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2019 All rights reserved. 1 次世代暗号を用いた安全・安心な ファイル共有方法の開発 東京都立産業技術研究センター 開発本部開発第三部 情報技術グループ 主任研究員 大平 倫宏 平成31214

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次世代暗号を用いた安全・安心なファイル共有方法の開発

東京都立産業技術研究センター

開発本部開発第三部 情報技術グループ

主任研究員 大平 倫宏

平成31年2月14日

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ファイル共有の現状

クラウドストレージ

・Dropbox・Google Drive・Amazon S3

利用者

出典ベリタステクノロジーズ

・コスト削減・バックアップの多重化

IoT AI

ファイル数/サイズの増加

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クラウドストレージの問題点

クラウドストレージ

・Dropbox・Google Drive・Amazon S3

利用者

・コスト削減・バックアップの多重化

ファイル数/サイズの増加

IoT AI ・ファイルを使用する権利をGoogle社に付与

マイナンバー.xls

・個人情報保護・機密の漏えい・プライバシーの確保

・覗き見・攻撃(改ざん)

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ファイルの暗号化

マイナンバー.xls

・安全/安心

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・IDベース暗号:公開鍵として、任意の文字列を利用可能な暗号。公開鍵としては、メールアドレス等が利用されている。

・検索可能暗号:データを暗号化したまま、データの内容自体を知ることなく、キーワード検索等が出来る暗号。化合物データベース等で利用されている。

・属性ベース暗号:特定の属性を持った者だけが復号できる暗号。暗号自体に、アクセス権の制御に相当するものが組み込まれている。秘密分散+IDベース暗号。ストレージ等で応用が見込まれている。

次世代暗号(ペアリング暗号)

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アクセス構造

A

CB

∧ D

A: 本部勤務B: 開発部C: IoT担当D: 総務課

属性

(「本部勤務」かつ「開発部」かつ「IoT担当」)または「総務課」の属性を持つ者が復号化可能

暗号文のアクセス構造として、以下のように属性のAND、ORの組み合わせで表せられるものが選択可能。

論理式

∨:または∧:かつ

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属性ベース暗号

マスタ鍵利用者A

開発部

IoT

総務課

開発部

IoT

総務課

総務課

開発部連絡先

マイナンバー

または

設計書

鍵発行機関

ファイル保管場所

利用者B

暗号鍵 復号鍵

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ペアリング暗号等の次世代暗号を用いた暗号化ファイル共有システムには、既に実用化されているものがあるが、

鍵管理者の権限が強すぎる

などの問題があり、クラウド上などで広く利用するには安全性などの面で問題がある。

従来技術とその問題点

マスタ鍵

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256bit MA-CP-ABEの処理速度

暗号化・復号共に遅い(256bit AESの1/50,000)

属性ベース暗号の処理速度

ファイルリスト数 100個 1,000個 10,000個

バイト数 12,672 byte 124,032 byte 1,238,784 byte

MA-CP-ABE暗号化 245 msec 2,309 msec 23,239 msec

MA-CP-ABE復号 244 msec 2,356 msec 23,576 msec

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クライント サーバ(共有フォルダ)

暗号化マスタファイルの書き込み

マスタファイルの属性ベース暗号化

コンテンツファイルのAES暗号化

アップロード

暗号化コンテンツファイルの書き込み

・test.txt, key, ・・・・test.jpeg, key2,・・・

・・・

コンテンツファイル

マスタファイル

???・・・???

ファイルアップロード方法

暗号化ファイル

暗号化マスタファイル

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クライント サーバ(共有フォルダ)ダウンロード

暗号化コンテンツファイルの読み込み

コンテンツファイルの復号コンテンツファイル

ファイルダウンロード方法

暗号化ファイル

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クラインアント サーバ

OS Windows 7 Windows 10

CPU 3.5GHz(4コア) 1.6GHz (4コア)プログラム言語 C++使用ライブラリ Qt, mcl, OpenSSL

ネットワーク 1000BASE-T(1Gbps)

開発環境

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属性ベース暗号のみ

提案法(直接書き込み)

提案法(ローカルからアップロード)

コンテンツファイルの読み込み

148 msec 146 msec 146 msec

AES暗号化 47 msec 48 msec 46 msec

暗号化コンテンツファイルの書き込み

1,877,124 msec 12,222 msec 1,221 msec

属性ベースマスタファイルの更新

30 msec 35 msec 25 msec

合計 1,877,349 msec 12,451 msec 1,438 msec

100MBのファイルアップロード

アップロード処理速度

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属性ベース暗号のみ

提案法

暗号化コンテンツファイルの読み込み

2,058 msec 2,058 msec

AES復号 58 msec 58 msec

コンテンツファイルの書き込み 132 msec 132 msec

合計 2,248 msec 2,248 msec

100MBのファイルダウンロード

ダウンロード処理速度

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デモ

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• 従来技術の問題点であった、鍵管理者の権限が強すぎる問題を改良することに成功した。

• 安全性が向上したことにより、クラウド上などで、ファイル共有をより安全に行えるようになった。

新技術の特徴従来技術との比較

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• ファイル共有サービス

• 動画配信サービス

• IoT、AIデータの管理

想定される用途

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• 次世代(ペアリング)暗号自体が一般的でない。

• 現在、デモを開発済み。

• 都産技研自体は、試作品の開発や共同研究などは行うが、自身で製品化等は行っていない。あくまで、企業の製品開発を支援するのが、目的。

実用化に向けた課題

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• ファイル共有システムやクラウドシステムの技術を持つ、企業との共同研究を希望。ライセンスの提供なども可能。

• IoTやAIを取り扱う企業のデータ管理などに、本技術の導入が有効と思われる。

企業への期待

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(地独)東京都立産業技術研究センター

開発本部開発企画室

TEL: 03-5530-2528

FAX: 03-5530-2458

e-mail: [email protected]

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