JP5201522B2 - 画像処理装置及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理装置及びプログラムに関する。
従来、ネットワーク上を流れるデータの盗聴を防止する手法としては、ＳＳＬ（セキュアソケット層）／ＴＬＳ（トランスポート層セキュリティ）などの規格化された暗号通信プロトコルが知られている。また、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）とプリンタを接続したケーブル上を流れるプリントデータの盗聴を防止する手法として、ＰＣ側でプリンタの公開鍵で暗号化してプリンタに送信し、プリンタ側では受信した暗号データをプリンタの秘密鍵で復号化する公開鍵暗号方式を用いた手法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１３４２６４
本発明は、複雑な構成又は高価な手段を用いず、かつ鍵の解読を容易とせずに暗号側と復号側で鍵を共有し、画像処理装置内部を伝送する情報及び離れた装置間を伝送する情報の盗聴を防止する技術を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、時系列に変化する値を生成する第１の値生成手段と、前記第１の値生成手段が生成した値の時系列上の位置情報を出力する位置情報出力手段と、前記第１の値生成手段が生成した値に基づいて鍵を生成する第１の鍵生成手段と、前記第１の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて所定の情報を暗号化する暗号化手段と、前記時系列に変化する値と同一の時系列に変化する値を生成する第２の値生成手段と、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報に基づいて前記第１の値生成手段が生成した値を前記第２の値生成手段に再生成させる再生成手段と、前記第２の値生成手段が再生成した値に基づいて鍵を生成する第２の鍵生成手段と、前記第２の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて前記暗号化手段が暗号化した所定の情報を復号化する復号化手段と、前記暗号化手段が暗号化した所定の情報と前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報の記憶場所を関連付けする関連付け手段と、前記暗号化手段が暗号化した所定の情報、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報、および前記関連付け手段が関連付けた関連付け情報をそれぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の値生成手段と前記第２の値生成手段が生成する前記時系列に変化する値は、乱数列の値又は所定の関数に基づく数列の値であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１の値生成手段が出力した値に基づいて使用する暗号手順及び／又は鍵長及び／又は暗号化単位及び／又は暗号強度を選択する第１の選択手段と、前記第２の値生成手段が出力した値に基づいて使用する暗号手順及び／又は鍵長及び／又は暗号化単位及び／又は暗号強度を選択する第２の選択手段と、を備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、前記画像読み取り手段が読み取った画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、前記暗号化手段は、前記画像読み取り手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、画像を送受信する画像送受信手段と、画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、前記画像送受信手段が送受信する画像及び前記画像読み取り手段が読み取った画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、前記暗号化手段は、前記画像送受信手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像読み取り手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、画像を送受信する画像送受信手段と、前記画像送受信手段が送受信する画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、前記暗号化手段は、前記画像送受信手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、画像処理装置内において、時系列に変化する値を生成する第１の値生成手段と、前記第１の値生成手段から値を出力させる値出力手段と、前記第１の値生成手段が出力した値の時系列上の位置情報を出力する位置情報出力手段と、前記第１の値生成手段が出力した値に基づいて鍵を生成する第１の鍵生成手段と、前記第１の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて所定の情報を暗号化する暗号化手段と、前記時系列に変化する値と同一の時系列に変化する値を生成する第２の値生成手段と、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報に基づいて前記第１の値生成手段が出力した値を前記第２の値生成手段に再生成させる再生成手段と、前記第２の値生成手段が再生成した値に基づいて鍵を生成する第２の鍵生成手段と、前記第２の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて前記暗号化手段が暗号化した所定の情報を復号化する復号化手段と、前記暗号化手段が暗号化した所定の情報と前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報の記憶場所を関連付けする関連付け手段と、前記暗号化手段が暗号化した所定の情報、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報、および前記関連付け手段が関連付けた関連付け情報をそれぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、を機能させるためのプログラムである。
請求項１によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、第１の値生成手段と第２の値生成手段とを同期する必要がないため、簡易な構成及び安価な手段を用いて、鍵の解読を困難にしつつ暗号側と復号側で鍵を共有し、画像処理装置内部を伝送する情報の盗聴を防止することができる。
請求項２によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、乱数列の値であれば、鍵の解読を困難にし、所定の関数に基づく数列の値であれば、簡易及び安価な手段で構成することができる。
請求項３によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、暗号化された情報（以下、暗号文とする）から暗号化前の情報（以下、平文とする）の解読を困難にすることができる。
請求項４によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、複写機内部を伝送する画像情報の盗聴を防止することができる。
請求項５によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、画像送受信機、画像読み取り機、印刷機、複写機、及びそれらを備えた複合機内部を伝送する画像情報の盗聴を防止することができる。
請求項６によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、画像送受信機、印刷機内部を伝送する画像情報の盗聴を防止することができる。
請求項７によれば、本件発明を適用しない場合と比べて、第１の値生成手段と第２の値生成手段とを同期する必要がないため、簡易な構成及び安価な手段を用いて、鍵の解読を困難にしつつ暗号側と復号側で鍵を共有し、画像処理装置内部を伝送する情報の盗聴を防止することができる。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、鍵の共有技術を備えた画像処理装置の一例について述べる。
（第１の実施形態の構成）
図１は、スキャナ、プリンタ、ファクシミリ、ネットワーク機能を複合的に備えた画像処理装置の一例である複合機の概略ブロック図である。複合機１０は、スキャナ、プリンタ、ファクシミリ、ネットワークの各装置間を伝送する画像データなどの情報を共通鍵暗号方式にて暗号化する機能、および復号化する機能を有している。
複合機１０には、画像送受信手段の一例であるＦＡＸ１４と、同様に画像送受信手段の一例であり、ＷＡＮ（広域通信網）又はＬＡＮ（構内通信網）を介して他の端末と通信を行うイーサネット（登録商標）１５と、画像読み取り手段の一例であるスキャナ１６と、画像処理手段の一例であり、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等から構成される画像処理回路１７と、印刷手段の一例であり、帯電／露光／現像／転写／定着プロセスの印刷制御を行うプリントエンジン１８と、記憶手段の一例であり、不揮発性の外部記憶装置であるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１９と、これらを接続する外部バス１１ａと、これら全体の制御を行うＣＰＵ（中央処理演算装置）１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラム及びプログラムに必要なデータを格納するＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）１３と、ＣＰＵ１１の作業領域として使用するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、を備えている。
図２（Ａ）は、スキャナ１６、画像処理回路１７、プリントエンジン１８間を伝送する画像データなどの情報を暗号化／復号化する際の概略ブロック図である。図２（Ａ）に示すように、スキャナ１６で暗号化された画像データなどの情報は、画像処理回路１７に転送され、画像処理回路１７において復号化される。画像処理回路１７が画像処理したデータは、暗号化されてＨＤＤ１９に格納したり、プリントエンジン１８に転送して復号化し、印刷することも可能である。また、図１に記載するＦＡＸ１４及びイーサネット（登録商標）１５と画像処理回路１７との間を伝送する情報を暗号化することも可能である。この実施例では、複合機を例に取り上げるが、画像読み取り手段、画像処理手段、及び印刷手段を備えた複写機や、画像送受信手段及び印刷手段を備えたプリンタ、ＦＡＸ等の装置内の暗号化にも本発明を利用することが可能である。
図２（Ｂ）は、暗号化／復号化処理の構成を詳細化した詳細ブロック図である。暗号側には、値出力手段の一例である転送信号２５ａ、同期手段の一例であるクロック発振器２１ａ、第１の値生成手段の一例である乱数発生器２２ａ、第１の鍵生成手段である鍵生成回路２３ａ、暗号化手段の一例である暗号化回路２４ａを備えている。一方、復号側には、同期手段の一例であるクロック発振器２１ｂ、第２の値生成手段の一例である乱数発生器２２ｂ、第２の鍵生成手段の一例である鍵生成回路２３ｂ、復号化手段の一例である復号化回路２４ｂを備えている。
転送信号２５ａは、図２（Ａ）において、スキャナ１６から画像処理回路１７に画像データなどの情報を転送する際に使用する信号である。この信号線が乱数発生器２２ａ、２２ｂに接続されている。転送信号２５ａは、乱数発生器２２ａ、２２ｂから同時に乱数値を出力させる。転送信号２５ａは、疑似データを送信することで出力させることもできる。また、転送信号の代わりに垂直同期信号及び水平同期信号など複合機１０内の既存の信号を利用することも可能である。もちろん、専用の制御信号線を備えてもよい。さらに、図５（Ａ）、（Ｂ）のようにスキャナ１６、画像処理回路１７、プリントエンジン１８内すべての乱数発生器に制御信号を出力して、同一の鍵を共有させる構成にすることも可能である。
クロック発振器２１ａ、２１ｂは、水晶発振子、セラミック発振子等で構成され、同一周波数のクロック信号を乱数発生器２２ａ、２２ｂに出力して、同期させる。
図２（Ｃ）は、乱数発生器２２ａ、２２ｂの詳細図である。乱数発生器２２ａ、２２ｂは、線形フィードバックレジスタであり、時系列に同一の疑似乱数を生成する。線形フィードバックレジスタは、シフトレジスタ２０ｃと排他的論理和回路２４ｃから構成される。シフトレジスタ２０ｃは、１ビットの情報を保持する複数のフリップフロップで構成され、数ビット〜数百ビット等の情報を記憶できる。入力端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃは、それぞれ初期値を入力する端子、モード制御信号を入力する端子、クロック信号を入力する端子である。出力端子２５ｃは、シフトレジスタ２０ｃの値（乱数値）を出力する端子である。
以下、乱数発生の流れについて説明する。まず、入力端子２１ｃから初期値を入力する。次にシフトレジスタ２０ｃのうち一つ又は二つ以上の予め定められた出力が排他的論理和回路２４ｃに供給される。排他的論理和回路２４ｃの出力信号は、シフトレジスタ２０ｃのシリアル入力端子に入力される。入力端子２２ｃより入力されるモード制御信号が「０」であり、かつ入力端子２３ｃからクロック信号が供給されると、右端の１ビットが捨てられ、排他的論理和回路２４ｃの１ビットの出力信号がシフトレジスタ２０ｃの左端に格納される。その後は、クロック信号が入力される毎にシフトレジスタ２０ｃの値が更新される動作を繰り返す。
例えば、初期値として０００１１１１１（１０進表記で３１）を８ビットのシフトレジスタに入力する場合を考える。クロック信号を入力すると、左から２ビット目（０）、４ビット目（１）、６ビット目（１）の排他的論理和を算出（０）する。そして、シフトレジスタの０００１１１１１を右に１ビットシフトさせて、左端に算出した０を格納すると、シフトレジスタの値は、００００１１１１（１０進表記で１５）に更新される。さらにクロック信号を入力すると、２ビット目（０）、４ビット目（０）、６ビット目（１）の排他的論理和を算出（１）する。シフトレジスタの００００１１１１を右に１ビットシフトさせて、左端に算出した１を格納すると、シフトレジスタ値は、１００００１１１（１０進表記で１３５）に更新される。以下、クロック信号が入力される毎に上記を繰り返す。
この例では、時系列に変化する値の一例として、疑似乱数値を取り上げたが、半導体素子の熱雑音を利用した物理乱数値やより簡易な構成となるインクリメント値など所定の関数からなる数列値を用いてもよい。例えば、インクリメント値であれば、レジスタと加算器を備え、クロック信号が入力される毎にレジスタ値に１を加算して、レジスタ値を更新する。８ビットのレジスタであれば、０，１，２，・・・，２５５，０，１，２，・・・と値が繰り返される。また、等差数列や等比数列、漸化式、非線形関数に基づく数列などを生成させる論理回路を備えてもよい。
鍵生成回路２３ａ、２３ｂは、入力した乱数のビット値を入れ替える転置回路、シフトレジスタ等から構成され、乱数発生器２２ａ、２２ｂからそれぞれ入力した乱数に基づいて鍵を生成する。暗号化回路２４ａは、鍵生成回路２３ａが生成した鍵に基づいて入力データを暗号化する。暗号アルゴリズムは、公知の共通鍵暗号方式であるＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）やＤＥＳの暗号処理を３回繰り返すＴｒｉｐｌｅ ＤＥＳ（Ｔｒｉｐｌｅ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、１２８ビットブロック暗号であるＩＤＥＡ（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）やＤＥＳに代わる次世代暗号標準であるＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などを用いることができる。
以下、鍵生成と暗号化処理について、公知のＤＥＳを例に取り上げて、その概要について説明する。図１１（Ａ）は、鍵生成回路２３ａ、２３ｂにおける鍵生成のフローチャートである。まず、前述の転送信号によって５６ビットの乱数にパリティ８ビットを加えた６４ビットの乱数が入力される（ステップＳ１１０）。そして、選択転置１でパリティ８ビットを除去してビット入れ替えを行った後（ステップＳ１１１）、左右２８ビットずつのブロックに分ける（ステップＳ１１２）。図１１（Ｂ）は、予め定められた選択転置１用のデータ列である。このデータ列は、例えば、転置前の第５７ビット目が転置後の第１ビット目になることを示している。左右２８ビットのブロックは、処理段数毎に定められたシフト数（図１１（Ｃ））によってそれぞれ左シフトされる（ステップＳ１１３）。そして、左右のブロックを結合した５６ビットに対して選択転置２（図１１（Ｄ））をして４８ビットにする。これが第１段目の内部鍵となる。この４８ビットの内部鍵が鍵生成回路２３ａで生成されて、暗号化回路２４ａに入力される。
図１２（Ａ）は、暗号化回路２４ａにおける暗号化のフローチャートである。まず、平文から先頭の６４ビットを入力する（ステップＳ１２０）。次に６４ビットの平文は、初期転置（図１２（Ｂ））されて（ステップＳ１２１）、左右３２ビットのブロックに２分割される（ステップＳ１２２）。そして、前述した４８ビットの内部鍵と右３２ビットがｆ関数と呼ばれる非線形関数に入力される（ステップＳ１２３）。ここではｆ関数についてはＤＥＳの文献を参照されたい。ｆ関数の３２ビットの出力値と左３２ビットの排他的論理和を演算し（ステップＳ１２４）、左３２ビットと右３２ビットを入れ替えると（ステップＳ１２５）、第１段目が終了する。以下、ステップＳ１２３からステップＳ１２５までを第１６段目まで繰り返す。その際、ステップＳ１２３で利用される内部鍵の生成も繰り返される（図１１（Ａ）のステップＳ１１２からステップＳ１１４まで）。そして、左右３２ビットを結合して最終転置（図１２（Ｃ））を行うと（ステップＳ１２６）、６４ビットの暗号文が生成される（ステップＳ１２７）。その後、平文から次の６４ビットを入力し、これまでと同様の手順を繰り返す。
図３（Ｂ）にブロック暗号の概略を示した。この図では、テキストデータを暗号化する例を示しているが、画像データの場合も同様である。１バイト文字（８ビット）から構成されているテキストデータは、６４ビットごとにブロック化されて、暗号文が出力される。
復号化回路２４ｂは、鍵生成回路２３ｂが生成した鍵に基づいて暗号化回路２４ａで暗号化したデータを復号化する。復号処理の流れは、暗号化回路２４ａと同様である。
（第１の実施形態の動作）
以下では、鍵の共有手順の一例について述べる。図３（Ａ）は、乱数初期化のタイミングチャートの一例である。転送信号は、乱数発生器２２ａ、２２ｂから同時に乱数を出力させた後、乱数発生器２２ａ、２２ｂを初期化する。
図４は、処理手順の一例を示すフローチャートである。画像データなどの情報が転送開始されると（Ｓ４０ａ、Ｓ４０ｂ）、乱数発生器に転送信号が入力され（ステップＳ４１ａ、Ｓ４１ｂ）、暗号側、復号側において同じ乱数が同時に出力される。この際、前述のとおり乱数発生器は初期化される。出力された乱数に基づいて、鍵が生成されて（ステップＳ４３ａ、Ｓ４３ｂ）、前述のＤＥＳアルゴリズムで暗号化される（Ｓ４４ａ）。暗号文が転送されると（ステップＳ４５ａ）、復号側で受信し（ステップＳ４５ｂ）、復号化される（ステップＳ４５ｂ）。次いで、終了する（ステップＳ４６ａ、ステップＳ４６ｂ）。このプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、鍵の共有技術を利用した画像処理装置の一例について述べる。
（第２の実施形態の構成）
第１の実施形態と同様の複合機（図１参照）を例に取り上げ説明する。図６（Ｂ）は、暗号化／復号化処理の構成を詳細化した詳細ブロック図である。暗号側には、第１の値生成手段の一例である乱数発生器６１ａと、転送信号６５ａと、位置情報出力手段の一例であるカウンタ６４ａと、第１の鍵生成手段の一例である鍵生成回路６２ａと、暗号化手段の一例である暗号化回路６３ａとを備えている。一方、復号側には、第２の値生成手段の一例である乱数発生器６１ｂと、再生成手段の一例である乱数再生成回路６５ｂ及びカウンタ６４ｂと、第２の鍵生成手段の一例である鍵生成回路６２ｂと、復号化手段の一例である復号化回路６３ｂとを備えている。以下では、第１の実施形態と異なる構成について詳述する。
乱数発生器６１ａ、６１ｂは、真性乱数ではない疑似乱数値又はインクリメント値など所定の関数に基づく値を生成する。例えば、疑似乱数値を生成させるのであれば、図２（Ｃ）と同様の構成で実現できる。
転送信号６５ａは、図６（Ａ）のスキャナ１６から画像処理回路１７へ画像データなどの情報を転送する際や、画像処理回路１７からＨＤＤ１９に転送する際などに使用される信号であり、その信号線が乱数発生器６１ａ及びカウンタ６４ａに接続されている。そして、転送信号６５ａは、乱数発生器６１ａから乱数を出力させ、カウンタ６４ａからその乱数のカウント値を出力させる。この転送信号６５ａを利用せず、水平同期信号や垂直同期信号を利用してもよい。もちろん、その他の既存の信号でもよいし、専用に制御信号を利用することも可能である。
カウンタ６４ａ、６４ｂは、加算器、レジスタ等から構成されている。カウンタ６４ａ、６４ｂは、それぞれ乱数発生器６１ａ、６１ｂが生成した乱数をカウントする。例えば、乱数発生器が初期値から１Ｆ，ＣＢ，３３と生成すると、カウンタは、１，２，３とカウント値を出力する。カウント値は、乱数発生器６１ａ、６１ｂが生成する値の時系列上の位置情報の一例である。乱数発生器６１ａ、６１ｂが生成する値の時系列上の位置情報の他の例としては、乱数発生器が初期化された時点からの経過時間を利用することができる。この場合、時間情報の計測手段、及び出力手段が必要となる。
乱数再生成回路６５ｂは、レジスタ、論理積回路等から構成される。暗号側からカウント値を受信すると、乱数発生器６１ｂを初期化する。そして、カウンタ６４ｂのカウント値を入力し、論理積回路を使用して受信したカウント値と比較する。受信したカウント値と生成したカウント値が一致すると、乱数発生器６１ｂに乱数を出力させる。例えば、受信したカウント値が３だとすると、乱数発生器に１Ｆ，ＣＢ，３３まで乱数を発生させて、３番目の３３を出力させる。
その他の鍵生成回路６２ａ、６２ｂ及び暗号化回路６３ａ、復号化回路６３ｂは第１の実施形態（図２）と同様の構成である。
図６（Ｃ）は、記憶手段の一例であるＨＤＤ１９に暗号データとカウント値を格納する場合の構成である。ＳＷ（ソフトウェア）８０は、暗号側で生成されたカウント値を加工（暗号化等）する加工手段の一例であり、かつ暗号文とカウント値を関連付けする関連付け手段の一例でもある。ＳＷ８０は、図１のＲＯＭ１３に格納されており、ＣＰＵ１１によって実行される。
図７は、ＨＤＤ１９の記憶領域を示す概念図である。図７（Ａ）では、より安全度を増すため暗号データとカウント値データが異なる場所に記憶されており、その記憶場所が関連付けデータとして格納されている。一方、図７（Ｂ）では、加工されたカウント値データと暗号データが結合（関連付け）されたデータとして格納されている。また、加工されたカウント値データは、復元手段の一例でもあるＳＷ８０によって復元される。
（第２の実施形態の動作）
以下では、このカウント値を利用した鍵の共有手順の一例について述べる。図８は、プログラムを実行するための手順の一例を示すフローチャートである。画像データなどの情報（平文）が転送開始されると（Ｓ８０ａ、Ｓ８０ｂ）、暗号側の乱数発生器とカウンタは転送信号を入力し（ステップＳ８１ａ）、乱数発生器から乱数が、カウンタからカウント値が出力される（ステップＳ８２ａ、ステップＳ８３ａ）。出力された乱数に基づいて、鍵が生成されて（ステップＳ８４ａ）、平文が暗号化される（ステップＳ８５ａ）。暗号文とカウント値が転送されると（ステップＳ８６ａ）、復号側で受信され（ステップＳ８１ｂ）、乱数再生成回路により乱数が再生成されて（ステップＳ８２ｂ）、鍵が生成される（ステップＳ８３ｂ）。そして、転送された暗号文が復号化される（ステップＳ８４ｂ）。次いで、終了する（ステップＳ８７ａ、ステップＳ８５ｂ）。このプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、請求項５に記載の発明を利用した一例について述べる。
図１３（Ｂ）は、第１の選択手段の一例である選択回路１３６ａと第２の選択手段の一例である選択回路１３６ｂを備えている。選択回路１３６ａ、１３６ｂは、除算器、レジスタ、ＲＯＭ等で構成される。この選択回路１３６ａ、１３６ｂは、乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいて暗号手順の一例である暗号アルゴリズムを選択するための選択信号を出力する。
暗号化回路１３４ａ、復号化回路１３４ｂは、前述した公知のＤＥＳ、Ｔｒｉｐｌｅ ＤＥＳ、ＩＤＥＡ、ＡＥＳの他、独自に開発したアルゴリズムなどを複数備えている。そして、選択回路１３６ａ、１３６ｂからの選択信号に基づいて暗号アルゴリズムの論理回路が選択される。
以下の表１は、選択回路１３６ａ、１３６ｂが前述の暗号アルゴリズムを選択するためのテーブルの一例である。例えば、選択できる暗号アルゴリズムがＤＥＳ、ＩＤＥＡ、ＡＥＳの３種類あり、乱数値が１００であるとすると、１００を３で割った剰余の１が選択信号として出力される。１の選択信号が出力されると、暗号化回路１３４ａ、復号化回路１３４ｂは、ＩＤＥＡで所定の情報を暗号化／復号化する。
Figure 0005201522
また、暗号化回路１３４ａ、復号化回路１３４ｂは、その他の暗号手順の一例であるブロック暗号モードを複数処理できるように論理回路を構成していてもよい。ブロック暗号モードとしては、例えば、図９（Ａ）に示すように平文ブロックをそのまま暗号ブロックに置き換える公知のＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｄｅ Ｂｏｏｋ）モードや図９（Ｂ）に示すように暗号ブロックを次の平文ブロックの排他的論理和に使用するＣＢＣ（Ｃｉｐｈｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｈａｉｎｉｎｇ）モードなどがある。以下の表２は、選択回路１３６ａ、１３６ｂが、乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいてブロック暗号モードを選択するためのテーブルの一例である。
Figure 0005201522
その他、選択回路１３６ａ、１３６ｂは、乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいて鍵長や暗号化単位の一例であるブロック長を選択する信号を出力するように構成してもよい。この場合には鍵生成回路１３３ａ、１３３ｂ内に複数の鍵長の鍵を生成できるように論理回路を構成する必要がある。以下の表３、４は、選択回路１３６ａ、１３６ｂが乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいて鍵長やブロック長の選択するためのテーブルの一例である。
Figure 0005201522
Figure 0005201522
さらに、選択回路１３６ａ、１３６ｂは、乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいて暗号強度を選択できるようにしてもよい。暗号強度とは、暗号文から鍵を用いずに平文を推測する困難度である。暗号強度は、一般的に鍵長を指すことが多いが、暗号文から平文の推測までに係る時間として定義することもできる。その際は、予め所定のコンピュータで、所定の暗号アルゴリズム、所定のブロック暗号モード、所定の鍵長及び所定のブロック長などを用いて暗号化した暗号文について、鍵を総当たり的に生成して平文を算出するまでに要する時間を計測する。その計測結果によって暗号アルゴリズム、ブロック暗号モード、鍵長及びブロック長などの組み合わせによる暗号強度を設定することができる。以下の表５は、選択回路１３６ａ、１３６ｂが、乱数発生器１３２ａ、１３２ｂが出力した乱数に基づいて暗号強度を選択するためのテーブルの一例である。
Figure 0005201522
図１３（Ｂ）におけるその他の構成は、図２（Ｂ）と同様である。また、図１３（Ｃ）において選択回路１４６ａ、１４６ｂや鍵生成回路１４２ａ、１４２ｂ、暗号化回路１４３ａ、復号化回路１４３ｂは、図１３（Ｂ）の構成と同様であり、その他の構成は、図６（Ｃ）と同様である。
以上のように暗号手順、鍵長、暗号化単位及び暗号強度を選択する構成を備えることができる。
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、暗号通信システムの一例について述べる。
（第４の実施形態の構成）
図１０（Ａ）は、暗号通信システム９０のシステム構成図の一例である。この例では、暗号側には請求項９に記載の暗号通信装置の一例であるＰＣ９１ａ、スキャナ９２ａ、複合機９３ａ、ＦＡＸ９４ａなどの装置があり、この装置内で暗号化された画像データなどの情報は、請求項１０に記載の暗号通信装置の一例であるルータ９５、ＷＡＮ９６、ルータ９７などを介して、復号側のＰＣ９１ｂ、プリンタ９２ｂ、複合機９３ｂ、ＦＡＸ９４ｂなどに送信される。そして、これらの装置内で復号化される。また、この例に限定せず、通信回線としては、電話回線網を利用したアナログ通信、ＩＳＤＮ（統合サービスデジタル網）を利用したデジタル通信、光ファイバ網を利用した光通信、赤外線を用いた光無線通信、無線ＬＡＮ等の無線通信、移動体通信、衛星通信などでもよい。暗号側、復号側の端末としては、無線機、携帯電話及びＰＨＳ等の移動体端末などでもよい。
図１０（Ｂ）は、ＰＣ９１ａ、スキャナ９２ａ、複合機９３ａ、及びＦＡＸ９４ａが備える暗号処理の構成と、ＰＣ９１ｂ、プリンタ９２ｂ、複合機９３ｂ、及びＦＡＸ９４ｂが備える復号処理の構成の詳細図である。この構成は、第２の実施形態の構成（図６）とほぼ同様であるため、異なる構成について説明する。
ＳＹＮ（同期）信号１０５ａは、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）における送信開始時に送出される同期信号である。このＳＹＮ信号が乱数発生器１０１ａ及びカウンタ１０４ａに対して出力するように構成されている。この例では、ＳＹＮ信号を使用したが、それ以外の既存の信号を用いてもよい。
ＮＩＣ（ネットワークインターフェイスカード）１０６ａ、１０６ｂは、それぞれ送信手段、受信手段の一例である。ＮＩＣ１０６ａ、１０６ｂは、公知のイーサネット（登録商標）・アダプタであり、ＬＡＮにおいて隣接ノード間の伝送を制御する。また、送信手段、受信手段のその他の例としては、モデム、ＤＳＵ（加入者回線終端装置）、ＴＡ（ターミナルアダプタ）、無線ＬＡＮカード、光通信装置、無線装置でもよい。
また、図１０（Ｃ）は、暗号／復号処理の構成を専用の集積回路で構成せず、特定のＯＳ（オペレーティングシステム）上で動作するソフトウェアで全てを構成した例である。
（第４の実施形態の動作）
情報の送信が開始されると、暗号側の乱数発生器とカウンタにＳＹＮ信号が出力され、乱数発生器から乱数が、カウンタからカウント値が出力される。出力された乱数に基づいて、鍵が生成されて、情報が暗号化される。暗号文とカウント値が送信されると、復号側で受信されて、乱数再生成回路により乱数が再生成され、鍵が生成される。そして、送信された暗号文が復号化される。このフローは、図８のフローチャートと同様である。このプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態では、暗号通信システムの一例について述べる。
（第５の実施形態の構成）
第５の実施形態における暗号通信システムのシステム構成は、図１０（Ａ）と同様である。また、図１０（Ａ）の各装置における暗号／復号処理の構成は、図２（Ｂ）に記載される構成と同様の構成となる。ただし、この図２（Ｂ）の構成において、転送信号の代わりに高精度の時刻信号を出力するセシウム原子時計、ルビジウム原子時計を搭載したＧＰＳ（全地球測位システム）衛星からのＧＰＳ信号を利用することができる。また、乱数発生器２２ａ、２２ｂから同時に乱数を出力させた後、初期化することにより乱数発生器２２ａと乱数発生器２２ｂを正確に同期させることができる。また、ＧＰＳ衛星に限らず、インターネットで利用されている時刻同期プロトコルであるＮＴＰ（ネットワークタイムプロトコル）やＦＭ（周波数変調）のＮＨＫ（日本放送協会）ラジオ放送による時報などを受信して同期させてもよい。
（第５の実施形態の動作）
第５の実施形態における鍵の共有手順の一例は、図４と同様である。図４におけるステップＳ４１ａ、ステップＳ４１ｂの「転送信号入力」は、前述したＧＰＳ信号やＮＴＰ、ＮＨＫラジオ放送による時報などを受信するステップに置き換えたものとなる。このプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能である。
本発明は、スキャナ、ＦＡＸ、プリンタ、及びこれらの複合機、ＰＣ、通信ボードなどに利用することができる。
画像処理装置の一例である複合機の概略ブロック図である。 第１の実施形態における暗号化／復号化の概略ブロック図（Ａ）、詳細ブロック図（Ｂ）、乱数発生器の詳細図（Ｃ）である。 乱数初期化のタイミングチャート（Ａ）、ブロック暗号の概略図（Ｂ）である。 プログラムのフローチャートの一例である。 第１の実施形態の変形例における暗号化／復号化の概略ブロック図（Ａ）、詳細ブロック図（Ｂ）である。 第２の実施形態における暗号化／復号化の概略ブロック図（Ａ）、詳細ブロック図（Ｂ）、（Ｃ）である。 ＨＤＤの記憶領域を示す概念図である。 プログラムのフローチャートの一例である。 ブロック暗号モードの概略図である。 暗号通信システムのシステム構成図（Ａ）、詳細ブロック図（Ｂ）、（Ｃ）である。 鍵生成回路における鍵生成のフローチャートである。 暗号化回路における暗号化のフローチャートである。 第３の実施形態における暗号化／復号化の概略ブロック図（Ａ）、詳細ブロック図（Ｂ）、（Ｃ）である。
２５ａ…転送信号、２１ａ、２１ｂ…クロック発振器、２２ａ、２２ｂ…乱数発生器、２３ａ、２３ｂ…鍵生成回路、２４ａ、２４ｂ…暗号化回路

Claims (7)

  1. 時系列に変化する値を生成する第１の値生成手段と、
    前記第１の値生成手段が生成した値の時系列上の位置情報を出力する位置情報出力手段と、
    前記第１の値生成手段が生成した値に基づいて鍵を生成する第１の鍵生成手段と、
    前記第１の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて所定の情報を暗号化する暗号化手段と、
    前記時系列に変化する値と同一の時系列に変化する値を生成する第２の値生成手段と、
    前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報に基づいて前記第１の値生成手段が生成した値を前記第２の値生成手段に再生成させる再生成手段と、
    前記第２の値生成手段が再生成した値に基づいて鍵を生成する第２の鍵生成手段と、
    前記第２の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて前記暗号化手段が暗号化した所定の情報を復号化する復号化手段と、
    前記暗号化手段が暗号化した所定の情報と前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報の記憶場所を関連付けする関連付け手段と、
    前記暗号化手段が暗号化した所定の情報、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報、および前記関連付け手段が関連付けた関連付け情報をそれぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記第１の値生成手段と前記第２の値生成手段が生成する前記時系列に変化する値は、乱数列の値又は所定の関数に基づく数列の値であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記第１の値生成手段が出力した値に基づいて使用する暗号手順及び／又は鍵長及び／又は暗号化単位及び／又は暗号強度を選択する第１の選択手段と、前記第２の値生成手段が出力した値に基づいて使用する暗号手順及び／又は鍵長及び／又は暗号化単位及び／又は暗号強度を選択する第２の選択手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
  4. 画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
    前記画像読み取り手段が読み取った画像を画像処理する画像処理手段と、
    前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、
    前記暗号化手段は、前記画像読み取り手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  5. 画像を送受信する画像送受信手段と、
    画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
    前記画像送受信手段が送受信する画像及び前記画像読み取り手段が読み取った画像を画像処理する画像処理手段と、
    前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、
    前記暗号化手段は、前記画像送受信手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像読み取り手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  6. 画像を送受信する画像送受信手段と、
    前記画像送受信手段が送受信する画像を画像処理する画像処理手段と、
    前記画像処理手段が画像処理した画像を印刷する印刷手段と、を有し、
    前記暗号化手段は、前記画像送受信手段と前記画像処理手段との間及び／又は前記画像処理手段と前記印刷手段との間を伝送する画像を暗号化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 画像処理装置内において、
    時系列に変化する値を生成する第１の値生成手段と、
    前記第１の値生成手段から値を出力させる値出力手段と、
    前記第１の値生成手段が出力した値の時系列上の位置情報を出力する位置情報出力手段と、
    前記第１の値生成手段が出力した値に基づいて鍵を生成する第１の鍵生成手段と、
    前記第１の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて所定の情報を暗号化する暗号化手段と、
    前記時系列に変化する値と同一の時系列に変化する値を生成する第２の値生成手段と、
    前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報に基づいて前記第１の値生成手段が出力した値を前記第２の値生成手段に再生成させる再生成手段と、
    前記第２の値生成手段が再生成した値に基づいて鍵を生成する第２の鍵生成手段と、
    前記第２の鍵生成手段が生成した鍵に基づいて前記暗号化手段が暗号化した所定の情報を復号化する復号化手段と、
    前記暗号化手段が暗号化した所定の情報と前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報の記憶場所を関連付けする関連付け手段と、
    前記暗号化手段が暗号化した所定の情報、前記位置情報出力手段が出力した時系列上の位置情報、および前記関連付け手段が関連付けた関連付け情報をそれぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、
    を機能させるためのプログラム。
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