JP2004328541A

JP2004328541A - Data processing method, its program, its device and receiving device

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Publication number: JP2004328541A
Application number: JP2003122799A
Authority: JP
Inventors: Mihaljevic Miodrag; ミハイェビッチミオドラッグ; Joshi Abe; 譲司阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】鍵データを基に暗号化通信を行う複数の受信装置のうち何れかの前記受信装置を適切に無効にするために、前記受信装置が保持させるデータのデータ量を従来に比べて少なくできるデータ処理方法を提供する。
【解決手段】鍵管理装置３は、受信装置が割り当てられたＭ個のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）の各々について、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）に割り当てられた受信装置のうちリボークしない受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合Ｓ（ｋ，ｍ）を特定する（ＳＴ２３）。そして、鍵管理装置３が、当該集合に対応する鍵データを取得するためのデータを指示する指示データを受信装置に送信する（ＳＴ２８）。
【選択図】図７To appropriately invalidate any one of a plurality of receiving devices that perform encrypted communication based on key data, a data amount of data held by the receiving device is reduced as compared with a conventional device. Provide a possible data processing method.
A key management device (3) includes, for each of M clusters (CLUs (m)) to which a receiving device is assigned, only a receiving device that is not revoked among receiving devices assigned to the cluster (CLUS (m)). A single or a plurality of sets S (k, m) as elements are specified (ST23). Then, key management device 3 transmits to the receiving device instruction data for instructing data for acquiring key data corresponding to the set (ST28).
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗号化通信に用いられるデータ処理方法、そのプログラム、その装置と受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
暗号化通信では、通常、鍵管理装置と受信装置（端末装置）とが同じ鍵データを保持あるいは生成し、鍵管理装置が当該鍵データを基にデータを暗号化して受信装置に送信する。
このような暗号化通信では、例えば、鍵管理装置が、予め決められた複数の受信装置との間で、共通の鍵データを用いて暗号化通信を行う。
この場合に、上記複数の受信装置の少なくとも一つが上記権限を失った場合には、鍵管理装置は、それまで使用していた鍵データを更新して、当該受信装置をリボーク（無効に）する必要がある。
【０００３】
このような鍵データの更新方法（鍵取得方法）として、例えば、下記非特許文献１，２に示すリボケーション処理が知られている。
下記非特許文献１，２に示されたリボケーション処理では、鍵管理装置をルートに割り当て、管理対象の複数の受信装置をリーフに割り当てたツリーを基に、鍵管理装置が、複数の受信装置との間の暗号化通信に用いる鍵データを管理している。
すなわち、鍵管理装置が、上記ツリーを基に規定した複数のデータを受信装置が予め設定し、上記更新時に、当該複数のデータの何れを用いて暗号化通信に用いる鍵データを取得（生成）するかを、リボークしない受信装置に指示する。
そして、リボークされない受信装置が、予め保持している複数のデータのなかから上記指示されたデータを選択し、選択したデータを用いて、予め決められた鍵取得方法で鍵データを取得する。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｄ．Ｎａｏｒ，Ｍ．ＮａｏｒａｎｄＪ．Ｌｏｔｓｐｉｅｃｈ，”Ｒｅｖｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｃｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｆｏｒｓｔａｔｅｌｅｓｓｒｅｃｅｉｖｅｒｓ”，ＣＲＹＰＴＯ２００１．ＬｅｃｔｕｒｅＮｏｔｅｓｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ．ｖｏｌ２１３９．ｐｐ．４１−６２，２００１．
【非特許文献２】
Ｄ．ＨａｌｅｖｙａｎｄＡＳｈａｍｉｒ， ”ＴｈｅＬＣＤｂｒｏａｄｃａｓｔｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ”，ＣＲＹＰＴＯ２００２，ＬｅｃｔｕｒｅＮｏｔｅｓｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．２４４２．ｐｐ．４７−６０，２００２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のリボケーション処理では、鍵管理装置が、管理対象の全ての受信装置について、それらをクラスタに分割することなく、一体としてリボケーション処理を行っている。
すなわち、管理対象となる全ての受信装置のうち何れの受信装置がリボークされる場合にも鍵管理装置とリボークされない受信装置との間で新たな鍵データを取得し、各受信装置は当該新たな鍵データを取得するためのデータを予め保持する。
しかしながら、上述した従来のリボケーション処理では、管理対象とする受信装置の数が多くなると、各受信装置が他の受信装置のリボークによって取得する新たな鍵データの数が多くなり、それに応じて、当該新たな鍵データを取得するために各受信装置が記憶するデータのデータ量が膨大になり、各受信装置のデータ記憶負荷が大きいという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、鍵データを基に暗号化通信を行う複数の受信装置のうち何れかの前記受信装置を適切に無効にするために、前記受信装置が保持させるデータのデータ量を従来に比べて少なくできるデータ処理方法、そのプログラムおよびその装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、暗号化通信に用いる鍵データのデータ量を従来に比べて少なくできる受信装置、そのプログラムおよびそのデータ処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、第１の発明のデータ処理方法は、複数の受信装置との間で鍵データを基にした暗号化通信を行うためのデータ処理方法であって、複数のクラスタの何れか一つにそれぞれが割り当てられた前記複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にするかに応じて、前記クラスタの各々について、当該クラスタに割り当てられた前記受信装置のうち無効にしない前記受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する第１の工程と、前記第１の工程で特定した前記複数の集合の各々について、当該集合の要素である前記受信装置が保持すると共に当該集合に属さない前記受信装置が保持しないデータであって、前記鍵データの取得に用いられるデータを特定する第２の工程と、前記第２の工程で特定したデータを指定する指定データを前記受信装置に送信する第３の工程とを有する。
【０００８】
第１の発明のデータ処理方法の作用は以下のようになる。
先ず、第１の工程において、複数のクラスタの何れか一つにそれぞれが割り当てられた前記複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にするかに応じて、前記クラスタの各々について、当該クラスタに割り当てられた前記受信装置のうち無効にしない前記受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する。
次に、第２の工程において、前記第１の工程で特定した前記複数の集合の各々について、当該集合の要素である前記受信装置が保持すると共に当該集合に属さない前記受信装置が保持しないデータであって、前記鍵データの取得に用いられるデータを特定する。
次に、第３の工程において、前記第２の工程で特定したデータを指定する指定データを前記受信装置に送信する。
【０００９】
第２の発明のプログラムは、複数の受信装置との間で鍵データを基にした暗号化通信を行うためのデータ処理装置が実行するプログラムであって、複数のクラスタの何れか一つにそれぞれが割り当てられた前記複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にするかに応じて、前記クラスタの各々について、当該クラスタに割り当てられた前記受信装置のうち無効にしない前記受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する第１の手順と、前記第１の手順で特定した前記複数の集合の各々について、当該集合の要素である前記受信装置が保持すると共に当該集合に属さない前記受信装置が保持しないデータであって、前記鍵データの取得に用いられるデータを特定する第２の手順と、前記第２の手順で特定したデータを指定する指定データを前記受信装置に送信する。
【００１０】
第３の発明のデータ処理装置は、複数の受信装置との間で鍵データを基にした暗号化通信を行うためのデータ処理装置であって、複数のクラスタの何れか一つにそれぞれが割り当てられた前記複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にするかに応じて、前記クラスタの各々について、当該クラスタに割り当てられた前記受信装置のうち無効にしない前記受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する第１の手段と、前記第１の手段で特定した前記複数の集合の各々について、当該集合の要素である前記受信装置が保持すると共に当該集合に属さない前記受信装置が保持しないデータであって、前記鍵データの取得に用いられるデータを特定する第２の手段と、前記第２の手段で特定したデータを指定する指定データを前記受信装置に送信する第３の手段とを有する。
【００１１】
第３の発明のデータ処理装置の作用は以下のようになる。
先ず、第１の手段が、複数のクラスタの何れか一つにそれぞれが割り当てられた前記複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にするかに応じて、前記クラスタの各々について、当該クラスタに割り当てられた前記受信装置のうち無効にしない前記受信装置のみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する。
次に、第２の手段が、前記第１の手段で特定した前記複数の集合の各々について、当該集合の要素である前記受信装置が保持すると共に当該集合に属さない前記受信装置が保持しないデータであって、前記鍵データの取得に用いられるデータを特定する。
次に、第３の手段が、前記第２の手段で特定したデータを指定する指定データを前記受信装置に送信する。
【００１２】
第４の発明の受信装置は、複数のクラスタの各々が当該クラスタに割り当てられた複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にする場合でも、当該クラスタ内の無効にしない全ての前記受信装置が当該クラスタ内の無効にする前記受信装置のみを要素とする単数または複数の集合の要素となるように前記集合が規定されている場合に、自らの受信装置が要素となる前記集合に対応付けた鍵データを取得するためのデータを記憶する記憶手段と、指定データを受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記指定データが指定するデータを前記記憶手段から読み出し、当該読み出したデータを基に前記鍵データを取得し、当該鍵データを基に暗号化通信を行う処理手段とを有する。
【００１３】
第４の発明の受信装置の作用は以下のようになる。
先ず、受信手段が、指定データを受信する。
次に、処理手段が、前記受信手段が受信した前記指定データが指定するデータを前記記憶手段から読み出し、当該読み出したデータを基に前記鍵データを取得し、当該鍵データを基に暗号化通信を行う。
【００１４】
第５の発明のプログラムは、複数のクラスタの各々が当該クラスタに割り当てられた複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にする場合でも、当該クラスタ内の無効にしない全ての前記受信装置が当該クラスタ内の無効にする前記受信装置のみを要素とする単数または複数の集合の要素となるように前記集合が規定されている場合に、自らが要素となる前記集合に対応付けた鍵データを取得するためのデータを保持する受信装置が実行するプログラムであって、指定データを受信する第１の手順と、前記受信装置が保持しているデータのうち前記第１の手順で受信した前記指定データが指定するデータを基に前記鍵データを取得する第２の手順と、前記第２の手順で取得した前記鍵データを基に暗号化通信を行う第３の手順とを有する。
【００１５】
第６の発明のデータ処理方法は、複数のクラスタの各々が当該クラスタに割り当てられた複数の受信装置のうち何れの前記受信装置を無効にする場合でも、当該クラスタ内の無効にしない全ての前記受信装置が当該クラスタ内の無効にする前記受信装置のみを要素とする単数または複数の集合の要素となるように前記集合が規定されている場合に、自らが要素となる前記集合に対応付けた鍵データを取得するためのデータを保持する受信装置が行うデータ処理方法であって、指定データを受信する第１の工程と、前記受信装置が保持しているデータのうち前記第１の工程で受信した前記指定データが指定するデータを基に前記鍵データを取得する第２の工程と、前記第２の工程で取得した前記鍵データを基に暗号化通信を行う第３の工程とを有する。
【００１６】
第６の発明のデータ処理方法の作用は以下のようになる。
先ず、第１の工程において、指定データを受信する。
次に、第２の工程において、受信装置が保持しているデータのうち前記第１の工程で受信した前記指定データが指定するデータを基に前記鍵データを取得する。
次に、第３の工程において、前記第２の工程で取得した前記鍵データを基に暗号化通信を行う。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係わる通信システムについて説明する。
図１は、本実施形態に係わる通信システム１の全体構成図である。
図１に示すように、通信システム１は、例えば、鍵管理装置３と、複数（Ｎ個）の受信装置４＿１〜４＿Ｎ（４＿ｎ，但し、ｎは１〜Ｎの整数）を有する。
ここで、鍵管理装置３が本発明の第１〜第３の発明のデータ処理装置に対応している。
受信装置４＿１〜４＿Ｎが本発明の受信装置に対応している。
鍵管理装置３と受信装置４＿１〜４＿Ｎとの間では、例えば、無線方式でデータの授受（通信）を行う。
受信装置４＿１〜４＿Ｎは、予め鍵管理装置３に登録されており、鍵管理装置３との間の暗号化通信（秘密通信）に用いる鍵暗号鍵データＬ（本発明の鍵データ）を取得するためのデータＩを保持している。
ここで、データＩが本発明の「鍵データの取得に用いられるデータ」に対応している。
【００１８】
通信システム１では、鍵管理装置３が、受信装置４＿ｎの登録時に、受信装置４＿ｎを複数のクラスタＣＬＵＳに割り当てる。
そして、鍵管理装置３は、上記登録時に、上記複数のクラスタＣＬＵＳの各々について、当該クラスタＣＬＵＳに割り当てられた受信装置４＿ｎのうち何れの受信装置４＿ｎをリボークする場合でも、当該クラスタＣＬＵＳ内のリボークしない全ての受信装置４＿ｎが、当該クラスタＣＬＵＳ内のリボークしない受信装置４＿ｎのみを要素とする単数または複数の集合の要素となるように集合を規定する。
そして、鍵管理装置３は、上記集合に対応付けた鍵暗号鍵データＬを生成するためのデータＩを、上記規定した集合の要素である受信装置４＿ｎに設定する（保持させる）。
これらの処理は、例えば、後述する鍵取得方法ＨＬＫＨを基に行われる。
【００１９】
また、鍵管理装置３は、受信装置４＿ｎのうち何れかをリボークする場合に、以下の処理を行う。
鍵管理装置３は、上記クラスタＣＬＵＳの各々について、当該クラスタＣＬＵＳに割り当てられた受信装置４＿ｎのうちリボークしない受信装置４＿ｎのみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合を特定する。
そして、鍵管理装置３は、上記特定した複数の集合の各々について、当該集合の要素である受信装置４＿ｎが保持すると共に当該集合に属さない受信装置４＿ｎが保持しないデータであって、新たな鍵暗号鍵データＬの取得に用いられるデータＩを特定する。
そして、鍵管理装置３は、当該特定したデータＩを指定する指定データｉ（本発明の指定データ）を受信装置４＿ｎに送信（マルチキャスト）する。
【００２０】
以下、図１に示す鍵管理装置３および受信装置４＿ｎについて説明する。
〔鍵管理装置３〕
図２は、図１に示す鍵管理装置３のハードウェア構成図である。
図２に示すように、鍵管理装置３は、例えば、通信部１１、メモリ１２および処理部１３を有する。
通信部１１は、処理部１３が生成したデータを無線方式で送信する。当該送信は、例えば、放送などのプッシュ（ＰＵＳＨ）方式で行われる。
メモリ１２は、処理部１３によって実行されるプログラムＰＲＧ１と、プログラムＰＲＧ１の実行に用いられる種々データを記憶する。
ここで、プログラムＰＲＧ１が第２の発明のプログラムに対応している。
例えば、メモリ１２は、受信装置４＿ｎが保持する全てのデータＩを記憶する。
データＩは、例えば、後述する鍵取得方法ＨＬＫＨによる鍵暗号鍵データＬの生成に用いられるＣＳＴ方式、ＳＤ方式あるいはＬＳＤ方式で規定されたツリーのノードに割り当てられた鍵データや、ラベルデータなどである。
なお、メモリ１２は、データＩ自体を記憶するのではなく、後述するクラスタＣＬＵＳ内で規定された各集合に対応する鍵暗号鍵データＬを記憶してもよい。
【００２１】
処理部１３は、メモリ１２に記憶されたプログラムＰＲＧ１を実行し、その実行に応じて鍵管理装置３の処理を統括して制御する。本実施形態において、鍵管理装置３の処理は、処理部１３が実行するプログラムＰＲＧ１によって規定される。
処理部１３は、後述する受信装置４＿ｎへのデータＩの設定などの登録処理、並びに、後述する鍵取得方法ＨＬＫＨを基にしたセッション鍵データの更新処理などのリボケーション処理などのセキュリティ処理を行う。
【００２２】
〔受信装置４＿ｎ〕
図３は、図１に示す受信装置４＿ｎのハードウェア構成図である。
受信装置４＿１〜４＿Ｎは、メモリ４２に記憶する、鍵暗号鍵データＬを生成するためのデータＩを除いて同じ構成を有している。
受信装置４＿ｎは、例えば、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）や携帯電話などのユビキタスな端末装置である。
【００２３】
図３に示すように、受信装置４＿ｎは、例えば、通信部４１、メモリ４２および処理部４３を有する。
ここで、通信部４１が第４の発明の受信手段に対応し、メモリ４２が第４の発明の記憶手段に対応し、処理部４３が第４の発明の処理手段に対応している。
通信部４１は、鍵管理装置３がＰＵＳＨ方式で送信した暗号データを無線方式で受信する。
メモリ４２は、処理部４３によって実行されるプログラムＰＲＧ２（第５の発明のプログラム）と、プログラムＰＲＧ２の実行に用いられる種々データを記憶する。
具体的には、メモリ４２は、後述する鍵管理装置３による前述した登録処理によって、受信装置４＿ｎの各々に割り当てられたデータＩを記憶する。
【００２４】
処理部４３は、メモリ４２に記憶されたプログラムＰＲＧ２を実行し、その実行に応じて受信装置４＿ｎの処理を統括して制御する。本実施形態において、受信装置４＿ｎの処理は、処理部４３が実行するプログラムＰＲＧ２によって規定される。
処理部４３による暗号化通信に係わるモジュールの機能は、受信装置４＿ｎもユーザからは制御できないように構成されている。また、受信装置４＿ｎのユーザは、これらの機能を全く意識せずに受信装置４＿ｎを使用する。
【００２５】
以下、鍵管理装置３による受信装置４＿ｎのリボケーション処理に用いられる鍵取得方法ＨＬＫＨ（非同次論理鍵階層：ＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＬｏｇｉｃａｌＫｅｙＨｉｅｒａｒｃｈｙ）について説明する。
本実施形態の鍵取得方法ＨＬＫＨでは、例えば、図４に示す非同次論理鍵階層のツリー２０が用いられる。
ツリー２０は、第１のレイヤＬ＿１と第２のレイヤＬ＿２とで構成される。
ツリー２０のルート（ＲＯＯＴ）からはＭ個の分岐（ブランチ）がある。
当該Ｍ個の分岐の各々に関連付けられたノード（ＮＯＤＥ）が第１のレイヤＬ＿１を構成している。
そして、第１のレイヤＬ＿１を構成するＭ個（図４の場合は８個）のノードは、Ｍ個のサブツリーＳＵＢＴ（ｍ）（ｍは１〜Ｍの整数）のルートとなる。
当該サブツリーＳＵＢＴ（ｍ）は、２分木で構成されている。
また、本実施形態では、各サブツリーＳＵＢＴ（ｍ）のリーフ（ＬＥＡＦ）に割り当てられた受信装置４＿ｎが同じクラスタＣＬＵＳに属するように規定されている。
また、上記Ｍ個のサブツリーＳＵＢＴ（ｍ）によって、第２のレイヤＬ＿２が構成される。
本実施形態では、ルートに鍵管理装置３が対応付けられ、サブツリーＳＵＢＴ（ｍ）のリーフに受信装置４＿ｎが対応付けられる。
【００２６】
本実施形態では、図４に示すツリー２０を基にして各クラスタＣＬＵＳ毎に、前述した非特許文献１に開示されているＣＳＴ（ＣｏｍｐｌｅｔｅＳｕｂ−Ｔｒｅｅ）方式を適用したものを鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａとし、非特許文献１に開示されているＳＤ（ＳｕｂｓｅｔＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）方式を適用したものを鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｂとし、非特許文献２に開示されているＬＳＤ（ＬａｙｅｒｅｄＳｕｂｓｅｔＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）方式を適用したものを鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｃとする。
【００２７】
上述した図４に示すツリー２０は、例えば、図５に示すように、２分木のみで構成される標準的な論理鍵階層のツリーとは異なる。
【００２８】
以下、通信システム１の動作例を説明する。
〔受信装置４＿ｎの登録〕
以下、鍵管理装置３が、受信装置４＿ｎを登録する場合を説明する。
図６は、当該動作例を説明するためのフローチャートである。
図６において、ステップＳＴ１２が第１の発明の第４の工程に対応し、ステップＳＴ１４が第１の発明の第５の工程に対応している。
ステップＳＴ１１：
鍵管理装置３の処理部１３が、複数（Ｎ個）の受信装置４＿ｎの各々を複数（Ｍ個）のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）の何れか一つに割り当てる。
ステップＳＴ１２：
処理部１３は、上述した鍵取得方法ＨＬＫＨを基に、複数のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）の各々について、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）に割り当てられた受信装置４＿ｎのうち何れの受信装置４＿ｎをリボークする場合でも、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）内のリボークしない全ての受信装置４＿ｎが、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）内のリボークしない受信装置４＿ｎのみを要素とする単数または複数の集合の要素となるように複数（Ｋｍ個）の集合Ｓ（ｋ，ｍ）（ｋは１〜Ｋｍの整数）を規定する。
【００２９】
ステップＳＴ１３：
処理部１３は、ステップＳＴ１２で規定した集合Ｓ（ｋ，ｍ）の各々に鍵暗号鍵データＬ（ｋ，ｍ）を割り当てる。
ステップＳＴ１４：
処理部１３は、ステップＳＴ１３で割り当てた鍵暗号鍵データＬ（ｋ，ｍ）を生成するためのデータＩ（ｋ，ｍ）を特定する。
処理部１３は、当該特定したデータＩ（ｋ，ｍ）を、ステップＳＴ１２で規定した集合Ｓ（ｋ，ｍ）の要素である受信装置４＿ｎに設定する。すなわち、処理部１３は、セキュアな方法で、データＩ（ｋ，ｍ）を、集合Ｓ（ｋ，ｍ）の要素である受信装置４＿ｎの図３のメモリ４２に書き込む。
なお、処理部１３は、当該特定したデータＩ（ｋ，ｍ）を、ステップＳＴ１２で規定した集合Ｓ（ｋ，ｍ）の要素ではない受信装置４＿ｎには設定しない。
【００３０】
処理部１３は、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａを採用する場合にはＣＳＴ方式、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｂを採用する場合にはＳＤ方式、並びに鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｃを採用する場合にはＬＳＤ方式を基に上述したステップＳＴ１２，ＳＴ１３およびＳＴ１４を行う。
【００３１】
〔受信装置４＿ｎのリボケーション〕
以下、鍵管理装置３が所定の受信装置４＿ｎをリボークする場合における鍵管理装置３の動作例を説明する。
図７は、当該動作例を説明するためのフローチャートである。
ここで、図７に示すステップＳＴ２２が第１の発明の第１の工程に対応し、ステップＳＴ２４が第１の発明の第２の工程に対応し、ステップＳＴ２８が第１の発明の第３の工程に対応している。
また、第３の発明のデータ処理装置の第１の手段は処理部１３がステップＳＴ２２を実行して実現され、第２の手段は処理部１３がステップＳＴ２４を実行して実現され、第３の手段は処理部１３がステップＳＴ２８を実行して実現される。
ステップＳＴ２１：
鍵管理装置３の処理部１３は、リボークする受信装置４＿ｎを特定したリボケーションリストＲＬを生成する。
ステップＳＴ２２：
処理部１３は、ステップＳＴ２１で生成したリボケーションリストＲＬを基に、前述したＭ個のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）の各々について、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）に割り当てられた受信装置４＿ｎのうちリボークしない受信装置４＿ｎのみをそれぞれが要素とする単数または複数の集合Ｓ（ｋ，ｍ）を特定する。
このとき、Ｍ個のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）についての集合Ｓ（ｋ，ｍ）の和集合が、Ｎ個の受信装置４＿ｎのうちリボークしない受信装置４＿ｎの集合となる。
【００３２】
ステップＳＴ２３：
処理部１３は、ステップＳＴ２２で特定した集合Ｓ（ｋ，ｍ）の各々について、当該集合の要素である受信装置４＿ｎが保持すると共に当該集合に属さない受信装置４＿ｎが保持しないデータであって、新たな鍵暗号鍵データＫＥＫの取得に用いられるデータＩ（ｋ，ｍ）を特定する。
処理部１３は、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａを採用する場合にはＣＳＴ方式、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｂを採用する場合にはＳＤ方式、並びに鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ｃを採用する場合にはＬＳＤ方式を基に上述したステップＳＴ２２およびＳＴ２３の処理を行う。
例えば、処理部１３は、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａを採用する場合には、ステップＳＴ２２において、図４に示すツリー２０を基に、クラスタＣＬＵＳ（ｍ）の各々について、当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）を構成するノードのなかで、分岐先にリボークする受信装置４＿ｎが対応付けられたリーフがないノードで、かつ当該クラスタＣＬＵＳ（ｍ）に対応したサブツリーのルート（第１のレイヤＬ＿１の最終端のノード）に最も近いノードを特定する。そして、処理部１３は、当該特定したノードの分岐先のリーフに割り当てられた受信装置４＿ｎを要素とする集合Ｓ（ｋ，ｍ）を特定する。
【００３３】
ステップＳＴ２４：
処理部１３は、ステップＳＴ２３で特定したデータＩ（ｋ，ｍ）を指定する指定データｉ（ｋ，ｍ）を生成する。
指定データｉ（ｋ，ｍ）は、データＩ（ｋ，ｍ）をインデックスなどで指定し、データＩ（ｋ，ｍ）自体は含めない。
【００３４】
ステップＳＴ２５：
処理部１３は、ステップＳＴ２２で特定した集合Ｓ（ｋ，ｍ）の各々について、当該集合Ｓ（ｋ，ｍ）に対応付けられた鍵暗号鍵データＬ（ｋ，ｍ）を用いて、新たなセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫを暗号化して、セッション鍵データＥ_{Ｌ（ｋ，ｍ）}（ＮＥＷ＿ＳＥＫ）を生成する。
ステップＳＴ２６：
処理部１３は、ペイロードデータを上記新たなセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫで暗号化してペイロードデータＥ_ＮＥＷ _＿ _ＳＥＫ（ＰＡＹＬ）を生成する。
【００３５】
ステップＳＴ２７：
処理部１３は、全てのクラスタＣＬＵＳ（ｍ）についてステップＳＴ２４およびＳＴ２５で生成した指定データｉ（ｋ，ｍ）およびセッション鍵データＥ_{Ｌ（ｋ，ｍ）}（ＮＥＷ＿ＳＥＫ）と、ステップＳＴ２６で生成したペイロードデータＥ_ＮＥＷ _＿ _ＳＥＫ（ＰＡＹＬ）とを格納したカプセルデータＣＡＰを生成する。
ステップＳＴ２８：
処理部１３は、ステップＳＴ２７で生成したカプセルデータＣＡＰを、図２に示す通信部１１を介して受信装置４＿ｎに送信（マルチキャスト）する。
【００３６】
以下、鍵管理装置３が所定の受信装置４＿ｎをリボークする場合における受信装置４＿ｎの動作例を説明する。
図８は、当該動作例を説明するためのフローチャートである。
図８において、ステップＳＴ４１が第６の発明の第１の工程に対応し、ステップＳＴ４５が第６の発明の第２の工程に対応し、ステップＳＴ４７が第６の発明の第３の工程に対応している。
ステップＳＴ４１：
図３に示す受信装置４＿ｎの通信部４１が、図７に示すステップＳＴ２８において鍵管理装置３が送信したカプセルデーダＣＡＰを受信する。
ステップＳＴ４２：
受信装置４＿ｎの処理部４３が、ステップＳＴ４１で受信したカプセルデータＣＡＰ内に、自らに対応するデータｉｍが含まれているか否かを判断し、含まれていると判断するとステップＳＴ４３の処理に進み、そうでない場合には処理を終了する。
【００３７】
ステップＳＴ４３：
処理部４３は、カプセルデータＣＡＰから自らに対応するデータｉｍを取得する。
ステップＳＴ４４：
処理部４３は、ステップＳＴ４３で取得したデータｉｍが指定するデータＩｍをメモリ４２から読み出す。
ステップＳＴ４５：
処理部４３は、ステップＳＴ４４で読み出したデータＩｍを用いて、鍵取得方法ＨＬＫＨを基に鍵暗号鍵データＬ（ｋ，ｍ）を生成する。
【００３８】
ステップＳＴ４６：
処理部４３は、ステップＳＴ４５で生成した鍵暗号鍵データＬ（ｋ，ｍ）を用いて、カプセルデータＣＡＰ内のセッション鍵データＥ_{Ｌ（ｋ，ｍ）}（ＮＥＷ＿ＳＥＫ）を復号して新たなセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫを生成する。
以後、受信装置４＿ｎは、当該新たなセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫを基に鍵管理装置３との間で暗号化通信を行う。
ステップＳＴ４７：
処理部４３は、ステップＳＴ４６で生成したセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫを用いて、カプセルデータＣＡＰ内のペイロードデータＥ_ＮＥＷ _＿ _ＳＥＫ（ＰＡＹＬ）を復号してペイロードデータＰＡＹＬを生成する。
【００３９】
以下、通信システム１の全体動作例を説明する。
先ず、鍵管理装置３が、図６を用いて前述した登録処理により、受信装置４＿ｎを登録し、受信装置４＿ｎのメモリ４２にデータＩ（ｋ，ｍ）をセキュアな状態で設定する。
そして、鍵管理装置３が、所定の受信装置４＿ｎをリボークする場合に、図７を用いて前述した手法で、カプセルデータＣＡＰを受信装置４＿ｎに送信（マルチキャスト）する。
そして、リボークされない受信装置４＿ｎが、図８を用いて説明した処理を行い、新たなセッション鍵データＮＥＷ＿ＳＥＫを基に復号したペイロードデータＰＡＹＬを得る。
【００４０】
図９は、上述した通信システム１における受信装置４＿ｎのメモリ４２が記憶するデータＩのデータ量Ｏ（ＳＴ）と、リボークに伴う鍵管理装置３とリボークしない受信装置４＿ｎとの間の通信量Ｏ（ＣＯ）と、リボークに伴う受信装置４＿ｎの処理量Ｏ（ＰＲ）とを、本実施形態の鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａ，ＨＬＫＨ−Ｂ，ＨＬＫＨ−Ｃを採用した場合と、従来のＣＳＴ方式、ＳＤ方式およびＬＳＤ方式を採用した場合とで比較するための図である。
【００４１】
図９において、Ｎは、受信装置４＿ｎの数、Ｒはリボークする受信装置４＿ｎの数、ＲｍはクラスタＣＬＵＳ（ｍ）内のリボークする受信装置４＿ｎの数、ＭはクラスタＣＬＵＳ（ｍ）の数を示している。
また、δ_０，Ｒｍは、Ｒｍ＝０の場合に「１」を示し、Ｒｍ≠０の場合に「０」を示す。また、εは１未満の値である。
【００４２】
図９に示すように、通信システム１によれば、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａ，ＨＬＫＨ−Ｂ，ＨＬＫＨ−Ｃを採用することで、従来のＣＳＴ方式、ＳＤ方式およびＬＳＤ方式を採用した場合に比べて、受信装置４＿ｎが記憶するデータ（データＩ）のデータ量Ｏ（ＳＴ）を大幅に少なくできる。また、リボークに伴う受信装置４＿ｎの処理量Ｏ（ＰＲ）も大幅に少なくできる。この効果は、クラスタＣＬＵＳ（ｍ）の数Ｍが多くなるほど顕著である。
なお、通信システム１によれば、鍵取得方法ＨＬＫＨ−Ａ，ＨＬＫＨ−Ｂ，ＨＬＫＨ−Ｃを採用したことによる、従来のＣＳＴ方式、ＳＤ方式およびＬＳＤ方式を採用した場合に比べた場合のリボークに伴う鍵管理装置３と受信装置４＿ｎとの間の通信量Ｏ（ＣＯ）の増大量を少なくできる。
【００４３】
以上説明したように、通信システム１によれば、図４に示すように、ツリー２０のリーフに割り当てた受信装置４＿ｎへのデータＩの設定、並びにリボケーションを、クラスタＣＬＵＳ（ｍ）を単位として行うことで、受信装置４＿ｎが記憶するデータＩのデータ量を従来に比べて大幅に少なくできる。
【００４４】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
上述した実施形態では、鍵管理装置３と受信装置４＿ｎとの間の通信を無線方式で行う場合を例示したが、当該通信を有線で行ってもよい。
また、上述した実施形態では、本発明の複数の鍵取得方法として、ＨＬＫＨ−Ａ，ＨＬＫＨ−Ｂ，ＨＬＫＨ−Ｃを例示したが、クラスタＣＬＵＳ（ｍ）を基にしたリボケーション処理を行うものであれば、その他の鍵取得方法を用いてもよい。
また、本実施形態において、採用するツリーとして、図４に示すツリー２０の代わりに、図１０に示すツリー２５を採用してもよい。この場合にも、リーフに割り当てられた受信装置４＿ｎを、複数のクラスタＣＬＵＳ（ｍ）に分割して登録処理およびリボケーション処理を行う。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鍵データを基に暗号化通信を行う複数の受信装置のうち何れかの前記受信装置を適切に無効にするために、前記受信装置が保持させるデータのデータ量を従来に比べて少なくできるデータ処理方法、そのプログラムおよびその装置を提供することができる。
また、本発明によれば、暗号化通信に用いる鍵データのデータ量を従来に比べて少なくできる受信装置、そのプログラムおよびそのデータ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係わる通信システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１に示す鍵管理装置のハードウェア構成図である。
【図３】図３は、図１に示す受信装置のハードウェア構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態で採用される鍵取得方法の基礎となるツリー構造を説明するための図である。
【図５】図５は、従来の標準的な鍵取得方法の基礎となるツリー構造を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示す鍵管理装置が行う受信装置の登録動作例を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示す鍵管理装置が行うリボケーションの動作例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、図１に示す受信装置が行うリボケーションにおける動作例を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、図１に示す通信システムの効果を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図１に示す通信システムにおいて採用するその他のツリーを説明するための図である。
【符号の説明】
１…通信システム、３…鍵管理装置、４＿ｎ…受信装置、１０…バス、１１…通信部、１２…メモリ、１３…処理部、４０…バス、４１…通信部、４２…メモリ、４３…処理部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data processing method used for encrypted communication, a program therefor, a device therefor, and a receiving device.
[0002]
[Prior art]
In the encrypted communication, usually, the key management device and the receiving device (terminal device) hold or generate the same key data, and the key management device encrypts the data based on the key data and transmits the data to the receiving device.
In such encrypted communication, for example, the key management device performs encrypted communication with a plurality of predetermined receiving devices using common key data.
In this case, if at least one of the plurality of receiving devices loses the right, the key management device updates the key data used so far and revokes (invalidates) the receiving device. There is a need.
[0003]
As such a method of updating key data (key acquisition method), for example, revocation processing shown in Non-Patent Documents 1 and 2 below is known.
In the revocation processing shown in Non-Patent Documents 1 and 2 below, a key management device is assigned to a plurality of receiving devices based on a tree in which a key managing device is assigned to a root and a plurality of receiving devices to be managed are assigned to leaves. Manages key data used for encrypted communication with the server.
That is, the key management device sets a plurality of data defined based on the tree in advance by the receiving device, and obtains (generates) key data used for encrypted communication using any of the plurality of data at the time of updating. To the non-revoked receiving device.
Then, the receiving device that is not revoked selects the instructed data from the plurality of data stored in advance, and obtains key data by a predetermined key obtaining method using the selected data.
[0004]
[Non-patent document 1]
D. Naor, M .; Naor and J.M. Lotspiech, "Revolution and tracing schemes for stateless receivers", CRYPTO 2001. Lecture Notes in Computer Science. vol 2139. pp. 41-62, 2001.
[Non-patent document 2]
D. Halevy and A Shamir, "The LCD broadcastcasting scheme", CRYPTO 2002, Lecture Notes in Computer Science, vol. 2442. pp. 47-60, 2002
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional revocation processing, the key management apparatus performs the revocation processing on all the receiving apparatuses to be managed without dividing them into clusters.
That is, even if any of the receiving devices to be managed is revoked, new key data is obtained between the key management device and the non-revoked receiving device, and each receiving device receives the new key data. Data for acquiring key data is held in advance.
However, in the conventional revocation processing described above, when the number of receiving devices to be managed increases, the number of new key data that each receiving device acquires by revoking another receiving device increases, and accordingly, There is a problem that the amount of data stored in each receiving device to acquire the new key data is enormous, and the data storage load on each receiving device is large.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to appropriately invalidate any one of a plurality of receiving devices that perform encrypted communication based on key data, the receiving device holds An object of the present invention is to provide a data processing method, a program, and a device thereof, which can reduce the amount of data to be performed as compared with the related art.
Another object of the present invention is to provide a receiving device, a program thereof, and a data processing method thereof, which can reduce the amount of key data used for encrypted communication as compared with the related art.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a data processing method according to a first aspect of the present invention is a data processing method for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving apparatuses, comprising a plurality of clusters. Depending on which of the plurality of receiving devices respectively assigned to any one of the receiving devices is to be invalidated, for each of the clusters, invalid among the receiving devices assigned to the cluster A first step of specifying a single or a plurality of sets each of which is an element only of the receiving device that is not included in the reception apparatus; and for each of the plurality of sets specified in the first step, the reception that is an element of the set. A second step of specifying data that is held by the apparatus and is not held by the receiving apparatus that does not belong to the set, and that is used to obtain the key data; and the second step And a third step of transmitting designation data for designating the identified data to the receiving device.
[0008]
The operation of the data processing method of the first invention is as follows.
First, in the first step, depending on which of the plurality of receiving devices assigned to any one of the plurality of clusters to invalidate the receiving device, for each of the clusters, A single or a plurality of sets each of which is an element of only the receiving devices that are not invalidated among the receiving devices assigned to the cluster are specified.
Next, in a second step, for each of the plurality of sets specified in the first step, data that is held by the receiving device that is an element of the set and that is not held by the receiving device that does not belong to the set. And specifies data used for obtaining the key data.
Next, in a third step, designated data for designating the data specified in the second step is transmitted to the receiving device.
[0009]
A program according to a second invention is a program executed by a data processing device for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving devices. Depending on which one of the plurality of receiving devices to which the receiving device is to be invalidated, for each of the clusters, only the receiving device that is not invalidated among the receiving devices allocated to the cluster. A first procedure for specifying one or a plurality of sets each of which is an element, and for each of the plurality of sets specified in the first procedure, the receiving apparatus, which is an element of the set, holds and sets the set. A second procedure for specifying data used for obtaining the key data, the data being not held by the receiving apparatus that does not belong to the second group, and the data specified in the second procedure. And transmits the specified data to be specified in the receiving device.
[0010]
A data processing device according to a third aspect of the present invention is a data processing device for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving devices, each of which is assigned to one of a plurality of clusters. Depending on which of the plurality of receiving devices to invalidate the receiving device, for each of the clusters, only the receiving device that is not invalidated among the receiving devices assigned to the cluster, First means for specifying one or a plurality of sets as elements, and for each of the plurality of sets specified by the first means, the receiving device, which is an element of the set, holds and belongs to the set. A second means for specifying data which is not held by the receiving device and which is used for obtaining the key data, and a specification for specifying data specified by the second means. And a third means for transmitting over data to the receiving device.
[0011]
The operation of the data processing device of the third invention is as follows.
First, the first means, for each of the plurality of clusters, depending on which of the plurality of receiving devices to which each of the plurality of receiving devices is invalidated, A single or a plurality of sets each of which is an element of only the receiving devices that are not invalidated among the receiving devices assigned to the cluster are specified.
Next, the second means stores, for each of the plurality of sets specified by the first means, data held by the receiving device that is an element of the set and not held by the receiving device that does not belong to the set. And specifies data used for obtaining the key data.
Next, the third means transmits to the receiving device specified data for specifying the data specified by the second means.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, even when each of the plurality of clusters invalidates any one of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the receptions in the cluster that are not invalidated are invalidated. If the set is defined to be an element of one or more sets that include only the receiving apparatus to be invalidated in the cluster, the receiving apparatus corresponds to the set in which its own receiving apparatus is an element. Storage means for storing data for obtaining the attached key data; receiving means for receiving the specified data; and reading out the data specified by the specified data received by the receiving means from the storage means; Processing means for acquiring the key data based on the key data and performing encrypted communication based on the key data.
[0013]
The operation of the receiving device according to the fourth invention is as follows.
First, the receiving means receives the designated data.
Next, the processing unit reads out the data specified by the specified data received by the receiving unit from the storage unit, obtains the key data based on the read data, and performs an encrypted communication based on the key data. I do.
[0014]
A program according to a fifth aspect of the present invention is a computer-readable storage medium storing, when each of a plurality of clusters invalidates any one of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the receiving devices that are not invalidated within the cluster When the set is defined to be an element of a single or plural sets only including the receiving device to be invalidated in the cluster, the key data associated with the set itself is an element. Is a program executed by a receiving device that retains data for acquiring the first data, and a first procedure of receiving designated data, and the data received by the first procedure of the data retained by the receiving device. There is a second procedure for acquiring the key data based on the data specified by the designated data, and a third procedure for performing encrypted communication based on the key data acquired in the second procedure. .
[0015]
A data processing method according to a sixth aspect of the present invention is the data processing method, wherein even when each of a plurality of clusters invalidates any of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the non-invalidating devices within the cluster If the set is defined so that the receiving device is an element of one or more sets that have only the receiving device to be invalidated in the cluster as an element, the receiver itself is associated with the set that is an element A data processing method performed by a receiving device that holds data for acquiring key data, the method comprising: a first step of receiving designated data; and a first step of receiving data of the receiving device. A second step of obtaining the key data based on the data specified by the received specified data, and a third step of performing encrypted communication based on the key data obtained in the second step. To.
[0016]
The operation of the data processing method according to the sixth invention is as follows.
First, in a first step, designated data is received.
Next, in a second step, the key data is acquired based on the data specified by the specified data received in the first step among the data held by the receiving device.
Next, in a third step, encrypted communication is performed based on the key data obtained in the second step.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a communication system according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a communication system 1 according to the present embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the communication system 1 includes, for example, a key management device 3 and a plurality (N) of receiving devices 4_1 to 4_N (4_n, where n is an integer of 1 to N).
Here, the key management device 3 corresponds to the data processing device of the first to third inventions of the present invention.
The receiving devices 4_1 to 4_N correspond to the receiving device of the present invention.
For example, data transmission / reception (communication) is performed between the key management device 3 and the receiving devices 4_1 to 4_N by a wireless method.
The receiving devices 4_1 to 4_N are registered in the key management device 3 in advance, and acquire key encryption key data L (key data of the present invention) used for encrypted communication (secret communication) with the key management device 3. Is held for the data I.
Here, the data I corresponds to “data used for obtaining key data” of the present invention.
[0018]
In the communication system 1, the key management device 3 allocates the receiving device 4_n to a plurality of clusters CLUS when registering the receiving device 4_n.
Then, at the time of the registration, the key management device 3 revokes any one of the receiving devices 4_n among the receiving devices 4_n assigned to the cluster CLUS for each of the plurality of clusters CLUS. The set is defined such that all the receiving devices 4_n that do not perform the revocation are the elements of one or more sets that include only the non-revoked receiving devices 4_n in the cluster CLUS.
Then, the key management device 3 sets (holds) the data I for generating the key encryption key data L associated with the set in the receiving device 4_n which is an element of the specified set.
These processes are performed based on, for example, a key acquisition method HLKH described later.
[0019]
The key management device 3 performs the following processing when revoking any one of the receiving devices 4_n.
The key management device 3 specifies, for each of the clusters CLUS, a single or a plurality of sets each of which includes only the non-revoked receiving device 4_n among the receiving devices 4_n assigned to the cluster CLUS.
Then, the key management device 3 holds, for each of the plurality of specified sets, data which is held by the receiving device 4_n which is an element of the set and which is not held by the receiving device 4_n which does not belong to the set, and includes a new key. The data I used for obtaining the encryption key data L is specified.
Then, the key management device 3 transmits (multicasts) the specified data i (the specified data of the present invention) specifying the specified data I to the receiving device 4 — n.
[0020]
Hereinafter, the key management device 3 and the reception device 4_n illustrated in FIG. 1 will be described.
[Key management device 3]
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the key management device 3 shown in FIG.
As illustrated in FIG. 2, the key management device 3 includes, for example, a communication unit 11, a memory 12, and a processing unit 13.
The communication unit 11 transmits the data generated by the processing unit 13 by a wireless method. The transmission is performed by, for example, a push (PUSH) method such as broadcasting.
The memory 12 stores a program PRG1 executed by the processing unit 13 and various data used for executing the program PRG1.
Here, the program PRG1 corresponds to the program of the second invention.
For example, the memory 12 stores all data I held by the receiving device 4_n.
The data I is, for example, key data assigned to a node of a tree defined by a CST method, an SD method or an LSD method used for generation of key encryption key data L by a key acquisition method HLKH described later, label data, or the like. is there.
Note that the memory 12 may store key encryption key data L corresponding to each set defined in a cluster CLUS described later, instead of storing the data I itself.
[0021]
The processing unit 13 executes the program PRG1 stored in the memory 12, and controls the processing of the key management device 3 according to the execution. In the present embodiment, the processing of the key management device 3 is defined by a program PRG1 executed by the processing unit 13.
The processing unit 13 performs security processing such as registration processing such as setting of data I to the receiving device 4_n described later and revocation processing such as updating session key data based on the key acquisition method HLKH described later. .
[0022]
[Receiving device 4_n]
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the reception device 4_n illustrated in FIG.
The receiving devices 4_1 to 4_N have the same configuration except for the data I for generating the key encryption key data L stored in the memory 42.
The receiving device 4_n is, for example, a ubiquitous terminal device such as a PDA (Personal Digital Assistant) or a mobile phone.
[0023]
As illustrated in FIG. 3, the receiving device 4_n includes, for example, a communication unit 41, a memory 42, and a processing unit 43.
Here, the communication unit 41 corresponds to the receiving unit of the fourth invention, the memory 42 corresponds to the storage unit of the fourth invention, and the processing unit 43 corresponds to the processing unit of the fourth invention.
The communication unit 41 receives the encrypted data transmitted by the key management device 3 according to the PUSH method in a wireless manner.
The memory 42 stores a program PRG2 (the program of the fifth invention) executed by the processing unit 43 and various data used for executing the program PRG2.
Specifically, the memory 42 stores the data I assigned to each of the receiving devices 4_n by the above-described registration processing by the key management device 3 described later.
[0024]
The processing unit 43 executes the program PRG2 stored in the memory 42, and controls the processing of the receiving device 4_n according to the execution. In the present embodiment, the processing of the receiving device 4_n is defined by the program PRG2 executed by the processing unit 43.
The function of the module related to the encrypted communication by the processing unit 43 is configured so that the receiving device 4_n cannot be controlled by the user. The user of the receiving device 4_n uses the receiving device 4_n without being conscious of these functions.
[0025]
The key acquisition method HLKH (heterogeneous logical key hierarchy: Heterogeneous Logical Key Hierarchy) used in the revocation processing of the receiving device 4_n by the key management device 3 will be described below.
In the key acquisition method HLKH of the present embodiment, for example, a tree 20 of a non-homogeneous logical key hierarchy shown in FIG. 4 is used.
The tree 20 includes a first layer L_1 and a second layer L_2.
There are M branches from the root (ROOT) of the tree 20.
A node (NODE) associated with each of the M branches configures a first layer L_1.
Then, the M (eight in the case of FIG. 4) nodes forming the first layer L_1 are the roots of the M subtrees SUBT (m) (m is an integer of 1 to M).
The subtree SUBT (m) is composed of a binary tree.
Further, in the present embodiment, it is defined that the receiving device 4 — n assigned to the leaf (LEAF) of each subtree SUBT (m) belongs to the same cluster CLUS.
A second layer L_2 is configured by the M subtrees SUBT (m).
In the present embodiment, the key management device 3 is associated with the root, and the reception device 4_n is associated with the leaf of the subtree SUBT (m).
[0026]
In the present embodiment, a key acquisition method HLKH- based on the tree 20 shown in FIG. 4 is applied to each cluster CLUS by applying the CST (Complete Sub-Tree) method disclosed in Non-Patent Document 1 described above. A, a method in which the SD (Subset Difference) method disclosed in Non-Patent Document 1 is applied is referred to as a key acquisition method HLKH-B, and an LSD (Layered Subset Difference) method disclosed in Non-Patent Document 2 is applied. This is referred to as a key acquisition method HLKH-C.
[0027]
The above-described tree 20 shown in FIG. 4 is different from a standard logical key hierarchy tree composed of only binary trees, for example, as shown in FIG.
[0028]
Hereinafter, an operation example of the communication system 1 will be described.
[Registration of receiving device 4_n]
Hereinafter, a case where the key management device 3 registers the receiving device 4_n will be described.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation example.
In FIG. 6, step ST12 corresponds to a fourth step of the first invention, and step ST14 corresponds to a fifth step of the first invention.
Step ST11:
The processing unit 13 of the key management device 3 assigns each of the multiple (N) receiving devices 4 — n to one of the multiple (M) clusters CLUS (m).
Step ST12:
When the processing unit 13 revokes any of the receiving devices 4_n among the receiving devices 4_n assigned to the cluster CLUS (m), based on the above-described key acquisition method HLKH, for each of the plurality of clusters CLUS (m). However, a plurality of the non-revoked receiving devices 4_n in the cluster CLUS (m) are plural (eg, a single or plural set elements including only the non-revoked receiving devices 4_n in the cluster CLUS (m)). A set S (k, m) (K is an integer from 1 to Km) of Km pieces is defined.
[0029]
Step ST13:
The processing unit 13 assigns the key encryption key data L (k, m) to each of the sets S (k, m) defined in step ST12.
Step ST14:
The processing unit 13 specifies data I (k, m) for generating the key encryption key data L (k, m) allocated in step ST13.
The processing unit 13 sets the specified data I (k, m) in the receiving device 4_n that is an element of the set S (k, m) defined in step ST12. That is, the processing unit 13 writes the data I (k, m) in the memory 42 of FIG. 3 of the receiving device 4_n which is an element of the set S (k, m) by a secure method.
Note that the processing unit 13 does not set the specified data I (k, m) in the receiving device 4_n that is not an element of the set S (k, m) defined in step ST12.
[0030]
The processing unit 13 performs the CST method when the key acquisition method HLKH-A is adopted, the SD method when the key acquisition method HLKH-B is adopted, and the LSD method when the key acquisition method HLKH-C is adopted. Based on the above, steps ST12, ST13 and ST14 described above are performed.
[0031]
[Revocation of receiving device 4_n]
Hereinafter, an operation example of the key management device 3 when the key management device 3 revokes the predetermined receiving device 4_n will be described.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation example.
Here, step ST22 shown in FIG. 7 corresponds to the first step of the first invention, step ST24 corresponds to the second step of the first invention, and step ST28 corresponds to the third step of the first invention. It corresponds to the process.
Further, the first means of the data processing apparatus of the third invention is realized by the processing unit 13 executing step ST22, and the second means is realized by the processing unit 13 executing step ST24. The means is realized by the processing unit 13 executing step ST28.
Step ST21:
The processing unit 13 of the key management device 3 generates a revocation list RL specifying the receiving device 4_n to be revoked.
Step ST22:
Based on the revocation list RL generated in step ST21, the processing unit 13 receives, for each of the M clusters CLUS (m) described above, the non-revoked reception among the receiving devices 4_n assigned to the cluster CLUS (m). A single or a plurality of sets S (k, m) each including only the device 4_n as an element are specified.
At this time, the union of the sets S (k, m) for the M clusters CLUS (m) is the set of non-revoked receiving devices 4_n among the N receiving devices 4_n.
[0032]
Step ST23:
The processing unit 13 holds, for each of the sets S (k, m) specified in step ST22, data that is held by the receiving device 4_n that is an element of the set and that is not held by the receiving device 4_n that does not belong to the set, The data I (k, m) used for obtaining the new key encryption key data KEK is specified.
The processing unit 13 performs the CST method when the key acquisition method HLKH-A is adopted, the SD method when the key acquisition method HLKH-B is adopted, and the LSD method when the key acquisition method HLKH-C is adopted. , The processes of steps ST22 and ST23 described above are performed.
For example, when adopting the key acquisition method HLKH-A, the processing unit 13 assigns the cluster CLUS (m) to each of the clusters CLUS (m) based on the tree 20 shown in FIG. Among the constituent nodes, a node having no leaf associated with the receiving device 4_n to be revoked at the branch destination and a root of a subtree corresponding to the cluster CLUS (m) (a node at the last end of the first layer L_1) ). Then, the processing unit 13 specifies a set S (k, m) having the receiving device 4_n assigned to the leaf at the branch destination of the specified node as an element.
[0033]
Step ST24:
The processing unit 13 generates specified data i (k, m) specifying the data I (k, m) specified in step ST23.
The designated data i (k, m) designates the data I (k, m) by an index or the like, and does not include the data I (k, m) itself.
[0034]
Step ST25:
The processing unit 13 uses the key encryption key data L (k, m) associated with the set S (k, m) for each of the sets S (k, m) specified in step ST22 to generate a new set. The session key data NEW_SEK is encrypted and the session key data E_{L (k, m)}(NEW_SEK) is generated.
Step ST26:
The processing unit 13 encrypts the payload data with the new session key data NEW_SEK, and_NEW _{_} _SEK(PAYL) is generated.
[0035]
Step ST27:
The processing unit 13 specifies the designated data i (k, m) and the session key data E generated in steps ST24 and ST25 for all clusters CLUS (m)._{L (k, m)}(NEW_SEK) and the payload data E generated in step ST26._NEW _{_} _SEK(PAYL) is generated.
Step ST28:
The processing unit 13 transmits (multicasts) the capsule data CAP generated in step ST27 to the receiving device 4_n via the communication unit 11 illustrated in FIG.
[0036]
Hereinafter, an operation example of the reception device 4_n when the key management device 3 revokes the predetermined reception device 4_n will be described.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation example.
In FIG. 8, step ST41 corresponds to the first step of the sixth invention, step ST45 corresponds to the second step of the sixth invention, and step ST47 corresponds to the third step of the sixth invention. are doing.
Step ST41:
The communication unit 41 of the receiving device 4_n illustrated in FIG. 3 receives the capsule data CAP transmitted by the key management device 3 in step ST28 illustrated in FIG.
Step ST42:
The processing unit 43 of the receiving device 4_n determines whether or not the capsule data CAP received in step ST41 includes the data im corresponding to itself, and if it determines that the data im is included, proceeds to the process of step ST43. Otherwise, the process ends.
[0037]
Step ST43:
The processing unit 43 acquires the data im corresponding to itself from the capsule data CAP.
Step ST44:
The processing unit 43 reads from the memory 42 the data Im specified by the data im obtained in step ST43.
Step ST45:
The processing unit 43 uses the data Im read in step ST44 to generate key encryption key data L (k, m) based on the key acquisition method HLKH.
[0038]
Step ST46:
The processing unit 43 uses the key encryption key data L (k, m) generated in step ST45 to store the session key data E in the capsule data CAP._{L (k, m)}(NEW_SEK) to generate new session key data NEW_SEK.
Thereafter, the receiving device 4_n performs encrypted communication with the key management device 3 based on the new session key data NEW_SEK.
Step ST47:
The processing unit 43 uses the session key data NEW_SEK generated in step ST46 to store the payload data E in the capsule data CAP._NEW _{_} _SEK(PAYL) to generate payload data PAYL.
[0039]
Hereinafter, an overall operation example of the communication system 1 will be described.
First, the key management device 3 registers the reception device 4_n by the registration processing described above with reference to FIG. 6, and sets the data I (k, m) in the memory 42 of the reception device 4_n in a secure state.
Then, when revoking the predetermined receiving device 4_n, the key management device 3 transmits (multicasts) the capsule data CAP to the receiving device 4_n by the method described above with reference to FIG.
Then, the non-revoked receiving device 4_n performs the processing described with reference to FIG. 8, and obtains the payload data PAYL decrypted based on the new session key data NEW_SEK.
[0040]
FIG. 9 shows the data amount O (ST) of the data I stored in the memory 42 of the receiving device 4_n in the communication system 1, and the communication amount O (ST) between the key management device 3 involved in the revocation and the non-revoked receiving device 4_n. (CO) and the processing amount O (PR) of the receiving device 4 — n associated with the revocation are determined by using the key acquisition methods HLKH-A, HLKH-B, and HLKH-C according to the present embodiment, the conventional CST method, FIG. 6 is a diagram for comparing the case where the SD system and the LSD system are adopted.
[0041]
In FIG. 9, N is the number of receiving apparatuses 4_n, R is the number of receiving apparatuses 4_n to be revoked, Rm is the number of receiving apparatuses 4_n to be revoked in the cluster CLUS (m), and M is the number of clusters CLUS (m). Is shown.
Also, δ_{0, Rm}Indicates “1” when Rm = 0, and indicates “0” when Rm ≠ 0. Ε is a value less than 1.
[0042]
As shown in FIG. 9, according to the communication system 1, by employing the key acquisition methods HLKH-A, HLKH-B, and HLKH-C, compared to the case where the conventional CST scheme, SD scheme, and LSD scheme are adopted. Thus, the data amount O (ST) of the data (data I) stored in the receiving device 4_n can be significantly reduced. Further, the processing amount O (PR) of the receiving device 4_n due to the revocation can be significantly reduced. This effect is more remarkable as the number M of clusters CLUS (m) increases.
According to the communication system 1, the key acquisition methods HLKH-A, HLKH-B, and HLKH-C are adopted, so that the revoke as compared with the case where the conventional CST method, SD method, and LSD method are adopted. The accompanying increase in the communication amount O (CO) between the key management device 3 and the receiving device 4_n can be reduced.
[0043]
As described above, according to the communication system 1, as shown in FIG. 4, the setting of the data I to the receiving device 4_n assigned to the leaf of the tree 20 and the revocation are performed in units of the cluster CLUS (m). By doing so, the data amount of the data I stored in the receiving device 4_n can be significantly reduced as compared with the related art.
[0044]
The present invention is not limited to the embodiments described above.
In the above-described embodiment, the case where the communication between the key management device 3 and the receiving device 4_n is performed by a wireless method is illustrated, but the communication may be performed by a wire.
Further, in the above-described embodiment, HLKH-A, HLKH-B, and HLKH-C have been exemplified as the plurality of key acquisition methods of the present invention. However, revocation processing based on the cluster CLUS (m) is performed. If so, another key acquisition method may be used.
In this embodiment, a tree 25 shown in FIG. 10 may be used instead of the tree 20 shown in FIG. Also in this case, the receiving device 4_n assigned to the leaf is divided into a plurality of clusters CLUS (m), and the registration process and the revocation process are performed.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in order to appropriately invalidate any one of the plurality of receiving devices that perform encrypted communication based on key data, the data held by the receiving device is stored. , A data processing method, a program and a device thereof, which can reduce the data amount of the conventional method.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a receiving device, a program thereof, and a data processing method thereof capable of reducing the amount of key data used for encrypted communication as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the key management device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the receiving device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram for explaining a tree structure that is a basis of a key acquisition method employed in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a tree structure that is a basis of a conventional standard key acquisition method.
FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of a registration operation of a receiving device performed by the key management device shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of revocation operation performed by the key management device shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example in revocation performed by the receiving apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram for explaining an effect of the communication system shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram for explaining another tree adopted in the communication system shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Communication system, 3 ... Key management device, 4_n ... Receiving device, 10 ... Bus, 11 ... Communication part, 12 ... Memory, 13 ... Processing part, 40 ... Bus, 41 ... Communication part, 42 ... Memory, 43 ... Processing Department

Claims

A data processing method for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving devices,
For each of the clusters, the receiving device assigned to the cluster, depending on which of the plurality of receiving devices respectively assigned to any one of the plurality of clusters is invalidated A first step of specifying a single or a plurality of sets each having only the receiving device not invalidated as an element;
For each of the plurality of sets specified in the first step, data obtained by holding the receiving device that is an element of the set and not holding by the receiving device that does not belong to the set, and obtaining the key data A second step of identifying data used for
Transmitting the specified data specifying the data specified in the second step to the receiving device.

For each of the plurality of clusters, even when disabling any of the receiving devices among the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all the receiving devices that are not disabled in the cluster are included in the cluster. A fourth step of defining the set to be an element of one or more sets having only the receiving device that does not invalidate the element,
A fifth step in which data for acquiring the key data associated with the set defined in the fourth step is held only by the receiving device that is an element of the set prior to the first step 2. The data processing method according to claim 1, further comprising:

In the first step, each of the plurality of receiving devices is associated with a leaf that is a terminal node that is a terminal node branched from the route to which the data processing device is associated, and each of the plurality of clusters is associated with the leaf. On the basis of a tree including a plurality of subtrees, for each of the subtrees, among the nodes constituting the subtree, a node having no leaf associated with the receiving device to be invalidated at a branch destination, and the most Identify a node close to the root, identify the set with the receiving device assigned to the leaf of the branch destination of the identified node,
The second step specifies, for each of the plurality of sets specified in the first step, the key data associated with the node specified in the first step corresponding to the set. ,
2. The data processing method according to claim 1, wherein in the third step, the specified data that specifies the key data specified in the second step is transmitted to the receiving device. 3.

2. The data processing method according to claim 1, further comprising a sixth step of transmitting communication key data encrypted based on the key data and data encrypted based on the communication key data.

A program executed by a data processing device for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving devices,
For each of the clusters, the receiving device assigned to the cluster, depending on which of the plurality of receiving devices respectively assigned to any one of the plurality of clusters is invalidated A first procedure for specifying a single or a plurality of sets each having only the receiving device not invalidated as an element;
For each of the plurality of sets specified in the first procedure, the key data is data that is held by the receiving device that is an element of the set and that is not held by the receiving device that does not belong to the set. A second procedure for identifying the data used for
A third procedure of transmitting specified data specifying the data specified in the second procedure to the receiving device.

A data processing device for performing encrypted communication based on key data with a plurality of receiving devices,
For each of the clusters, the receiving device assigned to the cluster, depending on which of the plurality of receiving devices respectively assigned to any one of the plurality of clusters is invalidated First means for specifying a single or a plurality of sets each having only the receiving device not invalidated as an element,
For each of the plurality of sets identified by the first means, the key data is data that is held by the receiving device that is an element of the set and that is not held by the receiving device that does not belong to the set. Second means for identifying the data used for
A third means for transmitting, to the receiving device, designated data for designating the data specified by the second means.

Even when each of the plurality of clusters invalidates any of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the receiving devices that are not invalidated in the cluster invalidate in the cluster. When the set is defined to be an element of a single or a plurality of sets having only the receiving device as an element, the own receiving device obtains key data associated with the set as an element. Storage means for storing data;
Receiving means for receiving the designated data;
Processing means for reading data specified by the specified data received by the receiving means from the storage means, obtaining the key data based on the read data, and performing encrypted communication based on the key data. Receiver.

Even when each of the plurality of clusters invalidates any of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the receiving devices that are not invalidated in the cluster invalidate in the cluster. When the set is defined to be an element of a single or a plurality of sets each including only the receiving device, holds data for acquiring key data associated with the set itself as an element. A program executed by the receiving device,
A first procedure for receiving the designated data;
A second procedure of obtaining the key data based on data specified by the specified data received in the first procedure among data held by the receiving device;
A third procedure for performing encrypted communication based on the key data obtained in the second procedure.

Even when each of the plurality of clusters invalidates any of the plurality of receiving devices assigned to the cluster, all of the receiving devices that are not invalidated in the cluster invalidate in the cluster. When the set is defined to be an element of a single or a plurality of sets each including only the receiving device, holds data for acquiring key data associated with the set itself as an element. A data processing method performed by the receiving device,
A first step of receiving the designated data;
A second step of acquiring the key data based on data specified by the specified data received in the first step among data held by the receiving device;
A third step of performing encrypted communication based on the key data obtained in the second step.