JPH1022991A - 同報暗号通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送信者側装置（100）から受信者側装置（200）
に同報送信を行う同報暗号通信システムにおいて、鍵配
送のための送信データ量を少なくし、かつ、安全性の高
い同報暗号通信方法を提供する。 【解決手段】受信者の秘密情報は、少ない元の個数から
なる集合の部分集合の組み合わせにより生成することで
鍵配送のための送信データ量を少なくし、各受信者の秘
密鍵を、整数を元とする有限集合の部分集合と対応づけ
るように作成することにより、鍵配送のための送信デー
タを削減する。また、環上の離散対数問題を安全性の根
拠とすることで、高い安全性を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信システム
などの同報暗号通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に暗号通信において、データサイズ
の大きいデータは秘密鍵暗号を用いて暗号化する。秘密
鍵暗号とは、データ暗号化鍵と復号化鍵が同一の暗号
で、高速な暗復号化処理が可能である。このとき、送信
者と受信者は同一の鍵（暗号化鍵＝復号化鍵）を共有す
る必要があるが、以下では同報暗号通信を行う際に、い
かにして送信者と受信者が同一の鍵を所有するかという
暗号鍵管理方式について述べる。同報暗号通信を行う際
の暗号鍵管理方法の基本的なものとして、コピー鍵方式
と個別鍵方式の２つが挙げられる。

【０００３】コピー鍵方式とは、従来の1対1の暗号個別
通信を単純に同報通信に拡張したものである。１種類の
鍵のコピーを送信者と複数の受信者に配布し、送信者は
そのコピー鍵を用いて平文を暗号化し送信する。受信者
は、同一のコピー鍵を用いて平文を復号化する。コピー
鍵方式は、複雑なアルゴリズムを使用しないため実装が
容易でシステム自体が簡単になる特徴を持つ。しかし、
この方式では受信者は全て同一の鍵を所有しているた
め、限定同報暗号通信を行うためには受信者の識別処理
が必要となる。一般的に識別処理は受信者側のプログラ
ム処理で行われ、受信者による識別プログラムへの不正
改ざん、またはコピー鍵の不正な横流しを防止するた
め、これらのデータはハードウェアにより物理的に保護
される必要がある。文献「Kent,S.T:"Security Require
ments and Protocols for a Broadcast Scenario" IEE
E.Trans.Commun,COM-29,6,pp.778-786(1981)」には、コ
ピー鍵方式による限定同報暗号通信方式が記載されてい
る。

【０００４】個別鍵方式とは、従来の1対1の暗号個別通
信を単純に時系列として並べて同報通信に拡張したもの
である。すなわち、システム内に正規の受信者の数だけ
の相異なる個別鍵を設け、各受信者にその中の１つの個
別鍵を、送信者に全個別鍵を配送する。送信者は逐一各
個別鍵で暗号化し、それらを蓄積し直列に並べて送信す
る。正規の受信者は同報送信文の中から自分宛てのデー
タを抽出し、個別鍵を用いて復号化する。個別鍵方式
は、コピー鍵方式と異なり、ハードウェアなどの物理的
安全性に拠ることなく、アルゴリズムのみで安全性を保
証している。

【０００５】この他にも、ＲＳＡの個別鍵代替用マスタ
鍵を用いた方式（小山：「マスタ鍵による同報通信の暗
号方式」電子通信学会論文誌82/9 Vol.J65-D,No9.(198
2)）や、中国人の剰余定理を用いて情報系列の多重化・
多重分離法を行う同報暗号通信（李、常盤他：「多重化
・多重分離法を用いた同報通信」1986年暗号と情報セキ
ュリティシンポジウム）などが提案されている。以下、
ＲＳＡの個別鍵代替用マスタ鍵を用いた方式および、多
重化・多重分離法を用いた同報通信方式について簡単に
説明する。

【０００６】［ＲＳＡの個別鍵代替用マスタ鍵を用いた
方式］ （１）鍵作成方法：送信者の公開鍵（ｅ，ｎ），秘密鍵
ｄと受信者ｉ（１≦ｉ≦ｍ）の公開鍵(ｅｉ，ｎｉ），
秘密鍵ｄｉの間には次の関係がある。

【０００７】ｎ＝ｎ１ｎ２…ｎｍ，ｎｉ＝ｐｉｑｉ（ｐ
ｉ，ｑｉは素数），ｅｄ≡１（ｍｏｄ Ｌ），ｅｉｄｉ
≡１（ｍｏｄ Ｌｉ），ｅ≡ｅｉ（ｍｏｄ Ｌｉ），ｄ≡
ｄｉ（ｍｏｄ Ｌｉ） Ｌ＝ｌｃｍ（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｍ），Ｌｉ＝ｌｃｍ
（ｐｉ−１，ｑｉ−１） ｆｏｒ ｉ＝１，…，ｍ ここで、ｌｃｍ（ａ，ｂ）とは、整数ａ，ｂの最小公倍
数を表す。

【０００８】（２）暗号化方法：送信者は、平文Ｐと暗
号化鍵Ｋを任意に作成する。さらに、送信者は平文Ｐを
鍵Ｋで（秘密鍵暗号にて）暗号化した暗号文Ｃ１＝Ｅ
（Ｋ：Ｐ）と、 Ｃ２＝Ｋｅｍｏｄ ｎ を計算して、Ｃ１，Ｃ２を各受信者ｉ（１≦ｉ≦ｍ）に
送信する。

【０００９】（３）復号化方法：受信者ｉ（１≦ｉ≦
ｍ）は、暗号文Ｃ２に対して、

【００１０】

【数３６】

【００１１】により、鍵Ｋを復号化する。さらに、鍵Ｋ
を用いて暗号文Ｃ１から、Ｐ＝Ｄ（Ｋ：Ｃ１）にて平文
Ｐを復号化する。

【００１２】（１）の鍵生成方法の条件から、任意のＫ
∈Ｚに対して、

【００１３】

【数３７】

【００１４】が成立することが容易に確かめられる。こ
れより、送信者の鍵（ｅ，ｎ，ｄ）は受信者ｉ（１≦ｉ
≦ｍ）の鍵（ｅｉ，ｎｉ，ｄｉ）の個別鍵代替用マスタ
鍵となっていることが分かる。

【００１５】［多重化・多重分離法を用いた同報通信］ （１）鍵生成処理：受信者ｉ（１≦ｉ≦ｋ）に対して、
互いに素なｋ個の整数ｇ１，ｇ２，…，ｇｋおよび、秘
密鍵暗号における共有鍵Ｋ１，Ｋ２，…，Ｋｋを作成
し、ｇｉ，Ｋｉを受信者ｉの秘密情報として予め受信者
ｉに配布する。

【００１６】（２）暗号化処理：多重化すべきｋ個の情
報系列をＭ１，Ｍ２，…，Ｍｋとする。

【００１７】送信者は、Ｍ１，Ｍ２，…，ＭｋをＫｉを
用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃｉ＝Ｅ（Ｋｉ：Ｍｉ） ｆｏｒ ｉ＝１，…，ｋ により暗号化し、多重化送信文Ｆを、

【００１８】

【数３８】

【００１９】により計算し、Ｆを同報送信する。

【００２０】（ただし、Ｇ，Ｇｉ，Ａｉは、

【００２１】

【数３９】

【００２２】である。） （３）復号化処理：受信者ｉは、Ｆからｇｉを用いて、 Ｃｉ≡Ｆ（ｍｏｄ ｇｉ） により、Ｃｉを分離化し、ＣｉからＭｉを共有鍵Ｋｉを
用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｍｉ＝Ｄ（Ｋｉ：Ｃｉ） により復号化する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】通信ネットワークの発
展とマルチメディア情報サービスの普及に伴い、多チャ
ンネル衛星ディジタル放送や通信ネットワークを介した
会議など、同報通信システムのニーズが高まっている。
この際、第３者が不正に情報を取得したり、また、不正
に改ざんしたりすることを防ぐため、同報通信データを
暗号化するセキュリティ技術が不可欠となる。

【００２４】「従来の技術」では、同報暗号通信におけ
る鍵管理方式について述べた。コピー鍵方式では、各受
信者の持つ秘密情報がハードウェアにより安全に保護さ
れる（受信者も自身の持つ秘密情報を知ることができな
い）必要がある。もし、不正なユーザが何らかの方法で
自身のハードウェア内の秘密情報を取り出し、秘密情報
の横流しを行うとシステム全体の安全性が崩壊してしま
う。これを立て直すためには、全てのユーザのハードウ
ェアを回収し、秘密情報を更新した後、再配布する必要
があり、システム事業の多大な支障となる。さらに、コ
ピー鍵方式では、衛星ディジタル放送など受信者数が大
きい場合、識別処理を行うためには識別子を含む大量の
データを識別処理を行うハードウェアに取り込む必要が
あり、効率面においても大きな問題となる。

【００２５】これに対して、個別鍵方式はコピー鍵方式
と異なり、ハードウェアなどの物理的安全性に拠ること
なく、アルゴリズムのみで安全性を保証しているが、一
般に、個別鍵方式では個別毎にデータ暗号化鍵を暗号化
して同報送信するため、個別情報毎に識別子を付ける必
要がある。これに対して、中国人の剰余定理による多重
化方式を用いると識別子の分だけ送信データ量を削減す
ることができる（個別鍵代替用マスタ鍵の場合も同
様）。しかし、依然として送信データ量は大きく、さら
に、送信者側の計算量については個別鍵方式の場合と殆
ど同様であり送信者の計算処理負担は大きい。例えば、
１０００万人の受信者に対して同報通信を行う場合、Ｄ
ＥＳなどの秘密鍵暗号を用いてデータ暗号化鍵を個別鍵
方式により暗号化して配送するとき、データ暗号化鍵の
暗号文の大きさを６４bits、個別情報毎の識別子の大き
さを１６０bitsとすると、鍵配送のための送信データ量
は２２４０Ｍbitsであるのに対して、中国人の剰余定理
を用いた多重化方式を用いると１６００Ｍbits分の送信
データが削除される。このとき、送信者は個別毎の暗号
化処理を１０００万回実行する必要がある。

【００２６】一般に、それぞれ異なる秘密鍵を持つ受信
者に対して同報通信にて鍵配送を行う場合、少なくとも
｛個別の鍵配送データ｝×｛受信者数｝のデータを同報
送信する必要がある。しかし、受信者数が非常に大きい
場合、このデータ量は大きなものとなり、通信効率が悪
くなる。そこで、本発明の目的は、 （１）受信者が所持するハードウェアに安全性の根拠を
置くことなく、アルゴリズムのみで安全性を保証する。

【００２７】（２）受信者数が大きい場合でも、鍵配送
のための送信データ量を小さくする。

【００２８】（３）鍵の有効／失効化を容易とする。

【００２９】（４）課金システムとリンクすることによ
り不正な受信者による鍵の横流しを防止する。

【００３０】を実現する高効率・高安全な同報暗号通信
方法を提供することである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ｍ個の元からなる適当な集合Ｓから濃度
がｋの部分集合Ｓｉ（１≦ｉ≦Ｎ）を抽出し、部分集合
Ｓｉより受信者ｉの秘密情報ｄｉを作成する（図１）。

【００３２】具体的実現方法の１つとしては、 １．準備処理として、送信者は、秘密情報として、 ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報として、 ・ｎ＝ｐｑ ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成するステップと、送信者は、σ∈Ｓ’に対して、

【００３３】

【数４０】

【００３４】を計算し、Ｓσ，σを受信者Ｒσに予め配
布するステップとを備え、（ただし、ｇは０＜ｇ＜ｎな
る整数である。また、集合Ｓ＝｛σ｜1対1写像σ：Ａ＝
｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，１≦ｋ
≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、Ｓ上の関係〜
を、

【００３５】

【数４１】

【００３６】にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’
とする。） ２．暗復号化処理として、（１）送信者は、１＜ｒ＜Ｌ
なる整数ｒをランダムに選び、

【００３７】

【数４２】

【００３８】を計算し、平文Ｐをデータ暗号化鍵Ｋ’＝
ｆ（Ｋ）を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化し、

【００３９】

【数４３】

【００４０】を計算し、Ｃ１，Ｃ２を同報送信するステ
ップと、（ただし、［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］は「従来
の技術」で説明した中国人の剰余定理を用いた情報系列
の多重化・多重分離法などにより、データｘ１，ｘ２，
…，ｘｍを多重化した結果を表す。また、［ｘ１ ｍｏ
ｄ Ｌ，ｘ２ ｍｏｄ Ｌ，…，ｘｍ ｍｏｄ Ｌ］を単に
［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ Ｌと表す。） （２）受信者Ｒσは、暗号文Ｃ２から

【００４１】

【数４４】

【００４２】にて、Ｋを計算するステップと、受信者Ｒ
σは、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ（Ｋ）を
用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ２） により平文Ｐを復号化するステップとを備える。

【００４３】これらについては、実施例により具体的に
説明する。

【００４４】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施例で使用する
記号について説明する。Ｚは整数環を表し、ｌｃｍ
（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最小公倍数を表し、ｇｃｄ
（ａ，ｂ）は整数ａ，ｂの最大公約数を表す。また、素
数ｐおよびｇ∈Ｚ＼｛０｝に対してｏｒｄｐ（ｇ）＝ｍ
とは、ｇｘ≡１（ｍｏｄ ｐ）となる最小の整数ｘ＞０
がｍであることを表し、Ｚ＼｛０｝は０以外の整数環を
表す。さらに、Ｅ（Ｋ：Ｐ），Ｄ（Ｋ：Ｐ）はそれぞれ
鍵Ｋにより文書Ｐを（秘密鍵暗号方式により）暗号化、
復号化した結果を表し、［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］は
「従来の技術」で説明した中国人の剰余定理を用いた情
報系列の多重化・多重分離法などにより、データｘ１，
ｘ２，…，ｘｍを多重化した結果を表す。また、［ｘ１
ｍｏｄ Ｌ，ｘ２ ｍｏｄＬ，…，ｘｍ ｍｏｄ Ｌ］を
単に［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ Ｌと表す。｜Ｌ
｜はＬのビット長を表す。ａ｜ｂは整数ａは整数ｂを割
り切ることを意味する。

【００４５】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００４６】図２は、本発明のシステム構成を示す図で
ある。（100）は送信者側装置、（200）は受信者側装
置、（300）は通信ネットワークである。送信者側装置
（100）と受信者側装置（200）は通信ネットワーク（30
0）を介して接続されており、通信ネットワーク（300）
は通信回線等による有線ネットワークまたは、通信衛星
などを利用した無線ネットワークでもよい。

【００４７】図３は、送信者側装置（100）の内部構成
を示す図である。送信者側装置（100）は、素数生成器
（101）、ＬＣＭ計算器（102）、ＧＣＤ計算器（10
3）、演算装置（104）、乱数発生器（105）、鍵生成装
置（106）、暗復号化装置（107）、通信装置（108）、
入力装置（109）、記憶装置（110）を備えている。

【００４８】図４は、受信者側装置（200）の内部構成
を示す図である。受信者側装置（２００）は、通信装置
（２０１）、演算装置（202）、鍵生成装置（203）、暗
復号化装置（204）、入力装置（205）、記憶装置（20
6）、ディスプレイモニタ（207）を備えている。

【００４９】（実施例１）実施例１では、衛星ディジタ
ル放送システムなど、送信者が常に固定できる場合に適
した同報暗号通信方式について説明する。

【００５０】１．準備処理として、 送信者は、送信者側装置（100）内の素数生成器（101）
と、ＬＣＭ計算器（102）と、ＧＣＤ計算器（103）と、
演算装置（104）を用いて、 秘密情報： ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・ｅｉ∈Ｚ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報： ・ｎ＝ｐｑ ・ｍ∈Ｚ ・ｋ∈Ｚ，０＜ｋ＜ｍ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成する。（ただし、ｇは０＜ｇ＜ｎなる整数であ
る。また、安全面から｜ｐ｜，｜ｑ｜≧256，｜Ｌ｜≧1
60が望ましい。） 送信者は、σ∈Ｓ’に対して、

【００５１】

【数４５】

【００５２】を計算し、Ｓσを受信者Ｒσの秘密情報と
して、σと共に受信者Ｒσに予め配布する。（ただし、
集合Ｓ＝｛σ｜1対1写像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→
Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，
σ２∈Ｓに対して、Ｓ上の関係〜を、

【００５３】

【数４６】

【００５４】にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’
とする。）このようなＳσの取り方は

【００５５】

【数４７】

【００５６】個存在する。

【００５７】準備処理における処理フローを図５に示
す。

【００５８】２．暗復号化処理として、（１）送信者
は、乱数発生器（105）を用いて、１＜ｒ＜Ｌなる整数
ｒをランダムに選び、演算装置（104）を用いて、Ｋ
を、

【００５９】

【数４８】

【００６０】により計算し、公開情報である秘密鍵暗号
における鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（106）を
用いて、データ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。

【００６１】送信者は、暗復号化装置（107）を用い
て、入力装置（109）から入力した平文Ｐをデータ暗号
化鍵Ｋ’を用いて、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化する。さらに、演算装置（104）を用い
て、

【００６２】

【数４９】

【００６３】を計算し、通信装置（108）を用いて、暗
号文Ｃ１，Ｃ２を通信ネットワーク（300）を介して同
報送信する。

【００６４】（２）受信者Ｒσは、受信者側装置（20
0）内の通信装置（201）を用いて、暗号文Ｃ１，Ｃ２を
受信し、演算装置（202）を用いて、Ｃ２から

【００６５】

【数５０】

【００６６】により、Ｋを計算し、公開情報である秘密
鍵暗号における鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（20
3）を用いて、データ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。さらに、暗復号化装置（205）を用い
て、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’を用いて、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により平文Ｐを復号化する。

【００６７】暗復号化処理における、処理フローを図６
に示す。

【００６８】（実施例２）実施例２では、送信者は受信
者の秘密情報を知ることなく同報暗号通信を行う方式に
ついて説明する。

【００６９】図７は、実施例２におけるシステム構成を
示す図である。（100）は送信者側装置、（200）は受信
者側装置、（300）は通信ネットワーク、(400)は信頼で
きる第三者機関（以下では、センタと呼ぶ）であるセン
タ側装置である。送信者側装置（100）と受信者側装置
（200）とセンタ側装置（400）は通信ネットワーク（30
0）を介して接続されており、通信ネットワーク（300）
は通信回線等による有線ネットワークまたは、通信衛星
などを利用した無線ネットワークでもよい。

【００７０】図８は、センタ側装置（400）の内部構成
を示す図である。センタ側装置（400）は、素数生成器
（401）、ＬＣＭ計算器（402）、ＧＣＤ計算器（40
3）、演算装置（404）、乱数発生器（405）、鍵生成装
置（406）、暗復号化装置（407）、通信装置（408）、
記憶装置（409）を備えている。

【００７１】１．準備処理：センタは、センタ側装置
（400）内の素数生成器（401）と、ＬＣＭ計算器（40
2）と、ＧＣＤ計算器（403）と、演算装置（404）を用
いて、 秘密情報： ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・整数ｒ，１＜ｒ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｒ，Ｌ）＝１ ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
（１≦ｉ≦ｍ） ・整数ｒｉ，１＜ｒｉ＜Ｌ（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報： ・ｎ＝ｐｑ ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ

【００７２】

【数５１】

【００７３】・整数Ｒ，０＜Ｒ＜Ｌ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成する。（ただし、ｇは０＜ｇ＜ｎなる整数であ
る。また、安全面から｜ｐ｜，｜ｑ｜≧256，｜Ｌ｜≧1
60が望ましい。） センタはユーザｘに対して、固有の秘密情報を

【００７４】

【数５２】

【００７５】ユーザｘの秘密情報として、σと共にユー
ザｘに予め配布する。（ただし、集合Ｓ＝｛σ｜1対1写
像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，
ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、
Ｓ上の関係〜を、

【００７６】

【数５３】

【００７７】にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’
とする。） 準備処理における処理フローを図９に示す。

【００７８】２．暗復号化処理： （１）送信者は、乱数発生器（105）を用いて、０＜ｔ
＜Ｒなる整数ｔをランダムに選び、演算装置（104）を
用いて、Ｋを Ｋ＝ｇｔｍｏｄ ｎ により計算し、公開情報である秘密鍵暗号における鍵生
成関数ｆを搭載した鍵生成装置（106）を用いて、デー
タ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。

【００７９】送信者は、暗復号化装置（107）を用い
て、入力装置（109）から入力した平文Ｐをデータ暗号
化鍵Ｋ’を用いて、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化する。さらに、送信者は公開情報であるＭ
１とｎから、演算装置（104）を用いて、

【００８０】

【数５４】

【００８１】を計算し、通信装置（108）を用いて、Ｃ
１，Ｍ１ｔを通信ネットワーク（300）を介して同報送
信する。

【００８２】（２）受信者ｘは、受信者側装置（200）
内の通信装置（201）を用いて、Ｃ１，Ｍ１ｔを受信
し、演算装置（202）を用いて、Ｍ１ｔから

【００８３】

【数５５】

【００８４】にて、Ｋを計算する。

【００８５】受信者ｘは、公開情報である秘密鍵暗号に
おける鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（203）を用
いて、データ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。さらに、暗復号化装置（205）を用い
て、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’を用いて、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により平文Ｐを復号化する。

【００８６】暗復号化処理における処理フローを図１０
に示す。

【００８７】（実施例３）実施例３では、実施例２にお
いて受信者の計算処理負担を軽減させる同報暗号通信方
式について説明する。

【００８８】１．準備処理：センタは、センタ側装置
（400）内の素数生成器（401）と、ＬＣＭ計算器（40
2）と、ＧＣＤ計算器（403）と、演算装置（404）を用
いて、 秘密情報： ・素数ｐ’，ｑ’ ・整数ｒ，１＜ｒ＜ｎ，ｇｃｄ（ｒ，ｎ）＝１ ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜ｎ，ｇｃｄ（ｅｉ，ｎ）＝１
（１≦ｉ≦ｍ） ・整数ｒｉ，１＜ｒｉ＜ｎ（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報： ・素数ｐ ・ｎ＝ｐ’ｑ’，（ｎ｜ｐ−１） ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ

【００８９】

【数５６】

【００９０】・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆを作成
する。（ただし、ｇは０＜ｇ＜ｎ，ｏｒｄｐ（ｇ）＝ｎ
なる整数である。また、安全面から｜ｐ’｜，｜ｑ’｜
≧256が望ましい。） センタはユーザｘに対して、固有の秘密情報を

【００９１】

【数５７】

【００９２】ユーザｘの秘密情報として、σと共にユー
ザｘに予め配布する。（ただし、集合Ｓ＝｛σ｜1対1写
像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，
ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、
Ｓ上の関係〜を、

【００９３】

【数５８】

【００９４】にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’
とする。） 準備処理における処理フローを図１１に示す。

【００９５】２．暗復号化処理： （１）送信者は、乱数発生器（105）を用いて、０＜ｔ
＜ｎなる整数ｔをランダムに選び、演算装置（104）を
用いて、Ｋを Ｋ＝ｇｔｍｏｄ ｐ により計算し、公開情報である秘密鍵暗号における鍵生
成関数ｆを搭載した鍵生成装置（106）を用いて、デー
タ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。

【００９６】送信者は、暗復号化装置（107）を用い
て、入力装置（109）から入力した平文Ｐをデータ暗号
化鍵Ｋ’を用いて、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化する。さらに、送信者は公開情報であるＭ
１とｐから、演算装置（104）を用いて、

【００９７】

【数５９】

【００９８】を計算し、通信装置（108）を用いて、Ｃ
１，Ｍ１ｔを通信ネットワーク（300）を介して同報送
信する。

【００９９】（２）受信者ｘは、受信者側装置（200）
内の通信装置（201）を用いて、Ｃ１，Ｍ１ｔを受信
し、演算装置（202）を用いて、Ｍ１ｔから

【０１００】

【数６０】

【０１０１】にて、Ｋを計算する。

【０１０２】受信者ｘは、公開情報である秘密鍵暗号に
おける鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（203）を用
いて、データ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。さらに、暗復号化装置（205）を用い
て、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’を用いて、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により平文Ｐを復号化する。

【０１０３】暗復号化処理における処理フローを図１２
に示す。

【０１０４】（実施例４）実施例４では、送信者が受信
者に対して有償データを同報通信し、受信者に対して課
金を行うシステムにおいて、受信者が不正に鍵の横流し
を行うことを防ぐ方法について説明する。

【０１０５】ここでは、多チャンネルの衛星放送システ
ムを適用例として以下に詳しく説明する。

【０１０６】図１３は、多チャンネル衛星ディジタル放
送のシステム構成を示す図である。（100）は送信者
（放送局）側装置、（200）は受信者側装置、（500）は
地上回線、（600）は通信衛星である。

【０１０７】受信者が享受するサービスは、 （ａ）複数のチャンネル（音楽専用チャンネル、スポー
ツ専用チャンネル、映画専用チャンネルなど）から、希
望するチャンネルを選び、一定期間毎の視聴料金を放送
局に対して支払う。

【０１０８】（ｂ）最新の映画やスポーツ、または、株
価などの視聴情報を受信者のリクエストに対して、リア
ルタイムで提供し、課金を行うＰＰＶ（Ｐａｙ Ｐｅｒ
Ｖｉｅｗ）または、ニアＰＰＶ（一定間隔時間毎の希望
する時間から視聴する）。

【０１０９】の２つからなる。

【０１１０】まず、（ａ）の適用例について説明し、続
いて（ｂ）の適用例について説明を行う。

【０１１１】１．準備処理：送信者（放送局）は、送信
者側装置（100）内の素数生成器（101）と、ＬＣＭ計算
器（102）と、ＧＣＤ計算器（103）と、演算装置（10
4）を用いて、 秘密情報： ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・ｅｉ∈Ｚ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報： ・ｎ＝ｐｑ ・ｇ∈Ｚ，０＜ｇ＜ｎ ・ｍ∈Ｚ ・ｋ∈Ｚ，０＜ｋ＜ｍ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆを作成する。

【０１１２】送信者（放送局）は、受信者ｉ（１≦ｉ≦
Ｎ，Ｎは全体の受信者数）に対して、

【０１１３】

【数６１】

【０１１４】を計算し、Ｓｉを受信者ｉの秘密情報とし
て受信者ｉに予め配布する。（以下では、Ｓｉを基本鍵
と呼ぶ。） また、送信者（放送局）は、チャンネル毎に集合｛ｖ
１，ｖ２，…，ｖｍ｝（ｖｉ∈Ｚ，０＜ｖｉ＜Ｌ，ｇｃ
ｄ（ｖｉ，Ｌ）＝１）を秘密情報として設定し、σ∈
Ｓ’に対して、

【０１１５】

【数６２】

【０１１６】を計算する。（以下では、ｄσを準基本鍵
と呼ぶ。）（ただし、集合Ｓ＝｛σ｜1対1写像σ：Ａ＝
｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，１≦ｋ
≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、Ｓ上の関係〜
を、

【０１１７】

【数６３】

【０１１８】にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’
とする。）このようなｄσの取り方は

【０１１９】

【数６４】

【０１２０】個存在する。

【０１２１】２．準基本鍵の配送処理： （１）受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは受信者数）は契約す
るチャンネルを送信者（放送局）に対して伝える。

【０１２２】（２）送信者（放送局）は、送信者側装置
（100）内の演算装置（104）を用いて、チャンネル毎に
設定した集合｛ｖ１，ｖ２，…，ｖｍ｝から、同チャン
ネルの契約を行う受信者の集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉ
ｈ｝⊆｛１，２，…，Ｎ｝に対して、

【０１２３】

【数６５】

【０１２４】を計算し、通信装置（108）を用いて、Ｃ
を通信衛星（600）を介して同報送信する。

【０１２５】（２）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉ
ｈ｝は、受信者側装置（200）内の通信装置（201）を用
いて、Ｃを受信し、演算装置（202）を用いて、

【０１２６】

【数６６】

【０１２７】により、準基本鍵ｄσを計算する。

【０１２８】３．送信データの暗復号化処理： （１）送信者（放送局）は、送信者側装置（100）内の
乱数発生器（105）を用いて、乱数ｒ∈Ｚをランダムに
選び、演算装置（104）を用いて、Ｋを、

【０１２９】

【数６７】

【０１３０】により計算し、公開情報である秘密鍵暗号
における鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（106）を
用いて、データ暗号化鍵Ｋ’を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成し、暗復号化装置（107）を用いて、入力装
置（109）から入力した送信データＰをデータ暗号化鍵
Ｋ’を用いて、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化する。さらに、演算装置（104）を用い
て、

【０１３１】

【数６８】

【０１３２】を計算し、通信装置（108）を用いて、Ｃ
１，Ｃ２を通信衛星（600）を介して同報送信する。

【０１３３】（２）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉ
ｈ｝は、受信者側装置（200）内の通信装置（201）を用
いて、Ｃ１，Ｃ２を受信し、演算装置（202）を用い
て、Ｃ２から

【０１３４】

【数６９】

【０１３５】にて、Ｋを計算する。

【０１３６】受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｈ｝は、
公開情報である秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆを搭載
した鍵生成装置（203）を用いて、データ暗号化鍵Ｋ’
を、 Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成する。さらに、暗復号化装置（204）を用い
て、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’を用いて、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により、送信データＰを復号化する。

【０１３７】安全性の観点から、データ暗号化鍵Ｋ’の
更新は短い周期の一定期間毎に行うことが望ましい。更
新方法は、「３．送信データの暗復号化処理」と同様で
ある。

【０１３８】４．同報通信によるＰＰＶ（またはニアＰ
ＰＶ）のための暗号通信方法： （１）送信者（放送局）は、送信者側装置（100）内の
乱数発生器（105）を用いて、乱数ｒ∈Ｚをランダムに
作成し、衛星放送データの中に混入し、放送を行う。

【０１３９】（２）受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の
受信者数）は受信者側装置（200）内の入力装置（205）
を用いて、視聴注文書Ｐｉを次の要領で作成する。

【０１４０】希望する視聴情報Ｇｉと、日時情報Ｔｉか
ら、視聴注文書Ｐｉを、 Ｐｉ＝Ｇｉ｜｜Ｔｉ により作成する。（ただし、ａ｜｜ｂは、データａ，ｂ
を単純に連接した結果を表す。） 受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は、通信
装置（201）を用いて、衛星放送データの中に混入され
た乱数ｒを受信し、公開情報である秘密鍵暗号における
鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（203）を用いて、
データ暗号化鍵Ｋ’を受信者ｉが所有する秘密鍵ｄｉ
（ただし、ｄｉは基本鍵Ｓｉまたは任意の準基本鍵とす
る）と、ｒを用いて、 Ｋｉ’＝ｆ（ｄｉ，ｒ） により作成し、暗復号化装置（204）を用いて、視聴注
文書Ｐｉを Ｃｉ＝Ｅ（Ｋｉ’：Ｐｉ） により暗号化する。

【０１４１】さらに、通信装置（201）を用いて、受信
者ｉのＩＤ情報ＩＤｉと、識別情報Ｉｉ（ただし、Ｉｉ
は秘密鍵ｄｉに用いるＳｉまたはを識別するための情報
である）と、暗号文Ｃｉを地上回線（500）を介して送
信者（放送局）へ送信する。

【０１４２】（３）送信者（放送局）は、送信者側装置
（100）内の通信装置（108）を用いて、ＩＤｉ，Ｉｉ，
暗号文Ｃｉを受信し、ＩＤｉから受信者ｉを判定し、Ｉ
ｉからデータ暗号化鍵Ｋ’の作成に使用する秘密鍵ｄｉ
を判定する。

【０１４３】送信者（放送局）は、公開情報である秘密
鍵暗号における鍵生成関数ｆを搭載した鍵生成装置（10
6）を用いて、データ暗号化鍵Ｋｉ’を Ｋｉ’＝ｆ（ｄｉ，ｒ） により作成し、暗復号化装置（107）を用いて、Ｃｉか
らデータ暗号化鍵Ｋｉ’を用いて、視聴注文書Ｐｉを、 Ｐｉ＝Ｄ（Ｋｉ’：Ｃｉ） により復号化する。

【０１４４】（４）放送局（送信者）は、Ｐｉの復号結
果が注文内容として意味を成すものであれば、受信者全
体の集合｛１，２，…，Ｎ｝内でＰＰＶの内容毎に任意
の部分集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝⊆｛１，２，…，
Ｎ｝を設定し、上記「２．準基本鍵の配送処理」と同様
にしてＰＰＶ用の準基本鍵を同報送信し、受信者ｉ∈
｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝に対して課金を行う。

【０１４５】（５）送信者（放送局）は、上記「３．送
信データの暗復号化処理」と同様にして、ＰＰＶデータ
の同報暗号通信を行う。

【０１４６】上記した実施例３では、受信者が所有する
秘密鍵（基本鍵Ｓｉおよび準基本鍵ｄσ）を利用してＰ
ＰＶを行うことにより、秘密鍵の横流しを防ぐ方法につ
いて説明した。もし、不正な受信者が秘密鍵の横流しを
行うと、横流しにより鍵を受け取った者はＰＰＶを行う
ことができ、その料金は不正者である受信者に対して課
金される。

【０１４７】（実施例５）実施例５では、実施例４の変
形例として、中国人の剰余定理を用いて同報暗号通信を
行う場合について説明する。

【０１４８】１．準備処理：送信者（放送局）は、送信
者側装置（100）内の素数生成器（101）と、ＬＣＭ計算
器（102）と、ＧＣＤ計算器（103）と、演算装置（10
4）を用いて、 秘密情報： ・互いに素な整数ｇｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは受信者数） ・秘密鍵暗号における共有鍵Ｋｉ（１≦ｉ≦Ｎ） 公開情報： ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成する。

【０１４９】送信者（放送局）は、受信者ｉ（１≦ｉ≦
Ｎ）に対して、ｐｉとＫｉを受信者ｉの秘密情報として
受信者ｉに予め配布するする。

【０１５０】２．送信データの暗復号化処理： （１）受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）は、契約するチャンネル
を送信者（放送局）に対して伝える。

【０１５１】（２）送信者（放送局）は、受信者全体の
集合｛１，２，…，Ｎ｝内でチャンネルの契約を行う受
信者毎に任意の部分集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｈ｝⊆
｛１，２，…，Ｎ｝を設定し、送信者（放送局）は、送
信者側装置（100）内の乱数発生器（105）を用いて、Ｋ
∈Ｚをランダムに作成し、データ暗号化鍵Ｋ’を、公開
情報である秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆを搭載した
鍵生成装置（106）を用いて Ｋ’＝ｆ（Ｋ） により作成するし、暗復号化装置（107）を用いて、入
力装置（109）から入力した送信データＰをデータ暗号
化鍵Ｋ’を用いて、 Ｃ＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化し、データ暗号化鍵Ｋ’を共有鍵Ｋｉを用
いて、

【０１５２】

【数７０】

【０１５３】により暗号化する。さらに、演算装置（10
4）を用いて、多重化送信文Ｆを、

【０１５４】

【数７１】

【０１５５】により計算し、（ただし、Ｇ，Ｇｉ，Ａｉ
は、

【０１５６】

【数７２】

【０１５７】である。） 通信装置（108）を用いて、暗号文Ｃ，Ｆを通信衛星（6
00）を介して同報送信する。

【０１５８】（２）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉ
ｈ｝は、受信者側装置（200）内の通信装置（201）を用
いて、多重化送信文Ｆを受信し、演算装置（202）を用
いて、Ｆからｇｉを用いて、 Ｃｉ＝Ｆ ｍｏｄ ｇｉ により暗号文Ｃｉを分離化し、暗復号化装置（204）を
用いて、Ｃｉからデータ暗号化鍵Ｋ’を送信者（放送
局）との共有鍵Ｋｉを用いて、 Ｋ’＝Ｄ（Ｋｉ：Ｃｉ） により復号化し、暗号文Ｃから送信データＰをデータ暗
号化鍵Ｋ’を用いて、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ） により復号化する。

【０１５９】３．同報通信によるＰＰＶ（またはニアＰ
ＰＶ）のための暗号通信方法： （１）送信者（放送局）は、送信者側装置（100）内の
乱数発生器（105）を用いて乱数ｒ∈Ｚをランダムに作
成し、衛星放送データの中に混入し、衛星放送を行う。

【０１６０】（２）受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の
受信者数）は、受信者側装置（200）内の入力装置（20
5）を用いて、視聴注文書Ｐｉを次の要領で作成する。

【０１６１】希望する視聴情報Ｇｉと、日時情報Ｔｉか
ら、視聴注文書Ｐｉを、 Ｐｉ＝Ｇｉ｜｜Ｔｉ により作成する。

【０１６２】（ただし、ａ｜｜ｂは、データａ，ｂを単
純に連接した結果を表す。） 受信者ｉは、受信者側装置（200）内の通信装置（201）
を用いて、衛星放送データの中に混入された乱数ｒを受
信し、公開情報である秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ
を搭載した鍵生成装置（203）を用いて、データ暗号化
鍵Ｋｉ’を受信者ｉが所有する秘密鍵Ｋｉと、乱数ｒを
用いて、 Ｋｉ’＝ｆ（Ｋｉ，ｒ） により作成し、暗復号化装置（204）を用いて、視聴注
文書Ｐｉをデータ暗号化鍵Ｋｉ’を用いて、 Ｃｉ＝Ｅ（Ｋｉ’：Ｐｉ） により暗号化し、通信装置（201）を用いて、受信者ｉ
のＩＤ情報ＩＤｉと暗号文Ｃｉを地上回線（500）を介
して送信者（放送局）へ送信する。

【０１６３】（３）送信者（放送局）は、送信者側装置
（100）内の通信装置（108）を用いて、ＩＤｉを受信
し、ＩＤｉから受信者ｉを判定する。

【０１６４】公開情報である秘密鍵暗号における鍵生成
関数ｆを搭載した鍵生成装置（106）を用いて、データ
暗号化鍵Ｋｉ’を Ｋｉ’＝ｆ（Ｋｉ，ｒ） により作成し、暗復号化装置（107）を用いて、Ｃｉか
ら視聴注文書Ｐｉをデータ暗号化鍵Ｋｉ’を用いて、 Ｐｉ＝Ｄ（Ｋｉ’：Ｃｉ） により復号化する。

【０１６５】（４）送信者（放送局）は、Ｐｉの復号結
果が注文内容として意味をなすものであれば、受信者全
体の集合｛１，２，…，Ｎ｝内でＰＰＶの内容毎に任意
の部分集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝⊆｛１，２，…，
Ｎ｝を設定し、上記「２．送信データの暗復号化処理」
と同様にしてＰＰＶデータの同報暗号通信を行い、受信
者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝に対して課金を行う。

【０１６６】（実施例６）実施例６では、実施例１で説
明した、Ｋの計算処理において、計算機能付き記憶媒体
（700）を用いてＫの計算を行う場合について説明す
る。

【０１６７】第１４図は、計算機能付き記憶媒体の内部
構成を示す図である。計算機能付き記憶媒体（700）
は、演算装置（701）、メモリ（702）、入力装置（70
3）、出力装置（704）を備えている。

【０１６８】受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者
数）は、秘密情報Ｓσを搭載した計算機能付き記憶媒体
（700）を所持し、

【０１６９】

【数７３】

【０１７０】の計算において、（１）受信者ｉは、計算
機能付き記憶媒体（700）を所定の受信者側装置（200）
に接続し、計算機能付き記憶媒体（700）内の演算装置
（701）を用いて、

【０１７１】

【数７４】

【０１７２】を計算し、Ｓσ’を受信者側装置（200）
内の記憶装置（206）に出力し、（２）受信者側装置（2
00）内の演算装置（202）を用いて、記憶装置（206）か
ら入力したＳσ’を用いて、

【０１７３】

【数７５】

【０１７４】を計算する。

【０１７５】（実施例７）実施例７では、実施例２で説
明した、Ｋの計算処理において、計算機能付き記憶媒体
（500）を用いてＫの計算を行う場合について説明す
る。

【０１７６】受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者
数）は、秘密情報

【０１７７】

【数７６】

【０１７８】の計算において、（１）受信者ｉは、計算
機能付き記憶媒体（700）を所定の受信者側装置（２０
０）に接続し、計算機能付き記憶媒体（７００）内の演
算装置（701）を用いて、

【０１７９】

【数７７】

【０１８０】を計算し、ｇ’を受信者側装置（200）内
の記憶装置（206）に出力し、（２）受信者側装置（20
0）内の演算装置（202）を用いて、記憶装置（206）か
ら入力したｇ’を用いて、

【０１８１】

【数７８】

【０１８２】を計算する。

【０１８３】（実施例８）実施例８では、実施例３で説
明した、Ｋの計算処理において、計算機能付き記憶媒体
（500）を用いてＫの計算を行う場合について説明す
る。

【０１８４】受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者
数）は、秘密情報

【０１８５】

【数７９】

【０１８６】の計算において、（１）受信者ｉは、計算
機能付き記憶媒体（700）を所定の受信者側装置（200）
に接続し、受信者側装置（200）内の演算装置（202）を
用いて、

【０１８７】

【数８０】

【０１８８】を計算し、ｇ’，ｅ’を計算機能付き記憶
媒体（700）内のメモリ（702）に出力し、（２）計算機
能付き記憶媒体（700）内の演算装置（701）を用いて、
メモリ（702）から入力したｇ’，ｅ’を用いて、

【０１８９】

【数８１】

【０１９０】を計算する。

【０１９１】（実施例９）実施例９では、第１５図に示
すように、送信者が複数の受信者に対して同報暗号通信
を行う際の送信データを暗号化するデータ暗号化鍵の更
新方法について説明する。

【０１９２】１．準備処理：送信者は、送信者側装置
（100）内の乱数発生器（105）と、鍵生成装置（106）
を用いて各受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは受信者数）に対
して、秘密鍵暗号における共有鍵Ｋｉを作成し、秘密情
報として受信者ｉに予め配布する。

【０１９３】２．送信データの暗号化処理： （１）送信者は、送信者側装置（100）内の入力装置（1
09）を用いて、送信データＰを予め複数のデータブロッ
クＰ１，Ｐ２，…，Ｐｎに分け、乱数発生装置（105）
と鍵生成装置（106）を用いて、各データブロックに対
応したデータ暗号化鍵Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎを作成し、
データブロックＰｊをデータ暗号化鍵Ｒｊを用いて、 Ｃｊ＝Ｅ（Ｒｊ：Ｐｊ） ｆｏｒ ｊ＝１，…，ｎ により暗号化し、（２）送信者は、送信者側装置（10
0）内の暗復号化装置（107）を用いて、データ暗号化鍵
Ｒｊを各受信者の秘密鍵Ｋｉを用いて、 Ｆ（ｉ；ｊ）＝Ｅ（Ｋｉ：Ｒｊ）ｆｏｒ ｉ＝１，…，
Ｎ，ｊ＝１，…，ｎ により暗号化し、通信装置（108）を用いて、Ｆ（ｉ：
ｊ），Ｃｊを順番に通信衛星（600）を介して同報送信
する。

【０１９４】３．送信データの復号化処理： （１）受信者ｉが所持する受信者側装置（200）内に、
復号化装置Ｄ１，Ｄ２を設け、（２）受信者ｉは、暗復
号化装置Ｄ２（204a）を用いて、Ｆ（ｉ；ｊ）からＲｊ
を鍵Ｋｉを用いて、 Ｒｊ＝Ｄ（Ｋｉ：Ｆ（ｉ；ｊ））ｊ＝１，…，ｎ により復号化し、Ｒｊを暗復号化装置Ｄ１に出力し、暗
復号化装置Ｄ１（204b）を用いて、Ｃｊから送信データ
ＰｊをＲｊを用いて、 Ｐｊ＝Ｄ（Ｒｊ：Ｃｊ） にて復号化することによりデータ暗号化鍵の更新を行
う。

【０１９５】（実施例１０）実施例１０では、実施例１
で説明した同報暗号通信を、第１６図に示す各種マルチ
メディア情報配信システムに適応した場合の例について
説明する。

【０１９６】（１）ＩＯＤ（Information On Demand）
システムとの連携 第２図に示した送信者側装置（100）、受信者側装置（2
00）がそれぞれ、マルチメディア情報配信センタ（80
0）内のマルチメディア情報サーバ（801）、構内受信シ
ステム（900）内のＩＯＤサーバ（901）に対応する。

【０１９７】マルチメディア情報配信センタ（800）
は、実施例１と同様な準備処理を行い、ＩＯＤサーバ
（901）に対して個別の秘密情報Ｓσを

【０１９８】

【数８２】

【０１９９】により作成し、Ｓσ，σを予め配布してお
く。

【０２００】暗復号化処理として、マルチメディア情報
配信センタ（800）は、実施例１と同様にして、１＜ｒ
＜Ｌなる整数ｒをランダムに選択し、

【０２０１】

【数８３】

【０２０２】により、マルチメディア情報サーバ（80
1）に蓄積されたマルチメディア情報Ｍを暗号化し、

【０２０３】

【数８４】

【０２０４】を計算し、Ｃ１，Ｃ２を通信衛星（600）
を介して同報送信する。

【０２０５】ＩＯＤサーバ（901）はＣ１，Ｃ２を受信
し、実施例１と同様にして、Ｃ２から

【０２０６】

【数８５】

【０２０７】によりマルチメディア情報Ｍを復号化し、
ＩＯＤサーバ（901）内に蓄積する。

【０２０８】ＩＯＤサーバ（901）内に蓄積されたマル
チメディアデータはＬＡＮ（903）を介してクライアン
ト（902）に提供する。

【０２０９】地上無線網を利用したモーバイル環境での
ＩＯＤシステムとの連携 第２図に示した送信者側装置（100）、受信者側装置（2
00）がそれぞれ、マルチメディア情報配信センタ（80
0）内のマルチメディア情報サーバ（801）、屋外受信シ
ステム（1000）内の無線ＩＯＤサーバ（1001）に対応す
る。準備処理および暗復号化処理は、（１）に示した処
理と同様であり、無線ＩＯＤサーバ（1001）内に蓄積さ
れたマルチメディア情報は、地上無線網（1003）を介し
てクライアント（1002）に提供される。

【０２１０】

【発明の効果】本発明における同報暗号通信方法によれ
ば、（１）受信者が所持するハードウェアに安全性の根
拠を置くことなく、アルゴリズムのみで安全性を保証す
ることが可能である。

【０２１１】（２）受信者数が大きい場合でも、鍵配送
のための送信データ量を小さくすることができる。例え
ば、実施例１における方式によると、クライアント数

【０２１２】

【数８６】

【０２１３】に対して、鍵配送データ量の大きさは｜Ｌ
｜×ｋである。これに対して、従来方式で述べた個別鍵
方式による多重化方式では鍵配送データ量の大きさは
｛個別の鍵データ｝×｛受信者数｝となる。比較結果を
第１７図に示す。ただし、個別の鍵データは64bitsとし
た。

【０２１４】（３）鍵の有効／失効化が容易である。

【０２１５】（４）環上の離散対数問題を暗号学的過程
とする高い安全性を実現する。

【０２１６】本発明は、同報暗号通信処理全般の幅広い
範囲に適用できる。特に、多チャンネル衛星ディジタル
放送や多人数によるファイル共有などに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す図である。

【図２】本発明における実施例１におけるシステム構成
を示す図である。

【図３】本発明における送信者側装置を示す図である。

【図４】本発明における受信者側装置を示す図である。

【図５】本発明における実施例１の準備処理フローを示
す図である。

【図６】本発明における実施例１の暗復号化処理フロー
を示す図である。

【図７】本発明における実施例２のシステム構成を示す
図である。

【図８】実施例２のシステム構成内のセンタ側装置を示
す図である。

【図９】本発明における実施例２の準備処理フローを示
す図である。

【図１０】本発明における実施例２の暗復号化処理フロ
ーを示す図である。

【図１１】本発明における実施例３の準備処理フローを
示す図である。

【図１２】本発明における実施例３の暗復号化処理フロ
ーを示す図である。

【図１３】本発明における実施例４および実施例５にお
けるシステム構成を示す図である。

【図１４】実施例６、実施例７および実施例８における
計算機能付き記憶媒体を示す図である。

【図１５】実施例９における送信者が複数の受信者に対
して同報暗号通信を行う際の送信データを暗号化するデ
ータ暗号化鍵の更新方法について説明する図である。

【図１６】本発明における実施例１０のシステム構成を
示す図である。

【図１７】本発明における送信データ量の比較を示す図
である。

【符号の説明】

１００…送信者側装置、２００…受信者側装置、３００
…通信ネットワーク、１０１…素数生成器、１０２…Ｌ
ＣＭ計算器、１０３…ＧＣＤ計算器、１０４…演算装
置、１０５…乱数発生器、１０６…鍵生成装置、１０７
…暗複号化装置、１０８…通信装置、１０９…入力装
置、１１０…記憶装置、２０１…通信装置、２０２…演
算装置、２０３…鍵生成装置、２０４…暗複号化装置、
２０５…入力装置、２０６…記憶装置、２０７…ディス
プレイモニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 9/30 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｅ 12/18 ６６３Ａ 9744−5Ｋ 11/18

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信者および複数の受信者は予め作成され
   た個々の鍵情報をもとに同報通信データの暗復号化を行
   う同報暗号通信方法であって、 受信者数よりも少ない元の個数からなる秘密の有限集合
   から各受信者の秘密情報を作成し、各受信者の秘密鍵は
   他の受信者が単独または結託して計算することが困難で
   あることを特徴とする同報暗号通信方法。
2. 【請求項２】送信者および複数の受信者は予め作成され
   た個々の鍵情報をもとに同報通信データの暗復号化を行
   う同報暗号通信方法であって、 １．準備処理として、 送信者は、秘密情報として、 ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
   （１≦ｉ≦ｍ） 公開情報として、 ・ｎ＝ｐｑ ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成するステップと、（ただし、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は
   整数ａ，ｂの最小公倍数を表し、ｇｃｄ（ａ．ｂ）は整
   数ａ，ｂの最大公約数を表し、ｇは０＜ｇ＜ｎなる整数
   である。） 送信者は、σ∈Ｓ’に対して、 【数１】 を計算し、Ｓσを受信者Ｒσの秘密情報としてσと共に
   受信者Ｒσに予め配布するステップとを備え、（ただ
   し、集合Ｓ＝｛σ｜1対1写像σ：Ａ＝｛１，２，…，
   ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、
   σ１，σ２∈Ｓに対して、Ｓ上の関係〜を、 【数２】 にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’とする。） ２．暗復号化処理として、（１）送信者は、１＜ｒ＜Ｌ
   なる整数ｒをランダムに選び、 【数３】 を計算し、平文Ｐをデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ（Ｋ）を用
   いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化し、 【数４】 を計算し、暗号文Ｃ１，Ｃ２を同報送信するステップ
   と、（ただし、［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］はデータｘ
   １，ｘ２，…，ｘｍを多重化した結果を表し、［ｘ１
   ｍｏｄ Ｌ，ｘ２ ｍｏｄ Ｌ，…，ｘｍ ｍｏｄ Ｌ］を
   単に［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ Ｌと表す。）
   （２）受信者Ｒσは、暗号文Ｃ２から 【数５】 にて、Ｋを計算するステップと、 受信者Ｒσは、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ
   （Ｋ）を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ２） により平文Ｐを復号化するステップとを備えたことを特
   徴とする同報暗号通信方法。
3. 【請求項３】送信者および複数の受信者は予め作成され
   た個々の鍵情報をもとに同報通信データの暗復号化を行
   う同報暗号通信方法であって、 １．準備処理として、 信頼できる第３者機関（以下では、センタと呼ぶ）は、
   秘密情報として、 ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・整数ｒ，１＜ｒ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｒ，Ｌ）＝１ ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
   （１≦ｉ≦ｍ） ・整数ｒｉ，１＜ｒｉ＜Ｌ（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報として、 ・ｎ＝ｐｑ ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ 【数６】 ・整数Ｒ，０＜Ｒ＜Ｌ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成するステップと、（ただし、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は
   整数ａ，ｂの最小公倍数を表し、ｇｃｄ（ａ．ｂ）は整
   数ａ，ｂの最大公約数を表し、［ｘ１，ｘ２，…，ｘ
   ｍ］はデータｘ１，ｘ２，…，ｘｍを多重化した結果を
   表し、［ｘ１ ｍｏｄ Ｌ，ｘ２ ｍｏｄ Ｌ，…，ｘｍ
   ｍｏｄ Ｌ］を単に［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ Ｌ
   と表し、ｇは０＜ｇ＜ｎなる整数である。） センタはユーザｘに対して、固有の秘密情報 【数７】 ユーザｘの秘密情報としてσと共にユーザｘに予め配布
   するステップとを備え、（ただし、集合Ｓ＝｛σ｜1対1
   写像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，
   ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、
   Ｓ上の関係〜を、 【数８】 にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’とする。） ２．暗復号化処理として、（１）送信者は、０＜ｔ＜Ｒ
   なる整数ｔをランダムに選び、 Ｋ＝ｇｔｍｏｄ ｎ を計算し、平文Ｐをデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ（Ｋ）を用
   いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化するステップと、 送信者は公開情報であるＭ１とｎから、 【数９】 を計算し、Ｃ１，Ｍ１ｔを同報送信するステップと、
   （２）受信者ｘは、 Ｍ１ｔから 【数１０】 にて、Ｋを計算するステップと、 受信者ｘは、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ
   （Ｋ）を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により平文Ｐを復号化するステップとを備えたことを特
   徴とする同報暗号通信方法。
4. 【請求項４】送信者および複数の受信者は予め作成され
   た個々の鍵情報をもとに同報通信データの暗復号化を行
   う同報暗号通信方法であって、 １．準備処理として、 信頼できる第３者機関（以下では、センタと呼ぶ）は、
   秘密情報として、 ・素数ｐ’，ｑ’ ・整数ｒ，１＜ｒ＜ｎ，ｇｃｄ（ｒ，ｎ）＝１ ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜ｎ，ｇｃｄ（ｅｉ，ｎ）＝１
   （１≦ｉ≦ｍ） ・整数ｒｉ，１＜ｒｉ＜ｎ（１≦ｉ≦ｍ） 公開情報として、 ・素数ｐ ・ｎ＝ｐ’ｑ’，（ｎ｜ｐ−１） ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ 【数１１】 ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成するステップと、（ただし、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は
   整数ａ，ｂの最小公倍数を表し、ｇｃｄ（ａ．ｂ）は整
   数ａ，ｂの最大公約数を表し、［ｘ１，ｘ２，…，ｘ
   ｍ］はデータｘ１，ｘ２，…，ｘｍを多重化した結果を
   表し、［ｘ１ ｍｏｄ ｎ，ｘ２ ｍｏｄ ｎ，…，ｘｍ
   ｍｏｄ ｎ］を単に［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ ｎ
   と表し、ｎ｜ｐ−１はｎはｐ−１を割り切ることを表
   し、ｇは０＜ｇ＜ｎ， ｏｒｄｐ（ｇ）＝ｎなる整数で
   ある。） センタはユーザｘに対して、固有の秘密情報 【数１２】 ユーザｘの秘密情報としてσと共にユーザｘに予め配布
   するステップとを備え、（ただし、集合Ｓ＝｛σ｜1対1
   写像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，２，…，
   ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに対して、
   Ｓ上の関係〜を、 【数１３】 にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’とする。） ２．暗復号化処理として、（１）送信者は、０＜ｔ＜ｎ
   なる整数ｔをランダムに選び、 Ｋ＝ｇｔｍｏｄ ｎ を計算し、平文Ｐをデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ（Ｋ）を用
   いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化するステップと、 送信者は公開情報であるＭ１とｐから、 【数１４】 を計算し、Ｃ１，Ｍ１ｔを同報送信するステップと、
   （２）受信者ｘは、 Ｍ１ｔから 【数１５】 にて、Ｋを計算するステップと、 受信者ｘは、暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ
   （Ｋ）を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により平文Ｐを復号化するステップとを備えたことを特
   徴とする同報暗号通信方法。
5. 【請求項５】情報提供者は利用者に対して、一定期間毎
   の契約により有償情報を提供するサービスと、利用者の
   要求に応じて情報単位で有償情報を提供し課金を行なう
   サービスの２つのサービスを同報通信にて行なう方法で
   あって，情報提供者および利用者には固有の秘密情報が
   予め配布されており、それぞれの秘密情報を用いて情報
   提供者は利用者に対して一定期間毎の契約による有償情
   報を暗号化して送信し、 利用者は自身の該秘密情報を用いて情報提供者に対して
   自身の身元を証明することで認証を行い、情報提供者に
   情報単位毎の情報提供を要求し、 情報提供者は認証が正しく行なわれたことを確認した
   後、該秘密情報を用いて暗号通信にて有償情報を提供す
   ることを特徴とする情報提供課金方法。
6. 【請求項６】送信者である放送局が送信データを暗号化
   して、受信者に対して同報通信を行う衛星放送暗号通信
   システムであって、 １．準備処理として、 送信者（放送局）は、秘密情報として、 ・素数ｐ，ｑ ・Ｌ＝ｌｃｍ（ｏｒｄｐ（ｇ），ｏｒｄｑ（ｇ）） ・整数ｅｉ，１＜ｅｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｅｉ，Ｌ）＝１
   （１≦ｉ≦ｍ） 公開情報として、 ・ｎ＝ｐｑ ・整数ｇ，０＜ｇ＜ｎ ・整数ｍ ・整数ｋ，０＜ｋ＜ｍ ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆ を作成するステップと、（ただし、ｌｃｍ（ａ，ｂ）は
   整数ａ，ｂの最小公倍数を表し、ｇｃｄ（ａ，ｂ）は整
   数ａ，ｂの最大公約数を表す。） 送信者（放送局）は、受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体
   の受信者数）に対して、 【数１６】 を計算し、Ｓｉを受信者ｉの秘密情報として受信者ｉに
   予め配布するステップと、 送信者（放送局）は、チャンネル毎に集合｛ｖ１，ｖ
   ２，…，ｖｍ｝（ｖｉ∈Ｚ，０＜ｖｉ＜Ｌ，ｇｃｄ（ｖ
   ｉ，Ｌ）＝１）を秘密情報として設定し、σ∈Ｓ’に対
   して、 【数１７】 を計算するステップとを備え、（ただし、集合Ｓ＝｛σ
   ｜1対1写像σ：Ａ＝｛１，２，…，ｋ｝→Ｂ＝｛１，
   ２，…，ｍ｝，１≦ｋ≦ｍ｝および、σ１，σ２∈Ｓに
   対して、Ｓ上の関係〜を、 【数１８】 にて定義し、Ｓの〜に関する商集合をＳ’とする。） ２．送信データの暗復号化に用いる鍵の配送処理とし
   て、（１）受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者
   数）は契約するチャンネルを送信者（放送局）に対して
   伝えるステップと、（２）送信者（放送局）は、チャン
   ネル毎に設定した集合｛ｖ１，ｖ２，…，ｖｍ｝から、
   同チャンネルの契約を行う受信者の集合｛ｉ１，ｉ２，
   …，ｉｈ｝⊆｛１，２，…，Ｎ｝に対して、 【数１９】 を計算し、Ｃを同報送信するステップと、（ただし、
   ［ｘ１，ｘ２，…，ｘｍ］はデータｘ１，ｘ２，…，ｘ
   ｍを多重化した結果を表し、［ｘ１ ｍｏｄ Ｌ，ｘ２
   ｍｏｄ Ｌ，…，ｘｍ ｍｏｄ Ｌ］を単に［ｘ１，ｘ
   ２，…，ｘｍ］ｍｏｄ Ｌと表す。） （３）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｈ｝は、 【数２０】 により、送信データの暗復号化に用いる鍵ｄσを計算す
   るステップとを備え、 ３．送信データの暗復号化処理として、（１）送信者
   は、整数ｒをランダムに選び、Ｋを、 【数２１】 により計算し、送信データＰをデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ
   （Ｋ）を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃ１＝Ｅ（Ｋ’：Ｐ） により暗号化するステップと、 【数２２】 を計算し、暗号文Ｃ１，Ｃ２を同報送信するステップ
   と、（２）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｈ｝は、Ｃ
   ２から 【数２３】 にて、Ｋを計算するステップと、 暗号文Ｃ１からデータ暗号化鍵Ｋ’＝ｆ（Ｋ）を用いて
   （秘密鍵暗号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋ’：Ｃ１） により、送信データＰを復号化するステップとを備え、 ４．受信者のリクエストに対して、視聴情報をリアルタ
   イムで提供するＰＰＶ（Ｐａｙ Ｐａｒ Ｖｉｅｗ）のた
   めの暗号通信方法として、（１）送信者（放送局）は、
   整数ｒをランダムに作成し、衛星放送データの中に混入
   し、放送を行うステップと、（２）受信者ｉ（１≦ｉ≦
   Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は希望する視聴情報Ｇｉと、
   日時情報Ｔｉから、視聴注文書Ｐｉを、 Ｐｉ＝Ｇｉ｜｜Ｔｉ により作成し、（ただし、ａ｜｜ｂは、データａ，ｂを
   単純に連接した結果を表す。） データ暗号化鍵Ｋｉ’を受信者ｉが所有する秘密鍵ｄｉ
   （ただし、ｄｉは基本鍵Ｓｉまたは任意の準基本鍵とす
   る）と、乱数ｒを用いて、 Ｋｉ’＝ｆ（ｄｉ，ｒ） により作成し、視聴注文書Ｐｉを Ｃｉ＝Ｅ（Ｋｉ’：Ｐｉ） により（秘密鍵暗号にて）暗号化し、 受信者ｉのＩＤ情報ＩＤｉと、識別情報Ｉｉ（ただし、
   Ｉｉは秘密鍵ｄｉに用いるＳｉまたはを識別するための
   情報である）と、暗号文Ｃｉを送信者（放送局）へ送信
   するステップと、（３）送信者（放送局）は、ＩＤｉか
   ら受信者ｉを判定し、Ｉｉからデータ暗号化鍵Ｋｉ’の
   作成に使用する秘密鍵ｄｉを判定し、データ暗号化鍵Ｋ
   ｉ’を Ｋｉ’＝ｆ（ｄｉ，ｒ） により作成し、Ｃｉから視聴注文書Ｐｉをデータ暗号化
   鍵Ｋｉ’を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐｉ＝Ｄ（Ｋｉ’：Ｃｉ） により復号化するステップと、（４）送信者（放送局）
   は、Ｐｉの復号結果が注文内容として意味をなすもので
   あれば、受信者全体の集合｛１，２，…，Ｎ｝内でＰＰ
   Ｖの内容毎に任意の部分集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝
   ⊆｛１，２，…，Ｎ｝を設定し、上記「２．送信データ
   の暗復号化に用いる鍵の配送処理」と同様にしてＰＰＶ
   用の鍵を同報送信し、受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉ
   ｘ｝に対して課金を行うステップと、（５）送信者は、
   上記「３．送信データの暗復号化処理」と同様にして、
   ＰＰＶデータの同報暗号通信を行うステップとを備えた
   ことを特徴とする同報暗号通信方法。
7. 【請求項７】送信者である放送局が送信データを暗号化
   して、受信者に対して同報通信を行う衛星放送暗号通信
   システムであって、 １．準備処理として、送信者（放送局）は、秘密情報と
   して、 ・互いに素な整数ｇｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは受信者数） ・秘密鍵暗号における共有鍵Ｋｉ（１≦ｉ≦Ｎ） 公開情報として、 ・秘密鍵暗号における鍵生成関数ｆを作成するステップ
   と、送信者（放送局）は、受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）に対
   して、ｐｉとＫｉを受信者ｉの秘密情報として受信者ｉ
   に予め配布するステップとを備え、 ２．送信データの暗復号化処理として、（１）受信者ｉ
   （１≦ｉ≦Ｎ）は、契約するチャンネルを送信者（放送
   局）に対して伝えるステップと、（２）送信者（放送
   局）は、受信者全体の集合｛１，２，…，Ｎ｝内でチャ
   ンネルの契約を行う受信者毎に任意の部分集合｛ｉ１，
   ｉ２，…，ｉｈ｝⊆｛１，２，…，Ｎ｝を設定し、 送信者（放送局）は、データ暗号化鍵Ｋをランダムに作
   成し、送信データＰをデータ暗号化鍵Ｋを用いて（秘密
   鍵暗号にて）、 Ｃ＝Ｅ（Ｋ：Ｐ） により暗号化するステップと、 データ暗号化鍵Ｋを共有鍵Ｋｉを用いて（秘密鍵暗号に
   て）、 【数２４】 により暗号化するステップと、 【数２５】 により、多重化送信文Ｆを計算し、（ただし、Ｇ，Ｇ
   ｉ，Ａｉは、 【数２６】 である。）暗号文Ｃ，Ｆを同報送信するステップと、
   （３）受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｈ｝は、多重化
   送信文Ｆからｇｉを用いて、 Ｃｉ＝Ｆ ｍｏｄ ｇｉ により、暗号文Ｃｉを分離化し、Ｃｉから送信データＰ
   を送信者（放送局）との共有鍵Ｋｉを用いて（秘密鍵暗
   号にて）、 Ｐ＝Ｄ（Ｋｉ：Ｃｉ） により復号化するステップとを備え、 ３．受信者のリクエストに対して、視聴情報をリアルタ
   イムで提供するＰＰＶ（Ｐａｙ Ｐａｒ Ｖｉｅｗ）のた
   めの暗号通信方法として、（１）送信者（放送局）は、
   整数ｒをランダムに作成し、衛星放送データの中に混入
   し、放送を行うステップと、（２）受信者ｉ（１≦ｉ≦
   Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は希望する視聴情報Ｇｉと、
   日時情報Ｔｉから、視聴注文書Ｐｉを、 Ｐｉ＝Ｇｉ｜｜Ｔｉ により作成し、（ただし、ａ｜｜ｂは、データａ，ｂを
   単純に連接した結果を表す。） データ暗号化鍵Ｋｉ’を受信者ｉが所有する秘密鍵Ｋｉ
   と、乱数ｒを用いて、 Ｋｉ’＝ｆ（Ｋｉ，ｒ） により作成し、視聴注文書Ｐｉをデータ暗号化鍵Ｋｉ’
   を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｃｉ＝Ｅ（Ｋｉ’：Ｐｉ） により暗号化し、 受信者ｉのＩＤ情報ＩＤｉと暗号文Ｃｉを送信者（放送
   局）へ送信するステップと、（３）送信者（放送局）
   は、ＩＤｉから受信者ｉを判定し、データ暗号化鍵Ｋ
   ｉ’を Ｋｉ’＝ｆ（Ｋｉ，ｒ） により作成し、Ｃｉから視聴注文書Ｐｉをデータ暗号化
   鍵Ｋｉ’を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐｉ＝Ｄ（Ｋｉ’：Ｃｉ） により復号化するステップと、（４）送信者（放送局）
   は、Ｐｉの復号結果が注文内容として意味をなすもので
   あれば、受信者全体の集合｛１，２，…，Ｎ｝内でＰＰ
   Ｖの内容毎に任意の部分集合｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝
   ⊆｛１，２，…，Ｎ｝を設定し、上記「２．送信データ
   の暗復号化処理」と同様にしてＰＰＶデータの同報暗号
   通信を行い、受信者ｉ∈｛ｉ１，ｉ２，…，ｉｘ｝に対
   して課金を行うステップとを備えたことを特徴とする同
   報暗号通信方法。
8. 【請求項８】請求項２に記載の同報暗号通信方法であっ
   て、 受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は、秘密
   情報Ｓσを搭載した計算機能付き記憶媒体を所持し、 【数２７】 の計算において、（１）受信者ｉは、該計算機能付き記
   憶媒体を所定の受信者側装置に接続し、該計算機能付き
   記憶媒体内において、 【数２８】 を計算し、Ｓσ’を該受信者側装置に出力し、（２）該
   受信者側装置内で、 【数２９】 を計算することを特徴とする同報暗号通信方法。
9. 【請求項９】請求項３に記載の同報暗号通信方法であっ
   て、 受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は、秘密
   情報 【数３０】 の計算において、（１）受信者ｉは、該計算機能付き記
   憶媒体を所定の受信者側装置に接続し、該計算機能付き
   記憶媒体内において、 【数３１】 を計算し、ｇ’を該受信者側装置に出力し、（２）該受
   信者側装置内で、 【数３２】 を計算することを特徴とする同報暗号通信方法。
10. 【請求項１０】請求項４に記載の同報暗号通信方法であ
    って、 受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは全体の受信者数）は、秘密
    情報 【数３３】 の計算において、（１）受信者ｉは、該計算機能付き記
    憶媒体を所定の受信者側装置に接続し、該受信者側装置
    内において、 【数３４】 を計算し、ｇ’，ｅ’を該計算機能付き記憶媒体に出力
    し、（２）該計算機能付き記憶媒体内で、 【数３５】 を計算することを特徴とする同報暗号通信方法。
11. 【請求項１１】送信者が受信者に対して暗号通信を行な
    う際の送信データを暗号化するデータ暗号化鍵の更新方
    法であって、 送信者および受信者は予め暗号通信のための秘密情報を
    所持し、 送信者は送信データを幾つかのブロックＰ１，…，Ｐｎ
    に分け、それぞれを異なるデータ暗号化鍵Ｋ１，…，Ｋ
    ｎで暗号化し（暗号文をＣ１，…，Ｃｎとする）、さら
    に該秘密情報Ｓを用いて各データ暗号化鍵を暗号化し
    （暗号文をＤ１，…，Ｄｎとする）、それぞれの暗号文
    Ｃ１，…，Ｃｎ，Ｄ１，…，Ｄｎを受信者に送信し、 受信者は複数の復号化装置を備えた受信者側装置を所持
    し、 受信者の該秘密情報Ｓを用いて復号装置において暗号文
    Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）からデータ暗号化鍵Ｋｉの復号処理
    を行ない、データ暗号化鍵Ｋｉを送信データの復号処理
    を行なう復号装置に出力し、 送信データの復号化処理を行なう復号化装置が暗号文Ｃ
    ｉからデータ暗号化鍵Ｋｉを用いてデータＰｉを復号化
    する処理と並行して、 受信者側装置内の他の復号化装置は暗号文Ｄｊ（ｊ＞
    ｉ）からデータ暗号化鍵Ｋｊの復号処理を行ない、デー
    タ暗号化鍵Ｋｊを送信データの復号処理を行なう復号装
    置に出力し、 順次、送信データの復号化処理を行なう復号化装置は送
    信データの復号化処理を行なうことを特徴とするデータ
    暗号化鍵更新方法。
12. 【請求項１２】送信者が複数の受信者に対して同報暗号
    通信を行う際の送信データを暗号化するデータ暗号化鍵
    の更新方法であって、 １．準備処理として、 送信者は、各受信者ｉ（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは受信者数）に
    対して、秘密鍵暗号における共有鍵Ｋｉを作成し、秘密
    情報として受信者ｉに予め配布するステップを備え、 ２．送信データの暗号化処理として、 （１）送信者は、送信データを予め複数のデータブロッ
    クＰ１，Ｐ２，…，Ｐｎに分け、各データブロックに対
    応したデータ暗号化鍵Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎを作成し、 データブロックＰｊをデータ暗号化鍵Ｒｊを用いて（秘
    密鍵暗号にて）、 Ｃｊ＝Ｅ（Ｒｊ：Ｐｊ） ｆｏｒ ｊ＝１，…，ｎ により暗号化するステップと、（２）データ暗号化鍵Ｒ
    ｊを各受信者の秘密鍵Ｋｉを用いて（秘密鍵暗号に
    て）、 Ｆ（ｉ；ｊ）＝Ｅ（Ｋｉ：Ｒｊ）ｆｏｒ ｉ＝１，…，
    Ｎ，ｊ＝１，…，ｎ により暗号化し、 Ｆ（ｉ：ｊ），Ｃｊを順番に同報送信するステップとを
    備え、 ３．送信データの復号化処理として、 （１）受信者ｉが所持する受信者側装置内には、複数の
    復号化装置Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｋを設け、（２）暗復号
    化装置Ｄ２，…，Ｄｋにおいて、Ｆ（ｉ；ｊ）を鍵Ｋｉ
    を用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｒｊ＝Ｄ（Ｋｉ：Ｆ（ｉ；ｊ））ｊ＝１，…，ｎ により復号化し、Ｒｊを暗復号化装置Ｄ１に出力し、
    （３）暗復号化装置Ｄ１において、Ｃｊから送信データ
    ＰｊをＲｊを用いて（秘密鍵暗号にて）、 Ｐｊ＝Ｄ（Ｒｊ：Ｃｊ） にて復号化することによりデータ暗号化鍵の更新を行う
    ことを特徴とする同報暗号通信方法。
13. 【請求項１３】送信者側装置から複数の受信者側装置に
    同報送信を行う同報暗号通信システムにおいて、 受信者側装置の鍵情報は、当該受信者側装置の数よりも
    少ない元の個数からなる集合の部分集合の組み合わせに
    より生成して、各受信者側装置の各々に異なった鍵情報
    を予め割り当て、 前記送信者側装置は前記各受信者側装置に割り当てられ
    た前記各鍵情報を鍵配送データとして前記受信者側装置
    に送信することを特徴とする同報通信暗号方法。