(57)【要約】【課題】  エンティティが同じ鍵を保有しておく従来システムでは、共通鍵の解析が困難であるように十分配慮しなければならない。Diffie-Hellman鍵共有のような鍵交換方式による従来システムでは、いきなり鍵の共有を前提にデータを受け渡すことはできない。【解決手段】  暗号化手段１５は、乱数発生器１２からの鍵選択情報Ｂに基づいて、鍵選択手段１３により共通鍵束１１からランダムに選択されたｎ個の共通鍵１４で、伝送すべきディジタルデータ１６をｎ回繰り返し暗号化して暗号化データＡを送信する。鍵選択手段２２は、受信した鍵選択情報Ｂに基づいて、共通鍵束１１と同一の共通鍵束２１から送信側と同じｎ個の共通鍵２３を選択する。復号化手段２４は受信した暗号化データＡに対して、共通鍵２３を用いてｎ回復号化を行い、元のディジタルデータ２５を復号する。これにより、事前にネゴシエーションを必要とせずにディジタル情報を受け渡せる。【選択図】            図１
2005045699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータ送信装置により伝送すべきディジタル情報を暗号化して送信し、ディジタルデータ受信装置で暗号化されたディジタル情報を受信して暗号解読し、元のディジタル情報を復号するディジタル情報伝送システムにおいて、
前記ディジタルデータ送信装置は、
互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の共通鍵を予め保有する第１の共通鍵束と、
前記第１の共通鍵束からランダムにｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵を選択するための鍵選択情報を発生する鍵選択情報発生手段と、
前記鍵選択情報に基づき、前記第１の共通鍵束からランダムに前記ｎ個の共通鍵を選択する第１の鍵選択手段と、
前記第１の鍵選択手段により選択された前記ｎ個の共通鍵で、前記伝送すべきディジタル情報をｎ回繰り返し暗号化する暗号化手段と、
前記暗号化手段による繰り返し暗号化により最終的に得られた暗号化ディジタル情報を、前記鍵選択情報と共に送信する送信手段とを有し、
前記ディジタルデータ受信装置は、
前記暗号化ディジタル情報と、前記鍵選択情報とを受信する受信手段と、
前記第１の共通鍵束と同一のｍ個の共通鍵を予め保有する第２の共通鍵束と、
前記受信手段により受信された前記鍵選択情報に基づいて、前記第２の共通鍵束から前記ｎ個の共通鍵を選択する第２の鍵選択手段と、
前記第２の鍵選択手段により選択された前記ｎ個の共通鍵で、前記受信手段により受信された前記暗号化ディジタル情報をｎ回繰り返し復号化して最終的に元の前記ディジタル情報を復号する復号化手段とを有することを特徴とするディジタル情報伝送システム。
【請求項２】
前記暗号化手段は、前記第１の鍵選択手段により選択された前記ｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を暗号化する、縦続接続されたｎ個の暗号化処理部からなり、該ｎ個の暗号化処理部の初段の暗号化処理部に前記伝送すべきディジタル情報を供給して暗号化し、最終段の暗号化処理部から前記暗号化ディジタル情報を出力する手段であり、前記復号化手段は、前記第２の鍵選択手段により前記第１の鍵選択手段とは逆順で選択された前記ｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を復号化する、縦続接続されたｎ個の復号化処理部からなり、該ｎ個の復号化処理部の初段の復号化処理部に、受信された前記暗号化ディジタル情報を供給して復号化し、最終段の復号化処理部から復号されたディジタル情報を出力する手段であることを特徴とする請求項１記載のディジタル情報伝送システム。
【請求項３】
前記鍵選択情報発生手段は、前記第１の鍵選択手段が前記第１の共通鍵束から前記ｎ個の共通鍵を選択するに際し、少なくとも同一の共通鍵の重複選択及び対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択のうちのいずれか一方の選択を禁止する鍵選択情報を発生することを特徴とする請求項１記載のディジタル情報伝送システム。
【請求項４】
前記鍵選択情報発生手段は、選択禁止の共通鍵が記憶された失効リストと、前記第１の鍵選択手段により前記第１の共通鍵束から前記失効リストに記憶されていない共通鍵を全部で前記ｎ個選択させるための鍵選択情報を発生させる乱数発生手段とを備えることを特徴とする請求項１又は３記載のディジタル情報伝送システム。
【請求項５】
伝送すべきディジタル情報を暗号化して送信し、暗号化されたディジタル情報を受信して暗号解読し、元のディジタル情報を復号するディジタル情報伝送方法において、
互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の共通鍵からなる第１の共通鍵束の中からランダムにｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵を選択する第１のステップと、
前記第１のステップにより選択された前記ｎ個の共通鍵で、前記伝送すべきディジタル情報をｎ回繰り返し暗号化する第２のステップと、
前記第２のステップによる繰り返し暗号化により最終的に得られた暗号化ディジタル情報を、前記第１のステップにおいて前記第１の共通鍵束の中から前記共通鍵を選択する鍵選択情報と共に送信する第３のステップと、
前記暗号化ディジタル情報と前記鍵選択情報とを受信する第４のステップと、
前記第１の共通鍵束と同一のｍ個の共通鍵からなる第２の共通鍵束の中から、前記第４のステップにより受信された前記鍵選択情報に基づいて、前記ｎ個の共通鍵を選択する第５のステップと、
前記第５のステップにより選択された前記ｎ個の共通鍵で、前記第４のステップにより受信された前記暗号化ディジタル情報をｎ回繰り返し復号化して最終的に元の前記ディジタル情報を復号する第６のステップと
を含むことを特徴とするディジタル情報伝送方法。
【請求項６】
前記第２のステップは、前記第１の共通鍵束から最初に選択された共通鍵で前記伝送すべきディジタル情報を暗号化し、その暗号結果を前記第１の共通鍵束から２番目に選択された共通鍵で暗号化し、その暗号結果を前記第１の共通鍵束から次に選択された共通鍵で暗号化することを繰り返し、ｎ回目の暗号化により前記暗号化ディジタル情報を出力する処理を行い、前記第６のステップは、前記第５のステップにより前記第１のステップとは逆順で前記第２の共通鍵束から選択された前記ｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を順次復号化し、ｎ回目の復号化により前記復号されたディジタル情報を出力する処理を行うことを特徴とする請求項５記載のディジタル情報伝送方法。
【請求項７】
前記第１のステップは、前記第１の共通鍵束から前記ｎ個の共通鍵を選択するに際し、少なくとも同一の共通鍵の重複選択及び対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択のうちのいずれか一方の選択を禁止することを特徴とする請求項５記載のディジタル情報伝送方法。
【請求項８】
前記第１のステップは、前記第１の共通鍵束から前記ｎ個の共通鍵を選択するに際し、失効リストに記憶されていない共通鍵を選択することを特徴とする請求項５又は７記載のディジタル情報伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディジタル情報伝送システム及びディジタル情報伝送方法に係り、特にコンピュータネットワークや、ディジタルデータを利用処理する装置間において、ディジタル情報の交換を行うディジタル情報伝送システム及びディジタル情報伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル情報を送信装置からコンピュータネットワーク等の伝送路を介して所望の受信装置へ送信するディジタル情報伝送システムでは、伝送途中のディジタル情報が不特定多数の第三者により盗聴されたり、情報の内容を改竄されたりする恐れがあるため、情報伝送のセキュリティを確保するため、従来よりディジタル情報を暗号化して伝送することが行われる。
【０００３】
この場合、送信装置側ではディジタル情報を暗号鍵で暗号化し、受信装置側では送信装置側と同じ暗号鍵を使用して暗号解読（復号化）して元のディジタル情報を復元する共通鍵暗号化方式が知られている。この共通鍵暗号化方式では、暗号鍵（ディジタル鍵）を送信装置及び受信装置間（複数のエンティティ間）で予め同一のものを共有していることが前提となっている。
【０００４】
また、他の暗号化方式としては、ディフィー（Diffie）とヘルマン（Hellman）によって創案された、Diffie-Hellman鍵共有による公開鍵暗号化方式が広く知られている（例えば、非特許文献１参照）。この公開鍵暗号化方式では、送信側エンティティが自分の秘密鍵と受信側エンティティの公開鍵とから暗号鍵を生成してディジタル情報を暗号化して送信し、受信側エンティティでは、自分の秘密鍵と送信側エンティティの公開鍵とから暗号解読のための復号鍵を生成して、受信した暗号化ディジタル情報の暗号解読を行う。従って、この暗号化方式では、複数のエンティティ間で、お互いに鍵情報の一部を交換することで、結果的に同じ鍵の共有を実現するものである。また共通鍵を予め全てのエンティティに記録しておく方法がある。
【０００５】
更に、鍵束から初期鍵の一つを選択する初期鍵選択手段を備え、初期鍵選択手段により選択された初期鍵によって暗号化を行うディジタル情報伝送システムも従来知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】Douglas R.Stinson、桜井幸一監訳、「暗号理論の基礎」、共立出版株式会社
【特許文献１】特開平１１−２２０４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、上記従来のディジタル鍵を複数のエンティティ間で共有するために、予め各々のエンティティが同じ鍵を保有しておく共通鍵暗号化方式によるディジタル情報伝送システムでは、共通鍵が固定であるため、共通鍵で暗号化したデータの受け渡しの際にデ−タから共通鍵を解析されると、全てのエンティティの共通鍵が知られてしまうことになり、その結果、システム全体の信頼性を損なうために危険が大きく、共通鍵の解析が困難であるように十分配慮しなければならない。
【０００８】
また、Diffie-Hellman鍵共有のような鍵交換方式による従来のディジタル情報伝送システムでは、個々のエンティティが事前に鍵の一部を交換することが必要となってしまい、いきなり鍵の共有を前提にデータを受け渡すことはできない。
【０００９】
更に、特許文献１記載の従来のディジタル情報伝送システムでは、暗号結果から選択された鍵の類推が比較的容易であり、また、暗号化を繰り返すと、暗号強度が劣化するという問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ディジタルデータの暗号通信のために暗号鍵の交換を行って暗号化された安全な通信路を確立するため、暗号鍵を安全、かつ、少ない手続きでディジタル情報の交換を行うディジタル情報伝送システム及びディジタル情報伝送方法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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、第１の発明のディジタル情報伝送システムは、ディジタルデータ送信装置により伝送すべきディジタル情報を暗号化して送信し、ディジタルデータ受信装置で暗号化されたディジタル情報を受信して暗号解読し、元のディジタル情報を復号するディジタル情報伝送システムにおいて、ディジタルデータ送信装置を、互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の共通鍵を予め保有する第１の共通鍵束と、第１の共通鍵束からランダムにｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵を選択するための鍵選択情報を発生する鍵選択情報発生手段と、鍵選択情報に基づき、第１の共通鍵束からランダムにｎ個の共通鍵を選択する第１の鍵選択手段と、第１の鍵選択手段により選択されたｎ個の共通鍵で、伝送すべきディジタル情報をｎ回繰り返し暗号化する暗号化手段と、暗号化手段による繰り返し暗号化により最終的に得られた暗号化ディジタル情報を、鍵選択情報と共に送信する送信手段とを有する構成とし、ディジタルデータ受信装置を、暗号化ディジタル情報と、鍵選択情報とを受信する受信手段と、第１の共通鍵束と同一のｍ個の共通鍵を予め保有する第２の共通鍵束と、受信手段により受信された鍵選択情報に基づいて、第２の共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択する第２の鍵選択手段と、第２の鍵選択手段により選択されたｎ個の共通鍵で、受信手段により受信された暗号化ディジタル情報をｎ回繰り返し復号化して最終的に元のディジタル情報を復号する復号化手段とを有する構成としたものである。
【００１２】
この発明では、異なるエンティティであるディジタルデータ送信装置とディジタルデータ受信装置間で同一の共通鍵束を共有し、ディジタルデータ送信装置では伝送すべきディジタル情報に対して共通鍵束からランダムに選択した一つの共通鍵で暗号化を行い、得られた暗号処理結果に対して更に共通鍵束からランダムに選択した別の一つの共通鍵で暗号化を行う事を、全部でｎ回繰り返し行い、ｎ回目の暗号化で得られた暗号化ディジタル情報とｎ個の共通鍵の選択鍵情報とを送信し、ディジタルデータ受信装置では、受信した選択鍵情報に基づいて共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択し、これらの選択した共通鍵を用いて、受信した暗号化ディジタル情報に対して暗号化処理の逆処理である復号化処理をｎ回繰り返し行うことにより、異なるエンティティ間で任意のディジタル情報を共有することを実現する。これにより、本発明では、複数の共通鍵を共通鍵束から選択し、複数回暗号化を繰り返すことにより、暗号結果から選択された鍵を類推することの困難性をより一層向上できる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明のディジタル情報伝送システムは、第１の発明の暗号化手段を、第１の鍵選択手段により選択されたｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を暗号化する、縦続接続されたｎ個の暗号化処理部からなり、ｎ個の暗号化処理部の初段の暗号化処理部に伝送すべきディジタル情報を供給して暗号化し、最終段の暗号化処理部から暗号化ディジタル情報を出力する手段とし、復号化手段を、第２の鍵選択手段により第１の鍵選択手段とは逆順で選択されたｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を復号化する、縦続接続されたｎ個の復号化処理部からなり、ｎ個の復号化処理部の初段の復号化処理部に、受信された暗号化ディジタル情報を供給して復号化し、最終段の復号化処理部から復号されたディジタル情報を出力する手段としたことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明のディジタル情報伝送システムは、第１の発明の鍵選択情報発生手段を、鍵選択手段が第１の共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択するに際し、少なくとも同一の共通鍵の重複選択及び対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択のうちのいずれか一方の選択を禁止する鍵選択情報を発生する構成としたことを特徴とする。この発明では、暗号化処理結果の偏りの発生を防止できる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、第４の発明のディジタル情報伝送システムは、第１又は第３の発明の鍵選択情報発生手段が、選択禁止の共通鍵が記憶された失効リストと、鍵選択手段により第１の共通鍵束から失効リストに記憶されていない共通鍵を全部でｎ個選択させるための鍵選択情報を発生させる乱数発生手段とを備えることを特徴とする。この発明では、失効リストに記憶されている選択禁止の共通鍵を鍵選択手段により選択させず、暗号化処理に使用できないようにできる。
【００１６】
また、上記の目的を達成するため、第５の発明のディジタル情報伝送方法は、伝送すべきディジタル情報を暗号化して送信し、暗号化されたディジタル情報を受信して暗号解読し、元のディジタル情報を復号するディジタル情報伝送方法において、互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の共通鍵からなる第１の共通鍵束の中からランダムにｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵を選択する第１のステップと、第１のステップにより選択されたｎ個の共通鍵で、伝送すべきディジタル情報をｎ回繰り返し暗号化する第２のステップと、第２のステップによる繰り返し暗号化により最終的に得られた暗号化ディジタル情報を、第１のステップにおいて第１の共通鍵束の中から共通鍵を選択する鍵選択情報と共に送信する第３のステップと、暗号化ディジタル情報と鍵選択情報とを受信する第４のステップと、第１の共通鍵束と同一のｍ個の共通鍵からなる第２の共通鍵束の中から、第４のステップにより受信された鍵選択情報に基づいて、ｎ個の共通鍵を選択する第５のステップと、第５のステップにより選択されたｎ個の共通鍵で、第４のステップにより受信された暗号化ディジタル情報をｎ回繰り返し復号化して最終的に元のディジタル情報を復号する第６のステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
この発明では、伝送すべきディジタル情報に対して共通鍵束からランダムに選択した一つの共通鍵で暗号化を行い、得られた暗号処理結果に対して更に共通鍵束からランダムに選択した別の一つの共通鍵で暗号化を行う事を、全部でｎ回繰り返し行い、ｎ回目の暗号化で得られた暗号化ディジタル情報とｎ個の共通鍵の選択鍵情報とを送信し、ディジタルデータ受信側では、受信した選択鍵情報に基づいて共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択し、これらの選択した共通鍵を用いて、受信した暗号化ディジタル情報に対して暗号化処理の逆処理である復号化処理をｎ回繰り返し行うようにしたため、複数の共通鍵を共通鍵束から選択し、複数回暗号化を繰り返すことにより、暗号結果から選択された鍵を類推することの困難性をより一層向上できる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、第６の発明のディジタル情報伝送方法は、第３の発明における第２のステップを、第１の共通鍵束から最初に選択された共通鍵で伝送すべきディジタル情報を暗号化し、その暗号結果を第１の共通鍵束から２番目に選択された共通鍵で暗号化し、その暗号結果を第１の共通鍵束から次に選択された共通鍵で暗号化することを繰り返し、ｎ回目の暗号化により暗号化ディジタル情報を出力する処理を行うようにし、第６のステップを、第５のステップにより第１のステップとは逆順で第２の共通鍵束から選択されたｎ個の共通鍵の各々で入力された情報を順次復号化し、ｎ回目の復号化により復号されたディジタル情報を出力する処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、上記の目的を達成するため、第７の発明のディジタル情報伝送方法は、第５の発明の第１のステップが、第１の共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択するに際し、少なくとも同一の共通鍵の重複選択及び対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択のうちのいずれか一方の選択を禁止することを特徴とする。この発明では、暗号化処理結果の偏りの発生を防止できる。
【００２０】
更に、上記の目的を達成するため、第８の発明のディジタル情報伝送方法は、第５の発明又は第７の発明の第１のステップが、第１の共通鍵束からｎ個の共通鍵を選択するに際し、失効リストに記憶されていない共通鍵を選択することを特徴とする。失効リストに記憶されている選択禁止の共通鍵を鍵選択手段により選択させず、暗号化処理に使用できないようにできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の共通鍵を共通鍵束から選択し、複数回暗号化を繰り返すことにより、暗号結果から選択された鍵を類推することをより困難にしたため、伝送システムの安全性を高めることができる。また、本発明によれば、事前にネゴシエーションを必要とせずにディジタル情報を受け渡せるので、パッケージメディアを介してディジタル情報を安全に受け渡すなどができる。
【００２２】
更に、本発明によれば、複数の共通鍵を共通鍵束から選択するときに、同一の共通鍵の重複選択及び対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択のうちの少なくともいずれか一方を禁止することにより、暗号化処理結果の偏りの発生を防止するようにしたため、暗号化を繰り返すことによる暗号強度の劣化を防止できる。
【００２３】
また、更に、本発明によれば、失効リストに記憶されている選択禁止の共通鍵を鍵選択手段により選択させず、暗号化処理に使用できないようにしため、選択されたｎ個の暗号鍵のうちの一部の暗号鍵が第三者に知られた場合においても、その暗号鍵のみを失効させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面と共に説明する。図１は本発明になるディジタル情報伝送システムの一実施の形態のブロック図を示す。同図において、ディジタル情報伝送システムは、データ１６を暗号化して得た暗号化データＡを、鍵選択情報Ｂと共に、所定の伝送路へ送信するディジタルデータ送信装置（エンティティ）１０と、上記の暗号化データＡと鍵選択情報Ｂとを所定の伝送路を介して受信し、暗号化データＡを復号化するディジタルデータ受信装置（エンティティ）２０とからなる。
【００２５】
ディジタルデータ送信装置１０は、互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の共通鍵Ｋｃ（0,1,・・・,m-1）からなる共通鍵束１１と、ｍ以下の任意の正の整数ｎとｉｎｄｅｘ（０），ｉｎｄｅｘ（１），ｉｎｄｅｘ（１），・・・，ｉｎｄｅｘ（ｎ−１）を生成する乱数発生器１２と、共通鍵束１１からｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵１４を選択する鍵選択手段１３と、選択されたｎ個の共通鍵１４で伝送すべきディジタルデータ１６をｎ回繰り返し暗号化して暗号化データＡを出力する暗号化手段１５と、制御装置１７と失効リスト１８とを有する。
【００２６】
一方、ディジタルデータ受信装置２０は、互いに異なるｍ個（ｍは２以上の整数）の、共通鍵束１１と同一の共通鍵Ｋｃ（0,1,・・・,m-1）からなる共通鍵束２１と、受信した共通鍵選択情報Ｂに従い、共通鍵束２１からｎ個（ｎはｍ以下の正の整数）の共通鍵２３を選択する鍵選択手段２２と、選択されたｎ個の共通鍵２３で、受信された暗号化データＡをｎ回繰り返し復号化して復号されたディジタルデータ２５を得る復号化手段２４とを有する。
【００２７】
次に、ディジタルデータ送信装置１０が保有するディジタルデータ１６をディジタルデータ受信装置２０に送信する動作について、図１のブロック図と図２のフローチャートを併せ参照して説明する。まず、ディジタルデータ送信装置１０は乱数発生器１２より任意の整数ｎと、ｎ個の乱数ｉｎｄｅｘ（０）、ｉｎｄｅｘ（１）、ｉｎｄｅｘ（２）、・・・、ｉｎｄｅｘ（ｎ−１）を鍵情報として発生する（図２のステップＳ１、Ｓ２）。
【００２８】
この際に、制御装置１７により乱数発生器１２は、暗号化処理結果に偏りが発生し、鍵の解析が容易になることを回避するために、発生される鍵情報に同一のものや対照鍵となる組み合わせのものを含まないように制御されると共に、失効リスト１８に含まれる鍵情報を含まないように制御される。ここで選択された鍵情報は、鍵選択情報Ｂとして出力される。
【００２９】
なお、失効リスト１８は、失効された鍵のリストで、鍵選択手段１３が失効リスト１８に含まれる共通鍵を選択しないように乱数発生器１２から鍵情報（鍵選択情報）を発生させることにより、共通鍵束１１の一部の共通鍵が第三者に知られた場合においても、その共通鍵のみを失効させることができる。なお、上記の同一の共通鍵の重複選択の禁止、対照鍵となる組み合わせの共通鍵の選択の禁止及び失効リスト１８に含まれる共通鍵の選択の禁止のための鍵選択情報の発生の制御は、少なくともいずれか一つのみであってもよい。
【００３０】
次に、鍵選択手段１３において鍵束１１からｎ個の鍵Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（０））、Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（１））、Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（２））、・・・、Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（ｎ−１））を選択して共通鍵１４とする（図２のステップＳ３）。すなわち、鍵束１１には多数の鍵が予め番号付けて記憶されており、鍵選択手段１３は鍵選択情報Ｂが示す鍵情報の値に対応した順番の鍵を選択する。例えば、鍵情報の値がｉｎｄｅｘ（０）であれば、鍵束１１の中からその順番の鍵Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（０））が共通鍵１４の一つとして選択されることになる。
【００３１】
次に、暗号化手段１５において元のディジタルデータ１６を記憶領域ｄａｔａ（０）に格納し（図２のステップＳ４）、変数ｉを０に初期化してから（図２のステップＳ５）、記憶領域ｄａｔａ（０）に格納されているディジタルデータ１６を、鍵選択手段１３から入力される共通鍵１４のうちの最初の鍵Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ０）で暗号化し、その暗号化データを次の記憶領域ｄａｔａ（１）に格納する暗号化処理を行う（図２のステップＳ６）。
【００３２】
次に、変数ｉを１つインクリメントし（図２のステップＳ７）、インクリメント後の変数ｉが整数ｎよりも小さいかどうか比較し（図２のステップＳ８）、ｉがｎよりも小さければ再びステップＳ６の暗号化処理を行う。このようにして、ｉがｎと等しくなるまで、ｎの値を１ずつ増加させて共通鍵を更新させながらステップＳ６の暗号化処理がｎ回繰り返される。ステップＳ６の暗号化処理を式で表すと、
ｄａｔａ（ｉ＋１)＝Ｅ（Ｋｃ（ｉｎｄｅｘｉ），ｄａｔａ（ｉ））
となる。このようにして、暗号化手段１５はデータ１６に対してｎ回の暗号化を行い、ｎ回目の暗号化により得られた暗号化データｄａｔａ（ｎ−１）を暗号化データＡとして出力する（図２のステップＳ９）。この暗号化データＡと、乱数発生器１２から鍵選択手段１３に供給される乱数を分岐して得た共通鍵選択情報Ｂとが、通信相手のディジタルデータ受信装置２０へ送信される。
【００３３】
次に、鍵の暗号化処理について更に詳細に説明する。図３は暗号化手段の一例のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３では、暗号化手段１５は５つの暗号化処理部１５１〜１５５が縦続接続されており、鍵選択手段１３から互いに異なる５つの鍵が各々の暗号化処理部１５１〜１５５に供給されることにより、５（＝ｎ）回の暗号化を行う構成とされている。また、共通鍵束１１には鍵Ｋ０〜Ｋ９９９９の全部で１００００個の共通鍵が記憶されているものとする。
【００３４】
暗号化に際して、まず、鍵選択手段１３において共通鍵が５個選択される。ここでは、鍵選択手段１３は、乱数発生器１２から入力される鍵選択情報Ｂに５つの鍵番号が記録されており、その鍵番号に従い、Ｋ４５、Ｋ１８４、Ｋ３、Ｋ９２１８、Ｋ７５の順に全部で５個の共通鍵を選択したものとする。最初に選択された共通鍵Ｋ４５は初段の暗号化処理部１５１に供給され、２番目に選択された共通鍵Ｋ１８４は暗号化処理部１５２に供給され、３番目に選択された共通鍵Ｋ３は暗号化処理部１５３に供給され、４番目に選択された共通鍵Ｋ９２１８は暗号化処理部１５４に供給され、５番目に選択された共通鍵Ｋ７５は最終段の暗号化処理部１５５に供給される。
【００３５】
一方、伝送すべきデータ１６は、初段の暗号化処理部１５１に入力され、ここで共通鍵Ｋ４５で暗号化された後、２段目の暗号化処理部１５２に入力される。暗号化処理部１５２は入力された暗号化データを共通鍵Ｋ１８４で暗号化し、得られた暗号化データを次段の暗号化処理部１５３に供給する。
【００３６】
以下、同様に、暗号化処理部１５３に入力された暗号化データは、ここで共通鍵Ｋ３で暗号化され、更に、その暗号結果が次段の暗号化処理部１５４に入力されて共通鍵Ｋ９２１８で暗号化され、その暗号結果が最後段の暗号化処理部１５５に入力されて共通鍵Ｋ７５で暗号化され、得られた暗号化データが暗号化データＡとして送信される。また、鍵選択手段１３によって選択された共通鍵を示す乱数は、ディジタルデータ受信装置２０で識別するための鍵選択情報Ｂとして乱数発生器１２から送信される。
【００３７】
次に、ディジタルデータ受信装置２０の受信動作について、図１のブロック図と図４のフローチャートを併せ参照して説明する。まず、ディジタルデータ受信装置２０の鍵選択手段２２は、ディジタルデータ送信装置１０が送信した鍵選択情報Ｂを受信し、その鍵選択情報Ｂに基づいて、共通鍵束２１からｎ個の共通鍵２３（Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（０）），・・・，Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ（ｎ−１）））を選択する（図４のステップＳ１１）。
【００３８】
次に、受信した暗号化データＡをディジタルデータ受信装置２０内の記憶領域ｄａｔａ（０）に格納する（図４のステップＳ１２）。続いて、変数ｉに初期値０を格納した後（図４のステップＳ１３）、復号化手段２４は、鍵選択手段２２から入力される共通鍵２３のうちの最初の共通鍵Ｋｃ（ｉｎｄｅｘ０）で記憶領域ｄａｔａ（０）の暗号化データを復号化し、その復号化データを次の記憶領域ｄａｔａ（１）に格納する復号化処理を行う（図４のステップＳ１４）。
【００３９】
続いて、変数ｉを１つインクリメントし（図４のステップＳ１５）、インクリメント後の変数ｉが整数ｎと等しいかどうか比較し（図４のステップＳ１６）、ｉがｎよりも小さければ再びステップＳ１４の復号化処理を行う。このようにして、ｉがｎと等しくなるまで、ｎの値を１ずつ増加させて共通鍵を更新させながらステップＳ１４の復号化処理がｎ回繰り返される。ステップＳ１４の復号化処理を式で表すと、
ｄａｔａ（ｉ＋１)＝Ｄ（Ｋｃ（ｉｎｄｅｘｉ），ｄａｔａ（ｉ））
となる。このようにして、復号化手段２４は暗号化データＡに対してｎ回の復号化を行い、ｎ回目の復号化により得られた復号化データｄａｔａ（ｎ−１）を復号されたデータ２５として出力する（図４のステップＳ１７）。このデータ２５は、元のデータ１６である。
【００４０】
次に、鍵の復号化処理について更に詳細に説明する。図５は復号化手段の一例のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５では、復号化手段２４は５つの復号化処理部２４１〜２４５が縦続接続されており、鍵選択手段２２から受信鍵選択情報Ｂに基づき、５つの共通鍵が選択されて各々の復号化処理部２４１〜２４５に供給されることにより、５（＝ｎ）回の復号化を行う構成とされている。また、共通鍵束２１には共通鍵束１１と同一の鍵Ｋ０〜Ｋ９９９９の全部で１００００個の共通鍵が記憶されているものとする。
【００４１】
復号化に際して、まず、鍵選択手段２２において共通鍵が５個選択される。ここでは、鍵選択手段２２は受信鍵選択情報Ｂに記録されている鍵番号に従い、Ｋ７５、Ｋ９２１８、Ｋ３、Ｋ１８４、Ｋ４５の順（すなわち、送信側の共通鍵選択順とは逆順）に全部で５個の共通鍵を選択する。
【００４２】
最初に選択された共通鍵Ｋ７５は初段の復号化処理部２４１に供給され、２番目に選択された共通鍵Ｋ９２１８は２段目の復号化処理部２４２に供給され、３番目に選択された共通鍵Ｋ３は３段目の復号化処理部２４３に供給され、４番目に選択された共通鍵Ｋ１８４は４段目の復号化処理部２４４に供給され、５番目に選択された共通鍵Ｋ４５は最終段の復号化処理部２４５に供給される。
【００４３】
一方、受信された暗号化データＡは、初段の復号化処理部２４１に入力され、ここで共通鍵Ｋ７５で復号化された後、２段目の復号化処理部２４２に入力される。復号化処理部２４２は入力された復号化データを共通鍵Ｋ９２１８で復号化し、得られた復号化データを次段の復号化処理部２４３に供給する。
【００４４】
以下、同様に、復号化処理部２４３に入力された復号化データは、ここで共通鍵Ｋ３で復号化され、更に、その復号結果が次段の復号化処理部２４４に入力されて共通鍵Ｋ１８４で復号化され、その復号結果が最終段の復号化処理部２４５に入力されて共通鍵Ｋ４５で復号化され、得られた復号化データが元のデータ２５として復号される。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、事前にネゴシエーションを必要とせず、暗号化したディジタルデータを受け渡せるので、パッケージメディアを介してディジタルデータを安全に受け渡すことができる。また、暗号化は共通鍵を用いてｎ回繰り返すようにしているため、暗号結果から暗号鍵の解析の困難性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、コンピュータネットワークや、ディジタルデータを利用処理する装置間において、ディジタルデータの暗号通信のために暗号鍵の交換を行って暗号化された安全な通信路を確立するために使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明におけるディジタルデータ送信装置の動作説明用フローチャートである。
【図３】図１の要部の暗号化手段の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明におけるディジタルデータ受信装置の動作説明用フローチャートである。
【図５】図１の要部の復号化手段の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ディジタルデータ送信装置（エンティティ）
１１、２１  共通鍵束
１２  乱数発生器
１３、２２  鍵選択手段
１４、２３  選択された共通鍵
１５  暗号化手段
１６  伝送すべきディジタルデータ
１７  制御装置
１８  失効リスト
２０  ディジタルデータ受信装置（エンティティ）
２４  復号化手段
２５  復号されたディジタルデータ
Ａ  暗号化データ
Ｂ  共通鍵選択情報
【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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