説明

暗号情報の生成方法ならびに表示方法

【課題】 2つの暗号パターンを重ね合わせ元の画像情報を復元する視覚復号型秘密分散法を用いながら、複数の元画像を暗号化した暗号パターン(シェア画像)に対して、一つの共通暗号パターンで復元可能となるような暗号パターンの生成方法を用い、複数のシェア画像を画像表示装置に表示させ、共通暗号パターンが記録された媒体を復号用媒体として組み合わせることで元の画像を復元する暗号パターン復号方法および暗号記録媒体を提供することを課題とする。
【解決手段】 複数の元画像から対応する個々の暗号パターンの生成は、元画像と共通暗号パターンとの間で、同一位置のセル同士を比較し、その差分に基づき所定の条件でセルの値を決定することで実現する。このように生成した複数の暗号パターンを表示部に順次表示し、1つの共通暗号パターンで復号することにより複数の復元画像を得ることが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通常の状態では記録された画像が目視認識できないよう不規則なパターンに暗号化された状態で記録され、復元時には、復号用のパターンを重ね合わせることによって可視情報に復元される暗号情報の生成方法ならびに表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ネットショッピングやネットバンキングなどのネットワークシステム提供者において、システムにログインしようとしている利用者が正しい利用者かどうかを認証する手段としてパスワードがよく用いられている。これは本人のみが知っているパスワードをログイン時に入力させる手段であり、簡便なことが利点であるが、同じパスワードを使用し続けると漏洩や解読などのリスクが増大する。
【0003】
毎回異なるパスワードを利用する方法としてワンタイムパスワードと呼ばれる方法がある。これはトークンと呼ばれるワンタイムパスワード発生器を利用者に所持させ、ログイン時にワンタイムパスワード発生器が発生するパスワードを入力させる方法である。
この方法は毎回異なるパスワードになるため、パスワード漏洩リスクは回避できるが、ワンタイムパスワード発生器はそのままパスワードが認識できる形で表示されるため、紛失や盗難により第3者の手に渡った際に悪用されるなど新たなリスクが生じる。
【0004】
これに対し、非利用時には不可視の状態で機密性を保ちながら、利用時には簡便な操作で可視情報を復元でき、かつ、繰り返し利用可能とする方法として視覚復号型秘密分散法と呼ばれる視覚復号型暗号技術がある。これは元となる画像情報を、不規則なパターンで構成される複数の暗号パターン(シェア画像と呼ぶ)からなる暗号情報に分散させることによって目視認識できない状態の画像に加工し、それらのシェア画像を重ね合わせることによって元の画像情報が視認可能な状態に復元される技術である。
例えば、特許文献1は、視覚復号型暗号技術の代表例であって、視覚復号型秘密分散法を用いて、隠蔽層等の手段によらずに情報を隠蔽する記録媒体の構成および製作に関する技術を開示している。
なお、視覚復号型秘密分散法やシェア画像の生成手段等については種々の方式のものが提案されているが、特に先駆的論文である非特許文献1に原理や生成法が詳しく述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−118122号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】M.Naor and A.Shamir,"Visual Cryptography", Proc. of Eurocrypt'94 May 1994
【0007】
上記のように、視覚復号型秘密分散法は、目視による手操作により復元が可能となる簡便さが利点であるが、一方で、元となる画像(元画像)から複数のシェア画像を生成することから、一つの元画像についてシェア画像の数の媒体が必要となり、しかも元の画像を復元するには、これら複数の媒体を精密に重ね合わせる操作が必要となる。
【0008】
図1は、従来の視覚復号型秘密分散法を用いて暗号化および復元する過程を表わす図であるが、図1(A)に示すように、暗号化の過程では、元画像10は不規則なパターンからなるシェア画像に分解される。このように生成したシェア画像a11およびシェア画像b12は、それぞれ単独では不規則パターンが視認されるのみで、有意な情報は判読できない。なお、図1の例ではシェア画像は2つであるが、シェア画像の数は2以上の複数であってもよい。
シェア画像から元画像を復元するには、図1(B)に示すように、シェア画像a11およびシェア画像b12が所定の位置で重ね合わせればよい。これにより復元画像13のようなパターンが現われ、図1(A)に示すように、不規則パターンを背景として「T」の形状が判読できる。
【0009】
上記のように2つのシェア画像から復元画像13の「T」を得ようとする場合、必要となる媒体の数は2となり、元画像の数が多くなれば、媒体の数も比例して増大する。しかも図1(B)に示すように、重ね合わせて目視することから、少なくとも一方の媒体は透明媒体a21のように透明なシート状であることが必須となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
そこで本発明は、視覚復号型秘密分散法を用いながら、複数の元画像を暗号化した暗号パターン(シェア画像)に対して、一つの共通暗号パターンで復元可能となるような暗号情報の生成方法を提案し、同暗号情報を復元する際の表示方法を体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決する本発明の暗号情報の生成方法は、
前記暗号情報は視覚復号型秘密分散法により生成される暗号パターンであって、
複数の元となる画像群(Pn)に対して1つの共通暗号パターンを用意し、
前記画像群(Pn)を構成する個々の画像(pn)と前記共通暗号パターン(U)との差分に基づいて前記個々の画像(pn)に対応する暗号パターン(xn)の集合からなる複数の暗号パターン群(Xn)が生成され、
生成された暗号パターン群(Xn)から所定の暗号パターンを抽出手段によって抽出することにより暗号情報を生成することを特徴とする。
また、前記抽出手段は、前記暗号パターン群(Xn)から所定の暗号パターンを抽出するようにしたことを特徴とする。
【0012】
本発明の暗号情報の表示方法は、
暗号情報を可視表示する方法であって、
前記暗号パターンを画像表示装置で表示し、表示された暗号パターンに対して、
可視透明性を有する基材上に前記共通暗号パターン(U)が記録されている媒体を重ね合わせることで
暗号情報を表示することを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明の暗号情報の表示方法は、前記共通暗号パターン(U)が記録されている基材と前記暗号パターンを表示する画像表示装置には、重ね合わせた際の位置を決めるための見当マークを設け、位置決めするようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明による暗号パターンにより、情報表示端末と復号用記録媒体を組み合わせることではじめて情報の復号が可能となるため、どちらか一方が第3者の手に渡ってもパスワード等の情報が漏洩するリスクを防ぐことができる。
また、1つの復号用記録媒体で異なる画像情報の復号化が可能なため、既存の乱数表カードのような固定されたパスワードだけでなく、ワンタイムパスワードの表示も可能となり、よりセキュリティ性を高めることができる。
さらに、複数の元画像に対し、復号用記録媒体は1つであるため、これを利用者に配布するようなことも極めて低コストに実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】従来の視覚復号型秘密分散法の概念図
【図2】本発明の暗号パターンの概念図
【図3】本発明の暗号パターンの例
【図4】本発明の暗号パターンの生成過程を示す図
【図5】本発明の暗号パターンによる復元の過程を示す図
【図6】パターンアレイを示す図
【図7】暗号記録媒体の利用形態を表わす図
【図8】複数の暗号パターンの復号の過程を表わす図
【図9】見当マークの態様を表わす図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図2〜6を用いて、本発明の暗号パターンの詳細について説明する。
<暗号パターン生成>
図2は、本発明の暗号パターンの概念図であり、暗号パターン群(Xn)を構成する個々の暗号パターンx12〜xnと、一つの共通暗号パターンUとが組み合わされることにより、復元画像y12〜yn(復元画像群(Yn))が出現する様子を表わす。なお、nは自然数を表わす。
【0017】
元画像群(Pn)の各画像p12〜pnにはそれぞれ「1」「2」〜「n」の形状情報が記載されており、これらから生成される個々の暗号パターンx12〜xnは、「1」「2」〜「n」の情報が隠蔽された互いに異なる不規則なパターンである。一方、共通暗号パターンUは一つであり、暗号パターン群(Xn)全体の暗号パターンに共通に作用する。すなわち、個々の暗号パターンx12〜xnの一つと共通暗号パターンUを所定の位置で重ね合わせることにより、復元画像y12〜ynのような画像が現われる。復元画像y12〜ynには、不規則パターンを背景として、元画像に対応する「1」「2」〜「n」のような形状情報が視認できる。
【0018】
図3は、本発明の暗号パターンの例であり、個々の暗号パターンと共通暗号パターンにより元画像の形状情報が復元される様子を表わす。
元画像として2種の画像を用意し、元画像A41には「H」、元画像B42には「T」なる形状が記録されている。これら元画像から生成した暗号パターンA43および暗号パターンB44のそれぞれに対し、一つの共通暗号パターンを重ね合わせると、復元画像A45および復元画像B46が現われる。復元画像A45には「H」の形状、また復元画像B46には「T」の形状が視認できる。すなわち、複数の暗号パターンに対し、一つの共通暗号パターンを作用させることにより復元画像を得ることができる。なお、元画像の数は本例の2に限らず、2以上となっても同様に一つの共通暗号パターンにより復元可能である。
【0019】
続いて、図4〜6を用いて、暗号パターン群(Xn)および共通暗号パターンUの生成と復元の過程を詳述する。
図4は、各暗号パターンの生成過程を表わす。なお、説明にあたっては要点が明快となるよう、元画像を2種とし、隠蔽すべき形状情報は単純な形状としている。
元画像は「白」または「黒」の画素(セルと呼ぶ)の集合で構成されており、図示の元画像A51および元画像B52の例では、隠蔽すべき形状情報は「黒」のセルで形成されている。(ステップ1)
【0020】
共通暗号パターン50は、元画像と等しい形状のセルで構成された、元画像と同サイズの画像であり、各セルに「白」または「黒」が1対1の構成比でランダムに配置されたモノクロ2値画像である。(ステップ2)
なお、共通暗号パターン50のような、「白」または「黒」が1対1でランダムに配置されたパターンを作成するには、上記のようにパターン全体に対して1セルごとに「白」または「黒」を配置するような方法に限らず、「白」「黒」が1対1の構成比で形成された複数のパターンの組(以下、パターンアレイと呼ぶ)をランダムに配置する方法であってもよい。
図6はパターンアレイをランダムに配置した共通暗号パターンの例である。
図6(イ)は、2×2の小領域に「白」「黒」を1対1の構成比で配置したパターンアレイの例であり、2×2の場合は「白」「黒」の配置はa〜fのような種類になる。
図6(ロ)は、この2×2のパターンアレイをランダムに配置して共通暗号パターンを構成した例である。
【0021】
引き続き、図4をもって暗号パターンの生成過程について説明する。
暗号パターン群(Xn)を構成する個々の暗号パターン(図示の例では暗号パターンA53および暗号パターンB54)は、元画像と等しい形状のセルで構成された、元画像と同サイズの画像であり、元画像と共通暗号パターンとの差分に基づく条件で決定される「白」または「黒」が各セルに配置されるモノクロ2値画像である。
元画像から個々の暗号パターンを生成する手順は、以下(1)、(2)のルールによる。
(1)元画像のセルが「白」の場合、共通暗号パターンの同一位置のセルの値(白または黒)とする。
(2)元画像のセルが「黒」の場合、共通暗号パターンの同一位置のセルの値を白黒反転させた値とする。
これは、言い換えれば、図4において、元画像の「黒」に重なる部分の共通暗号パターン50のセルを白黒反転させることになる。(ステップ3)
【0022】
このような手順により、元画像A51から暗号パターンA53が生成され、元画像B52から暗号パターンB54が生成される。(ステップ4)
【0023】
<復号>
図5に復元の様子を示す。
暗号パターンA53に共通暗号パターン50を重ね合わせると復元画像A55のようなパターンが生じ、同様に暗号パターンB54と共通暗号パターン50との組み合わせで復元画像B56が得られる。復元画像A55および復元画像B56からはそれぞれ元画像の形状情報が判読できる。
このように複数の元画像から生成された複数の暗号パターンに対し、それぞれに共通暗号パターンを重ね合わせると複数の復元画像を得ることができる。すなわち、1つの共通暗号パターンで複数の暗号パターンの復号が可能となる。
【0024】
<暗号記録媒体>
本発明の共通暗号パターンは、同パターンを印刷等により基材上に形成することにより暗号記録媒体を構成する。共通暗号パターンは、対となる暗号パターンの上に重ね合わされ両パターンが同時に目視される必要があるため、共通暗号パターンが記録される暗号記録媒体の基材は可視透明性を有する。
【0025】
<表示方法>
図7は、このような暗号記録媒体の利用形態を表わす図であり、画像表示装置2の表示部5に表示された暗号パターン7の上に、暗号記録媒体1に記録された共通暗号パターン8が重ね合わされる様子を表わす。暗号記録媒体1は可視透明であり、両暗号パターンが所定の位置で重なると復元画像9が現われる。表示される暗号パターン7が順次切り替わると、共通暗号パターン8で復号される復元画像9が切り替わり、したがって複数の復元画像9が得られることになる。暗号パターン7が順次切り替わり、複数の復元画像9が出現する様子を図8に示す。
なお、ここでは暗号記録媒体1として利用者が携帯し易いカードの形態を、また、画像表示装置2として通信機能を有する携帯端末を例としており、モバイル情報端末利用時の認証を想定しているが、他に、トークン型ワンタイムパスワード発生器の表示画面、あるいは、パソコンなどネットワーク端末の画面での認証など利用場面は種々想定できる。
【0026】
図8は、複数の復元画像を得る過程を示したものである。
図8において、暗号パターン7は図2の暗号パターン群(Xn)に相当し、共通暗号パターン8は図2の共通暗号パターン(U)に相当する。したがって、暗号記録媒体1と携帯端末2とが所定の位置で重ね合わされた状態で表示部5に表示される暗号パターン7が順次切り替わると、復元画像9が切り替わり、順を追って「2」「1」「0」〜「n」が現れ、「210〜n」の数列が得られる。このとき、暗号記録媒体1は1つであり、すなわち1つの共通暗号パターン8で複数の暗号パターンの復号が可能となる。
【0027】
このように、表示する暗号パターン7を順次切り替えることにより、表示自体は1桁(1文字)であっても、複数の桁数の文字数字を利用者に示すことができるため、パスワード等の伝達に好適である。なお、ここでは一度に復元する復元画像9は1桁(1文字)として説明したが、一つの復元画像9は1桁(1文字)に限られるものではなく、複数の文字、数字やマークであってもよい。
【0028】
なお、暗号パターン7と共通暗号パターン8を重ね合わせる際は、暗号記録媒体同士の位置合わせを精度よく行う必要があるため、暗号パターン7および共通暗号パターン8に重ねあわせの位置決めのための見当マークが形成されていると好適である。
【0029】
図9は、本発明の見当マークの態様を示したものである。
図9に示す見当マークA80および見当マークB70は、暗号パターン7および共通暗号パターン8の相対する位置に配置され、かつ、見当マークA80と見当マークB70とは白黒反転の関係にある。よって、見当マークA80と見当マークB70とが正確に重なり合うと一面「黒」の状態となるため位置あわせの合否が容易に判別できる。
図9の例では、見当マークが対角線上のコーナー部に配置されているが、見当マークの位置、数、形状はこれに限るものではない。
【0030】
以上、述べたように、本発明の暗号情報生成方法よれば、複数の暗号パターンを1つの共通暗号パターンで復号するため、前記複数の暗号パターンを順次切り替えながら表示体に表示することにより、1つの暗号記録媒体で復号することが可能となるため、ワンタイムパスワード等の伝達に利用すれば、暗号化によるセキュリティ性の向上や漏洩リスクの低減はもとより、媒体の製造や配布のコスト低減、あるいは配布後の運営コストの低減などの効果が期待できる。
【符号の説明】
【0031】
1 暗号記録媒体
2 画像表示装置
7 暗号パターン
8 共通暗号パターン
9 復元画像
10 元画像
11 シェア画像a
12 シェア画像b
13 復元画像
21 透明媒体a
22 媒体b
30 元画像p1
31 個々の暗号パターンx1
32 共通暗号パターン
33 復元画像y1
31 個々の暗号パターン
32 共通暗号パターン
33 復元画像
40、50 共通暗号パターン
41、51 元画像A
42、52 元画像B
43、53 暗号パターンA
44、54 暗号パターンB
55 復元画像A
56 復元画像B



【特許請求の範囲】
【請求項1】
暗号情報の生成方法において、
前記暗号情報は視覚復号型秘密分散法により生成される暗号パターンであって、
複数の元となる画像群(Pn)に対して1つの共通暗号パターンを用意し、
前記画像群(Pn)を構成する個々の画像(pn)と前記共通暗号パターン(U)との差分に基づいて前記個々の画像(pn)に対応する暗号パターン(xn)の集合からなる複数の暗号パターン群(Xn)が生成され、
生成された暗号パターン群(Xn)から所定の暗号パターンを抽出手段によって抽出することにより暗号情報を生成することを特徴とする暗号情報の生成方法。
【請求項2】
前記抽出手段は、前記暗号パターン群(Xn)から所定の暗号パターンを抽出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の暗号情報の生成方法。
【請求項3】
請求項1または2記載の暗号情報を可視表示する方法であって、
前記暗号パターンを画像表示装置で表示し、表示された暗号パターンに対して、
可視透明性を有する基材上に前記共通暗号パターン(U)が記録されている媒体を重ね合わせることで
暗号情報を表示することを特徴とする暗号情報の表示方法。
【請求項4】
前記共通暗号パターン(U)が記録されている基材と前記暗号パターンを表示する画像表示装置には、重ね合わせた際の位置を決めるための見当マークを設け、位置決めするようにしたことを特徴とする請求項3記載の暗号情報の表示方法。




【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−8351(P2012−8351A)
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−144419(P2010−144419)
【出願日】平成22年6月25日(2010.6.25)
【出願人】(000002897)大日本印刷株式会社 (14,506)
【Fターム(参考)】