WO2010067660A1 - 通信装置、通信方法及びプログラム - Google Patents

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WO2010067660A1
WO2010067660A1 PCT/JP2009/067810 JP2009067810W WO2010067660A1 WO 2010067660 A1 WO2010067660 A1 WO 2010067660A1 JP 2009067810 W JP2009067810 W JP 2009067810W WO 2010067660 A1 WO2010067660 A1 WO 2010067660A1
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WO
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encrypted
piece
information
node
temporary
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/067810
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English (en)
French (fr)
Inventor
竜一 小池
達之 松下
松本　英樹
晋爾 山中
健太郎 梅澤
加藤　拓
外山　春彦
上林　達
伊藤　聡
Original Assignee
株式会社東芝
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Application filed by 株式会社東芝 filed Critical 株式会社東芝
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/03—Protecting confidentiality, e.g. by encryption
    • H04W12/033—Protecting confidentiality, e.g. by encryption of the user plane, e.g. user's traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/04—Key management, e.g. using generic bootstrapping architecture [GBA]
    • H04W12/041—Key generation or derivation

Definitions

  • the present invention relates to a communication apparatus, a communication method, and a program.
  • a delivery method for delivering data using P2P does not require a data delivery server having a huge storage and a large communication bandwidth, and is a delivery method with a large cost advantage. is there.
  • P2P data delivery has a great merit, but on the other hand, there is concern about security from the viewpoint of data security such as copyright protection.
  • the following is assumed as a general premise when considering data security such as copyright protection. It means that not all terminal equipment or nodes are hacked. If this premise is denied, the terminal device can not hold the data to be kept confidential or can not perform the process to be kept confidential, and most security techniques and devices for securing security can not be established.
  • P2P distribution there is a content distribution system in which encrypted data is distributed, and a node receiving the distribution of data acquires a decryption key for decrypting the data (referred to as distribution data).
  • distribution data A major problem in data security in P2P delivery of such a system is that the combination of the delivery data and the decryption key for decrypting the delivery data is single or small in number. In this case, it is assumed that a node is hacked and the decryption key is revealed. In this case, this decryption key can be used to decrypt most of the distribution data.
  • One way to solve this problem is to personalize the distribution data for each node.
  • the method of Marking shown in Patent Document 1 is known.
  • the distribution data is divided into pieces, and encryption is performed using a key matrix to generate encrypted pieces.
  • a piece group of encrypted pieces encrypted in a matrix form is generated.
  • Such pieces are distributed via the P2P network.
  • One node connected to the P2P network will obtain one encrypted piece from among a plurality of encrypted pieces encrypted in a matrix for each piece.
  • it is expected that the combination of encrypted pieces in which each piece constituting the delivery data is encrypted is statistically unique for each node.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is possible to make the combination of each encrypted piece distributed in the content distribution system unique for each communication device, and to provide a degree of freedom in system construction. It is an object of the present invention to provide an improved communication device, communication method and program.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and the present invention is a communication device that encrypts and transmits a piece that is a part of data, the first encrypted piece being a piece encrypted by another communication device;
  • Receiving means for receiving the first device identification information assigned to the other communication device and the first temporary information generated when the other communication device encrypts, the first encrypted piece, the first encrypted piece, 1) A first storage unit that stores device identification information and the first temporary information in association with each other, and a second storage unit that stores second device identification information assigned to the communication device
  • the first generation means for generating the second temporary information to be obtained, the second generation means for generating the temporary symmetric key using the second temporary information, and the first portion to be encrypted among the first encrypted pieces are determined Means for determining the temporary symmetric key, and Encryption means for further encrypting the first portion and outputting a second encrypted piece, the second encrypted piece, the first device identification information, the second device identification information, and the second device identification information It is characterized by comprising: transmission
  • the present invention is a communication device for receiving a piece that is a part of data, the encrypted piece being a piece encrypted by another communication device, and a device assigned to the other communication device.
  • First receiving means for receiving identification information and temporary information generated when the other communication device encrypts a piece, and associating the received encrypted piece, the device identification information, and the temporary information And requesting a decryption key for decrypting the encrypted piece, and a key request including the device identification information and the temporary information stored in association with the encrypted piece.
  • the combination of encrypted pieces to be distributed in the content distribution system can be made unique for each communication device, and the degree of freedom in system construction can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a data delivery system according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of a node 50.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of a node 51.
  • FIG. 7 schematically shows information transmitted from the node 50 to the node 51A. The figure which shows typically the information transmitted to node 51 B from node 51A.
  • FIG. 10 schematically shows information transmitted from the node 51B to the key server 53. The figure which shows typically the information transmitted to the node 51B from the key server 53.
  • FIG. The figure which illustrates the functional composition of the key server 53. 6 is a flowchart showing a procedure of distribution processing performed by the node 50 which is a distribution start node.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a detailed procedure of processing in which the node 51 performs reversible conversion in step S27 of FIG. 13; FIG. The figure which shows typically the information which a node transmits.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a detailed procedure of processing in which a node 51 decrypts an encrypted piece in step S53 of FIG. 17;
  • 5 is a flowchart showing a procedure of key transmission processing in which a key server 53 transmits a decryption key in response to a key request from a node 51;
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a data delivery system according to the present embodiment.
  • a plurality of nodes 50, 51A to 51B are connected via a P2P network NT.
  • other nodes may also be connected via the P2P network NT.
  • Each of the nodes 50 and 51A to 51B is connected to the key server 53.
  • Each of the nodes 50 and 51A to 51B holds device identification information uniquely assigned to each node, and a secret key as assignment information uniquely assigned to each node.
  • the device identification information is information assigned to each node in the data distribution system, and may be any information as long as each node can be identified, such as a node ID.
  • the node IDs assigned to the nodes 50 and 51A to 51B are ID # 0, ID # 1 and ID # 2, respectively, and the secret keys are s_0, s_1 and s_2.
  • the node 50 is a distribution start node which is a base point of data distribution, and holds data to be distributed (referred to as distribution data).
  • the distribution data may be either plaintext or already encrypted ciphertext.
  • the delivery data may be video data protected by some digital right management (DRM) system as encryption.
  • DRM digital right management
  • the key server 53 holds a secret key assigned to each of the nodes 50 and 51A to 51B.
  • the nodes 51A to 51B are simply referred to as the node 51 when it is not necessary to distinguish them.
  • Each device includes a control device such as a central processing unit (CPU) that controls the entire device, a storage device such as a read only memory (ROM) or a random access memory (RAM) that stores various data and various programs, and various devices. It has an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or CD (Compact Disk) drive device that stores data and various programs, and a bus that connects these, resulting in a hardware configuration that uses a normal computer. ing.
  • a display device for displaying information
  • an input device such as a keyboard and a mouse for receiving user's instruction input
  • a communication I / F interface
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the functional configuration of node 50.
  • the node 50 includes a unique information storage unit 500, a random number generation unit 501, a temporary symmetric key generation unit 502, a piece encryption unit 503, a fragmentation unit 504, a data transmission unit 505, and a transmission request reception unit 506.
  • the unique information storage unit 500 is secured as a storage area in an external storage device such as the HDD of the node 50, for example.
  • the entity of the random number generation unit 501, the temporary symmetric key generation unit 502, the fragmentation unit 504, the piece encryption unit 503, the data transmission unit 505, and the transmission request reception unit 506 is the program execution of the CPU of the node 50. Sometimes it is generated on a storage device such as a RAM. In the external storage device of the node 50, distribution data is stored in advance.
  • the unique information storage unit 500 stores the node ID and the secret key assigned to the node 50.
  • the fragmentation unit 504 divides the distribution data into a plurality of pieces. Although the data size at the time of dividing
  • the transmission request receiving unit 506 receives, from another node 51, a piece request for requesting a piece divided by the fragmentation unit 504. When the transmission request receiving unit 506 receives a piece request, the random number generation unit 501 generates a random number, which is temporary information that may differ for each occurrence.
  • the temporary information may be a value that can be different each time it is generated by a node, and is, for example, a random number or a time stamp, a communication sequence number, a value of a node-specific counter, or a Time Variant Parameter.
  • the Time Variant Parameter is described, for example, in the document ISO9798-1.
  • the function F is a one-way function or a common key encryption or a pseudo random number generator, and even if it knows a secret key or random number which is an input value, it can not deduce a temporary symmetric key which is an output value from them. is there.
  • the temporary symmetric key is the function F, and the relationship between the input value and the output value of the function F may be uniquely determined.
  • it may be a hash function such as SHA-1 or SHA256, AES, Hierocrypt Or a pseudo-random number generator such as Mersenne twister.
  • a value obtained by combining the random number and the secret key may be input to the hash function.
  • a random number may be encrypted with a secret key, or a secret key may be encrypted with a random number.
  • the random number may be decrypted by the secret key, or the secret key may be decrypted by the random number.
  • a value obtained by combining a random number and a secret key may be input to the pseudo random number generator.
  • the piece encryption unit 503 encrypts the piece using the temporary symmetric key generated by the temporary symmetric key generation unit 502, and outputs an encrypted piece.
  • the temporary symmetric key is also an encryption key used for encryption, and also serves as a decryption key for decrypting encryption performed on an encrypted piece.
  • the data transmission unit 505 outputs the node ID stored in the unique information storage unit 500, the random number generated by the random number generation unit 501, and the piece encryption unit 503 to the other node 51 that has transmitted the piece request. Send the encrypted piece.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of the node 51.
  • the node 51 includes a unique information storage unit 510, a random number generation unit 511, a temporary symmetric key generation unit 512, a piece encryption unit 513, a data reception unit 514, a data transmission unit 515, and a transmission request reception unit 516.
  • the unique information storage unit 510 and the data storage unit 517 are secured as storage areas in an external storage device such as an HDD of the node 51, for example.
  • the substance of 520 and the encryption part determination unit 521 is generated on a storage device such as a RAM when the CPU of the node 51 executes a program.
  • the unique information storage unit 510 stores the node ID and the secret key assigned to the node 51.
  • the configuration of the transmission request receiving unit 516 is the same as the configuration of the transmission request receiving unit 506 of the node 50 described above.
  • the transmission request transmission unit 518 transmits a piece request requesting a piece to the node 50 or another node 51.
  • the data reception unit 514 mediates the transmission of the encrypted piece whose piece is encrypted and the transmission of the encrypted piece from the node 50 or other node 51 which is the other party to which the transmission request transmission unit 518 has transmitted the piece request.
  • a node ID sequence including each node ID assigned to one other node 50, 51 and a random number sequence including each random number generated by the other node 50, 51 are received.
  • the data storage unit 517 associates and stores the node ID sequence, the random number sequence, and the encrypted piece received by the data reception unit 514.
  • the random number generation unit 511 generates a random number.
  • the temporary symmetric key generation unit 512 generates a temporary symmetric key by the above-described function F using the random number generated by the random number generation unit 511 and the secret key stored in the unique information storage unit 510.
  • the encryption part determination unit 521 determines a part to be encrypted (referred to as an encryption part) among the encryption pieces to be transmitted.
  • the encryption part is any part obtained by dividing the encryption piece to be transmitted into a plurality of pieces by the piece encryption unit 513 described below.
  • the encryption part determination unit 521 determines the number of times of encryption performed on all or part of the encryption pieces to be transmitted (referred to as the number of times of encryption), and determines the number of times of encryption and the number of times of encryption.
  • the encryption part is determined according to the number of divisions.
  • the number of times of encryption is the same as the number of node IDs included in the node ID sequence stored in the data storage unit 517 in association with the encrypted piece to be transmitted, the number is calculated by calculating this number.
  • the piece encryption unit 513 divides the encrypted piece to be transmitted into a plurality of pieces, and uses the temporary symmetric key generated by the temporary symmetric key generation unit 512 to determine the encrypted portion determination unit 521 among the encrypted pieces to be transmitted. Further encrypts the encrypted part determined by the unit and, based on the number of times of encryption, performs a reversible conversion on a part of the encrypted piece to be transmitted other than the encrypted part, to obtain a new encrypted piece Output
  • the data transmission unit 515 transmits the following data to the other node 51 that has transmitted the piece request received by the transmission request reception unit 516.
  • the data is added to the new node ID sequence including the node ID stored in the unique information storage unit 510 in addition to the node ID sequence stored in the data storage unit 517 in association with the encrypted piece, and the encrypted piece A new random number sequence including the random number generated by the random number generation unit 511 in addition to the random number sequence stored in the data storage unit 517 in association with one another and a new encrypted piece output from the piece encryption unit 513. If the encrypted piece is not stored in the data storage unit 517, the piece encryption unit 513 does not output the encrypted piece even if the transmission request reception unit 516 receives the piece request, and the data transmission unit 515 does not send the encrypted piece.
  • the node ID sequence, the random number sequence, and the encrypted piece transmitted from the nodes 50 and 51 will be specifically described. Although one node ID and one random number transmitted together with one encrypted piece from the node 50 are respectively one, for convenience of description, these may be described as a node sequence and a random number sequence here. .
  • the case where the encrypted piece is transmitted from the node 50 to the node 51A and further from the node 51A to the node 51B as a distribution path of the encrypted piece and the key request is transmitted from the node 51B to the key server 53 will be described.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing information transmitted from the node 50 to the node 51A.
  • the node 51A stores the node ID ID # 0, the random number r_0, and the encrypted piece E (k_0) P in the data storage unit 517 in association with each other.
  • the data storage unit 517 stores each node ID sequence and each random number sequence in a state in which the correspondence between the node ID and the random number generated by the node to which the node ID is generated is held and the distributed order is held.
  • the node 51A transmits an encrypted piece for the piece P in response to a piece request from the node 51B
  • the node 51A generates a random number r_1, and generates a temporary symmetric key k_1 using this and a secret key s_1
  • E (k_1) E (k_0) P denotes a temporary symmetric key k_0, k_1 in which all or a part of the piece P is multiplexed and encrypted in order.
  • the node 51A is allocated to the node 51B, in addition to the node ID ID # 0 stored in the data storage unit 517 and allocated to the node 50, stored in the unique information storage unit 510.
  • the random number r_0 stored in the data storage unit 517, the random number r_1 generated by itself and the encrypted piece E (k_1) E (k_0) P are transmitted.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing information transmitted from the node 51A to the node 51B.
  • the node 51B associates the node ID string ID # 0, ID # 1, the random number sequence r_0, r_1 and the encrypted piece E (k_1) E (k_0) P and stores them in the data storage unit 517.
  • the key request transmission unit 519 transmits, to the key server 53, a key request for requesting a decryption key for decrypting the encrypted piece stored in the data storage unit 517.
  • the key request transmission unit 519 includes the node ID sequence and the random number sequence stored in the data storage unit 517 corresponding to the encrypted piece in the key request and transmits the key request to the key server 53.
  • FIG. 6 schematically shows information transmitted from the node 51B to the key server 53.
  • the node 51 serving as the distribution start node is taken as a base point to indicate the delivery path of the encrypted piece.
  • the key server 53 is sent a node ID sequence including each node ID of each of the nodes 50 and 51 that mediates distribution of the encrypted piece and a random number sequence including each random number generated by each of the nodes 50 and 51.
  • the key request transmission unit 519 transmits in a state where the correspondence between each node ID and the random number generated by the node to which each node ID is assigned is held.
  • the piece decryption unit 520 receives the temporary symmetric key transmitted from the key server 53 as a decryption key in response to the key request transmitted by the key request transmission unit 519, and decrypts the encrypted piece using the temporary symmetric key.
  • the node 51B receives the temporary symmetric keys k_0 and k_1 transmitted from the key server 53 in response to the key request including the node ID sequence and the random number sequence shown in FIG. FIG. 7 schematically shows information transmitted from the key server 53 to the node 51B.
  • the temporary symmetric key k_0 shown in the figure is used when the node 50 encrypts a piece, and the temporary symmetric key k_1 causes the node 51 to encrypt the encrypted part of the encrypted piece.
  • the piece decrypting unit 520 decrypts the encrypted portion using the temporary symmetric key k_1, and decrypts the entire encrypted piece using the temporary symmetric key k_0. Details of this decoding will be described later. Also, how the key server 53 generates a temporary symmetric key will be described later.
  • each of the plurality of pieces of the node 51 is encrypted.
  • Each encrypted piece is acquired from the other nodes 50 and 51 by a piece request.
  • the node 51 receives each temporary symmetric key from the key server 53 by key request for each encrypted piece, and obtains the above-mentioned distribution data by decrypting each encrypted piece.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a functional configuration of the key server 53.
  • the key server 53 has a secret key storage unit 530, a data reception unit 531, a temporary symmetric key generation unit 533, and a data transmission unit 534.
  • the secret key storage unit 530 is secured as a storage area in an external storage device such as an HDD of the key server 53, for example.
  • the entities of the data reception unit 531, the temporary symmetric key generation unit 533, and the data transmission unit 534 are generated on a storage device such as a RAM when the CPU of the key server 53 executes a program.
  • the secret key storage unit 530 stores the secret key assigned to each of the nodes 50 and 51 in association with the node ID assigned to each of the nodes 50 and 51.
  • the data receiving unit 531 requests a decryption key for decrypting the encrypted piece, and receives from the node 51 a key request including the above-described node ID sequence and random number sequence.
  • the temporary symmetric key generation unit 533 reads out the secret key stored in the secret key storage unit 530 in association with each node ID included in the node ID sequence included in the key request received by the data reception unit 531.
  • the decryption key is generated by the function F using each random number included in the random number sequence included in the key request.
  • each node ID included in the node ID string is ID # 0,..., ID # (j), and r_m, s_m correspond to each node ID ID # m (0 ⁇ m ⁇ j), respectively.
  • the decryption key k_m is represented by the following equation.
  • k_m F (s_m, r_m)
  • the function F is the same as that used when the above-mentioned node 51 generates a temporary symmetric key. Therefore, here, the temporary symmetric key is restored as the decryption key by the function F using the temporary information and the secret key.
  • the data transmission unit 534 transmits the temporary symmetric key generated as the decryption key by the temporary symmetric key generation unit 533 to the node 51 that has transmitted the key request received by the data reception unit 531.
  • the key server 53 responds to the key request including the node ID sequence and the random number sequence shown in FIG. 6 and, as shown in FIG. Obtain k_0 and k_1 and send it to the node 51B.
  • each temporary symmetric key for decrypting each of all the encryptions performed on all or part of one piece is transmitted to the node 51B so that the node 51B can The encryption of the encrypted piece can be completely decrypted.
  • the node 50 divides the distribution data into a plurality of pieces (step S1). Then, upon receiving a piece request for requesting pieces from another node 51 (step S2: YES), the node 50 generates a random number r_0 (step S3). Next, the node 50 generates a symmetric key k_0 with the function F using the random number r_0 and the secret key s_0 stored in the unique information storage unit 500 (step S4). Then, using the symmetric key generated in step S4, the node 50 encrypts the piece P to be transmitted, and outputs the encrypted piece E (k_0) P (step S5). There is no particular limitation on how to determine the piece to be sent.
  • FIG. 10 conceptually shows a piece and an encrypted piece obtained by the node 50 encrypting the piece.
  • the piece encryption unit 503 encrypts the whole piece P and outputs an encrypted piece E (k_0) P.
  • step S2 the node 50 stores the node ID ID # 0 stored in the unique information storage unit 500,
  • the random number r_0 generated in step S4 and the encrypted piece E (k_0) P output in step S5 are transmitted (step S6). Thereafter, the process returns to step S2, and the node 50 waits for reception of a new piece request.
  • the piece request received in step S2 is not limited to the same node 51, and the pieces P required by the piece request are not necessarily the same piece. Also, the random numbers generated in step S3 basically differ in each process of step S3.
  • the node 51 transmits a piece request requesting a piece to the node 50 or another node 51 (step S10).
  • the node 51 receives the node ID sequence, the random number sequence, and the encrypted piece from the node 50 or another node 51 which is the other party that transmitted the piece request in step S10 (step S11).
  • the node 51 stores the node ID string, the random number string, and the encrypted piece received in step S11 in association with each other (step S12).
  • step S11 When the node 51 transmits a piece request to the node 50, in step S11, the node ID sequence, the random number sequence, and the encrypted piece shown in FIG. 4 for the piece P are received.
  • a node connected to the P2P network NT where f is an integer of 1 or more, will be generalized and described as a node that receives the piece P at the f-th position.
  • the node ID of the node be ID # f. From the node to which the node ID ID # f is assigned, from the node to which the (f-1) -th node ID ID # (f-1) is assigned, as shown in FIG.
  • the node to which the node ID #f is assigned receives an encrypted piece which has been subjected to (f-1) times of encryption for a part of the node, and the node performs the encryption by itself. For f, it means transmitting encrypted pieces that have been encrypted for f times. Note that since the node ID string ID # 0,..., ID # (f-1) specifies by which node the encrypted piece has been encrypted and transmitted, the distribution path of the encrypted piece is indicated. become.
  • the node 51 When receiving a piece request for requesting a certain piece P from another node 51 (step S21: YES), the node 51 first generates a random number (step S22). Next, the node 51 generates a temporary symmetric key with the function F using the random number generated in step S22 and the secret key stored in the unique information storage unit 510 (step S23). Next, the node 51 divides the encrypted piece recorded in the data storage unit 517 into a plurality of pieces (step S24).
  • FIG. 14 conceptually shows an encrypted piece and a process performed on the encrypted piece.
  • the encrypted piece EP shown in the first row of the figure is divided into n pieces (n: an integer of 2 or more), and as shown in the second row, a plurality of parts SP # 1, SP # 2,. , SP # n are obtained.
  • n an integer of 2 or more
  • SP # 1, SP # 2,. , SP # n are obtained.
  • these be subpieces
  • the numbers 1, 2, ..., n assigned to them be subpiece numbers.
  • the node 51 determines the number of times of encryption using the number of node IDs included in the node ID string stored in the data storage unit 517 in association with the encrypted piece to be transmitted. Assuming that the node 51 is the node 51 to which the above-described node ID ID # f is assigned, and the node IDs included in the node ID string are ID # 0, ..., ID # (f-1), the node ID The number of encryptions is “f ⁇ 1”, so the encryption count is “f ⁇ 1”. In this case, the node 51 determines whether or not the number of times of encryption “f ⁇ 1” is equal to or less than the number of divisions n obtained by dividing the encrypted piece (step S 25).
  • step S25 If the number of times of encryption "f-1" is less than or equal to the number of divisions n (step S25: YES), although the whole piece is encrypted by the node 50 which is the distribution start node, it is larger than "f-1"
  • Each sub-piece SP # f, ..., SP # n of the sub-piece number means that it has not been encrypted even once by the node 51 or another node 51.
  • the node 51 adds “1” to the number of times of encryption “f ⁇ 1”, and determines the sub-piece SP # f of the sub-piece number f corresponding to the value f as the encryption part (step S26).
  • node 51 is a reversible conversion for each subpiece SP # (f + 1),..., SP # n of subpiece numbers (f + 1),. (Step S27).
  • step S27 a detailed procedure of processing in which the node 51 performs reversible conversion in step S27 will be described with reference to FIG.
  • the node 51 performs an XOR (exclusive OR) operation as a reversible conversion.
  • the node 51 sets the sub-piece SP # f determined as the encryption part in step S25 as the first input of the XOR operation (step S40), and sets the index l for setting the sub-piece as the second input to “f + 1”. It sets (step S41).
  • step S42 determines whether or not the index l is equal to or less than the division number n (step S42).
  • step S42 If the index l is equal to or less than the division number n (step S42: YES), subpiece SP # as the second input (f + 1) is set, and an XOR operation of the second input and the sub-piece SP # f which is the first input is performed (step S43). Then, the node 51 adds “1” to the index l (step S44), and returns to step S42. By repeating the processing of steps S43 to S44 until the index l becomes larger than the division number n (step S42: NO), the node 51 selects each of the sub-pieces SP # ⁇ f + 1 ⁇ ,. The two inputs are set, and an XOR operation of the second input and the first input is performed.
  • step S27 using the temporary symmetric key generated in step S23, node 51 encrypts sub-piece SP # f determined as the encryption part in step S25, and outputs a new encrypted piece (step S28). ).
  • step S28 uses a temporary symmetric key generated in step S23, encrypted sub-piece E (k_f) SP # f is obtained as shown in the fourth row of FIG. Is obtained.
  • any one of encryption and lossless conversion is performed on sub-pieces SP # 1 to SP # ⁇ f-1 ⁇ of sub-pieces 1 to ⁇ f-1 ⁇ smaller than sub-piece number f of sub-piece SP # f. Not even done.
  • each sub-piece SP # 1, ..., SP # ⁇ f-1 ⁇ is determined by the node 51 or another node 51. It means that it has already been encrypted once or more.
  • the node 51 determines the sub-piece SP # ⁇ f mod n ⁇ of the sub-piece number having the same value as “f mod n” which is the remainder obtained by dividing the number of times of encryption f by the number of divisions n S30).
  • node 51 encrypts sub-piece SP # ⁇ f mod n ⁇ determined as the encryption part in step S28, and outputs a new encrypted piece (step S31).
  • sub-pieces other than sub-piece SP # ⁇ f mod n ⁇ are encrypted nor invertible conversion, and here sub-pieces other than sub-piece SP # ⁇ f mod n ⁇ and encrypted sub-piece E ( k_f)
  • the one including SP # ⁇ f mod n ⁇ is output as a new encrypted piece. Thereafter, the process proceeds to step S29.
  • step S29 the node 51 stores the node ID stored in the data storage unit 517 in association with the encrypted piece to be transmitted with respect to the other node 51 that has transmitted the piece request received in step S21.
  • the random number generated in step S22 is included.
  • a new random number sequence and the new encrypted piece output in step S27 or S29 are transmitted.
  • the node 51 to which the node ID ID #f is assigned is the (f + 1) th node ID ID For the node 51 to which # (f + 1) is assigned, as shown in FIG. 16, node ID string ID # 0,..., ID # (f-1), ID # f for piece P, The random number sequence r_0, ..., r_f and the encrypted piece E (k_f) ... E (k_0) P are transmitted.
  • the node 51 determines and encrypts the encrypted part according to the number of times of encryption and the number of divisions, and performs encrypted conversion on a portion other than the encrypted part. Send.
  • the node 51 determines and encrypts the encrypted part according to the number of times of encryption and the number of divisions, and performs encrypted conversion on a portion other than the encrypted part. Send.
  • the node 51 determines and encrypts the encrypted part according to the number of times of encryption and the number of divisions, and performs encrypted conversion on a portion other than the encrypted part.
  • the node 51 or the other The reversible conversion is performed on the sub-pieces for which the partial encryption has not been performed by the node 51 of FIG.
  • the number of times of encryption is n or more, each time encryption is performed in the distribution process, encryption is sequentially repeated for each sub-piece for which partial encryption has already been performed. It will be done.
  • the node 51 reads the node ID string and the random number string associated with the encrypted piece stored in the data storage unit 517 (step S50), and requests a decryption key for decrypting the encrypted piece.
  • a key request including the node ID sequence and the random number sequence is transmitted to the key server 53 (step S51).
  • the node 51 receives the temporary symmetric key transmitted from the key server 53 as a decryption key in response to the key request transmitted in step S30 (step S52), and decrypts the encrypted piece using the temporary symmetric key. (Step S53).
  • the node 51 is a node to which the node ID ID # (f + 1) is assigned, and for the key server 53, as shown in FIG. It is assumed that 0, ..., ID # (f-1), ID # f, and a random number sequence r_0, ..., r_ ⁇ f-1 ⁇ , r_f are transmitted. Then, it is assumed that the node 51 receives temporary symmetric keys k_0,..., K_f for the piece P from the key server 53, as shown in FIG.
  • the node 51 determines the correspondence between each received temporary symmetric key and an encrypted portion that can be decrypted using each temporary symmetric key of the encrypted pieces, and decrypts each encrypted portion. In other words, in order to determine and decrypt which encrypted portion of the encrypted pieces to be decrypted can be decrypted using each temporary symmetric key, the following processing is performed.
  • the node 51 divides the encryption piece to be decrypted into n sub-pieces as described above, sets the index l for setting the sub-piece to be decrypted to “f” to decrypt each sub-piece respectively ( Step S60) It is determined whether the index l is less than or equal to the number of divisions n (step S61).
  • step S61 If the index l is less than or equal to the number of divisions n (step S61: YES), the node 51 selects an encrypted portion that can be decrypted using the temporary symmetric key k_l among the temporary symmetric keys received in step S32 in subpiece SP # l. It is determined that the sub piece SP # 1 is decrypted using the temporary symmetric key k_l (step S62).
  • step S61 when the index l is larger than the division number n (step S61: NO), the node 51 is configured to use the temporary symmetric key k_l among the temporary symmetric keys received in step S32 to encrypt the subpart SP # It is determined that l mod n), and the sub-piece SP # (l mod n) is decrypted using the temporary symmetric key k_l (step S63).
  • step S64 the node 51 subtracts “1” from the value of the index l ′ (step S64), and determines whether the value of the index l ′ is “1” or more (step S65), and the index l ′ If the value of is greater than or equal to "1" (step S65: YES), the process returns to step S61.
  • the node 51 repeats such a process of step S62 or S63 until the value of the index l is smaller than "1".
  • step S65 If the value of index l becomes smaller than "1" (step S65: NO), node 51 sets index l 'for setting the subpiece to be subjected to the XOR operation to "0" (step S66)
  • the first input of the XOR operation is set to the sub-piece SP # l '(step S67). Note that the encryption for the sub-piece SP # l 'has already been decrypted at step S62 or S63.
  • the node 51 sets the first input of the XOR operation to the subpieces SP # (l ′ + 1),..., SP # n, and performs the XOR operation of each second input and the first input Step S68).
  • the node 51 adds "1" to the value of the index l '(step S69), and determines whether the value of the index l' is less than or equal to "n-1" (step S70). If the value of 'is equal to or less than "n-1" (step S70: YES), the process returns to step S67. The node 51 repeats such processing of steps S67 to S69 until the value of the index l ′ becomes larger than “n ⁇ 1”. Thus, the node 51 performs inverse conversion of the conversion performed in step S27. Then, when the value of the index l ′ becomes larger than “n ⁇ 1” (step S70: NO), the node 51 decrypts the entire encrypted piece using the temporary symmetric key k_0. As a result, as shown in the second row of FIG. 14, a piece is obtained in which each sub-piece is respectively decrypted and the encryption performed first for the whole is decrypted.
  • the node 51 uses the temporary symmetric key k_0 among the temporary symmetric keys received in step S32 to decrypt the encryption performed by the node 50 which is the distribution start node for the entire encrypted piece, in step S60.
  • the resulting encrypted piece of ⁇ 70 is decrypted to obtain a piece (step S71).
  • each node 51 can decrypt the encryption performed for each piece by obtaining all of the temporary symmetric keys for decrypting the encryption performed for each piece, and reverse conversion It is possible to completely restore the encrypted piece. Therefore, each node 51 receives each temporary symmetric key from the key server 53 by key request for each encrypted piece in which each of a plurality of pieces is encrypted, and restores each encrypted piece, thereby performing the above-mentioned distribution. You can get data.
  • step S80 YES
  • the key server 53 requests the decryption key for decrypting the encrypted piece and receives the key request including the node ID sequence and the random number sequence from the node 51 (step S80: YES)
  • the key server 53 is included in the received key request.
  • the secret key stored in the secret key storage unit 530 in association with each node ID included in the node ID string is read out for each node ID (step S81).
  • the key server 53 generates a temporary symmetric key as a decryption key by the function F for each node ID using random numbers for all node IDs and the secret key read in step S81 (step S82).
  • the key server 53 transmits the temporary symmetric key generated as the decryption key in step S82 to the node 51 that has transmitted the key request received in step S80 (step S83).
  • the key server 53 responds to the key request including the node ID sequence and the random number sequence as shown in FIG. 19 for the piece P, for the node to which the above-described node ID ID # (f + 1) is assigned. , Transmit temporary symmetric keys k_0,..., K_f as shown in FIG.
  • the combination of encrypted pieces acquired by a certain node is unique to the distribution route and the distribution timing, and can be surely unique.
  • the uniqueness of each node can be surely improved for the combination of each encrypted piece acquired by each node without any special devising on the delivery method in P2P delivery, and the security Can be improved. Furthermore, it becomes possible to maintain the independence between the data protection and the data delivery method, and it is possible to improve the freedom in system construction.
  • each node 51 has acquired all encrypted pieces in which each of a plurality of pieces is encrypted.
  • the delivery path of each encrypted piece is various. Therefore, if the encrypted pieces are different, the distribution paths are likely to be different, and therefore, the combination of the node IDs associated with the respective encrypted pieces is likely to be different. Also, if the delivery paths of different encrypted pieces are the same, the combination of node IDs associated with each encrypted piece will be the same, but the random numbers corresponding to each node will be different.
  • the distribution data is divided into N (N: an integer of 2 or more) of P1 to PN.
  • N an integer of 2 or more
  • the node to which the above-described node ID ID # f is assigned stores the following data in association with the piece P1.
  • Node ID column ID # 0, ID # 1, ..., ID # (f-1) Random number sequence: r_0, r_1, ..., r_ ⁇ f-1 ⁇
  • Encryption piece E (k_t) ... E (k_0) P1
  • Node ID column ID # 0, ID '# 1, ..., ID'# (i-1)
  • Random number sequence r_0, r _ _1, ..., r _ _ _ ⁇ i-1 ⁇
  • Encrypted piece E ( ⁇ k '_ (i-1) ⁇ ) ... E (k'_1) E (k_0)
  • P2 ID '# 1,..., ID'# (i-1) are a series of node IDs different from ID # 1,..., ID # (j-1).
  • r_0, r'_1, ..., r '_ ⁇ i-1 ⁇ are random numbers generated by each node to which each node ID of ID'# 1, ..., ID '# (i-1) is assigned. Yes, each one is different each time.
  • k_0 is a temporary symmetric key generated by the node 50
  • k'_1,..., K '_ (i-1) are assigned node IDs ID # 1,..., ID # (i-1). It is a temporary symmetric key generated by each node.
  • the temporary symmetric keys required to decrypt the encrypted piece are different for each piece.
  • nodes are different, even if they are the same piece, temporary symmetric keys required to decrypt each encrypted piece are different. Therefore, different nodes have different combinations of encrypted pieces for each of a plurality of pieces. That is, the combination of encrypted pieces in which each of all pieces constituting the delivery data is encrypted can be surely different for each node. Therefore, according to the present embodiment, the uniqueness of each node can be surely enhanced for the combination of each encrypted piece acquired by each node.
  • the processing burden on decrypting the encrypted piece is reduced by encrypting not a whole but a part of the encrypted piece.
  • the effect is remarkable when reproducing moving image content in real time.
  • the present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention.
  • various inventions can be formed by appropriate combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, components in different embodiments may be combined as appropriate. In addition, various modifications as exemplified below are possible.
  • various programs executed by each node 50 may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network.
  • the program is recorded in a computer readable recording medium such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk) or the like in an installable or executable file format. It may be configured to be provided.
  • the program is loaded from the storage medium at each node 50 and executed by being loaded onto the main storage (for example, RAM), and the units described in the functional configuration are generated on the main storage. Ru. The same applies to various programs executed by the key server 53.
  • all or part of the units described in the functional configuration of each node 50 may be configured by hardware. The same applies to all or some of the units described in the functional configuration of the key server 53.
  • the node ID may be any information that can uniquely identify each node, and may be, for example, the IP address, MAC address, or URL of each node.
  • the number of distribution start nodes may be plural. Also, the number of other nodes connected to the P2P network NT is not particularly limited.
  • a plurality of pieces may be required by one piece request.
  • the nodes 50 and 51 may transmit the set of the encrypted piece, the node ID sequence and the random number sequence to the other node 51 that has transmitted the piece request as described above for each of the plurality of pieces.
  • the nodes 50 and 51 transmit the encrypted piece in response to the piece request.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the ID node sequence and the random number sequence may be transmitted together with the encrypted piece.
  • the node 51 when encrypted pieces are obtained for all pieces constituting the distribution data and stored in the data storage unit 517, the node 51 requests a key request for decrypting each encrypted piece. It may be transmitted to the key server 53. Alternatively, the node 51 can use the key server as a key server for decrypting the encrypted piece stored in the data storage unit 517 even if the encrypted piece has not been acquired for all the pieces constituting the distribution data. You may make it transmit to 53. Also, the node 51 may request a decryption key for decrypting one encrypted piece by one key request, or may request each decryption key for decrypting a plurality of encrypted pieces. You may do so.
  • the temporary symmetric key which is also an encryption key and a decryption key for decrypting the encryption, is used to encrypt the piece.
  • the encryption key used to encrypt the piece and the decryption key for decrypting the encryption performed on the encrypted piece may be different.
  • a public key may be used as an encryption key.
  • the nodes 50 and 51 when transmitting the encrypted pieces stored in the data storage unit 517 to another node 51, the nodes 50 and 51 generate random numbers each time.
  • the nodes 50 and 51 may not generate random numbers each time, but may generate them, for example, according to the number of transmissions of the encrypted piece.
  • the nodes 50 and 51 may generate new random numbers each time transmission of an encrypted piece is performed a predetermined number of times (for example, five times).
  • the timing at which the nodes 50 and 51 generate random numbers may be when the piece request is received from another node 51, or may be every predetermined time.
  • the node ID sequence and the random number sequence transmitted by the node 51 to the other nodes 51 together with the encrypted pieces are not limited to the forms shown in FIGS.
  • (ID # 0, r_0), (ID # 1, r_1)... (ID # f, r_f), etc. a form indicating a set of a node ID and a random number corresponding to the node ID for each node ID It may be
  • the secret key is uniquely assigned to each of the nodes 50 and 51.
  • the present invention is not limited to this.
  • the same secret key may be assigned to some of the nodes 50 and 51.
  • the sub-piece to be the encryption part is sequentially encrypted from the left each time the encryption piece is encrypted in the distribution process, but the present invention is limited thereto.
  • encryption may be performed in the order or random order from the right.
  • the node 51 when encrypting the encrypted piece, divides the encrypted piece into a plurality of sub-pieces, but the division method may be equal.
  • the division number n may not be fixed but may be variable.
  • each node 51 may select a part of the data range of the data of the encrypted piece as the encrypted part and encrypt it without dividing the encrypted piece.
  • the node 51 when the node 51 encrypts a part of the encrypted piece stored in the data storage unit 517 and transmits it to another node 51, the node 51 encrypts the encrypted piece. Although the part does not overlap the node 51 transmitted to the node 51 with the encrypted part encrypted, the part may overlap.
  • each node 51 determines the number of times of encryption using the number of node IDs included in the node ID sequence, and determines an encrypted portion according to the number of times of encryption.
  • the invention is not limited to this.
  • the node 50 or 51 (referred to as a transmission source node) that transmits an encrypted piece should encrypt the node 51 (referred to as a transmission destination node) that receives the encrypted piece
  • the designation of the encryption part may be, for example, the subpiece number when the encryption piece is divided into n subpieces as described above, or the data range of part of the data of the encryption piece It may be.
  • the designation information for designating the encrypted portion is transmitted from the source node to the destination node together with the node ID sequence, the random number sequence and the encrypted piece. Then, the destination node stores the designation information together with the node ID sequence, the random number sequence, and the encrypted piece.
  • the encrypted portion specified by the specification information is encrypted with the above-mentioned temporary symmetric key, and then the destination node to be the next destination is encrypted.
  • the designation information received from the transmission source node is, for the new transmission destination node, information for designating an encrypted portion of the encrypted piece that has already been encrypted.
  • the node acquires the temporary symmetric key from the key server 53 in the same manner as described above, and uses each temporary symmetric key for each encrypted portion designated by each designation information. Use to decrypt. Since the part that the node 50 which is the distribution start node encrypts is the whole piece as described above, the node 51 does not use the designation information, but uses the temporary symmetric key corresponding to the node 50 to encrypt the piece The whole can be decoded. Also with the above-described configuration, it is possible to restore the pieces correctly while reducing the processing load for decoding.
  • the designation information for example, a VM code in which an encryption procedure itself to be performed on an encrypted piece to be transmitted is described, or a procedure to determine an encrypted portion among the encrypted pieces to be transmitted It may be procedure information such as VM code in which it is described.
  • the node 51 determines the encrypted portion in accordance with the procedure indicated in the procedure information stored in association with the encrypted piece, The new encrypted piece after the conversion may be sent to another node 51 by adding procedure information together with the above-mentioned node ID sequence and random number sequence.
  • the node 51 uses the procedure indicated in the procedure information stored in association with the encrypted piece, and receives each temporary symmetric key received from the key server 53, and Of the encrypted pieces, the corresponding relationship with the decryptable encrypted portion may be determined using the respective temporary symmetric keys to decrypt each encrypted portion.
  • an XOR operation using the encrypted portion as the first input as a reversible conversion to be performed on a part other than the encrypted part among the encrypted pieces to be transmitted according to the number of times of encryption was done.
  • the present invention is not limited to this, and the encrypted portion may not be used as the first input, and the method of conversion is a reversible conversion that can be restored by performing inverse conversion on the conversion performed. It does not have to be an XOR operation.
  • the reversible conversion may not be performed on a part of the encrypted piece to be transmitted other than the encrypted part.
  • the encrypted piece, the node ID sequence and the random number sequence may be distributed in the form of package data packaged.
  • the package data may be recorded on a computer readable recording medium and provided to the node, or may be configured to be downloaded to the node via the server.
  • the node that has acquired the package data is, in the same way as in the above embodiment, an encrypted piece obtained by encrypting the encrypted piece included in the package data, and the package data.
  • the contained node ID and its own node ID, and the random number sequence contained in the package data and the generated random number may be transmitted to other nodes.

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Abstract

　データの一部であるピースを暗号化して送信する通信装置は、他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信し、第１暗号化ピースと、第１装置識別情報と、第１一時情報とを対応付けて記憶すると共に、　当該通信装置に割り当てられた第２装置識別情報を記憶する。通信装置は、その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成し、第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成し、第１暗号化ピースのうち暗号化する第１部分を決定し、一時対称鍵を用いて第１部分を更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力し、当該第２暗号化ピースと、第１装置識別情報と、第２装置識別情報と、第１一時情報と、第２一時情報とを送信する。

Description

通信装置、通信方法及びプログラム
　本発明は、通信装置、通信方法及びプログラムに関する。
　例えば、Ｐ２Ｐ(peer　to　peer)を利用してデータを配信する配信方式（Ｐ２Ｐ配信という）は、巨大なストレージと大きな通信帯域とを有するデータ配信サーバを必要とせず、コストメリットの大きい配信方式である。また、データの配信を受けるノードにおいては、複数のノードからのデータの供給が期待されるため、ダウンロードやアップロードにおける帯域幅を活かした高速なデータ取得が期待される。このようにＰ２Ｐデータ配信には大きなメリットがあるが、一方で、著作権保護などデータセキュリティの観点から安全性に不安があった。Ｐ２Ｐ配信に限らず、著作権保護などのデータセキュリティを考える上で一般的な前提として次のことを仮定する。全ての端末機器又はノードがハッキングされることはないということである。この前提を否定した場合、端末機器は秘密とすべきデータを保持したり、秘密とすべき処理を行ったりすることができなくなり、殆どのセキュリティ技術やセキュリティ確保の為の工夫が成立しない。
　さて、Ｐ２Ｐ配信において、暗号化されたデータを配信し、データの配信を受けるノードが当該データ（配信データという）を復号するための復号鍵を取得するコンテンツ配信システムがある。このようなシステムのＰ２Ｐ配信においてデータセキュリティ上の大きな問題点は、配信データと当該配信データを復号するための復号鍵との組み合わせが単一であったり数が少なかったりすることである。この場合、あるノードがハッキングされ、復号鍵が暴露されたとする。この場合、この復号鍵は殆どの配信データを復号するために使用できることになる。この問題を解決する一つの方法は、配信データをノード毎に個別化することである。
　Ｐ２Ｐ配信において配信データをノード毎に個別化する技術としては、例えば、特許文献１に示されるMarkingの方式が知られている。この方式では、配信データをピースに分割した上で、鍵の行列で暗号化を施して暗号化ピースを生成する。その結果として、行列状に暗号化された暗号化ピースからなるピース群が生成される。そしてこのようなピース群はＰ２Ｐネットワークを介して配信される。当該Ｐ２Ｐネットワークに接続される１つのノードは、各ピースについて行列状に暗号化された複数の暗号化ピースの中から１つの暗号化ピースを取得することになる。結果として、配信データを構成する各ピースが各々暗号化された暗号化ピースの組み合わせは、ノード毎に統計的に一意になることが期待される。
USP　7165050
　しかし、上述の特許文献１の技術においては、各暗号化ピースの組み合わせがノード毎に一意であることはあくまで統計的に期待されるだけである。各暗号化ピースの組み合わせをノード毎に一意にすることを実現するには、例えば、以下の２つの方法が考えられる。１つは、暗号化ピースの配信方法に工夫を施すという方法である。また、１つは、各暗号化ピースを復号するための復号鍵を保持する鍵サーバが復号鍵の配信を制限するという方法である。例えば、配信されたピース群をノードは復号するために、各暗号化ピースの組み合わせを鍵サーバに申告して復号鍵を取得するシステムがある。このシステムにおいて、復号鍵の再配信によるリプレイアタックを阻止するためには、既に取得された復号鍵と重複が多い暗号化ピースの組み合わせを、鍵サーバがリジェクトするという方法がある。しかしいずれの方法であっても、暗号化ピースの配信効率を時として著しく低下させ、Ｐ２Ｐネットワークの利点を十分活かすことができなくなる恐れがある。また、前者の方法では、データの保護とデータの配信方法との独立性が損なわれ、そのことがシステム構築上の大きな制約となる恐れがある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンテンツ配信システムにおいて配信される各暗号化ピースの組み合わせを通信装置毎に一意にすることが可能になると共に、システム構築上の自由度を向上可能な通信装置、通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、本発明は、データの一部であるピースを暗号化して送信する通信装置であって、他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信する受信手段と、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶する第１記憶手段と、当該通信装置に割り当てられた第２装置識別情報を記憶する第２記憶手段と、その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成手段と、前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、前記第１暗号化ピースのうち暗号化する第１部分を決定する第１決定手段と、前記一時対称鍵を用いて前記第１部分を更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化手段と、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
　また、本発明は、データの一部であるピースを受信する通信装置であって、他の通信装置によって暗号化されたピースである暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを暗号化する際に生成した一時情報とを受信する第１受信手段と、受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて記憶する記憶手段と、前記暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて含む鍵要求を鍵サーバへ送信する送信手段と、前記鍵要求に応じて前記鍵サーバから、前記ピースについて行われた暗号化を復号するための各復号鍵を受信する第２受信手段と、受信された各前記復号鍵と、前記暗号化ピースのうち当該各復号鍵を用いて復号可能な各第１部分との対応関係を判別する判別手段と、前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて前記暗号化ピースの各第１部分を復号する復号手段とを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、コンテンツ配信システムにおいて配信される各暗号化ピースの組み合わせを通信装置毎に一意にすることが可能になると共に、システム構築上の自由度を向上させることが可能になる。
第１の実施の形態にかかるデータ配信システムの構成を示す図。 ノード５０の機能的構成を例示する図。 ノード５１の機能的構成を例示する図。 ノード５０からノード５１Ａに送信される情報を模式的に示す図。 ノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図。 ノード５１Ｂから鍵サーバ５３に送信される情報を模式的に示す図。 鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図。 鍵サーバ５３の機能的構成を例示する図。 配信開始ノードであるノード５０が行う配信処理の手順を示すフローチャート。 ピースとこれをノード５０が暗号化した暗号化ピースとを概念的に表した図。 ノード５１がノード５０又は他のノード５１から暗号化ピースを受信する受信処理の手順を示すフローチャート。 ノードに受信される情報を模式的に示す図。 配信開始ノード以外のノード５１が行う配信処理の手順を示すフローチャート。 暗号化ピースと、当該暗号化ピースに対して行なわれる処理を概念的に表した図。 図１３のステップＳ２７でノード５１が可逆な変換を行う処理の詳細な手順を示すフローチャート。 ノードが送信する情報を模式的に示す図。 ノード５１が鍵サーバ５３から復号鍵を取得しこれを用いて暗号化ピースを復号する復号処理の手順を示すフローチャート。 図１７のステップＳ５３でノード５１が暗号化ピースを復号する処理の詳細な手順を示すフローチャート。 ノードが送信する情報を模式的に示す図。 ノードが受信する対称鍵を模式的に示す図。 鍵サーバ５３がノード５１からの鍵要求に応じて復号鍵を送信する鍵送信処理の手順を示すフローチャート。
　以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信装置、通信方法及びプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態にかかるデータ配信システムの構成を示す図である。本実施の形態にかかるデータ配信システムにおいては、複数のノード５０，５１Ａ～５１ＢがＰ２ＰネットワークＮＴを介して接続されている。図示しないがこの他のノードもＰ２ＰネットワークＮＴを介して接続され得る。また、各ノード５０，５１Ａ～５１Ｂは鍵サーバ５３と接続されている。各ノード５０，５１Ａ～５１Ｂは、各ノードに一意に割り当てられた装置識別情報と、各ノードに一意に割り当てられた割当情報として秘密鍵を保持している。装置識別情報とは、データ配信システムにおける各ノードに割り当てられた情報であって、各ノードを識別できればどのような情報であっても良く、例えば、ノードＩＤなどである。ここでは、各ノード５０，５１Ａ～５１Ｂに割り当てられたノードＩＤを各々ID#0,ID#1,ID#2とし、秘密鍵を各々s_0,s_1,s_2とする。尚、各ノード５０，５１Ａ～５１Ｂのうちノード５０は、データの配信の基点となる配信開始ノードであり、配信対象のデータ（配信データという）を保持している。配信データは、平文である場合も既に暗号化された暗号文である場合もある。例えば、当該配信データは、暗号化として何らかのＤＲＭ　(Digital　Right　Management)　Systemによって保護されたビデオデータであっても良い。鍵サーバ５３は、各ノード５０，５１Ａ～５１Ｂに各々割り当てられた秘密鍵を保持している。尚、以降、ノード５１Ａ～５１Ｂを各々区別する必要がない場合、単にノード５１と記載する。
　ここで、各ノード５０，５１と、鍵サーバ５３との各装置のハードウェア構成について説明する。各装置は各々、装置全体を制御するＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等の制御装置と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read　Only　Memory）やＲＡＭ（Random　Access　Memory）等の記憶装置と、各種データや各種プログラムを記憶するＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）やＣＤ（Compact　Disk）ドライブ装置等の外部記憶装置と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、各装置には各々、情報を表示する表示装置と、ユーザの指示入力を受け付けるキーボードやマウス等の入力装置と、外部装置の通信を制御する通信Ｉ／Ｆ（interface）とが有線又は無線により接続される。
　次に、上述したハードウェア構成において、配信開始ノードであるノード５０のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図２は、ノード５０の機能的構成を例示する図である。ノード５０は、固有情報格納部５００と、乱数生成部５０１と、一時対称鍵生成部５０２と、ピース暗号化部５０３と、ピース化部５０４と、データ送信部５０５と、送信要求受付部５０６とを有する。尚、固有情報格納部５００は、例えばノード５０のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。乱数生成部５０１と、一時対称鍵生成部５０２と、ピース化部５０４と、ピース暗号化部５０３と、データ送信部５０５と、送信要求受付部５０６との実体は、ノード５０のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。尚、ノード５０の外部記憶装置には、配信データが予め記憶されている。
　固有情報格納部５００は、当該ノード５０に割り当てられたノードＩＤ及び秘密鍵を記憶する。ピース化部５０４は、配信データを複数のピースに分割する。分割する際のデータサイズは特に限定されないが、予め定められているものとする。送信要求受付部５０６は、ピース化部５０４が分割したピースを要求するピース要求を他のノード５１から受信する。乱数生成部５０１は、送信要求受付部５０６がピース要求を受信した場合、その発生毎に異なり得る一時情報である乱数を生成する。一時情報とは、ノードで生成される度に異なり得る値となれば良く、例えば、乱数やタイムスタンプ、通信のシーケンス番号、ノードに固有のカウンタの値、Time　Variant　Parameterである。Time　Variant　Parameterについては、例えば文献ISO9798-1に記載されている。
　一時対称鍵生成部５０２は、乱数生成部５０１が生成した乱数と、固有情報格納部５００に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより一時対称鍵を生成する。これを式により表すと以下のように表される。
k_0=F(s_0,r_0)
　尚、関数Ｆは一方向性関数あるいは共通鍵暗号あるいは擬似乱数生成器であり、入力値である秘密鍵や乱数を知るものであってもこれらから出力値である一時対称鍵を推測できないものである。一時対称鍵とは、関数Ｆであって、関数Ｆの入力値と出力値との関係が一意に定められば良く、例えば、ＳＨＡ－１やＳＨＡ２５６といったハッシュ関数であっても良く、ＡＥＳ、Ｈｉｅｒｏｃｒｙｐｔといった共通鍵暗号方式であっても良く、Ｍｅｒｓｅｎｎｅ　ｔｗｉｓｔｅｒといった疑似乱数生成器であっても良い。ハッシュ関数には、乱数と秘密鍵を結合した値が入力されても良い。共通鍵暗号方式では、乱数を秘密鍵で暗号化しても良く、秘密鍵を乱数で暗号化しても良い。共通鍵暗号方式では、乱数を秘密鍵で復号しても良く、秘密鍵を乱数で復号しても良い。擬似乱数生成器には、乱数と秘密鍵を結合した値が入力されても良い。
　ピース暗号化部５０３は、一時対称鍵生成部５０２が生成した一時対称鍵を用いてピースを暗号化して、暗号化ピースを出力する。尚、一時対称鍵は暗号化に用いられる暗号鍵でもあり、暗号化ピースに対して行われている暗号化を復号するための復号鍵にもなる。
　データ送信部５０５は、ピース要求を送信した他のノード５１に対して、固有情報格納部５００に記憶されているノードＩＤと、乱数生成部５０１が生成した乱数と、ピース暗号化部５０３が出力した暗号化ピースとを送信する。
　次に、配信開始ノード以外であるノード５１のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図３は、ノード５１の機能的構成を例示する図である。ノード５１は、固有情報格納部５１０と、乱数生成部５１１と、一時対称鍵生成部５１２と、ピース暗号化部５１３と、データ受信部５１４と、データ送信部５１５と、送信要求受付部５１６と、データ格納部５１７と、送信要求送信部５１８と、鍵要求送信部５１９と、ピース復号部５２０と、暗号化部分決定部５２１とを有する。尚、固有情報格納部５１０とデータ格納部５１７とは、例えばノード５１のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。乱数生成部５１１と、一時対称鍵生成部５１２と、ピース暗号化部５１３と、データ送信部５１５と、送信要求受付部５１６と、データ受信部５１４と、鍵要求送信部５１９と、ピース復号部５２０と、暗号化部分決定部５２１との実体は、ノード５１のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。
　固有情報格納部５１０は、当該ノード５１に割り当てられたノードＩＤ及び秘密鍵を記憶する。送信要求受付部５１６の構成は上述のノード５０の有する送信要求受付部５０６の構成と同様である。送信要求送信部５１８は、ピースを要求するピース要求をノード５０又は他のノード５１に対して送信する。データ受信部５１４は、送信要求送信部５１８がピース要求を送信した相手であるノード５０又は他のノード５１から、ピースが暗号化された暗号化ピースと、当該暗号化ピースの送信を仲介した少なくとも１つの他のノード５０,５１に割り当てられた各ノードＩＤを含むノードＩＤ列と、当該他のノード５０,５１が生成した各乱数を含む乱数列とを受信する。データ格納部５１７は、データ受信部５１４が受信したノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースを対応付けて記憶する。乱数生成部５１１は、乱数を生成する。一時対称鍵生成部５１２は、乱数生成部５１１が生成した乱数と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて上述した関数Ｆにより一時対称鍵を生成する。
　暗号化部分決定部５２１は、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化する部分（暗号化部分という）を決定する。ここでは、暗号化部分は、次に説明するピース暗号化部５１３が、送信対象の暗号化ピースを複数に分割したいずれかの部分となる。具体的には、暗号化部分決定部５２１は、送信対象の暗号化ピースの全部又は一部に対して行なわれた暗号化の回数（暗号化回数という）を判定して、当該暗号化回数及び分割数に応じて、暗号化部分を決定する。ここでは、暗号化回数は、送信対象の暗号化ピースと対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤ列に含まれるノードＩＤの個数と同じであるため、この個数を算出することで求められる。ピース暗号化部５１３は、送信対象の暗号化ピースを複数に分割して、一時対称鍵生成部５１２が生成した一時対称鍵を用いて、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化部分決定部５２１が決定した暗号化部分を更に暗号化すると共に、暗号化回数に応じて、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化部分以外の一部に対して可逆な変換を行って、新たな暗号化ピースを出力する。
　データ送信部５１５は、送信要求受付部５１６が受信したピース要求を送信した他のノード５１に対して以下のデータを送信する。データは、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤ列に加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加え乱数生成部５１１が生成した乱数を含む新たな乱数列と、ピース暗号化部５１３が出力した新たな暗号化ピースとである。尚、データ格納部５１７に暗号化ピースが記憶されていない場合には、送信要求受付部５１６がピース要求を受信したとしても、ピース暗号化部５１３は暗号化ピースを出力せず、データ送信部５１５は暗号化ピースを送信しない。
　ここで、ノード５０，５１から送信されるノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースについて具体的に説明する。尚、ノード５０から１つの暗号化ピースに対してこれと共に送信されるノードＩＤ及び乱数は各々１つであるが、ここでは説明の便宜上、これらをノード列及び乱数列と各々記載する場合がある。暗号化ピースの配信経路としてここではノード５０からノード５１Ａ、更にノード５１Ａからノード５１Ｂに暗号化ピースを送信し、ノード５１Ｂから鍵サーバ５３に鍵要求を送信する場合について説明する。例えば、あるピースPについてノード５１Ａからのピース要求に応じて、ノード５０が、乱数r_0と秘密鍵s_0とを用いて一時対称鍵k_0を生成し、これを用いてピースPを暗号化して暗号化ピースE(k_0)Pを出力したとする。そして、ノード５０が、当該暗号化ピースE(k_0)PをノードＩＤID#0及び乱数r_0と共にノード５１Ａに送信したとする。図４は、ノード５０からノード５１Ａに送信される情報を模式的に示す図である。当該ノード５１Ａは、これらのノードＩＤID#0、乱数r_0及び暗号化ピースE(k_0)Pを対応付けてデータ格納部５１７に記憶することになる。尚、データ格納部５１７は、ノードＩＤと当該ノードＩＤが割り当てられたノードが生成した乱数との対応関係を保持した状態及び配信された順序が保持された状態で各ノードＩＤ列及び各乱数列を記憶する。
　そして、当該ノード５１Ａが、ノード５１Ｂからのピース要求に応じてピースPに対する暗号化ピースを送信する場合、乱数r_1を生成し、これと秘密鍵s_1とを用いて一時対称鍵k_1を生成し、これを用いて暗号化ピースE(k_0)Pの一部である暗号化部分を更に暗号化して新たな暗号化ピースを出力したとする。E(k_1)E(k_0)Pは、順に一時対称鍵k_0,k_1でピースPの全部又は一部を多重に暗号化したものを示すものとする。このとき、ノード５１Ａは、ノード５１Ｂに対して、データ格納部５１７に記憶されている、ノード５０に割り当てられたノードＩＤID#0に加え固有情報格納部５１０に記憶されている、自身に割り当てられたノードＩＤID#1と、データ格納部５１７に記憶されている乱数r_0に加え自身が生成した乱数r_1と、暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pとを送信する。図５は、ノード５１Ａからノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。ノード５１Ｂは、これらのノードＩＤ列ID　#0,ID　#1、乱数列r_0,r_1及び暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pを対応付けてデータ格納部５１７に記憶する。
　図３の説明に戻る。鍵要求送信部５１９は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求する鍵要求を鍵サーバ５３に送信する。ここで鍵要求送信部５１９は、当該暗号化ピースに対応してデータ格納部５１７に記憶されているノードＩＤ列及び乱数列を鍵要求に含めて鍵サーバ５３に送信する。例えば、ノード５１Ｂが、ノード５１Ａが暗号化を行った場合に出力された図５に示した暗号化ピースE(k_1)E(k_0)Pを復号するための復号鍵を要求する鍵要求を鍵サーバ５３に送信する場合、ノード５１Ｂの鍵要求送信部５１９は、ノードＩＤ列ID#0,ID#1と、乱数列r_0,r_1とを含む鍵要求を送信する。図６は、ノード５１Ｂから鍵サーバ５３に送信される情報を模式的に示す図である。このように、ノード５１は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を鍵サーバ５３に要求する際に、当該暗号化ピースの配信経路を示すものとして、配信開始ノードであるノード５０を基点として当該暗号化ピースの配信を仲介する各ノード５０，５１の各ノードＩＤを含むノードＩＤ列及び当該各ノード５０，５１が生成した各乱数を含む乱数列を鍵サーバ５３に送信する。尚、これらの送信に際し、鍵要求送信部５１９は、各ノードＩＤと当該各ノードＩＤが割り当てられたノードが生成した乱数との対応関係を保持した状態で送信する。
　ピース復号部５２０は、鍵要求送信部５１９が送信した鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵を復号鍵として受信し、当該一時対称鍵を用いて暗号化ピースを復号する。ノード５１Ｂは、図６に示したノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵k_0,k_1を受信する。図７は、鍵サーバ５３からノード５１Ｂに送信される情報を模式的に示す図である。同図に示される一時対称鍵k_0は、ノード５０がピースを暗号化する際に用いられたものであり、一時対称鍵k_1は、ノード５１が、暗号化ピースのうち暗号化部分を暗号化する際に用いられたものである。このため、ピース復号部５２０は、一時対称鍵k_1を用いて当該暗号化部分を復号し、一時対称鍵k_0を用いて、暗号化ピース全体を復号する。この復号の詳細については後述する。また鍵サーバ５３がどのように一時対称鍵を生成するのかも後述する。
　尚、ノード５１が、複数のピースのそれぞれについてどのような順番やタイミングでどのノードから取得するかは特に限定されないが、以上のようにして、ノード５１は、複数のピースのそれぞれが暗号化された各暗号化ピースをピース要求によって他のノード５０，５１から取得する。また、ノード５１は、各暗号化ピースについて鍵要求によって各一時対称鍵を鍵サーバ５３から受信し、各暗号化ピースを復号することにより、上述の配信データを得る。
　次に、鍵サーバ５３のＣＰＵが記憶装置や外部記憶装置に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。図８は、鍵サーバ５３の機能的構成を例示する図である。鍵サーバ５３は、秘密鍵格納部５３０と、データ受信部５３１と、一時対称鍵生成部５３３と、データ送信部５３４とを有する。尚、秘密鍵格納部５３０は、例えば鍵サーバ５３のＨＤＤなどの外部記憶装置に記憶領域として確保されるものである。データ受信部５３１と、一時対称鍵生成部５３３と、データ送信部５３４との実体は、鍵サーバ５３のＣＰＵのプログラム実行時にＲＡＭなどの記憶装置上に生成されるものである。
　秘密鍵格納部５３０は、各ノード５０，５１に割り当てられた秘密鍵を、各ノード５０，５１に割り当てられたノードＩＤと対応付けて記憶する。データ受信部５３１は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、上述したノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求をノード５１から受信する。
　一時対称鍵生成部５３３は、データ受信部５３１が受信した鍵要求に含まれるノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤに対応付けられて秘密鍵格納部５３０に記憶されている秘密鍵を読み出しこれと、当該鍵要求に含まれる乱数列に含まれる各乱数とを用いて、関数Ｆにより復号鍵を生成する。例えば、ノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤがID#0,…,ID#(j)であり、各ノードＩＤID#m(0≦m≦j)にr_m,s_mが各々対応しているものとする。この場合、mについて、復号鍵k_mを式により表すと以下のように表される。
k_m=F(s_m,r_m)
尚、関数Ｆは上述のノード５１が一時対称鍵を生成する際に用いたものと同じである。従って、ここでは、一時情報と秘密鍵とを用いて当該関数Ｆにより一時対称鍵が復号鍵として復元されることになる。
　データ送信部５３４は、一時対称鍵生成部５３３が復号鍵として生成した一時対称鍵を、データ受信部５３１が受信した鍵要求を送信したノード５１に対して送信する。例えば、上述の例では、鍵サーバ５３は、図６に示されるノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて、図７に示されるように、各乱数r_0,r_1に対して一時対称鍵k_0,k_1を得て、これをノード５１Ｂに対して送信する。このように、１つのピースについてその全部又は一部に対して行われた全ての暗号化のそれぞれを復号するための各一時対称鍵がノード５１Ｂに対して送信されることにより、ノード５１Ｂは当該暗号化ピースの暗号化を完全に復号することができる。
　次に、本実施の形態にかかるデータ配信システムで行われる処理の手順について説明する。まず、配信開始ノードであるノード５０が行う配信処理の手順について図９を用いて説明する。ノード５０は、配信データを複数のピースに分割する（ステップＳ１）。そして、ノード５０は、ピースを要求するピース要求を他のノード５１から受信すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、乱数r_0を生成する（ステップＳ３）。次いで、ノード５０は、乱数r_0と固有情報格納部５００に記憶された秘密鍵s_0とを用いて関数Ｆにより対称鍵k_0を生成する（ステップＳ４）。そして、ノード５０は、ステップＳ４で生成した対称鍵を用いて、送信対象となるピースPを暗号化して、暗号化ピースE(k_0)Pを出力する（ステップＳ５）。尚、送信対象となるピースをどのように決定するかは特に限定されない。
　図１０は、ピースとこれをノード５０が暗号化した暗号化ピースとを概念的に表した図である。同図に示されるように、ピース暗号化部５０３はピースP全体を暗号化して暗号化ピースE(k_0)Pを出力する。
　そして、ノード５０は、ステップＳ２で受信されたピース要求を送信した他のノード５１に対して、例えば図４に示されるように、固有情報格納部５００に記憶されているノードＩＤID#0と、ステップＳ４で生成した乱数r_0と、ステップＳ５で出力した暗号化ピースE(k_0)Pとを送信する（ステップＳ６）。その後ステップＳ２に戻り、ノード５０は、新たなピース要求の受信を待機する。尚、ステップＳ２で受信されるピース要求は、同一のノード５１であるとは限らず、当該ピース要求によって要求されるピースPは、同一のピースであるとは限らない。また、ステップＳ３で生成する乱数は基本的にステップＳ３の処理毎に異なる。
　次に、ノード５１がノード５０又は他のノード５１から暗号化ピースを受信する受信処理の手順について図１１を用いて説明する。ノード５１は、ピースを要求するピース要求をノード５０又は他のノード５１に対して送信する（ステップＳ１０）。次いで、ノード５１は、ステップＳ１０でピース要求を送信した相手であるノード５０又は他のノード５１から、ノードＩＤ列と、乱数列と、暗号化ピースとを受信する（ステップＳ１１）。そして、ノード５１は、ステップＳ１１で受信したノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースを対応付けて記憶する（ステップＳ１２）。
　尚、ノード５１がノード５０にピース要求を送信した場合は、ステップＳ１１ではピースPについて図４に示されるノードＩＤ列と、乱数列と、暗号化ピースとを受信する。ここで、図示はしないが、Ｐ２ＰネットワークＮＴに接続されるノードであって、fを1以上の整数として、f番目にピースPを受信するノードについて一般化して説明する。説明の便宜上、当該ノードのノードＩＤをID#fとする。ノードＩＤID#fが割り当てられたノードは、(f-1)番目のノードＩＤID#(f-1)が割り当てられたノードから、図１２に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0,…,ID#(f-1)と、乱数r_0,…,r_{f-1}と、暗号化ピースE(k_{f-1})…E(k_0)Pとを受信する。これは即ち、ノードID#fが割り当てられたノードは、その一部について(f-1)回の暗号化が施された暗号化ピースを受信し、自身が暗号化を行なうことによりその一部についてf回の暗号化が施された暗号化ピースを送信することを意味する。なお、ノードＩＤ列ID#0,…,ID#(f-1)によって、暗号化ピースがどのノードによって暗号化されて送信されたかが各々特定されるため、暗号化ピースの配信経路が示されることになる。
　次に、配信開始ノード以外のノード５１が行う配信処理の手順について図１３を用いて説明する。ノード５１は、あるピースPを要求するピース要求を他のノード５１から受信すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、まずは乱数を生成する（ステップＳ２２）。次いでノード５１は、ステップＳ２２で生成した乱数と、固有情報格納部５１０に記憶された秘密鍵とを用いて関数Ｆにより一時対称鍵を生成する（ステップＳ２３）。次に、ノード５１は、データ格納部５１７に記録されている暗号化ピースを複数に分割する（ステップＳ２４）。
　図１４は、暗号化ピースと、当該暗号化ピースに対して行なわれる処理を概念的に表した図である。同図の１段目に示される暗号化ピースEPが、n個（n：2以上の整数）に分割されて、２段目に示されるように複数の部分SP#1,SP#2,…,SP#nが得られる。説明の便宜上、これらをサブピースとし、これらに割り当てる番号1,2,…,nをサブピース番号とする。
　次に、ノード５１は、送信対象の暗号化ピースと対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤ列に含まれるノードＩＤの個数を用いて暗号化回数を判定する。当該ノード５１が、上述のノードＩＤID#fが割り当てられたノード５１であるとし、当該ノードＩＤ列に含まれるノードＩＤがID#0,…,ID#(f-1)であるとき、ノードＩＤの個数は「f-1」であるため、暗号化回数は「f-1」である。この場合、ノード５１は、当該暗号化回数「f-1」が、暗号化ピースを分割した分割数n以下であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。暗号化回数「f-1」が分割数n以下である場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、配信開始ノードであるノード５０によりピース全体としての暗号化はされているものの、「f-1」より大きいサブピース番号の各サブピースSP#f,…,SP#nについては、当該ノード５１又は他のノード５１により１回も暗号化されていないということである。この場合、ノード５１は、暗号化回数「f-1」に「1」を加え、その値fに相当するサブピース番号fのサブピースSP#fを暗号化部分として決定する（ステップＳ２６）。更に、ノード５１は、サブピースSP#fのサブピース番号fより大きいサブピース番号(f+1),…,nの各サブピースSP#(f+1),…,SP#nに対して各々可逆な変換を行う（ステップＳ２７）。
　ここで、ステップＳ２７でノード５１が可逆な変換を行う処理の詳細な手順について図１５を用いて説明する。尚、ここでは、ノード５１は、可逆な変換として、ＸＯＲ（排他的論理和）演算を行なうものとする。ノード５１は、ステップＳ２５で暗号化部分として決定したサブピースSP#fをＸＯＲ演算の第１入力とし（ステップＳ４０）、第２入力とするサブピースを設定するためのインデックスlを「f+1」に設定する（ステップＳ４１）。次いで、ノード５１は、インデックスｌが分割数n以下であるか否かを判定し（ステップＳ４２）、インデックスｌが分割数n以下である場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、第２入力としてサブピースSP#(f+1)を設定し、当該第２入力と第１入力であるサブピースSP#fとのＸＯＲ演算を行う（ステップＳ４３）。そして、ノード５１は、インデックスｌに「1」を加えて（ステップＳ４４）、ステップＳ４２に戻る。インデックスｌが分割数nより大きくなるまで（ステップＳ４２：ＮＯ）、ステップＳ４３～Ｓ４４の処理を繰り返すことにより、ノード５１は、各サブピースSP#{f+1},…,SP#nを各々第２入力として設定して当該第２入力と第１入力とのＸＯＲ演算を各々行なう。各サブピースSP#{f+1},…,SP#nに対してサブピースSP#fを用いてＸＯＲ演算が行なわれた結果、図１４の３段目に示されるように、サブピースSP#{f+1}　XOR　SP#f,…,SP#n　XOR　SP#fが得られる。
　図１３の説明に戻る。ステップＳ２７の後、ノード５１は、ステップＳ２３で生成した一時対称鍵を用いて、ステップＳ２５で暗号化部分として決定したサブピースSP#fを暗号化して、新たな暗号化ピースを出力する（ステップＳ２８）。サブピースSP#fに対して一時対称鍵（k_fとする）を用いて暗号化が行なわれた結果、図１４の４段目に示されるように、暗号化されたサブピースE(k_f)SP#fが得られる。尚、サブピースSP#fのサブピース番号fより小さいサブピース番号1,…,{f-1}の各サブピースSP#1,…,SP#{f-1}に対して暗号化及び可逆な変換のいずれも行われない。ここでは、これらのSP#1,…,SP#{f-1}と、暗号化されたサブピースE(k_f)SP#fと、可逆に変換されたサブピースSP#{f+1}　XOR　SP#f,…,SP#n　XOR　SP#fとを含むものが、新たな暗号化ピースとして出力される。その後ステップＳ２９に進む。
　一方、ステップＳ２５で、暗号化回数ｆが分割数nより大きい場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、各サブピースSP#1,…,SP#{f-1}は、当該ノード５１又は他のノード５１により既に１回以上暗号化されているということである。この場合、ノード５１は、暗号化回数ｆを分割数nで割った余りである「f　mod　n」と同じ値のサブピース番号のサブピースSP#{f　mod　n}を暗号化部分として決定する（ステップＳ３０）。そして、ノード５１は、ステップＳ２３で生成した一時対称鍵を用いて、ステップＳ２８で暗号化部分として決定したサブピースSP#{f　mod　n}を暗号化して、新たな暗号化ピースを出力する（ステップＳ３１）。サブピースSP#{f　mod　n}以外のサブピースに対しては暗号化及び可逆な変換のいずれも行われず、ここでは、サブピースSP#{f　mod　n}以外のサブピースと、暗号化されたサブピースE(k_f)SP#{f　mod　n}とを含むものが新たな暗号化ピースとして出力される。その後ステップＳ２９に進む。
　ステップＳ２９では、ノード５１は、ステップＳ２１で受信されたピース要求を送信した他のノード５１に対して、送信対象である暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶されたノードＩＤに加え固有情報格納部５１０に記憶されたノードＩＤを含む新たなノードＩＤ列と、当該暗号化ピースに対応付けられてデータ格納部５１７に記憶された乱数列に加えステップＳ２２で生成した乱数を含む新たな乱数列と、ステップＳ２７又はＳ２９で出力した新たな暗号化ピースとを送信する。
　ステップＳ２８又はＳ３１で出力された新たな暗号化ピースをE(k_f)…E(k_0)Pで表すと、ノードＩＤID#fが割り当てられたノード５１は、(f+1)番目となるノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノード５１に対して、図１６に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0,…,ID#(f-1),ID#fと、乱数列r_0,…,r_fと、暗号化ピースE(k_f)…E(k_0)Pとを送信する。
　以上のようにして、ノード５１は、暗号化回数及び分割数に応じて、暗号化部分を決定して暗号化し、暗号化部分以外の一部に対して可逆な変換を行った暗号化ピースを送信する。これにより、暗号化ピースは、暗号化回数がn回に到達するまでは、配信の過程で暗号化が行われる毎に、n個に分割されたサブピースが順に暗号化され、当該ノード５１又は他のノード５１によって部分的な暗号化が行なわれていないサブピースに対して可逆な変換が行われた状態となる。また、暗号化回数がn回以上になると、暗号化ピースは、配信の過程で暗号化が行われる毎に、部分的な暗号化が既に行なわれた各サブピースに対して順に暗号化が重ねて行なわれた状態となる。
　次に、ノード５１が鍵サーバ５３から復号鍵を取得しこれを用いて暗号化ピースを復号する復号処理の手順について図１７を用いて説明する。ノード５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースに対応付けられているノードＩＤ列及び乱数列を読み出し（ステップＳ５０）、当該暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該ノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求を鍵サーバ５３に送信する（ステップＳ５１）。次いで、ノード５１は、ステップＳ３０で送信された鍵要求に応じて鍵サーバ５３から送信された一時対称鍵を復号鍵として受信し（ステップＳ５２）、当該一時対称鍵を用いて暗号化ピースを復号する（ステップＳ５３）。
　ここで、ステップＳ５３でノード５１が暗号化ピースを復号する処理の詳細な手順について図１８を用いて説明する。尚、ここでは、ノード５１は、ノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノードであるとし、鍵サーバ５３に対して、図１９に示されるように、ピースPについて、ノードＩＤ列ID#0,…,ID#(f-1),ID#fと、乱数列r_0,…,r_{f-1},r_fとを送信するものとする。そして、当該ノード５１は、鍵サーバ５３から、図２０に示されるように、ピースPについて、一時対称鍵k_0,…,k_fを受信しているとする。まず、ノード５１は、受信された各一時対称鍵と、暗号化ピースのうち当該各一時対称鍵を用いて復号可能な暗号化部分との対応関係を判別して各暗号化部分を復号するために、即ち、各一時対称鍵を用いて復号対象の暗号化ピースのうちいずれの暗号化部分を復号可能かを各々判別して復号するために、以下の処理を行う。ノード５１は、復号対象の暗号化ピースを上述のようにn個のサブピースに分割し、各サブピースを各々復号すべく、復号対象のサブピースを設定するためのインデックスlを「f」に設定し（ステップＳ６０）、インデックスlが分割数ｎ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。インデックスlが分割数n以下である場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、ノード５１は、ステップＳ３２で受信した一時対称鍵のうち一時対称鍵k_lを用いて復号可能な暗号化部分がサブピースSP#lであると判定して、当該一時対称鍵k_lを用いてサブピースSP#lを復号する（ステップＳ６２）。一方、インデックスlが分割数nより大きい場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、ノード５１は、ステップＳ３２で受信した一時対称鍵のうち一時対称鍵k_lを用いて復号可能な暗号化部分がサブピースSP#(l　mod　n)であると判定して、当該一時対称鍵k_lを用いてサブピースSP#(l　mod　n)を復号する（ステップＳ６３）。その後、ノード５１は、インデックスl´の値から「1」を引いて（ステップＳ６４）、インデックスl´の値が「1」以上であるか否かを判定して（ステップＳ６５）、インデックスl´の値が「1」以上である場合（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、ステップＳ６１に戻る。ノード５１はこのようなステップＳ６２又はＳ６３の処理を、インデックスlの値が「1」より小さくなるまで繰り返す。
　インデックスlの値が「1」より小さくなった場合（ステップＳ６５：ＮＯ）、ノード５１は、ＸＯＲ演算の対象となるサブピースを設定するためのインデックスl´を「0」に設定し（ステップＳ６６）、ＸＯＲ演算の第１入力をサブピースSP#l´に設定する（ステップＳ６７）。尚、サブピースSP#l´に対する暗号化はステップＳ６２又はＳ６３で既に解かれている。そして、ノード５１は、ＸＯＲ演算の第１入力をサブピースSP#(l´+1),…,SP#nに各々設定して、各第２入力と第１入力とのＸＯＲ演算を各々行なう（ステップＳ６８）。その後、ノード５１は、インデックスl´の値に「1」を加え（ステップＳ６９）、インデックスl´の値が「n-1」以下であるか否かを判定して（ステップＳ７０）、インデックスl´の値が「n-1」以下である場合（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、ステップＳ６７に戻る。ノード５１はこのようなステップＳ６７～Ｓ６９の処理を、インデックスl´の値が「n-1」より大きくなるまで繰り返す。これにより、ノード５１は、ステップＳ２７で行なった変換の逆変換を行う。そして、インデックスl´の値が「n-1」より大きくなった場合（ステップＳ７０：ＮＯ）、ノード５１は、一時対称鍵k_0を用いて暗号化ピース全体を復号する。この結果、図１４の２段目に示されるように、各サブピースが各々復号されると共にその全体に対して最初に行なわれた暗号化が解かれた状態のピースが得られる。
　その後、ノード５１は、暗号化ピース全体に対して配信開始ノードであるノード５０が行なった暗号化を解くために、ステップＳ３２で受信した一時対称鍵のうち一時対称鍵k_0を用いて、ステップＳ６０～７０の結果得られた暗号化ピースを復号して、ピースを得る（ステップＳ７１）。このようにして、各ノード５１は、各ピースについて行われている暗号化を復号するための一時対称鍵を全て得ることにより、各ピースについて行われている暗号化を解くことができると共に逆変換を行うことができ、当該暗号化ピースを完全に復元することが可能になる。従って、各ノード５１は、複数のピースのそれぞれが暗号化された各暗号化ピースについて鍵要求によって各一時対称鍵を鍵サーバ５３から受信し、各暗号化ピースを復元することにより、上述の配信データを得ることができる。
　次に、鍵サーバ５３がノード５１からの鍵要求に応じて復号鍵を送信する鍵送信処理の手順について図２１を用いて説明する。鍵サーバ５３は、暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、ノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求をノード５１から受信すると（ステップＳ８０：ＹＥＳ）、受信した鍵要求に含まれるノードＩＤ列に含まれる各ノードＩＤに対応付けられて秘密鍵格納部５３０に記憶されている秘密鍵をノードＩＤ毎に読み出す（ステップＳ８１）。そして鍵サーバ５３は、全てのノードＩＤに対する乱数と、ステップＳ８１で読み出した秘密鍵とを用いてノードＩＤ毎に関数Ｆにより一時対称鍵を復号鍵として生成する（ステップＳ８２）。次いで、鍵サーバ５３は、ステップＳ８２で復号鍵として生成した一時対称鍵を、ステップＳ８０で受信した鍵要求を送信したノード５１に対して送信する（ステップＳ８３）。
　例えば、鍵サーバ５３は、上述したノードＩＤID#(f+1)が割り当てられたノードに対して、ピースPについて、図１９に示されるようなノードＩＤ列及び乱数列を含む鍵要求に応じて、図２０に示されるような一時対称鍵k_0,…,k_fを送信する。
　以上のような構成によれば、あるノードが取得する暗号化ピースの組み合わせは配信経路と配信時期とに固有のものとなり、確実に一意となり得る。このような構成によれば、Ｐ２Ｐ配信において配信方法に関する特別な工夫をしなくても、各ノードが取得する各暗号化ピースの組み合わせについてノード毎の一意性を確実に高めることができ、安全性を向上させることができる。更に、データの保護とデータの配信方法との独立性を維持することが可能になり、システム構築上の自由度を向上させることが可能になる。
　例えば、各ノード５１が複数のピースのそれぞれが暗号化された暗号化ピースを全て取得したとする。各暗号化ピースの配信経路は様々である。従って、暗号化ピースが異なれば、配信経路が異なる可能性が高いため、各暗号化ピースに対応付けられるノードＩＤの組み合わせは異なっている可能性が高い。また、異なる暗号化ピースの配信経路が同じ場合、各暗号化ピースに対応付けられるノードＩＤの組み合わせは同じになるが、各ノードに対応する乱数は異なる。
　例えば、配信データがP1～PNのN個（N:2以上の整数）に分割されているものとする。このとき、上述したノードＩＤID#fが割り当てられたノードは、例えば、ピースP1について、以下のデータを対応付けて記憶しているものとする。
ノードＩＤ列：ID#0,ID#1,…,ID#(f-1)
乱数列：r_0,r_1,…,r_{f-1}
暗号化ピース：E(k_t)…E(k_0)P1
　また、当該ノードは、別のピースP2について、f番目ではなくi番目に暗号化ピースを受信するものとして、以下のデータを対応付けて記憶しているものとする。
ノードＩＤ列：ID#0,ID’#1,…,ID’#(i-1)
乱数列：r_0,r´_1,…,r´_{i-1}
暗号化ピース：E({k´_(i-1)})…E(k´_1)E(k_0)P2
尚、ID’#1,…,ID’#(i-1)はID#1,…,ID#(j-1)とは異なったノードＩＤの系列である。また、r_0,r´_1,…,r´_{i-1}は、ID’#1,…,ID’#(i-1)の各ノードＩＤが割り当てられた各ノードが生成した乱数であり、各々その都度異なるものである。また、k_0はノード５０が生成した一時対称鍵であり、k´_1,…,k´_(i-1)は、各ノードＩＤID#1,…,ID#(i-1)が割り当てられた各ノードにより生成された一時対称鍵である。
　このように、同一のノードにおいても、ピース毎に、暗号化ピースを復号するために必要な一時対称鍵は各々異なる。また、ノードが異なれば、同一のピースであっても、各暗号化ピースを復号するために必要な一時対称鍵は各々異なる。従って、ノードが異なれば、複数のピースのそれぞれついて、その暗号化ピースの組み合わせは各々異なる。つまり、配信データを構成する全てのピースのそれぞれが暗号化された暗号化ピースの組み合わせは、ノード毎に確実に異なりえる。故に、本実施の形態によれば、各ノードが取得する各暗号化ピースの組み合わせについてノード毎の一意性を確実に高めることができるのである。
　更に、ノード５１が他のノード５１に暗号化ピースを送信する際に、暗号化ピースの全部ではなく一部を暗号化することで、暗号化ピースを復号する際にかかる処理負担を軽減することができる。例えば、動画コンテンツをリアルタイムで再生する場合にはその効果が顕著である。
[変形例]
　なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、以下に例示するような種々の変形が可能である。
　上述した実施の形態において、各ノード５０で実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。この場合には、プログラムは、各ノード５０において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置（例えばＲＡＭ）上にロードされ、上記機能的構成において説明した各部が主記憶装置上に生成される。鍵サーバ５３で実行される各種プログラムについても同様である。
　また、上述した実施の形態において、各ノード５０の機能的構成において説明した各部のうち全部又は一部をハードウェアにより構成しても良い。鍵サーバ５３の機能的構成において説明した各部のうち全部又は一部についても同様である。
　上述した実施の形態において、ノードＩＤは、各ノードを一意に識別可能な情報であれば良く、例えば、各ノードのＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレスや、ＵＲＬなどであっても良い。
　上述した実施の形態のデータ配信システムにおいては、配信開始ノードの数は複数であっても良い。また、Ｐ２ＰネットワークＮＴに接続されるこの他のノードの数も特に限定されない。
　上述の実施の形態においては、１つのピース要求によって複数のピースが要求されるようにしても良い。この場合、ノード５０，５１は、複数のピースのそれぞれについて上述したように暗号化ピース、ノードＩＤ列及び乱数列の組を、ピース要求を送信した他のノード５１に送信すれば良い。
　また、上述の実施の形態においては、ノード５０，５１は、ピース要求に応じて暗号化ピースを送信する構成としたが、これに限らず、ピース要求を受信しなくとも、他のノード５１に暗号化ピースと共にＩＤノード列及び乱数列を送信するようにしても良い。
　上述の実施の形態においては、ノード５１は、配布データを構成する全てのピースについて暗号化ピースが取得されデータ格納部５１７に記憶された場合に、各暗号化ピースを復号するための鍵要求を鍵サーバ５３に送信するようにしても良い。又は、ノード５１は、配布データを構成する全てのピースについて暗号化ピースが取得されていない場合であっても、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを復号するための鍵要求を鍵サーバ５３に送信するようにしても良い。また、ノード５１は、１つの鍵要求によって、１つの暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求するようにしても良いし、複数の暗号化ピースを復号するための各復号鍵を要求するようにしても良い。
　上述の実施の形態においては、ピースの暗号化には、暗号鍵でもあり、暗号化を復号するための復号鍵でもある一時対称鍵を用いた。しかし、ピースの暗号化に用いる暗号鍵と、暗号化ピースに対して行われている暗号化を復号するための復号鍵とは各々別であるとしても良い。例えば公開鍵を暗号鍵として用いても良い。
　また、上述の実施の形態においては、ノード５０，５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースを他のノード５１に送信する場合、その都度、乱数を生成するようにした。しかし、ノード５０，５１は、乱数をその都度生成するのではなく、例えば、暗号化ピースの送信回数に応じて発生させるようにしても良い。例えば、ノード５０，５１は、暗号化ピースの送信を所定の回数（例えば５回）行う毎に新たな乱数を生成するようにしても良い。また、ノード５０，５１が乱数を生成するタイミングは、他のノード５１からピース要求を受信したときであっても良いし、所定の時間毎であっても良い。
　上述の実施の形態においては、ノード５１が他のノード５１に暗号化ピースと共に送信するノードＩＤ列及び乱数列は、図４～５，１２，１６に示される形態に限らない。例えば、(ID#0,r_0),(ID#1,r_1)…(ID#f,r_f)などのように、ノードＩＤと当該ノードＩＤに対応する乱数との組をノードＩＤ毎に示す形態であっても良い。
　上述の実施の形態においては、各ノード５０，５１に一意に割当られた秘密情報として秘密鍵を用いたが、これに限らない。
　また、上述の実施の形態においては、秘密鍵は、各ノード５０，５１に一意に割当られているとしたが、これに限らない。例えば、各ノード５０，５１のうち一部のノードに同一の秘密鍵が割り当てられるようにしても良い。
　上述の実施の形態においては、暗号化ピースに対して、配信の過程で暗号化が行われる毎に、暗号化部分となるサブピースが左から順に暗号化されるように構成したが、これに限らず、右から順やランダムな順番で暗号化されるようにしても良い。
　また、上述の実施の形態においては、ノード５１は、暗号化ピースを暗号化する際に、当該暗号化ピースを複数のサブピースに分割していたが、分割の仕方は等分であっても良いし、等分でなくても良いし、分割数nは固定ではなく可変であっても良い。また、各ノード５１は、当該暗号化ピースを分割せずに、暗号化ピースのデータのうちの一部のデータ範囲を暗号化部分として選択してこれを暗号化するようにしても良い。
　また、上述の実施の形態においては、ノード５１は、データ格納部５１７に記憶された暗号化ピースの一部を暗号化して他のノード５１に送信する場合、当該ノード５１が暗号化する暗号化部分が、当該ノード５１に送信したノード５１が暗号化した暗号化部分と重複しないようにしたが、重複するようにしても良い。
　上述の実施の形態においては、各ノード５１は、ノードＩＤ列に含まれるノードＩＤの個数を用いて暗号化回数を判定し、当該暗号化回数に応じて暗号化部分を決定した。しかし、これに限らず、例えば、暗号化ピースを送信するノード５０，５１（送信元ノードという）が、当該暗号化ピースを受信するノード５１（送信先ノードという）に対して、暗号化すべき暗号化部分を指定するようにしても良い。暗号化部分の指定は、例えば、上述のように暗号化ピースがn個のサブピースに分割される際のサブピース番号であっても良いし、暗号化ピースのうちの一部のデータのデータ範囲であっても良い。このように暗号化部分を指定する指定情報を、ノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースと共に送信元ノードから送信先ノードに送信する。そして、送信先ノードは、当該指定情報をノードＩＤ列、乱数列及び暗号化ピースと共に記憶する。当該暗号化ピースを新たな送信先ノードに送信する際には、指定情報によって指定された暗号化部分を上述の一時対称鍵で暗号化した後、次に送信先となる送信先ノードが暗号化すべき暗号化部分を決定して、当該暗号化部分を指定する指定情報を生成し、当該指定情報及び送信元ノードから受信した指定情報（指定情報列という）を、自身のノードＩＤを含むノードＩＤ列、自身が生成した乱数を含む乱数列及び新たな暗号化ピースと共に新たな送信先ノードに送信する。尚、送信元ノードから受信した指定情報については、当該新たな送信先ノードにとっては、暗号化ピースのうち既に暗号化された暗号化部分を指定する情報となる。新たな送信先ノードは、指定情報列、ノードＩＤ列、乱数列及び新たな暗号化ピースを受信するとこれらを対応付けて記憶する。そして当該ノードは、当該暗号化ピースの復号を行う際は、上述と同様にして鍵サーバ５３から一時対称鍵を取得し、各指定情報によって指定された各暗号化部分を、各一時対称鍵を用いて復号する。尚、配信開始ノードであるノード５０が暗号化する部分は上述のようにピース全体であるから、ノード５１は、指定情報を用いることなく、ノード５０に対応する一時対称鍵を用いて暗号化ピース全体を復号することができる。以上のような構成によっても、ピースを正しく復元することができつつ、復号にかかる処理負担を軽減することができる。
　また、指定情報としては、例えば、送信対象の暗号化ピースに対して行う暗号化の手順そのものが記述されているようなVMコードや、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化部分を決定する手順そのものが記述されているようなVMコードなどの手順情報でも良い。この場合、ノード５１は、暗号化ピースを他のノード５１に送信する際には、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された手順情報に示される手順に従って、暗号化部分を決定し、暗号化した後の新たな暗号化ピースを、上述のノードＩＤ列及び乱数列と共に手順情報を加えて他のノード５１に送信すれば良い。また、ノード５１は、暗号化ピースを復号する際には、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された手順情報に示される手順を用いて、鍵サーバ５３から受信した各一時対称鍵と、暗号化ピースのうち当該各一時対称鍵を用いて復号可能な暗号化部分との対応関係を判別して各暗号化部分を復号すれば良い。
上述の実施の形態においては、暗号化回数に応じて、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化部分以外の一部に対して行なう可逆な変換として、暗号化部分を第１入力としたＸＯＲ演算を行なうようにした。しかし、これに限らず、第１入力として暗号化部分を用いなくても良いし、変換の方法は、行なった変換に対して逆変換を行うことにより復元が可能である可逆な変換であれば、ＸＯＲ演算ではなくても良い。
　又は、送信対象の暗号化ピースのうち暗号化部分以外の一部に対して可逆な変換を行わないようにしても良い。
　上述の実施の形態においては、上述した暗号化ピース、ノードＩＤ列及び乱数列をパッケージ化したパッケージデータの形態で配布されるように構成しても良い。この場合、パッケージデータはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてノードに提供されるようにしても良いし、サーバを介してノードにダウンロードされるように構成しても良い。当該パッケージデータを取得したノードは、ピース要求に応じて、上述の実施の形態と同様にして、当該パッケージデータに含まれる暗号化ピースに対して暗号化を行った暗号化ピースと、パッケージデータに含まれるノードＩＤ及び自身のノードＩＤと、パッケージデータに含まれる乱数列及び自身が生成した乱数とを他のノードに送信すれば良い。
５０，５１，５１Ａ，５１Ｂ　ノード
５３　鍵サーバ
５００　固有情報格納部
５０１　乱数生成部
５０２　一時対称鍵生成部
５０３　ピース暗号化部
５０４　ピース化部
５０５　データ送信部
５０６　送信要求受付部
５１０　固有情報格納部
５１１　乱数生成部
５１２　一時対称鍵生成部
５１３　ピース暗号化部
５１４　データ受信部
５１５　データ送信部
５１６　送信要求受付部
５１７　データ格納部
５１８　送信要求送信部
５１９　鍵要求送信部
５２０　ピース復号部
５２１　暗号化部分決定部
５３０　秘密鍵格納部
５３１　データ受信部
５３３　一時対称鍵生成部
５３４　データ送信部
ＮＴ　Ｐ２Ｐネットワーク

Claims (24)

  1. 　データの一部であるピースを暗号化して送信する通信装置であって、
    　他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信する受信手段と、
    　前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶する第１記憶手段と、
    　当該通信装置に割り当てられた第２装置識別情報を記憶する第２記憶手段と、
    　その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成手段と、
    　前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、
    　前記第１暗号化ピースのうち暗号化する第１部分を決定する第１決定手段と、
    　前記一時対称鍵を用いて前記第１部分を更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化手段と、
    　前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信手段とを備える
    ことを特徴とする通信装置。
  2. 　前記第１暗号化ピースを複数に分割する分割手段を更に備え、
    　前記第１決定手段は、分割された前記第１暗号化ピースのうちいずれかの部分である前記第１部分を決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記第１決定手段は、前記第１暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記第１装置識別情報の個数及び前記第１暗号化ピースが分割された数に応じて、前記第１部分を決定する
    ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記受信手段は、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報と、当該第１暗号化ピースのうち暗号化する前記第１部分を指定する第１指定情報とを受信し、
    　前記第１決定手段は、前記第１指定情報によって指定された前記第１部分を判別することにより、前記第１部分を決定し、
    　前記送信手段は、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報と、前記第１指定情報と、前記第２暗号化ピースのうち次に暗号化する第２部分を指定する第２指定情報とを送信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  5. 　前記第２暗号化ピースのうち次に暗号化する第２部分を決定する第２決定手段と、
    　前記第２部分を指定する第２指定情報を生成する生成手段とを更に備える
    ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記受信手段は、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第１部分を決定する手順又は前記第１暗号化ピースに対して行なう暗号化の手順を示す手順情報とを受信し、
    　前記第１決定手段は、前記手順情報によって指定された前記手順に従って、前記第１部分を決定し、
    　前記送信手段は、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報と、前記手順情報とを送信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  7. 　前記暗号化手段は、
    　前記一時対称鍵を用いて前記第１部分を更に暗号化する部分暗号化手段と、
    　前記第１暗号化ピースのうち前記第１部分以外の全部又は一部である第３部分に対して可逆な変換を行う変換手段と、
    　暗号化された前記第１部分及び可逆な変換が行なわれた前記第３部分を含む第２暗号化ピースを出力する出力手段とを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  8. 　前記変換手段は、前記第１暗号化ピースのうち前記第１部分以外であって、当該第３部分自体に対する暗号化は行なわれていない第３部分に対して可逆な変換を行う
    ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
  9. 　前記変換手段は、前記第３部分に対して前記第１部分を用いて可逆な変換を行う
    ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
  10. 　前記第２記憶手段は、当該通信装置に割り当てられている秘密情報を更に記憶し、
    　前記第２生成手段は、前記第２一時情報と前記秘密情報とを用いて前記一時対称鍵を生成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  11. 　前記第２生成手段は、前記第２一時情報と前記秘密情報とを用いて一方向性関数、共通鍵暗号、あるいは擬似乱数生成器により前記一時対称鍵を生成する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
  12. 　前記ピースを要求するピース要求を受信する要求受信手段を更に備え、
    　前記第１生成手段は、前記ピース要求が受信された場合に、前記第２一時情報を生成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  13. 　データの一部であるピースを受信する通信装置であって、
    　他の通信装置によって暗号化されたピースである暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを暗号化する際に生成した一時情報とを受信する第１受信手段と、
    　受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて記憶する記憶手段と、
    　前記暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて含む鍵要求を鍵サーバへ送信する送信手段と、
    　前記鍵要求に応じて前記鍵サーバから、前記ピースについて行われた暗号化を復号するための各復号鍵を受信する第２受信手段と、
    　受信された各前記復号鍵と、前記暗号化ピースのうち当該各復号鍵を用いて復号可能な各第１部分との対応関係を判別する判別手段と、
    　前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて前記暗号化ピースの各第１部分を復号する復号手段とを備える
    ことを特徴とする通信装置。
  14. 　前記暗号化ピースは、前記他の通信装置が各前記一時情報を少なくとも用いて生成した一時対称鍵によって各々暗号化されており、
    　前記第２受信手段は、前記一時対称鍵である前記復号鍵を前記鍵サーバから受信し、
    　前記復号手段は、前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記一時対称鍵である各前記復号鍵を用いて前記暗号化ピースの各第１部分を復号する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  15. 　前記装置識別情報は、前記一時情報と共に順序付けられて前記記憶手段に記憶されており、
    　前記第２受信手段は、前記装置識別情報に各々対応する前記復号鍵を受信し、
    　前記判定手段は、
    　前記暗号化ピースを複数に分割する分割手段と、
    　前記装置識別情報の順序及び前記暗号化ピースが分割された数に応じて、前記復号鍵を用いて復号可能な各前記第１部分を判別し、
    　前記復号手段は、前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて各前記第１部分を復号する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  16. 　前記第１受信手段は、前記暗号化ピースと、前記装置識別情報と、前記一時情報と、前記暗号化ピースのうち暗号化された部分を指定する指定情報とを受信し、
    　前記記憶手段は、前記暗号化ピース、前記装置識別情報、前記一時情報及び前記指定情報を対応付けて記憶し、
    　前記判別手段は、前記指定情報を用いて、各前記復号鍵と、前記暗号化ピースのうち当該各復号鍵を用いて復号可能な各前記第１部分との対応関係を判別する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  17. 　前記第１受信手段は、前記暗号化ピースと、前記装置識別情報と、前記一時情報と、前記第１暗号化ピースのうち暗号化する前記第１部分を決定する手順又は前記第１暗号化ピースに対して行なう暗号化の手順を示す手順情報とを受信し、
    　前記記憶手段は、受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報、前記一時情報及び前記指定情報を対応付けて記憶し、
    　前記判別手段は、前記手順情報を用いて、各前記復号鍵と、前記暗号化ピースのうち当該各復号鍵を用いて復号可能な各前記第１部分との対応関係を判別する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  18. 　前記暗号化ピースは、前記暗号化ピースのうち前記第１部分に対する暗号化と共に当該第１部分以外の全部又は一部である第２部分に対して可逆な変換が行われており、
    　前記復号手段は、
    　前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて各前記第１部分を復号する部分復号手段と、
    　前記第１部分に対する暗号化と共に共に可逆な変換が行なわれた前記第２部分に対して逆変換を行う逆変換手段とを有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  19. 　前記暗号化ピースは、前記暗号化ピースのうち前記第１部分に対する暗号化と共に当該第１部分以外の全部又は一部である第２部分に対して前記第１部分を用いて可逆な変換が行われており、
    　前記逆変換手段は、復号された前記第１部分を用いて前記第２部分に対して逆変換を行う
    ことを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
  20. 　前記暗号化ピースは、前記ピースの全部が暗号化された後に、各前記第１部分が各々暗号化されており、
    　前記復号手段は、前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて、各前記第１部分及び前記暗号化ピースの全部を復号する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  21. 　前記暗号化ピースは、前記他の通信装置が前記一時情報及び当該他の通信装置に割り当てられた秘密情報を用いて生成した一時対称鍵により暗号化されており、
    　前記第２受信手段は、前記一時対称鍵である復号鍵を前記鍵サーバから受信する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の通信装置。
  22. 　データの一部であるピースを暗号化して送信する通信装置で実行される通信方法であって、
    　前記通信装置は、受信手段と、記憶制御手段と、第１生成手段と、第２生成手段と、第１決定手段と、暗号化手段と、送信手段とを備え、
    　前記受信手段が、他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信する受信ステップと、
    　前記記憶制御手段が、前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶手段に記憶させる記憶制御ステップと、
    　前記第１生成手段が、その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成ステップと、
    　前記第２生成手段が、前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成ステップと、
    　前記第１決定手段が、前記第１暗号化ピースのうち暗号化する第１部分を決定する第１決定ステップと、
    　前記暗号化手段が、前記一時対称鍵を用いて前記第１部分を更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化ステップと、
    　前記送信手段が、前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、当該通信装置に割り当てられた第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信ステップとを含む
    ことを特徴とする通信方法。
  23. 　データの一部である複数のピースを暗号化して送信する通信装置の有するコンピュータを、
    他の通信装置によって暗号化されたピースである第１暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられた第１装置識別情報と、当該他の通信装置が暗号化する際に生成した第１一時情報とを受信する受信手段と、
    　前記第１暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、前記第１一時情報とを対応付けて記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
    　その生成毎に異なり得る第２一時情報を生成する第１生成手段と、
    　前記第２一時情報を用いて一時対称鍵を生成する第２生成手段と、
    　前記第１暗号化ピースのうち暗号化する第１部分を決定する第１決定手段と、
    　前記一時対称鍵を用いて前記第１部分を更に暗号化して、第２暗号化ピースを出力する暗号化手段と、
    　前記第２暗号化ピースと、前記第１装置識別情報と、当該通信装置に割り当てられた第２装置識別情報と、前記第１一時情報と、前記第２一時情報とを送信する送信手段として機能させるためのプログラム。
  24. 　データの一部であるピースを受信する通信装置の有するコンピュータを、
    　他の通信装置によって暗号化されたピースである暗号化ピースと、当該他の通信装置に割り当てられている装置識別情報と、当該他の通信装置がピースを暗号化する際に生成した一時情報とを受信する第１受信手段と、
    　受信された前記暗号化ピース、前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
    　前記暗号化ピースを復号するための復号鍵を要求すると共に、当該暗号化ピースと対応付けられて記憶された前記装置識別情報及び前記一時情報を対応付けて含む鍵要求を鍵サーバへ送信する送信手段と、
    　前記鍵要求に応じて前記鍵サーバから、前記ピースについて行われた暗号化を復号するための各復号鍵を受信する第２受信手段と、
    　受信された各前記復号鍵と、前記暗号化ピースのうち当該各復号鍵を用いて復号可能な各第１部分との対応関係を判別する判別手段と、
    　前記判定手段の判定の結果に応じて、各前記復号鍵を用いて前記暗号化ピースの各第１部分を復号する復号手段として機能させるためのプログラム。
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