JPH0256136A

JPH0256136A - 暗号化鍵生成装置

Info

Publication number: JPH0256136A
Application number: JP63206404A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shinpo; 淳新保; Shinichi Kawamura; 信一川村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2642433B2

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、暗号化通信の為の鍵を生成する暗号化鍵生成
装置に関わり、特に複数のユーザ間で暗号化通信の為の
鍵を共有するシステムに用いられる暗号化鍵生成装置に
関する。

（従来の技術）例えばＤ　Ｅ　Ｓ　（Ｄａｔａ　Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ
　５ｔａｎｄａｒｄ）に代表されるような慣用暗号化方
式を用いた暗号通信システムにおいては、通信相手が同
一の鍵を共をし、暗号化復号化の処理を行う。この種の
システムは、鍵が第三者に漏れると、通信内容が漏れて
しまい通信の安全性が確保できなくなる。したがって、
従来より例えば公開鍵配送方式、ＩＤ−ｂａｓｅｄ鍵共
有方式（識別情報を含む鍵配送方式）等の各種の鍵共有
方式が提案されている。

ところで、この種の暗号化通信の形態としては、電話の
ような１対１の通信もあれば、放送のように１対Ｎの通
信、更にはテレビ会議システムのようなＮ対Ｎの通信な
ど種々の形態が考えられる。

ところが前述した鍵共有方式は、これらあらゆる形態の
通信に利用できるような方式ではなかった。

一方、上記のような各種の形態の通信に適用可能な方式
として、Ｋ　Ｐ　Ｓ　（Ｋｅｙ　ｐｒｅｄｆｓｔｒｌｂ
ｕｔｌｏｎＳｙｓｔｅＩＩ）と呼ばれる鍵共有方式も提
案されている（電子通信学会技術報告ＩＴ８６−５４．
第９回情報理論とその応用シンポジウム予稿集１９８６
１）＄）。

７１３−７１８　）。この方式は、計算量的安全性と情
報理論的安全性とにより鍵共有を実現するものであり、
原理的にあらゆる形態の通信に適用可能であるが、装置
内に記憶すべき情報量や計算量が多いという欠点がある
。

そこで、以上の欠点を解決するため、物理的安全性、即
ち情報や計算手段を装置内部に封止一体化することによ
る安全性を確保して鍵共有を行う方式も提案されている
。第４図にこの方式を適用した装置の構成を示す。

いま、ユーザ１が、ユーザ２、ユーザ３、・・・ユーザ
ｎに対して通信を行うシステムを想定すると、ユーザ１
は鍵共有装置４１を使用し、ユーザ２〜ユーザｎは鍵共
有装置５１を使用する。これら各装置４１．５１を構成
する各回路は、装置内部にそれぞれ封止一体化されてい
る。したがって、これら装置４１．５１の内部の処理は
、外部からは操作できないようになっている。まずユー
ザ１が鍵共有装置４１に対し鍵共有要求を出し、相手識
別情報の組を入力すると、鍵共有装置４１はユーザ識別
情報記憶部４２からユーザ識別情報を読み出し、乱数発
生器４３より発生された乱数と合わせて合成回路４４に
送る。合成回路４４の出力は暗号化回路４５で暗号化さ
れる。この暗号化出力は人力された相手識別情報の組と
ともに鍵共有化の為の情報として相手側の鍵共有装置５
１に送られる。また、鍵共有装置４１は、入力された相
手識別情報の組とユーザ識別情報記憶部４２から読み出
したユーザ識別情報とをソート回路４６に与える。ソー
ト回路４６ではこれらの識別情報をソーティングして並
び替え、一つのまとまった情報として鍵生成回路４７に
送る。鍵生成回路４７では、ソート回路４６の出力と乱
数発生器４３からの乱数とを入力し、鍵を生成する。

一方、鍵共有装置５１では、送られてきた暗号文を復号
化回路５４に人力し、その出力を分離回路５３に入力し
て、ユーザ１の識別情報と乱数とに分離する。ユーザ１
の識別情報は鍵共有装置５１の外部に出力され、これに
より、鍵共有装置５１の使用者は通信相手がユーザ１に
間違いないことを確認できる。一方、鍵共有装置５１は
、鍵共有装置４１より送られてきた相手識別情報の組と
、分離回路５３で分離されたユーザ１の識別情報と、ユ
ーザ識別情報記憶部５２から読み出した装置５１の使用
者の識別情報とを、ソート回路５５に入力する。ソート
回路５５は同一の識別情報は１つを残して除外しソーテ
ィングを行う。鍵生成回路５６は、ソート回路５５の出
力と分離回路５３で分離された乱数とを入力し鍵を生成
する。

これによりそれぞれのユーザは鍵を得ることができる。

この方式は、鍵共有装置４１．５１をそれぞれのユーザ
に対して発行すれば、原理的にあらゆる形態の通信に利
用可能である。

しかしながら、この方式では、暗号化通信に先立って、
鍵共有に必要な情報を送信する必要があり、多数のユー
ザ間で鍵共有を行う場合の通信量が多くなるという欠点
があった。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、従来の鍵共有方式では、限られた形態の
通信しか利用できないことや、記憶すべき情報量や計算
量が多い、或いは暗号化通信に先立って情報を通信する
必要があるなどの欠点があった。

本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、あらゆる形
態の通信に適用でき、記憶すべき情報量や計算量が少な
く、且つ暗号化通信に先立って情報を送信する必要のな
い暗号化鍵生成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明は、物理的に安全な装置とするため、以下の各手
段を封止一体化するとともに、鍵共有の為の情報を送受
信しないですむように次のように構成したことを特徴と
している。即ち、本発明に係る暗号化鍵生成装置は、使
用者に固有の本人識別情報を記憶する記憶手段と、１又
は複数の相手識別情報を外部から入力するとともに前記
記憶手段から本人識別情報を入力し、これら識別情報か
ら一意に定まる情報を合成する合成手段と、全使用者に
対して与えられた共通の鍵生成関数に基づき前記合成手
段で合成された情報から暗号化通信の為の鍵を生成する
鍵生成手段とを具備している。なお、ここで封止一体化
とは、外部からアクセスしたり、強制読み出しや書き込
みができないように同一の筐体、ケース、カード等に一
体的に構成収容されていることをさす。

（作用）本発明によれば、１又は複数の相手識別情報と本人識別
情報とが合成手段にて合成され、この合成結果に対し全
使用者に共通の鍵生成関数を適用して鍵を生成するので
、相手識別情報さえ正しく人力すれば、識別情報で指定
された全使用者に対して共通の鍵を付与することができ
る。この場合、予め通信相手が分かっていれば特に乱数
や識別情報等の鍵共有の為の情報を送らなくても良い。

したがって、本発明によれば通信によって情報交換を行
う動作が不要になる。また、本発明によれば、人力する
相手識別情報の数は制限されないので任意の通信形態に
適用できる。さらには、装置内部は使用者本人でも外部
から操作できず、必ず装置内部の本人識別情報が鍵生成
の一つのパラメータとして使用されるので、物理的に安
全性が確保され、記憶すべき情報量や計算量が少なくて
すむ。

（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図は本発明の一実施例に係る鍵生成装置の”構成を
示す図である。この鍵生成装置１１は、使用者本人のユ
ーザ識別情報を記憶したユーザ識別情報記憶部１２と、
外部より入力された相手識別情報と上記ユーザ識別情報
記憶部１２から読み出されたユーザ識別情報とを入力し
、これら識別情報から一意に定まる情報を合成する識別
情報合成部１３と、この識別情報合成部１３の出力から
全使用者に共通の鍵生成関数を用いて鍵を生成する鍵生
成部１４とを具備し、これらを封止一体化したものとな
っている。

以上の構成において、いま、ユーザ１．ユーザ２、・・
・、ユーザｎの間で通信を行うものとし、ユーザｉ　　
（ｉ＝１．２．・・・、ｎ）の識別情報をＩＤｉとする
。なお、ここで使用される識別情報ＩＤｉは、例えばユ
ーザの氏名や従業員番号のように予め通信当事者間で知
られている情報を用いる。ユーザｉの持つ鍵生成装置１
１のユーザ識別情報記憶部１２には、識別情報ＩＤｉが
予め格納されている。

ユーザ１が鍵を生成しようとする場合、まず通信相手の
識別情報ＩＤ２．ＩＤ３．・・・、ＩＤｎを入力する。

一方、ユーザ識別情報記憶部１２からはユーザ識別情報
ＩＤＩが読み出される。これら識別情報は、識別情報合
成部１３に入力され合成される。合成処理は、例えばＩ
Ｄを大きい順に並び変えるとともに同一のＩＤについて
は一つを残して削除する操作によって行われる。この操
作によって合成される情報は、通信当事者の識別情報が
正しく入力されていれば、各通信当事者で共通の情報と
して求められる。もし通信当事者に含まれていないユー
ザＸが鍵の生成を試みようとしても、ユーザＸは自己の
ＩＤｘのユーザ識別情報記憶部１２からの読み出しを阻
止することはできないので、識別情報合成部１３で得ら
れる情報は、通信当事者の情報とは異なるものとなり、
しかもこの情報は外部から操作できない。識別情報合成
部１３の出力は鍵生成部１４に入力される。ここでは、
例えば慣用暗号であるＤＥＳをＣＢＣモードで使用する
。このＤＥＳの鍵は、全てのユーザに対して同じ値が鍵
生成部１４の内部の記憶部に書き込まれて発行され、そ
の値は装置の使用者でさえも知得できないようになって
いる。この鍵生成部１４では、例えば連結されたＩＤ情
報のハツシングを行い、その結果である例えば６４ビツ
トのデータを鍵とする。この鍵生成部１４の鍵生成関数
は全装置に共通であるため、識別情報合成部１３の出力
が同一であれば、求められる鍵も同一となる。この場合
、乱数などの鍵共有の為の情報は通信によって交換する
必要がない。このようにして、情報を交換することなく
ユーザ１〜ユーザｎに共通の鍵が求められる。なお、ユ
ーザ２〜ユザｎも上記同様に通信相手の識別情報を自己
の持つ鍵生成装置１１に入力するだけで共通の鍵を求め
ることができる。

第２図に本発明の第２の実施例を示す。この鍵生成装置
２１が第１図の鍵生成装置１１と異なる点は、鍵合成部
１４の出力を暗号化する暗号化回路２２が付加されてい
る点である。即ち、第１図の装置１１では同＝の通信当
事者間では毎回同じ鍵しか得られないが、この装置２１
では暗号化回路２２に例えば日付のように全ユーザに共
通であるが頻繁に変わるような情報を入力して鍵を暗号
化することにより、更に安全性を高めることができる。

なお、この日付入力を内部的に行うため、装置の内部に
日付発生器を備えるようにしても良い。

第３図に本発明の第３の実施例を示す。この暗号化装置
３１は生成された鍵を用いて暗号化、復号化までを装置
内部で行ってしまうもので、第１図の装置１１と異なる
点は、鍵生成部１４からの鍵を用いて例えば通信文を暗
号化、復号化するための暗号化部３２、復号化部３３と
、これら暗号化部３２、復号化部３３の出力を送受信す
るための送受信部３４とを具備した点である。この実施
例によれば、得られた鍵を装置３１の外部に出力せずに
、秘密の状態で平文の暗号化、復号化が行われるので、
さらに安全性が高まるという利点がある。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、複数の相手識別情
報の人力を許容するため、あらゆる形態の通信に適用で
き、物理的な安全性を確保する方式であるため、記憶す
べき情報量や計算量が少なく、更に全使用者に対して予
め定められた共通の鍵生成関数によって鍵を生成するの
で、暗号化通信に先立って情報を送信する必要がなく、
多数のユーザが使用する場合でも通信量が増えることが
ないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る鍵生成装置のブロ
ック図、第２図は本発明の第２の実施例に係る鍵生成装
置のブロック図、第３図は本発明の第３の実施例に係る
暗号化装置のブロック図、第４図は従来の鍵共有装置の
ブロック図である。１１．２１・・・鍵生成装置、１２，４２．５２・・・
ユーザ識別情報記憶部、１３・・・識別情報合成部、１
４・・・鍵生成部、２２・・・暗号化回路、３１・・・
暗号化装置、３２・・・暗号化部、３３・・・復号化部
、３４・・・送受信部、４１．５１・・・鍵共有装置。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　３第　１　図

Claims

【特許請求の範囲】使用者に固有の本人識別情報を記憶する記憶手段と、１又は複数の相手識別情報を外部から入力するとともに
前記記憶手段から本人識別情報を入力し、これら識別情
報から一意に定まる情報を合成する合成手段と、全使用者に対して与えられた共通の鍵生成関数に基づき
前記合成手段で合成された情報から暗号化通信の為の鍵
を生成する鍵生成手段とを具備し、これら手段が封止一
体化されるとともに、鍵共有の為の情報を送受信しない
ことを特徴とする暗号化鍵生成装置。