(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー制御センターと、
第１のキー制御装置と、キー記憶装置と、第１の量子キー配布装置と、を含むキーリモートストレージシステムと、
第２のキー制御装置と、データ暗号化・復号化記憶装置と、第２の量子キー配布装置と、を含むデータ暗号化・復号化記憶システムと、
を含み、    
前記キー制御センターは第１のキー制御装置と通信可能に接続され、
前記キー制御センターは第２のキー制御装置と通信可能に接続され、
前記第１の量子キー配布装置は第２の量子キー配布装置と量子通信可能に接続され、
前記第１のキー制御装置はキー記憶装置及び第１の量子キー配布装置のそれぞれと通信可能に接続され、
前記キー記憶装置は第１の量子キー配布装置と通信可能に接続され、
前記第２のキー制御装置はデータ暗号化・復号化記憶装置及び第２の量子キー配布装置のそれぞれと通信可能に接続され、
前記データ暗号化・復号化記憶装置は第２の量子キー配布装置と通信可能に接続され、
前記データ暗号化・復号化記憶装置は、入力されたデータに応じて、前記第２のキー制御装置に暗号化請求をフィードバックし、前記第２のキー制御装置が前記キー制御センターに前記暗号化請求をフィードバックし、
前記キー制御センターは、前記第２のキー制御装置からフィードバックされた前記暗号化請求を受信し、前記暗号化請求が前記キー制御センターにより認証・許可された後、前記キー制御センターは、前記第１のキー制御装置及び前記第２のキー制御装置に制御情報を送信し、
前記第１のキー制御装置は、前記制御情報を前記第１の量子キー配布装置に送信し、前記第２のキー制御装置は、前記制御情報を前記第２の量子キー配布装置に送信し、
前記第１の量子キー配布装置と前記第２の量子キー配布装置との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第１の量子キー及び第２の量子キーと呼び、前記第１の量子キー配布装置は生成された前記第１の量子キーを前記キー記憶装置に送信し、前記第２の量子キー配布装置は生成された前記第２の量子キーを前記データ暗号化・復号化記憶装置に送信し、
前記キー記憶装置は前記第１の量子キーを記憶し、前記第１の量子キーをＴｋと標記し、前記データ暗号化・復号化記憶装置は前記第２の量子キーにより入力されたデータを暗号化して、暗号文データを得て、前記データ暗号化・復号化記憶装置は、前記暗号文データをＴｄと標記し、前記暗号文データを暗号文データ記憶装置に出力し、
前記キー記憶装置は、前記第１のキー制御装置により前記第１の量子キーがＴｋと標記された結果を前記キー制御センターにフィードバックし、前記データ暗号化・復号化記憶装置は、前記第２のキー制御装置により前記暗号文データがＴｄと標記された結果を前記キー制御センターにフィードバックする、
ことを特徴とする、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項２】
前記データ暗号化・復号化記憶システムは、暗号文データ記憶装置をさらに含み、
前記暗号文データ記憶装置は前記データ暗号化・復号化記憶装置と通信可能に接続され、
前記データ暗号化・復号化記憶装置は、
データを入力するための入力端と、
前記データ暗号化・復号化記憶装置により暗号化又は復号化処理された後のデータを出力するための出力端と、を含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項３】
前記第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置とは、いずれも量子キー振り分け端末を採用している、
ことを特徴とする、請求項１に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項４】
前記キーリモートストレージシステムとデータ暗号化・復号化記憶システムとは、いずれも１つ又は複数であり、
１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムはキー制御センターと通信可能に接続され、
１つ又は複数のキーリモートストレージシステとデータ暗号化・復号化記憶システムとは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う、
ことを特徴とする、請求項１に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項５】
第１の光量子交換装置と、第２の光量子交換装置と、をさらに含み、
１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムにおける第１の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子交換装置に接続され、
１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システムにおける第２の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子交換装置に接続され、
第１の光量子交換装置は光ファイバーを介して第２の光量子交換装置と量子通信可能に接続される、
ことを特徴とする、請求項４に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項６】
第１の光量子波長分割多重化装置と、第２の光量子波長分割多重化装置と、をさらに含み、
１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムにおける第１の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子波長分割多重化装置に接続され、
１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システムにおける第２の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置に接続され、
前記第１の光量子波長分割多重化装置は光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置と量子通信可能に接続される、
ことを特徴とする、請求項４に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項７】
バックアップ暗号文データ記憶装置を含む暗号文データバックアップ記憶システムをさらに含み、
前記暗号文データ記憶装置は、前記暗号文データバックアップ記憶システムにおけるバックアップ暗号文データ記憶装置と通信可能に接続され、
前記暗号文データバックアップ記憶システムにおけるバックアップ暗号文データ記憶装置と暗号文データ記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行い、
前記暗号文データ記憶装置と前記キーリモートストレージシステムにおけるキー記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う、
ことを特徴とする、請求項１に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項８】
キーバックアップ記憶装置を含むキーリモートバックアップ記憶システムをさらに含み、
前記キーバックアップ記憶装置は前記キー記憶装置と通信可能に接続され、
前記キーバックアップ記憶装置とキー記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う、
ことを特徴とする、請求項１又は７に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム。
【請求項９】
キー記憶システムとデータ暗号化・復号化記憶システムとが、いずれも量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することを含み、
前記量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することは、具体的に、
データ暗号化・復号化記憶装置は、入力されたデータに応じて、第２のキー制御装置に暗号化請求をフィードバックし、第２のキー制御装置がキー制御センターに暗号化請求をフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センターは、第２のキー制御装置からフィードバックされた暗号化請求を受信し、暗号化請求がキー制御センターにより認証・許可された後、キー制御センターは、第１のキー制御装置及び第２のキー制御装置に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置は、制御情報を第１の量子キー配布装置に送信し、第２のキー制御装置は、制御情報を第２の量子キー配布装置に送信する、ステップ３と、
第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第１の量子キー及び第２の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置は生成された第１の量子キーをキー記憶装置に送信し、第２の量子キー配布装置は生成された第２の量子キーをデータ暗号化・復号化記憶装置に送信する、ステップ４と、
キー記憶装置は第１の量子キーを記憶し、第１の量子キーをＴｋと標記し、データ暗号化・復号化記憶装置は第２の量子キーにより入力されたデータを暗号化して、暗号文データを得て、データ暗号化・復号化記憶装置は、暗号文データをＴｄと標記し、暗号文データを暗号文データ記憶装置に出力する、ステップ５と、
キー記憶装置は、第１のキー制御装置により第１の量子キーがＴｋと標記された結果をキー制御センターにフィードバックし、データ暗号化・復号化記憶装置は、第２のキー制御装置により暗号文データがＴｄと標記された結果をキー制御センターにフィードバックする、ステップ６と、を含む、
ことを特徴とする、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶方法。
【請求項１０】
前記量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することは、
データ暗号化・復号化記憶装置は、入力された暗号文データの標記Ｔｄに応じて、復号化請求を第２のキー制御装置にフィードバックし、第２のキー制御装置は、復号化請求をキー制御センターにフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センターはＴｄと標記された暗号文データの復号化請求を受信し、復号化請求がキー制御センターにより認証・許可された後、キー制御センターは第１のキー制御装置及び第２のキー制御装置に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置は、制御情報を第１の量子キー配布装置に送信し、第１のキー制御装置は暗号文データの標記Ｔｄに応じて、キー記憶装置内からＴｋと標記された第１の量子キーを取り出し、第１のキー制御装置はＴｋと標記された第１の量子キーを復号化請求の復号化キーとする、ステップ３と、
第２のキー制御装置は制御情報を第２の量子キー配布装置に送信する、ステップ４と、
第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第３の量子キー及び第４の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置は生成された第３の量子キーを第１のキー制御装置に送信し、第２の量子キー配布装置は生成された第４の量子キーを第２のキー制御装置に送信する、ステップ５と、
第１のキー制御装置は、第３の量子キー及び復号化キーを暗号化処理することで暗号文を形成し、第１のキー制御装置は暗号文を第２のキー制御装置に送信する、ステップ６と、
第２のキー制御装置は、第３の量子キーと同じ第４の量子キーに応じて暗号文を復号化処理することで復号化キーを復号化し、第２のキー制御装置は復号化キーをデータ暗号化・復号化記憶装置に送信する、ステップ７と、
データ暗号化・復号化記憶装置は、復号化キーに応じて、入力されたＴｄと標記された暗号文データを復号化処理し、復号化処理後のデータを出力する、ステップ８と、
データ暗号化・復号化記憶装置は、第２のキー制御装置により復号化結果をキー制御センターにフィードバックする、ステップ９と、をさらに含む、
ことを特徴とする、請求項９に記載のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報伝送と記憶、並びに情報安全分野に関し、具体的には、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報は、社会の発展にとって重要な戦略資源であり、国家安全から個人のプライバシー保護のあらゆる方面に至るまで、すべてが情報安全に関係ある。ここで、デジタル技術の進みに伴って、情報をデータに変換して記憶したり伝送したりすることは、情報の転送や使用中において最も重要な２つの段階であり、これらの２つの段階においては、情報データが盗聴されたり盗み取られたりする安全リスクが存在するので、情報データを如何に安全的に保護するかは、永遠の課題である。
【０００３】
データ記憶分野においては、現在のデータ量の蓄積やデータ応用の大幅な広がりに伴って、パソコン、企業のサーバー、及びストレージセンターに加えて、各地のビッグデータ記憶・演算センター、クラウド記憶・クラウド演算センターの数や規模も爆発的に増加している。これらのセンターの出現により、データサービスのコストは大幅に低下され、応用もより一層便利になり、データ記憶の民衆の日常的な生活への普及を進めている。現在、データ記憶には、平文記憶と暗号化記憶という２つの方式があり、その内、最も多く利用されているデータ記憶方式は平文記憶という記憶方式である。しかし、平文記憶方式は便利であるが、データが公開的なので、他人に漏れたり盗み取られたりする問題があり、既に深刻な社会問題になっている。特に、ある重要なデータにとって、そのリスクは極大になり、他人に漏れてしまうと、巨大なる損害に繋がり、ひいては、取り戻すことができない損害を起こす。例えば、国家地理マッピング情報などがその一例である。一方、データ記憶において厳しい安全管理技術を適用して安全リスクを低下させ、データの安全性を向上させてもよい。現在、主に２種類の技術が用いられているが、その一つはシステムの保安を強化する技術であり、もう一つはデータを暗号文に暗号化して記憶する方法を採用する技術である。データ暗号化記憶の場合、記憶されたデータ内容が盗み取られたとしても、キーさえ盗み取られていなければ、データを盗み取った者はやはりそれらの暗号文を解読することができず、情報自体は安全になる。しかしながら、これらの２種類の技術は、侵入システムに侵入する難易度を向上し、データを解読する難易度を向上させたことに過ぎない。特に、複雑で大きいデータ記憶システムや欠陥のある記憶システムにおいては、依然としてデータが盗み取られたり解読されたりするリスクが存在し、且つ、データのバックアップ、災難対備、マルチライブ等に応用するには不便であり、データの安全性も依然として確実に保障できない。
【０００４】
現在、認証を受けたユーザの正常的な使用を保障するために、暗号化記憶データの暗号化と復号化キーとはデータベース内に記憶されていなければならなく、少なくとも同一の安全エリア内に記憶する必要がある。このようなキー記憶方法は、キーが伝送中に盗み取られることを防止でき、情報の漏洩を防止できる。しかし、データメモリやデータベースは外部のユーザー用端末と繋がる必要があり、原則的には、外部接続の任意の端末であってもウィルス等のパスワード盗取手段を利用して当該パスワードを盗取することができるので、データ安全に重大なリスクをもたらしている。
【０００５】
原則的には、暗号化・復号化キーと暗号文データとを分離して記憶し、且つ、キーを厳格に安全を保障できる場所に記憶する方が、データベースの安全を最適に保障できる。しかし、現在のデータベース暗号化は、いずれもパスワード手段を採用している。パスワード技術には、二種類がある。その一種類は、対称キーに基盤しており、その安全伝送や振り分け問題は未だに解決できない。もう一種類においてよく使われる非対称パスワード技術は数学難題に基づくものである。このようなキー体系は、原則的には、公開的にキーを振り分けることができるが、その安全性は証明されておらず、且つ、スーパーコンピューターや量子コンピューターに攻撃されるリスクがある。特に、量子コンピューターの攻撃に弱い。
【発明の概要】
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、上記の従来技術の問題に鑑みて、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム及び方法を提供することにある。このキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム及び方法は、従来技術がこれまで解決できなかった如何に暗号化キーと暗号文データとを安全に分離して記憶するかの課題を解決した。本発明は、構造化や非構造化のデータメモリ、データベース記憶、データバックアップ、クラウド記憶及びクラウド演算中のキー安全リモートストレージと暗号文データ暗号化・復号化記憶の問題を解決できる。暗号化キー量は、記憶データより数倍も小さいことが可能なので、リモートストレージやキーベース（キー記憶装置）の管理は、データを厳格に管理することより、その難易度が低い。従って、各種類の構造化や非構造化のデータメモリ及びデータベース、クラウド記憶及びクラウド演算の記憶と演算中の安全問題を効果的に解決できる。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の態様は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムであって、
キー制御センターと、
第１のキー制御装置と、キー記憶装置と、第１の量子キー配布装置と、を含むキーリモートストレージシステムと、
第２のキー制御装置と、データ暗号化・復号化記憶装置と、第２の量子キー配布装置と、を含むデータ暗号化・復号化記憶システムと、
を含み、
前記キー制御センターは第１のキー制御装置と通信可能に接続され、
前記キー制御センターは第２のキー制御装置と通信可能に接続され、
前記第１の量子キー配布装置は第２の量子キー配布装置と量子通信可能に接続され、
前記第１のキー制御装置はキー記憶装置及び第１の量子キー配布装置のそれぞれと通信可能に接続され、
前記キー記憶装置は第１の量子キー配布装置と通信可能に接続され、
前記第２のキー制御装置はデータ暗号化・復号化記憶装置及び第２の量子キー配布装置のそれぞれと通信可能に接続され、
前記データ暗号化・復号化記憶装置は第２の量子キー配布装置と通信可能に接続される。
【０００８】
本発明のさらに改善された技術案として、前記データ暗号化・復号化記憶システムは、暗号文データ記憶装置をさらに含み、前記暗号文データ記憶装置は前記データ暗号化・復号化記憶装置と通信可能に接続され、前記データ暗号化・復号化記憶装置は、データを入力するための入力端と、前記データ暗号化・復号化記憶装置により暗号化又は復号化処理された後のデータを出力するための出力端と、を含む。
【０００９】
本発明のさらに改善された技術案として、前記第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置とは、いずれも量子キー振り分け端末を採用している。
【００１０】
本発明のさらに改善された技術案として、前記キーリモートストレージシステムとデータ暗号化・復号化記憶システムとは、いずれも１つ又は複数であり、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムはキー制御センターと通信可能に接続され、１つ又は複数のキーリモートストレージシステとデータ暗号化・復号化記憶システムとは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う。
【００１１】
本発明のさらに改善された技術案として、第１の光量子交換装置と、第２の光量子交換装置と、をさらに含み、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムにおける第１の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子交換装置に接続され、１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システムにおける第２の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子交換装置に接続され、第１の光量子交換装置は光ファイバーを介して第２の光量子交換装置と量子通信可能に接続される。
【００１２】
本発明のさらに改善された技術案として、第１の光量子波長分割多重化装置と、第２の光量子波長分割多重化装置と、をさらに含み、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステムにおける第１の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子波長分割多重化装置に接続され、１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システムにおける第２の量子キー配布装置は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置に接続され、前記第１の光量子波長分割多重化装置は光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置と量子通信可能に接続される。
【００１３】
本発明のさらに改善された技術案として、バックアップ暗号文データ記憶装置を含む暗号文データバックアップ記憶システムをさらに含み、前記暗号文データ記憶装置は、前記暗号文データバックアップ記憶システムにおけるバックアップ暗号文データ記憶装置と通信可能に接続され、前記暗号文データバックアップ記憶システムにおけるバックアップ暗号文データ記憶装置と暗号文データ記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行い、前記暗号文データ記憶装置と前記キーリモートストレージシステムにおけるキー記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う。
【００１４】
本発明のさらに改善された技術案として、キーバックアップ記憶装置を含むキーリモートバックアップ記憶システムをさらに含み、前記キーバックアップ記憶装置は前記キー記憶装置と通信可能に接続され、前記キーバックアップ記憶装置とキー記憶装置とは、空間的に離れて記憶される、いわゆるリモートストレージを行う。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の他の態様は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶方法であって、前記キー記憶システムとデータ暗号化・復号化記憶システムとが、いずれも量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することを含む。
【００１６】
本発明のさらに改善された技術案として、前記量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することは、具体的に、データ暗号化・復号化記憶装置は、入力されたデータに応じて、第２のキー制御装置に暗号化請求をフィードバックし、第２のキー制御装置がキー制御センターに暗号化請求をフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センターは、第２のキー制御装置からフィードバックされた暗号化請求を受信し、暗号化請求がキー制御センターにより認証・許可された後、キー制御センターは、第１のキー制御装置及び第２のキー制御装置に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置は、制御情報を第１の量子キー配布装置に送信し、第２のキー制御装置は、制御情報を第２の量子キー配布装置に送信する、ステップ３と、
第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第１の量子キー及び第２の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置は生成された第１の量子キーをキー記憶装置に送信し、第２の量子キー配布装置は生成された第２の量子キーをデータ暗号化・復号化記憶装置に送信する、ステップ４と、
キー記憶装置は第１の量子キーを記憶し、第１の量子キーをＴｋと標記し、データ暗号化・復号化記憶装置は第２の量子キーにより入力されたデータを暗号化して、暗号文データを得て、データ暗号化・復号化記憶装置は、暗号文データをＴｄと標記し、暗号文データを暗号文データ記憶装置に出力する、ステップ５と、
キー記憶装置は、第１のキー制御装置により第１の量子キーがＴｋと標記された結果をキー制御センターにフィードバックし、データ暗号化・復号化記憶装置は、第２のキー制御装置により暗号文データがＴｄと標記された結果をキー制御センターにフィードバックする、ステップ６と、を含む。
【００１７】
本発明のさらに改善された技術案として、前記量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することは、データ暗号化・復号化記憶装置は、入力された暗号文データの標記Ｔｄに応じて、復号化請求を第２のキー制御装置にフィードバックし、第２のキー制御装置は、復号化請求をキー制御センターにフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センターはＴｄと標記された暗号文データの復号化請求を受信し、復号化請求がキー制御センターにより認証・許可された後、キー制御センターは第１のキー制御装置及び第２のキー制御装置に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置は、制御情報を第１の量子キー配布装置に送信し、第１のキー制御装置は暗号文データの標記Ｔｄに応じて、キー記憶装置内からＴｋと標記された第１の量子キーを取り出し、第１のキー制御装置はＴｋと標記された第１の量子キーを復号化請求の復号化キーとする、ステップ３と、
第２のキー制御装置は制御情報を第２の量子キー配布装置に送信する、ステップ４と、
第１の量子キー配布装置と第２の量子キー配布装置との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第３の量子キー及び第４の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置は生成された第３の量子キーを第１のキー制御装置に送信し、第２の量子キー配布装置は生成された第４の量子キーを第２のキー制御装置に送信する、ステップ５と、
第１のキー制御装置は、第３の量子キー及び復号化キーを暗号化処理することで暗号文を形成し、第１のキー制御装置は暗号文を第２のキー制御装置に送信する、ステップ６と、
第２のキー制御装置は第３の量子キーと同じ第４の量子キーに応じて暗号文を復号化処理することで復号化キーを復号化し、第２のキー制御装置は復号化キーをデータ暗号化・復号化記憶装置に送信する、ステップ７と、
データ暗号化・復号化記憶装置は復号化キーに応じて、入力されたＴｄと標記された暗号文データを復号化処理し、復号化処理後のデータを出力する、ステップ８と、
データ暗号化・復号化記憶装置は第２のキー制御装置により復号化結果をキー制御センターにフィードバックする、ステップ９と、をさらに含む。
【００１８】
本発明は以下のような有益な効果を奏する。
【００１９】
１．本発明において、キー記憶装置とデータ暗号化・復号化記憶装置とが異なるシステム内に設けられているので、本発明は、量子技術により安全で確実にキーリモートストレージシステムとデータ暗号化・復号化記憶システムとを任意的な距離に離れるようにすることで、暗号化・復号化キーとデータとをリモートで個別に記憶できる。一方の場所に記憶されたデータ内容が盗まれたとしても、他方の場所のキーさえ盗まれていなければ、データを盗取した者はやはりそれらの暗号文を解読できず、情報自体は安全である。従って、同じ地点に記憶されたデータと暗号化・復号化キーとがともに盗まれることを防止でき、暗号化・復号化キーの伝送中に無条件に安全を保障でき、データ記憶の安全性を向上させる。これは、従来のパスワード技術によっては、実現できなかった。
【００２０】
２．本発明は、構造性データベース、非構造性データベース、クラウド安全や災難対備データ等を暗号化して保護する技術に広く用いられることができ、データベース記憶、アクセス、クラウド記憶及び演算、災難対備及びデータ伝送中に存在するデータ安全問題を解決して、データ安全防護レベルを向上させることができる。
【００２１】
３．本発明のキー記憶端（キー記憶装置）は、体積が小さく、電力消耗が小さく、より高いレベルの安全防護を容易に設置でき、その分、データ記憶の安全レベルを向上させる。
【００２２】
４．本発明に係るキー記憶端（キー記憶装置）とデータ記憶端（データ暗号化・復号化記憶システム）はリモートストレージを行い、距離は任意的に制御でき、データ記憶の安全性や災難対備、安全防護の利用の便利性を総合的に向上させ、データ安全防護のコストを低下させている。
【００２３】
５．本発明の最適化された態様は、データ内容がアクセス又は変更された後、以前のキーを新規のキーに交換でき、データは改めて暗号化記憶ができ、暗号化キーの更新メカニズムは、データ記憶の安全性をさらに増加させる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の構成模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１の構成模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施例２の構成模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施例３の構成模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施例４の構成模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施例５の構成模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施例６の構成模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施例７の構成模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施例８の構成模式図である。
【図１０】図１０は、本発明のキー制御センターの内部構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下においては、本発明の具体的な実施例を図１から図１０により詳細に説明する。記述された実施例は、本発明の一部の実施例のみであり、全部の実施例ではないことを指摘しておく。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働なしで得られた全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【００２６】
図１を参照すると、本発明は、キー制御センター１と、キーリモートストレージシステム２と、データ暗号化・復号化記憶システム３とを含むキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムを提供する。
【００２７】
前記キー制御センター１は、管理及び安全制御決裁情報入力を含み、前記キーリモートストレージシステム２は、第１のキー制御装置４と、キー記憶装置５と、第１の量子キー配布装置６とを含み、前記データ暗号化・復号化記憶システム３は、第２のキー制御装置７と、データ暗号化・復号化記憶装置９と、第２の量子キー配布装置８とを含み、前記キー制御センター１は第１のキー制御装置４と通信可能に接続され、前記キー制御センター１は第２のキー制御装置７と通信可能に接続され、前記第１の量子キー配布装置６は第２の量子キー配布装置８と量子通信可能に接続され、前記第１のキー制御装置４はキー記憶装置５及び第１の量子キー配布装置６のそれぞれと通信可能に接続され、前記キー記憶装置５は第１の量子キー配布装置６と通信可能に接続され、前記第２のキー制御装置７はデータ暗号化・復号化記憶装置９及び第２の量子キー配布装置８のそれぞれと通信可能に接続され、前記データ暗号化・復号化記憶装置９は第２の量子キー配布装置８と通信可能に接続される。キーリモートストレージシステム２とデータ暗号化・復号化記憶システム３との間の物理的距離は任意の距離に設定できる。
【００２８】
前記データ暗号化・復号化記憶システム３は、暗号文データ記憶装置１０をさらに含み、前記暗号文データ記憶装置１０は前記データ暗号化・復号化記憶装置９と通信可能に接続され、前記データ暗号化・復号化記憶装置９は入力端と出力端とを含み、前記データ暗号化・復号化記憶装置９の入力端はデータを入力するためのものであり、前記データ暗号化・復号化記憶装置９の出力端は、前記データ暗号化・復号化記憶装置９により暗号化または復号化処理された後的データを出力するためのものである。
【００２９】
前記第１の量子キー配布装置６と第２の量子キー配布装置８とは、いずれも量子キー振り分け端末（ＱＫＤ）を採用している。
【００３０】
前記キーリモートストレージシステム２とデータ暗号化・復号化記憶システム３とは、いずれも１つ又は複数であり、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステム２はキー制御センター１と通信可能に接続され、１つ又は複数のキーリモートストレージシステム２とデータ暗号化・復号化記憶システム３とはリモートストレージを行う。
【００３１】
本発明は、第１の光量子交換装置と、第２の光量子交換装置と、をさらに含み、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステム２における第１の量子キー配布装置６は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子交換装置に接続され、１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システム３における第２の量子キー配布装置８は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子交換装置に接続され、第１の光量子交換装置は、光ファイバーを介して第２の光量子交換装置と量子通信可能に接続される。
【００３２】
本発明は、第１の光量子波長分割多重化装置と、第２の光量子波長分割多重化装置と、をさらに含み、１つ又は複数の前記キーリモートストレージシステム２における第１の量子キー配布装置６は、いずれも光ファイバーを介して第１の光量子波長分割多重化装置に接続され、１つ又は複数の前記データ暗号化・復号化記憶システム３における第２の量子キー配布装置８は、いずれも光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置に接続され、前記第１の光量子波長分割多重化装置は光ファイバーを介して第２の光量子波長分割多重化装置と量子通信可能に接続される。
【００３３】
本発明は、暗号文データバックアップ記憶システム１７をさらに含み、前記暗号文データバックアップ記憶システム１７はバックアップ暗号文データ記憶装置１８を含み、前記暗号文データ記憶装置１０は前記暗号文データバックアップ記憶システム１７におけるバックアップ暗号文データ記憶装置１８と通信可能に接続され、前記暗号文データバックアップ記憶システム１７におけるバックアップ暗号文データ記憶装置１８と暗号文データ記憶装置１０とはリモートストレージを行い、前記暗号文データ記憶装置１０と前記キーリモートストレージシステム２におけるキー記憶装置５とはリモートストレージを行い、前記リモートストレージとは、個々の記憶装置が空間的に離れて記憶を行うことをいう。
【００３４】
本発明は、キーリモートバックアップ記憶システム２７をさらに含み、前記キーリモートバックアップ記憶システム２７は、キーバックアップ記憶装置を含み、前記キーバックアップ記憶装置は前記キー記憶装置５と通信可能に接続され、前記キーバックアップ記憶装置とキー記憶装置５とはリモートストレージを行う。
【００３５】
本発明のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶方法は、前記キー記憶システムとデータ暗号化・復号化記憶システムとが、いずれも量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することを含む。
【００３６】
前記量子キー配布技術を採用してデータ暗号化記憶を実現することは、具体的に、暗号化ステップと復号化ステップとを含み、システム暗号化ステップと復号化ステップとは、いずれも任意の装置により起動でき、前記任意の装置には、キー制御センター、いずれのキーリモートストレージシステム及びデータ暗号化・復号化記憶システムが含まれ、第１の種類の典型的な作動ステップは、以下の通りである。前記暗号化ステップは、
データ暗号化・復号化記憶装置９は入力されたデータに応じて、暗号化請求を第２のキー制御装置７にフィードバックし、第２のキー制御装置７は、暗号化請求をキー制御センター１にフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センター１は第２のキー制御装置７によりフィードバックされた暗号化請求を受信し、暗号化請求がキー制御センター１により認証・許可された後、キー制御センター１は第１のキー制御装置４及び第２のキー制御装置７に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置４は制御情報を第１の量子キー配布装置６に送信し、第２のキー制御装置７は制御情報を第２の量子キー配布装置８に送信する、ステップ３と、
第１の量子キー配布装置６と第２の量子キー配布装置８との間において量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第１の量子キー及び第２の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置６は生成された第１の量子キーをキー記憶装置５に送信し、第２の量子キー配布装置８は生成された第２の量子キーをデータ暗号化・復号化記憶装置９に送信する、ステップ４と、
キー記憶装置５は第１の量子キーを記憶し、第１の量子キーをＴｋと標記し、データ暗号化・復号化記憶装置９は入力されたデータを第２の量子キーにより暗号化して、暗号文データを得て、データ暗号化・復号化記憶装置９は暗号文データをＴｄと標記し、暗号文データ記憶装置１０に出力する、ステップ５と、
キー記憶装置５は第１のキー制御装置４により第１の量子キーＴｋがと標記された結果をキー制御センター１にフィードバックし、データ暗号化・復号化記憶装置９は第２のキー制御装置７により暗号文データがＴｄと標記された結果をキー制御センター１にフィードバックし、キー制御センター１は暗号化請求処理結果を標記する、ステップ６と、を含む。
【００３７】
前記復号化ステップは、
データ暗号化・復号化記憶装置９は入力された暗号文データの標記Ｔｄに応じて、復号化請求を第２のキー制御装置７にフィードバックし、第２のキー制御装置７は復号化請求をキー制御センター１にフィードバックする、ステップ１と、
キー制御センター１はＴｄと標記された暗号文データの復号化請求を受信し、復号化請求がキー制御センター１により認証・許可された後、キー制御センター１は第１のキー制御装置４及び第２のキー制御装置７に制御情報を送信する、ステップ２と、
第１のキー制御装置４は制御情報を第１の量子キー配布装置６に送信し、第１のキー制御装置４は暗号文データの標記Ｔｄに応じて、キー記憶装置５内からＴｋと標記された第１の量子キーを取り出し、第１のキー制御装置４はＴｋと標記された第１の量子キーを復号化請求の復号化キーとする、ステップ３と、
第２のキー制御装置７は制御情報を第２の量子キー配布装置８に送信する、ステップ４と、
第１の量子キー配布装置６と第２の量子キー配布装置８との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第３の量子キー及び第４の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置６は生成された第３の量子キーを第１のキー制御装置４に送信し、第２の量子キー配布装置８は生成された第４の量子キーを第２のキー制御装置７に送信する、ステップ５と、
第１のキー制御装置４は第３の量子キー及び復号化キーに対して一回一パスワードの暗号化処理を行って暗号文を形成し、第１のキー制御装置４は暗号文を第２のキー制御装置７に送信する、ステップ６と、
第２のキー制御装置７は第３の量子キーと同じ第４の量子キーに応じて暗号文に対して一回一パスワードの復号化処理を行って復号化キーを復号化し、第２のキー制御装置７は復号化キーをデータ暗号化・復号化記憶装置９に送信する、ステップ７と、
データ暗号化・復号化記憶装置９は復号化キーに応じて入力されたＴｄと標記された暗号文データを復号化処理し、復号化処理後のデータを出力する、ステップ８と、
データ暗号化・復号化記憶装置９は第２のキー制御装置７により復号化結果をキー制御センター１にフィードバックし、キー制御センター１は復号化請求処理結果を標記する、ステップ９と、を含む。
【００３８】
なお、第２の種類の典型的な作動ステップは以下の通りである。前記暗号化ステップは、
キー制御センター１は暗号化請求を受信し、暗号化請求がキー制御センター１により認証・許可された後、キー制御センター１は第１のキー制御装置４及び第２のキー制御装置７に制御情報を送信する、ステップ１と、
第１のキー制御装置４は制御情報を第１の量子キー配布装置６に送信し、第２のキー制御装置７は制御情報を第２の量子キー配布装置８に送信する、ステップ２と、
第１の量子キー配布装置６と第２の量子キー配布装置８との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第１の量子キー及び第２の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置６は生成された第１の量子キーをキー記憶装置５に送信し、第２の量子キー配布装置８は生成された第２の量子キーをデータ暗号化・復号化記憶装置９に送信する、ステップ３と、
キー記憶装置５は第１の量子キーを記憶し、第１の量子キーをＴｋと標記し、データ暗号化・復号化記憶装置９は入力されたデータを第２の量子キーにより暗号化して、暗号文データを得て、データ暗号化・復号化記憶装置９は暗号文データをＴｄと標記し、暗号文データ記憶装置１０に出力する、ステップ５と、
キー記憶装置５は第１のキー制御装置４により第１の量子キーがＴｋと標記された結果をキー制御センター１にフィードバックし、データ暗号化・復号化記憶装置９は第２のキー制御装置７により暗号文データがＴｄと標記された結果をキー制御センター１にフィードバックする、ステップ６と、を含む。
【００３９】
前記復号化ステップは、
キー制御センター１はＴｄと標記された暗号文データの復号化請求を受信し、復号化請求がキー制御センター１により認証・許可された後、キー制御センター１は第１のキー制御装置４及び第２のキー制御装置７に制御情報を送信する、ステップ１と、
第１のキー制御装置４は制御情報を第１の量子キー配布装置６に送信し、第１のキー制御装置４は暗号文データの標記Ｔｄに応じて、キー記憶装置５内からＴｋと標記された第１の量子キーを取り出し、第１のキー制御装置４はＴｋと標記された第１の量子キーを復号化請求の復号化キーとする、ステップ２と、
第２のキー制御装置７は制御情報を第２の量子キー配布装置８に送信する、ステップ３と、
第１の量子キー配布装置６と第２の量子キー配布装置８との間において、量子通信により１組の同じ量子キーを生成し、当該組の同じ量子キーをそれぞれ第３の量子キー及び第４の量子キーと呼び、第１の量子キー配布装置６は生成された第３の量子キーを第１のキー制御装置４に送信し、第２の量子キー配布装置８は生成された第４の量子キーを第２のキー制御装置７に送信する、ステップ４と、
第１のキー制御装置４は第３の量子キー及び復号化キーを暗号化処理（一回一パスワード）して暗号文を形成し、第１のキー制御装置４は暗号文を第２のキー制御装置７に送信する、ステップ５と、
第２のキー制御装置７は第３の量子キーと同じ第４の量子キーに応じて暗号文を復号化処理（一回一パスワード）して復号化キーを復号化し、第２のキー制御装置７は復号化キーをデータ暗号化・復号化記憶装置９に送信する、ステップ６と、
データ暗号化・復号化記憶装置９は復号化キーに応じて入力されたＴｄと標記された暗号文データを復号化処理し、復号化処理後のデータを出力する、ステップ７と、
データ暗号化・復号化記憶装置９は第２のキー制御装置７により復号化結果をキー制御センター１にフィードバックする、ステップ８と、を含む。
【００４０】
以下、８つの具体的な実施例により上記のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムを具体的に応用する。
【００４１】
実施例１
図２を参照すると、図２は、キーリモートストレージシステム２とデータ暗号化・復号化記憶システム３とがデータベースシステムに応用される基本的な構成のみを示している。つまり、データベース暗号化記憶及びアクセスと、データベース安全バックアップを構築する基本的な安全原理を示している。キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システム及びデータベースシステムにおいて各種類の安全制御装置の組み合わせを完成し、データの安全性を向上させる。具体的な構成は以下の通りである。
【００４２】
このキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムはデータベース応用システムに含まれる。データベース応用システムとは、構造化データベース応用システム、又は、非構造化データベース応用システム、又は、クラウド記憶応用システムを言う。システム全体の構成には、制御センター、キーリモートストレージシステム２、データ暗号化・復号化記憶システム３、データ安全記憶システム１５及び暗号文データバックアップ記憶システム１７が含まれる。
【００４３】
制御センターは、キー制御センター１及びデータベース制御センターを含み、データ安全記憶システム１５は、安全管理端末１１、業務端末１２、安全防護装置１３、データ制御装置１４、暗号文データ記憶装置１０（ここで、暗号文データ記憶装置１０はデータ暗号化・復号化記憶システム３内に設けられてもよい）及びバックアップデータ配布装置１６を含み、キー制御センター１は、キーリモートストレージシステム２、データ暗号化・復号化記憶システム３及び安全防護装置１３のそれぞれと通信可能に接続される。安全防護装置１３は、安全管理端末１１、業務端末１２及びデータ暗号化・復号化記憶システム３のそれぞれと通信可能に接続され、データ暗号化・復号化記憶システム３におけるデータ暗号化・復号化記憶装置９は暗号文データ記憶装置１０と通信可能に接続される。
【００４４】
安全管理端末１１とは、データベースに対して総括的に管理及び制御を行うプラットフォームを意味し、データベース管理システムを含む。業務端末１２とは、作業者に業務処理のために提供されるプラットフォームを意味し、業務処理システム、データ業務知能端末を含む。安全防護装置１３とは、安全防護方法及び装置を意味し、ファイアウォール装置、侵入検知装置、ウイルス防護装置、バグスキャン装置、安全監査装置を含み、伝統的な安全技術により、システム安全防護のレベルを向上させる。暗号文データバックアップ記憶システム１７はバックアップ暗号文データ記憶装置１８を含み、バックアップ暗号文データ記憶装置１８は暗号文データをバックアップして、データ伝送過程がポイントツーポイントで安全になるようにするとともに、データ耐災害性のために安値なバックアップ方式を提供する。
【００４５】
キー制御センター１はキーリモートストレージシステム２及びデータ暗号化・復号化記憶システム３を作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法と同様である。
【００４６】
実施例２
図３を参照すると、図３は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムがデータベースダブルライブに応用される基本的な構成及び原理のみを示している。キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムとデータベースダブルライブシステム暗号化装置との組み合わせを完成し、データベースダブルライブシステムの安全性を大幅に向上させるとともに、ダブルライブデータベース応用の高い信頼性を向上させる。具体的な構成は以下の通りである。
【００４７】
このキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムのデータベースダブルライブシステムであって、データベース応用システムは、構造化データベース応用システム、又は、非構造化データベース応用システム、又は、クラウド記憶応用システムのダブルライブ又はマルチライブデータベースシステムであってもよい。システムの構成には、制御センター、キーリモートストレージシステム２、ダブルライブデータベースの第１の記憶システム１９及びダブルライブデータベースの第２の記憶システム２０が含まれる。
【００４８】
制御センターは、キー制御センター１及びダブルライブデータベース制御センターを含み、ダブルライブデータベースの第１の記憶システム１９は、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１及び第１のデータ同期装置２３を含み、ダブルライブデータベースの第２の記憶システムは、第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２及び第２のデータ同期装置２４を含み、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１及び第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２は同様なシステムである。さらに、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１及び第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２は、図３のデータベースダブルライブのような実施例である。データベースマルチライブを実施する際に、データ暗号化・復号化記憶システム３は複数であってもよい。第１のデータ同期装置２３及び第２のデータ同期装置２４は同様なシステムである。
【００４９】
制御センターにおけるキー制御センター１はダブルライブデータベースの第１の記憶システム１９における第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１と通信可能に接続され、ダブルライブデータベースの第２の記憶システム２０における第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２はキーリモートストレージシステム２と通信可能に接続され、キーリモートストレージシステム２は、いずれも第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１及び第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２と互いに量子通信可能に接続され、第１のデータ同期装置２３と第２のデータ同期装置２４との間は通信可能に接続され、第１のデータ同期装置２３は第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１における暗号文データ記憶装置１０と通信可能に接続され、第２のデータ同期装置２４は第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２における暗号文データ記憶システムと通信可能に接続され、制御センターにおけるキー制御センター１は、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１、第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２及びキーリモートストレージシステム２を作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法と同様である。
【００５０】
実施例３
図４を参照すると、図４は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムがダブルキーリモートストレージシステム２に適用される基本的な構成及び原理のみを示している。キー多地点リモートストレージを実現し、キー記憶効率及び安全性を保障している。このダブルキーリモートストレージシステム２は、キー制御センター１、データ安全記憶システム１５、第１のキーリモートストレージシステム２５及び第２のキーリモートストレージシステム２６を含み、データ安全記憶システム１５はデータ暗号化・復号化記憶システム３を含む。
【００５１】
キー制御センター１はデータ暗号化・復号化記憶システム３、第１のキーリモートストレージシステム２５及び第２のキーリモートストレージシステム２６が作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法とほぼ同様であり、暗号化・復号化キー請求を行う時、キー制御センター１がキー記憶安全策略、記憶最適化策略及びキー標記Ｔｋに応じて、第１のキーリモートストレージシステム２５又は第２のキーリモートストレージシステム２６とインタラクティブを行うことを定める点において異なる。同様に、キーリモートストレージシステム２は複数であってもよく、マルチキーリモートストレージの最適化をさらに向上させる。
【００５２】
実施例４
図５を参照すると、図５は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムのキーリモートバックアップ記憶システム２７の基本的な構成及び原理のみを示しており、キーリモートストレージバックアップを実現し、キー記憶の信頼性及びロバスト性を向上させる。
【００５３】
本実施例は、キー制御センター１、キーリモートストレージシステム２、キーリモートバックアップ記憶システム２７及びデータ暗号化・復号化記憶システム３を含み、キーリモートバックアップ記憶システム２７はキーリモートストレージシステム２の構成及び装置と同様であり、キー制御センター１は、データ暗号化・復号化記憶システム３、キーリモートストレージシステム２及びキーリモートバックアップ記憶システム２７が作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法とほぼ同様であり、暗号化・復号化キー請求を行う時、キー制御センター１がバックアップキー記憶安全及び最適化策略に応じて、制御指令を同様にキーリモートバックアップ記憶システム２７に送信し、キーリモートストレージシステム２における第１の量子キー配布装置６、キーリモートバックアップ記憶システム２７における量子キー配布装置及びデータ暗号化・復号化記憶システム３における量子キー配布装置が量子通信により３つの同じ量子キーを生成して、データ暗号化・復号化過程を完成する点において異なる。同様に、キーリモートバックアップ記憶システム２７は複数であってもよく、マルチバックアップキーリモートストレージの最適化をさらに向上させる。
【００５４】
実施例５
図６を参照すると、図６は、キーリモートストレージに基盤するデータ暗号化・復号化記憶装置９がクラウドデータベース安全記憶システムに適用される基本的な構成及び原理のみを示しており、クラウドデータベース安全記憶を実現している。
【００５５】
基本的な構造は、キー制御センター１、キーリモートストレージシステム２及びクラウドデータ安全記憶システムを含み、クラウドデータ安全記憶システムは、データ暗号化・復号化記憶システム３、クラウド記憶サービス装置２８及びクラウド記憶装置２９を含み、クラウド記憶装置２９はデータ暗号化・復号化記憶システム３におけるデータ暗号化・復号化記憶装置９と通信可能に接続され、クラウド記憶サービス装置２８はクラウドデータ分散システム及びクラウドデータ模擬記憶ビューを含み、クラウド記憶サービス装置２８は、クラウドサービスデータ処理を完成する。前記クラウド記憶装置２９は、クラウドメモリ装置を含み、データボトムレイヤーの記憶及び管理を完成する。キー制御センター１は、データ暗号化・復号化記憶システム３及びキーリモートストレージシステム２が作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法と同様である。クラウド記憶サービス装置２８がデータをデータ暗号化・復号化記憶装置９に送信すると、図１に構成された暗号化方法及び復号化方法により、最終的には、暗号文データをクラウド記憶装置２９に送信して、クラウドデータ暗号化安全記憶過程を完成する。
【００５６】
実施例６
図７を参照すると、図７は、キーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムが分散式データベース安全記憶システムに適用される基本的な構成及び原理のみを示しており、分散式データベース安全記憶を実現する。
【００５７】
この分散式データベース安全記憶システムは、キー制御センター１、キーリモートストレージシステム２、分散式データ暗号化・復号化記憶システム３０、分散式記憶システム３１を含み、分散式データ暗号化・復号化記憶システム３０は、データ暗号化・復号化記憶システム３及び分散式記憶サービスエンジン装置３２を含み、分散式記憶サービス装置４は、第１の分散式記憶装置３３、第２の分散式記憶装置３４、第３の分散式記憶装置３５を含み、分散式記憶サービスエンジン装置３２はデータ暗号化・復号化記憶システム３におけるデータ暗号化・復号化装置と通信可能に接続され、分散式記憶システム３１はデータ暗号化・復号化記憶システム３と通信可能に接続され、前記分散式記憶サービスエンジン装置３２はデータベース解析、実行、最適化合併装置を含み、前記分散式記憶システム３１には、１つ又は複数の分散式記憶装置が含まれており、キー制御センター１は、データ暗号化・復号化記憶システム３におけるデータ暗号化・復号化装置及びキーリモートストレージシステム２が作動するように制御し、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法と同様である。分散式記憶サービスエンジン装置３２がデータをデータ暗号化・復号化記憶システム３に送信すると、図１に構成された暗号化方法及び復号化方法により、最終的には、暗号文データを分散式記憶システム３１における分散式記憶装置に送信して、分散式データ暗号化安全記憶過程を完成する。
【００５８】
実施例７
図８を参照すると、図８は、他のキーリモートストレージに基盤する暗号化データ記憶システムが分散式データベース安全記憶システムに適用される基本的な構成及び原理のみを示しており、分散式データベース安全記憶を実現する。
【００５９】
この分散式データベース安全記憶システムは、キー制御センター１、キーリモートストレージシステム２、第１の分散式記憶システム３６、第２の分散式記憶システム３７を含み、第１の分散式記憶システム３６は、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１を含み、第２の分散式記憶システム３７は、第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２を含み、第１のデータ暗号化・復号化記憶システム２１及び第２のデータ暗号化・復号化記憶システム２２における暗号文データ記憶装置は分散式記憶装置である。
【００６０】
この分散式データベース安全記憶システムは、３つ又は複数の分散式記憶システムを含んでもよく、個々の分散式記憶システムがデータ記憶又は読み取りを行う時、具体的な暗号化方法及び復号化方法は図１に構成された暗号化方法及び復号化方法と同様である。
【００６１】
実施例８
図９を参照すると、図９は、キーリモートストレージシステム２及びデータ暗号化・復号化記憶システム３が３つのデータ記憶端において運用されることのみを示している。つまり、３つの記憶端間において互いに信頼できる場合に、記憶端同士の間においてデータ安全を保障する構造を構築する原理を示している。当該構造はキーリモートストレージ及びデータ暗号化・復号化記憶装置９とデータベースバックアップ装置との組み合わせを完成し、データの安全性及びデータベースバックアップの信頼性を大幅に向上させるとともに、量子キー配布装置の数を減少させ、配置のコストを節約している。具体的な構成は以下の通りである。
【００６２】
図９は、３ポイントデータベース暗号化応用及びキーバックアップシステムを示しており、データベース応用システムは構造化データベース応用システム、又は、非構造化データベース応用システム、又は、クラウド記憶応用システムであってもよく、システムの構成には、キー制御センター１、Ａ端記憶システム３８、Ｂ端記憶システム３９及びＣ端記憶システム４０が含まれる。
【００６３】
Ａ端記憶システム３８は、Ａ量子キー配布装置、Ａキーデータ暗号化・復号化記憶装置、Ｃキー記憶装置、Ａ暗号文データ記憶装置、Ｂバックアップ暗号文データ記憶装置を含み、Ｂ端記憶システム３９は、Ｂ量子キー配布装置、Ｂキーデータ暗号化・復号化記憶装置、Ａキー記憶装置、Ｂ暗号文データ記憶装置及びＣバックアップ暗号文データ記憶装置を含み、Ｃ端記憶システム４０は、Ｃ量子キー配布装置、Ｃキーデータ暗号化・復号化記憶装置、Ｂキー記憶装置、Ｃ暗号文データ記憶装置及びＡバックアップ暗号文データ記憶装置を含み、前記Ａ端、Ｂ端、Ｃ端における量子キー配布装置同士は、いずれも量子通信により接続され、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣの任意の２ポイント間の量子キー配布を形成し、それらは互いに干渉又は影響しない。前記Ａ端記憶システム３８におけるＢバックアップ暗号文データ記憶装置はＢ端記憶システム３９におけるＢ暗号文データ記憶装置に通信により接続され、Ａ端記憶システム３８でのＢ暗号文データ記憶装置のバックアップを実現する。前記Ｂ端記憶システム３９におけるＣバックアップ暗号文データ記憶装置はＣ端記憶システム４０におけるＣ暗号文データ記憶装置と通信可能に接続され、Ｂ端記憶システム３９でのＣ暗号文データ記憶装置のバックアップを実現する。前記Ｃ端記憶システム４０におけるＡバックアップ暗号文データ記憶装置はＡ端記憶システム３８におけるＡ暗号文データ記憶装置と通信可能に接続され、Ｃ端記憶システム４０でのＡ暗号文データ記憶装置のバックアップを実現する。
【００６４】
Ａ端記憶システム３８におけるＡキーデータ暗号化・復号化記憶装置、Ｂ端記憶システム３９におけるＢキーデータ暗号化・復号化記憶装置、Ｃ端記憶システム４０におけるＣキーデータ暗号化・復号化記憶装置は、いずれも図１のデータ暗号化・復号化記憶装置９から派生されたものである。つまり、データ暗号化・復号化記憶装置９の元に、復号化キー記憶装置５を追加しており、且つ、通信により接続される。当該通信接続は安全エリア内に制限され、物理的に独立な記憶装置に配置されて、他の装備と物理的に離間されている。Ａ端記憶システム３８におけるＡキーデータ暗号化・復号化記憶装置中のデータ暗号化・復号化記憶装置９は、Ａデータを暗号化し、暗号化された暗号文データをＡ暗号文データ記憶装置に記憶し、Ａ暗号文データ記憶装置中の暗号文データは、さらに、通信によりＣ端記憶システム４０におけるＡバックアップ暗号文データ記憶装置にバックアップされ、Ａデータの復号化キーはＢ端記憶システム３９におけるＡキー記憶装置（つまり、図１のキーリモートストレージシステム２におけるキー記憶装置５）に記憶される。同様に、Ｂ端記憶システム３９におけるＢキーデータ暗号化・復号化記憶装置中のデータ暗号化・復号化記憶装置９はＢデータを暗号化し、暗号化された暗号文データをＢ暗号文データ記憶装置に記憶し、Ｂ暗号文データ記憶装置中の暗号文データは、さらに、通信によりＡ端キーリモートストレージシステム２におけるＢバックアップ暗号文データ記憶装置にバックアップされ、Ｂデータの復号化キーはＣ端記憶システム４０におけるＢキー記憶装置に記憶される。同様に、Ｃ端記憶システム４０におけるＣキーデータ暗号化・復号化記憶装置中のデータ暗号化・復号化記憶装置９は、データを暗号化し、暗号化された暗号文データをＣ暗号文データ記憶装置に記憶し、Ｃ暗号文データ記憶装置中の暗号文データは、さらに、通信によりＢ端記憶システム３９におけるＣバックアップ暗号文データ記憶装置にバックアップされ、Ｃデータの復号化キーは、Ａ端記憶システム３８におけるＣキー記憶装置に記憶される。
【００６５】
Ａ端記憶システム３８におけるＣキー記憶装置、Ｂ端記憶システム３９におけるＡキー記憶装置、Ｃ端記憶システム４０におけるＢキー記憶装置は、いずれも図１のキーリモートストレージシステム２に属し、３ポイント間のキーリモートストレージ及びデータベース暗号化の方法を実現している。つまり、Ａデータ復号化キーは、Ｂ端エリアに記憶され、Ｂデータ復号化キーはＣ端エリアに記憶され、Ｃデータ復号化キーはＡ端エリアに記憶される。この方法は、データベース記憶の安全性を向上させることに有利で、Ａ、Ｂ、Ｃの３ポイントにおいて記憶安全システムを構築するコストを低減させることにも有利である。本実施例は、キー制御センター１により、総合的に、キー制御装置によりＡ量子キー配布装置、Ｂ量子キー配布装置及びＣ量子キー配布装置のそれぞれを作動するように制御する。
【００６６】
図１０を参照すると、キー制御センター１は、業務配布ユニット４２、システム運転監視報告ユニット４１、システム業務決裁ユニット４４、システム安全策略制御ユニット４３、通信ユニット４５を含み、システム安全策略制御ユニット４３は、予め安全策略を設けて置き、実時間的に管理制御決裁入力に応答して、決裁データを形成し、システム運転監視報告ユニット４１及びシステム業務決裁ユニット４４の業務処理請求に応答する。前記管理制御決裁入力は、管理人により関連規定や業務要求に応じて管理制御決裁を指示する。前記業務処理請求は、キーリモートストレージシステム２及びデータ暗号化・復号化記憶システム３が連動して運転することで生成され、システム状態報告、プロセス制御請求、処理結果報告等のメッセージが含まれる。
【００６７】
以上の実施例から分かるように、本発明は安全で確実に暗号化・復号化キーとデータとをリモートで個別に記憶することを実現し、暗号化・復号化キーの伝送中において無条件に安全を保障でき、データ記憶の安全性を向上させる。これらは、従来のパスワード技術により実現できなかったことである。本発明は、構造性データベース、非構造性データベース、クラウド安全及び災難対備データ等を暗号化保護する技術に広く用いられて、データベース記憶、アクセス、クラウド記憶及び演算、災難対備及びデータ伝送中に存在するデータ安全問題を解決して、データ安全防護のレベルを向上させることができる。本発明のキー記憶端（キーリモートストレージシステム２）は、体積が小さく、電力消耗が小さく、高いレベルの安全防護を容易に行うことができ、その分、データ記憶の安全レベルを向上させる。本発明のキー記憶端（キーリモートストレージシステム２）及びデータ記憶端（データ暗号化・復号化記憶システム３）リモートストレージは、距離を任意的に制御でき、総合的にデータ記憶の安全性、災難対備防治の容易性を向上させ、且つ、データ安全防護のコストを低減させる。本発明の最適化された態様は、データ内容がアクセス又は変更された後、以前のキーを新規のキーに交換でき、データは再び暗号化記憶され、暗号化キーの更新メカニズムを提供し、データ記憶の安全性をさらに向上させる。
【００６８】
本発明は、現在の量子暗号化ネットの暗号化伝送システムと比較して、以下の点で区別される。
【００６９】
１．本発明において、データを保護するために用いられるキーはリモートに記憶されており、後者がネット伝送チャネルにおいてデータストリームを保護するために用いられるキーはローカルに記憶されている。
【００７０】
２．本発明は、好ましくは、データ記憶分野に用いられ、特に、データ暗号化記憶のために安全で信頼できる暗号化キーを提供し、暗号文データアクセスのために安全で信頼できる復号化キーを提供する。そのうち、後者はデータ伝送分野に用いられ、データストリームのために伝送中に秘密が漏洩されることを防止するメカニズムを提供する。
【００７１】
３．本発明は、好ましくは、データバックアップに用いられ、データ記憶端（データ暗号化・復号化記憶システム３）の暗号文データは任意的にバックアップでき、バックアップデータストリームの安全性は情報伝送チャネルと関係なく、ポイントツーポイントのデータストリームの高い安全性を保障できる。後者はデータの“最後の１キロ”の伝送安全を保障し難く、ポイントツーポイントのデータストリームの安全性は十分ではない。
【００７２】
本発明の保護範囲は、以上の実施の形態を含むが、それらに限られない。本発明の保護範囲は、請求の範囲により示され、本技術に対して施された当業者が容易に想到できる置き換え、変形、及び改善は、全てが本発明の保護範囲に含まれる。
【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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