JP2000278260A - 暗号通信方法およびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ネットワークコンピューティング環境下で、暗
号通信の利用者は暗号通信の安全性を確保しながら、最
適な暗号アルゴリズムを選択し、送信者の負担を軽減し
コンピュータ資源の節約を図る。 【解決手段】受信者入力部３０１に入力された受信者Ｉ
Ｄをネットワーク種別に変換し、かつ通信メッセージの
重要度入力部３０２に入力された重要度とをキーとし
て、鍵長選択部３０３は暗号鍵登録テーブル３０４から
暗号アルゴリズムと暗号鍵を検索し、検索の結果が有れ
ば、暗号処理部３０５でそれらを用いて暗号化し、メッ
セージ送信部３０６から通信回線を介して暗号メッセー
ジ送信する。検索の結果、テーブルに該当するものがな
ければ、暗号化せずに平文で送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークコン
ピューティング環境で、暗号メッセージ通信を行うメッ
セージ通信方法およびそのプログラムを記録した記録媒
体に関し、特に種々のネットワークを使用し、かつ通信
メッセージの重要性に応じて必要な暗号アルゴリズムと
必要な長さの暗号鍵を選択して送信することができるの
で、必要な強度の暗号文が得られるとともに、暗号化に
伴う費用を低減することができる暗号通信方法およびそ
のプログラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークコンピューティング環境下
で暗号メッセージ通信を行う場合、秘密鍵暗号（慣用暗
号）を用いる第１の方法と公開鍵暗号を用いる第２の方
法がある。秘密鍵暗号を使用する場合には、送信者と受
信者が予め定められた同一の暗号鍵を保有しておき、送
信者は当該暗号鍵で平文を暗号化し、受信者は当該暗号
鍵で暗号文を平文に復号化する。この場合、通信に先立
って送信者と受信者間で同一の暗号鍵を第３者に知れる
こと無く、安全に保有することが課題となる。従って、
第１の方法では、身近な人相互間の通信、相手が判って
いる人との間での通信に適している。他方、公開鍵暗号
を使用する場合には、予め、暗号通信の利用者ごとに暗
号鍵（公開鍵）と復号鍵（秘密鍵）を生成しておき、送
信者は受信者の暗号鍵で平文を暗号化し、受信者は自分
の復号鍵で暗号文を平文に復号化する。したがって、暗
号鍵は暗号通信の不特定多数の利用者に開示され、復号
鍵は、特定の１人の利用者（メッセージ受信者）のみに
知らせることが必要であるが、秘密鍵暗号の前述の課題
である同一の暗号鍵を送受信者間で事前に保有する必要
はない。従って、第２の方法では、知らない相手方との
間の通信、電子取引による通信等に適している。

【０００３】ここで、暗号鍵と復号鍵は数学的関数関係
を有し、暗号鍵から復号鍵を特定することが計算量的に
困難であることが前提となる。例えば、代表的なRSA暗
号においては、50桁以上の素数ｐ、ｑを選択し、ｎ＝ｐ
×ｑを求め、復号鍵eを（ｐ−１）×（ｑ−１）と互い
に素な整数に設定する。そして、ｄをe×d=1mod（（q−
１)×（ｐ−１））として求め、ｎとｄを暗号鍵とす
る。これにより、復号鍵eを特定することは、ｎからｐ
とｑを算出することに帰着されるため、50桁以上の素数
の素因数分解と同値の計算量的困難性を得る。また、秘
密鍵暗号は、コンピュータシステム内に記録された情報
に対して、ビット単位の変換処理を特定の量で一括して
行い、公開鍵暗号は、コンピュータシステムに記録され
た情報を数値量とみなして、数学的関数変換を行うた
め、秘密鍵暗号は、公開鍵暗号に比べて、極めて高速に
動作し、消費するコンピュータ資源（メモリ、CPU）は
少量ですむ。

【０００４】さらに、秘密鍵暗号、公開鍵暗号とも暗号
文の解読の困難性は、暗号鍵の長さに依存する。例え
ば、秘密鍵暗号の代表的なDES暗号では、暗号鍵のビッ
トパターンを元に、平文のビットパターンを攪拌し、排
他的論理和を取り暗号文を作成する。RSA暗号では、前
述のように選択する素数ｐとｑの桁数が多いほど、すな
わち公開鍵ｎ、ｄの桁数が多いほど、秘密鍵の算出が困
難になる。そこで、秘密鍵暗号や公開鍵暗号を用いた暗
号メッセージ通信では、暗号鍵の長さが長いほど、指数
関数的に解読が困難になってくるが、他方暗号化、複号
化に必要なコンピュータ資源（CPU、メモリ）と処理時
間が指数関数的に多くなる。ところで、従来、取引毎に
使用する暗号化方法を変化させ、また暗号化キーデータ
を不規則に変動させることにより、第３者による電文の
暗号化データの解読を困難にすることを目的とした電文
暗号化方式が提案されている（例えば、特開平１０−１
０５６２４号公報参照）。この方法では、利用者が電文
の暗号化方法として、例えば銀行と顧客間で残高照会内
容を送受信する場合には、暗号化パターン１を選択し、
磁気カード上の口座番号とパターン１の暗号化キーデー
タの排他的論理和をとり、暗号化口座番号を作成してい
る。しかしながら、上記公報に記載の暗号化方法では、
何の根拠もなく、種々のパターンから１つを自由に選択
するものであって、その通信に真に必要な強度の暗号文
が得られるかは不明であり、また暗号化に伴う費用も低
減できるか否かは不明である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ネット
ワークコンピューティング環境で、暗号メッセージ通信
を行う場合、暗号アルゴリズムや暗号鍵長の選択は、利
用者の利便性やコンピュータ経費に大きく影響するた
め、必要な秘匿性の程度や使い勝手、費用を考慮して選
択する必要がある。すなわち、暗号メッセージに必要な
解読の困難性の程度は、使用するネットワークの特性や
メッセージの内容に依存する場合が多い。例えば、イン
ターネットや無線を使用したメッセージ通信では、通信
経路上の暗号メッセージが不特定多数の人にアクセス可
能になるため、一般に必要な解読の困難性が高い。他
方、専用通信回線を使用したメッセージ通信では、通信
経路上の暗号メッセージにアクセス可能な人が特定され
る為、必要な解読の困難性は相対的に低い。さらに、利
用者の立場では、通信メッセージの重要度に応じて必要
な解読の困難性が変化することは、言うまでもない。

【０００６】また、前述のように、秘密鍵暗号は公開鍵
暗号に比べて高速であり、所要コンピュータ資源も少量
であるが、送受信者間で暗号鍵を安全に共有する困難さ
があるため、一般に特定グループの人が使用するネット
ワークの場合（例えば、企業内ネットワーク）には適す
るが、インターネットなどの不特定の人が使用するネッ
トワークには、公開鍵暗号が適している。しかし、近年
のように、ネットワークコンピューティング環境が普及
している状況下では、コンピュータシステムからのアク
セス可能なネットワークが増加し、メッセージ送信先も
多岐に渡っているため、利用者が上記のような暗号アル
ゴリズムや暗号鍵長を考慮し、多数の種類の中から１つ
を選択して、それを用いて暗号メッセージ通信を行うこ
とは困難になってきている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、従来の暗号メッ
セージ通信における上述のような問題点を解消し、コン
ピュータネットワーク上で、暗号メッセージ通信を行う
場合に、メッセージの暗号化処理に先立って、使用する
ネットワークの状況や通信メッセージの内容によって、
必要な強度の暗号文が得られ、かつ暗号化に伴う費用を
低減できるような暗号通信方法とそのプログラムを記録
した記録媒体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の暗号通信方法では、利用者が暗号化処理を
行う度毎に、送信先と通信メッセージの秘匿の必要性
を、利用者に比較的簡明な情報で指定することにより、
使用するネットワークの種類を判別し、暗号アルゴリズ
ムと暗号鍵を選択できるようにして、ネットワークの種
類や通信メッセージの内容に適した強度の暗号化方法を
与える。そのために、受信者名を入力することにより、
ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス
に変換するようにマッピングしておき、変換されたＩＰ
アドレスから使用するネットワークの状況を判別し、ま
たメッセージの重要度を入力することにより、必要な強
度の暗号文が得られるように、自動的に最適の暗号アル
ゴリズムと暗号鍵が選択されるようなテーブルを作成し
ておく。次に、選択された暗号化アルゴリズムと暗号鍵
を用いてメッセージを暗号化し、暗号文の送信および受
信を行う。これにより、利用者は容易に暗号通信の安全
性を確保しながら、最適な暗号アルゴリズムと必要な長
さの暗号鍵を選択することができるので、送信者の負担
の軽減とコンピュータ資源の節約を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。図１は、本発明が適用される通信
システムの全体概要図である。図１において、１０１は
送信者用コンピュータ、１０２は狭域ネットワークであ
るLAN（Local Area Network)、１０３はLAN１０２を介
して送信者用コンピュータ１０１からメッセージを受信
する受信者A用コンピュータ、１０４は遠隔地へのメッ
セージ送信を行い、特定のコンピュータのみが使用可能
な専用回線、１０５は、専用回線１０４を介してコンピ
ュータ１０１からメッセージを受信する受信者B用コン
ピュータ、１０６は遠隔地へのメッセージ送信を行い、
不特定のコンピュータから使用可能な公衆回線、１０７
は公衆回線１０６を介してコンピュータ１０１からメッ
セージを受信する受信者C用コンピュータ、１０８は電
波によりメッセージ送信を行う無線設備、１０９は無線
設備１０８を介してコンピュータ１０１からメッセージ
を受信する受信者D用コンピュータ、１１０は常時不特
定のコンピュータが使用し、経路が不特定なインターネ
ット、１１１は、インターネット１１０を介して、コン
ピュータ１０１からメッセージを受信する受信者E用コ
ンピュータ、１１２はLAN１０２から専用回線１０４、
インターネット１１０、公衆回線１０６および無線設備
１０８へのルートを選択して送信するルータ、１１３，
１１４，１１５も受信者B,C,D用コンピュータ１０５，
１０７，１０９にそれぞれルートを選択して送信するル
ータである。

【００１０】図２は、本発明の一実施例を示す通信メッ
セージの重要度に応じた内容例のテーブルの図である。
図２において、２０１は通信メッセージの暗号文に対し
て必要となる解読の困難性を３段階（大、中、小）に区
分した項目、２０２は項目２０１の各段階に該当するメ
ッセージの例である。このテーブルは、送信者用コンピ
ュータ１０１は勿論のこと、受信者B,C,D,E用コンピュ
ータ１０５，１０７，１０９，１１１の各メモリに格納
されている。受信者用コンピュータも、次回には送信用
コンピュータになる可能性を有している。これ例では、
電子決済用のクレジットカード番号や、個人のプライバ
シー情報を含んだメッセージに対しては解読の困難性が
大のものが必要であり、社内の売上げデータを記述した
メッセージに対しては、解読の困難性が中程度のものが
必要であり、会議案内のようなメッセージは解読の困難
性が小のものでよいことが判別される。

【００１１】図３は、図１における送信者用コンピュー
タ内の処理装置のブロック図である。送信者用コンピュ
ータ１０１で実行される処理装置は、図３に示すような
構成となっている。図３において、３０１は送信者が受
信者名（受信者ID)を入力する処理部、３０２は送信者
が通信メッセージに対して必要となる解読の困難性の段
階を入力する処理部、３０３は受信者入力部３０１と重
要度入力部３０２から入力されたデータをもとに使用す
る暗号鍵を選択する処理部、３０４は受信者に対応し
て、すなわち使用するネットワークの種類と必要な解読
の困難性の段階に対応して、選択すべき暗号鍵を登録し
た暗号鍵登録テーブル、３０５は鍵長選択部３０３で選
択した暗号鍵にもとずき通信メッセージを暗号化する処
理部、３０６は暗号化処理部３０５で暗号化した通信メ
ッセージを送信する処理部である。受信者入力部３０１
の入力と通信メッセージの重要度入力部３０２の入力と
を同時に行うか、あるいはシリアルに行うかは任意に決
められるが、ここでは、同一画面でほぼ同時に入力され
た両方の入力データを、入力部３０１および３０２にそ
れぞれ入力して処理する。

【００１２】受信者入力部３０１では、受信者IDが入力
されることにより、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔ
ｏｃｏｌ）アドレスに変換するようにマッピングされた
データベースが配置されており、変換されたＩＰアドレ
スから使用するネットワークの状況を判別して、受信者
がＬＡＮ１０２に接続されているか、インターネット１
１０に接続されているか、専用回線１０４に接続されて
いるか、公衆回線１０６に接続されているか、あるいは
無線回線１０８に接続されているかを判別し、判別した
情報を鍵長選択部３０３に送る。例えば、ＩＰアドレス
の先頭部分の何ビットを判別範囲にしておき、その部分
が異なればインターネット、あるいは遠距離回線である
と判別する。先頭部分が送信者のＩＰアドレスと同じで
あれば、ＬＡＮであると判別する。一方、メッセージ重
要度入力部３０２では、クレジットカード、プライバシ
ー情報、社内の売上げデータ、社内の会議録、会議案内
等の内容が入力されることにより、図２に示すテーブル
を検索して必要な解読の困難性の段階を自動的に得る。
得られた必要性の段階は、鍵長選択部３０３に送られ
る。

【００１３】図４は、図３で示した処理ブロック図にお
ける暗号鍵登録テーブルの概念図である。図４におい
て、４０１は使用するネットワーク種別を示す項目、４
０２は通信メッセージに必要になる暗号文の解読困難性
の程度を示す項目、４０３はネットワーク種別４０１、
メッセージ重要度４０２の項目に対応して使用する暗号
アルゴリズムの項目、４０４は４０１、４０２、４０３
の項目に対応した暗号鍵長（ビット数）、４０５は使用
する暗号鍵である。なお、暗号アルゴリズム４０３にお
いて、Ｄｅｓは暗号鍵 図４に示すように、自動的に最適の暗号アルゴリズムと
暗号鍵が選択されるようなテーブルを作成しておくこと
により、鍵長選択部３０３は入力されたネットワークの
種別とメッセージの重要度に基づいて、このテーブルか
ら暗号化アルゴリズム４０３と暗号鍵４０５とを自動的
に選択する。そして、これらを暗号処理部３０５に送
る。暗号処理部３０５では、送られた暗号化アルゴリズ
ム４０３と暗号鍵４０５を用いてメッセージを暗号化
し、メッセージ送信部３０６に送る。メッセージ送信部
３０６では、送られた暗号文にヘッダ等の制御文を付加
し、各回線に適合した制御を行うことにより暗号メッセ
ージを送信する。

【００１４】図５は、本発明の一実施例を示す暗号通信
方法の動作フローチャートである。図５において、ステ
ップ５０１は暗号通信メッセージの受信者名を送信者が
入力する処理、ステップ５０２はステップ５０１で入力
した暗号メッセージの受信者名に基づき、使用されるネ
ットワークの種別を算出する処理、ステップ５０３は通
信メッセージの内容に基づき、送信者が秘匿の必要性の
段階を入力する処理、ステップ５０４はステップ５０２
で求めたネットワークの種別とステップ５０３で入力さ
れた通信メッセージの必要な秘匿性の程度をキーとし
て、暗号鍵登録テーブルの中から、使用すべき暗号アル
ゴリズムと暗号鍵を検索する処理、ステップ５０５は検
索処理ステップ５０４の結果、一致する暗号アルゴリズ
ムと暗号鍵が暗号鍵登録テーブル中に存在したか否かを
判定する判定処理、ステップ５０６は通信メッセージの
平文を暗号化する処理、ステップ５０７は暗号文を送信
する処理、ステップ５０８は平文を送信する処理であ
る。

【００１５】次に、図５を用いて、本発明の動作を説明
する。先ず、送信者用コンピュータ上から送信者が受信
者IDを入力する（ステップ５０１）。次に、受信者IDを
IPアドレスなどに変換することにより、使用するネット
ワークの経路、種別を算出する（ステップ５０２）。次
に、送信者用コンピュータ上から、送信者は、メッセー
ジの重要度に応じて必要な秘匿性の程度を'大'、'
中'、'小'の三段階から選択して入力する（ステップ５
０３）。これにより、図４の暗号鍵登録テーブルを検索
する（ステップ５０４）。暗号鍵登録テーブルの検索結
果を判定し（ステップ５０５）、ステップ５０２で算出
したネットワーク種別、ステップ５０３で入力した必要
な秘匿性の程度に該当する暗号アルゴリズムと暗号鍵が
登録されていない場合には、通信メッセージを平文で送
信する（ステップ５０８）。他方、暗号鍵登録テーブル
の検索結果判定により（ステップ５０５）、該当する暗
号アルゴリズムと暗号鍵が登録されている場合は、当該
アルゴリズムと暗号鍵でメッセージを暗号化し（ステッ
プ５０６）、当該暗号文を送信する（ステップ５０
７）。

【００１６】このように、本実施例においては、利用者
は受信者ID情報と通信メッセージの重要性を指定すれ
ば、暗号メッセージに対して、必要な秘匿性を確保しつ
つ、コンピュータ消費資源が少なく、使い勝手の良い暗
号を利用することができる。また、前述のように、本発
明に係わる暗号化手順を選択する処理ステップをコンピ
ュータプログラムで実現する場合、このプログラムをCD
-ROM等の記録媒体に記録した形態で、商品として流通さ
せることが可能である。また、この記録媒体を任意の場
所に設置されたパーソナルコンピュータに挿入して、プ
ログラムをインストールすることにより、あるいは通信
回線を介して他のコンピュータから転送してインストー
ルすることにより、任意の時刻に本発明を実現して、必
要な暗号鍵とアルゴリズムを自動選択して暗号メッセー
ジ送信することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ネットワークコンピューティング環境が下において、暗
号通信の利用者は、容易に暗号通信の安全性を確保しつ
つ、最適な暗号アルゴリズムを選択可能になるため、送
信者の負担軽減やコンピュータ資源の節減が図れる。さ
らに、通信メッセージの重要度に応じて暗号アルゴリズ
ムと必要な長さの暗号鍵が選択できるため、全体的に暗
号通信の安全性が高まるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される通信システムの全体概要図
である。

【図２】本発明の一実施例を示す通信メッセージの重要
度に応じた内容例のテーブル図である。

【図３】図１における送信者用コンピュータに内蔵され
た処理ブロック図である。

【図４】図３における暗号鍵登録テーブルのフォーマッ
ト図である。

【図５】本発明の一実施例を示す暗号通信方法の動作フ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０１…送信者用コンピュータ、１０２…LAN（Local A
rea Network）、１０３…受信者A用コンピュータ、１０
４…専用回線、１０５…受信者B用コンピュータ、１０
６…公衆回線、１０７…受信者C用コンピュータ、１０
８…無線設備、１０９…受信者D用コンピュータ、１１
０…インターネット、１１１…受信者E用コンピュー
タ、１１２〜１１５…ルータ、２０１…必要な解読の困
難性の段階の欄、２０２…段階に対するメッセージ、３
０１…受信者ID入力部、３０２…メッセージ重要度入力
部、３０３…鍵長選択部、３０４…暗号鍵登録テーブ
ル、３０５…暗号処理部、３０６…メッセージ送信部、
４０１…ネットワーク種別、４０２…メッセージ重要
度、４０３…暗号アルゴリズム、４０４…鍵長、４０５
…暗号鍵。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータネットワーク上で暗号メッ
   セージ通信を行うメッセージ通信方法において、 暗号通信メッセージの受信者名が入力されると、該受信
   者名に基づき使用されるネットワークの種別を算出し、 通信メッセージの秘匿の必要性の段階が入力されると、
   該ネットワークの種別およびメッセージの秘匿の必要性
   の段階をキーとして、暗号鍵登録テーブル中から使用す
   べき暗号アルゴリズムと暗号鍵を検索し、 検索の結果、該当する暗号アルゴリズムと暗号鍵が存在
   すれば、該暗号アルゴリズムと暗号鍵でメッセージを暗
   号化し、 暗号されたメッセージを送信することを特徴とする暗号
   通信方法。
2. 【請求項２】 前記暗号鍵登録テーブルには、ネットワ
   ークの種別とメッセージ重要度に対応して、暗号アルゴ
   リズムと暗号鍵が登録されていることを特徴とする請求
   項１に記載の暗号通信方法。
3. 【請求項３】 前記暗号通信メッセージの受信者名が入
   力されると、受信者名とＩＰアドレスとがマッピングさ
   れたデータベースにより、該当するＩＰアドレスが抽出
   され、該当ＩＰアドレスより使用される通信回線が判別
   されることを特徴とする請求項１に記載の暗号通信方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうちのいずれかに記載の
   暗号通信方法の処理をプログラムに変換し、変換された
   プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。