秘密密鑰分割保管系統(tǒng)、分割保管裝置、秘密密鑰分割保管方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于安全地保管用于密碼/認(rèn)證的秘密密鑰的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)、分割保管裝置、秘密密鑰分割保管方法。
【背景技術(shù)】
[0002]保管用于密碼/認(rèn)證的秘密密鑰是重要的問題。在現(xiàn)代密碼學(xué)中，秘密密鑰不泄漏是安全性的前提。因此，為了使秘密密鑰不泄漏，研宄用于保管密鑰的防篡改的硬件，TPM(Trusted Platform Module，可信平臺模塊)或 HSM(Hardware security module，硬件安全模塊)那樣的產(chǎn)品正在被付諸實(shí)用。
[0003]作為防止因秘密密鑰的泄漏所導(dǎo)致的秘密信息泄漏的方法，還考慮更新秘密密鑰的方法。作為這樣的技術(shù)，已知專利文獻(xiàn)I等。
[0004][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]特開2012-150287號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，TPM或HSM那樣的硬件大多為低速，當(dāng)想要保管大量的密鑰時容量不夠充分。另一方面，定期或者基于規(guī)定的條件而更新秘密密鑰的方法，也存在從秘密密鑰泄漏起直到更新為止的期間秘密信息會泄漏的風(fēng)險。
[0009]本發(fā)明鑒于這樣的課題而完成，其目的在于減少因秘密密鑰的泄漏導(dǎo)致的秘密信息的泄漏風(fēng)險。
[0010]用于解決課題的方案
[0011 ] 本發(fā)明的第一秘密密鑰分割保管系統(tǒng)，包括:加密裝置，利用公開密鑰PK對明文M進(jìn)行加密，并輸出密文C ；N個分割保管裝置，記錄將與公開密鑰PK對應(yīng)的秘密密鑰SK進(jìn)行分割后的分割秘密密鑰Sk1,...，skN的其中一個；以及合并部件，求出對密文C進(jìn)行解密后的明文M。首先，設(shè)為N是2以上的整數(shù)，η為I以上且N以下的整數(shù)，Dec(C，SK)為表示利用秘密密鑰SK對密文C進(jìn)行解密的情況的記號，g (Sk1,, skN)為以Sk1,, skN為變量的函數(shù)，f (In1,...，!％)為以Hi1,...，mN為變量的函數(shù)，且
[0012]Dec (C，SK) = Dec (C，g(Sk1,...，skN))
[0013]= f (Dec (C, Sk1),…，Dec (C，skN))
[0014]的關(guān)系成立。并且，在第一秘密密鑰分割保管系統(tǒng)中，所有的分割保管裝置包括解密部和分割秘密密鑰變更部。解密部利用各自記錄的分割秘密密鑰skn，如1= Dec (C，skn)那樣求出分割明文mn，并將分割明文1^送至合并部件。分割秘密密鑰變更部求出
[0015]Dec(C，SK) = Dec(C，g(sk/，...，skN，))
[0016]= f (Dec (C, Sk1 ? ),..., Dec (C, skN> ))
[0017]成立，并且與(Sk1,...，skN)不同的分割秘密密鑰的組(sk/ ,...,sk/ )，將各自記錄的分割秘密密鑰skn變更為sk n'。合并部件如M = f Oii1,...，mN)那樣求出明文Μ。
[0018]本發(fā)明的第二秘密密鑰分割保管系統(tǒng)是包括如下裝置的秘密密鑰分割保管系統(tǒng):加密裝置，利用公開密鑰PK對明文M進(jìn)行加密，并輸出密文C ;以及N個分割保管裝置，記錄將與公開密鑰PK對應(yīng)的秘密密鑰SK進(jìn)行分割后的分割秘密密鑰Sk1,, 81%的其中一個。首先，設(shè)為N是2以上的整數(shù)，η為I以上且N以下的整數(shù)，Dec (C，SK)為表示利用秘密密鑰SK對密文C進(jìn)行解密的情況的記號，gkkp , skN)為以Sk1,, skN為變量的函數(shù)，f(Dec (C，skn)，mn+1)為以 Dec (C，skn)，mn+1 為變量的函數(shù)，且
[0019]Dec (C, SK) = Dec (C，g(sk”...，skN))
[0020]mN= Dec (C，sk N)
[0021 ] mn= f (Dec (C，sk n)，mn+1)
[0022]M = Iii1
[0023]的關(guān)系成立。記錄分割秘密密鑰skN的分割保管裝置包括:解密部，該解密部利用分割秘密密鑰81%如1%= Dec(C，skN)那樣求出分割明文mN，并將分割明文mN送至記錄分割秘密密鑰Skp1的分割保管裝置。記錄分割秘密密鑰sk n(其中，N為3以上，且η為2，...，N-1的其中一個)的分割保管裝置包括:解密部，該解密部利用從記錄分割秘密密鑰skn+1的分割保管裝置取得的分割明文mn+1和分割秘密密鑰Skn，如mn= f(Dec(C,skn),mn+1)那樣求出分割明文mn，并將分割明文隊(duì)送至記錄分割秘密密鑰Sklri的分割保管裝置。記錄分割秘密密鑰Sk1的分割保管裝置包括:解密部，該解密部利用從記錄分割秘密密鑰42的分割保管裝置取得的分割明文m2和分割秘密密鑰Sk1，如M = f (Dec (C，Sk1Km2)那樣求出明文Μ。所有的分割保管裝置還包括:分割秘密密鑰變更部，該分割秘密密鑰變更部求出
[0024]Dec (C，SK) = Dec (C，g(sk/，…，skN，))
[0025]mN= Dec (C，skN，)
[0026]mn= f (Dec (C，sk n，)，mn+1)
[0027]M = Iii1
[0028]成立，并且與(Sk1,...，skN)不同的分割秘密密鑰的組(sk/，...，sk/ )，將各自記錄的分割秘密密鑰skn變更為skn'。
[0029]本發(fā)明的第三秘密密鑰分割保管系統(tǒng)，包括:N個分割保管裝置，記錄將秘密密鑰SK進(jìn)行分割后的分割秘密密鑰Sk1,...，skN的其中一個；以及合并部件，求出對于明文M的署名Σ。首先，設(shè)為N是2以上的整數(shù)，η為I以上且N以下的整數(shù)，Sig (M，SK)為表示利用秘密密鑰SK生成署名Σ的情況的記號，g(Ski，, skN)為以Sk1, , 81%為變量的函數(shù)，?{ο v , a N)為以σ p...，σΝ為變量的函數(shù)，且
[0030]Sig(M，SK) = Sig(M，gCskp...，skN))
[0031]= f (Sig(M, Sk1),…，Sig(C，skN))
[0032]的關(guān)系成立。所有的分割保管裝置包括生成部和分割秘密密鑰變更部。生成部利用各自記錄的分割秘密密鑰Skn，如ση= Sig(M, skn)那樣求出分割署名ση，并將分割署名0?送至合并部件。分割秘密密鑰變更部求出
[0033]Sig(M，SK) = Sig(M，g(sk/，…，skN，))
[0034]= f(Sig(M，sk/ )，…，Sig(C，skN，))
[0035]成立，并且與(Sk1,...，skN)不同的分割秘密密鑰的組(sk/，...，sk/ )，將各自記錄的分割秘密密鑰sk/變更為Skn'。合并部件如Σ=f(σ1，...，σΝ)那樣求出署名Σ。
[0036]本發(fā)明的第四秘密密鑰分割保管系統(tǒng)，包括記錄將秘密密鑰SK進(jìn)行分割后的分割秘密密鑰Sk1,...，skN的其中一個的N個分割保管裝置，且生成對于明文M的署名。首先，設(shè)為N是2以上的整數(shù)，η為I以上且N以下的整數(shù)，Sig(M, SK)為表示利用秘密密鑰SK生成署名Σ的情況的記號，g(sk!,...，skN)為以Sk1,...，81%為變量的函數(shù)，f (Sig(M,skn)，σ ^1)為以Sig(M，skn)，ση+1為變量的函數(shù)，且
[0037]Sig(M，SK) = Sig(M，gCskp...，skN))
[0038]σ N= Sig(M，sk n)
[0039]σ η= f(Sig(M，skn)，σ η+1)
[0040]E=Q1
[0041]的關(guān)系成立。記錄分割秘密密鑰skN的分割保管裝置包括:生成部，該生成部利用分割秘密密鑰skN，如oN=Sig(M，skN)那樣求出分割署名σΝ，并將分割署名σ Ν送至記錄分割秘密密鑰Skp1的分割保管裝置。記錄分割秘密密鑰skn(其中，N為3以上，且η為2，...，N-1的其中一個)的分割保管裝置包括:生成部，該生成部利用從記錄分割秘密密鑰skn+1的分割保管裝置取得的分割署名ο n+1和分割秘密密鑰Skn，如on=f(Sig(M，skn)，on+1)那樣求出分割署名ση，并將分割署名0?送至記錄分割秘密密鑰Sklri的分割保管裝置。記錄分割秘密密鑰Sk1的分割保管裝置包括:生成部，該生成部利用從記錄分割秘密密鑰Sk2的分割保管裝置取得的分割署名σ 2和分割秘密密鑰Sk1，如Σ =KSig(M^k1), σ2)那樣求出署名Σ ο所有的分割保管裝置還包括:分割秘密密鑰變更部，該分割秘密密鑰變更部求出
[0042]Sig(M，SK) = Sig(M，g(sk/，…，skN，))
[0043]σ N= Sig(M，sk n，)
[0044]σ η= f (Sig (Μ，sk η，)，σ η+1)
[0045]E=Q1
[0046]成立，并且與(Sk1,...，skN)不同的分割秘密密鑰的組(sk/，...，sk/ )，將各自記錄的分割秘密密鑰skn變更為skn'。
[0047]發(fā)明效果
[0048]根據(jù)本發(fā)明的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)，如果不在變更分割秘密密鑰的間隔內(nèi)從所有的分割保管裝置盜取分割秘密密鑰，則不知道秘密密鑰SK。從而，與秘密密鑰從一個裝置泄漏的風(fēng)險相比，能夠大幅減少泄漏的風(fēng)險。
【附圖說明】
[0049]圖1是表示實(shí)施例1的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)例的圖。
[0050]圖2是表示將實(shí)施例1的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的密文解密成明文的處理流程的圖。
[0051]圖3是表示變更本發(fā)明的分割秘密密鑰的處理流程的第一個例子的圖。
[0052]圖4是表示變更本發(fā)明的分割秘密密鑰的處理流程的第二個例子的圖。
[0053]圖5是表示變更本發(fā)明的分割秘密密鑰的處理流程的第三個例子的圖。
[0054]圖6是表示實(shí)施例2的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)例的圖。
[0055]圖7是表示將實(shí)施例2的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的密文解密成明文的處理流程的圖。
[0056]圖8是表示實(shí)施例3的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)例的圖。
[0057]圖9是表示生成實(shí)施例3的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的署名的處理流程的圖。
[0058]圖10是表示實(shí)施例4的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)例的圖。
[0059]圖11是表示生成實(shí)施例4的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的署名的處理流程的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，對于具有相同的功能的結(jié)構(gòu)部附加相同的標(biāo)號，并省略重復(fù)說明。
[0061][實(shí)施例1]
[0062]圖1表示實(shí)施例1的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)例。圖2表示將密文解密成明文的處理流程，圖3?圖5表示變更分割秘密密鑰的處理流程的例子。實(shí)施例1的秘密密鑰分割保管系統(tǒng)包括在網(wǎng)絡(luò)900上連接的加密裝置600、N個分割保管裝置101, ,10n、合并部件130。加密裝置600利用公開密鑰PK對明文M進(jìn)行加密，輸出密文C。分割保管裝置100?記錄將對應(yīng)于公開密鑰PK的秘密密鑰SK進(jìn)行分割后的分割秘密密鑰Sk1,...，skN中的分割秘密密鑰skn。合并部件130求出對密文C進(jìn)行了解密后的明文M。在圖1中，合并部件130以虛線表示在各種場所。如此，合并部件130可以是獨(dú)立的一個裝置，也可以在其中一個分割保管裝置10n的內(nèi)部具備。此外，也可以是各種裝置具備合并部件130，且按照解密的每個處理流程而選擇要使用哪個合并部件130。
[0063]在此，設(shè)為N是2以上的整數(shù)，η為I以上且N以下的整數(shù)，Dec (C，SK)為表示利用秘密密鑰SK對密文C進(jìn)行解密的情況的記號，g (Sk1,, skN)為以Sk1,, skN為變量的函數(shù)，f (Iii1,..., mN)為以Iii1,...，mN為變量的函數(shù)，為表不取幕的記號，且如下的關(guān)系成立。
[0064]Dec (C, SK) = Dec (C，g(Sk1,...，skN))
[0065]= f (Dec (C, Sk1),…，Dec (C，skN))
[0066]各個分割保管裝置10n包括解密部110 n、分割秘密密鑰變更部120n、記錄部190n。記錄部190n記錄分割秘密密鑰sk n。解密部IlOn利用分割秘密密鑰skn，如mn= Dec (C，skn)那樣求出分割明文mn，并將分割明文mn送至合并部件130 (SllOn)。合并部件130如M=f (In1，...，!％)那樣求出明文 M(S130) ο
[0067]分割秘密密鑰變更部120n定期地或者在符合預(yù)定的條件時，求出
[0068]Dec (C，SK) = Dec (C，g(sk/，…，skN，))
[0069]= f (Dec (C，sk/ )，…，Dec (C，skN，))
[0070]成立，并且與(Sk1,...，skN)不同的分割秘密密鑰的組(sk/，...，sk/ )，將各自記錄的分割秘密密鑰Sk/變更為S