WO2018131129A1 - 暗号化タグ生成装置、検索クエリ生成装置及び秘匿検索システム - Google Patents

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WO2018131129A1
WO2018131129A1 PCT/JP2017/000886 JP2017000886W WO2018131129A1 WO 2018131129 A1 WO2018131129 A1 WO 2018131129A1 JP 2017000886 W JP2017000886 W JP 2017000886W WO 2018131129 A1 WO2018131129 A1 WO 2018131129A1
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WO
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tag
search
generation device
unit
encryption
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PCT/JP2017/000886
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豊 川合
義博 小関
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G06F21/6227—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database where protection concerns the structure of data, e.g. records, types, queries
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09C—CIPHERING OR DECIPHERING APPARATUS FOR CRYPTOGRAPHIC OR OTHER PURPOSES INVOLVING THE NEED FOR SECRECY
    • G09C1/00—Apparatus or methods whereby a given sequence of signs, e.g. an intelligible text, is transformed into an unintelligible sequence of signs by transposing the signs or groups of signs or by replacing them by others according to a predetermined system

Definitions

  • the present invention relates to a secret search technique that can search data in an encrypted state.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe a method in which a user who registers encrypted data and a user who executes a search share the same key and use an encryption technique called inner product predicate encryption. As a result, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 realize a method in which no keyword to be leaked leaks when searching. In addition, Patent Document 1 describes a scheme that can include access control for controlling which encrypted data can be accessed for each user in a cryptographic manner.
  • Non-Patent Document 2 describes a method for realizing efficient search without sharing any keywords by sharing the same key between a user who registers encrypted data and a user who executes a search. Yes.
  • An object of the present invention is to make it possible to increase the search speed while realizing flexible access control.
  • the encryption tag generation device is: A core tag generation unit that generates a core tag by encrypting a range condition indicating a range in which a search is permitted; An encryption tag generation unit configured to generate an encryption tag in which the keyword is set by converting the core tag generated by the core tag generation unit using encoded information in which a search keyword is encoded.
  • an encryption tag is generated by converting a core tag obtained by encrypting a range condition using encoding information in which a keyword is encoded.
  • the encryption tag is also set with a range condition, and flexible access control can be realized.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a secret search system 10 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a master key generation device 20 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a user key generation device 30 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an encryption tag generation device 40 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a search query generation device 50 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a search device 60 according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the master key generation apparatus 20 according to the first embodiment. 5 is a flowchart showing the operation of the user key generation device 30 according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart showing the operation of the encryption tag generation device 40 according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart showing the operation of the search query generation device 50 according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an operation of the search device 60 according to the first embodiment, and a flowchart showing an encryption tag storage process.
  • 5 is a flowchart showing an operation of the search device 60 according to the first embodiment, and is a flowchart showing an encryption tag search process.
  • the block diagram of the master key generation apparatus 20 which concerns on the modification 1.
  • FIG. The block diagram of the user key generation apparatus 30 which concerns on the modification 1.
  • FIG. The block diagram of the encryption tag production
  • FIG. The block diagram of the search query production
  • FIG. The block diagram of the search device 60 concerning the modification 1.
  • Equation 11 represents a random selection from A to y according to the distribution of A. That is, in Equation 11, y is a random number.
  • Equation 12 indicates that y is a set defined by z, or y is a set to which z is substituted.
  • Equation 13 represents that machine (algorithm) A outputs a for input x.
  • Equation 15 is obtained.
  • F q represents a finite field of order q.
  • y ⁇ F q Z indicates that y is a vector having z elements on the finite field F q .
  • y ⁇ F q Z ⁇ W indicates that y is a matrix of Z rows and W columns having elements on the finite field F q .
  • the secret search system 10 includes a master key generation device 20, one or more user key generation devices 30, one or more encryption tag generation devices 40, one or more search query generation devices 50, and a search device 60.
  • the master key generation device 20, each user key generation device 30, each encryption tag generation device 40, each search query generation device 50, and the search device 60 are connected via a network 70 such as the Internet.
  • the network 70 is not limited to the Internet, but may be another type of network such as a LAN (Local Area Network).
  • the network 70 is a communication path between the master key generation device 20, each user key generation device 30, each encryption tag generation device 40, each search query generation device 50, and the search device 60.
  • the master key generation device 20 is a computer.
  • the master key generation device 20 includes hardware including a processor 21, a memory 22, a storage 23, and a communication interface 24.
  • the processor 21 is connected to other hardware via a signal line, and controls these other hardware.
  • the master key generation device 20 includes an acquisition unit 211, a master key generation unit 212, and an output unit 213 as functional components.
  • the functions of the acquisition unit 211, the master key generation unit 212, and the output unit 213 are realized by software.
  • the storage 23 stores programs that realize the functions of the acquisition unit 211, the master key generation unit 212, and the output unit 213. This program is read into the memory 22 by the processor 21 and executed by the processor 21. Thereby, the functions of the acquisition unit 211, the acquisition unit 211, the master key generation unit 212, and the output unit 213 are realized.
  • the storage 23 implements the function of the key storage unit 231.
  • the user key generation device 30 is a computer.
  • the user key generation device 30 includes hardware including a processor 31, a memory 32, a storage 33, and a communication interface 34.
  • the processor 31 is connected to other hardware via a signal line, and controls these other hardware.
  • the user key generation device 30 includes an acquisition unit 311, a user key generation unit 312, and an output unit 313 as functional components.
  • the functions of the acquisition unit 311, the user key generation unit 312, and the output unit 313 are realized by software.
  • the storage 33 stores programs that implement the functions of the acquisition unit 311, the user key generation unit 312, and the output unit 313. This program is read into the memory 32 by the processor 31 and executed by the processor 31. As a result, the functions of the acquisition unit 311, the user key generation unit 312, and the output unit 313 are realized. Further, the storage 33 realizes the function of the key storage unit 331.
  • the encryption tag generation device 40 is a computer.
  • the encryption tag generation device 40 includes hardware of a processor 41, a memory 42, a storage 43, and a communication interface 44.
  • the processor 41 is connected to other hardware via a signal line, and controls these other hardware.
  • the encryption tag generation device 40 includes an acquisition unit 411, a core tag generation unit 412, an encryption tag generation unit 413, and an output unit 414 as functional components.
  • the functions of the acquisition unit 411, the core tag generation unit 412, the encryption tag generation unit 413, and the output unit 414 are realized by software.
  • the storage 43 stores programs for realizing the functions of the acquisition unit 411, the core tag generation unit 412, the encryption tag generation unit 413, and the output unit 414. This program is read into the memory 42 by the processor 41 and executed by the processor 41. Thereby, the functions of the acquisition unit 411, the core tag generation unit 412, the encryption tag generation unit 413, and the output unit 414 are realized.
  • the storage 43 implements the function of the key storage unit 431.
  • the search query generation device 50 is a computer.
  • the search query generation device 50 includes hardware of a processor 51, a memory 52, a storage 53, and a communication interface 54.
  • the processor 51 is connected to other hardware via a signal line, and controls these other hardware.
  • the search query generation device 50 includes an acquisition unit 511, a query generation unit 512, and an output unit 513 as functional components. Functions of the acquisition unit 511, the query generation unit 512, and the output unit 513 are realized by software.
  • the storage 53 stores programs that implement the functions of the acquisition unit 511, the query generation unit 512, and the output unit 513. This program is read into the memory 52 by the processor 51 and executed by the processor 51. Thereby, the function of the acquisition part 511, the query production
  • the search device 60 is a computer.
  • the search device 60 includes hardware of a processor 61, a memory 62, a storage 63, and a communication interface 64.
  • the processor 61 is connected to other hardware via a signal line, and controls these other hardware.
  • the search device 60 includes an acquisition unit 611, a collation unit 612, and an output unit 613 as functional components.
  • the functions of the acquisition unit 611, the collation unit 612, and the output unit 613 are realized by software.
  • the storage 63 stores programs that realize the functions of the acquisition unit 611, the collation unit 612, and the output unit 613. This program is read into the memory 62 by the processor 61 and executed by the processor 61. Thereby, the function of the acquisition part 611, the collation part 612, and the output part 613 is implement
  • the processors 21, 31, 41, 51, 61 are integrated circuits (ICs) that perform arithmetic processing. Specific examples of the processors 21, 31, 41, 51, and 61 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • ICs integrated circuits
  • Specific examples of the processors 21, 31, 41, 51, and 61 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memories 22, 32, 42, 52, and 62 are storage devices that temporarily store data. Specific examples of the memories 22, 32, 42, 52, and 62 are SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • Storages 23, 33, 43, 53, and 63 are storage devices for storing data.
  • the storages 23, 33, 43, 53, and 63 are HDDs (Hard Disk Drives) as a specific example.
  • the storages 23, 33, 43, 53, and 63 are SD (Secure Digital) memory cards, CF (CompactFlash), NAND flash, flexible disks, optical disks, compact disks, Blu-ray (registered trademark) disks, DVDs (Digital Versatile Disks). ) May be a portable storage medium.
  • the communication interfaces 24, 34, 44, 54, and 64 are interfaces for communicating with external devices.
  • the communication interfaces 24, 34, 44, 54, and 64 are Ethernet (registered trademark), USB (Universal Serial Bus), and HDMI (registered trademark, High-Definition Multimedia Interface) ports.
  • the master key generation device 20 may include a plurality of processors that replace the processor 21.
  • the user key generation device 30 includes a plurality of processors that replace the processor 31,
  • the encryption tag generation device 40 includes a plurality of processors that replace the processor 41, and
  • the search query generation device 50 includes the processor 51.
  • a plurality of alternative processors may be provided.
  • the search device 60 may include a plurality of processors that replace the processor 61.
  • the plurality of processors share the execution of a program that realizes the function of each functional component.
  • Each processor is an IC that performs arithmetic processing in the same manner as the processors 21, 31, 41, 51, 61.
  • the operation of the master key generation device 20 according to the first embodiment corresponds to the master key generation method according to the first embodiment.
  • the operation of the master key generation device 20 according to the first embodiment corresponds to the processing of the master key generation program according to the first embodiment.
  • Step S11 Acquisition process
  • the acquisition unit 211 acquires the security parameter ⁇ and the dimension number N. Specifically, the acquisition unit 211 receives the security parameter ⁇ and the dimension number N input by the administrator of the master key generation device 20 or the like via the communication interface 24.
  • the acquisition unit 211 writes the security parameter ⁇ and the dimension number N in the memory 22.
  • the security parameter ⁇ is a value determined according to necessary safety.
  • the dimension number N is a value determined by necessary security, the content of access control to be realized, and the like, and is an integer of 3 or more as a specific example.
  • Step S12 basis generation process
  • the master key generation unit 212 generates a parameter param and a base B and a base B * that are orthonormal bases. Specifically, the master key generation unit 212 reads the security parameter ⁇ and the dimension number N from the memory 22. The master key generation unit 212 receives the security parameter ⁇ and the dimension number N as input, and generates a parameter param, a base B, and a base B * , as shown in Expression 16. The master key generation unit 212 writes the generated parameter param, base B, and base B * in the memory 22.
  • the algorithm G bpg is an algorithm for generating a target bilinear pairing group (q, G, G T , g, e).
  • Target bilinear pairing groups (q, G, G T, g, e) the prime q, and the cyclic multiplicative group G T cyclic additive group G and order q of order q, and g ⁇ 0 ⁇ G, non-degenerate bilinear pairing e: it is the combination of the G ⁇ G ⁇ G T.
  • the algorithm G dpvs is an algorithm for generating a dual pairing vector space (q, V, G T , A, e).
  • Step S13 Common key generation process
  • the master key generation unit 212 randomly generates a common key K ⁇ ⁇ 0, 1 ⁇ ⁇ .
  • the master key generation unit 212 writes the generated common key K in the memory 22.
  • Step S14 Master key generation process
  • the master key generation unit 212 generates a tag generation key tk and a master key mk. Specifically, the master key generation unit 212 reads the parameter param and the base B from the memory 22. The master key generation unit 212 writes the read parameter param and base B into the memory 22 as the tag generation key tk. Further, the master key generation unit 212 reads the parameter param and the base B * from the memory 22. The master key generation unit 212 writes the read parameter param and base B * into the memory 22 as the master key mk.
  • Step S15 Output process
  • the output unit 213 outputs the common key K, the tag generation key tk, and the master key mk to the key storage unit 231. Specifically, the output unit 213 reads the common key K, the tag generation key tk, and the master key mk from the memory 22. The output unit 213 writes the read common key K, tag generation key tk, and master key mk in the key storage unit 231. Further, the output unit 213 transmits the master key mk to the user key generation device 30 via the communication interface 24, transmits the common key K and the tag generation key tk to the encryption tag generation device 40, and the common key K Is transmitted to the search query generation device 50.
  • the output unit 213 When transmitting the common key K, the tag generation key tk, and the master key mk, the output unit 213 encrypts the common key K, the tag generation key tk, and the master key mk by a method such as encryption using an existing encryption method. To prevent leakage. Note that the output unit 213 may write the common key K, the tag generation key tk, and the master key mk to a portable storage medium instead of transmitting them via the network 70 via the communication interface 24. Then, the portable storage medium may be sent to the user key generation device 30, the encryption tag generation device 40, and the search query generation device 50 by mail.
  • the operation of the user key generation device 30 according to the first embodiment corresponds to the user key generation method according to the first embodiment.
  • the operation of the user key generation device 30 according to the first embodiment corresponds to the processing of the user key generation program according to the first embodiment.
  • Step S21 Acquisition process
  • the acquisition unit 311 acquires the master key mk and the user attribute information v ⁇ . Specifically, the acquisition unit 311 receives the master key mk transmitted in step S15 of FIG. 7 via the communication interface 34.
  • the acquisition unit 311 writes the received master key mk into the memory 32 and the key storage unit 331. If the master key mk is already stored in the key storage unit 331, the acquisition unit 311 reads the master key mk from the key storage unit 331 and writes it in the memory 32.
  • the acquisition unit 311 receives user attribute information v ⁇ input by the administrator of the user key generation device 30 or the like via the communication interface 34.
  • the user attribute information v ⁇ is expressed as an n-dimensional vector on the finite field Fq .
  • the attribute information v ⁇ is a vector other than a vector whose elements are all zero.
  • the acquisition unit 311 writes the received attribute information v ⁇ into the memory 32.
  • the attribute information v ⁇ indicates user attributes such as the user's affiliation and job title.
  • Step S22 random number generation process
  • the user key generation unit 312 generates a random number ⁇ F q and a random number ⁇ ⁇ ⁇ F q L.
  • the user key generation unit 312 writes the generated random number ⁇ and random number ⁇ ⁇ in the memory 32.
  • Step S23 User key generation process
  • the user key generation unit 312 sets the attribute information v ⁇ to the master key mk and generates a user key k * .
  • the user key generation unit 312 reads the master key mk, the attribute information v ⁇ , the random number ⁇ , and the random number ⁇ ⁇ from the memory 32.
  • the user key generation unit 312 generates a user key k * as shown in Equation 17 using the master key mk, the attribute information v ⁇ , the random number ⁇ , and the random number ⁇ ⁇ .
  • the user key generation unit 312 writes the generated user key k * into the memory 32.
  • 0 m means m 0s.
  • 0 k means k 0s.
  • m and k are integers of 0 or more.
  • Step S24 Output processing
  • the output unit 313 outputs the user key k * . Specifically, the output unit 313 reads the user key k * from the memory 32. The output unit 313 transmits the read user key k * to the search query generation device 50 via the communication interface 34. The output unit 313 may write the user key k * into a portable storage medium, and the portable storage medium may be sent to the search query generation device 50.
  • the operation of the encryption tag generation device 40 according to the first embodiment corresponds to the encryption tag generation method according to the first embodiment.
  • the operation of the encryption tag generation device 40 according to the first embodiment corresponds to the processing of the encryption tag generation program according to the first embodiment.
  • Step S31 Acquisition process
  • the acquisition unit 411 acquires the common key K and the tag generation key tk, the range condition x ⁇ , and the keyword w1. Specifically, the acquisition unit 411 receives the common key K and the tag generation key tk transmitted in step S15 of FIG. 7 via the communication interface 44.
  • the acquisition unit 411 writes the received common key K and tag generation key tk in the memory 42 and the key storage unit 431.
  • the acquisition unit 411 reads the common key K and the tag generation key tk from the key storage unit 431 and stores them in the memory 42. Write.
  • the acquisition unit 411 receives the range condition x ⁇ and the keyword w1 input by the user of the encryption tag generation device 40 or the like via the communication interface 44.
  • the range condition x ⁇ is expressed as an n-dimensional vector on the finite field Fq .
  • the range condition x ⁇ is a vector other than a vector whose elements are all zero.
  • the range condition x ⁇ indicates a range in which the search is permitted, and indicates an affiliation, a job title, and the like in which the search is permitted.
  • the keyword w1 is a bit string having an arbitrary number of bits.
  • the acquisition unit 411 writes the accepted range condition x ⁇ and the keyword w1 in the memory 42.
  • Step S32 random number generation process
  • the core tag generation unit 412 generates a random number ⁇ F q and a random number ⁇ ⁇ ⁇ F q k .
  • the core tag generation unit 412 writes the generated random number ⁇ and random number ⁇ 2 ⁇ in the memory 42.
  • Step S33 Core tag generation process
  • Core tags generation unit 412 encrypts the tag c x
  • the tag generation key tk is a key for generating the w
  • the range condition x ⁇ indicating a range to allow searches to produce a core tags c ⁇ x encrypted.
  • the core tag generation unit 412 reads the tag generation key tk, the range condition x ⁇ , the random number ⁇ , and the random number ⁇ ⁇ from the memory 42.
  • the core tag generation unit 412 generates the core tags c 1 to x that are vectors in the base B, as shown in Expression 18, using the tag generation key tk, the range condition x ⁇ , the random number ⁇ , and the random number ⁇ ⁇ .
  • the core tag generation unit 412 writes the generated core tags c 1 to x in the memory 42.
  • 0 L means L 0s.
  • L is an integer of 0 or more.
  • Step S34 Encoding process
  • the encryption tag generation unit 413 generates a matrix EW1 that is encoded information obtained by encoding the keyword w1. Specifically, the encryption tag generation unit 413 reads the common key K and the keyword w1 from the memory 42. The encryption tag generation unit 413 receives the common key K and the keyword w1 as input, calculates the encoding function H, and generates a matrix EW1 ⁇ F q N ⁇ N that is a square matrix with N rows and N columns. The encryption tag generation unit 413 writes the generated matrix EW1 in the memory 42.
  • the encoding function H is a function that repeatedly executes a hash function.
  • the encoding function H inputs the common key K, the keyword w1, and the value “1” to the hash function, and generates the first row component of the matrix EW. Also, the encoding function H inputs the common key K, the keyword w1, and the value “2” to the hash function, and generates the second row component of the matrix EW. As described above, the encoding function H is a function that calculates the components of each row of the matrix EW using the common key K, the keyword w1, and the value corresponding to the row as the input of the hash function.
  • Step S35 encryption tag generation process
  • the encryption tag generation unit 413 generates the encryption tags c x and w in which the keyword w1 is set by converting the core tags c 1 to x with a matrix EW1 that is encoded information in which the search keyword w1 is encoded. .
  • the encryption tag generation unit 413 reads the core tags c 1 to x and the matrix EW1 from the memory 42.
  • the encryption tag generation unit 413 generates the encryption tags c x, w by calculating the matrix product of the core tags c 1 to x and the matrix EW 1 as shown in Equation 19.
  • the encryption tag generation unit 413 calculates the matrix product of the matrix and the core tags c ⁇ x EW1, by converting the base B of the core tags c ⁇ x, to generate an encrypted tag c x, w.
  • the encryption tag generation unit 413 writes the generated encryption tag c x, w in the memory 42.
  • Step S36 Output processing
  • the output unit 414 outputs the encryption tag c x, w .
  • the output unit 414 reads the encryption tag c x, w from the memory 42.
  • the output unit 414 transmits the read encryption tag c x, w to the search device 60 via the communication interface 44.
  • the output unit 414 may write the encryption tag c x, w into a portable storage medium, and the portable storage medium may be sent to the search device 60.
  • the operation of the search query generation device 50 according to the first embodiment corresponds to the search query generation method according to the first embodiment.
  • the operation of the search query generation device 50 according to the first embodiment corresponds to the processing of the search query generation program according to the first embodiment.
  • Step S41 Acquisition process
  • the acquisition unit 511 acquires the common key K, the user key k *, and the keyword w2. Specifically, the acquisition unit 511 receives the common key K transmitted in step S15 of FIG. 7 via the communication interface 54.
  • the acquisition unit 511 writes the received common key K in the memory 52 and the key storage unit 531. If the common key K is already stored in the key storage unit 531, the acquisition unit 511 reads the common key K from the key storage unit 531 and writes it in the memory 52.
  • the acquisition unit 511 receives the user key k * transmitted in step S24 of FIG. 8 via the communication interface 54.
  • the acquisition unit 511 writes the received user key k * into the memory 52 and the key storage unit 531.
  • the acquisition unit 511 If the user key k * is already stored in the key storage unit 531, the acquisition unit 511 reads the user key k * from the key storage unit 531 and writes it in the memory 52. In addition, the acquisition unit 511 receives the keyword w ⁇ b> 2 input by the user of the search query generation device 50 or the like via the communication interface 54.
  • the keyword w2 is a bit string having an arbitrary number of bits. The acquisition unit 411 writes the accepted keyword w2 in the memory 52.
  • Step S42 random number generation process
  • the query generation unit 512 generates a random number r ⁇ F q .
  • the query generation unit 512 writes the generated random number r in the memory 52.
  • Step S43 Encoding process
  • the query generation unit 512 generates a matrix EW2 that is encoded information obtained by encoding the keyword w2. Specifically, the query generation unit 512 reads the common key K and the keyword w2 from the memory 52. The query generation unit 512 receives the common key K and the keyword w2 as input, calculates the encoding function H, and generates a matrix EW2 ⁇ F q N ⁇ N that is a square matrix of N rows and N columns. The query generation unit 512 writes the generated matrix EW2 in the memory 52. Note that the same encoding function H as that in step S34 in FIG. 9 is used.
  • Step S44 Query generation processing
  • the query generation unit 512 converts the user key k * in which the user attribute is set by the matrix EW2 that is encoded information in which the search keyword w2 is encoded, thereby the search query k * v in which the keyword w2 is set.
  • query generation unit 512 reads the user key k * and the matrix EW2 and the random number r from the memory 52.
  • the encryption tag generation unit 413 generates a search query k * v, w by calculating the matrix product of the user key k * and the inverse matrix of the matrix obtained by transposing the matrix EW2, as shown in Equation 20.
  • the query generation unit 512 calculates the matrix product of the user key k * and the inverse matrix of the matrix obtained by transposing the matrix EW2, and converts the base B * of the user key k * to thereby obtain the search query k * v. , W are generated.
  • the query generation unit 512 writes the generated search query k * v, w in the memory 52.
  • Step S45 Output processing
  • the output unit 513 outputs the search query k * v, w .
  • the output unit 513 reads the search query k * v, w from the memory 52.
  • the output unit 513 transmits the read search query k * v, w to the search device 60 via the communication interface 54.
  • the output unit 513 may write the search query k * v, w in a portable storage medium, and the portable storage medium may be sent to the search device 60.
  • the operation of the search device 60 according to the first embodiment corresponds to the search method according to the first embodiment.
  • the operation of the search device 60 according to the first embodiment corresponds to the processing of the search program according to the first embodiment.
  • the operation of the search device 60 according to the first embodiment is divided into an encryption tag storage process and an encryption tag search process.
  • Step S51 Acquisition process
  • the acquisition unit 611 acquires the encryption tag c x, w .
  • the acquisition unit 611 receives the encryption tag c x, w transmitted in step S36 of FIG. 9 via the communication interface 64.
  • the acquisition unit 611 writes the received encryption tag c x, w in the encryption tag storage unit 631.
  • step S36 of FIG. 9 the transmitted encryption tag c x, w is written in the encryption tag storage unit 631, thereby the encryption tag storage unit 631 A plurality of encryption tags c x, w are stored.
  • Step S61 Acquisition process
  • the acquisition unit 611 acquires the search query k * v, w .
  • the acquisition unit 611 receives the search query k * v, w transmitted in step S45 of FIG. 10 via the communication interface 64.
  • the acquisition unit 611 writes the received search query k * v, w in the memory 62.
  • Step S62 collation process
  • the collation unit 612 collates each encryption tag c x, w stored in the encryption tag storage unit 631 with the search query k * v, w, and performs encryption corresponding to the search query k * v, w .
  • the tags c x and w are extracted.
  • the collation unit 612 reads the search query k * v, w from the memory 62.
  • the collation unit 612 performs a pairing operation shown in Equation 21 for each encrypted tag c x, w stored in the encrypted tag storage unit 631 and the read search query k * v, w .
  • the collation unit 612 determines that the operation target encryption tag c x, w corresponds to the search query k * v, w , and the result of the pairing operation If the obtained value P is not 1, it is determined that the encryption tag c x, w to be calculated does not correspond to the search query k * v, w .
  • Step S63 output processing
  • the output unit 613 outputs the collation result. Specifically, the output unit 613 receives the identification information of the encryption tags c x, w determined to correspond to the search query k * v, w via the communication interface 64, and the search query received in step S61. k * v and w are transmitted to the search query generation device 50 of the transmission source. Alternatively, the output unit 613 determines whether or not there is an encryption tag c x, w determined to correspond to the search query k * v, w via the communication interface 64, in the search query k * received in step S61 . It transmits to the search query generation device 50 of the transmission source of v and w .
  • the encrypted tag generation device 40 uses the encoded information in which the keyword w1 is encoded as the core tags c 1 to x obtained by encrypting the range condition x 1 ⁇ .
  • An encryption tag c x, w is generated by conversion using a certain matrix EW1.
  • the search query generation device 50 converts the user key k * in which the attribute information v ⁇ is set by the matrix EW2 that is encoded information in which the keyword w2 is encoded , and generates the search query k * v, w .
  • the encryption tag generation device 40 by converting the base B matrix EW1 core tags c ⁇ x, without increasing the number of elements of the core tags c ⁇ x, encrypted tag keyword is set c Generate x, w .
  • the search query generator apparatus 50 by converting the user key k * basal B * matrix EW2, without increasing the number of elements of the user key k *, the search query k * v a keyword is set, w Is generated. Therefore, as compared with the conventional encryption tag having elements corresponding to the range information and the keyword and the search query having elements corresponding to the attribute information and the keyword, respectively. Encryption tags c x, w and search queries k * v, w with a small number of elements can be generated.
  • step S63 in FIG. 12 the number of pairing calculations in step S63 in FIG. 12 can be reduced.
  • the processing time required for collation between the encryption tag c x, w and the search query k * v, w is shortened, and the search speed is increased.
  • range information is set for the encryption tags c x, w and attribute information is set for the search query k * v, w . Therefore, flexible access control can be realized.
  • the functional components of the master key generation device 20, the user key generation device 30, the encryption tag generation device 40, the search query generation device 50, and the search device 60 are realized by software.
  • the functional components may be realized by hardware. The first modification will be described with respect to differences from the first embodiment.
  • the master key generation device 20 includes a processing circuit 25 instead of the processor 21, the memory 22, and the storage 23.
  • the processing circuit 25 is a dedicated electronic circuit that implements the functional components of the master key generation device 20 and the functions of the memory 22 and the storage 23.
  • the user key generation device 30 includes a processing circuit 35 instead of the processor 31, the memory 32, and the storage 33.
  • the processing circuit 35 is a dedicated electronic circuit that implements the functional components of the user key generation device 30 and the functions of the memory 32 and the storage 33.
  • the encryption tag generation device 40 includes a processing circuit 45 instead of the processor 41, the memory 42, and the storage 43.
  • the processing circuit 45 is a dedicated electronic circuit that implements the functional components of the encryption tag generation device 40 and the functions of the memory 42 and the storage 43.
  • the search query generation device 50 includes a processing circuit 55 instead of the processor 51, the memory 52, and the storage 53.
  • the processing circuit 55 is a dedicated electronic circuit that implements the functional components of the search query generation device 50 and the functions of the memory 52 and the storage 53.
  • the search device 60 When the function is realized by hardware, the search device 60 includes a processing circuit 65 instead of the processor 61, the memory 62, and the storage 63.
  • the processing circuit 65 is a dedicated electronic circuit that implements the functional components of the search device 60 and the functions of the memory 62 and the storage 63.
  • the processing circuits 25, 35, 45, 55, and 65 are a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, a logic IC, a GA (Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA ( Field-Programmable Gate Array) is assumed.
  • the function of each functional component of the master key generation device 20 may be realized by one processing circuit 25, or the function of each functional component may be distributed to a plurality of processing circuits 25.
  • the function of each functional component is realized by one processing circuit 35, 45, 55, 65.
  • the function of each functional component may be realized by being distributed to the plurality of processing circuits 35, 45, 55, and 65.
  • ⁇ Modification 2> As a second modification, some functions may be realized by hardware, and other functions may be realized by software. That is, some of the functional components may be realized by hardware, and other functions may be realized by software.
  • the processors 21, 31, 41, 51, 61, the memories 22, 32, 42, 52, 62, the storages 23, 33, 43, 53, 63, and the processing circuits 25, 35, 45, 55, 65 are collectively referred to. It is called “Processing Circuitry”. That is, the function of each functional component is realized by the processing circuitry.
  • 10 secret search system 20 master key generation device, 21 processor, 22 memory, 23 storage, 24 communication interface, 25 processing circuit, 211 acquisition unit, 212 master key generation unit, 213 output unit, 231 key storage unit, 30 user key Generation device, 31 processor, 32 memory, 33 storage, 34 communication interface, 35 processing circuit, 311 acquisition unit, 312 user key generation unit, 313 output unit, 331 key storage unit, 40 encryption tag generation device, 41 processor, 42 Memory, 43 storage, 44 communication interface, 45 processing circuit, 411 acquisition unit, 412 core tag generation unit, 413 encryption tag generation unit, 414 output unit, 431 key storage unit, 50 search query generation device, 51 processor 52 memory, 53 storage, 54 communication interface, 55 processing circuit, 511 acquisition unit, 512 query generation unit, 513 output unit, 531 key storage unit, 60 search device, 61 processor, 62 memory, 63 storage, 64 communication interface, 65 Processing circuit, 611 acquisition unit, 612 verification unit, 613 output unit, 631 encryption tag storage unit, 70 network.

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Abstract

暗号化タグ生成装置（４０）では、コアタグ生成部（４１２）は、検索を許可する範囲を示す範囲条件ｘ→をタグ生成鍵ｔｋで暗号化して基底Ｂにおけるベクトルであるコアタグｃ～ ｘを生成する。暗号化タグ生成部（４１３）は、コアタグ生成部（４１２）によって生成されたコアタグｃ～ ｘを、検索のキーワードｗ１がエンコードされたエンコード情報ＥＷ１によって変換することにより、キーワードｗ１が設定された暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。

Description

暗号化タグ生成装置、検索クエリ生成装置及び秘匿検索システム
　この発明は、暗号化された状態のデータを検索可能な秘匿検索技術に関する。
　近年、ネットワーク、特にインターネットにおける演算資源を用いて、様々なサービスを実行し提供するクラウドコンピューティング技術が存在する。これらのサービスとして、ネットワークに様々なデータを保管しておき、データの利用が許可された検索者のみがそのデータをダウンロードし利用する、といったサービスが考えられる。
　しかし、ネットワークに保管するデータの中には、利用者の個人情報といった第三者に漏洩することのない様に秘匿する必要があるデータが存在する場合がある。このようなデータは、秘密鍵暗号や公開鍵暗号といった暗号により秘匿可能であることが知られている。
　このように、暗号化したデータをネットワークに置くことで、データの秘匿化とクラウドコンピューティングの活用の両立をすることができる。しかし、データは暗号化してしまうことで検索ができなくなってしまうという課題がある。この課題を解決する技術として秘匿検索技術がある。秘匿検索技術では、特別な暗号化方法を用いることによって、暗号化された状態のデータが検索可能である。
　このような秘匿検索技術においては、クラウドに保存されるデータから情報が漏洩しないことが重要である。加えて、検索する際に送信する検索クエリからも検索するキーワードといった情報が漏洩しないことも重要である。
　特許文献１及び非特許文献１には、暗号化データを登録するユーザと、検索を実行するユーザとで、同じ鍵を共有し、内積述語暗号という暗号技術を用いる方式が記載されている。これにより、特許文献１及び非特許文献１では、検索する際、検索するキーワードが一切漏洩しない方式を実現している。
　加えて、特許文献１には、ユーザ毎に、どの暗号化データにアクセスしてよいかを制御するアクセス制御を暗号学的に含ませることができる方式が記載されている。
　非特許文献２には、暗号化データを登録するユーザと、検索を実行するユーザとで、同じ鍵を共有することで、キーワードが一切漏洩せず効率的な検索を実現する方式が記載されている。
国際公開２０１５／１８４８９４号公報
Ｅｍｉｌｙ　Ｓｈｅｎ，　Ｅｌａｉｎｅ　Ｓｈｉ，　ａｎｄ　Ｂｒｅｎｔ　Ｗａｔｅｒｓ．　Ｐｒｅｄｉｃａｔｅ　ｐｒｉｖａｃｙ　ｉｎ　ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｉｎ　ＴＣＣ　２００９，　ｖｏｌｕｍｅ　５４４４　ｏｆ　ＬＮＣＳ，　ｐａｇｅｓ　４５７－４７３．　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，　２００９ Ｄ．　Ｂｏｎｅｈ，　Ｇ．Ｄ．　Ｃｒｅｓｃｅｎｚｏ，　Ｒ．　Ｏｓｔｒｏｖｓｋｙ，　ａｎｄ　Ｇ．　Ｐｅｒｓｉａｎｏ．Ｐｕｂｌｉｃ－Ｋｅｙ　Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｋｅｙｗｏｒｄ　Ｓｅａｒｃｈ．　Ｉｎ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ　－　Ｅｕｒｏｃｒｙｐｔ，　ｖｏｌｕｍｅ　３０２７　ｏｆ　ＬＮＣＳ，　ｐａｇｅｓ　５０６－５２２．　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，　２００４．
　特許文献１及び非特許文献１に記載された方式では、検索時に使用されるペアリング演算の実行回数が多く、検索速度が遅くなってしまう。非特許文献２に記載された方式では、特許文献１に記載された方式のようなアクセス制御を実現できていない。
　この発明は、柔軟なアクセス制御を実現しつつ、検索速度を早くすることを可能とすることを目的とする。
　この発明に係る暗号化タグ生成装置は、
　検索を許可する範囲を示す範囲条件を暗号化してコアタグを生成するコアタグ生成部と、
　前記コアタグ生成部によって生成された前記コアタグを、検索のキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換することにより、前記キーワードが設定された暗号化タグを生成する暗号化タグ生成部と
を備える。
　この発明では、範囲条件を暗号化して得られたコアタグをキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換して暗号化タグを生成する。これにより、暗号化タグに含まれる要素数を減らすことが可能になり、検索速度を早くすることが可能となる。また、暗号化タグには範囲条件も設定されており、柔軟なアクセス制御を実現可能である。
実施の形態１に係る秘匿検索システム１０の構成図。 実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の構成図。 実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の構成図。 実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の構成図。 実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の構成図。 実施の形態１に係る検索装置６０の構成図。 実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る検索装置６０の動作を示すフローチャートであり、暗号化タグ記憶処理を示すフローチャート。 実施の形態１に係る検索装置６０の動作を示すフローチャートであり、暗号化タグ検索処理を示すフローチャート。 変形例１に係るマスタ鍵生成装置２０の構成図。 変形例１に係るユーザ鍵生成装置３０の構成図。 変形例１に係る暗号化タグ生成装置４０の構成図。 変形例１に係る検索クエリ生成装置５０の構成図。 変形例１に係る検索装置６０の構成図。
　実施の形態１．
　＊＊＊記法の説明＊＊＊
　Ａがランダムな変数または分布であるとき、数１１は、Ａの分布に従いＡからｙをランダムに選択することを表す。つまり、数１１において、ｙは乱数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　数１２は、ｙがｚにより定義された集合であること、又はｙがｚを代入された集合であることを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ａが定数であるとき、数１３は、機械（アルゴリズム）Ａが入力ｘに対しａを出力することを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　数１４に示す基底Ｂと基底Ｂ＊とに対して、数１５である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　Ｆｑは、位数ｑの有限体を示す。また、ｙ∈Ｆｑ Ｚは、ｙが有限体Ｆｑ上のｚ個の要素を有するベクトルであることを示す。また、ｙ∈Ｆｑ Ｚ×Ｗは、ｙが有限体Ｆｑ上の要素を持つ、Ｚ行Ｗ列の行列であることを示す。
　＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１を参照して、実施の形態１に係る秘匿検索システム１０の構成を説明する。
　秘匿検索システム１０は、マスタ鍵生成装置２０と、１つ以上のユーザ鍵生成装置３０と、１つ以上の暗号化タグ生成装置４０と、１つ以上の検索クエリ生成装置５０と、検索装置６０とを備える。
　マスタ鍵生成装置２０と、各ユーザ鍵生成装置３０と、各暗号化タグ生成装置４０と、各検索クエリ生成装置５０と、検索装置６０とは、インターネットといったネットワーク７０を介して接続されている。ネットワーク７０は、インターネットに限らず、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった他の種別のネットワークであってもよい。ネットワーク７０は、マスタ鍵生成装置２０と、各ユーザ鍵生成装置３０と、各暗号化タグ生成装置４０と、各検索クエリ生成装置５０と、検索装置６０との通信路である。
　図２を参照して、実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の構成を説明する。
　マスタ鍵生成装置２０は、コンピュータである。
　マスタ鍵生成装置２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ストレージ２３と、通信インタフェース２４とのハードウェアを備える。プロセッサ２１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
　マスタ鍵生成装置２０は、機能構成要素として、取得部２１１と、マスタ鍵生成部２１２と、出力部２１３とを備える。取得部２１１と、マスタ鍵生成部２１２と、出力部２１３との機能はソフトウェアにより実現される。
　ストレージ２３には、取得部２１１と、マスタ鍵生成部２１２と、出力部２１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ２１によりメモリ２２に読み込まれ、プロセッサ２１によって実行される。これにより、取得部２１１と、取得部２１１と、マスタ鍵生成部２１２と、出力部２１３との機能が実現される。
　また、ストレージ２３は、鍵記憶部２３１の機能を実現する。
　図３を参照して、実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の構成を説明する。
　ユーザ鍵生成装置３０は、コンピュータである。
　ユーザ鍵生成装置３０は、プロセッサ３１と、メモリ３２と、ストレージ３３と、通信インタフェース３４とのハードウェアを備える。プロセッサ３１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
　ユーザ鍵生成装置３０は、機能構成要素として、取得部３１１と、ユーザ鍵生成部３１２と、出力部３１３とを備える。取得部３１１と、ユーザ鍵生成部３１２と、出力部３１３との機能はソフトウェアにより実現される。
　ストレージ３３には、取得部３１１と、ユーザ鍵生成部３１２と、出力部３１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ３１によりメモリ３２に読み込まれ、プロセッサ３１によって実行される。これにより、取得部３１１と、ユーザ鍵生成部３１２と、出力部３１３との機能が実現される。
　また、ストレージ３３は、鍵記憶部３３１の機能を実現する。
　図４を参照して、実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の構成を説明する。
　暗号化タグ生成装置４０は、コンピュータである。
　暗号化タグ生成装置４０は、プロセッサ４１と、メモリ４２と、ストレージ４３と、通信インタフェース４４とのハードウェアを備える。プロセッサ４１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
　暗号化タグ生成装置４０は、機能構成要素として、取得部４１１と、コアタグ生成部４１２と、暗号化タグ生成部４１３と、出力部４１４とを備える。取得部４１１と、コアタグ生成部４１２と、暗号化タグ生成部４１３と、出力部４１４との機能はソフトウェアにより実現される。
　ストレージ４３には、取得部４１１と、コアタグ生成部４１２と、暗号化タグ生成部４１３と、出力部４１４との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ４１によりメモリ４２に読み込まれ、プロセッサ４１によって実行される。これにより、取得部４１１と、コアタグ生成部４１２と、暗号化タグ生成部４１３と、出力部４１４との機能が実現される。
　また、ストレージ４３は、鍵記憶部４３１の機能を実現する。
　図５を参照して、実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の構成を説明する。
　検索クエリ生成装置５０は、コンピュータである。
　検索クエリ生成装置５０は、プロセッサ５１と、メモリ５２と、ストレージ５３と、通信インタフェース５４とのハードウェアを備える。プロセッサ５１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
　検索クエリ生成装置５０は、機能構成要素として、取得部５１１と、クエリ生成部５１２と、出力部５１３とを備える。取得部５１１と、クエリ生成部５１２と、出力部５１３との機能はソフトウェアにより実現される。
　ストレージ５３には、取得部５１１と、クエリ生成部５１２と、出力部５１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ５１によりメモリ５２に読み込まれ、プロセッサ５１によって実行される。これにより、取得部５１１と、クエリ生成部５１２と、出力部５１３との機能が実現される。
　また、ストレージ５３は、鍵記憶部５３１との機能を実現する。
　図６を参照して、実施の形態１に係る検索装置６０の構成を説明する。
　検索装置６０は、コンピュータである。
　検索装置６０は、プロセッサ６１と、メモリ６２と、ストレージ６３と、通信インタフェース６４とのハードウェアを備える。プロセッサ６１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
　検索装置６０は、機能構成要素として、取得部６１１と、照合部６１２と、出力部６１３とを備える。取得部６１１と、照合部６１２と、出力部６１３との機能はソフトウェアにより実現される。
　ストレージ６３には、取得部６１１と、照合部６１２と、出力部６１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ６１によりメモリ６２に読み込まれ、プロセッサ６１によって実行される。これにより、取得部６１１と、照合部６１２と、出力部６１３との機能が実現される。
　また、ストレージ６３は、暗号化タグ記憶部６３１との機能を実現する。
　プロセッサ２１，３１，４１，５１，６１は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ２１，３１，４１，５１，６１は、具体例としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）である。
　メモリ２２，３２，４２，５２，６２は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ２２，３２，４２，５２，６２は、具体例としては、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）である。
　ストレージ２３，３３，４３，５３，６３は、データを保管する記憶装置である。ストレージ２３，３３，４３，５３，６３は、具体例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）である。また、ストレージ２３，３３，４３，５３，６３は、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＣＦ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）といった可搬記憶媒体であってもよい。
　通信インタフェース２４，３４，４４，５４，６４は、外部の装置と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース２４，３４，４４，５４，６４は、具体例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標，Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のポートである。
　図２では、プロセッサ２１は、１つだけ示されている。しかし、マスタ鍵生成装置２０は、プロセッサ２１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。同様に、ユーザ鍵生成装置３０は、プロセッサ３１を代替する複数のプロセッサを備え、暗号化タグ生成装置４０は、プロセッサ４１を代替する複数のプロセッサを備え、検索クエリ生成装置５０は、プロセッサ５１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。同様に、検索装置６０は、プロセッサ６１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、各機能構成要素の機能を実現するプログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ２１，３１，４１，５１，６１と同じように、演算処理を行うＩＣである。
　＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図７を参照して、実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の動作を説明する。
　実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の動作は、実施の形態１に係るマスタ鍵生成方法に相当する。また、実施の形態１に係るマスタ鍵生成装置２０の動作は、実施の形態１に係るマスタ鍵生成プログラムの処理に相当する。
　（ステップＳ１１：取得処理）
　取得部２１１は、セキュリティパラメータλと、次元数Ｎとを取得する。
　具体的には、取得部２１１は、通信インタフェース２４を介して、マスタ鍵生成装置２０の管理者等によって入力されたセキュリティパラメータλ及び次元数Ｎを受け付ける。取得部２１１は、セキュリティパラメータλ及び次元数Ｎをメモリ２２に書き込む。セキュリティパラメータλは、必要な安全性に応じて決定される値である。次元数Ｎは、必要な安全性及び実現したいアクセス制御の内容等によって決定される値であり、具体例としては３以上の整数である。
　（ステップＳ１２：基底生成処理）
　マスタ鍵生成部２１２は、パラメータｐａｒａｍと、正規直交基底である基底Ｂ及び基底Ｂ＊とを生成する。
　具体的には、マスタ鍵生成部２１２は、メモリ２２からセキュリティパラメータλ及び次元数Ｎを読み出す。マスタ鍵生成部２１２は、セキュリティパラメータλ及び次元数Ｎを入力として、数１６に示すように、パラメータｐａｒａｍと、基底Ｂ及び基底Ｂ＊とを生成する。マスタ鍵生成部２１２は、生成されたパラメータｐａｒａｍと、基底Ｂ及び基底Ｂ＊とをメモリ２２に書き込む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　アルゴリズムＧｂｐｇは、対象双線形ペアリング群（ｑ，Ｇ，ＧＴ，ｇ，ｅ）を生成するアルゴリズムである。対象双線形ペアリング群（ｑ，Ｇ，ＧＴ，ｇ，ｅ）は、素数ｑ、位数ｑの巡回加法群Ｇと位数ｑの巡回乗法群ＧＴと、ｇ≠０∈Ｇと、非退化双線形ペアリングｅ：Ｇ×Ｇ→ＧＴとの組である。
　アルゴリズムＧｄｐｖｓは、双対ペアリングベクトル空間（ｑ，Ｖ，ＧＴ，Ａ，ｅ）を生成するアルゴリズムである。双対ペアリングベクトル空間（ｑ，Ｖ，ＧＴ，Ａ，ｅ）は、素数ｑ、群Ｇの直積により構成されたＮ次元ベクトル空間Ｖ、位数ｑの巡回群ＧＴ、空間Ｖの標準基底Ａ：＝（ａ１，．．．，ａＮ）の組である。
　（ステップＳ１３：共通鍵生成処理）
　マスタ鍵生成部２１２は、共通鍵Ｋ←｛０，１｝λをランダムに生成する。マスタ鍵生成部２１２は、生成された共通鍵Ｋをメモリ２２に書き込む。
　（ステップＳ１４：マスタ鍵生成処理）
　マスタ鍵生成部２１２は、タグ生成鍵ｔｋ及びマスタ鍵ｍｋを生成する。
　具体的には、マスタ鍵生成部２１２は、メモリ２２からパラメータｐａｒａｍと基底Ｂとを読み出す。マスタ鍵生成部２１２は、読み出されたパラメータｐａｒａｍと基底Ｂとをタグ生成鍵ｔｋとしてメモリ２２に書き込む。また、マスタ鍵生成部２１２は、メモリ２２からパラメータｐａｒａｍと基底Ｂ＊とを読み出す。マスタ鍵生成部２１２は、読み出されたパラメータｐａｒａｍと基底Ｂ＊とをマスタ鍵ｍｋとしてメモリ２２に書き込む。
　（ステップＳ１５：出力処理）
　出力部２１３は、共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとを鍵記憶部２３１を出力する。
　具体的には、出力部２１３は、メモリ２２から共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとを読み出す。出力部２１３は、読み出された共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとを鍵記憶部２３１に書き込む。また、出力部２１３は、通信インタフェース２４を介して、マスタ鍵ｍｋをユーザ鍵生成装置３０に送信し、共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとを暗号化タグ生成装置４０に送信し、共通鍵Ｋを検索クエリ生成装置５０に送信する。
　出力部２１３は、共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとを送信する際、既存の暗号方式により暗号化するといった方法により、共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとが他者に漏洩しないようにする。なお、出力部２１３は、共通鍵Ｋとタグ生成鍵ｔｋとマスタ鍵ｍｋとを、通信インタフェース２４を介して、ネットワーク７０経由で送信するのではなく、可搬記憶媒体に書き込んでもよい。そして、可搬記憶媒体が郵送によりユーザ鍵生成装置３０と暗号化タグ生成装置４０と検索クエリ生成装置５０とに送付されてもよい。
　図８を参照して、実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の動作を説明する。
　実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の動作は、実施の形態１に係るユーザ鍵生成方法に相当する。また、実施の形態１に係るユーザ鍵生成装置３０の動作は、実施の形態１に係るユーザ鍵生成プログラムの処理に相当する。
　（ステップＳ２１：取得処理）
　取得部３１１は、マスタ鍵ｍｋと、ユーザの属性情報ｖ→とを取得する。
　具体的には、取得部３１１は、通信インタフェース３４を介して、図７のステップＳ１５で送信されたマスタ鍵ｍｋを受信する。取得部３１１は、受信されたマスタ鍵ｍｋをメモリ３２及び鍵記憶部３３１に書き込む。なお、既に、マスタ鍵ｍｋが鍵記憶部３３１に記憶されている場合には、取得部３１１は、鍵記憶部３３１からマスタ鍵ｍｋを読み出し、メモリ３２に書き込む。
　また、取得部３１１は、通信インタフェース３４を介して、ユーザ鍵生成装置３０の管理者等によって入力されたユーザの属性情報ｖ→を受け付ける。ユーザの属性情報ｖ→は、有限体Ｆｑ上のｎ次元のベクトルとして表現されている。属性情報ｖ→は、要素が全て０のベクトル以外のベクトルである。取得部３１１は、受け付けられた属性情報ｖ→をメモリ３２に書き込む。属性情報ｖ→は、ユーザの所属先及び役職といったユーザの属性を示す。
　（ステップＳ２２：乱数生成処理）
　ユーザ鍵生成部３１２は、乱数σ∈Ｆｑと、乱数η→∈Ｆｑ Ｌとを生成する。ユーザ鍵生成部３１２は、生成された乱数σ及び乱数η→をメモリ３２に書き込む。
　（ステップＳ２３：ユーザ鍵生成処理）
　ユーザ鍵生成部３１２は、マスタ鍵ｍｋに属性情報ｖ→を設定してユーザ鍵ｋ＊を生成する。
　具体的には、ユーザ鍵生成部３１２は、メモリ３２からマスタ鍵ｍｋと属性情報ｖ→と乱数σ及び乱数η→とを読み出す。ユーザ鍵生成部３１２は、マスタ鍵ｍｋと属性情報ｖ→と乱数σ及び乱数η→とを用いて、数１７に示すようにユーザ鍵ｋ＊を生成する。ユーザ鍵生成部３１２は、生成されたユーザ鍵ｋ＊をメモリ３２に書き込む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　なお、０ｍは、ｍ個の０を意味している。同様に、０ｋは、ｋ個の０を意味している。ｍ，ｋは０以上の整数である。
　（ステップＳ２４：出力処理）
　出力部３１３は、ユーザ鍵ｋ＊を出力する。
　具体的には、出力部３１３は、メモリ３２からユーザ鍵ｋ＊を読み出す。出力部３１３は、通信インタフェース３４を介して、読み出されたユーザ鍵ｋ＊を検索クエリ生成装置５０に送信する。出力部３１３は、ユーザ鍵ｋ＊を可搬記憶媒体に書き込み、可搬記憶媒体が検索クエリ生成装置５０に送付されてもよい。
　図９を参照して、実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の動作を説明する。
　実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の動作は、実施の形態１に係る暗号化タグ生成方法に相当する。また、実施の形態１に係る暗号化タグ生成装置４０の動作は、実施の形態１に係る暗号化タグ生成プログラムの処理に相当する。
　（ステップＳ３１：取得処理）
　取得部４１１は、共通鍵Ｋ及びタグ生成鍵ｔｋと、範囲条件ｘ→と、キーワードｗ１とを取得する。
　具体的には、取得部４１１は、通信インタフェース４４を介して、図７のステップＳ１５で送信された共通鍵Ｋ及びタグ生成鍵ｔｋを受信する。取得部４１１は、受信された共通鍵Ｋ及びタグ生成鍵ｔｋをメモリ４２及び鍵記憶部４３１に書き込む。なお、既に、共通鍵Ｋ及びタグ生成鍵ｔｋが鍵記憶部４３１に記憶されている場合には、取得部４１１は、鍵記憶部４３１から共通鍵Ｋ及びタグ生成鍵ｔｋを読み出し、メモリ４２に書き込む。
　また、取得部４１１は、通信インタフェース４４を介して、暗号化タグ生成装置４０の利用者等によって入力された範囲条件ｘ→及びキーワードｗ１を受け付ける。範囲条件ｘ→は、有限体Ｆｑ上のｎ次元のベクトルとして表現されている。範囲条件ｘ→は、要素が全て０のベクトル以外のベクトルである。範囲条件ｘ→は、検索を許可する範囲を示し、検索を許可する所属先及び役職等を示す。キーワードｗ１は、任意のビット数のビット列である。取得部４１１は、受け付けられた範囲条件ｘ→及びキーワードｗ１をメモリ４２に書き込む。
　（ステップＳ３２：乱数生成処理）
　コアタグ生成部４１２は、乱数ω∈Ｆｑと、乱数φ→∈Ｆｑ ｋとを生成する。コアタグ生成部４１２は、生成された乱数ω及び乱数φ→をメモリ４２に書き込む。
　（ステップＳ３３：コアタグ生成処理）
　コアタグ生成部４１２は、暗号化タグｃｘ，ｗを生成するための鍵であるタグ生成鍵ｔｋで、検索を許可する範囲を示す範囲条件ｘ→を暗号化してコアタグｃ～ ｘを生成する。
　具体的には、コアタグ生成部４１２は、メモリ４２からタグ生成鍵ｔｋと範囲条件ｘ→と乱数ω及び乱数φ→とを読み出す。コアタグ生成部４１２は、タグ生成鍵ｔｋと範囲条件ｘ→と乱数ω及び乱数φ→とを用いて、数１８に示すように、基底Ｂにおけるベクトルであるコアタグｃ～ ｘを生成する。コアタグ生成部４１２は、生成されたコアタグｃ～ ｘをメモリ４２に書き込む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　なお、０Ｌは、Ｌ個の０を意味している。Ｌは０以上の整数である。
　（ステップＳ３４：エンコード処理）
　暗号化タグ生成部４１３は、キーワードｗ１をエンコードしたエンコード情報である行列ＥＷ１を生成する。
　具体的には、暗号化タグ生成部４１３は、メモリ４２から共通鍵Ｋとキーワードｗ１とを読み出す。暗号化タグ生成部４１３は、共通鍵Ｋとキーワードｗ１とを入力として、エンコード関数Ｈを計算して、Ｎ行Ｎ列の正方行列である行列ＥＷ１∈Ｆｑ Ｎ×Ｎを生成する。暗号化タグ生成部４１３は、生成された行列ＥＷ１をメモリ４２に書き込む。
　エンコード関数Ｈは、具体例としては、ハッシュ関数を繰り返し実行する関数である。例えば、エンコード関数Ｈは、共通鍵Ｋとキーワードｗ１と値“１”とをハッシュ関数に入力して、行列ＥＷの１行目成分を生成する。また、エンコード関数Ｈは、共通鍵Ｋとキーワードｗ１と値“２”とをハッシュ関数に入力して、行列ＥＷの２行目成分を生成する。このように、エンコード関数Ｈは、行列ＥＷの各行の成分を、共通鍵Ｋとキーワードｗ１とその行に応じた値とをハッシュ関数の入力として計算する関数である。
　（ステップＳ３５：暗号化タグ生成処理）
　暗号化タグ生成部４１３は、コアタグｃ～ ｘを、検索のキーワードｗ１がエンコードされたエンコード情報である行列ＥＷ１によって変換することにより、キーワードｗ１が設定された暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。
　具体的には、暗号化タグ生成部４１３は、メモリ４２からコアタグｃ～ ｘと行列ＥＷ１とを読み出す。暗号化タグ生成部４１３は、数１９に示すように、コアタグｃ～ ｘと行列ＥＷ１との行列積を計算して暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　つまり、暗号化タグ生成部４１３は、コアタグｃ～ ｘと行列ＥＷ１との行列積を計算して、コアタグｃ～ ｘの基底Ｂを変換することにより、暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。暗号化タグ生成部４１３は、生成された暗号化タグｃｘ，ｗをメモリ４２に書き込む。
　（ステップＳ３６：出力処理）
　出力部４１４は、暗号化タグｃｘ，ｗを出力する。
　具体的には、出力部４１４は、メモリ４２から暗号化タグｃｘ，ｗを読み出す。出力部４１４は、通信インタフェース４４を介して、読み出された暗号化タグｃｘ，ｗを検索装置６０に送信する。出力部４１４は、暗号化タグｃｘ，ｗを可搬記憶媒体に書き込み、可搬記憶媒体が検索装置６０に送付されてもよい。
　図１０を参照して、実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の動作を説明する。
　実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の動作は、実施の形態１に係る検索クエリ生成方法に相当する。また、実施の形態１に係る検索クエリ生成装置５０の動作は、実施の形態１に係る検索クエリ生成プログラムの処理に相当する。
　（ステップＳ４１：取得処理）
　取得部５１１は、共通鍵Ｋと、ユーザ鍵ｋ＊と、キーワードｗ２とを取得する。
　具体的には、取得部５１１は、通信インタフェース５４を介して、図７のステップＳ１５で送信された共通鍵Ｋを受信する。取得部５１１は、受信された共通鍵Ｋをメモリ５２及び鍵記憶部５３１に書き込む。なお、既に、共通鍵Ｋが鍵記憶部５３１に記憶されている場合には、取得部５１１は、鍵記憶部５３１から共通鍵Ｋを読み出し、メモリ５２に書き込む。
　また、取得部５１１は、通信インタフェース５４を介して、図８のステップＳ２４で送信されたユーザ鍵ｋ＊を受信する。取得部５１１は、受信されたユーザ鍵ｋ＊をメモリ５２及び鍵記憶部５３１に書き込む。なお、既に、ユーザ鍵ｋ＊が鍵記憶部５３１に記憶されている場合には、取得部５１１は、鍵記憶部５３１からユーザ鍵ｋ＊を読み出し、メモリ５２に書き込む。
　また、取得部５１１は、通信インタフェース５４を介して、検索クエリ生成装置５０の利用者等によって入力されたキーワードｗ２を受け付ける。キーワードｗ２は、任意のビット数のビット列である。取得部４１１は、受け付けられたキーワードｗ２をメモリ５２に書き込む。
　（ステップＳ４２：乱数生成処理）
　クエリ生成部５１２は、乱数ｒ∈Ｆｑを生成する。クエリ生成部５１２は、生成された乱数ｒをメモリ５２に書き込む。
　（ステップＳ４３：エンコード処理）
　クエリ生成部５１２は、キーワードｗ２をエンコードしたエンコード情報である行列ＥＷ２を生成する。
　具体的には、クエリ生成部５１２は、メモリ５２から共通鍵Ｋとキーワードｗ２とを読み出す。クエリ生成部５１２は、共通鍵Ｋとキーワードｗ２とを入力として、エンコード関数Ｈを計算して、Ｎ行Ｎ列の正方行列である行列ＥＷ２∈Ｆｑ Ｎ×Ｎを生成する。クエリ生成部５１２は、生成された行列ＥＷ２をメモリ５２に書き込む。
　なお、エンコード関数Ｈは、図９のステップＳ３４と同じものが用いられる。
　（ステップＳ４４：クエリ生成処理）
　クエリ生成部５１２は、ユーザの属性が設定されたユーザ鍵ｋ＊を、検索のキーワードｗ２がエンコードされたエンコード情報である行列ＥＷ２によって変換することにより、キーワードｗ２が設定された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成する
　具体的には、クエリ生成部５１２は、メモリ５２からユーザ鍵ｋ＊と行列ＥＷ２と乱数ｒとを読み出す。暗号化タグ生成部４１３は、数２０に示すように、ユーザ鍵ｋ＊と行列ＥＷ２を転置した行列の逆行列との行列積を計算して検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　つまり、クエリ生成部５１２は、ユーザ鍵ｋ＊と行列ＥＷ２を転置した行列の逆行列との行列積を計算して、ユーザ鍵ｋ＊の基底Ｂ＊を変換することにより、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成する。クエリ生成部５１２は、生成された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗをメモリ５２に書き込む。
　（ステップＳ４５：出力処理）
　出力部５１３は、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを出力する。
　具体的には、出力部５１３は、メモリ５２から検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを読み出す。出力部５１３は、通信インタフェース５４を介して、読み出された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを検索装置６０に送信する。出力部５１３は、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを可搬記憶媒体に書き込み、可搬記憶媒体が検索装置６０に送付されてもよい。
　図１１及び図１２を参照して、実施の形態１に係る検索装置６０の動作を説明する。
　実施の形態１に係る検索装置６０の動作は、実施の形態１に係る検索方法に相当する。また、実施の形態１に係る検索装置６０の動作は、実施の形態１に係る検索プログラムの処理に相当する。
　実施の形態１に係る検索装置６０の動作は、暗号化タグ記憶処理と、暗号化タグ検索処理とに分けられる。
　図１１を参照して、実施の形態１に係る暗号化タグ記憶処理を説明する。
　（ステップＳ５１：取得処理）
　取得部６１１は、暗号化タグｃｘ，ｗを取得する。
　具体的には、取得部６１１は、通信インタフェース６４を介して、図９のステップＳ３６で送信された暗号化タグｃｘ，ｗを受信する。取得部６１１は、受信された暗号化タグｃｘ，ｗを暗号化タグ記憶部６３１に書き込む。
　図９のステップＳ３６で暗号化タグｃｘ，ｗが送信される度に、送信された暗号化タグｃｘ，ｗが暗号化タグ記憶部６３１に書き込まれることにより、暗号化タグ記憶部６３１に複数の暗号化タグｃｘ，ｗが記憶される。
　図１２を参照して、実施の形態１に係る暗号化タグ検索処理を説明する。
　（ステップＳ６１：取得処理）
　取得部６１１は、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを取得する。
　具体的には、取得部６１１は、通信インタフェース６４を介して、図１０のステップＳ４５で送信された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを受信する。取得部６１１は、受信された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗをメモリ６２に書き込む。
　（ステップＳ６２：照合処理）
　照合部６１２は、暗号化タグ記憶部６３１に記憶された各暗号化タグｃｘ，ｗと、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗとを照合して、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗに対応する暗号化タグｃｘ，ｗを抽出する。
　具体的には、照合部６１２は、メモリ６２から検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを読み出す。照合部６１２は、暗号化タグ記憶部６３１に記憶された各暗号化タグｃｘ，ｗと、読み出された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗとについて、数２１に示すペアリング演算を行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 　照合部６１２は、ペアリング演算の結果得られた値Ｐが１であるなら、演算対象の暗号化タグｃｘ，ｗは検索クエリｋ＊ ｖ，ｗに対応すると判定し、ペアリング演算の結果得られた値Ｐが１でないなら、演算対象の暗号化タグｃｘ，ｗは検索クエリｋ＊ ｖ，ｗに対応しないと判定する。
　（ステップＳ６３：出力処理）
　出力部６１３は、照合結果を出力する。
　具体的には、出力部６１３は、通信インタフェース６４を介して、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗに対応すると判定された暗号化タグｃｘ，ｗの識別情報を、ステップＳ６１で受信された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗの送信元の検索クエリ生成装置５０に送信する。あるいは、出力部６１３は、通信インタフェース６４を介して、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗに対応すると判定された暗号化タグｃｘ，ｗがあったか否かを、ステップＳ６１で受信された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗの送信元の検索クエリ生成装置５０に送信する。
　＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
　以上のように、実施の形態１に係る秘匿検索システム１０では、暗号化タグ生成装置４０は、範囲条件ｘ→を暗号化して得られたコアタグｃ～ ｘをキーワードｗ１がエンコードされたエンコード情報である行列ＥＷ１によって変換して暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。また、検索クエリ生成装置５０は、属性情報ｖ→が設定されたユーザ鍵ｋ＊をキーワードｗ２がエンコードされたエンコード情報である行列ＥＷ２によって変換して検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成する。
　より具体的には、暗号化タグ生成装置４０は、コアタグｃ～ ｘの基底Ｂを行列ＥＷ１によって変換することにより、コアタグｃ～ ｘの要素数を増やすことなく、キーワードが設定された暗号化タグｃｘ，ｗを生成する。また、検索クエリ生成装置５０は、ユーザ鍵ｋ＊の基底Ｂ＊を行列ＥＷ２によって変換することにより、ユーザ鍵ｋ＊の要素数を増やすことなく、キーワードが設定された検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成する。
　そのため、従来のように、範囲情報とキーワードとのそれぞれに対応した要素を有していた暗号化タグと、属性情報とキーワードとのそれぞれに対応した要素を有していた検索クエリとに比べて、要素数の少ない暗号化タグｃｘ，ｗ及び検索クエリｋ＊ ｖ，ｗを生成することができる。その結果、図１２のステップＳ６３でのペアリング演算の演算数を少なくすることができる。ペアリング演算の演算数が少なくなると、暗号化タグｃｘ，ｗと検索クエリｋ＊ ｖ，ｗとの照合にかかる処理時間が短くなり、検索速度が速くなる。
　また、実施の形態１に係る秘匿検索システム１０では、従来のように、暗号化タグｃｘ，ｗには範囲情報が設定され、検索クエリｋ＊ ｖ，ｗには属性情報が設定される。そのため、柔軟なアクセス制御を実現可能である。
　＊＊＊他の構成＊＊＊
　＜変形例１＞
　実施の形態１では、マスタ鍵生成装置２０とユーザ鍵生成装置３０と暗号化タグ生成装置４０と検索クエリ生成装置５０と検索装置６０との機能構成要素がソフトウェアで実現された。しかし、変形例１として、機能構成要素はハードウェアで実現されてもよい。この変形例１について、実施の形態１と異なる点を説明する。
　図１３を参照して、変形例１に係るマスタ鍵生成装置２０の構成を説明する。
　機能がハードウェアで実現される場合、マスタ鍵生成装置２０は、プロセッサ２１とメモリ２２とストレージ２３とに代えて、処理回路２５を備える。処理回路２５は、マスタ鍵生成装置２０の機能構成要素と、メモリ２２とストレージ２３との機能とを実現する専用の電子回路である。
　図１４を参照して、変形例１に係るユーザ鍵生成装置３０の構成を説明する。
　機能がハードウェアで実現される場合、ユーザ鍵生成装置３０は、プロセッサ３１とメモリ３２とストレージ３３とに代えて、処理回路３５を備える。処理回路３５は、ユーザ鍵生成装置３０の機能構成要素と、メモリ３２とストレージ３３との機能とを実現する専用の電子回路である。
　図１５を参照して、変形例１に係る暗号化タグ生成装置４０の構成を説明する。
　機能がハードウェアで実現される場合、暗号化タグ生成装置４０は、プロセッサ４１とメモリ４２とストレージ４３とに代えて、処理回路４５を備える。処理回路４５は、暗号化タグ生成装置４０の機能構成要素と、メモリ４２とストレージ４３との機能とを実現する専用の電子回路である。
　図１６を参照して、変形例１に係る検索クエリ生成装置５０の構成を説明する。
　機能がハードウェアで実現される場合、検索クエリ生成装置５０は、プロセッサ５１とメモリ５２とストレージ５３とに代えて、処理回路５５を備える。処理回路５５は、検索クエリ生成装置５０の機能構成要素と、メモリ５２とストレージ５３との機能とを実現する専用の電子回路である。
　図１７を参照して、変形例１に係る検索装置６０の構成を説明する。
　機能がハードウェアで実現される場合、検索装置６０は、プロセッサ６１とメモリ６２とストレージ６３とに代えて、処理回路６５を備える。処理回路６５は、検索装置６０の機能構成要素と、メモリ６２とストレージ６３との機能とを実現する専用の電子回路である。
　処理回路２５，３５，４５，５５，６５は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）が想定される。
　マスタ鍵生成装置２０の各機能構成要素の機能を１つの処理回路２５で実現してもよいし、各機能構成要素の機能を複数の処理回路２５に分散させて実現してもよい。同様に、ユーザ鍵生成装置３０と暗号化タグ生成装置４０と検索クエリ生成装置５０と検索装置６０とのそれぞれについて、各機能構成要素の機能を１つの処理回路３５，４５，５５，６５で実現してもよいし、各機能構成要素の機能を複数の処理回路３５，４５，５５，６５に分散させて実現してもよい。
　＜変形例２＞
　変形例２として、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。つまり、各機能構成要素のうち、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。
　プロセッサ２１，３１，４１，５１，６１とメモリ２２，３２，４２，５２，６２とストレージ２３，３３，４３，５３，６３と処理回路２５，３５，４５，５５，６５とを、総称して「プロセッシングサーキットリー」という。つまり、各機能構成要素の機能は、プロセッシングサーキットリーにより実現される。
　１０　秘匿検索システム、２０　マスタ鍵生成装置、２１　プロセッサ、２２　メモリ、２３　ストレージ、２４　通信インタフェース、２５　処理回路、２１１　取得部、２１２　マスタ鍵生成部、２１３　出力部、２３１　鍵記憶部、３０　ユーザ鍵生成装置、３１　プロセッサ、３２　メモリ、３３　ストレージ、３４　通信インタフェース、３５　処理回路、３１１　取得部、３１２　ユーザ鍵生成部、３１３　出力部、３３１　鍵記憶部、４０　暗号化タグ生成装置、４１　プロセッサ、４２　メモリ、４３　ストレージ、４４　通信インタフェース、４５　処理回路、４１１　取得部、４１２　コアタグ生成部、４１３　暗号化タグ生成部、４１４　出力部、４３１　鍵記憶部、５０　検索クエリ生成装置、５１　プロセッサ、５２　メモリ、５３　ストレージ、５４　通信インタフェース、５５　処理回路、５１１　取得部、５１２　クエリ生成部、５１３　出力部、５３１　鍵記憶部、６０　検索装置、６１　プロセッサ、６２　メモリ、６３　ストレージ、６４　通信インタフェース、６５　処理回路、６１１　取得部、６１２　照合部、６１３　出力部、６３１　暗号化タグ記憶部、７０　ネットワーク。

Claims (9)

  1. 　検索を許可する範囲を示す範囲条件を暗号化してコアタグを生成するコアタグ生成部と、
    　前記コアタグ生成部によって生成された前記コアタグを、検索のキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換することにより、前記キーワードが設定された暗号化タグを生成する暗号化タグ生成部と
    を備える暗号化タグ生成装置。
  2. 　前記コアタグは、基底Ｂにおけるベクトルであり、
    　前記暗号化タグ生成部は、前記エンコード情報を用いて前記コアタグの前記基底Ｂを変換することにより、前記暗号化タグを生成する
    請求項１に記載の暗号化タグ生成装置。
  3. 　前記暗号化タグ生成部は、前記エンコード情報である行列を生成し、前記コアタグと前記行列との積を計算して、前記基底Ｂを変換する
    請求項２に記載の暗号化タグ生成装置。
  4. 　前記暗号化タグ生成部は、前記エンコード情報である正方行列を生成する
    請求項３に記載の暗号化タグ生成装置。
  5. 　ユーザの属性が設定されたユーザ鍵を、検索のキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換することにより、前記キーワードが設定された検索クエリを生成するクエリ生成部
    を備える検索クエリ生成装置。
  6. 　前記ユーザ鍵は、基底Ｂ＊におけるベクトルであり、
    　前記クエリ生成部は、前記エンコード情報を用いて前記ユーザ鍵の前記基底Ｂ＊を変換することにより、前記検索クエリを生成する
    請求項５に記載の検索クエリ生成装置。
  7. 　前記クエリ生成部は、前記エンコード情報である行列を生成し、前記ユーザ鍵と前記行列を転置した行列の逆行列との積を計算して、前記基底Ｂ＊を変換する
    請求項６に記載の検索クエリ生成装置。
  8. 　前記クエリ生成部は、前記エンコード情報である正方行列を生成する
    請求項７に記載の検索クエリ生成装置。
  9. 　暗号化タグ生成装置と検索クエリ生成装置とを備える秘匿検索システムであり、
    　前記暗号化タグ生成装置は、
    　検索を許可する範囲を示す範囲条件を暗号化してコアタグを生成するコアタグ生成部と、
    　前記コアタグ生成部によって生成された前記コアタグを、検索のキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換することにより、前記キーワードが設定された暗号化タグを生成する暗号化タグ生成部と
    を備え、
    　前記検索クエリ生成装置は、
    　ユーザの属性が設定されたユーザ鍵を、検索のキーワードがエンコードされたエンコード情報を用いて変換することにより、前記キーワードが設定された検索クエリを生成するクエリ生成部
    を備える秘匿検索システム。
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