JP6262104B2 - 匿名化メッセージシステム、端末ノード、パブリックノード、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、匿名化メッセージシステム、端末ノード、パブリックノード、方法及びプログラムに関する。

従来より、メッセージの内容を秘密にしたまま、受信者にメッセージを送信できる技術が知られている。

例えば、非特許文献１は、Ｔｏｒ（Ｔｈｅ Ｏｎｉｏｎ Ｒｏｕｔｅｒ）の技術を開示する。Ｔｏｒ（トーアと言う。）とは、送信者が全ての中間ルーティングノードからメッセージの内容を秘密にしたまま、複数のホップを通じて受信者にメッセージを送信できるような、非常によく知られたオニオンルーティングベースの通信サービスである。受信者は、同様の経路を通じて、そのメッセージに対して返信することができる。トーアの主な利点は、ブロックされていない転送ノードの使用を介しての、受信者へのアクセスをブロックするファイアーウォールを送信者がバイパスすることができることである。

また、クラウドに関する論文である非特許文献２では、そのメッセージの送信者の安全性よりも匿名性を提供している。また、受信者からのメッセージが送信者の元へ転送されてくる。クラウドのアルゴリズムにおいては、ネットワークにおけるノードは、その以前のものからのメッセージを、一定の確率で、ランダムなノード、又は最終的な受信者のサーバのいずれかに転送する。そのメッセージの内容は、転送ノードから見えるが、その安全性は、暗号化を用いることで保護される。

Ｄｉｎｇｌｅｄｉｎｅ， Ｒｏｇｅｒ， Ｎｉｃｋ Ｍａｔｈｅｗｓｏｎ， ａｎｄ Ｐａｕｌ Ｓｙｖｅｒｓｏｎ． "Ｔｏｒ： Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｎｉｏｎ ｒｏｕｔｅｒ．" Ｎａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ＤＣ， ２００４． Ｒｅｉｔｅｒ， Ｍｉｃｈａｅｌ Ｋ．， ａｎｄ Ａｖｉｅｌ Ｄ． Ｒｕｂｉｎ． "Ｃｒｏｗｄｓ： Ａｎｏｎｙｍｉｔｙ ｆｏｒ ｗｅｂ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ．" ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ （ＴＩＳＳＥＣ） １．１ （１９９８）： ６６−９２．

しかしながら、匿名化メッセージの転送は、通常、ＯＳＩ参照モデルの低い階層において実行されている。そして、移動体端末のような限定された操作環境において、アプリケーションのプログラマーがカスタムされたメッセージの転送を実行することを、困難にしている。さらに、匿名化されたメッセージの転送は、一般的に、ネットワーク接続性の停止を受けるオーバーレイ・ネットワークに依存している。

そこで、オーバーレイ・ネットワークに依存しないで、アプリケーションのプログラマーにとっても実行できるような技術であって、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信する技術が求められている。

本発明は、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる匿名化メッセージシステム、端末ノード、パブリックノード、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、ＨＴＴＰに載せられたメッセージの匿名ルーティングの方法により、受領者又は中間端末から送信者の身元を隠し、最終的な受領者を除いて、誰のメッセージ内容であるかを隠す。本発明は、転送処理のために、複数の中間ノードから構成されるものと同様に、安全性が確保されていないパブリッククラウドを利用する。

具体的には、本発明は、ＨＴＴＰに載せられるアプリケーション層のメッセージ転送プロトコルと、送信者の識別を不可能にするようなメッセージの安全性を保証する加法準同型暗号とを利用し、以下のような解決手段を提供する。

（１） 通信ネットワークに接続された、複数の端末ノードであってリストに登録されている前記端末ノードと、パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとから構成される匿名化メッセージシステムであって、前記端末ノードは、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択する端末選択手段と、前記端末選択手段によって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信手段と、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、前記端末選択手段によってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備え、前記パブリックノードは、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を、前記端末ノードによって指定されたノードに転送するパブリックノード転送手段と、を備え、前記受信者ノードは、前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信手段と、前記受信者ノード受信手段によって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号手段と、を備える、匿名化メッセージシステム。

（１）の構成によれば、（１）に係る匿名化メッセージシステムにおいて、端末ノードは、リストに登録されている端末ノード又は受信者ノードの中からランダムに選択したノードを転送先として指定し、メッセージから準同型暗号によって暗号化されて作成された暗号文をパブリックノードに送信する。パブリックノードは、端末ノードによって送信された暗号文を受信し、端末ノードによって転送先として指定されたノードに転送する。
そして、端末ノードは、パブリックノードによって転送された暗号文を受信し、端末ノード又は受信者ノードをランダムに選択し、選択したノードを転送先として指定し、受信した暗号文から準同型暗号によってさらに暗号化した暗号文をパブリックノードに転送し、パブリックノードは、端末ノードによって転送された暗号文を受信し、端末ノードによって転送先として指定されたノードに転送する。指定されたノードが受信者ノードの場合、受信者ノードは、パブリックノードから転送された暗号文を受信し、受信した暗号文を復号する。

すなわち、（１）に係る匿名化メッセージシステムは、一の端末ノードがメッセージを暗号化し、リストに登録されている端末ノード又は受信者ノードの中からランダムに選択したノードを指定してパブリックノードに暗号文を送信すると、パブリックノードから転送された暗号文を受信した端末ノードが、他の端末ノード又は受信者ノードをランダムに指定して、受信した暗号文をさらに暗号化した暗号文を、パブリックノードに転送する。このように、（１）に係る匿名化メッセージシステムは、端末ノードの間で転送を繰り返した後に、暗号文を受信者ノードに送信する。

したがって、（１）に係る匿名化メッセージシステムは、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（２） パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとが接続された通信ネットワークに接続され、リストに登録されている端末ノードであって、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記暗号文を最終的に受信する前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択する端末選択手段と、指定された前記端末ノード又は前記受信者ノードに転送する前記パブリックノードに、前記端末選択手段によって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を送信する端末送信手段と、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、前記端末選択手段によってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備える、端末ノード。

したがって、（２）に係る端末ノードは、通信ネットワークに接続された複数の端末ノード間でメッセージを転送し、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（３） （１）に記載された匿名化メッセージシステムが実行する方法であって、前記端末ノードにおいて、前記暗号化手段が、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化ステップと、端末選択手段が、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムに前記端末ノードを選択する端末選択ステップと、前記端末送信手段が、前記端末選択ステップによって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化ステップによって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信ステップと、前記端末受信手段が、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信ステップと、前記端末転送手段が、前記端末選択ステップによってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信ステップによって受信された前記暗号文から前記暗号化ステップによってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送ステップと、を備え、前記パブリックノードにおいて、前記パブリックノード受信手段が、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信ステップと、前記パブリックノード転送手段が、前記パブリックノード受信ステップによって受信された前記暗号文を、前記端末ノードによって指定されたノードに転送するパブリックノード転送ステップと、を備え、前記受信者ノードにおいて、前記受信者ノード受信手段が、前記パブリックノード転送ステップによって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信ステップと、前記受信者ノード復号手段が、前記受信者ノード受信ステップによって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号ステップと、を備える、方法。

したがって、（３）に係る方法は、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（４） コンピュータに、（３）に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。

したがって、（４）に係るプログラムは、コンピュータに、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信させることができる。

（５） 通信ネットワークに接続された複数の端末ノードであってリストに登録されている前記端末ノードと、パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとから構成される匿名化メッセージシステムであって、前記端末ノードは、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、前記受信者ノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信手段と、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、前記受信者ノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備え、前記パブリックノードは、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択手段と、前記パブリックノード選択手段によって選択されたノードに、前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送手段と、を備え、前記受信者ノードは、前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信手段と、前記受信者ノード受信手段によって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号手段と、を備える、匿名化メッセージシステム。

（５）の構成によれば、（５）に係る匿名化メッセージシステムにおいて、端末ノードは、受信者ノードを転送先として指定し、メッセージから準同型暗号によって暗号化されて作成された暗号文をパブリックノードに送信する。パブリックノードは、端末ノードによって送信された暗号文を受信し、リストに登録されている端末ノード又は受信者ノードの中からランダムに選択したノードに転送する。そして、端末ノードは、パブリックノードから転送された暗号文を受信し、受信者ノードを転送先として指定し、受信した暗号文から準同型暗号によってさらに暗号化した暗号文をパブリックノードに転送する。パブリックノードは、端末ノードによって転送された暗号文を受信し、リストに登録されている端末ノード又は受信者ノードの中からランダムに選択したノードに転送する。パブリックノードが受信者ノードを転送先として選択した場合、受信者ノードは、パブリックノードから転送された暗号文を受信し、受信した暗号文を復号する。

すなわち、（５）に係る匿名化メッセージシステムは、一の端末ノードがメッセージを暗号化し、暗号化した暗号文をパブリックノードに送信すると、受信したパブリックノードが、リストに登録されている端末ノード又は受信者ノードの中からランダムに選択したノードに暗号文を転送する。パブリックノードによって転送された暗号文を受信した端末ノードは、暗号文をさらに暗号化し、パブリックノードに転送する。このように、（５）に係る匿名化メッセージシステムは、端末ノードの間で転送を繰り返した後に、暗号文を受信者ノードに送信する。

したがって、（５）に係る匿名化メッセージシステムは、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（６） リストに登録されている端末ノードと、受信者としての受信者ノードとが接続された通信ネットワークに接続されているパブリッククラウドとしてのパブリックノードであって、前記端末ノードから送信された暗号文であって前記端末ノードがメッセージから準同型暗号によって暗号化した前記暗号文、又は前記端末ノードから転送された前記暗号文であって前記端末ノードが受信した前記暗号文を前記準同型暗号によってさらに暗号化した前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記暗号文を最終的に受信する前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択手段と、前記パブリックノード選択手段によって選択されたノードに、前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送手段と、を備える、パブリックノード。

したがって、（６）に係るパブリックノードは、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（７） （５）に記載された匿名化メッセージシステムが実行する方法であって、前記端末ノードにおいて、前記暗号化手段が、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化ステップと、前記端末送信手段が、前記受信者ノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化ステップによって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信ステップと、前記端末受信手段が、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信ステップと、前記端末転送手段が、前記受信者ノードを転送先として指定し、前記端末受信ステップによって受信された前記暗号文から前記暗号化ステップによってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送ステップと、を備え、前記パブリックノードにおいて、前記パブリックノード受信手段が、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信ステップと、前記パブリックノード選択手段が、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択ステップと、前記パブリックノード転送手段が、前記パブリックノード選択ステップによって選択されたノードに、前記パブリックノード受信ステップによって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送ステップと、を備え、前記受信者ノードにおいて、前記受信者ノード受信手段が、前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信ステップと、前記受信者ノード復号手段が、前記受信者ノード受信ステップによって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号ステップと、を備える、方法。

したがって、（７）に係る方法は、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

（８） コンピュータに、（７）に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。

したがって、（８）に係るプログラムは、コンピュータに、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信させることができる。

本発明によれば、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。本発明によれば、安全性が確保されていないサードパーティ（例えば、クラウドコンピュータ）を使用して匿名メッセージを受信者ノードに送信することができる。
さらに、本発明は、移動体端末のような複数のプラットフォームの上で操作できるＨＴＴＰに載せられることによって、ＨＴＭＬ５のアプリケーション層において実行できる。本発明は、複数のシンクライアント接続を行う仲介役としての頑健なネットワーク接続を用い、さらに、暗号化を通じてメッセージ内容の安全性も提供する。

本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステムを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステムにおけるメッセージの暗号化を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る匿名化メッセージシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る匿名化メッセージシステムの処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る匿名化メッセージシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係る匿名化メッセージシステムの処理の一例を示すフローチャートである。

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
実施形態１では、端末ノード１０によってパブリックノード２０からの転送先の選択が行われる。
図１は、本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステム１を説明するための図である。匿名化メッセージシステム１は、次の４種類の構成要素を有する。
タイプＡ：送信者ノード（タイプＡの端末ノード１０と言う。）
タイプＢ：転送ノード（タイプＢの端末ノード１０と言う。）
タイプＣ：パブリッククラウドとしてのノード（パブリックノード２０と言う。）
タイプＤ：メッセージの最終的な受信者としてのノード（受信者ノード３０と言う。）

タイプＡとタイプＢの端末ノード１０は、同等の機能を有する。事実、端末ノード１０は、タイプＡ（送信者ノード）にもなれるし、タイプＢ（転送ノード）にもなることができる。なお、匿名性を担保するためには、パブリックノード２０と受信者ノード３０とは、それぞれが保有する情報の秘密が互いに保持されることが必要である。

匿名化メッセージシステム１が起動すると、多数のタイプＡ又はタイプＢの端末ノード１０はパブリックノード２０に接続する。それぞれの端末ノード１０は、パブリックノード２０に接続されている端末ノード１０のリストを入手する。タイプＡ又はタイプＢの端末ノード１０は、パブリックノード２０に接続された端末ノード１０の全体、又は、その一部のリストを保持する。

匿名化メッセージシステム１の動作は、クラウドアルゴリズムに似ている。クラウドアルゴリズムとの違いは、準同型暗号を利用して、メッセージの秘密化と送信者の識別不能化とを行うことである。

例えば、メッセージｍを送信するとき、タイプＡの端末ノード１０（例えば、図１におけるＮ１）は、例えば、加法準同型暗号を行う関数Ｅを用いてメッセージｍの暗号文Ｅ（ｍ）を生成する。メッセージｍの最終的な受信者である受信者ノード３０は、暗号化関数Ｅによって生成された暗号文Ｅ（ｍ）を復号するための秘密鍵を保持している。

タイプＡの端末ノード１０（例えば、図１におけるＮ１）は、暗号文Ｅ（ｍ）の送信先であるパブリックノード２０が転送すべき転送先のノードを、パブリックノード２０に接続された端末ノード１０が登録されているリスト又は受信者ノード３０よりランダムにピックアップ（選択）し、パブリックノード２０に暗号文Ｅ（ｍ）を送信する。パブリックノード２０は、端末ノード１０（例えば、図１におけるＮ１）によりピックアップされたノード（例えば、図１におけるＮ２）に暗号文Ｅ（ｍ）を転送する。

暗号文Ｅ（ｍ）を受信したタイプＢの端末ノード１０（例えば、図１におけるＮ２）は、暗号文Ｅ（ｍ）の送信先であるパブリックノード２０が転送すべき転送先のノードを、端末ノード１０が登録されているリスト又は受信者ノード３０よりランダムにピックアップし、パブリックノード２０に暗号文Ｅ（ｍ）を転送する。

タイプＢの端末ノード１０（例えば、図１におけるＮ２）は、転送先のノードとしてタイプＢの端末ノード１０、又は、受信者ノード３０のいずれをピックアップしたかどうかにかかわらず、暗号文Ｅ（ｍ）をＥ（ｍ）Ｅ（０）のように変形した上でパブリックノード２０に転送する。Ｅ（ｍ）Ｅ（０）＝Ｅ（ｍ＋０）＝Ｅ（ｍ）であることは、加法準同型暗号の特性から明らかである。

このことから、暗号文は変化するが、元のメッセージの内容は変化しない。全ての中継転送ホップの回数分、暗号文にＥ（０）が乗算されるため最初の送信元が識別不能となる。

受信者ノード３０は、最終的に、タイプＢの端末ノード１０への転送がｋ回（ｋは０以上の整数）された後に暗号文を受け取る。そして、その内容は、実質的に、Ｅ（ｍ）Ｅ（０）Ｅ（０）…ｋ回…Ｅ（０）＝Ｅ（ｍ＋０＋０＋…ｋ回…＋０）である。このため、受信者ノード３０は、メッセージｍを得るために、暗号文を単純に復号することができる。

しかし、受信者ノード３０は、暗号文を解析しても、その暗号文が転送された回数を把握することはできない。また、どの端末ノード１０がその暗号文を転送したかについて知ることもできない。同様に、どの端末ノード１０がメッセージを送信したかについて知ることもできない。

パブリックノード２０では、受信の度に毎回、異なる暗号文を処理することになるため、たとえ、全ての暗号文に関するログを集めたとしても、２つの暗号文が、同じメッセージについての暗号文であるかどうかを識別することはできない。

本発明は、一方向のメッセージ送信のみを可能としており、受信者は、受信したメッセージに対する応答をすることはできない。
これは、電子投票のようなシナリオにおいて有効である。
本発明は、ＨＴＴＰベースで処理することができるため、ＨＴＭＬ５のようなアプリケーション層で実行することもできる。したがって、モバイル端末等であっても、そのネットワークスタック内に新たなライブラリをインストールすることなく、匿名化メッセージ送信ネットワークに加わることができる。

攻撃シナリオのなかで、ｎ個の転送ノード（タイプＢの端末ノード１０）の中からｋ個が正常で、残りが不正なノードであって、それら不正なノードが暗号文に対するＥ（０）の乗算をしていないとしても、本発明は、ｋ−匿名性を有している。このような状況は、不正ノードが、単一の悪意ある攻撃者によって作成されたＳｙｂｉｌ（文献「Ｄｏｕｃｅｕｒ，Ｊｏｈｎ Ｒ．“Ｔｈｅ ｓｙｂｉｌ ａｔｔａｃｋ．”Ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｂｅｒｌｉｎ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，２００２．２５１−２６０．」のＳｙｂｉｌ攻撃を参照）によって生じるが、受信者ノード３０によってほとんど制御されうる。

本発明は、ＰａａＳ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ）のクラウド環境の上に構築される新しいクラウドサービス（ＸａａＳ（Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ ａｓ ａ ｓｅｒｖｉｃｅ））の概念に調和している。本発明は、ＨＴＴＰベースのエンドポイントに接続して、匿名でメッセージを送信することができる軽量クライアント又は転送ノード（タイプＢの端末ノード１０）を提供するパブリッククラウド上で匿名ルーティングサービスの開発に利用することができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステム１におけるメッセージの暗号化を説明するための図である。
図２（１）の例は、端末ノード１０によって転送されるメッセージの構成の例である。メッセージは、例えば、暗号化されたヘッダ部と、実際のデータを含むデータ部とから構成される。図２（２）の例は、ヘッダ部の構成の例である。例えば、１２８ビットＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）暗号化メッセージによる構成とすると、ヘッダ部は、２０４８ビットＰａｉｌｌｉｅｒ暗号の場合、２５６ビット×８ブロックから構成され、１ブロックは、６４ビットのタグ部と６４ビットのＩＶ部と、１２８ビットの鍵とから構成される。
端末ノード１０による転送の際、端末ノード１０が受信した暗号文のヘッダ部に暗号が乗算されることによって、暗号文は、ヘッダ部を構成するブロックが１ブロック分シフトされて暗号化される。

図３は、本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステム１の構成を示すブロック図である。匿名化メッセージシステム１は、通信ネットワークに接続された複数の端末ノード１０であってリストに登録されている端末ノード１０と、パブリッククラウドとしてのパブリックノード２０と、受信者としての受信者ノード３０とから構成される。各ノードごとに詳述する。

端末ノード１０は、暗号化手段１１と、端末選択手段１２と、端末送信手段１３と、端末受信手段１４と、端末転送手段１５とを備える。端末ノード１０は、最初にメッセージを暗号化して送信する場合にタイプＡの端末ノード１０として作動し、パブリックノード２０から暗号文を受信すると、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

暗号化手段１１は、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する。具体的には、暗号化手段１１は、受信者ノード３０が記憶している秘密鍵に対応する暗号化関数Ｅによって暗号化する。暗号化手段１１は、準同型暗号として加法準同型暗号のＰａｉｌｌｉｅｒ暗号を用いてメッセージを暗号化するとしてもよい。

端末選択手段１２は、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムにノードを選択する。リストは、パブリックノード２０に接続されている端末ノード１０のリストである。リストは、端末ノード１０がパブリックノード２０に接続されると更新され、パブリックノード２０に接続されている端末ノード１０に、配布される。

端末送信手段１３は、端末選択手段１２によって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから暗号化手段１１によって作成された暗号文をパブリックノード２０に送信する。すなわち、端末送信手段１３は、端末ノード１０がタイプＡの端末ノード１０として作動する場合に、端末選択手段１２によって選択されたノードをパブリックノード２０が転送すべき転送先として指定し、パブリックノード２０に暗号文を送信する。

端末受信手段１４は、パブリックノード２０によって転送された暗号文を受信する。端末ノード１０は、端末受信手段１４によって暗号文を受信すると、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

端末転送手段１５は、端末選択手段１２によってノードを選択し、選択したノードをパブリックノード２０が転送すべき転送先として指定し、端末受信手段１４によって受信された暗号文から暗号化手段１１によってさらに暗号化された暗号文をパブリックノード２０に転送する。すなわち、端末転送手段１５は、転送先であるパブリックノード２０が転送すべき転送先のノードを端末選択手段１２によって選択し、選択した端末ノード１０又は受信者ノード３０をパブリックノード２０が転送すべき転送先として指定し、受信した暗号文から暗号化手段１１によってさらに暗号化した暗号文をパブリックノード２０に転送する。

パブリックノード２０は、パブリックノード受信手段２１と、パブリックノード転送手段２２とを備える。

パブリックノード受信手段２１は、端末ノード１０によって送信又は転送された暗号文を受信する。
パブリックノード転送手段２２は、パブリックノード受信手段２１によって受信された暗号文を、端末ノード１０によって指定されたノードに転送する。
すなわち、パブリックノード２０は、端末ノード１０から受信した暗号文が、端末ノード１０から最初に送信されたものか、パブリックノード２０から端末ノード１０に転送された後に端末ノード１０からパブリックノード２０に転送されて送信されたものかを識別することができない。また、端末ノード１０によって最初に指定された転送先が受信者ノード３０であっても、パブリックノード２０は、転送先として受信者ノード３０が指定されて端末ノード１０から最初に送信されたものか、パブリックノード２０から端末ノード１０に転送された後に転送先として受信者ノード３０が指定されて端末ノード１０からパブリックノード２０に転送されて送信されたものかを識別することができない。

受信者ノード３０は、受信者ノード受信手段３１と、受信者ノード復号手段３２とを備える。

受信者ノード受信手段３１は、パブリックノード転送手段２２によって転送された暗号文を受信する。受信者ノード復号手段３２は、受信者ノード受信手段３１によって受信された暗号文を復号する。具体的には、受信者ノード復号手段３２は、記憶している秘密鍵（例えば、暗号化関数Ｅの秘密鍵）を用いて暗号文を復号する。

図４は、本発明の一実施形態に係る匿名化メッセージシステム１の処理の一例を示すフローチャートである。匿名化メッセージシステム１における端末ノード１０、パブリックノード２０及び受信者ノード３０は、それぞれコンピュータ及びその周辺装置が備えるハードウェア並びに該ハードウェアを制御するソフトウェアによって構成され、以下の処理は、制御部（例えば、ＣＰＵ）が、ＯＳの下で所定のソフトウェアに従い実行する処理である。

ステップＳ１０１において、端末ノード１０のＣＰＵ（暗号化手段１１、端末選択手段１２、端末送信手段１３）は、メッセージを暗号化し、リストに登録されている自己以外の他の端末ノード１０又は受信者ノード３０をランダムに選択し、選択したノードを転送先として指定し、暗号文をパブリックノード２０に送信する。この端末ノード１０は、タイプＡの端末ノード１０として作動する。

ステップＳ２０１において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード転送手段２２）は、暗号文を受信し、指定された端末ノード１０又は受信者ノード３０に転送する。

ステップＳ１０２において、端末ノード１０のＣＰＵ（端末受信手段１４）は、暗号文を受信する。この端末ノード１０は、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

ステップＳ１０３において、タイプＢの端末ノード１０のＣＰＵ（暗号化手段１１、端末選択手段１２、端末転送手段１５）は、リストに登録されている自己以外の他の端末ノード１０又は受信者ノード３０をランダムに選択し、選択したノードをパブリックノード２０が転送すべき転送先として指定し、受信した暗号文をさらに暗号化した暗号文をパブリックノード２０に転送する。

ステップＳ２０２において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード転送手段２２）は、暗号文を受信し、転送元の端末ノード１０によって指定されたノードに暗号文を転送する。すなわち、端末ノード１０によって指定されたノードが端末ノード１０の場合、暗号文は繰り返し転送される。

ステップＳ２０３において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード転送手段２２）は、転送元の端末ノード１０によって指定されたノードが受信者ノード３０の場合、受信した暗号文を受信者ノード３０に転送する。

ステップＳ３０１において、受信者ノード３０のＣＰＵ（受信者ノード受信手段３１、受信者ノード復号手段３２）は、暗号文を受信し、復号する。

［実施形態２］
実施形態２では、パブリックノード２０によってパブリックノード２０からの転送先の選択が行われる。すなわち、端末ノード１０は、受信者ノード３０を指定してパブリックノード２０に送信又は転送する。パブリックノード２０は、転送先として端末ノード１０又は受信者ノード３０をランダムに選択して、転送する。
図５は、本発明の実施形態２に係る匿名化メッセージシステム１の構成を示すブロック図である。匿名化メッセージシステム１は、通信ネットワークに接続された複数の端末ノード１０であってリストに登録されている端末ノード１０と、パブリッククラウドとしてのパブリックノード２０と、受信者としての受信者ノード３０とから構成される。各ノードごとに詳述する。

端末ノード１０は、暗号化手段１１と、端末送信手段１３と、端末受信手段１４と、端末転送手段１５とを備える。端末ノード１０は、最初にメッセージを暗号化して送信する場合にタイプＡの端末ノード１０として作動し、パブリックノード２０から暗号文を受信すると、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

暗号化手段１１は、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する。実施形態１と同様である。

端末送信手段１３は、受信者ノード３０を転送先として指定し、メッセージから暗号化手段１１によって作成された暗号文をパブリックノード２０に送信する。すなわち、端末送信手段１３は、端末ノード１０がタイプＡの端末ノード１０として作動する場合に、受信者ノード３０を転送先として指定し、パブリックノード２０に暗号文を送信する。

端末受信手段１４は、パブリックノード２０によって転送された暗号文を受信する。実施形態１と同様に、端末ノード１０は、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

端末転送手段１５は、受信者ノード３０を転送先として指定し、端末受信手段１４によって受信された暗号文から暗号化手段１１によってさらに暗号化された暗号文をパブリックノード２０に転送する。

パブリックノード２０は、パブリックノード受信手段２１と、パブリックノード転送手段２２と、パブリックノード選択手段２３とを備える。

パブリックノード受信手段２１は、端末ノード１０によって送信又は転送された暗号文を受信する。
パブリックノード選択手段２３は、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムにノードを選択する。
パブリックノード転送手段２２は、パブリックノード選択手段２３によって選択されたノードに、パブリックノード受信手段２１によって受信された暗号文を転送する。
すなわち、パブリックノード２０は、端末ノード１０から受信した暗号文が、端末ノード１０から最初に送信されたものか、パブリックノード２０から端末ノード１０に転送された後に端末ノード１０からパブリックノード２０に転送されて送信されたものかを識別することができない。また、パブリックノード２０は、転送先として受信者ノード３０をランダムに選択したとしても、端末ノード１０から最初に送信されたものに対して受信者ノード３０を選択したのか、パブリックノード２０から端末ノード１０に転送された後に端末ノード１０からパブリックノード２０に転送されて送信されたものに対して受信者ノード３０を選択したのかを識別することができない。

受信者ノード３０は、実施形態１と同様である。

図６は、本発明の実施形態２に係る匿名化メッセージシステム１の処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ５０１において、端末ノード１０のＣＰＵ（暗号化手段１１、端末送信手段１３）は、メッセージを暗号化し、受信者ノード３０を転送先として指定し、暗号文をパブリックノード２０に送信する。端末ノード１０は、タイプＡの端末ノード１０として作動する。

ステップＳ６０１において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード選択手段２３、パブリックノード転送手段２２）は、暗号文を受信し、受信した暗号文を、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムに選択したノードに転送する。

ステップＳ５０２において、端末ノード１０のＣＰＵ（端末受信手段１４）は、暗号文を受信する。端末ノード１０は、タイプＢの端末ノード１０として作動する。

ステップＳ５０３において、タイプＢの端末ノード１０のＣＰＵ（暗号化手段１１、端末転送手段１５）は、受信者ノード３０を転送先として指定し、受信した暗号文をさらに暗号化した暗号文をパブリックノード２０に転送する。

ステップＳ６０２において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード選択手段２３、パブリックノード転送手段２２）は、暗号文を受信し、受信した暗号文を、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムに選択したノードに転送する。すなわち、パブリックノード２０がランダムに選択した転送先が端末ノード１０の場合、暗号文は繰り返し転送される。

ステップＳ６０３において、パブリックノード２０のＣＰＵ（パブリックノード受信手段２１、パブリックノード選択手段２３、パブリックノード転送手段２２）は、ランダムに選択した転送先が受信者ノード３０の場合、受信した暗号文を受信者ノード３０に転送する。

ステップＳ７０１において、受信者ノード３０のＣＰＵ（受信者ノード受信手段３１、受信者ノード復号手段３２）は、暗号文を受信し、復号する。

本実施形態１によれば、匿名化メッセージシステム１において、端末ノード１０は、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムに選択したノードを転送先として指定し、メッセージから準同型暗号（例えば、加法準同型暗号）によって暗号化されて作成された暗号文をパブリックノード２０に送信する。パブリックノード２０は、端末ノード１０によって送信された暗号文を受信し、端末ノード１０によって転送先として指定されたノードに転送する。そして、端末ノード１０は、パブリックノード２０によって転送された暗号文を受信し、端末ノード１０又は受信者ノード３０をランダムに選択し、選択したノードを転送先として指定し、受信した暗号文から準同型暗号（例えば、加法準同型暗号）によってさらに暗号化した暗号文をパブリックノード２０に転送し、パブリックノード２０は、端末ノード１０によって転送された暗号文を受信し、端末ノード１０によって転送先として指定されたノードに転送する。指定されたノードが受信者ノード３０の場合、受信者ノード３０は、パブリックノード２０から転送された暗号文を受信し、受信した暗号文を復号する。したがって、匿名化メッセージシステム１は、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

本実施形態２によれば、匿名化メッセージシステム１において、端末ノード１０は、受信者ノード３０を転送先として指定し、メッセージから準同型暗号（例えば、加法準同型暗号）によって暗号化されて作成された暗号文をパブリックノード２０に送信する。パブリックノード２０は、端末ノード１０によって送信された暗号文を受信し、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムに選択したノードに転送する。そして、端末ノード１０は、パブリックノード２０から転送された暗号文を受信し、受信者ノード３０を転送先として指定し、受信した暗号文から準同型暗号（例えば、加法準同型暗号）によってさらに暗号化した暗号文をパブリックノード２０に転送する。パブリックノード２０は、端末ノード１０によって転送された暗号文を受信し、リストに登録されている端末ノード１０又は受信者ノード３０の中からランダムに選択したノードに転送する。パブリックノード２０が受信者ノード３０を転送先として選択した場合、受信者ノード３０は、パブリックノード２０から転送された暗号文を受信し、受信した暗号文を復号する。したがって、匿名化メッセージシステム１は、メッセージを始めに送信した端末が特定されないように、メッセージを匿名化して送信することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。

具体的には、実施形態では、パブリックノード２０と、端末ノード１０との間で転送が行われる実施形態としたが、クラウドの中で、例えば、パブリックノード２０と、クラウドを構成するノード（図示せず）との間で、本願発明と同様のアルゴリズムにより転送が行われるとしてもよい。端末ノード１０が本願発明のアルゴリズムを備えていなくても、匿名化メッセージシステム１は、メッセージの匿名化を達成することができる。

また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 匿名化メッセージシステム
１０ 端末ノード
１１ 暗号化手段
１２ 端末選択手段
１３ 端末送信手段
１４ 端末受信手段
１５ 端末転送手段
２０ パブリックノード
２１ パブリックノード受信手段
２２ パブリックノード転送手段
２３ パブリックノード選択手段
３０ 受信者ノード
３１ 受信者ノード受信手段
３２ 受信者ノード復号手段

Claims (8)

1. 通信ネットワークに接続された、複数の端末ノードであってリストに登録されている前記端末ノードと、パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとから構成される匿名化メッセージシステムであって、
   前記端末ノードは、
   準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、
   前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択する端末選択手段と、
   前記端末選択手段によって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信手段と、
   前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、
   前記端末選択手段によってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備え、
   前記パブリックノードは、
   前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、
   前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を、前記端末ノードによって指定されたノードに、転送するパブリックノード転送手段と、を備え、
   前記受信者ノードは、
   前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信手段と、
   前記受信者ノード受信手段によって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号手段と、を備える、
   匿名化メッセージシステム。
2. パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとが接続された通信ネットワークに接続され、リストに登録されている端末ノードであって、
   準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、
   前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記暗号文を最終的に受信する前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択する端末選択手段と、
   指定された前記端末ノード又は前記受信者ノードに転送する前記パブリックノードに、前記端末選択手段によって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を送信する端末送信手段と、
   前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、
   前記端末選択手段によってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備える、
   端末ノード。
3. 請求項１に記載された匿名化メッセージシステムが実行する方法であって、
   前記端末ノードにおいて、
   前記暗号化手段が、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化ステップと、
   端末選択手段が、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムに前記端末ノードを選択する端末選択ステップと、
   前記端末送信手段が、前記端末選択ステップによって選択されたノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化ステップによって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信ステップと、
   前記端末受信手段が、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信ステップと、
   前記端末転送手段が、前記端末選択ステップによってノードを選択し、選択したノードを転送先として指定し、前記端末受信ステップによって受信された前記暗号文から前記暗号化ステップによってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送ステップと、を備え、
   前記パブリックノードにおいて、
   前記パブリックノード受信手段が、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信ステップと、
   前記パブリックノード転送手段が、前記パブリックノード受信ステップによって受信された前記暗号文を、前記端末ノードによって指定されたノードに転送するパブリックノード転送ステップと、を備え、
   前記受信者ノードにおいて、
   前記受信者ノード受信手段が、前記パブリックノード転送ステップによって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信ステップと、
   前記受信者ノード復号手段が、前記受信者ノード受信ステップによって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号ステップと、を備える、
   方法。
4. コンピュータに、請求項３に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
5. 通信ネットワークに接続された複数の端末ノードであってリストに登録されている前記端末ノードと、パブリッククラウドとしてのパブリックノードと、受信者としての受信者ノードとから構成される匿名化メッセージシステムであって、
   前記端末ノードは、
   準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化手段と、
   前記受信者ノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化手段によって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信手段と、
   前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信手段と、
   前記受信者ノードを転送先として指定し、前記端末受信手段によって受信された前記暗号文から前記暗号化手段によってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送手段と、を備え、
   前記パブリックノードは、
   前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、
   前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択手段と、
   前記パブリックノード選択手段によって選択されたノードに、前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送手段と、を備え、
   前記受信者ノードは、
   前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信手段と、
   前記受信者ノード受信手段によって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号手段と、を備える、
   匿名化メッセージシステム。
6. リストに登録されている端末ノードと、受信者としての受信者ノードとが接続された通信ネットワークに接続されているパブリッククラウドとしてのパブリックノードであって、
   前記端末ノードから送信された暗号文であって前記端末ノードがメッセージから準同型暗号によって暗号化した前記暗号文、又は前記端末ノードから転送された前記暗号文であって前記端末ノードが受信した前記暗号文を前記準同型暗号によってさらに暗号化した前記暗号文を受信するパブリックノード受信手段と、
   前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記暗号文を最終的に受信する前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択手段と、
   前記パブリックノード選択手段によって選択されたノードに、前記パブリックノード受信手段によって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送手段と、を備える、
   パブリックノード。
7. 請求項５に記載された匿名化メッセージシステムが実行する方法であって、
   前記端末ノードにおいて、
   前記暗号化手段が、準同型暗号によって暗号化された暗号文を作成する暗号化ステップと、
   前記端末送信手段が、前記受信者ノードを転送先として指定し、メッセージから前記暗号化ステップによって作成された前記暗号文を前記パブリックノードに送信する端末送信ステップと、
   前記端末受信手段が、前記パブリックノードによって転送された前記暗号文を受信する端末受信ステップと、
   前記端末転送手段が、前記受信者ノードを転送先として指定し、前記端末受信ステップによって受信された前記暗号文から前記暗号化ステップによってさらに暗号化された前記暗号文を前記パブリックノードに転送する端末転送ステップと、を備え、
   前記パブリックノードにおいて、
   前記パブリックノード受信手段が、前記端末ノードによって送信又は転送された前記暗号文を受信するパブリックノード受信ステップと、
   前記パブリックノード選択手段が、前記リストに登録されている前記端末ノード又は前記受信者ノードの中からランダムにノードを選択するパブリックノード選択ステップと、
   前記パブリックノード転送手段が、前記パブリックノード選択ステップによって選択されたノードに、前記パブリックノード受信ステップによって受信された前記暗号文を転送するパブリックノード転送ステップと、を備え、
   前記受信者ノードにおいて、
   前記受信者ノード受信手段が、前記パブリックノード転送手段によって転送された前記暗号文を受信する受信者ノード受信ステップと、
   前記受信者ノード復号手段が、前記受信者ノード受信ステップによって受信された前記暗号文を復号する受信者ノード復号ステップと、を備える、
   方法。
8. コンピュータに、請求項７に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。

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