JP4909796B2

JP4909796B2 - 秘密情報管理システム、秘密情報管理方法およびプログラム

Info

Publication number: JP4909796B2
Application number: JP2007113804A
Authority: JP
Inventors: 勝樹稲村; 俊昭田中
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008271356A

Description

本発明は、秘密情報管理システム、秘密情報管理方法およびプログラムに関し、特に、多項式型（ｋ，ｎ）閾値秘密分散法に用いて、特定のユーザに特異点を与える秘密情報管理システム、秘密情報管理方法およびプログラムに関する。

現在、通信網や電子データ処理の発達により、データの持ち出しや複製、流通などの取り扱いが容易となっている。その結果、電子データとして保存されている秘密データなどの情報が漏洩する事件が多発し、一種の社会問題になっている。また、この過程では、第三者のネットワーク経由での侵入による内部情報搾取や秘密データが保存されたノートパソコンの紛失からの不正流通の他、最近ではデータのアクセス権を持つ内部者が不正に持ち出して流通させるといったことまで行われており、これらの内外問わず情報漏洩システムの構築が急務となっている。

これらの解決手段の一つとして、特許文献１に示すように、例えば、アクセスするための鍵や秘密情報を一人が管理するのではなく、複数の人が集まらないとそれらの情報が生成されない秘密分散法を用いて共同管理するという方法がある。この方法を用いれば、複数人によるデータアクセスのチェック機能が働き、情報漏洩の危険性を低減できることが期待できる。

一般に、秘密分散法にはいくつかの手法があるが、その一つに多項式型（ｋ，ｎ）閾値秘密分散法がある。これはｙ＝ｆ（ｘ）で表される関数のうち、ｆ（ｘ）が、ｆ（ｘ）＝ａ（１）ｘ＾（ｎ−１）＋ａ（２）ｘ＾（ｎ−２）＋・・・＋ａ（ｎ−１）ｘ＋ａ（ｎ）といった関数の場合、（ｘ，ｙ）の値を異なるｎ種類集めないと全ての係数を求めることができないといった性質を利用し、ａ（ｎ）を秘密情報として、この式を満たす、異なる（ｘ，ｙ）をｋ人に配布しておき、秘密を復元する際にはｋ人の中からｎ人集めて復元するという方法である。したがって、この方法によれば、秘密情報を複数人で共有することが可能となる。
特開２００６−１８８５０号公報

しかしながら、分散情報を共有する人の間には、常に、権限が全員同じという場合だけではなく、個人ごとに権限（責任）の重みの差が存在する。それに従い秘密分散を行う場合には、例えば、権限の大きい人は複数の（ｘ，ｙ）を持つ必要がある。これは、権限に応じて保有する（ｘ，ｙ）が増えるため管理が煩雑になるといった問題の他、秘密復元時に権限の大きい人から（ｘ，ｙ）の情報が複数流れることから、流れるデータ量を監視することで誰が権限の大きい人かが他人から容易に判明してしまうといった問題もあった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、実質的に、特定の人物が複数の分散情報を保有しながら、その管理の煩雑さを解消するとともに、第三者に複数の分散情報を保有している事実が露見しない秘密情報管理システム、秘密情報管理方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の事項を提案している。
（１）本発明は、分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムであって、前記分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する分散情報生成手段と、該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する送信手段と、を備え、前記秘密情報復元装置が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する受信手段と、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う秘密情報復元手段と、を備えたことを特徴とする秘密情報管理システムを提案している。

この発明によれば、分散情報生成装置の分散情報生成手段が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成し、送信手段が生成した特異点を含む分散情報のうち、特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザのユーザ端末に送信する。一方、秘密情報復元装置の受信手段が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信し、秘密情報復元手段がユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から特異点を検出して、秘密情報の復元を行う。したがって、予め定められた特定のユーザに複数の分散情報を包含する特異点を配布することから、特定のユーザは特異点の情報だけを管理することにより、実質的に複数の分散情報を管理することになる。また、秘密情報の復元にあたっても、送受信される情報は特異点の情報だけであるため、実質的に多くの分散情報を管理するユーザを特定することが困難となる。ここで、特異点とは、多項式における極値に相当する値であり、特異点１点で、数点の分散情報に相当する点をいう。

（２）本発明は、（１）の秘密情報管理システムにおいて、前記予め定められたユーザが、所定の権限を有した管理者であることを特徴とする秘密情報管理システムを提案している。

この発明によれば、予め定められたユーザが、所定の権限を有した管理者となることから、権限を有する管理者が多くの分散情報を管理することになり、秘密情報に対するセキュリティを向上させることができる。

（３）本発明は、（２）の秘密情報管理システムにおいて、前記分散情報生成手段が重みの異なる特異点を生成し、前記送信手段が前記管理者の権限の大きさ応じて、送信する前記特異点の重みを変更することを特徴とする秘密情報管理システムを提案している。

この発明によれば、分散情報生成手段が重みの異なる特異点を生成し、送信手段が管理者の権限の大きさ応じて、送信する特異点の重みを変更する。したがって、管理者の権限が大きくなればなるほど、実質的に多くの分散情報を管理することから、秘密情報に対するセキュリティを向上させることができる。

（４）本発明は、分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムにおける秘密情報管理方法であって、前記分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する第１のステップと、前記分散情報生成装置が、該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する第２のステップと、前記秘密情報復元装置が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する第３のステップと、前記秘密情報復元装置が、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う第４のステップと、を備えたことを特徴とする秘密情報管理方法を提案している。

この発明によれば、分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成し、生成した特異点を含む分散情報のうち、特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する。一方、秘密情報復元装置は、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信し、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から特異点を検出して、秘密情報の復元を行う。したがって、予め定められた特定のユーザに複数の分散情報を包含する特異点を配布することから、特定のユーザは特異点の情報だけを管理することにより、実質的に複数の分散情報を管理することになる。また、秘密情報の復元にあたっても、送受信される情報は特異点の情報だけであるため、実質的に多くの分散情報を管理するユーザを特定することが困難となる。

（５）本発明は、分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムにおける秘密情報管理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する第１のステップと、前記分散情報生成装置が、該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する第２のステップと、前記秘密情報復元装置が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する第３のステップと、前記秘密情報復元装置が、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う第４のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

本発明によれば、特異点を所定のユーザに配布して分散情報を管理することから、実質的に、特定のユーザが複数の分散情報を保有しながら、その管理の煩雑さを解消するとともに、第三者に複数の分散情報を保有している事実が露見しないという効果がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜分散情報生成時のシステム構成＞
本実施形態に係るシステムは、多項式型（ｋ，ｎ）閾値秘密分散法を利用したシステムであり、分散情報生成時のシステム構成は、図１に示すように、分散情報生成装置１０と、ユーザ端末Ａ２０と、ユーザ端末Ｂ３０と、ユーザ端末Ｎ４０とから構成されている。さらに、分散情報生成装置１０は、分散情報生成部１１と、ユーザ情報確認部１２と、ユーザ情報データベース（ＤＢ）１３と、分散情報送信部１４とから構成され、ユーザ端末Ａ２０は、分散情報受信部２１と、分散情報データベース（ＤＢ）２２、ユーザ端末Ｂ３０は、分散情報受信部３１と、分散情報データベース（ＤＢ）３２、ユーザ端末Ｎ４０は、分散情報受信部４１と、分散情報データベース（ＤＢ）４２とから構成されている。

ここで、分散情報生成装置１０の分散情報生成部１１は、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する。ユーザ情報確認部１２は、後述するユーザ情報データベース（ＤＢ）１３に基づいて、ユーザの権限等を確認する。ユーザ情報データベース（ＤＢ）１３は、ユーザとその権限情報とを関連付けて記憶する記憶装置である。分散情報送信部１４は、分散情報生成部１１が生成した特異点を含む分散情報を、ユーザ情報確認部１２で確認を行ったユーザの権限に応じて送信する。

また、ユーザ端末Ａ２０、ユーザ端末Ｂ３０、ユーザ端末Ｎ４０の分散情報受信部２１、３１、４１は、分散情報生成装置１０の分散情報送信部１４から送信されてきた分散情報を受信する。分散情報データベース（ＤＢ）２２、３２、４２は、分散情報受信部２１、３１、４１が受信した分散情報を記憶する記憶装置である。

＜分散情報生成時の処理＞
次に、図２を用いて、分散情報生成時の処理について説明する。
なお、ここでは、説明を具体的にするために、ユーザをＡ、Ｂ（Ａの方がＢよりも権限が大きいものとする）として説明する。

まず、分散情報生成部１１が、多項式型（ｋ，ｎ）閾値秘密分散法に用いる多項式として、例えば、ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃを定義する（ステップＳ１０１）。つまり、この場合には、上記ａ、ｂ、ｃすべての係数を求めるためには、３つの分散情報（ｘ、ｙ）が必要となることを意味する。

ところが、分散情報（ｘ、ｙ）を配布するのは、上記前提条件から、ユーザＡとＢの２人であるために、このままでは、権限の高いユーザＡに、２つの分散情報（ｘ、ｙ）を配布することになる。そこで、分散情報生成部１１は、特異点を含む分散情報を生成する（ステップＳ１０２）。

具体的には、定義した多項式ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃをｙ＝ａ（ｘ＋ｂ／（２ａ））^２＋ｃ−ｂ^２／（４ａ）と変形すると、ｘ＝−ｂ／（２ａ）、ｙ＝（ｂ^２−４ａｃ）／（４ａ）は、極値となり分散情報（ｘ、ｙ）２つ分の意味をもつため特異点となる。したがって、この特異点ともう一つの分散情報（ｘ、ｙ）があれば、ａ、ｂ、ｃすべての係数を求めることができる。

分散情報生成部１１は、特異点を含む分散情報を分散情報送信部１４に出力し、分散情報送信部１４は、ユーザ情報確認部１２を介してユーザ情報データベース（ＤＢ）からユーザＡとＢの権限情報を取得し、特異点を権限の大きいユーザＡに、もうひとつの分散情報をユーザＢに送信する（ステップ１０３）。

したがって、権限の大きいユーザに複数の分散情報を包含する特異点を配布することから、権限の大きいユーザは特異点の情報だけを管理することにより、実質的に複数の分散情報を管理することになる。

なお、上記では、説明を簡単にするために、ユーザが２人の場合を例にとって説明したが、権限の異なるユーザが何人かいる場合には、ｙ＝ｆ（ｘ）に対し２倍の重み付けとして、０＝ｆ’（ｘ）（一次微分値が０となる値）、３倍の重み付けとして、０＝ｆ’（ｘ）、０＝ｆ’’（ｘ）（一次微分値、二次微分値が０となる値）、・・・という点が存在する多項式を定義し、ユーザの権限に応じて、その重みに相当する特異点を割り当てるようにしてもよい。

＜秘密情報復元時のシステム構成＞
秘密情報復元時のシステム構成は、図３に示すように、秘密情報復元装置５０と、ユーザ端末Ａ６０と、ユーザ端末Ｂ７０と、ユーザ端末Ｎ８０とから構成されている。さらに、秘密情報復元装置５０は、分散情報要求送信部５１と、分散情報受信部５２と、ユーザ情報確認部５３と、ユーザ情報データベース（ＤＢ）５４と、秘密情報復元部５５とから構成されて、ユーザ端末Ａ６０は、分散情報要求受信部６１と、分散情報データベース（ＤＢ）６２、分散情報送信部６３、ユーザ端末Ｂ７０は、分散情報要求受信部７１と、分散情報データベース（ＤＢ）７２、分散情報送信部７３、ユーザ端末Ｎ８０は、分散情報要求受信部８１と、分散情報データベース（ＤＢ）８２、分散情報送信部８３、とから構成されている。

ここで、秘密情報復元装置５０の分散情報要求送信部５１は、ユーザ端末Ａ６０の分散情報要求受信部６１、ユーザ端末Ｂ７０の分散情報要求受信部７１、ユーザ端末Ｎ８０の分散情報要求受信部８１に分散情報の送信を要求する信号を送信する。

分散情報受信部５２は、各ユーザ端末６０、７０、８０の分散情報送信部６３、７３、８３から送信された分散情報を受信する。ユーザ情報確認部５３は、後述するユーザ情報データベース（ＤＢ）５４に基づいて、ユーザの権限等を確認する。ユーザ情報データベース（ＤＢ）５４は、ユーザとその権限情報とを関連付けて記憶する記憶装置である。

秘密情報復元部５５は、分散情報受信部５２が受信した分散情報と、ユーザ情報確認部５３から入力されたユーザの権限等に基づいて、秘密情報を復元する。

また、ユーザ端末Ａ６０、ユーザ端末Ｂ７０、ユーザ端末Ｎ８０の分散情報要求受信部６１、７１、８１は、秘密情報復元装置５０の分散情報要求送信部５１から送信されてきた分散情報要求を受信する。分散情報データベース（ＤＢ）６２、７２、８２は、分散情報を記憶する記憶装置である。分散情報送信部６３、７３、８３は、秘密情報復元装置５０からの分散情報要求に応じて、分散情報データベース（ＤＢ）６２、７２、８２から分散情報を取り出して、これを秘密情報復元装置５０に送信する。

＜秘密情報復元時の処理＞
次に、図４を用いて、秘密情報復元時の処理について説明する。

まず、秘密情報復元装置５０の分散情報要求送信部５１が、各ユーザ端末６０、７０、８０の分散情報要求受信部６１、７１、８１に分散情報の送信を要求する。分散情報要求を受信した各ユーザ端末６０、７０、８０は、分散情報データベース（ＤＢ）６２、７２、８２から分散情報を取り出して、これを秘密情報復元装置５０に送信する（ステップＳ２０１）。

次に、ユーザ情報確認部５３において、送信されてきた分散情報に対応するユーザの権限を確認し、特異点を検出して、この情報を秘密情報復元部５５に出力する（ステップＳ２０２）。

そして、秘密情報復元部５５が、分散情報を把握して、秘密情報の復元を行う。具体的には、分散情報の重みにしたがって微分方程式を求めて、全体の連立方程式を解き秘密情報を復元する（ステップＳ２０３）。

したがって、秘密情報の復元にあたっても、送受信される情報は特異点の情報だけであるため、実質的に多くの分散情報を管理するユーザを特定することが困難となる。

なお、秘密情報管理システムの処理をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを秘密情報管理システムに読み込ませ、実行することによって本発明の秘密情報管理システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態においては、分散情報生成装置および秘密情報復元装置内にユーザ情報を管理する機能を盛り込んでシステムを構成したが、分散情報生成装置および秘密情報復元装置の記憶容量等を考慮して、ユーザ情報を管理する機能を有する別の装置を設けてもよい。

本実施形態に係る分散情報生成時のシステム構成図である。本実施形態に係る分散情報生成時の処理フローである。本実施形態に係る秘密情報復元時のシステム構成図である。本実施形態に係る秘密情報復元時の処理フローである。

符号の説明

１０・・・分散情報生成装置、１１・・・分散情報生成部、１２、５３・・・ユーザ情報確認部、１３、５４・・・ユーザ情報データベース（ＤＢ）、１４・・・分散情報送信部、２０、６０・・・ユーザ端末Ａ、２１、３１、４１・・・分散情報受信部、２２、３２、４２、６２、７２、８２・・・分散情報データベース（ＤＢ）、３０、７０・・・ユーザ端末、４０、８０・・・ユーザ端末、５０・・・秘密情報復元装置、５１・・・分散情報要求送信部、５２・・・分散情報受信部、５５・・・秘密情報復元部、６１、７１、８１・・・分散情報要求受信部、６３、７３、８３・・・分散情報送信部

Claims

分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムであって、
前記分散情報生成装置が、
任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する分散情報生成手段と、
該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する送信手段と、
を備え、
前記秘密情報復元装置が、
各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する受信手段と、
ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う秘密情報復元手段と、
を備えたことを特徴とする秘密情報管理システム。
前記予め定められたユーザが、所定の権限を有した管理者であることを特徴とする請求項１に記載の秘密情報管理システム。
前記分散情報生成手段が重みの異なる特異点を生成し、前記送信手段が前記管理者の権限の大きさ応じて、送信する前記特異点の重みを変更することを特徴とする請求項２に記載の秘密情報管理システム。
分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムにおける秘密情報管理方法であって、
前記分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する第１のステップと、
前記分散情報生成装置が、該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する第２のステップと、
前記秘密情報復元装置が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する第３のステップと、
前記秘密情報復元装置が、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う第４のステップと、
を備えたことを特徴とする秘密情報管理方法。
分散情報生成装置と、秘密情報復元装置と、複数のユーザ端末とからなる秘密情報管理システムにおける秘密情報管理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記分散情報生成装置が、任意の多項式を定義して、特異点を含む分散情報を生成する第１のステップと、
前記分散情報生成装置が、該生成した特異点を含む分散情報のうち、前記特異点をユーザ情報データベースにより確認した予め定められたユーザの前記ユーザ端末に送信する第２のステップと、
前記秘密情報復元装置が、各ユーザ端末から特異点を含む分散情報を受信する第３のステップと、
前記秘密情報復元装置が、ユーザ情報データベースに基づいて確認したユーザ情報に基づいて、受信した分散情報から前記特異点を検出して、秘密情報の復元を行う第４のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。