JP3871996B2 - データ分割管理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データを分割して保管する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重要な秘密データ（以下、元データという）を保管する場合、紛失、破壊、盗難やプライバシー侵害の脅威がある。これらの問題は、秘密に保管すべきデータを単に暗号化しただけでは解決できない。また、紛失、破壊に備えてコピーを複数作ると盗難のリスクが増加してしまう。
【０００３】
このような問題を解決する手段として秘密分散法（非特許文献１参照）がある。秘密分散法の１つであるしきい値秘密分散法（非特許文献２参照）では、元データＳをｎ個の分割データに符号化し、そのうち任意のｋ個の分割データを集めれば元データＳが復元できるが、任意のｋ−１個の分割データではＳは復元できない。
【０００４】
したがって、ｋ−１個まで分割データが盗まれても元データが漏れず、また、ｎ−ｋ個まで分割データを紛失したり破壊されたりしても、元データＳを復元できる。
【０００５】
また、従来技術では、分割データを復元するために使用する管理情報等は一箇所で管理され、分割データを統合する際には、当該管理情報に基づき分割データを読み出し、元のデータを再構成していた（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７２５４８号公報
【非特許文献１】
Shamir, A "How to Share a Secret" Comm. Assoc. Comput. Mach., vol.22, no.11,pp.612-613 (Nov.1979)
【非特許文献２】
山本博資：「(k,L,n)しきい値秘密分散システム」電子通信学会論文誌、 vol.J68-A, no.9, pp.945-952(Sep.1985)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、元データを分割して保管しても、上記のように分割データについての管理情報を一括管理すると、管理情報のうち保管場所に関する情報が盗まれたとき全ての分割データの保管場所が明らかになることにより機密性が弱まる。また、分割されたデータ自体は無事でも、元データの復元に必要な管理情報の破壊や紛失の場合に元データが回復できなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、管理情報を分割して保管することにより、機密性及び復元性を高めたデータ管理技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は以下のように構成することができる。
【００１０】
本発明は、データ分割管理装置が元データを分割し、複数の保管装置に保管する方法であって、分割データを生成するステップと、生成された分割データのうちの予め定めた個数の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた第１の管理情報を生成し、該第１の管理情報をデータ分割管理装置の格納部に格納するステップと、生成された分割データのうちの前記予め定めた個数の分割データ以外の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた保管場所情報を含む第２の管理情報を生成し、該第２の管理情報を複数の断片に分割するステップと、分割データを前記第１の管理情報及び第２の管理情報により特定されている保管装置に格納するとともに、前記第２の管理情報の断片の１つを前記データ分割管理装置の格納部に格納し、前記第２の管理情報の他の断片を、前記第１の管理情報により特定された保管装置に格納するステップとを有する。
【００１１】
本発明によれば、分割データを分割して管理するとともに、管理情報も分割して管理するので、データ保管の機密性が向上する。また、分割した管理情報の１つは複数の断片に分割し、各断片を複数の場所に保管するので、機密性が更に向上する。
【００１２】
上記の方法において、前記分割データは秘密分散法により生成したデータであり、当該秘密分散法において、分割個数をｎ（ｎは自然数）、復元に必要な個数をｋ（ｋは自然数）とし、更にｋ＜ｎ＜２ｋ−１とし、前記予め定めた個数をｎ−ｋ＋１とする。
【００１３】
また、前記分割データから元データを復元する際には、前記第１の管理情報における分割データとともに保管された前記第２の管理情報の断片と、前記データ分割管理装置に格納された前記第２の管理情報の断片とから前記第２の管理情報を復元し、前記第１の管理情報における分割データと前記第２の管理情報における分割データのうちのｋ個の分割データを取得して元データを復元する。
【００１４】
上記の方法において、前記第２の管理情報の複数の断片は、２個の断片であり、２個のうちの１つの断片からは前記第２の管理情報を推測できないようにしてもよい。
【００１５】
更に、前記第２の管理情報の複数の断片は秘密分散法により分割した断片であり、前記第１の管理情報を、前記データ分割管理装置に格納することに加えて、更に他の装置にも格納し、前記第２の管理情報の複数の断片の１つを該他の装置に格納するようにしてもよい。これにより、装置の破壊に対する復元性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記の方法をコンピュータに実行させるのに適したプログラムが提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、第１の実施の形態におけるデータ保管システムは、データ及び管理情報を分割し、格納する分割管理装置１、分割データ及び管理情報の断片を保管する保管センタ２（Ａ〜Ｇ）、及び元データの保管を依頼する端末３とを有する。分割管理装置１と保管センタ２とはネットワーク４により接続され、端末３と分割管理装置１とはネットワーク５に接続されている。
【００１９】
分割管理装置１は、端末３や保管センタ２の認証を行うための認証部１１と、元データと管理情報を分割するための分割部１２と、分割データと管理情報を用いて元データを復元する復元部１３と、管理情報と管理情報の断片を格納する格納部１４とを有している。
【００２０】
第１の実施の形態では、分割データの管理情報を分割して保管する方法として、２つに分割し異なる場所に保管する方法を用いる。また、２つがそろえば復元できるが１つからは元の内容が分からないように分割を行っている。
【００２１】
以下、分割管理装置１がデータを分割して保管センタ２に保管するまでの処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。本発明の実施の形態では、しきい値秘密分散法を用いて分割データを生成しており、元データの分割個数をｎとし、元データを復元するために必要な最小のデータ個数（以下、必要個数という）をｋと表記する。（ｎ，ｋは正の整数とする。）
まず、分割管理装置１は、ユーザの端末３から元データの分割・保管の要求があったときに、認証部１１によるユーザの認証を行う（ステップ１）。正しく登録されたユーザのみが、端末３から元データの分割・保管を要求することができ、保管された分割データ及び分割データの管理情報から元データを復元できる。正しく登録されたユーザ本人であると認証されない場合は処理を終了する。なお、ユーザの認証は必須ではないが、認証を行うことが望ましい。
【００２２】
認証された場合、分割管理装置の分割部１２は、しきい値秘密分散法を用いた分割にあたり必要となる分割個数と必要個数の決定を行う（ステップ２）。本発明の実施の形態では、分割個数ｎと必要個数ｋをｋ＜ｎ＜２ｋ−１の関係に定める。ｎとｋはどちらを先に定めてもよい。ｋ＜ｎの部分は、分割個数全体のうち一定個数が失われても元データが復元できることを目的とするために必要な条件であるが、ｎ＜２ｋ−１の部分の意味については後述する。
【００２３】
次に、分割部１２はしきい値秘密分散法を用いてｎ個の分割データを生成する（ステップ３）。生成された個々の分割データは保管する前に暗号化することで機密性を高めることができるが必須ではない。暗号化は元データを分割する前に元データに対して行っても同様な効果がある。
【００２４】
続いて、分割部１２は各分割データに対して、それぞれの保管場所を決定する（ステップ４）。保管場所の決定とは、コンピュータネットワーク上でデータとしての格納場所を特定するため、保管センタ及び保管センタ内でのデータ格納場所等を特定することである。
【００２５】
次に、分割部１２は、ｎ個の分割データの中からｎ−ｋ＋１個を選択し、分割データとその保管場所の対応について保管場所情報を作成し、これを管理情報Ａとする。この管理情報Ａは分割管理装置１の格納部１４に保管する（ステップ５）。ｎ−ｋ＋１個の分割データは任意に選択してよい。
【００２６】
ｎ−ｋ＋１個はすなわちｎ−（ｋ−１）個であり、この個数の分割データが災害などで消失した場合の残りはｋ−１個であるためもはや元データは復元できなくなる。ここで、後述するように、ｎ−ｋ＋１個の分割データを保管する保管センタには、元データの復元に必要な管理情報Ｂの断片も保管する。従って、管理情報Ａで管理する分割データの数をｎ−ｋ＋１個より少なくすると、管理情報Ａで管理する分割データが全て消失した場合には、残りがｋ以上となって、分割データの数としては復元可能な数であるにも関わらず、管理情報Ｂの断片の断片が全て消失するので、元データを復元できなくなる。一方、ｎ−ｋ＋１個あれば、ｎ−ｋ個まで分割データが消失しても、元データを復元できる可能性がある。更に、ｎ＜２ｋ−１の関係に定めたことからｎ−ｋ＋１＜ｋの関係が成立するので、ｎ−ｋ＋１個だけからは元データが復元できず、仮に管理情報Ａで管理する分割データが全て盗まれても元データを復元できない。
【００２７】
すなわち、ｎ−ｋ＋１個は、分割データの消失等に対する元データの復元の可能性を保ちながら、なおかつ、管理する分割個数を減らして分割データの盗難に対する安全性を高めるための数である。
【００２８】
次に、ｎ個の分割データのうち、ステップ５で選択されたものを除いた残りのｋ−１個の分割データについては、分割部１２が分割データと保管場所の対応について保管場所情報を作成する（ステップ６）。しかし、これは分割管理装置１には保管しない。
【００２９】
そして、図３に示すように、ステップ６で作成した「保管場所情報」、ステップ２で定めた「必要個数」、ステップ３で使用した「分割アルゴリズムの種類」を管理情報Ｂとする。分割部１２は、この全体を１つのデータとみて２分割し、「管理情報Ｂの断片１」と「管理情報Ｂの断片２」を生成する（ステップ７）。
【００３０】
この「２分割」はどのような分割方法を用いてもよいが、分割された２つのデータから元の管理情報Ｂが復元され、分割された一方からは元の管理情報Ｂが推測できないような方法とする。例えば、管理情報Ｂを一連のビット列と見て、先頭から奇数ビット目のみ抽出して「管理情報Ｂの断片１」を作成し、偶数ビット目のみを抽出して「管理情報Ｂの断片２」を作成してもよい。さらに、それぞれを暗号化するか、または、「２分割」する前に暗号化すると機密性が高まる。
【００３１】
次に、「管理情報Ｂの断片１」をステップ４、５で作成し保管した管理情報Ａと共に、分割管理装置の格納部１４に保管する。また、管理情報Ａで特定されるｎ−ｋ＋１個の分割データは、「管理情報Ｂの断片２」とともにステップ４で決定された保管センタに送信し、各保管センタに保管する。それ以外の分割データは、分割データのみをステップ４で決定された保管場所に保管する（ステップ８）。
【００３２】
なお、各ユーザが分割管理装置１を使用して異なる複数の元データを保管、復元できるようにするためには、元データごとに、元データの識別名、対応する「管理情報Ａ」、「管理情報Ｂの断片１」を特定する情報を関連づける表などを用いてユーザごとに管理する。この表の一例を図４に示す。
【００３３】
次に、ユーザによる端末３からの要求に基づき、分割管理装置１が、保管センタ２に保管されたデータを取得するときの処理手順を図５のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の処理は、分割管理装置１における復元部１３により行われる。
【００３４】
まず、ユーザからのデータ取得の要求を受け、認証部１１がユーザ認証を行う（ステップ１１）。ユーザの認証は必須ではないが、元データの所有者本人のみが、保管された分割データ及び分割データの管理情報から元データを復元できるようアクセス制御されていることが望ましい。元データの所有者本人であると認証されない場合は処理を終了する。認証された場合は次の処理を行う。
【００３５】
次に、復元部１３が管理情報Ａに記載されたｎ−ｋ＋１個の分割データの取得を試みる（ステップ１２）。仮に、災害等により保管センタが破壊され、ｎ−ｋ＋１個のうち１個しか取得できなくても、管理情報Ｂで管理しているｋ−１個の分割データが取得できれば、ｋ個の分割データがそろうので元データが復元できる。従って、ステップ１２で、取得できない分割データがあっても、１つでも分割データを取得できれば以下の処理を行う。
【００３６】
続いて、管理情報Ｂで管理しているｋ−１個の分割データの取得を行うために、管理情報Ｂの復元を行う（ステップ１３）。管理情報Ｂは、管理情報Ａとともに保管された「管理情報Ｂの断片１」と、管理情報Ａに基づき取得した、ｎ−ｋ＋１個の分割データと共に保管された「管理情報Ｂの断片２」から復元することができる。図３に示した通り、管理情報Ｂには「必要個数」、「分割アルゴリズムの種類」が含まれるので、保管場所情報と共に「必要個数」、「分割アルゴリズムの種類」も取得することができる。
【００３７】
そして、管理情報Ｂの保管場所情報に基づき、管理情報Ｂで管理されているｋ−１個の分割データを取得する（ステップ１４）。なお、ステップ１２においてｎ−ｋ＋１個の分割データが全て取得できた場合は、管理情報Ｂに記載された分割データのうち２ｋ−ｎ−１個の分割データが取得できればよく、ｋ−１個全てを取得する必要はない。一般に、ステップ１２においてｐ個のデータが取得できていれば、管理情報Ｂで管理されているｋ−１個の分割データのうち、ｋ−ｐ個が取得できればよい。
【００３８】
続いて、ステップ１２及びステップ１４で取得した少なくともｋ個の分割データ、及びステップ１３で取得した「分割アルゴリズムの種類」をもとにしきい値秘密分散法により元データを復元し、端末３に返却する（ステップ１５）。
【００３９】
上記の第１の実施の形態では、ユーザは端末３からネットワーク５経由で分割管理装置１にアクセスする形態としたが、端末３に分割管理装置１の機能を取り込み、ユーザがその分割管理装置１を直接利用する形態としてもよい。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４１】
本発明の第２の実施の形態では、管理情報Ａの保管場所、及び、管理情報Ｂを分割して保管する方法が第１の実施の形態と異なる。
【００４２】
図６に第２の実施の形態におけるデータ保管システムの構成図を示す。同図に示すように第２の実施の形態では、図２に示した処理フローのステップ５において、管理情報Ａを分割管理装置１だけでなく端末３の格納部３１にも保管する。この格納部３１は元データの所有者本人のみが利用できるようアクセス制御されていることが望ましい。
【００４３】
更に、管理情報Ｂの分割の方法を図７に示すようにする。すなわち、図２に示した処理フローのステップ７において、管理情報Ｂを分割個数３、必要個数２とするしきい値秘密分散法により分割して、「管理情報Ｂの断片１」、「管理情報Ｂの断片２」、「管理情報Ｂの断片３」を生成する。また、図６に示すように、「管理情報Ｂの断片１」、［管理情報Ｂの断片２」の保管場所は第１の実施の形態と同様とし、「管理情報Ｂの断片３」については、上記の端末３の格納部３１に、管理情報Ａと共に保管する。
【００４４】
第２の実施の形態のように管理情報Ａと管理情報Ｂを保管することにより、端末３、分割管理装置１、「管理情報Ｂの断片２」を保管している保管センタ２のいずれか１つ（「管理情報Ｂの断片２」を保管している保管センタについてはｎ−ｋ個まで）が災害等により破壊されても、管理情報Ａ及び管理情報Ｂがすべて消失するもしくは復元できなくなることがないため、元データを復元することが可能となる。例えば、第１の実施の形態においては、分割管理装置１が破壊された場合には元データを復元することが不可能となるが、第２の実施の形態では、分割管理装置１が破壊されても、端末３に格納された情報を用いることにより元データの復元を行うことができる。
【００４５】
上記の各実施の形態によれば、分割データの管理情報Ａだけを盗み出しても、分割データの全体個数が不明であり、また、元データの復元に必要な分割データ個数が不明である。また、元データの復元に必要な分割データ個数より少ない個数についての保管場所等しか分からない。更に、仮に管理情報Ａで管理された分割データだけを盗み出したとしても、他の分割データの管理情報が不明であるので、元のデータを復元することができない。
【００４６】
本実施の形態における端末３、分割管理装置１、保管センタ２は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、通信装置等を備えたコンピュータを用いて実現することができる。特に、分割管理装置１は、上記の処理手順を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータを用いて実現することができる。また、当該プログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納し配布することもできるし、ネットワークを介して配布することもできる。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、分割されたデータの管理情報についても分割して保管することにより、データの機密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【図２】分割管理装置がデータを分割して保管センタに保管するまでの処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態において、管理情報Ｂの生成及び分割について説明するための図でである。
【図４】元データ、対応する管理情報Ａ、管理情報Ｂの断片１を関連づける表の例を示す図である。
【図５】保管されたデータを取得するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態において、管理情報Ｂの生成及び分割について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 分割管理装置
２ 保管センタ
３ 端末
４、５ ネットワーク
１１ 認証部
１２ 分割部
１３ 復元部
１４、３１ 格納部
【発明の属する技術分野】
本発明は、データを分割して保管する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重要な秘密データ（以下、元データという）を保管する場合、紛失、破壊、盗難やプライバシー侵害の脅威がある。これらの問題は、秘密に保管すべきデータを単に暗号化しただけでは解決できない。また、紛失、破壊に備えてコピーを複数作ると盗難のリスクが増加してしまう。
【０００３】
このような問題を解決する手段として秘密分散法（非特許文献１参照）がある。秘密分散法の１つであるしきい値秘密分散法（非特許文献２参照）では、元データＳをｎ個の分割データに符号化し、そのうち任意のｋ個の分割データを集めれば元データＳが復元できるが、任意のｋ−１個の分割データではＳは復元できない。
【０００４】
したがって、ｋ−１個まで分割データが盗まれても元データが漏れず、また、ｎ−ｋ個まで分割データを紛失したり破壊されたりしても、元データＳを復元できる。
【０００５】
また、従来技術では、分割データを復元するために使用する管理情報等は一箇所で管理され、分割データを統合する際には、当該管理情報に基づき分割データを読み出し、元のデータを再構成していた（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１７２５４８号公報
【非特許文献１】
Shamir, A "How to Share a Secret" Comm. Assoc. Comput. Mach., vol.22, no.11,pp.612-613 (Nov.1979)
【非特許文献２】
山本博資：「(k,L,n)しきい値秘密分散システム」電子通信学会論文誌、 vol.J68-A, no.9, pp.945-952(Sep.1985)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、元データを分割して保管しても、上記のように分割データについての管理情報を一括管理すると、管理情報のうち保管場所に関する情報が盗まれたとき全ての分割データの保管場所が明らかになることにより機密性が弱まる。また、分割されたデータ自体は無事でも、元データの復元に必要な管理情報の破壊や紛失の場合に元データが回復できなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、管理情報を分割して保管することにより、機密性及び復元性を高めたデータ管理技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は以下のように構成することができる。
【００１０】
本発明は、データ分割管理装置が元データを分割し、複数の保管装置に保管する方法であって、分割データを生成するステップと、生成された分割データのうちの予め定めた個数の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた第１の管理情報を生成し、該第１の管理情報をデータ分割管理装置の格納部に格納するステップと、生成された分割データのうちの前記予め定めた個数の分割データ以外の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた保管場所情報を含む第２の管理情報を生成し、該第２の管理情報を複数の断片に分割するステップと、分割データを前記第１の管理情報及び第２の管理情報により特定されている保管装置に格納するとともに、前記第２の管理情報の断片の１つを前記データ分割管理装置の格納部に格納し、前記第２の管理情報の他の断片を、前記第１の管理情報により特定された保管装置に格納するステップとを有する。
【００１１】
本発明によれば、分割データを分割して管理するとともに、管理情報も分割して管理するので、データ保管の機密性が向上する。また、分割した管理情報の１つは複数の断片に分割し、各断片を複数の場所に保管するので、機密性が更に向上する。
【００１２】
上記の方法において、前記分割データは秘密分散法により生成したデータであり、当該秘密分散法において、分割個数をｎ（ｎは自然数）、復元に必要な個数をｋ（ｋは自然数）とし、更にｋ＜ｎ＜２ｋ−１とし、前記予め定めた個数をｎ−ｋ＋１とする。
【００１３】
また、前記分割データから元データを復元する際には、前記第１の管理情報における分割データとともに保管された前記第２の管理情報の断片と、前記データ分割管理装置に格納された前記第２の管理情報の断片とから前記第２の管理情報を復元し、前記第１の管理情報における分割データと前記第２の管理情報における分割データのうちのｋ個の分割データを取得して元データを復元する。
【００１４】
上記の方法において、前記第２の管理情報の複数の断片は、２個の断片であり、２個のうちの１つの断片からは前記第２の管理情報を推測できないようにしてもよい。
【００１５】
更に、前記第２の管理情報の複数の断片は秘密分散法により分割した断片であり、前記第１の管理情報を、前記データ分割管理装置に格納することに加えて、更に他の装置にも格納し、前記第２の管理情報の複数の断片の１つを該他の装置に格納するようにしてもよい。これにより、装置の破壊に対する復元性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記の方法をコンピュータに実行させるのに適したプログラムが提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、第１の実施の形態におけるデータ保管システムは、データ及び管理情報を分割し、格納する分割管理装置１、分割データ及び管理情報の断片を保管する保管センタ２（Ａ〜Ｇ）、及び元データの保管を依頼する端末３とを有する。分割管理装置１と保管センタ２とはネットワーク４により接続され、端末３と分割管理装置１とはネットワーク５に接続されている。
【００１９】
分割管理装置１は、端末３や保管センタ２の認証を行うための認証部１１と、元データと管理情報を分割するための分割部１２と、分割データと管理情報を用いて元データを復元する復元部１３と、管理情報と管理情報の断片を格納する格納部１４とを有している。
【００２０】
第１の実施の形態では、分割データの管理情報を分割して保管する方法として、２つに分割し異なる場所に保管する方法を用いる。また、２つがそろえば復元できるが１つからは元の内容が分からないように分割を行っている。
【００２１】
以下、分割管理装置１がデータを分割して保管センタ２に保管するまでの処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。本発明の実施の形態では、しきい値秘密分散法を用いて分割データを生成しており、元データの分割個数をｎとし、元データを復元するために必要な最小のデータ個数（以下、必要個数という）をｋと表記する。（ｎ，ｋは正の整数とする。）
まず、分割管理装置１は、ユーザの端末３から元データの分割・保管の要求があったときに、認証部１１によるユーザの認証を行う（ステップ１）。正しく登録されたユーザのみが、端末３から元データの分割・保管を要求することができ、保管された分割データ及び分割データの管理情報から元データを復元できる。正しく登録されたユーザ本人であると認証されない場合は処理を終了する。なお、ユーザの認証は必須ではないが、認証を行うことが望ましい。
【００２２】
認証された場合、分割管理装置の分割部１２は、しきい値秘密分散法を用いた分割にあたり必要となる分割個数と必要個数の決定を行う（ステップ２）。本発明の実施の形態では、分割個数ｎと必要個数ｋをｋ＜ｎ＜２ｋ−１の関係に定める。ｎとｋはどちらを先に定めてもよい。ｋ＜ｎの部分は、分割個数全体のうち一定個数が失われても元データが復元できることを目的とするために必要な条件であるが、ｎ＜２ｋ−１の部分の意味については後述する。
【００２３】
次に、分割部１２はしきい値秘密分散法を用いてｎ個の分割データを生成する（ステップ３）。生成された個々の分割データは保管する前に暗号化することで機密性を高めることができるが必須ではない。暗号化は元データを分割する前に元データに対して行っても同様な効果がある。
【００２４】
続いて、分割部１２は各分割データに対して、それぞれの保管場所を決定する（ステップ４）。保管場所の決定とは、コンピュータネットワーク上でデータとしての格納場所を特定するため、保管センタ及び保管センタ内でのデータ格納場所等を特定することである。
【００２５】
次に、分割部１２は、ｎ個の分割データの中からｎ−ｋ＋１個を選択し、分割データとその保管場所の対応について保管場所情報を作成し、これを管理情報Ａとする。この管理情報Ａは分割管理装置１の格納部１４に保管する（ステップ５）。ｎ−ｋ＋１個の分割データは任意に選択してよい。
【００２６】
ｎ−ｋ＋１個はすなわちｎ−（ｋ−１）個であり、この個数の分割データが災害などで消失した場合の残りはｋ−１個であるためもはや元データは復元できなくなる。ここで、後述するように、ｎ−ｋ＋１個の分割データを保管する保管センタには、元データの復元に必要な管理情報Ｂの断片も保管する。従って、管理情報Ａで管理する分割データの数をｎ−ｋ＋１個より少なくすると、管理情報Ａで管理する分割データが全て消失した場合には、残りがｋ以上となって、分割データの数としては復元可能な数であるにも関わらず、管理情報Ｂの断片の断片が全て消失するので、元データを復元できなくなる。一方、ｎ−ｋ＋１個あれば、ｎ−ｋ個まで分割データが消失しても、元データを復元できる可能性がある。更に、ｎ＜２ｋ−１の関係に定めたことからｎ−ｋ＋１＜ｋの関係が成立するので、ｎ−ｋ＋１個だけからは元データが復元できず、仮に管理情報Ａで管理する分割データが全て盗まれても元データを復元できない。
【００２７】
すなわち、ｎ−ｋ＋１個は、分割データの消失等に対する元データの復元の可能性を保ちながら、なおかつ、管理する分割個数を減らして分割データの盗難に対する安全性を高めるための数である。
【００２８】
次に、ｎ個の分割データのうち、ステップ５で選択されたものを除いた残りのｋ−１個の分割データについては、分割部１２が分割データと保管場所の対応について保管場所情報を作成する（ステップ６）。しかし、これは分割管理装置１には保管しない。
【００２９】
そして、図３に示すように、ステップ６で作成した「保管場所情報」、ステップ２で定めた「必要個数」、ステップ３で使用した「分割アルゴリズムの種類」を管理情報Ｂとする。分割部１２は、この全体を１つのデータとみて２分割し、「管理情報Ｂの断片１」と「管理情報Ｂの断片２」を生成する（ステップ７）。
【００３０】
この「２分割」はどのような分割方法を用いてもよいが、分割された２つのデータから元の管理情報Ｂが復元され、分割された一方からは元の管理情報Ｂが推測できないような方法とする。例えば、管理情報Ｂを一連のビット列と見て、先頭から奇数ビット目のみ抽出して「管理情報Ｂの断片１」を作成し、偶数ビット目のみを抽出して「管理情報Ｂの断片２」を作成してもよい。さらに、それぞれを暗号化するか、または、「２分割」する前に暗号化すると機密性が高まる。
【００３１】
次に、「管理情報Ｂの断片１」をステップ４、５で作成し保管した管理情報Ａと共に、分割管理装置の格納部１４に保管する。また、管理情報Ａで特定されるｎ−ｋ＋１個の分割データは、「管理情報Ｂの断片２」とともにステップ４で決定された保管センタに送信し、各保管センタに保管する。それ以外の分割データは、分割データのみをステップ４で決定された保管場所に保管する（ステップ８）。
【００３２】
なお、各ユーザが分割管理装置１を使用して異なる複数の元データを保管、復元できるようにするためには、元データごとに、元データの識別名、対応する「管理情報Ａ」、「管理情報Ｂの断片１」を特定する情報を関連づける表などを用いてユーザごとに管理する。この表の一例を図４に示す。
【００３３】
次に、ユーザによる端末３からの要求に基づき、分割管理装置１が、保管センタ２に保管されたデータを取得するときの処理手順を図５のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の処理は、分割管理装置１における復元部１３により行われる。
【００３４】
まず、ユーザからのデータ取得の要求を受け、認証部１１がユーザ認証を行う（ステップ１１）。ユーザの認証は必須ではないが、元データの所有者本人のみが、保管された分割データ及び分割データの管理情報から元データを復元できるようアクセス制御されていることが望ましい。元データの所有者本人であると認証されない場合は処理を終了する。認証された場合は次の処理を行う。
【００３５】
次に、復元部１３が管理情報Ａに記載されたｎ−ｋ＋１個の分割データの取得を試みる（ステップ１２）。仮に、災害等により保管センタが破壊され、ｎ−ｋ＋１個のうち１個しか取得できなくても、管理情報Ｂで管理しているｋ−１個の分割データが取得できれば、ｋ個の分割データがそろうので元データが復元できる。従って、ステップ１２で、取得できない分割データがあっても、１つでも分割データを取得できれば以下の処理を行う。
【００３６】
続いて、管理情報Ｂで管理しているｋ−１個の分割データの取得を行うために、管理情報Ｂの復元を行う（ステップ１３）。管理情報Ｂは、管理情報Ａとともに保管された「管理情報Ｂの断片１」と、管理情報Ａに基づき取得した、ｎ−ｋ＋１個の分割データと共に保管された「管理情報Ｂの断片２」から復元することができる。図３に示した通り、管理情報Ｂには「必要個数」、「分割アルゴリズムの種類」が含まれるので、保管場所情報と共に「必要個数」、「分割アルゴリズムの種類」も取得することができる。
【００３７】
そして、管理情報Ｂの保管場所情報に基づき、管理情報Ｂで管理されているｋ−１個の分割データを取得する（ステップ１４）。なお、ステップ１２においてｎ−ｋ＋１個の分割データが全て取得できた場合は、管理情報Ｂに記載された分割データのうち２ｋ−ｎ−１個の分割データが取得できればよく、ｋ−１個全てを取得する必要はない。一般に、ステップ１２においてｐ個のデータが取得できていれば、管理情報Ｂで管理されているｋ−１個の分割データのうち、ｋ−ｐ個が取得できればよい。
【００３８】
続いて、ステップ１２及びステップ１４で取得した少なくともｋ個の分割データ、及びステップ１３で取得した「分割アルゴリズムの種類」をもとにしきい値秘密分散法により元データを復元し、端末３に返却する（ステップ１５）。
【００３９】
上記の第１の実施の形態では、ユーザは端末３からネットワーク５経由で分割管理装置１にアクセスする形態としたが、端末３に分割管理装置１の機能を取り込み、ユーザがその分割管理装置１を直接利用する形態としてもよい。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４１】
本発明の第２の実施の形態では、管理情報Ａの保管場所、及び、管理情報Ｂを分割して保管する方法が第１の実施の形態と異なる。
【００４２】
図６に第２の実施の形態におけるデータ保管システムの構成図を示す。同図に示すように第２の実施の形態では、図２に示した処理フローのステップ５において、管理情報Ａを分割管理装置１だけでなく端末３の格納部３１にも保管する。この格納部３１は元データの所有者本人のみが利用できるようアクセス制御されていることが望ましい。
【００４３】
更に、管理情報Ｂの分割の方法を図７に示すようにする。すなわち、図２に示した処理フローのステップ７において、管理情報Ｂを分割個数３、必要個数２とするしきい値秘密分散法により分割して、「管理情報Ｂの断片１」、「管理情報Ｂの断片２」、「管理情報Ｂの断片３」を生成する。また、図６に示すように、「管理情報Ｂの断片１」、［管理情報Ｂの断片２」の保管場所は第１の実施の形態と同様とし、「管理情報Ｂの断片３」については、上記の端末３の格納部３１に、管理情報Ａと共に保管する。
【００４４】
第２の実施の形態のように管理情報Ａと管理情報Ｂを保管することにより、端末３、分割管理装置１、「管理情報Ｂの断片２」を保管している保管センタ２のいずれか１つ（「管理情報Ｂの断片２」を保管している保管センタについてはｎ−ｋ個まで）が災害等により破壊されても、管理情報Ａ及び管理情報Ｂがすべて消失するもしくは復元できなくなることがないため、元データを復元することが可能となる。例えば、第１の実施の形態においては、分割管理装置１が破壊された場合には元データを復元することが不可能となるが、第２の実施の形態では、分割管理装置１が破壊されても、端末３に格納された情報を用いることにより元データの復元を行うことができる。
【００４５】
上記の各実施の形態によれば、分割データの管理情報Ａだけを盗み出しても、分割データの全体個数が不明であり、また、元データの復元に必要な分割データ個数が不明である。また、元データの復元に必要な分割データ個数より少ない個数についての保管場所等しか分からない。更に、仮に管理情報Ａで管理された分割データだけを盗み出したとしても、他の分割データの管理情報が不明であるので、元のデータを復元することができない。
【００４６】
本実施の形態における端末３、分割管理装置１、保管センタ２は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、通信装置等を備えたコンピュータを用いて実現することができる。特に、分割管理装置１は、上記の処理手順を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータを用いて実現することができる。また、当該プログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納し配布することもできるし、ネットワークを介して配布することもできる。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、分割されたデータの管理情報についても分割して保管することにより、データの機密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【図２】分割管理装置がデータを分割して保管センタに保管するまでの処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態において、管理情報Ｂの生成及び分割について説明するための図でである。
【図４】元データ、対応する管理情報Ａ、管理情報Ｂの断片１を関連づける表の例を示す図である。
【図５】保管されたデータを取得するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるデータ保管システムの構成の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態において、管理情報Ｂの生成及び分割について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 分割管理装置
２ 保管センタ
３ 端末
４、５ ネットワーク
１１ 認証部
１２ 分割部
１３ 復元部
１４、３１ 格納部
Claims (10)
- データ分割管理装置が元データを秘密分散法により分割し、複数の保管装置に保管する方法であって、
分割データを生成するステップと、
生成された分割データのうちの、元データの復元に必要な分割データの個数より小さい予め定めた個数の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた第１の管理情報を生成し、該第１の管理情報をデータ分割管理装置の格納部に格納するステップと、
生成された分割データのうちの前記予め定めた個数の分割データ以外の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた保管場所情報を含む第２の管理情報を生成し、該第２の管理情報を複数の断片に分割するステップと、
分割データを前記第１の管理情報及び第２の管理情報により特定されている保管装置に格納するとともに、前記第２の管理情報の断片の１つを前記データ分割管理装置の格納部に格納し、前記第２の管理情報の他の断片を、前記第１の管理情報により特定された保管装置に格納するステップとを有することを特徴とする方法。 - 前記秘密分散法における元データの分割個数をｎ（ｎは自然数）、復元に必要な個数をｋ（ｋは自然数）とし、更にｋ＜ｎ＜２ｋ−１とし、
前記予め定めた個数をｎ−ｋ＋１とした請求項１に記載の方法。 - 前記分割データから元データを復元する際に、前記第１の管理情報における分割データとともに保管された前記第２の管理情報の断片と、前記データ分割管理装置に格納された前記第２の管理情報の断片とから前記第２の管理情報を復元し、
前記第１の管理情報における分割データと前記第２の管理情報における分割データのうちのｋ個の分割データを取得して元データを復元する請求項２に記載の方法。 - 前記第２の管理情報の複数の断片は、２個の断片であり、２個のうちの１つの断片からは前記第２の管理情報を推測できないようにした請求項１に記載の方法。
- 前記第２の管理情報の複数の断片は秘密分散法により分割した断片であり、前記第１の管理情報を、前記データ分割管理装置に格納することに加えて、更に他の装置にも格納し、
前記第２の管理情報の複数の断片の１つを該他の装置に格納する請求項１に記載の方法。 - 元データを秘密分散法により分割し、複数の保管装置に保管する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
分割データを生成する手順と、
生成された分割データのうちの、元データの復元に必要な分割データの個数より小さい予め定めた個数の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた第１の管理情報を生成し、該第１の管理情報を前記コンピュータの格納部に格納する手順と、
生成された分割データのうちの前記予め定めた個数の分割データ以外の分割データについて、分割データ毎に分割データと当該分割データを保管する保管装置とを対応付けた保管場所情報を含む第２の管理情報を生成し、該第２の管理情報を複数の断片に分割する手順と、
分割データを前記第１の管理情報及び第２の管理情報により特定されている保管装置に格納するとともに、前記第２の管理情報の断片の１つを前記コンピュータの格納部に格納し、前記第２の管理情報の他の断片を、前記第１の管理情報により特定された保管装置に格納する手順とをコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記秘密分散法における元データの分割個数をｎ（ｎは自然数）、復元に必要な個数をｋ（ｋは自然数）とし、更にｋ＜ｎ＜２ｋ−１とし、
前記予め定めた個数をｎ−ｋ＋１とした請求項６に記載のプログラム。 - 前記分割データから元データを復元する際に、前記第１の管理情報における分割データとともに保管された前記第２の管理情報の断片と、前記コンピュータに格納された前記第２の管理情報の断片とから前記第２の管理情報を復元し、前記第１の管理情報における分割データと前記第２の管理情報における分割データのうちのｋ個の分割データを取得して元データを復元する手順をコンピュータに実行させる請求項７に記載のプログラム。
- 前記第２の管理情報の複数の断片は、２個の断片であり、２個のうちの１つの断片からは前記第２の管理情報を推測できないようにした請求項６に記載のプログラム。
- 前記第２の管理情報の複数の断片は秘密分散法により分割した断片であり、前記第１の管理情報を、前記コンピュータに格納することに加えて、更に他の装置にも格納し、前記第２の管理情報の複数の断片の１つを該他の装置に格納する手順をコンピュータに実行させる請求項６に記載のプログラム。
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