JP2002152189A

JP2002152189A - 公開鍵配布方法およびこの方法に用いる公開鍵送信装置ならびに公開鍵受信装置

Info

Publication number: JP2002152189A
Application number: JP2000346006A
Authority: JP
Inventors: Haruo Hoshino; 春男星野; Ichiro Yuyama; 一郎湯山
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】最新の公開鍵を途中で改ざんされることな
く、即時に公開鍵の利用者に配布できるようにした公開
鍵配布方法ならびに暗号通信装置を提供する。【解決手段】公開鍵暗号方式またはデジタル署名方式
において、公開鍵の作成者から不特定多数の利用者に対
し公開鍵を配布するに際し、衛星アップリンク送信装置
１３と、アップリンクされた情報を地球に向けて再送信
する通信または放送衛星１４と、再送信された電波を受
信する衛星電波受信装置１５とを備え、公開鍵の作成者
と衛星アップリンク送信装置１３との間、および、公開
鍵の利用者と衛星電波受信装置１５との間を、途中での
情報の改ざんが困難な通信路で結び、公開鍵の作成者は
通信または放送衛星１４を経由して公開鍵を配布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報送信側と情報
受信側との間で通信される原情報が第三者に漏洩または
改ざんされることを防止する暗号技術に用いられる公開
鍵を配布する公開鍵配布方法およびこの公開鍵配布方法
に用いる公開鍵送信装置ならびに公開鍵受信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報通信システムの分野では、安全で確
実な情報伝達の手段として公開鍵暗号方式やディジタル
署名方式が盛んに利用されるようになった。ここで用い
られる公開鍵や秘密鍵は、公開鍵暗号方式やディジタル
署名方式における公開鍵や秘密鍵であり、公開鍵は誰も
が知りうるように公開される。これに対し、秘密鍵は、
公開鍵から類推することが困難な暗号のアルゴリズムに
よって決定され、秘匿される。

【０００３】暗号技術者の間では、公開鍵による処理を
暗号化、秘密鍵による処理を復号化というのが通例にな
っている。公開鍵暗号方式では、「情報の送り手（情報
送信側）では情報を秘密鍵により暗号化し、受け手（情
報受信側）では公開鍵により復号する」と記述される。
一方、ディジタル署名方式では、情報の送り手は秘密鍵
による処理を施し、受け手は公開鍵による処理を施す。
従って、「情報の送り手で復号した信号を受け手で暗号
化する」と記述される。これらの記述は、技術的には正
しいが、暗号技術者以外の者には直感的に理解しにく
い。

【０００４】そこで、この明細書中、公開暗号方式の説
明では、情報の送り手が送りたい情報に対して公開鍵に
よる処理を施して暗号を得ることを「暗号化」、情報を受
信した暗号に対して秘密鍵による処理を施して元の情報
を得ることを「復号」とする。一方、ディジタル署名の説
明では、情報の送り手が送りたい情報（またはそれをハ
ッシュしたもの）に対して秘密鍵による処理を施して認
証子を得ることを「変換」、情報の受け手が受信した認証
子に対して公開鍵による処理を施して元の情報（または
それをハッシュしたもの）を得ることを「逆変換」とす
る。ここで、ハッシュとは、無限でない任意長の入力デ
ータから固定長の出力データを生成する処理をいう。こ
の固定長の出力データはハッシュ値と呼ばれる。暗号技
術で使用されるハッシュ処理は、同じハッシュ値となる
複数の入力データを求めることが容易でないような方式
のものが使用される。公開鍵と暗号鍵の作成の仕方やハ
ッシュ処理の仕方は、昭晃堂（１９９９年３月発行）の
「情報セキュリティ概論」等に詳細に開示されている。

【０００５】従来の公開鍵暗号方式の概要を図５に示
す。この方式は、不特定多数の送り手（情報送信側）か
らの情報を、第三者に知られることなく受け手（情報受
信側）に伝えるための暗号技術である。まず、情報の受
け手１１０Ｒは、情報を暗号化する方法（公開鍵１０２
Ｅ）と、暗号を復号する方法（秘密鍵１０２Ｄ）とを鍵
対作成装置１０２によって作成する。秘密鍵１０２Ｄは
他者に知られないように秘匿する一方、公開鍵１０２Ｅ
は広く公開配布する。図５に示す例では、公開鍵１０２
Ｅをインターネット１０１で公開した場合を示す。

【０００６】従来の公開鍵暗号方式において、まず、情
報の送り手１１０Ｓは、公開された公開鍵１０２Ｅを用
いて送りたい原情報１１１ａを暗号化し、暗号化情報１
１１ｂとして情報の受け手１１０Ｒに送る。次に、情報
の受け手１１０Ｒは、送られた暗号化情報１１１ｂを秘
密鍵１０２Ｄによって復号し、復号情報１１１ｃを得
る。ここで得られた復号情報１１１ｃは、元の原情報１
１１ａに等しい。暗号化情報１１１ｂがインターネット
１０１を伝わる途中に、第三者が暗号化情報１１１ｂを
傍受しても、秘密鍵１０２Ｄを知らない限り、元の原情
報１１１ａを得ることはできない。

【０００７】従来のディジタル署名方式の概要を図６に
示す。この方式は、情報の送り手（情報送信側）からの
情報が不特定多数の受け手（情報受信側）に伝わる際
に、改ざんされていることを情報の受け手において検出
するための暗号技術である。まず、情報の送り手１３０
Ｓは、送信したい情報を変換して認証子を作成する方法
（秘密鍵１０２Ｄ）と、認証子を逆変換して元の情報を
得る方法（公開鍵１０２Ｅ）を作成する。秘密鍵１０２
Ｄは、他者に知られないように秘匿する一方、公開鍵１
０２Ｅは広く公開配布する。ここに示す例は、公開鍵１
０２Ｅを収録したＣＤ−ＲＯＭ等の物理メディアを配布
した場合を示す。

【０００８】従来のディジタル署名方式において、ま
ず、情報の送り手１３０Ｓは、秘密鍵１０２Ｄを用い
て、認証子１３１ｂを以下のようにして作成する。すな
わち、送りたい原情報１３１ａをハッシュ処理装置１６
１に入力し、そのハッシュ値１３１ａｈを生成し、それ
を変換装置１３２Ｄに入力する。原情報１３１ａの情報
量が少ない場合にはハッシュ値でなく、情報１３１ａを
そのまま変換装置１３２Ｄに入力してもよい。次に、変
換装置１３２Ｄでは、入力された情報１３１ａｈから秘
密鍵１０２Ｄを用いて認証子１３１ｂを生成する。そし
て、元の原情報１３１ａと認証子１３１ｂとは、インタ
ーネット１０１を介して情報の受け手１３０Ｒに送られ
る。

【０００９】従来のディジタル署名方式では、元の原情
報１３１ａと認証子１３１ｂとがインターネット１０１
を通過する途中で、第三者によって元の原情報１３１ａ
と認証子１３１ｂとが改ざんされるかもしれないので、
情報の受け手１３０Ｒにおいて受信された原情報１３１
ａと認証子１３１ｂとをそれぞれ別の符号１３１ａ＃、
１３１ｂ＃で表す。

【００１０】受信された原情報１３１ａ＃は、ハッシュ
処理装置１６２（ハッシュ処理装置１６１とおなじも
の）によってハッシュ値１３１ａ＃ｈが生成され、比較
装置１３６に入力される。情報の送り手１３０Ｓ側でハ
ッシュ処理せずに認証子１３１ｂを生成した場合は、情
報の受け手１３０Ｒ側で受信された原情報１３１ａ＃を
そのまま比較装置１３６に入力する。一方、受信された
認証子１３１ｂ＃は、公開鍵１０２Ｅを用いて逆変換装
置１３２Ｅにより逆変換され、この逆変換後の情報１３
１ａｈ＃は比較装置１３６に入力される。

【００１１】比較装置１３６では、入力された情報１３
１ａｈ＃と、情報１３１ａ＃ｈとを比較する。比較の結
果、両者が等しいとき、受信された情報１３１ａ＃と認
証子１３１ｂ＃とは共に改ざんされていない、もしく
は、受信された情報１３１ａ＃と認証子１３１ｂ＃とは
共に改ざんされている、のいずれかである。しかし、情
報１３１ａ＃が改ざんされたとしても、それに対応する
認証子１３１ｂ＃を作成するためには、変換装置１３２
Ｄでの変換方法、すなわち、秘密鍵１０２Ｄを知る必要
がある。第三者は秘密鍵１０２Ｄを知らないので、原情
報１３１ａを改ざんした原情報１３１ａ＃に対応する認
証子１３１ｂ＃を作成することができない。

【００１２】以上を総合すると、このディジタル署名方
式では、比較装置１３６の比較結果が等しい場合、情報
１３１ａ＃は改ざんされておらず、元の原情報１３１ａ
に等しいと判断される。この場合は、切替え装置１３７
を制御して、情報１３１ａをそのまま情報の受け手１３
０Ｒに伝える。さらに、このディジタル署名方式では、
比較装置１３６の比較結果が等しくない場合、情報１３
１ａ＃は改ざんされており、元の原情報１３１ａに等し
くないと判断される。この場合は、切替え装置１３７が
制御され、情報１３１ａが改ざんされたことを示すエラ
ー文１０３ｅが情報の受け手１３０Ｒに伝えられ、改ざ
んされた情報が情報の受け手１３０Ｒに伝わらない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
従来の公開鍵暗号方式では、情報の受け手１１０Ｒから
情報の送り手１１０Ｓに公開鍵１０２Ｅが改ざんされる
ことなく伝わる必要がある。この場合、公開鍵１０２Ｅ
の配布手段としてインターネット１０１を使用すること
は危険を伴う。なぜならば、インターネット１０１は、
情報の送り手１１０Ｓと情報の受け手１１０Ｒの伝播経
路が定まっておらず、公開鍵１０２Ｅが信頼できる中継
装置だけを通過するとは限らないので、途中で第三者に
よって改ざんされていないという保証はない。

【００１４】例えば、図７は、情報の送り手１１０Ｓと
情報の受け手１１０Ｒを結ぶインターネット１０１の経
路の途中で、第三者１７０が情報の受け手１１０Ｒ（公
開鍵の作成者）になりすました場合を示している。図５
と比較すると明らかなように、図５に示すインターネッ
ト１０１の途中で、情報の送り手１１０Ｓからの情報
が、第三者１７０に引きこまれている。インターネット
１０１のルータ（図示せず）の設定が、第三者によって
書き換えられた場合にこのようなことが起こり得る。

【００１５】まず、第三者１７０は、情報の受け手１１
０Ｒから情報の送り手１１０Ｓに向けて送られた公開鍵
１０２Ｅを保存し、自らの暗号化装置１７２Ｅの公開鍵
として使用する一方、偽の公開鍵１０２Ｅ＃を情報の送
り手１１０Ｓに向けて送信する。情報の送り手１１０Ｓ
は、公開鍵１０２Ｅ＃が情報の受け手１１０Ｒによって
作成されたものと信じているので、その公開鍵１０２Ｅ
＃を用いて送信したい原情報１１１ａを暗号化し、その
暗号化情報１１１ｂ＃を受け手１１０Ｒに向けて送信す
る。

【００１６】ここでは、その暗号化情報１１１ｂ＃は第
三者１７０に引き込まれる。第三者１７０は、鍵対作成
装置１６２によって、偽の公開鍵１０２Ｅ＃と、それに
対応する偽の秘密鍵１０２Ｄ＃を作成しているので、暗
号化情報１１１ｂ＃を正しく復号することができる。す
なわち、復号装置１７２Ｄによって暗号化情報１１１ｂ
＃を復号して得られる情報１１１ｄは、元の原情報１１
１ａに等しい。

【００１７】さらに、第三者１７０は、得られた情報１
１１ｄ（１１１ａ）を情報の受け手１１０Ｒから入手し
た公開鍵１０２Ｅで暗号化して暗号化情報１１１ｂを生
成し、受け手１１０Ｒに向けて送信する。この暗号化情
報１１１ｂは図５に示す例と同様にして復号され、情報
の受け手１１０Ｒは送られた原情報１１１ａを得る。こ
のため、情報の送り手１１０Ｓと情報の受け手１１０Ｒ
の双方とも、暗号化している情報が途中で漏洩されてい
ることに気付かない。従って、公開鍵１０２Ｅをインタ
ーネット１０１で配布することは危険が伴うのである。

【００１８】また、図６に示す従来のディジタル署名方
式では、公開鍵１０２ＥをＣＤ−ＲＯＭで配布するよう
にしているので、上述した「なりすまし」によって改ざん
された情報が、情報の受け手１３０Ｒに伝わることはな
い。しかし、公開鍵１０２Ｅと秘密鍵１０２Ｄによる変
換前の情報１３１ａｈ（これは、インターネット１０１
で情報が改ざんされなかったときの、比較装置の入力１
３１ａｈ＃として得られる）と変換後の認証子１３１ｂ
（これは、インターネット１０１で情報が改ざんれなか
ったときの、受信された認証子１３１ｂ＃として得られ
る）から、秘密鍵１０２Ｄを解読されてしまう可能性が
ある。従って、秘密鍵１０２Ｄと公開鍵１０２Ｅとの対
は、秘密鍵１０２Ｄが解読されてしまう前に変更する必
要がある。しかし、秘密鍵１０２Ｄと公開鍵１０２Ｅと
の対を変更するたびに、ＣＤ−ＲＯＭのような物理メデ
ィアを再配布する手間は煩雑であるので、実際には、途
中で改ざんされる危険を承知の上で、インターネット１
０１で新たな公開鍵１０２Ｅを再配布するのが実情であ
る。

【００１９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、公開鍵が途中で改ざんされることなく、かつ、新
しい公開鍵を即時に配布できる公開鍵配布方法およびこ
の方法に用いる公開鍵送信装置ならびに公開鍵受信装置
を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項１に記載の発明は、非対称暗号方式におけ
る公開鍵を配布する公開鍵配布方法において、前記公開
鍵を配布する側から受け取る側に、電波を媒体として配
布する公開鍵配布方法である。

【００２１】このことにより、非対称暗号方式における
公開鍵を、電波を媒体として配布するため、公開鍵が配
布側から受け取る側に、第三者に改ざんされることな
く、直接配布されることになる。

【００２２】尚、秘密鍵と公開鍵とは一般的にコンピュ
ータプログラムで構成されている。電波とは、地上波
（放送電波）、衛星通信波等を問わない。また、電波に
よって受信した公開鍵を、情報の改ざんが困難な通信回
線を利用して、複数台の公開鍵を使用する装置に送信し
てもよい。さらに、秘密鍵と公開鍵との対は、不定期或
いは定期的に変更される。

【００２３】秘密鍵および公開鍵が入力データに演算を
施して出力する演算方法を記述したコンピュータプログ
ラムであれば、暗号のアルゴリズムを適宜変更すること
ができ、秘密鍵と公開鍵の対を単に変更する場合に比べ
一層に安全である。

【００２４】電波の中でも、特に放送電波は、他の無線
通信に比べて送信電力が大きいので、妨害電波の影響を
受けにくい。通信または放送衛星からの電波（衛星通信
波）は、衛星から偽の電波を送信しない限り妨害される
ことはないため、妨害電波の影響を受けにくい。

【００２５】電波によって受信した公開鍵を、改ざんが
困難な通信回線を利用して複数台の公開鍵を使用する装
置に送信する場合、電波によって送信された公開鍵を、
個別に受信することなく、１個所で受信される。

【００２６】秘密鍵は、長期間同じものを使用すると解
読される可能性があるため、解読される前に、新しい秘
密鍵と公開鍵の対に変更することにより解読されても影
響がなくセキュリティ機能の強化が図れる。

【００２７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の公開鍵配布方法において、前記公開鍵を配布する
側が情報受信側、かつ、前記公開鍵を受け取る側が情報
送信側であり、前記公開鍵が、前記情報送信側が有する
原情報を暗号化情報に暗号化する第一公開鍵である。

【００２８】このことにより、情報送信側が有する原情
報を暗号化情報に暗号化する第一公開鍵を、電波を媒体
として配布するため、第三者に改ざんされることなく、
第一公開鍵が配布側から受け取る側に直接配布されるこ
とになる。

【００２９】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の公開鍵配布方法において、前記公開鍵を配布す
る側が情報送信側、かつ、前記公開鍵を受け取る側が情
報受信側であり、前記公開鍵が、前記情報受信側が受信
した暗号化情報に変換された原情報をもとの原情報に逆
変換する第二公開鍵である。

【００３０】このことにより、情報受信側が受信した暗
号化情報に変換された原情報をもとの原情報に逆変換す
る第二公開鍵を、電波を媒体として配布するため、第三
者に改ざんされることなく第二公開鍵が配布側から受け
取る側に直接配布されることになる。

【００３１】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載の公開鍵配布方法に用いる公開鍵送信装置であって、
情報送信側が有する原情報を暗号化情報に暗号化する第
一公開鍵、および、この第一公開鍵に対応し、情報受信
側が受信した前記暗号化情報を前記原情報に復号する第
一秘密鍵を作成する鍵対作成手段と、前記情報送信側に
前記第一公開鍵を電波送信する電波送信手段と、前記情
報送信側から前記情報受信側に送信された前記暗号化情
報を受信する情報受信手段と、前記暗号化情報に前記第
一秘密鍵を施して前記原情報を得る復号手段とを備えた
ことを特徴とする公開鍵配布方法に用いる公開鍵送信装
置である。

【００３２】このことにより、公開鍵送信装置を備える
情報受信側は、電波を媒体として、情報送信側が有する
原情報を暗号化情報に暗号化する第一公開鍵を、第三者
に改ざんされることなく送信し、情報送信側から送信さ
れた暗号化情報に、第一秘密鍵を施す復号手段により原
情報が得られる。

【００３３】さらに、請求項５に記載の発明は、請求項
２記載の公開鍵配布方法に用いる公開鍵受信装置であっ
て、電波送信された、情報送信側が有する原情報を暗号
化情報に暗号化する第一公開鍵を受信する電波受信手段
と、前記原情報に前記第一公開鍵を施して、前記暗号化
情報にする暗号化手段と、前記情報送信側から情報受信
側に前記暗号化情報を送信する情報送信手段とを備えた
ことを特徴とする公開鍵配布方法に用いる公開鍵受信装
置である。

【００３４】このことにより、公開鍵受信装置を備える
情報送信側は、電波を媒体として、情報送信側が有する
原情報を暗号化情報に暗号化する第一公開鍵を、第三者
に改ざんされることなく受信し、受信した第一公開鍵を
原情報に施す暗号化手段によって、原情報を暗号化情報
にし、この暗号化情報を情報送信手段によって情報受信
側に送信する。

【００３５】また、請求項６に記載の発明は、請求項３
記載の公開鍵配布方法に用いる公開鍵送信装置であっ
て、情報送信側が有する原情報を認証子に変換する第二
秘密鍵、および、この第二秘密鍵に対応し、情報受信側
が受信した前記認証子を前記原情報に逆変換する第二公
開鍵を作成する鍵対作成手段と、前記情報受信側に前記
第二公開鍵を電波送信する電波送信手段と、前記原情報
に前記第二秘密鍵を施して前記認証子に変換する変換手
段と、前記情報送信側から前記情報受信側に情報送信側
が有する前記原情報および前記認証子を送信する情報送
信手段とを備えたことを特徴とする公開鍵配布方法に用
いる公開鍵送信装置である。

【００３６】このことにより、公開鍵送信装置を備えて
いる情報送信側は、電波を媒体として、認証子を逆変換
する第二公開鍵を、第三者に改ざんされることなく送信
し、有している原情報に第二秘密鍵を施す変換手段によ
って認証子を得、原情報と認証子とを情報送信手段によ
って情報受信側に送信する。

【００３７】請求項７に記載の発明は、請求項３記載の
公開鍵配布方法に用いる公開鍵受信装置であって、電波
送信された、情報送信側が有する原情報を変換した認証
子に逆変換する第二公開鍵を受信する電波受信手段と、
前記情報送信側から情報受信側に送信された前記原情報
および前記認証子を受信する情報受信手段と、前記認証
子に前記第二公開鍵を施して、逆変換原情報を得る逆変
換手段と、前記逆変換原情報と前記原情報とを比較する
比較手段とを備えたことを特徴とする公開鍵配布方法に
用いる公開鍵受信装置である。

【００３８】このことにより、公開鍵受信装置を備えて
いる情報受信側は、電波を媒体として、認証子を逆変換
する第二公開鍵を第三者に改ざんされることなく受信
し、情報送信側から送信された原情報と認証子とを情報
受信手段によって受信し、受信した認証子に第二公開鍵
を施す逆変換手段によって、逆変換原情報を得、この逆
変換原情報と受信した原情報とを比較手段によって比較
する。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を使用して本発明実施
形態について詳細に説明する。本発明の一実施形態につ
き図１を参照しながら説明する。ここに示す第１の実施
形態は、情報の送り手１０Ｓが情報１１ａを情報の受け
手１０Ｒに送る場合であり、そのときの公開鍵の配布に
放送衛星１４を使用している。

【００４０】図１において、情報の受け手１０Ｒは、公
開鍵を配布する側であり、公開鍵送信装置４０を備えて
いる。また、情報の送り手１０Ｓは、公開鍵を受け取る
側であり、公開鍵受信装置４２を備えている。

【００４１】公開鍵送信装置４０は、鍵対作成装置（鍵
対作成手段）２と、復号装置（復号手段）１２Ｄと、衛
星アップリンク装置（電波送信手段）１３と、情報受信
装置（情報受信手段）とを備えて構成されている。

【００４２】鍵対作成装置２は、情報を暗号化情報に暗
号化する第一公開鍵２Ｅを作成すると共に、この第一公
開鍵２Ｅに対応して暗号化情報を復号する第一秘密鍵２
Ｄを作成するものである。

【００４３】復号装置１２Ｄは、鍵対作成装置２で作成
された第一秘密鍵２Ｄを、情報受信手段によって受信し
た暗号化情報に施してもとの情報を得るものである。

【００４４】衛星アップリンク装置１３は、鍵対作成装
置２で作成された第一公開鍵２Ｅを、電波を媒体にし
て、放送衛星１４に送信するものである。この実施の形
態では、この衛星アップリンク装置１３内に、複数の公
開鍵を多重化する公開鍵多重装置３が備えられている。

【００４５】情報受信装置（図示せず）は、インターネ
ット１に接続され、インターネット１から情報を受信す
るものである。但し、この情報受信装置（情報受信手
段）は前記したように、サーバ等の情報端末に展開して
いるプログラムであり、インターネット１上に情報を送
信することもできる。

【００４６】公開鍵受信装置４２は、暗号化装置（暗号
化手段）１２Ｅと、衛星電波受信装置（電波受信手段）
１５と、情報送信装置（情報送信手段）を備えて構成さ
れている。但し、この実施形態では、公開鍵受信装置４
２は、衛星電波受信装置１５および図示を省略したパー
ソナルコンピュータ等の情報端末によって構成されてい
る。すなわち、この実施形態では、暗号化手段、情報送
信手段は情報端末に展開しているプログラムである。

【００４７】暗号化装置１２Ｅは、公開鍵送信装置４０
から送信された第一公開鍵２Ｅを原情報に施して暗号化
情報を得るものである。

【００４８】衛星電波受信装置１５は、放送衛星１４か
ら送信された第一公開鍵２Ｅを受信するものである。こ
の衛星電波受信装置１５には、受信した第一公開鍵２Ｅ
を蓄積する公開鍵蓄積装置４が備えられている。

【００４９】情報送信装置（図示せず）は、インターネ
ット１に接続され、インターネット１に情報を送信する
ものである。但し、この情報送信装置（情報送信手段）
は前記したように、パーソナルコンピュータ等の情報端
末に展開しているプログラムであり、インターネット１
上の情報を受信することもできる。

【００５０】次に動作を説明する。図１において、情報
の受け手１０Ｒは、他者には公開しない秘密鍵（第一秘
密鍵）２Ｄと他者に公開する公開鍵（第一公開鍵）２Ｅ
の対を鍵対作成装置（鍵対作成手段）２により作成す
る。作成された公開鍵２Ｅは、公開鍵多重装置３に入力
される。公開鍵多重装置３は、公開鍵２Ｅと他者が作成
した公開鍵２Ｅ’を多重化する装置であり、必ずしも本
発明を実現するために必須のものではない。後記する放
送衛星が伝送できる情報量を考慮すれば、複数の公開鍵
を１つの放送衛星で配布することができるので、実際的
には、公開鍵多重装置３を用いて複数の公開鍵を配布す
るとよい。

【００５１】多重化された複数の公開鍵は、衛星アップ
リンク送信装置（電波送信手段）１３により、電波１４
ｕｐの形で放送衛星１４に向けて送信される。放送衛星
１４は、その電波１４ｕｐを受信して、電波１４ｄｎと
して送信する。この際含まれる公開鍵の情報は変化しな
い。その電波１４ｄｎを受信した衛星受信装置（電波受
信手段）１５は、多重化された複数の公開鍵を多重化さ
れる前の各公開鍵に分離し、それらの公開鍵は公開鍵蓄
積装置４によって記憶される。

【００５２】一方、情報の送り手（情報送信側）１０Ｓ
は、情報の受け手（情報受信側）１０Ｒに対応する公開
鍵４Ｅを公開鍵蓄積装置４から取得する。ここで、公開
鍵２Ｅが情報の受け手１０Ｒで作成されてから暗号化装
置（暗号化手段）１２Ｅに至るまでに、第三者が介在す
る余地はないので、暗号化装置１２Ｅで使用する公開鍵
４Ｅは公開鍵２Ｅと同じものである。従って、この公開
鍵４Ｅ（２Ｅ）を用いて原情報１１ａを暗号化する。得
られた暗号化情報１１ｂは、この情報送信装置（情報送
信手段）を使用し、インターネット１を介して情報の受
け手１０Ｒに送信される。情報の受け手１０Ｒは、情報
の送り手１０Ｓから送信された暗号化情報１１ｂを情報
受信装置（情報受信手段）を使用し、受信する。

【００５３】暗号化情報１１ｂは、公開鍵２Ｅに対応す
る秘密鍵２Ｄを知るものだけが復号することができるの
で、インターネット１上の暗号化情報１１ｂから元の原
情報１１ａが第三者に知られることはない。

【００５４】情報の受け手１０Ｒは、秘密鍵２Ｄを保持
しており、復号装置（復号手段）１２Ｄによって、秘密
鍵２Ｄを用いて暗号化情報１１ｂを復号することがで
き、復号後の情報１１ｃは元の原情報１１ａに等しい。

【００５５】このように、図１に示す本発明実施形態に
よれば、公開鍵２Ｅが配信される経路に第三者が介在す
る余地がないので、改ざんされることなく公開鍵２Ｅを
配信できる。さらに、放送衛星１４の放送エリアの中
（日本の放送衛星の場合は日本全国）であれば、どこで
も公開鍵を得ることができる。

【００５６】次に、図２に示す第１の実施形態の変形例
を参照しながら説明する。ここでは、第１の実施形態に
おいて暗号化する対象を別の暗号の共通鍵とし、その共
通鍵を用いて、クレジットカードの番号を秘密裏に伝え
るものとする。本変形例が持つ構成のうち、第１の実施
形態と同一の部分は同一の符号を付し、その説明を省略
する。

【００５７】この第１の実施形態の変形例では、鍵対作
成装置２と、復号装置１２Ｄと、衛星アップリンク装置
１３と、復号装置２３ＣＲとを備えて公開鍵送信装置４
０Ａとする。また、暗号化装置１２Ｅと、衛星受信装置
１５と、暗号化装置２３ＣＳとを備えて公開鍵受信装置
４２Ａとする。

【００５８】暗号化装置１２Ｅが暗号化するものは、共
通鍵暗号方式の共通鍵２１ａであり、この共通鍵２１ａ
は情報の送り手１０Ｓが作成する。第１の実施形態（図
１）において原情報１１ａ（１１ｃ）が秘密裏に情報の
受け手１０Ｒに伝わるのと同様にして、本変形例におい
ても、共通鍵２１ａ（２１ｃ）は秘密裏に情報の受け手
１０Ｒに伝わる。情報の送り手１０Ｓと受け手１０Ｒと
の間で秘密裏に共通鍵２１ａ（２１ｃ）が共有できたの
で、以後の両者の通信を共通鍵暗号方式で行うことによ
り、その通信内容を第三者に知られることはない。

【００５９】例えば、情報の送り手１０Ｓのクレジット
カード番号２２ａを共通鍵暗号方式の暗号化装置２３Ｃ
Ｓで暗号化した暗号２２ｂを、インターネット１を介し
て送信し、情報の受け手１０Ｒは、受信した暗号２２ｂ
を共通鍵暗号方式の復号装置２３ＣＲで復号し、情報２
２ｃを得る。情報２２ｃは、元の情報（カード番号２２
ａ）に他ならない。第三者は共通鍵２１ａ（２１ｃ）を
知りえないので、カード番号２２ａを復号することはで
きない。

【００６０】共通鍵の秘匿性は、公開鍵２Ｅを使用した
公開鍵暗号方式によって保証されている。そして、その
公開鍵２Ｅは、本発明方法によって配布される限り、途
中で改ざんされないことが保証される。

【００６１】次に、本発明の第２の実施形態につき図３
を参照しながら説明する。ここでは、情報の送り手（情
報送信側）３０Ｓが、インターネット１上にホームペー
ジを公開し、このホームページが途中で改ざんされるこ
となく、情報の受け手（情報受信側）３０Ｒに閲覧させ
る場合であり、公開鍵の配布に地上波テレビジョンの文
字多重放送を使用するものとする。

【００６２】図３において、情報の送り手３０Ｓは、公
開鍵を配布する側であり、公開鍵送信装置４０Ｂを備え
ている。また、情報の受け手３０Ｒは公開鍵を受け取る
側であり、公開鍵受信装置４２Ｂを備えている。

【００６３】公開鍵送信装置４０Ｂは、鍵対作成装置
（鍵対作成手段）２と、地上波テレビジョン送信装置
（電波送信手段）３３と、変換装置（変換手段）３２Ｄ
と情報送信装置（情報送信手段）とを備えて構成されて
いる。但し、この実施形態では、公開鍵送信装置４０Ｂ
は、地上波テレビジョン送信装置３３および、図示を省
略したサーバ装置等の情報端末によって構成されてい
る。すなわち、この実施形態では、鍵対作成手段２、変
換手段３２Ｄ、情報送信手段は、情報端末に展開してい
るプログラムである。

【００６４】鍵対作成装置２は、情報を暗号化情報に変
換する第二秘密鍵２Ｄを作成すると共に、この第二秘密
鍵２Ｄに対応して、変換された暗号化情報を逆変換する
第二公開鍵２Ｅを作成するものである。

【００６５】地上波テレビジョン送信装置３３は、地上
波テレビ放送に用いられる電波を送信するものである。
この地上波テレビジョン送信装置３３内には、送信する
第二公開鍵を多重化する公開鍵多重装置３が備えられて
いる。

【００６６】変換装置３２Ｄは、鍵対作成装置２で作成
された第二秘密鍵を原情報に施して認証子を得るもので
ある。

【００６７】情報送信装置（図示せず）は、インターネ
ット１に接続され、インターネット１に情報を送信する
ものである。但し、この情報送信装置（情報送信手段）
は前記したように、パーソナルコンピュータ等の情報端
末に展開しているプログラムであり、インターネット１
上の情報を受信することもできる。

【００６８】公開鍵受信装置４２Ｂは、テレビ受信装置
（電波受信手段）３５と、情報端末３８とを備えて構成
されている。情報端末３８は、情報受信装置（情報受信
手段）と、逆変換装置（逆変換手段）３２Ｅと、比較装
置（比較手段）３６と、切替え装置３７とを備えて構成
されている。但し、この実施形態では、公開鍵受信装置
４２Ｂは、テレビ受信装置３５および図示を省略したパ
ーソナルコンピュータ等の情報端末３８によって構成さ
れている。すなわち、この実施形態では、情報受信手
段、逆変換手段、比較手段は情報端末３８に展開してい
るプログラムである。

【００６９】テレビ受信装置３５は、地上波テレビ放送
に用いられる電波を受信するものである。このテレビ受
信装置３５内には、送信された第二公開鍵２Ｅを蓄積す
る公開鍵蓄積装置４が備えられている。

【００７０】情報受信装置は、インターネット１に接続
され、インターネット１から情報を受信するものであ
る。但し、この情報受信装置（情報受信手段）は前記し
たように、サーバ等の情報端末に展開しているプログラ
ムであり、インターネット１上に情報を送信することも
できる。

【００７１】逆変換装置３２Ｅは、テレビ受信装置３５
によって受信した第二公開鍵を、情報受信装置によって
受信した暗号化情報に変換された認証子に施して、逆変
換した原情報（逆変換原情報）を得るものである。

【００７２】比較装置３６は、逆変換装置３２Ｅから得
られた逆変換原情報と、情報受信手段から得られた原情
報と比較するものである。さらに、この実施の形態で
は、逆変換原情報と原情報とを比較した結果、等しい場
合にそのまま原情報を情報の受け手３０Ｒ（情報受信
側）に伝えると共に、等しくない場合にエラー文を情報
の受け手３０Ｒ（情報受信側）に伝える切替え装置３７
が付加されている。

【００７３】次に動作を説明する。具体的には、まず、
ホームページの運営者（情報の送り手３０Ｓ）は、他者
には公開しない秘密鍵（第二秘密鍵）２Ｄと他者に公開
する公開鍵（第二公開鍵）２Ｅの対を鍵対作成装置２に
より作成する。作成された公開鍵２Ｅは、公開鍵多重装
置３に入力される。公開鍵多重装置３は、公開鍵２Ｅと
他者が作成した公開鍵２Ｅ’を多重化する装置であり、
必ずしも本発明を実現するために必須のものではない。
文字多重放送が伝送できる情報量を考慮すれば、複数の
公開鍵を１つの放送波で配布することができるので、実
際的には、公開鍵多重装置３を用いて複数の公開鍵を配
布するとよい。

【００７４】多重化された複数の公開鍵は、地上波テレ
ビジョン送信装置（電波送信手段）３３により、電波３
４の形で送信される。この電波３４を受信したテレビ受
信装置（電波受信手段）３５は公開鍵の情報を分離し、
その公開鍵は公開鍵蓄積装置４によって記憶される。

【００７５】情報の受け手（情報受信側）３０Ｒは、情
報端末３８を操作して、インターネット１を介して情報
の送り手３０Ｓが運営するホームページの情報３１ａを
得ようとする。このとき、情報の送り手３０Ｓ側は、ホ
ームページの情報３１ａ（所望の情報）を情報送信装置
（情報送信手段）を操作して、そのままインターネット
１に送信するとともに、その情報３１ａを秘密鍵２Ｄに
よって変換して得られる認証子３１ｂも送信する。な
お、従来の技術で説明した図６のように、ハッシュ処理
装置６１によるハッシュ値を認証子に変換してもよい
が、ここではハッシュ処理装置６１を挿入しないものと
して説明する。

【００７６】図３において、情報３１ａおよび認証子３
１ｂは、インターネット１を伝わる間に改ざんされる可
能性がある。従って、情報の受け手３０Ｒ側で受信され
た情報３１ａおよび認証子３１ｂをそれぞれ符号３１ａ
＃および３１ｂ＃で表す。情報の受け手３０Ｒは、情報
の送り手３０Ｓに対応する公開鍵４Ｅを公開鍵蓄積装置
４から取得する。ここで、公開鍵２Ｅが情報の送り手３
０Ｓで作成されてから逆変換装置３２Ｅに至るまでに、
第三者が介在する余地はないので、逆変換装置３２で使
用する公開鍵４Ｅは公開鍵２Ｅと同じものである。受信
された認証子３１ｂ＃は、公開鍵４Ｅ（２Ｅ）を用いて
逆変換される。認証子３１ｂ＃が改ざんされていない場
合、逆変換後して得られる情報はホームページの情報３
１ａに等しいが、改ざんされていない保証はないので、
逆変換後の情報の符号を３１ａ＃＃で表す。

【００７７】次に、比較装置３６により、逆変換後の情
報３１ａ＃＃と受信された情報３１ａ＃を比較する。従
来技術の説明で述べたように、比較装置３６による比較
結果が等しい場合、情報３１ａ＃は改ざんされておら
ず、元の情報３１ａに等しい。この場合は、切替え装置
３７を制御して、情報３１ａをそのまま情報の受け手３
０Ｒに伝える。比較装置３６の比較結果が等しくない場
合、切替え装置３７を制御して、情報が改ざんされたこ
とを示すエラー文３ｅを情報の受け手３０Ｒに伝える。
以上のように制御することによって、情報の受け手３０
Ｒに改ざんされた情報が伝わらないようにすることがで
きる。

【００７８】このように、本実施形態によれば、伝播経
路に第三者が介在する余地がないので、改ざんされるこ
となく公開鍵を配信できる。更に、テレビ放送の放送エ
リアの中であれば、どこでもこの公開鍵を得ることがで
きる。情報３１ａ＃と認証子３１ｂ＃の改ざんが検出で
きることは、公開鍵２Ｅを使用したディジタル署名によ
って保証されている。そして、その公開鍵２Ｅは、本発
明方法によって配布される限り、途中で改ざんされない
ことが保証される。

【００７９】上述した第１および第２の実施形態におい
て、公開鍵の情報を含む電波を受信する装置１５、３５
や公開鍵蓄積装置４は、暗号化装置１２Ｅや逆変換装置
３２Ｅ毎に必要なわけではない。暗号化装置１２Ｅや逆
変換装置３２Ｅと公開鍵蓄積装置４との間が、途中での
情報の改ざんが困難な通信路で結ばれている場合は、１
つの公開鍵蓄積装置に蓄積されている公開鍵の情報を複
数の暗号化装置１２Ｅや逆変換装置３２Ｅで利用するよ
うに変形してもよい。

【００８０】第２の実施形態の変形例を図４に示す。こ
こでは、図３に示す第２の実施形態が持つ構成に加え
て、１つの公開鍵蓄積装置４が記憶している公開鍵の情
報を、インターネット１を介さずに逆変換装置３２Ｅ、
３２Ｅ’に配信するルータ４１と、途中での情報の改ざ
んが困難な通信路４２、４２’を備えている。図中、ダ
ッシュ付きの符号を付したものはダッシュ無しの符号を
付したものと同一の機能を備えたものである。また、図
４では、図３に示されている情報端末３８の内部構成を
簡略化して示してある。

【００８１】情報の送り手３０Ｓ、３０Ｓ’が作成した
公開鍵２Ｅ、２Ｅ’は、第２の実施形態と同様に、第三
者が介在することなく改ざんされずに公開鍵蓄積装置４
まで送られる。そして、公開鍵蓄積装置４から情報の受
け手３０Ｒ、３０Ｒ’までは、通信路４２、４２’を通
して送られるので、情報の改ざんの可能性はない。以上
のようにして、複数の情報の受け手３０Ｒ、３０Ｒ’が
公開鍵蓄積装置４を供用して、改ざんされていない公開
鍵を得ることができる。この変形例では、情報の受け手
がインターネット１とは別に、公開鍵蓄積装置４と接続
しなければならないが、以下の具体例を考えれば、その
接続は煩雑なことではない。

【００８２】第１の具体例は、情報端末３８がインター
ネットにダイヤルアップ接続するコンピュータであり、
通信路４２はダイヤルアップ接続に使用する有線または
携帯電話回線であり、ルータ４１と公開鍵蓄積装置４は
ダイヤルアップ接続先であるＩＳＰ（Internet Servic
e Provider：インターネット接続業者）の設備である
場合である。

【００８３】また、第２の具体例は、情報端末３８がイ
ンターネット接続機能を有する携帯電話であり、通信路
４２は携帯電話回線であり、ルータ４１と公開鍵蓄積装
置４は携帯電話会社の設備である場合である。

【００８４】上記した２つの具体例に共通して、情報端
末３８とＩＳＰまたは携帯電話会社の間は通信路４２を
占有しているので、情報の改ざんの可能性はない、そし
て、ＩＳＰまたは携帯電話会社において、ルータ４１を
使用して、情報端末３８をインターネットに接続する
か、公開鍵蓄積装置４に接続するかを切り替えればよ
い。

【００８５】上述した第１および第２の実施形態におい
て、同じ秘密鍵２Ｄと公開鍵２Ｅの対を長期間使用する
のは好ましくない。なぜならば、図１に示す公開鍵暗号
方式では、公開鍵２Ｅと変換前の情報１１ａと暗号１１
ｂとから、図３に示すディジタル署名方式では、公開鍵
２Ｅと変換前の情報３１ａと認証子３１ｂとから、秘密
鍵２Ｄが解析される可能性がある。

【００８６】そこで、解析により秘密鍵２Ｄが導出され
る前に、新しい秘密鍵２Ｄと公開鍵２Ｅの対に変更すれ
ば、秘密鍵２Ｄの秘匿性が高まる。特に、秘密鍵２Ｄお
よび公開鍵２Ｅが、入力されたデータに演算を施して出
力する処理における演算方法を記述したコンピュータプ
ログラムであるとすれば、そのコンピュータプログラム
を変更することにより、暗号のアルゴリズムを変更する
ことができ、秘匿性はさらに高まる。

【００８７】本発明の公開鍵配布方法では、電波を媒体
として公開鍵を配布するので、公開鍵を利用する不特定
かつ非常に多数の者に、即時配布が完了する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、地上
波の放送電波、もしくは、通信または放送衛星の電波を
媒体として公開鍵を配布するので、第三者によって改ざ
んされる可能性のない第一公開鍵および第二公開鍵の配
布が可能である。これらの公開鍵を使用することで、送
信する情報が漏洩したり改ざんされたりすることを防止
することができる。本発明の公開鍵配布方法で用いる電
波、特に通信衛星の電波もしくは放送電波は、インター
ネットや物理メディアでの配布と比較して、多くの者に
即時に同じ情報を送るのに適している。また、電波の中
でも、特に放送電波は他の無線通信に比べて送信電力が
大きいので、妨害電波の影響を受けにくく、更に、通信
または放送衛星からの電波は、衛星から偽の電波を送信
しない限り妨害されることはないため、妨害電波の影響
を受けにくい公開鍵送信装置および公開鍵受信装置を提
供できる。更に、本発明の公開鍵配布方法によれば、第
一秘密鍵および第二秘密鍵に対になる第一公開鍵および
第二公開鍵を定期的または不定期的に変更している。す
なわち、これらの秘密鍵が解読される前に新しい秘密鍵
に変えることにより、該秘密鍵の解読に対する防御強度
を実質的に強くすることができる。特に、秘密鍵および
公開鍵をコンピュータプログラムとし、そのプログラム
を定期的または不定期的に変更すれば、暗号のアルゴリ
ズムを変更することになるので、秘密鍵の秘匿性はさら
に高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明における第１の実施形態の変形例を示す
ブロック図である。

【図３】本発明第２の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明における第２の実施形態の変形例を示す
ブロック図である。

【図５】従来における公開鍵暗号方式を説明するために
引用したブロック図である。

【図６】従来におけるディジタル署名方式を説明するた
めに引用したブロック図である。

【図７】図５に示す公開鍵暗号方式において、第三者に
よる「なりすまし」を説明するために引用したブロック
図である。

【符号の説明】

１インターネット２鍵対作成装置（鍵対作成手段）３公開鍵多重装置４公開鍵蓄積装置１０Ｓ情報の送り手（情報送信側）１０Ｒ情報の受け手（情報受信側）１２Ｅ暗号化装置（暗号化手段）１２Ｄ復号装置（復号手段）１３衛星アップリンク装置（電波送信手段）１４放送衛星１５衛星電波受信装置（電波受信手段）２３復号装置（復号手段）３２Ｄ変換装置（変換手段）３２Ｅ逆変換装置（逆変換手段）３４電波３８情報端末

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非対称暗号方式における公開鍵を配布す
る公開鍵配布方法において、前記公開鍵を配布する側から受け取る側に、電波を媒体
として配布することを特徴とする公開鍵配布方法。
【請求項２】前記公開鍵を配布する側が情報受信側、
かつ、前記公開鍵を受け取る側が情報送信側であり、前
記公開鍵が、前記情報送信側が有する原情報を暗号化情
報に暗号化する第一公開鍵であることを特徴とする請求
項１記載の公開鍵配布方法。
【請求項３】前記公開鍵を配布する側が情報送信側、
かつ、前記公開鍵を受け取る側が情報受信側であり、前
記公開鍵が、前記情報受信側が受信した暗号化情報に変
換された原情報をもとの原情報に逆変換する第二公開鍵
であることを特徴とする請求項１記載の公開鍵配布方
法。
【請求項４】請求項２記載の公開鍵配布方法に用いる
公開鍵送信装置であって、情報送信側が有する原情報を暗号化情報に暗号化する第
一公開鍵、および、この第一公開鍵に対応し、情報受信
側が受信した前記暗号化情報を前記原情報に復号する第
一秘密鍵を作成する鍵対作成手段と、前記情報送信側に前記第一公開鍵を電波送信する電波送
信手段と、前記情報送信側から前記情報受信側に送信された前記暗
号化情報を受信する情報受信手段と、前記暗号化情報に前記第一秘密鍵を施して前記原情報を
得る復号手段とを備えたことを特徴とする公開鍵配布方法に用いる公開
鍵送信装置。
【請求項５】請求項２記載の公開鍵配布方法に用いる
公開鍵受信装置であって、電波送信された、情報送信側が有する原情報を暗号化情
報に暗号化する第一公開鍵を受信する電波受信手段と、前記原情報に前記第一公開鍵を施して、前記暗号化情報
にする暗号化手段と、前記情報送信側から情報受信側に前記暗号化情報を送信
する情報送信手段とを備えたことを特徴とする公開鍵配
布方法に用いる公開鍵受信装置。
【請求項６】請求項３記載の公開鍵配布方法に用いる
公開鍵送信装置であって、情報送信側が有する原情報を認証子に変換する第二秘密
鍵、および、この第二秘密鍵に対応し、情報受信側が受
信した前記認証子を前記原情報に逆変換する第二公開鍵
を作成する鍵対作成手段と、前記情報受信側に前記第二公開鍵を電波送信する電波送
信手段と、前記原情報に前記第二秘密鍵を施して前記認証子に変換
する変換手段と、前記情報送信側から前記情報受信側に、前記情報送信側
が有する前記原情報および前記認証子を送信する情報送
信手段とを備えたことを特徴とする公開鍵配布方法に用
いる公開鍵送信装置。
【請求項７】請求項３記載の公開鍵配布方法に用いる
公開鍵受信装置であって、電波送信された、情報送信側が有する原情報を変換した
認証子を原情報に逆変換する第二公開鍵を受信する電波
受信手段と、前記情報送信側から情報受信側に前記原情報および前記
認証子を受信する情報受信手段と、前記認証子に前記第二公開鍵を施して、逆変換原情報を
得る逆変換手段と、前記逆変換原情報と前記原情報とを比較する比較手段と
を備えたことを特徴とする公開鍵配布方法に用いる公開
鍵受信装置。