JP4576191B2 - 紛失通信路構成方法、この方法を実施する装置、プログラム - Google Patents
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Bellare,Rivest"Translucent Cryptography-An Alternative too Key Escrow,and its Implementation via Fractional Oblivious Transfer",Journal of Cryptology,vol.12,No.2,pp.117-140,Springer-Verlag 1999。
この発明は、k次多項式から求めた離散対数型の公開鍵を用いることにより、受信者Bがk個以上の公開鍵に対応する秘密鍵を知り得ないことを、送信者Aは納得することができることにより、送信者の持つn個の秘密情報の内の何れの秘密情報を受信者が得たかを送信者に特定されることなくk個の秘密情報を受信者が入手することのできる、上述の問題を解消した紛失通信路構成方法、この方法を実施する装置、プログラムを提供するものである。
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yj=gxjを設定する公開鍵秘密鍵生成部1、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)をk個設定する第1k次多項式点設定部2、第1k次多項式点設定部2により設定された値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部3、第1ハッシュ演算部3から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部2により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部4、第1排他的論理和演算部4の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部5を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部6、乱数生成部6の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部4のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部22、第3ハッシュ演算部22の出力であるα0および第1k次多項式点設定部2の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部7を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきた(a1,…,an)を入力してα0=H0(a1,…,an)を設定する第4ハッシュ演算部22’、設定されたα0 と送信されてきたk個の(α1,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部7’、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部8’、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9’、第2ハッシュ演算部9’により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部10’、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部21より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文選別部31と暗号文復号部32とより成る復号装置を具備し、ここで、
Step1:受信者Bは、
・k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、
・k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、
・k個のaj=cj◎yjを求め、
・n−k個の残りのajを任意に設定し、
・α0 =H0(a1、・・・・、an)により求められたα0 およびk個の任意に設定した点(j、f(j))を合計したk+1個の点を使用し、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwk を一意に求め、
・(a1,…,an,α1,…,αk)を送信者Aへ渡し、
Step2:送信者Aは、
送られてきた(a1,…,an,α1,…,αk)から、α0 =H0(a1、・・・・、an)と、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、
・送信者Aは求めたn個の公開鍵を用いて、送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、
・生成したn個の暗号文を受信者Bに送信し、
Step3:受信者Bは、
・受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報mi をk個入手し、
n個の秘密情報mj の内の、何れかk個の秘密情報を、送信者Aから受信者Bにn個の秘密情報の内の何れを受信者Bが得られたかを匿名にし更に、送信者Aは受信者Bがk個以上の秘密鍵を知り得ないことが確信できる公開鍵を用いて行う紛失通信路の構成を実行する紛失通信路構成方法を構成した。
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yjを設定する公開鍵秘密鍵生成部1、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)を設定する第1k次多項式点設定部2、第1k次多項式点設定部2により設定されたk次多項式上の点の値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部3、第1ハッシュ演算部3から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部2により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部4、第1排他的論理和演算部4の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部5を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部6、乱数生成部6の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部4のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部22、第3ハッシュ演算部22の出力であるα0および第1k次多項式点設定部2の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部7を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきたk+1個の(α0,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部7’、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部8’、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9’、第2ハッシュ演算部9’により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部10’、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部21より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文選別部31と暗号文復号部32とより成る復号装置を具備し、ここで、
Step1:受信者Bは、
・k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、
・k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、
・k個のaj=cj◎yjを求め、
・n−k個の残りのajを任意に設定し、
・f(0)=H0(a1,…,an)=α0を計算し、このα0とk個の任意に設定した点(j、f(j))を合計したk+1個の点を使用してk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを求め、
・(a1,…,an,α0,…,αk)を送信者Aへ渡し、
Step2:送信者Aは、
送られてきた(a1,…,an,α0,…,αk)から、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、
・送信者Aは求めたn個の公開鍵を用いて、送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、
・生成したn個の暗号文を受信者Bに送信し、
Step3:受信者Bは、
・受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報をk個入手し、
n個の秘密情報の内の、何れかk個の秘密情報mj を、送信者Aから受信者Bにn個の秘密情報の内の何れを受信者Bが得られたかを匿名にし更に、送信者Aは受信者Bがk個以上の秘密鍵を知り得ないことが確信できる公開鍵を用いて行う紛失通信路の構成を実行する紛失通信路構成方法を構成した。
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部8、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9、第2ハッシュ演算部9の演算結果を入力すると共に乱数生成部6からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部10、第2排他的論理和演算部10の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部11を有し、
Step1において、受信者Bは、更に、
・n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、
・n−k個のyj=cj◎ajを計算し、
・秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1,…,yn)を設定する、
紛失通信路構成方法を構成した。
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部8、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9、第2ハッシュ演算部9の演算結果を入力すると共に乱数生成部6からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部10、第2排他的論理和演算部10の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部11を有し、
Step1において、受信者Bは、更に、
・n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、
・n−k個のyj=cj◎ajを計算し、
・秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1、・・・・、yn )を設定する、
紛失通信路構成方法を構成した。
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yj=gxjを設定する公開鍵秘密鍵生成部1、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)をk個設定する第1k次多項式点設定部2、第1k次多項式点設定部2により設定された値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部3、第1ハッシュ演算部3から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部2により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部4、第1排他的論理和演算部4の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部5を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部6、乱数生成部6の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部4のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部22、第3ハッシュ演算部22の出力であるα0および第1k次多項式点設定部2の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部7を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきた(a1,…,an)を入力してα0=H0(a1,…,an)を設定する第4ハッシュ演算部22’、設定されたα0 と送信されてきたk個の(α1,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部7’、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部8’、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9’、第2ハッシュ演算部9’により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部10’、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部21より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文選別部31と暗号文復号部32とより成る復号装置を具備する、
紛失通信路構成装置を構成した。
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yjを設定する公開鍵秘密鍵生成部1、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)を設定する第1k次多項式点設定部2、第1k次多項式点設定部2により設定されたk次多項式上の点の値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部3、第1ハッシュ演算部3から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部2により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部4、第1排他的論理和演算部4の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部5を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部6、乱数生成部6の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部4のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部22、第3ハッシュ演算部22の出力であるα0および第1k次多項式点設定部2の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部7を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきたk+1個の(α0,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部7’、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部8’、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9’、第2ハッシュ演算部9’により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部10’、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部21より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文選別部31と暗号文復号部32とより成る復号装置を具備する、
紛失通信路構成装置を構成した。
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部8、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9、第2ハッシュ演算部9の演算結果を入力すると共に乱数生成部6からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部10、第2排他的論理和演算部10の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部11を有する、
紛失通信路構成装置を構成した。
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部8、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部9、第2ハッシュ演算部9の演算結果を入力すると共に乱数生成部6からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部10、第2排他的論理和演算部10の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部11を有する、
紛失通信路構成装置を構成した。
送信者Aに対して、送られてきた(a1,…,an,α1,…,αk)から、α0 =H0(a1、・・・・、an)と、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、求めたn個の公開鍵を用いて送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、生成したn個の暗号文を受信者Bに送信する指令をし、
受信者Bに対して、受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報mi をk個入手すべき指令を、
コンピュータに対してする紛失通信路構成プログラムを構成した。
送信者Aに対して、送られてきた(a1,…,an,α0,…,αk)から、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=f(j)◎aj とを求め、これによりn個の公開鍵(y1,…,yn)を求め、送信者Aは求めたn個の公開鍵(y1,…,yn)を用いて送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、生成したn個の暗号文を受信者Bに送信する指令をし、
受信者Bに対して、受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報をk個入手すべき指令を、
コンピュータに対してする紛失通信路構成プログラムを構成した。
受信者Bに対して、更に、n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、n−k個のyj=cj◎ajを計算し、秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1,…,yn)を設定すべき指令を、
コンピュータに対してする紛失通信路構成プログラムを構成した。
請求項12:請求項10に記載される紛失通信路構成プログラムにおいて、
受信者Bに対して、更に、n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、n−k個のyj=cj◎ajを計算し、秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1、・・・・、yn )を設定すべき指令を、
コンピュータに対してする紛失通信路構成プログラムを構成した。
そして、送信者Aは、離散対数型の公開鍵をα0=H0(a1,a2,…,an)を多項式上の点に持つk次多項式上の点から一意に定まる形で求めていることにより、受信者Bがk個以上の公開鍵に対応する秘密鍵を知り得ないことを納得することができるので、更に、何れの公開鍵も、同様の手順により求めることにより、受信者が秘密鍵を知っている公開鍵が何れであるかを見分けることができない仕組みが構成され、従来通信コストが非効率であったのに対して、効率的な紛失通信路を構成することができるという効果を奏す。
Lを、上記公開鍵(yj,Gj)を合計n個含む公開鍵のリストとする。これらn個の公開鍵の内のk個についてのみ、秘密鍵を知っている公開鍵として設定し、残りのn−k個については、秘密鍵を知らない公開鍵として以下の様に構成する。
受信者Bは、k個の公開鍵(yj,Gj)を秘密鍵xjと対応させて、k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定する。次に、k次多項式を満足する点として、k個の値f(j)を任意に設定する。そして、k個の値f(j)のハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を求める。求めたcj およびyj からk個のaj=yj◎cjを求める。但し、◎は排他的論理和演算を意味し、aj はyj とcj の排他的論理和演算結果である。
以上の通りにして、送信者には何れの公開鍵について受信者が秘密鍵を知っているのか見分けのつかない公開鍵であり、受信者はk個については秘密鍵を知り、n−k個については秘密鍵を知らないことを送信者が確信することができる、合計n個の公開鍵を設定することができる。
図1において、1は公開鍵秘密鍵生成部、2は第1k次多項式点設定部、3は第1ハッシュ演算部、4は第1排他的論理和演算部(加算演算部)、5は第1公開鍵リスト数判断部、12は公開鍵初期化部である。
6は乱数生成部、7はk次多項式設定部、8は第2k次多項式点設定部、9は第2ハッシュ演算部、10は第2排他的論理和演算部、11は第2公開鍵リスト数判断部である。
受信者Bは、公開鍵秘密鍵生成部1を実行し、送信者Aとは独立に受信者Bが独自に秘密鍵をxj∈Zqjを任意に設定する。そして、公開鍵に対応する秘密鍵を離散対数、yj =gj xj modpj、gj,qj,pjと設定して、秘密鍵公開鍵ペア(yj,xj)k個を設定する。具体的には、jとして、j=1、3、5、・・・、kの如くに任意のk個を設定し、次に、第1k次多項式点設定部2を実行し、k次多項式f(w)を満足する点として、k個の値f(j)を設定する。即ち、y1=f(1)=gx1、y3=f(3)=gx3、y5=f(5)=gx5、yk=f(k)を公開鍵:gxkとして設定する。
次に、第1排他的論理和演算部(加算演算部)4に対して、第1ハッシュ演算部3から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部2により設定された公開鍵yj=Gj(xj)を入力して排他的論理和演算を実行し、排他的論理和aj=cj◎yj を得る。ここで、排他的論理和aj は、多項式上の点f(j)と公開鍵とを一意に決定づけている値を意味する。
以上の通りにして、秘密鍵xj に対応するk個の公開鍵yjが生成された。次いで、秘密鍵を知らない残りのn−k個の公開鍵を生成する操作をする。先ず、乱数生成部6を実行し、任意にn−k個の乱数aj を選択する。ここで、図2をも参照するに、第3ハッシュ演算部22に乱数生成部6から選択したn−k個の乱数aj と先の第1排他的論理和演算部4の演算結果であるk個のaj=cj◎yjにより構成されるn個の乱数(a1,a2,…,an)を入力することにより、α0=f(0)=H0(a1,a2,…,an)を求める。求められた値α0=f(0)を(0,f(0))とし、先の第1k次多項式点設定部2の出力であるk個の点(j,f(j))の合計であるk+1個の点に相当する値がk次多項式設定部7に入力されることにより、点(0,f(0))を含む合計k+1個の点(j,f(j))からk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkが一意的に求まる。
送信者Aは、送信されてきた(α1,…,αk)および(a1,…,an)を公開鍵生成に用いる。(a1,…,an)を第3ハッシュ演算部22’に入力してハッシュ演算を実行し、α0=H0(a1,…,an)を設定する。次に、k次多項式設定部7’を実行し、設定されたα0 と送信されてきたk個の(α1,…,αk)の合計k+1個のαにより、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定する。次に、第2k次多項式点演算部8’を実行し、f(w)=α0+α1w+…+αkwkから、f(j)を計算し、次に、第2ハッシュ演算部9’を実行し、cj=Hj(f(j))を計算する。
図4を参照して、暗号文復号手順を説明する。
受信者Bは、暗号文選別部31に、暗号文(M1,・・・,Mn)および秘密鍵情報と共に設定した公開鍵yjを入力として供給し、この公開鍵yjにより暗号化されている暗号文を選別する。次に、暗号文復号部32を実行し、秘密鍵xj を知るk個の公開鍵yj で、選別した暗号文からk個の平文を得ることができる。
Step1:受信者Bは、
・k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、
・k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、
・k個のaj=cj◎yjを求め、
・n−k個の残りのajを任意に設定し、
・α0=H0(a1,a2,…,an)により求めたα0 を使用し、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを求め、
・(a1,…,an,α0,…,αk)を送信者Aへ渡し、
Step2:送信者Aは、
送られてきた(a1,…,an,α0,…,αk)から、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwk を設定し、yj=Hj(f(j))◎ajを求めて公開鍵(y1,…,yn)を求め、
・送信者Aは求めたn個の公開鍵を用いて、送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、
・生成したn個の暗号文を受信者Bに送信し、
Step3:受信者Bは、
・受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報をk個入手し、
n個の秘密情報の内の、何れかk個の秘密情報mj を、送信者Aから受信者Bにn個の秘密情報の内の何れを受信者Bが得られたかを匿名にしたまま行う紛失通信路の構成を実行する。
3 第1ハッシュ演算部 4 第1排他的論理和演算部
5 第1公開鍵リスト数判断部 6 乱数生成部
7、7’k次多項式設定部 8、8’第2k次多項式点設定部
9、9’第2ハッシュ演算部 10、10’第2排他的論理和演算部
11 第2公開鍵リスト数判断部 12 公開鍵初期化部
21 暗号文生成部 22 第3ハッシュ演算部
22’第4ハッシュ演算部 31 暗号文選別部 32 暗号文復号部
Claims (12)
- Gjを位数qjの可換群とし、x∈Zqjに対してGj(x)はインデックスがxである様なGjの元を表すものとし、秘密鍵xj∈Zqjに対して、yj=Gj(xj)なるyjおよびGjを離散対数型公開鍵とし、Hjを入力域がZpであって出力域がZqである一方向性ハッシュ関数とし、或るk個の公開鍵に対応する秘密鍵xj を使用してn個の暗号化された送信情報からk個を復号して平文情報を得る紛失通信路構成方法において、
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yj=gxjを設定する公開鍵秘密鍵生成部、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)をk個設定する第1k次多項式点設定部、第1k次多項式点設定部により設定された値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部、第1ハッシュ演算部から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部、第1排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部、乱数生成部の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部、第3ハッシュ演算部の出力であるα0および第1k次多項式点設定部の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきた(a1,…,an)を入力してα0=H0(a1,…,an)を設定する第4ハッシュ演算部、設定されたα0 と送信されてきたk個の(α1,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文(M 1 ,・・・,M n )および秘密鍵情報と共に設定した公開鍵y j を入力として供給し、この公開鍵y j により暗号化されている暗号文を選別する暗号文選別部と秘密鍵x j を知るk個の公開鍵y j で、選別した暗号文からk個の平文を得る暗号文復号部とより成る復号装置を具備し、ここで、
Step1:受信者は、
・k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、
・k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、
・k個のaj=cj◎yjを求め、
・n−k個の残りのajを任意に設定し、
・α0 =H0(a1、・・・・、an)により求められたα0 およびk個の任意に設定した点(j、f(j))を合計したk+1個の点を使用し、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwk を一意に求め、
・(a1,…,an,α1,…,αk)を送信者へ渡し、
Step2:送信者は、
送られてきた(a1,…,an,α1,…,αk)から、α0 =H0(a1、・・・・、an)と、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、
・送信者は求めたn個の公開鍵を用いて、送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、
・生成したn個の暗号文を受信者に送信し、
Step3:受信者は、
・受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報mi をk個入手し、
n個の秘密情報の内の、何れかk個の秘密情報mj を、送信者から受信者にn個の秘密情報の内の何れを受信者が得られたかを匿名にし更に、送信者は受信者がk個以上の秘密鍵を知り得ないことが確信できる公開鍵を用いて行う紛失通信路の構成を実行することを特徴とする紛失通信路構成方法。 - Gjを位数qjの可換群とし、x∈Zqjに対してGj(x)はインデックスがxである様なGjの元を表すものとし、秘密鍵xj∈Zqjに対して、yj=Gj(xj)なるyjおよびGjを離散対数型公開鍵とし、Hjを入力域がZpであって出力域がZqである一方向性ハッシュ関数とし、或るk個の公開鍵に対応する秘密鍵xj を使用してn個の暗号化された送信情報からk個を復号して平文情報を得る紛失通信路構成方法において、
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yjを設定する公開鍵秘密鍵生成部、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)を設定する第1k次多項式点設定部、第1k次多項式点設定部により設定されたk次多項式上の点の値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部、第1ハッシュ演算部から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部、第1排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部、乱数生成部の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部、第3ハッシュ演算部の出力であるα0および第1k次多項式点設定部の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきたk+1個の(α0,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文(M 1 ,・・・,M n )および秘密鍵情報と共に設定した公開鍵y j を入力として供給し、この公開鍵y j により暗号化されている暗号文を選別する暗号文選別部と秘密鍵x j を知るk個の公開鍵y j で、選別した暗号文からk個の平文を得る暗号文復号部とより成る復号装置を具備し、ここで、
Step1:受信者は、
・k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、
・k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、
・k個のaj=cj◎yjを求め、
・n−k個の残りのajを任意に設定し、
・f(0)=H0(a1,…,an)=α0を計算し、このα0とk個の任意に設定した点(j、f(j))を合計したk+1個の点を使用してk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを求め、
・(a1,…,an,α0,…,αk)を送信者へ渡し、
Step2:送信者は、
送られてきた(a1,…,an,α0,…,αk)から、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、
・送信者は求めたn個の公開鍵を用いて、送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、
・生成したn個の暗号文を受信者に送信し、
Step3:受信者は、
・受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報をk個入手し、
n個の秘密情報の内の、何れかk個の秘密情報mj を、送信者から受信者にn個の秘密情報の内の何れを受信者が得られたかを匿名にし更に、送信者は受信者がk個以上の秘密鍵を知り得ないことが確信できる公開鍵を用いて行う紛失通信路の構成を実行することを特徴とする紛失通信路構成方法。 - 請求項1に記載される紛失通信路構成方法において、
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部の演算結果を入力すると共に乱数生成部からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部、第2排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部を有し、
Step1において、受信者は、更に、
・n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、
・n−k個のyj=cj◎ajを計算し、
・秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1,…,yn)を設定する、
ことを特徴とする紛失通信路構成方法。 - 請求項2に記載される紛失通信路構成方法において、
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部の演算結果を入力すると共に乱数生成部6からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部、第2排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部を有し、
Step1において、受信者は、更に、
・n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、
・n−k個のyj=cj◎ajを計算し、
・秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1、・・・・、yn )を設定する、
ことを特徴とする紛失通信路構成方法。 - Gjを位数qjの可換群とし、x∈Zqjに対してGj(x)はインデックスがxである様なGjの元を表すものとし、秘密鍵xj∈Zqjに対して、yj=Gj(xj)なるyjおよびGjを離散対数型公開鍵とし、Hjを入力域がZpであって出力域がZqである一方向性ハッシュ関数とし、或るk個の公開鍵に対応する秘密鍵xj を使用してn個の暗号化された送信情報からk個を復号して平文情報を得る紛失通信路構成装置において、
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yj=gxjを設定する公開鍵秘密鍵生成部、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)をk個設定する第1k次多項式点設定部、第1k次多項式点設定部により設定された値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部、第1ハッシュ演算部から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部、第1排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部、乱数生成部の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部、第3ハッシュ演算部の出力であるα0および第1k次多項式点設定部の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきた(a1,…,an)を入力してα0=H0(a1,…,an)を設定する第4ハッシュ演算部、設定されたα0 と送信されてきたk個の(α1,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文(M 1 ,・・・,M n )および秘密鍵情報と共に設定した公開鍵y j を入力として供給し、この公開鍵y j により暗号化されている暗号文を選別する暗号文選別部と秘密鍵x j を知るk個の公開鍵y j で、選別した暗号文からk個の平文を得る暗号文復号部とより成る復号装置を具備する、
ことを特徴とする紛失通信路構成装置。 - Gjを位数qjの可換群とし、x∈Zqjに対してGj(x)はインデックスがxである様なGjの元を表すものとし、秘密鍵xj∈Zqjに対して、yj=Gj(xj)なるyjおよびGjを離散対数型公開鍵とし、Hjを入力域がZpであって出力域がZqである一方向性ハッシュ関数とし、或るk個の公開鍵に対応する秘密鍵xj を使用してn個の暗号化された送信情報からk個を復号して平文情報を得る紛失通信路構成装置において、
秘密鍵xjを任意に設定すると共にこれらに対応する離散対数の公開鍵yjを設定する公開鍵秘密鍵生成部、k次多項式f(w)を満足する点としてk個の値f(j)を設定する第1k次多項式点設定部、第1k次多項式点設定部により設定されたk次多項式上の点の値f(j)を入力してそのハッシュ演算出力値cj=Hj(f(j))を計算する第1ハッシュ演算部、第1ハッシュ演算部から出力されるハッシュ演算出力cj=Hj(f(j))を入力すると共に第1k次多項式点設定部により設定された公開鍵yjを入力して排他的論理和aj=cj◎yj を得る第1排他的論理和演算部、第1排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第1公開鍵リスト数判断部を有し、
更に、任意にn−k個の乱数aj を設定する乱数生成部、乱数生成部の設定したn−k個の乱数aj を入力すると共に第1排他的論理和演算部のk個の演算結果aj=cj◎yj を入力してα0 =H0(a1、・・・・、an)を得る第3ハッシュ演算部、第3ハッシュ演算部の出力であるα0および第1k次多項式点設定部の出力であるk個の(j、f(j))を入力としてk次多項式f(w)を設定するk次多項式設定部を有する公開鍵秘密鍵生成装置を具備し、
送信されてきたk+1個の(α0,…,αk)の合計k+1個のαによりk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを一意的に設定するk次多項式演算部、k次多項式からf(j)を計算するk次多項式点演算部、cj=Hj(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部により得られたcj=Hj(f(j))を入力すると共に送信されてきた(a1,…,an)を入力して排他的論理和演算を実行し、yj=cj◎ajを計算する第2排他的論理和演算部、排他的論理和演算により計算された値yjおよび送信する平文を入力して暗号文を生成する暗号文生成部より成る暗号文生成装置を具備し、
暗号文(M 1 ,・・・,M n )および秘密鍵情報と共に設定した公開鍵y j を入力として供給し、この公開鍵y j により暗号化されている暗号文を選別する暗号文選別部と秘密鍵x j を知るk個の公開鍵y j で、選別した暗号文からk個の平文を得る暗号文復号部とより成る復号装置を具備する、
ことを特徴とする紛失通信路構成装置。 - 請求項5に記載される紛失通信路構成装置において、
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部の演算結果を入力すると共に乱数生成部からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部、第2排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部を有する、
ことを特徴とする紛失通信路構成装置。 - 請求項6に記載される紛失通信路構成装置において、
公開鍵秘密鍵生成装置は、更に、k次多項式f(w)からf(j)を設定する第2k次多項式点設定部、値f(j)にハッシュ演算を施しcj=H(f(j))を計算する第2ハッシュ演算部、第2ハッシュ演算部の演算結果を入力すると共に乱数生成部からn−k個の乱数aj を入力して論理和演算を実行する第2排他的論理和演算部、第2排他的論理和演算部の出力を入力して公開鍵の数を判断する第2公開鍵リスト数判断部を有する、
ことを特徴とする紛失通信路構成装置。 - G j を位数q j の可換群とし、x∈Z qj に対してG j (x)はインデックスがxである様なG j の元を表すものとし、秘密鍵x j ∈Z qj に対して、y j =G j (x j )なるy j およびG j を離散対数型公開鍵とし、H j を入力域がZ p であって出力域がZ q である一方向性ハッシュ関数とし、
受信側装置に対して、k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、k個の排他的論理和aj=cj◎yjを求め、n−k個の残りのajを任意に設定し、α0 =H0(a1、・・・・、an)により求められたα0 およびk個の任意に設定した点(j、f(j))の合計したk+1個の点を使用し、k次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwk を求め、(a1,…,an,α1,…,αk)を送信側装置へ渡す指令をし、
送信側装置に対して、送られてきた(a1,…,an,α1,…,αk)から、α0 =H0(a1、・・・・、an)と、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=H(f(j))◎aj とを求め、これにより公開鍵(y1,…,yn)を求め、求めたn個の公開鍵を用いて送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、生成したn個の暗号文を受信側装置に送信する指令をし、
受信側装置に対して、受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報mi をk個入手すべき指令をする紛失通信路構成プログラム。 - 受信側装置に対して、k個の秘密鍵公開鍵のペア(yj,xj)を任意に設定し、k次多項式の上の点としてk個の値f(j)を任意に設定し、cj=Hj(f(j))を計算し、k個のaj=cj◎yjを求め、n−k個の残りのajを任意に設定し、f(0)=H0(a1,…,an)=α0を計算し、このα0とk個の任意に設定した点(j、f(j))の合計したk+1個の点を使用してk次多項式f(w)=α0+α1w+…+αkwkを求め、(a1,…,an,α0,…,αk)を送信側装置へ渡す指令をし、
送信側装置に対して、送られてきた(a1,…,an,α0,…,αk)から、f(w)=α0+α1w+…+αkwk と、yj=f(j)◎aj とを求め、これによりn個の公開鍵(y1,…,yn)を求め、送信側装置は求めたn個の公開鍵(y1,…,yn)を用いて送信するn個の秘密情報を暗号化し、n個の暗号文を生成し、生成したn個の暗号文を受信側装置に送信する指令をし、
受信側装置に対して、受信した暗号文n個の内の、自分が秘密鍵を知っているk個について、復号し、秘密情報をk個入手すべき指令をする紛失通信路構成プログラム。 - 請求項9に記載される紛失通信路構成プログラムにおいて、
受信側装置に対して、更に、n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、n−k個のyj=cj◎ajを計算し、秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1,…,yn)を設定すべき指令をする紛失通信路構成プログラム。 - 請求項10に記載される紛失通信路構成プログラムにおいて、
受信側装置に対して、更に、n−k個の残りのf(j)をk次多項式から求め、cj=Hj(f(j))を計算し、n−k個のyj=cj◎ajを計算し、秘密鍵を知っているk個の公開鍵と秘密鍵を知らないn−k個の公開鍵(y1、・・・・、yn )を設定すべき指令をする紛失通信路構成プログラム。
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