JPH01225251A - 秘密鍵配送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、共通鍵暗号方式において、通信主体であるエ
ンテイテイー間で共有すべき秘密誕を、前記エンテイテ
イー間で配送するための秘密鍵配送方式に関する。

（従来の技術） 近年、通信網の発展に伴って秘密通信の重要性が高まっ
ている。秘密通信においては、それが共通鍵暗号方式で
あれ、公開鍵暗号方式であれ、秘密鍵の管理が本質的か
つ重要な問題となる。特に、暗号化の鍵と復号化の鍵と
が一致する共通鍵方式においては、通信したい２つのエ
ンテイテイー　（ｅｎｔｉｔｙ）間での秘密鍵の共有方
法がシステムの安全性を高める上で重要な問題となる。

従来、秘密鍵の共有方法としては、エンテイテイー間で
使用される秘密鍵を頻繁に変更するとともにエンテイテ
イー間でこれを交換する秘密鍵配送方式を用いた方法が
知られている。この秘密鍵配送方式は、一つのメッセー
ジバゲット或は一定時間内の処理（これをｒ　１．ラン
ザクジョン」と呼ぶ）が連続するシステムにおいて、各
トランザクションのデータの最後尾ば次のトランザクシ
ョンで使用される秘密鍵を付加し、これらを現在の秘密
鍵で暗号化して送信するものである。いま、時刻ｋにお
けるトランザクションをＴ（ｋ）、このトランザクショ
ンＴ　（ｋ）で使用されている秘密鍵をＫ（ｋ）、秘密
！Ｋ（ｋ）によって暗号化されたデータをＥｋ（・・・
）とすると、この方式では、送信者は第６図に示すよう
に送信トランザクションＴ　（ｋ）の実行中に、次回の
トランザクションＴ（ｋ＋１）に用いる秘密鍵Ｋ（ｋ＋
１）を現在使用中の秘密鍵Ｋ　（ｋ）を用いて暗号化し
、その結果であるＥ　ｋ［Ｋ　（ｋ＋１））を相手に配
送する。一方、受信者は、Ｅｋ　　（Ｋｔｋ＋１））を
現在使用中の秘密！ＩＫ（ｋ）を用いて復号化し、Ｋ（
ｋ＋１）を得る。これにより、時刻に＋１におけるトラ
ンザクションＴ　（ｋ−１）が実行される。

ところが、この方式では、ある１つの時刻にのトランザ
クションＴ　（ｋ）で使用されている秘密鍵Ｋ　（ｋ）
が解読されてしまうと、Ｅ　ｋ（Ｋ　（ｋ−１））を復
号化可能であるため、次のトランザクションＴ　（ｋ＋
１）で使用される秘密鍵Ｋ（ｋ＋１）も解読されてしま
う、そして、以下、次々と後続する時刻に−２、ｋ＋３
　　、　　・・・の秘密鍵Ｋ（ｋ＋２）　　、　　Ｋ（
ｋ＋３）　　、　　・・・も解読されてしまう。

（発明が解決しようとする課題） このように、後続トランザクションの秘密鍵を現在の秘
密鍵で暗号化して配送する従来の秘密鍵配送方式では、
現在の秘密鍵が解読されてしまうと、以後のデータは全
て解読されてしまうため、秘密通信システムの安全性を
十分に高めることができなかった。

本発明は、現在の秘密鍵が解読された場合でも、後続す
るトランザクション全体が解読されることがなく、秘密
通信システムの安全性向上に十分に寄与し得る秘密鍵配
送方式を提供すること°を目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、次回のトランザクションに使用される秘密鍵
を、過去の１又は複数のトランザクションにおいて使用
された秘密鍵によって暗号化するとともに、この暗号化
の結果を更に現トランザクションで使用している秘密鍵
で暗号化し、その結果を鍵データとして送信する送信手
段と、この送信手段から送信された前記鍵データを受信
し、該鍵データを現トランザクションで使用している秘
密鍵を用いて復号化するとともに、この復号化の結果を
更に前記過去の１又は複数のトランザクションにおいて
使用された秘密鍵によって復号化して前記次回のトラン
ザクションに使用される秘密鍵を得る受信手段とを具備
したことを特徴としている。

（作用） 本発明によれば、送信手段は、次回のトランザクション
に使用される秘密鍵を、過去の１又は複数のトランザク
ションにおいて使用された秘密鍵によって暗号化した後
に、この暗号化結果に対して再度現トランザクションに
おける秘密鍵による暗号化を行って鍵データを生成する
。従って、配送される鍵データは、現トランザクション
の秘密鍵で復号化しただけでは解読不可能である。鍵デ
ータが解読可能になるには、現トランザクションで使用
されている秘密鍵だけでなく、前記過去のトランザクシ
ョンで使用された１又は複数の秘密鍵を全て知得しなけ
ればならない、しかし、このように複数の秘密鍵を同時
に知ることは一般的に極めて困難である。

したがって、本発明によれば、現トランザクションに使
用されている秘密鍵が万−知られた場合でも、次のトラ
ンザクションに使用される秘密鍵は直ちに解読されるこ
とがないので、それ以後のトランザクションの秘密性は
守られる。このなめ、秘密通信システムの安全性を十分
に高めることができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係る秘密鍵配送方式を適用
した秘密通信システムの構成を示すブロツク図である。

このシステムは、送信手段であるエンテイテイー１１と
、受信手段であるエンテイテイー１２と、両者を接続す
る通信口＆１１３とにより構成されている。

エンテイテイー１１において、鍵発生回路２１は、所定
の乱数発生手段に基づいて次のトランザクションＴ　（
ｋ＋１）で使用する秘密１！Ｋ（ｋ−１）を発生する。

この秘密＃！Ｋ（ｋ＋１）は、秘密鍵記憶手段としての
２段のシフトレジスタ２２と、暗号化回路２３とに供給
されている。シフトレジスタ２２は、現トランザクショ
ンＴ　（ｋ）における秘密鍵Ｋ　（ｋ）と前トランザク
ションＴ　（ｋ−１）における秘密ＩＫ（ｋ−１）とを
、それぞれ１段目及び２段目に格納し、トランザクショ
ンの終了と同時に次の秘密鍵を１段目にシフトインし、
２段目の秘密鍵をシフトアウトする。暗号化回路２３は
、上記秘密ＩＫ（ｋ＋１）を、シフトレジスタ２２の２
段目に格納されている前トランザクションＴ　（ｋ−１
）の秘密ｆｉ　Ｋ　（ｋ−１）を用いて暗号化する。暗
号化回路２３で暗号化された結果Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ
＋１））は合成回路２４の一方の入力に供給されている
。合成回路２４は、他方の入力に供給される現トランザ
クションにおけるメツセージＭ　（ｋ）の最後尾に、上
記暗号化結果Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ÷１））を付加して
現トランザクションＴ　（ｋ）における送信データＭ　
（ｋ）。

Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ、１））を組立てる。この送信デ
ータは、暗号化回路２５に供給されている。暗号化回路
２５は、上記送信データを、シフトレジスタ２２の１段
目に格納された現トランザクションＴ　（ｋ）の秘密鍵
Ｋ　（ｋ）によって再度暗号化する。その暗号化結果Ｅ
　ｋ（Ｍ　（ｋ）、　Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１）））
は、送信回路２６及び通信回線１３を介して受信側のエ
ンテイテイー１２に伝送される。ここで通信回線１３上
の伝送データのうち、Ｂ　ｋ（Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ中
１）））が鍵データとなる。

エンテイテイー１２において、受信データＥ　ｋ（Ｍ　
（ｋ）、　Ｅ　ｋ−ＩＴＫ　（ｋ＋１）））は、受信回
路３１を介して復号化回路３２に供給される。このエン
テイテイー１２にも、シフトレジスタ３３が設けられて
いる。このシフトレジスタ３３も、エンテイテイー１１
におけるシフトドレジスタ２２と同様、現トランザクシ
ョンＴ　（ｋ）における秘密鍵Ｋ　（ｋ）と前トランザ
クションＴ　（ｋ−１）における秘密鍵Ｋ　（ｋ−１）
とを、それぞれ１段目及び２段目に格納し、トランザク
ションの終了と同時に次の秘密鍵を１段目にシフトイン
し、２段目の秘密鍵をシフトアウトする。復号化回路３
２は、入力された受信データＥ　ｋ（Ｍ　（ｋ）、　Ｅ
　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１）））をシフトレジスタ３３の
１段目に格納された現トランザクションＴ　（ｋ）にお
ける秘密！ｌ！Ｋ（ｋ）によって復号化する６分離回路
３４は、復号化回路３２の復号化結果Ｍ　［ｋ）、　Ｅ
　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１））から、メツセージＭ　（ｋ
）を分離して図示しないメツセージ処理系統に出力ると
ともに、燻データに対応するデータＥｋ−１（Ｋ（ｋ十
１））を復号化回路３５に供給する。復号化回路３５は
、供給されたデータ Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１））を、シフトレジスタ３３
の２段目に格納されている秘密！　Ｋ　（ｋ−１）を用
いて復号化して次のトランザクションＴ　（ｋ中１）に
用いられる秘密ｇＩＫ（ｋ中１）を得る。この秘密鍵Ｋ
　（ｋ＋１）は、現トランザクションＴ　（ｋ）の終了
後、直ちにシフトレジスタ３３にシフトインされる。

以上の構成のシステムにおいて、第２図に示すように、
現在のトランザクションＴ　（ｋ）は、秘密鍵Ｋ　（ｋ
）を用いて実行されており、このトランザクションＴ　
（ｋ）の途中に次のトランザクションＴ（ｋ憬１）の秘
密１１Ｋ（ｋ＋１）が配送される。但し、このシステム
では、次の秘密鍵Ｋ（ｋ＋１）を現在の秘密１１Ｋ（ｋ
）で直接暗号化するのではなく、既にエンテイテイー１
１．１２間で共有し、各々が記憶している前トランザク
ションＴ（ｋ−１）で用いた秘密１１Ｋ（ｋ−１）で前
もって暗号化しておき、その後、現在の秘密鍵Ｋ　（ｋ
）によって暗号化し、相手エンテイテイー１２に配送す
る。

受信側のエンテイテイー１２が鍵データＥ　ｋ（Ｅ　ｋ
−１（Ｋ　（ｋ＋１）））を受取ると、現在のトランザ
クションＴ　（ｋ）に用いている秘密！Ｋ（ｋ）を用い
て一旦Ｅ　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１））に復号化した後、
前トランザクションＴ　（ｋ−１）の秘密ａＫ（ｋ−１
）を用いてＫ　（ｋ＋１）に復号化する。そして、得ら
れた鍵デ−タＫ　ｆｋ−１）をシフトレジスタ３３に記
憶することにより、次のトランザクションＴ　（ｋ＋１
）では秘密鍵Ｋ　（ｋ）　、　Ｋ　（ｋ＋１）が記憶さ
れる。そして、次のトランザクションＴ　（ｋ＋１）で
はこれら秘密鍵を用いて鍵データの復号化が行われる。

このシステムによれば、配送される鍵データＥ　ｋ（Ｅ
　ｋ−１（Ｋ　（ｋ＋１）））は、多重暗号化されたデ
ータとなっている。このため、この鍵データを解読する
には、第２図に示すように、連続するトランザクション
Ｔ（ｋ−１）　、　Ｔ（ｋ）で使用した秘密鍵Ｋ（ｋ−
１）　、　Ｋ（ｋ）を同時に知得しなければならない、
しかし、このように連続して秘密鍵を知ることは一般に
極めて困難であるため、秘密通信システムの安全性は高
められる。

第３図に本発明の他の実施例を示す、即ち、先の実施例
では、１時刻前のトランザクションＴ　（ｋ−１）で用
いた秘密鍵Ｋ　（ｋ−１）を用いて前処理を実行したが
、この実施例では、複数時刻前のトランザクションＴ　
（ｋ−ｖ）に用いられた秘密鍵Ｋ　（ｋ−ｖ）によって
前処理を行うようにしている。

この実施例では、エンテイテイー４１．４２にそれぞれ
ｖ＋１段のシフトレジスタ４３．４４を設け、暗号化回
路２３及び復号化回路３５には、それぞれｖ＋１段目の
秘密鍵Ｋ　（ｋ−ｖ）を供給するようにしている。

この実施例によれば、Ｅ　ｋ（Ｅ　ｋ−ｖ（Ｋ　（ｋ−
１）））が佛データとして配送される。従って、この鍵
データを解読するには、■だけ離れた２つのトランザク
ションにそれぞれ用いられた２つの秘密鍵を同時に解読
することが必要になり、さらに解読が困難になって安全
性が高められる。

第４図及び第５図に本発明の更に他の実施例を示す、こ
の実施例では、秘密鍵を複数用いて前処理を行う。

即ち、この実施例では、エンテイテイー５１゜５２に更
に多数段のシフトレジスタ５３．５４を設け、暗号化回
路２３及び復号化回路３５には、それぞれ秘密ｍ　Ｋ　
（ｋ−ｖｌ）、　Ｋ　（ｋ−ｖ２）、−。

Ｋ　（ｋ−ｖｎ）を選択回路５５．５６によって１つず
つ供給するようになっている。暗号化回路２３及び復号
化回路３５には、上記選択回路５５．５６の選択動作に
同期して、ラッチ回路５７．５８をそれぞれ介して暗号
化されたデータが循環するので、この循環動作によって
多重復号化が実現される。

この実施例では第５図に示すように、過去の複数ノドラ
ンザクジョンＴ　（ｋ−ｖｌ）、　Ｔ　（ｋ−ｖ２）、
　−。

Ｔ　［ｋ−ｖｎ）に使用した秘密鍵Ｋ（ｋ−ｖｌ）、　
Ｋｆｋ−ｖ２）。

・・・、　Ｋ（ｋ−Ｖｎ）を用いて前もってＫ　（ｋ＋
１）を暗号化し、この結果を現在のトランザクションＴ
　（ｋ）の秘密鍵Ｋ　（ｋ）で暗号化する。この実施例
では、鍵データが、 Ｅｋ（Ｅｋ−ｖｌ　（Ｅｋ−ｖ２　（＝＝・　　（Ｅｋ
−ｖｎ　　（Ｋ（ｋ＋１））＝ｉ））と更に多重化され
た形で配送される。従って、この方式で鍵データを解読
するには、ｎ＋１個の秘密鍵を同時に知る必要かあり、
より一層、安全性が高められる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、次のトランザクシ
ョンで使用される秘密鍵を現在のトランザクションにお
いて暗号化して配送する秘密鍵配送方式において、配送
する鍵データを現在の秘密鍵で暗号化する前に、過去に
使用された１又は複数の秘密鍵で前もって暗号化してお
くので、鍵データが容易に解読されるのを防止でき、よ
りセキュリティーの高い秘密通信システムを実現する秘
密鍵配送方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る秘密鍵配送方式を適用
した秘密通信システムのブロック図、第２図は同システ
ムの動作を示すタイミング図、第３図は本発明の他の実
施例に係る秘密鍵配送方式を適用した秘密通信システム
のブロック図、第４図は本発明の更に他の実施例に係る
秘密鍵配送方式を適用した秘密通信システムのブロック
図、第５図は同システムの概念を説明するための図、第
６図は従来の鍵配送方式のタイミング図である。 １１．１２．４１，４２，５１．５２・・・エンテイテ
イー、１３・・・通信回線、２１・・・鍵発生回路、２
２．２３．４３，４４．５３．５４・・・シフトレジス
タ、２３．２５・・・暗号化回路、２４・・・合成回路
、２６・・・送信回路、３１・・・受信回路、３２゜３
５・・・復号化回路、３４・・・分離回路、５５．５６
・・・選択回路、５７．５８・・・ラッチ回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 一−−、Ｋ（ｋ−ｖｎ）　　　　　　　　　　　−−−
、ｋ（ｋ−ｖｎ）第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 次回のトランザクションに使用される秘密鍵を、過去の
   １又は複数のトランザクションにおいて使用された秘密
   鍵によって暗号化するとともに、この暗号化の結果を更
   に現トランザクションで使用している秘密鍵で暗号化し
   、その結果を鍵データとして送信する送信手段と、この
   送信手段から送信された前記鍵データを受信し、該鍵デ
   ータを現トランザクションで使用している秘密鍵を用い
   て復号化するとともに、この復号化の結果を更に前記過
   去の１又は複数のトランザクションにおいて使用された
   秘密鍵によって復号化して前記次回のトランザクション
   に使用される秘密鍵を得る受信手段とを具備したことを
   特徴とする秘密鍵配送方式。