JP4891844B2 - 署名フォーマット変換装置と事前処理装置と署名検証装置、及び署名フォーマット変換方法とプログラムとその記憶媒体 - Google Patents
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電子署名及び認証業務に関する法律(平成12年法律第102号) 電磁的記録の方式等を定める件(平成14年法務省告示第101号)http://www.moj.go.jp/MINJI/minji41-3.html 独立行政法人情報処理推進機構セキュリティセンターPKI関連技術解説7.4 XML署名 http://www.ipa.go.jp/security/pki/074.html
実施例の説明の前に、この発明の署名フォーマット変換方法の基本的な考え方について説明する。
そこで、中間値Mを導入する。中間値Mは式(2)で表わせる。
M=f−1(g(m)) (2)
ここでf−1(X)はf(X)の逆演算関数を示す。すなわち、f−1(f(X))=Xを満たす。この中間値Mを、第1署名フォーマットの署名対象とした署名値は、Enc(f(f−1(g(m)))=Enc(g(m))である。これはすなわち、署名対象をmとした第2署名フォーマットの署名値Enc(g(m))と等しい値である。このように事前に中間値Mを用意して、その中間値Mを署名対象として第1署名フォーマットで署名する方法が、第1の発明の考え方である。
署名フォーマット変換装置100の動作フローを図4に示して、署名フォーマット変換処理を説明する。最初に署名対象データとなる元文書mが署名フォーマット変換装置100に入力される(ステップS1)。元文書mは、予め秘密鍵や公開鍵証明書が記憶されている記憶部110に記憶される(ステップS2)。中間値生成部120は、記憶部110から元文書mを読み込み、上記した式(2)の中間値M=f−1(g(m))を計算する(ステップS3)。中間値Mは、記憶部110に記憶される(ステップS4)。署名生成部130は、記憶部110から中間値Mと秘密鍵を読み込み、第1署名フォーマットに従った中間値Mの署名値Enc(f(M))=f(f−1(g(m)))を計算する(ステップS5)。第1署名フォーマットは、関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする署名フォーマットである。署名値Enc(f(M))は、記憶部100に記憶される(ステップS6)。フォーマット変換部140は、記憶部110から元文書mと署名値Enc(f(M))とを読み込み、署名値Enc(f(M))を元文書mの署名値とした第2署名フォーマットの電子署名を生成する(ステップS7)。第2署名フォーマットは、関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする署名フォーマットである。第2署名フォーマットの電子署名は、送信部150によって署名検証装置500に送信される。
署名検証装置500の動作フローを図5に示し、署名検証処理を説明する。署名フォーマット変換装置100から送信された第2署名フォーマットの電子署名は、受信部505で受信される(ステップS501)。受信された元文書mと署名値Enc(f(M))から成る第2署名フォーマットの電子署名は、公開鍵が記憶された記憶部510に記憶される(ステップS502)。復号部520は、記憶部510から署名値Enc(f(M))と公開鍵を読み出し、署名値Enc(f(M))=Enc(f(f−1(g(m))))を公開鍵で復号する(ステップS503)。復号された値はg(m)である。関数演算部530は、記憶部510から元文書mを読み込み関数gで関数値g(m)を演算する(ステップS504)。比較部540は、復号されたg(m)と関数演算部530で計算された関数値g(m)とを比較する(ステップS505)。復号されたg(m)と元文章mから計算で求めたg(m)とが一致した場合、比較部540は論理レベル1を、不一致の場合は論理レベル0を出力する(ステップS505)。以上の処理により、第1署名フォーマットに従った中間値Mの署名値Enc(f(M))=Enc(f(f−1(g(m)))が、第2署名フォーマットで検証されたことになる
〔署名フォーマット変換処理〕
署名フォーマット変換装置200の動作フローを図8に示して、署名フォーマット変換処理を説明する。中間値生成部120で計算された中間値Mを記憶部110に記憶するステップS4までの動作は、上記した署名フォーマット変換装置100の動作と同じである。
署名検証装置600の動作フローを図9に示し、署名検証処理を説明する。署名フォーマット変換装置200から送信された第1署名フォーマットの電子署名は、受信部505で受信される(ステップS601)。受信された、中間値Mと署名値Enc(g(m))から成る第1署名フォーマットの電子署名は、公開鍵が記憶された記憶部510に記憶される(ステップS602)。復号部620は、記憶部510から署名値Enc(g(m))を読み出し、Enc(g(m))=Enc(f(M))を公開鍵で復号する(ステップS603)。復号された値はg(m)=f(M)である。関数演算部630は、記憶部510に記憶された中間値Mを読み込み関数fで関数値f(M)=f(f−1(g(m))を演算する(ステップS604)。比較部630は、復号されたf(M)と、関数演算部630で計算して求めたf(M)とを比較する(ステップS605)。復号されたf(M)=g(m)と関数演算部630で計算された関数値g(m)とが等しい場合、署名値が正当であると判定される(ステップS606)つまり、第2署名フォーマットに従った中間値M=f−1(g(m))の署名値が、第1署名フォーマットで検証されたことになる。
実施例2の変形例は、中間値Mによる検証に、更に元文書mから計算して求めた補助検証値M’を検証するようにしたものである。変形例における署名フォーマット変換装置200’は、図6に示した署名フォーマット変換装置200に元文書出力部260が付加されたものである。変形例における署名検証装置600’の機能構成例を図10に示す。署名検証装置600’は、図7に示した署名検証装置600そのものである第1署名検証部610に、補助検証値生成部650と、補助検証部660とが付加されて構成される。
中間値生成部320の機能構成例を図13に示す。中間値生成部320は、入出力部321と、ダイジェスト値計算部322と、中間値M構築部323と、中間値M正規化部324と、各部の動作を制御する制御部325とで構成される。中間値M生成部320は、この例では、中間値M=H−1(H(H(Y)|α))=H(Y)|αを生成する。
入出力部321は、署名フォーマット変換装置200の記憶部110から元文書mを読み込みダイジェスト値計算部322に入力する。元文書mは、例えばXML形式で図14に示すものである。ダイジェスト値計算部322は、ハッシュ演算部322aで構成され、MD5やSHA1などのハッシュ関数により元文書mのダイジェスト値=H(元文書m)を計算する(図12、ステップS321)。その際、XML Digital Signature標準(RFC3076)等で定められる正規化手順により、正規化部322bで元文書mを正規化(ステップS320)した後に、ダイジェスト値を計算してもよい。
署名生成部330の機能構成例を図16に示す。署名生成部330は、入出力部331と、XML処理部332と、署名部333と、PKCS#7フォーマット構築部334と、各部の動作を制御する制御部335とから構成される。署名生成部330は、正規化された中間値Mに対して署名を行いPKCS#7署名データを生成する。
入出力部331は、記憶部110に記憶されている中間値Mを読み込みXML処理部332に入力する。XML処理部332は、XML形式で記述された中間値MをXML処理して、署名アルゴリズム情報を読み出し、中間値Mと共に署名部333に出力する(ステップS330)。署名部333は、中間値Mを署名アルゴリズム情報に対応したハッシュ関数Hでダイジェスト値(H(H(元文書)|α))化し、記憶部110から読み出した秘密鍵で暗号化して署名値Enc(f(M))を生成する(ステップS331)。ここで、H(元文書)が図15に示すDigestValueである。署名値Enc(f(M))と、中間値Mと、中間値Mに署名する際に用いる署名アルゴリズム情報と、記憶部110から読み出した公開鍵証明書とが、PKCS#7フォーマット構築部334に入力される。PKCS#7フォーマット構築部334は、これらを入力として図17に示すPKCS#7署名データを作成する(ステップS332)。なお、図17のPKCS#7署名データの4行目の「正規化したSignedinfo」が中間値Mであり、最下行の「正規化したSignedinfo要素に対するrsa-sha1署名値」が、中間値Mを署名関数rsa-sha1でダイジェスト値化した値を秘密鍵で暗号化した署名値Enc(f(M))=Enc(H(H(元文書)|α))である。PKCS#7署名データEnc(f(M))は、入出力部331を介して記憶部110に記憶される(ステップS112)。
フォーマット変換部340の機能構成例を図18に示す。フォーマット変換部340は、入力部341と、中間値M・署名値抽出部342と、XML署名フォーマット構築部343と、各部の動作を制御する制御部344とで構成される。フォーマット変換部340は、記憶部110に記憶されている元文書mと、公開鍵と、PKCS#7署名データEnc(f(M))mとからXML署名データを生成する。
入出力部341は、記憶部110から署名値Enc(f(M))を読み込み中間値M・署名値抽出部342に入力する。中間値M・署名値抽出部342は、PKCS#7署名データから中間値Mと署名値を抽出する(ステップS340)。XML署名フォーマット構築部343は、記憶部110から元文書mとX509公開鍵証明書を読み込む。そして、XML署名フォーマットを構築する。まず最初に、元文書mの子要素として中間値M・署名値抽出部342がPKCS#7署名データから抽出した中間値Mを組み込む。その下に署名値Enc(f(M))=Enc(H(H(元文書)|α))の署名値と、X509公開鍵証明書を組み込み(ステップS341)、図19に示すXML署名データを生成する。XML署名データは、署名フォーマット変換装置300の送信部150によって、ネットワーク3を介して署名検証装置500に入力される。
署名検証装置500の機能構成例を図20に示す。署名検証装置500は、受信部505と、記憶部510とXML処理部520と、署名対象保持部530とダイジェスト値検証部540と署名値検証部550と、判定部560と、復号化部570と、各部を制御する制御部580とで構成される。更に、ダイジェスト値検証部540は、正規化部541とハッシュ演算部542とダイジェスト値検証部543から成る。また、署名値検証部550は、正規化部551とハッシュ演算部552と署名値検証部553から成る。
受信部505は、受信したXML署名データを記憶部510に記憶する。XML処理部520は、記憶部510からXML署名データを読み出し、XML署名データから元文書m、元文書mをダイジェスト値化する際に用いる正規化アルゴリズム情報とダイジェストアルゴリズム情報、ダイジェスト値、中間値M、中間値Mから署名値を計算する際に用いる正規化アルゴリズム情報と署名アルゴリズム情報、署名値、X509公開鍵証明書を、XML処理をして抽出する(ステップS500)。XML処理部520は、XML処理でID番号が付与されている署名対象である元文書mを見つけ、ダイジェスト値検証部540の正規化部541に入力する。正規化部541は、XML処理部520からダイジェスト値の正規化アルゴリズム情報が入力されれば、アルゴリズム情報に対応した正規化プログラムを起動して元文書mを正規化する。ハッシュ演算部542は、正規化された元文書mをXML処理部520から入力されるダイジェストアルゴリズム情報に対応するハッシュ関数で、演算しダイジェスト値=H(元文書m)を計算する。ダイジェスト値検証部543は、ハッシュ演算部542で計算されたダイジェスト値と、XML署名データから抽出したダイジェスト値(図19のDigestValue)とを比較する(ステップS501)。ダイジェスト値検証部543は、これらが一致していれば論理レベル1を、不一致の場合は論理レベル0を判定部560に出力する(ステップS502)。
署名生成部430の機能構成例を図22に示す。署名生成部430は、入出力部431と、XML処理部432と、正規化部433と、署名部434と、XML署名フォーマット構築部435と、各部の動作を制御する制御部436とで構成される。署名生成部430は、記憶部110から中間値Mを読み込み、XML署名フォーマットに従った中間値M=f−1(g(m))の署名値Enc(g(m))=Enc(f(f−1(g(m))))を計算する。
入出力部431は、記憶部110に記憶されたXML形式で記述された中間値MをXML処理部432に入力する。XML処理部432は、図15に示した中間値MをXML処理して正規化アルゴリズム情報と署名アルゴリズム情報とを抽出する(ステップS430)。正規化アルゴリズム情報は、中間値Mと共に正規化部433に入力される。署名アルゴリズム情報は、署名部434に入力される。
フォーマット変換部440の機能構成例を図24に示す。フォーマット変換部440は、入力部441と、署名データ分離部442と、PKCS#7署名データ生成部443と、PKCS#7署名データ出力部444と、各部の動作を制御する制御部446とで構成される。
フォーマット変換部440は、XML署名データをPKCS#7署名データに変換する。
PKCS#7署名データ生成部443は、図17に示すPKCS#7署名データを、署名データ分離部442から入力された中間値MをContentInfoとし、署名値Enc(g(m))をEncryptedDigestとして生成する。図17において、中間値Mは4行目の「正規化したSignedInfo要素」であり、署名値Enc(g(m))は最下行の「正規化したSignedInfo要素に対するrsa-sha1署名」である。
なお、PKCS#7署名データの署名検証は、前述した署名検証装置600や署名検証装置600’が行なう上記説明済みの動作によりなされる。ここに「XML署名装置で署名した署名データをPKCS#7署名検証装置で検証する」という目的が達成される。
なお、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
また、上述の各実施例では、署名フォーマット変換装置が署名生成部と中間値生成部とフォーマット変換部とを有する構成であった。しかし、中間値生成部を具備する事前処理装置と、中間値生成部生成部を具備しない署名フォーマット変換装置とをインタフェースを介して接続し、本発明の署名フォーマット変換を実現する構成であってもよい。また、中間値生成部を具備する事前処理装置と、中間値生成部生成部を具備しない署名フォーマット変換装置とがネットワークを通じて接続される構成であってもよい。このような構成の場合、中間値生成部を具備しないが署名生成部やフォーマット変換部を具備する既存の装置に事前処理装置を外付け接続するだけで、本発明の署名フォーマット変換処理を実行できる。同様に、フォーマット変換部を署名フォーマット変換装置の外部に構成する構成としてもよいし、中間値生成部を具備する装置と、署名生成部を具備する装置と、フォーマット変換部を具備する装置とを別個に構成し、それらをインタフェースやネットワーク経由で接続して使用する形態であってもよい。
Claims (14)
- 第1署名フォーマットで生成した電子署名を第2署名フォーマットの電子署名に変換する署名フォーマット変換装置であって、
元文書mを記憶する記憶部と、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=f−1(g(m))を算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する中間値生成部と、
上記記憶部から上記中間値Mを読み込み、上記第1署名フォーマットに従った当該中間値Mの署名値Enc(f(M))を算出し、当該署名値Enc(f(M))を上記記憶部に格納する署名生成部と、
上記記憶部から上記元文書mと上記署名値Enc(f(M))とを読み込み、当該署名値Enc(f(M))を当該元文書mの署名値とした上記第2署名フォーマットの電子署名を生成し、当該電子署名を出力するフォーマット変換部と、
を具備し、
上記第1署名フォーマットは、
関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする署名フォーマットであり、
上記第2署名フォーマットは、
関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする署名フォーマットである、
ことを特徴とする署名フォーマット変換装置。 - 第2署名フォーマットで生成した電子署名を第1署名フォーマットの電子署名に変換する署名フォーマット変換装置であって、
元文書mを記憶する記憶部と、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=f−1(g(m))を算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する中間値生成部と、
上記記憶部から上記中間値Mを読み込み、上記第2署名フォーマットに従った当該元文書mの署名値Enc(g(m))をEnc(f(M))の演算によって算出し、当該署名値Enc(g(m))を上記記憶部に格納する署名生成部と、
上記記憶部から上記署名値Enc(g(m))と上記中間値Mとを読み込み、当該署名値Enc(g(m))を当該中間値Mの署名値とした上記第1署名フォーマットの電子署名を生成し、当該電子署名を出力するフォーマット変換部と、
を具備し、
上記第1署名フォーマットは、
関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする署名フォーマットであり、
上記第2署名フォーマットは、
関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする署名フォーマットである、
ことを特徴とする署名フォーマット変換装置。 - 請求項1または2に記載の署名フォーマット変換装置であって、
上記g(Y)が、
g(Y)=f(A(Y))を満たし、
A(Y)が、
定義域Yに対する像が算出可能な関数である、
ことを特徴とする署名フォーマット変換装置。 - 請求項2に記載の署名フォーマット変換装置であって、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、当該元文書mを出力する元文書出力部をさらに有する、
ことを特徴とする署名フォーマット変換装置。 - 請求項1から4の何れかに記載の署名フォーマット変換装置であって、
上記f(X)が、
H(Z)を定義域Zに対するハッシュ関数とした場合における、f(X)=H(X)であり、
上記g(Y)が、
H’(Z)を定義域Zに対するハッシュ関数とし、αを任意の値とし、Z1|Z2をZ1とZ2とのビット連結とした場合における、g(Y)=H(H’(Y)|α)であり、
上記中間値生成部は、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=H’(m)|αを算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する、
ことを特徴とする署名フォーマット変換装置。 - 請求項4に記載の署名フォーマット変換装置から出力された第1署名フォーマットの電子署名を検証する署名検証装置であって、
署名値Enc(g(m))と中間値Mとを有する第1署名フォーマットの電子署名と、元文書mとを格納する記憶部と、
上記記憶部から上記第1署名フォーマットの電子署名を読み込み、上記第1署名フォーマットの電子署名を検証し、その検証結果を出力する第1署名検証部と、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、補助検証値M’=f−1(g(m))を算出し、当該補助検証値M’を上記記憶部に格納する補助検証値生成部と、
上記記憶部から上記中間値Mと補助検証値M’とを読み込み、当該中間値Mと当該検証値M’とが一致するか否かを判定し、その判定結果を出力する補助検証部と、
を具備することを特徴とする署名検証装置。 - 請求項6に記載の署名検証装置であって、
上記f(X)が、
H(Z)を定義域Zに対するハッシュ関数とした場合における、f(X)=H(X)であり、
上記g(Y)が、
H’(Z)を定義域Zに対するハッシュ関数とし、αを任意の値とし、Z1|Z2をZ1とZ2とのビット連結とした場合における、g(Y)=H(H’(Y)|α)であり、
上記補助検証値生成部は、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、補助検証値M’=H’(m)|αを算出し、当該補助検証値M’を上記記憶部に格納する、
ことを特徴とする署名検証装置。 - 元文書mを記憶する記憶部と、
上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=f−1(g(m))を算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する中間値生成部と、を具備し、
上記中間値M=f−1(g(m))は、
関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする第1署名フォーマットの電子署名と、関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする第2署名フォーマットの電子署名との間のフォーマット変換処理に利用される値である、
ことを特徴とする事前処理装置。 - 第1署名フォーマットで生成した電子署名を第2署名フォーマットの電子署名に変換する署名フォーマット変換方法であって、
元文書mを記憶部に格納する過程と、
中間値生成部が、上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=f−1(g(m))を算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する過程と、
署名生成部が、上記記憶部から上記中間値Mを読み込み、上記第1署名フォーマットに従った当該中間値Mの署名値Enc(f(M))を算出し、当該署名値Enc(f(M))を上記記憶部に格納する過程と、
フォーマット変換部が、上記記憶部から上記元文書mと上記署名値Enc(f(M))とを読み込み、当該署名値Enc(f(M))を当該元文書mの署名値とした上記第2署名フォーマットの電子署名を生成し、当該電子署名を出力する過程と、
を有し、
上記第1署名フォーマットは、
関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする署名フォーマットであり、
上記第2署名フォーマットは、
関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする署名フォーマットである、
ことを特徴とする署名フォーマット変換方法。 - 第2署名フォーマットで生成した電子署名を第1署名フォーマットの電子署名に変換する署名フォーマット変換方法であって、
元文書mを記憶部に格納する過程と、
中間値生成部が、上記記憶部から上記元文書mを読み込み、中間値M=f−1(g(m))を算出し、当該中間値Mを上記記憶部に格納する過程と、
署名生成部が、上記記憶部から上記中間値Mを読み込み、上記第2署名フォーマットに従った当該元文書mの署名値Enc(g(m))をEnc(f(M))の演算によって算出し、当該署名値Enc(g(m))を上記記憶部に格納する過程と、
フォーマット変換部が、上記署名値Enc(g(m))と上記中間値Mとを読み込み、当該署名値Enc(g(m))を当該中間値Mの署名値とした上記第1署名フォーマットの電子署名を生成し、当該電子署名を出力する過程と、
を有し、
上記第1署名フォーマットは、
関数値Enc(f(X))を元文書Xの署名値とする署名フォーマットであり、
上記第2署名フォーマットは、
関数値Enc(g(Y))を元文書Yの署名値とする署名フォーマットである、
ことを特徴とする署名フォーマット変換方法。 - 請求項1から5の何れかに記載された署名フォーマット変換装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項6または7に記載された署名検証装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項8に記載された事前処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項11から13に記載されたプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
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