(57)【要約】  【課題】情報漏洩に対する秘匿性と対障害性を高めることができる秘密情報保管システムを提供すること。  【解決手段】ローカルホスト側２に分散符号化・復号手段３を設け、ネットワーク１上の互いに物理的に離れた位置に複数の情報記憶装置４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎを設ける。分散符号化・復号手段３で秘密情報Ｓを(k,n)しきい値秘密分散法を用いて分散符号化し、さらに各々にパリティを冗長コードとして付して分散情報を生成する。これにより生成された各分散情報をネットワーク１を介して複数の情報記憶装置４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎのそれぞれに分散転送して保管する。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローカルホスト側に設けられた分散符号化・復号手段と、ネットワーク上の互いに物理的に離れた位置に設けられた複数の情報記憶装置を備え、
前記分散符号化・復号手段で秘密情報を(k,n)しきい値秘密分散法を用いて分散符号化し、さらに各々にパリティを冗長コードとして付して分散情報を生成し、これにより生成された各分散情報を前記ネットワークを介して前記複数の情報記憶装置のそれぞれに分散転送して保管することを特徴とする秘密情報保管システム。
【請求項２】
前記分散符号化・復号手段が前記ローカルホスト内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の秘密情報保管システム。
【請求項３】
前記分散符号化・復号手段が前記ローカルホストと別体であることを特徴とする請求項１に記載の秘密情報保管システム。
【請求項４】
前記ローカルホストに接続された外部記憶手段を備え、前記分散情報の少なくとも１つを、前記情報記憶装置ではなく前記外部記憶媒体に圧縮転送して保管することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の秘密情報保管システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、秘密情報保管システムに関し、特に、情報漏洩に対する秘匿性と対障害性を高めることができる秘密情報保管システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、ブロードバンドネットワークの普及でインターネットが企業や家庭に浸透し、電子商取引、電子バンク、マルチメディアビジネスなど、情報インフラ基盤としての発展を見せており、インターネット内で交換されるデータ量は増加の一途である。
【０００３】
これに伴い、より生活に密着した重要なデータの交換や保管もインターネットを通して行われるようになってきた。インターネットを通して情報を保管する場合、さまざまな要素を考慮する必要がある。データの損失を防ぐ対障害性、データが不正使用されないようにするための秘匿性が特に重要である。
【０００４】
データは最終的にハードディスクなどの物理媒体に保管される。しかし、ハードディスクなどの物理媒体には物理的な経年変化が伴い、データ損失の危険性がある。ハードディスクなどのハードウエアに依存したデータ損失の危険性を減らすためには保管場所の分散などの対策を施す必要があり、データの複製を作成して別々の場所（リモートホスト）に分散保管するリモートコピーを行うのが一般的である。
【０００５】
データを複製して分散保管すると、複製したデータが不正利用される可能性が大きくなるので、その不正利用を防ぐには暗号化などの高いセキュリティ対策が必要である。コピー中のデータやディスク上にあるデータが不正使用されないようにするために暗号化などのセキュリティ対策が採られており、現在では鍵を使った暗号化が広く採用されている。
【０００６】
また、分野によってはコストが若干余計にかかろうとも十分な秘匿性や対障害性を持たせたいという要望もでてきている。例えば住民基本台帳などを管理する地方自治体や保険・医療・福祉などの重要な個人情報を扱う組織においてそのような要望がある。重要な個人情報を扱う地方自治体や組織が存在する地方で災害が起こると、その地方にあるコンピュータや複製データの入ったテープなどが全て壊れる可能性がある。したがって、このような場合でも、データを遠隔地に分散して保管するなどの災害対策が望まれる。また、同時に分散したデータが不正利用されないように高いセキュリティの仕組みも必要である。
【０００７】
対障害性については、データを保管しているディスクシステムに人為的な破壊や自然災害などで障害が起こるとデータが消失して復元ができなくなってしまうため、ディスク装置をＲＡＩＤ化する技術が提案されている。例えば、下記非特許文献１ではネットワークＲＡＩＤファイルシステムが提案されている。
【０００８】
ＲＡＩＤには構成により０〜５のＲＡＩＤレベルがあり、この中でよく使われるのはＲＡＩＤ０（ストライピング）、ＲＡＩＤ１（ミラーリング）、ＲＡＩＤ５（分散データガーディング）である。
【０００９】
ＲＡＩＤ５は、ブロック単位でストライピングを行い、しかもパリティと呼ばれる冗長コードを複数のディスクに書き込むことにより、１台のハードディスクが故障してもそれ以外のハードディスクの分散データとパリティから元のデータを回復可能にするものであり、分散データの合計は基のデータに比べてパリティのサイズ大きくなるだけであり、高速に動作する分散保管法である。
【００１０】
また、データに秘匿性と対障害性を与える暗号化理論に、下記非特許文献２，３に記載されている秘密分散法がある。秘密分散法は、秘密情報をいくつかに分散して分散情報（シェア）を作成し、特定個数の分散情報を集めた場合には元の秘密情報を復元できるが、それ以外の場合には元の秘密情報を復元できないという理論であり、情報に対して秘匿性を得ることを目的とした暗号化と対障害性を得ることを目的とした分散を同時に行うことができる。
【非特許文献１】松本 尚：ネットワークＲＡＩＤファイルシステム ITX2002 Summer論文集(CD ROM),情報処理振興事業協会,June 2002.
【非特許文献２】Adi Shamir:How to Share a Secret.Communication of ACM,vol.22,no.11,pp.612-613,Nov.1979.
【非特許文献３】E.D.Karnin,J.W.Greene and M.Hellman:On Secret Sharing Systems.IEEE Trans.on Inform.Theory,vol.29,pp.35-41,Jan.1983.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、広域災害によるデータ損失を防ぐため、現在では、リモートコピーやＲＡＩＤを用いて分散データを作成し、リモートホストに分散保管する手法が採用されている。本質的に、広域災害によるデータ損失を防ぐためには、冗長性をもった分散データを作成し、それぞれを距離が離れた別々のリモートホストに保管するしかない。このため、情報の重要性が高くなるほど、対障害性を高くするために多くの分散データを作成して保管しなければならない。
【００１２】
しかし、分散データを保管するリモートホストが増えれば増えるほど不正アクセスの機会が増大し、情報漏洩の可能性も増大する。したがって、情報漏洩の可能性を減らすということからは分散データの数は少ないほうがよく、これは対障害性と矛盾することになる。
【００１３】
また、ＲＡＩＤ５は、パリティによりデータ回復を行うため、同時に２台以上のハードディスクが故障すると元のデータの回復は不可能である。また、分散データに対しては暗号化が行われないので、それぞれの分散データの中身をみると部分的にではあるが元のデータの内容が分かってしまうという課題がある。
【００１４】
秘密分散法は、時間計算量や空間計算量は非常に大きく、実用性が低いと考えられていた。しかし、近年プロセッサの処理性能の向上とハードディスクの低価格化により、秘密分散法を使用したデータ保管手法が現実味を帯びてきている。
【００１５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、情報漏洩に対する秘匿性と対障害性を高めることができる秘密情報保管システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は、ローカルホスト側に設けられた分散符号化・復号手段と、ネットワーク上の互いに物理的に離れた位置に設けられた複数の情報記憶装置を備え、前記分散符号化・復号手段で秘密情報を(k,n)しきい値秘密分散法を用いて分散符号化し、さらに各々にパリティを冗長コードとして付して分散情報を生成し、これにより生成された各分散情報を前記ネットワークを介して前記複数の情報記憶装置のそれぞれに分散転送して保管する点に第１の特徴がある。
【００１７】
また、本発明は、前記分散符号化・復号手段が前記ローカルホスト内に設けられている点に第２の特徴がある。
【００１８】
また、本発明は、前記分散符号化・復号手段が前記ローカルホストと別体である点に第３の特徴がある。
【００１９】
さらに、本発明は、前記ローカルホストに接続された外部記憶手段を備え、前記分散情報の少なくとも１つを、前記情報記憶装置ではなく前記外部記憶媒体に圧縮転送して保管する点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１ないし第３の特徴によれば、(k,n)しきい値秘密分散法を用いて作成した分散情報をそれぞれ物理的に離れた場所に設けられた情報記憶装置に分散保管することにより、広域災害などでいくつかの分散情報が損失してもｋ個以上の分散情報が残っていれば、残っている分散情報から元の秘密情報を復号することができる。また、１つの分散情報が消失した場合には、パリティとその他の分散情報とを用いて回復が可能である。したがって、データ損失による被害を減らすことができ、対障害性を高めることができる。
【００２１】
また、秘密分散法を用いているため、１つ１つの分散情報から元の秘密情報を復号することはできず、分散情報からは秘密情報の一部の内容も見ることができないため秘匿性を高めることができる。
【００２２】
さらに、第４の特徴によれば、少ない記憶容量の外部記憶媒体に一部の分散情報を保管することができ、ここに保管した分散情報を認証鍵や印鑑のように使用することができるので、さらに秘匿性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る秘密情報保管システムの実施形態を示すブロック図である。インターネット１などのネットワークにローカルホスト２が接続される。ローカルホスト２は分散符号化・復号手段３を備え、例えば個人情報などの秘密情報を扱う自治体に設置される。
【００２４】
また、インターネット１上には、互いに物理的に離れた位置にハードディスクなどの複数の情報記憶装置４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎが設けられる。これらの情報記憶装置４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎは、インターネット１上の他のローカルホストに含まれるものであってよい。
【００２５】
次に、上記実施形態の動作を説明する。秘密情報Ｓを保管する場合、ローカルホスト２は、まず、秘密情報Ｓに対してブロック化を行う。ブロック化された秘密情報Ｓは分散符号化・復号手段３に与えられる。分散符号化・復号手段３は、ブロックごとに(k,n)しきい値秘密分散法を適用して分散情報（シェア）を作成する。分散符号化・復号手段３は、また、ＲＡＩＤ５を実行するＲＡＩＤ化手段としても機能する。
【００２６】
したがって、分散符号化・復号手段３により作成された各分散情報は、冗長コード（パリティ）を含んでいる。各分散情報に含まれるパリティは、１つの分散情報が消失した場合にその他の分散情報を用いて、消失した分散情報を回復可能にする。この点はＲＡＩＤ５と同じである。
【００２７】
各分散情報は、インターネット１を介してｎ個の物理的に離れた場所に設置された情報記憶手段４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎに分散転送される。情報記憶手段４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎはそれぞれ、転送されてきた各分散情報を記憶し保管する。
【００２８】
分散情報ｗｉ(i=1,2,・・・,n)は、秘密情報Ｓと素数ｐ、そして乱数ｒｊ(j=1,2,・・・,k-1)を用いて(ｋ−１)次の下記多項式(1)で表される。
ｗｉ＝ｆ(ｘｉ)                                                       (1)
ｆ(ｘ)＝Ｓ＋ｒ１ｘ＋ｒ２ｘ２＋・・・＋ｒｋ−１ｘｋ−１  (mod p)
【００２９】
秘密情報Ｓを復元するときには、情報記憶手段４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎに保管されている分散情報をローカルホスト２側に読み出す。ローカルホスト２は任意のｋ個の分散情報を集め、分散符号化・復号手段３で(k,n)しきい値秘密分散法による復号手法により復号し、秘密情報Ｓを復元する。
【００３０】
上記式(1)においてｙ＝ｆ(ｘ)とすると、ｙ軸切片が秘密情報を示している。上記式(1)は(ｋ−１)次の多項式であるので、分散情報ｗｉ(i=1,2,・・・,n)がｋ個集まるとｋ個の座標点から多項式ｙ＝ｆ(ｘ)が一意に求まる。これにより秘密情報Ｓを復元することができる。
【００３１】
しかし、分散情報ｗｉ(i=1,2,・・・,n)を(ｋ−１)個集めただけでは(ｋ−１)個の座標点しか分からないので、多項式ｙ＝ｆ(ｘ)を一意に求めることができず、秘密情報Ｓを復元することができない。
【００３２】
以上のように、分散符号化・復号手段３で(k,n)しきい値秘密分散法を用いて作成した分散情報を、インターネット１を介して互いに物理的に離れた場所に設けられた情報記憶手段４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎに分散転送して保管することにより、広域災害などでいくつかの分散情報が損失してもｋ個以上の分散情報が残っていれば、残っている分散情報から元の秘密情報Ｓを復号することができる。また、１つの分散情報が消失した場合には、パリティとその他の分散情報とを用いて消失した分散情報の回復が可能である。
【００３３】
したがって、多くの分散情報を作成することによりデータ損失により被害を減らすことができる。なお、分散情報の数が増えると分散情報の管理が難しくなると同時に分散情報への不正アクセスの可能性が増加するが、本発明では分散情報が秘密分散法により分散符号化されたものであり、１つ１つの分散情報から元の秘密情報Ｓを復号することはできないので、秘匿性が高い。また、分散情報からは秘密情報の一部の内容も見ることができないので、秘匿性を高めることができ、個々の分散情報の管理者に安心感を与えることができる。
【００３４】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られず、種々に変形可能である。例えば、上記実施形態はローカルホスト２内に分散符号化・復号手段３が設けられているものであるが、図２に示すように、分散符号化・復号手段３をローカルホスト２とは別体とし、両者間をインターネット５などのネットワークで接続するようにすることもできる。ただし、この場合にはローカルホスト２からインターネット５を介して分散符号化・復号手段３に秘密情報を伝送するときに秘密情報が漏洩しないようにする対策が必要となる。
【００３５】
また、ローカルホスト２に、USBキー、ICカードなどの外部記憶媒体６(図１，２参照)を接続し、分散符号化・復号手段３により分散符号化した分散情報の一部を圧縮してこの外部記憶媒体（USBキー、ICカードなど、図１，２参照）６に転送して保管することも可能である。この場合、情報記憶装置４−１，４−２，４−３，・・・に保管されている分散情報のみによっては元の秘密情報Ｓを復元できないように、分散する分散情報の個数や秘密情報Ｓの復元に必要な分散情報の個数を設定することにより、外部記憶媒体６に保管した分散情報を認証鍵や印鑑のように使用することができ、さらに秘匿性を高めることができる。
【００３６】
例えば、(k,n)しきい値秘密分散法で、ｋ＝ｎとしたり、（ｋ−１）個以下の分散情報を情報記憶装置を分散転送して保管し、残りの(ｎ−ｋ＋１)個以上の分散情報を外部記憶媒体６に保管するようにしたりすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る秘密情報保管システムの実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る秘密情報保管システムの他の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，５・・・インターネット、２・・・ローカルホスト、３・・・分散符号化・復号手段、４−１，４−２，４−３，・・・，４−ｎ・・・情報記憶装置、６・・・外部記憶媒体
【図１】
2005250866.tif 000003
【図２】
2005250866.tif 000004