(57)【要約】【課題】強固な安全性を実現した暗号化復号化方法を実現する。【解決手段】暗号化部で秘密情報を解くためのＭ個の鍵を生成し、復号化部で該Ｍ個の鍵の内のＮ（Ｎ＜Ｍ）個の鍵に基づき前記秘密情報を解くしきい値秘密分散法を用いた暗号化復号化方法において、前記暗号化部で前記Ｍ個の鍵のそれぞれに互いに異なる値のＫ（Ｋ≧Ｍ）個の内のＭ個の副鍵を付加し、前記復号化部で前記Ｎ個の鍵に付加された前記副鍵の正当性を確認した後に、前記Ｎ個の鍵に基づき前記秘密情報を解く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化部で秘密情報を解くためのＭ個の鍵を生成し、復号化部で該Ｍ個の鍵の内のＮ（Ｎ＜Ｍ）個の鍵に基づき前記秘密情報を解くしきい値秘密分散法を用いた暗号化復号化方法において、
前記暗号化部で前記Ｍ個の鍵のそれぞれに互いに異なる値のＫ（Ｋ≧Ｍ）個の内のＭ個から選んだ副鍵を付加し、前記復号化部で前記Ｎ個の鍵に付加された前記副鍵の正当性を確認した後に、前記Ｎ個の鍵に基づき前記秘密情報を解くことを特徴とする暗号化復号化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の暗号化復号化方法において、
前記Ｍ個の鍵に対する前記Ｋ個の内のＭ個の副鍵の組合せを複数組用意し、切り替えて使用することを特徴とする暗号化復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、しきい値秘密分散法を利用してデータの暗号化復号化を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
秘密情報を暗号化／復号化する鍵を１個として、これを１人の管理人に委ねた場合にその鍵の紛失やその管理人による不正使用のリスクがあるところから、その鍵を複数に分散し、個々の鍵を複数の管理人に委ねる秘密分散法が開発された。この秘密分散法によれば、不正使用のリスクが低減する。しかし、いずれか１個の鍵でも紛失すると、もはや秘密情報を復号化することができなくなり、この面では逆にリスクが増大する。
【０００３】
そこで、暗号化に使用した複数の鍵の内の何個かが集まれば、秘密情報を復号できるようにしたしきい値秘密分散法が開発された（例えば、非特許文献１参照）。これは、例えば、５人の管理人に鍵を分散した場合、その内の３人の管理人の鍵が集まれば、秘密情報を復号できるようにするものである。これは（５−３）しきい値秘密分散法と呼ばれる。
【０００４】
図４はしきい値秘密分散法による暗号化復号化のシステムの構成を示すブロック図である。暗号化に当たっては、暗号化部３０において、秘密情報を鍵管理センタ３１に入力し、鍵生成部３２で複数の鍵を生成する。この暗号化の方法は、（５−３）しきい値秘密分散法では、二次関数
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を使用し、その定数Ｃを秘密情報とする。係数Ａ，Ｂは任意に選定するが、Ａ≠０として二次関数となるようにする。
【０００５】
５人の管理人Ｌ１〜Ｌ５には秘密情報を復号する鍵を割り当てるが、(1)式のｘとして互いに異なる値ｌ１〜ｌ５を選び、これで演算したｆ（ｘ）の結果を鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）として配る。なお、一般的には安全上から、それぞれの管理人には当人以外の鍵は知らされない。
【０００６】
復号化に際しては、３点が決まれば(1)式で表される二次関数を求めることができるので、上記した５個の鍵の内の３個が復号化部４０の鍵管理センタ４１に取り込まれると、復号部４２で(1)式の秘密情報であるＣを求めることができる。すなわち、例えば鍵ｆ（ｌ１）、ｆ（ｌ２）、ｆ（ｌ３）をもつ３人の管理人Ｌ１〜Ｌ３が集まったとき、ｌ１，ｌ２，ｌ３およびｆ（ｌ１）、ｆ（ｌ２）、ｆ（ｌ３）から、Ａ，Ｂ，Ｃに関する３元一次連立方程式
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よりＣを求めればよいことになる。
【非特許文献１】今井秀樹  編著、「現代暗号とマジックプロトコル」、臨時別冊・数理科学、７６−８３頁、２０００年９月２５日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記したしきい値秘密分散法では、誰かが１個の鍵を不正に取得して、秘密情報を取り出す３人の管理人の１人になりすましたとき、明らかに秘密情報の安全性が問題となる。
【０００８】
本発明の目的は、従来のしきい値秘密分散法よりもより強固な安全性を実現した暗号化復号化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、暗号化部で秘密情報を解くためのＭ個の鍵を生成し、復号化部で該Ｍ個の鍵の内のＮ（Ｎ＜Ｍ）個の鍵に基づき前記秘密情報を解くしきい値秘密分散法を用いた暗号化復号化方法において、前記暗号化部で前記Ｍ個の鍵のそれぞれに互いに異なる値のＫ（Ｋ≧Ｍ）個の内のＭ個から選んだ副鍵を付加し、前記復号化部で前記Ｎ個の鍵に付加された前記副鍵の正当性を確認した後に、前記Ｎ個の鍵に基づき前記秘密情報を解くことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の暗号化復号化方法において、前記Ｍ個の鍵に対する前記Ｋ個の内のＭ個の副鍵の組合せを複数組用意し、切り替えて使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本来の鍵に副鍵を追加するので、本来の鍵が不正入手された場合であっても、その副鍵によって管理人の正当性を確認することができ、安全性がより向上する利点がある。例えば、（５−３）しきい値秘密分散法では、従来方法では３個の鍵の選び方は、５!／（５−３）!＝６０通りあるが、本発明の副鍵を入れると５!／[３!・（５−３）!]＝１０通しかなく、強度が６倍になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明を（５−３）しきい値秘密分散法に適用した実施例の暗号化復号化のシステムの構成を示すブロック図である。１０は暗号化部、２０は復号化部、Ｌ１〜Ｌ５は管理人である。暗号化部１０では、作成した秘密情報を鍵管理センタ１１に入力し、鍵作成部１２において、本来の鍵を５個生成するとともに、その生成した５個の鍵に対して、副鍵対応表１３に応じて副鍵を生成する。すなわち、従来例と同じように、秘密情報をＣとすると、図２のフローチャートに示すように、係数Ａ，Ｂを選定し（ステップＳ１１）、(1)式のｘにｌ１〜ｌ５を代入してｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）を計算し（ステップＳ１２）、これを管理人Ｌ１〜ｌ５の鍵とする。さらに本実施例では、副鍵対応表１３に従って、各管理人Ｌ１〜ｌ５の鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）に、副鍵１〜５を追加する（ステップＳ１３）。
【００１２】
このステップＳ１３の(b)は、副鍵の追加方法を示している。ここでは、５人の管理人Ｌ１〜Ｌ５の鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）に、
Ｌ１：[ｆ（ｌ１），１]
Ｌ２：[ｆ（ｌ２），２]
Ｌ３：[ｆ（ｌ３），３]
Ｌ４：[ｆ（ｌ４），４]
Ｌ５：[ｆ（ｌ５），５]
のように、１〜５の副鍵を追加する。鍵ｆ（ｌ１）に副鍵１が付加され、鍵ｆ（ｌ２）に副鍵２が付加され、鍵ｆ（ｌ３）に副鍵３が付加され、鍵ｆ（ｌ４）に副鍵４が付加され、鍵ｆ（ｌ５）に副鍵５が付加される。この副鍵は、鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）を差し込む場所に相当する。図５Ａの(1)にこの対応表の内容（但し、この表では、鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）を管理人Ｌ１〜Ｌ５に代えて表した。つまり、各管理人に副鍵を付与することとした）を示した。この表では、５個から３個を取り出す組合せを、Ａ〜Ｊの１０通りについて示した。
【００１３】
図１の復号化部２０においては、図３のフローチャートに示すように、５人の管理人Ｌ１〜Ｌ５の内の少なくとも３人の管理人が集まると（ステップＳ２１）、それらの管理人の鍵を副鍵と共に鍵管理センタ２１に入力し（ステップＳ２２）、これを復号部２３に取り込み、前記復号化部１０で使用した副鍵対応表１３と同じ副鍵対応表２２と照合して鍵と副鍵の組合せの一致の判定、つまり管理人の正当性の判定を行う（ステップＳ２３）。入力した少なくとも３つの鍵が、図５Ａの(1)の組合せＡ〜Ｊのいずれかと合致すると、その３つの鍵が正当な鍵（その管理人が正当な管理人）であることが確認される。この後に復号部２３で３個の鍵から前記(2)式に基づき秘密情報Ｃを求める（ステップＳ２４）。
【００１４】
以上のように、本実施例では、単純なしきい値秘密分散法に比べて、各鍵（各管理人）に互いに異なる副鍵を付加するので、鍵が外部に漏れても、この副鍵によって管理人の正当性を確認することができ、解読がより困難となって安全性が高くなる。しかも、この副鍵については対応を確認するのみでよく、復号方法のアルゴリズムに大きな変更は必要なく、また管理人の正当性について複雑な認証も必要ない。
【００１５】
なお、上記では副鍵対応表に図５Ａの(1)に示したものを使用したが、これに限られるものではない。図５Ａの(2)〜(12)、図５Ｂの(13)〜(24)、図５Ｃの(25)〜(35)に他の対応表を示した。例えば、図５Ａの(2)は、
Ｌ１：[ｆ（ｌ１），２]
Ｌ２：[ｆ（ｌ２），３]
Ｌ３：[ｆ（ｌ３），４]
Ｌ４：[ｆ（ｌ４），５]
Ｌ５：[ｆ（ｌ５），１]
であり、図５Ａの(3)は、
Ｌ１：[ｆ（ｌ１），３]
Ｌ２：[ｆ（ｌ２），４]
Ｌ３：[ｆ（ｌ３），５]
Ｌ４：[ｆ（ｌ４），１]
Ｌ５：[ｆ（ｌ５），２]
である。このように複数の副鍵対応表を用意しておくことにより、これを切り替えて使用することができ、いずれかの副鍵対応表が外部にもれた場合でも、副鍵対応表を簡単に変更できる。
【００１６】
また、鍵ｆ（ｌ１）〜ｆ（ｌ５）に付加する副鍵の種類は、鍵の数に合わせた５個に限られず、５個以上であればよい。例えば、１０個の副鍵を使用した場合の副鍵対応表の一例を、図５の(1)〜(5)に示した。このように、秘密情報を解くために生成したＭ個の鍵の内のＮ（Ｎ＜Ｍ）個の鍵に基づき秘密情報を解くとき、Ｍ個の鍵のそれぞれに互いに異なる値のＫ（Ｋ≧Ｍ）個の内のＭ個の副鍵を付加すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の暗号化複合化のシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】同システムの暗号化部の処理のフローチャートである。
【図３】同システムの復号化部の処理のフローチャートである。
【図４】従来の暗号化複合化のシステムの構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】副鍵対応表の内容を示す説明図である。
【図５Ｂ】副鍵対応表の内容を示す説明図である。
【図５Ｃ】副鍵対応表の内容を示す説明図である。
【図６】別の例の副鍵対応表の内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０：暗号化部、１１：鍵管理センタ、１２：鍵生成部、１３：副鍵対応表
２０：復号化部、２１：鍵管理センタ、２２：副鍵対応表、２３：復号部
３０：暗号化部、３１：鍵管理センタ、３２：鍵生成部
４０：復号化部、４１：鍵管理センタ、４２：復号部
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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