(57)【要約】【課題】暗号化の処理リソースを有効に活用することができる情報送出装置及び情報送出方法を提供する。【解決手段】データ入出力部１４に外部へ送出するデータの伝送速度を規定し、その伝送速度情報を保持する。暗号演算部１１が演算／制御部１３を経由してデータ入出力部１４から伝送速度情報を取得する。暗号演算部１１に伝送速度−ラウンド数の対応テーブル１１０を設けておいて、取得した伝送速度情報を基に対応テーブル１１０を参照してデータ暗号化のラウンド数を決定する。伝送速度情報に応じて暗号化のラウンド数を決定することで、装置が持つ処理リソースを最大限に活用することが可能となり、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを生成するデータ生成手段と、
前記データ生成手段で生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出手段と、
前記データ生成手段によるデータ生成と前記データ送出手段によるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化手段と、
を備える情報送出装置。
【請求項２】
前記データ暗号化手段で決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成手段で生成されたデータに統合するデータ統合手段を備える請求項１に記載の情報送出装置。
【請求項３】
前記データ生成手段は、画像データ、音声データ、動画像データ又はテキストデータを含む各種データのうち少なくとも１つに関するデータを生成する請求項１又は請求項２に記載の情報送出装置。
【請求項４】
前記データ暗号化手段は、データ暗号化アルゴリズムとしてインボリュージョン型を用いる請求項１乃至請求項３に記載の情報送出装置。
【請求項５】
前記データ暗号化手段は、データ送出速度と暗号化の段数とを有する対応表を備え、該対応表を参照してデータ暗号化における暗号化の段数を決定する記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の情報送出装置。
【請求項６】
前記データ暗号化手段は、データ暗号化における暗号化の段数を変化させる以外に、暗号化の鍵長をも変化させる請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の情報送出装置。
【請求項７】
データを生成するデータ生成工程と、
前記データ生成工程で生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出工程と、
前記データ生成工程によるデータ生成と前記データ送出工程によるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化工程と、
前記データ暗号化工程で決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成工程で生成されたデータに統合するデータ統合工程と、
を備える情報送出方法。
【請求項８】
データを生成するデータ生成ステップと、
前記データ生成ステップで生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出ステップと、
前記データ生成ステップによるデータ生成と前記データ送出ステップによるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化ステップと、
前記データ暗号化ステップで決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成ステップで生成されたデータに統合するデータ統合ステップと、
を備え、コンピュータに前記各ステップを実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を暗号処理してネットワーク経由で通信相手の装置へ送信する情報送出装置及び情報送出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
共通鍵暗号方式は、次に記述する公開鍵暗号方式に比較して高速に演算処理可能であるが、その一方で通信相手との間で暗号通信を行う前に鍵データを共有しなければならない。この鍵データが外部に漏れた場合、メッセージが第三者に盗聴される可能性があるので、鍵データを厳密に配送／保持する必要がある。
【０００３】
公開鍵暗号は、暗号鍵（Ｋｐ）と復号鍵（Ｋｓ）とが異なり、暗号鍵Ｋｐを通信相手に送付し、復号鍵Ｋｓのみを秘密に保持する暗号方式である。暗号化は、Ｃ ＝ Ｅｎｃ（Ｋｐ, Ｍ）で表される。ここで、Ｃは暗号化データである。また、復号は、Ｍ ＝ Ｄｅｃ（Ｋｓ, Ｃ）で表される。
【０００４】
公開鍵暗号方式の特徴及び欠点は、以下の通りである。
（ａ）  暗号化鍵と復号鍵とが異なり、暗号鍵は公開できるため、暗号化鍵を秘密に配送／保持する必要がなく、管理が容易である。
（ｂ）  各利用者の暗号化鍵は公開されているので、利用者は各自の復号鍵のみ秘密に記憶しておけばよい。
（ｃ）  送られてきた通信文の送信者が偽者でないこと及びその通信文が改ざんされていないことを受信者が確認するための認証機能を実現できる。
（ｄ）  共通鍵暗号方式と比較して演算量が多く、処理時間がかかる。
【０００５】
通信文メッセージの圧縮、復元にはハッシュ関数が多く用いられる。ハッシュ関数はデジタル署名の生成を高速化するため等に用いられ、任意の長さのメッセージ（Ｍ）に処理を行い、一定の長さの出力（ｈ）を出す機能を持つ。ハッシュ関数としては、ＭＤ―２、ＭＤ−４、ＭＤ―５、ＳＨＡ―１、ＲＩＰＥＭＤ―１２８、ＲＩＰＥＭＤ―１６０等が知られており、これらのアルゴリズムは一般に公開されている。
【０００６】
ところで、近年の治安の悪化に対応して、街頭や公共施設の状況をモニタリング可能な映像監視システムが普及しつつある。該システムはデジタル化されており、カメラ、エンコード機器、モニタで構成されるのが一般的であるが、モニタリングだけではなくレコーダ機器により画像データの蓄積、保管も可能なように構成されていることが多く、更には各機器をインターネット接続することで遠隔地からカメラを制御し、遠隔地のレコーダに記憶するといったことも可能である。このようなインターネットに接続されたオープンなシステムでは、その特性上セキュリティー機能が重要なものとなる。したがって、この映像監視システムの構成機器それぞれに、「盗聴」、「改ざん」、「成りすまし」といった脅威に対抗する機能が求められる。
【０００７】
暗号通信の１つの手法に、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）型暗号装置を用いた公開アルゴリズム方式がある。また、このＤＥＳ型暗号装置を改良した端末装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。ＤＥＳ型暗号装置は暗号化の段数を固定しているので、暗号化強度が必ずしも十分ではない場合がある。特許文献１で開示された端末装置は、乱数を発生させて、発生した乱数に基づいて暗号化の段数を設定するようにしたものであり、暗号強度の向上が図れる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−６２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、高速な通信速度が要求される場面での運用に合わせると、暗号処理に過大な負荷をかけることができないので暗号の段数が低いものとなり、そのままの段数で高速な通信速度が要求されない場面での運用に使用すると（即ち低速な通信速度での運用に使用すると）、処理リソースに余裕があるにも関わらずその処理リソースを十分に活用できないといった問題がある。ここで処理リソースが有効に利用されていれば、段数を上げることで暗号強度を向上させることができることを考えると重大な問題である。
【００１０】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、暗号化の処理リソースを有効に活用することができる情報送出装置及び情報送出方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記構成又は方法又はプログラムにより達成される。
（１）  情報送出装置において、データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段で生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出手段と、前記データ生成手段によるデータ生成と前記データ送出手段によるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化手段と、を備える。
【００１２】
この構成によれば、伝送速度に応じて最適な暗号化の段数が決定されるので、暗号化の処理リソースを最大限に活用することが可能となり、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができる。
【００１３】
（２）  上記（１）に記載の情報送出装置において、前記データ暗号化手段で決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成手段で生成されたデータに統合するデータ統合手段を備える。
【００１４】
この構成によれば、暗号化データの伝送先の装置に暗号化の段数に関わる情報を送るので、当該装置にて暗号の復号を容易に行える。
【００１５】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の情報送出装置において、前記データ生成手段は、画像データ、音声データ、動画像データ又はテキストデータを含む各種データのうち少なくとも１つに関するデータを生成する。
【００１６】
この構成によれば、係るデータを高速に送ることができる。
【００１７】
（４）  上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の情報送出装置において、前記データ暗号化手段は、データ暗号化アルゴリズムとしてインボリュージョン型を用いる。
【００１８】
この構成によれば、効率良く暗号化できる。
【００１９】
（５）  上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の情報送出装置において、前記データ暗号化手段は、データ送出速度と暗号化の段数とを有する対応表を備え、該対応表を参照してデータ暗号化における暗号化の段数を決定する。
【００２０】
この構成によれば、データ送出速度と暗号化の段数とを有する対応表から暗号化の段数を即座に決定することできるので、暗号化処理の高速化が図れる。
【００２１】
（６）  上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の情報送出装置において、前記データ暗号化手段は、データ暗号化における暗号化の段数を変化させる以外に、暗号化の鍵長をも変化させる。
【００２２】
この構成によれば、暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を更に向上させることができる。
【００２３】
（７）  情報送出方法において、データを生成するデータ生成工程と、前記データ生成工程で生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出工程と、前記データ生成工程によるデータ生成と前記データ送出工程によるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化工程と、前記データ暗号化工程で決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成工程で生成されたデータに統合するデータ統合工程と、を備える。
【００２４】
この方法によれば、伝送速度に応じて最適な暗号化の段数を決定するので、暗号化の処理リソースを最大限に活用することが可能となり、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができる。
【００２５】
（８）  情報を送出するためのプログラムにおいて、データを生成するデータ生成ステップと、前記データ生成ステップで生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出ステップと、前記データ生成ステップによるデータ生成と前記データ送出ステップによるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じて暗号化の段数を決定するデータ暗号化ステップと、前記データ暗号化ステップで決定された暗号化の段数に関わる情報を前記データ生成ステップで生成されたデータに統合するデータ統合ステップとを備え、コンピュータに前記各ステップを実行させる。
【００２６】
このプログラムによれば、これをコンピュータに実行させることで、コンピュータにて本発明を極めて容易に実施することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、伝送速度に応じて最適な暗号化の段数を決定するので、暗号化の処理リソースを最大限に活用することが可能となり、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る情報送出装置を用いたデータ入/出力システムを示すブロック図である。図２は、本実施の形態の情報送出装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態の情報送出装置から送信される暗号化処理された情報を受信し、復号する情報受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１において、本実施の形態の情報送出装置１０を用いたデータ入/出力システムは、情報送出装置１０と情報受信装置２０がインターネット等の通信ネットワーク３０を介して接続されている。
【００３１】
図２において、本実施の形態の情報送出装置１０は、シーンを撮像して、符号化した後に暗号化を行い、暗号化後のデータを送信するものであり、暗号演算部１１、データ信号処理部１２、演算／制御部１３、データ入出力部１４、操作／入力部１５、不揮発性メモリ部１６、揮発性メモリ部１７、光学部１８及び表示部１９を備えて構成される。制御／演算部１３は、操作／入力部１５を介してユーザより撮影指示がなされた場合に、不揮発性メモリ部１６に予め格納されている制御プログラムに従って各部を制御することで画像データ等の生成処理を行う。光学部１８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）といった光学センサを含み、撮影指示がなされた場合に被写体（シーン）の撮影を行い、これにより得た画像データをデータ信号処理部１２へ送る。
【００３２】
データ信号処理部１２は、光学部１８からの画像データに対して電気信号処理、デジタル信号処理、データの圧縮処理（エンコード）等を行う。揮発性メモリ部１７は、演算処理済の画像データ等を格納する。暗号演算部１１は、指定されているパラメータ（暗号化の段数、鍵長）に従ってデータ信号処理部１２で生成された映像（画像）データ等を暗号化する。データ入出力部１４は、外部ネットワークとのインタフェースであり、画像データをはじめとする情報送出装置１０内で生成された各データをまとめて（統合して）送信する機能と外部からのデータを受信する機能を持つ。操作／入力部１５は、ユーザの撮影指示をはじめとする各種の指示を外部から受け付けるためのものである。表示部１９は、ユーザへのメッセージや装置情報を画面に表示するためのものである。
【００３３】
図３において、情報受信装置２０は、情報送出装置１０からの暗号化データを受信し、該データを復号した後にデコードを行うものであり、暗号復号部２１、デコード部２２、演算／制御部２３、データ入出力部２４、操作／入力部２５、不揮発性メモリ部２６、揮発性メモリ部２７及び表示部２８を備えて構成される。制御／演算部２３は、操作／入力部２５を介してユーザより撮影指示がなされた場合に、不揮発性メモリ部２６に予め格納されている制御プログラムに従い、表示のために必要となる処理を行う各部を制御する。デコード部２２は、暗号復号部２１にて復号されたデータに対してデコード（圧縮したデータの伸張処理）を行う。
【００３４】
揮発性メモリ部２７は、処理済のデータを格納する。暗号復号部２１は、指定されているパラメータ（復号の段数、鍵長）に従ってデータ入出力部２４で受信されたデータを復号する。データ入出力部２４は、外部ネットワークとのインタフェースであり、画像データをはじめとする情報送出装置１０からの各種データを受信してデータ種別毎に分離する機能を持つ。操作／入力部２５は、ユーザの各種の指示を外部から受け付けるためのものである。表示部２８は、デコード部２２でデコードされ、揮発性メモリ部２７に記憶されているデータ及びユーザへのメッセージや装置情報を画面に表示する。
【００３５】
次に、暗号アルゴリズムの処理構造について説明する。図４及び図５は、共通鍵暗号アルゴリズムの構造の一例を示す図である。図４は暗号アルゴリズムの大局構造を示す図、図５は暗号アルゴリズムの詳細構造（ラウンド処理の内容）を示す図である。図４に示す共通鍵暗号アルゴリズムでは、入力データがアルゴリズムで規定されるブロックに分割されてブロック単位で暗号化される。ブロック化されたデータはラウンドと呼ばれる処理を規定回数繰り返し施される。ラウンド処理後に最終的に出力されるデータが暗号文となる。
【００３６】
図５に示すラウンド処理において、ブロックは更に２つ（右ブロック、左ブロック）に分割されて処理される。１段目では右のブロックが非線形関数Ｆ（ ）で処理される。ここの処理では鍵データが入力されて、合わせ込まれる。次いで、この関数の出力ブロックが左ブロックと足し合わされる。そして、この出力ブロックが２段目の処理における右ブロックとなる。２段目の左ブロックは１段目の右ブロックを使う。上記のようなラウンド処理をアルゴリズムによって決められている規定回数を繰り返すと最終出力である暗号化データができる。したがって、ラウンド数（即ち段数）が少なければ処理速度は高速になり、ラウンド数が多ければ処理速度は低速になる。一方でラウンド数が少なければ「データの攪拌」の度合いが少ないので強度は弱くなり、逆にラウンド数が多ければ「データの攪拌」の度合いが大きいので強度は強くなることが知られている。
【００３７】
次に、図６は、情報送出装置１０における暗号演算部１１、データ入出力部１４、演算／制御部１３の連係を示す図である。同図において、データ入出力部１４には前もって外部へ送出するデータの伝送速度が規定されており、そのデータを保持している。暗号演算部１１は、演算／制御部１３に対して規定されている伝送速度情報のリクエストを送る。演算／制御部１３は、暗号演算部１１からのリクエストを受信すると、データ入出力部１４に対して伝送速度情報を送信するようにリクエストを送信する。データ入出力部１４は、演算／制御部１３からのリクエストを受信すると、伝送速度情報を演算／制御部１３へ送信する。演算／制御部１３は、データ入出力部１４からの伝送速度情報を受信すると、該伝送速度情報を暗号演算部１１へ送信する。
【００３８】
暗号演算部１１には、図７に示すような伝送速度−ラウンド数の対応テーブル１１０が保持されており、受け取った伝送速度情報を基にして、対応テーブル１１０を参照することでデータ暗号化のラウンド数を決定する。例えば、受け取った伝送速度情報が１０Ｍｂｐｓであった場合、対応テーブル１１０を参照してラウンド数を１６段とする。また、受け取った伝送速度情報が２０Ｍｂｐｓであった場合、対応テーブル１１０を参照してラウンド数を８段とする。ここで、伝送速度−ラウンド数の対応テーブル１１０は予め装置の設計段階において、テストを実施して値を算出しておく。この時に処理リソースを最大に利用できるような値にしておく。また、ラウンド数データを生成して、演算／制御部１３経由でデータ入出力部１４へ出力する。これはラウンド数が可変であるので、この情報（ラウンド数データ）を情報受信装置２０側が復号のために知る必要があるためである。
【００３９】
次に、操作／入力部１５から伝送速度の変更命令の入力があった場合について図８に基づいて説明する。同図において、伝送速度の変更命令の入力があった場合、その命令は演算／制御部１３経由でデータ入出力部１４へ送られる。データ入出力部１４は、その命令に従い、内部で保持している伝送速度情報を変更する。演算／制御部１３は、暗号演算部１１に対しても伝送速度の変更が生じることを通知する。暗号演算部１１は、演算／制御部１３から通知を受けると、受け取った変更情報を基にして対応テーブル１１０を参照することでデータ暗号化のラウンド数を変更する。更に、変更したラウンド数データを演算／制御部１３経由でデータ入出力部１４へ出力する。
【００４０】
最後に、暗号演算部１１の動作について図９に示すフローチャートを用いて説明する。同図において、まず演算／制御部１３に対して伝送速度情報のリクエストを送る（ステップＳ９０１）。次いで、演算／制御部１３からリクエストに対するレスポンス（伝送速度情報）を受信したかどうかを判断する（ステップＳ９０２）。リクエストに対するレスポンスを受信した場合は、ステップＳ９０３に進み、そうでない場合にはステップＳ９０１へ進む。
【００４１】
ステップＳ９０３に進むと、受信した伝送速度情報と、予め保持している伝送速度−ラウンド数の対応テーブル１１０とから暗号のラウンド数を決定する。次いで、ステップＳ９０３で決定したラウンド数を演算／制御部１３経由でデータ入出力部１４へ送信する（ステップＳ９０４）。次いで、ステップＳ９０３で決定したラウンド数で入力データを暗号化する（ステップＳ９０５）。その後、終了指示があるかどうかを判断し（ステップＳ９０６）、指示があれば処理を終了し、指示がなければステップＳ９０７へ進む。ステップＳ９０７に進むと、伝送速度変更命令を演算／制御部１３から受信したかどうかを判断し、受信している場合にはステップＳ９０３に戻り、受信していない場合にはステップＳ９０５に戻る。
【００４２】
このように本実施の形態に係る情報送出装置１０によれば、伝送速度に応じて暗号化のラウンド数を決定するので、装置が持つ処理リソースを最大限に活用することが可能となる。これにより、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができる。
【００４３】
また、暗号化データとともに暗号化のラウンド数を情報受信装置２０に送るので、情報受信装置２０にて暗号の復号を容易に行える。
【００４４】
また、データ暗号化アルゴリズムにインボリュージョン型を用いたので、効率の良い暗号化が可能となる。
【００４５】
また、伝送速度−ラウンド数の対応テーブル１１０を備えるので、暗号化のラウンド数を即座に決定することでき、暗号化処理の高速化が図れる。
【００４６】
また、データ暗号化における暗号化のラウンド数を変化させる以外に暗号化の鍵長も変化させるので、暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を更に向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、画像データを暗号化するようにしたが、画像データの他に、音声データ、動画像データ又はテキストデータを含む各種データを暗号化できることは言うまでもない。また、これらのデータを高速に送ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態においては、情報送出装置１０をハードウェア構成としたが、情報送出装置１０の機能をプログラム化してコンピュータに実行させることで、コンピュータにても実現できる。このプログラムは、以下のステップで構成される。
【００４９】
・データを生成するデータ生成ステップ
・データ生成ステップで生成されたデータを含む装置内で生成されたデータを装置外へ送出するデータ送出ステップ
・データ生成ステップによるデータ生成とデータ送出ステップによるデータ送出に関わる処理負荷の度合いに応じてデータ暗号化における暗号化の段数（即ちラウンド数）を決定するデータ暗号化ステップ
・データ暗号化ステップで決定された暗号化の段数に関わる情報をデータ生成ステップにて生成されたデータに統合するデータ統合ステップ
なお、上記暗号化のラウンド数の決定には、例えば伝送速度情報を用いる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、装置が持つ処理リソースを最大限に活用することが可能となり、高速な通信速度が要求されない場面では暗号強度が向上し、データ送受信システムの安全性を向上させることができるといった効果を有し、インターネットに接続された映像監視システム等のオープンな全てのシステムへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る情報送出装置を用いたデータ入/出力システムの概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置の概略構成を示すブロック図
【図３】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置から送信される暗号化処理された情報を受信し復号する情報受信装置の概略構成を示すブロック図
【図４】暗号アルゴリズムの大局構造を示す図
【図５】暗号アルゴリズムの詳細構造を示す図
【図６】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置の暗号演算部、データ入出力部、演算／制御部との連係動作を説明するためのブロック図
【図７】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置の暗号演算部が有する伝送速度−ラウンド数の対応テーブルの構成例を示す図
【図８】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置において伝送速度の変更命令の入力があった場合の関連動作を説明するためのブロック図
【図９】本発明の上記実施の形態に係る情報送出装置の暗号演算部の動作の一例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５２】
１０  情報送出装置
１１  暗号化演算部
１２  データ信号処理部
１３  演算／制御部
１４  データ入出力部
１５  操作／入力部
１６  不揮発性メモリ部
１７  揮発性メモリ部
１８  光学部
１９  表示部
２０  情報受信装置
２１  暗号復号部
２２  デコード部
２３  演算／制御部
２４  データ入出力部
２５  操作／入力部
２６  不揮発性メモリ部
２７  揮発性メモリ部
２８  表示部
３０  通信ネットワーク
１１０  伝送速度−ラウンド数の対応テーブル
【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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