JP2016148722A - 秘匿パターンマッチング装置、端末装置、その方法、プログラム、およびデータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】表記の種別の区別の有無を指定可能な秘匿パターンマッチング装置を提供する。
【解決手段】秘匿論理積演算部１１５ｎ、１１６ｎはそれぞれ、対象文字の表記が大文字、小文字等の特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報とパターン文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、対象文字の内容を表す対象符号とパターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく第１判定結果、および、対象符号とパターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得る。秘匿論理演算部１１７ｎは、判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に第１判定結果に基づき、判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、暗号応用技術に関し、特に入力データを明かすことなくデータ処理を行う秘密計算技術に関する。

秘匿された文字列に対するパターンマッチング技術として非特許文献１に記載された手法がある。この手法では、パターンマッチングの対象文字列とパターンの両方を秘匿した状態でパターンマッチングを行い、秘匿化されたパターンマッチングの結果を得る。この手法では任意の文字に対応したワイルドカードを使うこともできる。

濱田浩気，桐淵直人，五十嵐大，"ラウンド効率のよい秘密計算パターンマッチング"，Computer Security Symposium 2014.

しかしながら、従来手法は表記の種別の区別の有無を指定可能なパターンマッチングに適応していない。
本発明の課題は、表記の種別の区別の有無を指定可能なパターンマッチングを秘密計算で行うことである。

対象文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報とパターン文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、対象文字の内容を表す対象符号とパターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく判定結果、および、対象符号とパターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得る。判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に第１判定結果に基づき、判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を得る。

これにより、表記の種別の区別の有無を指定可能なパターンマッチングを秘密計算で実現できる。

図１は実施形態の秘匿パターンマッチングシステムの構成を例示したブロック図である。 図２は実施形態の秘匿パターンマッチング装置の機能構成を例示したブロック図である。 図３Ａは実施形態の端末装置の機能構成を例示したブロック図であり、図３Ｂは実施形態のデータベース装置の機能構成を例示したブロック図である。 図４Ａは実施形態の端末装置の処理を例示するためのフロー図であり、図４Ｂは実施形態の秘匿パターンマッチング装置の処理を例示するためのフロー図である。 図５Ａは、対象符号およびパターン符号の例（変換後の符号点）を示した図である。図５Ｂは、対象文字またはパターン文字と、対象文字種別情報またはパターン文字種別情報の例（大文字フラグおよび小文字フラグ）と、対象符号およびパターン符号の例（変換後の符号点）との関係を例示するための図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、対象文字種別情報とパターン文字種別情報とが一致し、かつ、対象符号とパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報の例（結果II）を例示した図である。図６Ｃおよび図６Ｄは、対象符号とパターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報の例（結果III）を例示した図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、対象文字種別情報とパターン文字種別情報とが一致し、かつ、対象符号とパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報の例（結果II）を例示した図である。図７Ｃおよび図７Ｄは、対象符号とパターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報の例（結果III）を例示した図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、第１情報の例（結果II）に基づく第１判定結果の例（パターンマッチング結果ｘ_ｎ）を例示した図である。 図９Ａおよび図９Ｂは、第２情報の例（結果III）に基づく第２判定結果の例（パターンマッチング結果ｙ_ｎ）を例示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［用語］
各実施形態で使用する用語を定義する。
「文字」とは、可視的表現を持ち、符号化表現が可能な記号を意味する。「文字」は、言語を伝達し記録するために線や点を使って形作られた記号（非図形文字）であってもよいし、それに準ずる記号（図形文字）であってもよい。「文字」の例は、文字コード規格で定められた符号化文字である。

「パターンマッチング」とは、「対象文字列（対象情報）」が「パターン文字列（パターン情報）」の条件を満たすかを判定する演算を意味する。「対象文字列」および「パターン文字列」は、ともに１個または２個以上の文字を含む。「対象文字列」に含まれる各文字を「対象文字」と呼び、「パターン文字列」に含まれる各文字を「パターン文字」と呼ぶ。「対象文字列」や「パターン文字列」の例は、テキストデータ（文書データ、数値データなど）に含まれた文字列や検索キーワードなどである。例えば、「対象文字列」がテキストデータに含まれた文字列であって「パターン文字列」が検索キーワードであってもよいし、「対象文字列」および「パターン文字列」が互いに同一または異なるテキストデータに含まれた文字列であってもよい。

「種別（クラス）」とは、文字の表記の種別を意味する。例えば、「種別」の例は大文字、小文字、半角、全角、特定のフォントなどである。「文字種別情報」とは、文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す情報（フラグ）を意味する。文字の表記が特定の種別に該当する場合、その「文字種別情報」の値は真（Ｔ）（有効）であり、文字の表記が特定の種別に該当しない場合、その「文字種別情報」の値は偽（Ｆ）（無効）である。例えば、文字「Ａ」の場合、「大文字」という文字種別情報は真（Ｔ）（有効）であり、「小文字」という文字種別情報は偽（Ｆ）（無効）である。「対象文字」の「文字種別情報」を「対象文字種別情報」と呼び、「パターン文字」の「文字種別情報」を「パターン文字種別情報」と呼ぶ。

「文字の内容」とは「文字」が表す概念を意味する。例えば、大文字の「Ａ」と小文字の「ａ」とは同じ概念（アルファベットの最初の文字）を表し、「Ａ」の内容と「ａ」の内容とは同一である。「対象符号」とは「対象文字」の内容を表す符号であり、「パターン符号」とは「パターン文字」の内容を表す符号である。「対象文字」と「パターン文字」とが同じ内容を表すとき、それらの「対象符号」と「パターン符号」とは互いに同一である。例えば、「Ａ」に対応する「対象符号」と「ａ」に対応する「パターン符号」とは同一である。一方、たとえ「種別」が同一であっても、「対象文字」と「パターン文字」とが異なる内容を表すとき、それらの「対象符号」と「パターン符号」とは異なる。例えば、「Ａ」に対応する「対象符号」と「Ｂ」に対応する「パターン符号」とは異なる。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態を説明する。
＜構造＞
図１に例示するように、本形態の秘匿パターンマッチングシステム１は、端末装置１２、秘匿パターンマッチング装置１１_１−１１_Ｎ、およびデータベース装置１３_１−１３_Ｎを有する。ただし、Ｎは１以上の整数である。例えば、本システムで秘密分散方式や秘匿回路方式に基づく秘密計算を行う場合にはＮ≧２であり、準同型性暗号方式に基づく秘密計算を行う場合にはＮ＝１である。

図２に例示するように、本形態の秘匿パターンマッチング装置１１_ｎ（ただし、ｎ∈｛１，・・・，Ｎ｝）は、入力部１１１_ｎ、秘匿一致判定部１１２_ｎ−ｋ（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝、Ｋは１以上の整数（奇数または偶数））、秘匿一致判定部１１３_ｎ、秘匿論理積演算部１１４_ｎ，１１５_ｎ，１１６_ｎ、秘匿論理演算部１１７_ｎ、出力部１１８_ｎ、および制御部１１９_ｎを有する。ここで、秘匿一致判定部１１２_ｎ−ｋ、秘匿一致判定部１１３_ｎ、および秘匿論理積演算部１１４_ｎ，１１５_ｎ，１１６_ｎは第１演算部の例であり、秘匿論理演算部１１７_ｎは第２演算部の例である。説明の便宜上、各部を独立な部位として記述しているが、それらが独立の部位である必要はない。例えば、秘匿一致判定部１１２_ｎ−ｋや秘匿一致判定部１１３_ｎが同一の部位であってもよいし、秘匿論理積演算部１１４_ｎ，１１５_ｎ，１１６_ｎが同一の部位であってもよい。

図３Ａに例示するように、本形態の端末装置１２は、入力部１２１，１２６、文字種別情報取得部１２２、符号点変換部１２３、秘匿化部１２４、出力部１２５、復元部１２７、および制御部１２８を有する。図３Ｂに例示するように、本形態のデータベース装置１３_ｎ（ただし、ｎ∈｛１，・・・，Ｎ｝）は、記憶部１３１_ｎ、抽出部１３２_ｎ、出力部１３３_ｎ、入力部１３４_ｎ、復元部１３５_ｎ、および制御部１３６_ｎを有する。

各装置は、例えば、通信器やＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）やＲＡＭ（random-access memory）・ＲＯＭ（read-only memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される。このコンピュータは１個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めＲＯＭ等に記録されていてもよい。また、ＣＰＵのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路（circuitry）ではなく、プログラムを用いることなく処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。１個の装置を構成する電子回路が複数のＣＰＵを含んでいてもよい。また、各装置はそれぞれの制御部１１９_ｎ，１２８，１３６_ｎの制御に基づいて各処理を行う。

＜事前処理＞
事前処理では、テキストデータの暗号文Ｃのデータベースと、これらの各テキストデータに含まれた「対象文字列」に対応する「秘匿化データベース」がデータベース装置１３_ｎ（図３Ｂ）の記憶部１３１_ｎに格納される。「秘匿化データベース」は、単数または複数の秘匿化レコード［ｄ］_ｎを含む。秘匿化レコード［ｄ］_ｎは、対象文字列（対象情報）ｄ＝（ｄ_１，・・・，ｄ_Ｍ）（ただし、Ｍは正の整数）に含まれた各対象文字ｄ_ｍ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）と、当該対象文字ｄ_ｍの表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報（フラグ）ｄｆ_ｍ，ｋ∈｛Ｔ，Ｆ｝（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝）と、当該対象文字ｄ_ｍの内容を表す対象符号ｄｃ_ｍとが対応付けられたデータ構造の秘匿化情報である。対象符号ｄｃ_ｍの構成に限定はない。例えば、対象文字ｄ_ｍが小文字である場合、その元の符号点（ユニコード等）をその大文字の符号点（変換後符号点）に変換し、その「変換後符号点」を対象符号ｄｃ_ｍにする。また例えば、対象文字ｄ_ｍが大文字である場合、その元の符号点をそのまま「変換後符号点」として対象符号ｄｃ_ｍにする。例えば、「Ａ」の元の符号点「Ｕ＋００４１」を「Ａ」および「ａ」の対象符号ｄｃ_ｍとし、「Ｂ」の元の符号点「Ｕ＋００４２」を「Ｂ」および「ｂ」の対象符号ｄｃ_ｍとする（図５Ａ）。対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋの構成にも限定はないが、例えばＫ＝２とし、対象文字ｄ_ｍが大文字であるか否かを表す対象文字種別情報を大文字フラグｄｆ_ｍ，１∈｛Ｔ，Ｆ｝とし、小文字であるか否かを表す対象文字種別情報を小文字フラグｄｆ_ｍ，２∈｛Ｔ，Ｆ｝とする。例えば、「Ａ」の大文字フラグｄｆ_ｍ，１は「Ｔ」、小文字フラグｄｆ_ｍ，２は「Ｆ」であり、「ａ」の大文字フラグｄｆ_ｍ，１は「Ｆ」、小文字フラグｄｆ_ｍ，２は「Ｔ」であり、「Ｂ」の大文字フラグｄｆ_ｍ，１は「Ｔ」、小文字フラグｄｆ_ｍ，２を「Ｆ」であり、「ｂ」の大文字フラグｄｆ_ｍ，１は「Ｆ」、小文字フラグｄｆ_ｍ，２は「Ｔ」である（図５Ｂ）。また、各対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋ，対象符号ｄｃ_ｍについて秘密計算が可能なのであれば、対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋ，対象符号ｄｃ_ｍが個々に独立して秘匿化されてもよいし、対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，１，・・・，ｄｆ_ｍ，Ｋおよび対象符号ｄｃ_ｍがまとめて秘匿化されていてもよいし、その他の単位でまとめて秘匿化されてもよい。秘匿化方式にも限定はなく、秘密計算による一致判定（等号判定）および論理演算（論理和、論理積、論理否定）が可能であれば、秘密分散方式（Shamir秘密分散方式等）、秘匿回路方式、準同型性暗号方式など、どのような方式が用いられてもよい。例えば、非特許文献１や参考文献１（Damgard, I., Fitzi, M., Kiltz, E., Nielsen, J. B., & Toft, T. (2006), “Unconditionally secure constant-rounds multi-party computation for equality, comparison, bits and exponentiation,” In Theory of Cryptography (pp. 285-304). Springer Berlin Heidelberg.）などに記載された方式を用いてもよい。

＜パターンマッチング処理＞
図４Ａに例示するように、端末装置１２（図３Ａ）の入力部１２１に、表記の種別を区別するか否かを表す判定条件ａ∈｛Ｔ，Ｆ｝、およびパターン文字列（パターン情報）ｐ＝（ｐ_１，・・・，ｐ_Ｍ）が入力される。判定条件ａは「表記の種別を区別する」ことを表す「真（Ｔ）」であるか、「表記の種別を区別しない」ことを表す「偽（Ｆ）」である。パターン文字列ｐはＭ個のパターン文字ｐ_１，・・・，ｐ_Ｍを含む。判定条件ａは、秘匿化部１２４に送られ、パターン文字列ｐは、文字種別情報取得部１２２および符号点変換部１２３に送られる（ステップＳ１２１）。

文字種別情報取得部１２２は、パターン文字列ｐが含む各パターン文字ｐ_ｍ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）の表記が特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報（フラグ）ｐｆ_ｍ，ｋ∈｛Ｔ，Ｆ｝（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝）を得て出力する。パターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋは対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋと同じ基準（例えば、図５Ｂ）に従って生成される。例えばＫ＝２とし、パターン文字ｐ_ｍが大文字であるか否かを表すパターン文字種別情報を大文字フラグｐｆ_ｍ，１∈｛Ｔ，Ｆ｝とし、小文字であるか否かを表すパターン文字種別情報を小文字フラグｐｆ_ｍ，２∈｛Ｔ，Ｆ｝とする（ステップＳ１２２）。符号点変換部１２３は、パターン文字列ｐが含む各パターン文字ｐ_ｍ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）の内容を表すパターン符号ｐｃ_ｍを得て出力する。パターン符号ｐｃ_ｍも対象符号ｄｃ_ｍと同じ基準（例えば、図５Ａ）に従って生成される（ステップＳ１２３）。

秘匿化部１２４は、前述の「秘匿化データベース」と同じ秘匿化方法を用い、判定条件ａに対応する秘匿化情報（判定条件ａが秘匿化された秘匿化判定条件）［ａ］_ｎ、ならびに各パターン文字ｐ_ｍ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）のパターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，１，・・・，ｐｆ_ｍ，Ｋおよびパターン符号ｐｃ_ｍに対応する秘匿化情報［ｐ］_ｎを含む、秘匿化クエリ［ａ］_ｎ，［ｐ］_ｎを得て出力する。各パターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋ，パターン符号ｐｃ_ｍについて秘密計算が可能なのであれば、パターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋ，パターン符号ｐｃ_ｍが個々に独立して秘匿化されてもよいし、パターン文字種別情ｐｆ_ｍ，１，・・・，ｐｆ_ｍ，Ｋおよびパターン符号ｐｃ_ｍがまとめて秘匿化されていてもよいし、その他の単位でまとめて秘匿化されてもよい（ステップＳ１２４）。

秘匿化クエリ［ａ］_ｎ，［ｐ］_ｎは出力部１２５に送られ、出力部１２５は秘匿化クエリ［ａ］_ｎ，［ｐ］_ｎを、秘匿パターンマッチング装置１１_ｎ（ただし、ｎ∈｛１，・・・，Ｎ｝）に送信する（ステップＳ１２５）。

図４Ｂに例示するように、秘匿化クエリ［ａ］_ｎ，［ｐ］_ｎは、秘匿パターンマッチング装置１１_ｎ（図２）の入力部１１１_ｎに入力される（ステップＳ１１０_ｎ）。制御部１１９_ｎは、秘匿化レコードの送信要求を生成して出力部１１８_ｎから送信する。送信要求はデータベース装置１３_ｎ（図３Ｂ）の入力部１３４_ｎに入力され、抽出部１３２_ｎに送られる。抽出部１３２_ｎは、記憶部１３１_ｎから秘匿化データベースの何れかの秘匿化レコード［ｄ］_ｎを抽出し、出力部１３３_ｎから送信する。秘匿化レコード［ｄ］_ｎは、秘匿パターンマッチング装置１１_ｎ（図２）の入力部１１１_ｎに入力される（ステップＳ１１１_ｎ）。

秘匿パターンマッチング装置１１_ｎ（図２）の秘匿一致判定部１１２_ｎ−ｋ（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝）および秘匿一致判定部１１３_ｎは、［ｄ］_ｎおよび［ｐ］_ｎを入力とし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝について、以下のステップＳ１１２_ｎおよびＳ１１３_ｎの処理を実行する。これらの処理は各ｍについて順番に実行されてもよいし、複数のｍについて同時に実行されてもよい。

《ステップＳ１１２_ｎ》
秘匿一致判定部１１２_ｎ−ｋ（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝）は、秘密計算による一致判定（等号判定）により、ｄｆ_ｍ，ｋとｐｆ_ｍ，ｋとが一致する場合（ｄｆ_ｍ，ｋ＝ｐｆ_ｍ，ｋ）に真（Ｔ）となり、一致しない場合（ｄｆ_ｍ，ｋ≠ｐｆ_ｍ，ｋ）に偽（Ｆ）となる一致判定結果ｒｆ_ｍ，ｋ∈｛Ｔ，Ｆ｝の秘匿化情報［ｒｆ_ｍ，ｋ］_ｎを得て出力する。図６Ａの例では、対象文字ｄ_ｍ＝「Ａ」について、大文字フラグｄｆ_ｍ，１＝Ｔ、小文字フラグｄｆ_ｍ，２＝Ｆであり、パターン文字ｐ_ｍ＝「ａ」について、大文字フラグｐｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｐｆ_ｍ，２＝Ｔであるため、ｒｆ_ｍ，１＝Ｆ、ｒｆ_ｍ，２＝Ｆとなる。図６Ｂの例では、対象文字ｄ_ｍ＝「ａ」について、大文字フラグｄｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｄｆ_ｍ，２＝Ｔであり、パターン文字ｐ_ｍ＝「ａ」について、大文字フラグｐｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｐｆ_ｍ，２＝Ｔであるため、ｒｆ_ｍ，１＝Ｔ、ｒｆ_ｍ，２＝Ｔとなる。図７Ａの例では、対象文字ｄ_ｍ＝「Ｂ」について、大文字フラグｄｆ_ｍ，１＝Ｔ、小文字フラグｄｆ_ｍ，２＝Ｆであり、ｐ_ｍ＝「ａ」について、大文字フラグｐｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｐｆ_ｍ，２＝Ｔであるため、ｒｆ_ｍ，１＝Ｆ、ｒｆ_ｍ，２＝Ｆとなる（結果I）。図７Ｂの例では、ｄ_ｍ＝「ｂ」について、大文字フラグｄｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｄｆ_ｍ，２＝Ｔであり、パターン文字ｐ_ｍ＝「ａ」について、大文字フラグｐｆ_ｍ，１＝Ｆ、小文字フラグｐｆ_ｍ，２＝Ｔであるため、ｒｆ_ｍ，１＝Ｔ、ｒｆ_ｍ，２＝Ｔとなる（結果I）。なお、例えば「Ｔ」を１とし、「Ｆ」を０とすると、ｄｆ_ｍ，ｋとｐｆ_ｍ，ｋとの一致判定は、ｄｆ_ｍ，ｋとｐｆ_ｍ，ｋとの排他的論理和の否定となる。このような秘密計算による一致判定は、例えば、参考文献１等に記載された方法によって実現できる（以下、同様）。

秘匿一致判定部１１３_ｎは、秘密計算による一致判定（等号判定）により、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが一致する場合（ｄｃ_ｍ＝ｐｃ_ｍ）に真（Ｔ）となり、一致しない場合（ｄｃ_ｍ≠ｐｃ_ｍ）に偽（Ｆ）となる一致判定結果ｒｃ_ｍ∈｛Ｔ，Ｆ｝の秘匿化情報［ｒｃ_ｍ］_ｎを得て出力する。図６Ａ−図６Ｄの例では、ｄｃ_ｍ＝ｐｃ_ｍ＝「Ｕ＋００４１」となるため、ｒｃ_ｍ＝Ｔとなる（結果I）。図７Ａ−図７Ｄの例では、ｄｃ_ｍ＝「Ｕ＋００４２」であり、ｐｃ_ｍ＝「Ｕ＋００４１」となるため、ｒｃ_ｍ＝Ｆとなる（結果Iおよび結果III）。なお、一致判定結果ｒｃ_ｍは、「対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報」の例である。一致判定結果ｒｃ_ｍは、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが一致する場合に真（Ｔ）となり、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが異なる場合に偽（Ｆ）となる。

《ステップＳ１１３_ｎ》
秘匿論理積演算部１１４_ｎは、［ｒｆ_ｍ，ｋ］_ｎ（ただし、ｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝）および［ｒｃ_ｍ］_ｎを入力とし、秘密計算による論理積により、（ｒｆ_ｍ，１＝Ｔ）ＡＮＤ（ｒｆ_ｍ，２＝Ｔ）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ｒｆ_ｍ，Ｋ＝Ｔ）ＡＮＤ（ｒｃ_ｍ＝Ｔ）のときに真（Ｔ）となり、そうでない場合に偽（Ｆ）となる論理積ＣＯＮ_ｍ∈｛Ｔ，Ｆ｝の秘匿化情報［ＣＯＮ_ｍ］_ｎ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）を得て出力する。「ＡＮＤ」は論理積を表す。図６Ａの例ではＣＯＮ_ｍ＝Ｆとなり、図６Ｂの例ではＣＯＮ_ｍ＝Ｔとなり、図７Ａの例ではＣＯＮ_ｍ＝Ｆとなり、図７Ｂの例ではＣＯＮ_ｍ＝Ｆとなる（結果II）。例えば「Ｔ」を１とし、「Ｆ」を０とすると、ＣＯＮ_ｍ＝（ｒｆ_ｍ，１）ＡＮＤ（ｒｆ_ｍ，２）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ｒｆ_ｍ，Ｋ）ＡＮＤ（ｒｃ_ｍ）となる。このような秘密計算による論理積は、例えば、非特許文献１等に記載された方法によって実現できる（以下、同様）。また、論理積ＣＯＮ_ｍは、「対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋとパターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋとが一致し、かつ、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報」の例である。論理積ＣＯＮ_ｍは、対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋとパターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋとが一致し、かつ、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが一致する場合に真（Ｔ）となり、対象文字種別情報ｄｆ_ｍ，ｋとパターン文字種別情報ｐｆ_ｍ，ｋとが異なるか、または、対象符号ｄｃ_ｍとパターン符号ｐｃ_ｍとが異なる場合に偽（Ｔ）となる（ステップＳ１１２_ｎおよびＳ１１３_ｎの処理の説明終わり）。

秘匿論理積演算部１１５_ｎは、［ＣＯＮ_ｍ］_ｎ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）を入力とし、秘密計算による論理積により、（ＣＯＮ_１＝Ｔ）ＡＮＤ（ＣＯＮ_２＝Ｔ）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ＣＯＮ_Ｍ＝Ｔ）のときに真（Ｔ）となり、そうでない場合に偽（Ｆ）となる論理積であるパターンマッチング結果ｘの秘匿化情報［ｘ］_ｎを得て出力する。例えば「Ｔ」を１とし、「Ｆ」を０とすると、ｘ＝（ＣＯＮ_１）ＡＮＤ（ＣＯＮ_２）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ＣＯＮ_Ｍ）となる。図８Ａの例では、Ｍ＝３，ＣＯＮ_１＝Ｆ，ＣＯＮ_２＝Ｆ，ＣＯＮ_３＝Ｔであり、ｘ＝Ｆとなる。図８Ｂの例では、Ｍ＝３，ＣＯＮ_１＝Ｔ，ＣＯＮ_２＝Ｔ，ＣＯＮ_３＝Ｔであり、ｘ＝Ｔとなる。Ｍ＝１の場合にはｘ＝ＣＯＮ_１である。なお、パターンマッチング結果ｘは「第１情報に基づく第１判定結果」の例である。パターンマッチング結果ｘは、パターン文字列ｐ（および対象文字列ｄ）に対応するすべての論理積ＣＯＮ_１，・・・，ＣＯＮ_Ｍが真（Ｔ）である場合に真（Ｔ）となり、対象文字列ｄに対応する何れかのＣＯＮ_ｍが偽（Ｆ）である場合に偽（Ｆ）となる。［ｘ］_ｎは「第１判定結果が秘匿化された秘匿化判定結果」の例である（ステップＳ１１４_ｎ）。

秘匿論理積演算部１１６_ｎは、［ｒｃ_ｍ］_ｎ（ただし、ｍ∈｛１，・・・，Ｍ｝）を入力とし、秘密計算による論理積により、（ｒｃ_１＝Ｔ）ＡＮＤ（ｒｃ_２＝Ｔ）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ｒｃ_Ｍ＝Ｔ）のときに真（Ｔ）となり、そうでない場合に偽（Ｆ）となる論理積であるパターンマッチング結果ｙの秘匿化情報［ｙ］_ｎを得て出力する。例えば「Ｔ」を１とし、「Ｆ」を０とすると、ｒｃ_ｍ＝（ｒｃ_１）ＡＮＤ（ｒｃ_２）ＡＮＤ・・・ＡＮＤ（ｒｃ_Ｍ）である。図９Ａの例では、Ｍ＝３，ｒｃ_１＝Ｔ，ｒｃ_２＝Ｔ，ｒｃ_３＝Ｔであり、ｙ＝Ｔとなる。図９Ｂの例では、Ｍ＝３，ｒｃ_１＝Ｆ，ｒｃ_２＝Ｔ，ｒｃ_３＝Ｔであり、ｙ＝Ｆとなる。Ｍ＝１の場合にはｙ＝ｒｃ_１である。なお、パターンマッチング結果ｙは「第２情報に基づく第２判定結果」の例である。パターンマッチング結果ｙは、パターン文字列ｐ（および対象文字列ｄ）に対応するすべてのｒｃ_ｍが真（Ｔ）である場合に真（Ｔ）となり、パターン情報ｐに対応する何れかのｒｃ_ｍが偽（Ｆ）である場合に偽（Ｆ）となる。［ｙ］_ｎは「第２判定結果が秘匿化された秘匿化判定結果」の例である（ステップＳ１１５_ｎ）。

秘匿論理演算部１１７_ｎは、［ａ］_ｎ，［ｘ］_ｎ，［ｙ］_ｎを入力とし、秘密計算による論理演算により、判定条件ａ＝Ｔの場合（表記の種別を区別することを表す場合）にパターンマッチング結果ｘ（第１判定結果）に基づき、判定条件ａ＝Ｆの場合（表記の種別を区別しないことを表す場合）にパターンマッチング結果ｙ（第２判定結果）に基づく結果ｒ（第３判定結果）に応じた秘匿化情報［ｒ］_ｎを得て出力する。本形態では、判定条件ａ＝Ｔの場合にｒ＝ｘとなり、判定条件ａ＝Ｆの場合にｒ＝ｙとなる結果ｒが秘匿化された秘匿化情報［ｒ］_ｎを得て出力する。例えば、秘匿論理演算部１１７_ｎは、｛（ｘ＝Ｔ）ＡＮＤ（ａ＝Ｔ）｝ＯＲ｛（ｙ＝Ｔ）ＡＮＤ（ａ＝Ｆ）｝のときに真（Ｔ）となり、そうでない場合に偽（Ｆ）となる論理演算値ｒ∈｛Ｔ，Ｆ｝が秘匿化された秘匿化情報［ｒ］_ｎを得て出力する。「ＯＲ」は論理和を表す。すなわち、論理演算値ｒは、（１）パターンマッチング結果ｘが真であり、かつ、判定条件ａが真であるか、または、（２）パターンマッチング結果ｙが真であり、かつ、判定条件ａが偽である場合に真となり、それ以外の場合に偽となる。例えば「Ｔ」を１とし、「Ｆ」を０とすると、ｒ＝（ｘ ＡＮＤ ａ）ＯＲ（ｙ ＡＮＤ （１−ａ））となり、［ｒ］_ｎ＝［（ｘ ＡＮＤ ａ） ＯＲ （ｙ ＡＮＤ （１−ａ））］_ｎとなる。このような秘密計算による論理演算は、例えば、非特許文献１等に記載された方法によって実現できる（ステップＳ１１６_ｎ）。［ｒ］_ｎは出力部１１８_ｎから送信される（ステップＳ１１７_ｎ）。

［ｒ］_ｎは何れかのデータベース装置１３_ｎに送信され、データベース装置１３_ｎ（図３Ｂ）の入力部１３４_ｎに入力される。［ｒ］_ｎは復元部１３５_ｎに送られて復元値ｒが得られる。ここで、ａ＝Ｔであった場合にはｒ＝ｘ∈｛Ｔ，Ｆ｝となっており、ａ＝Ｆであった場合にはｒ＝ｙ∈｛Ｔ，Ｆ｝となっている。復元値ｒは抽出部１３２_ｎに送られる。ｒ＝Ｔであった場合、復元値ｒはステップＳ１１１_ｎで抽出された秘匿化レコード［ｄ］_ｎに対応するテキストデータの暗号文Ｃを記憶部１３１_ｎから抽出し、出力部１３３_ｎから送信する。暗号文Ｃは、端末装置１２の入力部１２６に入力され、復元部１２７でテキストデータｍに復元されて出力される。一方、ｒ＝Ｆであった場合、復元値ｒは記憶部１３１_ｎから新たな秘匿化レコード［ｄ］_ｎを抽出し、前述のステップＳ１１１_ｎ以降の処理が繰り返される。記憶部１３１_ｎに新たな秘匿化レコード［ｄ］_ｎが存在しない場合にはエラーメッセージを返してもよい。

以上のように、本形態では判定条件ａによって表記の種別の区別の有無を指定可能であり、また各処理は秘密計算による一致判定や論理演算によって実現できる。これにより、表記の種別の区別の有無を指定可能なパターンマッチングを秘密計算で実現できる。

［変形例等］
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、判定条件ａに応じ、秘密計算によって、テキストデータに含まれた対象文字列ｄ＝（ｄ_１，・・・，ｄ_Ｍ）とパターン文字列ｐ＝（ｐ_１，・・・，ｐ_Ｍ）とのパターンマッチングを行った。すなわち、テキストデータの全部または部分である対象文字列ｄとパターン文字列ｐとのパターンマッチングを行った。この変形例として、テキストデータの全部または部分である文字列と、パターン文字および特殊記号を含むパターンと、のパターンマッチングを行ってもよい。特殊記号とは、どのような対象文字もマッチすることにするものである。特殊記号の例は、１個の任意の対象文字にマッチすることにする「ワイルドカード」や、０個以上の任意の対象文字にマッチすることにする「無限長ギャップ」などである。このようなパターンマッチングは、特殊記号を含むパターンでパターンマッチングを行う公知手法（例えば、非特許文献１等）でのパターン文字との一致判定を、文字ごと（Ｍ＝１）のステップＳ１１２_ｎ−Ｓ１１７_ｎの処理に置換することで実現できる。

Ｍ＝１の場合、秘匿論理積演算部１１５_ｎ，１１６_ｎを省略し、秘匿論理積演算部１１４_ｎで得られた［ＣＯＮ_ｍ］_ｎをそのまま［ｘ］_ｎとし、秘匿一致判定部１１３_ｎで得られた［ｒｃ_ｍ］_ｎをそのまま［ｙ］_ｎとしてもよい。

上述の実施形態では、判定条件ａ＝Ｔの場合にｒ＝ｘとなり、判定条件ａ＝Ｆの場合にｒ＝ｙとなった。しかしながら、判定条件ａ＝Ｔの場合にｘとその他の情報とに応じた値がｒとなり、判定条件ａ＝Ｆの場合にｙとその他の情報とに応じた値がｒとなってもよい。

判定条件ａ、パターン文字列ｐ＝（ｐ_１，・・・，ｐ_Ｍ）、および対象文字列ｄ＝（ｄ_１，・・・，ｄ_Ｍ）の組が複数組存在し、それぞれの組についてステップＳ１１２_ｎ−Ｓ１１７_ｎの処理が実行されてもよい。または、それぞれの組についての結果ｒの論理演算結果（論理積など）が秘匿化された秘匿化情報が出力されてもよい。各組の判定条件ａやＭは同一であってもよいし、異なっていてもよい。このような論理演算結果の秘匿化情報も、「判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に第１判定結果に基づき、判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報」に相当する。

パターン文字列ｐおよび対象文字列ｄの両方が互いに同一または異なるテキストデータに含まれたものであってもよい。パターン文字列ｐおよび対象文字列ｄの両方が入力テキストであってもよい。上述のようなテキストを抽出するためではなく、テキストからパターン文字列ｐにマッチングする対象文字列ｄを抽出するために本方式が用いられてもよい。また、秘密計算が可能なのであれば、パターンマッチング結果ｘおよびパターンマッチング結果ｙが個々に秘匿化されていてもよいし、これらがまとめて秘匿化されていてもよい。

上述の実施形態では、データベース装置１３_ｎが復元部１３５_ｎを含み、入力された［ｒ］_ｎから復元値ｒを復元し、復元値ｒに応じ、新たな秘匿化レコード［ｄ］_ｎまたはテキストデータの暗号文Ｃを抽出した。しかしながら、データベース装置１３_ｎが復元部１３５_ｎを持たず、記憶部１３１_ｎが、テキストデータの暗号文Ｃに代え、秘密計算可能なテキストデータの秘匿化情報を保持していてもよい。この場合には抽出部１３２_ｎが［ｒ］_ｎをそのまま用い、秘密計算によって新たな秘匿化レコード［ｄ］_ｎまたはテキストデータの秘匿化情報を抽出してもよい。

各装置がネットワークを通じて情報をやり取りするのではなく、少なくとも一部の組の装置が可搬型記録媒体を介して情報をやり取りしてもよい。或いは、少なくとも一部の組の装置が非可搬型の記録媒体を介して情報をやり取りしてもよい。すなわち、これらの装置の一部からなる組み合わせが、同一の装置であってもよい。例えば、端末装置とデータベース装置とが同一の装置であってもよいし、データベース装置と秘匿パターンマッチング装置とが同一の装置であってもよい。

上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。

このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。

対象文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報と前記対象文字の内容を表す対象符号とが対応付けられた情報の秘匿化情報を含むデータ構造を流通させてもよい。この流通は可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等したり、ネットワークを介して転送したりすることによって行う。このようなデータ構造は、第１演算部が、前記対象文字種別情報とパターン文字の表記が前記特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、前記対象符号と前記パターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく第１判定結果、および、前記対象符号と前記パターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得、第２演算部が、判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に前記第１判定結果に基づき、前記判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に前記第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を得るために用いられる。

上記実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させて本装置の処理機能が実現されたが、これらの処理機能の少なくとも一部がハードウェアで実現されてもよい。

上述した技術は、例えば、クラウド上での秘密計算によるデータベース検索などに利用できる。

１ 秘匿パターンマッチングシステム
１１_ｎ 秘匿パターンマッチング装置
１２ 端末装置
１３_ｎ データベース装置

Claims (8)

1. 対象文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報とパターン文字の表記が前記特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、前記対象文字の内容を表す対象符号と前記パターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく第１判定結果、および、前記対象符号と前記パターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得る第１演算部と、
   判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に前記第１判定結果に基づき、前記判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に前記第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を得る第２演算部と、
   を有する秘匿パターンマッチング装置。
2. 請求項１の秘匿パターンマッチング装置であって、
   前記パターン文字はパターン情報に含まれ、
   前記第１情報は、前記対象文字種別情報と前記パターン文字種別情報とが一致し、かつ、前記対象符号と前記パターン符号とが一致する場合に真となり、前記対象文字種別情報と前記パターン文字種別情報とが異なるか、または、前記対象符号と前記パターン符号とが異なる場合に偽となり、
   前記第１判定結果は、前記パターン情報に対応するすべての前記第１情報が真である場合に真となり、前記パターン情報対応する何れかの前記第１情報が偽である場合に偽となり、
   前記第２情報は、前記対象符号と前記パターン符号とが一致する場合に真となり、前記対象符号と前記パターン符号とが異なる場合に偽となり、
   前記第２判定結果は、前記パターン情報に対応するすべての前記第２情報が真である場合に真となり、前記パターン情報に対応する何れかの前記第２情報が偽である場合に偽となる、秘匿パターンマッチング装置。
3. 請求項１または２の秘匿パターンマッチング装置であって、
   前記第２演算部は、（１）前記第１判定結果が真であり、かつ、前記判定条件が真であるか、または、（２）前記第２判定結果が真であり、かつ、前記判定条件が偽である場合に真となり、それ以外の場合に偽となる論理演算値が秘匿化された情報を得る、秘匿パターンマッチング装置。
4. パターン文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報を得る第１処理部と、
   前記パターン文字の内容を表すパターン符号を得る第２処理部と、
   表記の種別を区別するか否かを表す判定条件、前記パターン文字種別情報、および前記パターン符号に対応する秘匿化情報を得る第３処理部と、
   を有する端末装置。
5. 第１演算部が、対象文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報とパターン文字の表記が前記特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、前記対象文字の内容を表す対象符号と前記パターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく第１判定結果、および、前記対象符号と前記パターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得るステップと、
   第２演算部が、判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に前記第１判定結果に基づき、前記判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に前記第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を得るステップと、
   を有する秘匿パターンマッチング方法。
6. 第１処理部が、パターン文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報を得るステップと、
   第２処理部が、前記パターン文字の内容を表すパターン符号を得るステップと、
   第３処理部が、表記の種別を区別するか否かを表す判定条件、前記パターン文字種別情報、および前記パターン符号に対応する秘匿化情報を得るステップと、
   を有する秘匿パターンマッチング方法。
7. 請求項１から３の何れかの秘匿パターンマッチング装置、または請求項４の端末装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
8. 対象文字の表記が特定の種別に該当するか否かを表す対象文字種別情報と前記対象文字の内容を表す対象符号とが対応付けられた情報の秘匿化情報を含み、
   第１演算部が、前記対象文字種別情報とパターン文字の表記が前記特定の種別に該当するか否かを表すパターン文字種別情報とが一致し、かつ、前記対象符号と前記パターン文字の内容を表すパターン符号とが一致する、という条件を満たすか否かを表す第１情報に基づく第１判定結果、および、前記対象符号と前記パターン符号とが一致するという条件を満たすか否かを表す第２情報に基づく第２判定結果、が秘匿化された秘匿化判定結果を得、
   第２演算部が、判定条件が表記の種別を区別することを表す場合に前記第１判定結果に基づき、前記判定条件が表記の種別を区別しないことを表す場合に前記第２判定結果に基づく、第３判定結果に応じた秘匿化情報を得るためのデータ構造。

Images