[发明专利]发送设备和发送方法，以及接收设备和接收方法

说明书

本公开涉及能够用于改善低功率广域(LPWA)通信中的机密性和通信可靠性的发送设备、发送方法、接收设备以及接收方法。发送设备基于GPS时间信息生成密钥流，基于该密钥流加密发送数据，生成加密数据，并将该加密数据发送到接收设备。接收设备基于GPS时间信息生成密钥流，并基于该密钥流将加密数据解密为发送数据。本公开可以应用于例如LPWA通信系统。

技术领域

本发明涉及发送设备和发送方法，以及接收设备和接收方法，尤其涉及能够在低功率广域(LPWA)通信中改善机密性和通信抗性的发送设备和发送方法以及接收设备和接收方法。

背景技术

已经提出了使用低功率广域(LPWA)通信的通信技术(参见专利文献1)。

LPWA通信是一种以低位速率从IoT终端(发送设备)向IoT网关(接收设备)在一个方向上发送和接收少量有效载荷数据(大约100位)的通信，因此，可以在执行LPWA通信的IoT终端(发送器)中实现具有低功耗的通信。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利号6259550

发明内容

本发明要解决的问题

但是，在上述LPWA通信中，当为了实现高度安全性而使用了利用解决复杂数学问题的运算处理的加密方法时，在需要低功耗的IoT终端中处理负荷增加，并且功耗增加。

此外，从多层防御的观点出发，当引入物理层中的加密以与物理层之上的层中的加密处理相结合时，可以进一步改善机密性。

特别地，在无线中，使用通过在物理层中使用波形合成方法(诸如最大比率合成和选择性合成)来改善解调能力的方法。

在这种情况下，为了合成波形，需要具有相同的无线波形或可以容易地转换成相同波形的波形。

在使用相同的无线波形的情况下，由于通过捕获和重发无线波形来攻击IoT网关(接收设备)的重放(重播)攻击是可能的，因此需要采取措施应对重放(重播)攻击。

而且，在仅由线性码配置的格式中，需要采取措施应对通过位反转等的篡改，并且一般采用基于密码的消息认证码(基于密码的MAC：CMAC)的措施等。

但是，在使用改善无线解调/解码性能的波形合成技术的情况下，不可以采用通过在每次发送时改变CMAC值来应对重放攻击的方法。

鉴于这样的情况而做出了本公开，并且特别地，本公开旨在改善LPWA通信中的机密性和通信抗性。

问题的解决方案

本公开的第一方面的发送设备包括：密钥流生成单元，该密钥流生成单元通过使用取决于定时而不同的信息作为初始值来生成密钥流；加密单元，该加密单元通过使用密钥流将发送数据转换成加密数据；以及发送单元，该发送单元发送通过调制加密数据而获得的波形信号。

本公开的第一方面的发送方法与发送设备的配置对应。

在本公开的第一方面中，通过使用取决于定时而不同的信息作为初始值来生成密钥流，通过使用密钥流将发送数据转换成加密数据，并且发送通过调制加密数据而获得的波形信号。

本公开的第二方面的接收设备包括：接收单元，该接收单元接收从发送设备发送的并且是通过调制加密数据而获得的波形信号，该加密数据是通过由使用取决于定时而不同的信息作为初始值而生成的密钥流来加密发送数据而获得的；密钥流生成单元，该密钥流生成单元通过使用取决于定时而不同的信息作为初始值来生成密钥流；极性反转单元，该极性反转单元通过密钥流来反转该波形信号的波形的极性；以及解码单元，该解码单元基于极性反转的波形信号来解码发送数据。

本公开的第二方面的接收方法与接收设备的配置对应。