JP2003044770A - 情報の非改竄性を維持可能な計算方法及び計算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ある情報の現時点における内容のみならず、そ
の情報の過去の改変を含む全ての内容を表示することを
可能にする情報の表示方法を提供する。 【解決手段】本情報表示方法においては、アトム（:ato
m）、コンプレックス（:complex）、バリアブルズ（:va
riables）及びインコンシステンシー（:inconsistenc
y）の４種類によるノード構造体およびラベル情報を包
含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフを用い
て情報を表現すし、情報の単調性を保証するミート演算
により表現された情報の改変を含む全ての情報処理を行
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、ある情報に対して
改竄が不可能であり、または、改竄の履歴が必ず保存さ
れるようなデータ構造と、そのようなデータ構造を用い
た情報の表現方法または装置に関する。

【０００２】このようなデータ構造を用いることによ
り、情報の単調性を保証することができ、あるいは、情
報の単調性が保証されているチューリングマシンを構成
することができる。

【０００３】

【従来の技術】ある情報を計算機上に表現する場合、そ
の情報を加工すると、すなわち、その情報を他の情報に
改変したり、その情報に他の情報を追加したり、あるい
は、その情報から一部を削除したりする計算を行うと、
元の情報は失われてしまうことが一般的であった。

【０００４】また、一般のリレーショナルデータベース
システム等を用いて情報の削除や改変の履歴を保持し、
元の情報へのアクセスを可能とする処理方式も考えられ
るが、情報へのアクセス手段に単調性が保証されない限
り、常に元の情報が改変される危険性がある上、改変さ
れた事すら気づかない可能性もありうる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】情報を使用する分野に
よっては、現在の情報さえ判明すれば、それで足りる分
野もあるが、現在の情報のみならず、改変以前の情報を
も保存しておくことが必要な分野もある。

【０００６】例えば、後に例示するように、電子マネー
の預金口座を示す情報にあっては、現時点における残高
のみならず、必要なときには、それ以前における電子マ
ネーの消費履歴に関する情報、すなわち、引き出し及び
預け入れに関する全情報がわかるようにしておくことが
望まれている。引き出し及び預け入れに関する全情報が
わからないと、預金残高の情報が改竄されてもわからな
いからである。

【０００７】しかしながら、前述のように、現在の情報
表示方法によれば、現時点での預金残高は示されるもの
の、それ以前の消費履歴に関する情報を示すことは不可
能であった。

【０００８】本発明はこのような従来の情報表示方法に
おける問題点に鑑みてなされたものであり、ある情報の
現時点における内容のみならず、その情報の過去の改変
を含む全ての内容を表示することを可能にし、もって、
情報の改竄を不可能にする情報の表示方法及び装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、ラベル付き有向グラフを利用することに
より、全ての情報を表現し、その情報に対する内容の変
更や、情報の追加を含む全ての計算を、単調性を保証す
るミート演算により行う方法を提供する。

【００１０】具体的には、本発明は、ある情報を計算機
上において表現する方法であって、アトム（atom）、コ
ンプレックス（complex）、バリアブルズ（variables）
及びインコンシステンシー（inconsistency）の４種類
によるノード構造体およびラベル情報を包含するアーク
構造体によるラベル付き有向グラフを用いて前記情報を
表現する過程を備えることを特徴とする情報の表現方法
を提供する。

【００１１】上記のようなラベル付き有向グラフを用
い、ミート演算による情報処理を行うことにより、情報
の単調性が保証される。

【００１２】ここに、「単調性」とは、ある初期情報に
対して別の情報を追加することはあっても、その初期情
報の一部の情報さえも削除することはないという特性を
言う。すなわち、情報は初期情報を出発点として増加す
る一方であり、減少することはない。このため、その情
報が途中で改竄されたとしても、改竄をすぐに検出する
ことが可能である。

【００１３】情報の単調性が保証される結果、全ての演
算において、情報の削除、変更及び追加の履歴が蓄積さ
れることになるため、その情報の現時点における内容の
みならず、その情報の過去の改変を含む全ての内容を表
示することができる。従って、たとえ情報が不正に改竄
された場合であっても、情報の改竄の検出、証明及びト
レースバックを容易に行うことができる。

【００１４】また、このようなデータ構造を用いること
により、情報の単調性が保証されているチューリングマ
シンを構成することができる。

【００１５】さらに、本発明は、コンピュータに、ある
情報を表現する処理を実行させるためのプログラムであ
って、アトム（atom）、コンプレックス（complex）、
バリアブルズ（variables）及びインコンシステンシー
（inconsistency）の４種類によるノード構造体および
ラベル情報を包含するアーク構造体によるラベル付き有
向グラフを用いて前記情報を表現する処理を実行させる
ためのプログラムを提供する。

【００１６】また、本発明は、ある情報を表現する装置
であって、アトム（atom）、コンプレックス（comple
x）、バリアブルズ（variables）及びインコンシステン
シー（inconsistency）の４種類によるノード構造体お
よびラベル情報を包含するアーク構造体によるラベル付
き有向グラフを用いて前記情報を表現する装置を提供す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る情報の表現
方法を実施するための計算装置１００の一構成例を示す
ブロック図である。

【００１８】計算装置１００は、データを入力するため
の入力装置１１０と、入力されたデータを処理する中央
処理装置（ＣＰＵ）１２０と、入力されたデータがその
まま、あるいは、中央処理装置１２０により処理された
後に格納されるメモリ１３０と、中央処理装置１２０が
処理したデータが出力される出力装置１４０と、を備え
ている。

【００１９】中央処理装置１２０は、入力装置１１０を
介して入力された初期データをそのままメモリ１３０に
記憶させる。

【００２０】次に、メモリ１３０に記憶された初期デー
タを改変するような指令が入力装置１１０を介して入力
された場合、中央処理装置１２０は、その指令に従っ
て、初期データを改変し、さらに、改変されたデータ
を、アトム（atom）、コンプレックス（complex）、バ
リアブルズ（variables）及びインコンシステンシー（i
nconsistency）の４種類によるノード構造体およびラベ
ル情報を包含するアーク構造体によるラベル付き有向グ
ラフを用いた表現形式により表現し、その後、そのデー
タをメモリ１３０に記憶する。

【００２１】以下、本発明に係る情報の表現方法の一実
施形態を示す。

【００２２】図２は、ラベル付き有効グラフを計算機上
で表現するためのノード構造体（図２（ａ））とアーク
構造体（図２（ｂ））とを図示したものである。ノード
構造体において、arc-listは子ノードへ連結されるアー
ク構造体のリストを格納する。node-typeはそれぞれの
ノードのタイプを示し、次の４つ(:complex, :leaf, :a
tomic, :inconsistency)の内のいずれかを格納する。ま
た、node-typeが:atomicであるノードのarc-listには、
属性の値が格納される。

【００２３】アーク構造体においては、labelにはアー
クの値が格納される。また、nodeには、連結されるノー
ド構造体のインスタンスが格納される。

【００２４】図２に示したノード構造体とアーク構造体
により、有向グラフを表現し、効率的に計算を行うため
に、各ノードはその機能により決まるタイプの情報を持
つ。具体的には、arc-listに一つ以上のアーク構造体の
ラベルのリストを格納するcomplexタイプ、グラフの最
下位レベルにあり値を格納するatomicタイプ、さらに、
ミート演算処理の際に、すべてのノードとの融合（単一
化）を許すvariableタイプ、ミート演算における矛盾を
示すinconsistencyの四種類のタイプが定義される。
尚、上記の４種類によるノードのタイプは、ミート演算
を含む有向グラフに対する処理を行う過程においてリア
ルタイムに計算可能であるため、計算機上での実装にお
いては必ずしもタイプの情報を保存する必要はない。例
えば、arc-listに格納されている内容が空でなく、かつ
リスト構造であればcomplexタイプ、arc-listに格納さ
れている内容が空でなく、かつリストでもなければatom
タイプ、arc-listの内容が空であるならばvariableタイ
プのように判断できる。

【００２５】また、本実施形態においては、ある情報を
ラベル付き有向グラフ構造により表現し、プログラム内
部において生成するための形式定義方式として、制約記
述（属性構造）による表現記述方式を採用する。ここで
言う制約記述とは、属性、値対、もしくは属性、属性対
による経路方程式により情報の制約関係を表現するもの
であり、以下の形式により生成される。 （（（属性1）= 値１） （属性2）= 値2） …… （（属性ｎ）= 値ｎ ）） ここで、属性ｎは、一連のアークラベルのシーケンス、 （アークラベル１ アークラベル２ ．．．アークラベル
ｍ） により表現される。

【００２６】但し、値としてすべての他の値との融合を
許すバリアブルズを指定することも可能であり、この場
合は特定の値“[ ]”により表現されるものとする。

【００２７】また、属性に対する値としてさらに属性を
指定する以下のような形式、 （属性ｉ）＝（属性ｊ） の記述も可能であり、この場合、属性（アークラベル
群）による指定先のノード、およびそのノード以下の構
造を共有するサイクリックなグラフ構造が表現されるこ
とになる。

【００２８】例えば、 （((x0 address city) = Minato) （(x0 address prefecture) = Tokyo） （(x0 post-code) = 106-0032） （（x0） = （x1））) に対して生成されるラベル付き有向グラフ構造はノード
構造体とアーク構造体により、図３のように表される。

【００２９】以下の項では、理解を容易にするため、図
３のようなラベル付き有向グラフを図４に示す形式によ
り表現するものとする。

【００３０】以下、上記のラベル付き有向グラフに対し
て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削除を行
う例を示す。

【００３１】与えられたラベル付有向グラフに対して、
情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削除を行う過
程を備えることを実現するため、この表現方式において
は、削除対象である情報を表現する有向グラフを現在の
情報から、過去の情報（削除された情報）へとその情報
の意味付け（属性）を変更する過程を備えるものとす
る。情報自体を削除するのではなく、情報の意味付けの
みを変更するためのものであるから、全体としての情報
量は減少することはなく情報の単調性が保証されること
になる。

【００３２】図５がこの情報の表現方法の一例である。
図５においては、現在の情報の属性を示す（x1 record
current）を過去の情報の属性（x0 record history **
*）として再意味づけすることが表現されている。尚、
ここでの「***」には削除の時間情報その他のユニーク
なラベルが付与されるものとする。

【００３３】以下、与えられたラベル付有向グラフに対
して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の変更を
行う例を示す。

【００３４】与えられたラベル付有向グラフに対して、
情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の変更を行う過
程を備えることを実現するため、この表現方式において
は、変更対象である情報を表現する有向グラフを現在の
情報から、過去の情報（変更された情報）へとその情報
の意味付け（属性）を変更し、変更された情報を現在の
情報として融合する過程を備えるものとする。削除の過
程を示した表現と同様に、情報自体を削除するのではな
く、情報の意味付けのみを変更するためのものであるか
ら、全体としての情報量は減少することはなく情報の単
調性が保証されることになる。

【００３５】図６がこの情報の表現方法の一例である。
図６においては、現在の情報の属性を示す（x1 record
current）を過去の情報の属性（x0 record history **
*）として再意味付けすること、および、変更後の情報
（x2）が現在の情報（x0 record current）として意味
付けされることが表現されている。尚、ここでも同様に
「***」には変更の時間情報その他のユニークなラベル
が付与されるものとする。

【００３６】以下、与えられたラベル付有向グラフに対
して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の追加を
行う例を示す。

【００３７】与えられたラベル付有向グラフに対して、
情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の追加を行う過
程を備えることを実現するため、この表現方式において
は、追加を行う情報を表現する有向グラフに対し、ユニ
ークなラベルによる意味付け（属性）を付与し、既にあ
る情報と融合する過程を備えるものとする。

【００３８】図７がこの情報の表現方法の一例である。
図７においては、現在の情報の属性を示す（x0 record
current）に対し、ユニークなラベル「***」により意味
付けされたノードに追加の対象となる情報（Ｘ２）が融
合されることが表現されている。

【００３９】以下、本発明に係るプログラム、すなわ
ち、アトム（以下、プログラム中では:atom）、コンプ
レックス（以下、プログラム中では:complex）、バリア
ブルズ（以下、プログラム中では:variables）及びイン
コンシステンシー（以下、プログラム中では:inconsist
ency）の４種類によるノード構造体およびラベル情報を
包含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフを用
いて情報を表現する処理を実行させるためのプログラム
の一実施例を示す。

【００４０】ここでの入力としては、先に示した（属性
ｎ）= 値ｎ、または（属性ｉ）＝（属性ｊ）、およびそ
れらの複数のシーケンスによる経路方程式が与えられる
ものとし、また、各属性はさらに一連のアークラベルの
集合（アークラベル１ アークラベル２ ．．．アークラ
ベルｍ）により与えられるものとする。

【００４１】図８に上述の本発明に係るプログラムのフ
ローを示す。

【００４２】先ず、属性構造が入力される（ステップ１
００）。

【００４３】入力されたデータのうち、属性構造を「Ｆ
Ｓ」、空のノード構造体を「Ｒｏｏｔ」、「ＦＳ」の最
初の要素を「ＰＥ」とする（ステップ１１０）。

【００４４】次いで、ＰＥが空集合（以下、空集合をφ
と示す）であるか否かを判定する（ステップ１２０）。

【００４５】ＰＥがφではない場合には（ステップ１２
０のＮＯ）、後述する関数ＰａｔｈＥｑｕを実行する
（ステップ１３０）。

【００４６】次いで、ＰＥをＦＳの次の要素で置き換
え、その後、ステップ１２０以下のステップを繰り返
す。

【００４７】ＰＥがφである場合には（ステップ１２０
のＹＥＳ）、Ｒｏｏｔを出力し（ステップ１５０）、終
了する。

【００４８】図９及び図１０は関数ＰａｔｈＥｑｕにお
いて実行される各過程を示すフローチャートである。

【００４９】先ず、Ｒｏｏｔを「ｒ」、ＰＥの左辺を
「ｌｅｆｔ」、ＰＥの右辺を「ｒｉｇｈｔ」と置く（ス
テップ２００）。

【００５０】さらに、ｌｅｆｔの最初の要素を「ｐ」と
置く（ステップ２１０）。

【００５１】次いで、既にｒからｐのラベルを持つのア
ークが定義されているか否かを判定する（ステップ２２
０）。

【００５２】未だ定義されていない場合には（ステップ
２２０のＮＯ）、アーク構造体を「ａ」に、「ｐ」を
「ａ．ｌａｂｅｌ」に、「ａ」を既存のｒ．ａｒｃ−ｌ
ｉｓｔの内容に追加したものを再びｒ．ａｒｃ−ｌｉｓ
ｔに、「：ｃｏｍｐｌｅｘ」を「ｒ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐ
ｅ」に、空のノード構造体を「ａ．ｎｏｄｅ」に、ａ．
ｎｏｄｅを「ｒ」にそれぞれ置き換える（ステップ２３
０）。

【００５３】既に定義されている場合には（ステップ２
２０のＹＥＳ）、「ｒ」をｒからｐで遷移したノード構
造体で置換する（ステップ２４０）。

【００５４】次いで、ｐをｌｅｆｔの次の要素で置き換
える（ステップ２５０）。

【００５５】その後、ｐはφであるか否かを判定する
（ステップ２６０）。

【００５６】ｐがφではない場合には（ステップ２６０
のＮＯ）、ステップ２２０以降のステップが繰り返され
る。

【００５７】ｐがφである場合には（ステップ２６０の
ＹＥＳ）、ｒｉｇｈｔが値であるか否かが判定される
（ステップ２７０）。

【００５８】ｒｉｇｈｔが値である場合には（ステップ
２７０のＹＥＳ）、ｒｉｇｈｔを「ｒ．ａｒｃ−ｌｉｓ
ｔ」に、：ａｔｏｍを「ｒ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅ」にそ
れぞれ置き換えて、プログラムは終了する（ステップ２
８０）。

【００５９】ｒｉｇｈｔが値ではない場合には（ステッ
プ２７０のＮＯ）、Ｒｏｏｔを「ｓ」と、ｒｉｇｈｔの
最初の要素を「ｑ」とそれぞれ置く（ステップ２９
０）。

【００６０】次いで、ｓからｑのアークが定義されてい
るか否かを判定する（ステップ３００）。

【００６１】未だ定義されていない場合には（ステップ
３００のＮＯ）、アーク構造体を「ａ」に、「ｐ」を
「ａ．ｌａｂｅｌ」に、「ａ」を既存のｒ．ａｒｃ−ｌ
ｉｓｔの内容に追加したものを再びｒ．ａｒｃ−ｌｉｓ
ｔに、「：ｃｏｍｐｌｅｘ」を「ｒ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐ
ｅ」に、空のノード構造体を「ａ．ｎｏｄｅ」に、ａ．
ｎｏｄｅを「ｒ」にそれぞれ置き換える（ステップ３１
０）。

【００６２】既に定義されている場合には（ステップ３
００のＹＥＳ）、「ｓ」をｓからｑによる遷移先のノー
ドで置換する（ステップ３２０）。

【００６３】ステップ３１０または３２０の終了後、ｑ
をｒｉｇｈｔの次の要素で置き換える（ステップ３３
０）。

【００６４】次いで、ｑはφであるか否かが判定される
（ステップ３４０）。

【００６５】ｑがφではない場合には（ステップ３４０
のＮＯ）、空のノード構造体を「ａ．ｎｏｄｅ」に、
ａ．ｎｏｄｅを「ｓ」にそれぞれ置き換える（ステップ
３５０）。その後、ステップ３００以降のステップが再
度実行される。

【００６６】ｑが０である場合には（ステップ３４０の
ＹＥＳ）、ｒを「ａ．ｎｏｄｅ」に、：ｖａｒｉａｂｌ
ｅを「ｒ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅ」にそれぞれ置き換え、
プログラムを終了する。

【００６７】上記のプログラムにより、出力として、ア
トム（:atom）、コンプレックス（:complex）、バリア
ブルズ（:variables）及びインコンシステンシー（:inc
onsistency）の４種類によるノード構造体およびラベル
情報を包含するアーク構造体によるラベル付き有向グラ
フが得られる。なお、インコンシステンシー（:inconsi
stency）は以下で与えられるミート演算を行うプログラ
ムにより付与されるノードの種類であるため、上記のプ
ログラム中では与えられない。また、先にも述べたよう
に、ノードのタイプは、処理を行う過程においてリアル
タイムに計算可能であるため、必ずしもタイプの情報を
各ノードに保存する必要はないものとする。

【００６８】以下、与えられたラベル付き有向グラフに
対して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削
除、追加、および変更を含む処理に関する一実施例を示
す。ここでの入力としては、２つのラベル付き有向グラ
フが与えられるものとし、出力として同様のラベル付き
有向グラフが得られるものとする。

【００６９】図１１に本実施例における処理を行うプロ
グラムのフローを示す。

【００７０】先ず、単調性データｄｇ１及び単調性デー
タｄｇ２を入力する（ステップ４００）。

【００７１】ここで、単調性データｄｇ１のコピーをｄ
ｇ−ｃｏｐｙと表すものとする（ステップ４１０）。

【００７２】さらに、ｄｇ−ｃｏｐｙの根ノードを
「Ｘ」、ｄｇ２の根ノードを「Ｙ」でそれぞれ表す（ス
テップ４２０）。

【００７３】次いで、後述する関数unify#mainを呼び出
す（ステップ４２２）。

【００７４】unify#mainの結果であるｒｅｓｕｌｔがｔ
ｒｕｅの場合には（ステップ４２４）、ｄｇ−ｃｏｐｙ
を結果として出力し（ステップ４２６）、終了する。

【００７５】ｒｅｓｕｌｔがｆａｌｓｅの場合には結果
であるｆａｌｓｅを出力して（ステップ４２８）、終了
する。

【００７６】関数unify#mainにおいては、図１２に示す
ように、まず、Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｃｏｍｐｌ
ｅｘであるか否かが判定される（ステップ４３０）。

【００７７】Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅは：ｃｏｍｐｌｅ
ｘである場合には（ステップ４３０のＹＥＳ）、Ｙ．ｎ
ｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｃｏｍｐｌｅｘであるか否かが判
定される（ステップ４４０）。

【００７８】Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｃｏｍｐｌｅ
ｘではない場合には（ステップ４４０のＮＯ）、Ｙ．ｎ
ｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒｉａｂｌｅであるか否かが
判定される（ステップ４５０）。

【００７９】Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒｉａｂ
ｌｅである場合には（ステップ４５０のＹＥＳ）、ｔｒ
ｕｅを「ｒｅｓｕｌｔ」として（ステップ４６０）、プ
ログラムを終了する。

【００８０】一方、Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒ
ｉａｂｌｅではない場合には（ステップ４５０のＮ
Ｏ）、ｆａｌｓｅを「ｒｅｓｕｌｔ」とし、：ｉｎｃｏ
ｎｓｉｓｔｅｎｃｙを「Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅ」とし
て（ステップ４７０）、プログラムを終了する。

【００８１】Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｃｏｍｐｌｅ
ｘである場合には（ステップ４４０のＹＥＳ）、Ｘ．ａ
ｒｃ−ｌｉｓｔとＹ．ａｒｃ−ｌｉｓｔとの差のリスト
を「ｃ−ｌｉｓｔ」と表し、Ｘ．ａｒｃ−ｌｉｓｔと
Ｙ．ａｒｃ−ｌｉｓｔに共通のリストを「ｉ−ｌｉｓ
ｔ」と表す（ステップ４８０）。

【００８２】次いで、Ｘ．ａｒｃ−ｌｉｓｔにｃ−ｌｉ
ｓｔを融合させる（ステップ４９０）。

【００８３】その後、ｉ−ｌｉｓｔの最初の要素を
「ｐ」とする（ステップ５００）。

【００８４】次いで、ステップ５００において定義した
ｐが０であるか否かを判定する（ステップ５１０）。

【００８５】ｐが０ではない場合には（ステップ５１０
のＮＯ）、プログラムを終了する。

【００８６】ｐが０である場合には（ステップ５１０の
ＹＥＳ）、ＸをＸからのｐで遷移先のノードで置き換
え、さらに、ＹをＹからのｐで遷移先のノードで置き換
える（ステップ５２０）。

【００８７】次いで、ＸとＹの情報をスタックに退避し
た後（ステップ５２５）、再起的に関数unify#mainを起
動し、ＸとＹ以下のグラフの融合（単一化）を行う（ス
テップ５３０）。

【００８８】次いで、ｒｅｓｕｌｔがｆａｌｓｅである
か否かを判定する（ステップ５４０）。

【００８９】ｒｅｓｕｌｔがｆａｌｓｅである場合には
（ステップ５４０のＹＥＳ）、プログラムを終了する。

【００９０】ｒｅｓｕｌｔがｆａｌｓｅではない場合に
は（ステップ５４０のＮＯ）、スタックに退避されてい
たＸとＹの情報を書き戻した後（ステップ５４５）、ｐ
をｉ−ｌｉｓｔの次の要素で置き換え（ステップ５５
０）、ステップ５１０以降のステップを繰り返す。

【００９１】Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｃｏｍｐｌｅ
ｘではない場合には（ステップ４３０のＮＯ）、Ｘ．ｎ
ｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒｉａｂｌｅであるか否かが
判定される（ステップ５６０）。

【００９２】Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒｉａｂ
ｌｅである場合には（ステップ５６０のＹＥＳ）、Ｙ．
ａｒｃ−ｌｉｓｔをＸ．ａｒｃ−ｌｉｓｔで置き換える
（ステップ５７０）。

【００９３】次いで、ｔｒｕｅをｒｅｓｕｌｔとし（ス
テップ５８０）、プログラムを終了する。

【００９４】一方、Ｘ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒ
ｉａｂｌｅではない場合には（ステップ５６０のＮ
Ｏ）、Ｘ．ａｒｃ−ｌｉｓｔがＹ．ａｒｃ−ｌｉｓｔと
等しいか否かを判定する（ステップ５９０）。あるい
は、Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅが：ｖａｒｉａｂｌｅであ
るか否かを判定しても良い。

【００９５】Ｘ．ａｒｃ−ｌｉｓｔがＹ．ａｒｃ−ｌｉ
ｓｔと等しい場合、あるいは、Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙｐｅ
が：ｖａｒｉａｂｌｅである場合（ステップ５９０のＹ
ＥＳ）には、ｔｒｕｅをｒｅｓｕｌｔとし（ステップ６
００）、プログラムを終了する。

【００９６】Ｘ．ａｒｃ−ｌｉｓｔがＹ．ａｒｃ−ｌｉ
ｓｔと等しくない場合、あるいは、Ｙ．ｎｏｄｅ−ｔｙ
ｐｅが：ｖａｒｉａｂｌｅではない場合（ステップ５９
０のＮＯ）には、ｆａｌｓｅを「ｒｅｓｕｌｔ」と
し、：ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙを「Ｘ．ｎｏｄｅ−
ｔｙｐｅ」として（ステップ６１０）、プログラムを終
了する。

【００９７】上記のプログラムによれば、例えば、ある
情報の更新を行いたい場合、入力として、（x1 record
current）に更新対象となる情報、(x2)に更新後の情報
を表現した図１３によるグラフと、情報の更新を表現す
る図６のグラフとが与えられた場合、図１４に示す結果
が得られる。図１４によれば、指定の情報の更新が行わ
れ、さらに履歴として先にあった情報が(x0(3) record
history)以下に残されていることが表現されていること
がわかる。

【００９８】このように、ラベル付き有向グラフを用い
た表現形式によりデータを表現することにより、データ
の単調性が保証される。さらに、データの単調性が保証
された状態において、そのデータに対して任意に新たな
データの追加、データの一部の削除その他の変更を行う
ことができる。このため、そのデータの現時点における
内容のみならず、そのデータの過去の改変を含む全ての
内容を表示することが可能になり、その情報が過去にお
いて改竄されているか否かを確認することができる。

【００９９】以下、本実施形態の第１の具体例として、
本実施形態に係る計算装置１００を電子マネーシステム
に応用した例を説明する。

【０１００】この電子マネーシステムは耐破壊型データ
構造を用いて実現されるものである。以下、アトム（:a
tom）、コンプレックス（:complex）、バリアブルズ（:
variables）及びインコンシステンシー（:inconsistenc
y）の４種類によるノード構造体およびラベル情報を包
含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフを用い
て表現したデータ構造を単調性データ構造と呼ぶ。さら
に、実際の実施形態においては、本発明により表現され
たデータへの直接の書き換えを防ぐために、単調性デー
タ構造に対して、メッセージダイジェストの付与、暗号
化、などの処理を施こすこととでデータに関するセキュ
リティを確保するものとする。

【０１０１】図１５は、電子マネーシステムにおいて要
求される情報を表形式で示した図である。

【０１０２】電子マネーシステムにおいて要求される情
報としては一般に以下の項目が挙げられる。 （１）現在所有の電子マネーの額 （２）その電子マネーの所有者の情報 図１５に示すように、電子マネー所有者の情報として
は、所有者の住所に関する情報１０、電話番号、ファッ
クス番号及びｅ−ｍａｉｌアドレスなどの連絡方法に関
する情報２０、性別、氏名及び生年月日などの電子マネ
ー所有者の人的情報３０、パスワード４０及びＩＤ番号
５０が含まれる。これらの情報に続いて、電子マネーの
残高６０が示される。

【０１０３】これらの情報は、図１に示す入力装置１１
０を介して計算装置１００に入力され、中央処理装置１
２０によって、メモリ１３０に記憶されている。

【０１０４】より安全な電子マネーの運用を実現しよう
とする場合、全ての消費履歴が残っていることが理想的
である。全ての消費履歴が残っていれば、電子マネーの
預金残高を示す数字が改竄されているか否かを容易に確
認することができるからである。このため、単純に電子
マネーの残額６０をデータとして保存するのみではな
く、現在の残額６０へ至った経緯を参照できることが望
まれる。

【０１０５】このため、中央処理装置１２０は、情報の
単調性が保証される単調性データ構造により、電子マネ
ーの情報の変更を表示する。

【０１０６】例えば、中央処理装置１２０が図１５の項
目番号１に示される電子マネー所有者のデータを単調性
データ構造で表現した場合、図１６のようなデータ構造
が得られる。

【０１０７】このデータ構造によれば、２００１年１月
９日１５時３分３４秒現在における項目番号１の電子マ
ネー所有者の預金残高は２００００円である。

【０１０８】この項目番号１の電子マネー所有者が、２
００１年１月１０日１０時３４分５６秒に、あるショッ
プＡで１０００円の買い物をした場合を想定する。

【０１０９】この買い物についての情報は図１６のx２
（７）のアーク構造体以下に示すような単調性データ構
造により表現される。すなわち、「ＩＤ−０００００
１」で特定される品物をショップＡにおいて１０００円
で購入したことが単調性データ構造により表現される。

【０１１０】買い物の清算が終了した後においては、図
１７の単調性データ構造と、x２（７）のアーク構造体
以下に示すような単調性データ構造とを入力装置１１０
を介してＣＰＵ１２０に入力し、計算を行うと、最終的
に、図１８に示すような単調性データ構造が得られる。

【０１１１】すなわち、図１６のｘ２（７）に示したよ
うな買い物に関する情報が図１７に示した単調性データ
構造による情報追加の表現により追加の処理が実行さ
れ、項目番号１の電子マネー所有者の電子マネー残高は
１９０００円になる。

【０１１２】以上のように、本具体例によれば、各電子
マネー所有者の電子マネーの残高のみならず、過去の消
費履歴も全て含んだ形でのデータ構造を構築することが
可能である。従って、電子マネーの残高に改竄が施され
ているか否かを容易に判定することができる。

【０１１３】次に、本実施形態の第２の具体例として、
本実施形態に係る計算装置１００を電子政府による住民
情報の提供システムに応用した例を説明する。

【０１１４】図１９は、電子政府において要求される住
民情報を本発明による表現形式で示した図である。

【０１１５】電子政府において要求される住民情報とし
ては、現在の住民票に記載されている項目がある。それ
らの項目は一般的には次の通りである。 （１）現在の住所 （２）性別、氏名等の人的情報 （３）電話等の通信連絡に関する情報 （４）IDやパスワードのような個人認証に関する情報 図１９に示すように、住民情報としては、所有者の住所
に関する情報１１、電話番号、ファックス番号及びｅ−
ｍａｉｌアドレスなどの通信連絡方法に関する情報２
１、性別、氏名及び生年月日などの住民の人的情報３
１、パスワード４１及びＩＤ番号５１が含まれる。

【０１１６】これらの情報は、電子マネーの例と同様、
図１に示す入力装置１１０を介して計算装置１００に入
力され、中央処理装置１２０によって、メモリ１３０に
記憶されている。

【０１１７】より安全な電子政府の運用を実現しようと
する場合、住民情報の全ての改変の履歴が残っているこ
とが理想的である。全ての履歴が残っていれば、住所等
のデータが改竄されているか否かを容易に確認すること
ができるからである。このため、単純に変更後の住所を
データとして保存するのみではなく、現在の住所へ至っ
た経緯を参照できることが望まれる。

【０１１８】このため、中央処理装置１２０は、情報の
単調性が保証される単調性データ構造により、住所の情
報の変更を表示する。

【０１１９】例えば、中央処理装置１２０が図１５の項
目番号１に示される住民の住民票に関するデータを単調
性データ構造で表現した場合、図１９のようなデータ構
造が得られる。

【０１２０】このデータ構造によれば、２００１年１月
１０日現在における項目番号１の住民の住所は"Daisaba
（街）, Urayasu（市）, Chiba（県）, 2790004（郵便
番号）"である。

【０１２１】この項目番号１の住民が、２００１年６月
１０日に、引越しをした場合を想定する。

【０１２２】この引越しについての引越し先の住所の情
報は図１９のx２（８）のアーク構造体以下に示すよう
な単調性データ構造により表現される。すなわち、引っ
越し先の住所として“Roppongi（街）, Minato（区）,
Tokyo（県または都）, 1060032（郵便番号）”が単調性
データ構造により表現される。

【０１２３】住所の変更が終了した後においては、図２
０の単調性データ構造と、x２（８）のアーク構造体以
下に示すような単調性データ構造とを入力装置１１０を
介してＣＰＵ１２０に入力し、計算を行うと、最終的
に、図２１に示すような単調性データ構造が得られる。

【０１２４】すなわち、図１９のｘ２（８）に示したよ
うな住所の変更に関する情報が図２０に示した単調性デ
ータ構造による情報変更の表現により住所の変更の処理
が実行され、項目番号１の住民の変更後の住所はRoppon
gi Minato Tokyo, 1060032”になる。

【０１２５】以上のように、本具体例によれば、現在の
住民票に関する情報のみならず、過去の改変履歴も全て
含んだ形でのデータ構造を容易に構築することが可能と
なる。従って、住民票のデータに改竄が施されているか
否かを容易に判定することができる。

【０１２６】このように、本具体例は、従来の出納帳や
住民台帳等において、変更の度に先の記述を削除するの
ではなく、先の記述には二重線のような削除印を付与す
るのみで、現在の情報を新たに追加するのと同様の原理
である。

【０１２７】なお、上述のように、二つの具体例とし
て、本実施形態を電子マネーシステムに応用する例と本
実施形態を電子政府における住民情報の管理システムに
応用する例とを示したが、本実施形態の応用例はこの二
つには限定されない。例えば、電子ショッピングモー
ル、銀行その他の金融機関における預金管理システムな
ど、過去のデータを保存しておく必要がある全ての分野
に応用することが可能である。

【０１２８】上述の実施形態に係る計算装置１００を構
成する中央処理装置１２０の動作は、コンピュータが読
み取り可能な言語で記述されたコンピュータプログラム
によっても実行可能である。

【０１２９】コンピュータプログラムにより中央処理装
置１２０を動作させる場合には、例えば、中央処理装置
１２０にプログラム記憶用のメモリーを設け、そのメモ
リーにコンピュータプログラムを格納する。中央処理装
置１２０はメモリーからそのコンピュータプログラムを
読み出すことにより、そのコンピュータプログラムに従
って、上述のような動作を実行する。

【０１３０】さらには、そのようなコンピュータプログ
ラムを格納した記憶媒体を計算装置１００にセットする
ことにより、中央処理装置１２０がその記憶媒体からそ
のコンピュータプログラムを読み出し、そのコンピュー
タプログラムに従って、上述のような動作を実行するよ
うにすることも可能である。

【０１３１】次いで、上述の実施形態に係る中央処理装
置１２０の機能を実施するためのプログラムを格納した
記憶媒体について以下に説明する。

【０１３２】上述のマイクロコンピュータの機能は各種
のコマンドを含むプログラムとして実現可能であり、コ
ンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を介して提
供することが可能である。

【０１３３】本明細書において、「記憶媒体」の語は、
データを記録することができるあらゆる媒体を含むもの
とする。記憶媒体の各種例を図２２に示す。

【０１３４】記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ
（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−ＲＯＭ）やＰＤなどのデ
ィスク型の記憶媒体４０１、磁気テープ、ＭＯ（Ｍａｇ
ｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ−Ｒａｎｄｏｍ Ａｃ
ｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピー（登録商標）デ
ィスク４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ
Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍ
ｏｒｙ）などのメモリーチップ４０４、ＥＰＲＯＭ（Ｅ
ｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍ
ｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ス
マートメディア（登録商標）、フラッシュメモリー、コ
ンパクトフラッシュ（登録商標）カードなどの書き換え
可能なカード型ＲＯＭ４０５、ハードディスク４０３が
あり、その他プログラムの格納に適していれば、いかな
る手段も用いることができる。

【０１３５】この記憶媒体は、コンピュータが読み取り
可能なプログラム用言語を用いて上述のマイクロコンピ
ュータの各機能をプログラミングし、そのプログラムを
プログラムの記録が可能な上記の記憶媒体に記録するこ
とにより、作成することができる。

【０１３６】あるいは、記憶媒体として、サーバーに備
え付けられたハードディスクを用いることも可能であ
る。

【０１３７】また、本発明に係る記憶媒体は、上述のコ
ンピュータプログラムを上記のような記憶媒体に格納
し、ネットワークを介して、そのコンピュータプログラ
ムを他のコンピュータにより読み取ることによっても、
作成可能である。

【０１３８】コンピュータ４００としては、パーソナル
コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ノート式
コンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップ式
コンピュータ、ポケットコンピュータ、サーバーコンピ
ュータ、クライアントコンピュータ、ワークステーショ
ン、ホストコンピュータなどを用いることができる。

【０１３９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る情報表現方
法及び装置においては、ラベル付き有向グラフを用いた
表現形式によりデータが表現される。ラベル付き有向グ
ラフを用いることにより、情報の単調性が保証される。
従って、全ての演算において、情報の削除、変更及び追
加の履歴が蓄積されることになるため、そのデータの現
時点における内容のみならず、そのデータの過去の改変
を含む全ての内容を表示することが可能になる。従っ
て、たとえ情報が不正に改竄された場合であっても、情
報の改竄の検出、証明及びトレースバックを容易に行う
ことができる。

【０１４０】また、このようなデータ構造を用いること
により、情報の単調性が保証されているチューリングマ
シンを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る情報表現方法を実施するための計
算装置の一構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る情報表現方式を実現するためのデ
ータ構造体である。

【図３】本発明に係る情報表現方式を実現するためのデ
ータ構造である。

【図４】本発明に係る情報表現方式を実現するためのデ
ータ構造の表現形式である。

【図５】削除に係る情報を単調性データ構造で表した図
である。

【図６】更新に係る情報を単調性データ構造で表した図
である。

【図７】追加に係る情報を単調性データ構造で表した図
である。

【図８】本発明に係る情報表現方法を実施するプログラ
ムのフローチャートである。

【図９】本発明に係る情報表現方法を実施するプログラ
ムのフローチャートである。

【図１０】本発明に係る情報表現方法を実施するプログ
ラムのフローチャートである。

【図１１】本発明に係る情報表現方法において、情報の
削除を行うプログラムのフローチャートである。

【図１２】関数unify#mainのフローチャートである。

【図１３】情報の更新の実施形態を示すための情報の一
表現例である。

【図１４】本発明に係る計算方式により図１３に示す情
報の更新を行った結果として得られた情報である。単調
性データ構造（１）と単調性データ構造（２）とのミー
ト演算により図の点線部分の融合が処理され、結果とし
てx0(３)以下の構造を出力することにより単調性データ
構造（４）が出力される。

【図１５】電子マネーシステムにおいて要求される情報
を表形式で示した図である。

【図１６】ｘ１（５）以下の構造が図１５に示した情報
を単調性データ構造で表した図であり、ｘ２（７）以下
の構造が消費の情報を単調性データ構造で表した図であ
る。

【図１７】電子マネーシステムにおける消費に関する表
現の一例を単調性データ構造で表した図である。

【図１８】図１６に示した情報と図１７に示した情報と
のミート演算を行うことにより、消費されたことを示す
情報が追加された後の単調性データ構造を表した図であ
る。

【図１９】ｘ１以下の構造が図１５に示した情報を単調
性データ構造で表した図であり、ｘ２（８）以下の構造
が変更後の住所の情報を単調性データ構造で表した図で
ある。

【図２０】電子政府における住所変更に関する表現の一
例を単調性データ構造で表した図である。

【図２１】図１９に示した情報と図２０に示した情報と
のミート演算を行うことにより、住所変更されたことを
示す情報が追加された後の単調性データ構造を表した図
である。

【図２２】記憶媒体の各種例を示す図である。

【符号の説明】

１００ 計算装置 １１０ 入力装置 １２０ 中央処理装置 １３０ メモリ １４０ 出力装置

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ある情報を計算機上において表現する方
   法であって、 アトム（atom）、コンプレックス（complex）、バリア
   ブルズ（variables）及びインコンシステンシー（incon
   sistency）の４種類によるノード構造体およびラベル情
   報を包含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフ
   を用いて前記情報を表現する過程を備えることを特徴と
   する情報の表現方法。
2. 【請求項２】 与えられたラベル付き有向グラフに対し
   て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削除を行
   う過程を備えることを特徴とする請求項１に記載の情報
   の表現方法。
3. 【請求項３】 与えられたラベル付き有向グラフに対し
   て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の変更を行
   う過程を備えることを特徴とする請求項１または２に記
   載の情報の表現方法。
4. 【請求項４】 与えられたラベル付き有向グラフに対し
   て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の追加を行
   う過程を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
   か一項に記載の情報の表現方法。
5. 【請求項５】 前記情報は、電子マネーの現在の残高及
   びその残高に至るまでの消費履歴であることを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れか一項に記載の情報の表現方
   法。
6. 【請求項６】 前記情報は、電子政府における住民台帳
   に記載する項目であることを特徴とする請求項１乃至４
   の何れか一項に記載の情報の表現方法。
7. 【請求項７】 コンピュータに、ある情報を表現する処
   理を実行させるためのプログラムであって、 アトム（atom）、コンプレックス（complex）、バリア
   ブルズ（variables）及びインコンシステンシー（incon
   sistency）の４種類によるノード構造体およびラベル情
   報を包含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフ
   を用いて前記情報を表現する処理を実行させるためのプ
   ログラム。
8. 【請求項８】 与えられたラベル付き有向グラフに対し
   て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削除を行
   う処理をさらに実行させるための請求項７に記載のプラ
   グラム。
9. 【請求項９】 与えられたラベル付き有向グラフに対し
   て、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の変更を行
   う処理をさらに実行させるための請求項７または８に記
   載のプラグラム。
10. 【請求項１０】 与えられたラベル付き有向グラフに対
    して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の追加を
    行う処理をさらに実行させるための請求項７乃至９の何
    れか一項に記載のプラグラム。
11. 【請求項１１】 前記情報は、電子マネーの現在の残高
    及びその残高に至るまでの消費履歴であることを特徴と
    する請求項７乃至１０の何れか一項に記載のプログラ
    ム。
12. 【請求項１２】 前記情報は、電子政府における住民台
    帳に記載する項目であることを特徴とする請求項７乃至
    １０の何れか一項に記載のプログラム。
13. 【請求項１３】 請求項７乃至１２の何れか一項に記載
    のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記
    憶媒体。
14. 【請求項１４】 アトム（atom）、コンプレックス（co
    mplex）、バリアブルズ（variables）及びインコンシス
    テンシー（inconsistency）の４種類によるノード構造
    体およびラベル情報を包含するアーク構造体によるラベ
    ル付き有向グラフを用いて表現されたデータ構造が記憶
    されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
15. 【請求項１５】 ある情報を表現する装置であって、 アトム（atom）、コンプレックス（complex）、バリア
    ブルズ（variables）及びインコンシステンシー（incon
    sistency）の４種類によるノード構造体およびラベル情
    報を包含するアーク構造体によるラベル付き有向グラフ
    を用いて前記情報を表現する装置。
16. 【請求項１６】 与えられたラベル付き有向グラフに対
    して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の削除を
    行うことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 【請求項１７】 与えられたラベル付き有向グラフに対
    して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の変更を
    行うことを特徴とする請求項１５または１６に記載の装
    置。
18. 【請求項１８】 与えられたラベル付き有向グラフに対
    して、情報の単調性を保証しつつ、任意の情報の追加を
    行うことを特徴とする請求項１５乃至１７の何れか一項
    に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記情報は、電子マネーの現在の残高
    及びその残高に至るまでの消費履歴であることを特徴と
    する請求項１５乃至１８の何れか一項に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記情報は、電子政府における住民台
    帳に記載する項目であることを特徴とする請求項１５乃
    至１８の何れか一項に記載の装置。