JPH11242435A

JPH11242435A - データ信号指紋生成システム

Info

Publication number: JPH11242435A
Application number: JP10314818A
Authority: JP
Inventors: William Girard Mccollom; ウィリアム・ギラード・マックコロン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 1999-09-07
Also published as: EP0918274A2; EP0918274A3

Abstract

(57)【要約】【課題】データ信号指紋生成システムにより、データ
機密保護し、またデータがエンド・ユーザの改ざんを免
れたことを保証する。【解決手段】データ信号指紋生成システムにおいて、
第１レベル署名発生器２０２は、データ信号であるＤＡ
ＴＡ＿ＩＮの少なくとも１構成要素を受け取りＤＡＴＡ
＿ＩＮの構成要素のそれぞれに関して第１レベル署名を
生成する。信号結合器２０４は、第１レベル署名発生器
２０２によって生成される第１レベル署名を受け取る。
データ暗号器２０６は、信号結合器２０４によって生成
される組合せ信号を受信し、この組合せ信号を暗号化し
て暗号化信号を生成する。第２レベル署名発生器２０８
は、データ暗号器２０６によって生成される暗号化信号
を受信し、暗号化信号に関して署名を生成する。暗号化
信号署名が指紋として出力され、比較器２１０が、指紋
と以前に生成した指紋を比較し合致信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にデータの機
密保護に関し、さらに詳細には署名、暗号化、およびフ
ィードバックを使用してデータを保護するためのデータ
信号指紋生成システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】データに機密保護を形成することは、公
認のユーザのみが特定のデータを修正することを必要と
するアプリケーションでは重要である。機密保護を必要
とするアプリケーションの例は、機密顧客ファイル（た
とえば、医療、銀行口座、および個人記録）と、ソフト
ウエア製造者によってソフトウエアと共に出荷される、
実施許諾取得ユーザのみが使用できるデータまたは構成
ファイルと、アナログ信号認証のデータまたは構成ファ
イルと、を伴うアプリケーションを含む。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】今日におけるデータを
保護するための一技法は、「指紋処理」として知られて
いる。指紋、すなわち「署名」は、データを署名アルゴ
リズムに通過させることによって、生成される。署名ア
ルゴリズムは、チェックサム発生器（ checksumgenerat
or ）と同じように簡単であるか、または非常に複雑で
あることもある。署名生成の共通の特徴は、一致するデ
ータが供給されると、所与の署名アルゴリズムが、一致
する署名を常に生成することである。署名アルゴリズム
によって、データが破損されたかどうかを判定する簡単
な方法が与えられるので、署名アルゴリズムがデータの
妥当性検査に一般に使用されている。一般の署名アプリ
ケーションの一例を、ソフトウエア業界で見つけること
ができる。ソフトウエア製造者が生成するディジタル・
ファイルは、このファイルの内容に関する署名を生成す
るために、署名アルゴリズムを通して実行されることが
多い。署名は、一行ごと、またはファイル全体、または
様々な他の形態に対して生成される。通常、署名は各行
の終わりに、またはファイルの終わりに、または指定書
式に基づく適当な場所に添付される。次いで、署名され
たファイルは、この製品と共に出荷される。このアプリ
ケーションの開始時に、またはこのファイルが使用され
るときに、このソフトウエアは、通常、署名アルゴリズ
ムを含むファイル妥当性検査手段を含む。ファイル妥当
性検査手段は、ファイル中の適当なデータに基づいて署
名のそれぞれを再生成するように構成され、また手続き
を進行する前に、各再生成指紋がファイル中に位置する
各指紋と合致することを確かめることができる。再生成
指紋がファイル指紋と合致しない場合、このデータが破
損されていると見なされる。署名アルゴリズムは、破損
データを検出するためにソフトウエア業界全体で有効に
使用されてきている。しかし、署名アルゴリズムの使用
限界の１つは、署名が知られた後は、妥当な指紋がいつ
でもデータに関して生成される可能性があることであ
る。したがって、ユーザがデータを修正し、署名アルゴ
リズムを知った場合、このユーザは、修正データ上に新
しい妥当な署名を生成し、元の署名を新しい署名と置き
換える可能性がある。したがって、修正データを妥当性
検査するとき、署名アルゴリズムが、新しい妥当な署名
を再生成し、このデータを妥当であると解釈する。した
がって、署名アルゴリズムのみに基づいた指紋処理は、
このデータが修正されたことを検出することができな
い。

【０００４】多くの注目を集めたデータ機密保護技法の
一つが、「暗号化」として知られている。暗号化技法
は、通常、データを符号化するためと、復号するためと
どちらも暗号鍵を必要とするということで、署名アルゴ
リズム技法よりも非常に複雑である。したがって、暗号
化アルゴリズムが知られた場合でも、適当な暗号鍵なし
で、暗号化データを復号したり、または再生成すること
ができない。したがって、暗号化は、データを保護し、
無許可のユーザがデータを修正しないようにするのに一
層有効である。しかし、暗号化技法の使用は、米国輸出
管理取締法によって制限されている。しかし、暗号化技
法が、符号化のみに使用され、復号に使用されないと
き、この技法の管理の厳しさが弱まる。

【０００５】データ自体が妥当であることだけでなく、
無許可のユーザによってデータが修正されなかったこと
を検出するために使用されることもできる代替の指紋処
理技法が求められていることは、前記考察から明らかで
ある。この技法が、公認のユーザのみがデータを修正で
きることが重要であるアプリケーションで求められてい
る。

【０００６】本発明は、データを機密保護でき、またデ
ータがエンド・ユーザの改ざんを免れたことを保証する
ことが可能なデータ信号指紋生成システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に基づいて、１つ
または複数の構成要素を含むデータ信号に指紋を生成す
るためのデータ信号指紋生成システムおよび方法を記述
する。指紋を生成するための技法では、署名生成、暗号
化、および好ましくは乱数フィードバックを組み合わせ
るが、これにより、妥当な指紋を生成する過程におい
て、無許可のユーザによる逆行分析（ reverse enginee
r ）を妨げる。したがって、本発明は、データを保護す
るためと、このデータが無許可のユーザによって改ざん
されなかったことを保証するため保護データを妥当性検
査するためとの両方に、使用することもできる。

【０００８】一実施形態では、第１レベル署名は、デー
タ構成要素の少なくとも１つにおいて生成される。第１
レベル署名が、データ構成要素の１つまたは複数と組合
され、この組合せが暗号化される。次いで、第２レベル
署名が、暗号化信号に関して生成されて、指紋を生成す
る。乱数が生成されてもよい。追加の機密保護を導入す
るために、組合せ信号が、乱数と乱数の第１レベル署名
の少なくとも一方を含んでもよい。乱数はまた、指紋が
乱数を含むように暗号化信号と組合されてもよい。一実
施形態では、暗号化信号を生成するために使用される暗
号化アルゴリズムが、好ましくはユーザによって供給さ
れる周知の設定（ seed ）で、初期設定されてもよい。
指紋が乱数を含む場合、乱数はフィードバック機構とし
て使用され、次に入力されるデータ信号のために暗号化
アルゴリズムを再設定し、これによって受信されたデー
タ信号の順序を妥当性検査する。保護データを妥当性検
査するために、この過程が保護データのデータ部分で繰
り返され、指紋が再生成される。再生成指紋は、保護デ
ータの指紋部分と比較され、指紋が合致するか否か判定
される。指紋が合致すると、このデータが妥当であるこ
と、およびこのデータが改ざんされなかったことが明ら
かになる。指紋が不一致であると、このデータが破損さ
れているか、または改ざんされていることが明らかにな
る。

【０００９】本発明に基づく装置が、データ構成要素の
少なくとも１つを受信し、それに関するディジタル署名
を生成する少なくとも１つの第１レベル署名発生器を含
む。信号結合器が、データ構成要素の１つまたは複数と
少なくとも１つの第１レベル署名を、組合せ信号に組み
合わせるために備えられる。データ暗号器が、この組合
せ信号から暗号化信号を生成する。第２レベル署名発生
器が、この暗号化信号に基づく署名を生成し、この署名
が指紋として出力される。乱数発生器もまた、第１レベ
ル署名発生器の１つまたは複数と組合せ信号に含まれる
べき信号結合器の少なくとも一方へ入力するための乱数
を生成するために備えられる。第２信号結合器が、妥当
性検査上のために、乱数をこの指紋から抽出することが
できるように、乱数をこの指紋と組合せることを含んで
もよい。次の暗号化信号を生成するために、乱数を使用
して、データ暗号器を設定することもできる。このよう
に使用されるとき、指紋に乱数を含むことによって、受
信されたデータ信号の順序を同様に妥当性検査すること
ができる。

【００１０】本発明の目的および利点が、添付の図面と
共に本発明の目下好ましい例示的な実施形態の以下の詳
しい記述から、より明らかに、より容易に理解されるで
あろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】本明細書において、無許可のユー
ザが保護データを改ざんしないようにするために使用さ
れるデータ保護機構を記述する。本発明に基づいて、保
護されるべきデータが、保護されるべきデータのディジ
タル署名と組合される。次いで、この組合せが暗号化さ
れ、次いで、暗号化された組合せにおいてディジタル署
名が得られる。好ましい実施形態では、公認のユーザに
よって、知られているかまたは導き出される可能性があ
る乱数が、データ暗号器（ data encryptor ）を設定す
るために導入される。さらに、本発明に基づいて、次に
受信されるデータ信号を妥当性検査し、生成される現在
のデータ信号の指紋中に受信されたデータ信号を符号化
するとき、使用されるべきである乱数を生成することに
よって、データ・ファイル全体の順序が保護される可能
性がある。さらに機能強化として、暗号化される前に、
乱数および乱数のディジタル署名が、保護されるべきデ
ータおよびこのデータのディジタル署名と組合されるこ
ともできる。本発明は、データ機密保護を必要とする
か、またはデータが、エンド・ユーザの改ざんを免れた
ことを保証することが望ましいあらゆるアプリケーショ
ンに使用することができる。本発明は、データを保護す
るためと、またデータを妥当性検査するための両方に使
用されることもできる。これに関しては、保護データ
は、各データ信号のために指紋を再生成すること、およ
びこの再生成信号を、保護データ信号の添付前に生成し
た指紋と比較することによって、妥当性検査される可能
性がある。再生成指紋と前に生成した指紋の不一致によ
って、データが修正されたことが明らかになる。

【００１２】図１は、本発明に基づくデータ信号指紋生
成方法を示すフローチャートである。図１の実施形態に
おいて、この方法は、１つまたは複数のデータ構成要素
を含むデータ信号を受信し、このデータ信号に関する機
密保護指紋を生成するように動作する。本発明に基づい
て、１００に示すデータ信号指紋生成方法は、ステップ
１０２において、データ信号のデータ構成要素の値を受
け取ることによって開始される。ディジタル・システム
では、データ構成要素は、ディジタル・パラメータの１
つまたは複数の要素であってもよい。アナログ・システ
ムでは、データ構成要素は、正弦波信号の異なる周波数
成分であってもよい。データ構成要素の受信後、ステッ
プ１０４において、署名がデータ構成要素の１つまたは
複数に関して生成される。ステップ１０６においては、
組合せ信号を生成するために、１つまたは複数のデータ
構成要素の署名が、真（ actual ）のデータ構成要素の
値の１つまたは複数と組み合される。次いで、ステップ
１０８において、組合せ信号は、いずれか適当な暗号化
アルゴリズムを使用して、暗号化され、暗号化信号を生
成する。ステップ１１０では、この暗号化信号の署名が
生成されて、暗号化信号署名を生成する。次いで、ステ
ップ１１２において、暗号化信号署名が、データ信号の
指紋として出力される。

【００１３】図２は、本発明に基づくデータ信号指紋生
成システムの機能構成を示すブロック図である。図に示
すように、このシステムは、第１レベル署名発生器２０
２と、信号結合器（第１信号結合器）２０４と、データ
暗号器２０６と、第２レベル署名発生器２０８とを含
む。第１レベル署名発生器２０２は、データ信号である
ＤＡＴＡ＿ＩＮの少なくとも１つの構成要素を受信す
る。ディジタル・システムでは、ＤＡＴＡ＿ＩＮは、通
常、書式＜ｖａｌｕｅ＿１＞…＜ｖａｌｕｅ＿ｎ＞中に
１つまたは複数のディジタル値を含むことになる。ここ
で、ｎはゼロより大きい任意の整数値である。アナログ
・システムでは、ＤＡＴＡ＿ＩＮは、いずれかの適当な
書式（たとえば、周波数成分、または電圧範囲か電流範
囲）中に分離された任意数の構成要素を含んでもよい。
図２において、第１レベル署名発生器２０２は、ＤＡＴ
Ａ＿ＩＮの構成要素のいずれか、またはすべてを利用す
るように構成される。第１レベル署名発生器２０２は、
これに入力されるＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素のそれぞれに
関して第１レベル署名を生成する。第１レベル署名は、
入力されたＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素すべての組み合され
た署名を含む単一信号として出力されるか、または、そ
れぞれ別々の入力ＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素のための別々
の署名を含む別々の署名構成要素として出力されるか、
またはこれの任意の組合せとして出力されてもよい。第
１レベル署名を生成する方法は、種々の実施形態へと変
化してもよい。たとえば、ディジタル・システムでは、
第１レベル署名発生器が、評判のよいＭＤ５アルゴリズ
ムを実施する手段を含んでもよい。このＭＤ５アルゴリ
ズムは当業者では知られていて、RSA Data Security社
のRonald L.Rivestの論文「The MD5 Message-Digest Alg
orithm」Internet EngineeringTask Force(IETF)Network
Working Group RFC#1321(1992年4月)中により詳しく記
述されている。署名発生器に実施されてもよい他の適当
な署名アルゴリズムはまた、周知のＭＤ３、またはＭＤ
４、またはＲＩＰＭＤ−１６０アルゴリズムを含む。Ｍ
Ｄ３およびＭＤ４アルゴリズムは、ＭＤ５の変形であ
る。ＲＩＰＭＤ−１６０は、Antoon Bosselaers、Hans D
obbertin、およびBart Preneelの論文「RIPMD-160-Crypto
graphic Hash Function」Dr.Dobbs Journal(1997年1月)
に詳しく記述されている。

【００１４】信号結合器２０４は、第１レベル署名発生
器２０２によって生成される第１レベル署名を受け取
る。信号結合器２０４はまた、ＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素
の１つまたは複数を同様に受信することができる。信号
結合器２０４が受信する特定のＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素
は、第１レベル署名発生器２０２によって受信されるＤ
ＡＴＡ＿ＩＮ構成要素と同じか、または異なってもよ
い。信号結合器２０４の目的は、第１レベル署名の構成
要素のそれぞれ、および受信したＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要
素のそれぞれを、周知の方式で組み合わせて組合せ信号
を生成することである。ディジタル・システムでは、こ
れは、ディジタル値を生成するように構成要素のそれぞ
れを一緒につなぐことによって実施してもよい。アナロ
グ・システムでは、これは、変調組合せ信号を生成する
ように構成要素のすべてを一緒に変調または混合するこ
とによって実施してもよい。

【００１５】データ暗号器２０６は、信号結合器２０４
によって生成される組合せ信号を受信し、この組合せ信
号を暗号化して、暗号化信号を生成する。暗号化技法
は、当業者において知られている。たとえば、ディジタ
ル・システムでは、適当な暗号化アルゴリズムには、Ａ
８アルゴリズムまたはＴｉｎｙＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＴＥＡ）があり、両方とも当業者
において知られている。ＴＥＡは、David Wheelerおよ
びRoger Needhamの論文「TEA-A Tiny EncryptionAlgorit
hm」Computer Laboratory、Cambridge University(1994年
11月)に詳しく記述されている。アナログ・システムで
は、暗号化は信号散乱技法を使用して達成される。

【００１６】第２レベル署名発生器２０８が、データ暗
号器２０６によって生成される暗号化信号を受信し、暗
号化信号に関して署名を生成する。ディジタル・システ
ムでは、ディジタル署名は、周知のＭＤ５アルゴリズ
ム、またはいずれか他の署名生成アルゴリズムを使用し
て生成される。図３は、保護されるべきである数行のデ
ータを含むディジタル・ファイルの一例である。また、
図４は、図３のディジタル・ファイルの一例上で生成さ
れる出力ファイルの一例である。図３の実施形態におい
て、ＤＡＴＡ＿ＩＮは、１個〜Ｍ個のデータ値＜ＤＡＴ
Ａ＿１＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞を含むことができる１行の
データを含む。したがって、ＤＡＴＡ＿ＩＮは、Ｍ個ま
での構成要素を有する。図２の実施形態においては、第
１レベル署名発生器２０２は、それに関して第１レベル
署名を生成するＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素の任意の１つま
たは複数を受信することができる。信号結合器２０４
は、この第１レベル署名を受け取り、ＤＡＴＡ＿ＩＮ構
成要素を受信し、それによって組合せ信号を生成するこ
とができる。この組合せ信号は、データ暗号器２０６に
よって暗号化され、指紋が第２レベル署名発生器２０８
によって生成される。この例では、指紋は、出力ファイ
ル中の行のデータに添付される。図３のディジタル・フ
ァイル中の各行は同様に指紋処理される。各行が指紋処
理されたとき、出力ファイルが、図４に示すファイルの
ように見えることが好ましい。したがって、保護ファイ
ル中の各行は＜ＤＡＴＡ＿１＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞＜Ｆ
ＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴ＿Ｘ＞の書式を有する。ここで、
Ｘは、このファイル中のデータの行番号に対応する。

【００１７】図５は、本発明に基づくデータ信号指紋生
成方法の代替実施形態を示すフローチャートである。図
５の代替実施形態では、この方法は、１つまたは複数の
データ構成要素を含むデータ信号を受信し、このデータ
信号に関する機密保護指紋を生成するように動作する。
好ましい実施形態では、この方法はまた、それから暗号
化アルゴリズムが初期設定される初期設定値を受け取る
ように動作する。本発明に基づいて、５００に示すよう
に、この方法はステップ５０２において既知の設定値を
受け取り、暗号化アルゴリズムを初期設定することによ
り開始される。ステップ５０４において、乱数が生成さ
れ、ステップ５０６では、データ信号のデータ構成要素
が受信される。ステップ５０８において、署名が、デー
タ構成要素の１つもしくは複数と乱数の少なくとも一方
に基づいて生成される。次いで、ステップ５１０におい
て、１つもしくは複数のデータ構成要素と乱数の少なく
とも一方の署名が、真のデータ構成要素値の１つもしく
は複数と乱数の少なくとも一方と組み合されて、組合せ
信号を生成する。次いで、ステップ５１２において、組
合せ信号は、いずれか適当な暗号化アルゴリズムを使用
して暗号化されて、暗号化信号を生成する。ステップ５
１４では、この暗号化信号の署名が生成されて、暗号化
信号署名を生成する。次いで、ステップ５１６におい
て、暗号化信号署名は、データ信号のために指紋を生成
するように乱数と組合されることが好ましい。ステップ
５１８において、指紋が出力される。

【００１８】このデータ信号が妥当性検査される場合、
ステップ５２０で、この指紋が求められる指紋（すなわ
ち、保護データの指紋部分で、好ましくは乱数部分を含
む）と比較される。ステップ５２２における判定の結
果、この指紋が合致しない場合、ステップ５２４におい
て、この不一致が表示される。不一致の表示は、受信デ
ータ信号が元のデータ信号と同じではないことを意味す
る。ステップ５２２における判定の結果、指紋が合致す
る場合、ステップ５３０において、このデータ信号が妥
当であるという表示が生成されるか、またはこの過程が
追加のデータ信号の上で繰り返される。ステップ５２６
における判定の結果、追加のデータ信号がチェックされ
なければならない場合、ステップ５０４〜５３０（適用
可能な場合）を繰り返す前にステップ５２８において、
現在の妥当性検査プロセス中に生成された乱数を用い
て、データ暗号器が再設定されることが好ましい。

【００１９】図６は、図５の代替実施形態に基づくデー
タ信号指紋生成システムの機能構成を示すブロック図で
ある。図６の代替実施形態は、乱数発生器６０２を含
む。乱数発生器６０２は、乱数を生成する。乱数発生器
６０２は、初期値ＳＥＥＤ＿１で設定される。初期値Ｓ
ＥＥＤ＿１は、このデータの妥当性検査が実行されると
き、このデータの公認のユーザによって知られるか、ま
たはこのユーザに知らされることが好ましい。乱数発生
器は、当業者において既知である。したがって、システ
ムのタイプに適合するあらゆる乱数発生器が、この中で
使用されることができる。

【００２０】図６に具体化したデータ信号指紋生成シス
テムは、１つまたは複数の第１レベル署名発生器６０
４，６０６を含む。第１レベル署名発生器６０４は、デ
ータ信号ＤＡＴＡ＿ＩＮの少なくとも１構成要素を受信
する。ディジタル・システムでは、通常、ＤＡＴＡ＿Ｉ
Ｎは、書式＜ｖａｌｕｅ＿１＞…＜ｖａｌｕｅ＿ｎ＞中
の１つまたは複数のディジタル値を含むことになる。こ
こで、ｎは、ゼロより大きい任意の整数値である。アナ
ログ・システムでは、ＤＡＴＡ＿ＩＮは、任意の適当な
書式（たとえば、周波数成分、または電圧範囲か電流範
囲）中に分離された任意の数の構成要素を含んでもよ
い。図６において、図２の第１レベル署名発生器２０２
に関して前に記述したように、第１レベル署名発生器６
０４，６０６のそれぞれが、ＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素の
いずれか、またはすべてを利用するように構成される可
能性がある。さらに、第１レベル署名発生器６０４，６
０６のそれぞれが、ＤＡＴＡ＿ＩＮの構成要素と同様な
構成要素、または完全に異なる構成要素を受信する可能
性がある。その上、第１レベル署名発生器６０４，６０
６のいずれか、またはすべてが、乱数発生器６０２によ
って生成される乱数を受信する可能性がある。また本発
明に基づいて、第１レベル署名発生器６０４，６０６の
いずれか、またはすべてが乱数を受信するが、ＤＡＴＡ
＿ＩＮ構成要素をいずれも受信しないように構成される
可能性がある。第１レベル署名発生器の可能な数の異な
る順列の数、および第１レベル署名発生器の入力信号の
様々な組合せが多いことは、当業者にとって明らかであ
ろう。したがって、所与の実施例のための特定の実施形
態は、種々のアプリケーションへと変化する。各第１レ
ベル署名発生器６０４，６０６が、それぞれのＤＡＴＡ
＿ＩＮ構成要素とそれに入力される乱数の少なくとも一
方に関する第１レベル署名を生成する。第１レベル署名
は、入力ＤＡＴＡ＿ＩＮ構成要素すべてと乱数の少なく
とも一方の組み合された署名を含む単一信号として出力
されるか、またはそれぞれ別々の入力ＤＡＴＡ＿ＩＮ構
成要素と乱数の少なくとも一方のために別々の署名を含
む別々の署名構成要素として出力されるか、またはこの
任意の組合せとして出力される。

【００２１】信号結合器６０８は、第１レベル署名発生
器６０４，６０６によって生成される第１レベル署名の
それぞれを受け取る。信号結合器６０８はまた、ＤＡＴ
Ａ＿ＩＮ構成要素の１つもしくは複数と乱数の少なくと
も一方を同様に受信できる。信号結合器６０８は、第１
レベル署名構成要素のそれぞれと、受信されたＤＡＴＡ
＿ＩＮ構成要素と乱数の少なくとも一方とを、周知の方
式で組み合わせて組合せ信号を生成する。

【００２２】データ暗号器６１０は、信号結合器６０８
によって生成された組合せ信号を受信し、この組合せ信
号を暗号化して、暗号化信号を生成する。データ暗号器
６１０は、このデータが妥当性検査されるとき、できれ
ば知られるか、または知られることが可能である既知の
設定値ＳＥＥＤによって設定されることもある。好まし
い実施形態では、ＳＥＥＤは、公認のユーザの登録許可
番号から導き出すことが可能な鍵である。本明細書にお
いて以下に論じるように、ＳＥＥＤはまた、前に生成し
た指紋中に符号化される乱数であってもよい。

【００２３】第２レベル署名発生器６１２は、データ暗
号器６１０によって生成される暗号化信号を受信し、そ
れに関する署名を生成して、第２レベル署名を生成す
る。この第２レベル署名が、指紋として、利用される可
能性がある。

【００２４】あるいは、第２レベル署名は、エンコーダ
６１４によって、乱数発生器６０２が生成する乱数と組
み合わせられて指紋を生成される可能性がある。エンコ
ーダ６１４は、この乱数を指紋中に直接組み合わせるか
（たとえば、この乱数を第２レベル署名につなぐことに
よって）、またはさら符号化されて、第２レベル署名と
組み合わせられる可能性がある。たとえば、エンコーダ
６１４は、指紋を生成するため、乱数の署名を第２レベ
ル署名と組み合わせる前にこの乱数の署名を生成する可
能性がある。

【００２５】この乱数を指紋中に組み合わせる実施形態
は、このデータが受信される順序を認証する追加の機密
保護の特徴を実現するために使用されてもよい。データ
が受信される順序は、データ暗号器６１０の設定値ＳＥ
ＥＤ入力として、直前に生成された指紋の乱数を利用す
ることによって保護されることもできる。データ暗号器
６１０は、それが受け取るそれぞれ異なる設定のため
に、同じ組合せ信号を与えられる異なる暗号化信号を生
成することが好ましい。したがって、本明細書において
以下に論じる妥当性検査中、受信データの順序が改ざん
されている場合、不正確な設定（すなわち、現在のデー
タを進める（ precede）とは考えられないデータの指紋
からの乱数）が、データ暗号器６１０に入力されること
になり、この設定が正しかった場合（すなわち、現在の
データを進めると考えられるデータの指紋からの乱
数）、データ暗号器６１０が同じ信号の異なる指紋を生
成する。

【００２６】図７は、図６におけるシステムを使用し
て、図３のディジタル・ファイルの例から生成される可
能性がある保護データを含むディジタル・ファイルの一
例である。図７の実施形態において、第２レベル署名発
生器によって生成される第２レベル署名（すなわち、Ｆ
ＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴ＿Ｚ、ここでＺ＝１…Ｊ）が、乱
数発生器６０２によって生成される乱数と組み合わせら
れ、第２レベル署名および乱数が共に出力ファイル中の
データの行に添付される。図３のディジタル・ファイル
中の各行は、図７の出力ファイルを生成するように同様
に指紋処理される。したがって、この保護ファイル中の
各行は、＜ＤＡＴＡ＿１＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｎ＋Ｍ＞＜Ｆ
ＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴ＿Ｚ＞＜ＲＡＮＤ＿Ｚ＞の書式を
有する。ここで、Ｚは、このファイル中のデータの行番
号に対応する。

【００２７】本発明は、保護データを妥当性検査するた
めに使用される。保護データを妥当性検査するために、
保護データのデータ部分が、このデータを保護して再生
成指紋を生成するために使用される方式と同じ方式で構
成されるシステムに入力される。この再生成指紋は、元
の指紋が生成された方式と同一の方式で生成される。次
いで、この再生成指紋（できれば、乱数を含む）が、比
較器６１６によって、求められる指紋（すなわち、保護
データの指紋部分で、好ましくは乱数部分を含む）と比
較される。比較器６１６は、再生成指紋を求められる指
紋と比較し、この再生成指紋が求められる指紋と合致す
るか否かを指示する一致信号を生成する。不一致の表示
によって、このデータまたはこのデータの順序あるいは
その両方が修正されたことが明らかになる。

【００２８】図７に示すようなデータ・ファイルを妥当
性検査するとき、再生成指紋および求められる指紋が、
第１保護データ・ファイルの第１行目のデータに関して
合致する場合、設定および保護データ・ファイル中の次
の行のデータが、妥当性検査のためにこのシステムに入
力されるにつれて、現在の繰り返しから乱数がデータ暗
号器６１０に送られる。データ暗号器６１０中のデータ
暗号化アルゴリズムを再初期設定するために使用されて
いる保護データ・ファイルの前の行のデータの指紋中に
含まれる乱数を用いて、各行のデータが同様に妥当性検
査される。この乱数フィードバック機構によって、この
ファイル中のデータの順序も妥当性検査することができ
る。再生成指紋とその求められる指紋の間に不一致が生
じた場合、このデータ自体とこのデータの順序とのどち
らかが変更されたことになる。

【００２９】以上詳しい記述から、本発明によって、デ
ータが公認のユーザによって保護され、保護データが妥
当性検査されて、このデータが無許可のユーザによっ
て、破損または改ざんされなかったことを保証する機構
が提供されることが、理解されるであろう。本明細書で
は、本発明の例証となり目下好ましい実施形態を詳しく
述べたが、本発明の概念は、様々に具体化され、使用さ
れること、および添付の本特許請求の範囲が、従来技術
によって限定される範囲を除いて、この変形例を含むと
解釈されるものであることを理解されたい。

【００３０】以下に本発明の実施の形態を要約する。

【００３１】１．データ信号（ＤＡＴＡ＿ＩＮ）の指
紋を生成するためのシステムであって、前記データ信号
が、１つまたは複数のデータ構成要素（＜ＤＡＴＡ＿１
＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞）を含み、前記１つまたは複数の
データ構成要素（＜ＤＡＴＡ＿１＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ
＞）の少なくとも１つを含む第１組のデータ構成要素を
受け取って、それに関する署名を生成して、第１レベル
署名を生成する第１レベル署名発生器（２０２、６０
４）と、第２組の前記データ構成要素および前記第１レ
ベル署名を受け取って、これらを組み合わせて組合せ信
号を生成する第１信号結合器（２０４、６０８）と、前
記組合せ信号を受信し、暗号信号を生成するデータ暗号
器（２０６、６１０）と、前記暗号信号を受信して、前
記指紋を生成する第２レベル署名発生器（２０８、６１
２）とを備えるデータ信号指紋生成システム。

【００３２】２．前記１つまたは複数のデータ構成要
素（＜ＤＡＴＡ＿１＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞）の少なくと
も１つを含む第３組のデータ構成要素を受け取り、それ
に関する署名を生成して、少なくとも１つの他の第１レ
ベル署名を生成する、少なくとも１つの他の第１レベル
署名発生器（６０６）を備え、前記第１信号結合器（６
０８）がまた、少なくとも１つの他の第１レベル署名を
受け取って、組み合わせて前記組合せ信号を生成する上
記１に記載のデータ信号指紋生成システム。

【００３３】３．乱数を生成する乱数発生器（６０
２）をさらに備え、前記乱数が、前記指紋に無作為性を
導入するために当該データ信号指紋生成システムの少な
くとも１部分（６０４、６０６、６０８、６１０、６１
４）によって使用される上記１または２に記載のデータ
信号指紋生成システム。

【００３４】４．前記指紋中に前記乱数を符号化する
エンコーダ（６１４）を備える上記３に記載のデータ信
号指紋生成システム。

【００３５】５．前記エンコーダ（６１４）が前記指
紋中に前記乱数の署名を符号化する上記４に記載のデー
タ信号指紋生成システム。

【００３６】６．前記乱数を使用して、前記第１レベ
ル署名が生成される上記３〜５のいずれか一項に記載の
データ信号指紋生成システム。

【００３７】７．前記乱数が、前記組合せ信号に組み
合わせられる上記３〜６のいずれか一項に記載のデータ
信号指紋生成システム。

【００３８】８．前記データ暗号器（６１０）が、設
定値を受け取り、前記設定値に基づいて暗号アルゴリズ
ムを初期設定し、前記暗号化アルゴリズムが前記データ
暗号器中で実施される上記３〜７のいずれか一項に記載
のデータ信号指紋生成システム。

【００３９】９．前記設定値が、以前に生成した指紋
中に組み合わせられる前に生成した乱数を含む上記８に
記載のデータ信号指紋生成システム。

【００４０】１０．前記指紋および以前に生成した指紋
を受け取って比較し、前記指紋と前記以前に生成した指
紋が合致するかどうかを示す合致信号を生成する比較器
（２１０、６１６）をさらに備える上記１〜９のいずれ
か一項に記載のデータ信号指紋生成システム。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、データの保護、またデ
ータの妥当性検査可能なデータ信号指紋生成システムを
提供でき、それによって、データを機密保護が可能であ
り、またデータがエンド・ユーザの改ざんを免れたこと
を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくデータ信号指紋生成方法を示す
フローチャートである。

【図２】本発明に基づくデータ信号指紋生成システムの
機能構成を示すブロック図である。

【図３】保護されるべきである数行のデータを含むディ
ジタル・ファイルの一例である。

【図４】図３のディジタル・ファイルの一例上で生成さ
れる出力ファイルの一例である。

【図５】本発明に基づくデータ信号指紋生成方法の代替
実施形態を示すフローチャートである。

【図６】図５の代替実施形態に基づくデータ信号指紋生
成システムの機能構成を示すブロック図である。

【図７】図６におけるシステムを使用して、図３のディ
ジタル・ファイルの例から生成される可能性がある保護
データを含むディジタル・ファイルの一例である。

【符号の説明】

２０２第１レベル署名発生器２０４信号結合器２０６データ暗号器２０８第２レベル署名発生器２１０比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データ信号（ＤＡＴＡ＿ＩＮ）の指紋を
生成するためのシステムであって、前記データ信号が、
１つまたは複数のデータ構成要素（＜ＤＡＴＡ＿１＞…
＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞）を含み、前記１つまたは複数のデータ構成要素（＜ＤＡＴＡ＿１
＞…＜ＤＡＴＡ＿Ｍ＞）の少なくとも１つを含む第１組
のデータ構成要素を受け取って、それに関する署名を生
成して、第１レベル署名を生成する第１レベル署名発生
器（２０２、６０４）と、第２組の前記データ構成要素および前記第１レベル署名
を受け取って、これらを組み合わせて組合せ信号を生成
する第１信号結合器（２０４、６０８）と、前記組合せ信号を受信し、暗号信号を生成するデータ暗
号器（２０６、６１０）と、前記暗号信号を受信して、前記指紋を生成する第２レベ
ル署名発生器（２０８、６１２）とを備えるデータ信号
指紋生成システム。