JP2001211157A

JP2001211157A - 秘密鍵登録方法、秘密鍵登録器、秘密鍵発行方法、暗号通信方法、暗号通信システム及び記録媒体

Info

Publication number: JP2001211157A
Application number: JP2000016363A
Authority: JP
Inventors: Yasumichi Murakami; 恭通村上
Original assignee: Murata Machinery Ltd; Kasahara Masao
Current assignee: Murata Machinery Ltd; Kasahara Masao
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-03
Also published as: US20010009583A1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の各センタから各エンティティへ秘密鍵
を安全かつ容易に発行することができるようにする。【解決手段】各エンティティが、基本パスワードと一
方向性変換関数に基づいて複数のパスワードを生成し、
各センタへ送付するようにした。このパスワードは、各
エンティティが、各センタから発行された各エンティテ
ィ固有の秘密鍵を安全に受け取るために使用される。各
エンティティにおいて、管理しなければならないパスワ
ードの数を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンティティ間の
暗号通信に利用される各エンティティ固有の秘密鍵を発
行する秘密鍵発行方法、秘密鍵発行器、エンティティ間
にて暗号通信を行う暗号通信方法、暗号通信システム、
及びそれらに用いられるプログラムを記録した記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会と呼ばれる現代社会で
は、コンピュータネットワークを基盤として、ビジネス
上の重要な文書・画像情報が電子的な情報という形で伝
送通信されて処理される。このような電子情報は、容易
に複写が可能である、複写物とオリジナルとの区別が困
難であるという性質があり、情報保全の問題が重要視さ
れている。特に、「コンピュータリソースの共有」、
「マルチアクセス」、「広域化」の各要素を満たすコン
ピュータネットワークの実現が高度情報化社会の確立に
不可欠であるが、これは当事者間の情報保全の問題とは
矛盾する要素を含んでいる。このような矛盾を解消する
ための有効な手法として、人類の過去の歴史上主として
軍事、外交面で用いられてきた暗号技術が注目されてい
る。

【０００３】暗号とは、情報の意味が当事者以外には理
解できないように情報を交換することである。暗号にお
いて、誰でも理解できる元の文（平文）を第三者には意
味がわからない文（暗号文）に変換することが暗号化で
あり、また、暗号文を平文に戻すことが復号であり、こ
の暗号化と復号との全過程をまとめて暗号系と呼ぶ。暗
号化の過程及び復号の過程には、それぞれ暗号化鍵及び
復号鍵と呼ばれる秘密の情報が用いられる。復号時には
秘密の復号鍵が必要であるので、この復号鍵を知ってい
る者のみが暗号文を復号でき、暗号化によって情報の秘
密性が維持され得る。

【０００４】暗号化鍵と復号鍵とは、等しくても良い
し、異なっていても良い。両者の鍵が等しい暗号方式
は、共通鍵暗号方式と呼ばれ、米国商務省標準局が採用
したＤＥＳ（Data Encryption Standard）はその典型例
である。このような共通鍵暗号方式の従来例は、次のよ
うな３種の方法に分類できる。

【０００５】第１の方法暗号通信を行う可能性がある相手との共通鍵をすべて秘
密保管しておく方法。第２の方法暗号通信の都度、呼び通信により鍵を共有し合う方法
（Diffie-Hellmanによる鍵共有方式、公開鍵方式による
鍵配送方式等）。第３の方法各ユーザ（エンティティ）の氏名、住所等の個人を特定
する公開された特定情報（ＩＤ（Identity）情報）を利
用して、予備通信を行うことなく、送信側のエンティテ
ィ、受信側のエンティティが独立に同一の共通鍵を生成
する方法（ＫＰＳ（Key Predistribution System）、Ｉ
Ｄ−ＮＩＫＳ（ID-based Non-Interactive Key Sharing
Schemes）等）。

【０００６】第１の方法では、通信相手の共通鍵を保管
しておく必要がある。また、第２の方法は、鍵共有のた
めの予備通信が必要である。第３の方法は、通信相手の
共通鍵を保管する必要もなく、予備通信も不要であり、
公開された相手のＩＤ情報とセンタから予め配布されて
いる固有の秘密パラメータとを用いて、必要時に、任意
の相手との共通鍵を生成できるので、便利な方法であ
る。

【０００７】図１１は、このＩＤ−ＮＩＫＳのシステム
の原理を示す図である。信頼できるセンタの存在を仮定
し、このセンタを中心にして共通鍵生成システムを構成
している。図１１において、エンティティＸの特定情報
であるエンティティＸの名前、住所、電話番号等のＩＤ
情報は、ハッシュ関数ｈ（・）を用いてｈ（ＩＤ_X）で
表す。センタは任意のエンティティＸに対して、センタ
公開情報｛ＰＣ_i｝、センタ秘密情報｛ＳＣ_i｝及びエン
ティティＸのＩＤ情報ｈ（ＩＤ_X）に基づいて、以下の
ように秘密鍵Ｓ_Xiを計算し、秘密裏にエンティティＸへ
配布する。Ｓ_Xi＝Ｆ_i（｛ＳＣ_i｝，｛ＰＣ_i｝，ｈ（ＩＤ_X））

【０００８】エンティティＸは他の任意のエンティティ
Ｙとの間で、暗号化、復号のための共通鍵Ｋ_XYを、エン
ティティＸ自身の秘密鍵｛Ｓ_Xi｝、センタ公開情報｛Ｐ
Ｃ_i｝及び相手先のエンティティＹのＩＤ情報ｈ（Ｉ
Ｄ_Y）を用いて以下のように生成する。Ｋ_XY＝ｆ（｛Ｓ_Xi｝，｛ＰＣ_i｝，ｈ（ＩＤ_Y））また、エンティティＹも同様にエンティティＸへの共通
鍵Ｋ_YXを生成する。もし常にＫ_XY＝Ｋ_YXの関係が成立す
れば、この鍵Ｋ_XY，Ｋ_YXをエンティティＸ，Ｙ間で暗号
化鍵、復号鍵として使用できる。

【０００９】本発明者等は、このようなＩＤ−ＮＩＫＳ
について種々の暗号化方法、共通鍵生成方法、暗号通信
方法等を提案しており、また、各エンティティのＩＤ情
報を複数に分割して複数の各センタからその分割ＩＤ情
報に基づく秘密鍵をエンティティに配布する構成にし
て、より安全性を高めるようにしたＩＤ−ＮＩＫＳによ
る暗号化方法、共通鍵生成方法、暗号通信方法等につい
ても、提案している。

【００１０】上記提案においては、自身固有の秘密鍵の
発行を希望する各エンティティは、例えば、各センタの
ホームページにアクセスしてサーバを介して、または、
電子メールにて直接的に、自身のパスワードを公開鍵方
式で各センタへ送付する。各センタは、この送られた各
エンティティのパスワードに基づいて自身の秘密情報を
暗号化して、つまりそのパスワードを自身の秘密情報に
盛り込んだ秘密鍵方式で、各エンティティ固有の秘密鍵
を、例えば電子メールにて各エンティティへ発行する。
よって、各エンティティの秘密鍵が自身のパスワードを
盛り込んで暗号化されて発行されるので、その秘密鍵が
他者に知られることがなく安全に秘密鍵を発行できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】各エンティティが複数
の各センタへパスワードを送付するが、安全のために
は、各エンティティは、各センタ毎に固有のパスワード
を送付することが望ましい。しかしながら、各エンティ
ティにおいて、センタ数に応じたパスワードを管理する
必要が生じていた。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、各エンティティにおいて、管理するパスワード
の数を少なくすることが可能な秘密鍵登録方法、秘密鍵
発行方法、暗号通信方法等を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の秘密鍵登録方法
は、暗号通信に利用する各エンティティ固有の秘密鍵の
発行を複数の各センタへ要求する秘密鍵登録方法におい
て、前記各エンティティは、基本パスワードと複数の異
なる一方向性変換関数により複数のパスワードを生成
し、前記各パスワードを前記各センタへ送付し、前記各
センタから前記各パスワードで暗号化された各エンティ
ティ固有の秘密鍵を受け取ることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の秘密鍵登録器は、暗号通信
に利用する各エンティティ固有の秘密鍵の発行を複数の
各センタへ要求する秘密鍵登録器において、基本パスワ
ードと複数の異なる一方向性変換関数により複数のパス
ワードを生成する手段と、前記各パスワードを前記各セ
ンタへ送付する手段と、前記各センタから前記各パスワ
ードで暗号化された各エンティティ固有の秘密鍵を受け
取る手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、本発明の秘密鍵発行方法において
は、暗号通信に利用する各エンティティ固有の秘密鍵を
複数の各センタにて発行する秘密鍵発行方法において、
前記各エンティティは、基本パスワードと複数の異なる
一方向性変換関数により複数のパスワードを生成し、前
記各パスワードを前記各センタへ送り、前記各センタ
は、前記パスワードに基づいて暗号化された各エンティ
ティ固有の秘密鍵を発行することを特徴とする。

【００１６】また、本発明の暗号通信方法においては、
複数の各センタから各エンティティへ各エンティティ固
有の特定情報を利用して作成した秘密鍵を送付し、一方
のエンティティ側で、前記各センタから送付された該エ
ンティティ固有の秘密鍵と送信相手である他方のエンテ
ィティの特定情報とから生成した共通鍵を用いて平文を
暗号文にして他方のエンティティへ送信し、該他方のエ
ンティティ側で、送信された暗号文を、前記各センタか
ら送付された該エンティティ固有の秘密鍵と前記一方の
エンティティの特定情報とから生成した、前記共通鍵と
同一の共通鍵を用いて平文に復号することにより、エン
ティティ間で情報の通信を行う暗号通信方法において、
前記各エンティティは、基本パスワードと複数の異なる
一方向性変換関数により複数のパスワードを生成し、前
記各パスワードを前記各センタへ送付し、前記各センタ
は、前記パスワードに基づいて暗号化された各エンティ
ティ固有の秘密鍵を発行することを特徴とする。

【００１７】また、本発明の暗号通信システムにおいて
は、複数の各センタから各エンティティへ各エンティテ
ィ固有の特定情報を利用して作成した秘密鍵を送付し、
一方のエンティティ側で、前記各センタから送付された
該エンティティ固有の秘密鍵と送信相手である他方のエ
ンティティの特定情報とから生成した共通鍵を用いて平
文を暗号文にして他方のエンティティへ送信し、該他方
のエンティティ側で、送信された暗号文を、前記各セン
タから送付された該エンティティ固有の秘密鍵と前記一
方のエンティティの特定情報とから生成した、前記共通
鍵と同一の共通鍵を用いて平文に復号することにより、
エンティティ間で情報の通信を行う暗号通信システムに
おいて、基本パスワードと複数の異なる一方向性変換関
数により複数のパスワードを生成し、前記各パスワード
を前記各センタへ送付する複数のエンティティと、前記
パスワードに基づいて暗号化された各エンティティ固有
の秘密鍵を発行する複数のセンタと、を有することを特
徴とする。

【００１８】また、本発明のコンピュータ読み取りが可
能な記録媒体は、コンピュータに、暗号通信に利用する
各エンティティ固有の秘密鍵の発行を複数の各センタへ
要求させるためのプログラムが記録されているコンピュ
ータ読み取りが可能な記録媒体において、基本パスワー
ドと複数の異なる一方向性変換関数により複数のパスワ
ードを生成することをコンピュータに実行させる第１プ
ログラムコード手段と、前記各パスワードを前記各セン
タへ送付することをコンピュータに実行させる第２プロ
グラムコード手段と、前記各センタから前記各パスワー
ドで暗号化された各エンティティ固有の秘密鍵を受け取
ることをコンピュータに実行させる第３プログラムコー
ド手段と、を含むことを特徴とする。

【００１９】また、上記発明において、前記一方向性変
換関数は一方向性ハッシュ関数であることを特徴とす
る。

【００２０】また、上記発明において、前記エンティテ
ィは、前記各パスワードを公開鍵方式で暗号化して前記
各センタへ送付することを特徴とする。

【００２１】また、上記発明において、前記エンティテ
ィは、前記パスワード及び自身の電子メールアドレスを
インターネットのホームページを介して送り、各センタ
は電子メールにて前記秘密鍵を発行することを特徴とす
る。

【００２２】また、上記発明において、前記エンティテ
ィは、前記パスワードを電子メールにより送り、前記各
センタは電子メールにて前記秘密鍵を発行することを特
徴とする。

【００２３】また、上記発明において、前記各センタ
は、各エンティティの特定情報を分割した分割特定情報
を利用して各エンティティ固有の秘密鍵を発行すること
を特徴とする。

【００２４】本発明では、自身固有の秘密鍵の発行を希
望するエンティティは、基本パスワードと一方向性変換
関数に基づいて、センタ数に応じた複数のパスワードを
生成し、生成されたパスワードを各センタへ送付する
の、各エンティティにおいて管理する必要があるパスワ
ードの数を少なくすることができる。

【００２５】また、本発明では、一方向性変換関数とし
て一方向性ハッシュ関数を利用することができる。さら
に、各エンティティがパスワードを公開鍵方式で暗号化
して各センタへ送付するので、パスワードを安全に送付
することができる。

【００２６】また、本発明では、エンティティからイン
ターネットのホームページを使用して、パスワード及び
自身の電子メールアドレスを送付することにより、電子
メールアドレスも暗号化して、センタへ送付することが
でき、より安全性が向上する。

【００２７】また、本発明では、エンティティから電子
メールを使用して、パスワードを送付することにより、
エンティティでは、自身の電子メールアドレスをあらた
めて入力する必要がない。

【００２８】また、本発明では、各エンティティの特定
情報（ＩＤ情報）の分割情報を利用して、各エンティテ
ィ固有の秘密鍵を発行することにより、安全性が高いＩ
Ｄ−ＮＩＫＳによるエンティティ間の暗号通信を行うこ
とができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明する。図１は、本発明の暗号通信システ
ムの構成を示す模式図である。情報の隠匿を信頼できる
複数（Ｋ個）のセンタ１が、秘密鍵発行のサーバとして
設定されている。なお、これらのセンタ１としては、例
えば社会の公的機関を想定できる。

【００３０】これらの各センタ１と、この暗号通信シス
テムを利用するユーザとしての複数の各エンティティ
ａ，ｂ，・・，ｚとは、通信路２_a1，・・，２_aK、２_b1，・
・，２_bK、・・・、２_z1，・・，２_zKにより接続されてお
り、これらの通信路を介して、各エンティティａ，ｂ，
・・，ｚから各センタ１へ秘密鍵発行の依頼がなされ、各
センタ１から各エンティティ固有の秘密鍵が各エンティ
ティａ，ｂ，・・，ｚへ発行されるようになっている。ま
た、２人のエンティティ間には電子メールによる通信路
３_ab，３_az，３_bz，・・が設けられており、通信情報を暗
号化した暗号文が互いのエンティティ間で電子メールに
より送受信されるようになっている。

【００３１】図２は、２人のエンティティａ，ｂ間にお
ける情報の通信状態を示す模式図である。図２の例は、
エンティティａが平文（メッセージ）Ｍを暗号文Ｃに暗
号化してそれをエンティティｂへ送信し、エンティティ
ｂがその暗号文Ｃを元の平文（メッセージ）Ｍに復号す
る場合を示している。

【００３２】総数Ｋ個の各センタ１には、自身の秘密情
報（対称行列）から各エンティティａ，ｂ毎に選択した
ものを各エンティティのパスワードに基づいて暗号化し
て各エンティティａ，ｂ固有の秘密鍵を発行する秘密鍵
発行器２が備えられている。秘密鍵発行器２は、その内
部構成を示す図３に表すように、暗号化された秘密情報
を格納する秘密情報格納部３と、秘密情報格納部３に格
納されている暗号化秘密情報を読み出して復号する秘密
情報復号部４と、センタ１自身の秘密情報と各エンティ
ティａ，ｂの特定情報（ＩＤ情報）から各エンティティ
ａ，ｂ固有の秘密鍵を作成する秘密鍵作成部５と、作成
された秘密鍵を各エンティティａ，ｂから入力されたパ
スワードで暗号化する秘密鍵暗号化部６と，所定周期毎
に更新されるセンタ１の秘密情報を暗号化して秘密情報
格納部３に書き込む秘密情報更新部６とを有する。

【００３３】エンティティａ側には、Ｋ個の各センタ１
に対して秘密鍵の発行を要求する登録部１０と、Ｋ個の
各センタ１から送られる秘密鍵方式でのエンティティａ
自身固有の秘密鍵を復号する第１秘密鍵復号部１１と、
復号されたＫ個の自身固有の秘密鍵を暗号化する秘密鍵
暗号化部１２と、暗号化された秘密鍵を格納する秘密鍵
格納部１３と、秘密鍵格納部１３に格納されている暗号
化秘密鍵を読み出して復号する第２秘密鍵復号部１４
と、自身固有の秘密鍵とエンティティｂの特定情報（Ｉ
Ｄ情報）とに基づいてエンティティａが求めるエンティ
ティｂとの共通鍵Ｋ_abを生成する共通鍵生成部１５と、
共通鍵Ｋ_abを用いて平文（メッセージ）Ｍを暗号文Ｃに
暗号化して電子メールによる通信路３０へ出力する平文
暗号化部１６と、共通鍵、平文、暗号文等を表示する表
示部１７とが備えられている。

【００３４】また、エンティティｂ側には、Ｋ個の各セ
ンタ１に対して秘密鍵の発行を要求する登録部２０と、
Ｋ個の各センタ１から送られる秘密鍵方式でのエンティ
ティｂ自身固有の秘密鍵を復号する第１秘密鍵復号部２
１と、復号されたＫ個の自身固有の秘密鍵を暗号化する
秘密鍵暗号化部２２と、暗号化された秘密鍵を格納する
秘密鍵格納部２３と、秘密鍵格納部２３に格納されてい
る暗号化秘密鍵を読み出して復号する第２秘密鍵復号部
２４と、自身固有の秘密鍵とエンティティａの特定情報
（ＩＤ情報）とに基づいてエンティティｂが求めるエン
ティティａとの共通鍵Ｋ_baを生成する共通鍵生成部２５
と、共通鍵Ｋ_baを用いて通信路３０から入力した暗号文
Ｃを平文（メッセージ）Ｍに復号して出力する暗号文復
号部２６と、共通鍵、平文、暗号文等を表示する表示部
２７とが備えられている。

【００３５】次に、このような構成の暗号通信システム
における暗号通信の処理動作について説明する。

【００３６】（予備処理）各エンティティを特定する特
定情報（ＩＤ情報）、例えばそのエンティティの電子メ
ールアドレスを表すＩＤベクトル（Ｌビット２進ベクト
ル）を、図４に示すように、ブロックサイズＭビット毎
にＫ個のブロックに分割する。例えば、エンティティａ
の電子メールアドレスを示すＩＤベクトル（ベクトルＩ
_a）を式（１）のように分割する。分割特定情報である
各ベクトルＩ_aj（ｊ＝１，２，・・・，Ｋ）を分割ＩＤ
ベクトルと呼ぶ。なお、エンティティの電子メールアド
レスが、ハッシュ関数によってＬビットのＩＤベクトル
に変換される。

【００３７】

【数１】

【００３８】（秘密鍵発行処理（エンティティの登録処
理））図５及び図６に、エンティティａ，ｂの登録部１
０、２０によるセンタへの登録処理及び、各センタ１の
秘密鍵発行器２による秘密鍵発行処理を示す。この暗号
通信システムに参加したいエンティティａ，ｂ、即ち、
自身固有の秘密鍵の発行を希望するエンティティａ，ｂ
は、各センタ１（センタ第１、第２、・・、第Ｋ）へ登
録し、秘密鍵を入手する。

【００３９】まず、図５（Ｉ）に示すように、エンティ
ティａでは、基本パスワードと自身の電子メールアドレ
スを登録部１０へ入力する（Ｓ１１１）。登録部１０
は、基本パスワードと一方向性変換関数に基づいて、セ
ンタ第１用のパスワードを生成し（Ｓ１１２）、センタ
第１への登録処理を行い、センタ第１から秘密鍵を入手
する（Ｓ１１３）。

【００４０】同様に、それぞれ異なる一方向性変換関数
を用いて、センタ第２用、センタ第Ｋ用のパスワードを
生成し、センタ第２、センタ第Ｋへの登録処理を行い、
秘密鍵を入手する（Ｓ１１４〜Ｓ１１７）。同様に、図
５（II）に示すように、エンティティｂにおいても、登
録部２０により各センタ１への登録処理を行い、各セン
タ１から秘密鍵を入手する（Ｓ１２１〜１２７）。

【００４１】次に、図６を参照しながら、エンティティ
ａにおけるセンタ第１への登録処理及びセンタ第１にお
けるエンティティａの秘密鍵発行処理について説明す
る。他のエンティティにおける登録処理及び他のセンタ
における秘密鍵発行処理についても同様である。

【００４２】エンティティａの登録部１０では、Ｓ１１
２で生成されたセンタ第１用のパスワードを取り込み
（Ｓ２１１）、センタ第１のホームページにアクセスし
てサーバを介して、パスワードとエンティティａ自身の
電子メールアドレスとを公開鍵方式（ＳＳＬ等）で暗号
化しセンタ第１へ送信する（Ｓ２１２，Ｓ２１３）。

【００４３】センタ第１の秘密鍵発行器２では、秘密情
報格納部３に格納されている暗号化秘密情報を秘密情報
復号部４で復号した秘密情報（後述する対称行列）を得
る（Ｓ２２１）。また、エンティティａから公開鍵方式
で暗号化されたパスワードと電子メールアドレスを受信
し（Ｓ２２２）、復号する（Ｓ２２３）。秘密鍵作成部
５にて、エンティティａの電子メールアドレスから得ら
れた分割ＩＤベクトルに対応する部分を選択し、エンテ
ィティａの秘密鍵（後述する秘密鍵ベクトル）を生成す
る（Ｓ２２４）。

【００４４】生成した秘密鍵（秘密鍵ベクトル）をエン
ティティａから受信したパスワードに基づいて暗号化し
て（Ｓ２２５）、即ち、選択した秘密鍵（秘密鍵ベクト
ル）にパスワードを盛り込んだ秘密鍵方式で、そのエン
ティティ固有の秘密鍵を、電子メールを介してそのエン
ティティに発行する（Ｓ２２６）。この際の秘密鍵方式
としては、ＤＥＳを利用できる。なお、エンティティの
電子メールアドレスを暗号化して送付するようにしても
良い。

【００４５】エンティティａは、暗号化されたエンティ
ティａの秘密鍵（秘密鍵ベクトル）を受信し（Ｓ２１
４）、パスワードを用い、第１秘密鍵復号部１１で復号
する（Ｓ２１５）。さらに、復号した秘密鍵（秘密ベク
トル）は安全のため、一旦、秘密鍵暗号化部１２で暗号
化されて（Ｓ２１６）、秘密鍵格納部１３に格納され
る。

【００４６】同様にしてエンティティａは、センタ第
２、・・、第Ｋへ登録を行い、秘密鍵を入手する。上述
のように、各センタ１によって発行された各エンティテ
ィの秘密鍵（秘密鍵ベクトル）は、パスワードによって
各センタ１で暗号化されてから各エンティティへ送付さ
れ、各エンティティで復号されるので、各エンティティ
は秘密鍵（秘密鍵ベクトル）を秘密裡に入手することが
できる。

【００４７】安全のためには、各センタ１毎にそれぞれ
固有のパスワードを送付することが望ましいが、パスワ
ードの管理が煩雑になる可能性がある。そこで、１つの
基本パスワードと一方向性変換関数に基づいて、複数の
パスワードを生成することにより、管理が必要なパスワ
ード数を削減することができる。また、一方向性変換関
数を秘密にすることにより、安全性が損なわれることは
ない。

【００４８】１つの基本パスワードと一方向性変換関数
に基づいて複数のパスワードを生成するには、次のよう
な方法がある。各センタ１毎に異なる一方向性変換関
数を使用する。基本パスワードに各センタ毎に異なる
スクランブル処理を施したり、各センタ毎に連番を付加
するなどしてから、各センタ１で共通又は各センタ１毎
に異なる一方向性変換関数を使用する。

【００４９】また、一方向性変換関数として一方向性ハ
ッシュ関数を用いることができる。一方向性ハッシュ関
数による演算後のパスワードは、元の基本パスワードよ
りデータ長が短くなるので、不都合であれば、適宜、異
なる複数の一方向性ハッシュ関数による演算結果を組み
合わせてパスワードを構成する。このようにすれば、一
方向性ハッシュ関数による、データ長の低減を補うこと
ができる。

【００５０】なお、より簡易的に、電子メールにより、
エンティティの登録処理及び秘密鍵の発行処理を行うこ
とも可能である。この場合、自身固有の秘密鍵の発行を
希望するエンティティは、自身のパスワードを電子メー
ルにて直接各センタ１へ公開鍵方式で送る。各センタ１
では、上記の場合と同様に、秘密情報からエンティティ
に対応して選択した秘密鍵にエンティティ側で入力され
たパスワードを盛り込んだ秘密鍵方式（ＤＥＳ等）でそ
のエンティティ固有の秘密鍵を、電子メールを介してそ
のエンティティに発行する。

【００５１】なお、上述した例では、電子メールにて秘
密鍵を発行するようにしているが、ＩＣカード等の可搬
型の記録媒体にエンティティ固有の秘密鍵を書き込み、
その記録媒体をエンティティへ送るようにすることも可
能である。

【００５２】ここで、各センタ１での秘密情報（対称行
列）、及び、各エンティティ固有の秘密鍵（秘密鍵ベク
トル）の具体的内容について説明する。ｊ（ｊ＝１，
２，・・・，Ｋ）番目のセンタ１は、秘密情報として、
ランダムな数を要素とする対称行列Ｈ_j（２^M×２^M）を
有している。そして、エンティティａに対して、対称行
列Ｈ_jのそのエンティティの分割ＩＤベクトルに対応す
る行ベクトルを秘密鍵（秘密鍵ベクトル）として発行す
る。即ち、エンティティａに対しては、Ｈ_j〔ベクトル
Ｉ_aj〕を発行する。このＨ_j〔ベクトルＩ_aj〕は、対称
行列Ｈ_jよりベクトルＩ_ajに対応した行を１行抜き出し
たベクトルを表す。

【００５３】ここで、エンティティ側でのパスワード入
力の例について説明する。パスワード入力処理について
は、パスワード入力が不慣れなエンティティにとって特
に、次のような２つの例が好適である。

【００５４】一方の例では、各エンティティが文字列を
入力し、その入力データをｂａｓｅ６４でエンコードし
たものをパスワードとする。この場合、６４種の各１つ
の文字入力にて６ビットのデータを表せるので、パスワ
ードが６４ビットである場合には、１１個の文字を入力
すれば良いことになる。

【００５５】また、他方の例では、０〜９及びＡ〜Ｆの
１６種の文字を入力することを原則として、これらの１
６種の文字以外が入力された場合には、その文字を０〜
９，Ａ〜Ｆの何れかの文字に置換する。

【００５６】（エンティティａ，ｂにおける共通鍵の生
成処理）エンティティａ，ｂにおける共通鍵生成処理に
ついて、図７を参照しながら説明する。エンティティａ
（エンティティｂ）は、通信相手であるエンティティｂ
（エンティティａ）との共通鍵Ｋ_ab（Ｋ_ba）を生成する
際に、暗号化された秘密鍵（秘密鍵ベクトル）を秘密鍵
格納部１３（２３）から読み出して、第２秘密鍵復号部
１４（２４）で再び秘密鍵（秘密鍵ベクトル）を復号す
る（Ｓ３１１（Ｓ３２１））。

【００５７】エンティティａ（エンティティｂ）は、共
通鍵を生成するために相手のエンティティｂ（エンティ
ティａ）の特定情報（ＩＤ情報）としての電子メールア
ドレスを必要とする。送信側となるエンティティａにお
いては、エンティティｂの電子メールアドレスは送信相
手先の電子メールアドレスとして与えられる。また、受
信側となるエンティティｂにおいては、エンティティａ
の電子メールアドレスは受信した電子メールの発信元情
報（Ｆｒｏｍフィールド等）から得ることができる（Ｓ
３２２）。

【００５８】共通鍵生成部１５（２５）にて、各センタ
１から受け取った秘密鍵（秘密鍵ベクトル）のうち、エ
ンティティｂ（エンティティａ）の特定情報（ＩＤ情
報）に基づいて、対応する要素を取り出し、これらＫ個
の要素を合成して、エンティティａ（エンティティｂ）
のエンティティｂ（エンティティａ）に対する共通鍵Ｋ
_ab（Ｋ_ba）を生成する（Ｓ３１２（Ｓ３２３））。ここ
で、Ｋ個の各センタが有する秘密情報（行列）の対称性
に基づいて、両共通鍵Ｋ_ab，Ｋ_baは一致する。

【００５９】エンティティａ，ｂの特定情報（ＩＤ情
報）として、電子メールアドレスを利用している。図８
に示すように、電子メールアドレスはメールシステムに
よって、ドメイン名が付いているもの（図８（Ｉ））
と、付いていないもの（図８（II））がある。ドメイン
名が付いている電子メールアドレスはインターネットの
電子メールアドレスとして使用されている。また、イン
ターネット以外のメールシステムにおいては、ドメイン
名が付いていない電子メールアドレスを使用しているこ
ともある。

【００６０】ゲートウェイを介してインターネットに接
続されたＬＡＮ環境においては、これら２種類の電子メ
ールアドレスのいずれでも使用できる場合がある。例え
ば、ＬＡＮなどの閉じた範囲では、いずれの電子メール
アドレスでも使用可能であり、ゲートウェイを介してイ
ンターネットメールを使用する場合には、ドメイン名が
付いている電子メールアドレスを使用するようになって
いる。

【００６１】エンティティａ，ｂにおいては、インター
ネットの電子メールにより、各センタから秘密鍵（秘密
鍵ベクトル）を入手した場合には、ドメイン名が付いて
いる電子メールアドレスに基づいて秘密鍵（秘密鍵ベク
トル）が生成されている。したがって、共有鍵を生成す
る相手の電子メールアドレスにドメイン名が付いていな
ければ、共通鍵を正しく生成できなくなり、暗号通信を
行うことができない。

【００６２】そこで、図９（Ｉ）及び図９（II）に示す
ように、送信側となるエンティティａにおいて、相手先
として指定されたエンティティｂの電子メールアドレス
にドメイン名が付いていない場合には（Ｓ４１１）、エ
ンティティａと同じドメイン名を付けて（Ｓ４１２）、
共通鍵Ｋ_abの生成を行うようにした（Ｓ４１３）。

【００６３】また、受信側となるエンティティｂにおい
て、エンティティａから受信した電子メールの発信元情
報（Ｆｒｏｍフィールド）等の電子メールアドレスに、
ドメイン名が付いていない場合には（Ｓ４２１）、エン
ティティｂと同じドメイン名を付けて（Ｓ４２２）、共
通鍵Ｋ_baの生成を行うようにした（Ｓ４２３）。

【００６４】（エンティティａにおける暗号化処理、エ
ンティティｂにおける復号処理）図７に戻り、エンティ
ティａにあって、共通鍵生成部１５で生成された共通鍵
Ｋ_abを用いて、平文暗号化部１６にて、平文（メッセー
ジ）Ｍが暗号文Ｃに暗号化されて（Ｓ３１３）、その暗
号文Ｃが電子メールによる通信路３０へ送信される（Ｓ
３１４）。エンティティｂにあって、共通鍵生成部２５
で生成された共通鍵Ｋ_baを用いて、暗号文復号部２６に
て、暗号文Ｃが元の平文（メッセージ）Ｍに復号される
（Ｓ３２４）。

【００６５】図１０は、本発明の記録媒体の実施例の構
成を示す図である。ここに例示するプログラムは、秘密
鍵の発行を各センタへ依頼する登録処理、各エンティテ
ィからの依頼に基づいて各センタにおいて各エンティテ
ィ固有の秘密鍵を発行する上述したような秘密鍵発行処
理、各センタから秘密鍵方式で発行された秘密鍵を各エ
ンティティにおいて復号する上述したような秘密鍵復号
処理、自身固有の秘密鍵を用いて通信相手との間の共通
鍵を生成する上述したような共通鍵作成処理、センタの
秘密情報（対称行列）、各エンティティの秘密鍵（秘密
鍵ベクトル）を暗号化して格納する上述したような秘密
情報、秘密鍵の格納・更新処理、共通鍵、平文、暗号文
を表示する上述したような表示処理、及び／または、平
文の暗号化処理、暗号文の復号処理等を含んでおり、以
下に説明する記録媒体に記録されている。なお、コンピ
ュータ４０は、各ホスト側または各エンティティ側に設
けられている。

【００６６】図１０において、コンピュータ４０とオン
ライン接続する記録媒体４１は、コンピュータ４０の設
置場所から隔たって設置される例えばＷＷＷ(World Wid
e Web)のサーバコンピュータを用いてなり、記録媒体４
１には前述の如きプログラム４１ａが記録されている。
記録媒体４１から読み出されたプログラム４１ａがコン
ピュータ４０を制御することにより、少なくとも１つの
上記処理を実行する。

【００６７】コンピュータ４０の内部に設けられた記録
媒体４２は、内蔵設置される例えばハードディスクドラ
イブまたはＲＯＭ等を用いてなり、記録媒体４２には前
述の如きプルグラム４２ａが記録されている。記録媒体
４２から読み出されたプログラム４２ａがコンピュータ
４０を制御することにより、少なくとも１つの上記処理
を実行する。

【００６８】コンピュータ４０に設けられたディスクド
ライブ４０ａに装填して使用される記録媒体４３は、運
搬可能な例えば光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭまたはフ
レキシブルディスク等を用いてなり、記録媒体４３には
前述の如きプログラム４３ａが記録されている。記録媒
体４３から読み出されたプログラム４３ａがコンピュー
タ４０を制御することにより、少なくとも１つ以上の上
記処理を実行する。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、自身
固有の秘密鍵の発行を希望するエンティティは、基本パ
スワードと一方向性変換関数に基づいてセンタ数に応じ
た複数のパスワードを生成するので、各エンティティに
おいて管理する必要があるパスワードの数を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暗号通信システムの構成を示す模式図
である。

【図２】２個のエンティティ間における情報の通信状態
を示す模式図である。

【図３】秘密鍵発行器の内部構成を示す図である。

【図４】エンティティのＩＤベクトル（特定情報）分割
例を示す模式図である。

【図５】エンティティにおける登録処理を示す流れ図で
ある。

【図６】エンティティにおける登録処理及びセンタにお
ける秘密鍵発行処理を示す流れ図である。

【図７】エンティティ間における共通鍵生成及処理、暗
号化処理及び復号処理を示す流れ図である。

【図８】電子メールアドレスの例を示す図である。

【図９】共通鍵生成処理を示す流れ図である。

【図１０】記録媒体の実施例の構成を示す図である。

【図１１】ＩＤ−ＮＩＫＳのシステムの原理構成図であ
る。

【符号の説明】

１センタ２秘密鍵発行器５秘密鍵生成部１０，２０秘密鍵登録部１５，２５共通鍵生成部１６平文暗号化部２６暗号文復号部３０通信路４０コンピュータ４１，４２，４３記録媒体ａ，ｂ，ｚエンティティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】暗号通信に利用する各エンティティ固有の
秘密鍵の発行を複数の各センタへ要求する秘密鍵登録方
法において、前記各エンティティは、基本パスワードと
複数の異なる一方向性変換関数により複数のパスワード
を生成し、前記各パスワードを前記各センタへ送付し、
前記各センタから前記各パスワードで暗号化された各エ
ンティティ固有の秘密鍵を受け取ることを特徴とする秘
密鍵登録方法。
【請求項２】前記一方向性変換関数は一方向性ハッシュ
関数であることを特徴とする請求項１に記載の秘密鍵登
録方法。
【請求項３】前記エンティティは、前記各パスワードを
公開鍵方式で暗号化して前記各センタへ送付することを
特徴とする請求項１又は２に記載の秘密鍵登録方法。
【請求項４】暗号通信に利用する各エンティティ固有の
秘密鍵の発行を複数の各センタへ要求する秘密鍵登録器
において、基本パスワードと複数の異なる一方向性変換
関数により複数のパスワードを生成する手段と、前記各
パスワードを前記各センタへ送付する手段と、前記各セ
ンタから前記各パスワードで暗号化された各エンティテ
ィ固有の秘密鍵を受け取る手段と、を備えたことを特徴
とする秘密鍵登録器。
【請求項５】前記一方向性変換関数は一方向性ハッシュ
関数であることを特徴とする請求項４に記載の秘密鍵登
録器。
【請求項６】前記送付手段は、前記各パスワードを公開
鍵方式で暗号化して前記各センタへ送付することを特徴
とする請求項４又は５に記載の秘密鍵登録器。
【請求項７】暗号通信に利用する各エンティティ固有の
秘密鍵を複数の各センタにて発行する秘密鍵発行方法に
おいて、前記各エンティティは、基本パスワードと複数
の異なる一方向性変換関数により複数のパスワードを生
成し、前記各パスワードを前記各センタへ送り、前記各
センタは、前記パスワードに基づいて暗号化された各エ
ンティティ固有の秘密鍵を発行することを特徴とする秘
密鍵発行方法。
【請求項８】前記一方向性変換関数は一方向性ハッシュ
関数であることを特徴とする請求項７に記載の秘密鍵発
行方法。
【請求項９】前記エンティティは、前記各パスワードを
公開鍵方式で暗号化して前記各センタへ送付することを
特徴とする請求項７又は８に記載の秘密鍵発行方法。
【請求項１０】前記エンティティは、前記パスワード及
び自身の電子メールアドレスをインターネットのホーム
ページを介して送り、各センタは電子メールにて前記秘
密鍵を発行することを特徴とする請求項７乃至９のいず
れかに記載の秘密鍵発行方法。
【請求項１１】前記エンティティは、前記パスワードを
電子メールにより送り、前記各センタは電子メールにて
前記秘密鍵を発行することを特徴とする請求項７乃至９
のいずれかに記載の秘密鍵発行方法。
【請求項１２】前記各センタは、各エンティティの特定
情報を分割した分割特定情報を利用して各エンティティ
固有の秘密鍵を発行することを特徴とする請求項７乃至
１１の何れかに記載の秘密鍵発行方法。
【請求項１３】複数の各センタから各エンティティへ各
エンティティ固有の特定情報を利用して作成した秘密鍵
を送付し、一方のエンティティ側で、前記各センタから
送付された該エンティティ固有の秘密鍵と送信相手であ
る他方のエンティティの特定情報とから生成した共通鍵
を用いて平文を暗号文にして他方のエンティティへ送信
し、該他方のエンティティ側で、送信された暗号文を、
前記各センタから送付された該エンティティ固有の秘密
鍵と前記一方のエンティティの特定情報とから生成し
た、前記共通鍵と同一の共通鍵を用いて平文に復号する
ことにより、エンティティ間で情報の通信を行う暗号通
信方法において、前記各エンティティは、基本パスワー
ドと複数の異なる一方向性変換関数により複数のパスワ
ードを生成し、前記各パスワードを前記各センタへ送付
し、前記各センタは、前記パスワードに基づいて暗号化
された各エンティティ固有の秘密鍵を発行することを特
徴とする暗号通信方法。
【請求項１４】前記一方向性変換関数は一方向性ハッシ
ュ関数であることを特徴とする請求項１３に記載の暗号
通信方法。
【請求項１５】前記各エンティティは、秘密鍵方式で前
記パスワードを前記各センタへ送付することを特徴とす
る請求項１３又は１４に記載の暗号通信方法。
【請求項１６】複数の各センタから各エンティティへ各
エンティティ固有の特定情報を利用して作成した秘密鍵
を送付し、一方のエンティティ側で、前記各センタから
送付された該エンティティ固有の秘密鍵と送信相手であ
る他方のエンティティの特定情報とから生成した共通鍵
を用いて平文を暗号文にして他方のエンティティへ送信
し、該他方のエンティティ側で、送信された暗号文を、
前記各センタから送付された該エンティティ固有の秘密
鍵と前記一方のエンティティの特定情報とから生成し
た、前記共通鍵と同一の共通鍵を用いて平文に復号する
ことにより、エンティティ間で情報の通信を行う暗号通
信システムにおいて、基本パスワードと複数の異なる一
方向性変換関数により複数のパスワードを生成し、前記
各パスワードを前記各センタへ送付する複数のエンティ
ティと、前記パスワードに基づいて暗号化された各エン
ティティ固有の秘密鍵を発行する複数のセンタと、を有
することを特徴とする暗号通信システム。
【請求項１７】前記一方向性変換関数は一方向性ハッシ
ュ関数であることを特徴とする請求項１６に記載の暗号
通信システム。
【請求項１８】前記複数のエンティティは、秘密鍵方式
により前記パスワードを送付することを特徴とする請求
項１６又は１７に記載の暗号通信システム。
【請求項１９】コンピュータに、暗号通信に利用する各
エンティティ固有の秘密鍵の発行を複数の各センタへ要
求させるためのプログラムが記録されているコンピュー
タ読み取りが可能な記録媒体において、基本パスワード
と複数の異なる一方向性変換関数により複数のパスワー
ドを生成することをコンピュータに実行させる第１プロ
グラムコード手段と、前記各パスワードを前記各センタ
へ送付することをコンピュータに実行させる第２プログ
ラムコード手段と、前記各センタから前記各パスワード
で暗号化された各エンティティ固有の秘密鍵を受け取る
ことをコンピュータに実行させる第３プログラムコード
手段と、を含むことを特徴とするプログラムが記録され
ている記録媒体。
【請求項２０】前記一方向性変換関数は、一方向性ハッ
シュ関数であることを特徴とする請求項１９に記載の記
録媒体。
【請求項２１】前記第２プログラムコード手段は、公開
鍵方式により前記パスワードを前記各センタへ送付する
こと特徴とする請求項１９又は２０に記載の記録媒体。