JP5521543B2

JP5521543B2 - 暗号記録媒体

Info

Publication number: JP5521543B2
Application number: JP2009296087A
Authority: JP
Inventors: 篤浩佐橋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2011137877A

Description

本発明は、通常の状態では記録された画像が目視認識できない状態に隠蔽され、復元時には隠蔽された形状情報が特定の波長を持つ光源下で可視化され、元の形状情報が判読できるようになる暗号記録媒体に関する。

通常状態では隠蔽された状態で記録された情報を、必要となった時点で利用したい、といったニーズは古くからあり、例えば、隠蔽シールや圧着ハガキなどは身近な例である。これらは、ワンタイム用途（使い捨て）であり、一過性の利用には好適であるが、これに対し、非利用時には高度な機密性を保ちながら、利用時には簡便な操作での復元し、かつ、繰り返し利用可能という相反する要求を満たすのは甚だ困難である。

上記のような要求に対する技術の一つとして視覚復号型暗号技術がある。これは元となる画像情報を、不規則なパターンで構成される複数の画像（シェア画像と呼ぶ）に分散させることによって目視認識できない状態の画像に加工し、これらのシェア画像を重ね合わせることによって元の画像情報を視認可能な状態に復元させる技術である。
例えば、特許文献１は、視覚復号型暗号技術を用いて、隠蔽層等の手段によらずに情報を隠蔽する記録媒体の構成および製作に関する技術を開示している。
なお、視覚復号型暗号技術やシェア画像の生成手段等については種々の方式のものが提案されているが、特に先駆的論文である非特許文献１に原理や生成法が詳しく述べられている。

特開２００１−１１８１２２号公報

M.Naor and A.Shamir,"Visual Cryptography", Proc. of Eurocrypt'94 May 1994

上記のように、視覚復号型暗号技術は、目視による手操作により復元が可能となる簡便さが利点であるが、一方で、複数のシェア画像を重ねて元の画像を復元することから、シェア画像の数の媒体を必要し、しかも元の画像を復元するには、これら複数の媒体を精密に重ね合わせる操作が必要となる。

図１は、視覚復号型暗号技術を用いて暗号化および復元する過程を表わす図であるが、例えば、図１のように２つのシェア画像から復元画像１３の「Ｔ」を得ようとする場合、必要となる媒体の数は２となり複数の媒体を使用することになる。しかも図２に示すように、重ね合わせて目視することから、両媒体の重なり合う面は平滑であり、かつ、少なくとも一方の媒体は透明媒体ａ２１のように透明なシート状であることが必須となる。また、２つのシェア画像を重ねるにあたっては、重なりの僅かのずれで白の部分が現われ背景との濃淡差が小さくなるため、復元すべき画像と背景の判別が難しくなるという問題がある。

そこで本発明は、視覚復号型暗号技術を用いながらも、２つのシェア画像を同一の媒体上に形成でき、元の画像を復元する際には２つのシェア画像を厳密に重ね合わせるような面倒な操作を必要としない暗号記録媒体を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は、
元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンを基材上に重畳して形成した暗号記録媒体であって、
前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記第１の暗号パターンの画素を構成するドットと、前記第２の暗号パターンの画素を構成するドットとは互いに重ならないように配列され、
元画像の４×４ドットに対して、ともに少なくとも空白部分を含む粗と密の差異により、復元画像が視認可能に表示されることを特徴とする。

本発明による暗号記録媒体によれば、２つのシェア画像を同一の媒体上に形成できるため媒体のコスト低減が図れるとともに、シェア画像同士の重ね合わせの操作を必要としない。また、透明媒体を必要とせず、さらにシート状である必要もないことから、媒体の素材や大きさの制約がなくなる。

視覚復号型暗号技術の概念図従来の視覚復号型暗号技術の復元の様子を示す図暗号パターンの模式図復元画像を示す図画素の分割を示す図本発明の暗号パターン生成過程を示す図本発明の暗号パターンによる復元画像の詳細を示す図

以下、図３〜７を用いて、本発明の詳細を説明する。
図３は、本発明の暗号パターンの生成過程を、従来の視覚復号型暗号技術による暗号パターンの生成過程と比較しながら示した模式図である。図３（Ａ）は従来の視覚復号型暗号技術による暗号パターンの生成過程について、また図３（Ｂ）は本発明による暗号パターンの生成過程について、それぞれのパターンを形成する画素に着目して説明したものである。なお、以下では従来の視覚復号型暗号技術による暗号パターンと本発明による暗号パターンを区別するために、前者をシェアパターン、後者を新暗号パターンと呼ぶこととする。

まず、従来の視覚復号型暗号技術によるシェアパターンについて説明する。
従来の視覚復号型暗号技術によるシェアパターンは、図３（Ａ）に示すように、元の画像を構成する画素（元画像の画素３０）を整数比（図例では２×２）の小領域３５に分割し、各小領域３５に白または黒を割り当てることにより生成される。
このように生成されたシェアパターンがシェア画像Ａおよびシェア画像Ｂを構成する画素である。すなわち、シェアパターンａ３２ａおよびシェアパターンａ３３ａのパターンがシェア画像Ａの画素となり、シェアパターンｂ３２ｂおよびシェアパターンｂ３３ｂのパターンがシェア画像Ｂの画素となる。そしてシェア画像Ａとシェア画像Ｂとを重ね合わせ元の画像を復元する際は、シェアパターンａ３２ａとシェアパターンｂ３２ｂのような２つのパターンの重ね合わせが復元画素３２のような「白」を表わす画素となり、シェアパターンａ３３ａとシェアパターンｂ３３ｂの２つのパターンの重ね合わせが復元画素３３のような「黒」を表わす画素となる。

続いて、本発明の新暗号パターンについて説明する。
本発明の新暗号パターンの生成にあたっては、図３（Ｂ）に示すように、まず、図３（Ａ）に示した２×２の小領域をさらに整数比で分割する新分割パターン４１を規定する。このように分割された各領域（これをドットと呼ぶ）に白または黒を割り当てることによりそれぞれ新暗号パターンａおよび新暗号パターンｂを生成する。なお、新暗号パターンを生成する過程は、後に図５を用いて詳述する。

このように生成された新暗号パターンの組み合せにより、新復元パターン４２または新復元パターン４３のような２種のパターンが形成される。例えば、新暗号パターンａ４２ａと新暗号パターンｂ４２ｂのような２つのパターンが同時に観察されると新暗号パターン４２のようなドットの分布からなる画素となり、同様に、新暗号パターンａ４３ａと新暗号パターンｂ４３ｂの２つのパターンが同時に観察されると新暗号パターン４３のようなドットの分布からなる画素となる。

図４は、このように生成された新暗号パターンによる復元画像を、従来の視覚復号型暗号技術による復元画像と比較しながら示した図であり、図４（Ａ）は従来の視覚復号型暗号技術による復元画像を、また図４（Ｂ）は本発明の暗号パターンによる復元画像を表わす。

図４（Ａ）および（Ｂ）は、何れも、２つのシェア画像の合成により「ｓｅｃｒｅｔ」の文字部が背景部から区別し識別できる様子を表わす。
従来の視覚復号型暗号技術による復元画像を表わす図４（Ａ）は、２つのシェア画像を重ね合わせた際に現れる画像を観察し、「白」を表わす不規則パターンと「黒」を表わす塗りつぶしパターンの濃度差により文字部３６と背景部３７を区別する。

これに対し、本発明の暗号パターンによる復元画像では、図４（Ｂ）に示すように、文字部４６と背景部４７の画素パターンの粗密の差によって判別する。すなわち、図３（Ｂ）の新復元パターン４２が集まった状態は「粗」の画素の分布として視認され、また、新復元パターン４３の集まりは「密」の画素の分布として視認される。また、このとき、２つのシェア画像は同一媒体上に置かれており、後述する２種の特定光源で照射された際に新復元パターン４２と新復元パターン４３が視認可能な状態となる。

図５は、元となる画素の分割により本発明の新暗号パターンのドットを生成する様子を表わす。
図５（イ）は、本発明の新暗号パターンの生成に用いるテンプレートを説明する図であり、図５（ロ）は、同テンプレートにより新暗号パターンを生成する過程を示す図である。
図５（イ）のテンプレート５０は、新分割パターン４１に千鳥格子状に「１」または「２」を割り振ったものであり、この「１」「２」により、元画像の画素４０を、重複なく２つの暗号パターンに分割することができる。

そこで、図５（ロ）に示すように、例えば、従来の視覚復号型暗号技術によるシェアパターン３２ａに、テンプレート５０の「１」（すなわちテンプレート５１「１」）を作用させ、シェアパターンａ３２ａのうち「１」に対応するドットを有効とするように操作すると、新暗号パターンａ４２ａのようなドットのパターンが得られる。同様に、シェアパターンｂ３２ｂにテンプレート５２「２」を作用させることにより新暗号パターンｂ４２ｂが得られ、また、シェアパターンｂ３３ｂにテンプレート５２「２」を作用させることにより新暗号パターン４３ｂが得られる。

このように従来の視覚復号型暗号技術のおけるシェア画像Ａおよびシェア画像Ｂの各画素にテンプレート５０の「１」および「２」を作用させることにより、本発明の第１および第２の暗号パターンの２種の暗号パターンを生成することができる。

図６は、本発明の新暗号パターンの模式図であり、元画像の画素４０がテンプレート５０によりドットの重複なく新暗号パターンａと新暗号パターンｂの２つの画素に分けられる様子を示す。
図６に示すように、新暗号パターンａと新暗号パターンｂとの重畳により新復元パターン４２と新復元パターン４３の２種の組み合わせが現われる。なお、図では、理解のために縦横のハッチングにより新復元パターンａと新復元パターンｂを区別している。
また、新復元パターンａおよび新復元パターンｂは、それぞれ異なる波長の励起光で発光する蛍光物質を含有する２種のインキで形成され、図６における、ハッチングを施された各ドットは、前記インキが発光状態にあることを表わす。

図７は、本発明の暗号パターンによる復元画像の詳細を表わす図である。
復元画像７０は、第１の暗号パターン７１と第２の暗号パターン７２とが、ともに発光状態にあることを示しており、この結果、文字部４６と背景部４７が識別でき、「ｓ」の文字が視認できる。これに対し、第１の暗号パターン７１、第２の暗号パターン７２の何れかが単独で発光した状態では、それぞれの不規則パターンが現われるのみで文字部４６と背景部４７の判別はできない。
境界拡大像７６は、文字部４６と背景部４７の境界部の様子を拡大して示したものであり、これにより、背景部と文字部とでは、ドットの分布に「粗」「密」の違いがあることがわかる。

なお、図７では、第１の暗号パターン７１および第２の暗号パターン７２は、説明のため分離して表現されているが、実際は、同一媒体上に重畳して形成されている。
また、拡大像７５は、暗号パターンのドットの態様を拡大して示したものである。

上記のように、同一媒体上に形成した第１の暗号パターン７１と第２の暗号パターン７２から復元画像７０を得るために、本発明の暗号記録媒体では両パターンをそれぞれ異なる波長の励起光で発光する蛍光物質を含有するインキにより形成する。
例えば、Ａ光源の励起光でＡインキが発光し、Ａ光源と異なる波長のＢ光源の励起光でＢインキが発光するものとすると、Ａ光源ではＢインキは発光せず、Ｂ光源ではＡインキが発光しないため、このようなＡインキおよびＢインキで第１、第２の暗号パターンを形成すれば、Ａ光源とＢ光源を同時に用いたときのみ復元画像が現われることになる。これにより、可視光下ではもちろんのこと、ＡまたはＢ光源の何れか単独の条件下では復元画像が現われず、暗号記録媒体の秘密性が保たれる。

上記ＡインキおよびＢインキとしては、蛍光顔料を用いた蛍光インキと呼ばれる色材が好適である。蛍光顔料としては、可視光より波長の短い紫外線により励起され可視光を発光する紫外線発光蛍光体がよく知られ多用されるが、他に赤外線により励起され可視光を発光する赤外線発光蛍光体が知られている（特開２００５−８２７７０号公報「赤外可視変換蛍光体」）。
ここで赤外線発光蛍光体について簡単に触れると、紫外線発光蛍光体の発光は、紫外領域の光に励起された電子または正孔が、より低いエネルギー準位に戻る際により長波長の光（可視光）を放出する現象によるのに対し、赤外線発光蛍光体の発光は、赤外線で励起された状態からさらに光を吸収して高い準位に上がる二段階励起により準位が上がり可視光を放出する現象による。

第１の暗号パターン７１と第２の暗号パターン７２の形成には、それぞれ異なる波長の励起光で発光する蛍光インキを用いればよいが、一方に紫外線発光の蛍光インキ、他方に赤外線発光の蛍光インキを用いれば、紫外光と赤外光の両方を用いたときのみ復元画像が読み取り可能となるため、第３者による解読は一層困難となる。なお、上記蛍光インキは可視光下では無色または半透明であり、常態（可視光下）では蛍光インキが形成するパターンは視認できない。

以上説明したように、本発明の暗号記録媒体によれば、２つの秘密画像を同一の媒体上に形成できるため、復元画像を得る際に、従来のように秘密画像同士の重ね合わせの操作を必要としない。また、透明媒体を必要とせず、しかも1つの媒体であるため媒体のコスト低減が図れるとともに、にシート状である必要もないことから、媒体の素材や大きさの制約もなくなる。

１０元画像
１１シェア画像Ａ
１２シェア画像Ｂ
１３復元画像
２１透明媒体ａ
２２媒体ｂ
３０元画像の画素
３１分割パターン
３２シェアパターン
３３シェアパターン
３６文字部
３７背景部
４０元画像の画素
４１新分割パターン
４２新復元パターン
４３新復元パターン
５０テンプレート
７０復元画像
７１第１の暗号パターン
７２第２の暗号パターン

Claims

元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンを基材上に重畳して形成した暗号記録媒体であって、
前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記第１の暗号パターンの画素を構成するドットと、前記第２の暗号パターンの画素を構成するドットとは互いに重ならないように配列され、
元画像の４×４ドットに対して、ともに少なくとも空白部分を含む粗と密の差異により、復元画像が視認可能に表示されることを特徴とする暗号記録媒体。