JPH08510365A

JPH08510365A - データ暗号化のための方法および装置

Info

Publication number: JPH08510365A
Application number: JP6524251A
Authority: JP
Inventors: リウ，ザンクアン
Original assignee: リウ，ザンクアン
Priority date: 1993-05-05
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1996-10-29
Also published as: CA2162125C; NZ266054A; CN1121754A; CN1054245C; CA2162125A1; WO1994026045A1; AU6663594A; AU693094B2; US5539827A

Abstract

(57)【要約】暗号装置およびその方法は、平文および暗号文ベクトルの間のマッピングおよび関連する逆マッピングのレパトリを供給する。平文（２００）は例えば、Ｎ個の文字のように、ユーザの選択が可能であるブロックサイズに分割される。それぞれのマッピングは一対のＮ次元の平文（２００）および暗号文ベクトル（２８０）の間にマッピングする。マッピングか関連する逆マッピングは、それぞれの要素が一連のＬの値で行なうことを許容され、Ｎ×Ｎのマトリックスの要素のマトリックスによって実行される。それらの範囲内でマトリックスの要素を順列変換することによって、レパトリは、Ｌ exp（ＮｘＮ）のサイズを持つことになる。ユーザの間に共用された秘密キーは、選ばれたマッピングか関連する逆マッピングについての情報を含み、ＮおよびＬの値を含むだろう。好適な実施形態において、ブロックごとに変わる疑似ランダムベクトル（２４７）は、暗号文ベクトル（２８０）に対する他の要素として加えられる。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称データ暗号化のための方法および装置発明の分野本発明は、一般的に暗号に関し、さらに詳しくいえば、秘密キーによって制御されたデータ暗号化および暗号解読のための方法および装置に関する。発明の背景電子工学の時代である現代において、日々の商業上の、官公庁，または個人的な交信は、公共の遠隔通信チャンネルの上で交換されたデータによって、ますます盛んに行われている。微妙なデータが、しばしば危険に曝されやすい記憶装置に蓄えられることがある。データが公共の遠隔通信チャンネルの上で交換され、危険な記憶手段に蓄えられるとき、部外者による無許可アクセスに曝されやすく、機密性およびプライバシは保証されない。データ暗号化は、公共遠隔通信チャンネルの上に伝送されるか、記憶手段にあるデータの無許可アクセスを妨げる方法の一つである。暗号化は、平文を理解することができない暗号文に変える計算方式である。暗号解読は、平文を、理解することができない暗号文から回復する暗号化の逆の計算である。実際には、データは公共のチャンネルの上に伝送する前に、暗号化装置による暗号文に、平文から最初に暗号化されるか、または記憶手段に委託される。データの受信か再生の際に、オリジナルのデータを得るために平文化装置は、暗号文を平文に平文化しなければならない。秘密キー暗号の計画において、どのようにして暗号化装置が暗号化を実行したのかについての、暗号解読を効果的に実行するため、情報を正当な解読者に対して後者が逆に組み立てることができるように秘密キーが情報を渡すために使われる。他方では、キーなしで他の不正な解読者は暗号文を平文化することが不可能でないとしても、それが難しくなければならないであろう。従来の秘密キー暗号システムにおいて、暗号化および暗号解読のためのステップかアルゴリズムの確立されたコンピュータの系列が用いられている。秘密キー暗号システムは通常ある前提のもとに計画されている。アルゴリズムが一般に知られていることが、その前提である。秘密におかれる唯一の物は秘密キーであり、キーは送り主および認可された受取人の間にだけ共有される。典型的には、キーは、暗号化および暗号解読に作用するためのアルゴリズムに対する入力として平文と一緒に獲得され、ユーザに選択された値を供給する。通常、アルゴリズムはいくつかのモジュロ代数によってキーの値を平文に加えることによって平文を変更する。実際には、秘密キーは、認可された受取人に対して送り主から安全なチャンネルを介して個別的に伝えられる。このようにして、秘密キーの援助、関連して一般に知られているアルゴリズムを使うことによって、暗号文は認可された受取人により効果的に平文化される。他方では、秘密キーを知らない部外者とすべての他の暗号解読攻撃の計画を知らない人は、明瞭な暗号解読を生成するかどうかを見るためには、順番にキー空間での可能性のあるすべてのキーを試みなければならないだろう。通常、キー空間が極端に大きいとき、暗号化システムは高い暗号化の強度であると言われ、その暗号解読は計算機的に可能性がないとされている。コンピュータの仕事は、それが適当な資源によって、適当な量の時間のうちに実際上は完成することができなければ、計算機的に可能性がないとされる。例えば、入手することができる最も速いコンピュータで１００年を要するときは、解読は不可能とみなされるであろう。同様に、特に組み立てられたコンピュータを使用してその原価が１００兆ドルの場合も不可能とみなされるだろう。秘密キーシステムのある例は、“１時パッド（one-time pad）”か、またはベルナンの計画であり、平文は２進のビットストリングに最初に暗号化され、そしてそれは秘密キーにモジュロ２の付加により暗号文に変えられる。平文では秘密キーはランダムなビットのストリングであり、１回だけ使用される。この計画は、完全な秘密を保っていることを証明されているが、しかしその計画は、平文のそれぞれのビットのための秘密キーの１ビットを与えなければならないという条件を必要としている。現代のデータの取扱においては、キービットのためのメッセージが必要であり、それらが再使用できないということが、この計画の実用性を無くしている。部外者により、疑似ランダム発生器によるランダムなキービットを大量に発生させる試みが成された。疑似ランダム発生器は一般的にはフィードバックシフトレジスタによって実現できる。発生させられた疑似ランダムの系列は、最初のシフトレジスタでの値によって完全に決定される。前記初期値は、キーとして使われることができ、キービットの小さい数で“ランダム”ビットの長い系列を発生させる。しかしながら、暗号文の部分およびその一致する平文が知られているとき、疑似ランダムを用いる１時パッド暗号システム発生器は、すなわち、“知られている平文”による解読攻撃に弱い。他の計画はもっと短い基本的ストリングを用いる秘密キー暗号システムを供給することを考慮してきた。これらの計画のなかで有名なものは“データ暗号化標準（ＤＥＳ）”である。連合情報処理標準（ＦＩＰＳ）出版物No.４６、１９７７年１月合衆国標準局により公布されたものである。以来、ＤＥＳは公共暗号化標準の計画として採用された。ＤＥＳにより、暗号化および暗号解読は実行され、そして各ブロックは６４ビット長である。アルゴリズムは、本質的に１６回の繰り返しの一連の予め定義された順列変換、キー付加、およびサブブロックの中のそれぞれの６４ビットのブロックの中で予め定められた取り換え操作から成り立っている。５６ビットキーは、繰り返しのための１６回の値を発生させるためにシフトレジスタを通って循環する。ＤＥＳが最近１０年間、標準として公式に採用されている間、ＤＥＳを最近の改良された標準に置き換えられなければならない時がきたと一般に感じられるようになった。その一つの理由は、５６ビットのキーはあまりにも短かすぎることである。それは、約１０¹⁷の可能なキーのキー空間を生産する。現代の高速および多重プロセッサのコンピュータにおいて、このサイズのキー空間（すなわちそれが明瞭な暗号解読を生成するかどうかを見るためにすべての可能なキーを試み）の徹底的な調査は計算機的に可能になっている。他の欠点は、例えば、様々な順列および変換の代用を設計原理とすることにあり、要求される置き換えの数が明らかにされないことである。システムに組み込まれる罠ドア（trapdoor）の可能性について論争があった。このように、ユーザがわけなく、正確にシステムの現実の安全を評価することができなければ、それは本当に公共の暗号化システムではあり得ない。また、ユーザはシステムをより安全にするか、暗号化の強度を増大させるためにアルゴリズムを変更するための組織的な方法も持っていない。いずれにせよ、それは、計算するオーバーヘッド（総経費）を指数的な増加をさせないでは、暗号化の強度を増大させることができないと思われる。ＤＥＳは、他の短いキーの計画と同様に、暗号化を成しとげるために、計算量的に強いアルゴリズムの原理に依存する。異なった状態の下で、ずっと長い平文を暗号化するために同一の短いキーが多用される。他の計画はＲＳＡ（ライベスト，シャミールおよび，アドレマン）公開キーシステムである。暗号化を成しとげるために、このシステムは計算機的に複雑な原理に依存する。一対の異なった暗号化および暗号解読キーを発生させるために、計画はそれぞれにユーザが選んだとても大きい素数、好ましくは数百個の数字を用いる。暗号化キーによって制御するモジュロの算術の下で累乗法で暗号化は実行される。ユーザ用のメッセージを暗号化するために、秘密キーは、全ての人に公開されるが、平文化キーの誘導には役に立たない。このように、暗号化されたメッセージは、暗号解読キーを所有するユーザによってのみ読まれる。好ましくない特徴は、システムの安全が入手が容易でないとても大きい素数の使用に基礎を置くことである。また、システムは２個の大きい素数の積を要因化するうまい方法が発見されれば、わけなくやぶられる。このような理由により、改良されたデータ暗号化システムは依然として必要性が高い。発明の目的および要約それ故に、本発明の一般的な目的は、前述の問題を解決したデータ暗号化および暗号解読のための改良された方法および装置を供給することにある。本発明の１つの目的は、データ暗号化および暗号解読のための方法および装置を提供することであり、ここにおいて基本的な原理は、その安全性と妥協することなく、はっきりと理解することができるように公開することができる。このようにして、本発明は、暗号化の標準として採用されることができるものであり、真に公共性をもつ暗号化システムを提供する。本発明の他の目的は、非常に安全であるデータ暗号化および暗号解読のための方法および装置を供給することである。本発明の他の目的は、データ暗号化および暗号解読のための方法および装置を提供することであり、ここにおいてそれらの暗号化の強度の程度はユーザの選択が可能である。本発明のさらに他の目的は、低い計算オーバーヘッド（総経費）で実行され、簡単なデータ暗号化および暗号解読のための方法および装置を提供することにある。これらおよび付加的な目的はそのようなマッピングの広大なレパトリのなかでユーザの選択が可能なマッピングを発生させることによって完成される。マッピングはブロックごとに分割された平文に作用する。ブロックサイズ、Ｎは、ユーザの選択が可能であり、それぞれの平文ブロックはＮ次元の平文ベクトルｘと同等である。マッピングは、ユーザの選択が可能なマッピングパラメータのセットによって規定され、Ｎ次元の暗号文ベクトルｙに対する平文のベクトルｘをマッピングする。また、平文ベクトルｘに対する暗号文ベクトルｙをマッピングするために関連する逆マッピングが存在する。レパトリでのマッピングの一般的な原理および書式は、この方法および装置の安全性と妥協することなく公開することができる。マッピングは、そのレパトリがサイズを持ち、そのサイズはそのブロックサイズと各マッピングパラメータの範囲の指数関数であるという特徴を持っている。本発明の特徴によれば、秘密キーがユーザの間だけに秘密裏に共有され、それぞれのマッピングパラメータのブロックサイズおよび範囲は秘密に保たれる。このように、秘密キーを知らない部外者は、レパトリでのすべてのマッピングを徹底的に試みる通例の暗号攻撃の方法を行わざるを得ず、その結果、挫折させられる。なぜならば、彼らは決定できないサイズのレパトリの中で、徹底的な調査、すなわち、計算機的に不可能な仕事に直面させられるからである。本発明の他の特徴によれば、ブロックサイズＮおよびそれぞれのマッピングパラメータの範囲は秘密にしておく必要性はない。一度、充分な大きさのそれらの値が極端に大きいとみなされる、予め定められたサイズのレパトリをつくり出すために選ばれ、そのブロックサイズＮとその範囲は標準として確立させられて公開される。暗号を攻撃して解読しようとする部外者は、極度に大きいサイズのレパトリのなかで計算機的に可能性がない徹底的な調査の仕事に直面させられる。好適な実施形態において、マッピングは次式で与えられ：ｙ _t ＝Ａｘ _t ＋Ｚ _t および関連する逆マッピングは次式で与えられる。ｘ _t ＝Ａ^-1［ｙ _t −Ｚ _t ］ここにおいてｘ _t およびｙ _t はそれぞれＮ次元の平文および暗号文ベクトルであり、これらはｔ番目のブロックに対応する。ＡおよびＡ^-1はそれぞれＮ×Ｎのマッピングおよび関連する逆マッピングのマトリックスであり；そしてＺ _t は、ｔ番目のブロックと一致するＮ次元の２番目の要素ベクトルである。ＡおよびＺ _t は秘密キーの部分であるマッピングパラメータを構成する。本質的に、Ｎ×ＮのマッピングマトリックスＡはマッピングスペースを定義する。もし、それぞれのマトリックスの要素が範囲Ｌの上に変えることを許されるとすると、そしてマッピングのレパトリは、すべてのマトリックスの要素を順列変換することによって得られるサイズ、すなわちＬ^NXNを持つ。これは指数関数であり、レパトリサイズは適当な値であるＮおよびＬにおいてさえ、巨大な値となる。例えば、もし、Ｎ＝３，およびＬ＝１００ならば、レパトリが10¹⁸のマッピング母集団を持っていることになる。好適な実施形態において、２番目の要素Ｚ _t は、さらに計画の安全を高めるためにそれぞれの暗号文ベクトルを構成するために加えられる。これは、小さいブロックサイズに関する統計値の攻撃の知られている平文の攻撃および可能性のある脆弱性に対して、特に効果的である。１つの実施態様において、２番目の要素はブロックからブロックまで変わる疑似ランダムベクトルである。他の実施態様において、２番目の要素は非線型の関数または非線型の関数と疑似ランダムベクトルの混合物である。現在の実施態様はそれに対して疑似ランダムの数のストリングを加えることによって、平文ストリングを暗号化する従来の方法と同一の弱さを持っていない。その理由は、このマッピングはＮ次元の空間において行われるものであり、各疑似ランダム数は一般的には１つの平文文字であって、従来は平文を暗号文に変更するために用いられたもののようには１つの平文の文字に加算されず、平文文字の直線的な組合せに加算される。部外者の、この計画疑似ランダムの数の分析に関する問題は、解の得られない多項式（ＮＰ）の問題として数学的に知られている。ある重要な発明の特徴はマッピングの構造規定であり、その構造において、そのサイズ、概して明確なマッピング財産が、特に秘密キーによってユーザの選択が可能なことである。秘密キーなしでは、部外者はマッピングの決定できないレパトリでの徹底的な調査を試みることは、計算機的に不可能なことであり、可能性がない仕事に対面させられることになる。他の重要な発明の特徴は、暗号化の強度が指数関数的に増大するのに対して、計算オーバーヘッド（総経費）は、ブロックサイズの平方として増大することである。このようにして、少い計算オーバーヘッド（総経費）で極端に高い暗号化の強度を成しとげることが可能となる。これに対して、暗号化の強度が増大させられると、従来暗号化システムの計算オーバーヘッド（総経費）は、指数関数的に増大する傾向がある。これは（ＮＰ）問題の他のあらわれである。本発明の付加的目的、機能および利点は以下の好適な実施形態の記述から理解されるだろう。この記述は添付図面に関連して行われる。図面の簡単な説明図１は、本発明に適応することができる一般的秘密キー暗号化システムを略図的に記述している図である。図２Ａは、従来の暗号化システムの計算オーバーヘッド（総経費）対暗号化の強度を説明するための図である。図２Ｂは、本発明の計算オーバーヘッド（総経費）対暗号化の強度を説明するための図である。図３は、ブロックサイズＮおよびそれぞれのマッピングマトリックス要素Ｌの範囲のマッピングパラメータが指数関数として増大する本発明の暗号化の強度を説明するための図である。図４は、本発明の好適な実施形態による暗号化の装置の機能のブロック図である。図５は、本発明の好適な実施形態による暗号解読の装置の機能のブロック図である。図６Ａは、サイズＮ＝９のブロックのための基本の平文ベクトルの要素の、様々な順列変換することの可能性の選択をリストしている図である。図６Ｂは、要素が３×３のイメージにおいて整えられるブロックから多数の要素を選ぶ現実の順列変換を図示した図である。好適な実施形態の詳細な説明図１は、本発明に適応することができる一般的秘密キー暗号化システムの概略を説明するための図である。平文ｘ１０は、暗号化装置３０によって暗号文ｙ２０に暗号化される。暗号化装置３０を制御するために、ユーザの選択が可能な秘密キーｋ４０は、暗号化装置３０によって使われる。秘密キーＫは受け取られた暗号文ｙを平文ｘに平文化することのための暗号解読の装置５０を制御するために、解読者と個人的に共用される。本発明のある重要な特徴は、マッピングのレパトリを発生させることのためのマッピングの構造の規定である。そのサイズ、概して明確なマッピングの財産は、特に秘密キーによってユーザの選択が可能である。秘密キーなしで、部外者は、マッピングの決定できないレパトリでの、徹底的な調査を試みる、計算機的に可能性がない仕事に直面される。マッピングは平文を暗号文にマッピングするか、または暗号化する。それが秘密キーｋから誘導することができるので、それぞれのマッピングは、本質的にユーザの選択が可能であるマッピングパラメータセットによって規定することができる。本発明は、平文のベクトルにブロックごとに分割されたそれぞれの平文の流れを持っている。ブロックサイズは、また、秘密キーを経て、ユーザの選択が可能である。ブロックサイズがＮであれば、マッピングはＮ次元の平文ベクトルを一致するＮ次元の暗号文ベクトルにマッピングする。マッピングは、そのレパトリが、ブロックサイズと各マッピングパラメータの範囲に依存するという特徴を持っている。ユーザは、これらのパラメータを調節することによって希望する暗号化の強さのレベルを選ぶことができる。それぞれのマッピングパラメータがＬによって与えられた範囲を持っていれば、後に明らかにされるように、マッピングのレパトリはＬ^NXNによって与えられたサイズを持っている。かくして、キー空間はＮの指数的に増大する。例えば、Ｌが１００れは、ＤＥＳのそれよりおよそ１０倍大きい。もし、これは攻撃する人、彼か彼女がＮの知識を持っていたとしても、徹底的な調査において、１０¹⁶²のキーを試みなければならないだろうことを意味する。好適な実施形態において、ＮおよびＬはまた秘密にしておかれ、解読のために攻撃する人は、決定できない大きいキー空間に直面させられる。本発明の他の重要な特徴は、実際上は暗号化の強度が、相当に高い計算オーバーヘッド（総経費）なしでは、とても実現できない高いレベルまで増大させることができることである。これに対して、暗号化の強度が増大させられるにつれて、従来暗号化システムの計算オーバーヘッド（総経費）指数関数的に増大する傾向がある。これは、ＮＰの問題の他の証である。図２Ａは、従来の暗号化システムの計算オーバーヘッド（総経費）対暗号化の強度を説明するための図である。図２Ｂは、本発明のための計算オーバーヘッド（総経費）対暗号化の強度を説明するための図である。２つの図の比較により、本発明のオーバーヘッドが対数的に増大するのに対して、従来のシステムの計算オーバーヘッド（総経費）が、指数関数的に増大することが説明されていることがわかる。それは、暗号化の強度が指数関数的に増大するのに対して、本発明の計算オーバーヘッド（総経費）がブロックサイズの平方として増大することによる。図３は、本発明の暗号化の強度が、それぞれのマッピングマトリックス要素ＬおよびブロックサイズＮの範囲のようなマッピングパラメータの指数関数として増大する様子を説明するための図である。２個の値のＬのための関係が示されている。Ｌ＝２は、それぞれのマッピングマトリックスの要素が、例えば“０”および“１”の２個の値のいずれか１つであることが許容される場合に対応する。Ｌ＝１００は、それぞれのマッピングマトリックスの要素が、例えば０〜９９または−４９〜５０の１００個の可能な値の範囲内で変えることが許される場合に対応する。本発明では、計算オーバーヘッド（総経費）のわずかな増加で、極端に高い暗号化の強度を実現する可能性があることがわかる。暗号化および暗号解読方法本発明の好適な方法は以下のステップを含む：ステップ１．ブロックサイズＮを選べ。なお、それぞれの平文ブロックはＮ次元の平文ベクトルと一致する。それぞれにＮ次元の平文ベクトルは、Ｎ次元の暗号文ベクトルに暗号化可能である。かくして、平文ｘ＝ｘ _i ＝［ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_N］暗号文平文テキストｙ＝ｙ _i ＝［ｙ₁，ｙ₂，・・・，ｙ_N］（１）ｉ＝１，２・・・，Ｎ通常、オリジナルの平文は文字の流れの様式である。この文字の表現は予め定義された文字コードの表によって数値の表現に変えられる。ｘ’ｓとｙ’ｓは数値の表現においてコード化される。概して、ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_Nは、平文文字の流れでの要素とは同一の順序と必ずしも一致する必要はない。マッピングより先に、最初のブロック順列変換をすることは、ブロックの要素の最初の順序を攪拌するためである。最初のブロック順列変換をすることは、秘密キーによって１人のユーザから他のユーザに渡される暗号化の情報の部分として規定されることができる。この方法により、他のユーザは平文が暗号文から解読された後に、平文をその最初の順序に再配列する逆のステップを実行することができる。ステップII．ユーザにより指定されたマッピングパラメータのためのセットＡ，Ｚ _t ，・・・により、ｔ番目のブロックのマッピングを発生せよ：ｙ _t ＝Ａｘ _t ＋Ｚ _t （２）ここにおいてｔはｔ番目のブロックかベクトルのためのラベルＡは、逆変換可能なＮ×Ｎマッピングマトリックスｉ，ｊ＝１，２，・・・，Ｎそしてｚ _t ＝（ｚ _i ） _t ＝［ｚ₁，ｚ₂，・・・，ｚ_N］ _t （４）は、具体例によって異なった書式をとることができる２番目のベクトル要素である。１つの具体例において、後でより細部において記述されるが、それはブロックごとに変わるランダムなベクトルである。例えば、（ｚ _i ） _t ＝ｂ _i Ｒ（ｔ，ｃ _i ）（５）ここにおいて、Ｒ（ｔ，ｃ _i ）は、ｔにおける疑似ランダム関数ｂ _i は、定数ベクトル、例えばｂ＝［ｂ₁，ｂ₂・・・，ｂ_N］ｃ _i はＲの初期値他の実施例において、（ｚ _i ） _t はｘ _i の非線型の関数となるであろう。ステップIII．１人のユーザから他のユーザに暗号解読のために平文化情報を送るためにユーザ間で秘密キーを共用せよ。例えば、Ｋ＝［ブロックサイズ；マッピングパラメータ，ランダム関数明細書；最初のブロック順列変換，・・・・〕＝［Ｎ；Ａ；ｚ _t ，・・・；・・・］（６）一般的にいって、秘密キーｋは、それぞれ暗号化および暗号解読を制御するために暗号化か暗号解読パラメータのセットが誘導されることを許容する。キー空間｛ｋ｝は、その範囲以内でそれぞれのキーパラメータのすべての可能な値によって発生させられる、すべての可能なキーのセットを含む。例えば、それぞれのマッピングマトリックスの要素が、Ｌの可能な値を持つとすると｛Ｌ｝＝｛０，１，２，．．．，Ｌ−１｝ａ _ij ∈｛Ｌ｝それから、Ｎが与えられると、キー空間の中で可能性のあるキーのセットの存在は次式で与えられる：ステップIV．ｔ番目のブロックのための逆マッピングを発生せよ。方程式（２）からｘ _t ＝Ａ^-1（ｙ _t −ｚ _t ）（８）前記逆マッピングパラメータ：Ａ^-1，Ｚ _t ，・・・は式（６）の秘密キーから誘導することができる。特に、マトリックスＡ^-1はマッピングマトリックスＡを逆変換することによって誘導される。マッピングまたは逆マッピングは、省略により発生する問題を避けるために、整数の量で実行する。このようにして、すべてのマッピングパラメータに加えて平文の表現は整数において与えられ、計算は正確である。暗号文が平文に平文化されたあとで、暗号解読において使われた同一の文字コードの表によって、数値の表現での平文は文字表現のオリジナルの平文に解読される。好適な実施形態において、２番目のベクトル要素ｚ _t はゼロ以外である。これが、小さいブロックサイズに対して、既知の平文による解読攻撃および予想される統計値による解読攻撃に対する脆弱性に対向して安全性を高めるように、それぞれの暗号文ベクトルを作り出すためにさらに付加される。好適な実施例において、２番目のベクトル要素は、疑似ランダムベクトルであり、ブロックごとに変わる。式（２）による、ｔ番目のブロックの各暗号文ベクトルの要素は以下に与えられる。ｙ₁＝ａ₁₁ｘ₁＋ａ₁₂ｘ₂＋，・・・，ａ_1nｘ_N ＋ｂ₁Ｒ（ｔ，ｃ₁）ｙ₂＝ａ₂₁ｘ₁＋ａ₂₂ｘ₂＋，・・・，ａ_2nｘ_N ・＋ｂ₂Ｒ（ｔ，ｃ₂）・・ｙ_N＝ａ_N1ｘ₁＋ａ_N2ｘ₂＋，・・・，ａ_NNｘ_N ＋ｂ_NＲ（ｔ，ｃ_N）（９）この秘密キーは、パラメータを持つｋ＝［Ｎ；ａ _ij ；ｂ _i ；ｃ _i ；・・・］（１０）暗号解読は式（８）によって与えられ、平文は次式によって復元される。Ｘ _t ＝Ａ^-1（ｙ _t −ｚ _t ）好ましい他の実施形態では、変換マトリックスＡをＮ×ＮのマッピングマトリックスＡを逆変換するために用いることなく、高速計算が暗号文から平文を急速に復元するために用いられる。この例において、好ましくは、２番目のベクトル要素（ｚ _i ） _t は、非線型の関数または疑似ランダム関数のいずれか一方である。前述したように、暗号文ベクトルの要素は一般的に式（２）によって与えられ、ｙ _i ＝ａ _ij ｘ _j ＋ｚ _i i，j＝1，2，・・・，N この方法は各平文ベクトル間の基礎平文ベクトルのランダムなサブセットの選択を要求する。 x _s ∈｛x _i ｝ s=s₁，s₂，・・・，s_M ｛x _i ｝=｛x _s ｝∪｛x _r ｝r=r₁，r₂，・・・，r_N-M 1＜M≦N x _s ′sの関数として暗号マッピングを定義せよ。 y _i =a _is x _s ＋z _i (12) 上の資産で (a)i=sのとき y _s =a _ss x _s +z _s (13) そしてz _s は（5）式のランダム値 z _s =b _s R(t，c _s ) そして (b)i=rのとき y _r =a _rs x _s +z _r (14) ここで z _r ＝b _r G(x _r ) (15) そして G(x _r )は非線型関数、例えば、 G(x _r )=x _r ³ (16) （13）式から x _s =[y _s -b _s R(t，c _s )]/a _ss （14）式と（15）式から x _r =G^-1[z _r /b _r ] =G^-1[(y _r -a _rs x _s )/b _r ] =G^-1[y _r -((y _s -b _s R(t，c _s ))a _rs /a _ss )/b _r ] 例えば N=9 s=1，5，8 その結果 i=1，2，・・・，9 r=2，3，4，6，7，9 そしてキーは k=[N=9; s₁=1，s₂=5，s₃=8; a₁₁，a₅₅，a₈₈; a₂₁，a₂₅，a₂₈，a₃₁，a₃₅，a₃₈，・・・，a₉₈; b₁，b₂，・・・，b₉; c₁，c₅，c₈;・・・ ] (17) ｔ番目のブロックを暗号化するために、（13）式から y₁＝a₁₁x₁+b₁R(t，c₁) y₅=a₅₅x₅+b₅R(t，c₅) y₈=a₈₈x₈+b₈R(t，c₈) （14）式から y₂=a₂₁x₁+a₂₅x₅+a₂₈x₈+b₂G(x₂) y₃=a₃₁x₁+a₃₅x₅+a₃₈x₈+b₃G(x₃) y₄=a₄₁x₁+a₄₅x₅+a₄₈x₈+b₄G(x₄) y₆=a₆₁x₁+a₆₅x₅+a₆₈x₈+b₆G(x₆) y₇=a₇₁x₁+a₇₅x₅+a₇₈x₈+b₇G(x₇) y₉=a₉₁x₁+a₉₅x₅+a₉₈x₈+b₉G(x₉) ｔ番目のブロックを平文化するために、（13）式から、基本平文ベクトルは次のように容易に得られる。 x₁=[y₁-b₁R(t，c₁)]/a₁₁ x₅=[y₅-b₅R(t，c₅)]/a₅₅ x₈=[y₈-b₈R(t，c₈)]/a₈₈ （14）式と（15）式から、基本的でない平文ベクトルは x₂=G^-1[(y₂-(a₂₁x₁+a₂₅x₅+a₂x₈))/b₂] x₃=G^-1[(y₃-(a₃₁x₁+a₃₅x₅+a₃₈x₈))/b₃] x₄=G^-1[(y₄-(a₄₁x₁+a₄₅x₅+a₄₈x₈))/b₄] x₆=G^-1[(y₆-(a₆₁x₁+a₆₅x₅+a₆₈x₈))/b₆] x₇=G^-1[(y₇-(a₇₁x₁+a₇₅x₅+a₇₈x₈))/b₇] x₉=G^-1[(y₉-(a₉₁x₁+a₉₅x₅+a₉₈x₈))/b₉] そして、式（１６）からＧ^-1［］＝［］の根を求め、そしてそのようにして、平文〔Ｘ₁，Ｘ₂，・・・，Ｘ₉〕はＮ×Ｎのマトリックスの逆変換することなしに、急速に復元される。暗号化および暗号解読装置図４は、本発明の好適な実施形態である、暗号化装置の機能ブロック図である。暗号化装置３０は、本質的に、入力の平文，平文の入力バッファ２００，記憶装置２２０，プロセッサ２４０，文字コード表２６０，暗号文出力バッファ２８０を含んでいる。記憶装置２２０は中でも、暗号化を制御するためのパラメータを記憶するために使われる。そのような制御パラメータの例はＮ，Ａ，Ｚ _t ，・・・である。上述したように、Ｎはブロックサイズであり、ＡはＮ×Ｎのマッピングマトリックスおよび、ｚ _t は暗号文ベクトルｙ _t の２番目の要素を作るベクトルである。ｚ _t を制御することのために、他のパラメータがあり得る。例えば、ｚ _t ＝ｚ _t （ｂ，ｃ）、ここにおいて、ｂがＮ次元の不変ベクトル、そしてｃは疑似ランダム発生器に入力のための初期値ベクトルである。前記プロセッサ２４０は、機能ブロック図に示されているようないくつかの機能、すなわち、平文プリプロセッサ２４１，暗号化プロセッサ２４３，ブロックカウンタ２４５，疑似ランダム発生器２４７および、キープロセッサ２４９を含む。操作において、Ｎ，Ａ，ｚ _t （ｂ，ｃ）のような制御するパラメータを得るために秘密キーｋは、基本的プロセッサ２４９によって最初に処理され、それは記憶装置２２０に蓄えられる。好ましくは、キープロセッサは、入力されたキーがキー確認ルールの蓄えられたセットに対して有効であるかどうかを調査する。もし、入力されたキーが無効であると認められれば、何に問題があるのかとしてユーザに知らせるため、メッセージが装置から伝えられる。１つの実施態様において、秘密キーｋは制御するパラメータおよびキープロセッサ２４９の関連から構成され、そしてキープロセッサ２４９は、それらが記憶装置２２０に蓄積される前にそれらを解析する。他の実施態様において、秘密キーｋはパラメータを制御するセットのために必要とされたものと比較して減少させられた入力セットから構成される。キープロセッサ２４９はまた、記憶装置２２０に、結局は蓄えられるパラメータを制御する全部のセットに対する、減少させられた入力セットを拡大するキー発生器として働く。例えば、２²⁵⁶のキー空間が望まれれば、キーは２５６ビット長であり、パラメータを制御する全部のセットへ予め定められたキーマッピングによってマッピングされる。一度、制御パラメータが所定の場所におかれると、それらはプロセッサ２４０によってアクセスされる。暗号化の装置に入る、文字の流れの形の入力の平文は、平文のプリプロセッサ２４１により加工される前に、平文の入力バッファ２２０に一時、受け入れられる。平文プリプロセッサの２４１は記憶装置２２０からブロックサイズパラメータに従ってサイズＮについてブロックごとに入力された平文文字の流れを解析する。１つの実施態様において、平文プリプロセッサはまた、記憶装置２２０のパラメータに応答して最初のブロックを順列変換する。文字コード表２６０は、それぞれの文字を数値の値に変えるために使われ、それぞれのブロックは平文のベクトルｘと同等である。文字コード表は、暗号化装置３０の外側に配置されることもできるだろう。ブロックカウンタ２４７は、どのブロックが加工されるのかについて追跡している。このように、ｔ番目のブロックは平文のベクトルｘ _t を発生する。平文ベクトルｘ _t は、暗号化プロセッサ２４３にそのとき入力され、そこで対応する暗号文ベクトルｙ _t が計算される。暗号文ベクトルｙ _t はＮ×ＮのマトリックスをＡについて演算し、そして第２の要素ｚ _t をそれに２番目の要素ｚ _t をそれに加えることによって得られる。マトリックスＡと２番目の要素は記憶装置２２０から得られる。好適な実施形態において、２番目の要素はブロックごとに変わるランダム化する要素である。疑似ランダム発生器Ｒ _t （ｃ）２４７は、一連の疑似ランダムベクトルをそれぞれのブロックのために供給する。それぞれのシリーズは、初期値ベクトルｃに依存している。ｔ番目のブロックのために、ｚ _t はシリーズでのｔ番目の疑似ランダムベクトルを引き受ける。このようにして暗号文ベクトルは、暗号化プロセッサ２４３によって計算され、暗号文出力バッファ２８０を経て、暗号化の装置から出力される。図５は、本発明の好適な実施形態による暗号解読装置の機能ブロック図である。暗号解読装置５０は暗号化の装置２０と構造において同様であり、本質的に暗号化装置２０の逆の操作を実行する。それは、入力の暗号文を受け取るための暗号文入力バッファ３００，記憶装置３２０，プロセッサ３４０，文字コード表３６０，および暗号文出力バッファ３８０から構成されている。記憶装置３２０はなかんずく、暗号解読を制御するためのパラメータを貯蔵するために使われる。パラメータのそのような制御例は、ｚ _t （ｂ，ｃ），・・・，であり、それらは、暗号化のためのそれと同じものであり、入力された秘密キーから誘導することができる。しかしながら、暗号解読装置において、マッピングマトリックスは、計算において直接に使われないが、代わりに誘導された逆マッピングマトリックスのＡ^-1が使われる。前記プロセッサ３４０は機能ブロック図に説明されるいくつかの機能を含み、それらは、暗号文プリプロセッサ３４１，暗号解読プロセッサ３４３，ブロックカウンタ３４５，疑似ランダム発生器３４７、およびキープロセッサ３４９である。これらの機能ブロックは、暗号化装置３０のそれに対応するものである。さらにまた、プロセッサ３４０は、逆プロセッサ３４４を含む。マッピングマトリックスＡから与えられたマトリックスＡ^-1をマッピングするとき、逆プロセッサ３４４は、マッピングマトリックスＡから与えられる逆マッピングマトリックスＡ^-1を計算する。操作において、秘密キーｋは暗号化装置３０と同様のキープロセッサ３４９によって最初に加工される。制御するパラメータＮ，Ａ，ｚ _t （ｂ，ｃ），・・・は誘導され、記憶装置３２０に蓄えられる。一度、制御パラメータが所定の場所に置かれると、それらはプロセッサ３４０によってアクセスされる。暗号解読装置５０に入れられた数値ストリングの流れの入力暗号文は、暗号文プリプロセッサ３４１により加工される前に、暗号文入力バッファ３００に一次的に入力される。暗号文プリプロセッサ３４１は、記憶装置３２０からのブロックサイズパラメータに従って、サイズＮのブロックごとに、入力された暗号文の流れを解析する。このようにして、それぞれのブロックは暗号文ベクトルｙと同等である。ブロックカウンタ３４７は、どのブロックが加工されるのかについて追跡している。このようにして、t番目のブロックは暗号文ベクトルｙ _t を生成する。暗号文ベクトルｙ _t は、暗号解読プロセッサ３４３に入力され、一致する平文ベクトルｘ _t が計算される。Ｎ×Ｎの逆マトリックスＡ^-1をそれに演算する前に、ｙ _t から第２の要素ｚ _t を引くことによって平文ベクトルｘ _t が得られる。逆マッピングマトリックスＡ^-1および２番目のマトリックスは、記憶装置３２０から得られる。２番目の要素は、暗号化装置３０のそれと一致している。好適な実施例において、２番目の要素は、ブロックごとに変わるランダム化する要素である。疑似ランダム発生器Ｒ _t （ｃ）３４７、暗号化の装置３０と同様であり、各々のブロックをランダム化するために使われたものと同一の疑似ランダムベクトルのシリーズを供給する。オリジナルの平文が最初のブロック順列変換を経験したケースで、暗号解読プロセッサ３４３は記憶装置３２０でのパラメータに対する応答での逆のブロック順列変換を実行する。一度、平文ベクトルｘ _t は平文化されると、それは暗号化の装置において使われたと同様の文字コード表３６０によって解読される。文字コード表は、暗号解読装置５０の外側の任意の場所に配置することができる。平文ベクトルでの暗号化された数値の値は、それらのオリジナルの文字に解読される。このようにして、オリジナルの平文に回復され、それから暗号文出力バッファ３８０を経て、暗号解読装置５０から出力される。図４および図５は、それぞれ図１に示された暗号システムの部分である、暗号化装置および暗号解読装置の好適なハードウェアの具体例を説明するための図である。本発明は、暗号化装置３０および暗号解読装置５０によって実行された様々な機能を実行するためのソフトウェアの統制下のコンピュータについて考慮したものである。例えば、プロセッサの２４０および３４０としては、一般的なマイクロプロセッサを用いることができる。記憶装置２２０，３２０、およびバッファ装置２００，３００は、コンピュータで用いられる様々な種類の記憶装置を用いることができる。ソフトウェアは、上に記述された方法に従って暗号化および暗号解読の操作を制御することのためのコンピュータの記憶装置の内のいずれか１つに存在させることができる。ランダムイメージ計画−マッピングパラメータの組織的な選択上述したように、本発明では、ユーザにレパトリからマッピングを選ぶように要求する。選択は秘密キーによって表現され、そしてキーからパラメータをマッピングするセットが誘導される。マッピングのレパトリはそれらの指定範囲以内でマトリックスをマッピングするＮ×Ｎの要素を順列変換することによって本質的に発生させられる。すでに指摘されたように、レパトリは、実行においてＮおよびＬの妥当な値のために極端に大きな平面になるサイズを持っている。好適な実施形態において組織的な方法が用いられ、マッピングを種々のグループに典型化することにより、それらは容易に識別されて、確認される。このようにして、ユーザは分類されたマッピングのなかで選択を組織的にすることができる。もし、秘密キーが一定の原則で変えられるか、またはもし、秘密キーが人々のグループに割り当てられる必要がある場合において、このことは特に都合が良い。この計画は、ブロックまたは平文の要素を順列変換することによって、マッピングのカテゴリを創造することである。これは、先に、高速度の計算の装置において、記述された平文ベクトルのなかで基本の平文ベクトルの要素の部分集合の選択をすることと同じである。ユーザは、ランダムに基本平文ベクトルの要素の部分集合を選ぶ。最も簡単な具体例において、残る選ばれない平文ベクトルの要素はゼロにセットされる。このようにして、それぞれの暗号文ベクトルの要素は、選ばれた基本平文ベクトル要素の直線の結合に起因して得られる。換言すれば、暗号ベクトルは選ばれた基本平文ベクトル要素によって、展開されたサブスペースに実質的にマッピングされる。概して、それぞれの要素が２つの内の１つをとることができるとき、要素を順列変換するのには２^Nの方法がある。２^Nの選択は、Ｎ個の要素間のＭの基本ベクトルのすべての可能性のある場合の順列の集合となるだろう。図６Ａは、サイズＮ＝９のブロックのための基本の平文ベクトルの要素の様々な順列変換の可能な選択をリストしている。順列変換された構成の全体の数はそれ故に２⁹＝５１２である。図６Ｂは、３×３のイメージにおいて、順序正しく左から右および頂上まで基礎づけるために、要素が整えられるブロックから多数の要素を選ぶ現実の順列変換することの構成を説明する図である。構成はＭの順序を増大させるのに整えられ、♯１から♯５１１までの形状の数を持っている。（形状構成の♯０は図示されず、全く基本のベクトルの要素も選ばれないつまらないケースと一致する）。例えば、図６Ｂを参照するとき、ユーザは、基本平文ベクトルが、ｘ＝［ｘ₁，０，Ｘ₃，０，Ｘ₅，０，０，０，０］であることを指示する構成♯５４を選ぶだろう。もし、ユーザが、秘密キーが周期的に変えられることを了解をしていれば、秘密キーの一致する系列を供給するために、彼らは現在の計画による構成の予め定められた系列を容易に選ぶことができる。さらに、他の具体例において、組織的にマッピングパラメータを発生させる計画は、先に延べた最初のブロックの順列変換をすることによって完成させることができる。概して、平文ベクトル要素ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_Nは、入力された平文文字の流れの要素と必ずしも同一の順序とはならない。例えば、ｘ₁は文字の流れのブロックでの第１番目の文字に対応し、ｘ₂は最初の文字に一致するだろう。Ｎ個のスロットにＮ個の要素をぎっしりと詰める方法は、Ｎの階乗だけある。最初のブロックを順列変換することは、秘密キーに編入されたユーザおよびその明細書によって任意に選ばれることができる。異なった命令をすることは、順序を処方されたひとつ、および順序を処方された他のものにより離れてそれらを読むことにより、様々な構成（そうでなければイメージ）の上へブロックの要素を広げることによって発生させられる。例えば、ブロックサイズＮ＝９のために、あるイメージは３×３のマトリックスである。ブロック要素［ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃，ｘ₄，ｘ₅，ｘ₆，ｘ₇，ｘ₈ ，ｘ₉］は、左から右および上から下の順序でのマトリックスを割り当てる。異なった順列変換［ｘ₇，ｘ₄，ｘ₁，ｘ₈，ｘ₅，ｘ₂，ｘ₃，ｘ₆，ｘ₉］は、底から頂上までマトリックスを読むことによって得られる。概して、異なった順列変換をすることは、使われたイメージでの変動および外に要素が置かれる方法およびイメージから読みとることによって得られる。様々な発明の特徴が具体化された好ましい実施形態において記述されたが、当業者はそれから変更が可能であるだろうことが容易に理解されるであろう。それ故に、本発明は、添付の請求の範囲の記載の全範囲内で権利の保護が与えられるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．平文を暗号化して暗号文にし、暗号文を平文へ戻す、ユーザのための暗号化システムにおいて：ユーザの間で分け合った秘密キーと；前記秘密キーからユーザの選択が可能な暗号化パラメータのセットを誘導するための手段であり、それぞれ前記のユーザの選択が可能な暗号化パラメータは一連の値を持っている、誘導手段と；暗号文に平文をマッピングするためのそのレパトリのなかで、マッピングを発生させるための前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメーラの前記セットに対して応答する手段と；前記秘密キーから暗号解読パラメータのセットを誘導するための手段と；そして暗号文を平文に戻す逆マッピングのため、前記マッピングと関連させられた逆マッピングを発生させるための暗号解読パラメータの前記のセットに応答する手段と；そしてそこにおいてそれぞれの前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータの値の範囲に依存するサイズを持っているマッピングの前記レパトリは、前記秘密キーを知らない部外者は、決定できないサイズのマッピングのレパトリのなかでの計算機的に可能性がない徹底的な調査の仕事に直面させられる暗号化システム。２．請求項１記載の暗号化システムにおいて、さらに：平文ブロックにブロックごとに平文を分割するためのブロックサイズパラメータが前記のブロックサイズパラメータによればサイズをそれぞれに持っているベクトルに対する応答する手段と；そしてそこにおいて：前記のマッピングは一致する暗号文ベクトルに平文のベクトルをマッピングし；そして前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータのセットは、前記のブロックサイズパラメータを含む暗号化システム。３．請求項２記載の暗号化システムで、前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータはマッピングマトリックスを含み；前記のマッピングは、それぞれの暗号文ベクトルが最初のベクトル和の要素を含むベクトルの和が前記のマッピングマトリックスおよび一致する平文ベクトルの積によって形成されたものであり；前記暗号解読パラメータのセットは、前記逆マッピングマトリックスの前記セットを含み；前記マッピングマトリックスと関連し；そして前記逆マッピングは、それぞれの平文ベクトルは、前記逆マッピングマトリックスと一致する暗号文ベクトルによって生成された結果として生じたベクトルが、その最初のベクトル和の要素を引いたものである暗号化システム。４．請求項３記載の、暗号化システムは、さらに、すべてのブロックのそれぞれのためにひとつの疑似ランダムベクトルのセットを発生させるための手段と；そしてここにおいて、前記ベクトルの和は、２番目のベクトル和の要素は前記疑似ランダムセットのベクトルから疑似ランダムベクトルによって形成されたものを含む暗号化システム。５．請求項４記載の暗号化システムにおいて、前記ユーザの選択が可能な暗号化および暗号解読パラメータはそれぞれに前記疑似ランダムセットのベクトルを発生させることのためのパラメータを含む暗号化システム。６．請求項１記載の暗号化システムにおいて、さらに、予め定義された長さの入力から前記秘密キーを発生させるための秘密キー発生器を含む暗号化システム。７．平文を暗号文にし、暗号文を、平文へ戻す、ユーザのための暗号化システムにおいて；暗号化および暗号解読をそれぞれ制御するための暗号解読パラメータの暗号化パラメータのセットと；ユーザの間で分け合った秘密キーと；前記秘密キーから前記暗号化のセットのパラメータのユーザの選択が可能な部分を誘導するための手段と；暗号文に平文をマッピングするために、そのレパトリのなかでマッピングを発生させるための、前記暗号化のセットのパラメータに対する応答した手段で、前記マッピングのレパトリは、前記暗号化のセットのパラメータに依存するサイズを持っており；前記秘密キーから暗号解読パラメータの前記セットのユーザの選択が可能な部分を誘導するための手段と；そして暗号文を平文に戻す逆マッピングのための前記マッピングと関連させられた逆マッピングを発生させるための暗号解読パラメータの前記セットに応答した手段とを含む暗号化システム。８．ブロックごとに暗号文に平文の暗号化するための暗号化装置において：暗号化パラメータのセットを蓄えるための記憶手段と；前記暗号化のセットのパラメータは、暗号文に平文のマッピングを制御するためのブロックサイズパラメータとマッピングパラメータを含み、一連の前記マッピングパラメータは可能性の値の範囲を持っており；ブロックごとに入力された平文を分割することのためのブロックサイズパラメータに、それによって各ブロックと一致する平文ベクトルを得るために応答して平文を加工する手段と；あるレパトリのなかで一致する暗号文ベクトルにそれぞれの平文ベクトルをマッピングする前記マッピングをマッピングするマッピングを発生させるためのマッピングパラメータに対する応答する手段と；それによって、それぞれの前記マッピングパラメータの値の範囲に依存するサイズを持っている前記レパトリにより一連の値を持っているサイズのマッピングのレパトリを生成し；そして前記暗号化の装置から暗号文を出力する暗号文出力手段とを含む暗号化システム。９．請求項８記載の暗号化装置において：入力された秘密キーからマッピングパラメータを含む前記暗号化パラメータのユーザの選択が可能な部分を誘導するキー処理手段とを含む暗号化システム。 10．請求項９記載の暗号化装置において：予め定義された長さで、入力から前記秘密キーを発生させる秘密キー発生器を含む暗号化システム。 11．請求項８記載の暗号化装置において：前記暗号化パラメータの前記ユーザの選択が可能な部分は、ブロックサイズパラメータを含み；そして前記ブロックサイズパラメータに大きさが依存するものを持ち、ユーザの選択が可能であるサイズを持っているマッピングのレパトリを生成する暗号化システム。 12．請求項８記載の暗号化装置において：文字の表現にある平文を数値の表現を変えるための文字のコーディング手段とを含む暗号化システム。 13．請求項８記載の暗号化装置において：マッピングパラメータはマッピングマトリックスを含み；そして前記マッピングは、それぞれの暗号文ベクトルが前記マッピングマトリックスおよび一致する平文ベクトルの積によって作られた最初のベクトル和の要素を含むベクトルの和である暗号化システム。 14．請求項１３記載の暗号化装置において：さらに各ブロックあてに１組の疑似ランダムベクトルのセットを発生させるための手段と：そこにおいて前記ベクトルの和は、２番目のベクトル和要素を含み、前記２番目のベクトル和の要素は前記疑似ランダムセットのベクトルからの疑似ランダムベクトルである暗号化システム。 15．請求項１４記載の暗号化装置において：マッピングパラメータは、前記疑似ランダムセットのベクトルのためのユーザの選択が可能なパラメータを含む暗号化システム。 16．関連する暗号化装置からの暗号をブロックごとに平文に解読するデータ解読装置において：暗号解読パラメータのセットを蓄えるための記憶手段と、暗号文を平文への逆マッピングのための逆マッピングパラメータで、各前記逆マッピングパラメータは一連の可能性のある値を持っている逆マッピングパラメータのセットと；ブロックごとに入力された暗号文を分割するためのブロックサイズパラメータに応答して、各ブロックと一致する暗号文ベクトルを得る暗号文処理手段と；そのレパトリのなかで逆のマッピングを発生させるためのパラメータをマッピングする、逆に応答する逆マッピング手段で一致する平文ベクトルに、それぞれの暗号文ベクトルをマッピングする前記逆マッピングをする、逆マッピング手段と、範囲に依存するサイズを持っている前記レパトリ、前記パラメータをマッピングする、一連の値のサイズを持っており、逆のマッピングのレパトリをそれによって生成する前記レパトリと；そして前記データ暗号解読装置から平文を出力するための出力手段とを含むデータ解読装置。 17．請求項１６記載のデータ暗号解読装置において：さらに入力された秘密キーから前記暗号解読パラメータのユーザの選択が可能な部分，逆マッピングパラメータを誘導するためのキー処理手段をさらに含むデータ解読装置。 18．請求項１７記載のデータ暗号化装置において：さらに予め定義された長さの入力から、前記秘密キーを発生させるための秘密キー生成器を含むデータ解読装置。 19．請求項１６記載のデータ暗号解読装置において：前記暗号解読パラメータの前記ユーザの選択が可能な部分は、ブロックサイズパラメータを含み；前記レパトリは、そのサイズがサイズパラメータに依存するものであり、ユーザの選択が可能であるサイズを持っている逆のマッピングのレパトリをそれによって生成するデータ解読装置。 20．請求項１６記載のデータ暗号解読装置において：さらに暗号化された数値の表現にある平文文字の表現へ戻す文字解読手段を含むデータ解読装置。 21．請求項１６記載のデータ暗号解読装置において：前記関連させられた暗号化の装置と、最初のベクトル和の要素はマッピングマトリックス、および一致する平文ベクトルの積によって形成されたものを含むベクトルの和である各暗号ベクトルを含み；前記、逆マッピングパラメータは、前記マッピングマトリックスと関連させられた逆マッピングマトリックスを含み；前記逆マッピングは、前記逆マッピングと（対応する暗号ベクトルにより生成された結果のベクトルから最初のベクトル和成分を除いたベクトル和を引いたもの）の積が各平文ベクトルであるとするものであるデータ解読装置。 22．請求項２１記載のデータ暗号解読装置において；さらに暗号化の装置に従事させられたとき、それと一致する、疑似ランダムベクトルを、すべての各ブロックのためにひとつを発生させるための手段と；そこにおいて暗号化の装置での前記ベクトルの和はさらに前記疑似ランダムセットのベクトルから疑似ランダムベクトルによって形成された、２番目のベクトル和の要素を含むデータ解読装置。 23．請求項２２記載のデータ暗号解読装置において：前記疑似ランダムベクトルのセットを発生させるためのユーザの選択が可能なパラメータを含む前記マッピングパラメータとを含むデータ解読装置。 24．平文を暗号化し、暗号文を平文化するためのユーザ用の暗号方法において：ユーザの間で秘密キーを共用し；前記秘密キーからユーザの選択が可能な暗号化パラメータ、一連の可能性の範囲を持っているセットを誘導し；暗号文に平文をマッピングするための前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータに応答するレパトリのなかでマッピングを発生させ；前記秘密キーから暗号解読パラメータのセットを誘導し；暗号文を平文に戻す逆マッピングのための前記マッピングと関連する逆マッピングを発生させ；そしてマッピングの前記レパトリは、それぞれの前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータの範囲に依存するサイズを持ち、それにより前記秘密キーを知らない部外者は決定できないサイズの前記レパトリのなかで、計算機的に可能性がない徹底的な調査の仕事に直面させられる暗号方法。 25．請求項２４記載の暗号方法において：ブロックごとに前記ブロックサイズパラメータに対応して、ブロックサイズパラメータに対応するサイズをそれぞれ持っている平文ブロックかベクトルに分割するステップと；そこにおいて前記マッピングは平文のベクトルを一致する暗号文ベクトルにマッピングするステップと；そして前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータの前記セットは、前記ブロックサイズパラメータを含む暗号方法。 26．請求項２４記載の暗号方法において；さらに予め定義された長さの入力から前記秘密キーを発生させるステップを含む暗号方法。 27．請求項２５記載の暗号方法において：前記ユーザの選択が可能な暗号化パラメータは、マッピングマトリックスを含み；前記マッピングはそれぞれの暗号文ベクトルが、前記マッピングマトリックスおよび一致する平文ベクトルの積によって作られた最初のベクトル和の要素を含むベクトルの和であり；前記暗号解読パラメータのセットは、逆のマッピングマトリックスは前記マッピングマトリックスと関連させられており；そして前記逆マッピングは、前記逆マッピングと対応する暗号ベクトルにより生成された結果のベクトルから最初のベクトル和成分を除いたベクトル和を引いたものの積が各平文ベクトルであるとするものである暗号方法。 28．請求項２７記載の暗号方法において：すべてのブロックのために１つあて、疑似ランダムベクトルのセットを発生させ；そこにおいてベクトルの和は、前記疑似ランダムセットのベクトルから疑似ランダムベクトルによって作られた２番目のベクトル和の要素を含む暗号方法。 29．請求項２８記載の暗号方法において：前記ユーザの選択が可能な暗号化および暗号解読パラメータは、それぞれ前記疑似ランダムセットのベクトルを発生させるためのパラメータを含む暗号方法。 30．請求項２５記載の暗号方法において：さらに基本平文の要素としてのそれぞれの平文ベクトルから平文の要素の部分集合を選ぶステップと；基本暗号文の要素としてのそれぞれの暗号文ベクトルから一致する暗号文の要素の部分集合を選ぶステップと；それぞれの暗号文の要素は、最初の和の要素および２番目の和の要素を含む和である前記マッピングの発生において：前記基本暗号文の要素のためであり：それぞれの１番目の和の要素は対応する基本平文要素に直線的に依存し、前記直線依存はユーザの選択が可能な基本の係数によって定義され；そして、それぞれのその２番目の和要素、ブロックごとに変わる疑似ランダムの数であり；部分集合ではなく、それらの暗号文の要素のものであり：それぞれの１番目は、要素はユーザの選択が可能な組み合せの係数のセットによって定義される直線の結合の部分集合の直線の結合であり；そしてそれぞれのその２番目の和要素は対応する平文要素の非線型の関数の非線型の関数であり、前記非線型関数はユーザが定義することができ；前記逆マッピングの発生において；それぞれに基本の平文の要素は、暗号文の要素から最初の和の要素を引いたものにより生成された結果として生じた値の逆の直線性に依存するものであり；そしてそれぞれの平文の要素は部分集合ではなく、その最初の和の要素を除いた和を引いた一致する暗号文の要素によって生成された結果として生じた値に作用する前記の非線型の関数の逆である暗号方法。 31．平文を暗号文に暗号化し、暗号文を平文へ戻す、ユーザのための暗号方法において：暗号化および暗号解読をそれぞれ制御するための暗号化パラメータのセットおよび暗号解読パラメータのセットを供給するステップと；秘密キーをユーザの間に共用するステップと；ユーザの選択が可能な部分の前記の秘密キーから前記暗号化のセットのパラメータを誘導するステップと；暗号文の暗号化のセットのパラメータに依存したサイズを持っているマッピングの前記レパトリに平文をマッピングするための前記暗号化のセットのパラメータに対する応答において、そのレパトリのなかでマッピングを発生させるステップと；前記秘密キーから、前記暗号解読パラメータのセットのユーザの選択が可能な部分を誘導するステップと；そして暗号文を平文に戻す逆マッピングのための暗号解読パラメータのセットに応答する前記マッピングと関連させられた逆マッピングを発生させるステップとを含む暗号方法。