JP2000214779A - Method and device for generating hash value - Google Patents

Method and device for generating hash value

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JP2000214779A
JP2000214779A JP2000056471A JP2000056471A JP2000214779A JP 2000214779 A JP2000214779 A JP 2000214779A JP 2000056471 A JP2000056471 A JP 2000056471A JP 2000056471 A JP2000056471 A JP 2000056471A JP 2000214779 A JP2000214779 A JP 2000214779A
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Japan
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data
message
parameter
bit
conversion
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JP2000056471A
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Japanese (ja)
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Kazuo Takaragi
和夫 宝木
Hiroyuki Kurumaya
博之 車谷
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hash value generation method with high safety without decrease in processing rate by making an output length longer than an input length, and containing processing of injective extension conversion so that a different input surely brings a different output. SOLUTION: The output length is made longer than the input length, and this method contains a processing of injective extension conversion so that a different input surely brings a different output. When a message 2501 is inputted to a hash function 101, a prescribed processing is carried out by a data extension part 102 and an extended data 107 is outputted. Next, the extended data 107 are divided into 64-bit lengths and split into a 1st segment E1 108, a 2nd segment E2 109,... to be inputted to an injective extension part 105. The injective extension part 105 adopts an initial value 110 of 256 bits as a parameter and processes the 1st segment E1 108 with injective extension part 105 and obtains an intermediate output of 256 bits. Next, the 2nd segment E2 109 is processed with the injective extension part 105 with this intermediate output used as a parameter, and an intermediate output of 256 bits is obtained. Such processing is repeated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータネッ
トワークにおけるセキュリティを確保する技術に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a technique for securing security in a computer network.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子捺印において、公開鍵暗号だ
けを使って長いメッセージに対する電子捺印(ディジタ
ル署名)を生成しようとすると多くの時間がかかってし
まう。そこで、メッセージを、一旦、短いデータに圧縮
してから圧縮されたデータに対して電子捺印を生成する
方法がとられる。圧縮の仕方は、通常のデータ圧縮のよ
うに圧縮されたデータから元のメッセージが復元される
必要はないが、ある種の暗号的特性を持つように圧縮さ
れる。そこで考えられたのがハッシュ関数(hashfunctio
n)である。
2. Description of the Related Art Conventionally, it takes a lot of time to generate an electronic seal (digital signature) for a long message using only public key cryptography in electronic seal. Therefore, a method is used in which a message is once compressed into short data and then an electronic seal is generated for the compressed data. The method of compression does not require the original message to be restored from the compressed data as in normal data compression, but it is compressed to have certain cryptographic characteristics. Therefore, the hash function (hashfunctio
n).

【0003】商取引文書等のメッセージ、例えば、 文書A: 「洲崎商会殿 乗用車(カタログNo. 1443)
を104万円で購入します。 1996年3月10日 吉浦」 がハッシュ関数への入力データとなる。入力データの長
さはどんなに長くても構わない。ハッシュ関数は、この
入力データに対して暗号変換に似た処理を施すことで一
定長の短いデータになるように圧縮する。例えば、 ハッシュ値:283AC9081E83D5B28977 がハッシュ関数の出力となる。このハッシュ値はメッセ
ージダイジェスト、あるいはフィンガープリント(指
紋)とも呼ばれ、理想的にはメッセージ一つに対して世
の中に実質上一つしか存在しない。この「世の中に実質
上一つしか存在しない」ことを保証するため、ハッシュ
値の長さは少なくとも128ビット程度は必要と言われて
いる。より詳しくいえばハッシュ関数は、次のような特
性をもつことが必要である。
[0003] Messages such as commercial transaction documents, for example, Document A: "Suzaki Shokai Passenger Car (Catalog No. 1443)
Is purchased for 1.04 million yen. March 10, 1996 Yoshiura ”is the input data to the hash function. The length of the input data can be any length. The hash function performs a process similar to a cryptographic conversion on the input data, thereby compressing the input data into short data of a fixed length. For example, the hash value: 283AC9081E83D5B28977 is the output of the hash function. This hash value is also called a message digest or fingerprint, and ideally there is only one message in the world for one message. It is said that the hash value must be at least about 128 bits long to guarantee that "there is only one in the world." More specifically, the hash function needs to have the following characteristics.

【0004】(1) 一方向性(one-way property):あるハ
ッシュ関数の出力値が与えられたとする。この出力値と
同じ出力値をもたらすような別のメッセージMを求める
ことが計算量的に困難であること。
(1) One-way property: It is assumed that an output value of a certain hash function is given. It is computationally difficult to find another message M that gives the same output value as this output value.

【0005】例 和夫君の誕生日が2月22日とする。
和夫君の誕生日と同じ誕生日を持つ別の人を探すのは平
均して365/2≒183人程度の誕生日を当たってみれば同じ
誕生日の人が見つかる。人をメッセージと置き換え、誕
生日をハッシュ値と置き換えて同様の計算方法が成り立
つ。つまり、ハッシュ値の長さを160ビットとすれば、
ハッシュ値の総数は2160通りある。あるメッセージのハ
ッシュ値と同じハッシュ値をもつ別のメッセージを探す
のは平均して2160/2=2159個のメッセージに当たってみ
れば同じハッシュ値をもつメッセージが見つかる。これ
は計算量的に困難である。
Example Assume that Kazuo's birthday is February 22nd.
To find another person with the same birthday as Kazuo's birthday, you can find someone with the same birthday on average if you give him 365/2 ≒ 183 birthdays. A similar calculation method holds for replacing a person with a message and replacing a birthday with a hash value. In other words, if the length of the hash value is 160 bits,
The total number of hash values There are two 160. Come to hit another on average 2 160/2 = 2 159 messages to find a message with the same hash value as the hash value of a message the message is found to have the same hash value. This is computationally difficult.

【0006】(2) 衝突回避性(collision free propert
y):メッセージもハッシュ値も何であるかは問わない。
とにかく同じハッシュ値となるように二つの異なるメッ
セージMとM'を見つけることが計算量的に困難であるこ
と。
(2) Collision free propert
y): Regardless of the message or the hash value.
Anyway, it is computationally difficult to find two different messages M and M 'so that they have the same hash value.

【0007】例 とにかく誰でも良いから同じ誕生日を
持つ人二人を探したい。この場合、平均して24人程度の
人の誕生日を当たってみれば同じ誕生日となる二人が見
つかる。同様に、ハッシュ値の長さを160ビットとすれ
ば、何でも良いから同じハッシュ値をもつ二つの異なる
メッセージを見つけるのは平均して2160/2=280組程度
のメッセージを当たってみれば良い。この個数は一方向
性の場合と比べるとかなり小さい。しかし、依然、計算
量的には困難である。
[0007] Anyway, anyone can find two people with the same birthday. In this case, if you give birth to about 24 people on average, you will find two people who have the same birthday. Similarly, if the length of the hash value with 160 bits, because whatever may find two different messages with the same hash value Come to hit the 2 160/2 = 2 80 sets the order of messages on average good. This number is considerably smaller than the unidirectional case. However, it is still difficult in terms of computational complexity.

【0008】ハッシュ関数を実現する仕組みとしては種
々の方法が発表されているが、公開鍵暗号より圧倒的に
速い方法として換字と転置の繰り返しを行う方法が主流
になっている。その処理の仕組みを示す従来例が次の文
献において開示されている。
Although various methods have been announced as a mechanism for realizing a hash function, a method of repeating substitution and transposition has become mainstream as a method far faster than public key cryptography. A conventional example showing the mechanism of the processing is disclosed in the following document.

【0009】ISO/IEC 10118-2, "Information technolo
gy - Security techniques - Hash-functions: Part 2:
Hash-functions using an n-bit block cipher algori
thm"(1994) 上記従来例においては、図21に示すように、先ず、圧縮
したいメッセージ2501を一定の長さ毎に区切って、第1
区分M12502、第2区分M22503、・・・というように分割
し、ハッシュ関数2507に入力する。ハッシュ関数2507に
おいては、初期値2504をパラメータとして第1区分M1250
2に対して換字・転置繰り返し処理2505を施すことで第1
番目の中間出力を得る。次に、その中間出力をパラメー
タにして第2区分M22503に対して換字・転置繰り返し処
理2505を施すことで第2番目の中間出力を得る。・・・
という処理を繰り返し最後に出てきた中間出力が求める
ハッシュ値H2506となる。
[0009] ISO / IEC 10118-2, "Information technolo
gy-Security techniques-Hash-functions: Part 2:
Hash-functions using an n-bit block cipher algori
thm "(1994) In the above conventional example, first, as shown in FIG.
Category M 1 2502, the second division M 2 2503, split and so on ..., and input to the hash function 2507. In the hash function 2507, the first section M 1 250
By performing the substitution / transposition repetition process 2505 on 2
Get the th intermediate output. Then, obtain the the intermediate output to parameter the second intermediate output by performing substitution, transposition repetitive processing 2505 to the second segment M 2 2503. ...
Is repeated, and the intermediate output that appears last becomes the hash value H2506 to be obtained.

【0010】この換字、換字・転置繰り返し処理2505の
ところで、上記従来文献においては米国暗号標準DESの
ような暗号化関数を用いている。これは「ブロック暗号
を利用したハッシュ関数」と呼ばれISOで標準化済みで
あり、それが上記文献において開示されている。この方
法の詳細は次のとおりである。
In this substitution, substitution / transposition repetition process 2505, the above-mentioned conventional document uses an encryption function such as the US encryption standard DES. This is called a “hash function using a block cipher” and has been standardized by ISO, and is disclosed in the above-mentioned document. The details of this method are as follows.

【0011】初期値2504を変換関数2508により変換した
ものをパラメータとして第1区分M12502に対して暗号化
関数2509を施すことにより暗号化する。次に、その暗号
化結果と第1区分M12502との間でビット毎の排他的論理
和2510を施し、その結果を換字・転置繰り返し処理2505
の中間出力とする。次の中間出力を再度フィードバック
して換字・転置繰り返し処理2505への入力とし、変換関
数2508により変換したものをパラメータにして第2区分M
22503に対して暗号化関数2509を施すことにより暗号化
する。次に、その暗号化結果と第2区分M22503に対して
ビット毎の排他的論理和2510を施し、その結果を換字・
転置繰り返し処理2505の中間出力とする。・・・という
処理を繰り返し最後に出てきた中間出力が求めるハッシ
ュ値H2506となる。
An encryption function 2509 is applied to the first section M 1 2502 by using a value obtained by converting the initial value 2504 by the conversion function 2508 as a parameter to perform encryption. Next, an exclusive OR 2510 for each bit applied between the encryption result and the first section M 1 2502, the results substitution, transposition repetitive processing 2505
The intermediate output of. The next intermediate output is fed back again and used as an input to the substitution / transposition repetition processing 2505.
2 2503 is encrypted by applying an encryption function 2509. Next, performs an exclusive OR 2510 of each bit for the encryption result and the second section M 2 2503, substitution, and the results
The intermediate output of the transposition repetition process 2505 is used. .. Are repeated, and the intermediate output that appears last is the hash value H2506 to be obtained.

【0012】ここで、暗号化関数2509としてDESを用い
る場合、第1区分M12502、第2区分M22503等の各区分の長
さは64ビット、換字・転置繰り返し処理2505の出力の長
さは各64ビットとなり、ハッシュ値H2506の長さも64ビ
ットとなる。この「ブロック暗号を利用したハッシュ関
数」の特徴は、メッセージの各区分 M12502、 M22503、
・・・の長さと、換字・転置繰り返し処理2505の出力の
長さが等しいことである。
Here, when DES is used as the encryption function 2509, the length of each section such as the first section M 1 2502 and the second section M 2 2503 is 64 bits, and the length of the output of the substitution / transposition repetition processing 2505. The length of each hash value is 64 bits, and the length of the hash value H2506 is also 64 bits. This feature of "hash function using a block cipher", each segment of the message M 1 2502, M 2 2503,
... is equal to the length of the output of the substitution / transposition repetition process 2505.

【0013】前記の換字・転置繰り返し処理2505におい
て、DESのような暗号化関数2509を用いない方法は「専
用ハッシュ関数」と呼ばれインターネット標準のMD5やI
SOで標準化中のSHA-1, RIPEMD-160などがある。
In the above-described substitution / transposition repetition processing 2505, a method that does not use the encryption function 2509 such as DES is called a “dedicated hash function”, and is an Internet standard such as MD5 or I5.
SHA-1, RIPEMD-160, etc., which are being standardized by SO.

【0014】このうち、MD5は次の文献で開示されてい
る。
Among them, MD5 is disclosed in the following document.

【0015】R. Rivest, "The MD5 Message-Digest Alg
orithm," IETF RFC 1321(1992) MD5においては、メッセージ2501を512ビット毎の長さに
区切って、512ビットの第1区分M12502、512ビットの第2
区分M22503、・・・というように分割し、ハッシュ関数
2507に入力する。ハッシュ関数2507においては、128ビ
ットの初期値2504をパラメータとして512ビットの第1区
分M12502に対して換字・転置繰り返し処理2505を施すこ
とにより128ビットの中間出力を得る。次に、その中間
出力をパラメータとして512ビットの第2区分M22503に対
して換字・転置繰り返し処理2505を施すことにより128
ビットの中間出力を得る。・・・という処理を繰り返し
最後に出てきた128ビットの中間出力が求めるハッシュ
値H2506となる。
R. Rivest, "The MD5 Message-Digest Alg
orithm, "IETF RFC 1321 (1992) In MD5, the message 2501 is divided into lengths of 512 bits, and the first division M 1 2502 of 512 bits and the second
Partition M 2 2503, ...
Input to 2507. In the hash function 2507 to obtain a 128-bit intermediate output by performing substitution, transposition repeating processing 2505 the initial value 2504 of 128 bits for the first segment M 1 2502 512 bits as a parameter. Then, by performing a substitution, transposition repetitive processing 2505 to the second segment M 2 2503 512 bits the intermediate output as a parameter 128
Get intermediate output of bits. .. Are repeated, and the 128-bit intermediate output that appears last becomes the hash value H2506 to be obtained.

【0016】この「専用ハッシュ関数」の特徴は、メッ
セージの各区分 M12502、 M22503、・・・の長さより
も、換字・転置繰り返し処理2505の出力の長さが短いこ
とである。
The feature of this “dedicated hash function” is that the output length of the substitution / transposition repetition processing 2505 is shorter than the length of each of the message segments M 1 2502, M 2 2503.

【0017】このMD5は処理速度が速く、公開鍵暗号に
比べて1,000倍以上の処理速度が出る。例えば、ペンテ
ィアム90MHzを使ったパソコン上のソフトでは約1ミリ秒
(千分の1秒)で約10万ビットのデータを圧縮処理す
る。これにより、比較的長い文章や図形に対しても電子
捺印を高速に生成することが可能になる。
The processing speed of the MD5 is high, and the processing speed is 1,000 times or more as compared with that of the public key encryption. For example, software on a PC using Pentium 90MHz compresses about 100,000 bits of data in about 1 millisecond (one thousandth of a second). This makes it possible to generate an electronic seal at a high speed even for a relatively long sentence or figure.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公知例に
おいては次の不満足点があった。
However, the above-mentioned known examples have the following unsatisfactory points.

【0019】(1) 「ブロック暗号を利用したハッシュ関
数」により生成されるハッシュ値は処理速度が遅い。
(1) The hash value generated by the “hash function using block cipher” has a low processing speed.

【0020】このハッシュ関数に用いることができるDE
S等の暗号化関数(ブロック暗号)は、入力長、およ
び、出力長が64ビットと短く、その結果、得られるハッ
シュ値も64ビットとなり、前記の衝突回避性を実現する
うえでは十分な長さではない。そのため、初期値等を変
えてハッシュ関数の計算を2回行うことで128ビットの
ハッシュ値を生成することになるが、そのため、処理速
度が遅くなるという不満が生じる。
DE that can be used for this hash function
The encryption function (block cipher) such as S has an input length and an output length as short as 64 bits, and as a result, the obtained hash value is also 64 bits, which is sufficiently long to realize the collision avoidance. Not really. Therefore, the calculation of the hash function is performed twice by changing the initial value or the like, thereby generating a 128-bit hash value. However, there is a complaint that the processing speed is reduced.

【0021】(2) 「専用ハッシュ関数」により生成され
るハッシュ値には安全上の不安がある。
(2) There is a security concern about the hash value generated by the “dedicated hash function”.

【0022】先程述べたように、「専用ハッシュ関数」
は、メッセージを分割したデータに対して単純な換字・
転置の繰り返し処理2505を行っていた。ここで、入力値
の長さ(例えば、512ビット)と比べて、出力値の長さ
(例えば、128ビット)の方が短い。このため、1箇所の
メッセージ分割データ入力512ビット→圧縮データ出力1
28ビットの関係に着目して、入力衝突、すなわち、異な
る二つの入力に対して同一の出力となること、を起こす
ことが比較的容易にできた。つまり、ハッシュ関数を比
較的容易に破ることができた。
As described above, the “dedicated hash function”
Is a simple substitution /
Repeated transposition process 2505 was performed. Here, the length of the output value (for example, 128 bits) is shorter than the length of the input value (for example, 512 bits). For this reason, one message split data input 512 bits → compressed data output 1
Focusing on the 28-bit relationship, it was relatively easy to cause an input collision, that is, the same output for two different inputs. That is, the hash function could be broken relatively easily.

【0023】したがって、本発明の目的は、処理速度を
低下させることなく安全性の高いハッシュ値生成方法お
よび装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a hash value with high security without lowering the processing speed.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記、従来の問題を解決
するため、本発明では次の手段を用いる。
To solve the above-mentioned conventional problems, the present invention uses the following means.

【0025】(1) 前記の従来例では、換字・転置繰
り返し処理2507へ入力されるメッセージ区分の長さと出
力される中間出力の長さを比べると、出力の長さは入力
の長さと等しいか(「ブロック暗号を利用したハッシュ
関数」)、出力の長さは入力の長さよりも短かった
(「専用ハッシュ関数」)。これに対して、本発明で
は、出力の長さは入力の長さより長くし、かつ、入力値
が異なれば出力値も必ず異なるような単射拡大変換を行
う処理を含むようにした。これにより、MD5で問題とな
ったような、換字・転置の繰り返し処理2505におけるメ
ッセージの衝突を避けることが比較的容易にできるよう
になった。
(1) In the above-mentioned conventional example, when the length of the message segment input to the substitution / transposition repetition processing 2507 is compared with the length of the intermediate output to be output, is the output length equal to the input length? ("Hash function using block cipher"), the length of the output was shorter than the length of the input ("Dedicated hash function"). On the other hand, in the present invention, the length of the output is made longer than the length of the input, and the processing for performing the injection expansion conversion is performed so that the output value is always different if the input value is different. This makes it relatively easy to avoid message collision in the substitution / transposition repetition processing 2505, which has become a problem in MD5.

【0026】(2) 前記の単射拡大変換は、入力値を
変換したものに対して、乗算を行う処理、および、それ
ぞれシフト数が異なる複数個の巡回シフト計算を行う処
理を含むようにした。これにより、ペンティアム等、最
近のマイクロプロセッサの進展により取り分け処理速度
が向上している乗算や巡回シフト計算をデータの撹乱に
有効利用することが可能となった。つまり、ハッシュ関
数の計算において乗算や巡回シフト計算が利用されるこ
ととなり、ハッシュ関数の計算を著しく向上させること
が可能となった。
(2) The injection expansion conversion includes a process of multiplying a converted input value and a process of calculating a plurality of cyclic shifts having different shift numbers. . As a result, it has become possible to effectively use multiplication and cyclic shift calculations, which have been particularly improved in processing speed due to recent advances in microprocessors such as Pentium, for data disturbance. That is, multiplication and cyclic shift calculation are used in the calculation of the hash function, and the calculation of the hash function can be significantly improved.

【0027】(3) 前記の従来例では、初期値2504は
最初にパラメータとして用いられるとそれ以降何ら処理
には関与しなかった。これに対し、本発明では、最初に
パラメータとして用いられた初期値2504は、後程、メッ
セージ2501が入力されるのと同じ入力部の方へ再度入力
されるようにした。これにより、異なった初期値に対し
て同じハッシュ値が導かれるような初期値の衝突が起こ
りにくいようにした。
(3) In the above conventional example, if the initial value 2504 is first used as a parameter, it does not participate in any processing thereafter. On the other hand, according to the present invention, the initial value 2504 initially used as a parameter is re-input later to the same input unit as the message 2501 is input. As a result, collision of the initial values such that the same hash value is derived for different initial values is prevented from occurring.

【0028】(4) 前記の従来例では、M12502、M225
03等のメッセージの各区分は一旦処理されるとそれ以降
何ら処理には関与しなかった。これに対し、本発明で
は、一度処理されたメッセージの各区分は、後程、同じ
入力部の方へ再度入力されるようにした。これにより、
異なったメッセージに対して同じハッシュ値が導かれる
ようなメッセージの衝突が起こりにくいようにした。
(4) In the above conventional example, M 1 2502, M 2 25
Once each section of the message, such as 03, was processed, it was not involved in any further processing. On the other hand, in the present invention, each section of the message once processed is input again to the same input unit later. This allows
Message collisions, where the same hash value is derived for different messages, are less likely to occur.

【0029】なお、本発明の方法は、ソフトウエア(コ
ンピュータプログラム)により実現されるものであり、
そのプログラムはハードディスク装置などの記録媒体に
保存され、また、ROM、CD−ROM、フレキシブル
ディスク等の可搬性の記録媒体に格納された形で流通し
うる。
The method of the present invention is realized by software (computer program).
The program is stored in a recording medium such as a hard disk device, and can be distributed in a form stored in a portable recording medium such as a ROM, a CD-ROM, and a flexible disk.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0031】図1は本発明の第一の実施の形態を示す図
であり、メッセージ2501がハッシュ関数101に入力され
ると、データ拡大部102において、「メッセージと初期
値の混合」処理103が実施された後、「上記混合データ
のLブロック毎K回繰り返し伸長」処理104が実施され拡
大データ107が出力される。次に、拡大データ107を64ビ
ット毎の長さに区切って、64ビットの第1区分E1108、64
ビットの第2区分E2109、・・・というように分割し、単
射拡大部105に入力する。単射拡大部105においては、25
6ビットの初期値110をパラメータとして64ビットの第1
区分E1108に対して単射拡大105を施すことにより256ビ
ットの中間出力を得る。次に、その中間出力をパラメー
タとして64ビットの第2区分E2109に対して単射拡大105
を施すことにより256ビットの中間出力を得る。・・・
という処理を繰り返し最後に出てきた256ビットの中間
出力が求めるハッシュ値H111となる。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. When a message 2501 is input to a hash function 101, a “mixing of message and initial value” process 103 is performed in a data enlarging unit 102. After the execution, the “repeatedly expanding the mixed data L blocks every K times” process 104 is performed, and the enlarged data 107 is output. Next, the expanded data 107 is divided into 64-bit lengths, and the 64-bit first sections E 1 108, 64
The bits are divided into second sections E 2 109,. In the single shot expansion section 105, 25
64-bit first using the 6-bit initial value 110 as a parameter
By performing the injection enlargement 105 on the section E 1 108, an intermediate output of 256 bits is obtained. Next, using the intermediate output as a parameter, the injection expansion 105 is performed on the 64-bit second section E 2 109.
To obtain a 256-bit intermediate output. ...
Is repeated, and the 256-bit intermediate output that appears last becomes the hash value H111 to be obtained.

【0032】図2は図1における「メッセージと初期値の
混合」処理103の詳細を示したものである。「メッセー
ジと初期値の混合」処理103には初期値110とメッセージ
2501が入力される。初期値110は4個の64ビットデータブ
ロックI1201, I2202, I3203,I4204がこの順に連なった
ものである。先ず、パディング処理220においては、予
め設定されている整数Lを参照して、メッセージ2501は
その長さに256加えた数値がL×64の整数倍になるように
データが接続される。すなわち、 (1) メッセージ2501の長さに256加えた数値が丁度L×64
の整数倍であった場合、メッセージの後部にビット"
1"、および、 L×64−1個のビット"0"をこの順番につな
げる。
FIG. 2 shows details of the "mixing of message and initial value" process 103 in FIG. In the "mixing of message and initial value" process 103, the initial value 110 and the message
2501 is entered. The initial value 110 are those four 64-bit data block I 1 201, I 2 202, I 3 203, I 4 204 , which are arranged in this order. First, in the padding process 220, data is connected so that a value obtained by adding 256 to the length of the message 2501 is an integer multiple of L × 64 with reference to a preset integer L. That is, (1) The value obtained by adding 256 to the length of message 2501 is exactly L × 64
If the value is an integer multiple of
1 ”and L × 64−1 bits of“ 0 ”are connected in this order.

【0033】(2) メッセージ2501の長さに256加えた数
値がL×64ビットの整数倍でない場合、メッセージの後
部にビット"1"、および、ビット"0"をいくつか(0個から
L×64−2個の間)この順番につなげることによって、全
体の長さが丁度L×64ビットの整数倍になるようにす
る。
(2) If the value obtained by adding 256 to the length of the message 2501 is not an integral multiple of L × 64 bits, some bits “1” and bits “0” are added at the end of the message (from 0 bits).
By connecting in this order, the total length is exactly an integer multiple of L × 64 bits.

【0034】メッセージ2501は、このパディング後に、
N個の64ビットデータブロックM1205, M2206, M3207, M4
208, M5209, …がこの順に連なったデータ216となる。
処理217にこのデータ216が入力されると、M1→ D1, I1
→ D2, M2→ D3, I2→ D4, M3→ D5, I3→ D6, M4
D7, I4→ D8, M5→ D9, M6→ D10, M7→ D11,…という
データの置き換えが行われ、置き換えた結果としてのN
+4個の64ビットデータブロックD1210, D2211, D3212,
D4213, D5214, …がこの順に連なったものが中間拡大デ
ータ215として出力される。この中間拡大データ215の長
さは丁度L×64ビットの整数倍となる。
After the padding, the message 2501
N 64-bit data blocks M 1 205, M 2 206, M 3 207, M 4
, 208, M 5 209,... Become data 216 in this order.
When this data 216 is input to the process 217, M 1 → D 1 , I 1
→ D 2 , M 2 → D 3 , I 2 → D 4 , M 3 → D 5 , I 3 → D 6 , M 4
D 7 , I 4 → D 8 , M 5 → D 9 , M 6 → D 10 , M 7 → D 11 , ...
+4 64-bit data blocks D 1 210, D 2 211, D 3 212,
D 4 213, D 5 214, ... is that continuous in this order is output as an intermediate extension data 215. The length of this intermediate enlarged data 215 is just an integer multiple of L × 64 bits.

【0035】図3は図1における「上記混合データのLブ
ロック毎K回繰り返し伸長」処理104の詳細フローを示し
たものである。図3においては、次の処理が行われる。
FIG. 3 shows the detailed flow of the "repeatedly expanding the mixed data K times for each L block" process 104 in FIG. In FIG. 3, the following processing is performed.

【0036】ステップ301:はじめ。Step 301: Start.

【0037】ステップ302:図2の処理において求めた
中間拡大データD1, D2,・・・を入力する。
Step 302: The intermediate enlarged data D 1 , D 2 ,... Obtained in the processing of FIG. 2 are input.

【0038】ステップ303:i=1, j=0と設定する。Step 303: Set i = 1 and j = 0.

【0039】ステップ304:m=(i−(i(mod L・K)))/K+
((i−1)(mod L))+1 ステップ305:Ei=Dm ステップ306:Eiを出力する。
Step 304: m = (i− (i (mod L · K))) / K +
((i−1) (mod L)) + 1 Step 305: E i = D m Step 306: E i is output.

【0040】ステップ307:Dmは最後の入力データか?
もし、そうであればステップ308へ進む。もし、そうで
なければ、ステップ310へ進む。
Step 307: Is D m the last input data?
If so, go to step 308. If not, go to step 310.

【0041】ステップ308:j=j+1 ステップ309:j>Kか?もし、そうであれば、ステップ3
11に進む。もし、そうでなければ、ステップ310に進
む。
Step 308: j = j + 1 Step 309: j> K? If so, step 3
Go to 11. If not, go to step 310.

【0042】ステップ310:i=i+1。ステップ304に戻
る。
Step 310: i = i + 1. Return to step 304.

【0043】ステップ311:おわり。Step 311: End.

【0044】図3の処理を実行することにより、中間拡
大データD1, D2,・・・がLブロック毎K回繰り返すよう
な形に伸長され、拡大データE1, E2,・・・として出力
される。拡大データE1, E2,・・・の長さは中間拡大デ
ータD1, D2,・・・の長さのK倍となる。
By executing the processing of FIG. 3, the intermediate enlarged data D 1 , D 2 ,... Are expanded in such a manner as to repeat K times for each L block, and the enlarged data E 1 , E 2 ,. Is output as The length of the enlarged data E 1 , E 2 ,... Is K times the length of the intermediate enlarged data D 1 , D 2 ,.

【0045】図4は図1における単射拡大部105の詳細フ
ローを示したものである。図4においては、次の処理が
行われる。
FIG. 4 shows a detailed flow of the single shot enlarging unit 105 in FIG. In FIG. 4, the following processing is performed.

【0046】ステップ401:はじめ。Step 401: Start.

【0047】ステップ402:256ビットの初期値を入力
し、Hとする。
Step 402: An initial value of 256 bits is input and set to H.

【0048】ステップ403:i=1とする。Step 403: i = 1.

【0049】ステップ404:図3の出力である拡大デー
タのうち、第i番目の64ビットブロックEiを入力する。
[0049] Step 404: Of the expanded data is output in FIG. 3, and inputs the i-th 64-bit block E i.

【0050】ステップ405: Eiに対して、64ビット→96
ビットの単射拡大を行う。この結果、96ビットのデータ
を得る。
[0050] Step 405: For E i, 64-bit → 96
Perform bit injection. As a result, 96-bit data is obtained.

【0051】ステップ406:得られた96ビットのデータ
に対して、96ビット→128ビットの単射拡大を行う。こ
の結果、128ビットのデータを得る。
Step 406: Injection expansion from 96 bits to 128 bits is performed on the obtained 96-bit data. As a result, 128-bit data is obtained.

【0052】ステップ407:得られた128ビットのデータ
に対して、128ビット→256ビットの単射拡大を行う。こ
の結果得た256ビットのデータをHとする。
Step 407: Injection expansion of 128 bits → 256 bits is performed on the obtained 128-bit data. The resulting 256-bit data is set to H.

【0053】ステップ408: Eiは最後の入力データか?
もし、そうであれば、ステップ410へ進む。もし、そう
でなければ、ステップ409へ進む。
Step 408: Is Ei the last input data?
If so, go to step 410. If not, go to step 409.

【0054】ステップ409:i=i+1とする。ステップ40
4へ戻る。
Step 409: i = i + 1 is set. Step 40
Return to 4.

【0055】ステップ410:256ビットのデータHを出力
する。
Step 410: Output 256-bit data H.

【0056】ステップ411:おわり。Step 411: End.

【0057】図4の処理の結果得られる出力値Hが求める
ハッシュ値H111である。
The output value H obtained as a result of the processing in FIG. 4 is the hash value H111 to be obtained.

【0058】図5は図4における「64ビット→96ビットの
単射拡大」ステップ405の詳細フローを示したものであ
る。図5においては、次の処理が行われる。
FIG. 5 shows a detailed flow of the step 405 of "injection expansion from 64 bits to 96 bits" in FIG. In FIG. 5, the following processing is performed.

【0059】ステップ501:はじめ。Step 501: Start.

【0060】ステップ502:64ビットデータブロックEi
を入力し、Eiの上位32ビットをX1、下位32ビットをY1
する。同様に、256ビットデータブロックHを入力し、先
頭から32ビット毎に分割し、8個の32ビットデータH1, H
2,・・・, H8とする。
Step 502: 64-bit data block E i
Enter a, the upper 32 bits of the E i X 1, the lower 32 bits and Y 1. Similarly, a 256-bit data block H is input, divided into 32 bits from the beginning, and eight 32-bit data H 1 , H
2,..., And H 8.

【0061】ステップ503:X2=X1+(Y1+H1)2, Y2=Y1
を計算する。この結果、X2は64ビット、Y2は32ビットの
データとなる。
Step 503: X 2 = X 1 + (Y 1 + H 1 ) 2 , Y 2 = Y 1
Is calculated. As a result, X 2 is 64-bit, Y 2 is a 32-bit data.

【0062】ステップ504:X2、Y2を出力する。Step 504: X 2 and Y 2 are output.

【0063】ステップ505:おわり。Step 505: End.

【0064】図5の処理により、64ビットの入力データE
iが、64ビットのX2、および、32ビットのY2の合計96ビ
ットに伸長されて出力される。なお、ステップ503の処
理において、 X1、Y1→ X2、Y2は単射拡大である。なん
となれば、出力空間(96ビット)は入力空間(64ビット)
より長く、かつ、X2、Y2が与えられたとき、X1=X2−(Y
2+H1)2、Y1=Y2により、 X1、Y1が一意に定まるからで
ある。
By the processing of FIG. 5, 64-bit input data E
i is expanded to a total of 96 bits of X 2 of 64 bits and Y 2 of 32 bits and output. In the process of step 503, X 1 , Y 1 → X 2 , and Y 2 are single shot enlargements. The output space (96 bits) is the input space (64 bits)
Longer, and given X 2 , Y 2 , X 1 = X 2 − (Y
This is because X 1 and Y 1 are uniquely determined by 2 + H 1 ) 2 and Y 1 = Y 2 .

【0065】図6は図4における「96ビット→128ビット
の単射拡大」ステップ406の詳細フローを示したもので
ある。
FIG. 6 shows a detailed flow of the "injection expansion from 96 bits to 128 bits" step 406 in FIG.

【0066】ステップ601:はじめ。Step 601: Start.

【0067】ステップ602:図5で得られたX2、Y2を入力
する。また、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8を入力す
る。
Step 602: Input X 2 and Y 2 obtained in FIG. Also inputs the H 1, H 2, H 3 , H 4, H 5, H 6, H 7, H 8.

【0068】ステップ603:X2の上位32ビットをXH、下
位32ビットをXLとする。
[0068] Step 603: upper 32 bits X H of X 2, the lower 32 bits and X L.

【0069】ステップ604:以下の計算を順番に行う。Step 604: The following calculations are performed in order.

【0070】A=rot5(XL+H2+1) B=A+(XHVH3)+1 C=B+rot12(B)+1 D=XH+(H4 XOR C)+1 E=C・D+Y2 F=X2+E+(H5‖H6) X3=E+F+(H7‖H8) Y3=F ここに、rotT(U)は数値データUを上位側へTビット巡
回シフトすることによって得られるデータを示す。例え
ば、rot2(110000)は000011となる。ここで、数値データ
の左側が上位側である。また、XORはビット毎の排他的
論理和を示す(図面では丸印の中に”+”を有する記号
で示す)。例えば、110010 XOR 011001=101011であ
る。+は数の加算を示す。ただし、最上位ビットの計算
において桁上げが生じた場合は、桁上げ部分を無視す
る。例えば、101101+100100=010001となる。
[0070] A = rot 5 (X L + H 2 +1) B = A + (X H VH 3) +1 C = B + rot 12 (B) +1 D = X H + (H 4 XOR C) +1 E = C · D + Y 2 F = X 2 + E + (H 5 ‖H 6 ) X 3 = E + F + (H 7 ‖H 8 ) Y 3 = F where rot T (U) cyclically shifts the numerical data U to the upper side by T bits. This shows the data obtained. For example, rot 2 (110000) becomes 000011. Here, the left side of the numerical data is the upper side. XOR indicates an exclusive OR for each bit (in the drawing, indicated by a symbol having "+" in a circle). For example, 110010 XOR 011001 = 101011. + Indicates addition of numbers. However, if a carry occurs in the calculation of the most significant bit, the carry part is ignored. For example, 101101 + 100100 = 000011.

【0071】なお、‖はデータの接合を表わす。例え
ば、101101 ‖ 100100 = 101101100100となる。
It is to be noted that ‖ indicates data joining. For example, 101101‖100100 = 101101100100.

【0072】ステップ605:X3、Y3を出力する。Step 605: X 3 and Y 3 are output.

【0073】ステップ606:おわり。Step 606: End.

【0074】図6の処理により、64ビットの入力データX
2、および、32ビットのY2が、64ビットのX3、および、6
4ビットのY3の合計128ビットに伸長されて出力される。
なお、ステップ604の処理は、ステップ503と同様に単射
拡大となっている。
By the processing of FIG. 6, 64-bit input data X
2 and 32-bit Y 2 are converted to 64-bit X 3 and 6
4 is extended to a total of 128 bits of bit Y 3 is output.
Note that the process of step 604 is a single shot enlargement as in step 503.

【0075】図7は図4における「128ビット→256ビット
の単射拡大」407の詳細フローを示したものである。
FIG. 7 shows a detailed flow of “injection expansion from 128 bits to 256 bits” 407 in FIG.

【0076】ステップ701:はじめ。Step 701: Start.

【0077】ステップ702:図6で得られたX3、Y3を入力
する。また、図5で得られたH1、H2、H 3、H4、H5、H6、H
7、H8を入力する。
Step 702: X obtained in FIG.Three, YThreeEnter
I do. In addition, H obtained in FIG.1, HTwo, H Three, HFour, HFive, H6, H
7, H8Enter

【0078】ステップ703: X3の上位32ビットをXH、下
位32ビットをXLとする。
[0078] Step 703: The upper 32 bits of the X 3 X H, a lower 32 bits and X L.

【0079】ステップ704: Y3の上位32ビットをYH、下
位32ビットをYLとする。
Step 704: The upper 32 bits of Y 3 are set as Y H and the lower 32 bits are set as Y L.

【0080】ステップ705:以下の処理を行う。Step 705: The following processing is performed.

【0081】 K1‖K2=((XH XOR H3)‖(XH XOR H4))+(H7‖H8) K3‖K4=((XL XOR H1)‖(XL XOR H2))+(H5‖H6) K5‖K6=((YH XOR H7)‖(YH XOR H8))+(H2‖H1) K7‖K8=((YL XOR H5)‖(YL XOR H6))+(H4‖H3) ステップ706: K1‖K2‖K3‖K4‖K5‖K6‖K7‖K8→ H ステップ707:Hを出力。[0081] K1‖K2 = ((X H XOR H 3) ‖ (X H XOR H 4)) + (H 7 ‖H 8) K3‖K4 = ((X L XOR H 1) ‖ (X L XOR H 2)) + (H 5 ‖H 6) K5‖K6 = ((Y H XOR H 7) ‖ (Y H XOR H 8)) + (H 2 ‖H 1) K7‖K8 = ((Y L XOR H 5 ) ‖ (Y L XOR H 6 )) + (H 4 ‖H 3 ) Step 706: K 1 ‖K 2 ‖K 3 ‖K 4 ‖K 5 ‖K 6 ‖K 7 ‖K 8 → H Step 707: Output H.

【0082】ステップ708:おわり。Step 708: End.

【0083】図7の処理により、64ビットの入力データX
3、および、64ビットのY3が、256ビットのHに伸長され
て出力される。なお、ステップ705は、ステップ503と同
様に単射拡大となっている。
By the processing of FIG. 7, 64-bit input data X
3 and 64-bit Y 3 are expanded to 256-bit H and output. Step 705 is a single shot enlargement like step 503.

【0084】図8は本発明の第2の実施の形態を示す図で
あり、図1とは初期値802、ハッシュ値H804、「メッセー
ジと初期値の混合」処理801、単射拡大部803が異なる。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is different from FIG. 1 in that an initial value 802, a hash value H804, a “mixing of message and initial value” processing 801 and an injection enlarging unit 803 are performed. different.

【0085】(1) 図1では、初期値110の長さは256ビッ
トであった。図8では、初期値802の長さは80ビットとな
る。
(1) In FIG. 1, the length of the initial value 110 is 256 bits. In FIG. 8, the length of the initial value 802 is 80 bits.

【0086】(2) 図1では、ハッシュ値H111の長さは256
ビットであった。図8では、ハッシュ値H804の長さは80
ビットとなる。
(2) In FIG. 1, the length of the hash value H111 is 256
Was a bit. In FIG. 8, the length of the hash value H804 is 80
Bit.

【0087】(3) 図1では、「メッセージと初期値の混
合」処理103の詳細は図2のとおりであった。図8では、
「メッセージと初期値の混合」処理801は図9のとおりと
なる。すなわち、「メッセージと初期値の混合」処理80
1には初期値802とメッセージ2501が入力される。初期値
802は64ビットデータブロックI1901と16ビットデータブ
ロックI2902がこの順に連なったものである。メッセー
ジ2501はパディング処理220により、N個の64ビットデー
タブロックM1205, M2206, M3207, M4208, M5209, … が
この順に連なったものに変換される。処理903にこれら
のデータが入力されると、M 1→ D1, I1→ D2, M2→ D3,
I2‖I2‖I2‖I2→ D4, M3→ D5, M4→ D6, M5→ D7, M
6→ D8, M7→ D9,… というデータの置き換えが行わ
れ、置き換えた結果としてのN+2個の64ビットデータブ
ロックD1211, D2211, D3212, D4213, D5214,…がこの順
に連なったものが中間拡大データ215として出力され
る。
(3) In FIG. 1, “mixing of message and initial value
Details of the “combination” process 103 are as shown in FIG. In FIG.
The “mixing of message and initial value” process 801 is as shown in FIG.
Become. That is, the “mixing of message and initial value” processing 80
For 1, an initial value 802 and a message 2501 are input. initial value
802 is a 64-bit data block I1901 and 16-bit data
Lock ITwo902 is a series in this order. Message
The page 2501 is padded with 220 64-bit data
Tablock M1205, MTwo206, MThree207, MFour208, MFive209,…
It is converted to a sequence in this order. These to processing 903
When the data of is input, M 1→ D1, I1→ DTwo, MTwo→ DThree,
 ITwo‖ITwo‖ITwo‖ITwo→ DFour, MThree→ DFive, MFour→ D6, MFive→ D7, M
6→ D8, M7→ D9,… Data is replaced
N + 2 64-bit data blocks
Lock D1211, DTwo211, DThree212, DFour213, DFive214,… in this order
Are output as intermediate enlarged data 215
You.

【0088】(4) 図1では、単射拡大部105の処理は図4
のとおりであった。図8では、単射拡大部803の処理は図
10のとおりとなる。すなわち、 ステップ1001:はじめ。
(4) In FIG. 1, the processing of the injection enlarging unit 105 is performed as shown in FIG.
It was as follows. In FIG. 8, the processing of the inject
It is as shown in 10. That is, Step 1001: Start.

【0089】ステップ1002:80ビットの初期値を入力
し、Hとする。
Step 1002: An initial value of 80 bits is input and set to H.

【0090】ステップ1003:i=1とする。Step 1003: i = 1 is set.

【0091】ステップ1004:図3の出力である拡大デー
タのうち、第i番目の64ビットブロックEiを入力する。
[0091] Step 1004: Of the expanded data is output in FIG. 3, and inputs the i-th 64-bit block E i.

【0092】ステップ1005: Eiに対して、64ビット→6
4ビットの単射変換を行う。この結果、80ビットのデー
タを得る。
[0092] Step 1005: For E i, 64-bit → 6
Performs 4-bit injection transformation. As a result, 80-bit data is obtained.

【0093】ステップ1006:得られた80ビットのデータ
に対して、64ビット→80ビットの単射拡大を行う。この
結果、80ビットのデータを得る。この結果得た80ビット
のデータをHとする。
Step 1006: Injection expansion of 64 bits → 80 bits is performed on the obtained 80-bit data. As a result, 80-bit data is obtained. The resulting 80-bit data is set to H.

【0094】ステップ1007: Eiは最後の入力データか
?もし、そうであれば、ステップ1009へ進む。もし、そ
うでなければ、ステップ1008へ進む。
[0094] Step 1007: Is the E i is the last of the input data? If so, go to step 1009. If not, go to step 1008.

【0095】ステップ1008:i=i+1とする。ステップ1
004へ戻る。
Step 1008: i = i + 1 is set. step 1
Return to 004.

【0096】ステップ1009:80ビットのデータHを出力
する。
Step 1009: Output 80-bit data H.

【0097】ステップ1010:おわり。Step 1010: End.

【0098】図10の処理の結果得られる出力値Hが求め
るハッシュ値H804である。
The output value H obtained as a result of the processing in FIG. 10 is the hash value H804 to be obtained.

【0099】図11は図10における「64ビット→80ビット
の単射拡大」1005の詳細フローを示したものである。図
11においては、次の処理が行われる。
FIG. 11 shows a detailed flow of the “100% injection from 64 bits to 80 bits” 1005 in FIG. Figure
At 11, the following processing is performed.

【0100】ステップ1101:はじめ。Step 1101: Start.

【0101】ステップ1102:64ビットデータブロックEi
を入力し、 Eiの上位32ビットをX1、下位32ビットをY1
とする。同様に、80ビットデータブロックHを入力し、
先頭から32ビット、32ビット、16ビットに分割し、3個
のデータH1, H2, H3とする。
Step 1102: 64-bit data block E i
And the upper 32 bits of E i are X 1 and the lower 32 bits are Y 1
And Similarly, input an 80-bit data block H,
The data is divided into 32 bits, 32 bits, and 16 bits from the beginning, and three data H 1 , H 2 , and H 3 are obtained.

【0102】ステップ1103:X2=X1+(Y1+H1)2 (mod 2
32), Y2=Y1を計算する。ここで、X (mod 232)は、Xを2
32で割った余りを示す。この結果、X2は32ビット、Y2
32ビットのデータとなる。
Step 1103: X 2 = X 1 + (Y 1 + H 1 ) 2 (mod 2
32), calculating a Y 2 = Y 1. Where X (mod 2 32 ) is
Indicates the remainder when divided by 32 . As a result, X 2 is 32 bits and Y 2 is
It becomes 32-bit data.

【0103】ステップ1104:X2、Y2を出力する。Step 1104: X 2 and Y 2 are output.

【0104】ステップ1105:おわり。Step 1105: End.

【0105】図11の処理により、64ビットの入力データ
Eiが、32ビットのX2、および、32ビットのY2の合計64ビ
ットに変換されて出力される。なお、ステップ1103の処
理において、 X1、Y1→ X2、Y2は単射である。なんとな
れば、X2、Y2が与えられたとき、X1=X2−(Y2+H1)2 (m
od 248)、Y1=Y2により、 X1、Y1が一意に定まるからで
ある。
By the processing of FIG. 11, 64-bit input data
E i is converted to 32-bit X 2 and 32-bit Y 2 for a total of 64 bits and output. In the process of step 1103, X 1 , Y 1 → X 2 , and Y 2 are single shots. If X 2 and Y 2 are given, X 1 = X 2 − (Y 2 + H 1 ) 2 (m
od 2 48 ), because X 1 and Y 1 are uniquely determined by Y 1 = Y 2 .

【0106】図12は図10における「64ビット→80ビット
の単射拡大」1006の詳細フローを示したものである。
FIG. 12 shows a detailed flow of the “injection expansion from 64 bits to 80 bits” 1006 in FIG.

【0107】ステップ1201:はじめ。Step 1201: Start.

【0108】ステップ1202:図11で得られたX2、Y2を入
力する。また、H1、H2、H3を入力する。
Step 1202: Input X 2 and Y 2 obtained in FIG. Also inputs the H 1, H 2, H 3 .

【0109】ステップ1203:以下の計算を順番に行う。Step 1203: The following calculations are performed in order.

【0110】A=rot5(X2+H2+1) B=A+(X2 XOR (H3‖ H3)+1 C=rot13(B+H1) D=C+(B∨H2)+1 E=D2+Y2 (mod 248) F=X2+H3+E (mod 232) X3=E+F+(H1‖ H2) (mod 248) Y3=F ステップ1204:X3、Y3を出力する。A = rot 5 (X 2 + H 2 +1) B = A + (X 2 XOR (H 3 ‖H 3 ) +1 C = rot 13 (B + H 1 ) D = C + (B∨H 2 ) +1 E = D 2 + Y 2 (mod 2 48 ) F = X 2 + H 3 + E (mod 2 32 ) X 3 = E + F + (H 1 ‖H 2 ) (mod 2 48 ) Y 3 = F Step 1204: Output X 3 and Y 3 I do.

【0111】ステップ1205:おわり。Step 1205: End.

【0112】図12の処理により、32ビットの入力データ
X2、および、32ビットのY2が、32ビットのX3、および、
48ビットのY3の合計80ビットに伸長されて出力される。
なお、ステップ1203の処理は、単射拡大となっている。
By the processing of FIG. 12, 32-bit input data
X 2 and 32-bit Y 2 are converted to 32-bit X 3 and
It is extended to a total of 80 bits of the 48 bits of Y 3 and is output.
Note that the processing in step 1203 is a single shot enlargement.

【0113】上記、第2の実施の形態により、単射拡大
を用いて80ビットの出力を生成するハッシュ関数を構成
することができた。
According to the above-described second embodiment, a hash function for generating an 80-bit output by using the injection expansion can be constructed.

【0114】同様に、単射拡大を用いることにより64ビ
ット以上の任意の長さの出力を生成するハッシュ関数を
構成することができる。
Similarly, a hash function that generates an output of an arbitrary length of 64 bits or more can be configured by using the injection extension.

【0115】図13は、本発明の第3の実施の形態を示す
図である。図13において、暗号装置1311に任意長のデー
タ鍵1302と128ビットの平文1305が入力され、128ビット
の暗号文1310が出力される。ハッシュ関数h1301は図1に
示したハッシュ関数と同じものであり、任意長のデータ
鍵を入力して、256ビットのハッシュ値を生成してそれ
をワーク鍵1304とするものである。システム鍵1303はハ
ッシュ関数h1301の初期値として与えられる。256ビット
のワーク鍵は、8個の32ビットデータH1、H2、・・・、H
8に分割される。128ビットの平文1305は、ワーク鍵1304
のうち、H8を除いた7個の32ビットデータH1〜H7を鍵と
して関数π1306により変換される。さらに、この変換結
果はワーク鍵1304のうち、H1を除いた7個の32ビットデ
ータH2〜H8を鍵として関数π1307により変換される。・
・・というように処理が繰り返され、最後に、ワーク鍵
1304のうち、H7を除いた7個の32ビットデータH8〜H6
鍵として関数π1309により変換される。この結果、128
ビットの暗号文が出力される。
FIG. 13 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 13, a data key 1302 of an arbitrary length and a 128-bit plaintext 1305 are input to an encryption device 1311, and a 128-bit encrypted text 1310 is output. The hash function h1301 is the same as the hash function shown in FIG. 1, and receives a data key of an arbitrary length, generates a 256-bit hash value, and uses it as a work key 1304. The system key 1303 is given as an initial value of the hash function h1301. 256 work key bit, eight 32-bit data H 1, H 2, ···, H
Divided into eight . The 128-bit plaintext 1305 is the work key 1304
Of, is converted by a function π1306 seven 32-bit data H 1 to H 7, except for the H 8 as a key. Moreover, the conversion results of the work key 1304 is transformed by the function π1307 seven 32-bit data H 2 to H 8 except for H 1 as a key.・
・ ・ The process is repeated, and finally the work key
Of 1304 it is transformed by the function π1309 seven 32-bit data H 8 to H 6 excluding H 7 as the key. As a result, 128
Bit ciphertext is output.

【0116】図14は、図13における関数π1306の処理フ
ローを示す。
FIG. 14 shows a processing flow of the function π1306 in FIG.

【0117】ステップ1401:はじめ。Step 1401: Begin.

【0118】ステップ1402:2個の64ビットデータX1、Y
1を入力。7個の32ビットデータH1〜H7を入力。
Step 1402: Two 64-bit data X 1 , Y
Enter 1 . Input seven 32-bit data H 1 to H 7.

【0119】ステップ1403:X1の上位32ビットをXHとす
る。X1の下位32ビットをXLとする。
[0119] Step 1403: The upper 32 bits of the X 1 and X H. The lower 32 bits of X 1 and X L.

【0120】ステップ1404:以下の計算を順番に行う。Step 1404: The following calculations are performed in order.

【0121】A=rot5(XL+H1+1) B=A+(XHVH2)+1 C=B+rot12(B)+1 D=XH +(H1XOR C)+1 E=C・D+Y1 F= X1+E+(H4‖H5) X2=E+F+(H6‖H7) Y2=F ステップ1405:X2、Y2を出力する。[0121] A = rot 5 (X L + H 1 +1) B = A + (X H VH 2) +1 C = B + rot 12 (B) +1 D = X H + (H 1 XOR C) +1 E = C · D + Y 1 F = X 1 + E + (H 4 ‖H 5) X 2 = E + F + (H 6 ‖H 7) Y 2 = F step 1405: X 2, and outputs a Y 2.

【0122】ステップ1406:おわり。Step 1406: End.

【0123】図14の処理により、64ビットの入力データ
X1、および、64ビットのY1が、64ビットのX2、および、
64ビットのY2の合計128ビットに変換されて出力され
る。この関数π:X1‖Y1→ X2‖Y2の処理は全単射であ
る。つまり、出力X2‖Y2から入力X1‖Y1への逆変換π-1
が存在する: (1) X2‖Y2をπ-1への入力とする。
According to the processing of FIG. 14, 64-bit input data
X 1 and 64-bit Y 1 are converted to 64-bit X 2 and
64-bit is converted to a total of 128 bits of Y 2 is output. The processing of this function π: X 1 ‖Y 1 → X 2 ‖Y 2 is bijective. That is, the inverse transformation π −1 from the output X 2 ‖Y 2 to the input X 1 ‖Y 1
Exists: (1) Let X 2 ‖Y 2 be the input to π −1 .

【0124】(2) 以下の計算を順番に行う。(2) The following calculations are performed in order.

【0125】F =Y2 E=X2−F−(H6‖H7) X1= F−E−(H4‖H5) XH‖XL=X1 A=rot5(XL+H1+1) B=A+(XHVH2)+1 C=B+rot12(B)+1 D=XH+(H3 XOR C)+1 Y1=E−C・D (3) X1‖Y1をπ-1からの出力とする。F = Y 2 E = X 2 −F− (H 6 ‖H 7 ) X 1 = F−E− (H 4 ‖H 5 ) X H ‖X L = X 1 A = rot 5 (X L + H 1 +1) B = A + (X H VH 2 ) +1 C = B + rot 12 (B) +1 D = X H + (H 3 XOR C) +1 Y 1 = E−C · D (3) X 1 ‖ Let Y 1 be the output from π -1 .

【0126】他の関数π1307〜1309についても、同様の
処理が行われる。これにより、図13において生成される
暗号文1310は、π-1を使った逆変換により元の平文に復
号することが可能になる。
Similar processing is performed for the other functions π1307 to 1309. This makes it possible to decrypt the ciphertext 1310 generated in FIG. 13 into the original plaintext by the inverse transformation using π −1 .

【0127】なお、図13の実施の形態においては、関数
fの繰り返し回数nはn=8としたが、一般に、nの値を外
部から与えるようにして、nを任意の正の整数に変更で
きるようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 13, the function
Although the number of repetitions n of f is n = 8, in general, the value of n may be given from the outside so that n can be changed to any positive integer.

【0128】図15は、本発明の第4の実施の形態を示す
図である。図15において、マスキング装置1501に128ビ
ットの共通鍵1502と伸長データ1503が入力される。伸長
データ1503は共通鍵1502をN個つなげたものである。マ
スキング装置1601内においては、乱数発生器1508により
乱数1521が生成される。乱数1521と共通鍵1502をつなげ
て得られるデータがハッシュ関数h1509に入力され、そ
の出力値がワーク鍵1524となる。伸長データ1503のう
ち、最初の128ビットのデータである第1区分1504が入
力されると、ワーク鍵1524 の一部のデータをパラメー
タとしてπ関数1513により変換され128ビットのワーク
鍵1525となる。ここで、π関数1513は図14に示したよう
な処理を行う。後で述べるπ関数1513, 1518, 1519につ
いても同様である。ワーク鍵1525は、ワーク鍵1524 の
一部のデータをパラメータとしてπ関数1514により変換
され128ビットのH11522となる。伸長データ1503のう
ち、次の128ビットの第2区分1505が入力されると、ワー
ク鍵1525をパラメータとしてπ関数1518により変換され
128ビットのワーク鍵1526となる。ワーク鍵1526は、ワ
ーク鍵1525をパラメータとしてπ関数1519により変換さ
れ128ビットのH21523となる。・・・というように伸長
データ1503がすべて変換され、マスキングデータ1520が
出力される。
FIG. 15 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 15, a 128-bit common key 1502 and decompressed data 1503 are input to a masking device 1501. The decompressed data 1503 is obtained by connecting N common keys 1502 together. In masking device 1601, random number generator 1508 generates random number 1521. Data obtained by connecting the random number 1521 and the common key 1502 is input to the hash function h1509, and the output value becomes the work key 1524. When the first section 1504, which is the first 128-bit data of the decompressed data 1503, is input, it is converted by the π function 1513 using a part of the data of the work key 1524 as a parameter to become the 128-bit work key 1525. Here, the π function 1513 performs a process as shown in FIG. The same applies to π functions 1513, 1518, and 1519 described later. Work key 1525, an H 1 1522 a portion of data of 128 bits is converted by π function 1514 as a parameter of the work key 1524. When the next 128-bit second section 1505 of the decompressed data 1503 is input, it is converted by the π function 1518 using the work key 1525 as a parameter.
It becomes a 128-bit work key 1526. The work key 1526 is converted by the π function 1519 using the work key 1525 as a parameter to become a 128-bit H 2 1523. .. Are converted, and the masking data 1520 is output.

【0129】第4の実施の形態においては、マスキング
データ1502は共通鍵1502を伸長させたデータと見ること
ができる。また、マスキングデータ1502は共通鍵1502に
よって伸長データ1503を暗号化したデータと見ることも
できる。実際、図15と逆の処理を行うことにより、共通
鍵1502とマスキングデータ1502を入力して、伸長データ
1503を復号することができる。
In the fourth embodiment, the masking data 1502 can be regarded as data obtained by expanding the common key 1502. Also, the masking data 1502 can be regarded as data obtained by encrypting the decompressed data 1503 with the common key 1502. In fact, by performing the reverse process of FIG. 15, the common key 1502 and the masking data 1502 are
1503 can be decrypted.

【0130】なお、第4の実施の形態では、共通鍵1502
の長さは128ビットとしたが、一般に任意の長さにして
もよい。また、第4の実施の形態では、伸長データ1503
の各データブロック1504、1505、・・・に対してπ関数
は各2回作用させるようにしたが、一般にN回作用させ
てもよい。
In the fourth embodiment, the common key 1502
Is 128 bits, but may be of any length in general. In the fourth embodiment, the decompressed data 1503
Are applied twice for each data block 1504, 1505,..., But may be applied N times in general.

【0131】図16は、本発明の第5の実施の形態を示す
図である。図16において、暗号装置1601に楕円暗号にお
けるパラメータであるベースポイントP1602と公開鍵Q16
03、および、平文1604が入力される。
FIG. 16 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 16, a base point P1602 and a public key
03 and plaintext 1604 are input.

【0132】ここで、楕円暗号とは、楕円曲線、 y2=x3+ax+b の上の2点(x1, y1)、(x2, y2)の加算(x1, y1)+(x2,
y2)や整数倍演算k(x1, y1)などを定義することにより生
成される公開鍵暗号のことである。ベースポイントP160
2や公開鍵Q1603も上記の楕円曲線上の点であり、後で述
べる秘密鍵d1802との間で次の関係を満たす。
Here, the elliptic encryption means an elliptic curve, the addition (x 1 , y 1 ) + of two points (x 1 , y 1 ) and (x 2 , y 2 ) on y 2 = x 3 + ax + b. (x 2 ,
It is a public key cryptosystem generated by defining y 2 ), integer multiple operation k (x 1 , y 1 ), and the like. Base point P160
2 and the public key Q1603 are also points on the above elliptic curve, and satisfy the following relationship with the secret key d1802 described later.

【0133】Q=dP 暗号装置1601内においては、乱数生成機能1607により乱
数kが生成される。そして、整数倍演算機能1608に該乱
数kとベースポイントP1602が入力され、R=kPが計算さ
れ、R1616が出力される。整数倍演算機能1609には、該
乱数kと公開鍵Q1603が入力され、(x, y)=kQが計算さ
れ、このうちのx座標の数値xが出力される。
Q = dP In the encryption device 1601, a random number generation function 1607 generates a random number k. Then, the random number k and the base point P1602 are input to the integer multiple calculation function 1608, R = kP is calculated, and R1616 is output. The random number k and the public key Q1603 are input to the integer multiple operation function 1609, (x, y) = kQ is calculated, and the numerical value x of the x coordinate is output.

【0134】番号生成機能1610はシーケンス番号「1」
を生成し、このシーケンス番号「1」と前記数値xが接続
されて得られるデータに対して、ハッシュ関数h1611は
ハッシュ値を生成し、出力する。このハッシュ値を鍵と
して、圧縮・暗号化機能1612は、平文1604のうちの最初
のNビット1605を圧縮・暗号化する。圧縮・暗号化され
た結果はc11618として出力される。
The number generation function 1610 has the sequence number “1”.
Is generated, and the hash function h1611 generates and outputs a hash value to data obtained by connecting the sequence number “1” and the numerical value x. Using this hash value as a key, the compression / encryption function 1612 compresses / encrypts the first N bits 1605 of the plaintext 1604. The result of the compression and encryption is output as c 1 1618.

【0135】番号生成機能1613はシーケンス番号「2」
を生成し、このシーケンス番号「2」と前記数値xが接続
されて得られるデータに対して、ハッシュ関数h1614は
ハッシュ値を生成し、出力する。このハッシュ値を鍵と
して、圧縮・暗号化機能1614は、平文1604のうちの次の
Nビット1606を圧縮・暗号化する。圧縮・暗号化された
結果はc21619として出力される。・・・という処理を
繰り返して、平文1604すべてが変換される。その結果、
暗号文1616が得られる。
The number generation function 1613 has the sequence number “2”.
Is generated, and the hash function h1614 generates and outputs a hash value for data obtained by connecting the sequence number “2” and the numerical value x. Using this hash value as a key, the compression / encryption function 1614
N bits 1606 are compressed and encrypted. The result of compression and encryption is output as c21619. .. Are repeated, and all the plaintext 1604 is converted. as a result,
A ciphertext 1616 is obtained.

【0136】図17は、図16のうち圧縮・暗号化機能1612
の詳細を示す。圧縮・暗号化機能1701内においては、鍵
1705が入力されると、拡張機能1706は鍵1705を複数個コ
ピーし、それらをつなぎ合わせたものを、ワーク鍵1723
として出力する。最初のNビット1702のうち、第1区分1
703が入力されると、ワーク鍵1723の一部のデータをパ
ラメータとして圧縮(換字)処理1707が施され、128ビ
ットの圧縮データ1708と端数1709が出力される。圧縮
(換字)処理1707としては、例えば、ハフマン圧縮が用
いられる。後で述べる圧縮(換字)処理1713についても
同様である。128ビットの圧縮データ1708は、ワーク鍵1
723 の一部のデータをパラメータとしてπ関数1710によ
り変換され、その変換結果が拡張機能1712において拡張
され、ワーク鍵1722として出力される。ここで、π関数
1710は図14に示したような処理を行う。後で述べるπ関
数1711, 1716, 1718についても同様である。前記π関数
1710の出力は、ワーク鍵1723 の一部のデータをパラメ
ータとしてπ関数1711により変換され128ビットのg1172
0となる。平文1702のうち、第2区分1704が入力される
と、ワーク鍵1722の一部をパラメータとして圧縮(換
字)処理1713が施され、128ビットの圧縮データ1714と
端数1715が出力される。端数1709と圧縮データ1714をつ
なげたデータの長さが128ビットとなる。端数1709と圧
縮データ1714をつなげたデータは、ワーク鍵1722の一部
をパラメータとしてπ関数1716により変換され、その
変換結果が拡張機能1717において拡張される。前記π関
数1716の出力は、ワーク鍵1722の一部のデータをパラメ
ータとしてπ関数1718により変換され128ビットのg2172
1となる。・・・という処理を繰り返して最初のNビット
1702をすべて変換すると、変換結果としてc11719が得ら
れる。
FIG. 17 shows the compression / encryption function 1612 of FIG.
The details are shown below. In the compression / encryption function 1701, the key
When 1705 is input, the extended function 1706 copies a plurality of keys 1705 and connects them to form a work key 1723.
Output as Of the first N bits 1702, the first category 1
When 703 is input, compression (substitution) processing 1707 is performed using a part of the data of the work key 1723 as a parameter, and 128-bit compressed data 1708 and a fraction 1709 are output. As the compression (substitution) processing 1707, for example, Huffman compression is used. The same applies to a compression (substitution) process 1713 described later. The 128-bit compressed data 1708 is the work key 1
The data is converted by the π function 1710 using a part of the data of 723 as a parameter, the conversion result is expanded by the expansion function 1712, and output as the work key 1722. Where the π function
1710 performs the processing as shown in FIG. The same applies to π functions 1711, 1716, and 1718 described later. The π function
The output of 1710, g 1 172 a portion of data of 128 bits is converted by π function 1711 as a parameter of the work key 1723
It becomes 0. When the second section 1704 of the plaintext 1702 is input, compression (substitution) processing 1713 is performed using a part of the work key 1722 as a parameter, and compressed 128-bit data 1714 and a fraction 1715 are output. The length of the data obtained by connecting the fraction 1709 and the compressed data 1714 is 128 bits. Data obtained by connecting the fraction 1709 and the compressed data 1714 is converted by the π function 1716 using a part of the work key 1722 as a parameter, and the conversion result is expanded by the expansion function 1717. The output of the π function 1716, g 2 172 a portion of the data of the converted 128-bit by π function 1718 as a parameter of the work key 1722
It becomes 1. The first N bits by repeating the process
When all of 1702 are converted, c 1 1719 is obtained as a conversion result.

【0137】第5の実施の形態においては、平文1604は
公開鍵Q1603を用いて、暗号文1616に変換されたという
意味で、従来のRSAのような公開鍵暗号と同じである。
しかし、ハフマン圧縮等により圧縮が効くような通常の
平文に対しては、暗号文1616の長さが平文1604 の長さ
より短くなるという点で従来の公開鍵暗号とは異なる。
第5の実施の形態では、図17において、128ビットの圧縮
データ1708、端数1709と圧縮データ1714、・・・に対し
てπ関数は各2回作用させるようにしたが、一般にN回
作用させてもよい。
In the fifth embodiment, the plaintext 1604 is the same as the conventional public key encryption such as RSA in the sense that the plaintext 1604 has been converted into the ciphertext 1616 using the public key Q1603.
However, for ordinary plaintext in which compression is effective by Huffman compression or the like, it differs from conventional public key cryptography in that the length of ciphertext 1616 is shorter than the length of plaintext 1604.
In the fifth embodiment, in FIG. 17, the π function is operated twice each on the 128-bit compressed data 1708, the fraction 1709 and the compressed data 1714,... You may.

【0138】図18は、本発明の第6の実施の形態を示す
図である。図18において、復号装置1801に楕円暗号にお
けるパラメータである秘密鍵1802、および、暗号文1803
が入力される。
FIG. 18 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 18, a secret key 1802, which is a parameter in elliptic encryption, and a ciphertext 1803 are provided to a decryption device 1801.
Is entered.

【0139】復号装置1801内においては、秘密鍵1802、
および、暗号文1803のうちのR1804が整数倍演算機能180
7に入力され、(x, y)=dRが計算され、このうちのx座標
の数値xが出力される。
In the decryption device 1801, the secret key 1802,
And R1804 of ciphertext 1803 is integer multiple operation function 180
Then, (x, y) = dR is calculated, and the numerical value x of the x coordinate is output.

【0140】番号生成機能1808はシーケンス番号「1」
を生成する。ハッシュ関数h1809は、このシーケンス番
号「1」と前記数値xがつなぎ合わされたデータに対し
て、ハッシュ値を生成し、出力する。このハッシュ値を
鍵として、復号・伸長機能1810は、暗号文1803のうちの
c11805を復号・伸長する。復号・伸長された結果は最
初のNビット1815として出力される。
The number generation function 1808 has the sequence number “1”.
Generate The hash function h1809 generates and outputs a hash value for the data in which the sequence number “1” and the numerical value x are joined. Using this hash value as a key, the decryption / decompression function 1810
Decrypt and decompress c1805. The result of decoding and decompression is output as the first N bits 1815.

【0141】番号生成機能1811はシーケンス番号「2」
を生成する。ハッシュ関数h1812、このシーケンス番号
「2」と前記数値xがつなぎ合わされたデータに対してハ
ッシュ値を生成し、出力する。このハッシュ値を鍵とし
て、復号・伸長機能1813は、暗号文1803のうちのc21806
を復号・伸長する。復号・伸長された結果は次のNビッ
ト1816として出力される。・・・という処理を繰り返し
て、暗号文1803すべてが変換される。その結果、平文18
14が得られる。
The number generation function 1811 has the sequence number “2”.
Generate A hash function h1812 generates and outputs a hash value for data in which the sequence number “2” and the numerical value x are joined. Using this hash value as a key, the decryption / decompression function 1813 outputs c 2 1806 of the ciphertext 1803.
Is decrypted and decompressed. The result of decoding and decompression is output as the next N bits 1816. .. Are repeated, and all the ciphertexts 1803 are converted. As a result, the plaintext 18
14 is obtained.

【0142】図19は、図18のうち復号・伸長機能1810の
詳細を示す。復号・伸長機能1810内においては、鍵1905
が入力されると、拡張機能1906は鍵1905を複数個コピー
し、それらをつなぎ合わせたものを、ワーク鍵1923とし
て出力する。c11902のうち、g11903が入力されると、ワ
ーク鍵1923の一部のデータをパラメータとしてπ-1関数
1907により変換され、その変換結果が拡張機能1909にお
いて拡張され、ワーク鍵1924として出力される。ここ
で、π-1関数1907は図17におけるπ関数1711の逆関数で
ある。つまり、同じパラメータをπ関数1711とπ-1関数
1907に設定した場合に、データmをπ関数1711によって
変換して得られるデータπ(m)をさらに、π -1関数1907
によって変換を加えると元のデータmに戻る。すなわ
ち、 m=π-1(π(m)). 前記π-1関数1907の出力は、ワーク鍵1923 の一部のデ
ータをパラメータとしてπ-1関数1910により変換され、
出力される。その出力結果は、伸長(換字)機能1911に
より、ワーク鍵1923の一部のデータをパラメータとして
伸長され、その結果が伸長データ1912、および、端数19
13となる。伸長データ1912は第1区分1921として出力さ
れる。
FIG. 19 shows the decryption / decompression function 1810 of FIG.
Show details. Within the decryption / decompression function 1810, the key 1905
, The extended function 1906 copies multiple keys 1905
And connecting them together as a work key 1923
Output. c1G out of 19021When 1903 is entered,
Π with some data of the-1function
1907, and the conversion result is stored in the extension 1909.
And expanded and output as a work key 1924. here
Where π-1The function 1907 is the inverse function of the π function 1711 in FIG.
is there. That is, the same parameters are used for the π function 1711 and π-1function
When set to 1907, the data m is
The data π (m) obtained by the conversion is further converted to π -1Function 1907
Returns to the original data m after conversion. Sand
M = π-1(π (m)). The π-1The output of function 1907 is a partial data of work key 1923.
Data with parameters as π-1Converted by function 1910,
Is output. The output result is output to the expansion (substitution) function 1911.
From the part of the work key 1923 as a parameter
Decompressed and the result is decompressed data 1912 and fraction 19
It becomes 13. The decompression data 1912 is output as the first section 1921.
It is.

【0143】ここで、伸長(換字)機能1911は図17にお
ける圧縮(換字)機能1707の逆変換である。つまり、同
じパラメータを圧縮(換字)機能1707と伸長(換字)機
能1911に設定した場合に、データmを圧縮(換字)機能1
707によって変換して得られるデータをさらに、伸長
(換字)機能1911によって変換を加えると元のデータに
戻る。
Here, the expansion (substitution) function 1911 is the inverse conversion of the compression (substitution) function 1707 in FIG. That is, when the same parameter is set in the compression (substitution) function 1707 and the decompression (substitution) function 1911, the data m is compressed (substitution) function 1
If the data obtained by conversion by 707 is further converted by the decompression (substitution) function 1911, the original data is restored.

【0144】c11902のうち、g21904が入力されると、ワ
ーク鍵1924の一部のデータをパラメータとしてπ-1関数
19141により変換され、その変換結果が拡張機能1915に
おいて拡張される。
When g 2 1904 of c 1 1902 is input, the π −1 function is performed using a part of the data of the work key 1924 as a parameter.
The conversion is performed by 19141, and the conversion result is expanded in the expansion function 1915.

【0145】前記π-1関数1914の出力は、ワーク鍵1924
の一部のデータをパラメータとしてπ-1関数1916により
変換され、出力される。その出力結果は、伸長(換字)
機能1917により、ワーク鍵1924の一部のデータをパラメ
ータとして伸長され、その結果が伸長データ1918、およ
び、端数1919となる。前の処理で得られた端数1913と今
回の処理で得られた伸長データ1912をつなぎ合わせたデ
ータは第2区分1922として出力される。・・・という処
理を繰り返してc11902をすべて変換すると、最初のNビ
ット1920が得られる。
The output of the π −1 function 1914 is the work key 1924
Is converted by the π −1 function 1916 using a part of the data as a parameter and output. The output result is expanded (substitution)
The function 1917 decompresses the data of a part of the work key 1924 as a parameter, and the result is decompressed data 1918 and a fraction 1919. Data obtained by joining the fraction 1913 obtained in the previous process and the decompressed data 1912 obtained in the current process is output as the second section 1922. .. Are repeated to convert all c 1 1902, the first N bits 1920 are obtained.

【0146】第6の実施の形態においては、暗号文1803
は秘密鍵d1802を用いて、平文1814に復号変換されたと
いう意味で、従来のRSAのような公開鍵暗号と同じであ
る。しかし、ハフマン圧縮等により圧縮がなされた暗号
文に対しては、復号前よりも復号後の方がデータの長さ
が長くなるという点で従来の公開鍵暗号とは異なる。
In the sixth embodiment, the ciphertext 1803
Is the same as a conventional public key encryption such as RSA in the sense that it has been decrypted and converted into a plaintext 1814 using the secret key d1802. However, ciphertext compressed by Huffman compression or the like is different from conventional public key cryptography in that data length after decryption is longer than that before decryption.

【0147】図20は、本発明の第7の実施の形態を示す
図である。図20において、暗号装置2001に楕円暗号にお
けるパラメータであるベースポイントP2002と公開鍵Q20
03、および、平文2004が入力される。
FIG. 20 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 20, a cryptographic device 2001 provides a base point P2002 and a public key Q20
03 and plaintext 2004 are input.

【0148】暗号装置2001内においては、乱数生成機能
2007により乱数kが生成される。そして、整数倍演算機
能2008に該乱数kとベースポイントP2002が入力され、R
=kPが計算され、暗号文R2016が出力される。整数倍演
算機能2009には、該乱数kと公開鍵Q2003が入力され、
(x, y)=kQが計算され、このうちのx座標の数値xが出力
される。
In the encryption device 2001, a random number generation function
2007 generates a random number k. Then, the random number k and the base point P2002 are input to the integer multiple operation function 2008, and R
= KP is calculated, and the ciphertext R2016 is output. The random number k and the public key Q2003 are input to the integer multiple operation function 2009,
(x, y) = kQ is calculated, and the numerical value x of the x coordinate is output.

【0149】前記数値xに対して、ハッシュ関数h2001は
ハッシュ値を生成し、鍵2020として出力する。鍵2020を
鍵として、圧縮・暗号化機能2012は、平文2004のうちの
最初のNビット2005を圧縮・暗号化する。圧縮・暗号化
された結果はc12018として出力される。
A hash function h2001 generates a hash value for the numerical value x and outputs it as a key 2020. Using the key 2020 as a key, the compression / encryption function 2012 compresses and encrypts the first N bits 2005 of the plaintext 2004. Compressed and encrypted result is output as c 1 2018.

【0150】鍵2020に対して、ハッシュ関数h2014はハ
ッシュ値を生成し、鍵2021として出力する。この鍵2021
を鍵として、圧縮・暗号化機能2015は、平文2004のうち
の次のNビット2006を圧縮・暗号化する。圧縮・暗号化
された結果はc22019として出力される。・・・という処
理を繰り返して、平文2004すべてが変換される。その結
果、暗号文2016が得られる。
For the key 2020, the hash function h2014 generates a hash value and outputs it as the key 2021. This key 2021
Using the as a key, the compression / encryption function 2015 compresses / encrypts the next N bits 2006 of the plaintext 2004. Compressed and encrypted result is output as c 2 2019. .. Are repeated, and all the plaintext 2004 is converted. As a result, a ciphertext 2016 is obtained.

【0151】第7の実施の形態においては、平文2004は
公開鍵Q2003を用いて、暗号文2016に変換されたという
意味で、従来のRSAのような公開鍵暗号と同じである。
しかし、ハフマン圧縮等により圧縮が効くような通常の
平文に対しては、暗号文2016の長さが平文2004の長さよ
り短くなるという点で従来の公開鍵暗号とは異なる。
In the seventh embodiment, the plaintext 2004 is the same as the conventional public key encryption such as RSA in the sense that the plaintext 2004 is converted into the ciphertext 2016 using the public key Q2003.
However, it differs from conventional public key cryptography in that the length of the ciphertext 2016 is shorter than the length of the plaintext 2004 for ordinary plaintext in which compression is effective by Huffman compression or the like.

【0152】[0152]

【発明の効果】本発明は次のような格別な効果を奏す
る。
The present invention has the following special effects.

【0153】(1) 高速なハッシュ関数を実現できる。(1) A high-speed hash function can be realized.

【0154】ハッシュ関数の処理の過程において、図6
に示すように32ビットのデータに対する巡回シフト処理
(A=rot5(XL+H2+1)、 C=B+rot12(B)+1の処理)と3
2ビット同士の積演算(E=C・D+Y2の処理)とを併用し
ている。これは、データの撹乱を効率よく進めるうえで
有効である。なんとなれば、巡回シフトは一回の処理で
32ビットの転置を実現するが、最近のマイクロプロセッ
サ、例えば、インテル社のペンティアムは1サイクルで
この巡回シフトを完了する。100MHzのペンティアムなら
ば、1秒間に1億回の巡回シフトを行う。かつての20MHz
の68020プロセッサだと1秒間に250万回程度しか巡回シ
フトができなかったのに対して40倍の高速化となってい
る。また、32ビット同士の積演算、すなわち、32ビット
×32ビット→64ビットは、出力の各1ビットずつがすべ
ての入力ビットの影響を受けるというデータ撹乱度を高
めるうえで非常に有効な換字である。100MHzのペンティ
アムならば、1秒間に1千万回の積演算を行う。かつての
20MHzの68020プロセッサだと1秒間に50万回程度しか積
演算ができなかったのに対して20倍の高速化となってい
る。このような転置・換字混合の処理を行ううえで、最
近の技術革新により特に有利になっているマイクロプロ
セッサの基本演算を使うようにしたのが本発明の特徴の
一つである。これにより、高速なハッシュ関数の実現が
可能になった。ちなみに、従来、換字処理でよく用いら
れていた32ビット同士の加算については、100MHzのペン
ティアムならば、1秒間に1億回の加算を行う。かつての
20MHzの68020プロセッサだと1秒間に1千万回程度の加算
ができたのに対して10倍の高速化にしかなっていない。
乗算は加算32回分とシフト32回分のデータ撹乱効果があ
ることを考えると、ペンティアムの時代になって、加算
よりも乗算を用いる有利性が増したといえる。
In the process of the hash function, FIG.
Cyclic shift processing for 32-bit data as shown in (A = rot 5 (X L + H 2 +1), the process of C = B + rot 12 (B ) +1) and 3
And a combination of the 2-bit AND operation between (process E = C · D + Y 2 ). This is effective in efficiently disturbing data. What is a cyclic shift is a single process
Although a 32-bit transpose is implemented, modern microprocessors, such as Intel's Pentium, complete this cyclic shift in one cycle. A 100MHz Pentium will make 100 million cyclic shifts per second. 20MHz once
With the 68020 processor, it was possible to shift cyclically only about 2.5 million times per second, but it was 40 times faster. Also, the product operation of 32 bits, that is, 32 bits × 32 bits → 64 bits, is a very effective substitute for increasing the degree of data disturbance in which each input bit is affected by all input bits. is there. A 100MHz Pentium performs 10 million product operations per second. Former
With a 20MHz 68020 processor, the product operation could be performed only 500,000 times per second, but it is 20 times faster. One of the features of the present invention is to use the basic operation of the microprocessor, which is particularly advantageous due to recent technical innovations, in performing such transposition / substitution mixed processing. As a result, a high-speed hash function can be realized. By the way, about the addition of 32 bits which has been often used in the conventional substitution processing, if the Pentium is 100 MHz, the addition is performed 100 million times per second. Former
A 20MHz 68020 processor could add about 10 million times a second, but only 10 times faster.
Considering that multiplication has a data disturbing effect for 32 additions and 32 shifts, it can be said that the advantage of using multiplication over addition has increased in the Pentium era.

【0155】(2) 安全な(セキュリティの高い)ハッ
シュ関数を実現できる。
(2) A secure (high security) hash function can be realized.

【0156】(a) 図21の従来例では、換字・転置繰り
返し処理2505へ入力されるメッセージ区分の長さと出力
される中間出力の長さを比べると、入力の長さは出力の
長さと等しいか(「ブロック暗号を利用したハッシュ関
数」)、入力の長さは出力の長さよりも長かった(「専
用ハッシュ関数」)。これに対して、本発明では、図1
の単射拡大部105に示されるように、メッセージの入力
単位の長さは出力の長さより短くし、かつ、入力値が異
なれば出力値も必ず異なるような単射拡大変換を行う処
理を含むようにした。これにより、MD5で問題となった
ような、換字・転置の繰り返し処理2505におけるメッセ
ージの衝突を避けることが比較的容易にできるようにな
った。
(A) In the conventional example of FIG. 21, when the length of the message segment input to the substitution / transposition repetition processing 2505 is compared with the length of the intermediate output to be output, the input length is equal to the output length. ("Hash function using block cipher"), the length of the input was longer than the length of the output ("Dedicated hash function"). In contrast, in the present invention, FIG.
As shown in the injection expansion unit 105, the length of the input unit of the message is shorter than the output length, and includes a process of performing injection expansion conversion such that the output value is always different if the input value is different I did it. This makes it relatively easy to avoid message collision in the substitution / transposition repetition processing 2505, which has become a problem in MD5.

【0157】(3) 前記の従来例では、初期値2504は最
初に処理されるとそれ以降何ら処理には関与しなかっ
た。これに対し、本発明では、図1に示すように、最初
に処理された初期値110は、データ拡大部102での処理を
経た後、単射拡大部105のメッセージの入力単位が入力
されるのと同じ入力部の方へ再度入力されるようにし
た。これにより、異なった初期値に対して同じハッシュ
値が導かれるような初期値の衝突が起こりにくいように
なった。
(3) In the above-described conventional example, the initial value 2504 is not processed at all after the initial processing. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 1, the input unit of the message of the injection enlargement unit 105 is input to the initially processed initial value 110 after the processing in the data enlargement unit 102. It was made to be input again to the same input part as. As a result, collision of the initial values such that the same hash value is derived for different initial values is less likely to occur.

【0158】(4) 前記の従来例では、M12502、M22503
等のメッセージの各区分は一旦処理されるとそれ以降何
ら処理には関与しなかった。これに対し、本発明では、
図1の処理104に示すように、一般にK回、同じ入力部の
方へ再度入力されるようにした。これにより、異なった
メッセージに対して同じハッシュ値が導かれるようなメ
ッセージの衝突が起こりにくいようになった。
(4) In the above conventional example, M 1 2502, M 2 2503
Once each section of the message was processed, it was not involved in any further processing. In contrast, in the present invention,
As shown in the process 104 of FIG. 1, the input is generally performed again K times toward the same input unit. This makes it difficult for messages to collide such that the same hash value is derived for different messages.

【0159】(5) 従来、公開鍵暗号と共通鍵暗号、お
よび、データ圧縮は別々の機能として提供されていた。
つまり、従来、メッセージを圧縮して暗号化通信をした
い場合には、(a) 乱数生成により生成したセッション鍵
を公開鍵暗号機能により暗号化して、受信者に配送す
る、(b) メッセージをデータ圧縮機能により圧縮する、
(c) 圧縮したメッセージをセッション鍵と共通鍵暗号機
能により暗号化して受信者に送信するという処理を別々
に行っていた。これに対して、本発明では、公開鍵暗号
と共通鍵暗号、および、データ圧縮を分離できない形で
融合することによりこれら3つの機能を同時に効率よく
実現することを可能にした。
(5) Conventionally, public key encryption, common key encryption, and data compression have been provided as separate functions.
In other words, conventionally, when a message is to be compressed for encrypted communication, (a) the session key generated by random number generation is encrypted by the public key encryption function and delivered to the recipient, and (b) the message is Compression by compression function,
(c) The process of encrypting the compressed message using the session key and the common key encryption function and transmitting the encrypted message to the recipient is performed separately. On the other hand, the present invention makes it possible to simultaneously and efficiently realize these three functions by fusing public key encryption, common key encryption, and data compression in an inseparable manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態を示す256ビットハ
ッシュ関数の構成例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a 256-bit hash function according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の256ビットハッシュ関数のうちメッセー
ジと初期値の混合処理の構成例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a mixing process of a message and an initial value in the 256-bit hash function of FIG. 1;

【図3】図1の256ビットハッシュ関数のうち混合デー
タのLブロック毎K回繰り返し伸長フローを示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of repeatedly expanding K data of L blocks of mixed data K times in the 256-bit hash function of FIG. 1;

【図4】図1の単射拡大部の処理フローを示すフローチ
ャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing flow of a single shot enlarging unit in FIG. 1;

【図5】図4の単射拡大部の処理フローのうち64ビット
→96ビットの単射拡大処理フローを示すフローチャート
である。
5 is a flowchart showing a one-shot enlargement processing flow of 64 bits → 96 bits in the processing flow of the one-shot enlargement unit of FIG. 4;

【図6】図4の単射拡大部の処理フローのうち96ビット
→128ビットの単射拡大処理フローを示すフローチャー
トである。
6 is a flowchart showing a single-shot enlargement processing flow from 96 bits to 128 bits in the processing flow of the single-shot enlargement unit in FIG. 4;

【図7】図4の単射拡大部の処理フローのうち128ビット
→256ビットの単射拡大処理フローを示すフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart showing a single-shot enlargement processing flow from 128 bits to 256 bits in the processing flow of the single-shot enlargement unit in FIG. 4;

【図8】本発明の第二の実施の形態を示す80ビットハッ
シュ関数の構成例を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration example of an 80-bit hash function according to the second embodiment of the present invention.

【図9】図8の80ビットハッシュ関数のうちメッセージ
と初期値の混合処理の構成例を示す説明図である。
9 is an explanatory diagram showing a configuration example of a mixing process of a message and an initial value in the 80-bit hash function of FIG. 8;

【図10】図8の単射拡大部の処理フローを示すフロー
チャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow of a single shot enlarging unit in FIG. 8;

【図11】図10の単射拡大部の処理フローのうち64ビッ
ト→64ビットの単射処理フローを示すフローチャートで
ある。
11 is a flowchart showing a 64-bit → 64-bit one-shot processing flow in the processing flow of the single shot enlarging unit of FIG. 10;

【図12】図10の単射拡大部の処理フローのうち64ビッ
ト→80ビットの単射拡大処理フローを示すフローチャー
トである。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of a one-shot enlargement process from 64 bits to 80 bits in the process flow of the one-shot enlargement unit in FIG. 10;

【図13】本発明の第三の実施の形態を示す128ビット
ブロック暗号の構成例を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration example of a 128-bit block cipher showing a third embodiment of the present invention.

【図14】図13のブロック暗号のうち、π関数の詳細フ
ローを示すフローチャートである。
14 is a flowchart showing a detailed flow of a π function in the block cipher of FIG.

【図15】本発明の第四の実施の形態を示すマスキング
装置の構成例を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a masking device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第五の実施の形態を示す暗号装置の
構成例を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of an encryption device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】図16の暗号装置のうち、圧縮・暗号化機能
の構成例を示す説明図である。
17 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a compression / encryption function in the encryption device of FIG. 16;

【図18】本発明の第六の実施の形態を示す復号装置の
構成例を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a decoding device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図19】図18の復号装置のうち、復号・伸長機能の
構成例を示す説明図である。
19 is an explanatory diagram showing a configuration example of a decoding / decompression function in the decoding device of FIG. 18;

【図20】本発明の第七の実施の形態を示す暗号装置の
構成例を示す説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of an encryption device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図21】従来の装置構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a conventional device configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2501…メッセージ、101…ハッシュ関数、102…データ拡
大部、103…「メッセージと初期値の混合」処理、104…
「上記混合データのLブロック毎K回繰り返し伸長」処
理、107…拡大データ、108…64ビットの第1区分E1、109
…64ビットの第2区分E2、105…単射拡大部、110…256ビ
ットの初期値、111…ハッシュ値H
2501 ... message, 101 ... hash function, 102 ... data enlargement unit, 103 ... "mixing of message and initial value" processing, 104 ...
"The mixing L blocks each K iterations extension data" processing, 107 ... extension data, 108 ... 64-bit first section E 1, 109
… 64-bit second section E 2 , 105… Injection expansion unit, 110… 256-bit initial value, 111… Hash value H

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

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年3月1日(2000.3.1)[Submission date] March 1, 2000 (200.3.1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メッセージを逆変換困難なように変換する
ハッシュ値生成方法であって、 メッセージを複数個のブロックに分割し、分割されたメ
ッセージブロックを変換して得られるNビットの第1の
中間データに対して乗算を行うステップと、 該乗算の結果得られる2×NビットのデータをNビットの
第2の中間データとNビットの第3の中間データに分割
するステップと、 該第2の中間データを変換して得られるデータに対して
巡回シフト計算を行い、該第3の中間データを変換して
得られるデータに対しても巡回シフト計算を行うステッ
プと、 を含むことを特徴とするハッシュ値生成方法。
1. A method for generating a hash value for converting a message so as to make it difficult to perform an inverse conversion, comprising: dividing a message into a plurality of blocks; Multiplying the intermediate data; dividing the 2 × N-bit data obtained as a result of the multiplication into N-bit second intermediate data and N-bit third intermediate data; Performing a cyclic shift calculation on the data obtained by converting the intermediate data of the above, and performing a cyclic shift calculation also on the data obtained by converting the third intermediate data. Hash value generation method to be used.
【請求項2】メッセージを逆変換困難なように変換する
ハッシュ値生成方法であって、 メッセージを複数個に分割し、分割して得られたそれぞ
れの分割メッセージに対して入力値が異なれば出力値も
必ず異なり、かつ、入力値の長さよりも出力値の長さが
長くなるような単射拡大変換を行うステップを含み、 ある分割メッセージに対する単射拡大変換は、他の分割
メッセージに依存して変化することを特徴とするハッシ
ュ値生成方法。
2. A hash value generating method for converting a message so that it is difficult to perform a reverse conversion, wherein the message is divided into a plurality of pieces, and an output is provided if an input value is different for each divided message obtained by the division. The value of the output value is longer than the length of the input value, and includes the step of performing an injection extension conversion in which the length of the output value is longer than the length of the input value. A hash value generation method characterized in that the hash value changes.
【請求項3】前記単射拡大変換を行うステップは、入力
値を変換したものに対して、乗算を行うステップ、ある
いは、それぞれシフト数が異なる複数個の巡回シフト計
算を行うステップを含むことを特徴とする請求項2記載
のハッシュ値生成方法。
3. The method according to claim 2, wherein the step of performing the injection expansion conversion includes a step of performing a multiplication on a converted input value or a step of performing a plurality of cyclic shift calculations having different shift numbers. 3. The hash value generation method according to claim 2, wherein:
【請求項4】前記複数個の分割メッセージのうち、ある
分割メッセージの単射拡大変換は前記メッセージとは独
立に設定される初期値をパラメータとして変化するよう
になっており、また、別の分割メッセージの単射拡大変
換は該初期値の単射拡大変換の結果をパラメータとして
変化するようになっていることを特徴とする請求項2記
載のハッシュ値生成方法。
4. An injection expansion conversion of a certain divided message among the plurality of divided messages is changed with an initial value set independently of the message as a parameter. 3. The hash value generation method according to claim 2, wherein the one-shot expansion conversion of the message changes using a result of the one-shot expansion conversion of the initial value as a parameter.
【請求項5】前記複数個の分割メッセージのうち、第1
の分割メッセージに対しては、単射拡大変換を行うステ
ップを2回含み、そのうち、それぞれの単射拡大変換は
第1の分割メッセージとは異なる第2の分割メッセージ
の単射拡大変換の結果をパラメータとして変化すること
を特徴とする請求項2記載のハッシュ値生成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first message comprises a first message.
Includes two steps of performing an extended injection transformation for each of the divided messages, wherein each of the extended injection transformations includes a result of the injection extended conversion of a second divided message different from the first divided message. 3. The hash value generation method according to claim 2, wherein the hash value is changed as a parameter.
【請求項6】一定長のメッセージブロックを暗号変換し
て一定長の暗号文ブロックを出力するブロック暗号化方
法であって、 メッセージブロックを変換して得られるNビットの第1
の中間データに対して乗算を行うステップと、 該乗算の結果得られる2×NビットのデータをNビットの
第2の中間データとNビットの第3の中間データに分割
するステップと、 該第2の中間データを変換して得られるデータに対して
巡回シフト計算を行い、該第3の中間データを変換して
得られるデータに対しても巡回シフト計算を行うステッ
プを含むことを特徴とするブロック暗号化方法。
6. A block encryption method for cryptographically converting a message block of a fixed length and outputting a ciphertext block of a fixed length, wherein the first N-bits obtained by converting the message block.
Multiplying the intermediate data of N by 2; dividing the 2 × N-bit data obtained as a result of the multiplication into N-bit second intermediate data and N-bit third intermediate data; 2) performing a cyclic shift calculation on data obtained by converting the second intermediate data, and performing a cyclic shift calculation on data obtained by converting the third intermediate data. Block encryption method.
【請求項7】メッセージを逆変換困難なように変換する
ハッシュ値生成装置であって、 メッセージを複数個のブロックに分割し、分割されたメ
ッセージブロックを変換して得られるNビットの第1の
中間データに対して乗算を行う手段と、 該乗算の結果得られる2×NビットのデータをNビットの
第2の中間データとNビットの第3の中間データに分割
する手段と、 該第2の中間データを変換して得られるデータに対して
巡回シフト計算を行い、該第3の中間データを変換して
得られるデータに対しても巡回シフト計算を行う手段
と、 を含むことを特徴とするハッシュ値生成装置。
7. A hash value generating apparatus for converting a message so as to make it difficult to perform an inverse conversion, wherein the hash value generating apparatus divides the message into a plurality of blocks, and converts the divided message blocks into N-bit first bits. Means for multiplying the intermediate data; means for dividing 2 × N-bit data obtained as a result of the multiplication into N-bit second intermediate data and N-bit third intermediate data; Means for performing a cyclic shift calculation on the data obtained by converting the intermediate data of the above, and also performing a cyclic shift calculation on the data obtained by converting the third intermediate data. Hash value generation device.
【請求項8】メッセージを逆変換困難なように変換する
ハッシュ値生成装置であって、 メッセージを複数個に分割し、分割して得られたそれぞ
れの分割メッセージに対して入力値が異なれば出力値も
必ず異なり、かつ、入力値の長さよりも出力値の長さが
長くなるような単射拡大変換を行う手段を含み、 ある分割メッセージに対する単射拡大変換は、他の分割
メッセージに依存して変化することを特徴とするハッシ
ュ値生成装置。
8. A hash value generating apparatus for converting a message so as to make it difficult to perform reverse conversion, wherein the message is divided into a plurality of pieces, and an output is provided if an input value is different for each of the divided messages obtained by the division. Includes means for performing the injection expansion conversion such that the value is always different and the length of the output value is longer than the length of the input value.The injection expansion conversion for a certain split message depends on other split messages. A hash value generation device characterized in that the hash value changes.
【請求項9】前記単射拡大変換を行う手段は、入力値を
変換したものに対して、乗算を行う手段、あるいは、そ
れぞれシフト数が異なる複数個の巡回シフト計算を行う
手段を含むことを特徴とする請求項8記載のハッシュ値
生成装置。
9. The method according to claim 1, wherein the means for performing the injection expansion conversion includes means for multiplying the input value converted, or means for performing a plurality of cyclic shift calculations having different shift numbers. 9. The hash value generation device according to claim 8, wherein:
【請求項10】前記複数個の分割メッセージのうち、あ
る分割メッセージの単射拡大変換は前記メッセージとは
独立に設定される初期値をパラメータとして変化するよ
うになっており、また、別の分割メッセージの単射拡大
変換は該初期値の単射拡大変換の結果をパラメータとし
て変化するようになっていることを特徴とする請求項8
記載のハッシュ値生成装置。
10. An injection expansion conversion of a certain divided message among the plurality of divided messages is changed with an initial value set independently of the message as a parameter. 9. An injection expansion conversion of a message, wherein the result of the injection expansion conversion of the initial value is changed as a parameter.
The hash value generation device according to the above.
【請求項11】前記複数個の分割メッセージのうち、第
1の分割メッセージに対しては、単射拡大変換を行う手
段を2回含み、そのうち、それぞれの単射拡大変換は第
1の分割メッセージとは異なる第2の分割メッセージの
単射拡大変換の結果をパラメータとして変化することを
特徴とする請求項8記載のハッシュ値生成装置。
11. A method for performing one-shot extended conversion on a first divided message of the plurality of divided messages twice, wherein each of the one-shot extended conversions is performed by a first divided message. 9. The hash value generation device according to claim 8, wherein the result of the injection expansion conversion of the second divided message different from the above is changed as a parameter.
【請求項12】一定長のメッセージブロックを暗号変換
して一定長の暗号文ブロックを出力するブロック暗号化
装置であって、 メッセージブロックを変換して得られるNビットの第1
の中間データに対して乗算を行う手段と、 該乗算の結果得られる2×NビットのデータをNビットの
第2の中間データとNビットの第3の中間データに分割
する手段と、 該第2の中間データを変換して得られるデータに対して
巡回シフト計算を行い、該第3の中間データを変換して
得られるデータに対しても巡回シフト計算を行う手段を
含むことを特徴とするブロック暗号化装置。
12. A block encryption device for cryptographically converting a message block of a fixed length and outputting a ciphertext block of a fixed length, wherein the first N-bits obtained by converting the message block.
Means for multiplying the intermediate data of N, N and N by dividing the 2 × N-bit data obtained as a result of the multiplication into N-bit second intermediate data and N-bit third intermediate data; Means for performing a cyclic shift calculation on data obtained by converting the second intermediate data, and also performing a cyclic shift calculation on data obtained by converting the third intermediate data. Block encryption device.
【請求項13】メッセージを逆変換可能なように圧縮・
暗号変換して暗号文を出力する圧縮・暗号化方法であっ
て、 鍵を変換して得られるデータをパラメータとして、メッ
セージの一部を圧縮変換する処理をした後、さらに単射
変換を行い、その結果を暗号文の一部として出力する処
理と、該単射変換の処理途中に得られる中間生成データ
をパラメータとしてメッセージの別の一部を圧縮変換す
ることを含み、該単射変換の過程においては、乗算を行
う処理、および、巡回シフト計算を行う処理を含むこと
を特徴とする圧縮・暗号化方法。
13. A method for compressing a message so that the message can be inversely transformed.
A compression / encryption method for performing cipher conversion and outputting a ciphertext, wherein after performing processing for compressing and converting a part of a message using data obtained by converting a key as a parameter, further performing injective conversion, A process of outputting the result as a part of the ciphertext, and compressing and transforming another part of the message using the intermediate data obtained during the process of the injection transformation as a parameter. , A compression / encryption method including a process of performing a multiplication and a process of performing a cyclic shift calculation.
【請求項14】任意の長さの入力データを逆変換困難な
ように任意の長さに変換するマスキングデータ生成方法
であって、 該入力データと乱数データより生成されるデータのハッ
シュ値を生成するステップと、 該ハッシュ値をパラメータとして該入力データの一部を
単射変換し、その結果をマスキングデータの一部として
出力するステップと、 該単射変換の途中に得られる中間生成データをパラメー
タとして該入力データの一部を単射変換するステップ
と、 を含むことを特徴とするマスキングデータ生成方法。
14. A masking data generation method for converting input data of an arbitrary length to an arbitrary length so as to make it difficult to perform an inverse conversion, wherein a hash value of data generated from the input data and random number data is generated. Performing a one-shot transformation of a part of the input data using the hash value as a parameter, and outputting the result as a part of masking data; and converting the intermediate generated data obtained during the one-shot transformation into a parameter. Transforming a part of the input data into a single shot.
【請求項15】公開鍵と平文を入力とし、暗号文を出力
とする公開鍵暗号化方法であって、 乱数生成ステップと、 該乱数生成ステップによって生成される乱数と該公開鍵
を作用させて得られるデータをパラメータとして該平文
の一部を圧縮または暗号化変換するステップと、 該圧縮または暗号化変換の途中に得られるデータをパラ
メータとして該平文の他の一部を圧縮または暗号化変換
するステップと、 を含むことを特徴とする公開鍵暗号化方法。
15. A public key encryption method that receives a public key and a plaintext as input and outputs a ciphertext, wherein a random number generation step, a random number generated by the random number generation step, and the public key are operated. Compressing or encrypting a part of the plaintext using the obtained data as a parameter, and compressing or encrypting another part of the plaintext using the data obtained during the compression or the encryption as a parameter A public key encryption method, comprising:
【請求項16】秘密鍵と暗号文を入力とし、平文を出力
とする際、該暗号文の一部と該秘密鍵を作用させて得ら
れるデータをパラメータとして該暗号文の他の一部を復
号または伸長変換した後、該復号または伸長変換の途中
で得られるデータをパラメータとして該暗号文のさらに
他の一部を復号または伸長変換することを特徴とする請
求項15記載の公開鍵暗号化方法。
16. When a secret key and a ciphertext are input and plaintext is output, another part of the ciphertext is used as a parameter by using a part of the ciphertext and data obtained by operating the secret key. The public key encryption according to claim 15, wherein after decryption or expansion conversion, another part of the ciphertext is decrypted or expanded using data obtained during the decryption or expansion conversion as a parameter. Method.
【請求項17】公開鍵と平文を入力とし、暗号文を出力
とする公開鍵暗号化方法であって、 乱数生成ステップと、 該乱数生成ステップによって生成される乱数と該公開鍵
を作用させて得られるデータをハッシュ関数によってさ
らに変換させたものをパラメータとして該平文の一部を
圧縮または暗号化変換するステップと、 該圧縮または暗号化変換の途中に得られるデータをパラ
メータとして該平文の他の一部を圧縮または暗号化変換
するステップと、 を含むことを特徴とする公開鍵暗号化方法。
17. A public key encryption method for receiving a public key and a plaintext as input and outputting a ciphertext as output, comprising the steps of: generating a random number; operating the random number generated by the random number generation step and the public key. Compressing or encrypting a part of the plaintext by using a parameter obtained by further converting the obtained data by a hash function; and obtaining another parameter of the plaintext using the data obtained during the compression or encryption conversion as a parameter. Compression / encryption conversion of a part of the public key encryption method.
【請求項18】公開鍵と平文を入力とし、暗号文を出力
とする公開鍵暗号化装置であって、 乱数生成手段と、 該乱数生成手段によって生成される乱数と該公開鍵を作
用させて得られるデータをパラメータとして該平文の一
部を圧縮または暗号化変換する手段と、 該圧縮または暗号化変換の途中に得られるデータをパラ
メータとして該平文の他の一部を圧縮または暗号化変換
する手段と、 を含むことを特徴とする公開鍵暗号化装置。
18. A public key encrypting apparatus for receiving a public key and a plaintext as input and outputting a ciphertext as output, wherein the random number generating means, the random number generated by the random number generating means and the public key are operated. Means for compressing or encrypting a part of the plaintext using the obtained data as a parameter, and compressing or encrypting another part of the plaintext using the data obtained during the compression or the encryption conversion as a parameter Means, and a public key encryption device, comprising:
【請求項19】秘密鍵と暗号文を入力とし、平文を出力
とする際、該暗号文の一部と該秘密鍵を作用させて得ら
れるデータをパラメータとして該暗号文の他の一部を復
号または伸長変換した後、該復号または伸長変換の途中
で得られるデータをパラメータとして該暗号文のさらに
他の一部を復号または伸長変換することを特徴とする請
求項18記載の公開鍵暗号化装置。
19. When a secret key and a ciphertext are input and plaintext is output, another part of the ciphertext is used as a parameter by using a part of the ciphertext and data obtained by operating the secret key. 19. The public key encryption according to claim 18, wherein after decryption or expansion conversion, another part of the ciphertext is decrypted or expanded using data obtained during the decryption or expansion conversion as a parameter. apparatus.
【請求項20】公開鍵と平文を入力とし、暗号文を出力
とする公開鍵暗号化装置であって、 乱数生成手段と、 該乱数生成手段によって生成される乱数と該公開鍵を作
用させて得られるデータをハッシュ関数によってさらに
変換させたものをパラメータとして該平文の一部を圧縮
または暗号化変換する手段と、 該圧縮または暗号化変換の途中に得られるデータをパラ
メータとして該平文の他の一部を圧縮または暗号化変換
する手段と、 を含むことを特徴とする公開鍵暗号化装置。
20. A public key encrypting apparatus which receives a public key and a plaintext as input and outputs a ciphertext, wherein the random number generating means, the random number generated by the random number generating means and the public key are operated. Means for compressing or encrypting a part of the plaintext by using a parameter obtained by further converting the obtained data by a hash function; and obtaining another parameter of the plaintext by using data obtained during the compression or encryption conversion as a parameter. Means for compressing or encrypting a part of the public key.
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