JP2021166381A - 情報処理装置、改ざん検知装置、情報処理方法、および検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データが改ざんされたことを検知できる可能性を高めることができる画像データを出力する。【解決手段】監視カメラ（１００）は、撮像素子（２）と、画像データを生成する画像データ生成部（３）と、画像データについて所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部（４１）と、上記チャレンジを物理的複製困難関数に入力して固有コードを生成するコード生成部（４２）と、画像データについての改ざん検出データを生成する改ざん検出データ生成部（５１）と、出力部（１２０）と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、デジタル画像データを撮像し、出力する撮像装置などに関する。

近年、デジタル画像データを他のデジタル画像データと合成したり、またはデジタル画像データの一部を修正・削除したりすることができるアプリケーションソフトウェアが普及している。そのため、比較的簡単にデジタル画像データ（以下では、画像データと呼称する）の改ざんを行うことが可能である。また、画像データまたは映像データに連動した属性データ自体の改ざんも容易であることから、画像データまたは映像データが改ざんされた場合に、改ざんを検出して改ざん箇所を判別すること、および、属性データを改ざんから保護することが重要である。画像データは、カメラで撮られた静止画および動画のデジタルデータに該当し、映像データは、コンピュータグラフィックスやアニメーションなどのようなコンピュータを用いて製作された静止画および動画のデジタルデータを上記画像データに含めた総称に該当する。

一般的な監視システムでは、監視カメラと、監視カメラからの画像データを蓄積する蓄積装置とは、離れた場所に別々に置かれることが多い。ここで、従来の監視システムでは、蓄積装置が監視カメラからの映像データおよび属性データについて改ざん防止のための暗号化処理を行い記録していた。この構成では、監視カメラから蓄積装置に入力される間に、監視カメラからの映像データまたは属性データの修正・変更がなされる場合は蓄積装置における暗号化処理前の改ざんとなるため、改ざんを検出する実装可能な手段が無いという問題がある。特に、ドライブレコーダーは、自動車の自動運転制御にかかわる必需装置の位置づけであり、その画像データの改ざんは大変大きな問題である。そのため、画像データが改ざんされたことを検知するシステムが必要となっている。

例えば、特許文献１には、画像データのフレームのハッシュ関数値を、暗号鍵を用いて暗号化して検出データを求め、画像データに付加し、受信側で、復号化で出力されたハッシュ値と、画像データから求めたハッシュ値とを照合し、改ざん有無を検知する技術が開示されている。

特開２００１−２８５６２０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、暗号鍵が漏えいした場合、改ざんされた画像データを用いて新たにハッシュ値を生成される虞がある。そのため、画像データが改ざんされたことを検知できない虞があるという問題があった。

本開示の一態様は、データが改ざんされたことを検知できる可能性を高められるデータを出力する情報処理装置、撮像装置、および、データが改ざんされたことを検知できる可能性を高められる情報処理装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る情報処理装置は、前記情報処理装置で生成された、または、前記情報処理装置に入力されたデータと、所定のハッシュ関数とを用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置が備える固有の物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部と、前記チャレンジを前記物理的複製困難関数に入力して第１固有コードを生成する第１コード生成部と、前記データにおける所定の箇所ごとに前記第１固有コードを付加したデータ、または、前記データにおける所定の箇所に前記第１固有コードを挿入したデータを出力する付加部と、を有する第１情報処理部を備える。

本開示の一態様に係る改ざん検知装置は、情報処理装置から出力された第１固有コードが挿入されたデータについて、前記第１固有コードを除いた前記データをもとに所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部と、前記第１固有コードと、前記チャレンジが前記固有関数に入力されることで生成された第２固有コードとを照合することにより、前記データについての改ざんの有無を検出する照合部と、を有する第２情報処理部を備える。

本開示の一態様に係る情報処理方法は、情報処理装置で生成された、または、前記情報処理装置に入力されたデータと、所定のハッシュ関数とを用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置が備える固有の物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換ステップと、前記チャレンジを前記物理的複製困難関数に入力して第１固有コードを生成するコード生成ステップと、前記データにおける所定の箇所ごとに前記第１固有コードを付加したデータ、または、前記データにおける所定の箇所に前記第１固有コードを挿入したデータを出力する出力ステップと、を含む。

本開示の一態様に係る検知方法は、情報処理装置から出力されたデータにおける改ざんの有無を検知する検知方法であって、第１固有コードが挿入されたデータについて、第１固有コードを除いたデータをもとに所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換ステップと、前記チャレンジを前記固有関数に入力して生成された第２固有コードを生成するコード生成ステップと、前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記データについての改ざんの有無を検出する照合ステップと、を含む。

本開示の一態様によれば、データが改ざんされたことを検知できる可能性を高めることができる。

本開示の実施形態１に係る監視カメラの構成を示すブロック図である。 上記監視カメラにおける処理の一例を示すフローチャートである。 上記監視カメラによる処理を示す概念図である。 本開示の実施形態１に係る改ざん検知装置の構成を示すブロック図である。 上記改ざん検知装置による処理を示す概念図である。 上記監視カメラの変形例としての監視カメラの構成を示すブロック図である。 変形例としての情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本開示の実施形態２に係る監視カメラの構成を示すブロック図である。 上記監視カメラによる処理を示す概念図である。 上記監視カメラにおける処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態２に係る改ざん検知装置の構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。

図１は、本実施形態における監視カメラ１００（撮像装置、情報処理装置）の構成を示すブロック図である。図１に示すように、監視カメラ１００は、集光レンズ１と、撮像素子２と、画像データ生成部３と、第１情報処理部５と、メモリ５４と、出力部１２０と、ＣＰＵ１１０と、プログラムメモリ１１１と、記憶部１１２と、を備えている。

撮像素子２は、集光レンズ１を介して光を受光する。撮像素子２は、受光した光の光量を電気信号に変換した撮像データを画像データ生成部３（映像データ生成部）へ出力する。撮像素子１２は、受光した光の光量に応じた電荷を発生させて電気信号に変換し、画素信号として出力する。詳細には、撮像素子２は、光学系により撮像面上に結像された入射光の光量に応じた電荷を発生させて電気信号に変換し、画素信号として出力する。このため、複数の撮像素子２のそれぞれは、電荷発生素子を構成している。すなわち、監視カメラ１００は、複数の電荷発生素子を有している。ここで、「電荷発生素子」とは、電荷を発生させる素子のことを意味する。電荷発生素子には、電荷を発生させ、かつ、発生させた電荷を蓄積する素子も含まれる。

監視カメラ１００では、撮像素子２の複数の画素が、同一面上に間隔をおいてマトリクス状に配列されている。上記同一面は、外部からの光を受光可能である受光領域と、受光面上に遮光部材（図示せず。）が配置されている遮光領域を備えている。撮像素子２の複数の画素のうち一部は、上記受光領域に配置されており、その他の撮像素子２が遮光領域に配置されている。

画像データ生成部３は、撮像素子２から出力された電気信号を入力値として、画像データを生成する。画像データ生成部３は、アナログ／デジタル変換部３１（以下では、Ａ／Ｄ変換部３１と称する）と、補正部３２と、圧縮処理部３３とを備えている。Ａ／Ｄ変換部３１は、撮像素子２から出力された電気信号を画像データに変換する。画像データは、撮像素子２によって動画を撮像する場合には複数のフレームを含む。画像データは、撮像素子２によって静止画を撮像する場合には少なくとも１つの画像を含む。

補正部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１によって変換された画像データに対して画像補正を行う。具体的には、補正部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１によって変換された画像データに対して、ホワイトバランス調整、補間処理、色補正などの各種の画像補正を行う。

圧縮処理部３３は、補正部３２によって画像補正された画像データの圧縮処理を行う。圧縮処理は、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ
Ｇｒｏｕｐ）、ＪＰＥＧ２０００、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）、ＭＰＥＧ４などの圧縮方式を用いることができる。

画像データ生成部３は、圧縮処理部３３によって圧縮された圧縮データを第１情報処理部５へ出力する。

第１情報処理部５は、後述する改ざん検知装置５００に出力する画像データを生成する。第１情報処理部５は、改ざん検出データ生成部５１と、付加部５２とを備えている。

改ざん検出データ生成部５１は、チャレンジ変換部４１と、コード生成部４２（第１コード生成部）とを備えている。

チャレンジ変換部４１は、画像データ生成部３から出力された画像データについてハッシュ関数を用いてハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を、後述する物理的複製困難関数（ＰＵＦ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）としての固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する。上記のハッシュ関数としてＳＨＡ−２５６やＳＨＡ−５１２が一般的に知られている。ＳＨＡ−２５６またはＳＨＡ−５１２のようなハッシュ関数を用いて求められたハッシュ値は、どのような大きさのデータに対しても求められるハッシュ値は固定ビット長となる。例えば、ＳＨＡ−２５６であれば２５６ｂｉｔのデータとなり、ＳＨＡ−５１２であれば５１２ｂｉｔのデータとなる。上記ハッシュ関数は、画像データなどの入力に応じて出力（ハッシュ値）のビット長が変わるハッシュ関数であってもよい。

コード生成部４２は、チャレンジ変換部４１において変換したチャレンジを固有関数Ａに入力して改ざん検出データとしての第１固有コードを生成する。コード生成部４２における、第１固有コードを生成する方法について説明する。

コード生成部４２は、まず、第１固有コードを生成するために、物理的複製困難関数としての固有関数Ａを作成する。具体的には、コード生成部４２は、チャレンジ変換部４１によって変換されたチャレンジを受信する。物理的複製困難関数は、半導体プロセスで作成される素子（フォトダイオード、記憶素子、ＭＯＳトランジスタなど）間の微小な構造のばらつきによって生じる電気特性のばらつきを利用した関数であり、チップ単体またはチップに内蔵されたものとして存在する。チャレンジは、例えば、フォトダイオードが並べられた撮像素子、記憶素子が並べられた不揮発性または揮発性メモリ、ＭＯＳトランジスタが並べられたアナログＩＣまたはロジックＩＣなどの集積回路（例えば、マイコンなど）などを示す。本実施形態では、チャレンジは、フォトダイオード（画素）、記憶素子またはＭＯＳトランジスタを構成している位置情報（座標）を含む。チャレンジには、少なくともｍ個のセルＰｍ（ｍ＝１〜ｍ）（撮像素子の場合は、画素を示す）のそれぞれの座標が含まれる。チャレンジには、下記の電荷発生期間Ｔｐm（ｍ＝１〜ｍ）を含むが、含まなくともよい。また、チャレンジのビット長は、上記に示す２５６ｂｉｔまたは５１２ｂｉｔに限られず、その他のビット長であってもよい。

次に、コード生成部４２は、チャレンジに基づいて、複数の画素Ｐｍのそれぞれにおける単位時間あたりに発生した電荷に応じた出力値を読み込む。詳細には、コード生成部４２は、複数の画素Ｐｍのそれぞれにおいて、単位時間あたりに発生した電荷に応じた出力値をｎ回読み込む。具体的には、コード生成部４２は、それぞれ同様の単位時間を有する期間ｔｎ（ｎ＝１〜ｎ）あたりに各画素Ｐｍから出力される出力値ａｍｎを読み込む。さらに具体的には、コード生成部４２は、期間ｔ１における画素Ｐ１からの出力値ａ１１、期間ｔ２における画素Ｐ２からの出力値ａ１２、・・・、期間ｔｎにおける画素Ｐ１からの出力値ａ１ｎ、・・・、期間ｔｎにおける画素Ｐｍからの出力値ａｍｎを読み込む。

次に、コード生成部４２は、各画素Ｐｍからの各期間Ｔｎにおける出力値Ａｍｎを算出する。なお、期間Ｔｎは、下記の式（１）によって定義される。出力値Ａｍｎは、画素Ｐｍにおける出力値である。出力値Ａｍｎは、下記の式（１）によって定義される。

本実施形態では、期間ｔｎ（ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ）は、すべて同じ長さの期間である。このため、例えば、期間Ｔ２は、期間Ｔ１の２倍の長さの期間、Ｔｎは、Ｔ１のｎ倍の長さの期間となる。このため、複数の出力値Ａｍｎは、電荷発生期間が相互に異なる出力値である。

なお、期間ｔｎ（ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ）は、相互に同じ長さである必要は必ずしもない。例えば、期間ｔｎ（ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ）の各期間の時間が事後的に読み出し可能であるような場合には、期間ｔｎ（ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎ）は、相互に異なる期間であってもよい。

次に、コード生成部４２は、複数の出力値Ａｍｎから、画素Ｐｍ毎に、電荷発生期間Ｔと出力値Ａとの固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）を算出する。固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）の算出方法は、特に限定されない。固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）は、例えば、種々の近似法を用いて算出することができる。固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）は、例えば、相加平均または相乗平均（例えば、最小二乗法）などを用いて算出することができる。詳細には、固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）は、例えば、実際の出力値と、固有関数Ａを用いて算出される出力値との差の二乗和が最小となるように最小二乗法を用いて算出することができる。

次に、コード生成部４２は、固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）に基づいて、電荷発生期間Ｔｐm（ｍ＝１〜ｍ）における出力値Ｌｍ（ｍ＝１〜ｍ）を算出する。電荷発生期間Ｔｐm（ｍ＝１〜ｍ）は、各画素Ｐｍで同一であってもよいし、異なっていてもよい。電荷発生期間Ｔｐm（ｍ＝１〜ｍ）は、チャレンジ変換部４１から与えられてもよいし、コード生成部４２内で設定されていてもよい。

コード生成部４２は、出力値Ｌｍ（ｍ＝１〜ｍ）と閾値Ｌｔｈとに基づいて第１固有コードを生成する。具体的には、コード生成部４２は、固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）に基づいて少なくとも一の電荷発生期間における出力値を計算し、計算された出力値に基づいて第１固有コードを生成する。記憶部１１２には、所定の電荷発生期間Ｔｐmが記憶されている。コード生成部４２は、記憶部１１２に記憶された所定の電荷発生期間Ｔｐmを設定する。コード生成部４２は、複数の画素Ｐｍのそれぞれについて、設定した電荷発生期間Ｔｐmにおける出力値Ｌｍ（ｍ＝１〜ｍ）を固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）に基づいて計算する。

本実施形態では、具体的には、記憶部１１２には、所定の電荷発生期間Ｔｐmとして、ｎ個の期間Ｔｎ（ｎ＝１〜ｎ）が記憶されている。コード生成部４２は、チャレンジに基づいて、所定の電荷発生期間Ｔｐmを設定する。

次に、コード生成部４２は、設定した電荷発生期間Ｔｐmを固有関数Ａ＝ｆｍ（Ｔ）に代入することにより、設定した電荷発生期間Ｔｐmにおける出力値Ｌｍ（Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｍ）を計算する。

次に、コード生成部４２は、計算された複数の出力値Ｌｍのそれぞれの閾値Ｌｔｈに対する大小（閾値Ｌｔｈ以上か、若しくは、閾値Ｌｔｈ未満か）に基づいて、デジタル数値の数列である第１固有コードを生成する。閾値Ｌｔｈは、それぞれの出力値Ｌｍ（ｍ＝1〜ｍ）間で同一であってもよいし、異なっていてもよい。コード生成部４２は、生成した第１固有コードを付加部５２へ出力する。なお、上述したように、撮像素子２の複数の画素のうち一部は、遮光領域に配置されているため、生成した第１固有コードには、遮光領域の画素からの撮像データを用いた値が含まれる。

付加部５２は、画像データ生成部３において生成された画像データに、コード生成部４２において生成した第１固有コードを付加する。付加部５２は、第１固有コードが付加された画像データである出力用画像データを出力部１２０に出力する。

なお、監視カメラ１００によって撮像される画像が動画である場合には、図３に示すように所定のフレームとしてのキーフレームであるＤｎ＿ｌ（所定の箇所）にのみ第１固有コードが付与される。また、監視カメラによって撮像される画像が静止画である場合には、当該静止画に第１固有コードが付与される。なお、本開示の一態様では、第１固有コードを画像データにおけるキーフレーム（所定のフレーム）の前または後ろに挿入してもよい。なお、画像データが静止画の場合は、静止画ごとに第１固有コードを付加する。

出力部１２０は、付加部５２から出力された第１固有コードが付加された画像データを後述する改ざん検知装置５００へ出力する。

図２は、監視カメラ１００における処理の一例を示すフローチャートである。図３は、監視カメラ１００による処理を示す概念図である。

図２に示すように、監視カメラ１００における情報処理方法では、まず、撮像素子２から撮像データがＡ／Ｄ変換部３１に入力される（ステップＳ１）。

次に、画像データ生成部３が撮像素子２から出力された電気信号から画像データに変換する（ステップＳ２、画像データ生成ステップ）。これにより、図３に示すように、単位フレーム群（Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍ）として構成された画像データが生成される。なお、各単位フレームは、キーフレームであるＤｎ＿ｌ、ＰフレームであるＤｎ＿ＰおよびＢフレームであるＤｎ＿Ｂによって構成されている。

次に、チャレンジ変換部４１によって、画像データ生成部３から出力された画像データについてハッシュ関数を用いてハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を、固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する（ステップＳ３、チャレンジ変換ステップ）。

次に、コード生成部４２によって、変換したチャレンジを固有関数Ａに入力して改ざん検出データとしての第１固有コードを生成する（ステップＳ４、コード生成ステップ）。ステップＳ３およびステップＳ４は、改ざん検出データ生成ステップである。

次に、付加部５２によって、ステップＳ２において生成された画像データに、コード生成部４２において生成した固有コード（第１固有コード）を付加し、図３に示すように、出力用画像データが生成される（ステップＳ５）。そして、出力部１２０が後述する改ざん検知装置５００に出力用画像データを出力する（ステップＳ６、出力ステップ）。

次に、監視カメラ１００から受信した画像データに改ざんが行われているかどうかを検知する改ざん検知装置５００について説明する。

図４は、改ざん検知装置５００の構成を示すブロック図である。図５は、改ざん検知装置５００による処理（検知方法）を示す概念図である。図４に示すように、改ざん検知装置５００は、第２情報処理部２００と、外部装置３００とを備える。第２情報処理部２００は、第１通信部２０１と、チャレンジ変換部２０２と、第２通信部２０３と、照合部２０４とを備える。なお、第１通信部２０１と第２通信部２０３とを共通の通信装置によって実現してもよい。また、改ざん検知装置５００と監視カメラ１００とは、通信可能に接続されていればよく、無線接続されていても、有線接続されていてもよい。第２情報処理部２００と外部装置３００との接続様式についても同様である。

第１通信部２０１は、監視カメラ１００と通信し、監視カメラ１００が生成した出力用画像データを受信する（第１受信ステップ）。第１通信部２０１は、受信した画像データをチャレンジ変換部２０２へ出力する。図５に示すように、監視カメラ１００から受信した画像データには、キーフレームＤｎ＿ｌに第１固有コードＤｈｎが付加されている。

チャレンジ変換部２０２は、第１通信部２０１を介して情報処理装置としての監視カメラ１００から受信した画像データについてハッシュ関数を用いてハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を、固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する（チャレンジ変換ステップ）。チャレンジ変換部２０２において用いられるハッシュ関数は、監視カメラ１００のチャレンジ変換部４１が用いるハッシュ関数と同じハッシュ関数である。チャレンジ変換部２０２は、生成したチャレンジを第２通信部２０３に出力する。

第２通信部２０３は、チャレンジ変換部２０２から出力されたチャレンジを外部装置３００に出力する。ここで、外部装置３００について説明する。外部装置３００は、図４に示すように、記憶部３０１と、コード生成部３０２（第２コード生成部）とを備えている。記憶部３０１は、個別の監視カメラ１００毎についての固有関数Ａを記憶している。コード生成部３０２は、第２情報処理部２００から出力されたチャレンジを、記憶部３０１に記憶されている対象の監視カメラに関連付けられた固有関数Ａに適用することにより、固有コード（以降では、第２固有コードと称する）を生成する。外部装置３００は、生成した第２固有コードを第２情報処理部２００に出力（送信）する。

再び、第２情報処理部２００の説明に戻る。第２情報処理部２００は、外部装置３００から出力された第２固有コードを、第２通信部２０３を介して受信する（第２受信ステップ）。第２通信部２０３は、受信した第２固有コードを照合部２０４へ出力する。

照合部２０４は、監視カメラ１００から受信した出力用画像データに含まれる第１固有コードと、外部装置３００によって生成された第２固有コードとを照合することによって監視カメラ１００から受信した画像データに改ざんが行われているかどうかを検知する（照合ステップ）。具体的には、照合部２０４は、第１固有コードと第２固有コードとの一致度が、所定の閾値（例えば、情報理論で用いられるハミング距離の値）よりも大きい場合、画像データに改ざんが行われていると判断する。一方、照合部２０４は、第１固有コードと第２固有コードとの一致度が所定の閾値以下の場合、画像データに改ざんが行われていないと判断する。なお、外部装置３００が備える記憶部３０１およびコード生成部３０２は、第２情報処理部２００が備える構成であってもよい。

以上のように、本実施形態における監視カメラ１００は、画像データ生成部３によって生成された画像データについて所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値を、監視カメラ１００に固有の固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部４１と、チャレンジを固有関数Ａに入力して改ざん検出データとしての固有コード（第１固有コード）を生成するコード生成部４２と、を備えている。そして、監視カメラ１００は、第１固有コードが付加された画像データを出力する。そして、本実施形態における改ざん検知装置５００は、監視カメラ１００からの画像データに含まれる第１固有コードと、改ざん検知装置５００で生成された第２固有コードとを照合することによって監視カメラ１００からの画像データに改ざんが行われているかどうかを検知する。本実施形態では、画像データについて述べたが、映像データについても同様である。

ここで、特許文献１の技術のように、フレームデータをハッシュ関数に入れてハッシュ値を生成し、暗号鍵を用いて当該ハッシュ値を暗号化して画像データに付加して出力する場合、暗号鍵が漏えいした場合、改ざんされた画像データを用いて新たにハッシュ値を生成される虞がある。

これに対して、上記の構成によれば、監視カメラ１００に固有の固有関数Ａによって生成された第１固有コードを付与した画像データを出力することができる。固有関数Ａは、監視カメラ１００に固有の関数であり、他のユーザが作成することができない関数であるので、改ざん検知装置５００において画像データについての改ざんが行われていることを検知できる可能性を高めることができる。

ここで、例えば、時間の経過に伴って変化するチャレンジを物理的複製困難関数に入力して第１固有コードを生成する場合、チャレンジ生成の主値が外部に漏えいした場合、デバイス固有のレスポンスが予測されやすいという問題がある。

これに対して、本実施形態の監視カメラ１００では、被写体に伴って変化するチャレンジを固有関数Ａに入力して第１固有コードを生成するため、監視カメラ１００固有のレスポンスが予測されにくい。そのため、改ざん検知装置５００において画像データについての改ざんが行われていることを検知できる可能性を高めることができる。

なお、プログラムメモリ１１１に格納したプログラムに基づいてＣＰＵ１１０が各処理の制御だけでなく各処理を行うとするとしても良い。ここでＣＰＵとは中央演算処理装置だけではなく、いわゆるマイコンなどや、グラフィックスプロセッサ（ＧＰＵ）も指すものである。

＜変形例１＞
図６は、実施形態１における監視カメラ１００の変形例としての監視カメラ１００Ａの構成を示すブロック図である。実施形態１における監視カメラ１００では、撮像素子２によって得られたデータを用いて物理的複製困難関数としての固有関数Ａを作成していた。これに対して、図６に示すように、監視カメラ１００Ａは、監視カメラ１００Ａが備える固有の物理的複製困難関数４を用いて第１固有コードを作成する。

上記の構成によれば、監視カメラ１００Ａに固有の物理的複製困難関数４によって生成された第１固有コードを付与した画像データを出力することができる。物理的複製困難関数４は、監視カメラ１００に固有の関数であり、他のユーザが作成することができない関数であるので、改ざん検知装置５００において画像データについての改ざんが行われていることを検知できる可能性を高めることができる。

＜変形例２＞
実施形態１では、情報処理装置としての撮像素子を有する撮像装置について説明していたが、本開示の技術は、撮像素子を有する撮像装置以外の情報処理装置にも適用することができる。すなわち、固有の物理的複製困難関数を有する素子を備える情報処理装置であれば、特に限定されない。固有の物理的複製困難関数を有する素子は、半導体プロセスのばらつきからなる特性を有する素子であればよく、例えば、電荷蓄積ノード、ロジック回路、アナログ回路などが挙げられる。電荷を保持（蓄積）するメモリの具体例としては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。ロジック回路またはアナログ回路の具体例としては、Ａ／Ｄコンバーター、画素、メモリセルアンプなどが挙げられる。この場合、情報処理装置は、所定のブロックごとまたはファイルごとに第１固有コードが付加されたデータ、または、所定のブロックの前または後に第１固有コードが挿入されたデータを出力する。

図７は、第１情報処理部５を有する情報処理装置４００の構成を示すブロック図である。実施形態１の監視カメラ１００では、撮像素子２によって撮像したデータについて第１固有コードを付加し、外部に画像データを出力する。これに対して、情報処理装置４００では、情報処理装置４００において生成したデータ６に対して、コード生成部４２において物理的複製困難関数４を用いて生成された第１固有データを付加されたデータ（バイナリーデータ、テキストデータ、バイナリーデータとテキストデータの両方を含むデータ）を出力する。

上記の構成によれば、改ざん検知装置５００に、固有の物理的複製困難関数４によって生成された第１固有コードを付与したデータを出力することができる。物理的複製困難関数４は、情報処理装置４００に固有の関数であり、他のユーザが作成することができない関数であるので、改ざん検知装置５００においてデータについての改ざんが行われていることを検知できる可能性を高めることができる。

〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図８は、本実施形態における監視カメラ１００Ａの構成を示すブロック図である。図８に示すように、監視カメラ１００Ａは、実施形態１における監視カメラ１００における改ざん検出データ生成部５１および付加部５２に代えて改ざん検出データ生成部５１Ａおよび付加部５２Ａを備えている。

改ざん検出データ生成部５１Ａは、実施形態１におけるチャレンジ変換部４１およびコード生成部４２に代えて、チャレンジ変換部４１Ａおよびコード生成部４２Ａ（第１コード生成部）を備えている。また、改ざん検出データ生成部５１Ａは、区分形成部４０を備えている。

区分形成部４０は、画像データ生成部３から出力された画像データを複数の区分に区分けする。区分形成部４０は、１つの区分を少なくとも１画素である最小単位としてもよいし、自由な形状で区分を形成してよい。例えば、区分形成部４０は、画像データを（ｎ×ｍ）個の矩形の領域に区分してもよい。また、区分の形状は全て同じ形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。また、複数の区分が同一の画素を含んでいてもよいし、区分に含まれない画素が存在してもよい。例えば、複数の区分は、（１×１）個の矩形の領域区分と、（ｎ×ｍ）個の矩形の領域に区分であってもよい。上記の区分形成方法には、あらかじめ定められた区分形成方法を用いることが望ましい。この場合、区分形成方法の情報はあらかじめメモリ５４に記憶されており、区分形成部４０は区分を形成する際にメモリ５４から区分形成方法の情報を読み出す。区分形成部４０による画像データの区分の具体例について、図９を参照しながら説明する。

図９は、区分形成部４０による画像データの区分の一例を示す図である。図９に示すように、区分形成部４０は、例えば、画像データを９個の区分に区分けしてもよい。区分形成部４０は、画像データの領域区分情報をチャレンジ変換部４１Ａに出力する。

チャレンジ変換部４１Ａは、画像データ生成部３から出力された画像データについて、区分形成部４０によって区分された区分領域ごとに、ハッシュ関数を用いてハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を、固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する。例えば、区分形成部４０により図９に示すように画像データを９個の領域に区分した場合では、チャレンジ変換部４１Ａは、９個のハッシュ値を生成し、固有関数Ａに入力するためのチャレンジにそれぞれ変換する。

コード生成部４２Ａは、区分形成部４０によって区分された区分領域ごとに、チャレンジ変換部４１Ａにおいて変換したチャレンジを固有関数Ａに入力して改ざん検出データとしての第１固有コードを生成する。

付加部５２Ａは、画像データ生成部３において生成された画像データに、区分形成部４０によって区分された区分領域ごとに、コード生成部４２Ａにおいて生成した第１固有コードを付加する。付加部５２Ａは、区分領域ごとに第１固有コードが付加された画像データである出力用画像データを出力部１２０に出力する。

図１０は、監視カメラ１００Ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、監視カメラ１００Ａにおける情報処理方法では、まず、実施形態１において説明したステップＳ１およびステップＳ２を実行する。

次に、区分形成部４０によって、画像データ生成部３から出力された画像データを複数の区分に区分けする。（ステップＳ１０）。その後、チャレンジ変換部４１Ａによって、画像データ生成部３から出力された画像データについて、区分領域ごとに、ハッシュ関数を用いてハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を、固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する（ステップＳ１１）。

次に、コード生成部４２Ａによって、区分領域ごとに、ステップＳ１１において変換したチャレンジを固有関数Ａに入力して改ざん検出データとしての第１固有コードを生成する（ステップＳ１２）。そして、付加部５２Ａによって、ステップＳ２において生成された画像データに、ステップＳ１２において生成した第１固有コードを付加し、出力用画像データが生成される（ステップＳ１３）。その後、出力部１２０が後述する改ざん検知装置５００Ａに出力用画像データを出力する（ステップＳ１４）。

以上のように、本実施形態における監視カメラ１００Ａは、画像データを複数の区分に区分けする区分形成部４０を備え、区分けされた画像データのそれぞれに対して、ハッシュ値の算出および第１固有コードの生成を行う。

次に、監視カメラ１００Ａから受信した画像データに改ざんが行われているかどうかを検知する改ざん検知装置５００Ａについて説明する。

図１１は、改ざん検知装置５００Ａの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、改ざん検知装置５００Ａは、第２情報処理部２００Ａと、外部装置３００とを備えている。第２情報処理部２００Ａは、実施形態１における第２情報処理部２００の構成に加えて区分形成部２０５を備えている。区分形成部２０５は、第１通信部２０１を介して監視カメラ１００Ａから受信した画像データについて、監視カメラ１００Ａで用いられる区分形成方法と同じ区分形成方法により、複数の区分に区分けする。

次に、本実施形態における、改ざん検知装置５００Ａによる、監視カメラ１００Ａから受信した画像データに改ざんが行われているかどうかの検知方法について説明する。

本実施形態における改ざんの有無の検知方法では、区分形成部２０５によって、第１通信部２０１を介して監視カメラ１００Ａから受信した画像データについて、監視カメラ１００Ａで用いられる区分形成方法と同じ区分形成方法により、複数の区分に区分けする。次に、チャレンジ変換部２０２によって、第１通信部２０１を介して監視カメラ１００から受信した画像データについて、区分形成部２０５によって区分された区分領域ごとにハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値を、固有関数Ａに入力するためのチャレンジに変換する。

次に、第２通信部２０３によって、チャレンジ変換部２０２から出力されたチャレンジを外部装置３００に出力する。次に、外部装置３００のコード生成部３０２（第２コード生成部）によって、第２情報処理部２００Ａから出力されたチャレンジを、対象の監視カメラに関連付けられている固有関数Ａに適用することにより、第２固有コードを区分領域ごと生成する。外部装置３００は、生成した第２固有コードを第２情報処理部２００Ａに出力する。

次に、第２情報処理部２００Ａの照合部２０４が、区分領域ごとに、監視カメラ１００Ａから受信した出力用画像データに含まれる第１固有コードと、外部装置３００によって生成された第２固有コードとを照合することによって監視カメラ１００Ａから受信した画像データに改ざんが行われているかどうかを検知する。第１固有コードと第２固有コードとの照合については、実施形態１で説明した方法と同様である。本実施形態では、画像データについて述べたが、映像データについても同様である。

本実施形態では、例えば、ある区分（ここでは、区分Ｎｏ．１として説明する）において第１固有コードと第２固有コードとの一致度が、所定の閾値（例えば、情報理論で用いられるハミング距離の値）よりも大きい場合、区分Ｎｏ．１において画像データに改ざんが行われていると検知することができる。すなわち、本実施形態では、画像データに改ざんが行われているか否かを検知するだけではなく、画像データのどの区分において改ざんが行われているかを検知することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａの制御ブロック（特にチャレンジ変換部２０２、照合部２０４および区分形成部２０５）は、集積回路（ＩＣチップ）などに形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波など）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本開示の各態様に係る第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａは、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａが備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａをコンピュータにて実現させる第２情報処理部２００、第２情報処理部２００Ａの制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。

なお、上述の説明では、撮像装置として監視カメラ１００について説明したが、本開示の撮像装置は監視カメラに限られるものではなく、静止画または動画が撮像または製作できるものであればその他の撮像装置であってもよい。具体的には、本開示の技術は、カメラで撮影またはコンピュータで製作した静止画または動画をインターネット上に掲載する際に用いる情報端末（例えば、スマート電話、スマート腕時計、スマートテレビ、ドライブレコーダーなど）、運転制御にカメラを用いる機械（例えば、電車、バス、自動車、ドローンなど）、生体認証のための画像を撮像する装置（例えば、ＰＯＳレジスタ、ＡＴＭ、受動データなど）に適用することができる。また、実施形態１における監視カメラ１００に相当する情報処理装置が備える固有の物理的複製困難関数を有する素子は、特に限定されない。上記情報処理装置は、音センサなどの非撮像センサデバイスからなる装置、例えば、指輪、ブレスレットなどのウエアラブル端末、自動販売機、冷蔵庫、エアコン、調理器（炊飯器、電子レンジ、パン焼き機など）、ネットワークレコーダー、電話機、音声検索／操作機、照明、電子ロック、会話などをするロボット、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ搭載のクレジットカード等の情報機器等にも適用することができる。

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

２ 撮像素子
３ 画像データ生成部（映像データ生成部）
５ 第１情報処理部
５１ 改ざん検出データ生成部
１００、１００Ａ 監視カメラ（撮像装置、情報処理装置）
１２０ 出力部
４０ 区分形成部
４１、４１Ａ、２０２ チャレンジ変換部
４２、４２Ａ コード生成部（第１コード生成部）
５２、５２Ａ（付加部）
２００、２００Ａ 第２情報処理部
２０１ 第１通信部
２０３ 第２通信部
２０４ 照合部
３０２ コード生成部（第２コード生成部）
５００、５００Ａ 改ざん検知装置

Claims (16)

1. 情報処理装置であって、
   前記情報処理装置で生成された、または、前記情報処理装置に入力されたデータと、所定のハッシュ関数とを用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置が備える固有の物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部と、
   前記チャレンジを前記物理的複製困難関数に入力して第１固有コードを生成する第１コード生成部と、
   前記データにおける所定の箇所ごとに前記第１固有コードを付加したデータ、または、前記データにおける所定の箇所に前記第１固有コードを挿入したデータを出力する付加部と、を有する第１情報処理部を備える、情報処理装置。
2. 前記情報処理装置は、撮像装置であり、
   撮像素子と、
   前記撮像素子からの信号から前記データとしての映像データを生成する映像データ生成部と、を備え、
   前記映像データは、複数のフレームまたは少なくとも１つの画像を含み、
   前記チャレンジ変換部は、前記映像データについて前記所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、
   前記付加部は、前記映像データにおける所定のフレームごとまたは前記画像ごとに前記第１固有コードを付加した映像データ、または、前記所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードを挿入した映像データを出力する請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記第１情報処理部は、前記所定のフレームまたは前記画像を複数の区分に区分けする区分形成部を備え、
   前記チャレンジ変換部は、前記区分形成部によって区分けされた前記所定のフレームまたは前記画像のそれぞれに対してハッシュ値を算出し、
   前記第１コード生成部は、前記区分形成部によって区分けされた前記所定のフレームまたは前記画像のそれぞれに対して前記第１固有コードを生成する請求項２に記載の情報処理装置。
4. 改ざん検知装置であって、
   情報処理装置から出力された第１固有コードが挿入されたデータについて、前記第１固有コードを除いた前記データをもとに所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換部と、
   前記第１固有コードと、前記チャレンジが前記固有関数に入力されることで生成された第２固有コードとを照合することにより、前記データについての改ざんの有無を検出する照合部と、を有する第２情報処理部を備える改ざん検知装置。
5. 前記情報処理装置から出力されたデータは、所定のブロックごとまたはファイルごとに前記第１固有コードが付加されたデータ、または、所定のブロックの前または後ろに前記第１固有コードが挿入されたデータである、請求項４に記載の改ざん検知装置。
6. 前記情報処理装置に関連付けられた固有関数を記憶する記憶部と、
   前記チャレンジを前記固有関数に入力することにより前記第２固有コードを生成する第２コード生成部と、を備える、請求項４または５に記載の改ざん検知装置。
7. 前記チャレンジを前記固有関数に入力することにより前記第２固有コードを生成する第２コード生成部を備える、請求項４または５に記載の改ざん検知装置。
8. 前記チャレンジ変換部は、前記情報処理装置としての撮像装置から出力された、所定のフレームごと、または、画像ごとに前記第１固有コードが付加された映像データ、または、所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードが挿入された映像データについて所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記撮像装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換し、
   前記照合部は、前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記映像データについての改ざんの有無を検出する、請求項４から７のいずれか１項に記載の改ざん検知装置。
9. 前記チャレンジ変換部は、前記情報処理装置としての撮像装置から出力された、所定のフレームごと、画像ごと、または画像が区分けされることにより形成された区分ごとに第１固有コードが付加された映像データ、または、所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードが挿入された映像データについて、所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記撮像装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換し、
   前記照合部は、前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記映像データについての改ざんの有無を検出する、請求項４から８のいずれか１項に記載の改ざん検知装置。
10. 情報処理装置で生成された、または、前記情報処理装置に入力されたデータと、所定のハッシュ関数とを用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置が備える固有の物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換ステップと、
    前記チャレンジを前記物理的複製困難関数に入力して第１固有コードを生成するコード生成ステップと、
    前記データにおける所定の箇所ごとに前記第１固有コードを付加したデータ、または、前記データにおける所定の箇所に前記第１固有コードを挿入したデータを出力する出力ステップと、を含む、情報処理方法。
11. 前記出力ステップでは、前記データにおける所定のブロックごとまたはファイルごとに前記第１固有コードを付加したデータ、または、前記所定のブロックの前または後ろに前記第１固有コードを挿入したデータを出力する、請求項１０に記載の情報処理方法。
12. 前記チャレンジ変換ステップでは、映像データについて所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置としての撮像装置が備える固有の物理的複製困難関数に入力するためのチャレンジに変換し、
    前記出力ステップでは、前記映像データにおける所定のフレームごとまたは画像ごとに前記第１固有コードを付加した映像データ、または、前記所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードを挿入した映像データを出力する、請求項１０または１１に記載の情報処理方法。
13. 情報処理装置から出力されたデータにおける改ざんの有無を検知する検知方法であって、
    第１固有コードが挿入されたデータについて、第１固有コードを除いたデータをもとに所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記情報処理装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換するチャレンジ変換ステップと、
    前記チャレンジを前記固有関数に入力して生成された第２固有コードを生成するコード生成ステップと、
    前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記データについての改ざんの有無を検出する照合ステップと、を含む検知方法。
14. 前記チャレンジ変換ステップでは、所定のブロックごとまたはファイルごとに前記第１固有コードが付加されたデータ、または、所定のブロックの前または後ろに前記第１固有コードが挿入されたデータについて、前記第１固有コードを除いたデータをもとに前記所定のハッシュ関数を用いて前記ハッシュ値を算出する、請求項１３に記載の検知方法。
15. チャレンジ変換ステップでは、前記情報処理装置としての撮像装置から出力された、所定のフレームごとまたは画像ごとに前記第１固有コードが付加された映像データ、または、所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードが挿入された映像データについて所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記撮像装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換し、
    前記照合ステップでは、前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記映像データについての改ざんの有無を検出する、請求項１３または１４に記載の検知方法。
16. 前記チャレンジ変換ステップでは、前記情報処理装置としての撮像装置から出力された、所定のフレームごと、画像ごと、または画像が区分けされることにより形成された区分ごとに前記第１固有コードが付加された映像データ、または、所定のフレームの前または後ろに前記第１固有コードが挿入された映像データについて、所定のハッシュ関数を用いてハッシュ値を算出し、算出した前記ハッシュ値を、前記撮像装置に関連付けられた固有関数に入力するためのチャレンジに変換し、
    前記照合ステップでは、前記第１固有コードと前記第２固有コードとを照合することにより、前記映像データについての改ざんの有無を検出する、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の検知方法。

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