JP2013207368A

JP2013207368A - データ管理装置、データ分割装置およびデータ復元装置

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Publication number: JP2013207368A
Application number: JP2012071481A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Saito; 圭亮斉藤; Hitoshi Kumagai; 仁志熊谷
Original assignee: Hitachi Solutions Ltd
Current assignee: Hitachi Solutions Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP5821040B2

Abstract

【課題】秘密分散法における機密性を確保したままに、災害や障害によるデータの消失の可能性を低下させる。
【解決手段】データ管理装置１０は、公知の秘密分散法で使用している平文の分割データの他に、暗号文の分割データも作成し、平文の分割データと暗号文の分割データを保管装置３０１〜３０５に保存する。ｋ個以上の平文の分割データがあれば元データを復元でき、また、ｌ個以上の暗号文の分割データがあれば元データを復元できる。暗号文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｌは、平文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｋよりも小さい。データ管理装置１０は、通常は、平文の分割データから元データを復元するが、平文の分割データの数がしきい値ｋに満たない場合には、暗号文の分割データから元データを復元する。
【選択図】図１

Description

本発明は、データを分割して管理するデータ管理装置、データ分割装置およびデータ復元装置に関する。

重要なデータ（以下、元データという。）を保管する方法として秘密分散法が知られている。
秘密分散法には、元データからｎ個の分割データを作成し、ｎ個の分割データを集めることで、元データを復元することができるｎ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｎ分散方式と、元データからｎ個の分割データを作成し、ｎ個の分割データのうちｋ個の分割データを集めることで、元データを復元することができるｋ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｎ分散方式とが存在する。

このうち、ｋ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｎ分散方式では、ｎ個に分割した分割データのうち、ｋ個の分割データを集めることで、元データを復元することができるようにすることで、機密性と可用性を両立させている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、分割データから元データを復元する際に使用する、管理情報も分割して保管することにより、機密性と可用性を高めるデータ分割管理方法を開示する。

特開２００４−１４７２１８号公報

従来のｋ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｎ分散方式の秘密分散法では、ｎ個の分割データのうち、ｋ個以上の分割データを集めることで、元データを復元することができ、しきい値ｋの値が大きいほど機密性が高くなる。
しかし、しきい値ｋの値を大きくすることは、災害や障害によってデータが消失した場合に、ｋ個以上の分割データを集めることができず、元データを復元できなくなるリスクを高めることになり、可用性が低下する。

本発明の目的は、秘密分散法における機密性を確保したままに、災害や障害によるデータの消失の可能性を低下させることができるデータ管理装置、データ分割装置およびデータ復元装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のデータ管理装置は、
元データを所定の第１の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第１の数より大きい所定の第２の数の平文の第１分割データに分割するとともに、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第２の数の平文の第２分割データに分割する分割手段と、
前記平文の第２分割データを暗号化し、暗号文の分割データを作成する暗号化手段と、
前記平文の第１分割データと暗号文の分割データとを複数の保管装置に保管する保管手段と、
前記複数の保管装置から平文の第１分割データと暗号文の分割データとを収集する収集手段と、
前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できたか否かを判別し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できた場合には前記平文の第１分割データから元データを復元し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できたか否かを判別し、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できた場合には前記暗号文の分割データを復号し、復号された前記平文の第２分割データから元データを復元する復号復元手段と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、本発明のデータ管理装置は、
前記保管手段が、前記各保管装置に、前記平文の第１分割データと暗号文の分割データの両方を保管することを特徴とする。

好ましくは、本発明のデータ管理装置は、
前記復号復元手段が、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、管理者の正当性が認証された場合にのみ、前記暗号文の分割データを前記平文の第２分割データに復号することを特徴とする。

また、本発明のデータ分割装置は、
元データを所定の第１の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第１の数より大きい所定の第２の数の平文の第１分割データに分割するとともに、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第２の数の平文の第２分割データに分割する分割手段と、
前記平文の第２分割データを暗号化し、暗号文の分割データを作成する暗号化手段と、
前記平文の第１分割データと暗号文の分割データとを複数の保管装置に保管する保管手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明のデータ復元装置は、
複数の保管装置から、元データを所定の第１の数以上収集できた場合に前記元データを復元可能な平文の第１分割データと、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な平文の第２分割データが暗号化された暗号文の分割データとを収集する収集手段と、
前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できたか否かを判別し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できた場合には前記平文の第１分割データから元データを復元し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できたか否かを判別し、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できた場合には前記暗号文の分割データを復号し、復号された前記平文の第２分割データから元データを復元する復号復元手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、秘密分散法における機密性を確保したままに、災害や障害によるデータの消失の可能性を低下させることができる。

本発明の実施形態に係るデータ分割管理システム１の構成の一例を示す図である。元データから、しきい値が４である平文の分割データを作成する分割処理の一例を示す図である。元データから、しきい値が２である暗号文の分割データを作成する分割処理の別の例を示す図である。保管装置に、平文の分割データと暗号文の分割データとを格納した状態の一例を示す図である。４個の平文の分割データから元データを復元する復元処理の一例を示す図である。２個の暗号文の分割データから元データを復元する復元処理の別の例を示す図である。元データから平文の分割データと暗号文の分割データを作成し、それらを保管装置に格納する分割処理の流れの一例を示す図である。保管装置に格納されている分割データから、元データを復元する復元処理の流れの一例を示す図である。

本発明の実施形態に係るデータ管理装置は、公知の秘密分散法で使用している分割データ(以下、平文の分割データ)の他に、暗号文の分割データも作成し、平文の分割データと暗号文の分割データを保管装置に保存する。平文の分割データはｋ（ケー）個以上あれば元データを復元でき、また、暗号文の分割データは、ｌ（エル）個以上あれば元データを復元できる。暗号文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｌは、平文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｋよりも小さい。
本発明の実施形態に係るデータ管理装置は、通常は、平文の分割データから元データを復元するが、平文の分割データの数がしきい値ｋに満たない場合には、暗号文の分割データから元データを復元する。
以下、本発明の実施形態に係るデータ分割管理システムについて図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明では、一つの元データから作成する分割データの数ｎを５、平文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｋを４、暗号文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｌを２とする。

図１は、本発明の実施形態に係るデータ分割管理システム１の構成の一例を示す。
データ分割管理システム１は、データ管理装置１０と、保管装置３０１と、保管装置３０２と、保管装置３０３と、保管装置３０４と、保管装置３０５とを有する。
データ管理装置１０と、保管装置３０１と、保管装置３０２と、保管装置３０３と、保管装置３０４と、保管装置３０５とはネットワーク４００に通信可能に接続されている。
データ管理装置１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等で構成されるメモリと、ハードディスク装置等で構成される記憶装置とを有する。データ管理装置１０は、データ分割管理システム１を利用する利用者よる操作を受け付けるために、更に、キーボードやタッチパネル等を含む入力部と、ディスプレイ等を含む表示部とを有していてもよい。また、データ管理装置１０は、ネットワーク４００に接続されており、利用者によって操作されるコンピュータ（図示なし）とデータを送受信する構成であってもよい。
保管装置３０１〜３０５は、ハードディスク装置等で構成される記憶装置を備えており、その記憶装置に平文の分割データと暗号文の分割データが保存される。

データ管理装置１０のメモリはデータ管理プログラムを記憶しており、データ管理装置１０のＣＰＵがそのデータ管理プログラムを実行することにより、図１に示すように、分割部１１と、復元部１２と、認証部１３と、暗号化部１４と、復号部１５と、保管部１６と、収集部１７との各機能が実現される。
分割部１１は、元データを、しきい値ｋ以上の数の分割データがある場合に復元可能な平文の分割データに分割するとともに、しきい値ｌ以上の数の分割データがある場合に復元可能な平文の分割データに分割する。
暗号化部１４は、しきい値ｌ以上の数の分割データがある場合に復元可能な平文の分割データを暗号化し、暗号文の分割データを作成する。
保管部１６は、分割部１１と暗号化部１４とによってそれぞれ作成された平文の分割データと暗号文の分割データとを保管装置３０１〜３０５に格納する。
収集部１７は、保管装置３０１〜３０５から平文の分割データと暗号文の分割データを取得する。収集部１７は、また、平文の分割データをｋ個未満しか収集できなかった場合には、復号部１５に暗号文の分割データを復号させる。
復元部１２は、平文の分割データをｋ個以上収集できた場合には平文の分割データから元データを復元する。平文の分割データをｋ個以上収集できなかった場合には、復号部１５によって復号された平文の分割データから元データを復元する。
認証部１３は、管理者に認証を受けるように要求し、管理者の正当性が認証されるか否かを判別する。認証部１３は、例えば、管理者によって入力された識別ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）とパスワードとにより管理者の正当性を認証する。
復号部１５は、暗号文の分割データを、しきい値ｌ以上の数の分割データがある場合に復元可能な平文の分割データに復号する。
なお、分割部１１は分割手段の一例であり、暗号化部１４は暗号化手段の一例であり、保管部１６は保管手段の一例であり、収集部１７は収集手段の一例であり、復元部１２と認証部１３と復号部１５とは復号復元手段の一例である。

図２は、元データ１０１から、しきい値が４である平文の分割データ１１１〜１１５を作成する分割処理の一例を示す。
図２に示すように、しきい値が４である平文の分割データ１１１〜１１５を作成する処理では、分割部１１が元データ１０１を５個に分割し、５個の平文の分割データ１１１〜１１５を作成する。これらの平文の分割データ１１１〜１１５は、いずれか４個の平文の分割データから元データを復元することができる。

図３は、元データ１０１から、しきい値が２である暗号文の分割データ２１１〜２１５を作成する分割処理の別の例を示す。
図３に示すように、しきい値が２である暗号文の分割データ２１１〜２１５を作成する処理では、まず分割部１１が元データ１０１を５個に分割し、５個の平文の分割データ２０１〜２０５を作成する。これらの平文の分割データ２０１〜２０５は、いずれか２個の平文の分割データから元データを復元することができる点で、図２の平文の分割データ１１１〜１１５とは異なる。次に、暗号化部１４が５個に分割した平文の分割データ２０１〜２０５を暗号化する。

図４は、保管装置３０１〜３０５に、平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５とを格納した状態の一例を示す。
５台の保管装置３０１〜３０５のそれぞれに、平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５が、それぞれ一つずつ格納されている。

図５は、４個の平文の分割データから元データを復元する復元処理の一例を示す。
収集部１７は、例えば、４台の保管装置３０１〜３０４から４つの平文の分割データ１１１〜１１４を収集する。次に、復元部１２は、収集した４つの平文の分割データ１１１〜１１４から元データ１０１を復元する。

図６は、４個の平文の分割データが存在しないために、２個の暗号文の分割データから元データを復元する復元処理の別の例を示す。
収集部１７は、まず、保管装置３０１〜３０５から、平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５の収集を試みる。このとき、例えば、保管装置３０１と保管装置３０２と保管装置３０４から平文の分割データと暗号文の分割データを収集できず、保管装置３０３と保管装置３０５から平文の分割データ１１３、１１５と暗号文の分割データ２１３、２１５とを収集できたとする。
この場合、復元部１２は、平文の分割データ１１３、１１５から元データ１０１を復元することができない。そこで、認証部１３は、管理者に認証を受けるように要求する。認証部１３による管理者の認証が成功すると、復号部１５は、収集した暗号文の分割データ２１３、２１５を復号する。最後に、復元部１２は、復号された平文の分割データ２０３’と平文の分割データ２０５’とから元データ１０１を復元する。

図７は、元データ１０１から平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５を作成し、それらを保管装置３０１〜３０５に格納する分割処理の流れの一例を示す。
まず、分割部１１は、元データ１０１をしきい値が４である平文の分割データ１１１〜１１５に分割する（Ｓ１１）。次に、分割部１１は、元データ１０１をしきい値が２である平文の分割データ２０１〜２０５に分割する（Ｓ１２）。次に、暗号化部１４は、５個に分割された平文の分割データ２０１〜２０５を暗号化し、暗号文の分割データ２１１〜２１５を作成する（Ｓ１３）。最後に、保管部１６は、平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５とを保管装置３０１〜３０５に格納する（Ｓ１４）。

図８は、保管装置３０１〜３０５に格納されている分割データから、元データ１０１を復元する復元処理の流れの一例を示す。
まず、収集部１７は、保管装置３０１〜３０５から、平文の分割データ１１１〜１１５と暗号文の分割データ２１１〜２１５の収集を試みる（Ｓ２１）。
次に、復元部１２は、平文の分割データ１１１〜１１５をしきい値４以上収集できたか否かを判別する（Ｓ２２）。平文の分割データ１１１〜１１５をしきい値４以上収集できた場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、復元部１２は、平文の分割データ１１１〜１１５から元データを復元する（Ｓ２８）。一方、平文の分割データ１１１〜１１５をしきい値４以上収集できなかった場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、復元部１２は、ステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３では、復元部１２は、暗号文の分割データ２１１〜２１５をしきい値２以上収集できたか否かを判別する（Ｓ２３）。暗号文の分割データ２１１〜２１５をしきい値２以上収集できなかった場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、復元部１２は、復元処理を終える。一方、暗号文の分割データ２１１〜２１５をしきい値２以上収集できた場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、認証部１３は、管理者に認証を受けるように要求する（Ｓ２４）。
認証部１３による管理者の認証が失敗した場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、復元部１２は、復元処理を終える。認証部１３による管理者の認証が成功すると（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、復号部１５は、収集した暗号文の分割データ２１１〜２１５を復号する（Ｓ２６）。最後に、復元部１２は、復号された平文の分割データ２０１〜２０５から元データ１０１を復元する（Ｓ２７）。

なお、上述した実施形態では、ネットワークに接続された保管装置に平文の分割データと暗号文の分割データとを保管する例を示したが、これに限らず、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷのような光学ディスクやＵＳＢメモリ等の可搬型記憶媒体に平文の分割データと暗号文の分割データとを保管することもできる。このため、本発明における保管装置には、可搬型記憶媒体も含まれるものとする。
また、上述した実施形態では、個々の保管装置に平文の分割データと暗号文の分割データを組みにして保存する例を示したが、平文の分割データと暗号文の分割データの一部または全部を異なる保管装置に保存してもよい。
また、上述した実施形態では、分割部と、復元部と、認証部と、暗号化部と、復号部と、保管部と、収集部とを有するデータ管理装置の例を示したが、本発明は分割部と暗号化部と保管部とを有するデータ分割装置と、復元部と認証部と復号部と収集部とを有するデータ復元装置で構成されるシステムとしても実施することができる。

以上説明したように、本発明のデータ管理装置によれば、暗号文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｌを、平文の分割データから元データを復元するためのしきい値ｋよりも小さくすることで、暗号文の分割データから元データを復元する場合、平文の分割データから元データを復元する場合と比べて、少ない分割データから元データを復元することができる。このため、災害や障害によってデータを消失した場合であっても、元データを復元することができる可能性が高くなる。
また、暗号文の分割データから元データを復元するためには、管理者による認証を受け、暗号文の分割データを復号する必要がある。このため、管理者による認証を受けていない状態では、暗号文の分割データは意味を成さない情報であり、暗号文の分割データから元データを復元するしきい値ｌを小さく設定したとしても、機密性が低下することはない。

１…データ分割管理システム、１０…データ管理装置、１１…分割部、１２…復元部、１３…認証部、１４…暗号化部、１５…復号部、１６…保管部、１７…収集部、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５…保管装置、４００…ネットワーク

Claims

元データを所定の第１の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第１の数より大きい所定の第２の数の平文の第１分割データに分割するとともに、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第２の数の平文の第２分割データに分割する分割手段と、
前記平文の第２分割データを暗号化し、暗号文の分割データを作成する暗号化手段と、
前記平文の第１分割データと暗号文の分割データとを複数の保管装置に保管する保管手段と、
前記複数の保管装置から平文の第１分割データと暗号文の分割データとを収集する収集手段と、
前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できたか否かを判別し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できた場合には前記平文の第１分割データから元データを復元し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できたか否かを判別し、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できた場合には前記暗号文の分割データを復号し、復号された前記平文の第２分割データから元データを復元する復号復元手段と、
を備えることを特徴とするデータ管理装置。
前記保管手段が、前記各保管装置に、前記平文の第１分割データと暗号文の分割データの両方を保管することを特徴とする請求項１に記載のデータ管理装置。
前記復号復元手段が、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、管理者の正当性が認証された場合にのみ、前記暗号文の分割データを前記平文の第２分割データに復号することを特徴とする請求項１または２に記載のデータ管理装置。
元データを所定の第１の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第１の数より大きい所定の第２の数の平文の第１分割データに分割するとともに、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な前記第２の数の平文の第２分割データに分割する分割手段と、
前記平文の第２分割データを暗号化し、暗号文の分割データを作成する暗号化手段と、
前記平文の第１分割データと暗号文の分割データとを複数の保管装置に保管する保管手段と、
を備えることを特徴とするデータ分割装置。
複数の保管装置から、元データを所定の第１の数以上収集できた場合に前記元データを復元可能な平文の第１分割データと、前記元データを前記第１の数より小さい所定の第３の数以上収集できた場合に、前記元データを復元可能な平文の第２分割データが暗号化された暗号文の分割データとを収集する収集手段と、
前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できたか否かを判別し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できた場合には前記平文の第１分割データから元データを復元し、前記平文の第１分割データを前記第１の数以上収集できなかった場合には、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できたか否かを判別し、前記暗号文の分割データを前記第３の数以上収集できた場合には前記暗号文の分割データを復号し、復号された前記平文の第２分割データから元データを復元する復号復元手段と、
を備えることを特徴とするデータ復元装置。