JP2000049769A

JP2000049769A - 暗号通信システム及び暗号化手段を備える計算機

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Publication number: JP2000049769A
Application number: JP11228238A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takaragi; 和夫宝木; Yasuhiro Ishii; 保弘石井; Tsutomu Nakamura; 勤中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のユーザ端末とホスト計算機とが通信網を
介して接続され、第三者が通信網から傍受した暗号文を
復号化できないような暗号通信システムを提供する【解決手段】ホスト計算機は、データ鍵指定時におい
て、任意のユーザ端末から鍵指定情報を受信した場合
に、メモリ装置からユーザ端末と対応するユーザ秘密鍵
情報を読み出し、暗号処理部において、鍵指定情報とユ
ーザ秘密鍵情報とから第１データ鍵を復号化し、慣用鍵
暗号処理によって第１データ鍵から第１鍵情報を生成
し、第１鍵情報を上記制御部内に保持しておき、暗号通
信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化毎に、
マスタ慣用鍵を用いた慣用暗号処理によって第１鍵情報
から第１データ鍵を生成し、第１データ鍵を用いた慣用
鍵暗号処理によって通信文の暗復号化をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホスト計算機と任
意のユーザ端末とが通信網を介して暗号通信をおこなう
ための暗号通信システム及び暗号通信方法に係り、特に
は、暗号化及びその復号化に用いるデータ鍵を、ホスト
計算機及び任意のユーザ端末双方が指定できる暗号通信
システム及び暗号通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理，通信技術の進展と共に、情報
処理システムが人類に大きな恩恵をもたらす可能性が増
大している。そのためには、情報処理システムがセキュ
リティ面で十分な対策を施されていることが前提になる
ことは言うまでもない。

【０００３】情報処理システムのうち中心的な存在はメ
インフレームコンピュータであり、これを中心としたネ
ットワークが地理的，時間的制約を越えて世界的規模に
進展しつつある。このようなメインフレームコンピュー
タにおいて、暗号通信機能を持たせることはセキュリテ
ィ対策を行ううえでたいへん有用である。

【０００４】メインフレームコンピュータに暗号通信機
能を持たせる従来の技術として、メインフレームコンピ
ュータに暗号装置を外部接続するシステムが開示されて
いる。

【０００５】図９は、従来技術を説明するための図であ
る。

【０００６】同図において、ホストシステム１００８
は、端末１００１，端末１００３，端末１００５と通信
網１００７を介して通信できるようになっている。端末
１００１には予め、暗号化鍵ＫＭＴ１（１００２）が記
憶保持されている。また、ホストシステム１００８は、
記憶装置１０１６に暗号化鍵ＫＭＴ１を暗号化した形
（Ｅ_ＫＭ１（ＫＭＴ１）１０１７）で記憶しておく。

【０００７】ここで、記号Ｅｘ（Ｙ）はデータ（Ｙ）を
鍵（ｘ）を用いた慣用鍵暗号処理によって生成した暗号
文を示す。この慣用鍵暗号処理とは、暗号化（例えば、
関数Ｅｘ（平文）で表わす）とその復号化（例えば、関
数Ｄｘ（暗号文）で表わす）に同一の慣用暗号鍵（この
場合、ｘ）を用いるような暗号化処理のことである。

【０００８】端末１００３〜端末１００５とホストシス
テム１００８との間でも、同様な処理によって共通の暗
号化鍵の設定をおこなうことができる。

【０００９】ホストシステム１００８において、ホスト
本体（メインフレームコンピュータに相当）１００９は
記憶装置１０１６から「暗号化された暗号化鍵」Ｅ
_ＫＭ１（ＫＭＴ１）１０１７）をホスト本体のメモリー
１０２０に読み出す。次ぎに、ホスト本体１００９で
は、この「暗号化された暗号化鍵」Ｅ_ＫＭ１（ＫＭＴ
１）１０２０、および、ランダムに生成した乱数Ｒ１０
１２（後述するデータ鍵ＫＳとは結果的にＲ＝Ｅ_ＫＭ０
（ＫＳ）の関係を持つことになる）を暗号機１０１３の
入力データとして与え、その結果出力データとして与え
られた数値Ｅ_ＫＭＴ１（ＫＳ）をメモリー１０１０に保
持する。このＥ_ＫＭＴ１（ＫＳ）を生成するために、暗
号機１０１３は、入力データＥ_ＫＭ１（ＫＭＴ１）１０
２０、Ｒ１０１２と、予め内部に保持しているマスター
鍵ＫＭ０（１０１４）、ＫＭ１（１０１５）を用いて、
次ぎの処理（後述する公知文献、Ｐ２５２、ＲＦＭＫオ
ペレーション）をおこなう。

【００１０】を行う。

【００１１】こうすることにより、ホスト本体１００９
は、端末１００１が保持する鍵暗号化鍵ＫＭＴ１（１０
０２）で復号化できるような暗号文Ｅ_ＫＭＴ１（ＫＳ）
１０１０を得ることができる。このＥ_ＫＭＴ１（ＫＳ）
１０１０を通信網１００７経由で端末１００１に送信す
る。

【００１２】端末１００１とホストシステム１００８
が、相互に暗号通信を行う場合には、乱数Ｒから生成し
たこの暗号化鍵（ＫＳ）を用いて、送信データの暗号化
あるいは受信データの復号化をおこなう。

【００１３】今、通信網１００７上で通信データが傍受
される場合を考える。このＥ_ＫＭＴ１（ＫＳ）からデー
タ暗号化鍵ＫＳを復号化できるのは端末１００１とホス
トシステム１００８だけであり、端末１００３〜端末１
００５は鍵ＫＭＴ１を持たないため上記復号化はできな
い。したがって端末１００３〜端末１００５および、通
信網１００７上の盗聴者１０２１に暗号文を復号化され
内容を知られることはない。

【００１４】上述した従来技術は例えば、文献「暗号」
（カール・Ｈ・マイヤー，スティーブン・Ｍ・マティ
ス，自然社、１９８７年２月、ＰＰ１９５〜３５７）に
詳細に記載されている。

【００１５】また、上述したように、暗号化とその復号
化に同一の慣用暗号鍵を用いるような慣用鍵暗号処理の
他、暗号化とその復号化に異なる一対の公開鍵と秘密鍵
を用いる公開鍵暗号化処理を用いて暗号通信を行うシス
テムが知られている。

【００１６】図１０は、慣用鍵暗号処理と公開鍵暗号化
処理とを組み合わせて暗号通信を行うシステムの概要図
を示す。

【００１７】通信装置１１００は、通信網（略）を介し
て通信装置１２００と接続されている。通信装置１１０
０では、データ鍵を設定するために、まず、任意のデー
タ鍵（Ｋ）を生成し、公開鍵暗号処理部１１０１におい
て、公開鍵（Ｐ）を用いた公開鍵暗号処理によってデー
タ鍵Ｋを暗号化する。これを式で表わすと、ＰＳＡ
_Ｐ（Ｋ）となる。

【００１８】次ぎに、このＰＳＡ_Ｐ（Ｋ）を、交信先の
通信装置１２００に送信する。交信先通信装置１２００
では、受信したＰＳＡ_Ｐ（Ｋ）に対し、秘密鍵（Ｓ）を
用いた公開鍵暗号処理を行うことによって、データ鍵
（Ｋ）を復号しておく。その後は、各通信装置の暗号・
復号処理部１１０２，１２０２において、共通のデータ
鍵（Ｋ）を慣用鍵として用いた慣用鍵暗号化処理によっ
て、送信データの暗号化あるいは受信データの復号化を
行う。

【００１９】このように慣用鍵暗号処理と公開鍵暗号化
処理とを組み合わせて暗号通信を行うシステムについて
は、文献「ＮｅｗＤｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎＣｒ
ｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」（ＩＥＥＥ，Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒ
ｙ，Ｖｏｌ．ＩＴ２２，Ｎｏ．６，Ｎｏｖ．１９７６）
に記載されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したメインフレー
ムコンピュータ（ホスト）は、用途上多数のユーザが利
用する場合が多く、ホストへのアクセス権を有する第三
者が、通信網上のデータを傍受し、ホストにおいて解読
するような事態を防止することが重要となる。また、第
三者への解読防止と同時に、暗号通信を行うためのデー
タ鍵（ＫＳ）が、ホストのみならず、暗号通信を希望す
るデータ端末からも指定できることが重要な課題であ
る。

【００２１】上述した第三者への解読防止については、
上記文献「暗号」において、以下の如く解読する可能性
が生じる。

【００２２】いま、ユーザＡが、上述したようにＥ
_ＫＭＴ１（ＫＳ）１０１０を生成してＥ_ＫＭＴ１（Ｋ
Ｓ）１０１０を端末１００１に送信することによりデー
タ暗号化鍵ＫＳを端末１００１との間で共有したとす
る。このとき、暗号機１０１３と記憶装置１０１６への
アクセス権を有しているユーザＢは、ユーザＡに悪意を
抱き、暗号通信を解読することを目的として、通信網１
００７上を流れるＥ_ＫＭＴ１（ＫＳ）１０１０と、暗号
通信文Ｅ_ＫＳ（ｄａｔａ）を傍受し、記録したとする。
このとき、ユーザＢは暗号通信文を解読してｄａｔａを
得るために、記憶装置１０１６からＥ_ＫＭ１（ＫＭＴ
１）を読み出し、次の処理（文献、Ｐ２６５〜２６６、
ＲＥＴＫＥＹマクロ命令）を行う。

【００２３】この出力ＯＵＴ＝Ｅ_ＫＭ０（ＫＳ）をユーザＢが得るこ
とができれば、次の処理（公知文献、Ｐ２５０、ＤＣＰ
Ｈオペレーション）をおこなうことによって、暗号通信
文Ｅ_ＫＳ（ｄａｔａ）を復号化することができる。

【００２４】もっとも、上記文献では、そのような第三者へのデータ
解読を防ぐため、ＲＥＴＫＥＹマクロ命令の計算の過程
において、マスター鍵ＫＭ１で復号化し、かつ、マスタ
ー鍵ＫＭ０で暗号化するような処理を禁じる（公知文
献）、ＰＰ２６６−２６９）ようにすることを提案して
いる。しかしながら、そのような禁則処理をおこなう
と、第２の重要課題である端末からのデータ鍵の指定が
不可能となる。

【００２５】例えば、端末１００１が、Ｅ_ＫＭＴ１（Ｋ
Ｓ´）を指定してホストに送信することによって、デー
タ鍵ＫＳ´を共有しようとする。このとき、ホストはデ
ータ鍵ＫＳ´を得るために、次の処理を行う必要があ
る。

【００２６】Ｅ_ＫＭＴ１（ＫＳ´）⇒Ｅ_ＫＭ０（ＫＳ´）このような処理は上述した禁則処理によって実行不可能
となることはいうまでもない。

【００２７】また、文献「ＮｅｗＤｉｒｅｃｔｉｏｎ
ｓｉｎＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」においては、デ
ータ鍵（Ｋ）を復号化するための秘密鍵（Ｓ）が分から
ないかぎり、第三者によるデータ解読はありえない。し
かしながら、ユーザがデータ端末を使用する毎に、その
ような重要な秘密鍵を入力することは使用上望ましくな
い。

【００２８】特に、不特定多数のユーザが使用するよう
なホストにおいて、各ユーザが暗号通信文を復号化する
毎に各自の秘密鍵をキーボード等から入力するような場
合には、悪意を持った第三者がキーボードに入力された
データを傍受したり、ホストの保守員のために一定期間
記録されるホスト内部のダンプデータが何らかの原因で
第三者に漏洩する可能性がある。いずれの場合でも、各
ユーザの秘密鍵がそのままの形で第三者に漏洩すること
になる。

【００２９】メインフレームコンピュータに外部接続さ
れる暗号機内部のメモリに各ユーザの秘密鍵を記録すれ
ば、上述した第三者への漏洩はありえないが、システム
加入者の増減に即対応して書替えなければならないユー
ザの秘密鍵を暗号機メーカに管理させることは、システ
ム管理者にとって望ましくない。したがって、各ユーザ
の秘密鍵を、第三者への漏洩なく、かつ暗号機外部のホ
スト本体のメモリにどのように記録しておくかが重要な
課題となる。

【００３０】本発明の目的は、複数のユーザ端末とホス
ト計算機とが通信網を介して接続されるシステムにおい
て、第三者が通信網から傍受した暗号文を復号化できな
いような暗号通信システムを提供することにあり、特に
は、暗号文を復号するためのデータ鍵をデータ端末・ホ
スト計算機の双方が指定できるような暗号通信システム
を提供することにある。

【００３１】また、本発明の第２の目的は、上記暗号通
信システムを用いた暗号通信方法を提供することにあ
る。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の暗号通信システムでは、ホスト計算機が、
暗号化及びその復号化に一対の公開鍵と秘密鍵とを用い
る公開鍵暗号処理と同一の慣用鍵を用いる慣用鍵暗号処
理とをおこなう暗号処理部と、各ユーザ端末内部に保持
されたユーザ公開鍵と対の関係にある複数のユーザ秘密
鍵にマスタ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理をしたものを
ユーザ秘密鍵情報として記録しておくためのメモリ部
と、該暗号処理部及び各メモリ部の入出力制御を行う制
御部とを備え、ユーザ端末が指定したデータ鍵を用いて
相互に暗号通信をおこなうモードのデータ鍵指定時にお
いては、上記メモリ部から交信先のユーザ端末と対応す
るユーザ秘密鍵情報を読み出し、暗号処理部内部に保持
されたマスタ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理によって、
ユーザ秘密鍵情報からユーザ秘密鍵を復号化し、このユ
ーザ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理をおこなうことによ
って鍵指定情報からデータ鍵を復号し、暗号処理部内部
に保持されたマスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理をお
こなうことによってデータ鍵から生成した鍵情報を制御
部内に保持しておく。その後の暗号通信時においては通
信文の暗号化あるいは復号化毎に、暗号処理部内でマス
タ慣用鍵を用いた慣用暗号処理によって鍵情報からデー
タ鍵を生成し、このデータ鍵を用いた慣用鍵暗号処理に
よって上記通信文の暗号化あるいは復号化をおこなうよ
うにする。

【００３３】また、ホスト計算機は、更に上記メモリ部
に各ユーザ端末に保持されるユーザ秘密鍵と対をなす複
数のユーザ公開鍵を記録しておき、ホスト計算機が指定
したデータ鍵を用いて相互に暗号通信をおこなうモード
におけるデータ鍵指定時においては、任意の乱数を鍵情
報として制御部内に保持し、マスタ慣用鍵を用いた慣用
鍵暗号処理によって鍵情報からデータ鍵を生成し、交信
先ユーザ端末に対応するユーザ公開鍵を上記メモリ部か
ら読み出し、このユーザ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理
を行うことによってデータ鍵から鍵指定情報を生成し、
この鍵指定情報を該ユーザ端末に送信する。その後の暗
号通信時においては、上述したように鍵情報からデータ
鍵を生成し、このデータ鍵を用いた慣用鍵暗号処理によ
って上記通信文の暗号化あるいは復号化をおこなう。

【００３４】一方、各ユーザ端末は、ユーザ公開鍵とユ
ーザ秘密鍵を格納するユーザメモリ部と、公開鍵暗号処
理及び慣用鍵暗号処理をおこなうためのユーザ暗号部と
を備え、ユーザ端末が指定したデータ鍵を用いて相互に
暗号通信をおこなうモードにおけるデータ鍵指定時にお
いては、ユーザメモリ部に記録されたユーザ公開鍵を用
いた公開鍵暗号処理をおこなうことによってデータ鍵か
ら鍵指定情報を生成し、これをホスト計算機に送信し、
ホスト計算機が指定したデータ鍵を用いて相互に暗号通
信をおこなうモードにおけるデータ鍵指定時において
は、ユーザメモリ部に記録されたユーザ秘密鍵を用いた
公開鍵暗号処理をおこなうことによって、ホストから受
信した鍵指定情報からデータ鍵を生成するようにした。

【００３５】本発明の暗号通信システムによれば、ホス
ト計算機のメモリには、各ユーザ端末内部に保持された
ユーザ公開鍵と対の関係にある複数のユーザ秘密鍵を、
マスタ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理した形（ユーザ秘
密鍵情報として）で記録されており、ユーザ端末が指定
したデータ鍵を用いて相互に暗号通信をおこなう時に、
ユーザ端末から受信した鍵指定情報からデータ鍵を復号
する場合において、暗号機外部にユーザ秘密鍵がそのま
まの形で表れることがない。また、そのようにして復号
されたデータ鍵も、そのままの形で暗号機外部に表れる
ことはないので、第三者による暗号文の解読が不可能で
あることは勿論のこと、ホストの保守員であっても、ユ
ーザ秘密鍵やデータ鍵をそのままの形で見ることはでき
ない。

【００３６】一方、各ユーザ端末は、ユーザ公開鍵とユ
ーザ秘密鍵を格納するメモリ部と、公開鍵暗号処理及び
慣用鍵暗号処理をおこなうための暗号部とを備えていれ
ば足り、従来技術として挙げた「ＮｅｗＤｉｒｅｃｔ
ｉｏｎｓｉｎＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」に用いら
れるデータ端末をそのまま用いることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した暗号通信
システムの全体構成を示す図である。

【００３８】ホストシステム１１５は通信網１１３を経
由して、端末１０１，端末１０５，……，端末１０９と
通信できるようになっている。端末１０１には予め、Ｒ
ＳＡ公開鍵暗号方式の秘密鍵Ｓ１（１０２），公開鍵Ｈ
Ｐ１（１０３），公開鍵ＨＰ２（１０４）が設定されて
いる。秘密鍵Ｓ１は端末１０１において秘密に保持され
ている。同様に、端末１０５，……，端末１０９におい
てもＲＳＡ公開鍵暗号方式の秘密鍵，公開鍵が設定され
ている。ホストシステム１１５の記憶装置１２１には各
端末内部に保持された秘密鍵（Ｓ１〜Ｓｎ）とそれぞれ
対の関係にある公開鍵（Ｐ１〜Ｐｎ）と、公開鍵ＨＰ１
（１０３），ＨＰ２（１０４）と対の関係にある秘密鍵
ＨＳ１，ＨＳ２がマスタ公開鍵ＨＰＭを用いたＲＳＡ公
開鍵で暗号処理された形（すなわちＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ
１），ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ２）の形）でメモリー１２５
およびメモリー１２６に各々設定されている。メモリー
１２５はユーザＡだけがアクセス権を有し、メモリー１
２６はユーザＢだけがアクセス権を有している。

【００３９】また、暗号機１１９は、暗号機外部からそ
の内容を読み出すことが不可能な内部メモリを備えてお
り、その内部メモリにはマスタ慣用鍵ＫＭ（１２０）と
マスタ秘密鍵ＨＳＭ（１２９）とが記録されている。ま
た、暗号機１１９は暗号化とその復号化に一対の公開鍵
と秘密鍵とを用いるＲＳＡ公開鍵暗号処理機能、及び暗
号化とその復号化に同一の慣用鍵を用いる慣用鍵暗号化
処理機能を備えている。尚、これらの暗号処理機能は、
各端末も備えている。

【００４０】本実施例の場合には、公開鍵Ｐ１〜Ｐｎと
秘密鍵Ｓ１〜Ｓｎ，公開鍵ＨＰ１〜ＨＰ２と秘密鍵ＨＳ
１〜ＨＳ２，マスタ公開鍵ＨＰＭとマスタ秘密鍵ＨＳＭ
とが、それぞれ上述した一対の公開鍵と秘密鍵との対応
関係にある。また、慣用鍵としては上述したマスタ慣用
鍵ＫＭ（１２０）あるいは後述するデータ鍵（ＫＳ）が
該当する。

【００４１】本実施例における暗号通信システムは、任
意の端末が指定したデータ鍵（ＫＳ）を用いて、ホスト
１１５との間で暗号通信をおこなうモードと、ホスト１
１５が指定したデータ鍵（ＫＳ´）を用いて、任意の端
末と暗号通信をおこなうモードとを備える。

【００４２】まず、任意の端末（例えば、端末１０１）
が指定したデータ鍵を用いて暗号通信をおこなう場合に
ついて説明する。端末１０１が任意にデータ暗号化鍵Ｋ
Ｓを決めて、これをホストシステム１１５を利用するユ
ーザＡと共有しようとする場合には、まず公開鍵ＨＰ１
を用いて、ＲＳＡ_ＨＰ１（ＫＳ）を計算し、ホストシス
テム１１５のユーザＡ宛に送信する。ユーザＡはＲＳＡ
_ＨＰ１（ＫＳ）を受けとるとメモリー１２５にアクセス
してＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）を得た後、次の処理を暗号
機１１９に行わせる。

【００４３】このようにして、ユーザＡはホスト本体１１６におい
て、Ｅ_ＫＭ（ＫＳ）を得ることができ、端末１０１とデ
ータ暗号化鍵ＫＳを共有することになる。この場合、Ｂ
はメモリー１２５へのアクセス権がないのでＲＳＡ
_ＨＰＭ（ＫＳ１）を得ることができず、したがって、Ｅ
_ＫＭ（ＫＳ）を得ることができない。

【００４４】次に、上述のようにして得られたＥ
_ＫＭ（ＫＳ）を用いて、通信文（ｄａｔａ）を暗号化し
たい場合には、次の処理を暗号機１１９に行なわせる。

【００４５】この暗号文ＯＵＴ（＝Ｅ_ＫＳ（ｄａｔａ））を端末１０
１に送信する。

【００４６】暗号文を受信した端末１０１は、内部メモ
リに保持しておいたデータ鍵ＫＳを用いることによって
暗号文Ｅ_ＫＳ（ｄａｔａ）からｄａｔａを復号する。

【００４７】反対に、端末１０１から暗号文Ｅ_ＫＳ（ｄ
ａｔａ）を受信した場合には、次の処理を暗号機１１９
に行なわせる。

【００４８】ホスト本体１１６に保持されたＥ_ＫＭ（ＫＳ）は、通信
終了後に消去されるので、通信網からＥ_ＫＳ（ｄａｔ
ａ）やＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ）を傍受したユーザＢが、その
後ホスト１１５を利用してｄａｔａを復号しようとして
も不可能となる。

【００４９】次に、ホスト１１５と任意の端末（例え
ば、端末１０１）とが、ホストが指定したデータ鍵ＫＳ
´を用いて相互に暗号通信をおこなう場合について説明
する。

【００５０】まず、ホスト本体１１６は、交信先の端末
１０１に対応する公開鍵Ｐ１（１２２）を読み出し、ラ
ンダムに生成した乱数Ｒをホスト本体内部のメモリに保
持すると共に、暗号機１１９の入力データとして入力
し、その結果暗号機の出力データとして得られた数値Ｒ
ＳＡ_Ｐ１（ＫＳ´）１１７を端末１０１に送信する。

【００５１】このＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ´）を得るため、暗
号機１１９は、与えられた入力データＰ１（１２２）及
びＲと、予め内部に保持しているマスター鍵ＫＭ１２０
を用いて、次の処理をおこなう。

【００５２】このように、ホスト本体１１５は、端末１０１が保持す
る秘密鍵Ｓ１（１０２）でのみ復号化できるような暗号
文ＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ）１１７を得る。このＲＳＡ
_Ｐ１（ＫＳ）を通信網１１３経由で端末１０１に送信す
ることにより、ホストシステム１１５は端末１０１とデ
ータ暗号化鍵ＫＳを共有することができる。

【００５３】尚、乱数Ｒは任意に生成したデータにすぎ
ないが、復号関数Ｄを用いることによって、データ鍵Ｋ
Ｓ´は結果的にＲ＝Ｅ_ＫＭ（ＫＳ´）の関係をもつこと
になる。

【００５４】一方、端末１０１では、ＲＳＡ_Ｐ１（Ｋ
Ｓ）を受けとったとき、次の処理を行う。

【００５５】入力ＩＮ ← ＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ´）計算ＫＳ´ ← ＲＳＡ_Ｓ１（ＩＮ）出力ＯＵＴ ← ＫＳ´ その後の暗号通信は、上述したモードにおける動作と同
様なため省略する。

【００５６】このようにして、端末１０１はデータ暗号
化鍵ＫＳを得る。この場合においても、ホスト本体に保
持されたＲ（＝Ｅ_ＫＭ（ＫＳ´））は、通信終了後に消
去されるので、通信網からＥ_ＫＳ（ｄａｔａ´）やＲＳ
Ａ_Ｐ１（ＫＳ´）を傍受し、宜つホストシステム１１５
にアクセス権をもつ他のユーザ（例えば、ユーザＢ）に
よって暗号通信文が解読されることはない。また、傍受
されたＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ）と暗号通信文Ｅ_ＫＭ（ｄａｔ
ａ）から平文ｄａｔａを得るためには、秘密鍵Ｓ１を得
ることも考えられる。しかしながら、ホストシステム１
１５には秘密鍵Ｓ１はもともと存在しないので、データ
の復号化が不可能であることはいうまでもない。これら
の暗号通信過程においては、従来技術で述べたＲＥＴＫ
ＥＹとマクロ命令にみられるような暗号機の動作の制限
を設けることなく第三者へのデータ解読を防止するシス
テムを実現することができる。

【００５７】尚、上述した暗号処理のうち、公開鍵暗号
処理（ＲＳＡ_Ｘ（Ｙ））は１０Ｋｂｐｓの処理速度で行
なわれ、慣用鍵暗号処理は２４Ｍｂｐｓの処理速度で行
なわれるため、データ鍵を共有した後は上述したように
暗号化と復号化とに慣用鍵暗号処理をおこなうことが望
しい。

【００５８】図２は、図１のホストシステム１１５の詳
細なブロック構成図である。

【００５９】同図において、メモリー２０２に格納され
ている４つのプログラム２０３〜２０６がＣＰＵ２０１
で実行される。

【００６０】これら４つのプログラムのうち、鍵送信プ
ログラム２０３は、ホスト１１５からデータ鍵を指定し
て、交信先の端末に送信する場合に起動され、乱数（結
果的にマスター鍵で暗号化されたデータ鍵となる）２０
９を生成するとともに、記憶装置１２１内の公開鍵Ｐ１
（２１４）〜Ｐｎ（２１６）の１つを読み出し、その公
開鍵で暗号化されたデータ鍵２１０を暗号機に生成さ
せ、そのデータ鍵をＣＣＰ（通信制御プロセッサ）２２
０経由で通信網１１３へ送信するためのプログラムであ
る。暗号機１１９は、鍵送信プログラム２０３からのコ
ールに応じて、暗号機１１９内の鍵送信プログラム２２
６を起動する。鍵受信プログラム２０４は、端末がデー
タ鍵を指定して、ホスト１１５に暗号通信を要求してき
た場合に起動され、通信網１１３からＣＣＰ２２０経由
で受信した「公開鍵（例えば、ＨＰ１）で暗号化された
データ鍵」２１０と記憶装置１２１から読み出した「マ
スター公開鍵で暗号化されたユーザ秘密鍵」（例えば、
ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）２１７）とを暗号機に入力し、
「マスタ慣用鍵（ＫＭ）で暗号化されたデータ鍵」２０
９を得るためのプログラムである。暗号機１１９は、鍵
受信プログラム２０４からのコールに応じて暗号機１１
９内の鍵受信プログラム２２７を起動する。暗号化プロ
グラム２０５は、オペレータによって予め作成された平
文データ２１１と「マスター慣用鍵（ＫＭ）で暗号化さ
れたデータ鍵」２０９とを暗号機に入力することによっ
て得られた暗号文データ２１２を、ＣＣＰ２２０経由で
通信網１１３へ送信するためのプログラムである。暗号
機１１９は、暗号化プログラム２０５からのコールに応
じて、暗号機１１９内の暗号化プログラム２２８を起動
する。復号化プログラム２０６は、端末から通信網１１
３およびＣＣＰ２２０経由で送信されてきた暗号文２１
２と「マスター慣用鍵（ＫＭ）で暗号化されたデータ
鍵」２０９とを暗号機に入力することによって、得られ
た平文データ２１１をディスプレイ２３３に表示するた
めのプログラムである。暗号機１１９は、復号化プログ
ラム２０６からのコールに応じて、暗号機１１９内の復
号化プログラム２２９を起動する。

【００６１】図３は、鍵送信プログラム２０３，２２６
の詳細フローを示す図である。

【００６２】ステップ３０１：記憶装置１２１から交信
先の端末に対応する公開鍵を１つ選びＩＮ１にセットす
る。本実施例では、ＩＮ１←Ｐ１とする。

【００６３】ステップ３０２：乱数Ｒをランダムに生成
し、変数ＩＮ２にセットする。本実施例では、ＩＮ２ ← Ｒとする。生成した乱数Ｒは、結果的にデータ暗号化鍵Ｋ
Ｓ´をマスター鍵ＫＭで暗号化したものとなることは既
に述べたとおりである。したがって、乱数Ｒ＝Ｅ
_ＫＭ（ＫＳ´）と考える。ここに、Ｅ_Ｘ（Ｙ）はデータ
Ｙをアルゴリズム秘匿型の慣用暗号アルゴリズムによ
り、鍵Ｘで暗号化した結果の暗号文を示す。

【００６４】ステップ３０３：暗号機１１９をコール
し、前記入力データＩＮ１，ＩＮ２を与えて、暗号機１
１９内の鍵送信プログラム２２６を実行させる。すなわ
ち、入力データＩＮ１，ＩＮ２を入力し（ステップ３０
４）、計算ＫＳ´ ← Ｄ_ＫＭ（ＩＮ２）ＯＵＴ ← ＲＳＡ_ＩＮ１（ＫＳ´）を実行する。ここに、Ｄ_Ｘ（Ｙ）はデータＹをアルゴリ
ズム秘匿型の慣用暗号アルゴリズムにより、鍵Ｘで復号
した結果の平文データを示す。また、Ｄ_ＫＭ（ＩＮ２）
の計算は、秘匿暗号２２５を用いて行い、ＲＳＡ_ＩＮ１
（ＫＳ´）の計算はＲＳＡ２２３を用いて行う（ステッ
プ３０５）。この計算結果ＯＵＴ＝ＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ
´）を出力する（ステップ３０６）。

【００６５】ステップ３０７：暗号機１１９よりの出力
データＯＵＴ＝ＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ´）をメモリー２１０
にセットする。

【００６６】ステップ３０８：乱数Ｒ（＝Ｅ_ＫＭ（ＫＳ
´））をメモリー２０９にセットする。

【００６７】ステップ３０９：メモリー２１０上の「公
開鍵で暗号化されたデータ鍵」（ＲＳＡ_Ｐ１（ＫＳ
´））をＣＣＰ２２０経由で通信網１１３へ送信する。

【００６８】図４は、図２の鍵受信プログラム２０５の
処理フローを示したものである。

【００６９】ステップ４０１：通信網１１３からＣＣＰ
２２０経由で、「公開鍵で暗号化されたデータ鍵」を受
信し、メモリー２１０にセットする。本実施例では、公
開鍵で暗号化された鍵＝ＲＳＡ_ＨＰ１（ＫＳ）である。
このＲＳＡ_ＨＰ１（ＫＳ）は、端末１０１がデータ暗号
化鍵ＫＳを生成し、これを公開鍵ＨＰ１（１０３）で暗
号化し、ホストシステム１１５宛に送信してきたもので
ある。

【００７０】ステップ４０２：記憶エリア２１７に予め
記憶されているＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）をメモリー２０
８に読みだす。

【００７１】ステップ４０３：メモリー２１０に記憶さ
れている「公開鍵で暗号化されたデータ鍵」を変数ＩＮ
１にセットする。式で表わすと、ＩＮ１ ← ＲＳＡ_ＨＰ１（ＫＳ）となる。

【００７２】ステップ４０４：メモリー２０８に記憶さ
れている「マスター公開鍵で暗号化されたユーザ秘密
鍵」を変数ＩＮ２にセットする。式で表わすと、ＩＮ２ ← ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＫＳ１）となる。

【００７３】ステップ４０５：前記ＩＮ１，ＩＮ２を入
力データとして、暗号機１１９をコールし、暗号機１１
９内部の鍵受信プログラム２２７を動作させる。すなわ
ち、変数ＩＮ１，ＩＮ２のデータをＩ／Ｆ２１９，Ｉ／
Ｆ２２１経由でメモリー２３１，メモリー２３２に、そ
れぞれセットする（ステップ４０６）。次に、ＲＳＡ２
２３にメモリー２３２のデータＩＮ２と、メモリー２３
４のマスター秘密鍵を入力することにより、次の計算を
実行させる。

【００７４】ＨＳ１ ← ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＩＮ２）次に、ＲＳＡ２２３にメモリー２３１のデータＩＮ１と
前記ＨＳ１を入力することにより、次の計算：ＫＳ ← ＲＳＡ_ＨＳ１（ＩＮ１）を実行させる。秘匿暗号２２５にメモリー２３０のマス
ター慣用鍵と前記ＫＳを入力することにより、計算ＯＵＴ ← Ｅ_ＫＭ（ＫＳ）を実行させ、ＯＵＴをメモリー２３３に書き込ませる
（ステップ４０７）。このＯＵＴをＩ／Ｆ２２１，Ｉ／
Ｆ２１９経由で出力する（ステップ４０８）。

【００７５】ステップ４０９：前記ＯＵＴをメモリー２
０９に書き込む。

【００７６】図５は、図２の暗号化プログラム２０５及
び２２８の処理フローを示したものである。

【００７７】ステップ５０１：メモリー２１１上の平文
データ（ｄａｔａ）を変数ＩＮ１にセットする。式で表
わすとＩＮ１ ← ｄａｔａとなる。

【００７８】ステップ５０２：メモリー２０９上の「マ
スター慣用鍵で暗号化されたデータ鍵」（Ｅ_ＫＭ（Ｋ
Ｓ））を変数ＩＮ２にセットする。式で表わすと、ＩＮ２ ← Ｅ_ＫＭ（ＫＳ）となる。

【００７９】ステップ５０３：前記ＩＮ１，ＩＮ２を入
力データとして、暗号機１１９をコールし、暗号機１１
９内の暗号化プログラム２２８を動作させる。すなわ
ち、Ｉ／Ｆ２１９，Ｉ／Ｆ２２１経由でデータＩＮ１，
ＩＮ２をメモリー２３１，メモリー２３２に、それぞれ
セットする。（ステップ５０４）。次に、秘匿暗号２２
５にメモリー２３２のデータＩＮ２と、メモリー２３０
のマスター汎用鍵を入力することにより、次の計算：ＫＳ ← Ｄ_ＫＭ（ＩＮ２）を実行させ、ＭＵＬＴＩ２２４にメモリー２３１のデー
タＩＮ１と前記ＫＳを入力することにより、次の計算：ＯＵＴ ← Ｅ_ＫＳ（ＩＮ１）を実行させ、ＯＵＴをメモリー２３３に書き込む。

【００８０】ここで、Ｅ´ｘ（Ｙ）は、データＹをアル
ゴリズム公開型の慣用暗号方式により、鍵Ｘで暗号化し
た結果の暗号文データを示す（ステップ５０５）。そし
て、ＯＵＴをＩ／Ｆ２２１，Ｉ／Ｆ２１９経由で出力す
る（ステップ５０６）。

【００８１】ステップ５０７：前記ＯＵＴをメモリー２
１２に書き込む。

【００８２】ステップ５０８：メモリー２１２の暗号文
（ＯＵＴ）をＣＣＰ２２０経由、通信網１１３へ送信す
る。

【００８３】図６では、図２の復号化プログラム２０６
の処理フローを示したものである。

【００８４】ステップ６０１：通信網１１３からＣＣＰ
２２０経由で、暗号文データ（Ｅ_ＫＳ（ｄａｔａ））を
受信し、メモリー２１２に書き込む。

【００８５】ステップ６０２：メモリー２１２上の暗号
文データを変数ＩＮ１にセットする。式で表わすと、ＩＮ１ ← Ｅ´_ＫＳ（ｄａｔａ）となる。

【００８６】ステップ６０３：メモリー２０９上の「マ
スター慣用鍵で暗号化されたデータ鍵」（Ｅ_ＫＭ（Ｋ
Ｓ））を変数ＩＮ２にセットする。式で表わすと、ＩＮ２ ← Ｅ_ＫＭ（ＫＳ）となる。

【００８７】ステップ６０４：前記ＩＮ１，ＩＮ２を入
力データとして、暗号機１１９をコールし、暗号機１１
９内の復号化プログラム２２９を動作させる。すなわ
ち、ＩＮ１，ＩＮ２をメモリー２３１，メモリー２３２
に、それぞれセットする（ステップ６０５）。次に、秘
匿暗号２２５にメモリー２３２のデータＩＮ２と、メモ
リー２３０のマスター慣用鍵を入力することにより、計
算、ＫＳ ← Ｄ_ＫＭ（ＩＮ２）を実行させ、ＭＵＬＴＩ２２４にメモリー２３１のデー
タＩＮ１と前記ＫＳを入力することにより、計算ＯＵＴ ← Ｄ´_ＫＳ（ＩＮ１）を実行させ、ＯＵＴをメモリー２３３に書き込む。

【００８８】ここで、Ｄ´_Ｘ（Ｙ）は、データＹをアル
ゴリズム公開型の慣用暗号方式により、鍵Ｘで復号化し
た結果の平文データを示す。

【００８９】前記の場合、ＯＵＴ＝ｄａｔａとなる（ス
テップ６０６）。そして、メモリー２３３のデータ（ｄ
ａｔａ）をＩ／Ｆ２２１，Ｉ／Ｆ２１９経由で出力する
（ステップ６０７）。

【００９０】ステップ６０４：前記ｄａｔａをメモリー
２１１に書き込むとともに、ディスプレイ２３３に表示
する。

【００９１】尚、図５及び図６においては、端末から指
定されたデータ鍵ＫＳを用いる場合についてのみ説明し
ているが、ホスト１１５が指定したデータ鍵ＫＳ´を用
いる場合については、Ｒ＝Ｅ_ＫＭ（ＫＳ´）と置きかえ
ることによって同様の動作をおこなうことになる。

【００９２】また、上述した実施例ではＥ_Ｘ（Ｙ），Ｄ
_Ｘ（Ｙ）を、アルゴリズム秘匿型の慣用暗号方式により
暗号化，復号化した結果とし、Ｅ´_Ｘ（Ｙ），Ｄ´
_Ｘ（Ｙ）を、アルゴリズム公開型の慣用暗号方式により
暗号化，復号化した結果とした。しかしながら、Ｅ
_Ｘ（Ｙ），Ｄ_Ｘ（Ｙ）及びＥ´_Ｘ（Ｙ），Ｄ´_Ｘ（Ｙ）
に、アルゴリズム公開型の慣用暗号方式を用いてもよ
い。この場合、マスター慣用鍵が外部に漏洩したときに
は、第３者によるデータ解読の可能性が生じるが、上述
した実施例にて明らかなようにマスター慣用鍵がそのま
まの形で暗号機外部には表われることがないため、安全
性の面では特に問題がない。尚、反対に、Ｅ_Ｘ（Ｙ），
Ｄ_Ｘ（Ｙ）及びＥ´_Ｘ（Ｙ），Ｄ´_Ｘ（Ｙ）に、アルゴ
リズム秘匿型の慣用暗号方式を用いることは、より望し
い態様である。

【００９３】また、上述した実施例では、ランダムに生
成された乱数Ｒが暗号機に入力されたときは、データ鍵
ＫＳを生成するため、ＫＳ ← Ｄ_ＫＭ（Ｒ）の処理を行った。これは、Ｒを結果的に「マスター慣用
鍵で暗号化されたデータ暗号化鍵」となるようにしたか
らである。しかしながら、Ｒを結果的に「マスター慣用
鍵で復号化されたデータ暗号化鍵」となるようにＫＳ ← Ｅ_ＫＭ（Ｒ）としても本発明の効果には影響ない。

【００９４】また、上述した実施例では、ホストと端末
とが暗号通信を行ったが、鍵送信プログラム２０３を動
作させるホストが、鍵受信プログラム２０４を動作させ
るような別のホストに、暗号化されたデータ暗号化鍵を
送信することにより、ホスト−ホスト間の暗号通信を行
うようにしてもよい。

【００９５】次に、ホストシステム１１５の記憶装置１
２１に記録しておくべき暗号化された各ユーザ秘密鍵
（ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１），……）を、設定するための
システム構成について説明する。

【００９６】図７は鍵生成用ワークステーションが、ホ
ストシステムの記憶装置にＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）等を
設定するときの動作を説明するための図である。

【００９７】ホストシステム１１５は通信網１１３を経
由して、鍵生成用ワークステーション８０１と通信でき
るようになっている。

【００９８】本実施例は、この鍵生成用ワークステーシ
ョン８０１のＲＳＡ鍵生成機能８０３で、ＲＳＡ公開鍵
暗号方式の秘密鍵ＨＳ１，ＨＳ２を生成して、それをホ
ストシステム１１５のユーザＡ，ユーザＢ用の秘密鍵と
して設定するものである。

【００９９】まず、鍵生成用ワークステーション８０１
には予め、ＲＳＡ公開鍵暗号方式の公開鍵ＨＰＭ（８０
２）が設定されている。ホストシステム１１５の暗号機
１１９には前記公開鍵ＨＰＭ（８０２）と対の関係にあ
る秘密鍵ＨＳＭ（１２９）が設定されている。

【０１００】ホストシステム１１５の記憶装置１２１に
は、ユーザＡだけがアクセス権を有するメモリーエリア
１２５、および、ユーザＢだけがアクセス権を有するメ
モリーエリア１２６が設定されている。

【０１０１】まず、鍵生成用ワークステーション８０１
は、ＲＳＡ鍵生成機能８０３を用いて、ＲＳＡ公開鍵暗
号方式の秘密鍵ＨＳ１，ＨＳ２を生成し、それを公開鍵
ＨＰＭ（８０２）で暗号化して、暗号文ＲＳＡ
_ＨＰＭ（ＨＳ１），ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ２）を得る。こ
こに、ＲＳＡ_Ｘ（Ｙ）は、入力文Ｙを鍵ＸでＲＳＡ公開
鍵暗号方式を用いて、暗号変換した暗号文のことを意味
する。

【０１０２】ＲＳＡ鍵生成機能８０３のさらに詳細な具
体的としては、ＲＳＡ暗号鍵高速生成方式（電子情報通
信学会誌Ｄ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｄ−Ｉ，Ｎｏ．３，
ｐｐ．２１３−２２０，１９８９年３月）に記載されて
いる方式を用いることができる。

【０１０３】この暗号文ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１），ＲＳ
Ａ_ＨＰＭ（ＨＳ２）は通信網１１３を経由してホスト本
体１１６へ送信される。

【０１０４】次に、ホスト本体１１６は前記暗号文を受
け取った後、暗号文のうちのＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）を
メモリーエリア１２５に、ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ２）をメ
モリーエリア１２６に書き込む。

【０１０５】このようにして、ホストシステム１１５内
に秘密鍵ＨＳ１，ＨＳ２が暗号化された形で設定され
る。

【０１０６】本実施例の効果は次のとおりである。すな
わち、ホスト本体１１６および記憶装置１２１において
は、秘密鍵ＨＳ１，ＨＳ２を暗号化された形のままで設
定することができ、それ以降も裸の形（つまり平文の
形）でＨＳ１，ＨＳ２が表われないようにできる点であ
る。ＨＳ１，ＨＳ２を用いてＲＳＡ暗号変換を行いたい
場合は、前記ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１），ＲＳＡ
_ＨＰＭ（ＨＳ２）を暗号機１１９に送信した後、暗号機
１１９のみに存在する鍵ＨＳＭで復号化して裸のＨＳ
１，ＨＳ２を得、それを用いてＲＳＡ暗号変換処理した
後に処理結果のみを暗号機１１９外部に出力すればよ
い。つまり、ホスト文体１１６および記憶装置１２１に
おいて、秘密鍵ＨＳ１，ＨＳ２を裸の形にすることな
く、設定し、かつ、利用することが可能になる。これに
より、秘密鍵が外部に暴露されることに対する安全性を
確実なものにすることができる。

【０１０７】次に、図８を用いて、ホスト１１５から別
のホストへ、ユーザ秘密鍵を暗号化したもの（ＲＳＡ
_ＨＰＭ（ＨＳ１）等）を安全に移送する実施例について
説明する。

【０１０８】一般に、情報処理システムが、加入者ユー
ザ端末の増加により拡大した場合には、ホストの機能分
担の必要性があり、ユーザからは各ホストにおいて同一
の処理ができることが望しい。

【０１０９】しかしながら、各ホストに外部接続する暗
号機内部に保持されるマスタ慣用鍵やマスター秘密鍵は
安全性の面から同一にしないことが望まれる。また、上
述した実施例におけるホスト１１５の機能を他のホスト
に持たせるためには、少なくとも上記ＲＳＡ_ＨＰＭ（Ｈ
Ｓ１）等を、他のホストにて処理できる形で安全に移送
しなければならない。

【０１１０】そこで、次に図８を用いて、ホスト間での
ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）等の具体的移送動作について説
明する。

【０１１１】ホストシステム１１５は通信網１１３を経
由して、ホストシステム９０２と通信できるようになっ
ている。本実施例は、ホストシステム１１５のユーザＡ
が、別のホストシステム９０２に移動した場合に、ユー
ザＡの秘密鍵ＨＳ１を移動先でも使用できるようにする
ため、秘密鍵ＨＳ１をホストシステム９０２に安全に移
送するものである。

【０１１２】ホストシステム１１５の記憶装置１２１に
は予め、ホストシステム１１５のマスター公開鍵ＨＰＭ
で暗号化された秘密鍵ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ１）１２５と
ＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ２）１２６が記録されているととも
に、ホストシステム９０２のマスター公開鍵ＨＰＭ´９
０１が記録されている。このマスター公開鍵ＨＰＭ´９
０１は、ホストシステム９０２の暗号機９０６に記録さ
れているマスター秘密鍵ＨＳＭ´９０８と対の関係にあ
るＲＳＡ公開鍵暗号方式の鍵である。

【０１１３】ホストシステム１１５の動作は次のとおり
である。

【０１１４】先ず、ホスト本体１１６において、メモリ
ーエリア９０１のデータＨＰＭ´を変数ＩＮ１に読み込
み、メモリーエリア１２５のデータＲＳＡ_ＨＰＭ（ＨＳ
１）を変数ＩＮ２に読み込む。この動作は、通常のホス
ト計算機におけるプログラム動作と同様の方法で実現で
きる。次に、暗号機１１９をコールし、次の計算を行わ
せる。

【０１１５】この処理は、上述した実施例と同様に実現できる。

【０１１６】ホスト本体１１６は、この出力値ＯＵＴ＝
ＲＳＡ_ＨＰＭ´（ＨＳ１）を受け取り、これを通信網１
１３経由でホストシステム９０２宛に送信する。

【０１１７】ホストシステム９０２は、このデータＲＳ
Ａ_ＨＰＭ´（ＨＳ１）を受け取ると、ユーザＡ９０９だ
けにアクセス権のあるデータエリア９０５に書き込む。

【０１１８】本実施例の効果は次のとおりである。すな
わち、秘密鍵ＨＳ１をホストシステム１１５から別のホ
ストシステム９０２へ移送するときに、ホスト本体１１
６，９０３および記憶装置１２１，９０４のいずれにお
いても秘密鍵ＨＳ１を裸の形にすることなく移送するこ
とができ、かつ、移動後においても移動前と同じように
ユーザＡは秘密鍵ＨＳ１を利用できる。これにより、秘
密鍵が外部に暴露されることに対する安全性を確保した
うえで、ホスト間で秘密鍵を移送することが可能にな
る。

【０１１９】尚、上述した実施例においてはホストシス
テム１１５とホストシステム９０２は通信網１１３を介
して接続されているが、これを特別な専用線を用いて移
送する方が態様としては望しい。

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、複数のユーザが利用す
るホスト計算機と複数のユーザ端末とが通信網を介して
接続され、相互に暗号通信をおこなう場合において、第
三者による暗号通信文の解読を防止し、暗号文を復号す
るためのデータ鍵を、データ端末・ホスト計算機の双方
が指定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステム構成を示す図。

【図２】ホストシステムの詳細構成を示す図。

【図３】ホストシステムにおける鍵送信プログラムの処
理フローを示す図。

【図４】ホストシステムにおける、鍵受信プログラムの
処理フローを示す図。

【図５】ホストシステムにおける暗号化プログラムの処
理フローを示す図。

【図６】ホストシステムにおける復号化プログラムの処
理フローを示す図。

【図７】ホストシステムの記憶装置に、各ユーザ秘密鍵
を設定する場合の動作を説明するための図。

【図８】ホストシステム間で、ユーザ秘密鍵を移送する
場合の動作を説明するための図。

【図９】従来の暗号通信方法を説明するための図。

【図１０】従来の暗号通信方法を説明するための図。

【符号の説明】

１０１…端末、１０２…端末１０１が持つ秘密鍵Ｓ１、
１０３…ホストシステムが持つ秘密鍵ＨＳ１に対応する
公開鍵ＨＰ１、１１３…通信網、１１５…ホストシステ
ム、１１６…ホスト本体、１１８…マスタ慣用鍵で暗号
化したデータ暗号化鍵ＫＳ、１１９…暗号機、１２０…
マスタ慣用鍵ＫＭ、１２９…ホストシステム１１５が持
つ秘密鍵。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月１３日（１９９９．９．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】暗号通信システム及び暗号化手段を備
える計算機

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】本発明の目的は、複数の計算機が互いに通
信網を介して接続されるシステムにおいて、ある計算機
で生成された秘密にすべき情報を、他の計算機で安全に
取得できるような暗号通信システムを提供することにあ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】また、本発明の第２の目的は、上記暗号通
信システムに用いる暗号化手段を備える計算機を提供す
ることにある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、計算機Ａと計算機Ｂと計算機Ｃとからな
る暗号通信システムであって、計算機Ｂは、計算機Ａと
の間で秘密にすべき鍵情報を、秘密鍵Ｂに対応する公開
鍵Ｂを用いて暗号化された状態で保持する手段と、前記
暗号化された秘密にすべき鍵情報を、前記公開鍵Ｂに対
応する秘密鍵Ｂを用いて復号化する手段と、前記復号化
した秘密にすべき鍵情報を、計算機Ｃの公開鍵Ｃで暗号
化する手段と、を備え、前記計算機Ｃは、前記公開鍵Ｃ
に対応する秘密鍵Ｃを用いて復号化した前記秘密にすべ
き鍵情報を取得する手段とを備えることを特徴としてい
る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】さらに、本発明は、前記暗号化手段が、前
記復号化手段と前記秘密鍵を保持する手段とを含み、前
記暗号化された秘密にすべき鍵情報と前記計算機Ｃの公
開鍵とを入力とし、前記暗号化された秘密にすべき鍵情
報を前記秘密鍵Ｂを用いて復号化し、計算機Ｃの公開鍵
Ｃで再暗号化した結果を外部への出力とすることを特徴
としている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】さらに、本発明は、前記計算機Ａが、前記
秘密にすべき鍵情報を生成する手段と、前記秘密にすべ
き鍵情報を計算機Ｂの公開鍵Ｂで暗号化する手段と、前
記暗号化された秘密にすべき鍵情報を前記計算機Ｂへ送
信する手段とを備えることを特徴としている。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】本発明の暗号通信システムによれば、ある
計算機にある秘密にすべき情報を他の計算機において取
得するときに、各計算機および記憶装置においても秘密
にすべき情報を裸の形にすることがない。これにより、
安全性を確保したうえで、各計算機において、秘密にす
べき情報を得ることができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、複数計算機が通信網を
介して接続され、相互に暗号通信をおこなう場合におい
て、ある計算機で生成された秘密にすべき情報を、他の
計算機で安全に取得することができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】削除

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のユーザ端末とホスト計算機とが通信
回線を介して接続され、該ホスト計算機と任意のユーザ
端末とが、該ユーザ端末が指定した第１データ鍵または
該ホスト計算機が指定した第２データ鍵を用いて相互に
暗号通信をおこなう暗号通信システムにおいて、上記ホスト計算機は、暗号化及びその復号化に一対の公
開鍵及び秘密鍵を用いる公開鍵暗号処理あるいは同一の
慣用鍵を用いる慣用鍵暗号処理をおこなう演算部とマス
タ慣用鍵及びマスタ秘密鍵を記録するための内部メモリ
とを有する暗号処理部と、各ユーザ端末内部に保持され
た第１ユーザ公開鍵と対の関係にある複数の第１ユーザ
秘密鍵にマスタ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理をしたも
のをユーザ秘密鍵情報として記録しておくためのメモリ
装置と、該暗号処理部及び該メモリ装置の入出力制御を
行う制御部とを備え、データ鍵指定時において、任意のユーザ端末から鍵指定
情報を受信した場合に、上記メモリ装置から上記ユーザ
端末と対応するユーザ秘密鍵情報を読み出し、上記暗号
処理部において、上記鍵指定情報と該ユーザ秘密鍵情報
とから上記第１データ鍵を復号化し、上記マスタ慣用鍵
を用いた慣用鍵暗号処理によって該第１データ鍵から第
１鍵情報を生成し、該第１鍵情報を上記制御部内に保持
しておき、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化
毎に、上記マスタ慣用鍵を用いた慣用暗号処理によって
上記第１鍵情報から上記第１データ鍵を生成し、該第１
データ鍵を用いた慣用鍵暗号処理によって上記通信文の
暗号化あるいは復号化をおこなうようにした暗号通信シ
ステム。
【請求項２】前記暗号処理部は、前記データ鍵指定時に
おいて、前記マスタ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理によ
って前記ユーザ秘密鍵情報から第１ユーザ秘密鍵を復号
化し、該第１ユーザ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理によ
って前記第１データ鍵を復号化し、前記マスタ慣用鍵を
用いた慣用鍵暗号処理によって該第１データ鍵から前記
第１鍵情報を生成することを特徴とする請求項第１項記
載の暗号通信システム。
【請求項３】前記ホスト計算機は、前期メモリ装置に各
ユーザ端末に保持される第２ユーザ秘密鍵と対をなす複
数の第２ユーザ公開鍵を記録しておき、交信先のユーザ
端末との間で暗号通信に用いる前記第２データ鍵を指定
するために、任意の乱数を第２鍵情報として上記制御部
内に保持し、上記ユーザ端末に対応する第２のユーザ公
開鍵を上記メモリ装置から読み出し、前記暗号処理部に
おいて前記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によっ
て上記第２鍵情報から第２データ鍵を生成し、該第２ユ
ーザ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理を行うことによって
上記第２データ鍵から該ユーザ端末に送信するための鍵
指定情報を生成し、暗号通信時における前記暗号処理部
は、通信文の暗号化あるいは復号化毎に、上記マスタ慣
用鍵を用いた慣用暗号処理によって上記第２鍵情報から
上記第２データ鍵を生成し、該第２データ鍵を用いた慣
用鍵暗号処理によって上記通信文の暗号化あるいは復号
化をおこなうようにした請求項第１項記載の暗号通信シ
ステム。
【請求項４】前記ユーザ端末は、前記第１ユーザ公開鍵
及び前記第２ユーザ秘密鍵を格納するユーザメモリ部
と、前記公開鍵暗号処理及び前記慣用鍵暗号処理をおこ
なうためのユーザ暗号部とを備え、該ユーザ端末から前記第１データ鍵を指示する場合に
は、上記第１ユーザ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理によ
って前記第１データ鍵を暗号化し、前記ホスト計算機か
ら前記鍵指定情報を受信した場合には、上記第２ユーザ
秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理をおこなうことによっ
て、上記鍵指定情報から第２データ鍵を生成するよう動
作し、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは
復号化毎に、上記第１あるいは第２データ鍵を用いた上
記慣用鍵暗号処理を行うことによって、上記通信文の暗
号化あるいは復号化をおこなうよう動作することを特徴
とする請求項第３項記載の暗号通信システム。
【請求項５】前記暗号通信システムは、前記ホスト計算
機に通信網を介して接続された鍵情報生成端末を含み、
該鍵生成端末は、各ユーザ端末に配布する複数の第ユー
ザ公開鍵と各ユーザ公開鍵と対となる複数の前記第ユー
ザ秘密鍵とを生成するための鍵生成部を備え、前記ユー
ザ秘密鍵情報を上記ホスト計算機のメモリ装置に記憶さ
せるため、前記マスタ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理に
よって各ユーザ秘密鍵から上記ユーザ秘密鍵情報を生成
し、上記ホスト計算機に送信するよう動作することを特
徴とする請求項第１項記載の暗号通信システム。
【請求項６】前記暗号通信システムは、前記ホスト計算
機に通信網を介して接続された第２のホスト計算機を含
み、前記ホスト計算機は前記ユーザ秘密鍵情報を上記第
２のホスト計算機に移送するために、前記マスタ秘密鍵
を用いた公開鍵暗号処理によって上記ユーザ秘密鍵情報
から各第１ユーザ秘密鍵を復号化し、上記第２のホスト
計算機の暗号処理部内に保持される第２のマスタ秘密鍵
と対の関係にある第２のマスタ公開鍵を用いた公開鍵暗
号化処理をおこなうことによって各第１ユーザ秘密鍵か
ら第２ユーザ秘密鍵情報を生成し、上記第２のホスト計
算機に送信するよう動作することを特徴とする請求項第
１項記載の暗号通信システム。
【請求項７】暗号化及びその復号化に一対の公開鍵と秘
密鍵とを用いる公開鍵暗号処理と同一の慣用鍵を用いる
慣用鍵暗号処理を行う演算部とマスタ慣用鍵及びマスタ
秘密鍵を記録するための内部メモリとを有する暗号処理
部と、各ユーザ端末内部に保持されたユーザ公開鍵と対
の関係にある複数のユーザ秘密鍵にマスタ公開鍵を用い
た公開鍵暗号処理をしたものをユーザ秘密鍵情報として
記録するメモリ部と、該メモリ部と上記暗号処理部との
入出力制御をおこなうための制御部とを備えたホスト計
算機が、複数のユーザ端末と通信回線を介して接続さ
れ、該ホスト計算機と任意のユーザ端末とが該ユーザ端
末が指定したデータ鍵を用いて相互に暗号通信をおこな
うための暗号通信方法において、任意のユーザ端末からのデータ鍵指定時においては、上
記暗号処理部が上記ユーザ秘密鍵情報と上記ユーザ端末
から受信した暗号化データ鍵とから上記データ鍵を復号
し、上記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によって
上記データ鍵から鍵情報を生成し、該鍵情報を上記制御
部内部に保持しておき、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化
毎に、上記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理をおこ
なうことによって上記鍵情報からデータ鍵を生成し、該
データ鍵を用いた慣用暗号化処理をおこなうことによっ
て上記通信文の暗号化あるいは復号化をおこなうように
したことを特徴とする暗号通信方法。
【請求項８】前記データ鍵指定時における暗号処理部
は、前記マスタ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理をおこな
うことによって前記ユーザ秘密鍵情報からユーザ秘密鍵
を復号化し、該ユーザ秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理を
行うことによって上記暗号化データ鍵を復号化し、前記
マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理よって前記データ
鍵から前記鍵情報を生成することを特徴とする請求項第
７項記載の暗号通信方法。
【請求項９】前記ユーザ端末は、前記データ鍵指定時に
おいて、該ユーザ端末内部のメモリに記録されたユーザ
公開鍵を用いた公開鍵暗号処理によって、任意のデータ
鍵を暗号化し、暗号通信時においては該データ鍵を用い
た慣用暗号化処理によって通信文の暗号化あるいは復号
化をおこなうようにしたことを特徴とする請求項第７項
記載の暗号通信方法。
【請求項１０】複数のユーザ公開鍵を記録するためのメ
モリ装置と、暗号化及びその復号化に一対の公開鍵と秘
密鍵とを用いる公開鍵暗号処理及び同一の慣用鍵を用い
る慣用鍵暗号処理をおこなう演算部とホスト慣用鍵を記
録するための内部メモリとを有する暗号処理部と、上記
メモリ装置及び上記暗号処理部の入出力制御を行なう制
御部とから構成されるホスト計算機が、複数のユーザ端
末と通信網を介して接続され、該ホスト計算機と任意の
ユーザ端末とがデータ鍵指定時に該ホスト計算機が指定
したデータ鍵を用いて相互に交信するための暗号通信方
法において、データ鍵指定時においては、任意の乱数を上記制御部内
部に鍵情報として保持し、上記暗号処理部において、上
記ホスト慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によって上記乱
数からデータ鍵を生成し、交信先ユーザ端末に対応する
ユーザ公開鍵を用いた上記公開鍵暗号処理をおこなうこ
とによって、上記データ鍵から上記ユーザ端末に送信す
るための鍵指定情報を生成し、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化
毎に、上記ホスト慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によっ
て上記鍵情報からデータ鍵を生成し、該データ鍵を用い
た慣用鍵暗号処理をおこなうことによって上記通信文の
暗号化あるいは復号化をおこなうようにした暗号通信方
法。
【請求項１１】前記ユーザ端末では、データ鍵指定時に
おいて、該ユーザ端末内部のメモリに記録されたユーザ
秘密鍵を用いた公開鍵暗号処理によって、前記ホスト計
算機から受信した前記鍵指定情報から上記データ鍵を復
号し、暗号通信時においては、該データ鍵を用いた慣用
鍵暗号処理によって通信文の暗号化あるいは復号化をお
こなうようにしたことを特徴とする請求項第１０項記載
の暗号通信方法。
【請求項１２】複数のユーザ端末と通信回線を介して接
続され、任意のユーザ端末が指定したデータ鍵を用いて
相互に暗号通信をおこなうための暗号通信装置におい
て、該暗号通信装置は、暗号化及びその復号化に一対の公開
鍵及び秘密鍵を用いる公開鍵暗号処理あるいは同一の慣
用鍵を用いる慣用鍵暗号処理を行うための演算部と、マ
スタ慣用鍵とマスタ秘密鍵とを記憶するための内部に保
持されたユーザ公開鍵と対の関係にある複数のユーザ秘
密鍵にマスタ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理をしたもの
をユーザ秘密鍵情報として記録するメモリ装置と、該メ
モリ部と上記暗号処理部との入出力制御をおこなうため
の制御部とを備え、任意のユーザ端末からのデータ鍵指定時においては、上
記メモリ装置から上記ユーザ端末と対応するユーザ秘密
鍵情報を読み出し、上記暗号処理部において上記ユーザ
端末から受信した暗号化されたデータ鍵と上記ユーザ秘
密鍵情報とからデータ鍵を復号化し、上記マスタ慣用鍵
を用いた慣用鍵暗号処理によって該データ鍵から鍵情報
を生成し、該鍵情報を上記制御部内部に保持しておき、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化
毎に、上記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によっ
て上記鍵情報からデータ鍵を復号化し、該データ鍵を用
いた慣用暗号化処理によって上記通信文の暗号化あるい
は復号化をおこなうようにしたことを特徴とする暗号通
信装置。
【請求項１３】前記暗号通信装置の記憶装置は、該暗号
通信装置が指定したデータ鍵を用いて任意のユーザ端末
と相互に暗号通信を行うために、各ユーザ端末に保持さ
れるユーザ秘密鍵と対をなす複数のユーザ公開鍵を記憶
しておき、交信先のユーザ端末へのデータ鍵指定時にお
いては、任意の乱数を鍵情報として上記制御部内に保持
し、上記ユーザ端末と対応するユーザ公開鍵を上記記憶
装置から読み出し、前記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗
号処理によって該鍵情報からデータ鍵を生成し、上記ユ
ーザ公開鍵を用いた公開鍵暗号処理を行うことによって
上記データ鍵から上記ユーザ端末に送信するための鍵指
定情報を生成し、暗号通信時においては、通信文の暗号化あるいは復号化
毎に、上記マスタ慣用鍵を用いた慣用鍵暗号処理によっ
て上記鍵情報からデータ鍵を復号化し、該データ鍵を用
いた慣用鍵暗号処理によって、上記通信文の暗号化ある
いは復号化をおこなうようにしたことを特徴とする請求
項第１２項記載の暗号通信装置。