JP2007124520A - データ検索システム、情報処理装置、データ検索方法、及び、プログラム。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】データ検索システム100において、データ検索装置101は、データベースのデータのインデックスを利用者用端末103に公開する。利用者用端末103は、利用者によって選択されたインデックスに基づいて暗号化鍵・復号化鍵、インデックス削除鍵を生成する。データ検索装置101は、暗号化鍵に基づいて、データベースのデータを暗号化し、暗号化データを中間サーバ102に送信する。複数台の中間サーバ102は、協働して暗号化データをインデックス削除鍵に基づいて削除する。最終的に、利用者用端末103には、利用者が選択したデータのみ転送される。利用者用端末103は、暗号化データを復号化する。
【選択図】図1
Description
また、これらの電子化されたデータをネットワークを介して不特定多数の人や組織に提供するシステムが多く利用されるようになった。例えば、新薬開発などへの利用を目的に、医療・診療情報をデータベースに蓄積しておき、これを外部に提供するといったシステムがある。このシステムの利用者は、データベースに蓄積されたデータの中から所望のデータを検索し、閲覧することができる。
前記第1の情報処理装置は、
情報を記憶するデータベースと、
前記データベースに記憶されている情報のインデックスを前記第2の情報処理装置に公開するインデックス公開手段と、
を備え、
前記第2の情報処理装置は、
前記インデックスを取得し、取得したインデックスの少なくとも一部に対応する暗号鍵及び復号鍵を生成する暗号鍵・復号鍵生成手段と、
前記第3の情報処理装置が前記情報を削除するために必要な削除鍵を生成する削除鍵生成手段と、
前記暗号鍵・復号鍵生成手段が生成した暗号鍵を前記第1の情報処理装置に送信する暗号鍵送信手段と、
前記削除鍵生成手段が生成した削除鍵を前記第2の情報処理装置に送信する削除鍵送信手段と、
を備え、
前記第1の情報処理装置は、さらに、
前記暗号鍵送信手段が送信した暗号鍵を受信し、受信した暗号鍵に基づいて、前記データベースに記憶される情報を暗号化する暗号化手段と、
前記暗号化手段が暗号化した暗号化情報を前記第3の情報処理装置に送信する暗号化情報送信手段と、
を備え、
前記第3の情報処理装置は、
前記暗号化情報送信手段が送信した暗号化情報を受信する暗号化情報受信手段と、
前記削除鍵送信手段が送信した削除鍵を受信する削除鍵受信手段と、
前記削除鍵受信手段が受信した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報受信手段が受信した暗号化情報の所定数の情報を削除する情報削除手段と、
前記情報削除手段が情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手段と、
前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を前記第2の情報処理装置に送信する入れ替え情報送信手段と、
を備え、
前記第2の情報処置装置は、さらに、
前記入れ替え情報送信手段が送信した情報を受信し、前記暗号鍵・復号鍵生成手段が生成した復号鍵に基づいて、受信した前記情報を復号化する復号化手段と、
を備える、
ことを特徴とする。
前記第3の情報処理装置は、複数の装置から構成され、
前記情報順序入れ替え手段が情報を入れ替えた後、前記情報の残数が前記暗号鍵・復号鍵生成手段が取得したインデックスの少なくとも一部に対応するインデックス数と等しいか否かを判別する残数判別手段と、
前記残数判別手段が、前記情報の残数が前記インデックス数と等しいと判別した場合、前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を前記第2の情報処理装置に送信し、前記残数判別手段が、前記情報の残数が前記インデックス数と等しくないと判別した場合、前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を別の前記第3の情報処理装置に送信する第2の入れ替え情報送信手段と、
を備えることを特徴とするようにしてもよい。
暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶手段と、
前記削除鍵記憶手段が記憶する削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除手段と、
前記暗号化情報削除手段が情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手段と、
を備えることを特徴とする。
暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶ステップと、
前記削除鍵記憶ステップで記憶した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除ステップと、
前記暗号化情報削除ステップで情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替えステップと、
を備えることを特徴とする。
コンピュータに、
暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶手順と、
前記削除鍵記憶手順で記憶した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除手順と、
前記暗号化情報削除手順で情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手順と、
を実行させる。
なお、データ検索装置101は、病院やオフィス内に配置されることはもちろん、ネットワーク104を介して利用者用端末103等に接続できればどこに配置されてもよい。
各中間サーバ102に、例えば、所定のIPアドレスを割り振り、データ検索装置101及び各中間サーバ102は、IPアドレスを指定して所望の中間サーバ102にネットワーク104を介してアクセスする。
具体的には、中間サーバ(1)201にIPアドレス:192.168.0.1、中間サーバ(2)201にIPアドレス:192.168.0.2、…、中間サーバ(N)201にIPアドレス:192.168.0.N等といった静的アドレスを割り当てる。データ検索装置101及び各中間サーバ102は、この静的アドレスを指定して送信先の中間サーバ102を決定し、順次、暗号化データを転送する。また、各中間サーバ102は、暗号化データに対して、削除・シャッフル処理を施してから、それらデータを転送する。削除・シャッフル処理等の具体的な内容の詳細については後述する。
また、各中間サーバ102に、静的なIPアドレスを割り当てる必要はなく、DNS(Domain Name Sever)やDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ等を協働して利用し、動的なIPアドレスを割り当てるようにしてもよい。
これらの公開用共通パラメータ412は、データ検索装置101、中間サーバ102、利用者用端末103で共通して用いられる共通パラメータ(共通プログラム)であり、必要に応じて提供される公開情報である。
また、通信部405は、例えば、モデム装置や赤外線通信装置等を含んでいてもよい。
なお、利用者用端末103は、病院やオフィス、家庭内に配置されることはもちろん、ネットワーク104を介して利用者用端末103等に接続できればどこに配置されてもよい。
また、通信部505は、例えば、モデム装置や赤外線通信装置等を含んでいてもよい。
次に、本実施の形態に係るデータ検索システム100のシステム全体の大まかな動作について、図6、図7を参照して説明する。
このとき、利用者用端末103は、kアウトオブn(k out of n)紛失通信(Oblivious Transfer)方式によって、データ検索装置101と通信を開始する。kアウトオブn紛失通信方式による通信において、利用者が選択したデータがどれかを、データ検索装置101側に知られることはない。また、利用者は、選択したk個のデータ以外のデータ内容を入手することはできない。
利用者用端末103は、選択されたk個のデータに対応するQueryを生成し、その生成したQueryを暗号化したQeury(暗号化鍵)を生成する(ステップS3)。次に、利用者端末103は、生成したQuery(暗号化鍵)をデータ検索装置101に送信する(ステップS4)。ここで、Query(暗号化鍵)は、データ検索装置101側に、利用者が選択したデータがどれかを知られないようにするために、利用者に選択されたインデックスに対して所定の演算を施して暗号化した暗号化鍵である。また、利用者用端末103は、Query(暗号化鍵)を生成する前に、暗号化鍵で暗号化したデータを復号化するための復号化鍵も生成しておく。
まず、利用者用端末103の制御部501が、ROM503に格納される鍵生成プログラム510に従って各種鍵を生成する「鍵生成処理」(図6のステップS3〜ステップS6に対応)について、図8のフローチャートを参照して説明する。
ここで、ステップS104、ステップS105で生成した中間サーバ復号化鍵、中間サーバ暗号化鍵は、ともに公開されない秘密の値である。
次に、データ検索装置101の制御部201が、ROM203に格納されるデータ暗号化プログラム210に従って、データベース204のインデックス(公開データ)及びデータ内容を暗号化する「暗号化処理」(図6のステップS7〜ステップS9に対応)について、図9のフローチャートを参照して説明する。
続いて、制御部201は、暗号化処理を終了し、ROM203に格納される送信プログラム211に従って、暗号化したデータを中間サーバ102へ送信する処理に移行する。
次に、各中間サーバ102の制御部401が、ROM403に格納される削除・シャッフルプログラム410に従って、他の中間サーバ102から転送された暗号化データを、削除・シャッフルする「削除・シャッフル処理」(図6のステップS11〜ステップS17に対応)について、図10のフローチャートを参照して説明する。
次に、利用者用端末103の制御部501が、ROM503に格納されるデータ復号化プログラム511に従って、中間サーバ(N)102から転送された暗号化データを復号化する「復号化処理」(図6のステップS18に対応)について、図11のフローチャートを参照して説明する。
その後、制御部501は、復号化処理を終了する。
この場合、例えば、利用者用端末103の制御部501は、暗号化鍵、復号化鍵、インデックス削除鍵に有効期限を含めて生成する。利用者用端末103の制御部501は、復号化処理を開始するときに有効期限が過ぎていれば復号を許可しないようにすればよい。
これにより、生成した各種鍵が本来の所有者の意に反して流出した場合でも、有効期限を過ぎていれば復号化ができないようにすることができ、データベースのデータや利用者が選択した情報の機密性を強化することができる。
この場合、中間サーバ102の制御部401は、所定のタイミング(例えば、1週間など)で、ハッシュ関数H、双線型写像e及び公開情報G1のうちの一部又は全部を設定し直せばよい。また、データ検索装置101、中間サーバ102及び利用者用端末103は、上述の各処理を開始するときに逐次これらの公開用共通パラメータ412のセットを取り込み直して用いればよい。あるいは、制御部401は、公開用共通パラメータ412を設定し直したタイミングで、データ検索装置101、中間サーバ102及び利用者用端末103に公開用共通パラメータ412が再設定された旨の通知を行って、公開用共通パラメータ412の再取得を促す(あるいは自動的に取得する)ようにすればよい。
これにより、データ検索システム100内でのデータの機密性を強化することができる。
101 データ検索装置
102 中間サーバ
103 利用者用端末
104 ネットワーク
201 制御部(データ検索装置)
203 ROM(データ検索装置)
204 データベース
210 データ暗号化プログラム
401 制御部(中間サーバ)
403 ROM(中間サーバ)
410 削除・シャッフルプログラム
412 公開用共通パラメータ
501 制御部(利用者用端末)
503 ROM(利用者用端末)
506 表示部
507 入力部
510 鍵生成プログラム
511 データ復号化プログラム
Claims (5)
- 第1の情報処理装置と、第2の情報処理装置と、第3の情報処理装置と、から構成されるデータ検索システムであって、
前記第1の情報処理装置は、
情報を記憶するデータベースと、
前記データベースに記憶されている情報のインデックスを前記第2の情報処理装置に公開するインデックス公開手段と、
を備え、
前記第2の情報処理装置は、
前記インデックスを取得し、取得したインデックスの少なくとも一部に対応する暗号鍵及び復号鍵を生成する暗号鍵・復号鍵生成手段と、
前記第3の情報処理装置が前記情報を削除するために必要な削除鍵を生成する削除鍵生成手段と、
前記暗号鍵・復号鍵生成手段が生成した暗号鍵を前記第1の情報処理装置に送信する暗号鍵送信手段と、
前記削除鍵生成手段が生成した削除鍵を前記第2の情報処理装置に送信する削除鍵送信手段と、
を備え、
前記第1の情報処理装置は、さらに、
前記暗号鍵送信手段が送信した暗号鍵を受信し、受信した暗号鍵に基づいて、前記データベースに記憶される情報を暗号化する暗号化手段と、
前記暗号化手段が暗号化した暗号化情報を前記第3の情報処理装置に送信する暗号化情報送信手段と、
を備え、
前記第3の情報処理装置は、
前記暗号化情報送信手段が送信した暗号化情報を受信する暗号化情報受信手段と、
前記削除鍵送信手段が送信した削除鍵を受信する削除鍵受信手段と、
前記削除鍵受信手段が受信した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報受信手段が受信した暗号化情報の所定数の情報を削除する情報削除手段と、
前記情報削除手段が情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手段と、
前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を前記第2の情報処理装置に送信する入れ替え情報送信手段と、
を備え、
前記第2の情報処置装置は、さらに、
前記入れ替え情報送信手段が送信した情報を受信し、前記暗号鍵・復号鍵生成手段が生成した復号鍵に基づいて、受信した前記情報を復号化する復号化手段と、
を備える、
ことを特徴とするデータ検索システム。 - 前記第3の情報処理装置は、複数の装置から構成され、
前記情報順序入れ替え手段が情報を入れ替えた後、前記情報の残数が前記暗号鍵・復号鍵生成手段が取得したインデックスの少なくとも一部に対応するインデックス数と等しいか否かを判別する残数判別手段と、
前記残数判別手段が、前記情報の残数が前記インデックス数と等しいと判別した場合、前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を前記第2の情報処理装置に送信し、前記残数判別手段が、前記情報の残数が前記インデックス数と等しくないと判別した場合、前記情報順序入れ替え手段が入れ替えた情報を別の前記第3の情報処理装置に送信する第2の入れ替え情報送信手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のデータ検索システム。 - 暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶手段と、
前記削除鍵記憶手段が記憶する削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除手段と、
前記暗号化情報削除手段が情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶ステップと、
前記削除鍵記憶ステップで記憶した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除ステップと、
前記暗号化情報削除ステップで情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替えステップと、
を備えることを特徴とするデータ検索方法。 - コンピュータに、
暗号化された暗号化情報を削除するために必要な削除鍵を記憶する削除鍵記憶手順と、
前記削除鍵記憶手順で記憶した削除鍵に基づいて、前記暗号化情報の所定数の情報を削除する暗号化情報削除手順と、
前記暗号化情報削除手順で情報を削除した後、削除されずに残った情報の順序を入れ替える情報順序入れ替え手順と、
を実行させるプログラム。
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