秘話

秘話（ひわ）とは

秘話とは、音声を用いた通信において、盗聴や傍受を防ぐことを目的として、会話の内容を聞き取れないようにするための技術やその状態を指します。電話や無線電話などの音声通信は、特別な技能がなくても手軽に利用できる反面、通信経路が明らかであれば比較的容易に盗み聞きされる危険性があります。特に無線通信では、適切な受信機さえあれば誰でも会話を傍受することが可能です。

秘話は、このような音声通信の脆弱性に対処するために開発されました。音声信号をそのまま送るのではなく、何らかの変換を施した信号として送信し、同じ秘話装置を持つ相手だけが正しく元の音声に戻して聞き取れるようにします。

秘話の技術は、大まかにアナログ方式とデジタル方式の二種類に分類されます。初期の技術はアナログ方式が中心でしたが、デジタル技術の進展と共にデジタル方式が主流となり、現代の多くの通信システムで採用されています。

アナログ方式（ボイススクランブラー）

アナログ方式の秘話装置は、ボイススクランブラーまたはアナログスクランブラーと呼ばれます。この方式では、音声信号そのものを周波数領域や時間領域で操作し、元の信号とは異なるアナログ信号に変換します。例えば、音声の周波数スペクトル全体を反転させる音声周波数反転（スペクトル反転）や、信号を一定時間ごとに区切って並べ替える時間セグメント置換、信号を複数の周波数帯域に分割して入れ替える帯域分割などの手法があります。

アナログ方式の利点は、比較的単純なハードウェアで実現可能であり、元の音声信号と同じ帯域幅で送受信ができるため、既存のアナログ通信設備を流用しやすい点でした。警察無線や初期の国際無線電話などで広く利用されました。しかし、これらの手法は専門家が解析することは比較的容易であり、特に単純な周波数反転方式では、訓練によって反転した音声を聞き取れるようになる可能性や、専用の解読装置が利用可能な場合もあり、高い機密性が要求される通信には不十分とされています。スクランブル後の音声に残る元の音声の特性を残留了解度と呼び、これが低いほど秘話性が高いと評価されます。

デジタル方式（音声暗号化）

デジタル方式の秘話装置は、音声暗号化（デジタルボイスエンクリプション）とも呼ばれます。この方式では、まず音声信号をデジタルデータに変換（音声符号化）し、その後に暗号化アルゴリズムを用いてデータを秘匿します。出力されるのはデジタル信号となります。

デジタル方式の最大の利点は、適切な暗号化方式と鍵長を使用することで、非常に高い秘話性を実現できる点です。暗号化されたデジタル信号は、元の音声信号の特性がほとんど残らないため、アナログ方式で問題となる残留了解度が問題になることは稀です。また、暗号化アルゴリズムや鍵を頻繁に変更することも容易です。

デジタル方式の実装には、音声を低ビットレートのデジタルデータに効率よく変換する音声符号化技術が不可欠です。初期にはボコーダーのような技術が用いられましたが、音質は悪く「ドナルドダックのような声」と形容されました。その後、線形予測符号化（LPC）やCELP符号化などの技術が進歩し、狭い帯域幅でも比較的良好な音質が得られるようになりました。暗号化には、デジタルデータ列を逐次暗号化するストリーム暗号が一般的に使用されます。

初期のデジタル秘話装置は、第二次世界大戦中にアメリカで開発されたSIGSALYのように、非常に大規模で高価でした。真空管を多数使用し、消費電力も大きく、設置場所も限られるなど制約が多かったです。しかし、IC技術やデジタル信号処理技術の進展により、装置は小型化・高性能化・低価格化が進み、携帯電話や高度な業務用無線機など、様々な分野でデジタル方式が利用されるようになっています。

秘話技術の歴史的変遷

秘話技術の研究は、無線電話が普及し盗聴の危険性が認識され始めた1920年代から本格化しました。最初はアナログ式の周波数反転方式などが考案されました。第一次世界大戦中には軍用無線電話が登場し、その通信内容保護のニーズから秘話技術の重要性が増しました。

第二次世界大戦は、秘話技術にとって大きな転換期となりました。軍事的な機密通信のために、より解読が困難な秘話装置が各国で開発されました。

アメリカ: 世界初の本格的なデジタル音声暗号化システムSIGSALYを開発し、高官間の秘密通信に運用しました。これは当時の技術水準から見て非常に大規模で複雑なシステムでした。戦後もNSAを中心にデジタル方式の研究開発を進め、STUシリーズやVINSONファミリーなどの秘話装置が使用されました。
イギリス: 数学者アラン・チューリングも開発に関わったDelilahなど、独自の音声暗号化装置の研究を行いました。
ソビエト連邦: 第二次世界大戦中にはアナログ式の改良から始まり、戦時中には時間セグメント置換と帯域分割を組み合わせたSable-Pを開発しました。戦後には囚人を研究開発に従事させたマールフィノ特殊研究所などで、デジタル方式の基礎研究と装置開発を進めました。
日本: 第二次世界大戦前後に陸海軍で秘話装置の研究が行われ、簡易的なアナログ方式などが一部で実用化されましたが、終戦までに高性能な装置の開発には至りませんでした。

第二次世界大戦後も、政府や軍用通信向けにデジタル方式の秘話装置の開発が進められましたが、技術的な制約やコストから一般には普及しませんでした。警察無線などの業務用通信では、1990年代頃までアナログ式のスクランブラーが使用されていた国もあります。

デジタル方式が一般に普及したのは、1990年代以降の第二世代携帯電話（2G）が登場してからです。GSMなどの規格に音声暗号化機能が標準で組み込まれました。その後の第三世代（3G）やLTE（4G）規格では、より強力な暗号化技術が導入されています。Bluetoothのような近距離無線通信規格にも秘話機能が搭載されています。

現代の秘話機能と傍受の現状

現代の携帯電話やBluetoothなどに搭載されている秘話機能は、一般ユーザーによる簡易な傍受に対しては一定の効果を発揮します。しかし、これらの技術にも限界があります。

携帯電話の暗号化は端末と基地局間で行われるのが一般的であり、基地局から先のネットワーク内では暗号化が解除される場合があります。この場合、通信事業者の設備内での傍受は技術的に可能です。また、一部の古い規格や、実装・運用上の不備（弱いパスキーの使用など）により、暗号が破られる可能性も指摘されています。

国家機関などによる通信傍受は、法執行や情報収集の目的で組織的に行われています。技術の進展により、傍受手法も高度化しており、暗号化された通信の解読や、プロトコルの脆弱性を突いた傍受、さらには偽の基地局を用いた中間者攻撃なども報告されています。多くの国で通信傍受に関する法律が整備され、一定の条件下で傍受が合法的に実施されています。

このように、秘話技術は進化を続けていますが、それに対抗する傍受技術も常に進歩しており、完全に秘匿された音声通信を実現し維持することは、特に高度な機密性が要求される場面では依然として大きな課題となっています。

関連技術

暗号
音声符号化
軍事通信
セキュア通信

（参照元：国立研究開発法人情報通信研究機構「情報通信技術の研究開発動向」など）

（注：本記事は提供情報を基に構成・記述されていますが、一部の専門的すぎる詳細や固有名詞は割愛または集約しています。）

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