ES2293377T3 - Sistema y metodo para la generacion de certificados digitales. - Google Patents
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Abstract
Método de generación de un certificado digital en un sistema que consta de un primer ordenador de un proveedor de servicios que incorpora un depósito y un segundo ordenador de un cliente (401-404, 501-506), que comprende los siguientes pasos: - recepción en el ordenador del proveedor del servicio de un nuevo archivo digital enviado desde el segundo ordenador; - asignación de un valor de secuencia (202) al nuevo archivo digital en el ordenador del proveedor del servicio y el almacenamiento de datos incluyendo los archivos digitales y los valores resumen (hash) del depósito (215); - generación de un primer valor digital compuesto aplicando una primera función (204) a una primera pluralidad de los datos almacenados en el depósito, en el que la primera función computa un conjunto de valores raíz para un bosque binario de resúmenes no conectado (801); - generación de un primer certificado digital en el que el primer certificado digital comprende al menos el valor de secuencia y del primer valor digital compuesto; - agregación al depósito del nuevo archivo digital; - generación de una secuencia de valores resumen y almacenamiento de la secuencia de valores resumen en el depósito (215), aplicando una segunda función (216) a una segunda pluralidad de datos almacenados en el depósito, en el que la segunda pluralidad de datos incluye el nuevo archivo digital y en el que la segunda función computa el bosque binario de resúmenes no conectado (801); - generación de un valor de secuencia compuesto (217); - generación de un segundo valor digital compuesto (212) aplicando una tercera función a una tercera pluralidad de los datos almacenados en el depósito; - generación de un valor digital intervalo (214) aplicando una cuarta función a una cuarta pluralidad de los datos almacenados en el depósito, en el que el valor digital intervalo se basa en el valor de secuencia y el valor compuesto de secuencia; y - generación de un segundo certificado digital, en el que el segundo certificado digital consta de al menos el valor de secuencia y el valor digital intervalo.
Description
Sistema y método para la generación de
certificados digitales.
La presente solicitud reivindica la prioridad de
la Solicitud Provisional EE.UU. nº 60/531.865 presentada el 22 de
diciembre de 2003.
La presente invención se refiere a la creación y
renovación de los certificados digitales. Más concretamente, la
presente invención trata de un sistema seguro y un método de
generación de un certificado digital.
Los documentos electrónicos digitales se
utilizan cada vez más para constatar hechos. Se utilizaba
anteriormente sellos, firmas, tipos especiales de papel y otras
herramientas para demostrar la autenticidad de documentos y otros
archivos. Aparte de acreditar la autenticidad de documentos y
archivos, estas herramientas y otras han sido utilizadas para
demostrar que un documento ha sido recibido o emitido en un cierto
orden. Estos formas de demostrar la autenticidad y el orden son
útiles en varios sectores, entre otros la banca, los negocios, las
actas jurídicas y la administración pública. Hoy en día, dichos
servicios suelen ser ofrecidos por notarios, auditores y
similares.
Se requieren servicios similares de
autenticación y verificación de orden en el mercado de contenidos
electrónicos digitalizados. En distintos sectores de este mercado,
los proveedores de servicios electrónicos reciben documentos o
archivos digitales. Por ejemplo, un sistema de banca electrónica
recibe un justificante digital de una compra por parte de un
consumidor. Dichos proveedores de servicios registran la secuencia
de recepción de los archivos y asignan a cada archivo un "valor
de secuencia". Una vez que el proveedor de servicios ha recibido
y registrado el archivo, se suele emitir una certificación digital
a la parte que proporciona el archivo. Posteriormente es posible
que el proveedor del servicio u otra parte necesite verificar el
orden en el que se han registrado unos archivos concretos. Pare
cumplir esta necesidad de verificación, se puede asociar valores de
secuencia con los archivos digitales de modo que se pueda demostrar
posteriormente que los valores de secuencia reflejan correcta y
auténticamente el orden de registro.
Dicha asociación de números de secuencia a los
archivos digitales se realiza típicamente mediante la criptografía
asimétrica o, como método alternativo, por la publicación. Una
asociación verificable se denomina un certificado de orden. Sin las
asociaciones verificables correspondientes, los proveedores de
servicios podrían denegar la validez que cualquier cosa presentada
como certificado.
Cuando se utiliza la criptografía asimétrica
para realizar la asociación verificable, el proveedor de servicios
suele firmar un archivo digital (que contiene un valor de secuencia
correspondiente) con una firma digital o sistema de encriptación
como el RSA. La criptografía de clave pública es suficientemente
rápida para permitir una generación casi instantánea de
certificados. Sin embargo, existe un punto débil inherente al uso de
la criptografía asimétrica para crear las firmas digitales: las
claves de firmas criptográficas pueden ser comprometidas. Una vez
comprometida una clave, los certificados creados con dicha clave ya
no son verificables. Puesto que la probabilidad de que una clave se
comprometa aumenta con el tiempo, los certificados creados por la
criptografía con claves sólo son útiles durante poco tiempo.
Cuando se utiliza la publicación para realizar
la asociación verificable, el proveedor del servicio suele publicar
un archivo digital junto con un valor secuencial de un modo
ampliamente verificable, por ejemplo, en un periódico. Si el
proveedor del servicio se compromete a cumplir ciertas reglas en
relación con la publicación, se puede confiar en el contenido
publicado como certificado por el proveedor del servicio. Puesto que
no se utilizan claves criptográficas en el método de publicación,
el problema de compromiso de claves no existe. Sin embargo, el
método de publicación es tan lento que resulta ineficaz. La
publicación diaria o semanal es realista, pero la creación
instantánea de certificados es imposible, aunque el mercado
electrónico moderno lo exige.
Para verificar a largo plazo la autenticidad del
certificado, y hacerlo eficientemente, se puede utilizar una
combinación de las asociaciones en base a la publicación y/o las
firmas de claves múltiples. Sin embargo, puesto que este enfoque
combinado implica las desventajas de ambos sistemas, los
certificados deben ser actualizados frecuentemente, lo que implica
un gasto adicional para mantener la validez de las asociaciones.
Existe otro problema fundamental relativo a las
propiedades de los mismos valores de secuencia, representados
típicamente como números enteros. En alguna medida, las asociaciones
verificables entre archivos digitales y números enteros pueden ser
visualizadas por las partes que las verifican para que conste que
los archivos realmente fueron asignados esos valores de
secuencia.
Sin embargo, los números de secuencia asignados
a los archivos digitales a menudo no reflejan exactamente el orden
temporal real en el que se recibieron los archivos. Un proveedor de
servicios malicioso pueden asignar números de secuencia a los
archivos en cualquier orden que desee. Por ello, ha surgido la
necesidad de detectar la conducta errónea de un proveedor de
servicios. El concepto de enumerar archivos puede ser demasiado
abstracto para reflejar el proceso de registro. Por ejemplo, la
afirmación de que tres archivos fueron registrados antes de un
archivo concreto no proporciona información alguna del modo en que
se registraron los archivos. Una forma de superar este problema es
definir el valor de secuencia de un archivo concreto como el
conjunto de todos los archivos que preceden a un archivo concreto
en el depósito. Dichos "valores de secuencia" representan el
orden de inscripción, pero como además registran la historia del
depósito, no pueden ser denegados por el proveedor del servicio.
Sin embargo, si cada uno de los valores de secuencia refleja la
historia completa del depósito, los valores pueden llegar a ser tan
grandes que su cálculo y transmisión resulten inviables.
Una forma de confirmar la historia de un
proveedor de servicios es incluir en el certificado digital
entregado a la parte que proporciona los archivos un compendio
criptográfico de todos los archivos registrados anteriormente. Por
ejemplo, un resumen (hash) de cadena lineal puede ser creado
aplicando una función de resumen criptográfico a una concatenación
de un archivo recién recibido y el archivo cuya recepción fue
inmediatamente anterior. Dicho método se divulga en la Patente
EE.UU. nº 5,136,646 a favor de Haber et al.. Los compendios
criptográficos que se incluyen en los certificados de orden crean
relaciones causales de un solo sentido entre las confirmaciones y
de este modo pueden ser utilizados para verificar su orden sin el
riesgo de una conducta errónea por parte del proveedor del
servicio, puesto que cualquier confirmación errónea es detectable
por un verificador que examina la cadena de resumen causal de un
solo sentido. Los valores de secuencia creados por dichos procesos
son más cortos a causa del uso de las funciones de resumen
criptográfico. Sin embargo, la verificación de dichos valores sigue
necesitando el cálculo de todos los archivos en el depósito y por
tanto puede consumir importantes recursos de tratamiento. Este
proceso acarrea la desventaja adicional de que no se puede realizar
sin una interacción con el proveedor del servicio.
"Mejorando la disponibilidad de los servicios
de sellado de tiempo" Ame Ansper, Ahto Buldas, Mart Saarepera,
Jan Willemson, ACISP 2002, [Online] del 11 de julio de 2001, páginas
1-16, Sydney, Australia, describe un método de
sellado de tiempo digital utilizado para conservar el valor
probatorio de los documentos electrónicos, los protocolos de
sellado de tiempo y el sellado de tiempo por señal resumen. Dicho
documento describe un enfoque en base a enlaces, en concreto los
sistemas de asignación lineal y enlaces de árbol enhebrado para
proporcionar servicios de sellado digital de tiempo.
Actualmente es posible crear asociaciones
verificables eficientes con la criptografía asimétrica. Sin embargo,
en una serie de aplicaciones existe la necesidad de asociaciones
verificables durante un plazo más largo que sean preferentemente
verificables sin utilizar claves criptográficas. Por consiguiente,
ha surgido la necesidad de un sistema de registro de archivos
electrónicos digitales con procedimientos que permitan que los
clientes sustituyan los certificados firmados digitalmente a corto
plazo (por métodos de criptografía asimétrica) por pruebas
certificadas a largo plazo en base a compendios criptográficos y
métodos de publicación.
La presente invención consigue superar estos
problemas, entre otros.
Se divulga un sistema y método de generación de
un certificado digital en el que los clientes remiten archivos
digitales a un proveedor del servicio de registro. Los archivos se
registran y los clientes reciben un certificado firmado
digitalmente que verifica el registro (y el número de registro) del
archivo. Estos certificados con firma digital pueden ser
sustituidos a continuación por una prueba certificada que se genera
aplicando una función de resumen criptográfico al depósito de todos
los registros.
En una realización de la presente invención, se
divulga un sistema y método de generación de un certificado digital
en el que un cliente remite un archivo digital a un proveedor del
servicio de registro. Se genera un valor digital compuesto que
representa al menos un subconjunto del historial completo de los
registros recibidos anteriormente, en el que el valor digital
compuesto se genera aplicando un algoritmo determinístico a los
elementos almacenados en un depósito. Se genera y se transmite al
cliente a continuación un certificado de confirmación, en el que
dicho certificado consta de al menos el archivo digital, un número
de secuencia asignado al registro y el valor digital compuesto. El
certificado se firma digitalmente utilizando un sistema
criptográfico asimétrico. Posteriormente, el archivo digital o una
representación del mismo se añade al depósito.
En otra realización de la presente invención, se
divulga un sistema y método de publicación de un compendio
criptográfico de un depósito de archivos digitales. Se general un
valor digital compuesto que representa al menos un subconjunto del
historial completo de los registros recibidos. Dicho valor digital
compuesto se genera aplicando un algoritmo determinístico a los
elementos almacenados en el depósito. Además, se genera un número
de secuencia compuesto que se establece igual al número de secuencia
actual del depósito. Dicho valor digital compuesto, y el número de
secuencia compuesto del depósito se divulgan a continuación al
público.
En otra realización de la presente invención, se
divulga un sistema y método de creación de una prueba certificable
para un archivo digital en el que se genera un valor digital
intervalo para el archivo relativo a un valor digital compuesto
publicado. Se genera a continuación una prueba certificada, que
incluye al menos el valor digital intervalo y el número de
secuencia del registro y que puede incluir además un subconjunto del
archivo digital mismo, el valor digital compuesto y el número de
secuencia compuesto.
La siguiente especificación, junto con las
figuras siguientes, mostrará otros aspectos y ventajas de la
invención.
Para comprender la presente invención, se
describirá a continuación como ejemplo, en relación con las figuras
que se acompañan, en las cuales:
La Figura 1 es el organigrama general del
sistema y método de generación de un certificado digital, que
ilustra de forma general los pasos necesarios para registrar un
archivo digital en un depósito, publicar de forma criptográfica un
compendio del depósito y generar una prueba certificada del archivo
digital.
La Figura 2 es un organigrama de una parte del
sistema y método de generación de un certificado digital, que
ilustra detalladamente el procedimiento de registro de un archivo
digital en un depósito y genera un certificado digital que
certifica el registro del archivo.
La Figura 3 es un organigrama de una parte del
sistema y método de generación de un certificado digital para un
archivo digital.
Figura 4 es un organigrama de una aplicación del
sistema y método de generación de un certificado digital, que
ilustra el procedimiento de utilización de una prueba certificada
para verificar el número de secuencia y recepción de un archivo
digital.
La Figura 5 es un organigrama de una aplicación
del sistema y método de generación de un certificado digital, que
ilustra el procedimiento de utilización de pruebas certificadas para
verificar los números de secuencia y recepción de más de un archivo
digital.
La Figura 6 es un diagrama de transición de
estados de una parte del sistema y método de generación de un
certificado digital, que ilustra los estados y transiciones
intermedias de la generación de un primer certificado digital.
La Figura 7 es un diagrama de transición de
estados de una parte del sistema y método de generación de un
certificado digital, que ilustra los estados y transiciones
intermedias de la generación de un segundo certificado digital.
La Figura 8 es una ilustración de la estructura
de datos utilizada en el sistema y método de generación de un
certificado digital, que ilustra un bosque de árboles binarios de
resumen.
La Figura 9 es una ilustración de la estructura
de datos utilizada en el sistema y método de generación de un
certificado digital, que ilustra un bosque de árboles binarios de
resumen representado como matriz indexada.
La Figura 10 es una ilustración de la estructura
de datos utilizada en el sistema y método de generación de un
certificado digital, que ilustra un bosque de árboles binarios de
resumen dispuestos en una estructura de datos estratificada.
La Figura 11 es una ilustración de una tabla
utilizada con el sistema y método de generación de un certificado
digital, que ilustra el flujo de trabajo de un algoritmo de registro
de archivos digitales.
La Figura 12 es una ilustración de una tabla
utilizada con el sistema y método de generación de un certificado
digital, que ilustra el flujo de trabajo de un algoritmo de
generación de un valor digital intervalo.
La Figura 13 es una ilustración de una tabla
utilizada con el sistema y método de generación de un certificado
digital, que ilustra adicionalmente el flujo de trabajo de un
algoritmo de generación de un valor digital intervalo.
Aunque la presente invención puede
materializarse en realizaciones de muchas formas diferentes, las
figuras muestran unas realizaciones preferentes que se describen
detalladamente en la presente especificación, entendiendo que la
presente divulgación se ha de considerar como una ejemplificación de
los principios de la invención y no pretende limitar a las
realizaciones ilustradas el aspecto más amplio de la invención.
Refiriéndonos de forma detallada a las figuras e
inicialmente a la Figura 1, se proporciona un sistema y método de
generación de un certificado digital. De forma resumida, el sistema
y método consta de tres funcionalidades principales. La primera
funcionalidad principal es el registro de un nuevo archivo digital.
En el paso 101, el nuevo archivo se crea o se recibe. Un archivo
digital es una representación de un dato, y el dato puede
representar cualquier tipo de información digital. Por ejemplo, el
dato puede ser un documento electrónico, información de un pedido,
información de identificación o cualquier otro tipo de información
representada digitalmente. Como representación del dato, el archivo
digital puede incluir el dato entero, puede constar de una parte
del dato o puede ser otra representación cualquiera del dato. En una
realización preferente, el nuevo archivo digital se recibe en el
paso 101. En otra realización preferente, el nuevo archivo digital
se crea en el paso 101 en base a un dato recibido, y se almacena a
continuación en un depósito de archivos digitales.
En la fase 102, se aplica una nueva función
determinística a por lo menos un subconjunto de los archivos
digitales almacenados en el depósito, generando de este modo un
primer valor digital compuesto. En una realización preferente, la
primera función determinística se aplica a todo los ficheros
digitales almacenados en el deposito, asegurando de este modo que
el primer valor digital compuesto sea una representación del
historial completo del depósito y reduciendo por lo tanto la
posibilidad de que el propietario del depósito pueda manipular
posteriormente el contenido del depósito.
Además, en la fase 102, se asigna un número de
secuencia al nuevo archivo digital. En una realización preferente,
el número de secuencia representa el orden en que se recibe el nuevo
archivo digital. Por ejemplo, si existen diez archivos digitales
almacenados en el depósito cuando se recibe el nuevo archivo
digital, el número de secuencia 11 será asignado al nuevo archivo
digital. Sin embargo, el número de secuencia puede ser cualquier
representación del tiempo u orden en que se recibe el nuevo archivo
digital.
En el paso 103, se genera un primer certificado,
de modo que el certificado verifique la recepción del nuevo archivo
digital. El primer certificado consta al menos del número de
secuencia asignado al nuevo archivo digital y del valor digital
compuesto. En una realización preferente, puesto que el número de
secuencia indica el momento, o el orden en que se recibe el nuevo
archivo digital, y el primer valor digital compuesto representa el
historial del depósito al recibir el nuevo archivo digital, el
primer certificado se puede utilizar, por tanto, para verificar el
número de secuencia.
En el paso 104, se puede añadir opcionalmente
información adicional al primer certificado. Por ejemplo, en una
realización preferente, el primer certificado consta adicionalmente
del nuevo archivo digital o de una parte del mismo. Dicha inclusión
es útil para verificar que el contenido del archivo digital ha sido
recibido correctamente por el depósito. En otra realización
preferente, la información adicional puede ser un sello de tiempo
que indica el momento exacto en que se recibe el nuevo archivo
digital.
En el paso 105, se aplica una firma digital al
primer certificado. La firma digital puede ser cualquier tipo de
firma que permita autenticar la identidad del propietario del
depósito. Por ejemplo, la firma digital puede realizarse en base a
un sistema privado/público de encriptación por claves, como RSA. En
una realización preferente, el primer certificado se firma
digitalmente utilizando una clave privada del propietario del
depósito. Preferentemente, el primer certificado se transmite al
creador o al proveedor del archivo digital.
En el paso 106, el nuevo archivo digital o una
representación del mismo se añade al depósito. El paso 106, en el
que se añade el nuevo archivo digital al depósito, puede ser
realizado antes o después de la generación del primer valor digital
compuesto en el paso 102. En una realización preferente, el nuevo
archivo digital se añade al depósito tras la generación del primer
certificado digital en el paso 103, de modo que se reduzca el
tiempo de espera necesario para que el proveedor del nuevo archivo
digital reciba el primer certificado digital. Después de añadir el
nuevo archivo digital al depósito en el paso 106, es posible crear o
recibir otros archivos digitales adicionales, o, expresado de otro
modo, el sistema puede volver al paso 101. La segunda funcionalidad
principal del sistema y método de generación de un certificado
digital es la publicación de información correspondiente al
depósito. En el paso 107, se general un segundo valor digital
compuesto aplicando una segunda función determinística a por lo
menos un subconjunto de los archivos digitales almacenados en el
depósito. Como el primer valor digital compuesto, el segundo valor
digital compuesto representa el historial del depósito en un
momento concreto. En una realización concreta, las funciones
determinísticas primera y segunda no son las mismas funciones.
Preferentemente, la segunda función determinística se aplica a todos
los archivos digitales almacenados en el depósito y, por tanto, el
segundo valor digital compuesto representa el historial completo
del depósito, reduciendo de este modo el riesgo de que el
propietario del depósito manipule el depósito.
En el paso 108, se genera un número de secuencia
compuesto, en el que el número de secuencia se corresponde con el
orden en el que se genera el segundo valor digital compuesto. El
número de secuencia compuesto de este modo es una indicación de la
calidad temporal del segundo valor digital compuesto. En el paso
108, el segundo valor digital compuesto y el número de secuencia
compuesto se publican, es decir, se transmiten a un foro público.
El foro público puede ser cualquier fuente de información disponible
al público en general. Por ejemplo, el foro público puede ser un
periódico, una revista, un sitio web en Internet, o el correo
electrónico.
La tercera funcionalidad principal del sistema y
método de generación de un certificado digital es la creación de un
segundo certificado que avala la autenticidad del número de
secuencia del nuevo certificado digital. En el paso 109, se genera
un valor digital intervalo que se basa en los valores digitales
compuestos primero y segundo. En una realización preferente, el
valor digital intervalo es el resultado de la aplicación de una
tercera función determinística aplicada a los archivos digitales
almacenados en el depósito de la recepción del nuevo archivo
digital y la generación del segundo valor digital compuesto. Por lo
tanto, el valor digital intervalo puede reflejar el historial del
depósito entre la recepción del nuevo archivo digital y la
publicación del segundo valor digital compuesto. Sin embargo, el
valor digital intervalo también puede ser el resultado de la
aplicación de una función determinística aplicada a todos los
archivos digitales almacenados en el depósito y reflejará, por lo
tanto, el historial completo del depósito.
En el paso 110, se genera un segundo
certificado, que incluye al menos el valor digital intervalo y el
número de secuencia del nuevo archivo digital.
Puesto que el valor digital intervalo refleja el
historial del depósito desde el momento en que se añadió el nuevo
archivo digital al depósito, o un momento anterior, el valor digital
intervalo se puede utilizar para verificar la exactitud del número
de secuencia. Asimismo, el valor digital intervalo se puede utilizar
para renovar, es decir, prorrogar, la autenticidad del nuevo
archivo digital. Ya que la generación del valor de intervalo
digital no se basa en el uso de las claves de encriptación, la
seguridad del segundo certificado digital no está sujeta al riesgo
de compromiso de la clave de encriptación.
La Figura 2 muestra una indicación detallada de
los pasos del método de generación de un certificado digital. En el
paso 106, el nuevo archivo digital 200 se añade al depósito 210. En
el paso 205, una primera función determinística se aplica a por lo
menos un subconjunto de los archivos digitales almacenados en el
depósito para producir un primer valor digital compuesto 204. El
paso de añadir el nuevo fichero digital 200 al depósito 106 se
puede realizar o antes o después del paso de la aplicación de la
primera función determinística 205 al depósito 210. Se asigna un
número de secuencia 202 al nuevo fichero digital 200, en el que el
número de secuencia representa el valor temporal del nuevo archivo
digital 200, es decir, el orden en que se ha recibido el nuevo
archivo digital 200.
En el paso 103, se genera el primer certificado
201. El primer certificado 201 incluye al menos el primer valor
digital compuesto 204 y el número de secuencia 202 del nuevo
certificado digital 200. Además, el primer certificado 201 puede
incluir el nuevo fichero digital 200 y otros datos adicionales 207.
En el paso 208, el primer certificado 201 se firma con una firma
digital 209, preferentemente en base a un sistema de encriptación
pública por claves.
En el paso 213, se aplica una segunda función
determinística a los archivos digitales almacenados en el depósito
210 para generar un segundo valor digital compuesto 212. Se genera
un número de secuencia compuesto 217, preferentemente idéntico al
próximo número de secuencia disponible en ese momento en el depósito
210. En el paso 109, se genera un valor digital intervalo 214, que
refleja la diferencia temporal entre la recepción del nuevo archivo
digital 200 y la generación del segundo valor digital compuesto
212.
Por último, en el paso 110, se genera un segundo
certificado 215, que consta de al menos el número de secuencia 202
del nuevo archivo digital 200 y el valor digital intervalo 212.
Adicionalmente, según las indicaciones del paso 110, el segundo
certificado 215 puede constar de todo o parte del primer certificado
201, y el número de secuencia compuesto 217.
La Figura 3 indica de forma detallada los pasos
de verificación del segundo certificado 215. Un cliente 301 recibe
del servidor 302 un primer certificado 201, que fue firmado
preferentemente con una firma digital 209. Opcionalmente, al
recibir el primer certificado 201, se realiza un procedimiento de
verificación de firma 308 para comprobar inicialmente la
autenticidad del primer certificado 201. Preferentemente, el
procedimiento de verificación de la firma 308 consta del uso de un
sistema de encriptación en base a claves.
El primer certificado 201 es recibido por un
segundo cliente 303 y se realiza un procedimiento de verificación
de la firma 308 para verificar la autenticidad del primer
certificado 201. En una realización preferente, si se determina en
el paso 308 que la firma digital 209 del primer certificado 201 es
inválido, el segundo cliente 303 no podrá confirmar ni validar el
primer certificado 201. Si se detecta que la firma digital 209 del
primer certificado 201 es válida, el primer certificado 201 se
transmite a un segundo servidor 304 en el que se renueva, se
prorroga y se valida el primer certificado aplicando el método
descrito en este informe para generar el segundo certificado 215.
El segundo certificado 215 se transmite a continuación al segundo
servidor 304. El segundo valor digital compuesto 212 y el número de
secuencia compuesto 217 publicados están disponibles de forma
pública para el segundo cliente 303. Por lo tanto, en base a dichos
valores, el segundo certificado 215 y el primer certificado 201, el
segundo cliente 303 puede verificar la validez del número de
secuencia 202 mediante el proceso de verificación 307. Al determinar
que el primer certificado 201 y el segundo certificado 215 son
coherentes, el segundo cliente 303 puede confiar en la autenticidad
del número de secuencia 202 y el archivo digital 200 proporcionado
por el primer cliente 301.
En relación con la Figura 4, se ilustra de forma
detallada otra realización del sistema y método de verificación de
un archivo digital 200. Un archivo digital 200 se transmite de un
cliente 402 a un servidor de verificación 401. El segundo
certificado 215 es recibido de un servidor de prórroga 403, donde se
ha realizado el proceso de generación del segundo certificado 215.
El segundo valor digital compuesto 212 y el número de secuencia
compuesto 217, denominados colectivamente los "valores
públicos" 212, se publican en el servidor público 404 y llegan
al servidor de verificación 401. El segundo certificado 215, el
archivo digital 200 y los valores públicos 212 se utilizan en el
proceso de verificación 405 ahora descrito. Por consiguiente, el
servidor de verificación 401 puede confiar en la validez del
archivo digital 200 remitido por el cliente 402.
En relación con la Figura 5, se ilustra de forma
detallada una realización del sistema y método de registro de
archivos digitales, en el que un servidor de verificación 501 puede
verificar el orden de los valores de secuencia 202 de archivos
digitales 200 "rivales" proporcionados por los clientes primero
y segundo 502 y 504 respectivamente. Un primer cliente 502
transmite al servidor de verificación 501 un primer archivo digital
503, acompañado del segundo certificado 509 correspondiente al
primer archivo digital 503. Un segundo cliente 504 transmite al
servidor de verificación 501 un segundo archivo digital 510,
acompañado del segundo certificado 511, que corresponde al segundo
archivo digital 510. Por consiguiente, el servidor de verificación
501 puede utilizar el sistema y método ahora descritos para
determinar cuál de los archivos digitales rivales 200 fue
registrado primero.
Los valores públicos 512, publicados en un
servidor público 506, llegan al servidor de verificación 501.
Utilizando el proceso de verificación 507 descrito, el servidor de
verificación 501 puede confiar en los archivos digitales primer y
segundo 200 y los segundos certificados que se acompañan para
determinar cuáles de los archivos digitales 200 son auténticos.
Además, puesto que los números de secuencia 202 de los archivos
digitales 200 se reflejan en los segundos certificados 215, el
servidor de verificación 501 puede determinar también el orden
auténtico en el que se recibieron los archivos digitales 200.
En relación con la Figura 6, se proporciona un
diagrama de transición de estados que ilustra adicionalmente los
estados y las transiciones entre ellos para registrar un nuevo
archivo digital y generar un primer certificado digital. En el paso
603, se inicializa el sistema de registro. El valor de secuencia se
fija a cero, se borran los archivos digitales del depósito y se
eliminan los valores digitales compuestos. En el paso 602, el
sistema espera recibir un archivo digital. Cuando se recibe un
fichero digital, el primer valor digital compuesto se genera en el
paso 604. En el paso 605, se asigna un valor de secuencia al nuevo
archivo digital, y se genera un primer certificado digital de
acuerdo con los procedimientos descritos en este informe. El primer
certificado digital se firma digitalmente. Por último, el nuevo
archivo digital se añade al depósito. Una vez completo el registro
en 605, el sistema vuelve a un estado de espera 602 para recibir
otro fichero digital nuevo.
En relación con la Figura 7, se proporciona un
diagrama de transición de estados que ilustra adicionalmente los
estados y transiciones entre ellos para prorrogar el primer
certificado digital. El sistema empieza en el paso 701 y en el paso
703 el sistema se inicializa. El segundo valor digital compuesto se
genera aplicando la segunda función determinística al depósito y se
genera el valor de secuencia compuesto. A continuación el sistema
procede a un estado de espera 702 para la recepción de un
certificado digital. Si no se recibe ningún certificado digital, el
sistema pueden volver intermitentemente al paso 703 para reiniciarse
y regenerar los valores compuestos. Cuando se recibe un certificado
digital, el valor digital intervalo se genera en el paso 704, de
acuerdo con el proceso descrito en el presente informe. Una vez
generado el valor digital intervalo, el sistema genera un segundo
certificado digital en el paso 705. Por último, el sistema vuelve a
un estado de espera 702 para recibir otro certificado digital. En
una realización preferente, puesto que la generación del segundo
certificado digital queda en función del contenido del primer
certificado digital, el sistema se puede utilizar para renovar o
prorrogar la autenticidad del primer certificado digital. El sistema
se puede utilizar además para verificar la autenticidad del primer
certificado digital, y se puede utilizar también para verificar la
autenticidad del archivo digital correspondiente al primer
certificado digital.
En relación con la Figura 8, se proporciona un
diagrama que ilustra una estructura de datos para utilizar con el
sistema y método de generación de un certificado digital. En una
realización preferente, la estructura de datos es un bosque de
árboles binarios de resumen en el que cada vértice padre de un árbol
binario es un resumen criptográfico de los vértices hijo. La
construcción del árbol binario de resumen se realiza en el acto en
base a la recepción de nuevos archivos digitales. Los nuevos
archivos digitales son representados por valores resumen de un
tamaño predeterminado y se almacenan como hojas 802 de los árboles
binarios de resumen. El uso de una estructura de datos de árbol
binario significa que no se necesita saber el número de archivos
digitales almacenados en el depósito y que no es necesario
determinar los parámetros topológicos del depósito, por ejemplo, la
altura y la anchura. Así, la Figura 8 representa la estructura de
datos en forma de bosque de árboles binarios resumen del depósito
después de recibir seis archivos digitales.
Los vértices de hoja 802 del bosque se organizan
de forma natural. El número de secuencia n de una hoja determina su
posición en el bosque. Si se recibe un nuevo archivo de datos
x_{n}, se almacena en primera lugar como hoja con valor de
secuencia n y a continuación se actualiza dicho árbol. El proceso de
actualización se organiza de modo que sólo los vértices raíz 801
del bosque participen en las futuras generaciones de valores
digitales compuestos. De este modo la lista de vértices raíz sirve a
un resumen de estado para su uso en la generación de valores
digitales compuestos. Durante el proceso de generación de un valor
digital compuesto, cualquier vértice de la estructura que se pueda
computar se computa y se almacena inmediatamente. Todas las hojas
802 se almacenan en su orden computacional, correspondiente
preferentemente al transversal post-orden del
árbol. Puesto que los vértices raíz 801 ya representan los valores
resumen de los vértices hoja 802, los vértices hoja 802 no
necesitan tenerse en cuenta en la generación de un valor digital
compuesto. De este modo, la estructura de datos de bosque de
árboles binarios resumen facilita un tratamiento muy rápido de los
valores digitales compuestos.
En relación con la Figura 9, se proporciona un
diagrama que ilustra una estructura de datos para su uso con el
sistema y método de generación de un certificado digital, en el que
la estructura de datos de árboles binarios resumen se ilustra
además como conjunto indizado. Los elementos de un conjunto que
representan el bosque se almacenan en su orden computacional. Para
indicarlo de otra forma, los elementos calculados anteriormente en
el tiempo tienen índices menores que los elementos calculados
posteriormente.
El proceso de construcción de la estructura de
datos en forma de bosque depende preferentemente del uso de una
pila que contiene los valores resumen raíz h_{i}...h_{s}, con
h_{s} en la parte superior de la pila. Si
(x_{0}...x_{n-1}) son las hojas del bosque, el
número de elementos en la pila es idéntico al número de bits
puestos en la representación binaria de n. Cada hoja añadida
modifica algunos valores en la parte superior de la pila, y el
número de valores que se modifican es igual al número de
bits-1 más hacia la derecha en la representación
binaria de n. Por ejemplo, si n=23 la n-ésima adición cambia tres
elementos de la pila porque 23=10111_{2}.
La Figura 10 es un diagrama que ilustra una
estructura de datos para utilizar con el sistema y método de
generación de un certificado digital, en el que la estructura de
datos se ilustra además como bosque estratificado de árboles
binarios resumen. Es preferible organizar el árbol binario en
estratos a fin de calcular eficientemente el valor digital
intervalo. El estrato n -ésimo1001 se define como subconjunto mínimo
de vértices que cumplen dos supuestos. En primer lugar, el estrato
cumple el supuesto que, para todos los n, la hoja x_{n}
pertenezca al estrato n-ésimo. En segundo lugar, el estrato
satisface el supuesto de que si uno de los vértices hijo de un
vértice v pertenece al n-ésimo estrato y el otro hijo pertenece al
(n-k)-ésimo estrato (donde k
\euro{0...n}, entonces el vértice v también ha de pertenecer al n-ésimo estrato. La Figura 10 muestra un ejemplo de un árbol binario resumen de seis nodos organizados en estratos.
En relación con la Figura 11, se proporciona una
tabla que ilustra el flujo de trabajo de un algoritmo para su uso
con el sistema y método de generación de un certificado digital. En
una realización preferente, se proporciona el algoritmo de registro
de un archivo digital, en el que n representa el número de secuencia
del depósito y x representa un nuevo archivo digital, como
sigue:
En la Figura 11 se muestra un flujo de trabajo
que ilustra la aplicación de este algoritmo con entradas de
archivos digitales (x_{0}, x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4}). La
función Actualizar (Depósito, valor_compuesto, n, x) se puede
definir además como:
En relación con la Figura 12, se proporciona una
tabla que ilustra el flujo de trabajo para su uso con el sistema y
método de generación de un certificado digital. En una realización
preferente, el algoritmo de generación de un valor digital
intervalo, donde n representa el número de secuencia del depósito y
N representa el valor de secuencia compuesto, será como sigue:
En la Figura 12 se muestra un flujo de trabajo
que ilustra la aplicación de este algoritmo en el que n = 4 y N = 7.
En la Figura 13 se muestra un flujo de trabajo que ilustra la
aplicación de este algoritmo donde n = 3 y N = 7.
Se comprenderá que la invención se puede
realizar de otras formas específicas sin abandonar el espíritu o
las características principales de la misma. Por lo tanto, las
presentes realizaciones se han de considerar en todos los aspectos
como ilustrativas y no limitadoras, y la invención no se ha de
limitar a los detalles de la presente descripción.
Claims (19)
1. Método de generación de un certificado
digital en un sistema que consta de un primer ordenador de un
proveedor de servicios que incorpora un depósito y un segundo
ordenador de un cliente (401-404,
501-506), que comprende los siguientes pasos:
- -
- recepción en el ordenador del proveedor del servicio de un nuevo archivo digital enviado desde el segundo ordenador;
- -
- asignación de un valor de secuencia (202) al nuevo archivo digital en el ordenador del proveedor del servicio y el almacenamiento de datos incluyendo los archivos digitales y los valores resumen (hash) del depósito (215);
- -
- generación de un primer valor digital compuesto aplicando una primera función (204) a una primera pluralidad de los datos almacenados en el depósito, en el que la primera función computa un conjunto de valores raíz para un bosque binario de resúmenes no conectado (801);
- -
- generación de un primer certificado digital en el que el primer certificado digital comprende al menos el valor de secuencia y del primer valor digital compuesto;
- -
- agregación al depósito del nuevo archivo digital;
- -
- generación de una secuencia de valores resumen y almacenamiento de la secuencia de valores resumen en el depósito (215), aplicando una segunda función (216) a una segunda pluralidad de datos almacenados en el depósito, en el que la segunda pluralidad de datos incluye el nuevo archivo digital y en el que la segunda función computa el bosque binario de resúmenes no conectado (801);
- -
- generación de un valor de secuencia compuesto (217);
- -
- generación de un segundo valor digital compuesto (212) aplicando una tercera función a una tercera pluralidad de los datos almacenados en el depósito;
- -
- generación de un valor digital intervalo (214) aplicando una cuarta función a una cuarta pluralidad de los datos almacenados en el depósito, en el que el valor digital intervalo se basa en el valor de secuencia y el valor compuesto de secuencia; y
- -
- generación de un segundo certificado digital, en el que el segundo certificado digital consta de al menos el valor de secuencia y el valor digital intervalo.
2. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que el valor de secuencia es representativo del orden en que se
recibió el nuevo archivo digital.
3. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
que consta además del paso de aplicar al primera certificado
digital una firma digital.
4. Método de acuerdo con la Reivindicación 3, en
el que el primer certificado digital se genera utilizando un
algoritmo criptográfico asimétrico.
5. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que el paso de generar el primer valor digital compuesto se
realiza aplicando la primera función a todos los archivos digitales
almacenados en el depósito.
6. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que la primera y la tercera función no son la misma función.
7. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que la primera y la tercera función son la misma función.
8. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que el paso de la generación del segundo valor digital compuesto
se realiza aplicando la tercera función a todos los archivos
digitales almacenados en el depósito.
9. Método de acuerdo con la Reivindicación 1, en
el que el primer certificado digital consta además del nuevo
archivo digital.
10. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que el segundo certificado digital incorpora además al menos
uno de los siguientes elementos: el nuevo archivo digital y el valor
de secuencia compuesto.
11. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que el depósito informático de los archivos digitales consta
de una estructura de datos de un bosque binario de resúmenes no
conectado.
12. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
que consta además del paso de transmitir el segundo valor digital
compuesto a un ordenador de un foro público.
13. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
que consta además del paso de transmitir el valor de secuencia
compuesto a un ordenador de un foro público.
14. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que el paso de la generación del primer valor digital
compuesto se realiza antes del paso de generar el segundo valor
digital compuesto.
15. Método de evaluación de un certificado
digital tal y como se genera de acuerdo con el método de
cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 14 que consta al menos de
un valor de secuencia, un primer valor digital compuesto y un valor
digital intervalo, en el que se genera el valor digital compuesto
aplicando una primera función a una primera pluralidad de datos
almacenados en un depósito de un proveedor de servicios, en el que
la primera función computa un conjunto de valores raíz para un
bosque binario de resúmenes no conectado y en el que el segundo
valor digital se genera aplicando una segunda función a una segunda
pluralidad de datos almacenados en un depósito del proveedor de
servicios, en que dicho método comprende los siguientes pasos:
generación de un segundo valor digital compuesto aplicando una
tercera función al primer valor digital compuesto y el valor
digital intervalo, y determinación de si o no el segundo valor
digital compuesto refleja exactamente una tercera pluralidad de los
datos almacenados en un ordenador de un foro público.
16. Método de acuerdo con la Reivindicación 15,
en el que el valor de secuencia es representativo del orden en que
se ha recibido un archivo digital.
17. Método de acuerdo con la Reivindicación 15,
en el que el certificado digital consta además de un archivo
digital.
18. Método de acuerdo con la Reivindicación 15,
en que el certificado digital consta además de un sello de tiempo
digital.
19. Método de acuerdo con la Reivindicación 1,
adaptado para generar una pluralidad de certificados digitales en
el que: el valor de secuencia aplicado al nuevo archivo digital en
el ordenador del proveedor de servicios representa el orden en que
se recibió el nuevo archivo digital; el paso de la generación del
nuevo certificado digital es realizada aplicando la primera función
a todos los archivos digitales almacenados en el depósito y en que
la primera función consta de una primera función determinística con
un componente de función resumen, y el nuevo archivo digital no se
almacena en el depósito del ordenador del proveedor del servicio
cuando se aplica la primera función determinística y en que la
primera función determinística computa al menos un valor resumen
raíz para un bosque binario de resúmenes no conectado; el nuevo
certificado digital consta además del nuevo archivo digital; el
método consta además del paso de aplicar una firma digital al primer
certificado digital, en que la firma digital se aplica utilizando
un algoritmo criptográfico asimétrico; tras la adición de un nuevo
valor digital al depósito, el paso de la generación de una secuencia
de valores resumen se realiza aplicando la segunda función a todos
los archivos digitales almacenados en el depósito y en que la
segunda función consta de una segunda función determinística con un
componente de función resumen a todos los archivos digitales
almacenados en el depósito; el paso de generación del segundo valor
digital compuesto se realiza aplicando una tercera función a todos
los archivos digitales almacenados en el depósito en el que la
tercera función consta de una tercera función determinística con un
componente de función resumen; el valor de secuencia compuesto es
igual al número de archivos digitales almacenados en el depósito del
ordenador del proveedor de servicios cuando se genera el segundo
valor digital compuesto; el paso de la generación del valor digital
intervalo se realiza por la aplicación de la cuarta función a una
pluralidad de datos almacenados en el depósito, en que la cuarta
función consta de una cuarta función determinística con un
componente de función resumen; y el segundo certificado digital
comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes elementos:
el nuevo archivo digital y el valor de secuencia compuesta.
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