JP4629555B2 - 復元装置、プログラム、情報システム、復元方法、保管装置、保管システム及び保管方法 - Google Patents

Description

本発明は、復元装置、プログラム、情報システム、復元方法、保管装置、保管システム及び保管方法に関する。特に本発明は、複数のサーバに分散して管理された情報を復元する復元装置、プログラム、情報システム、復元方法、保管装置、保管システム及び保管方法に関する。

秘密情報を安全に管理する方法として、しきい値秘密分散法により秘密情報を分散し、ユーザＩＤ及びパスワードに基づいて分散された情報を取得した所定数以上のユーザが集合することにより秘密情報が復元できる管理方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、サーバ及び使用者の双方が正当性を相互に認証する方法として、独立成分分析を用いた認証方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−３３３０２８号公報 特開２００５−３１７３０号公報

ところで、秘密情報を分散したとしても、サーバに記憶されているデータ自体はバイナリ形式となっているので、当該データが秘密情報に関するものであると第三者に類推される可能性がある。また、秘密情報を分散したとしても、サーバに対して一人の使用者がアクセスして秘密情報を復元する場合、ユーザが入力したｋ個のパスワードに応じてｋ個の分散情報が一度に転送されると、一度のやり取りで第三者にパスワード又は秘密情報自体が不正に取得される可能性がある。

また、使用者は、サーバが正当であるか否かについて、パスワードをそのサーバに送信し、その応答によってしか判断できない。従って、使用者が不正なサーバに対してアクセスを行ったことによりパスワードが漏洩した場合、パスワードが漏洩してからそのサーバの正当性が確認されるまでの間に、第三者により秘密情報を不正に取得される可能性がある。また、独立成分分析を用いた認証は、秘密情報が混合されたデータを使用者が予め記憶していなければならないので、使用者が秘密情報を紛失する可能性がある。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる復元装置、プログラム、情報システム、復元方法、保管装置、保管システム及び保管方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明の第１の形態においては、秘密情報をしきい値秘密分散法により分散して生成したＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報に基づく画像および（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）の画像を互いに異なる混合比率で混合することにより生成した複数の混合画像を、複数のサーバに分散して記憶するサーバ群と通信する通信部と、使用者により入力されたＫｂ個（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のパスワードを、通信部を介して複数のサーバへ送信し、Ｋｂ個の分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の混合画像を複数のサーバから取得する取得部と、Ｋｂ個の分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の混合画像に基づいて復元する第１復元部と、復元されたＫｂ個の分散情報から、秘密情報を復元する第２復元部とを備える復元装置、当該復元装置としてコンピュータを機能させるプログラム、当該復元装置を用いた情報システム、及び、当該復元装置を用いた復元方法を提供する。

本発明の第２の形態においては、秘密情報を複数のサーバに分散して保管する保管装置であって、秘密情報をしきい値秘密分散法により分散してＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）の分散情報を生成する分散情報生成部と、複数の分散情報のそれぞれについて、分散情報に基づく画像および（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）の画像を互いに異なる混合比率で混合することにより複数の混合画像を生成する混合画像生成部と、複数の分散情報のそれぞれについて生成された混合画像を、同一の分散情報について生成されたＫａ個以上の混合画像が一のサーバに集中して格納されないように、複数のサーバに分散して格納する混合画像格納部とを備える保管装置、当該保管装置としてコンピュータを機能させるプログラム、当該保管装置を用いた保管システム、及び、当該保管装置を用いた保管方法を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、秘密情報を分散管理するとともに外見上からの類推を困難とし、さらに、当該秘密情報を分散した情報を複数回に分けてやり取りする。従って、本発明によれば、秘密情報を安全に保管できるとともに安全に復元できる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る情報システム１００の構成を示す。情報システム１００は、保管装置１０と、複数のサーバ３０を有するサーバ群２０と、ネットワーク４０と、復元装置５０とを備え、秘密情報を安全に保管できるとともに安全に復元することができる。

保管装置１０は、秘密情報を、（Ｋｂ，Ｎ）のしきい値秘密分散法により分散したＮ個の分散情報を生成する。さらに、保管装置１０は、Ｎ個の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報に基づく画像および（Ｋａ−１）個の画像を互いに異なる混合比率で混合することにより複数の混合画像（例えばＮ個の混合画像）を生成する。そして、保管装置１０は、Ｎ個の分散情報のそれぞれについての複数の混合画像（例えばＮ個の混合画像）を、複数のサーバ３０（例えばＮ個のサーバ３０）に分散して記憶させる。なお、Ｎは、３以上の整数である。また、Ｋａ，Ｋｂは、１＜Ｋａ＜Ｎ，１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす正の整数である。

サーバ群２０は、１つの分散情報に基づき生成された複数の混合画像を複数のサーバ３０に分散して記憶する。ネットワーク４０は、サーバ群２０と復元装置５０との間の情報伝送を媒介する。復元装置５０は、サーバ群２０からネットワーク４０を介して複数の混合画像を取得し、取得した複数の混合画像から秘密情報を復元する。なお、保管装置１０及び復元装置５０は、同一の装置であってよい。また、以下においては、一例として、サーバ群２０は、第１サーバ３０−１〜第Ｎサーバ３０−ＮのＮ個のサーバ３０を有するとして説明する。

図２は、本実施形態に係る保管装置１０の構成を示す。保管装置１０は、分散情報生成部１１と、混合画像生成部１２と、混合画像格納部１３とを有する。分散情報生成部１１は、秘密情報をしきい値秘密分散法により分散してＮ個の分散情報を生成する。混合画像生成部１２は、複数の分散情報のそれぞれについて、分散情報に基づく画像および（Ｋａ−１）個の画像を互いに異なる混合比率で混合することにより複数の混合画像を生成する。混合画像格納部１３は、複数の分散情報のそれぞれについて生成された混合画像を、同一の分散情報について生成されたＫａ個以上の混合画像が一のサーバ３０に集中して格納されないように、複数のサーバ３０に分散して格納する。

図３は、本実施形態に係る保管装置１０による混合画像の生成及び保管をする動作フローを示す。
まず、保管装置１０は、分割数がＮ、復元に必要な数（しきい値）がＫｂのしきい値秘密分散法により秘密情報からＮ個の分散情報を生成する（Ｓ１１）。次に、保管装置１０は、Ｎ個の分散情報を、Ｎ個の画像データに変換する（Ｓ１２）。保管装置１０は、一例として、バイナリデータで表された分散情報をバイト単位に分割し、分割された各バイトを画素値とすることにより、画像データに変換する。変換された画像データのことを、以下、シェア画像と称する。

次に、保管装置１０は、Ｎ個のシェア画像のうち１つのシェア画像を順次選択し、選択したシェア画像と（Ｋａ−１）個のダミー画像と混合して、複数の混合画像を生成する（Ｓ１３）。保管装置１０は、具体的には、１つのシェア画像に基づき、Ｋａ以上の数の混合画像を生成する。なお、以下においては、保管装置１０は、一例として、１つのシェア画像からＮ個の混合画像を生成するとして説明する。

次に、保管装置１０は、Ｎ個のシェア画像について全て処理したか否かを判断する（Ｓ１４）。保管装置１０は、全て処理していない場合には（Ｓ１４のＮｏ）、ステップＳ１３に戻り次のシェア画像について、シェア画像及びダミー画像を混合する。保管装置１０は、全て処理した場合には（Ｓ１４のＹｅｓ）、ステップＳ１５に進む。

次に、保管装置１０は、Ｎ個のシェア画像のそれぞれについてＮ個ずつ生成した総計（Ｎ×Ｎ）個の混合画像を、同一の分散情報について生成されたＫａ個以上の混合画像が一のサーバ３０に集中して格納されないように、Ｎ個のサーバ３０に対して分散して記憶させる（Ｓ１５）。次に、保管装置１０は、パスワード及び返信すべき混合画像を特定する情報が記述されたパスワードテーブルを、それぞれのサーバ３０に対応して生成して、対応するサーバ３０に記憶させる。

図４は、図３のフローチャートのステップＳ１３における混合画像を生成する処理の一例を示す。保管装置１０は、Ｎ個のシェア画像のそれぞれに対して、シェア画像及び（Ｋａ−１）個のダミー画像を互いに異なる混合比率で混合することにより、Ｎ個の混合画像を生成する（Ｓ１３）。１つのシェア画像に混合される（Ｋａ−１）個のダミー画像は、互いに異なる画像である。また、異なるシェア画像に混合されるダミー画像も、互いに異なる画像であってよい。また、ダミー画像は、シェア画像と同一サイズ又はシェア画像より大きいサイズである。ダミー画像のサイズがシェア画像より大きい場合には、保管装置１０は、ダミー画像の予め定められた所定位置にシェア画像を混合してよい。

これにより、シェア画像は、以上のように生成されたＮ個の混合画像のうちの任意のＫａ個の混合画像から、独立成分分析により復元できる。逆に、シェア画像は、独立成分分析を用いても、Ｋａ個未満の混合画像からは復元されない。すなわち、保管装置１０は、Ｋａ個の混合画像から独立成分分析により抽出して復元可能なように、シェア画像に（Ｋａ−１）個のダミー画像を混合する。独立成分分析により悪条件下の混合画像からでも元情報を分離できる方法および復元する方法については、本願の発明者により提案された特開２００２−１５０２６５号公報に記載されている。

一例として、Ｋａ＝２，Ｎ＝３とし、シェア画像のある画素値としてｓ１，ｓ２，ｓ３が生成された場合を考える。この場合、一例として、保管装置１０は、１個のダミー画像の画素値及び１つのシェア画像の画素値を、３行２列の係数行列に対して行列演算することにより、３個の混合画像のそれぞれの対応する画素値を生成する。具体的には、ｓ１に混合するダミー画像の画素値をｄ１，ｓ２に混合するダミー画像の画素値をｄ２，ｓ３に混合するダミー画像の画素値をｄ３とすると、シェア画像の画素値ｓ１についての混合画像の対応する画素値（ｓ１ｍ１，ｓ２ｍ１，ｓ３ｍ１）は下記の行列式（１）、シェア画像の画素値ｓ２についての混合画像の対応する画素値（ｓ１ｍ２，ｓ２ｍ２，ｓ３ｍ２）は下記の行列式（２）、シェア画像の画素値ｓ３についての混合画像の対応する画素値（ｓ１ｍ３，ｓ２ｍ３，ｓ３ｍ３）は下記の行列式（３）に基づき生成できる。

以上のような保管装置１０によれば、秘密情報をしきい値秘密分散法により分散したＮ個の分散情報をそれぞれ画像情報に変換して、それぞれの画像情報をＫａ−１個のダミー画像と混合して複数の混合画像を生成して複数のサーバ３０に記憶する。これにより、保管装置１０によれば、分散された秘密情報を外見上から類推を困難とするので、秘密情報を安全に保管できるとともに安全に通信することができる。

また、保管装置１０は、シェア画像に乗算する係数（ｓ１の場合であれば、ａ_１１，ａ_２１，ａ_３１）を、それぞれダミー画像に乗算する係数（ｄ１の場合であれば、ａ_１２，ａ_２２，ａ_３２）よりも十分に小さくすることにより、混合画像に含まれているシェア画像の存在の認識を困難とすることができる。

図５は、それぞれのサーバ群２０に分散管理された混合画像の一例を示す。保管装置１０は、１つのシェア画像から生成されたＮ個の混合画像のそれぞれが、互いに異なるサーバ３０に記憶されるように、混合画像をサーバ群２０に分散して記憶させる。サーバ群２０は、例えば、第１シェア画像ｓ１については、１番目の混合画像ｓ１ｍ１を第１サーバ３０−１に記憶させ、２番目の混合画像ｓ２ｍ１を第２サーバ３０−２に記憶させ、第Ｎ番目の混合画像ｓＮｍ１を第Ｎサーバ３０−Ｎに記憶させる。サーバ群２０は、第１シェア画像ｓ１から第Ｎシェア画像ｓＮについても、第１シェア画像と同様に、複数のサーバ３０が分散して記憶する。

以上のようなサーバ群２０によれば、１つの分散情報から生成された複数の混合画像を１つのサーバ３０に集中して記憶しておらず、それぞれのサーバ３０が複数の混合画像のうちの一部を記憶している。サーバ群２０は、このようにＮ個の混合画像を分散管理しているので、１つのサーバ３０に記憶された混合画像を用いても分散情報を復元できないので、秘密情報を安全に保管できる。

図６は、本実施形態に係る復元装置５０の構成を示す。復元装置５０は、取得部６１と、第１復元部６２と、第２復元部６３と、基準画像記憶部６４と、不正判断部６５とを有する。
取得部６１は、使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを複数のサーバ３０へ送信し、Ｋｂ個の分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の混合画像を複数のサーバ３０から取得する。第１復元部６２は、Ｋｂ個の分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の混合画像に基づいて復元する。具体的には、第１復元部６２は、同一の分散情報について取得された少なくともＫａ個の混合画像から、独立成分分析により当該分散情報に基づく画像を抽出することにより当該分散情報を復元する。第２復元部６３は、第１復元部６２により復元されたＫｂ個の分散情報から、秘密情報を復元する。

基準画像記憶部６４は、パスワードに応じてサーバ３０が返信する混合画像の正当性を確認するための基準画像を記憶する。不正判断部６５は、一のパスワードに応じて一のサーバ３０が返信した混合画像と基準画像の差分が予め定められた基準値以上であることを条件として、当該サーバ３０が不正なサーバ３０であると判断する。

図７は、本実施形態に係る復元装置５０による複数のサーバ３０から混合画像を取得する動作フロー、及び、複数のサーバ３０による混合画像を送信する動作フローを示す。
まず、復元装置５０は、使用者からパスワードを入力する（Ｓ２１）。次に、取得部６１は、入力されたパスワードを分割して、第１区分〜第Ｋｂ区分のＫｂ個の部分パスワードを生成する（Ｓ２２）。なお、これに代えて、使用者からｋｂ個のパスワードを入力してよい。次に、取得部６１は、変数ｉに１を代入する（Ｓ２３）。次に、取得部６１は、第ｉ区分の部分パスワード及びその部分パスワードが第ｉ区分である旨を、第１サーバ３０−１〜第Ｎサーバ３０−Ｎに対してネットワーク４０を介して送信する（Ｓ２４）。

次に、それぞれのサーバ３０は、第ｉ区分の部分パスワードを受信する（Ｓ３１）。次に、それぞれのサーバ３０は、受信した部分パスワードと、パスワードテーブルに登録された第ｉ区分のパスワードとが一致するか否かを判断する（Ｓ３２）。それぞれのサーバ３０は、パスワードが一致しない場合には（Ｓ３２のＮｏ）処理を終了し、パスワードが一致する場合には（Ｓ３２のＹｅｓ）、ステップＳ３３に進む。

次に、それぞれのサーバ３０は、第ｉ区分の部分パスワードに対して返信すべき１つの混合画像を、記憶している複数の混合画像のなかから特定する。そして、それぞれのサーバ３０は、特定した混合画像と、その混合画像がいずれのシェア画像から生成されたものかを示すシェア番号とをネットワーク４０を介して復元装置５０に対して送信する（Ｓ３３）。このとき、それぞれのサーバ３０は、他のサーバ３０と異なるシェア番号の混合画像を送信する。すなわち、それぞれのサーバ３０は、他のサーバ３０と同じシェア番号の混合画像を送信しない。具体的には、保管装置１０がパスワードテーブルを生成し、それぞれのサーバ３０が保管装置１０により生成されたパスワードテーブルを参照して混合画像を特定する。

次に、復元装置５０は、それぞれのサーバ３０から返信された複数の混合画像を受信する（Ｓ４１）。次に、不正判断部６５は、受信したそれぞれの混合画像を解析して、混合画像を返信してきたサーバ３０が正当なサーバ３０か否かを判断する（Ｓ４２）。具体的には、不正判断部６５は、基準画像記憶部６４に記憶されている基準画像と、各サーバ３０が返信してきたそれぞれの混合画像との差分を算出し、その差分が基準値以上であるか否かを判断する。例えば、シェア画像に乗算する係数をダミー画像に乗算する係数よりも十分に小さくして混合した場合、混合画像に含まれているシェア画像成分は非常に小さくなる。このような場合であれば、不正判断部６５は、シェア画像が含まれていないダミー画像の合成成分を基準画像として混合画像との差分を求め、正当な混合画像であるか否かを判断する。

取得部６１は、ステップＳ４２において不正判断部６５により不正と判断されたサーバが発生した場合、以後、不正と判断されたサーバには部分パスワードを送信せず、不正と判断されたサーバ以外のサーバ３０に対し、残りの部分パスワードを送信する。また、Ｓ４２において不正判断部６５により不正と判断されたサーバが発生した場合、不正判断部６５は、既に不正と判断されたサーバに送信した部分パスワードの変更を使用者に指示する指示部をさらに含んでよい。また、復元装置５０は、使用者により入力された変更後のパスワードを不正と判断されたサーバを除く複数のサーバ３０に登録する登録部を、さらに含んでよい。

次に、復元装置５０は、変数ｉを（ｉ＋１）に更新する（Ｓ４３）。次に、復元装置５０は、ｉがＫｂより大きいか否かを判断する（Ｓ４４）。すなわち、復元装置５０は、Ｋｂ個の全ての部分パスワードについての混合画像を取得したか否かを判断する。ｉがＫｂより大きくない場合には（Ｓ４４のＮｏ）、ステップＳ２４に戻り、次の区分について部分パスワードを送信する。ｉがＫｂより大きい場合には（Ｓ４４のＹｅｓ）、復元装置５０は、混合画像を取得する動作を終了する。そして、復元装置５０は、この後に、取得した複数の混合画像に基づき、秘密情報を復元する。

以上のように、復元装置５０及び複数のサーバ３０によれば、複数のサーバ３０から復元装置５０に対して複数の混合画像を送信する場合に、１つの分散情報から生成された複数の混合画像を複数回に分割して送信する。この場合において、少なくとも１回に送信される混合画像から分散情報を復元できないようにしている。これにより、復元装置５０及び複数のサーバ３０によれば、秘密情報を安全に通信することができる。さらに、復元装置５０及び複数のサーバ３０は、通信ごとにパスワードを変更すれば、サーバ３０毎にパスワードを変更しなくても安全な通信を確保できるので、パスワードの管理が容易となる。

図８は、それぞれのサーバ３０に格納されるパスワードテーブルの一例を示す。パスワードテーブルは、１〜Ｋｂの区分番号ｉと、それぞれの区分番号ｉに対応付けられた部分パスワードと、それぞれの区分番号ｉに対応付けられたシェア番号とが記述される。それぞれのサーバ３０は、部分パスワードを受信した場合、このパスワードテーブルを参照することにより、パスワードの認証及び返信する混合画像を特定することができる。なお、それぞれのサーバ３０は、パスワードテーブルに代えて、プログラム又は演算式等に基づき返信する混合画像を特定してもよい。

図９は、本実施形態に係る復元装置５０による混合画像から秘密情報を復元する動作フローを示す。
まず、復元装置５０は、図７の処理により混合画像を取得した後、シェア番号が共通するＫａ個の混合画像から独立成分分析により、これらの混合画像に含まれている独立成分の１つであるシェア画像を抽出して復元する（Ｓ５１）。次に、復元装置５０は、少なくともＫｂ個のシェア画像を全て復元したか否かを判断する（Ｓ５２）。復元装置５０は、全てをまだ復元していない場合には（Ｓ５２のＮｏ）、ステップＳ５１に戻り異なるシェア番号についての復元処理を行い、全てを復元した場合には（Ｓ５２のＹｅｓ）、ステップＳ５３に進む。

次に、復元装置５０は、Ｋｂ個のシェア画像を、Ｋｂ個の分散情報に変換する（Ｓ５３）。復元装置５０は、一例として、シェア画像の画素値をバイナリデータの各バイト位置に割り当てることにより、分散情報に変換する。次に、復元装置５０は、Ｋｂ個の分散情報から、しきい値秘密分散法により元の秘密情報を復元する（Ｓ５４）。

図１０、図１１、図１２及び図１３は、Ｎ＝４の場合におけるそれぞれのサーバ３０から復元装置５０に送信される混合画像の組合せの一例を示す。なお、図１０〜図１３において、"ｓＸｍＹ"と記載した場合、第Ｘサーバに格納された第Ｙシェア画像に基づき生成された混合画像を示す。

サーバ群２０は、Ｎ＝４の場合、一例として、（ｓ１ｍ１，ｓ２ｍ２，ｓ３ｍ３，ｓ４ｍ４）の組合せ（図１０）、（ｓ１ｍ２，ｓ２ｍ３，ｓ３ｍ４，ｓ４ｍ１）の組合せ（図１１）、（ｓ１ｍ３，ｓ２ｍ４，ｓ３ｍ１，ｓ４ｍ２）の組合せ（図１２）、（ｓ１ｍ４，ｓ２ｍ１，ｓ３ｍ２，ｓ４ｍ３）の組合せ（図１３）の４つによって、混合画像を送信する。サーバ群２０は、例えばこのように送信することによって、シェア番号の重複を無くすることができる。

ここで、Ｋａ及びＫｂが等しい場合（例えば、Ｋａ＝Ｋｂ＝３の場合）について考える。Ｋａ＝Ｋｂ＝３の場合、サーバ群２０から３回の混合画像の送信がされる。サーバ群２０は、一例として、図１０、図１１及び図１２に示す３つの組合せで混合画像を送信する。この場合、復元装置５０は、１回目の部分パスワードの送信により（ｓ１ｍ１，ｓ２ｍ２，ｓ３ｍ３，ｓ４ｍ４）を取得し、２回の部分パスワードの送信により（ｓ１ｍ２，ｓ２ｍ３，ｓ３ｍ４，ｓ４ｍ１）を取得し、３回の部分パスワードの送信により（ｓ１ｍ３，ｓ２ｍ４，ｓ３ｍ１，ｓ４ｍ２）を取得する。

次に、復元装置５０は、取得した１２個の混合画像に基づき、独立成分分析によりシェア画像を抽出する。具体的には、復元装置５０は、（ｓ１ｍ１，ｓ４ｍ１，ｓ３ｍ１）の３つの混合画像に基づき第１シェア画像を復元し、（ｓ２ｍ２，ｓ１ｍ２，ｓ４ｍ２）の３つの混合画像に基づき第２シェア画像を復元し、（ｓ３ｍ３，ｓ２ｍ３，ｓ１ｍ３）の３つの混合画像に基づき３シェア画像を復元し、（ｓ４ｍ４，ｓ３ｍ４，ｓ２ｍ４）の３つの混合画像に基づき第４シェア画像を復元する。これにより、４つのシェア画像を復元できる。

そして、復元装置５０は、４つのシェア画像のうち少なくともＫｂ個（３個）をそれぞれ分散情報に変換したのち、３つの分散情報に基づきしきい値秘密分散法により秘密情報を復元する。また、少なくとも３個の分散情報から秘密情報を復元できるので、復元装置５０は、少なくとも３つのサーバ３０から混合画像を取得すればよい。以上のように、Ｋａ及びＫｂは等しく、複数のサーバ３０は、同一の前記パスワードを受信したことに応じて、互いに異なる分散情報に応じた複数の混合画像を返信する。これにより、復元装置５０と複数のサーバ３０との間で効率よくやり取りを行うことができる。

図１４は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。

ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。

また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラムや、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０や、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。

また、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を保管装置１０として機能させるプログラムは、分散情報生成部１１として機能する分散情報生成モジュールと、混合画像生成部１２として機能する混合画像生成と、混合画像格納部１３として機能する混合画像格納モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、分散情報生成部１１と、混合画像生成部１２と、混合画像格納部１３としてそれぞれ機能させる。

また、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を復元装置５０として機能させるプログラムは、取得部６１として機能する取得部モジュールと、第１復元部６２として機能する第１復元モジュールと、第２復元部６３として機能する第２復元モジュールと、基準画像記憶部６４としてハードディスクドライブ２０４０を管理する基準画像記憶モジュールと、不正判断部６５として機能する不正判断モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、取得部６１と、第１復元部６２と、第２復元部６３と、基準画像記憶部６４と、不正判断部６５としてそれぞれ機能させる。

以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤやＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係る情報システム１００の構成を示す。 本実施形態に係る保管装置１０の構成を示す。 本実施形態に係る保管装置１０による混合画像の生成及び保管をする動作フローを示す。 図３のフローチャートのステップＳ１３における混合画像を生成する処理の一例を示す。 それぞれのサーバ群２０に分散管理された混合画像の一例を示す。 本実施形態に係る復元装置５０の構成を示す。 本実施形態に係る復元装置５０による複数のサーバ３０から混合画像を取得する動作フロー、及び、複数のサーバ３０による混合画像を送信する動作フローを示す。 それぞれのサーバ３０に格納されるパスワードテーブルの一例を示す。 本実施形態に係る復元装置５０による混合画像から秘密情報を復元する動作フローを示す。 第１区分の部分パスワードが与えられた場合において、それぞれのサーバ３０から復元装置５０に送信される混合画像の一例を示す。 第２区分の部分パスワードが与えられた場合において、それぞれのサーバ３０から復元装置５０に送信される混合画像の一例を示す。 第３区分の部分パスワードが与えられた場合において、それぞれのサーバ３０から復元装置５０に送信される混合画像の一例を示す。 第４区分の部分パスワードが与えられた場合において、それぞれのサーバ３０から復元装置５０に送信される混合画像の一例を示す。 本発明の実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。

符号の説明

１０ 保管装置
１１ 分散情報生成部
１２ 混合画像生成部
１３ 混合画像格納部
２０ サーバ群
３０ サーバ
３０−１ 第１サーバ
３０−２ 第２サーバ
３０−３ 第３サーバ
３０−Ｎ 第Ｎサーバ
４０ ネットワーク
５０ 復元装置
６１ 取得部
６２ 第１復元部
６３ 第２復元部
６４ 基準画像記憶部
６５ 不正判断部
１００ 情報システム
１９００ コンピュータ
２０００ ＣＰＵ
２０１０ ＲＯＭ
２０２０ ＲＡＭ
２０３０ 通信インターフェイス
２０４０ ハードディスクドライブ
２０５０ フレキシブルディスク・ドライブ
２０６０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２０７０ 入出力チップ
２０７５ グラフィック・コントローラ
２０８０ 表示装置
２０８２ ホスト・コントローラ
２０８４ 入出力コントローラ
２０９０ フレキシブルディスク
２０９５ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (12)

1. 秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散して生成したＮ個の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算することにより生成した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能なように生成した前記複数の混合画像を、複数のサーバに分散して記憶するサーバ群と通信する通信部と、
   使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを、前記通信部を介して前記複数のサーバへ送信し、Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の前記混合画像を前記複数のサーバから取得する取得部と、
   Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の前記混合画像から独立成分分析により前記シェア画像を抽出し、抽出した前記シェア画像の画素値を各データ位置に割り当てて復元する第１復元部と、
   復元されたＫｂ個の前記分散情報から、前記しきい値秘密分散法により前記秘密情報を復元する第２復元部と
   を備える復元装置。
2. 前記パスワードに応じて前記サーバが返信する前記混合画像の正当性を確認するための基準画像を記憶する基準画像記憶部と、
   一の前記パスワードに応じて一の前記サーバが返信した前記混合画像と前記基準画像の差分が予め定められた基準値以上であることを条件として、当該サーバが不正なサーバであると判断する不正判断部と
   を備える請求項１に記載の復元装置。
3. 前記取得部は、前記不正判断部により不正と判断された前記サーバ以外の前記サーバに対し、残りの前記パスワードを送信する請求項２に記載の復元装置。
4. 不正と判断された前記サーバへ送信した前記パスワードの変更を使用者に指示する指示部と、
   使用者により入力された変更後の前記パスワードを不正と判断された前記サーバを除く前記複数のサーバに登録する登録部と
   を備える請求項２に記載の復元装置。
5. コンピュータを、秘密情報を復元する復元装置として機能させるプログラムであって、
   前記プログラムは、前記コンピュータを、
   秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散して生成したＮ個の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算することにより生成した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能なように生成した前記複数の混合画像を、複数のサーバに分散して記憶するサーバ群と通信する通信部と、
   使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを、前記通信部を介して前記複数のサーバへ送信し、Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の前記混合画像を前記複数のサーバから取得する取得部と、
   Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の前記混合画像から独立成分分析により前記シェア画像を抽出し、抽出した前記シェア画像の画素値を各データ位置に割り当てて復元する第１復元部と、
   復元されたＫｂ個の前記分散情報から、前記しきい値秘密分散法により前記秘密情報を復元する第２復元部と
   して機能させるプログラム。
6. 秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散して生成したＮ個の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算することにより生成した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能なように生成した前記複数の混合画像を、複数のサーバに分散して記憶するサーバ群と、
   使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを前記複数のサーバへ送信し、Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の前記混合画像を前記複数のサーバから取得する取得部と、
   Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の前記混合画像から独立成分分析により前記シェア画像を抽出し、抽出した前記シェア画像の画素値を各データ位置に割り当てて復元する第１復元部と、
   復元されたＫｂ個の前記分散情報から、前記しきい値秘密分散法により前記秘密情報を復元する第２復元部と
   を備える情報システム。
7. ＫａおよびＫｂは等しく、
   前記複数のサーバは、同一の前記パスワードを受信したことに応じて、互いに異なる前記分散情報に応じた複数の前記混合画像を返信する
   請求項６に記載の情報システム。
8. コンピュータが、秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散して生成したＮ個の分散情報のそれぞれについて、当該分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個（ただし、Ｋａは１＜Ｋａ＜Ｎを満たす整数）のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算することにより生成した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能なように生成した前記複数の混合画像を、分散して記憶する複数のサーバに対し、使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを送信する送信ステップと、
   前記コンピュータが、Ｋｂ個のパスワードに対応するＫｂ個の前記分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の前記混合画像を前記複数のサーバから取得する取得ステップと、
   前記コンピュータが、Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の前記混合画像から独立成分分析により前記シェア画像を抽出し、抽出した前記シェア画像の画素値を各データ位置に割り当てて復元する第１復元ステップと、
   前記コンピュータが、復元されたＫｂ個の前記分散情報から、前記しきい値秘密分散法により前記秘密情報を復元する第２復元ステップと
   を備える復元方法。
9. 秘密情報を複数のサーバに分散して保管する保管装置であって、
   前記秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散してＮ個の分散情報を生成する分散情報生成部と、
   複数の前記分散情報のそれぞれについて、前記分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能な前記複数の混合画像を生成する混合画像生成部と、
   前記複数の分散情報のそれぞれについて生成された前記混合画像を、同一の前記分散情報について生成されたＫａ個以上の前記混合画像が一の前記サーバに集中して格納されないように、前記複数のサーバに分散して格納する混合画像格納部と
   を備える保管装置。
10. コンピュータを、秘密情報を保管する保管装置として機能させるプログラムであって、
    当該プログラムは、前記コンピュータを、
    前記秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散してＮ個の分散情報を生成する分散情報生成部と、
    複数の前記分散情報のそれぞれについて、前記分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能な前記複数の混合画像を生成する混合画像生成部と、
    前記複数の分散情報のそれぞれについて生成された前記混合画像を、複数のサーバに分散して格納させることにより、サーバへの不正アクセスから前記分散情報を保護する混合画像格納部と
    して機能させるプログラム。
11. 秘密情報を保管する保管システムであって、
    複数のサーバと、
    前記秘密情報を前記複数のサーバに分散して保管する保管装置と、
    前記複数のサーバに分散して保管された前記秘密情報を復元する復元装置と
    を備え、
    前記保管装置は、
    前記秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散してＮ個の分散情報を生成する分散情報生成部と、
    複数の前記分散情報のそれぞれについて、前記分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能な前記複数の混合画像を生成する混合画像生成部と、
    前記複数の分散情報のそれぞれについて生成された前記混合画像を、複数のサーバに分散して格納させることにより、サーバへの不正アクセスから前記分散情報を保護する混合画像格納部と
    を有し、
    前記復元装置は、
    前記複数のサーバと通信する通信部と、
    使用者により入力されたＫｂ個のパスワードを、前記通信部を介して前記複数のサーバへ送信し、Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれについて少なくともＫａ個の前記混合画像を前記複数のサーバから取得する取得部と、
    Ｋｂ個の前記分散情報のそれぞれを、当該分散情報について取得された少なくともＫａ個の前記混合画像から独立成分分析により前記シェア画像を抽出し、抽出した前記シェア画像の画素値を各データ位置に割り当てて復元する第１復元部と、
    復元されたＫｂ個の前記分散情報から、前記しきい値秘密分散法により前記秘密情報を復元する第２復元部と
    を有する
    保管システム。
12. 秘密情報を複数のサーバに分散して保管する、コンピュータにより実現される保管方法であって、
    前記コンピュータが、前記秘密情報を、分割数がＮ（ただし、Ｎは３以上の整数）および必要なしきい値がＫｂ（ただし、Ｋｂは１＜Ｋｂ＜Ｎを満たす整数）のしきい値秘密分散法により分散してＮ個の分散情報を生成する分散情報生成ステップと、
    前記コンピュータが、複数の前記分散情報のそれぞれについて、前記分散情報を分割した各データを画素値としたシェア画像および前記シェア画像と同一サイズの（Ｋａ−１）個のダミー画像を互いに異なる比率の係数を乗算して加算した複数の混合画像であって、Ｋａ個の当該混合画像から前記シェア画像を独立成分分析により復元可能な前記複数の混合画像を生成する混合画像生成ステップと、
    前記コンピュータが、前記複数の分散情報のそれぞれについて生成された前記混合画像を、同一の前記分散情報について生成されたＫａ個以上の前記混合画像が一の前記サーバに集中して格納されないように、前記複数のサーバに分散して格納する混合画像格納ステップと
    を備える保管方法。

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