JP2001358709A

JP2001358709A - 暗号化装置、復号化装置、その方法及び記録媒体

Info

Publication number: JP2001358709A
Application number: JP2000177334A
Authority: JP
Inventors: Koji Takeda; 恒治竹田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な技術を必要とすることなしに、簡単かつ
信頼性の高い暗号化・復号化方式を提供する。【解決手段】平文を受けた平文入力部１０は、平文を所
定のビット長のバッファに格納し、バッファに格納され
たビット列を単位に、行列演算部１１にこのビット列を
入力する。行列要素用ビット列生成部１５では、疑似乱
数により“０”と“１”のシーケンスを生成し、ビット
列記憶部１４に記憶させる。行列生成部１３では、ビッ
ト列記憶部１４のビット列により行列を生成し、この行
列を行列演算部１１に入力する。行列演算部１１では、
平文入力部１０からの所定ビット長のビット列を所定次
元のベクトルと見なし、行列により変換する。その変換
結果を暗号文出力部１２が、平文を暗号化した暗号文と
して出力する。復号は、上記行列の逆行列を用いて行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暗号化方式あるい
は復号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、コンピュータの一般への普及やビ
ジネスへの普及が著しく、従来手作業で行われていた手
続がコンピュータによる処理によって取って代われて来
つつある。このような状況の中、コンピュータによって
扱われるデータの中には、個人のプライバシーに関わる
など、コンピュータネットワークなどを介してやりとり
するにおいて、そのままのデータを使用するのでは、秘
匿性が十分確保できないという状況が生じてきた。従っ
て、そのようなデータを暗号化する必要があるのである
が、暗号化をコンピュータが行うの上で、十分安全かつ
演算効率の良い暗号化方式が望まれている。

【０００３】従来の、ブロック型ないしストリーム型暗
号方式では、二項演算として排他的論理和（ＸＯＲ）が
使われることが多かった。Ｃ（暗号文）＝Ｋ（鍵）ＸＯＲＭ（平文）ＸＯＲの演算は、平文に“１”や“０”が多数連続する
部分があると、鍵が分かってしまうという欠点や、既知
文攻撃に弱いため、ビットスクランブルと併用されるこ
とが多い。Ｃ（暗号文）＝Ｓ（ビットスクランブル）（Ｋ（鍵）Ｘ
ＯＲＭ（平文））図８は、従来のＸＯＲを使用した暗号化方式を説明する
図である。

【０００４】通常、暗号化すべき平文は、ワープロソフ
トなどで作成された文書データあるいは、データベース
の登録データなどであるが、これらを一連のビットデー
タの列（ビットストリーム）であると見なす。そして、
これに、疑似乱数生成などによって生成した、ビットス
トリームである暗号鍵を各ビット毎にＸＯＲ演算する。

【０００５】例えば、図８の例では、平文のビット値
“０”と暗号鍵のビット値“１”のＸＯＲを取ると、暗
号文のビット値“１”が得られる。同様にして、ＸＯＲ
演算を継続することにより、暗号文のビット列が生成さ
れる。ここで、暗号鍵と平文とのＸＯＲを取ったことに
より得た暗号文をそのまま使用しても良いが、ＸＯＲ演
算は、その演算が単純であるため、平文に連続した
“１”や“０”がある場合は、暗号鍵がそのまま見えて
しまうという問題がある。また、平文に十分長い“１”
や“０”がない場合でも、既知の文を暗号化させた結果
を見ることによって、どのような暗号鍵が使用されてい
るかが比較的わかりやすい。従って、通常は、上述した
ように、平文と暗号鍵のＸＯＲを取った後、ビットスク
ランブルを行ったものを最終的な暗号文として使用して
いる。

【０００６】このようにして得られた暗号文を復号化す
る場合には、まず、ビットスクランブルを解除し、次
に、暗号鍵を使って元の平文を再生する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のブロック型ない
しストリーム型暗号方式では、上述したとおり排他的論
理和とビットスクランブル操作が併用されるため、暗号
鍵による暗号化とビットスクランブルとを独立に行わな
ければならず、かつ、暗号鍵とビットスクランブルのた
めの置換行列とを同時に管理しなければならないという
難点があった。

【０００８】一方、離散的対数問題を利用する公開鍵方
式では、上記問題点は解決されているが、特に素数を扱
う場合には、素数の信頼性を補償するための特別な技術
を必要とする難点があった。

【０００９】本発明の課題は、特別な技術を必要とする
ことなしに、簡単かつ信頼性の高い暗号化・復号化方式
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の暗号化装置は、
平文から所定のビット数のビット列を取得する平文取得
手段と、該平文から取得された所定のビット数のビット
列を該所定の次元のベクトルと見なしたときに、該ベク
トルを変換する行列を生成する行列生成手段と、該行列
と該ベクトルの演算を行うことによって平文のビット列
を暗号化する暗号化手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】本発明の復号化装置は、平文のビット列に
行列を作用させることによって得られた暗号文を復号す
る復号化装置であって、暗号文をバッファに格納し、該
暗号文を所定のビット数からなる値を成分とする多次元
ベクトルとして構成する暗号文入力手段と、該行列の逆
行列を算出する逆行列算出手段と、該逆行列を用いて該
多次元ベクトルを変換することによって暗号文を復号す
る復号化手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】本発明の暗号化、復号化方式によれば、行
列とベクトルの演算を行うだけで、十分信頼性のある暗
号文を作成することが出来ると共に、ＸＯＲとビットス
クランブルというように、複数の処理を行わなくて良い
ので、暗号化処理が簡素化される。また、素数分解の困
難性を利用する公開鍵方式と異なり、暗号化する際に適
切な素数を選択するというような特別な技術を必要とし
ないので、実装容易な暗号化、復号化方式を提供でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、暗号化すべき平文Ｍからｍ
ビットのビット列を取得するとする。このときＭはその
成分が０又は１のｍ次元ベクトルとみなすことができ
る。このベクトルに作用する演算子をＡとする。Ａは、
ｍ×ｍの要素ビットを有する行列とする。行列Ａをベク
トルＭに作用させて得られる暗号をＣとする。そして、
本発明の実施形態における暗号化演算を以下の線形演算
で与える。ここで、行列ＡとベクトルＭの積は、ブール
代数上の積や和ではなく、通常の整数同士の積と和によ
って定義される通常の行列とベクトルの積である。Ｃ＝ＡＭ（１）従って、Ｃは一般的にｍ次元ベクトルとなるが、そのｍ
次元ベクトルの成分の最大値は“ｍ”となる。Ｃ＝（Ｃｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｍ）（１．２）Ｃｉ≦ｍ（１．３）発明の実施形態では、行列Ａを

【００１４】

【数１】

【００１５】と表し、式（１）の演算をビット単位で実
行したとき、Ａを繰り返し使用する。一般には、式
（２）で、ｗを計算機で定義されるワード長にとり、ｋ
＝ｍ／ｗとしておくのが取り扱いに便利である。

【００１６】すなわち、一般に、ｍとｋは等しくないの
で、行列Ａの要素をａ_ij（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｋ）と
見たとき、行列Ａは、正方行列ではないが、ａ_ijをｗビ
ット列であると見たとき、行列Ａは、ビット単位で正方
行列となっている。もちろん、ｍ＝ｋとしてもよい。こ
のときは、ｗ＝１であるので、ａ_ijは、１ビットの値か
らなることになる。また、ａ_ijをｗビットからなるビッ
ト列として、更に、ｍ＝ｋとすることも可能である。こ
の場合、平文Ｍの内、暗号化される部分は、成分がｗビ
ットのビット列で与えられるｍ次元ベクトルとする必要
がある。すなわち、平文Ｍから行列Ａに乗算するベクト
ルを生成する場合、平文Ｍをｗビット毎に分割し、分割
されたそれぞれのビット列ｍ個とり、これをｍ次元ベク
トルの成分とする。従って、式（１）で、平文Ｍはｋ×
ｗビット分が一度に暗号化される。

【００１７】更に、式（２）の行列Ａの要素（ａ_ij）を
“１”と“０”を与える疑似乱数を用いて与えることに
より、行列Ａを予測することが困難となり、暗号の信頼
度が高まる。

【００１８】また、式（２）の行列Ａの要素（ａ_ij）を
疑似乱数で与える場合、平文Ｍから暗号化すべきｍ次元
ベクトルを生成し、式（１）の演算を行う度に（ａ_ij）
を疑似乱数として与え直すようにする。このようにすれ
ば、先に暗号化した時の行列Ａと今度暗号化する時の行
列Ａが異なることになり、より暗号の信頼性を増すこと
ができる。もちろん、この場合、暗号文Ｃのどの部分の
暗号化にどのような行列を使用したかを記録しておく必
要があり、この記憶された行列を用いて暗号文Ｃを復号
化する。

【００１９】上記の変形例としては、式（２）の行列Ａ
の要素（ａ_ij）を疑似乱数として与える場合に、式
（１）の演算の度に（ａ_ij）を疑似乱数として与え直す
が、有限回の式（１）の演算の後、行列Ａを初めのもの
に戻して、複数の異なる行列Ａを周期的に繰り返して使
用するようにする。このようにすれば、復号化のために
記憶しておくべき行列Ａは、所定の数内に抑えることが
出来、記憶容量の節約に有効である。

【００２０】また、行列Ａの与え方として以下のような
ものがある。すなわち、行列Ａをまずビット単位の要素
からなるｍｍ行列とし、それをμν（０＜μ、ν≦ｍ）
の領域に分割し、その幾つかに小行列αを配置する。例
えば、

【００２１】

【数２】

【００２２】とする。このようにすれば、行列Ａが実質
的に小行列αによって決定されるので、暗号化装置ある
いは復号化装置として記憶しておくべき情報は、小行列
αとその配置の仕方のみとなるので、更に、記憶容量の
節約に寄与する。

【００２３】あるいは、行列Ａをまずビット単位の要素
からなるｍｍ行列とし、それをμν（０＜μ、ν≦ｍ）
の領域に分割し、その全てに異なる小行列α_ijを配置す
る。すなわち、

【００２４】

【数３】

【００２５】この場合、幾つかのα_ijは零（０）行列で
あっても良い。このようにすれば、α _ijの与え方によっ
ては、記憶容量の節約に寄与すると共に、それぞれの小
行列α _ijとして異なったものを与えることが出来るの
で、暗号の信頼度を高めることが出来る。

【００２６】上記実施形態において、Ｃ＝ＡＭにおける
暗号文Ｃと行列Ａと平文Ｍとを全てビット単位で演算す
る様した場合、行列演算は高速に行える。また、Ａの要
素を疑似乱数とした場合、乱数発生機構を「多次元空間
による暗号化法（ＭＤＳＲ（商標））」等を利用するな
どで注意深く行えば、暗号破りに対する行列Ａの耐性を
高めることができる。

【００２７】この手法では、行列Ａを作り出す手続ない
し鍵（共通鍵）が知られない限り、暗号文Ｃから平文Ｍ
を解読することは不可能である。また、前述したよう
に、Ｃ＝ＡＭにおける暗号文Ｃと行列Ａと平文Ｍとを全
てビット単位で演算するのではなく、計算機で簡単に実
行できるワード単位（例えば、３２ビット）の演算にし
ても良い。この場合、演算速度はビット単位の演算に比
べて、格段に速くなることが期待される。

【００２８】復号化する場合には、行列Ａの逆行列Ａ^-1
を求め、Ｍ＝Ａ^-1Ｃにより、復号する。逆行列Ａ^-1は、
行列Ａがビット単位で正方行列かワード単位で正方行列
かによって、様子が異なってくる。行列Ａがワード単位
で正方行列の場合には、行列Ａの各要素が様々な値を取
りうるのと同様、逆行列Ａ^-1の各要素も様々な有理数値
を取りうる。また、逆行列Ａ^-1もワード単位で正方行列
となる。

【００２９】一方、行列Ａをビット単位でｍ×ｍの正方
行列とした場合には、逆行列Ａ^-1もｍ×ｍの正方行列と
なるが、行列Ａの要素が“０”か“１”のいずれかの値
しか取らないのに対し、逆行列Ａ^-1の各要素は、様々な
有理数値を取るようになる。すなわち、ビット単位の正
方行列Ａと、成分が“０”あるいは“１”のｍ次元ベク
トルとの積の結果得られるベクトルは、ｍ次元ベクトル
であるが、成分の値は、“０”や“１”以外にも様々な
整数値を取りうる。従って、暗号文を表すｍ次元ベクト
ルは、各成分が所定のビット数によって表現されるベク
トルとなる。復号する場合には、この各成分が所定のビ
ット数によって表現される暗号文のｍ次元ベクトルと逆
行列Ａ^-1を乗算して、各成分が“０”あるいは“１”の
平文のｍ次元ベクトルを得ることになる。

【００３０】図１〜３は、本発明の暗号化装置の実施形
態を説明する図である。図１は、暗号化装置１のブロッ
ク構成図である。暗号化すべき平文は、平文入力部１０
に入力される。平文入力部１０では、入力された平文を
ビット単位でバッファに格納し、成分が“０”と“１”
からなるｍ次元ベクトルを規定する。一方、行列要素用
ビット列生成部１５では、Ｍ系列などを使って、十分周
期の長い、“０”と“１”からなる疑似乱数を発生し、
ビット列記憶部１４に入力する。ビット列記憶部１４
は、後に復号化するために使用するために、入力された
ビット列を格納する。行列生成部１３は、ビット列記憶
部１４から読み込んだビット列を使用して、行列の各要
素ａ_ijに値を与えていく。全ての行列要素に値を与え終
わると、その行列要素によって定義される行列を行列演
算部１１に送る。

【００３１】行列演算部１１では、行列生成部１３で生
成された行列を元に、平文入力部１０から入力された平
文を暗号化し、ビットストリームとして暗号文出力部１
２に出力する。暗号文出力部１２は、入力されたビット
ストリームを暗号文として出力する。

【００３２】なお、図１の暗号化装置１では、行列要素
用ビット列生成部１５で生成されたビット列を格納し、
後の復号に使用する構成となっているが、ビット列を格
納するのではなくて、行列生成部１３によって生成され
た行列要素ａ_ijを格納する構成としても良い。

【００３３】図２は、行列によるｍ次元ベクトル変換に
よる暗号化処理の概念を説明する図である。変換行列
は、各要素が“０”と“１”からなる行列である。これ
に、平文から抽出された、成分が“０”と“１”のｍ次
元ベクトルを演算させる。その結果、各要素（成分）が
複数のビットからなるｍ次元ベクトルが生成される。こ
の複数ビットからなる各成文をシリアルに配列し、ビッ
トストリームを生成することによって、暗号文のビット
ストリームとする。このような演算をする場合、平文の
ビット列は、ｍビットを格納するバッファを設け、平文
からｍビットずつ読み込みながら順次変換していく。演
算の方法の例としては、バッファに格納されたビットを
先頭から順次出力し、行列の１行分の要素値と積和演算
し、１行が演算し終わったら、これを配列変数などに格
納する。そして、次の行の演算を行う場合には、バッフ
ァから同じビットストリームを出力し、前回演算した行
の次の行の行列要素と演算をして、ふたたび配列変数に
格納するという方法で行う。変換後のｍ次元ベクトル
は、例えば、一次元配列ａ［ｉ］に変換後の値を格納す
るようにする。そして、配列ａ［ｉ］をシリアルに配列
・出力することによって暗号文のビットストリームを得
る。

【００３４】図３は、暗号化処理を示すフローチャート
である。まず、ステップＳ１０において、ユーザから処
理の終了の指示が入っているか否かを判断する。ユーザ
が暗号化処理をしない旨の指示を入力した場合には、処
理を終了する。ユーザが暗号化処理開始の指示を行った
場合には、ステップＳ１１において、ｍビットの平文Ｍ
を読み込む。読み込んだ平文Ｍは、ｍビット長のバッフ
ァなどに格納される。そして、ステップＳ１２におい
て、ｉ＝１として、ステップＳ１３において、ｍビット
の乱数列を発生し、行列要素ａ_ijに設定する。そして、
ステップＳ１４において、平文Ｍのｍ次元ベクトルＭ_k
と行列（ａ_ij）との積をとり、結果を暗号文Ｃのｍ次元
ベクトルの成分Ｃ_iを得る。

【００３５】そして、ステップＳ１５において、ｊ＜ｉ
となる全てのｊについてＣ_i＝Ｃ_jが成り立つか否かを
判断する。この判断は、行列Ａの行列式が０となってい
るか否かを判断するものである。もし、ステップＳ１５
の判断がＹＥＳの場合には、行列Ａの行列式が０となっ
てしまうので、逆行列が求められず、復号が出来ない。
従って、この行列Ａは、暗号化に使用できない行列と言
うことになる。従って、ステップＳ１３に戻って、別の
行列を生成して演算をする。ステップＳ１５において、
判断結果がＮＯの場合には、生成された行列Ａの行列式
が０にならないので、そのままステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、ｉを１だけ増加する。そし
て、ステップＳ１７において、ｉがｍ以下であるか否
か、すなわち、行列Ａの最後の行まで演算を終えたか否
かを判断し、終えていない場合（ｉ≦ｍ）には、ステッ
プＳ１３に戻って処理を繰り返す。ステップＳ１７にお
いて、ｉ＞ｍとなったと判断された場合には、ステップ
Ｓ１０に戻って、処理を繰り返す。

【００３６】なお、ここにおいて、ステップＳ１３にお
いて、生成された行列Ａ、すなわち、その要素ａ_ijを後
の復号のために記憶しておく。図４〜図６は、本発明の
復号装置の実施形態を説明する図である。

【００３７】図４は、本発明の復号装置のブロック構成
図である。復号装置２においては、まず、暗号文が暗号
文入力部２０において、所定ビット幅を有するバッファ
などによって、所定のビット数を有する成分からなるｍ
次元ベクトルに構成され、逆行列演算部２１に入力され
る。一方、ビット列記憶部２５においては、暗号化の際
に、行列Ａの生成に使用されたビット列を秘密鍵として
有しており、これを行列生成部２４に入力して、暗号化
の際に生成した行列を復元する。そして、行列生成部２
４において生成された行列に基づいて、逆行列生成部２
３において、逆行列が生成される。

【００３８】このようにして、生成された逆行列は、逆
行列演算部２１に入力され、暗号文から構成されたｍ次
元ベクトルと乗算される。当該乗算の結果得られた復号
化後のｍ次元ベクトルは、平文出力部２２に入力され、
平文のビットストリームとして出力される。

【００３９】なお、上記説明では、秘密鍵として、暗号
化の際に行列生成に使用されたビット列を記憶するとし
ていたが、暗号化に使用された行列の要素そのものを記
憶しておいても良い。あるいは、秘密鍵を記憶するため
の記憶容量を節約するために、暗号化において行われた
疑似乱数の生成アルゴリズムと、その初期値を秘密鍵と
して記憶しておいても良い。暗号化の際に使用したアル
ゴリズムと初期値に基づいて、疑似乱数を発生させれ
ば、復号化の際にも、暗号化の時と同様の疑似乱数を得
ることが出来るので、正しく復号を行うことができる。

【００４０】図５は、復号のための行列演算の概念を説
明する図である。暗号文が入力されると、暗号文を所定
ビット毎に分割し、分割されたそれぞれを要素として持
つｍ次元ベクトルを構成する。そして、上記したように
して、生成された逆行列を用いて変換を行い、平文のビ
ットストリームを得る。このとき、逆行列の要素の値
は、“０”や“１”以外の実数値をとる。

【００４１】図６は、復号化処理を示すフローチャート
である。まず、ステップＳ２０において、ユーザから復
号化処理を開始するか否かの指示入力を受ける。ユーザ
が復号化処理をしない旨の指示をした場合には、処理を
終了する。ユーザが復号化処理を行う旨の指示をした場
合には、ステップＳ２１に進み、ｍ個の暗号文（Ｃ_i）
をバッファなどに読み込む。このＣ_iは、所定数のビッ
トからなる成分を有している。そして、ステップＳ２２
において、暗号化の際に秘密鍵として記憶しておいたｍ
ビット乱数列ｍ個から暗号化に使用された行列Ａを生成
する。そして、ステップＳ２３において、行列Ａの逆行
列Ｂを求め、ステップＳ２４において、逆行列Ｂを用い
て、演算処理を行い、暗号文Ｃ_iから平文Ｍ_jを復号す
る。そして、ステップＳ２０に戻り、ユーザから処理の
終了指示が入力されたか否かを判断すると共に、全ての
暗号文を復号したかを判断し、いずれかがＹＥＳの場
合、処理を終了する。

【００４２】図７は、本発明の実施形態の暗号化、復号
化処理をプログラムで実現する場合に必要とされる情報
装置のハードウェア環境を説明する図である。情報装置
２９は、ＣＰＵ３１とＣＰＵ３１にバス３０を介して接
続されたＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、通信インターフェー
ス３４、記録装置３７、記録媒体読み取り装置３８、及
び入力装置４０からなる。

【００４３】記録装置３７は、ハードディスクなどであ
り、本発明の実施形態の暗号化、復号化処理を実現する
当該プログラムを格納すると共に、暗号化すべき平文や
暗号文も格納する。あるいは、当該プログラムや平文、
暗号文は、可搬記録媒体３９に格納することも可能であ
り、この場合、記録媒体読み取り装置３８を使って、Ｃ
ＰＵ３１が、これら当該プログラムや平文、暗号文を読
み込む。可搬記録媒体３９は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、
ＭＯ、フロッピー（登録商標）ディスクなどである。

【００４４】ＲＯＭ３２は、ＢＩＯＳなどの基本プログ
ラムを格納し、情報装置２９の電源投入時にＣＰＵ３１
に基本プログラムを実行させ、キーボードやディスプレ
イ、マウスなどの入出力装置４０のユーザの指示の入力
や、ＣＰＵ３１の処理結果のユーザへの提示を可能とす
ると共に、記録装置３７や記録媒体読み取り装置３８、
ＲＡＭ３３、通信インターフェース３４の制御も可能と
する。ＲＯＭ３２は読み出し専用メモリであるが、当該
プログラムを格納して使用することも可能である。この
場合、情報装置２９は、本発明の実施形態の暗号化、復
号化処理プログラムが予め導入済みの装置となる。

【００４５】ＲＡＭ３３は、記録装置３７や可搬記録媒
体３９から読み込まれた当該プログラムや平文、暗号文
を展開するメモリであり、ＣＰＵ３１が直接処理可能な
状態にして、これらを格納するものである。通信インタ
ーフェース３４は、ネットワーク３５を介して、情報装
置２９を情報提供者３６と接続し、情報提供者３６から
提供されるプログラムやデータをダウンロード可能とす
る。例えば、情報提供者３６が暗号文をネットワーク３
５を介して送信してくる場合には、情報装置２９は、こ
の暗号文を例えば、記録装置３７に格納し、当該プログ
ラムを実行して、暗号文の復号を行う。また、情報装置
２９が、平文を当該プログラムを使用して暗号化し、情
報提供者３６にネットワーク３５を介して送信すること
も可能である。

【００４６】また、本発明の実施形態を実現する当該プ
ログラムを情報提供者３６からダウンロードし、情報装
置２９のＣＰＵ３１で実行させることも可能である。あ
るいは、ＬＡＮのように、情報提供者３６と情報装置２
９とをネットワーク３５で接続した状態で、ネットワー
ク環境の下に当該プログラムを実行することも可能であ
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な処理で、信頼度
の高い暗号化方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暗号化装置の実施形態を説明する図
（その１）である。

【図２】本発明の暗号化装置の実施形態を説明する図
（その２）である。

【図３】本発明の暗号化装置の実施形態を説明する図
（その３）である。

【図４】本発明の復号装置の実施形態を説明する図（そ
の１）である。

【図５】本発明の復号装置の実施形態を説明する図（そ
の２）である。

【図６】本発明の復号装置の実施形態を説明する図（そ
の３）である。

【図７】本発明の実施形態の暗号化、復号化処理をプロ
グラムで実現する場合に必要とされる情報装置のハード
ウェア環境を説明する図である。

【図８】従来のＸＯＲを使用した暗号化方式を説明する
図である。

【符号の説明】

１暗号化装置２復号化装置１０、２２平文入力部１１行列演算部１２、２０暗号文出力装置１３行列生成部１４ビット列記憶部１５行列要素用ビット列生成部２１逆行列演算部２３逆行列生成部２４行列生成部２５ビット列記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平文から所定のビット数のビット列を取得
する平文取得手段と、該平文から取得された所定のビット数のビット列を該所
定の次元のベクトルと見なしたときに、該ベクトルを変
換する行列を生成する行列生成手段と、該行列と該ベクトルの演算を行うことによって平文のビ
ット列を暗号化する暗号化手段と、を備えることを特徴
とする暗号化装置。
【請求項２】前記行列の各要素は、疑似乱数ビット列で
与えられることを特徴とする請求項１に記載の暗号化装
置。
【請求項３】前記行列生成手段は、前記平文取得手段が
平文からビット列を取得する度に、異なる前記行列を生
成することを特徴とする請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項４】前記行列生成手段は、所定個の前記行列を
生成し、前記暗号化手段は、前記平文取得手段が取得したビット
列を、該所定個の行列を順次繰り返し使用して暗号化す
ることを特徴とする請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項５】前記行列は、複数の小行列の領域に分割さ
れ、該領域に暗号化のための小行列を配置したものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項６】前記領域に配置される小行列は、１つの小
行列と零行列からなることを特徴とする請求項５に記載
の暗号化装置。
【請求項７】平文のビット列に行列を作用させることに
よって得られた暗号文を復号する復号化装置であって、暗号文をバッファに格納し、該暗号文を所定のビット数
からなる値を成分とする多次元ベクトルとして構成する
暗号文入力手段と、該行列の逆行列を算出する逆行列算出手段と、該逆行列を用いて該多次元ベクトルを変換することによ
って暗号文を復号する復号化手段と、を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項８】平文から所定のビット数のビット列を取得
する平文取得ステップと、該平文から取得された所定のビット数のビット列を該所
定の次元のベクトルと見なしたときに、該ベクトルを変
換する行列を生成する行列生成ステップと、該行列と該ベクトルの演算を行うことによって平文のビ
ット列を暗号化する暗号化ステップと、を備えることを
特徴とする暗号化方法。
【請求項９】平文のビット列に行列を作用させることに
よって得られた暗号文を復号する復号化方法であって、暗号文をバッファに格納し、該暗号文を所定のビット数
からなる値を成分とする多次元ベクトルとして構成する
暗号文入力ステップと、該行列の逆行列を算出する逆行列算出ステップと、該逆行列を用いて該多次元ベクトルを変換することによ
って暗号文を復号する復号化ステップと、を備えること
を特徴とする復号化方法。
【請求項１０】平文から所定のビット数のビット列を取
得する平文取得ステップと、該平文から取得された所定のビット数のビット列を該所
定の次元のベクトルと見なしたときに、該ベクトルを変
換する行列を生成する行列生成ステップと、該行列と該ベクトルの演算を行うことによって平文のビ
ット列を暗号化する暗号化ステップと、を備えることを
特徴とする暗号化方法を情報装置に実現させるプログラ
ムを格納した、情報装置読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】平文のビット列に行列を作用させること
によって得られた暗号文を復号する復号化方法であっ
て、暗号文をバッファに格納し、該暗号文を所定のビット数
からなる値を成分とする多次元ベクトルとして構成する
暗号文入力ステップと、該行列の逆行列を算出する逆行列算出ステップと、該逆行列を用いて該多次元ベクトルを変換することによ
って暗号文を復号する復号化ステップと、を備えること
を特徴とする復号化方法を情報装置に実現させるプログ
ラムを格納した、情報装置読み取り可能な記録媒体。