JP2003078522A

JP2003078522A - 独立な集合の排他的性質を利用した電子機器用暗号

Info

Publication number: JP2003078522A
Application number: JP2001316072A
Authority: JP
Inventors: Kiki Mimori; 基輝三森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】現状ではコンピューターネットワーク上での不
正なアクセスや不正な暗号解読に対処しきれておらず、
そうした犯罪による被害が急増している。また、インタ
ーネットそのものの安全性も疑問視されている。【解決手段】入力機器の各キーを数字と対応させ、それ
ぞれのキーをその与えられた数字によって区別し、また
各キーと数字の対応のパターンを、システム、またはサ
ーバーとそれに接続された端末の間でのみ共有すること
で、その対応のパターンを知らない、もしくは持たない
不正なアクセスを試みる者の情報入力そのものを無力化
または無効化する。また、同様のキーと数字の組み合わ
せのパターンを応用することで、入力された同一の文字
列を、正しいパスワードの数字列と誤ったパスワードの
数字列のいずれかに変換させるようにし、不正な暗号解
読を困難にする仕組みをその特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の属する技術分野】【０００１】この発明は、コンピューターネットワーク
における不正アクセスやインターネットのホームページ
への不正な書き込み、コンピューターを用いたハッキン
グ、ネットワークを経由しての不正な情報収集などの行
為から情報機器を守り、また機密等を守るための暗号技
術に関するものである。【従来の技術】【０００２】従来は、入力機器から入力される文字等の
情報の単位を、入力機器、もしくは入力者ごとに区別せ
ず、全て同じに見なしていた。例えばＡという人物が入
力した”ａ”という文字と、Ｂという人物が入力した”
ａ”という文字は、どちらも同じ”ａ”として区別され
なかった。そのため、不正な方法でコンピューターにア
クセスを試みようとする者が現れた場合、それを試みら
れている側のコンピューターは入力されたＡやａなどの
情報を素直に受け入れるため不正な使用に利用されるこ
ととなり、それがネット犯罪などの違法行為につながっ
ていた。【発明が解決しようとしている課題】【０００３】（イ）従来の仕組みでは、不正な使用者も
正規の使用者と同じように情報入力が出来たため、正規
の使用者の命令や入力と不正な使用者の命令や入力を区
別することが出来なかった。そこで、入力される情報の
単位となっている文字や記号を区別することで、正規の
使用者が行っている入力なのか、それとも不正な使用者
が行っている入力なのかの判別が容易にできるような暗
号の仕組みを考案した。（ロ）また、不正を試みる者が暗号解読に用いる様々な
手法、例えば知的推論等のプログラムによる暗号解読を
防ぐための暗号への応用も、同時に可能な仕組みにし
た。本発明は、不正な使用者と正規の使用者の区別を容
易にしつつ、またパスワードによる暗号の信頼性も向上
させ、尚且つ煩雑な認証の手続きなどを取り除いてコン
ピューター等の情報機器の利用者の不便さを無くすこ
と、これら全てを同時に満たすために為されたものであ
る。【課題を解決するための手段】【０００４】（イ）ネットワークを経由したコンピュー
ターへの不正なアクセス、またはコンピューターの不正
な使用を防ぐためには、それを試みる者が入力する情報
が受け付けられないような仕組みを作ればよい。自然数
の全体Ｎの任意の部分集合をＸとし、その任意の要素を
ｘ_ｎとする。また、入力機器によって入力される、Ａや
πといった文字や記号など情報の単位となる全ての元の
集合Ｗの部分集合をＨとし、その任意の要素をｈ_ｎとす
る。以後、単にｘまたはｈと表記する場合には、それが
ＸまたはＨに含まれる一般的な要素の一つを表している
ものとする。ＸとＨには一対一の対応が成り立つものと
し、またそれぞれの各要素は、ｘ_１とｈ_１、ｘ_２と
ｈ_２、というように、同じ番号が与えられているｘ_ｎと
ｈ_ｎが対応関係を与えられているものとする。入力機器
から入力できる文字や記号は、必ずＨに含まれている。
従って反対に、入力には必ずＨに含まれている文字や記
号しか使えない。Ｘとの対応が定義されているＨをＨｘ
と書くことにする。また、入力機器によって入力された
ｈ_ｎを一度ｘ_ｎに変換し、更にそれをｘ_ｎからｈ_ｎに復
元することで正常な動作を得ているシステムを、「Ｈｘ
による入力が定義されたシステム」と呼ぶことにする。
今、個別に定義された二つのＸであるＸ_ｓとＸ_ｔがある
とする。またこのＸ_ｓとＸ_ｔの間には、次の関係が成り
立つものとする。｛（Ｘ_ｓ∪Ｘ_ｔ）⊃Ｘ_ｔ｝∧｛（Ｘ_ｓ∪Ｘ_ｔ）⊃Ｘ_ｓ｝言い換えるなら、Ｘ_ｓとＸ_ｔは互いに重複しない要素を
必ず一つ以上含んでいる、ということである。これを
「条件１」とする。ここで、Ｈｘ_ｓによる入力が定義さ
れているシステムに、Ｈｘ_ｔによる入力を行うケースを
考える。その場合、条件１により、Ｈｘ_ｓに入力でき
て、Ｈｘ_ｔに入力できないｈがシステム内に少なくとも
一つ以上存在することになる。従ってＨｘ_ｔによる入力
が定義されているシステムから、Ｈｘ_ｓによる入力が定
義されているシステムを操作したり、またはそれに正確
な情報を伝達するといった行為を試みても、ｈに対する
対応が共有されていないｘの存在により阻害されること
となる。具体的にケースを分けて説明すると、Ｘ_ｓ∩Ｘ
_ｔ≠φ（φは空集合を表す記号）の場合では、Ｈｘ_ｔで
入力が定義されたシステムから入力されたｈ_ｎが、Ｈｘ
_ｓによる入力が定義されたシステムの側ではｈ_ｇという
それと異なるｈとして認識されるケースを生じさせた
り、またはＨｘ_ｔにおいてｈ_ｎと対応しているｘ_ｎが、
Ｈｘ_ｓにおいてどのｈにも対応されていないｘであった
場合、Ｈｘ_ｓによって入力が定義されたシステムに、Ｈ
ｘ_ｔによって入力が定義されたシステム内からｈ_ｎを入
力することが出来ないといった妨害を起こすことができ
る。更に、Ｘ_ｓ∩Ｘ_ｔ＝φである場合には、もはやＨｘ
_ｔによって入力が定義されたシステム内からは、Ｈｘ_ｓ
によって入力が定義されたシステム内に全てのｈを入力
することが不可能となる。これが、情報の入力に使われ
る文字や記号などの情報の単位に任意の数字を対応させ
る暗号の仕組みである。この方法を用いることにより、
使用される文字や記号がＨで統一されているネットワー
クやシステム内でも、個々の使用者に対して与えられて
いるＨｘの違いから、複数の入力者、もしくは入力機器
が、個別に区別される仕組みが出来上がる。（ロ）機密を守るためにパスワードの入力を求めるタイ
プの暗号が破られ易いのは、たとえばパスワードそのも
のを認証に使用するといった具合に、暗号の本体と入力
されるパスワードが切り離されていないことに要因があ
る。ならば、ＨとＸの対応の仕組みを応用してパスワー
ドと暗号の本体を切り離し、正規でない使用者が正しい
パスワードの文字列を入力しても暗号が認証されなくな
るような仕組みを作り出せば、暗号の信頼性をより高め
ることが出来る。Ｈの任意の要素を用いてｈの並びを作
り、これをＡとおく。このＡが、いわゆるパスワードで
ある。Ａには、重複したｈが含まれることも許されると
する。そのＡをＨｘによって変換することで得られるｘ
の並びをＢとし、このＢをパスワードの判定に使用する
ものとする。Ｈｘ_ｓとＨｘ_ｔのそれぞれを用いて同じＡ
を作成すると、当然ながらＨｘ_ｓを用いて作成した場合
とＨｘ_ｔを用いて作成した場合とでは、Ａを変換した結
果として得られるＢが違うｘの並びになっているはずで
ある。そこで、予め設定されているパスワードがＨｘ_ｓ
によるＡであるところに、パスワードの入力の前にＨｘ
_ｓとＨｘ_ｔのどちらを使用して入力を行うかを選択させ
るようにすれば、選んだＨｘがＨｘ_ｔであった場合、そ
れを用いて正しいパスワードであるＡを入力しても、条
件１から正しいＢが得られないので判定によってはじか
れることになる。Ｈｘ_ｓとＨｘ_ｔのどちらを選ぶかは、
全くの恣意である。従ってその選択は完全に確率の問題
となるので、暗号解読に使用されるコンピューターと言
えども能力的に介入する余地は無くなる。また正しいＨ
ｘが選択されなかった場合には、選択されたＨｘによっ
て入力することのできないｘが存在することから、総当
りで正しいＡを探すためにコンピューターを使用する意
味を無くさせることになり、更に複数の異なるＨｘを用
意して選択の余地を拡大すれば、その数が多いほど、暗
号が破られる確率をより低く抑えることが出来る。【実施例】【０００６】コンピューターで使用されるパスワードへ
の応用入力機器にあるキーに任意のｘを対応させ、その対応の
組み合わせのパターンであるＨｘを作る。ａ＝１０１ｂ＝６２０ｃ＝５０３ｄ＝２０８ｅ＝２２１ｆ＝９９５ｇ＝２００ｈ＝３０３ｉ＝４５６ｊ＝５５１ｋ＝１１５ｌ＝５１５ｍ＝６１２ｎ＝３３１ｏ＝４４１ｐ＝４１４ｑ＝１４４ｒ＝７７１ｓ＝７１７ｔ＝１１７ｕ＝８１１ｖ＝８１８ｗ＝８８１ｘ＝９１９ｙ＝９９１ｚ＝１９９Ａ＝６００Ｂ＝６０６Ｃ＝６６０Ｄ＝００６Ｅ＝４３２Ｆ＝２３５Ｇ＝９５１Ｈ＝７５３Ｉ＝７３５Ｊ＝３５７Ｋ＝３７５Ｌ＝１５９Ｍ＝９１５Ｎ＝１５９Ｏ＝１９５Ｐ＝４５６Ｑ＝４６５Ｒ＝６４５Ｓ＝５４６Ｔ＝５６４Ｕ＝７８９Ｖ＝７９８Ｗ＝９７８Ｘ＝９８７Ｙ＝８７９Ｚ＝８９７上は、文字キーと任意のｘとの対応の一例である。テン
キーには次のように対応させる。１＝１３２２＝２８２３＝３４３４＝１１０５＝２５８６＝６４７７＝９４３８＝７６１９＝４８３０＝９５９この文字キーおよびテンキーとｘとの組み合わせをＨｓ
とする。更に、もう一つ別の組み合わせを用意する。ａ＝１０１ｂ＝６２０ｃ＝５０３ｄ＝２０８ｅ＝２２１ｆ＝９９５ｇ＝２００ｈ＝３０３ｉ＝４５６ｊ＝５５１ｋ＝１１５ｌ＝５１５ｍ＝６１２ｎ＝３３１ｏ＝４４１ｐ＝４１４ｑ＝１４４ｒ＝７７１ｓ＝７１７ｔ＝１１７ｕ＝８１１ｖ＝８１８ｗ＝８８１ｘ＝９１９ｙ＝９９１ｚ＝１９９Ａ＝６００Ｂ＝６０６Ｃ＝６６０Ｄ＝００６Ｅ＝４３２Ｆ＝２３５Ｇ＝９５１Ｈ＝７５３Ｉ＝７３５Ｊ＝３５７Ｋ＝３７５Ｌ＝１５９Ｍ＝９１５Ｎ＝１５９Ｏ＝１９５Ｐ＝４５６Ｑ＝４６５Ｒ＝６４５Ｓ＝５４６Ｔ＝５６４Ｕ＝７８９Ｖ＝７９８Ｗ＝９７８Ｘ＝９８７Ｙ＝８７９Ｚ＝８９７テンキーには次のように対応させる。１＝００１２＝２８２３＝３４３４＝１１０５＝２５８６＝６４７７＝９４３８＝７６１９＝４８３０＝９５９この文字キー及びテンキーとｘとの組み合わせをＨ_Ｔと
する。これら二つ、またはそれ以上の複数のＨｘを用意
し、それらの中から一つを選んで使い、入力を行う仕組
みになっているとする。Ｈ_ＳとＨ_Ｔと使った入力を、そ
れぞれに試みる。ａＸｐｏ３０７ｕｋ１と入力し、それ
を数字の列に変換する。入力される文字列；ａＸｐｏ３０７ｕｋ１Ｈ_Ｓによって入力された場合の数字列；１０１９８７４１４４４１３４３１１０９４３８１１１１５１３２Ｈ_Ｔによって入力された場合の数字列；１０１９８７４１４４４１３４３１１０９４３８１１１１５００１同じａＸｐｏ３０７ｕｋ１の文字列でも、最後の１に当
たるｘが、Ｈ_ＳとＨ_Ｔでは異なっている。Ｈ_ＳとＨ
_Ｔは、１という文字においてｈとｘの対応が違っている
だけである。しかし、このたった一文字のｘとの対応の
違いが、決定的な結果を生む。このコンピューターがＨ
_Ｓによる入力を定義されているとすると、Ｈ_Ｓに００１
というｘに対応するｈが存在しない以上、Ｈ_Ｔを使って
入力を行おうとする不正な使用者は、「１」というｈに
対応するｘをコンピューターに入力できないことから、
正しいパスワードである「ａＸｐｏ３０７ｕｋ１」の文
字列を正確に入力できない。出来ても、「ａＸｐｏ３０
７ｕｋ」と、「１」の手前までである。それが不正な使
用者による暗号解読と入力を両方同時に困難にする。こ
れにより、入力されたパスワードの文字を伏字にするな
ど、表面上いかなるｘがｈと組み合わされているかが見
えないようになっていることを理想条件とすれば、その
条件下において、知的推論などのプログラムを使用する
意味を無くすことができる上、偶然正しい数字列を与え
ることの出来るＨｘを発見しない限り、いかに総当り法
によって暗号を解読しようと試みようとも、その行為そ
のものを無効にしてしまうという効果が期待できる。更
に、間違ったパスワードが入力された場合には、プログ
ラムの側が再入力を要求する際、再入力が可能になるま
での間に数秒の待ち時間を置く仕組みを設定すること
で、正しいパスワードと、それを与える文字と数字の組
み合わせのパターンを知らない第三者がコンピューター
を用いて不正に暗号を解読しようとした場合、コンピュ
ーターの速度性能を殺すことができ、より安全性を高め
ることが出来る。また、インターネット等の回線を介し
てコンピューターを操作し、暗号を入力する場合には、
Ｈｘを選択させるのではなく、Ｈｘを自分で用意しなけ
ればならないようにすることで、Ｈｘの選択肢の大きさ
そのものを限りなく巨大にすることができ、不正に暗号
を破られる危険性を極限まで低く抑える効果が期待でき
る。【０００７】ネットワーク上でのコンピューターによる
アクセスの識別への利用ＬＡＮで接続された複数のコン
ピューターのキーボードによる情報の入力が、Ｈ_Ｓによ
って統一されているとする。ここに、Ｈ_Ｓとは異なる文
字と数字の対応Ｈ_Ｕを、以下のように定義する。ａ＝００１ｂ＝００２ｃ＝００３ｄ＝００４ｅ＝００５ｆ＝００６ｇ＝００７ｈ＝００８ｉ＝００９ｊ＝０１０ｋ＝０１１ｌ＝０１２ｍ＝０１３ｎ＝０１４ｏ＝０１５ｐ＝０１６ｑ＝０１７ｒ＝０１８ｓ＝０１９ｔ＝０２０ｕ＝０２１ｖ＝０２２ｗ＝０２３ｘ＝０２４ｙ＝０２５ｚ＝０２６Ａ＝０２７Ｂ＝０２８Ｃ＝０２９Ｄ＝０３０Ｅ＝０３１Ｆ＝０３２Ｇ＝０３３Ｈ＝０３４Ｉ＝０３５Ｊ＝０３６Ｋ＝０３７Ｌ＝０３８Ｍ＝０３９Ｎ＝０４０Ｏ＝０４１Ｐ＝０４２Ｑ＝０４３Ｒ＝０４４Ｓ＝０４５Ｔ＝０４６Ｕ＝０４７Ｖ＝０４８Ｗ＝０４９Ｘ＝０５０Ｙ＝０５１Ｚ＝０５２テンキーには次のように対応させる。１＝０５３２＝０５４３＝０５５４＝０５６５＝０５７６＝０５８７＝０５９８＝０６０９＝０６１０＝０６２ＬＡＮで接続されたコンピューターは、各々インターネ
ットにも接続されているとする。そこに、インターネッ
トを経由してこのＬＡＮで接続されたネットワークに不
正なアクセスを試みる者があるとし、その者が使用する
入力のパターンをこのＨ_Ｕであると仮定する。するとそ
の不正な使用者は、このＨ_ＳとＨ_Ｕの完全な独立性によ
り、ＬＡＮで接続されているネットワークの内部に一文
字も自分のキーボードで文字を入力することが出来な
い。つまり、理想的な条件下にあるという仮定の下で
は、従来型の暗号やセキュリティー無しでも、インター
ネットに接続したままの状態で、特に複雑な処理や操作
をすることもなく、自動的に不正なアクセスを排除し、
それを無力化してしまう効果を持つことになるのであ
る。当然、ｘの桁数が大きいほど、安全性は向上する。
ただし、このような場合には、逆にｘを与えることでど
のようなｈが入力されるのかを観察し、そこからｘ_ｎに
対応するｈ_ｎを一つずつ拾い上げ、内部で定義されてい
るＨｘを割り出すという暗号解読の手法が考えられる
が、これには自分の側で定義されているＨｘ_ｓに存在し
ないｘを含むＨｘ_ｔでの入力を行おうとする行為を検知
する仕組みを予め用意しておくことで、簡単に対処でき
る。不正な使用者が不正使用を試みても、Ｈｘ_ｓにおい
て文字との対応が定義されていないｘによる入力という
何度かの失敗を検知すると、直に新たなＨｘを自動的に
作成してネットワークの全体に行き渡らせる仕組みにす
れば、やはりインターネットに接続したままで不正な侵
入やアクセスを防止できる。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】情報の入力に使われる文字や記号などの情
報の単位に任意の数字を対応させる暗号の仕組み。