WO2023119554A1 - 制御方法、情報処理装置および制御プログラム - Google Patents

制御方法、情報処理装置および制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2023119554A1
WO2023119554A1 PCT/JP2021/047868 JP2021047868W WO2023119554A1 WO 2023119554 A1 WO2023119554 A1 WO 2023119554A1 JP 2021047868 W JP2021047868 W JP 2021047868W WO 2023119554 A1 WO2023119554 A1 WO 2023119554A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
key
information
database
server
individual
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/047868
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅樹 西垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to PCT/JP2021/047868 priority Critical patent/WO2023119554A1/ja
Priority to JP2023568933A priority patent/JPWO2023119554A1/ja
Publication of WO2023119554A1 publication Critical patent/WO2023119554A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords

Definitions

  • the information 24, 25, 26 and restoring the key information 16 are protected through the database 13 and the database management program 14. Therefore, even if an attacker intrudes into the information processing device 10 or the administrator of the information processing device 10 maliciously leaks information, there is a risk that the key information 16 will be illegally obtained by a third party. descend. As a result, the risk of unauthorized decryption of the encrypted data using the key information 16 is reduced, and data security is improved.
  • the information processing apparatus 10 may acquire package data including the database 13 and the database management program 14 from the source of the request for the key information 16, or may return the package data with the key information 16 stored. good. This enhances the protection of database 13 under the control of the requestor of key information 16 .
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of arrangement of key element information in a server device.
  • the clerk server 35 stores individual key position information 141 and an individual key list 144 .
  • the clerk server 36 stores individual key location information 142 and an individual key list 145 .
  • the clerk server 37 stores individual key position information 143 and an individual key list 146 .
  • the key management server 31 also generates individual key lists 144, 145, and 146 based on the three individual keys and the three correct positions calculated above. For example, individual key list 146 contains the individual key for member server 32 in the correct position #6. Individual key list 144 contains the individual key for member server 33 in the correct position #2. Individual key list 145 contains the individual key for member server 34 in the correct position #4.
  • the user definition 136 indicates users who can access the database.
  • the user may be identified by the user name, the server name or role ID of the server device, or the communication address of the server device.
  • the authority definition 137 indicates the type of data manipulation permitted for each user. For example, whether or not data retrieval, data insertion, data update, and data deletion are allowed in the database is defined. Also, stored procedures that can be executed by each user among the registered stored procedures are specified.
  • the data file 132 is a file containing records of relational database tables.
  • Data file 132 is encrypted.
  • the unit of encryption may be coarse granularity, such as the entire data file 132, or fine granularity, such as table units or record units.
  • the management information file 131 and the data file 132 are generated and encrypted using a normal version of the DBMS program whose functions are not restricted.
  • a user definition 136, an authority definition 137, a data structure definition 138 and a procedure definition 139 suitable for realizing the encryption key recovery flow to be described later are set.
  • the normal version of the DBMS program is replaced with the DBMS program 133 .
  • the clerk table 161 and member table 162 are created when the data capsule 130 is generated and are not updated.
  • the encryption key table 163, the individual key position table 164, the individual key table 165, and the duplex key position table 166 are empty when the data capsule 130 is generated. Records are inserted into the individual key position table 164 and the individual key table 165 from the clerk servers 35 , 36 and 37 . Records are inserted from the member servers 32 , 33 , 34 into the encryption key table 163 and the duplicated key position table 166 .
  • the stored procedure 172 indicates individual key position calculation.
  • the stored procedure 172 is called when the stored procedure 171 outputs True.
  • the stored procedure 172 synthesizes the individual key position information contained in the individual key position table 164 and calculates an index indicating the individual key position of each member server. For example, the stored procedure 172 calculates the sum of even numbers times the product of odd numbers for each member server. Stored procedure 172 outputs the calculated individual key position. Note that the logic for calculating the individual key position is hidden in the stored procedure 172 and is not disclosed to the outside.
  • the stored procedure 177 indicates the completion of encryption key communication.
  • the stored procedure 177 is called when a record is inserted into the encryption key table 163 .
  • the stored procedure 177 collates the member table 162 and the encryption key table 163 to determine whether or not the encryption key reading results have been received from all the member servers.
  • the stored procedure 177 outputs True or False indicating the determination result.
  • the key management server 31 specifies the member identifier of the member server 32 and executes the stored procedure 173 .
  • Stored procedure 173 removes extraction failure information from data capsule 130 . This leaves the data capsule 130 with three individual keys corresponding to the member servers 32 , 33 , 34 .
  • the stored procedure 173 marks the individual key corresponding to the member identifier of the member server 32 among the three individual keys. At this time, the individual key is protected from the key management server 31 .
  • the key management server 31 executes the stored procedure 176.
  • the stored procedure 176 inputs the three numerical values collected from the member servers 32 , 33 , 34 into the hash function to calculate the double key position of the member server 32 .
  • the key management server 31 acquires “4” as the duplicate key position of the member server 32 from the stored procedure 176 . At this time, the collected numerical values and logic for synthesizing them are protected from the key management server 31 .
  • the key verification server 38 has a verification information storage section 128 and a key verification section 129 .
  • the verification information storage unit 128 is implemented using the RAM or HDD of the key verification server 38, for example.
  • the key verification unit 129 is implemented using, for example, the CPU, communication interface, and program of the key verification server 38 .
  • a plurality of key verification servers may exist.
  • FIG. 13 is a flow chart showing an example of a procedure for restoring an encryption key.
  • the key management server 31 receives a request for an encryption key from the target member server. At this time, the key management server 31 receives the data capsule 130 from the target member server.
  • the key management server 31 notifies the member servers 32, 33, and 34 of the location of the duplicated key of the target member server.
  • Each of the member servers 32, 33, and 34 extracts the key at the specified duplicate key position from the duplicate key list it owns.
  • the information processing system stores the individual key and duplicate key mixed with the trap key. This makes it difficult for an attacker who does not know the correct location to evade the trap, making the attack easier to detect.
  • the information processing system outputs an alert indicating the possibility of unauthorized access and delays the response of the server device. This makes it difficult for an attacker to access a large number of server devices in a short period of time, ensuring sufficient time to detect an attack and take countermeasures.
  • the fact that the trap key was selected is used to determine whether to invalidate the data encapsulation, improving security.
  • the information processing system distributes fragmentary position information for calculating the correct positions of the individual key and the duplicated key to a plurality of server devices. As a result, the number of server devices that an attacker must intrude to avoid the trap increases, and the time required for the attack increases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Bioethics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

鍵情報の不正取得を抑止する。　情報処理装置（１０）は、鍵情報（１６）の要求を受け付ける。情報処理装置（１０）は、入力データの保存およびプロシジャ（１５）の実行を許可し、保存された入力データの読み出しを制限するデータベース管理プログラム（１４）によって保護されるデータベース（１３）を用いて、ノード（２１，２２，２３）から、データベース（１３）に保存された状態で情報（２４，２５，２６）を取得する。情報処理装置（１０）は、保存された情報（２４，２５，２６）に対してプロシジャ（１５）を実行することで、データベース（１３）の中に鍵情報（１６）を復元する。情報処理装置（１０）は、要求に応答して、鍵情報（１６）を含むデータベース（１３）を出力する。

Description

制御方法、情報処理装置および制御プログラム
　本発明は制御方法、情報処理装置および制御プログラムに関する。
　情報処理システムは、保存されたデータが第三者に漏洩しないように、データを暗号化して保護することがある。データを読み出す際には、情報処理システムは、鍵情報を用いて暗号化データを一時的に復号する。情報処理システムは、鍵情報として、共通鍵暗号方式の共通鍵または公開鍵暗号方式の秘密鍵を使用することがある。ただし、鍵情報が第三者に漏洩すると、暗号化データが不正に復号されてしまう。そのため、情報処理システムは、鍵情報を安全に管理することが重要である。
　なお、秘密情報を復元するための複数の分散データを秘密情報から生成して複数の端末装置に分散して送信し、秘密情報の要求に応じて、複数の端末装置から複数の分散データを収集して秘密情報を復元する通信装置が提案されている。
特開２０１３－１２７６４７号公報
　鍵情報を管理する方法として、情報処理システムは、鍵情報の復元に用いられる複数の情報を複数のノードに分散して配置し、鍵情報が要求される毎に複数のノードから情報を収集して鍵情報を復元する方法が考えられる。しかし、鍵情報を復元する情報処理装置に攻撃者が侵入し、または、その情報処理装置の管理者が悪意をもって情報を漏洩させることで、第三者が鍵情報を不正取得するリスクがある。そこで、１つの側面では、本発明は、鍵情報の不正取得を抑止することを目的とする。
　１つの態様では、以下の処理をコンピュータが実行する制御方法が提供される。暗号化データの復号に用いられる鍵情報の要求を受け付ける。入力データの保存および保存された入力データを変換するプロシジャの実行を許可し、保存された入力データの読み出しを制限するデータベース管理プログラムによって保護されるデータベースを用いて、鍵情報の復元に用いられる要素情報および要素情報の変換方法を示すロジック情報のうちの少なくとも一方の情報をそれぞれもつ複数のノードから、データベースに保存された状態で情報を取得する。データベースに保存された情報に対してプロシジャを実行することで、データベースの中に鍵情報を復元する。要求に応答して、鍵情報を含むデータベースを出力する。また、１つの態様では、記憶部と処理部とを有する情報処理装置が提供される。また、１つの態様では、コンピュータに実行させる制御プログラムが提供される。
　１つの側面では、鍵情報の不正取得が抑止される。
　本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第１の実施の形態の情報処理装置を説明するための図である。 第２の実施の形態の情報処理システムの例を示す図である。 サーバ装置のハードウェア例を示すブロック図である。 暗号鍵から生成される鍵要素情報の例を示す図である。 サーバ装置への鍵要素情報の配置例を示す図である。 データカプセルの構造例を示すブロック図である。 データベースに含まれるテーブルの例を示す図である。 データベースに含まれるプロシジャ定義の例を示す図である。 データベースに含まれる権限定義の例を示す図である。 暗号鍵の復元例を示す図である。 暗号鍵の復元例を示す図（続き）である。 サーバ装置のソフトウェア構造例を示すブロック図である。 暗号鍵復元の手順例を示すフローチャートである。 暗号鍵復元の手順例を示すフローチャート（続き）である。
　以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
　［第１の実施の形態］
　第１の実施の形態を説明する。
　図１は、第１の実施の形態の情報処理装置を説明するための図である。
　第１の実施の形態の情報処理装置１０は、暗号化データの復号に用いられる鍵情報を管理する。情報処理装置１０は、クライアント装置でもよいしサーバ装置でもよい。情報処理装置１０が、コンピュータ、鍵管理装置または制御装置と呼ばれてもよい。
　情報処理装置１０は、記憶部１１および処理部１２を有する。記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性半導体メモリでもよいし、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性ストレージでもよい。処理部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサである。ただし、処理部１２が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの電子回路を含んでもよい。プロセッサは、例えば、ＲＡＭなどのメモリ（記憶部１１でもよい）に記憶されたプログラムを実行する。プロセッサの集合が、マルチプロセッサまたは単に「プロセッサ」と呼ばれてもよい。
　記憶部１１は、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を記憶する。データベース１３とデータベース管理プログラム１４とは、パッケージデータとして結合されていてもよい。このパッケージデータが、データカプセルと呼ばれてもよい。
　データベース１３は、データベース管理プログラム１４を通じてアクセスされる。データベース１３は、データを記憶する。データベース１３が、データファイルまたはデータファイル群に相当してもよい。データベース１３は、関係データベースでもよいし、ツリー型やネットワーク型などの非関係データベースでもよい。データベース１３は、データベース管理プログラム１４によって暗号化されてもよい。
　データベース管理プログラム１４は、データベース１３を管理する。データベース管理プログラム１４は、データベース１３へのアクセスの種類を制限することで、データベース１３を保護する。データベース管理プログラム１４は、外部から入力される入力データをデータベース１３に保存することを許可する。
　また、データベース管理プログラム１４は、データベース１３に保存された入力データを変換するプロシジャ１５の実行を許可する。プロシジャ１５は、例えば、データベース管理プログラム１４に事前に登録されるストアドプロシジャであり、データベース１３に対する処理手順を規定したプログラムである。プロシジャ１５は、変換結果データを外部に出力してもよいし、データベース１３に保存してもよい。ただし、プロシジャ１５は、変換前の入力データそのものを外部に出力しない。また、プロシジャ１５の処理手順そのものは外部に開示されない。データベース管理プログラム１４は、プロシジャ１５の定義を示す管理情報を暗号化して保持してもよい。
　一方、データベース管理プログラム１４は、データベース１３に保存された入力データの読み出しを制限する。なお、データベース管理プログラム１４は、データベース１３に入力データを保存することができるユーザを限定してもよく、プロシジャ１５を実行することができるユーザを限定してもよい。データベース管理プログラム１４は、ユーザのアクセス権限の定義を示す管理情報を暗号化して保持してもよく、運用開始後に管理情報を変更することを制限してもよい。
　処理部１２は、暗号化データの復号に用いられる鍵情報１６の要求を受け付ける。要求は、情報処理装置１０の内部で生成されてもよいし、情報処理装置１０の外部から受信されてもよい。処理部１２は、鍵情報１６を要求する情報処理装置から、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を含むパッケージデータを受信してもよい。
　処理部１２は、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を用いて、ノード２１，２２，２３から情報２４，２５，２６を収集する。このとき、情報２４，２５，２６は、データベース１３に保存された状態で取得される。例えば、処理部１２は、ノード２１，２２，２３に、データベース管理プログラム１４を介して情報２４，２５，２６をデータベース１３に保存させる。よって、情報処理装置１０は、情報２４，２５，２６をデータベース１３から読み出さず、情報２４，２５，２６の内容を認識しない。
　ノード２１，２２，２３は、情報処理装置１０と異なる情報処理装置である。ノード２１，２２，２３は、クライアント装置でもよいしサーバ装置でもよい。ノード２１，２２，２３が、コンピュータまたはメンバ装置と呼ばれてもよい。なお、第１の実施の形態ではノード数が３であるが、ノード数は２以上あればよい。ノード２１，２２，２３は、鍵情報１６の復元に用いられる要素情報および要素情報の変換方法を示すロジック情報のうち、少なくとも一方の情報をそれぞれもつ。ノード２１は情報２４をもち、ノード２２は情報２５をもち、ノード２３は情報２６をもつ。なお、鍵情報１６を要求する情報処理装置が、ノード２１，２２，２３のうちの何れかのノードであってもよい。
　情報２４，２５，２６を取得するために、処理部１２は、データベース管理プログラム１４をサーバプロセスとして実行し、データベース１３に情報２４，２５，２６を保存するためのアプリケーションインタフェースをノード２１，２２，２３に開示してもよい。また、処理部１２は、データベース１３、または、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を含むパッケージデータを、ノード２１，２２，２３に順に送信して返信してもらってもよい。また、処理部１２は、データベース１３、または、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を含むパッケージデータを、複製してノード２１，２２，２３に並列に送信して返信してもらってもよい。その場合、処理部１２は、複製されたデータベース１３の内容を、プロシジャ１５を利用して統合する。
　処理部１２は、データベース１３に保存された情報２４，２５，２６に対してプロシジャ１５を実行することで、データベース１３の中に鍵情報１６を復元する。鍵情報１６は、例えば、共通鍵暗号方式の共通鍵または公開鍵暗号方式の秘密鍵である。鍵情報１６を復元する過程で、情報処理装置１０は、情報２４，２５，２６や鍵情報１６をデータベース１３から読み出さず、情報２４，２５，２６や鍵情報１６の内容を認識しない。また、情報処理装置１０は、プロシジャ１５に定義された変換ロジックを認識しない。
　このとき、プロシジャ１５は、情報２４，２５，２６に対して、結合、四則演算、論理演算などの数値計算を変換ロジックとして実行することで、変換後情報を生成してもよい。この変換後情報が、鍵情報１６であってもよい。また、この変換後情報が、鍵情報１６の位置を示す位置情報であってもよい。位置情報が生成された場合、処理部１２は、位置情報が指し示す鍵情報１６をデータベース１３に保存させてもよい。位置情報が指し示す鍵情報１６は、ノード２１，２２，２３のうちの１つのノードがもっていてもよい。
　処理部１２は、鍵情報１６の要求に対する応答として、鍵情報１６を含むデータベース１３を出力する。例えば、処理部１２は、鍵情報１６を要求した情報処理装置にデータベース１３を送信する。処理部１２は、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を含むパッケージデータを出力してもよい。なお、データベース管理プログラム１４は、データベース１３の出力先の情報処理装置がデータベース１３から鍵情報１６を抽出することを許可するように設定されてもよい。
　以上説明したように、第１の実施の形態の情報処理装置１０は、ノード２１，２２，２３から、データベース１３に保存された状態で情報２４，２５，２６を取得する。情報処理装置１０は、データベース１３に保存された情報２４，２５，２６に対してプロシジャ１５を実行することで、データベース１３の中に鍵情報１６を復元する。そして、情報処理装置１０は、鍵情報１６を含むデータベース１３を出力する。
　これにより、情報２４，２５，２６を収集して鍵情報１６を復元する過程においても、情報２４，２５，２６、鍵情報１６および変換ロジックが、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を通じて保護される。このため、情報処理装置１０に攻撃者が侵入した場合や、情報処理装置１０の管理者が悪意で情報を漏洩させる場合であっても、鍵情報１６が第三者に不正取得されるリスクが低下する。この結果、鍵情報１６を用いて暗号化データが不正に復号されるリスクが低下し、データセキュリティが向上する。
　なお、情報処理装置１０は、鍵情報１６の要求元から、データベース１３およびデータベース管理プログラム１４を含むパッケージデータを取得してもよく、鍵情報１６が保存された状態でパッケージデータを返信してもよい。これにより、鍵情報１６の要求元による制御のもとで、データベース１３の保護が強化される。
　また、データベース管理プログラム１４は、情報２４，２５，２６の保存をノード２１，２２，２３に許可し、プロシジャ１５の実行を情報処理装置１０に許可し、鍵情報１６の抽出をデータベース１３の出力先に許可するよう設定されてもよい。これにより、鍵情報１６を復元するために十分なアクセス権限が設定され、鍵情報１６を復元する手続きの円滑化と鍵情報１６の保護とのバランスが図られる。
　また、情報処理装置１０は、プロシジャ１５を用いて情報２４，２５，２６から位置情報を生成してもよく、位置情報に基づいて、ノード２１，２２，２３のうちの１つのノードから、データベース１３に保存された状態で鍵情報１６を取得してもよい。これにより、鍵情報１６の漏洩リスクが更に低下する。
　［第２の実施の形態］
　次に、第２の実施の形態を説明する。
　図２は、第２の実施の形態の情報処理システムの例を示す図である。
　第２の実施の形態の情報処理システムは、データの暗号化および復号のための暗号鍵を、複数のサーバ装置が協調することで分散管理し、暗号鍵の漏洩リスクを低減する。これにより、データ漏洩リスクが低下する。第２の実施の形態の暗号鍵は、共通鍵暗号方式の共通鍵である。ただし、暗号鍵が、公開鍵暗号方式の公開鍵および秘密鍵であってもよい。情報処理システムは、ネットワーク３０に接続された鍵管理サーバ３１、メンバサーバ３２，３３，３４、クラークサーバ３５，３６，３７および鍵検証サーバ３８を有する。ネットワークは、ＬＡＮ（Local Area Network）を含んでもよく、インターネットを含んでもよい。鍵管理サーバ３１は、第１の実施の形態の情報処理装置１０に対応する。
　鍵管理サーバ３１、メンバサーバ３２，３３，３４、クラークサーバ３５，３６，３７および鍵検証サーバ３８は、サーバコンピュータである。鍵管理サーバ３１、メンバサーバ３２，３３，３４、クラークサーバ３５，３６，３７および鍵検証サーバ３８は、ユーザが所有するオンプレミスシステムに含まれてもよいし、データセンタに配置されてもよいし、いわゆるクラウドシステムに含まれてもよい。
　メンバサーバ３２，３３，３４は異なるユーザに対応してもよく、クラークサーバ３５，３６，３７は異なるユーザに対応してもよい。ユーザはメンバ企業であってもよい。鍵管理サーバ３１、メンバサーバ３２，３３，３４、クラークサーバ３５，３６，３７および鍵検証サーバ３８は、サーバ群の中から動的に選択されてもよく、以下に説明する役割（ロール）をサーバ群が持ち回りで担当してもよい。
　鍵管理サーバ３１は、ユーザが使用する暗号鍵の秘匿化および復元を制御する。鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４の１つから暗号鍵の要求を受信する。鍵管理サーバ３１には、暗号鍵そのものは保存されていない。鍵管理サーバ３１は、暗号鍵が要求される毎に、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７から情報を収集し、要求元のメンバサーバ用の暗号鍵を復元して送信する。
　メンバサーバ３２，３３，３４は、暗号鍵を用いてデータの暗号化および復号を行う。メンバサーバ３２，３３，３４は、互いに異なる暗号鍵を使用する。メンバサーバ３２，３３，３４は、事前に暗号鍵を鍵管理サーバ３１に提供し、暗号鍵そのものをローカルに保存しない。メンバサーバ３２，３３，３４は、暗号鍵を使用する際、鍵管理サーバ３１に暗号鍵を要求し、鍵管理サーバ３１から受信した暗号鍵でデータの暗号化および復号を行う。暗号鍵の使用後は、メンバサーバ３２，３３，３４は暗号鍵を破棄する。
　また、メンバサーバ３２，３３，３４は、鍵管理サーバ３１から配布された情報を記憶し、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて鍵管理サーバ３１に情報を送信する。メンバサーバ３２，３３，３４に配布される情報には、暗号鍵を暗号化することで生成される二重化鍵が含まれる。暗号鍵は、メンバサーバ間で異なる個別鍵によって暗号化される。個別鍵は、共通鍵暗号方式の共通鍵である。ただし、個別鍵が、公開鍵暗号方式の公開鍵および秘密鍵でもよい。メンバサーバ３２，３３，３４の間では二重化鍵が交換される。よって、あるメンバサーバ用の二重化鍵は、他のメンバサーバに保存される。
　また、メンバサーバ３２，３３，３４は、二重化鍵に加えて後述するトラップ鍵やダミー鍵を記憶する。二重化鍵とトラップ鍵とダミー鍵とが混在しているため、二重化鍵を読み出すには、二重化鍵の位置を正しく指定することになる。メンバサーバ３２，３３，３４に配布される情報には、二重化鍵の位置を特定するための位置情報が含まれる。メンバサーバ３２，３３，３４は、第１の実施の形態のノード２１，２２，２３に対応する。
　クラークサーバ３５，３６，３７は、暗号鍵を復号するための個別鍵を保護する。クラークサーバ３５，３６，３７は、鍵管理サーバ３１から配布された情報を記憶し、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて鍵管理サーバ３１に情報を送信する。クラークサーバ３５，３６，３７に配布される情報には、個別鍵が含まれる。
　また、クラークサーバ３５，３６，３７は、個別鍵に加えてトラップ鍵やダミー鍵を記憶する。個別鍵とトラップ鍵とダミー鍵とが混在しているため、個別鍵を読み出すには、個別鍵の位置を正しく指定することになる。クラークサーバ３５，３６，３７に配布される情報には、個別鍵の位置を特定するための位置情報が含まれる。
　鍵検証サーバ３８は、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７からの要求に応じて鍵種別を判定する。鍵検証サーバ３８は、事前に設定された判定アルゴリズムに従って、クラークサーバ３５，３６，３７から受信されるビット列が個別鍵、トラップ鍵およびダミー鍵の何れに相当するか判定する。また、鍵検証サーバ３８は、事前に設定された判定アルゴリズムに従って、メンバサーバ３２，３３，３４から受信されるビット列が二重化鍵、トラップ鍵およびダミー鍵の何れに相当するか判定する。
　二重化鍵については、鍵検証サーバ３８は、復号前のビット列から鍵種別を判定してもよいし、復号後のビット列から鍵種別を判定してもよい。また、二重化鍵の復号は、メンバサーバ３２，３３，３４が行ってもよいし、鍵検証サーバ３８が行ってもよい。鍵検証サーバ３８は、判定した鍵種別を応答する。ただし、判定した鍵種別がトラップ鍵である場合、鍵検証サーバ３８はトラップ処理を行う。トラップ処理は、セキュリティ攻撃の可能性を示すアラートを出力することを含む。アラートの出力先は、例えば、鍵管理サーバ３１である。また、トラップ処理は、意図的に応答を遅延させることを含む。これにより、攻撃者が誤った位置を指定した場合、攻撃者のもとに情報が集まることが遅延する。
　第２の実施の形態では、暗号鍵および暗号鍵を復元するための各種情報が鍵管理サーバ３１から漏洩することを抑止するため、後述するデータカプセルが使用される。暗号鍵を要求するメンバサーバは、データカプセルを生成して鍵管理サーバ３１に送信する。このデータカプセルは、鍵管理サーバ３１とメンバサーバ３２，３３，３４との通信および鍵管理サーバ３１とクラークサーバ３５，３６，３７との通信にも使用される。要求元のメンバサーバは、暗号鍵が入ったデータカプセルを鍵管理サーバ３１から受信する。
　ただし、暗号鍵を要求するメンバサーバは、自らデータカプセルを生成する代わりに、図示しないデータカプセル生成サーバにデータカプセルの生成を依頼してもよい。その場合、データカプセル生成サーバは、後述するような設定をデータカプセルに対して行い、暗号鍵を要求するメンバサーバにデータカプセルを提供する。
　図３は、サーバ装置のハードウェア例を示すブロック図である。
　鍵管理サーバ３１は、バスに接続されたＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＨＤＤ１０３、ＧＰＵ１０４、入力インタフェース１０５、媒体リーダ１０６および通信インタフェース１０７を有する。メンバサーバ３２，３３，３４、クラークサーバ３５，３６，３７および鍵検証サーバ３８が、鍵管理サーバ３１と同様のハードウェアを有してもよい。ＣＰＵ１０１は、第１の実施の形態の処理部１２に対応する。ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３は、第１の実施の形態の記憶部１１に対応する。
　ＣＰＵ１０１は、プログラムの命令を実行するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をＲＡＭ１０２にロードし、プログラムを実行する。鍵管理サーバ３１は、複数のプロセッサを有してもよい。
　ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムおよびＣＰＵ１０１で演算に使用されるデータを一時的に記憶する揮発性半導体メモリである。鍵管理サーバ３１は、ＲＡＭ以外の種類の揮発性メモリを有してもよい。
　ＨＤＤ１０３は、ＯＳ（Operating System）、ミドルウェア、アプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、および、データを記憶する不揮発性ストレージである。鍵管理サーバ３１は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の不揮発性ストレージを有してもよい。
　ＧＰＵ１０４は、ＣＰＵ１０１と連携して画像処理を行い、鍵管理サーバ３１に接続された表示装置１１１に画像を出力するプロセッサである。表示装置１１１は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイまたはプロジェクタである。なお、鍵管理サーバ３１に、プリンタなどの他の種類の出力デバイスが接続されてもよい。
　入力インタフェース１０５は、鍵管理サーバ３１に接続された入力デバイス１１２から入力信号を受け付ける。入力デバイス１１２は、例えば、マウス、タッチパネルまたはキーボードである。鍵管理サーバ３１に複数の入力デバイスが接続されてもよい。
　媒体リーダ１０６は、記録媒体１１３に記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体１１３は、例えば、磁気ディスク、光ディスクまたは半導体メモリである。磁気ディスクには、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）およびＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が含まれる。媒体リーダ１０６は、記録媒体１１３から読み取られたプログラムおよびデータを、ＲＡＭ１０２やＨＤＤ１０３などの他の記録媒体にコピーする。読み取られたプログラムは、ＣＰＵ１０１によって実行されることがある。
　記録媒体１１３は、可搬型記録媒体であってもよい。記録媒体１１３は、プログラムおよびデータの配布に用いられることがある。また、記録媒体１１３およびＨＤＤ１０３が、コンピュータ読み取り可能な記録媒体と呼ばれてもよい。
　通信インタフェース１０７は、ネットワーク３０を介してメンバサーバ３２，３３，３４やクラークサーバ３５，３６，３７と通信する。通信インタフェース１０７は、スイッチやルータなどの有線通信装置に接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局やアクセスポイントなどの無線通信装置に接続される無線通信インタフェースでもよい。
　次に、暗号鍵を復元するための鍵要素情報について説明する。
　図４は、暗号鍵から生成される鍵要素情報の例を示す図である。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４から、メンバサーバ３２，３３，３４に対応する３つの暗号鍵を取得する。暗号鍵４１は、メンバサーバ３２の暗号鍵である。鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４に対応させて３つの個別鍵を生成する。個別鍵４２は、メンバサーバ３２に対応する個別鍵である。鍵管理サーバ３１は、３つの暗号鍵をそれぞれ対応する個別鍵で暗号化して、３つの二重化鍵を生成する。二重化鍵４３は、暗号鍵４１を個別鍵４２で暗号化することによって生成される。
　鍵管理サーバ３１は、３つの二重化鍵から、３つの二重化鍵リストと３つの二重化鍵位置情報を生成する。各二重化鍵リストは、１つの二重化鍵と複数のトラップ鍵と複数のダミー鍵を含む。３つの二重化鍵リストは、異なるメンバサーバに配布される。二重化鍵リスト４６は、メンバサーバ３２に配布される。この二重化鍵リスト４６には、メンバサーバ３２の二重化鍵４３が含まれないことが好ましい。
　各二重化鍵位置情報は、３つの二重化鍵リストにおける二重化鍵の位置を算出するための断片的情報である。何れの二重化鍵の位置の算出にも、３つの二重化鍵位置情報の全てが使用される。３つの二重化鍵位置情報は、異なるメンバサーバに配布される。二重化鍵位置情報４７は、メンバサーバ３２に配布される。
　また、鍵管理サーバ３１は、３つの個別鍵から、３つの個別鍵リストと３つの個別鍵位置情報を生成する。各個別鍵リストは、１つの個別鍵と複数のトラップ鍵と複数のダミー鍵を含む。３つの個別鍵リストは、異なるクラークサーバに配布される。個別鍵リスト４４は、クラークサーバ３５に配布される。この個別鍵リスト４４には、メンバサーバ３５の個別鍵４２が含まれないことが好ましい。
　各個別鍵位置情報は、３つの個別鍵リストにおける個別鍵の位置を算出するための断片的情報である。何れの個別鍵の位置の算出にも、３つの個別鍵位置情報の全てが使用される。３つの個別鍵位置情報は、異なるクラークサーバに配布される。個別鍵位置情報４５は、クラークサーバ３５に配布される。
　図５は、サーバ装置への鍵要素情報の配置例を示す図である。
　クラークサーバ３５は、個別鍵位置情報１４１と個別鍵リスト１４４を記憶する。クラークサーバ３６は、個別鍵位置情報１４２と個別鍵リスト１４５を記憶する。クラークサーバ３７は、個別鍵位置情報１４３と個別鍵リスト１４６を記憶する。
　鍵管理サーバ３１は、クラークサーバの台数×個別鍵の個数だけ乱数を生成する。ここでは、鍵管理サーバ３１は、３×３＝９個の乱数を生成する。第２の実施の形態では説明を簡単にするため各乱数が１桁であるが、各乱数が２桁以上であってもよい。鍵管理サーバ３１は、３つの個別鍵に３つずつ乱数を割り当てる。鍵管理サーバ３１は、個別鍵毎に、３つの乱数をハッシュ関数に入力して正しい位置を算出する。
　ハッシュ関数は、例えば、偶数乱数の和×奇数乱数の積のように規定される。鍵管理サーバ３１は、個別鍵リスト１４４，１４５，１４６の長さ、すなわち、列挙される鍵の個数を決定しておく。ハッシュ関数によって算出される位置が個別鍵リスト１４４，１４５，１４６の長さを超える場合、鍵管理サーバ３１は乱数を再生成してもよい。また、異なる個別鍵の位置は異なることが好ましい。異なる個別鍵の位置が衝突した場合、鍵管理サーバ３１は乱数を再生成してもよい。
　例えば、鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２の個別鍵について乱数「１」「２」「３」を生成し、メンバサーバ３３の個別鍵について乱数「１」「１」「２」を生成し、メンバサーバ３４の個別鍵について乱数「１」「２」「２」を生成する。メンバサーバ３２の個別鍵の位置は２×（１×３）＝６、メンバサーバ３３の個別鍵の位置は２×（１×１）＝２、メンバサーバ３４の個別鍵の位置は（２＋２）×１＝４である。
　鍵管理サーバ３１は、各個別鍵に割り当てられた３つの乱数のうちの１番目の乱数を含むように個別鍵位置情報１４３を生成し、２番目の乱数を含むように個別鍵位置情報１４１を生成し、３番目の乱数を含むように個別鍵位置情報１４２を生成する。例えば、個別鍵位置情報１４３は「１」「１」「１」、個別鍵位置情報１４１は「２」「１」「２」、個別鍵位置情報１４２は「３」「２」「２」である。
　また、鍵管理サーバ３１は、３つの個別鍵と上記で算出された３つの正しい位置に基づいて、個別鍵リスト１４４，１４５，１４６を生成する。例えば、個別鍵リスト１４６は、正しい位置である＃６にメンバサーバ３２用の個別鍵を含む。個別鍵リスト１４４は、正しい位置である＃２にメンバサーバ３３用の個別鍵を含む。個別鍵リスト１４５は、正しい位置である＃４にメンバサーバ３４用の個別鍵を含む。
　ここで、個別鍵リスト１４４，１４５，１４６はそれぞれ、他の個別鍵リストで個別鍵が配置されている位置にダミー鍵を配置する。また、個別鍵リスト１４４，１４５，１４６はそれぞれ、他の個別鍵リストの何れでも個別鍵が配置されていない位置にトラップ鍵を配置する。例えば、個別鍵リスト１４６は、＃２，＃４にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。個別鍵リスト１４４は、＃４，＃６にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。個別鍵リスト１４５は、＃２，＃６にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。
　鍵管理サーバ３１は、個別鍵位置情報１４１，１４２，１４３をランダムにクラークサーバ３５，３６，３７に配布する。また、鍵管理サーバ３１は、個別鍵リスト１４４，１４５，１４６をランダムにクラークサーバ３５，３６，３７に配布する。鍵管理サーバ３１は、配布先のシャッフルの結果を記録しておかなくてよい。
　メンバサーバ３２は、二重化鍵位置情報１５１と二重化鍵リスト１５４を記憶する。メンバサーバ３３は、二重化鍵位置情報１５２と二重化鍵リスト１５５を記憶する。メンバサーバ３４は、二重化鍵位置情報１５３と二重化鍵リスト１５６を記憶する。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバの台数×二重化鍵の個数だけ乱数を生成する。ここでは、鍵管理サーバ３１は、３×３＝９個の乱数を生成する。鍵管理サーバ３１は、３つの二重化鍵に３つずつ乱数を割り当てる。鍵管理サーバ３１は、二重化鍵毎に、３つの乱数をハッシュ関数に入力して正しい位置を算出する。二重化鍵用のハッシュ関数は、個別鍵用のハッシュ関数と同じでもよいし異なってもよい。例えば、二重化鍵用のハッシュ関数は、個別鍵用と同じく、偶数乱数の和×奇数乱数の積である。
　鍵管理サーバ３１は、二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６の長さを決定しておく。ハッシュ関数によって算出される位置が二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６の長さを超える場合、鍵管理サーバ３１は乱数を再生成してもよい。また、異なる二重化鍵の位置は異なることが好ましい。異なる二重化鍵の位置が衝突した場合、鍵管理サーバ３１は乱数を再生成してもよい。
　例えば、鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２の二重化鍵の乱数「１」「２」「２」を生成し、メンバサーバ３３の二重化鍵の乱数「３」「２」「１」を生成し、メンバサーバ３４の二重化鍵の乱数「１」「１」「２」を生成する。メンバサーバ３２の二重化鍵の位置は（２＋２）×１＝４、メンバサーバ３３の二重化鍵の位置は２×（１×３）＝６、メンバサーバ３４の二重化鍵の位置は２×（１×１）＝２である。
　鍵管理サーバ３１は、各二重化鍵に割り当てられた３つの乱数のうちの１番目の乱数を含むように二重化鍵位置情報１５３を生成し、２番目の乱数を含むように二重化鍵位置情報１５１を生成し、３番目の乱数を含むように二重化鍵位置情報１５２を生成する。例えば、二重化鍵位置情報１５３は「１」「３」「１」、二重化鍵位置情報１５１は「２」「２」「１」、二重化鍵位置情報１５２は「２」「１」「２」である。
　また、鍵管理サーバ３１は、３つの二重化鍵と上記で算出された３つの正しい位置に基づいて、二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６を生成する。例えば、二重化鍵リスト１５６は、正しい位置である＃４にメンバサーバ３２用の二重化鍵を含む。二重化鍵リスト１５４は、正しい位置である＃６にメンバサーバ３３用の二重化鍵を含む。二重化鍵リスト１５５は、正しい位置が示す＃２にメンバサーバ３４用の二重化鍵を含む。
　ここで、二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６はそれぞれ、他の二重化鍵リストで二重化鍵が配置されている位置にダミー鍵を配置する。また、二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６はそれぞれ、他の二重化鍵リストの何れでも二重化鍵が配置されていない位置にトラップ鍵を配置する。例えば、二重化鍵リスト１５６は、＃２，＃６にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。二重化鍵リスト１５４は、＃２，＃４にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。二重化鍵リスト１５５は、＃４，＃６にダミー鍵を含み、＃１，＃３，＃５にトラップ鍵を含む。
　鍵管理サーバ３１は、二重化鍵位置情報１５１，１５２，１５３をランダムにメンバサーバ３２，３３，３４に配布する。また、鍵管理サーバ３１は、二重化鍵リスト１５４，１５５，１５６をランダムにメンバサーバ３２，３３，３４に配布する。鍵管理サーバ３１は、配布先のシャッフルの結果を記録しておかなくてよい。
　次に、データカプセルについて説明する。データカプセルは、暗号化されたデータベースと、データベースへの限定されたアクセスを提供するデータベース管理プログラム（ＤＢＭＳ（Database Management System）プログラム）とを含む。
　図６は、データカプセルの構造例を示すブロック図である。
　データカプセル１３０は、管理情報ファイル１３１、データファイル１３２、ＤＢＭＳプログラム１３３、消去プログラム１３４およびコンテナプログラム１３５を含む。なお、データファイル１３２は、第１の実施の形態のデータベース１３に対応する。ＤＢＭＳプログラム１３３は、第１の実施の形態のデータベース管理プログラム１４に対応する。
　管理情報ファイル１３１は、データベースへのアクセスの制御に用いられる管理情報が記載されるファイルである。管理情報ファイル１３１は、データファイル１３２のファイルパスを含む。また、管理情報ファイル１３１は、利用者定義１３６、権限定義１３７、データ構造定義１３８およびプロシジャ定義１３９を含む。
　利用者定義１３６は、データベースにアクセスできる利用者を示す。利用者は、利用者名で識別されてもよく、サーバ装置のサーバ名またはロールＩＤで識別されてもよく、サーバ装置の通信アドレスで識別されてもよい。権限定義１３７は、各利用者に対して許容するデータ操作の種類を示す。例えば、データベースに対するデータ検索、データ挿入、データ更新およびデータ削除それぞれの可否が規定される。また、登録されたストアドプロシジャのうち各利用者が実行可能なストアドプロシジャが規定される。
　データ構造定義１３８は、関係データベースのテーブル構造を示す。なお、データカプセル１３０は関係データベースを使用しているが、ツリー型データベースやネットワーク型データベースなどの非関係データベースを使用してもよい。
　プロシジャ定義１３９は、ストアドプロシジャを示す。ストアドプロシジャは、単一のＳＱＬ文で記述することが難しいような一連のデータ処理を記述したプログラムである。ストアドプロシジャは、ＳＱＬを拡張したプロシジャ記述言語を用いて記述される。ＳＱＬ文に代えてストアドプロシジャ呼び出し命令が受信されると、そのストアドプロシジャが実行される。ストアドプロシジャを適切に利用することで、データベースに保存されたデータそのものがデータカプセル１３０の外部に出力されることが制限される。
　管理情報ファイル１３１は暗号化される。暗号化の単位は、管理情報ファイル１３１全体のように疎粒度でもよいし、利用者定義１３６や権限定義１３７のように管理情報ファイル１３１の各項目を単位とする細粒度でもよい。
　データファイル１３２は、関係データベースのテーブルのレコードを含むファイルである。データファイル１３２は暗号化される。暗号化の単位は、データファイル１３２全体のように疎粒度でもよいし、テーブル単位やレコード単位のように細粒度でもよい。
　ＤＢＭＳプログラム１３３は、通常のＤＢＭＳプログラムと比べて機能が制限された制限版のＤＢＭＳプログラムである。ＤＢＭＳプログラム１３３は、管理情報ファイル１３１を変更する機能をもたない。また、ＤＢＭＳプログラム１３３は、データ検索、データ挿入、データ更新およびデータ削除のうち、データ更新やデータ削除などの一部のデータ操作を実行する機能をもたないことがある。
　ＤＢＭＳプログラム１３３は、データファイル１３２に対する制限されたアクセスを利用者に提供する。ＤＢＭＳプログラム１３３は、利用者から要求メッセージを受信し、利用者定義１３６および権限定義１３７に基づいて、要求メッセージの内容が利用者の権限の範囲内であることを確認する。そして、ＤＢＭＳプログラム１３３は、データファイル１３２に含まれる関係テーブルに対して、要求メッセージに含まれるＳＱＬ文または要求メッセージが指定するストアドプロシジャを実行する。
　データカプセル１３０の生成時、機能が制限されていない通常版のＤＢＭＳプログラムを用いて、管理情報ファイル１３１およびデータファイル１３２が生成されて暗号化される。このとき、後述する暗号鍵復元フローを実現するための適切な利用者定義１３６、権限定義１３７、データ構造定義１３８およびプロシジャ定義１３９が設定される。その後、通常版のＤＢＭＳプログラムがＤＢＭＳプログラム１３３に入れ替えられる。
　消去プログラム１３４は、コンテナプログラム１３５からの指示に応じて、データ漏洩を抑止するため、管理情報ファイル１３１およびデータファイル１３２を削除するプログラムである。消去プログラム１３４は、先に管理情報ファイル１３１を削除し、その後にデータファイル１３２を削除する。管理情報ファイル１３１およびデータファイル１３２の削除は、復元不能にするため、管理情報ファイル１３１およびデータファイル１３２が記憶された記憶領域に特定のビットを上書きすることで行われる。
　コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０を単一ファイルにカプセル化するための代表プログラムである。データカプセル１３０を起動しようとすると、コンテナプログラム１３５が最初に実行される。コンテナプログラム１３５は、起動時に、利用者ＩＤとパスワードを用いた利用者認証を行う。コンテナプログラム１３５は、利用者ＩＤと正解のパスワードの対応を示すアカウント情報を保持してもよい。利用者認証に成功すると、コンテナプログラム１３５は、ＤＢＭＳプログラム１３３を起動する。
　また、コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０が不正に使用されていないことを継続的に確認する状態確認を開始する。コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０の不正使用の可能性のある事象を検出すると、データカプセル１３０を無効化することを決定し、消去プログラム１３４を起動する。
　状態確認として、コンテナプログラム１３５は、起動後に図示しない監視サーバと定期的に通信する。監視サーバは、データカプセル生成サーバでもよく、暗号鍵を要求したメンバサーバでもよい。通信不能が検出された場合、コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０の無効化を決定する。また、コンテナプログラム１３５は、現在時刻が有効期限を過ぎていないことを確認する。コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０の有効期限の情報を保持してもよい。現在時刻が有効期限を過ぎた場合、コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０の無効化を決定する。
　また、コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０に対する利用者認証の結果を監視して不正侵入を検出する。複数回の利用者認証の結果が特定のパターンに該当する場合、コンテナプログラム１３５は、不正侵入の可能性があると判断してデータカプセル１３０の無効化を決定する。不正侵入のパターンは、例えば、時間Ｔ１以内に利用者認証の失敗回数が閾値を超え、それに続く時間Ｔ２以内に利用者認証が成功したことである。
　鍵検証サーバ３８がアラートを出力した場合、コンテナプログラム１３５は、アラートを利用者認証の失敗とみなしてもよい。また、鍵検証サーバ３８がアラートを出力した場合、コンテナプログラム１３５は、データカプセル１３０の無効化を決定してもよい。そのために、例えば、コンテナプログラム１３５は、鍵検証サーバ３８からアラートを受信する。状態確認によって、許可されていない者にデータカプセル１３０が転送された可能性や、許可されていない者がデータカプセル１３０に不正侵入した可能性が検出される。
　図７は、データベースに含まれるテーブルの例を示す図である。
　データファイル１３２は、関係データベースのテーブルとして、クラークテーブル１６１、メンバテーブル１６２、暗号鍵テーブル１６３、個別鍵位置テーブル１６４、個別鍵テーブル１６５および二重化鍵位置テーブル１６６を含む。
　クラークテーブル１６１およびメンバテーブル１６２は、データカプセル１３０の生成時に作成され、更新されない。暗号鍵テーブル１６３、個別鍵位置テーブル１６４、個別鍵テーブル１６５および二重化鍵位置テーブル１６６は、データカプセル１３０の生成時は空である。個別鍵位置テーブル１６４および個別鍵テーブル１６５には、クラークサーバ３５，３６，３７からレコードが挿入される。暗号鍵テーブル１６３および二重化鍵位置テーブル１６６には、メンバサーバ３２，３３，３４からレコードが挿入される。
　クラークテーブル１６１は、個別鍵位置情報および個別鍵リストをもつ全てのクラークサーバの識別子を格納するテーブルである。クラークテーブル１６１には、クラークサーバ３５，３６，３７の識別子が登録される。メンバテーブル１６２は、二重化鍵位置情報および二重化鍵リストをもつ全てのメンバサーバの識別子を格納するテーブルである。メンバテーブル１６２には、メンバサーバ３２，３３，３４の識別子が登録される。なお、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７の識別子は、サーバ名でもよいし、ロールＩＤでもよいし、サーバアドレスでもよい。
　暗号鍵テーブル１６３は、復元された暗号鍵を格納するテーブルである。メンバサーバ３２，３３，３４のうち何れか１つのメンバサーバが、要求された暗号鍵を暗号鍵テーブル１６３に挿入する。他のメンバサーバは、要求された暗号鍵が見つからなかったことを示すＦａｌｓｅレコードを暗号鍵テーブル１６３に挿入する。ただし、他のメンバサーバは、暗号鍵テーブル１６３にレコードを挿入しないようにしてもよい。
　個別鍵位置テーブル１６４は、個別鍵位置情報を格納するテーブルである。クラークサーバ３５，３６，３７は、個別鍵位置テーブル１６４にレコードを挿入する。個別鍵位置テーブル１６４の各レコードは、クラーク識別子および個別鍵位置情報を含む。クラーク識別子は、個別鍵位置情報を格納したクラークサーバを示す。個別鍵位置情報は、３つの個別鍵に対応する３つの数値を含む。個別鍵位置テーブル１６４に基づいて、個別鍵リストの中で３つの個別鍵の位置を示す３つのインデックスが算出される。
　個別鍵テーブル１６５は、個別鍵を格納するテーブルである。クラークサーバ３５，３６，３７は、個別鍵テーブル１６５にレコードを挿入する。個別鍵テーブル１６５の各レコードは、クラーク識別子、メンバ識別子、個別鍵および対象フラグを含む。クラーク識別子は、個別鍵を格納したクラークサーバを示す。メンバ識別子は、個別鍵が何れのメンバサーバ用のものであるかを示す。対象フラグは、個別鍵が、今回暗号鍵を要求したメンバサーバに対応するものであるか否かを示す。対象フラグは、暗号鍵の要求を受け付けた鍵管理サーバ３１によって書き込まれる。
　後述するように、鍵管理サーバ３１はクラークサーバ３５，３６，３７それぞれに対して、３つのメンバ識別子に対応する３つの個別鍵を要求する。各クラークサーバは、高々１つのメンバ識別子について正しい個別鍵を出力し、他のメンバ識別子については個別鍵が見つからなかったことを示すＦａｌｓｅを出力する。各クラークサーバは、個別鍵が見つからなかったメンバ識別子については、Ｆａｌｓｅレコードを個別鍵テーブル１６５に挿入してもよいし、レコードを個別鍵テーブル１６５に挿入しなくてもよい。
　二重化鍵位置テーブル１６６は、二重化鍵位置情報を格納するテーブルである。メンバサーバ３２，３３，３４は、二重化鍵位置テーブル１６６にレコードを挿入する。二重化鍵位置テーブル１６６の各レコードは、メンバ識別子および二重化鍵位置情報を含む。メンバ識別子は、二重化鍵位置情報を格納したメンバサーバを示す。二重化鍵位置情報は、所望の二重化鍵に関する１つの数値を含む。二重化鍵位置テーブル１６６に基づいて、二重化鍵リストの中で所望の二重化鍵の位置を示すインデックスが算出される。
　図８は、データベースに含まれるプロシジャ定義の例を示す図である。
　プロシジャ定義１３９には、以下に説明するようなストアドプロシジャが登録される。ここでは、各ストアドプロシジャの入力、出力および処理概要について説明する。プロシジャ定義１３９は、実際にはプロシジャ記述言語で記載されたプログラムを含む。プロシジャ定義１３９は、ストアドプロシジャ１７１～１７８を含む。
　ストアドプロシジャ１７１は、個別鍵位置通信完了を示す。ストアドプロシジャ１７１は、個別鍵位置テーブル１６４にレコードが挿入されたことを契機として呼び出される。ストアドプロシジャ１７１は、クラークテーブル１６１と個別鍵位置テーブル１６４とを照合して、全てのクラークサーバから個別鍵位置情報を受信したか判定する。ストアドプロシジャ１７１は、判定結果を示すＴｒｕｅまたはＦａｌｓｅを出力する。
　ストアドプロシジャ１７２は、個別鍵位置算出を示す。ストアドプロシジャ１７２は、ストアドプロシジャ１７１がＴｒｕｅを出力したことを契機として呼び出される。ストアドプロシジャ１７２は、個別鍵位置テーブル１６４に含まれる個別鍵位置情報を合成して、各メンバサーバの個別鍵位置を示すインデックスを算出する。例えば、ストアドプロシジャ１７２は、メンバサーバ毎に偶数の和×奇数の積を算出する。ストアドプロシジャ１７２は、算出された個別鍵位置を出力する。なお、個別鍵位置を算出するロジックは、ストアドプロシジャ１７２の中に秘匿されており、外部に公開されない。
　ストアドプロシジャ１７３は、個別鍵通信完了を示す。ストアドプロシジャ１７３は、個別鍵テーブル１６５にレコードが挿入されたことを契機として呼び出される。また、ストアドプロシジャ１７３は、暗号鍵を要求したメンバサーバを示す対象メンバ識別子を受け付ける。ストアドプロシジャ１７３は、クラークテーブル１６１と個別鍵テーブル１６５とを照合して、全てのクラークサーバから個別鍵の読み出し結果を受信したか判定する。ストアドプロシジャ１７３は、判定結果を示すＴｒｕｅまたはＦａｌｓｅを出力する。また、ストアドプロシジャ１７３は、判定結果がＴｒｕｅである場合、個別鍵テーブル１６５の中で対象メンバ識別子に対応する対象フラグをＴｒｕｅに書き換える。
　ストアドプロシジャ１７４は、個別鍵出力を示す。ストアドプロシジャ１７４は、個別鍵テーブル１６５から、対象フラグがＴｒｕｅである個別鍵を読み出す。ストアドプロシジャ１７４は、読み出した個別鍵を出力する。ただし、ストアドプロシジャ１７４は、個別鍵を出力する代わりに、個別鍵を用いた特定の処理を実行するようにしてもよい。また、データカプセル１３０は、ストアドプロシジャ１７４を定義する代わりに、特定の利用者に個別鍵テーブル１６５に対するデータ検索を許可してもよい。
　ストアドプロシジャ１７５は、二重化鍵位置通信完了を示す。ストアドプロシジャ１７５は、二重化鍵位置テーブル１６６にレコードが挿入されたことを契機として呼び出される。ストアドプロシジャ１７５は、メンバテーブル１６２と二重化鍵位置テーブル１６６とを照合して、全てのメンバサーバから二重化鍵位置情報を受信したか判定する。ストアドプロシジャ１７５は、判定結果を示すＴｒｕｅまたはＦａｌｓｅを出力する。
　ストアドプロシジャ１７６は、二重化鍵位置算出を示す。ストアドプロシジャ１７６は、ストアドプロシジャ１７５がＴｒｕｅを出力したことを契機として呼び出される。ストアドプロシジャ１７６は、二重化鍵位置テーブル１６６に含まれる二重化鍵位置情報を合成して、対象メンバの二重化鍵位置を示すインデックスを算出する。例えば、ストアドプロシジャ１７６は、偶数の和×奇数の積を算出する。ストアドプロシジャ１７６は、算出された二重化鍵位置を出力する。なお、二重化鍵位置を算出するロジックは、ストアドプロシジャ１７６の中に秘匿されており、外部に公開されない。
　ストアドプロシジャ１７７は、暗号鍵通信完了を示す。ストアドプロシジャ１７７は、暗号鍵テーブル１６３にレコードが挿入されたことを契機として呼び出される。ストアドプロシジャ１７７は、メンバテーブル１６２と暗号鍵テーブル１６３とを照合して、全てのメンバサーバから暗号鍵の読み出し結果を受信したか判定する。ストアドプロシジャ１７７は、判定結果を示すＴｒｕｅまたはＦａｌｓｅを出力する。
　ストアドプロシジャ１７８は、暗号鍵出力を示す。ストアドプロシジャ１７８は、暗号鍵テーブル１６３から暗号鍵を読み出し、読み出した暗号鍵を出力する。ただし、データカプセル１３０は、ストアドプロシジャ１７８を定義する代わりに、特定の利用者に暗号鍵テーブル１６３に対するデータ検索を許可してもよい。
　図９は、データベースに含まれる権限定義の例を示す図である。
　権限定義１３７は、鍵管理サーバ３１、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７に対して、以下のようなアクセス権限を付与する。
　鍵管理サーバ３１に対しては、個別鍵出力および暗号鍵出力を除くストアドプロシジャ、すなわち、ストアドプロシジャ１７１，１７２，１７３，１７５，１７６，１７７の実行が許可される。よって、鍵管理サーバ３１は、データカプセル１３０から個別鍵位置および二重化鍵位置を取得することができる。一方、鍵管理サーバ３１に対しては、テーブルへのデータ挿入およびテーブルからのデータ検索が禁止される。
　クラークサーバ３５，３６，３７に対しては、テーブルへのデータ挿入が許可される。一方、クラークサーバ３５，３６，３７に対しては、テーブルからのデータ検索およびストアドプロシジャの実行が禁止される。
　メンバサーバ３２，３３，３４に対しては、テーブルへのデータ挿入が許可される。また、メンバサーバ３２，３３，３４に対しては、個別鍵出力を示すストアドプロシジャ１７４の実行が許可される。メンバサーバ３２に対しては更に、暗号鍵出力を示すストアドプロシジャ１７８の実行が許可される。一方、メンバサーバ３２，３３，３４に対しては、テーブルからのデータ検索および他のストアドプロシジャの実行が禁止される。ただし、ストアドプロシジャ１７４の実行に代えて、個別鍵テーブル１６５からのデータ検索が許可されてもよい。また、ストアドプロシジャ１７８の実行に代えて、暗号鍵テーブル１６３からのデータ検索が許可されてもよい。
　次に、暗号鍵を復元するフローについて説明する。
　図１０は、暗号鍵の復元例を示す図である。
　メンバサーバ３２は、鍵管理サーバ３１に暗号鍵を要求する。このとき、メンバサーバ３２は、データカプセル１３０を鍵管理サーバ３１に送信する。鍵管理サーバ３１は、ＤＢＭＳプログラム１３３をサーバプロセスとして起動し、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７に対してＤＢＭＳプログラム１３３のアプリケーションインタフェースを開示する。これにより、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７は、同一のデータベースにアクセスできる。
　ただし、鍵管理サーバ３１は、データカプセル１３０の送信および回収を、メンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７との間で逐次的に実行することも可能である。また、鍵管理サーバ３１は、データカプセル１３０を複製してメンバサーバ３２，３３，３４およびクラークサーバ３５，３６，３７に送信してもよい。その場合、鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャを利用して、回収した複製がもつデータを１つのデータカプセルに集約すればよい。
　鍵管理サーバ３１は、クラークサーバ３５，３６，３７に対して並列に個別鍵位置情報を要求する。クラークサーバ３５は、個別鍵位置情報１４１をデータカプセル１３０に挿入する。クラークサーバ３６は、個別鍵位置情報１４２をデータカプセル１３０に挿入する。クラークサーバ３７は、個別鍵位置情報１４３をデータカプセル１３０に挿入する。
　鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャ１７２を実行する。ストアドプロシジャ１７２は、個別鍵位置情報１４１，１４２，１４３に含まれる１番目の数値をハッシュ関数に入力して、メンバサーバ３２の個別鍵位置を算出する。また、ストアドプロシジャ１７２は、２番目の数値をハッシュ関数に入力してメンバサーバ３３の個別鍵位置を算出し、３番目の数値をハッシュ関数に入力してメンバサーバ３４の個別鍵位置を算出する。鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャ１７２から、メンバサーバ３２，３３，３４の個別鍵位置として「６」「２」「４」を取得する。このとき、個別鍵位置情報１４１，１４２，１４３およびそれを合成するロジックは、鍵管理サーバ３１から保護される。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４の個別鍵がそれぞれ何れのクラークサーバにあるか知らない。そこで、鍵管理サーバ３１は、個別鍵位置「６」「２」「４」を指定して、クラークサーバ３５，３６，３７に対して並列に個別鍵を要求する。
　クラークサーバ３５は、個別鍵リスト１４４から個別鍵位置「６」「２」「４」それぞれの鍵を抽出する。クラークサーバ３５は、抽出された鍵が個別鍵であるか否かを鍵検証サーバ３８に問い合わせる。個別鍵位置「６」「２」「４」の鍵は何れもトラップ鍵でないため、鍵検証サーバ３８からクラークサーバ３５への応答は遅延しない。クラークサーバ３５は、個別鍵位置「６」に対しては抽出失敗、個別鍵位置「２」に対しては個別鍵、個別鍵位置「４」に対しては抽出失敗を、データカプセル１３０に挿入する。
　同様に、クラークサーバ３６は、個別鍵リスト１４５から個別鍵位置「６」「２」「４」それぞれの鍵を抽出する。クラークサーバ３６は、個別鍵位置「６」に対しては抽出失敗、個別鍵位置「２」に対しては抽出失敗、個別鍵位置「４」に対しては個別鍵を、データカプセル１３０に挿入する。クラークサーバ３７は、個別鍵リスト１４６から個別鍵位置「６」「２」「４」それぞれの鍵を抽出する。クラークサーバ３７は、個別鍵位置「６」に対しては個別鍵、個別鍵位置「２」に対しては抽出失敗、個別鍵位置「４」に対しては抽出失敗を、データカプセル１３０に挿入する。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２のメンバ識別子を指定して、ストアドプロシジャ１７３を実行する。ストアドプロシジャ１７３は、データカプセル１３０から抽出失敗の情報を除去する。これにより、データカプセル１３０には、メンバサーバ３２，３３，３４に対応する３つの個別鍵が残る。ストアドプロシジャ１７３は、３つの個別鍵のうち、メンバサーバ３２のメンバ識別子に対応する個別鍵にマークを付与する。このとき、個別鍵は鍵管理サーバ３１から保護される。
　図１１は、暗号鍵の復元例を示す図（続き）である。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４に対して並列に、二重化鍵位置情報に含まれる３つの数値のうちメンバサーバ３２に関する数値を要求する。メンバサーバ３２は、二重化鍵位置情報１５１に含まれる１番目の数値「２」をデータカプセル１３０に挿入する。メンバサーバ３３は、二重化鍵位置情報１５２に含まれる１番目の数値「２」をデータカプセル１３０に挿入する。メンバサーバ３４は、二重化鍵位置情報１５３に含まれる１番目の数値「１」をデータカプセル１３０に挿入する。
　このとき、鍵管理サーバ３１は、二重化鍵位置情報の中の何番目の数値を抽出するかをメンバサーバ３２，３３，３４に対して指定してもよい。また、二重化鍵位置情報１５１，１５２，１５３は、３つの個別鍵と３つの数値とを対応付けていてもよい。その場合、鍵管理サーバ３１は、マークが付された個別鍵に対応する数値をメンバサーバ３２，３３，３４に対して要求する。メンバサーバ３２，３３，３４は、マークが付された個別鍵をデータカプセル１３０から読み出し、その個別鍵に対応する数値を抽出する。二重化鍵位置情報の各数値が個別鍵で暗号化されていてもよい。その場合、メンバサーバ３２，３３，３４は、読み出した個別鍵で復号できる数値を探す。
　鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャ１７６を実行する。ストアドプロシジャ１７６は、メンバサーバ３２，３３，３４から収集した３つの数値をハッシュ関数に入力して、メンバサーバ３２の二重化鍵位置を算出する。鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャ１７６から、メンバサーバ３２の二重化鍵位置として「４」を取得する。このとき、収集された数値およびそれを合成するロジックは、鍵管理サーバ３１から保護される。
　鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２の二重化鍵が何れのメンバサーバにあるか知らない。そこで、鍵管理サーバ３１は、二重化鍵位置「４」を指定して、メンバサーバ３２，３３，３４に対して並列に暗号鍵を要求する。
　メンバサーバ３２は、二重化鍵リスト１５４から二重化鍵位置「４」の鍵を抽出し、マークが付された個別鍵をデータカプセル１３０から読み出す。メンバサーバ３２は、抽出された鍵が二重化鍵であるか否かを鍵検証サーバ３８に問い合わせる。二重化鍵位置「４」の鍵はトラップ鍵でないため、鍵検証サーバ３８からメンバサーバ３２への応答は遅延しない。メンバサーバ３２は、抽出失敗をデータカプセル１３０に挿入する。
　同様に、メンバサーバ３３は、二重化鍵リスト１５５から二重化鍵位置「４」の鍵を抽出し、マークが付された個別鍵をデータカプセル１３０から読み出す。メンバサーバ３３は、抽出失敗をデータカプセル１３０に挿入する。メンバサーバ３４は、二重化鍵リスト１５６から二重化鍵位置「４」の鍵を抽出し、マークが付された個別鍵をデータカプセル１３０から読み出す。メンバサーバ３３は、抽出された二重化鍵を個別鍵で復号し、復号された暗号鍵をデータカプセル１３０に挿入する。
　鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャ１７７を実行する。ストアドプロシジャ１７７は、データカプセル１３０から抽出失敗の情報を除去する。これにより、データカプセル１３０には、メンバサーバ３２の暗号鍵が残る。このとき、暗号鍵は鍵管理サーバ３１から保護される。鍵管理サーバ３１は、データカプセル１３０をメンバサーバ３２に送信する。メンバサーバ３２は、データカプセル１３０から暗号鍵を読み出す。
　次に、サーバ装置の機能および処理手順について説明する。
　図１２は、サーバ装置のソフトウェア構造例を示すブロック図である。
　鍵管理サーバ３１は、鍵情報配置部１２１および暗号鍵復元部１２２を有する。鍵情報配置部１２１および暗号鍵復元部１２２は、例えば、ＣＰＵ１０１、通信インタフェース１０７およびプログラムを用いて実装される。
　鍵情報配置部１２１は、登録される暗号鍵をメンバサーバ３２，３３，３４から受け付ける。鍵情報配置部１２１は、メンバサーバ毎に個別鍵を生成し、暗号鍵を個別鍵で暗号化して二重化鍵を生成する。鍵情報配置部１２１は、個別鍵、二重化鍵および乱数に基づいて、個別鍵位置情報、個別鍵リスト、二重化鍵位置情報および二重化鍵リストを生成する。鍵情報配置部１２１は、個別鍵位置情報および個別鍵リストを、クラークサーバ３５，３６，３７に送信して記憶させる。また、鍵情報配置部１２１は、二重化鍵位置情報および二重化鍵リストを、メンバサーバ３２，３３，３４に送信して記憶させる。
　暗号鍵復元部１２２は、１つのメンバサーバからデータカプセル１３０を受信する。暗号鍵復元部１２２は、クラークサーバ３５，３６，３７からデータカプセル１３０に個別鍵位置情報を挿入させ、個別鍵位置を算出する。暗号鍵復元部１２２は、クラークサーバ３５，３６，３７からデータカプセル１３０に、個別鍵位置で指定される個別鍵を挿入させる。暗号鍵復元部１２２は、メンバサーバ３２，３３，３４からデータカプセル１３０に二重化鍵位置情報を挿入させ、二重化鍵位置を算出する。暗号鍵復元部１２２は、メンバサーバ３２，３３，３４からデータカプセル１３０に、二重化鍵位置で指定される二重化鍵を個別鍵で復号した結果を挿入させる。そして、暗号鍵復元部１２２は、要求元のメンバサーバに対してデータカプセル１３０を返信する。
　メンバサーバ３２は、鍵情報記憶部１２３、暗号鍵要求部１２４および鍵情報送信部１２５を有する。鍵情報記憶部１２３は、例えば、メンバサーバ３２のＲＡＭまたはＨＤＤを用いて実装される。暗号鍵要求部１２４および鍵情報送信部１２５は、例えば、メンバサーバ３２のＣＰＵ、通信インタフェースおよびプログラムを用いて実装される。メンバサーバ３３，３４が、メンバサーバ３２と同様のモジュールを有してもよい。
　鍵情報記憶部１２３は、鍵管理サーバ３１から配布された鍵要素情報を記憶する。鍵要素情報は、二重化鍵位置情報および二重化鍵リストを含む。
　暗号鍵要求部１２４は、アプリケーションソフトウェアから暗号鍵の要求を受け付ける。アプリケーションソフトウェアは、例えば、メンバサーバ３２で実行されるデータベースソフトウェアである。すると、暗号鍵要求部１２４は、鍵管理サーバ３１にデータカプセル１３０を送信する。データカプセル１３０は、メンバサーバ３２が生成してもよいし、メンバサーバ３２がデータカプセル生成サーバに生成を依頼してもよい。暗号鍵要求部１２４は、鍵管理サーバ３１からデータカプセル１３０を受信し、データカプセル１３０の中からメンバサーバ３２の暗号鍵を読み出す。
　鍵情報送信部１２５は、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて、鍵情報記憶部１２３に記憶された二重化鍵位置情報の中から指定された数値を抽出し、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に挿入する。また、鍵情報送信部１２５は、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて、鍵情報記憶部１２３に記憶された二重化鍵リストの中から指定された二重化鍵位置の鍵を抽出する。鍵情報送信部１２５は、抽出した鍵の種別を鍵検証サーバ３８に問い合わせる。鍵種別が二重化鍵でない場合、鍵情報送信部１２５は、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に抽出失敗の報告を挿入する。鍵種別が二重化鍵である場合、鍵情報送信部１２５は、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に、二重化鍵を個別鍵で復号して得られる暗号鍵を挿入する。
　クラークサーバ３５は、鍵情報記憶部１２６および鍵情報送信部１２７を有する。鍵情報記憶部１２６は、例えば、クラークサーバ３５のＲＡＭまたはＨＤＤを用いて実装される。鍵情報送信部１２７は、例えば、クラークサーバ３５のＣＰＵ、通信インタフェースおよびプログラムを用いて実装される。クラークサーバ３６，３７が、クラークサーバ３５と同様のモジュールを有してもよい。
　鍵情報記憶部１２６は、鍵管理サーバ３１から配布された鍵要素情報を記憶する。鍵要素情報は、個別鍵位置情報および個別鍵リストを含む。
　鍵情報送信部１２７は、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて、鍵情報記憶部１２６に記憶された個別鍵位置情報を、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に挿入する。また、鍵情報送信部１２７は、鍵管理サーバ３１からの要求に応じて、鍵情報記憶部１２６に記憶された個別鍵リストの中から指定された個別鍵位置の鍵を抽出する。鍵情報送信部１２７は、抽出した鍵の種別を鍵検証サーバ３８に問い合わせる。鍵種別が個別鍵でない場合、鍵情報送信部１２７は、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に抽出失敗の報告を挿入する。鍵種別が個別鍵である場合、鍵情報送信部１２７は、鍵管理サーバ３１がもつデータカプセル１３０に個別鍵を挿入する。
　鍵検証サーバ３８は、検証情報記憶部１２８および鍵検証部１２９を有する。検証情報記憶部１２８は、例えば、鍵検証サーバ３８のＲＡＭまたはＨＤＤを用いて実装される。鍵検証部１２９は、例えば、鍵検証サーバ３８のＣＰＵ、通信インタフェースおよびプログラムを用いて実装される。鍵検証サーバが複数存在してもよい。
　検証情報記憶部１２８は、個別鍵リストに含まれる鍵が個別鍵、ダミー鍵およびトラップ鍵の何れであるか判定するための判定アルゴリズムを記憶する。また、検証情報記憶部１２８は、二重化鍵リストに含まれる鍵が二重化鍵、ダミー鍵およびトラップ鍵の何れであるか判定するための判定アルゴリズムを記憶する。
　鍵検証部１２９は、クラークサーバ３５，３６，３７からの問い合わせに応じて、検証情報記憶部１２８に記憶された判定アルゴリズムに基づいて、受信した鍵の種別を判定する。鍵検証部１２９は、鍵種別が個別鍵である場合はその旨を回答し、鍵種別がダミー鍵またはトラップ鍵である場合は個別鍵でない旨を回答する。ただし、鍵種別がトラップ鍵である場合、鍵検証部１２９は、不正アクセスの可能性を示すアラートを出力し、アラートの出力後、回答を一定時間だけ意図的に遅延させる。
　同様に、鍵検証部１２９は、メンバサーバ３２，３３，３４からの問い合わせに応じて、検証情報記憶部１２８に記憶された判定アルゴリズムに基づいて、受信した鍵の種別を判定する。鍵検証部１２９は、鍵種別が二重化鍵である場合はその旨を回答し、鍵種別がダミー鍵またはトラップ鍵である場合は二重化鍵でない旨を回答する。ただし、鍵種別がトラップ鍵である場合、鍵検証部１２９は、不正アクセスの可能性を示すアラートを出力し、アラートの出力後、回答を一定時間だけ意図的に遅延させる。
　なお、二重化鍵については、鍵検証部１２９は、復号前のビット列に対して鍵種別を判定してもよいし、復号後のビット列に対して鍵種別を判定してもよい。また、鍵種別が二重化鍵である場合、鍵検証部１２９が二重化鍵を暗号鍵に復号してもよい。
　図１３は、暗号鍵復元の手順例を示すフローチャートである。
　（Ｓ１１）鍵管理サーバ３１は、対象メンバサーバから暗号鍵の要求を受け付ける。このとき、鍵管理サーバ３１は、対象メンバサーバからデータカプセル１３０を受信する。
　（Ｓ１２）鍵管理サーバ３１は、クラークサーバ３５，３６，３７に個別鍵位置情報を要求する。このとき、鍵管理サーバ３１は、データカプセル１３０のＤＢＭＳプログラム１３３を起動して、そのアプリケーションインタフェースをクラークサーバ３５，３６，３７に開示する。これにより、クラークサーバ３５，３６，３７は、ＤＢＭＳプログラム１３３に対して、ＳＱＬ文やプロシジャ呼び出しを送信することができる。
　（Ｓ１３）クラークサーバ３５，３６，３７はそれぞれ、ＳＱＬ文を送信して、自身がもつ個別鍵位置情報をデータカプセル１３０に挿入する。
　（Ｓ１４）鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャを実行して、データカプセル１３０の中でメンバサーバ３２，３３，３４の個別鍵位置を算出する。鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４の個別鍵位置をデータカプセル１３０から受け取る。
　（Ｓ１５）鍵管理サーバ３１は、メンバサーバ３２，３３，３４それぞれの個別鍵位置を、クラークサーバ３５，３６，３７に通知する。
　（Ｓ１６）クラークサーバ３５，３６，３７はそれぞれ、自身がもつ個別鍵リストから、指定された個別鍵位置にある鍵を抽出する。
　（Ｓ１７）クラークサーバ３５，３６，３７はそれぞれ、抽出された鍵の検証を鍵検証サーバ３８に依頼する。クラークサーバ３５，３６，３７はそれぞれ、抽出された鍵が個別鍵であるか否かの回答を、鍵検証サーバ３８から受信する。
　（Ｓ１８）クラークサーバ３５，３６，３７はそれぞれ、ＳＱＬ文を送信して、個別鍵の抽出結果をデータカプセル１３０に挿入する。
　（Ｓ１９）鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャを実行して、データカプセル１３０に含まれる対象メンバサーバの個別鍵にマークを付与する。
　図１４は、暗号鍵復元の手順例を示すフローチャート（続き）である。
　（Ｓ２１）鍵管理サーバ３１は、二重化鍵位置情報に含まれる対象メンバサーバの数値を、メンバサーバ３２，３３，３４に要求する。このとき、鍵管理サーバ３１は、二重化鍵位置情報に含まれる複数の数値のうち、特定の順位の数値を要求してもよいし、対象メンバサーバのメンバ識別子に対応付けられた数値を要求してもよい。また、鍵管理サーバ３１は、マークが付された個別鍵に対応付けられた数値を要求してもよいし、マークが付された個別鍵で復号できる数値を要求してもよい。
　（Ｓ２２）メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、ＳＱＬ文を送信して、二重化鍵位置情報に含まれる対象メンバサーバの数値をデータカプセル１３０に挿入する。
　（Ｓ２３）鍵管理サーバ３１は、ストアドプロシジャを実行して、データカプセル１３０の中で対象メンバサーバの二重化鍵位置を算出する。鍵管理サーバ３１は、対象メンバサーバの二重化鍵位置をデータカプセル１３０から受け取る。
　（Ｓ２４）鍵管理サーバ３１は、対象メンバサーバの二重化鍵位置を、メンバサーバ３２，３３，３４に通知する。
　（Ｓ２５）メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、自身がもつ二重化鍵リストから、指定された二重化鍵位置にある鍵を抽出する。
　（Ｓ２６）メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、データカプセル１３０のストアドプロシジャを呼び出して、マークが付された個別鍵を読み出す。
　（Ｓ２７）メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、抽出された鍵の検証を鍵検証サーバ３８に依頼する。メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、抽出された鍵が二重化鍵であるか否かの回答を、鍵検証サーバ３８から受信する。
　（Ｓ２８）メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、二重化鍵が抽出された場合、マークが付された個別鍵を用いて二重化鍵を復号する。メンバサーバ３２，３３，３４はそれぞれ、ＳＱＬ文を送信して、暗号鍵の復号結果をデータカプセル１３０に挿入する。
　（Ｓ２９）鍵管理サーバ３１は、対象メンバサーバからの暗号鍵の要求に対する応答として、データカプセル１３０を返信する。
　以上説明したように、第２の実施の形態の情報処理システムは、暗号化データを復号するための暗号鍵を暗号化し、二重化鍵と二重化鍵を復号するための個別鍵とを分けて保存する。これにより、暗号鍵の漏洩リスクが低下する。また、情報処理システムは、個別鍵を複数のクラークサーバにランダムに分配し、二重化鍵を複数のメンバサーバにランダムに分配する。これにより、対象メンバサーバの個別鍵または二重化鍵をもつサーバ装置を探索することが困難になり、攻撃者が所望の暗号鍵を取得できる可能性が低下する。
　また、情報処理システムは、個別鍵および二重化鍵を、トラップ鍵と混ぜて保存する。これにより、正しい位置を知らない攻撃者はトラップを回避することが困難になり、攻撃が検知されやすくなる。情報処理システムは、トラップ鍵が選択された場合、不正アクセスの可能性を示すアラートを出力すると共に、サーバ装置の応答を遅延させる。これにより、攻撃者が短時間で多数のサーバ装置にアクセスすることが困難になり、攻撃を検知して対応策を実行するために十分な時間が確保される。また、トラップ鍵が選択された事実は、データカプセルの無効化の判断に使用され、セキュリティが向上する。また、情報処理システムは、個別鍵および二重化鍵の正しい位置を算出するための断片的位置情報を、複数のサーバ装置に分散配置する。これにより、攻撃者がトラップを回避するために侵入すべきサーバ装置が増加し、攻撃に要する時間が増大する。
　また、情報処理システムは、あるサーバ装置では正しい位置ではないが他のサーバ装置では正しい位置である位置に、トラップ鍵に代えてダミー鍵を配置する。これにより、情報処理システムは、正当な復号処理において複数のサーバ装置に並列にアクセスすることができ、正当な復号処理を効率的に実行できる。
　また、鍵管理サーバ３１が各種の鍵要素情報を収集して暗号鍵を復元する処理が、データカプセル１３０の中に秘匿化されて実行される。データカプセル１３０は、収集された鍵要素情報または暗号鍵を鍵管理サーバ３１が読み出すことを禁止し、収集された鍵要素情報を合成するロジックを鍵管理サーバ３１から秘匿化する。これにより、攻撃者が鍵管理サーバ３１に侵入した場合や鍵管理サーバ３１の管理者が悪意で情報を漏洩しようとしている場合であっても、暗号鍵、鍵要素情報またはロジックが鍵管理サーバ３１から漏洩するリスクが低下する。よって、暗号鍵のセキュリティが向上する。
　また、データカプセル１３０は、不正使用の可能性を検出すると、自動的にデータベースの管理情報およびデータを削除する。これにより、鍵管理サーバ３１がデータカプセル１３０を流出させた場合であっても、情報漏洩のリスクが低下する。
　上記については単に本発明の原理を示すものである。更に、多数の変形や変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応する全ての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
　１０　情報処理装置
　１１　記憶部
　１２　処理部
　１３　データベース
　１４　データベース管理プログラム
　１５　プロシジャ
　１６　鍵情報
　２１，２２，２３　ノード
　２４，２５，２６　情報

Claims (7)

  1. 　暗号化データの復号に用いられる鍵情報の要求を受け付け、
    　入力データの保存および保存された前記入力データを変換するプロシジャの実行を許可し、保存された前記入力データの読み出しを制限するデータベース管理プログラムによって保護されるデータベースを用いて、前記鍵情報の復元に用いられる要素情報および前記要素情報の変換方法を示すロジック情報のうちの少なくとも一方の情報をそれぞれもつ複数のノードから、前記データベースに保存された状態で前記情報を取得し、
    　前記データベースに保存された前記情報に対して前記プロシジャを実行することで、前記データベースの中に前記鍵情報を復元し、
    　前記要求に応答して、前記鍵情報を含む前記データベースを出力する、
    　処理をコンピュータが実行する制御方法。
  2. 　前記要求の受け付けは、前記データベース管理プログラムおよび前記データベースを含むパッケージデータを取得する処理を含み、
    　前記データベースの出力は、前記パッケージデータを出力する処理を含む、
    　請求項１記載の制御方法。
  3. 　前記データベース管理プログラムは、前記データベースのアクセス権限の定義および前記プロシジャの定義を示す管理情報の変更を制限する、
    　請求項１記載の制御方法。
  4. 　前記データベース管理プログラムは、前記入力データの保存を前記複数のノードに許可し、前記プロシジャの実行を前記コンピュータに許可し、復元された前記鍵情報の抽出を前記データベースの出力先に許可する、
    　請求項１記載の制御方法。
  5. 　前記鍵情報の復元は、保存された前記情報から前記鍵情報の位置を示す位置情報を生成し、前記位置情報に基づいて、前記複数のノードのうちの１つのノードから、前記データベースに保存された状態で前記鍵情報を取得する処理を含む、
    　請求項１記載の制御方法。
  6. 　入力データの保存および保存された前記入力データを変換するプロシジャの実行を許可し、保存された前記入力データの読み出しを制限するデータベース管理プログラムによって保護されるデータベースを記憶する記憶部と、
    　暗号化データの復号に用いられる鍵情報の要求を受け付け、前記鍵情報の復元に用いられる要素情報および前記要素情報の変換方法を示すロジック情報のうちの少なくとも一方の情報をそれぞれもつ複数のノードから、前記データベースに保存された状態で前記情報を取得し、前記データベースに保存された前記情報に対して前記プロシジャを実行することで、前記データベースの中に前記鍵情報を復元し、前記要求に応答して、前記鍵情報を含む前記データベースを出力する処理部と、
    　を有する情報処理装置。
  7. 　暗号化データの復号に用いられる鍵情報の要求を受け付け、
    　入力データの保存および保存された前記入力データを変換するプロシジャの実行を許可し、保存された前記入力データの読み出しを制限するデータベース管理プログラムによって保護されるデータベースを用いて、前記鍵情報の復元に用いられる要素情報および前記要素情報の変換方法を示すロジック情報のうちの少なくとも一方の情報をそれぞれもつ複数のノードから、前記データベースに保存された状態で前記情報を取得し、
    　前記データベースに保存された前記情報に対して前記プロシジャを実行することで、前記データベースの中に前記鍵情報を復元し、
    　前記要求に応答して、前記鍵情報を含む前記データベースを出力する、
    　処理をコンピュータに実行させる制御プログラム。
PCT/JP2021/047868 2021-12-23 2021-12-23 制御方法、情報処理装置および制御プログラム Ceased WO2023119554A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/047868 WO2023119554A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 制御方法、情報処理装置および制御プログラム
JP2023568933A JPWO2023119554A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/047868 WO2023119554A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 制御方法、情報処理装置および制御プログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023119554A1 true WO2023119554A1 (ja) 2023-06-29

Family

ID=86901759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/047868 Ceased WO2023119554A1 (ja) 2021-12-23 2021-12-23 制御方法、情報処理装置および制御プログラム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023119554A1 (ja)
WO (1) WO2023119554A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002111659A (ja) * 2000-10-04 2002-04-12 Nec Software Hokuriku Ltd ファイル暗号化システム、ファイル暗号化用プログラムおよびデータを記録した記録媒体
JP2009211407A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 認証情報生成システム、認証情報生成方法、クライアント装置及びプログラム
JP2021136645A (ja) * 2020-02-28 2021-09-13 富士通株式会社 制御方法、制御プログラムおよび情報処理装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4342595B1 (ja) * 2008-05-09 2009-10-14 株式会社東芝 情報処理装置、情報処理システム、および暗号化情報管理方法
JP6644323B1 (ja) * 2019-09-13 2020-02-12 アスピレイション株式会社 電子認証における改ざん防止システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002111659A (ja) * 2000-10-04 2002-04-12 Nec Software Hokuriku Ltd ファイル暗号化システム、ファイル暗号化用プログラムおよびデータを記録した記録媒体
JP2009211407A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 認証情報生成システム、認証情報生成方法、クライアント装置及びプログラム
JP2021136645A (ja) * 2020-02-28 2021-09-13 富士通株式会社 制御方法、制御プログラムおよび情報処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023119554A1 (ja) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12212666B2 (en) Cryptographic key generation for logically sharded data stores
CA3066678C (en) Processing data queries in a logically sharded data store
JP4398145B2 (ja) 自動データベース暗号化の方法および装置
KR101371608B1 (ko) Ｄｂｍｓ 및 데이터베이스에서 암호화 방법
CN102483792B (zh) 用于共享文档的方法和装置
US20190007204A1 (en) Theft and tamper resistant data protection
CN105740725B (zh) 一种文件保护方法与系统
AU2002213436A1 (en) Method and apparatus for automatic database encryption
GB2567146A (en) Method and system for secure storage of digital data
JP2008250369A (ja) 機密データファイルの管理方法、管理システム及びプロキシサーバ
CA3065767C (en) Cryptographic key generation for logically sharded data stores
KR20100106110A (ko) 시큐어 부트 데이터(Ｓｅｃｕｒｅ Ｂｏｏｔ Ｄａｔａ) 통합 관리 시스템, 시큐어 부트 데이터 통합 관리를 위한 메타데이터 생성 및 검증 방법, 이를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는기록매체.
WO2023119554A1 (ja) 制御方法、情報処理装置および制御プログラム
KR101544750B1 (ko) 더미 인증키를 이용한 클라우드 시스템의 보안 장치 및 방법
WO2023017572A1 (ja) 情報処理プログラム、情報処理方法および情報処理装置
KR100998596B1 (ko) 분산 자료 통합 백업 시스템
JP7549283B2 (ja) 管理方法、情報処理装置および管理プログラム
JP2008009483A (ja) 情報処理システム、情報処理方法、およびプログラム
KR102925884B1 (ko) 데이터 파편화를 통한 데이터의 보안 저장 및 복원 장치와, 이의 동작 방법
JP7656234B2 (ja) 判定方法、情報処理装置および判定プログラム
JP4899196B2 (ja) データ管理システム、端末コンピュータ、管理コンピュータ、データ管理方法及びそのプログラム
JP2006228202A (ja) 機密データの管理方法及び管理システム
US20240403264A1 (en) Techniques for deterministically routing database requests to database servers
GB2434887A (en) Access control by encrypting stored data with a key based on a &#34;fingerprint&#34; of the device storing the data

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21968989

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023568933

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21968989

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1