(57)【要約】画像表示装置を用いて情報を伝達する際の漏洩電磁波等を通じた情報の漏洩を防止する。ある画像Ｉを送受信する場合において、画像Ｉの送信者Ｓは、画像Ｉの受信者Ｒに対して画像Ｉを送信する代わりに、画像Ｉと外部から予測不可能な数値を加算または減算することによって得た画像Ｉ’を送信する。受信者Ｒは、送信者Ｓと事前に合意した予測不可能な数値列を用いて画像Ｉ’から画像Ｉを復元して表示する。
2009148119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
加減算暗号化により、前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記画像生成装置は、さらに、擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部を有し、
前記暗号部は、前記第１の擬似乱数生成部によって生成された前記擬似乱数を用いて、前記画像を暗号化処理し、
前記表示装置は、さらに、前記第１の擬似乱数生成部が生成する前記擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部を有し、
前記復号部は、前記第２の擬似乱数生成部によって生成された前記擬似乱数を用いて、前記暗号化画像を復号化処理することを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
前記画像生成装置は、さらに、同期信号を生成するクロック生成部を有し、
前記出力部は、前記同期信号を前記伝送路に出力し、
前記第１及び第２の擬似乱数生成部は、前記同期信号に同期して初期化されることを特徴とする請求項２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
前記画像生成装置は、さらに、前記第１の擬似乱数生成部に初期値を与える初期化部を有し、
前記出力部は、前記同期信号とともに前記初期値を出力し、
前記第２の擬似乱数生成部は、前記初期値を用いて、前記擬似乱数を生成することを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【請求項５】
前記暗号部は、所定の値Ｚに対して、前記第１の擬似乱数生成装置の出力値をＸ、前記画像をＹとすると、（Ｘ＋Ｙ）ｍｏｄＺを演算して暗号化処理を行い、
前記復号部は、前記第２の擬似乱数生成装置の出力値をＸ、前記暗号化画像をＷとすると、（Ｗ−Ｘ）ｍｏｄＺを演算して復号化処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の
情報処理システム。
【請求項６】
前記表示装置は、さらに、前記暗号化画像に対して、暗号化状態を保ったまま、所定の画像処理を施す表示画像処理部を有し、
前記復号部は、前記所定の画像処理が施された暗号化画像を復号処理することを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項７】
画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
前記画像に対して第１の暗号化処理を実行し、第１の暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記第１の暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記第１の暗号化画像を受信する入力部と、
前記第１の暗号化画像に対して復号せずに直接第２の暗号化処理を実行し、第２の暗号化画像を生成する暗号化状態変換部と、
前記第２の暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項８】
前記第１の暗号化処理は論理暗号化処理であり、
前記第２の暗号化処理は加減算暗号化処理であり、
前記復号部は、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記第２の暗号化画像を復号化処理することを特徴とする請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項９】
画像を生成する画像生成装置と、前記画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して前記画像暗号化装置から送られてきた前記暗号化画像を復号化処理して表示する表示装置と、を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第１の出力部を備え、
前記画像暗号化装置は、
前記第１の出力部から前記画像を受信する第１の入力部と、
擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、加減算暗号化により前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する第２の出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記第１の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項１０】
第１の暗号化処理によって第１の暗号化画像を生成する画像生成装置と、
前記第１の暗号化画像を第２の暗号化画像に変換して、伝送路に出力する第１の暗号化状態変換装置と、
前記伝送路を介して前記第１の暗号化状態変換装置から送られてきた前記第２の暗号化画像を前記第１の暗号化画像に変換する第２の暗号化状態変換装置と、
前記第１の暗号化画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項１１】
前記画像生成装置は、論理暗号化を用いて前記第１の暗号化画像を生成し、
前記第１の暗号化状態変換装置は、前記第１の暗号化画像を、加減算暗号化された前記第２の暗号化画像に変換し、
前記第２の暗号化状態変換装置は、前記加減算暗号化に用いた関数の逆関数を用いて、前記第２の暗号化画像を、前記第１の暗号化画像に変換し、
前記表示装置における復号部は、前記論理暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行することを特徴とする請求項１０に記載の情報処理システム。
【請求項１２】
画像を生成する画像生成装置と、前記画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して前記画像暗号化装置から送られてきた前記暗号化画像を復号化処理する画像復号化装置と、前記画像復号化装置によって復号化された画像を表示する表示装置と、を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第１の出力部を備え、
前記画像暗号化装置は、
前記第１の出力部から前記画像を受信する第１の入力部と、
擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、加減算暗号化により前記画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記暗号化画像を前記伝送路に出力する第２の出力部と、を有し、
前記画像復号化装置は、
前記暗号化画像を受信する入力部と、
前記第１の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部と、
前記擬似乱数を用いて、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により前記暗号化画像を復号化処理する復号部と、を有し、
前記表示装置は、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部を有することを特徴とする情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報処理システムに関し、例えば、ＴＥＭＰＥＳＴなどの各種情報漏洩への対策に関する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型の組込用マイコン、パソコンやサーバに搭載されている中央演算装置（ＣＰＵ）をはじめとして、計算や制御を必要とする様々な電気機器が、高機能化とともに多数のトランジスタで構成されるようになっている。トランジスタは、電力を与えることによって動作している。また、動作の際の消費電力量は、動作速度（クロック速度）の高速化によって増加する傾向がある。たとえば、ＣＭＯＳインバータのスイッチング時に発生する貫通電流は、クロック速度の増加に応じて増加する傾向がある。貫通電流は、電源から接地線に流れ出る。接地線の電流変化によって、接地配線をアンテナとした、電磁波が放射される。電流の変化量が大きいほど、放射電磁波は強くなる。このように意図せずに発生する電磁波は、漏洩電磁波と呼ばれる。【０００３】
トランジスタ群は、半導体集積回路（ＩＣ）の中を張り巡らせた配線で相互に接続されている。配線の素材としては、一般に、銅やアルミニウムなどの金属が用いられている。配線上を電子が通過する際には、電子の通過量の時間変化により、配線周辺の磁場や電場が変化する。配線は、ＩＣの内部だけで閉じているわけではない。【０００４】
配線上を伝達される情報（０もしくは１に対応する二値情報であることが多い）のいくつかは、小型に集約されチップ化された回路から、外部にも伝達されるか、外部から伝達されて来る。ここで、外部とは、チップ化の単位で見ての外部である場合や、ある機能モジュール単位で見ての外部であって、必ずしもＩＣチップの物理的な外側ではない場合もある。というのは、計算機とメモリ装置など複数の機能をワンチップ化した、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）といった技術も用いられるためである。チップ間を明示的な配線で結ぶのではなく、電極パッドを互いに貼り付ける技術なども開発されており、ＩＣチップの内外の境界は、かならずしも明らかではない。とはいえ、複数の機能モジュール間をつなぐ配線を通じて情報のやり取りが行われるということに変わりはない。【０００５】
電圧がある閾値以上であれば１とみなし、閾値未満であれば０とみなす、一般的な論理回路においては、信号の送信側と受信側で電圧が保たれることが重要である。信号を送信する側から、電圧を測定する側である信号の受信側までの距離が長いほど、途中の配線における電気抵抗のため、電圧降下が発生する。よって、信号を伝達する際の配線の長さが長いほど、途中で信号が閾値をまたがって減衰してしまわないように、送信側での信号の電圧を高くしておくということが行われる。明らかにこの場合は、１を送信する場合と０を送信する場合の電位差が大きく異なる。単位時間での電圧の変化が大きいほど、周囲に発生する電場の変化が大きい。また同様に、スイッチングの際に電流の変化が発生するため磁場の変化も発生する。このようにして、電圧の変化に応じた電磁波が発生する。すなわち、電圧の変化に対応している送信情報は、配線の周辺で発生する磁場や電場の変化を観察することで、間接的に知ることができる。配線経路での電圧降下に対応するために、途中にアンプなどを設置して、昇圧する方法なども用いられる。この場合でも、電圧変動と伝達する情報に相関があることは同様である。【０００６】
小型化・低消費電力化の進んだ装置では、配線長が短いために必要な電圧も小さく、先に説明したような現象の結果として、動作時に発生する磁場や電場の変化も小さい。また、コンピュータなどの情報端末が動作する際に発生する電磁波は、ＶＣＣＩ等の規格に準拠することで、強度を小さくするように制御されている。それでもなお、高性能なアンテナや受信機を用いることによって、微かな電磁波を傍受することが可能である。【０００７】
傍受した電磁波には、伝送されているデータに代表される、情報端末の動作状況に関する情報が含まれている。そのため、傍受した情報を適切に解析すれば、キーボードの打鍵内容やモニタへの表示内容などに関する情報を読み取ることができる。【０００８】
パソコンなどに使用されるモニタもトランジスタで構成され動作しているため、図１に示すように、モニタ１０１や、本体とモニタ１０１との間の配線１０５からも、動作状態に応じた電磁波が発生している。一般に、発生する電磁波は微弱ではあるが、高性能アンテナ１０２と高性能受信装置１０３を用いることで、傍受することができる。傍受結果を表示するためのモニタ１０４に傍受結果を解析して表示することで、モニタ１０１の表示内容に応じた画面を再現することができる。例えば、モニタ１０１がＬＣＤモニタの場合には、モニタ１０１よりも配線１０５からの電磁波が問題である。【０００９】
空中を伝播する電磁波以外にも、装置の電源ケーブルや各種の接続ケーブルに含まれる金属部品を伝播する電磁波も存在する。たとえば、信号の伝達の際に発生する電圧変動やトランジスタのスイッチングによって発生する貫通電流などによって、接地端子のレベルが変動し、その変動が、装置の電源ケーブルを伝播することがある。金属中を伝播する電気信号は、空中を伝播する場合よりも単位距離あたりの減衰量が小さく、またノイズが混入する割合も小さいため、より遠方での傍受が可能となる。【００１０】
対策として、特許文献１に示されるように、建築物の壁にシールドを施し、建物外部での情報傍受を抑止することや、装置の筐体に電磁放射を吸収・遮断するためのシールド処理を行い、漏洩電磁波を装置の内部に閉じ込めることが行われている。シールド以外にも、信号ケーブルに低域通過フィルタ部品を取り付けることによる高周波の漏洩電磁波の低減や、漏洩電磁波の傍受を妨害する妨害電波の発生といった対策が行われる。
【特許文献１】特開平６−２０９１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されるようなシールドを施す技術は、電磁波の量を低減するだけで、信号源を絶つものではない。また、傍受装置の性能向上によってより強固な対策が必要となった場合、建物や装置を作り変える必要があり、多大なコストを要する。さらに、妨害電波を発生する場合も、ＶＣＣＩ等の規格により上限が定められているため、妨害電波の発生可能な量には限界がある。そのため、漏洩電磁波の傍受を妨害する目的に対して、必ずしも十分な効果が得られない。【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、シールドや妨害電波によらずに、漏洩電磁波傍受によるオリジナル表示画像の漏洩を防止する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明者らは、漏洩電磁波自体を無くさなくとも、正規の送受信者間で伝達される情報と、漏洩電磁波を通じて不正な第三者が傍受する情報とが異なるものであり、第三者が傍受した情報から正規の送受信者間で伝達された情報が推定できなければ、情報伝達装置は漏洩電磁波の傍受に対して安全であるとことに着目した。【００１４】
本発明は、正規の送受信者間では画像情報の伝達が正常に行われ、かつ漏洩電磁波を傍受した第三者には伝達が正常に行われない、情報表示装置および情報表示方法を提供する。そのために、本発明の画像生成表示装置および画像生成表示方法は、第三者が傍受した情報から元の状態を復元できないような形態に、表示画像を処理して伝送することを基本とする。さらに、伝送した表示画像を、視聴者に対して表示される直前の回路で逆処理することで、本来の表示画像情報を復元するため、伝送途中の画像情報に依存した漏洩電磁波を傍受しても、なんら有用な情報を得ることはできない。【００１５】
より具体的な場面として、正規の通信者間において、ある画像Ｉを送受信することを考える。画像Ｉの送信者Ｓは、画像Ｉの受信者Ｒに対して画像Ｉを送信する代わりに、画像Ｉと外部から予測不可能な数値を加算または減算することによって得た画像Ｉ’を送信する。ここで、予測不可能な数値は、送信者Ｓと受信者Ｒが事前に使用することを合意した擬似乱数生成装置によって生成する。すなわち、例えば、線形フィードバックシフトレジスタを用いて構成された擬似乱数生成装置の初期値をあらかじめ決めておくか、画像情報の伝送に先立って合意しておき、画像を送信する際に通常合せて送信される、先頭画素の位置を示す同期信号などを元に擬似乱数生成装置の同期をとることで、送信者Ｓと受信者Ｒは、画像Ｉ’以外に特別な情報伝送を行うことなく、各座標の画素値に対して同一の数値を共有することができる。【００１６】
一般に、送受信される画像の各座標の画素情報は、赤・緑・青（ＲＧＢ）各８ビットの、合計２４ビットで構成される。また、一般に用いられるＶＧＡ信号線では、ＲＧＢ各色を独立に２５６レベルの電圧値で表して、伝送する。コンピュータの内部では、画素情報がデジタルで取り扱われるため、ＶＧＡ信号線に送出する段階で、デジタル−アナログ変換機を使用して、アナログデータに返還し、受信側では、十分な速さでサンプリングしたアナログデータを、アナログ−デジタル変換機を使用して、デジタルデータに再変換する。従来のブラウン管モニタ（ＣＲＴ）を使用する場合、必ずしもアナログデータをデジタルデータに変換する必要はないが、近年主に用いられている液晶モニタ（ＬＣＤ）をはじめとする各種表示装置では、表示装置内部でデジタル信号処理を行うことが通常であり、デジタルデータへの再変換が必須である。【００１７】
そこで、本発明の情報表示装置では、信号線中を伝送される画像情報を暗号化することによって、表示画像と伝送情報との相関をなくし、伝送情報に依存する漏洩電磁波を観測したとしても、表示画像に関する情報を得られないようにする。【００１８】
ところで、２５６段階といった多階調の電圧を用いた情報伝達を行う場合、ケーブルの長さに応じた信号の減衰や、外部からのノイズ、送信側と受信側での同期ずれなどのため、送信側と受信側で数段階の電圧の相違が発生することがある。このような場合、ＨＤＣＰ（Ｈｉｇｈ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）規格に見られるような、画素値と乱数値を排他的論理和処理する方式を用いると、受信側で、正常な復号化を行うことができなくなる。その様子を、図１５を用いて説明する。【００１９】
図１５には、送信する（表示装置に表示することを想定した）画像１５０１と、同画像を暗号化して伝送する際にエラーが発生した場合の結果画像（１５０２および１５０３）を、論理暗号化および算術暗号化について示している。より具体的には、生成画像をアナログ伝送する場合を想定し、生成画像を論理暗号化または算術暗号化し、途中でサンプリングエラーなどによる最大±１０階調分の値の変化が発生したとして、シミュレーションを行った結果である。図１５下段（１５０４、１５０５、１５０６）には、上段の画像（１５０１、１５０２、１５０３）の一部を拡大したものを示している。【００２０】
図１５において特に注目するべきは、論理暗号化を行った場合の伝送時エラーの影響を示す画像１５０２である。複数の座標で生成画像１５０１と視覚的にまったく異なる画素値に変化している様子がわかる。このように、論理暗号化の方が、算術（加減算）暗号化よりもエラーの影響を受けていることが分かる。【００２１】
元画像の座標（ｘ，ｙ）の画素値をｐ（ｘ，ｙ）と表し、同座標に対応する乱数値をｒ（ｘ，ｙ）とすると、論理暗号化とは、暗号化結果ｐ’（ｘ，ｙ）をｐ’（ｘ，ｙ）＝ｐ（ｘ，ｙ） ｘｏｒ ｒ（ｘ，ｙ）と計算する暗号化方法である。演算子ｘｏｒは、排他的論理和を意味する。暗号化結果ｐ’（ｘ，ｙ）の伝送中に伝送時エラーによって、予測不可能な値ε（εは、ある小さな値ｃについて、−ｃ＜ε＜ｃである）が加算される。その結果を、ｐ’’（ｘ，ｙ）と表記すると、受信側での復号化結果ｑ（ｘ，ｙ）は、ｑ（ｘ，ｙ）＝ｐ’’（ｘ，ｙ） ｘｏｒ ｒ（ｘ，ｙ）となる。【００２２】
図１５は、ｒ（ｘ，ｙ）を０以上２５５以下の一様乱数とし、ｃ＝１０の場合のεを一様ランダムに生成して得た、復号化結果ｑ（ｘ，ｙ）を表示したものである。εの影響を受け、受信側での画像が大幅に悪化している。【００２３】
このことは、排他的論理和と加減算の処理順序が交換不可能であることに起因している。（（（Ａ ｘｏｒ Ｂ）＋ε） ｘｏｒ Ｂ）≠Ａ＋εであるため、ノイズ分εの影響によって、復号化結果が破綻する結果となる。具体的な数値例を用いて、論理暗号化の破綻の一例を説明する。【００２４】
例えば、画素値ｐ（ｘ，ｙ）＝２２０、数値ｒ（ｘ，ｙ）＝２０とし、伝送途中に値が−１だけ変化するエラーが生じたとする。暗号化結果ｐ’（ｘ，ｙ）＝ｐ（ｘ，ｙ） ｘｏｒ ｒ（ｘ，ｙ）＝２００であり、エラーによって、ｐ’’（ｘ，ｙ）＝１９９となる。これを復号化すると、ｑ（ｘ，ｙ）＝ｐ’’（ｘ，ｙ） ｘｏｒ ｒ（ｘ，ｙ）＝１９９ｘｏｒ ２０＝２１１となる。１階調のエラーが、９階調のずれに拡大している。このように、論理暗号化を用いた場合、伝送途中のわずかなエラーでも、結果に大きな影響を与える。【００２５】
一方で、本発明のように、算術（加減算）暗号化を用いれば、伝送時エラーの影響が拡大することは無い。本明細書で言う算術暗号化とは、たとえば、暗号化結果ｐ’（ｘ，ｙ）を、ｐ’（ｘ，ｙ）＝（ｐ（ｘ，ｙ）＋ｒ（ｘ，ｙ））ｍｏｄｚと計算する暗号化方式である。復号化は、（ｐ’（ｘ，ｙ）−ｒ（ｘ，ｙ））ｍｏｄｚと計算し、この結果はｐ（ｘ，ｙ）に等しくなる。前記のｚは、ｐ（ｘ，ｙ）とｒ（ｘ，ｙ）の最大値よりも大きい値であればよい。画素をＲＧＢ各８ビットに分割して送受信する場合であれば、ｚ＝２８として、各色独立に画素値を計算すればよい。また、ｒ（ｘ，ｙ）を０以上２５５以下の一様乱数とすれば、ｐ’（ｘ，ｙ）のみからは、元画像の画素値ｐ（ｘ，ｙ）に関する情報は一切得られない。【００２６】
ここで、ｚ＝２５６として、先の数値例を用いると、ｐ’（ｘ，ｙ）＝（ｐ（ｘ，ｙ）＋ｒ（ｘ，ｙ））ｍｏｄ２５６＝２４０であり、伝送時エラーの結果ｐ’’（ｘ，ｙ）＝２３９となる。復号化結果は、ｑ（ｘ，ｙ）＝（ｐ’’（ｘ，ｙ）−ｒ（ｘ，ｙ））ｍｏｄ２５６＝２１９であり、論理暗号化と比較しても、伝送時エラーが拡大しないことが分かる。【００２７】
以上のことから、算術的なエラーが発生するアナログ伝送時においては、論理暗号化を用いることはできず、本発明のように算術暗号化を用いる必要がある。【００２８】
また、算術的な暗号化は、近年の表示装置内部における画像処理の際にも有効である。その代表的な例として、液晶モニタにおける画像の輝度変更処理について述べる。液晶モニタにおいて、画像の輝度を変更するために方法は、２種類挙げられる。１つは、液晶のバックライトの明るさを調節する方法である。バックライトの影響は、表示面全体に渡るため、画素単位での明るさ調整に使用することはできない。もう１つは、画素値を変更する方法である。明るくするためには画素値を大きくし、暗くするためには画素値を小さくする。この際、論理暗号化を用いて符号化した画素値は、先に述べたように、論理演算と算術演算の処理順序が交換不可能であることから、そのまま画素値を大きくしたり小さくしたりといったことができない。このため、暗号化されたデータを一旦復号化した後に画素値を加減して再度暗号化することも考えられるが、この場合、元画素がデジタルデータとして表示装置の基板上の記憶素子に現れるため、元画素に依存した漏洩電磁波が発生することになるため、好ましくない。【００２９】
本発明のように、算術暗号化を用いれば、符号化状態を保ったまま、輝度を変更することができる。その際の加減算は、ｍｏｄｚで行う必要がある。【００３０】
即ち、本発明による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して画像生成装置から送られてきた画像を表示する表示装置を備える情報処理システムである。ここで、画像生成装置は、加減算暗号化により、画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有する。また、表示装置は、暗号化画像を受信する入力部と、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。【００３１】
画像生成装置は、さらに、擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部を有し、暗号部は、第１の擬似乱数生成部によって生成された擬似乱数を用いて、画像を暗号化処理する。そして、表示装置は、さらに、第１の擬似乱数生成部が生成する擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部を有し、復号部は、第２の擬似乱数生成部によって生成された擬似乱数を用いて、暗号化画像を復号化処理する。さらに、画像生成装置は、同期信号を生成するクロック生成部を有し、この場合、出力部は、同期信号を前記伝送路に出力し、第１及び第２の擬似乱数生成部は、同期信号に同期して初期化される。さらに、画像生成装置は、第１の擬似乱数生成部に初期値を与える初期化部を有し、この場合、出力部は、同期信号とともに前記初期値を出力し、第２の擬似乱数生成部は、初期値を用いて、擬似乱数を生成する。【００３２】
暗号部は、所定の値Ｚに対して、第１の擬似乱数生成装置の出力値をＸ、画像をＹとすると、（Ｘ＋Ｙ）ｍｏｄＺを演算して暗号化処理を行い、復号部は、第２の擬似乱数生成装置の出力値をＸ、暗号化画像をＷとすると、（Ｗ−Ｘ）ｍｏｄＺを演算して復号化処理を行う。【００３３】
表示装置は、さらに、暗号化画像に対して、暗号化状態を保ったまま、所定の画像処理を施す表示画像処理部を有し、この場合、復号部は、所定の画像処理が施された暗号化画像を復号処理する。【００３４】
本発明による別の態様の情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える。ここで、画像生成装置は、画像に対して第１の暗号化処理を実行し、第１の暗号化画像を生成する暗号化部と、第１の暗号化画像を伝送路に出力する出力部と、を有する。また、表示装置は、第１の暗号化画像を受信する入力部と、第１の暗号化画像に対して復号せずに直接第２の暗号化処理を実行し、第２の暗号化画像を生成する暗号化状態変換部と、第２の暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。第１の暗号化処理は論理暗号化処理であり、第２の暗号化処理は加減算暗号化処理である。【００３５】
さらに、本発明の別の態様による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、伝送路を介して画像暗号化装置から送られてきた暗号化画像を復号化処理して表示する表示装置と、を備える。ここで、画像生成装置は、生成された画像を画像暗号化装置に出力する第１の出力部を備える。画像暗号化装置は、第１の出力部から画像を受信する第１の入力部と、擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化により画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を伝送路に出力する第２の出力部と、を有する。そして、表示装置は、暗号化画像を受信する入力部と、第１の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により暗号化画像を復号化処理する復号部と、復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有する。【００３６】
また、本発明の別の態様による情報処理システムは、第１の暗号化処理によって第１の暗号化画像を生成する画像生成装置と、第１の暗号化画像を第２の暗号化画像に変換して、伝送路に出力する第１の暗号化状態変換装置と、伝送路を介して第１の暗号化状態変換装置から送られてきた第２の暗号化画像を前記第１の暗号化画像に変換する第２の暗号化状態変換装置と、第１の暗号化画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、を備える。この場合、画像生成装置は、論理暗号化を用いて第１の暗号化画像を生成し、第１の暗号化状態変換装置は、第１の暗号化画像を、加減算暗号化された第２の暗号化画像に変換する。そして、表示装置における復号部は、加減算暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行する。【００３７】
さらに、本発明の別の態様による情報処理システムは、画像を生成する画像生成装置と、画像を暗号化処理し、伝送路に暗号化画像を出力する画像暗号化装置と、前記伝送路を介して画像暗号化装置から送られてきた暗号化画像を復号化処理する画像復号化装置と、画像復号化装置によって復号化された画像を表示する表示装置と、を備える。ここで、画像生成装置は、生成された画像を前記画像暗号化装置に出力する第１の出力部を備え、画像暗号化装置は、第１の出力部から画像を受信する第１の入力部と、擬似乱数を生成する第１の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化により画像を暗号化処理し、暗号化画像を生成する暗号化部と、暗号化画像を前記伝送路に出力する第２の出力部と、を有する。また、画像復号化装置は、暗号化画像を受信する入力部と、第１の擬似乱数によって生成された擬似乱数と同一の擬似乱数を生成する第２の擬似乱数生成部と、擬似乱数を用いて、加減算暗号化で用いた関数の逆関数により暗号化画像を復号化処理する復号部と、を有する。さらに、表示装置は、復号化された画像を画面上に表示する表示部を有する。【００３８】
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、シールドや妨害電波を用いることなく、漏洩電磁波傍受によるオリジナル表示画像の漏洩を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】漏洩電磁波を傍受して解析する装置の構成を示す図である。
【図２】傍受対象となるコンピュータの概略構成（１）を示す図である。
【図３】傍受対象となるコンピュータの概略構成（２）を示す図である。
【図４】傍受対象としてのＡＴＭの概略構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態による、画像生成時に暗号化を行う画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態による、初期化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図７】第４の実施形態による、画像出力時に暗号化を行う画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図８】第５の実施形態による、表示画像処理装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図９】第６の実施形態による、暗号化状態変換装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図１０】第７の実施形態による、独立した画像暗号化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図１１】第８の実施形態による、独立した暗号化状態変換装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第９の実施形態による、独立した暗号化装置と復号化装置を備える画像生成表示装置の概略構成を示す図である。
【図１３】画像生成表示装置を備える端末装置の例を示す外観図である。
【図１４】第９の実施形態による画像生成表示装置の外観構成を示す図である。
【図１５】各暗号化方式の伝送時エラーへの耐性評価結果を示す図である。
【図１６】暗号化における生成画像と伝送画像の相違を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。【００４２】
まず、本発明の適用対象となるコンピュータやＡＴＭの基本的な構成について述べる。次に、擬似乱数を表示画像の各画素値に加減する方式に係る、各実施形態について述べる。【００４３】
＜本発明の適用対象の基本的構成＞
本発明は、漏洩電磁波傍受による情報漏洩を防止するための情報表示装置を提供するものであり、コンピュータ間やコンピュータとモニタ間での画像情報のやり取りを想定している。図２に示すように、一般的なコンピュータは、中央演算装置であるＣＰＵ２０１、主記憶装置であるＲＡＭ２０２、二次記憶装置であるＨＤＤ２０６（フラッシュメモリ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ、ＦＤＤ、ＵＳＢメモリであることもある）、画像処理装置であるＧＰＵ２０３、画像出力端子やネットワーク端子に代表されるＩ／Ｏ端子１０５を備える。また、装置の各構成部は、内部バスと呼ばれる配線１０７を介して接続されており、ネットワークなどへの接続はＩ／Ｏ端子を通じて行われる。Ｉ／Ｏ端子には、イーサネット接続端子であるＲ４５端子や、モデムへの接続端子であるＲ１１端子をはじめシリアル通信用のＲＳ２３２Ｃ端子やプリンタ接続に用いられるパラレル端子、キーボードやマウスとの接続に用いられるＰＳ／２端子、各種機器へのユニバーサルな接続端子であるＵＳＢ端子、ＳＣＳＩ端子、音声入出力のためのマイクやイヤホンの接続端子、コンピュータに拡張機能を提供するボード類を増設するためのＰＣＩ接続端子、外部モニタ１０４への接続を行うＶＧＡ端子やＤＶＩ端子などが含まれる。【００４４】
ＧＰＵ２０３は、主として三次元画像処理の高速化や複数画面のバッファリングなどに用いられるもので、本発明の画像処理はＣＰＵ２０１で行うこともある。ＧＰＵ２０３自体が計算能力を持つため、ＧＰＵ２０３で画像処理を行っても良い。また、ＧＰＵ２０３とＣＰＵ２０１で分担して画像処理を行っても良い。そのほかにＰＣＩ端子をはじめとする拡張機能ボード用の端子に接続した拡張機能ボードを用いて、画像処理を行っても良い。また、拡張機能ボードは、ＵＳＢ端子などで接続する形態のものを用い、コンピュータの筐体の外側にあっても良い。【００４５】
図３に示すように、高速な画像処理を行う装置においては、ＧＰＵ２０３から直接的にモニタ接続用のＩ／Ｏ端子３０８が設置されている場合もある。Ｉ／Ｏ端子３０８は、映像を出力するだけの出力専用端子であることもあり、また、タッチパネルなどの入力機能を持つモニタを接続することを想定した入出力対応端子であることもある。【００４６】
ＧＰＵ２０３が備えるＩ／Ｏ端子３０８は、映像の出力専用として、タッチパネルなどからの入力は、ＧＰＵ２０３を介さないＩ／Ｏ端子２０５に接続する形態である場合もある。【００４７】
コンピュータの本体から接続された表示装置に処理した画像情報を伝送する際は、ＶＧＡやＤＶＩの規格に従って各画像情報の分解と結合が行われる。ＶＧＡは、信号を３原色に対応するＲＧＢに分解してアナログ信号として伝送する。同時に、表示画面の解像度とフレームレートに応じた垂直同期信号と水平同期信号が伝送される。モニタ側では、垂直同期信号と水平同期信号からドットクロック（ピクセルクロックとも呼ばれる）を生成し、ＲＧＢ信号に応じて各座標に適切な画素情報を書き込む。ＣＲＴのように、このＲＧＢ信号が直接、画素描画用のビームのコントロールに使用される場合も、ＬＣＤのように、ＲＧＢ信号をＡＤ変換し内部バッファに一度蓄積される場合もある。ＤＶＩは、ＲＧＢ信号をデジタルに分解して伝送する。また、表示画面の解像度とフレームレートに応じたドットクロックが伝送される。ＤＶＩでは、伝送時エラーが無視できるほど高精度に伝送できるため、暗号化を行う規格が存在する。暗号化を用いれば、伝送される真のデータと実際に信号ケーブルを伝送されるデータには相関がないため、信号ケーブルを伝送される情報から漏洩した情報は、真のデータを推測するのに役に立たない。【００４８】
暗号化を行うためには、画像データの送信側と受信側の両方が、暗号化規格に対応している必要がある。ＤＶＩでは、ＲＧＢと異なり、デジタルデータを複数の信号線に分配して並列に同時送信する。よって、発生電磁波の形態はＶＧＡと異なる。しかし、これは信号ケーブル上でのことであり、表示画像をバッファリングしているＧＰＵないしＲＡＭ上のデータはＶＧＡと同様であり、また、ひとたび表示装置に伝送が完了すれば、暗号化が解除され、元のデータが復元されるため、表示装置のバッファに蓄積されるデータはＶＧＡと同様である。ＵＳＢ端子に接続する形態の表示装置もあり、この場合は必ずしもＲＧＢ信号に分解されて伝送されない。また、テレビモニタなどに表示する際には、コンポジット端子を用いることもある。その場合の画像データは、ＲＧＢではなく、輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）で表され、同期信号をあわせたすべてが複合された形で伝送される。そのほかにも、セパレート映像端子（Ｓ端子）のように、ＹとＣを分離して伝送する場合もある。また、Ｄ端子のように、輝度信号（Ｙ）と青色差信号（Ｃｂ／Ｐｂ）と赤色差信号（Ｃｒ／Ｐｒ）に分離する場合もある。ＨＤＭＩ端子のようにデジタル化されており、データ伝送時に暗号化をサポートするＨＤＣＰといった暗号化データ伝送形式もある。【００４９】
ＣＲＴモニタでは、電子ビームをドットクロックに応じて左上から右方向へと照射する。ドットクロックとは、横方向への１画素の書き込みタイミングを決定するクロックである。水平同期信号に従って電子ビームが１画素ずつ右方向へ移動し、横方向に１ライン分を走査した後に再度画面左に戻る。垂直同期信号に従って、電子ビームは１ラインずつ下方向へ移動し、最下部まで走査した後に一番上のラインへと戻る。すなわち、水平同期信号と垂直同期信号によって、電子ビームは画面全体を左上から右下まで走査し、再度左上へと戻る。【００５０】
一方、ＬＣＤモニタでは、各ｘｙ座標に対応するトランジスタを順次駆動して、画素値を書き込んでいく。ＬＣＤモニタの場合は、デジタル処理が可能であるから、必ずしもＣＲＴのような順番に従う必要はなく、１ラインずつ書き換える方法もあるし、画面全体を一度に書き換える方法もある。ＣＲＴモニタは電子ビームを蛍光面に照射することで短時間発光させる方式であり、残光のあるうちに再度電子ビームを照射する必要がある。ＬＣＤモニタは、画素値を記憶しておくことができるので、各画素の電荷を一定のタイミングで再充填する必要がある場合もあるが、一部の変化のあった座標だけを書き換えるといった方法を取ることができる。このことは、画面の変化に応じてトランジスタの動きが変化するため、ＬＣＤの方がＣＲＴよりも、画像データと内部処理との対応が複雑になっていることを意味している。また、ＣＲＴモニタは、表示面を一面しか持てないが、ＬＣＤモニタは液晶層が透明であるため、複数の液晶層を設けることで、複数の表示面を持つことができる。【００５１】
＜ＡＴＭの構成＞
図４は、本発明の実施対象のひとつであるＡＴＭの構成を示す図である。図４において、制御部４０６は図２及び３のＣＰＵ２０３と内部バス２０７に相当する。制御部４０６が独自のＲＡＭやＨＤＤを備える場合もある。また、表示部４０２はモニタ２０４に、記憶部４０７はＨＤＤ２０６に相当する。その他、操作部４０３、カードリーダ部４０４、入出金部４０５、通信部４０８、センサ部４０９、音声発生部４１０は、Ｉ／Ｏ２０５や３０８に相当する。よって、本発明は、ＡＴＭの場合には、制御部４０６と表示部４０２との間の配線からの電磁波傍受による情報漏洩を防止する。【００５２】
制御部４０６は、表示部４０２、操作部４０３、カードリーダ部４０４、入出金部４０５、記憶部４０７、通信部４０８、センサ部４０９、音声発生部４１０を制御する。制御部４０６は、ＡＴＭ全体４０１の制御だけでなくカード認識、操作者の接近検知および紙幣取扱いなどの処理も行う。【００５３】
表示部４０２は、サービス内容の案内や処理手順などが表示されるものであり、ＣＲＴや液晶ディスプレイが例として挙げられる。ＧＰＵなどの表示制御装置も表示部４０２に含まれている。【００５４】
操作部４０３は、メニューの選択や暗証番号入力など、利用者からの情報を入力するものであり、キーボードやタッチパネルが例として挙げられる。カードリーダ部４０４は、磁気カードやＩＣカードに格納された情報を読み出すためのものである。入出金部４０５は、預け入れのための紙幣の投入や、引き出しのための紙幣の排出など、取引のための紙幣の入出金を行うためのものである。記憶部４０７は、ＡＴＭでの処理のための情報を記憶しておくためのものであり、ハードディスクやメモリが例として挙げられる。制御部４０６、通信部４０８、センサ部４０９などを動作させるためのプログラムは、記憶部４０７に記憶されている。【００５５】
通信部４０８は、回線を通じてＡＴＭ４０１と外部のコンピュータやデータベースとの通信を行うものである。センサ部４０９は、操作者の接近などを検知する人感センサが例として挙げられる。人感センサは、赤外線などの発生状況や反射を観察することで、センサから近接した部分に人間すなわち操作者が居るかどうかを検知することを主目的とするセンサである。操作者がＡＴＭの操作を行うことができる距離まで近づいた時に、取引サービスを開始する。【００５６】
音声発生部４１０は、操作者をはじめとする装置の周辺に滞在する人物に対する音声案内を行うための、スピーカを備える。よく知られた音声発生部４１０の使用方法は、操作者に次の操作の指示を与えるものである。音声案内は、表示部４０２と連動することで、より案内の効果を高めることができる。例えば、前記の音声案内とともに、キャッシュカードを挿入口に入れる映像アニメーションを表示部４０２の表示画面上に表示するなどすると効果的である。【００５７】
通信部４０８は、ＡＴＭを設置している銀行やＡＴＭの管理会社とデータのやり取りを行うことができるように、ＬＡＮや電話回線に接続されている。ここで、ＡＴＭの管理会社とは、本願の課題に挙げたような、ＡＴＭの監視を行っている会社であり、ネットワーク接続されたカメラなどを用いて、複数のＡＴＭを常時監視している。ＡＴＭのサービスを停止するべき事態が発生した場合には、管理会社や銀行はネットワークを経由して通信部４０８からＡＴＭ４０１の制御部４０６にサービス停止の信号を送ることができる。ＡＴＭ４０１には４０２から４１１以外にも通帳プリンタなどの他の装置や処理が存在する。【００５８】
以下の各実施形態では、以上のような構成を備えたＡＴＭ装置を例として、本発明について詳細に説明する。【００５９】
＜第１の実施形態＞
図５は、本発明の第１の実施形態による画像表示装置の概略構成を示す図であり、乱数を加減することで伝送情報を暗号化する基本的構成を示すものである。【００６０】
本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成装置５０１と、表示装置５０２と、それらを接続する伝送ケーブル５０９と、を備えている。【００６１】
画像生成出力装置５０１は、表示画像生成装置５０３と、暗号化装置５０４と、擬似乱数生成装置５０５と、画像記憶装置５０６と、画像出力装置５０７と、クロック生成装置５０８と、を備えている。また、表示装置５０２は、画像入力装置５１０と、復号化装置５１１と、擬似乱数生成装置５１２と、画像表示装置５１３と、クロック変換装置５１４と、を備えている。なお、画像生成表示装置の一部を、コンピュータに内蔵するかソフトウェアによってシミュレートするために、ＣＰＵ５１５やＲＡＭ５１６などをさらに備える構成としても良い。【００６２】
図５に示す画像生成表示装置では、暗号化装置５０４が、表示画像生成装置５０３  が生成した画像を入力画像として受け取り、擬似乱数生成装置５０５から受け取った数値列と加減算することで生成した伝送画像情報を画像記憶装置５０６に保存する。画像出力装置５０７は、画像記憶装置５０６から伝送画像情報を取得し、表示装置５０２に対して、伝送ケーブル５０９を介して画像を送信する。【００６３】
表示装置５０２の画像入力装置５１０は、画像生成出力装置５０１から送信されてきた画像を受信する。復号化装置５１１は、受信した画像を、内部の擬似乱数生成装置５１２から得た数値列を用いて、復号化する。画像表示装置５１３は、この復号化された画像を画面上に表示する。画像表示装置５１３は、例えば液晶素子を用いて後方からのバックライト透過率を制御する方式を用いた液晶モジュールであり、画像表示装置５１３から放射される光が、ユーザに視覚的に認識される。【００６４】
なお、一般的なコンピュータでは、表示画像生成装置５０３、画像記憶装置５０６、画像出力装置５０７、クロック生成装置５０８が一体となってグラフィックボードとして、コンピュータ（画像生成出力装置５０１に相当）に内蔵されることが多い。本発明の画像生成出力装置５０１は、それに加えて、暗号化装置と擬似乱数生成装置を備える。【００６５】
ここで、簡単のため、取り扱う画像が、８ビットのグレー画像である場合について述べる。表示画像生成装置５０３は、すべての時刻で新しい画像を生成する必要はなく、以前の時刻の画像を内蔵または別途備える記憶装置に記憶しておき、それを再送信しても良い。また、表示画像生成装置５０３と暗号化装置５０４は、画像入出力端子で接続される。もしくは、必ずしも端子を備える必要はなく、また、これらの装置が互いに異なるパッケージに実装される必要はないため、画像入出力端子の代わりに、バス配線のみとしても良い。【００６６】
表示画像生成装置５０３は、ユーザに対して表示する画像Ｉを生成し、暗号化装置５０４に送信する。暗号化装置５０４は、擬似乱数生成装置５０５を用いて生成した数値列ｒｉ（ｘ，ｙ）を併せて用い、画像Ｉを暗号化した結果Ｉ’を画像記憶装置５０６に保存する。画像Ｉの座標（ｘ，ｙ）の画素値をＩ（ｘ，ｙ）と表記すると、暗号化の処理は、ｆ（Ｉ（ｘ，ｙ），ｒｉ（ｘ，ｙ））と表される。具体的な関数ｆ（  ）の例については、後述する。画像出力装置５０７は、画像記憶装置５０６に保存した画像Ｉ’とクロック生成装置５０８が生成するクロックを合せて、表示装置５０２に送信する。ここで、クロック生成装置５０８が生成するクロックは、一般的にモニタで表示を行う際に使用される垂直同期信号や水平同期信号、ドットクロックなどであり、表示装置  ５０１がこれらのうち一部のみを必要とする場合は、必ずしもすべてを生成する必要は無く、必要なクロックのみを生成したり、送信したりする。送信された画像Ｉ’とクロック情報のうち、画像Ｉ’は復号化装置５１１に、クロック情報はクロック変換装置５１４に伝達される。【００６７】
クロック変換装置５１４は、受け取ったクロック情報を用いて、実際に画像表示装置５１３で使用するクロックを生成する。復号化装置５１１は画像Ｉ’を受け取ると、擬似乱数生成装置５１２から数値列を受け取り、数値列を用いて画像Ｉ’を復号化して、画像表示装置５１３に送る。ここで、別途画像記憶装置を備え、そちらに一時的に記録した上で、画像表示装置５１３に送っても良い。【００６８】
復号化する際には、擬似乱数生成装置５１２から得た値の列ｒｉ（ｘ，ｙ）が用いられる。ここで、ｒｉ（ｘ，ｙ）は、初期化時点から第ｉ番目のフレームの座標（ｘ，ｙ）に対応する数値であり、たとえば８ビットの値の列である。画像Ｉ’がＸＧＡのサイズを持つ画像であれば、１０２４×７６８＝３０７２００個の値を用意する。ｒｉ（ｘ，ｙ）は、画像Ｉ’を受け取ってから生成しても良いが、事前に十分な数の値を生成して記憶装置に記録しておいても良い。暗号化装置５０４が使用する擬似乱数生成装置５０５と同順序で数値列が生成されればよく、処理速度を高速化するために複数の擬似乱数生成装置を備えてもよい。擬似乱数生成装置が供給する値は、画素値が８ビットであれば、０以上２５５以下の値をとり、その値を画像Ｉ’の対応する座標の画素値と演算することによって、元画像Ｉを得る。ここで、演算とは、入力として座標（ｘ，ｙ）の入力画像画素値Ｉ’（ｘ，ｙ）と前記数値列の値ｒｉ（ｘ，ｙ）を受け取る関数ｇ（Ｉ’（ｘ，ｙ），ｒｉ（ｘ，ｙ））の計算を行うことで復号化画素値を得ることを意味する。【００６９】
暗号化関数ｆ（Ａ）は、例えば、Ａをｍｏｄｕｌａｒ＿ｚで加算演算する関数とすることができる。つまり、これはｆ（ａ，ｂ）＝（ａ＋ｂ）ｍｏｄｚと表記される。ｚは、前述のように画素値が８ビットの場合、２５６（＝２８）とすればよい。しかし、ｚの大きさは暗号化時と復号化時で同一であればよく、画素値と擬似乱数生成装置の出力値のうち最大の値よりも大きければ任意に設定してもよい。復号化関数ｇ（ａ，ｂ）は、ｆ（ａ，ｂ）の逆関数であり、ｆに対して、ｇ（ａ，ｂ）＝（ａ−ｂ）ｍｏｄｚとする。関数ｆ、ｇは互いに逆関数であるから、暗号化関数をｇとして、復号化関数をｆとするというように、入れ替えても良いし、処理する画像の座標ごとに入れ替えても良い。【００７０】
擬似乱数生成装置は、０以上２５５以下の値を生成するとしたが、−２５５以上２５５以下の値を生成してもよい。この場合、座標ごとにｆ、ｇを入れ替えることと等価の処理を、擬似乱数生成装置の設定を変更するだけで行うことができる。そのような設定は、擬似乱数生成装置が９ビットの値を生成するようにし、そのうち１ビットを符号ビットとみなすことで容易に行うことができる。前記の暗号化関数ｆ（  ）や復号化関数ｇ（  ）は、加算器と比較器を用いることで容易に構成することができる。【００７１】
図１３は、本実施形態の画像生成表示装置を内蔵する端末の例を示している。端末１３０１は、画像生成出力装置１３０４と、表示装置１３０２を備え、画像生成出力装置１３０４と表示装置１３０２は、伝送ケーブル１３０３で接続されている。各装置の内部構成は、図５に示された通りである。【００７２】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態による画像生成表示装置は図５と同様の構成を採るが、カラー画像を表示する例に関するものである。【００７３】
図１６は、表示画像１６０１と伝送される画像１６０２を示している。表示画像Ｉと伝送画像情報Ｉ’は、相関が無いように構成されているため、仮に伝送画像情報Ｉ’の情報が完全に漏洩したとしても、表示画像Ｉに関する情報を得ることはできない。図１６では、グレー画像の場合を示したが、カラー画像についてもＲＧＢ各プレーンが同様に変換されるため、漏洩電磁波を傍受しても、表示画像に関する情報を得ることはできない。【００７４】
カラー画像が２４ビットで表現される場合に、ＲＧＢ各８ビットに分解して情報を伝送する、一般的な表示装置について述べる。表示画像生成装置は、表示画像を生成し、暗号化装置に画像を伝送する。暗号化装置は、入力された各２４ビットの画素値をＲＧＢの３プレーンに分解して、各プレーンを独立に暗号化する。すなわち、座標（ｘ、ｙ）の入力画素値をＩ（ｘ，ｙ）と表記すると、Ｉ（ｘ，ｙ）を各８ビットであるＲＧＢの３プレーンＩＲ（ｘ，ｙ）、ＩＧ（ｘ，ｙ）、ＩＢ（ｘ，ｙ）に分解し、擬似乱数生成装置を用いてｒＲ（ｘ，ｙ）、ｒＧ（ｘ，ｙ）、ｒＢ（ｘ，ｙ）を生成し、暗号化結果Ｉ’Ｒ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ＩＲ（ｘ，ｙ）、ｒＲ（ｘ，ｙ））、Ｉ’Ｇ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ＩＧ（ｘ，ｙ），ｒＧ（ｘ，ｙ））、Ｉ’Ｂ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ＩＢ（ｘ，ｙ），ｒＢ（ｘ，ｙ））を計算する。ここで、関数ｆ（  ）は、たとえば、２つの入力値ａ、ｂと、ある値ｚに対して、ｆ（ａ，  ｂ）＝（ａ＋ｂ）ｍｏｄｚを計算する関数とする。【００７５】
なお、ｚはある程度大きい値（ａやｂより大きい値）でないと、ｍｏｄ演算を用いて復号しても本来のａやｂの値に戻すことができない。よって、ｚの取りうる最小値は
、入力値ａ、ｂとして取りうる最大値より１だけ大きい値とするか、若しくは、２のべき乗であって入力値ａ、ｂとして取りうる最大値より大きい値のうち最小のもの等とする必要がある。後者であれば、一般的な計算機で高速な処理を行うことができる。【００７６】
ｒＲ（ｘ，ｙ）、ｒＧ（ｘ，ｙ）、ｒＢ（ｘ，ｙ）を生成するために、例えば、３つの異なる擬似乱数生成装置を備えるようにする。第１の擬似乱数生成装置の出力をｒＲ（ｘ，ｙ）を生成するために使用し、第２の擬似乱数生成装置の出力をｒＧ（ｘ，ｙ）を生成するために使用し、第３の擬似乱数生成装置の出力をｒＢ（ｘ，ｙ）を生成するために使用する。若しくは、単位時間あたり２４ビットを生成可能な擬似乱数生成装置を１つ備え、その出力結果を、８ビットずつｒＲ（ｘ，ｙ）、ｒＧ（ｘ，ｙ）、ｒＢ（ｘ，ｙ）に分配しても良い。ここで、単位時間とは、１画素分を伝送するのに要する時間である。ただし、リアルタイム性を要求しない場合は、「単位時間あたり」という部分を「１回の出力あたり（複数の画素単位で出力してもよいという意味）」としてもよい。【００７７】
暗号化装置によって暗号化された画像は、画像記憶装置５０６に蓄積される。画像出力装置５０７は、画像記憶装置５０６に記憶された画像情報を順次、伝送ケーブル５０９に送出する。伝送ケーブル５０９が、ＶＧＡやＤＶＩ−Ａなどのアナログ信号線であれば、送出に際してＤＡ変換を施す。アナログ信号線は、１対１接続されており、もう一方の端子は、表示装置が備える画像入力装置に接続される。【００７８】
画像入力装置５１０は、伝送ケーブル５０９を通じて受信したデータを、内部バッファ（図５に図示せず）に蓄積する。この際、伝送ケーブル５０９が、アナログ信号線であれば、ＡＤ変換を施す。内部バッファに蓄積された画像情報は、復号化装置５１１を用いて、元の画像に復元される。この際、復号化装置５１１は、擬似乱数生成装置５１２を使用して、復号化用の数値列を生成する。ここで使用する数値列は、受信した画像の各座標に対応するように、暗号化装置５０４が使用する擬似乱数生成装置５１２と同期が取られている。【００７９】
また、同期を取るための手段として、１画面の先頭画素位置を表す水平、垂直同期信号を用いる。従来、一般に、水平、垂直同期信号は伝送ケーブル５０９を通じて、伝送されており、本発明の方式を実施する際に新たに同期信号伝送用の配線を用意する必要は無い。【００８０】
また、各座標で同一の数値列を得るためには、暗号化装置５０４用の擬似乱数生成装置５０５と、復号化装置５１１用の擬似乱数生成装置５１２の間で、初期値を同一にする必要がある。初期値は、あらかじめ固定した値としても良いし、各画像で異なるようにしても良い。あらかじめ固定した値を設定する方法は、擬似乱数生成方法と初期値が知られると、第三者が同一の擬似乱数系列を生成することができるため、セキュリティ上必ずしも好ましくない。しかし、暗号化装置５０４と復号化装置５１１の間で初期値の合意を取る処理が不要となり、実装の容易性が向上するため、攻撃者が表示画像の画素値を知ることができないという状況であれば、初期値を推測することは非常に困難となることから、実用上効果的に使用することができる。【００８１】
＜第３の実施形態＞
図６は、図５に示される構成に加えて、暗号化装置５０４が使用する擬似乱数生成装置５０５と、復号化装置５１１が使用する擬似乱数生成装置５１２の初期値を設定するための初期化装置６０１を備える、画像生成表示装置の概略構成を示している。【００８２】
初期化装置６０１は、あるタイミングで擬似乱数生成装置５０５に初期値を与える。設定された初期値は、擬似乱数生成装置５０５に記憶され、その後の擬似乱数生成に使用される。設定した初期値を使用した擬似乱数の生成開始タイミングは、クロック生成装置５０８が生成する垂直同期信号に同期させ、初期値設定後に最初の垂直同期信号発生時とする。【００８３】
初期化装置６０１が与える初期値は、画像出力装置５０７を通じて、復号化装置５１１に接続されている擬似乱数生成装置５１２にも設定される。復号化装置５１１に接続されている擬似乱数生成装置５１２の生成開始タイミングは、画像入力装置５１０が受け取った垂直同期信号に同期している。初期値設定後の最初の垂直同期信号を開始タイミングとすれば、暗号化装置５０４側の擬似乱数生成装置５０５と同期させることができる。なお、設定した初期値を用いた擬似乱数の生成開始タイミングは垂直同期信号に同期するため、擬似乱数生成装置５０５及び５１２の初期化タイミングは、任意に設定することができる。【００８４】
なお、ここでは画像出力装置５０７を通じて初期値を伝送するとしたが、実際の運用において、伝送ケーブル５０９には常に画像情報が伝送されており、別途初期値を伝送するタイミングを確保することは困難である。初期値伝送用のケーブルや配線を備えても良いが、初期値の伝送を垂直同期信号または水平同期信号に同期させることとし、同期信号から決定されるタイミングで、連続する（たとえば）数十画素の値を初期値に置き換える方法を用いても良い。【００８５】
一般に、表示画像の画素値がわずかに変化したとしても、表示画像を見ているユーザに違いとして認識されることは無いため、表示画像の品質に影響を与えることなく、また既存の規格に対して新たな配線を行うことなく、初期値を伝送することができる。完全に値を初期値に置き換えるのではな、一部のビットを初期値に置き換える方法を用いてもよい。たとえば、下位ビットのみを初期値の伝送に使用するのであれば、表示画像への視覚的影響を小さくすることができるが、アナログ配線ではビットエラーが発生するため、エラー訂正コードを用いて、初期値を符号化する必要などがある。一方、上位ビットのみを用いれば、エラーの影響の少ない伝送が可能である。もちろん、表示用の画素を伝送していない、ブランク期間に初期値を伝送しても良い。状況に応じて伝送方法を使い分けるようにしても良い。この場合、復号化装置が備える擬似乱数生成装置５１２は、画像入力装置５１０から配線６０２を通じて初期値を受け取ることになる。【００８６】
＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成出力装置は、構成要素としては図５に示される画像生成出力装置と同じであるが、その配置が異なり、画像記憶装置５０６の後段に暗号化装置５０４を備えている。【００８７】
画像記憶装置５０６上のデータはＣＰＵ５１５等からアクセスされることが多いため、図５の構成のように暗号化された状態で画像情報を記憶すると、読み出しの度に復号化する必要がある。そこで、処理速度が重要である場合には、図７のような構成とし、画像出力装置５０７によって画像が出力される際に、リアルタイムに暗号化を行うようにしている。この構成は実装が容易であるという利点もある。【００８８】
なお、ＨＤＭＩ規格では、論理暗号化方式とデジタル伝送ケーブルを用いた同様の構成を開示しているが、本発明では、伝送ケーブル５０９がアナログ信号線であり、暗号化装置は、算術暗号化を行う。すでに述べたように、アナログ信号線において論理暗号化を用いたデータ伝送を行うことは、暗号化の破綻を招くため、本発明の方式を使用することが望ましい。【００８９】
＜第５の実施形態＞
図８に、本発明の第５の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、図５に示される構成に加えて、表示装置側において、復号化装置５１１の前段に表示画像処理装置８０１を備えている。【００９０】
表示画像処理装置８０１が行う画像処理としては、例えば画像の輝度変調が挙げられる。ユーザが表示装置５０２の操作パネルから入力した、輝度設定値によって、画像全体や一部を明るく表示したり、暗く表示するために、本実施形態の表示装置５０２では、画素値を大きくしたり、小さくしたりする。この処理は、数値の加減算または乗算であって、論理暗号化を行ったままでは処理することができない。【００９１】
しかし、本発明の画像生成出力装置５０１では、画素値が算術的に暗号化されているため、暗号化状態を保ったまま画素値を変化させることができる。乗算を用いて輝度変調する場合は、擬似乱数生成装置が生成する数値列も、同じ方法で変調する必要がある。【００９２】
＜第６の実施形態＞
図９は、本発明の第６の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、図５の構成に加えて、表示装置５０２側の画像入力装置５１０と復号化装置５１１の間に、暗号化状態変換装置９０１と、擬似乱数生成装置９０２と、表示画像処理装置８０１と、を備えている。【００９３】
暗号化状態変換装置９０１は、第１の暗号化状態（例えば、論理暗号化された状態）にある画像をオリジナルの画像に復号化することなく第２の暗号化状態（例えば、加減算暗号化された状態）に変換する。ここで、暗号化状態とは、ある暗号化アルゴリズムを用いて暗号化した状態である。【００９４】
一般的に知られているストリーム暗号方式では、擬似乱数生成装置を用いて生成した数値列と、暗号化対象であるデータとを排他的論理和演算する。ＨＤＣＰ規格の暗号化方式でも、フィードバックシフトレジスタを組み合わせた擬似乱数生成装置を用いて生成した数値列と、画像データを排他的論理和演算する方式を用いている。本明細書では、本方式を論理暗号化方式と呼ぶ。【００９５】
論理暗号化方式は、処理が高速であるため、画像のように高ビットレートのデータを暗号化する場合に適した方式である。ただし、前述のように、アナログ信号線（ＶＧＡ）を用いてデータ伝送を行う際に論理暗号化が破綻するため、論理暗号化を使用することができない。【００９６】
しかし、輝度値変換などの算術処理を行うためには、論理暗号化を一度解除してから処理を行い、再度暗号化する必要がある。【００９７】
本実施形態では、表示装置５０２側における暗号化状態変換装置９０１は、アナログ信号線を用いたデータ伝送を行う直前で復号化することなく、論理暗号化状態を算術暗号化状態に変換する。また、輝度値変換などの算術処理を行う場合にも、暗号化状態変換装置９０１を用いて、暗号化状態を論理暗号化状態から算術暗号化状態に変換する。算術暗号化された画像情報をそのまま伝送し、画像表示装置５１３の直前で復号化装置５１１を用いて復号しても良いし、アナログ信号線を用いたデータ伝送の後に、再度算術暗号化状態から論理暗号化状態に変換してもよい。【００９８】
暗号化状態変換装置９０１は、復号化を行わずに暗号化状態を変換するために、参照テーブル（図示せず）を内部に持っている。この参照テーブルは、初期化時に計算して揮発性記憶装置に記録しても良いし、予め起こりうる全ての場合について、不揮発性記憶装置に記録しておいても良い。例えば、ある値ｒを用いた論理暗号化状態の画素値ｊを同じ値ｒを用いた算術暗号化状態の画素値ｋに変換する場合を考える。すなわち、元画像の画素値をｐとすると、ｊ＝ｐ ｘｏｒ ｒであり、ｋ＝（ｐ＋ｒ）ｍｏｄｚである。なお、ｚは、ｐやｒが８ビットであれば、２５６といった値とすればよい。このとき、ｋ＝ｈ（ｊ，ｒ）となるように変換式ｈを求め、予め全てのｊ、ｒについてｋの値を計算して参照テーブルに記録しておく。本例では、ｈ（ｊ，ｒ）＝((ｊ ｘｏｒ ｒ）＋ｒ）ｍｏｄｚである。これを参照テーブルを用いずに実装した場合、ｊ ｘｏｒ ｒを計算した段階で、計算機のメモリ上に元画像の画素値ｐが現れ、それが漏洩電磁波に影響を与える。よって、暗号化状態の変換は、リアルタイムの計算ではなく、参照テーブルを用いることが望ましい。しかし、ｊやｒのビット数が大きくなれば、参照テーブルのサイズが大きくなるため、必ずしもすべてのｊ、ｒに対して参照テーブルを用意しておく必要は無く、起こりうるｒのみについて参照テーブルを作成したり、任意に選択した一部分のみについて参照テーブルを作成して残りを計算で求めるようにしておいても良い。【００９９】
表示画像生成装置５０３で生成された画像は、暗号化装置５０４を用いて暗号化（例えば、論理暗号化）され、画像記憶装置５０６に記憶される。画像記憶装置５０６に記憶された画像は、画像出力装置５０７を用いて、伝送ケーブル５０９を介して画像入力装置５１０に対して出力される。【０１００】
画像入力装置５１０は、必要に応じてＡＤ変換を行い、その結果を暗号化状態変換装置９０１に送る。暗号化状態変換装置９０１は、必要に応じて暗号化状態を変換する。例えば、伝送ケーブル５０９がＤＶＩ−Ｄなどのデジタル信号線であって、暗号化装置５０４が論理暗号化を行う場合、暗号化状態変換装置９０１は、後段の表示画像処理装置９０３での処理のために、暗号化状態を論理暗号化状態から算術暗号化状態に変換する。伝送ケーブル５０９がアナログケーブルであって、暗号化装置５０４が算術暗号化を行っている場合、暗号化状態変換装置９０１は特段の処理は行わない。【０１０１】
暗号化状態変換装置９０１の出力は、表示画像処理装置８０１に送られる。その処理結果は、復号化装置５１１で復号化処理される。画像表示装置５１３は、処理結果をクロック変換装置５１４から得た同期信号を用いて、画面上に表示する。【０１０２】
本発明の擬似乱数生成装置５０５、９０２、５１２は同期しており、同じ擬似乱数系列が得られるように構成されている。具体的な構成方法の一例は、すでに述べたとおりである。【０１０３】
なお、画像出力装置５０７が、暗号化された画像のヘッダに暗号化状態を示す情報を付加して出力し、画像入力装置５１０でヘッダ情報に基づいて暗号化状態を判断して暗号化状態変換装置９０１で暗号化状態を変換させるか決定しても良い。【０１０４】
＜第７の実施形態＞
図１０は、本発明の第７の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置５０１と、画像暗号化装置１００１と、表示装置５０２と、を備えている。【０１０５】
画像生成出力装置５０１は、図５の構成から暗号化装置と擬似乱数生成装置を除いた構成要素を有している。画像生成出力装置５０１では、表示画像生成装置５０３が生成した画像が画像記憶装置５０６に記憶され、画像記憶装置５０６に記憶されている画像が画像出力装置５０７から出力される。【０１０６】
画像暗号化装置１００１の画像入力装置１００２は、画像出力装置５０７の出力を受け取り、暗号化装置５０４に譲り渡す。暗号化装置５０４は、受け取った画素データと擬似乱数生成装置５０５の出力を用いて画像を暗号化し、その結果は画像出力装置１００３を用いて、伝送ケーブル５０９を通じて表示装置５０２側に出力する。【０１０７】
表示装置５０２における画像入力装置５１０は、伝送ケーブル５０９を通じて暗号化された画像情報を受け取る。入力された画像情報は、復号化装置５１１で復号化処理され、画像表示装置５１３が複号結果を画面上に表示する。【０１０８】
本実施形態では、画像暗号化装置１００１が独立しているので、画像生成出力装置５０１として、既存のコンピュータなどをそのまま用いることができる。画像生成出力装置５０１と画像暗号化装置１００１との間の配線から情報が傍受される危険性が全くゼロというわけではないが、伝送ケーブル５０９と比較して非常に短いので、傍受の可能性は極めて低く抑えることができる。このように、既存のコンピュータの構成を変更せずに情報漏洩を防止ができるので、設備導入のためのコストも最小限に抑えることができる。【０１０９】
＜第８の実施形態＞
図１１は、本発明の第８の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態における画像生成表示装置は、画像生成出力装置５０１と、第１の画像暗号化状態変換装置１１０１と、第２の画像暗号化状態変換装置１１０２と、表示装置５０２と、を備えている。【０１１０】
画像生成出力装置５０１は、図５の構成から擬似乱数生成装置を除いた構成となっており、表示画像を暗号化した上で、画像出力装置５０７によって暗号化画像を出力する。ここで、暗号化装置５０１は、例えば、論理暗号化を行う。【０１１１】
第１の暗号化状態変換装置１１０１は、画像生成出力装置５０１から出力された画像情報を、画像入力装置１１０３で受け取り、暗号化状態変換装置９０１を用いて暗号化状態を変換（論理暗号化状態を算術暗号化状態に変換）した後に、その結果を、画像出力装置１１４を用いて出力する。【０１１２】
第２の暗号化状態変換装置１１０２は、第１の画像暗号化状態変換装置１１０１から出力された画像情報を、画像入力装置１１０５で受け取り、暗号化状態変換装置１１０６を用いて暗号化状態を変換（算術暗号化状態を論理暗号化状態に変換）した後に、その結果を擬似乱数生成装置５１２で生成された擬似乱数と共に、画像出力装置１１０８を用いて出力する。【０１１３】
表示装置５０２は、第２の暗号化状態変換装置１１０２から出力された画像情報を、画像入力装置５１０で受け取り、その結果を復号化装置５１１に供給する。そして復号化装置５１１の出力は、画像表示装置５１３によって画面上に表示される。【０１１４】
本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置５０１として一般の汎用コンピュータを、表示装置５０２として一般の液晶モニタ等を想定している。画像生成出力装置５０１と第１の暗号化状態変換装置１１０１は、ＤＶＩやＨＤＭＩなどでデジタル接続されている。また、第１の画像暗号化状態変換装置１１０１と第２の画像暗号化状態変換装置１１０２は、ＶＧＡなどでアナログ接続されている。そして、第２の画像暗号化状態変換装置１１０２と表示装置５０２は、ＤＶＩやＨＤＭＩなどでデジタル接続されている。このようにすることにより、建物や装置に組み込まれている配線ケーブルがＶＧＡなどのアナログ信号線である場合に、画像データの暗号化状態を保ったままデジタル装置を接続することができるようになっている。よって、本実施形態によれば、既存のインフラを変更することなく、暗号化を行うことができる。【０１１５】
＜第９の実施形態＞
図１２は、本発明の第９の実施形態による画像生成表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態による画像生成表示装置は、画像生成出力装置５０１と、画像暗号化装置１００１と、画像復号化装置１２０１と、表示装置５０２と、を備えている。【０１１６】
画像生成出力装置５０１は、表示画像生成装置５０３で生成した画像を、画像出力装置５０７を用いて出力する。画像出力装置５０７の出力配線は、画像暗号化装置１００１の画像入力装置１１０３に接続されており、画像入力装置１１０３は、受け取った画像を、暗号化装置５０５に供給する。暗号化装置５０５は、画像を擬似乱数生成装置５０５によって生成された擬似乱数を用いて暗号化（例えば、加減算暗号化）する。画像出力装置１１０４は、暗号化画像情報を出力する。画像暗号化装置１００１の出力配線５０９は、画像復号化装置１２０１の画像入力装置１１０５に接続されている。【０１１７】
画像入力装置１１０５は、受け取った暗号化画像情報を、復号化装置５１１供給する。復号化装置５１１は、暗号化画像情報を復号化する。画像出力装置１１０８は復号結果を出力する。画像出力装置１１０８の出力は、表示装置５０２の画像入力装置５１０に接続されている。【０１１８】
画像入力装置５１０は、受け取った復号画像を、画像表示装置５１３に供給する。画像表示装置５１３は、クロック変換装置５１４から供給されたクロックに基づいて、画像を画面上に表示する。【０１１９】
本実施形態の画像生成表示装置は、画像生成出力装置５０１として一般の汎用コンピュータを、表示装置５０２として一般の液晶モニタやプロジェクタ等を想定している。画像生成出力装置５０１と画像暗号化装置１００１の間、画像暗号化装置１００１と画像復号化装置１２０１の間、画像復号化装置１２０１と表示装置５０２の間は、それぞれＶＧＡなどのアナログ信号線で接続されている。よって、これは、建物や大型端末など、既設のアナログケーブルを使用する必要がある場合に好適な構成となっている。【０１２０】
なお、図１４は、本実施形態による画像生成表示装置の外観構成例を示す図である。画像生成表示装置１４０１は、汎用のコンピュータであり、その出力には、画像暗号化装置１４０２が接続されている。画像暗号化装置１４０２と画像復号化装置１４０４は、アナログケーブル１４０３で接続されており、画像復号化装置１４０４の出力は、液晶モニタ１４０５に接続されている。【０１２１】
＜まとめ＞
本発明の各実施形態によれば、表示画像を暗号化（算術暗号化、特に加減算暗号化）することにより、漏洩電磁波を撹乱し、それによって傍受者による同期情報の取得を妨害することができる。つまり、仮に同期情報が得られた場合でも、オリジナル画像に関する情報を得ることを困難にしており、また、同期情報自身を取得することを困難にしている。なお、漏洩電磁波の撹乱は、擬似乱数生成装置から得た数値列を加減することにより、表示画像と伝送情報との相関が無くなるため、容易に理解される。以下では、同期情報の取得困難性について述べる。【０１２２】
画像情報とともに送信される同期情報は、一般に画像情報と同等の電圧すなわち信号レベルで送信される。そのため、漏洩電磁波などに含まれる同期情報を、漏洩電磁波などに含まれる画像情報から分離することは困難である。すなわち、正確な同期情報Ｉｓが得られないため、傍受者がＩｓの探索を行わずに表示画像Ｉを再現することは困難である。【０１２３】
表示画像Ｉは、モニタに対してストリーミング形式で伝送される。すなわち、二次元の画像情報であれば、左上の座標から開始して右に向かって順番にデータが送信され、右端に到達したら次の行の左端から続くデータを送信する。この動作は、ＣＲＴモニタが画像を描画する際の走査動作と同様である。もちろん、ストリーミングで送る限り、画像の中でどの部分が先に送信されようとも、各実施形態の適用を妨げるものではない。また、画像Ｉを、ラインごとなどいくつかの複数のストリームに分割して、パラレルに送信しても良い。受信側でストリームが再現されれば良いので、特にデジタル伝送を行う場合においては、一部の情報が前記の順序の通りに伝送されるとは限らない。このような実装のバリエーションがあるとはいえ、画像Ｉがストリーミング形式で伝送される部分に着目すれば、本発明技術を画像情報の一部のみの保護などに適用することは容易である。【０１２４】
一般に、画像情報はコンピュータの起動時点などから絶え間なく伝送され続けるため、傍受者は、ある画像Ｉの送信開始時刻を知ることができない。【０１２５】
しかし、一般の画像表示を想定すれば、毎秒６０フレームのペースで画像が伝送されていると予想して、さらに同一の内容の画像が複数フレームの間にわたって連続で伝送されると考えられるため、テンプレートマッチングと呼ばれるような繰り返しパターンの位置を発見するための手法を用いて、同一情報が伝送されるタイミングを見出し、画像Ｉが伝送されている時刻を知ることが可能である。前記の方法を用いて画像Ｉが繰り返される周期を見ることで、同期情報Ｉｓを知ることが可能である。【０１２６】
ところが、各実施形態では、伝送画像を暗号化して入るため、傍受データを解析しても表示画像に関する情報を得ることが困難である。すなわち、パターンマッチングによって繰り返しパターンを見出すことが困難である。また、同一表示画像が連続する場合であっても、時刻が異なれば擬似乱数生成装置の出力パターンが異なるように構成することで、伝送される画像情報は異なるパターンとなり、傍受者にとってパターンマッチングを適用する際のよりどころとなる繰り返しパターンが存在しないようにすることができる。よって、本発明の情報表示装置を用いれば、傍受者が同期情報を見出すことは困難である。【０１２７】
結果として、画像Ｉは正規の通信者間のみで授受される。また、同期情報Ｉｓは、製造ばらつきなどにより装置ごとに異なるため、万一ある装置の同期情報が漏洩したとしても、傍受者はその他の装置の同期情報について新たに再探索する必要がある。また、同期情報を生成するクロック生成装置は、一般に温度変化による揺らぎが発生するため、同一の装置であっても、時刻が異なれば、同一の同期情報を用いて傍受することができない。【０１２８】
各実施形態において、さらに乱数生成装置を設け、乱数生成装置を用いて同期情報が情報の伝達ごとや、ある程度の期間ごとに異なるように構成すれば、ある時刻でひとつの情報が仮に漏洩した場合でも、その他の情報の安全は保たれる。【０１２９】
以上により、第三者による外部からの情報傍受に対して、安全に情報を送受信することができる情報伝達装置および情報伝達手段を実現することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
２０１：中央演算装置
２０２：一次記憶装置
２０３：画像演算装置
２０４：モニタ（ディスプレイ）
２０５、３０８：入出力ポート
２０６：二次記憶装置
２０７：内部バス
４０１：ＡＴＭ
４０２：ＡＴＭ表示部
４０３：ＡＴＭ操作部
４０４：ＡＴＭカードリーダ部
４０５：ＡＴＭ入出金部
４０６：ＡＴＭ制御部
４０７：ＡＴＭ記憶部
４０８：ＡＴＭ通信部
４０９：ＡＴＭセンサ部
４１０：ＡＴＭ音声発生部
５０１：表示画像生成出力装置
５０２：表示装置
５０３：表示画像生成装置
５０４：暗号化装置  
５０５：擬似乱数生成装置  
５０６：画像記憶装置
５０７：画像出力装置
５０８：クロック生成装置
５０９：伝送ケーブル
５１０：画像入力装置
５１１：復号化装置
５１３：画像表示装置
５１４：クロック変換装置
６０１：初期化装置
６０２：内部バス
８０１：表示画像処理装置
９０１：暗号化状態変換装置
１００１：画像暗号化装置
１２０３、  １４０４：画像復号化装置
１１０１、１１０２：画像暗号化状態変換装置
１３０１：端末装置
【図１】
2009148119.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
2009148119.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2009148119.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月26日(2010.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
前記画像に対して第１の暗号化処理を実行し、第１の暗号化画像を生成する暗号化部と、
前記第１の暗号化画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記第１の暗号化画像を受信する入力部と、
前記第１の暗号化画像に対して復号せずに直接第２の暗号化処理を実行し、第２の暗号化画像を生成する暗号化状態変換部と、
前記第２の暗号化画像を復号化処理する復号部と、
前記復号化された画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記第１の暗号化処理は論理暗号化処理であり、
前記第２の暗号化処理は加減算暗号化処理であり、
前記復号部は、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記第２の暗号化画像を復号化処理することを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
第１の暗号化処理によって第１の暗号化画像を生成する画像生成装置と、
前記第１の暗号化画像を第２の暗号化画像に変換して、伝送路に出力する第１の暗号化状態変換装置と、
前記伝送路を介して前記第１の暗号化状態変換装置から送られてきた前記第２の暗号化画像を、画像を復号した平文を経由せずに直接変換して前記第１の暗号化画像に変換する第２の暗号化状態変換装置と、
前記第１の暗号化画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項４】
前記画像生成装置は、論理暗号化を用いて前記第１の暗号化画像を生成し、
前記第１の暗号化状態変換装置は、前記第１の暗号化画像を、加減算暗号化された前記第２の暗号化画像に変換し、
前記第２の暗号化状態変換装置は、前記加減算暗号化に用いた関数の逆関数を用いて、前記第２の暗号化画像を、前記第１の暗号化画像に変換し、
前記表示装置における復号部は、前記論理暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月7日(2010.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像生成装置と、伝送路を介して前記画像生成装置から送られてきた前記画像を表示する表示装置を備える情報処理システムであって、
前記画像生成装置は、
入力画像に対して第１の暗号化アルゴリズムで第１の暗号化処理を実行し、第１の暗号化状態の画像を生成する暗号化部と、
前記第１の暗号化状態の画像を前記伝送路に出力する出力部と、を有し、
前記表示装置は、
前記第１の暗号化状態の画像を受信する入力部と、
前記第１の暗号化状態の画像に対して復号せずに、前記第１の暗号化アルゴリズムとは異なる第２の暗号化アルゴリズムで直接第２の暗号化処理を実行し、第２の暗号化状態の画像であって、前記第２の暗号化アルゴリズムに対応する復号化アルゴリズムによって前記第１の暗号化状態の画像を経ずに前記入力画像に復号可能な第２の暗号化状態の画像を生成する暗号化状態変換部と、
前記第２の暗号化状態の画像を、前記第１の暗号化状態の画像に戻すことなく復号化処理して復号化画像を生成する復号部と、
前記復号化画像を画面上に表示する表示部と、を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記第１の暗号化処理は論理暗号化処理であり、
前記第２の暗号化処理は加減算暗号化処理であり、
前記復号部は、前記加減算暗号化で用いた関数の逆関数により、前記第２の暗号化状態の画像を復号化処理することを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
第１の暗号化アルゴリズムを用いて入力画像に対して第１の暗号化処理を実行し、第１の暗号化状態の画像を生成する画像生成装置と、
前記第１の暗号化状態の画像を第２の暗号化状態の画像に変換して、伝送路に出力する第１の暗号化状態変換装置と、
前記伝送路を介して前記第１の暗号化状態変換装置から送られてきた前記第２の暗号化状態の画像を、画像を復号した平文を経由せずに直接変換して前記第１の暗号化状態の画像に変換する第２の暗号化状態変換装置と、
前記第１の暗号化状態の画像を復号部により復号化処理して表示する表示装置と、
を備え、
前記第１の暗号化状態の画像は、前記第１の暗号化アルゴリズムに対応する第１の復号化アルゴリズムによって前記入力画像に復号可能であり、
前記第２の暗号化状態の画像は、前記第１の暗号化アルゴリズムとは異なる第２の暗号化アルゴリズムに対応する第２の復号化アルゴリズムによって、前記第１の暗号化状態の画像を経由せずに前記入力画像に復号可能であることを特徴とする情報処理システム。
【請求項４】
前記画像生成装置は、論理暗号化を用いて前記第１の暗号化状態の画像を生成し、
前記第１の暗号化状態変換装置は、ｍｏｄｕｌａｒ_ｚ用いて暗号化する暗号化関数により、前記第１の暗号化状態の画像を、加減算暗号化された前記第２の暗号化状態の画像に変換し、
前記第２の暗号化状態変換装置は、前記加減算暗号化に用いた前記暗号化関数の逆関数を用いて、前記第２の暗号化状態の画像を、前記第１の暗号化状態の画像に変換し、
前記表示装置における復号部は、前記論理暗号化に用いた関数の逆関数を用いて復号化処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【国際調査報告】
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