(57)【要約】【課題】任意のＩＢＥ暗号化アルゴリズムと、任意公開鍵暗号方式を用いた鍵隔離型暗号方式を提供する。【解決手段】送信端末１０の暗号化部１１が送信情報ｍをＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２に分割する。暗号化部１１が、ＩＢＥ分割情報ｍ１をＩＢＥ公開パラメータｐｋ１及び時間情報を用いてＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化してＩＢＥ暗号文ｃ１を作成し、任意分割情報ｍ２を任意公開鍵ｐｋ２により暗号化して任意暗号文ｃ２を作成する。通信部１４がＩＢＥ暗号文ｃ１と任意暗号文ｃ２を含む送信情報暗号文ｃを送信する。受信端末２０の通信部２５が送信情報暗号文ｃを受信する。復号判定部２３が、ＩＢＥ暗号文ｃ１をＩＢＥ復号鍵を用い、任意暗号文ｃ２を任意復号鍵ｓｋ２を用いて復号し、ＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２を得て送信情報ｍを復元する。更新部２２がＩＢＥ復号鍵を更新する。【選択図】図１
2005176144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータを用いて暗号化する識別情報分割情報及び前記識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化する任意分割情報に分割する分割手段と、
前記識別情報分割情報を前記識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成し、前記任意分割情報を前記任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成する暗号化手段と、
前記識別情報暗号文及び前記任意暗号文を含む送信情報暗号文を前記受信端末に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記暗号化手段は、前記識別情報分割情報のための識別情報乱数及び前記任意分割情報のための任意乱数を選択し、前記識別情報分割情報及び前記識別情乱数を前記識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号化アルゴリズムにより暗号化し、前記任意分割情報及び前記任意乱数を前記任意公開鍵を用いて暗号化することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記暗号化手段は、前記送信情報、前記識別情報分割情報、前記任意分割情報、前記識別情報乱数及び前記任意乱数をハッシュ関数に入力してハッシュ値を求め、前記識別情報分割情報及び前記識別情乱数を、前記識別情報公開パラメータ、時間情報及び前記ハッシュ値を用いて前記識別情報暗号化アルゴリズムにより暗号化し、前記任意分割情報及び前記任意乱数を、前記任意公開鍵及び前記ハッシュ値を用いて暗号化することを特徴とする請求項２に記載の端末装置。
【請求項４】
識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化された識別情報暗号文及び前記識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化された任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信する受信手段と、
前記識別情報暗号文を前記識別情報公開パラメータに対応する識別情報復号鍵を用いて復号して識別情報分割情報とし、前記任意暗号文を前記任意公開鍵に対応する任意復号鍵を用いて復号して任意分割情報とし、前記識別情報分割情報及び前記任意分割情報から送信情報を復元する復号手段と、
前記識別情報復号鍵を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項５】
前記識別情報分割情報を前記識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記暗号化アルゴリズムにより暗号化して判定用識別情報暗号文を作成し、前記任意分割情報を前記任意公開鍵を用いて暗号化して判定用任意暗号文を作成し、前記識別情報暗号文と前記判定用識別情報暗号文とが一致するか否かを判定し、前記任意暗号文と前記判定用任意暗号文とが一致するか否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
【請求項６】
前記更新手段は、前記識別情報復号鍵の生成に用いるマスター鍵を更新鍵として用い、前記識別情報復号鍵を更新することを特徴とする請求項４又は５に記載の端末装置。
【請求項７】
送信情報を送信する送信端末と、前記送信情報を受信する受信端末とを備える通信システムであって、
前記送信端末は、前記送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータを用いて暗号化する識別情報分割情報及び前記識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化する任意分割情報に分割する分割手段と、
前記識別情報分割情報を前記識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成し、前記任意分割情報を前記任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成する暗号化手段と、
前記識別情報暗号文及び前記任意暗号文を含む送信情報暗号文を前記受信端末に送信する送信手段とを備え、
前記受信端末は、前記送信情報暗号文を受信する受信手段と、
前記識別情報暗号文を前記識別情報公開パラメータに対応する識別情報復号鍵を用いて復号して識別情報分割情報とし、前記任意暗号文を前記任意公開鍵に対応する任意復号鍵を用いて復号して任意分割情報とし、前記識別情報分割情報及び前記任意分割情報から送信情報を復元する復号手段と、
前記識別情報復号鍵を更新する更新手段とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータを用いて暗号化する識別情報分割情報及び前記識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化する任意分割情報に分割するステップと、
前記識別情報分割情報を前記識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成するステップと、
前記任意分割情報を前記任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成するステップと、
前記識別情報暗号文及び前記任意暗号文を含む送信情報暗号文を前記受信端末に送信するステップと
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項９】
識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて前記識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化された識別情報暗号文及び前記識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化された任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信するステップと、
前記識別情報暗号文を前記識別情報公開パラメータに対応する識別情報復号鍵を用いて復号して識別情報分割情報とするステップと、
前記任意暗号文を前記任意公開鍵に対応する任意復号鍵を用いて復号して任意分割情報とするステップと、
前記識別情報分割情報及び前記任意分割情報から送信情報を復元するステップと、
前記識別情報復号鍵を更新するステップと
を有することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末装置、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍵隔離型暗号方式（Key-Insulated Encryption）や、識別情報暗号方式（Identity-Based Encryption、以下「ＩＢＥ」と表す)といった暗号方式が提案されている。鍵隔離型暗号方式では、受信端末の利用者の復号鍵により、送信端末の利用者によって暗号化された送信情報暗号文を復号する。又、受信端末は、受信端末に接続された外部補助装置が生成する鍵を更新するための鍵更新情報を取得し、その鍵更新情報を利用することにより受信端末内の復号鍵を更新する。鍵隔離型暗号方法の特徴は、利用者の復号鍵のいくつかが外部に漏洩した場合に、漏洩した復号鍵の総数が漏洩閾値とよばれる一定数を超えなければ、漏洩した復号鍵以外の復号鍵に関する情報を利用者以外に知られないようにできることである。よって、利用者は、復号鍵を頻繁に更新することにより、復号鍵の漏洩による被害を低減できる。このように鍵隔離型暗号方式は、公開鍵暗号方式における復号鍵の漏洩問題を解決する有効な手段である（例えば、非特許文献１参照）。鍵隔離型暗号方式には、例えば、ＢＰ方式（ＢＰ０２）と呼ばれるものがある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
ＩＢＥは、利用者に固有の識別情報に基づく暗号方式である。ＩＢＥでは、利用者に固有の識別情報そのものを公開鍵として用いる。このような概念は、１９８４年に提唱され、具体的な実現方式が模索されてきた。そして、２００１年に、識別情報を利用する暗号方式としての全ての要件を満足する方式、Boneh-Franklin方式（以下「ＢＦ方式」という）が提案された（例えば、非特許文献３参照）。ＢＦ方式は、楕円曲線において定義される数学的問題に基づく方式である。又、ＢＦ方式以外に、ＩＢＥとしてＧＳ方式やＣｏｃｋｓ方式が提案されている（例えば、非特許文献４、非特許文献５参照）。Ｃｏｃｋｓ方式は、合成数を法とする環（以下「合成数環」という）において定義される平方剰余問題に基づく方式である。
【非特許文献１】Y. Dodis, J. Katz, S. Xu and M. Yung, 「Key-Insulated Public-Key Cryptosystems」, Proc. of Eurocrypt 2002, Lecture Notes in Computer Science Vol. 2332, 2002, Springer-Verlag, p. 65-82
【非特許文献２】M. Bellare and A. Palacio, 「Protecting against Key Exposure: Strongly Key-Insulated Encryption with Optimal Threshold」, Cryptology ePrint Archive 064, インターネット＜URL: http://eprint.iacr.org/2002＞
【非特許文献３】D.boneh and M.Franklin, 「Identity Based Encryption from the Weil Pairing」, Proc. of CRYPTO’01, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2139, Springer-Verlag, pp.213-229,2001
【非特許文献４】C.Gentry and A.Silverberg, 「Hierarchical Identity-Based Cryptography」, Proc. of Asiacrypt’02, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2501, Springer-Verlag, pp.548-566,2002
【非特許文献５】C.Cocks, 「An Identity Based Encryption Scheme Based on Quadratic Residues」, Proc. of IMA Int. Conf. 2001, Coding and Cryptography, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2260, Springer-Verlag, pp.360-363, 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式は、現在、ＢＰ０２方式ただ一つしか知られていない。このように暗号方式に選択の幅がないため、システム要求に応じながら、鍵隔離型暗号方式を用いた通信システムを構築することは困難であった。特に、安全性の根拠となる数学的問題を柔軟に選択することは困難であった。又、鍵隔離型暗号方式とＩＢＥとの関係については明らかになっていない。
【０００５】
そこで、本発明は、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る端末装置は、送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された公開パラメータ（以下「識別情報公開パラメータ」という）を用いて暗号化する分割情報（以下「識別情報分割情報」という）及び識別情報公開パラメータとは異なる公開鍵（以下「任意公開鍵」という）により暗号化する分割情報（以下「任意分割情報」という）に分割する分割手段と、識別情報分割情報を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して暗号文（以下「識別情報暗号文」という）を作成し、任意分割情報を任意公開鍵を用いて暗号化して暗号文（以下「任意暗号文」という）を作成する暗号化手段と、識別情報暗号文及び任意暗号文を含む送信情報の暗号文（以下「送信情報暗号文」という）を受信端末に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような端末装置によれば、分割手段が、送信情報を識別情報分割情報と任意分割情報とに分割する。暗号化手段が、識別情報分割情報を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成し、任意分割情報を任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成する。そして、送信手段が、識別情報暗号文と任意暗号文とを含む送信情報暗号文を送信する。これにより、端末装置は、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。そして、端末装置は送信端末となり、そのような鍵隔離型暗号方式による暗号化を行うことができる。
【０００８】
更に、暗号化手段は、識別情報分割情報のための識別情報乱数及び任意分割情報のための任意乱数を選択し、識別情報分割情報及び識別情報乱数を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化し、任意分割情報及び任意乱数を任意公開鍵を用いて暗号化することが好ましい。このように識別情報分割情報を識別情報乱数と共に暗号化し、任意分割情報を任意乱数と共に暗号化することにより、端末装置は、送信情報の安全性を向上でき、送信情報に対する攻撃として想定される攻撃のほとんどを防ぐことができる。
【０００９】
更に、暗号化手段は、送信情報、識別情報分割情報、任意分割情報、識別情報乱数及び任意乱数をハッシュ関数に入力してハッシュ値を求め、識別情報分割情報及び識別情乱数を、識別情報公開パラメータ、時間情報及びハッシュ値を用いて識別情報暗号化アルゴリズムにより暗号化し、任意分割情報及び任意乱数を、任意公開鍵及びハッシュ値を用いて暗号化することが好ましい。これにより、安全性の高い暗号化が可能となる。
【００１０】
本発明に係る他の端末装置は、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化された識別情報暗号文及び識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化された任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信する受信手段と、識別情報暗号文を識別情報公開パラメータに対応する復号鍵（以下「識別情報復号鍵」という）を用いて復号して識別情報分割情報とし、任意暗号文を任意公開鍵に対応する復号鍵（以下「任意復号鍵」という）を用いて復号して任意分割情報とし、識別情報分割情報及び任意分割情報から送信情報を復元する復号手段と、識別情報復号鍵を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このような端末装置によれば、受信手段が、識別情報暗号文と任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信する。復号手段が、識別情報暗号文を識別情報復号鍵により、任意暗号文を任意復号鍵により、それぞれ復号して識別情報分割情報と任意分割情報を得る。そして、復号手段が、識別情報分割情報と任意分割情報から送信情報を復元する。更に、更新手段が識別情報復号鍵を更新する。これにより、端末装置は、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。そして、端末装置は受信端末となり、そのような鍵隔離型暗号方式により暗号化された送信情報暗号文を復号できる。
【００１２】
更に、端末装置は、識別情報分割情報を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して判定用識別情報暗号文を作成し、任意分割情報を任意公開鍵を用いて暗号化して判定用任意暗号文を作成し、識別情報暗号文と判定用識別情報暗号文とが一致するか否かを判定し、任意暗号文と判定用任意暗号文とが一致するか否かを判定する判定手段を備えることが好ましい。これによれば、端末装置は、送信情報が正しく暗号化されて送信されたものであるかを判定でき、安全性を向上できる。又、更新手段は、識別情報復号鍵の生成に用いるマスター鍵を更新鍵として用い、識別情報復号鍵を更新することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る通信システムは、送信情報を送信する送信端末と、送信情報を受信する受信端末とを備える通信システムである。そして、送信端末は、送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成した識別情報公開パラメータを用いて暗号化する識別情報分割情報及び識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化する任意分割情報に分割する分割手段と、識別情報分割情報を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成し、任意分割情報を任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成する暗号化手段と、識別情報暗号文及び任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信端末に送信する送信手段とを備える。受信端末は、送信情報暗号文を受信する受信手段と、識別情報暗号文を識別情報公開パラメータに対応する識別情報復号鍵により復号して識別情報分割情報とし、任意暗号文を任意公開鍵に対応する任意復号鍵により復号して任意分割情報とし、識別情報分割情報及び任意分割情報から送信情報を復元する復号手段と、識別情報公開パラメータを更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このような通信システムによれば、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。そして、通信システムでは、そのような鍵隔離型暗号方式による暗号化を行うことができ、暗号化された送信情報暗号文を復号できる。
【００１５】
本発明に係る通信方法は、送信情報を、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータを用いて暗号化する識別情報分割情報及び識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化する任意分割情報に分割するステップと、識別情報分割情報を識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文を作成するステップと、任意分割情報を任意公開鍵を用いて暗号化して任意暗号文を作成するステップと、識別情報暗号文及び任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信端末に送信するステップとを有することを特徴とする。このような通信方法によれば、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。そして、通信方法によれば、そのような鍵隔離型暗号方式による暗号化方法を提供できる。
【００１６】
本発明に係る他の通信方法は、識別情報暗号方式の公開鍵生成アルゴリズムにより生成された識別情報公開パラメータ及び時間情報を用いて識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムにより暗号化された識別情報暗号文及び識別情報公開パラメータとは異なる任意公開鍵を用いて暗号化された任意暗号文を含む送信情報暗号文を受信するステップと、識別情報暗号文を識別情報公開パラメータに対応する識別情報復号鍵を用いて復号して識別情報分割情報とするステップと、任意暗号文を任意公開鍵に対応する任意復号鍵を用いて復号して任意分割情報とするステップと、識別情報分割情報及び任意分割情報から送信情報を復元するステップと、識別情報復号鍵を更新するステップとを有することを特徴とする。このような通信方法によれば、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。そして、通信方法によれば、そのような鍵隔離型暗号方式により暗号化された送信情報暗号文の復号方法を提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、任意の識別情報暗号方式の暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔通信システム〕
図１に示すように、通信システム１は、送信端末１０と、受信端末２０と、公開情報サーバ３０と、外部補助装置４０と、ネットワーク５０とを備える。送信端末１０は、送信情報を受信端末２０に送信する端末装置である。受信端末２０は、送信端末１０が送信する送信情報を受信する端末装置である。以下、送信端末１０の利用者を「送信者」、受信端末２０の利用者を「受信者」という。ある時点ｔにおいて、ある受信端末２０に送信情報を送信する送信端末１０は複数、例えば送信端末１０の数をｊとすると、１≦ｊ≦ｎ（ｊ、ｎは自然数）だけ存在できる。
【００１９】
公開情報サーバ３０は、受信者が送信者のような他の利用者に公開する公開情報を記憶し、送信端末１０や受信端末２０に提供する。公開情報サーバ３０は、受信者及び送信者のような受信者以外の利用者がアクセス可能である。公開情報には、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、任意公開鍵ｐｋ２が含まれる。以下、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と任意公開鍵ｐｋ２を含む公開情報を、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝と表す。ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１は、識別情報暗号方式（Identity-Based Encryption、以下「ＩＢＥ」と表す）の公開鍵生成アルゴリズム（以下「ＩＢＥ公開鍵生成アルゴリズム」という）により生成された識別情報公開パラメータである。任意公開鍵ｐｋ２は、ＩＢＥとは異なる公開鍵暗号方式（以下「任意公開鍵暗号方式」という）を用いた公開鍵である。
【００２０】
ＩＢＥとしては、例えばＢＦ方式（ＢＦ０１）やＧＳ方式（ＧＳ０２）、Ｃｏｃｋｓ方式（Ｃｏｃｋｓ０１）等を用いることができる。ＢＦ方式は例えば非特許文献３に、ＧＳ方式は例えば非特許文献４に、Ｃｏｃｋｓ方式は例えば非特許文献５に記載されている。任意公開鍵暗号方式は、通信システム１における要求等に応じて、ＩＢＥ以外の公開鍵暗号方式の中から任意に選択できる。任意公開鍵暗号方式としては、例えば、ＥｌＧａｍａｌ方式（ＥＬＧ８５）やＲＳＡ方式（ＲＳＡ７８）等のように従来から用いられている公開鍵方式を用いることができる。ＥｌＧａｍａｌ方式は、例えば、「A public key cryptosystem and a signature scheme based on the discrete logarithms」， T．ElGamal， IEEE Transactions on Information Theory， IT-31，4，p．469-472，1985に、ＲＳＡ方式は、例えば、「A method for obtaining digital signature and public-key cryptosystems」，  R. Rivest， A． Shamir and L． Adleman，  Communication of the ACM，21，2，p． 120-126，1978に記載されている。
【００２１】
外部補助装置４０は、受信端末２０が識別情報復号鍵（以下「ＩＢＥ復号鍵」という）の更新に使用する。外部補助装置４０は、受信者が保持する。送信端末１０、受信端末２０、公開情報サーバ３０は、ネットワーク５０を介して接続する。外部補助装置４０は、ネットワーク５０に接続せずに受信端末２０に接続し、ネットワーク５０から隔離されている。
【００２２】
次に、送信端末１０、受信端末２０、公開情報サーバ３０、外部補助装置４０について詳細に説明する。送信端末１０は、暗号化部１１と、記憶部１２と、入力部１３と、通信部１４とを備える。記憶部１２は、送信情報、受信者の識別情報Ｕｉ、ＩＢＥの暗号化アルゴリズム（以下「ＩＢＥ暗号化アルゴリズム」という）、任意公開鍵暗号方式の暗号化アルゴリズム（以下「任意暗号化アルゴリズム」という）、ハッシュ関数、乱数等を記憶する。受信者には、受信者に固有の識別情報Ｕｉが付与されている。識別情報Ｕｉには、例えば、電子メールアドレス、電話番号等がある。入力部１３は、送信者から送信情報の入力を受け、暗号化部１１に送信情報を入力する。
【００２３】
暗号化部１１は、受信端末２０に送信する送信情報ｍを、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を用いて暗号化する識別情報分割情報（以下「ＩＢＥ分割情報」という）ｍ１と、任意公開鍵ｐｋ２を用いて暗号化する任意分割情報ｍ２に分割する分割手段として機能する。暗号化部１１は、記憶部１２や入力部１３から、平文の送信情報を取得する。暗号化部１１は、取得した平文の送信情報を、例えば、秘密分散を用いて識別情報分割情報ｍ１と、任意分割情報ｍ２とに分割する。秘密分散としては、例えば、「How  to  Share  a  Secret」,  A.Shamir, Comm. ACM, 22, 11, p612-613, 1979に記載されているＳｈａｍｉｒ７９を用いることができる。暗号化部１１が秘密分散を用いて送信情報を分割することにより、分割された一方の情報を見ても、他方の情報を知ることができないため、送信情報ｍの安全性を向上でき、好ましい。
【００２４】
又、暗号化部１１は、ＩＢＥ分割情報ｍ１のための識別情報乱数（以下「ＩＢＥ乱数」という）ｒ１と、任意分割情報ｍ２のための乱数（以下「任意乱数」という）ｒ２とを選択する。暗号化部１１は、例えば、記憶部１２が記憶する乱数の中から、ＩＢＥ乱数ｒ１と任意乱数ｒ２とを選択する。
【００２５】
更に、暗号化部１１は、ＩＢＥ分割情報ｍ１をＩＢＥ公開パラメータｐｋ１及び時間情報を用いてＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して識別情報暗号文（以下「ＩＢＥ暗号文」という）ｃ１を作成し、任意分割情報ｍ２を任意公開鍵ｐｋ２を用いて任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して任意暗号文ｃ２を作成する暗号化手段として機能する。暗号化部１１は、通信部１４を介して、公開情報サーバ３０から公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。暗号化部１１は、受信者の識別情報Ｕｉを指定して、公開情報サーバ３０に公開情報を要求し、公開情報サーバ３０から公開情報の通知を受けることにより、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。
【００２６】
そして、暗号化部１１は、ＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１を含むＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、取得したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、時間情報を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して、ＩＢＥ暗号文ｃ１を作成する。このように、暗号化部１１は、時間情報を反映させて暗号化する。暗号化部１１は、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムに代入する識別情報に替えて、暗号化時点の時間情報をＩＢＥ暗号化アルゴリズムに代入して、暗号化する。時間情報は、例えば、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を生成する生成時点を０に設定し、その生成時点０からの経過時間や、現在時刻等を用いることができる。又、暗号化部１１は、任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２を含む任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、公開情報サーバ３０から取得した任意公開鍵ｐｋ２を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して、任意暗号文ｃ２を作成する。このように、このようにＩＢＥ分割情報ｍ１をＩＢＥ乱数ｒ１と共に暗号化し、任意分割情報ｍ２を任意乱数ｒ２と共に暗号化することにより、送信端末１０は、送信情報ｍの安全性を向上でき、送信情報ｍに対する攻撃として想定される攻撃のほとんどを防ぐことができる。
【００２７】
このとき、暗号化部１１は、送信情報ｍ、ＩＢＥ分割情報ｍ１、任意分割情報ｍ２、ＩＢＥ乱数ｒ１及び任意乱数ｒ２をハッシュ関数に入力してハッシュ値を求め、求めたハッシュ値を確率的暗号化のための乱数として用いる。ハッシュ関数としては、例えば、ＳＨＡ−１を用いることができる。暗号化部１１は、ＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、時間情報及びハッシュ値を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して、ＩＢＥ暗号文ｃ１を作成する。又、暗号化部１１は、任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、任意公開鍵ｐｋ２及びハッシュ値を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して、任意暗号文ｃ２を作成する。これにより、暗号化部１１は、安全性の高い暗号化が可能となる。暗号化部１１は、記憶部１２から、ＩＢＥ暗号化アルゴリズム、任意暗号化アルゴリズム、ハッシュ関数、受信者の識別情報Ｕｉを取得する。暗号化部１１は、作成したＩＢＥ暗号文ｃ１と任意暗号文ｃ２とを含む送信情報暗号文ｃを作成する。
【００２８】
ＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）、任意情報（ｍ２‖ｒ２）、送信情報暗号文ｃはそれぞれ、ＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１、任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２、ＩＢＥ暗号文ｃ１及び任意暗号文ｃ２を含んでいればよく、ＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１や、任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２、ＩＢＥ暗号文ｃ１及び任意暗号文ｃ２はそれぞれどのような順番や形式で含まれていても構わない。暗号化部１１は、作成した送信情報暗号文ｃを通信部１４に入力する。
【００２９】
通信部１４は、ＩＢＥ暗号文ｃ１及び任意暗号文ｃ２を含む送信情報暗号文ｃを、受信端末２０に送信する送信手段である。通信部１４は、暗号化部１１から送信情報暗号文ｃを取得し、ネットワーク５０を介して受信端末２０に送信する。又、通信部１４は、暗号化部１１から公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝の要求を取得し、ネットワーク５０を介して公開情報サーバ３０に送信する。通信部１４は、公開情報サーバ３０からの公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、ネットワーク５０を介して受信し、暗号化部１１に入力する。
【００３０】
受信端末２０は、生成部２１と、更新部２２と、復号判定部２３と、格納部２４と、通信部２５と、出力部２６とを備える。生成部２１は、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、マスター鍵ｓと、ＩＢＥ復号鍵の初期値であるＩＢＥ復号鍵ｓｋ１を生成する。生成部２１は、ＩＢＥ公開鍵生成アルゴリズムに代入する識別情報に代えて、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１の生成時点の時間情報をＩＢＥ公開鍵生成アルゴリズムに代入し、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を生成する。生成時点としては、現在時刻を代入してもよく、生成時点を０とする場合には０を代入してもよい。マスター鍵ｓは、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１を生成するための秘密鍵である。生成部２１は、マスター鍵の鍵生成アルゴリズムを用いてマスター鍵ｓを生成する。生成部２１は、マスター鍵を、格納部２４が記憶するマスター鍵の候補から選択してもよい。
【００３１】
生成部２１は、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１の鍵生成アルゴリズム（以下「ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズム」という）に代入する識別情報に代えて、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１の生成時点の時間情報をＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムに代入する。即ち、生成部２１は、時間情報と生成したマスター鍵ｓとを作用させて、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムにより、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１を生成する。生成時点としては、現在時刻を代入してもよく、生成時点を０とする場合には０を代入してもよい。ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１は秘密鍵である。文字列ｃｈａｒとマスター鍵ｓとを作用させて生成する秘密鍵ｄ（ｃｈａｒ）を「ｃｈａｒに対応した復号鍵」という。そして、ＩＢＥでは、ｃｈａｒ及びＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を用いて暗号化された暗号文は、ｄ（ｃｈａｒ）を用いて復号できる。更に、生成部２１は、任意公開鍵ｐｋ２と、任意公開鍵ｐｋ２に対応する任意復号鍵ｓｋ２を、任意公開鍵暗号方式の公開鍵や復号鍵の鍵生成アルゴリズムを用いて生成する。任意復号鍵ｓｋ２は、秘密鍵である。
【００３２】
生成部２１は、生成したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、任意公開鍵ｐｋ２とを含む公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、公開情報サーバ３０に通知する。具体的には、生成部２１は、識別情報Ｕｉに対応付けて公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、通信部２５を介して公開情報サーバ３０に送信する。受信端末２０は、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を公開情報サーバ３０に通知し、公開情報サーバ３０に登録することにより、送信者のような受信者以外の他の利用者に、公開情報を公開する。又、生成部２１は、生成したＩＢＥ復号鍵ｓｋ１と任意復号鍵ｓｋ２を含む復号鍵を生成する。以下、ＩＢＥ復号鍵の初期値であるＩＢＥ復号鍵ｓｋ１と任意復号鍵ｓｋ２を含む復号鍵を、初期復号鍵｛ｓｋ１，ｓｋ２｝と表す。生成部２１は、初期復号鍵｛ｓｋ１，ｓｋ２｝を格納部２４に格納する。更に、生成部２１は、生成したマスター鍵ｓを更新鍵として、通信部２５を介して外部補助装置４０に通知する。更新鍵とは、ＩＢＥ復号鍵の更新に用いる鍵である。このようにして、生成部２１は、更新鍵であるマスター鍵ｓを外部補助装置４０に格納する。  
格納部２４は、受信者の識別情報Ｕｉ、マスター鍵ｓの候補、ＩＢＥ復号鍵、任意復号鍵ｓｋ２、ＩＢＥ公開鍵生成アルゴリズム、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズム、マスター鍵の鍵生成アルゴリズム、任意公開鍵暗号方式の公開鍵や復号鍵の鍵生成アルゴリズム、ＩＢＥの復号アルゴリズム（以下「ＩＢＥ復号アルゴリズム」という）及びＩＢＥ暗号化アルゴリズム、任意公開鍵暗号方式の復号アルゴリズム（以下「任意復号アルゴリズムという」及び任意暗号化アルゴリズム、ハッシュ関数等を記憶する。
【００３３】
更新部２２は、ＩＢＥ復号鍵を更新する更新手段である。更新部２２は、外部補助装置４０を使用して更新を行う。まず、更新部２２は、外部補助装置４０に、その時点ｔにおける新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを、マスター鍵ｓを用いて生成するように、通信部２５を介して依頼する。更新部２２は、依頼した外部補助装置４０から、通信部２５を介してＩＢＥ公開パラメータｐｋ１の要求を受ける。更新部２２は、受信者の識別情報Ｕｉを指定して、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を、通信部２５を介して公開情報サーバ３０に要求する。更新部２２は、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１の通知を、通信部２５を介して公開情報サーバ３０から取得する。そして、更新部２２は、公開情報サーバ３０から通知を受けたＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を外部補助装置４０に通知する。
【００３４】
そして、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を取得した外部補助装置４０が、マスター鍵２を用いて、その時点ｔにおける新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを生成し、受信端末２０に通知する。そのため、更新部２２は、通信部２５を介して、マスター鍵ｓを用いて生成された新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを取得する。更新部２２は、格納部２４に格納されている初期復号鍵｛ｓｋ１，ｓｋ２｝を消去する。更新部２２は、取得した新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔと、格納部２４に格納されている任意復号鍵ｓｋ２を用い、新たな復号鍵｛ｄｔ，ｓｋ２｝を生成する。更新部２２は、新たに生成した復号鍵｛ｄｔ，ｓｋ２｝を格納部２４に格納して、復号鍵を更新する。更新部２２は、一定時間毎や受信者が任意に選んだ時点で、ＩＢＥ復号鍵を更新し、復号鍵を更新できる。このように、更新部２２は、外部補助装置４０にマスター鍵ｓを用いた新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔの生成を指示し、生成されたＩＢＥ復号鍵ｄｔを取得することにより、マスター鍵ｓを更新鍵として用いたＩＢＥ復号鍵の更新を行うことができる。
【００３５】
通信部２５は、ＩＢＥ暗号文ｃ１及び任意暗号文ｃ２を含む送信情報暗号文ｃを受信する受信手段である。通信部２５は、送信端末１０から、ネットワーク５０を介して送信情報暗号文ｃを受信する。通信部２５は、受信した送信情報暗号文ｃを復号判定部２２に入力する。通信部２５は、生成部２１から公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝の通知を取得し、ネットワーク５０を介して公開情報サーバ３０に送信する。通信部２５は、更新部２２や復号判定部２３から、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１や公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝の要求を取得し、ネットワーク５０を介して公開情報サーバ３０に送信する。通信部２５は、公開情報サーバ３０からのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１や公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝の通知を、ネットワーク５０を介して受信し、更新部２２や復号判定部２３に入力する。
【００３６】
復号判定部２３は、ＩＢＥ暗号文ｃ１を、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１に対応するＩＢＥ復号鍵により復号してＩＢＥ分割情報ｍ１とし、任意暗号文ｃ２を、任意公開鍵ｐｋ２に対応する任意復号鍵ｓｋ２により復号して任意分割情報ｍ２とし、ＩＢＥ分割情報ｍ１及び任意分割情報ｍ２から、送信情報ｍを復元する復号手段である。
【００３７】
復号判定部２３は、通信部２５から、送信端末１０により送信された送信情報暗号文ｃを取得する。復号判定部２３は、通信部２５を介して、公開情報サーバ３０から公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。復号判定部２３は、受信者の識別情報Ｕｉを指定して、公開情報サーバ３０に公開情報を要求し、公開情報サーバ３０から公開情報の通知を受けることにより、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。復号判定部２３は、格納部２４から、ＩＢＥ復号鍵と任意復号鍵ｓｋ２を取得する。
【００３８】
そして、復号判定部２３は、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を用いて、取得したＩＢＥ復号鍵が、送信情報暗号文ｃに含まれるＩＢＥ暗号文ｃ１を暗号化したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１に対応するＩＢＥ復号鍵であるかを確認する。復号判定部２３は、対応することを確認したＩＢＥ復号鍵とＩＢＥ復号アルゴリズムを用いて、ＩＢＥ暗号文ｃ１を復号し、ＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１を得る。以下、ＩＢＥ分割情報ｍ１とＩＢＥ乱数ｒ１をまとめて、｛ｍ１，ｒ１｝と表す。又、復号判定部２３は、任意公開鍵ｐｋ２を用いて、取得した任意復号鍵ｓｋ２が、送信情報暗号文ｃに含まれる任意暗号文ｃ２を暗号化した任意公開鍵ｐｋ２に対応する任意復号鍵ｓｋ２であるかを確認する。復号判定部２３は、対応することを確認した任意復号鍵ｓｋ２と任意復号アルゴリズムを用いて、任意暗号文ｃ２を復号し、任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２を得る。以下、任意分割情報ｍ２と任意乱数ｒ２をまとめて、｛ｍ２，ｒ２｝と表す。復号判定部２３は、得られたＩＢＥ分割情報ｍ１と、任意分割情報ｍ２とから、平文の送信情報ｍを復元する。尚、復号判定部２３は、ＩＢＥ復号アルゴリズム、任意復号アルゴリズムとして、暗号化に用いたＩＢＥ暗号化アルゴリズム、任意暗号化アルゴリズムに応じたものを用いる。
【００３９】
更に、復号判定部２３は、ＩＢＥ分割情報ｍ１をＩＢＥ公開パラメータｐｋ１及び時間情報を用いてＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して判定用識別情報暗号文（以下「判定用ＩＢＥ暗号文」という）ｃ１’を作成し、任意分割情報ｍ２を任意公開鍵ｐｋ２を用いて暗号化して判定用任意暗号文ｃ２’を作成し、受信したＩＢＥ暗号文ｃ１と判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’とが一致するか否かを判定し、受信した任意暗号文ｃ２と判定用任意暗号文ｃ２’とが一致するか否かを判定する判定手段としても機能する。
【００４０】
具体的には、復号判定部２３は、復号して得られたＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１を含むＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、公開情報サーバ３０から取得したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、時間情報を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して、判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’を作成する。又、復号判定部２３は、復号して得られた任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２を含む任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、公開情報サーバ３０から取得した任意公開鍵ｐｋ２を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して、判定用任意暗号文ｃ２’を作成する。
【００４１】
このとき、復号判定部２３は、送信情報ｍ、ＩＢＥ分割情報ｍ１、任意分割情報ｍ２、ＩＢＥ乱数ｒ１及び任意乱数ｒ２をハッシュ関数に入力してハッシュ値を求め、求めたハッシュ値を確率的暗号化のための乱数として用いる。復号判定部２３は、ＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、時間情報及びハッシュ値を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して、判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’を作成する。又、復号判定部２３は、任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、任意公開鍵ｐｋ２及びハッシュ値を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して、判定用任意暗号文ｃ２’を作成する。復号判定部２３は、ハッシュ関数として、暗号化する際にハッシュ値を求めるために用いたハッシュ関数を用いる。復号判定部２３は、格納部２４から、ＩＢＥ復号アルゴリズム及びＩＢＥ暗号化アルゴリズム、任意復号アルゴリズム及び任意暗号化アルゴリズム、受信者の識別情報Ｕｉ、ハッシュ関数を取得する。
【００４２】
復号判定部２３は、ＩＢＥ暗号文ｃ１と作成した判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。更に、復号判定部２３は、任意暗号文ｃ２と作成した判定用任意暗号文ｃ２’とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。そして、復号判定部２３は、ＩＢＥ暗号文ｃ１と判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’とが一致し、かつ、任意暗号文ｃ２と判定用任意暗号文ｃ２’とが一致する場合にのみ、送信情報ｍが正しく暗号化されて送信されたものであると判定する。そして、復号判定部２３は、出力部２６に送信情報ｍを復号結果として出力する。出力部２６は、情報を出力する出力手段である。復号判定部２３は、ＩＢＥ暗号文ｃ１と判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’、任意暗号文ｃ２と判定用任意暗号文ｃ２’のいずれか一方でも一致しない場合には、送信情報ｍが正しく暗号化されて送信されたものであると判定できないため、復号失敗の通知を出力部２６に出力し、復号結果は出力しない。このような復号判定部２３によれば、受信端末２０は、復号して得られたＩＢＥ分割情報ｍ１や任意分割情報ｍ２から復元される送信情報ｍが正しく暗号化されて送信されたものであるかを判定でき、安全性を向上できる。
【００４３】
公開情報サーバ３０は、制御部３１と、公開情報データベース３２と、通信部３３とを備える。公開情報データベース３２は、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、受信者の識別情報Ｕｉに対応付けて記憶する。通信部３３は、ネットワーク５０を介して、受信端末２０から受信者の識別情報Ｕｉに対応付けられた公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を受信する。通信部３３は、受信した公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を制御部３１に入力する。通信部３３は、ネットワーク５０を介して、送信端末１０から受信者の識別情報Ｕｉを指定した公開情報の要求を受信し、制御部３１に入力する。通信部３３は、公開情報の要求に対する応答として、指定された識別情報Ｕｉの公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を制御部３１から取得する。通信部３３は、制御部３１から取得した公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を送信端末１０に送信する。
【００４４】
制御部３１は、通信部３３を介して受信端末２０から、受信者の識別情報Ｕｉに対応付けられた公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。制御部３１は、取得した公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、識別情報Ｕｉに対応付けて公開情報データベース３２に登録する。制御部３１は、通信部３３を介して送信端末１０から識別情報Ｕｉを指定した公開情報の要求を取得する。制御部３１は、識別情報Ｕｉに基づいて、公開情報データベース３２から識別情報Ｕｉの受信者の公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を取得する。制御部３１は、通信部３３を介して送信端末１０に取得した公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を提供する。
【００４５】
外部補助装置４０は、更新情報生成部４１と、格納部４２と、通信部４３とを備える。格納部４２は、受信端末２０のＩＢＥ復号鍵の更新に使用する更新鍵を記憶する。格納部４２は、更新鍵としてマスター鍵ｓを記憶する。又、格納部４２は、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムを記憶する。更新情報生成部４１は、通信部４３を介して受信端末２０から、更新鍵としてマスター鍵ｓを取得する。更新情報生成部４１は、取得したマスター鍵ｓを格納部４２に格納する。又、更新情報生成部４１は、新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを生成する。まず、更新情報生成部４１は、通信部４３を介して、受信端末２０から、新たなＩＢＥ復号鍵として、その時点ｔにおけるＩＢＥ復号鍵ｄｔの生成の依頼を受ける。更新情報生成部４１は、通信部４３を介して、受信端末２０に受信端末２０のＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、即ち、識別情報ＵｉのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を要求する。そして、更新情報生成部４１は、要求に対する応答として、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１の通知を、通信部４３を介して受信端末２０から取得する。更新情報生成部４１は、格納部４２から更新鍵であるマスター鍵ｓと、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムを取得する。
【００４６】
更新情報生成部４１は、取得した識別情報ＵｉのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、即ち、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、時間情報、即ち、時点ｔと、更新鍵であるマスター鍵ｓを用い、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムにより、時点ｔにおけるＩＢＥ復号鍵ｄｔを生成する。時点ｔは、現在時刻でもよく、生成時点を０とした場合の経過時間であってもよい。更新情報生成部４１は、生成した新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを、通信部４３を介して識別情報Ｕｉの受信者の受信端末２０に通知する。
【００４７】
通信部４３は、受信端末２０から更新鍵としてマスター鍵ｓを受信し、更新情報生成部４１に入力する。通信部４３は、更新情報生成部４１から、受信端末２０のＩＢＥ公開パラメータｐｋ１の要求を取得し、受信端末２０に送信する。通信部４３は、受信端末２０から、受信端末２０のＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を受信し、更新情報生成部４１に入力する。通信部４３は、更新情報生成部４１から、新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔを取得し、受信端末２０に送信する。
【００４８】
〔通信方法〕
次に、通信システム１を用いた通信方法について説明する。まず、図２を用いて、公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝、マスター鍵ｓ、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１、任意復号鍵ｓｋ２の生成について説明する。まず、受信端末２０は、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、マスター鍵ｓと、ＩＢＥ復号鍵ｓｋ１を生成する（Ｓ１０１）。受信端末２０は、任意公開鍵ｐｋ２、任意復号鍵ｓｋ２を生成する（Ｓ１０２）。受信端末２０は、生成したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、任意公開鍵ｐｋ２とを含む公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を公開情報サーバ３０に通知する（Ｓ１０３）。公開情報サーバ３０は、受信端末２０から通知された公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を、公開情報データベース３２に格納して登録する（Ｓ１０４）。
【００４９】
受信端末２０は、生成したＩＢＥ復号鍵ｓｋ１と任意復号鍵ｓｋ２を含む初期復号鍵｛ｓｋ１，ｓｋ２｝を生成し、受信端末２０内の格納部２４に格納する（Ｓ１０５）。更に、受信端末２０は、マスター鍵ｓを更新鍵として外部補助装置４０に通知する（Ｓ１０６）。外部補助装置４０は、受信端末２０から通知されたマスター鍵ｓを更新鍵として、外部補助装置４０内の格納部４２に格納する（Ｓ１０７）。
【００５０】
次に、図３を用いて、ＩＢＥ復号鍵の更新について説明する。まず、受信端末２０が、外部補助装置４０に、新たなＩＢＥ復号鍵として、その時点ｔにおけるＩＢＥ復号鍵ｄｔの生成を依頼する（Ｓ２０１）。依頼を受けた外部補助装置４０は、受信端末２０のＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を受信端末２０に要求する（Ｓ２０２）。受信端末２０は、外部補助装置４０からの要求に応じて、公開情報サーバ３０に識別情報Ｕｉを指定してＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を要求する（Ｓ２０３）。公開情報サーバ３０は、受信端末２０からの要求に応じて、指定された識別情報ＵｉのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を受信端末２０に通知する（Ｓ２０４）。受信端末２０は、公開情報サーバ３０から通知された識別情報ＵｉのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１を、外部補助装置４０に通知する（Ｓ２０５）。
【００５１】
外部補助装置４０は、取得した識別情報ＵｉのＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と、時間情報、即ち、時点ｔと、更新鍵であるマスター鍵ｓを用い、ＩＢＥ復号鍵生成アルゴリズムを用いて、新たなＩＢＥ復号鍵として時点ｔにおけるＩＢＥ復号鍵ｄｔを生成する（Ｓ２０６）。更新情報生成部４１は、生成したＩＢＥ復号鍵ｄｔを識別情報Ｕｉの受信者の受信端末２０に通知する（Ｓ２０７）。受信端末２０は、外部補助装置４０から通知された新たなＩＢＥ復号鍵ｄｔと、受信端末２０内の格納部２４に格納されている任意復号鍵ｓｋ２とを用い、時点ｔにおける新たな復号鍵｛ｄｔ，ｓｋ２｝を生成する（Ｓ２０８）。受信端末２０は、受信端末２０内の格納部２４に格納されている初期復号鍵を消去し、新たに生成した復号鍵｛ｄｔ，ｓｋ２｝を格納して復号鍵を更新する（Ｓ２０９）。
【００５２】
次に、図４を用いて、送信情報ｍの暗号化及び復号について説明する。受信端末２０内に、更新された時点ｔにおける復号鍵｛ｄｔ，ｓｋ２｝が格納されている場合について説明する。送信端末１０は、受信端末２０に送信情報ｍを送信する場合、まず、公開情報サーバ３０に、識別情報Ｕｉを指定して公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を要求する（Ｓ３０１）。公開情報サーバ３０は、指定された識別情報Ｕｉの公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を送信端末１０に通知する（Ｓ３０２）。
【００５３】
送信端末１０は、平文送信情報ｍを、ＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２に、秘密分散等を用いて分割する（Ｓ３０３）。送信端末１０は、ＩＢＥ乱数ｒ１と任意乱数ｒ２を選択する（Ｓ３０４）。送信端末１０は、確率的暗号化のための乱数としてハッシュ値を求め、ＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１を含むＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、取得したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、時間情報及びハッシュ値を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化して、ＩＢＥ暗号文ｃ１を作成する（Ｓ３０５）。送信端末１０は、任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２を含む任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、公開情報サーバ３０から取得した任意公開鍵ｐｋ２及びハッシュ値を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化して、任意暗号文ｃ２を作成する（Ｓ３０６）。そして、送信端末１０は、作成したＩＢＥ暗号文ｃ１と任意暗号文ｃ２とを含む送信情報暗号文ｃを作成し、受信端末２０に送信する（Ｓ３０７）。
【００５４】
送信情報暗号文ｃを受信した受信端末２０は、公開情報サーバ３０に公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を要求する（Ｓ３０８）。公開情報サーバ３０は、受信端末２０に公開情報｛ｐｋ１，ｐｋ２｝を通知する（Ｓ３０９）。受信端末２０は、受信端末２０内の格納部２４に格納されているＩＢＥ復号鍵ｄｔを用い、ＩＢＥ復号アルゴリズムにより、送信情報暗号文ｃに含まれているＩＢＥ暗号文ｃ１を復号し、ＩＢＥ分割情報及びＩＢＥ乱数｛ｍ１，ｒ１｝を得る（Ｓ３１０）。受信端末２０は、受信端末内の格納部２４に格納されている任意復号鍵ｓｋ２を用い、任意復号アルゴリズムにより、送信情報暗号文ｃに含まれている任意暗号文ｃ２を復号し、任意分割情報及び任意乱数｛ｍ２，ｒ２｝を得る（Ｓ３１１）。受信端末２０は、得られたＩＢＥ分割情報ｍ１と、任意分割情報ｍ２とから、平文の送信情報ｍを復元する（ｓ３１２）。
【００５５】
次に、図５を用いて復号結果の判定について説明する。まず、受信端末２０は、確率的暗号化のための乱数としてハッシュ値を求める。そして、受信端末２０は、復号して得られたＩＢＥ分割情報ｍ１及びＩＢＥ乱数ｒ１を含むＩＢＥ情報（ｍ１‖ｒ１）を、公開情報サーバ３０から取得したＩＢＥ公開パラメータｐｋ１、時間情報及びハッシュ値を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化し、判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’を作成する（Ｓ４０１）。受信端末２０は、復号して得られた任意分割情報ｍ２及び任意乱数ｒ２を含む任意情報（ｍ２‖ｒ２）を、公開情報サーバ３０から取得した任意公開鍵ｐｋ２及びハッシュ値を用い、任意暗号化アルゴリズムにより暗号化し、判定用任意暗号文ｃ２’を作成する（Ｓ４０２）。
【００５６】
受信端末２０は、ＩＢＥ暗号文ｃ１と作成した判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’とが一致し、かつ、任意暗号文ｃ２と作成した判定用任意暗号文ｃ２’とが一致するか否かを判定する（Ｓ４０３）。受信端末２０は、ステップ（Ｓ４０３）において、ＩＢＥ暗号文ｃ１と判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’とが一致し、かつ、任意暗号文ｃ２と判定用任意暗号文ｃ２’とが一致する場合にのみ、復元した送信情報ｍが正しく暗号化されて送信されたものであると判定し、出力部２６に送信情報ｍを復号結果として出力する（Ｓ４０４）。一方、ステップ（Ｓ４０３）において、ＩＢＥ暗号文ｃ１と判定用ＩＢＥ暗号文ｃ１’、任意暗号文ｃ２と判定用任意暗号文ｃ２’のいずれか一方でも一致しない場合には復号失敗と判定し、復号失敗の通知を出力部２６に出力する（Ｓ４０５）。
【００５７】
〔効果〕
このような通信システム１、送信端末１０、受信端末２０及び通信方法によれば、次のような効果が得られる。送信端末１０によれば、暗号化部１１が、送信情報ｍをＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２とに分割する。暗号化部１１が、ＩＢＥ分割情報ｍ１をＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と時間情報を用い、ＩＢＥ暗号化アルゴリズムにより暗号化してＩＢＥ暗号文ｃ１を作成し、任意分割情報ｍ２を任意公開鍵ｐｋ２により暗号化して任意暗号文ｃ２を作成する。そして、通信部１４が、ＩＢＥ暗号文ｃ１と任意暗号文ｃ２とを含む送信情報暗号文ｃを送信する。
【００５８】
又、受信端末２０によれば、通信部２５が、ＩＢＥ暗号文ｃ１と任意暗号文ｃ２を含む送信情報暗号文ｃを受信する。復号判定部２３が、ＩＢＥ暗号文ｃ１をＩＢＥ復号鍵により、任意暗号文ｃ２を任意復号鍵ｓｋ２により、それぞれ復号してＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２を得る。そして、復号判定部２３が、ＩＢＥ分割情報ｍ１と任意分割情報ｍ２から送信情報ｍを復元する。更に、更新部２２がＩＢＥ復号鍵を更新する。
【００５９】
よって、送信端末１０、受信端末２０、送信端末１０と受信端末２０とを備える通信システム１、通信システム１を用いた通信方法によれば、任意のＩＢＥ暗号化アルゴリズムと、任意の公開鍵暗号方式とを用いて実現でき、様々な数学的問題の困難性に依拠した、漏洩閾値が無制限となる鍵隔離型暗号方式を提供できる。しかも、送信端末１０は、ＩＢＥ公開パラメータｐｋ１と時間情報を用いて暗号化するため、受信端末２０と送信情報の送信前に鍵に関する情報をやりとりする必要のない鍵隔離型暗号方式を実現できる。このような鍵隔離型暗号方式は、その安全性を数学的に証明可能であり、マスター鍵ｓを入手した攻撃者であっても、送信情報暗号文ｃの不正な解読を必ずしも行うことはできない。そして、送信端末１０は、そのような鍵隔離型暗号方式による暗号化を行うことができる。受信端末２０は、そのような鍵隔離型暗号方式により暗号化された送信情報暗号文を復号できる。又、通信方法によれば、そのような鍵隔離型暗号方式による暗号化方法、そのような鍵隔離型暗号方式により暗号化された送信情報暗号文の復号方法を提供できる。
【００６０】
例えば、Ｃｏｃｋｓ方式のＩＢＥのような合成数環上の平方余剰問題に基づいた鍵隔離型暗号方式はこれまでに提案されていないが、ＩＢＥとしてＣｏｃｋｓ方式を選択し、任意公開鍵暗号方式として任意の公開鍵暗号方式を選択することにより、合成数環上の平方余剰問題に基づいた鍵隔離型暗号方式を実現できる。他にも、例えば、ＩＢＥとしてＢＦ方式（ＢＦ０１）を用い、任意公開鍵暗号方式としてＥｌＧａｍａｌ方式（ＥＬＧ８５）を用いて、鍵隔離型暗号方式を実現できる。
【００６１】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、暗号化部１１は、送信情報ｍを２つの分割情報に分割しているが、より多くの分割情報に分割しても構わない。又、送信端末１０は、図１に示した受信端末２０の機能を備えることにより受信端末としても機能でき、受信端末２０も、図１に示した送信端末１０の機能を備えることにより送信端末としても機能できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る公開情報、マスター鍵、ＩＢＥ復号鍵、任意復号鍵の生成の手順を示すシーケンス図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＩＢＥ復号鍵の更新の手順を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る暗号化、復号の手順を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る復号結果の判定の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  通信システム
１０  送信端末
１１  暗号化部
１２  記憶部
１３  入力部
１４  通信部
２０  受信端末
２１  生成部
２２  更新部
２３  復号判定部
２４  格納部
２５  通信部
２６  出力部
３０  公開情報サーバ
３１  制御部
３２  公開情報データベース
３３  通信部
４０  外部補助装置
４１  更新情報生成部
４２  格納部
４３  通信部
５０  ネットワーク
【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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