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Dokumentenidentifikation DE102005011342A1 20.10.2005
Titel Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, Codec-System, Codiervorrichtung, Decodiervorrichtung, Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, Codierverfahren, Decodierverfahren und Programmprodukt
Anmelder National Institute of Information and Communications Technology, Incorporated Administrative Agency, Koganei, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Umeno, Ken, Koganei, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 11.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005011342
Offenlegungstag 20.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.10.2005
IPC-Hauptklasse H04L 9/12
Zusammenfassung In einer Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung (101) empfängt eine Empfangseinheit (102) ein Radiosignal, das eine Radiowelle enthält, von einem vorherbestimmten Radiostern bei einer vorherbestimmten Beobachtungszeit, sendet eine Sendeeinheit (103) das empfangene Radiosignal zu einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung (101), nimmt eine Annahmeeinheit (104) ein Radiosignal an, das von der weiteren Mitbenutzungsvorrichtung (101) gesendet wird, separiert eine Analyseeinheit (105) die beiden Radiosignale in eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten durch eine Analyse der unabhängigen Komponenten, selektiert eine Auswahleinheit (106) zwei unabhängige Komponenten, die zeitlich unterschiedlich um eine Zeitdifferenz sind, die die Radiowelle benötigt, um an beiden Mitbenutzungsvorrichtungen (101) von dem Radiostern aus anzukommen, bildet eine Abtasteinheit (107) den Durchschnitt von zwei ausgewählten, unabhängigen Komponenten nach dem Einstellen der Zeitdifferenz und bit-abtastet den Durchschnitt und gibt eine Ausgabeeinheit (108) eine Folge der Bitabtastungen als eine Zufallszahlenfolge aus, die gemeinsam benutzt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, ein Codec-System, eine Codiervorrichtung, eine Decodiervorrichtung, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren, die eine Radiowelle bzw. Funkwelle, welche von einem Radiostern bzw. Funkstern emittiert wird, und ein Programm zum Realisieren dieser auf einem Computer verwendet.

Auf dem Gebiet der Informationskommunikationstechnologien wurden Untersuchungen bezüglich der Erkennungstechnologien zum Überprüfen von Nachrichtengeneratoren oder Nachrichtensendern herkömmlich gemacht. Gegenwärtig sind Signaturauthentifizierungssysteme oder codierte Kommunikationssysteme populär, die ein öffentliches Schlüsselcodieren verwenden.

Inzwischen werden Versuche unternommen, Radiowellen, die von Radiosternen wie zum Beispiel quasi-stellaren Objekten (Quasaren), Maserquellen (einschließlich Wasser-Maserquellen, Ammoniak-Maserquellen und Methanol-Maserquellen) usw., emittiert werden, durch VLBI (Very Long Baseline Interferometry = Interferometrie mit sehr langer Grundlinie) zu empfangen und um die empfangene Radiowelle in verschiedenen technologischen Gebieten zu verwenden. Insbesondere hat ein Signal, das durch VLBI empfangen wird, eine perfekte stochastische Verteilung bzw. Zufallsverteilung und eine Radiowelle von einem Radiostern kann an jedem geografischen Punkt der Erde (oder in Abhängigkeit von der Art des Radiosterns an jedem geografischen Punkt der auf der Oberfläche der Erdoberfläche der Erde vorhanden ist, die zu dem Radiostern weist) empfangen werden.

Technologien zum Messen einer Relativpositionsbeziehung zwischen einem Punkt und einem weiteren Punkt auf der Erde durch Verwenden von VLBI wurden deshalb in die Praxis umgesetzt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bereits ein Authentifizierungssystem usw., das einen Radiostern verwendet, hinsichtlich Anforderungen auf dem Gebiet der Nachrichtenkommunikation für Authentifizierungstechnologien vorgeschlagen, die eine höhere Sicherheit sicherstellen, welche ein "Vortäuschen" verhindern kann.

Außer dem Vorschlag der Erfinder können die nachfolgenden Dokumente als Dokumente des Standes der Technik betrachtet werden:

[Patentdokument 1] Ungeprüfte, japanische Patentanmeldung KO-KAI-Veröffentlichung Nr. 2003-218866;

[Patentdokument 2] Ungeprüfte, japanische Patentanmeldung KO-KAI-Veröffentlichung Nr. 2001-308845;

[Patentdokument 3] Ungeprüfte, japanische Patentanmeldung KO-KAI-Veröffentlichung Nr. 2000-278259; und

[Patentdokument 4] Ungeprüfte, japanische Patentanmeldung KO-KAI-Veröffentlichung Nr. H11-243313

Das [Patentdokument 1] offenbart ein Authentifizierungssystem, usw., das ähnlich zu dem System ist, das von den Erfindern offenbart wird. Das heißt, dass das System eine Technik offenbart, in der eine Authentifizierungsvorrichtung und eine Authentifizierungszielvorrichtung eine Radiowelle von dem gleichen Radiostern zur gleichen Beobachtungszeit beobachten, die Position der anderen Vorrichtung auf der Basis der Informationen von der Radiowelle, die von der anderen Vorrichtung beobachtet wird, schätzen bzw. ermitteln und die andere Vorrichtung als gültig in einem Fall authentifizieren bzw. erkennen, wenn die ermittelte Position und eine vorher gespeicherte Position miteinander innerhalb eines vorgegebenen Fehlerbereichs übereinstimmen.

Das [Patentdokument 2] offenbart eine Codiertechnik, die eine Bitstrom-Chiffrierung verwendet, die schwierig zu entschlüsseln ist. Das heißt, eine Zufallszahlenfolge wird auf der Basis eines gegebenen Vielfachaffinitätsschlüssels erzeugt und der Klartext wird durch das Exklusiv-ODER der erzeugten Zufallszahlenreihe und des Klartexts codiert. Der Vielfachaffinitätsschlüssel wird automatisch und sequenziell in eine neue Reihe des Vielfachaffinitätsschlüssels neu geschrieben, nachdem der Vielfachaffinitätsschlüssel jeweils für eine vorbestimmte Anzahl von Zeiten verwendet worden ist. Eine Zufallszahlenreihe wird neu auf der Basis der neuen Reihe des Vielfachaffinitätsschlüssels erzeugt und der Klartext wird nach dem Neuschreiben des Schlüssels codiert, indem die neu erzeugte Zufallszahlenreihe verwendet wird.

Das [Patentdokument 3] offenbart ein Datenverteilungssystem, das verschlüsselte Daten zu einem bestimmten Benutzer verteilt. Das heißt, dass eine Codierprozesseinheit Verteilungszieldaten, die in einer Datenspeichereinheit gespeichert sind, liest, einen Sicherheitsschlüssel, der aus einer Sicherheitsschlüsselschreibprozesseinheit gelesen wird, an die Daten anhängt und die Daten unter Verwendung einer weiteren Sicherheitsschlüssellesung aus der Sicherheitsschlüsselschreibprozesseinheit codiert, während eine Codierprozesseinheit die empfangenen Daten decodiert, welche unter Verwendung eines geheimen Schlüssels codiert wurden, der an die vorher empfangenen Daten angehängt war und in einer Geheimschlüsselhalteeinheit gehalten worden ist.

Das [Patentdokument 4] offenbart eine Technik für ein Radioteleskop, dessen Technik sich auf eine relative VLBI zum Messen der Position eines astronomischen Beobachtungszielobjekts als einen Wert relativ zu einem astronomischen Referenzobjekt bezieht, dessen Position bereits bekannt ist. Das heißt, dass die Technik ermöglicht, dass nur eine Antenne eine relative VLBI-Beobachtung unter Verwendung eines Radioteleskops ausführt, das eine relative VLBI-Beobachtung ausführen kann, um ein astronomisches Objekt entsprechend der Erddrehung auf seiner Achse zu verfolgen, während zur gleichen Zeit ein astronomisches Beobachtungszielobjekt für eine vorgegebene Zeit verfolgt wird, um dann schnell die Verfolgungsrichtung zu ändernd, damit das astronomische Objekt für eine vorgegebene Zeit verfolgt werden kann, um dann wiederum schnell die Verfolgungsrichtung zu ändern, damit das astronomische Beobachtungszielobjekt verfolgt werden kann, und um diesen Betrieb zu wiederholen.

Auf dem Gebiet der Nachrichtenkommunikation unter Verwendung der Codierung gibt es eine starke Nachfrage nach einer Technik, die es der Codierseite und der Decodierseite ermöglicht, eine Zufallszahlenreihenfolge sicher gemeinsam benutzen zu können und eine Codierung und Decodierung unter Verwendung dieser Zufallszahlenfolge durchzuführen.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die Lösung des vorstehend beschriebenen Problems und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, ein Codec-System, eine Codiervorrichtung, eine Decodiervorrichtung, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren, die eine Radiowelle verwenden, welche von einem Radiostern emittiert wird, und ein Programm zum Realisieren davon auf einem Computer bereitzustellen.

Um die vorstehende Aufgabe lösen zu können, wird die nachfolgende Erfindung in Übereinstimmung mit dem Prinzip der vorliegenden Erfindung offenbart.

Ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem bzw. ein System mit einer gemeinsamen Benutzung oder Sharing einer Zufallszahlenfolge gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen und jede der Zufallszahlenmitbenutzungsvorrichtungen umfasst eine Empfangseinheit, eine Sendeeinheit, eine Annahmeeinheit, eine Analyseeinheit, eine Ausführeinheit, eine Abtasteinheit und eine Ausgangseinheit, von denen jede wie folgt aufgebaut ist.

Die Empfangseinheit empfängt ein Radiosignal einschließlich einer Radiowelle, die von einem vorher bestimmten Radiostern bzw. einer Radioquelle abgestrahlt wird, zu einer vorher bestimmten Beobachtungszeit.

Die Sendeeinheit sendet das empfangene Radiosignal zu einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung.

Die Annahmeeinheit nimmt ein Radiosignal an, das von einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gesendet wird.

Die Analyseeinheit trennt das empfangene Radiosignal und das angenommene Radiosignal in eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten gemäß der Analyse der unabhängigen Komponenten auf.

Die Auswahleinheit selektiert aus einer Vielzahl von unabhängigen Komponenten, die mittels der Analyse der unabhängigen Komponenten erhalten werden, zwei unabhängige Komponenten, die zeitlich unterschiedlich um eine Ankunftszeitdifferenz zwischen einer Ankunftszeit, die von der Radiowelle, welche von dem Radiostern abgestrahlt wird, benötigt wird, um die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung zu erreichen, und einer Ankunftszeit voneinander sind, die von der Radiowelle benötigt wird, um an der anderen Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen.

Die Abtasteinheit führt eine Bitabtastung eines Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich um die Ankunftszeitdifferenz früher ist, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist, mit einer vorgegebenen Genauigkeit erhalten wird.

Die Ausgangseinheit gibt eine Reihenfolge von Bitabtastungen bzw. -abtastwerten, die durch das Bitabtasten erhalten werden, als eine Zufallszahlenfolge aus, die gemeinsam mit der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung benutzt wird.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede der vielzähligen Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen weiterhin eine Zeitdifferenzerhaltungseinheit aufweisen und die Zeitdifferenzerhaltungseinheit kann die Ankunftszeitdifferenz auf der Basis von Orten, bei denen die Vielzahl der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen eingerichtet sind, des Ortes des vorher bestimmten Radiosterns und der vorher bestimmten Beobachtungszeit erhalten bzw. erlangen.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Abtasteinheit "eine oder zwei ausgewählte, unabhängige Komponenten, die zeitlich vorher bzw. früher sind" anstelle "des Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abtasten.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Abtasteinheit "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich später ist" anstelle des "Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die temporär später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abtasten.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Durchschnitt, der von der Abtasteinheit bit-abgetastet wird, ein gewichteter Durchschnitt sein.

Eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung in dem vorstehend beschriebenen Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem.

Ein Codec-System gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Codiervorrichtung und eine Decodiervorrichtung, die gemeinsam eine Abtastregel verwenden, und ist wie folgt aufgebaut.

Sowohl die Codiervorrichtung als auch die Decodiervorrichtung enthalten eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, die das Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem bildet, das vorstehend beschrieben wurde.

Die Codiervorrichtung umfasst eine Schlüsselerzeugungseinheit, eine Annahmeeinheit, eine Codiereinheit und eine Sendeeinheit, die wie folgt aufgebaut sind.

Die Schlüsselerzeugungseinheit wählt eine Anzahl von Folgen aus einer Zufallszahlenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung ausgegeben wird, die in der Codiervorrichtung enthalten ist, gemäß der Abtastregel aus und verwendet die ausgewählte Zahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungsschlüssel.

Die Annahmeeinheit nimmt Informationen an, die zu der Decodiervorrichtung gesendet werden.

Die Codiereinheit codiert die angenommenen Informationen gemäß dem Vernam-Verschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels.

Die Sendeeinheit sendet die codierten Informationen zu der Decodiervorrichtung.

Die Decodiervorrichtung umfasst eine Schlüsselerzeugungseinheit, eine Empfangseinheit, eine Decodiereinheit und eine Ausgangseinheit, die wie folgt aufgebaut sind.

Die Schlüsselerzeugungseinheit wählt eine Zahlenfolge aus der Zufallszahlenreihenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung ausgegeben wird, welche in der Decodiervorrichtung enthalten ist, gemäß der Abtastregel aus und verwendet die ausgewählte Zahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungs- bzw. Codierschlüssel.

Die Empfangseinheit empfängt die codierten Informationen, die von der Codiervorrichtung gesendet werden.

Die Decodiereinheit decodiert die empfangenen Informationen gemäß einem Vernam-Entschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels.

Die Ausgangseinheit gibt die decodierten Informationen als Informationen aus, die von der Codiervorrichtung gesendet werden.

Die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, die in der Codiervorrichtung enthalten ist, und die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, die in der Decodiervorrichtung enthalten ist, bilden das Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, das vorstehend beschrieben wurde.

In dem Codec-System gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl die Codiervorrichtung als auch die Decodiervorrichtung weiterhin eine Regelannahmeeinheit aufweisen und die Regelannahmeeinheit kann eine Eingabe einer Abtastregel, die gemeinsam benutzt werden soll, annehmen.

Eine Codiervorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Codiervorrichtung in dem Codec-System, das vorstehend beschrieben wird.

Eine Decodiervorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Decodiervorrichtung in dem Codec-System, das vorstehend beschrieben wird.

Eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Empfangsschritt, einen Sendeschritt, einen Annahmeschritt, einen Analyseschritt, einen Auswahlschritt, einen Abtastschritt und einen Ausgabeschritt und ist wie folgt aufgebaut.

Im Empfangsschritt wird ein Radiosignal, das eine Radiowelle enthält, welche von einem vorher bestimmten Radiostern abgestrahlt wird, von einer Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung bei einer vorher bestimmten Beobachtungszeit empfangen.

In dem Sendeschritt wird das empfangene Radiosignal zu einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gesendet.

In dem Annahmeschritt wird ein Radiosignal, das von einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gesendet wird, angenommen.

In dem Analyseschritt werden das empfangene Radiosignal und das angenommene Radiosignal in eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten gemäß der Analyse der unabhängigen Komponenten aufgetrennt bzw. zerlegt.

In dem Auswahlschritt werden zwei unabhängige Komponenten, die zeitlich unterschiedlich voneinander um eine Ankunftszeitdifferenz zwischen einer Ankunftszeit, die die Radiowelle benötigt, die von dem Radiostern abgestrahlt wird, um die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung zu erreichen, und einer Ankunftszeit sind, die die Radiowelle benötigt, um an einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen, aus der Vielzahl von unabhängigen Komponenten ausgewählt, die durch die Analyse der unabhängigen Komponenten erhalten werden.

In dem Abtastschritt wird ein Durchschnitt einer Komponente, die durch Verzögern einer von den beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten erhalten wird, die zeitlich um die Ankunftszeitdifferenz früher ist, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist, mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abgetastet.

In dem Ausgangsschritt bzw. Ausgabeschritt wird eine Reihenfolge von Bitabtastungen, die durch das Bitabtasten erhalten wird, als eine Zufallszahlenfolge ausgegeben, die mit einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gemeinsam benutzt wird.

Das Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Zeitdifferenzerhaltungsschritt aufweisen. In dem Zeitdifferenzerhaltungsschritt wird die Ankunftszeitdifferenz auf der Basis eines Ortes, bei dem die weitere Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung installiert ist, eines Ortes des vorher bestimmten Radiosterns und der vorher bestimmten Beobachtungszeit erhalten bzw. ermittelt.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dem Abtastschritt "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist" anstelle des "Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer von den beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten erhalten wird, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abgetastet werden.

In dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung kann in dem Abtastschritt "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich später ist" anstelle des "Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten erhalten wird, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist" mit einer vorbestimmten Genauigkeit bit-abgetastet werden.

Ein Codierverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schlüsselerzeugungsschritt, einen Annahmeschritt, einen Codierschritt und einen Sendeschritt und ist wie folgt aufgebaut.

In dem Schlüsselerzeugungsschritt wird eine Zahlenfolge gemäß einer Abtastregel aus einer Zufallszahlenfolge, die in Übereinstimmung mit dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, das vorstehend beschrieben wurde, ausgegeben wird, ausgewählt und die ausgewählte Zahlenreihenfolge wird als ein Vernam-Codierschlüssel verwendet.

In dem Annahmeschritt werden Informationen, die zu einer Decodiervorrichtung gesendet werden, angenommen.

In dem Codierschritt werden die angenommenen Informationen gemäß einem Vernam-verschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Codierschlüssels codiert.

In dem Sendeschritt werden die codierten Informationen zu der Decodiervorrichtung gesendet.

Das Codierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Regelannahmeschritt aufweisen und in dem Regelannahmeschritt wird eine Eingabe einer Abtastregel angenommen, die gemeinsam benutzt wird.

Ein Decodierverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schlüsselerzeugungsschritt, einen Empfangsschritt, einen Decodierschritt und einen Ausgabeschritt und ist wie folgt aufgebaut.

In dem Schlüsselerzeugungsschritt wird eine Zahlenfolge gemäß einer Abtastregel aus einer Zufallszahlenfolge, die in Übereinstimmung mit dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren ausgegeben wird, das zuvor beschrieben wurde, ausgewählt und die ausgewählte Zahlenfolge wird als ein Vernam-Chiffrierschlüssel verwendet.

In dem Empfangsschritt werden die codierten Informationen empfangen, die von einer Codiervorrichtung gesendet werden.

In dem Decodierschritt werden die empfangenen Informationen gemäß einem Vernam-Entschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Decheffrier- bzw. Entschlüsselungsschlüssels decodiert.

In dem Ausgabeschritt werden die decodierten Informationen als Informationen ausgegeben, die von der Codiervorrichtung gesendet werden.

Das Decodierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Regelannahmeschritt aufweisen und in dem Regelannahmeschritt wird eine Eingabe einer Abtastregel, die gemeinsam benutzt wird, angenommen.

Ein Programm gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert einen Computer, der als die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, Codiervorrichtung oder Decodiervorrichtung, die vorstehend beschrieben wurden, arbeitet und steuert ein Computer, um das Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, das Codierverfahren oder das Decodierverfahren, das vorstehend beschrieben wurde, durchzuführen.

Ein computerlesbares Informationsaufzeichnungsmedium (einschließlich einer Compakt-Disk, einer flexiblen Platte, einer Festplatte, einer magnetooptischen Platte, einer digitalen Videoplatte, eines Magnetbands und eines Halbleiterspeicher) ist derart aufgebaut, dass es das vorstehend beschriebene Programm speichern kann.

Das Informationsaufzeichnungsmedium kann unabhängig von einem Computer vertrieben oder verkauft werden oder das Programm selbst kann durch ein Computerkommunikationsnetzwerk, zum Beispiel das Internet, vertrieben oder verkauft werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, ein Codec-System, eine Codiervorrichtung, eine Decodiervorrichtung, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren, die eine Radiowelle verwenden, welche von einem Radiostern abgestrahlt wird, und ein Programm zum Realisieren davon auf einem Computer bereitzustellen.

Diese Aufgaben und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Lesen der nachfolgend detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 ein exemplarisches Diagramm ist, das einen schematischen Aufbau einer Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerfluss für einen Zufallszahlenfolgemitbenutzungsprozess gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

3 ist ein exemplarisches Diagramm, das einen schematischen Aufbau eines Codec-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

4 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerfluss für einen Codiervorgang, der durch eine Codiervorrichtung durchgeführt wird, und einen Decodiervorgang zeigt, der durch eine Decodiervorrichtung in dem Codec-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend erläutert. Die Ausführungsform, die nachfolgend beschrieben wird, ist für die Erläuterung vorgesehen und soll nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung beschränken. Fachleute können eine Ausführungsform verwenden, in der einige oder alle der Elemente der vorliegenden Erfindung durch Äquivalente davon ersetzt sind. Eine solche Ausführungsform wird jedoch als in dem Bereich der vorliegenden Erfindung enthalten betrachtet.

Ein Verfahren zum gemeinsamen Benutzen bzw. Mitbenutzen oder Sharing einer Zufallszahlenreihenfolge wird nachfolgend erläutert. Ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen. Diese Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen haben den gleichen Aufbau.

1 ist ein exemplarisches Diagramm, das einen schematischen Aufbau einer Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerfluss für einen Zufallszahlenfolgesharingprozess zeigt, der durch die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung durchgeführt wird. Die nachfolgende Erläuterung wird mit Bezug auf diese Zeichnungen ausgeführt.

Die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 umfasst eine Empfangseinheit 102, eine Sendeeinheit 103, eine Annahmeeinheit 104, eine Analyseeinheit 105, eine Auswahleinheit 106, eine Abtasteinheit 107, eine Ausgabeeinheit 108 und eine Zeitdifferenzerhaltungseinheit 109.

Zuerst bestimmt die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101, mit welcher bzw. welchen der anderen Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 Zufallszahlen gemeinsam benutzt werden sollen, und setzt einen Radiostern (oder den Ort davon), der verwendet wird, und eine Beobachtungszeit (Schritt S201).

Eine beliebige Zeit kann als Beobachtungszeit verwendet werden, solange sie eine Zeit ist, während der beide Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 eine Radiowelle von dem Radiostern nach der gegenwärtigen Zeit beobachten können.

Eine Maserquelle (einschließlich einer Wasser-Maserquelle, einer Ammoniak-Maserquelle und einer Methanol-Maserquelle) oder ein quasi-stellares Objekt (Quasar) können als der Radiostern bestimmt werden. Die Anzahl der Radiosterne, die für die Observation gesetzt werden, ist nicht auf Eins beschränkt, sondern kann eine höhere Zahl sein. In diesem Fall sollten Radiosterne, die von beiden Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 bei der gesetzten Beobachtungszeit beobachtet werden können, ausgewählt werden.

Wie später beschrieben werden wird, funktionieren der Radiostern und die Beobachtungszeit, die im Schritt S201 gesetzt werden, als einer der "Zufallszahlenkeime", wenn eine Zufallszahlenfolge gemeinsam benutzt wird.

Die Empfangseinheit 102 empfängt ein Radiosignal, das eine Radiowelle enthält, die von dem gesetzten Radiostern bei der gesetzten Beobachtungszeit (Schritt S202) abgestrahlt wird. Eine allgemeine interstellare Radiowellenempfangstechnologie kann für den Empfang einer Radiowelle von dem Radiostern verwendet werden.

Die Sendeeinheit 103 sendet das empfangene Radiosignal zu der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 (Schritt S203) und die Annahmeeinheit 104 nimmt das Radiosignal an, das von der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 (Schritt S204) gesendet wird. Im Ergebnis benutzen beide Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 das Radiosignal, das von der jeweils anderen empfangen wird. Die Radiosignale können mittels verschiedener Kommunikationstechniken gesendet und angenommen werden, zum Beispiel durch die Verwendung eines gewöhnlichen Computernachrichtennetzwerkes.

Die Analyseeinheit 105 trennt das empfangene Radiosignal und das angenommene Radiosignal in einer Vielzahl von unabhängigen Komponenten mittels der Analyse der unabhängigen Komponenten (Schritt S205) auf.

Die Analyse der unabhängigen Komponenten ist ein Verfahren zum Analysieren von multidimensionalen Signalen und wird zum Auffinden der Transformation für das Separieren von Zielsignalen gemäß ihrer Unabhängigkeit auf der Basis ihrer Statistik in einer höheren Dimension oder ihrer zeitlichen Korrelation verwendet. Öffentlich bekannte Techniken können zum Ableiten dieser Matrix verwendet werden.

Die Analyse der unabhängigen Komponenten wird auf den Gebiete der BSS (Blind Source Separation = Blindquellentrennung) und der BSD (Blind Source Deconvolution = Blindquellenentfaltung) mit nur einer Annahme verwendet, dass die Signalquellen der Zielsignale unabhängig sind. Als Lösungen dieser Gebiete gibt es Techniken zum Unterscheiden von Stimmen unterschiedlicher Sprecher, die in eine Vielzahl von Mikrofonen eingegeben werden, und Techniken zum Unterscheiden von Gehirnwellen aus elektrischen Signalen, die an verschiedenen Punkten an dem Kopf detektiert werden.

Als Ergebnis der Analyse unabhängiger Komponenten können eine Komponente, die in der Radiowelle enthalten ist, die von dem gesetzten bzw. festgelegten Radiostern abgestrahlt wird, und von einer Mitbenutzungsvorrichtung empfangen wird, eine Komponente, die in der Radiowelle enthalten ist, die von dem gesetzten Radiostern abgestrahlt wird und von der anderen Mitbenutzungsvorrichtung empfangen wird, Komponenten, die in den Radiowellen enthalten sind, die von weiteren Radiosternen abgestrahlt werden, und Komponenten in verschiedenen Rauschradiowellen voneinander getrennt werden.

Gemäß der Grundtechnik der Analyse unabhängiger Komponenten ist es oft der Fall, dass eine Anzahl M von unabhängigen Komponenten (in der vorliegenden Erfindung entsprechen diese Komponenten den Komponenten, die von einer Mitbenutzungsvorrichtung und von der anderen Mitbenutzungsvorrichtung aus den Radiowellen von dem gesetzten Radiostern empfangen werden) aus einer Anzahl M von Signalen (in der vorliegenden Erfindung, entsprechen diese Signale den beiden, empfangenen Signalen) erhalten wird. In dem Fall, in dem einige separierte Signalkomponenten korreliert sind, kann diese Technik jedoch eine Zahl von N unabhängigen Komponenten aus einer Zahl von M Signalen (N > M) ermitteln bzw. schätzen. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Technik verwendet.

Als nächstes erhält die Zeitdifferenzerhaltungseinheit 109 die Differenz in der Ankunftszeit (Ankunftszeitdifferenz) auf der Basis der Orte, bei denen die Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 eingerichtet sind, des Orts des Radiosterns, der früher gesetzt worden ist, und der Beobachtungszeit, die früher festgelegt worden ist (Schritt S206).

Die Auswahleinheit 106 wählt zwei unabhängige Komponenten, die zeitlich unterschiedlich voneinander um die erhaltene Ankunftszeitdifferenz sind, aus der Vielzahl von unabhängigen Komponenten aus, die durch die Analyse unabhängiger Komponenten erhalten werden (Schritt S207).

Da die Empfangseinheit 102 dafür bestimmt ist, eine Radiowelle von dem gesetzten Radiostern, wie vorstehend beschrieben wurde, zu empfangen, wird erwartet, dass die Radiowelle von dem gesetzten Radiostern mit einem bestimmten Wert bzw. Pegel von hoher elektrischer Energie empfangen werden kann. Wenn eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten nach der Analyse erhalten wird, wird es deshalb erwartet, dass zwei unabhängige Komponenten in den meisten Fällen erhalten werden können, wobei eine die Komponente ist, die von einer Mitbenutzungsvorrichtung aus der Radiowelle, die von dem gesetzten Radiostern abgestrahlt wird, empfangen wird, und die andere die Komponente ist, die von der anderen Mitbenutzungsvorrichtung aus der Radiowelle, die von dem gesetzten Radiostern abgestrahlt wird, empfangen wird.

In einem Fall, in dem zwei unabhängige Komponenten, die die vorstehende Bedingung erfüllen, nicht im Schritt S207 ausgewählt werden können, bedeutet dies, dass ein gemeinsames Benutzen bzw. Sharing der Zufallszahlenreihenfolge nicht erfolgreich ist. In diesem Fall wird diese Tatsache berichtet und der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsprozess wird beendet (nicht gezeigt).

Die Abtasteinheit 107 tastet den Durchschnitt einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten erhalten wird, die zeitlich früher um die Ankunftszeitdifferenz ist, und der Komponente, die zeitlich später ist, mit einer vorgegebenen Genauigkeit ab (Schritt S208). Der Durchschnitt kann ein gewichteter Durchschnitt sein. Zudem kann in einem Fall, wenn die eine oder die andere der beiden Vorrichtungen als das Gewicht ausgewählt wird, nicht der "Durchschnitt" sondern "eine von den beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist" oder "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich später ist" bit-abgetastet werden.

Wenn die Komponente, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz verzögert wird, gibt es keine zeitliche Differenz zwischen dieser Komponente und der Komponente, die zeitlich später ist. Deshalb kann die Zeitserie der Komponenten erhalten werden, wenn der Durchschnitt der beiden genommen wird. Wenn diese Zeitserie mit einer gewünschten Genauigkeit bit-abgetastet wird, kann deshalb eine Zufallszahlenreihenfolge erhalten werden.

Schließlich gibt die Ausgabeeinheit 108 die abgetastete Bitabtastfolge als Zufallszahlenfolge aus, die sie mit der anderen Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung (Schritt S209) gemeinsam benutzt und der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsprozess ist somit beendet.

Die vorliegende Erfindung gründet auf der Hypothese in der Radioastronomie, dass "eine Radiowelle, die von einem Radiostern abgestrahlt wird, der mehrere Milliarden Lichtjahre weg ist, zufällig ist". Es ist möglich, eine Zufallszahlenfolge zu erhalten, die als ein öffentlicher Schlüssel in einem Codec-System verwendet wird, indem verschiedene Rauschradiowellenkomponenten unter Verwendung einer Analyse unabhängiger Komponenten beseitigt werden und indem Signale aus der Zufallssignalquelle (Radiostern) von beiden Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen 101 gemeinsam benutzt werden.

(Codec-System)

3 ist ein exemplarisches Diagramm, das einen schematischen Aufbau eines Codec-Systems zeigt, das die vorstehend beschriebene Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 verwendet. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerfluss eines Codiervorgangs und eines Decodiervorgangs zeigt, der von einer Codiervorrichtung bzw. einer Decodiervorrichtung in dem vorliegenden Codec-System durchgeführt wird. Die nachfolgende Erläuterung wird mit Bezug auf diese Diagramme gegeben.

Ein Codec-System 301 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Codiervorrichtung 321 und eine Decodiervorrichtung 341, die beide die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 enthalten.

Die vorliegende Ausführungsform verwendet eine Vernam-Verschlüsselung. Gemäß der Vernam-Verschlüsselung wird eine Bitsequenz durch Auswählen und Extrahieren einer Vielzahl von Bits aus Bits erhalten, die in einer gemeinsam benutzten Zufallszahlenfolge gemäß einer Abtastregel enthalten sind, die im Vorhinein (oder die im Vorhinein offen gemacht wurde) gesetzt wird, und die erhaltene Bitfolge wird als Codierschlüssel verwendet. Wie bestens bekannt ist, realisiert die Vernam-Verschlüsselung ein vollständig sicheres System, außer die gemeinsam benutzte Zufallszahlenfolge selbst ist Horchern bzw. Lauschern bekannt, wie später beschrieben wird.

Die Codiervorrichtung 321 umfasst eine Schlüsselerzeugungseinheit 361, eine Annahmeeinheit 322, eine Codiereinheit 323 und eine Sendeeinheit 324.

Die Decodiervorrichtung 341 umfasst eine Schlüsselerzeugungseinheit 361, eine Empfangseinheit 342, eine Decodiereinheit 343 und eine Ausgangseinheit 344.

In der Codiervorrichtung 321 wählt die Schlüsselerzeugungseinheit 361 eine Zahlenfolge aus der Zufallszahlenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 ausgegeben wird, die in der Codiervorrichtung 321 enthalten ist, gemäß der Abtastregel aus und verwendet die ausgewählte Zahlenfolge als den Vernam-Chiffrierschlüssel (Schritt S401).

Ähnlich wählt in der Decodiervorrichtung 341 die Schlüsselerzeugungseinheit 361 eine Zahlenfolge aus der Zufallszahlenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungssvorrichtung 101 ausgegeben wird, die in der Decodiervorrichtung 341 enthalten ist, gemäß der Abtastregel aus und verwendet die ausgewählte Zahlenfolge als den Vernam-Chiffrierschlüssel (Schritt S402) aus. Da die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101, die in der Codiervorrichtung 321 enthalten ist, und die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101, die in der Decodiervorrichtung 341 enthalten ist, ein Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem bilden, sind die Vernam-Chiffrierschlüssel, die von ihnen erhalten werden, die gleichen. Das heißt, dass ein gemeinsamer Schlüssel sicher zwischen ihnen gemeinsam verwendet wird.

In der Codiervorrichtung 321 nimmt die Annahmeeinheit 322 Informationen an, die zu der Decodiervorrichtung (Schritt S403) gesendet werden sollen. Die Codiereinheit 323 codiert die angenommenen Informationen gemäß dem Vernam-Codierverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Codierschlüssels (Schritt S404). Die Sendeeinheit 324 sendet die codierten Informationen zu der Decodiervorrichtung 341 (Schritt S405).

Andererseits empfängt in der Decodiervorrichtung 341 die Empfangseinheit 342 die codierten Informationen, die von der Codiervorrichtung 321 gesendet werden (Schritt S406). Die Decodiereinheit 343 decodiert die empfangenen Informationen gemäß dem Vernam-Entschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Chiffrierschlüssels (Schritt S407). Die Ausgangseinheit 344 gibt die decodierten Informationen als Informationen aus, die von der Codiervorrichtung 321 (Schritt S408) gesendet werden.

In der vorliegenden Ausführungsform können die Codiervorrichtung 321 und die Decodiervorrichtung 341 beide weiterhin eine Regelannahmeeinheit (nicht gezeigt) aufweisen, die die Eingabe einer Abtastregel annimmt, die gemeinsam benutzt werden soll und aus einer Vielzahl von Abtastregeln ausgewählt wird, die im Voraus erzeugt werden.

Gemäß der Vernam-Verschlüsselung kann die gleiche offene Datei, die als eine binäre Zufallszahlenfolge BJ mit einer Länge von J Bits aufgebaut ist, auf der Codiererseite und der Decodiererseite verwendet werden. Die Zufallszahlenfolge BJ ist im Allgemeinen unterschiedlich zu einer Folge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung 101 ausgegeben wird, und wird im Voraus erzeugt. Der Wert J ist ausreichend groß und die Zufallszahlenfolge BJ ist eine echte Zufallszahlenfolge.

Ein Verschlüsselungsschlüssel bzw. Codierschlüssel wird durch Abtasten jedes Bits Kp der Zufallszahlenfolge K = K1K2 ... erzeugt, die von der Zufallszahlenfolgeverteilungsvorrichtung 101 (diese Zufallszahlenfolge wird als "Schlüsselsequenz für Vernam-Codierung" bezeichnet) aus dem Code BJ der offenen Datei in Übereinstimmung mit einer bestimmten Abtastregel F&agr;(p) ausgegeben wird. Der Wert &agr; ist ein Parameter zum Bestimmen einer Abtastregel. In einem Fall, in dem die Größe von &agr; gleich L Bit ist, gibt dies an, dass es 2L Abtastregeln gibt.

Gemäß der Theorie der Vernam-Verschlüsselung kann ein vollständig sicheres System realisiert werden, außer der Inhalt von K ist Horchern bekannt. Jeder Horcher, der &agr; nicht kennt, muss alle Abtastregeln F&agr;(p) versuchen, um K zu erhalten.

Wenn angenommen wird, dass L = 100 ist, gibt es 2100 ≈ 1033 Arten von Abtastregeln. Wenn angenommen wird, dass ein Horcher 10-10 Sekunden benötigt, um 1-Bit Kp von der offenen Datei durch Berechnen von F&agr;(p) einmal zu bekommen, werden mindestens 10-10 Sekunden benötigt, um zu bestimmen, ob die Regel F&agr;(p) die Abtastregel ist, die tatsächlich verwendet wird.

In diesem Fall würde, auch wenn F&agr;(p) durch Verbringen von 100 Jahren überprüft werden würde, die Anzahl der F&agr;(p), die überprüft werden kann, nur ungefähr 3 × 1019 betragen. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Horcher K erhält sehr klein, nämlich 1019/1033 = 10-14.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wird K als eine gemeinsam benutzte Zufallszahl unter Verwendung eines Radiosterns erhalten. Ein Horcher kann K nicht erhalten, außer er/sie erhält alles Folgende:

  • (a) den Radiostern, der verwendet wird;
  • (b) die Beobachtungszeit;
  • (c) das Radiosignal, das von einer Mitbenutzungsvorrichtung empfangen wird;
  • (d) das Radiosignal, das von der anderen Mitbenutzungsvorrichtung empfangen wird;
  • (e) die Ankunftszeitdifferenz zwischen den beiden Radiosignalen.

Insbesondere hat ein Radiosignal von einem Radiostern eine sehr große bzw. weite Frequenzbandbreite, die von mehreren 10 bis mehreren 100 GHz reicht. Deshalb ist es extrem schwierig für einen Horcher, die Speicherung von Informationen für das kontinuierliche Überwachen von Zufallszahlen aufrechtzuerhalten.

Dementsprechend kann gesagt werden, dass das vorstehend beschriebene Codec-System sicher ist.

Verschiedene Ausführungsformen und Änderungen können damit ausgeführt werden, ohne dass vom breiten Bereich der Erfindung abgewichen wird. Es ist beabsichtigt, dass die vorstehend beschriebene Ausführungsform die vorliegende Erfindung nur erläutert und nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung beschränkt. Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist in den angehängten Ansprüchen aufgezeigt und nicht in der Ausführungsform. Verschiedene Modifikationen, die innerhalb der Bedeutung eines Äquivalents der Ansprüche der Erfindung und innerhalb der Ansprüche ausgeführt werden, werden als im Bereich der vorliegenden Erfindung betrachtet.


Anspruch[de]
  1. Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung aufweist:

    eine Empfangseinheit, die ein Radiosignal, das eine Radiowelle enthält, die von einem vorbestimmten Radiostern abgestrahlt wird, bei einer vorbestimmten Beobachtungszeit empfängt;

    eine Sendeeinheit, die das empfangene Radiosignal zu einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung sendet;

    eine Annahmeeinheit, die ein Radiosignal annimmt, das von der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gesendet wird;

    eine Analyseeinheit, die das empfangene Radiosignal und das angenommene Radiosignal in eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten gemäß der Analyse der unabhängigen Komponenten zerlegt;

    eine Auswahleinheit, die aus der Vielzahl von unabhängigen Komponenten, die durch die Analyse der unabhängigen Komponenten erhalten werden, zwei unabhängige Komponenten auswählt, die zeitlich unterschiedlich zueinander um eine Ankunftsdifferenz zwischen einer Ankunftszeit, die die Radiowelle benötigt, die von dem Radiostern abgestrahlt wird, an der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen, und einer Ankunftszeit, die die Radiowelle benötigt, um an der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen;

    eine Abtasteinheit, die einen Durchschnitt einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten erhalten wird, welche zeitlich früher um die Ankunftszeitdifferenz ist, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist, mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abtastet; und

    eine Ausgabeeinheit, die eine Folge von Bitabtastungen, die durch das Bitabtasten erhalten werden, als eine Zufallszahlenfolge ausgibt, die gemeinsam mit der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung benutzt wird.
  2. Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen weiterhin eine Zeitdifferenzerhaltungseinheit aufweist, die die Ankunftszeitdifferenz auf der Basis von Orten, an denen die Vielzahl von Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtungen eingerichtet ist, eines Ortes des vorbestimmten Radiosterns und der vorbestimmten Beobachtungszeit erhält.
  3. Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist," anstelle des "Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abtastet.
  4. Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich später ist," anstelle des "Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abtastet.
  5. Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung in dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem nach Anspruch 1.
  6. Codec-System mit einer Codiervorrichtung und einer Decodiervorrichtung, die gemeinsam eine Abtastregel verwenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiervorrichtung und die Decodiervorrichtung jeweils eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung enthalten, die das Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem nach Anspruch 1 bildet,

    (a) wobei die Codiervorrichtung aufweist:

    eine Schlüsselerzeugungseinheit, die eine Zahlenfolge aus einer Zufallszahlenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung ausgegeben wird, die in der Codiervorrichtung enthalten ist, gemäß der Abtastregel auswählt, und die ausgewählte Zahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungsschlüssel verwendet;

    eine Annahmeeinheit, die Informationen annimmt, die zu der Decodiervorrichtung gesendet werden;

    eine Codiereinheit, die die angenommenen Informationen gemäß einem Vernam-Verschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels annimmt; und

    eine Sendeeinheit, die die codierten Informationen zu der Decodiervorrichtung sendet,

    (b) wobei die Decodiervorrichtung aufweist:

    eine Schlüsselerzeugungseinheit, die eine Zahlenfolge aus einer Zufallszahlenfolge, die von der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung ausgegeben wird, welche in der Decodiervorrichtung enthalten ist, gemäß der Abtastregel auswählt und die die ausgewählte Zahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungsschlüssel verwendet;

    eine Empfangseinheit, die die codierten Informationen empfängt, die von der Codiervorrichtung gesendet werden;

    eine Decodiereinheit, die die empfangenen Informationen gemäß einem Vernam-Entschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels empfängt; und

    eine Ausgabeeinheit, die die decodierten Informationen als Informationen ausgibt, die von der Codiervorrichtung gesendet werden, und

    (c) wobei die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, die in der Codiervorrichtung enthalten ist, und die Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung, die in der Decodiervorrichtung enthalten ist, das Zufallszahlenfolgemitbenutzungssystem gemäß Anspruch 1 bilden.
  7. Codec-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Codiervorrichtung als auch die Decodiervorrichtung weiterhin eine Regelannahmeeinheit aufweisen, die eine Eingabe einer Abtastregel annimmt, die gemeinsam benutzt wird.
  8. Codiervorrichtung in dem Codec-System nach Anspruch 6.
  9. Decodiervorrichtung in dem Codec-System nach Anspruch 6.
  10. Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren, das gekennzeichnet ist dadurch, dass es aufweist:

    einen Empfangsschritt zum Empfangen eines Radiosignals, das eine Radiowelle enthält, die von einem vorbestimmten Radiostern abgestrahlt wird, bei einer vorbestimmten Beobachtungszeit durch eine Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung;

    einen Sendeschritt zum Senden des empfangenen Radiosignals zu einer weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung;

    einen Annahmeschritt zum Annehmen eines Radiosignals, das von der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung gesendet wird;

    einen Analyseschritt zum Zerlegen bzw. Trennen des empfangenen Radiosignals und des angenommenen Radiosignals in eine Vielzahl von unabhängigen Komponenten gemäß der Analyse der unabhängigen Komponenten;

    einen Auswahlschritt zum Auswählen aus der Vielzahl von unabhängigen Komponenten, die durch die Analyse der unabhängigen Komponenten erhalten werden, von zwei unabhängigen Komponenten, die zeitlich unterschiedlich zueinander um eine Ankunftszeitdifferenz zwischen einer Ankunftszeit, die die Radiowelle, die von dem Radiostern abgestrahlt wird, benötigt, um an der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen, und einer Ankunftszeit sind, die die Radiowelle benötigt, um an der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung anzukommen;

    einen Abtastschritt zum Bit-Abtasten eines Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist, mit einer vorgegebenen Genauigkeit; und

    einen Ausgabeschritt zum Ausgeben einer Sequenz von Bitabtastungen, die durch das Bit-Abtasten erhalten werden, als eine Zufallszahlenfolge, die gemeinsam mit der weiteren Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung benutzt wird.
  11. Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist einen Zeitdifferenzerhaltungsschritt zum Erhalten der Ankunftszeitdifferenz auf der Basis eines Ortes, an dem die weitere Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung eingerichtet ist, eines Ortes des vorbestimmten Radiosterns und der vorbestimmten Beobachtungszeit.
  12. Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abtastschritt "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist," anstelle "des Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögerung einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist," mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abgetastet wird.
  13. Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abtastschritt "eine der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich später ist," anstelle "des Durchschnitts einer Komponente, die durch Verzögern einer der beiden ausgewählten, unabhängigen Komponenten, die zeitlich früher ist, um die Ankunftszeitdifferenz erhalten wird, und der ausgewählten, unabhängigen Komponente, die zeitlich später ist" mit einer vorgegebenen Genauigkeit bit-abgetastet wird.
  14. Codierverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:

    einen Schlüsselerzeugungsschritt zum Auswählen einer Zahlenfolge aus einer Zufallszahlenfolge gemäß einer Abtastregel, die in Übereinstimmung mit dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren nach Anspruch 10 ausgegeben wird, und zum Verwenden der ausgewählten Zufallszahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungsschlüssel;

    einen Annahmeschritt zum Annehmen von Informationen, die zu einer Decodiervorrichtung gesendet werden;

    einen Codierschritt zum Codieren der angenommenen Informationen gemäß einem Vernam-Verschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels; und

    einen Sendeschritt zum Senden der codierten Informationen zu der Decodiervorrichtung.
  15. Codierverfahren nach Anspruch 14, das weiterhin gekennzeichnet ist durch einen Regelannahmeschritt zum Annehmen einer Eingabe einer Abtastregel, die gemeinsam benutzt wird.
  16. Decodierverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:

    einen Schlüsselerzeugungsschritt zum Auswählen einer Zahlenfolge aus einer Zufallszahlenfolge gemäß einer Abtastregel, die in Übereinstimmung mit dem Zufallszahlenfolgemitbenutzungsverfahren gemäß Anspruch 10 ausgegeben wird, und zum Verwenden der ausgewählten Zahlenfolge als einen Vernam-Verschlüsselungsschlüssel;

    einen Empfangsschritt zum Empfangen codierter Informationen, die von einer Codiervorrichtung gesendet werden;

    einen Decodierschritt zum Decodieren der empfangenen Informationen gemäß einem Vernam-Entschlüsselungsverfahren unter Verwendung des erzeugten Vernam-Verschlüsselungsschlüssels; und

    einen Ausgabeschritt zum Ausgeben der decodierten Informationen als Informationen, die von der Codiervorrichtung gesendet werden.
  17. Decodierverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist einen Regelannahmeschritt zum Annehmen einer Eingabe einer Abtastregel, die gemeinsam benutzt wird.
  18. Programmprodukt zum Steuern eines Computers derart, dass er wie jede Einheit der Zufallszahlenfolgemitbenutzungsvorrichtung nach Anspruch 5 funktioniert.
  19. Programmprodukt zum Steuern eines Computers derart, dass er als jede Einheit der Codiervorrichtung nach Anspruch 8 funktioniert.
  20. Programmprodukt zum Steuern eines Computers derart, dass er als jede Einheit der Decodiervorrichtung nach Anspruch 9 funktioniert.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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