(57)【要約】【課題】原子力発電システムにおいて、いずれかの装置が単独で暗号化データを復号できないようにすることによって、原子炉に関する情報の漏えいを防ぐ。【解決手段】第１の暗号化装置２００が中継装置４００の公開鍵を用いて暗号化データ２０１を生成する。第２の暗号化装置３００が中継装置４００の公開鍵を用いて暗号化乱数を生成し、暗号化乱数を用いて符号化暗号データ３０１を生成し、第１の復号装置５００Ａの公開鍵を用いて秘匿乱数３０２を生成する。中継装置４００が、秘密鍵を用いて符号化暗号データ３０１を復号することによって、符号化データ４０１を生成する。第１の復号装置５００Ａが、秘密鍵を用いて秘匿乱数３０２を復号することによって乱数を復元し、復元された乱数を用いて符号化データ４０１を復号することによって対象データ１１１を復元する。【選択図】図１
2016158211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象データを暗号化するためのデータ暗号化鍵を用いて、暗号化された前記対象データである暗号化データを生成するデータ暗号化部と、
前記データ暗号化鍵を用いて、暗号化された乱数である暗号化乱数を生成する乱数暗号化部と、
前記暗号化乱数を用いて、符号化された前記暗号化データである符号化暗号データを生成するデータ符号化部と、
前記乱数を暗号化するための乱数暗号化鍵を用いて、暗号化された前記乱数である秘匿乱数を生成する乱数秘匿部と、
前記データ暗号化鍵に対応する復号鍵であるデータ復号鍵を用いて前記符号化暗号データに対する復号演算を行うことによって、前記乱数を用いて符号化された前記対象データである符号化データを生成する中継復号部と、
前記乱数暗号化鍵に対応する復号鍵である乱数復号鍵を用いて前記秘匿乱数を復号することによって、前記乱数を復元する乱数復号部と、
復元された前記乱数を用いて前記符号化データを復号することによって、前記対象データを復元するデータ復号部と
を備える暗号通信システム。
【請求項２】
前記データ暗号化部と、前記乱数暗号化部と、前記データ符号化部と、前記乱数秘匿部と、前記符号化暗号データと前記秘匿乱数とを送信する符号化暗号データ送信部と、を備える暗号化装置と、
前記符号化暗号データを受信する符号化暗号データ受信部と、前記中継復号部と、前記符号化データを送信する符号化データ送信部と、を備える中継装置と、
前記符号化データと前記秘匿乱数とを受信する符号化データ受信部と、前記乱数復号部と、前記データ復号部と、を備える復号装置と
を有する請求項１に記載の暗号通信システム。
【請求項３】
前記暗号化装置が、
前記データ暗号化部と、前記暗号化データを送信する暗号化データ送信部と、を備える第１の暗号化装置と、
前記暗号化データを受信する暗号化データ受信部と、前記乱数暗号化部と、前記データ符号化部と、前記乱数秘匿部と、前記符号化暗号データ送信部と、を備える第２の暗号化装置とを有する
請求項２に記載の暗号通信システム。
【請求項４】
前記データ暗号化鍵が前記中継装置の公開鍵であり、
前記データ復号鍵が前記中継装置の秘密鍵であり、
前記乱数暗号化鍵が前記復号装置の公開鍵であり、
前記乱数復号鍵が前記復号装置の秘密鍵である
請求項２または請求項３に記載の暗号通信システム。
【請求項５】
暗号化データの生成に用いられる暗号化鍵であるデータ暗号化鍵を用いて、暗号化された乱数である暗号化乱数を生成する乱数暗号化部と、
前記暗号化乱数を用いて、符号化された前記暗号化データである符号化暗号データを生成するデータ符号化部と、
暗号化鍵である乱数暗号化鍵を用いて、暗号化された前記乱数である秘匿乱数を生成する乱数秘匿部と、
前記符号化暗号データと前記秘匿乱数とを送信する符号化暗号データ送信部と
を備える暗号化装置。
【請求項６】
暗号化鍵であるデータ暗号化鍵を用いて暗号化された対象データである暗号化データを、前記データ暗号化鍵を用いて暗号化された乱数である暗号化乱数を用いて符号化する、ことによって生成された符号化暗号データと、暗号化鍵である乱数暗号化鍵を用いて暗号化された乱数である秘匿乱数とを受信する符号化暗号データ受信部と、
前記データ暗号化鍵に対応する復号鍵であるデータ復号鍵を用いて前記符号化暗号データに対する復号演算を行うことによって、前記乱数を用いて符号化された前記対象データである符号化データを生成する中継復号部と、
前記符号化データと前記秘匿乱数とを送信する符号化データ送信部と
を備える中継装置。
【請求項７】
乱数を用いて符号化された対象データである符号化データと、乱数暗号化鍵を用いて暗号化された乱数である秘匿乱数とを受信する符号化データ受信部と、
前記乱数暗号化鍵に対応する復号鍵である乱数復号鍵を用いて前記秘匿乱数を復号することによって、前記乱数を復元する乱数復号部と、
復元された前記乱数を用いて前記符号化データを復号することによって、前記対象データを復元するデータ復号部と
を備える復号装置。
【請求項８】
データ暗号化部が、対象データを暗号化するためのデータ暗号化鍵を用いて、暗号化された前記対象データである暗号化データを生成し、
乱数暗号化部が、前記データ暗号化鍵を用いて、暗号化された乱数である暗号化乱数を生成し、
データ符号化部が、前記暗号化乱数を用いて、符号化された前記暗号化データである符号化暗号データを生成し、
乱数秘匿部が、前記乱数を暗号化するための乱数暗号化鍵を用いて、暗号化された前記乱数である秘匿乱数を生成し、
中継復号部が、前記データ暗号化鍵に対応する復号鍵であるデータ復号鍵を用いて前記符号化暗号データに対する復号演算を行うことによって、前記乱数を用いて符号化された前記対象データである符号化データを生成し、
乱数復号部が、前記乱数暗号化鍵に対応する復号鍵である乱数復号鍵を用いて前記秘匿乱数を復号することによって、前記乱数を復元し、
データ復号部が、復元された前記乱数を用いて前記符号化データを復号することによって、前記対象データを復元する暗号通信方法。
【請求項９】
対象データを暗号化するためのデータ暗号化鍵を用いて、暗号化された前記対象データである暗号化データを生成するデータ暗号化処理と、
前記データ暗号化鍵を用いて、暗号化された乱数である暗号化乱数を生成する乱数暗号化処理と、
前記暗号化乱数を用いて、符号化された前記暗号化データである符号化暗号データを生成するデータ符号化処理と、
前記乱数を暗号化するための乱数暗号化鍵を用いて、暗号化された前記乱数である秘匿乱数を生成する乱数秘匿処理と、
前記データ暗号化鍵に対応する復号鍵であるデータ復号鍵を用いて前記符号化暗号データに対する復号演算を行うことによって、前記乱数を用いて符号化された前記対象データである符号化データを生成する中継復号処理と、
前記乱数暗号化鍵に対応する復号鍵である乱数復号鍵を用いて前記秘匿乱数を復号することによって、前記乱数を復元する乱数復号処理と、
復元された前記乱数を用いて前記符号化データを復号することによって、前記対象データを復元するデータ復号処理と
をコンピュータに実行させるための暗号通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号通信技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電システムのプラント監視制御装置は、原子力発電システムの監視および制御を行っている。プラント監視制御装置は、原子炉安全保護系からタービン補助系に亘るそれぞれの監視制御装置からプラント全体の監視制御情報を監視制御ネットワークを介して集める。そして、プラント監視制御装置は、集めた監視制御情報を警報システム用の入力信号またはプラント制御用のデータを生成するために使用している。
さらに、プラント監視制御装置は、プロセス計算機を用いて監視制御情報およびプラント制御用のデータを処理し、運転および保守に必要なデータを生成している。
【０００３】
原子力発電システムの計装制御システムは、制御対象である原子炉に接続され、制御のために送付されるデータに基づいて原子力発電の計装制御を行う。
この計装制御システムの製作元は、制御対象である原子炉の製作元と同じ製作元であるとはかぎらない。つまり、計装制御システムは、異なる製作元によって製作された原子炉に接続される可能性もある。
そこで、計装制御システムが異なる製作元によって製作された原子炉を制御できるように、計装制御システムと原子炉との間でやり取りされるデータをそれぞれのインタフェースに合わせて変換するゲートウェイが設けられている。ゲートウェイを設けない場合には、各原子炉のデータが平文のまま送信され、原子炉側で必要なデータのみが使用される。
しかし、いずれの場合も、計装制御システムとは異なる製作元の原子炉に関する情報が、計装制御システムを利用した悪意の第三者によって不正に収集され、外部に漏洩してしまう危険性がある。
【０００４】
特許文献１は、監視制御ネットワークとプラント情報サーバとの間に特定のデータのみを一方向にのみ送信する一方向ゲートウェイを使用することによって、放射線の管理、プラントの監視制御情報およびプラント監視制御装置などに関するセキュリティを守ることを開示している。また、現場または事務所等の任意の場所において、個人または部署が専用のシステム環境を利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、いずれかの装置が単独で暗号化データを復号できないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の暗号通信システムは、
対象データを暗号化するためのデータ暗号化鍵を用いて、暗号化された前記対象データである暗号化データを生成するデータ暗号化部と、
前記データ暗号化鍵を用いて、暗号化された乱数である暗号化乱数を生成する乱数暗号化部と、
前記暗号化乱数を用いて、符号化された前記暗号化データである符号化暗号データを生成するデータ符号化部と、
前記乱数を暗号化するための乱数暗号化鍵を用いて、暗号化された前記乱数である秘匿乱数を生成する乱数秘匿部と、
前記データ暗号化鍵に対応する復号鍵であるデータ復号鍵を用いて前記符号化暗号データに対する復号演算を行うことによって、前記乱数を用いて符号化された前記対象データである符号化データを生成する中継復号部と、
前記乱数暗号化鍵に対応する復号鍵である乱数復号鍵を用いて前記秘匿乱数を復号することによって、前記乱数を復元する乱数復号部と、
復元された前記乱数を用いて前記符号化データを復号することによって、前記対象データを復元するデータ復号部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、いずれかの装置が単独で暗号化データを復号することはできない。これにより、原子力発電システムにおいて、原子炉に関する情報の漏えいを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における原子力発電システム１００の構成図。
【図２】実施の形態１における第１の暗号化装置２００の機能構成図。
【図３】実施の形態１における第２の暗号化装置３００の機能構成図。
【図４】実施の形態１における中継装置４００の機能構成図。
【図５】実施の形態１における第１の復号装置５００Ａの機能構成図。
【図６】実施の形態１における暗号通信システム１０１のハードウェア構成図。
【図７】実施の形態１における暗号通信方法のフローチャート。
【図８】実施の形態１における暗号通信方法のフローチャート。
【図９】実施の形態２における原子力発電システム１００の構成図。
【図１０】実施の形態２における暗号化装置１０２の機能構成図。
【図１１】実施の形態２における暗号通信方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
原子力発電システムにおいて、原子炉に関する情報を暗号化することにより、原子炉に関する情報の漏えいを防ぐ形態について、図１から図８に基づいて説明する。
【００１１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、原子力発電システム１００の構成について説明する。
原子力発電システム１００は、監視制御装置１１０と、ローカル制御装置１２０と、ローカル原子炉１２１と、第１の制御装置１３０Ａと、第１の原子炉１３１Ａと、第２の制御装置１３０Ｂと、第２の原子炉１３１Ｂとを備える。
監視制御装置１１０は、ローカル制御装置１２０、第１の制御装置１３０Ａまたは第２の制御装置１３０Ｂに対象データ１１１を送信する。対象データ１１１は原子炉を制御するための命令を含んでいる。
ローカル制御装置１２０は、ローカル制御装置１２０宛の対象データ１１１に含まれる命令に従って、ローカル原子炉１２１を制御する。
第１の制御装置１３０Ａは、第１の制御装置１３０Ａ宛の対象データ１１１に含まれる命令に従って、第１の原子炉１３１Ａを制御する。
第２の制御装置１３０Ｂは、第２の制御装置１３０Ｂ宛の対象データ１１１に含まれる命令に従って、第２の原子炉１３１Ｂを制御する。
【００１２】
監視制御装置１１０、ローカル制御装置１２０およびローカル原子炉１２１の製作元は同じである。
第１の制御装置１３０Ａおよび第１の原子炉１３１Ａの製作元は同じあるが、ローカル原子炉１２１の製作元と異なる。
第２の制御装置１３０Ｂおよび第２の原子炉１３１Ｂの製作元は同じであるが、ローカル原子炉１２１の製作元と異なる。
そのため、第１の制御装置１３０Ａ宛の対象データ１１１および第２の制御装置１３０Ｂ宛の対象データ１１１は、原子炉に関する情報の漏えいを防ぐために、暗号化する必要がある。
【００１３】
そこで、原子力発電システム１００は、対象データ１１１を暗号化して通信する暗号通信システム１０１を備える。なお、図１では、第１の復号装置５００Ａ宛の対象データ１１１の流れを示している。
暗号通信システム１０１は、暗号化装置１０２と、中継装置４００と、第１の復号装置５００Ａと、第２の復号装置５００Ｂとを備える。中継装置４００はゲートウェイとして機能する。
暗号化装置１０２は、暗号化データ２０１を生成する第１の暗号化装置２００と、符号化暗号データ３０１および秘匿乱数３０２を生成する第２の暗号化装置３００とを備える。暗号化データ２０１は暗号化された対象データ１１１である。符号化暗号データ３０１は乱数を用いて符号化された暗号化データ２０１である。秘匿乱数３０２は暗号化された乱数である。
中継装置４００は、符号化暗号データ３０１に対する復号演算を行うことによって符号化データ４０１を生成し、符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを第１の復号装置５００Ａまたは第２の復号装置５００Ｂに中継する。
第１の復号装置５００Ａは、中継された符号化データ４０１および秘匿乱数３０２を用いて対象データ１１１を復元し、復元された対象データ１１１を第１の制御装置１３０Ａに送信する。
第２の復号装置５００Ｂは、中継された符号化データ４０１および秘匿乱数３０２を用いて対象データ１１１を復元し、復元された対象データ１１１を第２の制御装置１３０Ｂに送信する。
【００１４】
図２に基づいて、第１の暗号化装置２００の機能構成について説明する。
第１の暗号化装置２００は、対象データ受信部２１０と、データ暗号化部２２０と、暗号化データ送信部２３０と、第１の暗号化記憶部２９０とを備える。
対象データ受信部２１０は対象データ１１１を受信する。
データ暗号化部２２０は、対象データ１１１を暗号化するためのデータ暗号化鍵２９１を用いて、暗号化データ２０１を生成する。暗号化データ２０１は暗号化された対象データ１１１である。データ暗号化鍵２９１はＲＳＡ暗号方式における中継装置４００の公開鍵である。ＲＳＡ暗号方式は公開鍵暗号方式とも呼ばれる。ＲＳＡは登録商標である。
暗号化データ送信部２３０は暗号化データ２０１を第２の暗号化装置３００に送信する。
第１の暗号化記憶部２９０は、第１の暗号化装置２００で使用、生成または入出力されるデータを記憶する。例えば、第１の暗号化記憶部２９０はデータ暗号化鍵２９１を記憶する。
【００１５】
図３に基づいて、第２の暗号化装置３００の機能構成について説明する。
第２の暗号化装置３００は、暗号化データ受信部３１０と、乱数暗号化部３２０と、データ符号化部３３０と、乱数秘匿部３４０と、符号化暗号データ送信部３５０と、第２の暗号化記憶部３９０とを備える。
暗号化データ受信部３１０は暗号化データ２０１を受信する。
乱数暗号化部３２０は、データ暗号化鍵２９１を用いて暗号化乱数３２２を生成する。データ暗号化鍵２９１は暗号化データ２０１を生成するために用いられた暗号化鍵と同じものである。暗号化乱数３２２は暗号化された乱数３２１である。
データ符号化部３３０は、暗号化乱数３２２を用いて符号化暗号データ３０１を生成する。符号化暗号データ３０１は符号化された暗号化データ２０１である。
乱数秘匿部３４０は、暗号化データ２０１が第１の制御装置１３０Ａ宛の対象データ１１１から生成されたデータである場合、乱数３２１を暗号化するための第１の乱数暗号化鍵３９１Ａを用いて、秘匿乱数３０２を生成する。秘匿乱数３０２は暗号化された乱数３２１である。第１の乱数暗号化鍵３９１ＡはＲＳＡ暗号方式における第１の復号装置５００Ａの公開鍵である。
乱数秘匿部３４０は、暗号化データ２０１が第２の制御装置１３０Ｂ宛の対象データ１１１から生成されたデータである場合、乱数３２１を暗号化するための第２の乱数暗号化鍵３９１Ｂを用いて、秘匿乱数３０２を生成する。第２の乱数暗号化鍵３９１ＢはＲＳＡ暗号方式における第２の復号装置５００Ｂの公開鍵である。
符号化暗号データ送信部３５０は符号化暗号データ３０１と秘匿乱数３０２とを中継装置４００に送信する。
第２の暗号化記憶部３９０は、第２の暗号化装置３００で使用、生成または入出力されるデータを記憶する。例えば、第２の暗号化記憶部３９０は、データ暗号化鍵２９１と、第１の乱数暗号化鍵３９１Ａと、第２の乱数暗号化鍵３９１Ｂとを記憶する。
【００１６】
図４に基づいて、中継装置４００の機能構成について説明する。
中継装置４００は、符号化暗号データ受信部４１０と、中継復号部４２０と、符号化データ送信部４３０と、中継記憶部４９０とを備える。
符号化暗号データ受信部４１０は符号化暗号データ３０１と秘匿乱数３０２とを受信する。
中継復号部４２０は、データ復号鍵４９１を用いて符号化暗号データ３０１に対する復号演算を行うことによって、符号化データ４０１を生成する。符号化データ４０１は乱数３２１を用いて符号化された対象データ１１１である。データ復号鍵４９１はデータ暗号化鍵２９１に対応する復号鍵である。つまり、データ復号鍵４９１はＲＳＡ暗号方式における中継装置４００の秘密鍵である。
符号化データ送信部４３０は、暗号化データ２０１が第１の制御装置１３０Ａ宛の対象データ１１１から生成されたデータである場合、符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを第１の復号装置５００Ａに送信する。符号化データ送信部４３０は、暗号化データ２０１が第２の制御装置１３０Ｂ宛の対象データ１１１から生成されたデータである場合、符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを第２の復号装置５００Ｂに送信する。
中継記憶部４９０は、中継装置４００で使用、生成または入出力されるデータを記憶する。例えば、中継記憶部４９０はデータ復号鍵４９１を記憶する。
【００１７】
図５に基づいて、第１の復号装置５００Ａの機能構成について説明する。
第１の復号装置５００Ａは、符号化データ受信部５１０と、乱数復号部５２０と、データ復号部５３０と、対象データ送信部５４０と、復号記憶部５９０とを備える。
符号化データ受信部５１０は符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを受信する。
乱数復号部５２０は、第１の乱数復号鍵５９１Ａを用いて秘匿乱数３０２を復号することによって、乱数３２１を復元する。第１の乱数復号鍵５９１Ａは第１の乱数暗号化鍵３９１Ａに対応する復号鍵である。つまり、第１の乱数復号鍵５９１ＡはＲＳＡ暗号方式における第１の復号装置５００Ａの秘密鍵である。
データ復号部５３０は、復元された乱数３２１を用いて符号化データ４０１を復号することによって、対象データ１１１を復元する。
対象データ送信部５４０は対象データ１１１を第１の制御装置１３０Ａに送信する。
復号記憶部５９０は、第１の復号装置５００Ａで使用、生成または入出力されるデータである。例えば、復号記憶部５９０は第１の乱数復号鍵５９１Ａを記憶する。
【００１８】
第２の復号装置５００Ｂの機能構成は第１の復号装置５００Ａと同じである。
但し、第２の復号装置５００Ｂの復号記憶部５９０には、第１の乱数復号鍵５９１Ａの代わりに第２の乱数復号鍵が記憶される。第２の乱数復号鍵は第２の乱数暗号化鍵３９１Ｂに対応する復号鍵である。つまり、第２の乱数復号鍵はＲＳＡ暗号方式における第２の復号装置５００Ｂの秘密鍵である。
また、第２の復号装置５００Ｂの対象データ送信部５４０は対象データ１１１を第２の制御装置１３０Ｂに送信する。
【００１９】
図６に基づいて、暗号通信システム１０１のハードウェア構成例について説明する。
第１の暗号化装置２００、第２の暗号化装置３００、中継装置４００、第１の復号装置５００Ａおよび第２の復号装置５００Ｂは、プロセッサ９０１、補助記憶装置９０２、メモリ９０３、通信装置９０４といったハードウェアを備えるコンピュータである。
プロセッサ９０１は信号線９１０を介して他のハードウェアと接続されている。
【００２０】
プロセッサ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ９０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
補助記憶装置９０２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）である。
メモリ９０３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
通信装置９０４は、データを受信するレシーバ９０４１と、データを送信するトランスミッタ９０４２とを備える。例えば、通信装置９０４は通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）である。
【００２１】
補助記憶装置９０２には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。
また、第１の暗号化装置２００の補助記憶装置９０２には、対象データ受信部２１０、データ暗号化部２２０および暗号化データ送信部２３０といった「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。第２の暗号化装置３００の補助記憶装置９０２には、暗号化データ受信部３１０、乱数暗号化部３２０、データ符号化部３３０、乱数秘匿部３４０および符号化暗号データ送信部３５０といった「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。中継装置４００の補助記憶装置９０２には、符号化暗号データ受信部４１０、中継復号部４２０および符号化データ送信部４３０といった「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。第１の復号装置５００Ａおよび第２の復号装置５００Ｂの補助記憶装置９０２には、符号化データ受信部５１０、乱数復号部５２０、データ復号部５３０および対象データ送信部５４０といった「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。
【００２２】
ＯＳの少なくとも一部はメモリ９０３にロードされ、プロセッサ９０１はＯＳを実行しながら「部」の機能を実現するプログラムを実行する。「部」の機能を実現するプログラムは、メモリ９０３にロードされ、プロセッサ９０１に読み込まれ、プロセッサ９０１によって実行される。
なお、第１の暗号化装置２００、第２の暗号化装置３００、中継装置４００、第１の復号装置５００Ａおよび第２の復号装置５００Ｂが複数のプロセッサ９０１を備えて、複数のプロセッサ９０１が「部」の機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
【００２３】
「部」の処理の結果を示すデータ、情報、信号値および変数値などは、メモリ９０３、補助記憶装置９０２、プロセッサ９０１内のレジスタ、または、プロセッサ９０１内のキャッシュメモリに記憶される。
【００２４】
「部」は「サーキットリ」で実装してもよい。「部」は「回路」、「工程」、「手順」または「処理」に読み替えてもよい。
「回路」及び「サーキットリ」は、プロセッサ９０１、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）といった処理回路を包含する概念である。
【００２５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
暗号通信システム１０１の動作は暗号通信方法に相当する。また、暗号通信方法は暗号通信プログラムの処理手順に相当する。
暗号化装置１０２の動作は暗号化方法に相当する。また、暗号化方法は暗号化プログラムの処理手順に相当する。
中継装置４００の動作は暗号中継方法に相当する。また、暗号中継方法は暗号中継プログラムの処理手順に相当する。
第１の復号装置５００Ａおよび第２の復号装置５００Ｂの動作は復号方法に相当する。また、復号方法は復号プログラムの処理手順に相当する。
【００２６】
図７および図８に基づいて、暗号通信方法について説明する。
以下の説明において、対象データ１１１は第１の制御装置１３０Ａ宛のデータである。
【００２７】
まず、第１の暗号化装置２００において実行されるＳ１１１からＳ１１３（図７参照）について説明する。
Ｓ１１１は対象データ受信処理である。
Ｓ１１１（図７参照）において、対象データ受信部２１０は対象データ１１１を受信する。
【００２８】
Ｓ１１２はデータ暗号化処理である。
Ｓ１１２において、データ暗号化部２２０は、データ暗号化鍵２９１を用いて対象データ１１１を暗号化することによって、暗号化データ２０１を生成する。
【００２９】
Ｓ１１３は暗号化データ送信処理である。
Ｓ１１３において、暗号化データ送信部２３０は暗号化データ２０１を第２の暗号化装置３００に送信する。
【００３０】
上記のＳ１１２において対象データ１１１を暗号化する演算は、以下の式（１）で表すことができる。
「Ｃ」は暗号化データ２０１を意味する。「Ｘ  ｍｏｄ  Ｙ」はＸをＹで割った余りを意味する。「Ｍ」は対象データ１１１を意味する。「ｅｇｗ」はデータ暗号化鍵２９１を意味し、「Ｎｇｗ」はデータ暗号化鍵２９１の法を意味する。データ暗号化鍵２９１は中継装置４００の公開鍵である。
【００３１】
【数１】
2016158211.tif 000003
【００３２】
次に、第２の暗号化装置３００において実行されるＳ１２１からＳ１２５（図７参照）について説明する。
Ｓ１２１は暗号化データ受信処理である。
Ｓ１２１において、暗号化データ受信部３１０は暗号化データ２０１を受信する。
【００３３】
Ｓ１２２は乱数暗号化処理である。
Ｓ１２２において、乱数暗号化部３２０は乱数３２１を生成する。
そして、乱数暗号化部３２０は、データ暗号化鍵２９１を用いて乱数３２１を暗号化することによって、暗号化乱数３２２を生成する。
【００３４】
Ｓ１２３はデータ符号化処理である。
Ｓ１２３において、データ符号化部３３０は、暗号化乱数３２２を用いて暗号化データ２０１を符号化することによって、符号化暗号データ３０１を生成する。
【００３５】
Ｓ１２４は乱数秘匿処理である。
Ｓ１２４において、乱数秘匿部３４０は、第１の乱数暗号化鍵３９１Ａを用いて乱数３２１を暗号化することによって、秘匿乱数３０２を生成する。
【００３６】
Ｓ１２５は符号化暗号データ送信処理である。
Ｓ１２５において、符号化暗号データ送信部３５０は、暗号化データ２０１と秘匿乱数３０２とを中継装置４００に送信する。
【００３７】
上記のＳ１２２において乱数３２１を暗号化する演算は、以下の式（２）で表すことができる。
上記のＳ１２３において暗号化データ２０１を符号化する演算は、以下の式（３）で表すことができる。
上記のＳ１２４において乱数３２１を暗号化する演算は、以下の式（４）で表すことができる。
「ＸＡ」は暗号化乱数３２２を意味し、「ｒＡ」は乱数３２１を意味する。「ＹＡ」は符号化暗号データ３０１を意味する。「ＥＲＡ」は秘匿乱数３０２を意味し、「ｅＡ」は第１の乱数暗号化鍵３９１Ａを意味し、「ＮＡ」は第１の乱数暗号化鍵３９１Ａの法を意味する。第１の乱数暗号化鍵３９１Ａは第１の復号装置５００Ａの公開鍵である。
【００３８】
【数２】
2016158211.tif 000004
【００３９】
次に、中継装置４００において実行されるＳ１３１からＳ１３３（図８参照）について説明する。
Ｓ１３１は符号化暗号データ受信処理である。
Ｓ１３１において、符号化暗号データ受信部４１０は符号化暗号データ３０１と秘匿乱数３０２とを受信する。
【００４０】
Ｓ１３２は中継復号処理である。
Ｓ１３２において、中継復号部４２０は、データ復号鍵４９１を用いて符号化暗号データ３０１に対する復号演算を行うことによって、符号化データ４０１を生成する。
【００４１】
Ｓ１３３は符号化データ送信処理である。
Ｓ１３３において、符号化データ送信部４３０は、符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを第１の復号装置５００Ａに送信する。
【００４２】
上記のＳ１３２において符号化暗号データ３０１に対する復号演算は、以下の式（５）で表すことができる。
「ＺＡ」は符号化データ４０１を意味し、「ｄｇｗ」はデータ復号鍵４９１を意味する。データ復号鍵４９１は中継装置４００の秘密鍵である。
【００４３】
【数３】
2016158211.tif 000005
【００４４】
次に、第１の復号装置５００Ａにおいて実行されるＳ１４１からＳ１４４（図８参照）について説明する。
Ｓ１４１は符号化データ受信処理である。
Ｓ１４１において、符号化データ受信部５１０は、符号化データ４０１と秘匿乱数３０２とを受信する。
【００４５】
Ｓ１４２は乱数復号処理である。
Ｓ１４２において、乱数復号部５２０は、第１の乱数復号鍵５９１Ａを用いて秘匿乱数３０２を復号することによって、乱数３２１を復元する。
【００４６】
Ｓ１４３はデータ復号処理である。
Ｓ１４３において、データ復号部５３０は、乱数３２１を用いて符号化データ４０１を復号することによって、対象データ１１１を復元する。
【００４７】
Ｓ１４４は対象データ送信処理である。
Ｓ１４４において、対象データ送信部５４０は、対象データ１１１を第１の制御装置１３０Ａに送信する。
Ｓ１４４の後、暗号通信方法の処理は終了する。
【００４８】
上記のＳ１４２において秘匿乱数３０２を復号する演算は、以下の式（６）で表すことができる。
上記のＳ１４３において符号化データ４０１を復号する演算は、以下の式（７）で表すことができる。
「ｄＡ」は第１の乱数復号鍵５９１Ａを意味する。第１の乱数復号鍵５９１Ａは第１の復号装置５００Ａの秘密鍵である。
【００４９】
【数４】
2016158211.tif 000006
【００５０】
上記の説明において、暗号通信システム１０１は、ＲＳＡ暗号方式とは異なる暗号方式を用いてもよい。例えば、暗号通信システム１０１は、ＲＳＡ暗号方式の代わりにＥｌＧａｍａｌ暗号方式を用いてもよい。
【００５１】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
暗号通信システム１０１において、暗号化データ２０１は中継装置４００と第１の復号装置５００Ａとのそれぞれの秘密鍵を用いなければ復号されない。つまり、いずれかの装置が単独で暗号化データ２０１を復号することはできない。
そして、暗号通信システム１０１が原子力発電システム１００に適用されることにより、原子炉に関する情報の漏えいを防ぐことができる。
【００５２】
実施の形態２．
暗号化装置１０２が１台の装置で構成された形態について、図９から図１１に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００５３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９において、暗号化装置１０２は１台の装置で構成されている。
原子力発電システム１００の他の構成は、実施の形態１（図１参照）と同じである。
【００５４】
図１０に基づいて、暗号化装置１０２の機能構成について説明する。
暗号化装置１０２は、対象データ受信部２１０と、データ暗号化部２２０と、乱数暗号化部３２０と、データ符号化部３３０と、乱数秘匿部３４０と、符号化暗号データ送信部３５０と、暗号化記憶部１０３とを備える。
暗号化記憶部１０３は、暗号化装置１０２で使用、生成または入出力するデータを記憶する。例えば、暗号化記憶部１０３は、データ暗号化鍵２９１と第１の乱数暗号化鍵３９１Ａと第２の乱数暗号化鍵３９１Ｂとを記憶する。
【００５５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
暗号通信方法は、図１１および図８に示す通りである。
すなわち、実施の形態１（図７および図８参照）で説明した処理のうちのＳ１１３およびＳ１２１が暗号通信方法に含まれない。
【００５６】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
暗号通信システム１０１において、暗号通信に掛かる時間を減らすことができる。
【００５７】
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は部分的に実施してもよい。
フローチャート等を用いて説明した処理手順は、暗号通信システム１０１、暗号通信方法および暗号通信プログラムの処理手順の一例である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  原子力発電システム、１０１  暗号通信システム、１０２  暗号化装置、１０３  暗号化記憶部、１１０  監視制御装置、１１１  対象データ、１２０  ローカル制御装置、１２１  ローカル原子炉、１３０Ａ  第１の制御装置、１３１Ａ  第１の原子炉、１３０Ｂ  第２の制御装置、１３１Ｂ  第２の原子炉、２００  第１の暗号化装置、２０１  暗号化データ、２１０  対象データ受信部、２２０  データ暗号化部、２３０  暗号化データ送信部、２９０  第１の暗号化記憶部、２９１  データ暗号化鍵、３００  第２の暗号化装置、３０１  符号化暗号データ、３０２  秘匿乱数、３１０  暗号化データ受信部、３２０  乱数暗号化部、３２１  乱数、３２２  暗号化乱数、３３０  データ符号化部、３４０  乱数秘匿部、３５０  符号化暗号データ送信部、３９０  第２の暗号化記憶部、３９１Ａ  第１の乱数暗号化鍵、３９１Ｂ  第２の乱数暗号化鍵、４００  中継装置、４０１  符号化データ、４１０  符号化暗号データ受信部、４２０  中継復号部、４３０  符号化データ送信部、４９０  中継記憶部、４９１  データ復号鍵、５００Ａ  第１の復号装置、５１０  符号化データ受信部、５２０  乱数復号部、５３０  データ復号部、５４０  対象データ送信部、５９０  復号記憶部、５９１Ａ  第１の乱数復号鍵、５００Ｂ  第２の復号装置、９０１  プロセッサ、９０２  補助記憶装置、９０３  メモリ、９０４  通信装置、９０４１  レシーバ、９０４２  トランスミッタ、９１０  信号線、９１１  ケーブル、９１２  ケーブル。
【図１】
2016158211.tif 000007
【図２】
2016158211.tif 000008
【図３】
2016158211.tif 000009
【図４】
2016158211.tif 000010
【図５】
2016158211.tif 000011
【図６】
2016158211.tif 000012
【図７】
2016158211.tif 000013
【図８】
2016158211.tif 000014
【図９】
2016158211.tif 000015
【図１０】
2016158211.tif 000016
【図１１】
2016158211.tif 000017