[发明专利]带有加密关键码存储的数字无线电收发机

说明书

                    发明的领域

本发明涉及射频(RF)通信系统，更具体地说涉及具有能对报文加密和解密的“安全”方式的数字型无线电设备。再具体地说，本发明涉及能在移动式或可携式无线电收发机内安全地装入和存储加密关键码(cryptographic key)信息的技术。本发明的另一个特点是可提供多“组”存储的加密关键码。

                    发明的背景和概要

可以广泛地获得警方的“扫描器”和其它廉价的消费者无线电接收机，这已经对法律的实施和其它无线电用户造成了明显的安全问题。例如，现在罪犯们已经有可能监视警方的无线通信以便发现警察的行踪和活动，从而逃避警察。虽然某些警察力量采用了以“暗话”交谈的实践使他们的通信不易明白，但这些暗话也会使有意义的对话更加困难，而且这些“暗话”一般说来比较容易被“识破”，只要在几个星期内倾听警察的对话就可以做到。

现代化的移动无线电设备是数字型的，它们把用户的声音转变成为数字化的数据流，这种数据流包括具有其值为“1”和“0”的多个“位”，然后把这些“位”送到无线信道上，与此相似，它们接收数字化的数据流形式的通信，再把这些接收到的“位”转变成模拟的声音信号以便用扬声器把它们重放。虽然使用数字化的语音传输可防止大多数警用“扫描器”接收能理解的信号，但消费者或罪犯能得到的更加先进的“数字”无线电接收机仍可以让他们偷听。尤为甚者，随着“数字”扫描接收机的价格降低，这种类型的接收机将变得更加普及，此外，某一阶层的无线电用户(例如，和FBI(联邦调查局)、CIA(中央情报局)、军队和其它高度敏感的机构有关的人员需要一种极端高度的通信安全性。因此，对于通信存在这样一种需要，它能提供比使用数字语音所能达到的更大的安全性和对窃听的防止。

为了响应对这种更大安全性的需要，美国的陆上移动无线电设备的制造厂多年来已经把“加密”技术用于他们的无线电产品中。无线电电子学的现状已经进展到这样的程度，现在让无线电设备自动地进行电子“编码”(“加密”)和用电子学使通信“解码”(“解密”)是实际的和价格上合理的。

简单地说，“加密”和“解密”是“密码术”的一部分，是有在“敌人”或“入侵者”的情况下安全地通信的一种技术。“加密”是将一份“清楚”的报文转换成为不可理解的形式(“密码文字”或简称密文)。“解密”则将此过程反过来，把密文转换成为原来的“清楚”的文字。在现代的“密码系统”中，例如DES中(“Date EncryptionStandard”，即“数据加密标准”)，除非人们已经事先知道所用的特定的转换方法，否则就不可能以计算方式从密文中导出“清楚的”文字来。只要解密的转换方法仍保持着严格的保密状态，那么使用一种加密通信的伙伴就会感到是安全的，因为他们知道只有授权的人员(即知道如何使用特定的解密通信的人员)能够对已加密的通信进行解密。也就是说，即使一个入侵者成功地截获了加密的报文，他也不能把报文解密以恢复成“清楚的”报文。

由于设计和验证一个密码系统的安全性的困难，这已经成为常规的方法，就是把加密和解密转换规定成两个部分：(a)一种确定一个转换系列的算法；和(b)一个加密“关键码”，它规定了这个系列内的许多(通常数量极大)转换中的某一特定的转换。密码算法可以包含在一个标准的、很容易得到的集成电路芯片中，甚至可以是广泛公布的(例如，“DES”算法的细节公布于联邦FIPS(联邦信息处理标准)出版物第46号中)。但是，这一算法在被例如斯蒂夫和卡罗尔使用来对报文加密和解密之前，斯蒂夫和卡罗尔要选择并同意至少一个他们想要用于这一算法的加密“关键码”。斯蒂夫和卡罗尔把这个加密关键码严格地保密。由于加密关键码决定了特定的加密/解密转换，一个入侵者知道基本的密码算法但不知道关键码，就不可能把截获的加密通信解密。此外，卡罗尔和蒂姆可以同意有他们的安全的加密通信使用另外一个加密关键码，而斯蒂夫截获了该通信也不能够成功地把它解密。为了对付长期的解密进攻、“话务分析”等等而提供更大的安全性，通信的各方可以同意定期更换他们同意了的加密关键码，或者如果他们感到他们通信的安全性受到损害时就同意使用一个不同的加密关键码。