JPH11205302A - 鍵管理方法及びその装置 - Google Patents
鍵管理方法及びその装置Info
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- JPH11205302A JPH11205302A JP10008661A JP866198A JPH11205302A JP H11205302 A JPH11205302 A JP H11205302A JP 10008661 A JP10008661 A JP 10008661A JP 866198 A JP866198 A JP 866198A JP H11205302 A JPH11205302 A JP H11205302A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各鍵保管機関１２ｊがユーザ１１ｉから正し
い部分鍵ｓijを預ることができ、ユーザ１１ｉ以外はそ
の秘密鍵Ｓi を知ることができない。 【解決手段】 ユーザ１１ｉは複数の鍵保管機関１２ｊ
（ｊ＝１，２，３）と部分鍵ｓijを共有する、この共有
は共通鍵配送方法により、両者が協同して行う。ユーザ
１１ｉはこれら部分鍵ｓijを加算して秘密鍵Ｓi とし、
機関１２ｊはユーザｉごとに部分鍵ｓijを保管し、また
ｓijをシステム公開情報ｇで暗号化して鍵登録機関１３
へ送り、機関１３は暗号化部分鍵を乗算して、Ｓi をｇ
で暗号化したユーザｉの公開鍵Ｐi を得、これをユーザ
ｉごとに登録し、公開する。
い部分鍵ｓijを預ることができ、ユーザ１１ｉ以外はそ
の秘密鍵Ｓi を知ることができない。 【解決手段】 ユーザ１１ｉは複数の鍵保管機関１２ｊ
（ｊ＝１，２，３）と部分鍵ｓijを共有する、この共有
は共通鍵配送方法により、両者が協同して行う。ユーザ
１１ｉはこれら部分鍵ｓijを加算して秘密鍵Ｓi とし、
機関１２ｊはユーザｉごとに部分鍵ｓijを保管し、また
ｓijをシステム公開情報ｇで暗号化して鍵登録機関１３
へ送り、機関１３は暗号化部分鍵を乗算して、Ｓi をｇ
で暗号化したユーザｉの公開鍵Ｐi を得、これをユーザ
ｉごとに登録し、公開する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】暗号通信システムにおいて、
法律または契約等に基づき通信中またはデータベース等
に蓄積された暗号文を解読する権限もしくは暗号文を復
号するためのセッション鍵を複製する権限を有する執行
機関が、その定めの範囲内に限り暗号文を解読できるこ
とが望まれる場合がある。
法律または契約等に基づき通信中またはデータベース等
に蓄積された暗号文を解読する権限もしくは暗号文を復
号するためのセッション鍵を複製する権限を有する執行
機関が、その定めの範囲内に限り暗号文を解読できるこ
とが望まれる場合がある。
【０００２】この発明は、このような場合のシステムに
おいて、確実に暗号文が解読できること、あるいはセッ
ション鍵が複製できると同時に、執行機関がその定めを
逸脱して不当にセッション鍵を複製したり、暗号文を解
読することによってユーザ（利用者）のプライバシーが
侵害されることがないようにするための鍵管理方法及び
その装置に関する。
おいて、確実に暗号文が解読できること、あるいはセッ
ション鍵が複製できると同時に、執行機関がその定めを
逸脱して不当にセッション鍵を複製したり、暗号文を解
読することによってユーザ（利用者）のプライバシーが
侵害されることがないようにするための鍵管理方法及び
その装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】前記執行機関による暗号文の解読を権限
内で許す暗号通信方式は、例えば次のようにして行われ
ている。送信者（ユーザ）Ａは、所属する鍵管理機関Ｔ
Ａに対して受信者（ユーザ）Ｂに対する受信用公開鍵Ｒ
ＰB と送信者Ａに対する送信用公開鍵ＤＰA および送信
用秘密鍵ＤＳA の生成を要求して、それら３つの情報を
獲得する。次に、受信用公開鍵ＲＰB と送信用秘密鍵Ｄ
ＳA とからセッション鍵ＫＳを生成して、そのセッショ
ン鍵ＫＳを用いてメッセージの暗号化を行い、暗号文と
送信用公開鍵ＤＰA と受信用公開鍵ＲＰB を受信者Ｂに
送信する。受信者Ｂは、所属する鍵管理機関ＴＢに対し
て受信者Ｂに対する受信用秘密鍵ＲＳB を要求し、獲得
した受信用秘密鍵ＲＳB と送信用公開鍵ＤＰA とからセ
ッション鍵ＫＳを生成した後、そのセッション鍵ＫＳを
用いて暗号文の復号を行う。
内で許す暗号通信方式は、例えば次のようにして行われ
ている。送信者（ユーザ）Ａは、所属する鍵管理機関Ｔ
Ａに対して受信者（ユーザ）Ｂに対する受信用公開鍵Ｒ
ＰB と送信者Ａに対する送信用公開鍵ＤＰA および送信
用秘密鍵ＤＳA の生成を要求して、それら３つの情報を
獲得する。次に、受信用公開鍵ＲＰB と送信用秘密鍵Ｄ
ＳA とからセッション鍵ＫＳを生成して、そのセッショ
ン鍵ＫＳを用いてメッセージの暗号化を行い、暗号文と
送信用公開鍵ＤＰA と受信用公開鍵ＲＰB を受信者Ｂに
送信する。受信者Ｂは、所属する鍵管理機関ＴＢに対し
て受信者Ｂに対する受信用秘密鍵ＲＳB を要求し、獲得
した受信用秘密鍵ＲＳB と送信用公開鍵ＤＰA とからセ
ッション鍵ＫＳを生成した後、そのセッション鍵ＫＳを
用いて暗号文の復号を行う。
【０００４】このような暗号通信における秘密鍵の保管
として図４に示すような従来のKeyRecovery方式（ＳＣ
ＩＳ′９７−２Ａ「ノード監視を考慮した鍵預託方
式」）において、ユーザ装置１１Ａ，１１Ｂが秘密鍵を
分割して複数の鍵保管機関装置１２1 ，１２2 に分散し
て預託し、公開鍵を鍵登録機関装置１３に登録すること
が考えられる。
として図４に示すような従来のKeyRecovery方式（ＳＣ
ＩＳ′９７−２Ａ「ノード監視を考慮した鍵預託方
式」）において、ユーザ装置１１Ａ，１１Ｂが秘密鍵を
分割して複数の鍵保管機関装置１２1 ，１２2 に分散し
て預託し、公開鍵を鍵登録機関装置１３に登録すること
が考えられる。
【０００５】即ち利用者装置１１ｉ（図４ではｉ＝Ａ，
Ｂ）は独自に秘密鍵Ｓi を設定し、Ｓi をＳi ＝Σ
j=1 k ｓijとなるように分割する。ｓijは利用者装置１
１ｉがｊ番目の鍵保管機関装置１２ｊに預ける部分鍵、
ｋは秘密鍵を分割する数、つまり部分鍵の数を表す。各
部分鍵ｓijは、利用者装置１１ｉによって鍵保管機関装
置１２ｊにそれぞれ送付されていた。
Ｂ）は独自に秘密鍵Ｓi を設定し、Ｓi をＳi ＝Σ
j=1 k ｓijとなるように分割する。ｓijは利用者装置１
１ｉがｊ番目の鍵保管機関装置１２ｊに預ける部分鍵、
ｋは秘密鍵を分割する数、つまり部分鍵の数を表す。各
部分鍵ｓijは、利用者装置１１ｉによって鍵保管機関装
置１２ｊにそれぞれ送付されていた。
【０００６】さらに公開鍵Ｐi ＝ｇi Simod ｐは、利用
者装置１１ｉ自身によって自分の秘密鍵ｓi より求めら
れ、鍵登録機関装置１３に送付されていた。図５に従来
の秘密鍵を分散させて各部分鍵の正当性を保証する方式
（ Pedersen による Verifiable Secret Sharing(Euroc
rypt '91））の処理概要を示す。ここで、ｐ、ｇは、シ
ステム構築時に鍵登録機関装置１３によって用意される
もので、ｐは大きな素数、ｇはｐの原始元である。それ
ぞれ、システム公開情報として、鍵登録機関装置１３に
より全ての加入ユーザ及び加入機関に公開される。
者装置１１ｉ自身によって自分の秘密鍵ｓi より求めら
れ、鍵登録機関装置１３に送付されていた。図５に従来
の秘密鍵を分散させて各部分鍵の正当性を保証する方式
（ Pedersen による Verifiable Secret Sharing(Euroc
rypt '91））の処理概要を示す。ここで、ｐ、ｇは、シ
ステム構築時に鍵登録機関装置１３によって用意される
もので、ｐは大きな素数、ｇはｐの原始元である。それ
ぞれ、システム公開情報として、鍵登録機関装置１３に
より全ての加入ユーザ及び加入機関に公開される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の鍵
を分割して、確かにその部分鍵が正しいものである（元
の鍵が得られる）ということを保証する方法では、安全
な通信路が確保されているという仮定が必要となる。ま
た、部分鍵の正当性を保証するために、そのためだけの
情報を利用者装置が登録機関装置に登録する必要があ
る。
を分割して、確かにその部分鍵が正しいものである（元
の鍵が得られる）ということを保証する方法では、安全
な通信路が確保されているという仮定が必要となる。ま
た、部分鍵の正当性を保証するために、そのためだけの
情報を利用者装置が登録機関装置に登録する必要があ
る。
【０００８】また図４に示した従来の鍵管理方法はこの
ような処理過程を踏むため、利用者装置１１ｉが鍵保管
機関装置１３に送付する部分鍵ｓijが、実際に暗号化鍵
の生成に使われる秘密鍵の部分鍵とは異なるものを送付
する可能性を防ぐことができなかった。この場合、実際
に法律または契約に基づいて執行機関装置１４が利用者
装置１１ｉの暗号文を解読しようとすると、利用者装置
１１ｉの正しい秘密鍵Ｓi が得られないため、暗号文の
復号が阻害される。また法執行段階の問題点としては、
セッション鍵の回復を執行する段階で利用者装置の秘密
鍵が現れてしまい、利用者装置のプライバシーを保護す
る観点から問題となる。
ような処理過程を踏むため、利用者装置１１ｉが鍵保管
機関装置１３に送付する部分鍵ｓijが、実際に暗号化鍵
の生成に使われる秘密鍵の部分鍵とは異なるものを送付
する可能性を防ぐことができなかった。この場合、実際
に法律または契約に基づいて執行機関装置１４が利用者
装置１１ｉの暗号文を解読しようとすると、利用者装置
１１ｉの正しい秘密鍵Ｓi が得られないため、暗号文の
復号が阻害される。また法執行段階の問題点としては、
セッション鍵の回復を執行する段階で利用者装置の秘密
鍵が現れてしまい、利用者装置のプライバシーを保護す
る観点から問題となる。
【０００９】この発明は、上述したような従来の方法の
有する欠点に鑑みてなされたもので、通信路の安全が保
証されているという仮定なしに、利用者装置以外の機関
装置が、部分鍵より秘密鍵を知ることができないように
秘密鍵を分散管理する鍵管理方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。また、部分鍵の正当性の保証だけ
のための情報を登録しないですむことを目的とし、さら
にその上で、法執行段階においては、確実に暗号文を復
号できる正しい部分鍵を各鍵保管機関装置が利用者装置
から預ることができ、かつセッション鍵を復号する際
に、秘密鍵が現れないことを目的とする鍵管理方法及び
装置を提供することにある。
有する欠点に鑑みてなされたもので、通信路の安全が保
証されているという仮定なしに、利用者装置以外の機関
装置が、部分鍵より秘密鍵を知ることができないように
秘密鍵を分散管理する鍵管理方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。また、部分鍵の正当性の保証だけ
のための情報を登録しないですむことを目的とし、さら
にその上で、法執行段階においては、確実に暗号文を復
号できる正しい部分鍵を各鍵保管機関装置が利用者装置
から預ることができ、かつセッション鍵を復号する際
に、秘密鍵が現れないことを目的とする鍵管理方法及び
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的のうち、ユーザ
（利用者装置）に秘密鍵を正しく複数の部分鍵として分
散登録させる保証を達成するため、また、部分鍵の正当
性を保証するためだけの情報を登録しないですむため
に、各鍵保管機関装置が正しくユーザ（利用者装置）の
部分鍵を預ることができなければ、ユーザ（利用者装
置）間の通信が成立しないようにする。そのための方法
として、秘密鍵は、各鍵保管機関装置と（利用者装置）
との間で秘密に共有された部分鍵より利用者装置が生成
し、利用者装置の公開鍵は、各鍵保管機関装置がその共
有された部分鍵を秘密裏に鍵登録機関装置に送付し、鍵
登録機関装置で生成され、公開されるようにする。これ
を実現するために、各部分鍵の生成を利用者装置が独自
に行なうのではなく、利用者装置と各鍵保管機関装置の
両方で分担する。また公開鍵の生成についても、利用者
装置ではなく、各鍵保管機関装置と鍵登録機関装置で分
担して行う。
（利用者装置）に秘密鍵を正しく複数の部分鍵として分
散登録させる保証を達成するため、また、部分鍵の正当
性を保証するためだけの情報を登録しないですむため
に、各鍵保管機関装置が正しくユーザ（利用者装置）の
部分鍵を預ることができなければ、ユーザ（利用者装
置）間の通信が成立しないようにする。そのための方法
として、秘密鍵は、各鍵保管機関装置と（利用者装置）
との間で秘密に共有された部分鍵より利用者装置が生成
し、利用者装置の公開鍵は、各鍵保管機関装置がその共
有された部分鍵を秘密裏に鍵登録機関装置に送付し、鍵
登録機関装置で生成され、公開されるようにする。これ
を実現するために、各部分鍵の生成を利用者装置が独自
に行なうのではなく、利用者装置と各鍵保管機関装置の
両方で分担する。また公開鍵の生成についても、利用者
装置ではなく、各鍵保管機関装置と鍵登録機関装置で分
担して行う。
【００１１】上記目的のうち、法執行段階でセッション
鍵を復号する際に、秘密鍵が現れないようにするため
に、暗号化された部分鍵から、秘密鍵自身ではなく、暗
号化された秘密鍵が求まるようにする。この目的達成の
ための方法として、秘密鍵Ｓiの構成を、Ｓi ＝Σ
j=1 k ｓij mod(p-1) とする。
鍵を復号する際に、秘密鍵が現れないようにするため
に、暗号化された部分鍵から、秘密鍵自身ではなく、暗
号化された秘密鍵が求まるようにする。この目的達成の
ための方法として、秘密鍵Ｓiの構成を、Ｓi ＝Σ
j=1 k ｓij mod(p-1) とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例を適用
した鍵管理システムの構成図である。鍵登録機関装置１
３は、システム公開情報ｇ，ｐを生成する情報生成手段
１３１、各鍵保管機関装置１２ｊより送られてきた部分
鍵からユーザ（利用者装置）の公開鍵ｐi を生成し登録
するユーザ公開鍵生成・登録手段１３２、そのシステム
公開情報ｇ，ｐ、ユーザｉごとの公開鍵Ｐi などを記憶
する記憶手段１３３、外部へデータを送付する送信手段
１３４、外部からデータを受信する受信手段１３５、各
手段を順次制御したり、記憶手段１３３に対する読み書
き制御を行ったりなど、各種の処理を行う制御手段１３
５を備えている。
した鍵管理システムの構成図である。鍵登録機関装置１
３は、システム公開情報ｇ，ｐを生成する情報生成手段
１３１、各鍵保管機関装置１２ｊより送られてきた部分
鍵からユーザ（利用者装置）の公開鍵ｐi を生成し登録
するユーザ公開鍵生成・登録手段１３２、そのシステム
公開情報ｇ，ｐ、ユーザｉごとの公開鍵Ｐi などを記憶
する記憶手段１３３、外部へデータを送付する送信手段
１３４、外部からデータを受信する受信手段１３５、各
手段を順次制御したり、記憶手段１３３に対する読み書
き制御を行ったりなど、各種の処理を行う制御手段１３
５を備えている。
【００１３】利用者装置１１ｉは、秘密乱数ｒijを生成
する秘密乱数生成手段１１１、ユーザ（利用者装置１１
ｉ）の秘密乱数ｒijを公開情報ｇで暗号化して鍵保管機
関装置１２ｊに配送する秘密乱数暗号化・配送手段１１
２、鍵保管機関装置１２ｊから送られた配送情報と利用
者装置１１ｉで生成した秘密乱数ｒijより鍵保管機関装
置１２ｊで生成されるものと同じ部分鍵ｓijを生成する
部分鍵生成・共有手段１１３、各鍵保管機関装置１２ｊ
と共有した部分鍵ｓijからユーザ（利用者装置１１ｉ）
の秘密鍵Ｓi を生成する秘密鍵生成手段１１４、システ
ム公開情報ｇ，ｐ、秘密鍵Ｓi などを記憶する記憶手段
１１５、外部へデータを送信する送信手段１１６、外部
よりデータを受信する受信手段１１７、各手段を順次制
御し、記憶手段１１５に対する読み書きなどの処理を行
う制御手段１１８を備えている。
する秘密乱数生成手段１１１、ユーザ（利用者装置１１
ｉ）の秘密乱数ｒijを公開情報ｇで暗号化して鍵保管機
関装置１２ｊに配送する秘密乱数暗号化・配送手段１１
２、鍵保管機関装置１２ｊから送られた配送情報と利用
者装置１１ｉで生成した秘密乱数ｒijより鍵保管機関装
置１２ｊで生成されるものと同じ部分鍵ｓijを生成する
部分鍵生成・共有手段１１３、各鍵保管機関装置１２ｊ
と共有した部分鍵ｓijからユーザ（利用者装置１１ｉ）
の秘密鍵Ｓi を生成する秘密鍵生成手段１１４、システ
ム公開情報ｇ，ｐ、秘密鍵Ｓi などを記憶する記憶手段
１１５、外部へデータを送信する送信手段１１６、外部
よりデータを受信する受信手段１１７、各手段を順次制
御し、記憶手段１１５に対する読み書きなどの処理を行
う制御手段１１８を備えている。
【００１４】鍵保管機関装置１２ｊは、秘密乱数ｒj を
生成する秘密乱数生成手段１２１、鍵保管機関装置の秘
密乱数ｒj を公開情報ｇで暗号化して利用者装置１１ｉ
に配送する秘密乱数暗号化・手段１２２、利用者装置１
１ｉから送られた配送情報と鍵保管機関装置１２ｊで生
成した秘密乱数ｒj より利用者装置１１ｉで生成される
ものと同じ部分鍵ｓijを生成する部分鍵生成・共有手段
１２３、各利用者装置１１ｉと共有した秘密情報である
部分鍵ｓijをユーザｉ（利用者装置１１ｉ）ごとに蓄積
し管理しておく部分鍵管理データベース１２４、部分鍵
ｓijを公開情報ｇで暗号化して鍵登録機関装置１３に配
送する部分鍵暗号化・配送手段１２５、システム公開情
報ｇ，ｐなどを記憶する記憶手段１２６、外部へデータ
を送信する送信手段１２７、外部からデータを受信する
受信手段１２８、各手段を順次制御し、データベース１
２４及び記憶手段１２６への読み書き制御などの処理を
行う制御手段１２９を備えている。
生成する秘密乱数生成手段１２１、鍵保管機関装置の秘
密乱数ｒj を公開情報ｇで暗号化して利用者装置１１ｉ
に配送する秘密乱数暗号化・手段１２２、利用者装置１
１ｉから送られた配送情報と鍵保管機関装置１２ｊで生
成した秘密乱数ｒj より利用者装置１１ｉで生成される
ものと同じ部分鍵ｓijを生成する部分鍵生成・共有手段
１２３、各利用者装置１１ｉと共有した秘密情報である
部分鍵ｓijをユーザｉ（利用者装置１１ｉ）ごとに蓄積
し管理しておく部分鍵管理データベース１２４、部分鍵
ｓijを公開情報ｇで暗号化して鍵登録機関装置１３に配
送する部分鍵暗号化・配送手段１２５、システム公開情
報ｇ，ｐなどを記憶する記憶手段１２６、外部へデータ
を送信する送信手段１２７、外部からデータを受信する
受信手段１２８、各手段を順次制御し、データベース１
２４及び記憶手段１２６への読み書き制御などの処理を
行う制御手段１２９を備えている。
【００１５】鍵保管機関装置１２ｊは、利用者装置１１
ｉと鍵登録機関装置１３とに通信回線１５で接続されて
いる。図２は、この発明の方法での一実施例（ｋ＝３の
場合）を示す。この実施例における処理手順を以下に説
明する。 （１）鍵登録機関装置１３は情報生成手段１３１におい
て（１）大きな素数ｐ、（２）ｐの原始元ｇ、を用意
し、記憶手段１３３に記憶する。
ｉと鍵登録機関装置１３とに通信回線１５で接続されて
いる。図２は、この発明の方法での一実施例（ｋ＝３の
場合）を示す。この実施例における処理手順を以下に説
明する。 （１）鍵登録機関装置１３は情報生成手段１３１におい
て（１）大きな素数ｐ、（２）ｐの原始元ｇ、を用意
し、記憶手段１３３に記憶する。
【００１６】（２）鍵登録機関装置１３はｐ、ｇをシス
テム公開情報として全ての加入ユーザ及び加入機関に公
開する。 （３）利用者装置ｉは鍵保管機関装置１２1 ，１２2 ，
１２3 とそれぞれ部分鍵ｓi1、ｓi2、ｓi3を共有する。
鍵保管機関装置１２ｊはユーザｉごとにその部分鍵ｓij
をデータベース１２４に格納する。
テム公開情報として全ての加入ユーザ及び加入機関に公
開する。 （３）利用者装置ｉは鍵保管機関装置１２1 ，１２2 ，
１２3 とそれぞれ部分鍵ｓi1、ｓi2、ｓi3を共有する。
鍵保管機関装置１２ｊはユーザｉごとにその部分鍵ｓij
をデータベース１２４に格納する。
【００１７】ここで、利用者装置１１ｉと鍵保管機関装
置１２ｊ（ｊ＝１，２，３）との間で部分鍵ｓijを共有
する方法を図３で説明する。 （ａ）利用者装置１１ｉは、秘密乱数ｒijを生成し、ｒ
ijを公開情報ｇで暗号化して配送情報としてｇrij を計
算し、これを鍵保管機関装置１２ｊに送付する。 （ｂ）鍵保管機関装置１２ｊでは、秘密乱数ｒj を生成
し、ｒj を公開情報ｇで暗号化して配送情報としてｇrj
を計算し、これを利用者装置１１ｉに送付する。 （ｃ）利用者装置１１ｉは、受け取った配送情報ｇrjと
自分の秘密乱数ｒijより次式を演算して部分鍵ｓijを生
成する。
置１２ｊ（ｊ＝１，２，３）との間で部分鍵ｓijを共有
する方法を図３で説明する。 （ａ）利用者装置１１ｉは、秘密乱数ｒijを生成し、ｒ
ijを公開情報ｇで暗号化して配送情報としてｇrij を計
算し、これを鍵保管機関装置１２ｊに送付する。 （ｂ）鍵保管機関装置１２ｊでは、秘密乱数ｒj を生成
し、ｒj を公開情報ｇで暗号化して配送情報としてｇrj
を計算し、これを利用者装置１１ｉに送付する。 （ｃ）利用者装置１１ｉは、受け取った配送情報ｇrjと
自分の秘密乱数ｒijより次式を演算して部分鍵ｓijを生
成する。
【００１８】ｓij＝（ｇrij ）rj mod ｐ＝ｇrij ・ rj
mod ｐ （ｄ）同様に、鍵保管機関装置１２ｊにおいても、受け
取ったｇrij と秘密乱数ｒj より次式により部分鍵ｓij
を生成する。 ｓij＝（ｇrj）rij mod ｐ＝ｇrij ・ rj mod ｐ 以上により利用者装置１１ｉと鍵保管機関装置１２ｊ間
の部分鍵ｓijの共有が成立する。
mod ｐ （ｄ）同様に、鍵保管機関装置１２ｊにおいても、受け
取ったｇrij と秘密乱数ｒj より次式により部分鍵ｓij
を生成する。 ｓij＝（ｇrj）rij mod ｐ＝ｇrij ・ rj mod ｐ 以上により利用者装置１１ｉと鍵保管機関装置１２ｊ間
の部分鍵ｓijの共有が成立する。
【００１９】（４）鍵保管機関装置１２1 ，１２2 ，１
２3 はそれぞれ部分鍵を加算して秘密鍵Ｓi ＝ｓi1＋ｓ
i2＋ｓi3 mod(p-1) を生成し、記憶手段１１５に記憶
し、また部分鍵ｓi1，ｓi2，ｓi3を公開情報ｇで暗号化
して暗号化部分鍵ｇsi1 ，ｇsi 2 ，ｇsi3 を計算し、こ
の暗号化部分鍵を鍵登録機関装置１３に送付する。 （５）鍵登録機関装置１３では、送付された暗号化部分
鍵ｇsi1 ，ｇsi2 ，ｇ si3 に対し下記の演算を行って公
開鍵Ｐi を求める。
２3 はそれぞれ部分鍵を加算して秘密鍵Ｓi ＝ｓi1＋ｓ
i2＋ｓi3 mod(p-1) を生成し、記憶手段１１５に記憶
し、また部分鍵ｓi1，ｓi2，ｓi3を公開情報ｇで暗号化
して暗号化部分鍵ｇsi1 ，ｇsi 2 ，ｇsi3 を計算し、こ
の暗号化部分鍵を鍵登録機関装置１３に送付する。 （５）鍵登録機関装置１３では、送付された暗号化部分
鍵ｇsi1 ，ｇsi2 ，ｇ si3 に対し下記の演算を行って公
開鍵Ｐi を求める。
【００２０】 Ｐi ＝ｇsi1 ・ｇsi2 ・ｇsi3 mod ｐ ＝ｇsi1+si2+si3 mod ｐ ＝ｇSi modｐ ここで、Ｓi は利用者装置１１ｉの秘密鍵で、Ｓi ＝ｓ
i1＋ｓi2＋ｓi3(mod(p-1))を満たす。
i1＋ｓi2＋ｓi3(mod(p-1))を満たす。
【００２１】（６）鍵登録機関装置１３は、生成した利
用者装置１１ｉ（ユーザｉ）の公開鍵Ｐi を公開し、ま
たユーザｉごとに公開鍵Ｐi を記憶手段１３３に記憶す
る。以上の説明から理解されるように、この発明によれ
ば、ユーザｉの公開鍵Ｐiは、利用者装置１１ｉと各鍵
保管機関装置１２ｊとの間で秘密裏に共有された複数の
部分鍵ｓijより、鍵登録機関装置１３で生成、公開され
る。また公開鍵暗号の性質として、公開鍵Ｐi と秘密鍵
Ｓi は互いに数学的関連があり、一つの対となって初め
て機能する。今、公開鍵Ｐi は鍵登録機関装置１３で生
成、公開されるため、ユーザｉ（利用者装置１１ｉ）は
公開鍵Ｐi と対になる秘密鍵Ｓi を使うためには、各鍵
保管機関装置１２ｊと共有した部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓ
i を構成する必要がある。したがって、各鍵保管機関装
置１２ｊはユーザｉから暗号文を復号できる正しい部分
鍵ｓijを預ることができる。
用者装置１１ｉ（ユーザｉ）の公開鍵Ｐi を公開し、ま
たユーザｉごとに公開鍵Ｐi を記憶手段１３３に記憶す
る。以上の説明から理解されるように、この発明によれ
ば、ユーザｉの公開鍵Ｐiは、利用者装置１１ｉと各鍵
保管機関装置１２ｊとの間で秘密裏に共有された複数の
部分鍵ｓijより、鍵登録機関装置１３で生成、公開され
る。また公開鍵暗号の性質として、公開鍵Ｐi と秘密鍵
Ｓi は互いに数学的関連があり、一つの対となって初め
て機能する。今、公開鍵Ｐi は鍵登録機関装置１３で生
成、公開されるため、ユーザｉ（利用者装置１１ｉ）は
公開鍵Ｐi と対になる秘密鍵Ｓi を使うためには、各鍵
保管機関装置１２ｊと共有した部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓ
i を構成する必要がある。したがって、各鍵保管機関装
置１２ｊはユーザｉから暗号文を復号できる正しい部分
鍵ｓijを預ることができる。
【００２２】また、各鍵保管機関装置１２ｊから鍵登録
機関装置１３に送られるのは暗号化された部分鍵ｇsij
だけであり、公開鍵生成の段階においてはその暗号化さ
れた部分鍵が用いられる。利用者装置１１ｉと各鍵保管
機関装置１２ｊの間で部分鍵ｓijが共有された後に、部
分鍵ｓijそのものが通信路上に現れることはないため、
鍵登録機関装置１３が部分鍵ｓijを知る機会はなく、よ
って秘密鍵Ｓi を知ることもない。各鍵保管機関装置１
２ｊについては、それぞれ互いに独立に利用者装置ｉと
部分鍵ｓijを共有するため、秘密鍵Ｓi を知ることはな
い。したがって、利用者装置１１ｉ以外の機関、装置が
部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓi を求めることはできない。
機関装置１３に送られるのは暗号化された部分鍵ｇsij
だけであり、公開鍵生成の段階においてはその暗号化さ
れた部分鍵が用いられる。利用者装置１１ｉと各鍵保管
機関装置１２ｊの間で部分鍵ｓijが共有された後に、部
分鍵ｓijそのものが通信路上に現れることはないため、
鍵登録機関装置１３が部分鍵ｓijを知る機会はなく、よ
って秘密鍵Ｓi を知ることもない。各鍵保管機関装置１
２ｊについては、それぞれ互いに独立に利用者装置ｉと
部分鍵ｓijを共有するため、秘密鍵Ｓi を知ることはな
い。したがって、利用者装置１１ｉ以外の機関、装置が
部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓi を求めることはできない。
【００２３】上記の方法により公開鍵Ｐi を鍵登録機関
装置１３で生成しているため、ユーザは通信時に公開鍵
Ｐi を使用するが、これと対となる秘密鍵が正しいもの
でないと通信ができない、このことから各鍵保管機関装
置１２ｊに登録された部分鍵ｓijの正当性が保証されて
いるため、部分鍵の正当性を保証するための情報を登録
する必要はない。
装置１３で生成しているため、ユーザは通信時に公開鍵
Ｐi を使用するが、これと対となる秘密鍵が正しいもの
でないと通信ができない、このことから各鍵保管機関装
置１２ｊに登録された部分鍵ｓijの正当性が保証されて
いるため、部分鍵の正当性を保証するための情報を登録
する必要はない。
【００２４】さらに、法執行段階で必要となる秘密鍵Ｓ
i は、後述するように暗号化された形で求まるため、セ
ッション鍵を復号する過程で秘密鍵が現われないように
することができる。以上から、確実に暗号文を復号でき
る正しい部分鍵ｓijを各鍵管理機関装置１２ｊがユーザ
ｉから預ることができると同時に、利用者装置１１ｉ以
外の機関、装置が、部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓi を知るこ
とができないようにすることが可能となる。また、部分
鍵ｓijの正当性を保証する情報の登録を不要にすること
が可能となる。法執行段階においては、セッション鍵の
復号の際に秘密鍵が現れないようにすることが可能とな
る。
i は、後述するように暗号化された形で求まるため、セ
ッション鍵を復号する過程で秘密鍵が現われないように
することができる。以上から、確実に暗号文を復号でき
る正しい部分鍵ｓijを各鍵管理機関装置１２ｊがユーザ
ｉから預ることができると同時に、利用者装置１１ｉ以
外の機関、装置が、部分鍵ｓijより秘密鍵Ｓi を知るこ
とができないようにすることが可能となる。また、部分
鍵ｓijの正当性を保証する情報の登録を不要にすること
が可能となる。法執行段階においては、セッション鍵の
復号の際に秘密鍵が現れないようにすることが可能とな
る。
【００２５】この発明によれば法執行段階で秘密鍵Ｓi
が表に現われることがない。以下にそのことを述べる。
いまユーザＡ，Ｂ間での通信において、例えばマスタ鍵
ＫＡＢ＝ｇSASBを用いて、セッション鍵ＫＳ＝Ｄ
KAB （Ｄは日付情報）が作られ、このセッション鍵ＫＳ
を用いて暗号通信が行われる。鍵保管機関装置１２ｊが
３つの場合、システム秘密情報Ｉ＝Ｉ1 ・Ｉ2 ・Ｉ3 ＝
（ｉ1 ＋ｉ2 ＋ｉ3 ）-1が３分割されて鍵保管機関装置
１２ｊにＩj ，ｉj がそれぞれ保持されている。法執行
機関が暗号文の解読を実行するに当り、各鍵保管機関装
置１２ｊに通知し、各鍵保管機関装置１２ｊはそれぞれ Ｋj ＝Ｉj ＰB SAi ＝Ｉj ｇSBSAi （ＰB はユーザＢの
公開鍵） を作り、法執行機関へ送る。法執行機関は各鍵保管機関
装置１２ｊからのＫj を乗算してＫ′を得る。
が表に現われることがない。以下にそのことを述べる。
いまユーザＡ，Ｂ間での通信において、例えばマスタ鍵
ＫＡＢ＝ｇSASBを用いて、セッション鍵ＫＳ＝Ｄ
KAB （Ｄは日付情報）が作られ、このセッション鍵ＫＳ
を用いて暗号通信が行われる。鍵保管機関装置１２ｊが
３つの場合、システム秘密情報Ｉ＝Ｉ1 ・Ｉ2 ・Ｉ3 ＝
（ｉ1 ＋ｉ2 ＋ｉ3 ）-1が３分割されて鍵保管機関装置
１２ｊにＩj ，ｉj がそれぞれ保持されている。法執行
機関が暗号文の解読を実行するに当り、各鍵保管機関装
置１２ｊに通知し、各鍵保管機関装置１２ｊはそれぞれ Ｋj ＝Ｉj ＰB SAi ＝Ｉj ｇSBSAi （ＰB はユーザＢの
公開鍵） を作り、法執行機関へ送る。法執行機関は各鍵保管機関
装置１２ｊからのＫj を乗算してＫ′を得る。
【００２６】 Ｋ′＝Ｋ1 ・Ｋ2 ・Ｋ3 ＝Ｉ1 ｇSBSA1 ・Ｉ2 ｇSBSA2 ・Ｉ3 ｇSBSA3 ＝Ｉ1 ・Ｉ2 ・Ｉ3 ・ｇSB(SA1+SA2+SA3) ＝Ｉ・ｇSASB このＫ′を各鍵保管機関装置１２ｊへ送る。各鍵保管機
関装置１２ｊはＫ′j＝Ｄij・ K'を演算して法執行機関
へ送る。法執行機関は各鍵保管機関装置１２ｊからの
Ｋ′j を乗算してセッション鍵ＫＳを得る。
関装置１２ｊはＫ′j＝Ｄij・ K'を演算して法執行機関
へ送る。法執行機関は各鍵保管機関装置１２ｊからの
Ｋ′j を乗算してセッション鍵ＫＳを得る。
【００２７】 ＫＳ＝Ｋ′1 ・Ｋ′2 ・Ｋ′3 ＝（Ｄi1・ K'）（Ｄi2・ K'）（Ｄi3・ K'） ＝Ｄ(i1+i2+i3)K' ＝ＤKAB （Ｋ′＝Ｉ・ｇSASBを代入） このようにして法執行機関は秘密鍵ＳA が外部に表われ
ることなく、セッション鍵ＫＳを入手できる。
ることなく、セッション鍵ＫＳを入手できる。
【００２８】鍵保管機関装置１２の数をｋとする場合
は、上の方法で、ｊ＝１，２，…，ｋとして同様の操作
を行なえば良い。システム公開情報Ｐ，ｇの生成は鍵保
管機関装置１２ｊの何れかで行ってもよい。また、部分
鍵ｓijの共有方法は、他の共通鍵配送方法により、利用
者装置１１ｉと鍵保管機関装置１２ｊとが協同して部分
鍵を得るようにしてもよい。
は、上の方法で、ｊ＝１，２，…，ｋとして同様の操作
を行なえば良い。システム公開情報Ｐ，ｇの生成は鍵保
管機関装置１２ｊの何れかで行ってもよい。また、部分
鍵ｓijの共有方法は、他の共通鍵配送方法により、利用
者装置１１ｉと鍵保管機関装置１２ｊとが協同して部分
鍵を得るようにしてもよい。
【００２９】更にこの発明は前記執行機関による権限範
囲内での暗号文の復号を許す暗号通信方式における秘密
鍵の保管に限らず、デジタル署名、デジタル認証その他
各種に用いられる秘密鍵の鍵管理方法にも適用できる。
囲内での暗号文の復号を許す暗号通信方式における秘密
鍵の保管に限らず、デジタル署名、デジタル認証その他
各種に用いられる秘密鍵の鍵管理方法にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】以上に述べたようにこの発明によれば、 １．確実に暗号文を復号できる正しい部分鍵を利用者装
置に預けさせることができ、 ２．利用者装置以外の機関装置は、部分鍵より秘密鍵を
知ることができなく、 ３．部分鍵の正当性を保証するための情報の登録を不要
とし、 ４．法執行段階において、セッション鍵を復号する際
に、秘密鍵が現れない。
置に預けさせることができ、 ２．利用者装置以外の機関装置は、部分鍵より秘密鍵を
知ることができなく、 ３．部分鍵の正当性を保証するための情報の登録を不要
とし、 ４．法執行段階において、セッション鍵を復号する際
に、秘密鍵が現れない。
【図１】この発明の一実施例が適用される鍵管理システ
ムの各装置の機能構成を示すブロック図。
ムの各装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】この発明の実施例における動作手順（ユーザ秘
密鍵の分散と公開鍵の生成）を示す図。
密鍵の分散と公開鍵の生成）を示す図。
【図３】この発明の実施例における動作手順中の（部分
鍵の共有時の手順）を示す図。
鍵の共有時の手順）を示す図。
【図４】従来のKey Recovery方式（ＳＣＩＳ’９７ 2
Ａ）の動作概要を示す図。
Ａ）の動作概要を示す図。
【図５】従来の秘密鍵分散管理法における動作概要を示
す図。
す図。
Claims (8)
- 【請求項１】 暗号通信システムにおける秘密鍵を分散
登録において、 システム構築時には鍵保管機関装置または鍵登録機関装
置がシステム公開鍵を設定し、 利用者加入時にはその利用者の装置（利用者装置と記
す）が各鍵保管機関装置と部分鍵を共有する過程と、 利用者装置が共有された部分鍵より秘密鍵を生成する過
程と、 上記鍵登録機関装置が各鍵保管機関装置より送付される
暗号化された上記部分鍵より上記利用者装置の公開鍵を
生成し登録する過程と、 を有することを特徴とする鍵管理方法。 - 【請求項２】 上記鍵保管機関装置の数がｋの時、上記
秘密鍵Ｓi がＳi ＝Σj=1 k ｓij mod(p-1)が満たさ
れるように構成され、上記公開鍵の生成過程で上記暗号
化された部分鍵から暗号化された秘密鍵が得られること
を特徴とする請求項１記載の鍵管理方法。 - 【請求項３】 上記各鍵保管機関装置と利用者装置間の
部分鍵共有の過程は、両者が独自に秘密乱数を生成する
過程と、その秘密乱数より作った秘密情報を相互に配送
する過程と、 自分の秘密乱数と配送された秘密乱数よりつくられた配
送情報とからそれぞれ共有の上記部分鍵を生成する過程
とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の鍵管
理方法。 - 【請求項４】 メッセージの暗号通信に利用するセッシ
ョン鍵を管理する鍵管理方法において、上の方法により
秘密鍵を複数の機関に分割して預けることを特徴とする
鍵管理方法。 - 【請求項５】 暗号通信などに用いる秘密鍵を分割して
複数鍵保管機関装置に登録する、上記秘密鍵を利用する
利用者装置であって、 システム公開情報、秘密鍵を記憶する記憶手段と、 上記複数の鍵保管機関装置ｊ（ｊ＝１，２，・・・，
ｋ）とそれぞれ部分鍵ｓ ijを生成共有する部分鍵共有手
段と、 上記共有したｋ個の部分鍵ｓijを加算して上記秘密鍵を
生成する秘密鍵生成手段と、 外部へデータを送信する送信手段と、 外部よりのデータを受信する受信手段と、 上記各手段の順次処理、上記記憶手段に対する読出し、
書込みなど制御を行う制御手段と、 を具備する利用者装置。 - 【請求項６】 上記部分鍵共有手段は、 秘密乱数ｒijを上記鍵保管機関装置ｊごとに生成する乱
数生成手段と、 上記秘密乱数ｒijを上記システム公開情報で暗号化する
暗号化手段と、 上記暗号化秘密乱数を対応鍵保管機関装置へ上記送信手
段により送信する手段と、 上記鍵保管機関装置ｊより受信した暗号化秘密乱数に対
し、その鍵保管機関装置ｊと対応する秘密乱数ｒijをべ
き乗算して上記部分鍵ｓijを生成する手段とを有するこ
とを特徴とする請求項５記載の利用者装置。 - 【請求項７】 利用者装置が暗号通信などに用いる秘密
鍵の分割した部分鍵を保管する鍵保管機関装置であっ
て、 システム公開情報を記憶する記憶手段と、 利用者装置ｉとの部分鍵ｓijを生成共有する部分鍵共有
手段と、 利用者ごとの部分鍵ｓijを記憶する部分鍵管理データベ
ースと、 上記部分鍵ｓijを上記システム公開情報により暗号化す
る部分鍵暗号化手段と、 外部へデータを送信する送信手段と、 外部からデータを受信する受信手段と、 上記各手段の順次制御、上記暗号化部分鍵を鍵登録機関
装置へ上記送信手段により送信、上記記憶手段、上記デ
ータベースに対する読み書きなどを行う制御手段と、 を具備する鍵保管機関装置。 - 【請求項８】 上記部分鍵共有手段は、 秘密乱数ｒj を生成する乱数生成手段と、 上記秘密乱数ｒj を上記システム情報で暗号化する暗号
化手段と、 上記暗号化秘密乱数を利用者装置へ上記送信手段により
送信する手段と、 上記利用者装置より受信した暗号化秘密乱数に対し、上
記秘密乱数ｒj をべき乗算して上記部分鍵ｓijを生成す
る手段とを有することを特徴とする請求項７記載の鍵保
管機関装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10008661A JPH11205302A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 鍵管理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10008661A JPH11205302A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 鍵管理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11205302A true JPH11205302A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11699129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10008661A Pending JPH11205302A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 鍵管理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11205302A (ja) |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP10008661A patent/JPH11205302A/ja active Pending
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