JP2001125481A - 暗号通信端末、暗号通信センター装置及び暗号通信システム並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗号アルゴリズム自体が非公開の場合であっ
ても、新規な暗号アルゴリズムをネットワークを介して
安全かつ効率よく更新することができる。 【解決手段】 暗号化された暗号アルゴリズム及びその
デジタル署名を受信する通信手段（２）と、通信手段に
より受信される前記暗号化暗号アルゴリズムを、そのデ
ジタル署名とともに格納する暗号アルゴリズム格納部
（５）と、暗号化暗号アルゴリズムを復号するためのア
ルゴリズム復号鍵を格納するアルゴリズム鍵情報格納部
（３）と、通信手段により受信される暗号化暗号アルゴ
リズムについてのデジタル署名を検証する署名検証手段
（８）と、署名検証手段により正当なものであるとの検
証結果が得られた暗号化暗号アルゴリズムを、アルゴリ
ズム鍵情報格納部のアルゴリズム復号鍵により復号し、
暗号通信のために提供する暗号アルゴリズム復号化手段
（９）とを備えた暗号通信端末。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は暗号通信端末、暗
号通信センター装置及び暗号通信システム並びに記録媒
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ネットワークに接続されている様
々な機器に機密保持のために暗号化技術が組み込まれて
いる。組み込まれている暗号化技術を用いることで、ネ
ットワークを介しての電子商取引やコンテンツ配信事業
等が盛んに行われようとしている。これらの業務は組み
込まれている暗号化技術の安全性の元に成り立つもので
ある。このような背景から、安全かつ効率の良い暗号ア
ルゴリズムの設計に関する研究が盛んに行われている。

【０００３】また、従来の暗号化技術を組み込んだシス
テムは、規格標準化等によりシステム仕様が一度決まっ
てしまうと、それと同時に、システムで使用する暗号方
式が固定されてしまう。このため、システムのセキュリ
ティレベルも固定されることになる。

【０００４】一方、安全な暗号アルゴリズムの設計に関
する研究と同時に暗号アルゴリズムの安全性の評価のた
めに暗号アルゴリズムの解読法の研究も盛んに行われて
いる。したがって、システムで使用している暗号方式が
解読されるといったことも現実に起こりうる。仮に、シ
ステムで使用している暗号方式が破られてしまった場
合、従来のシステムでは、もはやそのままでは使用する
ことができなくなる。

【０００５】このときシステムの暗号方式を更新しよう
とすると、ネットワークを介しての変更では、秘密情報
の外部への流出などの安全性の面で問題がある。一方、
ネットワークを介さずの変更では、システムのすべての
機器に一台づつに変更を加えなければならず、効率的に
システム変更を行うことが困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の暗
号通信システムでは一度システム仕様が決まると、暗号
方式変更によるシステムセキュリティレベルの変更が困
難である。また、ネットワークを介さずにシステム変更
するには、すべての機器一台づつを変更する必要があ
り、非効率的である。

【０００７】一方、暗号方式には、暗号アルゴリズム自
体も秘密とするアルゴリズム非公開のアルゴリズムを用
いる方式と、暗号アルゴリズム自体は公開されているア
ルゴリズム公開のアルゴリズムを用いる方式とがある。
前者は有料衛星放送のスクランブル等であり、後者はＤ
ＥＳ方式等である。これらのうち特にアルゴリズム非公
開の暗号アルゴリズムは、アルゴリズム自体を秘匿する
ことが極めて重要であり、安全確実に配布できなければ
ならない。また、配布された暗号アルゴリズムが保証さ
れたものでなければ、安心して使用することができな
い。

【０００８】しかし、上記したように、従来技術で安全
確実なアルゴリズム更新を行う場合には、効率性を確保
するのが困難である。

【０００９】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、暗号アルゴリズム自体が非公開の場合であ
っても、新規な暗号アルゴリズムをネットワークを介し
て安全かつ効率よく登録し、使用可能とすることができ
る暗号通信端末、暗号通信センター装置及び暗号通信シ
ステム並びに記録媒体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた第１の発明は、暗号通信における情報送受信
の一方となる暗号通信端末についてなされたものであ
る。この暗号通信端末においては、通信手段により、暗
号化された暗号アルゴリズム及びこの暗号化暗号アルゴ
リズムについてのデジタル署名が受信され、当該暗号化
暗号アルゴリズムがそのデジタル署名とともに暗号アル
ゴリズム格納部に格納される。一方、暗号化暗号アルゴ
リズムを復号するためのアルゴリズム復号鍵がアルゴリ
ズム鍵情報格納部に格納されている。また、暗号化暗号
アルゴリズムについてのデジタル署名は、署名検証手段
により検証される。この署名検証手段により正当なもの
であるとの検証結果が得られた暗号化暗号アルゴリズム
は、暗号アルゴリズム復号化手段において、アルゴリズ
ム鍵情報格納部のアルゴリズム復号鍵により復号され、
暗号通信のために提供される。本発明はこのような手段
を設けたので、暗号アルゴリズム自体が非公開の場合で
あっても、新規な暗号アルゴリズムをネットワークを介
して安全かつ効率よく登録し、使用可能とすることがで
きる。次に、課題解決のための第２の発明は、上記第１
の発明において、通信手段は、暗号化された状態でアル
ゴリズム復号鍵を受信し、アルゴリズム鍵情報格納部
は、通信手段が受信する暗号化アルゴリズム復号鍵を格
納する。また、アルゴリズム鍵情報復号化部によって、
暗号化アルゴリズム復号鍵が復号され、暗号アルゴリズ
ム復号化部に提供される。このようにアルゴリズム復号
鍵自体が暗号化されており、これを通信手段により受け
取るようになっているので、暗号アルゴリズム自体が非
公開の場合であっても、より安全かつ効率的に暗号アル
ゴリズムを更新することができる。次に、課題解決のた
めの第３の発明は、上記第１又は２の発明において、通
信手段が受信する暗号アルゴリズムは、暗号通信方式更
新用の新たなアルゴリズムである暗号通信端末である。
次に、課題解決のための第４の発明は、上記第１〜３の
発明において、通信手段が受信する暗号アルゴリズムの
送信元は、暗号アルゴリズムを管理する暗号通信センタ
ー装置又は自己と暗号通信を行うべき他の端末であっ
て、当該送信元から暗号アルゴリズムを受信するに際
し、送受信間の認証を行う認証手段を備えている。した
がって、より確実に暗号アルゴリズム更新を行うことが
できる。次に、課題解決のための第５の発明は、上記第
４の発明において、暗号通信センター装置又は他の端末
からの暗号化暗号アルゴリズムを含む通信文は、それ自
体が暗号化されている。したがって、より安全に暗号ア
ルゴリズム更新を行うことができる。次に、課題解決の
ための第６の発明は、上記第１〜５の発明において、暗
号通信に用いる通信鍵が通信鍵情報格納部に保存されて
いる。また、制御手段が設けられ、この制御手段によっ
て、暗号アルゴリズム格納部が複数の暗号化暗号アルゴ
リズムを格納する場合に、暗号通信において何れの暗号
アルゴリズム及び通信鍵を使用するかが選択され、暗号
アルゴリズム格納部、アルゴリズム鍵情報格納部及び通
信鍵情報格納部に対してそれぞれアルゴリズム又は鍵が
指定される。そして、暗号化・復号化手段において、制
御手段に指定された暗号アルゴリズム及び通信鍵によっ
て、受信した通信文が復号化され、また、送信する通信
文が暗号化される。次に、課題解決のための第７の発明
は、暗号通信に用いられる暗号アルゴリズムを暗号通信
端末に送信する暗号通信センター装置についてなされた
ものである。この暗号通信センター装置においては、暗
号通信端末に送信すべき暗号アルゴリズムであって暗号
化されたものが、更新用暗号アルゴリズム格納部に１以
上格納されている。また、暗号通信端末に送信する暗号
化暗号アルゴリズムについて、そのデジタル署名が署名
生成手段により生成される。そして、通信手段により、
暗号化暗号アルゴリズムとそのデジタル署名とが一緒に
暗号通信端末に送信される。したがって、たとえアルゴ
リズム非公開の暗号アルゴリズムであっても、安全かつ
確実に更新用暗号アルゴリズムを送信することができ
る。次に、課題解決のための第８の発明は、上記第７の
発明において、暗号通信端末へ暗号アルゴリズムを送信
するに際し、送受信間の認証を行う認証手段が設けられ
ている。したがって、送信相手を確実に特定して暗号ア
ルゴリズムを送信することができる。次に、課題解決の
ための第９の発明は、上記第７又は８の発明において、
暗号化暗号アルゴリズムを復号化するアルゴリズム復号
鍵がアルゴリズム復号化鍵格納部に格納されている。こ
のアルゴリズム復号鍵は、鍵暗号化手段により暗号化さ
れる。そして、何れかの暗号化暗号アルゴリズムが送信
される場合には、当該暗号化暗号アルゴリズムに対応し
かつ鍵暗号化手段により暗号化されたアルゴリズム復号
鍵が通信手段により暗号通信端末に送信される。次に、
課題解決のための第１０の発明は、上記第７〜９の発明
において、暗号通信に用いる通信鍵が通信鍵情報格納部
に保存されている。また、暗号通信に用いる暗号アルゴ
リズムが暗号アルゴリズム格納部に保存されている。こ
こで、暗号アルゴリズム格納部が複数の暗号化暗号アル
ゴリズムを格納する場合には、制御手段によって、暗号
通信において何れの暗号アルゴリズム及び通信鍵を使用
するかが選択され、暗号アルゴリズム格納部及び通信鍵
情報格納部に対してそれぞれ指定される。そして、暗号
化・復号化手段において、制御手段に指定された暗号ア
ルゴリズム及び通信鍵により受信した通信文が復号化さ
れ、また、送信する通信文が暗号化される。次に、課題
解決のための第１１の発明は、上記第６の発明の暗号通
信端末を２以上備え、当該端末間同士で暗号通信を行う
暗号通信システムである。本発明はこのような手段を設
けたので、更新された安全な暗号アルゴリズムにより暗
号通信を行うことができる。次に、課題解決のための第
１２の発明は、上記第７〜９の発明のうち何れかの暗号
通信センター装置を備えた暗号通信システムである。本
発明はこのような手段を設けたので、暗号通信を行うた
めの暗号アルゴリズムを容易かつ安全に更新することが
できる。次に、課題解決のための第１３の発明は、上記
第１の発明をコンピュータに実現させるためのプログラ
ムを記録した記録媒体である。この記録媒体から読み出
されたプログラムにより制御されるコンピュータは、上
記第１の発明の暗号通信端末として機能する。次に、課
題解決のための第１４の発明は、上記第７の発明をコン
ピュータに実現させるためのプログラムを記録した記録
媒体である。この記録媒体から読み出されたプログラム
により制御されるコンピュータは、上記第７の発明の暗
号通信センター装置として機能する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１２】実施形態においては、暗号化されたデータ
をＥ１（ｘ）［ｙ］、Ｅ２（ｘ）［ｙ］又はＥ（ｚ，
ｘ）［ｙ］等と表す。ここで、ｘは暗号化に用いる鍵を
示し、ｙは暗号化対象のデータを示す。さらに、ｚは暗
号化に用いるアルゴリズムを示す。また、ａ｜ｂはａと
ｂの連接を意味し、Ｓ（ｍ，Ｋｓ）により署名生成鍵Ｋ
ｓを用いたメッセージｍのデジタル署名を表す。

【００１３】図１は本発明の第１の実施形態に係る暗号
通信システムの全体構成例を示すブロック図である。こ
の暗号通信システムは、ネットワーク１０を介して各暗
号通信端末１（以下、端末１ともいう）及び暗号通信セ
ンター装置１１（以下、センター装置１１ともいう）が
接続されてなる。センター装置１１からは、アルゴリズ
ム公開の暗号アルゴリズムが端末１に向けて送信され、
端末１同士間では、センター装置１１から受信した暗号
アルゴリズムにより暗号通信が行われるようになってい
る。なお、センター装置１１〜端末１間でも端末１同士
間と同様な暗号通信が行われるようになっている。

【００１４】図２は本実施形態の暗号通信システムにお
ける暗号通信端末の一構成例を示すブロック図である。
同図に示す暗号通信端末１は、制御部２、鍵情報格納部
３、認証部４、暗号アルゴリズム格納部５、暗号化・復
号化部６、鍵情報復号化部７、署名検証部８及び暗号ア
ルゴリズム復号化部９から構成されている。

【００１５】制御部２は、新しい暗号アルゴリズムを暗
号通信センター装置１１に要求するときの制御、並び
に、センター装置１１若しくは他の暗号通信端末１との
暗号通信を行う場合の各部の制御を行うようになってい
る。

【００１６】鍵情報格納部３は、暗号アルゴリズム復号
用の鍵や暗号通信用の鍵等の暗号通信に必要な鍵を、自
端末１に固有な鍵（Ｋi やＫj 等）で暗号化された状態
で保存する。

【００１７】認証部４は、新しい暗号アルゴリズムをセ
ンター装置１１に要求する際のセンター装置１１との認
証を行う。なお、ある端末１から他の端末１へセンター
装置１１の署名付き暗号アルゴリズムを送るときにも、
この認証部４により端末間の認証が行われるようになっ
ている。

【００１８】暗号アルゴリズム格納部５は、センター装
置１１又は他の端末１から受け取った暗号アルゴリズム
を複数格納可能に構成されている。格納されている暗号
アルゴリズムは、暗号アルゴリズム復号化鍵によって暗
号化されており、さらに、センター装置１１が作成した
デジタル署名と連接されて格納されている。また、通常
の暗号通信を行う場合には、制御部２にて指定された暗
号アルゴリズムを暗号化・復号化部６に出力する。

【００１９】鍵情報復号化部７は、制御部２によって指
定され、鍵情報格納部３から出力された鍵を自端末に固
有な鍵で復号化する。

【００２０】署名検証部８は、暗号通信に用いる暗号ア
ルゴリズムのディジタル署名を検証する。このデジタル
署名はセンター装置１１で作成され、暗号アルゴリズム
に添付されるものである。

【００２１】暗号アルゴリズム復号化部９は、暗号化さ
れた暗号アルゴリズムを鍵情報復号化部から出力された
鍵によって復号化する。

【００２２】暗号化・復号化部６は、暗号アルゴリズム
復号化部９から出力された暗号アルゴリズムと、鍵情報
復号化部３から出力された鍵とによって、受信した暗号
文を復号化し、送信する平文を暗号化する。

【００２３】図３は本実施形態の暗号通信システムにお
ける暗号通信センター装置の一構成例を示すブロック図
である。この暗号通信センター装置１１は、制御部１
２、鍵情報格納部１３、暗号アルゴリズム格納部１４、
暗号化・復号化部１５、乱数生成部１６、認証部１７、
端末鍵情報格納部１８、アルゴリズム復号化鍵格納部１
９、鍵暗号化部２０、更新用暗号アルゴリズム格納部２
１、署名生成部２２及び署名生成鍵格納部２３から構成
されている。センター装置１１は、新たな暗号アルゴリ
ズムを端末１に送信するとともに、端末１と暗号通信を
行うものである。

【００２４】制御部１２は、新しい暗号アルゴリズムを
暗号通信端末１から要求されたときのアルゴリズム送信
制御、並びに、暗号通信端末１との暗号通信を行う場合
の各部の制御を行うようになっている。

【００２５】鍵情報格納部１３は、暗号通信用の鍵を保
存する。また、制御部１２にて指定された鍵を認証部１
７又は暗号化・復号化部１５に出力する。

【００２６】暗号アルゴリズム格納部１４は、暗号通信
に用いる暗号アルゴリズムを複数格納可能に構成されて
いる。また、制御部１２にて指定された暗号アルゴリズ
ムを暗号化・復号化部１５に出力する。

【００２７】暗号化・復号化部１５は、制御部１２によ
って指定され暗号アルゴリズム格納部１４から出力され
た暗号アルゴリズムと、制御部１２によって指定され鍵
情報格納部１３から出力された鍵とによって、受信した
暗号文を復号化し、また、送信する平文を暗号化する。

【００２８】乱数生成部１６は、認証の際に用いる乱数
を生成する。発生した乱数をセンター装置１１の識別情
報とともに端末１に送信し、また、乱数を認証部１７に
出力する。

【００２９】認証部１７は、端末との通信の際に認証を
行う。具体的には、端末１から受け取った暗号文を鍵情
報格納部１３からの共通鍵で暗号化・復号化部１５に復
号させた乱数と、乱数生成部１６から受け取った乱数と
を比較し、端末１を認証する。

【００３０】端末鍵情報格納部１８は、各端末固有の鍵
（Ｋi やＫj 等）を保存する。また、制御部１２にて指
定された鍵を鍵暗号化部２０に出力する。

【００３１】アルゴリズム復号化鍵格納部１９は、端末
１に送信する暗号アルゴリズムの復号化鍵を格納する。
また、制御部１２にて指定された鍵を鍵暗号化部２０に
出力する。

【００３２】鍵暗号化部２０は、アルゴリズム復号化鍵
格納部１９から出力された暗号アルゴリズム復号化鍵を
端末鍵情報格納部１８から出力された端末固有の鍵によ
って暗号化する。また、暗号化結果を暗号化・復号化部
１５に出力する。

【００３３】更新用暗号アルゴリズム格納部２１は、端
末に送信する暗号アルゴリズムを格納する。この暗号ア
ルゴリズムは、暗号アルゴリズム復号化鍵で復号可能な
状態で暗号化されている。また、制御部１２にて指定さ
れた暗号アルゴリズムを署名生成部２２及び暗号化・復
号化部１５に出力する。

【００３４】署名生成部２２は、更新用暗号アルゴリズ
ム格納部２１に格納された暗号アルゴリズムについての
ディジタル署名を生成し、暗号化・復号化部１５に出力
する。

【００３５】署名生成鍵格納部２３は、デジタル署名を
生成する鍵を格納し、署名生成部２２に出力する。この
鍵としては、例えば公開鍵暗号方式の秘密鍵Ｋｓが用い
られる。その署名検証鍵としては当該秘密鍵Ｋｓのペア
となる公開鍵Ｋｖが用いられる。

【００３６】次に、以上のように構成された本実施形態
における暗号通信システムの動作について説明する。ま
ず、ネットワークを介した暗号アルゴリズムの更新手順
を説明し、次に、端末間の暗号通信における通信手順に
ついて説明する。

【００３７】［暗号アルゴリズム更新手順］図４は暗号
通信センター装置が暗号方式Ａｌをネットワークを介し
て端末ｉに送信する本実施形態のアルゴリズム更新手順
を示す図である。ここでは端末１ｉからセンター装置１
１に対し、新しい暗号アルゴリズムＡｌ′及び暗号アル
ゴリズムＡｌ′に対する暗号アルゴリズム復号化鍵ＫＡ
ｌ′が要求される場合を考える。

【００３８】まず、端末１ｉからセンター装置１１に対
し、端末１ｉの識別情報（ＩＤ）であるＩＤi 、更新す
る暗号アルゴリズムの識別情報ＩＤＡｌ′、及び、アル
ゴリズム更新の際使用する暗号アルゴリズムＡｌの識別
情報ＩＤＡｌが送信される。

【００３９】センター装置１１においては、端末１ｉか
ら受信した情報が制御部１２に読み込まれ、当該端末１
ｉの認証処理が開始される。まず、乱数生成部１６にお
いて乱数ｒが生成され、乱数ｒとセンター装置１１の識
別情報ＩＤc が端末１ｉに送信される。また、制御部１
２から鍵情報格納部１３に認証すべき端末の識別情報Ｉ
Ｄi が出力され、これにより鍵情報格納部１３から認証
部１７に鍵Ｋciが出力される。この鍵Ｋciは、センター
装置１１と端末１ｉとが共通に有する鍵であり、例えば
秘密暗号方式の共通鍵等が用いられる。

【００４０】一方、センター装置１１から端末ｉに対
し、センター識別情報ＩＤｃとともに送られた乱数ｒ
は、その制御部２に読み込まれる。このうち、乱数ｒは
認証部４に入力され、識別情報ＩＤc は鍵情報格納部３
に入力される。鍵情報格納部３においては、識別情報Ｉ
Ｄcから鍵Ｋciを取り出し認証部４に引き渡す。なお、
鍵情報格納部３においては、鍵情報はすべて暗号化され
ているので、鍵Ｋciは鍵情報復号化部７において固有の
鍵Ｋｉにより復号化されることになる（図示せず）。

【００４１】端末１ｉの認証部４においては、鍵Ｋciと
乱数ｒからＥ（Ａｌ，Ｋci）［ｒ］が生成され、センタ
ー装置１１に送信される。センター装置１１において
は、認証部１７にて、乱数生成部１６からの乱数ｒと怪
情報格納部１３からの鍵Ｋciに基づき、受信したＥ（Ａ
ｌ，Ｋci）［ｒ］が正しいかが検証される。正しいと認
証された場合には、その旨が制御部１２に通知され、暗
号アルゴリズムＡｌ′の送信処理に移行する。

【００４２】認証が正常に終了した場合には、制御部１
２から暗号アルゴリズム格納部１４に対し通信に用いら
れる暗号アルゴリズムのＩＤＡｌが出力され、また、鍵
情報格納部１２に対しＩＤi が出力される。また、端末
鍵情報格納部１８に対しＩＤi が出力され、アルゴリズ
ム復号化鍵格納部に対しＩＤＡｌ′、更新用暗号アルゴ
リズム格納部に対しＩＤＡｌ′が出力される。

【００４３】暗号アルゴリズム格納部１４からは入力さ
れた識別情報より、暗号化・復号化部１５に対し暗号ア
ルゴリズムＡｌが出力される。また、鍵情報格納部１２
からは入力された識別情報より、暗号化・復号化部１５
に対し共通鍵Ｋciが出力される。

【００４４】また、端末鍵情報格納部１８からは入力さ
れた識別情報より、鍵暗号化部２０に対し端末１ｉの固
有の鍵Ｋi が出力され、アルゴリズム復号化鍵格納部１
９からは入力された識別情報より、鍵暗号化部２０に対
しＫＡｌ′が出力される。また、鍵暗号化部２０におい
ては、入力された端末ｉ固有の鍵Ｋi 及びアルゴリズム
復号化鍵ＫＡｌ′により、暗号化対象である鍵ＫＡｌ′
を鍵Ｋi で暗号化したＥ１（Ｋi ）［ＫＡｌ′］が生成
され、暗号化・復号化部１５に出力される。

【００４５】更新用暗号アルゴリズム格納部２１から
は、入力された識別情報に基づき、暗号化・復号化部１
５及び署名生成部２２に対し、暗号化されている新規暗
号アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］が出力され
る。なお、この暗号文はアルゴリズム復号化鍵ＫＡｌ′
により復号できる。

【００４６】一方、署名生成鍵格納部２３からは、署名
生成部２２に対し署名生成鍵Ｋs が出力される。署名生
成部２２では、Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］とＫs とか
ら、デジタル署名Ｓ（Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］，Ｋ
s ）が生成され、暗号化・復号化部１５に出力される。

【００４７】暗号化・復号化部１５においては、暗号ア
ルゴリズム格納部１４及び鍵情報格納部１２から入力さ
れた暗号アルゴリズムＡｌ及び秘密鍵Ｋciによって送信
情報が暗号化される。すなわち更新情報としての鍵Ｅ１
（Ｋi ）［ＫＡｌ′］、アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ′）
［Ａｌ′］及び署名Ｓ（Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］，
Ｋs ）が暗号化される。

【００４８】これにより、暗号化・復号化部１５から
は、識別情報ＩＤc 、送信文の暗号化に用いたアルゴリ
ズム識別情報ＩＤＡｌ及び暗号文Ｅ（Ａｌ，Ｋci）［Ｉ
ＤＡｌ′｜Ｅ１（Ｋi ）［ＫＡｌ′］｜Ｅ２（ＫＡ
ｌ′）［Ａｌ′］｜Ｓ（Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］，
Ｋs ）］が端末１ｉに送信される。

【００４９】端末１ｉにおいては受信した情報が制御部
２に読み込まれ、暗号アルゴリズム格納部５に対しＩＤ
Ａｌ、鍵情報格納部３に対しＩＤc 及びＩＤＡｌが出力
される。

【００５０】この入力された識別情報に基づき、鍵情報
格納部３から鍵情報復号化部７に対して暗号化された秘
密鍵Ｅ１（Ｋi ）［Ｋci］およびアルゴリズム復号化鍵
Ｅ１（Ｋi ）［ＫＡｌ］が入力される。鍵情報復号化部
７においては、端末固有の鍵情報Ｋｉによって、入力さ
れた暗号化鍵情報が復号化され、鍵ＫＡｌがアルゴリズ
ム復号化部６へ鍵Ｋciが暗号化・復号化部６へそれぞれ
出力される。なお、端末固有の鍵Ｋｉは、例えば端末１
の入力装置から入力されるパスワードからなり、また例
えば、端末１に挿入されるＩＣカード等に保存されてお
り、安全性が確保されている。本実施形態では、端末固
有の鍵は鍵情報格納部３に格納される各種の鍵を復号す
るのに用いられる。

【００５１】一方、暗号アルゴリズム格納部５からは、
入力された識別情報ＩＤＡｌに基づき、暗号アルゴリズ
ム復号化部９に対し、暗号化された暗号アルゴリズムＥ
２（ＫＡｌ）［Ａｌ］が出力される。暗号アルゴリズム
復号化部においては、暗号化暗号アルゴリズムＥ２（Ｋ
Ａｌ）［Ａｌ］とアルゴリズム復号化鍵ＫＡｌとから暗
号アルゴリズムＡｌが復号化され、暗号化・復号化部６
に出力される。

【００５２】暗号化・復号化部６においては、入力され
た暗号文Ｅ（Ａｌ，Ｋci）［ＩＤＡｌ′｜Ｅ１（Ｋi ）
［ＫＡｌ′］｜Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］｜Ｓ（Ｅ２
（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］，Ｋs ）］が、暗号アルゴリズ
ムＡｌ及び秘密鍵Ｋciによって復号される。この復号化
された情報のうち、鍵情報格納部３に対してはＩＤＡ
ｌ′と対応付けて鍵Ｅ１（Ｋi ）［ＫＡｌ′］が格納さ
れる。また、暗号アルゴリズム復号化部に対しては、Ｉ
ＤＡｌ′と対応付けて、暗号アルゴリズム及びそのデジ
タル署名の連接Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］｜Ｓ（Ｅ２
（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］，Ｋs ）が格納される。

【００５３】なお、Ｅ１（Ｋi ）［Ｋci］、Ｅ１（Ｋi
）［ＫＡｌ′］、Ｅ２（ＫＡｌ′）［Ａｌ′］等は、
暗号アルゴリズムＡｌやＡｌ′とは異なる一般的な暗号
方式で暗号化されている。ただし、アルゴリズムＡｌや
Ａｌ′を使用可能な場合にはこれらの暗号アルゴリズム
を用いてもよい。

【００５４】［暗号通信手順］図５は本実施形態のアル
ゴリズム更新手順に対応して端末ｉから端末ｊへメッセ
ージＭを送信する場合の暗号通信手順を示す図である。
ここでは、端末１ｉから端末１ｊに対し、暗号アルゴリ
ズムＡｌによってメッセージＭを送信する場合を考え
る。

【００５５】まず、端末１ｉの使用者は、送信先の名前
やメールアドレス等の識別情報ＩＤjを入力して端末１
ｊを特定し、また、暗号通信の際使用する暗号アルゴリ
ズムＡｌの識別情報ＩＤＡｌを指定するとともに、メッ
セージＭを制御部に入力する。なお、暗号アルゴリズム
の指定は、一々行う必要はなく、予め設定しておけばよ
い。

【００５６】上記ＩＤｊ，ＩＤＡｌ及びＭが入力された
制御部２からは、暗号化・復号化部６に対しメッセージ
Ｍが出力され、また、暗号アルゴリズム格納部５に対し
ＩＤＡｌ、鍵情報格納部３に対しＩＤj 及びＩＤＡｌが
出力される。

【００５７】鍵情報格納部３においては入力された識別
情報に基づいて、暗号化された秘密鍵Ｅ１（Ｋi ）［Ｋ
ij］及びアルゴリズム復号化鍵Ｅ１（Ｋi ）［ＫＡｌ］
が出力され、鍵情報復号化部７に入力される。また、鍵
情報格納部３から署名検証部８に署名検証鍵Ｋv が出力
される。この署名検証鍵Ｋvは、センター装置１１で用
いられる署名生成鍵Ｋｓとペアになる公開鍵である。

【００５８】鍵情報復号化部７においては、入力された
暗号化鍵情報が上記した端末固有の鍵情報Ｋi によって
復号化され、鍵ＫＡｌが暗号アルゴリズム復号化部９
へ、鍵Ｋijが暗号化・復号化部６へそれぞれ出力され
る。なお、鍵Ｋijは、例えば秘密鍵暗号方式における端
末１ｉ，１ｊ間の共通鍵である。

【００５９】一方、暗号アルゴリズム格納部５からは、
入力された識別情報より、署名検証部８に対し、暗号化
された暗号アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］｜Ｓ
（Ｅ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］，Ｋs ）が出力される。

【００６０】署名検証部８では、鍵Ｋv によって、署名
付きアルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］｜Ｓ（Ｅ２
（ＫＡｌ）［Ａｌ］，Ｋs ）におけるデジタル署名が検
証される。ここで署名が正しいときは、暗号アルゴリズ
ム復号化部９に暗号化されたアルゴリズムＥ２（ＫＡ
ｌ）［Ａｌ］が出力される。

【００６１】暗号アルゴリズム復号化部９においては、
入力された暗号化された暗号アルゴリズムとアルゴリズ
ム復号化鍵とから暗号アルゴリズムＡｌが復号化され、
暗号化・復号化部６に対し当該Ａｌが出力される。

【００６２】暗号化・復号化部６においては、入力され
たメッセージＭ、暗号アルゴリズムＡｌ及び秘密鍵Ｋij
によって送信メッセージＭが暗号化され、この暗号文Ｅ
（Ａｌ，Ｋci）［Ｍ］が識別情報ＩＤi 及びＩＤＡｌと
ともに端末１ｊに送信される。

【００６３】一方、端末１ｊでは受信した情報が制御部
２に読み込まれ、暗号アルゴリズム格納部５に対しＩＤ
Ａｌが出力され、また、鍵情報格納部３に対しＩＤj 及
びＩＤＡｌが出力される。鍵情報格納部３からは入力さ
れた識別情報より、鍵情報復号化部７に対し暗号化され
た秘密鍵Ｅ１（Ｋj ）［Ｋij］及びアルゴリズム復号化
鍵Ｅ１（Ｋj ）［ＫＡｌ］が出力される。また、鍵情報
格納部３から署名検証部８には署名検証鍵Ｋv が出力さ
れる。なお、署名検証鍵Ｋvは、公開されている鍵であ
るので特に暗号化されていない。

【００６４】鍵情報復号化部７においては、暗号化され
た各鍵情報が上記端末固有の鍵情報Ｋj によって復号化
される。このうち、鍵ＫＡｌは暗号アルゴリズム復号化
部９へ、鍵Ｋijは暗号化・復号化部６へそれぞれ出力さ
れる。

【００６５】一方、暗号アルゴリズム格納部５からは、
入力されたＩＤ情報に基づいて、署名検証部８に対し、
暗号化された暗号アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］
｜Ｓ（Ｅ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］，Ｋs ）が出力される。
この暗号アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］｜Ｓ（Ｅ
２（ＫＡｌ）［Ａｌ］，Ｋs ）にはデジタル署名が添付
されており、署名検証部８において、鍵Ｋv により署名
検証される。ここで、署名が正しいときは、暗号アルゴ
リズム復号化部９にアルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａ
ｌ］が出力される。

【００６６】暗号アルゴリズム復号化部９では、暗号化
された暗号アルゴリズムＥ２（ＫＡｌ）［Ａｌ］とアル
ゴリズム復号化鍵ＫＡｌとにより、暗号アルゴリズムＡ
ｌが復号化され、暗号化・復号化部９に出力される。

【００６７】暗号化・復号化部９においては、入力され
た暗号文Ｅ（Ａｌ，Ｋij）［Ｍ］、暗号アルゴリズムＡ
ｌ、秘密鍵Ｋijによって暗号文Ｅ（Ａｌ，Ｋij）［Ｍ］
が復号化され、メッセージＭが出力される。

【００６８】上述したように、本発明の実施の形態に係
る暗号通信システム、暗号通信端末及び暗号通信センタ
ー装置は、センター装置１１が発行する暗号アルゴリズ
ムにデジタル署名が添付されるとともに、この署名付き
暗号アルゴリズムは常に暗号化された状態で送信され、
また、格納部５に格納されるようになっており、暗復号
処理のときのみ署名検証された上で復号化されるように
なっているので、暗号アルゴリズム自体が非公開の場合
であっても、新規な暗号アルゴリズムをネットワークを
介して安全かつ効率よく登録し、使用可能とすることが
できる。

【００６９】また、この暗号化された暗号アルゴリズム
を復号するための鍵も、常に暗号化された状態で送信さ
れ、また、格納部３に格納されるようになっており、暗
復号処理のときのみ復号化されるようになっているの
で、更新されるべき暗号アルゴリズムの安全性を一層高
めることができる。

【００７０】また、暗号アルゴリズム格納部５には、複
数の暗号アルゴリズムを格納することができ、かつ識別
情報が指定されたものが取り出されるようになっている
ので、端末間、あるいは、センター装置〜端末間におけ
る暗号通信においては、複数の暗号アルゴリズムから適
宜選択して使用することができる。

【００７１】さらに、暗号アルゴリズム格納部５や鍵情
報格納部７には、暗号化された状態で暗号アルゴリズム
や暗号通信のための鍵が格納されている。したがって、
これらを構成する記憶装置が例えばハードディスク装置
（ＨＤＤ）等といった秘匿性を十分確保できない装置で
構成されており、第三者に記憶装置内が覗かれたり、改
竄され得るような場合であっても、暗号通信の安全性を
十分に確保することができる。

【００７２】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。

【００７３】また、実施形態に記載した手法は、計算機
（コンピュータ）に実行させることができるプログラム
（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フ
ロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク
（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒
体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布すること
もできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、
計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラム
のみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に
構成させる設定プログラムをも含むものである。本装置
を実現する計算機は、記憶媒体に記録されたプログラム
を読み込み、また場合により設定プログラムによりソフ
トウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって
動作が制御されることにより上述した処理を実行する。

【００７４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、暗
号アルゴリズム自体が非公開の場合であっても、新規な
暗号アルゴリズムをネットワークを介して安全かつ効率
よく登録し、使用可能とすることができる暗号通信端
末、暗号通信センター装置及び暗号通信システム並びに
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る暗号通信システ
ムの全体構成例を示すブロック図。

【図２】同実施形態の暗号通信システムにおける暗号通
信端末の一構成例を示すブロック図。

【図３】同実施形態の暗号通信システムにおける暗号通
信センター装置の一構成例を示すブロック図。

【図４】暗号通信センター装置が暗号方式Ａｌをネット
ワークを介して端末ｉに送信するアルゴリズム更新手順
を示す図。

【図５】アルゴリズム更新手順に対応して端末ｉから端
末ｊへメッセージＭを送信する場合の暗号通信手順を示
す図。

【符号の説明】

１…暗号通信端末 ２…制御部 ３…鍵情報格納部 ４…認証部 ５…暗号アルゴリズム格納部 ６…暗号化・復号化部 ７…鍵情報復号化部 ８…署名検証部 ９…暗号アルゴリズム復号化部 １０…ネットワーク １１…暗号通信センター装置 １２…制御部 １３…鍵情報格納部 １４…暗号アルゴリズム格納部 １５…暗号化・復号化部 １６…乱数生成部 １７…認証部 １８…端末鍵情報格納部 １９…アルゴリズム復号化鍵格納部 ２０…鍵暗号化部 ２１…更新用暗号アルゴリズム格納部 ２２…署名生成部 ２３…署名生成鍵格納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 直樹 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5J104 AA07 AA09 AA16 EA01 EA17 KA02 KA05 LA06 NA02 NA05 PA07 9A001 DD10 EE03 EE04 GZ21 LL03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗号通信における情報送受信の一方とな
   る暗号通信端末において、 暗号化された暗号アルゴリズム及びこの暗号化暗号アル
   ゴリズムについてのデジタル署名を受信する通信手段
   と、 前記通信手段により受信される前記暗号化暗号アルゴリ
   ズムを、そのデジタル署名とともに格納する暗号アルゴ
   リズム格納部と、 前記暗号化暗号アルゴリズムを復号するためのアルゴリ
   ズム復号鍵を格納するアルゴリズム鍵情報格納部と、 前記通信手段により受信される前記暗号化暗号アルゴリ
   ズムについての前記デジタル署名を検証する署名検証手
   段と、 前記署名検証手段により正当なものであるとの検証結果
   が得られた前記暗号化暗号アルゴリズムを、前記アルゴ
   リズム鍵情報格納部のアルゴリズム復号鍵により復号
   し、前記暗号通信のために提供する暗号アルゴリズム復
   号化手段とを備えたことを特徴とする暗号通信端末。
2. 【請求項２】 前記通信手段は、暗号化された状態で前
   記アルゴリズム復号鍵を受信するとともに、 前記アルゴリズム鍵情報格納部は、前記通信手段が受信
   する暗号化アルゴリズム復号鍵を格納し、 前記暗号化アルゴリズム復号鍵を復号し、前記暗号アル
   ゴリズム復号化部に提供するアルゴリズム鍵情報復号化
   部を備えたことを特徴とする請求項１記載の暗号通信端
   末。
3. 【請求項３】 前記通信手段が受信する暗号アルゴリズ
   ムは、暗号通信方式更新用の新たなアルゴリズムである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の暗号通信端
   末。
4. 【請求項４】 前記通信手段が受信する暗号アルゴリズ
   ムの送信元は、暗号アルゴリズムを管理する暗号通信セ
   ンター装置又は自己と暗号通信を行うべき他の端末であ
   って、当該送信元から前記暗号アルゴリズムを受信する
   に際し、送受信間の認証を行う認証手段を備えたことを
   特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の暗
   号通信端末。
5. 【請求項５】 前記暗号通信センター装置又は他の端末
   からの前記暗号化暗号アルゴリズムを含む通信文は、そ
   れ自体が暗号化されていることを特徴とする請求項４記
   載の暗号通信端末。
6. 【請求項６】 前記暗号通信に用いる通信鍵を保存する
   通信鍵情報格納部と、 前記暗号アルゴリズム格納部が複数の暗号化暗号アルゴ
   リズムを格納する場合に、暗号通信において何れの暗号
   アルゴリズム及び通信鍵を使用するかを選択し、前記暗
   号アルゴリズム格納部、前記アルゴリズム鍵情報格納部
   及び前記通信鍵情報格納部に対してそれぞれ指定する制
   御手段と、 前記制御手段に指定された暗号アルゴリズム及び通信鍵
   によって、受信した通信文を復号化し、また、送信する
   通信文を暗号化する暗号化・復号化手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の
   暗号通信端末。
7. 【請求項７】 暗号通信に用いられる暗号アルゴリズム
   を暗号通信端末に送信する暗号通信センター装置におい
   て、 前記暗号通信端末に送信すべき暗号アルゴリズムであっ
   て、暗号化されたものを１以上格納する更新用暗号アル
   ゴリズム格納部と、 前記暗号通信端末に送信する暗号化暗号アルゴリズムに
   ついて、そのデジタル署名を生成する署名生成手段と、 前記暗号化暗号アルゴリズムとそのデジタル署名とを一
   緒に前記暗号通信端末に送信する通信手段とを備えたこ
   とを特徴とする暗号通信センター装置。
8. 【請求項８】 前記暗号通信端末へ暗号アルゴリズムを
   送信するに際し、送受信間の認証を行う認証手段を備え
   たことを特徴とする請求項７記載の暗号通信センター装
   置。
9. 【請求項９】 前記暗号化暗号アルゴリズムを復号化す
   るアルゴリズム復号鍵を格納するアルゴリズム復号化鍵
   格納部と、 前記アルゴリズム復号鍵を暗号化する鍵暗号化手段と、 前記通信手段は、何れかの暗号化暗号アルゴリズムを送
   信する場合に、当該暗号化暗号アルゴリズムに対応しか
   つ前記鍵暗号化手段により暗号化されたアルゴリズム復
   号鍵をも前記暗号通信端末に送信することを特徴とする
   請求項７又は８記載の暗号通信センター装置。
10. 【請求項１０】 前記暗号通信に用いる通信鍵を保存す
    る通信鍵情報格納部と、 前記暗号通信に用いる暗号アルゴリズムを保存する暗号
    アルゴリズム格納部と、 前記暗号アルゴリズム格納部が複数の暗号化暗号アルゴ
    リズムを格納する場合に、暗号通信において何れの暗号
    アルゴリズム及び通信鍵を使用するかを選択し、前記暗
    号アルゴリズム格納部及び前記通信鍵情報格納部に対し
    てそれぞれ指定する制御手段と、 前記制御手段に指定された暗号アルゴリズム及び通信鍵
    によって、受信した通信文を復号化し、また、送信する
    通信文を暗号化する暗号化・復号化手段とを備えたこと
    を特徴とする請求項７乃至９のうち何れか一項に記載の
    暗号通信センター装置。
11. 【請求項１１】 請求項６に記載の暗号通信端末を２以
    上備え、当該端末間同士で前記暗号通信を行うことを特
    徴とする暗号通信システム。
12. 【請求項１２】 請求項７乃至９のうち何れか一項に記
    載の暗号通信センター装置を備えたことを特徴とする請
    求項１１記載の暗号通信システム。
13. 【請求項１３】 暗号通信における情報送受信の一方と
    なる暗号通信端末を制御するプログラムであって、 暗号化された暗号アルゴリズム及びこの暗号化暗号アル
    ゴリズムについてのデジタル署名を受信させる通信手段
    と、 前記通信手段により受信される前記暗号化暗号アルゴリ
    ズムについての前記デジタル署名を検証させる署名検証
    手段と、 前記署名検証手段により正当なものであるとの検証結果
    が得られた前記暗号化暗号アルゴリズムを、前記暗号化
    暗号アルゴリズムを復号するためのアルゴリズム復号鍵
    により復号させ、前記暗号通信のために提供させる暗号
    アルゴリズム復号化手段としてコンピュータをとして機
    能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み
    取り可能な記録媒体。
14. 【請求項１４】 暗号通信に用いられる暗号アルゴリズ
    ムを暗号通信端末に送信する暗号通信センター装置を制
    御するプログラムであって、 前記暗号通信端末に送信する暗号化暗号アルゴリズムに
    ついて、そのデジタル署名を生成させる署名生成手段
    と、 前記暗号化暗号アルゴリズムとそのデジタル署名とを一
    緒に前記暗号通信端末に送信させる通信手段としてコン
    ピュータをとして機能させるためのプログラムを記録し
    たコンピュータ読み取り可能な記録媒体。