JP2012247575A - Information vector coding device, information vector decoding device, information vector coding method, information vector decoding method and program - Google Patents

Information vector coding device, information vector decoding device, information vector coding method, information vector decoding method and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information vector coding device, etc which handles desired linear codes while ensuring high confidential protection performance with a simple configuration.SOLUTION: The information vector coding device inputs a generator matrix G of a desired [l+n, k] linear code C and an MDS-rank e of a dual code Cof C to create a partial matrix [A B], and then converts the partial matrix [A B] into a row reduced echelon matrix [AQB]. The information vector coding device also performs a row change of the row reduced echelon matrix [AQB] to output a systematic generator matrix Gof a conversion code C. The information vector coding device encodes an information vector and a k-l-th random number vector using the systematic generator matrix Gof the conversion code C, a l-th to output n code word symbols.

Description

本発明は、任意の線形符号を対象とし、簡易な構成で強い秘密保護特性を有する情報ベクトル符号化装置、情報ベクトル復元装置、情報ベクトル符号化方法、情報ベクトル復元方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to an information vector coding apparatus, an information vector restoration apparatus, an information vector coding method, an information vector restoration method, and a program which are intended for an arbitrary linear code and have strong secret protection characteristics with a simple configuration.

近年、秘密分散法を既存の誤り訂正符号を元にして構成する手法(「秘密分散符号」と呼ぶ)が注目を浴びている(例えば、非特許文献1から5を参照。)。秘密分散符号では、元となった既存の誤り訂正符号の特徴を生かすことができ、分散情報の生成・秘密情報の復元に符号化器や復号器をそのまま利用することや、誤り訂正処理によって分散情報の改ざんを検知・訂正することなどが可能となる。   In recent years, a method of constructing a secret sharing method based on an existing error correction code (referred to as “secret sharing code”) has attracted attention (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 5). The secret sharing code can make use of the characteristics of the original existing error correction code, and can use the encoder and decoder as they are to generate shared information and restore the secret information, or it can be distributed by error correction processing. It is possible to detect and correct information falsification.

非特許文献1に示すように、McElieceらは、Shamirの多項式補間によるしきい値法(非特許文献6参照)が、Reed−Solomon符号で構成可能なことを初めて指摘した。さらに、非特許文献3に示すように、Piepryzkらは、しきい値法が最大距離分離符号(Maximum Distance Separable;MDS符号)から構成できることを指摘している。   As shown in Non-Patent Document 1, McEliece et al. Pointed out for the first time that the threshold method based on Shamir's polynomial interpolation (see Non-Patent Document 6) can be configured with Reed-Solomon codes. Furthermore, as shown in Non-Patent Document 3, Piepryzk et al. Point out that the threshold method can be composed of a maximum distance separation code (MDS code).

ここで、MDS符号はSingleton限界を達成し、代数符号として理想的な性質を有しているが、最大符号長(分散情報の最大数)が有限体の大きさで制限されるなどの制約を有する。   Here, the MDS code achieves the Singleton limit and has an ideal property as an algebraic code, but there is a restriction that the maximum code length (maximum number of distributed information) is limited by the size of a finite field. Have.

また、しきい値型以外のアクセス構造を有する秘密分散法は、単純にMDS符号を用いて構成することはできない。そこで、非特許文献4に示すように、Massey は、McElieceらの結果を一般の線形符号での構成へ拡張した。また、非特許文献5に示すように、dela Cruzらは、一要素の秘密情報を対象としたMasseyの構成を複数要素で構成されるベクトルを対象とする構成へ拡張した。   Also, the secret sharing method having an access structure other than the threshold type cannot be simply configured using an MDS code. Therefore, as shown in Non-Patent Document 4, Massey extended the result of McEliece et al. To a configuration with a general linear code. Furthermore, as shown in Non-Patent Document 5, dela Cruz et al. Have extended the Massey configuration for one element of secret information to a configuration for a vector composed of a plurality of elements.

一方、非特許文献6に示される旧来の多項式補間によるしきい値法において、複数の情報(ベクトル)を符号化する手法は、「ランプ型しきい値法」と呼ばれる。ランプ型しきい値法は、複数の情報をまとめて処理してしまうことで、通信帯域やストレージ利用量の削減が可能となるが、しきい値未満の個数の分散情報から情報ベクトルそのものは、復号不可能でも、ベクトルの要素の一部は一意に復号可能である可能性を持つ。また、ベクトルそのものが復号不可能な手法(要素のうち1つも確定的には復号できない手法)は、「強い秘密保護特性を有するランプ型しきい値法」と呼ばれる。非特許文献2に示すように、Nishiaraらは、多項式補間で実現可能な強いランプ型しきい値法の構成手法を示した。   On the other hand, in the conventional threshold method based on polynomial interpolation shown in Non-Patent Document 6, a method of encoding a plurality of information (vectors) is called a “ramp type threshold method”. The ramp-type threshold method can reduce the communication bandwidth and storage usage by processing multiple pieces of information together, but the information vector itself from the number of pieces of distributed information less than the threshold Even if it cannot be decoded, there is a possibility that a part of the vector element can be uniquely decoded. A method in which the vector itself cannot be decrypted (a method in which no one of the elements can be definitely decrypted) is called a “ramp threshold method having strong secret protection characteristics”. As shown in Non-Patent Document 2, Nishiara et al. Showed a configuration method of a strong ramp-type threshold method that can be realized by polynomial interpolation.

R.J.McEliece and D.V.Sarwate、 “On sharing secrets and Reed−Solomon codes、” Commun。 ACM 、vol. 24、no. 9、pp. 583−584、1981.R.J. McEliece and DV Sarvaate, “On sharing secrets and Reed-Solomon codes,” Commun. ACM, vol. 24, no. 9, pp. 583-584, 1981. M. Nishiara and K. Takizawa、“Strongly secure secret sharing scheme with ramp threshold based on Shamir‘s polynomial interpolation scheme、” IEICE Transactions on Fundamentals、 vol. J92−A、no. 12、pp. 1009−1013、2009.M. Nishiara and K. Takizawa, "Strongly secure secret sharing scheme with ramp threshold based on Shamir's polynomial interpolation scheme," IEICE Transactions on Fundamentals, vol. J92-A, no. 12, pp. 1009-1013,2009. J. Pieprzyk and X.−M. Zhang、“Ideal threshold schemes from MDS codes、” in Proceeding of ICISC 2002、Lecture Notes in Computer Science、pp. 253−263, Springer−Verlag、2002.J. Pieprzyk and X.-M. Zhang, “Ideal threshold schemes from MDS codes,” in Proceeding of ICISC 2002, Lecture Notes in Computer Science, p3, p3, p3. J. L. Massey、“Some applications of coding theory in cryptography、” in Codes and Ciphers.Cryptography and Coding IV、pp. 33−47、1995.J. L. Massey, “Some applications of coding theory in cryptography,” in Codes and Ciphers. Cryptography and Coding IV, pp. 33-47, 1995. R. dela Cruz、A. Meyer、and P. Sole、 “An extension of Massey scheme for secret sharing、”in Proceeding of IEEE Information Theory Workshop(ITW 2010)、pp. 1−5、2010.R. dela Cruz, A. Meyer, and P. Sole, “An extension of Massesy scheme for secret sharing,” in Proceeding of IEEE Information Theory 10, 20 p. A. Shamir、“How to share a secret、” Commun. ACM 、vol. 22、no. 11、pp. 612−613、1979.A. Shamir, “How to share a secret,” Commun. ACM, vol. 22, no. 11, pp. 612-613, 1979.

しかしながら、今までに提案された秘密分散符号は、秘密保護特性が保証されているものの特定の符号(Reed−Solomon(RS)符号や、RS符号を含む最大距離分離(Maximum Distance Separable;MDS)符号を元とした特殊な構成であったり、任意の線形符号を元としているものの強い秘密保護特性が保証できない構成であるという問題がある。また、dela Cruzらの構成では、一般の線形符号を利用して情報ベクトルを対象としているが、その手法は強い秘密保護特性を有してはいない。例えば、情報ベクトルの要素ひとつたりとも復号させたくない場合でも、その一部の要素は一意に復号可能となる場合があるという問題がある。   However, the secret sharing code proposed so far is a specific code (Reed-Solomon (RS) code or Maximum Distance Separable (MDS) code including the RS code) although the secret protection characteristic is guaranteed. There is a problem that it is a special configuration based on the code, a configuration based on an arbitrary linear code, but a strong secret protection characteristic cannot be guaranteed, and the configuration of dela Cruz et al. However, the method does not have strong secret protection characteristics, for example, even if you do not want to decrypt any element of the information vector, some of the elements can be uniquely decrypted. There is a problem that it may become.

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、任意の線形符号を対象とし、簡易な構成で強い秘密保護特性を有する情報ベクトル符号化装置、情報ベクトル復元装置、情報ベクトル符号化方法、情報ベクトル復元方法およびプログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is an information vector encoding device, an information vector restoration device, an information vector code, which is intended for an arbitrary linear code and has a strong secret protection characteristic with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a conversion method, an information vector restoration method, and a program.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。   The present invention proposes the following matters in order to solve the above problems. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.

(1)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、符号化器によりn個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化装置であって、前記符号化器が、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器(例えば、図2の部分行列A選択器210に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器(例えば、図2の行基本変形器220に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器(例えば、図2の列交換器230に相当)とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化装置を提案している。 (1) The present invention is an information vector encoding device that receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector and outputs n codeword symbols by an encoder. any [l + n, k] and the generator matrix G of the linear code C, the partial matrix selector constituting the partial matrix [a B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input (e.g., FIG. 2 And a row basic deformer (for example, corresponding to the row basic deformer 220 in FIG. 2) for converting the partial matrix [A B] into a reduced staircase matrix [A RRE QB]. , A code comprising a column exchanger (for example, equivalent to the column exchanger 230 in FIG. 2) that performs column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputs a systematic generation matrix G t of the conversion code C t systematic generator matrix G of the conversion code C t obtained from the conversion device L dimension information and vector and k-l-dimensional random vector encodes proposes information vector coding apparatus which outputs a n number of codeword symbols by.

この発明によれば、符号化器が、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、任意のd1(C)−2個の符号語シンボルからは情報ベクトルの要素一つたりとも確定的に復号することができないという強い秘密保護特性を有する。ここで、d1(C)は符号Cの1次一般化ハミング重みを表す。 According to the present invention, an encoder forms a submatrix [AB] with an arbitrary [l + n, k] linear code C generator matrix G and an MDS-rank e of C dual code C 入 力 as inputs. A submatrix selector that performs a column exchange between the submatrix [A B] and a row basic deformer that converts the submatrix [A B] into an irreducible staircase matrix [A RRE QB], and a conversion code C and l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector encoded by systematic generator matrix G t of the transformation code C t obtained from the code conversion device consisting of a column exchanger for outputting a systematic generator matrix G t of t N codeword symbols are output. Therefore, it has a strong secret protection characteristic that any element of the information vector cannot be deterministically decoded from any d1 ( C⊥ ) -2 codeword symbols. Here, d1 (C ) represents the first generalized Hamming weight of the code C .

(2)本発明は、(1)の情報ベクトル符号化装置により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、復号器により、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置であって、前記復号器が、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器(例えば、図2の部分行列A選択器210に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器(例えば、図2の行基本変形器220に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器(例えば、図2の列交換器230に相当)とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置を提案している。 (2) The present invention inputs k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding device of (1), and converts them into an l-dimensional information vector by a decoder. an information vector restoring device for decoding the k-l-dimensional random vector, the decoder, the generator matrix G of an arbitrary [l + n, k] linear code C, and MDS-rank e of dual codes C of C To the submatrix selector (for example, equivalent to the submatrix A selector 210 in FIG. 2), and the submatrix [A B] to the reduced staircase matrix [A RRE QB]. row basic deformation for converting (e.g., corresponding to a row basic deformation 220 in FIG. 2) and performs column swapping of echelon matrix [a RRE QB], outputs the systematic generator matrix G t of the transformation code C t Column exchanger (eg, column exchanger 23 in FIG. 2) To the systematic generator matrix G t of the transformation code C t obtained from the code conversion apparatus consisting of a considerable) proposes information vector restoring device for decoding the l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector.

この発明によれば、復号器が、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、Cの生成行列Gをパラメタeによって基本変形することによって、変換された行列Gを得る。Gによって生成される符号C‘を利用することで、任意のk+e個の符号語シンボルからは情報ベクトルが復号可能である。 According to the present invention, decoder constitute any [l + n, k] and the generator matrix G of linear code C, the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input The submatrix selector, the row basic deformer for converting the submatrix [A B] to the reduced staircase matrix [A RRE QB], and column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] are performed, and the conversion code C t the systematic generator matrix G t obtained from the code conversion device consisting of a column exchanger outputs the converted code C t systematic generator matrix G t, decodes the l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector. Therefore, the transformed matrix G t is obtained by performing basic transformation of the C generation matrix G with the parameter e. By using the code C ′ generated by G t , an information vector can be decoded from any k + e codeword symbols.

(3)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う正則行列Q乗算器(例えば、図6の正則行列Q乗算器410に相当)と、前記正則行列Q乗算器において線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する任意の[l+n、k]線形符号Cの符号化器(例えば、図6の符号化器420に相当)と、を備えたことを特徴とする情報ベクトル符号化装置を提案している。   (3) The present invention has a regular matrix Q multiplier (for example, equivalent to the regular matrix Q multiplier 410 in FIG. 6) that receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector as input and performs linear transformation using the regular matrix Q. ) And an arbitrary [l + n, k] linear code C encoder (for example, the code in FIG. 6) that inputs a k-dimensional vector linearly converted in the regular matrix Q multiplier and outputs n codeword symbols. And an information vector encoding device characterized by comprising the following:

この発明によれば、正則行列Q乗算器は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う。任意の[l+n、k]線形符号Cの符号化器は、正則行列Q乗算器において線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの符号化器の前処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。   According to the present invention, the regular matrix Q multiplier receives the l-dimensional information vector and the kl-dimensional random number vector as inputs, and performs linear transformation using the regular matrix Q. An encoder of an arbitrary [l + n, k] linear code C inputs a k-dimensional vector linearly converted in a regular matrix Q multiplier, and outputs n codeword symbols. Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by preprocessing of the existing C encoder without converting the code itself.

(4)本発明は、(3)の情報ベクトル符号化装置により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置であって、前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する復号器(例えば、図8の復号器510に相当)と、該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する逆行列Q−1乗算器(例えば、図8の逆行列Q−1乗算器520に相当)と、を備えたことを特徴とする情報ベクトル復元装置を提案している。 (4) The present invention inputs k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding device of (3), and inputs them into an l-dimensional information vector and k−1 dimensions. An information vector restoration device for decoding into a random number vector, which receives the k + e codeword symbols and outputs a k-dimensional vector (for example, equivalent to the decoder 510 in FIG. 8), the k-dimensional vector is multiplied by the inverse matrix Q -1 of the regular matrix Q, the inverse matrix Q -1 multiplier for decoding the l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector (e.g., the inverse matrix Q -1 multiplier 520 in FIG. 8 And an information vector restoration device characterized by comprising:

この発明によれば、復号器は、k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する。逆行列Q−1乗算器は、k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの復号器の後処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。 According to the present invention, the decoder inputs k + e codeword symbols and outputs a k-dimensional vector. The inverse matrix Q −1 multiplier multiplies the k-dimensional vector by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decodes it into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector. Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by post-processing of the existing C decoder without converting the code itself.

(5)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化方法であって、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップ(例えば、図3のステップS101に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップ(例えば、図3のステップS102に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップ(例えば、図3のステップS103に相当)と、前記変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する第4のステップ(例えば、図3のステップS104に相当)と、からなることを特徴とする情報ベクトル符号化方法を提案している。 (5) The present invention is an information vector encoding method that receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector and outputs n codeword symbols, and includes an arbitrary [l + n, k] linear code C and the generator matrix G of a first step of configuring the partial matrix [a B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input (e.g., corresponding to step S101 of FIG. 3), a partial matrix a second step of converting [a B] to echelon matrix [a RRE QB] (e.g., corresponding to step S102 of FIG. 3) and performs column swapping of echelon matrix [a RRE QB], converted a third step of outputting the systematic generator matrix G t of the code C t (e.g., corresponding to step S103 of FIG. 3) and, by the conversion code C t systematic generator matrix G t and l-dimensional information vector k- l-dimensional random number vector And Goka, fourth step of outputting the n number of code word symbol (e.g., corresponding to step S104 of FIG. 3) proposes a, the information vector coding method characterized by comprising the.

この発明によれば、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する。また、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し、変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、任意のd1(C)−2個の符号語シンボルからは情報ベクトルの要素一つたりとも確定的に復号することができないという強い秘密保護特性を有する。ここで、d1(C)は符号Cの1次一般化ハミング重みを表す。 According to the present invention, configured with any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input submatrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB]. Further, performs column swapping of echelon matrix [A RRE QB], transform coding C t of outputs systematic generator matrix G t, transform coding C t l dimensional information vector and k by systematic generator matrix G t of Encode l-dimensional random number vector and output n codeword symbols. Therefore, it has a strong secret protection characteristic that any element of the information vector cannot be deterministically decoded from any d1 ( C⊥ ) -2 codeword symbols. Here, d1 (C ) represents the first generalized Hamming weight of the code C .

(6)本発明は、(5)の情報ベクトル符号化方法により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法であって、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップ(例えば、図5のステップS201に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップ(例えば、図5のステップS202に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップ(例えば、図5のステップS203に相当)と、変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第4のステップ(例えば、図5のステップS204に相当)と、からなることを特徴とする情報ベクトル復元方法を提案している。 (6) The present invention inputs k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding method of (5), and inputs them into an l-dimensional information vector and k−1 dimensions. an information vector reconstruction method for decoding a random vectors, any [l + n, k] submatrix and generator matrix G of linear code C, and MDS-rank e of dual codes C of C as an input [a B] And a second step (for example, the step of FIG. 5) for converting the partial matrix [A B] into the reduced staircase matrix [A RRE QB] (for example, the step of FIG. 5). And a third step (for example, corresponding to step S203 in FIG. 5) of performing column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputting the systematic generation matrix G t of the conversion code C t And the conversion code C t And a fourth step (for example, corresponding to step S204 in FIG. 5) for decoding into an l-dimensional information vector and a k-l-dimensional random number vector using the systematic generator matrix G t Proposed method.

この発明によれば、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する。また、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し、変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、Cの生成行列Gをパラメタeによって基本変形することによって、変換された行列Gを得る。Gによって生成される符号C‘を利用することで、任意のk+e個の符号語シンボルからは情報ベクトルが復号可能である。 According to the present invention, configured with any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input submatrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB]. Further, it performs column swapping of echelon matrix [A RRE QB], the conversion code C t of outputs systematic generator matrix G t, transform coding C t systematic generator matrix G t, and l-dimensional information vector Decode into k-1 dimensional random number vector. Therefore, the transformed matrix G t is obtained by performing basic transformation of the C generation matrix G with the parameter e. By using the code C ′ generated by G t , an information vector can be decoded from any k + e codeword symbols.

(7)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う第1のステップ(例えば、図7のステップS301に相当)と、前記線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する第2のステップ(例えば、図7のステップS302に相当)と、からなることを特徴とする情報ベクトル符号化方法を提案している。   (7) In the present invention, a first step (for example, corresponding to step S301 in FIG. 7) of performing linear transformation using a regular matrix Q using an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector as inputs, and the linear Proposing an information vector encoding method characterized by comprising a second step (for example, corresponding to step S302 in FIG. 7) of inputting a converted k-dimensional vector and outputting n codeword symbols. ing.

この発明によれば、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行い、線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの符号化器の前処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。   According to the present invention, an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector are input, linear transformation is performed using a regular matrix Q, the linearly transformed k-dimensional vector is input, and n codeword symbols are output. . Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by preprocessing of the existing C encoder without converting the code itself.

(8)本発明は、(7)の情報ベクトル符号化方法により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法であって、前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する第1のステップ(例えば、図9のステップS401に相当)と、該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第2のステップ(例えば、図9のステップS402に相当)と、からなることを特徴とする情報ベクトル復元方法を提案している。 (8) The present invention inputs k + e codeword symbols out of the n codeword symbols generated by the information vector encoding method of (7), and outputs them as an l-dimensional information vector and k−1 dimensions. An information vector restoration method for decoding into a random vector, the first step of inputting the k + e codeword symbols and outputting a k-dimensional vector (for example, corresponding to step S401 in FIG. 9), the k dimension A second step (for example, corresponding to step S402 in FIG. 9) of multiplying the vector by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decoding into an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector. A feature information vector restoration method is proposed.

この発明によれば、k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力し、k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの復号器の後処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。 According to the present invention, k + e codeword symbols are input, a k-dimensional vector is output, and the k-dimensional vector is multiplied by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q to obtain an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number. Decode into a vector. Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by post-processing of the existing C decoder without converting the code itself.

(9)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップ(例えば、図3のステップS101に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップ(例えば、図3のステップS102に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップ(例えば、図3のステップS103に相当)と、前記変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する第4のステップ(例えば、図3のステップS104に相当)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。 (9) The present invention is a program for causing a computer to execute an information vector encoding method that receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random vector and outputs n codeword symbols. step [l + n, k] and the generator matrix G of the linear code C, the first step (e.g., FIG. 3 constituting the partial matrix [a B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input and corresponding to S101), the step of converting the partial matrix [a B] in echelon matrix [a RRE QB] (e.g., corresponding to step S102 of FIG. 3) and, echelon matrix [a RRE QB performs column swapping of, transform coding C t third step of outputting the systematic generator matrix G t (e.g., corresponding to step S103 of FIG. 3) and the transform coding C t systematic generator matrix G t By the first order A program for causing a computer to execute a fourth step (for example, corresponding to step S104 in FIG. 3) of encoding an information vector and a k−1-dimensional random number vector and outputting n codeword symbols. is suggesting.

この発明によれば、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する。また、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し、変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、任意のd1(C)−2個の符号語シンボルからは情報ベクトルの要素一つたりとも確定的に復号することができないという強い秘密保護特性を有する。ここで、d1(C)は符号Cの1次一般化ハミング重みを表す。 According to the present invention, configured with any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input submatrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB]. Further, performs column swapping of echelon matrix [A RRE QB], transform coding C t of outputs systematic generator matrix G t, transform coding C t l dimensional information vector and k by systematic generator matrix G t of Encode l-dimensional random number vector and output n codeword symbols. Therefore, it has a strong secret protection characteristic that any element of the information vector cannot be deterministically decoded from any d1 ( C⊥ ) -2 codeword symbols. Here, d1 (C ) represents the first generalized Hamming weight of the code C .

(10)本発明は、(9)のプログラムにより生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップ(例えば、図5のステップS201に相当)と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップ(例えば、図5のステップS202に相当)と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップ(例えば、図5のステップS203に相当)と、変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第4のステップ(例えば、図5のステップS204に相当)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。 (10) The present invention inputs k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the program of (9), and decodes them into an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector. A computer program for causing a computer to execute the information vector restoration method, comprising: a generation matrix G of an arbitrary [l + n, k] linear code C and an MDS-rank e of a dual code C of C as a submatrix A first step (for example, corresponding to step S201 in FIG. 5) constituting [A B], and a second step (for example, converting the partial matrix [A B] into the reduced staircase matrix [A RRE QB] (for example, and equivalent) in step S202 in FIG. 5 performs column swapping of echelon matrix [a RRE QB], a third step of outputting the systematic generator matrix G t of the transformation code C t (e.g., the steps of FIG. 5 And corresponding to 203), by systematic generator matrix G t of the transformation code C t, and a fourth step of decoding the l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector (e.g., corresponding to step S204 of FIG. 5), Has proposed a program to make a computer execute.

この発明によれば、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する。また、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し、変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、Cの生成行列Gをパラメタeによって基本変形することによって、変換された行列Gを得る。Gによって生成される符号C‘を利用することで、任意のk+e個の符号語シンボルからは情報ベクトルが復号可能である。 According to the present invention, configured with any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input submatrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB]. Further, it performs column swapping of echelon matrix [A RRE QB], the conversion code C t of outputs systematic generator matrix G t, transform coding C t systematic generator matrix G t, and l-dimensional information vector Decode into k-1 dimensional random number vector. Therefore, the transformed matrix G t is obtained by performing basic transformation of the C generation matrix G with the parameter e. By using the code C ′ generated by G t , an information vector can be decoded from any k + e codeword symbols.

(11)本発明は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う第1のステップ(例えば、図7のステップS301に相当)と、前記線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する第2のステップ(例えば、図7のステップS302に相当)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。   (11) In the present invention, a first step (for example, corresponding to step S301 in FIG. 7) for performing linear transformation using a regular matrix Q using an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector as inputs, and the linear A program for causing a computer to execute a second step (for example, corresponding to step S302 in FIG. 7) of inputting a converted k-dimensional vector and outputting n codeword symbols is proposed.

この発明によれば、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行い、線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの符号化器の前処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。   According to the present invention, an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector are input, linear transformation is performed using a regular matrix Q, the linearly transformed k-dimensional vector is input, and n codeword symbols are output. . Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by preprocessing of the existing C encoder without converting the code itself.

(12)本発明は、(11)のプログラムにより生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する第1のステップ(例えば、図9のステップS401に相当)と、該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第2のステップ(例えば、図9のステップS402に相当)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。 (12) The present invention inputs k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the program of (11), and decodes them into an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector. A first step of inputting the k + e codeword symbols and outputting a k-dimensional vector (for example, corresponding to step S401 of FIG. 9); A second step (for example, corresponding to step S402 in FIG. 9) of multiplying the k-dimensional vector by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decoding into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector; Has proposed a program to make a computer execute.

この発明によれば、k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力し、k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。したがって、符号そのものを変換せずに、既存のCの復号器の後処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。 According to the present invention, k + e codeword symbols are input, a k-dimensional vector is output, and the k-dimensional vector is multiplied by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q to obtain an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number. Decode into a vector. Therefore, strong secret protection characteristics can be obtained by post-processing of the existing C decoder without converting the code itself.

本発明によれば、種々の線形符号を利用して強い秘密保護特性を持つ秘密分散符号が構成可能である。このため利用する符号に応じて、高速な符号化や復号が可能になったり、長い符号長の符号を利用することで、有限体の大きさに比べて非常に多くの分散情報が生成可能であったり、符号の誤り訂正能力を利用した分散情報の改ざん検知などが可能となる。   According to the present invention, a secret sharing code having strong secret protection characteristics can be configured using various linear codes. Therefore, depending on the code to be used, high-speed encoding and decoding are possible, or by using a code with a long code length, much more distributed information can be generated than the size of a finite field. It is possible to detect falsification of distributed information using the error correction capability of the code.

本発明の第1の実施形態に係る情報ベクトル符号化装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the information vector encoding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る符号変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the code converter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る情報ベクトル符号化装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the information vector encoding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る情報ベクトル復元装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the information vector decompression | restoration apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る情報ベクトル復元装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the information vector decompression | restoration apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る情報ベクトル符号化装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the information vector encoding apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る情報ベクトル符号化装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the information vector encoding apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る情報ベクトル復元装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the information vector decompression | restoration apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る情報ベクトル復元装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the information vector decompression | restoration apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the constituent elements in the present embodiment can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims.

<第1の実施形態>
図1から図5を用いて、本発明の第1の実施形態について説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

<情報ベクトル符号化装置の構成>
図1に示すように、本実施形態に係る情報ベクトル符号化装置は、符号化器100からなり、符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する。
<Configuration of Information Vector Encoding Device>
As shown in FIG. 1, the information vector encoding device according to the present embodiment includes an encoder 100, and an l-dimensional information vector and k by a systematic generation matrix G t of a conversion code C t obtained from the code conversion device. Encode l-dimensional random number vector and output n codeword symbols.

<符号変換装置の構成>
図2に示すように、本実施形態に係る符号変換装置200は、部分行列A選択器201と、行基本変形器202と、列交換器203とから構成されている。
<Configuration of Code Conversion Device>
As shown in FIG. 2, the code conversion apparatus 200 according to the present embodiment includes a partial matrix A selector 201, a row basic deformer 202, and a column exchanger 203.

部分行列A選択器201は、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する。行基本変形器202は、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する。列交換器203は、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する。 The submatrix A selector 201 forms a submatrix [A B] with an arbitrary [l + n, k] linear code C generator matrix G and an MDS-rank e of C dual code C 入 力 as inputs. The row basic deformer 202 converts the submatrix [A B] into the reduced staircase matrix [A RRE QB]. The column exchanger 203 performs column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputs a systematic generation matrix G t of the conversion code C t .

<情報ベクトル符号化装置の処理>
図3を用いて、情報ベクトル符号化装置の処理について説明する。
<Processing of Information Vector Encoding Device>
The process of the information vector encoding device will be described with reference to FIG.

まず、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し(ステップS101)、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する(ステップS102)。 First, configurations and any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input (step S101), the partial matrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB] (step S102).

そして、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し(ステップS103)、変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する(ステップS104)。 Then, a column exchange echelon matrix [A RRE QB], and outputs the systematic generator matrix G t of the transformation code C t (step S103), l dimension by systematic generator matrix G t of the transformation code C t The information vector and the kl-dimensional random number vector are encoded, and n codeword symbols are output (step S104).

<情報ベクトル復元装置の構成>
図4に示すように、本実施形態に係る情報ベクトル復元装置は、復号器300からなり、符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gにより、情報ベクトル符号化装置により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。
<Configuration of information vector restoration device>
As shown in FIG. 4, the information vector restoration apparatus according to the present embodiment includes a decoder 300 and is generated by the information vector encoding apparatus using the systematic generation matrix G t of the conversion code C t obtained from the code conversion apparatus. Among the n codeword symbols that have been generated, k + e codeword symbols are input and decoded into an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector.

<情報ベクトル復元装置の処理>
図5を用いて、情報ベクトル復元装置の処理について説明する。
<Processing of information vector restoration device>
The processing of the information vector restoration device will be described with reference to FIG.

まず、任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成し(ステップS201)、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する(ステップS202)。 First, configurations and any [l + n, k] linear code C generator matrix G of the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as input (step S201), the partial matrix [ A B] is converted into a reduced staircase matrix [A RRE QB] (step S202).

被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力し(ステップS203)、変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する(ステップS204)。 Performs column swapping of echelon matrix [A RRE QB], the conversion code C t of outputs systematic generator matrix G t (step S203), transform coding C t systematic generator matrix G t, l dimension information The vector and the k-1 dimensional random number vector are decoded (step S204).

以上、説明したように、本実施形態によれば、任意のd1(C)−2個の符号語シンボルからは情報ベクトルの要素一つたりとも確定的に復号することができないという強い秘密保護特性を有する。ここで、d1(C)は符号Cの1次一般化ハミング重みを表す。また、Cの生成行列Gをパラメタeによって基本変形することによって、変換された行列Gを得る。Gによって生成される符号C‘を利用することで、任意のk+e個の符号語シンボルからは情報ベクトルが復号可能である。 As described above, according to the present embodiment, strong secret protection that any element of the information vector cannot be definitely decoded from any d1 ( Cd ) −2 codeword symbols. Has characteristics. Here, d1 (C ) represents the first generalized Hamming weight of the code C . Also, the transformed matrix G t is obtained by performing basic transformation of the C generation matrix G with the parameter e. By using the code C ′ generated by G t , an information vector can be decoded from any k + e codeword symbols.

<第2の実施形態>
図6から図9を用いて、本発明の第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

<情報ベクトル符号化装置の構成>
図6に示すように、本実施形態に係る情報ベクトル符号化装置は、正則行列Q乗算器410と、符号化器420とから構成されている。
<Configuration of Information Vector Encoding Device>
As shown in FIG. 6, the information vector encoding apparatus according to the present embodiment includes a regular matrix Q multiplier 410 and an encoder 420.

正則行列Q乗算器410は、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う。符号化器420は、正則行列Q乗算器において線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する。   The regular matrix Q multiplier 410 receives the l-dimensional information vector and the kl-dimensional random number vector as input, and performs linear transformation using the regular matrix Q. The encoder 420 receives the k-dimensional vector linearly converted in the regular matrix Q multiplier and outputs n codeword symbols.

<情報ベクトル符号化装置の処理>
図7を用いて、情報ベクトル符号化装置の処理について説明する。
<Processing of Information Vector Encoding Device>
The process of the information vector encoding device will be described with reference to FIG.

まず、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う(ステップS301)。そして、線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する(ステップS302)。   First, an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector are input, and linear transformation is performed using a regular matrix Q (step S301). Then, the linearly converted k-dimensional vector is input and n codeword symbols are output (step S302).

<情報ベクトル復元装置の構成>
図8に示すように、本実施形態に係る情報ベクトル復元装置は、復号器510と、逆行列Q−1乗算器520とから構成されている。
<Configuration of information vector restoration device>
As shown in FIG. 8, the information vector restoration apparatus according to this embodiment includes a decoder 510 and an inverse matrix Q −1 multiplier 520.

復号器510は、k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する。逆行列Q−1乗算器520は、k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する。 Decoder 510 receives k + e codeword symbols and outputs a k-dimensional vector. The inverse matrix Q −1 multiplier 520 multiplies the k-dimensional vector by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decodes it to the l-dimensional information vector and the k−1-dimensional random number vector.

<情報ベクトル復元装置の処理>
図9を用いて、情報ベクトル復元装置の処理について説明する。
<Processing of information vector restoration device>
The process of the information vector restoration device will be described with reference to FIG.

まず、k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する(ステップS401)。そして、k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する(ステップS402)。 First, k + e codeword symbols are input, and a k-dimensional vector is output (step S401). Then, the k-dimensional vector is multiplied by the inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decoded into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector (step S402).

以上、説明したように、本実施形態によれば、符号そのものを変換せずに、既存のCの符号化器の前処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。また、符号そのものを変換せずに、既存のCの復号器の後処理によって強い秘密保護特性を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, a strong secret protection characteristic can be obtained by preprocessing of an existing C encoder without converting the code itself. Further, strong secret protection characteristics can be obtained by post-processing of the existing C decoder without converting the code itself.

<実施例>
本発明を具体的に説明するために、以下に、本発明の1実施例を示す。
<Example>
In order to describe the present invention specifically, one embodiment of the present invention will be shown below.

<記号の定義>
まず、Fを位数qを有する有限体とする。このとき、qは、素数の累乗である。また、ベクトルv= [v、・・・、v] ∈F の非ゼロの要素のインデックスの集合supportを数1のように定義する。
<Definition of symbols>
First, let F q be a finite field with order q. At this time, q is a power of a prime number. In addition, a set support of indices of non-zero elements of the vector v = [v 1 ,..., V n ] εF n q is defined as in Expression 1.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

また、ベクトルvのハミング重みを数2と定義する。   Further, the Hamming weight of the vector v is defined as Equation 2.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

また、[n、k]線形記号Cは、F のk次元線形部分空間で定義される。[n、k]線形記号Cを生成する生成行列G∈Fk×nqの各行は、[n、k]線形記号Cの基底を成す。[n、k]線形記号Cの双対符号Cを数3と定義する。 [N, k] linear symbol C is defined by a k-dimensional linear subspace of F n q . Each row of the generator matrix GεFk × nq that generates the [n, k] linear symbol C forms the basis of the [n, k] linear symbol C. [N, k] The dual code C of the linear symbol C is defined as Equation 3.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

また、Cのr次一般化ハミング重み(Generalized Hamming Weight, GHW)は、数4で定義される。   In addition, the r-th generalized Hamming weight (GHW) of C is defined by Equation 4.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

ここで、supp(D)は、supp(D)={i:∃[x、・・・、x]∈D、x≠0}で定義される。{d:r=1、・・・、k}を[n、k]線形符号CのHamming Weight Hierarchy(HWH)と呼び、de+1(C)=n−k+e+1を満たす最小のeをCのMDS−rankと呼ぶ。i=1、・・・、kについて、
μ(C)=n−k+i−d(C)をCのdefectと呼ぶ。
Here, sup (D) is defined by sup (D) = {i: ∃ [x 1 ,..., X n ] ∈D, x i ≠ 0}. {D r : r = 1, ..., k} is called Hamming Weight Hierarchy (HWH) of [n, k] linear code C, and the smallest e satisfying d e + 1 (C) = n−k + e + 1 This is called MDS-rank. For i = 1,..., k,
μ i (C) = n−k + i−d i (C) is called C defect.

<秘密分散符号>
数5を秘匿する情報ベクトルとする(1≦l≦k)CをF上の[l+n、k]線形符号とする。また、Cの生成行列を数6と表す。このとき、数7は、Gのi列目(1≦i≦l+n)であり、数8と仮定する。
<Secret sharing code>
The number 5 and the information vector concealing (1 ≦ l ≦ k) C and [l + n, k] linear code on F q. Further, the generator matrix of C is expressed as Equation 6. At this time, Equation 7 is the i-th column (1 ≦ i ≦ l + n) of G, and is assumed to be Equation 8.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

Figure 2012247575
Figure 2012247575

Figure 2012247575
Figure 2012247575

Figure 2012247575
Figure 2012247575

ベクトルsをGを用いて符号化する際、まず、∀i=1、・・・、lについて、数9を満たす数10をランダムに選択する。GがG=[I X]という形で表される組織的生成行列の場合、数11のk−1次元乱数ベクトルを用いて、数12のように構成すればよい。ここで、I は、k×k単位行列である。 When encoding the vector s using G, first, a number 10 satisfying the number 9 is randomly selected for ∀i = 1,. In the case where G is a systematic generator matrix represented by G = [I k X], it may be configured as shown in Equation 12 using the k−1 dimensional random number vector of Equation 11. Here, I k is a k × k unit matrix.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

Figure 2012247575
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Figure 2012247575
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Figure 2012247575
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次いで、ベクトルuから数13に示す符号語を生成する。そして、符号語シンボルcl+1、・・・、cl+nを伝送路を通して、受信者へ送信する、あるいは、n人の管理者に分散情報として保管させる。以降、基本として、この構成を用いる。 Next, a code word shown in Expression 13 is generated from the vector u. Then, the codeword symbols c l + 1 ,..., C l + n are transmitted to the receiver through the transmission path, or are stored as distributed information by n managers. Hereinafter, this configuration is used as a basis.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

<アンチアクセス集合>
まず、秘密分散の分散情報の集合について、アンチアクセス集合(Anti−Access Structure)と強い秘密保護特性(Strongly−Secure) を以下に定義する。
<Anti-access set>
First, an anti-access set (Anti-Access Structure) and strong secret protection characteristics (Strongly-Secure) are defined below for a set of shared information of secret sharing.

<定義1;アンチアクセス集合>
,・・・、SをF上の統計的に独立かつ一様分布に従う確率変数とする。このとき、S,・・・、S のとる実現値をs,・・・、sと表す。また、cl+1、・・・、cl+nをF上の確率変数とし、各々の実現値をcl+1、・・・、cl+nと表す。インデックスの集合Xに対する確率変数の集合{C:i∈X}をCのように表す。
<Definition 1; Anti-access set>
Let S 1 ,..., S 1 be random variables that are statistically independent and follow a uniform distribution on F q . At this time, representing S 1, · · ·, the realization value taken by the S l s 1, ···, and s l. Further, c l + 1, ···, a c l + n is a random variable on F q, representing each of realizations c l + 1, ···, and c l + n. A set of random variables {C i : iεX} for a set of indexes X is expressed as C x .

次に、J⊂As.t.、|J|=βを定義する。[l+n、k] 線形符号Cで構成した秘密分散法においてJが以下に定義する「強秘密保護特性」を満たすとき、Jを「アンチアクセス集合」と呼ぶ。
強秘密保護特性(Strongly−Secure);∀t=0、・・・、l−1、∀D={r、・・・、rβ−t}⊆J、∀ε={i、・・・、it+1}⊂{1、・・・、l}において、I(Sε;C)=0が成立する。ここで、I()は、相互情報量を示す。
Next, J⊂As. t. , | J | = β. [l + n, k] In the secret sharing scheme composed of the linear code C, when J satisfies the “strong secret protection characteristic” defined below, J is called an “anti-access set”.
Strong-Secure property; ∀t = 0,..., L-1, ∀D = {r 1 ,..., R β-t } ⊆J, ∀ε = {i 1 ,. .., I t + 1 } ⊂ {1,..., L}, I (Sε; C D ) = 0 holds. Here, I () indicates the mutual information amount.

<定義2;a−強秘密保護特性を有する手法>
[l+n、k] 線形符号Cで構成した秘密分散法において、∀J⊂As.t.、|J|=aが、アンチアクセス集合である時、その手法をa−強秘密保護特性を有する手法と呼ぶ。a−強秘密保護特性を有する手法では、a個以下の符号語シンボルから、ベクトルsの1つの要素たりとも確定的に復号されることがないという特性が保証される。a−強秘密保護特性を有するしきい値型ライクなアクセス構造を以下に定義する。
<Definition 2; a-Method with strong secret protection characteristics>
[l + n, k] In the secret sharing scheme composed of the linear code C, ∀J⊂As. t. , | J | = a is an anti-access set, the method is called a method having a-strong secret protection characteristic. In the method having the a-strong secret protection characteristic, a characteristic that no element of the vector s is definitely decoded from a or less codeword symbols is guaranteed. a—Threshold-like access structure with strong secret protection characteristics is defined below.

<定義3;a−強秘密保護特性を有するしきい値型ライクなアクセス構造>
a−強秘密保護特性を有するしきい値型ライクなアクセス構造は、以下の性質を満たす。
1.可用性:∀I⊆As.t.、|I|≧Tについて、BIより一意にベクトルsを復号可能である。
2.秘匿性: ∀I⊆As.t.、|I|≧aは、定義1のアンチアクセス集合となる。
<Definition 3; a-Threshold-like access structure with strong secret protection characteristics>
a-Threshold-like access structure having strong secret protection characteristics satisfies the following properties.
1. Availability: ∀I⊆As. t. , | I | ≧ T, the vector s can be uniquely decoded from the BI.
2. Confidentiality: ∀I⊆As. t. , | I | ≧ a is the anti-access set of definition 1.

<構成>
任意の[l+n、k] 線形符号Cを変換し、定義3を満たす秘密分散符号を構成する。ここで、Cの生成行列を数14と表す。また、Cの双対符号CのHWHを{di(C⊥) =k+i−μi(C⊥) :i=1、・・・、k}、MDS−rankをeと表す。
<Configuration>
An arbitrary [l + n, k] linear code C is converted to construct a secret sharing code that satisfies definition 3. Here, the generator matrix of C is expressed as Equation 14. Further, the HWH of the dual code C of C is represented as {di (C⊥) = k + i−μi (C⊥): i = 1,..., K}, and MDS-rank is represented as e.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

以下の手法で、Gを変換しG、すなわちCを変換しCを得る。
1.Gの任意のk+e列を選択し、部分行列Aを構成する。Gの行を入れ替えて、G´=[A B]とする。(先頭k+e 列でよい)
2.[A I]を行基本変形することで得られる行列を[ARRE Q]とする。このとき、Iはk×k単位行列であり、ARREは、Aを行基本変形して得られる被約階段行列である。また、数15に示す関係がある。
In the following manner, G is converted to G t , that is, C is converted to obtain C t .
1. Arbitrary k + e columns of G are selected to construct a submatrix A. The rows of G are exchanged so that G ′ = [A B]. (First k + e column may be sufficient)
2. Let [A RRE Q] be a matrix obtained by row-basic transformation of [A I k ]. At this time, I k is a k × k unit matrix, and A RRE is an irreducible step matrix obtained by subjecting A to a row basic transformation. Further, there is a relationship shown in Formula 15.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

3.G′′=GG′=[ARRE QB]を得る。
4.G′′のブロック行列ARREの内部で列交換を行い、A´RRE=[IX]を得る。このとき、数16の関係がある。
3. G ″ = GG ′ = [A RRE QB] is obtained.
4). Column exchange is performed inside the block matrix A RRE of G ″ to obtain A ′ RRE = [I k X]. At this time, there is a relationship of Formula 16.

Figure 2012247575
Figure 2012247575

5.G=[A´RRE QB]=[IX QB]とする。このGによる符号Cで構成される秘密分散符号は、パラメータT=k+e、a=d(C)−2において、定義3を満たす。すなわち、任意のk+e 個の符号語シンボル(分散情報)から、復号処理によってベクトルsを復号可能できる。また、任意のd(C)−2個未満の符号語シンボル(分散情報)からは、ベクトルsの一要素たりとも確定的に復号されてしまうことはない。 5. Let G t = [A ′ RRE QB] = [I k X QB]. Secret sharing code consists of code C t by the G t is the parameter T = k + e, in a = d l (C ⊥) -2, satisfies the definition 3. That is, the vector s can be decoded by decoding processing from arbitrary k + e codeword symbols (distributed information). Further, no element of the vector s is definitely decoded from any code word symbol (distributed information) less than d 1 (C ) -2.

なお、情報ベクトル符号化装置あるいは情報ベクトル復元装置の処理をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを情報ベクトル符号化装置あるいは情報ベクトル復元装置に読み込ませ、実行することによって本発明の情報ベクトル符号化装置あるいは情報ベクトル復元装置を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺装置等のハードウェアを含む。   The processing of the information vector encoding device or the information vector restoration device is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by the information vector coding device or the information vector restoration device and executed. As a result, the information vector encoding apparatus or information vector restoration apparatus of the present invention can be realized. The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、WWW(World Wide Web)システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。   Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW (World Wide Web) system is used. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、復号アルゴリズムに関しては特に言及しなかったが、例えば、シンドローム復号や最尤復号等を用いてもよいが、これに限られるものではない。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention. For example, although no particular mention was made regarding the decoding algorithm, for example, syndrome decoding or maximum likelihood decoding may be used, but the present invention is not limited to this.

100;符号化器
200;符号変換装置
210;部分行列A選択器
220;行基本変形器
230;列交換器
300;復号器
410;正則行列Q乗算器
420;符号化器
510;復号器
520;正則行列Q−1乗算器

100; Encoder 200; Code converter 210; Submatrix A selector 220; Row basic transformer 230; Column exchanger 300; Decoder 410; Regular matrix Q multiplier 420; Encoder 510; Decoder 520; Regular matrix Q -1 multiplier

Claims (12)

l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、符号化器によりn個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化装置であって、
前記符号化器が、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化装置。
An information vector encoding device which receives an l-dimensional information vector and a k-l-dimensional random number vector and outputs n codeword symbols by an encoder,
The encoder is
A submatrix selector that constructs a submatrix [A B] by using a generator matrix G of an arbitrary [l + n, k] linear code C and an MDS-rank e of a dual code C of C, and a submatrix [A performs a row basic deformation for converting B] to echelon matrix [a RRE QB], the column replacement of the echelon matrix [a RRE QB], and outputs the systematic generator matrix G t of the transformation code C t The l-dimensional information vector and the kl-dimensional random number vector are encoded by the systematic generation matrix G t of the conversion code C t obtained from the code conversion apparatus including the column exchanger, and n codeword symbols are output. Information vector encoding device.
前記請求項1の情報ベクトル符号化装置により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、復号器により、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置であって、
前記復号器が、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する部分行列選択器と、部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する行基本変形器と、被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する列交換器とからなる符号変換装置より得られる変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置。
Out of n codeword symbols generated by the information vector encoding device according to claim 1, k + e codeword symbols are input, and a decoder obtains them as an l-dimensional information vector and a k-l-dimensional random vector. An information vector restoration device for decoding into
The decoder comprises:
A submatrix selector that constructs a submatrix [A B] by using a generator matrix G of an arbitrary [l + n, k] linear code C and an MDS-rank e of a dual code C of C, and a submatrix [A performs a row basic deformation for converting B] to echelon matrix [a RRE QB], the column replacement of the echelon matrix [a RRE QB], and outputs the systematic generator matrix G t of the transformation code C t An information vector restoration device that decodes an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector using a systematic generation matrix G t of a conversion code C t obtained from a code conversion device including a column exchanger.
l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う正則行列Q乗算器と、
前記正則行列Q乗算器において線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する任意の[l+n、k]線形符号Cの符号化器と、
を備えたことを特徴とする情報ベクトル符号化装置。
a regular matrix Q multiplier that receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector as input and performs a linear transformation using the regular matrix Q;
An arbitrary [l + n, k] linear code C encoder that inputs a k-dimensional vector linearly transformed in the regular matrix Q multiplier and outputs n codeword symbols;
An information vector encoding device comprising:
前記請求項3の情報ベクトル符号化装置により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元装置であって、
前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する復号器と、
該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する逆行列Q−1乗算器と、
を備えたことを特徴とする情報ベクトル復元装置。
Information for inputting k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding device according to claim 3 and decoding them into an l-dimensional information vector and a k-l-dimensional random vector. A vector restoration device,
A decoder that inputs the k + e codeword symbols and outputs a k-dimensional vector;
Is multiplied by the inverse matrix Q -1 of the regular matrix Q in the k-dimensional vectors, the inverse matrix Q -1 multiplier for decoding the l-dimensional information vector and k-l-dimensional random vector,
An information vector restoration device comprising:
l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化方法であって、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップと、
部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップと、
被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップと、
前記変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する第4のステップと、
からなることを特徴とする情報ベクトル符号化方法。
An information vector encoding method which receives an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector and outputs n codeword symbols,
And any [l + n, k] linear code C generator matrix G of a first step of constituting the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input,
A second step of converting the submatrix [A B] to an irreducible staircase matrix [A RRE QB];
A third step of performing column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputting a systematic generator matrix G t of the conversion code C t ;
A fourth step of encoding an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector with the systematic generator matrix G t of the transform code C t and outputting n codeword symbols;
An information vector encoding method comprising:
前記請求項5の情報ベクトル符号化方法により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法であって、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップと、
部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップと、
被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップと、
変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第4のステップと、
からなることを特徴とする情報ベクトル復元方法。
Information for inputting k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding method of claim 5 and decoding them into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random vector. A vector restoration method,
And any [l + n, k] linear code C generator matrix G of a first step of constituting the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input,
A second step of converting the submatrix [A B] to an irreducible staircase matrix [A RRE QB];
A third step of performing column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputting a systematic generator matrix G t of the conversion code C t ;
A fourth step of decoding into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector by the systematic generator matrix G t of the transform code C t ;
An information vector restoration method comprising:
l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う第1のステップと、
前記線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する第2のステップと、
からなることを特徴とする情報ベクトル符号化方法。
a first step of taking a linear transformation by a regular matrix Q using an l-dimensional information vector and a k-l dimensional random vector as inputs;
A second step of inputting the linearly transformed k-dimensional vector and outputting n codeword symbols;
An information vector encoding method comprising:
前記請求項7の情報ベクトル符号化方法により生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法であって、
前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する第1のステップと、
該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第2のステップと、
からなることを特徴とする情報ベクトル復元方法。
Information for inputting k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the information vector encoding method of claim 7 and decoding them into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random vector. A vector restoration method,
A first step of inputting the k + e codeword symbols and outputting a k-dimensional vector;
A second step of multiplying the k-dimensional vector by an inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decoding it into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random vector;
An information vector restoration method comprising:
l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、n個の符号語シンボルを出力する情報ベクトル符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップと、
部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップと、
被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップと、
前記変換符号Cの組織的生成行列Gによりl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを符号化して、n個の符号語シンボルを出力する第4のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
A program for causing a computer to execute an information vector encoding method that receives an l-dimensional information vector and a k−1-dimensional random number vector and outputs n codeword symbols,
And any [l + n, k] linear code C generator matrix G of a first step of constituting the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input,
A second step of converting the submatrix [A B] to an irreducible staircase matrix [A RRE QB];
A third step of performing column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputting a systematic generator matrix G t of the conversion code C t ;
A fourth step of encoding an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector with the systematic generator matrix G t of the transform code C t and outputting n codeword symbols;
A program that causes a computer to execute.
前記請求項9のプログラムにより生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
任意の[l+n、k]線形符号Cの生成行列Gと、Cの双対符号CのMDS−rank eとを入力として部分行列[A B]を構成する第1のステップと、
部分行列[A B]を被約階段行列[ARRE QB]に変換する第2のステップと、
被約階段行列[ARRE QB]の列交換を行い、変換符号Cの組織的生成行列Gを出力する第3のステップと、
変換符号Cの組織的生成行列Gにより、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第4のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
An information vector restoration method for inputting k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the program of claim 9 and decoding the codeword symbols into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector. A program for causing a computer to execute,
And any [l + n, k] linear code C generator matrix G of a first step of constituting the partial matrix [A B] and MDS-rank e of dual codes C of C as an input,
A second step of converting the submatrix [A B] to an irreducible staircase matrix [A RRE QB];
A third step of performing column exchange of the reduced staircase matrix [A RRE QB] and outputting a systematic generator matrix G t of the conversion code C t ;
A fourth step of decoding into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random number vector by the systematic generator matrix G t of the transform code C t ;
A program that causes a computer to execute.
l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルとを入力とし、正則行列Qによる線形変換を行う第1のステップと、
前記線形変換したk次元ベクトルを入力し、n個の符号語シンボルを出力する第2のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
a first step of taking a linear transformation by a regular matrix Q using an l-dimensional information vector and a k-l dimensional random vector as inputs;
A second step of inputting the linearly transformed k-dimensional vector and outputting n codeword symbols;
A program that causes a computer to execute.
前記請求項11のプログラムにより生成されたn個の符号語シンボルのうち、k+e個の符号語シンボルを入力し、これをl次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する情報ベクトル復元方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記k+e個の符号語シンボルを入力し、k次元ベクトルを出力する第1のステップと、
該k次元ベクトルに正則行列Qの逆行列Q−1を乗じて、l次元情報ベクトルとk−l次元乱数ベクトルに復号する第2のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
An information vector restoration method for inputting k + e codeword symbols out of n codeword symbols generated by the program of claim 11 and decoding them into an l-dimensional information vector and a k-l-dimensional random vector. A program for causing a computer to execute,
A first step of inputting the k + e codeword symbols and outputting a k-dimensional vector;
A second step of multiplying the k-dimensional vector by an inverse matrix Q −1 of the regular matrix Q and decoding it into an l-dimensional information vector and a kl-dimensional random vector;
A program that causes a computer to execute.
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