JP2011091622A - 改ざん検出用認証子埋込装置、改ざん検出装置、改ざん検出用認証子埋込方法、改ざん検出方法、及び、コンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】改ざん検出用認証子埋込装置1は、音声データから抽出した波形データ、波形を除いた所定のデータを所定の秘密情報によりそれぞれ暗号化して第一認証子、第二認証子を算出し、音声データに付加する。改ざん検出装置は、音声データから波形データと、波形データ、第一認証子、第二認証子を除いた所定のデータを抽出すると、所定の秘密情報によりそれぞれ暗号化して第一認証子、第二認証子を算出し、当該音声データ内に設定されている第一認証子、第二認証子と比較してその結果を出力する。
【選択図】図4
Description
また、本発明は、上述した改ざん検出装置の各部としてコンピュータを動作させるコンピュータプログラムである。
まず本発明の実施形態において、改ざんを検出するための情報として使用する認証子について図1を用いて説明する。図1は、認証子による正真性判定の概要を示す図である。
認証子の目的は、データが正真であること、すなわち改ざんされていないことを証明することである。認証子生成側の装置では、ビット列であるデータと暗号鍵と初期ベクトルとから認証子を計算する。この認証子生成側の装置で生成された認証子を「原認証子」と記述する。また、認証子の具体的な計算方法は後述する。
まず、認証子算出対象のデータを128ビットずつのブロックに分ける。同図において、データの先頭から順に分割されたブロックのデータを、分割データ1、分割データ2、…、分割データK(図2においては、K=4)と記載している。なお、128ビットに満たないブロックが生じた場合は、パディング(詰め物)を行い、128ビットとする。パディングの方法としては、例えば、128ビットに足りないビットに0を詰める方法が挙げられる。また、ブロックのビット長が8で割り切れる場合は、次のような方法が挙げられる。つまり、128ビットへの不足分をsビットとすると、sを8桁の2進数で表して、それを不足部分に詰める方法である。この場合、ブロックのビット長が128ビット丁度の場合は、すべて0を詰めたブロックを追加しておく。そうしないと、パディングのデータと本来のデータを区別できないからである。パディングの方法は他にもあるが、どのような方法を用いても認証子計算の本質は変わらない。
なお、camelliaは、(文献1)「128ビットブロック暗号camelliaアルゴリズム仕様書」,青木和麻呂他著,日本電信電話株式会社,三菱電機株式会社を参照のこと。
図3(b)は、タグの種類を示す。タグには、必須のタグと無くても良いタグとがある。fmtタグとdataタグは必須である。factタグとLISTタグは無くても良い。特にLISTタグの場合、LISTタグに対応するデータには任意の情報を保存しても良いので、本実施形態の認証子を保存するのに好適である。以下、タグに付随するデータが設定されている領域を「データ設定領域」と記載する。また、タグがLISTである場合、LISTタグ、データ長、及び、データの組が設定されている領域を「LISTタグ領域」と記載する。
図4は、第1の実施形態による改ざん検出用認証子埋込装置1の構成を示すブロック図である。改ざん検出用認証子埋込装置1は、録音機器内に備えられていてもよく、録音機器に接続されるコンピュータ装置により実現されてもよい。改ざん検出用認証子埋込装置1は、暗号鍵入力部11、初期ベクトル入力部12、WAVE形式音声入力部13、波形データ抽出部14、第一認証子算出部15、波形以外データ抽出部16、第二認証子算出部17、及び、LISTタグ領域追加部18を備えて構成される。
まず、暗号鍵入力部11に暗号鍵が入力され、初期ベクトル入力部12に初期ベクトルが入力される。暗号鍵、初期ベクトルは、例えば、キーボードやボタンなどの図示しない入力手段により入力してもよく、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出したり、通信可能な他のコンピュータ装置から受信したりしてもよい。
さらに、WAVE形式音声入力部13に、WAVE形式音声が入力される。WAVE形式音声は、例えば、録音機器が備える録音装置から受信するが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出してもよい。
暗号鍵、初期ベクトル、及び、WAVE形式音声が入力されると、波形データ抽出部14は、WAVE形式音声から波形データを抽出する。
WAVE形式音声入力部13からWAVE形式音声が入力されると(ステップS105)、波形データ抽出部14は、このWAVE形式音声から最初の4バイトを読出し、文字列「RIFF」であるか否かを判断する(ステップS110)。文字列「RIFF」が読出されなかった場合(ステップS110:NO)、波形データ抽出部14は、エラー終了する。
続いて、波形以外データ抽出部16は、WAVE形式音声から波形以外データを抽出する。
WAVE形式音声入力部13からWAVE形式音声が入力されると(ステップS205)、波形以外データ抽出部16は、このWAVE形式音声から最初の4バイトを読出し、文字列「RIFF」であるか否かを判断する(ステップS210)。文字列「RIFF」が読出されなかった場合(ステップS210:NO)、波形以外データ抽出部16は、エラー終了する。
そして、波形以外データ抽出部16は、ステップS230においてタグが読出せなかった場合、処理を終了して波形以外データを第二認証子算出部17に出力する(ステップS230:YES)。
図10は、第2の実施形態による改ざん検出用認証子埋込装置1aの構成を示すブロック図である。本実施形態において、図4に示す第1の実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図10に示す本実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1aが、図4に示す第1の実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1と異なる点は、録音日時入力部21及び第三認証子算出部22が追加されている点、LISTタグ領域追加部18に代えて、LISTタグ領域追加部23が備えられている点である。以下、第1の実施形態との差分について説明する。
なお、本実施形態においては、暗号鍵入力部11は、暗号鍵を第三認証子算出部22にも出力し、同様に、初期ベクトル入力部12は、初期ベクトルを第三認証子算出部22にも出力する。
また、同図における認証子フラグは、図9に示す認証子フラグのデータ構造を用いる。本実施形態では、第一認証子フラグ、第二認証子フラグ、及び、第三認証子フラグに「1」が設定され、第四認証子フラグには「0」が設定される。
LISTタグ領域追加部23から出力されるWAVE形式音声は、上記のように、改ざん検出用認証子が埋め込まれたWAVE形式音声となる。
図12は、第3の実施形態による改ざん検出用認証子埋込装置1bの構成を示すブロック図である。本実施形態において、図10に示す第2の実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1aと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図12に示す本実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1bが、図10に示す第2の実施形態の改ざん検出用認証子埋込装置1aと異なる点は、録音場所入力部31及び第四認証子算出部32が追加されている点、LISTタグ領域追加部23に代えてLISTタグ領域追加部33が備えられている点である。以下、第2の実施形態との差分について説明する。
なお、本実施形態において、暗号鍵入力部11は、暗号鍵を第四認証子算出部32にも出力し、同様に、初期ベクトル入力部12は、初期ベクトルを第四認証子算出部32にも出力する。
また、同図における認証子フラグは、図9に示す認証子フラグのデータ構造を用いる。本実施形態では、第一認証子フラグ、第二認証子フラグ、第三認証子フラグ、及び、第四認証子フラグに「1」が設定される。
LISTタグ領域追加部33から出力されるWAVE形式音声は、上記のように、改ざん検出用認証子が埋め込まれたWAVE形式音声となる。
つまり、第一認証子算出部15が第一認証子を、第二認証子算出部17が第二認証子を、第三認証子算出部22が第三認証子を、第四認証子算出部32が第四認証子を算出する際、図2に示す認証子の算出方法に代えて、図14に示す認証子の算出方法を用いることができる。
なお、AESは、(文献2)仕様書,“Announcing the ADVANCED ENCRYPTION STANDARD(AES)”, Federal Information Processing Standards Publication 197, November 26 2001を参照のこと。
まず、暗号鍵入力部51に暗号鍵が入力され、初期ベクトル入力部52に初期ベクトルが入力される。例えば、キーボードやボタンなどの図示しない入力手段により入力された暗号鍵、初期ベクトルが暗号鍵入力部51、初期ベクトル入力部52に入力されてもよく、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出した、あるいは、通信可能な他のコンピュータ装置から受信した暗号鍵、初期ベクトルが入力されてもよい。
一方、WAVE形式音声入力部53には、WAVE形式音声が入力される。例えば、WAVE形式音声入力部53は、WAVE形式音声を他の装置から受信してもよく、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出してもよい。
次に、残データ抽出部55は、WAVE形式音声入力部53に入力されたWAVE形式音声から波形データ及びLISTタグ領域以外のデータを抽出する。
残データ抽出部55に、WAVE形式音声入力部53からWAVE形式音声が入力された後(ステップS305)、残データ抽出部55は、このWAVE形式音声から最初の4バイトを読出し、文字列「RIFF」であるか否かを判断する(ステップS310)。文字列「RIFF」が読出されなかった場合(ステップS310:NO)、残データ抽出部55は、エラー終了する。
そして、残データ抽出部55は、ステップS330においてタグが読出せなかった場合、処理を終了して残データを第二認証子算出部65に出力する(ステップS330:YES)。
第二認証子算出部65は、図2において説明した認証子計算方法により、残データ抽出部55が抽出した残データを認証子算出対象のデータとし、暗号鍵入力部51から出力された暗号鍵と、初期ベクトル入力部52から出力された初期ベクトルとを用いて第二認証子を算出する。
第三認証子算出部66は、図2において説明した認証子計算方法により、記録済録音日時抽出部62が抽出した記録済録音日時データを認証子算出対象のデータとし、暗号鍵入力部51から出力された暗号鍵と、初期ベクトル入力部52から出力された初期ベクトルとを用いて第三認証子を算出する。
第四認証子算出部67は、図2において説明した認証子計算方法により、記録済録音場所抽出部63が抽出した記録済録音場所データを認証子算出対象のデータとし、暗号鍵入力部51から出力された暗号鍵と、初期ベクトル入力部52から出力された初期ベクトルとを用いて第四認証子を算出する。
第二認証子比較部69は、記録済第二認証子抽出部59によりWAVE形式音声から抽出された第二認証子と、第二認証子算出部65により算出された第二認証子とを比較し、一致するか否かの比較結果を比較結果出力部72に出力する。
第三認証子比較部70は、記録済第三認証子抽出部60によりWAVE形式音声から抽出された第三認証子と第三認証子算出部66により算出された第三認証子と、を比較し、一致するか否かの比較結果を比較結果出力部72に出力する。
第四認証子比較部71は、記録済第四認証子抽出部61によりWAVE形式音声から抽出された第四認証子と、第四認証子算出部67により算出された第四認証子とを比較し、一致するか否かの比較結果を比較結果出力部72に出力する。
図17は、比較結果出力部72により比較結果として出力される信号のデータ構造を示す図である。同図に示すように、第一認証子比較結果には第一認証子比較部68による第一認証子の比較結果が、第二認証子比較結果には第二認証子比較部69による第二認証子の比較結果が、第三認証子比較結果には第三認証子比較部70による第三認証子の比較結果が、第四認証子比較結果には第四認証子比較部71による第四認証子の比較結果が設定され、一致する場合は「1」を、異なる場合、あるいは、記録済認証子が存在しない場合は「0」を出力する。
つまり、第一認証子フラグが「1」、かつ、第一認証子比較結果が「1」の場合は、入力されたWAVE形式音声の波形データは認証子の埋込後改ざんされていない。
第一認証子フラグが「0」、あるいは、第一認証子比較結果が「0」の場合は、入力されたWAVE形式音声の波形データは認証子の埋込後改ざんされている。
第二認証子フラグが「1」、かつ、第二認証子比較結果が「1」の場合は、入力されたWAVE形式音声の波形以外のデータは認証子の埋込後改ざんされていない。
第二認証子フラグが「0」、あるいは、第二認証子比較結果が「0」の場合は、入力されたWAVE形式音声の波形以外のデータは認証子の埋込後改ざんされている。
第三認証子フラグが「1」、かつ、第三認証子比較結果が「1」の場合は、入力されたWAVE形式音声の録音日時は認証子の埋込後改ざんされていない。
第三認証子フラグが「0」、あるいは、第三認証子比較結果が「0」の場合は、入力されたWAVE形式音声の録音日時は認証子の埋込後改ざんされているか、もともと記録されていない。
第四認証子フラグが「1」、かつ、第四認証子比較結果が「1」の場合は、入力されたWAVE形式音声の録音場所は認証子の埋込後改ざんされていない。
第四認証子フラグが「0」、あるいは、第四認証子比較結果が「0」の場合は、入力されたWAVE形式音声の録音場所は認証子の埋込後改ざんされているか、もともと記録されていない。
また、上記においては第一認証子、第二認証子、第三認証子、第四認証子の算出に同一の暗号鍵及び初期ベクトを用いているが、それぞれ異なる暗号鍵及び初期ベクトルを用いてもよい。
11…暗号鍵入力部
12…初期ベクトル入力部
13…WAVE形式音声入力部
14…波形データ抽出部
15…第一認証子算出部
16…波形以外データ抽出部
17…第二認証子算出部
18、23、33…LISTタグ領域追加部(追加部)
21…録音日時入力部
22…第三認証子算出部
31…録音場所入力部
32…第四認証子算出部
5…改ざん検出装置
51…暗号鍵入力部
52…初期ベクトル入力部
53…WAVE形式音声入力部
54…波形データ抽出部
55…残データ抽出部
56…認証子フラグ抽出部
57…認証子フラグ出力部
58…記録済第一認証子抽出部
59…記録済第二認証子抽出部
60…記録済第三認証子抽出部
61…記録済第四認証子抽出部
62…記録済録音日時抽出部
63…記録済録音場所抽出部
64…第一認証子算出部
65…第二認証子算出部
66…第三認証子算出部
67…第四認証子算出部
68…第一認証子比較部
69…第二認証子比較部
70…第三認証子比較部
71…第四認証子比較部
72…比較結果出力部
Claims (13)
- 音声データから録音された音声の波形データを抽出する波形データ抽出部と、
前記音声データから前記波形データを除いた所定のデータを抽出する波形以外データ抽出部と、
前記波形データ抽出部により抽出された前記波形データを秘密情報により暗号化して第一認証子を算出する第一認証子算出部と、
前記波形以外データ抽出部により抽出された前記所定のデータを前記秘密情報により暗号化して第二認証子を算出する第二認証子算出部と、
前記第一認証子算出部により算出された前記第一認証子と、前記第二認証子算出部により算出された前記第二認証子とを前記音声データに追加する追加部と、
を備えることを特徴とする改ざん検出用認証子埋込装置。 - 前記録音された音声の録音日時を示す録音日時データを前記秘密情報により暗号化して第三認証子を算出する第三認証子算出部をさらに備え、
前記追加部は、前記録音日時データと、第三認証子算出部により算出された前記第三認証子とをさらに前記音声データに追加する、
ことを特徴とする請求項1に記載の改ざん検出用認証子埋込装置。 - 前記録音された音声の録音場所を示す録音場所データを前記秘密情報により暗号化して第四認証子を算出する第四認証子算出部をさらに備え、
前記追加部は、前記録音場所データと、前記第四認証子算出部により算出された前記第四認証子とをさらに前記音声データに追加する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の改ざん検出用認証子埋込装置。 - 前記暗号アルゴリズムは、camelliaまたはAES(Advanced Encryption Standard)であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの項に記載の改ざん検出用認証子埋込装置。
- 前記音声データから第一認証子を抽出する記録済第一認証子抽出部と、
前記音声データから第二認証子を抽出する記録済第二認証子抽出部と、
音声データから波形データを抽出する波形データ抽出部と、
前記音声データから前記波形データ、前記第一認証子、及び、前記第二認証子を除いた所定のデータを抽出する残データ抽出部と、
前記波形データ抽出部により抽出された前記波形データを秘密情報により暗号化して第一認証子を算出する第一認証子算出部と、
前記残データ抽出部により抽出された前記所定のデータを前記秘密情報により暗号化して第二認証子を算出する第二認証子算出部と、
前記記録済第一認証子抽出部により抽出された前記第一認証子と、前記第一認証子算出部により算出された前記第一認証子とを比較する第一認証子比較部と、
前記記録済第二認証子抽出部により抽出された前記第二認証子と、前記第二認証子算出部により算出された前記第二認証子とを比較する第二認証子比較部と、
前記第一認証子比較部、及び、前記第二認証子比較部による比較結果を出力する比較結果出力部と、
を備えることを特徴とする改ざん検出装置。 - 前記音声データに第三認証子が設定されている場合に、前記音声データから録音日時データを抽出する記録済録音日時抽出部と、
前記音声データに第四認証子が設定されている場合に、前記音声データから録音場所データを抽出する記録済録音場所抽出部と、
前記音声データに第三認証子が設定されている場合に、前記音声データから第三認証子を抽出する記録済第三認証子抽出部と、
前記音声データに第四認証子が設定されている場合に、前記音声データから第四認証子を抽出する記録済第四認証子抽出部と、
前記記録済録音日時抽出部により抽出された前記録音日時データを前記秘密情報により暗号化して第三認証子を算出する第三認証子算出部と、
前記記録済録音場所抽出部により抽出された前記録音場所データを前記秘密情報により暗号化して第四認証子を算出する第四認証子算出部と、
前記記録済第三認証子抽出部により抽出された前記第三認証子と、前記第三認証子算出部により算出された前記第三認証子とを比較する第三認証子比較部と、
前記記録済第四認証子抽出部により抽出された前記第四認証子と、前記第四認証子算出部により算出された前記第四認証子とを比較する第四認証子比較部とをさらに備え、
前記残データ抽出部は、前記音声データから前記波形データ、前記録音日時データ、及び、前記録音場所データを除いた前記所定のデータを抽出し、
前記比較結果出力部は、前記第一認証子比較部、前記第二認証子比較部、前記第三認証子比較部、及び、前記第四認証子比較部による比較結果を出力する、
ことを特徴とする請求項5に記載の改ざん検出装置。 - 改ざん検出用認証子埋込装置に用いられる改ざん検出用認証子埋込方法であって、
波形データ抽出部が、音声データから録音された音声の波形データを抽出する波形データ抽出過程と、
波形以外データ抽出部が、前記音声データから前記波形データを除いた所定のデータを抽出する波形以外データ抽出過程と、
第一認証子算出部が、前記波形データ抽出過程において抽出された前記波形データを秘密情報により暗号化して第一認証子を算出する第一認証子算出過程と、
第二認証子算出部が、前記波形以外データ抽出過程において抽出された前記所定のデータを前記秘密情報により暗号化して第二認証子を算出する第二認証子算出過程と、
追加部が、前記第一認証子算出過程において算出された前記第一認証子と、前記第二認証子算出過程において算出された前記第二認証子とを前記音声データに追加する追加過程と、
を有することを特徴とする改ざん検出用認証子埋込方法。 - 第三認証子算出部が、前記録音された音声の録音日時を示す録音日時データを前記秘密情報により暗号化して第三認証子を算出する第三認証子算出過程をさらに有し、
前記追加過程において、前記追加部が、前記録音日時データと、第三認証子算出過程において算出された前記第三認証子とをさらに前記音声データに追加する、
ことを特徴とする請求項7に記載の改ざん検出用認証子埋込方法。 - 第四認証子算出部が、前記録音された音声の録音場所を示す録音場所データを前記秘密情報により暗号化して第四認証子を算出する第四認証子算出過程をさらに有し、
前記追加過程において、前記追加部が、前記録音場所データと、前記第四認証子算出過程において算出された前記第四認証子とをさらに前記音声データに追加する、
ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の改ざん検出用認証子埋込方法。 - 改ざん検出装置に用いられる改ざん検出方法であって、
記録済第一認証子抽出部が、前記音声データから第一認証子を抽出する記録済第一認証子抽出過程と、
記録済第二認証子抽出部が、前記音声データから第二認証子を抽出する記録済第二認証子抽出過程と、
波形データ抽出部が、音声データから波形データを抽出する波形データ抽出過程と、
残データ抽出部が、前記音声データから前記波形データ、前記第一認証子、及び、前記第二認証子を除いた所定のデータを抽出する残データ抽出過程と、
第一認証子算出部が、暗号鍵及び初期ベクトルと、前記波形データ抽出過程において抽出された前記波形データを秘密情報により暗号化して第一認証子を算出する第一認証子算出過程と、
第二認証子算出部が、前記秘密情報と、前記残データ抽出過程において抽出された前記所定のデータを前記秘密情報により暗号化して第二認証子を算出する第二認証子算出過程と、
第一認証子比較部が、前記記録済第一認証子抽出過程において抽出された前記第一認証子と、前記第一認証子算出過程において算出された前記第一認証子とを比較する第一認証子比較過程と、
第二認証子比較部が、前記記録済第二認証子抽出過程において抽出された前記第二認証子と、前記第二認証子算出過程において算出された前記第二認証子とを比較する第二認証子比較過程と、
比較結果出力部が、前記第一認証子比較過程、及び、前記第二認証子比較過程における比較結果を出力する比較結果出力過程と、
を有することを特徴とする改ざん検出方法。 - 記録済録音日時抽出部が、前記音声データに第三認証子が設定されている場合に、前記音声データから録音日時データを抽出する記録済録音日時抽出過程と、
記録済録音場所抽出部が、前記音声データに第四認証子が設定されている場合に、前記音声データから録音場所データを抽出する記録済録音場所抽出過程と、
記録済第三認証子抽出部が、前記音声データに第三認証子が設定されている場合に、前記音声データから第三認証子を抽出する記録済第三認証子抽出過程と、
記録済第四認証子抽出部が、前記音声データに第四認証子が設定されている場合に、前記音声データから第四認証子を抽出する記録済第四認証子抽出過程と、
第三認証子算出部が、前記録音日時抽出過程において抽出された前記録音日時データを前記秘密情報により暗号化して第三認証子を算出する第三認証子算出過程と、
第四認証子算出部が、前記録音場所抽出過程において抽出された前記録音場所データを前記秘密情報により暗号化して第四認証子を算出する第四認証子算出過程と、
第三認証子比較部が、前記記録済第三認証子抽出過程において抽出された前記第三認証子と、前記第三認証子算出過程において算出された前記第三認証子とを比較する第三認証子比較過程と、
第四認証子比較部が、前記記録済第四認証子抽出過程において抽出された前記第四認証子と、前記第四認証子算出過程において算出された前記第四認証子とを比較する第四認証子比較過程とをさら有し、
前記残データ抽出過程において、前記残データ抽出部が、前記音声データから前記波形データ、前記録音日時データ、及び、前記録音場所データを除いた前記所定のデータを抽出し、
前記比較結果出力過程において、前記比較結果出力部が、前記第一認証子比較過程、前記第二認証子比較過程、前記第三認証子比較過程、及び、前記第四認証子比較過程における比較結果を出力する、
ことを特徴とする請求項10に記載の改ざん検出方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかの項に記載の改ざん検出用認証子埋込装置の各部としてコンピュータを動作させるコンピュータプログラム。
- 請求項5または請求項6に記載の改ざん検出装置の各部としてコンピュータを動作させるコンピュータプログラム。
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