防止系統管理員內部犯罪的全新加密技術

在電腦廣泛普及的現代社會，有龐大數量的資料儲存在地方政府、企業、以及醫療機構等單位的伺服器中，用於推動社會與產業發展。但相對的，個人資料由伺服器外洩，遭到盜用的事件也因此層出不窮。而其原因之一，就是內部犯罪。

重要資料一般皆會先加密後，再儲存。但傳統的加密技術，難以防止內部犯罪造成的資料外洩。例如在資料庫的加密處理中，金鑰位於資料庫端，資料庫的管理人員能夠竊取出金鑰使用還原後的資料。而由多人分掌管理權限，相互監視的作法，對於關鍵人員從事犯罪的情況，亦毫無作用。再加上內部犯罪造成的資料外洩，往往會發展為動搖組織存亡的重大事件。

乘積所需的伺服器間通信是實用化的瓶頸

安全計算的技術，大致上分為2種類型。第一種為可搜尋公開金鑰／同態加密。此方式係利用可搜尋公開金鑰的方式將資料加密後，再使用搜尋金鑰，依據關鍵字是否一致等條件進行搜尋。但同態加密方式雖可進行一定程度的計算，但每次僅能單純進行乘算或加算的其中一種，故非常不便。且可搜尋公開金鑰／同態加密方式，必須依據所需的計算等處理設計加密方式，導致處理非常複雜，極為費時。基於此特徵，一般認為可搜尋公開金鑰／同態加密難以實用化。

另一種方式則為安全多方計算，這是一種將資料分散儲存於多個伺服器中，再由各伺服器的管理人員合作實施處理的計算。資料採用安全分散（將機密資訊分散）方式輸入，計算部分則由多台安全計算伺服器以相互通信的方式執行，各伺服器只能得到安全分散後的結果。因此各伺服器的管理人員完全無從得知原本的資料與計算的結果。即使其中一台伺服器的資料遭竊，整體資訊也不會外洩。

這樣的技術雖然看起來十分理想，但仍有尚待解決的重要問題，那就是處理速度。在多方計算技術中，可藉由事先對基本運算準備演算法的方式，支援邏輯或、邏輯與、算術和、算術乘積等的任一計算處理，但困難在於乘積處理。雖然加算可輕鬆進行運算，但乘積需在伺服器之間進行通信，故處理負擔極重，難以獲得實用所需的處理速度。

將NEC方式的基本演算法套用於認證伺服器，處理速度為傳統方式的14倍

NEC的安全研究所大約從2年前即著眼於此多方計算的未來性，將目標鎖定在3種伺服器構成，致力於研究效率化與高速化。結果研發出的基本演算法，藉由將分散至各伺服器的資料量提升至2倍，並同時分配已計算完成之資料的方式，能夠將伺服器間的通信量減少為5分之1，整體伺服器的處理量削減為3分之1。

將運用NEC方式基本演算法的安全計算技術，套用於網際網路認證伺服器時，更能確保每秒高達3.5萬次的認證處理速度。這種高速處理速度是傳統方式的14倍，性能優異，能充分實用在10萬人規模大企業的認證伺服器。

安全計算對於「巨量資料」分析能提供巨大貢獻

當安全計算的技術高速化與實用化後，將使得稱為「巨量資料」的各領域大規模資料，在兼顧安全性的情況下，開創靈活運用的全新做法。

例如目前行動電話係以電信業者為單位，由顧客行動數據的情況來進行市場行銷研究。這是一種在完全保護個別顧客個人資料的前提下，由各種切入點分析聚集在某鬧區顧客屬性的研究。例如熱鬧慶祝萬聖節的澀谷，當地聚集顧客的各種屬性，能根據不同時段來統計並加以分析。

若此類研究能套用安全計算的技術，或許能讓行動電話的競爭業者提供各自的顧客資料，進而獲得更加細緻與有用的分析結果。

同樣的，在各種領域的競爭企業，將各自的顧客資料經安全計算加密後，就能相互提供交流，進而獲得有助於未來技術研發之分析結果，建立全新的企業合作方式。

目前日本全國的地方政府皆在實施各種健康運動，以防止居民罹患生活習慣疾病。此類運動需每隔幾年分析與評估其效果。故必須在保護個人資料的前提下，盡可能的收集大規模資料進行分析。此外，這些大規模資料也能與當地醫療機構擁有的資料進行合併分析，未來在醫療相關運用備受期待。相信在此領域中，安全計算亦能發揮巨大功用。

NEC方式的安全計算在實用上具備一個非常強大的優勢，那就是「偵測非法行為」功能。當原本應該協助進行計算的其中一台伺服器出現可疑行為時，若維持原狀繼續計算，可能會引發事故。而使用NEC方式，就能正確偵測出此類伺服器的可疑行為，並中斷處理。NEC針對此功能提出的論文，已在具權威性的國際會議中獲得極高評價。換言之，NEC方式偵測非法行為功能的優異性，已獲得國際認同。

研究者簡介

荒木 俊則 (NEC安全研究所主任)

大原 一真 (NEC安全研究所)