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公開番号2024125008
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023033059
出願日2023-03-03
発明の名称暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラム
出願人KDDI株式会社
代理人個人,個人
主分類G09C 1/00 20060101AFI20240906BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】既存の128ビットブロック長を持つ暗号又は256ビットブロック長を持つ暗号を用いて、512ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても256ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラムを提供すること。
【解決手段】暗号化装置は、512ビット長のデータを4つの128ビット長のデータに分割する分割部と、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の128ビット長のブロック暗号により、分割された前記4つの128ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記4つの128ビット長のデータをつなげて暗号化された前記512ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項３】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項４】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力する、請求項１に記載の暗号化装置。
【請求項５】
５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割部と、
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、
を備える暗号化装置。
【請求項６】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項７】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項８】
前記複数の２５６ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力する、請求項５に記載の暗号化装置。
【請求項９】
コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、
５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割ステップと、
行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
【請求項１０】
コンピュータを暗号化装置として機能させるための暗号化方法であって、
５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割ステップと、
Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化ステップと、
暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力ステップと、
を備える暗号化装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の鍵から複数の鍵を導出する暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）（登録商標）のセキュリティアーキテクチャでは、鍵導出アルゴリズムを用いて、単一の鍵から異なる目的に利用する複数の鍵を派生する。３Ｇ（3rd Generation）～５Ｇ（5th Generation）の通信システムにおいては、鍵導出アルゴリズムとして、ＭＩＬＥＮＡＧＥ及びＴＵＡＫが利用されている（例えば、非特許文献２、３参照）。現在、Ｂ５Ｇ（Beyond 5th Generation）／６Ｇ（6th Generation）向けの鍵導出アルゴリズムとして、２５６ビット版の鍵導出アルゴリズムが検討されている。
非特許文献１において、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）－１２８並びにＲｉｊｎｄａｅｌ－２５６／２５６を用いることで、２５６ビットの派生鍵を導出できる鍵導出アルゴリズムを提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ETSI Sage, “Choice of cryptographic algorithm in 256-bit Milenage,” 3GPP TSG-SA3 Meeting #102-e, S3-210095
3GPP, “Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); LTE; 3G Security; Specification of the MILENAGE algorithm set: An example algorithm set for the 3GPP authentication and key generation functions f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*; Document 2: Algorithm specification (3GPP TS35.206 version 16.0.0 Release 16)”(https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/135200_135299/135206/16.00.00_60/ts_135206v160000p.pdf)
3GPP, “Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); LTE; Specification of the TUAK algorithm set: A second example algorithm set for the 3GPP authentication and key generation functions f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*; Document 1: Algorithm specification (3GPP TS35.231 version 16.0.0 Release 16)” (https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/135200_135299/135231/16.00.00_60/ts_135231v160000p.pdf)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１に記載の技術においては、大規模な量子コンピュータに対しても、１２８ビットセキュリティ相当の安全性を担保できる。一方、非特許文献１に記載の技術では、量子コンピュータに対する２５６ビットセキュリティ相当の安全性は担保できない。
【０００５】
本発明は、既存の１２８ビットブロック長を持つ暗号又は２５６ビットブロック長を持つ暗号を用いて、５１２ビットの派生鍵を導出し、大規模な量子コンピュータに対しても２５６ビットセキュリティ相当の安全性を担保することができる暗号化装置、暗号化方法、及び暗号化プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る暗号化装置は、５１２ビット長のデータを４つの１２８ビット長のデータに分割する分割部と、行方向及び列方向にFeistel構造により組み合わせられた複数の１２８ビット長のブロック暗号により、分割された前記４つの１２８ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記４つの１２８ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
【０００７】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、同じ鍵を入力してもよい。
【０００８】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、互いに異なる鍵を入力してもよい。
【０００９】
前記複数の１２８ビット長のブロック暗号それぞれは、複数のグループに分けられ、前記グループ毎に異なる鍵を入力してもよい。
【００１０】
本発明に係る暗号化装置は、５１２ビット長のデータを２つの２５６ビット長のデータに分割する分割部と、Feistel構造により組み合わせられた複数の２５６ビット長のブロック暗号により、分割された前記２つの２５６ビット長のデータそれぞれを暗号化する暗号化部と、暗号化された前記２つの２５６ビット長のデータをつなげて暗号化された前記５１２ビット長のデータを出力する出力部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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