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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6333702
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年5月30日
(54)【発明の名称】暗号鍵共有システムと暗号鍵共有方法
(51)【国際特許分類】
H04L 9/08 20060101AFI20180521BHJP
H04L 9/10 20060101ALI20180521BHJP
【ＦＩ】
H04L9/00 601C
H04L9/00 621Z
【請求項の数】13
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2014-219053(P2014-219053)
(22)【出願日】2014年10月28日
(65)【公開番号】特開2016-86337(P2016-86337A)
(43)【公開日】2016年5月19日
【審査請求日】2017年6月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(72)【発明者】
【氏名】古原 和邦
(72)【発明者】
【氏名】堀 洋平
(72)【発明者】
【氏名】辛 星漢
(72)【発明者】
【氏名】片下 敏宏
(72)【発明者】
【氏名】坂根 広史
【審査官】
青木 重徳
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−１８７１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−１１２２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１６６５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５１６４７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１３／０１２７４４２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／００３３０４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
Hyunho Kang, et al.，Cryptographic Key Generation from PUF Data Using Efficient Fuzzy Extractors，2014 16th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT)，米国，IEEE，２０１４年 ２月１９日，pp.23-26
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｌ ９／０８
Ｈ０４Ｌ ９／１０
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の暗号鍵作成手段と、
前記第１の暗号鍵作成手段により作成された前記暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第１の鍵共有情報算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と前記第１の固定信号から生成される第２の固定信号と、前記第１の鍵共有情報算出手段から算出された前記鍵共有情報とに応じて、前記第１の暗号鍵作成手段により作成された前記暗号鍵生成信号と前記第２の固定信号との差分信号を復号する差分復号手段と、
前記差分復号手段により得られた信号と前記第２の固定信号から前記暗号鍵生成信号を作成する第２の暗号鍵作成手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の暗号鍵作成手段と、
前記第１の暗号鍵作成手段により作成された前記暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第１の鍵共有情報算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と前記第１の固定信号から生成される第２の固定信号と、前記第１の鍵共有情報算出手段から算出された前記鍵共有情報とに応じて、前記第１の暗号鍵作成手段により作成された前記暗号鍵生成信号と前記第２の固定信号との差分信号を復号する差分復号手段と、
前記差分復号手段により得られた信号と前記第２の固定信号から前記暗号鍵生成信号を作成する第２の暗号鍵作成手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
【請求項2】
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは算出される前記シンドロームを予め記憶する第２のシンドローム算出手段と、
前記第１のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第２のシンドローム算出手段により算出もしくは読み出された前記シンドロームを減算する減算手段と、
前記減算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の加算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは算出される前記シンドロームを予め記憶する第２のシンドローム算出手段と、
前記第１のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第２のシンドローム算出手段により算出もしくは読み出された前記シンドロームを減算する減算手段と、
前記減算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の加算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
【請求項3】
前記第２のデバイスは、
前記第２の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算すると共に、前記第２のシンドローム算出手段に接続された第３の加算手段、又は、前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号をシンドロームに変換する第３のシンドローム算出手段及び、前記第３のシンドローム算出手段から出力されたシンドロームと前記第２のシンドローム算出手段から読み出された前記シンドロームとを加算すると共に、前記減算手段に接続された第３の加算手段と、
前記第２の固定信号に前記重み信号を加算して、前記第２の加算手段に接続された第４の加算手段とをさらに備え、
前記第２の加算手段は、前記復号手段により生成された信号と前記第４の加算手段により生成された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する、請求項２に記載の暗号鍵共有システム。
前記第２の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算すると共に、前記第２のシンドローム算出手段に接続された第３の加算手段、又は、前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号をシンドロームに変換する第３のシンドローム算出手段及び、前記第３のシンドローム算出手段から出力されたシンドロームと前記第２のシンドローム算出手段から読み出された前記シンドロームとを加算すると共に、前記減算手段に接続された第３の加算手段と、
前記第２の固定信号に前記重み信号を加算して、前記第２の加算手段に接続された第４の加算手段とをさらに備え、
前記第２の加算手段は、前記復号手段により生成された信号と前記第４の加算手段により生成された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する、請求項２に記載の暗号鍵共有システム。
【請求項4】
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２の加算手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第２の加算手段により生成された信号から減算する第１の減算手段と、前記第１の減算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段、又は
前記第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出すると共に、予め算出された前記第２の固定信号に対するシンドロームを記憶する第２のシンドローム算出手段と、
前記第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームから前記シンドローム算出手段に記憶された前記第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第２の減算手段とを備え、さらに 前記第１のシンドローム算出手段若しくは前記第２の減算手段により算出された前記シンドロームを復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第３の加算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
前記第１のデバイスは、
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、
前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２の加算手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第２の加算手段により生成された信号から減算する第１の減算手段と、前記第１の減算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段、又は
前記第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出すると共に、予め算出された前記第２の固定信号に対するシンドロームを記憶する第２のシンドローム算出手段と、
前記第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームから前記シンドローム算出手段に記憶された前記第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第２の減算手段とを備え、さらに 前記第１のシンドローム算出手段若しくは前記第２の減算手段により算出された前記シンドロームを復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第３の加算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
【請求項5】
前記第２のデバイスは、
前記第２の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算して、前記減算手段に接続された第４の加算手段と、
前記第２の固定信号に前記重み信号を加算して、前記第３の加算手段に接続された第５の加算手段とをさらに備え、
前記減算手段は、前記第４の加算手段により生成された信号を、前記第２の加算手段により生成された信号から減算し、
前記第３の加算手段は、前記復号手段により生成された信号と前記第５の加算手段により生成された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する、請求項４に記載の暗号鍵共有システム。
前記第２の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算して、前記減算手段に接続された第４の加算手段と、
前記第２の固定信号に前記重み信号を加算して、前記第３の加算手段に接続された第５の加算手段とをさらに備え、
前記減算手段は、前記第４の加算手段により生成された信号を、前記第２の加算手段により生成された信号から減算し、
前記第３の加算手段は、前記復号手段により生成された信号と前記第５の加算手段により生成された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する、請求項４に記載の暗号鍵共有システム。
【請求項6】
前記第２のデバイスは、
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第３の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための第２の暗号鍵生成信号を作成する第３の加算手段と、
前記第２の暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第３のシンドローム算出手段、若しくは前記第２の暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する符号語加算手段と、
前記暗号鍵生成信号と前記第２の暗号鍵生成信号とを結合して第３の暗号鍵生成信号を生成する第１の結合手段とをさらに備え、
前記第１のデバイスは、
前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、
前記第３の固定信号とを加算することにより得られる第４の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第３の固定信号とを加算することにより得られる第４の固定信号に対するシンドロームを記憶する第４のシンドローム算出手段と、前記第３のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第４のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームを減算する第２の減算手段、又は
前記第４の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算する第３の加算手段と、前記第４の固定信号に前記重み信号を加算する第４の加算手段、前記第３の加算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段、及び前記第３のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第４のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームを減算する第２の減算手段、又は
前記第４の固定信号を、前記符号語加算手段により生成された信号から減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段、又は
前記第４の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算する第４の加算手段と、前記符号語加算手段により生成された信号から前記第４の加算手段により得られた信号を減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段と、
前記第２の減算手段により生成された信号を復号する第２の復号手段と、
前記第２の復号手段により生成された信号と前記第４の固定信号とを加算することにより前記第２の暗号鍵生成信号を作成する暗号鍵作成手段と、
前記暗号鍵生成信号と前記第２の暗号鍵生成信号とを結合して前記第３の暗号鍵生成信号を生成する第２の結合手段とをさらに備えた、請求項２に記載の暗号鍵共有システム。
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第３の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための第２の暗号鍵生成信号を作成する第３の加算手段と、
前記第２の暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第３のシンドローム算出手段、若しくは前記第２の暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する符号語加算手段と、
前記暗号鍵生成信号と前記第２の暗号鍵生成信号とを結合して第３の暗号鍵生成信号を生成する第１の結合手段とをさらに備え、
前記第１のデバイスは、
前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、
前記第３の固定信号とを加算することにより得られる第４の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第３の固定信号とを加算することにより得られる第４の固定信号に対するシンドロームを記憶する第４のシンドローム算出手段と、前記第３のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第４のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームを減算する第２の減算手段、又は
前記第４の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算する第３の加算手段と、前記第４の固定信号に前記重み信号を加算する第４の加算手段、前記第３の加算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段、及び前記第３のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから前記第４のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームを減算する第２の減算手段、又は
前記第４の固定信号を、前記符号語加算手段により生成された信号から減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段、又は
前記第４の固定信号に前記暗号鍵生成信号作成毎に変化する誤り訂正可能な重み信号を加算する第４の加算手段と、前記符号語加算手段により生成された信号から前記第４の加算手段により得られた信号を減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段により得られた信号に対するシンドロームを算出する第４のシンドローム算出手段と、
前記第２の減算手段により生成された信号を復号する第２の復号手段と、
前記第２の復号手段により生成された信号と前記第４の固定信号とを加算することにより前記第２の暗号鍵生成信号を作成する暗号鍵作成手段と、
前記暗号鍵生成信号と前記第２の暗号鍵生成信号とを結合して前記第３の暗号鍵生成信号を生成する第２の結合手段とをさらに備えた、請求項２に記載の暗号鍵共有システム。
【請求項7】
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、
前記第１のデバイスは、
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段と、
前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号から減算する第1の減算手段と、
前記第１の減算手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段と、
前記第１のシンドローム算出手段で算出された前記シンドロームと前記第２のシンドローム算出手段で算出された前記シンドロームを加算する第２の加算手段と、
前記加算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号及び前記第２の固定信号から、前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号を減算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の減算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
前記第１のデバイスは、
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段と、
前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、
前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号から減算する第1の減算手段と、
前記第１の減算手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段と、
前記第１のシンドローム算出手段で算出された前記シンドロームと前記第２のシンドローム算出手段で算出された前記シンドロームを加算する第２の加算手段と、
前記加算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
前記復号手段により生成された信号及び前記第２の固定信号から、前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号を減算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の減算手段とを備えた、暗号鍵共有システム。
【請求項8】
第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、
前記第１のデバイスは、
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段と、
前記第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第１のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから減算する減算手段と、
前記減算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記復号手段により生成された信号及び前記第２の固定信号と、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する加算手段と、
前記第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段とを備え、
前記第１のデバイスは、
前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、前記第２のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから減算する第２の減算手段と、
前記第２の減算手段により生成された信号を復号する第２の復号手段と、
前記第２の復号手段により生成された信号及び前記第１の固定信号と、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の加算手段とをさらに備えた、暗号鍵共有システム。
前記第１のデバイスは、
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段と、
前記第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、
前記第２のデバイスは、
前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第１のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから減算する減算手段と、
前記減算手段により生成された信号を復号する復号手段と、
第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、
前記復号手段により生成された信号及び前記第２の固定信号と、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する加算手段と、
前記第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段とを備え、
前記第１のデバイスは、
前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、前記第２のシンドローム算出手段により算出された前記シンドロームから減算する第２の減算手段と、
前記第２の減算手段により生成された信号を復号する第２の復号手段と、
前記第２の復号手段により生成された信号及び前記第１の固定信号と、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第２の加算手段とをさらに備えた、暗号鍵共有システム。
【請求項9】
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と前記第１の固定信号から生成される第２の固定信号と前記第２のステップで算出された前記鍵共有情報とに応じて、前記第１のステップにより作成された前記暗号鍵生成信号と前記第２の固定信号との差分信号を復号する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで得られた信号と前記第２の固定信号から前記暗号鍵生成信号を作成する第４のステップとを有する暗号鍵共有方法。
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と前記第１の固定信号から生成される第２の固定信号と前記第２のステップで算出された前記鍵共有情報とに応じて、前記第１のステップにより作成された前記暗号鍵生成信号と前記第２の固定信号との差分信号を復号する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで得られた信号と前記第２の固定信号から前記暗号鍵生成信号を作成する第４のステップとを有する暗号鍵共有方法。
【請求項10】
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを予め記憶する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップにおいて算出された前記シンドロームから前記第３のステップにおいて算出若しくは記憶された前記シンドロームを減算する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第４のステップにおいて生成された信号を復号する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップにおいて生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第６のステップとを有する暗号鍵共有方法。
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを算出し、若しくは前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号に対するシンドロームを予め記憶する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップにおいて算出された前記シンドロームから前記第３のステップにおいて算出若しくは記憶された前記シンドロームを減算する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第４のステップにおいて生成された信号を復号する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップにおいて生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第６のステップとを有する暗号鍵共有方法。
【請求項11】
入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第２のステップで生成された信号から減算する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出し、若しくは、前記第２のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出して、予め記憶された前記第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第４のステップで算出された前記シンドロームを復号する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップで生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第６のステップとを有する暗号鍵共有方法。
前記第１のデバイスにおいて、前記固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記入力信号に応じて予め前記固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第２のステップで生成された信号から減算する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出し、若しくは、前記第２のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出して、予め記憶された前記第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第４のステップで算出された前記シンドロームを復号する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップで生成された信号と前記第２の固定信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第６のステップとを有する暗号鍵共有方法。
【請求項12】
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段を含む第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、
前記第１のデバイスにおいて、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号から減算する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップで算出された前記シンドロームと前記第４のステップで算出された前記シンドロームを加算する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップで生成された信号を復号する第６のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第６のステップで生成された信号及び前記第２の固定信号から、前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号を減算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第７のステップとを有する暗号鍵共有方法。
前記第１のデバイスにおいて、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、前記暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号から減算する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップで算出された前記シンドロームと前記第４のステップで算出された前記シンドロームを加算する第５のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第５のステップで生成された信号を復号する第６のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第６のステップで生成された信号及び前記第２の固定信号から、前記第２の固有信号生成手段から前記第２の入力信号に応じて出力された前記デバイス固有の信号を減算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第７のステップとを有する暗号鍵共有方法。
【請求項13】
第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段を含む第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、
前記第１のデバイスにおいて、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第１のステップで算出された前記シンドロームから減算する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップで生成された信号を復号する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号及び前記第２の固定信号と、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第５のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、前記第５のステップで算出された前記シンドロームから減算する第６のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第６のステップで生成された信号を復号する第７のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第７のステップで得られた信号及び前記第１の固定信号と、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第８のステップとを有する暗号鍵共有方法。
前記第１のデバイスにおいて、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第１の入力信号に応じて予め前記第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、前記第１のステップで算出された前記シンドロームから減算する第２のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２のステップで生成された信号を復号する第３のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第３のステップで生成された信号及び前記第２の固定信号と、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第４のステップと、
前記第２のデバイスにおいて、前記第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第５のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第２の入力信号に応じて予め前記第２の固有信号生成手段から出力された信号と、前記符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、前記第５のステップで算出された前記シンドロームから減算する第６のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第６のステップで生成された信号を復号する第７のステップと、
前記第１のデバイスにおいて、前記第７のステップで得られた信号及び前記第１の固定信号と、前記第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより前記暗号鍵生成信号を作成する第８のステップとを有する暗号鍵共有方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、暗号鍵を共有するためのシステムと、暗号鍵を共有する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
デバイス固有情報生成装置、あるいは物理複製困難関数（Physically Unclonable Function：PUF）を使用すると、デバイス固有の暗号鍵をデバイス内で生成することができる。
【0003】
ここで、以下の特許文献１には、上記暗号鍵を複数のデバイス間で共有する方法として、当該鍵を公開鍵暗号の秘密鍵として利用することによる公開鍵暗号技術に基づく鍵の共有方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３−３１１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に記載された暗号鍵の共有方法では、多倍長のべき剰余演算を用いる公開鍵暗号技術を利用するために計算量の大きな処理が必要となり、その結果、処理に時間がかかるといった問題がある。また、デバイス間で共有される鍵を毎回変化させるために、デバイス内に保存されている共通鍵を通信路を流れる乱数などに応じて変化させる場合、上記デバイス内に保存されている共通鍵に対してサイドチャネル攻撃が可能になるという問題点もある。
【0006】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、暗号鍵に要請される秘匿性を確保しつつ、より簡易な処理により毎回値の変化する当該鍵の共有を実現することのできる暗号鍵共有システム及び暗号鍵共有方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、第１のデバイスは、入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の暗号鍵作成手段と、第１の暗号鍵作成手段により作成された暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第１の鍵共有情報算出手段とを備え、第２のデバイスは、入力信号に応じて予め固有信号生成手段から出力された信号と第１の固定信号から生成される第２の固定信号と、第１の鍵共有情報算出手段から算出された鍵共有情報とに応じて、第１の暗号鍵作成手段により作成された暗号鍵生成信号と第２の固定信号との差分信号を復号する差分復号手段と、差分復号手段により得られた信号と第２の固定信号から暗号鍵生成信号を作成する第２の暗号鍵作成手段とを備えた暗号鍵共有システムを提供する。
【0008】
また、上記課題を解決するため、本発明は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、第１のデバイスは、入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段と、固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２の加算手段とを備え、第２のデバイスは、入力信号に応じて予め固有信号生成手段から出力された信号と、第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、第２の加算手段により生成された信号から減算する第１の減算手段と、第１の減算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段、又は第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームを算出すると共に、予め算出された第２の固定信号に対するシンドロームを記憶する第２のシンドローム算出手段と、第２の加算手段により生成された信号に対するシンドロームからシンドローム算出手段に記憶された第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第２の減算手段とを備え、さらに第１のシンドローム算出手段若しくは第２の減算手段により算出されたシンドロームを復号する復号手段と、復号手段により生成された信号と第２の固定信号とを加算することにより暗号鍵生成信号を作成する第３の加算手段とを備えた暗号鍵共有システムを提供する。
【0009】
また、上記課題を解決するため、本発明は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、第１のデバイスは、第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段と、第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１の加算手段と、暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、第２のデバイスは、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、第１の入力信号に応じて予め第１の固有信号生成手段から出力された信号と、第２の入力信号に応じて予め第２の固有信号生成手段から出力された信号と、第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を第２の固有信号生成手段から第２の入力信号に応じて出力されたデバイス固有の信号から減算する第1の減算手段と、第１の減算手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段と、第１のシンドローム算出手段で算出されたシンドロームと第２のシンドローム算出手段で算出されたシンドロームを加算する第２の加算手段と、加算手段により生成された信号を復号する復号手段と、復号手段により生成された信号及び第２の固定信号から、第２の固有信号生成手段から第２の入力信号に応じて出力されたデバイス固有の信号を減算することにより暗号鍵生成信号を作成する第２の減算手段とを備えた暗号鍵共有システムを提供する。
【0010】
また、上記課題を解決するため、本発明は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有システムであって、第１のデバイスは、第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第1の固有信号生成手段と、第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のシンドローム算出手段とを備え、第２のデバイスは、第１の入力信号に応じて予め第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、第１のシンドローム算出手段により算出されたシンドロームから減算する減算手段と、減算手段により生成された信号を復号する復号手段と、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段と、復号手段により生成された信号及び第２の固定信号と、第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する加算手段と、第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第２のシンドローム算出手段とを備え、第１のデバイスは、第２の入力信号に応じて予め第２の固有信号生成手段から出力された信号と、符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、第２のシンドローム算出手段により算出されたシンドロームから減算する第２の減算手段と、第２の減算手段により生成された信号を復号する第２の復号手段と、第２の復号手段により生成された信号及び第１の固定信号と、第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵生成信号を作成する第２の加算手段とをさらに備えた暗号鍵共有システムを提供する。
【0011】
また、上記課題を解決するため、本発明は、入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、第１のデバイスにおいて、固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号から、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、第１のデバイスにおいて、暗号鍵生成信号に対する鍵共有情報を算出する第２のステップと、第２のデバイスにおいて、入力信号に応じて予め固有信号生成手段から出力された信号と第１の固定信号から生成される第２の固定信号と第２のステップで算出された鍵共有情報とに応じて、第１のステップにより作成された暗号鍵生成信号と第２の固定信号との差分信号を復号する第３のステップと、第２のデバイスにおいて、第３のステップで得られた信号と第２の固定信号から暗号鍵生成信号を作成する第４のステップとを有する暗号鍵共有方法を提供する。
【0012】
また、上記課題を解決するため、本発明は、入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、第１のデバイスにおいて、固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、第１のデバイスにおいて、暗号鍵生成信号に符号語信号を加算する第２のステップと、第２のデバイスにおいて、入力信号に応じて予め固有信号生成手段から出力された信号と、前記第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、第２のステップで生成された信号から減算する第３のステップと、第２のデバイスにおいて、第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出し、若しくは、第２のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出して、予め記憶された第２の固定信号に対するシンドロームを減算する第４のステップと、第２のデバイスにおいて、第４のステップで算出されたシンドロームを復号する第５のステップと、第２のデバイスにおいて、第５のステップで生成された信号と第２の固定信号とを加算することにより暗号鍵生成信号を作成する第６のステップとを有する暗号鍵共有方法を提供する。
【0013】
また、上記課題を解決するため、本発明は、第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段を含む第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、第１のデバイスにおいて、第１の固有信号生成手段から出力された信号と予め定められた第１の固定信号とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第１のステップと、第１のデバイスにおいて、暗号鍵生成信号に対するシンドロームを算出する第２のステップと、第２のデバイスにおいて、第１の入力信号に応じて予め第１の固有信号生成手段から出力された信号と、第２の入力信号に応じて予め第２の固有信号生成手段から出力された信号と、第１の固定信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を第２の固有信号生成手段から第２の入力信号に応じて出力されたデバイス固有の信号から減算する第３のステップと、第２のデバイスにおいて、第３のステップで生成された信号に対するシンドロームを算出する第４のステップと、第２のデバイスにおいて、第２のステップで算出されたシンドロームと第４のステップで算出されたシンドロームを加算する第５のステップと、第２のデバイスにおいて、第５のステップで生成された信号を復号する第６のステップと、第２のデバイスにおいて、第６のステップで生成された信号及び第２の固定信号から、第２の固有信号生成手段から第２の入力信号に応じて出力されたデバイス固有の信号を減算することにより暗号鍵生成信号を作成する第７のステップとを有する暗号鍵共有方法を提供する。
【0014】
また、上記課題を解決するため、本発明は、第１の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第１の固有信号生成手段を含む第１のデバイスと、第２の入力信号に応じてデバイス固有の信号を出力する第２の固有信号生成手段を含む第２のデバイスとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、第１のデバイスにおいて、第１の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第１のステップと、第２のデバイスにおいて、第１の入力信号に応じて予め第１の固有信号生成手段から出力された信号と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる第２の固定信号を、第１のステップで算出されたシンドロームから減算する第２のステップと、第２のデバイスにおいて、第２のステップで生成された信号を復号する第３のステップと、第２のデバイスにおいて、第３のステップで生成された信号及び第２の固定信号と、第２の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号を作成する第４のステップと、第２のデバイスにおいて、第２の固有信号生成手段から出力された信号に対するシンドロームを算出する第５のステップと、第１のデバイスにおいて、第２の入力信号に応じて予め第２の固有信号生成手段から出力された信号と、符号語信号とを加算することにより得られる第１の固定信号を、第５のステップで算出されたシンドロームから減算する第６のステップと、第１のデバイスにおいて、第６のステップで生成された信号を復号する第７のステップと、第１のデバイスにおいて、第７のステップで得られた信号及び第１の固定信号と、第１の固有信号生成手段から出力された信号とを加算することにより暗号鍵生成信号を作成する第８のステップとを有する暗号鍵共有方法を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、より簡易な処理により暗号鍵の共有を実現することのできる暗号鍵共有システム及び暗号鍵共有方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態１に係る暗号鍵共有システムの基本的な構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態２に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施の形態３に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態４に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の実施の形態に係る暗号鍵共有方法の基本的な手順を示すフローチャートである。
【図14】本発明の他の実施の形態に係る暗号鍵共有方法を示すフローチャートである。
【図15】本発明のさらに他の実施の形態に係る暗号鍵共有方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0018】
［実施の形態１］図１は本発明の実施の形態１に係る暗号鍵共有システムの基本的な構成を示すブロック図であり、図２は図１に示された暗号鍵共有システムの構成例を示すブロック図である。
図１に示されるように、本発明の実施の形態１に係る暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１０と第２のデバイスＤＶ２０の間で暗号鍵を共有するシステムであって、第１のデバイスＤＶ１０は固有信号生成部１０と第１の暗号鍵作成部３０、及び第１の鍵共有情報算出部５０を備え、第２のデバイスＤＶ２０は、第１の暗号鍵作成部３０により作成された暗号鍵生成信号と固定信号との差分信号を復号する差分復号部６０と、第２の暗号鍵作成部１３０を備える。ここで、差分復号部６０は、第２の鍵共有情報算出部７０と復号部１１０を含む。
なお、第２の固定ベクトル信号ＮＢを第２の鍵共有情報算出部７０に供給して得られる結果を予め第２のデバイスＤＶ２０に保存しておけば、第２の鍵共有情報算出部７０は不要となる。
【0019】
また、固有信号生成部１０は、例えば図２に示されるように、出力信号が入力信号に対してＰＵＦをなすデバイス固有情報生成装置１により構成される。
【0020】
また、図２に示されるように、第１の暗号鍵作成部３０は例えば加算器３により構成され、第１の鍵共有情報算出部５０はシンドローム算出器５により構成される。また、第２の鍵共有情報算出部７０は例えばシンドローム算出器７により構成され、復号部１１０は例えば減算器９及び復号器１１により構成される。さらに、第２の暗号鍵作成部１３０は、例えば加算器１３により構成される。
【0021】
そして、第１の暗号鍵作成部３０は固有信号生成部１０に接続され、第１の鍵共有情報算出部５０は第１の暗号鍵作成部３０に接続される。
【0022】
また、復号部１１０は第１の鍵共有情報算出部５０及び第２の鍵共有情報算出部７０に接続され、第２の暗号鍵作成部１３０は復号部１１０に接続される。
【0023】
ここで、復号部１１０の構成例として図２に示された減算器９はシンドローム算出器５及びシンドローム算出器７に接続され、復号器１１は減算器９及び加算器１３に接続される。
【0024】
以下、上記のような構成を有する図１に示された暗号鍵共有システムの動作を説明する。固有信号生成部１０には入力信号Ｃが入力される。この入力信号Ｃのデータ形式は固有信号生成部１０の構成に依存するが、どこに格納するようにしてもよい。すなわち、第１のデバイスＤＶ１０が盗まれた場合を想定すると、入力信号Ｃは第２のデバイスＤＶ２０に格納した方が良い一方、通信を不要にしたい場合には、固有信号生成部１０が含まれた第１のデバイスＤＶ１０に格納した方が良いことになる。
【0025】
第１の暗号鍵作成部３０は、固有信号生成部１０により生成されたデバイスＤＶ１０に固有の信号と、予めデバイスＤＶ１０に登録された任意の第１の固定ベクトル信号ＮＡとから暗号鍵を生成する際の基となる値を持つ暗号鍵生成信号Ｋを作成する。
【0026】
ここで、図２に示された例においては、加算器３がデバイス固有情報生成装置１から出力された長さｎのガロア体上のベクトル信号Ｒ’１と、長さｎのガロア体上のベクトル信号Ｎ１とを加算し、暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。なお、ベクトル信号Ｎ１は、第１のデバイスＤＶ１に登録されることにより固定される。また、ベクトル信号Ｒ’１あるいはベクトル信号Ｎ１あるいはベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１との加算の結果に、第２のデバイスＤＶ２において訂正可能な範囲でかつ毎回変化する誤りを加えてもよい。
【0027】
第１の鍵共有情報算出部５０は、第１の暗号鍵作成部３０により作成されたデータに対してシンドロームを算出する。
【0028】
なお、シンドロームの算出は、例えば、第１の鍵共有情報算出部５０への入力が行ベクトルの場合、誤り訂正符号のパリティ検査行列を右から掛けるか、巡回符号の場合はベクトルの各軸の値をガロア体上の多項式の（ｎ−ｋ−１）次以上の係数とみなして、誤り訂正符号の生成多項式の剰余を求めるか、上記多項式に対応する線形帰還シフトレジスタで剰余を計算することにより行える。また、上記の誤り訂正符号にはＢＣＨ符号、リードソロモン符号、Ａｌｔｅｒｎａｎｔ符号、ゴッパ（Ｇｏｐｐａ）符号などの他、ＭｃＥｌｉｃｅ公開鍵暗号、Ｎｉｅｄｅｒｒｅｉｔｅｒ公開鍵暗号などで利用される誤り訂正符号を用いることもできる。
【0029】
一方、第２の鍵共有情報算出部７０は、入力信号Ｃに応じて予め固有信号生成部１０から出力された信号と上記第１の固定ベクトル信号ＮＡから生成される第２の固定ベクトル信号ＮＢに対するシンドロームを算出する。
【0030】
ここで、図２に示された例においては、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と上記ベクトル信号Ｎ１とを加算することにより得られた信号Ｄ１を第２のデバイスＤＶ２に格納し、シンドローム算出器７が信号Ｄ１に対するシンドロームを算出する。
【0031】
なお、第２のデバイスＤＶ２において、上記信号Ｄ１をシンドローム算出器７に入力して得られる結果を事前に計算し第２のデバイスＤＶ２に保存しておけば、シンドローム算出器７による算出結果に代用させることができ、第２のデバイスＤＶ２からシンドローム算出器７を取り除くことができる。
【0032】
次に、復号部１１０は第１の鍵共有情報算出部５０で算出されたシンドロームと第２の鍵共有情報算出部７０で算出されたシンドロームとに応じて生成された信号を復号する。
【0033】
ここで、図２に示された例においては、減算器９がシンドローム算出器５で算出されたシンドロームＳ’１からシンドローム算出器７で算出されたシンドロームを減算するか、若しくは上記のように予め保存されたシンドロームを読み出して減算し、復号器１１が減算器９により得られた信号を復号し誤り訂正することにより信号Ｅ１を生成する。
【0034】
次に、第２の暗号鍵作成部１３０は、復号部１１０により得られた信号と第２の固定ベクトル信号ＮＢから暗号鍵生成信号Ｋを作成する。
【0035】
ここで、図２に示された例においては、加算器１３が復号器１１により生成された信号Ｅ１と上記信号Ｄ１とを加算することにより、暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0036】
なお、上記においては、第２のデバイスＤＶ２，ＤＶ２０が一つのシステムについて説明したが、複数存在する暗号鍵共有システムも同様に考えられる。
【0037】
上記のような実施の形態１に係る暗号鍵共有システムによれば、計算量の大きな公開鍵暗号の処理をすることなく、第１のデバイスＤＶ１，ＤＶ１０と第２のデバイスＤＶ２，ＤＶ２０との間で同じ鍵を生成することができ、かつ、暗号鍵生成信号ＫＭを毎回変更させることができ、かつ、上記信号Ｒ１を秘匿することができる。
【0038】
また、本システムによれば、図１に示された第１の固定ベクトル信号ＮＡ及び第２の固定ベクトル信号ＮＢ、図２に示された例においてはベクトル信号Ｎ１及び信号Ｄ１を変更することによって、それぞれ暗号鍵生成信号Ｋ，ＫＭを変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号Ｋ，ＫＭが漏洩したとしても、固有信号生成部１０やデバイス固有情報生成装置１の新たなチャレンジ・レスポンス対を用いる、つまり、データベース上に予め保存しているチャレンジ・レスポンス対を消費する、ことなく、ベクトル信号Ｎ１及び信号Ｄ１のみを変更し暗号鍵生成信号Ｋ，ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１，ＤＶ１０と第２のデバイスＤＶ２，ＤＶ２０との間で秘匿性の保たれた暗号鍵を共有することができる。
【0039】
図３は、図２に示された暗号鍵共有システムの第１の変形例を示すブロック図である。図３に示される暗号鍵共有システムは、図２に示された暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で構成が異なるものである。
【0040】
すなわち、第２のデバイスＤＶ２ａはさらに加算器１３に接続された加算器１４と、シンドローム算出器７に接続された加算器１５とを含む。
【0041】
そして、鍵共有を実行する度に変化する、重みが０と使用する誤り訂正符号の誤り訂正能力との間であるベクトル信号Ｎ’１が両加算器１４，１５に入力され、上記信号Ｄ１は両加算器１４，１５に入力される。
【0042】
また、それぞれ加算器１４の出力が加算器１３へ、加算器１５の出力がシンドローム算出器７へ供給される。
【0043】
このような変形例によれば、図２に示された暗号鍵共有システムと同様な効果を得ることができると共に、ベクトル信号Ｎ’１が鍵共有を実行する度に変化し、復号器１１への入力と加算器１３への入力を変化させることができる。
【0044】
従って、本システムによれば、サイドチャネル攻撃の適用を困難にし、高い耐タンパー性を不要とすることができる。
【0045】
なお、上記の加算器１５及びシンドローム算出器７の替わりに、ベクトル信号Ｎ’１をシンドロームに変換するシンドローム算出器、及び、本シンドローム算出器から出力されたシンドロームとシンドローム算出器７から読み出されたシンドロームとを加算すると共に、減算器９に接続された加算器を備えることによっても、図３に示された暗号鍵共有システムと同様な効果を得ることができる。
【0046】
図４は、図２に示された暗号鍵共有システムの第２の変形例を示すブロック図である。図４に示される暗号鍵共有システムは、図２に示された暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で構成が異なるものである。
【0047】
すなわち、第１のデバイスＤＶ１ａには図２に示されたシンドローム算出器５の替わりに加算器１６を含む変換器１７が備えられ、第２のデバイスＤＶ２ｂには図２に示されたシンドローム算出器７と復号器１１との間に接続された減算器９の替わりに、加算器１６とシンドローム算出器２１との間に接続された減算器１９が備えられる。ただし、信号Ｄ１をシンドローム算出器２１に入力することにより得られる結果を予め第２のデバイスＤＶ２ｂに保存しておけば、減算器１９を加算器１６とシンドローム算出器２１との間でなくシンドローム算出器２１と復号器１１との間に備え、信号Ｙ’１をシンドローム算出器２１に入力して得られる結果から、予め第２のデバイスＤＶ２ｂに保存された上記結果を減じるようにしてもよい。
【0048】
そして、加算器１６には使用する誤り訂正符号のランダムな符号語信号Ｍ１が入力され、加算器３から出力された信号に加算される。ここで符号語信号とは、シンドロームがゼロになる信号を意味する（以下同様）。
【0049】
また、減算器１９は加算器１６から出力された信号Ｙ’１から信号Ｄ１を減算し、シンドローム算出器２１は減算器１９からの出力信号に対するシンドロームを算出する。また、復号器１１はシンドローム算出器２１で算出されたシンドロームを復号し誤り訂正することにより信号Ｅ１を生成する。
【0050】
上記のような変形例によっても、図２に示された暗号鍵共有システムと同様な効果を得ることができ、さらにベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１の加算値が以前の値と同じになった場合においても、利用する誤り訂正符号やそのパラメータを秘匿することにより、その事実を秘匿できるという効果を得ることができる。
【0051】
図５は、図２に示された暗号鍵共有システムの第３の変形例を示すブロック図である。図５に示される暗号鍵共有システムは、図４に示された暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、第２のデバイスＤＶ２ｃは図３に示された二つの加算器１４，１５をさらに備える点で相違したものである。
【0052】
このような第３の変形例によれば、上記第２の変形例と同じ効果に加えて、上記第１の変形例による効果も得ることができ、さらにベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１の加算値が以前の値と同じになった場合においても、利用する誤り訂正符号やそのパラメータを秘匿することにより、その事実を秘匿できるという効果を得ることができる。
【0053】
［実施の形態２］図６は、本発明の実施の形態２に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。図６に示されるように、実施の形態２に係る暗号鍵共有システムは、図２に示された実施の形態１に係る暗号鍵共有システムの機能が、第１のデバイスＤＶ１ｂと第２のデバイスＤＶ２ｄとの間で双方向で実行される構成を有するものである。
【0054】
すなわち、図６に示された第１のデバイスＤＶ１ｂは、図１に示された第１のデバイスＤＶ１の構成要素の他、さらに図２に示された第２のデバイスＤＶ２に含まれた構成要素も含み、図６に示された第２のデバイスＤＶ２ｄは、図２に示された第２のデバイスＤＶ２の構成要素の他、さらに図２に示された第１のデバイスＤＶ１に含まれた構成要素も含む。
【0055】
具体的には、以下の点において、図２に示された暗号鍵共有システムと構成上相違する。第１のデバイスＤＶ１ｂは、シンドローム算出器２３と減算器２５、復号器２７、加算器２９、及び結合器３１をさらに備える。ここで、減算器２５は二つのシンドローム算出器５，２３に接続され、復号器２７は減算器２５に接続され、加算器２９は復号器２７に接続され、結合器３１はシンドローム算出器５及び加算器２９に接続される。
【0056】
一方、第２のデバイスＤＶ２ｄは、デバイス固有情報生成装置２と加算器３、シンドローム算出器５、及び結合器３１をさらに備える。ここで、加算器３はデバイス固有情報生成装置２に接続され、シンドローム算出器５は加算器３及び減算器２５に接続され、結合器３１は二つの加算器３，１３に接続される。
【0057】
以上のような構成を有する図６に示された暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１ｂと第２のデバイスＤＶ２ｄとの間で、図２に示された暗号鍵共有システムの動作を双方向に実行する。なお、第２のデバイスＤＶ２ｄに含まれた加算器３にはベクトル信号Ｎ２が供給されるが、ベクトル信号Ｎ２は上記ベクトル信号Ｎ１と同様に、第２のデバイスＤＶ２ｄに登録されることにより固定される。また、第１のデバイスＤＶ１ｂのベクトル信号Ｒ’１あるいはベクトル信号Ｎ１、あるいはベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１との加算の結果に、第２のデバイスＤＶ２ｄにおいて訂正可能な範囲で、かつ、毎回変化する誤りを加えてもよく、第２のデバイスＤＶ２ｄのベクトル信号Ｒ’２あるいはベクトル信号Ｎ２、あるいはベクトル信号Ｒ’２とベクトル信号Ｎ２との加算の結果に、第１のデバイスＤＶ１ｂにおいて訂正可能な範囲で、かつ、毎回変化する誤りを加えてもよい。
【0058】
そして、第１のデバイスＤＶ１ｂ及び第２のデバイスＤＶ２ｄに含まれた各結合器３１は、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号に応じて生成された暗号鍵生成信号ＫＭ１と、デバイス固有情報生成装置２から出力された信号に応じて生成された暗号鍵生成信号ＫＭ２とから暗号鍵生成信号ＫＭを生成する。
【0059】
ここで、暗号鍵生成信号ＫＭは、例えば、暗号鍵生成信号ＫＭ１と暗号鍵生成信号ＫＭ２とを連結させた上でハッシュ関数を適用して得られたハッシュ値とすることにより、同じ鍵を再生させる攻撃（同鍵再生攻撃）を回避することができる。
【0060】
つまり、第１のデバイスＤＶ１ｂや第２のデバイスＤＶ２ｄに攻撃者が毎回作為的な入力を与えたとしても、同一の暗号鍵生成信号ＫＭを生成させることが困難となる。
【0061】
なお、図６に示された二つの入力信号Ｃ１，Ｃ２は、同じ値を使ってもよい。
【0062】
以上のような実施の形態２に係る暗号鍵共有システムによれば、ベクトル信号Ｎ１及び信号Ｄ１の対を変更するかベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１の加算値に全数探索が困難なほど多様な誤りを加えることにより暗号鍵生成信号ＫＭ１の値が大幅に変化し、また、ベクトル信号Ｎ２及び信号Ｄ２の対を変更するかベクトル信号Ｒ’２とベクトル信号Ｎ２の加算値に全数探索が困難なほど多様な誤りを加えることにより暗号鍵生成信号ＫＭ２の値が大幅に変化するため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭ１，ＫＭ２が漏洩したとしても、デバイス固有情報生成装置１及びデバイス固有情報生成装置２についての新たなチャレンジ・レスポンス対を用いる、つまり、データベース上に予め保存しているチャレンジ・レスポンス対を消費する、ことなく容易に暗号鍵生成信号ＫＭ１，ＫＭ２の秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１ｂと第２のデバイスＤＶ２ｄとの間で秘匿性の保たれた暗号鍵を共有することができる。
【0063】
なお、上記のように、実施の形態２に係る暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１ｂ及び第２のデバイスＤＶ２ｄにおいて、図２に示された暗号鍵共有システムを対称的に二つ組み合わせた構成を有するが、図２〜図５に示された暗号鍵共有システムを任意に二つ組み合わせた暗号鍵共有システムも同様に考えられる。
【0064】
［実施の形態３］図７は、本発明の実施の形態３に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。図７に示されるように、実施の形態３に係る暗号鍵共有システムは、図２に示された実施の形態１に係る暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で第２のデバイスＤＶ２ｅの構成が異なるものである。
【0065】
すなわち、第２のデバイスＤＶ２ｅはデバイス固有情報生成装置２及び減算器１９をさらに備え、それぞれ減算器９の替わりに加算器３３、加算器１３の替わりに減算器３５が備えられたものである。
【0066】
ここで、デバイス固有情報生成装置２は二つの減算器１９、３５に接続され、減算器はさらにシンドローム算出器７に接続される。
【0067】
このような構成を有する第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、減算器１９には図２に示された信号Ｄ１に対応する信号Ｄが入力され、減算器１９はデバイス固有情報生成装置２から入力されたベクトル信号Ｒ’２から信号Ｄを減算して得られた結果をシンドローム算出器７へ供給する。
【0068】
なお、信号Ｄは入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と、入力信号Ｃ２に応じて予めデバイス固有信号生成装置２から出力された信号Ｒ２と、ベクトル信号Ｎ１とを加算することにより得られたものとされる。
【0069】
また、復号器１１は加算器３３で得られた信号を復号して誤り訂正を行い信号Ｅ１２を生成する。減算器３５は、シンドローム算出器５から出力された信号Ｓ’１及び信号Ｅ１２からデバイス固有情報生成装置２から出力されたベクトル信号Ｒ’２を減算して暗号鍵生成信号ＫＭを生成する。
【0070】
上記のように、実施の形態３に係る暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１及び第２のデバイスＤＶ２ｅの両方にそれぞれデバイス固有情報生成装置１，２を備え、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいてのみ、すなわち復号器１１で誤り訂正を実行するものである。
【0071】
以上より、実施の形態３に係る暗号鍵共有システムによっても、ベクトル信号Ｎ１及び信号Ｄを変更するかベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１の加算値に全数探索が困難なほど多様な誤りを加えることによって、暗号鍵生成信号ＫＭを大幅に変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭが漏洩したとしても、デバイス固有情報生成装置１及びデバイス固有情報生成装置２についての新たなチャレンジ・レスポンス対を用いる、つまり、データベース上に予め保存しているチャレンジ・レスポンス対を消費する、ことなく容易に暗号鍵生成信号ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１と第２のデバイスＤＶ２ｅとの間で秘匿性の保たれた暗号鍵を共有することができる。
【0072】
図８は、図７に示された暗号鍵共有システムの変形例を示すブロック図である。図８に示された暗号鍵共有システムは、図７に示された暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で相違するものである。
【0073】
図８に示された暗号鍵共有システムは、図７に示されたシンドローム算出器５の替わりに、図４に示された加算器１６を含む変換器１７を備え、図７に示された加算器３３の替わりに、減算器１９とシンドローム算出器２１との間に接続された加算器３７を備える。
【0074】
図８に示された暗号鍵共有システムによっても、図７に示された暗号鍵共有システムと同様な効果を得ることができ、さらにベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｎ１の加算値が以前の値と同じになった場合においても、利用する誤り訂符号やそのパラメータを秘匿することにより、その事実を秘匿できるという効果を得ることができる。
【0075】
［実施の形態４］図９は、本発明の実施の形態４に係る暗号鍵共有システムの構成を示すブロック図である。図９に示されるように、実施の形態４に係る暗号鍵共有システムは、図６に示された実施の形態２に係る暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で相違するものである。
【0076】
第１のデバイスＤＶ１ｃは、図６に示された第１のデバイスＤＶ１ｂに比して、加算器３とシンドローム算出器２３、及び結合器３１を除いた構成を有する。また、第２のデバイスＤＶ２ｇは、図６に示された第２のデバイスＤＶ２ｄに比して、加算器３とシンドローム算出器７、及び結合器３１を除いた構成を有する。
【0077】
このような構成を有する暗号鍵共有システムにおいて、第１のデバイスＤＶ１ｃでは、入力信号Ｃ２に応じて予めデバイス固有情報生成装置２から出力されたベクトル信号Ｒ’２と、使用する誤り訂正符号のランダムな符号語信号Ｎとを加算することにより得られた信号Ｄ１が減算器３９及び加算器３に供給されると共に、デバイス固有情報生成装置１から出力されたベクトル信号Ｒ’１が加算器３に供給される。また、第１のデバイスＤＶ１ｃのベクトル信号Ｒ’１に第２のデバイスＤＶ２ｇにおいて訂正可能な範囲でかつ毎回変化する誤りを加えてもよく、第２のデバイスＤＶ２ｇのベクトル信号Ｒ’２に第１のデバイスＤＶ１ｃにおいて訂正可能な範囲でかつ毎回変化する誤りを加えてもよい。
【0078】
また、第２のデバイスＤＶ２ｇでは、デバイス固有情報生成装置２から出力された信号Ｒ’２がシンドローム算出器５及び加算器４３に供給される。さらに、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と上記信号Ｎとを加算することにより得られた信号Ｄ２が、減算器４１及び加算器４３に供給される。
【0079】
上記のように、実施の形態４に係る暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１ｃ及び第２のデバイスＤＶ２ｇの両方にそれぞれデバイス固有情報生成装置１，２を備え、第１のデバイスＤＶ１ｃ及び第２のデバイスＤＶ２ｇの両方、すなわち復号器２７及び復号器１１の両方で誤り訂正を実行するものである。
【0080】
以上より、実施の形態４に係る暗号鍵共有システムによれば、上記信号Ｄ１及び信号Ｄ２を変更するかベクトル信号Ｒ’１とベクトル信号Ｒ’２に全数探索が困難なほど多様な誤りを加えることによって、暗号鍵生成信号ＫＭを大幅に変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭが漏洩したとしても、デバイス固有情報生成装置１及びデバイス固有情報生成装置２についての新たなチャレンジ・レスポンス対を用いる、つまり、データベース上に予め保存しているチャレンジ・レスポンス対を消費する、ことなく容易に暗号鍵生成信号ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１ｃと第２のデバイスＤＶ２ｇとの間で秘匿性の確保された暗号鍵を共有することができる。
【0081】
図１０は、図９に示された暗号鍵共有システムの変形例を示すブロック図である。図１０に示された暗号鍵共有システムは、図９に示された暗号鍵共有システムと同様な構成を有するが、以下の点で相違するものである。
【0082】
図１０に示された暗号鍵共有システムは、第１のデバイスＤＶ１ｄにおいて、図９に示されたシンドローム算出器５の替わりに、図４に示された加算器１６を含む変換器１７が備えられ、減算器３９と復号器２７の間にはシンドローム算出器４５が接続される。
【0083】
また同様に、第２のデバイスＤＶ２ｈにおいて、図９に示されたシンドローム算出器５の替わりに、加算器４６を含む変換器４７が備えられ、減算器１９と復号器１１の間にはシンドローム算出器２１が接続される。
【0084】
なお、加算器４６には使用する誤り訂正符号のランダムな符号語信号Ｍ２が供給される。
【0085】
図１０に示された暗号鍵共有システムによっても、図９に示された暗号鍵共有システムと同様な効果を得ることができ、さらに、利用する誤り訂正符号やそのパラメータを秘匿することにより、今回のベクトル信号Ｒ’１が以前のベクトル信号Ｒ’１と同じ値になった場合や今回のベクトル信号Ｒ’２が以前のベクトル信号Ｒ’２と同じ値になった場合においても、その事実を秘匿できるという効果を得ることができる。
【0086】
なお、以上において、例えばベクトル信号Ａとベクトル信号Ｂを加算する加算器は、ベクトル信号Ａからベクトル信号（−Ｂ）を減じる減算器に置き換えることができ、ベクトル信号Ａからベクトル信号Ｂを減じる減算器は、ベクトル信号Ａとベクトル信号（−Ｂ）を加算する加算器に置き換えることができる。ここで、素数２の剰余系からなるガロア体では加算と減算は同じ処理となることから、加算器と減算器は相互に置き換えられることはいうまでもない。
【0087】
また、加算器と減算器との組み合わせは、例えばＣ−（Ａ＋Ｂ）＝（Ｃ−Ａ）−Ｂなどが成立するように処理の順番を入れ替え、入力の組み合わせを変更しても同じ結果や効果が得られることはいうまでもなく、加算器や減算器とシンドローム算出器との組み合わせにおいても、例えば（Ａ＋Ｂ）×Ｈ＝Ａ×Ｈ＋Ｂ×Ｈなどが成立するように処理の順番を入れ替え、入力の組み合わせを変更しても同じ結果や効果が得られることはいうまでもない。
【0088】
以下において、図１１から図１５のフローチャートを参照しつつ、本発明の実施の形態に係る暗号鍵共有方法について説明する。なお、本方法を上記実施の形態１から４に係る暗号鍵共有システムを用いて具体的に説明するが、本方法はこれらの暗号鍵共有システムを用いたものに限られるものでない。
【0090】
本実施の形態に係る暗号鍵共有方法は、入力信号Ｃに応じてデバイス固有の信号を出力する固有信号生成部１０を含む第１のデバイスＤＶ１０と、第２のデバイスＤＶ２０との間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、ステップＳ１では、第１のデバイスＤＶ１０において、固有信号生成部１０から出力された信号と予め定められた第１の固定ベクトル信号ＮＡから、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号Ｋを作成する。
【0091】
次に、ステップＳ２において、第１のデバイスＤＶ１０において、暗号鍵生成信号Ｋに対するシンドローム等の鍵共有情報を算出する。
【0092】
そして、ステップＳ３では、第２のデバイスＤＶ２０において、入力信号Ｃに応じて予め固有信号生成部１０から出力された信号と第１の固定ベクトル信号ＮＡとから生成される第２の固定ベクトル信号ＮＢと、鍵共有情報とに応じて、暗号鍵生成信号Ｋと第２の固定ベクトル信号ＮＢとの差分信号を復号する。
【0093】
次に、ステップＳ４では、第２のデバイスＤＶ２０において、ステップＳ３で得られた信号と第２の固定ベクトル信号ＮＢから暗号鍵生成信号を作成する。
【0094】
以上のような図１１に示された暗号鍵共有方法によれば、計算量の大きな公開鍵暗号の処理をすることなく、第１のデバイスＤＶ１０と第２のデバイスＤＶ２０との間で同じ鍵を生成することができる。
【0095】
また、本暗号鍵共有方法によれば、第１の固定ベクトル信号ＮＡ及び第２の固定ベクトル信号ＮＢを変更することによって、暗号鍵生成信号Ｋを変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号Ｋが漏洩したとしても、容易に暗号鍵生成信号Ｋの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１０と第２のデバイスＤＶ２０との間で暗号鍵を共有することができる。
【0096】
従って、このような暗号鍵共有方法によれば、サイドチャネル攻撃の適用を困難にすると共に、高い耐タンパー性を不要とすることができる。
【0098】
図１２に示された方法は、入力信号Ｃ１に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置１を含む第１のデバイスＤＶ１と、第２のデバイスＤＶ２との間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、ステップＳ１では、第１のデバイスＤＶ１において、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ’１と予め定められた固定されたベクトル信号Ｎ１とを加算し、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0099】
次に、ステップＳ２では、第１のデバイスＤＶ１において、暗号鍵生成信号ＫＭに対するシンドロームを算出する。
【0100】
そして、ステップＳ３では、第２のデバイスＤＶ２において、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１とベクトル信号Ｎ１とを加算することにより得られた固定されたベクトル信号Ｄ１に対してシンドロームを算出する。
【0101】
次に、ステップＳ４では、第２のデバイスＤＶ２において、ステップＳ２において算出されたシンドロームからステップＳ３において算出されたシンドロームを減算する。
【0102】
そして、ステップＳ５では、第２のデバイスＤＶ２において、ステップＳ４において生成された信号を復号する。
【0103】
次に、ステップＳ６では、第２のデバイスＤＶ２において、ステップＳ５において生成された信号Ｅ１とベクトル信号Ｄ１とを加算することにより暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0104】
以上のような図１２に示された暗号鍵共有方法によれば、計算量の大きな公開鍵暗号の処理をすることなく、第１のデバイスＤＶ１と第２のデバイスＤＶ２との間で同じ鍵を生成することができる。
【0105】
また、本暗号鍵共有方法によれば、ベクトル信号Ｎ１及びベクトル信号Ｄ１を変更することによって、暗号鍵生成信号ＫＭを変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭが漏洩したとしても、容易に暗号鍵生成信号ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１と第２のデバイスＤＶ２との間で暗号鍵を共有することができる。
【0107】
図１３に示された方法は、入力信号Ｃ１に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置１を含む第１のデバイスＤＶ１ａと、第２のデバイスＤＶ２ｂとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、ステップＳ１では、第１のデバイスＤＶ１ａにおいて、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ’１と予め定められた固定されたベクトル信号Ｎ１とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0108】
次に、ステップＳ２では、第１のデバイスＤＶ１ａにおいて、暗号鍵生成信号ＫＭに符号語信号Ｍ１を加算する。
【0109】
そして、ステップＳ３では、第２のデバイスＤＶ２ｂにおいて、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と、固定されたベクトル信号Ｎ１とを加算することにより得られる固定されたベクトル信号Ｄ１を、ステップＳ２で生成された信号から減算する。
【0110】
次に、ステップＳ４では、第２のデバイスＤＶ２ｂにおいて、ステップＳ３で生成された信号に対するシンドロームを算出する。
【0111】
そして、ステップＳ５では、第２のデバイスＤＶ２ｂにおいて、ステップＳ４で算出されたシンドロームを復号する。
【0112】
次に、ステップＳ６では、第２のデバイスＤＶ２ｂにおいて、ステップＳ５で生成された信号とベクトル信号Ｄ１とを加算することにより暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0115】
図１４に示された方法は、入力信号Ｃ１に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置１を含む第１のデバイスＤＶ１と、入力信号Ｃ２に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置２を含む第２のデバイスＤＶ２ｅとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、ステップＳ１では、第１のデバイスＤＶ１において、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ’１と予め定められた固定されたベクトル信号Ｎ１とを加算して、暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0116】
次に、ステップＳ２では、第１のデバイスＤＶ１において、暗号鍵生成信号ＫＭに対するシンドロームを算出する。
【0117】
そして、ステップＳ３では、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と、入力信号Ｃ２に応じて予めデバイス固有情報生成装置２から出力された信号と、ベクトル信号Ｎ１とを加算することにより得られる固定された信号Ｄを、デバイス固有情報生成装置２から入力信号Ｃ２に応じて出力されたデバイス固有の信号Ｒ’２から減算する。
【0118】
次に、ステップＳ４では、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、ステップＳ３で生成された信号に対するシンドロームを算出する。
【0119】
そして、ステップＳ５では、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、ステップＳ２で算出されたシンドロームとステップＳ４で算出されたシンドロームを加算する。
【0120】
次に、ステップＳ６では、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、ステップＳ５で生成された信号を復号する。
【0121】
そして、ステップＳ７では、第２のデバイスＤＶ２ｅにおいて、ステップＳ６で生成された信号及び上記信号Ｄから、デバイス固有情報生成装置２から入力信号Ｃ２に応じて出力されたデバイス固有の信号Ｒ’２を減算することにより暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0122】
以上のような図１４に示された暗号鍵共有方法によれば、ベクトル信号Ｎ１及び信号Ｄを変更することによって、暗号鍵生成信号ＫＭを変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭが漏洩したとしても、デバイス固有情報生成装置１及びデバイス固有情報生成装置２についての新たなチャレンジ・レスポンス対を用いることなく容易に暗号鍵生成信号ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１と第２のデバイスＤＶ２ｅとの間で暗号鍵を共有することができる。
【0124】
図１５に示された方法は、入力信号Ｃ１に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置１を含む第１のデバイスＤＶ１ｃと、入力信号Ｃ２に応じてデバイス固有の信号を出力するデバイス固有情報生成装置２を含む第２のデバイスＤＶ２ｇとの間で暗号鍵を共有する暗号鍵共有方法であって、ステップＳ１では、第１のデバイスＤＶ１ｃにおいて、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ’１に対するシンドロームを算出する。
【0125】
次に、ステップＳ２では、第２のデバイスＤＶ２ｇにおいて、入力信号Ｃ１に応じて予めデバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ１と、予め定められた符号語信号とを加算することにより得られる固定された信号Ｄ２を、ステップＳ１で算出されたシンドロームから減算する。
【0126】
そして、ステップＳ３では、第２のデバイスＤＶ２ｇにおいて、ステップＳ２で生成された信号を復号する。
【0127】
次に、ステップＳ４では、第２のデバイスＤＶ２ｇにおいて、ステップＳ３で生成された信号及び信号Ｄ２と、デバイス固有情報生成装置２から出力された信号とを加算することにより暗号鍵を生成するための暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0128】
そして、ステップＳ５では、第２のデバイスＤＶ２ｇにおいて、デバイス固有情報生成装置２から出力された信号に対するシンドロームを算出する。
【0129】
次に、ステップＳ６では、第１のデバイスＤＶ１ｃにおいて、入力信号Ｃ２に応じて予めデバイス固有情報生成装置２から出力された信号と、上記符号語信号とを加算することにより得られる固定された信号Ｄ１を、ステップＳ５で算出されたシンドロームから減算する。
【0130】
そして、ステップＳ７では、第１のデバイスＤＶ１ｃにおいて、ステップＳ６で生成された信号を復号する。
【0131】
次に、ステップＳ８では、第１のデバイスＤＶ１ｃにおいて、ステップＳ７で得られた信号及び信号Ｄ１と、デバイス固有情報生成装置１から出力された信号Ｒ’１とを加算することにより暗号鍵生成信号ＫＭを作成する。
【0132】
以上のような図１５に示された暗号鍵共有方法によれば、信号Ｄ１及び信号Ｄ２を変更することによって、暗号鍵生成信号ＫＭを変更することができるため、たとえ暗号鍵生成信号ＫＭが漏洩したとしても、デバイス固有情報生成装置１及びデバイス固有情報生成装置２についての新たなチャレンジ・レスポンス対を用いることなく容易に暗号鍵生成信号ＫＭの秘匿性を回復することにより、第１のデバイスＤＶ１ｃと第２のデバイスＤＶ２ｇとの間で暗号鍵を共有することができる。
【符号の説明】
【0133】
１，２ デバイス固有情報生成装置３，１３，１４，１５，１６，２９，３３，３７，４３，４６ 加算器
５，７，２１，２３，４５ シンドローム算出器
９，１９，２５，３５，３９，４１ 減算器
１０ 固有信号生成部
１１，２７ 復号器
３０ 第１の暗号鍵作成部
３１ 結合器
５０ 第１の鍵共有情報算出部
６０ 差分復号部
７０ 第２の鍵共有情報算出部
１１０ 復号部
１３０ 第２の暗号鍵作成部
ＤＶ１，ＤＶ１ａ，ＤＶ１ｂ，ＤＶ１ｃ，ＤＶ１ｄ，ＤＶ１０ 第１のデバイス
ＤＶ２，ＤＶ２ａ，ＤＶ２ｂ，ＤＶ２ｃ，ＤＶ２ｄ，ＤＶ２ｅ，ＤＶ２ｆ，ＤＶ２ｇ，ＤＶ２ｈ，ＤＶ２０ 第２のデバイス