JP5047638B2 - Ciphertext decryption right delegation system - Google Patents

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本発明は、ある公開鍵を用いて生成された暗号文を、その公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵を用いて復号することを可能とする暗号文復号権委譲システムに関する。   The present invention relates to a ciphertext decryption right delegation system that enables a ciphertext generated using a public key to be decrypted using a secret key different from a secret key corresponding to the public key.

従来、公開鍵暗号を用いた暗号化において、ある公開鍵で暗号化された暗号文を復号できるのは、この公開鍵に対応する秘密鍵を有する者のみに限られていた。近年、その有用性から、ある公開鍵で暗号化された暗号文を、その公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵を用いて復号することを可能とする暗号文復号権委譲システムに関する研究が行われている。   Conventionally, in encryption using public key cryptography, a ciphertext encrypted with a certain public key can be decrypted only by a person having a secret key corresponding to the public key. In recent years, due to its usefulness, research on a ciphertext decryption right delegation system that enables decryption of ciphertext encrypted with a public key using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key Has been done.

暗号文復号権委譲システムは委譲者、被委譲者、暗号文変換者の三者、もしくはこれらに変換鍵生成者(信頼できる第三者)を加えた四者から構成される。当該構成における復号権の委譲は、委譲者もしくは変換鍵生成者が暗号文変換用の変換鍵を生成し、暗号文変換者へ譲渡することにより行われる。委譲者が保持する平文を被委譲者と共有する場合、まず委譲者は自らの公開鍵で平文を暗号化することで得られる暗号文を暗号文変換者に送信する。平文とは、秘匿・隠蔽などの処理が行われていない暗号化される前のデータであり、平文は文字列に限らず、画像データや音声データであっても良い。   The ciphertext decryption right delegation system is composed of three parties: a delegator, a delegate, and a ciphertext converter, or four parties including a conversion key generator (trusted third party). The transfer of the decryption right in the configuration is performed by the transferor or the conversion key generator generating a conversion key for ciphertext conversion and transferring it to the ciphertext converter. When the plaintext held by the delegate is shared with the delegate, the delegate first transmits the ciphertext obtained by encrypting the plaintext with his public key to the ciphertext converter. The plaintext is data before encryption that is not subjected to processing such as concealment and concealment, and the plaintext is not limited to a character string but may be image data or audio data.

そして、変換鍵を保持する暗号文変換者は、委譲者から受信した暗号文を被委譲者が保持する秘密鍵で復号できるように変換し、被委譲者に送信する。被委譲者は、受信した変換後の暗号文を自らの秘密鍵を用いて復号し、平文を再現する。このような暗号文復号権委譲システムは、暗号学的な見地から以下の要件を満たすことが求められている。すなわち、(1)委譲者は自らの復号秘密鍵を自分以外の者に譲渡する必要がないこと、(2)暗号文変換者が変換を施さない限り、被委譲者は平文を再現することができないこと、(3)暗号文変換者は単独で委譲者の暗号文から平文を再現することができないこと、の3つの要件である。   Then, the ciphertext converter holding the conversion key converts the ciphertext received from the delegate so that it can be decrypted with the secret key held by the delegate, and transmits it to the delegate. The delegatee decrypts the received converted ciphertext using his / her private key to reproduce the plaintext. Such a ciphertext decryption right delegation system is required to satisfy the following requirements from a cryptographic point of view. That is, (1) the delegator does not need to transfer his / her decryption secret key to anyone other than himself / herself, and (2) the delegator can reproduce the plaintext unless the ciphertext converter performs the conversion. There are three requirements: (3) the ciphertext converter cannot reproduce the plaintext from the delegate's ciphertext alone.

委譲を実現する装置としては通常、委譲者、被委譲者が利用する装置(以下、それぞれ復号権委譲装置、被復号権委譲装置という)として、計算機、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話端末、PDA(Personal Digital Assistant)端末などが適用される。また、暗号文変換者が利用する装置(以下、暗号文変換装置)として、プロキシと呼ばれるサーバ等により構成される装置が適用される。復号権委譲装置、被復号権委譲装置を実現する計算機にはそれぞれ公開鍵暗号アルゴリズムを実行する機能が実装されており、暗号化に必要な公開鍵、復号に必要な秘密鍵が記憶される。また、暗号文変換装置を実現するプロキシには、委譲者の装置から送信される暗号文を変換するための変換アルゴリズムを実行する機能が実装されており、変換鍵が記憶される。   As a device for realizing delegation, a device used by a delegator and a delegee (hereinafter referred to as a decryption right delegation device and a decryption right delegation device, respectively) is a computer such as a personal computer, a mobile phone terminal, a PDA (Personal Digital Assistant) terminal is applied. Further, as an apparatus used by the ciphertext converter (hereinafter referred to as a ciphertext conversion apparatus), an apparatus configured by a server called a proxy is applied. Each of the computers that realize the decryption right transfer device and the decryption right transfer device is equipped with a function for executing a public key encryption algorithm, and stores a public key necessary for encryption and a secret key required for decryption. In addition, the proxy that implements the ciphertext conversion apparatus is equipped with a function for executing a conversion algorithm for converting the ciphertext transmitted from the delegator's apparatus, and stores a conversion key.

このような暗号文復号権委譲システムは、例えば、以下のような不特定多数のユーザが利用する記憶装置を介したコンテンツ供給技術に応用することができる。すなわち、委譲者が、自らの公開鍵を用いて暗号化したコンテンツを不特定多数のユーザが利用する記憶装置へ保存しているものとする。ここで、第三者とコンテンツを共有する場合、委譲者はその第三者を被委譲者とし、その被委譲者用の変換鍵を生成して記憶装置のアクセスコントローラである暗号文変換装置に送信する。   Such a ciphertext decryption right delegation system can be applied to a content supply technology via a storage device used by an unspecified number of users as follows. That is, it is assumed that the delegator stores the content encrypted using his / her public key in a storage device used by an unspecified number of users. Here, when sharing content with a third party, the delegator designates the third party as the delegee, generates a delegation key for the delegee, and sends it to the ciphertext conversion apparatus that is the access controller of the storage device. Send.

被委譲者の被復号権委譲装置からコンテンツの要求を受けた暗号文変換装置は、変換鍵を用いてコンテンツの暗号文を再暗号化し、変換後の暗号文を被復号権委譲装置へ送信する。被復号権委譲装置は内部に記憶している被委譲者の秘密鍵を用いてコンテンツを復号する。暗号変換文装置は単独ではコンテンツを復号できず、また暗号変換文装置の記憶装置にはコンテンツが暗号化された状態で記憶されているため、委譲者と被委譲者は安全にコンテンツを共有することができる。またコンテンツ共有に際して、委譲者は追加的な計算を行う必要がないため、効率的にコンテンツを共有することが可能となる。   The ciphertext conversion device that has received the content request from the delegator's decryption right delegation device re-encrypts the content's ciphertext using the conversion key, and transmits the converted ciphertext to the decryption right transfer device. . The decryption right delegation device decrypts the content using the delegate key stored internally. The encrypted conversion text device alone cannot decrypt the content, and since the content is stored in an encrypted state in the storage device of the encrypted conversion text device, the delegate and the delegee safely share the content be able to. In addition, when the content is shared, the delegate does not need to perform additional calculations, so that the content can be shared efficiently.

暗号文復号権委譲システムを実現するために用いられる公開暗号方式には、公開鍵にそれ自体では意味をなさない値(例えば乱数)を用いる標準的な公開鍵暗号方式(以下PKE:Public Key Encryption)と、IDベース暗号方式(以下IBE:Identity Based Encryption)とがある。IBE方式は、公開鍵として任意の文字列、例えば電話番号やメールアドレスなどを用いる公開鍵暗号方式であり、標準的な公開鍵暗号(PKE)における鍵管理の複雑さを大幅に軽減する技術として注目されている(例えば、非特許文献1)。IBE方式によれば、公開鍵は上述した電話番号やメールアドレスなどの意味のある文字列であるため、公開鍵とその所有者との関連付けが容易であり、また有効期限を公開鍵である文字列中に含ませれば有効期限の確認がしやすいことなどの利点もある。   The public encryption scheme used to realize the ciphertext decryption right delegation system includes a standard public key encryption scheme (hereinafter referred to as PKE: Public Key Encryption) that uses a value (for example, a random number) that does not make sense for itself as a public key. ) And an ID-based encryption method (hereinafter referred to as IBE: Identity Based Encryption). The IBE method is a public key encryption method that uses an arbitrary character string such as a telephone number or an e-mail address as a public key, and is a technique that greatly reduces the complexity of key management in standard public key encryption (PKE). It is attracting attention (for example, Non-Patent Document 1). According to the IBE method, since the public key is a meaningful character string such as the above-described telephone number or mail address, it is easy to associate the public key with its owner, and the expiration date is a character that is a public key. If it is included in the column, there is an advantage that it is easy to check the expiration date.

また、IBE方式では、秘密鍵の生成を行う秘密鍵生成者と呼ばれる第三者が必要である。秘密鍵生成者は主秘密鍵を用いて各ユーザの秘密鍵を生成し、各ユーザに配布する。秘密鍵生成者は各ユーザの公開鍵で暗号化された暗号文を全て解読することができるため信頼できる第三者である必要がある。
従来、PKE方式あるいはIBE方式のいずれか一方のみを用いて上記の暗号文復号権委譲システムを実現する技術が提案されている。PKE方式とIBE方式にはそれぞれ異なる長所と短所があり、求められる要件によって使い分けを行うのが一般的である。
[BF01]D.Boneh,M.Franklin,“Identity based encryption from the Weil paring“, Aug.2001, extended abstract in Advances in Cryptology − Crypto 2001,Lecture Notes in Computer Science,Vol.2139,Springer-Verlag,p.213-229
Further, the IBE method requires a third party called a secret key generator that generates a secret key. The secret key generator generates a secret key for each user using the main secret key and distributes it to each user. Since the secret key generator can decrypt all the ciphertext encrypted with the public key of each user, it must be a reliable third party.
Conventionally, a technique for realizing the ciphertext decryption right delegation system using only one of the PKE method and the IBE method has been proposed. The PKE method and the IBE method have different advantages and disadvantages, and are generally used properly according to required requirements.
[BF01] D. Boneh, M. Franklin, “Identity based encryption from the Weil paring“, Aug. 2001, extended abstract in Advances in Cryptology − Crypto 2001, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2139, Springer-Verlag, p .213-229

近年では、上記のようなPKE方式とIBE方式とのいずれもが広く利用されており、その利用状況は混在している。しかしながら、上記のように、暗号文復号権委譲はPKE方式とIBE方式とのいずれか一方のみの公開鍵暗号方式を利用するユーザ間でなければ行えないため、異なる公開鍵暗号方式を利用するユーザ間で暗号文復号権委譲を実現することはできない。
また、IBE方式によるユーザ間で復号権の委譲を行うためには、被委譲者のために新たな秘密鍵を生成する必要があった。
In recent years, both the PKE method and the IBE method as described above have been widely used, and the use situations thereof are mixed. However, as described above, since the ciphertext decryption right delegation can be performed only between users who use the public key cryptosystem of only one of the PKE scheme and the IBE scheme, users who use different public key cryptosystems Ciphertext decryption right delegation cannot be realized between them.
Further, in order to delegate the decryption right between users using the IBE method, it is necessary to generate a new secret key for the delegate.

上記課題を解決するため、本発明は、復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、前記公開鍵に対応する秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記公開鍵で暗号化された暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される暗号文に変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、前記変換鍵を用いて、前記公開鍵で暗号化された暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号可能な暗号文に変換する暗号文変換手段と、を備えることを特徴とする暗号文復号権委譲システムである。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a ciphertext encrypted with a public key by a decryption right delegation device, a secret key different from a secret key corresponding to the public key and an ID based on the main secret key A ciphertext decryption right delegation system for decryption by a decryption right delegation device using a base encryption method secret key, wherein the ID-based encryption method secret key used by the decryption right delegation device based on the main secret key An IBE private key generating means for generating an electronic signature, an electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the private key of the ID-based encryption method, an electronic signature verifying means for determining the validity of the electronic signature, and the electronic signature When it is determined by the signature verification means that the electronic signature is valid, the encryption encrypted with the public key based on the private key corresponding to the public key and a part of the private key of the ID-based encryption method Sentence A conversion key generating means for generating a conversion key for converting into a ciphertext decrypted with a secret key of the ID-based encryption method, and the ciphertext encrypted with the public key using the conversion key A ciphertext decryption right delegation system comprising: ciphertext conversion means for converting into ciphertext that can be decrypted with a secret key of a base encryption method.

本発明は、復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、秘密鍵生成装置は、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、前記復号権委譲装置は、PKE暗号方式によるPKE公開鍵を用いて平文を暗号化してPKE暗号文を生成するPKE暗号化手段と、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、前記PKE公開鍵に対応する秘密鍵であるPKE秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記PKE公開鍵で暗号化されたPKE暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、暗号文変換装置は、前記復号権委譲装置が生成した前記変換鍵を用いて前記PKE暗号文を前記IDベース暗号方式の被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、前記被復号権委譲装置は、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有することを特徴とする暗号文復号権委譲システムである。   The present invention provides a ciphertext encrypted with a public key by a decryption right delegation device, a secret key different from a secret key corresponding to the public key, and a secret key of an ID-based cryptosystem based on a main secret key. A ciphertext decryption right delegation system that uses the decryption right delegation apparatus to decrypt the secret key generation apparatus, wherein the secret key generation apparatus uses the ID-based encryption secret key used by the decryption right delegation apparatus based on the main secret key An IBE secret key generating means for generating, and an electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method, wherein the decryption right delegation device is a PKE public key based on the PKE encryption method A PKE encryption unit that encrypts a plaintext by using a key to generate a PKE ciphertext, an electronic signature verification unit that determines the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device, and the electronic signature verification unit When it is determined that the electronic signature is valid, encryption is performed with the PKE public key based on a PKE private key that is a private key corresponding to the PKE public key and a part of the private key of the ID-based encryption method. Conversion key generation means for generating a conversion key for converting the converted PKE ciphertext into a converted ciphertext that is decrypted with a secret key of the ID-based encryption method, and the ciphertext conversion apparatus A ciphertext converting unit that converts the PKE ciphertext into a converted ciphertext of the ID-based encryption method using the conversion key generated by the right transfer device, and the decryption right transfer device includes the ID-based encryption A ciphertext decryption right delegation system comprising IBE decryption means for decrypting the converted ciphertext based on a system secret key.

本発明は、復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、秘密鍵生成装置は、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、前記復号権委譲装置は、IDベース暗号方式により平文を暗号化したIBE暗号文を生成するIBE暗号化手段を有し、変換鍵生成装置は、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、主秘密鍵の一部と前記IDベース暗号方式による秘密鍵の一部とに基づいて、前記復号権委譲装置が生成した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、暗号文変換装置は、前記変換鍵生成装置が生成した前記変換鍵を用いて、IDベース暗号方式により暗号化した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、前記被復号権委譲装置は、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有することを特徴とする暗号文復号権委譲システムである。   The present invention provides a ciphertext encrypted with a public key by a decryption right delegation device, a secret key different from a secret key corresponding to the public key, and a secret key of an ID-based cryptosystem based on a main secret key. A ciphertext decryption right delegation system that is decrypted by the decryption right delegation apparatus, wherein the secret key generation apparatus generates a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right delegation apparatus based on the main secret key And a digital signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method, and the decryption right delegation device encrypts the plaintext by the ID-based encryption method. An IBE encryption unit that generates an encrypted IBE ciphertext, and the conversion key generation device includes: an electronic signature verification unit that determines validity of the electronic signature generated by the secret key generation device; and the electronic signature verification unit By If it is determined that the electronic signature is valid, the IBE ciphertext generated by the decryption right delegation device based on a part of the main secret key and a part of the secret key based on the ID-based encryption method is applied to the subject. Conversion key generation means for generating a conversion key for conversion to a converted ciphertext that is decrypted with a secret key of an ID-based encryption method used by the decryption right transfer device, and the ciphertext conversion device includes the conversion key Using the conversion key generated by the generation device, the IBE ciphertext encrypted by the ID-based encryption method is converted into a converted ciphertext that is decrypted by the secret key of the ID-based encryption method used by the decryption right transfer device A ciphertext decryption right, wherein the decryption right delegation device has IBE decryption means for decrypting the ciphertext to be converted based on a secret key of the ID-based encryption method. transfer It is a stem.

本発明は、復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムに具備されるコンピュータに、秘密鍵生成装置として、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成ステップと、秘密鍵生成装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名ステップと、前記復号権委譲装置として、PKE暗号方式によるPKE公開鍵を用いて平文を暗号化してPKE暗号文を生成するPKE暗号化ステップと、前記復号権委譲装置として、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証ステップと、前記復号権委譲装置として、前記電子署名が正当であると判定した場合、前記PKE公開鍵に対応する秘密鍵であるPKE秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記PKE公開鍵で暗号化されたPKE暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成ステップと、暗号文変換装置として、前記復号権委譲装置が生成した前記変換鍵を用いて前記PKE暗号文を前記IDベース暗号方式の被変換暗号文へ変換する暗号文変換ステップと、前記被復号権委譲装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号ステップとを実行させるための暗号文復号権委譲プログラムである。   The present invention provides a ciphertext encrypted with a public key by a decryption right delegation device, a secret key different from a secret key corresponding to the public key, and a secret key of an ID-based cryptosystem based on a main secret key. The ID-based encryption method used by the decryption right delegation device based on the main secret key as a secret key generation device in a computer included in the ciphertext decryption right delegation system that is decrypted by the decryption right delegation device An IBE secret key generation step for generating a secret key; an electronic signature step for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method as a secret key generation device; and a PKE cipher as the decryption right delegation device A PKE encryption step for generating a PKE ciphertext by encrypting a plaintext using a PKE public key according to a scheme, and the secret key generation device as the decryption right delegation device An electronic signature verification step for determining the validity of the electronic signature; and when the decryption right delegation device determines that the electronic signature is valid, a PKE private key that is a private key corresponding to the PKE public key and the Conversion for converting a PKE ciphertext encrypted with the PKE public key into a converted ciphertext decrypted with the ID-based cryptographic key based on a part of the secret key of the ID-based cryptographic method A conversion key generation step for generating a key, and a ciphertext for converting the PKE ciphertext to a converted ciphertext of the ID-based encryption method using the conversion key generated by the decryption right transfer device as a ciphertext conversion device A cipher for executing a conversion step and an IBE decryption step of decrypting the ciphertext to be converted based on a secret key of the ID-based encryption method as the decryption right transfer device A decryption rights delegation program.

本発明は、復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムに具備されるコンピュータに、秘密鍵生成装置として、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成ステップと、秘密鍵生成装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名ステップと、前記復号権委譲装置として、IDベース暗号方式により平文を暗号化したIBE暗号文を生成するIBE暗号化ステップと、変換鍵生成装置として、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証ステップと、変換鍵生成装置として、前記電子署名が正当であると判定した場合、主秘密鍵の一部と前記IDベース暗号方式による秘密鍵の一部とに基づいて、前記復号権委譲装置が生成した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成ステップと、暗号文変換装置として、前記変換鍵生成装置が生成した前記変換鍵を用いて、IDベース暗号方式により暗号化した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換する暗号文変換ステップと、前記被復号権委譲装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号ステップとを実行させるための暗号文復号権委譲プログラムである。   The present invention provides a ciphertext encrypted with a public key by a decryption right delegation device, a secret key different from a secret key corresponding to the public key, and a secret key of an ID-based cryptosystem based on a main secret key. The ID-based encryption scheme secret used by the decryption right delegation device based on the main secret key as a secret key generation device in a computer included in the ciphertext decryption right delegation system used by the decryption right delegation device An IBE private key generation step for generating a key; an electronic signature step for generating an electronic signature based on a part of the private key of the ID-based encryption method as a private key generation device; and an ID-based encryption as the decryption right delegation device An IBE encryption step for generating an IBE ciphertext obtained by encrypting a plaintext by a method, and a validity of the electronic signature generated by the secret key generation device as a conversion key generation device. The electronic signature verification step to be determined, and as the conversion key generation device, when it is determined that the electronic signature is valid, based on a part of the main secret key and a part of the secret key by the ID-based encryption method, A conversion key generating step for generating a conversion key for converting the IBE ciphertext generated by the decryption right delegating device into a converted ciphertext that is decrypted with a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right delegation device; The ID-based encryption private key used by the decryption right delegation device as the ciphertext conversion device uses the IBE ciphertext encrypted by the ID-based encryption method using the conversion key generated by the conversion key generation device. A ciphertext conversion step for converting into a converted ciphertext decrypted in step (b) and a decryption right delegation device that decrypts the converted ciphertext based on a secret key of the ID-based encryption method A ciphertext decryption right transfer program for executing the IBE decryption step.

以上説明したように、本発明によれば、暗号文復号権委譲システムに、主秘密鍵に基づいて被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、電子署名検証手段により電子署名が正当であると判定した場合、公開鍵に対応する秘密鍵とIDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、公開鍵で暗号化された暗号文をIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される暗号文に変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、変換鍵を用いて、公開鍵で暗号化された暗号文をIDベース暗号方式の秘密鍵で復号可能な暗号文に変換する暗号文変換手段と、を備える構成とした。
これによれば、IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づいた電子署名が正当であると判定される限り、被復号権委譲装置は同一のIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて復号権委譲を行うことができる。
As described above, according to the present invention, in the ciphertext decryption right delegation system, an IBE secret key generation unit that generates a secret key of an ID-based encryption method used by the decryption right transfer apparatus based on the main secret key; An electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method, an electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature, and the electronic signature verification means determined that the electronic signature is valid In this case, the ciphertext encrypted with the public key is converted into a ciphertext decrypted with the secret key of the ID-based cryptosystem based on the secret key corresponding to the public key and a part of the secret key of the ID-based cryptosystem. Conversion key generation means for generating a conversion key for performing the conversion, and ciphertext conversion means for converting the ciphertext encrypted with the public key into a ciphertext that can be decrypted with the secret key of the ID-based encryption method using the conversion key And a configuration comprising It was.
According to this, as long as it is determined that an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method is valid, the decryption right transfer device uses the same ID-based encryption method private key. Delegation can be performed.

すなわち、IBE秘密鍵生成手段が、被復号権委譲装置のために生成したIDベース暗号方式の秘密鍵の有効性を証明する限り、被復号権委譲装置は、複数の異なる復号権委譲装置から復号権委譲の要求があった場合でも、同一のIDベース暗号方式の秘密鍵の一部と電子署名とを変換鍵生成手段に利用させて変換鍵を生成させることができる。つまり、復号権委譲のために被復号権委譲装置が記憶・管理すべき秘密鍵はひとつで足り、IBE秘密鍵生成手段の秘密鍵生成コストおよび被復号権委譲装置の秘密鍵の管理コストを大幅に減少・簡易化することができ、また、数学的安全性を持った平文の交換が可能となる。   In other words, as long as the IBE secret key generation means proves the validity of the secret key of the ID-based encryption method generated for the decryption right delegation device, the decryption right delegation device decrypts from a plurality of different decryption right delegation devices. Even when there is a request for delegation of rights, a conversion key can be generated by causing the conversion key generation means to use a part of a secret key and an electronic signature of the same ID-based encryption method. In other words, only one secret key is required to be stored and managed by the decryption right delegation device for the transfer of the decryption right, greatly increasing the secret key generation cost of the IBE secret key generation means and the secret key management cost of the decryption right delegation device. The plaintext can be exchanged with a mathematical safety.

また、本発明によれば、暗号文復号権委譲システムにおける秘密鍵生成装置は、主秘密鍵に基づいて被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、復号権委譲装置は、PKE暗号方式によるPKE公開鍵を用いて平文を暗号化してPKE暗号文を生成するPKE暗号化手段と、秘密鍵生成装置が生成した電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、電子署名検証手段により電子署名が正当であると判定した場合、PKE公開鍵に対応する秘密鍵であるPKE秘密鍵とIDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、PKE公開鍵で暗号化されたPKE暗号文をIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、暗号文変換装置は、復号権委譲装置が生成した変換鍵を用いてPKE暗号文をIDベース暗号方式の被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、被復号権委譲装置は、IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有する構成とした。
これによれば、PKE暗号方式による暗号化・復号を行う装置を復号権委譲装置とし、IDベース暗号方式による暗号化・復号を行う装置を被復号権委譲装置とした暗号文復号権委譲システムを提供することができる。
According to the present invention, the secret key generation device in the ciphertext decryption right delegation system includes an IBE secret key generation unit that generates a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right transfer device based on the main secret key. And an electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method, and the decryption right delegation device encrypts the plaintext using the PKE public key in the PKE encryption method, PKE encryption means for generating a sentence, electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation apparatus, and when the electronic signature verification means determines that the electronic signature is valid, the PKE public key The PKE ciphertext encrypted with the PKE public key is decrypted with the ID-based encryption key based on the PKE secret key that is the secret key corresponding to the ID and the part of the ID-based encryption key A conversion key generating means for generating a conversion key for converting into a converted ciphertext to be converted, and the ciphertext conversion apparatus converts the PKE ciphertext into an ID-based cipher using the conversion key generated by the decryption right delegation apparatus. The ciphertext converting means for converting to a system-converted ciphertext is provided, and the decryption right delegating device has an IBE decrypting means for decrypting the ciphertext to be converted based on the secret key of the ID-based encryption scheme.
According to this, a ciphertext decryption right delegation system in which a device that performs encryption / decryption using the PKE encryption method is a decryption right delegation device, and a device that performs encryption / decryption using an ID-based encryption method is a decryption right delegation device. Can be provided.

また、本発明によれば、暗号文復号権委譲システムにおける秘密鍵生成装置は、主秘密鍵に基づいて被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、復号権委譲装置は、IDベース暗号方式により平文を暗号化したIBE暗号文を生成するIBE暗号化手段を有し、変換鍵生成装置は、秘密鍵生成装置が生成した電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、電子署名検証手段により電子署名が正当であると判定した場合、主秘密鍵の一部とIDベース暗号方式による秘密鍵の一部とに基づいて、復号権委譲装置が生成したIBE暗号文を被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、暗号文変換装置は、変換鍵生成装置が生成した変換鍵を用いて、IDベース暗号方式により暗号化したIBE暗号文を被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、被復号権委譲装置は、IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有する構成とした。
これによれば、IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づいた電子署名が正当であると判定される限り、被復号権委譲装置は同一のIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて復号権委譲を行うことができる。
According to the present invention, the secret key generation device in the ciphertext decryption right delegation system includes an IBE secret key generation unit that generates a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right transfer device based on the main secret key. And an electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method, and the decryption right delegation device generates an IBE ciphertext obtained by encrypting plaintext by the ID-based encryption method When the conversion key generation device has an encryption means, the electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device, and the electronic signature verification means determines that the electronic signature is valid, Based on a part of the main secret key and a part of the secret key based on the ID-based encryption method, the IBE ciphertext generated by the decryption right transfer device is decrypted with the ID-based encryption key used by the decryption right transfer device. A conversion key generating means for generating a conversion key for conversion into a converted ciphertext to be converted, and the ciphertext conversion device encrypts it by an ID-based encryption method using the conversion key generated by the conversion key generation device. The encrypted IBE ciphertext is converted into a converted ciphertext that is decrypted with a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right delegation device. The IBE decrypting means for decrypting the converted ciphertext based on the secret key of
According to this, as long as it is determined that an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method is valid, the decryption right transfer device uses the same ID-based encryption method private key. Delegation can be performed.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の説明において、PKE方式による公開鍵をPKE公開鍵という。また、PKE方式による秘密鍵をPKE秘密鍵と、PKE方式による暗号化をPKE暗号化と、PKE方式による復号をPKE復号と、PKE暗号化により暗号化された暗号文をPKE暗号文という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the description of this embodiment, a public key based on the PKE method is referred to as a PKE public key. Also, a secret key based on the PKE method is called a PKE secret key, encryption based on the PKE method is called PKE encryption, decryption based on the PKE method is called PKE decryption, and a ciphertext encrypted by the PKE encryption is called a PKE ciphertext.

また、本実施形態の説明において、IBE方式による公開鍵をIBE公開鍵またはID(IDentifier)という。IDは、以下の説明においては各端末に予め記憶された識別情報であることとする。さらに、IBE方式による秘密鍵をIBE秘密鍵と、IBE方式による暗号化をIBE暗号化と、IBE方式による復号をIBE復号と、IBE暗号化により暗号化された暗号文をIBE暗号文という。   In the description of the present embodiment, a public key based on the IBE method is referred to as an IBE public key or ID (IDentifier). In the following description, the ID is identification information stored in advance in each terminal. Further, a secret key based on the IBE method is referred to as an IBE secret key, encryption based on the IBE method is referred to as IBE encryption, decryption based on the IBE method is referred to as IBE decryption, and a ciphertext encrypted according to the IBE encryption is referred to as an IBE ciphertext.

また、以下で説明する暗号文復号権委譲システムを構成する各装置は、乱数発生機能を有することとし、本実施形態の説明において例えば「ランダムな要素A∈Bを選択する」といったときは、乱数発生機能を利用して、任意の範囲Bから、発生した乱数に対応する任意の要素Aを選択することを表すこととする。また、本実施形態の説明において、任意の公開鍵を公開するといったときは、各装置が生成した任意の公開鍵を、接続するネットワークを通じて他の装置から受信可能な状態におくことをいう。
次に、本実施形態の説明において用いる記号を(1)式に定義する。
Each device constituting the ciphertext decryption right delegation system described below has a random number generation function. For example, in the description of this embodiment, when “random element AεB is selected”, a random number is used. This means that an arbitrary element A corresponding to the generated random number is selected from an arbitrary range B using the generation function. In the description of the present embodiment, when an arbitrary public key is disclosed, it means that an arbitrary public key generated by each device is set in a state where it can be received from another device through a connected network.
Next, the symbols used in the description of the present embodiment are defined in equation (1).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態により、PKE暗号方式の暗号化・復号を行う復号権委譲装置10がIBE暗号方式の暗号化・復号を行う被復号権委譲装置20に暗号文の復号権委譲を行う暗号文復号権委譲システムのブロック図である。
本発明による暗号文復号権委譲システムは、PKG(Private Key Generator)装置40と、復号権委譲装置10と、被復号権委譲装置20と、暗号文変換装置30とを備えている。これらの装置は、それぞれ別のユーザが管理・利用するものとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows that, according to the first embodiment, a decryption right delegation device 10 that performs encryption / decryption of the PKE encryption method is transferred to a decryption right transfer device 20 that performs encryption / decryption of the IBE encryption method. It is a block diagram of the ciphertext decryption right delegation system which performs.
The ciphertext decryption right transfer system according to the present invention includes a PKG (Private Key Generator) device 40, a decryption right transfer device 10, a decryption right transfer device 20, and a ciphertext conversion device 30. These devices are managed and used by different users.

PKG装置40は、信頼できる第三者が各種鍵を管理する装置であり、セットアップ処理部41と、IBE秘密鍵生成部42と、署名鍵生成部43と、署名処理部44と、PKG情報記憶部45と、送受信部46とを備える。
セットアップ処理部41は、本発明による復号権委譲を行うための主秘密鍵mkと公開パラメータparmsとを生成する。ここで、セットアップ処理部41により行われるセットアップアルゴリズムは、まず、セキュリティパラメータをkとし、群G上の生成元g∈Gをランダムに選択し、群G上のランダムな要素g、h∈Gを選択する。そして、Z 上のランダムな要素α∈Z を選択し、主秘密鍵mk(mk=g α)を算出する。また、g(g=gα)を算出し、公開パラメータparms(parms=(g、g、g、h))を算出することにより行われる。なお、本実施形態では、PKG装置40がセットアップ処理部41を有することとするが、PKG装置40とは独立した信頼できる第三者が管理する装置がセットアップ処理部41を有する構成としても良い。
The PKG device 40 is a device in which a trusted third party manages various keys, and includes a setup processing unit 41, an IBE private key generation unit 42, a signature key generation unit 43, a signature processing unit 44, and a PKG information storage. Unit 45 and transmission / reception unit 46.
The setup processing unit 41 generates a main secret key mk and a public parameter parms for performing decryption right delegation according to the present invention. Here, in the setup algorithm performed by the setup processing unit 41, first, the security parameter is k, the generator gεG on the group G is randomly selected, and the random elements g 2 and hεG on the group G are selected. Select. Then, select the Z p * random element of the above α∈Z p *, to calculate the main secret key mk (mk = g 2 α) . In addition, g 1 (g 1 = g α ) is calculated, and public parameters parms (parms = (g, g 1 , g 2 , h)) are calculated. In this embodiment, the PKG device 40 includes the setup processing unit 41. However, a device managed by a reliable third party independent of the PKG device 40 may include the setup processing unit 41.

IBE秘密鍵生成部42は、ネットワーク内の各装置が利用するIBE秘密鍵を生成する。ここで、IBE秘密鍵生成部42により行われるIBE秘密鍵生成アルゴリズムは、まず、主秘密鍵mk(mk=g α)と、IDと、公開パラメータparmsとが入力され、Z 上のランダムな要素u∈Z を選択する。そして、IBE秘密鍵skIDを以下(2)式により算出する。 The IBE secret key generation unit 42 generates an IBE secret key used by each device in the network. Here, in the IBE secret key generation algorithm performed by the IBE secret key generation unit 42, first, a main secret key mk (mk = g 2 α ), an ID, and a public parameter parms are input, and Z p * Select a random element uεZ p * . Then, the IBE secret key sk ID is calculated by the following equation (2).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

署名鍵生成部43は、署名鍵と検証鍵のペアを生成する。
署名処理部44は、平文と署名鍵生成部43が生成した署名鍵とに基づいて、署名σを算出する。署名のアルゴリズムは、一般に利用される電子署名を適用することができる。
PKG情報記憶部45は、例えば、セットアップ処理部41が生成した主秘密鍵mkと、公開パラメータparmsと、IBE秘密鍵生成部42が生成したIBE秘密鍵と、署名鍵生成部43が生成した署名鍵と、検証鍵とを記憶する。送受信部46は、情報の送受信を行い、例えば、IBE秘密鍵の一部と署名とを送信する。
The signature key generation unit 43 generates a signature key / verification key pair.
The signature processing unit 44 calculates a signature σ e based on the plain text and the signature key generated by the signature key generation unit 43. As a signature algorithm, a commonly used electronic signature can be applied.
The PKG information storage unit 45 includes, for example, a main secret key mk generated by the setup processing unit 41, a public parameter palms, an IBE secret key generated by the IBE secret key generation unit 42, and a signature generated by the signature key generation unit 43. A key and a verification key are stored. The transmission / reception unit 46 transmits / receives information, for example, transmits a part of the IBE private key and a signature.

復号権委譲装置10は、PKE方式によりデータの暗号化・復号を行う装置であり、PKE鍵生成部11と、PKE暗号化処理部12と、PKE復号部13と、変換鍵生成部14と、署名検証部15と、復号権委譲情報記憶部16と、送受信部17とを備える。
PKE鍵生成部11は、PKE公開鍵とPKE秘密鍵とを生成する。ここで、PKE鍵生成部11により行われPKE公開鍵とPKE秘密鍵とを生成するPKE鍵生成アルゴリズムは、まず、公開パラメータparmsが入力され、Z 上のランダムな要素β、θ、δ∈Z とを選択する。そして、g=gθ、g=g β、=hδを算出し、PKE公開鍵pk(pk=(g、g4、))と、PKE秘密鍵sk(sk=(β、θ、δ))とを算出することにより行われる。
The decryption right transfer device 10 is a device that encrypts and decrypts data by the PKE method, and includes a PKE key generation unit 11, a PKE encryption processing unit 12, a PKE decryption unit 13, a conversion key generation unit 14, A signature verification unit 15, a decryption right delegation information storage unit 16, and a transmission / reception unit 17 are provided.
The PKE key generation unit 11 generates a PKE public key and a PKE private key. Here, in the PKE key generation algorithm that is performed by the PKE key generation unit 11 and generates the PKE public key and the PKE private key, first, public parameters params are input, and random elements β, θ, δ on Z p * are input. Select ∈ Z p * . Then, g 3 = g θ , g 4 = g 1 β, h 1 = h δ are calculated, and the PKE public key pk (pk = (g 3 , g 4, h 1 )) and the PKE private key sk (sk = (Β, θ, δ)).

PKE暗号化処理部12は、PKE公開鍵を利用して、平文Mを暗号化してPKE暗号文CPKを生成する。ここで、PKE暗号化処理部12により行われるPKE暗号化アルゴリズムは、まず、PKE公開鍵pk(pk=(g、g4、))と、平文M(M∈G1)と、公開パラメータparmsとが入力され、Z 上のランダムな要素r∈Z を選択し、PKE暗号文CPKを、以下の(3)式によって算出する。 The PKE encryption processing unit 12 generates a PKE ciphertext CPK by encrypting the plaintext M using the PKE public key. Here, the PKE encryption algorithm performed by the PKE encryption processing unit 12 is first a PKE public key pk (pk = (g 3 , g 4, h 1 )), plaintext M (M∈G1), and public. parameters parms and are inputted to select a Z p * random element above r ∈ Z p *, the PKE ciphertext CPK, is calculated by the following equation (3).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

PKE復号部13は、PKE秘密鍵を利用して、PKE暗号文CPKから、平文Mを復号する。PKE復号アルゴリズムを以下に説明する。
PKE暗号文CPK(CPK=(C、C、C、C))と、公開パラメータparmsと、秘密鍵sk(sk=(β、θ、δ))とを入力とし、平文Mを以下の(4)式によって算出する。
The PKE decrypting unit 13 decrypts the plaintext M from the PKE ciphertext C PK using the PKE private key. The PKE decoding algorithm will be described below.
The PKE ciphertext C PK (C PK = (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 )), the public parameter parms, and the secret key sk (sk = (β, θ, δ)) are input, and plain text M is calculated by the following equation (4).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

変換鍵生成部14は、PKE暗号文を、IBE暗号文へ変換するための変換鍵を生成する。変換鍵生成アルゴリズムを以下に説明する。
後述の復号権委譲情報記憶部16が記憶するPKE秘密鍵sk(sk=(β、θ、δ))と、被復号権委譲装置20のIDに対応するIBE秘密鍵skIDの一部d=gと、公開パラメータparmsとを入力とし、変換鍵rkID(rkID=(gu/β、g、θ、δ))を算出する。
The conversion key generation unit 14 generates a conversion key for converting a PKE ciphertext into an IBE ciphertext. The conversion key generation algorithm will be described below.
A PKE private key sk (sk = (β, θ, δ)) stored in a decryption right delegation information storage unit 16 to be described later, and a part d 1 of the IBE private key sk ID corresponding to the ID of the decryption right transfer device 20 = and g u, and inputs the public parameters parms, conversion key rk ID (rk ID = (g u / β, g u, θ, δ)) is calculated.

署名検証部15は、署名鍵生成部43および署名処理部44に対応する機能であり、任意の平文と、署名処理部44が生成した任意の平文の署名σと、署名鍵生成部43で生成された検証鍵が入力され、署名σeが正当な署名であるか不当な署名であるかの正当性を判定する。
復号権委譲情報記憶部16は、PKG装置40の公開パラメータparmsと、PKE鍵生成部11が生成するPKE公開鍵pkと、PKE秘密鍵skと、変換鍵生成部14が生成する変換鍵rkIDとを記憶する。
送受信部17は、情報の送受信を行い、例えば、IBE秘密鍵の一部と署名とを受信する。
The signature verification unit 15 is a function corresponding to the signature key generation unit 43 and the signature processing unit 44, and includes an arbitrary plaintext, an arbitrary plaintext signature σ e generated by the signature processing unit 44, and a signature key generation unit 43. The generated verification key is input, and it is determined whether the signature σe is a valid signature or an illegal signature.
The decryption right delegation information storage unit 16 includes the public parameters palms of the PKG device 40, the PKE public key pk generated by the PKE key generation unit 11, the PKE private key sk, and the conversion key rk ID generated by the conversion key generation unit 14. And remember.
The transmission / reception unit 17 transmits / receives information and receives, for example, a part of an IBE private key and a signature.

被復号権委譲装置20は、IBE方式によりデータの暗号化・復号を行う装置であり、IBE暗号化処理部21と、IBE復号部22と、IBE情報記憶部23と、送受信部24とを備える。
IBE暗号化処理部21は、IBE公開鍵を利用して、平文MのIBE暗号文CIDを生成する。ここで、IBE暗号化処理部21により行われるIBE暗号化アルゴリズムは、まず、ID(ID∈Z )と、平文M(M∈G1)と、公開パラメータparmsを入力とする。また、Z 上のランダムな要素r∈Z を選択する。そして、暗号文CIDを以下の(5)式によって算出する。
The decryption right transfer device 20 is a device that encrypts and decrypts data by the IBE method, and includes an IBE encryption processing unit 21, an IBE decryption unit 22, an IBE information storage unit 23, and a transmission / reception unit 24. .
The IBE encryption processing unit 21 generates an IBE ciphertext C ID of plaintext M using the IBE public key. Here, the IBE encryption algorithm performed by the IBE encryption processing unit 21 first receives an ID (IDεZ p * ), a plaintext M (MεG1), and a public parameter palms. Also, to select the Z p * random element of the above r∈Z p *. Then, the ciphertext C ID is calculated by the following equation (5).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

IBE復号部22は、IBE秘密鍵を利用して、IBE暗号文CIDから、平文Mを復号する。ここで、IBE復号部22により行われるIBE復号アルゴリズムは、まず、IDに対応する秘密鍵skID(skID=(d、d))と、公開パラメータparmsと、IBE暗号文CID(CID=(C’、C’、C’))とを入力とし、平文M(M∈G)を以下の(6)式によって算出する。 The IBE decrypting unit 22 decrypts the plaintext M from the IBE ciphertext CID using the IBE private key. Here, the IBE decryption algorithm performed by the IBE decryption unit 22 is as follows. First, the secret key sk ID (sk ID = (d 0 , d 1 )) corresponding to the ID , the public parameter parms, and the IBE ciphertext C ID ( C ID = (C ′ 1 , C ′ 2 , C ′ 3 )) is input, and plaintext M (M∈G 1 ) is calculated by the following equation (6).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

IBE情報記憶部23は、IBE秘密鍵skIDと、署名σとを記憶する。
送受信部24は、情報の送受信を行い、例えば、IBE秘密鍵と署名とを受信する。
暗号文変換装置30は、復号権委譲装置10から送信される変換鍵を受信し、記憶する装置であり、暗号文変換部31と、変換鍵記憶部32と、送受信部33を備える。
暗号文変換部31は、変換鍵を利用して、PKE暗号文を、IBE暗号文である被変換暗号文に変換する。変換鍵記憶部32は変換鍵と公開パラメータを記憶する。送受信部33は、復号権委譲装置10から変換鍵を受信し、復号権委譲装置10からPKE暗号文を受信し、IBE暗号文を被復号権委譲装置20に送信する。暗号文変換アルゴリズムを以下に説明する。
IDで表される変換鍵rkID(rkID=(gu/β、g、θ、δ))と、公開パラメータparmsと、PKE暗号文であるCPK(CPK=(C、C、C、C))とを入力として、被変換暗号文CIDを以下の(7)式によって算出する。
The IBE information storage unit 23 stores the IBE private key sk ID and the signature σ e .
The transmission / reception unit 24 transmits / receives information and receives, for example, an IBE private key and a signature.
The ciphertext conversion device 30 is a device that receives and stores the conversion key transmitted from the decryption right transfer device 10, and includes a ciphertext conversion unit 31, a conversion key storage unit 32, and a transmission / reception unit 33.
The ciphertext conversion unit 31 converts the PKE ciphertext into a converted ciphertext that is an IBE ciphertext using the conversion key. The conversion key storage unit 32 stores a conversion key and a public parameter. The transmission / reception unit 33 receives the conversion key from the decryption right transfer device 10, receives the PKE ciphertext from the decryption right transfer device 10, and transmits the IBE ciphertext to the decryption right transfer device 20. The ciphertext conversion algorithm will be described below.
A conversion key rk ID (rk ID = (g u / β , g u , θ, δ)) represented by an ID, a public parameter palms, and C PK (C PK = (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 )) and the converted ciphertext C ID is calculated by the following equation (7).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

以下、図2および図3を参照して、本発明による第1の実施形態の動作例について説明する。
PKG装置40は、セットアップ処理部41を動作させ、主秘密鍵mkと公開パラメータparmsを生成し、PKG情報記憶部45に記憶する(ステップS101)。なお、セットアップ処理部41は、PKG装置40ではない信頼できる第三者が管理する装置が有することとして、信頼できる第三者装置が主秘密鍵mkと公開パラメータparmsを生成し、PKG装置40に送信することとしても良い。
Hereinafter, an operation example of the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The PKG device 40 operates the setup processing unit 41 to generate the main secret key mk and the public parameter palms, and stores them in the PKG information storage unit 45 (step S101). Note that the setup processing unit 41 has a device managed by a trusted third party that is not the PKG device 40, and the trusted third party device generates the main secret key mk and the public parameter palms, and the PKG device 40 It may be sent.

また、PKG装置40は、公開パラメータparmsを公開する。また、PKG装置40は、署名鍵生成部43を動作させ(ステップS102)、署名鍵と検証鍵のペアを生成し、PKG情報記憶部45に記憶する。そして、PKG装置40は、検証鍵を公開する。なお、署名鍵生成部43が署名鍵と検証鍵を生成する処理を行うのは、後に署名処理部44がIBE秘密鍵の署名を生成する処理を行う前であれば良く、必ずしもセットアップ処理と連続して行う必要はない。
一方、復号権委譲装置10は、PKE鍵生成部11を動作させ、PKE秘密鍵skとPKE公開鍵pkとのペアを生成し、復号権委譲情報記憶部16に記憶する。また、復号権委譲装置10は、PKE公開鍵pkを公開する(ステップS103)。
In addition, the PKG device 40 publishes public parameters params. The PKG device 40 operates the signature key generation unit 43 (step S102), generates a signature key / verification key pair, and stores the pair in the PKG information storage unit 45. Then, the PKG device 40 discloses the verification key. The signature key generation unit 43 performs the process of generating the signature key and the verification key before the signature processing unit 44 performs the process of generating the signature of the IBE private key. There is no need to do it.
On the other hand, the decryption right delegation device 10 operates the PKE key generation unit 11 to generate a pair of the PKE private key sk and the PKE public key pk, and stores the pair in the decryption right delegation information storage unit 16. In addition, the decryption right delegation device 10 discloses the PKE public key pk (step S103).

さらに、PKG装置40は、IBE秘密鍵生成部42を動作させて、IBE秘密鍵skID(skID=(d、d))を生成する。PKG装置40は、署名鍵生成部43で生成された署名鍵と、IBE秘密鍵の一部であるd1と被復号権委譲装置20のIDの結合データを入力として署名処理部44を動作させて、署名σを生成する(ステップS104)。そして、PKG装置40は、IBE秘密鍵skID(skID=(d、d))と、署名σとを被復号権委譲装置20に送信する(ステップS105)。被復号権委譲装置20は、IBE秘密鍵skIDと署名σとを受信し、IBE情報記憶部23に記憶する(ステップS106)。そして、被復号権委譲装置20は、復号権委譲装置10にIDと、IBE秘密鍵の一部であるdと、署名σとを送信する(ステップS201)。 Further, the PKG device 40 operates the IBE secret key generation unit 42 to generate the IBE secret key sk ID (sk ID = (d 0 , d 1 )). The PKG device 40 operates the signature processing unit 44 by inputting the combined data of the signature key generated by the signature key generation unit 43, d1 which is a part of the IBE private key, and the ID of the decryption right transfer device 20 The signature σ e is generated (step S104). Then, the PKG device 40 transmits the IBE secret key sk ID (sk ID = (d 0 , d 1 )) and the signature σ e to the decryption right transfer device 20 (step S105). The decryption right transfer device 20 receives the IBE secret key sk ID and the signature σ e and stores them in the IBE information storage unit 23 (step S106). Then, the decryption right transfer device 20 transmits the ID, d 1 that is a part of the IBE private key, and the signature σ e to the decryption right transfer device 10 (step S201).

この際、既にPKG装置40がIBE秘密鍵skIDと署名σを生成して被復号権委譲装置20に送信してあり、被復号権委譲装置20のIBE情報記憶部23がIBE秘密鍵skIDと署名σを記憶している場合には、PKG装置40は新たにIBE秘密鍵skIDと署名σを生成しなくても良い。すなわち、ステップS104とステップS105とステップS106の処理は行わなくても良い。この場合、被復号権委譲装置20は、IBE情報記憶部23からIBE秘密鍵skIDと署名σを読み出し、復号権委譲装置10にIDと、IBE秘密鍵の一部であるdと、署名σとを送信する。 At this time, the PKG device 40 has already generated the IBE secret key sk ID and the signature σ e and transmitted them to the decryption right delegation device 20, and the IBE information storage unit 23 of the decryption right delegation device 20 stores the IBE secret key sk. When the ID and signature σ e are stored, the PKG device 40 does not need to newly generate the IBE private key sk ID and signature σ e . That is, the processing of step S104, step S105, and step S106 may not be performed. In this case, the decryption right transfer device 20 reads the IBE secret key sk ID and the signature σ e from the IBE information storage unit 23, and the decryption right transfer device 10 receives the ID and d 1 that is a part of the IBE secret key. The signature σ e is transmitted.

復号権委譲装置10は、署名検証部15に、IDと、IBE秘密鍵skIDの一部であるdと、署名σと、PKG装置40の検証鍵を入力し、動作させる。すなわち、署名検証部15は、PKG装置40が公開している検証鍵を受信し、受信した検証鍵を用いて署名σの正当性を判定する(ステップS202)。
署名σが正当であれば、復号権委譲装置10は変換鍵生成部14を動作させて、変換鍵rkIDを生成し(ステップS203)、暗号文変換装置30へ送信する(ステップS204)。暗号文変換装置30は、変換鍵rkIDを受信し、変換鍵記憶部32に記憶する(ステップS205)。一方、署名σが不当であれば、復号権委譲装置10は変換鍵生成部14を動作させず、変換鍵rkIDを生成しない。
The decryption right delegation device 10 operates the signature verification unit 15 by inputting the ID , d 1 that is a part of the IBE private key sk ID , the signature σ e, and the verification key of the PKG device 40. That is, the signature verification unit 15 receives the verification key published by the PKG device 40, and determines the validity of the signature σ e using the received verification key (step S202).
If the signature σ e is valid, the decryption right delegation device 10 operates the conversion key generation unit 14 to generate a conversion key rk ID (step S203) and transmits it to the ciphertext conversion device 30 (step S204). The ciphertext conversion apparatus 30 receives the conversion key rk ID and stores it in the conversion key storage unit 32 (step S205). On the other hand, if the signature σ e is invalid, the decryption right transfer device 10 does not operate the conversion key generation unit 14 and does not generate the conversion key rk ID .

次に、暗号文変換装置30が暗号文を変換する動作例について説明する。
復号権委譲装置10は、暗号化する平文と、PKE公開鍵と、公開パラメータとをPKE暗号化処理部12に入力し、PKE暗号化処理部12は、PKE暗号文CPKを生成する(ステップS206)。そして、復号権委譲装置10は、PKE暗号文CPKを暗号文変換装置30に送信する(ステップS207)。
Next, an operation example in which the ciphertext conversion apparatus 30 converts the ciphertext will be described.
The decryption right transfer device 10 inputs the plaintext to be encrypted, the PKE public key, and the public parameter to the PKE encryption processing unit 12, and the PKE encryption processing unit 12 generates a PKE ciphertext C PK (step) S206). Then, the decryption right transfer device 10 transmits the PKE ciphertext C PK to the ciphertext conversion device 30 (step S207).

暗号文変換装置30は、PKE暗号文CPKを受信すると、暗号文変換部31にPKE暗号文CPKと変換鍵rkIDと公開パラメータparmsを入力して動作させ、PKE暗号文CPKを被変換暗号文CIDへ変換する(ステップS208)。そして、暗号文変換装置30は、被変換暗号文CIDを被復号権委譲装置20へ送信する(ステップS209)。
被復号権委譲装置20が、IBE復号部22に被変換暗号文CIDとIBE情報記憶部23に記憶されているIBE秘密鍵skIDと公開パラメータparmsを入力して動作させると、IBE復号部22は平文Mを出力する(ステップS210)。
When the ciphertext conversion apparatus 30 receives the PKE ciphertext C PK , the ciphertext conversion unit 31 inputs the PKE ciphertext C PK , the conversion key rk ID, and the public parameter parms to the ciphertext conversion unit 31 to operate the PKE ciphertext C PK . Conversion into converted ciphertext C ID (step S208). Then, the ciphertext conversion apparatus 30 transmits the converted ciphertext C ID to the decryption right transfer apparatus 20 (step S209).
When the decryption right transfer device 20 operates the IBE decryption unit 22 by inputting the converted ciphertext C ID , the IBE private key sk ID stored in the IBE information storage unit 23, and the public parameter parms, the IBE decryption unit 22 outputs plaintext M (step S210).

以上説明したように、第1の実施形態によれば、復号権委譲装置がPKE方式により暗号化を行う装置であり、被復号権委譲装置がIBE方式により復号を行うネットワーク環境においても、安全に暗号文復号権委譲を行うことができる。また、変換鍵の生成に必要な情報(IBE秘密鍵の一部d)は、予めPKG装置40によって生成され、IBE秘密鍵の一部とIBE公開鍵との結合データに基づいて生成した電子署名とともに被復号権委譲装置20に送信され、被復号権委譲装置20が、IBE秘密鍵の一部と電子署名とを記憶し、被復号権委譲の際に復号権委譲装置10に送信するようにした。これにより、被復号権委譲装置20が記憶する秘密鍵の数は、復号権委譲回数に関係なく、ひとつだけで良い。また、PKG装置40は、一度IBE秘密鍵と、IBE秘密鍵の一部およびIBE公開鍵の結合データに基づく電子署名とを生成すれば、復号権委譲が行われる度に鍵を生成する必要はない。 As described above, according to the first embodiment, the decryption right delegation apparatus is an apparatus that performs encryption by the PKE method, and even in a network environment in which the decryption right delegation apparatus performs decryption by the IBE method, it can be safely performed. Ciphertext decryption rights can be delegated. Further, information necessary for generating the conversion key (part of the IBE private key d 1 ) is generated in advance by the PKG device 40, and is generated based on the combined data of the part of the IBE private key and the IBE public key. It is transmitted to the decryption right delegation apparatus 20 together with the signature, and the decryption right delegation apparatus 20 stores a part of the IBE private key and the electronic signature, and transmits them to the decryption right delegation apparatus 10 at the time of delegation of the decryption right. I made it. As a result, the number of secret keys stored in the decryption right transfer device 20 need only be one regardless of the number of decryption right transfers. Further, once the PKG device 40 generates the IBE private key and the electronic signature based on the combined data of the IBE private key and a part of the IBE private key, it is necessary to generate the key every time the decryption right is transferred. Absent.

すなわち、IBE秘密鍵の一部とIBE公開鍵との結合データに基づいた電子署名が正当であると判定される限り、被復号権委譲装置20は同一のIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて復号権委譲を行うことができる。つまり、PKG装置40が、被復号権委譲装置20のために生成したIDベース暗号方式の秘密鍵の有効性を証明する限り、被復号権委譲装置20は、複数の異なる復号権委譲装置から復号権委譲の要求があった場合でも、同一のIDベース暗号方式の秘密鍵の一部と電子署名とを復号権委譲装置10に利用させて変換鍵を生成させることができる。このことから、復号権委譲のために被復号権委譲装置20が記憶・管理すべき秘密鍵はひとつで足り、PKG装置40の秘密鍵生成コストおよび被復号権委譲装置20の秘密鍵の管理コストを大幅に減少・簡易化することができ、また、数学的安全性を持った平文の交換が可能となる。   That is, as long as it is determined that the electronic signature based on the combined data of a part of the IBE private key and the IBE public key is valid, the decryption right transfer device 20 uses the same ID-based encryption private key. Decryption rights can be delegated. In other words, as long as the PKG device 40 proves the validity of the secret key of the ID-based encryption method generated for the decryption right delegation device 20, the decryption right delegation device 20 decrypts from a plurality of different decryption right delegation devices. Even when there is a request for delegation of rights, a conversion key can be generated by causing the decryption right delegation device 10 to use a part of the secret key and the electronic signature of the same ID-based encryption method. Therefore, only one secret key is required to be stored and managed by the decryption right transfer device 20 for the transfer of the decryption right, and the secret key generation cost of the PKG device 40 and the secret key management cost of the decryption right transfer device 20 are sufficient. Can be greatly reduced and simplified, and exchange of plain text with mathematical safety is possible.

<第2の実施形態>
図2は、第2の実施形態によるIBE方式の暗号文復号権委譲システムの概念図である。
以下、複数のIDが説明中に混在する場合には、IDi、IDjなどとして区別して表記する。
本発明による暗号文復号権委譲システムは、PKG装置80と、復号権委譲装置50と、被復号権委譲装置60と、暗号文変換装置70と、RKG(Re-encryption Key Generator)装置90とから構成される。なお、これらの装置は、それぞれ別のユーザが管理・利用するものとする。ただし、PKG装置80とRKG装置90とは同一のユーザが管理すすることとしても良く、故に、例えばひとつのサーバマシンがPKG装置80とRKG装置90とが有する各処理部の機能を有する構成としても良い。
第2の実施形態による暗号文復号権委譲システムは、いくつかの構成が第1の実施形態と同様であり、同様の構成についてはその旨を明示して説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a conceptual diagram of an IBE ciphertext decryption right delegation system according to the second embodiment.
Hereinafter, when a plurality of IDs are mixed in the description, they are indicated as IDi, IDj and the like.
The ciphertext decryption right delegation system according to the present invention includes a PKG device 80, a decryption right delegation device 50, a decryption right delegation device 60, a ciphertext conversion device 70, and an RKG (Re-encryption Key Generator) device 90. Composed. These apparatuses are managed and used by different users. However, the PKG device 80 and the RKG device 90 may be managed by the same user. Therefore, for example, one server machine has a function of each processing unit that the PKG device 80 and the RKG device 90 have. Also good.
The ciphertext decryption right delegation system according to the second embodiment has some configurations similar to those of the first embodiment, and the same configuration is clearly indicated and description thereof is omitted.

PKG装置80は、IBE秘密鍵生成装置であり、セットアップ処理部81と、IBE秘密鍵生成部82と、署名鍵生成部83と、署名処理部84と、PKG情報記憶部85と、送受信部86を備える。
PKG装置80とその備える各処理部は、第1の実施形態におけるPKG装置40とその備える各処理部と同様の構成・機能である。
The PKG device 80 is an IBE private key generation device, and includes a setup processing unit 81, an IBE private key generation unit 82, a signature key generation unit 83, a signature processing unit 84, a PKG information storage unit 85, and a transmission / reception unit 86. Is provided.
The PKG device 80 and each processing unit provided therein have the same configuration and function as the PKG device 40 and each processing unit provided in the first embodiment.

復号権委譲装置50と被復号権委譲装置60とは、同様の構成をしており、IBE暗号化処理部51とIBE復号部52とIBE情報記憶部53と送受信部54を備える。IBE暗号化処理部51は、第1の実施形態におけるIBE暗号化処理部21と、IBE復号部52は第1の実施形態におけるIBE復号部22と、IBE情報記憶部53は第1の実施形態におけるIBE情報記憶部23と、送受信部54は第1の実施形態における送受信部24と同様の構成・機能である。   The decryption right transfer device 50 and the decryption right transfer device 60 have the same configuration, and include an IBE encryption processing unit 51, an IBE decryption unit 52, an IBE information storage unit 53, and a transmission / reception unit 54. The IBE encryption processing unit 51 is the IBE encryption processing unit 21 in the first embodiment, the IBE decryption unit 52 is the IBE decryption unit 22 in the first embodiment, and the IBE information storage unit 53 is the first embodiment. The IBE information storage unit 23 and the transmission / reception unit 54 have the same configuration and function as the transmission / reception unit 24 in the first embodiment.

暗号文変換装置70は、RKG装置90から送信される変換鍵を受信し、記憶する装置であり、暗号文検証部71と、暗号文変換部72と、変換鍵記憶部73と、送受信部74を備える。
暗号文検証部71は、暗号文の形式が適切であるか否かの判定を行う。復号権委譲装置50の識別情報であるIDと、公開パラメータparms(parms=(g、g、g、h))、IDに対応する暗号文CIDi(CIDi=(C、C、C))を入力として、以下の(8)式によって値x、yを算出する。
The ciphertext conversion device 70 is a device that receives and stores the conversion key transmitted from the RKG device 90. The ciphertext verification unit 71, the ciphertext conversion unit 72, the conversion key storage unit 73, and the transmission / reception unit 74. Is provided.
The ciphertext verification unit 71 determines whether or not the ciphertext format is appropriate. ID i which is identification information of the decryption right transfer device 50, public parameters palms (parms = (g, g 1 , g 2 , h)), ciphertext C IDi corresponding to ID i (C IDi = (C 1 , C 2 , C 3 )) are input, and the values x and y are calculated by the following equation (8).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

暗号文検証部71は、上記で算出したxとyとの値を比較し、x=yの場合は1を出力し、他の場合は0を出力する。
暗号文変換部72は、復号権委譲装置50のIBE暗号文CIDiを被復号権委譲装置60のIBE暗号文CIDjに変換する。暗号文変換アルゴリズムを以下に説明する。
復号権委譲装置50のIBE公開鍵IDと、被復号権委譲装置60のIBE公開鍵IDと、被復号権委譲装置60のIBE公開鍵IDに対応する変換鍵rkIDj(rkIDj=gujα)と、公開パラメータparmsと、被復号権委譲装置60のIBE公開鍵によって暗号化されたIBE暗号文CIDi(CIDi=(C,C,C))を入力として、以下の(9)式によってIBE暗号文CIDiをIBE暗号文CIDjに変換する。
The ciphertext verification unit 71 compares the values of x and y calculated above, and outputs 1 when x = y, and outputs 0 in other cases.
Ciphertext conversion unit 72 converts the IBE ciphertext C IDi decryption right transfer device 50 to the IBE ciphertext C IDj of the decoder right transfer device 60. The ciphertext conversion algorithm will be described below.
IBE public key ID i of the decryption right transfer device 50, IBE public key ID j of the decryption right transfer device 60, and a conversion key rk IDj (rk IDj ==) corresponding to the IBE public key ID j of the decryption right transfer device 60 g ujα ), public parameter parms, and IBE ciphertext C IDi (C IDi = (C 1 , C 2 , C 3 )) encrypted with the IBE public key of the decryption right transfer device 60 The IBE ciphertext C IDi is converted into the IBE ciphertext C IDj by the equation (9).

Figure 0005047638
Figure 0005047638

変換鍵記憶部73は、任意のIDと別の任意のIDとの組み合わせを、変換鍵rkIDと対応付けて記憶する。以下の説明において、任意のIDと別の任意のIDとの組み合わせをIDi→IDjと表記することとし、(ID→ID、rkIDj)と表記したときは、IBE暗号文CIDiからIBE暗号文CIDjへ変換する鍵が変換鍵rkIDjであることを示す。
送受信部74は、RKG装置90から変換鍵を受信し、復号権委譲装置50からIBE暗号文を受信し、変換したIBE暗号文を被復号権委譲装置60に送信する。
The conversion key storage unit 73 stores a combination of an arbitrary ID and another arbitrary ID in association with the conversion key rk ID . In the following description, a combination of an arbitrary ID i and another arbitrary ID j is expressed as IDi → IDj, and when expressed as (ID i → ID j , rk IDj ), the IBE ciphertext C IDi Indicates that the key to be converted from IBE ciphertext C IDj is the conversion key rk IDj .
The transmission / reception unit 74 receives the conversion key from the RKG device 90, receives the IBE ciphertext from the decryption right transfer device 50, and transmits the converted IBE ciphertext to the decryption right transfer device 60.

RKG装置90は、変換鍵を生成する装置であり、変換鍵生成部91と、RKG記憶部92と、署名検証部93と、送受信部94とを備える。
変換鍵生成部91は、PKG装置80の主秘密鍵の一部αと、被復号権委譲装置60のIBE公開鍵IDと、被復号権委譲装置60のIBE公開鍵IDjに対応する被復号権委譲装置60のIBE秘密鍵の一部d1(d1=guj)と、公開パラメータparmsを入力として、以下の(10)式によって変換鍵rkIDjを算出する。
The RKG device 90 is a device that generates a conversion key, and includes a conversion key generation unit 91, an RKG storage unit 92, a signature verification unit 93, and a transmission / reception unit 94.
The conversion key generation unit 91 decodes a part of the main secret key α of the PKG device 80, the IBE public key ID j of the decryption right transfer device 60, and the decryption target corresponding to the IBE public key IDj of the decryption right transfer device 60. The conversion key rk IDj is calculated by the following equation (10) with the part of the IBE private key d 1 (d 1 = g uj ) of the right transfer device 60 and the public parameter parms as input.

Figure 0005047638
Figure 0005047638

RKG記憶部92は、変換鍵とPKG装置80の主秘密鍵の一部αと公開パラメータparmsを記憶する。署名検証部93は、署名検証部15と同様の構成をしており、送受信部94は、送受信部17と同様の構成とする。
以下、図5および図6を参照して、本発明による第2の実施形態の動作例について説明する。
PKG装置80は、セットアップ処理部81を動作させ、主秘密鍵mk(mk=(g α、α))と公開パラメータparmsを生成し、PKG情報記憶部85に記憶する(ステップS301)。PKG装置80は、生成した主秘密鍵mkの一部αをRKG装置90に送信する(ステップS302)。
The RKG storage unit 92 stores the conversion key, a part α of the main secret key of the PKG device 80, and the public parameter parms. The signature verification unit 93 has the same configuration as the signature verification unit 15, and the transmission / reception unit 94 has the same configuration as the transmission / reception unit 17.
Hereinafter, an operation example of the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The PKG device 80 operates the setup processing unit 81 to generate a main secret key mk (mk = (g 2 α , α)) and a public parameter parms, and stores them in the PKG information storage unit 85 (step S301). The PKG device 80 transmits a part α of the generated main secret key mk to the RKG device 90 (step S302).

PKG装置80は、署名鍵生成部83を動作させ(ステップS303)、署名鍵と検証鍵のペアを生成し、PKG情報記憶部85に記憶する。なお、署名鍵生成部83が署名鍵と検証鍵を生成する処理を行うのは、後に署名処理部84がIBE秘密鍵の署名を生成する処理を行う前であれば良い。
そして、PKG装置80がIBE秘密鍵生成部82にIDを入力して動作させると、IBE秘密鍵生成部82は、IBE秘密鍵skIDj(skIDj=(d、d))を生成する(ステップS304)。IBE秘密鍵生成部82がIBE秘密鍵を生成する処理を行うのは、対応する被復号権委譲装置60が被復号権委譲を行う前であれば良く、必ずしもセットアップ処理と連続して行う必要はない。
The PKG device 80 operates the signature key generation unit 83 (step S303), generates a signature key / verification key pair, and stores the pair in the PKG information storage unit 85. The signature key generation unit 83 may perform the process of generating the signature key and the verification key before the signature processing unit 84 performs the process of generating the signature of the IBE private key later.
When the PKG device 80 operates by inputting ID j to the IBE secret key generation unit 82, the IBE secret key generation unit 82 generates an IBE secret key sk IDj (sk IDj = (d 0 , d 1 )). (Step S304). The IBE secret key generation unit 82 may perform the process of generating the IBE secret key before the corresponding decryption right transfer device 60 performs the transfer of the decryption right, and is not necessarily performed continuously with the setup process. Absent.

PKG装置80は、署名鍵生成部83で生成した署名鍵と、dとIDを結合させたデータを署名処理部84に入力して、署名σを生成する。そして、PKG装置80は、IBE秘密鍵skIDjと、署名σとを被復号権委譲装置60に送信する(ステップS305)。また、IBE秘密鍵を生成する順番に制限はなく、暗号文復号権委譲が行われる時点までに生成していれば良い。 The PKG device 80 inputs the signature key generated by the signature key generation unit 83 and data obtained by combining d 1 and ID j to the signature processing unit 84 to generate a signature σ e . Then, the PKG device 80 transmits the IBE private key sk IDj and the signature σ e to the decryption right transfer device 60 (step S305). Moreover, there is no restriction | limiting in the order which produces | generates an IBE private key, What is necessary is just to produce | generate by the time of ciphertext decryption right transfer.

復号権委譲装置50が被復号権委譲装置60へ復号権委譲する動作例を以下に説明する。
被復号権委譲装置60は、IDjとIBE秘密鍵skIDjの一部であるd(d=guj)と署名σとをRKG装置90に送信する(ステップS401)。RKG装置90は、dと署名σとIDjを受信すると、PKG装置80の検証鍵とともに署名検証部93に入力して動作させ、署名σの正当性を検証する(ステップS402)。
An operation example in which the decryption right transfer device 50 transfers the decryption right to the decryption right transfer device 60 will be described below.
The decryption right transfer device 60 transmits IDj, d 1 (d 1 = g uj ), which is a part of the IBE private key sk IDj , and the signature σ e to the RKG device 90 (step S401). Upon receiving d 1 , signature σ e, and IDj, the RKG device 90 inputs and operates the signature verification unit 93 together with the verification key of the PKG device 80 to verify the validity of the signature σ e (step S402).

署名σが正当であれば、RKG装置90は、変換鍵生成部91に被復号権委譲装置60のIBE公開鍵IDとRKG記憶部92に記憶されている主秘密鍵の一部αと公開パラメータparmsを入力して、変換鍵rkIDj(rkIDj=gujα)を生成する(ステップS403)。RKG装置90は、インデックスID→IDと変換鍵rkIDjとを暗号文変換装置70に送信する(ステップS404)。暗号文変換装置70は、インデックスID→IDと変換鍵rkIDjとを変換鍵記憶部73に記憶する。 If the signature σ e is valid, the RKG device 90 sends the IBE public key ID j of the decryption right transfer device 60 to the conversion key generation unit 91 and the part α of the main secret key stored in the RKG storage unit 92. The public parameter palms is input to generate a conversion key rk IDj (rk IDj = gujα ) (step S403). The RKG device 90 transmits the index ID i → ID j and the conversion key rk IDj to the ciphertext conversion device 70 (step S404). The ciphertext conversion apparatus 70 stores the index ID i → ID j and the conversion key rk IDj in the conversion key storage unit 73.

次に、暗号文変換装置70が暗号文を変換する動作例について説明する。
復号権委譲装置50は、復号権委譲装置50のユーザIDと、IBE暗号文CIDiと、被変換暗号文の変換先のIDであるIDとを暗号文変換装置70に送信する(ステップS405)。
暗号文変換装置70は、復号権委譲装置50のユーザIDと、IBE暗号文CIDiと、被変換暗号文の変換先のIDであるIDを受信すると、変換鍵テーブルから、対応するインデックス(ID→ID)と変換鍵(rkIDj)の組み合わせが存在するかどうかを判定する(ステップS406)。対応するインデックス(ID→ID)と変換鍵(rkIDj)の組み合わせが存在しない場合は、暗号文変換を行わない。
Next, an operation example in which the ciphertext conversion apparatus 70 converts the ciphertext will be described.
The decryption right transfer device 50 transmits the user ID i of the decryption right transfer device 50, the IBE ciphertext C IDi, and the ID j that is the ID of the conversion destination of the converted ciphertext to the ciphertext conversion device 70 (step) S405).
When the ciphertext conversion apparatus 70 receives the user ID i of the decryption right transfer apparatus 50, the IBE ciphertext C IDi, and ID j that is the ID of the conversion destination of the ciphertext to be converted, the ciphertext conversion apparatus 70 reads the corresponding index from the conversion key table. It is determined whether there is a combination of (ID i → ID j ) and a conversion key (rk IDj ) (step S406). When there is no combination of the corresponding index (ID i → ID j ) and conversion key (rk IDj ), ciphertext conversion is not performed.

一方、対応するインデックス(ID→ID)と変換鍵(rkIDj)の組み合わせが存在する場合には、暗号文変換装置70は、CIDiと、parmsと、IDとを入力として暗号文検証部71を動作させる(ステップS407)。暗号文検証部71は、0か1かのいずれかの結果を出力する。暗号文検証部71の出力結果が0ならば、暗号文変換装置70は変換処理を中止する。一方、暗号文検証部71の出力結果が1ならば、CIDiと、変換鍵rkIDjと、公開パラメータparmsと、IDと、IDjとを暗号文変換部72に入力して、被変換暗号文CIDjに変換する(ステップS408)。なお、委譲者の秘密鍵の一部に基づいて変換鍵を生成するように構成すれば、暗号文検証部71による暗号文の形式が適切であるか否かの判定処理は行わなくても良い。暗号文変換装置70は、被変換暗号文CIDjを被復号権委譲装置60に送信する(ステップS409)。
被復号権委譲装置60は、被変換暗号文CIDjとIBE情報記憶部に記憶されたIBE秘密鍵skIDj、公開パラメータparmsを入力としてIBE復号部52を動作させ、対応する平文を検出する(ステップS410)。
On the other hand, when there is a combination of the corresponding index (ID i → ID j ) and conversion key (rk IDj ), the ciphertext conversion apparatus 70 receives the ciphertext using C IDi , parms, and ID i as input. The verification unit 71 is operated (step S407). The ciphertext verification unit 71 outputs a result of either 0 or 1. If the output result of the ciphertext verification unit 71 is 0, the ciphertext conversion apparatus 70 stops the conversion process. On the other hand, if the output result of the ciphertext verification unit 71 is 1, C IDi , conversion key rk IDj , public parameter parms, ID i , and ID j are input to the ciphertext conversion unit 72 to be converted. The ciphertext C IDj is converted (step S408). If the conversion key is generated based on a part of the secret key of the delegator, the ciphertext verification unit 71 does not have to determine whether the ciphertext format is appropriate. . The ciphertext conversion apparatus 70 transmits the converted ciphertext C IDj to the decryption right transfer apparatus 60 (step S409).
The decryption right transfer device 60 receives the converted ciphertext C IDj , the IBE private key sk IDj stored in the IBE information storage unit, and the public parameter parms as input, and detects the corresponding plaintext ( Step S410).

以上説明したように、第2の実施形態によれば、復号権委譲の際に、被復号権委譲装置が既に利用しているIBE秘密鍵により、複数の復号権委譲装置から送信されて、暗号文変換装置により変換された暗号文を復号することができる。また、既存で一般によく行われているIBE方式による復号権委譲の環境に、RKG装置を設置することによって、効率良く環境構築が行えるものである。   As described above, according to the second embodiment, at the time of delegation right delegation, the decryption right delegation apparatus transmits the decryption right delegation apparatus from the plurality of decryption right delegation apparatuses using the IBE private key already used. The ciphertext converted by the text conversion device can be decrypted. In addition, an environment can be efficiently constructed by installing an RKG device in an environment for decryption right delegation by the IBE method that is commonly used in general.

また、変換鍵の生成に必要な情報は、予めPKG装置80によって生成され、電子署名とともに被復号権委譲装置60に送信され、被復号権委譲装置60が、IBE秘密鍵の一部と電子署名とを記憶し、被復号権委譲の際にRKG装置90に送信するようにしたので、被復号権委譲装置60が保持する秘密鍵の数は、復号権委譲回数に関係なく、ひとつだけで良い。また、PKG装置80は、一度IBE秘密鍵と、IBE秘密鍵の一部およびIBE公開鍵の結合データに基づく電子署名とを生成すれば、復号権委譲が行われる度に鍵を生成する必要はない。   Information necessary for generating the conversion key is generated in advance by the PKG device 80 and transmitted to the decryption right delegation device 60 together with the electronic signature, and the decryption right delegation device 60 receives a part of the IBE private key and the electronic signature. And is transmitted to the RKG device 90 at the time of delegation of the decryption right, so that the number of secret keys held by the decryption right delegation device 60 is only one regardless of the number of times of decryption right delegation. . Further, once the PKG device 80 generates the IBE private key and the electronic signature based on the combined data of the IBE private key and a part of the IBE private key, it is necessary to generate the key every time the decryption right is transferred. Absent.

すなわち、PKG装置80が、被復号権委譲装置60のために生成したIDベース暗号方式の秘密鍵の有効性を証明する限り、被復号権委譲装置60は、複数の異なる復号権委譲装置から復号権委譲の要求があった場合でも、同一のIBE秘密鍵の一部とIBE公開鍵と電子署名とをRKG装置90に利用させて変換鍵を生成させることができる。つまり、復号権委譲のために被復号権委譲装置60が記憶・管理すべき秘密鍵はひとつで足り、PKG装置80の秘密鍵生成コストおよび被復号権委譲装置60の秘密鍵の管理コストを大幅に減少・簡易化することができ、また、数学的安全性を持った平文の交換が可能となる。
さらに、一般に広く利用されている、IDベース暗号方式による暗号化・復号を行う復号権委譲装置50および被復号権委譲装置60とPKG装置80と暗号文変換装置70とを備えた暗号文復号権委譲システムに、RKG装置90を加えることで、既存のシステムを活かした環境構築が行える。
That is, as long as the PKG device 80 proves the validity of the secret key of the ID-based encryption method generated for the decryption right delegation device 60, the decryption right delegation device 60 decrypts from a plurality of different decryption right delegation devices. Even when there is a request for delegation of rights, a conversion key can be generated by causing the RKG device 90 to use a part of the same IBE private key, the IBE public key, and the electronic signature. That is, only one secret key is required to be stored and managed by the decryption right delegation device 60 for the transfer of the decryption right, and the secret key generation cost of the PKG device 80 and the management cost of the secret key of the decryption right delegation device 60 are greatly increased. The plaintext can be exchanged with a mathematical safety.
Further, a ciphertext decryption right provided with a decryption right delegation device 50, a decryption right delegation device 60, a PKG device 80, and a ciphertext conversion device 70, which are widely used in general and perform encryption / decryption by an ID-based encryption method. By adding the RKG device 90 to the delegation system, an environment can be constructed utilizing the existing system.

なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより暗号文復号権委譲を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   The program for realizing the function of the processing unit in the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to execute a ciphertext decryption right. Delegation may be performed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

本発明の第1の実施形態によるシステムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態によるシステムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of the system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態によるシステムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of the system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態によるシステムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態によるシステムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of the system by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態によるシステムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of the system by the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 復号権委譲装置
11 PKE鍵生成部
12 PKE暗号化処理部(PKE暗号化手段)
13 PKE復号部
14 変換鍵生成部(変換鍵生成手段)
15 署名検証部(電子署名検証手段)
16 復号権委譲情報記憶部
17 送受信部
20 被復号権委譲装置
21 IBE暗号化処理部
22 IBE復号部(IBE復号手段)
23 IBE情報記憶部
24 送受信部
30 暗号文変換装置
31 暗号文変換部(暗号文変換手段)
32 変換鍵記憶部
33 送受信部
40 PKG装置(秘密鍵生成装置)
41 セットアップ処理部
42 IBE秘密鍵生成部(IBE秘密鍵生成手段)
43 署名鍵生成部
44 署名処理部(電子署名手段)
45 PKG情報記憶部
46 送受信部
50 復号権委譲装置
51 IBE暗号化処理部(IBE暗号化手段)
52 IBE復号部
53 IBE秘密鍵記憶部
54 送受信部
60 被復号権委譲装置
70 暗号文変換装置
71 暗号文検証部(暗号文検証手段)
72 暗号文変換部(暗号文変換手段)
73 変換鍵記憶部
74 送受信部
80 PKG装置(秘密鍵生成装置)
81 セットアップ処理部
82 IBE秘密鍵生成部(IBE秘密鍵生成手段)
83 署名鍵生成部
84 署名処理部(電子署名手段)
85 PKG情報記憶部
86 送受信部
90 RKG装置(変換鍵生成装置)
91 変換鍵生成部(変換鍵生成手段)
92 RKG記憶部
93 署名検証部(電子署名検証手段)
94 送受信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Decryption right transfer apparatus 11 PKE key generation part 12 PKE encryption process part (PKE encryption means)
13 PKE decryption unit 14 Conversion key generation unit (conversion key generation means)
15 Signature verification unit (electronic signature verification means)
16 Decryption Right Delegation Information Storage Unit 17 Transmission / Reception Unit 20 Decrypted Right Delegation Device 21 IBE Encryption Processing Unit 22 IBE Decryption Unit (IBE Decryption Unit)
23 IBE Information Storage Unit 24 Transmission / Reception Unit 30 Ciphertext Conversion Device 31 Ciphertext Conversion Unit (Ciphertext Conversion Unit)
32 Conversion key storage unit 33 Transmission / reception unit 40 PKG device (secret key generation device)
41 Setup processing unit 42 IBE private key generation unit (IBE private key generation means)
43 Signature key generation unit 44 Signature processing unit (electronic signature means)
45 PKG information storage unit 46 Transmission / reception unit 50 Decryption right delegation device 51 IBE encryption processing unit (IBE encryption means)
52 IBE Decryption Unit 53 IBE Secret Key Storage Unit 54 Transmission / Reception Unit 60 Decrypted Right Delegation Device 70 Ciphertext Conversion Device 71 Ciphertext Verification Unit (ciphertext verification means)
72 Ciphertext conversion unit (ciphertext conversion means)
73 Conversion key storage unit 74 Transmission / reception unit 80 PKG device (secret key generation device)
81 Setup processing unit 82 IBE private key generation unit (IBE private key generation means)
83 Signature Key Generation Unit 84 Signature Processing Unit (Electronic Signature Means)
85 PKG information storage unit 86 Transmission / reception unit 90 RKG device (conversion key generation device)
91 Conversion key generation unit (conversion key generation means)
92 RKG storage unit 93 Signature verification unit (electronic signature verification means)
94 Transceiver

Claims (5)

復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、
前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、
前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、
前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、
前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、前記公開鍵に対応する秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記公開鍵で暗号化された暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される暗号文に変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、
前記変換鍵を用いて、前記公開鍵で暗号化された暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号可能な暗号文に変換する暗号文変換手段と、
を備えることを特徴とする暗号文復号権委譲システム。
The ciphertext encrypted with the public key by the decryption right delegation device is decrypted by using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key and is based on the ID-based encryption method based on the main secret key. A ciphertext decryption right delegation system for decryption by a right delegation device,
IBE secret key generation means for generating a secret key of the ID-based encryption scheme used by the decryption right transfer device based on the main secret key;
An electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method;
An electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature;
When the electronic signature verification means determines that the electronic signature is valid, the electronic signature is encrypted with the public key based on a private key corresponding to the public key and a part of the private key of the ID-based encryption method. A conversion key generating means for generating a conversion key for converting the ciphertext into a ciphertext decrypted with the secret key of the ID-based encryption method;
Ciphertext converting means for converting ciphertext encrypted with the public key into ciphertext that can be decrypted with the secret key of the ID-based encryption method using the conversion key;
A ciphertext decryption right delegation system comprising:
復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、
秘密鍵生成装置は、
前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、
前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、
前記復号権委譲装置は、
PKE暗号方式によるPKE公開鍵を用いて平文を暗号化してPKE暗号文を生成するPKE暗号化手段と、
前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、
前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、前記PKE公開鍵に対応する秘密鍵であるPKE秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記PKE公開鍵で暗号化されたPKE暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、
暗号文変換装置は、
前記復号権委譲装置が生成した前記変換鍵を用いて前記PKE暗号文を前記IDベース暗号方式の被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、
前記被復号権委譲装置は、
前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有する
ことを特徴とする暗号文復号権委譲システム。
The ciphertext encrypted with the public key by the decryption right delegation device is decrypted by using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key and is based on the ID-based encryption method based on the main secret key. A ciphertext decryption right delegation system for decryption by a right delegation device,
The secret key generation device
IBE secret key generation means for generating a secret key of the ID-based encryption scheme used by the decryption right transfer device based on the main secret key;
Electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method,
The decryption right transfer device
PKE encryption means for generating a PKE ciphertext by encrypting a plaintext using a PKE public key in a PKE encryption method;
Electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device;
When the electronic signature verification means determines that the electronic signature is valid, based on a PKE private key that is a private key corresponding to the PKE public key and a part of the private key of the ID-based encryption method, Conversion key generation means for generating a conversion key for converting a PKE ciphertext encrypted with a PKE public key into a converted ciphertext decrypted with a secret key of the ID-based encryption method,
The ciphertext conversion device
Ciphertext conversion means for converting the PKE ciphertext into a converted ciphertext of the ID-based encryption method using the conversion key generated by the decryption right transfer device;
The decryption right transfer device
A ciphertext decryption right delegation system comprising IBE decryption means for decrypting the converted ciphertext based on a secret key of the ID-based encryption method.
復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムであって、
秘密鍵生成装置は、
前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成手段と、
前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名手段と、を有し、
前記復号権委譲装置は、
IDベース暗号方式により平文を暗号化したIBE暗号文を生成するIBE暗号化手段を有し、
変換鍵生成装置は、
前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証手段と、
前記電子署名検証手段により前記電子署名が正当であると判定した場合、主秘密鍵の一部と前記IDベース暗号方式による秘密鍵の一部とに基づいて、前記復号権委譲装置が生成した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成手段と、を有し、
暗号文変換装置は、
前記変換鍵生成装置が生成した前記変換鍵を用いて、IDベース暗号方式により暗号化した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換する暗号文変換手段を有し、
前記被復号権委譲装置は、
前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号手段を有する
ことを特徴とする暗号文復号権委譲システム。
The ciphertext encrypted with the public key by the decryption right delegation device is decrypted by using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key and is based on the ID-based encryption method based on the main secret key. A ciphertext decryption right delegation system for decryption by a right delegation device,
The secret key generation device
IBE secret key generation means for generating a secret key of an ID-based encryption method used by the decryption right transfer device based on the main secret key;
Electronic signature means for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method,
The decryption right transfer device
Having an IBE encryption means for generating an IBE ciphertext obtained by encrypting a plaintext by an ID-based encryption method;
The conversion key generation device
Electronic signature verification means for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device;
When it is determined by the electronic signature verification means that the electronic signature is valid, the decryption right transfer device generates the decryption right delegation device based on a part of the main secret key and a part of the secret key by the ID-based encryption method Conversion key generation means for generating a conversion key for converting an IBE ciphertext into a converted ciphertext decrypted with a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right delegation device;
The ciphertext conversion device
Using the conversion key generated by the conversion key generation device, the IBE ciphertext encrypted by the ID-based encryption method is decrypted by the secret key of the ID-based encryption method used by the decryption right transfer device Having ciphertext conversion means for converting into a sentence,
The decryption right transfer device
A ciphertext decryption right delegation system comprising IBE decryption means for decrypting the converted ciphertext based on a secret key of the ID-based encryption method.
復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムに具備されるコンピュータに、
秘密鍵生成装置として、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いる前記IDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成ステップと、
秘密鍵生成装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名ステップと、
前記復号権委譲装置として、PKE暗号方式によるPKE公開鍵を用いて平文を暗号化してPKE暗号文を生成するPKE暗号化ステップと、
前記復号権委譲装置として、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証ステップと、
前記復号権委譲装置として、前記電子署名が正当であると判定した場合、前記PKE公開鍵に対応する秘密鍵であるPKE秘密鍵と前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部とに基づいて、前記PKE公開鍵で暗号化されたPKE暗号文を前記IDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成ステップと、
暗号文変換装置として、前記復号権委譲装置が生成した前記変換鍵を用いて前記PKE暗号文を前記IDベース暗号方式の被変換暗号文へ変換する暗号文変換ステップと、
前記被復号権委譲装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号ステップと
を実行させるための暗号文復号権委譲プログラム。
The ciphertext encrypted with the public key by the decryption right delegation device is decrypted by using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key and is based on the ID-based encryption method based on the main secret key. In the computer provided in the ciphertext decryption right delegation system that the right delegation device decrypts,
An IBE secret key generation step for generating a secret key of the ID-based encryption scheme used by the decryption right transfer device based on the main secret key as a secret key generation device;
An electronic signature step for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method as a secret key generation device;
A PKE encryption step for generating a PKE ciphertext by encrypting a plaintext using a PKE public key by a PKE encryption method as the decryption right delegation device;
An electronic signature verification step for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device as the decryption right transfer device;
When it is determined that the electronic signature is valid as the decryption right transfer device, based on a PKE private key that is a private key corresponding to the PKE public key and a part of the private key of the ID-based encryption method, A conversion key generating step for generating a conversion key for converting the PKE ciphertext encrypted with the PKE public key into a converted ciphertext decrypted with the secret key of the ID-based encryption method;
A ciphertext conversion step for converting the PKE ciphertext into a converted ciphertext of the ID-based cryptosystem using the conversion key generated by the decryption right transfer device as a ciphertext conversion device;
A ciphertext decryption right delegation program for executing, as the decryption right transfer device, an IBE decryption step of decrypting the converted ciphertext based on a secret key of the ID-based encryption method.
復号権委譲装置によって公開鍵で暗号化された暗号文を、前記公開鍵に対応する秘密鍵とは異なる秘密鍵であって主秘密鍵に基づいたIDベース暗号方式の秘密鍵を用いて被復号権委譲装置が復号する暗号文復号権委譲システムに具備されるコンピュータに、
秘密鍵生成装置として、前記主秘密鍵に基づいて前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵を生成するIBE秘密鍵生成ステップと、
秘密鍵生成装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵の一部に基づく電子署名を生成する電子署名ステップと、
前記復号権委譲装置として、IDベース暗号方式により平文を暗号化したIBE暗号文を生成するIBE暗号化ステップと、
変換鍵生成装置として、前記秘密鍵生成装置が生成した前記電子署名の正当性を判定する電子署名検証ステップと、
変換鍵生成装置として、前記電子署名が正当であると判定した場合、主秘密鍵の一部と前記IDベース暗号方式による秘密鍵の一部とに基づいて、前記復号権委譲装置が生成した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換するための変換鍵を生成する変換鍵生成ステップと、
暗号文変換装置として、前記変換鍵生成装置が生成した前記変換鍵を用いて、IDベース暗号方式により暗号化した前記IBE暗号文を前記被復号権委譲装置が用いるIDベース暗号方式の秘密鍵で復号される被変換暗号文へ変換する暗号文変換ステップと、
前記被復号権委譲装置として、前記IDベース暗号方式の秘密鍵に基づいて前記被変換暗号文を復号するIBE復号ステップと
を実行させるための暗号文復号権委譲プログラム。
The ciphertext encrypted with the public key by the decryption right delegation device is decrypted by using a secret key that is different from the secret key corresponding to the public key and is based on the ID-based encryption method based on the main secret key. In the computer provided in the ciphertext decryption right delegation system that the right delegation device decrypts,
An IBE secret key generating step for generating a secret key of an ID-based encryption method used by the decryption right transfer device based on the main secret key as a secret key generating device;
An electronic signature step for generating an electronic signature based on a part of the secret key of the ID-based encryption method as a secret key generation device;
An IBE encryption step for generating an IBE ciphertext obtained by encrypting a plaintext by an ID-based encryption method as the decryption right transfer device;
An electronic signature verification step for determining the validity of the electronic signature generated by the secret key generation device as a conversion key generation device;
When it is determined that the electronic signature is valid as a conversion key generation device, the decryption right delegation device generates the decryption right delegation device based on a part of the main secret key and a part of the secret key by the ID-based encryption method. A conversion key generating step for generating a conversion key for converting an IBE ciphertext into a converted ciphertext decrypted with a secret key of an ID-based encryption scheme used by the decryption right delegation device;
Using the conversion key generated by the conversion key generation device as the ciphertext conversion device, the IBE ciphertext encrypted by the ID-based encryption method is a secret key of the ID-based encryption method used by the decryption right transfer device. A ciphertext conversion step for converting the decrypted ciphertext to be decrypted;
A ciphertext decryption right delegation program for executing, as the decryption right transfer device, an IBE decryption step of decrypting the converted ciphertext based on a secret key of the ID-based encryption method.
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