JPH0983509A

JPH0983509A - 暗号通信方法および装置

Info

Publication number: JPH0983509A
Application number: JP7234998A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kayashima; 信萓島; Kazuo Takaragi; 和夫宝木; Seiichi Suzaki; 誠一洲崎; Genji Nishioka; 玄次西岡; Masatoshi Terada; 真敏寺田; Yutaka Yoshiura; 裕吉浦; Hisashi Umeki; 久志梅木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】送信側計算機および受信側計算機の間の仕様が
異なる多数の共有情報、例えば暗号鍵の管理を簡略化す
る。【解決手段】送信側計算機１１と受信側計算機１２の間
で通信メッセージの暗号化に使用する暗号または圧縮ア
ルゴリズムをネゴシエーションして決定する。更に、送
信側計算機および受信側計算機とそれぞれ情報を共有す
ることにより、前記送信側計算機および前記受信側計算
機とそれぞれ暗号または圧縮通信を行なうことができる
第３の計算機１３をネットワーク上に配置し、通信メッ
セージを暗号化するためのセッション鍵は、送信側計算
機と第３の計算機間の共有鍵で暗号化し、第３の計算機
に送信する。第３の計算機は受けとったセッション鍵を
受信側計算機との間の共有鍵で暗号化し直し、受信側計
算機に送信する。【効果】電子取引のような不特定多数の相手との暗号通
信を可能にし、送受の計算機共第３の計算機間の共有鍵
のみ保持すれば済むので、仕様が異なる多数の共有情報
を簡略化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ネットワークに接続し
た送信側計算機と受信側計算機の間で、ネゴシエーショ
ンにより選択した暗号アルゴリズムを使用して暗号通信
を行なう暗号通信方法および装置に係わり、特に複数の
送信元もしくは送信先が存在する暗号通信方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の送信元および送信先が存在
する暗号通信システムの場合、各計算機はそれぞれの送
信先毎に共有鍵を管理する必要があった。この鍵管理を
軽減するための方法として、ＩＳＯのドラフト（ISO/IE
C DIS 11770-2 Mechanism13）で以下の方式に基づいた
鍵管理方式が提案されている。

【０００３】（１）送信先および受信先と鍵を共有する
鍵管理センターをネットワーク上に配置する。

【０００４】（２）メッセージはランダムに生成したセ
ッション鍵で暗号化、セッション鍵は送信側と鍵管理セ
ンターとの間で共有している鍵で暗号化し、両者を受信
側に送付する。

【０００５】（３）受信側は暗号化されたセッション鍵
を鍵管理センターに送付する。

【０００６】（４）鍵管理センターはセッション鍵を復
号した後、鍵管理センターと受信側との間で共有してい
る鍵で暗号化し、受信側に送付する。

【０００７】また、暗号通信に使用する暗号アルゴリズ
ムは、複数の送信元および送信先が存在する場合、通信
相手によって使用する暗号アルゴリズムを切替える必要
がある。このため、ネットワークに接続した計算機同士
で、暗号通信に使用する暗号アルゴリズムをネゴシエー
ションして選択するプログラムインタフェースとして、
ＧＳＳ−ＡＰＩ（Generic Security Service Applicati
on Program Interface）でネゴシエーションメカニズム
が提案されている。ＧＳＳ−ＡＰＩネゴシエーションメ
カニズムは、以下の処理の概要を定めたものである。

【０００８】（１）送信側がサポートしている暗号アル
ゴリズム種別を受信側に通知する処理。

【０００９】（２）受信側が受信した暗号アルゴリズム
種別から利用可能なものを選択し、送信側に返送する処
理。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ネットワークを利用し
て商取引等を行なう際には、不正行為を防止するために
通信メッセージを暗号化する必要がある。通常、メッセ
ージの暗号化を行なう暗号アルゴリズムは標準となる方
式が存在せず、各種の方式が提案されている。暗号アル
ゴリズムで使用する暗号化鍵は、アルゴリズムによって
仕様が異なっている。例えば、ＤＥＳの場合は、暗号化
鍵の鍵長が５６ビットであるのに対して、ＭＵＬＴＩを
使用する場合は鍵長が３２０ビットになる。このため、
複数の送信先との間で暗号通信を行なう計算機は、各送
信先毎に異なった仕様の暗号鍵を保持する必要があっ
た。

【００１１】本発明は、複数の送信先を持ち、かつ各送
信先との間でネゴシエーションにより選択した暗号ある
いは圧縮アルゴリズムを使用して暗号通信を行なう暗号
通信システムにおいて、送信側計算機および受信側計算
機の間の多数の共有情報、例えば共有鍵の管理を簡略化
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて暗号通信を行な
うために、送信側計算機と暗号または圧縮アルゴリズム
１とその共有鍵１を共有し、かつ、受信側計算機と暗号
または圧縮アルゴリズム２とその共有鍵２を共有するこ
とにより、前記送信側計算機および前記受信側計算機と
それぞれ暗号または圧縮通信を行なうことができる第３
の計算機をネットワーク上に配置し、送信側計算機と受
信側計算機の間でメッセージの暗号化に使用する暗号ま
たは圧縮アルゴリズムをネゴシエーションして決定する
処理を行ない、送信側計算機では、ネゴシエーションし
た暗号または圧縮アルゴリズムに対応した付加情報を生
成する処理と、メッセージをネゴシエーションした暗号
または圧縮アルゴリズムと前記付加情報で暗号化または
圧縮化し、暗号化メッセージを生成する処理と、前記付
加情報を前記暗号アルゴリズム１および共有鍵１で暗号
化し、暗号化付加情報を生成する処理と、前記暗号化メ
ッセージを受信側計算機に送信する処理と、前記暗号化
付加情報を第３の計算機に送信する処理を行ない、第３
の計算機では、送信側計算機より受信した暗号化付加情
報を暗号アルゴリズム１および共有鍵１で復号化し、付
加情報を取り出す処理と、前記付加情報を受信側計算機
と共有している暗号アルゴリズム２および共有鍵２で暗
号化し、暗号化付加情報を生成する処理と、前記暗号化
付加情報を受信側計算機に送信する処理を行ない、受信
側計算機では、第３の計算機より受信した暗号化付加情
報を暗号アルゴリズム２および共有鍵２で復号化し、付
加情報を取り出す処理と、送信側計算機より受信した暗
号化メッセージをネゴシエーションした暗号アルゴリズ
ムと前記付加情報で復号化し、メッセージを取り出す処
理を順に実行する。

【００１３】また、送信側計算機と受信側計算機の間で
の暗号または圧縮アルゴリズムのネゴシエーションが失
敗した場合、送信側計算機では、第３の計算機と共有し
ている暗号または圧縮アルゴリズム１に適用可能な付加
情報を生成する処理と、メッセージを暗号アルゴリズム
１および前記付加情報で暗号化または圧縮化し、暗号化
メッセージを生成する処理と、前記付加情報を暗号また
は圧縮アルゴリズム１および共有鍵１で暗号化し、暗号
化付加情報を生成する処理と、前記暗号化メッセージお
よび暗号化付加情報を第３の計算機に送信する処理を行
ない、第３の計算機では、送信側計算機より受信した暗
号化付加情報を暗号または圧縮アルゴリズム１および共
有鍵１で復号化し、付加情報を取り出す処理と、送信側
計算機より受信した暗号化メッセージを暗号または圧縮
アルゴリズム１および前記付加情報で復号化し、メッセ
ージを取り出す処理と、受信側計算機と共有している暗
号または圧縮アルゴリズム２に適用可能な付加情報を生
成する処理と、メッセージを暗号または圧縮アルゴリズ
ム２および前記付加情報で暗号化し、暗号化メッセージ
を生成する処理と、前記付加情報を暗号または圧縮アル
ゴリズム２および共有鍵２で暗号化し、暗号化付加情報
を生成する処理と、前記暗号化メッセージおよび暗号化
付加情報を受信側計算機に送信する処理を行ない、受信
側計算機では、第３の計算機より受信した暗号化付加情
報を暗号または圧縮アルゴリズム２および共有鍵２で復
号化し、付加情報を取り出す処理と、第３の計算機より
受信した暗号化メッセージを暗号または圧縮アルゴリズ
ム２および前記付加情報で復号化し、メッセージを取り
出す処理を順に実行する。

【００１４】

【作用】本発明の暗号通信システムでは、送信側計算機
と受信側計算機の間でメッセージの暗号化に使用する暗
号または圧縮アルゴリズムをネゴシエーションすること
により、電子取引のような不特定多数の相手との暗号通
信を可能にする。更に、送信側計算機および受信側計算
機と鍵を共有する第３の計算機をネットワーク上に配置
し、ネゴシエーションの結果に応じて付加情報もしくは
メッセージを第３の計算機経由で送信することにより、
送信側計算機および受信側計算機はどちらも第３の計算
機との間の共有情報のみ保持すれば暗号または圧縮通信
が可能になるので、多数の共有情報、例えば共有鍵の管
理を簡略化することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を、図１から図７を用いて
説明する。図１は、本方式の暗号通信システムの概要を
示す図である。１１は送信側計算機、１２は受信側計算
機、１３は送信側計算機１１および、受信側計算機１２
と通信を行なうことのできる第３の計算機、１４は送信
側計算機１１、受信側計算機１２、第３の計算機１３と
の間のネットワーク、１５は送信側計算機１１と第３の
計算機１３との間で共有している暗号アルゴリズム１に
適用可能な暗号化鍵、１６は受信側計算機１２と第３の
計算機１３との間で共有している暗号アルゴリズム２に
適用可能な暗号化鍵、１７は送信側計算機１１でランダ
ムに生成するセッション鍵、１８は送信側計算機１１よ
り受信側計算機１２に送信するメッセージである。本シ
ステムでは、以下の手続きにより送信側計算機１１と受
信側計算機１２の間の暗号通信を行なう。

【００１６】（１）送信側計算機１１から受信側計算機
１２に対して、両者の暗号通信に使用する暗号アルゴリ
ズム方式の問い合わせを行なう。

【００１７】（２）受信側計算機１２は、両者の暗号通
信に使用する暗号アルゴリズム方式を選択し、送信側計
算機１１に対して通知する。

【００１８】（３）送信側計算機１１は、（ａ）受信側計算機１２より通知された暗号アルゴリズ
ムが指定する要件を満たすセッション鍵１７を生成す
る。（ｂ）受信側計算機１２より通知された暗号アルゴリズ
ムと、セッション鍵１７を持ちいて送信メッセージ１８
を暗号化し、受信側計算機１２に送信する。（ｃ）セッション鍵１７を第３の計算機１３との間で共
有している暗号アルゴリズム１と暗号化鍵１５で暗号化
し、第３の計算機１３に送信する。

【００１９】（４）第３の計算機１３は、（ａ）送信側計算機１１より受けとった暗号化されたセ
ッション鍵１７を、送信側計算機１１との間で共有して
いる暗号アルゴリズム１と暗号化鍵１５を用いて復号化
する。（ｂ）復号化したセッション鍵１７を受信側計算機１２
との間で共有している暗号アルゴリズム２と暗号化鍵１
６で暗号化し、受信側計算機１２に送信する。

【００２０】（５）受信側計算機１２は、（ａ）第３の計算機１３より受けとった暗号化されたセ
ッション鍵１７を第３の計算機との間で共有している暗
号アルゴリズム２と暗号化鍵１６を用いて復号化する。（ｂ）送信側計算機１１より受けとった暗号化されたメ
ッセージをネゴシエーションで決った暗号アルゴリズム
とセッション鍵１７を用いて復号化する。ここで、送信側計算機１１と受信側計算機１２がハフマ
ン法による圧縮アルゴリズムをサポートしている場合、
メッセージをハフマン法により圧縮し、メッセージ中の
伝送符号に対するハフマン木をセッション鍵として利用
することもできる。

【００２１】図２は、本方式で使用する計算機の内部構
成を示した図である。２１はメモリ、２１１はセッショ
ン鍵生成に使用する暗号方式のフラグ、２１２はデータ
暗号化鍵記憶エリア、２１３はセッション鍵記憶エリ
ア、２１４はメッセージ記憶エリア、２１５は各種の暗
号アルゴリズムに対応した暗号・復号化プログラムをロ
ードするエリア、２２はバス、２３はＣＰＵ、２４は外
部記憶装置で、２４１は本計算機が使用できる暗号・復
号化プログラム群、２４２はセッション鍵生成プログラ
ム、２４３は暗号・復号化プログラム群２４１で使用す
る鍵の仕様に関するデータベース、２４４は他計算機と
の間で共有している鍵および、その鍵で使用する暗号ア
ルゴリズム名称のデータベース、２５は通信Ｉ／Ｏ、２
６は他計算機への通信路である。

【００２２】図３は、ネゴシエーションが成功した際の
メッセージに対する本方式での処理の流れを示した図で
ある。まず、送信側計算機１１では、受信側計算機１２
との間の暗号通信に使用する暗号アルゴリズムを選択す
る暗号方式ネゴシエーション処理３０１に成功した場
合、３０１で決定した暗号アルゴリズムに適したセッシ
ョン鍵１７を作成するセッション鍵作成処理３０２と、
３０１で決定した暗号アルゴリズムとセッション鍵１７
を用いてメッセージ１８を暗号化し、暗号文３０５を生
成する暗号化処理３０３と、第３の計算機１３との間で
あらかじめ決めておいた暗号アルゴリズムと暗号化鍵１
５を用いてセッション鍵１７を暗号化し、暗号化された
セッション鍵３０６を生成する暗号化処理３０４を実行
し、暗号化されたセッション鍵３０６を第３の計算機１
３に、暗号文３０５を受信側計算機１２にそれぞれ送信
する。次に第３の計算機１３では、送信側計算機１１よ
り受けとった暗号化されたセッション鍵３０６を、送信
側計算機１１との間であらかじめ決めておいた暗号アル
ゴリズムと暗号化鍵１５を用いて復号化する復号化処理
３０７と、３０７で復号化したセッション鍵を、受信側
計算機１２との間であらかじめ決めておいた暗号アルゴ
リズムと暗号化鍵１６を用いて暗号化し、暗号化された
セッション鍵３０９を生成する暗号化処理３０８を実行
し、暗号化されたセッション鍵３０９を受信側計算機１
２に送信する。更に受信側計算機１２では、第３の計算
機１３より受けとった暗号化されたセッション鍵３０９
を、第３の計算機１３との間であらかじめ決めておいた
暗号アルゴリズムと暗号化鍵１６を用いてセッション鍵
１７を復号化する復号化処理３１０と、送信側計算機１
１より受けとった暗号文３０５を、３０１で決定した暗
号アルゴリズムとセッション鍵１７を用いてメッセージ
１８を復号化する復号化処理３１１を実行する。

【００２３】図４は、本方式の暗号通信システムにおけ
る送信側計算機１１の処理を示したフローチャートであ
る。４０１は暗号・復号化プログラム群２４１をサーチ
して送信側計算機１１の使用可能な暗号アルゴリズムを
リストアップする処理を行なうステップ、４０２はステ
ップ４０１でリストアップした暗号アルゴリズム名称を
受信側計算機１２に通知するステップ、４０３は受信計
算機１２が選択した暗号アルゴリズム名称を受信し、セ
ッション鍵用暗号方式フラグ２１１に設定するステッ
プ、４０４はセッション鍵用暗号方式フラグ２１１に適
切な暗号方式が格納されている場合、セッション鍵生成
プログラム２４２を起動し、鍵仕様データベース２４３
に基づきセッション鍵１７を作成し、セッション鍵記憶
エリア２１２に格納するステップ、４０５はステップ４
０５で作成したセッション鍵１７と、セッション鍵用暗
号方式フラグ２１１に対応する暗号・復号化プログラム
２４１を起動してメッセージ１８を暗号化し、暗号文３
０５を生成するステップ、４０６はステップ４０５で作
成した暗号文３０５を通信Ｉ／Ｏ２５により受信側計算
機１２に送信するステップ、４０７は鍵データベース２
４４中に格納した第３の計算機１３との共有暗号化鍵１
５および、暗号アルゴリズムに対応する暗号・復号化プ
ログラム２４１を起動してセッション鍵記憶エリア２１
２に格納したセッション鍵１７を暗号化し、暗号化され
たセッション鍵３０６をセッション鍵記憶エリア２１２
に格納するステップ、４０８はステップ４０７で作成し
た暗号化されたセッション鍵３０６を通信Ｉ／Ｏ２５に
より第３の計算機１３に送信するステップである。

【００２４】図５は、本方式の暗号通信システムにおけ
る受信側計算機１２がセッション鍵１７作成に使用する
暗号アルゴリズムを選択する処理を示したフローチャー
トである。５０１は送信側計算機１１より送られてくる
暗号アルゴリズム名称リストを受信するステップ、５０
２はステップ５０１で受信した暗号アルゴリズム名称リ
ストと、受信側計算機１２の暗号・復号化プログラム群
２４１を比較するステップ、５０３はセッション鍵用暗
号方式フラグ２１１に利用可能な暗号アルゴリズムが設
定されているか判定するステップ、５０４はセッション
鍵用暗号方式フラグ２１１に両者に共通する暗号アルゴ
リズムの名称を設定するステップ、５０５はセッション
鍵用暗号方式フラグ２１１にＮＵＬＬを設定するステッ
プ、５０６はセッション鍵用暗号方式フラグ２１１の内
容を送信側計算機１１に送信するステップである。

【００２５】図６は、方法式の暗号通信システムにおけ
る第３の計算機の処理を示したフローチャートである。
６０１は送信側計算機１１より送られてくる暗号化され
たセッション鍵３０６を受信し、セッション鍵記憶エリ
ア２１２に格納するステップ、６０２は鍵データベース
２４４中に格納した送信側計算機１１と共有している暗
号化鍵１５および暗号アルゴリズムに対応する暗号・復
号化プログラム２４１を起動してセッション鍵記憶エリ
ア２１２に格納した暗号化されたセッション鍵３０６を
復号化し、取り出したセッション鍵１７をセッション鍵
記憶エリア２１２に格納するステップ、６０３は鍵デー
タベース２４４中に格納した受信側計算機１２と共有し
ている暗号化鍵１６および暗号アルゴリズムに対応する
暗号・復号化プログラム２４１を起動してセッション鍵
記憶エリア２１２に格納したセッション鍵１７を暗号化
し、暗号化されたセッション鍵３０９をセッション鍵記
憶エリア２１２に格納するステップ、６０４はステップ
６０３で作成した暗号化されたセッション鍵３０９を通
信Ｉ／Ｏにより受信側計算機１２に送信するステップで
ある。

【００２６】図７は、本方式の暗号通信システムにおけ
る受信側計算機１２がメッセージ１８を復号化する処理
を示したフローチャートである。７０１は送信側計算機
１１より受信した暗号文３０５をメッセージ記憶エリア
２１３に格納するステップ、７０２は第３の計算機１３
より受信した暗号化されたセッション鍵３０９をセッシ
ョン鍵記憶エリア２１２に格納するステップ、７０３は
鍵データベース２４４中に格納した第３の計算機と共有
している暗号化鍵１６および暗号アルゴリズムに対応す
る暗号・復号化プログラム２４１を起動してセッション
鍵記憶エリア２１２に格納した暗号化されたセッション
鍵３０９を復号化し、取り出したセッション鍵１７をセ
ッション鍵記憶エリア２１２に格納するステップ、７０
４はステップ７０３で取り出したセッション鍵１７と、
セッション鍵用暗号暗号方式フラグ２１１に対応する暗
号・復号化プログラム２４１を起動してメッセージ記憶
エリア２１３に格納された暗号文３０５を復号化し、メ
ッセージ１８を取り出すステップである。

【００２７】図８は本方式の暗号通信システムの別の実
現方法を示す図である。図１とはセッション鍵の転送方
式が異なっており、以下の手続きにより暗号通信を行な
う。

【００２８】（１）送信側計算機１１から受信側計算機
１２に対して、両者の暗号通信に使用する暗号アルゴリ
ズム方式の問い合わせを行なう。

【００２９】（２）受信側計算機１２は、両者の暗号通
信に使用する暗号アルゴリズム方式を選択し、送信側計
算機１１に対して通知する。

【００３０】（３）送信側計算機１１は、（ａ）受信側計算機１２より通知された暗号アルゴリズ
ムが指定する要件を満たすセッション鍵１７を生成す
る。（ｂ）受信側計算機１２より通知された暗号アルゴリズ
ムと、セッション鍵１７を持ちいて送信メッセージ１８
を暗号化する。更にセッション鍵１７を第３の計算機１
３との間で共有している暗号アルゴリズム１と暗号化鍵
１５で暗号化する。暗号化した送信メッセージおよびセ
ッション鍵は受信側計算機１２に送信する。（４）受信側計算機１２は、受けとったセッション鍵を
第３の計算機１３に転送する。

【００３１】（５）第３の計算機１３は、（ａ）送信側計算機１１より受けとった暗号化されたセ
ッション鍵１７を、送信側計算機１１との間で共有して
いる暗号アルゴリズム１と暗号化鍵１５を用いて復号化
する。（ｂ）復号化したセッション鍵１７を受信側計算機１２
との間で共有している暗号アルゴリズム２と暗号化鍵１
６で暗号化し、受信側計算機１２に送信する。

【００３２】（６）受信側計算機１２は、（ａ）第３の計算機１３より受けとった暗号化されたセ
ッション鍵１７を第３の計算機との間で共有している暗
号アルゴリズム２と暗号化鍵１６を用いて復号化する。（ｂ）送信側計算機１１より受けとった暗号化されたメ
ッセージをネゴシエーションで決った暗号アルゴリズム
とセッション鍵１７を用いて復号化する。本方式では、
送信側計算機１１は第３の計算機１３に直接通信できな
くてもよい。

【００３３】図９は本方式の暗号通信システムにおい
て、ネゴシエーションが失敗した場合でも暗号通信を可
能にする更に別の方法で、以下の手続きにより暗号通信
を行なう。

【００３４】（１）送信側計算機１１から受信側計算機
１２に対して、両者の暗号通信に使用する暗号アルゴリ
ズム方式の問い合わせを行なう。

【００３５】（２）受信側計算機１２は、両者の暗号通
信に使用する暗号アルゴリズム方式を選択し、送信側計
算機１１に対して通知する。

【００３６】（３）送信側計算機１１は、（ａ）受信側計算機１２より使用可能な暗号アルゴリズ
ムが通知された場合は第１図もしくは第８図の方法によ
り暗号メッセージを送信する。（ｂ）受信側計算機１２より使用可能な暗号アルゴリズ
ムが存在しないと通知された場合は、第３の計算機１３
を経由してメッセージを送信する。

【００３７】図１０は、ネゴシエーションが失敗した際
のメッセージに対する本方式での処理の流れを示した図
である。まず、送信側計算機１１では、受信側計算機１
２との間の暗号通信に使用する暗号アルゴリズムを選択
する暗号方式ネゴシエーション処理３０１に失敗した場
合、第３の計算機１３との間で共有している暗号アルゴ
リズム１に適合するセッション鍵１００２を作成するセ
ッション鍵作成処理１００１と、暗号アルゴリズム１と
セッション鍵１００２を用いてメッセージ１８を暗号化
し、暗号文１００３を生成する暗号化処理３０３と、暗
号アルゴリズム１と暗号化鍵１５を用いてセッション鍵
１００２を暗号化し、暗号化されたセッション鍵１００
４を生成する暗号化処理３０４を実行し、暗号化された
セッション鍵１００４と暗号文３０５を第３の計算機１
３に送信する。次に第３の計算機１３では、送信側計算
機１１より受けとった暗号化されたセッション鍵１００
４を、送信側計算機１１との間で共有する暗号アルゴリ
ズム１と暗号化鍵１５を用いて復号化し、セッション鍵
１００２を取り出す復号化処理３０７と、暗号分３０５
を暗号アルゴリズム１と３０７で復号化したセッション
鍵１００２を用いて復号化し、メッセージ１８を取り出
す復号化処理１００５と、受信側計算機１２との間で共
有している暗号アルゴリズム２に適合するセッション鍵
１００８を作成するセッション鍵作成処理１００６と、
暗号アルゴリズム２とセッション鍵１００８を用いてメ
ッセージ１８を暗号化し、暗号文１０１０を生成する暗
号化処理１００７と、暗号アルゴリズム２と暗号化鍵１
６を用いてセッション鍵１００８を暗号化し、暗号化さ
れたセッション鍵１０１１を生成する暗号化処理１００
９を実行し、暗号化されたセッション鍵１０１１と暗号
文１０１０を受信側計算機１２に送信する。更に受信側
計算機１２では、第３の計算機１３より受けとった暗号
化されたセッション鍵１０１１を、第３の計算機１３と
の間で共有する暗号アルゴリズム２と暗号化鍵１６を用
いてセッション鍵１００８を復号化する復号化処理３１
０と、第３の計算機１３より受けとった暗号文１０１０
を、第３の計算機１３との間で共有する暗号アルゴリズ
ム２とセッション鍵１００８を用いてメッセージ１８を
復号化する復号化処理３１１を実行する。

【００３８】図１１は本方式の暗号通信システムにおい
て、セッション鍵の暗号化を公開鍵で行なう別の実現方
式を示す図である。

【００３９】１１０１は第３の計算機１３の公開鍵、１
１０２は第３の計算機１３の秘密鍵、１１０３は受信側
計算機１２の公開鍵、１１０３は受信側計算機１２の秘
密鍵である。

【００４０】本方式では図１の共有鍵１５の代わりに計
算機１３の公開鍵１１０１および秘密鍵１１０２、共有
鍵１６の代わりに受信側計算機１２の公開鍵１１０３お
よび秘密鍵１１０３を使用することにより、ネットワー
ク上で鍵の共有鍵の配送を行なうことができる。

【００４１】図１２は本方式の暗号通信システムのより
具体的な例を示した図である。１２０１はＭＵＬＴＩの
暗号化鍵Ｋ１を持ち、暗号アルゴリズムＭＵＬＴＩおよ
びハフマン法による圧縮アルゴリズムを利用できる送信
側計算機、１２０２はＭＵＬＴＩの暗号化鍵Ｋ２を持
ち、暗号アルゴリズムＭＵＬＴＩを利用できる受信側計
算機１、１２０３はＤＥＳの暗号化鍵Ｋ３を持ち、暗号
アルゴリズムＤＥＳおよびハフマン法による圧縮アルゴ
リズムを利用できる送信側計算機、１２０４はＦＥＡＬ
の暗号化鍵Ｋ４を持ち、暗号アルゴリズムＦＥＡＬおよ
びハフマン法による圧縮アルゴリズムを利用できる送信
側計算機、１２０５は送信側計算機１２０１とのＭＵＬ
ＴＩの共有鍵Ｋ１と、受信側計算機１２０２とのＭＵＬ
ＴＩの共有鍵Ｋ２と、受信側計算機１２０３とのＤＥＳ
の共有鍵Ｋ３を持ち、暗号アルゴリズムＭＵＬＴＩおよ
び暗号アルゴリズムＤＥＳを利用できる第３の計算機、
１２０６は送信側計算機１２０１とのＭＵＬＴＩの共有
鍵Ｋ１と、受信側計算機１２０４とのＦＥＡＬの共有鍵
Ｋ４を持ち、暗号アルゴリズムＭＵＬＴＩおよび暗号ア
ルゴリズムＦＥＡＬを利用できる第３の計算機、１２０
７はメッセージ、１２０８はセッションである。

【００４２】送信側計算機１２０１が受信側計算機１２
０２と暗号通信を行なう際の手続きを以下に示す。

【００４３】（１）送信側計算機１２０１から受信側計
算機１２０２に対して、送信側計算機１２０１が使用で
きる暗号／圧縮アルゴリズムであるＭＵＬＴＩ，ＦＥＡ
Ｌ，ハフマン法を通知する。

【００４４】（２）受信側計算機１２０２は、利用でき
る暗号方式であるＭＵＬＴＩを送信側計算機に通知す
る。

【００４５】（３）送信側計算機１２０１は、（ａ）ＭＵＬＴＩで使用する６４ビットのユーザ鍵およ
び、２５６ビットのシステム鍵をセッション鍵１２０８
として生成する。（ｂ）前記ユーザ鍵および、システム鍵を用いてメッセ
ージ１２０７をＭＵＬＴＩで暗号化し、受信側計算機１
２０２に送信する。（ｃ）セッション鍵１２０８をＭＵＬＴＩの共有鍵Ｋ１
で暗号化し、第３の計算機１２０５に送信する。

【００４６】（４）第３の計算機１２０５は、（ａ）送信側計算機１２０１から受けとった暗号化され
たセッション鍵をＭＵＬＴＩおよび共有鍵Ｋ１で復号化
する。（ｂ）復号化したセッション鍵を受信側計算機１２０２
と共有しているＭＵＬＴＩの共有鍵Ｋ２で暗号化し、受
信側計算機１２０２に送信する。

【００４７】（５）受信側計算機１２０２は、（ａ）第３の計算機１２０５より受けとった暗号化され
たセッション鍵をＭＵＬＴＩおよび共有鍵Ｋ２で復号化
し、セッション鍵１２０８である６４ビットのユーザ鍵
と２５６ビットのシステム鍵を取り出す。（ｂ）送信側計算機１２０１より受けとった暗号化され
たメッセージを上記のユーザ鍵とシステム鍵により復号
化する。ここで、送信側計算機１２０１が受信側計算機１２０３
と暗号通信を行なう場合は、利用できる暗号／圧縮アル
ゴリズムがハフマン法になるため、セッション鍵１２０
８はハフマン木を表現するデータになる。本方式の場合
には、このように通信相手毎に形状の異なるセッション
鍵を用いても暗号通信を行なうことができるようにな
る。

【００４８】また、第３の計算機１２０５は、送信側計
算機１２０１の全ての暗号アルゴリズムを利用できなく
てもかまわない。例えば、送信側計算機１２０１が受信
側計算機１２０４と暗号通信を行なう場合、利用できる
暗号／圧縮アルゴリズムはＦＥＡＬになる。この時、送
信側計算機１２０１とのＭＵＬＴＩの共有鍵Ｋ１と、受
信側計算機１２０４とのＦＥＡＬの共有鍵Ｋ４を持ち、
暗号アルゴリズムＭＵＬＴＩおよび暗号アルゴリズムＦ
ＥＡＬを利用できる第３の計算機１２０６が存在すれば
本方式は実行可能になる。

【００４９】

【発明の効果】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて、送信側計算機
と受信側計算機の間で通信メッセージの暗号化に使用す
る暗号アルゴリズムまたは圧縮アルゴリズムをネゴシエ
ーションして決定することにより、電子取引のような不
特定多数の相手との暗号通信を可能にする。更に、送信
側計算機および受信側計算機とそれぞれ暗号通信するこ
とができる第３の計算機を利用して、メッセージもしく
はメッセージの暗号化および圧縮化に使用する情報を送
信することにより、送信側計算機および受信側計算機は
どちらも第３の計算機との間で情報を共有すれば済む。
これにより、送信側計算機および受信側計算機におい
て、仕様が異なる多数の共有鍵等の共有情報に関する管
理を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】処理装置の構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施例を示す全体の処理フローチャ
ートである。

【図４】送信側計算機の暗号化処理を示すフローチャー
トである。

【図５】受信側計算機のネゴシエーション情報作成処理
を示すフローチャートである。

【図６】第３の計算機のセッション鍵処理を示すフロー
チャートである。

【図７】受信側計算機の復号化処理を示すフローチャー
トである。

【図８】本発明の他の実施例を示す全体構成である。

【図９】本発明の更に他の実施例を示す全体構成図であ
る。

【図１０】本発明の他の実施例を示す全体処理フローチ
ャートである。

【図１１】本発明の更に他の実施例を示す全体構成図で
ある。

【図１２】暗号通信システムのより具体的な例を示した
図である。

【符号の説明】

１１…送信側計算機、１２…受信側計算機、１３…第３
の計算機、１４…ネットワーク、１５…暗号化鍵、１６
…暗号化鍵、１７…セッション鍵、１８…メッセージ、
２１…メモリ、２１１…セッション鍵用暗号方式フラ
グ、２１２…セッション鍵記憶エリア、２１３…メッセ
ージ記憶エリア、２１４…プログラムロードエリア、２
２…バス、２３…ＣＰＵ、２４…外部記憶装置、２４１
…暗号・復号化プログラム群、２４２…セッション鍵生
成プログラム、２４３…鍵仕様データベース、２４４…
鍵情報データベース、２５…通信Ｉ／Ｏ、２６…他計算
機への通信路、３０１…暗号方式ネゴシエーション処
理、３０２…セッション鍵作成処理、３０３…暗号化処
理、３０４…暗号化処理、３０５…暗号文、３０６…暗
号化されたセッション鍵、３０７…復号化処理、３０８
…復号化処理、３０９…暗号化されたセッション鍵、３
１０…復号化処理、３１１…復号化処理、４０１…暗号
アルゴリズムリストアップ処理、４０２…リストアップ
情報通知処理、４０３…暗号アルゴリズム名称受信処
理、４０４…セッション鍵作成処理、４０５…メッセー
ジ暗号化処理、４０６…暗号文送信処理、４０７…セッ
ション鍵暗号化処理、４０８…暗号化セッション鍵送信
処理、５０１…リストアップ情報受信処理、５０２…暗
号アルゴリズム情報比較処理、５０３…利用可能暗号ア
ルゴリズム判定処理、５０４…暗号アルゴリズム名称設
定処理、５０５…ＮＵＬＬ設定処理、５０６…ネゴシエ
ーション情報送信処理、６０１…セッション鍵受信処
理、６０２…セッション鍵復号化処理、６０３…セッシ
ョン鍵暗号化処理、６０４…セッション鍵送信処理、７
０１…暗号化メッセージ受信処理、７０２…暗号化セッ
ション鍵受信処理、７０３…セッション鍵復号化処理、
７０４…メッセージ復号化処理１００１…セッション鍵
作成処理、１００２…セッション鍵、１００３…暗号
文、１００４…暗号化されたセッション鍵、１００５…
復号化処理、１００６…セッション鍵作成処理、１００
７…暗号化処理、１００８…セッション鍵、１００９…
暗号化処理、１０１０…暗号文、１０１１…暗号化され
たセッション鍵、１１０１…第３の計算機１３の公開
鍵、１１０２…第３の計算機１３の秘密鍵、１１０３…
受信側計算機１２の公開鍵、１１０４…受信側計算機１
２の秘密鍵、１２０１…送信側計算機、１２０２…受信
側計算機、１２０３…受信側計算機、１２０４…受信側
計算機、１２０５…第３の計算機、１２０６…第３の計
算機、１２０７…メッセージ、１２０７…セッション鍵

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｌ 9/08 9382−5ＫＨ０３Ｍ 7/40 9/14 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｂ C2-3 // Ｈ０３Ｍ 7/40 ６４１ (72)発明者西岡玄次神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者寺田真敏神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者吉浦裕神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者梅木久志神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、前記送信側計算機および前記受信側計算機とそれぞれ暗
号通信することができる第３の計算機を利用して、メッ
セージもしくはメッセージの暗号化および圧縮化に使用
する情報を送信することを特徴とする暗号通信方法。
【請求項２】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、前記送信側計算
機および前記受信側計算機とそれぞれ暗号通信すること
ができる第３の計算機をネットワーク上に配置し、メッ
セージの暗号化に使用する情報のうちセッション鍵を第
３の計算機経由で暗号化して送信することを特徴とする
請求項１記載の暗号通信方法。
【請求項３】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、受信側計算機は
復号化できない暗号化が行なわれたセッション鍵を受信
した場合、当該セッション鍵を第３の計算機に転送し、
当該第３の計算機は当該セッション鍵を前記受信側計算
機が復号化できるように処理した後、前記受信側計算機
に返送することを特徴とする請求項１記載の暗号通信方
法。
【請求項４】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、前記送信側計算
機および前記受信側計算機とそれぞれ通信することがで
きる第３の計算機をネットワーク上に配置し、ネゴシエ
ーションに失敗した場合にメッセージを第３の計算機経
由で暗号化して送信することを特徴とする請求項１記載
の暗号通信方法。
【請求項５】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、メッセージの暗
号化に使用する情報のうちセッション鍵の仕様をネゴシ
エーションにより決定することを特徴とする請求項１記
載の暗号通信方法。
【請求項６】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、メッセージの圧
縮に関する情報をネゴシエーションにより決定すること
を特徴とする請求項１記載の暗号通信方法。
【請求項７】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、セッション鍵の
暗号化を、送信側計算機と第３の計算機との間で共有し
た慣用鍵と、受信側計算機と第３の計算機との間で共有
した慣用鍵を用いて暗号化することを特徴とする請求項
２記載の暗号通信方法。
【請求項８】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、セッション鍵の
暗号化を、送信側計算機と第３の計算機との間で共有し
た慣用鍵と、受信側計算機と第３の計算機との間で共有
した慣用鍵を用いて暗号化することを特徴とする請求項
３記載の暗号通信方法。
【請求項９】ネットワークに接続した送信側計算機と受
信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した暗
号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮通
信を行なう暗号通信システムにおいて、セッション鍵の
暗号化を、第３の計算機の公開鍵を送信側計算機に、受
信側計算機の公開鍵を第３の計算機にそれぞれ持たせ、
前記公開鍵暗号を用いて暗号化することを特徴とする請
求項２記載の暗号通信方法。
【請求項１０】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて、セッション鍵
の暗号化を、第３の計算機の公開鍵を送信側計算機に、
受信側計算機の公開鍵を第３の計算機にそれぞれ持た
せ、前記公開鍵暗号を用いて暗号化することを特徴とす
る請求項３記載の暗号通信方法。
【請求項１１】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて、ネゴシエーシ
ョンに失敗した場合のメッセージの暗号化に送信側計算
機と第３の計算機との間で共有した慣用鍵と、受信側計
算機と第３の計算機との間で共有した慣用鍵を用いて暗
号化することを特徴とする請求項４記載の暗号通信方
法。
【請求項１２】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて、ネゴシエーシ
ョンに失敗した場合のメッセージの暗号化に第３の計算
機の公開鍵を送信側計算機に、受信側計算機の公開鍵を
第３の計算機にそれぞれ持たせ、前記公開鍵暗号を用い
て暗号化することを特徴とする請求項４記載の暗号通信
方法。
【請求項１３】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信システムにおいて、送信側計算機
と受信側計算機との間の経路情報を利用して、メッセー
ジの暗号化に使用する情報のうちセッション鍵の仕様を
決定することを特徴とする請求項５記載の暗号通信方
法。
【請求項１４】ネットワークに接続した送信側計算機と
受信側計算機の間で、ネゴシエーションにより選択した
暗号または圧縮アルゴリズムを使用して暗号または圧縮
通信を行なう暗号通信装置において、前記送信側計算機および前記受信側計算機とそれぞれ暗
号通信可能な第３の計算機を備え、前記送信側計算機は
メッセージもしくはメッセージの暗号化および圧縮化に
使用する情報を前記第３の計算機を介して送信すること
を特徴とする暗号通信装置。
【請求項１５】前記送信側計算機および前記受信側計算
機とそれぞれ暗号通信することができる第３の計算機を
ネットワーク上に配置し、メッセージの暗号化に使用す
る情報のうちセッション鍵を前記第３の計算機経由で暗
号化して送信することを特徴とする請求項１４記載の暗
号通信装置。
【請求項１６】前記受信側計算機は復号化できない暗号
化が行なわれたセッション鍵を受信した場合、当該セッ
ション鍵を前記第３の計算機に転送し、当該第３の計算
機は当該セッション鍵を前記受信側計算機が復号化可能
に処理した後、前記受信側計算機に返送することを特徴
とする請求項１４記載の暗号通信装置。
【請求項１７】前記送信側計算機および前記受信側計算
機とそれぞれ通信することができる第３の計算機をネッ
トワーク上に配置し、前記送信側計算機は前記受信側計
算機とネゴシエーションに失敗した場合、メッセージを
第３の計算機経由で暗号化して送信することを特徴とす
る請求項１４記載の暗号通信装置。
【請求項１８】メッセージの暗号化に使用する情報のう
ちセッション鍵の仕様をネゴシエーションにより決定す
ることを特徴とする請求項１４記載の暗号通信装置。
【請求項１９】メッセージの圧縮に関する情報をネゴシ
エーションにより決定することを特徴とする請求項１４
記載の暗号通信装置。
【請求項２０】セッション鍵の暗号化を、前記送信側計
算機と前記第３の計算機との間で共有した慣用鍵と、前
記受信側計算機と前記第３の計算機との間で共有した慣
用鍵を用いて暗号化することを特徴とする請求項１５記
載の暗号通信装置。
【請求項２１】セッション鍵の暗号化を、前記送信側計
算機と前記第３の計算機との間で共有した慣用鍵と、前
記受信側計算機と前記第３の計算機との間で共有した慣
用鍵を用いて暗号化することを特徴とする請求項１６記
載の暗号通信装置。
【請求項２２】セッション鍵の暗号化を、前記第３の計
算機の公開鍵を前記送信側計算機に、前記受信側計算機
の公開鍵を前記第３の計算機にそれぞれ持たせ、前記公
開鍵暗号を用いて暗号化することを特徴とする請求項１
５記載の暗号通信装置。
【請求項２３】セッション鍵の暗号化を、前記第３の計
算機の公開鍵を前記送信側計算機に、前記受信側計算機
の公開鍵を前記第３の計算機にそれぞれ持たせ、前記公
開鍵暗号を用いて暗号化することを特徴とする請求項１
６記載の暗号通信装置。
【請求項２４】ネゴシエーションに失敗した場合のメッ
セージの暗号化に前記送信側計算機と前記第３の計算機
との間で共有した慣用鍵と、前記受信側計算機と前記第
３の計算機との間で共有した慣用鍵を用いて暗号化する
ことを特徴とする請求項１７記載の暗号通信装置。
【請求項２５】ネゴシエーションに失敗した場合のメッ
セージの暗号化に前記第３の計算機の公開鍵を前記送信
側計算機に、前記受信側計算機の公開鍵を前記第３の計
算機にそれぞれ持たせ、前記公開鍵暗号を用いて暗号化
することを特徴とする請求項１７記載の暗号通信装置。
【請求項２６】前記送信側計算機と前記受信側計算機と
の間の経路情報を利用して、メッセージの暗号化に使用
する情報のうちセッション鍵の仕様を決定することを特
徴とする請求項１８記載の暗号通信装置。