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特表2018-515815データ暗号化装置及び方法、並びにデータ復号化装置及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2018-515815(P2018-515815A)
(43)【公表日】2018年6月14日
(54)【発明の名称】データ暗号化装置及び方法、並びにデータ復号化装置及び方法
(51)【国際特許分類】
G09C 1/00 20060101AFI20180518BHJP
G06F 21/60 20130101ALI20180518BHJP
【ＦＩ】
G09C1/00 610A
G06F21/60 320
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2017-560305(P2017-560305)
(86)(22)【出願日】2015年6月30日
(85)【翻訳文提出日】2017年12月15日
(86)【国際出願番号】KR2015006730
(87)【国際公開番号】WO2016186241
(87)【国際公開日】20161124
(31)【優先権主張番号】10-2015-0069666
(32)【優先日】2015年5月19日
(33)【優先権主張国】KR
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ
(71)【出願人】
【識別番号】510294195
【氏名又は名称】サムソン エスディーエス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100096921
【弁理士】
【氏名又は名称】吉元 弘
(72)【発明者】
【氏名】チェ、ギュ−ヨン
(72)【発明者】
【氏名】ムン、ドク−ジェ
(72)【発明者】
【氏名】チョ、ジ−フン
【テーマコード（参考）】
5J104
【Ｆターム（参考）】
5J104AA18
5J104AA32
5J104JA03
(57)【要約】
データ暗号化装置及び方法、並びにデータ復号化装置及び方法を開示する。本発明の一実施形態に係るデータ暗号化装置は、データを複数の平文ブロックに分割する分割部と、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロック、および前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化する暗号化部と、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするエンコード部とを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
データを複数の平文ブロックに分割する分割部と、
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化する暗号化部と、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするエンコード部とを含むデータ暗号化装置。
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化する暗号化部と、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするエンコード部とを含むデータ暗号化装置。
【請求項2】
前記ブロック暗号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる暗号化方式を含む請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項3】
前記ブロック暗号化方式は、ホワイトボックスに基づく暗号化方式を含む請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項4】
前記エンコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるエンコード方式を含む請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項5】
前記初期値は、初期化ベクトルまたはカウンタ値を含む請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項6】
前記暗号化部は、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記一部のブロックを暗号化する請求項５に記載のデータ暗号化装置。
【請求項7】
前記エンコード部は、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記残りのブロックをエンコードする請求項５に記載のデータ暗号化装置。
【請求項8】
前記エンコード部は、以前に生成された暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードする請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項9】
前記エンコード部は、以前に生成された暗号文ブロックおよび前記以前に生成された暗号文ブロックの生成に用いられた平文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードする請求項１に記載のデータ暗号化装置。
【請求項10】
暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化する復号化部と、
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするデコード部とを含むデータ復号化装置。
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするデコード部とを含むデータ復号化装置。
【請求項11】
前記ブロック復号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる復号化方式を含む請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項12】
前記ブロック復号化方式は、ホワイトボックスに基づく復号化方式を含む請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項13】
前記デコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるデコード方式を含む請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項14】
前記デコード部は、前記暗号化されたデータの生成に用いられた初期化ベクトルまたはカウンタ値を用いて、前記残りのブロックをデコードする請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項15】
前記デコード部は、以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードする請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項16】
前記デコード部は、以前に生成された平文ブロックおよび前記以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードする請求項１０に記載のデータ復号化装置。
【請求項17】
データを複数の平文ブロックに分割するステップと、
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを含むデータ暗号化方法。
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを含むデータ暗号化方法。
【請求項18】
前記ブロック暗号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる暗号化方式を含む請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項19】
前記ブロック暗号化方式は、ホワイトボックスに基づく暗号化方式を含む請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項20】
前記エンコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるエンコード方式を含む請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項21】
前記初期値は、初期化ベクトルまたはカウンタ値を含む請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項22】
前記暗号化するステップは、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記一部のブロックを暗号化する請求項２１に記載のデータ暗号化方法。
【請求項23】
前記エンコードするステップは、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記残りのブロックをエンコードする請求項２１に記載のデータ暗号化方法。
【請求項24】
前記エンコードするステップは、以前に生成された暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードする請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項25】
前記エンコードするステップは、以前に生成された暗号文ブロックおよび前記以前に生成された暗号文ブロックの生成に用いられた平文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードする請求項１７に記載のデータ暗号化方法。
【請求項26】
暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化するステップと、
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを含むデータ復号化方法。
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを含むデータ復号化方法。
【請求項27】
前記ブロック復号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる復号化方式を含む請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項28】
前記ブロック復号化方式は、ホワイトボックスに基づく復号化方式を含む請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項29】
前記デコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるデコード方式を含む請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項30】
前記デコードするステップは、前記暗号化されたデータの生成に用いられた初期化ベクトルまたはカウンタ値を用いて、前記残りのブロックをデコードする請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項31】
前記デコードするステップは、以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードする請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項32】
前記デコードするステップは、以前に生成された平文ブロックおよび前記以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードする請求項２６に記載のデータ復号化方法。
【請求項33】
ハードウェアと結合され、
データを複数の平文ブロックに分割するステップと、
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを実行させるために記録媒体に格納されたコンピュータプログラム。
データを複数の平文ブロックに分割するステップと、
暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、
非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを実行させるために記録媒体に格納されたコンピュータプログラム。
【請求項34】
ハードウェアと結合され、
暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化するステップと、
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを実行させるために記録媒体に格納されたコンピュータプログラム。
暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化するステップと、
非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを実行させるために記録媒体に格納されたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、データの暗号化及び復号化の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のブロック暗号アルゴリズムを用いるデータ暗号化では、暗号鍵が攻撃者に漏洩すると、暗号化されたデータの復号化が可能であり、データが露出するため、暗号鍵の保護・管理が非常に重要な問題であった。
【0003】
一般に、ブロック暗号を用いるデータ暗号化では、暗号鍵の長さ、暗号ブロックのサイズ、ラウンド数がセキュリティ性に影響を与える。この中で、メッセージをブロック単位に分けて暗号化処理を行う際の運用モード（ｍｏｄｅ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）もまた、重要な役割を果たす。運用モードを使用するブロック暗号アルゴリズムは、ブロック単位で暗号化を行い、すべてのブロックに同一の暗号鍵で暗号化を行う。
【0004】
しかしながら、従来のブロック暗号アルゴリズムを用いるデータ暗号化は、データ暗号化の長さが長ければ長いほど、データ暗号化ブロックが増え、その数だけ暗号アルゴリズムを使用して暗号化を行った。そのため、データが増えるほどデータ暗号化の速度も遅くなってしまい、大容量の暗号化などの暗号化速度が重要となる場合には使用が困難な問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、ブロック暗号化方式およびエンコード方式を用いてデータ暗号化を行い、これにより、暗号文を復号化する新しい手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】
【0006】
本発明の一実施形態に係るデータ暗号化装置は、データを複数の平文ブロックに分割する分割部と、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化する暗号化部と、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするエンコード部とを含む。
【0007】
前記ブロック暗号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる暗号化方式を含むことができる。
【0008】
前記ブロック暗号化方式は、ホワイトボックスに基づく暗号化方式を含むことができる。
【0009】
前記エンコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるエンコード方式を含むことができる。
【0010】
前記初期値は、初期化ベクトルまたはカウンタ値を含むことができる。
【0011】
前記暗号化部は、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記一部のブロックを暗号化することができる。
【0012】
前記エンコード部は、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記残りのブロックをエンコードすることができる。
【0013】
前記エンコード部は、以前に生成された暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードすることができる。
【0014】
前記エンコード部は、以前に生成された暗号文ブロックおよび前記以前に生成された暗号文ブロックの生成に用いられた平文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードすることができる。
【0015】
本発明の一実施形態に係るデータ復号化装置は、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化する復号化部と、非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするデコード部とを含む。
【0016】
前記ブロック復号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる復号化方式を含むことができる。
【0017】
前記ブロック復号化方式は、ホワイトボックスに基づく復号化方式を含むことができる。
【0018】
前記デコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるデコード方式を含むことができる。
【0019】
前記デコード部は、前記暗号化されたデータの生成に用いられた初期化ベクトルまたはカウンタ値を用いて、前記残りのブロックをデコードすることができる。
【0020】
前記デコード部は、以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードすることができる。
【0021】
前記デコード部は、以前に生成された平文ブロックおよび前記以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードすることができる。
【0022】
本発明の一実施形態に係るデータ暗号化方法は、データを複数の平文ブロックに分割するステップと、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを含む。
【0023】
前記ブロック暗号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる暗号化方式を含むことができる。
【0024】
前記ブロック暗号化方式は、ホワイトボックスに基づく暗号化方式を含むことができる。
【0025】
前記エンコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるエンコード方式を含むことができる。
【0026】
前記初期値は、初期化ベクトルまたはカウンタ値を含むことができる。
【0027】
前記暗号化するステップは、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記一部のブロックに対する暗号文ブロックを生成することができる。
【0028】
前記エンコードするステップは、前記初期化ベクトルまたは前記カウンタ値を用いて前記残りのブロックをエンコードすることができる。
【0029】
前記エンコードするステップは、以前に生成された暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードすることができる。
【0030】
前記エンコードするステップは、以前に生成された暗号文ブロックおよび前記以前に生成された暗号文ブロックの生成に用いられた平文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次エンコードすることができる。
【0031】
本発明の一実施形態に係るデータ復号化方法は、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化するステップと、非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを含む。
【0032】
前記ブロック復号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いる復号化方式を含むことができる。
【0033】
前記ブロック復号化方式は、ホワイトボックスに基づく復号化方式を含むことができる。
【0034】
前記デコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および論理関数の少なくとも１つを用いるデコード方式を含むことができる。
【0035】
前記デコードするステップは、前記暗号化されたデータの生成に用いられた初期化ベクトルまたはカウンタ値を用いて、前記残りのブロックに対する平文ブロックを生成することができる。
【0036】
前記デコードするステップは、以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードすることができる。
【0037】
前記デコードするステップは、以前に生成された平文ブロックおよび前記以前に生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いて、前記残りのブロックのそれぞれを順次デコードすることができる。
【0038】
本発明の一実施形態に係る記録媒体に格納されたコンピュータプログラムは、ハードウェアと結合され、データを複数の平文ブロックに分割するステップと、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、前記複数の平文ブロックの一部のブロックおよび前記データの暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化するステップと、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、前記複数の平文ブロックのうち、前記ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードするステップとを実行させる。
【0039】
本発明の一実施形態に係る記録媒体に格納されたコンピュータプログラムは、ハードウェアと結合され、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化するステップと、非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、前記暗号化されたデータの前記一部のブロックを除いた残りのブロックをデコードするステップとを実行させる。
【発明の効果】
【0040】
本発明によると、暗号化されたデータの生成のために、ブロック暗号化方式を用いて一部の暗号文ブロックを生成するとともに、残りの暗号文ブロックをエンコード方式により処理することで、データ暗号化のための演算量を低減することにより、大容量の暗号化の場合であっても迅速な暗号化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態をより具体的に説明する。以下の詳細な説明は、本明細書に記載されている方法、装置及び／又はシステムに関する総合的な理解を助けるために提供される。但し、これらは例示に過ぎず、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0043】
本発明の実施形態を説明するにあたり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする虞があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、使用者、運用者の意図または慣例などによって異なり得る。従って、その定義は、本明細書全般に亘る内容に基づいて行われるべきである。詳細な説明で使用される用語は、単に本発明の実施形態を記述するためのものであり、決して制限的であってはならない。明確に異なる意味で使用されない限り、単数形の表現は複数形の意味を含む。本説明において、「含む」または「備える」のような表現は、如何なる特性、数字、段階、動作、要素、これらの一部または組合せを指すためのものであり、記述するもの以外に、一つ又はそれ以上の他の特性、数字、段階、動作、要素、これらの一部または組合せの存在又は可能性を排除して解釈してはならない。
【0044】
図１は、例示的な実施形態に係るデータ暗号化装置を示す図であり、図２は、例示的な実施形態に係るデータ復号化装置を示す図である。いくつかの実施形態では、例示的なデータ暗号化装置１００および例示的なデータ復号化装置２００は、それぞれ別個のコンピューティング装置内に実現または包含され得る。それぞれのコンピューティング装置は、１以上のプロセッサと、該プロセッサによってアクセス可能なメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを含むことができる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プロセッサの内部または外部に配置してもよく、よく知られている様々な手段によりプロセッサと接続してもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、コンピュータ実行可能なコマンドが格納されていてもよい。プロセッサは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコマンドを実行できる。そのコマンドは、プロセッサによって実行される場合、コンピューティング装置により例示的な実施形態に係る動作を実行するようにすることができる。
【0045】
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ暗号化装置１００のブロック図である。
【0046】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るデータ暗号化装置１００は、分割部１１０と、暗号化部１３０と、エンコード部１５０とを含む。
【0047】
データ暗号化装置１００は、平文データ（例えば、デジタル化された平文）を暗号化し、暗号化されたデータ（例えば、デジタル化された暗号文）を生成するように構成される。
【0048】
分割部１１０は、暗号化の対象となる平文データを複数の平文ブロックに分割するものである。例えば、分割部１１０は、平文データを一定のサイズのブロック単位に分割し、複数の平文ブロックを生成することができる。その際に、例えば、分割されたブロックのサイズを揃えるために、最後のブロックに既に定義された値を詰め込むパディング（Ｐａｄｄｉｎｇ）を行うことができる。
【0049】
暗号化部１３０は、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、複数の平文ブロックの一部のブロックおよび暗号化のための初期値の少なくとも１つを暗号化する。
【0050】
ここで、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いてデータをブロック単位で暗号化する様々な形態の暗号化方式を含むことができる。例えば、暗号化部１３０は、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、３ＤＥＳ、Ｂｌｏｗｆｉｓｈ、ＩＤＥＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、ＲＣ２、ＲＣ５、ＲＣ６、ＳＥＥＤ、ＡＲＩＡ、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ ＳｈａｍｉｒＡｄｌｅｍａｎ）、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＥＣＣ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ Ｃｕｒｖｅ Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍ）、Ｅｌｇａｍａｌ、ホワイトボックスに基づく暗号化アルゴリズムなどの対称鍵または非対称鍵を用いる公知のブロック暗号化アルゴリズムを用いて暗号分ブロックを生成することができる。
【0051】
一方、初期値は、例えば、任意のビット列である初期化ベクトル（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ：ＩＶ）、又は平文ブロックを暗号化するたびに１ずつ増加するカウンタ値を含むことができる。このとき、暗号化部１３０は、後述する運用モードによって、初期値（初期化ベクトルまたは初期カウンタ値）を暗号鍵に基づくブロック暗号化方式により暗号化して暗号文ブロックを生成するか、または初期値（例えば、初期化ベクトルまたは初期カウンタ値）を用いて、平文ブロックの一部のブロックを暗号鍵に基づくブロック暗号化方式により暗号化し、暗号文ブロックを生成することができる。
【0052】
一方、エンコード部１５０は、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、複数の平文ブロックのうち、暗号化部１３０により暗号化されていない残りのブロックをエンコードする。
【0053】
その際に、一実施形態によると、非暗号鍵に基づくエンコード方式は、暗号鍵を用いずにデータを隠すことができる様々な形態のエンコード方式を含むことができる。例えば、非暗号鍵に基づくエンコード方式は、論理演算、一方向性関数（ｏｎｅ−ｗａｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、一方向性置換（ｏｎｅ−ｗａｙ ｐｅｒｍｕｔａｉｏｎ）、および複数の論理演算で構成される論理関数の少なくとも１つを用いるエンコード方式を含むことができる。
【0054】
本発明の一実施形態によると、エンコード部１５０は、後述する運用モードによって、初期値（例えば、初期化ベクトルまたはカウンタ値）を用いて、暗号化部１３０により暗号化されていない平文ブロックをエンコードし、暗号文ブロックを生成することができる。
【0055】
また、本発明の一実施形態によると、エンコード部１５０は、後述する運用モードによって、暗号化部１３０により暗号化されていない平文ブロックを順次エンコードして暗号文ブロックを生成するが、以前のステップで生成された暗号文ブロックを用いるか、又は以前のステップで生成された暗号文ブロック及び当該暗号文ブロックの生成のために用いられた平文ブロックを用いて、暗号文ブロックを生成することができる。
【0056】
一方、本発明の一実施形態によると、暗号化部１３０およびエンコード部１５０は、ブロック暗号化に利用される従来の暗号化運用モードと類似した方式により、平文データを暗号化することができる。例えば、暗号化部１３０およびエンコード部１５０は、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｄｅ Ｂｌｏｏｋ）モード、ＣＢＣ（Ｃｉｐｈｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｈａｎｉｎｉｎｇ）モード、ＰＣＢＣ（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ Ｃｉｐｈｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｈａｉｎｉｎｇ）モード、ＣＦＢ（ｃｉｐｈｅｒ ＦｅｅｄＢａｃｋ）モード、ＯＦＢ（Ｏｕｔｐｕｔ ＦｅｅｄＢａｃｋ）モード、及びＣＴＲ（Ｃｏｕｎｔｅｒ）モードのいずれかの運用モードで平文データを暗号化できる。但し、従来のブロック暗号化に利用される暗号化運用モードでは、平文データの暗号化のために一つの暗号化アルゴリズムが適用されるのに対して、本発明の実施形態で利用される運用モードでは、平文データの暗号化のために、ブロック暗号化方式とエンコード方式が適用される点で差異がある。つまり、本発明の実施形態により暗号化されたデータは、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式により生成された暗号文ブロックと、非暗号鍵に基づくエンコード方式により生成された暗号文ブロックとを含むことになる。運用モードを用いる具体的な動作の詳細については、後述することとする。
【0057】
一方、本発明の一実施形態によると、データ暗号化装置１００は、初期値（例えば、初期化ベクトルまたはカウンタ値）を用いる運用モードによって暗号化されたデータを生成する場合は、初期値を生成するのための初期値生成部１７０をさらに含むことができる。
【0058】
一方、分割部１１０、暗号化部１３０、エンコード部１５０および初期値生成部１７０は、データ暗号化装置１００内で行う機能によって分類したものである。図１では、分割部１１０、暗号化部１３０、エンコード部１５０および初期値生成部１７０を分離された構成として示しているが、これに限定されず、具体的な動作において明確に区分されないことがある。
【0059】
また、前述の例では、暗号化部１３０が、公知の特定の暗号化アルゴリズムを用いて暗号化を行うとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、暗号化部１３０およびエンコード部１５０は、所定の運用モードに基づいて、平文データの一部を対称鍵または非対称鍵を用いてブロック暗号化方式により暗号化し、平文データの残りの一部を暗号鍵を使用しない所定のエンコード方式によりエンコードするように設計された暗号化アルゴリズムを用いて、平文データを暗号化することができる。
【0060】
一方、一実施形態では、分割部１１０、暗号化部１３０、エンコード部１５０、及び初期値生成部１７０は、１以上のプロセッサと、該プロセッサと接続されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを備えるコンピューティング装置上で実現できる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プロセッサの内部または外部にあってもよく、よく知られている様々な手段によりプロセッサと接続していてもよい。コンピューティング装置内のプロセッサは、各コンピューティング装置により、本明細書に記載の例示的な実施形態により動作するようにすることができる。例えば、プロセッサは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコマンドを実行することができ、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコマンドは、プロセッサによって実行される場合、コンピューティング装置により、本明細書に記載の例示的な実施形態による動作を実行するように構成できる。
【0061】
図２は、本発明の一実施形態に係るデータ復号化装置２００のブロック図である。
【0063】
図２を参照すると、本発明の一実施形態に係るデータ復号化装置２００は、復号化部２１０とデコード部２３０とを含む。
【0064】
復号化部２１０は、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックを復号化することができる。例えば、図１で説明したように、データ暗号化装置１００により暗号化されたデータは、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて暗号化された暗号文ブロックと、非暗号鍵に基づくエンコード方式によりエンコードされた暗号文ブロックとを含むことができる。これにより、本発明の一実施形態によると、復号化部２１０は、暗号化されたデータのうち、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて暗号化された暗号文ブロックを、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて復号化を行うことができる。
【0065】
ここで、暗号鍵に基づくブロック復号化方式は、対称鍵または非対称鍵を用いて、データをブロック単位で復号化する様々な形態の復号化方式を含むことができる。例えば、復号化部２１０は、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、３ＤＥＳ、Ｂｌｏｗｆｉｓｈ、ＩＤＥＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、ＲＣ２、ＲＣ５、ＲＣ６、ＳＥＥＤ、ＡＲＩＡ、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ Ｓｈａｍｉｒ Ａｄｌｅｍａｎ）、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＥＣＣ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ Ｃｕｒｖｅ Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍ）、ＥＬＧｍａｌ、ホワイトボックス（Ｗｈｉｔｅｂｏｘ）に基づく暗号化アルゴリズムなどの対称鍵または非対称鍵を用いる公知のブロック暗号化アルゴリズムを用いて、暗号文ブロックの一部のブロックを復号化することができる。
【0066】
一方、デコード部２３０は、非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、暗号化されたデータのうち、復号化部２１０により復号化されていない暗号文ブロックをデコードすることができる。そのとき、非暗号鍵に基づくデコード方式は、論理演算、一方向性関数、一方向性置換、および論理関数の少なくとも１つを用いるデコード方式を含むことができる。
【0067】
本発明の一実施形態によると、デコード部２３０は、暗号化されたデータを復号化するための運用モードによって、初期値またはカウンタ値を用いて、復号化部２１０により復号化されていない暗号文ブロックをデコードし、平文ブロックを生成することができる。
【0068】
また、本発明の一実施形態によると、デコード部２３０は、暗号化されたデータを復号化するための運用モードによって、復号化部２３０により復号化されていない暗号文ブロックを順次デコードして平文ブロックを生成するが、以前のステップで生成された平文ブロックの生成に用いられた暗号文ブロックを用いるか、又は以前のステップで生成された平文ブロッ及び当該平文ブロックの生成のために用いられた暗号文ブロックを用いて、平文ブロックを生成することができる。
【0069】
一方、本発明の一実施形態によると、復号化部２１０およびデコード部２３０は、暗号化されたデータを生成するためにデータ暗号化装置１００によって使用された運用モードと同一の運用モードを用いて、暗号化されたデータを復号化することができる。例えば、復号化部２１０およびデコード部２３０は、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｄｅ Ｂｌｏｏｋ）モード、ＣＢＣ（Ｃｉｐｈｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｈａｎｉｎｉｎｇ）モード、ＰＣＢＣ（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ Ｃｉｐｈｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｈａｉｎｉｎｇ）モード、ＣＦＢ（ｃｉｐｈｅｒ ＦｅｅｄＢａｃｋ）モード、ＯＦＢ（Ｏｕｔｐｕｔ ＦｅｅｄＢａｃｋ）モード、およびＣＴＲ（Ｃｏｕｎｔｅｒ）モードのいずれかの運用モードで暗号化されたデータを復号化することができる。この詳細については、後述することとする。
【0070】
一方、本発明の一実施形態によると、データ復号化装置２００は、初期値（例えば、初期化ベクトルまたはカウンタ値）を用いる運用モードによって平文データを生成する場合は、初期値を生成するための初期値生成部２５０をさらに備えることができる。
【0071】
一方、復号化部２１０、デコード部２３０及び初期値生成部２５０は、データ復号化装置２００内で行う機能によって分類したものである。図２では、復号化部２１０、デコード部２３０及び初期値生成部２５０を分離された構成として示しているが、これに限定されるものではなく、具体的な動作において明確に区分されないことがある。
【0072】
また、前述の例では、復号化部２１０が、公知の特定の暗号化アルゴリズムを用いて暗号化を行うとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、復号化部２１０およびデコード部２３０は、所定の運用モードに基づいて、暗号化されたデータの一部を対称鍵または非対称鍵を用いてブロック復号化方式で復号化し、暗号化されたデータの残りの一部を、暗号鍵を使用しない所定のデコード方式によりデコードするように設計された復号化アルゴリズムを用いて、暗号化されたデータから平文データを生成することができる。
【0073】
一方、一実施形態では、復号化部２１０、エンコード部２３０及び初期値生成部２５０は、１以上のプロセッサと、該プロセッサと接続されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを備えるコンピューティング装置上で実現できる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プロセッサの内部または外部にあってもよく、よく知られている様々な手段によりプロセッサと接続していてもよい。コンピューティング装置内のプロセッサは、各コンピューティング装置により、本明細書に記載の例示的な実施形態により動作するようにすることができる。例えば、プロセッサは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコマンドを実行することができ、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたコマンドは、プロセッサによって実行される場合、コンピューティング装置により、本明細書に記載の例示的な実施形態による動作を実行するように構成できる。
【0074】
以下では、各運用モードによるデータ暗号化装置１００及びデータ復号化装置２００の例示的な動作について、より詳細に説明する。以下の実施例では、説明を容易にするために、ブロック暗号化方式としてＡＥＳアルゴリズムを用いると共に、エンコード方式として、ＸＯＲ演算またはＸＯＲ演算および論理関数を用いるとして例示するが、これに限定されるものではない。
【0075】
なお、以下の実施例では、最初の暗号文の生成のために、ブロック暗号化方式を用いるとして説明するが、これに限定されるものではなく、暗号化速度などを考慮し、２以上の平文ブロックをブロック暗号化方式により暗号化することも可能である。
【0077】
図３ａに示すように、暗号化部１３０は、複数の平文ブロックのうち、最初の平文ブロックである平文ブロック１にブロック暗号アルゴリズムを適用し、暗号文ブロック１を生成する。その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２、平文ブロック３及び平文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用し、暗号文ブロック２、暗号文ブロック３及び暗号文ブロック４を生成することができる。
【0079】
図３ｂを参照すると、復号化部２１０は、複数の暗号文ブロックのうち、最初の暗号文ブロックである暗号文ブロック１にブロック暗号アルゴリズムを適用し、平文ブロック１を生成する。その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２、暗号文ブロック３及び暗号文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用し、平文ブロック２、平文ブロック３及び平文ブロック４を生成することができる。
【0081】
図４ａを参照すると、暗号化部１３０は、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を初期化ベクトルと排他的論理和（ＸＯＲ）を行い、それに対してＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0082】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロックとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0083】
具体的には、図４ａに示す暗号化動作は、次の数学式１のように表すことができる。
【0084】
【数1】
【0086】
図４ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック１）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行った後、初期化ベクトルとＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0087】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれに対して、直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0088】
具体的には、図４ｂに示す復号化動作は、次の数学式２のように表すことができる。
【0089】
【数2】
【0090】
一方、本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図５ａに示す例のようにＣＢＣモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0091】
図５ａを参照すると、暗号化部１３０は、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を初期化ベクトルと排他的論理和（ＸＯＲ）を行い、それに対してＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0092】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロックとＸＯＲした後、それに対して論理関数を適用し、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0093】
具体的には、図５ａに示す暗号化動作は、次の数学式３のように表すことができる。
【0094】
【数3】
【0096】
図５ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック１）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行った後、初期化ベクトルとＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0097】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用した後、直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0098】
具体的には、図５ｂに示す復号化動作は、次の数学式４のように表すことができる。
【0099】
【数4】
【0100】
一方、本発明のまた他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図６ａに示す例のようにＣＢＣモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0101】
図６ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）を生成することができる。
【0102】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック１と初期化ベクトルＩＶをＸＯＲした後、論理関数を適用して暗号文ブロック１を生成することができる。
【0103】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、以前に生成された暗号文ブロックとＸＯＲした後、それに対して論理関数を適用し、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0104】
具体的には、図６ａに示す暗号化動作は、次の数学式５のように表すことができる。
【0105】
【数5】
【0107】
図６ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック０）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行い、初期化ベクトルＩＶを生成することができる。
【0108】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック１に論理関数を適用した後、初期化ベクトルとＸＯＲして平文ブロック１を生成することができる。
【0109】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用した後、直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0110】
具体的には、図６ｂに示す復号化動作は、次の数学式６のように表すことができる。
【0111】
【数6】
【0113】
図７ａを参照すると、暗号化部１３０は、データの最初の平文ブロック（平文ブロック１）を初期化ベクトルＩＶと排他的論理和（ＸＯＲ）をし、それに対してＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0114】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロック及び直前の平文ブロックとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0115】
具体的には、図７ａに示す暗号化動作は、次の数学式７のように表すことができる。
【0116】
【数7】
【0118】
図７ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック１）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行った後、初期化ベクトルＩＶとＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0119】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された平文ブロック及び直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0120】
具体的には、図７ｂに示す復号化動作は、次の数学式８のように表すことができる。
【0121】
【数8】
【0122】
一方、本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図８ａに示す例のようにＰＣＢＣモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0123】
図８ａを参照すると、暗号化部１３０は、データの最初の平文ブロック（平文ブロック１）を初期化ベクトルＩＶと排他的論理和（ＸＯＲ）を行い、それに対してＡＥＳアルゴリズムを適用して、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0124】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロック及び直前の平文ブロックとＸＯＲした後、それに対して論理関数を適用し、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0125】
具体的には、図８ａに示す暗号化動作は、次の数学式９のように表すことができる。
【0126】
【数9】
【0128】
図８ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック１）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行った後、初期化ベクトルＩＶとＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0129】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用した後、直前に生成された平文ブロック及び直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0130】
具体的には、図８ｂに示す復号化動作は、次の数学式１０のように表すことができる。
【0131】
【数10】
【0132】
一方、本発明のまた他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図９ａに示す例のようにＰＣＢＣモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0133】
図９ａを参照すると、暗号化部１３０は、データの最初の平文ブロック（平文ブロック１）を初期化ベクトルＩＶと排他的論理和（ＸＯＲ）を行い、それに対してＡＥＳアルゴリズムを適用して、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）を生成することができる。
【0134】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック１と初期化ベクトルＩＶをＸＯＲした後、論理関数を適用して、暗号文ブロック１を生成することができる。
【0135】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロック及び直前の平文ブロックとＸＯＲした後、それに対して論理関数を適用し、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0136】
具体的には、図９ａに示す暗号化動作は、次の数学式１１のように表すことができる。
【0137】
【数11】
【0139】
図９ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号化されたデータの最初のブロック（暗号文ブロック０）にＡＥＳアルゴリズムを用いて復号化を行い、初期化ベクトルＩＶを生成することができる。
【0140】
デコード部２３０は、暗号文ブロック１に論理関数を適用した後、初期化ベクトルＩＶとＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0141】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれに論理関数を適用した後、直前に生成された平文ブロック及び直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0142】
具体的には、図９ｂに示す復号化動作は、次の数学式１２のように表すことができる。
【0143】
【数12】
【0145】
図１０ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の平文ブロック（平文ブロック１）とＸＯＲして、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0146】
その後、エンコード部１５０は、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれを、直前に生成された暗号文ブロックとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0147】
具体的には、図１０ａに示す暗号化動作は、次の数学式１３のように表すことができる。
【0148】
【数13】
【0150】
図１０ｂを参照すると、復号化部２１０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）とＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0151】
その後、デコード部２３０は、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれを、直前の暗号文ブロックとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0152】
具体的には、図１０ｂに示す復号化動作は、次の数学式１４のように表すことができる。
【0153】
【数14】
【0154】
本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図１１ａに示す例のようにＣＦＢモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0155】
図１１ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の平文ブロック（平文ブロック１）とＸＯＲして、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0156】
その後、エンコード部１５０は、直前に生成された暗号文ブロックに論理関数を適用した後、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0157】
具体的には、図１１ａに示す暗号化動作は、次の数学式１５のように表すことができる。
【0158】
【数15】
【0160】
図１０ｂを参照すると、復号化部２１０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）とＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0161】
その後、デコード部２３０は、以前の暗号文ブロックに論理関数を適用した後、ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0162】
具体的には、図１１ｂに示す復号化動作は、次の数学式１６のように表すことができる。
【0163】
【数16】
【0164】
本発明のまた他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図１２ａに示す例のようにＣＦＢモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0165】
図１２ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）を生成することができる。
【0166】
その後、エンコード部１５０は、初期化ベクトルＩＶを最初の平文ブロック（平文ブロック１）とＸＯＲして、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0167】
その後、エンコード部１５０は、直前に生成された暗号文ブロックに論理関数を適用した後、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0168】
具体的には、図１２ａに示す暗号化動作は、次の数学式１７のように表すことができる。
【0169】
【数17】
【0171】
図１２ｂを参照すると、復号化部２１０は、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）にＡＥＳアルゴリズムを適用し、初期化ベクトルＩＶを生成することができる。
【0172】
その後、デコード部２３０は、初期化ベクトルＩＶと暗号文ブロック１をＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0173】
その後、デコード部２３０は、以前の暗号文ブロックに論理関数を適用した後、ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0174】
具体的には、図１２ｂに示す復号化動作は、次の数学式１８のように表すことができる。
【0175】
【数18】
【0177】
図１３ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の平文ブロック（平文ブロック１）とＸＯＲして、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）を生成することができる。
【0178】
その後、エンコード部１５０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用して生成されたブロックに論理関数を繰り返し適用した後、平文ブロック２〜平文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0179】
具体的には、図１３ａに示す暗号化動作は、次の数学式１９のように表すことができる。
【0180】
【数19】
【0182】
図１３ｂを参照すると、復号化部２１０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック１）とＸＯＲして、最初の平文ブロック（平文ブロック１）を生成することができる。
【0183】
その後、デコード部２３０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用して生成されたブロックに論理関数を繰り返し適用した後、暗号文ブロック２〜暗号文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、平文ブロック２〜平文ブロック４を生成することができる。
【0184】
具体的には、図１３ｂに示す復号化動作は、次の数学式２０のように表すことができる。
【0185】
【数20】
【0186】
本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図１４ａに示す例のようにＯＦＢモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0187】
図１４ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期化ベクトルＩＶにＡＥＳアルゴリズムを適用し、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）を生成することができる。
【0188】
その後、エンコード部１５０は、初期化ベクトルＩＶに論理関数を繰り返し適用した後、平文ブロック１〜平文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、暗号文ブロック１〜暗号文ブロック４を生成することができる。
【0189】
具体的には、図１４ａに示す暗号化動作は、次の数学式２１のように表すことができる。
【0190】
【数21】
【0192】
図１４ｂを参照すると、復号化部２１０は、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）にＡＥＳアルゴリズムを適用し、初期化ベクトルＩＶを生成することができる。
【0193】
その後、デコード部２３０は、生成された初期化ベクトルに論理関数を繰り返し適用した後、暗号文ブロック１〜暗号文ブロック４のそれぞれとＸＯＲして、平文ブロック１〜平文ブロック４を生成することができる。
【0194】
具体的には、図１４ｂに示す復号化動作は、次の数学式２２のように表すことができる。
【0195】
【数22】
【0197】
図１５ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期カウンタ値（ＣＴＲ）にＡＥＳアルゴリズムを適用し、暗号文ブロック０を生成することができる。
【0198】
その後、エンコード部１５０は、初期カウンタ値（ＣＴＲ）を平文ブロック１とＸＯＲして、暗号文ブロック１を生成することができる。
【0199】
同様に、エンコード部１５０は、ｉ番目の平文ブロックをｉ番目のカウンタ値（例えば、図１５ａに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）とＸＯＲして、ｉ番目の暗号文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各暗号文ブロックを並列的に生成できる。
【0200】
具体的には、図１５ａに示す暗号化動作は、次の数学式２３のように表すことができる。
【0201】
【数23】
【0203】
図１５ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号文ブロック０にＡＥＳアルゴリズムを適用して初期カウンタ値を生成することができる。
【0204】
その後、エンコード部１５０は、初期カウンタ値ＣＴＲを暗号文ブロック１とＸＯＲして平文ブロック１を生成することができる。
【0205】
同様に、エンコード部１５０は、ｉ番目の暗号文ブロックをｉ番目のカウンタ値（例えば、図１５ｂに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）とＸＯＲして、ｉ番目の平文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各平文ブロックを並列的に生成することができる。
【0206】
具体的には、図１５ｂに示す復号化動作は、次の数学式２４のように表すことができる。
【0207】
【数24】
【0208】
一方、本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図１６ａに示す例のようにカウンタモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0209】
図１６ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期カウンタ値ＣＴＲにＡＥＳアルゴリズムを適用し、暗号文ブロック０を生成することができる。
【0210】
その後、エンコード部１５０は、初期カウンタ値ＣＴＲに論理関数を適用した後、平文ブロック１とＸＯＲして、暗号文ブロック１を生成することができる。
【0211】
同様に、エンコード部１５０は、ｉ番目のカウンタ値（例えば、図１６ａに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）に論理関数を適用した後、ｉ番目の平文ブロックとＸＯＲして、ｉ番目の暗号文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各暗号文ブロックを並列的に生成できる。
【0212】
具体的には、図１６ａに示す暗号化動作は、次の数学式２５のように表すことができる。
【0213】
【数25】
【0215】
図１６ｂを参照すると、復号化部２１０は、最初の暗号文ブロック（暗号文ブロック０）にＡＥＳアルゴリズムを適用して、初期カウンタ値ＣＴＲを生成することができる。
【0216】
その後、エンコード部１５０は、初期カウンタ値ＣＴＲに論理関数を適用した後、暗号文ブロック１とＸＯＲして平文ブロック１を生成することができる。
【0217】
同様に、エンコード部１５０は、ｉ番目のカウンタ値（例えば、図１６ｂに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）に論理関数を適用した後、ｉ番目の暗号文ブロックとＸＯＲしてｉ番目の平文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各平文ブロックを並列的に生成できる。
【0218】
具体的には、図１６ｂに示す復号化動作は、次の数学式２６のように表すことができる。
【0219】
【数26】
【0220】
一方、本発明の他の実施例によると、データ暗号化装置１００は、図１７ａに示す例のようにカウンタモードを利用してデータを暗号化することができる。
【0221】
図１７ａを参照すると、暗号化部１３０は、初期カウンタ値ＣＴＲにＡＥＳアルゴリズムを適用した後、平文ブロック１とＸＯＲして、暗号文ブロック１を生成することができる。
【0222】
その後、エンコード部１５０は、ｉ番目のカウンタ値（例えば、図１７ａに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）に論理関数を適用した後、ｉ番目の平文ブロックとＸＯＲして、ｉ番目の暗号文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各暗号文ブロックを並列的に生成できる。
【0223】
具体的には、図１７ａに示す暗号化動作は、次の数学式２７のように表すことができる。
【0224】
【数27】
【0226】
図１７ｂを参照すると、復号化部２１０は、暗号文ブロック１にＡＥＳアルゴリズムを適用した後、暗号文ブロック１とＸＯＲして、平文ブロック１を生成することができる。
【0227】
その後、エンコード部１５０は、ｉ番目のカウンタ値（例えば、図１７ｂに示すようなＣＴＲ＋ｉ−１）に論理関数を適用した後、ｉ番目の暗号文ブロックとＸＯＲして、ｉ番目の平文ブロックを生成することができる。このとき、エンコード部１５０は、各平文ブロックを並列的に生成できる。
【0228】
具体的には、図１７ｂに示す復号化動作は、次の数学式２８のように表すことができる。
【0229】
【数28】
【0230】
図１８は、本発明の一実施形態に係るデータ暗号化方法のフローチャートである。
【0232】
図１８を参照すると、データ暗号化装置１００は、暗号化の対象となる平文データを複数の平文ブロックに分割する（１８１０）。
【0233】
その後、データ暗号化装置１００は、暗号鍵に基づくブロック暗号化方式を用いて、分割された複数の平文ブロックの一部のブロックおよび初期値の少なくとも１つを暗号化する（１８２０）。
【0234】
その後、データ暗号化装置１００は、非暗号鍵に基づくエンコード方式を用いて、分割された複数の平文ブロックのうち、ブロック暗号化方式により暗号化されていない残りのブロックをエンコードする（１８３０）。
【0235】
図１９は、本発明の一実施形態に係るデータ復号化方法のフローチャートである。
【0237】
図１９を参照すると、データ復号化装置２００は、暗号鍵に基づくブロック復号化方式を用いて、暗号化されたデータの一部のブロックおよび初期値の少なくとも１つを復号化する（１９１０）。
【0238】
その後、データ復号化装置２００は、非暗号鍵に基づくデコード方式を用いて、暗号化されたデータのうち、ブロック復号化方式により復号化されていない残りのブロックをデコードする（１９２０）。
【0239】
一方、所定の実施例は、本明細書に記載されているプロセスをコンピュータ上で実行するためのプログラムを含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。このコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、ローカルデータファイル、ローカルデータ構造などを単独に又は組み合わせて備えることができる。そのコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明のために特別に設計されて構成されたものであり得る。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、および、ロム、ラム、フラッシュメモリなどのプログラム命令を格納して実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスが含まれる。プログラム命令の例には、コンパイラーによって作成されるような機械語コードのみならず、インタープリターなどを使用してコンピュータにより実行できる高級言語コードを含むことができる。
【0240】
以上、代表的な実施形態により本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範疇を逸脱しない範囲内で、前述した実施形態に対する様々な変形が可能であることを理解するはずである。従って、本発明の権利範囲は、説明した実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、その特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【符号の説明】
【0241】
１００：データ暗号化装置１１０：分割部
１３０：暗号化部
１５０：エンコード部
１７０：初期値生成部
２００：データ復号化装置
２１０：復号化部
２３０：デコード部
２５０：初期値生成部
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8a】
【図8b】
【図9a】
【図9b】
【図10a】
【図10b】
【図11a】
【図11b】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図14a】
【図14b】
【図15a】
【図15b】
【図16a】
【図16b】
【図17a】
【図17b】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】