(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信者側装置が送信者側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を前記送信者側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記送信者側装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１のべき乗算装置と、第１の剰余演算装置と、第１の乱数生成装置と、第１の通信装置と、を有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置と、を有し、
１．準備処理として、
前記送信者側装置において、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数１】
0003697364.tif 000061
を作成し、前記送信者側装置の秘密情報として、
【数２】
0003697364.tif 000062
（但し、♯Ｇは有限アーベル群Ｇの位数を表す）を作成し、
前記第１の演算装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝{１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数３】
0003697364.tif 000063
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数４】
0003697364.tif 000064
なる整数ｓ（ｘ，σＸ)を作成し、作成した整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記送信者側装置において、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数５】
0003697364.tif 000065
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを生成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数６】
0003697364.tif 000066
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数７】
0003697364.tif 000067
を計算し、さらに、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数ｇに対して、
【数８】
0003697364.tif 000068
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記送信者側装置より送信された前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、前記鍵配送データと、前記送信者側装置から出力された当該受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数９】
0003697364.tif 000069
により、当該受信者側装置ｘが前記送信者側装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項２】
複数の受信者側装置が送信者側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を前記送信者側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記送信者側装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１のべき乗算装置と、第１の剰余演算装置と、第１の乱数生成装置と、第１の通信装置と、を有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置と、を有し、
１．準備処理として、
前記送信者側装置において、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数１０】
0003697364.tif 000070
を作成し、前記送信者側装置の秘密情報として、
【数１１】
0003697364.tif 000071
（但し、整数ｇに対して、ｏｒｄＧ（ｇ）は、
【数１２】
0003697364.tif 000072
なる最小の正整数ｘを表す）を作成し、
前記第１の演算装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝{１，２，…,ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数１３】
0003697364.tif 000073
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数１４】
0003697364.tif 000074
なる整数ｓ（ｘ，σＸ）を作成し、作成したｓ（ｘ，σＸ)およびσＸを、受信者側装置ｘの鍵情報として出力し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記送信者側装置において、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１５】
0003697364.tif 000075
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通鍵Ｋを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１６】
0003697364.tif 000076
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１７】
0003697364.tif 000077
を計算し、さらに、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数ｇに対して、
【数１８】
0003697364.tif 000078
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、前記作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記送信者側装置より送信された前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、前記鍵配送データと、前記送信者側装置から出力された当該受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数１９】
0003697364.tif 000079
により、前記受信者側装置ｘが前記送信者側装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項３】
複数の受信者側装置が送信者側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を前記送信者側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記送信者側装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１のべき乗算装置と、第１の剰余演算装置と、第１の乱数生成装置と、第１の通信装置と、を有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置と、を有し、
１．準備処理として、
前記送信者側装置において、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数２０】
0003697364.tif 000080
を作成し、前記送信者側装置の秘密情報として、
【数２１】
0003697364.tif 000081
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表す）を作成し、
前記第１の演算装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数２２】
0003697364.tif 000082
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数２３】
0003697364.tif 000083
なる整数ｓ（ｘ，σＸ）を作成し、作成した整数ｓ（ｘ，σＸ)およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記送信者側装置において、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数２４】
0003697364.tif 000084
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数２５】
0003697364.tif 000085
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数２６】
0003697364.tif 000086
を計算し、さらに、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数ｇに対して、
【数２７】
0003697364.tif 000087
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、前記作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記送信者側装置より送信された前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、前記鍵配送データと、前記送信者側装置から出力された当該受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数２８】
0003697364.tif 000088
により、前記受信者側装置ｘが前記送信者側装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項４】
複数の受信者側装置が送信者側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を前記送信者側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記送信者側装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１のべき乗算装置と、第１の剰余演算装置と、第１の乱数生成装置と、第１の通信装置と、を有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置と、を有し、
１．準備処理として、
前記送信者側装置において、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数２９】
0003697364.tif 000089
を作成し、前記送信者側装置の秘密情報として、
【数３０】
0003697364.tif 000090
（但し、整数ｇに対して、ｏｒｄＮ（ｇ）は、
【数３１】
0003697364.tif 000091
なる最小の正整数ｘを表す）を作成し、
前記第１の演算装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数３２】
0003697364.tif 000092
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数３３】
0003697364.tif 000093
なる整数ｓ（ｘ，σＸ)を作成し、作成した整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記送信者側装置において、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数３４】
0003697364.tif 000094
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数３５】
0003697364.tif 000095
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数３６】
0003697364.tif 000096
を計算し、さらに、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、整数ｇに対して、
【数３７】
0003697364.tif 000097
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、前記作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記送信者側装置より送信された前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、前記鍵配送データと、前記送信者側装置から出力された当該受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数３８】
0003697364.tif 000098
により、前記受信者側装置ｘが前記送信者側装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の鍵配送方法であって、
前記送信者側装置において、
前記第１の演算装置および前記第１の乱数装置が、ｃ，ｇ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）の値を変えることにより、鍵配送データの識別を行なうとともに、ｒ，λｉ，μｉの値を変えることにより、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）が前記送信者側装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋの変更を行なうこと
を特徴とする鍵配送方法。
【請求項６】
複数の鍵共有装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を共有するための鍵配送装置であって、
公開情報として、
【数３９】
0003697364.tif 000099
を作成し、前記鍵配送装置の秘密情報として、
【数４０】
0003697364.tif 000100
（但し、♯Ｇは有限アーベル群Ｇの位数を表す）
を作成する手段と、
整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝{１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数４１】
0003697364.tif 000101
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数４２】
0003697364.tif 000102
なる整数ｓ（ｘ，σＸ)を計算して、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、鍵共有者ｘの秘密情報とする手段と、
整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数４３】
0003697364.tif 000103
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の鍵共有装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する鍵共有装置とのみ共有することを目的に、
【数４４】
0003697364.tif 000104
を、前記部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数４５】
0003697364.tif 000105
を計算し、整数ｇに対して、
【数４６】
0003697364.tif 000106
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および鍵共有装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする鍵配送装置。
【請求項７】
複数の鍵共有装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を共有するための鍵配送装置であって、
公開情報として、
【数４７】
0003697364.tif 000107
を作成し、前記鍵配送装置の秘密情報として、
【数４８】
0003697364.tif 000108
（但し、整数ｇに対して、ｏｒｄＧ（ｇ）は、
【数４９】
0003697364.tif 000109
なる最小の正整数ｘを表す）を作成する手段と、
整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝{１，２，…,ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数５０】
0003697364.tif 000110
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数５１】
0003697364.tif 000111
なる整数ｓ（ｘ，σＸ）を計算して、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、鍵共有装置ｘの秘密情報とする手段と、
整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数５２】
0003697364.tif 000112
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の鍵共有装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する鍵共有装置とのみ共有することを目的に、
【数５３】
0003697364.tif 000113
を、前記部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数５４】
0003697364.tif 000114
を計算し、整数ｇに対して、
【数５５】
0003697364.tif 000115
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および鍵共有装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする鍵配送装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の鍵配送装置から送信された鍵配送データを基に、前記鍵配送装置と共有する共通の鍵情報を求める鍵共有装置であって、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データと、前記鍵配送装置より出力された当該鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報とを用いて、
【数５６】
0003697364.tif 000116
により、当該鍵共有装置ｘが前記鍵配送装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを求める手段と、を備えること
を特徴とする鍵共有装置。
【請求項９】
請求項６または７記載の鍵配送装置から送信された鍵配送データを基に、前記鍵配送装置と共有する共通の鍵情報を求める鍵共有装置であって、
当該鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報を格納した計算機能付き記憶媒体と、当該計算機能付き記憶媒体が装着自在に構成された受信装置と、を有し、
前記受信装置は、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データより、
【数５７】
0003697364.tif 000117
なる値Ｋ´を計算する手段と、
前記値Ｋ´を前記計算機能付き記憶媒体に出力する手段と、を有し、
前記計算機能付き記憶媒体は、
当該鍵共有装置ｘの秘密情報を保持する手段と、
前記受信装置より値Ｋ´を受信する手段と、
前記受信装置より受信した値Ｋ´と、前記保持されている鍵共有装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数５８】
0003697364.tif 000118
を演算して、前記鍵共有装置ｘが前記鍵配送装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを求める手段と、を有すること
を特徴とする鍵共有装置。
【請求項１０】
複数の鍵共有装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を共有するための鍵配送装置であって、
公開情報として、
【数５９】
0003697364.tif 000119
を作成し、前記鍵配送装置の秘密情報として、
【数６０】
0003697364.tif 000120
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表す）
を作成する手段と、
整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数６１】
0003697364.tif 000121
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数６２】
0003697364.tif 000122
なる整数ｓ（ｘ，σＸ）を計算して、整数ｓ（ｘ，σＸ)およびσＸを、鍵共有装置ｘの秘密情報とする手段と、
整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数６３】
0003697364.tif 000123
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の鍵共有装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する鍵共有装置とのみ共有することを目的に、
【数６４】
0003697364.tif 000124
を、前記部分集合であるＵに属する鍵共有装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数６５】
0003697364.tif 000125
を計算し、整数ｇに対して、
【数６６】
0003697364.tif 000126
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記鍵共有装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする鍵配送装置。
【請求項１１】
複数の鍵共有装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を共有するための鍵配送装置であって、
公開情報として、
【数６７】
0003697364.tif 000127
を作成し、前記鍵配送装置の秘密情報として、
【数６８】
0003697364.tif 000128
（但し、整数ｇに対して、ｏｒｄＮ（ｇ）は、
【数６９】
0003697364.tif 000129
なる最小の正整数ｘを表す）を作成する手段と、
整数τＸおよびσＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、
【数７０】
0003697364.tif 000130
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を計算し、さらに、
【数７１】
0003697364.tif 000131
なる整数ｓ（ｘ，σＸ)を計算して、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、鍵共有装置ｘの秘密情報とする手段と、
整数ｒ，λｉ，μｉ，ｃ，ｒｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数７２】
0003697364.tif 000132
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを作成し、当該共通の鍵情報Ｋを、前記複数の鍵共有装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する鍵共有装置とのみ共有することを目的に、
【数７３】
0003697364.tif 000133
を、前記部分集合であるＵに属する鍵共有装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数７４】
0003697364.tif 000134
を計算し、整数ｇに対して、
【数７５】
0003697364.tif 000135
なる整数δ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する鍵共有装置に共通の共通データｕｉ，ｖｉ，ｗｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記鍵共有装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする鍵配送装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の鍵配送装置から送信された鍵配送データを基に、前記鍵配送装置と共有する共通の鍵情報を求める鍵共有装置であって、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データと、前記鍵配送装置より出力された当該鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報とを用いて、
【数７６】
0003697364.tif 000136
により、前記鍵配送装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを求める手段と、を備えること
を特徴とする鍵共有装置。
【請求項１３】
請求項１０または１１記載の鍵配送装置から送信された鍵配送データを基に、前記鍵配送装置と共有する共通の鍵情報を求める鍵共有装置であって、
当該鍵共有装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報を格納した計算機能付き記憶媒体と、当該計算機能付き記憶媒体が装着自在に構成された受信装置と、を有し、
前記受信装置は、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データより、
【数７７】
0003697364.tif 000137
なる値Ｋ´を計算する手段と、
前記値Ｋ´を前記計算機能付き記憶媒体に出力する手段と、を有し、
前記計算機能付き記憶媒体は、
当該鍵共有装置ｘの秘密情報を保持する手段と、
前記受信装置より値Ｋ´を受信する手段と、
前記受信装置より受信した値Ｋ´と、前記保持されている鍵共有装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数７８】
0003697364.tif 000138
を演算して、前記鍵配送装置との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出する手段と、を有すること
を特徴とする鍵共有装置。
【請求項１４】
複数の受信者側装置がセンタ側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を放送局側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記放送局装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１の通信装置と、第１の乱数生成装置とを有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置とを有し、
前記センタ側装置は、第３の演算装置と、第３の通信装置と、第３の乱数生成装置と、第３のべき乗算装置と、第３の剰余演算装置とを有し、
１．準備処理として、
（１）前記放送局側装置Ａにおいて、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数７９】
0003697364.tif 000139
を作成し、前記放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数８０】
0003697364.tif 000140
（但し、♯ＧＡはアーベル群ＧＡの位数を表す）を作成し、
前記第１の通信装置が、作成された公開情報と前記放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信し、
（２）前記センタ側装置において、
前記第３の演算装置が、前記第３の乱数生成装置を用いて、σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…,ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
前記第３の演算装置が、前記第３のべき乗算装置および前記第３の剰余演算装置を用いて、
【数８１】
0003697364.tif 000141
に対して、
【数８２】
0003697364.tif 000142
を計算し、
前記第３の通信装置が、前記計算したδＡ，Ｘを前記放送局側装置Ａに送信し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記放送局側装置Ａ側において
前記第１の鍵生成置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数８３】
0003697364.tif 000143
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数８４】
0003697364.tif 000144
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数８５】
0003697364.tif 000145
を計算し、さらに、
【数８６】
0003697364.tif 000146
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、受信した鍵配送データと、前記センタ側装置が出力した前記受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数８７】
0003697364.tif 000147
により、前記受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項１５】
複数の受信者側装置がセンタ側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を放送局側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記放送局装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１の通信装置と、第１の乱数生成装置とを有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置とを有し、
前記センタ側装置は、第３の演算装置と、第３の通信装置と、第３の乱数生成装置と、第３のべき乗算装置と、第３の剰余演算装置とを有し、
１．準備処理として、
（１）前記放送局側装置Ａにおいて、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数８８】
0003697364.tif 000148
を作成し、前記放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数８９】
0003697364.tif 000149
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＧＡ（ｇＡ）は、
【数９０】
0003697364.tif 000150
なる最小の正整数ｘを表す）を作成し、
前記第１の通信装置が、作成された公開情報と前記放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信し、
（２）前記センタ側装置において、
前記第３の演算装置が、前記第３の乱数生成装置を用いて、σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…,ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
前記第３の演算装置が、前記第３のべき乗算装置および前記第３の剰余演算装置を用いて、
【数９１】
0003697364.tif 000151
に対して、
【数９２】
0003697364.tif 000152
を計算し、
前記第１の通信装置が、計算したδＡ，Ｘを前記放送局側装置Ａに送信し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記放送局側装置Ａ側において
前記第１の鍵生成置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数９３】
0003697364.tif 000153
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数９４】
0003697364.tif 000154
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数９５】
0003697364.tif 000155
を計算し、さらに、
【数９６】
0003697364.tif 000156
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、受信した鍵配送データと、前記センタ側装置が出力した前記受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数９７】
0003697364.tif 000157
により、前記受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項１６】
複数の受信者側装置がセンタ側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を放送局側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記放送局装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１の通信装置と、第１の乱数生成装置とを有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置とを有し、
前記センタ側装置は、第３の演算装置と、第３の通信装置と、第３の乱数生成装置と、第３のべき乗算装置と、第３の剰余演算装置とを有し、
１．準備処理として、
（１）前記放送局側装置Ａにおいて、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数９８】
0003697364.tif 000158
を作成し、前記放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数９９】
0003697364.tif 000159
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表す）を作成し、
前記第１の通信装置が、作成された公開情報と前記放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信し、
（２）前記センタ側装置において、
前記第３の演算装置が、前記第３の乱数生成装置を用いて、σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…,ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ)を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
前記第３の演算装置が、前記第３のべき乗算装置および前記第３の剰余演算装置を用いて、
【数１００】
0003697364.tif 000160
に対して、
【数１０１】
0003697364.tif 000161
を計算し、
前記第１の通信装置が、計算したδＡ，Ｘを前記放送局側装置Ａに送信し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記放送局側装置Ａ側において
前記第１の鍵生成置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１０２】
0003697364.tif 000162
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１０３】
0003697364.tif 000163
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１０４】
0003697364.tif 000164
を計算し、さらに、
【数１０５】
0003697364.tif 000165
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、受信した鍵配送データと、前記センタ側装置が出力した前記受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数１０６】
0003697364.tif 000166
により、前記受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項１７】
複数の受信者側装置がセンタ側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を放送局側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記放送局装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１の通信装置と、第１の乱数生成装置とを有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置とを有し、
前記センタ側装置は、第３の演算装置と、第３の通信装置と、第３の乱数生成装置と、第３のべき乗算装置と、第３の剰余演算装置とを有し、
１．準備処理として、
（１）前記放送局側装置Ａにおいて、
前記第１の演算装置が、公開情報として、
【数１０７】
0003697364.tif 000167
を作成し、前記放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数１０８】
0003697364.tif 000168
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＮＡ（ｇＡ）は、
【数１０９】
0003697364.tif 000169
なる最小の正整数ｘを表す）を作成し、
前記第１の通信装置が、作成された公開情報と前記放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信し、
（２）前記センタ側装置において、
前記第３の演算装置が、前記第３の乱数生成装置を用いて、σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，…,ｍ｝，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ)を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報として出力し、
前記第３の演算装置が、前記第３のべき乗算装置および前記第３の剰余演算装置を用いて、
【数１１０】
0003697364.tif 000170
に対して、
【数１１１】
0003697364.tif 000171
を計算し、
前記第１の通信装置が、計算したδＡ，Ｘを前記放送局側装置Ａに送信し、
２．鍵配送処理として、
（１）前記放送局側装置Ａ側において
前記第１の鍵生成置が、前記第１の乱数生成装置を用いて、整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１１２】
0003697364.tif 000172
なる暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１１３】
0003697364.tif 000173
を、前記部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成し、
前記第１の鍵生成装置が、前記第１のべき乗算装置および前記第１の剰余演算装置を用いて、
【数１１４】
0003697364.tif 000174
を計算し、さらに、
【数１１５】
0003697364.tif 000175
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成し、
前記第１の通信装置が、作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信し、
（２）受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）側において、
前記第２の通信装置が、前記鍵配送データを受信し、
前記第２の鍵生成装置が、受信した鍵配送データと、前記センタ側装置が出力した前記受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数１１６】
0003697364.tif 000176
により、前記受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【請求項１８】
請求項１４、１５、１６または１７記載の鍵配送方法であって、
前記放送局側装置Ａにおいて、
前記第１の演算装置および前記第１の乱数装置が、ｃＡ，ｇＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）の値を変えることにより、鍵配送データの識別を行なうとともに、ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉの値を変えることにより、前記受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）が前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡの変更を行なうこと
を特徴とする鍵配送方法。
【請求項１９】
放送局側装置が暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するために、複数の受信者側装置各々に対して個々の情報を作成するセンタ側装置であって、
σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ={１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報とする手段と、
前記受信者側装置ｘの秘密情報と、前記放送局側装置Ａより提示された前記放送局側装置の秘密情報
【数１１７】
0003697364.tif 000177
（但し、♯ＧＡはアーベル群ＧＡの位数を表す）より、
【数１１８】
0003697364.tif 000178
に対して、
【数１１９】
0003697364.tif 000179
を計算する手段と、
計算したδＡ，Ｘを、前記放送局側装置Ａに送信する手段と、を備えること
を特徴とするセンタ側装置。
【請求項２０】
請求項１９記載のセンタ側装置で作成された複数の受信者側装置各々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するための放送局側装置であって、
公開情報として、
【数１２０】
0003697364.tif 000180
を作成し、放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数１２１】
0003697364.tif 000181
（但し、♯ＧＡはアーベル群ＧＡの位数を表す）を作成する手段と、
作成した公開情報と放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信する手段と、
整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数１２２】
0003697364.tif 000182
なる暗号通信のための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１２３】
0003697364.tif 000183
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数１２４】
0003697364.tif 000184
を計算し、さらに、前記センタ側装置より受け取ったδＡ，Ｘを用いて、
【数１２５】
0003697364.tif 000185
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする放送局側装置
【請求項２１】
放送局側装置が暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するために、複数の受信者側装置各々に対して個々の情報を作成するセンタ側装置であって、
σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ={１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報とする手段と、
受信者側装置ｘの秘密情報と、放送局側装置Ａより出力された放送局側装置Ａの秘密情報
【数１２６】
0003697364.tif 000186
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＧＡ（ｇＡ）は、
【数１２７】
0003697364.tif 000187
なる最小の正整数ｘを表す）より、
【数１２８】
0003697364.tif 000188
に対して、
【数１２９】
0003697364.tif 000189
を計算する手段と、
計算したδＡ，Ｘを、放送局側装置Ａに送信する手段と、を備えること
を特徴とするセンタ側装置。
【請求項２２】
請求項２１記載のセンタ側装置で作成された複数の受信者側装置各々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するための放送局側装置であって、
公開情報として、
【数１３０】
0003697364.tif 000190
を作成し、放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数１３１】
0003697364.tif 000191
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＧＡ（ｇＡ）は、
【数１３２】
0003697364.tif 000192
なる最小の正整数ｘを表す）を作成する手段と、
作成した公開情報と放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信する手段と、
整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数１３３】
0003697364.tif 000193
なる暗号通信のための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１３４】
0003697364.tif 000194
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数１３５】
0003697364.tif 000195
を計算し、さらに、前記センタ側装置より受け取ったδＡ，Ｘを用いて、
【数１３６】
0003697364.tif 000196
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする放送局側装置。
【請求項２３】
請求項１９または２１記載のセンタ側装置から送信された鍵配送データと、請求項２０または２２記載の放送局側装置で作成された受信者側装置の秘密情報とを基に、前記放送局側装置と共有する共通の鍵情報を求める受信者側装置であって、
前記放送局側装置Ａより送信された鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データと、前記センタ側装置で作成された当該受信者側装置ｘの秘密情報とから、
【数１３７】
0003697364.tif 000197
により、当該受信者側装置ｘが放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを計算する手段と、を備える
ことを特徴とする受信者側装置。
【請求項２４】
請求項１９または２１記載のセンタ側装置から送信された鍵配送データと、請求項２０または２２記載の放送局側装置で作成された受信者側装置の秘密情報とを基に、当該受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）が、放送局側装置と共有する共通の鍵情報を求める受信者側装置であって、
受信者側装置ｘの秘密情報を格納した計算機能付き記憶媒体と、当該計算機能付き記憶媒体が装着自在に構成された前記鍵配送データを受信する受信装置と、を有し、
前記受信装置は、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データより、
【数１３８】
0003697364.tif 000198
なる値ＫＡ´を計算する手段と、
前記値ＫＡ´を前記計算機能付き記憶媒体に出力する手段と、を有し、
前記計算機能付き記憶媒体は、
当該受信者側装置ｘの秘密情報を保持する手段と、
前記受信装置より値ＫＡ´を受信する手段と、
前記受信装置より受信した値ＫＡ´と、前記保持されている受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数１３９】
0003697364.tif 000199
により、当該受信者側装置ｘが放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを演算する手段と、を有すること
ことを特徴とする受信者側装置。
【請求項２５】
放送局側装置が暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するために、複数の受信者側装置各々に対して個々の情報を作成するセンタ側装置であって、
σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ={１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報とする手段と、
放送局Ａより提示された、放送局側装置Ａの秘密情報
【数１４０】
0003697364.tif 000200
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表す）より、
【数１４１】
0003697364.tif 000201
に対して、
【数１４２】
0003697364.tif 000202
を計算する手段と、
計算したδＡ，Ｘを、放送局側装置Ａに送信する手段と、を備えること
を特徴とするセンタ側装置。
【請求項２６】
請求項２５記載のセンタ側装置で作成された複数の受信者側装置各々の情報を利用して暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するための放送局側装置であって、
公開情報として、
【数１４３】
0003697364.tif 000203
を作成し、放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数１４４】
0003697364.tif 000204
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表す）
を作成する手段と、
作成した公開情報と放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信する手段と、
整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数１４５】
0003697364.tif 000205
なる暗号通信のための共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１４６】
0003697364.tif 000206
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数１４７】
0003697364.tif 000207
を計算し、さらに、前記センタ側装置より受け取ったδＡ，Ｘを用いて、
【数１４８】
0003697364.tif 000208
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする放送局側装置。
【請求項２７】
放送局側装置が暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するために、複数の受信者側装置各々に対して個々の情報を作成するセンタ側装置であって、
σＸ∈Ｓ（ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ={１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σＸ）を選び、整数ｓ（ｘ，σＸ）およびσＸを、受信者側装置ｘの秘密情報とする手段と、
放送局側装置Ａより出力された、当該放送局側装置Ａの秘密情報
【数１４９】
0003697364.tif 000209
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＮＡ（ｇＡ）は、
【数１５０】
0003697364.tif 000210
なる最小の正整数ｘを表す）より、
【数１５１】
0003697364.tif 000211
に対して、
【数１５２】
0003697364.tif 000212
を計算する手段と、
計算したδＡ，Ｘを、放送局側装置Ａに送信する手段と、を備えること
を特徴とするセンタ側装置。
【請求項２８】
請求項２７記載のセンタ側装置で作成された複数の受信者側装置各々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を複数の受信者側装置と共有するための放送局側装置であって、
公開情報として、
【数１５３】
0003697364.tif 000213
を作成し、放送局側装置Ａの秘密情報として、
【数１５４】
0003697364.tif 000214
（但し、整数ｇＡに対して、ｏｒｄＮＡ（ｇＡ）は、
【数１５５】
0003697364.tif 000215
なる最小の正整数ｘを表す）を作成する手段と、
作成した公開情報と放送局側装置Ａの秘密情報とを前記センタ側装置に送信する手段と、
整数ｒＡ，λＡ，ｉ，μＡ，ｉ，ｃＡ，ｒＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選び、
【数１５６】
0003697364.tif 000216
なる暗号通信のための共通の鍵情報ＫＡを作成し、当該共通の鍵情報ＫＡを、前記複数の受信者側装置全体の集合における任意の部分集合であるＵに属する受信者側装置とのみ共有することを目的に、
【数１５７】
0003697364.tif 000217
を、前記部分集合であるＵに属する受信者側装置に共通の共通データとして作成する手段と、
【数１５８】
0003697364.tif 000218
を計算し、さらに、前記センタ側装置より受け取ったδＡ，Ｘを用いて、
【数１５９】
0003697364.tif 000219
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｉ＝１，２）を、受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する手段と、
作成した部分集合Ｕに属する受信者側装置に共通の共通データｕＡ，ｉ，ｖＡ，ｉ，ｗＡ，ｉ（１≦ｉ≦ｍ）および前記受信者側装置ｘに固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σＸ）（ｘ∈Ｕ，ｉ＝１，２）を、鍵共有のための鍵配送データとして送信する手段と、を備えること
を特徴とする放送局側装置。
【請求項２９】
請求項２６または２８記載の放送局側装置から送信された鍵配送データと、請求項２５または２７記載のセンタ側装置で作成された受信者側装置の秘密情報とを基に、前記放送局側装置と共有する共通の鍵情報を求める受信者側装置であって、
前記放送局側装置より送信された鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データと、前記センタ側装置で作成された当該受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報とから、
【数１６０】
0003697364.tif 000220
により、当該受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを計算する手段と、を備えること
を特徴とする受信者側装置。
【請求項３０】
請求項２６または２８記載の放送局側装置から送信された鍵配送データと、請求項２５または２７記載のセンタ側装置で作成された受信者側装置の秘密情報とを基に、放送局側装置と共有する共通の鍵情報を求める受信者側装置であって、
受信者側装置ｘ（ｘ∈Ｕ）の秘密情報を格納した計算機能付き記憶媒体と、当該計算機能付き記憶媒体が装着自在に構成された前記鍵配送データを受信する受信装置と、を有し、
前記受信装置は、
前記鍵配送データを受信する手段と、
受信した鍵配送データより、
【数１６１】
0003697364.tif 000221
なる値ＫＡ´を計算する手段と、
前記値ＫＡ´を前記計算機能付き記憶媒体に出力する手段と、を有し、
前記計算機能付き記憶媒体は、
当該受信者側装置ｘの秘密情報を保持する手段と、
前記受信装置より値ＫＡ´を受信する手段と、
前記受信装置より受信した値ＫＡ´と、前記保持されている受信者側装置ｘの秘密情報とを用いて、
【数１６２】
0003697364.tif 000222
により、受信者側装置ｘが前記放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報ＫＡを算出する手段と、を有すること
ことを特徴とする受信者側装置。
【請求項３１】
複数の受信者側装置がセンタ側装置によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を、複数ある放送局側装置のうちの任意の放送局側装置と共有するための鍵配送方法であって、
前記放送局側装置は、第１の演算装置と、第１の鍵生成装置と、第１の通信装置とを有し、
前記受信者側装置は、第２の鍵生成装置と、第２の通信装置とを有し、
前記センタ側装置は、第３の演算装置と、第３の通信装置とを有し、
１．準備処理として、
（１）センタ側装置において、
前記第３の演算装置が、前記複数の受信者側装置各々の秘密情報（受信者側装置ｘの秘密情報をｓ（ｘ，σＸ）とする）を作成して出力し、
前記第３の演算装置が、前記放送局側装置毎に固有のパラメータ（放送局側装置Ａの固有のパラメータをαＡとする）を設定して出力し、
前記第３の演算装置が、前記放送局側装置Ａに固有のパラメータおよび当該放送局側装置Ａと前記共通の鍵情報を共有する受信者側装置ｘの秘密情報を入力として、所定の一方向性関数ｆを施した値ｆ（ｓ（ｘ，σＸ），αＡ）を計算し、
前記第３の通信装置が、前記一方向性関数ｆを施した値を出力し、
（２）受信者側装置ｘ側において、
前記第２の鍵生成装置が、前記センタ側装置より出力された受信者側装置ｘの秘密情報ｓ（ｘ，σＸ）と、前記放送局側装置Ａに固有のパラメータαＡとを入力として、前記一方向性関数ｆを施した値ｆ（ｓ（ｘ，σＸ），αＡ）を算出し、これを放送局側装置Ａの受信者側装置ｘに対する鍵情報とし、
２．鍵配送処理として、
請求項２、３、４または５記載の鍵配送方法における２．鍵配送処理を、送信者側装置を放送局側装置Ａに置き換え、そして、受信者側装置ｘの秘密情報ｓ（ｘ，σＸ）を受信者側装置ｘの鍵情報ｆ（ｓ（ｘ，σＸ），αＡ）に置き換えて実行することにより、受信者側装置ｘが放送局側装置Ａとの間で暗号通信を行うための共通の鍵情報Ｋを算出すること
ことを特徴とする鍵配送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同報暗号通信を行なうことを目的として、送信者（鍵作成者あるいは放送局）と受信者（あるいは鍵利用者）とが、送信データを暗号化／復号化するための共通の鍵を共有するための、鍵配送方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、同報暗号通信（鍵管理）方法について、幾つかの方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、文献「S.J.Kent:Security requirement and protocols for a broadcast scenario,IEEE Trans. Commun.,COM-29,6,pp.778-786(1981)」に記載のコピー鍵方式は基本的である。
【０００４】
コピー鍵方式とは、従来の１対１の暗号個別通信を、単純に同報通信に拡張したものである。１種類の鍵のコピーを、送信者と複数の正規の受信者に配送する。送信者は、そのコピー鍵を用いて送信データを暗号化し、送信する。正規の受信者は、同一のコピー鍵を用いて、暗号化された送信データを復号化する。
【０００５】
その他には、文献「小山：マスタ鍵による同報通信の暗号方式，信学論（Ｄ），J65-D，９，pp.1151-1158(1982)」に記載のＲＳＡの個別鍵代替用マスタ鍵を用いた同報暗号通信方法や、文献「李，常盤他：多重化・多重分離法を用いた同報通信，1986年暗号と情報セキュリティシンポジウム」に記載の中国人の剰余定理を用いた情報系列の多重化・多重分離法による鍵配送方式、あるいは、文献「満保他：効率的な同報暗号通信方式，信学技法ISEC93-34（1993-10）」に記載の方式などがある。
【０００６】
まず、中国人の剰余定理を用いて情報系列の多重化・多重分離法を行う方式について説明する。
【０００７】
（１）鍵生成処理：
受信者ｉ（１≦ｉ≦ｓ）に対して、互いに素なｓ個の整数ｇ1，g2，...，ｇS（ｒ≦ｓ）を作成し、ｇiを受信者ｉの秘密情報として予め受信者ｉに配布する。
【０００８】
（２）暗号化処理：
多重化すべきｓ個の情報系列をＭ1，Ｍ2，...，ＭSとする。送信者は、多重化送信文Ｆを、
【０００９】
【数１６３】
0003697364.tif 000002
【００１０】
により計算し、Ｆを同報送信する。ただし、Ｇ，Ｇi，Ａiは、
【００１１】
【数１６４】
0003697364.tif 000003
【００１２】
であり、Ａiは、上式を満たす最小の整数である。
【００１３】
（３）復号化処理：
受信者ｉは、Ｆからｇiを用いて、
【００１４】
【数１６５】
0003697364.tif 000004
【００１５】
によりＭiを分離化する。
【００１６】
次に、文献「満保他：効率的な同報暗号通信方式，信学技法ISEC93-34（1993-10）」に記載の方式について、説明する。
【００１７】
（１）鍵生成処理：
信頼できるセンタは、秘密情報として、
【００１８】
【数１６６】
0003697364.tif 000005
【００１９】
を作成し、公開情報として、
【００２０】
【数１６７】
0003697364.tif 000006
【００２１】
を作成する。
【００２２】
次に、センタは、σ∈Ｓに対して、
【００２３】
【数１６８】
0003697364.tif 000007
【００２４】
を満たすＳσを計算し、受信者Ｕσの秘密情報として配布する。ただし、集合Ｓ＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝｛１，２，...，ｋ}→Ｂ＝｛１，２，...，ｍ}，ｋ＜ｍ｝とする。
【００２５】
（２）鍵配送処理：
送信者は、整数ｒをランダムに選び、
【００２６】
【数１６９】
0003697364.tif 000008
【００２７】
なる共通鍵Ｋを受信者との間で共有することを目的として、
【００２８】
【数１７０】
0003697364.tif 000009
【００２９】
を満たすｚiを計算し、ｚi（１≦ｉ≦ｍ)を同報送信する。
【００３０】
受信者Ｕσは、
【００３１】
【数１７１】
0003697364.tif 000010
【００３２】
を用いて、共通鍵Ｋを計算する。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の中国人の剰余定理を用いた多重化方法を利用した鍵配送などでは、受信者数に比例して鍵配送データの長さが長くなる。このことは、衛星放送サービスのように数百万人以上の多くの受信者を対象とする場合には、効率上問題となる。
【００３４】
これに対し、上記文献「満保他：効率的な同報暗号通信方式，信学技法ISEC93-34（1993-10）」に記載の方法によれば、受信者数が大きい場合であっても鍵配送データの長さを短くできる。しかしながら、この方法では、適当な数の受信者が結託し互いの秘密情報を出し合うことで、他の受信者の秘密情報を計算できるという問題（このことについては、文献「西岡：同報暗号通信における鍵配送方式に関する考察，信学技法ISEC96-48（1996-11）」にて報告されている）がある。また、任意の受信者集合に属する受信者のみと鍵共有を行なうことができないという問題もある。
【００３５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、以下に挙げる特徴を有する鍵配送方法および装置を提供することを主目的とする。
【００３６】
（１）各受信者がそれぞれ個別の鍵（秘密）情報を所持して、鍵の共有を行うようにする。
【００３７】
（２）受信者数が大きい場合であっても、鍵配送データの長さを略一定にできるようにする。
【００３８】
（３）適当な数の受信者が結託して互いの秘密情報を出し合った場合でも、他の受信者の鍵（秘密）情報を計算することを困難にする。
【００３９】
（４）任意の受信者集合に属する受信者のみと鍵共有を行なうことができるようにする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、複数の鍵利用者が鍵作成者によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を鍵作成者と共有するための鍵配送方法であって、
１．準備処理として、
鍵作成者側において、
複数の鍵利用者各々について、鍵作成者自身の秘密情報からなる集合Ｓの部分集合と鍵利用者固有のパラメータから、当該鍵利用者の秘密情報を作成するステップと、
複数の鍵利用者各々について作成した鍵利用者の秘密情報を各鍵利用者に配布するステップと、を備え、
２．鍵配送処理として、
（１）鍵作成者側において、
複数の鍵利用者に共通の共通データである集合Ｐを、前記集合Ｓから作成するステップと、
複数の鍵利用者各々に固有の個別データを、複数の鍵利用者各々に固有のパラメータを用いて作成するステップと、
前記複数の鍵利用者に共通の共通データである集合Ｐと前記複数の鍵利用者各々に固有の個別データとを、鍵共有のための鍵配送データとして送信するステップと、を備え、
（２）鍵利用者側において、
前記鍵配送データを受信するステップと、
受信した鍵配送データに含まれる共通データの集合Ｐから、鍵利用者自身の秘密情報を作成した際に用いられた前記集合Ｓの部分集合に対応する部分集合を取り出すステップと、
取り出した集合Ｓの部分集合に対応する部分集合と、受信した鍵配送データに含まれる鍵利用者自身に固有の個別データと、予め配布された鍵利用者自身の秘密情報とから、鍵作成者との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を計算するステップと、を備えることを特徴とする。
【００４１】
本態様では、鍵利用者側において、複数の鍵利用者に共通の共通データである集合Ｐから鍵利用者自身の秘密情報を作成した際に用いられた集合Ｓの部分集合に対応する部分集合を取り出し、この部分集合と、前記集合Ｓの部分集合と鍵利用者固有のパラメータより作成した当該鍵利用者固有の個別データと、予め配布された鍵利用者自身の秘密情報とから、鍵作成者との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を計算するようにしている。
【００４２】
このようにすることで、各鍵利用者は、それぞれ個別の鍵（秘密）情報を所持しつつ、鍵作成者との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を共有することが可能となる。また、各鍵利用者は、前記共通の鍵情報の計算に際し、自身の秘密情報と各鍵利用者共通の共通データの他に、自身に固有の個別データを用いるようにしているので、この個別データを作成するための各鍵利用者に固有のパラメータを、鍵作成者が秘密裏に保持することにより、適当な数の鍵利用者が結託して互いの秘密情報を出し合った場合でも、他の受信者の秘密情報を計算することを困難にすることが可能となる。
【００４３】
また、本態様では、鍵配送データとして、複数の鍵利用者に共通の共通データと複数の鍵利用者各々に固有の個別データとでなるデータを用いている。ここで、共通データは、鍵作成者自身の秘密情報でなる集合Ｓから作成した集合Ｐであり、その大きさは前記集合Ｓの大きさに依存して定まる。したがって、鍵配送データの長さを鍵利用者数にかかわらず略一定とすることができる。なお、鍵利用者の秘密情報は、鍵作成者の秘密情報からなる集合Ｓの部分集合と鍵利用者固有のパラメータから作成しており、部分集合の個数は、集合Ｓの元の個数に対して多く取ることができる。すなわち、集合Ｓの元の個数よりも多い個数分、鍵利用者の秘密情報を作成することが可能となる。
【００４４】
さらに、本態様では、各鍵利用者に共通の共通データを、受信者全体の集合のうちの部分集合に属する受信者にのみ対応させることで、鍵作成者は、任意の受信者集合に属する受信者のみと暗号通信のための鍵情報を共有することが可能となる。
【００４５】
また、本発明の第２の態様は、複数の受信者が鍵作成者によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を放送局と共有するための鍵配送方法であって、
１．準備処理として、
（１）放送局側において、
放送局自身の秘密情報を作成し、当該情報を鍵作成者に提示するステップを備え、
（２）鍵作成者側において、
複数の受信者各々の秘密情報を作成し、配布するステップと、
複数の受信者各々について、放送局より提示された当該放送局の秘密情報からなる集合Ｓの部分集合と受信者の秘密情報から、当該受信者に固有のパラメータを計算するステップと、
複数の受信者各々に固有のパラメータに対して一方向性関数を施した値を放送局に提示するステップと、を備え、
２．鍵配送処理として、
（１）放送局側において、
複数の受信者に共通の共通データである集合Ｐを、前記集合Ｓから作成するステップと、
複数の受信者各々に固有の個別データを、鍵作成者より提示された、複数の受信者各々に固有のパラメータに一方向性関数を施すことで得られた値を用いて作成するステップと、
前記複数の受信者に共通の共通データである集合Ｐと前記複数の受信者各々に固有の個別データとを、鍵共有のための鍵配送データとして送信するステップと、を備え、
（２）受信者側において、
前記鍵配送データを受信するステップと、
受信した鍵配送データに含まれる共通データの集合Ｐから、受信者自身に固有のパラメータを作成した際に用いられた前記集合Ｓの部分集合に対応する部分集合を取り出すステップと、
取り出した集合Ｓの部分集合に対応する部分集合と、受信した鍵配送データに含まれる受信者自身に固有の個別データと、予め配布された受信者自身の秘密情報とから、放送局との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を計算するステップと、を備えることを特徴とする。
【００４６】
本態様は、上記第１の態様において、鍵作成者側の処理を、鍵配送データの送信を行う放送局での処理と、鍵配送データを構成する共通データおよび個別データを作成するのに必要な情報を生成する鍵作成者での処理に分けたものである。このように役割分担することで、効率的で信頼性の高い鍵配送システムを構築することができる。
【００４７】
また、本発明の第３の態様は、複数の受信者が鍵作成者によって予め作成された個々の情報を利用して、暗号通信を行うための共通の鍵情報を、複数ある放送局のうちの任意の放送局と共有するための鍵配送方法であって、
１．準備処理として、
（１）鍵作成者側において、
複数の受信者各々の秘密情報を作成し、配布するステップと、
放送局毎に固有のパラメータを設定するステップと、
複数ある放送局各々に対し、当該放送局に固有のパラメータおよび当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者各々の秘密情報を入力として、一方向性関数を施した値を配布するステップと、を備え、
（２）放送局側において、
放送局自身の秘密情報を作成するステップと、
作成した放送局自身の秘密情報からなる集合Ｓの部分集合と鍵作成者より受け取った一方向性関数の出力値から、当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者各々に固有のパラメータを計算するステップと、を備え、
２．鍵配送処理として、
（１）放送局側において、
当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者に共通の共通データである集合Ｐを、前記集合Ｓから作成するステップと、
当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者各々に固有の個別データを、鍵作成者より受け取った、当該放送局に固有のパラメータおよび当該受信者の秘密情報に一方向性関数を施した値を用いて作成するステップと、
当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者に共通の共通データである集合Ｐおよび当該放送局と前記共通の鍵情報を共有する受信者各々に固有の個別データを、鍵共有のための鍵配送データとして送信するステップと、を備え、
（２）受信者側において、
前記鍵配送データを受信するステップと、
受信した鍵配送データに含まれる共通データの集合Ｐから、受信者自身に固有のパラメータを作成した際に用いられた前記集合Ｓの部分集合に対応する部分集合を取り出すステップと、
取り出した集合Ｓの部分集合に対応する部分集合と、受信した鍵配送データに含まれる受信者自身に固有の個別データと、予め配布された受信者自身の秘密情報とから、前記鍵配送データを送信した放送局との間で暗号通信を行うための共通の鍵情報を計算するステップと、を備えることを特徴とする。
【００４８】
上記第２の態様では、放送局は、複数の受信者各々に固有の個別データを、鍵作成者より提示された、受信者各々に固有のパラメータに一方向性関数を施すことで得られた値を用いて作成している。これに対し、本態様において、放送局は、複数の受信者各々に固有の個別データを、鍵作成者より提示された、当該放送局に固有のパラメータと受信者各々に固有のパラメータとに一方向性関数を施すことで得られた値を用いて作成している。このようにすることで、鍵配送のためアルゴリズムとして同じアルゴリズムを用いつつ、受信者は契約している複数の放送局各々との間で、暗号通信のための共通の鍵情報を共有することが可能となる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１実施形態について説明する。
【００５０】
本実施形態では、同報暗号通信のための鍵配送方法を、衛星放送を用いた情報配信サービスシステムに適用した場合について説明する。すなわち、放送局が衛星を用いて同報暗号通信したマルチメディア情報などの情報（有償データを含む）を、視聴資格のある受信者（あるいは、対価を支払うことを了承した受信者）のみが復号化できるようにするために、放送局および受信者間で鍵共有を行なうための鍵配送方法について説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１実施形態が適用された鍵配送システムの概略構成を示している。図示するように、本実施形態のシステムは、鍵作成者の装置である放送局側装置１００と、鍵利用者の装置である複数の受信者側装置２００とで構成されている。放送局側装置１００および複数の受信者側装置２００は、通信回線３００により互いに接続されている。放送局側装置１００は、通信衛星６００を用いて、マルチメディア情報などの情報（有償データを含む）を同報暗号通信する。受信者側装置２００は、放送局側装置１００により同報暗号通信されたデータを、受信者および放送局間で共有している鍵を用いて復号化する。
【００５２】
図２は、図１に示す放送局側装置１００の概略構成を示している。図示するように、放送局側装置１００は、乱数生成器１０１、素数生成器１０２、演算装置１０３、べき乗算器１０４、剰余演算器１０５、鍵生成器１０６、暗復号化装置１０７、通信装置１０８、認証装置１０９、課金装置１１０、そして、メモリ１１１を備えている。ここで、乱数生成器１０１、素数生成器１０２、演算装置１０３、べき乗算器１０４、剰余演算器１０５、鍵生成器１０６、暗復号化装置１０７、認証装置１０９、および、課金装置１１０は、論理回路を組み合わせるなどして、ハードウエアとして設けてもよいし、あるいは、情報処理装置において、所定のプログラムを実行することで、プロセスとして実現されるようにしてもよい。この所定のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておき、情報処理装置が備える読み取り装置を介してメモリ上にロードされ、実行されるようにすればよい。
【００５３】
図３は、図１に示す受信側装置２００の概略構成を示している。図示するように、受信側装置２００は、メモリ２０１、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、演算装置２０４、認証装置２０５、通信装置２０６、鍵生成器２０７、暗復号化装置２０８、そして、ＩＣカード連結装置２０９を備えている。ここで、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、演算装置２０４、認証装置２０５、鍵生成器２０７、および、暗復号化装置２０８は、論理回路を組み合わせるなどして、ハードウエアとして設けてもよいし、あるいは、情報処理装置において、所定のプログラムを実行することで、プロセスとして実現されるようにしてもよい。この所定のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておき、情報処理装置が備える読み取り装置を介してメモリ上にロードされて、実行されるようにすればよい。
【００５４】
上記構成の本実施形態が適用された鍵配送システムの動作について、図４を参照して説明する。図４は、図１に示す鍵配送システムにおける情報の流れを説明するための図である。
【００５５】
１．準備処理
放送局側装置１００において、以下の処理を行う。
【００５６】
演算装置１０３は、放送局の信頼できる鍵作成者の指示にしたがい、乱数生成装置１０１および素数生成装置１０２の協力を得て、次の情報を作成する。
【００５７】
秘密情報：
【００５８】
【数１７２】
0003697364.tif 000011
【００５９】
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を示す）
公開情報：
【００６０】
【数１７３】
0003697364.tif 000012
【００６１】
作成された秘密情報はメモリ１１１に格納される。一方、公開情報は、受信者の秘密情報と共に配布するか、あるいは、同報送信データに含めて受信者に配布するなどの方法により公開される。
【００６２】
次に、演算装置１０３は、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、整数τXおよびσX∈Ｓ(ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、
【００６３】
【数１７４】
0003697364.tif 000013
【００６４】
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２)を計算し、さらに、
【００６５】
【数１７５】
0003697364.tif 000014
【００６６】
なる整数ｓ（ｘ，σX)を計算する。
【００６７】
この整数ｓ（ｘ，σX)およびσXは、受信者ｘの鍵（秘密）情報として、フローピーディスクやＩＣカードなどの記憶媒体に記憶して、受信者ｘに配布される。
【００６８】
２．鍵配送処理
（１）まず、放送局側装置１００において、以下の処理を行う。
【００６９】
鍵生成器１０６は、乱数生成器１０１を用いて、整数ｒ，λi，μi，ｃ，ｒi（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選ぶ。次に、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５の協力を得て、
【００７０】
【数１７６】
0003697364.tif 000015
【００７１】
を満たす共通鍵Ｋを生成する。そして、生成した共通鍵Ｋを、受信者全体の集合のうちの任意の部分集合Ｕに属する受信者とのみ共有することを目的に、
【００７２】
【数１７７】
0003697364.tif 000016
【００７３】
を、前記部分集合Ｕに属する受信者に共通の共通データとして作成する。
【００７４】
次に、鍵生成器１０６は、演算装置１０３および剰余演算器１０５を用いて、
【００７５】
【数１７８】
0003697364.tif 000017
【００７６】
を計算し、さらに、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、整数ｇに対して、
【００７７】
【数１７９】
0003697364.tif 000018
【００７８】
なる整数δ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する。
【００７９】
暗復号化装置１０７は、マルチメディア情報などの送信データＰを、上記の共通鍵Ｋを用いて暗号化し、暗号文Ｃを作成する。
【００８０】
通信装置１０８は、上記作成した部分集合Ｕに属する各受信者に共通の共通データｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）および受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、上記従来の技術で説明した中国人の剰余定理を用いた多重化方法などにより多重化して、多重化データＷを作成する。そして、この多重化データＷを鍵配送データとして、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【００８１】
また、暗復号化装置１０７で作成した暗号文Ｃを、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【００８２】
（２）一方、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００では、以下の処理を行う。
【００８３】
まず、通信装置２０６は、通信衛星６００を介して同報送信された多重化データＷおよび暗号文Ｃを受信する。このうち、多重化データＷについては、共通データと個別データとに分離する。そして、共通データｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）からｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）（ｋ≦ｍ）を取り出すとともに、個別データから受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を取り出す。
【００８４】
次に、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で分離化された共通データｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、放送局により配布され予めメモリ２０１に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXとを用いて、
【００８５】
【数１８０】
0003697364.tif 000019
【００８６】
により、放送局側装置１００が受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００と暗号通信を行うための共通鍵Ｋを計算する。
【００８７】
次に、暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、鍵生成器２０７で算出した共通鍵Ｋを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【００８８】
以上、本発明の第１実施形態について説明した。
【００８９】
本実施形態では、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００において、複数の受信者に共通の共通データから取得したｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）と、受信者ｘ固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、予め配布された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXから、放送局側装置１００との間で暗号通信を行うための共通鍵Ｋを計算するようにしている。このようにすることで、各受信者は、それぞれ個別の鍵情報を所持しつつ、放送局との間で暗号通信を行うための共通鍵Ｋを共有することが可能となる。
【００９０】
また、上記従来の技術で説明したように、文献「満保他：効率的な同報暗号通信方式，信学技法ISEC93-34（1993-10）」に記載の方式では、文献「西岡：同報暗号通信における鍵配送方式に関する考察，信学技法ISEC96-48（1996-11）」で報告されているように、適当な数の受信者が結託して、互いに自己の鍵情報を出し合って、所定の連立方程式を解くことにより、他の受信者の鍵情報を計算することができる。つまり、受信者の結託攻撃が有効になる。
【００９１】
これに対し、本実施形態では、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００において、共通鍵Ｋの計算に際し、受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXと各受信者共通の共通データから取得したｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）の他に、受信者ｘに固有の個別データを用いるようにしている。したがって、この個別データを作成する際に用いられる整数τxを、受信者毎に設定して、鍵作成者である放送局が秘密裏に保持することにより、受信者の結託攻撃を有効とする情報を知らせることなく、放送局および受信者間で暗号通信ための鍵情報を共有を行うことができる。このため、受信者の秘密情報が第三者に漏れる可能性をさらに低くすることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、放送局側装置１００から送信される鍵配送データとして、複数の受信者に共通の共通データと複数の受信者各々に固有の個別データとでなる多重化データＷを用いている。ここで、共通データの大きさ（１≦ｉ≦ｍ）は、鍵作成者である放送局自身の秘密情報からなる集合の大きさ（１≦ｉ≦ｍ）に依存して定まる。つまり、受信者数に依存しない。したがって、鍵配送データの長さを、受信者数にかかわらず略一定とすることができる。なお、受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)は、放送局の秘密情報からなる集合Ｓの部分集合を用いて作成しており、部分集合の個数は、集合Ｓの元の個数に対して多く取ることができる。すなわち、集合Ｓの元の個数よりも多い個数分、受信者の鍵情報を作成することが可能となる。
【００９３】
さらに、本実施形態では、各受信者に共通の共通データを、受信者全体の集合のうちの部分集合Ｕに属する受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）にのみ対応させている。このようにすることで、放送局は、任意の受信者集合に属する受信者のみと暗号通信のための共通鍵Ｋを共有することが可能となる。
【００９４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９５】
なお、本実施形態の鍵配送システムを構成する各装置、および本実施形態の鍵配送システムにおける情報の流れは、図１乃至図４に示す第１実施形態のものと同様である。そこで、本実施形態が適用された鍵配送システムの動作についてのみ説明する。
【００９６】
１．準備処理
放送局側装置１００において、以下の処理を行う。
【００９７】
演算装置１０３は、放送局の信頼できる鍵作成者の指示にしたがい、乱数生成装置１０１および素数生成装置１０２の協力を得て、次の情報を作成する。
【００９８】
秘密情報：
【００９９】
【数１８１】
0003697364.tif 000020
【０１００】
（但し、ｏｒｄN（ｇ）は、
【０１０１】
【数１８２】
0003697364.tif 000021
【０１０２】
なる最小の正整数ｘを表す）
公開情報：
【０１０３】
【数１８３】
0003697364.tif 000022
【０１０４】
作成された秘密情報はメモリ１１１に格納される。一方、公開情報は、受信者の秘密情報と共に配布するか、あるいは、同報送信データに含めて受信者に配布するなどの方法により公開される。
【０１０５】
次に、演算装置１０３は、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、整数τXおよびσX∈Ｓ(ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、
【０１０６】
【数１８４】
0003697364.tif 000023
【０１０７】
なる整数ｓ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２)を計算し、さらに、
【０１０８】
【数１８５】
0003697364.tif 000024
【０１０９】
なる整数ｓ（ｘ，σX)を計算する。
【０１１０】
この整数ｓ（ｘ，σX)およびσXは、受信者ｘの鍵（秘密）情報として、フローピーディスクやＩＣカードなどの記憶媒体に記憶して、受信者ｘに配布される。
【０１１１】
２．鍵配送処理
（１）まず、放送局側装置１００において、以下の処理を行う。
【０１１２】
鍵生成器１０６は、乱数生成器１０１を用いて、整数ｒ，λi，μi，ｃ，ｒi（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選ぶ。次に、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５の協力を得て、
【０１１３】
【数１８６】
0003697364.tif 000025
【０１１４】
を満たす共通鍵Ｋを生成する。そして、生成した共通鍵Ｋを、受信者全体の集合のうちの任意の部分集合Ｕに属する受信者とのみ共有することを目的に、
【０１１５】
【数１８７】
0003697364.tif 000026
【０１１６】
を、前記部分集合Ｕに属する受信者に共通の共通データとして作成する。
【０１１７】
次に、鍵生成器１０６は、演算装置１０３および剰余演算器１０５を用いて、
【０１１８】
【数１８８】
0003697364.tif 000027
【０１１９】
を計算し、さらに、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、整数ｇに対して、
【０１２０】
【数１８９】
0003697364.tif 000028
【０１２１】
なる整数δ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する。
【０１２２】
暗復号化装置１０７は、マルチメディア情報などの送信データＰを、上記の鍵Ｋを用いて暗号化し、暗号文Ｃを作成する。
【０１２３】
通信装置１０８は、上記作成した部分集合Ｕに属する各受信者に共通の共通データｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）および受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、上記従来の技術で説明した中国人の剰余定理を用いた多重化方法などにより多重化して、多重化データＷを作成する。そして、この多重化データＷを鍵配送データとして、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０１２４】
また、暗復号化装置１０７で作成した暗号文Ｃを、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０１２５】
（２）一方、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００では、以下の処理を行う。
【０１２６】
まず、通信装置２０６は、通信衛星６００を介して同報送信された多重化データＷおよび暗号文Ｃを受信する。このうち、多重化データＷについては、共通データと個別データとに分離する。そして、共通データｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）からｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）（ｋ≦ｍ）を取り出すとともに、個別データから受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を取り出す。
【０１２７】
次に、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で共通データから取得したｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、放送局により配布され予めメモリ２０１に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXとを用いて、
【０１２８】
【数１９０】
0003697364.tif 000029
【０１２９】
により、放送局側装置１００が受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００と暗号通信を行うための共通鍵Ｋを計算する。
【０１３０】
次に、暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、鍵生成器２０７で算出した共通鍵Ｋを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【０１３１】
以上、本発明の第２実施形態について説明した。
【０１３２】
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
なお、本実施形態において、放送局側装置１００が１．準備処理で作成する秘密情報および公開情報として、次の情報を用いてもよい。
【０１３４】
秘密情報：
【０１３５】
【数１９１】
0003697364.tif 000030
【０１３６】
（但し、♯Ｇは有限アーベル群Ｇの位数を表す）
公開情報：
【０１３７】
【数１９２】
0003697364.tif 000031
【０１３８】
あるいは、次の情報を用いてもよい。
【０１３９】
秘密情報：
【０１４０】
【数１９３】
0003697364.tif 000032
【０１４１】
公開情報：
【０１４２】
【数１９４】
0003697364.tif 000033
【０１４３】
ところで、上記の第１および第２実施形態では、放送局側装置１００において、送信データＰに対応して乱数生成器１０１で生成するｃ，ｇ，ｒi（１≦ｉ≦ｍ）の値を変えることにより、送信データＰの識別、すなわち、送信データＰの内容に応じてその暗号文Ｃを復号するための共通鍵Ｋを設定することが可能である。
【０１４４】
また、上記の第１および第２実施形態では、放送局側装置１００において、乱数生成器１０１を用いて生成するｒ，λi，μiの値を変えることにより、送信データＰに対する共通鍵Ｋを変更することが可能である。
【０１４５】
また、上記の第１および第２実施形態において、各受信者に共通する共通データｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）と、各受信者に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）とを別のチャンネルあるいは別の手段を用いて送信するようにしてもよい。たとえば、共通データについては通信衛星６００を介して同報送信し、個別データについては通信回線３００を介して各受信者に個別に送信するようにしてもよい。
【０１４６】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１４７】
本実施形態では、上記の第１および第２実施形態において、受信者ｘが、放送局から配布された、自身の鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXを格納したＩＣカードを利用することで、自身の鍵情報が第三者に漏れるのをより効率的に防ぎながら、放送局との間で共有する共通鍵Ｋを計算する方法について説明する。
【０１４８】
図５は、本発明の第３実施形態で用いるＩＣカード４００の概略構成を示す図である。図示するように、ＩＣカード４００は、べき乗算器４０１、メモリ４０２、演算装置４０３、剰余演算器４０４、認証情報作成装置４０５、そして、入出力装置４０６を備えている。ここで、べき乗算器４０１、演算装置４０３、剰余演算器４０４、および認証情報作成装置４０５は、論理回路を組み合わせるなどして、ハードウエアとして設けてもよいし、あるいは、ＩＣカードが備えるＣＰＵにおいて、所定のプログラムを実行することで、プロセスとして実現されるようにしてもよい。
【０１４９】
本実施形態の動作は、受信者側装置２００で行われる共通鍵Ｋの算出処理が異なる点を除いて、上記の第１および第２実施形態のものと基本的に同じである。そこで、受信者側装置２００で行われる共通鍵Ｋの算出処理についてのみ説明する。図６は、本発明の第３実施形態において、受信者側装置２００で行われる共通鍵Ｋの算出処理における情報の流れを説明するための図である。
【０１５０】
上記の第１および第２実施形態の２．鍵配送処理において、ＩＣカード４００が受信者ｘの受信者側装置２００のＩＣカード連結装置２０９に差し込まれていると、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で共通データから取得したｕσX(i)，ｖσX(i)，ｗσX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、ＩＣカード連結装置２０９を介してＩＣカード４００より受け取ったσXより、
【０１５１】
【数１９５】
0003697364.tif 000034
【０１５２】
なる値Ｋ´を計算し、この値Ｋ´をＩＣカード連結装置２０９を介して、ＩＣカード４００に出力する。
【０１５３】
これを受けて、ＩＣカード４００内の演算装置４０３は、べき乗算器４０１および剰余演算器４０４の協力を得て、入出力装置４０６を介して受信側装置２００より受け取った値Ｋ´と、予めメモリ４０２に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)を用いて、
【０１５４】
【数１９６】
0003697364.tif 000035
【０１５５】
より、受信者ｘが放送局との間で暗号通信を行うために保持する共通鍵Ｋを計算する。そして、算出した共通鍵Ｋを、入出力装置４０６を介して受信側装置２００に出力する。
【０１５６】
これを受けて、受信側装置２００内の暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、ＩＣカード連結装置２０９を介してＩＣカード４００より受け取った共通鍵Ｋを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【０１５７】
以上、本発明の第３実施形態について説明した。
【０１５８】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１５９】
本実施形態では、上記の第１実施形態において、放送局が複数ある場合に、各放送局が自身の放送サービス契約者である受信者との間で鍵共有を行なうための鍵配送方法について説明する。
【０１６０】
図７は、本発明の第４実施形態が適用された鍵配送システムの概略構成を示している。図示するように、本実施形態のシステムは、鍵作成者の装置であるセンタ側装置５００と、鍵配送データおよび送信データの送信者である複数の放送局側装置１００と、鍵配送データおよび送信データの受信者の装置である複数の受信者側装置２００とで構成されている。センタ側装置５００、放送局側装置１００および複数の受信者側装置２００は、通信回線３００により互いに接続されている。
【０１６１】
ここで、センタ側装置５００は、各放送局側装置１００が送信する鍵配送データを作成するのに必要な情報や各受信者側装置２００が放送局側装置１００から同報送信された鍵配送データより当該放送局側装置１００と暗号通信を行うための鍵情報を取得するために必要な情報を作成する。放送局側装置１００は、通信衛星６００を用いて、マルチメディア情報などの情報（有償データを含む）を同報暗号通信する。受信者側装置２００は、放送局側装置１００により同報暗号通信されたデータを、受信者および放送局間で共有している鍵を用いて復号化する。
【０１６２】
図８は、図７に示すセンタ側装置５００の概略構成を示している。図示するように、センタ側装置５００は、乱数生成器５０１、剰余演算器５０２、演算装置５０３、べき乗算器５０４、メモリ５０５、そして、通信装置５０６を備えている。ここで、乱数生成器５０１、剰余演算器５０２、演算装置５０３、および、べき乗算器５０４は、論理回路を組み合わせるなどして、ハードウエアとして設けてもよいし、あるいは、情報処理装置において、所定のプログラムを実行することで、プロセスとして実現されるようにしてもよい。この所定のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておき、情報処理装置が備える読み取り装置を介してメモリ上にロードされ、実行されるようにすればよい。
【０１６３】
なお、図７に示す放送局側装置１００および受信者側装置２００の構成は、それぞれ、図２および図３に示す第１実施形態のものと同様である。
【０１６４】
上記構成の本実施形態が適用された鍵配送システムの動作について、図９を参照して説明する。図９は、図７に示す鍵配送システムにおける情報の流れを説明するための図である。
【０１６５】
１．準備処理
（１）放送局Ａの放送局側装置１００は、以下の処理を行う。
【０１６６】
演算装置１０３は、乱数生成装置１０１および素数生成装置１０２の協力を得て、次の情報を作成する。
【０１６７】
秘密情報：
【０１６８】
【数１９７】
0003697364.tif 000036
【０１６９】
（但し、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を示す）
公開情報：
【０１７０】
【数１９８】
0003697364.tif 000037
【０１７１】
作成された秘密情報はメモリ１１１に格納される。一方、公開情報は、受信者の秘密情報と共に配布するか、あるいは、同報送信データに含めて受信者に配布するなどの方法により公開される。
【０１７２】
また、作成された公開情報と秘密情報は、安全な方法により、センタ側装置５００に送信される。
【０１７３】
（２）一方、センタ側装置５００は、以下の処理を行う。
【０１７４】
乱数生成器５０１は、σX∈Ｓ(ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σX）を選び、整数ｓ（ｘ，σX）およびσXを、受信者ｘの鍵情報として、フローピーディスクやＩＣカードなどの記憶媒体に記憶して、受信者ｘに配布する。
【０１７５】
次に、演算装置５０２は、べき乗算器５０３および剰余演算器５０４を用いて、
【０１７６】
【数１９９】
0003697364.tif 000038
【０１７７】
に対して、
【０１７８】
【数２００】
0003697364.tif 000039
【０１７９】
を計算する。通信装置５０６は、計算したδA,Xを通信回線３００を介して放送局Ａの放送局側装置１００に送信する。
【０１８０】
２．鍵配送処理
（１）放送局Ａの放送局側装置１００は、以下の処理を行う。
【０１８１】
鍵生成器１０６は、乱数生成器１０１を用いて、整数ｒA，λA,i，μA,i，ｃA，ｒA,i（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選ぶ。次に、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５の協力を得て、
【０１８２】
【数２０１】
0003697364.tif 000040
【０１８３】
を満たす共通鍵ＫAを生成する。そして、生成した共通鍵ＫAを、受信者全体の集合のうちの任意の部分集合Ｕに属する受信者とのみ共有することを目的に、
【０１８４】
【数２０２】
0003697364.tif 000041
【０１８５】
を、前記部分集合Ｕに属する受信者に共通の共通データとして作成する。
【０１８６】
次に、鍵生成器１０６は、演算装置１０３および剰余演算器１０５を用いて、
【０１８７】
【数２０３】
0003697364.tif 000042
【０１８８】
を計算し、さらに、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、
【０１８９】
【数２０４】
0003697364.tif 000043
【０１９０】
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する。
【０１９１】
暗復号化装置１０７は、マルチメディア情報などの送信データＰを、上記の鍵ＫAを用いて暗号化し、暗号文Ｃを作成する。
【０１９２】
通信装置１０８は、上記作成した部分集合Ｕに属する各受信者に共通の共通データｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ）および受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、上記従来の技術で説明した中国人の剰余定理を用いた多重化方法などにより多重化して、多重化データＷを作成する。そして、この多重化データＷを鍵配送データとして、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０１９３】
また、暗復号化装置１０７で作成した暗号文Ｃを、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０１９４】
（２）一方、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００では、以下の処理を行う。
【０１９５】
まず、通信装置２０６は、通信衛星６００を介して同報送信された多重化データＷおよび暗号文Ｃを受信する。このうち、多重化データＷについては、共通データと個別データとに分離する。そして、共通データｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ）からｕA,σX(i)，ｖA,σX(i)，ｗA,σX(i)（１≦ｉ≦ｋ）（ｋ≦ｍ）を取り出すとともに、個別データから受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を取り出す。
【０１９６】
次に、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で分離化された共通データｕA,σX(i)，ｖA,σX(i)，ｗA,σX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、センタ側装置５００により配布され、予めメモリ２０１に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXとを用いて、
【０１９７】
【数２０５】
0003697364.tif 000044
【０１９８】
により、放送局Ａの放送局側装置１００が受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００と暗号通信を行うための共通鍵ＫAを計算する。
【０１９９】
次に、暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、鍵生成器２０７で算出した共通鍵ＫAを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【０２００】
以上、本発明の第４実施形態について説明した。
【０２０１】
本実施形態は、上記第１実施形態において、放送局側装置１００での処理を、放送局側装置１００での処理とセンタ側装置５００での処理に分けたものである。このように役割分担し、鍵に関する情報をセンタ側装置５００で集中的に管理することにより、効率的で信頼性の高い鍵配送システムを構築することができる。
【０２０２】
また、各受信者に固有の個別データを作成する際に放送局のパラメータＡを用いているので、鍵配送のためアルゴリズムとして同じアルゴリズムを用いつつ、受信者は契約している複数の放送局各々との間で、暗号通信のための共通の鍵情報を共有することが可能となる。
【０２０３】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【０２０４】
本実施形態では、上記の第２実施形態において、放送局が複数ある場合に、各放送局が自身の放送サービス契約者である受信者との間で鍵共有を行なうための鍵配送方法について説明する。
【０２０５】
なお、本実施形態の鍵配送システムを構成する各装置、および本実施形態の鍵配送システムにおける情報の流れは、図７乃至図９に示す第４実施形態のものと同様である。そこで、本実施形態が適用された鍵配送システムの動作についてのみ説明する。
【０２０６】
１．準備処理
（１）放送局Ａの放送局側装置１００は、以下の処理を行う。
【０２０７】
演算装置１０３は、乱数生成装置１０１および素数生成装置１０２の協力を得て、次の情報を作成する。
【０２０８】
秘密情報：
【０２０９】
【数２０６】
0003697364.tif 000045
【０２１０】
（但し、ｏｒｄNA（ｇA）は、
【０２１１】
【数２０７】
0003697364.tif 000046
【０２１２】
なる最小の正整数ｘを表す）
公開情報：
【０２１３】
【数２０８】
0003697364.tif 000047
【０２１４】
作成された秘密情報はメモリ１１１に格納される。一方、公開情報は、受信者の秘密情報と共に配布するか、あるいは、同報送信データに含めて受信者に配布するなどの方法により公開される。
【０２１５】
また、作成された公開情報と秘密情報は、安全な方法により、センタ側装置５００に送信される。
【０２１６】
（２）一方、センタ側装置５００は、以下の処理を行う。
【０２１７】
乱数生成器５０１は、σX∈Ｓ(ｋ，ｍ）＝｛ｆ｜１対１写像ｆ：Ａ＝{１，２，…，ｋ}→Ｂ＝{１，２，…，ｍ}，ｋ≦ｍ｝に対して、適当な整数ｓ（ｘ，σX）を選び、整数ｓ（ｘ，σX）およびσXを、受信者ｘの鍵情報として、フローピーディスクやＩＣカードなどの記憶媒体に記憶して、受信者ｘに配布する。
【０２１８】
次に、演算装置５０２は、べき乗算器５０３および剰余演算器５０４を用いて、
【０２１９】
【数２０９】
0003697364.tif 000048
【０２２０】
に対して、
【０２２１】
【数２１０】
0003697364.tif 000049
【０２２２】
を計算する。通信装置５０６は、計算したδA,Xを通信回線３００を介して放送局Ａの放送局側装置１００に送信する。
【０２２３】
２．鍵配送処理
（１）放送局Ａの放送局側装置１００は、以下の処理を行う。
【０２２４】
鍵生成器１０６は、乱数生成器１０１を用いて、整数ｒA，λA,i，μA,i，ｃA，ｒA,i（１≦ｉ≦ｍ）をランダムに選ぶ。次に、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５の協力を得て、
【０２２５】
【数２１１】
0003697364.tif 000050
【０２２６】
を満たす共通鍵ＫAを生成する。そして、生成した共通鍵ＫAを、受信者全体の集合のうちの任意の部分集合Ｕに属する受信者とのみ共有することを目的に、
【０２２７】
【数２１２】
0003697364.tif 000051
【０２２８】
を、前記部分集合Ｕに属する受信者に共通の共通データとして作成する。
【０２２９】
次に、鍵生成器１０６は、演算装置１０３および剰余演算器１０５を用いて、
【０２３０】
【数２１３】
0003697364.tif 000052
【０２３１】
を計算し、さらに、演算装置１０３、べき乗算器１０４および剰余演算器１０５を用いて、
【０２３２】
【数２１４】
0003697364.tif 000053
【０２３３】
なる整数δ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データとして作成する。
【０２３４】
暗復号化装置１０７は、マルチメディア情報などの送信データＰを、上記の鍵ＫAを用いて暗号化し、暗号文Ｃを作成する。
【０２３５】
通信装置１０８は、上記作成した部分集合Ｕに属する各受信者に共通の共通データｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ）および受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を、上記従来の技術で説明した中国人の剰余定理を用いた多重化方法などにより多重化して、多重化データＷを作成する。そして、この多重化データＷを鍵配送データとして、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０２３６】
また、暗復号化装置１０７で作成した暗号文Ｃを、通信衛星６００を介して、受信者側装置２００に同報送信する。
【０２３７】
（２）一方、受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００では、以下の処理を行う。
【０２３８】
まず、通信装置２０６は、通信衛星６００を介して同報送信された多重化データＷおよび暗号文Ｃを受信する。このうち、多重化データＷについては、共通データと個別データとに分離する。そして、共通データｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ）からｕA,σX(i)，ｖA,σX(i)，ｗA,σX(i)（１≦ｉ≦ｋ）（ｋ≦ｍ）を取り出すとともに、個別データから受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）に固有の個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）を取り出す。
【０２３９】
次に、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で共通データから取得したｕA,σX(i)，ｖA,σX(i)，ｗA,σX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、センタ側装置５００により配布され、予めメモリ２０１に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXとを用いて、
【０２４０】
【数２１５】
0003697364.tif 000054
【０２４１】
により、放送局Ａの放送局側装置１００が受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００と暗号通信を行うための共通鍵ＫAを計算する。
【０２４２】
次に、暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、鍵生成器２０７で算出した共通鍵ＫAを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【０２４３】
以上、本発明の第５実施形態について説明した。
【０２４４】
本実施形態においても、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２４５】
なお、本実施形態において、放送局側装置１００が１．準備処理で作成する秘密情報および公開情報として、次の情報を用いてもよい。
【０２４６】
秘密情報：
【０２４７】
【数２１６】
0003697364.tif 000055
【０２４８】
（但し、♯Ｇは有限アーベル群Ｇの位数を表す）
公開情報：
【０２４９】
【数２１７】
0003697364.tif 000056
【０２５０】
あるいは、次の情報を用いてもよい。
【０２５１】
秘密情報：
【０２５２】
【数２１８】
0003697364.tif 000057
【０２５３】
公開情報：
【０２５４】
【数２１９】
0003697364.tif 000058
【０２５５】
ところで、上記の第４および第５実施形態では、放送局側装置１００において、送信データＰに対応して乱数生成器１０１で生成するｃA，ｇA，ｒA,i（１≦ｉ≦ｍ）の値を変えることにより、送信データＰの識別、すなわち、送信データＰの内容に応じてその暗号文Ｃを復号するための共通鍵ＫAを設定することが可能である。
【０２５６】
また、上記の第４および第５実施形態では、放送局側装置１００において、乱数生成器１０１を用いて生成するｒA，λA,i，μA,iの値を変えることにより、送信データＰに対する共通鍵ＫAを変更することが可能である。
【０２５７】
また、上記の第４および第５実施形態において、各受信者に共通する共通データｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ）と、各受信者に固有の個別データδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）とを別のチャンネルあるいは別の手段を用いて送信するようにしてもよい。たとえば、共通データについては通信衛星６００を介して同報送信し、個別データについては通信回線３００を介して、各受信者に個別に送信するようにしてもよい。
【０２５８】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０２５９】
本実施形態では、上記の第４および第５実施形態において、受信者ｘが、センタ側装置５００から配布された、自身の鍵情報ｓ（ｘ，σX)およびσXを格納したＩＣカードを利用することで、自身の鍵情報が第三者に漏れるのをより効率的に防ぎながら、放送局との間で共有する共通鍵ＫAを計算する方法について説明する。なお、本実施形態で用いるＩＣカードの構成は、図５に示す第３実施形態で用いるＩＣカード４００と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０２６０】
本実施形態の動作は、受信者側装置２００で行われる共通鍵ＫAの算出処理が異なる点を除いて、上記の第１および第２実施形態のものと基本的に同じである。そこで、受信者側装置２００で行われる共通鍵ＫAの算出処理についてのみ説明する。図１０は、本発明の第６実施形態において、受信者側装置２００で行われる共通鍵Ｋの算出処理における情報の流れを説明するための図である。
【０２６１】
上記の第４および第５実施形態の２．鍵配送処理において、ＩＣカード４００が受信者ｘの受信者側装置２００のＩＣカード連結装置２０９に差し込まれていると、鍵生成器２０７は、べき乗算器２０２、剰余演算器２０３、および演算装置２０４の協力を得て、通信装置２０６で共通データから取得したｕA,σX(i)，ｖA,σX(i)，ｗA,σX(i)（１≦ｉ≦ｋ）および個別データδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）と、ＩＣカード連結装置２０９を介してＩＣカード４００より受け取ったσXより、
【０２６２】
【数２２０】
0003697364.tif 000059
【０２６３】
なる値ＫA´を計算し、この値ＫA´をＩＣカード連結装置２０９を介して、ＩＣカード４００に出力する。
【０２６４】
これを受けて、ＩＣカード４００内の演算装置４０３は、べき乗算器４０１および剰余演算器４０４の協力を得て、入出力装置４０６を介して受信側装置２００より受け取った値ＫA´と、予めメモリ４０２に格納された受信者ｘの鍵情報ｓ（ｘ，σX)を用いて、
【０２６５】
【数２２１】
0003697364.tif 000060
【０２６６】
より、受信者ｘが放送局との間で暗号通信を行うために保持する共通鍵ＫAを計算する。そして、算出した共通鍵ＫAを、入出力装置４０６を介して受信側装置２００に出力する。
【０２６７】
これを受けて、受信側装置２００内の暗復号化装置２０８は、通信装置２０６で受信した暗号文Ｃを、ＩＣカード連結装置２０９を介してＩＣカード４００より受け取った共通鍵ＫAを用いて復号化し、元の送信データＰを得る。
【０２６８】
以上、本発明の第６実施形態について説明した。
【０２６９】
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
【０２７０】
本実施形態では、上記の第１、２、４、５実施形態において、送信データＰが有償である場合における受信者に対する課金方法について説明する。ここでは、第１、２、４、５実施形態の２．鍵配送処理において、放送局側装置１００は、共通データおよび個別データを多重化して同報送信する代わりに、共通データ（第１、２実施形態ではｕi，ｖi，ｗi（１≦ｉ≦ｍ）、第４、５実施形態ではｕA,i，ｖA,i，ｗA,i（１≦ｉ≦ｍ））のみを多重化して同報送信するようにしている。そして、個別データ（第１、２実施形態ではδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）、第４、５実施形態ではδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２））については、放送局および受信者間で認証処理を行い、認証された受信者の受信者側装置２００に対してのみ、通信回線３００を介して送信するようにしている。
【０２７１】
以下、放送局および受信者間で行われる認証処理について説明する。
【０２７２】
まず、放送局側装置１００は、鍵生成器１０６を用いて、受信者ｘの鍵情報（秘密鍵）ｓ（ｘ，σX)に対応する公開鍵ｐ（ｘ）を、２．鍵配送処理に先立って予め作成し、メモリ１０９に格納する。
【０２７３】
受信者ｘ（ｘ∈Ｕ）の受信者側装置２００は、放送局側装置１００が同報送信した送信データＰの暗号文Ｃを復号する権限を得ることを目的として、通信装置２０６により、通信回線３００を介して、放送局側装置１００（あるいは、それに付随する装置）にアクセスする。
【０２７４】
放送局側装置１００は、受信者ｘの受信者側装置２００からアクセスを受けると、乱数生成器１０１により乱数ｒを生成する。そして、通信装置１０８により、通信回線３００を介して、受信者ｘの受信者側装置２００に送信する。
【０２７５】
受信者ｘの受信者側装置２００は、放送局側装置１００から乱数ｒを受け取ると、認証装置２０５により、放送局あるいはセンタより予め配布されメモリ２０１に格納された受信者ｘの秘密鍵ｓ（ｘ，σX)を用いて、乱数ｒに対する署名ｓｇｎX（ｒ）を作成する。そして、作成した署名ｓｇｎX（ｒ）を、通信装置２０６により、通信回線３００を介して、放送局側装置１００に送信する。
【０２７６】
ここで、署名を行なう具体的な方法については、多くの方法が知られている。たとえば、文献「R.L.Rivest,A.Shamir,L.Adleman.:A method for obtaining digital signatures and publickey cryptosystems,Commun. of the ACM, Vol.21, No.2, pp.120-126, 1987.」に掲載のＲＳＡ暗号を用いる方法や、文献「Proposed Federal Information  Processing Standard (DSS), Federal Register, v.56,n.169,30,pp.42980-42982 (1991)」に記載のＤＳＡによる方法などがある。
【０２７７】
放送局側装置１００は、受信者ｘの受信者側装置２００から署名ｓｇｎX（ｒ）を受けると、認証装置１０９により、メモリ１０９に格納しておいた受信者ｘの公開鍵ｐ（ｘ）を用いて、署名ｓｇｎX（ｒ）の正当性を確認する。そして、正当性が確認された場合にのみ、受信者ｘの個別データ（第１、２実施形態ではδ（ｉ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２）、第４、５実施形態ではδ（ｉ，Ａ，ｘ，σX）（ｉ＝１，２））を、通信回線３００を介して、受信者ｘの受信者側装置２００に送信する。また、課金装置１１０により、受信者ｘに対する課金を行う。たとえば、メモリ１１１に認証した受信者ｘに対応付けて料金情報を記憶させる。
【０２７８】
上記の各実施形態では、上述したように、受信者の結託攻撃を有効とする情報を知らせることなく、放送局および受信者間で鍵共有を行うことができる。したがって、第三者が送信データＰの暗号文Ｃを復号化するためには、すなわち、共通鍵Ｋ（あるいはＫA）を得るためには、受信者ｘから受信者ｘの秘密鍵ｓ（ｘ，σX)を取得する（すなわち、横流ししてもらう）しかないと推測される。
【０２７９】
これに対し、本第７実施形態では、受信者ｘに対して、秘密鍵ｓ（ｘ，σX)を用いて認証した場合にのみ、送信データＰの暗号文Ｃを復号化する権限を与えるようにしている。したがって、受信者ｘから秘密鍵ｓ（ｘ，σX)を横流ししてもらった第三者が、秘密鍵ｓ（ｘ，σX)を用いて認証処理を行い、受信者ｘになりすまして送信データＰの暗号文Ｃを復号化する権限を受けた場合、送信データＰについての課金は、横流しをした受信者ｘに対して行われることになる。このように、横流しを行なった受信者ｘに不利益が及ぶようにシステムを構築することにより、不正な受信者が、送信データを見る権限を持たない第三者に自身の秘密情報を横流しして、不正に視聴権限を譲渡することを防止することができる。
【０２８０】
なお、上記の第３、６実施形態のように、受信者側装置２００にＩＣカード４００を装着することで、共通鍵Ｋ（あるいはＫA）の算出が行えるように構成されている場合、ＩＣカード４００内の認証情報作成装置４０５を用いて署名ｓｇｎX（ｒ）を作成し、この署名ｓｇｎX（ｒ）を受信者側装置２００を介して、放送局側装置１００に送信することにより、本実施形態と同様の認証処理を行なうようにすればよい。
【０２８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、同報暗号通信において受信者（鍵利用者）数が大きい場合であっても鍵配送データ（同報送信データ）の長さを略一定にすることができる。また、不正な受信者が互いの秘密情報を出し合って他の受信者の秘密情報を計算するといった結託攻撃を困難にすることができる。これにより、効率よくかつ安全に鍵配送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態が適用された鍵配送システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す放送局側装置１００の概略構成図である。
【図３】図１に示す受信者側装置２００の概略構成図である。
【図４】図１に示す鍵配送システムにおける情報の流れを説明するための図である。
【図５】本発明の第３実施形態で用いるＩＣカード４００の概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態で用いるＩＣカード４００および受信者側装置２００間の情報の流れを説明するための図である。
【図７】本発明の第４実施形態が適用された鍵配送システムの概略構成図である。
【図８】図７に示すセンタ側装置５００の概略構成図である。
【図９】図７に示す鍵配送システムにおける情報の流れを説明するための図である。
【図１０】本発明の第６実施形態で用いるＩＣカード４００および受信者側装置２００間の情報の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
１００：放送局側装置、  １０１，５０１：乱数生成器
１０２：素数生成器、  １０３，２０４，４０３，５０３：演算装置
１０４，２０２，４０１，５０４：べき乗算器
１０５，２０３，４０４，５０２：剰余演算器
１０６，２０７：鍵生成器、  １０７，２０８：暗復号化装置
１０８，２０６，５０６：通信装置、  １０９，２０５：認証装置
１１０：課金装置、  １１１，２０１，４０２，５０５：メモリ
２００：受信者側装置、  ２０９：ＩＣカード連結装置
３００：通信回線、  ４００：ＩＣカード、４０５：認証情報作成装置
４０６：入出力装置、  ５００：センタ側装置、６００：通信衛星
【図１】
0003697364.tif 000223
【図２】
0003697364.tif 000224
【図３】
0003697364.tif 000225
【図４】
0003697364.tif 000226
【図５】
0003697364.tif 000227
【図６】
0003697364.tif 000228
【図７】
0003697364.tif 000229
【図８】
0003697364.tif 000230
【図９】
0003697364.tif 000231
【図１０】
0003697364.tif 000232