JP3172396B2

JP3172396B2 - 暗号通信装置及び暗号通信システム

Info

Publication number: JP3172396B2
Application number: JP16593395A
Authority: JP
Inventors: 貴久山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH0916678A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マルチメディアネット
ワーク等で用いられる暗号通信に関し、特に暗号化した
秘匿情報の通信サービスに対して課金を行うようにした
暗号通信装置及び暗号通信システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、幹線通信網における光ファイバネ
ットワークの整備、ケーブルテレビシステムの普及、衛
星通信の実用化、ローカルエリアネットワークの普及等
に伴い、かかる通信網を利用して様々な情報を提供し、
その情報の内容及び量に応じて料金を徴収する、いわゆ
る情報サービス産業が増大している。加えて、その情報
として動画像データ、静止画像データ、音声データ、コ
ンピュータデータ等のマルチメディア情報を提供するこ
とが考えられている。このようなマルチメディア情報を
提供するサービスにおいては、提供した情報に対する課
金を適切に行うことが重要となる。しかしながら、従来
の課金方式はケーブルテレビシステムや衛星放送のよう
に使用頻度に無関係な月極の課金方式であったり、また
は、コンピュータの利用サービスのように情報の種類や
質に無関係な使用頻度（または使用時間）のみを計数し
た課金方式であることが多かった。

【０００３】一方、このような通信網においては、情報
を安全に伝達することが重要であり、そのための手段と
して情報を暗号化して伝送する技術が知られている。暗
号は大きく分けて、共通鍵暗号と公開鍵暗号との２つの
暗号方式に分類されるが、それぞれの分類に対して種々
の方式が考えられている。

【０００４】まず、共通鍵暗号方式による暗号通信につ
いて述べる。情報提供サービスが実現される暗号通信ネ
ットワークは、図１８に示すように、情報提供センタと
利用者とから構成される。情報提供センタと利用者間で
はあらかじめ固有かつ秘密の鍵を共有している。Ａ、
Ｂ、…、Ｍはそのネットワークの利用者、Ｋ_A、Ｋ_B、
…、Ｋ_Mはそれぞれ情報提供センタと利用者Ａ間で共有
している鍵、情報提供センタと利用者Ｂ間で共有してい
る鍵、…、情報提供センタと利用者Ｍ間で共有している
鍵を示している。さらに情報提供センタとそれぞれの利
用者は、図２１に示すような、ネットワークで決められ
たアルゴリズムに従って暗号化（及び復号）を行う暗号
器と、通信インタフェースとを備えた通信用端末を持っ
ている。通信インタフェースは、通信用端末と通信路と
の間でデータの授受を行う。

【０００５】例えば、利用者Ａが情報提供センタから情
報を提供してもらう場合の共通鍵暗号方式を用いた従来
の情報提供サービスは以下の手順で行われる。１．利用者Ａは情報提供センタに自分の必要とする情報
の提供の要求を通信インタフェースを介して行う。２．情報提供センタは、あらかじめ利用者Ａと共有して
いる秘密の鍵Ｋ_Aを暗号器に設定し、暗号器により提供
する情報を暗号化し、その暗号化した情報をＡに通信イ
ンタフェースを介して送信する。３．利用者Ａは、通信インタフェースを介して情報提供
センタからの暗号文を受信し、あらかじめ情報提供セン
タと共有している秘密の鍵Ｋ_Aを暗号器に設定し、暗号
器により情報提供センタからの受信文を復号し、提供さ
れた情報を得る。

【０００６】次に、公開鍵暗号方式による暗号通信につ
いて述べる。情報提供サービスを行う場合には、暗号化
を行うのは情報提供センタに限られるので、情報提供セ
ンタがデータベースに各利用者の公開鍵を持つ構成にし
ている。図１９において、利用者Ａ、Ｂ、…、Ｍの公開
鍵をＫ^p _A、Ｋ^p _B、…、Ｋ^p _Mで示し、秘密鍵をＫ
^s _A、Ｋ^s _B、…、Ｋ^s _Mで示している。図１９の公開
鍵暗号通信ネットワークでは、各利用者は自分の公開鍵
に対応した秘密鍵を秘密に保有する。さらに情報提供セ
ンタとそれぞれの利用者は、図２１に示されるような、
ネットワークで決められたアルゴリズムに従って暗号化
（及び復号）を行う暗号器を備えた通信用端末を持って
いる。尚、図２０は図１８の共通鍵暗号通信ネットワー
クと図１９の公開鍵暗号通信ネットワークとを用いた共
通鍵、公開鍵暗号通信ネットワークを示す。

【０００７】次に図１９において、利用者Ａが情報提供
センタから情報を提供してもらう場合の公開鍵暗号方式
を用いた従来の情報提供サービスは以下の手順で行われ
る。１．利用者Ａは、情報提供センタに自分の必要とする情
報の提供の要求を通信インタフェースを介して行う。２．情報提供センタは、利用者Ａの公開鍵Ｋ^p _Aを暗号
器に設定し、暗号器により提供する情報を暗号化し、そ
の暗号化した情報をＡに通信インタフェースを介して送
信する。３．利用者Ａは、通信インタフェースを介して情報提供
センタからの暗号文を受信し、自分の秘密鍵Ｋ^s _Aを暗
号器に設定し、暗号器により情報提供センタからの受信
文を復号し、提供された情報を得る。

【０００８】上記の手順により情報提供センタと正規の
利用者との間で情報提供サービスが行われる。また上記
の手順で情報提供を行うことにより、情報提供センタは
情報を送りたい利用者以外には秘密にして情報を提供で
きるため、情報を送った利用者に対して情報提供サービ
スの課金を行うことができる。しかしながら、このよう
な手順で情報提供センタが情報提供サービスに対する課
金を行う場合、従来では情報の種類や質に無関係に単に
通信時間によって課金するか、または情報提供を１回行
う毎に課金するような方式が多かった。

【０００９】また、情報提供サービスにとって重要とな
る技術である暗号技術に関しては、現在のところ知られ
ている代表的な暗号方式に限っても種々の方式が考えら
れている。また、同じ暗号方式でもいろいろな使用モー
ドが考えられており、信頼できる通信を実現するためさ
らに暗号解読に対して強度を増すような対策が種々考え
られている。

【００１０】ここで、従来の暗号方式としてＤＥＳ暗号
について簡単に説明する。ＤＥＳ暗号では、６４ビット
のデータブロックを単位に暗号化及び復号が行われ、鍵
の長さは５６ビット（８ビットのパリティビットを加え
る６４ビット）とされている。暗号アルゴリズムは転置
式と換字式とを基本としており、これらの転置と換字を
適当に組み合わせ処理を１６段繰り返すことにより、平
文のビットパターンをかき混ぜ、意味の分からない暗号
文に変換している。復号する場合は、逆にかき混ぜるこ
とにより、元の平文を復元する。

【００１１】このかき混ぜかたのパラメータを５６ビッ
トの鍵で指定する。鍵の候補の数は２の５６乗（約１０
の１７乗）個であり、総当たりの解読、つまり入手した
暗号文と平文のペアに対し、鍵を１個ずつ変化させてチ
ェックする解読を行うと、１回のチェックに５００ｎｓ
かかるとすると（１２８Ｍｂｐｓの処理速度）、全体で
１０００年程度かかる計算になる。

【００１２】ＤＥＳの暗号化処理では、まず６４ビット
の平文に対して転置（初期転置ＩＰ）が行われる。この
初期転置は固定である。この転置処理の出力は途中複雑
な１６段の暗号化処理を経た後に最後に転置（最終転置
ＩＰ^-1）が行われる。この最終転置も固定である。

【００１３】初期転置が行われた６４ビットのデータ
は、３２ビットずつ左右に分割され左半分がＬ₀、右半
分がＲ₀となる。このＬ₀とＲ₀からＬ₁₆とＲ₁₆になる
まで１６段にわたって図２２に示す処理が行われる。つ
まり、ｎ段目の処理を終了したときの左右の３２ビット
をそれぞれＬ_n、Ｒ_nとすると、Ｌ_n、Ｒ_nは次式で表
されるものとなる。Ｌ_n＝Ｒ_n-1 Ｒ_n＝Ｌ_n-1＃ｆ（Ｒ_n-1，Ｋ_n）

【００１４】ここで、＃はビット毎のｍｏｄ２の排他的
論理和を意味し、Ｋ_nはｎ段目に入力される４８ビット
の鍵、Ｌ_n-1とＲ_n-1はそれぞれｎ−１段目の出力、ｆ
はＲ _n-1とＫ_nを用いて３２ビットのデータを出力する
関数である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
暗号通信においては、情報提供センタと利用者との間
で、情報提供に際しどの暗号方式を用い、あるいはどの
使用モード、暗号解読に対してどのような対策を施した
方式を用いて暗号通信を行うのかという調整に関しては
考慮されていなかった。特に、やり取りする情報の種類
に応じて暗号の強度を調整することに関しては考慮され
てなかった。例えば映像に代表されるような大容量で高
速のリアルタイム性が要求されるようなデータの場合に
は、暗号化処理速度の速い暗号方式で情報提供を行い、
また逆に文書に代表されるような小容量で非リアルタイ
ム的で機密性の高いデータの場合には、暗号装置の負荷
は高いが安全性の高い暗号方式で情報提供を行う、とい
ったことができなかった。

【００１６】従って、情報提供サービスに対する料金体
系も情報提供の際の伝送速度や通信に要求される安全性
に応じた体系とすることが困難であった。従来の暗号通
信の手法では、以上のような問題があった。

【００１７】本発明は、上述のような実情に鑑みてなさ
れたものであり、暗号情報提供のための伝送速度や安全
性に応じた料金体系を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、データを複数の暗号方式で暗号化して送信する暗号
送信手段と、上記複数の暗号方式から１つの暗号方式を
選択する選択手段と、上記選択手段で選択された暗号方
式に応じて課金する課金手段とを設けている。

【００１９】請求項６の発明においては、ネットワーク
を介して暗号化されたデータの通信を行うとともに、暗
号化の方式を選択し得る暗号通信システムであって、デ
ータ送信側は、データ受信側に対して、選択された暗号
方式に応じて課金するようにしている。

【００２０】

【作用】本発明によれば、暗号化方式を選択することに
より、自由度の高い暗号通信を実現し、これにより選択
された暗号方式の持つ暗号強度、伝送速度、安全性に応
じた料金体系を有する情報提供サービスが実現される。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例１〜８について説明する
が、各実施例は次に示すような観点から成るものであ
る。［実施例１］複数の暗号の中から暗号方式を設定し、
設定した暗号方式に応じて情報提供サービスの料金が課
金される。［実施例２］共通鍵暗号と公開鍵暗号の中から暗号方
式を設定し、設定した暗号方式に応じて情報提供サービ
スの料金が課金される。

【００２２】［実施例３］複数のブロック暗号の中か
ら暗号方式を設定し、設定した暗号方式に応じて情報提
供サービスの料金が課金される。［実施例４］ＤＥＳ型暗号に対し、複数のｆ関数を用
意し、それらを選択することにより、暗号方式を設定
し、設定した暗号方式に応じて情報提供サービスの料金
が課金される。

【００２３】［実施例５］ブロック暗号に対し、複数
の使用モードの中から暗号方式を設定し、設定した暗号
方式に応じて情報提供サービスの料金が課金される。［実施例６］「鍵を更新しながら暗号化を行う」複数の
暗号方式の中から暗号方式を設定し、設定した暗号方式
に応じて情報提供サービスの料金が課金される。

【００２４】［実施例７］ブロック暗号に対し、「固
定の鍵を用いて暗号化を行う」暗号方式と「鍵を更新し
ながら暗号化を行う」暗号方式との中から暗号方式を設
定し、設定した暗号方式に応じて情報提供サービスの料
金が課金される。［実施例８］実施例７の「鍵を更新しながら暗号化を
行う」暗号方式の鍵生成・選択装置の内部変数を読み出
し可能にする。

【００２５】ただし、本発明の本質は、情報提供サーバ
と利用者が複数の暗号方式の中から特定の暗号方式を実
行できるように選択する選択手段を備えた通信用端末を
用いて情報提供サービスを行うと共に、情報提供サービ
スに対して通信用端末において設定した暗号方式に応じ
て課金する課金手段を有することにある。従って、上記
の通信用端末を用いることにより、暗号の強度を選択で
きると共に、設定した暗号方式により実現される安全性
や処理速度に応じて情報提供サービスの料金を課金する
ことができる。

【００２６】尚、選択される複数の暗号方式としては、
実施例に示した暗号方式に限定されるものではない。従
来の技術の項にでも説明したが、現在提案されている暗
号方式は多数存在するため、その全ての暗号方式につい
て実施例で説明することは困難である。また、複数の暗
号方式を組み合わせたような暗号方式も、本発明により
選択される暗号方式として含まれる。

【００２７】［実施例１］本実施例では、図１に示すよ
うに、暗号化（及び復号）を行う複数の暗号装置１１
と、通信インタフェース１２と、鍵生成・選択装置１３
と、複数の暗号装置１１の出力の中から１つを選択する
選択手段１４とを備えた通信用端末１０を用いて暗号通
信を行う。

【００２８】各々の暗号装置１１は、それぞれ異なる暗
号方式の処理を実現する。本実施例では暗号方式とし
て、・暗号方式１・暗号方式２・… ・暗号方式ｔのｔ種類の暗号とし、それぞれ暗号装置１、暗号装置
２、…、暗号装置ｔの各暗号装置１１でその処理が実現
されているとする。さらに、どの暗号装置１１を使用す
るか暗号方式設定信号により設定できる。尚、以下の説
明では、暗号装置１１を必要に応じて暗号装置１…ｔと
呼ぶものとする。

【００２９】選択手段１４は、暗号方式設定信号によっ
て制御され、複数の暗号装置１１の出力の中から１つを
選択することができる。例えば、暗号方式１の暗号処理
を行いたい場合には、暗号方式設定信号によって選択手
段１４を暗号装置１からの出力を選択するように設定す
ればよい。同様に暗号方式２の暗号処理を行いたい場合
には、暗号方式設定信号によって選択手段１４を暗号装
置２からの出力を選択するように設定すればよい。

【００３０】通信インタフェース１２は、暗号方式を示
す情報と暗号装置１１で暗号化された送信文とを伝送路
に送信するとともに、通信相手からの暗号方式を示す情
報と暗号装置１１で暗号化された送信文とを伝送路から
受信するための通信インタフェースである。

【００３１】さらに、一般に暗号方式毎に鍵の長さは異
なっているため、暗号方式設定信号によって選択された
暗号方式に対応した鍵を生成、または選択する手段とし
て鍵生成・選択装置１３がある。鍵生成・選択装置１３
では、ある長さを持つ１つの鍵から選択された暗号方式
に対応した鍵を生成する。あるいはあらかじめ暗号装置
で実現できる暗号方式の数だけ対応する鍵を用意してお
き、選択された暗号方式に対応した鍵を選択する。

【００３２】図２に本発明による鍵生成・選択装置１３
の一例を示す。鍵生成・選択装置１３は、次に示すよう
なアルゴリズムに従って鍵を生成する。鍵生成・選択装
置１３に入力されるある長さを持つ１つの鍵は、以下の
アルゴリズムで初期値（ｘ₀）として用いられる。ｘ_i+1＝ｆ（ｘ_i）（ｉ＝０、１、…） ………（１）ｂ_i+1＝ｇ（ｘ_i+1）（ｉ＝０、１、…） ………（２）

【００３３】鍵生成・選択装置１３は、図２に示すよう
に、式（１）のフィードバック演算を行う処理回路１３
ａと、式（２）の演算を行う処理回路１３ｂと、暗号方
式設定信号で選択された暗号方式に対応した鍵に必要な
長さの出力が、式（２）の演算を行う処理回路から出さ
れたときにそれを鍵に変換する演算器１３ｃとから構成
される。

【００３４】演算器１３ｃでは、式（２）の演算を行う
処理回路１３ｂから出力されるｂ₁、ｂ₂、…、ｂ_iを
暗号方式設定信号で選択された暗号方式に対応した長さ
の鍵に変換することを行う。鍵は選択された暗号方式の
アルゴリズムで定められた長さのビット列であり、演算
器１３ｃによって例えばｂ₁、ｂ₂、…、ｂ_iをそのま
ま並べることにより、あるいはその順序を並び変えるこ
とにより生成される。

【００３５】従って、鍵生成・選択装置１３の動作は以
下のようになる。１．初期値としてｘ₀を、鍵生成・選択装置１３に入力
する。２．式（２）により、ｘ₁、ｘ₂、…、ｘ_iを生成す
る。３．生成されたｘ₁、ｘ₂、…、ｘ_iに対して式（２）
を実行し、得られたｂ ₁、ｂ₂、…、ｂ_iを出力する。４．演算器１３ｃによりｂ₁、ｂ₂、…、ｂ_iを暗号方
式設定信号で選択された暗号方式に対応した鍵として出
力する。

【００３６】鍵生成・選択装置１３は、暗号方式設定信
号によって、式（１）及び式（２）の演算を何回行う
か、さらに演算器１３ｃからどれだけの長さの鍵を出力
するかを制御され、そのことにより暗号方式設定信号に
よって選択された暗号方式に対応した長さを持つ鍵を生
成する。

【００３７】また、鍵生成・選択装置１３は図３のよう
に構成することも可能である。図３の鍵生成・選択装置
１３はｔ個の鍵（ｋ₁、ｋ₂、…、ｋ_t）と鍵選択手段
１３ｄとから構成される。鍵ｋ₁、ｋ₂、…、ｋ_tは鍵
選択手段１３ｄに入力され、暗号方式設定信号によって
いずれかが選択される。これにより暗号方式設定信号に
よって選択された暗号方式に対応した長さを持つ鍵を選
択する。

【００３８】ここでは、鍵生成・選択装置１３として
は、図２に示すものであるとし、上記のように、ある長
さを持つ１つの鍵から選択された暗号方式に対応した鍵
を生成する。

【００３９】情報提供サービスが実現される暗号通信ネ
ットワークは、図１８に示すように、情報提供センタと
利用者Ａ、Ｂ、…、Ｍとから構成される。情報提供セン
タと各利用者間ではあらかじめ固有かつ秘密の鍵Ｋ_A、
Ｋ_B、…、Ｋ_Mを共有している。鍵の共有は、あらかじ
め情報提供センタが鍵の設定しておくことによって実現
できる。また、例えば、文献「暗号と情報セキュリテ
ィ」（辻井、笠原著、１９９０年発行、株式会社昭晃
社、７２〜７３、９７〜１０４項）に示されるような公
知の鍵共有方式によっても実現できる。

【００４０】情報提供サービスが実現される暗号通信ネ
ットワークの利用者はそれぞれ、図４に示すような携帯
型記憶装置３０を保有する。この携帯型記憶装置３０に
は、暗号通信するために必要な各携帯型記憶装置３０の
所有者の秘密の鍵が格納されている。秘密の鍵が所有者
以外に知られた場合には、秘密の通信ができず、信頼性
の高い情報提供サービスが実現できないので、秘密の鍵
が所有者以外に知られないように安全性を考慮して通信
用端末１０とは別に各利用者毎に携帯型記憶装置３０を
持つような構成にしている。各利用者毎に物理的に安全
な領域か確保できるなら携帯型記憶装置３０は通信用端
末１０の一部であってもよいが、その場合各利用者毎に
暗号通信に使用できる通信用端末１０が制限されてしま
う。通信用端末１０と携帯型記憶装置３０とを分離し、
通信用端末１０には各利用者の秘密情報を格納しないよ
うにすることで、利用者はどの通信用端末１０でも自分
の携帯型記憶装置３０を介してその利用者の秘密情報を
やりとりして暗号通信に使用することが可能となり便利
である。

【００４１】携帯型記憶装置３０は、上記通信用端末１
０と安全な通信路を介して情報のやり取りを行えるよう
になっており、物理的に安全な領域を保持手段３０ａと
して持つ。携帯型記憶装置３０を正常に動作させること
ができるのは正規の所有者だけであり、パスワード等の
認証手続きにより正規の所有者か否かを判断する。尚、
携帯型記憶装置３０はＩＣカード等により実現できる。

【００４２】図５は情報提供センタ４０の構成を示す。
情報提供センタ４０は、上述の通信用端末１０、提供す
る情報が格納されているデータベース４１、提供してい
る情報と提供する際の条件に応じて課金を行う課金装置
４２、暗号通信するために必要な全ての利用者の秘密の
鍵及び利用金額の情報が格納されている記憶装置４３を
それぞれ少なくとも１つ持つ。図５では、同時に複数の
利用者に情報を提供することを可能にするために、複数
の通信用端末１０を備えた構成になっている。さらに大
規模な情報提供システムを構築する場合には、データベ
ース４１、課金装置４２、記憶装置４３も複数あっても
よい。

【００４３】データベース４１は、図６に示すように構
成され、利用者に提供するための情報と、その情報を提
供するサービスに対する料金情報とが対応して格納され
ている。料金情報は、さらにその情報を提供する際にど
の暗号方式で暗号化するかによって、料金が分けられて
いる。例えば、暗号方式設定信号によって暗号方式をＣ
₁、Ｃ₂、…、Ｃ_tに設定できるとすると、情報ｉを暗
号方式Ｃ_jで提供した時の料金をＰ_i,jというような料
金設定を行う。このようなデータベース４１は既存のデ
ータベースで容易に構成可能である。

【００４４】またさらに情報提供に要する通信時間をも
考慮して課金したい場合には、上記のＰ_i,jの料金設定
にある単位通信時間当たりの情報提供サービスの料金と
して設定し、情報提供に要する通信時間が単位通信時間
の何倍かかったかを計測し、その値を単位通信時間当た
りの情報提供サービスの料金に掛けて得られる料金を情
報提供サービスの料金として請求する。

【００４５】記憶装置４３は、図７に示すように構成さ
れ、情報提供ネットワークに加入している利用者毎に、
暗号通信するために必要な秘密の鍵が記憶される鍵記憶
領域と、ある期間の利用料金の累積金額が記憶される累
積金額記憶領域とがある。この期間のことを、利用料金
集計期間と呼ぶことにする。利用料金集計期間は例えば
１カ月等に定められる。情報提供センタ４０は、累積金
額記憶領域にある利用者毎の累積金額を元に、利用料金
集計期間内の利用者毎の情報提供サービスに対する料金
を算出し、各利用者に料金を請求する。ある利用料金集
計期間が過ぎると累積金額記憶領域に記憶されている、
その利用料金集計期間の利用者毎の利用金額は、他の記
憶手段へバックアップのための情報として移動され、累
積金額記憶領域の利用者毎の利用金額はリセットされ
る。ただし、一度情報提供を行う毎に清算する場合は累
積金額記憶領域は必要はない。

【００４６】課金装置４２は、図８に示すように構成さ
れる。この課金装置４２は現在提供している情報に対し
て提供に際し用いている暗号化速度に応じた課金演算を
行う。また、課金装置４２は、データベース４１から料
金情報を取り出すことができる。また、今回の情報提供
の料金を記憶装置４３に保持されている情報提供した利
用者の累積金額に加えて新たな累積金額を計算し、記憶
装置４３のその利用者の累積金額記憶領域に新たな累積
金額を書き込む。ただし、一度情報提供を行う毎に清算
する場合は累積金額を算出し、書き込む必要はない。以
上のような各装置により、本発明による情報提供ネット
ワークが構成される。

【００４７】次に利用者Ａが情報提供センタへある情報
の提供を要求し、情報提供センタ４０がその情報を利用
者Ａに送り、情報提供センタ４０が利用者Ａに情報提供
サービスの料金を課金する場合の本発明による手順は以
下のように行われる。ここで、利用者Ａは現在の利用料
金集計期間内に情報提供センタから情報の提供を既に何
度か受け、その結果記憶装置４３の累積金額記憶領域に
ある利用者Ａの現利用料金集計期間内の累積金額はＣｈ
ａｒｇｅ_Aになっているものとする。また、利用者Ａが
提供を要求している情報の名前はＩｎｆｏであるものと
する。さらに利用者ＡはＩｎｆｏを暗号方式Ｃ_jでの提
供を希望しているものとする。また、暗号方式Ｃ_jでの
Ｉｎｆｏの情報提供サービスの料金は、情報量や暗号化
速度に応じてＰ_Info,jであるとする。さらに利用者Ａの
名前Ｉｎｆｏとその料金Ｐ_Info,jとをあらかじめ知って
いるものとする。

【００４８】以下の説明では、正規の利用者Ａが本人の
携帯型記憶装置３０により認証され、携帯型記憶装置３
０は動作可能な状態で通信用端末１０と通信できるよう
にセットされているものとする。また、利用者Ａは情報
提供センタ４０から正規の利用者で確かにＡであると認
証されているものとする。この２つの認証は公知の認証
技術で十分実現可能である。

【００４９】［本発明による情報提供の前手順］１．利用者Ａは、情報提供センタ４０にＩｎｆｏの提供
を要求する。同時に暗号方式Ｃ_jでの提供を希望してい
ることを知らせる。２．情報提供センタ４０は、利用者ＡからのＩｎｆｏの
提供の要求に対し、暗号方式Ｃ_jでの情報提供サービス
の料金Ｐ_Info,jを送る。３．利用者Ａは、料金情報を受け取り、Ｉｎｆｏの提供
に対してその料金で納得できるなら、情報提供センタ４
０にＩｎｆｏの提供を要求する。納得できないなら、情
報提供センタ４０にＩｎｆｏの提供要求をキャンセルし
たことを伝え、この手順は終了する。

【００５０】次に、利用者Ａが情報提供センタにＩｎｆ
ｏの提供を要求した場合について手順を続ける。［本発明による情報提供の手順（情報提供センタに関す
る）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．記憶装置４３の利用者Ａの鍵記憶領域に保持してい
る秘密の鍵Ｋ_Aを鍵生成・選択装置１３に初期値として
設定し、暗号方式設定信号で選択された暗号方式に対応
した鍵を生成する。生成された鍵は暗号装置１１に設定
される。３．暗号装置１１によりデータを暗号化し、選択手段１
４により前手順で決定した暗号装置１１から出力される
暗号文を選択し、通信インタフェース１２を介して利用
者Ａに送信する。

【００５１】［本発明による情報提供の手順（利用者Ａ
に関する）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．携帯型記憶装置３０に保持している秘密の鍵Ｋ_Aを
鍵生成・選択装置１３に初期値として設定し、暗号方式
設定信号で選択された暗号方式に対応した鍵を生成す
る。生成された鍵は暗号装置に設定される。３．通信インタフェース１２を介して伝送路から暗号化
データを受信し、暗号装置１１により情報提供センタ４
０から送られてきた暗号化データを復号し、選択手段１
４により前手順で決定した暗号装置１１から出力される
平文を選択する。

【００５２】また、鍵生成・選択装置１３として図３の
ものを用いることも可能である。その場合には、図１８
に示された鍵は、複数の鍵を合わせたものを意味する。
つまり、情報提供センタ４０と利用者Ａとの間の鍵Ｋ_A
は、暗号方式１を使う時の鍵Ｋ_A1、暗号方式２を使う時
の鍵Ｋ_A2、…、暗号方式ｔを使う時の鍵Ｋ_At、から成
る。この場合の本発明による情報提供センタ４０から利
用者Ａへの情報提供サービスは以下の手順で行われる。
ただし、前手順は上記と同じなので省略する。

【００５３】［本発明による情報提供の手順（情報提供
センタに関する）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．記憶装置４３の利用者Ａの鍵記憶領域に保持してい
る秘密の鍵Ｋ_A（Ｋ_A1、Ｋ_A2、…、Ｋ_Atから構成され
る）を鍵生成・選択装置１３に設定し、暗号方式設定信
号により、複数の鍵Ｋ_A1、Ｋ_A2、…、Ｋ_Atから選択され
た暗号方式に対応した鍵を選択する。選択された鍵は暗
号装置１１に設定される。３．暗号装置１１によりデータを暗号化し、選択手段１
４により前手順で決定した暗号装置１１から出力される
暗号文を選択し、通信インタフェース１２を介して利用
者Ａに送信する。

【００５４】［本発明による情報提供の手順（利用者Ａ
に関する）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．携帯型記憶装置３０に保持している秘密の鍵Ｋ
_A（Ｋ_A1、Ｋ_A2、…、Ｋ_Atから構成される）を鍵生成・
選択装置１３に設定し、暗号方式設定信号により、複数
の鍵Ｋ_A1、Ｋ_A2、…、Ｋ_Atから選択された暗号方式に対
応した鍵を選択する。選択された鍵は暗号装置１１に設
定される。３．通信インタフェース１２を介して伝送路から暗号化
データを受信し、暗号装置１１により情報提供センタ４
０から送られてきた暗号化データを復号し、選択手段１
４により前手順で決定した暗号装置１１から出力される
平文を選択する。

【００５５】次に、情報提供センタ４０からＩｎｆｏの
提供が終了した後の課金手順を示す。この課金手順は、
鍵生成・選択装置１３として図２、図３のものに共通で
ある。［本発明による課金手順］１．課金装置４２は、データベース４１からＩｎｆｏを
暗号方式Ｃ_jでの情報提供サービスの料金は、Ｐ_Info,j
であるという情報を取り出す。２．課金装置４２は、情報提供の料金を算出する。今回
の場合、料金はＰ_Info _,jとなる。３．課金装置４２は、記憶装置４３に保持されている利
用者Ａの累積金額Ｃｈａｒｇｅ_Aに料金Ｐ_Info,jを加え
て新たな累積金額Ｃｈａｒｇｅ_A＋Ｐ_Info,jを計算し、
記憶装置４３の利用者Ａの累積金額記憶領域に新たな累
積金額Ｃｈａｒｇｅ_A＋Ｐ_Info,jを書き込む。ただし、
毎回清算する場合は累積金額を算出する必要はない。

【００５６】情報提供センタ４０は、上記の利用料金集
計期間が終了する毎に各利用者別の累積金額を元にその
利用者に対し料金を請求する。さらに、利用料金集計期
間が終了すると、累積金額記憶領域に記憶されている。
その利用料金集計期間の利用者毎の利用金額は、他の記
憶手段へバックアップのための情報として移動され、累
積金額記憶領域の利用者毎の利用金額はリセットされ
る。

【００５７】以上の手順により、暗号方式を自由度高く
選択でき、従って例えば、暗号の安全性は高いがその処
理の負荷が大きいような暗号方式を選択したいような場
合には、情報提供サービスの料金を高く設定し、暗号の
安全性は低いがその処理の負荷が小さいような暗号方式
を選択したいような場合には、情報提供サービスの料金
を高く設定することが可能である。つまり本実施例で
は、情報提供センタ４０と利用者との間で、通信用端末
１０の暗号強度と情報提供の料金とを選択可能な暗号通
信を行うことができる。

【００５８】尚、上記［本発明による情報提供の前手
順］は通信毎に毎回行う必要はない。例えば、あらかじ
め暗号方式を情報提供センタ４０と利用者との間で打ち
合わせておき、その暗号方式で暗号通信を行う場合には
必要ない。

【００５９】［実施例２］本実施例では、図９に示すよ
うな、暗号化（及び復号）を行う複数の暗号装置１５、
１６と、通信インタフェース１２と、鍵生成・選択装置
１３と、複数の暗号装置１５、１６の出力の中から１つ
を選択する選択手段１４とを備えた通信用端末１０を用
いている。

【００６０】本実施例では、暗号方式を１．共通鍵暗号方式の代表としてＤＥＳ暗号方式（また
はＦＥＡＬ暗号方式）２．公開鍵暗号方式の代表としてＲＳＡ暗号方式（また
はＥｌＧａｍａｌ暗号方式）の２種類の暗号方式とし、それぞれＤＥＳ暗号装置（ま
たはＦＥＡＬ暗号装置）１５と、ＲＳＡ暗号装置（また
はＥｌＧａｍａｌ暗号装置）１６とでその処理が実現さ
れているとする。ただし、ここで例示したＤＥＳ暗号、
ＦＥＡＬ暗号、ＲＳＡ暗号、ＥｌＧａｍａｌ暗号は、共
通鍵暗号或いは公開鍵暗号の代表例として挙げただけ
で、本発明はこれらに限定されず他の暗号アルゴリズム
にも適用可能である。

【００６１】図９の通信用端末１０をＤＥＳ暗号方式で
使用する場合には、選択手段１４ではＤＥＳ暗号装置１
５からの出力を選択する。また、ＲＳＡ暗号方式で使用
する場合には、選択手段１４ではＲＳＡ暗号装置１６か
らの出力を選択するようにすればよい。

【００６２】鍵生成・選択装置１３、通信インタフェー
ス１２、選択手段１４は実施例１と同様のものを用い
る。ただし、鍵生成・選択装置１３は図３に示されたも
のを用い、暗号方式設定信号によって選ばれた暗号方式
に対応する鍵を選択する。つまり、ＤＥＳ暗号方式が選
ばれた場合は、ＤＥＳ暗号用にあらかじめ配布されてい
る鍵を選択し、ＲＳＡ暗号方式が選ばれた場合は、ＲＳ
Ａ暗号用に公開されている公開鍵を選択する。

【００６３】また、本実施例では、暗号通信ネットワー
クとしては図２０のものを用いる。図２０の共通鍵、暗
号鍵暗号通信ネットワークは図１８の共通鍵暗号通信ネ
ットワークに図１９の公開鍵暗号通信ネットワークを付
加した構成になっている。情報提供サービスを行う場合
には、暗号化を行うのは情報提供センタ４０に限られる
ので、情報提供センタ４０がデータベース４１に各利用
者の公開鍵を持っている構成にしている。

【００６４】図２０の暗号通信ネットワークでは、各加
入者は自分の公開鍵に対応した秘密鍵と情報提供センタ
と共有している鍵を秘密に保有する。また、図２０にお
いては、利用者Ａ、Ｂ、…、Ｍの公開鍵をＫ^p _A、Ｋ^p
_B、…、Ｋ^p _Mで示し、秘密鍵をＫ^s _A、Ｋ^s _B、…、
Ｋ^s _Mで示している。また、Ｋ_A、Ｋ_B、…、Ｋ_Mはそ
れぞれ情報提供センタ４０と利用者Ａ間で共有している
共通鍵、情報提供センタ４０と利用者Ｂ間で共有してい
る共通鍵、…、情報提供センタ４０と利用者Ｍ間で共有
している共通鍵を示している。従って利用者ｊは、自分
の秘密鍵Ｋ^s _jと情報提供センタ４０との共通鍵Ｋ_jを
秘密に保有する。

【００６５】この場合の本発明による情報提供センタか
ら利用者Ａへの情報提供サービスは以下の手順で行われ
る。ただし、前手順と課金手順は実施例１と同様であ
る。［本発明による情報提供の手順（情報提供センタに関す
る）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．記憶装置４３の利用者Ａの鍵記憶領域に保持してい
る共通鍵Ｋ_Aと公開鍵Ｋ^p _Aから選択された暗号方式に
対応した鍵を選択する。選択された鍵は暗号装置１５、
１６に設定される。３．暗号装置１５、１６によりデータを暗号化し、選択
手段１４により前手順で決定した暗号装置から出力され
る暗号文を選択し、通信インタフェース１２を介して利
用者Ａに送信する。

【００６６】［本発明による情報提供の手順（利用者Ａ
に関する）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．携帯型記憶装置３０に保持している共通鍵Ｋ_Aと秘
密鍵Ｋ^s _Aとから、暗号方式設定信号により、選択され
た暗号方式に対応した鍵を選択する。選択された鍵は暗
号装置１５、１６に設定される。３．通信インタフェース１２を介して伝送路から暗号化
データを受信し、暗号装置１５、１６により情報提供セ
ンタ４０から送られてきた暗号化データを復号し、選択
手段１４により前手順で決定した暗号装置から出力され
る平文を選択する。

【００６７】上記の手順により、提供される情報の機密
性に応じて暗号方式を選択できる。例えば、特に機密性
の高いデータの場合には、公開鍵暗号方式を選択し、そ
うでない場合には、共通鍵暗号方式を選択して処理を簡
易にする、というようなことができる。従って、選択し
た暗号方式に応じた情報提供サービスの料金体系が実現
できる。

【００６８】［実施例３］本実施例では、図１０に示す
ような、暗号化（及び復号）を行う複数の暗号装置１
７、１８と、通信インタフェース１２と、鍵生成・選択
装置１３と、複数の暗号装置１７、１８の出力の中から
１つを選択する選択手段１４とを備えた通信用端末１１
を用いる。

【００６９】本実施例では、暗号方式として１．ＤＥＳ暗号２．ＦＥＡＬ暗号の２種類のブロック暗号とし、それぞれＤＥＳ暗号装置
１７と、ＦＥＡＬ暗号装置１８とでその処理が実現さ
る。ただし、ここで例示したＤＥＳ暗号、ＦＥＡＬ暗号
は、共通鍵暗号の代表例として挙げただけで、本発明は
これらに限定されず他の暗号アルゴリズムにも適用可能
である。

【００７０】図１０の通信用端末１０を用いてＤＥＳ暗
号処理を行いたい場合には、選択手段１４では常にＤＥ
Ｓ暗号装置の出力を選択する。また、ＦＥＡＬ暗号処理
を行いたい場合には、選択手段１４では常にＦＥＡＬ暗
号装置からの出力を選択する。

【００７１】また、鍵生成・選択装置、通信インタフェ
ース、選択手段は、実施例１と同様のものを用い、暗号
通信ネットワークとしては図１８のものを用いる。ま
た、本実施例でも情報提供センタ４０と利用者Ａとの間
の通信並びに課金の手順は、実施例１で示した手順と同
様の手順で行われる。

【００７２】［実施例４］本実施例では、図１１に示さ
れるような、暗号化（及び復号）を行う暗号装置１９
と、通信インタフェース１２と、鍵生成・選択装置１３
とを備えた通信用端末１１を用いる。また、これまで実
施例で示されている選択手段１４は、本実施例では暗号
装置内に含まれているものとする。本実施例では、暗号
方式としてＤＥＳ型（インボリューション型）暗号を考
える。その構成要素であるｆ関数を複数用意し、その中
からあるｆ関数を選択することにより、複数の暗号方式
を設定できる。

【００７３】ＤＥＳ型暗号は図２２について前述したよ
うに同じ処理を繰り返すアルゴリズムであるので同じ回
路で繰り返し処理を行うことが可能である。例えば図２
２に示されたＤＥＳ暗号の１段分の処理を１処理単位と
して回路化すれば、その回路を繰り返し用いることによ
り、暗号処理を実現できる。

【００７４】この場合の暗号装置１９は図１２のように
構成される。図１２の暗号装置１９は、レジスタ１９
ａ、１９ｂと、排他的論理和回路１９ｃと、複数のｆ関
数（ｆ ₁、ｆ₂、…、ｆ_t）と、複数のｆ関数の出力か
ら１つを選択する選択手段１９ｄとから構成される。選
択手段１９ｄは、暗号方式設定信号によって制御されて
いる。複数のｆ関数の構成は、例えばｆ関数と同じ数の
Ｓｂｏｘの組を用意しておくことにより実現可能であ
る。この場合には、ｆ関数ｆ₁に対してはＳ_11、Ｓ₁₂、
…、Ｓ₁₈のＳｂｏｘを用い、ｆ関数ｆ₂に対しては
Ｓ₂₁、Ｓ₂₂、…、Ｓ₂₈のＳｂｏｘを用い、…、というよ
うにすればよい。また、ｆ関数ｆ₁に対してはＤＥＳ暗
号のｆ関数を用い、ｆ関数ｆ₂に対してはＦＥＡＬ暗号
のｆ関数を用い、…、というように全く異なる暗号のｆ
関数を用意することによっても実現できる。

【００７５】鍵生成・選択装置１３、通信インタフェー
ス１２は実施例１と同様のものを用い、暗号通信ネット
ワークとしては図１８のものを用いる。また、本実施例
でも情報提供センタ４０と利用者との間の通信並びに課
金の手順は、実施例１で示した手順と同様の手順で行わ
れる。

【００７６】［実施例５］本実施例では、図１１に示す
通信用端末１０と同一構成の通信用端末１０を用いる。
ただし暗号装置１９に代えて図１３に示す暗号装置２０
を用いる。また、選択手段は本実施例でも暗号装置内２
０に含まれている。また、本実施例では暗号方式によっ
て鍵のビット長は変わらないので鍵生成・選択装置１３
は必ずしも必要とはならない。

【００７７】本実施例では、暗号方式としてブロック暗
号を用いる。さらに、そのブロック暗号を１．ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｄｅｂｏｏｋ）モ
ード２．ＣＢＣ（ＣｉｐｈｅｒＢｌｏｃｋＣｈａｉｎｉ
ｎｇ）モードのどちらで使用するか暗号方式設定信号により設定でき
るものとする。

【００７８】ＣＢＣモードについては後述するが、ここ
でも簡単に説明しておく。平文をＭ _i暗号文Ｃ_i初期値
をＩＶとし、暗号鍵Ｋを用いた暗号化をＥ_K、復号をＤ
_KとするとＣＢＣモードは次式で表される。Ｃ₁＝Ｅ_K（Ｍ₁＋ＩＶ） ………（３）Ｃ_i＝Ｅ_K（Ｍ_i＋Ｃ_i-1）（ｉ＝２、３、…） ………（４）Ｍ₁＝Ｄ_K（Ｃ₁）＋ＩＶ ………（５）Ｍ_i＝Ｄ_K（Ｃ_i）＋Ｃ_i-1（ｉ＝２、３、…） ………（６）

【００７９】この場合の暗号装置２０は図１３のように
構成される。図１３の暗号装置２０は、ブロック暗号器
２０ａと、２つの入力から一方を選択する選択手段２０
ｂと、ビット毎に排他的論理和演算を行う排他的論理和
回路２０ｃとからなる。選択手段２０ｂは暗号方式設定
信号によって制御されている。

【００８０】図１３の暗号装置２０をＥＣＢモードで使
用する場合には、入力する初期値ＩＶとして全て０のビ
ット列とし、選択手段２０ｂでは常に初期値ＩＶを選択
する。また、ＣＢＣモードで使用する場合には、入力す
る初期値ＩＶとして任意のビット列を設定し、選択手段
２０ｂでは最初のブロックを暗号化する時には初期値Ｉ
Ｖを選択し、以降は暗号装置２０からの出力を選択す
る。初期値ＩＶは通信者間で秘密にする必要はない。

【００８１】鍵生成・選択装置１３、通信インタフェー
ス１２は実施例１と同じものを用い、暗号通信ネットワ
ークとしては図１８のものを用いる。

【００８２】本実施例でも情報提供センタ４０と利用者
との間の通信並びに課金の手順は、実施例１で示した手
順と同様の手順で行われる。ただし、前手順において、
ＣＢＣモードを選択した場合には、初期値ＩＶを共有す
る手順が必要となる。例えば、暗号通信を行う前に情報
提供センタ４０と利用者Ａとの間で初期値ＩＶを共有す
る手順が必要となる。初期値ＩＶは情報提供センタ４０
と利用者Ａとの間で秘密にする必要はないので、暗号化
しなくてもよい。また、秘密の鍵Ｋ_Aだけでなく、共有
した初期値ＩＶを通信用端末１０内の暗号装置２０に設
定しなければならない。

【００８３】［実施例６］本実施例は、実施例１に基づ
いて暗号方式を改良したものである。本実施例では、実
施例１と同じく、図１に示されるような、暗号化（及び
復号）を行う複数の暗号装置１１と、通信インタフェー
ス１２と、鍵生成・選択装置１３と、複数の暗号装置１
１の出力の中から１つを選択する選択手段１４とを備え
た通信用端末１０を用いる。

【００８４】本実施例が実施例１と異なる点は次の通り
である。実施例１では暗号装置１１は複数存在したが、
各々の暗号装置１１に対する鍵は一度の暗号通信を行っ
ている間は固定である。つまり、暗号通信中には鍵が随
時変更されるということはなく、暗号通信の初めから終
わりまで同一の鍵を用いる。それに対して本実施例で
は、第３者による暗号解読に対して安全性を向上させる
ため、暗号通信中に鍵を随時変更する。暗号通信中に鍵
を随時更新するために、鍵生成・選択装置１３では暗号
通信中も鍵生成を行い、暗号方式設定信号で選択された
暗号方式に対応した長さの鍵が生成される毎に、暗号装
置１１の鍵の更新を行う。ただし、鍵の更新は暗号通信
の送信者と受信者とで同期をとって行う必要がある。

【００８５】尚、本実施例の鍵生成・選択装置１３は、
実施例１の場合と同じく図２のように構成される。ただ
し、本実施例の鍵生成・選択装置１３では上述のよう
に、暗号通信中も鍵生成を行い、暗号方式設定信号で選
択された暗号方式に対応した長さの鍵が生成される毎
に、暗号装置の鍵の更新をすることを行うため、実施例
１の場合と動作が異なっている。

【００８６】実施例１の場合の鍵生成・選択装置１３
は、暗号方式設定信号で選択された暗号方式に対応した
長さの鍵が生成されればそれ以上は動作させる必要はな
い。それに対し、本実施例での鍵生成・選択装置１３で
は、暗号方式設定信号で選択された暗号方式に対応した
長さの鍵を次々に生成する必要がある。つまり、本実施
例での鍵生成・選択装置１３は、実施例１の場合の鍵生
成・選択装置１３の動作を何度も繰り返し行っている。

【００８７】本実施例に用いる鍵生成・選択装置１３の
鍵生成のアルゴリズムは、特に制限を受けるものではな
く、実施例１で示したような一般的なものを用いること
が可能であるが、本実施例では鍵生成のアルゴリズムと
して、計算量的に安全な擬似乱数系列生成アルゴリズム
を用いた場合、特にその中でも２乗型疑似乱数系列を用
いた場合、について説明する。

【００８８】２乗型疑似乱数系列とは、以下の手順で生
成される疑似乱数系列ｂ₁、ｂ₂、…、である。［２乗型疑似乱数系列］ｐ、ｑをｐ≡ｑ≡３（ｍｏｄ
４）である素数とし、Ｎ＝ｐ・ｑとして、初期値ｘ
₀（１＜ｘ₀＜Ｎ−１なる整数）と再帰式ｘ_i+1＝ｘ_i ²ｍｏｄＮ（ｉ＝０、１、２、…） ………（７）ｂ_i＝ｌｓｂ_j（ｘ_i）（ｉ＝１、２、…） ………（８）によって得られるビット系列ｂ₁、ｂ₂、…を２乗型疑
似乱数系列という。ただし、ｌｓｂ_j（ｘ_i）はｘ_iの
下位ｊビットを表わし、Ｎのビット数をｎとしたときｊ
＝Ｏ（ｌｏｇ₂ｎ）とする。

【００８９】２乗型疑似乱数系列は法Ｎにおける平方剰
余性の判定問題が計算量的に困難であるとの仮定の下で
計算量的に安全な擬似乱数系列となる。２乗型疑似乱数
を十分安全なものとするために、２乗演算式（７）の法
Ｎのビット数ｎを５１２ビット程度とすることが望まし
い。さらに、各加入者間であらかじめ秘密に共有されて
いる鍵（鍵生成・選択装置１３の初期値）Ｋ_AB、Ｋ_AC、
…は、１＜Ｋ_AB、Ｋ_AC、…＜Ｎ−１とする。

【００９０】この２乗型疑似乱数系列を用いた鍵生成・
選択装置１３は図１４に示される。図１４の鍵生成・選
択装置１３は式（７）のフィードバック演算を行う処理
回路１３ｅと式（８）の演算を行う処理回路１３ｆと演
算器１３ｇとから構成される。この鍵生成・選択装置１
３の動作は以下のようになる。１．初期値ｘ₀を処理回路１３ａに入力する。２．式（７）により、ｘ₁、ｘ₂、…を生成する。３．生成されたｘ₁、ｘ₂、…に対して処理回路１３ｆ
で式（８）を実行し、得られたｂ₁、ｂ₂、…を出力す
る。４．演算器１３ｇではｂ₁、ｂ₂、…を暗号方式設定信
号で選択された暗号方式に対応した長さの鍵の鍵列
ｋ₁、ｋ₂、…に変換する。

【００９１】図１５に鍵を随時更新する場合の暗号通信
の手順を示す。暗号方式としてブロック暗号を考える。
図１５において、Ｍ_uv（ｕ＝１、２、…ｔ；ｖ＝１、
２、…、ｓ）は平文ブロックを、ｋ_u（ｕ＝１、２、
…、ｔ）はブロック暗号の鍵を、ｋ_u（Ｍ_uv）（ｕ＝
１、２、…、ｔ；ｖ＝１、２、…、ｓ）は平文ブロック
Ｍ_uvを鍵ｋ_uで暗号化して得られる暗号文ブロックを示
している。ここで、Ｍ_u1からＭ_usまでのｓ個のブロック
は同じ鍵ｋ_uで暗号化されている。前述の鍵生成・選択
装置１３によって更新される鍵系列ｋ₁、ｋ₂、…を順
にブロック暗号の鍵として用いることにより、図１５の
平文ブロックは複数の暗号鍵によって暗号化される。こ
のように随時鍵を更新することにより、同じ鍵で暗号化
される平文ブロックの数がｓ個になり、鍵の解析を困難
にすることができる。

【００９２】尚、暗号装置１１、通信インタフェース１
２、選択手段１４は実施例１と同じものを用い、暗号通
信ネットワークとしては図１８のものを用いる。

【００９３】本実施例による情報提供センタ４０から利
用者Ａへの情報提供サービスは以下の手順で行われる。
ただし、前手順と課金手順は実施例１と同じである。［本発明による情報提供の手順（情報提供センタに関す
る）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．記憶装置４３の利用者Ａの鍵記憶領域に保持してい
る秘密の鍵Ｋ_Aを鍵生成・選択装置１３に初期値として
設定し、暗号方式設定信号で選択された暗号方式に対応
した鍵列を生成する。３．鍵生成・選択装置１３から出力される鍵列を暗号装
置１１の鍵として随時更新しつつ用いデータを暗号化
し、選択手段１４により前手順で決定した暗号装置１１
から出力される暗号文を選択し、通信インタフェース１
２を介して利用者Ａに送信する。

【００９４】［本発明による情報提供の手順（利用者Ａ
に関する）］１．暗号方式設定信号により、前手順で決定した暗号方
式からの出力が選択されるように選択手段１４を設定す
る。２．携帯型記憶装置３０に保持している秘密の鍵Ｋ_Aを
鍵生成・選択装置１３に初期値として設定し、暗号方式
設定信号で選択された暗号方式に対応した鍵列を生成す
る。３．通信インタフェース１２を介して伝送路から暗号化
データを受信し、鍵生成・選択装置１４から出力される
鍵列を暗号装置１１の鍵として随時更新しつつ用いて、
送られてきた暗号化データを復号し、選択手段１４によ
り前手順で決定した暗号装置１１から出力される平文を
選択する。

【００９５】また、計算量的に安全な擬似乱数生成のア
ルゴリズムとして２乗型疑似乱数を用いたが、計算量的
に安全な擬似乱数生成アルゴリズムであればどのような
ものでも用いることができる。例えば文献「暗号と情報
セキュリティ」（辻井、笠原著、１９９０年発行、株式
会社昭晃社、８６項）に示されているように、ＲＳＡ暗
号、離散対数、逆数暗号を用いたものも本発明の疑似乱
数生成のアルゴリズムに用いることができる。また、本
実施例で説明した鍵を随時更新する方式は、実施例１に
基づいて説明したが、実施例１に適用できるだけでな
く、実施例３、４、５に対しても適用できる。

【００９６】［実施例７］実施例１は鍵の固定の暗号方
式（複数）の中からある暗号方式を選択し、実施例６は
鍵は更新される暗号方式（複数）の中からある暗号方式
を選択するものである。上記２つの実施例のバリエーシ
ョンとして本実施例では、鍵は固定の暗号方式と鍵は更
新される暗号方式との間で暗号方式を選択できるように
している。

【００９７】本実施例では、図１６に示されるような、
暗号化（及び復号）を行う暗号装置１１と、通信インタ
フェース１２と、鍵生成・選択装置１３とを備えた通信
用端末１０を用いる。ここでは、説明の簡単のため暗号
装置は１つであるとする。

【００９８】本実施例では、暗号方式としてブロック暗
号を考える。さらに、そのブロック暗号を１．固定の鍵を用いて暗号化を行う２．鍵を更新しながら暗号化を行うのどちらの方式を使用するかを暗号方式設定信号により
設定できるものとする。

【００９９】鍵生成・選択装置１３は暗号方式設定信号
によって制御され、「固定の鍵を用いて暗号化を行う」
暗号方式で使用する場合には、鍵生成・選択装置は固定
鍵（１つの鍵）を生成すれば処理を停止する。また、
「鍵を更新しながら暗号化を行う」暗号方式で使用する
場合には、鍵生成・選択装置１４は鍵列（複数の鍵）を
生成するために処理を繰り返し行う、という動作をす
る。

【０１００】図１６の通信用端末１０を「固定の鍵を用
いて暗号化を行う」暗号方式で使用する場合には、暗号
方式設定信号により鍵生成・選択装置１４では固定鍵を
生成するようにし、暗号装置１１ではその固定鍵を用い
て暗号化すればよい。また、通信用端末１０を「鍵を更
新しながら暗号化を行う」暗号方式で使用する場合に
は、暗号方式設定信号により鍵生成・選択装置１４では
鍵列を生成するようにし、暗号装置１１ではその鍵列に
より順次鍵を更新しながら暗号化すればよい。

【０１０１】尚、鍵生成・選択装置１３は実施例６と同
じものを用い暗号装置１１、通信インタフェース１２は
実施例１と同じものを用いる。また暗号通信ネットワー
クとしては図１８のものを用いる。

【０１０２】本実施例でも情報提供センタ４０と利用者
との間の通信並びに課金の手順は、実施例１で示した手
順と同様の手順で行われる。ただし、鍵を更新しながら
暗号化を行うを選択した場合には、情報提供の手順にお
いて、実施例６と同様の手順で行われる。上記の手順に
より、送信するデータの機密性に応じて暗号方式を選択
できる。例えば、特に機密性の高いデータの場合には、
「鍵を更新しながら暗号化を行う」暗号方式を選択し、
そうでない場合には、「固定の鍵を用いて暗号化を行
う」暗号方式を選択して処理を簡易にする、というよう
なことができる。従って、選択した暗号方式に応じた情
報提供サービスの料金体系が実現できる。

【０１０３】尚、本実施例では説明の簡単のため、暗号
装置１１は１つとしたが、複数の暗号装置１１を用いる
場合も本発明に含まれる。複数の暗号装置１１を用いた
場合には、複数の暗号装置１１からの出力を選択するた
めの選択手段１４が必要となる。

【０１０４】［実施例８］本実施例では、実施例６、７
で用いた鍵生成・選択装置１３の構成を少し変えた場合
について説明する。実施例６、７では、各加入者間で共
有されている鍵が固定のため「鍵を更新しながら暗号化
を行う」暗号方式においても、利用者が同じ場合には鍵
生成・選択装置１３の初期値は常に同じ値となり、同じ
鍵列が生成されるという問題がある。

【０１０５】そこで本実施例では、利用者が同じでも鍵
生成・選択装置１３の初期値を利用する毎に変更するよ
うにし、安全性を向上させることを可能にする。実施例
６に示された鍵列生成の手順である式（７）、式（８）
においてフィードバック演算により次々更新されるｘ
_i+1を鍵生成・選択装置１３の内部変数と呼ぶことにす
る。

【０１０６】本実施例の鍵生成・選択装置１３は、図１
７に示されるように式（７）のフィードバック演算を行
う処理回路１３ｈと式（８）の演算を行う処理回路１３
ｉと演算器１３ｊとから構成され、さらに式（７）の演
算により更新される内部変数を読み出せる構成になって
いる。読み出された内部変数は、利用者側の通信用端末
１０においては、実施例１による通信用端末１０に接続
された携帯型記憶装置３０の保持手段３０ａに記憶され
る。また、情報提供センタ４０側の通信用端末１０にお
いては、実施例１における記憶装置４３の鍵記憶領域に
記憶される。

【０１０７】実施例６、７では、鍵生成・選択装置１３
へ初期値を設定するだけでデータの移動は一方向である
が、本実施例では逆方向に鍵生成・選択装置１３の内部
変数の読み出しが行えるようになっている。読み出した
内部変数は、次回の暗号通信に用いられる共通鍵とし
て、今回の暗号通信に用いた共通鍵に対し置き換えが行
われる。この鍵生成・選択装置１３を図１４の鍵生成・
選択装置１３に置き換えることにより、鍵生成・選択装
置１３の初期値を利用する毎に変更できる通信用端末１
０を構成できる。

【０１０８】本実施例でも、暗号通信ネットワークとし
ては図１８のものを用いる。また、情報提供センタ４０
と利用者との間の通信並びに課金の手順は、実施例１で
示した手順と同様の手順で行われる。ただし、情報提供
の手順において、情報提供センタ４０側では「提供する
情報の暗号化が終了した時の疑似乱数生成器の内部変数
の値を次回Ａと暗号通信するための新しい初期値として
記憶装置４３の鍵記憶領域に秘密に保持する」という手
順が最後に必要となり、利用者側では「暗号化された情
報の復号が終了した時の疑似乱数生成器の内部変数の値
を次回情報を提供してもらう場合の暗号通信するための
新しい初期値として携帯型記憶装置３０の保持手段３０
ａに秘密に保持する」という手順が最後に必要となる。

【０１０９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、暗
号方式を選択できるようにしたことにより、選択した暗
号方式が有する暗号強度や暗号化処理速度に応じて従来
考慮されてなかった情報提供の際の暗号化の安全性とそ
のサービス料金、あるいは暗号化の速度とそのサービス
料金の選択を可能にし、自由度の高い情報提供サービス
の料金体系を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による通信用端末のブロック
図である。

【図２】本発明の実施例１による鍵生成・選択装置のブ
ロック図である。

【図３】本発明の実施例１による鍵生成・選択装置のブ
ロック図である。

【図４】本発明の実施例１による携帯型記憶装置のブロ
ック図である。

【図５】本発明の実施例１による情報提供センタのブロ
ック図である。

【図６】本発明の実施例１によるデータベースのブロッ
ク図である。

【図７】本発明の実施例１による記憶装置のブロック図
である。

【図８】本発明の実施例１による課金装置のブロック図
である。

【図９】本発明の実施例２による通信用端末のブロック
図である。

【図１０】本発明の実施例３による通信用端末のブロッ
ク図である。

【図１１】本発明の実施例４による通信用端末のブロッ
ク図である。

【図１２】本発明の実施例４による暗号装置のブロック
図である。

【図１３】本発明の実施例５による暗号装置のブロック
図である。

【図１４】本発明の実施例６による２乗型疑似乱数を用
いた鍵生成・選択装置のブロック図である。

【図１５】本発明の実施例６による鍵更新を行う場合の
暗号通信の手順を示す構成図である。

【図１６】本発明の実施例７による通信用端末のブロッ
ク図である。

【図１７】本発明の実施例７による２乗型疑似乱数を用
いた鍵生成・選択装置のブロック図である。

【図１８】共通鍵暗号通信ネットワークの構成図であ
る。

【図１９】公開鍵暗号通信ネットワークの構成図であ
る。

【図２０】共通鍵、公開鍵暗号通信ネットワークの構成
図である。

【図２１】従来の通信用端末のブロック図である。

【図２２】ＤＥＳ暗号の１段分の処理を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０通信端末１１、１５〜２０暗号装置１３鍵生成・選択装置１４選択手段４１データベース４２課金装置４３記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09C 1/00 - 5/00 H04K 1/00 - 3/00 H04L 9/00 G06F 15/00 - 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】データを複数の暗号方式で暗号化して送
信する暗号送信手段と、上記複数の暗号方式から１つの暗号方式を選択する選択
手段と、上記選択手段で選択された暗号方式に応じて課金する課
金手段とを備えた暗号通信装置。
【請求項２】暗号化されたデータを受信して復号する
復号受信手段を設け、上記暗号送信手段及び上記復号受
信手段に、上記選択された暗号方式に応じた鍵を生成す
る鍵生成手段を設けた請求項１記載の暗号通信装置。
【請求項３】上記鍵生成手段で生成する鍵を上記デー
タの暗号化処理時に随時更新させる更新手段を備えた請
求項２記載の暗号通信装置。
【請求項４】上記鍵生成手段で用いるアルゴリズムと
して、計算量的に安全な擬似乱数生成のアルゴリズムを
用いることを特徴とする請求項２記載の暗号通信装置。
【請求項５】上記計算量的に安全な擬似乱数生成アル
ゴリズムとして２乗型疑似乱数生成アルゴリズムを用い
ることを特徴とする請求項４記載の暗号通信装置。
【請求項６】ネットワークを介して暗号化されたデー
タの通信を行うとともに、暗号化の方式を選択し得る暗
号通信システムであって、データ送信側は、データ受信側に対して、選択された暗
号方式に応じて課金することを特徴とする暗号通信シス
テム。