JPH06175905A

JPH06175905A - 暗号化ファイル共有方法

Info

Publication number: JPH06175905A
Application number: JP4323950A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kikuchi; 浩明菊池; Ryota Akiyama; 良太秋山; Naoya Torii; 直哉鳥居; Takayuki Hasebe; 高行長谷部
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-24
Also published as: US5584022A

Abstract

(57)【要約】【目的】暗号化ファイルの共有方法に関し、ユーザに
階層的な参照許可を与えることにより多数のファイルを
異なる鍵で暗号化しても管理情報を少なくできるように
することを目的とする。【構成】複数のデータ処理装置がネットワークで相互
接続され複数のユーザが互いのプライバシを保ってファ
イルを共有する広域分散型のデータ処理装置において、
ファイル・サーバＳとなるデータ処理装置に、ファイル
Ｆを暗号鍵により暗号化するとともに暗号化したファイ
ルを階層的な木構造を持つディレクトリＩＤに格納し、
ディレクトリ毎に同一の暗号鍵を割り当て暗号化するこ
とにより同じアクセス属性を持つファイルを同一の鍵で
暗号化し、ファイルを暗号化された状態でネットワーク
Ｎ上が転送し、ユーザ側で暗号・復号化部１によりロー
カルに復号化又は暗号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暗号化ファイル共有方
法に係わり、特に複数のコンピュータが接続されている
ネットワーク環境において、許可された人以外にはアク
セスできないようにファイルを構成することにより互い
のプライバシを保って安全にファイルを共有するように
したものに関する。

【０００２】データ処理装置に関し、近年の分散処理環
境の発達にともない、ひとつの情報をネットワークで接
続された複数のユーザ間で共有する分散ファイルシステ
ムが広く利用されてきている。

【０００３】ところが、ネットワークに接続されるワー
クステーション等のコンピュータ装置が１つの会社の製
品ではなく、複数の会社のものが接続されるネットワー
クは開放的なアイデアの基に構築されているので、各種
の監視装置などによる盗聴や、改ざんの可能性が否定で
きない。

【０００４】このために、分散環境でもビジネスなどの
機密文書を扱うために、許可を得た人以外にファイルを
利用できないようにしたセキュリティの必然性が強く望
まれてきている。

【０００５】

【従来の技術】従来のファイル共有装置におけるアクセ
ス制御は、システムに組み込まれたアクセス制御表に基
づいて行われていた。ここでアクセス制御表とはファイ
ル毎にアクセス可能なユーザを記入したものであり、例
えばファイルＦをアクセス可能な者はユーザＡとＢであ
るというように構成されており、ファイルへのアクセス
要求毎に要求者がそのファイルへのアクセス可能なもの
か否かをこのアクセス制御表でチェックしている。

【０００６】従来の、単一の閉じられたシステムでは信
頼できる管理者が存在し、このようなアクセス制御表に
よる管理によるものだけで十分であった。ところが、近
年の分散処理環境の発達にともない、ファイル装置は大
規模化し、ネットワークは広域化し、異機種の相互接続
が進んで開放的になると、もはや閉じたシステムで管理
することは不可能になってきた。即ち、ファイル共有の
ため、データがネットワークを経由するので、各種ネッ
トワーク監視装置等により盗聴が容易となるためであ
る。

【０００７】また、アウトソーシングの場合など、管理
者を信頼してはならない運用、即ち管理者の不正などに
対してもユーザの機密が守れるような運用も必要とされ
てきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなことに対処
するため、暗号技術を用いて、ファイルを暗号化して記
憶することにより、管理者の不正や、ネットワークの盗
聴などの攻撃に対して耐え得るファイル共有装置が考え
られる。

【０００９】しかし個々のファイルを各々異なる暗号鍵
で暗号化していたのでは暗号鍵の数が所有するファイル
の数に依存して増加してしまう。しかもユーザ側も自分
が参照できるファイルと暗号鍵との対応を把握しきれな
くなる可能性も生ずる。それ故、機密性を保ったまま、
ユーザが管理する情報を縮小する効率的な鍵管理が大き
な課題となっていた。

【００１０】従って、本発明の目的は、従来方式の欠点
を改善し、大規模分散環境においても効率的に暗号鍵を
管理し、しかも大規模ユーザにより複雑化するアクセス
制御の関係をよりユーザに認識し易くしたインタフェー
スを持つファイル共有管理方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、図１に示す如く、ネットワークＮにフ
ァイル・クライアントＣ₁、Ｃ₂・・・、ファイル・サ
ーバＳを接続する。ファイル・クライアントＣ₁は、暗
号・復号化部１と、秘密鍵入力部２が設けられ、例えば
ユーザＡが使用するときユーザＡの秘密鍵Ｋ₃が入力さ
れる。ファイル・クライアントＣ₂も、同様に暗号・復
号化部１と秘密鍵入力部２が設けられている。そして例
えばユーザＢが使用するときユーザＢの秘密鍵Ｋ₆が入
力される。

【００１２】ファイル・サーバＳには複数のユーザが共
有するファイルが格納されている。各ファイルは、階層
的なトリー構造を持つディレクトリに格納されている。
そしてディレクトリ毎に暗号鍵が割り当てられている。

【００１３】例えば、ファイル・サーバＳにおいて、図
１に示す如く、ディレクトリＩＤ₁にファイルＦ₁₁、Ｆ
₁₂を格納し、ディレクトリＩＤ₂にファイルＦ₂₁、Ｆ₂₂
を格納し、ディレクトリＩＤ₃にファイルＦ₃₁、Ｆ₃₂を
格納し、ディレクトリＩＤ₄にファイルＦ₄₁、Ｆ₄₂を格
納し、ディレクトリＩＤ₅にファイルＦ₅₁、Ｆ₅₂を格納
し、ディレクトリＩＤ₆にファイルＦ₆₁、Ｆ₆₂を格納す
る。そしてこれらの各ディレクトリを、図１に示す如
く、ＩＤ₁が最上位に位置するトリー構造で構成する。

【００１４】各ディレクトリ毎に同一の暗号鍵が割り当
てられており、ディレクトリＩＤ₁には暗号鍵Ｋ₁が割
り当てられ、従ってファイルＦ₁₁、Ｆ₁₂はいずれも暗号
鍵Ｋ ₁により暗号化されている。同様にディレクトリＩ
Ｄ₂、ＩＤ₃、ＩＤ₄、ＩＤ ₅、ＩＤ₆にはそれぞれ暗
号鍵Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、Ｋ₅、Ｋ₆が割り当てられる。

【００１５】また、ディレクトリＩＤｎには、その直接
下位にある全てのディレクトリの暗号鍵をそのディレク
トリＩＤｎの暗号鍵で暗号化して格納しておく。例えば
図１において、最上位のディレクトリＩＤ₁にはその直
接下位のディレクトリＩＤ₂、ＩＤ₃の暗号鍵Ｋ₂、Ｋ
₃を暗号鍵Ｋ₁により暗号化して格納しておく。ディレ
クトリＩＤ₂ではその暗号鍵Ｋ₂によりディレクトリＩ
Ｄ₄の暗号鍵Ｋ₄を暗号化して格納し、ディレクトリＩ
Ｄ₃ではその暗号鍵Ｋ₃によりディレクトリＩＤ₅とＩ
Ｄ₆の暗号鍵Ｋ₅、Ｋ₆をそれぞれ暗号化して格納化し
ておく。

【００１６】なお、図１の例では、ユーザＡは秘密鍵Ｋ
₃を所有しているのでディレクトリＩＤ₃以降のディレ
クトリ、即ちＩＤ₃、ＩＤ₅、ＩＤ₆を参照できる。ま
たユーザＢは秘密鍵Ｋ₆を所有しているのでディレクト
リＩＤ₆のみを参照できる。

【００１７】

【作用】ファイル・サーバＳに格納されている共有のフ
ァイルＦ₁₁〜Ｆ₆₂はそれぞれクライアントにより格納さ
れるときに暗号化されているので、ネットワークが盗聴
されても、あるいはアウトソーシングで、ファイル・サ
ーバＳの管理者を信用できない場合でも、暗号化された
ファイルから元の平文が盗まれることはない。

【００１８】また、ファイルの参照権限を表現する階層
構造と、ファイルが実際に蓄えられるディレクトリの階
層構造は一致しており、ディレクトリの中にその直接下
位にある全てのディレクトリの暗号鍵をそのディレクト
リの暗号鍵で暗号化しておくので、階層構造のある１つ
のディレクトリの暗号鍵を持つことだけでその下位にあ
る全てのディレクトリを参照できるので、ユーザの持つ
べき鍵情報を減少することができる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例を図２及び図３にもとづき
説明する。図２は本発明の一実施例構成図であり、図３
は本発明におけるディレクトリ及び暗号鍵の階層状態説
明図である。

【００２０】図２において、Ｎはネットワーク、Ｓはフ
ァイル・サーバ、Ｃ₁はクライアントであり、それぞれ
図１におけるネットワークＮ、ファイル・サーバＳ、ク
ライアントＣ₁に対応するものである。

【００２１】また３は暗号演算部、４は秘密情報記憶
部、５は通信制御部、１０は暗号化ファイル記憶部、１
１はディレクトリ構成部、１２は通信制御部である。暗
号演算部３は、クライアントＣ₁で平文を暗号化すると
きの暗号化演算を行ったり、あるいはファイル・サーバ
Ｓより読み出したファイルの復号化演算を行うものであ
り、図１における暗号・復号化部１に対応するものであ
る。

【００２２】秘密情報記憶部４は、クライアントＣ₁を
使用するユーザの秘密鍵、例えばユーザＡの秘密鍵Ｋ₃
を保持するものであり、この秘密鍵は、図１における秘
密鍵入力部２より入力されるものである。

【００２３】通信制御部５はクライアントＣ₁がネット
ワークＮを経由してファイル・サーバＳと通信を行った
り、他のクライアントと通信を行うときの通信制御処理
を行うものである。

【００２４】暗号化ファイル記憶部１０は、各ディレク
トリにおける暗号化されたファイルＦ₁₁、Ｆ₁₂、Ｆ₂₁、
Ｆ₂₂・・・Ｆ₆₁、Ｆ₆₂を保持するものである。ディレ
クトリ構成部１１は、ファイル・サーバＳに格納されて
いるディレクトリの構成を示すものであり、例えば図３
に示す如く構成されている。図３（Ａ）はディレクトリ
構成部１１に格納されているデータを示し、ディレクト
リＩＤ₁にはファイルＦ₁₁、Ｆ₁₂の暗号化ファイル記憶
部１０における格納先アドレスと、その直接下位のディ
レクトリＩＤ₂、ＩＤ₃の暗号鍵Ｋ₂、Ｋ₃が記入さ
れ、ディレクトリＩＤ₂にはファイルＦ₂₁、Ｆ₂₂の格納
先アドレスと、その直接下位のディレクトリＩＤ₄の暗
号鍵Ｋ₄が記入されている。そしてディレクトリＩＤ₃
にはファイルＦ₃₁、Ｆ₃₂の格納先アドレスと、その直接
下位のディレクトリＩＤ₅、ＩＤ₆の暗号鍵Ｋ₅、Ｋ₆
が記入される。またディレクトリＩＤ₄にはファイルＦ
₄₁、Ｆ₄₂の格納先アドレスが、ディレクトリＩＤ₅には
ファイルＦ₅₁、Ｆ₅₂の格納先アドレスが、ディレクトリ
ＩＤ₆にはファイルＦ₆₁、Ｆ₆₂の格納先アドレスがそれ
ぞれ記入されている。

【００２５】なお図３（Ｂ）は、各ファイルや暗号鍵の
暗号化状態を説明するものであり、例えばディレクトリ
ＩＤ₁における「Ｅ（Ｆ₁₁、Ｋ₁）」においてＥは暗号
化関数であり、これはファイルＦ₁₁を暗号鍵Ｋ₁により
暗号化されたことを示し、下線されている「Ｅ（Ｋ₂、
Ｋ₁）」は、暗号鍵Ｋ₂が暗号鍵Ｋ₁により暗号化され
たことを示す。それ故、ディレクトリＩＤ₁には、暗号
鍵Ｋ₁により暗号化されたファイルＦ₁₁、Ｆ₁₂（実際は
格納先アドレス）と、同じ暗号鍵Ｋ₁により暗号化され
た暗号鍵Ｋ₂、Ｋ₃が格納されていることがわかる。

【００２６】従って、最上位のディレクトリＩＤ₁用の
暗号鍵Ｋ₁を持つユーザは、ファイルＦ₁₁、１Ｆ₁₂が参
照可能であるのみならず、暗号鍵Ｋ₁により暗号鍵
Ｋ₂、Ｋ ₃をも解読してこれらを得ることができるの
で、暗号鍵Ｋ₂によりディレクトリＩＤ₂が参照可能と
なるのみならず、暗号鍵Ｋ₂によりさらにディレクトリ
ＩＤ ₄を参照可能となる。同様に暗号鍵Ｋ₃によりディ
レクトリＩＤ₃が参照可能となるのみならず、暗号鍵Ｋ
₅、Ｋ₆を解読してこれらにもとづきディレクトリＩＤ
₅、ＩＤ₆を参照することができる。それ故、最上位の
ディレクトリＩＤ₁用の暗号鍵Ｋ₁を持つユーザは、そ
の下位の全ディレクトリの各ファイルを参照することが
できる。このようにして上位のディレクトリの暗号鍵を
持てばその下位のすべてのディレクトリが参照可能であ
ることがわかる。

【００２７】換言すれば各ディレクトリには、暗号化フ
ァイルの他にその直接下位にあるディレクトリの暗号鍵
をそのディレクトリの暗号鍵で暗号化したものが置かれ
ている。これによりその下位にあるディレクトリのファ
イルを参照する際には、まずその暗号鍵を復号化して取
り出して用いる。それ以降もこの手続きを再帰的に適用
することで参照可能となる。

【００２８】例えばユーザＡがディレクトリＩＤ₆のフ
ァイルＦ₆₁を参照するときにはディレクトリＩＤ₃にあ
るディレクトリＩＤ₆暗号鍵Ｅ（Ｋ₆、Ｋ₃）を自己の
持つ暗号鍵Ｋ₃で復号化し、ディレクトリＩＤ₆の暗号
鍵Ｋ₆を得る。次式でＤは復号化関数を示す。

【００２９】Ｋ₆＝Ｄ（Ｅ（Ｋ₆、Ｋ₃）、Ｋ₃）これにより取り出された暗号鍵Ｋ₆を用いて、暗号化フ
ァイルＥ（Ｆ₆₁、Ｋ₆）を復号し、ファイルＦ₆₁を参照
することができる。

【００３０】Ｆ₆₁＝Ｄ（Ｅ（Ｆ₆₁、Ｋ₆）、Ｋ₆）通信制御部１２はネットワークＮを経由してクライアン
トとの間の通信制御処理を行うものであって、例えばク
ライアントＣ₁よりファイル・サーバＳに対してファイ
ルを読み出す場合、これにもとづく制御処理を行い、デ
ィレクトリ構成部１１より所望のファイルの格納先アド
レスを得て、これにより暗号化ファイル記憶部１０をア
ドレスして、暗号化されたファイルを読み出し、要求元
のクライアントＣ₁にこれを送信するものである。

【００３１】次に図２の動作について、ファイルを読み
出す場合の例について説明する。クライアントＣ₁にお
いて例えばユーザＡがファイル・サーバＳのファイルＦ
₃₁を読み出すとき、ユーザＡは、例えばＩＣカードより
暗号鍵Ｋ₃を入力する。この暗号鍵Ｋ₃は秘密情報記憶
部４に保持され、また、複数のサーバがある場合クライ
アントＣ₁の表示部に複数のサーバ名が表示されるの
で、ユーザＡはサーバＳを選択する。

【００３２】これによりサーバＳからディレクトリ情報
が送出されて、これがクライアントＣ₁の表示部に表示
されるので、ユーザＡはディレクトリＩＤ₃を指定す
る。このディレクトリＩＤ₃の指定により表示部にディ
レクトリＩＤ₃を構成しているファイルＦ₃₁とＦ₃₂が表
示されるので、ユーザＡはファイルＦ₃₁を指定する。

【００３３】これにより、ファイル・サーバＳでは暗号
化ファイル記憶部１０から、暗号鍵Ｋ₃により暗号化さ
れているファイルＦ₃₁が読み出され、通信制御部１２が
これをクライアントＣ₁に送出する。クライアントＣ₁
では通信制御部５によりこれを受信する。この暗号化さ
れたファイルＦ₃₁のデータは、暗号演算部３により秘密
情報記憶部４に保持されている暗号鍵Ｋ₃にもとづき解
読されて平文となる。

【００３４】このように管理することで、例えば組織の
長のように、全てのディレクトリの参照許可を持つユー
ザでも、その最上位のディレクトリの暗号鍵を１つ管理
するだけでよい。

【００３５】本発明の第２実施例を図４〜図７にもとづ
き説明する。図４は本発明の第２実施例の鍵管理状態説
明図、図５は本発明の第２実施例構成図、図６は本発明
のクライアントにおける処理フロー図、図７は本発明の
サーバにおける処理フロー図である。

【００３６】第２実施例は公開鍵方式（ＲＡＳ暗号方
式）を使用した例であり、図４にもとづきその原理につ
いて説明する。例えば図４において、ユーザＡが参照可
能なディレクトリｉｄ３、ｉｄ₅、ｉｄ₆の識別情報を
ＩＤ₃、ＩＤ₅、ＩＤ₆とするとき、これらの識別情報
を公開情報とするとともに、同じく公開情報のＭ、ｎ
と、ユーザＡのパスワードをＰａとしたとき、ユーザＡ
の秘密情報を（１）式に定めるＺａとする。

【００３７】

【数３】

【００３８】一般的には、ファイルは、各々属するディ
レクトリの識別情報（ＩＤ情報）の逆元１／ＩＤｉにつ
いて、（２）式で定める暗号鍵Ｋｉで暗号化されてい
る。

【００３９】

【数４】

【００４０】ユーザは自分が参照許可を持つ全てのディ
レクトリの識別情報の逆元から（３）式で計算される秘
密情報Ｚｉを持つ。

【００４１】

【数５】

【００４２】即ちファイルの暗号鍵Ｋｉは、この秘密情
報Ｚｉと、公開簿サーバＰより配布される公開情報ＩＤ
ｉ、Ｍ、ｎによって不用な識別情報を冪乗していくこと
により求められる。ここでｎは素数ｐ、ｑの積（ｎ＝ｐ
＊ｑ）である。

【００４３】ユーザＡがディレクトリｉｄ３のファイル
Ｆ₃₁を参照するときは、公開情報ｎ、ＩＤ₅、ＩＤ₆を
公開簿サーバＰより配布してもらい、ユーザＡが持つパ
スワードＰａと、秘密情報Ｚａを用い、次の（４）式に
よりＺａにＰａ、ＩＤ₅、ＩＤ₆を冪乗して暗号鍵Ｋ₃
を算出して、ファイルＦ₃₁を復号する。

【００４４】

【数６】

【００４５】また、ユーザＡがディレクトリｉｄ₅のフ
ァイルを参照するときには、今度はＰａ、ＩＤ₃、ＩＤ
₆をＺａに冪乗し、同様にしてディレクトリｉｄ₅の暗
号鍵Ｋ₅を求めることができる。ｎ＝ｐ＊ｑとなる素数
ｐ、ｑを知らずにＩＤｉからＩ／ＩＤｉを計算するのは
極めて困難であり、ＩＤｉを公開して配布しても安全性
に影響しない。このようにして単一の秘密情報でいくつ
もの暗号鍵を管理することが可能になる。

【００４６】いま、図４において、各ディレクトリの識
別情報ＩＤ、公開情報ｎ、Ｍを次の如く与える。ＩＤ₁＝７１、ＩＤ₂＝７３、ＩＤ₃＝７９、ＩＤ₄＝
８３、ＩＤ₅＝８９、ＩＤ₆＝９７、ｎ＝ｐ＊ｑ＝３１＊２９＝８９９Ｍ＝２０このとき、ディレクトリｉｄ３、ｉｄ₅、ｉｄ₆の参照
許可を持つユーザＡの秘密情報Ｚａと、ディレクトリｉ
ｄ₆だけの参照許可を持つユーザＢの秘密情報Ｚｂは次
のようにＺａ＝２５７、Ｚｂ＝５４５と定められる。た
だしここでユーザＡ、ＢのパスワードをそれぞれＰａ＝
１７３、Ｐｂ＝２２９とした。

【００４７】

【数７】

【００４８】一般的に説明すると、各ファイルの識別情
報ＩＤ₁、・・・ＩＤｍと、ある素数ｐ、ｑの積ｎ＝ｐ
＊ｑを公開し、ユーザｉの秘密情報Ｚｉを、（ｐ−１）
と（ｑ−１）の最小公倍数Ｌと、ｐ＊ｑ＞Ｍとなる整数
と、ユーザｉのパスワードＰｉと、ユーザｉが許可され
たすべてのファイルのＩＤ、ＩＤｉ１、ＩＤｉ２・・・
ＩＤｉｍと、Ｌを法とする各々の逆元１／ＩＤｉ１、１
／ＩＤｉ２・・・１／ＩＤｉｍより、次の（５）式で定
めて配布し、

【００４９】

【数８】

【００５０】ファイルＩＤｉｊの暗号化及び復号化の際
にユーザｉのパスワードＰｉ、ＩＤｉｊ以外のすべての
ファイルのＩＤ情報より、次の（６）式で暗号鍵Ｋｉｊ
を算出する。そしてこれにより得た暗号鍵Ｋｉｊによ
り、暗号化や復号化等の管理を行う。

【００５１】

【数９】

【００５２】本発明の第２実施例の構成を図５により説
明する。ネットワークＮにはＣ₁で代表される複数のク
ライアント及びＳで代表される複数のファイル・サーバ
が接続されている。

【００５３】各クライアントには、クライアントＣ₁で
示す如く、暗号演算部２３、秘密情報記憶部２４、公開
情報記憶部２５、途中結果記憶部２６、通信制御部２
７、ディレクトリ構成保持部２８、ディレクトリ抽出部
２９が設けられ、また各ファイル・サーバには、ファイ
ル・サーバＳで示す如く、暗号化ファイル記憶部３０、
ディレクトリ構成部３１、公開簿保持部３２、使用限定
部３３、通信制御部３４が設けられる。

【００５４】暗号演算部２３は、秘密情報から暗号鍵を
解読したり、暗号鍵を用いて暗号化されたファイルを解
読したり、ファイルに格納するために平文を暗号化する
ものである。

【００５５】秘密情報記憶部２４は、ユーザＩの秘密情
報Ｚｉ、パスワードＰｉを保持するものである。公開情
報記憶部２５は、ファイル・サーバＳより配布された、
ディレクトリｉｄ₁、ｉｄ₂・・・ｉｄｍの識別情報Ｉ
Ｄ₁・・・ＩＤｍ、公開情報Ｍ、ｎ等を保持するもので
ある。

【００５６】途中結果記憶部２６は、暗号鍵を得るため
に必要な計算の途中結果を保持しておき、ユーザが再び
この途中結果が利用できる場合にこれを参照することに
より計算結果速度を速めるものである。例えば先にディ
レクトリｉｄ３を参照するために下記の式により暗号鍵
Ｋ₃を計算するとき、このＫ₃′、Ｋ₃″を一時的に記
憶しておく。

【００５７】

【数１０】

【００５８】このＫ₃′、Ｋ₃″を用いれば、ディレク
トリｉｄ₆の暗号鍵Ｋ₆を計算するときは、次式の計算
により、早く求めることができる。

【００５９】

【数１１】

【００６０】通信制御部２７はクライアントＣ₁がネッ
トワークＮを経由してファイル・サーバＳと通信を行っ
たり他のクライアントと通信を行うときの通信制御処理
を行うものである。

【００６１】ディレクトリ構成保持部２８はファイル・
サーバＳから送出されたディレクトリ構成情報を保持す
るものであり、これにはクライアントＣ₁を使用するユ
ーザが使用可能なディレクトリ範囲を示すマークが付与
されている。例えば図４の例では、ユーザＡが使用でき
る範囲がディレクトリｉｄ３、ｉｄ₅、ｉｄ₆であるこ
とがマーク付けられている。

【００６２】ディレクトリ抽出部２９は暗号鍵を計算す
るために必要な公開情報がどれかを抽出するものであ
り、使用可能なディレクトリが複数あるときは、選択し
たディレクトリ以外の識別情報を抽出するものであり、
図４においてユーザＡがディレクトリｉｄ３を選択した
とき、ディレクトリ抽出部２９は公開情報記憶部２５か
ら識別情報ＩＤ₅、ＩＤ₆を抽出し、ユーザＡがディレ
クトリｉｄ₅を選択したときディレクトリ抽出部２９は
識別情報ＩＤ₃とＩＤ₆を公開情報記憶部２５から抽出
する。

【００６３】暗号化ファイル記憶部３０は、各ディレク
トリにおける暗号化されたファイルＦ₁₁、Ｆ₁₂・・・Ｆ
₆₁、Ｆ₆₂を保持するものである。ディレクトリ構成部３
１は、ファイル・サーバＳに格納されているディレクト
リの構成を示すものであり、例えば図４に示す如く構成
され、それぞれ暗号化された各ファイルの暗号化ファイ
ル記憶部３０における格納先アドレスが記入されてい
る。

【００６４】公開簿保持部３２は各ディレクトリｉｄ₁
〜ｉｄ₆の識別情報ＩＤ₁〜ＩＤ₆や、公開情報Ｍ、ｎ
等を保持するものであり、クライアントＣ₁と接続され
たときこれらの情報を配布する。

【００６５】使用限定部３３は、ディレクトリ構成部３
１からクライアントＣ₁にディレクトリ構成図を送出す
るとき、そのユーザの使用可能な範囲を区別できるよう
にマーク付けするものである。

【００６６】通信制御部３４はネットワークＮを経由し
てクライアントとの間の通信制御処理を行うものであ
り、クライアントからの要求により公開簿３２から公開
情報Ｍ、ｎと、識別情報ＩＤ₁〜ＩＤｍを出力したり、
ディレクトリ構成部３１からディレクトリ情報を送出し
たり、暗号化ファイル記憶部３０に対して所望のファイ
ルをアクセスするものである。

【００６７】本発明の第２実施例の動作を図６、図７に
示すフローチャートにもとづき、説明する。まず図６に
もとづき、ユーザＡがクライアントＣ₁を使用する例に
おいて、クライアント側の動作について説明する。

【００６８】クライアントＣ₁を起動したのち認証手
続を行う。ユーザＡは、パスワードＰａと秘密情報Ｚａ
を入力する。この入力は、例えばカードリーダよりＩＤ
カード、磁気カード等を用いて行うこともできる。これ
らの入力により、図５に示す暗号演算部２３が下記
（７）式のＺａ′（前記Ｋ₃′）の演算を行う。そして
これを途中結果記憶部２６に保持する。

【００６９】

【数１２】

【００７０】次にユーザＡはクライアントＣ₁の表示
部に表示された複数のファイル・サーバから接続先のフ
ァイル・サーバＳを指定する。この指定は例えばマウス
を使用して行う。これにより通信制御部２７は指定され
たファイル・サーバＳに対して接続し、ユーザＡを示す
パスワードＰａを送出して認証処理を行う。このように
してクライアントＣ₁とファイル・サーバＳが接続さ
れ、ファイル・サーバＳではクライアントＣ₁において
ユーザＡが使用することを認識する。そしてファイル・
サーバＳから識別情報ＩＤ₁〜ＩＤ₆、公開情報Ｍ、ｎ
等が送出されるので、これらを公開情報記憶部２５で保
持する。

【００７１】このようにして、ファイル・サーバＳと
クライアントＣ₁が接続されたとき、ファイル・サーバ
Ｓでは、通信制御部３３がディレクトリ構成部３１から
ディレクトリ情報を読み出し、クライアントＣ₁に送出
する。クライアントＣ₁ではこれを通信制御部２７が受
信してディレクトリ構成保持部２８に保持し、表示部に
ファイル・サーバＳのディレクトリ構成図がクライアン
トプログラムにより、例えば図４に示す如きディレクト
リｉｄ₁〜ｉｄ₆が表示される。このとき、ユーザＡの
許可範囲がディレクトリｉｄ３、ｉｄ₅、ｉｄ₆である
ことがマークされて送出され、これも表示される。

【００７２】ユーザＡは、クライアントＣ₁の表示部
に表示されたこれらのディレクトリ構成図をみて、例え
ばマウスにより必要とするディレクトリｉｄ３を指定す
る。これによりディレクトリ抽出部２９は、ディレクト
リｉｄ３以外の参照許可範囲のディレクトリがｉｄ₅、
ｉｄ₆であることを認識してこれらの識別情報ＩＤ₅、
ＩＤ₆を公開情報記憶部２５より抽出し、暗号演算部２
３において暗号鍵Ｋ₃の演算を行う。

【００７３】このとき、途中結果記憶部２６に保持され
ている前記における（７）式の演算のＺａ′を読み出
して、これにまずＩＤ₅により下記の（８）式の演算を
行いＫ₃″を得てこれを途中結果記憶部２６に保持す
る。

【００７４】

【数１３】

【００７５】それから、このＫ₃″に対してＩＤ₆によ
り下記の（９）式の演算を行い暗号鍵Ｋ₃を得る。同時
にクライアントＣ₁はファイル・サーバＳからネットワ
ークＮを介してディレクトリｉｄ３に存在する全てのフ
ァイル、即ちＦ₃₁、Ｆ₃₂のリストを得て、これを表示す
る。

【００７６】

【数１４】

【００７７】次にユーザＡは、ディレクトリｉｄ３の
ファイルＦ₃₁、Ｆ₃₂のうち必要とするもの、例えばファ
イルＦ₃₁を表示部においてマウスにより指定する。これ
により通信制御部２７がファイル・サーバＳに対してフ
ァイルＦ₃₁の送出を要求する。これにもとづき、ファイ
ル・サーバＳでは、暗号化ファイル記憶部３０より暗号
化されているファイルＦ₃₁を読み出して、これをクライ
アントＣ₁に送出する。クライアントＣ₁ではこの暗号
化されているファイルＦ₃₁を受け取り、暗号演算部２３
においてこれを前記暗号鍵Ｋ₃で復号化して平文のファ
イルＦ₃₁を得る。クライアントＣ₁では、この平文
ファイルｆを参照してデータ処理を行ったり、あるいは
編集してファイルｆ′を作成する。その後、１．同じデ
ィレクトリから別のファイルを指定したり、２．別のデ
ィレクトリを指定して別のファイルを読み出したり、
３．別のファイル・サーバを指定したり、４．ファイル
更新してこれを暗号鍵Ｋ₃で暗号化してファイル・サー
バＳに送信したり、あるいは５．そのまま終了する。

【００７８】次に図７にもとづきファイル・サーバ側の
動作について説明する。 ′ファイル・サーバＳでは動作状態になると、クライ
アントから通信要求待ち状態となる。

【００７９】′クライアントＣ₁より前記にもとづ
き指定されて接続状態となり、またパスワードＰａの入
力にもとづきユーザＡが使用することを認識して認証確
認する。それから通信制御部３４は公開簿保持部３２か
ら識別情報ＩＤ₁〜ＩＤ₆、公開情報Ｍ、ｎをクライア
ントＣ₁に送出する。

【００８０】′これによりファイル・サーバＳでは、
ディレクトリ構成部３１より、図４に示す如きファイル
構成図が読み出される。このときユーザＡが使用するが
認識されているので使用限定部３３は、このディレクト
リ構成図のうちユーザＡが参照許可範囲であるｉｄ３、
ｉｄ₅、ｉｄ₆に参照許可マークを付加し、これが通信
制御部３４を経由してクライアントＣ₁に送出される。

【００８１】′それからファイル・サーバＳはクライ
アントＣ₁からの処理要求待ちとなり、１．ファイル読
込指定されたときは指定されたファイルを読み出して暗
号化されているこのファイルを送信することになり、
２．ファイル書込指定されたときは暗号化されたファイ
ルを受信して指定先に書込み、３．通信路開放要求され
たときは、通信路を開放状態にして、クライアントＣ₁
との接続状態を断とする。

【００８２】なお、ユーザＡがディレクトリｉｄ₆のフ
ァイルＦ₆₁を参照する場合、先ずクライアントプログラ
ムにもとづき表示部に表示されたディレクトリ構成図の
ｉｄ ₆をマウスでクリックする。これによりディレクト
リ抽出部２９が暗号鍵Ｋ₆の算出に必要な情報としてＩ
Ｄ₃、ＩＤ₅、ｎを認識し、公開情報記憶部２５からこ
れらのデータを読み出し、次の（１０）式で暗号鍵Ｋ₆
を暗号演算部２３で算出する。前記の如くＩＤ₃＝７
９、ＩＤ₅＝８９、Ｍ＝２０、ｎ＝８９９とすればＫ₆
＝１０３となる。

【００８３】

【数１５】

【００８４】同時にクライアントＣ₁はファイル・サー
バＳからネットワークＮを介してディレクトリｉｄ₆に
存在する全てのファイル、即ちＦ₆₁、Ｆ₆₂のリストを得
る。ここでユーザＡはファイルＦ₆₁をクリックで指定す
る。これによりクライアントＣ₁はファイル・サーバＳ
から暗号ファイルＥ（Ｆ₆₁、Ｋ₆）を得る。これを暗号
演算部２３に渡して、先に計算した暗号鍵Ｋ₆で復号し
て基の平文ファイルＦ₆₁を得る。そしてこれがユーザＡ
に与えられる。

【００８５】またファイルを変更したり追加したりする
ときには、この逆の手続をとる。つまり新規ファイルを
暗号鍵Ｋ₆で暗号化し、ファイル・サーバＳに送出す
る。ファイル・サーバＳは暗号化や復号化をすることは
ない。

【００８６】このファイルＦ₆₁はユーザＡとユーザＢの
間で共有されており、ユーザＢも、同様にして平文ファ
イルを求めることが保証されている。ユーザＢが暗号鍵
Ｋ₆を計算するには、自分の秘密情報Ｚｂにパスワード
Ｐｂを冪乗すればよい。これにより（１１）式に示す如
く、暗号鍵Ｋ₆が得られる。

【００８７】

【数１６】

【００８８】このようしてユーザＡとユーザＢとの間で
各々秘密情報ＺａとＺｂを秘密に管理するだけで、暗号
鍵Ｋ₆を共有することができ、これによりそのディレク
トリの任意のファイルを相互参照することが可能とな
る。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、ユーザに階層化的な参
照許可を与えることで多数のファイルを各々異なる鍵で
暗号化しても管理する情報が少ない効率的な鍵管理を行
うことができる。参照、許可が階層的になっているの
で、ユーザにとっても参照できるディレクトリの範囲の
認識が容易である。

【００９０】ディレクトリ自身が識別情報を持っている
ため、多数のディレクトリ許可を持つユーザでも、自分
で管理しなくてはならない情報は単一の秘密情報のみで
ある。しかも１つのファイルを共有するユーザの数に制
限はない。

【００９１】ファイルを暗号化して記憶、転送するの
で、たとえそのネットワークが盗聴されていても安全に
共有することが可能である。またディレクトリをマウス
をクリックする等の如き指定手段で指定するという操作
で暗号鍵を自動生成し、ファイルをクリックするなどの
操作で復号化を自動的に実行することができる。またユ
ーザインタフェースを取ることにより、ユーザは暗号化
されていることを意識せずにファイルを参照できる。

【００９２】また暗号鍵の計算に過去の途中計算結果を
用いることで、計算時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例構成図である。

【図３】本発明におけるディレクトリ及び暗号鍵の階層
状態説明図である。

【図４】本発明の第２実施例におけるディレクトリ及び
暗号鍵の階層状態説明図である。

【図５】本発明の第２実施例構成図である。

【図６】クライアントの処理フローチャートである。

【図７】ファイル・サーバの処理フローチャートであ
る。

【符号の説明】

１暗号・復号化部２秘密鍵入力部３暗号演算部４秘密情報記憶部５通信制御部１０暗号化ファイル記憶部１１ディレクトリ構成部

フロントページの続き (72)発明者長谷部高行神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のデータ処理装置がネットワークで
相互接続され複数のユーザが互いのプライバシを保って
ファイルを共有する広域分散型のデータ処理装置におい
て、ファイル・サーバとなるデータ処理装置に、ファイルを
暗号鍵により暗号化するとともに暗号化したファイルを
階層的な木構造を持つディレクトリに格納し、ディレクトリ毎に同一の暗号鍵を割り当て暗号化するこ
とにより同じアクセス属性を持つファイルを同一の鍵で
暗号化し、ファイルを暗号化された状態でネットワーク上を転送
し、ユーザ側でローカルに複号化又は暗号化することを
特徴とする暗号化ファイル共有方法。
【請求項２】あるディレクトリの参照許可を持つユー
ザは、その下位にある全てのディレクトリの参照を可能
とし、その上位にあるディレクトリを参照できる全ての
ユーザから参照されることを特徴とする請求項１記載の
暗号化ファイル共有方法。
【請求項３】ディレクトリの中に、その直接下位にあ
る全てのディレクトリの暗号鍵をそのディレクトリの暗
号鍵で暗号化して格納しておくことにより、ディレクト
リ階層構造のある１つのディレクトリの暗号鍵を持つだ
けで、その下位にある全てのディレクトリを参照可能に
することを特徴とする請求項２記載の暗号化ファイル共
有方法。
【請求項４】各ディレクトリの識別情報ＩＤ₁・・・
ＩＤｍと、ある素数ｐ，ｑの積ｎ＝ｐ＊ｑを公開し、ユーザｉの秘密情報Ｚｉを、（ｐ−１）と（ｑ−１）の最小公倍数Ｌと、ｐ＊ｑ＞Ｍ
となる整数Ｍと、ユーザｉのパスワードＰｉと、ユーザ
ｉが参照許可された全てのディレクトリの識別情報ＩＤ
ｉ１、ＩＤｉ２・・・ＩＤｉｍと、Ｌを法とする各々の
逆元１／ＩＤｉ１、１／ＩＤｉ２・・・１／ＩＤｉｍよ
り、次式で定めて配布し、【数１】ディレクトリｉｄｉｊの暗号化及び複号化の際に、ユーザｉのパスワードＰｉ、ディレクトリｉｄｉｊの識
別情報ＩＤｉｊ以外の全てのファイルの識別情報より次
式によりＫｉｊを求め、【数２】これにより算出したＫｉｊを暗号鍵とする請求項２記載
の暗号化ファイル共有方法。
【請求項５】暗号鍵を算出するとき、識別情報を１つ
づつ冪乗していき、この結果を一時記憶手段に保持して
おき、他のディレクトリの暗号鍵を算出するときにこれ
を使用することを特徴とする請求項４記載の暗号化ファ
イル共有方法。
【請求項６】ファイルの参照を支援するインタフェー
スにおいて、ディレクトリを指定することでそのディレ
クトリの暗号鍵を自動的に計算することを特徴とする暗
号化ファイル共有方法。
【請求項７】ファイルの参照を支援するインタフェー
スにおいて、ファイルを指定することで、暗号鍵でその
ファイルを自動的に復号することを特徴とする暗号化フ
ァイル共有方法。