特開 2023-163699 プログラム実行システム、プログラム実行方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163699

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】プログラム実行システム、プログラム実行方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/32 20060101AFI20231102BHJP

   G06F 21/51 20130101ALI20231102BHJP

   G06F 21/62 20130101ALI20231102BHJP

   H04L 9/10 20060101ALI20231102BHJP

   G06F 21/74 20130101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

H04L9/32 200D

G06F21/51

G06F21/62

H04L9/10 Z

G06F21/74

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022074768

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】中林 美郷

(72)【発明者】

【氏名】奥田 哲矢

(72)【発明者】

【氏名】千田 浩司

(72)【発明者】

【氏名】所司 翼

(72)【発明者】

【氏名】吉村 仁志

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＶＭ又はコンテナ単位の秘匿計算機構で動作するプログラムに入出力するデータの秘匿性等の安全性要件を含むプログラムの真正性を保証するシステム、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】データＤを保持するデータ保持装置と、プログラムＰを提供するプログラム提供装置と、秘匿計算機構により実現されるセキュア領域を生成するデータ処理装置と、を含むプログラム実行システムにおいて、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナが、データ処理装置が生成した第１のセキュア領域上又はプログラム提供装置上で、プログラムＰの真正性を検証するための証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成し、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナが、データ処理装置が生成した第２のセキュア領域上で、証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を検証し、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナが、プログラムＰの真正性が検証された場合、第１のセキュア領域上で、データＤに対してプログラムＰを実行した結果Ｐ（Ｄ）を計算する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

データＤを保持するデータ保持装置と、プログラムＰを提供するプログラム提供装置と、秘匿計算機構により実現されるセキュア領域を生成するデータ処理装置とが含まれるプログラム実行システムであって、
前記プログラム提供装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第１のセキュア領域上、又は、前記プログラム提供装置上で、前記プログラムＰの真正性を検証するための証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成するように構成されている証明処理部と、
前記データ保持装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第２のセキュア領域上で、前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を検証するように構成されている証明検証処理部と、
前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）によって前記プログラムＰの真正性が検証された場合、前記第１のセキュア領域上で、前記データＤに対して前記プログラムＰを実行した結果Ｐ（Ｄ）を計算するように構成されている計算部と、
を有するプログラム実行システム。

【請求項2】

前記真正性には、「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」を表す安全性が含まれ、
前記証明処理部は、
データが暗号化されているか否かを表す暗号化変数型を用いて、前記安全性を検証するための第１の検証論理式を生成し、前記第１の検証論理式に対する証明を前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）として生成するように構成されている、請求項１に記載のプログラム実行システム。

【請求項3】

データが特定の鍵で暗号化されているか否かを表す型を用いて、「プログラムＰ内部でデータＤが特定の鍵で暗号化されていること」を表す要件を検証するための第２の検証論理式を生成し、前記第２の検証論理式に対する証明を生成するように構成されている秘匿情報データフロー処理部を更に有する請求項１又は２に記載のプログラム実行システム。

【請求項4】

データがｋ－匿名化又は（ε，δ）－差分プライバシを満たすか否かを表す型を用いて、「プログラムＰ内部でデータＤがｋ－匿名化又は（ε，δ）－差分プライバシを満たすこと」を検証するための第３の検証論理式を生成し、前記第３の検証論理式に対する証明を生成するように構成されている秘匿情報データフロー処理部を更に有する請求項１又は２に記載のプログラム実行システム。

【請求項5】

前記セキュア領域は、ＴＥＥを含む前記秘匿計算機構によって生成された仮想マシン又はコンテナである、請求項１に記載のプログラム実行システム。

【請求項6】

データＤを保持するデータ保持装置と、プログラムＰを提供するプログラム提供装置と、秘匿計算機構により実現されるセキュア領域を生成するデータ処理装置とが含まれるプログラム実行システムが、
前記プログラム提供装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第１のセキュア領域上、又は、前記プログラム提供装置上で、前記プログラムＰの真正性を検証するための証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成する証明処理手順と、
前記データ保持装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第２のセキュア領域上で、前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を検証する証明検証処理手順と、
前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）によって前記プログラムＰの真正性が検証された場合、前記第１のセキュア領域上で、前記データＤに対して前記プログラムＰを実行した結果Ｐ（Ｄ）を計算する計算部手順と、
を実行するプログラム実行方法。

【請求項7】

データＤを保持するデータ保持装置と、プログラムＰを提供するプログラム提供装置と、秘匿計算機構により実現されるセキュア領域を生成するデータ処理装置とが含まれるプログラム実行システムに、
前記プログラム提供装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第１のセキュア領域上、又は、前記プログラム提供装置上で、前記プログラムＰの真正性を検証するための証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成する証明処理手順と、
前記データ保持装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第２のセキュア領域上で、前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を検証する証明検証処理手順と、
前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）によって前記プログラムＰの真正性が検証された場合、前記第１のセキュア領域上で、前記データＤに対して前記プログラムＰを実行した結果Ｐ（Ｄ）を計算する計算部手順と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、情報通信分野における秘匿実行技術に関連するものである。

【背景技術】

【0002】

安全にプログラムを実行する技術として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が隔離実行環境を提供するＴＥＥ（Trusted Execution Environment）を応用した秘匿計算機構が知られている。ＴＥＥでは安全なプログラム実行を行うことができるが、プログラムに入出力するデータの秘匿性等の安全性要件を含むプログラムの真正性が保証されているわけではない。これに対して、ＴＥＥで動作するプログラムの真正性を保証する技術として、プロセス単位のサーバサイドＴＥＥ（Ｉｎｔｅｌ（登録商標） ＳＧＸ（第２世代以降））にＰＣＣ（Proof-Carrying Code）の仕組みを実装する技術が知られている（非特許文献１）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Liu et al. "Practical and Efficient in-Enclave Verification of Privacy Compliance", DSN2021

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の従来技術は、安全性要件の定義がＩｎｔｅｌ ＳＧＸ特有であり、ＶＭ（Virtual Machine）／コンテナ単位のＴＥＥに適用することはできない。

【0005】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたもので、ＶＭ又はコンテナ単位の秘匿計算機構で動作するプログラムに入出力するデータの秘匿性等の安全性要件を含むプログラムの真正性を保証する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によるプログラム実行システムは、データＤを保持するデータ保持装置と、プログラムＰを提供するプログラム提供装置と、秘匿計算機構により実現されるセキュア領域を生成するデータ処理装置とが含まれるプログラム実行システムであって、前記プログラム提供装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第１のセキュア領域上、又は、前記プログラム提供装置上で、前記プログラムＰの真正性を検証するための証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成するように構成されている証明処理部と、前記データ保持装置からの依頼に応じて前記データ処理装置によって生成された第２のセキュア領域上で、前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を検証するように構成されている証明検証処理部と、前記証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）によって前記プログラムＰの真正性が検証された場合、前記第１のセキュア領域上で、前記データＤに対して前記プログラムＰを実行した結果Ｐ（Ｄ）を計算するように構成されている計算部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、ＶＭ又はコンテナ単位の秘匿計算機構で動作するプログラムに入出力するデータの秘匿性等の安全性要件を含むプログラムの真正性を保証する技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態におけるシステム構成例を示す図である。

【図2】データ処理装置の機能構成例を示す図である。

【図3】セキュア領域での処理のイメージを示す図である。

【図4】実施例１における処理の流れを示すシーケンス図（１／２）である。

【図5】実施例１における処理の流れを示すシーケンス図（２／２）である。

【図6】証明処理部の機能構成例を示す図である。

【図7】証明検証処理部の機能構成例を示す図である。

【図8】実施例２における処理の流れを示すシーケンス図である。

【図9】秘匿情報データフロー証明処理部の機能構成例を示す図である。

【図10】実施例３における処理の流れを示すシーケンス図である。

【図11】装置のハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

【0010】

以下では、データとプログラムを別々のユーザが所持しており、信頼しないクラウド事業者が提供するクラウド上でＶＭ又はコンテナ単位の秘匿計算機構によりデータに対するプログラムの実行結果を計算することを想定し、このときに当該プログラムの真正性を保証する場合について説明する。これにより、データとプログラムがクラウド事業者に漏れないことに加えて、データを所持するユーザにはプログラムが漏れず、かつ、プログラムを所持するユーザにはデータが漏れず、またそのプログラムの真正性が保証される。なお、以下の説明において、プログラムをＰと表記し、Ｐの処理対象となるデータをＤと表記し、Ｄに対するＰの実行結果をＰ（Ｄ）と表記する。

【0011】

（システム構成例）
図１に本発明の実施の形態におけるプログラム実行システムの構成例を示す。図１に示すように、本実施の形態におけるプログラム実行システムは、データ処理装置１００、データ保持装置２００、プログラム提供装置３００を有する。

【0012】

データ処理装置１００は物理マシン（コンピュータ）であることを想定するが、データ保持装置２００、プログラム提供装置３００はそれぞれ物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。また、データ保持装置２００とプログラム提供装置３００はそれぞれ、物理マシンあるいは仮想マシン上で動作する機能（例：Ｗｅｂブラウザ）であってもよい。更に、データ処理装置１００は複数の物理マシンで構成されるシステムであってもよい（特に、後述する２つのアプリケーションプログラムＡＰＰ＿ＰＥ、ＡＰＰ＿ＰＶがそれぞれ動作する２つのＶＭ／コンテナが異なる物理マシン上にそれぞれ生成されてもよい。）。

【0013】

本実施の形態では、データ処理装置１００は、データ処理を既存のＯＳ（Operating System）から隔離して実行する環境を提供するＴＥＥと呼ばれる機能の応用により秘匿計算機構（又は、秘密計算機構と呼んでもよい。）を備える。本実施の形態では、ＴＥＥとして、ＡＭＤ（登録商標）のＳＥＶを想定する。ただし、これは一例であって、本実施の形態はどのようなＴＥＥにも適用可能である。例えば、ＩｎｔｅｌのＳＧＸやＴＤＸ、Ａｒｍ（登録商標）のＴｒｕｓｔＺｏｎｅ（登録商標）、ＡＲＭ Ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ等にも本実施の形態を適用可能である。

【0014】

図１に示すように、データ処理装置１００とデータ保持装置２００との間、及びデータ処理装置１００とプログラム提供装置３００との間にはセキュアチャネル４００が構築され、データやプログラムを安全に送受信できる。このセキュアチャネル４００は、例えば、ＳＥＶにおけるRemote Attestationと呼ばれる遠隔認証プロトコルにより構築される。ただし、これは一例であって、セキュアチャネル４００をどのような手段で構築してもよい。

【0015】

本実施の形態では、プログラム提供装置３００からプログラムＰがデータ処理装置１００に送信され、データ保持装置２００からデータＤがデータ処理装置１００に送信され、データ処理装置１００がプログラムＰによりデータＤを処理し、実行結果Ｐ（Ｄ）をデータ保持装置２００に提供する。

【0016】

データ処理装置１００は、その秘匿計算機構により、プログラムＰとデータＤをセキュア領域の外部（例えば、データ処理装置１００が動作しているクラウド上）に漏らさないようになっている。本実施の形態では、これに加えて、データ保持装置２００にプログラムＰが漏れず、かつ、プログラム提供装置３００にデータＤが漏れない仕組みを実現していると共に、プログラムＰの真正性を実現している。以下では、プログラムＰの真正性を「プログラムＰが正しく安全に動作すること」と定義し、その安全性を「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」と定義する。そして、この真正性をＰＣＣの仕組みにより証明及び検証する。ただし、これらの定義は一例であって、これ以外の定義も可能である。例えば、安全性を「"暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと"がＰＣＣの仕組みにより検証可能であること」「意図した鍵ＩＤで暗号化されていない情報は外部に出力されない」「匿名化や差分プライバシ等による匿名加工がなされていない情報は外部に出力されない」等と定義してもよい。またこれら以外の真正性や安全性要件の定義であってもよい。

【0017】

これにより、本実施の形態のプログラム実行システムでは、秘匿計算機構をデータ流通に適用したユースケースにおいて、機密性の高いデータＤを有するデータホルダ（データ保持装置２００）と機密性の高いプログラムＰを有するプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）が、データ／プログラムを互いに秘匿したまま組み合わせて実行可能となる。また、データホルダは、プログラムＰの真正性を検証した上で、データＤに対してプログラムＰを実行させることが可能となる。

【0018】

（データ処理装置の構成例）
図２に、データ処理装置１００の機能構成例を示す。図２に示すように、データ処理装置１００は、機密性が保たれた保護領域であるセキュア領域１１０と、他の装置（例：データ保持装置２００、プログラム提供装置３００）とデータ通信を行う通信部１２０と、セキュア領域１１０の外にあるストレージ等にデータを格納するデータ格納部１３０と、セキュア領域１１０の外で各種のデータ処理を行うデータ処理部１４０とを有する。

【0019】

セキュア領域１１０内のデータやプログラムについては、外部からその内容を知ることができない。セキュア領域１１０の外部では、データ格納部１３０及びデータ処理部１４０によってそれぞれ通常のデータ格納及びデータ処理（プログラムの実行）を行うことが可能である。通信部１２０によってデータ通信やその際のアクセス制御を行うことも可能である。

【0020】

セキュア領域１１０内では機密性を保ったままデータ格納、データ処理（プログラムの実行）が可能である。図２には、セキュア領域１１０内でこれらを行う機能部として、セキュアデータ格納部１１１、セキュア処理部１１２が示されている。セキュアデータ格納部１１１は、セキュア領域１１０内で機密性を保ったまま記憶領域に各種データを格納する。また、セキュア処理部１１２は、セキュア領域１１０内でデータ処理（例えば、Ｐの起動・実行、共有鍵（共通鍵）の生成（計算）、暗号化、復号、署名検証等）を行う。

【0021】

セキュア領域１１０自体は既存技術により実現可能である。セキュア領域１１０を実現する既存技術としてどのような技術を使用してもよい。例えば、メインのＣＰＵやメモリとはハードウェア的に独立した別チップとしてセキュア領域１１０を実現してもよいし、暗号技術・認証技術を活用してソフトウェア的にセキュア領域１１０を実現してもよい。ソフトウェア的にセキュア領域１１０を実現する技術として、例えば、前述したＳＥＶがあり、本実施の形態では一例としてＳＥＶを使用することを想定している。この場合、セキュア領域１１０は、データ処理装置１００において、暗号化されたＶＭ又はコンテナとして生成される。以下、セキュア領域１１０は暗号化コンテナとして生成されているものとして説明するが、セキュア領域１１０が暗号化ＶＭとして生成されている場合でも本実施の形態を同様に適用することが可能である。なお、例えば、複数の暗号化コンテナが生成された場合には複数のセキュア領域１１０が存在することになり、この場合は、セキュア領域１１０－１、セキュア領域１１０－２等と表記する。

【0022】

図３にセキュア領域１１０でのデータ処理のイメージを示す。なお、本実施の形態において、「ＨｙｂＥｎｃ」は公開鍵ベースの暗号方式による暗号化、「Ｅｎｃ」は共有鍵ベースの暗号方式による暗号化を意味する。例えば、ＨｙｂＥｎｃ（Ｄ）は、暗号化されたデータである。

【0023】

図３に示すように、データ処理装置１００は、ＨｙｂＥｎｃ（Ｄ）をデータ保持装置２００から受信すると共に、ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ）をプログラム提供装置３００から受信する。

【0024】

セキュア領域１１０において、ＨｙｂＥｎｃ（Ｄ）とＨｙｂＥｎｃ（Ｐ）はそれぞれ復号され、ＤとＰが得られる。更に、セキュア領域１１０において、Ｐ（Ｄ）が計算された後、ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ（Ｄ））が計算される。ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ（Ｄ））は、データ保持装置２００に送信される。

【0025】

このとき、後述する各実施例では、ＰＣＣと呼ばれる仕組みを導入し、プログラムＰが正しく安全に動作することを検証する。これにより、プログラムＰの安全性（つまり、「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」という安全性）が保証されるため、例えば、不正なプログラムが実行され、データＤが漏洩してしまう事態等を防止することができる。

【0026】

このように、セキュア領域１１０での計算と暗号化通信、及びＰＣＣの組み合わせにより、プログラムＰ及びデータＤがデータ処理装置１００に漏れないことに加えて、プログラムＰがデータ保持装置２００に漏れず、かつ、データＤがプログラム提供装置３００に漏れず、更にプログラムＰの真正性を保証する仕組みを実現している。

【0027】

以下、本実施の形態における処理フローの例として、実施例１～３を説明する。以下の各実施例において、共有鍵の生成（共有）においては、Remote Attestationの仕組みを使用することを想定している。より具体的には、楕円曲線ディフィーヘルマン鍵共有プロトコル（ＥＣＤＨＫＥ）に、ユーザ（データ保持装置２００、プログラム提供装置３００）とコンテナで互いに認証する仕組みを差し込んだプロトコルを使用する。本実施の形態では、これを相互認証付きＥＣＤＨＥと呼ぶ。

【0028】

コンテナの認証においては、第三者検証機関（例：AMD Verification Service）が介在するが、第三者検証機関が介在して共有鍵の生成を行う処理自体は、Remote Attestationとして既存技術であるため、実施例１～３の説明では、Remote Attestationに関わる処理の説明は概要のみとし、詳細についてはその説明を省略している。

【0029】

以下の説明において、ＡＰＰ＿ＰＥ、ＡＰＰ＿ＰＶはコンテナ上で動作するアプリケーションプログラムであり、ＯＳＳ（Open Source Software）として公開されている。プログラムＰはＡＰＰ＿ＰＥ上で実行される。また、実施例１及び３ではＰＣＣ証明プログラムがＡＰＰ＿ＰＥに含まれ、実施例２ではＰＣＣ証明プログラムがプログラム提供装置３００に搭載されているものとする。一方で、ＰＣＣ検証プログラムはＡＰＰ＿ＰＶに含まれるものとする。ＰＣＣ証明プログラムはプログラムＰが「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」という安全性を満たすことを表す証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を作成するプログラムであり、ＰＣＣ検証プログラムはＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいか否かを検証するプログラムである。なお、ＰＣＣの詳細に関しては、例えば、参考文献１～３等を参照されたい。

【0030】

また、実施例３では秘匿情報データフロー証明プログラムがＡＰＰ＿ＰＥに含まれているものとする。秘匿情報データフロー証明プログラムは秘匿情報（データＤ）が或る特定の鍵によりプログラムＤ内部で暗号化されていることを表す証明情報を作成するプログラムである。これにより、実施例３では、その証明情報から秘匿情報（データＤ）がプログラムＤ内部で保護されていることをデータホルダが検証可能となる。

【0031】

また、ＰＫｐ、ＳＫｐはそれぞれ、プログラム提供装置３００の公開鍵、秘密鍵である。ＰＫｄ、ＳＫｄはそれぞれ、データ保持装置２００の公開鍵、秘密鍵である。また、ＨｙｂＥｎｃ（Ａ，Ｂ）はＢ（公開鍵）でＡを暗号化した情報を意味し、Ｅｎｃ（Ａ，Ｂ）はＢ（共有鍵）でＡを暗号化した情報を意味する。Ｈ（Ａ）は、Ａのハッシュ値を意味する。Ｓｉｇ（Ａ，Ｂ）は、Ｂ（秘密鍵）によるＡに対する署名を意味する。ＭＡＣ（Ａ，Ｂ）は、Ｂ（共有鍵）を用いたＡに対するメッセージ認証コードを意味する。

【0032】

また、以下の説明において、コンテナ起動後は、当該コンテナ上で動作するプログラムの入れ替えは無いものとする。これにより、例えば、或るプログラムの実行証拠を示しつつ、他の或るプログラムの実行結果を返すような不正が無いことが保証される。

【0033】

（実施例１）
以下、図４及び図５を参照して、実施例１を説明する。図４及び図５の処理フローの前提として、データ保持装置２００は、ＡＰＰ＿ＰＶ、Ｄ、ＰＫｄ、ＳＫｄを保持し、プログラム提供装置３００は、ＡＰＰ＿ＰＥ、Ｐ、ＰＫｐ、ＳＫｐを保持している。

【0034】

Ｓ１０１において、データ保持装置２００は、ＨｙｂＥｎｃ（Ｄ，ＰＫｄ）をデータ処理装置１００に送信する。このＨｙｂＥｎｃ（Ｄ，ＰＫｄ）は、データ格納部１３０によってデータ処理装置１００のストレージ等といったパブリックな記憶領域に格納される。

【0035】

Ｓ１０２において、プログラム提供装置３００は、ＡＰＰ＿ＰＥ、ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ）をデータ処理装置１００に送信する。これらのＡＰＰ＿ＰＥ、ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ）は、データ格納部１３０によってデータ処理装置１００のストレージ等といったパブリックな記憶領域に格納される。なお、ＡＰＰ＿ＰＥ、ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ）はプログラム提供装置３００によって第三者検証機関にも登録され、公開される。

【0036】

Ｓ１０３において、プログラム提供装置３００は、ＡＰＰ＿ＰＥを動作させるためのコンテナ起動依頼をデータ処理装置１００に送信する。

【0037】

Ｓ１０４において、データ処理装置１００は、ＡＰＰ＿ＰＥを動作させるためのコンテナを生成及び起動し、このコンテナを暗号化する。これにより、ＡＰＰ＿ＰＥが動作する暗号化コンテナ（セキュア領域１１０－１）が生成されたことになる。以下、ここで生成されたコンテナを便宜上「ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１」と呼ぶ。

【0038】

ここで、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、ＡＰＰ＿ＰＥに含まれるＰＣＣ証明プログラムによって実現される証明処理部５００を有する。証明処理部５００の構成例を図６に示す。図６に示すように、証明処理部５００には、プログラムＰを入力して検証論理式を出力する検証論理式生成処理部５１０と、当該検証論理式を入力してＰＲＯＯＦ（Ｐ）を出力する自動証明処理部５２０とが含まれる。検証論理式生成処理部５１０には「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」という安全性を表す安全性要件も入力されるが、本実施の形態ではこれ以外の安全性要件は考えないため、安全性要件の入力は省略している。なお、「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」という安全性を表す安全性要件は、既知のＰ０要件（例えば、非特許文献１参照）という安全性要件を拡張したものであるため、「拡張Ｐ０要件」等と呼ばれてもよい。

【0039】

検証論理式生成処理部５１０には、プログラムＰの字句解析を行う字句解析部５１１と、字句解析の結果を構文解析する構文解析部５１２と、構文解析の結果から検証論理式を生成する検証論理式生成部５１３とが含まれる。字句解析部５１１、構文解析部５１２及び自動証明処理部５２０は既存技術と同様であるため、以下では、検証論理式生成部５１３の詳細について説明する。

【0040】

・プログラム構文
構文解析部５１２による構文解析の結果、プログラムＰは以下の構文で表されるものとする。

【0041】

【数1】

ここで、「｜」は論理和（ＯＲ演算子）を表す。また、「ｓｋｉｐ」は「何もしない」、「ｘ：＝ｅ」は「ｅをｘに代入」、「ｙ：＝ｅｎｃｒ（ｘ）」は「ｘを暗号化してｙに代入」、「ｗｒｉｔｅ（ｘ）」は「ｘを書き出す」、「ｉｆ ｘ ｔｈｅｎ Ｐ_１ ｅｌｓｅ Ｐ_２」は「ｘが真ならＰ_１、そうでなければＰ_２」をそれぞれ表す。

【0042】

また、表現ｅは以下で表されるものとする。

【0043】

【数2】

ここで、「ｘ」は変数、「ｉ」は整数、「ｂｏｐ（ｅ_１，ｅ_２）」は「ｅ_１とｅ_２の二項演算」をそれぞれ表す。

【0044】

・論理体系
暗号化変数と呼ぶ型を以下で定義する。

【0045】

【数3】

ここで、「Ｐｌ」は平文、「Ｅｎ」は暗号文をそれぞれ表す。この暗号化変数によって情報が暗号化されているか否かが管理される。

【0046】

論理式を以下で定義する。

【0047】

【数4】

この論理式は、「型環境Γの下で、表現ｅは型ｔを持つ」ことを意味する。なお、型環境とは、変数から型へのpartial function（変数の型を保存）のことである。

【0048】

論理式の一例を以下に示す。

【0049】

【数5】

これは、「型環境｛ｘ：Ｅｎ｝の下で、表現ｘは型Ｅｎを持つ」ことを意味する。

【0050】

また、論理式の他の例を以下に示す。

【0051】

【数6】

これは、「型環境｛ｙ：Ｐｌ｝の下で、表現ｙ＋１は型Ｐｌを持つ」ことを意味する。

【0052】

次に、推論規則を以下で定義する。

【0053】

【数7】

なお、式（１）は変数に関する推論規則、式（２）は整数に関する推論規則、式（３）は二項演算に関する推論規則をそれぞれ表す。

【0054】

・検証論理式生成アルゴリズム
上記のプログラム構文及び論理体系の下で、検証論理式生成部５１３は、プログラム構文で表されたプログラムＰを入力として、以下のアルゴリズムにより検証論理式を生成及び出力する。

【0055】

【数8】

ここで、

【0056】

【数9】

は真（ＴＲＵＥ）を表す。なお、偽（ＦＡＬＳＥ）は⊥で表される。

【0057】

上記の数８に示すアルゴリズムによって生成及び出力された検証論理式に関して、その検証論理式が推論規則を用いて導出できるならば、入力としたプログラムＰは拡張Ｐ０要件を満たす。なお、この導出に用いられた推論規則の列が、その検証論理式の証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）であり、自動証明処理部５２０によって計算及び出力される。

【0058】

拡張Ｐ０要件を満たすプログラムＰの例としては、例えば、「ｘ：＝１；ｙ：＝ｅｎｃｒ（ｘ）；ｗｒｉｔｅ（ｙ）；ｓｋｉｐ」というプログラム構文で表されるプログラムＰが挙げられる。このプログラムＰを上記の数８に示すアルゴリズムに入力すると、以下のように検証論理式が生成される。

【0059】

【数10】

この検証論理式は、式（１）に示す推論規則と式（２）に示す推論規則とを用いて導出可能であり、例えば、真（ＴＲＵＥ）となるｔとしてｔ＝Ｐｌが存在する。

【0060】

一方で、拡張Ｐ０要件を満たさないプログラムＰの例としては、例えば、「ｘ：＝１；ｗｒｉｔｅ（ｘ）；ｓｋｉｐ」というプログラム構文で表されるプログラムＰが挙げられる。このプログラムＰを上記の数８に示すアルゴリズムに入力すると、以下のように検証論理が生成される。

【0061】

【数11】

この検証論理式は、式（１）～式（３）に示す推論論理式を用いて導出できない。

【0062】

図４及び図５の処理フローの説明に戻る。Ｓ１０５において、データ保持装置２００は、ＡＰＰ＿ＰＶをデータ処理装置１００に送信する。このＡＰＰ＿ＰＶは、データ格納部１３０によってデータ処理装置１００のストレージ等といったパブリックな記憶領域に格納される。

【0063】

Ｓ１０６において、データ保持装置２００は、ＡＰＰ＿ＰＶを動作させるためのコンテナ起動依頼をデータ処理装置１００に送信する。

【0064】

Ｓ１０７において、データ処理装置１００は、ＡＰＰ＿ＰＶを動作させるためのコンテナを生成及び起動し、このコンテナを暗号化する。これにより、ＡＰＰ＿ＰＶが動作する暗号化コンテナ（セキュア領域１１０－２）が生成されたことになる。以下、ここで生成されたコンテナを便宜上「ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２」と呼ぶ。

【0065】

ここで、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、ＡＰＰ＿ＰＶに含まれるＰＣＣ検証プログラムによって実現される証明検証処理部６００を有する。証明検証処理部６００の構成例を図７に示す。図７に示すように、証明検証処理部６００は、プログラムＰとその証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）とを入力してＰＲＯＯＦ検証結果を出力する。ＰＲＯＯＦ検証結果とは、証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいか否かを表す情報であり、例えば、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しい場合は真（ＴＲＵＥ）、そうでない場合は偽（ＦＡＬＳＥ）を取る。なお、証明検証処理部６００は既存技術と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

【0066】

図４及び図５の処理フローの説明に戻る。Ｓ１０８において、相互認証付きＥＣＤＨＥにより、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１とプログラム提供装置３００はそれぞれ共有鍵Ｋｐ２ｐを生成（計算）する。このとき、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１はＰＫｐを用いてＳＫｐによる署名を検証することでユーザ（プログラム提供装置３００）を認証し、プログラム提供装置３００はＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１からのハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＥ＋ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ））を、第三者検証機関を介して検証することでＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１を認証する。なお、「＋」は２つのデータをまとめたデータを作成する操作を表し、例えば、ビット列の連結操作等である。

【0067】

Ｓ１０９において、相互認証付きＥＣＤＨＥにより、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１とデータ保持装置２００はそれぞれ共有鍵Ｋｄ２ｐを生成（計算）する。このとき、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１はＰＫｄを用いてＳＫｄによる署名を検証することでユーザ（データ保持装置２００）を認証し、データ保持装置２００はＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１からのハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＥ＋ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ））を、第三者検証機関を介して検証することでＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１を認証する。

【0068】

Ｓ１１０において、相互認証付きＥＣＤＨＥにより、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２とデータ保持装置２００はそれぞれ共有鍵Ｋｄ２ｄを生成（計算）する。このとき、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はＰＫｄを用いてＳＫｄによる署名を検証することでユーザ（データ保持装置２００）を認証し、データ保持装置２００はＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２からのハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＶ）を、第三者検証機関を介して検証することでＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２を認証する。

【0069】

Ｓ１１１において、相互認証付きＥＣＤＨＥにより、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２とプログラム提供装置３００はそれぞれ共有鍵Ｋｐ２ｄを生成（計算）する。このとき、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はＰＫｐを用いてＳＫｐによる署名を検証することでユーザ（プログラム提供装置３００）を認証し、プログラム提供装置３００はＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２からのハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＶ）を、第三者検証機関を介して検証することでＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２を認証する。

【0070】

Ｓ１１２において、プログラム提供装置３００は、Ｅｎｃ（ＳＫｐ，Ｋｐ２ｐ）、Ｓｉｇ（Ｈ（Ｅｎｃ（ＳＫｐ，Ｋｐ２ｐ）），ＳＫｐ）をＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信する。なお、このとき、プログラム提供装置３００は、更に、Ｅｎｃ（ＰＫｄ－ｌｉｓｔ，Ｋｐ２ｐ）、Ｓｉｇ（Ｅｎｃ（ＰＫｄ－ｌｉｓｔ，Ｋｐ２ｐ），ＳＫｐ）をＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信してもよい。ここで、ＰＫｄ－ｌｉｓｔはプログラム提供装置３００がプログラムＰの実行を許可するデータホルダ（データ保持装置２００）の公開鍵のリストである。

【0071】

ただし、これよりも前の処理でＰＫｄ－ｌｉｓｔがＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に渡されてもよい。例えば、上記のＳ１０８でＰＫｄ－ｌｉｓｔがＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に渡されてもよい。

【0072】

Ｓ１１３において、データ保持装置２００は、Ｅｎｃ（ＳＫｄ，Ｋｄ２ｄ）、Ｓｉｇ（Ｈ（Ｅｎｃ（ＳＫｄ，Ｋｄ２ｄ）），ＳＫｄ）をＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信する。なお、このとき、データ保持装置２００は、更に、Ｅｎｃ（ＰＫｐ－ｌｉｓｔ，Ｋｄ２ｄ）、Ｓｉｇ（Ｅｎｃ（ＰＫｐ－ｌｉｓｔ，Ｋｄ２ｄ），ＳＫｄ）をＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信してもよい。ここで、ＰＫｐ－ｌｉｓｔはデータ保持装置２００がプログラムＰの実行を許可するプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）の公開鍵のリストである。

【0073】

ただし、これよりも前の処理でＰＫｐ－ｌｉｓｔがＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に渡されてもよい。例えば、上記のＳ１１０でＰＫｐ－ｌｉｓｔがＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に渡されてもよい。

【0074】

Ｓ１１４において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、ＰＫｐによりＳｉｇ（Ｈ（Ｅｎｃ（ＳＫｐ，Ｋｐ２ｐ）），ＳＫｐ）を検証すると共に、その検証に成功した場合はＫｐ２ｐによりＥｎｃ（ＳＫｐ，Ｋｐ２ｐ）を復号してＳＫｐを取り出す。これにより、プログラム提供装置３００の秘密鍵（署名鍵）ＳＫｐがＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に預けられたことになる。なお、ＳＫｐは、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１のセキュアデータ格納部１１１によってセキュアな記憶領域に格納される。

【0075】

Ｓ１１５において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、ＰＫｄによりＳｉｇ（Ｈ（Ｅｎｃ（ＳＫｄ，Ｋｄ２ｄ）），ＳＫｄ）を検証すると共に、その検証に成功した場合はＫｄ２ｄによりＥｎｃ（ＳＫｄ，Ｋｄ２ｄ）を復号してＳＫｄを取り出す。これにより、データ保持装置２００の秘密鍵（署名鍵）ＳＫｄがＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に預けられたことになる。なお、ＳＫｄは、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２のセキュアデータ格納部１１１によってセキュアな記憶領域に格納される。

【0076】

Ｓ１１６において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、ＳＫｐによりＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ）を復号してプログラムＰを取り出し、当該プログラムＰをＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１上で起動させる。なお、プログラムＰは、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１のセキュア処理部１１２によって起動される。

【0077】

Ｓ１１７において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、ＳＫｄによりＨｙｂＥｎｃ（Ｄ，ＰＫｄ）を復号してＤを取り出す。

【0078】

Ｓ１１８において、相互認証付きＥＣＤＨＥにより、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１とＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はそれぞれ共有鍵Ｋｔａ２ｔａを生成（計算）する。このとき、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１はプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）の代理でＳＫｐにより署名を行って、ハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＥ＋ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ））と共にＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信する。そして、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はＰＫｐ－ｌｉｓｔに含まれる公開鍵ＰＫｐで当該署名を検証すると共に、当該ハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＥ＋ＨｙｂＥｎｃ（Ｐ，ＰＫｐ））を、第三者検証機関を介して検証することでプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）とＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１を認証する。一方で、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はデータホルダ（データ保持装置２００）の代理でＳＫｄにより署名を行って、ハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＶ）と共にＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信する。そして、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１はＰＫｄ－ｌｉｓｔに含まれる公開鍵ＰＫｄで当該署名を検証すると共に、当該ハッシュ値Ｈ（ＡＰＰ＿ＰＶ）を、第三者検証機関を介して検証することでデータホルダ（データ保持装置２００）とＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２を認証する。

【0079】

このように、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１とＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２はそれぞれ相互に認証すると共に、プログラムオーサとデータホルダの代理としても相互に代理で認証する。

【0080】

Ｓ１１９において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、証明処理部５００によりプログラムＰから証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成する。すなわち、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、プログラムＰを検証論理式生成処理部５１０に入力し、字句解析部５１１による字句解析と構文解析部５１２による構文解析を行った後、この構文解析後のプログラム構文で表されたプログラムＰを検証論理式生成部５１３に入力して検証論理式を生成する。そして、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、この検証論理式を自動証明処理部５２０に入力することで、証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成及び出力する。なお、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１はＰＲＯＯＦ（Ｐ）を事前に計算しておいてもよい。

【0081】

Ｓ１２０において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）とＰとをＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信する。

【0082】

Ｓ１２１において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、証明検証処理部６００によりＰＲＯＯＦ（Ｐ）とＰから、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいか否かを検証する。すなわち、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）とＰを証明検証処理部６００に入力することで、ＰＲＯＯＦ検証結果を出力する。

【0083】

Ｓ１２２において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、ＭＡＣ（ＰＲＯＯＦ検証結果，Ｋｄ２ｄ）をデータ保持装置２００に送信する。これにより、データホルダ（データ保持装置２００）は、ＰＲＯＯＦ検証結果が、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいことを示すものであるか否かを知ることができる。

【0084】

Ｓ１２３において、ＰＲＯＯＦ検証結果が、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいことを示すものである場合、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｅｎｃ（Ｄ，Ｋｔａ２ｔａ）をＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信する。

【0085】

Ｓ１２４において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｋｔａ２ｔａによりＥｎｃ（Ｄ，Ｋｔａ２ｔａ）を復号してＤを取り出す。

【0086】

Ｓ１２５において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｐ（Ｄ）を計算する。なお、Ｐ（Ｄ）は、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１のセキュア処理部１１２により計算される。

【0087】

Ｓ１２６において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｅｎｃ（Ｐ（Ｄ），Ｋｔａ２ｔａ）をＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信する。

【0088】

Ｓ１２７において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｋｔａ２ｔａによりＥｎｃ（Ｐ（Ｄ），Ｋｔａ２ｔａ）を復号してＰ（Ｄ）を取り出した後、Ｅｎｃ（Ｐ（Ｄ），Ｋｄ２ｄ）をデータ保持装置２００に送信する。これにより、データ保持装置２００は、Ｋｄ２ｄによりＥｎｃ（Ｐ（Ｄ），Ｋｄ２ｄ）を復号してＰ（Ｄ）を取り出すことができる。

【0089】

Ｓ１２８において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｄ及びＰ（Ｄ）を削除する。

【0090】

Ｓ１２９において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｄ及びＰ（Ｄ）を削除したことをプログラム提供装置３００に通知する。

【0091】

Ｓ１３０において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｐ及びＰＲＯＯＦ（Ｐ）を削除する。

【0092】

Ｓ１３１において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｐ及びＰＲＯＯＦ（Ｐ）を削除したことをデータ保持装置２００に通知する。

【0093】

実施例１によれば、主にプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）の視点で、Ｐ、Ｄをデータ処理装置１００に対して秘匿しつつ、かつ、Ｐをデータホルダ（データ保持装置２００）に対して秘匿しつつ、Ｄ、Ｐ（Ｄ）をプログラムオーサ（プログラム提供装置３００）が与り知ることなく、Ｐ（Ｄ）の実行結果をデータホルダ（データ保持装置２００）に提供できる。更に、そのプログラムＰの真正性（つまり、プログラムＰが正しく安全に動作すること）がデータホルダ（データ保持装置２００）に対して保証される。

【0094】

（実施例２）
以下、図８を参照して、実施例２を説明する。実施例２では、ＰＣＣ証明プログラムがプログラム提供装置３００に搭載されており、証明処理部５００をプログラム提供装置３００が有している点が実施例１と異なる。図８の処理フローの前提として、データ保持装置２００は、ＡＰＰ＿ＰＶ、Ｄ、ＰＫｄ、ＳＫｄを保持し、プログラム提供装置３００は、ＡＰＰ＿ＰＥ、Ｐ、ＰＫｐ、ＳＫｐを保持している。

【0095】

図４のＳ１０１～Ｓ１１８が実行された後、Ｓ２０１において、プログラム提供装置３００は、証明処理部５００によりプログラムＰから証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成する。すなわち、プログラム提供装置３００は、プログラムＰを検証論理式生成処理部５１０に入力し、字句解析部５１１による字句解析と構文解析部５１２による構文解析を行った後、この構文解析後のプログラム構文で表されたプログラムＰを検証論理式生成部５１３に入力して検証論理式を生成する。そして、プログラム提供装置３００は、この検証論理式を自動証明処理部５２０に入力することで、証明情報ＰＲＯＯＦ（Ｐ）を生成及び出力する。なお、プログラム提供装置３００はＰＲＯＯＦ（Ｐ）を事前に計算しておいてもよい。

【0096】

Ｓ２０２において、プログラム提供装置３００は、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）をＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信する。

【0097】

以降のＳ２０３～Ｓ２１４は、図５のＳ１２０～Ｓ１３１とそれぞれ同様であるため、その説明を省略する。

【0098】

実施例２によれば、実施例１と同様に、主にプログラムオーサの視点で、Ｐ、Ｄをデータ処理装置１００に対して秘匿しつつ、かつ、Ｐをデータホルダに対して秘匿しつつ、Ｄ、Ｐ（Ｄ）をプログラムオーサが与り知ることなく、Ｐ（Ｄ）の実行結果をデータホルダに提供できる。更に、そのプログラムＰの真正性がデータホルダに対して保証される。加えて、そのプログラムＰの真正性を証明するための証明情報をプログラム提供装置３００で計算することができる。

【0099】

（実施例３）
実施例１及び２では、「暗号化されていない情報はプログラムＰの外部に出力されないこと」という安全性要件の下で、秘匿情報（データＤ）が格納される変数が暗号化されている否かを考えたが、単に暗号化されているか否かではなく、特定の鍵で暗号化されているか否かを検証したい場合がある。特定の鍵で暗号化されていることが検証できれば、例えば、特定のユーザや特定のユーザグループのみが復号可能であることが保証できるためである。

【0100】

そこで、実施例３では、プログラムＰのソースコード中の変数のうち、秘匿情報（データＤ）が格納される変数には鍵アノテーションが付与されていることを想定し、「プログラムＰ内部で秘匿情報が特定の鍵で暗号化されていること」を検証可能にする仕組みを導入する。ここで、鍵アノテーションとは、それが付与された変数の値を暗号化する鍵ＩＤを表す情報のことである。なお、鍵ＩＤは秘密鍵の鍵ＩＤを想定しているが、これに限られるものではなく、秘密鍵に対応する公開鍵であってもよい。

【0101】

ここで、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、秘匿情報データフロー証明プログラムによって実現される秘匿情報データフロー証明処理部７００を有する。秘匿情報データフロー証明処理部７００の構成例を図９に示す。図９に示すように、秘匿情報データフロー証明処理部７００は、プログラムＰと鍵ＩＤとを入力して、プログラムＰ内部で秘匿情報（データＤ）がその鍵ＩＤで暗号化されていることの証明情報を表す秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を出力する。この秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を検証することで、データホルダは、秘匿情報（データＤ）がプログラムＰ内部でその鍵ＩＤで保護されていることを検証できる。

【0102】

これを実現するためには、例えば、ｎ個の鍵ＩＤを「鍵ｋ_１」、「鍵ｋ_２」、・・・、「鍵ｋ_ｎ」等とした場合、実施例１で定義した暗号化変数を「ｔ：：＝Ｐｌ｜鍵ｋ_１｜鍵ｋ_２｜・・・｜鍵ｋ_ｎ」等と拡張した上で、それに合わせて拡張したＰＣＣのアルゴリズムにより、秘匿情報データフロー証明処理部７００が、上記の秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を生成及び出力すればよい。

【0103】

以下、図１０を参照して、実施例３の処理フローを説明する。図１０の処理フローの前提として、データ保持装置２００は、ＡＰＰ＿ＰＶ、Ｄ、ＰＫｄ、ＳＫｄを保持し、プログラム提供装置３００は、ＡＰＰ＿ＰＥ、Ｐ、ＰＫｐ、ＳＫｐを保持している。

【0104】

図４のＳ１０１～Ｓ１１８が実行された後、Ｓ３０１～Ｓ３０４が実行される。Ｓ３０１～Ｓ３０４は、図５のＳ１１９～Ｓ１２２とそれぞれ同様であるため、その説明を省略する。

【0105】

Ｓ３０５において、ＰＲＯＯＦ検証結果が、ＰＲＯＯＦ（Ｐ）が正しいことを示すものである場合、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｅｎｃ（Ｄ，Ｋｔａ２ｔａ）と鍵ＩＤとをＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信する。

【0106】

Ｓ３０６において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、秘匿情報データフロー証明処理部７００によりプログラムＰ及び鍵ＩＤから秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を生成（計算）する。

【0107】

Ｓ３０７において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｋｔａ２ｔａによりＥｎｃ（Ｄ，Ｋｔａ２ｔａ）を復号してＤを取り出す。

【0108】

Ｓ３０８において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｐ（Ｄ）を計算する。なお、Ｐ（Ｄ）は、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１のセキュア処理部１１２により計算される。

【0109】

Ｓ３０９において、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１は、Ｅｎｃ（Ｐ（Ｄ）＋秘匿情報データフロー証明（Ｐ），Ｋｔａ２ｔａ）をＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２に送信する。

【0110】

Ｓ３１０において、ＡＰＰ＿ＰＶコンテナ１１０－２は、Ｋｔａ２ｔａによりＥｎｃ（Ｐ（Ｄ）＋秘匿情報データフロー証明（Ｐ），Ｋｔａ２ｔａ）を復号してＰ（Ｄ）及び秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を取り出した後、Ｅｎｃ（Ｐ（Ｄ）＋秘匿情報データフロー証明（Ｐ），Ｋｄ２ｄ）をデータ保持装置２００に送信する。これにより、データ保持装置２００は、Ｋｄ２ｄによりＥｎｃ（Ｐ（Ｄ）＋秘匿情報データフロー証明（Ｐ），Ｋｄ２ｄ）を復号してＰ（Ｄ）及び秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を取り出すことができる。したがって、データホルダは、この秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を検証し、プログラムＰ内部で秘匿情報（データＤ）が特定の鍵で暗号化されていることを確認することができる。なお、秘匿情報データフロー証明（Ｐ）の検証は、ＰＣＣの証明情報の検証と同様の方法により行うことができる。なお、例えば、Ｓ３０５において、鍵ＩＤのみを先に送信し、ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１から秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を受け取って検証した後に、Ｅｎｃ（Ｄ，Ｋｔａ２ｔａ）を当該ＡＰＰ＿ＰＥコンテナ１１０－１に送信するようにしてもよい。

【0111】

以降のＳ３１１～Ｓ３１４は、図５のＳ１２８～Ｓ１３１とそれぞれ同様であるため、その説明を省略する。

【0112】

実施例３によれば、実施例１に加えて、プログラムＰ内部で秘匿情報（データＤ）が特定の鍵で暗号化されていることをデータホルダに対して保証される。

【0113】

（実施例３の変形例）
実施例３ではプログラムＰのソースコード中の或る変数に対して鍵アノテーションが付与されていることを想定し、そのプログラムＰの内部で秘匿情報が特定の鍵で暗号化されていることを検証可能にしたが、例えば、「プログラムＰ内部で秘匿情報がｋ－匿名化を満たすこと」、「プログラムＰ内部で秘匿情報が（ε，δ）－差分プライバシを満たすこと」
を検証可能としてもよい。

【0114】

これを実現するためには、実施例３において、例えば、ｋ－匿名化を満たすことを「k-Anonymized」、（ε，δ）－差分プライバシを満たすことを「(ε,δ)-Anonymized」とした場合、実施例１で定義した暗号化変数を「ｔ：：＝Ｐｌ｜k-Anonymized｜(ε,δ)-Anonymized」と拡張した上で、それに合わせて拡張したＰＣＣのアルゴリズムにより、秘匿情報データフロー証明処理部７００が、上記の秘匿情報データフロー証明（Ｐ）を生成及び出力すればよい。

【0115】

（ハードウェア構成例）
データ処理装置１００、データ保持装置２００、プログラム提供装置３００はいずれも、例えば、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。データ処理装置１００、データ保持装置２００、プログラム提供装置３００を総称して「装置」と呼ぶ。

【0116】

すなわち、当該装置は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。

【0117】

図１１は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図１１のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。なお、これらのうち、一部の装置を備えないこととしてもよい。例えば、表示を行わない場合、表示装置１００６を備えなくてもよい。

【0118】

当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。ただし、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

【0119】

メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられ、送信部及び受信部として機能する。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。

【0120】

（実施の形態の効果）
以上、説明したとおり、本実施の形態に係る技術によれば、ＶＭ又はコンテナ単位の秘匿計算機構を備えるデータ処理装置により、プログラム提供者のプログラムでデータ保持者のデータを処理する場合において、データ処理装置にはデータ及びプログラムが漏れず、プログラム提供者にはデータが漏れず、データ保持者にはプログラムが漏れず、それに加えて、データ保持者に対してプログラムの真正性を保証できる技術が提供される。

【0121】

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0122】

［参考文献］
参考文献１：NeculaG. C. "Proof-Carrying Code", 1997.
参考文献２：George C. Neculaand Peter Lee. "Safe, Untrusted Agents using Proof-Carrying Code", 1998.
参考文献３：塚田恭章．「対話型安全性証明つきプログラム配信方式における証明の秘匿とその応用」，2005．

【符号の説明】

【0123】

１００ データ処理装置
２００ データ保持装置
３００ プログラム提供装置
４００ セキュアチャネル
１１０ セキュア領域
１１１ セキュアデータ格納部
１１２ セキュア処理部
１２０ 通信部
１３０ データ格納部
１４０ データ処理部
５００ 証明処理部
５１０ 検証論理式生成処理部
５１１ 字句解析部
５１２ 構文解析部
５１３ 検証論理式生成部
５２０ 自動証明処理部
６００ 証明検証処理部
７００ 秘匿情報データフロー証明処理部
１０００ ドライブ装置
１００１ 記録媒体
１００２ 補助記憶装置
１００３ メモリ装置
１００４ ＣＰＵ
１００５ インタフェース装置
１００６ 表示装置
１００７ 入力装置
１００８ 出力装置
Ｂ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】