データ暗号復号方法、データ暗号化復号システム、データ暗号化装置、および、データ復号装置
【課題】復号鍵を直接的に指定するファイルＩＤを復号装置側に受け渡さなくとも、暗号文の復号に利用する復号鍵を特定できるデータ暗号化復号システムを提供する。
【解決手段】映像処理装置１０は、圧縮された映像のフレームを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵１０４を用い所定のアルゴリズムに従い、入力された素データから暗号鍵認証コードを生成する。映像再生装置２０は、圧縮された映像のフレームを暗号化したときに生成された暗号鍵認証コードと、暗号鍵認証コードの生成に利用された素データの組み合わせの検証に成功するデータ復号鍵２０３を、複数のデータ復号鍵２０３の中から選択し、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号する。
【解決手段】映像処理装置１０は、圧縮された映像のフレームを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵１０４を用い所定のアルゴリズムに従い、入力された素データから暗号鍵認証コードを生成する。映像再生装置２０は、圧縮された映像のフレームを暗号化したときに生成された暗号鍵認証コードと、暗号鍵認証コードの生成に利用された素データの組み合わせの検証に成功するデータ復号鍵２０３を、複数のデータ復号鍵２０３の中から選択し、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
暗号化装置で暗号化した暗号文を復号する場合に、暗号文の復号鍵を指定することなく、復号装置側で暗号文を復号できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル化社会の到来を受けて、認証やデータ送信など様々な分野でデータの暗号化技術が利用されている。データを暗号化して利用する場合は、データを暗号化する暗号装置とデータを復号する復号装置とは独立して設置されることが多く、ネットワーク或いはデータ記憶メディアによって、復号装置側に入力される暗号文を復号する際は、暗号文を復号する復号鍵を直接的に指定するデータを復号装置側に送信することが必要であった。
【０００３】
例えば、半導体集積回路を実装したＩＣカードを利用したＩＣカードシステムにおいては、非特許文献１に記載されているように、ＩＣカードに記憶されるデータファイルを、暗号鍵以外のデータを記憶するデータファイル（ＷＥＦ）と暗号鍵を記憶するデータファイル（ＩＥＦ）とに区別し、それぞれのデータファイルにファイルＩＤが付与され、端末装置から、ＩＥＦのファイルＩＤによって、暗号文の復号に利用される復号鍵が直接的に指定される。
【０００４】
しかしながら、暗号文の復号に利用する復号鍵を直接的に指定するデータ、例えば、ファイルＩＤが漏洩してしまうと、データ復号装置に記憶されている復号鍵の中から、暗号文の復号に利用する復号鍵が特定できるため、ＤＰＡ攻撃も含め、様々な暗号鍵解読攻撃を復号鍵が受けてしまう可能性がある。
【非特許文献１】JICSAP ICカード仕様 V2.0 第３部共通コマンド（P12）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、データの復号に利用する復号鍵を直接的に指定するデータ（例えば、ファイルＩＤ）を復号装置側に受け渡さなくとも、データ復号装置に記憶されている復号鍵の中から、暗号文の復号に利用する復号鍵を特定できるデータ暗号化復号方法、データ暗号化復号システム、データ暗号化装置およびデータ復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決する第１の発明は、データ暗号化装置が、データオブジェクトを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成するステップａ１が実行されるデータ暗号化工程と、データ復号装置が、前記データ復号装置が記憶しているデータ復号鍵それぞれを用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードを生成することができるか検証するステップｂ１、前記暗号鍵認証コードの検証に成功した一つの前記データ復号鍵を用いて、前記データオブジェクトの暗号文を復号するステップｂ２が実行されるデータ復号工程と、を含むことを特徴とするデータ暗号化復号方法である。
【０００７】
更に、第２の発明は、第１の発明に記載のデータ暗号化復号方法であって、前記データ暗号化工程において、前記データ暗号化装置は複数の前記データ暗号鍵を記憶し、前記ステップａ１の前に、前記データ暗号化装置が記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するステップａ０が実行されることを特徴とするデータ暗号化復号方法である。
【０００８】
更に、第３の発明は、データ暗号鍵を用いて、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置と、複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置と、から少なくとも構成されるデータ暗号化復号システムである。
【０００９】
更に、第４の発明は、第３の発明に記載のデータ暗号化復号システムであって、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化復号システムである。
【００１０】
更に、第５の発明は、データ暗号鍵を用いて、指定されたデータオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置である。
【００１１】
更に、第６の発明は、第５の発明に記載のデータ暗号装置において、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化装置である。
【００１２】
更に、第７の発明は、複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明によれば、データ暗号装置が生成する暗号鍵認証コードは、データオブジェクトの暗号化に利用したデータ暗号鍵を用いて素データから生成されるため、データ複合装置が記憶しているデータ複合鍵それぞれを用いて、素データから暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功したデータ復号鍵は、データオブジェクトの暗号化に利用したデータ暗号鍵と対になるデータ復号鍵になるため、データオブジェクトの復号に利用するデータ復号鍵を直接的に指定するデータ（例えば、ファイルＩＤ）をデータ復号装置側に受け渡さなくとも、データ復号装置側で、複数のデータ復号鍵の中から、一つのデータ復号鍵を選択できるようになる。
【００１４】
また、データ暗号装置が記憶している複数のデータ暗号鍵の中から、一つのデータ暗号鍵をランダムに選択して利用することで、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号鍵は一意に定まることはなくなるため、暗号化されたデータオブジェクトが復号される可能性は低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここから、本発明に係るデータ暗号復号方法、データ暗号化復号システム、データ暗号化装置、データ復号装置およびコンピュータプログラムについて、図を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るデータ暗号化復号システムが適用されたカメラ映像記録システム１を説明する図で、図１のカメラ映像記録システム１には、監視カメラや車載カメラなどのＣＣＤカメラ３０と、本発明に係るデータ暗号化装置として機能する映像処理装置１０と、映像処理装置１０によって暗号化された映像ファイルが記憶されるネットワークアタッチトストレージ４０（NAS: Network-Attached Storage）と、本発明に係るデータ復号装置として機能する映像再生装置２０とから少なくとも構成される。
【００１７】
映像処理装置１０は、ＣＣＤカメラ３０から送信される映像に含まれる映像のフレームを圧縮・暗号化することで、圧縮・暗号化した映像ファイルをＮＡＳ４０に記憶させる装置で、圧縮した映像のフレームを暗号化する際に、映像処理装置１０の内部で、本発明に係るデータ暗号化復号方法のデータ暗号化工程が実行される。
【００１８】
映像再生装置２０は、ＮＡＳ４０に記憶され、圧縮・暗号化された映像ファイルを復号し再生する機能を備え、暗号化された映像ファイルを復号する際に、映像再生装置２０の内部で、本発明に係るデータ暗号化復号方法のデータ復号工程が実行される。
【００１９】
まず、図１のカメラ映像記録システムを構成、本発明に係るデータ暗号化装置として機能する映像処理装置１０について説明する。図２は、映像処理装置１０のハードウェアブロック図で、図３は、映像処理装置１０の機能ブロック図である。
【００２０】
図２に図示したように、映像処理装置１０はハードウェアとして、入力出力インターフェースとして、ＣＣＤカメラ３０が撮像した映像のＮＴＳＣコンポジット信号の入力端子であるビデオインターフェース１２１と、ＬＡＮと接続するための物理的なインターフェースであるＬＡＮインターフェース１３０とを備え、更に、映像処理装置１０は、ビデオインターフェース１２１から入力されたＮＴＳＣコンポジット信号をデジタル変換するＮＴＳＣデコーダ1２０と、ＣＰＵ１１０ａ、ＲＡＭ１１０ｂ、フラッシュメモリ１１０ｃおよびＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを備えたコンピュータボードである映像処理モジュール１１０と、映像処理モジュール１１０とは独立したモジュールで、本発明に係るデータ暗号化装置として機能し、ＣＰＵ１００ａ、ＲＡＭ１００ｂ、ＥＥＰＲＯＭ１００ｃおよび暗号演算コプロセッサ１００ｄを備えた暗号演算モジュール１００（例えば、ＳＩＭ）を備えている。
【００２１】
また、図３に図示したように、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は機能として、ＮＴＳＣエンコーダがデジタル変換した映像のフレームを圧縮することで、ＣＣＤカメラ３０が撮影した映像を圧縮する映像圧縮手段１１１と、映像を暗号化した暗号鍵の確認に利用する暗号鍵認証コードを演算処理モジュールに生成させる暗号鍵認証コード生成手段１１２を備え、映像圧縮手段１１１および暗号鍵認証コード生成手段１１２として映像処理モジュール１１０を機能させるためのコンピュータプログラムが、映像処理モジュール１１０のフラッシュメモリ１１０ｃに記憶されている。
【００２２】
更に、映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００は、映像のフレームを暗号化するときに利用する複数のデータ暗号鍵１０４（ここでは、３つ）をＥＥＰＲＯＭ１００ｃに記憶し、暗号演算モジュール１００は機能として、暗号演算コプロセッサ１００ｄを利用して、映像処理モジュール１１０から送信されるデータ、ここでは、圧縮した映像のフレームを暗号化するデータ暗号化手段１０１と、データ暗号化手段１０１が利用するデータ暗号鍵１０４を選択するデータ暗号鍵選択手段１０３と、映像処理モジュール１１０から送信された素データから暗号鍵認証コードを演算する暗号鍵認証コード演算手段１０２とを備え、データ暗号化手段１０１、データ暗号鍵選択手段１０３および暗号鍵認証コード演算手段１０２として暗号演算モジュール１００を機能させるためのコンピュータプログラムは、暗号演算モジュール１００のＥＥＰＲＯＭ１００ｃに記録されている。
【００２３】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた映像圧縮手段１１１は、ＮＴＳＣデコーダ１２０から送信された映像のフレームをＲＡＭ１１０ｂに一時的に記憶し、ＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを用いて、ＲＡＭ１１０ｂに記憶している映像のフレームを圧縮する。
【００２４】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、暗号演算モジュール１００を用いて、圧縮した映像のフレームを暗号化し、圧縮・暗号化された映像のフレームをＮＡＳ４０にＬＡＮを介して送信することで、ＮＡＳ４０に圧縮・暗号化された映像ファイルを記憶させる。なお、暗号演算モジュール１００に圧縮した映像のフレームを暗号化させる前に、映像処理モジュール１１０は、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信し、暗号演算モジュール１００にデータ暗号鍵１０４を選択させる。
【００２５】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた暗号鍵認証コード生成手段１１２は、ＣＣＤカメラ３０から送信された映像を暗号化した後に作動する手段で、暗号鍵認証コード生成手段１１２は、暗号演算モジュール１００利用したデータ暗号鍵１０４を確認するために利用される暗号鍵認証コードの素となる素データを生成し、生成した素データを含み、暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信することで、暗号鍵認証コードを暗号演算モジュール１００に生成させる。
【００２６】
そして、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた暗号鍵認証コード生成手段１１２は、暗号演算モジュール１００から暗号鍵認証コードを取得すると、素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０に送信し、圧縮・暗号化された映像ファイルに関連付けて、生成した素データおよび暗号演算モジュール１００から受信した暗号鍵認証コードを記憶させる。
【００２７】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号鍵選択手段１０３は、暗号演算モジュール１００が記憶している複数のデータ暗号鍵１０４の中から、受信したデータ、ここでは、圧縮された映像のフレームを暗号化する一つのデータ暗号鍵１０４を選択する手段で、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、暗号演算モジュール１００の内部で乱数を生成し、生成した乱数を利用して暗号演算モジュール１００に記憶されている複数のデータ暗号鍵１０４の中から、圧縮された映像のフレームを暗号化するために利用する一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択する。
【００２８】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号化手段１０１は、圧縮された映像のフレームを暗号化するために利用する一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択した後に、圧縮された映像のフレームを暗号化するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、データ暗号鍵選択手段１０３が選択したデータ暗号鍵１０４を用いて、圧縮された映像のフレームを暗号化し、圧縮された映像のフレームの暗号文を映像処理モジュール１１０に返信する。
【００２９】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられた暗号鍵認証コード演算手段１０２は、データ暗号鍵選択手段１０３が選択したデータ暗号鍵１０４を用い特定のアルゴリズムに従い、映像処理モジュール１１０から送信された素データから暗号鍵認証コードを生成し、生成した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０に返信する。
【００３０】
ここから、映像処理装置１０の内部で実行される手順について説明する。図４は、映像処理装置１０の内部で実行される手順を示したフロー図で、このフロー図は、データ暗号化復号方法に含まれるデータ暗号化工程の手順を説明するための図でもある。
【００３１】
映像処理装置１０がＣＣＤカメラ３０から映像データを受信開始すると、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、ＮＴＳＣデコーダ１２０がデジタルに変換した映像のフレームをＲＡＭ１１０ｂに一時的に記憶開始すると共に、暗号演算モジュール１００に対し、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを送信する（Ｓ１）。
【００３２】
なお、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージは、データ暗号鍵１０４の選択を要求する専用のメッセージであってもよく、暗号演算モジュール１００に暗号化を要求する最初のメッセージであってもよい。
【００３３】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００は、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを受信すると、データ暗号鍵選択手段１０３を作動させ、データ暗号鍵選択手段１０３は、暗号演算モジュール１００内部で乱数を生成し、生成した乱数を参照して、複数のデータ暗号鍵１０４の中から、一つのデータ暗号鍵１０４を選択し、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像処理モジュール１１０に送信する（Ｓ２）。
【００３４】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを受信すると、ＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを利用して、ＲＡＭ１１０ｂに記憶している映像のフレームを圧縮し（Ｓ３）、圧縮された映像のフレームの暗号化を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信する（Ｓ４）。
【００３５】
暗号演算モジュール１００が、圧縮した映像のフレームの暗号化を要求するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号化手段１０１が作動し、データ暗号化手段１０１は、選択したデータ暗号鍵１０４を用いて、映像処理モジュール１１０から受信したデータ（ここでは、圧縮された映像のフレーム）を暗号化し、データの暗号文（ここでは、圧縮された映像のフレームの暗号文）を映像処理モジュール１１０に返信する（Ｓ５）。
【００３６】
映像処理モジュール１１０は、圧縮された映像のフレームの暗号文を暗号演算モジュール１００から受信すると、圧縮された映像のフレームの暗号文をＮＡＳ４０に送信し、受信した圧縮された映像のフレームの暗号文を記憶させることで、圧縮・暗号化された映像ファイルを生成する（Ｓ６）。
【００３７】
受信した圧縮された映像のフレームの暗号文をＮＡＳ４０に送信し、受信した圧縮された映像のフレームの暗号文を記憶させると、映像処理モジュール１１０は、すべての映像のフレームを圧縮・暗号化したか確認し（Ｓ７）、映像のフレームを圧縮・暗号化していない映像のフレームがＲＡＭにあれば、Ｓ４に戻り、映像のフレームを圧縮・暗号化して、ＮＡＳ４０上の映像ファイルに追記する。
【００３８】
すべての映像のフレームを圧縮・暗号化すると、映像処理モジュール１１０の暗号鍵認証コード生成手段１１２を作動させ、映像処理モジュール１１０の暗号鍵認証コード生成手段１１２は、生成した乱数やこの時の時刻を素データとし、素データを含み、暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信する（Ｓ８）。
【００３９】
暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００が受信すると、暗号演算モジュール１００の暗号鍵認証コード演算手段１０２が作動し、暗号鍵認証コード演算手段１０２は、選択したデータ暗号鍵１０４を用い所定のアルゴリズムに従い、受信した素データから暗号鍵認証コードを演算し、演算した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０に送信する（Ｓ９）。
【００４０】
素データから暗号鍵認証コードを生成するアルゴリズムは、データ暗号鍵１０４の種別に依存し、例えば、データ暗号鍵１０４が共通暗号方式の暗号鍵であるならば、素データのＭＡＣ（MAC: Message Authentication Code）を暗号鍵認証コードとして利用することができ、また、データ暗号鍵１０４が公開暗号方式の暗号鍵であるならば、素データのデジタル署名を暗号鍵認証コードとして利用することができる。
【００４１】
暗号演算モジュール１００が演算した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０が受信すると、映像処理モジュール１１０は、生成した素データと暗号演算モジュール１００から受信した暗号鍵認証コードを、ＮＡＳ４０に送信し、ＮＡＳ４０に記憶させた映像ファイルに関連付けて、素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０に記憶させ（Ｓ１０）、図４の手順は終了する。
【００４２】
ここで、ＮＡＳ４０上の映像ファイルに関連付けて記憶させるとは、例えば、映像ファイルの最後に、素データおよび暗号鍵認証コードを記憶させたり、映像ファイルと同一ファイル名で属性の異なるデータファイルに素データおよび暗号鍵認証コードを記憶させることを意味する。
【００４３】
次に、本発明に係るデータ復号装置として機能する映像再生装置２０について説明する。図５は、映像再生装置２０のハードウェアブロック図で、図６は、映像再生装置２０の機能ブロック図である。
【００４４】
図５に図示したように、映像再生装置２０はハードウェアとして、入力出力インターフェースとして、映像再生装置２０が再生した映像のＮＴＳＣコンポジット信号の出力端子であるビデオインターフェース２２１と、ＬＡＮと接続するための物理的なインターフェースであるＬＡＮインターフェース２３１とを備え、更に、映像再生装置２０は、ＣＰＵ２１０ａ、ＲＡＭ２１０ｂ、フラッシュメモリ２１０ｃおよびＭＰＥＧ４デコーダ２１０ｄを備えたコンピュータボードである映像再生モジュール２１０と、映像再生モジュール２１０から出力された映像をＮＴＳＣコンポジット信号に変換するＮＴＳＣエンコーダ２２０と、映像再生モジュール２１０とは独立したモジュールで、本発明に係るデータ復号装置として機能し、ＣＰＵ２００ａ、ＲＡＭ２００ｂ、ＥＥＰＲＯＭ２００ｃおよび暗号演算コプロセッサ２００ｄを備えたする復号演算モジュール２００（例えば、ＳＩＭ）を備えている。
【００４５】
また、図６に図示したように、映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０は機能として、圧縮された映像のフレームを解凍する映像解凍手段２１１と、フレームレートに従い解凍した映像のフレームをＮＴＳＣエンコーダ２２０に送信することで映像を再生する映像再生手段２１２と備え、映像解凍手段２１１および映像再生手段２１２として映像再生モジュール２１０を機能させるためのコンピュータプログラムが、映像再生モジュール２１０のフラッシュメモリ２１０ｃに記憶されている。
【００４６】
映像再生装置２０の復号演算モジュール２００は、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号するデータ復号手段２０１と、データ復号手段２０１が利用するデータ暗号鍵１０４を選択するデータ復号鍵選択手段２０３と、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号するときに利用する複数のデータ復号鍵２０３（ここでは、５つ）を記憶し、データ復号手段２０１およびデータ復号鍵選択手段２０３として復号演算モジュール２００を機能させるためのコンピュータプログラムが、復号演算モジュール２００のＥＥＰＲＯＭ２００ｃに記録されている。
【００４７】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が記憶しているデータ暗号鍵１０４の数よりも、映像再生装置２０の復号演算モジュール２００が記憶しているデータ復号鍵２０３の数が多いには、すべての映像処理装置１０に記憶されているデータ暗号鍵１０４を映像再生装置２０が記憶しているからである。すべての映像処理装置１０に記憶されているデータ暗号鍵１０４を映像再生装置２０が記憶していれば、すべての映像処理装置１０で記憶された映像ファイルを、映像再生装置２０は再生できるようになる。
【００４８】
映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０に備えられたデータ復号手段２０１は、圧縮・暗号化された映像のフレームを、ＮＡＳ４０に記憶されている映像ファイルから取得すると、復号演算モジュール２００を用いて映像のフレームの暗号文を復号した後、ＭＰＥＧ４デコータを用いて解凍し、解凍した映像のフレームをＲＡＭ２１０ｂに記憶する。
【００４９】
なお、復号演算モジュール２００に圧縮した映像のフレームを暗号化させる前に、映像再生モジュール２１０は、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０から取得し、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信し、復号演算モジュール２００にデータ復号鍵を選択させる。
【００５０】
映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０に備えられた映像再生手段２１２は、映像再生モジュール２１０のＲＡＭ２１０ｂに記憶されているフレームを、定められたフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で、ＮＴＳＣエンコーダ２２０に送信することで、映像ファイルを再生する手段である。
【００５１】
映像再生装置２０の復号演算モジュール２００に備えられたデータ復号鍵選択手段２０３は、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵の選択を要求するメッセージを受信したときに作動し、復号演算モジュール２００に記憶されたデータ復号鍵２０３（ここでは、５個）を用いて、素データおよび暗号鍵認証コードの組み合わせを検証し、検証に成功したデータ復号鍵２０３を、データを復号するデータ復号鍵２０３として選択する。
【００５２】
映像再生装置２０のデータ復号モジュールに備えられたデータ復号手段２０１は、圧縮された映像のフレームの暗号文を映像再生モジュール２１０の復号を要求するメッセージを映像再生モジュール２１０から受信すると、データ復号鍵選択手段２０３が選択したデータ復号鍵２０３を用いて、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号し、圧縮された映像のフレームを映像再生モジュール２１０に返信する。
【００５３】
ここから、映像再生装置２０の内部で実行される手順について説明する。図７は、映像再生装置２０の内部で実行される手順を示したフロー図で、このフロー図は、データ暗号化復号方法に含まれるデータ復号工程の手順を説明するための図でもある。
【００５４】
ＮＡＳ４０に記憶され、圧縮・暗号化された映像ファイルを映像再生装置２０が再生開始するとき、映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０は、再生する映像ファイルに関連付けて記憶された素データおよび暗号鍵認証コードを取得し、素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵２０３の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信することで、復号演算モジュール２００にデータ復号鍵２０３の選択を要求する（Ｓ２０）。
【００５５】
素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵２０３の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００が受信すると、復号演算モジュール２００のデータ復号鍵選択手段２０３が作動し、データ復号鍵選択手段２０３は、復号演算モジュール２００に記憶されている複数のデータ復号鍵２０３を用いて、素データおよび暗号鍵認証コードの組み合わせを検証することで、複数のデータ復号鍵２０３の中から、一つのデータ復号鍵２０３を選択し、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像再生モジュール２１０に送信する（Ｓ２１）。
【００５６】
例えば、データ復号鍵２０３が共通暗号方式の暗号鍵で、暗号鍵認証コードが素データのＭＡＣである場合、データ復号鍵選択手段は、復号演算モジュール２００に記憶されているデータ復号鍵２０３を用いて、素データからＭＡＣを演算し、暗号鍵認証コードとＭＡＣが一致するデータ復号鍵２０３を選択する。
【００５７】
また、データ復号鍵２０３が公開暗号方式の暗号鍵で、暗号鍵認証コードが素データのデジタル署名である場合、データ復号鍵選択手段は、復号演算モジュール２００に記憶されているデータ復号鍵２０３を用いて、暗号鍵認証コードを複合し、暗号鍵認証コードの復号文と素データが一致するデータ復号鍵２０３を選択する。
【００５８】
データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像再生モジュール２１０が受信すると、映像再生モジュール２１０は、ＮＡＳ４０に記憶された映像ファイルから、圧縮・暗号化された映像のフレームを取得し、圧縮・暗号化された映像のフレームの復号を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信する（Ｓ２２）。
【００５９】
圧縮・暗号化された映像のフレームの復号を要求するメッセージを復号演算モジュール２００が受信すると、復号演算モジュール２００は、選択したデータ復号鍵２０３を用いて、圧縮・暗号化された映像のフレームを復号し、復号文を映像再生モジュール２１０に送信する（Ｓ２３）。
【００６０】
映像再生モジュール２１０は、復号演算モジュール２００から復号文、すなわち、圧縮された映像のフレームを受信すると、映像解凍手段２１１を用いて、圧縮された映像のフレームを解凍し、解凍した映像のフレームをＲＡＭ２１０ｃに一時的にバッファリングして、映像を再生する（Ｓ２４）。
【００６１】
映像再生モジュール２１０は、映像の再生を開始した後、再生する映像ファイルに含まれる映像のフレームをすべて復号・解凍しているか確認し（Ｓ２５）、復号・解凍していない映像のフレームがあれば、Ｓ２２に戻り、ＮＡＳ４０に映像ファイルに含まれる映像のフレームを復号・解凍する。
【００６２】
そして、映像再生モジュール２１０は、ＮＡＳ４０に映像ファイルに含まれる映像のフレームすべてを復号・解凍し、映像を再生終了するとこの手順を終了する。
【００６３】
このように、データ暗号装置である映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が生成する暗号鍵認証コードは、圧縮された映像のフレームの暗号化に利用したデータ暗号鍵１０４を用いて素データから生成されるため、データ復号装置でわる映像再生装置２０の復号演算モジュール２００が、素データおよび暗号鍵認証コードの組合わせの検証に成功したデータ復号鍵２０３は、暗号化に利用されたデータ暗号鍵１０４と対になるデータ復号鍵２０３になるため、映像再生装置２０の復号演算モジュール２００側で、複数のデータ復号鍵２０３の中から、一つのデータ復号鍵２０３を選択できるようになる。
【００６４】
また、データ暗号装置である映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が、記憶している複数のデータ暗号鍵１０４の中から、一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択して利用することで、暗号化するデータ暗号鍵１０４は一意に定まることはなくなるため、暗号化されたデータが復号される可能性は低減される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】データ暗号化復号システムが適用されたカメラ映像記録システムを説明する図。
【図２】映像処理装置のハードウェアブロック図。
【図３】映像処理装置の機能ブロック図。
【図４】映像処理装置の内部で実行される手順を示したフロー図。
【図５】映像再生装置のハードウェアブロック図。
【図６】映像再生装置の機能ブロック図。
【図７】映像再生装置の内部で実行される手順を示したフロー図。
【符号の説明】
【００６６】
１ カメラ映像記録システム
１０ 映像処理装置
１００ 暗号演算モジュール
１０１ データ暗号化手段
１０２ 暗号鍵認証コード演算手段
１０３ データ暗号鍵選択手段
１０４ データ暗号鍵
１１０ 映像処理モジュール
１１１ 映像圧縮手段
１１２ 暗号鍵認証コード生成手段
２０ 映像再生装置
２００ 復号演算モジュール
２０１ データ復号手段
２０２ データ復号鍵選択手段
２０３ データ復号鍵
２１０ 映像再生モジュール
２１１ 映像解凍手段
２１２ 映像再生手段
【技術分野】
【０００１】
暗号化装置で暗号化した暗号文を復号する場合に、暗号文の復号鍵を指定することなく、復号装置側で暗号文を復号できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル化社会の到来を受けて、認証やデータ送信など様々な分野でデータの暗号化技術が利用されている。データを暗号化して利用する場合は、データを暗号化する暗号装置とデータを復号する復号装置とは独立して設置されることが多く、ネットワーク或いはデータ記憶メディアによって、復号装置側に入力される暗号文を復号する際は、暗号文を復号する復号鍵を直接的に指定するデータを復号装置側に送信することが必要であった。
【０００３】
例えば、半導体集積回路を実装したＩＣカードを利用したＩＣカードシステムにおいては、非特許文献１に記載されているように、ＩＣカードに記憶されるデータファイルを、暗号鍵以外のデータを記憶するデータファイル（ＷＥＦ）と暗号鍵を記憶するデータファイル（ＩＥＦ）とに区別し、それぞれのデータファイルにファイルＩＤが付与され、端末装置から、ＩＥＦのファイルＩＤによって、暗号文の復号に利用される復号鍵が直接的に指定される。
【０００４】
しかしながら、暗号文の復号に利用する復号鍵を直接的に指定するデータ、例えば、ファイルＩＤが漏洩してしまうと、データ復号装置に記憶されている復号鍵の中から、暗号文の復号に利用する復号鍵が特定できるため、ＤＰＡ攻撃も含め、様々な暗号鍵解読攻撃を復号鍵が受けてしまう可能性がある。
【非特許文献１】JICSAP ICカード仕様 V2.0 第３部共通コマンド（P12）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、データの復号に利用する復号鍵を直接的に指定するデータ（例えば、ファイルＩＤ）を復号装置側に受け渡さなくとも、データ復号装置に記憶されている復号鍵の中から、暗号文の復号に利用する復号鍵を特定できるデータ暗号化復号方法、データ暗号化復号システム、データ暗号化装置およびデータ復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決する第１の発明は、データ暗号化装置が、データオブジェクトを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成するステップａ１が実行されるデータ暗号化工程と、データ復号装置が、前記データ復号装置が記憶しているデータ復号鍵それぞれを用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードを生成することができるか検証するステップｂ１、前記暗号鍵認証コードの検証に成功した一つの前記データ復号鍵を用いて、前記データオブジェクトの暗号文を復号するステップｂ２が実行されるデータ復号工程と、を含むことを特徴とするデータ暗号化復号方法である。
【０００７】
更に、第２の発明は、第１の発明に記載のデータ暗号化復号方法であって、前記データ暗号化工程において、前記データ暗号化装置は複数の前記データ暗号鍵を記憶し、前記ステップａ１の前に、前記データ暗号化装置が記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するステップａ０が実行されることを特徴とするデータ暗号化復号方法である。
【０００８】
更に、第３の発明は、データ暗号鍵を用いて、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置と、複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置と、から少なくとも構成されるデータ暗号化復号システムである。
【０００９】
更に、第４の発明は、第３の発明に記載のデータ暗号化復号システムであって、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化復号システムである。
【００１０】
更に、第５の発明は、データ暗号鍵を用いて、指定されたデータオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置である。
【００１１】
更に、第６の発明は、第５の発明に記載のデータ暗号装置において、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化装置である。
【００１２】
更に、第７の発明は、複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明によれば、データ暗号装置が生成する暗号鍵認証コードは、データオブジェクトの暗号化に利用したデータ暗号鍵を用いて素データから生成されるため、データ複合装置が記憶しているデータ複合鍵それぞれを用いて、素データから暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功したデータ復号鍵は、データオブジェクトの暗号化に利用したデータ暗号鍵と対になるデータ復号鍵になるため、データオブジェクトの復号に利用するデータ復号鍵を直接的に指定するデータ（例えば、ファイルＩＤ）をデータ復号装置側に受け渡さなくとも、データ復号装置側で、複数のデータ復号鍵の中から、一つのデータ復号鍵を選択できるようになる。
【００１４】
また、データ暗号装置が記憶している複数のデータ暗号鍵の中から、一つのデータ暗号鍵をランダムに選択して利用することで、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号鍵は一意に定まることはなくなるため、暗号化されたデータオブジェクトが復号される可能性は低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここから、本発明に係るデータ暗号復号方法、データ暗号化復号システム、データ暗号化装置、データ復号装置およびコンピュータプログラムについて、図を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るデータ暗号化復号システムが適用されたカメラ映像記録システム１を説明する図で、図１のカメラ映像記録システム１には、監視カメラや車載カメラなどのＣＣＤカメラ３０と、本発明に係るデータ暗号化装置として機能する映像処理装置１０と、映像処理装置１０によって暗号化された映像ファイルが記憶されるネットワークアタッチトストレージ４０（NAS: Network-Attached Storage）と、本発明に係るデータ復号装置として機能する映像再生装置２０とから少なくとも構成される。
【００１７】
映像処理装置１０は、ＣＣＤカメラ３０から送信される映像に含まれる映像のフレームを圧縮・暗号化することで、圧縮・暗号化した映像ファイルをＮＡＳ４０に記憶させる装置で、圧縮した映像のフレームを暗号化する際に、映像処理装置１０の内部で、本発明に係るデータ暗号化復号方法のデータ暗号化工程が実行される。
【００１８】
映像再生装置２０は、ＮＡＳ４０に記憶され、圧縮・暗号化された映像ファイルを復号し再生する機能を備え、暗号化された映像ファイルを復号する際に、映像再生装置２０の内部で、本発明に係るデータ暗号化復号方法のデータ復号工程が実行される。
【００１９】
まず、図１のカメラ映像記録システムを構成、本発明に係るデータ暗号化装置として機能する映像処理装置１０について説明する。図２は、映像処理装置１０のハードウェアブロック図で、図３は、映像処理装置１０の機能ブロック図である。
【００２０】
図２に図示したように、映像処理装置１０はハードウェアとして、入力出力インターフェースとして、ＣＣＤカメラ３０が撮像した映像のＮＴＳＣコンポジット信号の入力端子であるビデオインターフェース１２１と、ＬＡＮと接続するための物理的なインターフェースであるＬＡＮインターフェース１３０とを備え、更に、映像処理装置１０は、ビデオインターフェース１２１から入力されたＮＴＳＣコンポジット信号をデジタル変換するＮＴＳＣデコーダ1２０と、ＣＰＵ１１０ａ、ＲＡＭ１１０ｂ、フラッシュメモリ１１０ｃおよびＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを備えたコンピュータボードである映像処理モジュール１１０と、映像処理モジュール１１０とは独立したモジュールで、本発明に係るデータ暗号化装置として機能し、ＣＰＵ１００ａ、ＲＡＭ１００ｂ、ＥＥＰＲＯＭ１００ｃおよび暗号演算コプロセッサ１００ｄを備えた暗号演算モジュール１００（例えば、ＳＩＭ）を備えている。
【００２１】
また、図３に図示したように、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は機能として、ＮＴＳＣエンコーダがデジタル変換した映像のフレームを圧縮することで、ＣＣＤカメラ３０が撮影した映像を圧縮する映像圧縮手段１１１と、映像を暗号化した暗号鍵の確認に利用する暗号鍵認証コードを演算処理モジュールに生成させる暗号鍵認証コード生成手段１１２を備え、映像圧縮手段１１１および暗号鍵認証コード生成手段１１２として映像処理モジュール１１０を機能させるためのコンピュータプログラムが、映像処理モジュール１１０のフラッシュメモリ１１０ｃに記憶されている。
【００２２】
更に、映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００は、映像のフレームを暗号化するときに利用する複数のデータ暗号鍵１０４（ここでは、３つ）をＥＥＰＲＯＭ１００ｃに記憶し、暗号演算モジュール１００は機能として、暗号演算コプロセッサ１００ｄを利用して、映像処理モジュール１１０から送信されるデータ、ここでは、圧縮した映像のフレームを暗号化するデータ暗号化手段１０１と、データ暗号化手段１０１が利用するデータ暗号鍵１０４を選択するデータ暗号鍵選択手段１０３と、映像処理モジュール１１０から送信された素データから暗号鍵認証コードを演算する暗号鍵認証コード演算手段１０２とを備え、データ暗号化手段１０１、データ暗号鍵選択手段１０３および暗号鍵認証コード演算手段１０２として暗号演算モジュール１００を機能させるためのコンピュータプログラムは、暗号演算モジュール１００のＥＥＰＲＯＭ１００ｃに記録されている。
【００２３】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた映像圧縮手段１１１は、ＮＴＳＣデコーダ１２０から送信された映像のフレームをＲＡＭ１１０ｂに一時的に記憶し、ＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを用いて、ＲＡＭ１１０ｂに記憶している映像のフレームを圧縮する。
【００２４】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、暗号演算モジュール１００を用いて、圧縮した映像のフレームを暗号化し、圧縮・暗号化された映像のフレームをＮＡＳ４０にＬＡＮを介して送信することで、ＮＡＳ４０に圧縮・暗号化された映像ファイルを記憶させる。なお、暗号演算モジュール１００に圧縮した映像のフレームを暗号化させる前に、映像処理モジュール１１０は、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信し、暗号演算モジュール１００にデータ暗号鍵１０４を選択させる。
【００２５】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた暗号鍵認証コード生成手段１１２は、ＣＣＤカメラ３０から送信された映像を暗号化した後に作動する手段で、暗号鍵認証コード生成手段１１２は、暗号演算モジュール１００利用したデータ暗号鍵１０４を確認するために利用される暗号鍵認証コードの素となる素データを生成し、生成した素データを含み、暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信することで、暗号鍵認証コードを暗号演算モジュール１００に生成させる。
【００２６】
そして、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０に備えられた暗号鍵認証コード生成手段１１２は、暗号演算モジュール１００から暗号鍵認証コードを取得すると、素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０に送信し、圧縮・暗号化された映像ファイルに関連付けて、生成した素データおよび暗号演算モジュール１００から受信した暗号鍵認証コードを記憶させる。
【００２７】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号鍵選択手段１０３は、暗号演算モジュール１００が記憶している複数のデータ暗号鍵１０４の中から、受信したデータ、ここでは、圧縮された映像のフレームを暗号化する一つのデータ暗号鍵１０４を選択する手段で、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、暗号演算モジュール１００の内部で乱数を生成し、生成した乱数を利用して暗号演算モジュール１００に記憶されている複数のデータ暗号鍵１０４の中から、圧縮された映像のフレームを暗号化するために利用する一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択する。
【００２８】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号化手段１０１は、圧縮された映像のフレームを暗号化するために利用する一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択した後に、圧縮された映像のフレームを暗号化するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、データ暗号鍵選択手段１０３が選択したデータ暗号鍵１０４を用いて、圧縮された映像のフレームを暗号化し、圧縮された映像のフレームの暗号文を映像処理モジュール１１０に返信する。
【００２９】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００に備えられた暗号鍵認証コード演算手段１０２は、データ暗号鍵選択手段１０３が選択したデータ暗号鍵１０４を用い特定のアルゴリズムに従い、映像処理モジュール１１０から送信された素データから暗号鍵認証コードを生成し、生成した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０に返信する。
【００３０】
ここから、映像処理装置１０の内部で実行される手順について説明する。図４は、映像処理装置１０の内部で実行される手順を示したフロー図で、このフロー図は、データ暗号化復号方法に含まれるデータ暗号化工程の手順を説明するための図でもある。
【００３１】
映像処理装置１０がＣＣＤカメラ３０から映像データを受信開始すると、映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、ＮＴＳＣデコーダ１２０がデジタルに変換した映像のフレームをＲＡＭ１１０ｂに一時的に記憶開始すると共に、暗号演算モジュール１００に対し、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを送信する（Ｓ１）。
【００３２】
なお、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージは、データ暗号鍵１０４の選択を要求する専用のメッセージであってもよく、暗号演算モジュール１００に暗号化を要求する最初のメッセージであってもよい。
【００３３】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００は、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを受信すると、データ暗号鍵選択手段１０３を作動させ、データ暗号鍵選択手段１０３は、暗号演算モジュール１００内部で乱数を生成し、生成した乱数を参照して、複数のデータ暗号鍵１０４の中から、一つのデータ暗号鍵１０４を選択し、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像処理モジュール１１０に送信する（Ｓ２）。
【００３４】
映像処理装置１０の映像処理モジュール１１０は、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを受信すると、ＭＰＥＧ４エンコーダ１１０ｄを利用して、ＲＡＭ１１０ｂに記憶している映像のフレームを圧縮し（Ｓ３）、圧縮された映像のフレームの暗号化を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信する（Ｓ４）。
【００３５】
暗号演算モジュール１００が、圧縮した映像のフレームの暗号化を要求するメッセージを映像処理モジュール１１０から受信すると、暗号演算モジュール１００に備えられたデータ暗号化手段１０１が作動し、データ暗号化手段１０１は、選択したデータ暗号鍵１０４を用いて、映像処理モジュール１１０から受信したデータ（ここでは、圧縮された映像のフレーム）を暗号化し、データの暗号文（ここでは、圧縮された映像のフレームの暗号文）を映像処理モジュール１１０に返信する（Ｓ５）。
【００３６】
映像処理モジュール１１０は、圧縮された映像のフレームの暗号文を暗号演算モジュール１００から受信すると、圧縮された映像のフレームの暗号文をＮＡＳ４０に送信し、受信した圧縮された映像のフレームの暗号文を記憶させることで、圧縮・暗号化された映像ファイルを生成する（Ｓ６）。
【００３７】
受信した圧縮された映像のフレームの暗号文をＮＡＳ４０に送信し、受信した圧縮された映像のフレームの暗号文を記憶させると、映像処理モジュール１１０は、すべての映像のフレームを圧縮・暗号化したか確認し（Ｓ７）、映像のフレームを圧縮・暗号化していない映像のフレームがＲＡＭにあれば、Ｓ４に戻り、映像のフレームを圧縮・暗号化して、ＮＡＳ４０上の映像ファイルに追記する。
【００３８】
すべての映像のフレームを圧縮・暗号化すると、映像処理モジュール１１０の暗号鍵認証コード生成手段１１２を作動させ、映像処理モジュール１１０の暗号鍵認証コード生成手段１１２は、生成した乱数やこの時の時刻を素データとし、素データを含み、暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００に送信する（Ｓ８）。
【００３９】
暗号鍵認証コードの生成を要求するメッセージを暗号演算モジュール１００が受信すると、暗号演算モジュール１００の暗号鍵認証コード演算手段１０２が作動し、暗号鍵認証コード演算手段１０２は、選択したデータ暗号鍵１０４を用い所定のアルゴリズムに従い、受信した素データから暗号鍵認証コードを演算し、演算した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０に送信する（Ｓ９）。
【００４０】
素データから暗号鍵認証コードを生成するアルゴリズムは、データ暗号鍵１０４の種別に依存し、例えば、データ暗号鍵１０４が共通暗号方式の暗号鍵であるならば、素データのＭＡＣ（MAC: Message Authentication Code）を暗号鍵認証コードとして利用することができ、また、データ暗号鍵１０４が公開暗号方式の暗号鍵であるならば、素データのデジタル署名を暗号鍵認証コードとして利用することができる。
【００４１】
暗号演算モジュール１００が演算した暗号鍵認証コードを映像処理モジュール１１０が受信すると、映像処理モジュール１１０は、生成した素データと暗号演算モジュール１００から受信した暗号鍵認証コードを、ＮＡＳ４０に送信し、ＮＡＳ４０に記憶させた映像ファイルに関連付けて、素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０に記憶させ（Ｓ１０）、図４の手順は終了する。
【００４２】
ここで、ＮＡＳ４０上の映像ファイルに関連付けて記憶させるとは、例えば、映像ファイルの最後に、素データおよび暗号鍵認証コードを記憶させたり、映像ファイルと同一ファイル名で属性の異なるデータファイルに素データおよび暗号鍵認証コードを記憶させることを意味する。
【００４３】
次に、本発明に係るデータ復号装置として機能する映像再生装置２０について説明する。図５は、映像再生装置２０のハードウェアブロック図で、図６は、映像再生装置２０の機能ブロック図である。
【００４４】
図５に図示したように、映像再生装置２０はハードウェアとして、入力出力インターフェースとして、映像再生装置２０が再生した映像のＮＴＳＣコンポジット信号の出力端子であるビデオインターフェース２２１と、ＬＡＮと接続するための物理的なインターフェースであるＬＡＮインターフェース２３１とを備え、更に、映像再生装置２０は、ＣＰＵ２１０ａ、ＲＡＭ２１０ｂ、フラッシュメモリ２１０ｃおよびＭＰＥＧ４デコーダ２１０ｄを備えたコンピュータボードである映像再生モジュール２１０と、映像再生モジュール２１０から出力された映像をＮＴＳＣコンポジット信号に変換するＮＴＳＣエンコーダ２２０と、映像再生モジュール２１０とは独立したモジュールで、本発明に係るデータ復号装置として機能し、ＣＰＵ２００ａ、ＲＡＭ２００ｂ、ＥＥＰＲＯＭ２００ｃおよび暗号演算コプロセッサ２００ｄを備えたする復号演算モジュール２００（例えば、ＳＩＭ）を備えている。
【００４５】
また、図６に図示したように、映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０は機能として、圧縮された映像のフレームを解凍する映像解凍手段２１１と、フレームレートに従い解凍した映像のフレームをＮＴＳＣエンコーダ２２０に送信することで映像を再生する映像再生手段２１２と備え、映像解凍手段２１１および映像再生手段２１２として映像再生モジュール２１０を機能させるためのコンピュータプログラムが、映像再生モジュール２１０のフラッシュメモリ２１０ｃに記憶されている。
【００４６】
映像再生装置２０の復号演算モジュール２００は、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号するデータ復号手段２０１と、データ復号手段２０１が利用するデータ暗号鍵１０４を選択するデータ復号鍵選択手段２０３と、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号するときに利用する複数のデータ復号鍵２０３（ここでは、５つ）を記憶し、データ復号手段２０１およびデータ復号鍵選択手段２０３として復号演算モジュール２００を機能させるためのコンピュータプログラムが、復号演算モジュール２００のＥＥＰＲＯＭ２００ｃに記録されている。
【００４７】
映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が記憶しているデータ暗号鍵１０４の数よりも、映像再生装置２０の復号演算モジュール２００が記憶しているデータ復号鍵２０３の数が多いには、すべての映像処理装置１０に記憶されているデータ暗号鍵１０４を映像再生装置２０が記憶しているからである。すべての映像処理装置１０に記憶されているデータ暗号鍵１０４を映像再生装置２０が記憶していれば、すべての映像処理装置１０で記憶された映像ファイルを、映像再生装置２０は再生できるようになる。
【００４８】
映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０に備えられたデータ復号手段２０１は、圧縮・暗号化された映像のフレームを、ＮＡＳ４０に記憶されている映像ファイルから取得すると、復号演算モジュール２００を用いて映像のフレームの暗号文を復号した後、ＭＰＥＧ４デコータを用いて解凍し、解凍した映像のフレームをＲＡＭ２１０ｂに記憶する。
【００４９】
なお、復号演算モジュール２００に圧縮した映像のフレームを暗号化させる前に、映像再生モジュール２１０は、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードをＮＡＳ４０から取得し、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ暗号鍵１０４の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信し、復号演算モジュール２００にデータ復号鍵を選択させる。
【００５０】
映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０に備えられた映像再生手段２１２は、映像再生モジュール２１０のＲＡＭ２１０ｂに記憶されているフレームを、定められたフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で、ＮＴＳＣエンコーダ２２０に送信することで、映像ファイルを再生する手段である。
【００５１】
映像再生装置２０の復号演算モジュール２００に備えられたデータ復号鍵選択手段２０３は、再生する映像ファイルに関連付けられた素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵の選択を要求するメッセージを受信したときに作動し、復号演算モジュール２００に記憶されたデータ復号鍵２０３（ここでは、５個）を用いて、素データおよび暗号鍵認証コードの組み合わせを検証し、検証に成功したデータ復号鍵２０３を、データを復号するデータ復号鍵２０３として選択する。
【００５２】
映像再生装置２０のデータ復号モジュールに備えられたデータ復号手段２０１は、圧縮された映像のフレームの暗号文を映像再生モジュール２１０の復号を要求するメッセージを映像再生モジュール２１０から受信すると、データ復号鍵選択手段２０３が選択したデータ復号鍵２０３を用いて、圧縮された映像のフレームの暗号文を復号し、圧縮された映像のフレームを映像再生モジュール２１０に返信する。
【００５３】
ここから、映像再生装置２０の内部で実行される手順について説明する。図７は、映像再生装置２０の内部で実行される手順を示したフロー図で、このフロー図は、データ暗号化復号方法に含まれるデータ復号工程の手順を説明するための図でもある。
【００５４】
ＮＡＳ４０に記憶され、圧縮・暗号化された映像ファイルを映像再生装置２０が再生開始するとき、映像再生装置２０の映像再生モジュール２１０は、再生する映像ファイルに関連付けて記憶された素データおよび暗号鍵認証コードを取得し、素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵２０３の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信することで、復号演算モジュール２００にデータ復号鍵２０３の選択を要求する（Ｓ２０）。
【００５５】
素データおよび暗号鍵認証コードを含み、データ復号鍵２０３の選択を要求するメッセージを復号演算モジュール２００が受信すると、復号演算モジュール２００のデータ復号鍵選択手段２０３が作動し、データ復号鍵選択手段２０３は、復号演算モジュール２００に記憶されている複数のデータ復号鍵２０３を用いて、素データおよび暗号鍵認証コードの組み合わせを検証することで、複数のデータ復号鍵２０３の中から、一つのデータ復号鍵２０３を選択し、データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像再生モジュール２１０に送信する（Ｓ２１）。
【００５６】
例えば、データ復号鍵２０３が共通暗号方式の暗号鍵で、暗号鍵認証コードが素データのＭＡＣである場合、データ復号鍵選択手段は、復号演算モジュール２００に記憶されているデータ復号鍵２０３を用いて、素データからＭＡＣを演算し、暗号鍵認証コードとＭＡＣが一致するデータ復号鍵２０３を選択する。
【００５７】
また、データ復号鍵２０３が公開暗号方式の暗号鍵で、暗号鍵認証コードが素データのデジタル署名である場合、データ復号鍵選択手段は、復号演算モジュール２００に記憶されているデータ復号鍵２０３を用いて、暗号鍵認証コードを複合し、暗号鍵認証コードの復号文と素データが一致するデータ復号鍵２０３を選択する。
【００５８】
データ暗号鍵１０４を選択したことを示すメッセージを映像再生モジュール２１０が受信すると、映像再生モジュール２１０は、ＮＡＳ４０に記憶された映像ファイルから、圧縮・暗号化された映像のフレームを取得し、圧縮・暗号化された映像のフレームの復号を要求するメッセージを復号演算モジュール２００に送信する（Ｓ２２）。
【００５９】
圧縮・暗号化された映像のフレームの復号を要求するメッセージを復号演算モジュール２００が受信すると、復号演算モジュール２００は、選択したデータ復号鍵２０３を用いて、圧縮・暗号化された映像のフレームを復号し、復号文を映像再生モジュール２１０に送信する（Ｓ２３）。
【００６０】
映像再生モジュール２１０は、復号演算モジュール２００から復号文、すなわち、圧縮された映像のフレームを受信すると、映像解凍手段２１１を用いて、圧縮された映像のフレームを解凍し、解凍した映像のフレームをＲＡＭ２１０ｃに一時的にバッファリングして、映像を再生する（Ｓ２４）。
【００６１】
映像再生モジュール２１０は、映像の再生を開始した後、再生する映像ファイルに含まれる映像のフレームをすべて復号・解凍しているか確認し（Ｓ２５）、復号・解凍していない映像のフレームがあれば、Ｓ２２に戻り、ＮＡＳ４０に映像ファイルに含まれる映像のフレームを復号・解凍する。
【００６２】
そして、映像再生モジュール２１０は、ＮＡＳ４０に映像ファイルに含まれる映像のフレームすべてを復号・解凍し、映像を再生終了するとこの手順を終了する。
【００６３】
このように、データ暗号装置である映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が生成する暗号鍵認証コードは、圧縮された映像のフレームの暗号化に利用したデータ暗号鍵１０４を用いて素データから生成されるため、データ復号装置でわる映像再生装置２０の復号演算モジュール２００が、素データおよび暗号鍵認証コードの組合わせの検証に成功したデータ復号鍵２０３は、暗号化に利用されたデータ暗号鍵１０４と対になるデータ復号鍵２０３になるため、映像再生装置２０の復号演算モジュール２００側で、複数のデータ復号鍵２０３の中から、一つのデータ復号鍵２０３を選択できるようになる。
【００６４】
また、データ暗号装置である映像処理装置１０の暗号演算モジュール１００が、記憶している複数のデータ暗号鍵１０４の中から、一つのデータ暗号鍵１０４をランダムに選択して利用することで、暗号化するデータ暗号鍵１０４は一意に定まることはなくなるため、暗号化されたデータが復号される可能性は低減される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】データ暗号化復号システムが適用されたカメラ映像記録システムを説明する図。
【図２】映像処理装置のハードウェアブロック図。
【図３】映像処理装置の機能ブロック図。
【図４】映像処理装置の内部で実行される手順を示したフロー図。
【図５】映像再生装置のハードウェアブロック図。
【図６】映像再生装置の機能ブロック図。
【図７】映像再生装置の内部で実行される手順を示したフロー図。
【符号の説明】
【００６６】
１ カメラ映像記録システム
１０ 映像処理装置
１００ 暗号演算モジュール
１０１ データ暗号化手段
１０２ 暗号鍵認証コード演算手段
１０３ データ暗号鍵選択手段
１０４ データ暗号鍵
１１０ 映像処理モジュール
１１１ 映像圧縮手段
１１２ 暗号鍵認証コード生成手段
２０ 映像再生装置
２００ 復号演算モジュール
２０１ データ復号手段
２０２ データ復号鍵選択手段
２０３ データ復号鍵
２１０ 映像再生モジュール
２１１ 映像解凍手段
２１２ 映像再生手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ暗号化装置が、データオブジェクトを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成するステップａ１が実行されるデータ暗号化工程と、
データ復号装置が、前記データ復号装置が記憶しているデータ復号鍵それぞれを用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードを生成することができるか検証するステップｂ１、前記暗号鍵認証コードの検証に成功した一つの前記データ復号鍵を用いて、前記データオブジェクトの暗号文を復号するステップｂ２が実行されるデータ復号工程と、を含むことを特徴とするデータ暗号化復号方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ暗号化復号方法であって、前記データ暗号化工程において、前記データ暗号化装置は複数の前記データ暗号鍵を記憶し、前記ステップａ１の前に、前記データ暗号化装置が記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するステップａ０が実行されることを特徴とするデータ暗号化復号方法。
【請求項３】
データ暗号鍵を用いて、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置と、
複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置と、
から少なくとも構成されるデータ暗号化復号システム。
【請求項４】
請求項３に記載のデータ暗号化復号システムであって、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化復号システム。
【請求項５】
データ暗号鍵を用いて、指定されたデータオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置。
【請求項６】
請求項５に記載のデータ暗号装置において、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化装置。
【請求項７】
複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置。
【請求項１】
データ暗号化装置が、データオブジェクトを暗号化するときに利用したデータ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成するステップａ１が実行されるデータ暗号化工程と、
データ復号装置が、前記データ復号装置が記憶しているデータ復号鍵それぞれを用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードを生成することができるか検証するステップｂ１、前記暗号鍵認証コードの検証に成功した一つの前記データ復号鍵を用いて、前記データオブジェクトの暗号文を復号するステップｂ２が実行されるデータ復号工程と、を含むことを特徴とするデータ暗号化復号方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ暗号化復号方法であって、前記データ暗号化工程において、前記データ暗号化装置は複数の前記データ暗号鍵を記憶し、前記ステップａ１の前に、前記データ暗号化装置が記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するステップａ０が実行されることを特徴とするデータ暗号化復号方法。
【請求項３】
データ暗号鍵を用いて、データオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置と、
複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置と、
から少なくとも構成されるデータ暗号化復号システム。
【請求項４】
請求項３に記載のデータ暗号化復号システムであって、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化復号システム。
【請求項５】
データ暗号鍵を用いて、指定されたデータオブジェクトを暗号化するデータ暗号手段と、前記データオブジェクトを暗号化した前記データ暗号鍵を用い、所定の暗号アルゴリズムに従い、指定された素データから暗号鍵認証コードを生成する暗号鍵認証コード生成手段と、を備えたデータ暗号装置。
【請求項６】
請求項５に記載のデータ暗号装置において、前記データ暗号化装置は、複数の前記データ暗号鍵を記憶し、更に、記憶している複数の前記データ暗号鍵の中から、前記データオブジェクトの暗号化および前記暗号鍵認証コードの生成に利用する前記データ暗号鍵をランダムに選択するデータ暗号鍵選択手段を備えていることを特徴とするデータ暗号化装置。
【請求項７】
複数のデータ復号鍵を記憶し、それぞれの前記データ復号鍵を用いて、所定の検証アルゴリズムに従い、前記素データから前記暗号鍵認証コードが生成できるか検証し、検証に成功した一つの前記データ復号鍵を選択するデータ復号鍵選択手段と、前記データ復号鍵選択手段が選択した前記データ復号鍵を用いて、入力された前記データオブジェクトの暗号文を復号するデータ復号手段と、を備えたデータ復号装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３９８４６（Ｐ２００９−２３９８４６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６６６５（Ｐ２００８−８６６６５）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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