JP2001101055A - データベース管理装置、データベースシステム、暗号化装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】データベースのセキュリティを確保すると共
に、検索に利用される項目については高速検索を可能と
する。 【解決手段】データベースを暗号化する際に、検索に利
用される列項目のデータについては鍵記憶装置１５に記
憶された当該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、そ
の他の列項目のデータについては鍵記憶装置１５に記憶
された各行毎に固有の行鍵を用いて暗号化してデータ記
憶装置１６のデータベース格納エリア１６ａに保存して
おく。このように、各行毎に鍵を異ならせることでセキ
ュリティを高めることができ、検索時には、検索用とし
て入力されたデータを前記所定の列項目に共通の列鍵を
用いて暗号化し、その暗号化された検索用データとデー
タベース格納エリア１６ａ内の暗号化データベースとを
比較することで高速検索を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データベースを暗
号化して管理するデータベース管理装置と、暗号化デー
タベースを有する検索装置をネットワーク上に配置した
データベースシステムと、データベースの暗号化を行う
暗号化装置及び記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】データベース管理装置では、データベー
スのセキュリティを確保するため、管理対象として保有
しているデータベースを暗号化して保存しておくことが
求められる。

【０００３】ここでセキュリティを高めるためには、よ
り複雑な暗号処理を施すことで実現することができる
が、複雑な暗号処理は演算に要する時間も大きくなるこ
とは避けられない。

【０００４】データベースは膨大なデータを有し、デー
タ検索は、それらのデータの中からある項目について条
件に合致するものを選び出し、条件に合う項目データを
含むレコード（行データ）を出力するという処理にな
る。従って、大量のデータを取り扱うデータ検索システ
ムにおいては演算時間の増加は処理効率を悪化させる原
因となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、機密
性の高いデータを記憶しているデータベースにはセキュ
リティの要求があり、セキュリティを高めるための暗号
化処理はデータベースの利用性を妨げるという問題があ
る。

【０００６】本発明は前記のような課題を解決するため
になされたもので、データベースのセキュリティを確保
すると共に、データの高速検索を可能にしたデータベー
ス管理装置、データベースシステム、暗号化装置及び記
録媒体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、データベース
を暗号化する際に、検索に利用される列項目のデータに
ついては当該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、そ
の他の列項目のデータについては各行毎に固有の行鍵を
用いて暗号化するようにしたものである。

【０００８】具体的には、本発明のデータベース管理装
置は、データベースの所定の列項目のデータについて当
該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その他の列項
目のデータについては各行毎に固有の行鍵を用いて暗号
化する暗号化手段と、この暗号化手段によって暗号化さ
れたデータベースを記憶する記憶手段とで構成される。

【０００９】このような構成されよれば、データベース
を暗号化する際に、各行毎に鍵を異ならせることでセキ
ュリティを高めることができ、検索時には、検索用とし
て入力されたデータを前記所定の列項目に共通の列鍵を
用いて暗号化し、その暗号化された検索用データと暗号
化データベースの各項目データとを比較することで高速
検索を実現することができる。

【００１０】また、検索に利用される列項目以外の列項
目のデータについて、各行毎に固有の行鍵と当該列項目
に共通の列鍵とを複合的に用いて暗号化するようにすれ
ば、さらにセキュリティを強化することができる。

【００１１】また、暗号化方式として、所定の関数に基
づいて多次元空間に逐次ベクトルを発生させ、これらの
ベクトル成分を暗号のキーストリームとした多次元空間
回転方式を用いれば、複雑な演算処理を必要とせずにデ
ータベースを暗号化することができるので、演算能力の
低い情報処理装置にも適用可能となる。

【００１２】また、データベースの保管場所を離間させ
ておき、別の情報端末からネットワークを介して検索を
依頼するようなデータベースシステムを構築することも
可能である。この場合、前記のようにデータベースの所
定の列項目（検索に利用される列項目）のデータを当該
列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その他の列項目
のデータについては各行毎に固有の行鍵を暗号化してお
く。そして、別の情報端末からデータベースの検索を依
頼する際に、検索用データを当該列項目に共通の列鍵を
用いて暗号化し、その暗号化された検索用データをネッ
トワークを介して送るようにする。この検索用データを
受けることで、前記暗号化データベースの検索処理を行
い、その検索結果として得られたデータを暗号化された
状態でネットワークを介して前記情報端末に返信する。
したがって、常に暗号化された状態でデータをやり取り
できるので、データベースのセキュリティを確保するこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１４】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態に係るデータベース管理装置の構成を示す図で
ある。本装置は、行と列からなるマトリクス形式のデー
タベースを有し、そのデータベースを暗号化して管理す
る機能と共に、入力された検索用データを暗号化して、
その暗号化された検索用データに基づいてデータベース
を検索する機能を備えたものであって、例えば磁気ディ
スク等の記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、
このプログラムによって動作が制御されるコンピュータ
によって実現される。

【００１５】図１に示すように、本装置には、ＣＰＵ１
１、表示装置１２、入力装置１３、プログラム記憶装置
１４、鍵記憶装置１５、データ記憶装置１６が設けられ
ている。

【００１６】ＣＰＵ１１は、本装置全体の制御を行うも
のであり、プログラム記憶装置１４に記憶されたプログ
ラムを読み込み、そのプログラムに従って各種処理を実
行する。本実施形態において、ＣＰＵ１１は図２に示す
ようなデータベースの暗号化処理や、図３および図４に
示すようなデータベースの検索処理を実行する。

【００１７】表示装置１２は、データを表示するための
デバイスであり、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Displ
ay）やＣＲＴ（Cathode-ray tube）等が用いられる。入
力装置１３は、データを入力するためのデバイスであ
り、例えばキーボード、マウス等が用いられる。

【００１８】プログラム記憶装置１４は、例えばＲＯＭ
あるいはＲＡＭなどで構成され、本装置に必要なプログ
ラムを記憶する。本装置に必要なプログラムとしては、
データベース管理プログラムや暗号化プログラム等があ
る。

【００１９】なお、プログラム記憶装置１４は半導体メ
モリの他に磁気的、光学的記録媒体で構成することがで
きる。この記録媒体はＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型の媒体や
ハードディスク等の固定的な媒体を含む。また、この記
録媒体に格納するプログラムは、その一部若しくは全部
をサーバやクライアントからネットワーク回線などの伝
送媒体を介して伝送制御部から受信する構成にしてもよ
く、更に、前記記録媒体はネットワーク上に構築された
サーバの記録媒体であってもよい。更に、前記プログラ
ムをネットワーク回線などの伝送媒体を介してサーバー
やクライアントへ伝送してこれらの機器にインストール
するように構成してもよい。

【００２０】鍵記憶装置１５は、例えばＲＡＭなどで構
成され、データベースの暗号化に用いられる鍵（行鍵と
列鍵）を記憶する。

【００２１】データ記憶装置１６は、本装置に必要な各
種のデータを記憶するためのデバイスであり、例えばＲ
ＡＭあるいは磁気ディスク装置等の外部記憶装置で構成
される。このデータ記憶装置１６には、データベースを
格納しておくためのデータベース格納エリア１６ａ、デ
ータベースを暗号化する際にオペレータにより設定され
た情報（検索対象項目、非暗号化項目等）を格納してお
くための暗号化設定情報格納エリア１６ｂ、データベー
スを検索する際にオペレータにより設定された情報（対
象列項目、検索文字列等）を格納しておくための検索設
定情報格納エリア１６ｃ、データベース検索時の比較文
字列を格納しておくための比較文字列格納エリア１６ｄ
などが設けられている。

【００２２】ここで、本装置の動作を説明する前に、本
装置によって実現されるデータベースの暗号化方法につ
いて説明しておく。

【００２３】データベースを暗号化する場合に、各行毎
（レコード毎）に異なる鍵を用いて暗号化すると、鍵の
解読は困難となり、セキュリティ性を高めることができ
る。しかし、データベースを検索する際に、暗号化され
ているデータを各行毎の鍵で復号化するか、または、検
索用として入力されたデータ（キーワード）を各行毎の
鍵で暗号化しなければならいため、検索結果を得るのに
時間がかかることになる。一方、各列毎に異なる鍵を用
いてデータベースを暗号化すると、検索対象となる列項
目に対応した鍵のみを用いて検索用データを暗号化すれ
ば良いのでデータベース検索を高速に行うことができ
る。しかし、同じ列の中で同一のデータがあると、暗号
化結果も同じになってしまうため、そこから鍵を解読さ
れる可能性が高くなる。

【００２４】そこで、本発明では、データベースを暗号
化する際に、検索に頻繁に利用される列項目のデータに
ついては列共通鍵で暗号化し、その他の列項目のデータ
については各行毎に異なる鍵を与えて暗号化することを
特徴とする。つまり、各行毎に鍵を異ならせることで、
セキュリティを高めると共に、検索時には検索に利用さ
れる項目に入力されたデータを列鍵で暗号化してデータ
ベース上の暗号化データと比較することで高速検索を可
能とするものである。

【００２５】図５は第１の実施形態におけるデータベー
スの構成を説明するための図であり、図５（ａ）は暗号
化前の状態、同図（ｂ）は暗号化後の状態、同図（ｃ）
は復号化後の状態を示している。また、図６は第１の実
施形態における列鍵と行鍵の構成を示す図である。

【００２６】図５（ａ）に示すように、本装置では、行
と列からなるマトリクス形式のデータベースを備えてい
る。ここでは、個人データをデータベース化した場合を
示している。このデータベースは、１レコードが「ｎｕ
ｍｂｅｒ」，「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ｗｅｉ
ｇｈｔ」，「ｈｅｉｇｈｔ」，「ａｇｅ」，「ｐｈｏｎ
ｅ」の各項目で構成するようにしている。

【００２７】このようなデータベースに対し、列鍵と行
鍵を用いて暗号化を行う。すなわち、検索に頻繁に利用
される列項目を「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ａｇ
ｅ」とした場合に、これらの列項目の各行のデータにつ
いては、図６に示すように、「ａｐｐｌｅ」，「ｏｒａ
ｎｇｅ」，「ｌｅｍｏｎ」といった各列項目に共通の列
鍵を用いて暗号化し、その他の列項目「ｗｅｉｇｈ
ｔ」，「ｈｅｉｇｈｔ」，「ｐｈｏｎｅ」の各行のデー
タについては、各行毎に固有の鍵を用いて暗号化する。

【００２８】なお、「ｎｕｍｂｅｒ」の列は暗号化を行
わないものとする。行鍵としては、「ｔｉｇｅｒ」，
「ｄｏｇ」，「ｃａｔ」，「ｍｏｕｓｅ」，「ｅｌｅｐ
ｈａｎｔ」，「ｃｏｗ」，「ｐｉｇ」，「ｒａｂｂｉ
ｔ」，「ｌｉｏｎ」といった鍵が用いられる。これらの
鍵は所定の関数を用いて各列または各行毎に数学的に発
生させることができる。

【００２９】図５（ａ）のデータベースを列鍵と行鍵を
用いて暗号化した結果を図５（ｂ）に示す。データ記憶
装置１６のデータベース格納エリア１６ａには、図５
（ｂ）に示すような状態でデータベースが保存されるこ
とになる。

【００３０】データベースを検索する場合には、検索に
利用される列項目に対応した列鍵を用いて検索用データ
を暗号化してから検索処理を行う。例えば、「ｓｔａｔ
ｅ」の中の「Ｆｌｏｒｉｄａ」といったデータを検索す
る場合には、まず、検索用データとして入力された「Ｆ
ｌｏｒｉｄａ」を「ｓｔａｔｅ」の列鍵「ａｐｐｌｅ」
で暗号化して、「ｈ＊／ｆＤＤ」を得る。この「ｈ＊／
ｆＤＤ」といったデータを「ｓｔａｔｅ」の列の各行か
ら検索する。これにより、「ｎｕｍｂｅｒ２」と「ｎｕ
ｍｂｅｒ８」に該当するデータが存在することがわか
る。

【００３１】また、暗号化されたデータベースを元に戻
す場合には、暗号化の時と同じ列鍵と行鍵を用いる。図
５（ｂ）のデータベースを暗号化の時と同じ列鍵と行鍵
を用いて復号化すると、図５（ｃ）に示すように元のデ
ータを得ることができる。

【００３２】以下に、本装置の動作について説明する。

【００３３】ここでは、（ａ）データベースを暗号化す
る場合の処理と、（ｂ）データベースを検索する場合の
処理に分けて説明する。なお、このフローチャートで示
す各機能を実現するプログラムはＣＰＵが読み取り可能
なプログラムコードの形態で前記プログラム記憶装置１
４の記録媒体に格納されている。また、このプログラム
はプログラムコードの形態でネットワーク回線などの伝
送媒体を介して伝送することもできる。

【００３４】（ａ）データベースを暗号化する場合 図２は本装置にて実行されるデータベース暗号化処理の
動作を示すフローチャートである。今、データベースが
暗号化されていない状態でデータ記憶装置１６のデータ
ベース格納エリア１６ａに記憶されているものとする。
この状態が図５（ａ）である。

【００３５】まず、図示せぬデータベース暗号化設定画
面にて、暗号化対象となるデータベースを指定する（ス
テップＡ１１）。

【００３６】次に、そのデータベースに設けられた各列
項目の中で検索に利用する列項目と、暗号化を必要とし
ない列項目をそれぞれ設定する（ステップＡ１２）。図
５（ａ）の例では、検索に利用する列項目は「ｎａｍ
ｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ａｇｅ」であり、暗号化を必
要としない列項目は「ｎｕｍｂｅｒ」である。ここでの
設定情報はデータ記憶装置１６の暗号化設定情報格納エ
リア１６ｂに記憶される。

【００３７】次に、当該データベースの暗号化に用いる
行鍵と列鍵を決定する（ステップＡ１３）。ここで決定
された行鍵と列鍵の情報は鍵記憶装置１５に記憶され
る。

【００３８】このような設定操作の後、データベースの
中の各列項目を順次指定していくと（ステップＡ１
４）、その指定された列項目に対する暗号化方式が前記
設定情報に基づいて判断される（ステップＡ１５）。こ
の場合、データベースの中の「ｎｕｍｂｅｒ」の列項目
については非暗号化項目として設定されているので、何
もしない。つまり、「ｎｕｍｂｅｒ」の項目は元データ
のままである。

【００３９】また、指定された列項目が検索に利用する
列項目として設定されている場合には、鍵記憶装置１５
に記憶された当該列項目に共通の列鍵が読み出され（ス
テップＡ１５→Ａ１６）、当該列項目の各行のデータが
その列鍵により暗号化される（ステップＡ１７）。すな
わち、データベースの「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，
「ａｇｅ」の項目の各行のデータは、図６に示すよう
に、「ａｐｐｌｅ」，「ｏｒａｎｇｅ」，「ｌｅｍｏ
ｎ」といった各列に固有の鍵を用いて暗号化されること
になる。

【００４０】また、指定された列項目が検索に利用する
列項目として設定されていない場合、つまり、他の列項
目であった場合には、鍵記憶装置１５に記憶された各行
に対応した行鍵が読み出され（ステップＡ１５→Ａ１
８）、当該列項目の各行のデータがそれぞれに固有の行
鍵により暗号化される（ステップＡ１９，Ａ２０）。す
なわち、データベースの中の「ｓｔａｔｅ」，「ｗｅｉ
ｇｈｔ」，「ｈｅｉｇｈｔ」の各項目のデータに関して
は、図６に示すように、１行目のデータは「ｔｉｇｅ
ｒ」，２行目のデータは「ｄｏｇ」，３行目のデータは
「ｃａｔ」，４行目のデータは「ｍｏｕｓｅ」，５行目
のデータは「ｅｌｅｐｈａｎｔ」，６行目のデータは
「ｃｏｗ」，７行目のデータは「ｐｉｇ」，８行目のデ
ータは「ｒａｂｂｉｔ」，９行目のデータは「ｌｉｏ
ｎ」といったように、各行に対応した行鍵を用いて暗号
化される。

【００４１】このような暗号化処理がデータベースの各
列項目について繰り返し行なわれる。すべての列項目の
各行のデータの暗号化が終了すると、その暗号化データ
ベースがデータ記憶装置１６のデータベース格納エリア
１６ａに上書き保存される（ステップＡ２２）。この状
態が図５（ｂ）である。

【００４２】（ｂ）データベースを検索する場合 図３は本装置にて実行されるデータベース検索処理の動
作を示すフローチャートである。今、前記（ａ）で説明
した暗号化処理にて、データベースが暗号化されてデー
タ記憶装置１６に保存されているものとする。

【００４３】まず、図３（ａ）のフローチャートに示す
ように、図示せぬデータベース検索用設定画面にて、検
索情報の入力を行う（ステップＢ１１）。検索情報の入
力とは、検索対象となる列項目と、検索用の文字列（キ
ーワード）を入力することである。これらの入力情報は
データ記憶装置１６の検索設定情報格納エリア１６ｃに
格納される。入力装置１３を通じて検索情報が入力され
ると、検索前処理が実行される（ステップＢ１２）。

【００４４】この検索前処理では、図３（ｂ）のフロー
チャートに示すように、検索対象として入力された列項
目が所定の列項目であるか否かが判断され（ステップＣ
１１）、所定の列項目であることが判明した場合には
（ステップＣ１１のＹｅｓ）、その列項目に共通の列鍵
で検索用の文字列が暗号化される（ステップＣ１２）。

【００４５】所定の列項目とは、前記データベースの暗
号化時に設定された検索対象項目（検索に利用される項
目）であり、具体的には「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔ
ｅ」，「ａｇｅ」の各項目が該当する。この検索対象項
目に関する情報はデータ記憶装置１６の暗号化設定情報
格納エリア１６ｂに格納されている。したがって、前記
ステップＣ１１では、この暗号化設定情報格納エリア１
６ｂを参照して所定の列項目であるか否かの判断を行う
ことになる。また、列項目に共通の列鍵は鍵記憶装置１
５に格納されている。したがって、前記ステップＣ１２
では、この鍵記憶装置１５から当該列項目に対応した列
鍵を読み出して検索用の文字列を暗号化することにな
る。例えば、指定項目が「ｓｔａｔｅ」であれば、「ｏ
ｒａｎｇ」といった列鍵を用いて検索用の文字列を暗号
化することになる。

【００４６】また、検索対象として入力された列項目が
所定の列項目でなかった場合には（ステップＣ１１のＮ
ｏ）、前記のような検索用文字列の暗号化は行われな
い。

【００４７】このような検索前処理の後、データベース
の検索処理（図４参照）が行われ（ステップＢ１３）、
その検索結果として得られたデータが表示装置１２に表
示される（ステップＢ１４）。図４にデータベースの検
索処理を示す。

【００４８】図４は前記ステップＢ１３の検索処理の動
作を具体的に示すフローチャートである。

【００４９】まず、図４（ａ）のフローチャートに示す
ように、検索用文字列がデータベースとの比較文字列と
してデータ記憶装置１６の比較文字列格納エリア１６ｄ
にセットされる（ステップＤ１１）。この場合、上述し
たように検索対象として入力された列項目が所定の列項
目（「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ａｇｅ」）であ
った場合には、前記検索前処理によって、当該検索用文
字列がその列項目に対応した列鍵にて暗号化されて比較
文字列格納エリア１６ｄにセットされる。その他の列項
目の場合には、暗号化されることなく、そのままの状態
で比較文字列格納エリア１６ｄにセットされる。

【００５０】次に、データ記憶装置１６のデータベース
格納エリア１６ａに格納された暗号化データベースの列
番号による暗号化方式が判断される（ステップＤ１
２）。これにより、検索対象が列鍵で暗号化された所定
の列項目に該当する場合には、その対象列の各行にある
データが順次走査され（ステップＤ１２→Ｄ１３）、指
定された行に含まれた対象項目のデータの文字列と前記
比較文字列格納エリア１６ｄにセットされた検索用文字
列（暗号化された文字列）との比較処理が行われる（ス
テップＤ１４）。

【００５１】この比較処理では、図４（ｂ）のフローチ
ャートに示すように、データベースから取り出された対
象項目のデータの暗号化文字列と検索用の暗号化文字列
とを比較して、両者が一致するか否かを判断する（ステ
ップＥ１１）。両者が一致した場合には（ステップＥ１
１のＹｅｓ）、その一致した項目を含むレコードデータ
をデータベース検索結果として抽出する（ステップＥ１
２）。

【００５２】この処理を暗号化データベースの終端まで
繰り返して、該当するデータを順次抽出し（ステップＤ
１５）、この抽出したデータを検索結果として出力する
（ステップＤ２０）。

【００５３】具体的に説明すると、図５（ｂ）の暗号化
データベースの例で、例えば「ｓｔａｔｅ」の項目の中
の「Ｆｌｏｒｉｄａ」といったデータを検索することが
指定された場合には、まず、検索用データとして入力さ
れた「Ｆｌｏｒｉｄａ」を「ｓｔａｔｅ」の列鍵「ａｐ
ｐｌｅ」で暗号化して、「ｈ＊／ｆＤＤ」を得る。この
「ｈ＊／ｆＤＤ」といったデータを「ｓｔａｔｅ」の列
から検索する。これにより、「ｎｕｍｂｅｒ２」と「ｎ
ｕｍｂｅｒ８」に該当するデータが存在することがわか
る。

【００５４】一方、検索対象が行鍵で暗号化されたその
他の列項目に該当する場合には、その対象列の各行にあ
るデータが順次走査され（ステップＤ１２→Ｄ１６）、
指定された行に含まれた対象項目のデータが各行に固有
の行鍵によって復号化された後（ステップＤ１７）、前
記比較文字列格納エリア１６ｄにセットされた検索用文
字列（非暗号化文字列）との比較処理が行われる（ステ
ップＤ１８）。

【００５５】この比較処理では、図４（ｂ）のフローチ
ャートに示すように、データベースから取り出された対
象列のデータの復号化文字列と検索用の非暗号化文字列
との比較により、両者が一致するか否かを判断する（ス
テップＥ１１）。両者が一致した場合には（ステップＥ
１１のＹｅｓ）、その一致した項目を含むレコードデー
タをデータベース検索結果として抽出する（ステップＥ
１２）。

【００５６】この処理を暗号化データベースの終端まで
繰り返して、該当するデータを順次抽出し（ステップＤ
１９）、この抽出したデータを検索結果として出力する
（ステップＤ２０）。

【００５７】具体的に説明すると、図５（ｂ）の暗号化
データベースの例で、例えば「ｗｅｉｇｈｔ」の項目の
中の「１６３」といったデータを検索することが指定さ
れたとした場合に、まず、「ｗｅｉｇｈｔ」の１行目の
データを「ｔｉｇｅｒ」といった行鍵で復号化する。同
様にして、２行目のデータを「ｄｏｇ」，３行目のデー
タを「ｃａｔ」，４行目のデータを「ｍｏｕｓｅ」，５
行目のデータを「ｅｌｅｐｈａｎｔ」，６行目のデータ
を「ｃｏｗ」，７行目のデータを「ｐｉｇ」，８行目の
データを「ｒａｂｂｉｔ」，９行目のデータを「ｌｉｏ
ｎ」といったように、各行に対応した行鍵を用いて、そ
れぞれ復号化した後に、検索用データとして入力された
「１６３」に基づいて「ｓｔａｔｅ」の列から該当する
データを検索する。これにより、「ｎｕｍｂｅｒ３」と
「ｎｕｍｂｅｒ９」に該当するデータが存在することが
わかる。

【００５８】このように、データベースを暗号化する際
に、検索に利用される所定の列項目については列共通鍵
で暗号化し、検索時には、検索用データをその列共通鍵
で暗号化してデータベース上の暗号化データと比較する
ことで高速検索を実現できる。また、所定の列項目以外
の列項目については各行毎に異なる鍵を与えて暗号化す
ることでセキュリティを高める。この場合、検索時には
各行毎の鍵を用いた復号化を必要とするため、前記所定
の列項目に対する検索に比べて時間はかかるものの、検
索に頻繁に利用される項目ではないので問題にはならな
い。

【００５９】（第２の実施形態）前記第１の実施形態で
は、所定の列項目以外の列項目のデータについては、各
行毎に固有の行鍵を用いて暗号化するようにしたが、第
２の実施形態では、さらにセキュリティを高めるため、
各行毎に固有の行鍵と当該列項目に共通の列鍵とを複合
的に用いて暗号化することを特徴とする。

【００６０】図７は第２の実施形態におけるデータベー
スの構成を示す図であり、図７（ａ）は暗号化前の状
態、同図（ｂ）は暗号化後の状態、同図（ｃ）は復号化
後の状態を示している。また、図８は第２の実施形態に
おける合成鍵の構成を示す図である。

【００６１】図７（ａ）に示すように、本装置では、行
と列からなるマトリクス形式のデータベースを備えてい
る。ここでは、個人データをデータベース化した場合を
示している。このデータベースは、１レコードが「ｎｕ
ｍｂｅｒ」，「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ｗｅｉ
ｇｈｔ」，「ｈｅｉｇｈｔ」，「ａｇｅ」，「ｐｈｏｎ
ｅ」の各項目で構成するようにしている。

【００６２】このようなデータベースに対し、合成鍵を
用いて暗号化を行う。すなわち、検索に頻繁に利用され
る列項目を「ｎａｍｅ」，「ｓｔａｔｅ」，「ａｇｅ」
とした場合に、これらの列項目の各行のデータについて
は、図８に示すように、「ａｐｐｌｅ」，「ｏｒａｎｇ
ｅ」，「ｌｅｍｏｎ」といった各列項目に共通の列鍵を
用いて暗号化し、その他の列項目「ｗｅｉｇｈｔ」，
「ｈｅｉｇｈｔ」，「ｐｈｏｎｅ」の各行のデータにつ
いては、「ｂａｎａｎａ＋行鍵」，「ｌｙｃｈｅｅ＋行
鍵」，「ａｐｒｉｃｏｔ＋行鍵」といったように、列鍵
と行鍵とを組み合わせて暗号化する。

【００６３】なお、「ｎｕｍｂｅｒ」の列は暗号化を行
わないものとする。行鍵としては、「ｔｉｇｅｒ」，
「ｄｏｇ」，「ｃａｔ」，「ｍｏｕｓｅ」，「ｅｌｅｐ
ｈａｎｔ」，「ｃｏｗ」，「ｐｉｇ」，「ｒａｂｂｉ
ｔ」，「ｌｉｏｎ」といった鍵が用いられる。これらの
鍵は所定の関数を用いて各列または各行毎に数学的に発
生させることができる。

【００６４】図７（ａ）のデータベースを合成鍵を用い
て暗号化した結果を図７（ｂ）に示す。データ記憶装置
１６のデータベース格納エリア１６ａには、図７（ｂ）
に示すような状態でデータベースが保存されることにな
る。

【００６５】データベースを検索する場合に、前記第１
の実施形態と同様に、検索に利用される列項目に共通の
列鍵を用いて検索用データを暗号化してから検索処理を
行えば良い。例えば、「ｓｔａｔｅ」の中の「Ｆｌｏｒ
ｉｄａ」といったデータを検索する場合には、まず、検
索用データとして入力された「Ｆｌｏｒｉｄａ」を「ｓ
ｔａｔｅ」の列鍵「ａｐｐｌｅ」で暗号化して、「ｈ＊
／ｆＤＤ」を得る。この「ｈ＊／ｆＤＤ」といったデー
タを「ｓｔａｔｅ」の列の各行から検索する。これによ
り、「ｎｕｍｂｅｒ２」と「ｎｕｍｂｅｒ８」に該当す
るデータが存在することがわかる。

【００６６】また、暗号化されたデータベースを元に戻
す場合には、暗号化の時と同じ合成鍵を用いる。図７
（ｂ）のデータベースを暗号化の時と同じ合成鍵を用い
て復号化すると、図７（ｃ）に示すように元のデータを
得ることができる。

【００６７】なお、データベースを暗号化する場合の処
理や、暗号化されたデータベースを検索する場合の処理
については、所定の列項目以外の列項目の各行のデータ
に対して列鍵と行鍵を組み合わせて暗号化する点を除い
ては前記第１の実施形態の処理（図２〜図４）と同様で
あるため、ここでは、その説明を省略するものとする。

【００６８】このように、検索に頻繁に利用される列項
目については、その列項目に共通の列鍵を用いて暗号化
することで、前記第１の実施形態と同様に高速検索を実
現できるものであり、また、他の列項目については、列
鍵と行鍵とを複合的に用いて暗号化することで、さらに
セキュリティを強化することができる。

【００６９】（第３の実施形態）前記第１または第２の
実施形態では、本発明を装置単体で構成したが、データ
ベースの保管場所を離間させておき、別の情報端末から
ネットワークを介して検索を依頼するようなデータベー
スシステムを構築することも可能である。

【００７０】以下に、このようなデータベースシステム
について説明する。

【００７１】図９は本発明の第３の実施形態に係るデー
タベースシステムの構成を示すブロック図である。本シ
ステムは、第１の端末装置２０と第２の端末装置３０と
を有する。第１の端末装置２０と第２の端末装置３０と
はネットワーク４０を介して接続されている。

【００７２】第１の端末装置２０は、データベースサー
ビスを行うサーバコンピュータとして用いられるもので
あって、データベースの検索処理を行う検索装置２１
と、データベースを保存しておくためのデータ記憶装置
２２とで構成される。第２の端末装置３０は、データベ
ースの検索を第１の端末装置２０に依頼し、その結果を
第１の端末装置２０から受け取るクライアントコンピュ
ータとして用いられるものであって、検索依頼装置３１
と復号化装置３２とで構成される。

【００７３】このようなデータベースシステムにあって
は、第１の端末装置２０において、図２で説明したよう
に、データベースの所定の列項目の各行のデータを当該
列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その他の列項目
の各行のデータについては各行毎に固有の行鍵を用いて
暗号化してデータ記憶装置２２に保存しておくものとす
る。

【００７４】ここで、第２の端末装置３０から第１の端
末装置２０に対してデータベースの検索を依頼する際
に、図３の検索前処理までを第２の端末装置３０側で実
行する。すなわち、第２の端末装置３０の検索依頼装置
３１によって、検索対象として入力された列項目が所定
の列項目であるか否かを判断し、所定の列項目である場
合に、検索用の文字列（キーワード）を当該列項目に共
通の列鍵を用いて暗号化する。その他の列項目が検索対
象である場合には、このような暗号化は不要である。

【００７５】検索前処理の後、第２の端末装置３０から
検索用文字列をネットワーク４０を介して第１の端末装
置２０に送る。第１の端末装置２０側では、この検索用
文字列を受けることにより、図４で説明したような検索
処理を実行する。

【００７６】すなわち、第１の端末装置２０の検索装置
２１により、検索対象が所定の列項目か否かを判断し、
所定の列項目であれば、第２の端末装置３０から取得し
た検索用文字列（暗号化文字列）とデータ記憶装置２２
内の暗号化データベースの当該列項目の各行のデータと
を比較して、該当するデータを抽出するといった処理を
行う。また、検索対象が所定の列項目以外の列項目であ
れば、データ記憶装置２２内の暗号化データベースの当
該列項目のデータを各行毎の鍵で復号化してから、第２
の端末装置３０から取得した検索用文字列（非暗号化文
字列）とその復号化された各行のデータとを比較して、
該当するデータを抽出するといった処理を行う。

【００７７】このようにして検索結果が得られると、第
１の端末装置２０はその検索結果として得られたデータ
を暗号化の状態のままでネットワーク４０を介して第２
の端末装置３０に返信する。第２の端末装置３０は、第
１の端末装置２０と共通の暗号鍵を持っている。したが
って、第１の端末装置２０から検索結果を受信すると、
内部の復号化装置３２にて、そのデータを暗号鍵を用い
て復号化することができる。この場合、第１の端末装置
２０と第２の端末装置３０との間で、常に暗号化された
状態でデータがやり取りされるので、データベースのセ
キュリティを確保することができる。

【００７８】このように、第１の端末装置２０側にデー
タベースを持たせて、第２の端末装置３０からのアクセ
スによってデータベース検索を行うようにしたデータベ
ースシステムであっても、検索に頻繁に使う列項目のデ
ータを当該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その
他の列項目のデータについては各行毎に固有の行鍵を用
いて暗号化しておくことで、セキュリティを高めると共
に高速検索を実現することができる。

【００７９】なお、前記所定の列項目以外の列項目のデ
ータについては、前記第２の実施形態で説明したよう
に、各行毎に固有の行鍵と当該列項目に共通の列鍵とを
複合的に用いて暗号化することでも良く、このようにす
れば、さらにセキュリティを強化することができる。

【００８０】（暗号化方式）次に、本発明に適用される
データベースの暗号化方式について説明する。

【００８１】本発明では、データベースの暗号化アルゴ
リズムとして多次元空間回転方式（多次元空間ベクトル
方式）を用いる。この多次元空間回転方式は、所定の関
数に基づいて多次元空間に逐次ベクトルを発生させ、こ
れらのベクトル成分を暗号のキーストリームとするもの
である。この多次元空間回転方式では、演算能力の低い
情報処理装置でも計算できるので、携帯型の端末に適用
するのに相応しい。つまり、本発明のデータベースを外
部からアクセスするような環境において、データの機密
性を保持して処理するためには、このような暗号化方式
を採用することが望ましい。

【００８２】以下に、図１０および図１１を参照して、
多次元空間回転方式を用いた暗号化と復号化の処理を示
す。

【００８３】図１０（ａ）は多次元空間回転方式を用い
た場合での暗号化の処理動作を示すフローチャートであ
る。

【００８４】暗号化の対象となる原データをＭとする
（ステップＦ１１）。このデータＭは、バイナリデータ
である。まず、このデータＭに対してｂｉｔ単位でスク
ランブル１をかける（ステップＦ１２）。こうして得ら
れたデータをＭ´とする（ステップＦ１３）。

【００８５】ここで、このデータＭ´に数学的に順次生
成される乱数をＸＯＲ（排他的論理和）して暗号化を行
う（ステップＦ１４）。このとき、乱数の発生の関数に
多次元ベクトルｒを用いることが多次元空間回転方式の
特徴である。この場合、多次元ベクトルｒを発生させる
関数、あるいは、その関数に用いられる定数は暗号化キ
ー（秘密・公開キー）で決定される。

【００８６】すなわち、暗号化に際し、秘密キー
（Ｐ₁ ，Ｐ₂ ）および公開キー（Ｐ₃ ，Ｐ ₄ ）を定数と
して用いた関数に従って多次元ベクトルｒを生成し、Ｍ
´XOR ｒといった論理演算を行ってデータＭ´を暗号化
する。こうして得られた暗号データをＣとする（ステッ
プＦ１５）。

【００８７】具体的に説明すると、例えば図１１に示す
ように、ｒが３次元ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）であり、そ
のベクトル成分ｘ，ｙ，ｚの計算精度が１６ｂｉｔであ
るとする。この３次元ベクトルｒ（ｘ，ｙ，ｚ）を後述
する式（１）に従ってｒ₀ ，ｒ₁ ，ｒ₂ ，ｒ₃ …といっ
たように順次発生する。

【００８８】今、データＭが８ｂｉｔデータの並びとし
て、ｍ₀ ｍ₁ ｍ₂ ｍ₃ ｍ₄ ｍ₅ ｍ₆…と与えられたと
き、Ｍは前記計算精度（１６ｂｉｔ）に基づいて、その
要素の２つ（８ｂｉｔ）ずつに分解される。そして、３
次元ベクトルがｒ₀ である場合には、データＭとｒ
₀ （ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ₀ ）とのＸＯＲ（排他的論理和）に
より、（ｘ XOR ｍ₀ ｍ₁ ）（ｙ XOR ｍ₂ ｍ₃ ）（ｚ X
OR ｍ₄ ｍ₅ ）…といった計算が行われ、この計算結果
として、Ｃ₀ Ｃ₁ Ｃ₂ Ｃ₃ Ｃ₄ Ｃ₅ …といった暗号デー
タＣが得られる。

【００８９】このようにして得られたデータＣに対し
て、さらにｂｉｔ単位でスクランブル２をかける（ステ
ップＦ１６）。こうして得られたデータをＣ´とし、最
終的な暗号データとして出力する（ステップＦ１７）。

【００９０】なお、前記の処理で、Ｃ´を改めてＭ´と
見なして前記同様の暗号化を繰り返すことによって、復
号化の困難さのレベルを上げることができる。また、こ
のときの多次元ベクトルｒを生成する関数の形を変えれ
ば、復号化の困難さはさらに増すことになる。

【００９１】次に、復号化の処理動作について説明す
る。

【００９２】図６（ｂ）は復号化の処理動作を示すフロ
ーチャートである。

【００９３】復号化は、基本的には前記暗号化処理の逆
の処理を行えば良い。

【００９４】すなわち、暗号データをＣ´とすると（ス
テップＧ１１）、まず、このデータＣに対してｂｉｔ単
位で前記暗号化時に行ったスクランブル２とは逆のスク
ランブル２をかける（ステップＧ１２）。これにより、
スクランブル２をかける前のデータＣが得られる（ステ
ップＧ１３）。

【００９５】次に、Ｃ XOR ｒといった計算を行ってデ
ータＣを復号化する（ステップＧ１４）。これにより、
暗号化を行う前のデータＭ´が得られる（ステップＧ１
５）。

【００９６】そして、このデータＭ´に対してもｂｉｔ
単位で前記暗号化時に行ったスクランブル１とは逆のス
クランブル１をかける（ステップＧ１２）。これによ
り、スクランブル１をかける前のデータつまり原データ
Ｍが得られる（ステップＧ１７）。

【００９７】なお、暗号化の処理で、Ｃ´を改めてＭ´
と見なして暗号化を繰り返したり、多次元ベクトルｒを
生成する関数の形を変えたりする処理が加わっていれ
ば、その処理に対応させて復号化の処理を行うものとす
る。

【００９８】ところで、多次元ベクトルｒを用いた暗号
化において、多次元ベクトルｒを扱う関数を決定するパ
ラメータ（定数）の集合Ｐを２つの部分に分けて、 Ｐ＝｛Ｐ_s ，Ｐ_p ｝ と表わす。ここで、Ｐ_s は秘密パラメータであり、暗号
化キー（秘密キーＰ₁ ，Ｐ₂ ）に相当する。Ｐ_p は公開
パラメータであり、暗号化キー（公開キーＰ₃ ，Ｐ₄ ）
に相当する。

【００９９】次に、多次元空間回転方式について、さら
に詳しく説明する。

【０１００】ｎ（ｎ≧１）次元の空間を張るベクトルを
ｒとし、その初期値ｒ₀ から逐次的に新しいベクトルｒ
_i （ｉ＝０，１，２，３…）を発生する関数をＲとす
る。このとき、ｒ_i は以下のような式（１）で表わされ
る。

【０１０１】 ｒ_i ＝Ａ・Ｒ（Ｐ，ｒ_i-1 ）ｒ_i-1 ＋ｃ …（１） ここで、Ａは適当な定数係数である。Ｐは関数に使用さ
れる定数の集合であり、秘密キーＰ₁ ，Ｐ₂と、公開キ
ーＰ₃ ，Ｐ₄ が使用される。ｃはベクトルを並進移動す
る定数ベクトルである。

【０１０２】前記式（１）において、係数Ａは関数Ｒに
適当な制約（例えば｜Ｒ｜≦１）を設けたときに、各ベ
クトルが多次元空間の閉空間領域内に存在するための条
件を与える。定数ベクトルｃはベクトルｒ_i が収斂する
とき、「トリビアル」な点（例えばｒ＝０のような無意
味な点）にならないことを保証する（勿論ｃ＝０も許さ
れる）。

【０１０３】ｎ次元空間では、ベクトルｒはｎ個の要素
を持つ。ｒ＝（ｘ₁ ，ｘ₂ …ｘ_n ）。計算機上では、数
値データ一般に、コンパイラが定義するビット長（ｍ）
の精度（例えば８バイト又は６４ビット）で表現されて
いる。したがって、ベクトルの逐次生成法のある瞬間に
ｎ×ｍのデータの精度でベクトルｒを再現できないと、
それに続くベクトルｒは正確には再現できない（あるい
はそうなるような関数Ｒを定義する）。これは、ベクト
ルｒの初期値ｒ₀ についても同様で、初期値ｒ ₀ をｎ×
ｍのデータの精度で再現したときにのみ、それに続くベ
クトルｒ₁ ，ｒ ₂ ，ｒ₃ …の再現性が保証される。

【０１０４】前記式（１）を用いて得られたベクトルｒ
の成分を、そのデータ定義長に応じて１個乃至複数個並
べて、その総ビット長に対応した文字列（１文字あたり
８ビットが普通）とビット毎の排他論理演算（ＸＯＲ）
を行う。これを第１暗号化とする。これについては、前
記図１１で述べた通りある。

【０１０５】この手続きは暗号解読への対策となる。こ
の場合、再度式（１）、関数Ｒを変えてて新しいベクト
ルを発生させ、第１暗号化と同じ手法により暗号化を行
っても良い。これを第２暗号化とする。

【０１０６】具体的な例として、ｎ＝２の場合を考え
る。

【０１０７】まず、ｒ_i-1 をこの平面に立てた法線の周
りにθだけが回転する演算として、Ｒを定義すれば、Ｒ
は２×２のマトリックスとなり、次のように表わされ
る。

【０１０８】

【数１】

【０１０９】この場合、θは一種の媒介変数となってい
る。すなわち、媒介変数がｒ_i-1 の関数として与えら
れ、 θ（ｒ）＝ｆ（Ｐ，ｒ） …（３） で表わされるとき、前記式（２）で表わされる変換は、
形式的に前記式（１）で表わされる。

【０１１０】なお、前記式（３）において、Ｐは関数ｆ
に使われる定数の集合として定義されるものであり、秘
密キーＰ₁ ，Ｐ₂と、公開キーＰ₃ ，Ｐ₄ が使用され
る。

【０１１１】このように、逐次的に発生させた多次元空
間を張るベクトルｒを暗号化に使うことで、ＲＳＡのよ
うな暗号化に比べ、計算機の処理精度や処理能力に依存
しない暗号化を実現できる。

【０１１２】さて、このような多次元空間回転方式を本
発明のデータベースの暗号化に適用する場合には、行鍵
と列鍵を ｒ′＝Ａ・Ｒ（Ｐ，ｒ）ｒ ＋ｃ …（４） の関数ＲのＰとして利用する。前記式（４）のＰは関数
Ｒに使用される定数の集合である。本発明の場合には、
「ａｐｐｌｅ」，「ｏｒａｎｇｅ」，「ｌｅｍｏｎ」等
を秘密キーとして用いる。すなわち、前記の説明では、
秘密キーとしてＰ ₁ ，Ｐ₂と定めているので、例えば
「ａｐｐｌｅ」を秘密キーとする場合には、Ｐ₁を「ａ
ｐ」、Ｐ₂を「ｐｌｅ」とする。なお、これは一例であ
り、鍵の設定の仕方はこれに限らず、いろいろな組み合
わせが考えられる。

【０１１３】このように、多次元空間回転方式を本発明
のデータベースの暗号化に適用する場合には、行鍵と列
鍵を多次元空間回転方式の所定の関数の定数成分として
用いる。これにより、高精度の演算能力を必要とせず
に、解読困難な暗号結果を得ることができる。

【０１１４】なお、多次元空間回転方式では、次元数が
大きくなると、回転行列Ｒ（関数）の要素も多くなり、
暗号化／復号化時の演算負荷が大きくなる問題がある。
このような問題を解消する方法として、多次元空間回転
方式を用いた暗号化方式における多次元空間回転行列を
次数の少ない疑似空間回転行列に置き換えて計算する方
法がある。

【０１１５】具体的に説明すると、例えば、６次元空間
における回転行列Ｒの要素は、式（５）のようになり、
計算量が膨大に増える。

【０１１６】

【数２】

【０１１７】そこで、このような回転行列Ｒを疑似回転
行列Ｑに置き換えて計算する。疑似回転行列Ｑは、次数
の少ない空間回転行列の要素を対角に配置し、残りの要
素を０とした擬似的な行列である。例えば、６次元空間
の場合には、式（６）のような疑似回転行列Ｑを用い
る。

【０１１８】

【数３】

【０１１９】なお、式（６）において、Ａ，Ｂは３次元
回転行列である。

【０１２０】この疑似回転行列Ｑと前記回転行列Ｒの要
素を比較して見ると、Ｑの要素には０が多く、計算量が
少なくて済む。しかも、暗号化としての機能も十分に果
たす。一般的には、式（７）のように、多次元空間回転
行列Ｑを設定すれば良い。

【０１２１】

【数４】

【０１２２】このように、多次元空間回転方式における
回転行列を次元数の少ない複数の回転行列の要素を対角
に配置し、残りを０要素とした疑似回転行列に置き換え
て計算することで、計算量を大幅に減らして速やかに暗
号化または復号化の処理を実行することができる。

【０１２３】また、別の方法として、 Ｐ＝Ｓ・Ｑ・Ｓ^T …（８） として得られるＰを新たな疑似空間回転行列として用い
ても良い。

【０１２４】式（８）において、Ｑは前記疑似回転行列
である。Ｓは置換行列であり、式（９）のように、各行
各列に１の要素が１つ含まれた正方行列である。

【０１２５】

【数５】

【０１２６】例えば、疑似回転行列Ｑが前記式（６）で
表現される場合（６次元の場合）には、疑似空間回転行
列Ｐは、式（１０）のように表せる。

【０１２７】

【数６】

【０１２８】これは、置換行列Ｓが式（１１）のような
場合である。

【０１２９】

【数７】

【０１３０】このように、多次元空間回転方式における
回転行列を次元数の少ない複数の回転行列の要素を対角
に配置し、残りを０要素とした疑似回転行列に置換行列
を組み合わせてできる新たな疑似回転行列に置き換えて
計算すれば、計算の行程が複雑化するため、暗号の解読
をさらに困難なものにできる。

【０１３１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、デ
ータベースを暗号化する際に、検索に利用される列項目
のデータについては当該列項目に共通の列鍵を用いて暗
号化し、その他の列項目のデータについては各行毎に固
有の行鍵を用いて暗号化するようにしたため、各行毎に
鍵を異ならせることでセキュリティを高めることがで
き、検索時には、検索用として入力されたデータを前記
所定の列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その暗号
化された検索用データと暗号化データベースとを比較す
ることで高速検索を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るデータベース管
理装置の構成を示す図。

【図２】前記データベース管理装置にて実行されるデー
タベース暗号化処理の動作を示すフローチャート。

【図３】前記データベース管理装置にて実行されるデー
タベース検索処理の動作を示すフローチャート。

【図４】前記図３のステップＢ１３の検索処理の動作を
具体的に示すフローチャート。

【図５】第１の実施形態におけるデータベースの構成を
説明するための図であり、図５（ａ）は暗号化前の状
態、同図（ｂ）は暗号化後の状態、同図（ｃ）は復号化
後の状態を示す図。

【図６】第１の実施形態における列鍵と行鍵の構成を示
す図。

【図７】本発明の第２の実施形態におけるデータベース
の構成を示す図であり、図７（ａ）は暗号化前の状態、
同図（ｂ）は暗号化後の状態、同図（ｃ）は復号化後の
状態を示す図。

【図８】第２の実施形態における合成鍵の構成を示す
図。

【図９】本発明の第３の実施形態に係るデータベースシ
ステムの構成を示すブロック図。

【図１０】多次元空間回転方式を用いた場合での暗号化
処理と復号化処理の動作を示すフローチャート。

【図１１】多次元空間回転方式を用いた場合での暗号化
の演算方法を説明するための図。

【符号の説明】

１１…ＣＰＵ １２…表示装置 １３…入力装置 １４…プログラム記憶装置 １５…鍵記憶装置 １６…データ記憶装置 １６ａ…データベース格納エリア １６ｂ…暗号化設定情報格納エリア １６ｃ…検索設定情報格納エリア １６ｄ…比較文字列格納エリア ２０…第１の端末装置 ２１…検索装置 ２２…データ記憶装置 ３０…第２の端末装置 ３１…検索依頼装置 ３２…復号化装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B017 AA03 BA07 CA16 5B075 KK54 KK63 NK02 NR03 NR20 PP22 QP10 QT06 5B082 GA11 5J104 AA01 AA18 FA00 JA04 NA02 NA27 PA07 PA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データベースの所定の列項目のデータに
   ついて当該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その
   他の列項目のデータについては各行毎に固有の行鍵を用
   いて暗号化する暗号化手段と、 この暗号化手段によって暗号化されたデータベースを記
   憶する記憶手段とを具備したことを特徴とするデータベ
   ース管理装置。
2. 【請求項２】 前記所定の列項目を検索対象とした場合
   に、検索用として入力されたデータを前記所定の列項目
   に共通の列鍵を用いて暗号化し、その暗号化された検索
   用データと前記記憶手段に記憶された暗号化データベー
   スの各項目データとを比較して検索処理を行うデータベ
   ース検索手段を具備したことを特徴とする請求項１記載
   のデータベース管理装置。
3. 【請求項３】 前記暗号化手段は、データベースの所定
   の列項目のデータを当該列項目に共通の列鍵を用いて暗
   号化し、その他の列項目のデータについては各行毎に固
   有の行鍵と当該列項目に共通の列鍵とを複合的に用いて
   暗号化することを特徴とする請求項１記載のデータベー
   ス管理装置。
4. 【請求項４】 前記暗号化手段は、所定の関数に基づい
   て多次元空間に逐次ベクトルを発生させ、これらのベク
   トル成分を暗号のキーストリームとした暗号化方式方式
   を用い、前記行鍵および列鍵を前記関数の定数としてデ
   ータベースの暗号化を行うことを特徴とする請求項１記
   載のデータベース管理装置。
5. 【請求項５】 データベースを有する第１の情報端末
   と、この第１の情報端末にデータベースの検索を依頼す
   る第２の端末とを有し、これらをネットワークを介して
   接続してなるデータベースシステムにおいて、 前記第１の情報端末側で、前記データベースの所定の列
   項目のデータについて当該列項目に共通の列鍵を用いて
   暗号化し、その他の列項目のデータについては各行毎に
   固有の行鍵を用いて暗号化し、 前記第２の情報端末から前記所定の列項目を検索対象と
   してデータベースの検索を依頼する際に、検索用として
   入力されたデータを当該列項目に共通の列鍵を用いて暗
   号化し、その暗号化された検索用データを前記ネットワ
   ークを介して前記第１の情報端末に送り、 前記第１の情報端末側で、前記検索用データに基づいて
   前記暗号化データベースの検索処理を行い、その検索結
   果として得られたデータを暗号化された状態で前記ネッ
   トワークを介して前記第２の情報端末に返信することを
   特徴とするデータベースシステム。
6. 【請求項６】 所定の列項目のデータが当該列項目に共
   通の列鍵を用いて暗号化されているデータベースを管理
   するデータベース管理装置であって、 所定の列項目を対象にしたデータ検索をする際、検索用
   に入力されたデータを前記列鍵を用いて暗号化する暗号
   化手段と、 この暗号化された検索用データと前記暗号化されている
   データベースの各項目データとを比較して検索処理を行
   う検索手段とを具備したことを特徴とするデータベース
   管理装置。
7. 【請求項７】 データベースの少なくとも１つの列項目
   データを当該列項目に共通の列鍵を用いて暗号化する暗
   号化装置であって、 暗号化の対象となる原データを取得する原データ取得手
   段と、 少なくとも前記列鍵によってを決定される関数を用い
   て、ｎ（ｎ≧１）次元の空間の閉領域内に定義されたベ
   クトルを逐次的に生成するベクトル生成手段と、 前記原データ取得手段によって得られた原データと前記
   ベクトル生成手段によって生成されたベクトルの成分と
   の論理演算をビット単位で行って暗号データを生成する
   論理演算手段とを具備したことを特徴とする暗号化装
   置。
8. 【請求項８】 コンピュータに、 データベースの所定の列項目のデータについて当該列項
   目に共通の列鍵を用いて暗号化し、その他の列項目のデ
   ータについては各行毎に固有の行鍵を用いて暗号化する
   暗号化機能と、 この暗号化機能の実行結果として得られた暗号化データ
   ベースに対するデータ検索を行う検索機能とを実行させ
   るためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
   能な記録媒体。
9. 【請求項９】 所定の列項目のデータが当該列項目に共
   通の列鍵を用いて暗号化されているデータベースを管理
   するためのコンピュータに、 所定の列項目を対象にしたデータ検索をする際、検索用
   に入力されたデータを前記列鍵を用いて暗号化する暗号
   化機能と、 この暗号化された検索用データと前記暗号化されている
   データベースの各項目データとを比較して検索処理を行
   う検索機能とを実行させるためのプログラムを記録した
   コンピュータ読み取り可能な記録媒体。