JP4319949B2

JP4319949B2 - 抽選方法

Info

Publication number: JP4319949B2
Application number: JP2004171648A
Authority: JP
Inventors: 泰一齊藤; 光森田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: JP2005352681A

Description

この発明は各種の抽選に利用することができる抽選方法に関し、特に抽選申込者自身が抽選の公平性を追認することを可能とした抽選方法を提案するものである。

通信路を通じて抽選の申込を行なわせる電子化された抽選方法が実用化され始めている。従来から行なわれている電子化された抽選方法は抽選結果が公表されるだけで、抽選の過程を公表するに至っていない。この結果公平性について確認することができなかった。

従来の電子化され、通信路でつながれた抽選システムにおいては、抽選申込者間の公平性が保てる保障がなく、かつ抽選後に各抽選申込者が抽選の公平性を確認することができなかった。
この発明の目的は電子化され通信路でつながれた抽選システムにおいて、抽選申込者間の公平性が保たれ、かつ抽選後に、各抽選申込者が抽選の公平性を確認することができる抽選方法を提案しようとするものである。

この発明の請求項１では抽選サーバが、抽選申込期間開始前に、固定値Ｓおよび乱数ｒを生成し、当選に該当する数値列の順位およびビットコミットメントＢＣ＝ＢＣ（Ｓ、ｒ）を各抽選申込者端末に公開し、抽選申込者端末が、識別番号を抽選サーバに発信し、抽選サーバが、抽選申込期間終了後に、識別番号および固定値Ｓを抽選結果を定める、擬似ランダム関数またはハッシュ関数よりなる関数に代入し、識別番号ごとに算出された数値を昇順または降順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の当選に該当する順位の数値に対応する識別番号と、固定値Ｓと、乱数ｒと、発信された全ての識別番号と、を各抽選申込者端末に公開し、抽選申込者端末が、公開された固定値Ｓおよび乱数ｒを用いて計算されたＢＣ（Ｓ、ｒ）が、公開されたＢＣ（Ｓ、ｒ）と等しいかを確認し、公開された固定値Ｓおよび全ての識別番号を上記抽選結果を定める関数に代入することで識別番号ごとに算出された数値を、抽選サーバと同じ順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の公開された当選に該当する順位の数値に対応する識別番号が、公開された当選に該当する識別番号と、等しいかを確認することを特徴とする抽選方法を提案する。

この発明の請求項２ではＫ個の抽選サーバそれぞれが、抽選申込期間開始前に、固定値Ｓ_ｋ、乱数ｒ_ｋを生成し、抽選サーバが、抽選申込期間開始前に、当選に該当する数値列の順位と、全てのビットコミットメントＢＣ_ｋ＝ＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）とを各抽選申込者端末に公開し、抽選申込者端末が、識別番号を抽選サーバに発信し、抽選サーバが、抽選申込期間終了後に、全ての固定値Ｓ_ｋを予め定められた関数Ｇに代入することで生成された固定値Ｓおよび識別番号を抽選結果を定める、擬似ランダム関数またはハッシュ関数よりなる関数に代入し、識別番号ごとに算出された数値を昇順または降順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の当選に該当する順位の数値に対応する識別番号と、全ての固定値Ｓ_ｋと、全ての乱数ｒ _ｋと、発信された全ての識別番号と、を各抽選申込者端末に公開し、抽選申込者端末が、公開された固定値Ｓ_ｋおよび乱数ｒ _ｋを用いて計算されたＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）が、公開されたＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）と等しいかを確認し、全ての固定値Ｓ_ｋを関数Ｇに代入することで固定値Ｓを生成し、当該固定値Ｓおよび公開された全ての識別番号を上記抽選結果を定める関数に代入することで識別番号ごとに算出された数値を、抽選サーバと同じ順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の公開された当選に該当する順位の数値に対応する識別番号が、公開された当選に該当する識別番号と、等しいかを確認することを特徴とする抽選方法を提案する。

この発明によれば抽選申込期間が終了するのと同時に、秘密にされていた固定値Ｓを公表することにより、この固定値Ｓと抽選申込者の識別番号との組合せを用いて計算手段は各識別番号毎に数値を算出することができ、識別番号に対応する数値列を算出する。この数値列を昇順又は降順にソートし、順位付けを行なう。
抽選主催者は予め当選に該当する数値列の順位（例えば数値の大きい方から１番目或は５番目を当選とする）を公表しておくことにより、算出された数値列の順位に従って当選者が決定される。

抽選申込期間終了時点で固定値Ｓが公表されることにより、コンピュータに計算手段を搭載している抽選申込者は固定値Ｓと抽選申込者全員の識別番号を抽選サーバから取り寄せることにより、自ずから各抽選者毎の数値を算出することができ、算出した数値をソートすることにより数値列に順位付けを行なうことができ、数値列の順位が判明することにより、当選者が正当に決定されたことを知ることができる。
計算手段が算出する数値は計算手段として擬似ランダム関数或はハッシュ関数などを用いることにより固定値Ｓが与えられない限り、全く算出不能である。従って、固定値Ｓが抽選申込期間中秘密にされていることにより、抽選申込者の誰もが、自己の認識番号に該当する数値を算出することはできないし、仮に抽選申込者全員の識別番号が取得されたとしても、その識別番号に該当する数値列を算出することは不可能である。

更に、抽選申込期間中を通じて固定値Ｓを用いた計算式と計算結果を提示し、固定値Ｓが予め決定されていることを宣言する。つまり、抽選申込期間終了時点で公表された固定値Ｓを宣言した計算式に代入することにより、予め宣言した数値と一致した数値が算出されるこれにより、固定値Ｓが予め決められた値に一致していることが証明される。この結果、抽選の公平性を更に一層高めることができる。

この発明における抽選サーバは抽選主催者が設置したコンピュータに少なくとも秘密に設定される固定値Ｓを記憶する固定値記憶手段と、抽選申込者の識別番号を申込と同時に記憶する識別番号記憶手段と、計算手段と、ソート手段とを搭載し、通信路を通じて抽選申込者の端末と接続可能な状態に設定すればよい。
抽選申込者端末は識別番号発信手段を具備し、この識別番号発信手段から自己の識別番号を抽選サーバに送り届けることにより、抽選の申込が完了する。抽選サーバ及び抽選申込者端末は共にコンピュータによって構成され、これらのコンピュータに、抽選サーバプログラム及び抽選申込者端末プログラムをインストールすることにより抽選サーバ及び抽選申込者端末として機能させることができる。

［検討例］
図１にこの発明における抽選サーバと抽選申込者端末の概要を示す。図中１０は抽選サーバ、２０Ａ、２０Ｂ…２０Ｎは抽選申込者端末、３０は抽選サーバ１０と各抽選申込者端末２０Ａ、２０Ｂ…２０Ｎとを接続する通信路を示す。通信路３０は望ましくは暗号通信路とするとよい。
抽選サーバ１０には固定値記憶手段１０Ａと、各抽選申込者端末２０Ａ〜２０Ｎから送られて来る識別番号を記憶する識別番号列記憶手段１０Ｂと、計算手段１０Ｃと、ソート手段１０Ｄとを備える。

一方、抽選申込者端末２０Ａ〜２０Ｎには少なくとも識別番号発信手段２１と、計算手段２２と、ソート手段２３とを備える。
抽選の申込を開始する際に固定値記憶手段１０Ａには予め固定値Ｓを設定する。固定値Ｓの設定は乱数などを用いて、例えば１０〜２０桁程度の数値を設定する。
識別番号列記憶手段１０Ｂには、各抽選申込者端末２０Ａ〜２０Ｎから送られて来る識別番号ＩＤｉを記憶する。識別番号ＩＤｉは各抽選申込者毎に与えられる。抽選申込者が多数存在した場合は識別番号は識別番号列として取り扱われる。

計算手段１０Ｃはこの実施例では擬似ランダム関数計算機能を用いた場合について説明する。実施例では擬似ランダム関数族の値予測不可能性（Unpredictability）を利用して抽選の公平性を守るものである。擬似ランダム関数族とは擬似ランダム関数と呼ばれる関数の集まりである。上記では固定値Ｓと称したが、擬似ランダム関数ではシード値と呼ばれている。シードＳと呼ばれるデータに対応して擬似ランダム関数Ｆ（Ｓ，Ｘ）が対応し、シードＳの値を知っていれば入力値Ｙに対して擬似ランダム関数Ｆ（Ｓ，Ｙ）は効率的に計算することが可能である。

シードＳが与えられていない場合は擬似ランダム関数Ｆ（Ｓ，Ｘ）の値は計算することはできない。また、出力が既知できない入力に対する値を予想することも困難である。詳しくは参考文献O.Goldreichi, S.Goldwasser,and S.Micali “How to construct random functions,” Journal of the ACM, vol.33,pp.792-807, Oct. 1986を参照。
図２に図１に示した抽選システムの抽選申込開始から当選者決定までの処理の流れを示す。
ステップＳＰ１で抽選申込開始、この時点で抽選申込期間終了後に計算で得られる数値列の何番目を当選者とすることを公表する。

ステップＳＰ２で抽選申込者の識別番号ＩＤｉを受け付け、識別番号列記憶手段１０Ｂに格納。
ステップＳＰ３で抽選申込期間終了。
ステップＳＰ４で固定値（シード）Ｓと申込があった抽選申込者の全ての識別番号ＩＤを公開。
ステップＳＰ５で各識別番号ＩＤｉに対して擬似ランダム関数Ｆ（Ｓ，ＩＤｉ）を計算。
ステップＳＰ６で各識別番号ＩＤｉに対する数値Ｆ（Ｓ，ＩＤｉ）を例えば降順にソートし、数値列を作成。
ステップＳＰ７では整列した数値列Ｆ（Ｓ，ＩＤｉ）の中からステップＳＰ１で公表した当選順位に対応する（ＩＤｊ，Ｆ（Ｓ，ＩＤｊ））を特定し、抽選申込者ｊを当選者として公開する。

ステップＳＰ４で抽選申込者全てのＩＤと固定値（シード値）Ｓが公開されていることにより、各抽選申込者端末２０Ａ〜２０Ｎは抽選サーバ１０からＩＤと固定値Ｓを取り寄せ、自己に搭載した計算手段２２を用いて各識別番号毎の数値Ｆ（Ｓ，ＩＤｉ）を計算することができる。算出された各識別番号毎の数値Ｆ（Ｓ，ＩＤｉ）をソート手段２３で例えば降順にソートし、大きい順に配列された数値列を得ることができる。この数値列上で
予め公表されている数値上の順位を注目することにより、抽選サーバ１０で公開された当選者ｊの数値Ｆ（Ｓ，ＩＤｊ）を知ることができ、抽選が公平に行なわれたことを確認することができる。

［実施例１］
上述では固定値Ｓをランダムに決定し、これを秘密裏に保持する方法を説明したが、この発明では固定値Ｓを使った計算結果の数値列を予め公表しておくことにより、固定値Ｓが確かに決定されていることを宣言しておく抽選方法を提案する。
入力乱数成分ＲのビットコミットメントＢＣ＝ＢＣ（Ｓ，ｒ）を抽選申込開始時点で予め公開する。ビットコミットメントとは入力メッセージＸ、入力乱数成分Ｒに対して値ＢＣ（Ｘ，Ｒ）を対応させるもので、値ＢＣ（Ｘ，Ｒ）が何れの入力メッセージにより計算されたかを判定することができず、また、値ＢＣ＝ＢＣ（Ｘ，Ｒ）に対して異なるＸ′、Ｒ′を見つけてＢＣ＝ＢＣ（Ｘ′，Ｒ′）とすることができないもののことである。

詳しくは参考文献２ G. Brassard, D.Chanm, and C. Crepeau, Minimum disclosure proofs of knowledge, Journal of Computer and System Sciences 37(2), 1988, pp.156-189.を参照。
抽選申込期間終了時点で固定値（シード値）Ｓと乱数値ｒを公開することにより、各抽選申込者は固定値Ｓと乱数ｒとを用いてＢＣ（Ｓ，ｒ）を計算することができる。
各抽選申込者はＢＣ（Ｓ，ｒ）を計算し、その結果が予め公表された値ＢＣと一致することを確認することにより、固定値Ｓが間違いなく抽選期限前に設定されていたことを知ることができる。

従って、この実施例１によれば、検討例より更に公平性を強調することができる。

［実施例２］
実施例１では固定値Ｓを用いて算出する値ＢＣを１個の場合として説明したが、複数の値を設定し、複数の数値から固定値Ｓが確かに設定されている値であるかを照明することもできる。
つまり、複数の抽選主催者Ｋが独立にランダムに固定値Ｓ_Kを生成し、それぞれのビッ
トコミットメントＢＣ_K＝ＢＣ（Ｓ_K，ｒ_K）を公開する。抽選申込み期間終了後に、コミ
ットされた値Ｓ_Kと乱数成分ｒ_Kを公開し、ＢＣ_K＝ＢＣ（Ｓ_K，ｒ_K）が成り立つことで固
定値（シード値）Ｓ_Kが確かに設定されていた値であったことを確かめることができ、予
め決められた関数Ｇに固定値Ｓ_Kをそれぞれ入力して得られた値を擬似ランダム関数の固
定値（シード値）Ｓとすることができる。

この実施例２によれば予め設定した数値が複数ＢＣ_Kであることによりシード値Ｓの秘
密性が高められ、これにより抽選の公平性がより一層高められる。

［実施例３］
上述では計算手段１０Ｃを擬似ランダム関数を用いた場合を説明したが、この発明では計算手段１０Ｃを擬似ランダム関数に限らずハッシュ関数Ｈ（Ｓ||ＩＤｉ）を用いることができる点も請求するものである。ハッシュ関数Ｈ（Ｓ||ＩＤｉ）はよく知られているＭＤＳ、ＳＨＡ１等と呼ばれているハッシュ関数が存在し、これらを用いることにより擬似ランダム関数の場合と同様に固定値Ｓと識別番号ＩＤｉが与えられることにより、各識別番号ＩＤｉに対する数値列を求めることができ、数値列をソートすることにより抽選申込者に順位を与えることができ、この順位に従って当選者を決めることができる。

抽選サーバ及び抽選申込者端末はコンピュータに抽選サーバプログラム及び抽選申込者端末プログラムをインストールして実行することができる。抽選サーバプログラム及び抽選者端末プログラムとはコンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータが読み取り可能な例えば磁気ディスク或はＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録され、これらの記録媒体からコンピュータにインストールされるか或は通信回線を通じてコンピュータにインストールされ、コンピュータに備えられたＣＰＵに解読されて実行される。

この発明による抽選方法は各種のイベントで主催される抽選会等で活用される。

この発明の抽選方法を説明するためのブロック図。この発明における抽選サーバの動作を説明するためのフローチャート。

１０抽選サーバ
１０Ａ固定値記憶手段
１０Ｂ識別番号列記憶手段
１０Ｃ計算手段
１０Ｄソート手段
２０Ａ〜２０Ｎ抽選申込者端末
２１識別番号発信手段
２２計算手段
２３ソート手段
３０通信路

Claims

抽選サーバが、抽選申込期間開始前に、固定値Ｓおよび乱数ｒを生成し、当選に該当する数値列の順位およびビットコミットメントＢＣ＝ＢＣ（Ｓ、ｒ）を各抽選申込者端末に公開し、
抽選申込者端末が、識別番号を抽選サーバに発信し、
抽選サーバが、抽選申込期間終了後に、上記識別番号および上記固定値Ｓを抽選結果を定める、擬似ランダム関数またはハッシュ関数よりなる関数に代入し、識別番号ごとに算出された数値を昇順または降順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の上記当選に該当する順位の数値に対応する識別番号と、上記固定値Ｓと、上記乱数ｒと、発信された全ての識別番号と、を上記各抽選申込者端末に公開し、
抽選申込者端末が、上記公開された固定値Ｓおよび上記乱数ｒを用いて計算されたＢＣ（Ｓ、ｒ）が、上記公開されたＢＣ（Ｓ、ｒ）と等しいかを確認し、上記公開された固定値Ｓおよび全ての識別番号を上記抽選結果を定める関数に代入することで識別番号ごとに算出された数値を、上記抽選サーバと同じ順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の上記公開された当選に該当する順位の数値に対応する識別番号が、上記公開された当選に該当する識別番号と、等しいかを確認することを特徴とする抽選方法。
Ｋ個の抽選サーバそれぞれが、抽選申込期間開始前に、固定値Ｓ_ｋ、乱数ｒ_ｋを生成し、
抽選サーバが、抽選申込期間開始前に、当選に該当する数値列の順位と、全てのビットコミットメントＢＣ_ｋ＝ＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）とを各抽選申込者端末に公開し、
抽選申込者端末が、識別番号を抽選サーバに発信し、
上記抽選サーバが、抽選申込期間終了後に、全ての固定値Ｓ_ｋを予め定められた関数Ｇ
に代入することで生成された固定値Ｓおよび上記識別番号を抽選結果を定める、擬似ランダム関数またはハッシュ関数よりなる関数に代入し、識別番号ごとに算出された数値を昇順または降順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の上記当選に該当する順位の数値に対応する識別番号と、全ての固定値Ｓ_ｋと、全ての乱数ｒ _ｋと、発信された全ての識別番号と、を上記各抽選申込者端末に公開し、
抽選申込者端末が、上記公開された固定値Ｓ_ｋおよび上記乱数ｒ _ｋを用いて計算されたＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）が、上記公開されたＢＣ（Ｓ_ｋ、ｒ_ｋ）と等しいかを確認し、上記全ての固定値Ｓ_ｋを上記関数Ｇに代入することで固定値Ｓを生成し、当該固定値Ｓおよび上記公開された全ての識別番号を上記抽選結果を定める関数に代入することで識別番号ごとに算出された数値を、上記抽選サーバと同じ順にソートすることで数値列を作成し、当該数値列中の上記公開された当選に該当する順位の数値に対応する識別番号が、上記公開された当選に該当する識別番号と、等しいかを確認することを特徴とする抽選方法。