WO2020255793A1

WO2020255793A1 - 暗号鍵生成装置、暗号鍵生成方法

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Publication number: WO2020255793A1
Application number: PCT/JP2020/022668
Authority: WO
Inventors: 高塚　進; 河本　献太; 鉄川　弘樹
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2021-12-19
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Abstract

電子署名用の秘密鍵について解読を困難化し、改竄検知性能の向上を図る。　本技術に係る暗号鍵生成装置は、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する鍵生成部を備える。

Description

暗号鍵生成装置、暗号鍵生成方法

　本技術は暗号鍵生成装置及び暗号鍵生成方法に関し、特に、電子署名用の暗号鍵生成についての技術分野に関する。

　データの改竄検知のために電子署名の手法が広く用いられている。電子署名の手法では、データの送信者がハッシュ値の暗号化に用いる秘密鍵と公開鍵を生成する。送信者は、改竄検知の対象データと、秘密鍵により暗号化した該対象データのハッシュ値と、公開鍵とを受信者に送信する。受信者は、受信した対象データのハッシュ値を計算すると共に、受信した公開鍵により秘密鍵で暗号化されたハッシュ値を復号化し、それらハッシュ値が一致するか否かによりデータの改竄有無を判定することができる。

　なお、関連する従来技術として、下記特許文献１には、撮像画像データについての改竄検知を電子署名情報に基づき行う技術が開示されている。

特開２０１７－１８４１９８号公報

　しかしながら、従来の電子署名の手法では、ハッシュ値の暗号化に用いる秘密鍵がソフトウェアで生成した疑似乱数を元に生成されており、該秘密鍵が解読されて複製されるリスクがあった。秘密鍵が複製されると、改竄データを受信者に改竄が無いものと誤判定させることが可能となってしまう。すなわち、電子署名用の秘密鍵について解読のリスクが高まることは、改竄検知性能の低下を招くものとなる。

　本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、電子署名用の秘密鍵について解読を困難化し、改竄検知性能の向上を図ることを目的とする。

　本技術に係る暗号鍵生成装置は、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する鍵生成部を備えたものである。
　これにより、電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合よりも解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記鍵生成部は、画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する構成とすることが考えられる。
　これにより、電子署名の対象データが画像データとされる場合に対応して、電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合よりも解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記鍵生成部は、前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する構成とすることが考えられる。
　これにより、画像データを得るためのアレイセンサが、光電乱数を得るためのアレイセンサと共通化される。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データの暗号化を行う暗号化部と、前記暗号化部により暗号化された前記画像データを外部装置に送信する処理を行う送信処理部を備えた構成とすることが考えられる。
　これにより、電子署名の対象データとしての画像データをセキュアに送信することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記暗号化部は、前記光電乱数に基づき生成した暗号鍵により前記画像データの暗号化を行う構成とすることが考えられる。
　これにより、画像データの暗号化についても、疑似乱数を用いる場合より暗号鍵の解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記暗号化部は、前記画像データの復号に用いる復号鍵のレベルによって復号化可能な画像範囲が異なるように前記画像データを暗号化し、前記送信処理部は、前記外部装置が前記暗号化部により暗号化された前記画像データの送信要求を行ったことに応じて、該外部装置が有する前記復号鍵と同レベルの復号鍵により前記暗号化された前記画像データを復号化し、復号化した画像データのハッシュ値を生成し、前記秘密鍵により暗号化した該ハッシュ値と前記暗号化された前記画像データとを前記外部装置に送信する構成とすることが考えられる。
　これにより、画像データの受信装置に対して該受信装置が有する復号鍵のレベルに応じたハッシュ値を送信すべき場合において、ハッシュ値の生成は、送信要求が行われた際に、該送信要求を行った受信装置の復号鍵のレベルについてのみ行えば済み、画像データ（撮像画像データ）の記録時に各レベルのハッシュ値を一度に生成する必要がなくなる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記鍵生成部は、前記光電乱数に基づき、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を生成する構成とすることが考えられる。
　これにより、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記光電乱数に基づき、スマートコントラクトシステムにおけるコントラクト検証作業者の選出を行う検証者選出部を備える構成とすることが考えられる。
　これにより、コントラクト検証作業者の選出に用いる乱数について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記光電乱数に基づき、ＤＡｐｐｓによるサービスの享受者からの代表者の選出を行う代表者選出部を備える構成とすることが考えられる。
　これにより、ＤＡｐｐｓのサービス享受者からの代表者選出に用いる乱数について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記鍵生成部は、前記光電変換により得られる前記画素ごとの電気信号の値を前記光電乱数として取得して前記秘密鍵を生成する構成とすることが考えられる。
　これにより、解読が困難な電子署名秘密鍵を生成することが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記鍵生成部は、前記画素ごとの電気信号の値のうち少なくとも一部を、該電気信号の値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による前記光電乱数に基づき、前記秘密鍵を生成する構成とすることが考えられる。
　これにより、画素ごとの電気信号の値をそれら電気信号の値が得られた画素位置にそのまま割り当てた光電乱数を用いる場合と比較して、電子署名秘密鍵の解読が困難とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、前記光電乱数の生成後、前記光電乱数の元となった画像データをメモリ上から消去するための処理を行う消去処理部を備えた構成とすることが考えられる。
　これにより、光電乱数の元となった画像が流出して光電乱数が推定されてしまうことの防止を図ることが可能とされる。

　上記した本技術に係る暗号鍵生成装置においては、暗号鍵生成装置外部からの不正アクセスが検知されたことに応じて前記光電乱数を再生成するための処理を行う再生成処理部を備えた構成とすることが考えられる。
　これにより、外部からの不正アクセスが検知された場合は、再生成した光電乱数に基づき電子署名秘密鍵を更新することが可能とされる。

　本技術に係る暗号鍵生成方法は、情報処理装置が、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する暗号鍵生成方法である。

　このような暗号鍵生成方法によっても、上記した本技術に係る暗号鍵生成装置と同様の作用が得られる。

第一実施形態としての電子署名システムの概略構成例を示したブロック図である。第一実施形態としての暗号鍵生成装置（撮像装置）の内部構成例を示したブロック図である。第一実施形態における受信装置の内部構成例を示したブロック図である。光電乱数に基づき暗号化フィルタ(暗号鍵）を生成する手法の例を示した図である。実施形態における振幅制御回路による読み出し信号の暗号化のイメージを示した図である。デジタル信号による読み出し信号に対して暗号化を施す場合の撮像装置の構成例を示した図である。実施形態としての撮像用センサ部の構造例を示した図である。実施形態としての撮像用センサ部の構造の別例を示した図である。実施形態としての撮像用センサ部の構造のさらに別例を示した図である。第一実施形態としての画像暗号化を実現するために実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。受信装置に画像復号化のための復号鍵をセキュアに受け渡すための手法の例を説明するための図である。電子署名を用いた電子文書の改竄検知手法を説明するための模式図である。第一実施形態としての電子署名用暗号鍵の生成処理の例を示したフローチャートである。第一実施形態における改竄検知のための処理手順の例を示したフローチャートである。ターゲットのクラスが人物である場合における段階的な画像暗号化のイメージを示した図である。ターゲットのクラスが車両である場合における段階的な画像暗号化のイメージを示した図である。段階的な画像暗号化の具体的手法の例を説明するための図である。秘匿レベルの変化例についての説明図である。第二実施形態としての画像暗号化の具体的な手法の例を説明するための図である。第二実施形態におけるＲＯＩの変形例について説明するための図である。第二実施形態におけるシードフレームの撮像から暗号鍵の元となる乱数の保存までに対応した処理を示しフローチャートである。第二実施形態において生成した暗号鍵に基づき対象画像を暗号化するための処理を示したフローチャートである。第二実施形態としての改竄検知手法について説明するための図である。同じく、第二実施形態としての改竄検知手法について説明するための図である。第二実施形態としての改竄検知手法を実現するための処理手順の例を示したフローチャートである。各レベルの受信装置が自身の公開鍵を撮像装置に保有させることの説明図である。受信者側が有する公開鍵の確認プロセスの例を説明するための図である。同じく、受信者側が有する公開鍵の確認プロセスの例を説明するための図である。送信者側が有する電子署名公開鍵の確認プロセスの例を説明するための図である。同じく、送信者側が有する電子署名公開鍵の確認プロセスの例を説明するための図である。ブロックチェーンシステムのハードウェア構成を例示したブロック図である。ブロックチェーンシステムを構成するユーザ端末の内部構成例を示したブロック図である。スマートコントラクトシステムの構成を概念的に表した図である。

　以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．第一実施形態＞
［1-1．電子署名システムの構成］
［1-2．撮像装置の構成］
［1-3．受信装置の構成］
［1-4．暗号化に用いる乱数について］
［1-5．暗号化対象とする信号について］
［1-6．耐タンパー化について］
［1-7．画像暗号化のための処理手順］
［1-8．画像復号化のための鍵の受け渡しについて］
［1-9．第一実施形態としての改竄検知手法］
＜２．第二実施形態＞
［2-1．第二実施形態の画像暗号化手法］
［2-2．画像暗号化のための処理手順］
［2-3．第二実施形態としての改竄検知手法］
［2-4．受信者側が有する公開鍵の確認プロセス］
［2-5．送信者側が有する電子署名公開鍵の確認プロセス］
＜３．第三実施形態＞
＜４．変形例＞
＜５．実施形態のまとめ＞
＜６．本技術＞

＜１．第一実施形態＞
［1-1．電子署名システムの構成］

　図１は、第一実施形態における電子署名システムの概略構成例を示したブロック図である。
　図示のように電子署名システムは、撮像装置１、ネットワーク２、及び複数の受信装置３を備えている。
　撮像装置１は、本技術に係る暗号鍵生成装置の一実施形態であり、イメージセンサによる撮像を行ってデジタルデータとしての画像データ（撮像画像データ）を得る。本実施形態では、電子署名の対象データは、この撮像装置１による撮像画像データとされる。

　各受信装置３は、電子署名の対象データ、つまり本例では撮像装置１による撮像画像データを受信する装置とされ、例えばインターネットとされたネットワーク２を介して撮像装置１とデータ通信を行うことが可能に構成されている。

　後述もするように撮像装置１は、受信装置３に対し撮像画像データを送信するにあたり、電子署名用の秘密鍵、及び該秘密鍵に基づく公開鍵を生成すると共に、送信対象の撮像画像データについてのハッシュ値を計算し、該ハッシュ値を秘密鍵により暗号化する。そして、撮像装置１は、該暗号化したハッシュ値と、送信対象の撮像画像データと、公開鍵とを受信装置３に送信する。
　受信装置３は、撮像装置１から送信されるこれらのデータに基づいて、受信した撮像画像データについての改竄検知処理を行う。
　なお、本実施形態における改竄検知のための処理については後に改めて説明する。

　本実施形態において、撮像装置１が撮像画像データを受信装置３に送信する際には、秘匿性を高めるため、該撮像画像データを暗号化する。以降で説明するように、本実施形態の撮像装置１は、このように撮像画像データを暗号化するための各種処理を実行する。

［1-2．撮像装置の構成］

　図２は、撮像装置１の内部構成例を示したブロック図である。
　撮像装置１は、撮像用センサ部１０、画像プロセッサ２１、センサ部２２、制御部２３、メモリ部２４、及び通信部２５を備えている。

　撮像用センサ部１０は、撮像装置１に設けられた不図示のカメラ光学系を介して入射する光を画素ごとに受光し、光電変換を行って撮像画像データを得る。
　ここでの図示は省略するが、撮像用センサ部１０は、ハードウェアとしては、イメージセンサデバイス、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のメモリデバイス、ＡＩ（artificial intelligence）機能プロセッサとしての構成部位を有している。そして、これら三つが３レイヤ積層構造とされたり、１レイヤでいわゆる平置き構成とされたり、或いは２レイヤ（例えばメモリデバイスとＡＩ機能プロセッサが同一レイヤ）積層構造とされたりするなどして一体型のデバイスとされている。
　本例の撮像用センサ部１０は、画像解析による物体検出機能を備えるものとし、インテリジェントアレイセンサと呼ぶことのできる装置とされる。

　図示のように撮像用センサ部１０は、アレイセンサ１２、振幅制御回路１９、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）／ピクセルセレクタ１３、バッファ１４、ロジック部１５、メモリ１６、インタフェース部１７、及び演算部１８を有している。

　アレイセンサ１２は、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が１次元又は２次元に複数配列されて構成されている。例えば、行方向及び列方向の２次元に多数の画素が配列され、各画素の受光素子における光電変換により二次元画像信号を出力する構成とされる。

　振幅制御回路１９は、アレイセンサ１２によって光電変換された電気信号（アナログ信号）の振幅制御を行う。本例では、振幅制御回路１９は、演算部１８からの指示に基づき増幅率を変更可能に構成されているが、この点については後に改めて説明する。

　ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３には、アレイセンサ１２によって光電変換された電気信号が振幅制御回路１９を介して入力される。ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３は、入力したアナログ信号としての電気信号をデジタルデータ化し、デジタルデータとしての画像信号（画像データ）を出力する。
　また、ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３は、アレイセンサ１２の画素（受光素子）に対するピクセル選択の機能を持つ。これにより、アレイセンサ１２における選択した画素のみについて、光電変換信号を取得してデジタルデータ化して出力することが可能とされている。つまりＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３は、通常は１フレームの画像を構成する有効な画素の全てについて光電変換信号のデジタルデータ化出力を行うが、選択した画素のみについての光電変換信号のデジタルデータ化出力を行うことも可能とされている。

　ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３によって、フレーム単位で画像データが取得されるが、この各フレームの画像データはバッファ１４に一時記憶され、適切なタイミングで読み出されてロジック部１５の処理に供される。

　ロジック部１５では、入力される各フレーム画像信号に対して各種必要な信号処理（画像処理）を行う。
　例えばロジック部１５では、色補正、ガンマ補正、色階調処理、ゲイン処理、輪郭強調処理等の処理により画質調整を行うことが想定される。またロジック部１５ではデータ圧縮処理、解像度変換、フレームレート変換など、データサイズを変更する処理を行うことも想定される。
　これらロジック部１５で行われる各処理については、それぞれの処理に用いるパラメータが設定される。例えば色や輝度の補正係数、ゲイン値、圧縮率、フレームレートなどの設定値がある。ロジック部１５では、それぞれの処理について設定されたパラメータを用いて必要な処理を行う。本実施形態では、これらのパラメータを演算部１８が設定する場合がある。

　ロジック部１５で処理された画像データは例えばＤＲＡＭ等で構成されたメモリ１６に記憶される。
　メモリ１６に記憶された画像データは、必要なタイミングでインタフェース部１７により画像プロセッサ２１等に送信出力される。

　画像プロセッサ２１では、撮像用センサ部１０から送信されてきた画像データについて、画像解析、画像認識処理を行って、必要な物体検出等を実行する。
　画像プロセッサ２１は、センサ部２２の検出情報を参照することもできる。

　また、撮像用センサ部１０において、演算部１８は、例えば一つのＡＩプロセッサとして構成される。そして、実行可能な演算機能として図示のようにキーフレーム選択部８１、物体領域認識部８２、クラス識別部８３、パラメータ選択部８４、暗号化制御部８５、及び不正アクセス検知部８６を備える。なおこれらの演算機能が複数のプロセッサにより構成されてもよい。

　キーフレーム選択部８１は、所定のアルゴリズム又は指示に応じて、動画としての画像データのフレームの内からキーフレームを選択する処理を行う。

　物体領域認識部８２は、アレイセンサ１２で光電変換され、ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３によって取得される画像データのフレームに対して、検出の候補となる物体の領域の検出や、検出対象の物体について画像（フレーム）内での当該物体を囲う領域（バウンディングボックス）の認識処理を行う。
　画像信号から検出される物体とは、画像からの認識を目的として検出対象となり得る物体のことをいう。撮像用センサ部１０や画像プロセッサ２１の検出の目的、処理能力、アプリケーション種別などに応じて、どのような物体が検出対象とされるかは異なるが、あらゆる物体が、ここでいう検出対象の物体とされる可能性がある。あくまで一部であるが例示すると、動物、移動体（自動車、自転車、航空機等）、自然物（野菜、植物等）、工業製品／部品、建造物、施設、山、海、川、星、太陽、雲など、あらゆる物体が該当する可能性がある。
　また、本例における物体領域認識部８２は、バウンディングボックスに基づいて、処理の対象とすべき領域（関心領域）を示す領域情報であるＲＯＩ（Region of Interest）を算出する処理を実行する。

　クラス識別部８３は、物体領域認識部８２が検出した物体についてクラス分類を行う。
　クラスとは、物体のカテゴリーを表す情報であり、例えば「人」「自動車」「飛行機」「船」「トラック」「鳥」「猫」「犬」「鹿」「蛙」「馬」などのように、検出すべき物体をクラス分けしたものである。

　パラメータ選択部８４は、各クラスに応じた信号処理用のパラメータを記憶しており、クラス識別部８３が識別した検出物体のクラスやバウンディングボックス等を用いて、対応する１又は複数のパラメータを選択する。そしてその１又は複数のパラメータをロジック部１５に設定する。

　ここで、上記した演算部１８による各種機能の処理は、通常イメージセンサ内では行わなかった処理であり、本実施形態では、物体検出やクラス認識、及びこれらに基づく制御をイメージセンサ内で実行する。これにより、画像プロセッサ２１へ供給する画像データを、検出目的に沿った適切なものとしたり、検出性能の低下を招かないようにデータ量を適切に削減したりするといったことが可能とされる。

　暗号化制御部８５は、アレイセンサ１２での撮像により得られる画像信号について暗号化が行われるように制御する。なお、このような画像信号の暗号化のために暗号化制御部８５が行う処理の具体例については改めて説明する。

　不正アクセス検知部８６は、撮像装置１外部からの不正アクセスを検知する。具体的に、本例における不正アクセス検知部８６は、メモリ１６に保存されたデータに対する外部からの不正アクセスを検知する。
　不正アクセス検知部８６は、不正アクセスを検知した場合には、そのログ情報（例えば検知日時や不正アクセスの種別を表す情報等）をメモリ１６の所定領域に記録する。

　制御部２３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ( Random Access Memory)を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラム、又はＲＡＭ(Random Access Memory)にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行することで、撮像装置１の全体制御を行う。
　例えば、制御部２３は、撮像用センサ部１０に対する指示を行って撮像画像データの取得処理等の各種処理の実行制御を行う。同様に、画像プロセッサ２１についても各種処理の実行制御を行う。
　また、制御部２３は、メモリ部２４に対する各種データの書き込みや読み出しについての制御を行う。メモリ部２４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ装置等の不揮発性の記憶デバイスとされ、例えば撮像用センサ部１０により得られた撮像画像データ等の各種のデータの保存先（記録先）として用いられる。
　さらに、制御部２３は、通信部２５を介して外部装置との間で各種データ通信を行う。通信部２５は、図１に示したネットワーク２を介した外部装置との間でのデータ通信を行うことが可能に構成されている。
　制御部２３は、図１に示した受信装置３からの求めに応じ、例えば撮像用センサ部１０で得られメモリ部２４に保存された撮像画像データ等の各種データを通信部２５経由で該受信装置３に送信することが可能とされる。

　ここで、制御部２３は、電子署名に係る各種の処理を実行するが、該処理については後に改めて説明する。

［1-3．受信装置の構成］

　図３は、受信装置３の内部構成例を示したブロック図である。
　図示のように受信装置３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、バス３４、入出力インタフェース３５、入力部３６、出力部３７、記憶部３８、通信部３９を備えている。
　ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、及びＲＡＭ３３は、バス３４を介して相互に接続されている。このバス３４には、入出力インタフェース３５も接続されている。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されているプログラム、又は記憶部３８からＲＡＭ３３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ３３にはまた、ＣＰＵ３１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

　入出力インタフェース３５には、入力部３６、出力部３７、記憶部３８、及び通信部３９が接続されている。
　入力部３６は、ユーザからの操作入力情報を検出する例えばキーボード、マウス、タッチパネル等の操作入力検出デバイスを包括的に表している。
　出力部３７は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electroluminescence）パネル等よりなるディスプレイ、並びにスピーカ等により構成される。
　記憶部３８はＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ装置等により構成される。
　通信部３９は、ネットワーク２を介しての通信処理や機器間通信を行う。

　受信装置３において、ＣＰＵ３１は、撮像装置１より送信された暗号化状態の撮像画像データの復号化や、電子署名データに基づく撮像画像データについての改竄検知処理等を行うが、これらの処理の具体例については後に改めて説明する。

［1-4．暗号化に用いる乱数について］

　ここで、本実施形態の撮像装置１では、電子署名の対象データである撮像画像データについて暗号化を施すものとするが、本例では、このような撮像画像データの暗号化に光電乱数を用いる。すなわち、撮像画像データの暗号化に用いる暗号鍵を光電乱数に基づき生成するものである。
　ここで、光電乱数とは、アレイセンサ１２による光電変換に基づき得られる乱数を意味する。具体的に、本例では、アレイセンサ１２の光電変換により得られる画素ごとの電気信号の値を光電乱数として取得し、暗号鍵を生成する。

　図４は、光電乱数に基づき、画像データについての暗号化フィルタ(暗号鍵）を生成する手法の例を示している。
　先ず、図中左側は、アレイセンサ１２の光電変換により得られる画素ごとの電気信号の値を例示している。本例において、光電乱数としては、アレイセンサ１２での撮像により得られる画像（静止画）の各画素値（輝度値）を用いる。
　ここで以下、光電乱数を得るために撮像されたフレーム画像、換言すれば、光電乱数の元となったフレーム画像のことを「シードフレーム」と表記する。

　本例では、このような画素ごとの電気信号の値そのものを光電乱数とするのではなく、図中の右側に例示するように、画素ごとの電気信号の値の少なくとも一部を、該電気信号の値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による光電乱数を生成する。換言すれば、画素ごとの電気信号の値について、画素位置をシャッフルさせて光電乱数を生成する。そして、本例では、このように生成した光電乱数を、撮像画像データについての暗号鍵（暗号化フィルタ）として用いる
　上記のように画素位置をシャッフルさせた形式による光電乱数とすることで、画素ごとの電気信号の値をそれら電気信号の値が得られた画素位置にそのまま割り当てた光電乱数を用いる場合と比較して、暗号鍵の解読が困難とされ、セキュリティを高めることができる。

　ここで、暗号鍵の生成にあたっては、画素ごとの電気信号の値を所定のアルゴリズムにより変調して用いることもできる。例えば、画素ごとの電気信号の値に所定の係数を乗じて得た値をその画素に割り当てた形式による光電乱数とすることが挙げられる。或いは、画素ごとの電気信号の値が小数点以下の値を含む場合において、小数下数桁の値を整数化して光電乱数とするなどの手法を採ることもできる。
　なお、暗号鍵の生成にあたっては、上記のような画素位置のシャッフルを行うことは必須でなく、画素ごとの電気信号の値そのものを暗号鍵として用いることもできる。

　ここで、従来、暗号化に用いる乱数としては多くの場合、ソフトウェアで生成した疑似乱数が用いられている。しかしながら、疑似乱数は数値を計算するアルゴリズムで生成されるものであり、真の乱数を生成することはできないため、暗号鍵が解読され複製されるリスクがあった。
　これに対し、上記の光電乱数は真の乱数となり得るものであり、光電乱数に基づき暗号鍵を生成することで暗号鍵の解読を困難化することが可能となる。

［1-5．暗号化対象とする信号について］

　従来、アレイセンサ１２での撮像により得られる画像信号について暗号化を行う場合には、アレイセンサ１２から読み出された画像信号を一旦平文の状態でメモリに保存し、該保存した画像信号に対し暗号化を施すことが通常とされている。
　しかしながら、このような暗号化手法を採った場合には、マルウェアなどを使って暗号化のタイミングで意図的にエラーを起こし、メモリ内容をダンプファイルで出力させ、メモリに置かれた平文をコピーするというハッキングが可能となってしまう。

　そこで本実施形態では、アレイセンサ１２の画素からの読み出し信号に対して暗号化を行うことで、メモリに平文による画像信号が保存されないようにする。
　具体的に、本例では、図２に示した振幅制御回路１９により、アレイセンサ１２の画素からの読み出し信号に対し図４に示した暗号鍵（暗号化フィルタ）に応じた係数による振幅制御を実行させることで、読み出し信号に対する暗号化を実現する。

　図５は、振幅制御回路１９による読み出し信号の暗号化のイメージを示した図である。
　図示のようにアレイセンサ１２における各画素からの読み出し信号（この場合は電荷信号）に対し、振幅制御回路１９が備えるアンプによって暗号鍵に応じた係数を乗じる。　　図２に示した撮像装置１では、このように画素ごとの読み出し信号がアナログ信号の段階で振幅制御された上で、ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３によりＡ／Ｄ変換され、バッファ１４及びロジック部１５を介してメモリ１６に保存（記録）される。

　暗号化制御部８５は、暗号鍵に応じた係数を上記のアンプに設定することで、アレイセンサ１２における各画素からの読み出し信号に対する暗号化が行われるようにする。

　なお、図５はあくまでもイメージ図であり、振幅制御回路１９において、アンプが画素ごとに設けられることは必須ではない。例えば、ＣＣＤ（Charged-coupled devices）イメージセンサのように一括読み出しが行われる場合、振幅制御回路１９が備えるアンプは各画素に共通の一つとされる場合もある。なおその場合、画素ごとの振幅制御は時分割により行う。

　上記では、読み出し信号に対する暗号化の例として、アナログ信号による読み出し信号に暗号化を施す例を挙げたが、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号による読み出し信号に対して暗号化を施すこともできる。

　図６は、デジタル信号による読み出し信号に対して暗号化を施す場合の撮像装置１の構成例を示している。
　この場合の撮像装置１では、撮像用センサ部１０内において、振幅制御回路１９に代えて、ＡＤＣ／ピクセルセレクタ１３によりデジタル信号に変換された読み出し信号について振幅制御を行う振幅制御回路１９Ａが設けられる。

　なお、この場合における暗号化制御部８５による処理は、暗号鍵に応じた画素ごとの係数の設定対象が振幅制御回路１９から振幅制御回路１９Ａに変更される以外は同様となるため、重複説明は避ける。

　ここで、上述のようにアナログの読み出し信号に対する暗号化を施すものとすれば、アナログ信号を外部から不正取得することは非常に困難であるため、セキュリティの向上が図られる。

　なお、アナログ読み出し信号に対する暗号化を施す場合には、暗号化画像を復号化して得た画像について、画像の再現性が低下することが懸念される。
　しかしながら、例えば対象とする画像が人物等のターゲットの属性や行動の分析に用いられる場合には、画像の再現性としてはターゲットの検出や分析が可能な程度であればよく、実用上の問題は生じないと考えられる。

　一方で、デジタル読み出し信号に対する暗号化を施す場合には、暗号化処理の正確性が向上し、画像の再現性の向上を図ることができる。

　ここで、上記のように読み出し信号に対して行う暗号化は、ストリーム暗号方式による暗号化の一種である。ストリーム暗号方式は、平文をビット単位やバイト単位等の所定のデータ単位で暗号化する暗号方式である。
　ストリーム暗号方式では、暗号化の対象信号についてデータの長さを揃える必要がなく、そのため、対象信号に対する暗号化の前処理が不要とされる。従って、ストリーム暗号方式の採用により、暗号化処理の高速化を図ることができる。

　ここで、アナログの読み出し信号に対して暗号化を施した場合であっても、結果的には、電子署名の対象データとして、暗号化された撮像画像データが得られることに変わりは無い。この点より、本明細書においてアナログ信号の段階で暗号化を施すことは、画像データの暗号化を行うことの範疇に含まれるとする。

［1-6．耐タンパー化について］

　本例の撮像用センサ部１０は、ハードウェア面での耐タンパー化を図るべく、図７に例示するようにアレイセンサ１２、メモリ１６、演算部１８の各チップが１パッケージ化されている。図７の例では、演算部１８としてのチップ上にメモリ１６としてのチップが積層され、さらにメモリ１６としてのチップ上にアレイセンサ１２としてのチップが積層されている。
　本例において、読み出し信号に対する暗号化を施す暗号化部は、例えばアレイセンサ１２としてのチップ内に形成されている。
　また、光電乱数に基づく暗号鍵を生成し、上記の暗号化部に該暗号鍵に基づく暗号化を実行させる暗号化制御部８５は、演算部１８としてのチップに含まれている。

　本例では、各チップの電気的な接続がＣｕ（銅）製のパッド同士を接続するＣｕ－Ｃｕ接続により行われており、撮像用センサ部１０の分解を試みるとこれらの電気的接続部分が破壊される。つまりこれにより、ハードウェア面での耐タンパー化が図られている。

　図８は、撮像用センサ部１０の構造の別例を示しており、図７との差は演算部１８とメモリ１６との上下関係が入れ替わった点である。
　図９は、撮像用センサ部１０の構造のさらに別例を示しており、図７との差はメモリ１６としてのチップが複数積層された点（図の例では２層）である。
　なお、図示は省略したが、撮像用センサ部１０としては、メモリ１６を演算部１８と同レイヤに形成して２レイヤの構造としたり、アレイセンサ１２、メモリ１６、及び演算部１８を同レイヤに形成した１レイヤの構造とすることもできる。

　図７から図９で例示したような１パッケージ化の構成を採ることで、上記したＣｕ－Ｃｕ接続など、分解によるメモリ１６からの不正な情報取得に対する耐性を高めるための対策を施すことが可能となり、ハードウェア面での耐タンパー化を図ることが可能とされる。

［1-7．画像暗号化のための処理手順］

　続いて、上記により説明した第一実施形態としての画像暗号化を実現するために演算部１８が実行する処理の手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
　なお、以下で説明する処理のうち少なくとも一部についてはハードウェアによる処理として実現することもできる。

　先ず前提として、本例の演算部１８は、図１０に示す処理を、起動時、及び不正アクセス検知部８６により不正アクセスが検知されたことに応じて開始する。
　不正アクセスの検知に応じて図１０に示す処理を開始することで、光電乱数の取得（Ｓ１０１）や暗号鍵の生成（Ｓ１０５）が不正アクセスの検知に応じて実行される。すなわち、不正アクセスの検知に応じて光電乱数が再取得され、再取得された光電乱数に基づき暗号鍵が再生成される。これにより、ソフトウェア面での耐タンパー化が図られる。
　なお、図１０に示す処理は、外部からの指示（例えば操作入力に応じた指示）に応じて開始する、或いは、一定時間おきに開始する等、他の条件に基づき開始することもできる。

　図１０において、演算部１８はステップＳ１０１で、静止画撮像処理を実行する。この静止画撮像処理は、暗号鍵の生成の元となる静止画を撮像するための処理であり、演算部１８はアレイセンサ１２を制御して１フレーム分の画像の撮像（画素ごとの電荷の読み出し）を実行させる。
　ステップＳ１０１の静止画撮像処理が実行されることで、メモリ１６にシードフレームとしての画像データが保存される。

　ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２で演算部１８は、画素値の均一性チェック処理を実行する。この均一性チェック処理は、シードフレームについて画素ごとの輝度値の均一性をチェック処理であり、具体的に演算部１８は、輝度値がゼロや飽和値（最大値）となっている画素の数をカウントする。
　なお、画素値の均一性チェック処理としては、読み出し信号の値を対象とした均一性のチェック処理として実行することもできる。

　ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３で演算部１８は、均一性が過剰であるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０２でカウントした画素の数が所定閾値（例えば、有効画素数の３０％～５０％に対応した値）以上であるか否かを判定する。
　ステップＳ１０２でカウントした画素の数が上記閾値以上であり、均一性が過剰であるとの判定結果を得た場合、演算部１８はステップＳ１０４に進んでシードフレームを消去する処理、すなわちメモリ１６に保存されたシードフレームとしての画像データを消去する処理を実行した上で、ステップＳ１０１に戻る。
　これにより、シードフレームの画素値のランダム性が低い場合に対応して、シードフレームを撮像し直すことができる。すなわち、光電乱数のランダム性が低い場合に対応して、光電乱数を取得し直すことができる。
　従って、ランダム性の低い乱数に基づく暗号鍵により暗号化が行われてしまうことの防止を図ることが可能とされ、セキュリティの向上を図ることができる。

　一方、ステップＳ１０３において、カウントした画素の数が上記閾値以上ではなく、均一性が過剰ではないとの判定結果を得た場合、演算部１８はステップＳ１０５に進んで暗号鍵を生成する。具体的に本例では、シードフレームにおける各画素の輝度値に基づき、振幅制御回路１９（又は１９Ａ）における各アンプに設定すべき係数を表す暗号鍵を生成する。

　ここで、本例おいて、ステップＳ１０５の処理では、画素ごとの輝度値をそれら輝度値が得られた画素位置にそのまま割り当てた形式の光電乱数に基づき暗号鍵を生成するものとはせず、画素ごとの輝度値の少なくとも一部を、該輝度値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による光電乱数に基づき、暗号鍵を生成する。
　これにより、暗号鍵の解読が困難とされ、セキュリティの向上を図ることができる。

　ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６で演算部１８は、シードフレームを消去する処理、すなわち、ステップＳ１０１の撮像処理によりメモリ１６に保存されたシードフレームとしての画像データを消去する処理を実行する。
　このシードフレームの消去処理を行うことで、光電乱数の元となった画像が流出して光電乱数が推定されてしまうことの防止を図ることができる。

　なお、例えば演算部１８の処理能力が高い場合やシードフレームの画像サイズが小さい場合等には、シードフレームを一旦メモリ１６に保存させることは必須ではない。その場合、演算部１８（暗号化制御部８５）は、例えば振幅制御回路１９（又は１９Ａ）から光電乱数を受け取り、ステップＳ１０２及びＳ１０３の処理を経由してステップＳ１０５で暗号鍵の生成を行う。この場合には、ステップＳ１０６の消去処理は不要である（勿論、ステップＳ１０４の消去処理も不要である）。

　続くステップＳ１０７で演算部１８は、既存鍵があれば消去する。例えば、図１０に示す処理が一定時間ごとに開始される等の場合には、過去に行われたステップＳ１０８の処理により、メモリ１６には暗号鍵が保存されている。ステップＳ１０７の処理は、このようにメモリ１６に既存の暗号鍵が保存されている場合に、該暗号鍵を消去する処理となる。
　このような既存鍵の消去処理を行うことで、過去に暗号化に用いた暗号鍵の流出防止を図ることが可能とされ、過去に暗号化した信号が不正に復号化されてしまうことの防止を図ることができる。

　続くステップＳ１０８で演算部１８は、暗号鍵の保存処理を実行する。すなわち、ステップＳ１０５で生成した暗号鍵をメモリ１６に保存する処理を実行する。
　ステップＳ１０８の保存処理を実行したことに応じ、演算部１８は図１０に示す一連の処理を終える。

　撮像装置１においては、ステップＳ１０８で保存された暗号鍵を用いて、アレイセンサ１２での撮像により得られる画像データ（撮像画像データ）の暗号化が行われる。具体的に、演算部１８（暗号化制御部８５）は、図１０に示した処理の終了後、保存された暗号鍵に基づく画素ごとの係数を振幅制御回路１９（又は１９Ａ）における各アンプに設定して、アレイセンサ１２での撮像により得られる画像信号に該保存された暗号鍵に基づく暗号化が施されるようにする。
　本例では、アレイセンサ１２は動画像の撮像を行うものとされ、振幅制御回路１９（又は１９Ａ）による暗号化は動画像を構成する各フレーム画像に対して行われる。

　本例において、上記のように暗号化が施された動画像としての撮像画像データは、制御部２３の制御に基づき、メモリ部２４に保存される。制御部２３は、このようにメモリ部２４に保存された撮像画像データを、通信部２５を介して受信装置３に送信することが可能とされる。

　ここで、上記説明から理解されるように、本例では、画像データの暗号化は、暗号化対象の画像データとは異なるフレーム期間に得た光電乱数に基づき行うものとしている。
　これにより、暗号化画像から暗号鍵が推定されることの困難性が高められ、セキュリティの向上を図ることができる。
　なお、暗号化対象の画像データと同一フレーム期間に得た光電乱数に基づき画像データの暗号化を行うことも可能である。

［1-8．画像復号化のための鍵の受け渡しについて］

　受信装置３は、上記のように光電乱数に基づき生成した暗号鍵（暗号化フィルタ）で暗号化された撮像画像データを撮像装置１より受信し、受信した撮像画像データを復号化するが、この際、復号化に用いる鍵（復号鍵）は、暗号化に用いた鍵と同一鍵とされる。つまり本例では、共通鍵暗号方式を採用している。周知のように共通鍵暗号方式では、共通鍵の受け渡しをセキュアに行うことが重要とされる。

　図１１を参照し、受信装置３に復号化のための鍵（共通鍵）をセキュアに受け渡すための手法の例について説明しておく。該手法の概要としては、公開鍵暗号を使用して共通鍵を受け渡す手法となる。
　先ず、受信装置３は、公開鍵と秘密鍵を作成し、公開鍵を撮像装置１に受け渡す（図１１Ａ）。

　公開鍵を取得した撮像装置１では、前述のように光電乱数に基づき生成した暗号鍵を共通鍵として、該共通鍵を公開鍵により暗号化し、受信装置３に送信する（図１１Ｂ）。
　そして、受信装置３においては、送信された共通鍵（復号鍵）を、図１１Ａにおいて作成した秘密鍵を用いて復号化する（図１１Ｃ）。
　これにより以降、受信装置３においては、撮像装置１から受信される暗号化された撮像画像データを、上記のように復号化した共通鍵を用いて高速に復号化することができる。図１１Ｄでは、撮像装置１側において共通鍵を用いて画像暗号化が行われることを模式的に表し、図１１Ｅでは、共通鍵により暗号化された画像データを、受信装置３が共通鍵を用いて復号化することを模式的に表している。

　なお、図１１Ｂの公開鍵による共通鍵の暗号化、及び図１１Ｃの共通鍵の秘密鍵による復号化にはそれぞれ数秒程度の時間を要するが、これらの暗号化、復号化を要するのは一つの鍵の受け渡しにつき１度のみである。

［1-9．第一実施形態としての改竄検知手法］

　前述のように、本実施形態では、撮像装置１が受信装置３に対して送信する撮像画像データは、電子署名の対象データとされる。
　ここで、確認のため、図１２の模式図を参照し、電子署名を用いた電子文書の改竄検知手法について説明しておく。
　実施形態との対応では、図中の「送信者側」が撮像装置１に相当し、「受信者側」が受信装置３に相当する。また、「電子文書」は、撮像装置１による撮像画像データ（本例では光電乱数に基づき暗号化されている）に相当する。

　送信者側では、電子文書についてのハッシュ値を計算すると共に、署名生成鍵としての秘密鍵を生成し、生成した秘密鍵によりハッシュ値を暗号化する。さらに送信者側は、秘密鍵に基づき、署名検証鍵としての公開鍵を生成する。
　送信者側では、電子文書を受信者側に送信する際、送信データに、秘密鍵により暗号化したハッシュ値を電子署名データとして含ませる。また送信者側は、該送信データに秘密鍵から生成した公開鍵を含む電子証明書データを含ませる。

　受信者側では、送信者側から受信した電子文書のハッシュ値を計算する。また、受信者側では、図中に「署名検証」と示す処理として、電子署名データにおける暗号化されたハッシュ値を、電子証明書に含まれる公開鍵により復号化する。その上で受信者側は、双方のハッシュ値が一致するか否かの一致判定を行う。
　このとき、受信者側で受信した電子文書が、送信時の内容から改竄されていなければ、二つのハッシュ値は一致することになる。このため、上記のような一致判定により、電子文書の改竄有無を検知（判定）することができる。

　本実施形態では、このような電子署名を用いた改竄検知手法を採る場合において、署名生成鍵としての秘密鍵を、前述した光電乱数に基づき生成することで、該秘密鍵の解読を困難化して改竄検知性能の向上を図る。

　図１３のフローチャートを参照し、第一実施形態としての電子署名用暗号鍵の生成処理について説明する。
　本例において、図１３に示す処理は、制御部２３が実行する。
　先ず、制御部２３はステップＳＴ１で、光電乱数を取得する処理を行う。この光電乱数としては、撮像用センサ部１０に新たに生成させたものを取得することが考えられる。
　或いは、撮像用センサ部１０が撮像画像データの暗号化のために既に生成していた光電乱数を取得することもできる。例えば、本例では、前述したステップＳ１０５の暗号鍵生成処理において、画素ごとの電気信号値に基づき生成した光電乱数がメモリ１６に保存される。ステップＳＴ１の処理は、このようにメモリ１６に保存された光電乱数を撮像用センサ部１０から取得する処理とすることもできる。
　ここで、ステップＳＴ１の処理として、撮像用センサ部１０に新たに生成させた光電乱数を取得する処理を行う場合、図１３に示す処理は、不正アクセス検知部８６により不正アクセスが検知されたことに応じて開始することができる。この場合、電子署名秘密鍵についても、外部からの不正アクセスが検知された場合は、再生成した光電乱数に基づき更新されることになる。或いは、図１３に示す処理は、一定時間おきに開始する等、他の条件に基づき開始することもできる。
　また、秘密鍵生成のために撮像用センサ部１０に新たに光電乱数を生成させる場合、制御部２３は、該新たな光電乱数の生成後、該光電乱数の元となった画像データ（シードフレーム）の消去を撮像用センサ部１０に指示することもできる。

　ステップＳＴ１に続くステップＳＴ２で制御部２３は、光電乱数に基づき秘密鍵を生成する。ここで、光電乱数から秘密鍵を生成する手法については、例えばＲＳＡ暗号（ＲＳＡ：Rivest Shamir Adleman）の手法を挙げることができるが、特定の手法に限定されるものではない。

　さらに、ステップＳＴ２に続くステップＳＴ３で制御部２３は、秘密鍵に基づき公開鍵を生成する。すなわち、署名生成鍵としての秘密鍵に基づき、署名検証鍵としての公開鍵を生成するものである。

　図１４のフローチャートは、上記のように生成した秘密鍵と公開鍵とに基づき撮像画像データの改竄検知を行うために実行されるべき処理手順の例を示している。
　図中、撮像装置１として示す処理は制御部２３が、受信装置３として示す処理はＣＰＵ３１が実行する。

　先ず、受信装置３側において、ＣＰＵ３１はステップＳ３０１で、暗号化画像データの送信要求を撮像装置１側に対して行う。

　撮像装置１側において、制御部２３は上記の送信要求をステップＳ２０１で待機しており、送信要求があった場合は、ステップＳ２０２に進んで要求された画像データのハッシュ値を計算する。すなわち、メモリ部２４に記憶され、送信要求により要求された撮像画像データについてのハッシュ値を計算する。このとき、ハッシュ値の計算に用いるハッシュ関数については、受信装置３側が後述するステップＳ３０４のハッシュ値計算で用いるハッシュ関数と同一のものを用いる。ハッシュ関数の例としては、例えばＳＨＡ－１やＳＨＡ－２等を挙げることができるが、特定のハッシュ関数に限定されるものではない。

　ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３で制御部２３は、ハッシュ値を秘密鍵により暗号化する。すなわち、図１３の処理で光電乱数に基づき生成した秘密鍵により、ステップＳ２０２で計算したハッシュ値を暗号化する。
　さらに、続くステップＳ２０４で制御部２３は、要求された暗号化画像データ、暗号化ハッシュ値、及び公開鍵を要求元の受信装置３に送信する。すなわち、送信要求された暗号化状態の撮像画像データ、ステップＳ２０３で暗号化したハッシュ値、及び図１３の処理で生成した公開鍵を送信要求元の受信装置３に送信する。

　受信装置３側において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２０４で送信されるデータの受信をステップＳ３０２で待機しており、該データが受信された場合は、先ずステップＳ３０３で暗号化画像データを復号化する。すなわち、光電乱数に基づく暗号鍵（暗号化フィルタ）により暗号化された状態の撮像画像データを、撮像装置１より予め取得された同暗号鍵（復号鍵）により復号化する。本例では、暗号化フィルタとしての暗号鍵は、図１１に例示した手法等により受信装置３が予め撮像装置１よりセキュアに取得している。
　ステップＳ３０３に続くステップＳ３０４でＣＰＵ３１は、ハッシュ値を計算する処理として、ステップＳ３０３で復号化した撮像画像データについてのハッシュ値を計算する。

　次いで、ＣＰＵ３１はステップＳ３０５で、暗号化ハッシュ値を公開鍵により復号化する。すなわち、撮像装置１側より受信した暗号化ハッシュ値を同じく撮像装置１側より受信した公開鍵により復号化する。
　そして、ＣＰＵ３１はステップＳ３０６で、両ハッシュ値の一致判定、すなわちステップＳ３０４で計算したハッシュ値とステップＳ３０５で復号化したハッシュ値との一致判定を行う。この一致判定により、撮像画像データの改竄有無が判定される。

＜２．第二実施形態＞
［2-1．第二実施形態の画像暗号化手法］

　続いて、第二実施形態について説明する。
　なお、第二実施形態においても、撮像装置１や受信装置３の構成については第一実施形態で説明したものと同様となるため重複説明は避ける。以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。

　第二実施形態では、画像データにおけるターゲット領域を対象とした暗号化を行う。具体的に、第二実施形態では、画像全体とターゲット領域とで異なる暗号鍵に基づく暗号化を行うと共に、ターゲット領域については、特定部位の領域とそれ以外の領域とで異なる暗号鍵に基づく暗号化を行うことで、画像の受け手側に保有させる復号鍵の別によって情報の秘匿レベルを段階的に変化させる。

　図１５、図１６は、第二実施形態における段階的な画像暗号化のイメージを説明するための図である。
　図１５は、ターゲットのクラスが人物である場合における段階的な画像暗号化のイメージを示している。
　図１５Ａは暗号化前の画像を示している。この場合、ターゲット領域ＡＴは、画像内で人物が映し出されている部分の全域とされる。またこの場合、特定部位の領域である特定領域ＡＳは、人物の顔の領域とされる。
　図１５Ｂは、特定領域ＡＳのみが暗号化された画像、図１５Ｃは特定領域ＡＳを含むターゲット領域ＡＴのみが暗号化された画像、図１５Ｄは画像全域が暗号化された画像を示している。

　図１６は、ターゲットのクラスが車両である場合における段階的な暗号化のイメージを示しており、図１６Ａは、暗号化前の画像を示している。
　この場合、ターゲット領域ＡＴは、画像内で車両が映し出されている部分の全域とされ、特定領域ＡＳは、車両の搭乗者、及びナンバープレートの領域とされる。
　図１６Ｂは、特定領域ＡＳのみが暗号化された画像、図１６Ｃは特定領域ＡＳを含むターゲット領域ＡＴのみが暗号化された画像、図１６Ｄは画像全域が暗号化された画像である。

　これら図１５、図１６の例の場合、暗号鍵としては、画像全域の暗号化に対応した第一暗号鍵と、ターゲット領域ＡＴのみの暗号化に対応した第二暗号鍵と、特定領域ＡＳのみの暗号化に対応した第三暗号鍵の３種を少なくとも生成する。

　図１７は、段階的な暗号化の具体的手法の例を説明するための図である。
　本例では、対象の画像に対し第一、第二、第三暗号鍵に基づく暗号化をそれぞれ個別に施すことはせず、これら複数の暗号鍵を合成した合成鍵に基づき対象の画像に対する暗号化を行う。

　先ず、特定領域ＡＴを暗号化するための第三暗号鍵、ターゲット領域ＡＴ全域を暗号化するための第二暗号鍵、画像全域を暗号化するための第一暗号鍵をそれぞれ用意する。これら３種の暗号鍵を生成するにあたっては、３種の光電乱数を得る（つまりシードフレームを３種撮像する）ようにしてもよいが、本例では、暗号鍵生成に要する時間の短縮化のため、共通の光電乱数から３種の暗号鍵を生成する。具体的に、本例では、３種の暗号鍵の生成にあたっては、先ず、共通の光電乱数における画素ごとの数値の配置をそれぞれ異ならせた３種の乱数（以下、それぞれ第一乱数、第二乱数、第三乱数と表記する）を生成する。
　そして、第三暗号鍵については、第三乱数の数値のうち、特定領域ＡＳの各画素の数値を抽出した暗号鍵として生成する。
　また、第二暗号鍵については、第二乱数の数値のうち、ターゲット領域ＡＴの各画素の数値を抽出した暗号鍵として生成する。
　第一暗号鍵については、第一乱数をそのまま適用した暗号鍵として生成する。

　その上で、合成鍵として、図示のようにこれら第一、第二、及び第三暗号鍵を合成した暗号鍵を生成する。
　そして、該合成鍵に基づき、対象の画像の暗号化が行われるようにする。

　上記のような段階的な暗号化を行うことで、画像の受け手側（受信装置３側）が保有する復号鍵の別によって、情報の秘匿レベルを変化させることが可能とされる。
　図１８は、秘匿レベルの変化例についての説明図である。
　ここでは、鍵の保有に関するレベルとして、レベル０からレベル３までの４レベルを定義する。図示のようにレベル０は鍵なし、レベル１は第一暗号鍵のみ保有、レベル２は第一、第二暗号鍵の合成鍵を保有、レベル３は第一、第二、及び第三暗号鍵の合成鍵を保有、をそれぞれ意味する。

　レベル０の場合には、画像の受け手側において暗号化画像を復号化できず、全域が暗号化された画像が得られる。
　レベル１の場合、画像の受け手側では第一暗号鍵を用いてターゲット領域ＡＴ以外の領域を復号化することができ、従ってターゲット領域ＡＴのみが暗号化された画像が得られる。

　レベル２の場合、画像の受け手側では第一、第二暗号鍵の合成鍵を用いて特定領域ＡＳ以外の領域を復号化することができ、ターゲットにおける特定領域ＡＳのみが暗号化された画像が得られる。
　レベル３の場合、画像の受け手側では第一、第二、及び第三暗号鍵の合成鍵を用いて画像全域を復号化することができ、この場合には情報の秘匿のない画像を得ることができる。

　ここで、本例では、暗号化対象の画像は動画像とされるため、画像内に映し出されるターゲットとしての物体は時間経過と共に画像内で変位する可能性がある。このため、上記のようなターゲット領域ＡＴを対象とした暗号化を行う場合には、ターゲットの追尾を行うことを要する。

　以下、このようなターゲットの追尾を含む、第二実施形態としての画像暗号化の具体的な手法の例について、図１９を参照して説明する。
　なお、図１９において、ターゲットのクラスは「人物」であるとする。また、図１９では説明の便宜上、ターゲット領域ＡＴにおいて特定領域ＡＣとそれ以外の領域とを区別せず、画像内のターゲット領域ＡＴとそれ以外の領域とについてのみ暗号化し分ける例を挙げる。

　先ず、図１９Ａに示すフレームＦ１は、ターゲットクラスである人物が未だフレームインしていない状態を示している。なお、ここでは、画像内にターゲットクラスではない「木」としての物体が識別されている例としている。

　ここで、画像全域に対する暗号化は、ターゲットの有無に拘わらず行われるものである。つまり、本例では、各フレームＦの画像は、画像全域に対応した第一暗号鍵に基づき振幅制御回路１９（又は１９Ａ）において暗号化された後、メモリ１６に保存される。図１９の各分図に示す白抜きの鍵マークは、出力画像として、このような画像全域を対象とした暗号化が施されていることを表している。

　ターゲットの追尾のためには、演算部１８は、画像内における物体の領域の検出やクラス識別を行うことになる（前述した物体領域認識部８２やクラス識別部８３の処理）。これらの処理を行うために、演算部１８は、上記のように暗号化されて保存されたフレーム画像を復号化する。すなわち、演算部１８は、ターゲット追尾のための処理を、第一暗号鍵に基づき暗号化されたフレーム画像を復号化しながら実行する。
　演算部１８は、この際の復号化をオンザフライ方式により行う。これにより、ターゲットの追尾を行う際に平文状態の画像信号が流出してしまう可能性を低減することが可能とされ、セキュリティの向上を図ることができる。

　図１９Ｂに示すフレームＦ２は、ターゲットクラスである「人物」がフレームインした状態を示している。この状態では、既に識別されている「木」と共に、ターゲットクラスである「人物」が識別される。
　このようにターゲットクラスとしての物体を識別した場合、演算部１８（物体領域認識部８２）は、当該物体のエリアを囲う正確な位置座標のバウンディングボックス４０の算出を行う。
　例えば図１９Ｃにターゲットクラスである人物の画像についてのバウンディングボックス４０の例を示している。すなわちバウンディングボックス４０はターゲットクラスに該当する物体のより正確な領域として計算される。
　さらに演算部１８（物体領域認識部８２）は、バウンディングボックス４０を元に、関心領域であるＲＯＩ４１を算出する。

　図１９Ｄに、ＲＯＩ４１とバウンディングボックス４０を示している。ＲＯＩ４１は、例えばバウンディングボックス４０の縦横サイズ（ｘ×ｙ）を拡大（ａｘ×ｂｙ）して計算される。拡大の縮尺ａ，ｂは縦横別に設定でき、拡大率は固定でもよいが、撮像用センサ部１０の外部（例えば画像プロセッサ２１など）より指定されるようにすることも考えられる。

　本例では、このＲＯＩ４１をターゲット領域ＡＴとして、画像全域とは異なる暗号鍵を用いた暗号化を行う。

　ここで、フレームＦ２は、画像内にターゲットクラスが新たに識別されたフレームであり、ターゲットクラス発見フレームと換言することができる。
　本例では、画素からの読み出し信号に対して暗号化を施す手法を採るため、ターゲットクラス発見フレームについては、ＲＯＩ４１に対し第二暗号鍵に基づく暗号化を施すことができない。ターゲットクラス発見フレームについては、既に第一暗号鍵のみに基づく暗号化が施されてメモリ１６に保存されている。このように第一暗号鍵のみに基づく暗号化が施されたターゲットクラス発見フレームがそのまま出力されてしまうと、第一暗号鍵のみの保有者に対し、ＲＯＩ４１の画像領域が秘匿されずに開示されてしまうことになる。

　そこで、本例では、ターゲットクラス発見フレームについてはメモリ１６から消去するものとし、画像の受け手側が保有する復号鍵の別に応じた適切な情報秘匿レベルが実現されるようにする。

　図１９Ｅは、フレームＦ２の次のフレームであるフレームＦ３を表している。
　ターゲットクラス発見フレームの次のフレームＦより、ＲＯＩ４１を対象とした第二暗号鍵に基づく暗号化を施す。ここでのＲＯＩ４１は、ターゲットクラス発見フレームであるフレームＦ２の時点で算出されたＲＯＩ４１である。
　ターゲットクラスとしての「人物」が移動している場合には、フレームＦ３では、フレームＦ２よりも人物が移動方向側に進むことになるが、ＲＯＩ４１がバウンディングボックス４０よりも大きな範囲とされることで、フレームＦ３においてＲＯＩ４１内にターゲットクラスとしての人物が収まることになる。すなわち、ターゲットクラスとしての人物が第二暗号鍵に基づく暗号化の対象範囲内に収まる。

　フレームＦ３以降においても、同様にターゲットクラスについてのバウンディングボックス４０及びＲＯＩ４１の算出を行い、これによりターゲットクラスが追尾されるようにする（図１９Ｆ参照）。
　そして、フレームＦ４以降では、フレームＦ３と同様に、一つ前のフレームＦで算出されたＲＯＩ４１を対象として、第二暗号鍵に基づく暗号化が施されるようにする（図１９Ｇ参照）。

　図１９Ｈは、ターゲットクラスとしての「人物」がフレームアウトした後のフレームＦｎを表している。ターゲットクラスがフレームアウトしたことで、ＲＯＩ４１は算出されなくなる。このため、フレームＦｎの画像については、第一暗号鍵のみに基づく暗号化が行われる。

　なお、上記説明では、バウンディングボックス４０を拡大した矩形の領域をＲＯＩ４１とする例を述べたが、ＲＯＩ４１は矩形の領域に限られるものではない。
　例えばセマンティックセグメンテーション、すなわち画素レベルでの物体エリア検出を用いて、そのターゲットクラスの物体のエリアからＲＯＩ４１を計算してもよい。

　図２０は、セマンティックセグメンテーションに基づくＲＯＩ４１を示している。これは物体（例えば人物）としての画素領域を広げて、非矩形のＲＯＩ４１を設定した例である。
　例えば突起物のあるトラック、自転車に乗っている人など、矩形のＲＯＩ４１では一部が含まれなかったり、或いは大きすぎる状態になってしまうことがある。画素レベルの物体位置に応じて非矩形のＲＯＩ４１を生成すれば、ターゲットに係る秘匿領域を過不足なく適切に設定することが可能となる。

［2-2．画像暗号化のための処理手順］

　上記により説明した第二実施形態としての画像暗号化を実現するために演算部１８が実行する処理の手順について、図２１及び図２２のフローチャートを参照して説明する。
　図２１は、シードフレームの撮像から暗号鍵の元となる乱数の保存までに対応した処理を示している。なお、図２１において、既に図１０で説明した処理と同様となる処理については同一ステップ番号を付して説明を省略する。
　図１０の処理と同様、図２１の処理は、起動時、及び不正アクセス検知部８６により不正アクセスが検知されたことに応じて開始する。或いは、一定時間おきに開始する等、他の条件に基づき開始することもできる。
　なお、図２１及び図２２で説明する処理のうち少なくとも一部についてはハードウェアによる処理として実現することもできる。

　図２１において、この場合の演算部１８は、ステップＳ１０３で均一性が過剰と判定した場合に、ステップＳ１５１に進んで各レベルの乱数を生成する。ここでは、ターゲット領域ＡＴにおいて特定領域ＡＳを区別しないため、乱数としては前述した第一乱数と第二乱数の２種を生成する。
　なお、シードフレームの光電乱数に基づき各種の乱数を生成する手法については既に説明したため重複説明は避ける。

　この場合の演算部１８は、ステップＳ１５１の乱数生成処理を実行したことに応じ、ステップＳ１０６でシードフレームの消去処理を実行する。
　そして、ステップＳ１０６の消去処理を実行したことに応じ、演算部１８はステップＳ１５２で既存乱数があれば消去する処理を実行する。すなわち、過去に実行されたステップＳ１５３の処理でメモリ１６に保存された各レベルの乱数（第一乱数と第二乱数）があれば、それらの乱数を消去する処理である。
　ステップＳ１５２に続くステップＳ１５３で演算部１８は、ステップＳ１５１で生成した各レベルの乱数をメモリ１６に保存する処理を行い、図２１に示す一連の処理を終える。

　図２２は、生成した暗号鍵に基づき対象画像を暗号化するための処理を示している。
　先ず、演算部１８はステップＳ４０１で、暗号化対象とする画像の撮像開始を待機しており、撮像開始となったら、ステップＳ４０２で第一暗号鍵による暗号化処理を実行する。すなわち、振幅制御回路１９（又は１９Ａ）に第一暗号鍵に基づく画素ごとの係数を指示してアレイセンサ１２の読み出し信号に対する暗号化を実行させる。先の説明から理解されるように、本例では、第一暗号鍵は、第一乱数をそのまま適用した暗号鍵とされる。

　ステップＳ４０２に続くステップＳ４０３で演算部１８は、物体領域認識処理を実行し、さらに続くステップＳ４０４でクラス識別処理を実行する。ステップＳ４０３の物体領域認識処理は、前述した物体領域認識部８２の処理であり、現フレームの画像から候補となる物体の検出及びその物体領域の認識処理を行う。また、ステップＳ４０４のクラス識別処理は、前述したクラス識別部８３の処理であり、上記の物体領域認識処理で検出された物体についてクラス識別を行う。複数の物体や複数種類の物体が検出された場合、それぞれについてクラス識別が行われ、各クラスに分類される。例えば、先の図１９Ｂの場合、「木」というクラスの物体が１つ、「人物」というクラスの物体が１つというようにクラス識別及び分類が行われる。
　なお、演算部１８は、ステップＳ４０３及びＳ４０４の処理については、ステップＳ４０２や後述するステップＳ４１３で暗号化されたフレーム画像をオンザフライ方式で復号化しながら実行する。

　ステップＳ４０４に続くステップＳ４０５で演算部１８は、ターゲットクラスが存在するか否かを判定する。すなわち、ステップＳ４０４で識別されたクラスのうちにターゲットクラスが存在したか否かを判定する。
　ターゲットクラスが存在しなければ、演算部１８はステップＳ４０６で次のフレームを待機（次のフレーム期間の到来を待機）した上で、ステップＳ４０２に戻る。すなわち、ターゲットクラスが検出されるまで、ステップＳ４０２による画像全域の暗号化処理、ステップＳ４０３の物体領域認識処理、及びステップＳ４０４のクラス識別処理がフレームごとに繰り返し実行される。

　ステップＳ４０５でターゲットクラスが存在すると判定した場合、演算部１８はステップＳ４０７に進んでバウンディングボックス４０の算出を行い、続くステップＳ４０８でＲＯＩ４１の算出を行う。
　さらに、続くステップＳ４０９で演算部１８は、ＲＯＩ４１のみに第二乱数の数値を適用した第二暗号鍵と、第一暗号鍵とを合成した合成鍵を生成する。

　ステップＳ４０９で合成鍵を生成したことに応じ、演算部１８はステップＳ４１０でターゲットクラス発見フレームであるか否かを判定する。現フレームがターゲットクラス発見フレームであれば、演算部１８はステップＳ４１１でターゲットクラス発見フレームを消去する処理を実行する。これにより、ターゲットクラス発見フレームについて、鍵の保有レベルがレベル１であるにも拘わらずターゲットの画像部分が秘匿されなくなってしまうことの防止が図られる。

　ステップＳ４１０において、現フレームがターゲットクラス発見フレームでなければ、演算部１８はステップＳ４１１の消去処理をパスして、ステップＳ４１２で次のフレームを待機する処理を行う。また、演算部１８は、ステップＳ４１１の消去処理を実行した場合も、ステップＳ４１２で次のフレームを待機する処理を行う。

　ステップＳ４１２の待機処理を実行したことに応じ、演算部１８はステップＳ４１３で一つ前のフレームで生成した合成鍵による暗号化処理を実行する。すなわち、振幅制御回路１９（又は１９Ａ）に当該合成鍵に基づく画素ごとの係数を指示してアレイセンサ１２の読み出し信号に対する暗号化を実行させる。

　ステップＳ４１３に続くステップＳ４１４で演算部１８は、撮像終了か否か、すなわち、例えば外部からの撮像終了指示が行われる等、暗号化対象の画像の撮像を終了すべき状態となったか否かを判定する。
　撮像終了でなければ、演算部１８はステップＳ４０３に戻る。これにより、撮像終了となるまで、これまで説明した処理が繰り返される。すなわち、引き続きターゲットクラスが存在すれば、該ターゲットクラスについてのＲＯＩ４１の算出、及び算出したＲＯＩ４１に基づく合成鍵の生成、及び一つ前のフレームで生成した合成鍵に基づく暗号化処理が行われ、ターゲットクラスが存在しなくなった場合は、合成鍵による暗号化処理が行われず、第一暗号鍵による暗号化処理が実行される。

　撮像終了であれば、演算部１８は図２２に示す一連の処理を終える。

　なお、本例では、ＲＯＩ４１については、次のフレームにおいてターゲットとしての物体を包含できるようにバウンディングボックス４０を広げた領域として設定しているが、縦横サイズ（ｘ×ｙ）を拡大（ａｘ×ｂｙ）するときの拡大の縮尺ａ、ｂは、フレームレートに応じたものとすることも考えられる。
　例えば、フレームレートが低いと、フレーム間隔の時間が長くなり人物などの物体の移動量も大きくなるため、フレームレートが高い場合よりもＲＯＩ４１を広くすることが考えられる。

　なお、ターゲット領域ＡＴについて、特定部位とそれ以外の領域とを区別して暗号化を行う場合には、特定部位について、上記で説明した手法と同様の手法によりバウンディングボックス４０及びＲＯＩ４１を算出し、算出したＲＯＩ４１に第三乱数の数値を適用した第三暗号鍵を生成する。その上で、第一、第二、第三暗号鍵を合成した合成鍵を生成し、次のフレームの画像の暗号化に用いるようにすればよい。

［2-3．第二実施形態としての改竄検知手法］

　続いて、上記のように受信装置３側が有する鍵のレベルごとに復号化可能な画像範囲が異なるように撮像画像データが暗号化される場合に対応して、電子署名を用いた改竄検知を行うための手法について説明する。
　この際、ポイントとなるのは、受信装置３側では自身が保有する鍵のレベルに応じた画像範囲しか暗号化画像を復号化できない点であり、保有する鍵のレベルが異なる受信装置３間では、復号化した画像から計算されるハッシュ値がそれぞれ異なる値になる。このため、撮像装置１側では、鍵のレベルが何れのレベルであっても各受信装置３が適正に改竄検知処理を実行可能となるように、それぞれの鍵のレベルに応じたハッシュ値を計算する。

　図２３及び図２４を参照し、このような受信装置３側の鍵の保有レベルの差を考慮した第二実施形態としての改竄検知手法について説明する。
　ここでは説明上の一例として、鍵の保有レベルがそれぞれレベル１とレベル２の受信装置３に暗号化画像データと電子署名データとを送信する例を挙げる。先の図１８を参照して説明したように、鍵の保有レベルとして、レベル１は、ターゲット領域ＡＴ全域のみが暗号化された画像が得られるレベルであり、レベル２は、ターゲット領域ＡＴにおける特定領域ＡＳのみが暗号化された画像が得られるレベルである。

　図２３は、撮像装置１が受信装置３への画像送信時に行う処理を模式的に表している。
　先ず、送信対象の撮像画像データは、本例では、第一、第二、及び第三暗号鍵の合成鍵により暗号化された画像データとされる。以下では説明上、該合成鍵で暗号化された撮像画像データを「暗号化画像データＧｃ」と表記する。
　撮像装置１は、レベル１の受信装置３に送信すべきハッシュ値として、この暗号化画像データＧｃを第一暗号鍵で復号化して得た画像データのハッシュ値（以下「ハッシュ値Ｈ１」と表記する）を計算する。レベル１の受信装置３に対しては、このように計算したハッシュ値Ｈ１を署名生成鍵としての秘密鍵（第一実施形態と同様、光電乱数に基づき生成される）により暗号化した値と、該秘密鍵に基づき生成した署名検証鍵としての公開鍵とを暗号化画像データＧｃと共に送信する。

　一方、撮像装置１は、レベル２の受信装置３に送信すべきハッシュ値として、暗号化画像データＧｃを第一及び第二暗号鍵の合成鍵で復号化して得た画像データのハッシュ値（以下「ハッシュ値Ｈ２」と表記する）を計算する。そして、レベル２の受信装置３に対しては、このように計算したハッシュ値Ｈ２を署名生成鍵としての秘密鍵により暗号化した値と、署名検証鍵としての公開鍵とを暗号化画像データＧｃと共に送信する。

　図２４は、受信装置３側の処理を模式的に表している。
　レベル１の受信装置３では、撮像装置１から受信した暗号化画像データＧｃを、自身が保有する第一暗号鍵により復号化し、該復号化した画像データについてのハッシュ値（以下「ハッシュ値Ｈ１ａ」と表記する）を計算する。また、レベル１の受信装置３では、撮像装置１から受信した、秘密鍵により暗号化されたハッシュ値Ｈ１を公開鍵により復号化する。この復号化により得られた値をハッシュ値Ｈ１ｂと表記する。そして、レベル１の受信装置３は、ハッシュ値Ｈ１ａとハッシュ値Ｈ１ｂの一致判定を行う。

　レベル２の受信装置３では、撮像装置１から受信した暗号化画像データＧｃを自身が保有する第一及び第二暗号鍵の合成鍵により復号化し、該復号化した画像データについてのハッシュ値（以下「ハッシュ値Ｈ２ａ」と表記する）を計算する。さらに、レベル２の受信装置３では、撮像装置１から受信した、秘密鍵により暗号化されたハッシュ値Ｈ２を公開鍵により復号化する。この復号化により得られた値をハッシュ値Ｈ２ｂとすると、レベル２の受信装置３は、ハッシュ値Ｈ２ａとハッシュ値Ｈ２ｂの一致判定を行う。

　ここで、電子署名の手法において、ハッシュ値は、改竄検知の対象データの記録時において生成されることが一般的である。しかしながら、本例のように受信装置３側の鍵のレベルに応じて復号化可能な画像範囲を異ならせる手法を採る場合においては、各レベルのハッシュ値（上記例ではＨ１、Ｈ２）を生成する必要があり、これらのハッシュ値を撮像画像データの記録時に一度に生成しようとすると処理が重くなり、処理遅延を招く虞がある。

　このため、本例では、各レベルのハッシュ値の生成は、受信装置３からの送信要求に応じた暗号化画像データＧｃの送信時に行う。これにより、ハッシュ値の生成は、送信要求が行われた際に、該送信要求を行った受信装置３の鍵のレベルについてのみ行えば済み、撮像画像データの記録時に各レベルのハッシュ値を一度に生成する必要がなくなる。
　従って、ハッシュ値の生成に伴う処理遅延の抑制を図ることができる。

　図２５のフローチャートを参照し、上記により説明した第二実施形態としての改竄検知手法を実現するための撮像装置１側の処理手順の例を説明する。
　なお本例において、図２５に示す処理は、制御部２３が実行する。

　先ず、制御部２３は、ステップＳ５０１で受信装置３側からの送信要求を待機する。すなわち、暗号化画像データＧｃの送信要求を待機する。
　続くステップＳ５０２で制御部２３は、受信装置３のレベル情報を取得する。すなわち、送信要求を行った受信装置３が保有する復号鍵のレベルを表す情報を取得する。本例では、該レベルの情報は、受信装置３が送信要求と共に撮像装置１に送信するものとする。

　ステップＳ５０２に続くステップＳ５０３で制御部２３は、暗号化画像データＧｃを受信装置３のレベルに応じた復号レベルで復号化する。すなわち、メモリ部２４に記憶されている暗号化画像データＧｃを、ステップＳ４０２で取得したレベル情報に応じた復号鍵により復号化する。具体的には、レベル１であれば、第一暗号鍵による復号化を行い、レベル２であれば第一及び第二暗号鍵の合成鍵による復号化を行うといったように、受信装置３の鍵の保有レベルに応じた復号鍵による復号化を行う。

　ステップＳ５０３に続くステップＳ５０４で制御部２３は、復号化された画像データのハッシュ値を計算し、さらに続くステップＳ５０５で、該ハッシュ値を秘密鍵により暗号化する。
　さらに、制御部２３は続くステップＳ５０６で、暗号化画像データＧｃ、暗号化したハッシュ値、及び公開鍵を要求元の受信装置３に対して送信し、図２５に示す一連の処理を終える。
　確認のため述べておくと、ステップＳ５０６で送信する公開鍵は、光電乱数に基づき生成した署名生成鍵としての秘密鍵に基づき生成した署名検証鍵としての公開鍵である。
　上記では、該公開鍵とその対となる秘密鍵について、各レベルで共通の鍵を使用する例を挙げたが、これら公開鍵及び秘密鍵はレベルごとに異なる鍵を用いることもできる。

［2-4．受信者側が有する公開鍵の確認プロセス］

　ここでは、受信装置３側の鍵のレベルに応じて復号化可能な画像範囲を異ならせる手法を採る場合において、受信装置３が有する公開鍵が適正な公開鍵であるかの確認プロセスの例を説明する。なお、ここで言う公開鍵は、電子署名用の公開鍵ではなく、共通鍵としての画像暗号鍵（暗号化フィルタ）を受信装置３側にセキュアに受け渡すために用いる公開鍵（図１１の説明を参照）を指す。
　なお、以下の図２６から図３０の説明においても、鍵の保有レベルがそれぞれレベル１とレベル２の受信装置３を例に挙げるが、他の保有レベルの受信装置３についても同様の処理を行えばよい。

　先ず、図２６に示すように、各レベルの受信装置３は、秘密鍵と公開鍵を保有しており、それぞれ自身が保有する公開鍵を撮像装置１に対して送信する。

　そして、図２７に示すように、撮像装置１は、光電乱数をハッシュ化したハッシュ値Ｈｄを生成する。
　その後、撮像装置１は、受信装置３のレベルごとに、光電乱数を対応するレベルの公開鍵で暗号化する。そして、レベル１の受信装置３に対しては、レベル１の公開鍵により暗号化した光電乱数を送信し、レベル２の受信装置３に対してはレベル２の公開鍵により暗号化した光電乱数を送信する。

　各レベルの受信装置３側では、図２８に示すように、自身が保有するレベルの秘密鍵により、公開鍵で暗号化された光電乱数を復号化する。そして、各レベルの受信装置３は、復号化した光電乱数からハッシュ値を計算し、それぞれ撮像装置１に送信する。

　撮像装置１では、各レベルの受信装置３から受信したハッシュ値について、図２７で計算した元々のハッシュ値Ｈｄとの一致判定を行う。
　撮像装置１は、受信したハッシュ値がハッシュ値Ｈｄと一致する場合には、該ハッシュ値を送信した受信装置３を正式な受信者として登録する。

［2-5．送信者側が有する電子署名公開鍵の確認プロセス］

　続いて、撮像装置１が有する電子署名公開鍵が適正な公開鍵であるかの確認プロセスの例を説明する。具体的に、ここで説明する確認プロセスは、撮像装置１が保有している電子署名公開鍵（署名検証鍵としての公開鍵）が適正な公開鍵であるか否かを各レベルの受信装置３側で確認するプロセスとなる。

　先ず、撮像装置１は、図２９に示すように、自身が保有しているレベル１向けの電子署名公開鍵、レベル２向けの電子署名公開鍵をそれぞれのレベルの公開鍵で暗号化する。この暗号化に用いる各レベルの公開鍵は、先の図２６で説明したように各レベルの受信装置３が送信して撮像装置１が保有するに至った公開鍵である。
　撮像装置１は、レベル１の受信装置３に対しては、レベル１公開鍵で暗号化したレベル１向け電子署名公開鍵を送信し、レベル２の受信装置３に対してはレベル２公開鍵で暗号化したレベル２向け電子署名公開鍵を送信する。

　各レベルの受信装置３は、図３０に示すように、撮像装置１から受信した暗号化された電子署名公開鍵を、自身の保有するレベルの秘密鍵で復号化する。
　この一方で、各レベルの受信装置３は、ネットワーク上の認証局サーバ等の所定のサーバ装置から、撮像装置１に対応づけられて管理されている電子署名公開鍵を参照し、該参照した電子署名公開鍵と、上記のように復号化した電子署名公開鍵との一致判定を行う。各レベルの受信装置３は、双方の電子署名公開鍵が一致する場合には、撮像装置１を想定している適正な送信者として登録する。

　ここで、電子署名公開鍵の持ち主の情報は公開情報としてネットワーク上で管理されており、確認が可能とされている。この確認のためのシステムについては特に限定はされないが、例えばＰＧＰ（Pretty Good Privacy）方式やＰＫＩ（Public Key Infrastructure）方式のシステムを挙げることができる。

＜３．第三実施形態＞

　続いて、第三実施形態について説明する。
　第三実施形態は、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を光電乱数に基づき生成するものである。
　ここで、ブロックチェーンは、複数の取引データを含むブロックを時系列に沿って繋げたものを意味する。ブロックチェーンシステムとは、このようなブロックチェーンを扱うシステムであって、Ｐ２Ｐ（Peer to Peer）ネットワークを利用して取引データ(トランザクション)を分散して管理し合うシステムを意味する。

　図３１は、ブロックチェーンシステムのハードウェア構成を例示したブロック図である。
　図示のようにブロックチェーンシステムにおいては、複数のユーザ端末５０のそれぞれが、例えばインターネットとしてのネットワーク２に接続され、それぞれのユーザ端末５０は、ネットワーク２を介して相互にデータ通信を行うことが可能とされている。

　図３２は、ユーザ端末５０の内部構成例を示したブロック図である。
　図示のようにユーザ端末５０は、図３に示した受信装置３と同様の構成を有した上で、入出力インタフェース３５にカメラ部５１が接続されている。カメラ部５１は、少なくとも図２に示したアレイセンサ１２を有し、前述したシードフレームとしての画像データを生成可能に構成されている。

　ブロックチェーンシステムでは、ネットワーク２に接続されたユーザ端末５０が、電子署名用の秘密鍵を生成する。
　ブロックチェーンシステムでは、この秘密鍵から公開鍵が生成され、該公開鍵に基づいてブロックチェーンアドレスが生成される。ブロックチェーンアドレスは、銀行口座に例えると口座番号に相当する情報であり、ブロックチェーンシステムにおける仮想通貨の取引は、ブロックチェーンアドレス間で通貨をやりとりすることにより行われる。
　また、ブロックチェーンシステムにおいて秘密鍵から生成された公開鍵は、秘密鍵により暗号化されＰ２Ｐネットワークにブロードキャストされたトランザクションの改竄検知に用いられる。すなわちこの場合における秘密鍵や公開鍵は、取引が正当に行われたか否かをチェックするために使用される。

　ブロックチェーンシステムにおいても、秘密鍵の生成には乱数が用いられるが、この乱数の予測が容易であると秘密鍵を解読され易くなる、すなわち不正取引が成立し易くなる。このため、該乱数はブロックチェーンシステムのセキュリティを高める上で重要な役割を担う。

　そこで、第三実施形態では、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を光電乱数に基づき生成する。
　具体的に、ユーザ端末５０におけるＣＰＵ３１は、電子署名用の秘密鍵を生成するにあたり、カメラ部５１にシードフレームとしての画像データを生成させる。そして、該画像データの各画素の電気信号値を光電乱数として取得し、該光電乱数に基づいて秘密鍵の生成を行う。
　これにより、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。

　ここで、ブロックチェーンシステムをベースに、取引の契約（コントラクト）を人の手を介さず自動で実行させる仕組みとしてスマートコントラクトシステム（以下「ＳＣシステム」と表記する）が知られている。
　ＳＣシステムでは、特定の条件を満たした場合に自動で契約内容が実行されるよう、予めプログラムされており、そのためトラストレスな取引が可能とされる。なお、トラストレスな取引とは、第三者の仲介を必要とせず、当事者間のみでデジタル取引を行うことを意味する。

　ＳＣシステムでは、ブロックチェーンシステム上でコントラクトの検証作業者の選出を行う際に、その選出を公正に行う目的で乱数が活用されているが、この乱数の予測が容易であると意図的な検証作業者の選出が可能となって、検証作業者の選出の公正性が失われる虞がある。

　そこで、本実施形態では、ＳＣシステムにおけるコントラクト検証作業者の選出を、光電乱数に基づき行う。
　図３３は、ＳＣシステムの構成を概念的に表した図である。
　ＳＣシステムにおいては、ブロックチェーンシステム上に各種のユーザ端末５０が存在する。図中のスマートコントラクトアプリケーションは、スマートコントラクトのサービスを享受するユーザ端末５０やスマートコントラクトの運用を管理するユーザ端末５０の集合を表している。また、図中の検証者グループは、コントラクト検証作業者としてのユーザ端末５０の集合を表している。

　図３３に例示するようにスマートコントラクトの検証作業者は複数のグループ（検証者グループ）に分かれていて、各グループ内で検証作業者同士がデータを同期し合っている場合がある。
　このような場合においては、複数の検証者グループのうちから所定数の検証者グループを選出するということが行われ得る。そのような場合、スマートコントラクトアプリケーションにおける選出者としてのユーザ端末５０が、検証者グループの選出を光電乱数に基づいて行う。
　また、グループ内で検証作業者のリーダー（図中、検証者リーダー）を選出する場合もあり、その場合には、上記選出者としてのユーザ端末５０が、該リーダーの選出を光電乱数に基づいて行う。
　なお、上記のような検証者グループの選出は、複数の検証作業者を選出するものと換言することができる。

　選出者としてのユーザ端末５０において、上記のような検証者グループの選出やリーダーの選出は、ＣＰＵ３１がカメラ部５１に生成させたシードフレームとしての画像データの各画素の電気信号値を光電乱数として取得し、該光電乱数に基づいて行う。

　また、第三実施形態の他の例として、ＤＡｐｐｓ（Decentralized Applications：自律分散型アプリケーション）における代表者選出に光電乱数を用いることも可能である。
　ここで、ＤＡｐｐｓは、ブロックチェーン技術を利用したアプリケーションである。

　ＤＡｐｐｓには、ゲームを中心にアプリケーションが多く開発されている。例えば、ＤＡｐｐｓとしては、所要の仮想通貨システムをベースとして、サービス享受者にランダムに報酬が得られるようなアプリケーションが想定される。この際、報酬の得られる代表者を選出するために、ＤＡｐｐｓでは、ＲＮＧ（Random Number Generator）が用いられる。
　しかしながら、ＲＮＧにより生成される乱数が予測可能な場合には、特定のサービス享受者が不正に報酬を得ることが可能となってしまい、サービスの公正性を欠くものとなる。

　そこで、ＤＡｐｐｓによるサービス享受者からの代表者選出に光電乱数を用い、公正性を高めることが考えられる。
　この場合は、ブロックチェーンシステムにおける上記代表者の選出を行うユーザ端末５０において、ＣＰＵ３１が、カメラ部５１に生成させたシードフレームとしての画像データの各画素の電気信号値を光電乱数として取得し、該光電乱数に基づいて上記代表者の選出を行う。

　なお、第三実施形態においても、光電乱数としては、図４で説明したような画素位置をシャッフルさせたものを用いることもできる。
　また、第三実施形態においても、光電乱数の元となった画像データをメモリ上から消去することもでき、また、外部からの不正アクセスが検知されたことに応じて光電乱数を再生成することもできる。第三実施形態において、上記の消去や光電乱数の再生成の指示は例えばＣＰＵ３１が行うようにする。

＜４．変形例＞

　なお、実施形態としては、これまでに説明した具体例に限定されるものではなく多様な変形例が考えられる。
　例えば、第一、第二実施形態では、電子署名の対象データが画像データとされる場合を例示したが、本技術は、例えばテキストデータや音声データ等、各種データについて電子署名を用いた改竄検知を行う場合に広く好適に適用することができる。
　また、上記では光電乱数に基づく秘密鍵の生成を撮像用センサ部１０の外部で行う例を挙げたが、光電乱数に基づく秘密鍵の生成は撮像用センサ部１０内部にて行う（例えば、演算部１８において生成する）こともできる。

　また、光電乱数に基づく暗号化については、以下のような変形例としての手法を採ることもできる。
　一つは、通常のイメージセンサでは低減させている暗電流ノイズや読み出しノイズを高いランダム性の生成に応用するものである。具体的には、乱数のシードフレーム撮像時において、露光時間（蓄積時間）を減らす一方でアンプの増幅率を上げることで、熱雑音による暗電流ノイズを増やす手法を挙げることができる。或いは、読み出しノイズを減らす回路（例：適応ゲイン型の増幅器などのノイズ低減の為の回路）をオフにして読み出しを行った結果得られる撮像画像をシードフレームとして用いる手法も挙げることができる。
　また、別手法として、ベイヤー配列などカラーフィルタ（波長フィルタ）が規則的に配列されたイメージセンサを用いる場合に、何れか一色のフィルタ（一つの波長帯のフィルタ）の画素のみを参照して乱数生成のシードフレームとして利用することも考えられる。例えば、ベイヤー配列であれば、赤色の画素のみを参照する等である。
　これらの手法を採ることで、よりランダム性の高い乱数生成を行うことが可能となる。

　また、上記では、電子署名の対象データの暗号化に関して、光電乱数に基づく暗号化を行う例を挙げたが、該対象データの暗号化に用いる乱数は光電乱数に限定されない。例えば、疑似乱数を用いることもできる。或いは、真の乱数を用いるのであれば、例えば熱や音の変化など、予測や再現が実質的に不可能な自然現象を対応するセンサで検知して、その値を基に乱数を生成する手法を挙げることができる。
　また、電子署名の対象データを暗号化することは必須ではない。

＜５．実施形態のまとめ＞

　上記のように実施形態の暗号鍵生成装置（撮像装置１又はユーザ端末５０）は、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサ（同１２）による光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する鍵生成部（制御部２３又はＣＰＵ３１：ステップＳＴ２参照）を備えたものである。
　これにより、電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合よりも解読を困難化することが可能とされる。
　従って、改竄検知性能の向上を図ることができる。

　また、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、鍵生成部は、画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成している。
　これにより、電子署名の対象データが画像データとされる場合に対応して、電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合よりも解読を困難化することが可能とされる。
　従って、画像データについての改竄検知性能向上を図ることができる。

　さらに、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、鍵生成部は、アレイセンサでの撮像により得られる画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成している。
　これにより、画像データを得るためのアレイセンサが、光電乱数を得るためのアレイセンサと共通化される。
　従って、画像データを生成するアレイセンサとは別途に光電乱数生成用のアレイセンサを設ける必要がなくなり、部品点数の削減、及びコスト削減を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、アレイセンサでの撮像により得られる画像データの暗号化を行う暗号化部（振幅制御回路１９又は１９Ａ、演算部１８）と、暗号化部により暗号化された画像データを外部装置に送信する処理を行う送信処理部（制御部２３：ステップＳ２０４、Ｓ５０６参照）を備えている。
　これにより、電子署名の対象データとしての画像データをセキュアに送信することが可能とされる。
　従って、画像内容の漏洩防止の面でのセキュリティ向上を図ることができる。

　また、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、暗号化部は、光電乱数に基づき生成した暗号鍵により画像データの暗号化を行っている。
　これにより、画像データの暗号化についても、疑似乱数を用いる場合より暗号鍵の解読を困難化することが可能とされる。
　従って、セキュリティのさらなる向上を図ることができる。

　さらに、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、暗号化部は、画像データの復号に用いる復号鍵のレベルによって復号化可能な画像範囲が異なるように画像データを暗号化し、送信処理部は、外部装置が暗号化部により暗号化された画像データの送信要求を行ったことに応じて、該外部装置が有する復号鍵と同レベルの復号鍵により暗号化された画像データを復号化し、復号化した画像データのハッシュ値を生成し、秘密鍵により暗号化した該ハッシュ値と暗号化された画像データとを外部装置に送信している（図２３、図２５参照）。
　これにより、画像データの受信装置に対して該受信装置が有する復号鍵のレベルに応じたハッシュ値を送信すべき場合において、ハッシュ値の生成は、送信要求が行われた際に、該送信要求を行った受信装置の復号鍵のレベルについてのみ行えば済み、画像データ（撮像画像データ）の記録時に各レベルのハッシュ値を一度に生成する必要がなくなる。
　従って、ハッシュ値の生成に伴う処理遅延の抑制を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、鍵生成部（ＣＰＵ３１）は、光電乱数に基づき、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を生成している。
　これにより、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。
　従って、ブロックチェーンシステムにおける電子署名の対象データについて、改竄検知性能の向上を図ることができる。

　また、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、光電乱数に基づき、スマートコントラクトシステムにおけるコントラクト検証作業者の選出を行う検証者選出部（ＣＰＵ３１：図３３参照）を備えている。
　これにより、コントラクト検証作業者の選出に用いる乱数について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。
　従って、コントラクト検証作業者の選出について、公正性を高めることができる。

　さらに、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、光電乱数に基づき、ＤＡｐｐｓによるサービスの享受者からの代表者の選出を行う代表者選出部（ＣＰＵ３１）を備えている。
　これにより、ＤＡｐｐｓのサービス享受者からの代表者選出に用いる乱数について、疑似乱数を用いる場合より解読を困難化することが可能とされる。
　従って、ＤＡｐｐｓのサービス享受者からの代表者選出について、公正性を高めることができる。

　さらにまた、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、鍵生成部は、光電変換により得られる画素ごとの電気信号の値を光電乱数として取得して秘密鍵を生成している。
　これにより、解読が困難な電子署名秘密鍵を生成することが可能とされる。
　従って、改竄検知性能の向上を図ることができる。

　また、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、鍵生成部は、画素ごとの電気信号の値のうち少なくとも一部を、該電気信号の値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による光電乱数に基づき、秘密鍵を生成している。
　これにより、画素ごとの電気信号の値をそれら電気信号の値が得られた画素位置にそのまま割り当てた光電乱数を用いる場合と比較して、電子署名秘密鍵の解読が困難とされる。
　従って、改竄検知性能の向上を図ることができる。

　さらに、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、光電乱数の生成後、光電乱数の元となった画像データをメモリ上から消去するための処理を行う消去処理部（演算部１８又は制御部２３又はＣＰＵ３１：ステップＳ１０６、ＳＴ１等参照）を備えている。
　これにより、光電乱数の元となった画像が流出して光電乱数が推定されてしまうことの防止を図ることが可能とされる。
　従って、改竄検知性能の向上を図ることができる。

　さらにまた、実施形態としての暗号鍵生成装置においては、暗号鍵生成装置外部からの不正アクセスが検知されたことに応じて光電乱数を再生成するための処理を行う再生成処理部（演算部１８又は制御部２３又はＣＰＵ３１：図１０、ステップＳＴ１等参照）を備えている。
　これにより、外部からの不正アクセスが検知された場合は、再生成した光電乱数に基づき電子署名秘密鍵を更新することが可能とされる。
　従って、不正アクセスにより秘密鍵が外部流出したとしても、該流出した秘密鍵では改竄検知処理が適正に行われないように図ることができ、データ改竄の抑止効果向上を図ることができる。

　また、実施形態の暗号鍵生成方法は、情報処理装置が、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する暗号鍵生成方法である。
　このような暗号鍵生成方法によっても、上記した実施形態としての暗号鍵生成装置と同様の作用及び効果を得ることができる。

　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜６．本技術＞

　本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
　可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する鍵生成部を備えた
　暗号鍵生成装置。
（２）
　前記鍵生成部は、
　画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する
　前記（１）に記載の暗号鍵生成装置。
（３）
　前記鍵生成部は、
　前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する
　前記（２）に記載の暗号鍵生成装置。
（４）
　前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データの暗号化を行う暗号化部と、
　前記暗号化部により暗号化された前記画像データを外部装置に送信する処理を行う送信処理部を備えた
　前記（３）に記載の暗号鍵生成装置。
（５）
　前記暗号化部は、
　前記光電乱数に基づき生成した暗号鍵により前記画像データの暗号化を行う
　前記（４）に記載の暗号鍵生成装置。
（６）
　前記暗号化部は、
　前記画像データの復号に用いる復号鍵のレベルによって復号化可能な画像範囲が異なるように前記画像データを暗号化し、
　前記送信処理部は、
　前記外部装置が前記暗号化部により暗号化された前記画像データの送信要求を行ったことに応じて、該外部装置が有する前記復号鍵と同レベルの復号鍵により前記暗号化された前記画像データを復号化し、復号化した画像データのハッシュ値を生成し、前記秘密鍵により暗号化した該ハッシュ値と前記暗号化された前記画像データとを前記外部装置に送信する
　前記（４）又は（５）に記載の暗号鍵生成装置。
（７）
　前記鍵生成部は、
　前記光電乱数に基づき、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を生成する
　前記（１）に記載の暗号鍵生成装置。
（８）
　前記光電乱数に基づき、スマートコントラクトシステムにおけるコントラクト検証作業者の選出を行う検証者選出部を備える
　前記（７）に記載の暗号鍵生成装置。
（９）
　前記光電乱数に基づき、ＤＡｐｐｓによるサービスの享受者からの代表者の選出を行う代表者選出部を備える
　前記（７）又は（８）に記載の暗号鍵生成装置。
（１０）
　前記鍵生成部は、
　前記光電変換により得られる前記画素ごとの電気信号の値を前記光電乱数として取得して前記秘密鍵を生成する
　前記（１）から（９）の何れかに記載の暗号鍵生成装置。
（１１）
　前記鍵生成部は、
　前記画素ごとの電気信号の値のうち少なくとも一部を、該電気信号の値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による前記光電乱数に基づき、前記秘密鍵を生成する
　前記（１０）に記載の暗号鍵生成装置。
（１２）
　前記光電乱数の生成後、前記光電乱数の元となった画像データをメモリ上から消去するための処理を行う消去処理部を備えた
　前記（１）から（１１）の何れかに記載の暗号鍵生成装置。
（１３）
　暗号鍵生成装置外部からの不正アクセスが検知されたことに応じて前記光電乱数を再生成するための処理を行う再生成処理部を備えた
　前記（１）から（１２）の何れかに記載の暗号鍵生成装置。

　１　撮像装置、２　ネットワーク、３　受信装置、１０　撮像用センサ部、１２　アレイセンサ、１３　ＡＤＣ／ピクセルセレクタ、１４　バッファ、１５　ロジック部、１６　メモリ、１７　インタフェース部、１８　演算部、１９，１９Ａ　振幅制御回路、８１　キーフレーム選択部、８２　物体領域認識部、８３　クラス識別部、８４　パラメータ選択部、８５　暗号化制御部、８６　不正アクセス検知部、２１　画像プロセッサ、２２　センサ部、２３　制御部、２４　メモリ部、２５　通信部、３１　ＣＰＵ、３２　ＲＯＭ、３３　ＲＡＭ、３４　バス、３５　入出力インタフェース、３６　入力部、３７　出力部、３８　記憶部、３９　通信部、４０　バウンディングボックス、４１　ＲＯＩ

Claims

　可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する鍵生成部を備えた
　暗号鍵生成装置。
　前記鍵生成部は、
　画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する
　請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
　前記鍵生成部は、
　前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データについての電子署名用の秘密鍵を生成する
　請求項２に記載の暗号鍵生成装置。
　前記アレイセンサでの撮像により得られる画像データの暗号化を行う暗号化部と、
　前記暗号化部により暗号化された前記画像データを外部装置に送信する処理を行う送信処理部を備えた
　請求項３に記載の暗号鍵生成装置。
　前記暗号化部は、
　前記光電乱数に基づき生成した暗号鍵により前記画像データの暗号化を行う
　請求項４に記載の暗号鍵生成装置。
　前記暗号化部は、
　前記画像データの復号に用いる復号鍵のレベルによって復号化可能な画像範囲が異なるように前記画像データを暗号化し、
　前記送信処理部は、
　前記外部装置が前記暗号化部により暗号化された前記画像データの送信要求を行ったことに応じて、該外部装置が有する前記復号鍵と同レベルの復号鍵により前記暗号化された前記画像データを復号化し、復号化した画像データのハッシュ値を生成し、前記秘密鍵により暗号化した該ハッシュ値と前記暗号化された前記画像データとを前記外部装置に送信する
　請求項４に記載の暗号鍵生成装置。
　前記鍵生成部は、
　前記光電乱数に基づき、ブロックチェーンシステムにおける電子署名用の秘密鍵を生成する
　請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
　前記光電乱数に基づき、スマートコントラクトシステムにおけるコントラクト検証作業者の選出を行う検証者選出部を備える
　請求項７に記載の暗号鍵生成装置。
　前記光電乱数に基づき、ＤＡｐｐｓによるサービスの享受者からの代表者の選出を行う代表者選出部を備える
　請求項７に記載の暗号鍵生成装置。
　前記鍵生成部は、
　前記光電変換により得られる前記画素ごとの電気信号の値を前記光電乱数として取得して前記秘密鍵を生成する
　請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
　前記鍵生成部は、
　前記画素ごとの電気信号の値のうち少なくとも一部を、該電気信号の値が得られた画素位置とは異なる画素位置に割り当てた形式による前記光電乱数に基づき、前記秘密鍵を生成する
　請求項１０に記載の暗号鍵生成装置。
　前記光電乱数の生成後、前記光電乱数の元となった画像データをメモリ上から消去するための処理を行う消去処理部を備えた
　請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
　暗号鍵生成装置外部からの不正アクセスが検知されたことに応じて前記光電乱数を再生成するための処理を行う再生成処理部を備えた
　請求項１に記載の暗号鍵生成装置。
　情報処理装置が、可視光又は非可視光の受光素子を有する画素が一次元又は二次元に複数配列されたアレイセンサによる光電変換に基づき得られる乱数である光電乱数に基づき、電子署名用の秘密鍵を生成する
　暗号鍵生成方法。