(57)【要約】本発明は、未承認の命令に対する情報システムを保護するための手段に関する。本発明は、分散データ処理を保護するための統合されたループを形成することを可能にさせる。ユーザ装置及び分散データ処理サーバからコンピュータシステムにアクセスするために、キーについての認証、生成、分配のためのセンタから受信した秘密キーに基づく内部及び外部キーのシステムが形成される。データ送信、格納、及び処置のために用いられる対称的な暗号モード用の１回だけ使用する秘密の内部キーが生成され、所望のサーバへの接続要求が、ユーザ装置から認証センタへ送信される。対称的な暗号モードとして１回だけ使用する外部キーが生成されることによって、公開キーが受信される。サーバへの送信のために、送信情報は、１回だけ使用する外部キーの使用を含んだ確率的コーディングによって暗号化される。また、その情報は、１回だけ使用する対称的な秘密の内部キーを使用することで暗号化され、処理され、確率的にコード化されユーザ装置に送信される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのユーザ装置、少なくとも１つの分散データ処理サーバ、及びキーについての認証、生成、分配のためのセンタを含むコンピュータシステムにおける分散データ処理に関する統合された保護方法であって、
前記コンピュータシステムにアクセスし、かつ、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタから受信した秘密キーテーブルに基づいて、各ユーザ装置及び分散データ処理サーバで内部及び外部キーのシステムを生成するステップと、
前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの環境において前記暗号されたフォームでデータを送信し、格納し、処理するとき、各ユーザ装置及び分散データ処理サーバにおいて、対称的な暗号のために１回だけ使用する秘密の内部キーを前記秘密キーテーブルに基づいて生成するステップと、
前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの環境において、入力されかつ送信されたデータを暗号化するステップと、その処理されるべきデータは、前記１回だけ使用する秘密の内部キーを用いて確率的に符号化され、
特定の処理関数を実行するために、選択された分散データ処理サーバへの接続を確立する要求を、前記ユーザ装置から前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタへ送信するステップと、
前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバへ送信されたデータの確率的な符号化を実行するため、前記秘密キーテーブルを更新する公開キーを、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタから受信する、または前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバに生成するステップ、かつ、前記変換されたデータを処理しその結果を前記サーバから前記ユーザ装置へ出力するステップと、
前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバにおいて、対称的な暗号のために１回だけ使用する秘密の外部キーを、前記公開キー及び前記秘密キーテーブルに基づいて生成するステップ、かつ、データを送信し前記暗号されたフォームでそれを処理するときに前記秘密キーテーブルを変更するステップと、
前記１回だけ使用する対称的な秘密の外部キーを用いて、前記ユーザ装置で確率的な符号化によって送信されるべき前記データを暗号化するステップと、
前記確率的に符号化したデータを前記分散データ処理サーバへ送信するステップと、
前記分散データ処理サーバにおいて前記確率的に符号化されたデータを受信するステップ、前記データフォーマットにより定義される処理タイプに従い、前記１回だけ使用する対称的な秘密の内部キーを用いて、付加的な暗号化の後で前記暗号化されたフォームで前記受信データを処理するステップ、及び前記１回だけ使用する対称的な秘密の外部キーを用いて、付加的に暗号化されたデータを確率的に符号化するステップと、
前記確率的に符号化された暗号データを前記ユーザ装置に送信するステップと、
前記ユーザ装置で前記確率的に符号化された暗号データを受信するステップ、及び前記公開フォームで前記ユーザに前記データを出力するために、前記受信データを復号化するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記コンピュータシステムにアクセスし、記録された個人識別コード、パスワード、パスワードのハッシュ関数の値、初期キーテーブル、及び秘密の基本キーテーブルと秘密の外部キーテーブルとを得るための秘密置換の列及び行のデータを伴うデータ媒体を、前記ユーザ装置に入力することによって、前記内部及び外部キーの生成が実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記内部及び外部キーのシステムは、前記初期キーテーブルにおける列及び行の秘密置換により生成された秘密の基本及び外部キーテーブルの集合として生成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ユーザ装置及び分散データ処理サーバの環境において、データをそれぞれ送信するため、及びデータベース、ウェッブページ、前記サーバのｅ−メイルアドレステーブルを含む前記処理されたデータを暗号化するために、１回だけ使用する対称的な秘密の内部キーテーブルが、前記基本キーテーブルにおける列及び行の秘密置換により生成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタ、前記ユーザ装置、及び前記分散データ処理サーバにおいて、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバのために行要素間の推移関係を用いながら、対称的な秘密の外部キーテーブルを与えかつ前記秘密キーテーブルを変更するため、秘密置換のテーブル集合での論理的な結論により、相対的置換のテーブルフォームで公開キーを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの秘密の外部キーテーブル、及び前記暗号化された情報を分散処理するための秘密のキーテーブルは、前記公開キーを用いた秘密キーテーブルにおける列及び行の置換と代用とにより変更されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１回だけ使用するキーは、送信された確率的な各符号化データのための対称的な外部及び内部キーテーブルのランダムな要素を確率的に変化することにより生成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記暗号化された情報に関する暗号及び送信の間、前記ユーザ装置及び分散データ処理サーバにより生成されかつ送信された公開キーを用いることによって対称的な外部及び内部キーテーブルを、前記ユーザ装置及び分散データ処理サーバで周期的に変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
機密保護機能のある演算プロセッサーを用いたデータ論理的で安全なコンピュータ装置において、安全で確率的に変換されたフォームで、所定のプログラムを実行することにより前記暗号化されたデータを処理するステップと、データバス経由で前記秘密の内部キーテーブルを備えた前記プロセッサーのインタフェースを整合するステップと、制御バス経由で前記データ論理的で安全なコンピュータ装置からの命令を送信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
論理的に関連する命令コードの記号列のようなウイルスサイン及び検出されたウイルスサインを破壊する複数のプログラム命令コード上の論理的な結論を用いた検出に基づき、各入力されたプログラムの確率的変換の前後で、前記データ論理的で安全なコンピュータ装置における抗ウイルス保護をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
処理タイプが前記データフォーマットにより算術計算として定義されるとき、暗号化されたオペランド及び算術計算コードを選択するステップと、それらを要求された計算を暗号化されたフォームで実行する機密保護機能のある演算プロセッサーに送信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
処理タイプが、前記クエリー状況による暗号化されたデータベーステーブルから、前記要求データの検索及び復元として定義されるとき、前記受信データフォーマットで前記クエリー状況の暗号化されたデータを選択するステップと、前記選択された暗号化データに基づく比較によって、付加的な暗号化の後で前記データ復元のための要求として暗号化テーブルのフィールド選択するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記暗号化テーブルのデータフィールドの復元は、要求された暗号数値パラメータ、または算術計算処理手順に従う場合、機密保護機能のある演算プロセッサーにおいて、前記暗号テーブルの復元されたデータフィールドを確認するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理タイプが、暗号化されたウェッブページの検索及び復元として定義されるとき、前記暗号化されたクエリーのキーワードを付加的に暗号化するステップと、付加的に暗号化されたクエリーのキーワードによって、分散データ処理サーバにおける暗号化された各ウェッブページの同じキーワードの存在を判断するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
処理タイプが、ｅ−メイル送信として定義されるとき、受信された暗号メッセージを付加的に暗号化するステップと、前記サーバアドレスとともに付加的に暗号化された前記ｅ−メイルメッセージにおける暗号化されたメイルの受信アドレスを比較することにより、前記暗号化されたｅ−メイルメッセージをそこに送信するための受信メイルボックスを前記サーバが備えるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記送信されたデータのハッシュ関数値を生成するステップと、前記データ送信者の電子デジタル署名を提供し送信するステップと、前記送信者の信頼性を実証するステップと、前記受信されたデータの正しさを確認するステップとをさらに含み、前記送信されたデータのハッシュ関数値は、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバでの機密保護機能のある演算プロセッサーにおいて確率的に符号化されたデータブロックを加えることにより、所定の長さのランダムなパターンとして生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記電子デジタル署名を提供することは、前記秘密の外部キーテーブルのランダムな行置換による送信者の秘密の個人キーを生成するステップと、前記公開キーを計算するステップとを含み、そのキーは、前記個人キーを登録するために前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタに送信されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記送信者の信頼性を実証し、そして前記送信されたデータのハッシュ関数値と前記電子デジタル署名とを用いて前記受信データの正しさを確認するとき、前記秘密の個人キーは、前記送信されたデータハッシュ関数のハッシュ関数値を暗号化するために使用され、かつ前記分散データ処理サーバで生成された値と比較するため、前記公開キーは前記受信されたハッシュ関数値を暗号化するために使用されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
キーについての認証、生成、分配のためのセンタと、
少なくとも１つのユーザ装置と、
少なくとも１つの分散データ処理サーバとを含む分散データ処理を保護するためのシステムであって、
前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタは、ユーザ認証サブシステム、秘密キーテーブル生成サブシステム、データ論理的で安全なコンピュータシステム、認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム、公開キー生成サブシステム、認証及びデータ保全確認サブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、キー分配サブシステム、及び機密保護機能のある処理制御ユニットを含み、
前記各ユーザ装置は、秘密キーテーブル生成サブシステム、内部確率的デコーダ、内部確率的エンコーダ、機密保護アクセスサブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、データ論理的で安全なコンピュータシステム、機密保護機能のある処理制御ユニット、及び確率的変換のトランシーバユニットを含み、
前記分散データ処理サーバは、秘密キーテーブル生成サブシステム、確率的変換のトランシーバユニット、内部確率的再エンコーダ装置、機密保護機能のある処理制御ユニット、機密保護アクセスサブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、データ論理的で安全なコンピュータシステム、及び機密保護データベースを含み、
前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタにおいて、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記ユーザ認証サブシステム、当該ユーザ認証サブシステムと接続する前記秘密キーテーブル生成サブシステム、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記公開キー生成サブシステム、前記認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム、及び前記キー分配サブシステムと接続し、そして当該キー分配サブシステムは前記機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、当該機密保護機能のある処理制御ユニットは前記認証及びデータ保全確認サブシステムに接続し、
前記ユーザ装置において、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記内部確率的エンコーダ、前記内部確率的デコーダ、及び前記確率的変換のトランシーバユニットに接続し、前記機密保護アクセスサブシステムは機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、そして当該機密保護機能のある処理制御ユニットは、前記内部確率的エンコーダ、前記内部確率的デコーダ、前記確率的変換のトランシーバユニット、及び前記データ論理的で安全なコンピュータシステムに接続し、
前記分散データ処理サーバにおいて、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記機密保護データベース、前記内部確率的再エンコーダ装置、及び前記機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、当該機密保護機能のある処理制御ユニットは、前記前記確率的変換のトランシーバユニット、前記内部確率的再エンコーダ装置、前記秘密キーテーブル生成サブシステム、及び前記機密保護機能アクセスサブシステムに接続し、
前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタにおけるキー分配サブシステムは、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバにおける前記秘密キーテーブル生成サブシステムとそれぞれ接続することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
前記ユーザ装置における機密保護機能アクセスサブシステムは、データ媒体からデータ入力するためのサブシステムを含み、当該サブシステムは、前記ユーザ装置の機密保護機能のある処理制御ユニットと接続する前記認証及びデータ保全確認サブシステムに接続することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットは、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置を含み、当該第１の確率的再エンコーダ装置は、前記分散データ処理サーバから前記ユーザ装置のデータ論理的で安全なコンピュータシステムまでのデータ送信パスに含まれ、かつ、当該第２の確率的再エンコーダ装置は、前記ユーザ装置のデータ論理的で安全なコンピュータシステムから前記分散データ処理サーバまでのデータ受信パスに含まれることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記分散データ処理サーバにおける確率的変換のトランシーバユニットは、前記第１及び第２の確率的再エンコーダ装置を含み、当該第１の確率的再エンコーダ装置は、前記分散データ処理サーバにおける機密保護機能のある処理制御ユニットから、前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットまでのデータ送信パスに含まれ、かつ、当該第２の確率的再エンコーダ装置は、前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットからのデータ受信パスに含まれることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記分散データ処理サーバにおける機密保護アクセスサブシステムは、データ媒体からデータ入力するためのサブシステムをさらに含み、当該サブシステムは、認証及びデータ保全確認サブシステムに接続し、当該認証及びデータ保全確認サブシステムは、前記分散データ処理サーバにおける機密保護機能のある処理制御ユニットに接続することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記分散データ処理サーバにおける機密保護データベースは、安全なｅ−メイルアドレステーブル、安全なウェッブページ、及び安全なデータテーブルを含むことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリと、
内部キーテーブルの列及び行に関する対称的な置換テーブルを格納するメモリと、
前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタと、
前記推移関係シーケンス上の論理的な結論ユニットと、
外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリと、
公開キーレジスタと、
初期データ入力用入力スイッチングユニットと、
公開キー出力用出力スイッチングユニットと、
制御ユニットとを含む分散データ処理の保護システムに関する公開キー生成サブシステムであって、
前記制御ユニットの出力は、前記秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリ、前記内部キーテーブルの列及び行に関する対称的な置換テーブルを格納するメモリ、前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタ、公開キーレジスタ、入力及び出力スイッチングユニット、及び前記推移関係シーケンス上の論理的な結論のユニットにおける入力に接続し、当該論理的な結論のユニットは、その第２の及び第３の入力が、前記外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリの出力、及び前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタの出力とそれぞれ接続するとともに、その出力が、前記外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリの入力に接続し、当該メモリは、その出力が公開キーレジスタの入力に接続し、当該レジスタはその出力が前記出力スイッチングユニットの入力に接続し、当該出力スイッチングユニットは他の入力が前記秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリの出力に接続し、当該メモリは、その入力が前記入力スイッチングユニットの出力に接続し、前記入力及び出力スイッチングユニットの第２の出力は、前記制御ユニットの入力に接続することを特徴とするシステム。
【請求項２６】
符号化されるべきデータを入力するための入力置換レジスタと、
第１の入力が前記入力置換レジスタの出力に接続するマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群と、
その出力が前記レジスタ群の第２の入力に接続する列接続回路と、
その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、
その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、
その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、
ガンマ生成回路と、
その入力が、前記レジスタ群の出力と、前記ガンマ生成回路の出力とにそれぞれ接続し、かつ、その出力が符号化されたデータを出力するためのコードブロック出力レジスタの入力に接続するＭＯＤ２加算器と、
その出力が、前記入力置換レジスタ、前記マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群、前記列接続回路、前記循環的置換レジスタ、前記キーインバータ群、前記再帰レジスタ、前記ガンマ生成回路、前記ＭＯＤ２加算器、及び前記コードブロック出力レジスタの入力にそれぞれ接続する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、その入力が前記再帰レジスタの付加的な出力に接続し、かつ分散データ処理の保護システムにおける他の制御ユニットと接続するための付加的な入力及び出力を有することを特徴とする分散データ処理の保護システムに関する確率的エンコーダ。
【請求項２７】
前記ガンマ生成回路は、
ガンマ生成テーブル列のレジスタ群と、
その出力が前記レジスタ群の入力に接続する列接続回路と、
その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、
その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、
その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、
初期ガンマレジスタと、
ＭＯＤ２加算器と、
その入力が前記レジスタ群の出力に接続し、かつその第１の及び第２の出力が、前記ＭＯＤ２加算器の入力、及び前記確率的エンコーダのＭＯＤ２加算器の入力にそれぞれ接続するキーと、
その出力が、前記再帰レジスタ、前記キーインバータ群、前記循環的置換レジスタ、前記列接続回路、前記レジスタ群、前記前記キー、前記ＭＯＤ２加算器、前記ガンマ生成回路、及び前記初期ガンマレジスタの入力にそれぞれ接続する制御ユニットとを備え、当該制御ユニットは、その出力が、第２の入力が前記再帰レジスタの付加的な出力に接続し、かつ第３の入力が前記確率的エンコーダにおける制御ユニットの対応する出力に接続する前記制御ユニットの入力に接続することを特徴とする請求項２６に記載の確率的エンコーダ。
【請求項２８】
入力コードブロックレジスタと、
その入力が前記入力コードブロックレジスタの出力に接続する確率的変換の第１ステージと、
その第１及び第２の入力が、前記確率的変換の第１ステージにおける第１及び第２の出力にそれぞれ接続する第１の置換レジスタと、
その第１の入力が、前記第１の置換レジスタの出力にそれぞれ接続する第２の置換レジスタと、
その入力が、前記第２の置換レジスタの出力に接続し、かつ、その第１の出力が前記第２の置換レジスタにおける第２の入力に接続する確率的変換の第２ステージと、
その入力が前記確率的変換の第２ステージにおける第２の出力に接続するコードブロック出力レジスタとを備えた分散データ処理の保護システムに関する確率的再エンコーダ装置であって、
前記確率的変換ステージのそれぞれは、
その第１の入力が前記対応する確率的変換ステージの入力であるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群と、
その出力が前記レジスタ群の第２の入力に接続する列接続回路と、
その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、
その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、
その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、
ガンマ生成回路と、
その第１の入力がキー経由で前記レジスタ出力に接続し、かつその第２の入力が前記ガンマ生成回路の出力に接続するＭＯＤ２加算器と、ここでそのキーの第２の出力が前記対応する確率的変換ステージの第２の出力であり、
第１の出力が前記対応する確率的変換ステージの第１の出力であり、その他の出力が、前記レジスタ群の入力にそれぞれ接続した制御ユニットと、前記キーインバータ群と、付加的な出力が、前記制御ユニット、前記ガンマ生成回路、前記ＭＯＤ２加算器、及び前記キーのそれぞれの入力に接続する前記再帰レジスタとを含み、当該制御ユニットは、前記分散データ処理の保護システムに関する他の制御ユニットに接続するための付加的な入力及び出力を有していることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータネットワーク、情報システム、及び未許可のアクセスに対する安全手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最新のコンピュータ技術に基づくとともに、機密データ（例えば、ｅ−メイル、最近の支払いシステム、検索エンジン）の処理及び伝送のために準備される情報システムを有効に機能させるには、分散データ処理に関する安全性を保証しなければならない。
分散処理に関して今、最も安全なものは、ｅ−メイルである。安全なｅ−メイルに関する幾つかの方法が、ＷＯ／００４９７６６、ＷＯ／９８１７０４２、ＷＯ／０００１１０８に開示されている。これらにおける安全性の方法は、情報伝達、電子デジタル署名、情報の送り手や受け手の識別及び認証に関する機密性を提供する。ＷＯ／０００１１０８は、匿名及び擬似匿名のユーザ識別子を入力することによって、メッセージのアドレス部分に関する機密性を提供する方法を開示している。前記識別子は、氏名、住所、金融データを含んでおり、プロキシ経由で入力される。この方法の場合、本物及び匿名のユーザ識別子が認定される。しかし、このシステムは、十分な信頼性を有していない。なぜなら、第一に、それは暗号法として安全でない。第二に、ユーザとプロキシとの間に送信範囲があって、そこでは、本物の（真の）識別子が公開モードで伝送され、かつ完全な匿名識別システムを改変しようとする未許可の人間によって盗聴され得るからである。
【０００３】
前述した方法の主な欠点は、メッセージのアドレス部分に関する処理が、安全性の欠いたｅ−メイルプログラムを用いて、つまり、それがソース命令及びデータコードで実行されて、公開モードのネットワークサーバで実行される中で構成されていることである。これは、処理されたアドレス情報と、有害な作用の情報に対して脆弱なｅ−メイルプログラムとの両方を表す。その結果、プログラムのウィルス感染、動作アルゴリズムまたはメッセージアドレス部分のひずみが、未許可のメッセージアドレス置換え（または変更）と同様に生じてしまう。
【０００４】
また、安全な情報処理の問題は、例えば、ユーザの問合せでメッセージを検索するためにデータベースにリモートアクセスする電子支払いシステム、算術計算及び情報処理のような、他のシステムでの分散情報処理が公開モードで実行される情報検索システムにおいて現実のものとなっている。したがって、このようなシステムの安全を提供する最も現実的なタスクは、メッセージ処理及びコンピュータ（ユーザ装置及びネットワークサーバ）のプログラム実行に影響を与える他の情報有害行動（ウィルス、ソフトウェア地雷）と同様に、未許可のアクセスに対する保護といえる。
【０００５】
ＲＵ２１３７１８５は、未許可のアクセス、ソストウェア地雷やウィルスに対し、プログラム動作における命令コード、データ、及びアルゴリズムを変えることで、確率的に符号化されて安全なモードでコンピュータプログラム及びデータを処理できるコンピュータの包括的な情報処理に関する方法を開示している。この方法は、２つのレベルの安全を実行する。１つは、（構造を管理する）プログラムアルゴリズムの確率的変換に基づく論理レベルであり、もう１つは、コンピュータ命令の確率的な符号化によって実行される物理レベルである。
【０００６】
前記変換のために、どんなプログラム地雷及びウィルスも、プログラムを入力するポイントを見つけられないし同様の影響を与えることもできない。前記公知の方法は、算術計算の間、数値情報を安全に処理することを許可している。しかしながら、前記方法は、通信チャネルを経由する送信を含んだ分散情報処理の全ての連鎖に関する統合された保護システムを提供していない。これは、データ伝送に関するこれまでの暗号法の安全手段を用いることや、コンピュータへ安全なリンクを接続するインタフェースの情報解読によって生じ、その結果、確率的な符号化が公開モードで実行される前に、情報が処理されることになる。この方法で形成された“ウィンドウ”は、安全な分散情報処理の単一連鎖を分断し、かつ、付随的な電磁放射線を用いたアクセスを含む未許可のアクセスによる“漏洩”が発生する可能性を有している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主題は、機密保護機能のある分散情報処理における完全な連鎖の形態を保証しながら、分散情報処理に関する統合された保護、未承認のアクセスに対する分散情報処理を統合して語保証する保護、及び符号化されたメッセージの伝送比率を上げることに関する方法及びシステムを提供することにある。
【０００８】
本発明のある側面に従い、少なくとも１つのユーザ装置、少なくとも１つの分散データ処理サーバ、及びキーについての認証、生成、分配のためのセンタを含むコンピュータシステムにおける分散データ処理に関する統合された保護方法であって、前記コンピュータシステムにアクセスし、かつ、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタから受信した秘密キーテーブルに基づいて、各ユーザ装置及び分散データ処理サーバで内部及び外部キーのシステムを生成するステップと、前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの環境において前記暗号されたフォームでデータを送信し、格納し、処理するとき、各ユーザ装置及び分散データ処理サーバにおいて、対称的な暗号のために１回だけ使用する秘密の内部キーを前記秘密キーテーブルに基づいて生成するステップと、前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの環境において、入力されかつ送信されたデータを暗号化するステップと、その処理されるべきデータは、前記１回だけ使用する秘密の内部キーを用いて確率的に符号化され、特定の処理関数を実行するために、選択された分散データ処理サーバへの接続を確立する要求を、前記ユーザ装置から前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタへ送信するステップと、前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバへ送信されたデータの確率的な符号化を実行するため、前記秘密キーテーブルを更新する公開キーを、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタから受信する、または前記各ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバに生成するステップ、かつ、前記変換されたデータを処理しその結果を前記サーバから前記ユーザ装置へ出力するステップと、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバにおいて、対称的な暗号のために１回だけ使用する秘密の外部キーを、前記公開キー及び前記秘密キーテーブルに基づいて生成するステップ、かつ、データを送信し前記暗号されたフォームでそれを処理するときに前記秘密キーテーブルを変更するステップと、前記１回だけ使用する対称的な秘密の外部キーを用いて、前記ユーザ装置で確率的な符号化によって送信されるべき前記データを暗号化するステップと、前記確率的に符号化したデータを前記分散データ処理サーバへ送信するステップと、前記分散データ処理サーバにおいて前記確率的に符号化されたデータを受信するステップ、前記データフォーマットにより定義される処理タイプに従い、前記１回だけ使用する対称的な秘密の内部キーを用いて、付加的な暗号化の後で前記暗号化されたフォームで前記受信データを処理するステップ、及び前記１回だけ使用する対称的な秘密の外部キーを用いて、付加的に暗号化されたデータを確率的に符号化するステップと、前記確率的にエンコードされた暗号データを前記ユーザ装置に送信するステップと、前記ユーザ装置で前記確率的にエンコードされた暗号データを受信するステップ、及び前記公開フォームで前記ユーザに前記データを出力するために、前記受信データを復号化するステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
【０００９】
前記コンピュータシステムにアクセスし、記録された個人識別コード、パスワード、パスワードのハッシュ関数の値、初期キーテーブル、及び秘密の基本キーテーブルと秘密の外部キーテーブルとを得るための秘密置換の列及び行のデータを伴うデータ媒体を、前記ユーザ装置に入力することによって、前記内部及び外部キーの生成が実行される。
【００１０】
前記方法は、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタ、前記ユーザ装置、及び前記分散データ処理サーバにおいて、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバのために行要素間の推移関係を用いながら、対称的な秘密の外部キーテーブルを与えかつ前記秘密キーテーブルを変更するため、秘密置換のテーブル集合での論理的な結論により、相対的置換のテーブルフォームで公開キーを生成するステップをさらに含むこと、また、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバの秘密の外部キーテーブル、及び前記暗号化された情報を分散処理するための秘密のキーテーブルは、前記公開キーを用いた秘密キーテーブルにおける列及び行の置換と代用とにより変更されること、また、前記１回だけ使用するキーは、送信された確率的な各符号化データのための対称的な外部及び内部キーテーブルのランダムな要素を確率的に変化することにより生成されることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記方法は、機密保護機能のある演算プロセッサーを用いたデータ論理的で安全なコンピュータ装置において、安全で確率的に変換されたフォームで、所定のプログラムを実行することにより前記暗号化されたデータを処理するステップと、データバス経由で前記秘密の内部キーテーブルを備えた前記プロセッサーのインタフェースを整合するステップと、制御バス経由で前記データ論理的で安全なコンピュータ装置からの命令を送信するステップとを含むことが望ましい。
【００１２】
さらに、前記方法は、前記送信されたデータのハッシュ関数値を生成するステップと、前記データ送信者の電子デジタル署名を提供し送信するステップと、前記送信者の信頼性を実証するステップと、前記受信されたデータの正しさを確認するステップとをさらに含み、前記送信されたデータのハッシュ関数値は、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバでの機密保護機能のある演算プロセッサーにおいて確率的に符号化されたデータブロックを加えることにより、所定の長さのランダムなパターンとして生成されることが望ましい。
【００１３】
本発明の別の側面に従い、少なくとも１つのユーザ装置と、少なくとも１つの分散データ処理サーバとを含む分散データ処理を保護するためのシステムであって、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタは、ユーザ認証サブシステム、秘密キーテーブル生成サブシステム、データ論理的で安全なコンピュータシステム、認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム、公開キー生成サブシステム、認証及びデータ保全確認サブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、キー分配サブシステム、及び機密保護機能のある処理制御ユニットを含み、前記各ユーザ装置は、秘密キーテーブル生成サブシステム、内部確率的デコーダ、内部確率的エンコーダ、機密保護アクセスサブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、データ論理的で安全なコンピュータシステム、機密保護機能のある処理制御ユニット、及び確率的変換のトランシーバユニットを含み、前記分散データ処理サーバは、秘密キーテーブル生成サブシステム、確率的変換のトランシーバユニット、内部確率的再エンコーダ装置、機密保護機能のある処理制御ユニット、機密保護アクセスサブシステム、機密保護機能のある演算プロセッサー、データ論理的で安全なコンピュータシステム、及び機密保護データベースを含み、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタにおいて、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記ユーザ認証サブシステム、当該ユーザ認証サブシステムと接続する前記秘密キーテーブル生成サブシステム、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記公開キー生成サブシステム、前記認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム、及び前記キー分配サブシステムと接続し、そして当該キー分配サブシステムは前記機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、当該機密保護機能のある処理制御ユニットは前記認証及びデータ保全確認サブシステムに接続し、前記ユーザ装置において、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記内部確率的エンコーダ、前記内部確率的デコーダ、及び前記確率的変換のトランシーバユニットに接続し、前記機密保護アクセスサブシステムは機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、そして当該機密保護機能のある処理制御ユニットは、前記内部確率的エンコーダ、前記内部確率的デコーダ、前記確率的変換のトランシーバユニット、及び前記データ論理的で安全なコンピュータシステムに接続し、前記分散データ処理サーバにおいて、前記データ論理的で安全なコンピュータシステムは、前記機密保護機能のある演算プロセッサー、前記機密保護データベース、前記内部確率的再エンコーダ装置、及び前記機密保護機能のある処理制御ユニットに接続し、当該機密保護機能のある処理制御ユニットは、前記前記確率的変換のトランシーバユニット、前記内部確率的再エンコーダ装置、前記秘密キーテーブル生成サブシステム、及び前記機密保護機能アクセスサブシステムに接続し、前記キーについての認証、生成、分配のためのセンタにおけるキー分配サブシステムは、前記ユーザ装置及び前記分散データ処理サーバにおける前記秘密キーテーブル生成サブシステムとそれぞれ接続するシステムが提供される。
【００１４】
前記ユーザ装置における機密保護機能アクセスサブシステムは、データ媒体からデータ入力するためのサブシステムを含み、当該サブシステムは、前記ユーザ装置の機密保護機能のある処理制御ユニットと接続する前記認証及びデータ保全確認サブシステムに接続する。
【００１５】
前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットは、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置を含み、当該第１の確率的再エンコーダ装置は、前記分散データ処理サーバから前記ユーザ装置のデータ論理的で安全なコンピュータシステムまでのデータ送信パスに含まれ、かつ、当該第２の確率的再エンコーダ装置は、前記ユーザ装置のデータ論理的で安全なコンピュータシステムから前記分散データ処理サーバまでのデータ受信パスに含まれる。
【００１６】
前記分散データ処理サーバにおける確率的変換のトランシーバユニットは、前記第１及び第２の確率的再エンコーダ装置を含み、当該第１の確率的再エンコーダ装置は、前記分散データ処理サーバにおける機密保護機能のある処理制御ユニットから、前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットまでのデータ送信パスに含まれ、かつ、当該第２の確率的再エンコーダ装置は、前記ユーザ装置における確率的変換のトランシーバユニットからのデータ受信パスに含まれる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面に従い、秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリと、内部キーテーブルの列及び行に関する対称的な置換テーブルを格納するメモリと、前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタと、前記推移関係シーケンス上の論理的な結論ユニットと、外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリと、公開キーレジスタと、初期データ入力用入力スイッチングユニットと、公開キー出力用出力スイッチングユニットと、制御ユニットとを含む分散データ処理の保護システムに関する公開キー生成サブシステムであって、前記制御ユニットの出力は、前記秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリ、前記内部キーテーブルの列及び行に関する対称的な置換テーブルを格納するメモリ、前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタ、公開キーレジスタ、入力及び出力スイッチングユニット、及び前記推移関係シーケンス上の論理的な結論のユニットにおける入力に接続し、当該論理的な結論のユニットは、その第２の及び第３の入力が、前記外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリの出力、及び前記秘密置換テーブルの行間にある推移関係シーケンスのレジスタの出力とそれぞれ接続するとともに、その出力が、前記外部キーテーブルの列及び行に関する相対的な非秘密置換テーブルを格納するメモリの入力に接続し、当該メモリは、その出力が公開キーレジスタの入力に接続し、当該レジスタはその出力が前記出力スイッチングユニットの入力に接続し、当該出力スイッチングユニットは他の入力が前記秘密キーテーブルの列及び行に関する秘密置換テーブルを格納するメモリの出力に接続し、当該メモリは、その入力が前記入力スイッチングユニットの出力に接続し、前記入力及び出力スイッチングユニットの第２の出力は、前記制御ユニットの入力に接続することを特徴とするシステムが提供する。
【００１８】
本発明のさらに別の側面に従い、符号化されるべきデータを入力するための入力置換レジスタと、第１の入力が前記入力置換レジスタの出力に接続するマルチアルファベットエンコーダ（符号化）列のレジスタ群と、その出力が前記レジスタ群の第２の入力に接続する列接続回路と、その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、ガンマ生成回路と、その入力が、前記レジスタ群の出力と、前記ガンマ生成回路の出力とにそれぞれ接続し、かつ、その出力が符号化されたデータを出力するためのコードブロック出力レジスタの入力に接続するＭＯＤ２加算器と、その出力が、前記入力置換レジスタ、前記マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群、前記列接続回路、前記循環的置換レジスタ、前記キーインバータ群、前記再帰レジスタ、前記ガンマ生成回路、前記ＭＯＤ２加算器、及び前記コードブロック出力レジスタの入力にそれぞれ接続する制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、その入力が前記再帰レジスタの付加的な出力に接続し、かつ分散データ処理の保護システムにおける他の制御ユニットと接続するための付加的な入力及び出力を有することを特徴とする分散データ処理の保護システムに関する確率的エンコーダが提供される。
【００１９】
前記ガンマ生成回路は、好ましくは、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群と、その出力が前記レジスタ群の入力に接続する列接続回路と、その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、初期ガンマレジスタと、ＭＯＤ２加算器と、その入力が前記レジスタ群の出力に接続し、かつその第１の及び第２の出力が、前記ＭＯＤ２加算器の入力、及び前記確率的エンコーダのＭＯＤ２加算器の入力にそれぞれ接続するキーと、その出力が、前記再帰レジスタ、前記キーインバータ群、前記循環的置換レジスタ、前記列接続回路、前記レジスタ群、前記前記キー、前記ＭＯＤ２加算器、前記ガンマ生成回路、及び前記初期ガンマレジスタの入力にそれぞれ接続する制御ユニットとを備え、当該制御ユニットは、その出力が、第２の入力が前記再帰レジスタの付加的な出力に接続し、かつ第３の入力が前記確率的エンコーダにおける制御ユニットの対応する出力に接続する前記制御ユニットの入力に接続することを特徴とする。
【００２０】
本発明のさらに別の側面に従い、入力コードブロックレジスタと、その入力が前記入力コードブロックレジスタの出力に接続する確率的変換の第１ステージと、その第１及び第２の入力が、前記確率的変換の第１ステージにおける第１及び第２の出力にそれぞれ接続する第１の置換レジスタと、その第１の入力が、前記第１の置換レジスタの出力にそれぞれ接続する第２の置換レジスタと、その入力が、前記第２の置換レジスタの出力に接続し、かつ、その第１の出力が前記第２の置換レジスタにおける第２の入力に接続する確率的変換の第２ステージと、その入力が前記確率的変換の第２ステージにおける第２の出力に接続するコードブロック出力レジスタとを備えた分散データ処理の保護システムに関する確率的再エンコーダ装置であって、前記確率的変換ステージのそれぞれは、その第１の入力が前記対応する確率的変換ステージの入力であるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群と、その出力が前記レジスタ群の第２の入力に接続する列接続回路と、その出力が前記列接続回路の対応する入力に接続する循環的置換レジスタと、その出力が前記循環的置換レジスタの対応する入力に接続するキーインバータ群と、その出力が前記キーインバータ群の対応する入力に接続する再帰レジスタと、ガンマ生成回路と、その第１の入力がキー経由で前記レジスタ出力に接続し、かつその第２の入力が前記ガンマ生成回路の出力に接続するＭＯＤ２加算器と、ここでそのキーの第２の出力が前記対応する確率的変換ステージの第２の出力であり、第１の出力が前記対応する確率的変換ステージの第１の出力であり、その他の出力が、前記レジスタ群の入力にそれぞれ接続した制御ユニットと、前記キーインバータ群と、付加的な出力が、前記制御ユニット、前記ガンマ生成回路、前記ＭＯＤ２加算器、及び前記キーのそれぞれの入力に接続する前記再帰レジスタとを含み、当該制御ユニットは、前記分散データ処理の保護システムに関する他の制御ユニットに接続するための付加的な入力及び出力を有していることを特徴とする装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１において、本発明の典型的な実施例に一致した分散データ処理に関して統合された保護システムは、キー（ＣＣＧＤＫ）に関する認証、生成、及び分配のためのセンター１と、少なくとも１つのユーザ装置２と、少なくとも１つの分散データ処理サーバ３を含んでいる。ＣＣＧＤＫ１（図２）は、ユーザ認証サブシステム４と、秘密キーテーブル生成サブシステム５と、データ論理的で安全なコンピュータシステム６と、認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム７と、公開キー生成サブシステム８と、認証及びデータ保全確認サブシステム９と、機密保護機能のある演算プロセッサー１０と、キー分配サブシステム１１と、機密保護機能のある処理制御ユニット１２とを備えている。
【００２２】
前記各ユーザ装置２（図３）は、秘密キーテーブル生成サブシステム１３、内部確率的デコーダ１４と、内部確率的エンコーダ１５と、データ媒体からデータ入力するためのサブシステム１７、及び認証及びデータ保全確認サブシステム１８を含む機密保護アクセスサブシステム１６と、機密保護機能のある演算プロセッサー１９と、データ論理的で安全なコンピュータシステム２０と、機密保護機能のある処理制御ユニット２１と、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２３、２４を含む確率的変換のトランシーバユニット２２とを備えている。
【００２３】
前記分散データ処理サーバ（図４）は、秘密キーテーブル生成サブシステム２５と、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２７、２８を含む確率的変換のトランシーバユニット２６と、内部確率的再エンコーダ装置２９と、機密保護機能のある処理制御ユニット３０と、データ媒体からデータ入力するためのサブシステム３２、且つ、認証及びデータ保全確認サブシステム３３を含む機密保護機能アクセスサブシステム３１と、機密保護機能のある演算プロセッサー３４と、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５と、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７、安全なウェッブページ３８、及び安全なデータテーブル３９を含む機密保護データベース３６とを備えている。
【００２４】
ＣＣＧＤＫ１（図２）において、データ論理的で安全なコンピュータシステム６は、秘密キーテーブル生成サブシステム５に接続されたユーザ認証サブシステム４と、機密保護機能のある演算プロセッサー１０と、秘密キーテーブル生成サブシステム５と、公開キー生成サブシステム８と、認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム７と、認証及びデータ保全確認サブシステム９に接続された機密保護機能のある処理制御ユニット１２に接続されたキー分配サブシステム１１とに接続されている。
【００２５】
前記ユーザ装置２（図３）において、データ論理的で安全なコンピュータシステム２０は、機密保護機能のある演算プロセッサー１９と、内部確率的エンコーダ１５と、内部確率的デコーダ１４と、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２３、２４と、機密保護機能のある処理制御ユニット２１とに接続されている。そして、機密保護機能のある処理制御ユニット２１は、内部確率的エンコーダ１５と、内部確率的デコーダ１４と、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２３、２４と、秘密キーテーブル生成サブシステム１３と、データ媒体からデータ入力するためのサブシステム１７に接続された認証及びデータ保全確認サブシステム１８とに接続されている。
【００２６】
前記分散データ処理サーバ（図４）において、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５は、機密保護機能のある演算プロセッサー３４と、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７、安全なウェッブページ３８、及び安全なデータテーブル３９を含む機密保護データベース３６とに接続されている。さらに、前記サーバは、第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２７、２８、内部確率的再エンコーダ装置２９、秘密キーテーブル生成サブシステム２５、及びデータ媒体からデータ入力するためのサブシステム３２に接続された認証及びデータ保全確認サブシステム３３を含む機密保護機能アクセスサブシステム３１に接続されている。ＣＣＧＤＫのキー分配サブシステム１１は、分散データ処理サーバ３及びユーザ装置２についての秘密キーテーブル生成サブシステム２５、１３にそれぞれ接続されている。分散データ処理サーバ３についての第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２７、２８は、ユーザ装置２についての第１及び第２の確率的再エンコーダ装置２３、２４にそれぞれ接続されている。
【００２７】
図５は、ＣＣＧＤＫ１の秘密キーテーブル生成サブシステム５を示し、そのサブシステムは、主キーテーブルを格納するためのメモリ４０、初期キーテーブルを格納するためのメモリ４１、キー分配テーブルを格納するためのメモリ４２、組合せ選択器４４を伴った乱数発生器４３、列置換レジスタ４５、行置換レジスタ４６、メモリ４０の出力とレジスタ４５、４６の出力と接続されたスイッチングユニット４７を含んでいる。さらに、前記サブシステム５は、前記構成要素４０〜４７と接続された制御ユニット４８を含んでいる。
【００２８】
図６は、秘密キーテーブル生成サブシステム１３、２５を示し、このシステムは、分散データ処理サーバ３及びユーザ装置２に含まれている。サブシステム１３、２５は、初期キーテーブル、基本キーテーブル、外部キーテーブル、及び内部キーテーブルのそれぞれを格納するためのメモリ４９、５０、５１、５２と、組合せ選択器５４を伴った乱数発生器５３と、基本キー及び外部キーそれぞれの列置換レジスタ及び行置換レジスタ５５、５６、５７、５８と、前記メモリ４９及び前記レジスタ５５、５６、５７、５８の出力と接続したスイッチングユニット５９とを備えている。さらに、サブシステム１３は、前記構成要素４９〜５９に接続された制御ユニット６０を含んでいる。
【００２９】
図７は、ＣＣＧＤＫ１の公開キーテーブル生成サブシステム８を示し、このシステム８は、秘密キーテーブルに関する秘密の列及び行置換を格納するためのメモリ６１と、外部キーテーブルにおける対称的な列及び行の置換を格納するためのメモリ６２と、秘密置換テーブルの行間における推移関係シーケンスのためのレジスタ６３と、推移関係シーケンスの論理的結論ユニット６４と、外部キーテーブルにおける列及び行の相対的な非秘密置換テーブルを格納するためのメモリ６５と、公開キーレジスタ６６と、入力スイッチングユニット６７と、出力スイッチングユニット６８と、制御ユニット６９とを備えている。
【００３０】
前記制御ユニット６９は、その出力を、前記メモリ６１,６２と、レジスタ６３,６６と、入力スイッチングユニット６７と、出力スイッチングユニット６８と、メモリ６２，レジスタ６３の出力をそれぞれ第２及び第３の入力とするとともに、その出力をメモリ６５に入力することによって接続されている論理的結論ユニット６４とに、それぞれ入力することによって接続されている。メモリ６５の出力はレジスタ６６に入力され、レジスタ６６の出力は出力スイッチングユニット６８へ入力される。そして、出力スイッチングユニット６８は他にも、入力スイッチングユニット６７の出力を入力するメモリ６１の出力を入力する。
【００３１】
図８は、ＣＣＧＤＫ１、ユーザ装置２、及び分散データ処理サーバ３で用いられている、認証及びデータ保全確認サブシステム９（１８,２３）を示している。前記サブシステム９は、スイッチングユニット７３に接続された、パスワードのレジスタ７０と、個人識別コードのレジスタ７１と、秘密の個人キーのレジスタ７２とを含んでいる。また、前記サブシステム９は、再符号化されたコードブロックシンボルの列を数値コードへ格納するためのメモリ７５に接続された外部確率的エンコーダ７４と、ハッシュ関数の値を比較するための比較器７６とを含んでいる。そして、前記比較器７６は、前記レジスタ７０，７１，７２、スイッチングユニット７３、及び外部確率的エンコーダ７４に接続されている。
【００３２】
図９は、ユーザ装置２の内部確率的エンコーダ１５を示し、それは、符号化された入力データ用の入力置換レジスタ７８と、前記レジスタ７８の出力を最初の入力とすることによって接続されるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎと、その出力が列接続回路８０の入力に一致することによって接続される循環的置換レジスタ８１と、その出力が循環的置換レジスタ８１の入力に一致することによって接続されるキーインバータ群８２−１，８２−２，…，８２−ｎと、その出力がキーインバータ群８２−１，８２−２，…，８２−ｎの入力に一致することによって接続される再帰レジスタ８３と、ガンマ生成回路８４と、前記レジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ及びガンマ生成回路８４の出力をそれぞれ入力し、符号化されたデータを出力するためにその出力がコードブロック出力レジスタ８６の入力に接続されるＭＯＤ２加算器８５とを含んでいる。
【００３３】
さらに、内部確率的エンコーダ１５は、その出力を前記レジスタ７８，８１，８３，８６、キーインバータ群８２−１，８２−２，…，８２−ｎ、列接続回路８０、前記レジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、ガンマ生成回路８４、ＭＯＤ２加算器８５のそれぞれの入力にすることにより接続された制御ユニット８７を含んでいる。再帰レジスタ８３の補助的な出力を入力することによって接続される制御ユニット８７は、コンピュータシステムにおける分散データ処理の統合された保護システムに関する他の制御ユニットとともに、通信用の補助的な入力及び出力を有する。
【００３４】
図１０は、内部確率的エンコーダ１５に含まるガンマ生成回路８４を示し、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎと、その出力を前記レジスタ群８８−１，…，８８−ｎの入力とすることによって接続される列接続回路８９と、その出力を列接続回路８９の入力に一致させることによって接続される循環的置換レジスタ９０と、その出力を循環的置換レジスタ９０の入力に一致させることによって接続されるキーインバータ群９１−１，…，９１−ｎと、その出力をキーインバータ群９１−１，…，９１−ｎの入力に一致させることによって接続される再帰レジスタ９２と、初期ガンマレジスタ９３と、ＭＯＤ２加算器９４と、その入力を前記レジスタ群８８−１，…，８８−ｎの出力に接続するとともにその第１及び第２の出力をそれぞれＭＯＤ２加算器９４の入力、及び内部確率的エンコーダ１５（図９）のＭＯＤ２加算器８５の入力とすることにより接続されるキー９５と、その出力を再帰レジスタ９２、キーインバータ群９１−１，…，９１−ｎ、循環的置換レジスタ９０、列接続回路８９、前記レジスタ群８８−１，…，８８−ｎ、キー９５、ＭＯＤ２加算器９４のそれぞれの入力とすることによって接続される制御ユニット９６と、ガンマ生成回路８４と、その出力を、その第２の入力を再帰レジスタ９２の補助的な出力にすることによって接続されるとともに、その第３の入力を前記確率的エンコーダ１５の制御ユニット８７の出力に一致させることによって接続されるガンマ生成回路の制御ユニット９６の入力に接続される初期ガンマレジスタ９３とを含んでいる。
【００３５】
前記確率的デコーダ１４（図３）は、図９に示された確率的デコーダ１５と同様に実行される。唯一の相違は、デコーダ（復号化）における処理された信号経路の方向が前記エンコーダ（図９）と比較したときに反対であるという点である。したがって、確率的エンコーダにおける前記ユニット８６（図９のコードブロック出力レジスタ）は、復号化されるべき入力データを供給し、復号化されたデータは前記ユニット７８（図９の入力置換レジスタ）から出力されるだろう。
【００３６】
図１１Ａ、１１Ｂは、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３に含まれる確率的再エンコーダ装置（図３の２３、２４；図４の５７、２８）を示している。確率的再エンコーダ装置は、連続したコードブロック入力レジスタ９７と、第１の確率的変換ステージ９８と、第１及び第２の置換レジスタ９９，１００と、第２の確率的変換ステージ１０１と、コードブロック出力レジスタ１０２とを含んでいる。第１及び第２のステージ９８，１０１は、確率的エンコーダ１５（図９の構成要素７９〜８５，８７）において全体として一致しながら同一の構造を有している。根本的な相違は、レジスタ群７９−１，７９−２，…７９−ｎの出力と、ＭＯＤ２加算器８５の入力との間のキー１０３の存在、及び対応する確率的変換ステージの出力であるキー１０３の出力にある。
【００３７】
図１２は、ＣＣＧＤＫで用いられるテーブルを示している。
図１３は、ＣＣＧＤＫにおけるユーザの公開キーを生成するプロセスを示している。
図１４は、キー分散手順を概略的に示している。
コンピュータシステム（図１）における分散データ処理の統合された保護に関して提案された方法及びシステムの典型的な実施例を以下、詳細に説明する。
【００３８】
ＣＣＧＤＫ１の主な処理は、ユーザ装置２を安全なシステムに接続し、ユーザ装置を認証し、ユーザ装置２と分散データ処理サーバ３との間の秘密の公開キーを生成して分配することである。ランダムなコードテーブルである主システムキー（マスタキー）が生成され、図２に示すＣＣＧＤＫ１に格納される。前記安全システムに接続するためのユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３の認証は、ユーザ認証サブシステム４に影響を与える。主キーテーブルは、秘密キーテーブル生成サブシステム５で形成される。
【００３９】
ランダムな列及び行の置換による主秘密キーテーブルに基づく秘密キーテーブル生成サブシステム５において、ユーザ用の異なる初期秘密キーテーブルが複数生成され、得られた各初期秘密キーは、主秘密キーテーブルの列及び行置換に一致する。このとき、同じ秘密キーテーブル生成サブシステム５では、各初期秘密キーテーブルのために、基本秘密キーテーブル及び外部秘密キーテーブルが、その列及び行のランダムな置換によって生成される。得られたテーブルのそれぞれは、初期秘密キーテーブルにおけるランダムな列及び行置換のそれぞれに一致する。これらすべての手順は、対応プログラムを安全な形で演算するデータ論理的で安全なコンピュータシステム６の下で実行される。データ論理的で安全なコンピュータシステム６の構造及び動作は、特許ＲＵ２１３７１８５に開示されている。
【００４０】
生成された初期キーテーブル、及び基本秘密キーと秘密キーのテーブル生成のためのランダムな列と行置換は、認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム７に送信される。前記サブシステム７は、コンピュータシステムにおける分散データ処理の統合保護システムに接続するためのデータ媒体を認証されたユーザに供給する。
【００４１】
各初期キーテーブルを生成するために用いられる主な列及び行置換は、ユーザ用のキー分配テーブル（図１２）に格納される。このテーブルは、個人識別コード値、及び認証及びデータ保全確認サブシステム９の乱数生成器によって供給されるパスワードを含んでいる。前記パスワードと個人識別コードの組合せに従って、ハッシュ関数値が後述するように計算される。また、ユーザ認証は、かれらのパスポートデータを格納することを提供する。このとき、各認証ユーザのために、サブシステム７は、データ媒体、つまりスマートカードを生成し、その複写が認証センター１に保存される。前記カードは、初期キーのテーブル、及びユーザの基本キーテーブル用と外部キーテーブル用の秘密キー置換の集合を完全に含んでいる。さらに、前記スマートカードは、個人識別コード及びユーザパスワードのハッシュ関数値（図１２）を含んでいる。スマートカードは、かれらのコンピュータ（ユーザ装置２または分散データ処理サーバ３）へ挿入するユーザに提供される。
【００４２】
キーシステムを生成するために、ユーザはスマートカードからコンピュータへデータを入力する。その後、コンピュータは、スマートカードに特定された列及び行置換を用いながら、前記基本キーテーブルを生成する。それから、適当な置換を用いながら、外部キーテーブルと機密保護機能のある演算プロセッサー１０のコードテーブルとが生成される。機密保護機能のある演算プロセッサー１０の構造と機能は、Nasypny  V.V.,”Secure arithmetic computations in computer system”,Mir PC,1999,No.4,pp.73-74に開示されている。ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３は、秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０、及びデータ論理的で安全なコンピュータシステム２０，３５（図３、図４）を用いる。
【００４３】
最後に、モニタは、”あなたの個人パスワードを入力しなさい”というメッセージを表示する。ユーザパスワードが、認証及びデータ保全確認サブシステム１８の機密保護アクセスサブシステム１６に入力された後、パスワードのハッシュ関数値が、基本キーテーブル及び機密保護機能のある演算プロセッサー１９を用いながら計算され、その値はスマートカードから入力された値と比較される。比較された値が一致する場合、機密保護機能のある処理制御ユニット２１は利用可能状態となってユーザがアクセスできるようになる。比較された値が一致しない場合は、不成功なｍ回の試行がなされた後で、その機密保護機能のあるシステムがロックされて、スマートカードが取り消される。新たなスマートカードを得るために、ユーザはＣＣＧＤＫ１にアドレス付けされなければならない。
【００４４】
ユーザの命令で前記機密保護機能のあるシステムの機能にアクセスするにあたり、スマートカードから入力される初期キーテーブル及び秘密の置換に基づいて、基本秘密キーテーブル及び外部秘密キーテーブルが、ユーザ装置２の中に生成される。生成された基本秘密キーテーブルは、内部秘密キーテーブルを得るための列及び行のランダムな置換に従う。このとき、内部秘密キーテーブルの複写が、内部確率的エンコーダ１５、内部確率的デコーダ１４、及び第１及び第２の確率的データ再エンコーダ装置２３、２４を含むトランシーバユニット２２の中に書かれる。前述した手順が、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０からのコマンドで、データ論理的で安全なコンピュータシステム２０の安全なプログラムの演算によって実行される。その後、機密保護機能のある処理制御ユニット２１は、内部確率的エンコーダ１５及び内部確率的デコーダ１４を構成することを行い、ユーザ装置２におけるイントラコンピュータの安全なデータ変換と処理とを用意することを保証する。
【００４５】
データ媒体、及び認証及びデータ保全確認サブシステム３３からデータを入力するためのサブシステム３２を有する機密保護機能アクセスサブシステム３１を用いてスマートカードからデータを入力する同様の手順は、分散データ処理サーバ３で実行される。ユーザが認証された後、機密保護機能のある処理制御ユニット３０が起動し、外部秘密キーテーブル及び基本秘密キーテーブルを生成するために秘密キーテーブル生成サブシステム２５に指令する。スマートカードから入力された初期秘密キーテーブル及び秘密置換に基づいて行う場合、基本秘密キーテーブルと外部秘密キーテーブルが生成される。内部秘密キーテーブルの複写は、内部確率的再エンコーダ装置２９の中、及び確率的変換のトランシーバユニット２６の確率的データ再エンコーダ装置２７、２８の中に書かれる。
【００４６】
前記議論した手順は、機密保護機能のある処理制御ユニット３０からのコマンドで、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５の安全なプログラムの演算によって実行される。このとき、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５に接続された機密保護機能のある処理制御ユニット３０からのコマンドで、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７、安全なデータテーブル３９、及び安全なウェッブサイトファイル３８が暗号化される。この目的のため、機密保護機能のある処理制御ユニット３４からのコマンドで、内部確率的再エンコーダ装置２９は、機密保護機能のある演算プロセッサー３４のインタフェースが整合されながら確率的なエンコーダモードに変換される。
【００４７】
前述したキーテーブル生成手順の完了で、ユーザは、分散データ処理サーバ３が要求された安全な通信を確立するためにＣＣＧＤＫ１を要求することができる。そのような通信が確立する公共の通信経由で、取り決められた前記要求が先行されなければならない。前記要求では、安全な通信を確立するために、ＣＣＧＤＫ１はユーザ間の公開キーを生成して分配する。この手順の概略が図１４に示されている。
【００４８】
安全な通信を確立する流れにおけるＣＣＧＤＫ１の機能、ユーザ装置２（ユーザＡ）、及び分散データ処理サーバ３（ユーザＢ）は、以下のようになる。
【００４９】
（ＣＣＧＤＫの機能）
１）安全な通信を確立するためにユーザＡ及びユーザＢの認証を確認する；
２）ユーザ装置２の公開キーを生成する；
３）分散データ処理サーバ３の公開キーを生成する；
４）対称的で安全な通信を確立するために、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３に対して前記通信ネットワークを通し公開キーを送信する；
５）通信セッションの端末で前記通信ネットワークを非対称モードに変換する新たな公開キーを送信する。
【００５０】
（ユーザＡ（Ｂ）の機能）
１）公開キー置換を供給する；
２）対称で安全な通信を確立する外部キーテーブルを修正する；
３）確率的変換のトランシーバユニット２２（２６）の確率的データ再エンコーダ装置２３，２４（２７，２８）用テーブルを生成する；
４）確率的データ再エンコーダ装置２３，２４（２７，２８）のガンマ生成回路用テーブルを生成する；
５）機密保護機能のあるデータを送信する。
【００５１】
公開接続を確立するため、ユーザ（ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３）の認証を確認することが、安全モードにおけるシステムユーザに関する許可された情報の相互作用の処理手順を規定する特別なテーブルを参照しながら、ユーザ認証サブシステム４（図２）でなされる。ユーザの認証が確認された後、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３用の公開キーが、ＣＣＧＤＫ１で自動的に生成される。
【００５２】
公開キーは、ランダムな記号の十分に長い組合せ（長さｎ＞１００）の相対的な置換を用いる単方向関数に基づいて生成される。前述したように、ＣＣＧＤＫ１は、各ユーザが主キーテーブルから、初期、基本、及び外部の秘密キーテーブルを生成することができる全ての列及び行置換を格納する。このシステムがロードされた後、外部秘密キーを含むこれらのテーブル全ては、異なるユーザのために非対称になるだろう。ユーザＡとユーザＢとの間で安全な通信を確立するために、前記外部秘密キーのテーブルは、同一の状態にもちこまれるべきである。これは、ＣＣＧＤＫ１における前述した機能的に関連する、秘密のテーブル置換（初期，基本、及び外部の秘密キー）全ての存在のおかげで提供される。
【００５３】
秘密置換テーブルの行間の推移関シーケンスにおいて論理的な結論を用いる公開キー生成サブシステム８（図２）は、外部秘密キーを対称状態に変換するためにユーザＡとユーザＢ用の相対的な置換を規定する。前記相対的置換は、公開キーである。前記キーに基づいて、ユーザＡ及びユーザＢは、対称的で安全な通信を確立するために、外部秘密キーテーブルを同一状態に変換することができる。その終わりで、データ論理的で安全なコンピュータシステム６を経由する秘密キーテーブル生成サブシステム５は、秘密キーテーブル（初期、基本及び外部キー）の秘密置換テーブルの列及び行データを、公開キー生成サブシステム８に送信する。このとき、前記テーブルに基づいて、秘密の置換テーブルの行間の推移関係シーケンスが生成される。
【００５４】
さらに、推移関係シーケンス上での論理的な結論を用いながら、外部秘密キーテーブルの列及び行の相対的な非秘密置換テーブルが、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３のためにそれぞれ生成される。この生成されるテーブルは、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３の外部の秘密キーテーブルを対称状態に変換することをもたらす。公開キーは、キー分配サブシステム１１に分配され、かつ、コンピュータシステムをとおって前記対応するユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３へ送られる。
【００５５】
前述した相対的な置換に基づいて生成される公開キーの関数は、各システムユーザにとって一方方向の関数である。その理由は、キー置換の間での完全な関数的な関係を有するＣＣＧＤＫ１が、関数ｙ＝ｆ（ｘ）を容易に計算できるためである。ここでｘは、初期、基本または外部キーの値であり、ｆは秘密置換によって規定されたこれらの間の関係を関数で表し、ｙは相対的な非秘密置換である。しかしながら、ｙの値のみだけであって、テーブル間の関係を関数的なスキームで完全に把握しないことになるので、初期、基本または外部秘密キーに関する秘密の置換及び本来のテーブルを格納することができない。
【００５６】
対応する秘密置換テーブルは各ユーザにとって唯一であるがゆえに、受信された公開キーの基本として、一定の加入者と安全に接続することを確立するために、ユーザ自身以外の誰も外部秘密キーに関する新たな対称テーブルを構築することができない。その上、前記生成されたキーに基づいて、一定のユーザに関する初期、基本または外部キーの本来の値を誰も計算することができない。その理由は、前記置換及びテーブルの決定が、Ｖ＝ｎ！の集合のあらゆる可能性のある組合せに関する完全で網羅的な検索を必要としているからである（例えば、ｎ＝１００の場合、Ｖ＞１０100となり、これは特に非実現的である）。このように、関数ｙ＝ｆ（ｘ）は、他の全てのシステムユーザにとって一方方向の関数である。さらに、公開キーの処理の後に、同一の外部秘密で１回だけ使用するキーを有するユーザＡと相互作用するユーザＢでさえ、ユーザＡの基本及び初期秘密キーを逆置換して再生することができない。
【００５７】
生成された公開キーに基づいて、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３の秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５は、対称的な外部秘密キーテーブルを生成する。これらのテーブルは、ユーザ装置２（分散データ処理サーバ３）の確率的変換のトランシーバユニット２２（２６）における確率的再エンコーダ装置２３、２４（２７，２８）に書き込まれ、その結果、それらの間で安全で対称な接続の確立がもたらされる。確率的再エンコーダ装置２３、２４（２７，２８）の場合、外部及び内部のコードテーブルにおける要求された整合が、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３の環境において安全なデータ伝送の閉ループを生成するために実施される。この閉ループは、ユーザ装置２の内部確率的エンコーダ１５から、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５に接続された分散データ処理サーバの内部確率的再エンコーダ装置２９に拡張するとともに、内部確率的再エンコーダ装置２９をとおってユーザ装置２の内部確率的デコーダ１４へ逆戻りする。内部及び外部の秘密キーテーブルでの確率的に選択されたランダムな要素の伝送の間、１回だけ使用するキーモードが影響され、要求されたレベルの情報セキュリティが提供される。
【００５８】
機密保護のある通信セッションが確立された後、ＣＣＧＤＫ１は、初期の外部秘密キーの非対称テーブルを生成するために、ユーザＡ及びＢの公開キーの置換を伝送する。
【００５９】
したがって、安全な関数情報（伝送及び処理）の多様性を信頼して、そのキーシステムは２つのレベルを有している。第１のレベルは、初期、基本、及び外部の秘密キーテーブルに相当する。ユーザは、ＣＣＧＤＫ１より得られるデータ媒体を用いながら、これらのテーブルをユーザ装置２、分散データ処理サーバ３に入力する。前記秘密キーテーブルは、ＣＣＧＤＫにより生成された公開キー手段によって連続的に（周期的に）更新される。ユーザＡとユーザＢ間でデータが伝送されるあいだ、内部確率的デコーダ１４及びガンマ生成回路８４で用いられた秘密外部キーテーブルの周期的な修正のシステム関数が実行される。この関数は、機密保持機能のあるデータ通信に関与するユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３（ユーザＡ及びユーザＢ）で生成された公開キーを用いながら実行される。安全なデータが交換される間、前記システム関数は、本質的に、信頼性があり安全な通信を保証するための基本手順の一つとなる。秘密の外部キーテーブル修正の期間に関する選択は、データの安全レベルに重大な影響を与える。
【００６０】
このキーシステムの第２のレベルは、確率的な１回だけ使用するキーによって表される。それらは、前記テーブルのランダムな要素についての唯一の組合せを確率的に選択することによって、内部確率的デコーダ１４及びガンマ生成回路８４に使用される外部秘密キーテーブル手段により生成される。このレベルは、確率的な１回だけ使用するキーを用いて実行された確率的な符号化及びガンマ処理のローカル関数によって規定される。
【００６１】
一般的に、信頼性があり安全な確率的なデータ符号化処理は、秘密外部キーテーブルを修正する周期的なシステム関数と、内部確率的デコーダ１４及びガンマ生成回路８４の確率的な１回だけ使用するキーの効率との両方に依存する。
【００６２】
機密保護機能のある処理制御ユニット３０は、受信したメッセージ形式に基づいて、安全なデータと確率的に変換されたプログラムを用いながらデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５で実行される処理のタイプを規定する。この処理は、ｅ−メイル伝送、算術計算、検索、及びデータ復元になり得て、暗号化されたデータベース３６から要求された情報を提供するためにクエリーで特定された状況と同じように従っている。前記関数は、機密保護機能のある処理制御ユニット３０及びデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５に接続された内部確率的再エンコーダ装置２９を用いて実行される。データ論理的で安全なコンピュータシステム３５における安全で確率的に変換されたプログラムを用いる前記安全情報処理の関数を実行する手順を以下に述べる。
【００６３】
データ論理的で安全なコンピュータシステム３５において確率的に変換されたプログラム及びデータを用いる情報処理の流れでは、未許可のアクセス、プログラム地雷、及びウィルスに対しての統合された保護が提供される。
【００６４】
新たなプログラムが入力されるとき、各入力されたプログラムの確率的変換の前後で、データ論理的で安全なコンピュータ装置における抗ウイルス保護が、多数のプログラム命令コード上で論理的な結論を用いるウィルス痕の検出に基づいてもたらされる。まず、プログラム、データ、及びテキストファイルに関する未許可の行動に対するウィルスを利用できる命令コードが定義される。次に、論理的な結論を用いながら、前記ウィルス痕を含んだ論理的に結び付けられた命令コードの列が得られ、かつ、このような列それぞれの目標関数が規定される。前記目標関数がウィルス性を有する場合、論理的に関連する命令の対応する列が破壊されるべきウィルス痕に関連する。
権利請求したシステムに関する個々のサブシステム及び装置の動作を以下に示す。
【００６５】
ユーザ認証サブシステム４（図２）
このサブシステムは、秘密キーテーブル生成サブシステム５に接続された標準的なデータ入力／出力装置を含んでいる。コンピュータシステムにおいて安全な分散データ処理システムに接続する目的のためにユーザが認証されるとき、前記サブシステム４はユーザのパスポートデータの入力を行う。前記パスポートデータは、秘密キーテーブル生成サブシステム５に格納されたユーザのキー分散テーブル（図１２）に書き込まれる。
【００６６】
秘密キーテーブル生成サブシステム５（図５）
このサブシステムはＣＣＧＤＫ１内にある。その目的は、複数のテーブルにおける列及び行のランダムな置換手段による主秘密キーテーブルに基づいて、認証ユーザ用の初期秘密キーを生成することにある。さらに、このサブシステムは、各ユーザ用の初期秘密キーテーブル、基本及び外部秘密キーテーブル（図１２）に基づいて生成する、秘密の列及び行置換テーブルを生成する。このサブシステムは、データ論理的で安全なコンピュータシステム６からのコマンドで実行可能にされる。その処理結果は、前記システム６、認証ユーザのための媒体を提供するサブシステム７、及び公開キー生成サブシステム８に送信される。乱数発生器４３を有する前記サブシステム５の制御ユニット４８は、前記分配されたコマンドで実行可能にされる。このとき、乱数シーケンス生成の処理が開始し、前記シーケンスは、制御ユニット４８経由で供給された乱数ｎを選択する組合せ選択器４４、列置換レジスタ４５に供給される。その後、同様な方法で、行置換レジスタ４６は、異なる乱数ｎで満たされ、そこでは乱数発生器４３は一時的に使用不可能となる。
【００６７】
次に、主秘密キーテーブルの列及び行置換による初期秘密キーテーブルを生成する処理が列置換レジスタ４５及び行置換レジスタ４６を用いることによって実行される。この目的のため、制御ユニット４８からのコマンドで、主秘密キーテーブルからの行が最初に代替的に復元され、そして各行が列置換レジスタ４５に書き込まれる。そこでは、ｉ番目のフィールドが書き込まれたランダムなシーケンスに従って並び替えられる。スイッチングユニット４７及び制御ユニット４８経由で得られた行は、初期秘密キーテーブルを格納するために前記メモリ４１に供給されるとともに、次のユーザ用の生成された初期秘密キーテーブルに書き込まれる。そして、行置換レジスタから読み出されたｉ番目の乱数を対応させることによって、行数が規定される。結果として、ｎ行が読み出され、かつ前述した置換が初期秘密キーテーブルに格納するためのメモリ４１で実行された後で、次のユーザ用の初期秘密キーテーブルが生成されるだろう。次に、制御ユニット４８経由で前記テーブルが、キー分配テーブルを格納するためのメモリ４２に供給され、そして対応する前記ユーザ用のキー分配テーブル（図１２）に書き込まれる。同じテーブルに、スイッチングユニット４７及び制御ユニット４８経由で、対応するレジスタからの秘密の列及び行置換シーケンスが書き込まれる。
【００６８】
この後、制御ユニット４８は、乱数発生器４３を再び使用可能にする。この乱数発生器４３は、まず基本秘密キーテーブルを形成するため、次に外部秘密キーテーブルを形成するために、列及び行のランダムな置換を提供する。得られた秘密の置換は、スイッチングユニット４７及び制御ユニット４８経由で、キー分配テーブルを格納するためのメモリ４２に代替的に供給され、そして次のユーザ用のスマートカード複写テーブル（図１２）に入力される。ユーザ用の適切なキー分散テーブルから、初期秘密キーテーブル及びこれに関連した秘密の行及び列置換が、同様にそこに書き込まれる。次に、制御ユニット４８からのコマンドで、乱数発生器４３は所定のユーザ用の個人識別コード値及びパスワードを生成する。得られた値は、組合せ選択器４４及び制御ユニット４８供給で、初期キーテーブルに格納するメモリに供給され、前記ユーザ用のキー分散テーブルに書き込まれる。そこから、制御ユニット４８及びスイッチングユニット４７経由で、個人識別コード値及びパスワードがデータ論理的で安全なコンピュータシステム６に供給される。さらにこれらの値は、キー分配サブシステム１１及び機密保護機能のある処理制御ユニット１２経由で、認証及びデータ保全確認サブシステム９に供給される。
【００６９】
ここで、個人識別コード値及びパスワードの組合せに従って、パスワードハッシュ関数値が生成され、そして秘密キーテーブル生成サブシステムに反対に供給されりとともにユーザ用のキー分散テーブルに書き込まれる。認証及びデータ保全確認サブシステム９におけるパスワードハッシュ関数値の生成手順は後述する。次に、個人識別コード値及びパスワードのハッシュ関数値が、所定のユーザ用のスマートカード複写テーブル（図１２）に入力される。その後、形成されたユーザスマートカードの複写が、データ論理的で安全なコンピュータシステム６経由で、認証ユーザ用の媒体を提供するためにサブシステム７に分配される。
【００７０】
認証されたユーザに関する媒体を生成するためのサブシステム７（図３）
このサブシステムにおいて、前述した複写は適当なデータ携帯媒体に書き込まれる。この媒体（スマートカード）は、関連するユーザに与えられ、個人パスワードの値は、口頭で知らされる。
【００７１】
ユーザ装置２（分散データ処理サーバ３）の秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５
このサブシステムは、機密保護アクセスサブシステム１６，３１におけるデータ媒体からデータ入力するためのサブシステム１７に対するスマートカードの挿入後、認証及びデータ保全確認サブシステム１８，３３を用いて使用可能になる。ユーザが認証された後、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０からのコマンドで、前記スマートカードから読み出されたユーザの初期キーテーブルが、スイッチングユニット５９及び制御ユニット６０経由で供給される。ここで、対応する数値シーケンスがスマートカードから基本キーテーブルを生成するための列及び行置換レジスタ５５，５６に読み出される。
【００７２】
次に、前記満たされた列及び行置換レジスタ５５，５６を用いた、初期キーの列及び行置換による基本の秘密キーテーブルを生成する処理が、基本の秘密キーテーブルを生成するために開始する。この目的のため、制御ユニット６０からのコマンドで、初期秘密キーテーブルからの行がまず代替的に復元され、次に各行が列置換レジスタ５５に記憶される。そこでは、ｉ番目の行フィールドが書き込まれたランダムシーケンスに従って再配置される。前記得られた行は、スイッチングユニット５９及び制御ユニット６０経由で、基本キーテーブルを格納するためのメモリ５０に供給される。前記行は、所定のユーザのために生成される基本秘密キーテーブルに書き込まれる。行数は、行置換レジスタ５６から読み出された対応するｉ番目の乱数によって規定される。結果として、ｎ行を読み出し、基本キーテーブルを格納するためのメモリ５０に前記置換を形成した後、基本秘密キーテーブルが所定のユーザのために生成されるだろう。
【００７３】
生成された基本秘密キーテーブルは、外部秘密キーテーブルを生成するための列及び行置換レジスタ５７，５８に書き込まれた様々な乱数に基づく外部秘密器キーテーブルを生成するための初期テーブルである。基本秘密キーテーブルの列及び行を再配置することによって外部秘密キーテーブルを生成する手順は、基本キーを生成するための前述したアルゴリズムと同一である。そのアルゴリズム実行は、外部キーテーブルを格納するためのメモリ５１に、所定のユーザのために生成された外部秘密キーテーブルを書き込むことを生じさせる。
【００７４】
次に、制御ユニット６０からのコマンドで、乱数発生器５３が使用可能になる。結果として、ｎ個の乱数をそれぞれに含むランダムシーケンスが、外部秘密キーテーブルを生成するために、組合せ選択器５４及び制御ユニット６０経由で外部キーテーブルを生成するための列及び行置換レジスタ５７，５８に供給される。この場合、あらかじめ得られた基本秘密キーテーブルに基づいて、これらランダムシーケンスが、内部秘密キーテーブルを生成するために適用される。次に、乱数発生器５３が一時的に使用不可能になり、そして前述した基本秘密キーテーブルの列及び行置換のアルゴリズムが実行される。ここで、得られた内部秘密キーテーブルは、内部キーテーブルを格納するためのメモリ５２に書き込まれる。その結果、安全な情報伝送を実行及び分散データ処理サーバ３やユーザ装置２の処理のために要求された、基本、外部及び内部の秘密キーテーブルが生成される。
【００７５】
公開キー生成サブシステム８（図７）
このサブシステムの目的は、ユーザ装置２（ユーザＡ）及び分散データ処理サーバ３（ユーザＢ）のために公開キーを生成することにあり、そのキーは、ユーザ装置２及びサーバ３の外部秘密キー変換を対称状態にすることを提供する。前述したように、この関数は、ユーザＡとユーザＢが確立される間の安全な接続の各次官に実行される。前記公開キーを生成することは、推移関係を用いる行及び列の秘密の置換テーブルと関数的に関連した論理的な結論により実行される。
【００７６】
前記処理の開始に先立ち、秘密キーテーブル生成サブシステム５における乱数発生器４３及び組合せ選択器４４手段によって、ＣＣＧＤＫ１は、対称の外部キー用の列及び行の秘密置換シーケンスを生成する。これらのシーケンスは、列及び行の適当な置換による主秘密キーテーブルに基づいて、ユーザＡ及びユーザＢ用の対称な外部秘密キーテーブルを生成するために使用可能になる。しかしながら、各ユーザのために生成された初期、基本及び外部の秘密キーテーブルが異なるという事実をみれば、対応する置換は論理的に処理されなければならない。ここで、ユーザＡ及びユーザＢのための関連する非秘密置換（公開キー）が計算され、その結果、ユーザの非対称な外部秘密キーテーブルを、対称な（同一の）状態に変換することが可能になる。この目的のため、列及び行テーブルの秘密置換が、データ論理的で安全なコンピュータシステム６、入力スイッチングユニット６７、及び制御ユニット６９経由で、外部キーテーブルにおける対称的な列及び行の置換を格納するためのメモリ６２に書き込まれる。
【００７７】
一般的な場合、前記秘密置換の各シーケンスは、以下の形を有する：
１→ｉ，２→ｊ，３→ｌ，…，ｍ→ｋｅｙ，…，ｎ→ｒ，
ここで、１，２，３，…，ｎは、主秘密キーの初期の列（行）に関するシリアル数であり、ｉ，ｊ，ｌ，…，ｒは、それらのランダムな置換の数である。このシリアル数は、置換テーブルの入力列を形成し、そしてランダムな置換の数はその出力列を形成する。
【００７８】
この後、ユーザＡ（Ｂ）用の秘密の置換テーブル全てが、秘密キーテーブル生成サブシステム５から、秘密キーテーブルに関する秘密の列及び行置換を格納するためのメモリ６１へ書き込まれる。前述に従って、主秘密キーテーブルに基づき、これらのテーブルは、適当な行及び列置換を用いて、初期秘密キーテーブルをまず生成し、次に基本及び外部の秘密キーテーブルを生成することを可能にする。前記テーブルは、異なる行間に関数的な関係を有しており、それは、先行する各テーブルの出力列、及び後続する各テーブルの入力列における同じ数を選択することによって規定され得る。ここで、その秘密置換テーブルは、次のように配置される：初期秘密キーを生成するテーブル、基本秘密キーを生成するテーブル、外部秘密キーを生成するテーブル（図１３）である。
【００７９】
その後、初期の秘密キーを生成するために秘密の置換テーブルの最初の行が選択され、そして以下の推移関係、１→ｉ，→ｊ，→ｋが関数的な関係に基づいて形成される。そしてそれは、複数の前記置換テーブルにおいて、主秘密キーの第１の要素の置換と結び付けられる。この推移関係は、出力スイッチングユニット６８及び制御ユニット６９経由で、推移関係シーケンスのためのレジスタ６３に書き込まれる。そして次に、推移関係シーケンスの論理的な結論ユニット６４に供給される。
【００８０】
また、置換テーブルの第１の行の値（１→ｉ）は、外部キーテーブルにおける対称的な列及び行の置換を格納するためのメモリ６２から、前記ユニット６４へ供給される。前記論理的な結論の結果として、初期の推移シーケンスが前記関係ｋ→ｉで補足される。そして、初期推移シーケンスが以下の形式をとる：ｌ→ｋ，→ｊ，→ｋ，→ｉ＝１→ｉ。この論理的な結論の結果は、外部秘密キーテーブルの対称な列（行）置換テーブルにおける第１のの行と一致する。ここで、公開キーの相対的な（非秘密の）置換における第１の行は、ｋ→ｉの形で生成される。次に、同様な手順が、初期秘密キー、基本秘密キー、対称な外部キーテーブル等のおける列及び行の秘密の置換テーブルについての第２の行に関して実行される。ｎ個の論理的な結論手順の実行は、ユーザＡ（Ｂ）用の相対的な列（行）置換テーブルの形において公開キーを生成することを生じさせる。各公開キーは、２つの置換テーブル（列のためのテーブル及び行のためのテーブル）を含んでいることに注意されたい。ここで、唯一の公開キーが各ユーザのために生成される。得られた相対的な置換は、外部キーテーブルにおける列及び行の相対的な非秘密置換テーブルを格納するためのメモリ６５に書き込まれ、そこから公開キーレジスタ６６読み出される。
【００８１】
次に、制御ユニット６９からのコマンドで、その公開キーは、前記スイッチングユニット６８経由で、データ論理的で安全なコンピュータシステム６に供給される。そこから、前記キーは、コンピュータシステム上のキー分配サブシステム１１経由で、ユーザＡ（Ｂ）に配布される。ユーザ装置２または分散データ処理サーバ３での受信後、公開キーは、秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５に供給される。２つの置換テーブルを含む公開キーは、スイッチングユニット５９経由で、基本キーテーブルを生成するための列置換レジスタ５５、及び基本キーテーブルを生成するための行置換レジスタ５６に書き込まれる。次に、外部キーテーブルを格納するためのメモリ５１に書き込まれた非対称な外部秘密キーテーブルに基づいて、対称な外部秘密キーテーブルが、適当な列及び行置換手段により、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３に生成される。
【００８２】
認証及びデータ保全確認サブシステム（図８）
ＣＣＧＤＫ１、ユーザ装置２、及び分散データ処理サーバ３間の通信システムをとおって公開キーが送信されるとき、電気デジタル署名が用いられる。前記署名は、ハッシュ関数及びユーザの個人秘密キーに基づいている。
【００８３】
ハッシュ関数を実行するため、確率的な符号化技術に基づく一方方向の関数が用いられる。最初、公開データの送信モードでハッシュ関数を生成するための手順が考慮される。ユーザＡからユーザＢへ送信されるメッセージ（文書）のハッシュ関数を合成するリソースの合理的な使用のため、安全なモードの確立のアルゴリズムが最大範囲で利用される。それゆえ、ハッシュ関数の獲得を合理的にするために、外部秘密キーテーブルを対称モードに変換するとともに安全な算術プロセッサーを用いた情報を付加する公開キーの生成手順が用いられる。前記ハッシュ関数は、電子文書の認証のみならず、コンピュータにパスワードを入力するときのユーザ認証にも用いられる。公開モードで送信される電子文書の認証用にハッシュ関数を実行するため、ユーザＡ及びユーザＢは、外部秘密キーテーブルを対称状態に変換するための認証センタから、公開のキー置換を要求する。ここで、前述したユーザＡ及びユーザＢ用の公開キーの生成及び変換のアルゴリズムが実行される。
【００８４】
生成された公開キーは、ユーザ装置２（ユーザＡ）及び分散データ処理サーバ３（ユーザＢ）の秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５に供給される。さらに、前記ユーザＡ及びユーザＢの外部秘密キーテーブルを対称状態へ変換するアルゴリズムが用いられる。生成されたテーブルは、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０経由で、制御ユニット７７、及び認証及びデータ保全確認サブシステム１８，３３の外部確率的エンコーダ７４に分配される。ここで、ユーザＡ及びＢの外部エンコーダは、対称的な伝送モードで構成されている。次に、データ伝送がユーザＡ及びユーザＢの間で公開モードで開始する。同時に、伝送された各ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の要素が、認証及びデータ保全確認サブシステム１８の外部確率的エンコーダ７４に供給され、そして確率的な符号化及びガンマ処理に従う。
【００８５】
次に、得られたコードブロックが、再符号化されたコードブロックシンボルの列を格納するメモリ７５内の数値コードに再符号化され、機密保護機能のある処理制御ユニット２１に供給される。前記コードブロックは、さらに、データ論理的で安全なコンピュータシステム２０に配布され、先行する（ｉ−１）番目のコードブロックに付加され、ｉ番目のコードブロックを機密保護アクセスサブシステム１６に確率的に変形する。結果として、メッセージデータのＮ要素全ての送信の後、送信された文書を圧縮した形の６４バイトの組合せが安全な数値プロセッサーに生成されるだろう。分散データ処理サーバ３（ユーザＢ）において、各ｉ番目のコードブロックメッセージを受信する間、ハッシュ関数合成の同様な手順が行われる。
【００８６】
Ｎコードブロック全ての受信後、システムをとおして得られかつ分散データ処理サーバ３で生成されたハッシュ関数値が、機密保護機能のある処理制御ユニット３０、そして認証及びデータ保全確認サブシステム３３に供給される。前記サブシステムの場合、制御ユニット７７からのコマンドで、前記組合せが、ハッシュ関数の値を比較するための比較器７６に配布される。ユーザＡによって送信されたハッシュ間数値、及びユーザＢによって生成されたハッシュ関数値がここで比較される。前記文書の値が一致するとき、文書は認証されたものとみなされる。確率的な符号化は、以下に示す有利性を提供する：
−その伝送の間、テキストにおけるいかなる変更（挿入、除去、変換等）に対しても安全で所定の確率で保証されること；
−得られたハッシュ関数の唯一性があること（異なる文書のハッシュ間数値が一致する確率が無視できる）；
−同一のハッシュ間数値が計算上解けないということを有する文書の選択問題のためにハッシュ関数の非可逆性があること。
【００８７】
伝送されたメッセージのハッシュ関数を生成する同一のアルゴリズムが、安全なモードで適用される。ここで、ユーザＡは、伝送されたデータ要素を符号化してハッシュ関数を同時に生成する。そして、ユーザＢは、それぞれ次のユニットの復号化後に、繰り返された符号化手順によってそのハッシュ関数を実行する。
【００８８】
パスワードのハッシュ関数を生成する間、基本キーテーブルは、認証及びデータ保全確認サブシステム１８，３３の外部確率的エンコーダに書き込まれる。前記関数は、前記エンコーダのテーブルを満たすことを保証する。この場合、データ媒体からデータ入力するためのサブシステム１７から供給されたユーザのパスワード及び個人識別コード値が、符号化され、そして、認証及びデータ保全確認サブシステム１８，３３のパスワードレジスタ７０及び個人識別コードレジスタ７１に書き込まれる。機密保護機能のある演算プロセッサー１９，３４に、確率的に変換された組合せを付加した後、得られた長さｎの組合せが、データ論理的で安全なコンピュータシステム２０，３５に分配される。そこでは、それはｍ＜ｎの所定の長さの区切りに分けられ、それはｍｏｄ２で加算される。次に、えられた値は、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０経由で、ハッシュ間数値を比較する比較器に供給され、そして認証されたユーザのデータ媒体（スマートカード）に格納されたパスワードのハッシュ関数値で比較される。
【００８９】
電子デジタル署名が生成されるとき、ユーザＡは、秘密キーテーブル生成サブシステム５の乱数発生器を用いて、外部秘密キーテーブルの行置換の形式で個人秘密キーを生成する。ここで、認証及びデータ保全確認サブシステム１８の外部確率的エンコーダ７４は、前記組合せに従って再構成される。次に、公開キーが、ユーザＡの機密保護機能のある処理制御ユニット２１における外部秘密キーテーブルにおける先行行と新配置の行との間に、相対的な非秘密置換の形式で計算される。この公開キーは、ユーザＢに送信されるとともに、ユーザＡの個人キーを登録するためにＣＣＧＤＫ１に送信され得る。受信された公開キーに基づいて、ユーザＢは、ユーザＡの電子署名をデコーディングし確認するために外部秘密キーテーブルを再配置する。前記キーを生成するとき、ユーザＡ及びユーザＢに関する関連テーブルの秘密置換の間にある関数的関係が用いられる。また、ユーザＡの個人キー登録の間、ユーザＢの公開キーはＣＣＧＤＫ１において計算され得る。この目的のために、ユーザＡによって生成された相対的な非秘密の置換と、ユーザＡ及びＢの関連テーブルの秘密置換の間の関数的関係とが適用される。
【００９０】
その送信の間に形成されるような文書ハッシュ関数の組合せは、生成された認証キーを用いながら、ユーザＡに関する認証及びデータ保全確認サブシステム１８の外部確率的エンコーダ７４に変換される。メッセージの終わりにおける符号化されたハッシュ関数を受信することで、ユーザＢは、生成された公開キーを用いてハッシュ関数を復号化し、そして、それをあらかじめ生成された受信メッセージのハッシュ関数値と比較する。
【００９１】
確率的エンコーダ（図９）
得られた内部または外部秘密キーテーブルに基づくデコーダ１４と同様、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３における確率的エンコーダ（１５，７４）合成及び動作の詳細を以下に示す。後述するが、エンコーダ（デコーダ）の関数は、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３に含まれる確率的再エンコード装置（図３の２３，２４；図４の２７，２８，２９）によって形成され得る。従って、確率的エンコーダ（デコーダ）１５（１４）動作の記述は、前記一連の装置に共通なものとなる。
【００９２】
確率的エンコーダの動作は、内部（外部）の秘密キーテーブルに基づいている。この目的のために、内部（外部）秘密キーテーブルは、２つのｍ×ｍ／２部分に分けられる。第１の部分は、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１，７９−２，…，７９−ｎを満たすために用いられる。これに対して、第２の部分はガンマ生成回路８４（ｎ＝ｍ／２）で用いられる。循環的置換レジスタ８１，９０のコンテンツは、対応する基本または外部キーテーブルの列置換テーブルから生成される。
【００９３】
情報交換処理において、送信側のユーザ装置２における秘密キーテーブル生成サブシステム１３に含まれる乱数発生器５３の動作の下で、前記コンテンツが周期的に変わる。ここで、循環的置換レジスタ８１，９０の先行の状態（ｎ以上でない）と後続の状態との間の相対的な置換が受信側に送信され、その置換が機密保護機能のある処理制御ユニット２１で得られる。この組合せは、置換テーブルの推移関係における論理的な結論に基づくアルゴリズムを生成する公開キーを使用しながら、機密保護機能のある処理制御ユニット２１で計算される。このアルゴリズムは、公開キー生成サブシステム８で実行される公開キー生成アルゴリズムに似ている。これにより得られる相対的置換が公開キーであり、それは安全なデータ送信の間、ユーザＡとユーザＢとの間で周期的に変化されるようになっている。ユーザＡから第２の公開キーを受信すると、循環的置換レジスタ８１，９０に組み合わせを書き込むために、ユーザＢは、機密保護機能のある処理制御ユニット３０で新たな組み合わせを計算する。この組み合わせの計算は、循環的置換レジスタ８１，９０及び得られた公開キーの組み合わせ処理に基づいて実行される。したがって、各ユーザの内部確率的エンコーダ１５及び内部確率的デコーダ１４が、循環的置換レジスタ８１，９０において、同じランダムな組み合わせを持つだろう。さらに、ユーザＡとＢとの間の安全な情報変換処理において、前記生成されたランダムな組み合わせは、公開キーとともに送信されて、確率的エンコーダ（デコーダ）１５，１４の入力（出力）置換レジスタ７８における対称的なコンテンツの取替えのために周期的に用いられる。また、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、及びガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎの列コンテンツをステップずつ取替えるために、得られたランダムな組み合わせは、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３で用いられる（図９）。
【００９４】
一般的に、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０の場合、１〜ｍ個の新たなランダムシーケンスは、次の公開キー及び秘密キーテーブルに基づいて生成される。これらのシーケンスは、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列レジスタの要求された多数の組み合わせ、及びガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎの列レジスタの要求された多数の組み合わせを取替えるために使用される。
【００９５】
前述した循環的置換レジスタ８１，９０、入力（出力）置換レジスタ７８、及びマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、且つガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎの列に関する周期的なコンテンツの取替え処理手順は、列及び行のランダムな置換及びそれらのステップずつの取替えにより、内部（外部）キーテーブルの実際の修正を提供する。同様な処理がユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３における確率的再エンコーダ装置２３，２４，２５，２７，２９で実行され、そのとき前記装置はエンコーダ（デコーダ）の関数を実行する。これらの関数は、システムの計算安定性の改良に向けられる。データの送信及び処理に関する保証された安全レベルは、前記関数の周期的な置換及び取替えに依存する。通常の動作モードの場合、前述した公開キーを用いた外部（内部）キーテーブルの修正処理手順が、Ｎ及びそれ以上のコードブロックの送信後に実行される。安全レベルを生じさせるモードの場合、公開キーによる確率的エンコーダ（デコーダ）の外部（内部）キーテーブルを修正する期間は、１回だけ使用する外部（内部）キーテーブルを適用するモードへの変換までに減少させることができる。最大の安全モードによって特徴付けられた前記モードを以下に述べる。
【００９６】
このように、公開キーを用いた外部（内部）キーテーブルの周期的な修正は、所定のレベルのデータ送信セキュリティを提供するように意図された前記システム関数である。
【００９７】
内部確率的エンコーダ１５は、コンピュータバス上で安全な情報交換を保証するために用いられる。ここで、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎが、内部秘密キーテーブルにおける第１の部分からのランダムな情報に基づいて満たされる。前記テーブルの第２の部分は、ガンマ生成回路８４のために用いられる。
【００９８】
以下に後述する内容は、特定のパラメータ、すなわち、ｍ＝２５６バイトと、コードブロック長Ｎ＝６４バイト、列数ｎ＝ｍ／２＝１２８バイトによる、内部確率的エンコーダ１５の実行及び動作の例を示したものである。前記エンコーダは、ｍ／２＝１２８バイトの長さを有する循環的置換レジスタ８１、列接続回路８０、キーインバータ群８２−１，８２−２，…，８２−ｎ、及び既約多項式Ｐ（ｘ127）＝ｘ127＋ｘ＋１により記述される再帰レジスタ８３を備えている。
【００９９】
２５６個の列を含む入力アルファ数値のＡＳＣＩＩコードテーブルは、外部キーテーブルの列置換に従って、エンコーダ動作のために再配置される。このテーブルは、入力置換レジスタ７８に書き込まれる。
【０１００】
前記置換入力テーブルを作るとき、特別の制御記号（文書単位、数値単位、公開単位、秘密単位、数値整数単位、数値固定位置単位、数値浮動位置単位など）と同様に、２バイトの数値の組み合わせ（００−９９）のために、その他、ＡＳＣＩＩコード（列１−１２７）が導入される。
【０１０１】
安全なモードのデータ交換を実行するとき、内部確率的エンコーダ１５を用いてキーボード情報が符号化され、そして安全な６４バイト単位に変換される。この場合、６４列、２５６行のそれぞれのコードテーブルが、各データ単位のために生成される。マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列は、再帰レジスタ８３及び循環的置換レジスタ８１によって選択される。この場合、ｎバイトの連続するランダムな置換の組み合わせが書き込まれる。
【０１０２】
再帰レジスタ８３において、Ｎ＞６４単位を含む１２７バイトの組み合わせが、０００…１から始まる連続したシフトのシーケンスを実行することによって選択される。ランダムな循環的置換レジスタ８１を考慮して、再帰レジスタ８３の得られた組み合わせにおける位置“１”が、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列を規定し、次の入力データ要素を符号化するために用いられるべきものとなる。ここで、制御ユニット８７からの信号で、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの各ｉ番目の列におけるｎバイトのランダムな組み合わせが、循環的置換レジスタ８１のｉ番目の位置に書き込まれたランダムなバイト数によって、循環的にシフトされる。
【０１０３】
その後、マルチアルファベットエンコーダに入力置換レジスタ７８からの次の組み合わせを取り替えることによって、記号方法による符号化が実行される。こｋで、ランダムなバイト数（０から２５６バイト）によって周期的にシフトされた対応列のｉ番目の行におけるランダムなコードが、入力置換レジスタ７８のｉ行における各ｊ番目の記号を符号化するために用いられる。この列は、再帰レジスタ８３及び循環的置換レジスタ８の組み合わせに関して選択された６４列の間に存在する。符号化のため、ｎ＞６４をもつ新たな組み合わせの単位が得られるまで、再帰レジスタ８３における次の単位の連続したシフトが再び実行される。ここで、循環的置換レジスタ８１のランダムな組み合わせは、周期的に１バイトシフトされる。その後、新たな組み合わせにあわせて、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの各ｉ番目における列の組み合わせが、レジスタ８１内においてランダムで周期的にシフトされる。
【０１０４】
Ｐ（ｘ127）多項式が既約であるため、それに関連した再帰レジスタは、考え得る（２127−１）個の異なるすべての組み合わせに関する連続した生成を提供する。したがって、次の各単位を符号化するため、新たなマルチアルファベットコード（１回だけ使用するキー）が使用され、そのコードは再帰レジスタ８３の次の組み合わせによって定義され、その組み合わせは、循環的置換レジスタ８１及び制御ユニット８７のランダムな組み合わせのコンテンツによるのと同様、Ｎ＞６４単位を含んでいる。
【０１０５】
再帰レジスタ８３の次の組み合わせがＮ＞６４単位を含む場合、制御ユニット８７からの信号で、その組み合わせが、キーインバータ群８２−１，８２−２，…，８２−ｎで逆転される。その結果、この組み合わせはＮ＞６４単位を含んでいる。機密保護機能のある処理制御ユニット２１からの信号上のＮコードブロックを送信した後、前述した公開キーを用いた確率的エンコーダ（デコーダ）の内部（外部）キーテーブルを修正するシステム機能が実行される。ここで、制御ユニット８７からのコマンドで、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎのレジスタにおける組み合わせが、それらを初期状態に戻すように変換するために周期的にシフトされる。
【０１０６】
符号化された各データ要素は、ワード（テキスト要素）、または表現形式（整数、浮動位置あるいは固定位置）を示す数のいずれかを含み得る。
【０１０７】
テキスト情報を導入するとき、ｉ番目の各記号は、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎにおけるレジスタのｉ番目の列を用いた（外部キーテーブルにあわせた）初期置換後に、符号化される。ここで、所定の列のｊ番目の行の数が、初期置換テーブルにおける所定の記号に一致するｊ番目の行数にあわせて規定される。
【０１０８】
テキスト要素が入力された後で、前記サービス記号を含む４バイトのサービス組み合わせが生成される。また、この組み合わせは、模擬安全機能を形成する。
【０１０９】
テキストの組み合わせ長が６０よりも少ない場合、残りの位置が符号化された数値で満たされる。その値は、数ｉを有する数の組み合わせをマルチアルファベットに符号化することによって生成され、その組み合わせはテキストデータ要素を完成させるｊ番目の記号の後の第１の記号であって、入力置換テーブルに沿って動く。
【０１１０】
入力置換レジスタ７８に数値データ要素を入力するとき、ｍ（＝２）によって位置を右及び左させて、数値の組み合わせを生成する。このとき、入力テーブル（行１２８−２５６）をアクセスすることによって、及びマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎにおけるその後の変換を行うことによって、その組み合わせが符号化される。これにより、数値データ要素内のそれぞれ次の組み合わせがｊ番目の列を使用した符号化によって、確率的なインデックスＩξi(U)に変換される。コードブロックが生成される中、その長さが６０バイトを超えてはならない数値の組み合わせは、サービス組み合わせに従う。前記数値データ要素が６０バイトよりも少ない場合、それはサービス組み合わせ（４バイト）で完成される。その後、数ｉの記号の変数コードが挿入され、置換入力テーブルでは、この文字がｊ番目の文字に直ちに従ってｍバイトの数値の組み合わせを完成させる。
【０１１１】
この生成されたコードブロックは、ガンマ生成回路８４から出力されたガンマで加算されるべきものとしてＭＯＤ２加算器８５に供給され、コードブロック出力レジスタ８６に書き込まれる。
【０１１２】
ガンマ生成回路（図１０）
ガンマ生成回路８４によって統合されるとき、内部（外部）コードテーブルにおける第２のｍ×ｍ／２部分が用いられる。この部分は、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎを満たすために用いられる（図１０）。前述した例の場合、ガンマ生成回路（図１０）は、以下のパラメータを有するテーブルを含んでいる。列接続回路８９、ｍ＝１２８の長さを有するＭＯＤ２加算器９４、及び６４バイト長を有する初期ガンマレジスタと同様に、ｍ＝２５６バイト、ｎ＝ｍ／２＝１２８バイト、再帰レジスタ９２、キーインバータ群９１−１，…，９１−ｎ、ｍ＝１２８長を有する循環的置換レジスタ９０である。
【０１１３】
前述したように、次のコードブロックを生成した後、そのガンマ処理がＭＯＤ２加算器８５に６４バイトのガンマを加えることによって実行される。このランダムなシーケンスは、ガンマ生成回路８４で生成される。ここで、循環的置換レジスタ９０及び列接続回路８９を用いて初期組み合わせ０００…０１の次のｉ番目のシフトの後、再帰レジスタ９２で得られた組み合わせの制御の下で、関連する列が、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎからまず最初に復元される。ｉ番目のシーケンスにおけるその数が“１”に一致する列が、１２８列の間で選択される。ランダムなバイト数によって、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎからのランダムな各組み合わせを周期的にシフトする処理手順は、ガンマ生成回路の制御ユニット９６からの信号で実行され得る。
【０１１４】
この処理手順は、確率的エンコーダ１５において同様な方法で実行される。ここで、確率的エンコーダの内部（外部）キーテーブルを修正する次のサイクルを実行後、循環的置換レジスタ９０に書き込まれたランダムな置換の組み合わせが使用される。選択されたシーケンスへの入力数は、所定の値ｔ（２＜ｔ＜Ｎ）よりも小さな数であってはならない。こうして、ガンマ生成回路の制御ユニット９５が供給される。このとき、選択された列は、それぞれが２５６バイトの組み合わせであるが、キー９５経由でＭＯＤ２加算器９４に供給され、そしてそこでｍｏｄ２による加算が行われる。得られたランダムな組み合わせは、初期ガンマレジスタ９３に書き込まれ、ガンマ生成回路の制御ユニット９６に進む。初期ガンマの次の変換が、そこで実行される。
【０１１５】
この目的のため、長さｍの次のランダムな組み合わせによる置換関数が、適用される。制御ユニット８７から受信したこの組み合わせは、確率的エンコーダ１５の外部（内部）秘密キーテーブルに関する次の修正のために用いられる。ここで、循環的置換レジスタ９０のコンテンツを取り替えるのと同様、考慮された組み合わせが、ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎにおける所定の列数のコンテンツを取り替えるために用いられる。
【０１１６】
初期ガンマの組み合わせを形成する第２のバージョンは、ＤＥＳ（ＡＥＳ）暗号標準のソフトウェア手段によって暗号化することを構成する。外部（内部）秘密キーテーブルを修正するために適用された次のランダムな組み合わせの断片が、この暗号アルゴリズムのためのキーとして用いられる。初期ガンマを変換することによって生成した組み合わせは、４つの６４バイトの断片に分けられ、そしてｍｏｄ２で加算される。この結果、ランダムな組み合わせが得られ、初期ガンマレジスタ９３に書き込まれる。この組み合わせは、次のコードブロックのガンマ処理に直接用いられるか、または次のコードブロックＮ（Ｎ＝６４）のガンマ処理用に意図されたＮ個の個々のランダムなシーケンスを生成するために用いられる。第１のケースの場合、作られた組み合わせは、ガンマ生成回路の制御ユニット９６及びキー９５経由で、初期ガンマレジスタ９３から確率的エンコーダ１５のＭＯＤ２加算器８５まで供給される。
【０１１７】
ガンマ生成回路は、（２127−１）個の異なる値のランダムな組み合わせの生成をはじめに供給することに注意されたい。ガンマ生成テーブルの時機を得たコンテンツの取替えは、このランダム数の生成期間を無限にさせることを許可している。ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎのコンテンツは、コンピュータにおける初期キーテーブルに関する安全システムを修正することで変化する。この処理は、公開キーの置換を用いながら、ＣＣＧＤＫ１によって規則正しく実行される。さらに、前述したように、外部（内部）キーテーブルを修正するシステム関数を実行するとき、ガンマ生成テーブル列８８−１，…，８８−ｎのコンテンツの一部の取替えが、ユーザＡとＢとの間で公開キーの使用により情報変換がなされる間、実行される。ここで、循環的置換レジスタ９０のコンテンツもまた置換えられる。
【０１１８】
第２のケースの場合、“分散及び置換”技術により得られた初期ガンマを符号化することによって、コードブロックのためのＮ個のガンマシーケンスを生成することが実行される。最後に、ｎ＝１２８、２５６バイト列をそれぞれ有するガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎが用いられる。この群は、Ｎ＝６４ガンマ単位のそれぞれを得るために適用される。Ｎ列すべてを使用して行方向に実行されるコードブロックを個々に生成するように、初期ガンマを列方向にエンコードすることによってＮ＝６４ガンマブロックを生成することが実行される。
【０１１９】
ここで、数ｊ及び（ｊ＋１）の列は、ｊ番目のガンマを生成するために使用され、これにより、“分散及び置換テーブル”が構築される。次の単位ｊ（ｊ＝１，Ｎ）用のガンマを生成するため、初期ガンマはｊ番目の列をアクセスし、かつここでガンマＵjの各バイトＵjiに関する同一の組み合わせＵjiを見つける。このとき、コードＵjiは、Ｕj+l,i（Ｕji→ＵJ+l,i）コードに置き換えられる。
【０１２０】
６４バイトの初期ガンマのエンコード及び置き換えが、２５６バイト（次の列コードのその後の置き換えで、２５６バイト上の６４バイトの“分散”）に等しい列の全長で実行される。確率的エンコーダ１５のＭＯＤ２加算器８５において、数ｊ＝（１−６４）でそれぞれ得られたガンマが、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎから次のｊ番目のブロックに加算される。
【０１２１】
このように、ガンマ生成回路８４を用いて、確率的エンコーダ１５は、１回だけ使用するキーモードにおける確率的エンコード及び送信されたブロックのシーケンスに関するガンマ処理を供給する。生成されたシーケンスの開始において、１６バイト長をそれぞれに有する、多項式及び再帰レジスタ８３，９２の初期組み合わせの変数値が送信される。再帰レジスタ８３，９２の変数値は、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０で生成されることに注意されたい。
【０１２２】
これらの組み合わせは、サービスブロックに含まれ、それは安全モードでＮ個の情報ブロックを構成するシーケンスの開始に送信される。サービスの暗号化のために、機密保護機能のある処理制御ユニット（２１，３０）に生成された秘密置換が適用される。この置換は確率的エンコーダ１５における秘密の外部（内部）キーテーブルの次の修正のために用いられる公開キーの組み合わせに基づいて計算される。
【０１２３】
解読後、サービスブロックは、確率的デコーダ１４のレジスタを構成するために用いられ、それは同一の外部（内部）キーテーブルを持ち、かつコードブロックの入力レジスタに供給されるＮブロックすべての正確な復号化を対応して提供する。ここで、確率的エンコーダ１５に用いられる入力置換の逆テーブルが置換出力レジスタテーブルに書き込まれる。
【０１２４】
また、確率的再エンコーダ装置２３，２４，２７，２８，２９がデータの送信及び処理に用いられるとき、サービスブロックを生成、暗号、解読する前述した関数が使用される。これらの関数は、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３における機密保護機能のある処理制御ユニット２１で、適切な公開キーを用いて実行される。
【０１２５】
確率的エンコーダ１５での１回だけ使用するキーモードは、ガンマ処理関数を用いることなく実行され得ることに注意されたい。この場合、確率的エンコーダ１５（確率的デコーダ１４）において、データ変換の処理が、制御ユニット８７（図９）からの信号でガンマ生成回路８４を消しながら実行される。ここで、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎに生成されたコードブロック記号が、ＭＯＤ２加算器８５経由でコードブロック出力レジスタ８６に変換されずに供給される。
【０１２６】
また、前述したガンマ生成回路は、ユーザ装置２の確率的再エンコーダ装置２３，２４、及び分散データ処理サーバ３の確率的再エンコーダ装置２５，２７，２９で使用される。
【０１２７】
したがって、イントラコンピュータ間の交換と同様、ユーザ装置２（ユーザＡ）及び分散データ処理サーバ３（ユーザＢ）間のコンピュータネットワークを通るデータ送信を保護するため、“１回だけ使用するキー”モードが、送信シーケンスの各コードブロックがそれ自身のキーによって符号化されるのにあわせて実行される。各キーは、複数の送信ブロックにとって唯一である。所定の安全レベルを保証するため、データ送信の間、前述した外部（内部）キーテーブルを変更するシステム関数が、前記確率的エンコーダ（デコーダ）１４，１５、及び確率的再エンコーダ装置（２３，２４，２５，２７，２９）で実行される。
【０１２８】
前記関数の履行する処理において、データ送信が変更期間に起きたとき、そのキーテーブルは、１回だけ使用する外部（内部）キーテーブルを適用するモードの送信まで減らされ得る。最大の安全モードで特徴付けられるこのモードは、次の各モードブロック後に新たな公開キーを送信することを含んでいる。このキーに従い、前述したアルゴリズムに関連する確率的エンコーダ（デコーダ）において、新しいランダムな組み合わせが、循環的置換レジスタ８１，９０、及び入力（出力）置換レジスタ７８に書き込まれ、そしてガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎにおける列の１つのランダムな組み合わせが置換えられる。それはランダムな組み合わせであり、制御ユニット９５からの信号で次のコードブロック用のガンマを作るためにガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎに関するランダムに選択された他のｔ個の組み合わせと一緒に使用される。したがって、このモードの場合、従来の１回だけ使用するキースキームに類似して、長さＮの１回だけ使用するランダムな組み合わせが、長さＮの次のブロックそれぞれを暗号化するために用いられる。次の各ブロックを符号化するため、１回だけ使用するランダムに生成されたマルチアルファベットのエンコーダが用いられる。
【０１２９】
確率的再エンコーダ装置（図１１Ａ、１１Ｂ）
ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３により包含される確率的再エンコーダ装置（図３の２３，２４、図４の２７，２８，２９）は、データの送信及び処理のための統合された安全ループを形成するのに非常に重要である。前記装置は、コンピュータ環境内及びコンピュータシステムを通した送信、またデータコンテンツを開くことなく確率的変換による様々なタイプの処理に適応するために、安全な情報の付加的な暗号を実行する。
【０１３０】
これらの装置は統合された構造を有するが（図１１Ａ，１１Ｂ）、関数的な目的に関して、それらは３つのタイプに分類される：つまり、“内部コード−外部コード”、“外部コード−内部コード”、及び“内部コード１−内部コード２”である。前記装置の基礎は、確率的変換の第１及び第２のステージ９８，１０１の要素によって構成され、その要素は、確率的エンコーダ１５の構成に実質的に一致する同一の構造を有している。必要であれば、確率的変換の第１ステージ９８は、確率的デコーダ関数を形成することができ、確率的変換の第２ステージ１０１は前記確率的エンコーダモードで用いられ得る。
【０１３１】
“内部コード−外部コード”タイプの確率的再エンコーダ装置は、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３の間の安全な接続を確立した後コンピュータシステムを通って、内部コードによって符号化された情報を送信する可能性を提供する。
【０１３２】
送信された情報の再符号化が、そのコンテンツを開くことなく起きる。この関数を実行するため、多項式及び再帰レジスタ値を含む公開キーとサービス組み合わせとにあわせて、確率的変換の第１ステージ９８がコンピュータバスを介して内部エンコーダから供給されたＮ個のコードブロックのうちの第１のブロックを処理するために構成される。マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、及び確率的変換の第１ステージ９８におけるガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎが、内部確率的エンコーダ１５に類似した内部キーテーブルに基づいて満たされる。前述した方法で、機密保護機能のある処理制御ユニット３０で計算されたランダムな組み合わせが、循環的置換レジスタ８１、置換レジスタ９９、及びガンマ生成回路８４に書き込まれる。分散データ処理サーバ３で対称的で安全な通信を提供するため、確率的変換の第２ステージ１０１は、外部確率的エンコーダ７４に類似した外部キーテーブルを用いながら構成される。
【０１３３】
確率的変換の第１ステージ９８を確率的変換の第２ステージ１０１に接続しかつ整合させるため、ユーザ装置２における機密保護機能のある処理制御ユニット２１は、関連した置換を生成し、かつ制御ユニット８７経由で、置換レジスタ１００にそれらを書き込む。エンコーダを形成しながら、確率的変換の第２ステージ１０１は、前述した方法で、分散データ処理サーバ３における確率的再エンコーダ装置の確率的変換の第１ステージ９で、安全な送信対称モードを入力する。これによって、確率的再エンコーダ装置２３、２４において周期的に送信された公開キーによる外部キーテーブルを変更するシステム関数が実行される。
【０１３４】
入力レジスタからの次の各コードブロックの変換が、第１のブロックから始まって、記号的な方法で実行される。この目的のため、確率的変換の第１ステージ９８及び確率的変換の第２ステージ１０１において、第１のコードブロック記号を符号化するために用いられた列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列レジスタが、制御ユニット８７からの信号で利用可能になる。このとき、ガンマ生成回路８４では、関連したランダムなシーケンスが各コードブロック用に生成され、そして、コードブロックの第１の記号に関するガンマ処理のために用いられた第１の記号がそのシーケンスにおいて選択される。この記号は、確率的変換の第１ステージ９８におけるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列レジスタの各記号のｍｏｄ２で加算され、そのエンコーダは、内部確率的エンコーダ１５の第１のコードブロック記号を符号化するために用いられてきた。同様な加算が、第１のガンマ記号、及び確率的変換の第２ステージ１０１におけるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列レジスタの記号を用いて実行される。そのエンコーダは、外部コードのコードブロックの第１の記号を符号化するために利用可能となる。
【０１３５】
その後、確率的変換の第１ステージ９８において、内部コードの受信コードブロックにおける第１の記号が、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎにおける利用可能な列レジスタの各記号と比較される。このとき、前記記号は、識別されたものとして（コードブロックの第１の記号と同じコードを持つレジスタの行列が規定される）みなされる。このケースの場合、制御ユニット８７は、キー１０８及び置換レジスタ９９，１００経由で、確率的変換の第２ステージ１０１におけるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの外部コードの１記号の列レジスタへ、対応するバスを通ってその記号を送信する。
【０１３６】
結果として、内部コードのコードブロックにおける第１の記号が、外部コード（前記記号からガンマを除去することなく、かつ復号化することなく）の第１のガンマ処理された記号に置き換わる。それから、識別情報を安全なフォーマットで含む外部コードのコードブロックが生成されるまで、同様の再エンコーダ処理手順が内部コードのコードブロックに関する次の各記号のために実行される。この処理手順から次のように、再エンコーダが安全な情報を開くことなく実行される。制御ユニット８７からの信号の再符号化されたコードブロックは、キー１０８経由で、確率的変換の第２ステージ１０１におけるコードブロックのコードブロック出力レジスタ１０２に書き込まれる。
【０１３７】
その結果、第１のコードブロックの記号が置き換わる。この置換え後、制御ユニット８７が、再帰レジスタ８３及び循環的置換レジスタ８１における必要な組み合わせの変化を実行し、その結果、次のコードブロックを再符号化するために確率的変換の第１及び２ステージ９８，１０１を準備する。次のコードブロックは、再符号化され、コードブロック出力レジスタ１０２に書き込まれる。外部コードにおけるＮ個のコードブロックの完全なシーケンスが出力レジスタ１０２に書き込まれた後、再帰レジスタ８３，９２の多項式に沿った初期の組み合わせのサービスブロックが、コンピュータシステムから分散データ処理サーバ３へ送信される。
【０１３８】
前述したように、確率的変換の第２ステージ１０１は、必要な場合、確率的エンコーダ関数を実行することが可能である。この場合、制御ユニット８７は、確率的変換の第１ステージ９８を利用できないようにし、置換入力テーブルが確率的変換の第２ステージ１０１の置換レジスタ１００へ書き込まれ、そして、確率的変換の第２ステージ１０１のすべての要素が、確率的エンコーダ動作モードに変換される。その結果、第１のタイプの確率的再エンコーダ装置が、“内部コード−外部コード”であるが、ユーザ装置２による送信のために実行される。
【０１３９】
分散処理サーバ３における受信のために、第２のタイプの確率的再エンコーダ装置が、“外部コード−内部コード”であるが、適用される。前述した方法で、この確率的再エンコーダ装置２８が、内部コードのコードブロックに、情報のコンテンツを開くことなく外部コードのコードブロックを変換する。前記関数を実行するため、確率的変換の第１ステージ９８が、多項式及び再帰レジスタ８３，９０の値を含むサービス組み合わせにあわせて構成され、分散処理サーバ３のトランシーバユニットに供給されるＮ個のコードブロックの第１のブロックを処理する。ここで、確率的変換の第１ステージ９８における、マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、及び確率的変換の第１ステージ９８ガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎが、外部キーテーブルに基づいて満たされる。
【０１４０】
内部キーテーブルを用いながら、分散処理サーバ３環境における対称で安全なデータ送信を提供するため、確率的変換の第２ステージ１０１が内部確率的エンコーダ１５として構成される。確率的変換の第１ステージ９８を確率的変換の第２ステージ１０１に接続しかつ整合させるため、ユーザ装置２の機密保護機能のある処理制御ユニット２１は、適切な関連のある置換を生成し、それは制御ユニット８７経由で、置換レジスタ９９に書き込まれる。その後、受信された次の各コードブロックの再エンコーダが、最初のブロックから始まり、前述した処理手順に従った記号的な方法で実行される。変換されたコードブロックは、機密保護機能のある処理制御ユニット３０経由で分散処理サーバ３のデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５のメモリに書き込まれる。
【０１４１】
メッセージを送信する処理において、機密保護機能のある処理制御ユニット２１で計算された公開キーを用いながら、秘密キーテーブル生成サブシステム２５（図６）の組合せ選択器５４経由で、乱数発生器５３から受信したランダムな組み合わせに基づいて、前述した外部キーテーブルを変更するシステム関数の実行を行えるようにする。これによって、循環的置換レジスタ８１，９０の周期的なコンテンツの置き換え、確率的再エンコーダ装置２４，２５の置換レジスタ１００，９９が、列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、及びガンマ生成回路８４におけるガンマ生成テーブルのレジスタ群８８−１，…，８８−ｎに関する所定の組み合わせ数の置き換えと同様に、保証される。公開キーを生成するため、循環的置換レジスタ８１，９０に書き込まれた前述した先の組み合わせ、及び乱数発生器５３から新たに受信した組み合わせが使用される。この目的のために、公開キーを置換テーブルの推移関係における論理的な結論で計算するためのアルゴリズムが、公開キー生成サブシステム８（図７）で実行されるときに使用される。
【０１４２】
ユーザＢの機密保護機能のある処理制御ユニット３０において、循環的置換レジスタ８１の論理的結論及び先のテーブルを用いながら、新たな秘密置換が受信した公開キーに基づいて計算される。その後、循環的置換レジスタ８１，９０の新しいランダムな組み合わせが対称的に推移し、ユーザＡの確率的再エンコーダ装置２４における置換レジスタ１００，９９、及びユーザＢの確率的再エンコーダ装置２５が実行される。
【０１４３】
前述したように、ユーザＡの確率的再エンコーダ装置２４、及びユーザＢ（分散データ処理サーバ３）の確率的再エンコーダ装置２８における外部キーテーブルに関する列の部分置換が、同様の方法で実行され得る。マルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎ、及びユーザ装置装置２における確率的変換の第２ステージ１０１かつ分散データ処理サーバ３における確率的変換の第１ステージ９８に関するガンマ生成テーブル列のレジスタ群８８−１，…，８８−ｎにおける列レジスタのコンテンツに関する対称的な置き換えが、それぞれ提供される。
【０１４４】
分散データ処理サーバ３の確率的変換装置で実行される、受信したＮ個のコードブロックシーケンスを記号的に変換した後、受信したメッセージは、内部コードによって保護されているのだが、機密保護機能のある処理制御ユニット３０経由で分散データ処理サーバ３のデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５にあるメモリに書き込まれる。
【０１４５】
このように、コンピュータ環境での送信コンテンツの情報を保護するために、外部の安全なコンテンツ交換と同様に、“１回だけ使用するキー”のコンセプトが実装される。このコンセプトに従い、確率的再エンコーダ装置の各コードブロックシーケンスが自身のキーによって符号化される。前記キーは、送信されたＮ個のブロックのうち唯一であり、秘密キーテーブル及び置換は、送信された情報の安全レベルをもたらすシステム関数の実行のときに公開キーを用いながら周期的に変更される。
【０１４６】
ユーザＡとユーザＢの間の安全な通信セッションの完了のときに、（ＣＣＧＤＫ１からの置換による）対称的な外部キーテーブルは、次の安全で対称的な通信セッションを確立する際の新たな外部キーテーブルを生成するための基礎として用いられる。新しい対称的な外部キーテーブルを生成するために、先の外部キーテーブルの列及び行が、ユーザＡ及びＢで変更される。この目的のために、公開キーを計算するための前述したアルゴリズムが、機密保護機能のある処理制御ユニット２１，３０で適用され、かつ、外部キーテーブルを変更するアルゴリズムが、ユーザ装置２及び分散処理サーバ３の秘密キーテーブル生成サブシステム１３，２５で適用される。
【０１４７】
安全なｅ−メイルアドレステーブル３７、安全なデータテーブル３９、及び安全なウェッブページ３８を暗号化する処理が、内部確率的再エンコーダ装置２９を用いながら実行され、それは、第３のタイプである“内部確率的コード１−内部確率的コード２”に関係する。この装置は、機密保護機能のある処理制御ユニット３０及びデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５に接続している。前記装置は、内部確率的エンコーダのモードで用いられる。
【０１４８】
安全なｅ−メイルアドレステーブル３７を暗号化する処理において、各テーブル行の要素は、Ｎ個のコードブロックのシーケンスとしてみなされる。その結果、その暗号が機密保護機能のある処理制御ユニット３０及びデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５によって実行された後では、各行は（Ｎ＋１）個のフィールドを含んでいる。第１のフィールドは、再帰レジスタ８３，９２における初期の組み合わせ及び多項式を含んだサービスフィールドであり、それは所定の行が符号化されるときに使用される。ここで、分離した公開キーテーブル、ランダムなｎバイトの組み合わせが生成される。前記組み合わせは、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７の各行が符号化されるときに初期キーテーブルを変更するために用いられる。また、それらはサービスフィールドの前記組み合わせを暗号化するために用いられる。ここで、公開キーテーブルの書く組み合わせ数は、各行が符号化のために使用される安全なｅ−メイルアドレステーブル３７の行数に一致する。
【０１４９】
安全なデータテーブル３９は、同様の構造を有している。
安全なウェッブページ３８を暗号化するとき、それぞれのウェッブページは、Ｎ個のコードブロックのシーケンスに変換される。Ｎ個のコードブロックの各シーケンスの開始において、コードブロックの本シーケンスを符号化するときに内部キーテーブルを変更するのに用いた対応する公開キーが書き込まれる。暗号化されたウェッブページの開始において、再帰レジスタにおける初期組み合わせ及び多項式を含んだ暗号化されたサービスブロックが書き込まれる。サービスブロック（テーブルのサービスフィールド）の解読は、安全な情報処理に関する所定の関数の実行に先立ち、機密保護機能のある処理制御ユニット３０内の対応する公開キーを用いながら実行される。
【０１５０】
受信された暗号メッセージがｅ−メイルメッセージであることを機密保護機能のある処理制御ユニット３０が判断する場合、そのメッセージの暗号化されたアドレス部分のみが処理されるだろう。この処理の目的は、分散データ処理サーバ３のアドレスを判断することであり、ここへ暗号されたｅ−メイルメッセージが送信されることになる。この目的のため、対応する行が、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７で見つけられなければならない。その行は、ユーザ装置２及び分散データ処理サーバ３に関する暗号アドレスを含んでいなければならない。ここへそのメッセージが送信されることになる。前記処理手順は、機密保護機能のある処理制御ユニット３０及びデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５に接続された内部確率的再エンコーダ装置２９を用いながら実行される。結果として、受信者のアドレスが、そのコンテンツを開くことなく、テーブルの第１行にある受信者のアドレスを保護するコードに再符号化されるだろう。その後、受信されたコード及びテーブルの第１行の符号化されたアドレスが、比較のためにデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５に読み出される。
【０１５１】
テーブルからの比較された値が一致するとき、分散データ処理サーバ３のアドレスコードを含むフィールドが読み出されて、そこへ受信された暗号メッセージが送信される。安全なフォーマットで、選択された分散データ処理サーバ３に送信するために、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５からの符号化されたｅ−メイルメッセージが、機密保護機能のある処理制御ユニット３０に、そしてその後、確率的変換のトランシーバユニット２６における確率的再エンコーダ装置２８に提供される。
【０１５２】
エンコーダされたアドレス値を比較した結果、それが一致しない場合、内部確率的再エンコーダ装置２９は、安全なｅ−メイルアドレステーブル３７の第２行のアドレスが符号化されることによってメッセージアドレスコードからコードへ変換し、その結果、安全なフォームなどで要求されたアドレスを検索する。この検索は、メッセージを送信するための要求アドレスが見つかるまで続く。
【０１５３】
機密保護機能のある処理制御ユニット３０が、そのメッセージフォーマットに基づいて受信された符号化情報の処理タイプが算術計算に帰すると判断する場合、算術計算における暗号化されたオペランド及びコードは、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５に届けられる。ここで、機密保護機能のある処理制御ユニット３０の信号で、確率的再エンコーダ装置２９の確率的変換の第１ステージ９８が、内部コードで構成され、これによって受信メッセージが保護される。同時に、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５での共動作する確率的変換の第２ステージ１０１が、機密保護機能のある演算プロセッサー３４のコードテーブルに整合される。この目的のため、初期数値コードの代わりに、確率的変換の第２ステージ１０１におけるマルチアルファベットエンコーダ列のレジスタ群７９−１,７９−２，…，７９−ｎの列レジスタの１つのコンテンツが、機密保護機能のある演算プロセッサー３４のコードテーブルの入力列に書き込まれる。機密保護機能のある演算プロセッサー３４のコードテーブルにおける第２の出力列は、安全なモードで計算に使用される数値データの確率的インデックスを含んでいる。確率的変換の第２ステージ１０１において受信されたメッセージのコードブロックシーケンスを再符号化する間、ただ１つ選択されたレジスタが、制御ユニット８７からの信号で永久的に利用可能となる。
【０１５４】
この理由のため、受信された安全な数値情報が、機密保護機能のある演算プロセッサー３４の入力コードに再符号化され、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５からの命令で、前記数値情報が、特定の計算を実行するコードテーブル経由で機密保護機能のある演算プロセッサー３４に提供される。計算によって得られたデータは、再符号化用の出力コードテーブル経由で、機密保護機能のある演算プロセッサー３４から内部確率コードへ安全なフォームで供給される。
【０１５５】
この目的のために、機密保護機能のある処理制御ユニット３０からの信号で、確率的コードのインデックスユニットにおけるマルチアルファベットエンコーダの列レジスタ１つのコンテンツが、逆コードテーブルの出力列に書き込まれ、その入力列は数値データのインデックスを含んでいる。確率的変換の第１ステージ９８で得られた結果のコードブロックシーケンスを再符号化する間、制御ユニット８７からの信号で、ただ１つ選択されたレジスタが永久的に利用可能となる。したがって、機密保護機能のある処理制御ユニット３０からの信号で、その得られた安全な数値情報は、確率的な内部コードに再符号化され、かつユーザ装置２への送信のために“内部コード−外部コード”タイプの確率的再エンコーダ装置２７へ安全なフォームで提供されるだろう。
【０１５６】
受信された符号化情報の処理タイプが要求された情報をクエリー状況によって安全なデータテーブル３９から検索しかつ復元することに帰することを、機密保護機能のある処理制御ユニット３０がメッセージフォーマットに基づいて判断する場合、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５が接続される。前記システムは、テーブルのタイトル、入力またはフィールド、数値パラメータ（復元されたデータは一致しなければならない）、算術計算のコード（選択された数値フィールドで実行されなければならない）を含む暗号情報を受信する。
【０１５７】
クエリーを処理するとき、暗号化されたテーブルタイトルを含むコードブロックシーケンスは、その始めで内部コードの再帰レジスタに関する暗号化された組み合わせ及び多項式を有するのだが、機密保護データベース３６からデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５へ読み出される。それから、対応する公開キーがそこへ供給される。その後、前述した再符号化処理手順を適用し、安全なフォームで情報を比較することによって、ユーザ装置２からのクエリーを処理するために要求されたテーブルの暗号コードシーケンスから復元が実行される。ここで、確率的変換の第１ステージ９８、及び第２のステージ１０１において、再帰レジスタの対応する組み合わせを用いながら、安全なデータテーブル３９の各タイトルが暗号化されることにより、機密保護データベース３６の内部コードに、テーブルタイトルを伴う各コードが代わりに再符号化される。比較された値が一致するとき、要求された安全なデータテーブル３９は、機密保護データベース３６からのコードに従い、その後の処理のためにデータ論理的で安全なコンピュータシステム３５に読み出される。
【０１５８】
この処理において、安全なデータテーブル３の各入力（行）はコードブロックシーケンスを含んでいるという事実が考慮される。各コードブロックは、そのコードがテーブルタイトルにより含まれる一定のフィールドに一致する。サービスフィールドは、テーブルタイトル及びその各入力のために再帰レジスタの組み合わせを持っている。再帰レジスタの対応する組み合わせを用いながら、確率的再エンコーダ装置２９は、クエリーに従ってフィールドコードを内部コードに変換し、これによってテーブルタイトルのフィールドコードが暗号化され比較される。比較された値が一致するとき、クエリーに従ったフィールドのコードコードブロックは、テーブル入力から復元される。
【０１５９】
クエリーコードに従ったテーブルから、数値フィールドの特定のデータまたはパラメータを暗号化フォームで復元することが必要な場合、クエリーコードでそれらを比較することによって要求された安全なデータを復元するために、そのクエリーコードは各クエリーの内部コードに再符号化される。このステップは、入力のサービスフィールドにおける再帰レジスタの組み合わせを用いながら、前述した処理手順に従って実行される。“より多くの”または“より少ない”算術オペランドが、安全な数を減じることによって実装され、数値パラメータの比較において用いられる場合、または選択されたフィールドでの算術計算が暗号化されたフォームで要求される場合、機密保護機能のある演算プロセッサーがその処理手順に参加する。
【０１６０】
ここで、安全な情報を伴う計算が、前述した処理手順に従って実行される。クエリー処理の完成で、確率的再エンコーダ装置２９では、安全なデータテーブル３９から復元された符号化データ、または得られた計算結果が、分散処理サーバ３の内部コードに返還され、かつ前述した方法でユーザ装置２に供給される。
【０１６１】
受信された符号化情報の処理のタイプが安全なウェッブページ３８をクエリー状況によって検索し復元するということを、機密保護機能のある処理制御ユニット３０がそのメッセージフォーマットに基づいて判断する場合、データ論理的で安全なコンピュータシステム３５が接続される。
【０１６２】
ここで、２つの検索レベルが実行される。第１のレベルは、安全なウェッブページ３８のヘッダに従い、第２のレベルはそれらのコンテンツに従う。したがって、２つの内部確率的なコードが、安全なウェッブページ３８を符号化するときに用いられる。第１のコードは、ヘッダを符号化するためのものであり、第２のコードは、ページ自身のコンテンツを保護するためのものである。ここで、再帰レジスタの組み合わせを伴うサービスブロックが各コードシーケンスの始めに位置づけられる。クエリー状況で受信された安全なメッセージは、要求されたドキュメント内に含まれていなければならないキーワードコードの集合を持っている。
【０１６３】
第１のレベルで検索するとき、キーワードコードは、確率的再エンコーダ装置２９に供給され、そして次の安全なウェッブページ３８のヘッダの内部コードに変換される。こｋで、各キーワードのコードは、ヘッダの各コードブロックと比較される。比較されたコードが一致しないとき、符号化されたワードの基礎は、ワードの終わりのコード記号を捨てることによって抽出される。そして結果として生じたコードが再び比較される。
【０１６４】
比較された値が一致するとき、そのヘッダにおける現在の所定のキーワードが判断される。キーワードコードがヘッダコードで一致しないとき、次のウェッブページがアクセスされたりする。検索の間選択された安全なウェッブページ３８の符号化されたヘッダは、確率的再エンコーダ装置２７における分散処理サーバ３の外部コードに変換され、そしてコンピュータシステムを通ってユーザ装置２へ送信される。ここで、コードブロックの受信後、それらは内部コードに再符号化され、コンピュータバスを通って内部確率的デコーダ１４へ転送される。そして、要求された情報がモニタ画面上に公開フォームで描画される。特定のウェッブページを選択するとき、ユーザは分散処理サーバ３からそれを復元するためにクエリーを入力する。ユーザ装置２でクエリーを確率的に符号化しかつ再符号化する前述関数を実行した後、安全な情報がコンピュータシステムを通って送信される。結果として、そのクエリーは分散処理サーバ３に供給され、ここでクエリーを再符号化し、要求された安全なウェッブページ３８を選択し、及びユーザ装置２へ送信する関数が実行される。
【０１６５】
要求された安全なウェッブページに関する第１のレベルでの検索が失敗する場合、ユーザのクエリーによって、キーワードが安全なウェッブページ３８のテキストの中で直接的に探索され、そのヘッダはそのクエリーからの少なくとも１つのキーワードを含んでいる。ここで、テキストコード及びワードの基礎コードでキーワードを再符号化し、かつそれらを比較する前述した処理手順が適用される。テキストコードによるクエリーからの各キーワードの一致数に直面して、所定の安全なウェッブページ３８がクエリー状況に従い、かつそのページが再エンコーダ関数を用いて暗号フォームでユーザ装置２に送信されることが考慮される。
【０１６６】
産業上の利用可能性
本方法及びシステムの権利範囲は、機密情報の分散処理に使用するコンピュータシステムに広く用いられることに適している。これらのシステムは、現代の銀行及び支払いシステム、安全なｅ−メイルシステム、地域ネットワーク、及び他の類似のシステムを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
本発明の様々な側面、特徴、及び優位は、添付図面とともに以下の本発明詳細な説明を考慮しながらもっと十分に理解されるようになるだろう。
【図１】本出願の典型的な実施例に一致するコンピュータシステムにおける分散データ処理に関する統合保護システムのための全体機能ブロック図である。
【図２】本発明の典型的な実施例に一致するキー（ＣＣＧＤＫ）の認証、生成、及び分配のためのセンタに関する機能ブロック図である。
【図３】本発明の典型的な実施例に一致するユーザ装置に関する機能ブロック図である。
【図４】本発明の典型的な実施例に一致する分散データ処理サーバに関する機能ブロック図である。
【図５】図２に従ったＣＣＧＤＫのサブシステムを生成する秘密キーテーブルに関する機能ブロック図である。
【図６】図３に従ったユーザ装置のサブシステムを生成する秘密キーテーブル及び図４に従った分散データ処理サーバの機能ブロック図である。
【図７】図２に従ったＣＣＧＤＫのサブシステムを生成する公開キーに関する機能ブロック図である。
【図８】図２に従ったＣＣＧＤＫのサブシステムを確認する、認証及びデータ保全性に関する機能ブロック図である。
【図９】ユーザ装置の確率的エンコーダに関する機能ブロック図である。
【図１０】図９に従った確率的エンコーダのガンマ生成回路に関する機能ブロック図である。
【図１１Ａ】分散データ処理サーバの内部確率的再エンコーダ装置に関する機能ブロック図である。
【図１１Ｂ】分散データ処理サーバの内部確率的再エンコーダ装置に関する機能ブロック図である。
【図１２】ＣＣＧＤＫを使用したテーブルである。
【図１３】ＣＣＧＤＫでユーザの公開キーを生成するプロセスを示す概略図である。
【図１４】キー分散処理に関する概略図である。
【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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004534333.tif 000125
【国際調査報告】
2004534333.tif 000126
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