JP2001244924A

JP2001244924A - 情報暗号化方式

Info

Publication number: JP2001244924A
Application number: JP2000055109A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akiba; 博秋葉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】暗号化情報が、ある時点までは復号されること
なく安全に保管されることを実用上可能にする。例え
ば、入札主催者が入札者から電子的に暗号化情報を受信
し、該暗号化情報は開札日時までは復号されることなく
安全に保管する情報暗号化方式を提供する。【解決手段】１以上のメンバＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）を構成
員とするグループＧに於いて、該グループＧの各々が固
有のメンバ公開鍵Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びメンバ秘密鍵
Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する手段、該メンバ公開鍵の
１組｛Ｐｌ，Ｐ２，・・・，Ｐｎ｝によりグループ公開
鍵Ｐｇを構成する手段、該情報の発信者が該グループ公
開鍵Ｐｇにより情報を暗号化する手段、該グループＧが
該グループＧのメンバ全員合意のもとで該メンバ秘密鍵
の１組｛Ｓｌ，Ｓ２，・・・，Ｓｎ｝によりグループ秘
密鍵Ｓｇを構成する手段、並びに該グループＧに宛て送
信された暗号化情報を秘密鍵Ｓｇにより復号する手段と
を備えたことを特徴とする公開鍵暗号化方式である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】暗号化情報が、ある時点まで
は復号されることなく安全に保管されることが実用上実
現できる暗号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子入札の場合などの様に、入札主催者
が入札者から電子的に暗号化情報を受信した場合、該暗
号化情報は開札日時までは復号されることなく安全に保
管されることが必要である。しかるに、従来、暗号化方
法は、単一の公開鍵により暗号化されるため、対応する
単一の秘密鍵により復号処理が可能であり、該暗号化情
報の安全保管は、該単一秘密鍵の安全保管に依るところ
となるが、これは、該単一秘密鍵の単数または複数の管
理者の内の一人が該単一秘密鍵を悪用した場合に破綻す
る。即ち、従来の技術では、該暗号化情報の安全保管
が、管理者の内のただ一人の悪意で破綻するので、安全
保管性が低く、前記電子入札などの用途の実用に供しな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】暗号化技術は、情報が
送り手と受け手以外の第３者に漏洩することを防止する
ために開発されたものであり、該暗号化情報の受け手
は、その該暗号化情報を受領の後は、時間に無関係にい
つでも該暗号化情報の復号が可能となる特徴を有する。
しかるに、電子入札の場合などの様に、入札者からの暗
号化情報は、開札日時までは復号されることなく安全に
保管されることが必要な状況が発生する。本発明は、暗
号化情報の復号処理をある時点までは、実用上不可能に
する情報暗号化方式を提供することにある。

【０００４】情報が単一の公開鍵により暗号化される場
合、該暗号化情報の復号は対応する単一の秘密鍵により
可能であり、該暗号化情報の安全保管は、該単一秘密鍵
の管理者の内の一人の悪意により破綻することになる。
一方、情報をＮ個（複数個）の異なる公開鍵により暗号
化した場合、該暗号化情報の復号は、対応する全Ｎ個の
秘密鍵によってのみ可能となるが、個々の秘密鍵を別々
の管理者に委ねる場合、該暗号化情報の安全保管は、該
秘密鍵の管理者Ｎ人に託される。管理者Ｎ人全員が悪意
をもって結託する確率は、Ｎを適当に大きな数とするこ
とにより、実用上ゼロとすることができるので、該暗号
化情報の安全保管が実用上可能となる。

【０００５】本発明は、上記状況及び考えに基づいて、
暗号化情報の復号処理をある時点までは、実用上不可能
にする情報暗号化方式を提供するものである。ここで実
用上不可能にするというのは、全く不可能にすることは
出来ないが、起こる確率が極めて小さく、実際上暗号化
情報が所定時期まで復号されずに、暗号化情報の保管が
可能なことを意味する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、平文
を暗号化するデータ変換のために用いられる第１の鍵Ｐ
と、該第１の鍵と異なる暗号を復号し平文とするデータ
変換のために用いられる第２の鍵Ｓとの組合わせによっ
て構成される公開鍵暗号方法であって、１以上のメンバ
Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）を構成員とするグループＧに於い
て、該グループＧのメンバ以外の情報の発信者が該グル
ープＧに宛てる情報の暗号化とそれを受信したグループ
Ｇにおける復号処理に際して、該グループＧの各々が固
有のメンバ公開鍵Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びメンバ秘密鍵
Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する手段、該メンバ公開鍵の
１組｛Ｐｌ，Ｐ２，・・・，Ｐｎ｝によりグループ公開
鍵Ｐｇを構成する手段、該情報の発信者が該グループ公
開鍵Ｐｇにより情報を暗号化する手段、該グループＧが
該グループＧのメンバ全員合意のもとで該メンバ秘密鍵
の１組｛Ｓｌ，Ｓ２，・・・，Ｓｎ｝によりグループ秘
密鍵Ｓｇを構成する手段、並びに該グループＧに宛て送
信された暗号化情報を秘密鍵Ｓｇにより復号する手段と
を備えたことを特徴とする公開鍵暗号化方式である。

【０００７】請求項２の発明は、前記グループ公開鍵Ｐ
ｇ＝｛Ｐｌ，Ｐ２，・・・，Ｐｎ｝により平文Ｄを暗号
化する場合に、該平文Ｄをまず構成メンバ公開鍵Ｐｌに
より暗号化しＰｌ（Ｄ）を得、次にこれをメンバ公開鍵
Ｐ２により暗号化Ｐ２（Ｐ１（Ｄ））とし、順次この手
順でメンバ公開鍵全てによる暗号化を定めた順序で適用
することにより暗号化して平文の暗号化情報Ｐｇ（Ｄ）
＝Ｐｎ（・・・Ｐ２（Ｐｌ（Ｄ）））を得る手段を備え
たことを特徴とする公開鍵暗号化方式である。

【０００８】請求項３の発明は、前記グループ秘密鍵Ｓ
ｇ＝｛Ｓｌ，Ｓ２，・・・，Ｓｎ｝を平文Ｄの暗号化情
報Ｐｇ（Ｄ）に、前記メンバ公開鍵により暗号化を施し
たと逆の順序でメンバ秘密鍵による復号処理を施すこと
により平文Ｄ＝Ｓｇ（Ｐｇ（Ｄ））＝Ｓｌ（・・・，Ｓ
ｎ−１（Ｓｎ（Ｐｇ（Ｄ））））を得る手段を備えたこ
とを特徴とする公開鍵暗号化方式である。

【０００９】請求項４の発明は、平文が共通鍵Ｋであ
り、前記グループ公開鍵Ｐｇによって暗号化された共通
鍵Ｐｇ（Ｋ）を、前記グループ秘密鍵Ｓｇにより復号す
ることにより該共通鍵Ｋを獲得する手段を備えたことを
特徴とする公開鍵暗号方式である。

【００１０】請求項５の発明は、該グループＧ宛ての情
報発信者が、該グループＧより事前に入手した該グルー
プ公開鍵Ｐｇにより共通鍵Ｋを暗号化したＰｇ（Ｋ）と
情報（平文Ｄ）を共通鍵Ｋにより暗号情報Ｋ（Ｄ）とす
る手段を備えたことを特徴とする公開鍵暗号方式であ
る。

【００１１】請求項６の発明は、前記グループＧへの情
報発信が、複数存在することを特徴とする公開鍵暗号方
式である。

【００１２】まず、複数のメンバによりグループを構成
する。グループの全メンバは、各自固有の公開鍵と秘密
鍵（メンバ公開鍵及びメンバ秘密鍵と称す）を生成す
る。グループの全メンバのメンバ公開鍵の１組をもっ
て、グループの公開鍵（グループ公開鍵と称す）を構成
する。グループに属さない情報の発信者が、グループに
宛てて情報を発信する際、該情報をグループ公開鍵によ
って暗号化する。グループにより受信された暗号化情報
を復号するに当たっては、グループの全メンバが復号処
理に合意し各自が安全に保管していた秘密鍵を提供し、
これにより、全メンバのメンバ秘密鍵の１組（グループ
秘密鍵と称す）を構成し、これを該暗号化情報の復号処
理に適用することによって復号処理を行う。よって、該
グループの全メンバが、該時点までは、暗号化情報の復
号には合意せず、各自の秘密鍵をグループ秘密鍵構成に
提供しないことによって、情報の秘密性が確保される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、本発明はこれに限定される
ものではない。

【００１４】全体のシステム構成を、図１に示した。グ
ループＧのメンバは、各自専用又は共有の端末と、各自
専用又は共有の情報格納装置を利用できる。これらの装
置は、グループＧのサーバと接続されており、サーバに
は、１または複数の情報格納装置が接続されている。該
グループＧに属さない情報発信者Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・
は、それぞれ端末を保有し、グループＧとネットワーク
を介して接続されている。

【００１５】グループＧの構成は、図２に示すように、
グループＧは１以上のメンバＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）より構
成されている。

【００１６】公開鍵、秘密鍵の生成は、図３に示すよう
に、該グループＧの各々のメンバが、各自の端末より各
自固有の公開鍵（メンバ公開鍵）Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）及
び秘密鍵（メンバ秘密鍵）Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成
し、秘密鍵は各自が安全に保管する。保管場所は、同図
のようにメンバ端末に接続の保存装置又はサーバに接続
の保存装置とする。

【００１７】グループ公開鍵Ｐｇの構成は、図４に示す
ように、該メンバ公開鍵の１組｛Ｐｌ，Ｐ２，・・・，
Ｐｎ｝によりグループ公開鍵Ｐｇ＝｛Ｐｌ，Ｐ２，・・
・，Ｐｎ｝を構成する。

【００１８】グループ公開鍵Ｐｇは、図５に示すよう
に、該グループ公開鍵Ｐｇを情報発信者Ａ、Ｂ、Ｃ、・
・・にネットワークを介して配信される。

【００１９】図６に示すように、発信者、例えばＡは、
グループＧ宛てに発信する情報Ｄａを該グループ公開鍵
Ｐｇを用いて、暗号化しＰｇ（Ｄａ）＝Ｐ（・・・Ｐ２
（Ｐｌ（Ｄａ）））を得て、これを該グループＧに送信
する。他の情報発信者Ｂ、Ｃ、・・・も同様に行う。

【００２０】暗号化情報の保存は、図７に示すように、
該グループＧでは、暗号化情報Ｐｇ（Ｄａ）、Ｐｇ（Ｄ
ｂ）、Ｐｇ（Ｄｃ）・・・を定められた時点まで安全に
保管しておく。

【００２１】グループ秘密鍵Ｓｇは、図８に示すよう
に、定められた時点が経過したとき、該グループＧのメ
ンバ全員より、該メンバの秘密鍵Ｓｌ，Ｓ２，・・・，
Ｓｎの提供を要請し、グループ秘密鍵Ｓｇ＝｛Ｓｌ，Ｓ
２，・・・，Ｓｎ｝を構成する。

【００２２】暗号化情報の復号は、図９に示すように、
暗号化情報Ｐｇ（Ｄａ）にグループ秘密鍵Ｓｇを適用す
ることにより、情報Ｄａ＝Ｓｇ（Ｐｇ（Ｄａ））＝Ｓｌ
（・・・Ｓｎ−１（Ｓｎ（Ｐｇ（Ｄａ））））＝Ｓｌ
（・・・Ｓｎ−１（Ｓｎ（Ｐｎ・・・Ｐ２（Ｐｌ（Ｄ
ａ）））））を得る。その他の発信者Ｂ，Ｃ・・・から
の暗号化情報の復号も、同様に行い情報Ｄｂ，Ｄｃ，‥
・を得る。

【００２３】平文（情報）を公開鍵で暗号化して送信す
るに際し、情報として共通鍵を使用することもできる。
即ち、共通鍵を公開鍵で暗号化し、暗号化した公開鍵を
秘密鍵で復号することもできる。共通鍵Ｋを公開鍵Ｐで
暗号化しＰ（Ｋ）、暗号化されたＰ（Ｋ）を秘密鍵Ｓで
復号するものである。

【００２４】また、公開鍵による暗号化は、所要時間が
長くかかるが、共通鍵による暗号化は所要時間が短い。
この特徴を利用して、共通鍵と公開鍵とを組み合わせて
使用することもできる。情報Ｄをまず共通鍵Ｋで暗号化
しＫ（Ｄ）、これを公開鍵Ｐで暗号化しＰ（Ｋ）、通信
相手にはＫ（Ｄ）とＰ（Ｋ）の両者を送信する。これを
受け取る受信側は、秘密鍵Ｓで共通鍵Ｋを復号し、この
共通鍵で情報Ｄを復号するものである。

【００２５】全体の流れを図１０に、示した。まず、グ
ループＧがメンバー１以上で結成される。グル−プＧの
各構成員は公開鍵Ｐｉ及び秘密鍵Ｓｉを生成する。グル
−プＧのメンバー全員の公開鍵｛Ｐ１，Ｐ２・・・・，
Ｐｎ｝でグル−プ公開鍵Ｐｇを構成する。グル−プＧ
は、公開鍵Ｐｇをグループメンバー以外の情報発信希望
者に送信する。公開鍵Ｐｇを受け取った情報発信希望者
は、それぞれの情報Ｄａ，Ｄｂ，・・・を公開鍵Ｐｇで
暗号化Ｐｇ（Ｄａ），Ｐｇ（Ｄｂ）・・・し、暗号化し
た情報をグル−プＧに送信する。グル−プＧは暗号化さ
れた情報Ｐｇ（Ｄａ），Ｐｇ（Ｄｂ）・・・を、事前に
定めた時点まで復号せずに管理保管する。定められた時
点が過ぎたら、グル−プＧの全員から秘密鍵を集め、
｛Ｓ１，Ｓ２、・・・，Ｓｎ｝の一組でグル−プ秘密鍵
Ｓｇを構成する。グル−プＧは、この秘密鍵Ｓｇで暗号
化された情報Ｐｇ（Ｄａ），Ｐｇ（Ｄｂ）・・・を復号
し、情報Ｄａ，Ｄｂ，・・・を得る。

【００２６】以上、本発明は、特定の時点まで暗号文が
復号されずに安全に保管される有効な手段を提供する
点、及び、情報受信者側の公開鍵の組で情報提供側が提
供情報を暗号化し、暗号化情報の復号処理を同様にグル
−プの秘密鍵で行う点にある。従って、多数合意によ
り、悪意が実行される確率は、単独による場合に比べ小
さくなり、実用上のレベルで問題のない暗号化方式であ
る。本発明は、グル−プ構成員全員の合意により復号可
能となり、電子入札や電子投票など定めた日時以降に復
号することの用途に適用される。

【００２７】

【発明の効果】本発明により、該暗号化情報の復号が定
められた時点までは、実用上不可能にすることが可能と
なる。本発明の応用例としては、電子入札の場合などの
様に、入札主催者が入札者から暗号化された入札情報を
電子的に受信し、該暗号化入札情報が開札日時までは復
号されることなく安全に保管されることが必須である場
合などに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体のシステム構成を示す図である。

【図２】グループＧの構成を示す図である。

【図３】公開鍵、秘密鍵の生成を示す図である。

【図４】グループ公開鍵Ｐｇの構成を示す図である。

【図５】グループ公開鍵Ｐｇの配信を示す図である。

【図６】発信者の情報の暗号化と送信を示す図である。

【図７】暗号化情報の保存を示す図である。

【図８】グループ秘密鍵Ｓｇの構成を示す図である。

【図９】暗号化情報の復号を示す図である。

【図１０】全体の流れを示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平文を暗号化するデータ変換のために用い
られる第１の鍵Ｐと、該第１の鍵と異なる暗号を復号し
平文とするデータ変換のために用いられる第２の鍵Ｓと
の組合わせによって構成される公開鍵暗号方法であっ
て、１以上のメンバＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）を構成員とする
グループＧに於いて、該グループＧのメンバ以外の情報
の発信者が該グループＧに宛てる情報の暗号化とそれを
受信したグループＧにおける復号処理に際して、該グル
ープＧの各々が固有のメンバ公開鍵Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）
及びメンバ秘密鍵Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する手段、
該メンバ公開鍵の１組｛Ｐｌ，Ｐ２，・・・，Ｐｎ｝に
よりグループ公開鍵Ｐｇを構成する手段、該情報の発信
者が該グループ公開鍵Ｐｇにより情報を暗号化する手
段、該グループＧが該グループＧのメンバ全員合意のも
とで該メンバ秘密鍵の１組｛Ｓｌ，Ｓ２，・・・，Ｓ
ｎ｝によりグループ秘密鍵Ｓｇを構成する手段、並びに
該グループＧに宛て送信された暗号化情報を秘密鍵Ｓｇ
により復号する手段とを備えたことを特徴とする公開鍵
暗号化方式。
【請求項２】前記グループ公開鍵Ｐｇ＝｛Ｐｌ，Ｐ２，
・・・，Ｐｎ｝により平文Ｄを暗号化する場合に、該平
文Ｄをまず構成メンバ公開鍵Ｐｌにより暗号化しＰｌ
（Ｄ）を得、次にこれをメンバ公開鍵Ｐ２により暗号化
Ｐ２（Ｐ１（Ｄ））とし、順次この手順でメンバ公開鍵
全てによる暗号化を定めた順序で適用することにより暗
号化して平文の暗号化情報Ｐｇ（Ｄ）＝Ｐｎ（・・・Ｐ
２（Ｐｌ（Ｄ）））を得る手段を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の公開鍵暗号化方式。
【請求項３】前記グループ秘密鍵Ｓｇ＝｛Ｓｌ，Ｓ２，
・・・，Ｓｎ｝を平文Ｄの暗号化情報Ｐｇ（Ｄ）に、前
記メンバ公開鍵により暗号化を施したと逆の順序でメン
バ秘密鍵による復号処理を施すことにより平文Ｄ＝Ｓｇ
（Ｐｇ（Ｄ））＝Ｓｌ（・・・，Ｓｎ−１（Ｓｎ（Ｐｇ
（Ｄ））））を得る手段を備えたことを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の公開鍵暗号化方式。
【請求項４】平文が共通鍵Ｋであり、前記グループ公開
鍵Ｐｇによって暗号化された共通鍵Ｐｇ（Ｋ）を、前記
グループ秘密鍵Ｓｇにより復号することにより該共通鍵
Ｋを獲得する手段を備えたことを特徴とする請求項１か
ら請求項３のいずれかに記載の公開鍵暗号方式。
【請求項５】該グループＧ宛ての情報発信者が、該グル
ープＧより事前に入手した該グループ公開鍵Ｐｇにより
共通鍵Ｋを暗号化したＰｇ（Ｋ）と情報（平文Ｄ）を共
通鍵Ｋにより暗号情報Ｋ（Ｄ）とする手段を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至４記載の公開鍵暗号方式。
【請求項６】前記グループＧへの情報発信が、複数存在
することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか
に記載の公開鍵暗号方式。