JPH10271107A - データ暗号化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗号鍵及び暗号化データの両者に携帯性を具
備させてそれらの外部への漏洩を防止するとともに、第
三者の暗号解読に対する強度を飛躍的に向上させるよう
にしたデータ暗号化方法及び装置を提供する。 【解決手段】 計算機カード２１の内部に設定された機
密保護部２２と、所要の暗号鍵（Ｋcd11）を乱数を用い
て生成する制御部２３及び乱数発生部２５と、生成され
た暗号鍵（Ｋcd11）を記憶する暗号鍵記憶部２７と、生
成された暗号鍵（Ｋcd11）に対応して機能する暗号方式
（Ａf11 ）を予め記憶する暗号方式記憶部２６と、記憶
された暗号方式（Ａf11 ）を用いて、受信した平文デー
タ（Ｄf11）に暗号処理（Ｐc11 ）を施して暗号化デー
タ（Ｄc11 ）を作成する暗号／復号部２４と、作成され
た暗号化データ（Ｄc11 ）を記憶する暗号化データ記憶
部３０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ暗号化方法
及び装置に関し、詳しくは、情報端末装置に接続された
オープンなネットワーク上を伝送されるデータや、或い
はその情報端末装置自身に保存されるデータを暗号化し
てこれを保護するにあたり、例えば、計算機カード（い
わゆるＰＣカード）など、当該情報端末装置に接続して
用いられる外部装置にその機能を負わせるようにしたデ
ータ暗号化方法、及びその実施に直接使用するデータ暗
号化装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、電話回線、ＩＳＤＮ（統合サービ
スデジタル通信網）、ＬＡＮ（構内情報通信網）、無線
通信網、光通信網などのオープンなネットワークにおい
て、第三者によるデータの盗聴、改ざん、或いはなりす
まし等の脅威に対処するための種々の技術が検討されて
いる。その最も代表的な例として、平文データを所定の
暗号アルゴリズムによって暗号化し、この暗号化により
作成された暗号化データを、実際のネットワーク上の伝
送や情報端末装置への保存の際に用いるようにしたデー
タ暗号化技術が知られている。

【０００３】この種のデータ暗号化技術を適用したシス
テム（暗号システム）を構成する場合、従来において
は、図９に示すように、情報端末装置１内に、平文デー
タＤf1から暗号化データＤc1への暗号処理Ｐc1を行い、
かつ暗号化データＤc1から平文データ（復元）Ｄd1への
復号処理Ｐd1を行うための応用システム２（暗号アルゴ
リズム）を搭載しておき、この応用システム２において
実際に暗号処理Ｐc1及び復号処理Ｐd1を行わせる際に
は、利用者（ユーザ）固有又は当該システム固有の秘密
情報である暗号鍵Ｋcd1 を用いるようにしている。

【０００４】ここで、当該応用システム２の暗号処理Ｐ
c1を経て平文データＤf1から暗号化された暗号化データ
Ｄc1は、情報端末装置１内にある暗号化データ記憶部３
に保存されるようになっており、必要により、この暗号
データ記憶部３から読み出されて、当該情報端末装置１
に接続されたオープンなネットワーク（図示せず）上を
伝送されるようになっている。一方、秘密情報である暗
号鍵Ｋcd1 は、その機密性を確保するために、例えば、
公開鍵暗号方式における秘密鍵（図示せず）などを用い
てさらに暗号化した上、同じ情報端末装置１内にある暗
号鍵記憶部４に保存されるようになっている。

【０００５】なお、この暗号鍵Ｋcd1 の保存に際して
は、上述の情報端末装置１内の暗号鍵記憶部４を用いて
行う以外にも、その機密性をより高めるため、例えば、
ハード・ディスク機能を有する計算機カードなど、常時
携帯可能な外部記憶装置５を利用してこれを行うように
してもよい（図には、外部記憶装置５内の暗号鍵記憶部
６に保存された暗号鍵Ｋcd2 を示す）。

【０００６】ところで、上述の応用システム２における
実際の暗号処理Ｐc1の形態（暗号方式）は、通常、図１
０に示すように、平文データＤf1に暗号化Ｐcc1 を行っ
て暗号化データＤc1を得るにあたり、１種類の固定的な
暗号アルゴリズムを用いた暗号方式Ａf1（以下、単に
「固定方式Ａf1」ともいう）と、これに対応した１種類
の暗号鍵Ｋcd1 又はＫcd2 とを用いたものとなっている
（図示しない復号処理Ｐd1については、当該手順の逆手
順をふむ）。

【０００７】以上に説明した暗号方式の場合、実際に暗
号化Ｐcc1 を行うのは１度のプロセスのみであるため、
暗号化データＤc1の機密性について十分とは言えず、こ
れを高めるための何らかの方策が望まれる。このため、
図１１に示すように、上述のプロセス、即ち、平文デー
タＤf1から暗号化データＤc1を得る際の暗号鍵Ｋcd1又
はＫcd2 と固定方式Ａf1とを用いた暗号化Ｐcc1 のプロ
セスを、ｎ回（ｎは２以上の整数）繰り返した後に、実
際に用いるべき暗号化データＤc2を取り出すようにした
暗号方式も、しばしば用いられる（図示しない復号処理
Ｐd1については、当該手順の逆手順をふむ）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
暗号システム及び暗号方式においては、暗号化データＤ
c1及び暗号鍵Ｋcd1 又はＫcd2 の機密性を確保する上
で、適当な方策がとられてはいるものの、未だ、以下に
示すような問題点を残している。

【０００９】まず第１に、図９に示した暗号システムに
おいて用いられる暗号鍵Ｋcd1 又はＫcd2 は、前述した
ように、機密性を確保するため秘密鍵などにより暗号化
された上で、情報端末装置１内の暗号鍵記憶部４又は外
部記憶装置５内の暗号鍵記憶部６に保存されていはいる
ものの、当該暗号システムによって実際に暗号処理Ｐc1
を行う際には、必ず、これが一旦復号されて情報端末装
置１内の図示しないメイン・メモリ上に展開されてしま
う。

【００１０】このため、例えば、この種の暗号システム
の構成を熟知した者に当該暗号システムの不正使用を試
みられた場合などには、その不正使用者により、メイン
・メモリ上に展開された暗号鍵Ｋcd1 又はＫcd2 の存在
や意味が容易に認識されてしまい、その内容が簡単に外
部に漏洩する危険性がある。特に、情報端末装置１内の
暗号鍵記憶部４の側に暗号鍵Ｋcd1 を保存した場合に
は、不正使用者によって当該暗号鍵Ｋcd1 を盗難された
り、或いは消去されたりする危険性がある。この点、外
部記憶装置５内の暗号鍵記憶部６の側に常に暗号鍵Ｋcd
2 を保存するようにし、暗号システムの未使用時には当
該外部記憶装置５を情報端末装置１から取り外してこれ
を常時携帯するようにすれば、以上のような危険は免れ
ることができるため、この利点を技術改良に際し積極的
に生かすべきである。

【００１１】第２に、以上の問題に関連し、図９に示し
た暗号システムにおいて作成される暗号化データＤc1
は、常に、情報端末装置１内の暗号化データ記憶部３に
保存されるので情報の携帯性が全くなく、このために、
上述の場合と同様、不正使用者によって当該暗号化デー
タＤc1が盗難されたり、或いは消去されたりする危険性
がある。

【００１２】そして第３に、図１０及び図１１に示した
暗号方式においては、単に、１種類の固定的な暗号アル
ゴリズムを用いた暗号方式Ａf1と、これに対応した１種
類の暗号鍵Ｋcd1 又はＫcd2 とを用いただけであるた
め、作成された暗号化データＤc1又はＤc2が、第三者の
情報収集により比較的容易に解読されてしまう危険性が
ある。

【００１３】特に、図１１に示した暗号方式では、機密
性向上を意図して通常のプロセスをｎ回繰り返すように
しているため、最終的な暗号化データＤc2を得るまで
に、単純計算で、通常のプロセスのｎ倍の時間を要して
しまうことになり、例えば、当該暗号化データＤc2をネ
ットワーク伝送に用いる場合などには、データ伝送速度
の点で極めて不利となる。

【００１４】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次のとおりである。即ち、本発明の第１の目的
は、暗号鍵及び暗号化データの両者に携帯性を具備させ
てそれらの外部への漏洩を防止するようにしたデータ暗
号化方法及び装置を提供することにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、第三者の暗号解読
に対する強度を飛躍的に向上させたデータ暗号化方法及
び装置を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、明細書、図面、特に
特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らかとな
ろう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決にあたり、例えば、携帯性に優れた計算機カードな
ど、情報端末装置に搭載された応用システムとの間でデ
ータの送受信を相互に行うことの可能な外部装置に暗号
化の機能を負わせ、この外部装置の内部に設定された機
密保護領域において、所要の暗号鍵及び暗号化データの
生成及び保存を行わせるようにするという特徴を有す
る。

【００１８】さらに、具体的詳細に述べると、当該課題
の解決では、本発明が次に列挙するそれぞれの新規な特
徴的構成手法及び手段を採用することにより、前記目的
を達成するよう為される。

【００１９】即ち、本発明方法の第１の特徴は、情報端
末装置に搭載された応用システムとの間でデータの送受
信を相互に行うことの可能な外部装置を用い、この外部
装置の内部に設定された機密保護領域において、所要の
暗号鍵を乱数を用いて生成するとともに、この生成した
暗号鍵に対応して機能する暗号方式を用いて、情報端末
装置内の応用システムから受信した平文データに暗号処
理を施して暗号化データを作成し、生成した暗号鍵につ
いては機密保護領域に保存し、作成した暗号化データつ
いては機密保護領域の外部領域に保存するデータ暗号化
方法の構成採用にある。

【００２０】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における暗号鍵の生成に先立って、情報
端末装置内の応用システムから受信した平文データを機
密保護領域において複数ブロックに分割し、同特徴にお
ける暗号鍵の生成を、当該分割後の複数の平文データの
ブロック数に応じて行い、同特徴における暗号化データ
の作成を、当該生成後の複数の暗号鍵にそれぞれ対応し
て機能する複数の暗号方式を用いて、当該分割後の複数
の平文データにそれぞれ暗号処理を施して行うデータ暗
号化方法の構成採用にある。

【００２１】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第２の特徴における情報端末装置内の応用システム
から受信した平文データの複数ブロックへの分割を、任
意長ごとに行い、同特徴における暗号処理後の複数の暗
号化データの機密保護領域の外部領域への保存を、当該
複数の暗号化データのそれぞれにブロック長データを付
加して行うデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２２】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第２の特徴における情報端末装置内の応用システム
から受信した平文データの複数ブロックへの分割を、固
定長ごとに行い、同特徴における暗号処理後の複数の暗
号化データの機密保護領域の外部領域への保存を、当該
固定長に満たない特定の暗号化データにパディング・デ
ータを付加して行うデータ暗号化方法の構成採用にあ
る。

【００２３】本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方
法の第２、第３又は第４の特徴における複数の暗号鍵と
複数の暗号方式との対応関係を、暗号処理後の複数の暗
号化データに割り当てた分割ブロック番号と共に機密保
護領域に保存するデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２４】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第５の特徴における複数の暗号鍵と複数の暗号方式
との対応関係の保存に際し、複数の暗号鍵にそれぞれ機
能対応させるべき複数の暗号方式の選択を利用者の指示
に応じて行うデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２５】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第５の特徴における複数の暗号鍵と複数の暗号方式
との対応関係の保存に際し、複数の暗号鍵にそれぞれ機
能対応させるべき複数の暗号方式の選択をランダムに行
うデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２６】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２、第３、第４、第５、第６又は第７の特
徴における機密保護領域を、ワン・チップ素子により機
能構成したデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２７】本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８の特徴における外部装置を、計算機カードにより機能
構成したデータ暗号化方法の構成採用にある。

【００２８】一方、本発明装置の第１の特徴は、情報端
末装置に搭載された応用システムとの間でデータの送受
信を相互に行うことの可能な外部装置と、この外部装置
の内部に設定された機密保護領域と、所要の暗号鍵を機
密保護領域において乱数を用いて生成する暗号鍵生成手
段と、この暗号鍵生成手段で生成された暗号鍵を機密保
護領域において記憶する暗号鍵記憶手段と、暗号鍵生成
手段で生成された暗号鍵に対応して機能する暗号方式を
機密保護領域において予め記憶する暗号方式記憶手段
と、この暗号方式記憶手段に記憶された暗号方式を用い
て、情報端末装置内の応用システムから受信した平文デ
ータに機密保護領域において暗号処理を施して暗号化デ
ータを作成する暗号化データ作成手段と、この暗号化デ
ータ作成手段で作成された暗号化データを機密保護領域
の外部領域において記憶する暗号化データ記憶手段とを
有するデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００２９】本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装
置の第１の特徴に加え、情報端末装置内の応用システム
から受信した平文データを機密保護領域において複数ブ
ロックに分割する平文データ分割手段をさらに有し、同
特徴における暗号鍵生成手段が、平文データ分割手段で
得られた複数の平文データのブロック数に応じた複数の
暗号鍵を生成し、同特徴における暗号鍵記憶手段が、当
該暗号鍵生成手段で生成された複数の暗号鍵をそれぞれ
記憶し、同特徴における暗号方式記憶手段が、当該暗号
鍵生成手段で生成された複数の暗号鍵に対応して機能す
る複数の暗号方式をそれぞれ予め記憶し、同特徴におけ
る暗号化データ作成手段が、当該暗号方式記憶手段に記
憶された複数の暗号方式を用いて、平文データ分割手段
で得られた複数の平文データにそれぞれ暗号処理を施し
て複数の暗号化データを作成し、同特徴における暗号デ
ータ記憶手段が、当該暗号化データ作成手段で作成され
た複数の暗号化データをそれぞれ記憶するデータ暗号化
装置の構成採用にある。

【００３０】本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装
置の第２の特徴における平文データ分割手段が、情報端
末装置内の応用システムから受信した平文データを任意
長の複数ブロックに分割し、同特徴における暗号化デー
タ記憶手段が、暗号化データ作成手段で作成された複数
の暗号化データのそれぞれにブロック長データを付加し
て記憶するデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３１】本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装
置の第２の特徴における平文データ分割手段が、情報端
末装置内の応用システムから受信した平文データを固定
長の複数ブロックに分割し、同特徴における暗号化デー
タ記憶手段が、暗号化データ作成手段で作成された複数
の暗号化データのうち当該固定長に満たない特定の暗号
化データにパディング・データを付加して記憶するデー
タ暗号化装置の構成採用にある。

【００３２】本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装
置の第２、第３又は第４の特徴に加え、複数の暗号鍵と
複数の暗号方式との対応関係を示す暗号化情報を、複数
の暗号化データに割り当てた分割ブロック番号と共に機
密保護領域において記憶する暗号化情報記憶手段をさら
に有するデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３３】本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装
置の第５の特徴における暗号化情報記憶手段が、複数の
暗号鍵にそれぞれ機能対応させるべき複数の暗号方式を
利用者の指定に応じて選択した結果に基づいて暗号化情
報を記憶するデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３４】本発明装置の第７の特徴は、上記本発明装
置の第５の特徴における暗号化情報記憶手段が、複数の
暗号鍵にそれぞれ機能対応させるべき複数の暗号方式を
ランダムに選択した結果に基づいて暗号化情報を記憶す
るデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３５】本発明装置の第８の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６又は第７の特
徴における機密保護領域が、ワン・チップ素子により機
能構成されて成るデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３６】本発明装置の第９の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８の特徴における外部装置が、計算機カードにより機能
構成されて成るデータ暗号化装置の構成採用にある。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態をその装置例及び方法例につき説明す
る。

【００３８】（装置例）まず、本実施形態に係るデータ
暗号化装置の全体のシステムは、図１に示すように、情
報端末装置１１に搭載された応用システム１２に、その
Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３部分を介して、当該応用
システム１２との間でデータの送受信を交互に行うこと
の可能な外部装置１４をソフトウェア的に接続して構成
される。この応用システム１２は、それ自体に暗号化機
能を具備するものではなく、その機能は、これに接続さ
れた外部装置１４に負わされている。即ち、本実施形態
における当該応用システム１２は、情報端末装置１１に
入力される平文データＤf11をＩ／Ｆ１３を介して外部
装置１４に受け渡し、又は、外部装置１４からＩ／Ｆ１
３を介して受け渡される平文データ（復元）Ｄd11 を外
部に出力する機能を有するのみである。

【００３９】外部装置１４は、その内部に、物理的な機
密保護が可能な領域である機密保護部１５を具備して構
成されており、さらにこの機密保護部１５は、暗号鍵Ｋ
cd11を保存する暗号鍵記憶部１６を具備して構成されて
いる。またこの他に、外部装置１４の内部には、暗号化
データＤc11 を保存する暗号化データ記憶部１７が具備
されている。そして、上述した所要の暗号化機能は、当
該機密保護部１５の内部において、応用システム１２か
ら受け渡される平文データＤf11 に暗号処理Ｐc11 を施
して暗号化データＤc11 を得る操作と、この暗号化デー
タＤc11 に復号処理Ｐd11 を施して得られる平文データ
（復元）Ｄd11 を応用システム１２に受け渡す操作と
を、それぞれ暗号鍵Ｋcd11を用いて行うことで達成され
るようになっている。

【００４０】以上の外部装置１４は、例えば、情報端末
装置１１の専用カード・スロット（図示せず）に挿入し
て用いられる計算機カードなどにより機能構成すること
が可能で、実際上、この種の計算機カードは、携帯性に
優れた特質をもっており、常に利用者の管理下における
ことから、暗号鍵Ｋcd11及び暗号化データＤc11 の漏洩
防止の観点からも極めて有益であるといえる。

【００４１】上述の機能構成を得る場合には、図２に示
すように、まず、計算機カード２１の内部に、機密保護
部２２（図１に示した機密保護部１５と等価。以下、符
号を振り替えて説明する）の構成要素として、本計算機
カード２１の全体的な動作を制御する制御部２３と、実
際に暗号処理Ｐc11 及び復号処理Ｐd11 を行って暗号化
データＤc11 を作成する暗号／復号部２４と、暗号鍵Ｋ
cd11の生成に用いる乱数を発生する乱数発生部２５と、
生成された暗号鍵Ｋcd11に対応して機能する暗号方式を
予め記憶する暗号方式記憶部２６（詳細は後述）と、生
成された暗号鍵Ｋcd11を記憶する暗号鍵記憶部２７（詳
細は後述）と、暗号鍵Ｋcd11と暗号方式との対応関係を
示す暗号化情報を記憶する暗号化情報記憶部２８（詳細
は後述）と、外部とのインタフェースを図るＩ／Ｆ２９
とを具備させる。

【００４２】また、以上の各構成要素に加え、当該計算
機カード２１内における機密保護部２２の外部領域に
は、作成された暗号化データＤc11 を記憶する暗号化デ
ータ記憶部３０と、情報端末装置１１と当該計算機カー
ド２１との入出力（データの送受信）を制御する端末入
出力制御部３１とを具備させる。

【００４３】なお、機密保護部２２内の制御部２３は、
情報端末装置１１内の応用システム１２から端末入出力
制御部３１及びＩ／Ｆ２９を通じて受信した平文データ
Ｄf11 を、任意長又は固定長の複数ブロックに分割する
機能も有している。ここで、仮に、それら分割後の複数
の平文データをそれぞれ「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」（３分
割の場合。これらの符号は後の説明でも用いる）と表
し、機密保護部２２において、その分割後の複数の平文
データＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれにつき異なる暗号方式を用
いて、これに対応する複数の暗号化データＡ′，Ｂ′，
Ｃ′を作成するようにすれば、第三者の暗号解読に対す
る強度を、従来より大幅に向上させることができるよう
になる。

【００４４】このため、図３に示すように、暗号方式記
憶部２６には、当該分割後の複数の平文データＡ，Ｂ，
Ｃのブロック数に応じた複数の暗号方式Ａ，Ｂ，Ｃが、
それぞれ暗号方式ＩＤ（識別子）： algＡ， algＢ， a
lgＣと共に予め記憶されている。また、これに対応し、
当該分割後の複数の平文データＡ，Ｂ，Ｃのブロック数
に応じた（当該複数の暗号方式Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ機
能させるのに足りる）複数の暗号鍵 aaaaaaaa ，bbbbbb
bb，cccccccc が、制御部２３及び乱数発生部２５によ
りランダムに生成され、これらが、図４に示すように、
暗号鍵記憶部２７に、それぞれ暗号鍵ＩＤ（識別子）：
keyＡ， keyＢ， keyＣと共に記憶されるようになって
いる。

【００４５】なお、図５に示すように、暗号化情報記憶
部２８には、上述した複数の暗号鍵Ａ，Ｂ，Ｃと複数の
暗号方式Ａ，Ｂ，Ｃとの対応関係を示し、後の暗号化デ
ータＤc11 の復号処理Ｐd11 時の検索に用いるための暗
号化情報が、複数の暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′に割
り当てた分割ブロック番号（詳細は後述）と共に記憶さ
れるようになっている。このとき、複数の暗号鍵Ａ，
Ｂ，Ｃにそれぞれ機能対応させるべき複数の暗号方式
Ａ，Ｂ，Ｃの選択は、利用者（ユーザ）に指示させて行
うようにしてもよいし、或いは、乱数発生部２５の機能
を利用するなどしてランダムに行うようにしてもよい。

【００４６】ところで、上述の分割ブロック番号である
が、これは、図６に示すように、最終的に作成された複
数の暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′の各ヘッダ部分に順
番に付される識別子であり、これら各分割ブロック番号
の付された複数の暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′は、元
の平文データＤf11 のデータ順序に従って（即ち、分割
ブロック番号の番号順に）再び配列されて、暗号データ
記憶部３０に一括して記憶されるようになっている。こ
のとき、制御部２３において、受信した平文データＤf1
1 を任意長の複数ブロックに分割した場合には、作成さ
れた各暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′のブロック長デー
タ（図示せず）を各分割ブロック番号の直後に付加した
状態で暗号化データ記憶部３０に記憶させ、一方、それ
を固定長の複数ブロックに分割した場合には、作成され
た各暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′のうち当該固定長に
満たない特定の暗号化データにパディング・データ（図
示せず）を付加した状態で記憶させるとよい。

【００４７】以上、本発明の一実施形態に係るデータ暗
号化装置を例に挙げて説明したが、上述した計算機カー
ド２１内の機密保護部２２は、その各構成要素を各対応
する個別部品により構成することもできるが、それら各
機能を統合したワン・チップ素子で構成するようにして
もよい。このワン・チップ素子による構成を採用した場
合、当該機密保護部２２が完全にブラック・ボックス化
されるため、物理的な機密保護が可能な領域を得る上で
も好都合といえる。

【００４８】（方法例）次に、以上に説明した装置例に
適用される方法例の実施手順につき説明する。

【００４９】まず、本実施形態に係るデータ暗号化方法
における暗号方式は、これを概念的に説明すれば、図７
に示すように、平文データＤf11 から暗号化データＤc1
1 を得るにあたり、先の装置例において説明したよう
に、当該平文データＤf11 を複数ブロックに分割して得
た複数の平文データＡ，Ｂ（２分割の場合）のそれぞれ
につき、異なる暗号方式Ａ（Ａf11 ），Ｂ（Ａf12 ）及
びこれに対応する暗号鍵Ｋcd11，Ｋcd12を用いてそれぞ
れ暗号化Ｐcc11，Ｐcc12を行い、これにより、対応する
複数の暗号化データＡ′，Ｂ′を作成するようにする。

【００５０】以上の過程を、前述した装置例との関連に
おいて具体的に説明すれば、図８に示すように、まず、
情報端末装置１１内の応用システム１２から受け渡され
る平文データＤf11 が、計算機カード２１内の端末入出
力制御部３１において受信され（ＳＴ１）、この受信さ
れた平文データＤf11 が、機密保護部２２内の制御部２
３に受け渡されて、任意長の複数ブロック、即ち、複数
の平文データＡ，Ｂ，Ｃ（３分割の場合）に分割される
（ＳＴ２）。

【００５１】なお、ここで行われる平文データＤf11 の
複数ブロックへの分割は、必ずしも、例示のように３分
割である必要はなく、これ以外の任意数のブロックへ分
割するようにしてもよい。また、上述のように、受信さ
れた平文データＤf11 を任意長の複数ブロックに分割す
る手法に代え、これを固定長の複数ブロックに分割する
手法をとるようにしてもよい。

【００５２】次に、制御部２３において複数の平文デー
タＡ，Ｂ，Ｃが得られると、当該制御部２３の制御によ
り乱数発生部２５において乱数が発生され、この発生さ
れた乱数を用いることにより、分割後の複数の平文デー
タＡ，Ｂ，Ｃのブロック数に応じた複数の暗号鍵 aaaaa
aaa ，bbbbbbbb，cccccccc が生成され（ＳＴ３）、こ
れらが、図４に示したように、それぞれ暗号鍵ＩＤ： k
eyＡ， keyＢ， keyＣと共に暗号鍵記憶部２７に記憶さ
れる。

【００５３】次に、所要の複数の暗号鍵 aaaaaaaa ，bb
bbbbbb，cccccccc が生成されると、図４に示した暗号
方式記憶部２６が制御部２３により検索されて、それら
複数の暗号鍵 aaaaaaaa ，bbbbbbbb，cccccccc にそれ
ぞれ機能対応させるべき複数の暗号方式Ａ，Ｂ，Ｃが、
これらに対応する暗号方式ＩＤ： algＡ， algＢ， alg
Ｃと共に、利用者の指示に応じ、又はランダムに選択さ
れる（ＳＴ４）。

【００５４】なお、この複数の暗号方式Ａ，Ｂ，Ｃの選
択を利用者の指示に応じて行う場合には、情報端末装置
１１における図示しないキーボードから当該指示を入力
させるようにし、一方、それをランダムに行う場合に
は、計算機カード２１内の乱数発生部２５に乱数を発生
させるなどすればよい。

【００５５】そして、以上までの処理が完了すると、暗
号／復号部２４において、実際に暗号処理Ｐc11 が行わ
れ（ＳＴ５）、例えば、「暗号鍵 aaaaaaaa （ keyＡ）
を用いながら暗号方式Ａ（ algＡ）によって平文データ
Ａを暗号化する処理」が行われる（図中では、この処理
を「 algＡ（ keyＡ［Ａ］）」と表記している。平文デ
ータＢ，Ｃに係る表記についても同じ）。

【００５６】そして最後に、以上の暗号処理Ｐc11 が行
われると、制御部２３において、複数の暗号化データ
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′から成る所要の暗号化データＤc11 が
作成され（ＳＴ６）、さらにここで、後の暗号化データ
Ｄc11 の復号処理Ｐd11 時の検索に用いるための暗号化
情報も作成されて、これが、図５に示した形態で暗号化
情報記憶部２８に保存されるとともに（ＳＴ７）、先に
作成された暗号化データＤc11 が、図６に示したような
形態で暗号化データ記憶部３０に一括して保存される
（ＳＴ８）。

【００５７】即ち、上述のＳＴ６〜ＳＴ８の一連の処理
では、制御部２３において、前処理で作成された複数の
暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′の各ヘッダ部分に順番に
分割ブロック番号が付され、これらが元の平文データＤ
f11 のデータ順序に従って再び配列されて、所要の暗号
化データＤc11 として暗号化情報記憶部２８に一括して
保存される。このとき、前述のＳＴ２の処理において、
当該平文データＤf11を任意長の複数ブロックに分割し
た場合には、各暗号化データＡ′，Ｂ′，Ｃ′のブロッ
ク長データが各分割ブロック番号の直後に付加され、一
方、それを固定長に分割した場合には、各暗号化データ
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′のうち当該固定長に満たない特定の暗
号化データにパディング・データが付加される。

【００５８】以上の結果、従来の図１０に示したような
１種類の固定的な暗号方式を用いた単純な暗号化データ
（Ｄc1）ではなく、複数の暗号方式を用いた多様な暗号
化データＤc11 が得られるようになり、これにより、例
えば、第三者の情報収集によっても容易には解読される
ことのない、機密性に極めて優れた暗号方式が実現され
ることになる。加えて、当該暗号化データＤc11 を得る
ためのプロセスには、従来の図１１に示したような繰り
返しのプロセスが含まれていないことから、先の図１０
に示した暗号方式におけるプロセスと、ほぼ同等な時間
で暗号化データＤc11 を作成することが可能であり、例
えば、その暗号化データＤc11 をネットワーク伝送に用
いる場合などにおいても、データ伝送速度の点で極めて
有利といえる。

【００５９】以上、本発明の実施の形態を装置例及び方
法例につき説明したが、本発明は、必ずしも上述の手段
及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう
目的を達成し、後述する効果を有する範囲内において、
適宜、変更実施することが可能なものである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
計算機カードなどの外部装置内に設定した機密保護領域
において暗号鍵の生成及び暗号／復号処理を行い、これ
により得た暗号化データを同外部装置内に保存するよう
にしたことから、暗号システムの未使用時には当該外部
装置を情報端末装置から取り外してこれを常時携帯する
ことが可能となり、その結果、暗号鍵の漏洩の危険性
や、或いは、暗号化データの盗難や消去などの危険性が
大幅に減少するようになる。

【００６１】また、暗号化データの作成を利用者の指示
に応じ又はランダムに選択された複数の暗号方式を用い
て行い、このときの暗号化情報を外部装置内に設定した
機密保護領域に保存するようにしたことから、例えば、
暗号システムの不正使用を試みようとする者などにとっ
ては、当該暗号化データの何れの部分が何れの暗号方式
を用いて作成されているのかにつき判別が不可能であ
り、この結果、第三者の暗号解読に対する強度が飛躍的
に向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るデータ暗号化装置の
システム構成図である。

【図２】図１に示した外部装置の機能構成例としての計
算機カードの内部ブロック図である。

【図３】図２に示した暗号方式記憶部に記憶される各デ
ータの構成図である。

【図４】図２に示した暗号鍵記憶部に記憶される各デー
タの構成図である。

【図５】図２に示した暗号化情報記憶部に記憶される各
データの構成図である。

【図６】図２に示した暗号化データ記憶部に記憶される
各データの構成図である。

【図７】本発明の一実施形態に係るデータ暗号化方法に
おける暗号方式の概念図である。

【図８】本発明の一実施形態に係るデータ暗号化方法の
手順を示すフロー・チャートである。

【図９】従来の暗号システムの構成図である。

【図１０】図９に示した暗号システムに適用される従来
の暗号方式の概念図である。

【図１１】図１０に示した従来方式を改良した暗号方式
の概念図である。

【符号の説明】

１１…情報端末装置 １２…応用システム １３…Ｉ／Ｆ（インタフェース） １４…外部装置 １５…機密保護部 １６…暗号鍵記憶部 １７…暗号化データ記憶部 ２１…計算機カード ２２…機密保護部 ２３…制御部 ２４…暗号／復号部 ２５…乱数発生部 ２６…暗号方式記憶部 ２７…暗号鍵記憶部 ２８…暗号化情報記憶部 ２９…Ｉ／Ｆ（インタフェース） ３０…暗号化データ記憶部 ３１…端末入出力制御部 Ｄf11 …平文データ Ｄc11 …暗号化データ Ｄd11 …平文データ（復元） Ｋcd11，Ｋcd12…暗号鍵 Ｐc11 …暗号処理（プロセス） Ｐd11 …復号処理（プロセス） Ｐcc11，Ｐcc12…暗号化（プロセス） Ａf11 ，Ａf12 …暗号方式（暗号アルゴリズムＡ，Ｂ）

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報端末装置に搭載された応用システムと
   の間でデータの送受信を相互に行うことの可能な外部装
   置を用い、 この外部装置の内部に設定された機密保護領域におい
   て、 所要の暗号鍵を乱数を用いて生成するとともに、 この生成した暗号鍵に対応して機能する暗号方式を用い
   て、前記情報端末装置内の応用システムから受信した平
   文データに暗号処理を施して暗号化データを作成し、 前記生成した暗号鍵については前記機密保護領域に保存
   し、 前記作成した暗号化データついては前記機密保護領域の
   外部領域に保存する、 ことを特徴とするデータ暗号化方法。
2. 【請求項２】前記暗号鍵の生成に先立って、前記情報端
   末装置内の応用システムから受信した前記平文データを
   前記機密保護領域において複数ブロックに分割し、 前記暗号鍵の生成は、当該分割後の複数の平文データの
   ブロック数に応じて行い、 前記暗号化データの作成は、当該生成後の複数の暗号鍵
   にそれぞれ対応して機能する複数の暗号方式を用いて、
   当該分割後の複数の平文データにそれぞれ暗号処理を施
   して行う、 ことを特徴とする請求項１に記載のデータ暗号化方法。
3. 【請求項３】前記情報端末装置内の応用システムから受
   信した前記平文データの複数ブロックへの分割は、任意
   長ごとに行い、 前記暗号処理後の複数の暗号化データの前記機密保護領
   域の外部領域への保存は、当該複数の暗号化データのそ
   れぞれにブロック長データを付加して行う、 ことを特徴とする請求項２に記載のデータ暗号化方法。
4. 【請求項４】前記情報端末装置内の応用システムから受
   信した前記平文データの複数ブロックへの分割は、固定
   長ごとに行い、 前記暗号処理後の複数の暗号化データの前記機密保護領
   域の外部領域への保存は、当該固定長に満たない特定の
   暗号化データにパディング・データを付加して行う、 ことを特徴とする請求項２に記載のデータ暗号化方法。
5. 【請求項５】前記複数の暗号鍵と前記複数の暗号方式と
   の対応関係を、前記暗号処理後の複数の暗号化データに
   割り当てた分割ブロック番号と共に前記機密保護領域に
   保存する、 ことを特徴とする請求項２、３又は４に記載のデータ暗
   号化方法。
6. 【請求項６】前記複数の暗号鍵と前記複数の暗号方式と
   の対応関係の保存に際し、前記複数の暗号鍵にそれぞれ
   機能対応させるべき前記複数の暗号方式の選択を利用者
   の指示に応じて行う、 ことを特徴とする請求項５に記載のデータ暗号化方法。
7. 【請求項７】前記複数の暗号鍵と前記複数の暗号方式と
   の対応関係の保存に際し、前記複数の暗号鍵にそれぞれ
   機能対応させるべき前記複数の暗号方式の選択をランダ
   ムに行う、 ことを特徴とする請求項５に記載のデータ暗号化方法。
8. 【請求項８】前記機密保護領域は、ワン・チップ素子に
   より機能構成した、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７
   に記載のデータ暗号化方法。
9. 【請求項９】前記外部装置は、計算機カードにより機能
   構成した、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又
   は８に記載のデータ暗号化方法。
10. 【請求項１０】情報端末装置に搭載された応用システム
    との間でデータの送受信を相互に行うことの可能な外部
    装置と、 この外部装置の内部に設定された機密保護領域と、 所要の暗号鍵を前記機密保護領域において乱数を用いて
    生成する暗号鍵生成手段と、 この暗号鍵生成手段で生成された前記暗号鍵を前記機密
    保護領域において記憶する暗号鍵記憶手段と、 前記暗号鍵生成手段で生成された前記暗号鍵に対応して
    機能する暗号方式を前記機密保護領域において予め記憶
    する暗号方式記憶手段と、 この暗号方式記憶手段に記憶された前記暗号方式を用い
    て、前記情報端末装置内の応用システムから受信した平
    文データに前記機密保護領域において暗号処理を施して
    暗号化データを作成する暗号化データ作成手段と、 この暗号化データ作成手段で作成された前記暗号化デー
    タを前記機密保護領域の外部領域において記憶する暗号
    化データ記憶手段と、 を有する、 ことを特徴とするデータ暗号化装置。
11. 【請求項１１】前記情報端末装置内の応用システムから
    受信した前記平文データを前記機密保護領域において複
    数ブロックに分割する平文データ分割手段をさらに有
    し、 前記暗号鍵生成手段は、前記平文データ分割手段で得ら
    れた複数の平文データのブロック数に応じた複数の暗号
    鍵を生成し、 前記暗号鍵記憶手段は、当該暗号鍵生成手段で生成され
    た前記複数の暗号鍵をそれぞれ記憶し、 前記暗号方式記憶手段は、当該暗号鍵生成手段で生成さ
    れた前記複数の暗号鍵に対応して機能する複数の暗号方
    式をそれぞれ予め記憶し、 前記暗号化データ作成手段は、当該暗号方式記憶手段に
    記憶された前記複数の暗号方式を用いて、前記平文デー
    タ分割手段で得られた前記複数の平文データにそれぞれ
    暗号処理を施して複数の暗号化データを作成し、 前記暗号データ記憶手段は、当該暗号化データ作成手段
    で作成された前記複数の暗号化データをそれぞれ記憶す
    る、 ことを特徴とする請求項１０に記載のデータ暗号化装
    置。
12. 【請求項１２】前記平文データ分割手段は、前記情報端
    末装置内の応用システムから受信した前記平文データを
    任意長の複数ブロックに分割し、 前記暗号化データ記憶手段は、前記暗号化データ作成手
    段で作成された前記複数の暗号化データのそれぞれにブ
    ロック長データを付加して記憶する、 ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ暗号化装
    置。
13. 【請求項１３】前記平文データ分割手段は、前記情報端
    末装置内の応用システムから受信した前記平文データを
    固定長の複数ブロックに分割し、 前記暗号化データ記憶手段は、前記暗号化データ作成手
    段で作成された前記複数の暗号化データのうち当該固定
    長に満たない特定の暗号化データにパディング・データ
    を付加して記憶する、 ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ暗号化装
    置。
14. 【請求項１４】前記複数の暗号鍵と前記複数の暗号方式
    との対応関係を示す暗号化情報を、前記複数の暗号化デ
    ータに割り当てた分割ブロック番号と共に前記機密保護
    領域において記憶する暗号化情報記憶手段をさらに有す
    る、 ことを特徴とする請求項１１、１２又は１３に記載のデ
    ータ暗号化装置。
15. 【請求項１５】前記暗号化情報記憶手段は、前記複数の
    暗号鍵にそれぞれ機能対応させるべき前記複数の暗号方
    式を利用者の指定に応じて選択した結果に基づいて前記
    暗号化情報を記憶する、 ことを特徴とする請求項１４に記載のデータ暗号化装
    置。
16. 【請求項１６】前記暗号化情報記憶手段は、前記複数の
    暗号鍵にそれぞれ機能対応させるべき前記複数の暗号方
    式をランダムに選択した結果に基づいて前記暗号化情報
    を記憶する、 ことを特徴とする請求項１４に記載のデータ暗号化装
    置。
17. 【請求項１７】前記機密保護領域は、ワン・チップ素子
    により機能構成されて成る、 ことを特徴とする請求項１０、１１、１２、１３、１
    ４、１５又は１６に記載のデータ暗号化装置。
18. 【請求項１８】前記外部装置は、計算機カードにより機
    能構成されて成る、ことを特徴とする請求項１０、１
    １、１２、１３、１４、１５、１６又は１７に記載のデ
    ータ暗号化装置。