイマを開始する（Ｓ１５８）とともに、復号装置３０はタイマを開始する（Ｓ１６０）。暗号化装置２０は、所定の期間を調節する（Ｓ１６２）。復号装置３０において所定の期間が経過し（Ｓ１６４）、暗号化装置２０において所定の期間が経過する（Ｓ１６６）。暗号化装置２０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得し（Ｓ１６８）、復号装置３０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得する（Ｓ１７０）。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ１で暗号化を実行する（Ｓ１７２）。暗号化装置２０はデータを復号装置３０に出力する（Ｓ１７４）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ１で復号を実行する（Ｓ１７６）。

これまでの説明において、暗号化装置２０は、復号装置３０からの応答を入力するとともに、復号装置３０からのタイマの開始時刻も入力している。しかしながら、復号装置３０からの応答を入力しても、復号装置３０からのタイマの開始時刻は入力されなくてもよい。例えば、暗号化装置２０が予め伝送遅延を測定しておき、伝送遅延をもとに所定の期間が調節されてもよい。以下では、そのための暗号化装置２０の構成を説明する。図８は、実施例２に係る暗号化装置２０の別の構成を示す。暗号化装置２０は、図２の暗号化装置２０に対して測定部５２が含まれる。測定部５２は、復号装置３０における時刻が含まれた信号を入力させるための指示を出力部４２経由で復号装置３０に出力する。復号装置３０は、暗号化装置２０からの指示を入力した場合、出力時刻が含まれた信号を暗号化装置２０に出力する。測定部５２は、入力部４４経由で復号装置３０からの信号を入力する。その際、測定部５２は、入力部４４における信号の入力時刻も受けつける。測定部５２は、信号に含まれた出力時刻と、入力部４４から受けつけた入力時刻との差分により伝送遅延を測定する。このような伝送遅延の測定が複数回実行され、測定部５２は、複数の測定結果を平均することによって伝送遅延を取得してもよい。測定部５２は、伝送遅延を暗号鍵制御部４８に出力する。暗号鍵制御部４８は、測定部５２において測定した伝送遅延をもとに、所定の期間を調節する。例えば、暗号化装置２０と復号装置３０との間の伝送遅延が１秒である場合、暗号鍵制御部４８（暗号化装置２０）は、所定の期間を通常より１秒短く設定する。このように設定すると、２つの装置でタイマの終点（タイマの終了時刻）を合せることができる。

本実施例によれば、所定の期間の起点となる開始時刻も暗号化装置に出力するので、２つの装置におけるタイマの終点を合わせることができる。また、タイマの終点を合わせるので、暗号鍵を取得するための時刻を合わせることができる。また、時刻を合わせるので、暗号鍵を一致させることができる。また、所定の期間の起点となる開始時刻も復号装置から入力するので、タイマの終点を合わせることができる。また、タイマの終点を合わせるので、暗号鍵を取得するための時刻を合わせることができる。また、時刻を合わせるので、暗号鍵を一致させることができる。また、復号装置との伝送遅延を測定し、所定の期間を調節するので、暗号鍵を取得するための時刻を復号装置に合わせることができる。

（実施例３）
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様の通信システムに関し、送信装置には暗号化装置が含まれ、受信装置には復号装置が含まれる。ここでは、復号装置が暗号化装置に通知を出力した時刻を取得して暗号鍵を選択するとともに、暗号化装置が復号装置からの通知を入力した時刻を取得して暗号鍵を選択する。復号装置から暗号化装置への伝送路には伝送遅延が存在するので、復号装置において取得した時刻と暗号化装置において取得した時刻にはタイムラグが存在する。一方、これまでのように時刻をもとに暗号鍵を選択する場合、暗号鍵は切替タイミングにおいて変更される。そのため、タイムラグによって、復号装置において取得した時刻と暗号化装置において取得した時刻との間に選択される暗号鍵の切替タイミングが含まれると、復号装置において選択した暗号鍵と暗号化装置において選択した暗号鍵とが異なってしまう。そのため、タイムラグが存在する環境下においても、暗号鍵を安全に切り替えることが要求される。

これに対応するために、復号装置は、２回連続で同じ暗号鍵を選択可能になる時刻のそれぞれにおいて、通知（以下、「第１種の通知」という）を暗号化装置に出力する。ここで、第１種の通知を出力する間隔はタイムラグよりも長く設定される。また、復号装置は、複数の第１種の通知を出力した後、終了を示すための通知（以下、「第２種の通知」という）も暗号化装置に出力する。一方、暗号化装置は、第２種の通知を暗号化装置から入力した場合、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻を取得し、取得した時刻をもとに暗号鍵を選択する。実施例３に係る通信システム１００は図１と同様のタイプである。ここではこれまでとの差異を中心に説明する。

図９は、実施例３に係る暗号化装置２０と復号装置３０の構成を示す。暗号化装置２０は図２と同様に構成され、復号装置３０は、復号部６０、入力部６２、ＩＦ部６６、暗号鍵制御部６８、記憶部７０、第１出力部７２、第２出力部７４を含む。

復号装置３０の暗号鍵制御部６８は、２つの第１種の通知を生成し、第１出力部７２は、２つの第１種の通知を異なった時刻に暗号化装置２０に出力する。ここで、第１種の通知が出力される時間間隔は「Ｑ」とされ、記憶部５０および記憶部７０に記憶されたテーブルにおいて暗号鍵が切り替わる間隔よりも短い。具体的には、「Ｑ」は暗号鍵が切り替わる間隔の半分未満にされる。また、第１種の通知が出力される間隔はタイムラグよりも長く設定される。典型的にはＱは固定値（一定の周期）であるが、上記の条件を満たせば、第１種の通知を出力するごとに異なった間隔を用いてもよい。つまり、Ｑはその時々で変わる可変値であってもよい。暗号鍵制御部６８は、第１出力部７２から１回目の第１種の通知を出力した時刻を取得するとともに、第１出力部７２から２回目の第１種の通知を出力した時刻を取得する。

一方、記憶部７０には前述のテーブルが記憶されており、暗号鍵制御部６８は時刻をもとに暗号鍵を取得可能である。暗号鍵制御部６８は、１回目の時刻と２回目の時刻から取得可能な暗号鍵が同一であるか否かを判定する。同一である場合、暗号鍵制御部６８は、２回目の第１種の通知で第１種の通知を終了する。一方、同一でない場合、暗号鍵制御部６８は、３回目の第１種の通知を生成し、第１出力部７２は、３回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力し、第１種の通知を終了する。つまり、第１出力部７２において複数の第１種の通知のそれぞれが出力される時刻をもとに取得可能な暗号鍵が連続して同一にされる。

暗号鍵制御部６８は、第１種の通知の出力を終了した場合、つまり第１出力部７２において複数の第１種の通知のそれぞれが出力される時刻をもとに取得可能な暗号鍵が連続して同一である場合、第２種の通知を生成する。第２種の通知は、第１種の通知の出力が終了したことを暗号化装置２０に知らせるための通知である。第２出力部７４は、第２種の通知を暗号化装置２０に出力する。暗号鍵制御部６８は、記憶部７０に記憶したテーブルから時刻をもとにして暗号鍵を取得する。ここでの時刻は、連続して同一となる暗号鍵を取得可能な時刻である。暗号鍵制御部６８は、取得した暗号鍵を復号部６０に設定させる。つまり、暗号鍵が切り替えられる。

暗号化装置２０の入力部４４は、復号装置３０から出力された複数の第１種の通知を異なった時刻に入力するとともに、復号装置３０から出力された第２種の通知を入力する。例えば、複数の第１種の通知はＱ間隔で入力される。暗号鍵制御部４８は、入力部４４が第２種の通知を入力した場合、入力部４４において入力した複数の第１種の通知のうち、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻を取得する。また、暗号鍵制御部４８は、記憶部５０に記憶したテーブルから、その時刻をもとにして暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部４８は、取得した暗号鍵を暗号化部４０に設定させる。つまり、暗号鍵が切り替えられる。

暗号化装置２０のＩＦ部４６は、入力部４４が第２種の通知を入力した後に、データを入力する。ＩＦ部４６は、データを暗号化部４０に出力する。暗号化部４０は、暗号鍵制御部４８に設定された暗号鍵を使用して、データを暗号化する。暗号化部４０は、暗号鍵で暗号化されたデータを出力部４２に出力する。

復号装置３０の入力部６２は、第２出力部７４が第２種の通知を出力した後に、暗号化装置２０からのデータを入力する。入力部６２は、入力したデータを復号部６０に出力する。復号部６０は、暗号鍵制御部６８に設定された暗号鍵を使用して当該データを復号する。復号部６０は、復号したデータをＩＦ部６６に出力する。

以上の構成による暗号化装置２０と復号装置３０の動作を説明する。図１０は、暗号化装置２０と復号装置３０による処理手順を示すシーケンス図である。復号装置３０は、１回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２００）。復号装置３０は、１回目の第１種の通知を出力してから時間Ｑ（Ｑ１）が経過した後に、２回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２０２）。ここでは、１回目の第１種の通知と２回目の第１種の通知との間に選択される暗号鍵の切替タイミングが存在する。そのため、復号装置３０は、１回目の第１種の通知を出力した時刻において共通鍵Ｋ１を取得可能であり、２回目の第１種の通知を出力した時刻において共通鍵Ｋ２を取得可能であり、両者は異なる。

そこで、復号装置３０は、２回目の第１種の通知を出力してから時間Ｑ（Ｑ２）が経過した後に、３回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２０４）。復号装置３０は、３回目の第１種の通知を出力した時刻において共通鍵Ｋ２を取得可能である。復号装置３０は、第２種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２０６）。暗号化装置２０は、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻をもとに、暗号鍵として共通鍵Ｋ２を取得し（Ｓ２０８）、復号装置３０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ２を取得する（Ｓ２１０）。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ２で暗号化を実行する（Ｓ２１２）。暗号化装置２０はデータを復号装置３０に出力する（Ｓ２１４）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ２で復号を実行する（Ｓ２１６）。

図１１は、暗号化装置２０と復号装置３０による別の処理手順を示すシーケンス図である。復号装置３０は、１回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２５０）。復号装置３０は、１回目の第１種の通知を出力してから時間Ｑが経過した後に、２回目の第１種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２５２）。ここでは、２回目の第１種の通知の伝送中に切替タイミングが存在する。そのため、復号装置３０は、１回目の第１種の通知を出力した時刻において共通鍵Ｋ１を取得可能であり、２回目の第１種の通知を出力した時刻において共通鍵Ｋ１を取得可能であり、両者は同一である。

そこで、復号装置３０は、第２種の通知を暗号化装置２０に出力する（Ｓ２５４）。暗号化装置２０は、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻をもとに、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得し（Ｓ２５６）、復号装置３０は、暗号鍵として共通鍵Ｋ１を取得する（Ｓ２５８）。暗号化装置２０は、共通鍵Ｋ１で暗号化を実行する（Ｓ２６０）。暗号化装置２０はデータを復号装置３０に出力する（Ｓ２６２）。復号装置３０は、共通鍵Ｋ１で復号を実行する（Ｓ２６４）。なお、復号装置３０は、第１種の通知の時間間隔Ｑを調整することにより、出力する第１の通知の数を調整してもよい。例えば、第１種の通知の数がなるべく２個になるように、時間間隔Ｑを調整してもよい。

本実施例によれば、暗号化装置が第２種の通知を入力（受信）した場合、入力した複数の第１種の通知のうち、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻をもとに取得した暗号鍵を使用して、データを暗号化するので、タイムラグが存在する環境下においても、復号装置と暗号鍵を一致させることができる。また、タイムラグが存在する環境下においても、暗号化装置の暗号鍵と復号装置の暗号鍵とを一致させるので、暗号鍵を安全に切り替えることができる。また、タイムラグが存在する環境下においても、暗号化装置の暗号鍵と復号装置の暗号鍵とを一致させるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、複数の第１種の通知を入力する間隔は、暗号鍵が切り替わる間隔よりも短いので、最後から２番目の第１種の通知を入力した時刻をもとに取得した暗号鍵の選択によって、復号装置と暗号鍵を一致させることができる。

また、複数の第１種の通知のそれぞれが出力される時刻をもとに取得可能な暗号鍵が連続して同一である場合に、当該暗号鍵を使用してデータを復号するので、タイムラグが存在する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させることができる。また、タイムラグが存在する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させるので、暗号鍵を安全に切り替えることができる。また、タイムラグが存在する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、複数の第１種の通知を出力する間隔は、暗号鍵が切り替わる間隔よりも短いので、連続して同一である暗号鍵の選択によって、暗号化装置と暗号鍵を一致させることができる。

（実施例４）
次に、実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様の通信システムに関し、送信装置には暗号化装置が含まれ、受信装置には復号装置が含まれる。ここでは、復号装置が暗号化装置に通知を出力した時刻を取得して暗号鍵を選択するとともに、暗号化装置が復号装置からの通知を入力した時刻を取得して暗号鍵を選択する。復号装置から暗号化装置への伝送路には伝送遅延が存在するので、復号装置において取得した時刻と暗号化装置において取得した時刻にはタイムラグが存在する。この伝送遅延は固定ではなく変動する。例えば、伝送遅延は、第１遅延時間「ａ」から第２遅延時間「ｂ」の間で変動する。

一方、これまでのように時刻をもとに暗号鍵を選択する場合、暗号鍵は切替タイミングにおいて変更される。そのため、第１遅延時間「ａ」であれば、復号装置において選択した暗号鍵と暗号化装置において選択した暗号鍵とが同一であるが、第２遅延時間「ｂ」であれば、復号装置において選択した暗号鍵と暗号化装置において選択した暗号鍵とが異なる状況が生じる。このような伝送遅延が変動する環境下においても、暗号鍵を安全に切り替えることが要求される。なお、実施例４は、最大の遅延時間となる第２遅延時間「ｂ」よりも「切替タイミング」の間隔が長いことを前提にする。つまり、第２遅延時間「ｂ」の間に「切替タイミング」が２つ以上発生することはない。

これに対応するために、第１遅延時間と第２遅延時間との間に切替タイミングが含まれる場合、復号装置は、切り替わる前後の両方の暗号鍵を使用し、復号を実行する。実施例４に係る通信システム１００は図１と同様のタイプであり、暗号化装置２０、復号装置３０は図２と同様のタイプである。ここではこれまでとの差異を中心に説明する。

図２において、前述のごとく、復号装置３０から暗号化装置２０への伝送遅延は、第１遅延時間「ａ」から第２遅延時間「ｂ」の間で変動するものとする。ここで、第１遅延時間「ａ」は最小の伝送遅延に相当し、第２遅延時間「ｂ」は最大の伝送遅延に相当する。そのため、第２遅延時間は第１遅延時間よりも長い。なお、第１遅延時間と第２遅延時間は予め測定されており、復号装置３０は、第１遅延時間と第２遅延時間を保持する。第１遅延時間と第２遅延時間の測定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

復号装置３０の暗号鍵制御部６８は、信号を生成し、出力部６４は、信号を暗号化装置２０に出力する。暗号鍵制御部６８は、出力部６４から信号を出力した時刻（以下、「出力時刻」という）を取得する。暗号鍵制御部６８は、暗号化装置２０との伝送遅延として想定される第１遅延時間「ａ」を出力時刻に加算することによって第１時刻を導出する。また、暗号鍵制御部６８は、暗号化装置２０との伝送遅延として想定される第２遅延時間「ｂ」を出力時刻に加算することによって第２時刻を導出する。

一方、記憶部７０には前述のテーブルが記憶されており、暗号鍵制御部６８は時刻をもとに暗号鍵を取得可能である。暗号鍵制御部６８は、第１時刻と第２時刻から取得可能な暗号鍵が同一であるか否かを判定する。その際、暗号鍵制御部６８は、第１時刻と第２時刻から暗号鍵を取得し、取得した暗号鍵が同一であるか否かを判定してもよい。暗号鍵制御部６８は、同一であるか否かに応じて暗号鍵を取得する。同一である場合、暗号鍵制御部６８は、第１時刻あるいは第２時刻をもとに暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部６８は、取得した１つの暗号鍵を復号部６０に設定する。これは、第１時刻と第２時刻との間に切替タイミングが存在しない場合に相当する。一方、同一でない場合、暗号鍵制御部６８は、第１時刻をもとに暗号鍵を取得するとともに、第２時刻をもとに暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部６８は、取得した２つの暗号鍵を復号部６０に設定する。これは、第１時刻と第２時刻との間に切替タイミングが存在する場合に相当する。

暗号化装置２０の入力部４４は、復号装置３０から出力された信号を入力する。暗号鍵制御部４８は、入力部４４が信号を入力した時刻を取得する。また、暗号鍵制御部４８は、記憶部５０に記憶したテーブルから時刻をもとにして暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部４８は、取得した暗号鍵を暗号化部４０に設定させる。つまり、暗号鍵が切り替えられる。ＩＦ部４６は、入力部４４が信号を入力した後に、データを入力する。ＩＦ部４６は、データを暗号化部４０に出力する。暗号化部４０は、暗号鍵制御部４８に設定された暗号鍵を使用して、データを暗号化する。暗号化部４０は、暗号鍵で暗号化されたデータを出力部４２に出力する。

復号装置３０の入力部６２は、出力部６４が信号を出力した後に、暗号化装置２０からのデータを入力する。入力部６２は、入力したデータを復号部６０に出力する。復号部６０は、暗号鍵制御部６８に設定された暗号鍵を使用して当該データを復号する。ここで、復号部６０に１つの暗号鍵が設定されている場合、復号部６０は、当該１つの暗号鍵を復号に使用する。一方、復号部６０に２つの暗号鍵が設定されている場合、復号部６０は、当該２つの暗号鍵のうち、第１時刻をもとに取得した暗号鍵を使用して復号を実行する。復号できた場合、復号部６０は、第１時刻をもとに取得した暗号鍵の使用継続を決定する。復号できなかった場合、復号部６０は、第２時刻をもとに取得した暗号鍵を使用して復号を実行するとともに、第２時刻をもとに取得した暗号鍵の使用継続を決定する。復号部６０は、復号したデータをＩＦ部６６に出力する。

以上の構成による暗号化装置２０と復号装置３０の動作を説明する。図１２は、暗号化装置２０と復号装置３０による処理手順を示すシーケンス図である。復号装置３０は、暗号化装置２０に対して信号を出力する。暗号化装置２０は、第１遅延時間「ａ」（Ｓ３００）から第２遅延時間「ｂ」（Ｓ３００’）までの範囲の遅延時間で信号を入力する。本図に示す例では、第１遅延時間「ａ」での伝送の間に切替タイミングが存在する。そのため、第１時刻において共通鍵「Ｋ２」が取得され、第２時刻において共通鍵「Ｋ２」が取得される。

図１３は、暗号化装置２０と復号装置３０による別の処理手順を示すシーケンス図である。復号装置３０は、暗号化装置２０に対して信号を出力し、暗号化装置２０は、第１遅延時間「ａ」（Ｓ３１０）から第２遅延時間「ｂ」（Ｓ３１０’）までの範囲の遅延時間で信号を入力する。本図に示す例では、暗号化装置２０が第２遅延時間「ｂ」で信号を入力した後に切替タイミングが存在する。そのため、第１時刻において共通鍵「Ｋ１」が取得され、第２時刻において共通鍵「Ｋ１」が取得される。

図１４は、暗号化装置２０と復号装置３０によるさらに別の処理手順を示すシーケンス図である。復号装置３０は、暗号化装置２０に対して信号を出力し、暗号化装置２０は、第１遅延時間「ａ」（Ｓ３２０）から第２遅延時間「ｂ」（Ｓ３２０’）までの範囲の遅延時間で信号を入力する。本図に示す例では、第２遅延時間「ｂ」での伝送の間に切替タイミングが存在する。そのため、第１時刻において共通鍵「Ｋ１」が取得され、第２時刻において共通鍵「Ｋ２」が取得される。

図１５は、復号装置３０による復号手順を示すフローチャートである。出力部６４は、信号を出力する（Ｓ３５０）。暗号鍵制御部６８は、現在時刻Ｔｎを取得する。第１時刻「Ｔｎ＋ａ」での共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ａ）と、第２時刻「Ｔｎ＋ｂ」での共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ｂ）とが同一である場合（Ｓ３５４のＹ）、復号部６０は、暗号鍵に共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ａ）を設定する（Ｓ３５６）。一方、第１時刻「Ｔｎ＋ａ」での共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ａ）と、第２時刻「Ｔｎ＋ｂ」での共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ｂ）とが同一でない場合（Ｓ３５４のＮ）、復号部６０は、暗号鍵に共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ａ）と共通鍵Ｆ（Ｔｎ＋ｂ）を設定する（Ｓ３５８）。

これまでの説明において、復号装置３０が、復号装置３０から暗号化装置２０への伝送遅延の変動の影響を低減している。一方、暗号化装置２０が、復号装置３０から暗号化装置２０への伝送遅延の変動の影響を低減してもよい。この場合、暗号化装置２０が、第１遅延時間と第２遅延時間を保持する。図２において暗号化装置２０の入力部４４は、復号装置３０から信号を入力する。暗号鍵制御部４８は、入力部４４が信号を入力した時刻（以下、「入力時刻」という）を取得する。暗号鍵制御部４８は、復号装置３０との伝送遅延として想定される第１遅延時間「ａ」を入力時刻から減算することによって第１時刻を導出する。また、暗号鍵制御部４８は、復号装置３０との伝送遅延として想定される第２遅延時間「ｂ」を入力時刻から減算することによって第２時刻を導出する。

一方、記憶部５０には前述のテーブルが記憶されており、暗号鍵制御部４８は時刻をもとに暗号鍵を取得可能である。暗号鍵制御部４８は、第１時刻と第２時刻から取得可能な暗号鍵が同一であるか否かを判定する。その際、暗号鍵制御部４８は、第１時刻と第２時刻から暗号鍵を取得し、取得した暗号鍵が同一であるか否かを判定してもよい。暗号鍵制御部４８は、同一であるか否かに応じて暗号鍵を取得する。同一である場合、暗号鍵制御部４８は、第１時刻あるいは第２時刻をもとに暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部４８は、取得した１つの暗号鍵を暗号化部４０に設定する。これは、第１時刻と第２時刻との間に切替タイミングが存在しない場合に相当する。一方、同一でない場合、暗号鍵制御部４８は、第１時刻をもとに暗号鍵を取得するとともに、第２時刻をもとに暗号鍵を取得する。暗号鍵制御部４８は、取得した２つの暗号鍵を暗号化部４０に設定する。これは、第１時刻と第２時刻との間に切替タイミングが存在する場合に相当する。

ＩＦ部４６は、入力部４４が信号を入力した後に、データを入力する。ＩＦ部４６は、データを暗号化部４０に出力する。暗号化部４０は、暗号鍵制御部４８に設定された暗号鍵を使用して、データを暗号化する。ここで、暗号化部４０に１つの暗号鍵が設定されている場合、暗号化部４０は、当該１つの暗号鍵を暗号化に使用する。一方、暗号化部４０に２つの暗号鍵が設定されている場合、復号部６０は、２つの暗号鍵のそれぞれを使用して暗号化を実行する。暗号化部４０は、暗号鍵で暗号化されたデータを出力部４２に出力する。

本実施例によれば、第１時刻をもとに取得可能な暗号鍵と第２時刻をもとに取得可能な暗号鍵とが同一であるか否かに応じて取得した暗号鍵を使用してデータを復号するので、伝送遅延が変動する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させることができる。また、伝送遅延が変動する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させるので、暗号鍵を安全に切り替えることができる。また、伝送遅延が変動する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、第１時刻をもとに取得した暗号鍵と第２時刻をもとに取得した暗号鍵とが同一であるか否かに応じて取得した暗号鍵を使用してデータを復号するので、伝送遅延が変動する環境下においても、暗号化装置と暗号鍵を一致させることができる。

また、暗号鍵が同一である場合に、第１時刻あるいは第２時刻をもとに取得した暗号鍵を使用するので、暗号鍵を特定できる。また、暗号鍵が異なる場合に、第１時刻をもとに取得した暗号鍵と、第２時刻をもとに取得した暗号鍵とを使用するので、切り替わる前後のどちらの暗号鍵で暗号化したのかが分からなくてもデータを復号できる。

また、第１時刻をもとに取得可能な暗号鍵と第２時刻をもとに取得可能な暗号鍵とが同一であるか否かに応じて取得した暗号鍵を使用してデータを暗号化するので、伝送遅延が変動する環境下においても、復号装置と暗号鍵を一致させることができる。また、伝送遅延が変動する環境下においても、復号装置と暗号鍵を一致させるので、暗号鍵を安全に切り替えることができる。また、伝送遅延が変動する環境下においても、復号装置と暗号鍵を一致させるので、適切な暗号鍵を設定できる。また、第１時刻をもとに取得した暗号鍵と第２時刻をもとに取得した暗号鍵とが同一であるか否かに応じて取得した暗号鍵を使用してデータを暗号化するので、伝送遅延が変動する環境下においても、復号装置と暗号鍵を一致させることができる。

また、暗号鍵が同一である場合に、第１時刻あるいは第２時刻をもとに取得した暗号鍵を使用するので、暗号鍵を特定できる。また、暗号鍵が異なる場合に、第１時刻をもとに取得した暗号鍵と、第２時刻をもとに取得した暗号鍵とを使用するので、切り替わる前後のどちらの暗号鍵で復号されるのかが分からなくてもデータを符号化できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例１において、初回の信号に対して、暗号化部４０と復号部６０は、予め定められた共通鍵Ｋ０を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、初回の信号に対して、前回の通信において暗号化部４０がデータの暗号化に使用した暗号鍵が使用されてもよい。本変形例によれば、初回の信号に対して使用する暗号鍵が通信ごとに変更されるので、セキュリティを向上できる。

実施例１において、暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８とにおける所定の期間は固定値である。しかしながらこれに限らず例えば、暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８とにおける所定の期間が可変値であってもよい。その際、所定の期間は、暗号鍵制御部４８と暗号鍵制御部６８とにおいて共有されている規則に応じて調節される。例えば、記憶部５０および記憶部７０に図１６に示す形式の期間テーブルを記憶させる。図１６は、実施例１の変形例の記憶部５０および記憶部７０に記憶される期間テーブルのデータ構造を示す。このテーブルは、時刻欄２０４、所定の期間欄２０６を含む。時刻欄２０４には、「Ｔ１’〜Ｔ２’」のような時刻の範囲が示されるが、この時刻の範囲は、図３に示すテーブルの時刻欄２００と同じであっても、異なっていてもよい。また、図１６に示す期間テーブルの行数は、図３に示すテーブルの行数と同じであっても異なっていてもよい。また、各々の所定の期間欄２０６には、異なる値（少なくとも一部の行で異なる値）を設定しておく。そして、時刻をもとに暗号鍵を取得するのと同様に、時刻をもとに所定の期間を取得して用いればよい。また、図１６に示す形式のテーブルを記憶させる方法とは異なる方法を用いることもできる。例えば、時刻を入力とし、所定の期間を出力とする関数を用いて、時刻をもとに所定の期間を取得してもよい。本変形例によれば、所定の期間が変更されるので、セキュリティを向上できる。

実施例１から４において、暗号化装置２０と復号装置３０は、共通鍵方式を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、暗号化装置２０と復号装置３０が公開鍵方式を使用してもよい。その際、暗号鍵制御部４８は公開鍵を選択し、暗号化部４０は公開鍵を使用するとともに、暗号鍵制御部６８は秘密鍵を選択し、記憶部５０は秘密鍵を使用する。この秘密鍵は公開鍵と対となっている。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

実施例１から４の任意の組合せも有効である。本変形例によれば、実施例１から４を任意に組み合わせた効果を得ることができる。

１０ 送信装置、 １２ 受信装置、 ２０ 暗号化装置、 ２２ 通信部、 ３０ 復号装置、 ３２ 通信部、 ４０ 暗号化部、 ４２ 出力部、 ４４ 入力部、 ４６ ＩＦ部、 ４８ 暗号鍵制御部、 ５０ 記憶部、 ５２ 測定部、 ６０ 復号部、 ６２ 入力部、 ６４ 出力部、 ６６ ＩＦ部、 ６８ 暗号鍵制御部、 ７０ 記憶部、 ７２ 第１出力部、 ７４ 第２出力部、 １００ 通信システム。

Claims (10)

1. 暗号化装置に信号を出力する出力部と、
   前記暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、前記出力部が信号を出力した出力時刻に、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻と、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、当該データの復号処理を決定する復号部と、
   を備えることを特徴とする復号装置。
2. 暗号化装置に信号を出力する出力部と、
   前記暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、前記出力部が信号を出力した出力時刻に、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻をもとに取得した第１暗号鍵と、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻をもとに取得した第２暗号鍵のうち、少なくとも一方の暗号鍵を用いて当該データを復号する復号部と、
   を備えることを特徴とする復号装置。
3. 前記復号部は、第１時刻と第２時刻との間に暗号鍵の切替タイミングが含まれる場合において、第１時刻をもとに第１暗号鍵を取得するとともに、第２時刻をもとに第２暗号鍵を取得し、第１暗号鍵を用いて当該データを復号できない場合に、第２暗号鍵を用いて当該データを復号することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
4. 前記復号部は、第１暗号鍵と第２暗号鍵が異なる場合において、第１暗号鍵を用いて当該データを復号できない場合に、第２暗号鍵を用いて当該データを復号することを特徴とする請求項２に記載の復号装置。
5. 時刻と暗号鍵との対応関係が示されたテーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記復号部は、前記記憶部に記憶したテーブルから、第１時刻と第２時刻の少なくとも一方の時刻をもとに暗号鍵を取得することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の復号装置。
6. 復号装置から信号を受信する受信部と、
   前記受信部が信号を受信した受信時刻から、前記復号装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を減算した第１時刻と、前記復号装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を受信時刻から減算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、使用する暗号鍵を決定し、決定した暗号鍵を使用してデータを暗号化する暗号化部と、
   を備えることを特徴とする暗号化装置。
7. 復号装置に用いられる復号方法であって、
   暗号化装置に信号を出力するステップと、
   前記暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、前記信号を出力した出力時刻に、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻と、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、当該データの復号処理を決定するステップと、
   を含むことを特徴とする復号方法。
8. 暗号化装置に用いられる暗号化方法であって、
   復号装置から信号を受信するステップと、
   前記信号を受信した受信時刻から、前記復号装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を減算した第１時刻と、前記復号装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を受信時刻から減算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、使用する暗号鍵を決定し、決定した暗号鍵を使用してデータを暗号化するステップと、
   を含むことを特徴とする暗号化方法。
9. 暗号化装置に信号を出力するステップと、
   前記暗号化装置から暗号化されたデータを受信した場合、前記信号を出力した出力時刻に、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を加算した第１時刻と、前記暗号化装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を出力時刻に加算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、当該データの復号処理を決定するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 復号装置から信号を受信するステップと、
    前記信号を受信した受信時刻から、前記復号装置との伝送遅延として想定される第１遅延時間を減算した第１時刻と、前記復号装置との伝送遅延として想定される第２遅延時間であって、かつ第１遅延時間よりも長い第２遅延時間を受信時刻から減算した第２時刻との間に、時刻に応じて定まる暗号鍵の切替タイミングが含まれるか否かに応じて、使用する暗号鍵を決定し、決定した暗号鍵を使用して、データを暗号化するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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