JPH10210026A - 秘密鍵伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第三者による秘密鍵の推定を困難にすると共
に、もし秘密鍵が知られた場合であっても新たな秘密鍵
に更新することなく暗号通信を継続することができる秘
密鍵暗号通信のための秘密鍵伝送方式を提供する。 【解決手段】 送信装置１００は、予め配布された複数
の秘密鍵Ｋ1〜Ｋ3を記憶する秘密鍵記憶部１０３と、そ
こから伝送すべき１個の秘密鍵Ｋsを選択する秘密鍵選
択部１０４と、その秘密鍵Ｋsを伝送するためのキャリ
アであるメッセージＭを生成するメッセージ生成部１０
６と、生成されたメッセージＭに対して秘密鍵Ｋsを用
いて暗号化し暗号文Ｃaを生成する暗号器１０５と、そ
のメッセージＭに対してメッセージＭ自身を暗号鍵とし
て暗号化し暗号文Ｃmを生成する暗号器１０７と、それ
ら暗号文Ｃa及びＣmを秘密鍵Ｋsの伝送として受信装置
に送信する送信部１１０〜１１２等を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、秘密鍵を用いた暗
号通信における秘密鍵の伝送方式に関し、特に、予め配
布された複数の秘密鍵の中から秘密鍵暗号に用いられた
１個の秘密鍵を伝達する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディジタル化された文書、音声、
画像、プログラムなどのデータを秘密鍵で暗号化し伝送
媒体を介して通信したり、記録媒体を介して記録・再生
したりする秘密鍵暗号通信システムにおいては、送信装
置及び受信装置それぞれは、予め装置間で定めた１個の
共通の秘密鍵を用いて暗号化及び復号化を行なってい
る。

【０００３】つまり、送信装置及び受信装置それぞれ
は、複数の秘密鍵を有している場合であっても、通信を
行なう直前においては、１個の秘密鍵を特定し、それを
用いることとしている。これは、送信装置から送られた
暗号文が受信装置において確実に復号されることを保証
するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の暗号通信システムでは、もし秘密鍵が不正な
第３者に盗用されたり解読された（知られたくない者に
知られてしまった）場合には、その秘密鍵を使用してい
た全ての通信装置は、以降の通信において使用する秘密
鍵を新たなものに更新しなければならない。このこと
は、特に、その秘密鍵が通信装置のＲＯＭ等の部品に固
定的に格納されていた場合や、多くの通信装置に用いら
れていた場合等においては、膨大な煩わしい作業が発生
する結果となる。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、第三者の攻撃による秘密鍵の推定を困
難にすると共に、秘密鍵が解読された場合であっても新
たな秘密鍵に更新することなく暗号通信を継続すること
ができる秘密鍵暗号通信のための秘密鍵伝送方式を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する秘密
鍵伝送方式は、予め共通に配布された複数の秘密鍵の中
から選択して１個の秘密鍵Ｋsを送信する送信装置とそ
れを受信する受信装置からなる通信システムにおいて、
送信装置は、複数の秘密鍵Ｋ1〜Ｋnを記憶する秘密鍵記
憶手段と、そこから１個の秘密鍵Ｋsを選択して読み出
す秘密鍵選択手段と、その秘密鍵Ｋsを伝送するための
キャリアであるメッセージＭを生成するメッセージ生成
手段と、生成されたメッセージＭに対して秘密鍵Ｋsを
用いて暗号化し暗号文Ｃaを生成する第１暗号化手段
と、そのメッセージＭに対してメッセージＭ自身を暗号
鍵として暗号化し暗号文Ｃmを生成する第２暗号化手段
と、それら暗号文Ｃa及びＣmを秘密鍵Ｋsの伝送として
受信装置に送信する伝送手段等を備え、受信装置は、上
記複数の秘密鍵Ｋ1〜ＫnのいずれかＫiを順次用いて暗
号文Ｃaを復号化し復号文Ｍiを生成する第１復号手段
と、暗号文Ｃmに対して復号文Ｍiを復号鍵として復号化
し復号文Ｍiiを生成する第２復号手段と、それら復号文
Ｍi及びＭiiが一致するか否かを判定する判定手段と、
いずれかの秘密鍵Ｋiについて一致した場合に、その秘
密鍵Ｋiが送信装置から伝送されてきた秘密鍵と認定す
る。

【０００７】ここで、前記暗号文Ｃa及びＣmを受信装置
に送信する前に、それら暗号文Ｃa及びＣmが受信装置に
よって誤りなく１個の秘密鍵Ｋsが特定されるのにふさ
わしい暗号文である否かを検証しておくこともできる。
具体的には、前記送信装置はさらに、前記秘密鍵選択手
段が選択しなかった全ての秘密鍵Ｋjについて１つずつ
順次に復号鍵として用いて暗号文Ｃaを復号化すること
で復号文Ｍaを生成する第１復号化手段と、その復号文
Ｍaに対してその復号文Ｍa自身を暗号鍵として前記第２
暗号化手段によって暗号化することで暗号文Ｃmmを生成
させる第２暗号化制御手段と、その暗号文Ｃmmと前記暗
号文Ｃmが全ての秘密鍵Ｋjについて一致しない場合にの
み前記２つの暗号文Ｃa及びＣmの送信を許可する比較手
段及びゲート手段を備えることもできる。

【０００８】また、前記送信装置はさらに、前記秘密鍵
選択手段が選択しなかった全ての秘密鍵Ｋjについて１
つずつ順次に復号鍵として用いて暗号文Ｃaを復号化す
ることで復号文Ｍaを生成する第１復号化手段と、その
復号文Ｍaを復号鍵として前記暗号文Ｃmに対して復号化
することで復号文Ｍmを生成する第２復号化手段と、そ
れら復号文Ｍa及びＭmが全ての秘密鍵Ｋjについて一致
しない場合にのみ前記２つの暗号文Ｃa及びＣmの送信を
許可する比較手段及びゲート手段を備えることもでき
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）以下、本発明の実施形態１について図面
を用いて詳細に説明する。実施形態１は、本発明に係る
秘密鍵伝送方式を用いた秘密鍵暗号通信システムであ
る。なお、本明細書において、「秘密鍵伝送」には、秘
密鍵そのものを伝送することの他に、予め複数の秘密鍵
を配布しておき、それらの中から１個を特定する情報を
伝送することも含まれる。 ［暗号通信システムの構成］図１は、実施形態１に係る
暗号通信システムの構成を示すブロック図である。

【００１０】本システムは、送信装置１００と、受信装
置２００と、それらを接続する３つの伝送路１２０〜１
２２とから構成される。本システムでは、予め送信装置
１００及び受信装置２００それぞれに３個の異なる秘密
鍵Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3が配布されており、送信装置１００は
それら３個から任意に選択した１個の秘密鍵を用いてデ
ジタル著作物を暗号化し、受信装置２００に送信する。

【００１１】送信装置１００は、通信機能を有するパー
ソナルコンピュータや磁気ディスクドライブ装置等であ
り、デジタル著作物１０１、秘密鍵記憶部１０３、秘密
鍵選択部１０４、３個の暗号器１０２、１０５、１０
７、メッセージ生成部１０６及び３個の送信部１１０〜
１１２から構成される。この送信装置１００は、自己が
保有するデジタル著作物を暗号化して受信装置２００に
転送することを最終的な目的とし、そのために、暗号化
されたデジタル著作物Ｃdの他に、２種類の暗号文、即
ち、そのデジタル著作物の暗号化に用いた１個の秘密鍵
を暗に伝えるための暗号文Ｃaと、その秘密鍵を特定す
るための判断基準となる一定の規則性を伝えるための暗
号文Ｃmとを併せて受信装置２００に送信する。

【００１２】デジタル著作物１０１は、デジタル化され
た文書、音声、画像、プログラムなどのデータを予め保
持しているハードディスク等である。秘密鍵記憶部１０
３は、上述の３個の秘密鍵Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3を予め記憶す
る半導体メモリ等である。秘密鍵選択部１０４は、秘密
鍵記憶部１０３に記憶された３つの秘密鍵Ｋ1、Ｋ2、Ｋ
3の中から、デジタル著作物１０１の暗号化に用いる１
個の秘密鍵Ｋsを任意に選択して読み出し、それを暗号
器１０２及び暗号器１０５に送る。

【００１３】暗号器１０２は、秘密の暗号アルゴリズム
Ｅ1に基づく暗号化をするＩＣ等であり、デジタル著作
物１０１からブロック単位でデジタルデータDataを読み
出し、それに対して秘密鍵選択部１０４から送られてき
た秘密鍵Ｋsで暗号化し、得られた暗号文Ｃd（＝Ｅ1（D
ata，Ｋs））を送信部１１０に送るという処理をデジタ
ル著作物１０１全てについて繰り返す。

【００１４】ここで、記号Ｅ（Ｍ，Ｋ）は、平文Ｍに対
して暗号鍵Ｋを用いて暗号アルゴリズムＥに基づいて暗
号化して得られた暗号文を意味する。同様に、記号Ｄ
（Ｃ，Ｋ）は、暗号文Ｃに対して復号鍵Ｋを用いて復号
アルゴリズムＤに基づいて復号化して得られた復号文を
意味する。メッセージ生成部１０６は、１個の乱数を発
生し、メッセージＭとして保持する乱数発生器等であ
る。このメッセージＭは、上記秘密鍵選択部１０４で選
択された秘密鍵Ｋsを受信装置２００に暗に伝送するた
めのキャリアとして用いられるダミーデータであり、そ
の内容自体は重要でない。

【００１５】暗号器１０５は、秘密の暗号アルゴリズム
Ｅ2に基づく暗号化をするＩＣ等であり、メッセージ生
成部１０６に保持されたメッセージＭを読み出し、それ
に対して秘密鍵選択部１０４から送られてきた秘密鍵Ｋ
sを暗号鍵として暗号化し、得られた暗号文Ｃa（＝Ｅ2
（Ｍ，Ｋs））を送信部１１１に送る。暗号器１０７
は、秘密の暗号アルゴリズムＥ3に基づく暗号化をする
ＩＣ等であり、メッセージ生成部１０６に保持されたメ
ッセージＭを読み出し、そのメッセージＭに対してその
メッセージＭを暗号鍵として暗号化し、得られた暗号文
Ｃm（＝Ｅ3（Ｍ，Ｍ））を送信部１１２に送る。

【００１６】上記暗号文Ｃa及びＣmは、秘密鍵選択部１
０４で選択された秘密鍵Ｋsが３個の秘密鍵Ｋ1、Ｋ2、
Ｋ3のいずれであるかを間接的に受信装置２００に伝達
するための暗号文である。送信部１１０、１１１、１１
２は、並列to直列変換器や増幅器等からなり、それぞ
れ、伝送路１２０、１２１、１２２を介して上記３種類
の暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmを受信装置２００に送信する。

【００１７】伝送路１２０〜１２２は、通信ケーブルや
記録媒体等である。一方、受信装置２００は、７個の復
号器２０１、２２１、２２２、２３１、２３２、２４
１、２３２、３個の秘密鍵記憶部２２０、２３０、２４
０、３個の判定部２２３、２３３、２４３、総合判定部
２０３、秘密鍵選択部２０２、３個の受信部２１０〜２
１２から構成される。

【００１８】この受信装置２００は、送信装置１００か
ら送られてきた暗号化デジタル著作物Ｃdを復号化して
利用することを最終的な目的とし、その復号のために用
いるべき秘密鍵Ｋs、即ち、送信装置１００において秘
密鍵選択部１０４によって選択された秘密鍵Ｋsは、暗
号化デジタル著作物Ｃdと共に受信した２種類の暗号文
Ｃa及びＣmから特定する。

【００１９】受信部２１０、２１１、２１２は、直列to
並列変換器等からなり、それぞれ、伝送路１２０、１２
１、１２２を介して上記３種類の暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃm
を受信する。復号器２０１は、送信装置１００が備える
暗号器１０２の暗号アルゴリズムＥ1の逆変換である秘
密の復号アルゴリズムＤ1に基づく復号化をするＩＣ等
であり、秘密鍵選択部２０２から秘密鍵Ｋsが与えられ
た場合には、受信部２１０から送られてきた暗号文Ｃd
に対して、その秘密鍵Ｋsを用いて復号化することによ
り、元のデジタル著作物のブロックデータData（＝Ｄ1
（Ｃd，Ｋs））に復元する。

【００２０】なお、この復号器２０１は、送信装置１０
０から繰り返し暗号化デジタル著作物Ｃdが送られてく
る限り、その復号化を繰り返す。また、秘密鍵選択部２
０２から秘密鍵Ｋsが与えられない場合には、秘密鍵の
特定に失敗したものと認識し、暗号化デジタル著作物Ｃ
dの復号化は行なわない。秘密鍵記憶部２２０、復号器
２２１、復号器２２２及び判定部２２３からなる第１組
の回路群は、送信装置１００で用いられた秘密鍵Ｋsが
Ｋ1であるか否かを判定することを目的とし、秘密鍵記
憶部２３０、復号器２３１、復号器２３２及び判定部２
３３からなる第２組の回路群は、送信装置１００で用い
られた秘密鍵がＫ2であるか否かを判定することを目的
とし、秘密鍵記憶部２４０、復号器２４１、復号器２４
２及び判定部２４３からなる第３組の回路群は、送信装
置１００で用いられた秘密鍵がＫ3であるか否かを判定
することを目的とする。これら３組の回路群は、秘密鍵
記憶部２２０、２３０、２４０それぞれに記憶された１
個の秘密鍵が異なる点を除いて基本的な構成及び機能は
同一である。従って、第１組の回路群のみについて詳述
する。

【００２１】秘密鍵記憶部２２０は、秘密鍵Ｋ1を予め
記憶する半導体メモリ等である。復号器２２１は、送信
装置１００が備える暗号器１０５の暗号アルゴリズムＥ
2の逆変換である秘密の復号アルゴリズムＤ2に基づく復
号化をするＩＣ等であり、受信部２１１から送られてき
た暗号文Ｃaに対して秘密鍵記憶部２２０から読み出し
た秘密鍵Ｋ1を用いて復号化し、得られた復号文Ｍ1（＝
Ｄ2（Ｃa，Ｋ1））を判定部２２３及び復号器２２２に
送る。

【００２２】復号器２２２は、送信装置１００が備える
暗号器１０７の暗号アルゴリズムＥ3の逆変換である秘
密の復号アルゴリズムＤ3に基づく復号化をするＩＣ等
であり、受信部２１２から送られてきた暗号文Ｃmに対
して復号器２２１から送られてきた復号文Ｍ1を復号鍵
として復号化し、得られた復号文Ｍ11（＝Ｄ3（Ｃm，Ｍ
1））を判定部２２３に送る。

【００２３】判定部２２３は、比較器等からなり、復号
器２２１から送られてきた復号文Ｍ1と復号器２２２か
ら送られてきた復号文Ｍ11とが一致するか否かを判定
し、一致する場合には「１」を、一致しない場合には
「０」を、総合判定部２０３に出力する。ここで、一致
する場合（Ｍ1＝Ｍ11）とは、送信装置１００の秘密鍵
選択部１０４が選択した秘密鍵ＫsがＫ1である場合に相
当する。その理由は、以下の通りである。

【００２４】いま、送信装置１００において、秘密鍵選
択部１０４は秘密鍵Ｋ1を選択したとする。つまり、 Ｋs＝Ｋ1 −式１ とする。すると、以下が成立する。 Ｃa＝Ｅ2（Ｍ，Ｋs） ＝Ｅ2（Ｍ，Ｋ1） −式２ Ｃm＝Ｅ3（Ｍ，Ｍ） −式３ よって、受信装置２００の復号器２２１が出力する復号
文Ｍ1は、式２を用いることにより、以下の通りとな
る。

【００２５】 Ｍ1＝Ｄ2（Ｃa，Ｋ1） ＝Ｄ2（Ｅ2（Ｍ，Ｋ1），Ｋ1） ＝Ｍ −式４ 一方、受信装置２００の復号器２２２が出力する復号文
Ｍ11は、式３と式４を用いることにより、以下の通りと
なる。

【００２６】 Ｍ11＝Ｄ3（Ｃm，Ｍ1） ＝Ｄ3（Ｅ3（Ｍ，Ｍ），Ｍ） ＝Ｍ −式５ よって、式４と式５とから、以下が成立する。 Ｍ1＝Ｍ11 −式６ なお、同様にして、第２組の回路群の判定部２３３は、
復号器２３１から送られてきた復号文Ｍ2と復号器２３
２から送られてきた復号文Ｍ22とが一致するか否かを判
定し、一致する場合には「１」を、一致しない場合には
「０」を、総合判定部２０３に出力し、第３組の回路群
の判定部２４３は、復号器２４１から送られてきた復号
文Ｍ3と復号器２４２から送られてきた復号文Ｍ33とが
一致するか否かを判定し、一致する場合には「１」を、
一致しない場合には「０」を、総合判定部２０３に出力
する。

【００２７】総合判定部２０３は、論理和回路及びセレ
クタ等からなり、３つの判定部２２３、２３３、２４３
からの通知に基づいて、受信部２１０が受信した暗号化
デジタル著作物Ｃdの復号化に用いるべき復号鍵Ｋsを特
定する指示「１／２／３」を、又は、適切な復号鍵が見
当たらない旨の指示「０」を秘密鍵選択部２０２に送
る。

【００２８】具体的には、判定部２２３が一致した旨
「１」を出力した場合には他の判定部２３３、２４３の
出力いかんに拘わらず秘密鍵Ｋ1を選択する旨の指示
「１」を、判定部２２３が一致しない旨「０」を出力
し、かつ、判定部２３３が一致した旨「１」を出力した
場合には秘密鍵Ｋ2を選択する指示「２」を、判定部２
２３及び判定部２３３が一致しない旨「０」を出力し、
かつ、判定部２４３が一致した旨「１」を出力した場合
には秘密鍵Ｋ3を選択する指示「３」を、３つの判定部
２２３、２３３、２４３がいずれも一致しない旨「０」
を出力した場合には復号鍵が見当たらない旨の指示
「０」を、それぞれ秘密鍵選択部２０２に送る。

【００２９】秘密鍵選択部２０２は、セレクタ等からな
り、総合判定部２０３からの４種類の指示のいずれか
「０／１／２／３」に基づいて、それぞれ、復号器２０
１に秘密鍵を出力しない／秘密鍵Ｋ1を出力する／秘密
鍵Ｋ2を出力する／秘密鍵Ｋ3を出力する。秘密鍵選択部
２０２は、送信装置１００から暗号化デジタル著作物Ｃ
dが繰り返し送信されてくる間、その出力を継続する。

【００３０】なお、判定部２２３、２３３、２４３は入
力される２つの復号文が一致しない場合に「０」を出力
し、その結果、総合判定部２０３は、その不一致に係る
秘密鍵Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3は送信装置１００において選択さ
れた秘密鍵ではないとして上記処理をしているが、これ
は、本システムに採用されているような暗号（復号）ア
ルゴリズムが通常持つ以下の性質を利用している。

【００３１】つまり、「暗号文に対して本来用いるべき
秘密鍵とは異なる秘密鍵を復号鍵として復号化した場合
に得られる復号文は、元の平文とは異なる。」という性
質である。 ［暗号通信システムの動作］次に、以上のように構成さ
れた本暗号通信システムの動作を説明する。

【００３２】図２は、送信装置１００の動作手順を示す
フローチャートである。まず、秘密鍵選択部１０４は、
秘密鍵記憶部１０３に記憶された３個の秘密鍵Ｋ1、Ｋ
2、Ｋ3から１個の秘密鍵Ｋsを選択して読み出し、それ
を暗号器１０２及び暗号器１０５に送る（ステップＳ１
０）。次に、暗号器１０２は、その秘密鍵Ｋsを用いて
デジタル著作物１０１のブロックデータDataを暗号化す
ることにより暗号文Ｃdを生成し、送信部１１０に送る
（ステップＳ１１）。

【００３３】続いて、メッセージ生成部１０６は、１個
のメッセージＭを生成する（ステップＳ１２）。そし
て、暗号器１０５は、そのメッセージＭに対して秘密鍵
選択部１０４から送られてきた秘密鍵Ｋsを暗号鍵とし
て暗号化し、得られた暗号文Ｃaを送信部１１１に送る
と共に、暗号器１０７は、そのメッセージＭに対してメ
ッセージＭ自身を暗号鍵として暗号化し、得られた暗号
文Ｃmを送信部１１２に送る（ステップＳ１３）。

【００３４】最後に、送信部１１０、１１１、１１２
は、それぞれ上記３つの暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmを受信装
置２００に送信する（ステップＳ１４）。なお、デジタ
ル著作物１０１の残る他のブロックデータについては、
その暗号文Ｃdの送信だけが繰り返され、他の暗号文Ｃa
及びＣmの送信は伴わない。図３は、受信装置２００の
動作手順を示すフローチャートである。

【００３５】まず、受信部２１０、２１１、２１２は、
それぞれ、送信装置１００から伝送路１２０、１２１、
１２２を介して送られてきた３つの暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃ
mを受信し、復号器２０１、復号器２２１、２３１、２
４１、復号器２２２、２３２、２４２に送る（ステップ
Ｓ２０）。次に、第１段階の復号化として、受信部２１
２から送られてきた暗号文Ｃaに対して、復号器２２１
は秘密鍵記憶部２２０から読み出した秘密鍵Ｋ1を用い
て復号化することにより復号文Ｍ1を生成し判定部２２
３及び復号器２２２に送ると同時に、復号器２３１は秘
密鍵記憶部２３０から読み出した秘密鍵Ｋ2を用いて復
号化することにより復号文Ｍ2を生成し判定部２３３及
び復号器２３２に送り、復号器２４１は秘密鍵記憶部２
４０から読み出した秘密鍵Ｋ3を用いて復号化すること
により復号文Ｍ3を生成し判定部２４３及び復号器２４
２に送る（ステップＳ２１）。

【００３６】続いて、第２段階の復号化として、受信部
２１２から送られてきた暗号文Ｃmに対して、復号器２
２２は復号器２２１から送られてきた復号文Ｍ1を復号
鍵として復号化することにより復号文Ｍ11を生成し判定
部２２３に送ると同時に、復号器２３２は復号器２３１
から送られてきた復号文Ｍ2を復号鍵として復号化する
ことにより復号文Ｍ22を生成し判定部２３３に送り、復
号器２４２は復号器２４１から送られてきた復号文Ｍ3
を復号鍵として復号化することにより復号文Ｍ33を生成
し判定部２４３に送る（ステップＳ２２）。

【００３７】そして、判定部２２３は復号器２２１から
送られてきた復号文Ｍ1と復号器２２２から送られてき
た復号文Ｍ11とが一致するか否かを判定し、一致する場
合には「１」を、一致しない場合には「０」を総合判定
部２０３に出力すると同時に（ステップＳ２３）、判定
部２３３は復号器２３１から送られてきた復号文Ｍ2と
復号器２３２から送られてきた復号文Ｍ22とが一致する
か否かを判定し、一致する場合には「１」を、一致しな
い場合には「０」を総合判定部２０３に出力し（ステッ
プＳ２４）、判定部２４３は復号器２４１から送られて
きた復号文Ｍ3と復号器２４２から送られてきた復号文
Ｍ33とが一致するか否かを判定し、一致する場合には
「１」を、一致しない場合には「０」を総合判定部２０
３に出力する（ステップＳ２５）。

【００３８】総合判定部２０３は、判定部２２３から一
致した旨の通知「１」を受けた場合には、その通知を他
の判定部２３３、２４３からの通知に優先させ、秘密鍵
選択部２０２に対して秘密鍵Ｋ1を選択する旨の指示
「１」を送る。従って、復号器２０１は、受信部２１０
から送られてきた暗号文Ｃdに対して秘密鍵選択部２０
２から送られてきた秘密鍵Ｋ1を用いて元のデジタル著
作物Dataに復号化する（ステップＳ２６）。

【００３９】また、総合判定部２０３は、判定部２２３
から一致しない旨の通知「０」を受け、かつ、判定部２
３３から一致した旨の通知「１」を受けた場合には、秘
密鍵選択部２０２に対して秘密鍵Ｋ2を選択する旨の指
示「２」を送る。従って、復号器２０１は、受信部２１
０から送られてきた暗号文Ｃdに対して秘密鍵選択部２
０２から送られてきた秘密鍵Ｋ2を用いて元のデジタル
著作物Dataに復号化する（ステップＳ２７）。

【００４０】さらに、総合判定部２０３は、判定部２２
３及び判定部２３３から一致しない旨の通知「０」を受
け、かつ、判定部２４３から一致した旨の通知「１」を
受けた場合には、秘密鍵選択部２０２に対して秘密鍵Ｋ
3を選択する旨の指示「３」を送る。従って、復号器２
０１は、受信部２１０から送られてきた暗号文Ｃdに対
して秘密鍵選択部２０２から送られてきた秘密鍵Ｋ3を
用いて元のデジタル著作物Dataに復号化する（ステップ
Ｓ２８）。

【００４１】さらにまた、総合判定部２０３は、判定部
２２３、２３３、２４３のいずれからも一致しない旨の
通知「０」を受けた場合には、秘密鍵選択部２０２に対
してその旨の通知「０」を送る。従って、復号器２０１
は、受信部２１０から送られてきた暗号文Ｃdに対して
復号化を行なわない（ステップＳ２５）。以上のよう
に、本実施形態によれば、送信装置１００と受信装置２
００それぞれに共通の３個の秘密鍵を予め配布してお
き、送信装置１００は、それら３個の秘密鍵から任意に
選択した１個の秘密鍵Ｋsを用いてデジタル著作物１０
１を暗号化して受信装置２００に送信し、受信装置２０
０は、その１個の秘密鍵Ｋsが３個の秘密鍵のいずれで
あるかに関して明示的には通知を受けていないにも拘わ
らず、その暗号化されたデジタル著作物１０１を復号す
ることができた。つまり、送信装置１００によって任意
に選択された１個の秘密鍵Ｋsが２種類の暗号文Ｃa及び
Ｃmによって暗に受信装置２００に伝送されたと言え
る。

【００４２】このような秘密鍵伝送が可能となったの
は、受信装置が、暗号文Ｃmに規則性があること、即
ち、暗号文Ｃmは平文Ｍがそれと同一の暗号鍵Ｍによっ
て暗号化されたものであるという性質を、送信装置で用
いられた１個の秘密鍵Ｋs及びメッセージＭを特定する
ための判断基準として用いたからである。この実施形態
に係る秘密鍵伝送方式によれば、(i)伝送路１２１、１
２２上には平文ではなく暗号文が伝送されていること、
(ii)その伝送のために時変の乱数（メッセージＭ）が用
いられていること、(iii)その乱数（メッセージＭ）を
暗号化鍵としてその乱数（メッセージＭ）自身を暗号化
したものを伝送していることから、送信装置１００で選
択された秘密鍵Ｋsと受信装置２００に送信された暗号
文Ｃa及びＣmとの間には固定的な関係が存在しないの
で、伝送路１２０〜１２２を盗聴する不正な第３者によ
る攻撃に対して安全性は高い。 （実施形態２）次に、本発明の実施形態２について図面
を用いて説明する。

【００４３】実施形態２は、実施形態１と同様に、３種
類の暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmを用いてデジタル著作物と秘
密鍵とを伝送する秘密鍵暗号通信システムであるが、受
信装置において秘密鍵Ｋsが特定されることをより確実
に保証するための機能を送信装置に付加している点で実
施形態１と異なる。 ［送信装置の構成］図４は、実施形態２の暗号通信シス
テムにおける送信装置３００の構成を示すブロック図で
ある。なお、本実施形態における受信装置は図１に示さ
れた実施形態１の受信装置２００と同一である。

【００４４】送信装置３００は、実施形態１の送信装置
１００が備える構成要素１０１〜１０７、１１０〜１１
２に加えて、復号器３２０、ゲート部３２１、比較部３
２２、分配器３２３、２個のセレクタ３２４、３２５を
備える。なお、この送信装置３００の秘密鍵選択部１０
４は、秘密鍵記憶部１０３に記憶された３つの秘密鍵Ｋ
1、Ｋ2、Ｋ3の中からデジタル著作物１０１の暗号化に
用いる１個の秘密鍵Ｋsを任意に選択して読み出し、そ
れを暗号器１０２及び暗号器１０５に送る点において実
施形態１同じであるが、さらに、選択しなかった２個の
秘密鍵Ｋj（ｊ＝１、２）を順次読み出して復号器３２
０に送る機能を有する。

【００４５】復号器３２０は、実施形態１における復号
器２２１と同一のもの、即ち、暗号器１０５の暗号アル
ゴリズムＥ2の逆変換である秘密の復号アルゴリズムＤ2
に基づく復号化をするＩＣ等であり、秘密鍵選択部１０
４から秘密鍵Ｋjが送られてくる毎に、それを復号鍵と
して暗号器１０５が生成した暗号文Ｃaを復号化し、得
られた復号文Ｍa（＝Ｄ2（Ｃa，Ｋj））をセレクタ３２
４、３２５に送る。

【００４６】ゲート部３２１は、ラッチ回路等からな
り、暗号器１０５が生成した暗号文Ｃaと暗号器１０７
が生成した暗号文Ｃm（分配器３２３を通過してきた暗
号文Ｃm）それぞれを保持し、比較部３２２からの通知
に基づいて、それらを破棄したり、送信部１１１、１１
２に出力したりする。セレクタ３２４、３２５は、２入
力１出力のマルチプレクサ回路であり、まずメッセージ
生成部１０６からのメッセージＭを通過させた後に、次
に復号器３２０からの復号文Ｍaのを通過させる。

【００４７】分配器３２３は、セレクタ３２４、３２５
と同期して動作するデマルチプレクサ回路であり、セレ
クタ３２４、３２５がメッセージＭを選択した場合には
暗号器１０７から出力された暗号文Ｃmをゲート部３２
１及び比較部３２２の第１入力ポートに送り、一方、セ
レクタ３２４、３２５が復号文Ｍaを選択した場合には
暗号器１０７から出力された暗号文Ｃmmを比較部３２２
の第２入力ポーチに送る。

【００４８】比較部３２２は、第１入力ポートに入力さ
れた暗号文Ｃmを保持し、それと、続いて第２入力ポー
トに順次入力される暗号文Ｃmmとが一致するか否かを判
断する。その結果、一致する場合には、その旨をメッセ
ージ生成部１０６とゲート部３２１に通知することによ
り、メッセージ生成部１０６に再度のメッセージＭを生
成させると共に、ゲート部３２１に保持されていた２つ
の暗号文Ｃa及びＣmを破棄させて新たな暗号文Ｃa及び
Ｃmを保持させる。

【００４９】一方、第２入力ポートに入力された全ての
暗号文Ｃmmについて一致しない場合には、その旨をゲー
ト部３２１に通知することにより、ゲート部３２１に保
持されていた２つの暗号文Ｃa及びＣmを送信部１１１、
１１２に送信させる。これによって、受信装置２００の
３つの判定部２２３〜２４３において少ない確率で生じ
る誤った判定、即ち、送信装置３００の秘密鍵選択部１
０４で選択された秘密鍵Ｋsとは異なる秘密鍵Ｋjに係る
判定部２２３〜２４３に入力された２つの復号文Ｍj
（＝Ｄ2（Ｃa，Ｋj））及びＭjj（＝Ｄ3（Ｃm，Ｍj））
が一致してしまうことに基づく誤った復号が防止され
る。

【００５０】具体的には、例えば、送信装置３００は、
秘密鍵Ｋ2を用いてデジタル著作物１０１とメッセージ
Ｍを暗号化して受信装置２００に送信したにも拘わら
ず、受信装置２００において、復号器２２１が生成した
復号文Ｍ1と復号器２２２が生成した復号文Ｍ11とが一
致してしまう不具合の発生が防止される。なお、実施形
態１の秘密鍵伝送方式では少ない確率で上記不具合が生
じ得るのは、以下の理由による。

【００５１】つまり、実施形態１では、例えば、いま送
信装置１００が秘密鍵Ｋ2を選択し、それを用いて３つ
の暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmを生成し受信装置２００に送信
したとすると、受信装置２００においては、復号器２２
１が生成した復号文Ｍ1及び復号器２２２が生成した復
号文Ｍ11は、本来の秘密鍵Ｋ2とは異なる秘密鍵Ｋ1を用
いて生成されているので、これら復号文Ｍ11及びＭ1
は、いずれも元のメッセージＭとは一致しないことが保
証される。

【００５２】ところが、これら復号文Ｍ1及びＭ11どう
しが異なることまでは保証されていない。つまり、これ
ら復号文Ｍ1及びＭ11は、元のメッセージＭとは一致し
ないが（Ｍ1≠Ｍ かつ Ｍ11≠Ｍ）、相互に一致する
（Ｍ1＝Ｍ11）ことが起こり得る。このことを別の角度
から説明すると以下の通りである。

【００５３】いま、秘密鍵伝送のための２つの暗号器１
０５、１０７は、入力される平文がＬビット、暗号鍵が
Ｌビット、生成される暗号文がＬビットとする。する
と、暗号器１０５については、暗号鍵Ｌビットを１つ
（例えばＫ2）に固定した状態では、平文対暗号文に
は、Ｌビット対Ｌビットの完全な１対１の写像関係が存
在し、従って、総ての暗号文Ｌビットについて完全な復
号が可能である。

【００５４】ところが、暗号器１０７については、特殊
な使い方をしている。すなわち、平文はＬビットであり
暗号文はＬビットであるが、平文Ｌビットを変えると暗
号鍵Ｌビットも同時に変わるような使い方をしている。
従って、この暗号器１０７については、平文対暗号文に
は、Ｌビット対Ｌビットの完全な１対１の写像関係が存
在することは保証されず、従って、総ての暗号文Ｌビッ
トについての完全な復号は保証されない。

【００５５】このことは、２のＬ乗の種類の平文に対し
て生成される暗号文の種類は、２のＬ乗個よりも少な
い、つまり同一の暗号文を生成する平文が２種類以上存
在する可能性があることを意味している。よって、実施
形態１の受信装置２００において、暗号文Ｃaを復号化
して得られる復号文Ｍjと暗号文Ｃmを復号化して得られ
る復号文Ｍjjとは一致するが、これら復号文Ｍj及びＭj
jはいずれも元のメッセージＭとは一致しない、という
不具合が生じ得る。

【００５６】本実施形態では、送信装置３００に設けら
れた復号器３２０、比較部３２２、ゲート部３２１等に
よって、そのような不具合を生じさせる不適切な暗号文
Ｃa及びＣmの組み合わせが受信装置２００に送信されて
しまうことを防止している。 ［送信装置の動作］図５は、実施形態２の暗号通信シス
テムにおける送信装置３００の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【００５７】本図において、ステップＳ３０〜Ｓ３３、
ステップＳ３９は、それぞれ、実施形態１の場合（図２
のフローチャート）のステップＳ１０〜Ｓ１３、ステッ
プＳ１４と同一である。但し、上記ステップＳ３３にお
いては、暗号器１０５から生成された暗号文Ｃaはゲー
ト部３２１に保持され、一方、暗号器１０７から生成さ
れ暗号文Ｃmは分配器３２３を経てゲート部３２１と比
較部３２２に保持される。

【００５８】この送信装置３００は、秘密鍵Ｋsの選択
と３つの暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmの生成を終えると（ステ
ップＳ３０〜Ｓ３３）、それら暗号文Ｃd、Ｃa、Ｃmを
送信する前に、一定のループ処理（ステップＳ３４〜Ｓ
３８）を行う。このループ処理は、いま生成された暗号
文Ｃa及びＣmが秘密鍵Ｋsを伝送するのに適切な暗号文
であるか否かを判断し、不適切であれば適切な暗号文Ｃ
a及びＣmを新たに生成し直すための処理である。

【００５９】具体的には、まず、秘密鍵選択部１０４
は、ステップＳ３０において選択した１個の秘密鍵Ｋs
を除く秘密鍵Ｋjについて順次に１個ずつ秘密鍵記憶部
１０３から読み出して復号器３２０に送ることで、以下
の処理（ステップＳ３５〜Ｓ３７）を繰り返す（ステッ
プＳ３４〜Ｓ３８）。まず、復号器３２０は、秘密鍵選
択部１０４から送られてきた秘密鍵Ｋjを復号鍵として
上記ステップＳ３３で生成された暗号文Ｃaを復号化
し、得られた復号文Ｍaをセレクタ３２４、３２５に送
る（ステップＳ３５）。

【００６０】セレクタ３２４、３２５は、その復号文Ｍ
aを選択して通過させる。その結果、暗号器１０７は、
その復号文Ｍaを暗号鍵として復号文Ｍaを暗号化し、得
られた暗号文Ｃmm（＝Ｅ2（Ｍa，Ｍa））を分配器３２
３に出力し、分配器３２３は、その暗号文Ｃmmを通過さ
せて比較部３２２の第２入力ポートに送る（ステップＳ
３６）。

【００６１】比較部３２２は、上記ステップＳ３３で第
１入力ポートに入力され既に保持している暗号文Ｃm
と、いま第２入力ポートに入力された暗号文Ｃmmとが一
致するか否か判断する（ステップＳ３７）。その結果、
一致しない場合には、他の秘密鍵Ｋjについて同様の処
理を繰り返す（ステップＳ３５〜Ｓ３７）。

【００６２】その結果、ステップＳ３０において選択さ
れた秘密鍵Ｋsを除く全ての秘密鍵について比較部３２
２での判断結果が不一致であった場合には、ステップＳ
３３で生成された２個の暗号文Ｃa及びＣmは適切な暗号
文であると判明した場合に相当するので、上記ループ処
理は終了し、送信部１１０、１１１、１１２は、それぞ
れ、暗号器１０２が生成した暗号文Ｃd、ゲート部３２
１に保持されていた暗号文Ｃa及びＣmを受信装置２００
に送信する（ステップＳ３９）。

【００６３】一方、ステップＳ３７での判断において一
致した場合には、ステップＳ３３で生成された２個の暗
号文Ｃa及びＣmは不適切な暗号文であると判明した場合
に相当するので、それまでのループ処理を中断し、再
び、メッセージＭの生成から始まる手順を繰り返す（ス
テップＳ３２〜Ｓ３６）。つまり、比較部３２２は、ゲ
ート部３２１に保持されていた２個の暗号文Ｃa及びＣm
を破棄させると共に、メッセージ生成部１０６に新たな
メッセージＭを生成させる（ステップＳ３２）。そし
て、そのメッセージＭを用いた暗号化によって新たな暗
号文Ｃa及びＣmを生成し（ステップＳ３３）、それらが
適切な暗号文であるか否かを判断する（ステップＳ３４
〜Ｓ３７）。

【００６４】このようにして、本送信装置３００によれ
ば、この送信装置３００から暗号文Ｃa及びＣmを受信し
た受信装置２００において、送信装置３００で用いられ
た秘密鍵Ｋsとは異なる秘密鍵Ｋjを用いたにも拘わら
ず、暗号文Ｃaを復号化して得られる復号文Ｍjと暗号文
Ｃmを復号化して得られる復号文Ｍjjとが一致してしま
うという不具合が防止される。 （実施形態３）次に、本発明の実施形態３について図面
を用いて説明する。

【００６５】実施形態３は、３種類の暗号文Ｃd、Ｃa、
Ｃmを用いてデジタル著作物と秘密鍵とを伝送する秘密
鍵暗号通信システムである点で実施形態１と共通し、不
適切な暗号文Ｃa及びＣmが受信装置に送信されることを
防止する機能を送信装置に付加している点で実施形態２
と共通するが、その実現方法が実施形態２と異なる。 ［送信装置の構成］図６は、実施形態３の暗号通信シス
テムにおける送信装置４００の構成を示すブロック図で
ある。なお、本実施形態における受信装置は図１に示さ
れた実施形態１の受信装置２００と同一である。

【００６６】送信装置４００は、実施形態１の送信装置
１００が備える構成要素１０１〜１０７、１１０〜１１
２に加えて、２個の復号器４２０、４２３、ゲート部４
２１、比較部４２２を備える。復号器４２０及びゲート
部４２１は、それぞれ、図４に示された実施形態２の送
信装置３００の復号器３２０及びゲート部３２１と同一
の機能を有する。また、復号器４２０、復号器４２３及
び比較部４２２は、それぞれ、図１に示された実施形態
１の受信装置２００の復号器２２１、復号器２２２及び
判定部２２３と同一の機能を有する。

【００６７】つまり、復号器４２０は、暗号器１０５の
暗号アルゴリズムＥ2の逆変換である秘密の復号アルゴ
リズムＤ2に基づく復号化をするＩＣ等であり、暗号器
１０５が生成した暗号文Ｃaに対して秘密鍵選択部１０
４から順次に送られてくる秘密鍵Ｋjを用いて復号化
し、得られた復号文Ｍa（＝Ｄ2（Ｃa，Ｋj））を比較部
４２２の第１入力ポート及び復号器４２３に送る。

【００６８】復号器４２３は、暗号器１０７の暗号アル
ゴリズムＥ3の逆変換である秘密の復号アルゴリズムＤ3
に基づく復号化をするＩＣ等であり、暗号器１０７が生
成した暗号文Ｃmに対して復号器４２０から送られてく
る復号文Ｍaを用いて復号化し、得られた復号文Ｍm（＝
Ｄ3（Ｃm，Ｍa））を比較部４２２の第２入力ポートに
送る。

【００６９】比較部４２２は、比較器等からなり、秘密
鍵選択部１０４が１個の秘密鍵Ｋjを復号器４２０に送
るごとに、復号器４２０から送られてくる復号文Ｍaと
復号器４２３から送られてくる復号文Ｍmとが一致する
か否かを判定する。その結果、一致する場合には、その
旨をメッセージ生成部１０６とゲート部４２１に通知す
ることにより、メッセージ生成部１０６に再度のメッセ
ージＭを生成させると共に、ゲート部３２１に保持され
ていた２つの暗号文Ｃa及びＣmを破棄させて新たな暗号
文Ｃa及びＣmを保持させる。

【００７０】一方、秘密鍵選択部１０４から復号器４２
０に送られた全ての秘密鍵について、それら復号文Ｍa
と復号文Ｍmとが一致しない場合には、その旨をゲート
部４２１に通知することにより、ゲート部４２１に保持
されていた２つの暗号文Ｃa及びＣmを送信部１１１、１
１２に送信させる。ゲート部４２１は、ラッチ回路等か
らなり、暗号器１０５が生成した暗号文Ｃaと暗号器１
０７が生成した暗号文Ｃmそれぞれを保持し、比較部４
２２からの通知に基づいて、それらを破棄したり、送信
部１１１、１１２に出力したりする。 ［送信装置の動作］図７は、実施形態３の暗号通信シス
テムにおける送信装置４００の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【００７１】本図は、実施形態２のフローチャート（図
５）とほぼ同じであるが、暗号文Ｃa及びＣmが適切な暗
号文であるか否かを判断する際の判断対象が異なる。つ
まり、実施形態２では、復号器３２０で得られた復号文
Ｍaを平文及び暗号鍵として暗号化し（図５のステップ
Ｓ３６）、２つの暗号文Ｃm及びＣmmを比較したが（図
５のステップＳ３７）、本実施形態では、復号器４２０
で得られた復号文Ｍaを復号鍵として暗号文Ｃmを復号化
し（図７のステップＳ４６）、２つの復号文Ｍa及びＭm
を比較している（図７のステップＳ４７）。

【００７２】これによって、実施形態２と同様に、本実
施形態の送信装置４００から暗号文Ｃa及びＣmを受信し
た受信装置２００において、送信装置４００で用いられ
た秘密鍵Ｋsとは異なる秘密鍵Ｋjを用いたにも拘わら
ず、暗号文Ｃaを復号化して得られる復号文Ｍjと暗号文
Ｃmを復号化して得られる復号文Ｍjjとが一致してしま
うという不具合が防止される。

【００７３】本実施形態の送信装置４００は、実施形態
２の送信装置３００で必要とされたセレクタ３２４、３
２５、分配器３２３を１個の復号器４２３に置き換えた
ものと言える。以上、本発明の秘密鍵伝送方式につい
て、実施形態１〜３に基づいて説明したが、本発明はこ
れら実施形態に限られないことは勿論である。即ち、 （１）上記実施形態１〜３の秘密鍵伝送方式における伝
送媒体は有線の伝送路１２０〜１２２であったが、ＤＶ
Ｄ（Digital Video/Versatile Disc）等の記録媒体であ
ってもよい。その場合には、送信装置１００、３００、
４００は、ＤＶＤ記録ドライブであり、受信装置２００
は、ＤＶＤ再生ドライブに相当する。

【００７４】本秘密鍵伝送方式は、伝送路を介してリア
ルタイムに秘密鍵を伝送するだけでなく、記録媒体を介
してオフラインの配布によって秘密鍵を伝送する場合も
含まれるからである。 （２）また、上記実施形態１〜３では、メッセージ生成
部１０６によって生成されたメッセージＭは、乱数であ
り、秘密鍵Ｋsを伝送するためのキャリアとしてのみ用
いられたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、送信装置が受信装置に伝えたい意味のあるメッ
セージであってもよい。

【００７５】本発明は、メッセージＭ及び秘密鍵Ｋsの
両方を隠ぺいした状態で送信装置から受信装置に伝送す
る技術だからである。 （３）また、上記実施形態１〜３では、３種類の異なる
暗号アルゴリズムが用いられたが、これらは同一であっ
てもよい。さらに、複数の秘密鍵記憶部や複数の暗号器
・復号器を１個の半導体ＩＣに形成された回路で実現し
てもよい。

【００７６】例えば、図１に示された受信装置２００の
３つの回路群を１つの回路群にまとめることができる。
つまり、３つの秘密鍵Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3を順次に読み出
し、各秘密鍵について以下の復号と一致判断とを繰り返
させる１個の繰り返し制御回路と、読み出された１個の
秘密鍵Ｋiを復号鍵として暗号文Ｃaを復号アルゴリズム
Ｄ2に基づいて復号化して復号文Ｍi（＝Ｄ2（Ｃa，Ｋ
i））を生成する第１復号器と、復号文Ｍiを復号鍵とし
て暗号文Ｃmを復号アルゴリズムＤ3に基づいて復号化し
て復号文Ｍii（＝Ｄ3（Ｃm，Ｍi））を生成する第２復
号器と、それら２つの復号文Ｍi及びＭiiが一致するか
否かを判断する１個の判定部とにまとめることができ
る。 （４）また、上記実施形態１〜３では、暗号通信システ
ムは１台の送信装置と１台の受信装置から構成された
が、１台の送信装置と２台以上の受信装置によって構成
されていてもよい。 （５）また、上記実施形態１〜３では、秘密鍵選択部１
０４は任意に秘密鍵を選択したが、このような選択方式
に限られず、例えば、予め定めらた優先順位に従って秘
密鍵を選択し、もしその秘密鍵が解読された場合に他の
秘密鍵を選択することとしてもよい。 （６）さらに、上記実施形態１〜３では、送信装置と受
信装置それぞれに３個の秘密鍵が配布され、それらから
選択された１個だけが暗号化に用いられたが、このよう
な数値に限定されない。例えば、両装置に１０個の秘密
鍵を配布しておき、それらから選択した２個の秘密鍵を
結合したもの（例えばビットごとの排他的論理和をとっ
たもの）を上記実施形態の秘密鍵Ｋsとし、その組み合
わせとは異なる２個の秘密鍵を結合したものを上記実施
形態の秘密鍵Ｋjとすることもできる。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る秘密鍵伝送方式は、予め共通に配布された複数の
秘密鍵の中から選択して１個の秘密鍵Ｋsを送信する送
信装置とそれを受信する受信装置からなる通信システム
において、送信装置は、複数の秘密鍵Ｋ1〜Ｋnを記憶す
る秘密鍵記憶手段と、そこから１個の秘密鍵Ｋsを選択
して読み出す秘密鍵選択手段と、その秘密鍵Ｋsを伝送
するためのキャリアであるメッセージＭを生成するメッ
セージ生成手段と、生成されたメッセージＭに対して秘
密鍵Ｋsを用いて暗号化し暗号文Ｃaを生成する第１暗号
化手段と、そのメッセージＭに対してメッセージＭ自身
を暗号鍵として暗号化し暗号文Ｃmを生成する第２暗号
化手段と、それら暗号文Ｃa及びＣmを秘密鍵Ｋsの伝送
として受信装置に送信する伝送手段等を備え、受信装置
は、上記複数の秘密鍵Ｋ1〜ＫnのいずれかＫiを順次用
いて暗号文Ｃaを復号化し復号文Ｍiを生成する第１復号
手段と、暗号文Ｃmに対して復号文Ｍiを復号鍵として復
号化し復号文Ｍiiを生成する第２復号手段と、それら復
号文Ｍi及びＭiiが一致するか否かを判定する判定手段
と、いずれかの秘密鍵Ｋiについて一致した場合に、そ
の秘密鍵Ｋiが送信装置から伝送されてきた秘密鍵と認
定する。

【００７８】つまり、受信装置は、暗号文Ｃmに規則性
があること、即ち、暗号文Ｃmは平文Ｍがそれと同一の
暗号鍵Ｍによって暗号化されたものであるという性質を
判断基準として用いることで、送信装置で用いられた１
個の秘密鍵Ｋs及びメッセージＭを特定することができ
る。これによって、送信装置が複数の秘密鍵Ｋ1〜Ｋnの
中から任意に選択した１個の秘密鍵Ｋsは、送信装置か
ら明示的ではなく隠ぺいされた状態で受信装置に伝達さ
れたにも拘らず、受信装置はその１個の秘密鍵Ｋsを特
定することができるので、不正な第三者の攻撃による秘
密鍵の推定が困難な秘密鍵の伝送方式が実現される。

【００７９】また、もし、１個の秘密鍵Ｋsが解読され
た場合であっても送信装置は複数の秘密鍵の中から他の
秘密鍵を選択して伝送することができるので、新たな秘
密鍵に更新することなく暗号通信を継続することができ
る秘密鍵暗号通信のための秘密鍵伝送方式が実現され
る。ここで、前記暗号文Ｃa及びＣmを受信装置に送信す
る前に、それら暗号文Ｃa及びＣmが受信装置によって誤
りなく１個の秘密鍵Ｋsが特定されるのにふさわしい暗
号文である否かを検証しておくこともできる。

【００８０】具体的には、前記送信装置はさらに、前記
秘密鍵選択手段が選択しなかった全ての秘密鍵Ｋjにつ
いて１つずつ順次に復号鍵として用いて暗号文Ｃaを復
号化することで復号文Ｍaを生成する第１復号化手段
と、その復号文Ｍaに対してその復号文Ｍa自身を暗号鍵
として前記第２暗号化手段によって暗号化することで暗
号文Ｃmmを生成させる第２暗号化制御手段と、その暗号
文Ｃmmと前記暗号文Ｃmが全ての秘密鍵Ｋjについて一致
しない場合にのみ前記２つの暗号文Ｃa及びＣmの送信を
許可する比較手段及びゲート手段を備えることもでき
る。

【００８１】また、前記送信装置はさらに、前記秘密鍵
選択手段が選択しなかった全ての秘密鍵Ｋjについて１
つずつ順次に復号鍵として用いて暗号文Ｃaを復号化す
ることで復号文Ｍaを生成する第１復号化手段と、その
復号文Ｍaを復号鍵として前記暗号文Ｃmに対して復号化
することで復号文Ｍmを生成する第２復号化手段と、そ
れら復号文Ｍa及びＭmが全ての秘密鍵Ｋjについて一致
しない場合にのみ前記２つの暗号文Ｃa及びＣmの送信を
許可する比較手段及びゲート手段を備えることもでき
る。

【００８２】これによって、前記第２暗号化手段に入力
される平文Ｍと暗号鍵Ｍが同一であることに基づく不具
合、即ち、受信装置が送信装置で選択された秘密鍵Ｋs
とは異なる他の秘密鍵Ｋjが伝送されてきたものと誤っ
て認識するという不具合の発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る暗号通信システムの
構成を示すブロック図である。

【図２】同システムの送信装置１００の動作手順を示す
フローチャートである。

【図３】同システムの受信装置２００の動作手順を示す
フローチャートである。

【図４】本発明の実施形態２の暗号通信システムにおけ
る送信装置３００の構成を示すブロック図である。

【図５】同送信装置３００の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の実施形態３の暗号通信システムにおけ
る送信装置４００の構成を示すブロック図である。

【図７】同送信装置４００の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１００ 送信装置 １０１ デジタル著作物 １０２ 暗号器Ｅ1 １０３ 秘密鍵記憶部 １０４ 秘密鍵選択部 １０５ 暗号器Ｅ2 １０６ メッセージ生成部 １０７ 暗号器Ｅ3 １１０〜１１２ 送信部 １２０〜１２２ 伝送路 ２００ 受信装置 ２０１ 復号器Ｄ1 ２０２ 秘密鍵選択部 ２０３ 総合判定部 ２１０〜２１２ 受信部 ２２０ 秘密鍵（Ｋ1）記憶部 ２２１、２３１、２４１ 復号器Ｄ2 ２２２、２３２、２４２ 復号器Ｄ3 ２２３、２３３、２４３ 判定部 ２３０ 秘密鍵（Ｋ2）記憶部 ２４０ 秘密鍵（Ｋ3）記憶部 ３００ 送信装置 ３２０ 復号器Ｄ2 ３２１ ゲート部 ３２２ 比較部 ３２３ 分配器 ３２４、３２５ セレクタ ４００ 送信装置 ４２０ 復号器Ｄ2 ４２１ ゲート部 ４２２ 比較部 ４２３ 復号器Ｄ3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 岳久 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 遠藤 直樹 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 平山 康一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の秘密鍵の中から選択した１個を用
   いて暗号通信する送信装置と受信装置とから構成される
   暗号通信システムにおける、選択された前記１個の秘密
   鍵を前記送信装置から前記受信装置に伝送する秘密鍵伝
   送方式であって、 前記送信装置は、 前記複数の秘密鍵を予め記憶する第１秘密鍵記憶手段
   と、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵から
   １個を選択して読み出す秘密鍵選択手段と、 １個のメッセージを生成するメッセージ生成手段と、 前記メッセージに対して前記秘密鍵選択手段によって選
   択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第１暗号アルゴリズ
   ムに基づいて暗号化し、第１暗号文を生成する第１暗号
   化手段と、前記メッセージに対してそのメッセージを暗
   号鍵として第２暗号アルゴリズムに基づいて暗号化し、
   第２暗号文を生成する第２暗号化手段と、 前記第１暗号文及び第２暗号文を前記受信装置に伝送す
   る伝送手段とを備え、 前記受信装置は、 前記複数の秘密鍵を予め記憶する第２秘密鍵記憶手段
   と、 前記送信装置から伝送されてきた第１暗号文及び第２暗
   号文を受信する受信手段と、 受信した前記第１暗号文に対して前記複数の秘密鍵の１
   つを復号鍵として、前記第１暗号アルゴリズムの逆変換
   である第１復号アルゴリズムに基づいて復号化し、第１
   復号文を生成する第１復号化手段と、 受信した前記第２暗号文に対して前記第１復号文を復号
   鍵として、前記第２暗号アルゴリズムの逆変換である第
   ２復号アルゴリズムに基づいて復号化し、第２復号文を
   生成する第２復号化手段と、 前記第１復号文及び第２復号文が一致するか否か判断
   し、一致する場合には、前記第１復号化手段によって用
   いられた秘密鍵が前記送信装置から伝送された秘密鍵と
   認定する判断手段と、 前記第２秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵につ
   いて順次、前記第１復号化手段による復号化と前記第２
   復号化手段による復号化と前記判断手段による判断及び
   認定とが繰り返されるよう制御する繰り返し制御手段と
   を備えることを特徴とする秘密鍵伝送方式。
2. 【請求項２】 前記送信装置はさらに、前記第１暗号文
   及び第２暗号文が前記受信装置によって誤りなく前記認
   定が行われ得る適切な暗号文か否かを判断し、適切な場
   合には前記第１暗号文及び第２暗号文が前記伝送手段に
   よって前記受信装置に伝送されることを許可し、不適切
   な場合には前記メッセージ生成手段に新たなメッセージ
   を生成させ、前記第１暗号化手段による暗号化と前記第
   ２暗号化手段による暗号化とを繰り返させる暗号文適格
   性確認手段を備えることを特徴とする請求項１記載の秘
   密鍵伝送方式。
3. 【請求項３】 前記暗号文適格性確認手段は、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵のう
   ち、前記秘密鍵選択手段によって選択された１個の秘密
   鍵を除く他の全ての秘密鍵について、前記第１秘密鍵記
   憶手段から１つずつ順次読み出して復号鍵とし、前記第
   １暗号文に対して前記第１復号アルゴリズムに基づいて
   復号化し、第３復号文を生成する第３復号化手段と、 前記第３復号文に対してその第３復号文を暗号鍵として
   暗号化し第３暗号文を生成するよう、前記第２暗号化手
   段を制御する第１暗号化制御手段と、 前記第２暗号文と前記第３暗号文とを比較し、前記１個
   の秘密鍵を除く他の全ての秘密鍵について一致しない場
   合には前記第１暗号文及び第２暗号文は適切な暗号文と
   判断し、いずれかの秘密鍵について一致した場合には前
   記第１暗号文及び第２暗号文は不適切な暗号文と判断す
   る比較手段とを有することを特徴とする請求項２記載の
   秘密鍵伝送方式。
4. 【請求項４】 前記送信装置はさらに、 前記受信装置に転送すべき転送データを記憶している転
   送データ記憶手段と、 前記転送データに対して前記秘密鍵選択手段によって選
   択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第３暗号アルゴリズ
   ムに基づいて暗号化し、第４暗号文を生成する第３暗号
   化手段とを備え、 前記伝送手段は、前記第１暗号文及び第２暗号文と共に
   前記第４暗号文を前記受信装置に伝送し、 前記受信装置の受信手段は、前記第１暗号文及び第２暗
   号文と共に前記第４暗号文を受信し、 前記受信装置はさらに、前記第４暗号文に対して前記判
   断手段によって認定された秘密鍵を復号鍵とし、前記第
   ３暗号アルゴリズムの逆変換である第３復号アルゴリズ
   ムに基づいて復号化し、元の転送データに復元する第４
   復号化手段を備えることを特徴とする請求項３記載の秘
   密鍵伝送方式。
5. 【請求項５】 前記暗号文適格性確認手段は、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵のう
   ち、前記秘密鍵選択手段によって選択された１個の秘密
   鍵を除く他の全ての秘密鍵について、前記第１秘密鍵記
   憶手段から１つずつ順次読み出して復号鍵とし、前記第
   １暗号文に対して前記第１復号アルゴリズムに基づいて
   復号化し、第３復号文を生成する第３復号化手段と、 前記第２暗号文に対して前記第３復号文を復号鍵とし、
   前記第２復号アルゴリズムに基づいて復号化し、第４復
   号文を生成する第４復号化手段と、 前記第３復号文と前記第４復号文とを比較し、前記１個
   の秘密鍵を除く他の全ての秘密鍵について一致しない場
   合には前記第１暗号文及び第２暗号文は適切な暗号文と
   判断し、いずれかの秘密鍵について一致した場合には前
   記第１暗号文及び第２暗号文は不適切な暗号文と判断す
   る比較手段とを有することを特徴とする請求項２記載の
   秘密鍵伝送方式。
6. 【請求項６】 前記送信装置はさらに、 前記受信装置に転送すべき転送データを記憶している転
   送データ記憶手段と、 前記転送データに対して前記秘密鍵選択手段によって選
   択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第３暗号アルゴリズ
   ムに基づいて暗号化し、第３暗号文を生成する第３暗号
   化手段とを備え、 前記伝送手段は、前記第１暗号文及び第２暗号文と共に
   前記第３暗号文を前記受信装置に伝送し、 前記受信装置の受信手段は、前記第１暗号文及び第２暗
   号文と共に前記第３暗号文を受信し、 前記受信装置はさらに、前記第３暗号文に対して前記判
   断手段によって認定された秘密鍵を復号鍵とし、前記第
   ３暗号アルゴリズムの逆変換である第３復号アルゴリズ
   ムに基づいて復号化し、元の転送データに復元する第５
   復号化手段を備えることを特徴とする請求項５記載の秘
   密鍵伝送方式。
7. 【請求項７】 複数の秘密鍵の中から選択した１個を用
   いて暗号通信する送信装置と受信装置とから構成される
   暗号通信システムにおける、選択した前記１個の秘密鍵
   を前記受信装置に伝送する前記送信装置であって、 前記複数の秘密鍵を予め記憶する第１秘密鍵記憶手段
   と、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵から
   １個を選択して読み出す秘密鍵選択手段と、 １個のメッセージを生成するメッセージ生成手段と、 前記メッセージに対して前記秘密鍵選択手段によって選
   択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第１暗号アルゴリズ
   ムに基づいて暗号化し、第１暗号文を生成する第１暗号
   化手段と、 前記メッセージに対してそのメッセージを暗号鍵として
   第２暗号アルゴリズムに基づいて暗号化し、第２暗号文
   を生成する第２暗号化手段と、 前記第１暗号文及び第２暗号文を前記受信装置に伝送す
   る伝送手段とを備えることを特徴とする送信装置。
8. 【請求項８】 前記送信装置はさらに、前記第１暗号文
   及び第２暗号文が前記受信装置によって誤りなく前記認
   定が行われ得る適切な暗号文か否かを判断し、適切な場
   合には前記第１暗号文及び第２暗号文が前記伝送手段に
   よって前記受信装置に伝送されることを許可し、不適切
   な場合には前記メッセージ生成手段に新たなメッセージ
   を生成させ、前記第１暗号化手段による暗号化と前記第
   ２暗号化手段による暗号化とを繰り返させる暗号文適格
   性確認手段を備えることを特徴とする請求項７記載の送
   信装置。
9. 【請求項９】 前記暗号文適格性確認手段は、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵のう
   ち、前記秘密鍵選択手段によって選択された１個の秘密
   鍵を除く他の全ての秘密鍵について、前記第１秘密鍵記
   憶手段から１つずつ順次読み出して復号鍵とし、前記第
   １暗号文に対して、前記第１暗号アルゴリズムの逆変換
   である第１復号アルゴリズムに基づいて復号化し、第１
   復号文を生成する第１復号化手段と、 前記第１復号文に対してその第１復号文を暗号鍵として
   暗号化し第３暗号文を生成するよう、前記第２暗号化手
   段を制御する第１暗号化制御手段と、 前記第２暗号文と前記第３暗号文とを比較し、前記１個
   の秘密鍵を除く他の全ての秘密鍵について一致しない場
   合には前記第１暗号文及び第２暗号文は適切な暗号文と
   判断し、いずれかの秘密鍵について一致した場合には前
   記第１暗号文及び第２暗号文は不適切な暗号文と判断す
   る比較手段とを有することを特徴とする請求項８記載の
   送信装置。
10. 【請求項１０】 前記送信装置はさらに、 前記受信装置に転送すべき転送データを記憶している転
    送データ記憶手段と、 前記転送データに対して前記秘密鍵選択手段によって選
    択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第３暗号アルゴリズ
    ムに基づいて暗号化し、第４暗号文を生成する第３暗号
    化手段とを備え、 前記伝送手段は、前記第１暗号文及び第２暗号文と共に
    前記第４暗号文を前記受信装置に伝送することを特徴と
    する請求項９記載の送信装置。
11. 【請求項１１】 前記暗号文適格性確認手段は、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵のう
    ち、前記秘密鍵選択手段によって選択された１個の秘密
    鍵を除く他の全ての秘密鍵について、前記第１秘密鍵記
    憶手段から１つずつ順次読み出し復号鍵とし、前記第１
    暗号文に対して、前記第１暗号アルゴリズムの逆変換で
    ある第１復号アルゴリズムに基づいて復号化し、第１復
    号文を生成する第１復号化手段と、 前記第２暗号文に対して前記第１復号文を復号鍵とし前
    記第２暗号アルゴリズムの逆変換である第２復号アルゴ
    リズムに基づいて復号化し、第２復号文を生成する第２
    復号化手段と、 前記第１復号文と前記第２復号文とを比較し、前記１個
    の秘密鍵を除く他の全ての秘密鍵について一致しない場
    合には前記第１暗号文及び第２暗号文は適切な暗号文と
    判断し、いずれかの秘密鍵について一致した場合には前
    記第１暗号文及び第２暗号文は不適切な暗号文と判断す
    る比較手段とを有することを特徴とする請求項８記載の
    送信装置。
12. 【請求項１２】 前記送信装置はさらに、 前記受信装置に転送すべき転送データを記憶している転
    送データ記憶手段と、 前記転送データに対して前記秘密鍵選択手段によって選
    択された１個の秘密鍵を暗号鍵とし第３暗号アルゴリズ
    ムに基づいて暗号化し、第３暗号文を生成する第３暗号
    化手段とを備え、 前記伝送手段は、前記第１暗号文及び第２暗号文と共に
    前記第３暗号文を前記受信装置に伝送することを特徴と
    する請求項１１記載の送信装置。
13. 【請求項１３】 複数の秘密鍵の中から選択した１個を
    用いて暗号通信する送信装置と受信装置とから構成され
    る暗号通信システムにおける、選択された前記１個の秘
    密鍵を伝送するための第１暗号文及び第２暗号文を前記
    送信装置から受ける前記受信装置であって、 前記複数の秘密鍵を予め記憶する第１秘密鍵記憶手段
    と、 前記送信装置から伝送されてきた第１暗号文及び第２暗
    号文を受信する受信手段と、 受信した前記第１暗号文に対して前記複数の秘密鍵の１
    つを復号鍵として、前記第１暗号文の生成に用いられた
    第１暗号アルゴリズムの逆変換である第１復号アルゴリ
    ズムに基づいて復号化し、第１復号文を生成する第１復
    号化手段と、 受信した前記第２暗号文に対して前記第１復号文を復号
    鍵として、前記第２暗号文の生成に用いられた第２暗号
    アルゴリズムの逆変換である第２復号アルゴリズムに基
    づいて復号化し、第２復号文を生成する第２復号化手段
    と、 前記第１復号文及び第２復号文が一致するか否か判断
    し、一致する場合には、前記第１復号化手段によって用
    いられた秘密鍵が前記送信装置から伝送された秘密鍵と
    認定する判断手段と、 前記第１秘密鍵記憶手段に記憶された複数の秘密鍵につ
    いて順次、前記第１復号化手段による復号化と前記第２
    復号化手段による復号化と前記判断手段による判断及び
    認定とが繰り返されるよう制御する繰り返し制御手段と
    を備えることを特徴とする受信装置。
14. 【請求項１４】 前記受信手段は、前記第１暗号文及び
    第２暗号文と共に、前記送信装置において選択された１
    個の秘密鍵を暗号鍵とし第３暗号アルゴリズムに基づい
    て転送データが暗号化されたものである第３暗号文を受
    信し、 前記受信装置はさらに、前記第３暗号文に対して前記判
    断手段によって認定された秘密鍵を復号鍵とし、前記第
    ３暗号アルゴリズムの逆変換である第３復号アルゴリズ
    ムに基づいて復号化し、元の前記転送データに復元する
    第３復号化手段を備えることを特徴とする請求項１３記
    載の受信装置。