(57)【要約】【課題】      鍵更新処理に必要な伝送量を低減するとともに、鍵配送の信頼性をも改善する鍵管理装置等を提供する。【解決手段】  鍵情報更新システム１において、情報通信ネットワークに接続するメンバーＭ１〜ＭＱが保持する鍵を管理する鍵管理サーバー３は、更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報とメンバーに送信されるべき情報を重畳する鍵重畳部９と、前記鍵重畳部９により重畳された情報をメンバーに送信する通信部１１を備える。【選択図】  図１
2007143091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、
更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と前記情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する鍵重畳手段と、
前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備える鍵管理装置。
【請求項２】
前記情報処理装置に送信されるべき情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域は、前記情報処理装置でデータ形式が把握可能なデータ領域である、請求項１記載の鍵管理装置。
【請求項３】
情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理方法であって、
鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と前記情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する重畳ステップと、
通信手段が前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信する送信ステップと、を含む鍵管理方法。
【請求項４】
請求項３記載の鍵管理方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラム。
【請求項５】
請求項２において鍵更新情報が重畳された情報を受信する情報処理装置であって、
受信した情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域と受信可能性のある鍵更新情報のそれぞれとの間で相関処理を行う相関処理手段と、
相関処理結果のうち所定の基準を満たすものを抽出して抽出された相関処理結果に対応する鍵を生成して鍵を更新する鍵情報生成部とを備える、情報処理装置。
【請求項６】
請求項２において鍵更新情報が重畳された情報を受信する通信手段と、受信した情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域と受信可能性のある鍵更新情報のそれぞれとの間で相関処理を行う相関処理手段と、を備える情報処理装置に、
相関処理結果のうち所定の基準を満たすものを抽出する機能と、
抽出された相関処理結果に対応する鍵を生成して鍵を更新する機能を実現させるプログラム。
【請求項７】
それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、
前記複数の情報処理装置の少なくとも一部が共通して保持すべき鍵に基づいて前記一部の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成する鍵更新情報生成手段と、
前記鍵更新情報生成手段により生成された複数の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成する多重化処理手段と、
前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備えた鍵管理装置。
【請求項８】
前記鍵更新情報生成手段は、自己相関特性があるデータを用いて鍵更新情報を生成する、請求項７記載の鍵管理装置。
【請求項９】
前記自己相関特性があるデータはＭ系列のデータである、請求項８記載の鍵管理装置。
【請求項１０】
前記共通して保持すべき鍵と前記自己相関特性があるデータとは独立関係であることを特徴とする、請求項８又は９記載の鍵管理装置。
【請求項１１】
それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、
前記複数の情報処理装置のうち鍵更新が同時期に行われるものが同一グループとされており、同一グループ内においてサブグループ化可能であり、
前記同一グループ内の情報処理装置が共通して保持すべき鍵に基づいて前記同一サブグループ内の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成する鍵更新情報生成手段と、
前記鍵更新情報生成手段により生成された前記同一サブグループ内の鍵更新情報を多重化するとともに同一グループ内の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成する多重化処理手段と、
前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備えた鍵管理装置。
【請求項１２】
前記鍵更新情報生成手段はＭ系列のデータを用いて鍵更新情報を生成し、前記サブグループ内の情報処理装置の個数はＭ系列のデータによって得られる異なるデータの数以下とする、請求項１１記載の鍵管理装置。
【請求項１３】
前記鍵更新情報生成手段は、各情報処理装置に対応して共通して保持すべき鍵を表すデータ列を再配列して鍵更新情報を生成することを特徴とする、請求項７から１２のいずれかに記載の鍵管理装置。
【請求項１４】
それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理方法であって、
鍵更新情報生成手段が前記複数の情報処理装置の少なくとも一部が共通して保持すべき鍵に基づいて前記一部の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成するステップと、
多重化処理手段が前記鍵更新情報生成手段により生成された複数の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成するステップと、
通信手段が前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信するステップと、を含む鍵管理方法。
【請求項１５】
前記鍵更新情報生成手段は前記情報処理装置が保持する鍵により暗号化された鍵暗号情報に基づいて前記各情報処理装置に対応する鍵更新情報を生成する、請求項７記載の鍵管理装置。
【請求項１６】
前記鍵更新情報生成手段は前記鍵暗号情報を所定の分割数に分割する鍵暗号情報分割手段を備える、請求項１５記載の鍵管理装置。
【請求項１７】
前記鍵更新情報生成手段は前記鍵暗号情報を分割する分割数を調整する鍵暗号情報分割数調整手段を備える、請求項１６記載の鍵管理装置。
【請求項１８】
前記鍵更新情報生成手段は前記各情報処理装置に対し前記鍵暗号情報分割手段により前記鍵暗号情報が分割された各鍵暗号分割情報のデータ長との関係において前記各鍵暗号分割情報に対応させるべき符号の符号長を決定する符号長決定手段を備える、請求項１６または１７記載の鍵管理装置。
【請求項１９】
前記鍵更新情報生成手段は直交性を有する符号を用いて鍵更新情報を生成する、請求項１５または１６記載の鍵管理装置。
【請求項２０】
前記直交性を有する符号はＷａｌｓｈ符号である、請求項１９記載の鍵管理装置。
【請求項２１】
前記鍵更新情報生成手段は自己相関特性を有する符号を用いて鍵更新情報を生成する、請求項１９記載の鍵管理装置。
【請求項２２】
前記直交性及び自己相関特性を有する符号は直交化巡回シフトＭ系列である、請求項２１記載の鍵管理装置。
【請求項２３】
それぞれが情報通信ネットワークに接続する情報処理装置であって、
前記鍵管理装置に伝えるべきメッセージに基づいてメッセージ情報を生成するメッセージ情報生成手段と、
前記メッセージ情報生成手段により生成されたメッセージ情報を前記鍵管理装置に送信するメッセージ情報送信手段と、を備え、
前記メッセージ情報生成手段は前記鍵管理装置に伝えるべきメッセージを所定の分割数に分割するメッセージ情報分割手段を備えた、情報処理装置。
【請求項２４】
請求項２３における鍵管理装置であって、
前記情報処理装置のメッセージ情報送信手段がメッセージ情報を送信する際に同期させるための同期手段を備える、鍵管理装置。
【請求項２５】
前記鍵更新情報を生成するステップは前記鍵更新情報生成手段が前記情報処理装置が保持する鍵により暗号化された鍵暗号情報に基づいて前記各情報処理装置に対応する鍵更新情報を生成するステップを含む、請求項１４記載の鍵管理方法。
【請求項２６】
前記鍵更新情報を生成するステップは鍵暗号情報分割手段が前記鍵暗号情報を所定の分割数に分割するステップを含む、請求項２５記載の鍵管理方法。
【請求項２７】
それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が管理装置に伝えるべきメッセージを送信するメッセージ送信方法であって、
メッセージ情報分割手段が前記管理装置に伝えるべきメッセージを所定の分割数に分割してメッセージ分割情報を生成するステップと、
メッセージ情報生成手段が前記メッセージ情報分割手段により分割されたメッセージ分割情報に基づいてメッセージ情報を生成するステップと、
メッセージ情報送信手段が前記メッセージ情報生成手段により生成され且つ同期されたメッセージ情報を前記管理装置に送信するステップと、を含むメッセージ送信方法。
【請求項２８】
請求項１４または請求項２５から２７のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵管理装置、鍵管理方法、及び、鍵管理方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラム、並びに、情報処理装置、及び、情報処理装置に鍵更新処理を実行させることが可能なプログラム、並びに、メッセージ送信方法、及び、その方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムに関し、特に、情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在ホームネットワークが普及しつつあるなかで、パソコンやその周辺機器だけでなく、ＡＶ機器や住宅設備、家電等の多くの機器のネットワーク化も期待されている。このような環境においては、機器同士は互いに通信し合う。
【０００３】
このような通信において暗号化を行う方式として、まず、個々の通信毎に個別の暗号鍵を用いる方式がある。
【０００４】
また、例えば非特許文献１にあるように、暗号にグループ鍵を使ったグループ通信方式もある。このグループ通信方式は、ネットワークに接続する全ての機器がグループ鍵と呼ばれる暗号鍵を使って通信を行う方式である。
【０００５】
グループ通信方式においては、ネットワークから機器が離れたりネットワークに新たに機器が接続されたりする際には、ネットワークの安全性を確保するためにグループ鍵が更新される。そして、グループ鍵の更新では全ての機器の鍵情報が更新される必要がある。
【０００６】
非特許文献１において、Ｍ．Ｏｎｅｎらは、グループ内のメンバーの特性の違いに着目した木構造鍵更新のアプローチによるグループ通信方式を提案している。このアプローチは、グループ内の全メンバーを、グループに留まる期間の長いメンバーから構成されるメンバー群と短いメンバーから構成されるメンバー群とにサブグループ化し、グループに留まる期間の長いメンバーに対して暗号鍵を配送するときには誤り訂正（ＦＥＣ）と再送信（ＡＲＱ）を行うものである。
【０００７】
以下では、木構造鍵更新の一般的な内容も含めて、非特許文献１の鍵配送方式について説明する。この説明においては、グループは４メンバーＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４から構成されるとする。
【０００８】
まず、全メンバーＭ１〜Ｍ４は、ネットワークに長く留まるメンバーから構成されるメンバー群とネットワークへの出入りが頻繁なメンバーから構成されるメンバー群にサブグループ化される。ここでは、メンバーＭ１とＭ２はネットワークに長く留まるメンバー群のメンバーであり、メンバーＭ３とＭ４はネットワークへの出入りが頻繁なメンバー群のメンバーであるとする。
【０００９】
図３８は、各メンバーが保持する暗号鍵を示す図である。図３８において、暗号鍵Ｋｄ〜ＫｇはそれぞれメンバーＭ１〜Ｍ４の秘密鍵である。また、暗号鍵ＫｂとＫｃはそれぞれネットワークに長く留まるメンバーから構成されるメンバー群とネットワークへの出入りが頻繁なメンバーから構成されるメンバー群内のメンバーに共有される暗号鍵であり、暗号鍵Ｋａは実際に情報をグループ内で伝送するときに用いられる暗号鍵（グループ鍵）である。そして、図３８での各メンバーの位置から暗号鍵Ｋａに至るパス上の暗号鍵はそのメンバーが有し、かつそれ以外の暗号鍵はメンバーは知らないものとする。（例えば、メンバーＭ１は、暗号鍵ＫａとＫｂとＫｄを有し、かつそれ以外の鍵は知らないものとする。）また、鍵配送サーバーが存在し、これは全ての暗号鍵を有しているとする。
【００１０】
ここで、メンバーＭ４がグループを離脱する場合を考える。この場合、暗号鍵ＫａとＫｃが更新される。そして、更新後の暗号鍵ＫａとＫｃは、メンバーＭ３に対して、更新前の暗号鍵Ｋａ若しくはＫｃ又はメンバーＭ３の秘密鍵Ｋｆを使って暗号化されてメンバーＭ３に伝送される。また、更新後の暗号鍵Ｋａは、メンバーＭ１とＭ２に対して、暗号鍵Ｋｂを使って暗号化されてブロードキャストされる。
【００１１】
次に、メンバーＭ４がいない状態からメンバーＭ４が新たに加わった場合を考える。この場合、暗号鍵ＫａとＫｃが更新されると共に、新たに暗号鍵Ｋｇが鍵配送サーバーとメンバーに共有される。ここで、更新された暗号鍵ＫａとＫｃは、新たなメンバーＭ４に対して、暗号鍵Ｋｇを使って暗号化されて伝送される。また、更新後の暗号鍵ＫａとＫｃは、メンバーＭ３に対して、更新前の暗号鍵Ｋａ若しくはＫｃ又はメンバーＭ３の秘密鍵Ｋｆを使って暗号化されて伝送される。そして、更新後の暗号鍵Ｋａは、メンバーＭ１とＭ２に対して、暗号鍵Ｋｂを使って暗号化されてブロードキャストされる。
【００１２】
【非特許文献１】M.Onen，R.Molva著，“Group  Rekeying  with  a  Customer  Perspective”，International  Conference  on  Parallel  and  Distributed  Systems（ICPADS  2004）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
まず、通信の暗号化を行う場合に、個々の通信毎に個別の暗号鍵を用いるのは暗号鍵の管理の面からも処理時間の面からも現実的でない。
【００１４】
次に、非特許文献１に記載された方式では、鍵情報の更新において、ネットワークに接続されている全ての機器に暗号鍵を暗号化して配送している。そのため、鍵更新処理には多くの伝送量が必要となる。
【００１５】
しかしながら、ホームネットワークの特徴として、接続される機器の多様性があげられる。例えば、ＰＤＡやノートＰＣ等のようにネットワークへの出入りが頻繁なものもあれば、テレビ等のように長い時間ネットワークに接続しかつリアルタイム性の要求される機器もある。非特許文献１に記載された方式にあるように鍵更新処理に多くの伝送量が必要であるならば、特に例えばテレビ画像伝送のようなリアルタイム性が要求される通信にとっては、頻繁な鍵配送によるオーバーヘッドによりサービスの低下がもたらされてしまうこととなる。伝送特性の劣悪な無線や電力線では鍵配送の失敗が高く、その後の通信を中断させてしまうリスクがある。
【００１６】
したがって、ネットワークに接続される装置の数が増えても鍵の管理／配送への影響が小さいようにスケーラビリティも考慮すれば、鍵配送が効率的で、且つ信頼性の高いグループ鍵の更新が要求される。
【００１７】
また、グループ鍵の配送においては、鍵配送の信頼性も必要とされる。鍵配送に失敗すると、メンバーはその後の情報を復号できなくなる。多くの鍵配布プロトコルでは、鍵配送に失敗したメンバーが鍵管理サーバーに個別に鍵更新のためにコンタクトをとる方式を提案している。この場合、大規模で動的なグループでは、鍵更新メッセージの失敗によって個別の鍵更新メッセージだらけになってしまうという問題がある。したがって、鍵配送を効率的に行おうとする場合に、その信頼性が高いことは非常に重要である。特に、テレビ画像のようにリアルタイム性が要求される機器には優先的に高い信頼性が確保される必要がある。さらに、大規模で動的なグループにおいて、個別に失敗通知信号送信およびそれに対する再送処理等のメッセージ送信を大量に行うと、それらの送信によるオーバーヘッドが多くなりサービスの低下をもたらしてしまう。したがって、メンバー側から鍵配送サーバー側にメッセージを送る際にもオーバーヘッドを少なくすることが重要となる。  
【００１８】
非特許文献１に記載された方式では、鍵配送の信頼性を上げるためにＦＥＣとＡＲＱを併用している。なお、符号化率を下げれば信頼性は上がるが、鍵更新処理に必要な伝送量が多くなってしまう。
【００１９】
このような課題は、暗号鍵の鍵更新情報の伝送に限らず、他の鍵の更新処理においても生じ得るものである。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、鍵更新処理に必要な伝送量を低減するとともに、鍵配送の信頼性をも改善する鍵管理装置、鍵管理方法、及び、鍵管理方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラム、並びに、情報処理装置、及び、情報処理装置に鍵更新処理を実行させることが可能なプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に係る発明は、情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と前記情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する鍵重畳手段と、前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備えるものである。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の鍵管理装置であって、前記情報処理装置に送信されるべき情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域が、前記情報処理装置でデータ形式が把握可能なデータ領域であるものである。
【００２３】
なお、請求項１又は２に係る発明において、情報処理装置と共に鍵と鍵更新情報の対応関係を規定するテーブルを有するようにしてもよい。
【００２４】
さらに、請求項１又は２に係る発明において、情報処理装置と共に鍵と鍵更新情報の対応関係を識別情報により規定するテーブルと、更新して配送される鍵の識別情報を指定する制御手段と、を備え、鍵重畳手段は、前記制御手段により指定された前記識別情報に対応する鍵更新情報と前記情報処理装置に送信されるべき情報を重畳するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、請求項１又は２に係る発明において、前記鍵更新情報は直交符号データであるようにしてもよい。鍵更新情報が直交符号データであれば、鍵更新情報が重畳された情報を受信する情報処理装置が重畳された直交符号データをより明確に認識することが可能となる。
【００２６】
さらに、請求項１又は２に係る発明において、前記鍵重畳手段が、前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域のデータと前記鍵更新情報である直交符号データとの論理演算により重畳するものであってもよい。
【００２７】
さらに、請求項１又は２に係る発明において、前記鍵重畳手段は、前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域のデータと前記鍵更新情報である直交符号データとの排他的論理和を計算することにより重畳するものであってもよい。
【００２８】
さらに、他の鍵管理装置としては、情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、更新して配送される鍵に対応する識別番号を生成する制御手段と、生成された識別番号に対応する鍵を生成する鍵生成手段と、更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する鍵重畳手段と、情報処理装置に情報を送信する通信手段とを備え、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な情報処理装置に対しては、前記鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報処理装置に送信されるべき情報を重畳し、前記通信手段が前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信し、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない情報処理装置に対しては、通信手段が鍵生成手段が生成した鍵を送信するもの（以下ではサブグループ鍵管理装置１という）であってもよい。このサブグループ鍵管理装置１により、情報処理装置の特質の違いを利用して鍵更新情報の所要伝送量の低減を図ることが可能となり、また、情報処理装置の特質の違いを利用した鍵の管理が可能となる。
【００２９】
すなわち、前記サブグループ鍵管理装置１は、例えば、ネットワークに長く留まる情報処理装置に対しては鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な状態として鍵更新時に鍵更新情報を情報処理装置に送信されるべき情報に重畳して伝送し、ネットワークへの出入りが頻繁である情報処理装置に対しては鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない状態として鍵更新時に鍵情報を伝送する。このようにすれば、ネットワークに長く留まる情報処理装置に対する鍵更新処理においては見かけ上の鍵配送専用パケット数をゼロとすることができ、情報処理装置の特質の違いを利用して鍵更新情報の所要伝送量の低減を図ることが可能となる。また、ネットワークへの出入りが頻繁な情報処理装置に対しても、非特許文献１に記載されているような一定期間ごとの鍵の配送でなく、実際に情報処理装置の接続状態の変更が発生したときにのみ鍵配送を行うことが可能となる。また、例えば、鍵管理方式として、ネットワークに長く留まる情報処理装置群についてのグループ鍵をｒｏｏｔとするスター構造の鍵管理方式と、ネットワークへの出入りが頻繁な情報処理装置群についてのグループ鍵をｒｏｏｔとする木構造の鍵管理方式を併用したものを採用するように、情報処理装置の特質の違いを利用した鍵の管理が可能となる。
【００３０】
さらに、前記サブグループ鍵管理装置１において、前記制御装置が、情報処理装置が第１の状態の場合には当該情報処理装置が鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な状態とし、第１の状態とは異なる第２の状態の場合には当該情報処理装置が鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない状態とするもの（以下ではサブグループ鍵管理装置２という）であってもよい。
【００３１】
さらに、前記サブグループ鍵管理装置２において、前記第１の状態は情報処理装置がネットワークへ接続してからネットワークから離脱するまでの時間が一定時間以上である又は一定時間以上であることが期待できる状態であるもの（以下ではサブグループ鍵管理装置３という）であってもよい。
【００３２】
さらに、前記サブグループ鍵管理装置３において、前記第１の状態の情報処理装置は、全ての情報処理装置が共有する鍵と個々の情報処理装置のみが有する鍵を保持するものであってもよい。
【００３３】
さらに、他の鍵管理装置としては、情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する鍵重畳手段と、情報処理装置に情報を送信する通信手段を備え、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な情報処理装置に対しては、前記鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報処理装置に送信されるべき情報を重畳し、前記通信手段が前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信し、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない情報処理装置に対しては、通信手段が更新して配送される鍵を送信するものであってもよい。この構成により、情報処理装置の特質の違いを利用して鍵更新情報の所要伝送量の低減を図ることが可能となり、また、情報処理装置の特質の違いを利用した鍵の管理が可能となる。
【００３４】
さらに、他の鍵管理装置としては、情報通信ネットワークに接続する情報端末が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、更新して配送される鍵に対応する識別番号を生成する制御手段と、生成された識別番号に対応する鍵を生成する鍵生成手段と、更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報端末に送信されるべき情報を重畳する鍵重畳手段と、情報端末に情報を送信する通信手段とを備え、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な情報端末に対しては、前記鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報端末に送信されるべき情報を重畳し、前記通信手段が前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報端末に送信し、鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない情報端末に対しては、通信手段が鍵生成手段が生成した鍵を送信するもの（以下ではユーザ鍵管理装置１という）であってもよい。このユーザ鍵管理装置１により、情報端末を使用するユーザの特質の違いを利用して鍵更新情報の所要伝送量の低減を図ることが可能となり、また、ユーザの特質の違いを利用した鍵の管理が可能となる。
【００３５】
すなわち、前記ユーザ鍵管理装置１は、例えば、ネットワークに長く留まるユーザに対しては鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な状態として鍵更新時に鍵更新情報を情報端末に送信されるべき情報に重畳して伝送し、ネットワークへの出入りが頻繁であるユーザに対しては鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない状態として鍵更新時に鍵情報を伝送する。このようにすれば、ネットワークに長く留まるユーザに対する鍵更新処理においては見かけ上の鍵配送専用パケット数をゼロとすることができ、ユーザの特質の違いを利用して鍵更新情報の所要伝送量の低減を図ることが可能となる。また、ネットワークへの出入りが頻繁なユーザが使用する情報端末に対しても、非特許文献１に記載されているような一定期間ごとの鍵の配送でなく、実際にユーザの接続状態の変更が発生したときにのみ鍵配送を行うことが可能となる。また、例えば、鍵管理方式として、ネットワークに長く留まるユーザが使用する情報端末群についてのグループ鍵をｒｏｏｔとするスター構造の鍵管理方式と、ネットワークへの出入りが頻繁な情報端末群についてのグループ鍵をｒｏｏｔとする木構造の鍵管理方式を併用したものを採用するように、情報端末を使用するユーザの特質の違いを利用した鍵の管理が可能となる。
【００３６】
さらに、前記ユーザ鍵管理装置１において、前記制御手段が、情報端末を使用するユーザが第１の状態の場合には当該情報端末が鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能な状態とし、第１の状態とは異なる第２の状態の場合には当該情報端末が鍵と鍵更新情報の対応関係を認知可能でない状態とするもの（以下ではユーザ鍵管理装置２という）であってもよい。
【００３７】
さらに、前記ユーザ鍵管理装置２において、前記第１の状態はユーザがログインしてからログアウトするまでの時間が一定時間以上である又は一定時間以上であることが期待できる状態であるもの（以下ではユーザ鍵管理装置３という）であってもよい。
【００３８】
さらに、前記ユーザ鍵管理装置３において、前記第１の状態の情報端末は、全てのユーザが共有する鍵と個々のユーザのみが有する鍵を保持するものであってもよい。
【００３９】
請求項３に係る発明は、情報通信ネットワークに接続する情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理方法であって、鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と前記情報処理装置に送信されるべき情報を重畳する重畳ステップと、通信手段が前記鍵重畳手段により重畳された情報を前記情報処理装置に送信する送信ステップと、を含むものである。
【００４０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の鍵管理方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムである。
【００４１】
請求項５に係る発明は、請求項２において鍵更新情報が重畳された情報を受信する情報処理装置であって、受信した情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域と受信可能性のある鍵更新情報のそれぞれとの間で相関処理を行う相関処理手段と、相関処理結果のうち所定の基準を満たすものを抽出して抽出された相関処理結果に対応する鍵を生成して鍵を更新する鍵情報生成部とを備えるものである。
【００４２】
請求項６に係る発明は、請求項２において鍵更新情報が重畳された情報を受信する通信手段と、受信した情報のうち前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域と受信可能性のある鍵更新情報のそれぞれとの間で相関処理を行う相関処理手段と、を備える情報処理装置に、相関処理結果のうち所定の基準を満たすものを抽出する機能と、抽出された相関処理結果に対応する鍵を生成して鍵を更新する機能を実現させるプログラムである。
【００４３】
なお、請求項４又は６記載のプログラムをコンピュータが実行することが可能にて記録した記録媒体であってもよい。
【００４４】
請求項７に係る発明は、それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、前記複数の情報処理装置の少なくとも一部が共通して保持すべき鍵に基づいて前記一部の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成する鍵更新情報生成手段と、前記鍵更新情報生成手段により生成された複数の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成する多重化処理手段と、前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備えた鍵管理装置である。なお、上記共通して保持すべき鍵がグループ鍵の場合に、グループから離脱するメンバーの情報処理装置についてはグループ鍵の無効化のために鍵配送情報が送信されないことが信頼性の点からは必要とされる。
【００４５】
請求項８に係る発明は、請求項７において、前記鍵更新情報生成手段が、自己相関特性があるデータを用いて鍵更新情報を生成するものである。自己相関特性があるデータとしては、Ｍ系列のデータ、Ｇｏｌｄ系列のデータ、嵩系列のデータ、ＪＰＬ系列のデータが挙げられる。
【００４６】
請求項９に係る発明は、請求項８において、前記自己相関特性があるデータがＭ系列のデータであるものである。Ｍ系列のデータは、ピークが大きく、その他はフラットなデータであり、例えばシフト量と極性とを用いて鍵更新情報を生成する場合に適したものとなる。シフト量としては巡回シフト量が挙げられ、これが各情報処理装置が保持すべき秘密鍵に１対１で対応するようにし、極性が上記共通して保持すべき鍵（例えばグループ化されていればグループ鍵）に１対１で対応するようにすればよい。さらに、巡回シフトＭ系列のシフト量に各メンバーの秘密鍵を１対１で対応させる方法としては、例えば、秘密鍵長がＫｓビット、巡回シフトＭ系列の系列長をＮビット、配送情報量を巡回シフトＭ系列のＮｒ周期分として、ＫｓビットをＮｒ桁のＮ進数に変換して、Ｎｒ周期分の巡回シフトＭ系列の各シフト量にマッピングすればよい。この際、同じ周期の巡回シフトＭ系列のシフト量が重複しないように予め各メンバーの秘密鍵を設定しておくものとする。また、巡回シフトＭ系列の極性にグループ鍵を１対１で対応させる方法としては、例えば、予め各メンバーに付与しているＩＤ（＝０〜Ｎｒ−１）の値だけグループ鍵ＧＫｒビットを巡回シフト（巡回せずにシャッフルでもよい）し、巡回シフトされたグループ鍵の各ビットを前記Ｎｒ(＝ＧＫｒ)個の各巡回シフトＭ系列の極性に対応させればよい。
【００４７】
請求項１０に係る発明は、請求項８又は９において、前記共通して保持すべき鍵と前記自己相関特性があるデータとが独立関係であることを特徴とするものである。なお、上記共通して保持すべき鍵（例えばグループ化されていればグループ鍵）としては例えば-１と１とがランダム（理想的には等しい割合）のデータ列のデータが挙げられ、このデータは上記自己相関特性があるデータとしてのＭ系列のデータとの関係では好ましいものである。
【００４８】
請求項１１に係る発明は、それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理装置であって、前記複数の情報処理装置のうち鍵更新が同時期に行われるものが同一グループとされており、同一グループ内においてサブグループ化可能であり、前記同一グループ内の情報処理装置が共通して保持すべき鍵に基づいて前記同一サブグループ内の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成する鍵更新情報生成手段と、前記鍵更新情報生成手段により生成された前記同一サブグループ内の鍵更新情報を多重化するとともに同一グループ内の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成する多重化処理手段と、前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信する通信手段と、を備えた鍵管理装置である。
【００４９】
請求項１２に係る発明は、請求項１１において、前記鍵更新情報生成手段がＭ系列のデータを用いて鍵更新情報を生成し、前記サブグループ内の情報処理装置の個数がＭ系列のデータによって得られる異なるデータの数以下とするものである。
【００５０】
請求項１３に係る発明は、請求項７から１２のいずれかにおいて、前記鍵更新情報生成手段が、各情報処理装置に対応して共通して保持すべき鍵を表すデータ列を再配列して鍵更新情報を生成することを特徴とするものである。
【００５１】
請求項１４に係る発明は、それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が保持する鍵を管理する鍵管理方法であって、鍵更新情報生成手段が前記複数の情報処理装置の少なくとも一部が共通して保持すべき鍵に基づいて前記一部の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成するステップと、鍵更新情報生成手段が前記鍵更新情報生成手段により生成された複数の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成するステップと、通信手段が前記多重化処理手段により生成された鍵配送情報を前記情報処理装置に送信するステップと、を含む鍵管理方法である。
【００５２】
請求項１５に係る発明は、請求項７記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は前記情報処理装置が保持する鍵により暗号化された鍵暗号情報に基づいて前記各情報処理装置に対応する鍵更新情報を生成するものである。
【００５３】
請求項１６に係る発明は、請求項１５記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は前記鍵暗号情報を所定の分割数に分割する鍵暗号情報分割手段を備えるものである。
【００５４】
請求項１７に係る発明は、請求項１６記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は前記鍵暗号情報を分割する分割数を調整する鍵暗号情報分割数調整手段を備えるものである。
【００５５】
請求項１８に係る発明は、請求項１６または１７記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は前記各情報処理装置に対し前記鍵暗号情報分割手段により前記鍵暗号情報が分割された各鍵暗号分割情報のデータ長との関係において前記各鍵暗号分割情報に対応させるべき符号の符号長を決定する符号長決定手段を備えるものである。
【００５６】
なお、各鍵暗号分割情報のデータ長が一定であり且つ対応される符号長も一定であって、鍵更新情報のデータ長が一定であることが好ましいが、少なくとも鍵更新情報のデータ長を一定に保てば、各鍵暗号分割情報のデータ長及び符号長が必ずしも一定である必要はない。
【００５７】
請求項１９に係る発明は、請求項１５または１６記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は直交性を有する符号を用いて鍵更新情報を生成するものである。
【００５８】
請求項２０に係る発明は、請求項１９記載の鍵管理装置であって、前記直交性を有する符号はＷａｌｓｈ符号である。
【００５９】
請求項２１に係る発明は、請求項１９記載の鍵管理装置であって、前記鍵更新情報生成手段は自己相関特性を有する符号を用いて鍵更新情報を生成するものである。
【００６０】
請求項２２に係る発明は、請求項２１記載の鍵管理装置であって、前記直交性及び自己相関特性を有する符号は直交化巡回シフトＭ系列である。
【００６１】
請求項２３に係る発明は、それぞれが情報通信ネットワークに接続する情報処理装置であって、前記鍵管理装置に伝えるべきメッセージに基づいてメッセージ情報を生成するメッセージ情報生成手段と、前記メッセージ情報生成手段により生成されたメッセージ情報を前記鍵管理装置に送信するメッセージ情報送信手段とを備え、前記メッセージ情報生成手段は前記鍵管理装置に伝えるべきメッセージを所定の分割数に分割するメッセージ情報分割手段を備えたものである。
【００６２】
請求項２４に係る発明は、請求項２３における鍵管理装置であって、前記情報処理装置のメッセージ配送情報送信手段がメッセージ配送情報を送信する際に同期させるための同期手段を備えるものである。
【００６３】
請求項２５に係る発明は、請求項１４記載の鍵管理方法であって、前記鍵更新情報を生成するステップは前記鍵更新情報生成手段が、前記情報処理装置が保持する鍵により暗号化された鍵暗号情報に基づいて前記各情報処理装置に対応する鍵更新情報を生成するステップを含むものである。
【００６４】
請求項２６に係る発明は、請求項２５記載の鍵管理方法であって、前記鍵更新情報を生成するステップは鍵暗号情報分割手段が前記鍵暗号情報を所定の分割数に分割するステップを含むものである。
【００６５】
請求項２７に係る発明は、それぞれが情報通信ネットワークに接続する複数の情報処理装置が管理装置に伝えるべきメッセージを送信するメッセージ送信方法であって、メッセージ情報分割手段が前記管理装置に伝えるべきメッセージを所定の分割数に分割してメッセージ分割情報を生成するステップと、メッセージ情報生成手段が前記メッセージ情報分割手段により分割されたメッセージ分割情報に基づいてメッセージ情報を生成するステップと、メッセージ情報送信手段が前記メッセージ情報生成手段により生成され且つ同期されたメッセージ情報を前記管理装置に送信するステップとを含む、メッセージ送信方法である。
【００６６】
請求項２８に係る発明は、請求項１４または請求項２５から２７のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムである。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、鍵重畳手段が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報を情報処理装置に配送されるべき情報に重畳することにより、ネットワークに接続する全ての情報処理装置に鍵を配送するのとは異なり、鍵更新処理に必要な伝送量を低減するとともに鍵配送の信頼性も改善することが可能となる。また、複数の情報処理装置の少なくとも一部が共通して保持すべき鍵に基づいてその一部の情報処理装置のそれぞれに対応する鍵更新情報を生成し、生成された複数の鍵更新情報を多重化してマルチキャスト可能な鍵配送情報を生成し、生成された鍵配送情報を情報処理装置に送信するので、スケーラビリティも効率的に確保しつつ、さらに、鍵更新処理に必要な伝送量を低減するとともに鍵配送の信頼性も確保することが可能となる。
【００６８】
さらに、鍵暗号情報を分割して、それらを直接拡散方式で多重化してブロードキャストすることで効率化と信頼性の確保を図ると共に、分割数を情報処理装置の特性に応じて決定することで情報処理装置毎に異なった要求をされる信頼性や搭載リソースに対して、柔軟に対応することが可能となる。また、鍵配送において鍵情報を直接扱うことなく、従来方式のスキームで既に暗号化された鍵暗号情報を多重化して配送する構造となっているため、使用しているＭ系列や直交巡回シフトＭ系列のシフト量及びＷａｌｓｈ符号等の符号に関する情報が公開された場合でも、鍵情報の安全性が低下することはなく、従来方式の安全性に依存することができる。
【００６９】
さらに、メンバー側から鍵配送サーバーへのメッセージの送信の際にメッセージを分割して同期を取って送信することで、メッセージの送信量を削減することができる。例えば、大規模で動的なグループにおいて、個別に失敗通知信号送信およびそれに対する再送処理等のメッセージ送信を大量に行うと、オーバーヘッドが多くなりサービスの低下をもたらしてしまうが、メンバー側から鍵配送サーバーへのメッセージの送信の際にメッセージを分割して同期を取って送信することで、このような課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下に、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００７１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵情報更新システムの概略ブロック図である。
【００７２】
鍵情報更新システム１は、グループを構成するメンバーＭ１〜ＭＱと、メンバーＭ１〜ＭＱが保持する鍵を管理する鍵管理サーバー３を備える。鍵管理サーバー３は、制御部５と鍵生成部７と鍵重畳部９と通信部１１を有する。
【００７３】
制御部５は、メンバーＭ１〜ＭＱを、例えばテレビ等のようにネットワークに長く留まるメンバーＭ１〜ＭＰから構成されるグループ（以下ではＰ組という）と、例えばＰＤＡやノートＰＣ等のようにネットワークへの出入りが頻繁なメンバーＭ（Ｐ＋１）〜ＭＱから構成されるグループ（以下ではＶ組という）とにサブグループ化する。そして、Ｐ組メンバーＭ１〜ＭＰに対しては識別番号（以下ではシリアル番号という）と鍵と鍵更新情報との対応関係を知り得る状態とし、Ｖ組メンバーＭ（Ｐ＋１）〜ＭＱに対してはこれらの対応関係を知り得ない状態とする。
【００７４】
また、制御部５は、メンバーＭ１〜ＭＱが保持する鍵の更新時には、Ｐ組メンバーＭ１〜ＭＰに対しては鍵重畳部９による鍵配送処理を行い、Ｖ組メンバーＭ（Ｐ＋１）〜ＭＱに対しては鍵生成部７による鍵配送処理を行う。
【００７５】
鍵生成部７は、鍵更新時に鍵を生成し、配送される鍵を暗号化するものである。
【００７６】
鍵重畳部９は、更新される鍵に対応する鍵更新情報とＰ組メンバーＭ１〜ＭＰに送信されるべき情報とを重畳するものである。
【００７７】
通信部１１は、メンバーＭ１〜ＭＱとの情報の送受信を行うものである。
【００７８】
ここで、本発明の第１の実施例においては、Ｐ組メンバーへの鍵配送のための符号化において、Ｍ−ａｒｙ符号化が用いられている。このＭ−ａｒｙ符号化は、無線通信の分野等で周波数利用改善の手法として使われているものである（例えば太刀川信一，外１名著，“移動体衛星通信におけるＭ−ａｒｙ／ＳＳＭＡとＦＤＭＡの周波数効率の比較”，電子情報通信学会論文誌Ｂ−２，ｖｏｌ．Ｊ７４−Ｂ２，ｎｏ．５，ｐｐ．２７０−２７５参照）。そこで、まず、このＭ−ａｒｙ符号化について図２を用いて説明する。
【００７９】
図２の（Ａ）は、Ｍ−ａｒｙ符号化の構成を示す図である。まず、送信データがｋビットの場合に２ｋ通りの状態数が存在するので、符号１〜２ｋを予め用意しておく。そして、送信データｋビットの各々の状態に符号１〜２ｋを予め対応させておき、実際の送信時の送信データｋビットの状態に応じて、対応する符号を送信する。
【００８０】
次に、図２の（Ｂ）はＭ−ａｒｙ復号化の構成を示す図である。まず受信信号を、予め用意しておいた符号１〜２ｋに対する２ｋ個の相関器２１〜２５に入力する。この場合、実際に送信された符号と同じ符号に対する相関器の出力が最大となるから、全ての相関器の出力を最尤判定部２７で比較して、相関器の出力が最大となる符号を抽出する。そして、予め決めておいた対応に基づいて、対応するｋビットのデータ列を復号する。
【００８１】
続いて、図１の鍵情報更新システム１の動作について説明する。以下の説明においては、グループを構成するメンバーは４メンバーＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４であるとする。また、メンバーＭ１とＭ２はＰ組メンバーであり、メンバーＭ３とＭ４はＶ組メンバーであるとする。さらに、鍵は暗号鍵であるとする。さらに、鍵更新情報は直交符号により表されるデータ（以下では直交符号という）であるとする。さらに、Ｐ組メンバーに送信されるべき情報のうち、直交符号が重畳されるデータ領域は、通常のパケットフレームのプリアンブル部であるとする。
【００８２】
図３は、各メンバーの保持する鍵を示す図である。図３において、鍵Ｋａはグループ鍵であり、鍵Ｋｃは予備鍵であり、鍵ＫｄとＫｅとＫｆとＫｇはそれぞれメンバーＭ１とＭ２とＭ３とＭ４の秘密鍵とする。図３において、各メンバーは、その位置するところから鍵Ｋａにいたるパス上の鍵を所有し、かつ、それ以外の鍵は知らないとする。例えば、メンバーＭ１は鍵ＫａとＫｄを有し、それ以外の鍵は有しない。なお、鍵管理サーバー３は全ての鍵を有しているとする。
【００８３】
図３に示されるように、本実施例における鍵更新方式はスター構造と木構造を併用したものである。すなわち、ネットワークに長く留まるメンバーＭ１とＭ２についてはグループ鍵Ｋａをｒｏｏｔとするスター構造の鍵更新方式であり、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーＭ３とＭ４についてはグループ鍵Ｋａをｒｏｏｔとする木構造の鍵更新方式である。
【００８４】
図４は、シリアル番号と鍵と直交符号の対応関係を規定するテーブル（以下では鍵テーブルという）を示す図である。鍵管理サーバー３とＰ組メンバーＭ１とＭ２は、例えばこの鍵テーブルを所有したり鍵テーブルへのアクセスが許可されたりすることにより、シリアル番号と鍵と直交符号の対応関係を知り得る状態にあるものとする。
【００８５】
図５と図６は、鍵管理サーバー３の動作を示すフロー図である。
【００８６】
まず、制御部５は、新たなメンバーから参加の要求があるか否かの判断を行う（図５のステップＳＴ１）。参加の要求があれば図５のステップＳＴ２の処理を行い、参加の要求がなければ図５のステップＳＴ９の処理を行う。
【００８７】
図５のステップＳＴ２において、制御部５は、そのメンバーの特性に応じて、メンバーに木構造での位置を割り当てる。例えば、制御部５は、そのメンバーがネットワークに留まる時間が一定時間以上であったり一定時間以上であることが期待されたりする場合にはそのメンバーをＰ組メンバーであるとして図２のメンバーＭ１又はＭ２を割り当て、その他の場合にはそのメンバーはＶ組メンバーであるとして図２のメンバーＭ３又はＭ４を割り当てる。メンバーＭ１〜Ｍ４が全て割り当てられている場合には、新たに枝と葉を追加して割り当てる。
【００８８】
続いて、制御部５は、新メンバーがＰ組メンバーであるか否かの判断を行う（図５のステップＳＴ３）。新メンバーがＰ組メンバーであるならば図５のステップＳＴ４の処理を行い、そうでない（すなわち、新メンバーがＶ組メンバーである）ならば図５のステップＳＴ７の処理を行う。
【００８９】
図５のステップＳＴ４において、制御部５は、新メンバーに鍵テーブル（図４参照）を配布、又はこのテーブルへのアクセスを許可する。これにより、新メンバーは、シリアル番号と鍵と鍵更新情報の対応関係を知り得る状態となる。
【００９０】
続いて、制御部５は、グループ鍵Ｋａを更新する（図５のステップＳＴ５）。
【００９１】
続いて、鍵管理サーバー３は、メンバーへの鍵配送処理を行う（図５のステップＳＴ６）。すなわち、Ｐ組メンバーに対しては、鍵重畳部９が、図４の鍵テーブルに基づいて更新後のグループ鍵に対応する直交符号をメンバー側にも既知な情報（この例においてはプリアンブル）に重畳し、直交符号が重畳された情報を通信部１１がメンバーに伝送して鍵配送処理を行う。他方、Ｖ組メンバーに対しては、鍵生成部７が更新後のグループ鍵Ｋａを予備鍵Ｋｃで暗号化し、通信部１１が暗号化された鍵をＶ組メンバーに伝送して鍵配送処理を行う。そして、図５と図６に示される処理を終了する。
【００９２】
図５のステップＳＴ７において、制御部５は、グループ鍵Ｋａと予備鍵Ｋｃを更新する。
【００９３】
続いて、鍵管理サーバー３は、メンバーへの鍵配送処理を行う（図５のステップＳＴ８）。すなわち、Ｐ組メンバーに対しては、鍵重畳部９が図４の鍵テーブルに基づいて更新後のグループ鍵Ｋａに対応する直交符号をメンバー側にも既知な情報（例えばプリアンブル）に重畳し、通信部１１が重畳された情報を伝送して鍵配送処理を行う。また、Ｖ組メンバーのうち従来からのメンバーに対しては、鍵生成部７が更新されたグループ鍵Ｋａを更新前の予備鍵Ｋｃで暗号化し、更新後の予備鍵Ｋｃをメンバーの秘密鍵で暗号化し、通信部１１が暗号化された鍵を伝送して鍵配送処理を行う。さらに、新メンバーに対する鍵配送は、更新後のグループ鍵Ｋａと更新後の予備鍵Ｋｃを新メンバーの秘密鍵で暗号化し、通信部１１が暗号化された鍵をメンバーに伝送して鍵配送処理を行う。そして、図５と図６に示される処理を終了する。
【００９４】
図５のステップＳＴ９において、制御部５は、既存メンバーからの離脱の要求があるか否かの判断を行う。離脱の要求があれば図６のステップＳＴ１０の処理を行い、なければ図５のステップＳＴ１の処理に戻る。
【００９５】
図６のステップＳＴ１０において、制御部５は、離脱の要求をしたメンバー（以下では離脱メンバーという）がＰ組であるか否かの判断を行う。離脱メンバーがＰ組であるならば図６のステップＳＴ１１の処理を行い、そうでない（すなわち、離脱メンバーがＶ組である）ならば図６のステップＳＴ１４の処理を行う。
【００９６】
図６のステップＳＴ１１において、制御部３は、鍵テーブルを更新する。続いて、制御部３は、グループ鍵Ｋａを更新する（図６のステップＳＴ１２）。
【００９７】
続いて、鍵管理サーバー３は、メンバーへの鍵配送処理を行う（図６のステップＳＴ１３）。すなわち、Ｐ組メンバーに対しては、鍵重畳部９が鍵テーブルに基づいて更新されたグループ鍵に対応する直交符号をメンバー側にも既知な情報（この例においてはプリアンブル）に重畳し、通信部１１が重畳された情報をメンバーに伝送して鍵配送処理を行う。他方、Ｖ組メンバーに対しては、鍵生成部７が更新後のグループ鍵Ｋａを予備鍵Ｋｃで暗号化し、通信部１１が暗号化された鍵を伝送して鍵配送処理を行う。そして、図５と図６に示される処理を終了する。
【００９８】
図６のステップＳＴ１４において、制御部５は、グループ鍵Ｋａと予備鍵Ｋｃを更新する。
【００９９】
続いて、鍵管理サーバー３は、メンバーへの鍵配送処理を行う（図６のステップＳＴ１５）。すなわち、Ｐ組メンバーに対しては、鍵重畳部９が鍵テーブルに基づいて更新後のグループ鍵に対応する直交符号をメンバー側にも既知な情報（例えばプリアンブル）に重畳し、通信部１１が重畳された情報をメンバーに伝送して鍵配送処理を行う。他方、Ｖ組メンバーに対しては、鍵生成部７が更新後のグループ鍵Ｋａを予備鍵Ｋｃで暗号化し、更新後の予備鍵Ｋｃをメンバーの秘密鍵で暗号化し、通信部１１が暗号化された鍵を伝送して鍵配送処理を行う。そして、図５と図６に示される処理を終了する。
【０１００】
以上、図５と図６に示されるようにして、鍵管理サーバー３は、メンバーに対して更新された鍵の配送処理を行う。
【０１０１】
図７は、鍵重畳部９が、配送する直交符号を、通常のパケットフレームのプリアンブル部に重畳する例を示す図である。図７においては、プリアンブルを４ビット、直交符号を４ビットとする。
【０１０２】
鍵重畳部９は、配送する直交符号とプリアンブル部との排他的論理和をビット単位で計算する。そして、その出力を当所のプリアンブル部の代わりに、パケットフレーム上の同じ位置で配送するようにする。
【０１０３】
次に、各メンバーが鍵更新情報を抽出する処理を説明する。まず、Ｐ組メンバーについて説明する。
【０１０４】
図８は、Ｐ組メンバーが有する鍵情報抽出部４１を示す概略ブロック図である。図８において、鍵情報抽出部４１は、通信部４３と直交符号相関処理部４５と判定部４７を備える。また、直交符号相関処理部４５は、直交符号相関器５１〜５Ｎを有し、判定部４７は、最尤判定部６１と鍵情報生成部６３を有する。
【０１０５】
通信部４３は、鍵管理サーバー３と信号の送受信を行うものである。なお、以下では、鍵管理サーバー３と各メンバー間の通信回路は既にリンクが確立しているものと仮定する。
【０１０６】
直交符号相関処理部４５は、通信部４３が受信した信号（以下では受信信号という）と図４の鍵テーブルの直交符号１〜Ｎとの間で相関処理を行うものである。すなわち、受信信号はＮ個に分岐される。直交符号相関器５１〜５Ｎは、それぞれ、分岐された受信信号に対してその重畳されたフレーム上の部分（この例においては元々のプリアンブル部）と図４の直交符号１〜Ｎとの間で相関処理を行う。例えば直交符号相関器５１は分岐した受信信号の１番目の信号と直交符号１との間で相関処理を行い、直交符号相関器５２は分岐した受信信号に対しては直交符号２との間で相関処理を行い、以下同様にして、直交符号相関器５Ｎは分岐した受信信号のＮ番目の信号に対しては直交符号Ｎとの間で相関処理を行う。各々の相関処理については、図９に示されるように、受信フレームの重畳部分と直交符号との間で、ビット単位で排他的論理和をとる。そして、それらの出力を加算することで相関器出力を得る。
【０１０７】
判定部４７は、直交符号相関処理部４５の出力のうち所定の基準を満たすものに対応する鍵更新情報を送信側で送られた鍵更新情報と判定してこの鍵更新情報に対応する鍵を生成するものである。すなわち、最尤判定部６１が直交符号相関処理部４５の出力のうち所定の基準を満たすものに対応する鍵更新情報を送信側で送られた鍵更新情報と判定し、鍵情報生成部６３が最尤判定部６１により判定された鍵更新情報に対応する鍵を生成する。
【０１０８】
図１０は、図８の判定部４７の動作を示すフロー図である。なお、重畳される部分はプリアンブル部であり、プリアンブルパターンは“０”で固定であるとする。
【０１０９】
まず、最尤判定部６１が、各直交符号相関器５１〜５Ｎの出力（以下では相関出力という）を比較して出力が最大となる相関器を抽出する（図１０のステップＳＴＴ３）。この出力が最大となる相関出力について、以下に追記する。
【０１１０】
例えば、重畳される部分がプリアンブルであれば、一般にプリアンブルパターンは“０”又は“１”で固定である場合が多い（例えば松江英明，外１名監修，“８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書”，ＩＤＧジャパン，２００３参照）。そこで、プリアンブルパターンは“０”で固定とし、更に、受信信号に伝送誤りはないと仮定すると、実際に配送された直交符号と同じ直交符号に対する相関出力は直交符号長に等しくなる。（逆に、プリアンブルパターンを“１”で固定とした場合、実際に配送された直交符号と同じ直交符号に対する直交符号に対する出力はゼロとなる。）一方、異なる直交符号との間では、ビットの一致する個数と一致しない個数が等しい（図１１参照）。したがって、実際に配送された直交符号とは異なる直交符号に対する相関出力については、直交符号長をＬとするときに、受信信号Ｒｉと直行符号Ｃｉについて下記の数１式を計算して得られる値を比較して、これを最大にするような相関器出力が、実際に配送された直交符号とすることができる。このように、使用される鍵更新情報や、前記鍵更新情報が重畳される領域のデータ形式などに基づく所定の基準により、重畳された鍵更新情報を抽出できる。
【０１１１】
【数１】
2007143091.tif 000003
【０１１２】
続いて、鍵情報生成部６３は、各相関出力の中の最大値が閾値以上であるか否かの判断を行う（図１０のステップＳＴＴ２）。閾値以上であるならば図１０のステップＳＴＴ３の処理が行なわれ、閾値以上でないならば図１０のステップＳＴＴ１の処理に戻る。伝送路での雑音等による受信信号誤りが発生しても、相関出力が前記閾値に関するルール内であれば、図１０の処理は正しく行われる。
【０１１３】
図１０のステップＳＴＴ３において、鍵情報生成部６３は、出力が最大となる相関器に対応する直交符号から、図４の鍵テーブルに基づいて、対応するグループ鍵を抽出する。そして、図１０の処理を終了する。
【０１１４】
Ｐ組メンバーは、図１０の処理により抽出されたグループ鍵に基づいて、保持するグループ鍵を更新する。
【０１１５】
他方、Ｖ組メンバーは、暗号化して送られる鍵情報を復号化して、保持する鍵情報を更新する。
【０１１６】
次に、図４の鍵テーブルの更新について説明する。本実施例においては、例えば図５及び６並びに図１０の処理においてＰ組メンバーのグループからの離脱時に鍵テーブルの更新が行われているように、ネットワークに長く留まるメンバーの変更時には、図４に示される鍵テーブルの更新が行われる。ここでは、鍵と直交符号がそれぞれ更新されるとする。
【０１１７】
まず、鍵については、更新要求のあったシリアル番号ｉに対応する鍵Ｋｉについて、一方向性関数Ｆを使い、下記の数２式で得られる出力を新たな鍵として、図４のテーブル中のＫｉをＫ’ｉに置き換えて更新する。この処理により、テーブル中の鍵情報は時間の経過と共に、徐々に更新される。
【０１１８】
【数２】
2007143091.tif 000004
【０１１９】
次に、直交符号については、テーブル中の各直交符号を行とする行列を考えて、更新後のグループ鍵Ｋａに対応するテーブル中のシリアル番号に応じて、その行列を行方向や列方向にシフトすることで行う。
【０１２０】
すなわち、例えば、図４の鍵テーブルでＮ＝４の場合について、図１２を用いて説明する。Ｐ組メンバーの更新周期Ｔｐ毎に、例えば、図３での更新後のグループ鍵Ｋａに対応するテーブル中のシリアル番号が偶数（例えば２ビット）の時は、図１２の（Ａ）に示されるように、そのシリアル番号の数（例えば２）だけ、テーブル中の全ての直交符号を一様に左方向にシフトさせる。また、更新後のグループ鍵Ｋａに対応するテーブル中のシリアル番号の数が奇数（例：１ビット）の時は、図１２の（Ｂ）に示すように、そのシリアル番号の数（例：１）だけ、テーブル中の全ての直交符号を一様に上方向にシフトさせる。この処理をメンバーは周期Ｔｐ毎に繰り返す。
【０１２１】
この場合、グループに新たに加わるメンバーに対しては、そのメンバーが、ある時点でテーブルを入手して、その後の更新を継続しない限り、後方秘密性を破ることは非常に困難と考えられる。一方、グループから離脱するメンバーに対しては、離脱後、一回でも更新を行わないと、受信データを保存してそれを解析する等のアプローチをしない限り、前方秘密性を破ることは困難と考えられる。
【０１２２】
次に、鍵更新情報の所要伝送量について、非特許文献１に記載された方式と比較する。
【０１２３】
まず、非特許文献１の場合の鍵更新情報の所要伝送量は、以下のように計算することができる。ただし、グループの鍵更新は一定周期毎に一括して行われ、ネットワークに長く留まるメンバーから構成されるグループの更新周期Ｔｐは、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーから構成されるグループの更新周期Ｔｖより十分長いとする。そして、ネットワークに長く留まるメンバーの鍵更新については、まず、ネットワークに長く留まるメンバーの変更による鍵更新時にはＦＥＣとＡＲＱを行うことで鍵配送音信頼性を高めている。一方、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーの変更によるグループ鍵変更時には、予め設定している更新周期Ｔｖごとに、ネットワークに長く留まるメンバーは擬似乱数関数を使って各々グループ鍵を計算することで鍵配送することなく鍵更新を行っているとする。
【０１２４】
まず、ネットワークに長く留まるメンバーについて考える。ネットワークに長く留まるメンバーの変更による鍵更新については、簡単のためにＡＲＱがないと仮定すると、単位時間当たりの所要伝送量Ｂ’ｐｐは、下記の数３式のようになる。なお、ｋは鍵長、Ｃｐｐはネットワークに長く留まるメンバーの鍵更新周期Ｔｐ毎の平均鍵伝送回数、ｒはＦＥＣの符号化率である。
【０１２５】
【数３】
2007143091.tif 000005
【０１２６】
また、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーの変更による鍵更新時には鍵配送は伴わないので所要伝送量はゼロである。
【０１２７】
次に、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーについて考える。ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーの変更による鍵更新については、実際にメンバー変更がなくとも鍵情報が周期Ｔｖで更新配送されるので、Ｃｖｖはネットワークへの出入りが頻繁なメンバーの鍵更新周期Ｔｖ毎の平均鍵伝送回数であるとすると、単位時間当たりの所要伝送量Ｂ’ｖｖは下記の数４式のようになる。
【０１２８】
【数４】
2007143091.tif 000006
【０１２９】
ネットワークに長く留まるメンバーの変更による鍵更新については、グループ鍵Ｋａのみを更新して、これを、鍵Ｋｃを使って暗号化してメンバーにブロードキャストすればよいから、単位時間当たりの所要伝送量Ｂ’ｖｐは下記の数５式のようになる。
【０１３０】
【数５】
2007143091.tif 000007
【０１３１】
したがって、全体としての単位時間当たりの所要伝送量Ｂ’は下記の数６式ようになる。
【０１３２】
【数６】
2007143091.tif 000008
【０１３３】
これに対して、本発明の第１の実施例の場合の鍵更新情報の所要伝送量は、以下のように計算することができる。
【０１３４】
まず、ネットワークに長く留まるメンバーについて考える。このメンバーに関しては、これまで述べたように、鍵更新情報を他の通常の信号に重畳伝送して配送するので、鍵更新情報専用にパケットを生成して配送することはない。したがって、所要伝送量Ｂｐはゼロである。
【０１３５】
次に、ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーについて考える。ネットワークへの出入りが頻繁なメンバーの変更による鍵更新については、実際にメンバーの変更が発生した時のみ、鍵情報が周期Ｔｖで更新配送されるので、単位時間あたりの所要伝送量Ｂｗは下記の数７式のようになる。
【０１３６】
【数７】
2007143091.tif 000009
【０１３７】
ネットワークに長く留まるメンバーの変更による鍵更新については、グループ鍵Ｋａのみを更新して、これを鍵Ｋｃを暗号化してメンバーにブロードキャストすればよいから、単位時間当たりの所要伝送量Ｂｖｐは下記の数８式のようになる。
【０１３８】
【数８】
2007143091.tif 000010
【０１３９】
したがって、全体としての、単位時間当たりの所要伝送量Ｂは下記の数９式のようになる。
【０１４０】
【数９】
2007143091.tif 000011
【０１４１】
したがって、本発明の従来方式に対する所要伝送量の低減比ηは、数６式と数９式より、下記の数１０式のようになる。なお、数１０式においては、ｒ１＝Ｔｖ／Ｔｐ、ｒ２＝Ｃｐｐ／Ｃｖｖである。
【０１４２】
【数１０】
2007143091.tif 000012
【０１４３】
ここで、簡単のために、数１０式中の（ｒ１／Ｃｖｖ）の項は他の項より十分小さいとして、以下の数１１式にあるように計算する。ただし、Ｃｐ＝Ｃｐｐ／Ｔｐ（Ｐ組メンバー内の単位時間当たりの平均鍵伝送回数）であり、Ｃｖ＝Ｃｖｖ／Ｔｖ（Ｖ組メンバー内の単位時間当たりの平均鍵伝送回数）である。
【０１４４】
【数１１】
2007143091.tif 000013
【０１４５】
上式より、例えば、Ｐ組メンバーのメンバー数をＣｐ／Ｃｖ≒１程度に設定すれば、符号化率ｒが０．５の場合には、従来方式に比べて１／３の効果が期待できる。
【０１４６】
次に、鍵配送の信頼性について、非特許文献１に記載された方式と比較する。非特許文献１に記載された方式では、鍵配送の信頼性を上げるためにＦＥＣとＡＲＱを併用しているが、簡単のためにＦＥＣについてのみ考える。その場合、ＦＥＣの符号化率ｒが鍵配送の信頼性を決める。ここで、仮にｒ＝０．５とすると、例えばＦＥＣの方式が畳み込み符号化でビタビ復号硬判定受信の場合には、一定の伝送路誤り率を得る所要Ｓ／Ｎ比として、約３ｄＢの信頼性改善効果（符号化利得）が得られる。
【０１４７】
次に、本発明の第１の実施例での鍵配送の信頼性改善効果について考える。本発明の第１の実施例では、用いる直交符号長が鍵配送の信頼性を決める。ここで、直交符号を重畳させるプリアンブルビットは、例えば無線ＬＡＮ等では１２ビット長が一般的であるので、直交符号長を１２ビットとする。ここでも簡単のために、配送時に直交符号を重畳させるプリアンブルパターンを０又は１の固定パターンと仮定すると、一定の伝送路誤り率を得る所要Ｓ／Ｎ比として、１０・ｌｏｇ（１２）≒１１（ｄＢ）の信頼性改善効果が得られる。
【０１４８】
ただし、従来方式でも符号化率を下げれば信頼性は更に上がるが、数１０式より、鍵更新情報の所要伝送量は本発明の第１の実施例と比較してより大きくなる。
【０１４９】
なお、鍵更新情報として、直交符号以外にも、例えばＭ系列やグレイコードによるものでもよい。Ｍ系列やグレイコードを用いれば使用可能なコード数を多くすることはできる。ただし、直交符号を用いることにより、重畳された直交符号と重畳されていない直交符号との識別が明確になる。
【０１５０】
また、鍵更新情報が重畳されるデータ領域は、受信側で信号パターンが予め把握できているデータ形式のものであればよく、例えばＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Checksum）でもよい。
【０１５１】
さらに、図１の鍵重畳部９は、前記鍵更新情報が重畳されるデータ領域のデータと鍵更新情報と重畳するときには、例えば乗算という演算などを用いてもよい。
【０１５２】
さらに、更新される鍵は、シリアル番号により特定されるようにしてもよい。すなわち、図１において、制御部５が更新して配送される鍵に対応する識別番号を生成し、Ｖ組メンバーに対しては鍵生成部７が生成された識別番号に対応する鍵を生成して通信部１１が鍵生成部７が生成した鍵を送信し、Ｐ組メンバーに対しては鍵重畳部９が更新して配送される鍵に対応する鍵更新情報と情報処理装置に送信されるべき情報を重畳して通信部１１が前記鍵重畳部９により重畳された情報を送信するようにしてもよい。
【０１５３】
さらに、図１の鍵管理サーバー３により管理される鍵は、例えばアクセスキーなどでもよい。
【０１５４】
さらに、図１の鍵管理サーバー３により管理される鍵は、ネットワークに接続する情報端末を使用するユーザに割り当てられるものであってもよい。例えば、鍵管理サーバー３は、情報端末を使用するメンバーのログインとログアウトの時間に基づいてメンバーのサブグループ化を行い、情報端末が保持する鍵情報を管理する。このような構成とすることにより、例えばグリッド・コンピューティングにおけるユーザの鍵管理を行うことができる。
【０１５５】
ところで、上記第１の実施の形態に示した処理においては、以下のような問題がある。すなわち、メンバー規模（メンバー数）の増大と共に鍵更新情報の配送量も増大してしまう。具体的にはＧＫＭＰ(Group  Key  Management  Protocol)の場合はグループのメンバー数に比例して、ＬＫＨ(Logical  Key  Hierarchy  protocol)の場合にはグループのメンバー数の対数に比例して、鍵更新情報の配送量が増大する。特に想定される通信手段が無線通信或いは電力線通信のような通信リソース（帯域幅）が限られたシステムにおいては、鍵更新情報の所要伝送量増加は大きな負荷となってしまう。そして、メンバーがグループに新規に加入する場合に比べて複雑な処理となる傾向が見られるメンバーがグループから離脱したりする場合には、離脱するメンバーに対して更新後のグループ鍵を無効化することを効率的に行う必要もある。
【０１５６】
また、ユビキタス社会の浸透と共に家庭内ネットワークが今後さらに普及するにつれて、それに接続される機器が飛躍的に増える場合に、ネットワーク上で伝送される暗号鍵管理の効率化と安全性確保の両立も重要である。そのため、そのような環境においても上記グループ鍵の無効化技術が必要である。
【０１５７】
さらに、テレビ等での画像伝送等、情報伝送にリアルタイム性が要求される例えばＡＶ機器に対しては、暗号鍵の更新が発生したとしてもリアルタイム性が損なわれることがないようなグループ鍵の無効化技術も必要である。
【０１５８】
以上のような点を改善すべく、鍵更新情報の配送量がグループ規模に依存することなく、高い信頼性も確保して、グループ鍵の無効化も可能とする他の実施の形態について、以下に説明する。
【実施例２】
【０１５９】
本発明の第２の実施の形態の概要を説明する。
【０１６０】
本発明の第２の実施の形態では、情報通信ネットワーク上の多数のメンバーがグループを離脱する場合に、グループを離脱するメンバーの有する鍵の無効化を行う際に、メンバーへの鍵配送情報の所要伝送量が、暗号鍵の安全性を損なうことなく、グループのメンバー数に依存しない暗号鍵無効化方式である。その為に、配送するグループ鍵の長さに等しい数だけ、同一Ｍ系列を繰返し鍵配送サーバーからブロードキャストする。その際、各Ｍ系列の極性にグループ鍵の各ビットをマッピングさせる。そして、メンバー数がＭ系列長を上回る場合には、異なるＭ系列を使って同様の処理を行い、前記Ｍ系列に多重して配送する。
【０１６１】
本発明の第２の実施の形態を実施する際の準備として、まず鍵配送サーバーがグループ内の各メンバー（グループ内の最大メンバー数をＮとする）に秘密鍵（Ｎ進数Ｎｒ桁）を配布する。但し、各秘密鍵は各桁の値が重複しないように選択する。これは鍵配送サーバーと個々のメンバー間のみで共有して、他のメンバーには未知とする。次に、全メンバーにＭ系列とＩＤ（＝０〜Ｎｒ）を配布する。メンバー数がＮを超える場合には、超えた分のメンバーに対しては別のＭ系列とＩＤ（＝０〜Ｎｒ）を配布する。つまり、全メンバーを最大メンバー数がＮであるようなサブグループに分割する。ここで、サブグループ間ではＭ系列は異なるが、サブグループ内では同一のＭ系列を使う。ＩＤについてはサブグループ内においてのみメンバー固有であればよく、異なるサブグループ間のメンバー間では重複しても構わない。
【０１６２】
ここで、本発明の第２の実施の形態において使用するＭ系列について説明する。
【０１６３】
Ｍ系列とは、ｋ段の線形帰還シフトレジスタで生成される系列の中で、周期Ｎが最大値Ｎ＝２ｋ−１となる系列である。これは、自己相関特性に優れ、同期時に最大値Ｎをとり、それ以外では−１となる。
【０１６４】
Ｍ系列（ｕ０，ｕ１，・・・，ｕＮ−１）について、ｉだけ巡回シフトすると以下のような巡回シフトＭ系列（飯田尚志  編、"衛星通信"、オーム社、１９９７年）Ｕｉが生成される。ここで、Ｎは系列長でｕ１＝＋１ｏｒ−１とする。この場合、１種類のＭ系列からＮ個の巡回シフトＭ系列が生成される。
【数１２】
2007143091.tif 000014
【０１６５】
図１３は、系列長が７のＭ系列を生成する三段シフトレジスタを示した図である。
【０１６６】
図１３に示すような帰還型シフトレジスタにおいて、取り得る値を＋１または−１とする場合、シフトレジスタの初期値を−１，−１，−１とすると、７ビット（−１，−１，−１，＋１，−１，＋１，＋１，）の値が周期的に生成される。このようにして生成されたビットの並びがＭ系列である。
【０１６７】
図１４は、図１３で生成したＭ系列の相関を示した図である。
【０１６８】
図１４の（ａ）は、自己のＭ系列と、それと同じＭ系列（シフト量０）を乗算した場合の相関図である。各ビット毎に乗算し、その結果を加算器により加算すると、相関出力は＋７となる。図１４の（ｂ）は、自己のＭ系列と、それと同じＭ系列であるが左に１ビットシフトしたＭ系列を乗算した場合の相関図である。（ａ）の場合と同様に各ビット毎に乗算し、その結果を加算すると、相関出力は−１となる。同様に２ビット以上シフトしても結果は−１となる（シフト量が系列長ビットの場合を除く）。つまり、図１５のような自己相関特性を示す。
【０１６９】
図１５は、Ｍ系列の自己相関特性を示したグラフである。
【０１７０】
図１５に示すように、Ｍ系列はシフト量が０または±系列長ビットシフトした場合に鋭いピーク値を持つ特性がある。ＵｉとＵｊの相互相関値はｉ＝ｊで最大値（＝７）となり、そうでない場合は−１となる。このような自己相関特性を利用することで、本発明の第２の実施例を実現させることが可能となる。
【０１７１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る鍵管理装置の鍵配送情報を配送するサーバー側の処理を説明する。
【０１７２】
まず、各メンバーの秘密鍵情報の巡回シフトＭ系列へのマッピングを行う。シリアルに伝送されるＮｒ個の各巡回シフトＭ系列Ｕｉのシフト量ｉに各メンバーの秘密鍵（Ｎ進数Ｎｒ桁）をマッピングする。具体的には、秘密鍵（Ｎ進数Ｎｒ桁）のｋ桁目のＮ進数を、ｋ個目の巡回シフトＭ系列Ｕｉのシフト量ｉにマッピングする。
【０１７３】
次に、グループ鍵情報巡回シフトＭ系列へのマッピングを行う。シリアルに伝送されるＮｒ個の各巡回シフトＭ系列Ｕｉの極性（＋Ｕｉｏｒ−Ｕｉ）に、更新したグループ鍵（鍵長ＧＫビット）をマッピングする。具体的には、予め各メンバーに配布しているＩＤの値だけグループ鍵ＧＫビットを巡回シフトする。そして、例えば巡回シフト後のグループ鍵ＧＫビットのｋ桁目の値を巡回シフトＭ系列Ｕｉの極性にマッピングする。
【０１７４】
次に、鍵の配送を行う。鍵配送サーバーから各メンバーへのグループ鍵配送情報の配送は、全メンバーにブロードキャストする形で行う。ブロードキャストされる信号Ｂは、前述のように各メンバーの秘密鍵及びグループ鍵がマッピングされた、Ｎｒ個の各メンバーの巡回シフトＭ系列が多重化されて、図１６に示すような形でシリアルに配送される。図１６についての詳細な説明は後述する。図１６中のＭｕｌｔｉ−Ｍ−ｓｅｑ．ｋ（ｋ＝１〜Ｎｒ）は、各メンバーの巡回シフトＭ系列が多重化された系列であり、この系列のｉ番目の要素Ｍｕｌｔｉ−Ｍ−ｓｅｑ．ｋ（ｉ）は式（２）で表現される。式（２）において、ＧＫｉｋは対応シフト量ｉのメンバーのＩＤだけ巡回シフトされたグループ鍵ＧＫのｋビット目の値である。
【０１７５】
【数１３】
2007143091.tif 000015
【０１７６】
メンバー数がＮを超える場合には前述のような異なるサブグループ間のＮｒ個のＭ系列を、図１７に示すように、同じフレームタイミングで更に多重化して伝送する。図１７についての詳細な説明は後述する。この場合、式（２）はＵｉｊとは異なるＭ系列Ｕ’ｉｊを使って次式のように表現される。
【０１７７】
【数１４】
2007143091.tif 000016
【０１７８】
上記鍵配送において、無効化すべきメンバーの秘密鍵に対応したシフト量のＭ系列は多重化して配送しないものとする。
【０１７９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る鍵管理装置の鍵配送情報を配送するサーバー側の処理を説明する。
【０１８０】
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵管理装置の概略ブロック図である。
【０１８１】
鍵管理装置１００は、サブグループ＃１〜＃Ｎと各サブグループ及び各サブグループ内のメンバーの鍵を管理する鍵管理装置としての鍵配送サーバー１０２から構成されている。また、サブグループ＃１はメンバーＭ１〜ＭＮｒで構成されている。鍵配送サーバー１０２は、制御部１０４と鍵配送情報生成部１０６と通信部１０８を有する。グループ内の各メンバーには秘密鍵（Ｎｒ桁のＮ進数）とＩＤが割り当てられており、秘密鍵は各メンバー間で重複しない。また、サブグループ＃１〜＃Ｎには自己相関特性があるデータ（本発明の第２の実施の形態においてはＭ系列を使用）が割り当てられており、サブグループ間ではＭ系列は異なるが、ＩＤは重複してもよい。
【０１８２】
なお、自己相関特性があるデータとして、Ｍ系列以外にＧｏｌｄ系列、嵩系列、ＪＰＬ系列等が挙げられる。本発明の第２の実施の形態では、自己相関特性を示すデータであれば何れのデータを用いても同様の結果が得られる。ただし、グループ鍵とは独立関係のデータである必要がある。
【０１８３】
制御部１０４は、メンバーに入れ替えがあった場合に、新たなメンバーの参加要求か否かまたは既存のメンバーの離脱要求か否かの判断を行う。新メンバーの参加要求であれば、新たに加わるメンバーに秘密鍵とＩＤの割り当てを行う。
【０１８４】
図１９は、図１８における鍵配送サーバー１０２とメンバー側の情報処理装置の構成を示した概略ブロック図である。
【０１８５】
鍵配送情報生成部１０６は、シリアル系列生成処理部１１２とグループ鍵マッピング処理部１１４と多重化処理部１１６を備える。シリアル系列生成処理部１１２とグループ鍵マッピング処理部１１４により、鍵更新情報生成部１１３が構成される。制御部１０４より新メンバーの参加又は既存メンバーの離脱の要求があると、鍵配送情報生成部１０６のシリアル系列生成処理部１１２、グループ鍵マッピング処理部１１４及び多重化処理部１１６が各処理を行うことで鍵配送情報が生成される。情報処理装置１１０は、受信部１１８と鍵抽出処理部１２０を備えており、生成された鍵配送情報は通信部１０８よりネットワークに接続された情報処理装置１１０の受信部１１８に送信される。その送信された鍵配送情報を元に、鍵抽出処理部１２０がグループ鍵の抽出を行う。
【０１８６】
図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵配送サーバー１０２の処理を示すフロー図である。
【０１８７】
まず、図１９における制御部１０４は、既存のメンバーから離脱の要求があるか否かまたは新メンバーの参加の要求があるか否かの判断を行う（図１６のステップＳＴ２０２）。既存のメンバーから離脱の要求または新メンバーの参加の要求があれば図２０のステップＳＴ２０４に進む。要求がなければそのまま待機の状態となる。
【０１８８】
図２０のステップＳＴ２０４で、図１９におけるシリアル系列生成処理部１１２は、メンバー毎に対応した巡回シフト系列のシリアル系列の生成を行う。巡回シフト系列のシリアル系列について図２１を用いて説明する。
【０１８９】
図２１は、各メンバーの秘密鍵に対応して巡回シフトした系列をシリアルに配置した場合の模式図である。例えば、メンバーＭ１の秘密鍵Ｋ桁目の値がｉｋの時、サブグループ＃１に割り当てられたＭ系列（Ｕ０，Ｕ１，・・・，ＵＮ−１）をｉｋだけ巡回シフトした系列（Ｕｉｋ，Ｕｉｋ＋１，・・・，ＵＮ−１，Ｕ０，・・・，ＵｉＮｒ−１）を桁数分生成して、それらをシリアルに配置する。
【０１９０】
さらに詳しく説明するために、具体的な数字を例示して説明する。
【０１９１】
メンバーを仮にＭ０〜Ｍ１３の１４名とし、メンバーＭ０〜Ｍ６をサブグループ＃１、メンバーＭ７〜Ｍ１３をサブグループ＃２とする。サブグループ＃１に割り当てるＭ系列をＵ１、サブグループ＃２に割り当てるＭ系列をＵ２とする。また、Ｍ系列として以下（表１）を準備する。
【０１９２】
【表１】
2007143091.tif 000017
【０１９３】
また、メンバーＭ０〜Ｍ１３の秘密鍵及びＩＤを以下（表２及び表３）のように割り当てる。
【０１９４】
【表２】
2007143091.tif 000018
【０１９５】
【表３】
2007143091.tif 000019
【０１９６】
また、グループ鍵をＧＫ＝（＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１，＋１）とする。
【０１９７】
上記の表１から表３の条件で図２０のステップＳＴ２０４の処理をした結果を下記（表４及び表５）に示す。
【０１９８】
【表４】
2007143091.tif 000020
【０１９９】
【表５】
2007143091.tif 000021
【０２００】
表４のサブグループ＃１のメンバーＭ０について、表２におけるＭ０の秘密鍵を参照して（０００００００）であることから、１桁目から７桁目まで全てシフト量が０ビットのＭ系列がシリアルに配置される。また、表５のサブグループ＃２のメンバーＭ７について、表３におけるＭ７の秘密鍵を参照して（００００００１）であることから、１桁目から６桁目まではシフト量が０ビットのＭ系列がシリアルに配置され、７桁目にはシフト量が１ビットのＭ系列が配置される。同様に他のメンバーについても各々の秘密鍵の値に応じてシフトしたＭ系列が、Ｍ系列の系列数分シリアルに配置される。
【０２０１】
次に図２０のステップＳＴ２０６に進む。図１９におけるグループ鍵マッピング処理部１１４は、上記生成したシリアル系列の各系列に、メンバー毎に割り振られたＩＤに対応して巡回シフトしたグループ鍵の各ビットをマッピングする。図２２を参照して、このマッピングを説明する。
【０２０２】
図２２は、図２０におけるステップＳＴ２０４で生成したシリアル系列にグループ鍵をマッピングした場合の模式図である。
【０２０３】
グループ鍵ＧＫ（鍵長Ｎｒ）をＩＤ（値をｉｄとする）に応じてｉｄビットシフトし、Ｋビット目の値ＧＫｉｄｋ（＝＋１ｏｒ−１）を上記生成したシリアル系列のＫ番目の系列（Ｕｉｋ，Ｕｉｋ＋１，・・・，ＵＮ−１，Ｕ０，・・・，Ｕｉｋ−１）に乗ずることでグループ鍵のマッピングを行う。
【０２０４】
さらに詳しく説明するために、具体的な数字を例示して説明する。
【０２０５】
例えばサブグループ＃２のメンバーＭ８について、ＩＤは１であるのでｉｄ＝１。従ってＧＫを１ビットシフトすると、ＧＫｉｄ＝（＋１，＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１）となる。そして、ＩＤに応じてシフトしたグループ鍵ＧＫｉｄのＫビット目ＧＫｉｄｋとシリアル系列のＫ番目の系列を乗ずる。メンバーＭ８について具体例を以下の表６に示す。
【０２０６】
【表６】
2007143091.tif 000022
【０２０７】
上記表６のように、ＩＤに応じてシフトしたグループ鍵ＧＫｉｄの１ビット目（＋１）とメンバーＭ８のシリアル系列の１番目の系列（Ｕ２１）を乗ずる。２ビット目以降も同様の処理を行い、７ビット目はＧＫｉｄの７ビット目（−１）とメンバーＭ８のシリアル系列の７番目の系列（Ｕ２２）を乗ずることで、図２０のステップＳＴ２０６のグループ鍵のマッピング処理を終了する。ここまでの処理で各メンバー毎の鍵更新情報が生成される。
【０２０８】
なお、本発明の第２の実施の形態では、メンバー毎に固有の鍵更新情報を生成する方法として、グループ鍵をメンバー毎のＩＤに応じてシフトし、シリアル系列にマッピングすることで生成したが、シャッフル等することにより、メンバーに固有の情報が生成できればよい。
【０２０９】
次に図２０のステップＳＴ２０８に進む。図１９における多重化処理部１１６は、サブグループ内の全メンバーの鍵更新情報を多重化して鍵配送情報を生成する。さらに、ステップＳＴ２１０において、ステップＳＴ２０８で多重化した全サブグループの鍵配送情報を多重化する。図１６及び図１７を参照して、この多重化処理について説明する。
【０２１０】
図１６は、各メンバーの鍵更新情報を多重化した場合の模式図である。
【０２１１】
ステップＳＴ２０６でグループ鍵の各ビットが乗ぜられた系列ＧＫｉｄｋ×（Ｕｉｋ，Ｕｉｋ＋１，・・・，ＵＮ−１，Ｕ０，・・・，Ｕｉｋ−１）を１つの系列とし、メンバーａのシリアル系列を系列ａ１，・・・，系列ａＮｒ、メンバーｂのシリアル系列を系列ｂ１，・・・，系列ｂＮｒとする。そして、図１６に示すようにサブグループ内の全メンバーの各系列を加算することで多重化を行う。
【０２１２】
図１７は、各サブグループの鍵配送情報を多重化した場合の模式図である。
【０２１３】
図１６の場合と同様に各サブグループ間で鍵配送情報を系列毎に加算することで多重化を行う。
【０２１４】
さらに詳しく説明するために、具体的な数字を例示して説明する。
【０２１５】
表７から表９に多重化した結果の表を示す。２桁目以降は同様の処理のため省略する。
【０２１６】
【表７】
2007143091.tif 000023
【０２１７】
【表８】
2007143091.tif 000024
【０２１８】
【表９】
2007143091.tif 000025
【０２１９】
表７はサブグループ＃１内の全メンバー（Ｍ０〜Ｍ７）の鍵更新情報を多重化した結果であり、表８はサブグループ＃２内の全メンバー（Ｍ８〜Ｍ１３）の鍵更新情報を多重化した結果である。また、表９はサブグループ＃１及びサブグループ＃２で多重化された鍵配送情報をさらに多重化した結果である。このように図２０のステップＳＴ２０８及びＳＴ２１０で全メンバーの鍵更新情報が多重化され、多重化されたデータはステップＳＴ２１２で全メンバーにブロードキャストされる。
【０２２０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る図１９の情報処理装置１１０での処理を説明する。
【０２２１】
図１７における各Ｍ系列の極性にマッピングされたグループ鍵ＧＫのｋビット目の値ＧＫｋの抽出は、有する秘密鍵がＭ系列Ｕｉ’のシフト量ｉ’にマッピングされたメンバー側において、次式のような、メンバー側で受信した信号とメンバーの巡回シフトＭ系列間の積分出力ＧＫｋにより容易に実現できる。
【０２２２】
【数１５】
2007143091.tif 000026
【０２２３】
ここで、式（３）の最後の式の第３項は、同じＭ系列でシフト量も同じ系列間の相関値であるが、Ｍ系列の特性からピーク値はＧＫｉｋ×Ｎとなる。一方、第１項は異なるＭ系列間の相互相関を表しているが、Ｍ系列の特性から幾つかのＭ系列間の相互相関値は前記ピーク値よりかなり小さいことが知られている（横山光雄、"スペクトル拡散通信システム"、科学技術出版社、１９８８年）。第２項は、シフト量の異なる同一のＭ系列間の相互相関を表しているが、Ｍ系列の特性からＳＵＢ｛ＧＫｉｋ×（−１）｝となり、ＧＫｉｋの２つの極性の出現確率が近くなるように各メンバーのＩＤを設定していれば、前記ピーク値よりかなり小さく、結果として下記に示す式（４）となる。そして、前記積分出力はグループ鍵ＧＫｉｋの極性と等しくなり、大きさはピーク値Ｎに近い値となる。
【０２２４】
【数１６】
2007143091.tif 000027
【０２２５】
以上の処理は、グループ鍵１ビットの抽出処理であるが、図２３に示すようなＭ系列長の倍の長さを有するマッチドフィルター出力を、秘密鍵にマッピングされたシフト量のタイミングで連続的に抽出し、鍵サーバー側でのグループ鍵のマッピング時のシフト方向とは逆方向に、前記抽出出力をシフトすれば、グループ鍵を全ビット用意に得ることができる。
【０２２６】
計算例として表１０にグループ鍵ＧＫｋの計算結果例を示す。
【０２２７】
【表１０】
2007143091.tif 000028
【０２２８】
ＧＫ＝Ｎｒ＝１２８ビット、Ｍ系列長Ｎ＝１２７として計算を行った。表１０中の多重化Ｍ系列Ｎｏ．とは、式（３）の第３項における異なるＭ系列を示す。そして、Ｎｏ．５，１０，１５については、式（３）の積分出力において極性が正しく抽出されたことを示し、表中の値はその出力値である。多重化Ｍ系列Ｎｏ．が５＋１５とは、式（３）の第３項においてＮｏ．５と１５を同時に多重化した場合であり、サブグループ数を３とした場合である。この場合も式（３）の積分出力において極性が正しく抽出されたことを示し、表中の値はその出力値である。最後に、多重化Ｍ系列Ｎｏ．が５＋１０＋１５とは、式（３）の第３項においてＮｏ．５と１０と１５を同時に多重化した場合であり、サブグループ数を４とした場合である。この場合も式（３）の積分出力において極性が正しく抽出されたことを示し、表中の値はその出力値である。
【０２２９】
表中の１ｂｉｔ量子化とは、式（３）の出力を１ｂｉｔ量子化した場合のものであり、この場合、サーバー側及びメンバー側ともに実装上の大幅な軽量可が可能となる。表１０に示すようにＮｏ．５と１０のＭ系列を使えば、サブグループ３まで対応できることを示す。
【０２３０】
例えば、表９で得られた結果から、正数を＋１、負数を−１、０を−１（任意）として１ｂｉｔ量子化すると（−１，＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１）となり、この状態で配送することでデータ量を減少させることができ、受信側である図２３におけるマッチドフィルター及び送信側である図１８、図１９における通信部１０８の双方を大幅に簡素化することができる。また、自己相関特性から信頼性も確保される。
【０２３１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る図１９の鍵抽出処理部１２０の構成を説明する。図２３は、図１９における鍵抽出処理部１２０の構成を示した概略図である。
【０２３２】
鍵抽出処理部１２０では、受信信号（２Ｎ段シフトレジスタ）と鍵抽出処理部１２０が生成したグループ鍵配送情報（２Ｎ段参照シフトレジスタ）との間で相関処理を行い、グループ鍵の抽出を行う。
【０２３３】
次に、図２４を用いて鍵抽出処理部１２０の処理を説明する。図２４は、本発明の第２の実施例の形態に係る情報処理装置１１０の処理を示すフロー図である。
【０２３４】
ステップＳＴ３０２で、鍵抽出処理部１２０は鍵配送サーバーより割り当てられた秘密鍵から、鍵配送サーバー側の処理と同様にグループ鍵配送情報を生成する。この時、グループ鍵のマッピングはなく、Ｍ系列長２周期分（系列長Ｎ×２）を生成し、図２３に示す参照レジスタに入力する。
【０２３５】
ステップＳＴ３０４及びステップＳＴ３０６では、サンプラーで自身のＭ系列のシフト量に相当するポイントでマッチドフィルターの加算器の出力をモニターし、マッチドフィルター出力の極性を抽出する。すなわち、鍵抽出処理部１２０で生成されたグループ鍵配送情報と、受信信号との間で図２３に示すように相関処理を行い、秘密鍵にマッピングされたシフト量のタイミングでマッチドフィルター出力の極性を抽出する。
【０２３６】
ステップＳＴ３０８でグループ鍵長分抽出したかどうかの判定を行い、グループ鍵長分抽出していなければ、ステップＳＴ３０４に戻ってグループ鍵長分抽出するまで繰り返し処理が行われる。グループ鍵長分抽出していれば、次のステップＳＴ３１０に進む。
【０２３７】
ステップＳＴ３１０では、抽出したグループ鍵長分の極性を、鍵配送サーバー側で行ったグループ鍵のマッピング処理時のシフト方向とは逆方向に、同じビット数だけシフトすればグループ鍵を全ビット容易に得ることができる。すなわち、抽出した出力をＩＤ（＝ｉｄ）に応じて、逆方向（−ｉｄビット）にシフトすることでグループ鍵が得られる。
【０２３８】
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る鍵管理装置の処理を行うことで、無効化すべきメンバーの秘密鍵に対応したシフト量のＭ系列は受信信号中に含まれないため、無効化すべきメンバーにとってＭ系列は既知であっても、他のメンバーの秘密鍵に対応したシフト量はわからないので、更新されたグループ鍵を得ることができない。
【０２３９】
また、本発明の第２の実施の形態の方式での安全性は無効化すべきメンバーが他のメンバーの秘密鍵に対応したシフト量を知らないことに基づいている。このシフト量はＮｒ桁のＮ進数で表現されるが、例えば、下記の式（５）のように設定すれば、これはグループ鍵長を１２８ビットに、Ｍ系列長を１２８ビットにすることで実現できるが、これは現状では十分実用的であると共に、シフト量空間の大きさは１２８１２８となり、現状では実装上実用的なレベルで十分な安全性を確保できると考えられる。
【０２４０】
【数１７】
2007143091.tif 000029
【０２４１】
さらに、本発明の第２の実施の形態の方式は、従来のＧＫＭＰ方式や木構造方式と競合するものではなく、それぞれの方式に適用することで、鍵配送量の低減や信頼性を改善することができる。
【０２４２】
ＧＫＭＰ方式では、グループ鍵配送情報量ＭＳｇは、全メンバー数をＴＮとすると下記の式（６）となるが、本発明の第２の実施の形態の方式では、例えば表１０におけるパラメータを選択すれば、鍵配送情報ＭＳｐが下記の式（７）の状態で４×Ｎ以下のメンバー数に対応可能である。すなわち、同じグループ鍵配送情報で最大４倍のグループ規模に対応可能である。
【０２４３】
【数１８】
2007143091.tif 000030
【０２４４】
【数１９】
2007143091.tif 000031
【０２４５】
さらに、式（３）においては、出力の極性が正しく抽出できればグループ鍵を正しく抽出できる。つまりＮの値が大きいほど伝送路上の雑音への耐性が高まり、グループ鍵更新の信頼性が高まる。信頼性を改善するためにＦＥＣを用いた場合、一定の伝送路誤り率を得る所要Ｓ／Ｎ（信号電力対雑音電力比）として、約３ｄＢの信頼性改善効果（符号化利得）が得られる（飯田尚志  編、"衛星通信"、オーム社、１９９７年）。これに対して、本発明の第２の実施の形態の方式の場合表１０に示す計算例では、Ｎｏ．５，１０，１５のサブグループ数４の時で約１６ｄＢ（＝１０×ｌｏｇ（４４））の信頼性改善効果があることを示しており、ＦＥＣを用いた場合よりも大きな効果が期待できる。
【０２４６】
さらに、本発明の第２の実施例の方式では巡回シフトＭ系列のシフト量にメンバーの秘密鍵を対応させることとしたが、メンバーの秘密鍵だけでなく、木構造方式における暗号鍵を暗号化するための鍵も、巡回シフトＭ系列のシフト量に対応させることで、ＧＫＭＰ方式に対するのと同様の改善効果を得ることができる。
【０２４７】
なお、本発明の第２の実施の形態では情報処理装置のメンバー全てをサブグループ化したが、必ずしも全てをサブグループ化する必要はなく、一部がサブグループされていてもよい。また、サブグループ数が０の場合でも、本発明の第２の実施の形態の方式を適用してもよい。
【０２４８】
また、本発明の第２の実施の形態ではサブグループ内のメンバー数とＭ系列長を等しくしたが、サブグループ内のメンバー数はＭ系列長以下であればよく、好ましくはＭ系列長がサブグループ内のメンバー数の整数倍であればよい。
【０２４９】
ところで、上記第２の実施の形態に示した処理においては、以下のような問題がある。すなわち、メンバー数の増加に伴ったグループ鍵配送情報量の増加はないが、メンバー数が小さい場合には逆に通信のオーバーヘッドが増えてしまう。具体的には、自己相関特性を示すデータを用いて鍵更新情報を生成し、それを多重化して鍵配送情報として送信するため、メンバー数が増加しても鍵配送情報のデータ量に影響はないが、メンバー数が所定の数以下になると、従来技術より鍵配送情報のデータ量が増えてしまう。さらにグループ鍵配送情報を配送する処理において、暗号化されていない状態でのグループ鍵やグループのメンバーの秘密鍵を扱っていたため、それらが漏洩する可能性もある。
【０２５０】
また、例えばテレビや電話等のＡＶ機器の基本性能はＱｏＳとリアルタイム性であり、グループ鍵の配送において、この性能を損ねることがないように、これらの機器に対しては優先的に高い信頼性を確保する必要がある。
【０２５１】
さらに、大規模で動的なグループにおいて、個別に失敗通知信号送信およびそれに対する再送処理等のメッセージ送信を大量に行うと、オーバーヘッドが多くなりサービスの低下をもたらしてしまう。従って、メンバー側から鍵配送サーバー側へのメッセージの送信量を低減するとこが重要となる。
【０２５２】
そこで、以上のような課題を解決すべく、グループのメンバー数が少ない場合でも通信のオーバーヘッドを低減すると共に、メンバー毎に応じて鍵配送の信頼性を予め設定可能にし、且つグループ鍵やメンバーの秘密鍵の漏洩も防止できるグループ鍵配送方式及びメンバー側から鍵配送サーバー側へのメッセージの送信量を低減するとこが可能なメッセージ送信方式を以下に説明する。
【実施例３】
【０２５３】
本発明の第３の実施の形態の概要を説明する。
【０２５４】
まず、各メンバー（情報処理装置）には直交性及び自己相関特性を持つ直交化巡回シフトＭ系列のシフト量を１対１で対応させる。そして、各メンバーに配送すべき、更新されて暗号化された鍵暗号情報を分割して、その分割された鍵暗号分割情報にナンバーをつける。例えば、４分割する場合には１から４までのナンバーをつける。そして、全メンバーに対する鍵暗号情報の分割数が４の場合には、鍵暗号分割情報に１から４までのナンバーがつけられる。そして、それらのナンバーに対して、直交化巡回シフトＭ系列の元になるＭ系列を１対１で対応させる。その際、各直交化巡回シフトＭ系列の極性に鍵暗号分割情報の各ビットを対応させる。そして、それらの各メンバーに対応する処理の出力は多重化されてブロードキャストされる。
【０２５５】
ここで、メンバーＭｉに対する鍵暗号情報ＭＳｉをＭＳｉ１からＭＳｉＭのＭ個に分割し、Ｍ系列ＭＣｊから生成されるシフト量ｋの直交化巡回シフトＭ系列をＭＣｊｋとする場合に、具体的な処理における鍵暗号分割情報とＭ系列との対応を図２５に示す。
【０２５６】
図２５に示すように、本発明の第３の実施の形態では、実装する場合を考慮して鍵暗号分割情報にＭ系列を１対１で対応させる。そして他のメンバーに対しては鍵暗号分割情報のそれぞれに対応された直交化巡回シフトＭ系列をシフトして対応させる。なお、必ずしも鍵暗号分割情報にＭ系列を１対１で対応させる必要はない。
【０２５７】
また、本発明の第３の実施の形態の処理を行うブロック図を図２６に示す。従来手法により暗号化された鍵暗号情報を分割し、その分割された鍵暗号分割情報に直交化巡回シフトＭ系列を対応させ、多重化して出力する。
【０２５８】
ここで、図２６の処理を詳細に説明するために、本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置の構成を説明する。図２７は、本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置の構成を示したブロック図である。
【０２５９】
図２７において、鍵管理装置５００は、制御部５０２と鍵配送情報生成部５０４と通信部５０６とから構成される。鍵配送情報生成部５０４は、鍵更新情報生成部５０８と多重化処理部５１０とから構成され、鍵更新情報生成部５０８は、鍵暗号情報生成部５１２と鍵暗号情報分割数調整部５１４と鍵暗号情報分割部５１６と符号長決定部５１８とから構成される。また、情報処理装置５２０は、受信部５２２と鍵抽出処理部５２４とから構成される。制御部５０２が、新メンバーの参加または既存のメンバーの離脱の要求を受けると、鍵配送情報生成部５０４が鍵配送情報を生成する。生成された鍵配送情報は、通信部５０６により全メンバー（情報処理装置５２０）にブロードキャストされ、情報処理装置５２０で鍵配送情報が復号される。
【０２６０】
図２８は、鍵管理装置５００の処理フロー図である。
【０２６１】
まず、制御部５０２が新メンバーの参加または既存のメンバーの離脱の要求を受けると、ステップＳＴ６００で鍵暗号情報生成部５１２がグループ鍵及び秘密鍵を従来のＬＫＨ方式により暗号化して鍵暗号情報を生成する。次に、ステップＳＴ６０２で鍵暗号情報分割数調整部５１４が鍵暗号情報の分割数を調整し、ステップＳＴ６０４で調整された分割数に応じて鍵暗号情報分割部５１６が鍵暗号情報を分割する。そしてステップＳＴ６０６で、符号長決定部５１８が、メンバー毎に適切な符号長を決定する。この時、例えばメンバーがテレビのようなリアルタイム性が要求され、信頼性を優先させる必要がある場合は符号長を長くし、伝送路中の雑音への耐性を上げるようにする。また、鍵配送の信頼性及び鍵更新情報の配送量を考慮して符号長の長さを調節することで鍵更新情報全体のデータの長さも同時に調整される。このことは鍵暗号情報の分割数を可変にすることでも実現することができるため、鍵暗号情報分割数調整部５１４と符号長決定部５１８は密接な関係を保ちつつ調整を行う。
【０２６２】
ステップＳＴ６０４で分割された鍵暗号分割情報は、ステップＳＴ６０８で符号（直交化巡回シフトＭ系列またはＷａｌｓｈ符号（それぞれの符号の詳細は後述する））が対応付けられ鍵更新情報が生成される。次に、それぞれの鍵更新情報はステップＳＴ６１０で多重化処理部５１０により多重化され鍵配送情報が生成される。そして、ステップＳＴ６１２で通信部５０６により全メンバーに鍵配送情報がブロードキャストされる。それ以降の復号処理は、本発明の第２の実施の形態と同様に行われる。
【０２６３】
図２６に戻って、図２６で示される処理において出力信号のｂビット目の値をＳｂとすると、Ｓｂは次式で表現される。
【数２０】
2007143091.tif 000032
【０２６４】
また、上記数２０に示す多重化信号Ｓｂがシリアルにブロードキャストされる概念図を図２９に示す。
【０２６５】
ここで、数２０における乗算および多重化は直接拡散方式により行う。図３０に暗号化された鍵暗号情報と直交化巡回シフトＭ系列のタイミング関係を示す。図３０に示すように、暗号化された鍵暗号情報ＭＳと直交化巡回シフトＭ系列ＭＣのタイミング関係は、ＭＳの１ビットがＭＣの１周期に対応し、拡散符号として用いる直交巡回シフトＭ系列ＭＣ間の直交性を利用して多重化を行う。
【０２６６】
なお、従来方式として、ＧＫＭＰ(Group  Key  Management  Protocol)やＬＫＨ(Logical  Key  Hierarchy  protocol)等があるが、本発明の第３の実施の形態では、それらと直接的に競合するものではなく、それらの鍵配送の部分に焦点をあてたものであり、配送方式としてそれらの方式に適用して鍵配送の効率および信頼性を改善するものである。
【０２６７】
次に、鍵暗号情報について説明する。
【０２６８】
本発明の第３の実施の形態をＬＫＨに適用する場合に、文献（H.Harney,  C.Muckenhirn、"Group  Key  Management  Protocol(GKMP)"、RFC-2093  and  RFC2094、1997.）では、User-oriented  rekeying，Key-oriented  rekeying，Group-oriented  rekeyingの３つが紹介されているが、今回はメンバーの特性を考慮した鍵情報の配送を行うためにUser-oriented  rekeyingを用いる。具体的には、例えば、図３８においてメンバーＭ４が新たに加わる場合に、鍵管理サーバーｓから各メンバーに次のような３つの鍵更新情報がブロードキャストされる。
【数２１】
2007143091.tif 000033
ここで、Ｋ’ａ，Ｋ’ｂ，Ｋ’ｃは更新された鍵であり、｛Ｋ’ａ，Ｋ’ｂ｝Ｋａは鍵Ｋａで暗号鍵｛Ｋ’ａ，Ｋ’ｂ｝を暗号化した情報であることを示す。
【０２６９】
次に、直交化巡回シフトＭ系列について説明する。
【０２７０】
Ｍ系列については、本発明の第２の実施の形態の中で説明したが、ここでは直交化巡回シフトＭ系列について説明する。直交化巡回シフトＭ系列はＭ系列に+１を加えて直交化したものである。すなわち、直交化巡回シフトＭ系列ＭＣは以下の式で示され、相互相関はゼロとなる。
【数２２】
2007143091.tif 000034
【０２７１】
直交化巡回シフトＭ系列は、本発明の第２の実施の形態で使用した巡回シフトＭ系列とは異なり、直交化してあるため、直交するポイントが増えることで本発明の第２の実施の形態で行った１ｂｉｔ量子化においてノイズを下げることができる。従って、無線ＬＡＮ等の信号幅が狭く、劣悪な環境にも効率的に対応することができる。さらに、その効果について図３１を用いて説明する。
【０２７２】
図３１は、巡回シフトＭ系列と比較して直交化巡回シフトＭ系列を用いた場合の効果を示したグラフである。
【０２７３】
図３１（ａ）では、巡回シフトＭ系列を用いた場合は、ある所定の鍵更新情報量に対してメンバー数はＮまでしか対応できないが、直交化巡回シフトＭ系列を用いた場合はメンバー数５Ｎまで対応できることを示している。また、図３１（ｂ）では、巡回シフトＭ系列を用いた場合はメンバー数Ｎに対応するために鍵更新情報量が５Ｍ必要だが、直交化巡回シフトＭ系列を用いた場合は、鍵更新情報量はＭで対応できることを示している。このことから、各系列間で直交性を有する直交化巡回シフトＭ系列を用いることにより、巡回シフトＭ系列と比較して、少ない情報量で多数のメンバーに対応することが可能である。
【０２７４】
なお、本発明の第３の実施の形態では直交化巡回シフトＭ系列を使用したが、必ずしも直交化巡回シフトＭ系列である必要はない。また、好ましくは直交性を有する符号がよく、さらに好ましくは直交性及び自己相関特性を有する符号を使用したほうがよい。
【０２７５】
次に、メンバー側での鍵配送情報の復号について説明する。各メンバーは数２０で表現される鍵管理サーバーからブロードキャストされる信号を受信する。この受信信号から、図２３に示すマッチドフィルターの構成をした鍵配送情報復号ブロックにより鍵配送情報を復号する。
【０２７６】
Ｍ系列ＭＣｊから生成されるシフト量ｉの直交化巡回シフトＭ系列ＭＣｊｉのｋ番目の値をＭＣｊｉｋとし、メンバーＭｉに対する分割されたｊ番目の鍵暗号情報ＭＳｉｊのｂビット目の値をＭＳｉｊｂ、そして、図２３の参照シフトレジスタに格納する系列をＭＣｊ’ｉ’ｋ、伝送路中で加わる雑音をｎｋとする時、図２３に示す鍵配送情報復号ブロックの復号出力ｂビット目の値ＤＳｂは、
【数２３】
2007143091.tif 000035
となる。
【０２７７】
ここで、数２３の第１項は、同じＭ系列でシフト量も同じ系列間の相関値であるが、直交化巡回シフトＭ系列の特性より、ピーク値ＭＳｉｊｂ＊Ｎとなる。一方、第２項は、シフト量の異なる同一のＭ系列間の相互相関を表しているが、直交化巡回シフトＭ系列の特性よりほぼゼロに近い値となる。第３項は異なるＭ系列間の相互相関を表しているが、Ｍ系列間の特性から、幾つかのＭ系列間の相互相関値は前記ピーク値よりかなり小さいことが知られている（横山光雄、"スペクトル拡散通信システム"、科学技術出版社、１９８８年）。また、伝送路で加わった雑音ｎｋを熱雑音とすると、第４項は、電圧レベルではなく電力レベルで加算されることになるため、ｎ２を平均雑音電力として雑音帯域幅が信号帯域幅と等しく、Ｍ系列長をＮとすると結果として
【数２４】
2007143091.tif 000036
となり、数２３の積分出力ＤＳｂは鍵暗号情報ＭＳｉｊｂの極性と等しくなり、大きさはピーク値Ｎに近い値となる。ここで、ｓｉｇｎ（ｎ）はｎの極性（＋１又は−１）を表す。
【０２７８】
従って、図２３の加算器の出力の極性をモニターすることによって、数２４は雑音成分ｓｉｇｎ（ｎ）＊√（ｎ２＊Ｎ）が鍵暗号情報ＭＳｉｊと反対極性で、且つ雑音成分の振幅が鍵暗号情報ＭＳｉｊの振幅より大きくない限り、鍵暗号情報ＭＳｉｊを正しく復号判定することが出来る。
【０２７９】
そして数２４は、Ｎの値が大きい程雑音成分の振幅√（ｎ２＊Ｎ）の値は鍵暗号情報成分ＭＳｉｊｂ＊Ｎに対してより小さくなり、伝送路中の雑音への耐性が上がることを示している。
【０２８０】
以上の処理は、鍵暗号情報１ビットの復号処理であるが、図２３に示すようなＭ系列長の２倍の長さを有するマッチドフィルターで復号することにより、鍵暗号情報の全ビットを容易に復号することが出来る。
【０２８１】
次に、拡張性について説明する。
【０２８２】
図３２は、本発明の第２の実施の形態において鍵配送情報を復号した場合の計算結果の一例を示す。
【０２８３】
図３２は、鍵暗号情報を１２８ビット、Ｍ系列長を１２７ビットとして計算したものである。鍵暗号情報の分割化によって、分割数をＭとすると、図３２における縦軸のグループ鍵配送情報量はＭ分の１に低減されるがサポート可能なメンバー数もＭ分の１に低減されてしまう。そこで、本発明の第３の実施の形態によればグループのメンバー数の変化に応じて、適応的に分割数Ｍを変えることで、グループ鍵配送情報量の最適化を図ることが可能となる。
【０２８４】
サポート可能なメンバー数を最大化したい場合は分割数Ｍを１にすればよく、鍵配送情報の配送量を最小にしたい場合はＭを最大にすれば良い。Ｍの最大化は、確保出来る直交符号数に依存する。本発明の第２の実施の形態での計算結果の例では、数２３の出力を１ビット量子化しても、メンバー数３×１２７まで対応可能な例があり、この場合、鍵サーバー側、メンバー側とも実装上の大幅な軽量化が可能となる。
【０２８５】
次に、メンバー毎の特性を考慮した鍵暗号情報の分割について説明する。
【０２８６】
例えばテレビ信号のようなＡＶ機器等のようにリアルタイム性が要求される機器には、鍵配送情報が無線や電力線通信等の劣悪な伝送路上で紛失すれば、鍵配送情報の再送に時間を要してＱｏＳを低下させる。一方、冷蔵庫のモニター信号等ではリアルタイム性は特に要求されないものの、機器のメモリ等のリソースの低減が要求されると考えられる。
【０２８７】
そこで、Ｍ系列長が長い程伝送路中の雑音への耐性が上がるという特性を利用して、
メンバー（情報処理装置）の特性に応じて系列長を変えることを考える。具体的には、処理を簡易にする為に、分割された鍵暗号分割情報サイズと直交化巡回シフトＭ系列の系列長の積を一定に保ちつつ、系列長を変えるようにする。この場合は、メンバーの特性に応じて分割数を変えることで同様の処理が可能となる。
【０２８８】
ただし、この場合には異なる系列長間でも直交性が確保されなければならないが、直交化巡回シフトＭ系列にはそのような特性はなく、系列長が異なれば直交性が確保されない。すなわち、鍵暗号情報の分割数が異なればそれに応じて系列長も異なるため、直交性が確保されず復号することができない。そこで、メンバーの特性に応じて鍵暗号情報の分割数を変え、系列長も変わってしまう場合には直交化巡回シフトＭ系列の代わりにＷａｌｓｈ符号を使うこととする。
【０２８９】
これまでは、直交化巡回シフトＭ系列のシフト量をメンバーに１対１で対応させると共に、基のＭ系列を、その違いに応じて分割された鍵暗号分割情報に対応させることで、系列を使い分けていたが、Ｗａｌｓｈ符号を用いる場合には、そのような使い分けは行わない。
【０２９０】
Ｗａｌｓｈ符号においては、系列長が異なっても短い系列長のＷａｌｓｈ符号に同期して１周期分積分しても、それら間の内積はゼロとなり直交性は確保される。また、直交化巡回シフトＭ系列とＷａｌｓｈ符号は共にその系列長が２のべき乗の長さである為、使う符号は変わるものの、鍵管理サーバー側の鍵配送情報生成構造や情報処理装置側の鍵配送情報復号構造はそのまま併用可能である。
【０２９１】
図３３は、分割数が異なる鍵暗号分割情報にＷａｌｓｈ符号を対応させた場合の概念図を示す。
【０２９２】
Ａ１からＡ４は、分割数４に分割された鍵暗号分割情報であり、それぞれに符号長２ＮのＷａｌｓｈ符号が対応されている。Ｂ１及びＢ２は、分割数２に分割された鍵暗号分割情報であり、それぞれに符号長ＮのＷａｌｓｈ符号が対応されている。
【０２９３】
ここで、Ｗａｌｓｈ符号について説明する。
【０２９４】
下記２行２列の行列同士のクロネッカー積を複数回とった結果は対称行列となり、その行および列の符号系列は一般にＷａｌｓｈ符号と呼ばれる。
【数２５】
2007143091.tif 000037
例えば、上記行列同士のクロネッカー積をとると、
【数２６】
2007143091.tif 000038
となり、各行間、各列間の系列同士は互いに直交している。これは数２５においても同様であり、系列長が異なっても、短い系列長のＷａｌｓｈ符号に同期して１周期分積分しても、それらの間の内積はゼロとなり直交性が確保されることがわかる。
【０２９５】
次に鍵配送の信頼性について説明する。
【０２９６】
鍵配送に失敗すると、メンバーはその後の情報を復号出来なくなる。多くの鍵配布プロトコルでは、鍵配送に失敗したメンバーが鍵管理サーバーに個別に鍵更新のためにコンタクトをとる方式を提案している（C.K.Wong,  M.Gouda,  and  S.S.Lam、"Secure  Group  Communications  using  Key  Graphs"，Vol.8，No.1、IEEE  Trans.  on  Networking、Feb  2000、pp.16-30）。この場合、大規模で動的なグループでは、鍵更新メッセージの失敗によって個別の鍵更新メッセージだらけになってしまうという問題がある。従って、鍵配送を効率的に行おうする場合に、その信頼性が高いことは非常に重要である。
【０２９７】
ここでは、本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置の鍵配送における信頼性について、従来方式との比較で考える。従来方式では鍵配送の信頼性を上げる為にＦＥＣとＡＲＱとを併用しているが、簡単の為にＦＥＣについてのみ考える。その場合、ＦＥＣの符号化率ｒが鍵配送の信頼性を決める。ここで、仮にｒ＝０．５とすると、例えばＦＥＣの方式が畳み込み符号化で、ビタビ復号硬判定受信の場合には、一定の伝送路誤り率を得る所要Ｓ／Ｎ比として、約３ｄＢの信頼性改善効果（符号化利得）が得られる（飯田尚志  編、"衛星通信"、オーム社、１９９７年）。
【０２９８】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置での鍵配送の信頼性改善効果について説明する。本発明の第３の実施の形態の方式では、用いる直交符号長が鍵配送の信頼性を決める。ここで、無線ＬＡＮ等では一般的（松江英明，守倉正博  監修、"８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書"、ＩＤＧジャパン、２００３年）である直交符号長を１１ビットとすると、一定の伝送路誤り率を得る所要Ｓ／Ｎ比として、１０・ｌｏｇ（１２）≒１１（ｄＢ）の信頼性改善効果が得られる。もちろん、従来方式でも符号化率を下げれば信頼性は更に上がるが、鍵配送情報の所要伝送量は本発明の第３の実施の形態の方式と比較してより大きくなる。
【０２９９】
次に安全性について説明する。
【０３００】
本発明の第１の実施例では、あるメンバーの集合が鍵情報を共有していた為に、前方安全性の面で課題を有していた。また、本発明の第２の実施例では、本発明の第３の実施例と同様に直接拡散方式による多重化を行っているが、その拡散符号の生成にメンバーの秘密鍵を利用していた為に、その漏洩の危険性があった。
【０３０１】
そこで、本発明の第３の実施例では、鍵配送において鍵情報を直接扱うことなく、従来方式のスキームで既に暗号化された鍵暗号情報を多重化して配送する構造になっている。従って、使用しているＭ系列や直交化巡回シフトＭ系列のシフト量、Ｗａｌｓｈ符号が公開されても、鍵情報の安全性が低下するということはなく、本発明の第３の実施の形態での安全性はＧＫＭＰや木構造を使った従来方式の安全性に拠る。
【０３０２】
ここまでは、鍵管理装置から情報処理装置への鍵配送情報の送信について説明したが、以降に情報処理装置から鍵管理装置へのメッセージの送信について説明する。
【０３０３】
図３４は、各メンバーが鍵管理サーバーにメッセージ信号を送信する様子を示した図である。各メンバーは鍵管理サーバーが定期的にブロードキャストするｂｅａｃｏｎ信号に同期して、ＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）信号を返信している。
【０３０４】
図３５に、情報処理装置から鍵管理装置にメッセージを送信する際の構成を示したブロック図を示す。
【０３０５】
鍵管理装置５００は、図２７で示す鍵管理装置５００と同じものであり、制御部５０２と鍵配送情報生成部５０４と通信部５０６と同期部５０５とから構成される。また、情報処理装置５２０も図２７で示す情報処理装置５２０を同じものであり、受信部５２２と鍵抽出処理部５２４とメッセージ情報生成部５２６とメッセージ情報送信部５２８とから構成される。
【０３０６】
次に、情報処理装置５２０から鍵管理装置５００にメッセージを送信する際の動作を説明する。
【０３０７】
図３６は、情報処理装置から鍵管理装置にメッセージを送信する際の処理フロー図である。
【０３０８】
まず、ステップＳＴ７００で図３５におけるメッセージ情報生成部５２６が、あらかじめ鍵管理装置５００との間で取り決められた分割数に応じて鍵管理装置５００に伝えるべきメッセージを分割し、ステップＳＴ７０２で、その分割された各メッセージに符号（直交化巡回シフトＭ系列またはＷａｌｓｈ符号）を対応させて、メッセージ情報を生成する。
【０３０９】
一方、図３５における同期部５０５及び通信部５０６は、定期的にｂｅａｃｏｎ信号をブロードキャストしており、ステップＳＴ７０４で、各情報処理装置はそのｂｅａｃｏｎ信号に対して同期を取る。そしてステップＳＴ７０６で、メッセージ情報送信部５２８により、メッセージ情報が鍵管理装置５００に送信される。
【０３１０】
メッセージ情報送信部５２８によりメッセージ情報が送信される際に、鍵更新情報を多重化した場合と同様の処理をする必要はない。図３７に示すように各情報処理装置側で振幅Ａの信号を送信した場合に、情報処理装置間で同期を取ることにより、鍵管理サーバーが受信する合成波の振幅はＭＡ（Ｍはメンバー数）となるためである。
【０３１１】
以上のような方式を利用して、情報処理装置から鍵管理装置へのメッセージの送信量を低減するとこが可能となる。
【０３１２】
なお、メッセージ情報を生成する際に使用する符号は鍵更新情報の生成の場合と同様に必ずしも直交化巡回シフトＭ系列である必要はなく、好ましくは直交性を有する符号であればよく、さらに好ましくは直交性及び自己相関特性を有する符号を使用したほうがよい。
【０３１３】
また、図３４において送信するメッセージはＮＡＫ信号としたが、ＮＡＫ信号に限る必要はなく、メッセージであれば何でもよい。
【０３１４】
さらに、同期をとるための信号としてｂｅａｃｏｎ信号を使用したが、ｂｅａｃｏｎ信号限る必要はなく、同期が取れる信号であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０３１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鍵情報更新システムの概略ブロック図である。
【図２】Ｍ−ａｒｙ符号化と復号化の構成を示す図である。
【図３】図１のメンバーが４メンバーＭ１〜Ｍ４の場合に各メンバーの保持する鍵の例を示す図である。
【図４】シリアル番号と鍵と直交符号の対応関係を規定する鍵テーブルを示す図である。
【図５】図１の鍵管理サーバー３の動作を示す第１のフロー図である。
【図６】図１の鍵管理サーバー３の動作を示す第２のフロー図である。
【図７】図１の鍵重畳部９が配送する直交符号を通常のパケットフレームのプリアンブル部に重畳する構成の例を示す図である。
【図８】Ｐ組メンバーが有する鍵情報抽出部を示す概略ブロック図である。
【図９】図８の直交符号相関器５１〜５Ｎが受信パケットフレームから相関器出力を生成する構成の例を示す図である。
【図１０】図８の判定部４７の動作を示すフロー図である。
【図１１】図８の直交符号相関器５１〜５Ｎのうち送信側で用いた直交符号とは対応しないものの出力例を示す図である。
【図１２】図４の鍵テーブルの直交符号の更新を示す図である。
【図１３】系列長が７のＭ系列を生成する三段シフトレジスタを示した図である。
【図１４】図１３で生成したＭ系列の相関を示した図である。
【図１５】Ｍ系列の自己相関特性を示したグラフである。
【図１６】各メンバーの鍵配送情報を多重化した場合の模式図である。
【図１７】各サブグループの鍵配送情報を多重化した場合の模式図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る鍵管理装置の概略ブロック図である。
【図１９】図１８における鍵配送サーバー１０２とメンバー側の情報処理装置の構成を示した概略ブロック図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る鍵配送サーバー１０２の処理を示すフロー図である。
【図２１】各メンバーの秘密鍵に対応して巡回シフトした系列をシリアルに配置した場合の模式図である。
【図２２】図２０におけるステップＳＴ２０４で生成したシリアル系列にグループ鍵をマッピングした場合の模式図である。
【図２３】図１９における鍵抽出処理部１２０の構成を示した概略図である。
【図２４】本発明の第２の実施例の形態に係る情報処理装置１１０の処理を示すフロー図である。
【図２５】分割された鍵暗号情報とＭ系列との対応を示した図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態の処理を行うブロック図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置の構成を示したブロック図である。
【図２８】本発明の第３の実施の形態に係る鍵管理装置の処理フロー図である。
【図２９】多重化信号がシリアルにブロードキャストされる概念図である。
【図３０】暗号化された鍵暗号情報と直交化巡回シフトＭ系列のタイミング関係を示した図である。
【図３１】巡回シフトＭ系列と比較して直交化巡回シフトＭ系列を用いた場合の効果を示した図である。
【図３２】本発明の第２の実施の形態において鍵配送情報を復号した場合の計算結果の一例を示す図である。
【図３３】分割数が異なる鍵暗号情報にＷａｌｓｈ符号を対応させた場合の概念図である。
【図３４】各メンバーが鍵管理サーバーにメッセージ信号を送信する様子を示した図である。
【図３５】情報処理装置から鍵管理装置にメッセージを送信する際の構成を示したブロック図である。
【図３６】情報処理装置から鍵管理装置にメッセージを送信する際の処理フロー図である。
【図３７】情報処理装置から鍵管理装置にメッセージを送信する際の多重化処理を示した図である。
【図３８】従来技術の各メンバーの保持する鍵の例を示す図である。
【符号の説明】
【０３１６】
１          鍵情報更新システム
３          鍵管理サーバー
５          制御部
７          鍵生成部
９          鍵重畳部
１１        通信部
４１        鍵情報抽出部
４３        通信部
４５        直交符号相関処理部
４７        判定部
５１〜５Ｎ  直交符号相関器
６１        最尤判定部
６３        鍵情報生成部
【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１１】
2007143091.tif 000049
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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