JP4616562B2 - 情報管理システム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークを介して接続される複数のホストから成り立つ情報管理システムに関する。

近年、計算機およびネットワークの技術の発展により、計算機上に情報を保存し、ネットワークを介してその情報を閲覧したり変更したりすることは一般的である。計算機上には個人を特定するための情報や企業、個人に関わる重要で秘匿性の高い情報が蓄積されることも多くなっており、情報の不正利用や改ざん、流出、盗難、盗聴など情報に対する権限を持たない者が情報に不正にアクセスし、閲覧、利用してしまうことが問題となってきている。
ネットワークを介した情報のやり取りに関しては、通信の暗号化、アクセス時の認証方法など適切なアクセス管理のための技術が利用されている。保存されている情報についても、暗号化することにより、データにアクセスされても中身が見えないようにするなど、不正に利用されないための技術は多数存在する。
しかし、暗号化を行っても暗号化のための鍵を不正に利用されたり、ネットワークの安全を確保してもデータが保存されている計算機に直接アクセスされたり、計算機や記憶装置自体の物理的な盗難により、保存されているデータが不正に取り出されることがある。
もう１つの問題として、計算機やネットワークの障害、意図的な攻撃による情報の損失が挙げられる。例えば攻撃、あるいは事故、障害によって情報が記録されている記憶装置が一部、あるいは全部破損した場合や情報が消去された場合、情報を取り戻すことは困難となってしまう。情報の破損や消去に対応するためには定期的にバックアップを取ったり、冗長なハードディスク構成にしたりするという事前の対策が必要となり、情報管理コストが増加してしまう。
これらの問題に対応し、計算機に蓄積される情報の安全性を高めるための技術として、情報を分割して保存するというものがある。例えば、特許文献１記載の技術は、情報をｎ個の分散情報に符号化して記憶媒体に保存し、取り出すときはそこから元の情報に復元するものであり、簡単な暗号アルゴリズムによって第三者による攻撃や不正を防止して情報を管理することができる。
また、特許文献２記載の技術は、暗号化した情報を複数のフラグメントに分割し、これを記憶媒体のランダムな物理位置に保存すると同時に、使用したアルゴリズムや物理保存位置のテーブルを更に暗号化するものであり、記憶装置を解析されても解読を阻止することができる。
特開２００２−１３５２４７公報 特開２００３−１４３１３１公報

上述した技術は分割した一部の情報が流出した場合はその情報の解読を行うことが不能であり、また、不正に改ざんが行われた場合の検知には有効であるが、ディスク自体が盗難にあった場合や、ディスクの情報の不正消去や障害が起こった場合、情報の復元が不可能となってしまう。
以上の問題を踏まえて、本発明では利用者の手間や管理コストを増大させることなく、不正アクセスや物理的な盗難に対応し、保存されている情報を安全に管理することを第１の目的とする。また、同時に計算機やネットワークの障害、破損が起こっても情報が消失しないようにすることを第２の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、情報管理サーバと概情報管理サーバからのフラグメントデータを蓄積する記憶手段を有する複数の情報蓄積ホストとがネットワークで接続される情報管理システムにおいて、前記情報管理サーバは、保存すべき情報を予め設定されたフラグメント分割条件に従って所定数のフラグメントデータに分割する分割手段と、分割された複数のフラグメントデータを複数の情報蓄積ホストに送信する手段であり、その際、予め設定された重複条件に従って、同一フラグメントデータの任意の複数を複数の情報蓄積ホストに送信する配布手段と、前記情報蓄積ホストに配布したフラグメントデータの情報を、フラグメントデータ毎の送信先の情報蓄積ホストの情報と共に、フラグメント情報テーブル内に管理するテーブル管理手段と、前記情報蓄積ホストに蓄積されたフラグメントデータを収集する収集手段と、収集したフラグメントデータに同一のフラグメントデータが複数あった場合、そのフラグメントデータを用いてフラグメントデータの改ざんチェックを行う検査手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第２の手段は、第１の手段において、前記収集手段は、前記フラグメント情報テーブル内に管理されている情報に従って、各情報蓄積ホストから保存されているフラグメントデータを収集し、前記収集したフラグメントデータを、結合手段により結合して元の情報に復元させることを特徴とする。
本発明の第３の手段は、第１の手段において、前記収集手段は、予め設定した一定時間毎に各情報蓄積ホストから保存されているフラグメントデータを収集し、前記収集したフラグメントデータを、結合手段により結合して元の情報に復元させ、前記分割手段及び配布手段は、前記復元されたデータを所定数のフラグメントデータに再分割し、フラグメントデータを保存する情報蓄積ホストを変更して、フラグメントデータを情報蓄積ホストに送信することを特徴とする。
本発明の第４の手段は、第１、第１または第３の手段において、前記情報管理サーバは、前記情報蓄積ホストに蓄積する情報を暗号化した後にフラグメントデータに分割させる暗号化手段を備えることを特徴とする。
本発明の第５の手段は、第１、第１または第３の手段において、前記情報管理サーバは、前記情報蓄積ホストに蓄積する情報がフラグメントデータ分割された後、各フラグメントデータを暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする。
本発明の第６の手段は、第１の手段において、フラグメントデータを保存している前記各情報蓄積ホストは、フラグメントデータが保存されてから予め定めた一定時間を越えてもそのフラグメントデータの収集が行われない場合、前記情報管理サーバに対して情報保持メッセージを送信することを特徴とする。
本発明の第７の手段は、第１の手段において、前記分割手段は、情報全体のメタ情報を情報本体に含めてフラグメント化することを特徴とする。

本発明は、情報管理サーバと複数の情報蓄積ホストがネットワークで接続され、情報保存時に情報管理サーバが有する分割手段が情報をフラグメントに分割し、情報蓄積ホストは情報管理サーバから受け取ったフラグメントを記憶手段に蓄積する情報管理システムであり、情報管理サーバが有する読み出し手段は、あらかじめ設定した一定時間ごとに各情報蓄積ホストから保存されているフラグメントを収集して改めて再配布を行い、定期的にフラグメント保存ホストを変更するようになっているので、所期の目的を達成することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る情報管理システムのブロック図である。本情報管理システムは１台の情報管理サーバ１と複数の情報蓄積ホスト２からなり、それぞれはネットワーク３で接続されている。ネットワーク３はシステム外のクライアントとも接続している。
情報管理サーバ１は以下の各手段からなり、クライアントからの情報を受け取り、これを管理する。
入力手段１１は、システムを利用するクライアントから情報を受け取る。分割手段１２は、受け取った情報をフラグメントに分割する。配布手段１３は、フラグメントをランダムにばらして各情報蓄積ホスト２に送信する。収集手段１４は、情報蓄積ホスト２から送られたフラグメントを収集する。
検査手段１５は、フラグメント内容の検査を行う。結合手段１６は、フラグメントを合わせて元の情報を復元する。出力手段１７は、情報の要求があったクライアントへ情報を送信する。暗号・復号手段１８は、情報の暗号化、復号化を行う。テーブル管理手段１９は、情報蓄積ホスト２に配布したフラグメント情報を管理するもので、フラグメント情報テーブル２４にフラグメントごとに送信先情報蓄積ホスト２を保存する。
問い合わせ手段２０は、例えば情報管理サーバ１がフラグメント情報テーブル２４を持たない場合、ネットワーク３で接続されたシステムを利用するクライアントから情報要求を受けると、接続された全情報蓄積ホスト２に対して要求された情報のフラグメントを持つかどうかを問い合わせをするものであり、情報蓄積ホスト２にフラグメント保持の有無を問い合わせる情報を送信する。情報要求手段２１は、フラグメントを保存している情報蓄積ホスト２にフラグメント内容の送信を要求する。受信手段２２は、情報蓄積ホスト２からの返答を受け取る。周期計測手段２３は、情報が情報蓄積ホスト２に保存されてからの経過時間を計測する。
情報蓄積ホスト２は以下の各手段からなり、情報管理サーバ１から送信されたフラグメント情報を蓄積し、要求に応じて取り出し、情報管理サーバ２に送信する。
受け入れ手段３１は、情報管理サーバ１から送られたフラグメント情報を受け取る。保存手段３２は、受け取ったフラグメントを記憶手段３３に保存する。記憶手段３３は、フラグメント情報を記憶するものであり、磁気ディスクなどで構成される。
読み出し手段３４は、記憶手段３３に記録されたフラグメントを読み出す。送信手段３５は、フラグメントを情報管理サーバ１に送信する。返答手段３６は、情報管理サーバ１の問い合わせ手段２０からの問い合わせに応じてフラグメント保持の有無の返答を送信する。周期計測手段３７は、情報が情報蓄積ホスト２に保存されてからの経過時間を計測する。

図２は本発明の情報管理システムを企業で利用した場合の構成図である。扱う情報は企業内の秘密情報、あるいは顧客の個人情報などとなる。情報管理サーバ１はサーバマシンとなり、情報蓄積ホスト２はデータ保存専用のマシン２−１であってもよいし、通常のクライアントマシン２−２の一機能であってもよい。クライアントマシン２−２である場合、マシンの記憶領域の一部を本システムのために利用することとなり、かつその領域はクライアントマシン２−２の利用者からは直接アクセスできないようになっている。
図３は本発明の情報管理システムをホームネットワークにおいて適用した場合を例示する構成図である。本システムには、個人情報などが蓄積され、ＨＤＤなどを有する各家庭電気製品（家電という）などの家庭内の機器やシステムによって利用されることとなる。ホームネットワークにおいて情報管理サーバ１はホームサーバ１−１が担い、情報蓄積ホスト２はネットワークで接続された記憶装置を持つ各家電やネットワーク機器（冷蔵庫２−３、電子レンジ２−４、洗濯機２−５、ＨＤＤレコーダ２−６等）となる。
各家電が保存された情報を利用する際はホームサーバ１−１を経由して情報を取り出すこととなる。電話帳、アドレス帳や、住所、電話番号、クレジットカード番号などの個人情報を保存することで、利用時に入力の手間が省けると同時に、一部の機器が故障した場合や入れ替えを行った場合でも情報の保持が可能で、安全性も高く情報管理を行うことができる。

以下に、情報蓄積、情報取得時の動作について述べる。
（１）情報蓄積時の動作
図４は情報蓄積時の動作を示すフロー図である。
（ステップ１）ネットワーク３で接続されたシステムを利用するクライアントから情報保存のリクエストを受けると、入力手段１１が保存する情報を受け取る。
（ステップ２）分割手段１２は情報を任意の大きさ、数のフラグメントに分割する。各フラグメントには情報ＩＤとフラグメントＩＤを含めておく。分割の際には接続されている情報蓄積ホスト２の数、あらかじめ設定したフラグメント分割条件（大きさの条件、個数の条件）に従ってフラグメント数、１つのフラグメントの大きさを決定する。
フラグメント分割、配布条件の設定項目は図５に示すようになる。フラグメント数、フラグメント容量の条件は、フラグメント数及びフラグメント容量いずれか片方のみの設定、あるいは優先する条件をあらかじめ決めておく。また、この際に図５にあげたような情報をフラグメントの一部に含めてもよい。
（ステップ３）分割されたフラグメントを暗号・復号手段１８がそれぞれ暗号化する。暗号・復号手段は暗号アルゴリズムを複数持っていてもよく、フラグメントごとに暗号アルゴリズムを変えてもよい。なお、このステップ３は情報分割前に行われてもよい。
（ステップ４）配布手段１３は分割されたフラグメントを任意の情報蓄積ホスト２へ送信する。この時、あらかじめ設定した重複条件に従い、同じフラグメントを複数の情報蓄積ホスト２へ送信する。１つの情報蓄積ホスト２に送信されるフラグメント数は０個から任意の個数となり、個数上限を設定してもよい。
情報の分割、配布の例は図６に示すようになる。図６では情報を８つのフラグメントに分割し、９個の情報蓄積ホスト２へ配布している。各フラグメントはそれぞれ３つの情報蓄積ホスト２に配布されている。
（ステップ５）情報管理サーバ１にテーブル管理手段１９がある場合、テーブル管理手段１９は送信したフラグメントごとに送信先情報蓄積ホスト２をフラグメント情報テーブル２４に保存する。図６のように送信した場合、フラグメント情報テーブル２４は図７のようになり、このテーブルではフラグメント１についての送信先情報蓄積ホスト２はＡ、Ｂ、Ｅとなる。
（ステップ６）情報蓄積ホスト２の受け入れ手段３１は情報管理サーバ１から送信されたフラグメントを受け取る。
（ステップ７）保存手段３２は記憶手段３３に受け取ったフラグメントを格納する。
（ステップ８）記憶手段３３は任意の場所にフラグメントを保存すると同時に保存フラグメントの位置や情報も記録する。
情報蓄積ホストＡに記録されるフラグメントの位置情報などは図７のようになる。

（２）情報取得時の動作
図８は情報取得時の動作を示すフロー図である。情報管理システムに保存した情報を取り出す場合の動作は以下のようになる。
（ステップ１０）情報の取り出しに当って情報管理サーバ１にフラグメント情報テーブル２４があるかどうか判断する。
（ステップ１０−１）情報管理サーバ１がフラグメント情報テーブル２４を持たない場合、情報管理サーバ１はネットワーク３で接続されたシステムを利用するクライアントから情報要求を受けると、問い合わせ手段２０にて接続された全情報蓄積ホスト２に対して要求された情報のフラグメントを持つかどうかを問い合わせるリクエストを送信する。
（ステップ１０−２）問い合わせリクエストを受けた情報蓄積ホスト２は、記憶手段３３に問い合わせの情報のフラグメントを持つ場合、返答手段３６によりフラグメント情報を返答する。
（ステップ１１）フラグメント情報テーブルを持つ場合、テーブル管理手段１９は要求された情報に関するテーブルを読み出し、フラグメント保存先の情報蓄積ホスト情報を情報要求手段２１へ渡す。
（ステップ１２）情報管理サーバ１の情報要求手段２１は、フラグメントを保存している情報蓄積ホスト２に対して情報要求リクエストを送信する。
（ステップ１３）情報蓄積ホスト２は読み出し手段３４によって記憶手段３３からフラグメント情報を読み出す。
（ステップ１４）読み出した情報を送信手段３５によって情報管理サーバ１へ送信する。
（ステップ１５）情報管理サーバ１では、各情報蓄積ホスト２から送られたフラグメントを収集手段１４にて集める。
（ステップ１６）同一フラグメントが複数戻ってきた場合は、内容の改ざん、欠落などがないかどうか検査手段１５によって検査を行う。
（ステップ１７）検査の済んだフラグメントを結合手段１６によって結合し、元の情報に戻す。
（ステップ１８）暗号・復号手段１８は暗号化した情報を復号化する。フラグメントへの分割後に暗号化した場合は、結合する前に復号化する。復号化後、必要に応じてフラグメントからフラグメント分割に関する情報を取り出し、保存する（情報管理サーバの情報が破損した場合などに有効）。
（ステップ１９）出力手段１７は情報要求を行ったクライアントに情報を送信する。

（３）情報再配布時の動作
図９は情報再配布時の動作を示すフロー図である。一定時間ごとに情報のフラグメント保存先を変更する場合の動作について述べる。すなわち、情報管理サーバ１で周期計測手段２３にて時間が経過し検査、結合、出力の各手段１５、１６、１７により元の情報を復元し、例えば分割手段１２にて分割後配布手段にて情報蓄積ホスト２に再配布を行う（総称して再配布手段という）を動作させる。この場合、再配布に当っては、情報管理ホスト２への保存先を変更する、すなわち再配布に当っては変更手段にて保存崎の変更をする。
（ステップ２０）情報管理サーバ１の周期計測手段２３は情報保存時、または前回の情報再配布時からの経過時間を計測し、再配布時間が経過した場合、問い合わせ手段２０または情報要求手段２１に通知する。
（ステップ２１）以降の動作は図８に示す情報取得時動作のステップ１０からステップ１５と同様となり、情報蓄積ホスト２よりフラグメント情報の収集を行う。
（ステップ２２）フラグメント再分割を行う場合は、図８のステップ１６〜１８を行い、元の情報を復元する。
（ステップ２３）元の情報が復元されると、図４のステップ２〜３と同様に再びフラグメント分割を行う。
（ステップ２４）フラグメント分割後、またはフラグメント再分割を行わない場合は、図４のステップ４〜８の動作によって再度情報蓄積ホスト２への配布を行う。

（４）情報蓄積ホストからの情報通知動作
図１０は情報蓄積ホストからの情報通知動作のフロー図である。一定時間ごとに情報管理サーバ１がフラグメント収集を行わない場合に情報蓄積ホスト２からメッセージを送信するための動作について述べる。情報蓄積ホスト２は周期計測手段３７を持ち、情報ごとに前回のフラグメント保存時からの経過時間を計測している。
（ステップ３０）経過時間があらかじめ設定された一定時間を越えた場合、周期計測手段３７は読み出し手段３４に時間の超過を通知する。
（ステップ３１）読み出し手段３４は通知された情報について記憶手段３３を検索し、保存しているフラグメントに関する情報を取り出す。
（ステップ３２）送信手段３５は取り出された情報を情報管理サーバ１へ送信する。
（ステップ３３）情報管理サーバ１の受信手段２２はある情報蓄積ホスト２からの情報を受け取ると、図８の動作手順と同様にして各情報蓄積ホスト２からフラグメント情報を集め、図９の手順によって再配布を行う。

本発明の実施形態によれば、情報をランダムに分割し、定期的に違う情報蓄積ホスト２に保存することで、一部の情報蓄積ホスト２の情報が不正にアクセスされたりしても、情報の内容が外部に漏れるのを防ぐことができる。
また、情報を分割したフラグメントを重複して複数の情報蓄積ホスト２に保存することにより、情報蓄積ホスト２の障害、盗難などにより一部の情報蓄積ホスト２の情報が取得できなくても、元の情報を復元することができる。また、複数情報蓄積ホスト２のフラグメント内容を比較することで、情報の改ざんなどを検知することができる。
また、情報を分割し、暗号化することにより、一部の分割したフラグメント情報が不正にアクセスされても情報内容が漏れるのを防ぐことができる。分割前に暗号化を行う場合は、分割後のフラグメントのみでは解読が不能になり、分割後に暗号化する場合は、フラグメントごとに暗号化アルゴリズムを変えることができるので、情報流出の危険性をより低くすることができる。
また、情報の分割方法を定期的に変えることにより、一時的に一部の情報が不正にアクセスされたとしても全体の情報把握が行われることを防ぐことができる。
また、情報管理サーバ１に、情報の保存先のフラグメント情報テーブル２４を持つことによって、情報利用時には容易に元の情報へ戻すことができる。
また、情報管理サーバ１からのリクエストに応じて、情報を保存している情報蓄積ホスト２は、自分が持っているフラグメントについてのレスポンスを情報管理サーバ１に対して行うことにより、情報管理サーバ１はフラグメントの物理的な位置を知らなくてもよいので、情報管理サーバ１に対する不正アクセスがあった場合でも情報が漏れるのを防ぐことができる。
また、情報を保存している情報蓄積ホスト２が情報管理サーバ１に対して情報保持メッセージを送信することによって、情報蓄積ホスト２と情報管理サーバ１の構成が変わった場合や、情報管理サーバ１が保存ホスト情報を失った場合でも情報の場所の特定と復元が可能となる。
また、フラグメントに情報全体のメタデータを含ませることにより、情報管理サーバ１が元の情報に関するデータを失った場合でもフラグメントを収集するのみで情報復元が可能となる。

本発明の実施形態に係る情報管理システムのブロック図である。 本発明の情報管理システムを企業で利用した場合の構成図である。 本発明の情報管理システムをホームネットワークにおいて利用した場合の構成図である。 情報蓄積時の動作を示すフロー図である。 フラグメント分割、配布条件の設定項目を示す図である。 情報の分割、配布の例を示す図である。 フラグメント情報テーブルを示す図である。 情報取得時の動作を示すフロー図である。 情報再配布時の動作を示すフロー図である。 情報蓄積ホストからの情報通知動作のフロー図である。

符号の説明

１ 情報管理サーバ、２ 情報蓄積ホスト、３ ネットワーク、１２ 分割手段（情報読み出し手段構成要素）、１３ 配布手段（情報読み出し手段構成要素）、１４ 収集手段（情報読み出し手段構成要素）、１６ 結合手段（情報読み出し手段構成要素、ファイル再構成手段）、３３ 記憶手段

Claims (7)

1. 情報管理サーバと概情報管理サーバからのフラグメントデータを蓄積する記憶手段を有する複数の情報蓄積ホストとがネットワークで接続される情報管理システムにおいて、
   前記情報管理サーバは、
   保存すべき情報を予め設定されたフラグメント分割条件に従って所定数のフラグメントデータに分割する分割手段と、
   分割された複数のフラグメントデータを複数の情報蓄積ホストに送信する手段であり、その際、予め設定された重複条件に従って、同一フラグメントデータの任意の複数を複数の情報蓄積ホストに送信する配布手段と、
   前記情報蓄積ホストに配布したフラグメントデータの情報を、フラグメントデータ毎の送信先の情報蓄積ホストの情報と共に、フラグメント情報テーブル内に管理するテーブル管理手段と、
   前記情報蓄積ホストに蓄積されたフラグメントデータを収集する収集手段と、
   収集したフラグメントデータに同一のフラグメントデータが複数あった場合、そのフラグメントデータを用いてフラグメントデータの改ざんチェックを行う検査手段と、
   を備えることを特徴とする情報管理システム。
2. 請求項１記載の情報管理システムにおいて、
   前記収集手段は、
   前記フラグメント情報テーブル内に管理されている情報に従って、各情報蓄積ホストから保存されているフラグメントデータを収集し、前記収集したフラグメントデータを、結合手段により結合して元の情報に復元させることを特徴とする情報管理システム。
3. 請求項１記載の情報管理システムにおいて、
   前記収集手段は、予め設定した一定時間毎に各情報蓄積ホストから保存されているフラグメントデータを収集し、前記収集したフラグメントデータを、結合手段により結合して元の情報に復元させ、
   前記分割手段及び配布手段は、前記復元されたデータを所定数のフラグメントデータに再分割し、フラグメントデータを保存する情報蓄積ホストを変更して、フラグメントデータを情報蓄積ホストに送信することを特徴とする情報管理システム。
4. 請求項１、２または３記載の情報管理システムにおいて、
   前記情報管理サーバは、前記情報蓄積ホストに蓄積する情報を暗号化した後にフラグメントデータに分割させる暗号化手段を備えることを特徴とする情報管理システム。
5. 請求項１、２または３記載の情報管理システムにおいて、
   前記情報管理サーバは、前記情報蓄積ホストに蓄積する情報がフラグメントデータ分割された後、各フラグメントデータを暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする情報管理システム。
6. 請求項１記載の情報管理システムにおいて、
   フラグメントデータを保存している前記各情報蓄積ホストは、
   フラグメントデータが保存されてから予め定めた一定時間を越えてもそのフラグメントデータの収集が行われない場合、前記情報管理サーバに対して情報保持メッセージを送信することを特徴とする情報管理システム。
7. 請求項１記載の情報管理システムにおいて、
   前記分割手段は、情報全体のメタ情報を情報本体に含めてフラグメント化することを特徴とする情報管理システム。

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