(57)【要約】  本発明は、各軸方向にｎ個のキューブＣｕが配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各キューブが回転可能で、かつ回転前の各キューブに予め設定された初期アドレスが前記各軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体（７）と、所定の撹乱ルールに従って、仮想幾何構造体（７）を順次各軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換部（３０２１）と、送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割部（３０２２）と、単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱部（３０２３）とを備える。
2010097912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化した情報をネットワークを経由して送信する情報処理器において、
各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体と、
所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換手段と、
送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割手段と、
前記単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱手段とを備えていることを特徴とする情報処理器。
【請求項２】
前記所定の撹乱ルールは、前記軸方向のｎ段分のうちの複数段に対して所定の回転ピッチが設定されることを特徴とする請求項１記載の情報処理器。
【請求項３】
前記所定の撹乱ルールは、前記中心軸の種類及び回転ピッチを少なくとも含むことを特徴とする請求項１又は２記載の情報処理器。
【請求項４】
前記所定の撹乱ルールは、少なくとも他の１つの中心軸の指定を挟んで同じ中心軸の指定を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項５】
前記ｎは、３以上の奇数値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項６】
前記情報分割手段は、前記要素の数ｎ３と前記単位情報の個数との差分のダミー情報を作成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項７】
前記単位情報は、送信パケットと同一サイズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項８】
前記仮想幾何構造体の値ｎを前記単位情報の個数によって調整するサイズ調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項９】
前記単位情報のうちの所定の１つに前記所定の撹乱ルールを含ませる鍵情報付与手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項１０】
前記送信対象情報は、制御プログラムであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の情報処理器。
【請求項１１】
ネットワークを経由して送信する情報を暗号化する送信情報暗号化方法において、
各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体を準備し、
所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスをアドレス変換手段によって算出し、
送信対象情報を情報分割手段によって単位情報に分割し、
前記単位情報の配列を、撹乱手段によって前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替えることを特徴とする送信情報暗号化方法。
【請求項１２】
ネットワークを経由して送信する情報をコンピュータにより暗号化する送信情報暗号化プログラムにおいて、
各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体を、所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換手段、
送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割手段、
前記単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱手段、として前記コンピュータを機能させる送信情報暗号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号化した情報をネットワークを経由して送信する情報処理器及び暗号化の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理器からインターネット等のネットワークを介して他の情報処理器に送信される情報は、所定の送信プロトコルに従って所要ビットを有するパケットに分割される。このパケットは、ネットワーク上においてパケットキャプチャー機能を利用すれば第三者が入手することが可能であることから、秘密漏洩の虞がある。そこで、ネットワークを介して情報を送信する場合のセキュリティーを確保するために、送信対象となる平文のファイルを暗号化して送信し、受信側の情報端末で復号化することで、受信ファイルを元の平文に戻すようにしたセキュリティー方式が、近年、一般的に採用されている。セキュリティー方式としては、共通鍵を用いる方式や公開鍵を用いる方式が周知である。共通鍵方式は、鍵自体の送信における秘匿性に課題がある。一方、公開鍵方式は、公開鍵で暗号化されたファイルは受信側の情報端末の秘密鍵でしか復号できないため、秘匿性の観点から好ましい。また、公開鍵に使用期限を設定したり、公開鍵に認証を付ける方法も採用されているが、期限前に第三者に入力されたり、認証局へのなりすましも考えられることから、効果には限界はある。【０００３】
また、暗号方法としては、コンピュータで処理可能な範囲のものとして、文字または単語を基本として、これを文章と異なる配列に置き換える転置式が知られている。特許文献１は、この載置法を応用したもので、平文データを供給するアプリケーションと、平文データをＮ次元に配列するＮ次元配列部と、Ｎ次元配列された平文データに所定のシフト処理を行う配列シフト部と、配列シフトされた平文データを暗号化する暗号化部と、暗号化した暗号文を受信装置に送信する送信部とを備えた送信装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００８−２５２３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された載置法は、平文データをＮ次元に配列し、かつ各配列方向について所定ピッチのシフトを施すことで載置を実行するものであり、シフトの境界域では確かに情報が不連続となる（撹乱される）一方、各次元方向では比較的広い領域に亘ってデータが連続して残っている。従って、特許文献１のように、ビット列に排他的論理和演算を施すようにして秘匿性を上げている。【０００５】
本発明の目的は、３次元の仮想幾何構造体に軸毎の回転（ローテーション）を与えることで、各要素のアドレスを計算上で撹乱させ、送信時に送信対象情報を分割して前記撹乱の結果に応じた順序に並び替えることで、簡易かつ容易に暗号化を実現する情報処理器、送信情報暗号化方法及び送信情報暗号化プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の情報処理器は、暗号化した情報をネットワークを経由して送信する情報処理器において、各軸方向にｎ個の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体と、所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換手段と、送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割手段と、前記単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱手段とを備えていることを特徴とするものである。【０００７】
本発明の送信情報暗号化方法は、ネットワークを経由して送信する情報を暗号化する送信情報暗号化方法において、各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体を準備し、所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスをアドレス変換手段によって算出し、送信対象情報を情報分割手段によって単位情報に分割し、前記単位情報の配列を、撹乱手段によって前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替えることを特徴とするものである。【０００８】
本発明の送信情報暗号化プログラムは、ネットワークを経由して送信する情報をコンピュータにより暗号化する送信情報暗号化プログラムにおいて、各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体を、所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換手段、送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割手段、前記単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱手段、として前記コンピュータを機能させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明によれば、撹乱対象となるアドレスを計算上で撹乱させ、送信時に送信対象情報を分割して、前記撹乱の結果に応じた順序に並び替えればよいので、送信対象情報の暗号化を簡易かつ容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る情報処理器が適用される一例であるネットワークシステムの全体概略構成図である。
【図２】会員端末部１の機能ブロック図である
【図３】管理サーバ３の機能ブロック図である。
【図４】ｎが３の幾何構造体を用いた暗号処理の原理を説明する図で、図４（ａ）は、暗号対象の平文を分割した単位情報を示し、図４（ｂ）は、各単位情報Ｄと幾何構造体を構成する各キューブＣｕのアドレスとの関係を示す図である。
【図５】幾何構造体の各軸周りの回転を説明する図である。
【図６】幾何構造体の回転に伴ってシフトするキューブＣｕのアドレスのシフト特性を説明する図である。
【図７】管理サーバ３の制御部３０によって実行される起動処理のフローチャートである。
【図８】端末部１の制御部１００によって実行される起動処理のフローチャートである。
【図９】他の形態のキューブの回転に伴いシフトするアドレスのシフト特性を説明する図で、図９（ａ）はｎが５の場合、図９（ｂ）はｎが６の場合の図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  会員端末部
２  金融機関端末部
３  管理機関コンピュータ
６  専用ネットワーク
７  幾何構造体（仮想幾何構造体）
１０  モデム（情報処理器）
１００  制御部
１０１  通信制御部
１０２  起動処理部
１０３  復号処理部
１０４  画像表示制御部
１０５  ファイル作成処理部
１１０  記憶部
１１１  ファイル記憶部
１１２  画面画像記憶部
１１３  起動プログラム記憶部
１１４  制御プログラム記憶部
３０  制御部
３０１  通信制御部
３０２  暗号処理部
３０２１  アドレス変換部（アドレス変換手段）
３０２２  情報分割部（情報分割手段）
３０２３  撹乱部（撹乱手段）
３０２４  サイズ調整部（サイズ調整手段）
３０２５  鍵情報付与部（鍵情報付与手段）
３０３  情報処理部
３１  記憶部
３１１  会員情報記憶部
３１２  通信ファイル記憶部
３１３  暗号化プログラム記憶部
３１４  制御プログラム記憶部
Ａ，Ｂ，Ｃ  回転軸
Ｄ１〜Ｄ２７  単位情報
Ｃｕ１〜Ｃｕ２７  キューブ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係る情報処理器が適用される一例であるネットワークシステムの全体概略構成図である。図１に示すネットワークシステムは、消費者や店舗、企業等に配設された会員端末部１、及び銀行を代表とする１又は２以上の金融機関に配設された金融機関端末部２を備える。各端末部１，２は、プロバイダ（ＩＳＰ）４を介してネットワークに接続可能にされている。このネットワークシステムはインターネット５及びインターネット５とは別の専用ネットワーク６を備えている。設立された団体の会員となった消費者、商店、企業及び金融機関は専用ネットワーク６に接続可能な権限（アクセス権）を付与される。これにより、会員は、専用ネットワーク６を中継して他の会員との間での情報の授受が可能とされる。なお、図１では、プロバイダＩＳＰ４はインターネット５と専用ネットワーク６とで別々に記載しているが、兼用する組織であってもよい。また、各端末部１，２は専用ネットワーク６に接続されておれば足り、必ずしもインターネット５に接続されなくてもよい。【００１３】
管理サーバ３は、前記設立された団体乃至は団体から委嘱を受けた管理者によって管理、運用される。管理サーバ３は、コンピュータ及び記憶部を備えており、専用ネットワーク６に接続されている。管理サーバ３は、端末部１、２との間で情報の授受、情報の管理及び保管を統括的に行う管理機関に配設されたものである。なお、管理サーバ３はプロバイダＩＳＰ４の一つに設置する態様であってもよい。【００１４】
具体的には、専用ネットワーク６は、設立された団体に登録された会員間での電子決済等を支援するもので、例えば、一般的な商取引における決済、例えば業者店舗からの請求書の発行、受領や、購買者側から請求書発行元の契約金融機関の口座への入金（すなわち支払い）指示書、その受領書の発行、その他、電子決済の如何を問わず種々の電子書面での送受信処理を可能とするものである。端末部１、２は各種書類を電子ファイルとして作成可能である。電子ファイルは管理サーバ３を中継して端末部１、１間又は端末部１、２間で授受される。【００１５】
図２は、会員端末部１の機能ブロック図である。図２において、会員端末部１は、プロバイダＩＳＰ４に接続されたモデム１０（情報処理器）を備える。また、会員端末部１は、必要に応じて、すなわち補助的なファイル作成乃至は閲覧のための手段として、モデム１０に接続可能にされた、液晶画面等からなるモニタ１１ａを有するパーソナルコンピュータ（以下、パソコン端末）１１、及びパソコン端末１１に接続され、情報の入力、情報表示乃至情報処理の指示等を行うためのマウスやキーボードからなる入力部１２を備える。【００１６】
モデム１０は、所定形状、例えば直方体の筐体を有し、内部に、本来の機能を実行するための変調器及び復調器を備えていると共に、表面適所に入出力用配線端子を備えている。変調器は、パソコン端末１１や後述するようにモデム１０で作成された情報をインターネット５や専用ネットワーク６で伝送可能な信号形態に変調するものであり、復調器は、インターネット５や専用ネットワーク６を介して受信されてきた信号をモデム１０やパソコン端末１１で処理可能な信号形態に復調するものである。【００１７】
また、モデム１０は、表面適所に、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルからなる、画像を表示する表示部１３、及び表示部１３に積層配置されたタッチパネル１４を備えている。タッチパネル１４としては、公知の電気式、超音波式、光学式の他、感圧素子を用いたものなどが採用可能である。後述する記憶部１１０には、表示部１３に表示される画像（ボタン等）に対して、それらの表示位置とタッチパネル１４の押圧操作位置との座標とが予め関連付けて記憶されている。これにより、表示部１３に表示されているボタン画像のいずれが選択されたかが押圧検出位置の情報から特定できるようになっている。【００１８】
さらに、モデム１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される制御部１００と記憶部１１０（ＲＯＭ、ＲＡＭ）とを備えている。制御部１００は、記憶部１１０に記憶されたプログラムが実行されることによって、通信制御部１０１、起動処理部１０２、復号処理部１０３、画像表示制御部１０４、及びファイル作成処理部１０５として機能する。【００１９】
記憶部１１０は、ファイル記憶部１１１、画面画像記憶部１１２、起動プログラム記憶部１１３及び制御プログラム記憶部１１４を備えている。また、記憶部１１０は、ＲＯＭ領域部分に起動用のプログラムが格納されている。記憶部１１０は、モデム１０が行う電子ファイルの作成やその送受信のための制御プログラム（アプリケーションプログラム）を管理サーバ３からインストールされる態様としている。例えばモデム１０の起動時にインストールされるようにし、電源オフ時にアンインストールされる。これによって、モデム１０の盗難に対して制御プログラムの秘匿性を可及的に確保している。【００２０】
通信制御部１０１は、ルータ１２１の制御部（図略）としての処理も実行するもので、パソコン端末１１から、あるいはモデム１０のタッチパネル１４及び制御部１００によって作成され、外部へ送信するべきファイルを所定形式のパケット信号としてインターネット５又は専用ネットワーク６に振り分けて（ルーティングして）送出し、また、外部から受信したパケット信号をモデム１０に導くか、パソコン端末１１に導くためのルーティングを行うものである。通信制御部１０１は、送信乃至は受信信号としての各パケットの所定位置に付加されている送信先を示すアドレス情報が、インターネット５用の規約に基づくグローバルＩＰアドレスか、グローバルＩＰアドレスの付し方とは異なる（グローバルＩＰアドレスとは識別可能な形態である）、専用ネットワーク６用の、例えばイーサネット（登録商標）用等に準じた所定のローカルＩＰアドレスかを識別する処理を行うものである。【００２１】
起動処理部１０２は、モデム１０の電源が投入されると、起動プログラム記憶部１１３からの起動プログラムを読み出して、モデム１０を起動させるものである。起動処理部１０２は、起動時に管理サーバ３に対して前記制御プログラムの送信要求信号を出力すると共に、暗号化されている制御プログラムの受信を行い、後述する復号処理を含む所定の起動処理を実行するものである。なお、管理サーバ３は、後述するように制御プログラムを暗号化して送信要求のあった端末部１に送信するものである。また、管理サーバ３は、所定のパケットのヘッダ領域等に復号ルール（鍵）を付加している。【００２２】
復号処理部１０３は、起動処理部１０２によって受信された、暗号化されている制御プログラムを復号するものである。制御プログラムは複数のパケットから構成されている。復号処理部１０３は、制御プログラムを構成する複数のパケットのうちの所定のパケットのヘッダ領域等に付加された復号ルールに対応する、後述の撹乱ルールを取得し、この撹乱ルールを用いて制御プログラムに復号処理を施すようにしている。復号された制御プログラムは、制御プログラム記憶部１１４に書き込まれる。【００２３】
画像表示制御部１０４は、作成ファイルや受信ファイルを表示部１３に表示させるものである。また、画像表示制御部１０４は、ファイル作成を支援する各種のボタン画像を表示し、タッチパネル１４を介して指定されたボタンに対応した表示処理を実行するものである。ファイル作成処理部１０５は、タッチパネル１４を用いて前述の請求書等のファイルを作成する処理を支援するものである。【００２４】
なお、金融機関端末部２は、詳細は説明しないが、会員間の取引の決済を電子的に行うためのもので、決済処理を実行するコンピュータからなる制御部と、決済内容を履歴として記憶する記憶部とを備えている。【００２５】
図３は、管理サーバ３の機能ブロック図である。図３において、管理サーバ３は、ＣＰＵからなる制御部３０と記憶部３１とを少なくとも備えている。制御部３０は、記憶部３１に記憶されたプログラムが実行されることによって、通信制御部３０１、暗号処理部３０２及び情報処理部３０３として機能する。記憶部３１は、会員情報記憶部３１１、取引情報記憶部３１２、暗号化プログラム記憶部３１３及び制御プログラム記憶部３１４を備えている。【００２６】
通信制御部３０１は、端末部１，１間や端末部１，２間での情報（ファイル等）の送受信を中継するものである。管理サーバ３は、会員間でファイルが送受信される場合に、全てのファイルを受信し、かかるファイルを、情報処理部３０３によって取引情報記憶部３１２に会員毎にかつ経時方向に保管するようにしている。【００２７】
また、通信制御部３０１は、ある端末部１から送信要求信号を受信すると、暗号処理部３０２によって暗号化された制御プログラムを当該送信要求のあった端末部１に送信するものである。【００２８】
暗号処理部３０２は、制御プログラム記憶部３１４に記憶されている制御プログラムを暗号化プログラム記憶部３１３に記憶されている暗号化プログラムに従って暗号化するものである。暗号処理部３０２は、アドレス変換部３０２１、情報分割部３０２２、撹乱部３０２３、サイズ調整部３０２４及び鍵情報付与部３０２５を備える。アドレス変換部３０２１は後述する幾何構造体７の回転に伴うキューブＣｕのシフト後のアドレス（シフトアドレス）を算出するものである。情報分割部３０２２は暗号対象（送信対象）情報を所定の単位情報に分割する処理を行うものである。撹乱部３０２３は分割された単位情報をシフトアドレスに従って並び替える（撹乱する）ものである。サイズ調整部３０２４は単位情報の数に応じた幾何構造体７を作成するものである。鍵情報付与部３０２５は送信パケット中のヘッダ領域に復号情報を付加する処理を行うものである。【００２９】
図４〜図６は、幾何構造体を用いた暗号処理の原理を説明する図である。図４（ａ）は、暗号対象の平文を分割した単位情報を示し、図４（ｂ）は、各単位情報Ｄと幾何構造体を構成する各キューブＣｕのアドレスとの関係を示す図である。図５は、幾何構造体の各軸周りの回転を説明する図である。図６は、幾何構造体の回転に伴ってシフトするキューブＣｕのアドレスのシフト特性を説明する図である。上記において、幾何構造体７を構成する要素について、本実施形態では視覚による理解の容易性から直方体形状のキューブとして説明するが、本発明では、要素の形状は重要ではなく、要素の配列関係が重要である。【００３０】
なお、本実施形態では、管理サーバ３から端末部１へ制御プログラムを暗号化して送信するものであるが、これに限定されず、管理サーバ３と端末部１との間、端末部１，１間や端末部１，２間で送受信を行うファイルにも適用可能である。【００３１】
本実施形態では、幾何構造体７は３軸の各方向について３個のキューブ（要素）Ｃｕが配列された構造を有している。幾何構造体７は、図５に示すように、３軸であるＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸という中心軸周りに各キューブＣｕが回転するようになっている。すなわち、Ａ軸周りには、Ａ軸側から見て、１段目Ａ１、２段目Ａ２、３段目Ａ３が個々に回転する。Ｂ軸周りには、Ｂ軸側から見て、１段目Ｂ１、２段目Ｂ２、３段目Ｂ３が個々に回転する。Ｃ軸周りには、Ｃ軸側から見て、１段目Ｃ１、２段目Ｃ２、３段目Ｃ３が個々に回転する。各軸は、図５では中央のキューブＣｕの法線に一致している。【００３２】
図４（ｂ）において、キューブＣｕ１〜Ｃｕ２７は、各キューブの幾何構造体７内での位置を特定する。キューブＣｕ１〜Ｃｕ２７は幾何構造体７の回転に伴ってシフトするキューブのアドレスを対応付けるもので、アドレスは（Ｃ軸方向、Ｂ軸方向、Ａ軸方向）＝（１，１，１）〜（３，３，３）で記述される。【００３３】
図４（ｂ）は、Ａ軸側から見た１段目Ａ１、２段目Ａ２、３段目Ａ３であって、各キューブＣｕ１〜Ｃｕ２７のアドレスは（１，１，１）〜（３，３，３）で示されている。すなわち、１段目Ａ１の１行目左端から３行目右端のキューブＣｕ１〜Ｃｕ９に対してアドレス（１，１，１）〜（３，３，１）が対応し、２段目Ａ２の１行目左端から３行目右端のキューブＣｕ１０〜Ｃｕ１８に対してアドレス（１，１，２）〜（３，３，２）が対応し、３段目Ａ３の１行目左端から３行目右端のキューブＣｕ１９〜Ｃｕ２７に対してアドレス（１，１，３）〜（３，３，３）が対応している。また、図４（ａ）に示す暗号化前の平文は所定ビット毎の単位情報Ｄ１〜Ｄ２７に分割され、この単位情報Ｄ１〜Ｄ２７は、図４（ｂ）に示すように、各キューブＣｕ１〜Ｃｕ２７に割り当てられている。【００３４】
情報の読み出しは、アドレス（１，１，１）…（３，３，１）、（１，１，２）…（３，３，２）、（１，１，３）…（３，３，３）の順番で読み出される。従って、幾何構造体７が回転する前の状態では、キューブＣｕ１〜Ｃｕ２７とアドレスとが一致しているため、すなわち単位情報Ｄ１〜Ｄ２７とアドレスとの配列が一致しているため、幾何構造体７が回転しなければ、単位情報Ｄは、Ｄ１〜Ｄ２７の順に読み出される（撹乱なしの状態）。【００３５】
一方、幾何構造体７のＡ軸〜Ｃ軸がいずれかの順で回転されていくと、キューブＣｕとアドレスとの対応関係が変更されていく。幾何構造体７の各軸周りでの回転は、本実施形態ではキューブＣｕのアドレスが、各回転軸を中心に、外周から順次内側に移行する、いわゆる渦巻き状にシフトするようにした。例えば、図６において、３桁の数字は、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸周りでのキューブＣｕのアドレスがシフトしていく様を示すものである。【００３６】
Ａ軸周りについては、１段目Ａ１では、（１，１，１）はキューブＣｕ１に対応し、（１，２，１）はキューブＣｕ２に対応し、（１，３，１）はキューブＣｕ３に対応し、（２，３，１）はキューブＣｕ６に対応し、（３，３，１）はキューブＣｕ９に対応し、（３，２，１）はキューブＣｕ８に対応し、（３，１，１）はキューブＣｕ７に対応し、（２，１，１）はキューブＣｕ４に対応し、（２，２，１）はキューブＣｕ５に対応している。２段目Ａ２、３段目Ａ３も、１段目Ａ１と同軸で回転することから、同様の関係にある。【００３７】
Ｂ軸周りについては、１段目Ｂ１では、（１，１，３）はキューブＣｕ１９に対応し、（１，１，２）はキューブＣｕ１０に対応し、（１，１，１）はキューブＣｕ１に対応し、（２，１，１）はキューブＣｕ４に対応し、（３，１，１）はキューブＣｕ７に対応し、（３，１，２）はキューブＣｕ１６に対応し、（３，１，３）はキューブＣｕ２５に対応し、（２，１，３）はキューブＣｕ２２に対応し、（２，１，２）はキューブＣｕ１３に対応している。２段目Ｂ２、３段目Ｂ３も、１段目Ｂ１と同軸で回転することから、同様の関係にある。【００３８】
Ｃ軸周りについては、１段目Ｃ１では、（１，１，３）はキューブＣｕ１９に対応し、（１，２，３）はキューブＣｕ２０に対応し、（１，３，３）はキューブＣｕ２１に対応し、（１，３，２）はキューブＣｕ１２に対応し、（１，３，１）はキューブＣｕ３に対応し、（１，２，１）はキューブＣｕ２に対応し、（１，１，１）はキューブＣｕ１に対応し、（１，１，２）はキューブＣｕ１０に対応し、（１，２，２）はキューブＣｕ１１に対応している。２段目Ｃ２、３段目Ｃ３も、１段目Ｃ１と同軸で回転することから、同様の関係にある。【００３９】
上記において、例えば、図６のＡ軸周りについて見るとき、反時計周りに１ピッチ回転（初めて回転）させる場合、基準のキューブＣｕ、例えばキューブＣｕ１に対応付けられている初期アドレス（１，１，１）を退避し、次いで、キューブＣｕ２に対応付けられている初期アドレス（１，２，１）に対応して（１，１，１）をシフトアドレスとして設定する。以後、順次１アドレスだけシフトさせ、キューブ、初期アドレス（２，１，１）、シフトアドレス（３，１，１）を設定した後、最後に、最初に退避しておいた初期アドレス（１，１，１）に対応してシフトアドレス（２，１，１）を設定する。かかる回転によるアドレスのシフトを、図６のアドレスの変化関係を用いて計算で算出する等によって、回転毎にシフトされる新たなアドレス（シフトアドレス）を追跡することができる。アドレス変換部３０２１は、実際には、各キューブＣｕについて、初期アドレスとシフトアドレスとを対として順次記憶していくようにしている。そして、次に回転指示がある都度、直前のシフトアドレスを新たな（シフト後の）シフトアドレスとして変換していくようにする。【００４０】
また、図６からも判るように、各アドレス、例えばアドレス（１，１，１）に位置するキューブＣｕは、Ａ軸周り、Ｂ軸周り、Ｃ軸周りのいずれにおいても回転することから、ある軸周りでの回転の直前の位置によって、Ａ軸周りでは、キューブＣｕ５，Ｃｕ１４，Ｃｕ２３以外の全てのアドレスにシフトし得ることになり、Ｂ軸周りでは、キューブＣｕ１３，Ｃｕ１４，Ｃｕ１５以外の全てのアドレスにシフトし得ることになり、Ｃ軸周りでは、キューブＣｕ１１，Ｃｕ１４，Ｃｕ１７以外の全てのアドレスにシフトし得ることになる。従って、幾何構造体７を各軸周りで種々回転させると、初期アドレスを大きく撹乱することが可能となる。幾何構造体７の回転軸の選択順番、各回転軸における回転方向と回転量（１キューブ分を１ピッチといい、外周の８個（＝４（ｎ−１）、ｎ＝３のとき）のキューブに相当する８ピッチで１回転となる。）が撹乱ルールとなる。また、撹乱ルール中には、回転軸が選択された場合に、複数の段を個別に回転するようにしてもよい。例えば、Ａ軸周りにおいて、１段目Ａ１を反時計周りに１ピッチ、３段目Ａ３を時計回りに２ピッチ回す指示を行うような態様を含めてもよい。【００４１】
撹乱ルールに基づく回転処理後は、撹乱部３０２３によって、各キューブＣｕ中のシフトアドレスが参照され、このシフトアドレスが初期アドレスの順番となるキューブＣｕへの並び替えが実行される。具体的には、撹乱部３０２３によって、シフトアドレス順にキューブＣｕが指定され、指定されたキューブＣｕに予め対応付けされていた単位情報Ｄが順に読み出されて、配列される。この配列に従って送信が行われることになる。【００４２】
図７は、管理サーバ３の制御部３０によって実行される起動処理のフローチャートである。図７において、先ず、端末部１（あるいは端末部２）から送信要求信号が受信されたか否かが判断される（ステップＳ１）。送信要求信号が受信されたのでなければ、本フローを抜け、一方、送信要求信号が受信されたのであれば、暗号処理部３０２によって、送信対象ファイル（制御プログラム）の単位情報Ｄへの分割処理（図４（ａ）参照）が実行される（ステップＳ３）。単位情報Ｄは所定ビット単位で分割される。従って、分割された単位情報Ｄの個数が２７個以下であれば、図４〜図６で示した各軸３個の要素（キューブ）が配列された幾何構造体７が採用される。【００４３】
一方、単位情報Ｄの個数が２７を超えて、６４個以下であれば、各軸４個の要素（キューブ）が配列された幾何構造体が採用される。すなわち、サイズ調整部３０２４によって、単位情報Ｄの個数の立方根の整数値を各軸のキューブ数とする幾何構造体７が採用される（ステップＳ５）。次いで、必要なダミー情報が作成される（ステップＳ７）。必要なダミー情報とは、例えば、キューブＣｕの個数が２７個の場合に、分割された単位情報Ｄが２５個であったとすると、２個のダミー情報が作成され、合計でキューブＣｕの個数と同数の単位情報として扱われる。なお、この情報は予めダミー情報と判る情報を含めておくことで、受信側で復号化された後、除去可能とされる。【００４４】
次いで、撹乱ルールに基づいて幾何構造体７の軸回転が指示される（ステップＳ９）。撹乱ルールは、暗号化プログラム記憶部３１３に記憶されており、暗号処理部３０２によって読み出されて実行される。撹乱ルールは種々のものが複数種類予め準備されており、その内の１つが選択されて実行される態様でもよいし、その都度、ランダムに作成されてもよい。撹乱ルールは、少なくとも３軸の全てが回転指示されることが好ましい。また、高い撹乱を得るべく、ある軸を挟んで同一の軸が重ねて回転指示されてもよい。例えばＡ軸、Ｂ軸がこの順で回転指示された後に再びＡ軸が回転指示されるようなルールでもよい。また、撹乱ルールは、回転指示回数は各軸を含めて３回以上であることが好ましい。また、最大の回転指示回数は回転ピッチ等との関係から決まる撹乱状況によって設定されればよく、また、暗号処理の都度、異なる回転指示回数、回転ピッチ量を設定する態様としてもよい。【００４５】
次いで、回転に応じてアドレス変換処理が実行される（ステップＳ１１）。このアドレス変換処理は、図６などを利用して行われる（予め作成されている計算式を利用しての）計算上のもので、すなわち、幾何構造体７及びキューブＣｕは仮想的なものとして取り扱うことができる。そして、撹乱ルールによる回転指示が終了したか否かが判断され（ステップＳ１３）、終了でなければ、ステップＳ９に戻って、次の回転指示が行われる。【００４６】
一方、終了であれば、初期アドレスと撹乱後のアドレス（最後のシフトアドレス）とから単位情報（含むダミー情報）Ｄの並び替えが実行される（ステップＳ１５）。【００４７】
すなわち、回転指示前であれば、幾何構造体７の１段目Ａ１のキューブＣｕ２，Ｃｕ３，Ｃｕ４，…Ｃｕ８，Ｃｕ９、２段目Ａ２のＣｕ１０，Ｃｕ１１，…Ｃｕ１８、３段目Ａ３のＣｕ１９，Ｃｕ２０，…Ｃｕ２７の順で読み出される、すなわち単位情報Ｄ１，Ｄ２，…Ｄ２７の順（撹乱なし）で読み出される。しかし、撹乱後は、撹乱後のアドレス（最終時点でのシフトアドレス）順で読み出しが行われる。例えば、初期アドレス（３，２，１）であるキューブＣｕ８が、撹乱後にシフトアドレス（１，１，１）であるとすると、撹乱前であれば、８番目に読み出される単位情報Ｄ８が、撹乱後では先頭で読み出されることになる。【００４８】
次いで、各単位情報Ｄがパケットに変換される（ステップＳ１７）。パケットは好ましくは所定の通信規約、通常、ＴＣＰ／ＩＰ規約に基づいて作成されるもので、所定のビット数を有する。そして、単位情報Ｄが前記所定のビット数と同一であれば、単位情報Ｄの１個が１個のパケットとなる。また、単位情報Ｄのビット数によっては、単位情報Ｄの１個が２個乃至は所定個のパケットに分割される態様でもよい。【００４９】
次いで、鍵情報付与部３０２５によって、作成されたパケットのうち、例えば先頭のパケットのヘッダ領域に撹乱ルールの情報が付与される（ステップＳ１９）。撹乱ルールの情報は、予め準備されている撹乱ルールの内の１つが選択されるような態様では、撹乱ルールを特定する情報、例えばシリアル番号であればよい。また、撹乱ルールそのものの場合には、（回転軸、段目、回転方向、回転ピッチ）の回転指示数分の情報で作成される。なお、回転方向を一方向に限定したり、段数を１段目のみに限定したりする態様もあり、この場合、少なくとも（回転軸と回転ピッチ）が含まれていればよい。例えば、暗号ルールが、「Ａ軸を１ピッチ、Ｂ軸を２ピッチ、Ｃ軸を３ピッチ、Ａ軸を４ピッチ」の場合、情報としては、「Ａ１、Ｂ２、Ｃ３、Ａ４」とすればよい。【００５０】
そして、作成されたパケット群が送信要求信号の発送元の端末部１に送信される（ステップＳ２１）。制御プログラムは、対象となる端末部１の起動を支援するプログラムを一部に含む態様としてもよく、あるいは、起動とは無関係に起動後に、前述したようなファイル作成やファイル送受信等の所要の処理が実行可能なプログラムであってもよい。【００５１】
図８は、端末部１の制御部１００によって実行される起動処理のフローチャートである。図８において、先ず、端末部１の電源がＯＮされたか否かが判断される（ステップＳ３１）。電源がＯＮされると、起動処理部１０２によって起動プログラム記憶部１１３から起動プログラムが読み出されて起動が開始される（ステップＳ３３）。【００５２】
次いで、起動中に送信要求信号が作成され、管理サーバ３に送信される（ステップＳ３５）。そして、管理サーバ３から、送信要求信号に対応してデータ受信があったか否かの判断が行われ（ステップＳ３７）。データ受信がなければ、受信されるまで待機し、あるいは破線で示すように再度乃至は所要回数だけ、送信要求信号の送信が行われる。受信データは、図７で説明した制御プログラムを分割し、かつパケット群に変換されたものである。【００５３】
受信されたデータは一時的に記憶部１１０に取り込まれ（ステップＳ３９）、データを構成するパケットが単位情報Ｄに戻される（ステップＳ４１）。次いで、受信データの所定パケットのヘッダ領域から撹乱ルール情報が取得される（ステップＳ４３）。そして、取得された撹乱ルール情報を用いて、単位情報の逆整列、すなわち逆変換（復号処理）が実行され（ステップＳ４５）、復号された制御プログラムが制御プログラム記憶部１１４に格納される（ステップＳ４７）。なお、ステップＳ３９以降において、受信したパケットのままで、ヘッダ領域から撹乱ルール情報を取得することで、まず、パケットの並べ替え（復号処理）を行い、次いで、各パケットを単位情報に戻すようにする手順でもよい。【００５４】
なお、本発明は、以下の態様が採用可能である。【００５５】
（１）本実施形態は、専用ネットワーク６での情報送信に限定されず、インターネット５で送信する情報に対しても適用可能である。【００５６】
（２）図９は、他の形態のキューブの回転に伴いシフトするアドレスのシフト特性を説明する図で、図９（ａ）はｎが５のとき、図９（ｂ）はｎが６のときである。図９（ａ）におけるキューブＣｕ１〜Ｃｕ１２５に対して、また、図９（ｂ）におけるＣｕ１〜Ｃｕ２１６に対しても、図４の場合と同様、１段目の左上のキューブＣｕ１から右下のキューブに向けて、順次１段目から最後段に向けた単位情報の読み出し順序が設定されている。【００５７】
図９（ａ）において、Ａ軸周りでは、[５，５，５，−Ａ]に示すように、１段目Ａ１で、外周がアドレス（１，１，１）、（１，２，１）…（２，１，１）で、続いて内周に移行して（２，２，１）…（３，２，１）、そして最後に中心の（３，３，１）となる。これは、キューブＣｕ１、Ｃｕ２…Ｃｕ６、Ｃｕ７、…Ｃｕ１２、Ｃｕ１３に相当する。すなわち、本実施形態ではキューブＣｕのアドレスが、回転軸を中心に、外周から順次内側に移行する、いわゆる渦巻き状にシフトするようにした。なお、２段目Ａ２、…５段目Ａ５も、１段目Ａ１と同軸で回転することから、同様の関係にある。また、Ｂ軸周り、Ｃ軸周りについては、[５，５，５，−Ｂ]、[５，５，５，−Ｃ]に示すように、同様に渦巻き状にシフトする。中心はキューブＣｕ１３である。これらの、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸に見られるように、各アドレスは、変化に一定の関係があり、この変化の仕方を用いることで、アドレスの移動を計算で算出することが可能となる。【００５８】
図９（ｂ）において、Ａ軸周りでは、[６，６，６，−Ａ]に示すように、１段目Ａ１で、外周がアドレス（１，１，１）、（１，２，１）…（２，１，１）で、続いて内周に移行して（２，２，１）…（３，２，１）、続いて更に内側に移行して（３，３，１）、そして最後の（４，３，１）となる。これは、キューブＣｕ１、Ｃｕ２…Ｃｕ６、Ｃｕ７、…Ｃｕ１４、Ｃｕ１５、…Ｃｕ２１に相当する。すなわち、本実施形態ではキューブＣｕのアドレスが、回転軸を中心に、外周から順次内側に移行する、いわゆる渦巻き状にシフトするようにした。なお、２段目Ａ２、…６段目Ａ６も、１段目Ａ１と同軸で回転することから、同様の関係にある。また、Ｂ軸周り、Ｃ軸周りについては、[６，６，６，−Ｂ]、[６，６，６，−Ｃ]に示すように、同様に渦巻き状にシフトする。中心はキューブＣｕ１５、Ｃｕ１６、Ｃｕ２１、Ｃｕ２２の中間である。これらの、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸に見られるように、各アドレスは、変化に一定の関係があり、この変化の仕方を用いることで、アドレスの移動を計算で算出することが可能となる。また、ｎ＝２でも４でもよいし、ｎは７以上であってもよい。ｎが奇数の場合には、回転中心が中心のキューブＣｕと一致するので、アドレスシフトに計算が容易となる。【００５９】
（３）本発明では、撹乱されたパケットをそのまま送信する態様としたが、これに限定されず、さらにパケットに対して公知の暗号化処理を施すようにしてもよい。【００６０】
以上のとおり、本発明は、暗号化した情報をネットワークを経由して送信する情報処理器において、各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなし、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体と、所定の撹乱ルールに従って、前記仮想幾何構造体を順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出するアドレス変換手段と、送信対象情報を複数の単位情報に分割する情報分割手段と、前記単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える撹乱手段とを備えたものとするのが好ましい。【００６１】
この発明によれば、仮想的な仮想幾何構造体が採用される。この仮想幾何構造体は、各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体をなす。そして、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定されている。そして、アドレス変換手段は、前記仮想幾何構造体を、所定の撹乱ルールに従って順次各中心軸周りに４（ｎ−１）分の１の整数倍のピッチで回転させると共に、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出する。一方、情報分割手段は、送信対象情報を複数の単位情報に分割し、撹乱手段は、この単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える。従って、撹乱対象となるアドレスを計算上で撹乱させ、送信時に送信対象情報を分割して撹乱結果に応じた順序に並び替えればよいので、送信対象情報の暗号化を簡易かつ容易に実現できる。【００６２】
また、前記所定の撹乱ルールは、前記軸方向のｎ段分のうちの複数段に対して所定の回転ピッチが設定されることが好ましい。この構成によれば、１つの軸周りに複数の異なるピッチ、回転方向などの撹乱が可能となるので、軸毎での撹乱効率を上げることが可能となる。【００６３】
また、前記所定の撹乱ルールに、前記中心軸の種類及び回転ピッチを少なくとも含めることが好ましい。この構成によれば、最低限必要な軸の種類及び回転ピッチを含めることで撹乱が実行あるものとなる。【００６４】
また、前記所定の撹乱ルールに、少なくとも他の１つの中心軸の指定を挟んで同じ軸の指定を含めることが好ましい。この構成によれば、同じ軸を、いわゆる１つ飛ばして重ねて指定することで撹乱手法を増大し、撹乱効率を高めることが可能となる。【００６５】
また、前記ｎは、３以上の奇数値であることが好ましい。この構成によれば、要素の個数が多いほど撹乱効率が高いものとなり、また、奇数であれば、回転時の中心に要素を配置できるので、回転に伴う要素のアドレス変換の計算が容易となる。【００６６】
また、前記情報分割手段は、前記要素の数ｎ３と前記単位情報の個数との差分のダミー情報を作成し、これを含めることが好ましい。この構成によれば、送信情報に空きがなくなる分、撹乱された情報の量が増えるので、不当な解読機会を低減することが可能となる。【００６７】
また、前記単位情報は、送信パケットと同一サイズであることが好ましい。この構成によれば、単位情報をそのままパケット化処理すれば済む分、処理が簡易となる。【００６８】
また、前記仮想幾何構造体の値ｎを前記単位情報の個数によって調整するサイズ調整手段を備えることが好ましい。この構成によれば、送信対象情報の量によって値ｎが異なる（立方根の整数値となる）が、これに合わせて仮想幾何構造体のサイズ（ｎ値）を調整することで、情報量の如何に関わりなく対応可能となる。【００６９】
また、前記単位情報のうちの所定の１つに前記所定の撹乱ルールを含ませる鍵情報付与手段を備えることが好ましい。この構成によれば、撹乱情報を送信情報の適所に含めることで、受信側で復号処理が可能となる。なお、予め準備された複数の撹乱ルールのうちの１つを選択して撹乱処理を行う態様では、撹乱ルールを特定する情報のみを送信すれば足り、漏洩機会が低減する。【００７０】
また、前記送信対象情報は、制御プログラムであることが好ましい。この構成によれば、送信側の機器から制御プログラムが盗用される機会が低減する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、各軸方向にｎ段分の要素が配列された仮想３次元立方体であって、各軸方向における１つの中心軸周りに各要素が回転可能で、かつ回転前の各要素に予め設定された初期アドレスが前記各中心軸周りの回転に応じて渦巻き状に順次シフトするように設定された仮想幾何構造体を用いる。そして、アドレス変換手段によって、前記仮想幾何構造体の回転と、前記各初期アドレスに対するシフト後の最終アドレスを算出し、一方、情報分割手段によって、送信対象情報を複数の単位情報に分割し、撹乱手段によって、単位情報の配列を、前記送信前に前記初期アドレスから前記最終アドレスの順に並び替える。従って、撹乱を計算上で行い、送信時に送信対象情報を撹乱結果に応じて並び替えることで、簡易かつ容易に暗号情報を送信する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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