JP2001027964A - データの保存方法およびシステム並びにデータ保存処理用記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが煩わしい操作を行なうことなく記憶
装置内のデータの盗み見や改変を防止することができ、
しかもコンピュータ自身が盗難されたとしても記憶装置
内のデータを盗聴から防止可能にすること。 【解決手段】 アプリケーションプログラムからオペレ
ーティングシステムへ発行する記憶装置へのデータ読み
込み・書き出し要求を横取りし、書き出し要求の際には
データを内部メモリに記憶した暗号鍵でデータを暗号化
して記憶装置に保存し、また、読み込み要求の際には記
憶装置から暗号化データを読み出し、この暗号化データ
を前記内部メモリに記憶した暗号鍵で復号し、アプリケ
ーションプログラムに渡す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アプリケーション
プログラムに従った処理を実行するコンピュータと、該
コンピュータに接続された記憶装置とを備えたコンピュ
ータシステムにおいて前記アプリケーションプログラム
が処理したデータを前記記憶装置に書き込んで保存する
ためのデータ保存方法およびシステム並びにデータ保存
処理用記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置等の記憶装置を
備えたコンピュータシステムにあっては、コンピュータ
内部で動作しているアプリケーションプログラムが処理
したデータは、そのまま記憶装置に保存されていた。こ
のため、記憶装置上に保存されているデータは、データ
作成に使ったコンピュータや、さらにこの記憶装置がネ
ットワークに接続している場合にはネットワーク上のコ
ンピュータから、盗み見たり書き換えたりすることがで
き、機密漏洩やデータ改変などの恐れがあった。

【０００３】そこで、記憶装置を管理しているオペレー
ティングシステムに、記憶装置上に保存しているデータ
に対して、どのユーザがデータを読み出したり書き換え
たりして良いのかというアクセス制御機能を具備させ、
アクセスの権利を持たないユーザからのアクセスを許可
しない仕組みを講じたものがある。しかし、記憶装置に
対してはオペレーティングシステムを介さずに直接アク
セスすることもできるので、上記アクセス制御機能でも
データの盗み見や改変を完全に防ぐことはできなかっ
た。そのため、記憶装置に保存するデータを暗号化した
り、改変があったことを検知するための電子署名を付け
たりして、これらの不正行為を防ぐ対策を取ってきた。

【０００４】ところで、データを暗号化したり復号化し
たりする際には、データを８ビットや６４ビットの基本
単位に区切ってから暗号化・復号化する。しかし、この
ままでは同じ内容の基本単位は同じ暗号文に暗号化され
てしまうので、暗号文解読の手がかりとなってしまう。
そのため、データ内のある位置の基本単位を暗号化する
際には、一つ前の位置のすでに暗号化されている基本単
位を使って何らかの処理（例えば、排他的論理和）をし
てから暗号化する。このような基本単位の連鎖処理を行
うと、解読の手がかりを消すことができる。なお、デー
タの先頭の基本単位を暗号化する際には、別に用意する
初期化データを使って連鎖処理をする。上記の暗号連鎖
処理については、例えば、「暗号とデータセキュリテ
ィ」（Ｄ．Ｅ．Ｒ．デニング著、上園忠弘他訳、培風館
発行）に述べてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、データを暗号
化して保存する際には、データを記憶装置上に一旦保存
してから、あるいは記憶装置に保存してあるデータをユ
ーザが明示的に指定して暗号化を行っていた。同様に、
暗号化データを復号する際にも、ユーザが明示的に復号
の指定をして元のデータに復号していた。このため、ユ
ーザがいちいちデータの暗号化・復号化の指示を行うこ
とになり、操作が煩わしいという問題があった。特に、
暗号化してあるデータを一度復号して修正してから再び
暗号化するというような操作を行う場合には、再暗号化
の操作を忘れる可能性があり、再暗号化の操作を忘れた
場合には記憶装置内のデータの盗み見や改変に対抗でき
ないという問題があった。したがって、データの暗号化
・復号化が必要な時に、必ずしもユーザによる直接の指
示がなくても、暗号化・復号化を行うことができる仕組
みが必要となっている。

【０００６】本発明はこれらの問題点を解決するために
なされたものであり、その第１の目的は、ユーザによる
暗号化・復号化の直接の指示がなくても、アプリケーシ
ョンプログラムからのデータの書き出し要求があったな
らば、そのデータを自動的に暗号化して記憶装置に保存
し、データの読み込み要求があったら、記憶装置に保存
してある暗号化データを自動的に復号してアプリケーシ
ョンプログラムに渡すことにより、ユーザが煩わしい操
作を行なうことなく記憶装置内のデータの盗み見や改変
を防止することができるデータ保存方法およびシステム
並びに保存処理用記録媒体を提供することにある。

【０００７】また、上記のようなアプリケーションプロ
グラムからの書き出し要求、読込み要求を受けて自動的
に暗号化・復号化する場合、次のような問題が生じる。
アプリケーションプログラムはファイル内の任意の位置
からデータの読み書きを行う。自動的な暗号化方法を行
う際に暗号基本単位の連鎖処理を行っていると、ファイ
ル内のある位置でデータの上書きが起きた時にその位置
以降のすべての暗号基本単位を暗号化し直す処理が必要
となり、上書き処理終了までの時間が大きくなってしま
う。

【０００８】このような再暗号化処理が必要となる部分
を少なくするため、ファイルを暗号基本単位より大きい
一定長のレコードで区切り、このレコードごとに上記初
期化データを用意する方式が考えられている。この方式
では、ファイル内のある位置でデータの上書きが起きた
場合、再暗号化処理を上書きのあったレコードの終端ま
でしか行わないようしている。このようにすることで、
再暗号化が必要となる部分を限定することができる。

【０００９】しかし、ファイルを一定長のレコードに分
割することにより、データ上書きの際の再暗号化処理を
少なくすることはできるが、どの程度のレコード長が良
いかは簡単に決めることはできない。

【００１０】レコード長が長いと、アプリケーションプ
ログラムがデータを上書きする時に必要となる再暗号化
処理の長さが大きくなってしまう。レコード長が短い
と、アプリケーションプログラムがデータを読み書きす
る際に複数のレコードにまたがってアクセスすることが
多くなり、各レコードの初期化データを準備する回数が
増えてしまい、その処理時間がかえってオーバヘッドに
なってしまう。

【００１１】また、アプリケーションプログラムごとに
読み書きする単位長が異なっているため、あるアプリケ
ーションプログラムにとって最適なレコード長が他のア
プリケーションプログラムにとっても最適とは限らな
い。

【００１２】本発明は上記問題点も解決するためになさ
れたものであり、その第２の目的は、アプリケーション
プログラムそれぞれについて、その読み書きする長さや
読み書きを開始する位置を記録しておき、この記録を用
いて、上書きの際の再暗号化処理や初期化データの準備
からなるオーバヘッド時間を最小化するレコードサイズ
を求めることにより、データ上書きの際の処理時間を短
くすることができるデータ保存方法およびシステム並び
に保存処理用記録媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のデータ保存方法は、アプリケーションプロ
グラムからのデータの書き込み要求に対し、該書き込み
要求を前記ファイルフック手段によって横取りし、前記
オペレーティングシステムが書き込み対象となるデータ
を前記記憶装置に書き込む前に、当該コンピュータの内
部メモリに記憶した暗号鍵により予め設定したレコード
長単位で暗号化して前記記憶装置に書き込み、前記アプ
リケーションプログラムからの読み出し要求に対して
は、該読み出し要求を前記ファイルフック手段によって
横取りし、前記アプリケーションプログラムに読み出し
データを転送する前に、前記オペレーティングシステム
に前記記憶装置から暗号化されたデータをレコード単位
で読み出させた後に、前記内部メモリに記憶した暗号鍵
で前記暗号化されたデータを予め設定したレコード長単
位で復号し、復号されたデータを読み出し要求を行なっ
た前記アプリケーションプログラムに転送することを特
徴とするものである。

【００１４】また、予めユーザがファイル保存の際には
自動的に暗号化して欲しいファイルやディレクトリを指
定することで、指定したファイルあるいは指定したディ
レクトリ以下にあるファイルだけに対して、暗号化や復
号化を行うことを特徴とするものである。

【００１５】また、オペレーティングシステムがアプリ
ケーションプログラムからのデータ読込み・書込み要求
を受け取ると、そのデータのファイル内での位置とデー
タ長を記録しておき、十分な数の記録を取った後、アプ
リケーションプログラムごとに再暗号化処理と初期化デ
ータ処理のオーバヘッドを最小化するレコード長を計算
し、以降の暗号化・復号化の際には計算で求めたレコー
ド長を用いることを特徴とするものである。

【００１６】このような手段により、暗号化や復号化の
指示をユーザが明示的に行うことなしに記憶装置に保存
するデータを自動的に暗号化し、読み出す時には自動的
に復号することができ、煩わしい操作をユーザに強いる
ことがない。また、記憶装置に保存するデータを自動的
に保存するので、ユーザがデータの暗号化を忘れるとい
う問題も起きない。また、暗号化して保存する場所とし
てフロッピー（登録商標）ディスクのような記憶媒体を
表わすディレクトリも指定できるので、重要な情報をコ
ピーされて持ち出されることを防ぐこともできる。

【００１７】また、アプリケーションプログラムごと
に、１回の上書き要求における再暗号化の長さ、および
初期化データの生成処理からなるオーバヘッドを最小に
するレコード長を求めることができるので、データ上書
きの際の処理時間をそれぞれのアプリケーションプログ
ラムごとに高速化できる。また、アプリケーションから
オペレーティングシステムへのデータ読み出し・書き込
み要求を横取りするための仕組みは、オペレーティング
システムが提供している場合には、既存のアプリケーシ
ョンプログラムやオペレーティングシステムを書き換え
る必要がなく、しかも新たにハードウェアを置き換える
必要もなく、最小限のコストでデータのセキュリティを
高めることが可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態を示すシス
テム構成図である。本実施形態は、ユーザが端末上で動
作しているアプリケーションプログラムで作成したデー
タを、鍵管理サーバ（鍵管理コンピュータ）から取り寄
せる自分の鍵で暗号化して端末に接続の記憶装置に保存
する場合と、記憶装置から読み出した暗号化データを鍵
管理サーバから取り寄せる自分の鍵で復号化して平文の
データをアプリケーションに渡す場合のものである。

【００１９】図１に示すシステムは、大別すると、ユー
ザ１２３が操作する端末１０１と、この端末１０１に接
続された記憶装置１１１と、データの暗号化のための鍵
を管理する鍵管理サーバ（鍵管理コンピュータ）１１２
と、暗号化のための鍵を格納した鍵データベース１２１
と、端末１０１と鍵管理サーバ１１２とを接続するネッ
トワーク１２２とから構成されている。端末１０１は、
据置き型あるいは携帯用のコンピュータで構成されるも
のであり、その内部には、ユーザ入力部１０２、パスワ
ード暗号鍵生成部１０３、ファイル暗号鍵生成部１０
４、暗号鍵・復号化部１０５、アプリケーションプログ
ラム１０６、ファイルアクセスフック部１０７、オペレ
ーティングシステム１０８、記憶装置用インタフェース
１０９、通信用インタフェース１１０、レコードサイズ
記憶部１２４、アクセス情報記憶部１２５を備え、ユー
ザ１２３はアプリケーションプログラム１０６で作成し
たデータファイルを記憶装置１１１に保存したり、読み
出したりすることができる。ユーザ入力部１０２は、フ
ァイルアクセスフック部１０７からの指示によって、ユ
ーザ１２３にユーザ名とパスワードを入力させるための
ものである。パスワード暗号鍵生成部１０３は、ユーザ
１２３が入力したパスワードから暗号鍵を生成するため
のものである。パスワード暗号鍵は、ユーザ１２３の認
証情報やシステム全体で使う暗号鍵を暗号化して記憶装
置１１１に保存するものである。ファイル暗号鍵生成部
１０４は、記憶装置１１１に保存するファイルの暗号化
に使う暗号鍵をランダムに生成するものである。暗号化
・復号化部１０５は、ファイルを実際に暗号化・復号化
するものである。ユーザ１２３がデータファイルを作成
するためのアプリケーションプログラム１０６は、ワー
プロや表計算などのソフトである。

【００２０】ファイルアクセスフック部１０７は、アプ
リケーションプログラム１０６から記憶装置１１１への
ファイルアクセス要求を横取りする処理と、鍵管理サー
バ１１２からユーザ鍵を取り寄せるなど、端末１０１で
のファイルの暗号・復号処理全般を管理するものであ
る。端末１０１上で動作しているオペレーティングシス
テム１０８は、記憶装置用インタフェース１０９、通信
用インタフェース１１０、レコードサイズ記憶部１２
４、アクセス情報記憶部１２５を管理して、記憶装置１
１１へのアクセスや、ネットワーク１２２を介した通信
などの動作環境をアプリケーションプログラム１０６や
ファイルアクセスフック部１０７に提供している。

【００２１】レコードサイズ記憶部１２４は、アプリケ
ーションプログラムごとの暗号化・復号化する際のレコ
ードサイズを記憶するために使う。

【００２２】アクセス情報記憶部１２５は、アプリケー
ションプログラムごとに、ファイル内で読み出しや書き
込みを開始した位置と読み出し・書き込みデータの長さ
を複数保存しておくためのもので、暗号化・復号化する
際のレコードサイズを計算するために使う。なお、記憶
装置１１１には、ユーザ１２３が作成したファイルだけ
でなく、ユーザ１２３がパスワードを入力した際の確認
に使う認証トークンやシステムがデータの暗号化に使う
システム鍵も暗号化して保存してある。

【００２３】一方、鍵管理サーバ１１２は、鍵管理アプ
リケーションプログラム１１３、ユーザ入力部１１４、
パスワード暗号鍵生成部１１５、ユーザ鍵生成部１１
６、暗号化・復号化部１１７、オペレーティングシステ
ム１１８、通信用インタフェース１１９、記憶装置用イ
ンタフェース１２０を備えており、端末１０１のユーザ
１２３が本システムを使うための情報を生成したり、ユ
ーザ鍵を管理する機能を担っている。鍵管理アプリケー
ションプログラム１１３は、ユーザ１２３に配布する情
報の生成や、端末１０１からのユーザ鍵要求メッセージ
の処理など、鍵管理サーバ１１２での暗号処理全般を管
理している。ユーザ入力部１１４は、最初にユーザ１２
３がユーザ鍵を生成する際に、鍵管理アプリケーション
プログラム１１３からの指示によって、ユーザ１２３に
ユーザ名とパスワードを入力させるためのものである。
パスワード暗号鍵生成部１１５は、ユーザ１２３が入力
したパスワードから暗号鍵を生成するためのものであ
る。ユーザ鍵生成部１１６は、ユーザ１２３用の暗号鍵
をランダムに生成するためのものである。暗号化・復号
化部１１７は、ユーザ１２３に配布する情報を暗号化し
たり、ユーザ１２３がユーザ鍵を要求してきた時にやり
取りする電子メッセージを暗号化あるいは復号化したり
するためのものである。鍵管理サーバ１１２上で動作す
るオペレーティングシステム１１８は、通信用インタフ
ェース１１９、記憶装置用インタフェース１２０を管理
し、ネットワーク１２２を使った通信や鍵データベース
１２１へのアクセスなどの環境を、鍵管理アプリケーシ
ョンプログラム１１３に提供している。鍵データベース
１２１には、端末１０１と鍵管理サーバ１１２とがネッ
トワーク１２２を使ってやりとりする通信データを暗号
化するためのシステム鍵と、ユーザ１２３の鍵情報レコ
ードが保存してあり、この鍵情報レコードは、図２に示
すように、ユーザ名２０１とユーザ鍵２０２とから構成
されている。

【００２４】（ユーザ配布情報の作成）図３は、本シス
テムを使用するためにユーザ１２３へ配るデータを鍵管
理サーバ１１２上で作成する手順を示すフローチャート
である。まず、ユーザ入力部１１４からユーザ名とパス
ワードを入力させる（ステップ３０１）。次に、パスワ
ード暗号鍵生成部１１５で、ユーザ１２３のパスワード
に処理を加えてパスワード暗号鍵を生成する。処理方法
としては、例えば、ＭＤ５アルゴリズムのような一方向
関数を用いる（ステップ３０２）。続いて、ユーザ鍵生
成部１１６において、ユーザ鍵をランダムに生成する
（ステップ３０３）。ここで得られたユーザ鍵とユーザ
名から、図２に示すような鍵情報レコードを作成し、鍵
データベース１２１に保存する（ステップ３０４）。な
お、図２はユーザ名が「Ａ」であるユーザＡの鍵情報レ
コードの例である。次に、ユーザ１２３が入力したパス
ワードの正しさを検証するための認証トークンを作成す
る（ステップ３０５）。これは、ユーザが入力したパス
ワードをそのままデータとして保存しておくことはセキ
ュリティ上危険であるため、暗号処理を利用して保存し
ている。例えばＵＮＩＸ（登録商標）では、「オール
０」のデータをユーザ１２３のパスワードを鍵として暗
号化して保存しておき、後でユーザ１２３がパスワード
を入力した際に同じ処理をして認証作業を行っている。

【００２５】本実施形態では、すべて「０」の６バイト
データをパスワード暗号鍵で暗号化して図４のような認
証トークンを生成する。図４において、４０１は、この
認証トークンの所有者を示すユーザ名（ここではユーザ
Ａ）で、４０２は暗号処理を行った後のデータ値であ
る。続いて、本システムでネットワーク１２２上を流れ
るデータを暗号化するために使うシステム鍵を、やはり
パスワード暗号鍵で暗号化する（ステップ３０６）。パ
スワード暗号鍵を使うことで、ユーザ１２３のパスワー
ドを知っている者だけが、正しいシステム鍵を手に入れ
ることができる。なお、システム鍵は、鍵管理サーバ１
１２においてシステムの運用開始時に作成しておく。最
後に、認証トークンと暗号化したシステム鍵とをフロッ
ピーディスクなどにコピーしてユーザ１２３に渡す（ス
テップ３０７）。ユーザ１２３は受け取った情報を、自
分が操作する端末１０１に接続してある記憶装置１１１
にコピーして使用することになる。

【００２６】（ファイルの暗号化）図５は、ユーザ１２
３（ここではユーザＡ）が端末１０１上で作成したデー
タを暗号化して記憶装置１１１に保存する際の手順を示
すフローチャートである。本手順は、ユーザＡがアプリ
ケーションプログラム１０６で作成したデータを記憶装
置１１１に保存しようとした時に開始する。まず、アプ
リケーションプログラム１０６がオペレーティングシス
テム１０８へのファイル保存要求を発行すると、オペレ
ーティングシステム１０８がその要求を処理する前に、
そのファイル保存要求をファイルアクセスフック部１０
７が受け取る（ステップ５０１）。続いて保存要求があ
ったファイルを暗号化して保存するために、以下のよう
にして管理サーバ１１２からユーザ鍵を取り寄せる。ま
ず、アプリケーションプログラム１０６を操作していた
ユーザＡのユーザ名とパスワードをユーザ入力部１０２
からユーザＡに入力させる（ステップ５０２）。次に、
入力されたパスワードからパスワード暗号鍵生成部１０
３でパスワード暗号鍵を生成する（ステップ５０３）。

【００２７】端末１０１は、入力されたパスワードが正
しいかどうか確かめるため、管理サーバ１１２での認証
トークンの生成と同じ処理を行い、記憶装置１１１から
読み出した認証トークンと一致するかどうか検証する
（ステップ５０４）。一致しなれば、ユーザ名とパスワ
ードの入力を繰り返させる。一致した場合は、次の手順
に進む。

【００２８】次に、記憶装置１１１から暗号化してある
システム鍵を読み出し、パスワード暗号鍵を使ってシス
テム鍵を復号する（ステップ５０５，５０６）。なお、
記憶装置１１１から読み出した認証トークンと暗号化シ
ステム鍵は、前もって鍵管理サーバ１１２において生成
しておいたものである。

【００２９】次に、鍵管理サーバ１１２とメッセージの
交換を行い、ユーザ鍵を取り寄せる。なお、端末１０１
と鍵管理サーバ１１２の間で交換するメッセージのフォ
ーマットは、図６に示すようなものである。図６におい
て、６０１は、メッセージの区別をするためのヘッダ部
であり、「０」であれば端末１０１から鍵管理サーバ１
１２へユーザ鍵を要求するユーザ鍵要求メッセージであ
ることを示し、「１」であれば鍵管理サーバ１１２から
の返答であることを示すユーザ鍵返答メッセージであ
る。６０２は、メッセージ中に含まれるデータ本体であ
り、メッセージの種類により内容は異なる。６０３は、
システム鍵を使ったヘッダ部６０１とデータ部６０２の
電子署名である。鍵管理サーバ１１２からユーザ鍵を取
り寄せるため、端末１０１ではユーザ鍵要求メッセージ
を作成する（ステップ５０７）。端末１０１から鍵管理
サーバ１１２へ送る情報は、ユーザ名とチャレンジデー
タである。チャレンジデータとは、ユーザ鍵要求メッセ
ージを作成するたびにランダムに選ぶ整数で、鍵管理サ
ーバ１１２が事前に決めた処理（例えば１を加える）を
したレスポンスデータをユーザ鍵返答メッセージに含め
る決まりにしておくことで、ユーザは受け取った返答メ
ッセージが、直前に出した要求メッセージに対する返答
であることを確認できる。まず、図７に示すようなユー
ザ名７０１とチャレンジデータ７０２からなるデータを
構成し、システム鍵で暗号化する。次に図８のように、
ヘッダ部８０１にメッセージがユーザ鍵要求メッセージ
であることを示す値「０」と、データ部８０２にユーザ
名とチャレンジデータを暗号化した情報からなるデータ
の電子署名８０３とから構成されたユーザ鍵要求メッセ
ージを生成する。そして生成したユーザ鍵要求メッセー
ジを鍵管理サーバ１１２に送り、返答メッセージが送り
返されるのを待つ。

【００３０】この後、鍵管理サーバ１１２はユーザ鍵要
求メッセージを処理し、ユーザ鍵返答メッセージを作成
して端末１０１に送り返してくるが（ステップ５０
８）、この手順の詳細は図１３を用いて後述する。端末
１０１では、送り返されてきたユーザ鍵返答メッセージ
を受け取ると（ステップ５０９）、まず、転送途中での
改変がなかったか、返答メッセージに含まれている電子
署名を検査する（ステップ５１０）。ここでメッセージ
の改変があったことが分かると、ファイルの保存命令を
出したアプリケーションプログラム１０６に保存の失敗
を知らせ終了する（ステップ５２１）。改変がない場合
には次の手順に進む。ユーザ鍵返答メッセージのデータ
部はシステム鍵で暗号化されているので、システム鍵で
復号する（ステップ５１１）。

【００３１】ところで、ユーザ鍵返答メッセージには、
ユーザ鍵を含むものと、鍵管理サーバ１１２で何らかの
エラーが発生したためにユーザ鍵を含まないものの２種
類があり、返答メッセージのデータ部の内容が異なって
いる。このデータ部の暗号化される前の内容は図９ある
いは図１０のようになっている。図９は、ユーザ鍵が返
されてきた場合の内容であり、ユーザ名９０１、レスポ
ンスデータ９０２、ユーザ鍵が含まれていることを示す
値「０」９０３、ユーザ鍵９０４を含んでいる。図１０
は、何らかのエラーによりユーザ鍵が返されなかった場
合の内容で、ユーザ名１００１、レスポンスデータ１０
０２、何らかのエラーが発生したことを示す値「１」１
００３を含んでいる。ここで１００３には、エラーの具
体的な種類を示すために「０」以外のどんな値を含めて
もよい。なお、ユーザ鍵返答メッセージに含めるレスポ
ンスデータは、ユーザ鍵要求メッセージに含まれていた
チャレンジデータの値に「１」を加えたものとする。端
末１０１は、ユーザ鍵返答メッセージのデータ部を復号
した後、ユーザ鍵の有無を検査する（ステップ５１
２）。ユーザ鍵を含んでいない場合は、ファイルを暗号
化して保存することができないので、保存の失敗をアプ
リケーションプログラム１０６に知らせて（ステップ５
２１）終了する。ユーザ鍵が含まれていた場合には、実
際にファイルを暗号化する手順に進む。

【００３２】ここで新規ファイルへの書き込みであれ
ば、ファイル暗号鍵とファイル初期化データをランダム
に生成する（ステップ５１９）。そしてファイル暗号鍵
をユーザ鍵で暗号化した後、暗号化したファイル暗号鍵
とファイル初期化データを新規ファイルのヘッダとして
保存して（ステップ５２０）、次の手順に進む。ファイ
ル暗号鍵は、ファイルを分割したレコードごとに用意す
る暗号鍵を生成するために使う。ファイル初期化データ
は、レコードごとの初期化データを生成するために使
う。

【００３３】もし既存ファイルへの書き込みであれば、
書き込み対象のファイルのヘッダから暗号化されたファ
イル暗号鍵とファイル初期化データを読み込む（ステッ
プ５１４）。そして、暗号化されたファイル暗号鍵をユ
ーザ鍵で復号化してファイル暗号鍵を得る（ステップ５
１５）。次に、書き込み要求のあったデータを暗号化す
る（ステップ５１６）。なお、暗号化の手順の詳細は図
１４で説明する。

【００３４】上記のようにして得た暗号化されたデータ
は、アプリケーションプログラム１０６の書き込み要求
に対応した暗号化ファイル内の位置に書き込む。そし
て、暗号化されたファイル暗号鍵を１１０１、ファイル
初期化データを１１０２、暗号化されたファイル本体を
１１０３とし、ユーザ鍵を使ってこれらの署名を生成し
たものを１１０４として図１１に示すような暗号化ファ
イル１１００を作成し、記憶装置１１１に保存する。従
って、記憶装置１１１には、アプリケーションプログラ
ム１０６が生成したファイルを暗号化した暗号化ファイ
ル本体１１０３に対し、ファイル暗号鍵を暗号化したデ
ータ１１０１、ファイル初期化データ１１０２と署名１
１０４が付加されて記憶されることになる。最後に、保
存の終了をファイルの保存要求を出したアプリケーショ
ンプログラム１０６に知らせ（ステップ５１８）、本手
順を終了する。

【００３５】（ファイルの復号化）図１２は、ユーザＡ
が記憶装置１１１に保存してある暗号化データを端末１
０１上で動作するアプリケーションプログラム１０６で
読み出す際の手順を示すフローチャートである。本手順
は、ユーザＡが以前に暗号化して記憶装置１１１に保存
したデータをアプリケーションプログラム１０６に読み
込もうとした時に開始する。アプリケーションプログラ
ム１０６がオペレーティングシステム１０８へのファイ
ル読み出し要求を発行すると、オペレーティングシステ
ム１０８がその要求を処理する前に、そのファイル読み
出し要求ファイルアクセスフック部１０７が受け取る
（ステップ１２０１）。ファイルアクセスフック部１０
７は、読み出し要求で指定されたファイルを読み出すよ
うにオペレーティングシステム１０８に指示し、記憶装
置１１１から記憶装置用インタフェース１０９を介し
て、暗号化されているファイルを読み出す（ステップ１
２０２）。

【００３６】次に、読み込んだファイルを復号するため
に、ファイルを暗号化する際と同様の手順でユーザの認
証を行い、鍵管理サーバ１１２からユーザ鍵を取り寄せ
る。このユーザ鍵を取り寄せるまでの手順に相当するス
テップ１２０３〜１２１３は、図５のステップ５０２〜
５１２と全く同様である。この際に、鍵管理サーバ１１
２からのユーザ鍵返答メッセージの改変を検知したり
（ステップ１２１１）、あるいはユーザ鍵を得ることが
できなかった場合には（ステップ１２１３）、読み込ん
だファイルを復号することができないので、読み出しの
失敗をアプリケーションプログラム１０６に知らせて
（ステップ１２１９）本手順を終了する（ステップ１２
１８）。ユーザ鍵を得ることができた場合のみ、以下の
ようにして暗号化したファイルを復号する。ここで読み
込み対象のファイルは図１１に示すようなフォーマット
であり、１１０１はファイル暗号鍵をユーザ鍵で暗号化
したもの、１１０２はファイル初期化データ、１１０３
は暗号化されたファイル本体、１１０４はこれら３つの
データ１１０１〜１１０３のユーザ鍵による電子署名で
ある。

【００３７】図１２において、ユーザ鍵が含まれていた
場合、暗号化ファイルが改変されていないか、署名１１
０４の確認を行なう（ステップ１２１４）。ここで改変
されていることがわかったら、ファイル読み出しの失敗
をアプリケーションプログラム１０６に通知して（ステ
ップ１２１９）本手順を終了する。改変されていなけれ
ば、まず暗号化ファイルから暗号化されたファイル暗号
鍵１１０１とファイル初期化データ１１０２を読み込む
（ステップ１２１５）。

【００３８】次に、鍵管理サーバ１１２から得たユーザ
鍵を使い、暗号化ファイル暗号鍵１１０１を復号し、元
のファイル暗号鍵を得る（ステップ１２１６）。続い
て、暗号化されているファイル本体１１０３からアプリ
ケーションプログラム１０６の要求に対応した暗号化デ
ータを読み込み、復号して得たファイル暗号鍵を使って
復号する（ステップ１２１７）。なお、復号の手順の詳
細は図１９で説明する。最後に、復号して得たデータを
アプリケーションプログラム１０６に渡して（ステップ
１２１８）本手順を終了する。

【００３９】（鍵管理アプリケーションプログラムの処
理）図１３は、鍵管理サーバ１１２上で動作する鍵管理
アプリケーションプログラム１１３が、端末１０１から
のユーザＡのユーザ鍵要求を処理する際の手順を示すフ
ローチャートである。本手順は、ファイルアクセスフッ
ク部１０７からのユーザ鍵要求メッセージを受け取って
開始する。鍵管理アプリケーションプログラム１１３が
受け取るユーザ鍵要求メッセージは、図８に示したよう
なフォーマット構成になっている。鍵管理アプリケーシ
ョンプログラム１１３は、端末１０１からユーザ鍵要求
メッセージを受け取ると（ステップ１３０１）、最初
に、メッセージに改変がなかったか調べるため、鍵デー
タベース１２１にあらかじめ保存してあるシステム鍵を
読み込み（ステップ１３０２）、要求メッセージ中の電
子署名を確認する（ステップ１３０３）。もし改変があ
れば、以下に述べるユーザ鍵を鍵データベース１２１か
ら取り出す作業を行わない。

【００４０】ユーザ鍵を鍵データベース１２１から取り
出すには、まず暗号化・復号化部１１７において、ユー
ザ鍵要求メッセージをシステム鍵で復号し、図７に示し
たうなユーザ名７０１とチャレンジデータ７０２を取り
出す（ステップ１３０４）。次に、ここで得たユーザ名
を含む鍵情報レコードを鍵データベース１２１から取り
出す。図２の示すような鍵情報レコードが見つかれば、
ユーザ鍵２０２を取り出す（ステップ１３０５）。

【００４１】以上のようにして、ユーザ鍵要求メッセー
ジの改変検査とユーザ鍵の取り出しを終えた後、端末１
０１に返答するユーザ鍵返答メッセージを作成する（ス
テップ１３０６）。ここで、返答メッセージに含めるレ
スポンスデータは、要求メッセージに含まれていたチャ
レンジデータに「１」を加えた値であるが、ユーザ鍵を
得ることができたかどうかで返答メッセージのデータ部
に含める内容が変わる。 ユーザ鍵を得た場合には、図
９に示したようにユーザ名９０１、レスポンスデータ９
０２、ユーザ鍵を含んでいることを示す値「０」９０
３、ユーザ鍵９０４から成るデータを暗号化・復号化部
１１７上でシステム鍵を使い暗号化したものを、ユーザ
鍵返答メッセージのデータ部に含める。ユーザ鍵を得る
ことができなかった場合には、図１０に示したようにユ
ーザ名１００１、レスポンスデータ１００２、ユーザ鍵
を含んでいないことを示す値「１」から成るデータを暗
号化・復号化部１１７上でシステム鍵を使い暗号化した
ものを、ユーザ鍵返答メッセージのデータ部に含める。
ユーザ鍵返答メッセージの署名部には、ユーザ鍵返答メ
ッセージであることを示す値「１」を持つヘッダ部と、
上記のように作成したデータ部からなるデータを、シス
テム鍵を使って作成した署名を含める。以上のようにし
て作成したユーザ鍵返答メッセージを端末１０１に送り
（ステップ１３０７）、本手順を終了する。

【００４２】（暗号化詳細手順）図１４は、アプリケー
ションプログラム１０６から書き込み要求のあったデー
タを暗号化する際の詳細手順を示すフローチャートであ
る。本手順は、ファイル暗号鍵、ファイル初期化デー
タ、書き込み要求データを用意できた時点で開始する。

【００４３】図１５は、アプリケーションからの書き込
み要求である。１５０１は書き込み開始位置、１５０２
は書き込みデータの長さ、１５０３は書き込みデータで
ある。図１５の書き込み要求では、ファイル内の位置１
８００から２７９９までの間に１５０３の書き込みデー
タを書き込むことを要求している。図１４において、ま
ず、書き込み要求を行なったアプリケーションプログラ
ムに対応するレコード長をレコードサイズ記憶部から読
み込む（ステップ１４０１）。レコードサイズ記憶部１
２４は、図１６に示すように、表計算プログラムやワー
プロプログラムなどの各種のアプリケーションプログラ
ム１６０１ごとのレコードサイズ１６０２を保存してあ
る。もし、対応するレコード長が記録されていなかった
ら、レコードサイズ記憶部１２４の最後に記録されてい
るデフォルトの長さを読み込む。ここでは、書き込み要
求を行なったアプリケーションプログラムに対応する長
さとして「５１２」を読み込むものとする。

【００４４】もし、レコードサイズ記憶部１２４にレコ
ード長が記録されていなかったら、ここでアプリケーシ
ョンプログラムからの書き込み要求に含まれる、ファイ
ル内の書き込み要求位置１５０１と書き込みデータの長
さ１５０２を、このアプリケーションプログラム用のア
クセス情報記憶部１２５に保存する（ステップ１４０
３）。

【００４５】アクセス情報記憶部１２５は、図１７に示
すように、書き込み、読み込み要求があるたびにその開
始位置１７０１と書き込みデータの長さ１７０２をアプ
リケーションプログラムごとに記録したもので、複数記
憶しておくことができる。図１７では、図１５の書き込
み要求をアクセス情報記憶部１２５に保存した場合の様
子を示している。ここで記録したデータは、一定時間後
に暗号する際のレコード長を求めるために使う。

【００４６】次に、書き込み要求の開始位置をレコード
長で割り算し、その商をファイルの何番目のレコードへ
の書き込みであるかを示すレコードインデックス値とす
る（ステップ１４０４）。もし、複数のレコードにまた
がる書き込みであれば、すべてのレコードについて計算
しておく。図１５に示す書き込み要求からレコードイン
デックスを求めると、書き込み開始位置「１８００」を
レコード長「５１２」で割った商は３、書き込み終了位
置２７９９を５１２で割った商は５であるので、求める
レコードインデックス値は「３」、「４」、「５」であ
る。

【００４７】続いて、書き込み先のレコード用のレコー
ド暗号鍵を、そのレコードのインデックス値とファイル
暗号鍵を使って計算する（ステップ１４０５）。もし、
レコードの先頭から書き込み要求を行なう必要があれ
ば、そのレコード用の初期化データをファイル初期化デ
ータとレコードインデックス値から求める。これらの計
算方法としては、例えば２つのデータを連結してハッシ
ュ関数による演算を行なう方法が考えられる。図１５の
書き込み要求の場合、レコード３の途中からレコード５
の途中までの書き込み要求であるので、「レコード３」
のレコード暗号鍵の計算、および「レコード４」、
「５」のレコード暗号鍵と初期化データの計算を行う。

【００４８】次に、書き込むデータがすでにファイル内
に保存されているデータの上書きであるかどうか検査す
る（ステップ１４０６）。ここで上書きでなければ、書
き込みデータを暗号化用バッファにコピーし暗号化ステ
ップに進む（ステップ１４１１）。もし上書きであれ
ば、書き込み開始位置で暗号連鎖処理に必要な部分と再
暗号化が必要な部分をファイルから暗号化用バッファに
読み込む（ステップ１４０７）。暗号連鎖処理に必要な
部分とは、書き込み開始位置でデータを暗号化する際に
連鎖処理で使う暗号文のことで、書き込み開始位置の直
前の暗号文であり、その長さは暗号連鎖処理の方法によ
って異なる。書き込み開始位置がレコードの先頭であれ
ば、暗号連鎖処理に必要な部分としてレコード初期化デ
ータを用いるので、書き込み開始位置の直前部分をファ
イルから読み込む必要はない。本実施例における暗号連
鎖処理に必要となる長さを「８」とすると、図１５の書
き込み要求における暗号連鎖処理に必要な部分とは、フ
ァイル内の位置「１７９２」から「１７９９」までの暗
号文である。また、再暗号化が必要な部分とは、データ
の上書きによって暗号連鎖処理をやり直す必要のある部
分のことで、書き込み終了位置の直後からこの書き込み
終了位置を含むレコードの最後までである。図１５の書
き込み要求における再暗号化が必要な部分は、ファイル
内の書き込み終了位置の直後「２８００」から、この書
き込み終了位置を含む「レコード５」の最後の位置「３
０７１」までである。図１８に、ファイル内における、
暗号連鎖処理に必要な部分と再暗号化が必要となる部分
を示す。

【００４９】続いて、暗号化用バッファ上にある再暗号
化が必要な部分を、対応するレコード暗号鍵を使って復
号しておく（ステップ１４０８）。図１５の書き込み要
求では、「レコード５」のレコード暗号鍵を使って復号
する。そして、書き込み要求データを再暗号化のために
復号したデータとつなげて暗号化用バッファ上に書き込
む（ステップ１４０９）。

【００５０】最後に、暗号化用バッファ上に暗号化する
データが用意できたら、そのデータに対応するレコード
用の暗号鍵とファイルから読み込んだ暗号連鎖処理に必
要なデータ、初期化データを使って暗号化して（ステッ
プ１４１０）本手順を終了する。

【００５１】（復号化詳細手順）図１９は、アプリケー
ションプログラムから読み込み要求のあったデータを読
み込んで復号する際の詳細手順を示すフローチャートで
ある。本手順は、ファイル暗号鍵、ファイル初期化デー
タを用意できた時点で開始する。図２０は、アプリケー
ションからの読み込み要求である。２００１は読み込み
開始位置、２００２は読み込みデータの長さである。

【００５２】図１９において、まず、書き込み要求の時
と同様に、読み込み要求を行なったアプリケーションプ
ログラムに対応するレコード長をレコードサイズ記憶部
から読み込む（ステップ１９０１）。もし、対応するレ
コード長がなければデフォルトの値を読み込み（ステッ
プ１９０２）、読み込み開始位置２００１とその長さ２
００２をこのアプリケーションプログラム用のアクセス
情報記憶部１２５に記録する（ステップ１９０３）。レ
コードインデックスの計算とレコード用の暗号鍵、初期
化データの計算も、書き込み要求の場合と同様に行なう
（ステップ１９０４，１９０５）。

【００５３】続いて、読み込み要求に対応するレコード
をファイルから読み込み、レコード用暗号鍵、初期化デ
ータを使って復号して（ステップ１９０６）、本手順を
終了する。

【００５４】（レコード長の計算）図２１は、レコード
長を計算する際の詳細手順を示すフローチャートであ
る。本手順は、あるアプリケーションプログラムにおい
て、アクセス情報記憶部１２５に記録したアクセス情報
が一定件数（例えば１００件）を越えた時に開始する。
ここで、レコード長としては２のべき乗を候補とする。
アプリケーションプログラムやオペレーティングシステ
ムのファイルアクセス単位、記憶装置上の物理的な記録
単位は、処理の単純化のために２のべき乗の数を使う例
が多いためである。なお、この手順を始める前に、暗号
化速度、復号化速度、レコード用の暗号鍵の生成にかか
る時間、初期化データの生成にかかる時間を求めてお
く。

【００５５】図２１において、まず、アクセス情報記憶
部１２５に記録したアクセス長の平均値を求める（ステ
ップ２１０２）。ここで、平均アクセス長として「１４
０」バイトが得られたものとする。次に、平均アクセス
長を超える一番小さい２のべき乗数を求める（ステップ
２１０２）。今回の例では「２５６」である。

【００５６】続いて、レコード長を仮に１、２、４、
…、と２のべき乗数として以下の手順を行ない、それぞ
れの場合の平均書き込みオーバヘッド時間を求める（ス
テップ２１０３）。仮のレコード長の上限は、前の手順
で求めた、平均アクセス長を超える一番小さい２のべき
乗数である。今回の例では、「２５６」である。

【００５７】それぞれの仮レコード長について行なう計
算は以下の通りである。まず、書き込み時に再暗号化処
理の必要となる長さの平均、および１回のアクセスにつ
きレコード用暗号鍵と初期化データの計算が平均何回あ
るかを求める。再暗号化処理に必要な長さは、図１８に
示すような部分のことである。平均再暗号化処理長は、
各アクセス長について「数１」に示す式で求めた値の平
均値である。

【００５８】

【数１】

【００５９】平均計算回数は、各アクセス位置とアクセ
ス長の組について「数２」に示す式で求めた値の平均値
である。なお、「数１」、「数２」の中で使用している
記号の意味は図２２に示す通りである。また、「Ｌ％
Ｒ」とは、「Ｌ／Ｒの余り」のことである。

【００６０】

【数２】

【００６１】次に、上のようにして求めた平均再暗号化
処理長と平均計算回数、および暗号化処理速度、復号化
処理速度、レコード用暗号鍵の生成にかかる時間、初期
化データの生成にかかる時間から、「数１」、「数２」
の計算に用いた仮レコード長を使った時の平均書き込み
オーバヘッド時間は「数３」に示す式を用いて得ること
ができる。

【００６２】

【数３】

【００６３】ここで、「数３」中の（平均再暗号化処理
長）／（復号化速度）は、ファイルから読み込んだ再暗
号化処理が必要な部分を復号化するのにかかる時間の平
均である。また、（平均再暗号化処理長）／（暗号化速
度）は、再暗号化処理が必要な部分を暗号化するのにか
かる時間の平均である。また、｛ … ｝×（平均計算回
数）は、レコードごとに用意するレコード鍵と初期化デ
ータを計算するのにかかる時間の平均である。これら３
つの式の和を求めると、書き込みオーバヘッド時間の平
均になる。

【００６４】このようにしてそれぞれの仮レコード長に
ついて求めた平均書き込みオーバヘッド時間のうち、そ
の最少値を与える仮レコード長を選ぶ（ステップ２１０
４）。これが書き込み時のオーバヘッドを最少にするレ
コード長である。最後に、アプリケーションプログラム
と選んだレコード長を組にしてレコードサイズ記憶部１
２４に書き込む（ステップ２１０５）。

【００６５】以上のように本実施形態においては、端末
１０１のアプリケーションプログラム１０６からオペレ
ーティングシステム１０８へ発行する記憶装置１１１へ
のデータ読み込み・書き出し要求を横取りし、書き出し
要求の際にはデータを暗号化するための暗号鍵をネット
ワーク１２２で接続している鍵管理サーバ１１２から取
り寄せ、この暗号鍵でデータを暗号化して記憶装置１１
１に保存し、また、読み込み要求の際には記憶装置１１
１から暗号化データを読み出し、この暗号化データを復
号するための鍵を鍵管理サーバ１１２から取り寄せ、こ
の暗号鍵で暗号化データを復号して取り出した元のデー
タをアプリケーションプログラム１０６に渡すようにし
たため、暗号化や復号化の指示をユーザが明示的に行う
ことなしに記憶装置１１１に保存するデータを自動的に
暗号化し、読み出す時には自動的に復号することがで
き、煩わしい操作をユーザに強いることがないという効
果が得られる。また、記憶装置１１１に保存するデータ
を自動的に保存するので、ユーザがデータの暗号化を忘
れるという問題も起きない。

【００６６】また、鍵管理サーバ１１１２に対して暗号
鍵を送ってもらう要求を出す前に、アプリケーションプ
ログラム１０６を操作しているユーザに対してそのユー
ザを識別するための情報を入力させ、この情報の正しさ
をユーザが操作している端末１０１で確認した後にユー
ザの鍵を鍵管理サーバ１１２から取り寄せる、あるいは
ユーザが入力した識別情報を鍵管理サーバ１１２に送
り、鍵管理サーバ１１２で受け取った識別情報の正しさ
を確認した後にそのユーザの暗号鍵を送り返すようにし
ているため、暗号化した機密データを保存してある携帯
用の端末が盗まれたとしても、解読される危険性はこれ
らのデータが同一の記憶装置に保存されている場合に比
べて小さくなり、データの機密性をさらに高めることが
できる。例えば、携帯用端末に暗号化データを保存して
おき、社内でそのデータにアクセスしたい時は社内ＬＡ
Ｎに接続し、社外からは社内ネットワークへリモートア
クセスして利用するようにしておけば、この携帯端末を
不正に入手したユーザは、ユーザの識別情報を類推する
だけでなく、リモートアクセス時のユーザ認証作業も行
う必要があるので安全性がより高くなる。また、社内で
は携帯用端末を鍵管理サーバと同じネットワークに接続
して重要データの編集や閲覧が可能なように構成でき、
社外では鍵管理サーバが存在しないので、そのデータに
アクセスできなくさせるように構成することができ、セ
キュリティを高めることができる。

【００６７】さらに、アプリケーションプログラム１０
６からオペレーティングシステム１０８へのデータ読み
出し・書き込み要求を横取りするための仕組みは、オペ
レーティングシステム１０８が提供している場合には、
既存のアプリケーションプログラムやオペレーティング
システムを書き換える必要がなく、しかも新たにハード
ウェアを置き換える必要もなく、最小限のコストでデー
タのセキュリティを高めることが可能である。さらに、
ＩＣカードにユーザ固有の暗号鍵を記録しておいて各ユ
ーザ自身で暗号鍵を管理させる方法も考えられるが、Ｉ
Ｃカード自体の紛失によりデータの復号が不可能になっ
たり、ＩＣカードの読み書き機構を端末１０１に付加し
ておく必要があるので、コスト面で不利となる。しか
し、本実施形態のように暗号鍵を鍵管理サーバ１１２か
ら取り寄せるようにすることにより、ＩＣカードの読み
書き機構を備えていない端末であっても利用することが
できるという利点がある。

【００６８】なお、本実施形態では、ファイルの暗号化
に際し、ユーザ鍵をそのまま使わずにファイル暗号鍵を
その都度生成しているが、ユーザ鍵でファイル自体を直
接に暗号化してもよい。また、ファイルを保存あるいは
読み出すたびにユーザに対してユーザ名とパスワードを
入力させているが、これらの情報を端末１０１のメモリ
に一時的に保存しておいて、次回のファイル保存、読み
出しの際にはこの一時保存してあるユーザ名とパスワー
ドを使って鍵管理要求を生成するように構成することに
より、ユーザの入力操作をさらに簡略化することができ
る。さらに、取り寄せたユーザ鍵自体をメモリ上に一時
保存し後で再利用する構成にすることにより、端末１０
１と鍵管理サーバ１１２間の通信を行わずに済み、通信
のオーバヘッドを省いて処理スピードを速めることがで
き、ネットワーク１２２のトラフィックを減らすことも
できる。

【００６９】また、予めユーザがファイル保存の際には
自動的に暗号化して欲しいファイルやディレクトリを指
定するように構成することで、指定したファイルあるい
は指定したディレクトリ以下にあるファイルだけに対し
て、暗号化や復号化を行うことができる。これにより、
暗号化して保存する場所としてフロッピーディスクのよ
うな記憶媒体を表わすディレクトリも指定できるので、
重要な情報をコピーされて持ち出されることを防ぐこと
もできる。

【００７０】さらに、端末１０１および鍵管理サーバ１
１２において実施形態で説明したような機能を実現する
各機能部分は、具体的には同等機能を実現する処理プロ
グラムで構成されるものであり、これらの処理プログラ
ムはＣＤＲＯＭなどの記憶媒体に格納して、あるいはイ
ンタネット等の通信媒体を通じて利用者に提供すること
ができるものである。

【００７１】また、本実施形態では、レコードごとに暗
号鍵と初期化データを計算していたが、読み書き時の速
度を高速化するためにファイル暗号鍵とファイル初期化
データをそのまま使ってもよい。この場合、本実施形態
に比べて暗号化ファイルの安全性が少し失われることに
なる。また、レコード長の計算方法も変える必要があ
る。

【００７２】レコード長を決めるためにアプリケーショ
ンのアクセス長だけでなく、オペレーティングシステム
によるファイルアクセスへのキャッシュの単位や、記憶
装置上でのデータの記録単位（例えばセクタ長）を使う
こともできる。また、レコード長を求める時に、読み書
きのアクセス記録の両方を使って平均書き込み時間を求
めたが、厳密に読み書きを区別して計算してもよい。こ
のためには、アクセス情報記憶部に読み書きを区別する
欄を設ければよい。また、レコード長はアプリケーショ
ンプログラム用のレコード長が求まっていない時だけで
なく、例えば一週間に一回というように定期的に計算し
てもよい。

【００７３】また、レコード長を求めた結果、その値が
それまで使っていたレコード長と異なる値になった場
合、既存のファイルを暗号化し直せばよい。また、暗号
化ファイルにレコード長を記憶しておく領域を設けてお
くことで、そのファイルを暗号化する際のレコード長を
保存して置くことができる。このようにすれば、アプリ
ケーションプログラムに最適なレコード長が変わった時
に、既存の暗号化ファイルを新しいレコード長の値を使
って簡単に暗号化し直すことが可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、暗号化や
復号化の指示をユーザが明示的に行うことなしに記憶装
置に保存するデータを自動的に暗号化し、読み出す時に
は自動的に復号することができ、煩わしい操作をユーザ
に強いることがないという効果が得られる。また、記憶
装置に保存するデータを自動的に保存するので、ユーザ
がデータの暗号化を忘れるという問題も起きない。

【００７５】また、自動的に暗号化・復号化する際に問
題となる、データ上書き時の再暗号化処理や初期化デー
タ生成処理のオーバヘッドも最小化できるので、このよ
うな最適化を行なわない場合に比べてデータ上書き処理
を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したコンピュータシステムの実施
形態を示すシステム構成図である。

【図２】ユーザに配布する鍵情報レコードの構成図であ
る。

【図３】ユーザ配布情報作成手順を示すフローチャート
である。

【図４】認証トークンの構成図である。

【図５】ファイル暗号化手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】端末と鍵管理サーバとの間で送受されるメッセ
ージのフォーマット構成図である。

【図７】ユーザ鍵要求メッセージデータ部に含まれる元
の内容を示す図である。

【図８】ユーザ鍵要求メッセージの構成図である。

【図９】ユーザ鍵返答メッセージデータ部に含まれる元
の内容（ユーザ鍵あり）を示す図である。

【図１０】ユーザ鍵返答メッセージデータ部に含まれる
元の内容（ユーザ鍵なし）を示す図である。

【図１１】記憶装置に記憶される暗号化ファイルの構成
図である。

【図１２】ファイル復号化手順を示すフローチャートで
ある。

【図１３】鍵管理アプリケーションの処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図１４】暗号化の詳細手順を示すフローチャートであ
る。

【図１５】アプリケーションプログラムからの書き込み
要求の構成図である。

【図１６】レコードサイズ記憶部を表す図である。

【図１７】アクセス情報記憶部を表す図である。

【図１８】書き込み要求の実行によってファイル上に上
書きされる範囲と再暗号化処理の必要となる範囲を表す
図である。

【図１９】復号化の詳細手順を示すフローチャートであ
る。

【図２０】アプリケーションプログラムからの読み込み
要求の構成図である。

【図２１】レコード長を求める手順を示すフローチャー
トである。

【図２２】計算式に使われている記号の説明図である。

【符号の説明】

１０１…端末、１０２…ユーザ入力部、１０３…パスワ
ード暗号鍵生成部、１０４…ファイル暗号鍵生成部、１
０５…暗号化・復号化部、１０６…アプリケーション、
１０７…ファイルアクセスフック部、１０８…オペレー
ティングシステム、１０９…記憶装置用インタフェー
ス、１１０…通信用インタフェース、１１１…記憶装
置、１１２…鍵管理サーバ、１１３…鍵管理アプリケー
ション、１１４…ユーザ入力部、１１５…パスワード暗
号鍵生成部、１１６…ユーザ鍵生成部、１１７…暗号化
・復号化部、１１８…オペレーティングシステム、１１
９…通信用インタフェース、１２０…記憶装置用インタ
フェース、１２１…鍵データベース、１２２…ネットワ
ーク、１２３…ユーザ、１２４…レコードサイズ記憶
部、１２５…アクセス情報記憶部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記憶装置と、アプリケーションプログラ
   ムから前記記憶装置へのデータ読み出し・書き込み要求
   を横取りするファイルフック手段を有し、前記アプリケ
   ーションプログラムに従った処理を実行するコンピュー
   タとを備え、前記アプリケーションプログラムが処理し
   たデータを前記記憶装置に書き込んで保存するデータの
   保存方法において、 前記アプリケーションプログラムからのデータの書き込
   み要求に対し、該書き込み要求を前記ファイルフック手
   段によって横取りし、前記オペレーティングシステムが
   書き込み対象となるデータを前記記憶装置に書き込む前
   に、当該コンピュータの内部メモリに記憶した暗号鍵に
   より予め設定したレコード長単位で暗号化して前記記憶
   装置に書き込み、 前記アプリケーションプログラムからの読み出し要求に
   対しては、該読み出し要求を前記ファイルフック手段に
   よって横取りし、前記アプリケーションプログラムに読
   み出しデータを転送する前に、前記オペレーティングシ
   ステムに前記記憶装置から暗号化されたデータをレコー
   ド単位で読み出させた後に、前記内部メモリに記憶した
   暗号鍵で前記暗号化されたデータを予め設定したレコー
   ド長単位で復号し、復号されたデータを読み出し要求を
   行なった前記アプリケーションプログラムに転送するこ
   とを特徴とするデータの保存方法。
2. 【請求項２】 前記記憶装置内において、ユーザが予め
   指定したファイル内のデータのみ、あるいは指定したデ
   ィレクトリ内にある全てのファイルのデータのみに対し
   て、暗号化または復号化を行うことを特徴とする請求項
   １に記載のデータ保存方法。
3. 【請求項３】 前記レコード長単位は、アプリケーショ
   ンプログラム毎に設定することを特徴とする請求項２に
   記載のデータの保存方法。
4. 【請求項４】 アプリケーションプログラムによるファ
   イルアクセス時のアクセス情報を記録し、前記アクセス
   情報をもとに算出した平均アクセス長を超える仮レコー
   ド長を設定し、それぞれの仮レコード長についてオーバ
   ヘッド時間を算出し、その算出結果が最小となるものを
   前記レコード長とすることを特徴とする請求項２に記載
   のデータ保存方法。
5. 【請求項５】 前記レコード長をオペレーティングシス
   テムによるファイルアクセス時のキャッシュ単位とする
   ことを特徴とする請求項２に記載のデータ保存方法。
6. 【請求項６】 前記レコード長を、記憶装置内でのデー
   タの記録単位とすることを特徴とする請求項２に記載の
   データ保存方法。
7. 【請求項７】 前記暗号鍵は、コンピュータを操作する
   ユーザの認証時に鍵管理コンピュータから取得したもの
   であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に
   記載のデータ保存方法。
8. 【請求項８】 前記暗号鍵は、コンピュータを操作する
   ユーザの認証時に鍵管理コンピュータから取得した第１
   の暗号鍵であり、保存対象データの暗号化に際しては、
   前記第１の暗号鍵によってコンピュータ内部で生成した
   第２の暗号鍵を暗号化した暗号化暗号鍵を作成し、さら
   に前記第１の暗号鍵によって書き込み対象のデータを暗
   号化した暗号化データ本体を作成し、この暗号化データ
   本体に前記暗号化暗号鍵を付加して前記記憶装置に書き
   込み、 復号に際しては、第１の暗号鍵によって前記暗号化暗号
   鍵を復号し、その復号により得られた第２の暗号鍵を用
   いて前記暗号化データ本体を復号することを特徴とする
   請求項２〜６のいずれか一項に記載のデータ保存方法。
9. 【請求項９】 アプリケーションプログラムに従った処
   理を実行するコンピュータと、該コンピュータに接続さ
   れた記憶装置とを備えたコンピュータシステムにおいて
   前記アプリケーションプログラムが処理したデータを前
   記記憶装置に書き込んで保存するためのデータ保存処理
   用プログラムを記録した記録媒体であって、 前記アプリケーションプログラムから前記コンピュータ
   のオペレーティングシステムへ発行する前記記憶装置へ
   のデータ読み出し・書き込み要求を横取りするファイル
   フック処理と、 前記アプリケーションプログラムからのデータの書き込
   み要求に対し、該書き込み要求を前記ファイルフック手
   段によって横取りし、前記オペレーティングシステムが
   書き込み対象となるデータを前記記憶装置に書き込む前
   に、当該コンピュータの内部メモリに記憶した暗号鍵に
   より予め設定したレコード長単位で暗号化して前記記憶
   装置に書き込む第１の処理と、 前記アプリケーションプログラムからの読み出し要求に
   対しては、該読み出し要求を前記ファイルフック手段に
   よって横取りし、前記アプリケーションプログラムに読
   み出しデータを転送する前に、前記オペレーティングシ
   ステムに前記記憶装置から暗号化されたデータをレコー
   ド単位で読み出させた後に、前記内部メモリに記憶した
   暗号鍵で前記暗号化されたデータを予め設定したレコー
   ド長単位で復号し、復号されたデータを読み出し要求を
   行なった前記アプリケーションプログラムに転送する第
   ２の処理と、から成るデータ保存処理用プログラムが記
   録されていることを特徴とするデータ保存処理用記録媒
   体。