CZ307160B6 - Způsob a systém pro vzdálené ověření identity klíče - Google Patents

Abstract

Způsob vzdáleného ověřování identity klíce na konkrétním bezpečném zařízení spočívá v tom. že klient si vygeneruje vlastní pár klíčů na tokenu, přičemž pár klíčů sestává z veřejné části (7) a z privátní části (6), a v okamžiku, kdy je nutné ověřit existenci klíče na konkrétním tokenu (I), podepíše token (1) blok dat tvořený tajemstvím (3) známým výhradně emitentem tokenu, veřejným klíčem (7) a případné dalšími veřejnými daty, podpis s případnými daty a veřejná část klíče (7) se přenese k etnitentovi. který v okamžiku verifikace zrekonstruuje tajemství (3) a potom zprávu o verifikaci dodaným veřejným klíčem ověří, přičemž pokud je ověření kladné je nepochybné, že pro podpis byl použit klíč uložený v konkrétním tokenu 11). Řešení se dále týká i systému pro vzdálené ověření identity klíče.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vzdáleného ověření existence privátního klíče a jeho vazby k dalším informacím ležících na jednom bezpečném HW zařízení - token (čipová karta, USB token, apod.), tj. bezpečnostní funkce aplikací založených na asymetrické kryptografii. Řešení umožňuje vzdáleně ověřit, zda se používaný privátní klíč a další doplňkové informace nachází na konkrétním tokenu a tím umožňuje ověřit i identitu tokenu, respektive jeho držitele. Konkrétně se jedná jednak o urychlení a zjednodušení fáze vystavení certifikátu (např. X.509) subjektu, jehož identita byla dříve ověřena a jehož elektronická identita je uložena na bezpečném HW zařízení, jednak o identifikaci (autentizaci) majitele karty pomocí doplňkových informací, které mohou být důvěrného charakteru.

Dosavadní stav techniky

Současný stav techniky nepopisuje metody, které by kryptograficky ověřovaly společnou existenci privátního klíče a dalších informací na tokenu. Existují přitom situace, kdy je nutné znát, zda používaný klíč leží uvnitř bezpečného tokenu a zda se jedná o token, který byl k tomuto účelu emitován vydavatelem tokenu - emitentem (ochrana proti duplikaci tokenu jiných vlastností, identifikace držitele tokenu). Využití vlastností předkládaného návrhu tyto situace řeší, může zjednodušit např. mechanismy vydávání certifikátu k tokenům a umožnit jejich vzdálenou správu v systémech PKI (Public Key Infrastructure - infrastruktura správy a distribuce veřejných klíčů), vzdálené ověření identity držitele tokenu bez nutnosti ukládání pomocných (citlivých) informací do certifikátů.

Z dosavadního stavu techniky je z dokumentu US 2002/194476 znám způsob a zařízení s digitálním ochranným mechanismem, který pro své fungování vyžaduje dva páry klíčů jedna identity klíč a signatuře klíč. Tento ochranný systém obsahuje jedinečný veřejný/privátní identifikační pár klíčů a používá oddělený veřej ný/privátní signatuře pár klíčů. Tento dokument se týká autentizace obecně.

V dokumentu US 5 200 999 je popsána správa klíčů kryptografického systému založená na řídicích vektorech. Tento systém zpracovávající data využívá první pár veřejných a privátních klíčů a generuje druhý pár veřejných a privátních klíčů, na jejichž základě je pak v systému zpracovávajícím data přiřazován první privátní řídicí vektor pro první privátní klíč a druhý privátní klíč pro definování přípustných použití pro první a druhý privátní klíč.

Dokument WO 02248846 popisuje ověřovací systém, který umožňuje klientům ověřit zákazníka pomocí důvěryhodného poskytovatele služby ověření. Vzdálený poskytovatel služby ověření uchovává data o zákazníkovi pro usnadnění rychlého ověření zákazníka na základě jména zákazníka a unikátního kódu zákazníka. Unikátním kódem zákazníka je jednorázové heslo generované hardwarovým tokenem drženým zákazníkem. Vzdálený poskytovatel služby ověření potvrdí, že heslo generované tokenem je platné. Z uvedeného je tedy zřejmé, že tento ověřovací systém nepoužívá pár veřejného a privátního klíče.

Podstata vynálezu

Bezpečnostní funkce aplikací založených na asymetrické kryptografii, která umožňuje realizovat vzdálené ověření existence privátního klíče a doplňkových informací na jednom bezpečném zařízení a nedostatky dosavadního stavu odstraňuje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vzdálené ověření existence klíče na konkrétním tokenu klienta vychází z ověření elektronického podpisu hodnoty veřejného klíče, tajemství a popř. dalších doplňkových informací, které byly na token bezpečně uloženy (např. v procesu personalizace). Tajemství je z vnějšího prostředí tokenu nedostupné (není možné jej nijak vyčíst, ale ani modifikovat), emitent tokenů jej však zná, nebo je schopen jej odvodit (dopočítat). Klient si vygeneruje vlastní pár klíčů na tokenu. V okamžiku kdy je nutné ověřit existenci klíče na konkrétním tokenu, podepíše blok dat tvořený tajemstvím, veřejným klíčem a případně dalšími veřejnými daty. Podpis s případnými daty a veřejnou část klíče přenese k emitentovi. Ten musí být schopen v okamžiku verifikace rekonstruovat tajemství a pak tuto zprávu dodaným veřejným klíčem ověřit. V případě kladného ověření se získá jistota, že pro podpis byl použit klíč uložený v konkrétním tokenu. Musí-li se držitel tokenu před touto operací autentizovat (zadáním hesla známému pouze tokenu a jeho držiteli, popř. doplněním autentizace o biometrické údaje držitele), lze předpokládat, že elektronický podpis byl vytvořen konkrétním držitelem tokenu. Pokud token splňuje podmínku, že součástí tajemství nebo doplňkové informace je i tokenem dodaná informace o tom, že daný pár klíče vznikl uvnitř tokenu nebojsou splněny podmínky, že pár klíče (privátní a veřejná část) lze generovat uvnitř bezpečného zařízení a není možno jej na bezpečné zařízení importovat z vnějšího okolí ani exportovat privátní část do vnějšího prostředí, je ověřena i důvěryhodnost klíče - nikde jinde než na daném tokenu se tentýž klíč nevyskytuje.

Podstata způsobu vzdáleného ověřování identity klíče na konkrétním bezpečném zařízení spočívá v tom, že klient si vygeneruje vlastní pár klíčů na tokenu, přičemž pár klíčů sestává z veřejné části a z privátní části, a v okamžiku, kdy je nutné ověřit existenci klíče na konkrétním tokenu, podepíše token blok dat tvořený tajemstvím známým výhradně emitentem tokenů, veřejným klíčem a případně dalšími veřejnými daty, podpis s případnými daty a veřejná část klíče se přenese k emitentovi, který v okamžiku verifikace zrekonstruuje tajemství a potom zprávu o verifikaci dodaným veřejným klíčem ověří, přičemž pokud je ověření kladné je nepochybné, že pro podpis byl použit klíč uložený v konkrétním tokenu.

Pokud token splňuje podmínku, že součástí tajemství nebo doplňkové informace je i tokenem dodaná informace o tom, že daný pár klíče vznikl uvnitř tokenu, nebojsou splněny podmínky, že pár klíče tedy jeho veřejná i privátní část je možné vygenerovat uvnitř bezpečného zařízení a není možné jej na bezpečné zařízení importovat z vnějšího okolí ani exportovat privátní části do vnějšího okolí, je ověřena i unikátnost a důvěryhodnost klíče.

Je výhodné, pokud se před operací ověřování provádí operace autentizace držitele tokenu.

Autentizace držitele tokenu se provádí zadáním hesla známého pouze tokenu a jeho držiteli.

Je výhodné pokud se autentizace tokenu provádí doplněním biometrických údajů držitele.

Podstata systému pro vzdálené ověřování identity privátního klíče na konkrétním bezpečném zařízení zahrnujícím bezpečné zařízení propojené s prostředky pro vzdálenou správu, spočívá v tom, že bezpečné zařízení je tvořeno tokenem, který je tvořen dvěma částmi, z nichž jedna část je privátní část, která je určena pro zapsání tajemství vytvořeného ze symetrického klíče K-dm a identifikačního údaje TID, přičemž tajemství v privátní části je z vnějšího okolí nedostupné, ve veřejně dostupné části tokenu je zapsán identifikační údaj TID, přičemž token je vzdáleně propojen s prostředky bezpečného prostředí emitenta tokenu.

Objasnění výkresů

Podstata vynálezu je zřejmá z přiložených obrázků, kde na obrázku 1 je zobrazen proces zápisu tajemství 3 do tokenu 1 a na obrázku 2 je demonstrován příklad použití tokenu I v procesu ověření existence privátního klíče Kpriv 6 v konkrétním tokenu i.

-2 CZ 307160 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Příkladným provedením vynálezu je vzdálené ověření existence privátního klíče a doplňkových informací na jednom bezpečném zařízení, kdy obsah tajemství je možno volit s ohledem na aplikační zaměření a jeho vhodnou volbou je možno řešit některé problémy v systému PKI:

a) ověření identity tokenu/držitele tokenu - pokud je obsahem tajemství údaj, který jednoznačně identifikuje token nebo jeho držitele, je možno tuto identitu u emitenta tokenu kryptograficky ověřit.

b) ověření doplňkových informací k identitě držitele tokenu, které jsou uloženy na tokenu tajemství je tvořeno neveřejným údajem (doplňkovým identifikátorem, vytvořeným např. z rodného čísla), který společně s údaji v certifikátu vytváří jednoznačnou identitu držitele tokenu v systému.

c) ověření důvěryhodnosti klíče - pokud jsou splněny podmínky, že privátní klíč lze generovat uvnitř tokenu a není možno jej na token importovat z vnějšího okolí ani exportovat jej do vnějšího prostředí neboje součástí podepisovaného tajemství tokenem dodaný údaj říkající, že klíč byl generován tokenem, je ověřena i důvěryhodnost klíče - nikde jinde než na daném tokenu se tentýž klíč nevyskytuje.

Všechny tři popsané způsoby ověření je možno vzájemně jakkoli kombinovat.

Na obrázku 1 je schematicky zobrazen proces zápisu tajemství 3 do tokenu i podle ověření dle postupu Ad a).

Algoritmus A představuje jednosměrnou funkci, která využívá jako vstupu tajného symetrického kryptografického klíče Kadm 5 a identifikačního údaje tokenu TID 4. (TID - Token Identifier identifikátor tokenu). Výsledkem je tajemství 3 zapsané do tokenu i, do části 2, ze které nelze toto tajemství vyčíst. Identifikační údaj TID je mimo to zapsán do veřejně dostupné části v tokenu. Tyto operace probíhají v bezpečném prostředí 9 např. v rámci personalizace tokenu. V této podobě je možno token f distribuovat ke klientovi s respektováním odpovídajícího bezpečnostního konceptu.

Na obrázku 2 je uveden příklad použití tokenu i v procesu ověření existence privátního klíče Kpriv 6 v konkrétním tokenu L Vychází z modelu vytvoření tajemství 3 dle obrázku 1.

Poté, co je držiteli tokenu doručen token inicializovaný dle obrázku 1, si uživatel uvnitř tokenu vygeneruje pár klíčů K priv 6 a Kpub 7. Tajemství 3 a soukromá část klíče Kpriv 6 jsou uloženy v části 2, ze které externí svět nemůže tyto údaje za žádných okolností nijak vyčíst. Výsledek operace hash B provedené na kartě s tajemstvím 3 a veřejným klíčem K_pub 7 je vstupem pro zašifrování C soukromým klíčem K priv 6. Obě tyto operace probíhají ve vnitřních strukturách tokenu E Výsledek této operace je náplní přenášeného bloku SMSG 8, přičemž SMSG je podepsané tajemství přenášené z tokenu J_. K emitentovi tokenu 1 se pak přenáší bloky S MSG 8, K pub 7 a TID 4.

V bezpečném prostředí 9 emitenta tokenu použitím totožné jednosměrné funkce A na identitu tokenu TID 4 s totožným klíčem K adm 5 se získá tajemství 3, které společně s veřejnou částí klíče K pub 7 vstupují do operace hash Β. V bloku komp E se porovná výsledek této operace a výsledek operace rozšifrování D zprávy S MSG 8 pomocí veřejné části klíče K pub 7. Pokud je porovnání úspěšné, ověří se tak kryptograficky identita tokenu deklarovaná v bloku TID 4 přenášené zprávy a potvrdí se skutečnost, že byl použit privátní klíč ležící na tokenu s identitou TID

4.

- J CZ 307160 B6

Průmyslová využitelnost

Vzdálené ověření identity privátního klíče podle vynálezu je průmyslově opakovatelně využitelné řešení a najde využití především v aplikacích, kde je nutné zajistit jednoznačnou identifikaci bezpečného tokenu popř. jeho držitele pomocí doplňkových informací, které mohou být i důvěrného charakteru, přičemž je možné současně dokázat, že použitý privátní klíč pro vykonání operace autentizace leží na konkrétním použitém bezpečném HW zařízení, jako je čipová karta, USB token, apod.

Claims (6)

1. Způsob vzdáleného ověřování identity klíče na konkrétním bezpečném zařízení, vyznačující se tím, že klient si vygeneruje vlastní pár klíčů na tokenu, přičemž pár klíčů sestává z veřejné části a z privátní části, a v okamžiku, kdy je nutné ověřit existenci klíče na konkrétním tokenu, podepíše token blok dat tvořený tajemstvím známým výhradně emitentem tokenů, veřejným klíčem a případně dalšími veřejnými daty, podpis s případnými daty a veřejná část klíče se přenese k emitentovi, který v okamžiku verifikace zrekonstruuje tajemství a potom zprávu o verifikaci dodaným veřejným klíčem ověří, přičemž pokud je ověření kladné je nepochybné, že pro podpis byl použit klíč uložený v konkrétním tokenu.

2. Způsob vzdáleného ověřování identity podle nároku 1, vyznačující se tím, že pokud token splňuje podmínku, že součástí tajemství (3) nebo doplňkové informace je i tokenem dodaná informace o tom, že daný pár klíče vznikl uvnitř tokenu, nebojsou splněny podmínky, že pár klíče tedy jeho veřejná i privátní část je možné vygenerovat uvnitř bezpečného zařízení a není možné jej na bezpečné zařízení importovat z vnějšího okolí ani exportovat privátní části do vnějšího okolí, je ověřena i unikátnost a důvěryhodnost klíče.

3. Způsob vzdáleného ověřování identity podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že před operací ověřování se provádí operace autentizace držitele tokenu.

4. Způsob vzdáleného ověřování identity podle nároku 3, vyznačující se tím, že autentizace držitele tokenu se provádí zadáním hesla známého pouze tokenu a jeho držiteli.

5. Způsob vzdáleného ověřování identity podle nároku 3, vyznačující se tím, že autentizace tokenu se provádí doplněním biometrických údajů držitele.

6. Systém pro vzdálené ověřování identity privátního klíče na konkrétním bezpečném zařízení zahrnující bezpečné zařízení propojené s prostředky pro vzdálenou správu, vyznačující se tím, že bezpečné zařízení je tvořeno tokenem (1), který je tvořen dvěma částmi, z nichž jedna část je privátní část (2), která je určena pro zapsání tajemství (3) vytvořeného ze symetrického klíče Kadm (5) a identifikačního údaje TID (4), přičemž tajemství (3) v privátní části (2) je z vnějšího okolí nedostupné, ve veřejně dostupné části tokenu je zapsán identifikační údaj TID (4), přičemž token je vzdáleně propojen s prostředky bezpečného prostředí (9) emitenta tokenu.