JP6437416B2 - 名寄せシステム、装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
2.P0は暗号化されたIDを見て、同じ値のレコードを結合させる。
3.P0は全ての値を復号する。
abs(x)はxの絶対値を指し、集合Aに対し|A|は集合の要素数を表し、gは群を意味する。またx←Bは、Bが集合ならばBから一様ランダムに要素を選びxに代入することを指し、BがアルゴリズムならばBの出力をxに代入することを指す。
匿名化前後のデータは、各行が一個人のデータを表し(これをレコードと呼ぶ)、各列には属性と呼ばれる年齢、年収等の値が入力されているようなテーブルであるとする。
・Τ’,τ’:匿名化テーブルの確率変数及びそのインスタンス
・R,R’:匿名化前/後のテーブルのレコード集合
・A,A’:匿名化前/後の属性の集合
・Va,V a’:匿名化前/後の属性a∈Aの取りうる属性値の集合
・V,V’:匿名化前/後のレコードが取りうる属性値の組み合わせの集合。すなわちΠで直積を表すとV=Πa∈AVaである。
・va:あるレコードの属性a∈Aの属性値のインスタンス。
・Δ,δ:プライバシー保護処理の確率変数及びそのインスタンス
・fX:確率変数Xに関する確率密度関数
・Π,π:R→R’であるようなランダム置換の確率変数及びそのインスタンス
τ,τ’,δはそれぞれτ:R→V,τ’:R’→V’,δ:(R→V)→(R→V’)であるような関数であり、π,δ,τ,τ’の間にはδ(τ)=τ’・πが成り立つ。また、τ(r)(a)をτ’(r’)(a’)をそれぞれレコードrの属性aの属性値、レコードr’の属性a’の属性値とする。
Pk-匿名性は、参考文献1,2で提案されたプライバシー保護指標である。あるτ’,r∈R,r’∈R,Δ(Τ)=Τ’・Πについて、Pr[Π(r)=r’|Τ’=τ’]を攻撃成功の確率とし、Pk-匿名性は以下のように定義される。
Pk-匿名化とは、Pk-匿名性を満たすための処理であり、ここでは数値属性に対する有界ノイズ加算を扱う(例えば、参考文献3参照。)。
ここでは、平文の空間が実数(固定小数点)であり、準同型性を持つ公開鍵暗号を用いる。また、パラメータparamsはSetup以外のアルゴリズム全てに必要なため省略する。
・KGen():paramsを入力として、公開鍵と秘密鍵のペア(pk,sk)を出力する。
・Enc(pk,m)pkとメッセージmを入力として、暗号文cを出力する。
・Dec(sk,c)skと暗号文cを入力として、mを出力する。
正当性として、任意のparams←Setup(1λ),任意の(pk,sk)←KGen(params)についてm=Dec(sk,Enc(pk,m))が成り立つ。また、準同形演算(+)が存在し、Enc(pk,m0+m1)=Enc(pk,m0)(+)Enc(pk,m1)が成り立つ。
以下、図面を参照して、名寄せシステム、装置及び方法の一実施形態について説明する。名寄せシステムは、図1に示すように、第0装置、第1装置、・・・、第n−1装置を例えば備えている。第0装置、第1装置、・・・、第n−1装置のそれぞれが名寄せ装置である。第0装置は、暗号部2及び復号部5を例えば備えている。第1装置から第n−2装置は、有界ノイズ加算部6及び暗号部2を例えば備えている。第n−1装置は、維持置換撹乱部1、暗号部2、撹乱部3及び並替部4を例えば備えている。名寄せ装置の各部が、図2の各ステップの処理を行うことにより、名寄せ方法が実現される。
また、簡単のため暗号の平文空間と属性の値域が同一であるとする。このとき、名寄せプロトコルの例は、図3に示される。
第1装置から第n−1装置のそれぞれは、自身が有するテーブルの各レコードの各属性aの属性値に対して所定のパラメータbaに従い有界ノイズ加算を行う(ステップS1)。この処理は、第1装置から第n−1装置のそれぞれに備えられた有界ノイズ加算部1により行われる。有界ノイズ加算後の属性値は、暗号部2に出力される。
第0装置から第n−1装置のそれぞれは、有界ノイズ加算後の属性値を第0装置のみが復号できるように暗号化することにより自身が有するテーブルを暗号化する(ステップS2)。この処理は、第1装置から第n−1装置のそれぞれに備えられた暗号部2により行われる。暗号化は、例えば、第0装置の、準同型性を持つ公開鍵暗号方式における公開鍵を用いて行われる。暗号化されたテーブルは、第n−1装置に出力される。
第n−1装置は、第0装置からn−1装置が暗号化したテーブルを名寄せする。この名寄せしたテーブルを「名寄せテーブル」とする。
第n−1装置の並替部4は、撹乱後の名寄せテーブルのレコードを並び替えることにより並替後テーブルを作成する(ステップS4)。例えば、並替部4は、レコードをランダムにシャッフルする。並替後テーブルは、第0装置に送信される。
第0装置の復号部5は、並替後テーブルの各属性値を復号する(ステップS5)。復号は、例えば、第0装置の、準同型性を持つ公開鍵暗号方式における秘密鍵を用いて行われる。
名寄せシステム、装置及び方法において説明した処理は、記載の順にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。
第1装置から第n−1装置における維持置換撹乱部1によるステップS1の処理は行われなくてもよい。この場合、第0装置から第n−1装置のそれぞれは、自身が有するテーブルの各属性値を第0装置のみが復号できるように暗号化することにより自身が有するテーブルを暗号化する(ステップS2)
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
3 撹乱部
4 並替部
5 復号部
6 有界ノイズ加算部
Claims (7)
- nを1以上の所定の整数として、自身が有するテーブルの各属性値を第0装置のみが復号できるように暗号化することにより上記自身が有するテーブルを暗号化する暗号部を含む上記第0装置から第n−1装置を含む名寄せシステムにおいて、
上記第n−1装置は、上記第0装置から上記n−1装置が暗号化したテーブルを名寄せしたテーブルを名寄せテーブルとし、上記第0装置が有するテーブルの属性の集合A0として、上記名寄せテーブルの各属性a∈A0の属性値について所定のパラメータbaに従い有界ノイズを発生させ、発生させた有界ノイズを上記第0装置のみが復号できるように暗号化し、暗号化された有界ノイズを上記名寄せテーブルの各属性a∈A0の属性値に加算することにより上記名寄せテーブルの撹乱を行う撹乱部と、上記撹乱後の名寄せテーブルのレコードを並び替えることにより並替後テーブルを作成する並替部を更に含み、
上記第0装置は、上記並替後テーブルの各属性値を復号する復号部を更に含む、
名寄せシステム。 - 請求項1の名寄せシステムであって、
上記第1装置から第n−1装置は、自身が有するテーブルの各レコードの各属性aの属性値に対して所定のパラメータbaに従い有界ノイズ加算を行う有界ノイズ加算部を更に含み、上記暗号部は有界ノイズ加算後の属性値を上記第0装置のみが復号できるように暗号化することにより上記自身が有するテーブルを暗号化する、
名寄せシステム。 - 第0装置から第n−1装置は、nを1以上の所定の整数として、自身が有するテーブルの各属性値を上記第0装置のみが復号できるように暗号化することにより上記自身が有するテーブルを暗号化する暗号部を含むとして、
上記第0装置から上記n−1装置が暗号化したテーブルを名寄せしたテーブルを名寄せテーブルとし、上記第0装置が有するテーブルの属性の集合A 0 として、上記名寄せテーブルの各属性a∈A 0 の属性値について所定のパラメータb a に従い有界ノイズを発生させ、発生させた有界ノイズを上記第0装置のみが復号できるように暗号化し、暗号化された有界ノイズを上記名寄せテーブルの各属性a∈A 0 の属性値に加算することにより上記名寄せテーブルの撹乱を行う撹乱部と、上記撹乱後の名寄せテーブルのレコードを並び替えることにより並替後テーブルを作成する並替部を更に含む上記第n−1装置である名寄せ装置。 - nを1以上の所定の整数として、第0装置から第n−1装置の暗号部が、自身が有するテーブルの各属性値を上記第0装置のみが復号できるように暗号化することにより上記自身が有するテーブルを暗号化する暗号ステップと、
上記第n−1装置の撹乱部が、上記第0装置から上記n−1装置が暗号化したテーブルを名寄せしたテーブルを名寄せテーブルとし、上記第0装置が有するテーブルの属性の集合A0として、上記名寄せテーブルの各属性a∈A0の属性値について所定のパラメータbaに従い有界ノイズを発生させ、発生させた有界ノイズを上記第0装置のみが復号できるように暗号化し、暗号化された有界ノイズを上記名寄せテーブルの各属性a∈A0の属性値に加算することにより上記名寄せテーブルの撹乱を行う撹乱ステップと、
上記第n−1装置の並替部が、上記撹乱後の名寄せテーブルのレコードを並び替えることにより並替後テーブルを作成する並替ステップと、
上記第0装置の復号部が、上記並替後テーブルの各属性値を復号する復号ステップと、
を含む名寄せ方法。 - 第0装置から第n−1装置は、nを1以上の所定の整数として、自身が有するテーブルの各属性値を上記第0装置のみが復号できるように暗号化することにより上記自身が有するテーブルを暗号化する暗号部を含むとして、
上記第0装置から上記n−1装置が暗号化したテーブルを名寄せしたテーブルを名寄せテーブルとし、上記第0装置が有するテーブルの属性の集合A 0 として、上記名寄せテーブルの各属性a∈A 0 の属性値について所定のパラメータb a に従い有界ノイズを発生させ、発生させた有界ノイズを上記第0装置のみが復号できるように暗号化し、暗号化された有界ノイズを上記名寄せテーブルの各属性a∈A 0 の属性値に加算することにより上記名寄せテーブルの撹乱を行う撹乱部と、上記撹乱後の名寄せテーブルのレコードを並び替えることにより並替後テーブルを作成する並替部を更に含む名寄せ装置の上記暗号部、上記撹乱部及び上記並替部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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