(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムにおいて、
窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである復号シャッフルセンタコンピュータとが通信回線を通じて相互に通信可能に接続され、
前記窓口センタコンピュータは、外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号データリストを前記復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、前記復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、該データリストを復号結果リストとして出力するものであり、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、前記窓口センタコンピュータから転送されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセンタコンピュータが所有している復号鍵を用いた部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータへ返送するものであることを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムにおいて、
暗号データリストを外部から受け取る窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、それぞれが復号鍵を所有する複数の復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである複数の復号シャッフルセンタコンピュータとが通信回線を通じて相互に通信可能に接続され、
前記窓口センタコンピュータは、受け取った暗号データリストを第１の復号シャッフルセンタコンピュータに転送し、
前記第１の復号シャッフルセンタコンピュータは、前記窓口センタコンピュータから受け取った暗号データリストに対して、対応する公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、対応する復号鍵を用いて部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータに返送し、
前記窓口センタコンピュータは、前記第１の復号シャッフルセンタコンピュータから返送されたデータリストを、第２の復号シャッフルセンタコンピュータに送信し、
前記窓口センタコンピュータは、最後の復号シャッフルセンタコンピュータから返送されたデータリストを、復号結果リストとして出力するものであることを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、該暗号データリスト上の各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムにおいて、
窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、それぞれが復号鍵を所有する複数の復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである複数の復号シャッフルセンタコンピュータとが通信回線を通じて相互に通信可能に接続され、
前記窓口センタコンピュータは、
外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号データリストを処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセンタコンピュータ以外の復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、処理順序が前記データリストの返送元復号シャッフルセンタコンピュータの次の復号シャッフルセンタコンピュータに対して前記返送されてきたデータリストを暗号データリストとして転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、該データリストを復号結果リストとして出力する構成を有し、
前記各復号シャッフルセンタコンピュータは、
前記窓口センタコンピュータから転送されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセンタコンピュータが所有している復号鍵を用いた部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータへ返送する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、正しく順番入れ替え処理を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証明を前記窓口センタコンピュータに報告する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項５】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、正しく順番入れ替え処理を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証明を前記処理結果のデータリストに付して前記窓口センタコンピュータに報告する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項６】
請求項４または５記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明が正しいことを検証する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項７】
請求項４または５記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明が正しいことを検証した後、前記復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきたデータリストを暗号データリストとして、処理順序が次の復号シャッフルセンタコンピュータに転送する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項８】
請求項４，５，６または７記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、前記復号結果リストに、全復号シャッフルセンタコンピュータから報告された証明を添付して出力する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項９】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信時に相手認証を行う構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１０】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信データに送信元のデジタル署名を付与する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１１】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
同一処理対象に対する、互いに関連する公開情報，暗号データリスト，復号シャッフルセンタコンピュータが所有する復号鍵に共通のセッションＩＤを付与し、
前記窓口センタコンピュータは、或るセッションＩＤに対応する暗号データリストを復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する場合および復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきた或るセッションＩＤの付与されたデータリストを暗号データリストとして復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する場合、前記暗号データリストに前記或るセッションＩＤを付与して復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する構成を有し、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、前記窓口センタコンピュータから或るセッションＩＤの付与された暗号データリストが転送されてきた場合、前記或るセッションＩＤの付与されている公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、前記或るセッションＩＤの付与されている復号鍵を用いて部分復号を行い、その結果のデータリストに前記或るセッションＩＤを付与して前記窓口センタコンピュータに返送する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１２】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータが、
セキュリティパラメータが入力されたとき、該セキュリティパラメータに基づいて共通公開情報を作成し、該作成した共通公開情報を全復号シャッフルセンタコンピュータへ通知し、全復号シャッフルセンタコンピュータから公開鍵が返送されてきたとき、全復号シャッフルセンタコンピュータからの公開鍵に基づいて暗号化用公開鍵を生成すると共に、該生成した暗号化用公開鍵と前記共通公開情報とを含んだ公開情報を公開する構成を有し、
前記復号シャッフルセンタコンピュータが、
前記窓口センタコンピュータから通知された共通公開情報に基づいて、公開鍵および復号鍵を生成し、前記生成した公開鍵を前記窓口センタコンピュータへ返送する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、公開鍵を前記窓口センタコンピュータへ返送するとき、正しく前記公開鍵を生成したことの証明を付して前記窓口センタコンピュータに返送する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、公開鍵に付された証明が正しいことを検証する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、公開鍵と、公開鍵に付与された証明を公開情報とともに公開する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１６】
請求項１２記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信時に相手認証を行う構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１７】
請求項１２記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信データに送信者のデジタル署名を付与する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１８】
請求項１１記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータに対して暗号データリストを転送する際、前記セッションＩＤに加えて、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，転送先の復号シャッフルセンタコンピュータに付与されている復号シャッフルセンタＩＤ及び自窓口センタコンピュータの署名も付加する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項１９】
請求項１１記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、データリストを前記窓口センタコンピュータへ返送する際、前記セッションＩＤに加えて、自復号シャッフルセンタコンピュータに付与されている復号シャッフルセンタＩＤ，前記窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ及び自復号シャッフルセンタコンピュータの署名も付加する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２０】
請求項１９記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、データリストを前記窓口センタコンピュータへ返送する際、正しく順番入れ替え処理を行ったことの証明データ及び正しく部分復号処理を行ったことの証明データも付加する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２１】
請求項８記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータが出力する情報が、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，外部から入力した暗号データリスト，該暗号データリストに対する復号結果リスト，前記暗号データリストに付与されているセッションＩＤ，全復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきた全データ及び窓口センタコンピュータの署名を含むことを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２２】
請求項１２記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータに対して共通公開情報およびセキュリティパラメータを通知する際、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，復号を行う全復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ，セッションＩＤ及び窓口センタコンピュータの署名を付加する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２３】
請求項１２または１３記載の匿名復号システムにおいて、
復号シャッフルセンタコンピュータは、窓口センタコンピュータに返信する情報に、前記窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，自復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ及び自復号シャッフルセンタコンピュータの署名を付加する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２４】
請求項１２記載の匿名復号システムにおいて、
前記窓口センタコンピュータが公開する公開情報は、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，セキュリティパラメータ，暗号化用公開鍵，全復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ及び全復号シャッフルセンタコンピュータが生成した公開鍵を含むことを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２５】
請求項４，５，９または１３記載の匿名復号システムにおいて、
復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明は、第三者により検証できるものであることを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２６】
請求項１，２または３記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、順番入れ替え処理に用いるデータの一部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号データリストを入力したとき、事前計算したデータを用いて順番入れ替え処理を行う構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２７】
請求項５記載の匿名復号システムにおいて、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、順番入れ替え処理が正しいことを証明する証明データの生成に用いるデータの一部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号データリストを入力したとき、事前に計算したデータを用いて前記証明データを生成する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２８】
請求項１乃至２７記載の何れか１つの匿名復号システムにおいて、
各投票者から送られてくる、投票データを前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化投票データを受け付け、その中から正当な投票者の正当な暗号化投票データを選別し、該選別した暗号化投票データを暗号データリストとして前記窓口センタコンピュータに送信する投票管理センタを備えたことを特徴とする匿名復号システム。
【請求項２９】
請求項２８記載の匿名復号システムにおいて、
前記各投票者は、正しく投票データを暗号化したことを証明する証明データを前記投票管理センタへ送信し、
前記投票管理センタは、各投票者から送られてきた証明データを検証する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３０】
請求項１乃至２７記載の何れか１つの匿名復号システムにおいて、
各入札者から送られてくる、入札値を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化入札値を受け付け、その中から正当な入札者の正当な暗号化入札値を選別し、該選別した暗号化入札値を暗号化データリストとして前記窓口センタコンピュータへ送信する入札管理センタを備えたことを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３１】
請求項３０記載の匿名復号システムにおいて、
前記各入札者は、正しく入札値を暗号化したことを証明する証明データを前記入札管理センタへ送信し、
前記入札管理センタは、各入札者から送られてきた証明データを検証する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３２】
請求項１乃至請求項２７記載の何れか１つの匿名復号システムにおいて、
各アンケート回答者から送られてくる、アンケート回答を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化アンケート回答を受け付け、その中から正当なアンケート回答者の正当な暗号化アンケート回答を選別し、該選別した暗号化アンケート回答を暗号化データリストとして前記窓口センタコンピュータへ送信する受付センタを備えたことを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３３】
請求項３２記載の匿名復号システムにおいて、
前記アンケート回答者は、正しくアンケート回答を暗号化したことを証明する証明データを前記受付センタへ送信し、
前記受付センタは、各アンケート回答者から送られてきた証明データを検証する構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
【請求項３４】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号方法において、
窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである復号シャッフルセンタコンピュータとを通信回線を通じて相互に通信可能に接続し、
前記窓口センタコンピュータが、外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号データリストを前記復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、
前記復号シャッフルセンタコンピュータが、前記窓口センタコンピュータから転送されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセンタコンピュータが所有している復号鍵を用いた部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータへ返送し、
前記窓口センタコンピュータが、前記復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、該データリストを復号結果リストとして出力することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項３５】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号方法において、
窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、それぞれが復号鍵を所有する複数の復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである複数の復号シャッフルセンタコンピュータとを通信回線を通じて相互に通信可能に接続し、
前記窓口センタコンピュータが、外部から受け取った暗号データリストを第１の復号シャッフルセンタコンピュータに転送し、
前記第１の復号シャッフルセンタコンピュータが、前記窓口センタコンピュータから受け取った暗号データリストに対して、対応する公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、対応する復号鍵を用いて部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータに返送し、
前記窓口センタコンピュータが、前記第１の復号シャッフルセンタコンピュータから返送されたデータリストを、第２の復号シャッフルセンタコンピュータに送信し、
前記窓口センタコンピュータが、最後の復号シャッフルセンタコンピュータから返送されたデータリストを、復号結果リストとして出力することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項３６】
指定された方法および指定された公開情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号データリストを入力として、該暗号データリスト上の各暗号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する匿名復号方法において、
窓口センタを構成するコンピュータである窓口センタコンピュータと、それぞれが復号鍵を所有する複数の復号シャッフルセンタを構成するコンピュータである複数の復号シャッフルセンタコンピュータとを通信回線を通じて相互に通信可能に接続し、
前記窓口センタコンピュータが、外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号データリストを処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、
前記各復号シャッフルセンタコンピュータが、前記窓口センタコンピュータから転送されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセンタコンピュータが所有している復号鍵を用いて部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓口センタコンピュータへ返送し、
前記窓口センタコンピュータが、処理順序が最後の復号シャッフルセンタコンピュータ以外の復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、処理順序が前記データリストの返送元復号シャッフルセンタコンピュータの次の復号シャッフルセンタコンピュータに対して前記返送されてきたデータリストを暗号データリストとして転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてきた場合、該データリストを復号結果リストとして出力することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項３７】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、正しく順番入れ替え処理を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証明を前記窓口センタコンピュータに報告することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項３８】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、正しく順番入れ替え処理を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証明を前記処理結果のデータリストに付して前記窓口センタコンピュータに報告することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項３９】
請求項３７または３８記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明が正しいことを検証することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４０】
請求項３７または３８記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明が正しいことを検証した後、前記復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきたデータリストを暗号データリストとして、処理順序が次の復号シャッフルセンタコンピュータに送信することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４１】
請求項３７，３８，３９または４０記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、復号結果リストに、全復号シャッフルセンタコンピュータから報告された証明を付して出力することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４２】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信時に相手認証を行うことを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４３】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信データに送信元のデジタル署名を付与することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４４】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
同一処理対象に対する、互いに関連する公開情報，暗号データリスト，復号シャッフルセンタコンピュータが所有する復号鍵に共通のセッションＩＤを付与し、
前記窓口センタコンピュータは、或るセッションＩＤに対応する暗号データリストを復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する場合および復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきた或るセッションＩＤの付与されたデータリストを暗号データリストとして復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する場合、前記暗号データリストに前記或るセッションＩＤを付与して復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、前記窓口センタコンピュータから或るセッションＩＤの付与された暗号データリストが転送されてきた場合、前記或るセッションＩＤの付与されている公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、前記或るセッションＩＤの付与されている復号鍵を用いて部分復号を行い、その結果のデータリストに前記或るセッションＩＤを付与して前記窓口センタコンピュータに返送することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４５】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータが、セキュリティパラメータが入力されたとき、該セキュリティパラメータに基づいて共通公開情報を作成し、該作成した共通公開情報を全復号シャッフルセンタコンピュータへ通知し、
前記全復号シャッフルセンタコンピュータが、前記窓口センタコンピュータから通知された共通公開情報に基づいて、公開鍵および復号鍵を生成し、前記生成した公開鍵を前記窓口センタコンピュータへ返送し、
前記窓口センタコンピュータが、前記全復号シャッフルセンタコンピュータから公開鍵が返送されてきたとき、前記全復号シャッフルセンタコンピュータからの公開鍵に基づいて暗号化用公開鍵を生成すると共に、該生成した暗号化用公開鍵と前記共通公開情報とを含んだ公開情報を公開することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４６】
請求項４５記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、公開鍵を前記窓口センタコンピュータへ返送するとき、正しく前記公開鍵を生成したことの証明を付与して前記窓口センタコンピュータに返送することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、公開鍵に付された証明が正しいことを検証することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４８】
請求項４６または４７記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、公開鍵と、公開鍵に付与された証明を公開情報とともに公開することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項４９】
請求項４５記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信時に相手認証を行うことを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５０】
請求項４５記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータ及び前記復号シャッフルセンタコンピュータは、通信データに送信元のデジタル署名を付することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５１】
請求項４４記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータに対して暗号データリストを転送する際、前記セッションＩＤに加えて、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，転送先の復号シャッフルセンタコンピュータに付与されている復号シャッフルセンタＩＤ及び自窓口センタコンピュータの署名も付加することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５２】
請求項４４記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、データリストを前記窓口センタコンピュータへ返送する際、前記セッションＩＤに加えて、自復号シャッフルセンタコンピュータに付与されている復号シャッフルセンタＩＤ，前記窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ及び自復号シャッフルセンタコンピュータの署名も付加することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５３】
請求項５２記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、データリストを前記窓口センタコンピュータへ返送する際、正しく順番入れ替え処理を行ったことの証明データ及び正しく部分復号処理を行ったことの証明データも付加することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５４】
請求項４１記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータが出力する情報が、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，外部から入力した暗号データリスト，該暗号データリストに対する復号結果，前記暗号データリストに付与されているセッションＩＤ，全復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきた全データ及び窓口センタコンピュータの署名を含むことを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５５】
請求項４５記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータは、復号シャッフルセンタコンピュータに対して共通公開情報およびセキュリティパラメータを通知する際、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，復号を行う全復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ，セッションＩＤ及び窓口センタコンピュータの署名を付加することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５６】
請求項４５または４６記載の匿名復号方法において、
復号シャッフルセンタコンピュータは、窓口センタコンピュータに返信する情報に、前記窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，自復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ及び自復号シャッフルセンタコンピュータの署名を付加することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５７】
請求項４５記載の匿名復号方法において、
前記窓口センタコンピュータが公開する公開情報は、自窓口センタコンピュータに付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，セキュリティパラメータ，暗号化用公開鍵，全復号シャッフルセンタコンピュータの復号シャッフルセンタＩＤ及び全復号シャッフルセンタコンピュータが生成した公開鍵を含むことを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５８】
請求項３７，３８，４２または４６記載の匿名復号方法において、
復号シャッフルセンタコンピュータが行った証明は、第三者により検証できるものであることを特徴とする匿名復号方法。
【請求項５９】
請求項３４，３５または３６記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、順番入れ替え処理に用いるデータの一部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号データリストを入力したとき、事前計算したデータを用いて順番入れ替え処理を行うことを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６０】
請求項３８記載の匿名復号方法において、
前記復号シャッフルセンタコンピュータは、順番入れ替え処理が正しいことを証明する証明データの生成に用いるデータの一部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号データリストを入力したとき、事前に計算したデータを用いて前記証明データを生成することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６１】
請求項３４乃至６０記載の何れか１つの匿名復号方法において、
投票管理センタが、各投票者から送られてくる、投票データを前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化投票データを受け付け、その中から正当な投票者の正当な暗号化投票データを選別し、該選別した暗号化投票データを暗号データリストとして前記窓口センタコンピュータに送信することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６２】
請求項６１記載の匿名復号方法において、
前記各投票者は、正しく投票データを暗号化したことを証明する証明データを前記投票管理センタへ送信し、
前記投票管理センタは、各投票者から送られてきた証明データを検証することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６３】
請求項３４乃至６０記載の何れか１つの匿名復号方法において、
入札管理センタが、各入札者から送られてくる、入札値を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化入札値を受け付け、その中から正当な入札者の正当な暗号化入札値を選別し、該選別した暗号化入札値を暗号化データリストとして前記窓口センタコンピュータへ送信することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６４】
請求項６３記載の匿名復号方法において、
前記各入札者は、正しく入札値を暗号化したことを証明する証明データを前記入札管理センタへ送信し、
前記入札管理センタは、各入札者から送られてきた証明データを検証することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６５】
請求項３４乃至請求項６０記載の何れか１つの匿名復号方法において、
受付センタが、各アンケート回答者から送られてくる、アンケート回答を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化アンケート回答を受け付け、その中から正当なアンケート回答者の正当な暗号化アンケート回答を選別し、該選別した暗号化アンケート回答を暗号化データリストとして前記窓口センタコンピュータへ送信することを特徴とする匿名復号方法。
【請求項６６】
請求項６５記載の匿名復号方法において、
前記アンケート回答者は、正しくアンケート回答を暗号化したことを証明する証明データを前記受付センタへ送信し、
前記受付センタは、各アンケート回答者から送られてきた証明データを検証することを特徴とする匿名復号方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、匿名復号技術に関し、特に、暗号データとの対応を秘匿して復号結果を出力する匿名復号技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の匿名復号システムとしては、例えば、特開平08-263575 号公報に記載されているものが知られている。ここに記載されている匿名復号システムは、Mix-net 方式に基づくものであり、図１０に示すように、複数の復号シャッフルセンタ１００−１〜１００−ｎと、インターネット等のネットワーク上に配置された外部からアクセス可能な電子掲示板２００とから構成されている。
【０００３】
各復号シャッフルセンタ１００−１〜１００−ｎは、部分復号手段１０１，シャッフル手段１０２，証明手段１０３を備えている。また、各復号シャッフルセンタ１００−１〜１００−ｎは、別途定められたセキュリティパラメータに従って生成された暗号化用の公開鍵と、復号用の復号鍵とを保持している。また、図１０に示した匿名復号システムでは、各復号シャッフルセンタ１００−１〜１００−ｎの公開鍵を合成したものをデータ暗号化のための暗号化用公開鍵としている。
【０００４】
複数のセンダ（図示せず）が、暗号化用公開鍵を用いて暗号化した暗号データを電子掲示板２００に書き込むと、処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタ１００−１が、上記複数のセンダが書き込んだ暗号データを暗号データリスト２０１として入力し、以下の処理を行う。
【０００５】
先ず、部分復号手段１０１を用いて、暗号データリスト２０１に対する部分復号処理を行う。このとき、部分復号手段１０１は、復号シャッフルセンタ１００−１が保持している復号鍵を使用する。次に、部分復号が行われた後の暗号データリストに対して、シャッフル手段１０２を使用して順番入れ替え処理を行う。その後、証明手段１０３を用いて、部分復号処理，順番入れ替え処理が正しく行われたことを証明する証明データを生成する。そして、最後に、部分復号処理，順番入れ替え処理を行った後の暗号データリスト（データリスト）と証明データとを含むデータ２０２−１を電子掲示板２００に書き込む。
【０００６】
電子掲示板２００にデータ２０２−１が書き込まれると、処理順序が第２番目の復号シャッフルセンタ１００−２が、データ２０２−１中のデータリストに対して、復号シャッフルセンタ１００−１が行った処理と同様の処理を行い、データリスト及び証明データを含むデータ２００−２を電子掲示板２００に書き込む。
【０００７】
以下、同様の動作が最後の復号シャッフルセンタ１００−ｎまで行われ、電子掲示板２００に、復号結果リスト，証明データを含んだデータ２０３が書き込まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の匿名復号システムは、電子掲示板を利用しているため、次のような問題があった。つまり、各復号シャッフルセンタに部分復号処理，順番入れ替え処理を行わせたり、各センダに証明データの検証を行わせるためには、各復号シャッフルセンタ，各センダから電子掲示板を自由にリードできるようにしなければならない。更に、不正行為を防止するためには、電子掲示板に対するデータの書き込みを、正当なセンダ，復号シャッフルセンタからの正当なデータのみに制限しなければならない。このように、従来の匿名復号システムは、各復号シャッフルセンタ，各センダから電子掲示板を自由にリードできるようにし、且つ、電子掲示板に対するデータの書き込みを、正当なセンダ，復号シャッフルセンタからの正当なデータのみに制限しなければならないため、管理が複雑になるという問題があった。
【０００９】
また、匿名性の保護の観点から、実際の運用においては、匿名復号システムを構成する個々の復号シャッフルセンタは、すべて別々の組織によって運用されることが望ましい。しかし、別組織によって運用される場合、システムに必要な重要な各種パラメータ（利用者がメッセージを暗号化するための鍵など) を決定する初期設定作業が煩雑になるおそれがある。このため、重要なパラメータの決定経緯が不明確になるおそれがあり、ひいてはシステムの正常な運用を妨げる可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、複雑な管理処理を不要にすると共に、初期設定作業を容易且つ確実に行えるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の匿名復号システムは、１個或いは複数個の復号シャッフルセンタコンピュータと、１個の窓口センタコンピュータとが通信回線を通じて相互に通信可能に接続される。復号シャッフルセンタコンピュータが１個の場合、窓口センタコンピュータは、外部から入力された暗号データリストを復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、復号シャッフルセンタコンピュータから返送されてきたデータリスト（上記復号シャッフルセンタコンピュータで暗号データリストに対して、部分復号処理，順番入れ替え処理を行ったもの）を復号結果リストとして出力する。
【００１２】
また、復号シャッフルセンタコンピュータが複数個の場合は、窓口センタコンピュータは、外部から入力された暗号データリストを処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタコンピュータへ転送し、上記復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてくると、それを暗号データリストとして処理順序が第２番目の復号シャッフルセンタコンピュータへ転送する。以下、窓口センタコンピュータは、或る復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてくると、それを暗号データリストとして処理順序が次の復号シャッフルセンタコンピュータへ転送するという処理を繰り返し行い、処理順序が最後の復号シャッフルセンタコンピュータからデータリストが返送されてくると、それを復号結果リストとして出力する。このように、本発明の匿名復号システムによれば、窓口センタコンピュータと復号シャッフルセンタコンピュータ間でデータをやり取りするだけで、暗号データリストを復号することが可能になり、電子掲示板を使用した従来の匿名復号システムのような複雑な管理処理が不要になる。
【００１３】
また、本発明の匿名復号システムは、セキュリティパラメータが入力されたとき、窓口センタコンピュータと各復号シャッフルセンタコンピュータが共同して暗号化用公開鍵を含む公開情報を生成するようにしているので、初期設定作業を容易且つ確実に行うことが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態としての匿名復号システムが示されている。この匿名復号システムは、ひとつの窓口センタ１０と、複数個（ｍ個）の復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍとから構成されている。
【００１６】
窓口センタ１０は、コンピュータによって構成されるものであり、外部からセキュリティパラメータが入力されたとき、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して初期設定処理を行い、暗号化用公開鍵等を含む公開情報を生成する機能や、外部から上記暗号化用公開鍵によって暗号化された暗号データを複数含む暗号データリストが入力されたとき、復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍを所定の順序（例えば、外部から指示された順序）で順次使用して上記暗号データリストを復号する機能等を有する。
【００１７】
このような機能を有する窓口センタ１０は、例えば、図２に示すように、窓口側初期設定手段１１と、復号制御手段１２とを備えている。
【００１８】
窓口側初期設定手段１１は、外部からセキュリティパラメータが入力されたとき、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して暗号化用公開鍵等を含む公開情報を生成し公開する機能等を有する。復号制御手段１２は、暗号データリストが入力されたとき、復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍを順次使用して暗号データリストを復号し、復号結果である復号結果リストを公開する機能等を有する。
【００１９】
窓口センタ１０に接続されている記録媒体Ｋ１０は、ディスク，半導体メモリ，その他の記録媒体であり、コンピュータからなる窓口センタ１０を匿名復号システムの一部として機能させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータからなる窓口センタ１０によって読み取られ、その動作を制御することで、窓口センタ１０上に窓口側初期設定手段１１，復号制御手段１２を実現する。
【００２０】
復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍは、コンピュータによって構成されるものであり、窓口センタ１０と例えば専用回線を介して接続されている。各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍは、窓口センタ１０と共同して初期設定処理を行う機能や、窓口センタ１０から送られてきた暗号データリストに対して、順番入れ替え処理，部分復号処理を行い、その処理結果を窓口センタ１０に返送する機能等を有する。
【００２１】
このような機能を有する復号シャッフルセンタ２０−ｊ（１≦ｊ≦ｍ）は、例えば、図３に示すように、シャッフル側初期設定手段２１と、シャッフル手段２２と、部分復号手段２３と、証明手段２４とを備えている。
【００２２】
シャッフル側初期設定手段２１は、窓口側初期設定手段１１と共同して初期設定処理を行う機能を有する。この初期設定処理に於いて、シャッフル側初期設定手段２１は、公開鍵，復号鍵の生成を行う。シャッフル手段２２は、窓口センタ１０から送られてきた暗号データリストに対して、順番入れ替え処理を行う機能を有する。部分復号手段２３は、シャッフル手段２２が順番入れ替え処理を行った後の暗号データリストに対して、部分復号処理を行う機能を有する。証明手段２４は、シャッフル手段２２の処理が正しいことを証明する証明データを生成する機能や、部分復号手段２３の処理が正しいことを証明する証明データを生成する機能を有する。
【００２３】
復号シャッフルセンタ２０−ｊに接続されている記録媒体Ｋ２０−ｊは、ディスク，半導体メモリ，その他の記録媒体であり、コンピュータからなる復号シャッフルセンタ２０−ｊを匿名復号システムの一部として機能させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータからなる復号シャッフルセンタ２０−ｊによって読み取られ、その動作を制御することで、復号シャッフルセンタ２０−ｊ上にシャッフル側初期設定手段２１，シャッフル手段２２，部分復号手段２３，証明手段２４を実現する。
【００２４】
次に、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００２５】
＜初期設定処理＞
先ず、初期設定処理について説明する。
【００２６】
外部からセッションＩＤの付加されたセキュリティパラメータ（ｐＬ，ｑＬ，ｔ）が入力されると、窓口センタ１０内の窓口側初期設定手段１１は、共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を生成する（図４，Ａ１）。ここで、ｐ，ｑは、エルガマル暗号のパラメータであり、或る整数ｋによりｐ＝ｋｑ＋１という関係にある２素数である。ｇは、法ｐにおける位数ｑの部分群を生成する生成元である。また、ｐＬ，ｑＬは、素数ｐ，ｑの長さであり、ｔは後述する順番入れ替え処理が正しいことを証明する証明データの生成時及び上記証明データの検証時に使用する繰り返し回数である。また、セッションＩＤは、処理対象を特定するための識別子であり、処理対象とは、例えば、県知事選挙，市議会議員選挙等である。
【００２７】
その後、窓口側初期設定手段１１は、共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を含んだ公開鍵生成依頼文を作成し、それに窓口センタ１０のディジタル署名およびセッションＩＤを付して全復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍへ転送する（Ａ２）。
【００２８】
各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍ内のシャッフル側初期設定手段２１は、公開鍵生成依頼文に付されているディジタル署名を検証することにより、相手認証を行う（Ａ３）。そして、署名が正しくなければ、例えば処理終了とする。これに対して、署名が正しければ、共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）の正当性を確認する。すなわち、（ｐ，ｑ，ｇ）が第[００２６]段落に記載されている関係を満たすかどうか調べる。正当性を確認できなければ、例えば処理終了とする。これに対して正当性を確認できれば、共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）に基づいて、公開鍵および復号鍵（秘密鍵）を生成し、それらを自復号シャッフルセンタ内に、セッションＩＤと対応付けて保持する（Ａ４）。例えば、処理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊにおいては、無作為にｘj mod ｑを選び、それを復号鍵とする。また、自復号シャッフルセンタ２０−ｊの公開鍵ｙjを
0003788246.tif 000002
により生成する。
【００２９】
その後、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍ内のシャッフル側初期設定手段２１は、ステップＡ４で生成した公開鍵に対して復号鍵を知っていることの証明データを生成する（Ａ５）。例えば、処理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊ内のシャッフル側初期設定手段２１では、公開鍵ｙjに対して復号鍵ｘjを知っていることの証明データy'j ，ｒj を
0003788246.tif 000003
により生成する。ここで、Ｈａｓｈは安全なハッシュ関数、βjは乱数である。
【００３０】
ステップＡ５の処理が終了すると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍ内のシャッフル側初期設定手段２１は、ステップＡ４で生成した公開鍵及びステップＡ５で生成した証明データを含む公開鍵登録依頼文を作成し、それに自復号シャッフルセンタのディジタル署名及びセッションＩＤを付して窓口センタ１０へ返送する（Ａ６）。
【００３１】
窓口センタ１０内の窓口側初期設定手段１１は、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから返送されてきた公開鍵登録依頼文に付されているディジタル署名を検証することにより相手認証を行い（Ａ７）、更に、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから返送されてきた公開鍵の正当性を
0003788246.tif 000004
により検証する（Ａ８）。
【００３２】
そして、復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから返送されてきた全ての公開鍵登録依頼文が、ステップＡ７，Ａ８の検証を通った場合は、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから返送されてきた公開鍵ｙ1〜ｙmを、
0003788246.tif 000005
により合成し、システム利用者がデータを暗号化する際に使用する暗号化用公開鍵Ｙを生成する（Ａ９）。
【００３３】
その後、窓口側初期設定手段１１は、暗号化用公開鍵Ｙ，各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの公開鍵ｙ1〜ｙm，共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）及び各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの復号シャッフルセンタＩＤ（どのような組織が復号を担当しているのかをシステム利用者に知らせるため）を含む公開情報を生成し、この公開情報をセッションＩＤと対応付けて公開する（Ａ１０）。以上が初期設定処理である。
【００３４】
次に、復号処理について説明する。
【００３５】
窓口センタ１０内の復号制御手段１２には、外部からｎ個の暗号データを含んだ暗号データリスト｛（Ｇi，Ｍi）｝(i=1,2,…,n)が入力される。この暗号データリストには、それがどの処理対象に関連するものであるのかを特定するためのセッションＩＤが付与されている。
【００３６】
暗号データ（Ｇi，Ｍi）は、データｍiに対応する暗号データであり、
0003788246.tif 000006
により得られたものである。ここで、データｍiは、位数がｑになるように選ばれているものとする。また、ｒiは、データｍiに対して任意に選んだ乱数である。
【００３７】
窓口センタ１０内の復号制御手段１２は、暗号データリスト｛（Ｇi，Ｍi）｝(i=1,2,…,n) が入力されると、Ｇi，Ｍiの位数がｑであることを全てのｉについて確認したのち、それに窓口センタ１０のディジタル署名，セッションＩＤを付して処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタ２０−１に転送する（図５，Ｂ１，Ｂ２）。尚、処理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊへ転送する暗号データリストは、｛（Ｇ(j)i, Ｍ(j)i ｝(i=1,2,…,n)と記すものとする。
【００３８】
復号シャッフルセンタ２０−１は、暗号データリスト｛（Ｇ(1)i， Ｍ(1)i）｝ (i=1,2,…,n)に付されているディジタル署名を検証することにより相手認証を行う（図６，Ｃ１）。そして、ディジタル署名が正しいものであれば、シャッフル手段２２，部分復号手段２３を用いて上記暗号データリストに対して順番入れ替え処理，部分復号処理を行い、処理結果であるデータリストを得る（Ｃ２，Ｃ３）。尚、順番入れ替え処理，部分復号処理については、後で詳細に説明する。その後、証明手段２４を用いてシャッフル手段２２，部分復号手段２３が行った処理が正しいことを示す証明データを生成し（Ｃ４）、データリスト，証明データにディジタル署名およびセッションＩＤを付して窓口センタ１０へ返送する（Ｃ５）。ここで、証明データは、データリストに付加して窓口センタ１０へ返送しても良いし、先にデータリストだけを返送し、後から証明データを個別で返送するようにしても良い。尚、証明データの生成方法については、後で詳細に説明する。
【００３９】
窓口センタ１０内の復号制御手段１２は、復号シャッフルセンタ２０−１からディジタル署名，セッションＩＤの付されたデータリスト，証明データが返送されてくると、ディジタル署名に基づいて、相手認証を行うと共に、証明データを検証する（図５，Ｂ３）。尚、証明データの検証方法については、後で詳細に説明する。そして、ディジタル署名，証明データが正しいものである場合は、処理順序が第２番目の復号シャッフルセンタ２０−２に、処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタ２０−１から返送されてきたデータリストを暗号データリストとして転送する（Ｂ４〜Ｂ６）。その際、復号制御手段１２は、暗号データリストに、セッションＩＤを付加する。
【００４０】
復号シャッフルセンタ２０−２でも、復号シャッフルセンタ２０−１と同様の処理が行われ（図６，Ｃ１〜Ｃ５）、窓口センタ１０にディジタル署名，セッションＩＤの付されたデータリスト，証明データが返送される。
【００４１】
これにより、窓口センタ１０内の復号制御手段１２は、前述した処理と同様の処理を行う（図５，Ｂ３〜Ｂ６）。以上の処理が繰り返し行われ、処理順序が最後の復号シャッフルセンタ２０−ｍからディジタル署名，セッションＩＤの付されたデータリスト，証明データが返却されると、復号制御手段２０は、上記データリストを復号結果リストとして公開する（Ｂ７）。その際、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから送られてきた各証明データ，セッションＩＤ，窓口センタ１０の窓口センタＩＤ，復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの復号シャッフルセンタＩＤも公開する。
【００４２】
以下に、シャッフル手段２２が行う順番入れ替え処理，部分復号手段２３が行う部分復号処理，証明手段２４が行う証明データ生成処理，復号制御手段１２が行う検証処理について詳しく説明する。
【００４３】
＜順番入れ替え処理＞
処理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊ内のシャッフル手段２２が行う順番入れ替え処理について説明する。順番入れ替え処理は、以下に述べるシャッフル処理と再暗号処理とからなる。
【００４４】
シャッフル手段２２は、先ず、シャッフル処理を行う。シャッフル処理においては、窓口センタ１０から送られてきた暗号データリスト｛（Ｇ(j)i，Ｍ(j)i ）｝(i=1,2,…,n)中の暗号データ（Ｇ(j)i，Ｍ(j)i）(i=1,2,…,n)に対して、ランダムに置換写像π(j) を決定し、それに基づいて（Ｇ(j)i，Ｍ(j)i）(i=1,2,…,n)の順番を入れ替え、新たに、
0003788246.tif 000007
を得る。以上がシャッフル処理である。このとき、
0003788246.tif 000008
が成り立っている。
【００４５】
シャッフル処理が終了すると、再暗号処理を行う。ここで、再暗号とは、暗号化されたデータの内容を変えずに暗号データの「見かけ」を変えることである。単に位置を変えただけでは、暗号データのビットパターンから暗号データを追跡することが可能であるため、再暗号処理が必要になる。
【００４６】
そこで、処理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊ内のシャッフル手段２２は、自復号シャッフルセンタ以降の復号シャッフルセンタの公開鍵を合成して、
0003788246.tif 000009
を求める。そして、シャッフル処理された
0003788246.tif 000010
に対して、乱数ｓ(j)i mod ｑを発生させて、
0003788246.tif 000011
により、｛（Ｇ'(j)i， Ｍ'(j)i）｝(i=1,2,…,n)を求める。
【００４７】
尚、Ｙjや、乱数ｓ(j)i の発生、および
0003788246.tif 000012
の計算は、暗号データリストを受け取る前に事前計算しておくことができる。事前計算した値を保存しておけば、各データ成分に対して、この再暗号処理は、１回の乗算のみで実現できる。
【００４８】
＜部分復号処理＞
次に、復号シャッフルセンタ２０−ｊ内の部分復号手段２３が行う部分復号処理について説明する。
【００４９】
部分復号手段２３は、シャッフル手段２２が順番入れ替え処理を行った｛（Ｇ'(j)i， Ｍ'(j)i）｝(i=1,2,…,n)に対して、自復号シャッフルセンタ２０−ｊが所有している復号鍵ｘj（暗号データリストに付されているセッションＩＤに対応する復号鍵）を用いて、
0003788246.tif 000013
を計算する。そして、
0003788246.tif 000014
をデータリストとして窓口センタ１０へ返送する。
【００５０】
＜証明データ生成処理＞
次に、証明手段２４が行う証明データ生成処理について説明する。尚、以下の説明においては、復号シャッフルセンタを特定する（ｊ）の表記を省略する。
【００５１】
先ず、シャッフル手段２２がデータリスト｛（Ｇ'i， Ｍ'i）｝(i=1,2,…,n) に対して、置換写像πを用いてシャッフル処理を行い、公開鍵情報（ｐ，ｑ，ｇ，Ｙj）と乱数列｛ｓi｝(i=1,2,…,n)を用いて｛（Ｇ(j)i， Ｍ(j)i）｝(i=1,2,…,n) を生成したことを、置換写像πと乱数列｛ｓi｝を秘密にして証明する証明データの生成方法について説明する。尚、以下の説明において、ｔはセキュリティパラメータ（繰り返し回数）である。
【００５２】
１．ｔ個のランダムな置換写像π'uと、ｔ×ｎ個の乱数｛ｓ’(u,v)｝を発生させ、
0003788246.tif 000015
をｕ＝１，２，…，ｔ、ｖ＝１，２，…，ｎに関して計算する。
２．
0003788246.tif 000016
を計算する。ここで、｜｜は連結を示す。
３．ｃのｕ番目（ｕ＝１，２，…，ｔ）のビットをｃ〔ｕ〕とすると、
0003788246.tif 000017
とおく。
証明データは、{（Ｇ'(j)i，Ｍ'(j)i）(i=1,2,…,n)｝，{Ａ(u,v)，Ｂ(u,v)｝，{αu｝，{β(u,v)｝となる。
【００５３】
尚、置換写像π’uや乱数｛ｓ’(u,v)｝の発生および
0003788246.tif 000018
の計算は、暗号データリストを受け取る前に事前計算しておくことができる。事前計算をした値を保存しておけば、処理時間を短縮することが可能になる。
【００５４】
次に、上記した｛（Ｇ'i， Ｍ'i）｝(i=1,2,…,n)に対して、自分の公開鍵ｙに対する秘密鍵ｘを用いて正しく計算した｛（Ｇ”i，Ｍ”i）(i=1,2,…,n)｝を窓口センタ１０に送ったことを秘密鍵ｘを漏らさずに証明する証明データの生成方法について説明する。
【００５５】
１．乱数ｒ mod ｑを生成する。
２．
0003788246.tif 000019
とおく。
３．α＝ｒ−ｃｘ mod ｑとおく。
以上のようにして求めたｃ, αが証明データとなる。
【００５６】
＜検証処理＞
次に、復号制御手段１２が行う検証処理について説明する。先ず、シャッフル手段２２の処理が正しいことを証明する証明データの検証について説明する。
【００５７】
１．公開された情報及び証明データから
0003788246.tif 000020
を計算する。
２．ｃのｕ番目（ｕ＝１，２，…，ｔ）のビットをｃ〔ｕ〕とすると、
・ｃ〔ｕ〕＝０のとき、
0003788246.tif 000021
が成り立つことを確認する。
・ｃ〔ｕ〕＝１のとき、
0003788246.tif 000022
が成り立つことを確認する。
３．Ｇ'i,Ｍ'iの位数がｑであることを確認する。
全てが確認できれば、証明データは正しいとみなす。
【００５８】
次に、部分復号手段２３が行った処理が正しいことを証明する証明データの検証について説明する。
【００５９】
１．全てのｉについてＧ’i＝Ｇ”iであることを確認する。
【００６０】
２．
0003788246.tif 000023
が成り立つことを確認する。
【００６１】
３．全てのｉについてＭ”qi＝１ mod ｐであることを確認する。
全てが確認できれば、証明データは正しいとみなす。
実際には、シャッフル証明と復号証明は一度に行われる。従って、復号結果として与えられている{Ｇ"i}(i=1,2,..,n)に対してＧ'i=Ｇ"iとなるはずの{Ｇ'i}(i=1,2,..,n)を送る必要はない。従って、実装では、シャッフル証明時に{Ｍ'i}(i=1,2,...,n)のみを送るようにする。
【００６２】
尚、以上の動作説明では説明を省略したが、窓口センタと復号シャッフルセンタとでデータをやり取りする場合には、データに転送先の窓口センタ，復号シャッフルセンタのＩＤ及び転送元の窓口センタ，復号シャッフルセンタのＩＤを付加するものとする。例えば、窓口センタ１０から復号シャッフルセンタ２０−１へデータを転送する場合には、復号シャッフルセンタ２０−１，窓口センタのＩＤをそれぞれ転送先，転送元として付加する。また、例えば、窓口センタ１０から全ての復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍへデータを転送する場合には、全復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍのＩＤ，窓口センタ１０のＩＤをそれぞれ転送先，転送元として付加する。
【００６３】
次に、図７を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、無記名電子投票を行う際に利用すると好適なものであり、図１に示した匿名復号システムが備えている構成に加え、投票管理センタ３０が追加されている。
【００６４】
投票管理センタ３０には、有権者名簿と、セキュリティパラメータと、選挙の投票期間と、セッションＩＤとが入力される。投票管理センタ３０は、上記セキュリティパラメータに上記セッションＩＤを付加し、窓口センタ１０へ転送する。
【００６５】
窓口センタ１０は、投票管理センタ３０からセッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータが送られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）を行い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報ｐ，ｑ，ｇ等を含む）を公開する。投票管理センタ３０は、その公開情報がセキュリティパラメータに従っていて正当なものであることを確認し、各投票者に通知する。
【００６６】
投票期間が始まると投票者は、自分の投票データを公開情報を基に暗号化し、投票者のディジタル署名を付加して投票管理センタ３０に送付する。ここで、第ｉ（＝１，２，…，ｎ）番目の投票者は、公開された公開鍵Ｙ及び共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を用いて投票内容ｍi を以下のように暗号化する。尚、ここで、投票内容は位数がｑになるように選ばれているものとする。
【００６７】
先ず、投票者は、任意の乱数ｒi mod ｑを選ぶ。次に、
0003788246.tif 000024
により得られた（Ｇi,Ｍi）を暗号投票データとする。この暗号投票データに自身のディジタル署名を付して投票センタ３０へ送付する。
【００６８】
ここで、投票者が正しくｍiを知って暗号投票データを作成したことの証明を施すことができる。例えば、第ｉ番目の投票者は、乱数γを発生させ、
0003788246.tif 000025
により、証明データα，ｔiを生成する。この証明は、
0003788246.tif 000026
により検証することができる。
【００６９】
或いは、第ｉ番目の投票者は、乱数γを発生させ、
0003788246.tif 000027
により、証明データα，ｔiを生成しても良い。この証明は、
0003788246.tif 000028
により検証することができる。
【００７０】
投票管理センタ３０は、署名を検証し、有権者名簿をもとに投票者の投票権を確認し、二重投票をチェックした後、投票を受け付ける。尚、証明データが付加されている場合は、更に、証明データを検証した後、投票を受け付ける。投票期間が終わると投票の受け付けを終了し、受け付けた暗号投票データを暗号データリストとして匿名復号システムの窓口センタ１０にディジタル署名付きで送信する。窓口センタ１０は、暗号データリストを受け取ると、前述の復号処理によってデータリストを復号し、復号結果や証明データを投票管理センタ３０に返送する。
【００７１】
投票管理センタ３０は、受け取った復号結果を復号後の投票データとして集計し、発表する。
【００７２】
次に、図８を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、匿名電子入札を行う際に利用すると好適なものであり、図１に示した匿名復号システムが備えている構成に加え、入札管理センタ４０が追加されている。
【００７３】
入札管理センタ４０には、入札者名簿と、セキュリティパラメータと、入札期間と、セッションＩＤとが入力される。入札管理センタ４０は、上記セキュリティパラメータに上記セッションＩＤを付加し、窓口センタ１０へ転送する。
【００７４】
窓口センタ１０は、入札管理センタ４０からセッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータが送られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）を行い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報ｐ，ｑ，ｇ等を含む）を公開する。入札管理センタ４０は、その公開情報がセキュリティパラメータに従っていて正当なものであることを確認し、各入札者に通知する。
【００７５】
入札期間が始まると入札者は、自分の入札値を公開情報を基に暗号化し、入札者のディジタル署名を付加して入札管理センタ４０に送付する。その際、自分の入札値を知っていることを証明する証明データ（第２の実施の形態で説明した証明データと同様の証明データ）を送付するようにしても良い。
【００７６】
入札管理センタ４０は、署名を検証し、入札者名簿をもとに入札者の入札権を確認し、二重の入札がないかをチェックした後、入札を受け付ける。尚、証明データも送付される場合には、証明データを検証した後、入札を受け付ける。入札期間が終わると入札の受け付けを終了し、受け付けた暗号入札値を暗号データリストとして匿名復号システムの窓口センタ１０に送信する。窓口センタ１０は、暗号データリストを受け取ると、前述の復号処理によってデータリストを復号し、復号結果や証明データを入札管理センタ４０に返送する。
【００７７】
入札管理センタ４０は、受け取った復号結果を復号後の入札値として発表する。
【００７８】
次に、図９を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、匿名電子アンケートを行う際に利用すると好適なものであり、図１に示した匿名復号システムが備えている構成に加え、受付センタ５０が追加されている。
【００７９】
受付センタ５０には、回答者名簿と、セキュリティパラメータと、アンケート期間と、セッションＩＤとが入力される。受付センタ５０は、上記セキュリティパラメータに上記セッションＩＤを付加し、窓口センタ１０へ転送する。
【００８０】
窓口センタ１０は、受付センタ５０からセッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータが送られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）を行い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報ｐ，ｑ，ｇ等を含む）を公開する。受付センタ５０は、その公開情報がセキュリティパラメータに従っていて正当なものであることを確認し、各アンケート回答者に通知する。
【００８１】
アンケート期間が始まるとアンケート回答者は、自分のアンケート回答を公開情報を基に暗号化し、アンケート回答者のディジタル署名を付加して受付センタ５０に送付する。その際、自分のアンケート回答を知っていることを証明する証明データ（第２の実施の形態で説明した証明データと同様の証明データ）を送付するようにしても良い。
【００８２】
受付センタ５０は、署名を検証し、回答者名簿をもとに回答者の回答権を確認し、二重回答がないかをチェックした後、アンケート回答を受け付ける。尚、証明データも送付される場合には、証明データを検証した後、アンケート回答を受け付ける。アンケート期間が終わるとアンケート回答の受け付けを終了し、受け付けた暗号アンケート回答を暗号データリストとして匿名復号システムの窓口センタ１０に送信する。窓口センタ１０は、暗号データリストを受け取ると、前述の復号処理によってデータリストを復号し、復号結果や証明データを受付センタ５０に返送する。
【００８３】
受付センタ５０は、受け取った復号結果を復号後のアンケート回答として発表する。
【００８４】
なお、本実施例で述べた以外にも、センタ或いは第三者が、公開されている情報やデータの正当性を適宜検証することが考えられる。また、証明方法に関する数式は一例であり、式を変更して同様の効果がえられることは同業者は容易に想定できることである。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、窓口センタと復号シャッフルセンタとの間でデータをやり取りするだけで暗号データリストを復号することが可能になり、電子掲示板を用いた従来の匿名復号システムのような複雑な管理処理が不要になるという効果がある。
【００８６】
また、本発明では、外部から入力されたセキュリティパラメータに基づいて、窓口センタと復号シャッフルセンタが共同して暗号化用公開鍵を含む公開情報を生成するので、初期設定操作を容易且つ確実に行うことが可能になる効果がある。
【００８７】
また、復号鍵という重要な秘密を管理する復号シャッフルセンタが、不特定多数からアクセスされる電子掲示板と直接接続する必要が生じないので、セキュリティ面の効果が顕著である。更に、復号シャッフルセンタの構成を、復号鍵に関わる処理と窓口センタとの通信機能のみに集約できるので、コンパクトに実現できるという効果がある。また、窓口センタと復号シャッフルセンタで、セッション管理機能と復号鍵管理機能をそれぞれ分担したので、１度きりの匿名復号のみならず、複数回の匿名復号処理や、電子投票、電子入札、電子アンケートなど、すべて高いセキュリティでサービスを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】窓口センタ１０の構成例を示すブロック図である。
【図３】復号シャッフルセンタ２０−ｊの構成例を示すブロック図である。
【図４】初期設定時の処理例を示す流れ図である。
【図５】復号制御手段１２の処理例を示す流れ図である。
【図６】復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの処理例を示す流れ図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来の技術を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１０…窓口センタ
１１…窓口側初期設定手段
１２…復号制御手段
Ｋ１０…記録媒体
２０−１〜２０−ｍ…復号シャッフルセンタ
２１…シャッフル側初期設定手段
２２…シャッフル手段
２３…部分復号手段
２４…証明手段
Ｋ２０−１〜Ｋ２０−ｍ…記録媒体
３０…投票管理センタ
４０…入札管理センタ
５０…受付センタ
１００−１〜１００−ｎ…復号シャッフルセンタ
１０１…部分復号手段
１０２…シャッフル手段
１０３…証明手段
２００…電子掲示板
２０１…暗号データリスト
２０２−１，２０２−２…処理された暗号データリスト，証明データを含むデータ
２０３…復号結果リスト，証明データを含むデータ
【図１】
0003788246.tif 000029
【図２】
0003788246.tif 000030
【図３】
0003788246.tif 000031
【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】
0003788246.tif 000036
【図９】
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【図１０】
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