(57)【要約】【課題】コンテンツ配信システムにおいて配信される各暗号化ピースの組み合わせを通信装置毎に一意にすることが可能になると共に、システム構築上の自由度を向上可能な通信技術を提供する。【解決手段】ノード５１は、他のノード５０，５１から、ノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースを受信するとこれらを対応付けて記憶する。ノード５１は、その他のノード５１からのピース要求があった場合、暗号化を行うか否かを確率的に決定し、暗号化を行う場合、乱数と秘密鍵とを用いて一時対称鍵を生成して、当該一時対称鍵を用いて暗号化ピースを更に暗号化する。ノード５１は、暗号化を行わない場合、代替的な乱数を生成する。そして、ノード５１は、暗号化ピースに対応付けられて記憶されたノードＩＤ列に加え自身のノードＩＤと、当該暗号化ピースに対応付けられて記憶された乱数列に加え自身が生成した乱数と、暗号化ピースとをその他のノード５１に送信する。【選択図】        図１
2010004390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの一部である複数のピースを暗号化して送信する通信装置であって、
当該通信装置に割り当てられた装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、
他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信する受信手段と、
前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶する第２記憶手段と、
前記第１暗号化ピースを暗号化するか否かを決定する決定手段と、
前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化すると決定された場合、その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成手段と、
前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、
前記一時対称鍵を用いて前記第１暗号化ピースを更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化手段と、
前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化すると決定された場合、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化しないと決定された場合、前記第１装置識別情報を少なくとも用いて第３一時情報を生成する第３生成手段を更に備え、
前記送信手段は、前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化しないと決定された場合、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第３一時情報とを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１記憶手段は、当該通信装置に割り当てられている秘密情報を更に記憶し、
前記第２生成手段は、前記第２一時情報と前記秘密情報とを用いて前記一時対称鍵を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第２生成手段は、前記第２一時情報と前記秘密情報とを用いて一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により前記一時対称鍵を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記第３生成手段は、前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化しないと決定された場合、前記第２装置識別情報と前記秘密情報とを用いて、一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により前記第３一時情報を生成する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記第１暗号化ピースを送信する場合、所定の確率に従って、当該第１暗号化ピースを暗号化するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前記第１暗号化ピースの配信が仲介された回数が小さいほど小さく前記回数が大きいほど大きくなる確率に従って、前記暗第１号化ピースを暗号化するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記ピースを要求するピース要求を受信する要求受信手段を更に備え、
前記第１生成手段は、前記ピース要求が受信された場合且つ前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化すると決定された場合に、前記第２一時情報を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項９】
データの一部である複数のピースを暗号化して他の通信装置に送信する通信装置であって、
当該通信装置に割り当てられている装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、
その生成毎に異なり得る一時情報を生成する第１生成手段と、
前記一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、
前記一時対称鍵を用いて前記ピースを暗号化して暗号化ピースを出力する暗号化手段と、
前記暗号化ピースと、前記装置識別情報と、前記一時情報とを前記他の通信装置に送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
前記第１記憶手段は、当該通信装置に割り当てられている秘密情報を更に記憶し、
前記第２生成手段は、前記一時情報と前記秘密情報とを用いて前記一時対称鍵を生成する
ことを特徴とする請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記第２生成手段は、前記一時情報と前記秘密情報とを用いて一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により前記一時対称鍵を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記データを記憶する第２記憶手段と、
前記データを複数のピースに分割する分割手段とを更に備える
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記ピースを要求するピース要求を受信する要求受信手段を更に備え、
前記第１生成手段は、前記ピース要求が受信された場合に、前記一時情報を生成する
ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項１４】
データの一部である複数のピースを受信する通信装置であって、
当該通信装置に割り当てられている装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、
他の通信装置によって暗号化されたピースである暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを暗号化する際に生成した一時情報とを受信する第１受信手段と、
受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて記憶する第２記憶手段と、
前記暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて含む鍵要求を鍵サーバへ送信する送信手段と、
前記鍵要求に応じて前記鍵サーバから、前記ピースについて行われた暗号化を復号するための各復号鍵を受信する第２受信手段と、
受信された前記各復号鍵を用いて前記暗号化ピースを復号する復号手段とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
前記暗号化ピースは、前記他の通信装置が各前記一時情報を少なくとも用いて生成した一時対称鍵によって各々暗号化されており、
前記第２受信手段は、前記一時対称鍵である前記復号鍵を前記鍵サーバから受信し、
前記復号手段は、受信された前記一時対称鍵である前記各復号鍵を用いて前記暗号化ピースを復号する
ことを特徴とする請求項１４に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記暗号化ピースは、前記他の通信装置が前記一時情報及び当該他の通信装置に割り当てられた秘密情報を用いて生成した一時対称鍵により暗号化されており、
前記第２受信手段は、前記一時対称鍵である復号鍵を前記鍵サーバから受信する
ことを特徴とする請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１７】
データの一部である複数のピースを暗号化して送信する複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てられた秘密情報と、各通信装置に割り当てられた装置識別情報とを各々対応付けて記憶する第１記憶手段と、
暗号化されたピースである暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースの配信を仲介した前記複数の他の通信装置の前記装置識別情報及び当該複数の他の通信装置が各々生成した情報であってその生成毎に異なり得る一時情報とを対応付けて含む鍵要求を前記通信装置から受信する受信手段と、
前記鍵要求に含まれる各前記装置識別情報に対応付けられて記憶されている前記秘密情報と、当該各装置識別情報と対応付けられて前記鍵要求に含まれる各前記一時情報とを用いて、各前記復号鍵を生成する鍵生成手段と、
各前記復号鍵を前記通信装置に送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする鍵サーバ。
【請求項１８】
前記鍵生成手段は、
前記鍵要求に含まれる各前記装置識別情報に対応付けられて記憶されている前記秘密情報と、当該各装置識別情報に対応付けられて前記鍵要求に含まれる各前記一時情報とを用いて、各前記一時情報が、前記暗号化ピースについて行われた暗号化に関るものか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果が肯定的となる前記一時情報と、当該一時情報と対応付けられて前記鍵要求に含まれる前記装置識別情報に対応付けられて記憶されている前記秘密情報とを用いて、各前記復号鍵を生成する生成手段とを有する
ことを特徴とする請求項１７に記載の鍵サーバ。
【請求項１９】
前記判定手段は、前記鍵要求に含まれる各前記装置識別情報と１つの前記装置識別情報に対応付けられている前記秘密鍵情報とを用いて一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により得られる値と、当該装置識別情報に対応付けられて前記鍵要求に含まれる前記一時情報とが一致するか否かにより、当該一時情報が、前記暗号化ピースについて行われた暗号化に関るものか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１８に記載の鍵サーバ。
【請求項２０】
前記生成手段は、前記判定手段の判定結果が肯定的となる前記一時情報と、前記秘密鍵情報とを用いて一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により生成された一時対称鍵を、当該一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器を用いて復元することにより、当該一時対称鍵である前記復号鍵を生成する
ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の鍵サーバ。
【請求項２１】
配信データの一部であるピースの配信を仲介する通信装置から送信されるデータであって、
前記ピースの配信を仲介した複数の通信装置のそれぞれに対応して生成されたその生成毎に異なり得る一時情報と、前記複数の通信装置のそれぞれに割当られた装置識別情報と、全部又は一部の前記一時情報を用いて各々生成された一時対称鍵を用いて暗号化されたピースである暗号化ピースとを対応付けて含む
ことを特徴とするデータ。
【請求項２２】
配信データの一部であるピースであり暗号化されたピースの配信を仲介する複数の通信装置のそれぞれに対応してその生成毎に異なり得る一時情報が生成され、全部又は一部の前記一時情報を用いて生成された各一時対称鍵を用いて各々暗号化されたピースである暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求する鍵要求と共に通信装置から鍵サーバへ送信されるデータであって、
前記複数の通信装置のそれぞれに割り当てられた装置識別情報と、前記複数の通信装置のそれぞれに対応して生成された前記一時情報とを対応付けて含む
ことを特徴とするデータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配信データの一部である複数のピースを暗号化して送信する又は暗号化されたピースを受信する通信装置、暗号化されたピースを復号するための復号鍵を送信する鍵サーバ及びデータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｐ２Ｐ(peer to peer)を利用してデータを配信する配信方式（Ｐ２Ｐ配信という）は、巨大なストレージと大きな通信帯域とを有するデータ配信サーバを必要とせず、コストメリットの大きい配信方式である。また、データの配信を受けるノードにおいては、複数のノードからのデータの供給が期待されるため、ダウンロードやアップロードにおける帯域幅を活かした高速なデータ取得が期待される。このようにＰ２Ｐデータ配信には大きなメリットがあるが、一方で、著作権保護などデータセキュリティの観点から安全性に不安があった。Ｐ２Ｐ配信に限らず、著作権保護などのデータセキュリティを考える上で一般的な前提として次のことを仮定する。全ての端末機器又はノードがハッキングされることはないということである。この前提を否定した場合、端末機器は秘密とすべきデータを保持したり、秘密とすべき処理を行ったりすることができなくなり、殆どのセキュリティ技術やセキュリティ確保の為の工夫が成立しない。
【０００３】
さて、Ｐ２Ｐ配信において、暗号化されたデータを配信し、データの配信を受けるノードが当該データ（配信データという）を復号するための復号鍵を取得するコンテンツ配信システムがある。このようなシステムのＰ２Ｐ配信においてデータセキュリティ上の大きな問題点は、配信データと当該配信データを復号するための復号鍵との組み合わせが単一であったり数が少なかったりすることである。この場合、あるノードがハッキングされ、復号鍵が暴露されたとする。この場合、この復号鍵は殆どの配信データを復号するために使用できることになる。この問題を解決する一つの方法は、配信データをノード毎に個別化することである。
【０００４】
Ｐ２Ｐ配信において配信データをノード毎に個別化する技術としては、例えば、特許文献１に示されるMarkingの方式が知られている。この方式では、配信データをピースに分割した上で、鍵の行列で暗号化を施して暗号化ピースを生成する。その結果として、行列状に暗号化された暗号化ピースからなるピース群が生成される。そしてこのようなピース群はＰ２Ｐネットワークを介して配信される。当該Ｐ２Ｐネットワークに接続される１つのノードは、各ピースについて行列状に暗号化された複数の暗号化ピースの中から１つの暗号化ピースを取得することになる。結果として、配信データを構成する各ピースが各々暗号化された暗号化ピースの組み合わせは、ノード毎に統計的に一意になることが期待される。
【０００５】
【特許文献１】USP 7165050
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の特許文献１の技術においては、各暗号化ピースの組み合わせがノード毎に一意であることはあくまで統計的に期待されるだけである。各暗号化ピースの組み合わせをノード毎に一意にすることを実現するには、例えば、以下の２つの方法が考えられる。１つは、暗号化ピースの配信方法に工夫を施すという方法である。また、１つは、各暗号化ピースを復号するための復号鍵を保持する鍵サーバが復号鍵の配信を制限するという方法である。例えば、配信されたピース群をノードは復号するために、各暗号化ピースの組み合わせを鍵サーバに申告して復号鍵を取得するシステムがある。このシステムにおいて、復号鍵の再配信によるリプレイアタックを阻止するためには、既に取得された復号鍵と重複が多い暗号化ピースの組み合わせを、鍵サーバがリジェクトするという方法がある。しかしいずれの方法であっても、暗号化ピースの配信効率を時として著しく低下させ、Ｐ２Ｐネットワークの利点を十分活かすことができなくなる恐れがある。また、前者の方法では、データの保護とデータの配信方法との独立性が損なわれ、そのことがシステム構築上の大きな制約となる恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンテンツ配信システムにおいて配信される各暗号化ピースの組み合わせを通信装置毎に一意にすることが可能になると共に、システム構築上の自由度を向上可能な通信装置、鍵サーバ及びデータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、データの一部である複数のピースを暗号化して送信する通信装置であって、当該通信装置に一意に割り当てられている装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている第１装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを送信する際に生成した第１一時情報とを受信する受信手段と、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶する第２記憶手段と、前記第１暗号化ピースを暗号化するか否かを決定する決定手段と、前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化すると決定された場合、その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成手段と、前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、前記一時対称鍵を用いて前記第１暗号化ピースを更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化手段と、前記決定手段によって前記第１暗号化ピースを暗号化すると決定された場合、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信手段と送信手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、データの一部である複数のピースを暗号化して他の通信装置に送信する通信装置であって、当該通信装置に割り当てられている装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、その生成毎に異なり得る一時情報を生成する第１生成手段と、前記一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、前記一時対称鍵を用いて前記ピースを暗号化して暗号化ピースを出力する暗号化手段と、前記暗号化ピースと、前記装置識別情報と、前記一時情報とを前記他の通信装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、データの一部である複数のピースを受信する通信装置であって、自通信装置に一意に割り当てられている装置識別情報を記憶する第１記憶手段と、他の通信装置によって暗号化されたピースである暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを暗号化する際に生成した一時情報とを受信する第１受信手段と、受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて記憶する第２記憶手段と、前記暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて含む鍵要求を鍵サーバへ送信する送信手段と、前記鍵要求に応じて前記鍵サーバから、前記ピースについて行われた暗号化を復号するための各復号鍵を受信する第２受信手段と、受信された前記各復号鍵を用いて前記暗号化ピースを復号する復号手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、データの一部である複数のピースを暗号化して送信する複数の他の通信装置のそれぞれに割り当てられた秘密情報と、各通信装置に割り当てられた装置識別情報とを各々対応付けて記憶する第１記憶手段と、暗号化されたピースである暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースの配信を仲介した前記複数の他の通信装置の前記装置識別情報及び当該複数の他の通信装置が各々生成した情報であってその生成毎に異なり得る一時情報とを対応付けて含む鍵要求を前記通信装置から受信する受信手段と、前記鍵要求に含まれる各前記装置識別情報に対応付けられて記憶されている前記秘密情報と、当該各装置識別情報と対応付けられて前記鍵要求に含まれる各前記一時情報とを用いて、各前記復号鍵を生成する鍵生成手段と、各前記復号鍵を前記通信装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、配信データの一部であるピースの配信を仲介する通信装置から送信されるデータであって、前記ピースの配信を仲介した複数の通信装置のそれぞれに対応して生成されたその生成毎に異なり得る一時情報と、前記複数の通信装置のそれぞれに割当られた装置識別情報と、全部又は一部の前記一時情報を用いて各々生成された一時対称鍵を用いて暗号化されたピースである暗号化ピースとを対応付けて含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、配信データの一部であるピースであり暗号化されたピースの配信を仲介する複数の通信装置のそれぞれに対応してその生成毎に異なり得る一時情報が生成され、全部又は一部の前記一時情報を用いて生成された各一時対称鍵を用いて各々暗号化されたピースである暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求する鍵要求と共に通信装置から鍵サーバへ送信されるデータであって、前記複数の通信装置のそれぞれに割り当てられた装置識別情報と、前記複数の通信装置のそれぞれに対応して生成された前記一時情報とを対応付けて含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
コンテンツ配信システムにおいて配信される各暗号化ピースの組み合わせを通信装置毎に一意にすることが可能になると共に、システム構築上の自由度を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信装置、鍵サーバ及びデータの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
（１）構成
＜コンテンツ配信システムの構成＞
図１は、本実施の形態にかかるデータ配信システムの構成を示す図である。本実施の形態にかかるデータ配信システムにおいては、複数のノード５０，５１Ａ〜５１ＢがＰ２ＰネットワークＮＴを介して接続されている。図示しないがこの他のノードもＰ２ＰネットワークＮＴを介して接続され得る。また、各ノード５０，５１Ａ〜５１Ｂは鍵サーバ５３と接続されている。各ノード５０，５１Ａ〜５１Ｂは、各ノードに一意に割り当てられた装置識別情報であるノードＩＤと、各ノードに一意に割り当てられた割当情報として秘密鍵を保持している。各ノード５０，５１Ａ〜５１Ｂに割り当てられたノードＩＤを各々ID#0,ID#1,ID#2とし、秘密鍵を各々s_0,s_1,s_2とする。尚、各ノード５０，５１Ａ〜５１Ｂのうちノード５０は、データの配信の基点となる配信開始ノードであり、配信対象のデータ（配信データという）を保持している。配信データは、平文である場合も既に暗号化された暗号文である場合もある。例えば、当該配信データは、暗号化として何らかのＤＲＭ (Digital Right Management) Systemによって保護されたビデオデータであっても良い。鍵サーバ５３は、各ノード５０，５１Ａ〜５１Ｂに各々割り当てられた秘密鍵を保持している。尚、以降、ノード５１Ａ〜５１Ｂを各々区別する必要がない場合、単にノード５１と記載する。
【００１７】
ここで、各ノード５０，５１と、鍵サーバ５３との各装置のハードウェア構成について説明する。各装置は各々、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御装置と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置と、各種データや各種プログラムを記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ（Compact Disk）ドライブ装置等の外部記憶装置と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、各装置には各々、情報を表示する表示装置と、ユーザの指示入力を受け付けるキーボードやマウス等の入力装置と、外部装置の通信を制御する通信Ｉ／Ｆ（interface）とが有線又は無線により接続される。
【００１８】
＜配信開始ノードの構成＞
次に、上述したハードウェア構成において、配信開始ノードであるノード５０のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図２は、ノード５０の機能的構成を例示する図である。ノード５０は、固有情報格納部５００と、乱数生成部５０１と、対称鍵生成部５０２と、ピース暗号化部５０３と、ピース化部５０４と、データ送信部５０５と、送信要求受付部５０６とを有する。尚、固有情報格納部５００は、例えばノード５０のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。乱数生成部５０１と、対称鍵生成部５０２と、ピース化部５０４と、ピース暗号化部５０３と、データ送信部５０５と、送信要求受付部５０６との実体は、ノード５０のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。尚、ノード５０の外部記憶装置には、配信データが予め記憶されている。
【００１９】
固有情報格納部５００は、当該ノード５０に割り当てられたノードＩＤ及び秘密鍵を記憶する。ピース化部５０４は、配信データを複数のピースに分割する。分割する際のデータサイズは特に限定されないが、予め定められているものとする。送信要求受付部５０６は、ピース化部５０４が分割したピースを要求するピース要求を他のノード５１から受信する。乱数生成部５０１は、送信要求受付部５０６がピース要求を受信した場合、その発生毎に異なり得る一時情報である乱数を生成する。一時情報とは、ノードで生成される度に異なり得る値となれば良く、例えば、乱数やタイムスタンプ、通信のシーケンス番号、ノードに固有のカウンタの値、Time Variant Parameterである。Time Variant Parameterについては、例えば文献ISO9798-1に記載されている。
【００２０】
対称鍵生成部５０２は、乱数生成部５０１が生成した乱数と、固有情報格納部５００に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより一時対称鍵を生成する。これを式により表すと以下のように表される。
k_0 = F(s_0, r_0)
【００２１】
尚、関数Ｆは一方向性関数あるいは共通鍵暗号あるいは擬似乱数生成器であり、入力値である秘密鍵や乱数を知るものであってもこれらから出力値である一時対称鍵を推測できないものである。一時対称鍵とは、関数Ｆであって、関数Ｆの入力値と出力値との関係が一意に定められば良く、例えば、ＳＨＡ−１やＳＨＡ２５６といったハッシュ関数であっても良く、ＡＥＳ、Ｈｉｅｒｏｃｒｙｐｔといった共通鍵暗号方式であっても良く、Ｍｅｒｓｅｎｎｅ  ｔｗｉｓｔｅｒといった疑似乱数生成器であっても良い。ハッシュ関数には、乱数と秘密鍵を結合した値が入力されても良い。共通鍵暗号方式では、乱数を秘密鍵で暗号化しても良く、秘密鍵を乱数で暗号化しても良い。共通鍵暗号方式では、乱数を秘密鍵で復号しても良く、秘密鍵を乱数で復号しても良い。擬似乱数生成器には、乱数と秘密鍵を結合した値が入力されても良い。
【００２２】
ピース暗号化部５０３は、対称鍵生成部５０２が生成した一時対称鍵を用いてピースを暗号化して、暗号化ピースを出力する。尚、一時対称鍵は暗号化に用いられる暗号鍵でもあり、暗号化ピースに対して行われている暗号化を復号するための復号鍵にもなる。データ送信部５０５は、ピース要求を送信した他のノード５１に対して、固有情報格納部５００に記憶されているノードＩＤと、乱数生成部５０１が生成した乱数と、ピース暗号化部５０３が出力した暗号化ピースとを送信する。
【００２３】
＜配信開始ノード以外のノードの構成＞
次に、配信開始ノード以外であるノード５１のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図３は、ノード５１の機能的構成を例示する図である。ノード５１は、固有情報格納部５１０と、乱数生成部５１１と、対称鍵生成部５１２と、ピース暗号化部５１３と、データ受信部５１４と、データ送信部５１５と、送信要求受付部５１６と、データ格納部５１７と、送信要求送信部５１８と、鍵要求送信部５１９と、ピース復号部５２０と、暗号化決定部５２１と、乱数代替生成部５２２とを有する。尚、固有情報格納部５１０とデータ格納部５１７とは、例えばノード５１のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。乱数生成部５１１と、対称鍵生成部５１２と、ピース暗号化部５１３と、データ送信部５１５と、送信要求受付部５１６と、データ受信部５１４と、鍵要求送信部５１９と、ピース復号部５２０と、暗号化決定部５２１と、乱数代替生成部５２２との実体は、ノード５１のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。
【００２４】
固有情報格納部５１０は、当該ノード５１に割り当てられたノードＩＤ及び秘密鍵を記憶する。送信要求受付部５１６の構成は上述のノード５０の有する送信要求受付部５０６の構成と同様である。送信要求送信部５１８は、ピースを要求するピース要求をノード５０又は他のノード５１に対して送信する。データ受信部５１４は、送信要求送信部５１８がピース要求を送信した相手であるノード５０又は他のノード５１から、ピースが暗号化された暗号化ピースと、当該暗号化ピースの送信を仲介した少なくとも１つの他のノード５０,５１に割り当てられた各ノードＩＤを含むノードＩＤ列と、当該他のノード５０,５１が生成した各乱数を含む乱数列とを受信する。なおこの乱数には、当該ピースについて暗号化に用いられる一時対称鍵の生成に用いられた乱数と、代替的に生成された乱数（代替的な乱数という）とがある。後者については後述する。データ格納部５１７は、データ受信部５１４が受信したノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースを対応付けて記憶する。暗号化決定部５２１は、送信要求受付部５１６がピース要求を他のノード５１から受信した場合、所定の確率に従って、送信対象の暗号化ピースを暗号化するか否かを決定する。この所定の確率の値は例えば外部記憶装置に記憶されている。乱数生成部５１１は、送信対象の暗号化ピースを暗号化すると暗号化決定部５２１が決定した場合、乱数を生成する。対称鍵生成部５１２は、送信対象の暗号化ピースを暗号化すると暗号化決定部５２１が決定した場合、乱数生成部５１１が生成した乱数と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて上述した関数Ｆにより一時対称鍵を生成する。ピース暗号化部５１３は、送信対象の暗号化ピースを暗号化すると暗号化決定部５２１が決定した場合、一時対称鍵生成部５１２が生成した一時対称鍵を用いて、データ格納部５１７に記憶されている１つの暗号化ピースを更に暗号化して、新たな暗号化ピースを出力する。
【００２５】
乱数代替生成部５２２は、送信対象の暗号化ピースを暗号化しないと暗号化決定部５２１が決定した場合、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されているノード列と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより代替的な乱数を生成する。
【００２６】
例えば、ノード５１Ａのデータ格納部５１７にノードＩＤ列ID#0, …, ID#(j-1)(jは1以上の整数)が記憶されているとする。固有情報格納部５１０には秘密鍵s_1が記憶されている。ここで生成される代替的な乱数をr_1として式により表すと以下のように表さられる。
r_1 = F(s_1 , ID#0, … , ID#(j-1) )
尚、関数Ｆは一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器であり、出力結果である乱数から入力値である秘密鍵やノード列を推測できないものである。
【００２７】
データ送信部５１５は、送信要求受付部５１６が受信したピース要求を送信した他のノード５１に対して、暗号化決定部５２１の決定結果に応じて以下のデータを送信する。送信対象の暗号化ピースを暗号化すると暗号化決定部５２１が決定した場合に送信されるデータは、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤ列に加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加え乱数生成部５１１が生成した乱数を含む新たな乱数列と、ピース暗号化部５１３が出力した新たな暗号化ピースとである。送信対象の暗号化ピースを暗号化しないと暗号化決定部５２１が決定した場合に送信されるデータは、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤ列に加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加え乱数代替生成部５２２が生成した代替的な乱数を含む新たな乱数列と、データ格納部５１７に記憶された当該暗号化ピースとである。尚、データ格納部５１７に暗号化ピースが記憶されていない場合には、送信要求受付部５１６がピース要求を受信したとしても、ピース暗号化部５１３は暗号化ピースを出力せず、データ送信部５１５は暗号化ピースを送信しない。
【００２８】
ここで、ノード５０，５１から送信されるノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースについて具体的に説明する。尚、ノード５０から１つの暗号化ピースに対してこれと共に送信されるノードＩＤ及び乱数は各々１つであるが、ここでは説明の便宜上、これらをノード列及び乱数列と各々記載する場合がある。暗号化ピースの配信経路としてここではノード５０からノード５１Ａ、更にノード５１Ａからノード５１Ｂに暗号化ピースを送信し、ノード５１Ｂから鍵サーバ５３に鍵要求を送信する場合について説明する。この場合、ノード５１Ａが暗号化を行う場合とノード５１Ａが暗号化を行わない場合とがあるが、まず前者の場合について説明する。例えば、あるピースPについてノード５１Ａからのピース要求に応じて、ノード５０が、乱数r_0と秘密鍵s_0とを用いて一時対称鍵k_0を生成し、これを用いてピースPを暗号化して暗号化ピースEP(k_0)Pを出力したとする。そして、ノード５０が、当該暗号化ピースEP(k_0)PをノードＩＤID #0及び乱数r_0と共にノード５１Ａに送信したとする。図４は、ノード５０からノード５１Ａに送信される情報を模式的に示す図である。当該ノード５１Ａは、これらのノードＩＤID #0、乱数r_0及び暗号化ピースE(k_0)Pを対応付けてデータ格納部５１７に記憶することになる。尚、データ格納部５１７は、ノードＩＤと当該ノードＩＤが割り当てられたノードが生成した乱数との対応関係を保持した状態で各ノードＩＤ列及び各乱数列を記憶する。
【００２９】
そして、当該ノード５１Ａが、ノード５１Ｂからのピース要求に応じてピースPに対する暗号化ピースを送信する場合、乱数r_1を生成し、これと秘密鍵s_1とを用いて一時対称鍵k_1を生成し、これを用いて暗号化ピースE(k_0)Pを更に暗号化して暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pを出力したとする。E(k_1)E(k_0)Pは、順に一時対称鍵k_0, k_1でピースPを多重に暗号化したものを示す。このとき、ノード５１Ａは、ノード５１Ｂに対して、データ格納部５１７に記憶されている、ノード５０に割り当てられたノードＩＤID #0に加え固有情報格納部５１０に記憶されている、自身に割り当てられたノードＩＤID #1と、データ格納部５１７に記憶されている乱数r_0に加え自身が生成した乱数r_1と、暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pとを送信する。図５は、ノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。ノード５１Ｂは、これらのノードＩＤ列ID #0,ID #1、乱数列r_0,r_1及び暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pを対応付けてデータ格納部５１７に記憶する。
【００３０】
次にノード５１Ａが暗号化を行わない場合について説明する。この場合、当該ノード５１Ａが、ノード５１Ｂからのピース要求に応じてピースPに対する暗号化ピースを送信する場合、乱数r_1として上述したように代替的な乱数を生成する。そして、この場合ノード５１Ａは、当該ピースPについての暗号化を行わず、ノード５１Ｂに対して、データ格納部５１７に記憶されている、ノード５０に割り当てられたノードＩＤID #0に加え固有情報格納部５１０に記憶されている、自身に割り当てられたノードＩＤID #1と、データ格納部５１７に記憶されている乱数r_0に加え自身が生成した乱数r_1と、暗号化ピースE(k_0)Pとを送信する。図６は、ノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。ノード５１Ｂは、これらのノードＩＤ列ID #0,ID #1、乱数列r_0,r_1及び暗号化ピースE(k_0)Pを対応付けてデータ格納部５１７に記憶する。
【００３１】
このように、ノード５１は、暗号化ピースに暗号化を重ねるか否かを所定の確率に従って決定することにより、当該暗号化ピースについての更なる暗号化を選択的に行い、他のノード５１に暗号化ピースを送信する。このとき、ノード５１は、当該暗号化ピースの配信を仲介するものとなり、当該暗号化ピースの配信経路を示すものとして、配信開始ノードであるノード５０を基点として当該暗号化ピースの配信を仲介する各ノード５０，５１の各ノードＩＤを含むノードＩＤ列及び当該各ノード５０，５１が生成した乱数を含む乱数列を暗号化ピースと共に他のノード５１に送信する。これらを受信した当該ノード５１は、暗号化ピースの配信経路をノードＩＤ列により判別可能であるが、どのノードが暗号化ピースに暗号化を行ったかを判別することは困難である。
【００３２】
図３の説明に戻る。鍵要求送信部５１９は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求する鍵要求を鍵サーバ５３に送信する。ここで鍵要求送信部５１９は、当該暗号化ピースに対応してデータ格納部５１７に記憶されているノードＩＤ列及び乱数列を鍵要求に含めて鍵サーバ５３に送信する。例えば、ノード５１Ｂが、ノード５１Ａが暗号化を行った場合に出力された図５に示した暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pを復号するための復号鍵を要求する鍵要求を鍵サーバ５３に送信する場合、ノード５１Ｂの鍵要求送信部５１９は、ノードＩＤ列ID #0,ID #1と、乱数列r_0,r_1とを含む鍵要求を送信する。図７は、ノード５１Ｂから鍵サーバ５３に送信される情報を模式的に示す図である。また、ノード５１Ｂが、ノード５１Ａが暗号化を行わなかった場合に出力された図６に示した暗号化ピースE(k_0)Pを復号するための復号鍵を要求する鍵要求を鍵サーバ５３に送信する場合も、図７に示されるように、ノード５１Ｂの鍵要求送信部５１９は、ノードＩＤ列ID #0,ID #1と、乱数列r_0,r_1とを含む鍵要求を送信する。このように、ノード５１は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を鍵サーバ５３に要求する際に、当該暗号化ピースの配信経路を示すものとして、配信開始ノードであるノード５０を基点として当該暗号化ピースの配信を仲介する各ノード５０，５１の各ノードＩＤを含むノードＩＤ列及び当該各ノード５０，５１が生成した各乱数を含む乱数列を鍵サーバ５３に送信する。尚、これらの送信に際し、鍵要求送信部５１９は、各ノードＩＤと当該各ノードＩＤが割り当てられたノードが生成した乱数との対応関係を保持した状態で送信する。
【００３３】
ピース復号部５２０は、鍵要求送信部５１９が送信した鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵を復号鍵として受信し、当該一時対称鍵を用いて暗号化ピースを復号する。例えば、上述の例では、ノード５１Ａが暗号化を行っていた場合には、ノード５１Ｂは、図７に示したノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵k_0,k_1を受信する。ここで、即ち、ピースに対して少なくとも１回以上行われている各暗号化を復号するための各復号鍵が受信される。図８は、鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。同図に示される一時対称鍵によりピースPが復号される。一方、ノード５１Ａが暗号化を行っていなかった場合には、ノード５１Ｂは、図７に示したノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵k_0を受信する。図９は、鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。このように暗号化ピースについて選択的に行われた暗号化に応じて各暗号化を復号するための復号鍵を鍵サーバ５３からノード５１は取得する。尚、鍵サーバ５３がどのように一時対称鍵を生成するのかは後述する。
【００３４】
尚、ノード５１が、複数のピースのそれぞれについてどのような順番やタイミングでどのノードから取得するかは特に限定されないが、以上のようにして、ノード５１は、複数のピースのそれぞれが暗号化された各暗号化ピースをピース要求によって他のノード５０，５１から取得する。また、ノード５１は、各暗号化ピースについて鍵要求によって各一時対称鍵を鍵サーバ５３から受信し、各暗号化ピースを復号することにより、上述の配信データを得る。
【００３５】
＜鍵サーバの構成＞
次に、鍵サーバ５３のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図１０は、鍵サーバ５３の機能的構成を例示する図である。鍵サーバ５３は、秘密鍵格納部５３０と、データ受信部５３１と、暗号化スキップ判定部５３２と、一時対称鍵生成部５３３と、データ送信部５３４とを有する。尚、秘密鍵格納部５３０は、例えば鍵サーバ５３のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。データ受信部５３１と、暗号化スキップ判定部５３２と、一時対称鍵生成部５３３と、データ送信部５３４との実体は、鍵サーバ５３のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。
【００３６】
秘密鍵格納部５３０は、各ノード５０，５１に割り当てられた秘密鍵を、各ノード５０，５１に割り当てられたノードＩＤと対応付けて記憶する。データ受信部５３１は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、上述したノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求をノード５１から受信する。
【００３７】
暗号化スキップ判定部５３２は、データ受信部５３１が受信した鍵要求に含まれるノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤに対応付けられて秘密鍵格納部５３０に記憶されている秘密鍵を読み出しこれと、当該鍵要求に含まれる乱数列に含まれる各乱数について以下の検査式が成立するか否かを判定する。例えば、ノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤがID#0, … , ID#(j)であり、各ノードＩＤID#m(0≦m≦j)にr_m,s_mが各々対応しているものとする。この場合、全ての乱数r_m(0≦m≦j)について以下の検査式が成立するか否かを一時対称鍵生成部５３３は判定する。
r_ m = F(s_m , ID#0, … , ID# m )・・・（検査式）
【００３８】
尚、当該暗号化ピースの配信に際してノード５１が乱数を代替的に生成した場合には上述の検査式が成立することになる。即ち、当該検査式によって、各乱数が暗号化ピースの暗号化に関っているか否かが判定される。
【００３９】
一時対称鍵生成部５３３は、上述の検査式が成立しない全ての乱数mについて関数Ｆにより復号鍵k_mを生成する。これを式により表すと以下のように表される。尚、関数Ｆは上述のノード５１が一時対称鍵を生成する際に用いたものと同じである。従って、ここでは、一時情報と秘密鍵とを用いて当該関数Ｆにより一時対称鍵を復元することになる。
k_m=F(s_ m,r_ m)
【００４０】
一方、上述の検査式が成立する乱数を生成したノード５１は、暗号化ピースの配信を仲介するものの暗号化を行っていない。このため、当該乱数に対して復号鍵は生成されないことになる。
【００４１】
データ送信部５３４は、一時対称鍵生成部５３３が復号鍵として生成した一時対称鍵を、データ受信部５３１が受信した鍵要求を送信したノード５１に対して送信する。例えば、上述の例では、ノード５１Ａが暗号化を行っていた場合には、鍵サーバ５３は、図７に示されるノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて、図８に示されるように、各乱数r_0,r_1に対して一時対称鍵k_0,k_1を得て、これをノード５１Ｂに対して送信する。また、鍵サーバ５３は、ノード５１Ａが暗号化を行っていない場合には、図７に示されるノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて、図９に示されるように、乱数r_0に対してのみ一時対称鍵k_0を得て、これをノード５１Ｂに対して送信する。このように、１つのピースが暗号化された暗号化ピースを復号するための復号鍵としての一時対称鍵の数は、当該ピースについて選択的に行われた暗号化の回数に応じて異なる。この数は１つであったり複数であったりする。当該ピースについて行われた全ての暗号化のそれぞれを復号するための各対称鍵がノード５１Ｂに対して送信されることにより、ノード５１Ｂは当該暗号化ピースの暗号化を完全に復号することができる。
【００４２】
（２）動作
＜配信開始ノード：配信処理＞
次に、本実施の形態にかかるデータ配信システムで行われる処理の手順について説明する。まず、配信開始ノードであるノード５０が行う配信処理の手順について図１１を用いて説明する。ノード５０は、配信データを複数のピースに分割する（ステップＳ１）。そして、ノード５０は、ピースを要求するピース要求を他のノード５１から受信すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、乱数r_0を生成する（ステップＳ３）。次いで、ノード５０は、乱数r_0と固有情報格納部５００に記憶された秘密鍵s_0とを用いて関数Ｆにより対称鍵k_0を生成する（ステップＳ４）。そして、ノード５０は、ステップＳ４で生成した対称鍵を用いて、送信対象となるピースPを暗号化して、暗号化ピースE(k_0)Pを出力する（ステップＳ５）。尚、送信対象となるピースをどのように決定するかは特に限定されない。そして、ノード５０は、ステップＳ２で受信されたピース要求を送信した他のノード５１に対して、例えば図４に示されるように、固有情報格納部５００に記憶されているノードＩＤID#0と、ステップＳ４で生成した乱数r_0と、ステップＳ５で出力した暗号化ピースE(k_0)Pとを送信する（ステップＳ６）。その後ステップＳ２に戻り、ノード５０は、新たなピース要求の受信を待機する。尚、ステップＳ２で受信されるピース要求は、同一のノード５１であるとは限らず、当該ピース要求によって要求されるピースPは、同一のピースであるとは限らない。また、ステップＳ３で生成する乱数は基本的にステップＳ３の処理毎に異なる。
【００４３】
＜受信処理＞
次に、ノード５１がノード５０又は他のノード５１から暗号化ピースを受信する受信処理の手順について図１２を用いて説明する。ノード５１は、ピースを要求するピース要求をノード５０又は他のノード５１に対して送信する（ステップＳ１０）。次いで、ノード５１は、ステップＳ１０でピース要求を送信した相手であるノード５０又は他のノード５１から、ノードＩＤ列と、乱数列と、暗号化ピースとを受信する（ステップＳ１１）。そして、ノード５１は、ステップＳ１１で受信したノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースを対応付けて記憶する（ステップＳ１２）。
【００４４】
尚、ノード５１がノード５０にピース要求を送信した場合は、ステップＳ１１ではピースPについて図４に示されるノードＩＤ列と、乱数列と、暗号化ピースとを受信する。ここで、図示はしないが、Ｐ２ＰネットワークＮＴに接続されるノードであって、fを1以上の整数として、f番目にピースPを受信するノードについて一般化して説明する。説明の便宜上、当該ノードのノードＩＤをID# fとする。ノードＩＤID# fが割り当てられたノードは、(f -1)番目のノードＩＤID#(f-1)が割り当てられたノードから、図１３に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0, …, ID#(f-1)と、乱数r_0, …, r_{f-1}と、暗号化ピースE(k_{t})…E(k_0)Pとを受信する。ただしtは1≦t≦f-1の整数とする。これは即ち暗号化ピースには必ずしも(f-1)回ではなくそれ以下の回数の暗号化が行われていることを意味する。ノードＩＤ列ID#0, …, ID#(f-1)によっては、暗号化ピースがどのノードによって暗号化されて送信されたかが各々特定されるため、暗号化ピースの配信経路が示されることになる。
【００４５】
＜配信開始ノード以外のノード：配信処理＞
次に、配信開始ノード以外のノード５１が行う配信処理の手順について図１４を用いて説明する。ノード５１は、ピースを要求するピース要求を他のノード５１から受信すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、所定の確率に従って、送信対象の暗号化ピースを暗号化するか否かを決定する（ステップＳ２１）。そして、ノード５１は、送信対象の暗号化ピースを暗号化すると決定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、乱数を生成する（ステップＳ２２）。次いでノード５１は、ステップＳ２２で生成した乱数と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより一時対称鍵を生成する（ステップＳ２３）。そしてノード５１は、ステップＳ２３で生成した一時対称鍵を用いて、あるピースPが暗号化された暗号化ピースであってデータ格納部５１７に記憶されている暗号化ピースを更に暗号化して、新たな暗号化ピースを出力する（ステップＳ２４）。その後ノード５１は、ステップＳ２０で受信されたピース要求を送信した他のノード５１に対して、送信対象である暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤに加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加えステップＳ２２で生成した乱数を含む新たな乱数列と、ステップＳ２４で出力した新たな暗号化ピースとを送信する（ステップＳ２５）。
【００４６】
一方、ステップＳ２１でノード５１は、送信対象の暗号化ピースを暗号化しないと決定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されているノード列と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより代替的な乱数を生成する（ステップＳ２６）。その後ノード５１は、ステップＳ２４で行った暗号化を行わずに、ステップＳ２０で受信されたピース要求を送信した他のノード５１に対して、送信対象である暗号化ピースであってデータ格納部５１７に記憶された暗号化ピースと、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤに加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加えステップＳ２６で生成した代替的な乱数を含む新たな乱数列とを送信する（ステップＳ２７）。
【００４７】
例えば、上述したノードＩＤID#fが割り当てられたノードは、(f+1)番目となるノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノードに対して、図１５に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0, …, ID#(f-1),ID#fと、乱数列r_0, …, r_fと、暗号化ピースE(k_t´)…E(k_0)Pとを送信する。ただしt´は1≦t´≦fの整数である。これは即ち暗号化ピースには必ずしもf回ではなくそれ以下の回数の暗号化が行われていることを意味する。
【００４８】
＜復号処理＞
次に、ノード５１が鍵サーバ５３から復号鍵を取得しこれを用いて暗号化ピースを復号する復号処理の手順について図１６を用いて説明する。ノード５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースに対応付けられているノードＩＤ列及び乱数列を読み出し（ステップＳ３０）、当該暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該ノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求を鍵サーバ５３に送信する（ステップＳ３１）。次いで、ノード５１は、ステップＳ３０で送信された鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵を復号鍵として受信し（ステップＳ３２）、当該一時対称鍵を用いて暗号化ピースを復号する（ステップＳ３３）。
【００４９】
例えば、上述したノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノードは、鍵サーバ５３に対して、図１７に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0, …, ID#(f-1),ID#fと、乱数列r_0, …,r_{f-1},r_fとを送信する。そして、当該ノードは、鍵サーバ５３から、図１８に示されるように、ピースPについて、一時対称鍵k_0, …, k_t´を受信し、これらを用いて暗号化ピースE(k_t´)…E(k_0)Pを復号して、ピースPを得る。このようにして、各ノード５１は、各ピースについて行われている暗号化を復号するための一時対称鍵を全て得ることにより、当該ピースについて行われている暗号化を復号することができ、当該暗号化ピースを完全に復号することが可能になる。このようにして、各ノード５１は、複数のピースのそれぞれが暗号化された各暗号化ピースについて鍵要求によって各一時対称鍵を鍵サーバ５３から受信し、各暗号化ピースを復号することにより、上述の配信データを得ることができる。
【００５０】
＜鍵サーバ：鍵送信処理＞
次に、鍵サーバ５３がノード５１からの鍵要求に応じて復号鍵を送信する鍵送信処理の手順について図１９を用いて説明する。鍵サーバ５３は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、ノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求をノード５１から受信すると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、受信した鍵要求に含まれるノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤに対応付けられて秘密鍵格納部５３０に記憶されている秘密鍵をノードＩＤ毎に読み出す（ステップＳ４１）。そして、鍵サーバ５３は、乱数列に含まれる全ての乱数のそれぞれについて、当該乱数と、当該乱数に対応する秘密鍵とを用いて関数Ｆにより上述の検査式が成立するか否かを判定する（ステップＳ４２）。そして鍵サーバ５３は、検査式が成立しない全てのノードＩＤに対する乱数と、ステップＳ４１で読み出した秘密鍵とを用いてノードＩＤ毎に関数Ｆにより一時対称鍵を復号鍵として生成する（ステップＳ４３）。次いで、鍵サーバ５３は、ステップＳ４３で復号鍵として生成した一時対称鍵を、ステップＳ４０で受信した鍵要求を送信したノード５１に対して送信する（ステップＳ４４）。
【００５１】
例えば、鍵サーバ５３は、上述したノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノードに対して、ピースPについて、図１７に示されるようなノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて、図１８に示されるような一時対称鍵k_0, …, k_t´を送信する。
【００５２】
以上のような構成によれば、あるノードが取得する暗号化ピースの組み合わせは配信経路と配信時期とに固有のものとなり、確実に一意となり得る。また，ノードが暗号化ピースを送信する際に暗号化ピースに重ねる暗号化を所定の確率に従って選択的に行うことになる。そして、当該ノードが暗号化ピースと共に送信する乱数列には、暗号化に用いられる一時対称鍵の生成に用いられた乱数だけではなく、暗号化が行われない場合に生成される代替的な乱数が含まれる。これにより、この乱数列と共に暗号化ピースを受信したノードが、当該暗号化ピースの配布経路上のどのノードがどの一時対称鍵で暗号化を行ったのかを判別することが確率的に困難となる。このような構成によれば、Ｐ２Ｐ配信において配信方法に関する特別な工夫をしなくても、各ノードが取得する各暗号化ピースの組み合わせについてノード毎の一意性を確実に高めることができ、安全性を向上させることができる。更に、データの保護とデータの配信方法との独立性を維持することが可能になり、システム構築上の自由度を向上させることが可能になる。
【００５３】
例えば、各ノード５１が複数のピースのそれぞれが暗号化された暗号化ピースを全て取得したとする。各暗号化ピースの配信経路は様々である。従って、暗号化ピースが異なれば、配信経路が異なる可能性が高いため、各暗号化ピースに対応付けられるノードＩＤの組み合わせは異なっている可能性が高い。また、異なる暗号化ピースの配信経路が同じ場合、各暗号化ピースに対応付けられるノードＩＤの組み合わせは同じになるが、各ノードに対応する乱数は異なる。また、各ノードが暗号化を行うか否かは暗号化ピース毎及びその送信毎に異なり得る。
【００５４】
例えば、配信データがP1〜PNのN個（N:2以上の整数）に分割されているものとする。このとき、上述したノードＩＤID#fが割り当てられたノードは、例えば、ピースP1について、以下のデータを対応付けて記憶しているものとする。
ノードＩＤ列：ID#0, ID#1, …, ID#(f-1)
乱数列：r_0, r_1, …, r_{f-1}
暗号化ピース：E(k_t)…E(k_0)P1
【００５５】
また、当該ノードは、別のピースP2について、f番目ではなくi番目に暗号化ピースを受信するものとして、以下のデータを対応付けて記憶しているものとする。
ノードＩＤ列：ID#0, ID’#1, …, ID’#(i-1)
乱数列：r_0, r´_1, …, r´_{i-1}
暗号化ピース：E(W’_{k´_t´})…E(k´_1)E(k_0)P2
尚、ID’#1, …, ID’#(i-1)はID#1, …, ID#(j-1)とは異なったノードＩＤの系列である。また、r_0, r´_1, …, r´_{i-1}は、ID’#1, …, ID’#(i-1)の各ノードＩＤが割り当てられた各ノードが生成した乱数であり、各々その都度異なるものである。また、k_0はノード５０が生成した一時対称鍵であり、k´_1, …,ｋ´_t´は、各ノードＩＤID#1, …, ID#(j-1)が割り当てられた各ノードのうち(t´-1)個の各ノードにより生成された一時対称鍵である。
【００５６】
このように、同一のノードにおいても、ピース毎に、暗号化ピースを復号するために必要な一時対称鍵は各々異なる。また、ノードが異なれば、同一のピースであっても、各暗号化ピースを復号するために必要な一時対称鍵は各々異なる。また同一のピースの配信経路が同一であったとしても、暗号化ピースについてどのノードが暗号化を行っているか否かは確率的に異なるため、暗号化ピースについて暗号化が重ねられる状態は各々異なる。従って、ノードが異なれば、複数のピースのそれぞれついて、その暗号化ピースの組み合わせは各々異なる。つまり、配信データを構成する全てのピースのそれぞれが暗号化された暗号化ピースの組み合わせは、ノード毎に確実に異なりえる。故に、本実施の形態によれば、各ノードが取得する各暗号化ピースの組み合わせについてノード毎の一意性を確実に高めることができるのである。
【００５７】
また、ノードが他のノードに暗号化ピースを送信する際に暗号化を所定の確率に従って選択的に行うことにより、暗号化が行われる回数を減らして、ノードが行う暗号化の処理負担を軽減することができると共に、暗号化ピースを復号するための処理負担を軽減することができる。また、鍵サーバ５３が当該暗号鍵を復号するための一時対称鍵を生成するための処理負担も軽減することができる。
【００５８】
[変形例]
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００５９】
＜変形例１＞
上述した実施の形態において、各ノード５０で実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。この場合には、プログラムは、各ノード５０において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置（例えばＲＡＭ）上にロードされ、上記機能的構成において説明した各部が主記憶装置上に生成される。鍵サーバ５３で実行される各種プログラムについても同様である。
【００６０】
また、上述した実施の形態において、各ノード５０の機能的構成において説明した各部のうち全部又は一部をハードウェアにより構成しても良い。鍵サーバ５３の機能的構成において説明した各部のうち全部又は一部についても同様である。
【００６１】
＜変形例２＞
上述した実施の形態において、ノードＩＤは、各ノードを一意に識別可能な情報であれば良く、例えば、各ノードのＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレスや、ＵＲＬなどであっても良い。
【００６２】
＜変形例３＞
上述した実施の形態のデータ配信システムにおいては、配信開始ノードの数は複数であっても良い。また、Ｐ２ＰネットワークＮＴに接続されるこの他のノードの数も特に限定されない。
【００６３】
＜変形例４＞
上述の実施の形態においては、１つのピース要求によって複数のピースが要求されるようにしても良い。この場合、ノード５０，５１は、複数のピースのそれぞれについて上述したように暗号化ピース、ノードＩＤ列及び乱数列の組を、ピース要求を送信した他のノード５１に送信すれば良い。
【００６４】
また、上述の実施の形態においては、ノード５０，５１は、ピース要求に応じて暗号化ピースを送信する構成としたが、これに限らず、ピース要求を受信しなくとも、他のノード５１に暗号化ピースと共にＩＤノード列及び乱数列を送信するようにしても良い。
【００６５】
＜変形例５＞
上述の実施の形態においては、ノード５１は、配布データを構成する全てのピースについて暗号化ピースが取得されデータ格納部５１７に記憶された場合に、各暗号化ピースを復号するための鍵要求を鍵サーバ５３に送信するようにしても良い。又は、ノード５１は、配布データを構成する全てのピースについて暗号化ピースが取得されていない場合であっても、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを復号するための鍵要求を鍵サーバ５３に送信するようにしても良い。また、ノード５１は、１つの鍵要求によって、１つの暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求するようにしても良いし、複数の暗号化ピースを復号するための各復号鍵を要求するようにしても良い。
【００６６】
＜変形例６＞
上述の実施の形態においては、ピースの暗号化には、暗号鍵でもあり、暗号化を復号するための復号鍵でもある一時対称鍵を用いた。しかし、ピースの暗号化に用いる暗号鍵と、暗号化ピースに対して行われている暗号化を復号するための復号鍵とは各々別であるとしても良い。
【００６７】
また、上述の実施の形態においては、ノード５０，５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを他のノード５１に送信する場合、その都度、乱数を生成するようにした。しかし、ノード５０，５１は、乱数をその都度生成するのではなく、例えば、暗号化ピースの送信回数に応じて発生させるようにしても良い。例えば、ノード５０，５１は、暗号化ピースの送信を所定の回数（例えば５回）行う毎に新たな乱数を生成するようにしても良い。また、ノード５０，５１が乱数を生成するタイミングは、他のノード５１からピース要求を受信したときであっても良いし、所定の時間毎であっても良い。
【００６８】
また、上述の実施の形態においては、ノード５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを暗号化して他のノード５１に送信する場合、当該暗号化ピースのデータの全部ではなく一部のデータについて暗号化するようにしても良い。この場合、当該暗号化ピースの配信を仲介する各ノード５１が暗号化するデータが、同じく当該暗号化ピースの配信を仲介する他のノード５１が暗号化するデータと重複部分が生じるように、各ノード５１は当該暗号化ピースの一部のデータを暗号化するようにすれば良い。このような構成によれば、各ノード５１が行う暗号化に関する処理負担を軽減させることができると共に、暗号化部分を重複させることにより、復号鍵が暴露された場合の影響を抑制することが可能になる。
【００６９】
＜変形例７＞
上述の実施の形態においては、ノード５１が他のノード５１に暗号化ピースと共に送信するノードＩＤ列及び乱数列は、図５，１１，１３に示される形態に限らない。例えば、(ID#0, r_0),(ID#1,r_1)…(ID#f, r_f)などのように、ノードＩＤと当該ノードＩＤに対応する乱数との組をノードＩＤ毎に示す形態であっても良い。
【００７０】
＜変形例８＞
上述の実施の形態においては、各ノード５０，５１に一意に割当られた秘密情報として秘密鍵を用いたが、これに限らない。
【００７１】
また、上述の実施の形態においては、秘密鍵は、各ノード５０，５１に一意に割当られているとしたが、これに限らない。例えば、各ノード５０，５１のうち一部のノードに同一の秘密鍵が割り当てられるようにしても良い。
【００７２】
＜変形例９＞
上述の実施の形態においては、上述した暗号化ピース、ノードＩＤ列及び乱数列をパッケージ化したパッケージデータの形態で配布されるように構成しても良い。この場合、パッケージデータはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてノードに提供されるようにしても良いし、サーバを介してノードにダウンロードされるように構成しても良い。当該パッケージデータを取得したノードは、ピース要求に応じて、上述の実施の形態と同様にして、当該パッケージデータに含まれる暗号化ピースに対して暗号化を選択的に行った暗号化ピースと、パッケージデータに含まれるノードＩＤ及び自身のノードＩＤと、パッケージデータに含まれる乱数列及び自身が生成した乱数とを他のノードに送信すれば良い。
【００７３】
＜変形例１０＞
上述の実施の形態においては、配信開始ノードであるノード５０は、暗号化ピースを送信する際に、ノード５１と同様にして、所定の確率に従って暗号化を選択的に行うようにしても良い。この場合、ノード５０は、上述のノード５１の有する暗号化決定部号化決定部５２１及び乱数代替生成部５２２と同様の機能を有するように構成すれば良い。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、ノード５１が暗号化を選択的に行う際の確率は所定であるとしたが、これを可変にしても良い。例えば、暗号化ピースについての配信が仲介された回数（経由回数という）に応じて当該確率を変更するようにしても良いし、固定値と可変値とを使い分けるようにしても良い。具体的には、例えば、ノード５１は、送信対象の暗号化ピースと対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されているノードＩＤ列に含まれるノードＩＤの個数を計数する。この値が即ち暗号化ピースの経由回数sd_aとなる。そして、当該経由回数sd_aが所定回数sd_s（例えば10回）以下である場合には、ノード５１は、確率として固定値である‘1’を用いて、暗号化するか否かを決定する。また、ノード５１は、当該経由回数sd_aが所定回数sd_sより大きい場合には、例えば以下の式により確率を求めて、これを用いて、暗号化するか否かを決定する。
確率=1/(sd_a - sd_s)
【００７５】
このような構成によれば、暗号化ピースの経由回数が比較的少ない場合には、暗号化が行われる度合いを高くすることで、暗号化ピースの保護を優先することができる。一方、暗号化ピースの経由回数が比較的多くなった場合には、暗号化が行われる度合いを低くすることで、処理負担の軽減を優先させることができる。このように、暗号化の重ねがけの状態を適宜制御することができることにより、配信データの提供者の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施の形態にかかるデータ配信システムの構成を示す図である。
【図２】同実施の形態にかかるノード５０の機能的構成を例示する図である。
【図３】同実施の形態にかかるノード５１の機能的構成を例示する図である。
【図４】同実施の形態にかかるノード５０からノード５１Ａに送信される情報を模式的に示す図である。
【図５】同実施の形態にかかるノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。
【図６】同実施の形態にかかるノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。
【図７】同実施の形態にかかるノード５１Ｂから鍵サーバ５３に送信される情報を模式的に示す図である。
【図８】同実施の形態にかかる鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。
【図９】同実施の形態にかかる鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。
【図１０】同実施の形態にかかる鍵サーバ５３の機能的構成を例示する図である。
【図１１】同実施の形態にかかる配信開始ノードであるノード５０が行う配信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】同実施の形態にかかるノード５１がノード５０又は他のノード５１から暗号化ピースを受信する受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】同実施の形態にかかるノードに受信される情報を模式的に示す図である。
【図１４】同実施の形態にかかる配信開始ノード以外のノード５１が行う配信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】同実施の形態にかかるノードが送信する情報を模式的に示す図である。
【図１６】同実施の形態にかかるノード５１が鍵サーバ５３から復号鍵を取得しこれを用いて暗号化ピースを復号する復号処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】同実施の形態にかかるノードが送信する情報を模式的に示す図である。
【図１８】同実施の形態にかかるノードが受信する対称鍵を模式的に示す図である。
【図１９】同実施の形態にかかる鍵サーバ５３がノード５１からの鍵要求に応じて復号鍵を送信する鍵送信処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
５０，５１，５１Ａ，５１Ｂ  ノード
５３  鍵サーバ
５００  固有情報格納部
５０１  乱数生成部
５０２  一時対称鍵生成部
５０３  ピース暗号化部
５０４  ピース化部
５０５  データ送信部
５０６  送信要求受付部
５１０  固有情報格納部
５１１  乱数生成部
５１２  一時対称鍵生成部
５１３  ピース暗号化部
５１４  データ受信部
５１５  データ送信部
５１６  送信要求受付部
５１７  データ格納部
５１８  送信要求送信部
５１９  鍵要求送信部
５２０  ピース復号部
５２１  暗号化決定部
５３０  秘密鍵格納部
５３１  データ受信部
５３２  暗号化スキップ判定部
５３３  一時対称鍵生成部
５３４  データ送信部
ＮＴ  Ｐ２Ｐネットワーク
【図１】
2010004390.tif 000003
【図２】
2010004390.tif 000004
【図３】
2010004390.tif 000005
【図４】
2010004390.tif 000006
【図５】
2010004390.tif 000007
【図６】
2010004390.tif 000008
【図７】
2010004390.tif 000009
【図８】
2010004390.tif 000010
【図９】
2010004390.tif 000011
【図１０】
2010004390.tif 000012
【図１１】
2010004390.tif 000013
【図１２】
2010004390.tif 000014
【図１３】
2010004390.tif 000015
【図１４】
2010004390.tif 000016
【図１５】
2010004390.tif 000017
【図１６】
2010004390.tif 000018
【図１７】
2010004390.tif 000019
【図１８】
2010004390.tif 000020
【図１９】
2010004390.tif 000021