JP2000286836A - 認証装置および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
で認証子を作成して署名および検証する認証装置および
記録媒体に関し、情報を複数に分割して異なる鍵を用い
て一方向性関数でそれぞれ認証子を作成して結合など
し、偽造情報作成確率を低減することを目的とする。 【解決手段】 情報を複数のデータに分割する手段と、
分割した各データについてそれぞれの鍵を用いて一方向
性の関数でそれぞれの認証子を作成する手段と、作成し
たそれぞれの認証子を情報に結合する手段とを備えるよ
うに構成する。
Description
一方向性の関数で認証子を作成して署名および検証する
認証装置および記録媒体に関するものである。
文書(ドキュメント)の偽造を防止するために、当該文
書を所定ブロックに分割して一方向性の関数(例えばハ
ッシュ関数)を用いて認証子を作成し、文書中の数字を
他の数字に変更するというような、偽造を防止するよう
にしていた。
た従来の一方向性の例えばハッシュ関数を用いて認証子
を作成するシステムでは、偽造をより困難にするにはハ
ッシュ関数の処理ブロック長を長くする手法が用いられ
ていたが、十分な偽造が防止し得ないという問題があっ
た。即ち、従来のハッシュ関数では、AND論理、OR
論理の他四則演算子等を複雑に組み合わせて一方向性関
数を実現していたが、これは経験的・直感的手法に基づ
いて行われ、組織的な構成法によらない。このため、従
来のハッシュ関数の中には、正当なデータをハッシュ処
理して得た署名データ(認証子)を不当データに改ざん
して同様にハッシュ処理した結果が一致するいわゆる署
名偽造が起こる問題があった。
情報を複数に分割して異なる鍵を用い任意の信頼できる
一方向性関数でそれぞれ認証子を作成して結合し、偽造
情報作成確率を低減することを目的としている。
決するための手段を説明する。図1において、ハッシュ
手段2は、鍵を用いて一方向性の関数で認証子を作成す
るものである。
ものである。分離手段7は、情報からデータと認証子と
を分離するものである。比較手段8は、情報から分離し
た認証子と、情報から作成した認証子とを比較するもの
である。
情報から分割した各データについてそれぞれの鍵3を用
いて一方向性の関数でそれぞれの認証子を作成し、結合
手段5が作成したそれぞれの認証子を情報に結合するよ
うにしている。
1つのデータについて鍵3を用いて一方向性の関数で認
証子を作成および一方向性の関数で認証子を作成する際
の中間の任意のデータと次のデータについて鍵3を用い
て一方向性の関数で認証子を作成することを繰り返し、
結合手段5が作成したそれぞれの認証子を情報に結合す
るようにしている。
子を分離し、ハッシュ手段2が分離された情報を複数に
分割した各データについてそれぞれの鍵3を用いて一方
向性の関数でそれぞれの認証子を作成し、比較手段8が
作成したそれぞれの認証子および分離したそれぞれの認
証子をもとに検証するようにしている。
子を分離し、分離された情報を複数に分割した1つのデ
ータについて鍵3を用いて一方向性の関数で認証子を作
成および一方向性の関数で認証子4を作成する際の中間
の任意のデータと次のデータについて鍵3用いて一方向
性の関数で認証子作成することを繰り返し、比較手段8
が作成したそれぞれの認証子および分離した認証子をも
とに検証するようにしている。
用いて一方向性関数でそれぞれ認証子を作成して結合し
たり、情報から分離した認証子と情報から分離したデー
タを分割して異なる鍵を用いて一方向性関数でそれぞれ
認証子を作成して検証したりすることにより、偽造情報
作成確率を低減することが可能となる。
形態および動作を順次詳細に説明する。ここでは、以
下、情報(テキスト、画像(静止画、動画)、音声など
からなる情報)中の文(テキスト)を例に具体的に説明
する(以下の具体的な説明は、例であって、画像(静止
画、動画)、音声などの全てについて同様に適用できる
ものである)。
図1において、署名側は、左側の半分によって構成さ
れ、認証子を作成して文に結合するものである。
文から認証子を分離して文から作成した認証子とを比較
して検証するものである。データ1は、文から分割した
データD1ないしDnであって、後述する図5の文(ド
キュメント)中の数字、文字、記号などを所定ブロック
毎に分割したデータD1からDnである。
についてそれぞれの鍵K1からKmを用いて一方向性の
関数でそれぞれの認証子CS1からCSmをそれぞれ作
成するものである。
るそれぞれの鍵である。認証子4は、鍵K1からKmに
よって作成されたそれぞれの認証子である。結合手段5
は、作成した認証子4と、データD1からDnとを結合
するものであって、後述する図5のドキュメント例に示
すように、認証子4を下段に付加などするものである。
n’、および認証子4を分離するものである。比較手段
8は、文から分離した認証子と、文から作成した認証子
とを比較し、例えば一致したときに文が偽造されていな
く真正と認証するものである。
n毎に、それぞれの鍵を用いてハッシュ手段2が認証子
4であるCS1からCSmを作成する。
と、データD1からDnとを結合する。例えば後述する
図5のドキュメント(文)に示すように、文章中の下段
に認証子(例えば1桁4ビットからなる8桁分の認証
子)を付加する。
らDn毎にそれぞれの鍵を用いて認証子CS1からCS
mを作成し、データD1からDnに結合することによ
り、文を分割したデータD1からDn毎に異なる鍵を用
いて認証子を作成することで偽造文の作成を極めて困難
にし信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
ト)から認証子CS1からCSmとデータD1’からD
n’を分離する。
n’毎に、それぞれの鍵を用いてハッシュ手段2が認証
子4であるCS1’からCSm’を作成する。 (2−2) 作成されたCS1’からCSm’と、分離
された認証子CS1からCSmとを比較し、一致するか
判別し、一致したときに真正の文であって偽造されてい
ないと判定する。一方、1つでも一致しないときは偽造
された文と判定する。
からDn毎にそれぞれの鍵を用いて認証子CS1’から
CSm’を作成し、分離した認証子CS1からCSmと
を比較して全て一致したときに真正の文と判定し、1つ
でも不一致のときに偽造された文と判定することによ
り、文を分割したデータD1からDnについて異なる複
数の鍵を用いて認証子をそれぞれ作成して結合すること
で偽造文の作成を極めて困難にし信頼性を大幅に向上さ
せることが可能となる。以下順次詳細に説明する。
並列)を示す。これは、文を分割した入力データD1か
らDnについて、m並列にそれぞれの鍵を用いてハッシ
ュ手段2により認証子CS1からCSmを並列に同時に
作成するときの構成を示す。
(a)において、入力データD1からDnは、文を分割
したデータD1からDnである。
Sを作成するものであって、ここでは、EOR21、一
方向性関数(例えばハッシュ関数)22およびトランケ
ート23から構成されるものである(図3の(b)を用
いて後述する)。
ものであって、ここでは、データと前回の一方向性関数
22で求めた値(初回は初期値IV)との排他論理和演
算を行うものである。
鍵Kをもとに、EOR21によって演算したデータから
一方向性関数(例えばハッシュ関数)によって不可逆性
の認証子CSを作成するものである。
よって作成された認証子CSを出力するものである。出
力データ(D1からDn,CS1からCSm)は、入力
データD1からDnについて作成した認証子CS1から
CSmを結合したものである(図5参照)。
スを示す。図2の(b−1)は、CS1の生成プロセス
を示す。図2の(b−1)において、 IV=公開定数:これは、図2の(a)の左側から1
番目のハッシュ手段2を構成するEOR21に初期値I
Vを設定する。
は、図2の(a)のEOR21がで設定した初期値I
Vと、1番目のデータD1とを排他論理和演算し、その
排他論理和演算した値について、一方向性関数22が鍵
K1を用いて一方向性の演算(例えばハッシュ関数によ
って演算)して値L11を得る。
れは、図2の(a)のEOR21がで得た値L11
と、2番目のデータD2とを排他論理和演算し、その排
他論理和演算した値について、一方向性関数22が鍵K
1を用いて一方向性の演算(例えばハッシュ関数によっ
て演算)して値L12を得る。
1n:これは、同様にして、図2の(a)のEOR21
が前回に得た値L1(n−1)と、n番目のデータDn
とを排他論理和演算し、その排他論理和演算した値につ
いて、一方向性関数22が鍵K1を用いて一方向性の演
算(例えばハッシュ関数によって演算)して値L1nを
得る。
n番目のデータDnまで終了したので、最後のn番目の
演算結果L1nを認証子CS1として出力する。以上の
からの手順によって、鍵K1、初期値IVを用いて
認証子CS1を作成することが可能となる。
(b−1)のからの手順と同様に、認証子CS2,
CS3を求める様子を示す。これを続けて認証子CSm
を同様に求める。
Kmをそれぞれ用いて同時に認証子CS1からCSmを
算出することが可能となる。ここでは、CSm個あたり
の偽造確率=1/2mP(Pは認証子のビット長)とな
り、認証子CSの数を増やすことで偽造確率を小さくす
ることができると共に、並列処理ができCSの数に依存
しないで同一時間で処理可能となる。
並列)の場合の構成と動作を詳細に説明する。図3は、
本発明の具体例構成図(独立3並列)を示す。
す。これは、図2において、m=3とした場合の例であ
って、ハッシュ手段2、EOR21、一方向性関数2
2、およびトランケート23は、図2の同一番号のもの
と同じであるので、説明を省略する。
CS1からCS3の生成プロセスを示す。図3の(b−
1)は、図3の(a)の入力データD1からDn、鍵K
1,初期値IVをもとに認証子CS1を作成するときの
手順を示す。
1番目のハッシュ手段2を構成するEOR21に初期値
IVを設定する。
れは、図3の(a)のEOR21が’で設定した初期
値IVと、1番目のデータD1とを排他論理和演算し、
その排他論理和演算した値について、一方向性関数22
が鍵K1を用いて一方向性の演算(例えばハッシュ関数
によって演算)して値L11を得る。
これは、図3の(a)のEOR21が’で得た値L1
1と、2番目のデータD2とを排他論理和演算し、その
排他論理和演算した値について、一方向性関数22が鍵
K1を用いて一方向性の演算(例えばハッシュ関数によ
って演算)して値L12を得る。
L1n:これは、同様にして、図3の(a)のEOR2
1が前回に得た値L1(n−1)と、n番目のデータD
nとを排他論理和演算し、その排他論理和演算した値に
ついて、一方向性関数22が鍵K1を用いて一方向性の
演算(例えばハッシュ関数によって演算)して値L1n
を得る。
のn番目のデータDnまで終了したので、最後のn番目
の演算結果L1nを認証子CS1として出力する。図3
の(b−2)、(b−3)は、図3の(b−1)の’
から’の手順と同様に、認証子CS2,CS3を求め
る様子を示す。
にm並列で鍵K1からK3をそれぞれ用いて同時に認証
子CS1からCS3を算出することが可能となる。次
に、図4を用いてm=3で前段の中間データを次段の初
期値とする場合の構成と動作を詳細に説明する。
3)を示す。図4の(a)は、m=3の構成図を示す。
これはm=3として前段の中間データを次段の初期値と
した場合の例であって、ハッシュ手段2、EOR21、
一方向性関数22、およびトランケート23は、図2の
同一番号のものと同じ(初期値のみことなる)であるの
で、説明を省略する。
CS1からCS3の生成プロセスを示す。図4の(b−
1)は、図4の(a)の左から1番目のハッシュ手段2
でCS1を求める手順を示す。ここでは、既述した図3
の(b−1)の’から’と同様にしてCS1を求め
る。
ら2番目のハッシュ手段2でCS2を求める手順を示
す。ここでは、前段のに示す中間結果(L1(n−
1))を初期値とし、既述した図3の(b−1)の’
から’と同様にしてCS2を求める。
ら3番目のハッシュ手段2でCS3を求める手順を示
す。ここでは、前段のに示す中間結果(L2(n−
1))を初期値とし、既述した図3の(b−1)の’
から’と同様にしてCS3を求める。
K3をそれぞれ用いて前段の中間結果を次段の初期値と
して認証子CS1からCS3を順次算出し、より信頼性
を向上させることが可能となる。
は、文(ドキュメント)は、例えば図示のように、文
字、数字、記号などから構成され、これらを任意数毎に
ブロックに分割してデータD1からDnを作成してい
る。また、データD1からDnよりそれぞれの鍵K1か
らKmで作成した認証子CS1からCSmを結合してド
キュメントの下段の特定位置に8桁(1桁4ビット)の
認証子列を付加している。
は本発明の概念説明図を示し、図6の(b)は従来技術
の概念説明図を示す。
象の文の取りうる仮想的な空間であり、認証子空間は認
証子の取りうる仮想的な空間である。文空間M上で偽造
をより防止するには、従来では、図示のように、認証子
を長ブロックにして偽造確率を小さくしていた(認証子
空間上で同じ値となる、文空間M上での偽造文空間M2
を点線から実線の円に示すように小さくしていた)。
合の文空間M上での偽造文空間M1、鍵K2を用いた場
合の文空間M上での偽造文空間M2、鍵K3を用いた場
合の文空間M上での偽造文空間M3とすれば、本発明に
おける鍵K1,K2,K3の3つを用いた場合には、偽
造空間M1,M2,M3の共通領域である非常に小さな
偽造空間M123となり、偽造確率を大幅に小さくする
ことが可能となる。
情報を複数に分割して異なる鍵を用いて一方向性関数で
それぞれ認証子を作成して結合したり、情報から分離し
た認証子と情報から分離したデータを分割して異なる鍵
を用いて一方向性関数でそれぞれ認証子を作成して検証
したりする構成を採用しているため、偽造情報作成確率
を簡易な手法で低減できると共に、並列処理により認証
子作成時間を増やすことなく偽造情報確率を小さくした
り、前段の認証子作成時の任意の中間データを次段の初
期値などとして使用することで更に偽造確率を小さくし
たりできる。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】情報を鍵を用いて一方向性の関数で認証子
を作成して署名する認証装置において、 情報を複数のデータに分割する手段と、 上記分割した各データについてそれぞれの鍵を用いて一
方向性の関数でそれぞれの認証子を作成する手段と、 上記作成したそれぞれの認証子を上記情報に結合する手
段とを備えたことを特徴とする認証装置。 - 【請求項2】情報を鍵を用いて一方向性の関数で認証子
を作成して署名する認証装置において、 情報を複数のデータに分割する手段と、 上記分割した1つのデータについて鍵を用いて一方向性
の関数で認証子を作成および当該一方向性の関数で認証
子を作成する際の中間の任意のデータと次のデータにつ
いて鍵を用いて一方向性の関数で認証子を作成すること
を繰り返す手段と、 上記作成したそれぞれの認証子を上記情報に結合する手
段とを備えたことを特徴とする認証装置。 - 【請求項3】情報を鍵を用いて一方向性の関数で認証子
を作成して検証する認証装置において、 情報からデータと認証子を分離する手段と、 上記分離した情報を複数のデータに分割する手段と、 上記分割した各データについてそれぞれの鍵を用いて一
方向性の関数でそれぞれの認証子を作成する手段と、 上記作成したそれぞれの認証子および上記分離したそれ
ぞれの認証子をもとに検証する手段とを備えたことを特
徴とする認証装置。 - 【請求項4】情報を鍵を用いて一方向性の関数で認証子
を作成して検証する認証装置において、 情報からデータと認証子を分離する手段と、 上記分離した情報を複数のデータに分割する手段と、 上記分割した1つのデータについて鍵を用いて一方向性
の関数で認証子を作成および当該一方向性の関数で認証
子を作成する際の中間の任意のデータと次のデータにつ
いて鍵を用いて一方向性の関数で認証子を作成すること
を繰り返す手段と、 上記作成したそれぞれの認証子および上記分離した認証
子をもとに検証する手段とを備えたことを特徴とする認
証装置。 - 【請求項5】情報を複数に分割する手段と、 上記分割した各データについてそれぞれの鍵を用いて一
方向性の関数でそれぞれの認証子を作成する手段と、 上記作成したそれぞれの認証子を上記情報に結合する手
段として機能させるプログラムを記録したコンピュータ
読取可能な記録媒体。 - 【請求項6】情報を複数に分割する手段と、 上記分割した1つのデータについて鍵を用いて一方向性
の関数で認証子を作成および当該一方向性の関数で認証
子を作成する際の中間の任意のデータと次のデータにつ
いて鍵を用いて一方向性の関数で認証子を作成すること
を繰り返す手段と、 上記作成したそれぞれの認証子を上記情報に結合する手
段として機能させるプログラムを記録したコンピュータ
読取可能な記録媒体。
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