JPH09230787A - 暗号化方法および装置 - Google Patents
暗号化方法および装置Info
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- JPH09230787A JPH09230787A JP9029165A JP2916597A JPH09230787A JP H09230787 A JPH09230787 A JP H09230787A JP 9029165 A JP9029165 A JP 9029165A JP 2916597 A JP2916597 A JP 2916597A JP H09230787 A JPH09230787 A JP H09230787A
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
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- G—PHYSICS
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- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/72—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using residue arithmetic
- G06F7/724—Finite field arithmetic
- G06F7/725—Finite field arithmetic over elliptic curves
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/04—Masking or blinding
- H04L2209/046—Masking or blinding of operations, operands or results of the operations
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- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Storage Device Security (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 平文ブロックより小さいブロック・サイズを
有するブロック暗号化アルゴリズムを使用して平文ブロ
ックを暗号化するシステムの提供。 【解決手段】 任意選択で付加データに依存し、マスク
された平文ブロックの各ビットが元の平文ブロックのす
べてのビットに依存するように定義された可逆変換を使
用して、平文ブロックをマスクされた平文ブロックに変
換する。暗号化アルゴリズムを使用してマスクされた平
文ブロックの一部を暗号化し、マスクされた平文ブロッ
クの暗号化された部分を生成する。マスクされた平文ブ
ロックのこのようにして暗号化された部分とマスクされ
た平文ブロックの残りの部分とから暗号文ブロックを生
成する。この暗号文ブロックをデータ受信者に送信し、
データ受信者はこのプロシージャを逆にたどって元の平
文ブロックを復元する。
有するブロック暗号化アルゴリズムを使用して平文ブロ
ックを暗号化するシステムの提供。 【解決手段】 任意選択で付加データに依存し、マスク
された平文ブロックの各ビットが元の平文ブロックのす
べてのビットに依存するように定義された可逆変換を使
用して、平文ブロックをマスクされた平文ブロックに変
換する。暗号化アルゴリズムを使用してマスクされた平
文ブロックの一部を暗号化し、マスクされた平文ブロッ
クの暗号化された部分を生成する。マスクされた平文ブ
ロックのこのようにして暗号化された部分とマスクされ
た平文ブロックの残りの部分とから暗号文ブロックを生
成する。この暗号文ブロックをデータ受信者に送信し、
データ受信者はこのプロシージャを逆にたどって元の平
文ブロックを復元する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブロック暗号化シ
ステムに関し、具体的には比較的短いブロック用に意図
された暗号化プロシージャを使用して長い平文ブロック
を暗号化する方法および装置に係わる。
ステムに関し、具体的には比較的短いブロック用に意図
された暗号化プロシージャを使用して長い平文ブロック
を暗号化する方法および装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】暗号化方式は、対称暗号化システムと非
対称暗号化システムの２つの一般的カテゴリに分類され
る。データ暗号化規格（ＤＥＳ）に準拠したものなど、
対称暗号化システムでは、発信者がデータの暗号化（す
なわち平文を暗号文に変換）に使用したのと同じ鍵を使
用して、受信者が同じデータを復号する（すなわち暗号
文を平文に変換し戻す）。対称暗号化方式は、きわめて
効率的に実施可能な場合が多いが、機密保護された通信
チャネルを介して暗号化鍵を前もって交換する必要があ
るという欠点がある。
対称暗号化システムの２つの一般的カテゴリに分類され
る。データ暗号化規格（ＤＥＳ）に準拠したものなど、
対称暗号化システムでは、発信者がデータの暗号化（す
なわち平文を暗号文に変換）に使用したのと同じ鍵を使
用して、受信者が同じデータを復号する（すなわち暗号
文を平文に変換し戻す）。対称暗号化方式は、きわめて
効率的に実施可能な場合が多いが、機密保護された通信
チャネルを介して暗号化鍵を前もって交換する必要があ
るという欠点がある。
【０００３】非対称暗号化システム、すなわち通常、公
開鍵暗号化システムと呼ばれるシステムは、１つの鍵を
使用してデータを暗号化し、別の鍵を使用して同じデー
タを復号する。公開鍵暗号化システムでは、公開される
暗号化鍵と、秘密にしておき、他人とは共有しない復号
鍵とから成る鍵の対を、データの意図された受信者が作
成する。これらの鍵は、秘密鍵をそれに対応する公開鍵
の知識から導き出すことができないようにして作成され
る。したがって、公開鍵を使用して作成された暗号文メ
ッセージを復号することができるのは、秘密鍵を持って
いる意図された受信者だけである。公開鍵暗号化システ
ムが対称システムに優っている重要な利点は、秘密鍵情
報を交換する必要がないことである。両当事者が作成し
た公開鍵を交換することによって機密保護された双方向
通信を確立する。このため、対称暗号化システムで必要
な秘密鍵交換に非対称暗号化システムがしばしば使用さ
れる。
開鍵暗号化システムと呼ばれるシステムは、１つの鍵を
使用してデータを暗号化し、別の鍵を使用して同じデー
タを復号する。公開鍵暗号化システムでは、公開される
暗号化鍵と、秘密にしておき、他人とは共有しない復号
鍵とから成る鍵の対を、データの意図された受信者が作
成する。これらの鍵は、秘密鍵をそれに対応する公開鍵
の知識から導き出すことができないようにして作成され
る。したがって、公開鍵を使用して作成された暗号文メ
ッセージを復号することができるのは、秘密鍵を持って
いる意図された受信者だけである。公開鍵暗号化システ
ムが対称システムに優っている重要な利点は、秘密鍵情
報を交換する必要がないことである。両当事者が作成し
た公開鍵を交換することによって機密保護された双方向
通信を確立する。このため、対称暗号化システムで必要
な秘密鍵交換に非対称暗号化システムがしばしば使用さ
れる。
【０００４】最もよく知られた公開鍵暗号化システム
は、開発者の名前を取って名称を付けられたＲＳＡ暗号
化システムであろう。これについては、Ｒ．Ｌ．リベス
ト（Rivest）等の論文「A Method for Obtaining Digit
al Signatures and Public-KeyCryptosystems」（Commu
nications of the ACM, vol.21, no.2, pp.120-126, 19
78）に記載されている。ＲＳＡ暗号化システムは典型的
には５１２ビット程度の暗号化ブロックを持ち、計算を
きわめて多用する可能性がある。しかし、最近、いわゆ
る楕円曲線システムが、Ｎ．コブリッツ（Koblitz）の
「Elliptic Curve Cryptosystems」（Mathematics of C
omputation, vol.48, no.177, pp.203-209, Jan. 198
7）およびＡ．メネゼス（Menezes）の「Elliptic Curve
Public KeyCryptosystems」(1993）などの参考資料に
記載されている。ＲＳＡ暗号化システムと同様、楕円曲
線システムは公開暗号化鍵と秘密復号鍵を使用する公開
鍵システムである。楕円曲線システムは、典型的にはそ
れぞれ１６０ビット程度の比較的短い鍵と暗号化ブロッ
ク・サイズを持つが、暗号強度はより長いブロックのＲ
ＳＡ暗号化システムに匹敵する。したがって楕円曲線シ
ステムは、暗号強度と計算効率の魅力的な組合せになっ
ている。
は、開発者の名前を取って名称を付けられたＲＳＡ暗号
化システムであろう。これについては、Ｒ．Ｌ．リベス
ト（Rivest）等の論文「A Method for Obtaining Digit
al Signatures and Public-KeyCryptosystems」（Commu
nications of the ACM, vol.21, no.2, pp.120-126, 19
78）に記載されている。ＲＳＡ暗号化システムは典型的
には５１２ビット程度の暗号化ブロックを持ち、計算を
きわめて多用する可能性がある。しかし、最近、いわゆ
る楕円曲線システムが、Ｎ．コブリッツ（Koblitz）の
「Elliptic Curve Cryptosystems」（Mathematics of C
omputation, vol.48, no.177, pp.203-209, Jan. 198
7）およびＡ．メネゼス（Menezes）の「Elliptic Curve
Public KeyCryptosystems」(1993）などの参考資料に
記載されている。ＲＳＡ暗号化システムと同様、楕円曲
線システムは公開暗号化鍵と秘密復号鍵を使用する公開
鍵システムである。楕円曲線システムは、典型的にはそ
れぞれ１６０ビット程度の比較的短い鍵と暗号化ブロッ
ク・サイズを持つが、暗号強度はより長いブロックのＲ
ＳＡ暗号化システムに匹敵する。したがって楕円曲線シ
ステムは、暗号強度と計算効率の魅力的な組合せになっ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】楕円曲線暗号化システ
ムは公開鍵システムであるため、このようなシステムの
１つの用途は鍵の配布であろう。したがって、ユーザＡ
は、ユーザＢに配布するために公開楕円曲線鍵を使用し
て対称鍵（たとえばＤＥＳ鍵）を暗号化する。しかし、
対称鍵は通常、前述のように１６０ビット程度の楕円曲
線暗号化ブロックよりもはるかに長い鍵ブロック（たと
えば５１２ビット・ブロック）に含まれているため問題
が生じる。鍵ブロックを十分に小さいサイズの複数の暗
号化ブロックに分割することができるが、個々の暗号化
ブロックに必要な付加的な暗号化操作によって、計算効
率という点で楕円曲線システムの本来の利点がある程度
損なわれる。必要なのは、はるかに短い秘密楕円曲線鍵
を使用して大きな鍵ブロックを暗号化することができる
ようにする、楕円曲線アルゴリズムと共に使用可能な鍵
暗号化の方法である。
ムは公開鍵システムであるため、このようなシステムの
１つの用途は鍵の配布であろう。したがって、ユーザＡ
は、ユーザＢに配布するために公開楕円曲線鍵を使用し
て対称鍵（たとえばＤＥＳ鍵）を暗号化する。しかし、
対称鍵は通常、前述のように１６０ビット程度の楕円曲
線暗号化ブロックよりもはるかに長い鍵ブロック（たと
えば５１２ビット・ブロック）に含まれているため問題
が生じる。鍵ブロックを十分に小さいサイズの複数の暗
号化ブロックに分割することができるが、個々の暗号化
ブロックに必要な付加的な暗号化操作によって、計算効
率という点で楕円曲線システムの本来の利点がある程度
損なわれる。必要なのは、はるかに短い秘密楕円曲線鍵
を使用して大きな鍵ブロックを暗号化することができる
ようにする、楕円曲線アルゴリズムと共に使用可能な鍵
暗号化の方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、平文
ブロックよりも小さいブロック・サイズを有するブロッ
ク暗号化アルゴリズム（楕円曲線アルゴリズムなど）を
使用して平文ブロック（鍵ブロックなど）を暗号化する
システムを企図している。本発明のこの態様によると、
任意選択で平文ブロックの外部の追加データに依存する
可逆変換を使用して平文ブロックをマスクされた平文ブ
ロックに変換する。この付加データは、制御情報、制御
ベクトル、または受信者にとって使用可能で暗号化を必
要としないその他の情報を含むことができる。この変換
は、（１）マスクされた鍵ブロックおよび任意選択の付
加情報から元の平文ブロックが復元可能であり、（２）
マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロッ
クのすべてのビットに依存するように定義される。マス
クされた平文ブロックの一部を暗号化アルゴリズムを使
用して暗号化し、マスクされた平文ブロックの暗号化さ
れた部分を生成する。マスクされた平文ブロックのこの
ようにして暗号化された部分とマスクされた平文ブロッ
クの残りの部分とから暗号文ブロックを生成する。この
暗号文ブロックを受信者に送信し、受信者はこのプロシ
ージャを逆にたどって元の平文ブロックを復元する。
ブロックよりも小さいブロック・サイズを有するブロッ
ク暗号化アルゴリズム（楕円曲線アルゴリズムなど）を
使用して平文ブロック（鍵ブロックなど）を暗号化する
システムを企図している。本発明のこの態様によると、
任意選択で平文ブロックの外部の追加データに依存する
可逆変換を使用して平文ブロックをマスクされた平文ブ
ロックに変換する。この付加データは、制御情報、制御
ベクトル、または受信者にとって使用可能で暗号化を必
要としないその他の情報を含むことができる。この変換
は、（１）マスクされた鍵ブロックおよび任意選択の付
加情報から元の平文ブロックが復元可能であり、（２）
マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロッ
クのすべてのビットに依存するように定義される。マス
クされた平文ブロックの一部を暗号化アルゴリズムを使
用して暗号化し、マスクされた平文ブロックの暗号化さ
れた部分を生成する。マスクされた平文ブロックのこの
ようにして暗号化された部分とマスクされた平文ブロッ
クの残りの部分とから暗号文ブロックを生成する。この
暗号文ブロックを受信者に送信し、受信者はこのプロシ
ージャを逆にたどって元の平文ブロックを復元する。
【０００７】マスクされた平文ブロック全体を元の平文
ブロックに再構築する必要があるためと、暗号化部分を
残りの部分から導き出すことができないため、マスクさ
れた平文ブロックの残りの部分を非暗号化形式で受信者
に送信することができる。したがって、本発明によって
長い鍵ブロックを短い暗号化鍵を使用して暗号化するこ
とができる。一実施例では、１６０ビット程度のブロッ
ク・サイズを有する楕円曲線アルゴリズムを使用して、
対称暗号化鍵が入った５１２ビット・ブロックを暗号化
する。
ブロックに再構築する必要があるためと、暗号化部分を
残りの部分から導き出すことができないため、マスクさ
れた平文ブロックの残りの部分を非暗号化形式で受信者
に送信することができる。したがって、本発明によって
長い鍵ブロックを短い暗号化鍵を使用して暗号化するこ
とができる。一実施例では、１６０ビット程度のブロッ
ク・サイズを有する楕円曲線アルゴリズムを使用して、
対称暗号化鍵が入った５１２ビット・ブロックを暗号化
する。
【０００８】本発明の他の態様によると、平文ブロック
と、任意選択で変換が依存する付加的データのどちらで
も、増分カウンタ、タイム・スタンプ、乱数、またはそ
の他の仕組みを使用して平文ブロックの暗号化ごとに固
有に修正して、特定の暗号解読攻撃を防ぐことができ
る。
と、任意選択で変換が依存する付加的データのどちらで
も、増分カウンタ、タイム・スタンプ、乱数、またはそ
の他の仕組みを使用して平文ブロックの暗号化ごとに固
有に修正して、特定の暗号解読攻撃を防ぐことができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の一般的な暗号化
プロシージャ１００を示す。特定の実施態様に応じて、
図１およびその他で図示する機能ブロックは、ハードウ
ェア要素、ソフトウェア・コード、またはその２つの何
らかの組合せとすることができる。通例どおり、「ソフ
トウェア・コード」とは、説明する方法手段を行うため
に機械（サーバまたはクライアント・ワークステーショ
ンなど）によって実行可能な機械可読プログラム記憶装
置（磁気ディスクまたは光ディスク）上にある命令のプ
ログラムを意味する。機械およびそのようなソフトウェ
ア実施態様のプログラム記憶装置は、まったく従来通り
のものであり、したがって図示しない。
プロシージャ１００を示す。特定の実施態様に応じて、
図１およびその他で図示する機能ブロックは、ハードウ
ェア要素、ソフトウェア・コード、またはその２つの何
らかの組合せとすることができる。通例どおり、「ソフ
トウェア・コード」とは、説明する方法手段を行うため
に機械（サーバまたはクライアント・ワークステーショ
ンなど）によって実行可能な機械可読プログラム記憶装
置（磁気ディスクまたは光ディスク）上にある命令のプ
ログラムを意味する。機械およびそのようなソフトウェ
ア実施態様のプログラム記憶装置は、まったく従来通り
のものであり、したがって図示しない。
【００１０】暗号化プロシージャ１００はその入力デー
タとして図の鍵ブロック１１０のような長い平文ブロッ
クを有する。一般に、鍵ブロック１１０は対称暗号化鍵
など任意の所望のデータで構成することができる。しか
し、鍵ブロック１１０は、試し尽くされるのを防ぎ、敵
対者が後述するマスキング・プロシージャを逆にたどる
のを防ぐ十分な長さの秘密値（たとえば秘密ＤＥＳ鍵ま
たは秘密乱数）を含む必要がある。説明のために、この
秘密値はその値を見つけるための試し尽くし攻撃を防止
するのに十分な独立したビット、たとえば１２８ビット
を有するものとする。しかし、本発明はこの秘密値につ
いて特定のビット数を企図しない。
タとして図の鍵ブロック１１０のような長い平文ブロッ
クを有する。一般に、鍵ブロック１１０は対称暗号化鍵
など任意の所望のデータで構成することができる。しか
し、鍵ブロック１１０は、試し尽くされるのを防ぎ、敵
対者が後述するマスキング・プロシージャを逆にたどる
のを防ぐ十分な長さの秘密値（たとえば秘密ＤＥＳ鍵ま
たは秘密乱数）を含む必要がある。説明のために、この
秘密値はその値を見つけるための試し尽くし攻撃を防止
するのに十分な独立したビット、たとえば１２８ビット
を有するものとする。しかし、本発明はこの秘密値につ
いて特定のビット数を企図しない。
【００１１】鍵ブロック１１０は、（たとえば上位ビッ
トをゼロに設定するなど）暗号化プロセスに必要な特定
の固定ビットまたは（たとえば区切りバイトの使用な
ど）構文解析アルゴリズムに必要な特定の固定ビットを
含むこともできる。しかし、鍵ブロック１１０は、非可
鍛性のために使用する他の固定または予測可能ビットも
含むことが好ましい。これらのビットを使用して、鍵ブ
ロックが正しく復元されたことを検証することができ
る。
トをゼロに設定するなど）暗号化プロセスに必要な特定
の固定ビットまたは（たとえば区切りバイトの使用な
ど）構文解析アルゴリズムに必要な特定の固定ビットを
含むこともできる。しかし、鍵ブロック１１０は、非可
鍛性のために使用する他の固定または予測可能ビットも
含むことが好ましい。これらのビットを使用して、鍵ブ
ロックが正しく復元されたことを検証することができ
る。
【００１２】図５に、鍵ブロック１１０の形式として可
能な形式を示す。鍵ブロック１１０は、復元プロセスを
検証するための固定情報が入った第１のフィールド５０
１と、対称暗号化鍵または受信者に伝達するその他の秘
密情報が入った第２のフィールド５０２と、平文ブロッ
クの暗号化のたびに増加する（５０５）カウンタ５０４
からのカウントが入った任意選択の第３のフィールド５
０３を含む。
能な形式を示す。鍵ブロック１１０は、復元プロセスを
検証するための固定情報が入った第１のフィールド５０
１と、対称暗号化鍵または受信者に伝達するその他の秘
密情報が入った第２のフィールド５０２と、平文ブロッ
クの暗号化のたびに増加する（５０５）カウンタ５０４
からのカウントが入った任意選択の第３のフィールド５
０３を含む。
【００１３】カウント・フィールド５０３によって、鍵
ブロック１１０は平文ブロックの暗号化ごとに確実に固
有のものになる。同様の目的のためにランダムに生成さ
れた数値を使用することもできるが、カウントを使用す
ることによって同じ鍵ブロック１１０が決定論的に防止
される。それに対して、乱数は同じ鍵ブロックを防ぐ確
率を提供するに過ぎない。鍵ブロック１１０自体にカウ
ントを持たせる代わりに、後述するように、マスキング
変換が任意選択で依存する鍵ブロックの外部にある付加
データ・フィールドにカウントを挿入することもでき
る。
ブロック１１０は平文ブロックの暗号化ごとに確実に固
有のものになる。同様の目的のためにランダムに生成さ
れた数値を使用することもできるが、カウントを使用す
ることによって同じ鍵ブロック１１０が決定論的に防止
される。それに対して、乱数は同じ鍵ブロックを防ぐ確
率を提供するに過ぎない。鍵ブロック１１０自体にカウ
ントを持たせる代わりに、後述するように、マスキング
変換が任意選択で依存する鍵ブロックの外部にある付加
データ・フィールドにカウントを挿入することもでき
る。
【００１４】図１を再び参照すると、暗号化プロシージ
ャ１００において鍵ブロック１１０はまず「マスク」さ
れる。すなわち、マスキング・プロシージャ１２０を使
用して同じサイズのマスクされた鍵ブロック１３０に変
換される。マスキング・プロシージャ１２０の詳細につ
いては後述するが、マスキング・プロシージャは以下の
暗号文特性を有するように定義された可逆変換である。 １．マスクされた鍵ブロック１３０の各ビットは、鍵ブ
ロック１１０内の１つ１つのすべてのビットの関数であ
る（すなわち強力なシンボル間独立性がある）。 ２．（敵対者がマスクされた鍵ブロックの未知のビット
を試し尽くすことができる場合を除き）マスクされた鍵
ブロック１３０内のすべてのビットがわかっているかま
たは入手可能でない限り、鍵ブロック１１０内のどのビ
ットも判別することができない。
ャ１００において鍵ブロック１１０はまず「マスク」さ
れる。すなわち、マスキング・プロシージャ１２０を使
用して同じサイズのマスクされた鍵ブロック１３０に変
換される。マスキング・プロシージャ１２０の詳細につ
いては後述するが、マスキング・プロシージャは以下の
暗号文特性を有するように定義された可逆変換である。 １．マスクされた鍵ブロック１３０の各ビットは、鍵ブ
ロック１１０内の１つ１つのすべてのビットの関数であ
る（すなわち強力なシンボル間独立性がある）。 ２．（敵対者がマスクされた鍵ブロックの未知のビット
を試し尽くすことができる場合を除き）マスクされた鍵
ブロック１３０内のすべてのビットがわかっているかま
たは入手可能でない限り、鍵ブロック１１０内のどのビ
ットも判別することができない。
【００１５】上記の特性を有するマスキング・プロシー
ジャ１２０によって生成されたマスクされた鍵ブロック
１３０は、鍵の長さが試し尽くし型の攻撃を抑止するの
に十分な長さである限り、その任意の一部を暗号化する
ことによって保護することができる。
ジャ１２０によって生成されたマスクされた鍵ブロック
１３０は、鍵の長さが試し尽くし型の攻撃を抑止するの
に十分な長さである限り、その任意の一部を暗号化する
ことによって保護することができる。
【００１６】次に、マスクされた鍵ブロック１３０の一
部１３１を、暗号化鍵１４１を有する暗号化プロシージ
ャ１４０を使用して暗号化し、暗号文ブロック１５０の
暗号化部分１５１を生成する。暗号化プロシージャ１４
０は、１６０ビット程度の鍵（および暗号化ブロック）
サイズを有する楕円曲線プロシージャなどの公開鍵プロ
シージャであることが好ましい。使用する楕円曲線プロ
シージャの詳細は本発明の一部を形成しないが、上記で
引用した参考資料に記載されている。楕円曲線プロシー
ジャは、そのブロック・サイズの割合に暗号強度が高い
ためきわめて好ましいが、一般には、暗号化プロシージ
ャ１４０の代わりに他のどのような公開鍵プロシージャ
またはＤＥＳなどの秘密鍵プロシージャでも使用するこ
とができる。
部１３１を、暗号化鍵１４１を有する暗号化プロシージ
ャ１４０を使用して暗号化し、暗号文ブロック１５０の
暗号化部分１５１を生成する。暗号化プロシージャ１４
０は、１６０ビット程度の鍵（および暗号化ブロック）
サイズを有する楕円曲線プロシージャなどの公開鍵プロ
シージャであることが好ましい。使用する楕円曲線プロ
シージャの詳細は本発明の一部を形成しないが、上記で
引用した参考資料に記載されている。楕円曲線プロシー
ジャは、そのブロック・サイズの割合に暗号強度が高い
ためきわめて好ましいが、一般には、暗号化プロシージ
ャ１４０の代わりに他のどのような公開鍵プロシージャ
またはＤＥＳなどの秘密鍵プロシージャでも使用するこ
とができる。
【００１７】暗号文ブロックの残りの部分１５２は、マ
スクされた平文ブロック１３０の対応する部分１３２か
ら、それを暗号化せずに単純に取ることができる。ある
いは、マスクされた鍵ブロック１３０の残りの部分１３
２の全部または一部を、１つまたは複数の鍵と１つまた
は複数の暗号化アルゴリズムを使用して、１つまたは複
数のブロックまたは部分として暗号化することもでき
る。やはり、１つまたは複数の鍵と１つまたは複数の暗
号化アルゴリズムを使用して、暗号化パイプラインに従
って同じデータを多様に暗号化することもできる。
スクされた平文ブロック１３０の対応する部分１３２か
ら、それを暗号化せずに単純に取ることができる。ある
いは、マスクされた鍵ブロック１３０の残りの部分１３
２の全部または一部を、１つまたは複数の鍵と１つまた
は複数の暗号化アルゴリズムを使用して、１つまたは複
数のブロックまたは部分として暗号化することもでき
る。やはり、１つまたは複数の鍵と１つまたは複数の暗
号化アルゴリズムを使用して、暗号化パイプラインに従
って同じデータを多様に暗号化することもできる。
【００１８】図２にマスキング・プロシージャ１２０を
示す。マスキング・プロシージャはまず、鍵ブロック１
１０を第１の部分２０２（部分Ａ）と第２の部分２０４
（部分Ｂ）に分割する。図では部分Ａを部分Ｂの左側に
図示してあるが、この２つの部分にビットを割り当てる
他のどのような方式も使用することができる。ビットの
順序と場所は重要ではない。部分Ａ（２０２）およびＢ
（２０４）の長さは等しくても異なっていてもよい。し
かし、部分２０２、２０４の長さを等しくするかまたは
ほぼ等しくすればセキュリティ上有利である。
示す。マスキング・プロシージャはまず、鍵ブロック１
１０を第１の部分２０２（部分Ａ）と第２の部分２０４
（部分Ｂ）に分割する。図では部分Ａを部分Ｂの左側に
図示してあるが、この２つの部分にビットを割り当てる
他のどのような方式も使用することができる。ビットの
順序と場所は重要ではない。部分Ａ（２０２）およびＢ
（２０４）の長さは等しくても異なっていてもよい。し
かし、部分２０２、２０４の長さを等しくするかまたは
ほぼ等しくすればセキュリティ上有利である。
【００１９】部分２０２、２０４のうちの少なくとも１
つに、秘密鍵または秘密乱数などの秘密値が含まれてい
るものとする。しかし、この秘密値は、一部を部分２０
２に一部を部分２０４に分けることできる。
つに、秘密鍵または秘密乱数などの秘密値が含まれてい
るものとする。しかし、この秘密値は、一部を部分２０
２に一部を部分２０４に分けることできる。
【００２０】一般に、マスキング・プロシージャ１２０
は以下のステップを含む。 １．部分Ａ（２０２）を部分Ｂ（２０４）でマスクして
中間段階の部分Ａ（２１２）を生成する。 ２．部分Ｂ（２０４）をその中間段階の部分Ａ（２１
２）でマスクしてマスクされた部分Ｂ（２２０）を生成
する。 ３．中間段階の部分Ａ（２１２）をマスクされた部分Ｂ
（２２０）でマスクして最終的なマスクされた部分Ａ
（２２８）を生成する。 ４．任意選択により、所望の場合または必要な場合はマ
スキングをさらに繰り返す（図示せず）。
は以下のステップを含む。 １．部分Ａ（２０２）を部分Ｂ（２０４）でマスクして
中間段階の部分Ａ（２１２）を生成する。 ２．部分Ｂ（２０４）をその中間段階の部分Ａ（２１
２）でマスクしてマスクされた部分Ｂ（２２０）を生成
する。 ３．中間段階の部分Ａ（２１２）をマスクされた部分Ｂ
（２２０）でマスクして最終的なマスクされた部分Ａ
（２２８）を生成する。 ４．任意選択により、所望の場合または必要な場合はマ
スキングをさらに繰り返す（図示せず）。
【００２１】マスクされた鍵ブロック１３０内の各ビッ
トを（マスクされていない）鍵ブロック１１０内の各ブ
ロックの関数にするには、マスキングを３回繰り返す必
要がある。適切に行われたマスキングの３回の繰り返し
は、マスクされた鍵ブロック１３０内の各ビットを元の
鍵ブロック１１０内の各ビットに依存させるのにも十分
であるはずである。これによって完全なシンボル間依存
性が得られる。
トを（マスクされていない）鍵ブロック１１０内の各ブ
ロックの関数にするには、マスキングを３回繰り返す必
要がある。適切に行われたマスキングの３回の繰り返し
は、マスクされた鍵ブロック１３０内の各ビットを元の
鍵ブロック１１０内の各ビットに依存させるのにも十分
であるはずである。これによって完全なシンボル間依存
性が得られる。
【００２２】以下に、マスキング・プロシージャについ
て詳述する。マスキング・プロシージャ１２０は、第１
の生成関数（Ｇ１）２０６を使用して部分Ｂ（２０４）
について第１のマスク値２０８（マスク１）を算出す
る。マスク１（２０８）の長さは部分Ａ（２０２）の長
さと等しい。
て詳述する。マスキング・プロシージャ１２０は、第１
の生成関数（Ｇ１）２０６を使用して部分Ｂ（２０４）
について第１のマスク値２０８（マスク１）を算出す
る。マスク１（２０８）の長さは部分Ａ（２０２）の長
さと等しい。
【００２３】次にマスク１（２０８）を部分Ａ（２０
２）と結合して（２１０）中間段階の部分Ａ（２１２）
を生成する。この結合演算２１０は、図のように排他的
論理和（ＸＯＲ）、すなわちビット単位のモジュロ２加
算とすることができる。具体的には、結合演算２１０
は、ｎビット・ブロックに対するモジュロ加算など、任
意の可逆演算を含むことができる。
２）と結合して（２１０）中間段階の部分Ａ（２１２）
を生成する。この結合演算２１０は、図のように排他的
論理和（ＸＯＲ）、すなわちビット単位のモジュロ２加
算とすることができる。具体的には、結合演算２１０
は、ｎビット・ブロックに対するモジュロ加算など、任
意の可逆演算を含むことができる。
【００２４】次に、第２の生成関数２１４（Ｇ２）を使
用して中間段階の部分Ａ（２１２）について第２のマス
ク値２１６（マスク２）を計算する。マスク２（２１
６）の長さは部分Ｂ（２０４）の長さに等しい。マスク
２（２１６）と部分Ｂ（２０４）との排他的論理和（２
１８）をとって、マスクされた部分Ｂ（２２０）を生成
する。
用して中間段階の部分Ａ（２１２）について第２のマス
ク値２１６（マスク２）を計算する。マスク２（２１
６）の長さは部分Ｂ（２０４）の長さに等しい。マスク
２（２１６）と部分Ｂ（２０４）との排他的論理和（２
１８）をとって、マスクされた部分Ｂ（２２０）を生成
する。
【００２５】最後に、マスクされた部分Ｂ（２０４）に
ついて第３の生成関数２２２（Ｇ３）を使用して第３の
マスク値２２４（マスク３）を計算する。マスク３（２
２４）の長さは部分Ａ（２０２）の長さと等しい。マス
ク３（２２４）と中間段階の部分Ａ（２１２）との排他
的論理和（２２６）をとって、最終的なマスクされた部
分Ａ（２２８）を生成する。
ついて第３の生成関数２２２（Ｇ３）を使用して第３の
マスク値２２４（マスク３）を計算する。マスク３（２
２４）の長さは部分Ａ（２０２）の長さと等しい。マス
ク３（２２４）と中間段階の部分Ａ（２１２）との排他
的論理和（２２６）をとって、最終的なマスクされた部
分Ａ（２２８）を生成する。
【００２６】生成関数Ｇ１〜Ｇ３のそれぞれは、ｍビッ
トの入力値からｎビットの出力値を計算する暗号文片方
向関数である（ただしｍおよびｎは生成関数への入力変
数である）。暗号で従来使用される意味の「片方向」関
数とは、その逆関数によってその関数のほとんどどのよ
うな出力値も計算することができない関数を意味する。
生成関数Ｇ１〜Ｇ３の可能な一実施態様は、FIPS Publi
caion 180-1セキュア・ハッシュ規格（ＳＨＳ）に記載
されているＮＩＳＴセキュア・ハッシュ・アルゴリズム
・リビジョン１（ＳＨＡ−１）、R.L.Revest「The MD5
Message DigestAlgorithm」(RFC 1321, Apr. 1992）に
記載されているＲＳＡメッセージ・ダイジェスト・アル
ゴリズム５（ＭＤ５）、またはブラクトル等の米国特許
第４９０８８６１号に記載されているＩＢＭ修正検出コ
ード・アルゴリズム（ＭＤＣ−２／４）などの強力な暗
号ハッシュ関数Ｈを使用することであろう。
トの入力値からｎビットの出力値を計算する暗号文片方
向関数である（ただしｍおよびｎは生成関数への入力変
数である）。暗号で従来使用される意味の「片方向」関
数とは、その逆関数によってその関数のほとんどどのよ
うな出力値も計算することができない関数を意味する。
生成関数Ｇ１〜Ｇ３の可能な一実施態様は、FIPS Publi
caion 180-1セキュア・ハッシュ規格（ＳＨＳ）に記載
されているＮＩＳＴセキュア・ハッシュ・アルゴリズム
・リビジョン１（ＳＨＡ−１）、R.L.Revest「The MD5
Message DigestAlgorithm」(RFC 1321, Apr. 1992）に
記載されているＲＳＡメッセージ・ダイジェスト・アル
ゴリズム５（ＭＤ５）、またはブラクトル等の米国特許
第４９０８８６１号に記載されているＩＢＭ修正検出コ
ード・アルゴリズム（ＭＤＣ−２／４）などの強力な暗
号ハッシュ関数Ｈを使用することであろう。
【００２７】以下の例では、１２８ビットのハッシュ値
を生成するＭＤ５をハッシュ関数Ｈに使用するものとす
る。簡略化するための前提として、部分２０２および２
０４の長さは１２８ビット（１６バイト）の倍数である
ものとする。さらに、説明のために、部分Ａ（２０２）
は３つの１６バイト・ブロックから成り、部分Ｂ（２０
４）は２つの１６バイト・ブロックから成るものとす
る。
を生成するＭＤ５をハッシュ関数Ｈに使用するものとす
る。簡略化するための前提として、部分２０２および２
０４の長さは１２８ビット（１６バイト）の倍数である
ものとする。さらに、説明のために、部分Ａ（２０２）
は３つの１６バイト・ブロックから成り、部分Ｂ（２０
４）は２つの１６バイト・ブロックから成るものとす
る。
【００２８】図３を参照すると、第１のマスク値２０８
（マスク１）は以下のようにして関数Ｇ１（２０６）を
使用して計算される。 １．固有値３０２（値１）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３０８）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１４（Ｘ１）を得る。 ２．固有値３０４（値２）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３１０）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１６（Ｘ２）を得る。 ３．固有値３０６（値３）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３１２）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１８（Ｘ３）を得る。
（マスク１）は以下のようにして関数Ｇ１（２０６）を
使用して計算される。 １．固有値３０２（値１）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３０８）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１４（Ｘ１）を得る。 ２．固有値３０４（値２）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３１０）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１６（Ｘ２）を得る。 ３．固有値３０６（値３）を部分Ｂ（２０４）と連結
し、その結果値をＨ（３１２）を使用してハッシュして
１２８ビットの値３１８（Ｘ３）を得る。
【００２９】マスク１（２０８）は、値３１４、３１
６、３１８（Ｘ１〜Ｘ３）の連結として定義される。マ
スク１（２０８）の長さは、それとの排他的論理和をと
るために使用した部分Ａ（２０２）の長さと同じ３×１
６＝４８バイトである。
６、３１８（Ｘ１〜Ｘ３）の連結として定義される。マ
スク１（２０８）の長さは、それとの排他的論理和をと
るために使用した部分Ａ（２０２）の長さと同じ３×１
６＝４８バイトである。
【００３０】図４を参照すると、関数Ｇ２（２１４）を
使用して以下のように第２のマスク値２１６（マスク
２）を計算する。 １．固有値４０２（値４）を中間段階の部分Ａ（２１
２）と連結し、その結果値をＨ（４０６）を使用してハ
ッシュして１２８ビットの値４１０（Ｘ４）を得る。 ２．固有値４０４（値５）を中間段階の部分Ａ（２１
２）と連結し、その結果値をＨ（４０８）を使用してハ
ッシュして１２８ビットの値４１２（Ｘ５）を得る。
使用して以下のように第２のマスク値２１６（マスク
２）を計算する。 １．固有値４０２（値４）を中間段階の部分Ａ（２１
２）と連結し、その結果値をＨ（４０６）を使用してハ
ッシュして１２８ビットの値４１０（Ｘ４）を得る。 ２．固有値４０４（値５）を中間段階の部分Ａ（２１
２）と連結し、その結果値をＨ（４０８）を使用してハ
ッシュして１２８ビットの値４１２（Ｘ５）を得る。
【００３１】マスク２（２１６）は、値４１０、４１２
（Ｘ４〜Ｘ５）の連結として定義される。マスク２（２
１６）の長さは、それとの排他的論理和をとった部分Ｂ
（２０４）の長さと同じ２×１６＝３２バイトである。
（Ｘ４〜Ｘ５）の連結として定義される。マスク２（２
１６）の長さは、それとの排他的論理和をとった部分Ｂ
（２０４）の長さと同じ２×１６＝３２バイトである。
【００３２】図の実施例では、関数Ｇ３（２２２）は関
数Ｇ１（２０６）と同じであり、この２つの関数の唯一
の相違は、関数Ｇ３がその入力値をマスクされていない
部分Ｂ（２０４）ではなくマスクされた部分Ｂ（２２
０）から受け取ることである。これは単に実施の効率の
ために過ぎないが、一般には、Ｇ３はＧ１とは異なる。
また、関数Ｇ２は関数Ｇ１およびＧ３とは異なるが、こ
れは部分２０２と２０４の長さが異なるために過ぎな
い。２つの部分の長さが同じであれば、これらの関数Ｇ
１〜Ｇ３はすべて同じとなることができる。
数Ｇ１（２０６）と同じであり、この２つの関数の唯一
の相違は、関数Ｇ３がその入力値をマスクされていない
部分Ｂ（２０４）ではなくマスクされた部分Ｂ（２２
０）から受け取ることである。これは単に実施の効率の
ために過ぎないが、一般には、Ｇ３はＧ１とは異なる。
また、関数Ｇ２は関数Ｇ１およびＧ３とは異なるが、こ
れは部分２０２と２０４の長さが異なるために過ぎな
い。２つの部分の長さが同じであれば、これらの関数Ｇ
１〜Ｇ３はすべて同じとなることができる。
【００３３】値３０２〜３０６および４０２〜４０４は
互いに異なるが、関数Ｇ１〜Ｇ３のそれぞれの呼出しに
ついて同じままとすることができる。あるいは、増分カ
ウンタまたはその他の適合する機構を使用して、生成関
数のそれぞれの連続した呼出しごとにこれらの値のそれ
ぞれを変更することもできる。
互いに異なるが、関数Ｇ１〜Ｇ３のそれぞれの呼出しに
ついて同じままとすることができる。あるいは、増分カ
ウンタまたはその他の適合する機構を使用して、生成関
数のそれぞれの連続した呼出しごとにこれらの値のそれ
ぞれを変更することもできる。
【００３４】部分２０２または２０４の値がハッシュ関
数Ｈの長さ（上記の例では１６バイト）の倍数でない場
合、（１）ハッシュ関数Ｈの長さの倍数であり、（２）
マスクしようとするデータより長いマスク値を計算す
る。その場合、マスクの一部と入力データとの排他的論
理和をとる。データをハッシュする前に入力データの埋
込みが必要な場合もある。しかし、これは生成関数の設
計には実質的影響を与えない。
数Ｈの長さ（上記の例では１６バイト）の倍数でない場
合、（１）ハッシュ関数Ｈの長さの倍数であり、（２）
マスクしようとするデータより長いマスク値を計算す
る。その場合、マスクの一部と入力データとの排他的論
理和をとる。データをハッシュする前に入力データの埋
込みが必要な場合もある。しかし、これは生成関数の設
計には実質的影響を与えない。
【００３５】図６に、暗号文ブロック１５０から元の鍵
ブロックを復元するために使用するプロシージャ６００
を示す。プロシージャ６００は、復号プロシージャ６１
０を使用して暗号文ブロック１５０の暗号化部分１５１
を復号して、再生されたマスクされた鍵ブロック６２０
の第１の部分６２１を生成する。復号プロシージャ６１
０は、暗号化プロシージャ１４０の逆に過ぎない。暗号
化プロシージャ１４０が公開暗号化鍵１４１を有する公
開鍵プロシージャである場合、復号プロシージャ６１０
は、受信者だけが知っている対応する秘密復号鍵６１１
を有する。暗号化プロシージャ１４０が対称プロシージ
ャの場合、復号鍵６１１は（秘密）暗号化鍵１４１と同
じである。再生されたマスクされた鍵ブロック６２０の
残りの部分６２２は、暗号文ブロック１５０の残りの部
分１５２から変更なしに単純に取り出される。次にマス
ク解除プロシージャ６３０によって、再生されたマスク
された鍵ブロック６２０を、元の鍵ブロック１１０と一
致するマスク解除された鍵ブロック６４０に変換する。
ブロックを復元するために使用するプロシージャ６００
を示す。プロシージャ６００は、復号プロシージャ６１
０を使用して暗号文ブロック１５０の暗号化部分１５１
を復号して、再生されたマスクされた鍵ブロック６２０
の第１の部分６２１を生成する。復号プロシージャ６１
０は、暗号化プロシージャ１４０の逆に過ぎない。暗号
化プロシージャ１４０が公開暗号化鍵１４１を有する公
開鍵プロシージャである場合、復号プロシージャ６１０
は、受信者だけが知っている対応する秘密復号鍵６１１
を有する。暗号化プロシージャ１４０が対称プロシージ
ャの場合、復号鍵６１１は（秘密）暗号化鍵１４１と同
じである。再生されたマスクされた鍵ブロック６２０の
残りの部分６２２は、暗号文ブロック１５０の残りの部
分１５２から変更なしに単純に取り出される。次にマス
ク解除プロシージャ６３０によって、再生されたマスク
された鍵ブロック６２０を、元の鍵ブロック１１０と一
致するマスク解除された鍵ブロック６４０に変換する。
【００３６】図７に、マスク解除プロシージャ６３０を
示す。これはマスキング・プロシージャ１２０の逆に過
ぎない。プロシージャ６３０はまず、再生されたマスク
された鍵ブロック６２０を、部分２０２および２０４
（図２）とそれぞれ長さが対応するマスクされた部分Ａ
（７０２）と部分Ｂ（７０４）とに分割する。プロシー
ジャ６３０は次に、生成関数Ｇ３（７０６）を使用し
て、マスクされた部分Ｂ（７０４）からマスク３（７０
８）を再生する。次に、マスク３（７０８）をマスクさ
れた部分Ａ（７０２）と結合して（７１０）中間段階の
部分Ａ（７１２）を再生する。次に、生成関数Ｇ２（７
１４）を使用して中間段階の部分Ａ（７１２）からマス
ク２（７１６）を生成する。マスク２（７１６）をマス
クされた部分Ｂ（７０４）と結合して（７１８）、元の
部分Ｂ（７２０）を再生する。最後に、生成関数Ｇ１
（７２２）を使用して元の部分Ｂ（７２０）からマスク
１（７２４）を生成する。マスク１（７２４）を中間段
階の部分Ａ（７１２）と結合して（７２６）、最終的な
マスク解除された部分Ａ（７２８）を生成する。
示す。これはマスキング・プロシージャ１２０の逆に過
ぎない。プロシージャ６３０はまず、再生されたマスク
された鍵ブロック６２０を、部分２０２および２０４
（図２）とそれぞれ長さが対応するマスクされた部分Ａ
（７０２）と部分Ｂ（７０４）とに分割する。プロシー
ジャ６３０は次に、生成関数Ｇ３（７０６）を使用し
て、マスクされた部分Ｂ（７０４）からマスク３（７０
８）を再生する。次に、マスク３（７０８）をマスクさ
れた部分Ａ（７０２）と結合して（７１０）中間段階の
部分Ａ（７１２）を再生する。次に、生成関数Ｇ２（７
１４）を使用して中間段階の部分Ａ（７１２）からマス
ク２（７１６）を生成する。マスク２（７１６）をマス
クされた部分Ｂ（７０４）と結合して（７１８）、元の
部分Ｂ（７２０）を再生する。最後に、生成関数Ｇ１
（７２２）を使用して元の部分Ｂ（７２０）からマスク
１（７２４）を生成する。マスク１（７２４）を中間段
階の部分Ａ（７１２）と結合して（７２６）、最終的な
マスク解除された部分Ａ（７２８）を生成する。
【００３７】結合演算７１０、７１８、および７２６は
それぞれ、マスキング・プロシージャ１２０の演算２２
６、２１８、および２１０の逆になるように構成されて
いる。マスキング・プロシージャ１２０における結合演
算がＸＯＲ演算である図の実施例では、その逆の結合演
算７１０、７１８、および７２６もＸＯＲ演算である。
それぞれ、マスキング・プロシージャ１２０の演算２２
６、２１８、および２１０の逆になるように構成されて
いる。マスキング・プロシージャ１２０における結合演
算がＸＯＲ演算である図の実施例では、その逆の結合演
算７１０、７１８、および７２６もＸＯＲ演算である。
【００３８】本実施例のように関数Ｇ１とＧ３が同じ場
合、マスク解除プロシージャ６３０（図６〜図７）はマ
スキング・プロシージャ１２０（図１〜図４）と同じで
ある。すなわち、マスキング・プロシージャ１２０を２
回適用することによって、元の出力が得られる。しか
し、これは特殊な場合であって、一般にはマスキング・
プロシージャ１２０は逆のマスク解除プロシージャ６３
０と異なることがある。
合、マスク解除プロシージャ６３０（図６〜図７）はマ
スキング・プロシージャ１２０（図１〜図４）と同じで
ある。すなわち、マスキング・プロシージャ１２０を２
回適用することによって、元の出力が得られる。しか
し、これは特殊な場合であって、一般にはマスキング・
プロシージャ１２０は逆のマスク解除プロシージャ６３
０と異なることがある。
【００３９】制御情報、初期設定ベクトルまたはカウン
トなど、鍵に関連づけたり結合したりしたいデータがあ
るが、鍵ブロック自体には入れておきたくない状況が存
在する場合がある。これは、平文ブロックを分割した部
分のうちの１つに当該データまたは当該データのハッシ
ュを付加し、その拡張部分についてマスク値を計算する
ことによって行うことができる。それ以外は、この方法
は前述の通りである。
トなど、鍵に関連づけたり結合したりしたいデータがあ
るが、鍵ブロック自体には入れておきたくない状況が存
在する場合がある。これは、平文ブロックを分割した部
分のうちの１つに当該データまたは当該データのハッシ
ュを付加し、その拡張部分についてマスク値を計算する
ことによって行うことができる。それ以外は、この方法
は前述の通りである。
【００４０】図８に、部分Ｂ（２０４）を付加データ・
フィールド８０１（「その他のデータ」）に連結して拡
張された部分Ｂ（２０４'）を生成することによって修
正されたマスク１（２０８'）を計算する修正されたマ
スキング・プロシージャ１２０'を示す。付加データ・
フィールド８０１は制御情報、初期設定ベクトル、連続
した暗号化ごとに増加するカウント、または受信者が使
用可能なその他の情報または受信者が作成可能なその他
の情報に基づく。付加データ・フィールド８０１には、
未修正形式の情報を入れるか、またはそのような情報の
ハッシュ関数に基づくことができる。付加データ・フィ
ールド８０１は部分Ｂ（２０４）の右に付加されるよう
に図示されているが、多くの場合に好ましいことである
が、部分Ｂの左に付加することもできる。拡張された部
分Ｂ（２０４'）に応答して、修正された関数Ｇ１（２
０６'）は、修正されたマスク１（２０８'）を生成し、
それが部分Ａ（２０４）と結合されて（２１０）、修正
された中間段階の部分Ａ（２１２'）が生成される。
フィールド８０１（「その他のデータ」）に連結して拡
張された部分Ｂ（２０４'）を生成することによって修
正されたマスク１（２０８'）を計算する修正されたマ
スキング・プロシージャ１２０'を示す。付加データ・
フィールド８０１は制御情報、初期設定ベクトル、連続
した暗号化ごとに増加するカウント、または受信者が使
用可能なその他の情報または受信者が作成可能なその他
の情報に基づく。付加データ・フィールド８０１には、
未修正形式の情報を入れるか、またはそのような情報の
ハッシュ関数に基づくことができる。付加データ・フィ
ールド８０１は部分Ｂ（２０４）の右に付加されるよう
に図示されているが、多くの場合に好ましいことである
が、部分Ｂの左に付加することもできる。拡張された部
分Ｂ（２０４'）に応答して、修正された関数Ｇ１（２
０６'）は、修正されたマスク１（２０８'）を生成し、
それが部分Ａ（２０４）と結合されて（２１０）、修正
された中間段階の部分Ａ（２１２'）が生成される。
【００４１】修正されたマスキング・プロシージャ１２
０'の残りの部分は、（修正された入力値を受け取る以
外は）図２に図示するマスキング・プロシージャ１２０
と同じであり、したがって図示していない。この修正さ
れたマスキング・プロシージャ１２０'に対応するマス
ク解除プロシージャはマスク解除プロシージャ６３０と
同様であるが、付加データ・フィールド８０１を考慮に
入れるための適切な修正が加えられる。
０'の残りの部分は、（修正された入力値を受け取る以
外は）図２に図示するマスキング・プロシージャ１２０
と同じであり、したがって図示していない。この修正さ
れたマスキング・プロシージャ１２０'に対応するマス
ク解除プロシージャはマスク解除プロシージャ６３０と
同様であるが、付加データ・フィールド８０１を考慮に
入れるための適切な修正が加えられる。
【００４２】図８に示す修正されたマスキング・プロシ
ージャ１２０'では、マスキング値を付加データ・フィ
ールド８０１に依存させるように修正されているのは最
初のマスキング段階（部分Ｂを使用して部分Ａをマスク
する）である。しかし、別法として、または追加とし
て、それに続く２つのマスキング段階のいずれか一方あ
るいは両方を、付加データ・フィールド８０１を使用す
るように修正することもできる。したがって、元のブロ
ック部分を付加データ・フィールドと連結することによ
って作成された拡張鍵ブロック部分に依存するように、
生成関数Ｇ２（２１４）およびＧ３（２２２）のいずれ
か一方または両方を修正することができる。前者の場
合、付加データ・フィールド８０１は部分Ｂではなく部
分Ａと連結されて、関数Ｇ２への入力値を供給すること
になる。
ージャ１２０'では、マスキング値を付加データ・フィ
ールド８０１に依存させるように修正されているのは最
初のマスキング段階（部分Ｂを使用して部分Ａをマスク
する）である。しかし、別法として、または追加とし
て、それに続く２つのマスキング段階のいずれか一方あ
るいは両方を、付加データ・フィールド８０１を使用す
るように修正することもできる。したがって、元のブロ
ック部分を付加データ・フィールドと連結することによ
って作成された拡張鍵ブロック部分に依存するように、
生成関数Ｇ２（２１４）およびＧ３（２２２）のいずれ
か一方または両方を修正することができる。前者の場
合、付加データ・フィールド８０１は部分Ｂではなく部
分Ａと連結されて、関数Ｇ２への入力値を供給すること
になる。
【００４３】この修正は、マスクされた鍵ブロック１３
０が、元の鍵ブロック１１０だけでなく付加データ・フ
ィールド８０１内の余分のデータ（またはそのようなデ
ータのハッシュ）の関数でもあるという利点を有する。
しかし、この余分のデータは鍵ブロック１１０自体の一
部ではなく、したがってマスクされない。
０が、元の鍵ブロック１１０だけでなく付加データ・フ
ィールド８０１内の余分のデータ（またはそのようなデ
ータのハッシュ）の関数でもあるという利点を有する。
しかし、この余分のデータは鍵ブロック１１０自体の一
部ではなく、したがってマスクされない。
【００４４】前述のように、鍵ブロック１１０と付加デ
ータ・フィールド８０１のいずれか一方（または両方）
が、平文ブロックの暗号化ごとに固有でなければならな
い。これは、鍵ブロック１１０または付加データ・フィ
ールド８０１に固有のカウントを挿入するか、または前
述のようにタイム・スタンプ、乱数、またはその他の機
構を使用することによって実現することができる。
ータ・フィールド８０１のいずれか一方（または両方）
が、平文ブロックの暗号化ごとに固有でなければならな
い。これは、鍵ブロック１１０または付加データ・フィ
ールド８０１に固有のカウントを挿入するか、または前
述のようにタイム・スタンプ、乱数、またはその他の機
構を使用することによって実現することができる。
【００４５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４６】（１）平文ブロックよりも小さいブロック
・サイズを有するブロック暗号化プロシージャを使用し
て前記平文データ・ブロックを暗号化する方法であっ
て、マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブ
ロックの１つ１つのビットに依存するように定義された
所定の可逆変換を使用して前記平文ブロックを前記マス
クされた平文ブロックに変換するステップと、前記暗号
化プロシージャを使用して前記ブロック・サイズを有す
る前記マスクされた平文ブロックの一部を暗号化して、
前記マスクされた平文ブロックの暗号化された部分を生
成するステップと、前記マスクされた平文ブロックの前
記暗号化された部分と前記マスクされた平文ブロックの
残りの部分とから暗号文ブロックを生成するステップと
を含む方法。 （２）前記暗号文ブロックを受信者に送信するステップ
をさらに含む、上記（１）に記載の方法。 （３）前記暗号文ブロックが前記マスクされた平文ブロ
ックの残りの部分を暗号化することによって生成される
ことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （４）前記マスクされたブロックの前記残りの部分が、
前記マスクされた平文ブロックの前記一部を暗号化する
ために使用する暗号化プロシージャとは異なる暗号化プ
ロシージャを使用して暗号化されることを特徴とする、
上記（３）に記載の方法。 （５）前記マスクされた平文ブロックの残りの部分を暗
号化することなく前記平文ブロックが生成されることを
特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （６）前記平文ブロックから元の平文ブロックを復元す
るステップをさらに含む、上記（１）に記載の方法。 （７）前記復元ステップが、前記平文ブロックから前記
マスクされた平文ブロックを再生するステップを含み、
前記再生ステップは前記マスクされた平文ブロックの前
記暗号化された部分を復号するステップを含み、前記復
元ステップは、前記所定の変換を逆に行うことによっ
て、再生されたマスクされた平文ブロックから元の平文
ブロックを再生するステップを含むことを特徴とする、
上記（６）に記載の方法。 （８）前記暗号化プロシージャが、公開暗号化鍵と公開
復号鍵とを有する対称暗号化プロシージャを含むことを
特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （９）前記暗号化プロシージャが楕円曲線プロシージャ
を含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （１０）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換ステップが、前記第２の部分を使用して前
記第１の部分をマスクして中間段階の第１の部分を生成
するステップと、前記中間段階の第１の部分を使用して
前記第２の部分をマスクしてマスクされた第２の部分を
生成するステップと、前記マスクされた第２の部分を使
用して前記中間段階の第１の部分をマスクしてマスクさ
れた第１の部分を生成するステップとを含み、前記マス
クされた部分のうちの一方を使用して前記マスクされた
平文ブロックの第１の部分が生成され、前記マスクされ
た部分のうちの他方を使用して前記マスクされた平文ブ
ロックの第２の部分が生成されることを特徴とする、上
記（１）に記載の方法。 （１１）前記マスキング・ステップのうちの少なくとも
１つのステップが、前記部分のうちの一方を前記鍵ブロ
ックの外部の付加データと連結して拡張された部分を生
成するステップと、前記部分のうちの他方を前記拡張さ
れた部分を使用してマスクするステップとを含むことを
特徴とする、上記（１０）に記載の方法。 （１２）前記マスクされた第１の部分が前記マスクされ
た平文ブロックの前記第１の部分を形成し、前記マスク
された第２の部分が前記マスクされた平文ブロックの前
記第２の部分を形成することを特徴とする、上記（１
０）に記載の方法。 （１３）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換ステップが、第１の変換を使用して前記第
２の部分から第１のマスク値を生成するステップと、前
記第１のマスク値を前記第１の部分と結合して中間段階
の第１の部分を生成するステップと、第２の変換を使用
して前記中間段階の第１の部分から第２のマスク値を生
成するステップと、前記第１のマスク値を前記第２の部
分と結合してマスクされた第２の部分を生成するステッ
プと、第３の変換を使用して前記マスクされた第２の部
分から第３のマスク値を生成するステップと、前記第３
のマスク値を前記中間段階の第１の部分と結合してマス
クされた第１の部分を生成するステップとを含み、前記
マスクされた部分のうちの一方を使用して前記マスクさ
れた平文ブロックの第１の部分が生成され、前記マスク
された部分のうちの他方を使用して前記マスクされた平
文ブロックの第２の部分が生成されることを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。 （１４）前記マスク値が片方向関数を使用して生成され
ることを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記結合ステップが、モジュロ加算を使用して
ｎビットのブロックを結合することによって行われるこ
とを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１６）前記結合ステップがビット単位のモジュロ２加
算を使用して行われることを特徴とする、上記（１５）
に記載の方法。 （１７）前記マスクされた平文ブロックが前記平文ブロ
ックと任意選択の付加データに応じて生成され、前記方
法が、平文ブロックの暗号化ごとに前記平文ブロックと
任意選択の付加データのうちの少なくとも一方を固有に
修正するステップをさらに含み、前記変換ステップが前
記修正された平文ブロックに対して行われることを特徴
とする、上記（１）に記載の方法。 （１８）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックおよび任意選択の付加デ
ータから復元可能であるように定義された所定の可逆変
換を使用して、マスクされた平文ブロックを前記平文ブ
ロックと任意選択の付加データに応じて生成するステッ
プと、前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部
を前記暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文
ブロックを生成するステップと、平文ブロックの暗号化
ごとに、前記マスクされた平文ブロックの生成の前に前
記平文ブロックと前記任意選択の付加データのうちの少
なくとも一方を固有に修正するステップとを含む方法。 （１９）平文ブロックの暗号化ごとに前記マスクされた
平文ブロックの生成の前に前記平文ブロックが固有に修
正されることを特徴とする、上記（１８）に記載の方
法。 （２０）平文ブロックの暗号化ごとに前記マスクされた
平文ブロックの生成の前に前記付加データが固有に修正
されることを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２１）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとに増加するカウントを含むことを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２２）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとに異なるタイム・スタンプを含むことを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２３）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとにランダムに生成される値を含むことを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２４）平文ブロックよりも小さいブロック・サイズを
有するブロック暗号化プロシージャを使用して前記平文
データ・ブロックを暗号化する装置であって、マスクさ
れた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロックの１つ
１つのビットに依存するように定義された所定の可逆変
換を使用して前記平文ブロックを前記マスクされた平文
ブロックに変換する手段と、前記暗号化プロシージャを
使用して前記ブロック・サイズを有する前記マスクされ
た平文ブロックの一部を暗号化して、前記マスクされた
平文ブロックの暗号化された部分を生成する手段と、前
記マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分と
前記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗号
文ブロックを生成する手段とを含む装置。 （２５）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換手段が、前記第２の部分を使用して前記第
１の部分をマスクして中間段階の第１の部分を生成する
手段と、前記中間段階の第１の部分を使用して前記第２
の部分をマスクしてマスクされた第２の部分を生成する
手段と、前記マスクされた第２の部分を使用して前記中
間段階の第１の部分をマスクしてマスクされた第１の部
分を生成する手段とを含み、前記マスクされた部分のう
ちの一方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第
１の部分が生成され、前記マスクされた部分のうちの他
方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第２の部
分が生成されることを特徴とする、上記（２４）に記載
の装置。 （２６）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換手段が、第１の変換を使用して前記第２の
部分から第１のマスク値を生成する手段と、前記第１の
マスク値を前記第１の部分と結合して中間段階の第１の
部分を生成する手段と、第２の変換を使用して前記中間
段階の第１の部分から第２のマスク値を生成する手段
と、前記第１のマスク値を前記第２の部分と結合してマ
スクされた第２の部分を生成する手段と、第３の変換を
使用して前記マスクされた第２の部分から第３のマスク
値を生成する手段と、前記第３のマスク値を前記中間段
階の第１の部分と結合してマスクされた第１の部分を生
成する手段とを含み、前記マスクされた部分のうちの一
方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第１の部
分が生成され、前記マスクされた部分のうちの他方を使
用して前記マスクされた平文ブロックの第２の部分が生
成されることを特徴とする、上記（２４）に記載の装
置。 （２７）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する装置であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックおよび任意選択の付加デ
ータから復元可能であるように定義された所定の可逆変
換を使用して、マスクされた平文ブロックを前記平文ブ
ロックと任意選択の付加データに応じて生成する手段
と、前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部を
前記暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文ブ
ロックを生成する手段と、平文ブロックの暗号化ごと
に、前記マスクされた平文ブロックの生成の前に前記平
文ブロックと前記任意選択の付加データのうちの少なく
とも一方を固有に修正する手段とを含む装置。 （２８）平文ブロックより小さいブロック・サイズを有
するブロック暗号化プロシージャを使用して前記平文デ
ータ・ブロックを暗号化する方法ステップを実行するた
めに機械によって実行可能な命令のプログラムを有形に
実施する、機械によって読取り可能なプログラム記憶装
置であって、前記方法ステップは、マスクされた平文ブ
ロックの各ビットが元の平文ブロックの１つ１つのビッ
トに依存するように定義された所定の可逆変換を使用し
て前記平文ブロックを前記マスクされた平文ブロックに
変換するステップと、前記暗号化プロシージャを使用し
て前記ブロック・サイズを有する前記マスクされた平文
ブロックの一部を暗号化して、前記マスクされた平文ブ
ロックの暗号化された部分を生成するステップと、前記
マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分と前
記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗号文
ブロックを生成するステップとを含む、プログラム記憶
装置。 （２９）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法ステップを実行するために、機
械によって実行可能な命令のプログラムを有形に実施す
る、機械によって実行可能なプログラム記憶装置であっ
て、前記方法ステップは、元の平文ブロックが前記マス
クされた平文ブロックと任意選択の付加データとから復
元可能なように定義された所定の可逆変換を使用して、
前記平文ブロックおよび任意の付加データに応じてマス
クされた平文ブロックを生成するステップと、前記暗号
化プロシージャを使用して前記マスクされた平文ブロッ
クの少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロックを生成
するステップと、平文ブロックの暗号化ごとに前記マス
クされた平文ブロックの生成の前に前記平文ブロックと
前記任意選択の付加データのうちの少なくとも一方を固
有に修正するステップとを含む、プログラム記憶装置。 （３０）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックと任意選択の付加データ
とから復元可能なように定義された所定の可逆変換を使
用して前記平文ブロックと付加データに応じてマスクさ
れた平文ブロックを生成するステップと、前記暗号化プ
ロシージャを使用して前記マスクされた平文ブロックの
少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロックを生成する
ステップとを含む方法。
・サイズを有するブロック暗号化プロシージャを使用し
て前記平文データ・ブロックを暗号化する方法であっ
て、マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブ
ロックの１つ１つのビットに依存するように定義された
所定の可逆変換を使用して前記平文ブロックを前記マス
クされた平文ブロックに変換するステップと、前記暗号
化プロシージャを使用して前記ブロック・サイズを有す
る前記マスクされた平文ブロックの一部を暗号化して、
前記マスクされた平文ブロックの暗号化された部分を生
成するステップと、前記マスクされた平文ブロックの前
記暗号化された部分と前記マスクされた平文ブロックの
残りの部分とから暗号文ブロックを生成するステップと
を含む方法。 （２）前記暗号文ブロックを受信者に送信するステップ
をさらに含む、上記（１）に記載の方法。 （３）前記暗号文ブロックが前記マスクされた平文ブロ
ックの残りの部分を暗号化することによって生成される
ことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （４）前記マスクされたブロックの前記残りの部分が、
前記マスクされた平文ブロックの前記一部を暗号化する
ために使用する暗号化プロシージャとは異なる暗号化プ
ロシージャを使用して暗号化されることを特徴とする、
上記（３）に記載の方法。 （５）前記マスクされた平文ブロックの残りの部分を暗
号化することなく前記平文ブロックが生成されることを
特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （６）前記平文ブロックから元の平文ブロックを復元す
るステップをさらに含む、上記（１）に記載の方法。 （７）前記復元ステップが、前記平文ブロックから前記
マスクされた平文ブロックを再生するステップを含み、
前記再生ステップは前記マスクされた平文ブロックの前
記暗号化された部分を復号するステップを含み、前記復
元ステップは、前記所定の変換を逆に行うことによっ
て、再生されたマスクされた平文ブロックから元の平文
ブロックを再生するステップを含むことを特徴とする、
上記（６）に記載の方法。 （８）前記暗号化プロシージャが、公開暗号化鍵と公開
復号鍵とを有する対称暗号化プロシージャを含むことを
特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （９）前記暗号化プロシージャが楕円曲線プロシージャ
を含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （１０）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換ステップが、前記第２の部分を使用して前
記第１の部分をマスクして中間段階の第１の部分を生成
するステップと、前記中間段階の第１の部分を使用して
前記第２の部分をマスクしてマスクされた第２の部分を
生成するステップと、前記マスクされた第２の部分を使
用して前記中間段階の第１の部分をマスクしてマスクさ
れた第１の部分を生成するステップとを含み、前記マス
クされた部分のうちの一方を使用して前記マスクされた
平文ブロックの第１の部分が生成され、前記マスクされ
た部分のうちの他方を使用して前記マスクされた平文ブ
ロックの第２の部分が生成されることを特徴とする、上
記（１）に記載の方法。 （１１）前記マスキング・ステップのうちの少なくとも
１つのステップが、前記部分のうちの一方を前記鍵ブロ
ックの外部の付加データと連結して拡張された部分を生
成するステップと、前記部分のうちの他方を前記拡張さ
れた部分を使用してマスクするステップとを含むことを
特徴とする、上記（１０）に記載の方法。 （１２）前記マスクされた第１の部分が前記マスクされ
た平文ブロックの前記第１の部分を形成し、前記マスク
された第２の部分が前記マスクされた平文ブロックの前
記第２の部分を形成することを特徴とする、上記（１
０）に記載の方法。 （１３）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換ステップが、第１の変換を使用して前記第
２の部分から第１のマスク値を生成するステップと、前
記第１のマスク値を前記第１の部分と結合して中間段階
の第１の部分を生成するステップと、第２の変換を使用
して前記中間段階の第１の部分から第２のマスク値を生
成するステップと、前記第１のマスク値を前記第２の部
分と結合してマスクされた第２の部分を生成するステッ
プと、第３の変換を使用して前記マスクされた第２の部
分から第３のマスク値を生成するステップと、前記第３
のマスク値を前記中間段階の第１の部分と結合してマス
クされた第１の部分を生成するステップとを含み、前記
マスクされた部分のうちの一方を使用して前記マスクさ
れた平文ブロックの第１の部分が生成され、前記マスク
された部分のうちの他方を使用して前記マスクされた平
文ブロックの第２の部分が生成されることを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。 （１４）前記マスク値が片方向関数を使用して生成され
ることを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記結合ステップが、モジュロ加算を使用して
ｎビットのブロックを結合することによって行われるこ
とを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１６）前記結合ステップがビット単位のモジュロ２加
算を使用して行われることを特徴とする、上記（１５）
に記載の方法。 （１７）前記マスクされた平文ブロックが前記平文ブロ
ックと任意選択の付加データに応じて生成され、前記方
法が、平文ブロックの暗号化ごとに前記平文ブロックと
任意選択の付加データのうちの少なくとも一方を固有に
修正するステップをさらに含み、前記変換ステップが前
記修正された平文ブロックに対して行われることを特徴
とする、上記（１）に記載の方法。 （１８）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックおよび任意選択の付加デ
ータから復元可能であるように定義された所定の可逆変
換を使用して、マスクされた平文ブロックを前記平文ブ
ロックと任意選択の付加データに応じて生成するステッ
プと、前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部
を前記暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文
ブロックを生成するステップと、平文ブロックの暗号化
ごとに、前記マスクされた平文ブロックの生成の前に前
記平文ブロックと前記任意選択の付加データのうちの少
なくとも一方を固有に修正するステップとを含む方法。 （１９）平文ブロックの暗号化ごとに前記マスクされた
平文ブロックの生成の前に前記平文ブロックが固有に修
正されることを特徴とする、上記（１８）に記載の方
法。 （２０）平文ブロックの暗号化ごとに前記マスクされた
平文ブロックの生成の前に前記付加データが固有に修正
されることを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２１）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとに増加するカウントを含むことを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２２）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとに異なるタイム・スタンプを含むことを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２３）前記平文ブロックと前記任意選択の付加データ
のうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの暗号化
ごとにランダムに生成される値を含むことを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２４）平文ブロックよりも小さいブロック・サイズを
有するブロック暗号化プロシージャを使用して前記平文
データ・ブロックを暗号化する装置であって、マスクさ
れた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロックの１つ
１つのビットに依存するように定義された所定の可逆変
換を使用して前記平文ブロックを前記マスクされた平文
ブロックに変換する手段と、前記暗号化プロシージャを
使用して前記ブロック・サイズを有する前記マスクされ
た平文ブロックの一部を暗号化して、前記マスクされた
平文ブロックの暗号化された部分を生成する手段と、前
記マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分と
前記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗号
文ブロックを生成する手段とを含む装置。 （２５）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換手段が、前記第２の部分を使用して前記第
１の部分をマスクして中間段階の第１の部分を生成する
手段と、前記中間段階の第１の部分を使用して前記第２
の部分をマスクしてマスクされた第２の部分を生成する
手段と、前記マスクされた第２の部分を使用して前記中
間段階の第１の部分をマスクしてマスクされた第１の部
分を生成する手段とを含み、前記マスクされた部分のう
ちの一方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第
１の部分が生成され、前記マスクされた部分のうちの他
方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第２の部
分が生成されることを特徴とする、上記（２４）に記載
の装置。 （２６）前記平文ブロックが第１および第２の部分を含
み、前記変換手段が、第１の変換を使用して前記第２の
部分から第１のマスク値を生成する手段と、前記第１の
マスク値を前記第１の部分と結合して中間段階の第１の
部分を生成する手段と、第２の変換を使用して前記中間
段階の第１の部分から第２のマスク値を生成する手段
と、前記第１のマスク値を前記第２の部分と結合してマ
スクされた第２の部分を生成する手段と、第３の変換を
使用して前記マスクされた第２の部分から第３のマスク
値を生成する手段と、前記第３のマスク値を前記中間段
階の第１の部分と結合してマスクされた第１の部分を生
成する手段とを含み、前記マスクされた部分のうちの一
方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第１の部
分が生成され、前記マスクされた部分のうちの他方を使
用して前記マスクされた平文ブロックの第２の部分が生
成されることを特徴とする、上記（２４）に記載の装
置。 （２７）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する装置であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックおよび任意選択の付加デ
ータから復元可能であるように定義された所定の可逆変
換を使用して、マスクされた平文ブロックを前記平文ブ
ロックと任意選択の付加データに応じて生成する手段
と、前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部を
前記暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文ブ
ロックを生成する手段と、平文ブロックの暗号化ごと
に、前記マスクされた平文ブロックの生成の前に前記平
文ブロックと前記任意選択の付加データのうちの少なく
とも一方を固有に修正する手段とを含む装置。 （２８）平文ブロックより小さいブロック・サイズを有
するブロック暗号化プロシージャを使用して前記平文デ
ータ・ブロックを暗号化する方法ステップを実行するた
めに機械によって実行可能な命令のプログラムを有形に
実施する、機械によって読取り可能なプログラム記憶装
置であって、前記方法ステップは、マスクされた平文ブ
ロックの各ビットが元の平文ブロックの１つ１つのビッ
トに依存するように定義された所定の可逆変換を使用し
て前記平文ブロックを前記マスクされた平文ブロックに
変換するステップと、前記暗号化プロシージャを使用し
て前記ブロック・サイズを有する前記マスクされた平文
ブロックの一部を暗号化して、前記マスクされた平文ブ
ロックの暗号化された部分を生成するステップと、前記
マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分と前
記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗号文
ブロックを生成するステップとを含む、プログラム記憶
装置。 （２９）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法ステップを実行するために、機
械によって実行可能な命令のプログラムを有形に実施す
る、機械によって実行可能なプログラム記憶装置であっ
て、前記方法ステップは、元の平文ブロックが前記マス
クされた平文ブロックと任意選択の付加データとから復
元可能なように定義された所定の可逆変換を使用して、
前記平文ブロックおよび任意の付加データに応じてマス
クされた平文ブロックを生成するステップと、前記暗号
化プロシージャを使用して前記マスクされた平文ブロッ
クの少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロックを生成
するステップと、平文ブロックの暗号化ごとに前記マス
クされた平文ブロックの生成の前に前記平文ブロックと
前記任意選択の付加データのうちの少なくとも一方を固
有に修正するステップとを含む、プログラム記憶装置。 （３０）ブロック暗号化プロシージャを使用して平文ブ
ロックを暗号化する方法であって、元の平文ブロックが
前記マスクされた平文ブロックと任意選択の付加データ
とから復元可能なように定義された所定の可逆変換を使
用して前記平文ブロックと付加データに応じてマスクさ
れた平文ブロックを生成するステップと、前記暗号化プ
ロシージャを使用して前記マスクされた平文ブロックの
少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロックを生成する
ステップとを含む方法。
【図１】本発明の暗号化プロシージャを示す略ブロック
図である。
図である。
【図２】図１に示す暗号化プロシージャで使用するマス
キング・プロシージャを示す略ブロック図である。
キング・プロシージャを示す略ブロック図である。
【図３】図２に示すマスキング・プロシージャで使用す
る第１の生成機構関数を示す略ブロック図である。
る第１の生成機構関数を示す略ブロック図である。
【図４】図２の示すマスキング・プロシージャで使用す
る第２の生成機構関数を示す略ブロック図である。
る第２の生成機構関数を示す略ブロック図である。
【図５】鍵ブロックの形式を示す略ブロック図である。
【図６】本発明の復号プロシージャを示す略ブロック図
である。
である。
【図７】図６に示す復号プロシージャで使用するマスク
解除プロシージャを示す略ブロック図である。
解除プロシージャを示す略ブロック図である。
【図８】鍵ブロック外部の付加的データを使用する修正
されたマスキング・プロシージャを示す略ブロック図で
ある。
されたマスキング・プロシージャを示す略ブロック図で
ある。
１００ 暗号化プロシージャ １１０ 鍵ブロック １２０ マスキング・プロシージャ １３０ マスクされた鍵ブロック １４０ 暗号化プロシージャ １４１ 暗号化鍵 １５０ 暗号文ブロック １５１ 暗号化部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・マイケル・マチヤス・ジュ ニア アメリカ合衆国12601 ニューヨーク州ポ キープシー バルキル・ドライブ 25
Claims (30)
- 【請求項１】平文ブロックよりも小さいブロック・サイ
ズを有するブロック暗号化プロシージャを使用して前記
平文データ・ブロックを暗号化する方法であって、 マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロッ
クの１つ１つのビットに依存するように定義された所定
の可逆変換を使用して前記平文ブロックを前記マスクさ
れた平文ブロックに変換するステップと、 前記暗号化プロシージャを使用して前記ブロック・サイ
ズを有する前記マスクされた平文ブロックの一部を暗号
化して、前記マスクされた平文ブロックの暗号化された
部分を生成するステップと、 前記マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分
と前記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗
号文ブロックを生成するステップとを含む方法。 - 【請求項２】前記暗号文ブロックを受信者に送信するス
テップをさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記暗号文ブロックが前記マスクされた平
文ブロックの残りの部分を暗号化することによって生成
されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記マスクされたブロックの前記残りの部
分が、前記マスクされた平文ブロックの前記一部を暗号
化するために使用する暗号化プロシージャとは異なる暗
号化プロシージャを使用して暗号化されることを特徴と
する、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】前記マスクされた平文ブロックの残りの部
分を暗号化することなく前記平文ブロックが生成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】前記平文ブロックから元の平文ブロックを
復元するステップをさらに含む、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項７】前記復元ステップが、 前記平文ブロックから前記マスクされた平文ブロックを
再生するステップを含み、前記再生ステップは前記マス
クされた平文ブロックの前記暗号化された部分を復号す
るステップを含み、 前記復元ステップは、 前記所定の変換を逆に行うことによって、再生されたマ
スクされた平文ブロックから元の平文ブロックを再生す
るステップを含むことを特徴とする、請求項６に記載の
方法。 - 【請求項８】前記暗号化プロシージャが、公開暗号化鍵
と公開復号鍵とを有する対称暗号化プロシージャを含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】前記暗号化プロシージャが楕円曲線プロシ
ージャを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１０】前記平文ブロックが第１および第２の部
分を含み、前記変換ステップが、 前記第２の部分を使用して前記第１の部分をマスクして
中間段階の第１の部分を生成するステップと、 前記中間段階の第１の部分を使用して前記第２の部分を
マスクしてマスクされた第２の部分を生成するステップ
と、 前記マスクされた第２の部分を使用して前記中間段階の
第１の部分をマスクしてマスクされた第１の部分を生成
するステップとを含み、前記マスクされた部分のうちの
一方を使用して前記マスクされた平文ブロックの第１の
部分が生成され、前記マスクされた部分のうちの他方を
使用して前記マスクされた平文ブロックの第２の部分が
生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】前記マスキング・ステップのうちの少な
くとも１つのステップが、 前記部分のうちの一方を前記鍵ブロックの外部の付加デ
ータと連結して拡張された部分を生成するステップと、 前記部分のうちの他方を前記拡張された部分を使用して
マスクするステップとを含むことを特徴とする、請求項
１０に記載の方法。 - 【請求項１２】前記マスクされた第１の部分が前記マス
クされた平文ブロックの前記第１の部分を形成し、前記
マスクされた第２の部分が前記マスクされた平文ブロッ
クの前記第２の部分を形成することを特徴とする、請求
項１０に記載の方法。 - 【請求項１３】前記平文ブロックが第１および第２の部
分を含み、前記変換ステップが、 第１の変換を使用して前記第２の部分から第１のマスク
値を生成するステップと、 前記第１のマスク値を前記第１の部分と結合して中間段
階の第１の部分を生成するステップと、 第２の変換を使用して前記中間段階の第１の部分から第
２のマスク値を生成するステップと、 前記第１のマスク値を前記第２の部分と結合してマスク
された第２の部分を生成するステップと、 第３の変換を使用して前記マスクされた第２の部分から
第３のマスク値を生成するステップと、 前記第３のマスク値を前記中間段階の第１の部分と結合
してマスクされた第１の部分を生成するステップとを含
み、前記マスクされた部分のうちの一方を使用して前記
マスクされた平文ブロックの第１の部分が生成され、前
記マスクされた部分のうちの他方を使用して前記マスク
された平文ブロックの第２の部分が生成されることを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】前記マスク値が片方向関数を使用して生
成されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】前記結合ステップが、モジュロ加算を使
用してｎビットのブロックを結合することによって行わ
れることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】前記結合ステップがビット単位のモジュ
ロ２加算を使用して行われることを特徴とする、請求項
１５に記載の方法。 - 【請求項１７】前記マスクされた平文ブロックが前記平
文ブロックと任意選択の付加データに応じて生成され、
前記方法が、平文ブロックの暗号化ごとに前記平文ブロ
ックと任意選択の付加データのうちの少なくとも一方を
固有に修正するステップをさらに含み、前記変換ステッ
プが前記修正された平文ブロックに対して行われること
を特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１８】ブロック暗号化プロシージャを使用して
平文ブロックを暗号化する方法であって、 元の平文ブロックが前記マスクされた平文ブロックおよ
び任意選択の付加データから復元可能であるように定義
された所定の可逆変換を使用して、マスクされた平文ブ
ロックを前記平文ブロックと任意選択の付加データに応
じて生成するステップと、 前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部を前記
暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文ブロッ
クを生成するステップと、 平文ブロックの暗号化ごとに、前記マスクされた平文ブ
ロックの生成の前に前記平文ブロックと前記任意選択の
付加データのうちの少なくとも一方を固有に修正するス
テップとを含む方法。 - 【請求項１９】平文ブロックの暗号化ごとに前記マスク
された平文ブロックの生成の前に前記平文ブロックが固
有に修正されることを特徴とする、請求項１８に記載の
方法。 - 【請求項２０】平文ブロックの暗号化ごとに前記マスク
された平文ブロックの生成の前に前記付加データが固有
に修正されることを特徴とする、請求項１８に記載の方
法。 - 【請求項２１】前記平文ブロックと前記任意選択の付加
データのうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの
暗号化ごとに増加するカウントを含むことを特徴とす
る、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２２】前記平文ブロックと前記任意選択の付加
データのうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの
暗号化ごとに異なるタイム・スタンプを含むことを特徴
とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２３】前記平文ブロックと前記任意選択の付加
データのうちの前記少なくとも一方が、平文ブロックの
暗号化ごとにランダムに生成される値を含むことを特徴
とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２４】平文ブロックよりも小さいブロック・サ
イズを有するブロック暗号化プロシージャを使用して前
記平文データ・ブロックを暗号化する装置であって、 マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロッ
クの１つ１つのビットに依存するように定義された所定
の可逆変換を使用して前記平文ブロックを前記マスクさ
れた平文ブロックに変換する手段と、 前記暗号化プロシージャを使用して前記ブロック・サイ
ズを有する前記マスクされた平文ブロックの一部を暗号
化して、前記マスクされた平文ブロックの暗号化された
部分を生成する手段と、 前記マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分
と前記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗
号文ブロックを生成する手段とを含む装置。 - 【請求項２５】前記平文ブロックが第１および第２の部
分を含み、前記変換手段が、 前記第２の部分を使用して前記第１の部分をマスクして
中間段階の第１の部分を生成する手段と、 前記中間段階の第１の部分を使用して前記第２の部分を
マスクしてマスクされた第２の部分を生成する手段と、 前記マスクされた第２の部分を使用して前記中間段階の
第１の部分をマスクしてマスクされた第１の部分を生成
する手段とを含み、前記マスクされた部分のうちの一方
を使用して前記マスクされた平文ブロックの第１の部分
が生成され、前記マスクされた部分のうちの他方を使用
して前記マスクされた平文ブロックの第２の部分が生成
されることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２６】前記平文ブロックが第１および第２の部
分を含み、前記変換手段が、 第１の変換を使用して前記第２の部分から第１のマスク
値を生成する手段と、 前記第１のマスク値を前記第１の部分と結合して中間段
階の第１の部分を生成する手段と、 第２の変換を使用して前記中間段階の第１の部分から第
２のマスク値を生成する手段と、 前記第１のマスク値を前記第２の部分と結合してマスク
された第２の部分を生成する手段と、 第３の変換を使用して前記マスクされた第２の部分から
第３のマスク値を生成する手段と、 前記第３のマスク値を前記中間段階の第１の部分と結合
してマスクされた第１の部分を生成する手段とを含み、
前記マスクされた部分のうちの一方を使用して前記マス
クされた平文ブロックの第１の部分が生成され、前記マ
スクされた部分のうちの他方を使用して前記マスクされ
た平文ブロックの第２の部分が生成されることを特徴と
する、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２７】ブロック暗号化プロシージャを使用して
平文ブロックを暗号化する装置であって、 元の平文ブロックが前記マスクされた平文ブロックおよ
び任意選択の付加データから復元可能であるように定義
された所定の可逆変換を使用して、マスクされた平文ブ
ロックを前記平文ブロックと任意選択の付加データに応
じて生成する手段と、 前記マスクされた平文ブロックの少なくとも一部を前記
暗号化プロシージャを使用して暗号化して暗号文ブロッ
クを生成する手段と、 平文ブロックの暗号化ごとに、前記マスクされた平文ブ
ロックの生成の前に前記平文ブロックと前記任意選択の
付加データのうちの少なくとも一方を固有に修正する手
段とを含む装置。 - 【請求項２８】平文ブロックより小さいブロック・サイ
ズを有するブロック暗号化プロシージャを使用して前記
平文データ・ブロックを暗号化する方法ステップを実行
するために機械によって実行可能な命令のプログラムを
有形に実施する、機械によって読取り可能なプログラム
記憶装置であって、前記方法ステップは、 マスクされた平文ブロックの各ビットが元の平文ブロッ
クの１つ１つのビットに依存するように定義された所定
の可逆変換を使用して前記平文ブロックを前記マスクさ
れた平文ブロックに変換するステップと、 前記暗号化プロシージャを使用して前記ブロック・サイ
ズを有する前記マスクされた平文ブロックの一部を暗号
化して、前記マスクされた平文ブロックの暗号化された
部分を生成するステップと、 前記マスクされた平文ブロックの前記暗号化された部分
と前記マスクされた平文ブロックの残りの部分とから暗
号文ブロックを生成するステップとを含む、プログラム
記憶装置。 - 【請求項２９】ブロック暗号化プロシージャを使用して
平文ブロックを暗号化する方法ステップを実行するため
に、機械によって実行可能な命令のプログラムを有形に
実施する、機械によって実行可能なプログラム記憶装置
であって、前記方法ステップは、 元の平文ブロックが前記マスクされた平文ブロックと任
意選択の付加データとから復元可能なように定義された
所定の可逆変換を使用して、前記平文ブロックおよび任
意の付加データに応じてマスクされた平文ブロックを生
成するステップと、 前記暗号化プロシージャを使用して前記マスクされた平
文ブロックの少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロッ
クを生成するステップと、 平文ブロックの暗号化ごとに前記マスクされた平文ブロ
ックの生成の前に前記平文ブロックと前記任意選択の付
加データのうちの少なくとも一方を固有に修正するステ
ップとを含む、プログラム記憶装置。 - 【請求項３０】ブロック暗号化プロシージャを使用して
平文ブロックを暗号化する方法であって、 元の平文ブロックが前記マスクされた平文ブロックと任
意選択の付加データとから復元可能なように定義された
所定の可逆変換を使用して前記平文ブロックと付加デー
タに応じてマスクされた平文ブロックを生成するステッ
プと、 前記暗号化プロシージャを使用して前記マスクされた平
文ブロックの少なくとも一部を暗号化して暗号文ブロッ
クを生成するステップとを含む方法。
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