音声データにおける 墨塗り署名ツール“SANI”の開発

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1 音声データにおける 墨塗り署名ツール“SANI”の開発
菊池研究室 石井　利晃

2 背景 サイバーキャンパス整備事業（文部科学省） ２つの問題点 インターネットを用いた学習支援システム 音声・動画を用いた自宅学習 情報の改竄
個人情報の漏洩

3 問題点１．情報の改竄 改ざん防止 安部首相は、１月５日の時点でホワイトカラー・エグゼンプションの導入を検討･･･ 安倍首相 ↓ 小泉首相
そうだっけ?? 改ざん防止 小泉首相は、１月５日の時点でホワイトカラー・エグゼンプションの導入を検討･･･ そうなのか… 安倍首相 ↓ 小泉首相

4 デジタル署名 秘密鍵 公開鍵 原文 原文 復号 暗号化 ハッシュ値 比較 ハッシュ値 電子署名 ハッシュ値

5 今回の成績優秀者は、90点以上が3ADM2144小泉くんの98点と…
問題点２．個人情報の漏洩 なんで、私の成績が好評されてるの？ 今回の成績優秀者は、90点以上が3ADM2144小泉くんの98点と… プライバシー保護 あいつそんなに成績良いのか

6 個人情報特定攻撃への対策 ハッシュ関数の特徴 乱数を加えると… 入力に対して出力は一定 小泉 H(x) 元総理 安倍 総理
ハッシュ値から元のデータは再現できない 小泉 元総理 小泉 小泉　純一郎 H(x) 政治家 元のデータの推測が困難になる 小泉　孝太郎 俳優

7 解決手段 墨塗り署名 署名者がある文書に対する署名を生成した後に、墨塗り者が文書の一部を変更(墨塗り)することを許容する署名方式。
宮崎らの提案したSUMI-4を用いる。 音声 音声 変更はない!! １．署名者 ２．墨塗り者 ３．検証者 --＊＊ ＊＊--- --＊＊ ＊＊--- 署名 署名 署名

8 研究の目的 墨塗り署名ツールの開発 音声データに対して署名・検証を行える 情報が秘匿されていてもＯＫ

9 第1～第N乱数付きブロックのHash値の和
墨塗り署名方式（ＳＵＭＩ－４） 署名 乱数１ 乱数２ 乱数３ 乱数Ｎ 乱数付きデータＤ データ 第１ ブロック 第２ ブロック 第３ ブロック 第Ｎ ブロック 秘密鍵 第1～第N乱数付きブロックのHash値の和 第１ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第２ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第３ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第N 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 署名σ

10 墨塗り署名方式（ＳＵＭＩ－４） 墨塗り 乱数１ 乱数２ 乱数３ 乱数Ｎ 墨塗り後データD’ 第１ ブロック 第２ ブロック 第３ ブロック
乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 乱数３ 乱数Ｎ 墨塗り後データD’ 第１ ブロック 第２ ブロック 第３ ブロック 第Ｎ ブロック

11 第1～第N乱数付きブロックのHash値の和
墨塗り署名方式（ＳＵＭＩ－４） 検証 乱数１ 乱数２ 乱数３ 第３ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 乱数Ｎ 第１ ブロック 第２ ブロック 第３ ブロック 第Ｎ ブロック 公開鍵 第1～第N乱数付きブロックのHash値の和 第１ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第２ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第３ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 第Ｎ 乱数付き ブロックの Ｈａｓｈ値 署名σ

12 WAVファイルの構成 WAVフォーマット SUMI-4を音声ファイル形式 WAVのファイル構成 「チャンク」 乱数をいれる 場所がない！？
RIFFチャンク 乱数をいれる 場所がない！？ WAVEチャンク fmtチャンク（フォーマットデータ） dataチャンク（波形データ）

13 提案方式 Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｍn R1 R2 R3 Rn 無音 データ RIFFチャンク WAVEチャンク fmtチャンク
dataチャンク(波形データ) 無音 データ ・・・・・ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｍn LISTチャンク randチャンク(乱数データ) Hash値 ・・・・・ R1 R2 R3 Rn

14 ツール“SANI” ・鍵作成 公開鍵 秘密鍵 ・署名 秘密鍵 ------------------------ WAVファイル

15 データサイズに対する 署名生成、墨塗り、署名検証時間
時間t[s] 再生：１分 再生：４分 再生：８分 データサイズ[M byte]

16 結論 今後の課題 Javaを用いて、音声データへの墨塗り署名ツールを開発した。 WAV以外のフォーマットに、墨塗りをできるようにする
mp3、wma、MIDIなど 動画データへの墨塗り署名ツールの開発

17 御静聴ありがとうございました m（_　_）m

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21 研究の背景 情報の秘匿 署名検証 ・サイバーキャンパス インターネットを活用した教育支援 大学の授業 自宅学習 生徒 先生 録音
-安倍晋三は学年で○位だ- 生徒 先生 インターネットで公開 録音 -安倍晋三は学年で最下位だ- 署名検証

22 ツール“SANI” ・墨塗り ・検証 公開鍵 ------------------------ 署名済みWAVファイル 署名
--＊＊ ＊＊--- 署名 墨塗り済みWAVファイル ・検証 --＊＊ ＊＊--- 署名 公開鍵 墨塗り済みWAVファイル

23 サンプル音声データ ビットレート 256kbps オーディオサンプルサイズ 16bit チャンネル ステレオ
チャンネル　ステレオ オーディオサンプルレート　16KHz