JP2001251288A - データ暗号化送信システム及び領域重複判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍵データを埋め込む場所をランダムに指定す
ることができ、たとえ暗号アルゴリズムが破られても、
どのデータが鍵データであるかを特定できなくする。ま
た、一つの判定による領域重複判定が可能となり、多数
のデータを埋め込む際にも高速な重複判定を行う。 【解決手段】 鍵データを埋め込む場所をランダムに指
定することにより、暗号アルゴリズムが破られても、ど
のデータが鍵データであるかを特定できなくする。ま
た、重複判定の時間削減のために、データを埋めこむ領
域と、その前の領域の別のデータの先頭アドレスとなり
得ない領域に対応するバッファ領域を特定値にするとい
うバッファ更新方法により、一回の判定による領域重複
判定を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の鍵データを
暗号化して一度に送信するデータ暗号化送信システム、
あるいは記録媒体に書き込むデータ暗号化管理システム
に関する。

【０００２】また本発明は、例えば、複数の暗号鍵を、
一定の大きさを有した領域のランダムな位置に埋め込む
場合などのように、複数の小さな固定サイズデータの埋
め込みデータ領域の領域重複判定方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、複数の鍵データを暗号化して一度
に送信するシステムとしては、送信する数の鍵データを
データの末尾に付加して暗号化、もしくはデータの特定
の位置に鍵データを上書きして暗号化したものを送信す
るシステムが一般的である。

【０００４】図１２は従来のデータ暗号化送信システム
の構成図である。このデータ暗号化送信システムは、情
報入出力装置１２０１とデータ管理装置１２０２と暗号
化装置１２０３と送信装置１２０４とで構成されてい
る。データ管理装置１２０２は、データ管理手段１２０
５と鍵選択手段１２０６と鍵管理手段１２０７とで構成
されている。

【０００５】情報入出力装置１２０１は、ユーザの指示
によりデータ管理手段１２０５へのデータ出力要求を出
力する。

【０００６】情報入出力装置１２０１から、データ出力
要求を受けると、データ管理手段１２０５は、データを
鍵選択手段１２０６に出力する。鍵選択手段１２０６
は、データ管理手段１２０５より出力された各データに
対し、必要な鍵データを鍵管理手段１２０７より取得
し、ヘッダ、データと共に、暗号化装置入力データとし
て、暗号化装置１２０３へ出力する。図１３は、暗号化
装置入力データのデータ形式である。図１３に示すよう
に暗号化装置入力データは、ヘッダと、データと、その
データに必要な数の鍵データとで構成されている。

【０００７】暗号化装置１２０３は、鍵選択手段１２０
６より受け取った暗号化装置入力データのデータと鍵デ
ータを暗号化し、暗号化装置出力データを送信装置１２
０４へ出力する。図１４は、暗号化装置出力データのデ
ータ形式である。図１４に示すように暗号化装置出力デ
ータは、ヘッダと、暗号化データと、暗号化鍵データと
で構成されている。

【０００８】送信装置１２０４は、暗号化装置１２０３
より受け取った暗号化装置出力データを送信する。

【０００９】また、従来のデータ領域の重複判定方法と
しては、埋め込みデータの重複を判定するためのバッフ
ァ領域を用意し、データを埋め込んだ領域に対応するバ
ッファ領域に埋め込み不可を示す値を入れておき、デー
タを埋め込む際に対応するバッファ領域に埋め込み不可
を示す値が入っていないかどうか、判定するという方法
がよく知られている。

【００１０】図１５は従来方法の構成図である。領域入
力部１５０１は、データを埋め込む領域である埋め込み
領域を入力するものである。判定バッファ生成部１５０
２は、重複判定に必要な判定バッファを生成するもので
ある。判定バッファ初期化部１５０３は、判定バッファ
に初期値を設定するものである。データ入力部１５０４
は、埋め込みデータを入力するものである。先頭アドレ
ス取得部１５０５は、埋め込みデータに対応する、先頭
アドレスを取得するものである。先頭アドレスとは、埋
め込みデータを埋め込み領域の先頭から何バイト目の領
域から埋め込むか、の値である。重複判定部１５０６
は、複数の埋め込みデータが重複して埋め込まれること
のないよう重複判定をするものである。判定バッファ更
新部１５０８は、重複なしと判定されて領域に埋め込ま
れるデータについて、以後判定する埋め込みデータのた
めに、判定バッファを更新するものである。データ埋め
込み部１５０９は、重複なしと判定された埋め込みデー
タを埋め込み領域に埋め込むものである。埋め込み済領
域出力部１５１０は、データ埋め込み部１５０９により
更新された領域を出力するものである。重複出力部１５
０７は、重複すると判定されたことを出力するものであ
る。

【００１１】埋め込み領域を領域入力部１５０１により
入力し、判定バッファ生成部１５０２で埋め込み領域の
バイト数と同じバイト数の判定バッファを生成する。判
定バッファ初期化部１５０３により、判定バッファの初
期化を行う。また、データ入力部１５０４により全ての
埋め込みデータを入力する。各、埋め込みデータについ
て、先頭アドレス取得部１５０５で、その埋め込みデー
タに対応する、領域への埋め込み先のアドレスである先
頭アドレスを取得する。先頭アドレス取得部１５０５で
取得した先頭アドレスと判定バッファを使って、重複判
定部１５０６にて先頭アドレスが重複してデータを埋め
込むことがないアドレスであるかどうか、重複判定す
る。重複すると判定されたときには、重複出力部１５０
７にて、異常結果を出力し終了する。重複しないと判定
されたときには、判定バッファ更新部１５０８で、重複
しないと判定された埋め込みデータに対するアドレスに
埋め込み不可を示す値を埋め込むことにより、データを
埋め込むと重複してしまうアドレスに該当する判定バッ
ファを更新する。データ埋め込み部１５０９で埋め込み
領域の先頭アドレスに該当する領域から埋め込みデータ
を埋め込む。全ての埋め込みデータについて先頭アドレ
ス取得部１５０５以降の処理を繰り返し、全て正常なら
ば埋め込み済領域出力部１５１０で正常結果を出力す
る。

【００１２】図１６は、図１５で示した構成の装置を用
いた領域重複判定方法のフローチャートである。領域入
力部１５０１と対応するステップａにて埋め込み領域を
入力し、判定バッファ生成部１５０２と対応するステッ
プｂにて埋め込み領域のバイト数と同じバイト数の判定
バッファを生成する。

【００１３】図１７は、判定バッファと埋め込み領域の
対応図である。図１７のように、埋め込み領域の先頭か
らＺバイト目と、判定バッファ領域の先頭からＺバイト
目を対応させる。判定バッファのあるバイトの値が埋め
込み不可を示す値となっている時には、対応する領域に
はすでにデータが埋め込んであり、重複して埋め込んで
しまうので埋め込むことができない、ということであ
る。判定バッファの各バイトの値は、埋め込み不可を示
す値と埋め込み可能を示す値のどちらかしか入らない。
この対応では、埋め込み領域１バイトに対し、判定バッ
ファ領域１バイトを対応させているが、埋め込み領域１
バイトに対し、判定バッファ領域１ビットを対応させて
判定バッファ長を（埋め込み領域長／８の商）＋１とし
てもよい。

【００１４】判定バッファ初期化部１５０３と対応する
ステップｃにて、この判定バッファの初期化処理を行
う。初期化処理とは、判定バッファ領域を全て埋め込み
可能を示す値にすることを行う。データ入力部１５０４
と対応するステップｄにて埋め込みデータを全て入力す
る。各埋め込みデータに対し、先頭アドレス取得部１５
０５と対応するステップｅにて、埋め込みデータと対応
する領域への埋め込み先である先頭アドレスを取得す
る。次に重複判定部１５０６と対応するステップｆに
て、埋め込みデータを重複して埋め込むことがない先頭
アドレスかどうか、重複判定する。具体的には、先頭ア
ドレスから順に対応する判定バッファ領域について、バ
イトの値が埋め込み不可を示す値であるかどうかを、埋
め込みデータを埋め込む埋め込み領域に対応する全バイ
トについて判定する。埋め込み不可を示す値のものが一
つでもあるときには、重複していると判断し、重複出力
部１５０７と対応するステップｋにて、重複しているこ
とを出力し、終了する。埋め込み可能を示す値である時
には、判定した先頭アドレスについて判定バッファ更新
部１５０８と対応するステップｇにて判定バッファを更
新する。重複しないと判定されたこの先頭アドレスから
埋め込みデータの長さ分の領域と対応する判定バッファ
のバイトを埋め込み不可を示す値にする。ステップｇの
判定バッファの更新のあと、データ埋め込み部１５０９
と対応するステップｈとして、領域に埋め込みデータを
埋め込む処理をする。先頭アドレスに対応する埋め込み
領域から、埋め込みデータを埋め込む。ステップｈのあ
と、ステップｉとしてこの埋め込み領域に埋め込む全て
の埋め込みデータについて終了したかどうか判定し、終
了していなければ次の埋め込みデータについてステップ
ｅから処理を行う。全ての埋め込みデータについて終了
していれば埋め込み済み領域出力部１５１０に対応する
ステップｊにて、領域を出力して終了する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のデー
タ暗号化送信システムでは、重要な機密情報である鍵デ
ータがデータのどの位置にあるかが固定のため特定しや
すく、その安全性は暗号が破られないということに基づ
くだけである。

【００１６】本発明では、鍵データを埋め込む場所をラ
ンダムに指定することができ、たとえ暗号アルゴリズム
が破られても、どのデータが鍵データであるかを特定で
きなくすることを目的とする。

【００１７】また従来の上記重複判定方法では、埋め込
みデータの長さと同じ長さのバッファ領域に対して、一
つずつ特定値が入っていないかどうか確認しなければな
らず、特に多数のデータを埋め込む際、重複判定に時間
がかかる。

【００１８】本発明では、データの重複判定処理に時間
をかけずに行うよう、データを埋めこむ領域に対応する
バッファ領域だけでなく、その前の領域のうち、別のデ
ータの埋め込み開始位置となり得ない領域（その位置か
ら埋め込むとデータ領域が重複してしまう領域）に対応
するバッファ領域の全てのビットを１にするというバッ
ファ領域更新方法を用いる。この方法により、一つの判
定による領域重複判定が可能となり、多数のデータを埋
め込む際にも高速な重複判定を行うことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、複数の固定長暗号鍵データを暗号化して一
度に送信するデータ暗号化送信システムであって、複数
の固定長暗号鍵データを管理する鍵管理手段と、前記少
なくとも１つの暗号鍵データを埋め込む一定の大きさを
有した鍵埋め込み領域を含む送信データを管理する送信
データ管理手段と、前記暗号鍵データを前記送信データ
に埋め込む、埋め込みアドレスをランダムに決定するア
ドレス決定手段と、前記鍵埋め込み領域内で重複判定を
しながら、前記埋め込みアドレスの指す位置から前記暗
号鍵データを埋め込み、鍵埋め込み済み領域を生成する
領域重複判定手段と、前記鍵埋め込み済み領域を含む前
記送信データを暗号化する暗号化手段と、前記暗号化手
段により暗号化された前記送信データを送信するデータ
送信手段とを備えることを特徴とする。

【００２０】また、複数のｎバイトデータを、ｎより十
分大きなｍバイト領域に埋め込む際の、領域重複判定方
法においては、ｍバイト領域の各バイトをそれぞれ１ビ
ットに対応させた判定バッファ領域を生成する判定バッ
ファ領域生成ステップと、判定バッファ領域の各ビット
を、ｍバイト領域の最後ｎ−１バイトに対応するビット
を埋め込み不可を示す値に、ｍバイト領域の残りの領域
に対応するビットを埋め込み可能を示す値に初期化する
判定バッファ領域初期化ステップと、各ｎバイトデータ
に対し、対応する埋め込み領域の先頭アドレスを得る先
頭アドレス取得ステップと、前記先頭アドレス取得ステ
ップにより取得した埋め込み領域の先頭アドレスのバイ
トに対応する判定バッファ領域のビットの値によりデー
タ領域の重複を判定する領域重複判定ステップと、前記
領域重複判定ステップによりデータ領域が重複すると判
定された時、判定結果を出力する重複結果出力ステップ
と、前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複
しないと判定された時、ｎバイトデータをｍバイト領域
に埋め込むデータ埋め込みステップと、前記領域重複判
定ステップによりデータ領域が重複しないと判定された
時、ｎバイトデータを埋め込む領域、及びその前のｎ−
１バイトの領域に対応する判定バッファの各ビットを、
埋め込み不可を示す値に更新する判定バッファ更新ステ
ップと、すべてのｎバイトデータに対し先頭アドレス取
得ステップ以降のステップを実施する制御ステップと、
すべてのｎバイトデータに対して領域の重複がなくデー
タの埋め込みが完了した時、埋め込み済みのｍバイト領
域を出力する埋め込み済み領域出力ステップとを備える
ことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１１を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の個人データ暗号化送信システムの構成図である。
個人データ暗号化送信システムは、個人のデータと複数
の暗号鍵をまとめて暗号化して送信するシステムであ
る。個人データ暗号化送信システムは、情報入出力装置
１０１とデータ管理装置１０２と暗号化装置１０３と送
信装置１０４とで構成されている。データ管理装置１０
２は、個人データ管理手段１０５と鍵選択手段１０６と
鍵管理手段１０７とアドレス決定手段１０８とで構成さ
れている。暗号化装置１０３は、領域重複判定手段１０
９と暗号化手段１１０とで構成されている。

【００２３】なお、以降の説明は、必ずしも「個人デー
タ」に限定するわけではなく、一般のデータでもよい。
その場合は単に「データ暗号化送信システム」、「通信
データ管理手段１０５」と解釈される。

【００２４】情報入出力装置１０１は、ユーザの指示に
より個人データ管理手段１０５への個人データ出力要求
を出すことと、領域重複判定手段１０９から異常結果を
受け、ユーザへの異常通知を出力するものである。

【００２５】個人データ管理手段１０５は、個人データ
を管理しており、情報入出力装置１０１からの個人デー
タ出力要求を受けると、鍵選択手段１０６に個人データ
を出力するものである。鍵管理手段１０７は、個人情報
の種類や数に対応する複数の鍵データを管理しており、
鍵選択手段１０６より鍵データ出力要求を受けると、鍵
データを出力するものである。鍵選択手段１０６は、個
人データ管理手段１０５より出力された各個人データに
対して、必要な鍵データを鍵管理手段１０７より取得
し、個人データと鍵データをアドレス決定手段１０８に
出力するものである。アドレス決定手段１０８は、各鍵
データに対し、鍵を埋め込む位置を表す先頭アドレスを
ランダムに決定して、アドレスデータを作成し、暗号化
装置入力データを領域重複判定手段１０９へ出力するも
のである。

【００２６】領域重複判定手段１０９は、鍵データを重
複して埋め込むことのないように判定してから、鍵デー
タを鍵埋め込み領域へ埋め込むものである。暗号化手段
１１０は、鍵データが埋め込まれている鍵埋め込み領域
及び個別情報からなる個人データを暗号化し、暗号化装
置出力データを送信装置１０４へ出力するものである。
送信装置１０４は、暗号化装置１０３から出力された暗
号化装置出力データを送信するものである。

【００２７】情報入出力装置１０１から、個人データ出
力の要求を受けると、個人データ管理手段１０５は、個
別情報と鍵埋め込み領域からなる個人データを鍵選択手
段１０６に出力する。

【００２８】鍵選択手段１０６は、個人データ管理手段
１０５より出力された各個人データに対し、必要な鍵デ
ータを鍵管理手段１０７より取得し、個人データと共
に、アドレス決定手段１０８に出力する。アドレス決定
手段１０８は、鍵選択手段１０６より入力された鍵デー
タそれぞれについて、個人データの鍵埋め込み領域の何
バイト目から埋め込むかの値である先頭アドレスをラン
ダムに決定しアドレスデータを作成し、暗号化装置入力
データを作成して、領域重複判定手段１０９へ出力す
る。

【００２９】図２は、暗号化装置入力データのデータ形
式である。図２のように暗号化装置入力データは、ヘッ
ダと、鍵埋め込み領域と個別情報からなる個人データ
と、その個人データに必要な数の鍵データと、鍵データ
と同じ数の先頭アドレスからなるアドレスデータとで構
成されている。なお、ヘッダは、各入力データを識別す
るための識別子とデータサイズとから構成されている。

【００３０】領域重複判定手段１０９にて、データ管理
装置１０２のアドレス決定手段１０８より受け取った暗
号化装置入力データの、鍵埋め込み領域と鍵データとア
ドレスデータを用いて、重複して埋め込む事がないよう
判定しながら、鍵データを鍵埋め込み領域の先頭アドレ
スの指す位置から埋め込んでいく。重複すると判定され
た時には、情報入出力装置１０１へ異常結果とヘッダと
個人データを出力する。異常結果を受けた情報入出力装
置は、再度同じ個人データの出力要求を個人データ管理
手段１０５に出力しリトライする。なお、異常結果とヘ
ッダと個人データを情報入出力装置１０１へ出力するの
ではなく、アドレス決定手段１０８に出力し、再度先頭
アドレスを決定して暗号装置入力データを作成しなお
し、領域重複判定手段１０９へ出力し、リトライしても
よい。

【００３１】正常に鍵データが埋め込まれた時には、暗
号化手段１１０にヘッダと個人データとを出力する。暗
号化手段１１０は、領域重複判定手段１０９より受け取
ったデータの個人データを暗号化し、暗号化装置出力デ
ータを、送信装置１０４へ出力する。

【００３２】図３は、暗号化装置出力データのデータ形
式である。図３のように暗号化装置出力データは、ヘッ
ダと、暗号化個人データとで構成されている。ヘッダ
は、各入力データを識別するための識別子とデータサイ
ズとから構成されている。また、暗号化個人データは、
個人データに必要な鍵がすべて埋め込まれている鍵埋め
込み領域と、個別情報からなる個人データを暗号化した
ものである。各鍵は図示しているように、各鍵の先頭ア
ドレスから埋め込み位置が決められ、ランダムに配置さ
れる。

【００３３】送信装置１０４は、暗号化手段１１０より
受け取った暗号化装置出力データを送信する。

【００３４】アドレスデータと暗号化装置出力データと
の送信については、いくつかの方法がある。安全性を高
めるために、アドレスデータと暗号化装置出力データと
を別々に、送信装置から送信するのがもっともよい方法
である。具体的には、領域重複判定手段１０９より重複
判定が正常に終了し、暗号化手段１１０に出力された個
人データに埋め込んだ鍵データのアドレスデータを、領
域重複判定手段１０９から送信装置１０４に出力し、送
信装置１０４から暗号化装置出力データとは別に、アド
レスデータを送信する。なお、アドレスデータは、全く
別の系統で、例えばICカードやフロッピディスクといっ
た物理的な記録媒体を送信先へ届けてもよいし、インタ
ーネットメール等で届けても構わない。

【００３５】また、安全性は少々落ちるが、暗号化装置
出力データにアドレスデータも含めてしまってもよい。

【００３６】さらに簡略化し、アドレス決定手段１０８
においてランダムにアドレスを決定するのではなく、例
えば鍵管理手段１０７において鍵の種類によってアドレ
スを固定にしてしまってもよい。正常な使用方法におい
て同時に埋め込むことのない種類の鍵を同じアドレスに
割り当てることも可能で、領域判定手段１０９による重
複判定によって、この方法が保証される。この場合、送
信先ではアドレスデータを使用することなく、固定的に
鍵データの位置を知ることになる。

【００３７】なお、アドレス決定手段１０８で鍵の先頭
アドレスを決めるのではなく、個人データ管理手段１０
５にて、個人データとともに、先頭アドレスも管理され
ているとしてもよい。

【００３８】なお、情報入出力装置１０１、データ管理
装置１０２、暗号化装置１０３と分けずに、情報入出力
装置１０１、個人データ管理手段１０５、鍵選択手段１
０６、鍵管理手段１０７、アドレス決定手段１０８、領
域重複判定手段１０９、暗号化手段１１０を一つの装置
としてもよい。

【００３９】なお、本実施の形態１では、送信システム
として記載したが、個人データ等のファイル管理装置に
適用することもできる。具体的には、図１の送信装置１
０４をフロッピィディスクやICカードといった記録媒体
に書込みをするメディア書込み装置とすればよい。前述
のように、アドレスデータと暗号化装置出力データの扱
いについても、別々にしてもよいし、一緒に書き込んで
もよいし、アプリケーションや要求される安全性に応じ
て同様に実施可能である。

【００４０】（実施の形態２）実施の形態２では、図１
の領域重複判定手段１０９の判定方法の詳細について説
明する。

【００４１】図４は領域重複判定手段の構成図である。
フィールド入力部４０１は、データを埋め込む領域であ
る埋め込み領域（以下、フィールド）を入力するもので
ある。判定バッファ生成部４０２は、重複判定に必要な
判定バッファを生成するものである。判定バッファ初期
化部４０３は、判定バッファに初期値を設定するもので
ある。データ入力部４０４は、埋め込みデータを入力す
るものである。先頭アドレス取得部４０５は、埋め込み
データに対応する、先頭アドレスを取得するものであ
る。先頭アドレスとは、埋め込みデータをフィールドの
先頭から何バイト目の領域から埋め込むか、の値であ
る。重複判定部４０６は、複数の埋め込みデータが重複
して埋め込まれることのないよう重複判定をするもので
ある。判定バッファ更新部４０８は、重複なしと判定さ
れてフィールドに埋め込まれるデータについて、以後判
定する埋め込みデータのために、判定バッファを更新す
るものである。データ埋め込み部４０９は、重複なしと
判定されたデータをフィールドに埋め込むものである。
埋め込み済フィールド出力部４１０は、データ埋め込み
部４０９により更新されたフィールドを出力するもので
ある。重複出力部４０７は、重複すると判定されたこと
を出力するものである。

【００４２】フィールドをフィールド入力部４０１によ
り入力し、判定バッファ生成部４０２でフィールドのバ
イト数から算出したバイト数の判定バッファを生成す
る。判定バッファ長の算出方法は、（フィールド長／８
の商）＋１である。判定バッファ初期化部４０３によ
り、判定バッファの初期化を行う。また、データ入力部
４０４により全ての埋め込みデータを入力する。各、埋
め込みデータについて、先頭アドレス取得部４０５で、
データと対応する、フィールドへの埋め込み先のアドレ
スである先頭アドレスを取得する。先頭アドレス取得部
４０５で取得した先頭アドレスと判定バッファを使っ
て、重複判定部４０６にて先頭アドレスが重複してデー
タを埋め込むことがないアドレスであるかどうか、重複
判定する。重複すると判定されたときには、重複出力部
４０７にて、異常結果を出力し終了する。重複しないと
判定されたときには、判定バッファ更新部４０８で、重
複しないと判定された埋め込みデータに対するアドレス
に埋め込み不可を示す値を埋め込むことにより、データ
を埋め込むと重複してしまうアドレスに該当する判定バ
ッファを更新する。データ埋め込み部４０９でフィール
ドの先頭アドレスに該当する領域から埋め込みデータを
埋め込む。全ての埋め込みデータについて先頭アドレス
取得部４０５以降の処理を繰り返し、すべて正常ならば
埋め込み済フィールド出力部４１０で正常結果を出力す
る。

【００４３】図５は、図４で示した構成の装置を用いた
領域重複判定方法のフローチャートである。今、埋め込
み領域を２５５バイト、埋め込みデータは、８バイトと
する。フィールド入力部４０１と対応するステップＡに
てフィールドを入力し、判定バッファ生成部４０２と対
応するステップＢにてフィールドのバイト数である２５
５バイトを１バイトは８ビットであることから８で割っ
た商である３１に１を加算して３２バイトの判定バッフ
ァを生成する。

【００４４】図６は、判定バッファのビットとフィール
ドの対応図である。図６のように、フィールドの先頭か
らＺバイト目（０≦Ｚ≦２５４）と、判定バッファの
（Ｚ／８の商）バイト目の第（Ｚ／８の剰余）ビットと
を対応させる。判定バッファのビットが１となっている
時には、対応するフィールドの領域が先頭アドレスとな
っていると８バイトのデータを重複して埋め込んでしま
うので埋め込むことができない。（ビット値１を埋めこ
み不可を示す値、ビット値０を埋め込み可能を示す値と
設定した場合である。ビット値の意味を逆に設定しても
良い。）判定バッファ初期化部４０３と対応するステッ
プＣにて、この判定バッファの初期化処理を行う。初期
化処理とは、従来方法の初期化処理で行う、判定バッフ
ァ領域を埋め込み可能を示す値に設定することに加え、
先頭アドレスとなっていてもフィールド内にデータを埋
め込めないフィールドの後部の領域と対応する判定バッ
ファのビットを１にすること（この例では埋め込みデー
タが８バイトなので、フィールドの最後7バイト分に対
応する判定バッファの7ビットを１にすること）も行
う。

【００４５】図７は、判定バッファ長をＮバイトとした
時の初期化処理の説明図である。図７（ａ）は、判定バ
ッファ初期化処理のフローチャートである。図７（ｂ）
は、Ｎバイトの判定バッファの説明図である。判定バッ
ファの０バイト目からＮ−３バイト目までをゼロクリア
し、Ｎ−１バイト目は、０ｘｆｆを設定することですべ
てのビットを立てる。これは、判定バッファはフィール
ドの長さより多い数のビットを用意しているのでフィー
ルドと対応しない判定バッファの最後部の数ビットは１
を立てておいて構わないのでＮ−１バイト目は全てのビ
ットを立てている。次にＮ−２バイト目は、フィールド
の最後7バイトの最初のバイトと対応するビットから１
にする必要があるので、０ｘｆｅを（Ｎ／８の剰余）だ
け左シフトしたものを設定する。判定バッファの初期化
処理であるステップＣの後、データ入力部４０４と対応
するステップＤにて埋め込みデータを全て入力する。

【００４６】各埋め込みデータに対し、先頭アドレス取
得部４０５と対応するステップＥにて、埋め込みデータ
と対応するフィールドへの埋め込み先である先頭アドレ
スを取得し、ステップＦにて判定バッファにアクセスす
る為に、図８のように、先頭アドレスの（先頭アドレス
／８の商）にあたる上位５ビットの値をインデックス値
（以下、index）として算出し、先頭アドレスの（先頭
アドレス／８の剰余）にあたる下位３ビットの値をシフ
ト値（以下、shift）として算出する。

【００４７】次に重複判定部４０６と対応するステップ
Ｇにて、埋め込みデータを重複して埋め込むことがない
先頭アドレスかどうか、重複判定する。具体的には、判
定バッファの先頭から（index）バイト目の第（shift）
ビットが埋め込み不可を示す値の１であるかどうかを見
て、重複判定する。重複判定したビット値が１であると
きには、重複しているので重複出力部４０７と対応する
ステップＫにて重複していることを出力し、終了する。

【００４８】重複判定したビット値が埋め込み可能を示
す値の０である時には、判定した先頭アドレスについて
判定バッファ更新部４０８と対応するステップＨにて判
定バッファを更新する。重複しないと判定されたこの先
頭アドレスから８バイトの領域に埋め込みデータを埋め
込むことにより、この先頭アドレスより７小さいアドレ
スから７大きいアドレスまでの１５のアドレスが先頭ア
ドレスとなると重複してしまうので、従来方法とは異な
り、この１５バイトに対応する判定バッファの１５ビッ
トを１にする。

【００４９】この判定バッファ更新の操作は３段階に分
けて行う。図９は、ステップＨの判定バッファの更新の
説明図である。図９（ａ）は、判定バッファ更新処理の
フローチャートである。図９（ｂ）は、判定バッファの
３段階の更新の説明図である。ステップＧの判定バッフ
ァの更新はステップｐからステップｒまでの３段階に分
けられる。まずステップｐとして、先頭アドレスのinde
xを判定し０より大きければ判定バッファの（index‐
１）バイト目に、判定バッファの（index‐１）バイト
目と、０ｘｆｅをshiftだけ左シフトしたものとの論理
和をとったものを設定する。indexが０であるときには
演算は行わない。次にステップｑとして、判定バッファ
の（index）バイト目に、０ｘｆｆを設定する。次にス
テップｒとして判定バッファの（index＋１）バイト目
に、判定バッファの（index＋１）バイト目と、０ｘｆ
ｆをshiftだけ左シフトしてビット反転させたものとの
論理和をとったものを設定する。ステップＨの判定バッ
ファの更新のあと、データ埋め込み部４０９と対応する
ステップＩとして、フィールドに埋め込みデータを埋め
込む処理をする。先頭アドレスに対応するフィールドか
ら、８バイト領域に埋め込みデータを埋め込む。ステッ
プＩのあと、ステップＪとしてこのフィールドに埋め込
む全ての埋め込みデータについて終了したかどうか判定
し、終了していなければ次の埋め込みデータについてス
テップＥから処理を行う。全ての埋め込みデータについ
て終了していれば埋め込み済みフィールド出力部４１０
に対応するステップＬにて、フィールドを出力して終了
する。

【００５０】次に例として具体的に埋め込みデータを挙
げて実施の形態２の流れを図１０を用いて説明する。フ
ィールド長は２５５バイトとし、判定バッファの生成と
初期化については前述したので、省略する。図１０
（ａ）は、この具体例で用いるデータの一覧である。図
１０（ｂ）は、この具体例による判定バッファの変遷図
である。埋め込みデータが３つあり、データ（１）の先
頭アドレスが１０、データ（２）の先頭アドレスが２
０、データ（３）の先頭アドレスが３であるとする。一
つ目のデータであるデータ（１）では、indexは１、shi
ftは２となる。次に重複判定は、一つ目のデータである
がフィールド内に収まって埋め込める先頭アドレスであ
るかどうか、という意味で行う。判定バッファの１バイ
ト目の（１はindexから）第２ビットを見る（２はshift
から）。この例では０であるので、埋め込み可能である
ことがわかる。次に判定バッファの更新処理は、ステッ
プａとして０バイト目に、０バイト目と、０ｘｆｅを２
だけ左シフトした０ｘｆ８との論理和をとったものを設
定する。ステップｂとして１バイト目に、０ｘｆｆを設
定する。ステップｃとして２バイト目に、２バイト目
と、０ｘｆｆを２だけ左シフトしてビット反転させた０
ｘ０３との論理和をとったものを設定する。そしてデー
タの埋め込み処理で、フィールドの１０バイト目から１
７バイト目までデータ（１）を埋め込む。次に二つ目の
データであるデータ（２）では、indexは２、shiftは４
となる。次に重複判定として、判定バッファの２バイト
目の（２はindexから）第４ビットを見る（４はshiftか
ら）。この例では０であるので、重複していないことが
わかる。続いて判定バッファの更新処理は、ステップａ
として１バイト目に、１バイト目と、０ｘｆｅを４だけ
左シフトした０ｘｅ０との論理和ととったものを設定す
る。ステップｂとして２バイト目に、０ｘｆｆを設定す
る。ステップｃとして３バイト目に、３バイト目と、０
ｘｆｆを４だけ左シフトしてビット反転させた０ｘ０ｆ
との論理和をとったものを設定する。そしてデータの埋
め込み処理で、フィールドの２０バイト目から２７バイ
ト目までデータ（１）を埋め込む。次に三つ目のデータ
であるデータ（３）では、indexは０、shiftは３とな
る。次に重複判定として、判定バッファの０バイト目の
（０はindexより）第３ビットを見る（３はshiftよ
り）。この例では１であるので、重複していることがわ
かる。ステップＫに進み、重複していることを出力す
る。以上のようにして判定する。

【００５１】埋め込み領域の長さと埋め込みデータの長
さが一般的な場合を図１１を用いて説明する。図１１
（ａ）は、実施の形態２のフィールドの説明図である。
図１１（ｂ）は、実施の形態２の埋め込みデータと先頭
アドレスの説明図である。図１１（ｃ）は、実施の形態
２の判定バッファ更新の説明図である。図１１のよう
に、Ｌバイトの長さの埋め込み領域に、Ｍバイトの長さ
のデータを複数埋め込むとする。埋め込みデータ（ｊ）
は、埋め込み領域の先頭からＮ（ｊ）バイト目から埋め
込むよう要求されているとする。判定バッファは、（Ｌ
／８の商＋１）バイト用意して、埋め込み領域の先頭か
らＺバイト目（０≦Ｚ≦Ｌ）というのと、判定バッファ
の（Ｚ／８の商）バイト目の第（Ｚ／８の剰余）ビット
を対応させる。予め、データをフィールドの最後部から
（Ｍ−１）バイト分に対応する判定バッファのビットと
フィールドの領域と対応しない判定バッファのビットを
１にして、残りは全てゼロクリアしておく。

【００５２】複数の埋め込みデータを順に見ていく。ま
ず、一つ目のデータ（１）は、先頭アドレスがＮ（１）
なので、Ｎ（１）の上位５ビットの値がindexの値とな
り、Ｎ（１）の下位３ビットの値がshiftの値となる。
一つ目のデータ（１）については、フィールド内に収ま
って埋め込める先頭アドレスであるかどうか、という意
味で重複判定を行う。判定バッファの（index）バイト
目の第（shift）ビットが１であるかどうかを見ること
で判定する。そのビットが１であるならば、重複するこ
とになり、重複結果を出力する。そのビットが０である
ならば、重複していないので、Ｎ（１）を基準としたＭ
×２−１ビットの、埋め込みアドレスとなると重複して
しまう判定バッファのビットを埋め込み不可を示す値で
ある１にして、フィールドのＮ（１）バイト目からデー
タ（１）を埋め込む。

【００５３】続いて二つ目以降のデータ（ｊ）について
は、先頭アドレスがＮ（ｊ）なので、Ｎ（ｊ）の上位５
ビットの値がindexの値となり、Ｎ（ｊ）の下位３ビッ
トの値がshiftの値となる。これより、判定バッファの
（index）バイト目の第（shift）ビットが１であるかど
うかを見ることで重複しているかどうかが判定できる。
もし、そのビットが１であるならば、重複しているとい
うことになり重複結果を出力する。もし、そのビットが
０であるならば、重複していないので、Ｎ（ｊ）を基準
としたＭ×２−１ビットの、埋め込みアドレスとなると
重複してしまう判定バッファのビットを埋め込み不可を
示す値である１にして、フィールドのＮ（ｊ）バイト目
からデータ（ｊ）を埋め込む。全てのデータについて重
複判定を終了したら、フィールドを出力する。

【００５４】なお、２×Ｍ−１ビットを埋め込み不可を
示す値に設定する処理判定バッファ更新処理は、shift
の値の全８パターンに対応した値が用意してあるテーブ
ルをもとに行っても良い。具体的に埋め込みデータが８
バイトの場合のテーブルを用いた判定バッファ更新処理
について説明する。

【００５５】予め、shiftの全８パターンに対し、判定
バッファ領域の（index−１）バイト目、（index＋１）
バイト目に設定する値を持つテーブルとして、０に対し
（０ｘｆｅ，０ｘ００）、１に対し（０ｘｆｃ，０ｘ０
１）、２に対し（０ｘｆ８，０ｘ０３）、３に対し（０
ｘｆ０，０ｘ０７）、４に対し（０ｘｅ０，０ｘ０
ｆ）、５に対し（０ｘｃ０，０ｘ１ｆ）、６に対し（０
ｘ８０，０ｘ３ｆ）、７に対し（０ｘ００，０ｘ７ｆ）
の各値を持つ更新テーブルを用意しておく。判定バッフ
ァ更新処理はこのテーブルを用いて３段階で行う。

【００５６】ステップ１：indexが０より大きければ、
判定バッファの（index−１）バイト目に、判定バッフ
ァの（index−１）バイト目の値と、更新テーブル中のs
hiftに対応した（index-1）バイト目の設定値との論理
和をとった値を設定、indexが０であるときには、何も
行わない。

【００５７】ステップ２：判定バッファのindexバイト
目に、０ｘｆｆを設定する。

【００５８】ステップ３：判定バッファの（index＋
１）バイト目に、判定バッファの（index＋１）バイト
目の値と、更新テーブル中のshiftに対応した（index＋
１）バイト目の設定値との論理和をとった値を設定す
る。

【００５９】以上により、判定バッファを更新すること
ができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明では、鍵データを埋め込む場所を
ランダムに指定することができ、たとえ暗号アルゴリズ
ムが破られても、どのデータが鍵データであるかを特定
できなくすることが可能となる。

【００６１】また本発明では、重複判定を時間をかけず
に行うために、データを埋めこむ領域に対応するバッフ
ァ領域だけでなく、その前の領域のうち、別のデータの
先頭アドレスとなり得ない領域（その位置から埋め込む
とデータ領域が重複してしまう領域）に対応するバッフ
ァ領域と、データを埋め込んでもフィールド内にデータ
が収まらない先頭アドレスのバッファ領域との全てのビ
ットを１にするというバッファ領域更新方法を用いた。
この方法を用いたことにより、一つの判定により領域重
複判定が可能であり、多数のデータを埋め込む際にも高
速な重複判定が可能であるという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による個人データ暗号化
送信システムの構成図

【図２】本発明の実施の形態１による個人データ暗号化
送信システムの暗号化装置入力データのデータ形式図

【図３】本発明の実施の形態１による個人データ暗号化
送信システムの暗号化装置出力データのデータ形式図

【図４】本発明の実施の形態２による領域重複判定手段
の構成図

【図５】本発明の実施の形態２による領域重複判定方法
のフローチャート

【図６】本発明の実施の形態２による埋め込み領域と判
定バッファの対応図

【図７】本発明の実施の形態２による判定バッファの初
期化処理の説明図

【図８】本発明の実施の形態２による先頭アドレスのin
dexとshiftの説明図

【図９】本発明の実施の形態２による判定バッファ更新
処理の説明図

【図１０】本発明の実施の形態２による具体例で用いた
データ一覧と判定バッファ変遷図

【図１１】本発明の実施の形態２によるフィールド長と
埋め込みデータ長を一般化したフィールドと各データと
判定バッファ更新の説明図

【図１２】従来のデータ暗号化送信システムの構成図

【図１３】従来のデータ暗号化送信システムの暗号化装
置入力データのデータ形式図

【図１４】従来のデータ暗号化送信システムの暗号化装
置出力データのデータ形式図

【図１５】従来の領域重複判定方法の構成図

【図１６】従来の領域重複判定方法のフローチャート

【図１７】従来方法による埋め込み領域と判定バッファ
の対応図

【符号の説明】

１０１ 情報入出力装置 １０２ データ管理装置 １０３ 暗号化装置 １０４ 送信装置 １０５ 個人データ管理手段 １０６ 鍵選択手段 １０７ 鍵管理手段 １０８ アドレス決定手段 １０９ 領域重複判定手段 １１０ 暗号化手段 ４０１ フィールド入力部 ４０２ 判定バッファ生成部 ４０３ 判定バッファ初期化部 ４０４ データ入力部 ４０５ 先頭アドレス取得部 ４０６ 重複判定部 ４０７ 重複出力部 ４０８ 判定バッファ更新部 ４０９ データ埋め込み部 ４１０ 埋め込み済フィールド出力部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定長暗号鍵データを暗号化して
   一度に送信するデータ暗号化送信システムであって、 複数の固定長暗号鍵データを管理する鍵管理手段と、 前記少なくとも１つの暗号鍵データを埋め込む一定の大
   きさを有した鍵埋め込み領域を含む送信データを管理す
   る送信データ管理手段と、 前記暗号鍵データを前記送信データに埋め込むための埋
   め込みアドレスをランダムに決定するアドレス決定手段
   と、 前記鍵埋め込み領域内で重複判定をしながら、前記埋め
   込みアドレスの指す位置から前記暗号鍵データを埋め込
   み、鍵埋め込み済み領域を生成する領域重複判定手段
   と、 前記鍵埋め込み済み領域を含む前記送信データを暗号化
   する暗号化手段と、 前記暗号化手段により暗号化された前記送信データを送
   信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とするデー
   タ暗号化送信システム。
2. 【請求項２】 前記データ送信手段は、鍵埋め込み済み
   領域と埋め込みアドレスとを別々に送信することを特徴
   とする請求項１記載のデータ暗号化送信システム。
3. 【請求項３】 前記アドレス決定手段の代りに、前記送
   信データ管理手段が、前記送信データと埋め込みアドレ
   スとを管理することを特徴とする請求項１記載のデータ
   暗号化送信システム。
4. 【請求項４】 複数の固定長暗号鍵データを暗号化して
   一度に送信するデータ暗号化送信方法であって、 複数の固定長暗号鍵データを管理する鍵管理ステップ
   と、 前記少なくとも１つの暗号鍵データを埋め込む一定の大
   きさを有した鍵埋め込み領域を含む送信データを管理す
   る送信データ管理ステップと、 前記暗号鍵データを前記送信データに埋め込むための埋
   め込みアドレスをランダムに決定するアドレス決定ステ
   ップと、 前記鍵埋め込み領域内で重複判定をしながら、前記埋め
   込みアドレスの指す位置から前記暗号鍵データを埋め込
   み、鍵埋め込み済み領域を生成する領域重複判定ステッ
   プと、 前記鍵埋め込み済み領域を含む前記送信データを暗号化
   する暗号化ステップと、 前記暗号化ステップにより暗号化された前記送信データ
   を送信するデータ送信ステップとを備えたことを特徴と
   するデータ暗号化送信方法。
5. 【請求項５】 複数の固定長暗号鍵データを暗号化して
   一度に送信するデータ暗号化送信プログラムを記録した
   記録媒体であって、 複数の固定長暗号鍵データを管理する鍵管理ステップ
   と、 前記少なくとも１つの暗号鍵データを埋め込む一定の大
   きさを有した鍵埋め込み領域を含む送信データを管理す
   る送信データ管理ステップと、 前記暗号鍵データを前記送信データに埋め込むための埋
   め込みアドレスをランダムに決定するアドレス決定ステ
   ップと、 前記鍵埋め込み領域内で重複判定をしながら、前記埋め
   込みアドレスの指す位置から前記暗号鍵データを埋め込
   み、鍵埋め込み済み領域を生成する領域重複判定ステッ
   プと、 前記鍵埋め込み済み領域を含む前記送信データを暗号化
   する暗号化ステップと、 前記暗号化ステップにより暗号化された前記送信データ
   を送信するデータ送信ステップとを備えたことを特徴と
   するデータ暗号化送信プログラムを記録した記録媒体。
6. 【請求項６】 複数の固定長暗号鍵データを暗号化して
   一度に記録媒体へ書き込むデータ暗号化管理システムで
   あって、 複数の固定長暗号鍵データを管理する鍵管理手段と、 前記少なくとも１つの暗号鍵データを埋め込む一定の大
   きさを有した鍵埋め込み領域を含む書込みデータを管理
   する書込みデータ管理手段と、 前記暗号鍵データを前記書込みデータに埋め込むための
   埋め込みアドレスをランダムに決定するアドレス決定手
   段と、 前記鍵埋め込み領域内で重複判定をしながら、前記埋め
   込みアドレスの指す位置から前記暗号鍵データを埋め込
   み、鍵埋め込み済み領域を生成する領域重複判定手段
   と、 前記鍵埋め込み済み領域を含む前記書込みデータを暗号
   化する暗号化手段と、 前記暗号化手段により暗号化された前記書込みデータを
   記録媒体に書き込む書込みデータ書込み手段とを備えた
   ことを特徴とするデータ暗号化管理システム。
7. 【請求項７】 複数のｎバイトデータを、ｎより十分大
   きなｍバイト領域に埋め込む際の、領域重複判定方法で
   あって、 ｍバイト領域の各バイトをそれぞれ１ビットに対応させ
   た判定バッファ領域を生成する判定バッファ領域生成ス
   テップと、 判定バッファ領域の各ビットを、ｍバイト領域の最後ｎ
   −１バイトに対応するビットを埋め込み不可を示す値
   に、ｍバイト領域の残りの領域に対応するビットを埋め
   込み可能を示す値に初期化する判定バッファ領域初期化
   ステップと、 各ｎバイトデータに対し、対応する埋め込み領域の先頭
   アドレスを得る先頭アドレス取得ステップと、 前記先頭アドレス取得ステップにより取得した埋め込み
   領域の先頭アドレスのバイトに対応する判定バッファ領
   域のビットの値によりデータ領域の重複を判定する領域
   重複判定ステップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複する
   と判定された時、判定結果を出力する重複結果出力ステ
   ップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複しな
   いと判定された時、ｎバイトデータをｍバイト領域に埋
   め込むデータ埋め込みステップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複しな
   いと判定された時、ｎバイトデータを埋め込む領域、及
   びその前のｎ−１バイトの領域に対応する判定バッファ
   の各ビットを、埋め込み不可を示す値に更新する判定バ
   ッファ更新ステップと、 すべてのｎバイトデータに対し先頭アドレス取得ステッ
   プ以降のステップを実施する制御ステップと、 すべてのｎバイトデータに対して領域の重複がなくデー
   タの埋め込みが完了した時、埋め込み済みのｍバイト領
   域を出力する埋め込み済み領域出力ステップとを備えた
   ことを特徴とする領域重複判定方法。
8. 【請求項８】 前記埋め込みデータであるｎバイトデー
   タが８バイトのデータであることを特徴とする請求項７
   記載の領域重複判定方法。
9. 【請求項９】 前記判定バッファ更新ステップは、（Ｚ
   ／８の剰余）の全パターンである８パターンに対応した
   値が用意してあるテーブルをもとに、判定バッファ領域
   の更新を行う第２の判定バッファ更新ステップであるこ
   とを特徴とする請求項７記載の領域重複判定方法。
10. 【請求項１０】 複数のｎバイトデータを、ｎより十分
    大きなｍバイト領域に埋め込む際の、領域重複判定プロ
    グラムを記録した記録媒体であって、 ｍバイト領域の各バイトをそれぞれ１ビットに対応させ
    た判定バッファ領域を生成する判定バッファ領域生成ス
    テップと、 判定バッファ領域の各ビットを、ｍバイト領域の最後ｎ
    −１バイトに対応するビットを埋め込み不可を示す値
    に、ｍバイト領域の残りの領域に対応するビットを埋め
    込み可能を示す値に初期化する判定バッファ領域初期化
    ステップと、 各ｎバイトデータに対し、対応する埋め込み領域の先頭
    アドレスを得る先頭アドレス取得ステップと、 前記先頭アドレス取得ステップにより取得した埋め込み
    領域の先頭アドレスのバイトに対応する判定バッファ領
    域のビットの値によりデータ領域の重複を判定する領域
    重複判定ステップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複する
    と判定された時、判定結果を出力する重複結果出力ステ
    ップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複しな
    いと判定された時、ｎバイトデータをｍバイト領域に埋
    め込むデータ埋め込みステップと、 前記領域重複判定ステップによりデータ領域が重複しな
    いと判定された時、ｎバイトデータを埋め込む領域、及
    びその前のｎ−１バイトの領域に対応する判定バッファ
    の各ビットを、埋め込み不可を示す値に更新する判定バ
    ッファ更新ステップと、 すべてのｎバイトデータに対し先頭アドレス取得ステッ
    プ以降のステップを実施する制御ステップと、 すべてのｎバイトデータに対して領域の重複がなくデー
    タの埋め込みが完了した時、埋め込み済みのｍバイト領
    域を出力する埋め込み済み領域出力ステップとを備えた
    ことを特徴とする領域重複判定プログラムを記録した記
    録媒体。