JPH07225551A - 公開鍵暗号装置 - Google Patents
公開鍵暗号装置Info
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- JPH07225551A JPH07225551A JP6039122A JP3912294A JPH07225551A JP H07225551 A JPH07225551 A JP H07225551A JP 6039122 A JP6039122 A JP 6039122A JP 3912294 A JP3912294 A JP 3912294A JP H07225551 A JPH07225551 A JP H07225551A
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- circuit
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/30—Public key, i.e. encryption algorithm being computationally infeasible to invert or user's encryption keys not requiring secrecy
- H04L9/3006—Public key, i.e. encryption algorithm being computationally infeasible to invert or user's encryption keys not requiring secrecy underlying computational problems or public-key parameters
- H04L9/302—Public key, i.e. encryption algorithm being computationally infeasible to invert or user's encryption keys not requiring secrecy underlying computational problems or public-key parameters involving the integer factorization problem, e.g. RSA or quadratic sieve [QS] schemes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/12—Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Storage Device Security (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 平文に関する情報を漏らさず、かつ、ブロッ
ク長の拡大を防止する。 【構成】 長さｎビットの平文Ｍに対して、平方剰余回
路122 においてＭの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎ
で割った余りを演算し、その演算結果の最下位ビットと
平文Ｍの最上位ビットとの排他的論理和を排他的論理和
回路121 で計算する。そして、排他的論理和回路121 の
出力と平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットに対し
て、ブロック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗
号化、即ち、RSA 暗号や修正Rabin 暗号などの公開鍵暗
号化を２回繰り返すことを行い、暗号文から平文の最上
位ビットを推定できないようにする。
ク長の拡大を防止する。 【構成】 長さｎビットの平文Ｍに対して、平方剰余回
路122 においてＭの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎ
で割った余りを演算し、その演算結果の最下位ビットと
平文Ｍの最上位ビットとの排他的論理和を排他的論理和
回路121 で計算する。そして、排他的論理和回路121 の
出力と平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットに対し
て、ブロック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗
号化、即ち、RSA 暗号や修正Rabin 暗号などの公開鍵暗
号化を２回繰り返すことを行い、暗号文から平文の最上
位ビットを推定できないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第三者によって通信デ
ータが盗聴されないように通信データを暗号化する公開
鍵暗号装置に関し、特に、公開鍵暗号化に伴うブロック
長の拡大を防止する方式に関する。
ータが盗聴されないように通信データを暗号化する公開
鍵暗号装置に関し、特に、公開鍵暗号化に伴うブロック
長の拡大を防止する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】第三者によって通信データが盗聴されな
いように通信データを暗号化する方法としては、公開鍵
暗号が知られている。また、公開鍵暗号としては、RSA
暗号や修正Rabin 暗号が知られている。これらの暗号
は、公開鍵をＮとすると、Ｎを法とする演算を行って、
平文Ｍを暗号文Ｃに変換するものである。
いように通信データを暗号化する方法としては、公開鍵
暗号が知られている。また、公開鍵暗号としては、RSA
暗号や修正Rabin 暗号が知られている。これらの暗号
は、公開鍵をＮとすると、Ｎを法とする演算を行って、
平文Ｍを暗号文Ｃに変換するものである。
【０００３】なお、RSA 暗号については、例えば1982年
にデニングによって著されたアジソン・ウェスレイから
出版された“クリプトグラフィー・アンド・セキュリテ
ィー”(Dorothy Elizabeth Robling Denning,Cryptogra
phy and Data Security,Addison-Wesley Publishing Co
mpany,Inc.,1982)や、1993年に共立出版から発刊された
岡本著「暗号理論入門」などに詳しい解説がある。
にデニングによって著されたアジソン・ウェスレイから
出版された“クリプトグラフィー・アンド・セキュリテ
ィー”(Dorothy Elizabeth Robling Denning,Cryptogra
phy and Data Security,Addison-Wesley Publishing Co
mpany,Inc.,1982)や、1993年に共立出版から発刊された
岡本著「暗号理論入門」などに詳しい解説がある。
【０００４】また、修正Rabin 暗号については、1992年
にシマダがエレクトロニクス・レターズで発表した小論
文“アナザー・プラクティカル・パブリックキー・クリ
プトシステム”(M.Shimada，“Another Practical Publ
ic-Key Cryptosystem,”Electronics Letters,5th Nove
mber 1992,Vol.28,No.23,pp.2146-2147)や、1992年に発
行された電子情報通信学会技術研究報告92巻134 号の29
〜32項に掲載された林，清水著「一意復号可能なRabin
型暗号」に詳しい解説がある。
にシマダがエレクトロニクス・レターズで発表した小論
文“アナザー・プラクティカル・パブリックキー・クリ
プトシステム”(M.Shimada，“Another Practical Publ
ic-Key Cryptosystem,”Electronics Letters,5th Nove
mber 1992,Vol.28,No.23,pp.2146-2147)や、1992年に発
行された電子情報通信学会技術研究報告92巻134 号の29
〜32項に掲載された林，清水著「一意復号可能なRabin
型暗号」に詳しい解説がある。
【０００５】ところで、これらの公開鍵暗号で暗号化で
きる平文Ｍは、０以上Ｎ未満の数に限られており、ま
た、公開鍵Ｎは、２つの素数の積であり、２のべき乗で
はない。従って、これらの公開鍵暗号では、Ｎの桁数を
ｎビットとすると、長さｎ−１ビットの平文しか暗号化
できない。即ち、暗号化を行うとブロック長が１ビット
だけ拡大するという問題がある。
きる平文Ｍは、０以上Ｎ未満の数に限られており、ま
た、公開鍵Ｎは、２つの素数の積であり、２のべき乗で
はない。従って、これらの公開鍵暗号では、Ｎの桁数を
ｎビットとすると、長さｎ−１ビットの平文しか暗号化
できない。即ち、暗号化を行うとブロック長が１ビット
だけ拡大するという問題がある。
【０００６】そこで従来では、このブロック長の拡大を
防止した公開鍵暗号装置が種々提案されている（例えば
特開平1-277280号、特開平5-91101 号等）。以下、図２
を参照して概要を説明する。図２において、長さｎビッ
トの平文Ｍが、入力端子232から入力され、比較器101
とセレクタ103 と公開鍵暗号化回路102 とに供給され
る。
防止した公開鍵暗号装置が種々提案されている（例えば
特開平1-277280号、特開平5-91101 号等）。以下、図２
を参照して概要を説明する。図２において、長さｎビッ
トの平文Ｍが、入力端子232から入力され、比較器101
とセレクタ103 と公開鍵暗号化回路102 とに供給され
る。
【０００７】このｎビットの整数をＡとすると、公開鍵
暗号化回路102 は、入力端子231 から入力された公開鍵
Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた暗号文
をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力端子23
1 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａとを比較し比較結果
をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ≧Ｎな
らば整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、公開鍵暗
号化回路102 の出力を選択して出力する。
暗号化回路102 は、入力端子231 から入力された公開鍵
Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた暗号文
をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力端子23
1 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａとを比較し比較結果
をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ≧Ｎな
らば整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、公開鍵暗
号化回路102 の出力を選択して出力する。
【０００８】次に、セレクタ103 の出力ｎビットは、そ
の最上位ビットが分離されて否定回路123 に入り、ここ
で反転され、セレクタ103 の出力の下位ｎ−１ビットに
付加されて再びｎビットの整数を構成し、比較器111 と
セレクタ113 と公開鍵暗号化回路112 とに供給される。
の最上位ビットが分離されて否定回路123 に入り、ここ
で反転され、セレクタ103 の出力の下位ｎ−１ビットに
付加されて再びｎビットの整数を構成し、比較器111 と
セレクタ113 と公開鍵暗号化回路112 とに供給される。
【０００９】かかるｎビットの整数をＢとすると、公開
鍵暗号化回路112 は、入力端子231から入力された公開
鍵Ｎに基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化し、得られた暗号
文をセレクタ113 に出力する。比較器111 は、入力端子
231 から入力された公開鍵Ｎと整数Ｂを比較し、比較結
果をセレクタ113 に出力する。セレクタ113 は、Ｂ≧Ｎ
ならば、整数Ｂを選択して出力し、Ｂ〈Ｎならば、公開
鍵暗号化回路112 の出力を選択して出力する。このセレ
クタ113 の出力が、暗号文として出力端子233から出力
される。
鍵暗号化回路112 は、入力端子231から入力された公開
鍵Ｎに基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化し、得られた暗号
文をセレクタ113 に出力する。比較器111 は、入力端子
231 から入力された公開鍵Ｎと整数Ｂを比較し、比較結
果をセレクタ113 に出力する。セレクタ113 は、Ｂ≧Ｎ
ならば、整数Ｂを選択して出力し、Ｂ〈Ｎならば、公開
鍵暗号化回路112 の出力を選択して出力する。このセレ
クタ113 の出力が、暗号文として出力端子233から出力
される。
【００１０】以上のようにすれば、長さｎビットの平文
を長さｎビットの暗号文に変換できる。また、セレクタ
103 の出力の最上位ビットを否定回路123 で反転してい
るので、平文がどのような値をとろうとも、公開鍵暗号
化回路102,同112 のいずれかあるいは両方において暗号
化が施される。
を長さｎビットの暗号文に変換できる。また、セレクタ
103 の出力の最上位ビットを否定回路123 で反転してい
るので、平文がどのような値をとろうとも、公開鍵暗号
化回路102,同112 のいずれかあるいは両方において暗号
化が施される。
【００１１】しかし、図２の暗号化装置では、暗号文Ｃ
が公開鍵Ｎ以上であれば、平文Ｍが公開鍵Ｎより小さい
ことがわかってしまう。このため、公開鍵Ｎが、２n-1
に近い値をとる場合には、暗号文Ｃから平文Ｍの最上位
ビットを高い確率で推定できるという問題がある。
が公開鍵Ｎ以上であれば、平文Ｍが公開鍵Ｎより小さい
ことがわかってしまう。このため、公開鍵Ｎが、２n-1
に近い値をとる場合には、暗号文Ｃから平文Ｍの最上位
ビットを高い確率で推定できるという問題がある。
【００１２】そこで、従来では、安全性の要求される用
途では、平文の最上位ビットの値の漏洩を防ぐために、
例えば図３のような構成の暗号装置を用いて公開鍵暗号
化を３回以上繰り返す方策が採られている。以下、図３
を参照して繰り返し回数が３の場合について説明する。
途では、平文の最上位ビットの値の漏洩を防ぐために、
例えば図３のような構成の暗号装置を用いて公開鍵暗号
化を３回以上繰り返す方策が採られている。以下、図３
を参照して繰り返し回数が３の場合について説明する。
【００１３】図３において、長さｎビットの平文Ｍが、
入力端子332 からセレクタ302 に入力される。一方、入
力端子342 からは、セレクタ302 が入力端子332 から入
力された数値を選択して出力するように、制御信号が供
給される。セレクタ302 の出力はランダム関数器303 に
入力される。
入力端子332 からセレクタ302 に入力される。一方、入
力端子342 からは、セレクタ302 が入力端子332 から入
力された数値を選択して出力するように、制御信号が供
給される。セレクタ302 の出力はランダム関数器303 に
入力される。
【００１４】ランダム関数器303 は、詳細は後述する
が、入力に対して予め決められた１対１の変換を施し、
その変換結果を比較器101 とセレクタ103 と公開鍵暗号
化回路102 とに供給される。
が、入力に対して予め決められた１対１の変換を施し、
その変換結果を比較器101 とセレクタ103 と公開鍵暗号
化回路102 とに供給される。
【００１５】ランダム関数器303 の出力をＡとすると、
公開鍵暗号化回路102 は、入力端子331 から入力された
公開鍵Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた
暗号文をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力
端子331 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａを比較し、比
較結果をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ
≧Ｎならば、整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、
公開鍵暗号化回路102の出力を選択して出力する。
公開鍵暗号化回路102 は、入力端子331 から入力された
公開鍵Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた
暗号文をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力
端子331 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａを比較し、比
較結果をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ
≧Ｎならば、整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、
公開鍵暗号化回路102の出力を選択して出力する。
【００１６】次に、入力端子341 から制御信号が供給さ
れ、レジスタ301 にセレクタ103 の出力が保持される。
レジスタ301 に保持された値は、セレクタ302 に供給さ
れる。そして、入力端子342 から、セレクタ302 がレジ
スタ301 から入力された数値を選択して出力するよう
に、制御信号が供給される。
れ、レジスタ301 にセレクタ103 の出力が保持される。
レジスタ301 に保持された値は、セレクタ302 に供給さ
れる。そして、入力端子342 から、セレクタ302 がレジ
スタ301 から入力された数値を選択して出力するよう
に、制御信号が供給される。
【００１７】次に、予め決められた時間（セレクタ302
の出力が確定してからセレクタ103の出力が確定するま
での遅延時間）が経過すると、再び、入力端子341 から
制御信号が供給され、レジスタ301 にセレクタ103 の出
力が保持される。
の出力が確定してからセレクタ103の出力が確定するま
での遅延時間）が経過すると、再び、入力端子341 から
制御信号が供給され、レジスタ301 にセレクタ103 の出
力が保持される。
【００１８】そして最後に、予め決められた時間が経過
すると、セレクタ103 の出力が、暗号文として出力端子
333 から出力される。以上のようにして公開鍵暗号化を
３回繰り返せば、平文の最上位ビットを推定するのが困
難になる。
すると、セレクタ103 の出力が、暗号文として出力端子
333 から出力される。以上のようにして公開鍵暗号化を
３回繰り返せば、平文の最上位ビットを推定するのが困
難になる。
【００１９】なお、図３の暗号装置のランダム関数器30
3 は、例えば図４のように構成される。図４において、
ランダム関数のｎビットの入力のうち、最上位の１ビッ
トが否定回路401 に供給され、最上位ビットに続く上位
ｂビットが排他的論理和回路402 に供給され、下位ａビ
ットがハッシュ関数器403 と出力端子412 に供給され、
残りのｎ−ａ−ｂ−１ビットがそのまま出力端子412 に
供給される。
3 は、例えば図４のように構成される。図４において、
ランダム関数のｎビットの入力のうち、最上位の１ビッ
トが否定回路401 に供給され、最上位ビットに続く上位
ｂビットが排他的論理和回路402 に供給され、下位ａビ
ットがハッシュ関数器403 と出力端子412 に供給され、
残りのｎ−ａ−ｂ−１ビットがそのまま出力端子412 に
供給される。
【００２０】否定回路401 は入力ビットを反転して、そ
の結果を出力端子412 に供給する。否定回路401 は、図
２の否定回路123 と同様、Ｎ以上の入力値をＮ未満の値
に変換するためのものである。
の結果を出力端子412 に供給する。否定回路401 は、図
２の否定回路123 と同様、Ｎ以上の入力値をＮ未満の値
に変換するためのものである。
【００２１】ハッシュ関数器403 は、入力されたａビッ
トに対して、予め決められた変換を施し、ｂビットの変
換結果を出力する。具体的には、ハッシュ関数器403
は、リード・オンリ・メモリで構成され、予め決められ
たランダムな数値が書き込まれており、入力の示す番地
に記憶されているｂビットの値を出力する。
トに対して、予め決められた変換を施し、ｂビットの変
換結果を出力する。具体的には、ハッシュ関数器403
は、リード・オンリ・メモリで構成され、予め決められ
たランダムな数値が書き込まれており、入力の示す番地
に記憶されているｂビットの値を出力する。
【００２２】排他的論理和回路402 は、平文のｂビット
とハッシュ関数器403 の出力のビットごとの排他的論理
和を計算して、ｂビットの計算結果を出力端子412 に供
給する。
とハッシュ関数器403 の出力のビットごとの排他的論理
和を計算して、ｂビットの計算結果を出力端子412 に供
給する。
【００２３】出力端子412 からは、否定回路401 の出力
が最上位ビットとして、排他的論理和回路402 の出力が
最上位ビットに続く上位ｂビットとして、入力端子411
から直接供給されたｎ−ａ−ｂ−１ビットがそれに続く
ビットとして、ハッシュ関数器403 に入力されたａビッ
トが下位ａビットとして、それぞれ出力される。
が最上位ビットとして、排他的論理和回路402 の出力が
最上位ビットに続く上位ｂビットとして、入力端子411
から直接供給されたｎ−ａ−ｂ−１ビットがそれに続く
ビットとして、ハッシュ関数器403 に入力されたａビッ
トが下位ａビットとして、それぞれ出力される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来方式
では、上位ビットの漏洩を防ぐためには、公開鍵暗号化
とハッシュ関数を繰り返す回数を３回以上にする必要が
あるので、情報の漏洩を完全に防ごうとすると、データ
速度が低下するという問題がある。
では、上位ビットの漏洩を防ぐためには、公開鍵暗号化
とハッシュ関数を繰り返す回数を３回以上にする必要が
あるので、情報の漏洩を完全に防ごうとすると、データ
速度が低下するという問題がある。
【００２５】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、平文に関する情報を漏らさずに、かつ、ブロッ
ク長を拡大することなく、平文を暗号化できる公開鍵暗
号装置を提供することにある。
鑑みて、平文に関する情報を漏らさずに、かつ、ブロッ
ク長を拡大することなく、平文を暗号化できる公開鍵暗
号装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の公開鍵暗号装置は次の如き手段構成を有す
る。即ち、本発明の公開鍵暗号装置は、入力された長さ
ｎビットの整数Ａと公開鍵Ｎの大小関係を比較する第１
の比較器と； 公開鍵Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号
化して得られた暗号文を出力する第１の公開鍵暗号化回
路と； 第１の比較器の出力に応じて第１の公開鍵暗号
回路の出力あるいはＡを選択して出力する第１のセレク
タと； 第１のセレクタの出力ｎビットの最上位ビット
の論理否定を演算して出力する否定回路と； 否定回路
の出力と第１のセレクタの出力の下位ｎ−１ビットの計
ｎビットからなる整数をＢとしたとき、公開鍵Ｎと整数
Ｂの大小関係を比較する第２の比較器と； 公開鍵Ｎに
基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化して得られた暗号文を出
力する第２の公開鍵暗号化回路と； 第２の比較器の出
力に応じて第２の公開鍵暗号回路の出力あるいは整数Ｂ
を選択し暗号文として出力する第２のセレクタと； を
備える公開鍵暗号装置において； 入力された長さｎビ
ットの平文Ｍの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎで割
った余りを演算してその演算結果を出力する平方剰余回
路と； 平文Ｍの最上位ビットと平方剰余回路の出力の
最下位ビットの排他的論理和を演算してその演算結果を
出力する排他的論理和回路と； を設け、排他的論理和
回路の出力と平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットが
前記整数Ａである； ことを特徴とするものである。
に、本発明の公開鍵暗号装置は次の如き手段構成を有す
る。即ち、本発明の公開鍵暗号装置は、入力された長さ
ｎビットの整数Ａと公開鍵Ｎの大小関係を比較する第１
の比較器と； 公開鍵Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号
化して得られた暗号文を出力する第１の公開鍵暗号化回
路と； 第１の比較器の出力に応じて第１の公開鍵暗号
回路の出力あるいはＡを選択して出力する第１のセレク
タと； 第１のセレクタの出力ｎビットの最上位ビット
の論理否定を演算して出力する否定回路と； 否定回路
の出力と第１のセレクタの出力の下位ｎ−１ビットの計
ｎビットからなる整数をＢとしたとき、公開鍵Ｎと整数
Ｂの大小関係を比較する第２の比較器と； 公開鍵Ｎに
基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化して得られた暗号文を出
力する第２の公開鍵暗号化回路と； 第２の比較器の出
力に応じて第２の公開鍵暗号回路の出力あるいは整数Ｂ
を選択し暗号文として出力する第２のセレクタと； を
備える公開鍵暗号装置において； 入力された長さｎビ
ットの平文Ｍの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎで割
った余りを演算してその演算結果を出力する平方剰余回
路と； 平文Ｍの最上位ビットと平方剰余回路の出力の
最下位ビットの排他的論理和を演算してその演算結果を
出力する排他的論理和回路と； を設け、排他的論理和
回路の出力と平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットが
前記整数Ａである； ことを特徴とするものである。
【００２７】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の公開鍵暗
号装置の作用を説明する。平文の最上位ビットの漏洩
は、平文の最上位ビットに１ビットの擬似乱数を排他的
論理和で加算することによって、完全に防止できる。即
ち、平文の最上位ビットに１ビットの擬似乱数を排他的
論理和で加算すると、例え平文が公開鍵Ｎより小さいこ
とが分かっていたとしても、平文の最上位ビットの値は
推定できない。なぜなら、擬似乱数が１である確率が１
／２であれば、公開鍵Ｎよりも小さいな数値のうち半数
については、最上位ビットが１となるからである。平文
の上位ビットの漏洩が完全に防げるのであれば、当然の
ことながら、公開鍵暗号化の繰り返し回数は、高々２回
で済む。
号装置の作用を説明する。平文の最上位ビットの漏洩
は、平文の最上位ビットに１ビットの擬似乱数を排他的
論理和で加算することによって、完全に防止できる。即
ち、平文の最上位ビットに１ビットの擬似乱数を排他的
論理和で加算すると、例え平文が公開鍵Ｎより小さいこ
とが分かっていたとしても、平文の最上位ビットの値は
推定できない。なぜなら、擬似乱数が１である確率が１
／２であれば、公開鍵Ｎよりも小さいな数値のうち半数
については、最上位ビットが１となるからである。平文
の上位ビットの漏洩が完全に防げるのであれば、当然の
ことながら、公開鍵暗号化の繰り返し回数は、高々２回
で済む。
【００２８】ただし、擬似乱数は、当然のことながら、
暗号文から推定することが困難なものでなければならな
い。また、擬似乱数は、最上位ビットを除く平文だけに
依存して生成されなければならない。もし、平文以外の
情報に基づいて擬似乱数を生成すると、暗号文から平文
を復号化するのにその情報も必要になるから、その情報
を伝達するために伝送効率が低下してしまう。
暗号文から推定することが困難なものでなければならな
い。また、擬似乱数は、最上位ビットを除く平文だけに
依存して生成されなければならない。もし、平文以外の
情報に基づいて擬似乱数を生成すると、暗号文から平文
を復号化するのにその情報も必要になるから、その情報
を伝達するために伝送効率が低下してしまう。
【００２９】そこで、本発明では、平文から最上位ビッ
トを除いたｘをラビン暗号化し、即ちｘについてｘ2mod
Ｎを計算し、その最下位ビットを擬似乱数とする。この
ようにすれば、平文にのみ依存して擬似乱数が生成でき
る。また、ラビン暗号を解読することは公開鍵Ｎを素因
数分解する問題と同じくらい困難なので、暗号文から擬
似乱数の値を推定されることもない。
トを除いたｘをラビン暗号化し、即ちｘについてｘ2mod
Ｎを計算し、その最下位ビットを擬似乱数とする。この
ようにすれば、平文にのみ依存して擬似乱数が生成でき
る。また、ラビン暗号を解読することは公開鍵Ｎを素因
数分解する問題と同じくらい困難なので、暗号文から擬
似乱数の値を推定されることもない。
【００３０】なお、第１および第２の公開鍵暗号化回路
で使われる公開鍵暗号としては、０以上Ｎ未満の整数を
０以上Ｎ未満の整数に１対１に対応させるものであれ
ば、どのようなものを使用しても構わない。
で使われる公開鍵暗号としては、０以上Ｎ未満の整数を
０以上Ｎ未満の整数に１対１に対応させるものであれ
ば、どのようなものを使用しても構わない。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る公開鍵暗号装置
を示す。本発明の公開鍵暗号装置は、図２に示した装置
の入力側に排他的論理和回路121 と平均剰余回路122を
設けたものである。
する。図１は、本発明の一実施例に係る公開鍵暗号装置
を示す。本発明の公開鍵暗号装置は、図２に示した装置
の入力側に排他的論理和回路121 と平均剰余回路122を
設けたものである。
【００３２】図１において、入力端子131 からは、長さ
ｎビットの平文Ｍが入力するが、この平文Ｍの下位ｎ−
１ビットが平方剰余回路122 に入力され、平文Ｍの最上
位ビットが排他的論理和回路121 に入力される。
ｎビットの平文Ｍが入力するが、この平文Ｍの下位ｎ−
１ビットが平方剰余回路122 に入力され、平文Ｍの最上
位ビットが排他的論理和回路121 に入力される。
【００３３】平方剰余回路122 は、入力された平文の下
位ｎ−１ビットをｘとし、入力端子131 から入力される
公開鍵をＮとすると、ｘ2modＮ、即ちｘの平方をＮで割
ったときの余りを計算し、その最下位ビットを排他的論
理和回路121 に出力する。
位ｎ−１ビットをｘとし、入力端子131 から入力される
公開鍵をＮとすると、ｘ2modＮ、即ちｘの平方をＮで割
ったときの余りを計算し、その最下位ビットを排他的論
理和回路121 に出力する。
【００３４】排他的論理和回路121 は、平文Ｍの最上位
ビットと平方剰余回路122 の出力の排他的論理和を計算
する。排他的論理和回路121 の出力は、最上位ビットと
して平文Ｍの下位ｎ−１ビットに付加されてｎビットの
整数を構成し、比較器101 とセレクタ103 と公開鍵暗号
化回路102 とに供給される。
ビットと平方剰余回路122 の出力の排他的論理和を計算
する。排他的論理和回路121 の出力は、最上位ビットと
して平文Ｍの下位ｎ−１ビットに付加されてｎビットの
整数を構成し、比較器101 とセレクタ103 と公開鍵暗号
化回路102 とに供給される。
【００３５】このｎビットの整数をＡとすれば、公開鍵
暗号化回路102 は、入力端子131 から入力された公開鍵
Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた暗号文
をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力端子13
1 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａを比較し、比較結果
をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ≧Ｎな
らば、整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、公開鍵
暗号化回路102 の出力を選択して出力する。
暗号化回路102 は、入力端子131 から入力された公開鍵
Ｎに基づいて整数Ａを公開鍵暗号化し、得られた暗号文
をセレクタ103 に出力する。比較器101 は、入力端子13
1 から入力された公開鍵Ｎと整数Ａを比較し、比較結果
をセレクタ103 に出力する。セレクタ103 は、Ａ≧Ｎな
らば、整数Ａを選択して出力し、Ａ〈Ｎならば、公開鍵
暗号化回路102 の出力を選択して出力する。
【００３６】次に、セレクタ103 の出力ｎビットは、そ
の最上位ビットが分離されて否定回路123 に入り、ここ
で反転され、セレクタ103 の出力の下位ｎ−１ビットに
付加されて再びｎビットの整数を構成し、比較器111 と
セレクタ113 と公開鍵暗号化回路112 とに供給される。
の最上位ビットが分離されて否定回路123 に入り、ここ
で反転され、セレクタ103 の出力の下位ｎ−１ビットに
付加されて再びｎビットの整数を構成し、比較器111 と
セレクタ113 と公開鍵暗号化回路112 とに供給される。
【００３７】かかるｎビットの整数をＢとすれば、公開
鍵暗号化回路112 は、入力端子131から入力された公開
鍵Ｎに基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化し、得られた暗号
文をセレクタ113 に出力する。
鍵暗号化回路112 は、入力端子131から入力された公開
鍵Ｎに基づいて整数Ｂを公開鍵暗号化し、得られた暗号
文をセレクタ113 に出力する。
【００３８】比較器111 は、入力端子131 から入力され
た公開鍵Ｎと整数Ｂを比較し、比較結果をセレクタ113
に出力する。セレクタ113 は、Ｂ≧Ｎならば、整数Ｂを
選択し、Ｂ〈Ｎならば、公開鍵暗号化回路112 の出力を
選択して出力する。このセレクタ113 の出力が、暗号文
として出力端子133 から出力される。
た公開鍵Ｎと整数Ｂを比較し、比較結果をセレクタ113
に出力する。セレクタ113 は、Ｂ≧Ｎならば、整数Ｂを
選択し、Ｂ〈Ｎならば、公開鍵暗号化回路112 の出力を
選択して出力する。このセレクタ113 の出力が、暗号文
として出力端子133 から出力される。
【００３９】以上要するに、本発明の公開鍵暗号装置
は、長さｎビットの平文Ｍに対して、平方剰余回路122
においてＭの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎで割っ
た余りを演算し、その演算結果の最下位ビットと平文Ｍ
の最上位ビットとの排他的論理和を排他的論理和回路12
1 で計算する。そして、排他的論理和回路121 の出力と
平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットに対して、ブロ
ック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗号化、即
ち、RSA 暗号や修正Rabin 暗号などの公開鍵暗号化を２
回繰り返すことを行い、暗号文から平文の最上位ビット
を推定できないようにしているのである。
は、長さｎビットの平文Ｍに対して、平方剰余回路122
においてＭの下位ｎ−１ビットの平方を公開鍵Ｎで割っ
た余りを演算し、その演算結果の最下位ビットと平文Ｍ
の最上位ビットとの排他的論理和を排他的論理和回路12
1 で計算する。そして、排他的論理和回路121 の出力と
平文Ｍの下位ｎ−１ビットの計ｎビットに対して、ブロ
ック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗号化、即
ち、RSA 暗号や修正Rabin 暗号などの公開鍵暗号化を２
回繰り返すことを行い、暗号文から平文の最上位ビット
を推定できないようにしているのである。
【００４０】なお、暗号文から元の平文を復元するに
は、暗号文に対して、図１の暗号装置の行っている操作
を逆に施せばよい。
は、暗号文に対して、図１の暗号装置の行っている操作
を逆に施せばよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の公開鍵暗号
装置は、平文の最上位ビットに擬似乱数を加算してか
ら、ブロック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗
号化を行うようにしているので、RSA 暗号や修正Rabin
暗号などの公開鍵暗号化を高々２回繰り返すのみで平文
の最上位ビットが推定できないようにできる。従って、
ブロック長の拡大を防止できるだけでなく、データ速度
を低下させずに平文に関する情報を漏らさないようにで
きる効果がある。
装置は、平文の最上位ビットに擬似乱数を加算してか
ら、ブロック長拡大防止方法の施された従来の公開鍵暗
号化を行うようにしているので、RSA 暗号や修正Rabin
暗号などの公開鍵暗号化を高々２回繰り返すのみで平文
の最上位ビットが推定できないようにできる。従って、
ブロック長の拡大を防止できるだけでなく、データ速度
を低下させずに平文に関する情報を漏らさないようにで
きる効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係る公開鍵暗号装置の構成
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】従来の公開鍵暗号装置の構成ブロック図であ
る。
る。
【図３】従来の公開鍵暗号装置の構成ブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の公開鍵暗号装置で使われるランダム関数
器の構成ブロック図である。
器の構成ブロック図である。
101,111 比較器 102,112 公開鍵暗号化回路 103,113 セレクタ 121,402 排他的論理和回路 122 平方剰余回路 123,401 否定回路 303 ランダム関数器 403 ハッシュ関数器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 9/12 9/06 9/14
Claims (2)
- 【請求項１】 入力された長さｎビットの整数Ａと公開
鍵Ｎの大小関係を比較する第１の比較器と； 公開鍵Ｎ
に基づいて整数Ａを公開鍵暗号化して得られた暗号文を
出力する第１の公開鍵暗号化回路と； 第１の比較器の
出力に応じて第１の公開鍵暗号回路の出力あるいはＡを
選択して出力する第１のセレクタと；第１のセレクタの
出力ｎビットの最上位ビットの論理否定を演算して出力
する否定回路と； 否定回路の出力と第１のセレクタの
出力の下位ｎ−１ビットの計ｎビットからなる整数をＢ
としたとき、公開鍵Ｎと整数Ｂの大小関係を比較する第
２の比較器と； 公開鍵Ｎに基づいて整数Ｂを公開鍵暗
号化して得られた暗号文を出力する第２の公開鍵暗号化
回路と； 第２の比較器の出力に応じて第２の公開鍵暗
号回路の出力あるいは整数Ｂを選択し暗号文として出力
する第２のセレクタと； を備える公開鍵暗号装置にお
いて； 入力された長さｎビットの平文Ｍの下位ｎ−１
ビットの平方を公開鍵Ｎで割った余りを演算してその演
算結果を出力する平方剰余回路と； 平文Ｍの最上位ビ
ットと平方剰余回路の出力の最下位ビットの排他的論理
和を演算してその演算結果を出力する排他的論理和回路
と； を設け、排他的論理和回路の出力と平文Ｍの下位
ｎ−１ビットの計ｎビットが前記整数Ａである； こと
を特徴とする公開鍵暗号装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の公開鍵暗号装置におい
て； 前記第１及び第２の公開鍵暗号化回路で使われる
公開鍵暗号は、０以上Ｎ未満の整数を０以上Ｎ未満の整
数に１対１に対応させたものである； ことを特徴とす
る公開鍵暗号装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039122A JP2727955B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 公開鍵暗号装置 |
| CA002141997A CA2141997C (en) | 1994-02-14 | 1995-02-07 | Public-key cryptographic apparatus handling ciphertext by public-key |
| DE69520847T DE69520847T2 (de) | 1994-02-14 | 1995-02-08 | Verschlüsselungseinrichtung mit öffentlichem Schlüssel wobei das Chiffrat mit einem öffentlichen Schlüssel verarbeitet wird |
| EP95101701A EP0667692B1 (en) | 1994-02-14 | 1995-02-08 | Public-key cryptographic apparatus handling ciphertext by public-key |
| US08/388,484 US5577123A (en) | 1994-02-14 | 1995-02-14 | Public-key cryptographic apparatus handling ciphertext by public-key |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039122A JP2727955B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 公開鍵暗号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225551A true JPH07225551A (ja) | 1995-08-22 |
| JP2727955B2 JP2727955B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12544300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6039122A Expired - Fee Related JP2727955B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 公開鍵暗号装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5577123A (ja) |
| EP (1) | EP0667692B1 (ja) |
| JP (1) | JP2727955B2 (ja) |
| CA (1) | CA2141997C (ja) |
| DE (1) | DE69520847T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9031239B2 (en) | 2011-02-09 | 2015-05-12 | Fujitsu Limited | Information processing apparatus, information processing method, and computer readable storage medium |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6038317A (en) * | 1997-12-24 | 2000-03-14 | Magliveras; Spyros S. | Secret key cryptosystem and method utilizing factorizations of permutation groups of arbitrary order 2l |
| US6091821A (en) * | 1998-02-12 | 2000-07-18 | Vlsi Technology, Inc. | Pipelined hardware implementation of a hashing algorithm |
| US5974144A (en) * | 1998-02-25 | 1999-10-26 | Cipheractive Ltd. | System for encryption of partitioned data blocks utilizing public key methods and random numbers |
| IL185285A0 (en) * | 2007-08-14 | 2008-01-06 | Yeda Res & Dev | A method and apparatus for implementing a novel one-way hash function on highly constrained devices such as rfid tags |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4405829A (en) * | 1977-12-14 | 1983-09-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Cryptographic communications system and method |
| US4658094A (en) * | 1985-03-28 | 1987-04-14 | Itt Corporation | Encryption apparatus and methods for raising a large unsigned integer to a large unsigned integer power modulo a large unsigned integer |
| JP2871690B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 符号化装置及び復号化装置 |
| JP3055636B2 (ja) * | 1991-09-20 | 2000-06-26 | 日本電気株式会社 | 暗号通信符号化装置および復号化装置 |
| JP2864813B2 (ja) * | 1991-09-26 | 1999-03-08 | 日本電気株式会社 | 暗号化装置及び復号化装置 |
| JP3180836B2 (ja) * | 1992-05-21 | 2001-06-25 | 日本電気株式会社 | 暗号通信装置 |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP6039122A patent/JP2727955B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-07 CA CA002141997A patent/CA2141997C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-08 EP EP95101701A patent/EP0667692B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-08 DE DE69520847T patent/DE69520847T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-14 US US08/388,484 patent/US5577123A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9031239B2 (en) | 2011-02-09 | 2015-05-12 | Fujitsu Limited | Information processing apparatus, information processing method, and computer readable storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2727955B2 (ja) | 1998-03-18 |
| EP0667692B1 (en) | 2001-05-09 |
| DE69520847D1 (de) | 2001-06-13 |
| DE69520847T2 (de) | 2001-09-27 |
| CA2141997A1 (en) | 1995-08-15 |
| EP0667692A3 (en) | 1996-10-16 |
| EP0667692A2 (en) | 1995-08-16 |
| CA2141997C (en) | 1998-09-29 |
| US5577123A (en) | 1996-11-19 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |