JP2013223102A

JP2013223102A - データ形式に応じた暗号処理装置

Info

Publication number: JP2013223102A
Application number: JP2012093485A
Authority: JP
Inventors: Shohei Hayashi; 昌平林; Tsutomu Imai; 勉今井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-28

Abstract

【課題】
現在、暗号化が必要なデータについては、様々な種類のデータ形式が存在しており、高速化を図るなど現実の暗号化のためには、この点を考慮する必要がある。また、暗号化の強度と暗号化のための時間(手間)は反比例する関係にあり、安全サイドで検討するとどうしても、高速化が図れない、との課題が存在する。
【解決手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、暗号化対象のデータ(ファイル)の形式と必要とされる暗号化の強度の組合せに基づき、暗号化の内容（暗号方式）を特定するものである。また、データ形式に即した暗号化を行うために、上記組合せに加え、暗号化対象データの内容、特性に応じて、動的に暗号化方式を決定することも本発明の一態様である。このことにより、本発明は、データ形式に応じた暗号化を施すことが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファイルデータを暗号化、復号化する技術に関する。その中でも特に、ファイルデータ形式に応じた動的な暗号、復号方式の決定方法に関する。

現在、インターネットなどＩＴ技術の進歩により、様々なデータのやり取りがなされている。例えば、電子メールでの添付ファイルの送受信やダウンロード等で、データのやり取りがなされている。このようなやり取りにおいては、盗聴などの問題に対し、暗号化を施すことが一般的になされている。

この暗号化技術に関する従来技術として、特許文献１が存在する。特許文献１では、暗号化の高速化を図るため、平文をランダムに部分暗号化することにより高速暗号化処理を実現するものである。より具体的には、暗号化処理により生成される暗号化用ビット列を、部分暗号化用ビット列と伸張関数への入力ビットとに分割し、伸張関数により決定される伸張規則に従い部分暗号化用ビット列を伸張し、当該伸張した部分暗号化列と被暗号化用ビット列を排他的論理和演算して暗号化する構成を取っている。

特開２００６−２７０３４３号公報

現在、暗号化が必要なデータについては、様々な種類のデータ形式が存在しており、高速化を図るなど現実の暗号化のためには、この点を考慮する必要がある。また、暗号化の強度と暗号化のための時間(手間)は反比例する関係にあり、安全サイドで検討するとどうしても、高速化が図れない、との課題が存在する。しかし、特許文献１では、この点についての考慮はされておらず、動画データについてのみ暗号化を施すことが開示されている。
そこで、本発明では、様々なデータ形式のデータに対しても、適切な暗号化を施すことを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、暗号化対象のデータ(ファイル)の形式と必要とされる暗号化の強度の組合せに基づき、暗号化の内容（暗号方式）を特定するものである。また、データ形式に即した暗号化を行うために、上記組合せに加え、暗号化対象データの内容、特性に応じて、動的に暗号化方式を決定することも本発明の一態様である。

上記の構成により、本発明は、データ形式に応じた暗号化を施すことが可能になる。

本発明の一実施形態のシステム構成図である。本発明の一実施形態の暗号化処理を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態の復号化処理を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態の暗号化方式を決定する処理を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態で用いるファイル形式毎の暗号強度別暗号処理方式定義情報例を説明する表である。本発明の一実施形態で用いられる動画ファイルのデータ構成例を説明する図である。暗号機能一覧を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明のシステム構成図であり、１は、暗号装置の一部であり、暗復号対象ファイルを読み込み、暗復号対象ファイル形式を判別する機能、２は、暗号装置の一部であり、暗復号対象ファイルに保持されている暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能（ただし、暗号強度は、暗号装置を有する装置への保持も可能）、３は、ファイル形式毎に暗号化強度別の暗号処理方式を定義した情報、４は、暗号装置の一部であり、暗復号対象ファイル形式を判別する機能１が判別したファイル形式と、暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能２が取得した暗号化対象ファイルの暗号強度の情報をもとに、ファイル形式毎に暗号化強度別の暗号処理方式を定義した情報３を参照し、暗号処理機能を決定する機能、５は、暗号装置の一部であり、決定した暗号処理方式（機能）の情報を暗号化対象ファイルへ書き込み、復号化対象ファイルから取得する機能、６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄ、６−Ｅは、暗復号対象ファイルの暗号化、復号化を行う機能、７は、暗復号対象ファイル形式を判別する機能１、暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能２、ファイル形式毎に暗号化強度別の暗号処理方式を定義した情報３、暗号方式を決定する機能４、決定した暗号処理方式（機能）の情報を暗号化対象ファイルへ書き込み、復号化対象ファイルから取得する機能５、復号化を行う機能６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄ、６−Ｅを有する暗号装置、８は、暗復号対象の動画ファイル、９は、暗復号対象の画像ファイル、１０は、暗復号対象の文書ファイル、１１は、暗復号対象のデータファイルである。

次に、図２を用いて、暗復号対象ファイル形式を判別する機能１、暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能２、ファイル形式毎に暗号化強度別の暗号処理方式を定義した情報３、暗復号方式を決定する機能４、決定した暗号処理方式（機能）の情報を暗号化対象ファイルへ書き込む機能５、復号化を行う機能６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄ、６−Ｅを用いた、暗号装置１が暗号対象ファイルを暗号化する処理の全体フローを説明する。説明にて用いる図５は、暗号対象ファイル形式が動画ファイル（ＭＰＥＧＴＳ）形式の暗号強度別暗号処理方式定義情報、図６は、暗号化対象動画ファイル（ＭＰＥＧＴＳ）形式のデータ構成、図７は、暗号装置１が有する暗復号機能一覧である。

図２のＳ１１では、暗号装置１が暗号化対象ファイルを読み込み、暗号化対象ファイルデータを暗復号対象ファイル形式を判別する機能１へと渡す。Ｓ１２では、暗復号対象ファイル形式を判別する機能１がＳ１１で受け取った暗号化対象ファイルデータより、ファイル形式を判別する。例えば、doc形式の文書ファイルや、ＪＰＥＧ形式の画像ファイルといったファイル形式を判別する。Ｓ１３では、暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能２が暗号化対象ファイルデータまたは、暗号装置を有する装置に保持されている暗号強度の情報を取得する。例えば、暗号化強度１や、暗号化強度４といった情報である。暗号強度の情報が取得できない場合は、暗号化対象外のファイルデータであると判断し、暗号化処理は実施しないものとする。Ｓ１４からＳ１７にて実施する暗号化対象ファイルデータと、暗号化対象ファイルの暗号強度をもとに、ファイル形式毎に暗号化強度別の暗号処理方式を定義情報を参照し、暗号方式を決定する処理の詳細を、暗号化対象ファイルがＭＰＥＧ（ＴＳ）動画ファイルの場合について、図４のフローチャートを用いて説明する。

図４のＳ１４では、暗復号方式を決定する機能４が暗号化対象ファイル形式と暗号化対象ファイルの暗号強度情報をもとにファイル形式毎の暗号強度別暗号処理方式定義情報を参照し、暗号方式を決定する。例えば、暗号化対象ファイルのファイル形式がＭＰＥＧ（ＴＳ）動画ファイルであり、暗号強度が３の場合、図５より、ヘッダデータと最小となるデータ内容を暗号化する暗号方式となる。Ｓ１５では、決定した暗号方式毎に使用する暗号機能を決定する。例えば、暗号化対象ファイルのファイル形式がＭＰＥＧ（ＴＳ）動画ファイルであり、暗号強度の情報が１または、３の場合、最小となるデータ内容を決定するため、Ｓ１６へ進む。

暗号強度の情報が２の場合、図５より、ヘッダデータのみを暗号化する方式のため、図７より、暗復号機能Ａを用いて暗号化を行う。暗号強度の情報が４の場合、図５より、ヘッダデータと全データの内容の一部を暗号化する方式のため、図７より、暗復号機能Ａと暗復号機能Ｄを用いて暗号化を行う。暗号強度の情報が５の場合、図５より、全データを暗号化する方式のため、図７より、暗復号機能Ｅを用いて暗号化を行う。Ｓ１６では、動画ファイルデータを読込み、最小データ内容を決定する。例えば、図６より、動画データ部と音声データ部の合計値を比較し、小さいほうのデータ部を最小となるデータ部として決定する。Ｓ１７では、暗号強度の情報と最小となるデータ部の情報より、暗号化方式を決定する。例えば、暗号強度の情報が１、最小データの内容が音声データの場合は、図５より、最小となるデータ内容を暗号化する方式のため、図７より、暗復号機能Ｂを用いて暗号化を行う。暗号強度の情報が３、最小データの内容が動画データの場合は、図５より、ヘッダデータと最小となるデータ内容を暗号化する方式のため、図７より、暗復号機能Ａと暗復号機能Ｃを用いて暗号化を行う。
Ｓ１８では、決定した暗号処理方式（機能）の情報を暗号化対象ファイルへ書き込みを行う機能５が、暗号化対象ファイルへ暗号化を行う暗号機能の情報を書き込む。例えば、暗号化対象ファイルを、暗復号機能Ａと暗復号機能Ｃを用いて暗号化する場合、暗復号機能Ａと暗復号機能Ｃを用いて暗号化を行ったことを書き込む。Ｓ１９では、Ｓ１４からＳ１７で決定した暗復号機能を用いて、暗号化対象ファイルの暗号化を行う。

図３を用いて、暗復号対象ファイルの暗号強度を取得する機能２、暗復号方式を決定する機能４、暗号化方式（機能）情報の取得機能５を用いた、暗号装置１が復号対象ファイルを復号化する処理の全体フローを説明する。
Ｓ２１では、暗号装置１が復号化対象ファイルを読み込み、暗号化方式（機能）の情報取得機能５へと渡す。Ｓ２２では、暗号化方式（機能）の情報取得機能５が、復号化対象ファイルに書き込まれている暗号化方式（機能）の情報を取得する。例えば、復号化対象ファイルの暗号化を暗復号機能Ａと暗復号機能Ｃを用いて行っていた場合、暗復号機能Ａと暗復号機能Ｃを用いて暗号化されたという情報を取得する。Ｓ２３では、暗号強度別の暗復号処理方式決定機能４が、暗号化方式（機能）の情報取得機能５が取得した暗号化方式（機能）の情報をもとに、復号化機能を決定する。復号化機能は、暗号化機能と同一の暗復号機能を用いる。Ｓ２４では、暗号強度別の暗復号処理方式決定機能４が決定した暗復号機能を用いて復号処理を行う。

本実施形態によれば、異なるファイル形式の暗号化対象ファイルに対し、暗号化強度に応じた暗号化処理の実施と、データ構造、データ量に応じて、高速で効率的な暗号処理を動的に行うことができる。

１…ファイ種別判別機能、２…暗号強度取得機能、３…ファイル形式毎の暗号強度別暗号処理方式定義情報、４…暗号強度別の暗復号処理方式決定機能、５…暗号化方式書き込み、取得機能、６−Ａ…暗号機能Ａ、６−Ｂ…暗号機能Ｂ、６−Ｃ…暗号機能Ｃ、６−Ｄ…暗号機能Ｄ、６−Ｅ…暗号機能Ｅ、７…暗号装置、８…動画ファイル、９…画像ファイル、１０…文書ファイル、１１…データファイル

Claims

データの種別毎に、暗号化方式を対応付けて記録した手段と、
暗号化対象データを入力し、当該暗号化対象データの種別を判別する手段と、
前記判別された種別に応じて、前記暗号化対象データに対応する暗号化方式を抽出する手段と、
前記暗号化対象データに対して要求される暗号化強度を受付ける手段と、
前記暗号化強度に応じて、前記暗号化方式から用いられる暗号化方式を特定する手段とを有することを特徴とするデータ形式に応じた暗号処理装置。
請求項１に記載のデータ形式に応じた暗号処理装置において、
前記特定する手段は、前記暗号化対象データの内容および特性に応じて、動的に暗号化方式を特定することを特徴とするデータ形式に応じた暗号処理装置。
データの種別毎に、暗号化方式を対応付けて記録しておき、
暗号化対象データを入力し、当該暗号化対象データの種別を判別し、
前記判別された種別に応じて、前記暗号化対象データに対応する暗号化方式を抽出し、
前記暗号化対象データに対して要求される暗号化強度を受付け、
前記暗号化強度に応じて、前記暗号化方式から用いられる暗号化方式を特定することを特徴とするデータ形式に応じた暗号処理方法。
請求項３に記載のデータ形式に応じた暗号処理方法において、
前記特定する処理はは、前記暗号化対象データの内容および特性に応じて、動的に暗号化方式を特定することを特徴とするデータ形式に応じた暗号処理方法。