JPH01212039A - 暗号化鍵共有装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、セキ、リティが要求される通信および情報処
理システム、特に多数のユーザが存在する大規模システ
ムの安全性の保てる鍵共有装置に関する。

（従来の技術） セキ為すティが要求される暗号利用システムにおいては
、通信の当事者である送信者・受信者間で共通の鍵をい
かに安全に共有するかが重要である。従来、鍵共有法と
して、公開鍵配送方式。

ＩＤ　−Ｂａ５ｅｄ鍵配送方式（識別情報を含む鍵配送
方式）等種々の方式が提案されてきた。とれら公開鍵暗
号の応用によシ考案された方式は、処理するデータを解
読されないためにこのデータに冗長性を持たせ例えば、
数百ピット単位にすることによりて、鍵の安全性が保た
れるものである。そのため、この方式を実現させる演算
装置の演算量が大きくなシ、効率的でない。また、限ら
れた装置構成を実現する場合大きな障害となる。

一方、実用性を考えて、秘密鍵暗号を用いた鍵配送方式
も提案されている。例えば、「インフォメーシ１ン・セ
キ晶すティＪ（６２１日経マグロウヒル社発行Ｐ、２０
１）には、鍵変換センターを用いた方式が示されている
。この方式の一構成を第４図に示す。同図に示されてい
る一例では、ネットワーク１１に加入する複数の加入者
Ａ、　Ｂ、・・・Ｎと鍵変換センター１０とから構成さ
れている。鍵変換センター１０と各力Ｕ入省Ａ、　Ｂ、
・・・Ｎとの間には、あらかじめ、各加入者Ａ、　Ｂ、
・・・Ｎ毎異なる秘密鍵が共有されている。すなわち、
各加入者Ａ、　Ｂ、・・・Ｎは各々鍵ＫＫＡ、　ＫＫＢ
、・・・を所有する。次に加入者Ａが加入者Ｂとの間で
、鍵ＫＤを共有するための手順を述べる。まず、加入老
人は、＠！ＫＫ人でＫＤを暗号化し、鍵変換センター１
０に送る。鍵変換センター１０は、ＫＫ人でこれを復号
化し、ＫＤを得てＫＤを加入者Ｂの鍵ＫＫＢで暗号化し
て、加入者Ａに返送する。加入者Ａは受は取りたｅ＊Ｋ
Ｋｎ　（ＫＤ　）を加入者Ｂに送信し、加入者Ｂは、こ
れを所有している鍵ＫＫＢで復号し、鍵ＫＤを得る。以
上の手続きによって、加入者ＡとＢは共通の鍵ＫＤを所
有することができる。

この様に、加入者Ａ、　Ｂ、・・・Ｎは、暗号化通信を
行なうために、鍵変換センターｌＯから鍵を発行しても
られねばならず、暗号通信の相手方でない鍵変換センタ
ーｒ−１０との情報伝送を必要とする。

また、鍵変換センター１０からの情報を用いて、各加入
者間の暗号化通信を行わねばならず、暗号化通信が複雑
となシ、効率性に欠ける。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べてきた様に、従来技術では、鍵変換等を行なう
ために、センターを介入させねばならない。また、この
鍵の安全性を保つために冗長性を持たせたことによシ演
算処理が多くなシ効率的ではないという欠点が生じる。

本発明では、以上の点を鑑みてなされたもので。

暗号化鍵共有装置内を封止させることによシ、内部情報
をひきだすことが不可能となる。また、慣用的な暗号を
用いることで、簡便かつ効率的な鍵共有を実現させるも
のである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、複数のユ
ーザが暗号化通信を行ない、任意の２つの前記ユーザ間
で鍵を共有する装置において、前記任意の２つのユーザ
夫々には、前記ユーザ固有の識別情報と前記複数のユー
ザに共通なマスタ鍵情報とを記憶する記憶手段と、第１
の乱数を発生させる乱数発生手段と、前記識別情報と前
記第１の乱数を合成させる合成手段と、この合成手段の
出力値を前記マスタ鍵情報を用いて暗号化する暗号化手
段と、この暗号化手段の出力を相手ユーザに送信する送
信手段と、相手ユーザから送信されてきた情報を受信す
る受（１手段と、前記受信情報を前記マスタ鍵情報を用
いて復号する復号手段と、この復号手段の出力値を相手
側識別情報と相手側乱数に分離する信号分離手段と、前
記第１の乱数と前記相手側乱数とから鍵を生成させる鍵
生成手段とが封止一体化されていることを特徴とするも
のである。

（作用） 複数のユーザのうち任意の２つのユーザ間で鍵を共有さ
せるものである。このユーザ夫々は、固有の識別情報と
、マスタ鍵情報とを記憶手段によシ記憶している。そし
て、ユーザ内部で、乱数発生手段によシ乱数を発生させ
この識別情報と合成手段によシ合成させる。この合成手
段の出力値をマスター鍵情報を用いて暗号化手段によシ
暗号。

化させる。この暗号化手段の出力値を鍵を共有させよう
とする相手のユーザに送信手段から送信させる。相手ユ
ーザも同じ手段によシ最終的に暗号化手段の出力を送信
してくる。そして、受信手段によりこの暗号化手段の出
力を受信する。この受信情報をマスター鍵情報を用いて
復号手段によシ復号させる。この復号手段の出力ｔ−識
別情報と乱数に分離手段によシ分離させる。自ユーザ内
で。

発生させた乱数と分離手段で得られた乱数とから鍵生成
手段によシ鍵を生成させる。尚、これらの手段は、同一
の筐体、ケース等に一体的に収容されている状態、つｔ
ｂ封止一体化されている。以上の状態によシ、マスター
鍵の安全性も保たれ、他の装置を介さないユーザ間のみ
の暗号化通信が実現できる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の暗号化鍵共有装置の一実施例を示す
図である。第１図を用いて、本暗号利用通信システムに
おいてユ山ザ１００とユーザ１１０　トの間で行なわれ
る鍵共有について以下に説明する。

ユ〒ザ１００は物理的に安全な装置であり、ユーザ１０
０内部にユーザ１００の識別情報を発生する識別情報１
発生器１０２と乱数を発生する乱数Ｒ３発生器１０３及
び各ユーザ共通のマスター鍵情報を発生させるマスター
鍵情報発生器１０１．暗号器１０５゜復号器１０６２合
成器１０４２分解器１０７と鍵生成回路１０８とを封止
一体化している。封止一体化とは、外部からアクセスし
たシ１強制読み出しできないように同一の筐体、ケース
等に一体的に構成収容されていることをさす。まず、識
別情報１発生器１０２の識別情報１と乱数Ｒ１発生器１
０３の出力は合成器１０４によシ合成され、マスター鍵
情報発生器１０１のマスター鍵情報を用いて暗号器１０
５によシ暗号化され、ユーザ１００からユーザ１１０暗
号化された情報が送出される。この送出の方法は、例え
ば、無線を使って暗号化された情報が送信されるもので
ある。一方、ユーザ１１０からユーザ１００へ送出され
た暗号化情報はマスター鍵情報発生器１０１のマスター
鍵情報を用いて復号器１０６によシ復号化され、分解器
１０７によシューザ１１０の識別情報２と乱数Ｒ３に分
解される。そして、ユーザ１１０の識別情報２をユーザ
１００内でチエツクしてユーザ１１０の識別情報２であ
ることを確認する。

また、乱数Ｒ，発生器１０３の出力と分解器１０７の出
力である乱数鳥出力を鍵生成回路１０８に入力し、上記
鍵生成回路１０８出力として、ユーザ１００とユーザ１
１０の共有の鍵をユーザ１００が得る。

一方、３．−ザ１１０側においても物理的に安全な装置
であシ、内部にユーザ１１０の職別情報２発生器１１４
と乱数Ｒ３発生器１１５及び各ユーザ共通のマスター鍵
情報発生器１１１．暗号器１１Ｂ、復号器１１２、合成
器１１６２分解器分解器と鍵生成回路１１７とをユーザ
１００と同様に封止一体化している。そこでユーザ１０
０からユーザ１１０へ送出された暗号化情報はマスター
鍵情報発生器１１１と復号器１１２によシ復号化され、
復号化された情報は分解器１１３によシューザ１００の
識別情報１と乱数Ｒ１に分解される。そして、ユーザ１
００の識別情報１をチエツクし、ユーザ１００の識別情
報１を確認する。

また、乱数鳥発生器１１５の出力と分解ｉｏａの出力の
乱数Ｒ３出力を鍵生成回路１１７に入力し、鍵生成回路
１１７出力として、ユーザ１００とユーザ１１０の共有
の鍵をユーザ１１０が得る。また、識別情報２発生器１
１４の識別情報２と乱数Ｒ１発生器１１５の出力は合成
器１１６によシ合成され、マスター鍵情報発生器１１１
で発生され九マスター鍵情報とを用いて暗号器１１８に
よシ暗号化され、ユーザ１１０からユーザ１００へ送出
される。

以上によ）、本発明の暗号化鍵共有装置を用いると、装
置の物理的安全性の下で慣用な暗号のみで簡便かつ効果
的な鍵共有を実現できる。

次に、ユーザ１００とユーザ１１０の動作を第２図の流
れ図を用いて以下に説明する。ユーザ１００とユーザ１
１０は同じ動作をするのでユーザ１００の動作について
説明する。ユーザ１００とユーザ１１０４、はじめに通
信路を介してお互いに通信要求を出す。

通信要求を受けたユーザ１００は、識別情報１と乱数Ｒ
８を発生させて、この識別情報１と乱数Ｒ８を合成して
、この合成した情報をマスター鍵情報を用いて暗号化し
て通信路を介してユーザ１１０側へとの暗号化された情
報を送信する。反対に、ユーザ１１０から送信されてき
た暗号化された情報を復号化する。この復号化された情
報を識別情報２と乱数鳥とに分解する。この分解され九
識別情報２は、チエツクされて、Ｒ別情報２の正否を調
べる。その結果否の場合は異常として例えば、通信をと
シやめる。正しい場合は、ユーザ１００の発生した乱数
１とユーザ１１０から送信されてきた乱数２によシ鍵を
生成する。そして、ユーザＺＯＯは％釘を得ることがで
きる。尚、このチエツクの一方法としては、各ユーザに
、このシステムに加入しているユーザ固有の識別情報が
全てメモリ等に記憶されていて、このメモリ内容と対比
する方式がとられている。対比の結果、間違っていた場
合は、共通鍵生成を中止させる。また、このチエツクに
よって、真の相手即ち、真の通信ユーザの確認がとれる
ことにある。同様にしてユーザ１１０も同じ鍵を得るこ
とができる。従って１以上の動作によりユーザ１００と
ユーザ１１０とは、同じ鍵を共有することになる。この
後は、この共通鍵を用いて通信情報を暗号化して相手ユ
ーザと情報交換を行なう。

封止する手段について以下に述べる。第３図に封止手段
の一概念図を示しておいた。第１図に示したユーザ１０
０．ユーザ１１０内にある暗号化の手段は全て封止され
ているがマスター壽情報発生器１３０と識別情報発生器
１３２を一例にとシこれらを封止する手段について説明
する。マスター鍵情報発生器１３０と識別情報発生器１
３２は、外部からのアクセス検出部１３１と接続されて
いる。外部からのアクセス検出部１３１は、マスター鍵
情報発生器１３０や識別情報発生器１３２内の情報が、
読み出されるとこの情報を消去させてしまう働きをする
。

マスター鍵情報発生器１３０や識別情報発生器１３２が
、外部からこじあけられたシする等の破壊行為が働いた
時には、外部からのアクセス検出部１３１は、例えば、
圧力センナの様な役目をし、こじあけ等の破壊を検出し
てマスター鍵情報発生器１３０や識別情報発生器１３２
内の情報を消去させる働きをする。以上述べたものに係
らず、不正なアクセスによシ、５−−ザ内部の情報を取
シ出そうとした時防止できる手段が備えられていれば同
様の効果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように、本発明によれば、識別情報か
ら通信相手の確認ができる。また、！スター鍵情報等が
各ユーザ内に記憶されているので、公開鍵暗号方式のよ
うに鍵を発行するセンター等は、不必要となる。このこ
とから、仲介の部分も無しに真の通信相手との暗号化通
信が行なえ。

暗号化鍵共有が行なえる。また、ユーザ内に暗号化手段
が、封止一体化されているので、情報演算処理の少ない
慣用の暗号を用いて、簡便かつ効率的な鍵共有を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は、本発明の動作手順を示す流れ図、第３図は、
本発明の封止構造の一例を示した図、第４図は、従来例
を示した図である。 １００、　１１０・・・ユーザ １０１、　１１１．　１３０・・・マスター鍵情報発生
器１０２、　１１４．　１３２・・・識別情報発生器１
０３、１１５・・・乱数発生器 ｉｏｊ　、ｌ　１１６・・・合成器　　　１０７．１１
３・・・分解器１０５、　１１８・・・暗号器　　　１
０６．１１２・・・復号器１０８、１１７・・・鍵生成
回路 １３１・・・・・・外部からのアクセス検出部代理人　
弁理士　　則　近　憲　借 間　　　松山光之 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のユーザが暗号化通信を行ない、任意の２つの前記
   ユーザ間で鍵を共有する装置において、前記任意の２つ
   のユーザ夫々には、あらかじめ前記ユーザ固有の識別情
   報と前記複数のユーザに共通なマスタ鍵情報とを記憶し
   ておく記憶手段と、第１の乱数を発生させる乱数発生手
   段と、前記識別情報と前記第１の乱数を合成させる合成
   手段と、この合成手段の出力値を前記マスタ鍵情報を用
   いて暗号化する暗号化手段と、この暗号化手段の出力を
   相手ユーザに送信する送信手段と、相手ユーザから送信
   されてきた情報を受信する受信手段と、前記受信情報を
   前記マスタ鍵情報を用いて復号する復号手段と、この復
   号手段の出力値を相手側識別情報と第２の乱数に分離す
   る信号分離手段と、前記第１の乱数と前記第２の乱数と
   から鍵を生成させる鍵生生手段とが封止一体化されてい
   ることを特徴とする暗号化鍵共有装置。