(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信者と受信者とのデジタルデータ伝送時に前記デジタルデータの複製を防止する方法において、
（ａ）前記送信者の暗号化器が、第２暗号化キーデータが含まれた原文の一部領域を、第１暗号化キーを用いて暗号化し、前記第２暗号化キーを用いて原文の残りの領域を暗号化して暗号文を作成し、前記受信者に伝送する段階と、
（ｂ）前記送信者の認証器が、前記第１暗号化キーと、前記原文を一部領域と残りの領域とに分割する領域分割情報と、前記第２暗号化キーの大きさと位置情報を含む第２暗号化キーに関する情報とを伝送通路を通じて前記受信者に伝送する段階と、
（ｃ）前記受信者の認証器が、前記送信者から伝送される前記第１暗号化キーで前記第２暗号化キーを抽出し、前記受信者の復号化器が、前記抽出された前記第２暗号化キーで前記原文の残りの領域を復号化する段階と、を含む複製防止方法。
【請求項２】
前記（ａ）段階では、前記送信者の暗号化器が、前記原文の一部領域を、共通キーの暗号化方法を使用した大きな第１暗号化キーを使用して暗号化することを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項３】
前記（ａ）段階では、前記送信者の暗号化器が、前記原文の一部領域を、公開キーの暗号化方法を使用した第１暗号化キーを使用して暗号化することを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項４】
前記（ａ）段階では、前記送信者の暗号化器が、前記原文の残りの領域を、前記第１暗号化キーより相対的に小さな共通キーの暗号化方法を使用した第２暗号化キーを使用して暗号化することを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項５】
前記第１暗号化キーは固定されるが、第２暗号化キーは伝送単位ごとに可変であることを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項６】
前記第２暗号化キーの位置と大きさは固定されていることを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項７】
前記第２暗号化キーの位置と大きさは可変であることを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項８】
前記原文の一部領域は残りの領域より小さく設定されることを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項９】
前記領域分割情報は、前記残りの領域の開始アドレスまたは前記一部領域の大きさ情報で構成されることを特徴とする請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項１０】
前記方法（ｃ）段階は、
（ｃ−１）前記伝送通路を通じて受信された前記第１暗号化キーと領域分割情報を用いて前記暗号文の一部領域を復号化する段階と、
（ｃ−２）前記伝送通路を通じて受信された第２暗号化キーに関する情報を用いて前記（ｃ−１）段階で復号化された一部領域で第２暗号化キーを抽出する段階と、
（ｃ−３）前記抽出された第２暗号化キーを用いて前記暗号文の残りの領域を復号化して原文を復元する段階とをさらに含む請求項１に記載の複製防止方法。
【請求項１１】
送信者側の暗号化器で、第２暗号化キーデータが含まれた原文の一部領域を第１暗号化キーを用いて暗号化し、原文の残りの領域は前記第２暗号化キーを用いて暗号化した暗号文と前記第１暗号化キー、領域分割情報と、前記第２暗号化キーの大きさ及び位置情報を含む第２暗号化キーに関する情報を受信する方法において、
（ａ）前記送信者から受信された前記第１暗号化キーと領域分割情報を用いて前記暗号文の一部領域を復号化する段階と、
（ｂ）前記送信者から受信された前記第２暗号化キーに関する情報を用いて前記（ａ）段階で復号化された一部領域で第２暗号化キーを抽出する段階と、
（ｃ）前記抽出された第２暗号化キーを用いて暗号文の残りの領域を復号化して原文を復元する段階とを含む複製防止方法。
【請求項１２】
前記第１暗号化キーの大きさは固定されるが、第２暗号化キーの大きさは伝送単位ごとに可変であることを特徴とする請求項１１に記載の複製防止方法。
【請求項１３】
前記原文の一部領域は前記残りの領域より小さく設定され、前記第１暗号化キーの大きさは第２暗号化キーより大きく設定されることを特徴とする請求項１１に記載の複製防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルデータ暗号化方法に係り、特に二重暗号化キーを用いた高速複製防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル貯蔵媒体、インターネット、電子商取引などが広がるにつれて暗号化方法はより多くの分野で多様な目的で使われている。暗号化方法が使われる代表的な例として保安、利用者の身元確認そして複製防止などがある。このような暗号化方法中で現在最も広く使われるのは共通キーの暗号化方法と公開キーの暗号化方法がある。共通キーの暗号化方法は４０ビットまたは５６ビットの大きさのキーを用いて暗号化することであり、公開キーの暗号化方法は５１２ビットまたは１０２４ビットの大きさのキーを用いて暗号化することである。しかし、暗号化に使われるキーが大きくなれば安全性は高まるが、このための計算量が急増し、処理速度が非常に遅くなる。
【０００３】
図１は一般の暗号化装置のブロック図であって、原文を暗号化して暗号文を提供する送信者１００と、送信者１００から暗号化に使われたキーを伝送された後で暗号文を復号化して原文を復元する受信者２００とより構成される。より進歩した場合には送信者１００と受信者２００以外にキーの公開、更新または配布などを担当する第３者が介入する場合もあるがここでは省略する。
【０００４】
送信者１００は暗号化キーを用いて原文を暗号化する暗号化器１１０、そして暗号化キーを伝送するために安全な伝送通路１０を確保するための認証器１２０などを有する。受信者２００は暗号化に使われたキーを伝送するために安全な伝送通路１０を確保する認証器２１０と、伝送された暗号化キーを用いて暗号文を復号化する復号化器２２０などを有する。
【０００５】
図２は従来の複製防止方法のフローチャートであって、送信者(または受信者)が相手側受信者(または送信者)に送信(または受信)を依頼できる。送信者が送信のために受信者に依頼すれば(S１段階)、受信者の応答を通じて受信者が準備されているかをどうかをチェックする(S２段階)。同じように受信者が受信のために送信者に依頼すれば(S３段階)、送信者の応答を通じて送信者が準備されているかどうかをチェックする(S４段階)。
【０００６】
前記S２段階で受信者が受信する準備ができ又は前記S４段階で送信者が送信する準備ができていれば、送信者が受信者を認証する(S５段階)。この時、S５段階で送信者が受信者に認証用チャレンジ(challenge)を伝送する。受信者がこの認証用チャレンジに対する応答を送信者に伝送すれば、送信者は伝送された応答を比較することによって正しく認証されたかどうかを判断する(S６段階)。S６段階の判断結果、正しく認証されたならば、再び受信者が送信者を認証する(S７段階)。しかしS６段階の判断結果、正しく認証されていなければ、認証を中断する(S８段階)。前記S７段階では受信者が送信者に認証用チャレンジを伝送した後で送信者がこの認証用チャレンジに対する応答を受信者に伝送すれば、受信者は伝送された応答を比較することによって正しく認証されているかどうかを判断する(S９段階)。S９段階の判断結果、正しく認証されたならば、認証キーを生成し安全な伝送通路を確保する(S１０段階)。S９段階の判断結果、正しく認証されていなければ、認証を中断する(S１１段階)。S１段階ないしS１１段階は認証段階と呼べる。
【０００７】
S１０段階で安全な伝送通路が確保されれば、暗号化キーで原文を暗号化した後で暗号文を伝送する(S１２段階)。暗号化に使われたキーは前記S１０段階で生成された認証キーにより暗号化された後で安全な伝送通路に伝送される(S１３段階)。安全な伝送通路を通じて受信された暗号化キーで暗号文を復号化することによって原文が復元される(S１４段階)。
【０００８】
図２で説明された暗号文の暗号化方法は共通キーの暗号化方法であって、暗号化と復号化時に同じ暗号化キーが使われる。伝送通路は、キーを伝送するためにある程度安全が保障された伝送通路と暗号化されたデータを伝送する一般通路とより構成される。暗号化キーなしでは復号化が不可能であるという前提の下に、暗号文は一般通路を用いて伝送され、この一般通路はインターネットまたは電話網のような開放通路と呼ばれる。
【０００９】
暗号化に使われたキーを安全に伝送するための一番一般の伝送方法は所定の暗号化方法を使用することであって、この所定の暗号化方法は認証を通じて確保された安全な伝送通路を用いる。すなわち、認証を通じて確保された安全な伝送通路を用いる図２のS１３段階は、文書の暗号化に使われたのとは違う暗号化方法を使用する。また暗号化キーより大きい認証キーを使用した暗号化方法が主に使われるが、この時、認証キーが大きくなるにつれて安全性は増加する反面、処理速度は低下する。
【００１０】
送信者は安全な伝送通路を通じて受信者に暗号化キーを伝送する(図２のS１３段階)。伝送する原文データはこの暗号化キーを用いて共通キーの暗号化方法で暗号化する(図２のS１２段階)。この時、使われる共通キーの暗号化方法は主に４０ビットまたは５６ビットの大きさの暗号化キーを用いるので、安全性は低下するが、処理速度が増加して大量のデータ処理に容易である。暗号化された暗号文は安全でない通路を通じてまたは公開された場所を通じても受信者に伝送されうる。受信者は認証された安全な伝送通路を通じて暗号化キーを受信した後で復号化して暗号化キーを求め、この暗号化キーを用いて共通キーの暗号化方法で処理された暗号文を復号化して原文を復元する。
【００１１】
ここで、暗号化と復号化時に同じキーを使用するのでこれを共通にする(または対称キー)暗号化方法といい、暗号化と復号化時に相異なるキーを使用する場合には公開キー(または非対称キー)暗号化方法という。大体共通キーの暗号化方法はキーが小さくて暗号化方法が単純で安全性は相対的に低いが処理速度が速い。そして公開キーの暗号化方法はキーが大体大きくて処理速度は遅いが安全性はかなり高い。それで主に安全な伝送通路を確保するための認証段階で公開キーの暗号化方法を使用し、原文を暗号化するデータ処理段階で共通キーの暗号化方法を使用する。
【００１２】
一方、高性能のコンピュータが個人に普及し性能も向上され続けているが、このような暗号化方法は安全性の側面でかなりおびやかされるいる。すなわち、計算能力が向上したパソコンは一般の空間に公開された暗号文に対して暗号化キーなしでも攻撃できる充分な能力を有するようになったのである。暗号化キーが小さいために単純な反復的な作業を行って暗号化に使われたキーを捜し出すことができ、これを用いて復号化が可能になる。
【００１３】
現在主に使われている４０ビットまたは５６ビット大きさの共通キーの暗号化方法はいつかは効力がなくなる恐れがある。コンピュータを除外した演算能力が落ちる情報電子機器は１２８ビット以上の暗号化方法を使用して安全性は高められるが、演算能力の制限で処理速度を低下させる。さらには５１２ビット以上の公開キー方式の導入はさらに難しい実情である。しかし、今後はコンピュータではない情報電子機器でも商取引のような高水準の安全性が確保されねばならないので現在の暗号化方法は安全性と速度の両方とも満足させられない問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の問題点を解決するために、本発明の目的は二重キーの暗号化方法を用いた高速複製防止方法を提供することにある。
【００１５】
発明の他の目的は、安全性を高めるために第１暗号化キーを使用して原文の一部を暗号化し高速処理のために第２暗号化キーを使用して原文の残りを暗号化する高速複製防止方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明に係る高速複製防止方法は、送信者と受信者とのデジタルデータ伝送時にデジタルデータの複製を防止する方法において、第２暗号化キーデータが含まれた原文の一部領域は第１暗号化キーを用いて暗号化し、第２暗号化キーを用いて原文の残りの領域を暗号化して暗号文を伝送する段階を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る高速複製防止方法は、第１暗号化キー、原文を一部領域と残りの領域に分割する領域分割情報と第２暗号化キーに関する情報を安全な伝送通路を用いて伝送する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る高速複製防止方法は、安全な伝送通路を通じて伝送された第１暗号化キーと領域分割情報を用いて暗号文の一部領域を復号化する段階と、受信された第２暗号化キーに関する情報を用いて復号化された一部領域で第２暗号化キーを抽出する段階と、抽出された第２暗号化キーを用いて暗号文の残りの領域を復号化して原文を復元する段階とをさらに含むことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明に係る高速複製防止方法の望ましい実施形態を説明する。
図３は本発明に係る高速複製防止方法を説明するための概略図であって、送信者は暗号化する原文データ中で特定位置にあるデータを第２暗号化キーとして抽出する。この第２暗号化キーデータの位置は可変とすることができ、又は固定されて使われる場合もある。第２暗号化キーの大きさは既存に使用した共通キーの暗号化方法で使用したものと同じであったり、他の大きさで使われたりする。
【００２０】
一方、共通キーの暗号化方法を使用するならば、第１暗号化キーは既存のものより大きいものを使用する。公開する暗号化方法を使用するならば、第１暗号化キーの大きさは既存の公開キー方式で使われたものと同じ大きさでも構わない。
【００２１】
第１暗号化キーを用いて原文データの一定領域を暗号化する。一定領域暗号化時に、一定領域は必ず第２暗号化キーとして抽出されて使われるデータを含む(以下、第１領域(A)という)べきである。原文の残りの領域を第２領域(B)と呼ぶ。この第１領域と第２領域の大きさは可変とすることができるが、送信者と受信者との間に各暗号化キー(第１及び第２暗号化キー)の大きさと分割領域は同一でなければならない。
【００２２】
すなわち、第１領域(A)と第２領域(B)をあらかじめ定め、第１領域(A)で第２暗号化キーを抽出した後に第１領域(A)を第１暗号化キーで暗号化する。次いで、第２領域(B)を第２暗号化キーを用いて暗号化する。安全な伝送通路を確保した後で第１暗号化キーを安全な伝送通路を通じて受信者に伝送し、暗号文を伝送する。ここで、暗号文は安全性が確保されていない一般の通路に伝送できる。前述した方法で次の原文データを暗号化でき、この時使用する第１暗号化キーは同じであるが、第１領域で抽出された第２暗号化キーは他の値になりうる。
【００２３】
受信者は安全な伝送通路を通じて伝送された第１暗号化キーを用いて第１領域(A)を復号化し、復号化された第１領域(A)で第２暗号化キーを抽出して第２領域(B)を復号化すれば原文を提供できる。
【００２４】
また、認証段階を経て安全な伝送通路を確保するが、この時各領域分割に対する情報(第２領域の開始アドレスや第１領域の大きさのような情報)と共に受信者の演算能力に合せて使われる第１及び第２暗号化キーの大きさ、第２暗号化キーの位置、各領域の暗号化方法に対する情報を共有させることによって、より可変的で安全な暗号化を達成できる。
【００２５】
したがって、本発明に係る高速複製防止方法を図１に示した一般の暗号化装置に適用できる。安全な伝送通路１０を通じて従来には原文の暗号化のための暗号化キーだけを伝送した。しかし本発明では原文の第１領域の暗号化のための第１暗号化キーだけでなく第２領域の暗号化のための第２暗号化キー情報(大きさ、位置)と領域分割情報も安全な伝送通路１０を通じて伝送される。ここで、第２暗号化キーを含む第１領域は第２領域より小さく、第１暗号化キーは第２暗号化キーより大きい。
【００２６】
本発明の一実施形態に係る高速複製防止方法のフローチャートである図４において、S１０１段階の認証段階は図２に示したS１段階ないしS１１段階に示した同じ過程を経て安全な伝送通路を確保する。
【００２７】
認証段階(S１段階)を経た後で原文の一部領域で第２暗号化キーを抽出する(S１０２段階)。第１暗号化キーを用いて原文中で一部領域を暗号化する(S１０３段階)。第２暗号化キーを用いて残りの領域を暗号化して暗号文を伝送する(S１０４段階)。第１暗号化キーを安全な伝送通路に伝送する(S１０５段階)。領域分割情報と第２暗号化キー情報(大きさ、位置)を安全な伝送通路に伝送する(S１０６段階)。
【００２８】
一方、受信者側では受信された第１暗号化キーと領域分割情報を用いて暗号文の一部領域を復号化する(S１０７段階)。やはり受信された第２暗号化キーの情報(大きさ、位置)を用いて復号化された一部領域で第２暗号化キーを抽出する(S１０８段階)。抽出された第２暗号化キーで残りの領域を復号化する(S１０９段階)。
【００２９】
したがって、本発明は第２暗号化キーを含む原文データの一部領域には共通キーの暗号化方法を使用する既存より大きい第１暗号化キーを使用したり公開キーの暗号化方法を使用した第１暗号化キーを使用して安全性を強化する。そして、残りの原文データは共通キーの暗号化方法を使用する大きさが第１暗号化キーよりは相対的に小さい第２暗号化キーを使用して暗号化する。このようにすれば高速処理が必要な大量のデータは共通キー方式のキーを使用して処理され、暗号文データ中の一部は大きいキーの共通キーを使用したり公開キー方式のキーを使用して処理されて速度と安全性を同時に満足させられる。
【００３０】
したがって、本発明は既存の方法に比べて大きい第１暗号化キーを使用しつつもデータの大部分の第２領域は相変らず小さい第２暗号化キーを用いて復号化するので、安全性は増加しつつも必要な演算能力と処理時間はあまり増加しない。
【００３１】
【発明の効果】
前述したように、本発明は二重の暗号化キーを使用して安全性と速度増加を同時に改善する効果がある。本発明は複製防止の目的で使われる他の暗号化方法と比較して伝送されるキーを一部だけ伝送するので、安全性がさらに高まる効果を得られる。また、本発明は元のデータの一部を第２暗号化キーを使用して暗号化する。したがって、安全な伝送通路に伝送せねばならない暗号化キーは第１暗号化キー一つで充分であり、自動で二重キーの一つの第２暗号化キーは常に可変である効果を有する。これにより各伝送単位ごとに他の暗号化キーを伝送する効果を有するので安全性がさらに強化される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般の暗号化装置のブロック図である。
【図２】  従来の複製防止方法のフローチャートである。
【図３】  本発明に係る高速複製防止方法を説明するための概略図である。
【図４】  本発明に係る高速複製防止方法の一実施形態に係るフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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