JP2002237810A - 匿名復号システム及び匿名復号方法並びにプログラム - Google Patents

匿名復号システム及び匿名復号方法並びにプログラム

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JP2002237810A JP2001035030A JP2001035030A JP2002237810A JP 2002237810 A JP2002237810 A JP 2002237810A JP 2001035030 A JP2001035030 A JP 2001035030A JP 2001035030 A JP2001035030 A JP 2001035030A JP 2002237810 A JP2002237810 A JP 2002237810A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 匿名復号システムの管理を容易にすると共
に、初期設定操作を容易且つ確実に行えるようにする。 【解決手段】 窓口センタ10は、セキュリティパラメー
タとそれに基づいて生成した共通公開情報を各復号シャ
ッフルセンタ20-1〜20-mへ送り、各復号シャッフルセン
タ20-1〜20-mは、公開鍵，復号鍵を生成し、公開鍵を窓
口センタ10へ返送する。窓口センタ10は、返送された各
公開鍵を合成して暗号化用公開鍵を生成し、公開する。
また、窓口センタ10は、暗号データリストの復号時、処
理順序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ20-jに暗号デ
ータリストを転送し、返送されてきた順番入れ替え, 部
分復号処理の済んだデータリストを次の復号シャッフル
センタ20-(j+1)へ転送するという処理を繰り返し行う。
このような処理を最後の復号シャッフルセンタ20-mまで
行い、そこから返送されたデータリストを復号結果とす
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、匿名復号技術に関
し、特に、暗号データとの対応を秘匿して復号結果を出
力する匿名復号技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の匿名復号システムとして
は、例えば、特開平08-263575 号公報に記載されている
ものが知られている。ここに記載されている匿名復号シ
ステムは、Mix-net 方式に基づくものであり、図１０に
示すように、複数の復号シャッフルセンタ１００−１〜
１００−ｎと、インターネット等のネットワーク上に配
置された外部からアクセス可能な電子掲示板２００とか
ら構成されている。
【０００３】各復号シャッフルセンタ１００−１〜１０
０−ｎは、部分復号手段１０１，シャッフル手段１０
２，証明手段１０３を備えている。また、各復号シャッ
フルセンタ１００−１〜１００−ｎは、別途定められた
セキュリティパラメータに従って生成された暗号化用の
公開鍵と、復号用の復号鍵とを保持している。また、図
１０に示した匿名復号システムでは、各復号シャッフル
センタ１００−１〜１００−ｎの公開鍵を合成したもの
をデータ暗号化のための暗号化用公開鍵としている。
【０００４】複数のセンダ（図示せず）が、暗号化用公
開鍵を用いて暗号化した暗号データを電子掲示板２００
に書き込むと、処理順序が第１番目の復号シャッフルセ
ンタ１００−１が、上記複数のセンダが書き込んだ暗号
データを暗号データリスト２０１として入力し、以下の
処理を行う。
【０００５】先ず、部分復号手段１０１を用いて、暗号
データリスト２０１に対する部分復号処理を行う。この
とき、部分復号手段１０１は、復号シャッフルセンタ１
００−１が保持している復号鍵を使用する。次に、部分
復号が行われた後の暗号データリストに対して、シャッ
フル手段１０２を使用して順番入れ替え処理を行う。そ
の後、証明手段１０３を用いて、部分復号処理，順番入
れ替え処理が正しく行われたことを証明する証明データ
を生成する。そして、最後に、部分復号処理，順番入れ
替え処理を行った後の暗号データリスト（データリス
ト）と証明データとを含むデータ２０２−１を電子掲示
板２００に書き込む。
【０００６】電子掲示板２００にデータ２０２−１が書
き込まれると、処理順序が第２番目の復号シャッフルセ
ンタ１００−２が、データ２０２−１中のデータリスト
に対して、復号シャッフルセンタ１００−１が行った処
理と同様の処理を行い、データリスト及び証明データを
含むデータ２００−２を電子掲示板２００に書き込む。
【０００７】以下、同様の動作が最後の復号シャッフル
センタ１００−ｎまで行われ、電子掲示板２００に、復
号結果リスト，証明データを含んだデータ２０３が書き
込まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の匿名復
号システムは、電子掲示板を利用しているため、次のよ
うな問題があった。つまり、各復号シャッフルセンタに
部分復号処理，順番入れ替え処理を行わせたり、各セン
ダに証明データの検証を行わせるためには、各復号シャ
ッフルセンタ，各センダから電子掲示板を自由にリード
できるようにしなければならない。更に、不正行為を防
止するためには、電子掲示板に対するデータの書き込み
を、正当なセンダ，復号シャッフルセンタからの正当な
データのみに制限しなければならない。このように、従
来の匿名復号システムは、各復号シャッフルセンタ，各
センダから電子掲示板を自由にリードできるようにし、
且つ、電子掲示板に対するデータの書き込みを、正当な
センダ，復号シャッフルセンタからの正当なデータのみ
に制限しなければならないため、管理が複雑になるとい
う問題があった。
【０００９】また、匿名性の保護の観点から、実際の運
用においては、匿名復号システムを構成する個々の復号
シャッフルセンタは、すべて別々の組織によって運用さ
れることが望ましい。しかし、別組織によって運用され
る場合、システムに必要な重要な各種パラメータ（利用
者がメッセージを暗号化するための鍵など) を決定する
初期設定作業が煩雑になるおそれがある。このため、重
要なパラメータの決定経緯が不明確になるおそれがあ
り、ひいてはシステムの正常な運用を妨げる可能性があ
る。
【００１０】そこで、本発明の目的は、複雑な管理処理
を不要にすると共に、初期設定作業を容易且つ確実に行
えるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の匿名復号システ
ムは、１個或いは複数個の復号シャッフルセンタと、１
個の窓口センタとから構成される。復号シャッフルセン
タが１個の場合、窓口センタは、外部から入力された暗
号データリストを復号シャッフルセンタへ転送し、復号
シャッフルセンタから返送されてきたデータリスト（上
記復号シャッフルセンタで暗号データリストに対して、
部分復号処理，順番入れ替え処理を行ったもの）を復号
結果リストとして出力する。
【００１２】また、復号シャッフルセンタが複数個の場
合は、窓口センタは、外部から入力された暗号データリ
ストを処理順序が第１番目の復号シャッフルセンタへ転
送し、上記復号シャッフルセンタからデータリストが返
送されてくると、それを暗号データリストとして処理順
序が第２番目の復号シャッフルセンタへ転送する。以
下、窓口センタは、或る復号シャッフルセンタからデー
タリストが返送されてくると、それを暗号データリスト
として処理順序が次の復号シャッフルセンタへ転送する
という処理を繰り返し行い、処理順序が最後の復号シャ
ッフルセンタからデータリストが返送されてくると、そ
れを復号結果リストとして出力する。このように、本発
明の匿名復号システムによれば、窓口センタと復号シャ
ッフルセンタ間でデータをやり取りするだけで、暗号デ
ータリストを復号することが可能になり、電子掲示板を
使用した従来の匿名復号システムのような複雑な管理処
理が不要になる。
【００１３】また、本発明の匿名復号システムは、セキ
ュリティパラメータが入力されたとき、窓口センタと各
復号シャッフルセンタが共同して暗号化用公開鍵を含む
公開情報を生成するようにしているので、初期設定作業
を容易且つ確実に行うことが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１を参照すると、本発明の第１の実施の
形態としての匿名復号システムが示されている。この匿
名復号システムは、ひとつの窓口センタ１０と、複数個
（ｍ個）の復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍと
から構成されている。
【００１６】窓口センタ１０は、コンピュータによって
構成されるものであり、外部からセキュリティパラメー
タが入力されたとき、各復号シャッフルセンタ２０−１
〜２０−ｍと共同して初期設定処理を行い、暗号化用公
開鍵等を含む公開情報を生成する機能や、外部から上記
暗号化用公開鍵によって暗号化された暗号データを複数
含む暗号データリストが入力されたとき、復号シャッフ
ルセンタ２０−１〜２０−ｍを所定の順序（例えば、外
部から指示された順序）で順次使用して上記暗号データ
リストを復号する機能等を有する。
【００１７】このような機能を有する窓口センタ１０
は、例えば、図２に示すように、窓口側初期設定手段１
１と、復号制御手段１２とを備えている。
【００１８】窓口側初期設定手段１１は、外部からセキ
ュリティパラメータが入力されたとき、各復号シャッフ
ルセンタ２０−１〜２０−ｍと共同して暗号化用公開鍵
等を含む公開情報を生成し公開する機能等を有する。復
号制御手段１２は、暗号データリストが入力されたと
き、復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍを順次使
用して暗号データリストを復号し、復号結果である復号
結果リストを公開する機能等を有する。
【００１９】窓口センタ１０に接続されている記録媒体
Ｋ１０は、ディスク，半導体メモリ，その他の記録媒体
であり、コンピュータからなる窓口センタ１０を匿名復
号システムの一部として機能させるためのプログラムが
記録されている。このプログラムは、コンピュータから
なる窓口センタ１０によって読み取られ、その動作を制
御することで、窓口センタ１０上に窓口側初期設定手段
１１，復号制御手段１２を実現する。
【００２０】復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍ
は、コンピュータによって構成されるものであり、窓口
センタ１０と例えば専用回線を介して接続されている。
各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍは、窓口セ
ンタ１０と共同して初期設定処理を行う機能や、窓口セ
ンタ１０から送られてきた暗号データリストに対して、
順番入れ替え処理，部分復号処理を行い、その処理結果
を窓口センタ１０に返送する機能等を有する。
【００２１】このような機能を有する復号シャッフルセ
ンタ２０−ｊ（１≦ｊ≦ｍ）は、例えば、図３に示すよ
うに、シャッフル側初期設定手段２１と、シャッフル手
段２２と、部分復号手段２３と、証明手段２４とを備え
ている。
【００２２】シャッフル側初期設定手段２１は、窓口側
初期設定手段１１と共同して初期設定処理を行う機能を
有する。この初期設定処理に於いて、シャッフル側初期
設定手段２１は、公開鍵，復号鍵の生成を行う。シャッ
フル手段２２は、窓口センタ１０から送られてきた暗号
データリストに対して、順番入れ替え処理を行う機能を
有する。部分復号手段２３は、シャッフル手段２２が順
番入れ替え処理を行った後の暗号データリストに対し
て、部分復号処理を行う機能を有する。証明手段２４
は、シャッフル手段２２の処理が正しいことを証明する
証明データを生成する機能や、部分復号手段２３の処理
が正しいことを証明する証明データを生成する機能を有
する。
【００２３】復号シャッフルセンタ２０−ｊに接続され
ている記録媒体Ｋ２０−ｊは、ディスク，半導体メモ
リ，その他の記録媒体であり、コンピュータからなる復
号シャッフルセンタ２０−ｊを匿名復号システムの一部
として機能させるためのプログラムが記録されている。
このプログラムは、コンピュータからなる復号シャッフ
ルセンタ２０−ｊによって読み取られ、その動作を制御
することで、復号シャッフルセンタ２０−ｊ上にシャッ
フル側初期設定手段２１，シャッフル手段２２，部分復
号手段２３，証明手段２４を実現する。
【００２４】次に、本実施の形態の動作について詳細に
説明する。
【００２５】＜初期設定処理＞先ず、初期設定処理につ
いて説明する。
【００２６】外部からセッションＩＤの付加されたセキ
ュリティパラメータ（ｐＬ，ｑＬ，ｔ）が入力される
と、窓口センタ１０内の窓口側初期設定手段１１は、共
通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を生成する（図４，Ａ１）。
ここで、ｐ，ｑは、エルガマル暗号のパラメータであ
り、或る整数ｋによりｐ＝ｋｑ＋１という関係にある２
素数である。ｇは、法ｐにおける位数ｑの部分群を生成
する生成元である。また、ｐＬ，ｑＬは、素数ｐ，ｑの
長さであり、ｔは後述する順番入れ替え処理が正しいこ
とを証明する証明データの生成時及び上記証明データの
検証時に使用する繰り返し回数である。また、セッショ
ンＩＤは、処理対象を特定するための識別子であり、処
理対象とは、例えば、県知事選挙，市議会議員選挙等で
ある。
【００２７】その後、窓口側初期設定手段１１は、共通
公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を含んだ公開鍵生成依頼文を作
成し、それに窓口センタ１０のディジタル署名およびセ
ッションＩＤを付して全復号シャッフルセンタ２０−１
〜２０−ｍへ転送する（Ａ２）。
【００２８】各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−
ｍ内のシャッフル側初期設定手段２１は、公開鍵生成依
頼文に付されているディジタル署名を検証することによ
り、相手認証を行う（Ａ３）。そして、署名が正しくな
ければ、例えば処理終了とする。これに対して、署名が
正しければ、共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）の正当性を確
認する。すなわち、（ｐ，ｑ，ｇ）が第[００２６]段落
に記載されている関係を満たすかどうか調べる。正当性
を確認できなければ、例えば処理終了とする。これに対
して正当性を確認できれば、共通公開情報（ｐ，ｑ，
ｇ）に基づいて、公開鍵および復号鍵（秘密鍵）を生成
し、それらを自復号シャッフルセンタ内に、セッション
ＩＤと対応付けて保持する（Ａ４）。例えば、処理順序
が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊにおいて
は、無作為にｘj mod ｑを選び、それを復号鍵とする。
また、自復号シャッフルセンタ２０−ｊの公開鍵ｙjを により生成する。
【００２９】その後、各復号シャッフルセンタ２０−１
〜２０−ｍ内のシャッフル側初期設定手段２１は、ステ
ップＡ４で生成した公開鍵に対して復号鍵を知っている
ことの証明データを生成する（Ａ５）。例えば、処理順
序が第ｊ番目の復号シャッフルセンタ２０−ｊ内のシャ
ッフル側初期設定手段２１では、公開鍵ｙjに対して復
号鍵ｘjを知っていることの証明データy'j ，ｒj を により生成する。ここで、Ｈａｓｈは安全なハッシュ関
数、βjは乱数である。
【００３０】ステップＡ５の処理が終了すると、各復号
シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍ内のシャッフル側
初期設定手段２１は、ステップＡ４で生成した公開鍵及
びステップＡ５で生成した証明データを含む公開鍵登録
依頼文を作成し、それに自復号シャッフルセンタのディ
ジタル署名及びセッションＩＤを付して窓口センタ１０
へ返送する（Ａ６）。
【００３１】窓口センタ１０内の窓口側初期設定手段１
１は、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから
返送されてきた公開鍵登録依頼文に付されているディジ
タル署名を検証することにより相手認証を行い（Ａ
７）、更に、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−
ｍから返送されてきた公開鍵の正当性を により検証する（Ａ８）。
【００３２】そして、復号シャッフルセンタ２０−１〜
２０−ｍから返送されてきた全ての公開鍵登録依頼文
が、ステップＡ７，Ａ８の検証を通った場合は、各復号
シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから返送されてき
た公開鍵ｙ1〜ｙmを、 により合成し、システム利用者がデータを暗号化する際
に使用する暗号化用公開鍵Ｙを生成する（Ａ９）。
【００３３】その後、窓口側初期設定手段１１は、暗号
化用公開鍵Ｙ，各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０
−ｍの公開鍵ｙ1〜ｙm，共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）及
び各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの復号シ
ャッフルセンタＩＤ（どのような組織が復号を担当して
いるのかをシステム利用者に知らせるため）を含む公開
情報を生成し、この公開情報をセッションＩＤと対応付
けて公開する（Ａ１０）。以上が初期設定処理である。
【００３４】次に、復号処理について説明する。
【００３５】窓口センタ１０内の復号制御手段１２に
は、外部からｎ個の暗号データを含んだ暗号データリス
ト｛（Ｇi，Ｍi）｝(i=1,2,…,n)が入力される。この暗
号データリストには、それがどの処理対象に関連するも
のであるのかを特定するためのセッションＩＤが付与さ
れている。
【００３６】暗号データ（Ｇi，Ｍi）は、データｍiに
対応する暗号データであり、 により得られたものである。ここで、データｍiは、位
数がｑになるように選ばれているものとする。また、ｒ
iは、データｍiに対して任意に選んだ乱数である。
【００３７】窓口センタ１０内の復号制御手段１２は、
暗号データリスト｛（Ｇi，Ｍi）｝ (i=1,2,…,n) が入
力されると、Ｇi，Ｍiの位数がｑであることを全てのｉ
について確認したのち、それに窓口センタ１０のディジ
タル署名，セッションＩＤを付して処理順序が第１番目
の復号シャッフルセンタ２０−１に転送する（図５，Ｂ
１，Ｂ２）。尚、処理順序が第ｊ番目の復号シャッフル
センタ２０−ｊへ転送する暗号データリストは、｛（Ｇ
(j) i, Ｍ(j) i ｝(i=1,2,…,n)と記すものとする。
【００３８】復号シャッフルセンタ２０−１は、暗号デ
ータリスト｛（Ｇ(1) i， Ｍ(1) i）｝ (i=1,2,…,n)に付
されているディジタル署名を検証することにより相手認
証を行う（図６，Ｃ１）。そして、ディジタル署名が正
しいものであれば、シャッフル手段２２，部分復号手段
２３を用いて上記暗号データリストに対して順番入れ替
え処理，部分復号処理を行い、処理結果であるデータリ
ストを得る（Ｃ２，Ｃ３）。尚、順番入れ替え処理，部
分復号処理については、後で詳細に説明する。その後、
証明手段２４を用いてシャッフル手段２２，部分復号手
段２３が行った処理が正しいことを示す証明データを生
成し（Ｃ４）、データリスト，証明データにディジタル
署名およびセッションＩＤを付して窓口センタ１０へ返
送する（Ｃ５）。ここで、証明データは、データリスト
に付加して窓口センタ１０へ返送しても良いし、先にデ
ータリストだけを返送し、後から証明データを個別で返
送するようにしても良い。尚、証明データの生成方法に
ついては、後で詳細に説明する。
【００３９】窓口センタ１０内の復号制御手段１２は、
復号シャッフルセンタ２０−１からディジタル署名，セ
ッションＩＤの付されたデータリスト，証明データが返
送されてくると、ディジタル署名に基づいて、相手認証
を行うと共に、証明データを検証する（図５，Ｂ３）。
尚、証明データの検証方法については、後で詳細に説明
する。そして、ディジタル署名，証明データが正しいも
のである場合は、処理順序が第２番目の復号シャッフル
センタ２０−２に、処理順序が第１番目の復号シャッフ
ルセンタ２０−１から返送されてきたデータリストを暗
号データリストとして転送する（Ｂ４〜Ｂ６）。その
際、復号制御手段１２は、暗号データリストに、セッシ
ョンＩＤを付加する。
【００４０】復号シャッフルセンタ２０−２でも、復号
シャッフルセンタ２０−１と同様の処理が行われ（図
６，Ｃ１〜Ｃ５）、窓口センタ１０にディジタル署名，
セッションＩＤの付されたデータリスト，証明データが
返送される。
【００４１】これにより、窓口センタ１０内の復号制御
手段１２は、前述した処理と同様の処理を行う（図５，
Ｂ３〜Ｂ６）。以上の処理が繰り返し行われ、処理順序
が最後の復号シャッフルセンタ２０−ｍからディジタル
署名，セッションＩＤの付されたデータリスト，証明デ
ータが返却されると、復号制御手段２０は、上記データ
リストを復号結果リストとして公開する（Ｂ７）。その
際、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍから送
られてきた各証明データ，セッションＩＤ，窓口センタ
１０の窓口センタＩＤ，復号シャッフルセンタ２０−１
〜２０−ｍの復号シャッフルセンタＩＤも公開する。
【００４２】以下に、シャッフル手段２２が行う順番入
れ替え処理，部分復号手段２３が行う部分復号処理，証
明手段２４が行う証明データ生成処理，復号制御手段１
２が行う検証処理について詳しく説明する。
【００４３】＜順番入れ替え処理＞処理順序が第ｊ番目
の復号シャッフルセンタ２０−ｊ内のシャッフル手段２
２が行う順番入れ替え処理について説明する。順番入れ
替え処理は、以下に述べるシャッフル処理と再暗号処理
とからなる。
【００４４】シャッフル手段２２は、先ず、シャッフル
処理を行う。シャッフル処理においては、窓口センタ１
０から送られてきた暗号データリスト｛（Ｇ(j) i，Ｍ
(j) i）｝(i=1,2,…,n)中の暗号データ（Ｇ(j) i，
Ｍ(j) i）(i=1,2,…,n)に対して、ランダムに置換写像π
(j) を決定し、それに基づいて（Ｇ(j) i，Ｍ(j) i）
(i=1,2, …,n)の順番を入れ替え、新たに、 を得る。以上がシャッフル処理である。このとき、 が成り立っている。
【００４５】シャッフル処理が終了すると、再暗号処理
を行う。ここで、再暗号とは、暗号化されたデータの内
容を変えずに暗号データの「見かけ」を変えることであ
る。単に位置を変えただけでは、暗号データのビットパ
ターンから暗号データを追跡することが可能であるた
め、再暗号処理が必要になる。
【００４６】そこで、処理順序が第ｊ番目の復号シャッ
フルセンタ２０−ｊ内のシャッフル手段２２は、自復号
シャッフルセンタ以降の復号シャッフルセンタの公開鍵
を合成して、 を求める。そして、シャッフル処理された に対して、乱数ｓ(j) i mod ｑを発生させて、 により、｛（Ｇ'(j) i， Ｍ'(j) i）｝(i=1,2,…,n)を求
める。
【００４７】尚、Ｙjや、乱数ｓ(j) i の発生、および の計算は、暗号データリストを受け取る前に事前計算し
ておくことができる。事前計算した値を保存しておけ
ば、各データ成分に対して、この再暗号処理は、１回の
乗算のみで実現できる。
【００４８】＜部分復号処理＞次に、復号シャッフルセ
ンタ２０−ｊ内の部分復号手段２３が行う部分復号処理
について説明する。
【００４９】部分復号手段２３は、シャッフル手段２２
が順番入れ替え処理を行った｛（Ｇ'(j) i，
Ｍ'(j) i）｝(i=1,2,…,n)に対して、自復号シャッフル
センタ２０−ｊが所有している復号鍵ｘj（暗号データ
リストに付されているセッションＩＤに対応する復号
鍵）を用いて、 を計算する。そして、 をデータリストとして窓口センタ１０へ返送する。
【００５０】＜証明データ生成処理＞次に、証明手段２
４が行う証明データ生成処理について説明する。尚、以
下の説明においては、復号シャッフルセンタを特定する
（ｊ）の表記を省略する。
【００５１】先ず、シャッフル手段２２がデータリスト
｛（Ｇ'i， Ｍ'i）｝(i=1,2,…,n)に対して、置換写像
πを用いてシャッフル処理を行い、公開鍵情報（ｐ，
ｑ，ｇ，Ｙj）と乱数列｛ｓi｝(i=1,2,…,n)を用いて
｛（Ｇ(j) i， Ｍ(j) i）｝(i=1,2, …,n) を生成したこと
を、置換写像πと乱数列｛ｓi｝を秘密にして証明する
証明データの生成方法について説明する。尚、以下の説
明において、ｔはセキュリティパラメータ（繰り返し回
数）である。
【００５２】１．ｔ個のランダムな置換写像π'uと、ｔ
×ｎ個の乱数｛ｓ’(u,v)｝を発生させ、 をｕ＝１，２，…，ｔ、ｖ＝１，２，…，ｎに関して計
算する。２． を計算する。ここで、｜｜は連結を示す。３．ｃのｕ番
目（ｕ＝１，２，…，ｔ）のビットをｃ〔ｕ〕とする
と、 とおく。証明データは、{（Ｇ'(j) i，Ｍ'(j) i）
(i=1,2,…,n)｝，{Ａ(u,v)，Ｂ(u,v)｝，{αu｝，{β
(u,v)｝となる。
【００５３】尚、置換写像π’uや乱数｛ｓ’(u,v)｝の
発生および の計算は、暗号データリストを受け取る前に事前計算し
ておくことができる。事前計算をした値を保存しておけ
ば、処理時間を短縮することが可能になる。
【００５４】次に、上記した｛（Ｇ'i， Ｍ'i）｝
(i=1,2,…,n)に対して、自分の公開鍵ｙに対する秘密鍵
ｘを用いて正しく計算した｛（Ｇ”i，Ｍ”i）
(i=1,2,…,n)｝を窓口センタ１０に送ったことを秘密鍵
ｘを漏らさずに証明する証明データの生成方法について
説明する。
【００５５】１．乱数ｒ mod ｑを生成する。 ２． とおく。 ３．α＝ｒ−ｃｘ mod ｑとおく。 以上のようにして求めたｃ, αが証明データとなる。
【００５６】＜検証処理＞次に、復号制御手段１２が行
う検証処理について説明する。先ず、シャッフル手段２
２の処理が正しいことを証明する証明データの検証につ
いて説明する。
【００５７】１．公開された情報及び証明データから を計算する。 ２．ｃのｕ番目（ｕ＝１，２，…，ｔ）のビットをｃ
〔ｕ〕とすると、・ｃ〔ｕ〕＝０のとき、 が成り立つことを確認する。 ・ｃ〔ｕ〕＝１のとき、 が成り立つことを確認する。 ３．Ｇ'i,Ｍ'iの位数がｑであることを確認する。全て
が確認できれば、証明データは正しいとみなす。
【００５８】次に、部分復号手段２３が行った処理が正
しいことを証明する証明データの検証について説明す
る。
【００５９】１．全てのｉについてＧ’i＝Ｇ”iである
ことを確認する。
【００６０】２． が成り立つことを確認する。
【００６１】３．全てのｉについてＭ”q i＝１ mod ｐ
であることを確認する。全てが確認できれば、証明デー
タは正しいとみなす。実際には、シャッフル証明と復号
証明は一度に行われる。従って、復号結果として与えら
れている{Ｇ"i}(i=1,2,..,n)に対してＧ'i=Ｇ"iとなる
はずの{Ｇ'i}(i= 1,2,..,n)を送る必要はない。従って、
実装では、シャッフル証明時に{Ｍ'i}(i= 1,2,...,n)の
みを送るようにする。
【００６２】尚、以上の動作説明では説明を省略した
が、窓口センタと復号シャッフルセンタとでデータをや
り取りする場合には、データに転送先の窓口センタ，復
号シャッフルセンタのＩＤ及び転送元の窓口センタ，復
号シャッフルセンタのＩＤを付加するものとする。例え
ば、窓口センタ１０から復号シャッフルセンタ２０−１
へデータを転送する場合には、復号シャッフルセンタ２
０−１，窓口センタのＩＤをそれぞれ転送先，転送元と
して付加する。また、例えば、窓口センタ１０から全て
の復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍへデータを
転送する場合には、全復号シャッフルセンタ２０−１〜
２０−ｍのＩＤ，窓口センタ１０のＩＤをそれぞれ転送
先，転送元として付加する。
【００６３】次に、図７を参照して本発明の第２の実施
の形態について説明する。本実施の形態は、無記名電子
投票を行う際に利用すると好適なものであり、図１に示
した匿名復号システムが備えている構成に加え、投票管
理センタ３０が追加されている。
【００６４】投票管理センタ３０には、有権者名簿と、
セキュリティパラメータと、選挙の投票期間と、セッシ
ョンＩＤとが入力される。投票管理センタ３０は、上記
セキュリティパラメータに上記セッションＩＤを付加
し、窓口センタ１０へ転送する。
【００６５】窓口センタ１０は、投票管理センタ３０か
らセッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータ
が送られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜
２０−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）
を行い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報
ｐ，ｑ，ｇ等を含む）を公開する。投票管理センタ３０
は、その公開情報がセキュリティパラメータに従ってい
て正当なものであることを確認し、各投票者に通知す
る。
【００６６】投票期間が始まると投票者は、自分の投票
データを公開情報を基に暗号化し、投票者のディジタル
署名を付加して投票管理センタ３０に送付する。ここ
で、第ｉ（＝１，２，…，ｎ）番目の投票者は、公開さ
れた公開鍵Ｙ及び共通公開情報（ｐ，ｑ，ｇ）を用いて
投票内容ｍi を以下のように暗号化する。尚、ここで、
投票内容は位数がｑになるように選ばれているものとす
る。
【００６７】先ず、投票者は、任意の乱数ｒi mod ｑを
選ぶ。次に、 により得られた（Ｇi,Ｍi）を暗号投票データとする。
この暗号投票データに自身のディジタル署名を付して投
票センタ３０へ送付する。
【００６８】ここで、投票者が正しくｍiを知って暗号
投票データを作成したことの証明を施すことができる。
例えば、第ｉ番目の投票者は、乱数γを発生させ、 により、証明データα，ｔiを生成する。この証明は、 により検証することができる。
【００６９】或いは、第ｉ番目の投票者は、乱数γを発
生させ、 により、証明データα，ｔiを生成しても良い。この証
明は、 により検証することができる。
【００７０】投票管理センタ３０は、署名を検証し、有
権者名簿をもとに投票者の投票権を確認し、二重投票を
チェックした後、投票を受け付ける。尚、証明データが
付加されている場合は、更に、証明データを検証した
後、投票を受け付ける。投票期間が終わると投票の受け
付けを終了し、受け付けた暗号投票データを暗号データ
リストとして匿名復号システムの窓口センタ１０にディ
ジタル署名付きで送信する。窓口センタ１０は、暗号デ
ータリストを受け取ると、前述の復号処理によってデー
タリストを復号し、復号結果や証明データを投票管理セ
ンタ３０に返送する。
【００７１】投票管理センタ３０は、受け取った復号結
果を復号後の投票データとして集計し、発表する。
【００７２】次に、図８を参照して本発明の第３の実施
の形態について説明する。本実施の形態は、匿名電子入
札を行う際に利用すると好適なものであり、図１に示し
た匿名復号システムが備えている構成に加え、入札管理
センタ４０が追加されている。
【００７３】入札管理センタ４０には、入札者名簿と、
セキュリティパラメータと、入札期間と、セッションＩ
Ｄとが入力される。入札管理センタ４０は、上記セキュ
リティパラメータに上記セッションＩＤを付加し、窓口
センタ１０へ転送する。
【００７４】窓口センタ１０は、入札管理センタ４０か
らセッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータ
が送られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜
２０−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）
を行い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報
ｐ，ｑ，ｇ等を含む）を公開する。入札管理センタ４０
は、その公開情報がセキュリティパラメータに従ってい
て正当なものであることを確認し、各入札者に通知す
る。
【００７５】入札期間が始まると入札者は、自分の入札
値を公開情報を基に暗号化し、入札者のディジタル署名
を付加して入札管理センタ４０に送付する。その際、自
分の入札値を知っていることを証明する証明データ（第
２の実施の形態で説明した証明データと同様の証明デー
タ）を送付するようにしても良い。
【００７６】入札管理センタ４０は、署名を検証し、入
札者名簿をもとに入札者の入札権を確認し、二重の入札
がないかをチェックした後、入札を受け付ける。尚、証
明データも送付される場合には、証明データを検証した
後、入札を受け付ける。入札期間が終わると入札の受け
付けを終了し、受け付けた暗号入札値を暗号データリス
トとして匿名復号システムの窓口センタ１０に送信す
る。窓口センタ１０は、暗号データリストを受け取る
と、前述の復号処理によってデータリストを復号し、復
号結果や証明データを入札管理センタ４０に返送する。
【００７７】入札管理センタ４０は、受け取った復号結
果を復号後の入札値として発表する。
【００７８】次に、図９を参照して本発明の第４の実施
の形態について説明する。本実施の形態は、匿名電子ア
ンケートを行う際に利用すると好適なものであり、図１
に示した匿名復号システムが備えている構成に加え、受
付センタ５０が追加されている。
【００７９】受付センタ５０には、回答者名簿と、セキ
ュリティパラメータと、アンケート期間と、セッション
ＩＤとが入力される。受付センタ５０は、上記セキュリ
ティパラメータに上記セッションＩＤを付加し、窓口セ
ンタ１０へ転送する。
【００８０】窓口センタ１０は、受付センタ５０からセ
ッションＩＤの付与されたセキュリティパラメータが送
られてくると、各復号シャッフルセンタ２０−１〜２０
−ｍと共同して前述した初期設定処理（図４参照）を行
い、得られた公開情報（公開鍵Ｙ，共通公開情報ｐ，
ｑ，ｇ等を含む）を公開する。受付センタ５０は、その
公開情報がセキュリティパラメータに従っていて正当な
ものであることを確認し、各アンケート回答者に通知す
る。
【００８１】アンケート期間が始まるとアンケート回答
者は、自分のアンケート回答を公開情報を基に暗号化
し、アンケート回答者のディジタル署名を付加して受付
センタ５０に送付する。その際、自分のアンケート回答
を知っていることを証明する証明データ（第２の実施の
形態で説明した証明データと同様の証明データ）を送付
するようにしても良い。
【００８２】受付センタ５０は、署名を検証し、回答者
名簿をもとに回答者の回答権を確認し、二重回答がない
かをチェックした後、アンケート回答を受け付ける。
尚、証明データも送付される場合には、証明データを検
証した後、アンケート回答を受け付ける。アンケート期
間が終わるとアンケート回答の受け付けを終了し、受け
付けた暗号アンケート回答を暗号データリストとして匿
名復号システムの窓口センタ１０に送信する。窓口セン
タ１０は、暗号データリストを受け取ると、前述の復号
処理によってデータリストを復号し、復号結果や証明デ
ータを受付センタ５０に返送する。
【００８３】受付センタ５０は、受け取った復号結果を
復号後のアンケート回答として発表する。
【００８４】なお、本実施例で述べた以外にも、センタ
或いは第三者が、公開されている情報やデータの正当性
を適宜検証することが考えられる。また、証明方法に関
する数式は一例であり、式を変更して同様の効果がえら
れることは同業者は容易に想定できることである。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
窓口センタと復号シャッフルセンタとの間でデータをや
り取りするだけで暗号データリストを復号することが可
能になり、電子掲示板を用いた従来の匿名復号システム
のような複雑な管理処理が不要になるという効果があ
る。
【００８６】また、本発明では、外部から入力されたセ
キュリティパラメータに基づいて、窓口センタと復号シ
ャッフルセンタが共同して暗号化用公開鍵を含む公開情
報を生成するので、初期設定操作を容易且つ確実に行う
ことが可能になる効果がある。
【００８７】また、復号鍵という重要な秘密を管理する
復号シャッフルセンタが、不特定多数からアクセスされ
る電子掲示板と直接接続する必要が生じないので、セキ
ュリティ面の効果が顕著である。更に、復号シャッフル
センタの構成を、復号鍵に関わる処理と窓口センタとの
通信機能のみに集約できるので、コンパクトに実現でき
るという効果がある。また、窓口センタと復号シャッフ
ルセンタで、セッション管理機能と復号鍵管理機能をそ
れぞれ分担したので、１度きりの匿名復号のみならず、
複数回の匿名復号処理や、電子投票、電子入札、電子ア
ンケートなど、すべて高いセキュリティでサービスを実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。
【図２】窓口センタ１０の構成例を示すブロック図であ
る。
【図３】復号シャッフルセンタ２０−ｊの構成例を示す
ブロック図である。
【図４】初期設定時の処理例を示す流れ図である。
【図５】復号制御手段１２の処理例を示す流れ図であ
る。
【図６】復号シャッフルセンタ２０−１〜２０−ｍの処
理例を示す流れ図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の構成例を示すブロ
ック図である。
【図１０】従来の技術を説明するためのブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０…窓口センタ １１…窓口側初期設定手段 １２…復号制御手段 Ｋ１０…記録媒体 ２０−１〜２０−ｍ…復号シャッフルセンタ ２１…シャッフル側初期設定手段 ２２…シャッフル手段 ２３…部分復号手段 ２４…証明手段 Ｋ２０−１〜Ｋ２０−ｍ…記録媒体 ３０…投票管理センタ ４０…入札管理センタ ５０…受付センタ １００−１〜１００−ｎ…復号シャッフルセンタ １０１…部分復号手段 １０２…シャッフル手段 １０３…証明手段 ２００…電子掲示板 ２０１…暗号データリスト ２０２−１，２０２−２…処理された暗号データリス
ト，証明データを含むデータ ２０３…復号結果リスト，証明データを含むデータ

Claims (68)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 指定された方法および指定された公開情
    報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デー
    タリストを入力として、各暗号データの復号結果をリス
    ト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムにおい
    て、 外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号デ
    ータリストを復号シャッフルセンタへ転送し、前記復号
    シャッフルセンタからデータリストが返送されてきた場
    合、該データリストを復号結果リストとして出力する窓
    口センタと、 該窓口センタから転送されてきた暗号データリストに対
    して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共に
    自復号シャッフルセンタが所有している復号鍵を用いた
    部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記窓
    口センタへ返送する復号シャッフルセンタとを備えたこ
    とを特徴とする匿名復号システム。
  2. 【請求項２】 指定された方法および指定された公開情
    報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デー
    タリストを入力として、各暗号データの復号結果をリス
    ト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムにおい
    て、 暗号データリストを外部から受け取る窓口センタと、 それぞれが復号鍵を所有する複数の復号シャッフルセン
    タとから成立ち、 前記窓口センタは、受け取った暗号データリストを第１
    の復号シャッフルセンタに転送し、 前記第１の復号シャッフルセンタは、前記窓口センタか
    ら受け取った暗号データリストに対して、対応する公開
    情報を用いて順番入れ替え処理を行い、対応する復号鍵
    を用いて部分復号処理を行い、その結果のデータリスト
    を前記窓口センタに返送し、 前記窓口センタは、前記第１の復号シャッフルセンタか
    ら返送されたデータリストを、第２の復号シャッフルセ
    ンタに送信し、 前記窓口センタは、最後の復号シャッフルセンタから返
    送されたデータリストを、復号結果リストとして出力す
    ることを特徴とする匿名復号システム。
  3. 【請求項３】 指定された方法および指定された公開情
    報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デー
    タリストを入力として、該暗号データリスト上の各暗号
    データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力する
    匿名復号システムにおいて、 窓口センタと、それぞれが復号鍵を所有する複数の復号
    シャッフルセンタとを備え、 前記窓口センタが、 外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号デ
    ータリストを処理順序が第１番目の復号シャッフルセン
    タへ転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセンタ以
    外の復号シャッフルセンタからデータリストが返送され
    てきた場合、処理順序が前記データリストの返送元復号
    シャッフルセンタの次の復号シャッフルセンタに対して
    前記返送されてきたデータリストを暗号データリストと
    して転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセンタか
    らデータリストが返送されてきた場合、該データリスト
    を復号結果リストとして出力する構成を有し、 前記各復号シャッフルセンタが、 前記窓口センタから転送されてきた暗号データリストに
    対して、公開情報を用いた順番入れ替え処理を行うと共
    に自復号シャッフルセンタが所有している復号鍵を用い
    た部分復号処理を行い、その結果のデータリストを前記
    窓口センタへ返送する構成を有することを特徴とする匿
    名復号システム。
  4. 【請求項４】 請求項１，２または３記載の匿名復号シ
    ステムにおいて、 前記復号シャッフルセンタは、正しく順番入れ替え処理
    を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証
    明を前記窓口センタに報告する構成を有することを特徴
    とする匿名復号システム。
  5. 【請求項５】 請求項１，２または３記載の匿名復号シ
    ステムにおいて、 前記復号シャッフルセンタは、正しく順番入れ替え処理
    を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証
    明を前記処理結果のデータリストに付して前記窓口セン
    タに報告する構成を有することを特徴とする匿名復号シ
    ステム。
  6. 【請求項６】 請求項４または５記載の匿名復号システ
    ムにおいて、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタが行った証明
    が正しいことを検証する構成を有することを特徴とする
    匿名復号システム。
  7. 【請求項７】 請求項４または５記載の匿名復号システ
    ムにおいて、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタが行った証明
    が正しいことを検証した後、前記復号シャッフルセンタ
    から返送されてきたデータリストを暗号データリストと
    して、処理順序が次の復号シャッフルセンタに転送する
    構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  8. 【請求項８】 請求項４，５，６または７記載の匿名復
    号システムにおいて、 前記窓口センタは、前記復号結果リストに、全復号シャ
    ッフルセンタから報告された証明を添付して出力する構
    成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  9. 【請求項９】 請求項１，２または３記載の匿名復号シ
    ステムにおいて、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    時に相手認証を行う構成を有することを特徴とする匿名
    復号システム。
  10. 【請求項１０】 請求項１，２または３記載の匿名復号
    システムにおいて、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    データに送信元のデジタル署名を付与する構成を有する
    ことを特徴とする匿名復号システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１，２または３記載の匿名復号
    システムにおいて、 同一処理対象に対する、互いに関連する公開情報，暗号
    データリスト，復号シャッフルセンタが所有する復号鍵
    に共通のセッションＩＤを付与し、 前記窓口センタは、或るセッションＩＤに対応する暗号
    データリストを復号シャッフルセンタへ転送する場合お
    よび復号シャッフルセンタから返送されてきた或るセッ
    ションＩＤの付与されたデータリストを暗号データリス
    トとして復号シャッフルセンタへ転送する場合、前記暗
    号データリストに前記或るセッションＩＤを付与して復
    号シャッフルセンタへ転送する構成を有し、 前記復号シャッフルセンタは、前記窓口センタから或る
    セッションＩＤの付与された暗号データリストが転送さ
    れてきた場合、前記或るセッションＩＤの付与されてい
    る公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、前記或る
    セッションＩＤの付与されている復号鍵を用いて部分復
    号を行い、その結果のデータリストに前記或るセッショ
    ンＩＤを付与して前記窓口センタに返送する構成を有す
    ることを特徴とする匿名復号システム。
  12. 【請求項１２】 請求項１，２または３記載の匿名復号
    システムにおいて、 前記窓口センタが、 セキュリティパラメータが入力されたとき、該セキュリ
    ティパラメータに基づいて共通公開情報を作成し、該作
    成した共通公開情報を全復号シャッフルセンタへ通知
    し、全復号シャッフルセンタから公開鍵が返送されてき
    たとき、全復号シャッフルセンタからの公開鍵に基づい
    て暗号化用公開鍵を生成すると共に、該生成した暗号化
    用公開鍵と前記共通公開情報とを含んだ公開情報を公開
    する構成を有し、 前記復号シャッフルセンタが、 前記窓口センタから通知された共通公開情報に基づい
    て、公開鍵および復号鍵を生成し、前記生成した公開鍵
    を前記窓口センタへ返送する構成を有することを特徴と
    する匿名復号システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記復号シャッフルセンタは、公開鍵を前記窓口センタ
    へ返送するとき、正しく前記公開鍵を生成したことの証
    明を付して前記窓口センタに返送する構成を有すること
    を特徴とする匿名復号システム。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタは、公開鍵に付された証明が正しいこと
    を検証する構成を有することを特徴とする匿名復号シス
    テム。
  15. 【請求項１５】 請求項１３または１４記載の匿名復号
    システムにおいて、 前記窓口センタは、公開鍵と、公開鍵に付与された証明
    を公開情報とともに公開する構成を有することを特徴と
    する匿名復号システム。
  16. 【請求項１６】 請求項１２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    時に相手認証を行う構成を有することを特徴とする匿名
    復号システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    データに送信者のデジタル署名を付与する構成を有する
    ことを特徴とする匿名復号システム。
  18. 【請求項１８】 請求項１１記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタに対して暗号
    データリストを転送する際、前記セッションＩＤに加え
    て、自窓口センタに付与されている窓口センタＩＤ，転
    送先の復号シャッフルセンタに付与されている復号シャ
    ッフルセンタＩＤ及び自窓口センタの署名も付加する構
    成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  19. 【請求項１９】 請求項１１記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記復号シャッフルセンタは、データリストを前記窓口
    センタへ返送する際、前記セッションＩＤに加えて、自
    復号シャッフルセンタに付与されている復号シャッフル
    センタＩＤ，前記窓口センタに付与されている窓口セン
    タＩＤ及び自復号シャッフルセンタの署名も付加する構
    成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記復号シャッフルセンタは、データリストを前記窓口
    センタへ返送する際、正しく順番入れ替え処理を行った
    ことの証明データ及び正しく部分復号処理を行ったこと
    の証明データも付加する構成を有することを特徴とする
    匿名復号システム。
  21. 【請求項２１】 請求項８記載の匿名復号システムにお
    いて、 前記窓口センタが出力する情報が、自窓口センタに付与
    されている窓口センタＩＤ，外部から入力した暗号デー
    タリスト，該暗号データリストに対する復号結果リス
    ト，前記暗号データリストに付与されているセッション
    ＩＤ，全復号シャッフルセンタから返送されてきた全デ
    ータ及び窓口センタの署名を含むことを特徴とする匿名
    復号システム。
  22. 【請求項２２】 請求項１２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタに対して共通
    公開情報およびセキュリティパラメータを通知する際、
    自窓口センタに付与されている窓口センタＩＤ，復号を
    行う全復号シャッフルセンタの復号シャッフルセンタＩ
    Ｄ，セッションＩＤ及び窓口センタの署名を付加する構
    成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  23. 【請求項２３】 請求項１２または１３記載の匿名復号
    システムにおいて、復号シャッフルセンタは、窓口セン
    タに返信する情報に、前記窓口センタに付与されている
    窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，自復号シャッフルセ
    ンタの復号シャッフルセンタＩＤ及び自復号シャッフル
    センタの署名を付加する構成を有することを特徴とする
    匿名復号システム。
  24. 【請求項２４】 請求項１２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記窓口センタが公開する公開情報は、自窓口センタに
    付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，セキ
    ュリティパラメータ，暗号化用公開鍵，全復号シャッフ
    ルセンタの復号シャッフルセンタＩＤ及び全復号シャッ
    フルセンタが生成した公開鍵を含むことを特徴とする匿
    名復号システム。
  25. 【請求項２５】 請求項４，５，９または１３記載の匿
    名復号システムにおいて、 復号シャッフルセンタが行った証明は、第三者により検
    証できるものであることを特徴とする匿名復号システ
    ム。
  26. 【請求項２６】 請求項１，２または３記載の匿名復号
    システムにおいて、前記復号シャッフルセンタは、順番
    入れ替え処理に用いるデータの一部分を暗号データリス
    トを入力する前に計算し、暗号データリストを入力した
    とき、事前計算したデータを用いて順番入れ替え処理を
    行う構成を有することを特徴とする匿名復号システム。
  27. 【請求項２７】 請求項５記載の匿名復号システムにお
    いて、 前記復号シャッフルセンタは、順番入れ替え処理が正し
    いことを証明する証明データの生成に用いるデータの一
    部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号デ
    ータリストを入力したとき、事前に計算したデータを用
    いて前記証明データを生成する構成を有することを特徴
    とする匿名復号システム。
  28. 【請求項２８】 請求項１乃至２７記載の何れか１つの
    匿名復号システムにおいて、 各投票者から送られてくる、投票データを前記公開情報
    に基づいて暗号化した暗号化投票データを受け付け、そ
    の中から正当な投票者の正当な暗号化投票データを選別
    し、該選別した暗号化投票データを暗号データリストと
    して前記窓口センタに送信する投票管理センタを備えた
    ことを特徴とする匿名復号システム。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記各投票者は、正しく投票データを暗号化したことを
    証明する証明データを前記投票管理センタへ送信し、 前記投票管理センタは、各投票者から送られてきた証明
    データを検証する構成を有することを特徴とする匿名復
    号システム。
  30. 【請求項３０】 請求項１乃至２７記載の何れか１つの
    匿名復号システムにおいて、 各入札者から送られてくる、入札値を前記公開情報に基
    づいて暗号化した暗号化入札値を受け付け、その中から
    正当な入札者の正当な暗号化入札値を選別し、該選別し
    た暗号化入札値を暗号化データリストとして前記窓口セ
    ンタへ送信する入札管理センタを備えたことを特徴とす
    る匿名復号システム。
  31. 【請求項３１】 請求項３０記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記各入札者は、正しく入札値を暗号化したことを証明
    する証明データを前記入札管理センタへ送信し、 前記入札管理センタは、各入札者から送られてきた証明
    データを検証する構成を有することを特徴とする匿名復
    号システム。
  32. 【請求項３２】 請求項１乃至請求項２７記載の何れか
    １つの匿名復号システムにおいて、 各アンケート回答者から送られてくる、アンケート回答
    を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化アンケート
    回答を受け付け、その中から正当なアンケート回答者の
    正当な暗号化アンケート回答を選別し、該選別した暗号
    化アンケート回答を暗号化データリストとして前記窓口
    センタへ送信する受付センタを備えたことを特徴とする
    匿名復号システム。
  33. 【請求項３３】 請求項３２記載の匿名復号システムに
    おいて、 前記アンケート回答者は、正しくアンケート回答を暗号
    化したことを証明する証明データを前記受付センタへ送
    信し、 前記受付センタは、各アンケート回答者から送られてき
    た証明データを検証する構成を有することを特徴とする
    匿名復号システム。
  34. 【請求項３４】 指定された方法および指定された公開
    情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デ
    ータリストを入力として、各暗号データの復号結果をリ
    スト上の順番と無関係に出力する匿名復号方法におい
    て、 窓口センタが、外部から暗号データリストが入力された
    場合、該暗号データリストを復号シャッフルセンタへ転
    送し、 前記復号シャッフルセンタが、前記窓口センタから転送
    されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用い
    た順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセン
    タが所有している復号鍵を用いた部分復号処理を行い、
    その結果のデータリストを前記窓口センタへ返送し、 前記窓口センタが、前記復号シャッフルセンタからデー
    タリストが返送されてきた場合、該データリストを復号
    結果リストとして出力することを特徴とする匿名復号方
    法。
  35. 【請求項３５】 指定された方法および指定された公開
    情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デ
    ータリストを入力として、各暗号データの復号結果をリ
    スト上の順番と無関係に出力する匿名復号方法におい
    て、 窓口センタが、外部から受け取った暗号データリストを
    第１の復号シャッフルセンタに転送し、 前記第１の復号シャッフルセンタが、前記窓口センタか
    ら受け取った暗号データリストに対して、対応する公開
    情報を用いて順番入れ替え処理を行い、対応する復号鍵
    を用いて部分復号処理を行い、その結果のデータリスト
    を前記窓口センタに返送し、 前記窓口センタが、前記第１の復号シャッフルセンタか
    ら返送されたデータリストを、第２の復号シャッフルセ
    ンタに送信し、 前記窓口センタが、最後の復号シャッフルセンタから返
    送されたデータリストを、復号結果リストとして出力す
    ることを特徴とする匿名復号方法。
  36. 【請求項３６】 指定された方法および指定された公開
    情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デ
    ータリストを入力として、該暗号データリスト上の各暗
    号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力す
    る匿名復号方法において、 前記窓口センタが、外部から暗号データリストが入力さ
    れた場合、該暗号データリストを処理順序が第１番目の
    復号シャッフルセンタへ転送し、 前記各復号シャッフルセンタが、前記窓口センタから転
    送されてきた暗号データリストに対して、公開情報を用
    いた順番入れ替え処理を行うと共に自復号シャッフルセ
    ンタが所有している復号鍵を用いて部分復号処理を行
    い、その結果のデータリストを前記窓口センタへ返送
    し、 前記窓口センタが、処理順序が最後の復号シャッフルセ
    ンタ以外の復号シャッフルセンタからデータリストが返
    送されてきた場合、処理順序が前記データリストの返送
    元復号シャッフルセンタの次の復号シャッフルセンタに
    対して前記返送されてきたデータリストを暗号データリ
    ストとして転送し、処理順序が最後の復号シャッフルセ
    ンタからデータリストが返送されてきた場合、該データ
    リストを復号結果リストとして出力することを特徴とす
    る匿名復号方法。
  37. 【請求項３７】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記復号シャッフルセンタは、正しく順番入れ替え処理
    を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証
    明を前記窓口センタに報告することを特徴とする匿名復
    号方法。
  38. 【請求項３８】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記復号シャッフルセンタは、正しく順番入れ替え処理
    を行ったことと、正しく部分復号処理を行ったことの証
    明を前記処理結果のデータリストに付して前記窓口セン
    タに報告することを特徴とする匿名復号方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３７または３８記載の匿名復号
    方法において、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタが行った証明
    が正しいことを検証することを特徴とする匿名復号方
    法。
  40. 【請求項４０】 請求項３７または３８記載の匿名復号
    方法において、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタが行った証明
    が正しいことを検証した後、前記復号シャッフルセンタ
    から返送されてきたデータリストを暗号データリストと
    して、処理順序が次の復号シャッフルセンタに送信する
    ことを特徴とする匿名復号方法。
  41. 【請求項４１】 請求項３７，３８，３９または４０記
    載の匿名復号方法において、 前記窓口センタは、復号結果リストに、全復号シャッフ
    ルセンタから報告された証明を付して出力することを特
    徴とする匿名復号方法。
  42. 【請求項４２】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    時に相手認証を行うことを特徴とする匿名復号方法。
  43. 【請求項４３】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    データに送信元のデジタル署名を付与することを特徴と
    する匿名復号方法。
  44. 【請求項４４】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 同一処理対象に対する、互いに関連する公開情報，暗号
    データリスト，復号シャッフルセンタが所有する復号鍵
    に共通のセッションＩＤを付与し、 前記窓口センタは、或るセッションＩＤに対応する暗号
    データリストを復号シャッフルセンタへ転送する場合お
    よび復号シャッフルセンタから返送されてきた或るセッ
    ションＩＤの付与されたデータリストを暗号データリス
    トとして復号シャッフルセンタへ転送する場合、前記暗
    号データリストに前記或るセッションＩＤを付与して復
    号シャッフルセンタへ転送し、 前記復号シャッフルセンタは、前記窓口センタから或る
    セッションＩＤの付与された暗号データリストが転送さ
    れてきた場合、前記或るセッションＩＤの付与されてい
    る公開情報を用いて順番入れ替え処理を行い、前記或る
    セッションＩＤの付与されている復号鍵を用いて部分復
    号を行い、その結果のデータリストに前記或るセッショ
    ンＩＤを付与して前記窓口センタに返送することを特徴
    とする匿名復号方法。
  45. 【請求項４５】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記窓口センタが、セキュリティパラメータが入力され
    たとき、該セキュリティパラメータに基づいて共通公開
    情報を作成し、該作成した共通公開情報を全復号シャッ
    フルセンタへ通知し、 前記全復号シャッフルセンタが、前記窓口センタから通
    知された共通公開情報に基づいて、公開鍵および復号鍵
    を生成し、前記生成した公開鍵を前記窓口センタへ返送
    し、 前記窓口センタが、前記全復号シャッフルセンタから公
    開鍵が返送されてきたとき、前記全復号シャッフルセン
    タからの公開鍵に基づいて暗号化用公開鍵を生成すると
    共に、該生成した暗号化用公開鍵と前記共通公開情報と
    を含んだ公開情報を公開することを特徴とする匿名復号
    方法。
  46. 【請求項４６】 請求項４５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記復号シャッフルセンタは、公開鍵を前記窓口センタ
    へ返送するとき、正しく前記公開鍵を生成したことの証
    明を付与して前記窓口センタに返送することを特徴とす
    る匿名復号方法。
  47. 【請求項４７】 請求項４６記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタは、公開鍵に付された証明が正しいこと
    を検証することを特徴とする匿名復号方法。
  48. 【請求項４８】 請求項４６または４７記載の匿名復号
    方法において、 前記窓口センタは、公開鍵と、公開鍵に付与された証明
    を公開情報とともに公開することを特徴とする匿名復号
    方法。
  49. 【請求項４９】 請求項４５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    時に相手認証を行うことを特徴とする匿名復号方法。
  50. 【請求項５０】 請求項４５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタ及び前記復号シャッフルセンタは、通信
    データに送信元のデジタル署名を付することを特徴とす
    る匿名復号方法。
  51. 【請求項５１】 請求項４４記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタに対して暗号
    データリストを転送する際、前記セッションＩＤに加え
    て、自窓口センタに付与されている窓口センタＩＤ，転
    送先の復号シャッフルセンタに付与されている復号シャ
    ッフルセンタＩＤ及び自窓口センタの署名も付加するこ
    とを特徴とする匿名復号方法。
  52. 【請求項５２】 請求項４４記載の匿名復号方法におい
    て、 前記復号シャッフルセンタは、データリストを前記窓口
    センタへ返送する際、前記セッションＩＤに加えて、自
    復号シャッフルセンタに付与されている復号シャッフル
    センタＩＤ，前記窓口センタに付与されている窓口セン
    タＩＤ及び自復号シャッフルセンタの署名も付加するこ
    とを特徴とする匿名復号方法。
  53. 【請求項５３】 請求項５２記載の匿名復号方法におい
    て、 前記復号シャッフルセンタは、データリストを前記窓口
    センタへ返送する際、正しく順番入れ替え処理を行った
    ことの証明データ及び正しく部分復号処理を行ったこと
    の証明データも付加することを特徴とする匿名復号方
    法。
  54. 【請求項５４】 請求項４１記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタが出力する情報が、自窓口センタに付与
    されている窓口センタＩＤ，外部から入力した暗号デー
    タリスト，該暗号データリストに対する復号結果，前記
    暗号データリストに付与されているセッションＩＤ，全
    復号シャッフルセンタから返送されてきた全データ及び
    窓口センタの署名を含むことを特徴とする匿名復号方
    法。
  55. 【請求項５５】 請求項４５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタは、復号シャッフルセンタに対して共通
    公開情報およびセキュリティパラメータを通知する際、
    自窓口センタに付与されている窓口センタＩＤ，復号を
    行う全復号シャッフルセンタの復号シャッフルセンタＩ
    Ｄ，セッションＩＤ及び窓口センタの署名を付加するこ
    とを特徴とする匿名復号方法。
  56. 【請求項５６】 請求項４５または４６記載の匿名復号
    方法において、 復号シャッフルセンタは、窓口センタに返信する情報
    に、前記窓口センタに付与されている窓口センタＩＤ，
    セッションＩＤ，自復号シャッフルセンタの復号シャッ
    フルセンタＩＤ及び自復号シャッフルセンタの署名を付
    加することを特徴とする匿名復号方法。
  57. 【請求項５７】 請求項４５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記窓口センタが公開する公開情報は、自窓口センタに
    付与されている窓口センタＩＤ，セッションＩＤ，セキ
    ュリティパラメータ，暗号化用公開鍵，全復号シャッフ
    ルセンタの復号シャッフルセンタＩＤ及び全復号シャッ
    フルセンタが生成した公開鍵を含むことを特徴とする匿
    名復号方法。
  58. 【請求項５８】 請求項３７，３８，４２または４６記
    載の匿名復号方法において、 復号シャッフルセンタが行った証明は、第三者により検
    証できるものであることを特徴とする匿名復号方法。
  59. 【請求項５９】 請求項３４，３５または３６記載の匿
    名復号方法において、 前記復号シャッフルセンタは、順番入れ替え処理に用い
    るデータの一部分を暗号データリストを入力する前に計
    算し、暗号データリストを入力したとき、事前計算した
    データを用いて順番入れ替え処理を行うことを特徴とす
    る匿名復号方法。
  60. 【請求項６０】 請求項３８記載の匿名復号方法におい
    て、 前記復号シャッフルセンタは、順番入れ替え処理が正し
    いことを証明する証明データの生成に用いるデータの一
    部分を暗号データリストを入力する前に計算し、暗号デ
    ータリストを入力したとき、事前に計算したデータを用
    いて前記証明データを生成することを特徴とする匿名復
    号方法。
  61. 【請求項６１】 請求項３４乃至６０記載の何れか１つ
    の匿名復号方法において、 投票管理センタが、各投票者から送られてくる、投票デ
    ータを前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化投票デ
    ータを受け付け、その中から正当な投票者の正当な暗号
    化投票データを選別し、該選別した暗号化投票データを
    暗号データリストとして前記窓口センタに送信すること
    を特徴とする匿名復号方法。
  62. 【請求項６２】 請求項６１記載の匿名復号方法におい
    て、 前記各投票者は、正しく投票データを暗号化したことを
    証明する証明データを前記投票管理センタへ送信し、 前記投票管理センタは、各投票者から送られてきた証明
    データを検証することを特徴とする匿名復号方法。
  63. 【請求項６３】 請求項３４乃至６０記載の何れか１つ
    の匿名復号方法において、 入札管理センタが、各入札者から送られてくる、入札値
    を前記公開情報に基づいて暗号化した暗号化入札値を受
    け付け、その中から正当な入札者の正当な暗号化入札値
    を選別し、該選別した暗号化入札値を暗号化データリス
    トとして前記窓口センタへ送信することを特徴とする匿
    名復号方法。
  64. 【請求項６４】 請求項６３記載の匿名復号方法におい
    て、 前記各入札者は、正しく入札値を暗号化したことを証明
    する証明データを前記入札管理センタへ送信し、 前記入札管理センタは、各入札者から送られてきた証明
    データを検証することを特徴とする匿名復号方法。
  65. 【請求項６５】 請求項３４乃至請求項６０記載の何れ
    か１つの匿名復号方法において、 受付センタが、各アンケート回答者から送られてくる、
    アンケート回答を前記公開情報に基づいて暗号化した暗
    号化アンケート回答を受け付け、その中から正当なアン
    ケート回答者の正当な暗号化アンケート回答を選別し、
    該選別した暗号化アンケート回答を暗号化データリスト
    として前記窓口センタへ送信することを特徴とする匿名
    復号方法。
  66. 【請求項６６】 請求項６５記載の匿名復号方法におい
    て、 前記アンケート回答者は、正しくアンケート回答を暗号
    化したことを証明する証明データを前記受付センタへ送
    信し、 前記受付センタは、各アンケート回答者から送られてき
    た証明データを検証することを特徴とする匿名復号方
    法。
  67. 【請求項６７】 指定された方法および指定された公開
    情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デ
    ータリストを入力として、各暗号データの復号結果をリ
    スト上の順番と無関係に出力する匿名復号システムを構
    成する窓口センタ用コンピュータ及び復号シャッフルセ
    ンタ用コンピュータの内の窓口センタ用コンピュータ
    に、 外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号デ
    ータリストを復号シャッフルセンタ用コンピュータへ転
    送する処理、 前記復号シャッフルセンタ用コンピュータからデータリ
    ストが返送されてきた場合、該データリストを復号結果
    リストとして出力する処理を行わせ、 前記復号シャッフルセンタ用コンピュータに、 前記窓口センタ用コンピュータから転送されてきた暗号
    データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え
    処理を行うと共に自復号シャッフルセンタ用コンピュー
    タが所有している復号鍵を用いた部分復号処理を行い、
    その結果のデータリストを前記窓口センタ用コンピュー
    タへ返送する処理を行わせることを特徴とするプログラ
    ム。
  68. 【請求項６８】 指定された方法および指定された公開
    情報により暗号化された暗号データを複数含んだ暗号デ
    ータリストを入力として、該暗号データリスト上の各暗
    号データの復号結果をリスト上の順番と無関係に出力す
    る匿名復号システムを構成する窓口センタ用コンピュー
    タ及び複数の復号シャッフルセンタ用コンピュータの内
    の窓口センタ用コンピュータに、 外部から暗号データリストが入力された場合、該暗号デ
    ータリストを処理順序が第一番目の復号シャッフルセン
    タ用コンピュータへ転送する処理、 処理順序が最後の復号シャッフルセンタ用コンピュータ
    以外の復号シャッフルセンタ用コンピュータからデータ
    リストが返送されてきた場合、処理順序が前記データリ
    ストの返送元復号シャッフルセンタ用コンピュータの次
    の復号シャッフルセンタ用コンピュータに対して前記返
    送されてきたデータリストを暗号データリストとして転
    送する処理、 処理順序が最後の復号シャッフルセンタ用コンピュータ
    からデータリストが返送されてきた場合、該データリス
    トを復号結果リストとして出力する処理を行わせ、 前記各復号シャッフルセンタ用コンピュータに、 前記窓口センタ用コンピュータから転送されてきた暗号
    データリストに対して、公開情報を用いた順番入れ替え
    処理を行うと共に自復号シャッフルセンタ用コンピュー
    タが所有している復号鍵を用いて部分復号処理を行い、
    その結果のデータリストを前記窓口センタ用コンピュー
    タへ返送する処理を行わせることを特徴とするプログラ
    ム。
JP2001035030A 2001-02-13 2001-02-13 匿名復号システム及び匿名復号方法 Expired - Lifetime JP3788246B2 (ja)

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