JP2012203182A5 - - Google Patents
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- d個(dは1以上の整数)の鍵生成装置と、暗号化装置と、復号装置とを備え、t=1,...,dの少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理システムであり、
前記d個の鍵生成装置の各鍵生成装置は、
t=1,...,dのうち鍵生成装置毎に予め定められた整数tについての属性情報x→ t:=(xt,i)(i=1,...,nt,ntは1以上の整数)を入力する第1情報入力部と、
前記整数tと、前記第1情報入力部が入力した属性情報x→ tと、所定の値δと、基底B* tの基底ベクトルb* t,i(i=1,...,2nt)とに基づき、数1に示すベクトルを含む鍵要素k* tを生成する鍵要素生成部と、
前記鍵要素生成部が生成した鍵要素k* tと、前記属性情報x→ tとを含む復号鍵uskを前記復号装置へ送信する復号鍵送信部と
を備え、
前記暗号化装置は、
i=1,...,L(Lは1以上の整数)の各整数iについての変数ρ(i)であって、識別情報t(t=1,...,dのいずれかの整数)と、属性情報v→ i:=(vi,i’)(i’=1,...,nt)との肯定形の組(t,v→ i)又は否定形の組¬(t,v→ i)のいずれかである変数ρ(i)と、L行r列(rは1以上の整数)の所定の行列Mとを入力する第2情報入力部と、
r個の要素を有するベクトルf→と、前記第2情報入力部が入力した行列Mとに基づき列ベクトルs→T:=(s1,...,sL)T:=M・f→Tを生成するとともに、s0:=h→・f→Tとして、s0=h→・(f→’)Tであるr個の要素を有するベクトルf→’と、前記行列Mとに基づき列ベクトル(s→’)T:=(s1’,...,sL’)T:=M・(f→’)Tを生成するベクトル生成部と、
前記ベクトル生成部が生成した列ベクトルs→T及び列ベクトル(s→’)Tと、i=1,...,Lの各整数iについての所定の値θi,θi’とに基づき、i=1,...,Lの各整数iについて、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底Btの基底ベクトルbt,i’(i’=1,...,2nt)を用いて、数2に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成し、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底ベクトルbt,i(i=1,...,2nt)を用いて、数3に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成する暗号要素ci生成部と、
前記暗号要素ci生成部が生成したi=1,...,Lの各整数iについての暗号要素ciと、前記変数ρ(i)と、前記行列Mとを含む暗号化データctSを前記復号装置へ送信する暗号化データ送信部と
を備え、
前記復号装置は、
前記d個の鍵生成装置のうち、少なくとも1つ以上の鍵生成装置の前記復号鍵送信部が送信した復号鍵uskを受信する復号鍵受信部と、
前記暗号化データ送信部が送信した暗号化データctSを受信するデータ受信部と、
前記復号鍵受信部が受信した復号鍵uskに含まれる属性情報x → t と、前記データ受信部が受信した暗号化データctSに含まれる変数ρ(i)とに基づき、i=1,...,Lの各整数iのうち、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信部が受信しており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0となるiと、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信部が受信しており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0とならないiとの集合Iを特定
するとともに、特定した集合Iに含まれるiについて、前記暗号化データctSに含まれる行列Mのi行目の要素であるMiに基づき、αiMiを合計した場合に所定のベクトルh→となる補完係数αiを計算する補完係数計算部と、
前記補完係数計算部が計算した集合Iと補完係数αiとに基づき、前記暗号化データctSに含まれる暗号要素ciと、前記復号鍵uskに含まれる鍵要素k* tとについて、数4に示すペアリング演算を行い、所定の情報Kを計算するペアリング演算部と
を備えることを特徴とする暗号処理システム。
- 前記暗号処理システムは、
t=1,...,dの少なくとも1つ以上の整数tについて、少なくとも基底ベクトルbt,i(i=1,...,2nt,...,2nt+ut,...,2nt+ut+wt,...,2nt+ut+wt+zt)(ut,wt,ztは1以上の整数)を有する基底Btと、少なくとも基底ベクトルb* t,i(i=1,...,2nt,...,2nt+ut,...,2nt+ut+wt,...,2nt+ut+wt+zt)を有する基底B* tとを用いて暗号処理を実行し、
前記鍵生成装置では、
前記鍵要素生成部は、前記整数tについて、前記属性情報x→ tと、前記所定の値δと、i=1,...,wtの各整数iについての乱数φt,iとに基づき、数5に示す鍵要素k* tを生成し、
前記暗号化装置では、
前記暗号要素ci生成部は、前記列ベクトルs→T及び前記列ベクトル(s→’)Tと、i=1,...,Lの各整数iについての前記所定の値θi,θi’と、i=1,...,Lの各整数iとi’=1,...,ztの各整数i’とについての乱数ηi,i’とに基づき、i=1,...,Lの各整数iについて、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)である場合には、数6に示す暗号要素ciを生成し、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)である場合には、数7に示す暗号要素ciを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の暗号処理システム。
- 前記暗号化装置は、さらに、
所定の整数iについて前記基底Btの基底ベクトルbt,iと前記基底B* tの基底ベクトルb* t,iとについてペアリング演算をして計算される値gTと、前記s0とに基づき、メッセージmを暗号化した数8に示す暗号要素cd+1を生成する暗号要素cd+1生成部
を備え、
前記暗号化データ送信部は、前記暗号要素ciと、前記暗号要素cd+1生成部が生成した暗号要素cd+1とを含む暗号化データctを前記復号装置へ送信し、
前記復号装置は、さらに、
前記ペアリング演算部が計算した所定の情報Kで、前記暗号要素cd+1を除して、前記メッセージmを計算するメッセージ計算部
を備えることを特徴とする請求項1に記載の暗号処理システム。
- t=1,...,d(dは1以上の整数)の少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理システムにおいて、復号鍵uskを生成する鍵生成装置であり、
t=1,...,dのうち予め定められた整数tについての属性情報x→ t:=(xt,i)(i=1,...,nt,ntは1以上の整数)を入力する第1情報入力部と、
前記整数tと、前記第1情報入力部が入力した属性情報x→ tと、所定の値δと、基底B* tの基底ベクトルb* t,i(i=1,...,2nt)とに基づき、数9に示すベクトルを含む鍵要素k* tを生成する鍵要素生成部と、
前記鍵要素生成部が生成した鍵要素k* tと、前記属性情報x→ tとを含む復号鍵uskを復号装置へ送信する復号鍵送信部と
を備えることを特徴とする鍵生成装置。
- t=1,...,d(dは1以上の整数)の少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理システムにおいて、暗号化データctSを生成する暗号化装置であり、
i=1,...,L(Lは1以上の整数)の各整数iについての変数ρ(i)であって、識別情報t(t=1,...,dのいずれかの整数)と、属性情報v→ i:=(vi,i’)(i’=1,...,nt,ntは1以上の整数)との肯定形の組(t,v→ i)又は否定形の組¬(t,v→ i)のいずれかである変数ρ(i)と、L行r列(rは1以上の整数)の所定の行列Mとを入力する第2情報入力部と、
r個の要素を有するベクトルf→と、前記第2情報入力部が入力した行列Mとに基づき列ベクトルs→T:=(s1,...,sL)T:=M・f→Tを生成するとともに、s0:=h→・f→Tとして、s0=h→・(f→’)Tであるr個の要素を有するベクトルf→’と、前記行列Mとに基づき列ベクトル(s→’)T:=(s1’,...,sL’)T:=M・(f→’)Tを生成するベクトル生成部と、
前記ベクトル生成部が生成した列ベクトルs→T及び列ベクトル(s→’)Tと、i=1,...,Lの各整数iについての所定の値θi,θi’とに基づき、i=1,...,Lの各整数iについて、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底Btの基底ベクトルbt,i’(i’=1,...,2nt)を用いて、数10に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成し、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底ベクトルbt,i(i=1,...,2nt)を用いて、数11に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成する暗号要素ci生成部と、
前記暗号要素ci生成部が生成したi=1,...,Lの各整数iについての暗号要素ciと、前記変数ρ(i)と、前記行列Mとを含む暗号化データctSを復号装置へ送信する暗号化データ送信部と
を備えることを特徴とする暗号化装置。
- t=1,...,d(dは1以上の整数)の少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理システムにおいて、暗号化データctSを復号鍵uskで復号する復号装置であり、
t=1,...,dのうち少なくとも一部の整数tについて、属性情報x→ t:=(xt,i)(i=1,...,nt,ntは1以上の整数)と、数12に示すベクトルを含むように生成された鍵要素k* tとを含む復号鍵uskを受信する復号鍵受信部と、
i=1,...,L(Lは1以上の整数)の各整数iについての変数ρ(i)であって、識別情報t(t=1,...,dのいずれかの整数)と、属性情報v→ i:=(vi,i’)(i’=1,...,nt)との肯定形の組(t,v→ i)又は否定形の組¬(t,v→ i)のいずれかである変数ρ(i)と、L行r列(rは1以上の整数)の所定の行列Mと、i=1,...,Lの各整数iについて数13に示すベクトルを含むように生成された暗号要素ciとを含む暗号化データctSを受信するデータ受信部と、
前記復号鍵受信部が受信した復号鍵uskに含まれる属性情報x → t と、前記データ受信部が受信した暗号化データctSに含まれる変数ρ(i)とに基づき、i=1,...,Lの各整数iのうち、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信部が受信しており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0となるiと、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信部が受信しており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0とならないiとの集合Iを特定するとともに、特定した集合Iに含まれるiについて、前記暗号化データctSに含まれる行列Mのi行目の要素であるMiに基づき、αiMiを合計した場合に所定のベクトルh→となる補完係数αiを計算する補完係数計算部と、
前記補完係数計算部が計算した集合Iと補完係数αiとに基づき、前記暗号化データctSに含まれる暗号要素ciと、前記復号鍵uskに含まれる鍵要素k* tとについて、数14に示すペアリング演算を行い、所定の情報Kを計算するペアリング演算部と
を備えることを特徴とする復号装置。
- t=1,...,d(dは1以上の整数)の少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理方法であり、
複数の鍵生成装置のうち少なくとも1つ以上の鍵生成装置が、t=1,...,dのうち鍵生成装置毎に予め定められた整数tについての属性情報x→ t:=(xt,i)(i=1,...,nt,ntは1以上の整数)を入力する第1情報入力工程と、
前記1つ以上の鍵生成装置が、前記整数tと、前記第1情報入力工程で入力された属性情報x→ tと、所定の値δと、基底B* tの基底ベクトルb* t,i(i=1,...,2nt)とに基づき、数15に示すベクトルを含む鍵要素k* tを生成する鍵要素生成工
程と、
前記1つ以上の鍵生成装置が、前記鍵要素生成工程で生成された鍵要素k* tと、前記属性情報x→ tとを含む復号鍵uskを復号装置へ送信する復号鍵送信工程と、
暗号化装置が、i=1,...,L(Lは1以上の整数)の各整数iについての変数ρ(i)であって、識別情報t(t=1,...,dのいずれかの整数)と、属性情報v→ i:=(vi,i’)(i’=1,...,nt)との肯定形の組(t,v→ i)又は否定形の組¬(t,v→ i)のいずれかである変数ρ(i)と、L行r列(rは1以上の整数)の所定の行列Mとを入力する第2情報入力工程と、
前記暗号化装置が、r個の要素を有するベクトルf→と、前記第2情報入力工程で入力された行列Mとに基づき列ベクトルs→T:=(s1,...,sL)T:=M・f→Tを生成するとともに、s0:=h→・f→Tとして、s0=h→・(f→’)Tであるr個の要素を有するベクトルf→’と、前記行列Mとに基づき列ベクトル(s→’)T:=(s1’,...,sL’)T:=M・(f→’)Tを生成するベクトル生成工程と、
前記暗号化装置が、前記ベクトル生成工程で生成された列ベクトルs→T及び列ベクトル(s→’)Tと、i=1,...,Lの各整数iについての所定の値θi,θi’とに基づき、i=1,...,Lの各整数iについて、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底Btの基底ベクトルbt,i’(i’=1,...,2nt)を用いて、数16に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成し、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底ベクトルbt,i(i=1,...,2nt)を用いて、数17に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成する暗号要素ci生成工程と、
前記暗号化装置が、前記暗号要素ci生成工程で生成されたi=1,...,Lの各整数iについての暗号要素ciと、前記変数ρ(i)と、前記行列Mとを含む暗号化データctSを前記復号装置へ送信する暗号化データ送信工程と、
前記復号装置が、前記複数の鍵生成装置のうち、前記少なくとも1つ以上の鍵生成装置の前記復号鍵送信工程で送信された復号鍵uskを受信する復号鍵受信工程と、
前記暗号化データ送信工程で送信された暗号化データctSを受信するデータ受信工程と、
前記復号装置が、前記復号鍵受信工程で受信された復号鍵uskに含まれる属性情報x → t と、前記データ受信工程で受信された暗号化データctSに含まれる変数ρ(i)とに基づき、i=1,...,Lの各整数iのうち、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信工程で受信されており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0となるiと、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信工程で受信されており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0とならないiとの集合Iを特定するとともに、特定した集合Iに含まれるiについて、前記暗号化データctSに含まれる行列Mのi行目の要素であるMiに基づき、αiMiを合計した場合に所定のベクトルh→となる補完係数αiを計算する補完係数計算工程と、
前記復号装置が、前記補完係数計算工程で計算された集合Iと補完係数αiとに基づき、前記暗号化データctSに含まれる暗号要素ciと、前記復号鍵uskに含まれる鍵要素k* tとについて、数18に示すペアリング演算を行い、所定の情報Kを計算するペアリング演算工程と
を備えることを特徴とする暗号処理方法。
- d個(dは1以上の整数)の鍵生成装置で動作させる鍵生成プログラムと、暗号化装置で動作させる暗号化プログラムと、復号装置で動作させる復号プログラムとを備え、t=1,...,dの少なくとも1つ以上の整数tについての基底Btと基底B* tとを用いて暗号処理を実行する暗号処理プログラムであり、
前記鍵生成プログラムは、
t=1,...,dのうち鍵生成装置毎に予め定められた整数tについての属性情報x→ t:=(xt,i)(i=1,...,nt,ntは1以上の整数)を入力する第1情報入力処理と、
前記整数tと、前記第1情報入力処理で入力された属性情報x→ tと、所定の値δと、基底B* tの基底ベクトルb* t,i(i=1,...,2nt)とに基づき、数19に示すベクトルを含む鍵要素k* tを生成する鍵要素生成処理と、
前記鍵要素生成処理で生成された鍵要素k* tと、前記属性情報x→ tとを含む復号鍵uskを前記復号装置へ送信する復号鍵送信処理と
をコンピュータに実行させ、
前記暗号化プログラムは、
i=1,...,L(Lは1以上の整数)の各整数iについての変数ρ(i)であって、識別情報t(t=1,...,dのいずれかの整数)と、属性情報v→ i:=(vi,i’)(i’=1,...,nt)との肯定形の組(t,v→ i)又は否定形の組¬(t,v→ i)のいずれかである変数ρ(i)と、L行r列(rは1以上の整数)の所定の行列Mとを入力する第2情報入力処理と、
r個の要素を有するベクトルf→と、前記第2情報入力処理で入力された行列Mとに基づき列ベクトルs→T:=(s1,...,sL)T:=M・f→Tを生成するとともに、s0:=h→・f→Tとして、s0=h→・(f→’)Tであるr個の要素を有するベクトルf→’と、前記行列Mとに基づき列ベクトル(s→’)T:=(s1’,...,sL’)T:=M・(f→’)Tを生成するベクトル生成処理と、
前記ベクトル生成処理で生成された列ベクトルs→T及び列ベクトル(s→’)Tと、i=1,...,Lの各整数iについての所定の値θi,θi’とに基づき、i=1,...,Lの各整数iについて、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底Btの基底ベクトルbt,i’(i’=1,...,2nt)を用いて、数20に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成し、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)である場合には、その組の識別情報tが示す基底ベクトルbt,i(i=1,...,2nt)を用いて、数21に示すベクトルを含む暗号要素ciを生成する暗号要素ci生成処理と、
前記暗号要素ci生成処理で生成されたi=1,...,Lの各整数iについての暗号要素ciと、前記変数ρ(i)と、前記行列Mとを含む暗号化データctSを前記復号装置へ送信する暗号化データ送信処理と
をコンピュータに実行させ、
前記復号プログラムは、
前記復号鍵送信処理で送信された復号鍵uskを受信する復号鍵受信処理と、
前記暗号化データ送信処理で送信された暗号化データctSを受信するデータ受信処理と、
前記復号鍵受信処理で受信された復号鍵uskに含まれる属性情報x → t と、前記データ受信処理で受信された暗号化データctSに含まれる変数ρ(i)とに基づき、i=1,...,Lの各整数iのうち、変数ρ(i)が肯定形の組(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信処理で受信されており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0となるiと、変数ρ(i)が否定形の組¬(t,v→ i)であり、かつ、その組の識別情報tが示すx→ tを含む復号鍵uskを前記復号鍵受信処理で受信されており、かつ、その組のv→ iと、その組の識別情報tが示す属性情報x→ tとの内積が0とならないiとの集合Iを特定するとともに、特定した集合Iに含まれるiについて、前記暗号化データctSに含まれる行列Mのi行目の要素であるMiに基づき、αiMiを合計した場合に所定のベクトルh→となる補完係数αiを計算する補完係数計算処理と、
前記補完係数計算処理で計算された集合Iと補完係数αiとに基づき、前記暗号化データctSに含まれる暗号要素ciと、前記復号鍵uskに含まれる鍵要素k* tとについて、数22に示すペアリング演算を行い、所定の情報Kを計算するペアリング演算処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする暗号処理プログラム。
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