JP4025283B2 - 符号埋込方法、識別情報復元方法及び装置 - Google Patents
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Description
「インフォメーション・ハイディングテクニック・フォー・ステガノグラフィ・アンド・デジタル・ウォーターマーキング(Information Hiding - technique for steganography and digital watermarking)」,S. Katzenbeisser and Faibien A. P. Petitcolas, 2000. 村谷博文(H. Muratani),「ア・コルージョン・セキュア・フィンガープリンティング・コード・リジュースト・バイ・チャイニーズ・リマインダリング・アンド・イッツ・ランダム・エラー・レジリエンス(A collusion-secure fingerprinting code reduced by Chinese remaindering and itsrandom-error resilience)」,ピーアールオーシー・フォース・インフォメーション・ハイディング・ワークショップ(Proc. Fourth Information Hiding Workshop),IHW 2001,LNCS 2137,シュプリンガー・フェアラーク(Springer-Verlag),2001年、p.303−315.
従って、第1、第3及び第4の発明は以上のような手段を講じたことにより、利用者の識別番号を剰余符号に変換し、得られた剰余符号内の各剰余を秘密鍵に基づいて置換処理し、置換処理後の剰余符号を電子透かし埋込処理によりコンテンツ情報に埋め込むので、フィンガープリンティングスキームにおいて埋め込まれる識別情報を第三者から読出不可とし、利用者のプライバシを保護できる。
(第1の実施形態)
図2は本発明の第1の実施形態に係る埋込装置及び追跡装置を備えたオブジェクト追跡システムの構成を示す模式図であり、図3はこの埋込装置の構成を示す模式図であり、図4はこの追跡装置の構成を示す模式図である。図2に示すオブジェクト追跡システムは、埋込装置(符号埋込装置)10A及び追跡装置(識別情報復元装置)20Aを備えている。図中、鍵情報s,s’は、共通鍵暗号の場合には、s’=s、非対称鍵暗号の場合には、s’は公開鍵sに対する秘密鍵である。埋込装置10Aと追跡装置20Aの間の鍵共有は、例えば、信頼できるパーティによる鍵配布や公開鍵基盤(インフラストラクチャ)を用いた鍵交換プロトコル、秘密のチャンネル(専用線通信)、信頼できる者の間での手渡し、量子暗号、守秘を保証する郵便等を用いることで実現可能である。なお、埋込装置10Aと追跡装置20Aが同一装置で実現される場合、鍵情報s,s’を外部に出さずに装置内で共有可能である。
(埋込装置10A側の処理)
埋込装置10Aでは、識別番号uが埋め込まれるオブジェクトとしてのコンテンツ情報と、識別番号の集合Uに属する元uとしての識別番号uとが入力されたとする。
追跡装置20Aでは、追跡対象オブジェクトとしてのコンテンツ情報が入力されたとする。検出部22は、このコンテンツ情報に埋め込まれた埋込符号wを検出する。前述した例に合わせてオブジェクトが濃淡画像データの場合を説明する。
図8は本発明の第2の実施形態に係る埋込装置の構成を示す模式図であり、図9は同実施形態における追跡装置の構成を示す模式図であり、前述した図面と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。また、埋込装置10B及び追跡装置20Bは、図2に示したように、オブジェクト追跡システムを構成している。
(埋込装置10B側の処理)
埋込装置10Bでは、識別番号uが埋め込まれるオブジェクトとしてのコンテンツ情報と、識別番号の集合Uに属する元uとしての識別番号uとが入力されたとする。
追跡装置20Bでは、追跡対象オブジェクトとしてのコンテンツ情報が入力されたとする。検出部22は、前述同様に、このコンテンツ情報に埋め込まれた埋込符号wを検出し、埋込符号wの全ての生成符号w1〜wNに対して剰余対<q1 (−),q1 (+)>,・・・,<qN (−),qN (+)>からなる剰余対符号<<q1 (−),q1 (+)>,・・・,<qN (−),qN (+)>>を得る。
図11は本発明の第3の実施形態に係る埋込装置の構成を示す模式図であり、図12は同実施形態における追跡装置の構成を示す模式図である。また、埋込装置10C及び追跡装置20Cは、図2に示したように、オブジェクト追跡システムを構成している。
図13は本発明の第4の実施形態に係る埋込・追跡装置の構成を示す模式図である。
本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、別々の埋込装置10Aと追跡装置20Aに代えて、両者を同一装置で実現した埋込・追跡装置30Aを備えている。これに伴い、前述した鍵格納部11,21に代えて、鍵格納部31が設けられている。
図14は本発明の第5の実施形態に係る埋込・追跡装置の構成を示す模式図である。
本実施形態は、第2の実施形態の変形例であり、別々の埋込装置10Bと追跡装置20Bに代えて、両者を同一装置で実現した埋込・追跡装置30Bを備えている。これに伴い、前述した鍵格納部11,21に代えて、前述した鍵格納部31が設けられている。
図15は本発明の第6の実施形態に係る埋込・追跡装置の構成を示す模式図である。
本実施形態は、第3の実施形態の変形例であり、別々の埋込装置10Cと追跡装置20Cに代えて、両者を同一装置で実現した埋込・追跡装置30Cを備えている。これに伴い、前述した鍵格納部11,21に代えて、前述した鍵格納部31が設けられている。
Claims (11)
- 秘密鍵格納手段、符号化手段、暗号化手段及び埋込手段を備えた符号埋込装置に用いられ、且つ利用者の識別番号を符号化してコンテンツ情報に埋め込むための前記符号埋込装置が実行する符号埋込方法において、
前記符号埋込装置が、秘密鍵を前記秘密鍵格納手段に格納する工程と、
前記符号化手段が、前記識別番号を剰余系で表現するための複数個の剰余からなる剰余符号に変換する符号化工程と、
前記暗号化手段が、前記剰余符号を前記秘密鍵に基づいて暗号化処理する工程と、
前記埋込手段が、前記暗号化処理後の剰余符号を電子透かし埋込処理によりコンテンツ情報に埋め込む工程と、
を備えており、
前記暗号化処理は、前記秘密鍵としての疑似乱数に基づいて、前記剰余符号の各剰余を損なわないように、前記剰余符号内の各剰余を当該剰余符号内の他の剰余に置換する置換処理であることを特徴とする符号埋込方法。 - 利用者の識別番号を剰余系で表現するための複数個の剰余からなる剰余符号に変換する際に前記識別番号を表現する剰余符号内の各剰余を当該剰余符号内の他の剰余に置換する置換処理が前記剰余符号の各剰余を損なわないように施され、この置換処理後の剰余符号が各成分符号が連接されてなる埋込符号として埋め込まれたコンテンツ情報に対し、秘密鍵格納手段、符号抽出手段、符号分割手段、剰余対生成手段、復元手段及び復号手段を備えた識別情報復元装置に用いられ、且つ前記コンテンツ情報から識別番号を復元するための前記識別情報復元装置が実行する識別情報復元方法において、
前記識別情報復元装置が、前記置換処理に対応する復号処理を施すための秘密鍵を前記秘密鍵格納手段に格納する工程と、
前記符号抽出手段が、前記コンテンツ情報から埋込符号を抽出する工程と、
前記符号分割手段が、前記抽出された埋込符号を各成分符号に分割する工程と、
前記剰余対生成手段が、前記分割された各成分符号が表す剰余の上下限値を表す剰余対を、各成分符号毎に生成する工程と、
前記復元手段が、前記生成された各剰余対に基づいて、中国剰余定理により識別番号を復元する復元工程と、
前記復号手段が、前記復元工程中、前記中国剰余定理による復元前の各剰余対を前記秘密鍵に基づいて復号処理する工程と、
を備えており、
前記復号処理は、前記秘密鍵としての予め保持する疑似乱数に基づいて前記置換処理とは逆置換となるように、前記各剰余対における各剰余を他の剰余に逆置換する逆置換処理であることを特徴とする識別情報復元方法。 - 請求項2に記載の識別情報復元方法において、
前記符号抽出手段が、前記コンテンツ情報から埋込符号を抽出する際に、
前記符号抽出手段が、前記予め保持する疑似乱数に代えて、前記秘密鍵に基づいて、複数個の疑似乱数を生成する工程と、
前記符号抽出手段が、前記埋込符号が埋め込まれたコンテンツ情報と前記生成された各疑似乱数との相互相関を計算する工程と、
前記符号抽出手段が、前記相互相関の計算結果に基づいて、前記コンテンツ情報に埋め込まれた埋込符号が1又は0である旨を決定する工程と、
を備えたことを特徴とする識別情報復元方法。 - 互いに素である複数個の整数をそれぞれ法とした剰余の算出により、コンテンツ情報の利用者の識別番号を複数個の剰余からなる剰余符号で表現するための符号化装置であって、
秘密鍵が格納される秘密鍵格納手段と、
前記秘密鍵格納手段内の秘密鍵に基づいて、前記剰余符号に暗号化処理を施す暗号化手段と、
を備えており、
前記暗号化処理は、前記剰余符号の各剰余を損なわないように、前記剰余符号内の各剰余を当該剰余符号内の他の剰余に置換する置換処理であることを特徴とする符号化装置。 - 請求項4に記載の符号化装置を備えた符号埋込装置において、
前記符号化装置により得られた剰余符号を電子透かし埋込処理により前記コンテンツ情報に埋め込む埋込手段を備えたことを特徴とする符号埋込装置。 - 請求項5に記載の符号埋込装置において、
前記埋込手段は、
前記剰余符号の各剰余を表す複数個の成分符号を生成する成分符号生成手段と、
前記成分符号生成手段により生成された各成分符号を連接して埋込符号を生成する連接手段と、
前記連接手段により生成された埋込符号を電子透かし埋込処理により前記コンテンツ情報に埋め込む電子透かし処理手段と、
を備えたことを特徴とする符号埋込装置。 - 請求項6に記載の符号埋込装置において、
前記成分符号生成手段は、一定のビット数を一単位として連続した1の列及び0の列で構成される符号を前記各成分符号として生成することを特徴とする符号埋込装置。 - 請求項7に記載の符号埋込装置において、
前記法の個数をNとし、N未満の正整数をN’とし、2以上の正整数をcとし、1以上の正整数をzとし、前記埋込符号の検出時に各成分符号から検出可能な識別番号の個数をqとして、前記法の個数N≧c(N’+z)/2という関係を満たしており、
前記各成分符号は、前記埋込符号の検出時にコンテンツ情報から利用者の識別番号以外のc個の識別番号を検出可能とするc−セキュアCRT符号であることを特徴とする符号埋込装置。 - 利用者の識別番号を剰余系で表現するための複数個の剰余からなる剰余符号に変換する際に前記識別番号を表現する剰余符号内の各剰余を当該剰余符号内の他の剰余に置換する置換処理が前記剰余符号の各剰余を損なわないように施され、この置換処理後の剰余符号が電子透かし埋込処理により各成分符号が連接されてなる埋込符号として埋め込まれたコンテンツ情報に対し、前記埋め込まれた剰余符号を検出するための符号検出装置を備えた識別情報復元装置であって、
前記コンテンツ情報から埋込符号を抽出する符号抽出手段と、
前記抽出された埋込符号を各成分符号に分割する符号分割手段と、
前記分割された各成分符号が表す剰余の上下限値を表す剰余対を、各成分符号毎に生成する剰余対生成手段と、
前記各成分符号の剰余対からなる剰余対符号を出力する剰余対符号出力手段と、
前記符号抽出手段、前記符号分割手段、前記剰余対生成手段及び前記剰余対符号出力手段を備えた前記符号検出装置と、
前記置換処理に対応する逆置換処理を施すための秘密鍵が格納される秘密鍵格納手段と、
前記符号検出装置から出力された剰余対符号の各剰余対に基づいて、中国剰余定理により識別番号を復元する復元手段とを備えており、
前記復元手段は、
前記中国剰余定理による復元前の各剰余対に対し、前記秘密鍵格納手段内の秘密鍵に基づいて前記置換処理とは逆置換となるように、前記各剰余対における各剰余を他の剰余に置換する逆置換処理を施す逆置換手段、
を備え、前記逆置換手段による逆置換処理後の各剰余対に基づいて、中国剰余定理により識別番号を復元することを特徴とする識別情報復元装置。 - 請求項9に記載の識別情報復元装置において、
前記置換処理を施す暗号化装置との間で公開鍵基盤を用いた鍵交換プロトコルを実行し、当該置換処理に対応する逆置換処理を施すための秘密鍵を前記暗号化装置から受ける鍵交換手段と、
前記鍵交換手段により受けた秘密鍵を前記秘密鍵格納手段に書込む鍵書込手段と、
を備えたことを特徴とする識別情報復元装置。 - 請求項9に記載の識別情報復元装置において、
前記暗号化処理を施す暗号化装置を備え、
前記秘密鍵格納手段は、前記暗号化装置と前記復元手段の両者から読出可能であることを特徴とする識別情報復元装置。
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