(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】P2024125008
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラム
(51)【国際特許分類】
G09C 1/00 20060101AFI20240906BHJP
【ＦＩ】
G09C1/00 610A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033059
(22)【出願日】2023-03-03
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、「安全な無線通信サービスのための新世代暗号技術に関する研究開発」委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】福島 和英
(72)【発明者】
【氏名】仲野 有登
(72)【発明者】
【氏名】清本 晋作
(57)【要約】
【課題】既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号又は２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラムを提供すること。
【解決手段】暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
【請求項2】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項3】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項4】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項5】
５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割部と、
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
【請求項6】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項7】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項8】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項9】
コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、
５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割ステップと、
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割ステップと、
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
【請求項10】
コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、
５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割ステップと、
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割ステップと、
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
【請求項11】
請求項１又は請求項５に記載の暗号化装置としてコンピュータを機能させるための暗号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、単一の鍵から複数の鍵を導出する暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）（登録商標）のセキュリティアーキテクチャでは、鍵導出アルゴリズムを用いて、単一の鍵から異なる目的に利用する複数の鍵を派生する。３Ｇ（3rd Generation）～５Ｇ（5th Generation）の通信システムにおいては、鍵導出アルゴリズムとして、ＭＩＬＥＮＡＧＥ及びＴＵＡＫが利用されている（例えば、非特許文献２、３参照）。現在、Ｂ５Ｇ（Beyond 5th Generation）／６Ｇ（6th Generation）向けの鍵導出アルゴリズムとして、２５６ビット版の鍵導出アルゴリズムが検討されている。
非特許文献１において、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）－１２８並びにＲｉｊｎｄａｅｌ－２５６／２５６を用いることで、２５６ビットの派生鍵を導出できる鍵導出アルゴリズムを提案している。
非特許文献１において、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）－１２８並びにＲｉｊｎｄａｅｌ－２５６／２５６を用いることで、２５６ビットの派生鍵を導出できる鍵導出アルゴリズムを提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】ETSI Sage, “Choice of cryptographic algorithm in 256-bit Milenage,” 3GPP TSG-SA3 Meeting #102-e, S3-210095
【非特許文献2】3GPP, “Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); LTE; 3G Security; Specification of the MILENAGE algorithm set: An example algorithm set for the 3GPP authentication and key generation functions f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*; Document 2: Algorithm specification (3GPP TS35.206 version 16.0.0 Release 16)”(https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/135200_135299/135206/16.00.00_60/ts_135206v160000p.pdf)
【非特許文献3】3GPP, “Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); LTE; Specification of the TUAK algorithm set: A second example algorithm set for the 3GPP authentication and key generation functions f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*; Document 1: Algorithm specification (3GPP TS35.231 version 16.0.0 Release 16)” (https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/135200_135299/135231/16.00.00_60/ts_135231v160000p.pdf)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記非特許文献１に記載の技術においては、大規模な量子コンピュータに対しても、１２８ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。一方、非特許文献１に記載の技術では、量子コンピュータに対する２５６ビットセキュリティ相当の安全性は担保できない。
【0005】
本発明は、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号又は２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラム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】
【0006】
本発明に係る暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【0007】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力してもよい。
【0008】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力してもよい。
【0009】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力してもよい。
【0010】
本発明に係る暗号化装置は、５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割部と、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【0011】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力してもよい。
【0012】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力してもよい。
【0013】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力してもよい。
【0014】
本発明に係る暗号化方法は、コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割ステップと、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、を備える。
【0015】
本発明に係る暗号化方法は、コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割ステップと、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、を備える。
【0016】
本発明に係る暗号化プログラムは、前記暗号化装置としてコンピュータを機能させるためのものである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号又は２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態における暗号化装置の機能構成を示す図である。
【図2】第１実施形態における暗号化部の機能構成の一例を示す図である。
【図3】第２実施形態における暗号化装置の機能構成を示す図である。
【図4】第２実施形態における暗号化部の機能構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
＜第１実施形態＞
まず、本実施形態の概略を説明する。本実施形態では、暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割し、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割した４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化し、暗号化した４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された５１２ビット長のデータを出力する。
これにより、本実施形態によれば、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる。
以上が本実施形態の概略である。
まず、本実施形態の概略を説明する。本実施形態では、暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割し、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割した４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化し、暗号化した４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された５１２ビット長のデータを出力する。
これにより、本実施形態によれば、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる。
以上が本実施形態の概略である。
【0020】
図１は、第１実施形態における暗号化装置１の機能構成を示す図である。
暗号化装置１は、制御部１０及び記憶部２０の他、各種の入出力インタフェース等を備えた情報処理装置（コンピュータ）である。
暗号化装置１は、制御部１０及び記憶部２０の他、各種の入出力インタフェース等を備えた情報処理装置（コンピュータ）である。
【0021】
制御部１０は、暗号化装置１の全体を制御する部分であり、記憶部２０に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各機能を実現する。制御部１０は、ＣＰＵであってよい。
【0022】
記憶部２０は、ハードウェア群を暗号化装置１として機能させるための各種プログラム、及び各種データ等の記憶領域であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等であってよい。
具体的には、記憶部２０は、本実施形態の各機能を制御部１０に実行させるためのプログラム（暗号化プログラム）等を記憶する。
具体的には、記憶部２０は、本実施形態の各機能を制御部１０に実行させるためのプログラム（暗号化プログラム）等を記憶する。
【0023】
制御部１０は、暗号化プログラムを実行することにより、分割部１１、暗号化部１２、及び出力部１３として機能する。
【0024】
分割部１１は、例えば、外部から入力される５１２ビット長の平文のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する。分割部１１は、分割した４つの１２８ビットのデータを後述する暗号化部１２に出力する。
【0025】
暗号化部１２は、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された４つの１２８ビットのデータそれぞれを暗号化する。
図２は、暗号化部１２の機能構成の一例を示す図である。
図２に示すように、暗号化部１２は、例えば、行方向及び列方向にそれぞれにFeistel構造により組み合わせられた１６個の１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）を有する。なお、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれは、例えば、ＡＥＳ－１２８を利用するようにしてもよい。また、暗号化部１２は、例えば、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれに入力する鍵として、５１２ビットの鍵を互いに異なる４つの１２８ビットＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４に分割する。暗号化部１２は、図２の左から１列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（１）、１２１（５）、１２１（９）、１２１（１３）それぞれに鍵Ｋ１を入力し、２列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（２）、１２１（６）、１２１（１０）、１２１（１４）それぞれに鍵Ｋ２を入力するようにしてもよい。また、暗号化部１２は、３列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（３）、１２１（７）、１２１（１１）、１２１（１７）それぞれに鍵Ｋ３を入力し、４列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（４）、１２１（８）、１２１（１２）、１２１（１６）それぞれに鍵Ｋ４を入力するようにしてもよい。
暗号化部１２は、暗号化した４つの１２８ビットのデータを後述する出力部１３に出力する。
図２は、暗号化部１２の機能構成の一例を示す図である。
図２に示すように、暗号化部１２は、例えば、行方向及び列方向にそれぞれにFeistel構造により組み合わせられた１６個の１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）を有する。なお、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれは、例えば、ＡＥＳ－１２８を利用するようにしてもよい。また、暗号化部１２は、例えば、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれに入力する鍵として、５１２ビットの鍵を互いに異なる４つの１２８ビットＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４に分割する。暗号化部１２は、図２の左から１列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（１）、１２１（５）、１２１（９）、１２１（１３）それぞれに鍵Ｋ１を入力し、２列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（２）、１２１（６）、１２１（１０）、１２１（１４）それぞれに鍵Ｋ２を入力するようにしてもよい。また、暗号化部１２は、３列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（３）、１２１（７）、１２１（１１）、１２１（１７）それぞれに鍵Ｋ３を入力し、４列目のグループの４つの１２８ビットブロック暗号１２１（４）、１２１（８）、１２１（１２）、１２１（１６）それぞれに鍵Ｋ４を入力するようにしてもよい。
暗号化部１２は、暗号化した４つの１２８ビットのデータを後述する出力部１３に出力する。
【0026】
出力部１３は、暗号化された４つの１２８ビットのデータをつなげて暗号化された５１２ビットのデータを出力する。
【0027】
以上により、第１実施形態に係る暗号化装置１は、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出することができる。
また、暗号化装置１は、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。
また、暗号化装置１は、ＡＥＳをブロック暗号として利用する場合、ＡＥＳのハードウェア命令を利用した高速な処理が期待できる。
以上、第１実施形態について説明した。
また、暗号化装置１は、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。
また、暗号化装置１は、ＡＥＳをブロック暗号として利用する場合、ＡＥＳのハードウェア命令を利用した高速な処理が期待できる。
以上、第１実施形態について説明した。
【0028】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、暗号化装置１は、５１２ビットのデータを４つの１２８ビットのデータに分割し、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割した４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化した。これに対して、第２実施形態では、暗号化装置１Ａは、５１２ビットのデータを２つの２５６ビットのデータに分割し、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割した２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する点で、第１実施形態と相違する。
これにより、第２実施形態に係る暗号化装置１Ａは、既存の２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる。
以下、第２実施形態について説明する。
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、暗号化装置１は、５１２ビットのデータを４つの１２８ビットのデータに分割し、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割した４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化した。これに対して、第２実施形態では、暗号化装置１Ａは、５１２ビットのデータを２つの２５６ビットのデータに分割し、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割した２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する点で、第１実施形態と相違する。
これにより、第２実施形態に係る暗号化装置１Ａは、既存の２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる。
以下、第２実施形態について説明する。
【0029】
図３は、第２実施形態における暗号化装置１Ａの機能構成を示す図である。なお、図１の暗号化装置１の要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
暗号化装置１Ａは、制御部１０ａ及び記憶部２０の他、各種の入出力インタフェース等を備えた情報処理装置（コンピュータ）である。
記憶部２０は、第１実施形態における記憶部２０と同様の機能を有する。
暗号化装置１Ａは、制御部１０ａ及び記憶部２０の他、各種の入出力インタフェース等を備えた情報処理装置（コンピュータ）である。
記憶部２０は、第１実施形態における記憶部２０と同様の機能を有する。
【0030】
制御部１０ａは、暗号化プログラムを実行することにより、分割部１１ａ、暗号化部１２ａ、及び出力部１３ａとして機能する。
【0031】
分割部１１ａは、例えば、外部から入力される５１２ビット長の平文のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する。分割部１１ａは、分割した２つの２５６ビットのデータを後述する暗号化部１２ａに出力する。
【0032】
暗号化部１２ａは、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された２つの２５６ビットのデータそれぞれを暗号化する。
図４は、暗号化部１２ａの機能構成の一例を示す図である。
図４に示すように、暗号化部１２ａは、例えば、Feistel構造により組み合わせられた４個の２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）を有する。なお、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれは、例えば、Ｒｉｊｎｄａｅｌ－２５６／２５６を利用するようにしてもよい。また、暗号化部１２ａは、例えば、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれに入力する鍵として、５１２ビットの鍵を互いに異なる２つの２５６ビットＫ１、Ｋ２に分割する。暗号化部１２ａは、図４において上から１段目と３段目とのグループの２５６ビットブロック暗号１２２（１）、１２２（３）それぞれに鍵Ｋ１を入力し、２段目と４段目とのグループの２５６ビットブロック暗号１２２（２）、１２２（４）それぞれに鍵Ｋ２を入力するようにしてもよい。
暗号化部１２ａは、暗号化した２つの２５６ビットのデータを後述する出力部１３ａに出力する。
図４は、暗号化部１２ａの機能構成の一例を示す図である。
図４に示すように、暗号化部１２ａは、例えば、Feistel構造により組み合わせられた４個の２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）を有する。なお、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれは、例えば、Ｒｉｊｎｄａｅｌ－２５６／２５６を利用するようにしてもよい。また、暗号化部１２ａは、例えば、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれに入力する鍵として、５１２ビットの鍵を互いに異なる２つの２５６ビットＫ１、Ｋ２に分割する。暗号化部１２ａは、図４において上から１段目と３段目とのグループの２５６ビットブロック暗号１２２（１）、１２２（３）それぞれに鍵Ｋ１を入力し、２段目と４段目とのグループの２５６ビットブロック暗号１２２（２）、１２２（４）それぞれに鍵Ｋ２を入力するようにしてもよい。
暗号化部１２ａは、暗号化した２つの２５６ビットのデータを後述する出力部１３ａに出力する。
【0033】
出力部１３ａは、暗号化された２つの２５６ビットのデータをつなげて暗号化された５１２ビットのデータを出力する。
【0034】
以上により、第２実施形態に係る暗号化装置１Ａは、既存の２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出することができる。
また、暗号化装置１Ａは、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。
以上、第２実施形態について説明した。
また、暗号化装置１Ａは、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。
以上、第２実施形態について説明した。
【0035】
なお、第１実施形態及び第２実施形態により、例えば、より安全な暗号技術を実現できることから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【0036】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、上述した実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【0037】
＜変形例１＞
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、暗号化装置１、１Ａは、グループ毎に異なる鍵を入力したが、これに限定されない。
例えば、暗号化装置１は、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれに同じ鍵を入力してもよく、互いに異なる鍵を入力してもよい。
また、暗号化装置１Ａは、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれに同じ鍵を入力してもよく、互いに異なる鍵を入力してもよい。
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、暗号化装置１、１Ａは、グループ毎に異なる鍵を入力したが、これに限定されない。
例えば、暗号化装置１は、１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）それぞれに同じ鍵を入力してもよく、互いに異なる鍵を入力してもよい。
また、暗号化装置１Ａは、２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）それぞれに同じ鍵を入力してもよく、互いに異なる鍵を入力してもよい。
【0038】
＜変形例２＞
また例えば、第１実施形態の暗号化装置１は、行方向及び列方向それぞれに４つずつ並べた１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）を用い、第２実施形態の暗号化装置１Ａは、４つの２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）を用いたが、これに限定されない。
例えば、暗号化装置１は、行方向と列方向とで異なる４つ以上の数の１２８ビットブロック暗号１２１を配置するようにしてもよい。
また、暗号化装置１Ａは、５つ以上の２５６ビットブロック暗号１２２を配置するようにしてもよい。
また例えば、第１実施形態の暗号化装置１は、行方向及び列方向それぞれに４つずつ並べた１２８ビットブロック暗号１２１（１）～１２１（１６）を用い、第２実施形態の暗号化装置１Ａは、４つの２５６ビットブロック暗号１２２（１）～１２２（４）を用いたが、これに限定されない。
例えば、暗号化装置１は、行方向と列方向とで異なる４つ以上の数の１２８ビットブロック暗号１２１を配置するようにしてもよい。
また、暗号化装置１Ａは、５つ以上の２５６ビットブロック暗号１２２を配置するようにしてもよい。
【0039】
暗号化装置１、１Ａによる暗号化方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、情報処理装置（コンピュータ）にインストールされる。また、これらのプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭのようなリムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。さらに、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータに提供されてもよい。
【符号の説明】
【0040】
１、１Ａ 暗号化装置
１０、１０ａ 制御部
１１、１１ａ 分割部
１２、１２ａ 暗号化部
１２１（１）～１２１（１６） １２８ビットブロック暗号
１２２（１）～１２２（４） ２５６ビットブロック暗号
１３、１３ａ 出力部
２０ 記憶部
１０、１０ａ 制御部
１１、１１ａ 分割部
１２、１２ａ 暗号化部
１２１（１）～１２１（１６） １２８ビットブロック暗号
１２２（１）～１２２（４） ２５６ビットブロック暗号
１３、１３ａ 出力部
２０ 記憶部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】