JP2011082742A - 暗号化装置、復号装置、暗号化方法、及び復号方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術では、暗号化されているコンテンツの暗号が破られる可能性があり、また、コンテンツが改竄された場合の検出が難しい。
【解決手段】暗号化装置は、エクスポート対象のコンテンツ１０２を取得するとともにユーザ入力の暗号キー１０３を取得し、エクスポート対象のコンテンツ１０２をユーザ入力の暗号キー１０３により暗号化する暗号化装置１０４と、暗号化装置１０４によって得られた暗号化されたコンテンツ１０５を用いて第２の暗号キー１０８を生成するキー生成装置１０６と、ユーザ入力の暗号キー１０３を第２の暗号キー１０８により暗号化する暗号化装置１０９とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンテンツの暗号化及び復号を行う技術に関する。

近年、デジタル画像処理技術が進歩するとともにＩＰネットワークが普及してきたことにより、ネットワークに接続される監視カメラからの監視画像などを記録するネットワークレコーダなど、ネットワーク対応デジタル機器が普及してきている。監視画像は、レコーダに一旦記録された後、証拠提出などのために、ＵＳＢメモリやＤＶＤメディアにエクスポートされる。エクスポートされる監視画像は、漏洩防止のために暗号化される。

また、各種映像コンテンツもＶＯＤなどにより配送されるようになってきており、これらのコンテンツについても暗号化が必要になっている。

これらのコンテンツをユーザが設定した暗号キーにより暗号化する際、コンテンツとともに暗号キーも暗号化してどこかに保持しておく必要がある。暗号キーを暗号化する際、特定の秘密キーを用いて暗号キーを暗号化するが、これでは秘密キーが漏洩すると、過去のコンテンツも含め、システム全体のセキュリティに影響を与える。特許文献１には、映像を暗号化する際、乱数を発生させてこれを秘密キーとして用い、ユーザが設定した暗号キーを暗号化する技術が開示されている。

特開２００４−２６６４６０号公報

しかしながら、特許文献１によって開示されている技術では、秘密キーとなる乱数も暗号化された暗号キーとともに保持されるので、内部を解析されると暗号が破られる可能性がある。また、コンテンツが改竄された場合の検出も難しい。

本発明は、暗号化されているコンテンツの暗号が破られる可能性を低下させるとともに、コンテンツが改竄された場合のその改竄を検出するための暗号化装置、復号装置、暗号化方法、及び復号方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の暗号化装置は、コンテンツを取得するコンテンツ取得部と、第１の暗号キーを取得するキー取得部と、前記コンテンツ取得部によって取得されたコンテンツを、前記キー取得部によって取得された前記第１の暗号キーにより暗号化するコンテンツ暗号化部と、前記コンテンツ暗号化部によって得られた暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するキー生成部と、前記キー取得部によって取得された前記第１の暗号キーを、前記キー生成部によって得られた前記第２の暗号キーにより暗号化するキー暗号化部とを有する。

本発明の復号装置は、暗号化されたコンテンツを取得するコンテンツ取得部と、暗号化された第１の暗号キーを取得するキー取得部と、前記コンテンツ取得部によって取得された前記暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するキー生成部と、前記キー取得部によって取得された前記暗号化された第１の暗号キーを、前記キー生成部によって得られた前記第２の暗号キーにより復号するキー復号部と、前記コンテンツ取得部によって取得された前記暗号化されたコンテンツを、前記キー復号部によって得られた復号された前記第１の暗号キーにより復号するコンテンツ復号部と有する。

本発明の暗号化方法は、コンテンツを取得するステップと、第１の暗号キーを取得するステップと、取得したコンテンツを取得した前記第１の暗号キーにより暗号化するステップと、暗号化したコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するステップと、取得した前記第１の暗号キーを生成した前記第２の暗号キーにより暗号化するステップとを含む。

本発明の復号方法は、暗号化されたコンテンツを取得するステップと、暗号化された第１の暗号キーを取得するステップと、取得した前記暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するステップと、取得した前記暗号化された第１の暗号キーを、生成した前記第２の暗号キーにより復号するステップと、取得した前記暗号化されたコンテンツを、復号した前記第１の暗号キーにより復号するステップとを含む。

本発明は、暗号化されているコンテンツの暗号が破られる可能性を低下させるとともに、コンテンツが改竄された場合のその改竄を検出するための暗号化装置、復号装置、暗号化方法、及び復号方法を提供することができる。

本実施の形態における暗号化装置の構成及び暗号化の方法を示す図である。 本実施の形態における復号装置の構成及び復号の方法を示す図である。 キーの生成を説明するための図である。 暗号化時の処理フローを示す図である。 復号時の処理フローを示す図である。 映像監視システムの構成図である。 コンテンツサーバがインターネットを介してコンテンツを送信する状況を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本実施の形態における暗号化装置の構成及び暗号化の方法を示す図である。図２は本実施の形態における復号装置の構成及び復号の方法を示す図である。図３は本実施の形態におけるキーの生成を説明するための図である。図４は暗号化時の処理フローを示す図である。図５は復号時の処理フローを示す図である。

まず、暗号化の方法について説明する。図１において、暗号化装置１０４は、ハードディスクなどの記憶装置１０１からエクスポート対象のコンテンツ（ａ，ｂ，・・・，ｉ）１０２を取得する。ユーザは暗号キー１０３を暗号化装置１０４に入力し、暗号化装置１０４は、ユーザによって入力された暗号キー１０３を取得する。暗号化装置１０４は、取得したコンテンツ１０２をユーザによって入力された暗号キー１０３により暗号化する（図４のＳ４０１）。暗号化装置１０４には、３ＤＥＳやＡＥＳなどの暗号アルゴリズムを実行する手段が実装されている。暗号化装置１０４は、暗号化したコンテンツ１０５を順次コンテンツテーブル１０７に記入する（図４のＳ４０２）。暗号化装置１０４は、コンテンツ名やサイズなどもコンテンツテーブル１０７に記入する。

キー生成装置１０６は、暗号化されたコンテンツ１０５を一方向の関数ｆ（ｘ）に入力し（図４のＳ４０３）、その後エクスポートメディア１１１に記録する（図４のＳ４０４）。一方向の関数ｆ（ｘ）は、例えばハッシュ関数やＣＲＣ演算などに用いられる関数であって、下記の式（１）で表わされる。

Ｋ＝ｆ（ｘ）＝(a(1,2,…,n),b(1,2,…n1)…,i(1,2,…,ni)) ・・・（１）
以上の動作がエクスポート対象のコンテンツ１０２が存在しなくなるまで繰り繰り返される（図４のＳ４０５）。そして、キー生成装置１０６は、暗号化したコンテンツ１０５を一方向の関数ｆ（ｘ）に入力することにより、第２の暗号キー１０８を生成する（図４のＳ４０６）。第２の暗号キー１０８は、ユーザによって入力された暗号キー１０３を暗号化するための暗号キーである。

なお、キー生成装置１０６は、暗号化したコンテンツ１０５を一方向の関数ｆ（ｘ）に入力する際、各コンテンツの全データを入力することも可能であるが、演算量を減らすために一定量ずつスキップさせて部分データを入力してもよい。

また、キー生成装置１０６は、関数ｆ（ｘ）を用いて生成したキーを独自の秘密キーとＸＯＲなどにより合成し、これを第２の暗号キー１０８としてもよい。これにより、さらに頑健性を持たせることができる。

次に、暗号化装置１０９は、生成された第２の暗号キー１０８を用いて、ユーザが暗号化装置１０４に入力した暗号キー１０３を暗号化し、それによって暗号キー１１０を得る（図４のＳ４０７）。暗号化装置１０９には、３ＤＥＳやＡＥＳなどの暗号アルゴリズムを実行する手段が実装されている。

最後に、暗号化装置１０９は、ステップＳ４０７において得た暗号キー１１０をエクスポートメディア１１１に記録し（図４のＳ４０８）、その後コンテンツテーブル１０７をエクスポートメディア１１１に記録する（図４のＳ４０９）。これにより、エクスポートデータが作成される。

上述したようにして生成された第２の暗号キー１０８は、コンテンツに依存するので、毎回変化し、したがって頑健性が増し、また、エクスポートメディア１１１の内容が途中で改竄された場合、改竄を検出することが可能になる。

次に、復号の方法について説明する。図２において、キー生成装置２０５は、上述した暗号化方法によって暗号化され、エクスポートメディア２０１に格納されているコンテンツ２０２を復号する際、先ずユーザが図１の暗号化装置１０４に入力しその後に暗号化された暗号キー２０４を復号するための動作を行う。すなわち、キー生成装置２０５は、エクスポートメディア２０１内のコンテンツテーブル２０３に従い、エクスポートメディア２０１から暗号化されたコンテンツ２０２を抽出する（図５のＳ５０１）。キー生成装置２０５は、抽出したコンテンツ２０２を上記の式（１）で表される一方向の関数ｆ（ｘ）に入力する（図５のＳ５０２）。キー生成装置２０５は、ステップＳ５０２の動作をエクスポートメディア２０１に格納されているコンテンツ２０２の全てに対して行う（図５のＳ５０３）。

キー生成装置２０５は、エクスポートメディア２０１内の暗号化されたコンテンツ２０２を一方向の関数ｆ（ｘ）に入力することにより、第２の暗号キー２０６を生成する（図５のＳ５０４）。このようにして生成された第２の暗号キー２０６は、ユーザが図１の暗号化装置１０４に入力しその後に暗号化された暗号キー２０４を復号するための復号キーとなる。

なお、第２の暗号キー２０６が、式（１）で表される一方向の関数ｆ（ｘ）を用いることによって得られたキーと秘密キーとがＸＯＲなどにより合成して作られたキーであるべきである場合、キー生成装置２０５は、式（１）で表される一方向の関数ｆ（ｘ）を用いて得たキーと秘密キーとを合成して第２の暗号キー２０６を生成する。

復号装置２０７は、生成された第２の暗号キー２０６を用いて、ユーザが図１の暗号化装置１０４に入力しその後に暗号化された暗号キー２０４を復号し、ユーザが暗号化装置１０４に入力した暗号キー２０８を取得する（図５のＳ５０５）。復号装置２０７は、図１の暗号化装置１０９に対応する装置である。

復号装置２０７は、ユーザに暗号キーの入力を促し、自らが復号することによって取得したキー２０８と、ユーザによって入力された暗号キーとを照合する（図５のＳ５０６）。２個のキーが一致しない場合（図５のＳ５０６でＮｏ）、ユーザが間違ったキーを入力したか、エクスポートデータの内容が改竄された可能性があるので、復号装置２０７は、その旨を表示する（図５のＳ５０８）。

２個のキーが一致した場合（図５のＳ５０６でＹｅｓ）、復号装置２０７によって得られたキー２０８は正しいので、復号装置２１０は、そのキー（復号されたユーザ入力の暗号キー）２０８を用いて、エクスポートメディア２０１に格納されている暗号化されたコンテンツ２０２を復号する（図５のＳ５０７）。復号装置２１０は、図１の暗号化装置１０４に対応する装置である。

これにより、エクスポートコンテンツ２１１が安全に復号される。

なお、復号装置２１０は、２個のキーを照合するステップを省くことも可能である。この場合でも、内容が改竄されているとコンテンツが正常に復号できなくので、コンテンツが改竄されたことを検出できる。
図３は本実施の形態におけるキーの生成を説明するための図である。なお、図３は、図１の一部をより詳しく示す図である。
図３において、暗号されたコンテンツ３０１（図１の暗号化されたコンテンツ１０５に相当するもの）は、キー生成装置３０２（図１のキー生成装置１０６に相当するもの）に入力され、第２の暗号キー３０３（図１の第２の暗号キー１０８に相当するもの）が生成される。コンテンツテーブル３０４（図１のコンテンツテーブル１０７に相当するもの）には、暗号化されたコンテンツ３０１が順次記入されると共に、コンテンツ名（コンテンツａ，ｂ，・・・，ｉ）やサイズ（ｎ，ｎ１，・・・，ｎｉ）なども記入される。

以下に、本発明の暗号化装置及び復号装置の応用例を図６及び図７を用いて説明する。

図６は、映像監視システムの構成図である。監視エリアでは、監視映像記録装置６０２が、監視カメラによって得られたデータをエクスポートメディア６０４に記録する。これにより、何らかの異常が発生した際、その場面の映像データをたとえば証拠画像として警察などに提出することができる。監視映像記録装置６０２は、提出対象の映像コンテンツ（群）をＵＳＢメモリやＤＶＤなどのエクスポートメディア６０４にエクスポート（記録）する際、映像コンテンツ（群）をユーザによって入力された暗号キー６０３によって暗号化する。監視映像記録装置６０２は、暗号キー６０３による映像コンテンツ（群）の暗号化、及び暗号キー６０３の暗号化などを行う。すなわち、監視映像記録装置６０２は、本発明の暗号化装置の各構成要件の機能を有している。

エクスポートメディア６０４は、警察などに輸送され、本発明の復号装置の各構成要件の機能が組み込まれた映像再生端末装置６０６によって再生される。その際、映像再生端末装置６０６は、暗号キー６０５の入力を求め、自らが生成した暗号キーと照合する。２個のキーが一致している場合、コンテンツが改竄されなかったことになるが、一致していない場合、輸送途中で何らかの改竄が行われたことになる。例えば、不都合なコンテンツが削除され、コンテンツテーブルがそれに合わせて変更された場合、映像コンテンツ（群）から導き出されたキーが本来得られるはずであったキーと異なるため、ユーザが監視映像記録装置６０２に入力した暗号キー６０３を復号できず、改竄を検出できる。

図７は、コンテンツサーバがインターネットを介してコンテンツを送信する状況を示す図である。

コンテンツサーバ７０２は、ユーザ端末装置７０４にインターネット経由でコンテンツを送る場合、コンテンツをユーザによって登録された暗号キー７０１により暗号化する。コンテンツサーバ７０２は、本発明の暗号化装置の各構成要件の機能を有しており、暗号化されたコンテンツやコンテンツテーブルや暗号化された暗号キー７０３を作成し、ユーザ端末装置７０４に送信する。ユーザ端末装置７０４は、本発明の復号装置の各構成要件の機能が組み込まれており、暗号キーとコンテンツとを復号する。コンテンツが送信途中で改竄された場合、ユーザ端末装置７０４はコンテンツを復号することができない。したがって、コンテンツが改竄されことを検出することが可能になる。また、暗号キーを暗号化したキーはコンテンツの内容により、その都度変化するため頑健性も向上する。

以上述べたように、本発明の暗号化装置と本発明の復号装置とにより、エクスポート対象のコンテンツの暗号化と復号とを行うことにより、頑健性及び対改竄性を良好に保った状態でエクスポート対象のコンテンツを移動させることが可能になる。

１０１ 記憶装置、 １０２ エクスポート対象のコンテンツ、 １０３ ユーザ入力の暗号キー、 １０４ 暗号化装置、 １０５ 暗号化されたコンテンツ、 １０６ キー生成装置、 １０７ コンテンツテーブル、 １０８ 第２の暗号キー、 １０９ 暗号化装置、 １１０ 暗号化されたユーザ入力の暗号キー、 １１１ エクスポートメディア、 ２０１ エクスポートメディア、 ２０２ 暗号化されたコンテンツ、 ２０３ コンテンツテーブル、 ２０４ 暗号化されたユーザ入力の暗号キー、 ２０５ キー生成装置、 ２０６ 復号キー、 ２０７ 復号装置、 ２０８ 復号されたユーザ入力の暗号キー、 ２０９ キー照合、 ２１０ 復号装置、 ２１１ 復号されたコンテンツ、 ３０１ 暗号化されたコンテンツ、 ３０２ キー生成装置、 ３０３ 生成されたキー、 ３０４ コンテンツテーブル。

Claims (4)

1. コンテンツを取得するコンテンツ取得部と、
   第１の暗号キーを取得するキー取得部と、
   前記コンテンツ取得部によって取得されたコンテンツを、前記キー取得部によって取得された前記第１の暗号キーにより暗号化するコンテンツ暗号化部と、
   前記コンテンツ暗号化部によって得られた暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するキー生成部と、
   前記キー取得部によって取得された前記第１の暗号キーを、前記キー生成部によって得られた前記第２の暗号キーにより暗号化するキー暗号化部と
   を備える暗号化装置。
2. 暗号化されたコンテンツを取得するコンテンツ取得部と、
   暗号化された第１の暗号キーを取得するキー取得部と、
   前記コンテンツ取得部によって取得された前記暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するキー生成部と、
   前記キー取得部によって取得された前記暗号化された第１の暗号キーを、前記キー生成部によって得られた前記第２の暗号キーにより復号するキー復号部と、
   前記コンテンツ取得部によって取得された前記暗号化されたコンテンツを、前記キー復号部によって得られた復号された前記第１の暗号キーにより復号するコンテンツ復号部と
   を備える復号装置。
3. コンテンツを取得するステップと、
   第１の暗号キーを取得するステップと、
   取得したコンテンツを取得した前記第１の暗号キーにより暗号化するステップと、
   暗号化したコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するステップと、
   取得した前記第１の暗号キーを生成した前記第２の暗号キーにより暗号化するステップと
   を含む暗号化方法。
4. 暗号化されたコンテンツを取得するステップと、
   暗号化された第１の暗号キーを取得するステップと、
   取得した前記暗号化されたコンテンツを用いて第２の暗号キーを生成するステップと、
   取得した前記暗号化された第１の暗号キーを、生成した前記第２の暗号キーにより復号するステップと、
   取得した前記暗号化されたコンテンツを、復号した前記第１の暗号キーにより復号するステップと
   を含む復号方法。