JP2000215379A - デジタル計測機器及び画像計測機器 - Google Patents

デジタル計測機器及び画像計測機器

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JP2000215379A
JP2000215379A JP11205709A JP20570999A JP2000215379A JP 2000215379 A JP2000215379 A JP 2000215379A JP 11205709 A JP11205709 A JP 11205709A JP 20570999 A JP20570999 A JP 20570999A JP 2000215379 A JP2000215379 A JP 2000215379A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電子デジタルデータの内容の信頼
性及び証明力を高められるデジタル計測機器及び画像計
測機器を提供することを目的とする。 【解決手段】 物理的な計測対象を計測し、計測した物
理量の計測データに対して公開鍵暗号方式の電子署名を
付与して計測データを管理する、本発明に係るデジタル
計測機器は、公開鍵暗号方式の電子署名に用いる、少な
くとも一対の公開鍵と秘密鍵を鍵生成アルゴリズムによ
って生成する鍵生成手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル計測機器及
び画像計測機器に関し、詳細にはデジタルカメラ、スキ
ャナ、センサ、ＦＡＸ（モデム）などから得られた入力
をデジタルデータに変換し、そのデジタルデータに対し
て管理や伝送等の処理を施す装置のデータセキュリティ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報の電子化が急速に進み、あら
ゆる情報が電子データとしてネットワークやポータブル
メディアを介して相互にやり取りされるようになってお
り、その電子データのセキュリティを確保するために様
々な技術が開発されている。一般に検討されている電子
データのセキュリティ技術は、主にデータの秘匿技術や
データの改ざん検知技術、データへのアクセス権の管理
（認証を含む）技術等、データの内容には着目せず、端
なる塊として扱うセキュリティ技術が多い一方、その電
子データの内容が元々正しいかどうかに関する技術開発
はあまりなされていなかった。しかし、セキュリティを
確保しようとしている元々のデータが不正なものであれ
ば、そのデータのセキュリティを確保しても何の意味も
なさない。元々のデータが最初から人為的な操作によっ
て電子的に生成されたものであれば、そのデータの内容
が正しいことを保証するには、従来の技術のように、そ
のデータを作成した作成者もしくはそのデータに関して
責任をもっている者の電子署名を付加するなどの処理を
施すことになる。
【０００３】そこで、従来例として、米国特許第５，４
９９，２９４号明細書には、デジタルカメラにそのデジ
タルカメラ固有のプライベートキーを格納し、そのデジ
タルカメラで撮影された画像ファイルに対して当該プラ
イベートキーを用いて電子署名を計算して画像ファイル
とともに媒体に記録するという方法が開示されている。
詳細には、デジタルカメラに格納しているプライベート
キーはデジタルカメラ内のＳｅｃｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｏｒにＲＯＭ化して記録されており外部から読み出す
ことができないようになっている。また、そのプライベ
ートキーに対応するパブリックキーをデジタルカメラの
本体に刻印する。更に、デジタルカメラで撮影した画像
の周辺部にそのパブリックキーや撮影状況を示すパラメ
ータなどを印字し、その画像全体に対して電子署名を施
すようにしている。そのため、そのデジタルカメラで撮
影した画像は証明力が高められている。なお、デジタル
カメラに対応するパブリックキーはデジタルカメラの製
造メーカが広く公開することを前提としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、撮影した画像ファイルと、それに対して
デジタルカメラが計算した電子署名ファイルが別々であ
るために画像ファイルをパソコン等に移した際にそれら
の関連付けがわからなくなる可能性がある。そのため、
せっかく画像ファイルの証明力を高める処理を施したの
にもかかわらず、電子署名ファイルがどれだかわからな
くなり結局画像ファイルの真正性を検証することができ
なくなるという問題があった。
【０００５】また、プライベートキーとパブリックキー
のペアをデジタルカメラの製造メーカが生成し、カメラ
の内部に記録するようにしているが、デジタルカメラ製
造メーカがプライベートキーを知っていることは証明力
を低下させることに繋がるという問題もあった。
【０００６】更に、デジタルカメラ内蔵のタイマの設定
を製造時点において設定した後、変更できないようにし
ているが、タイマが徐々に狂ってしまうことは当然起こ
りうることであり、正しい時刻に設定し直せないのは問
題であった。それに、タイマの電源であるリチウムイオ
ン電池が切れてしまうと時刻そのものの記録ができなく
なるのも問題であった。
【０００７】また、上記従来例ではデジタルカメラ個々
に割り振ったパブリックキー全てを製造メータが広く公
開することになっているが、デジタルカメラが非常に数
多く製造される場合を考えると、その数の分だけパブリ
ックキーを公開するというのは煩雑さが増して画像の真
正性検証の際に膨大なパブリックキーリストの中から該
当するパブリックキーを探し出さなければならないとい
う問題があった。
【０００８】更に、デジタルカメラのような一般ユーザ
向けのデジタル機器を想定しているために、誰がそのデ
ータを記録したのか、などについて全く考慮されていな
いという問題があった。例えば、ＣＴ装置やデジタル内
視鏡装置などの医療用計測装置の場合には特に誰がその
データを計測（撮影）したのかが重要となることがある
からである。
【０００９】また、デジタルカメラのような一般ユーザ
向けの比較的安価なライフサイクルの短いデジタル機器
を想定しているため、装置内部の電子署名アルゴリズム
の追加・入れ替えや鍵の更新に関しては考慮されておら
ず、新しい製品モデルにおいて新しいアルゴリズムを搭
載するとしか述べられていない。しかし、例えばＣＴ装
置のような高額なデジタル医療機器の場合には、そのラ
イフサイクルも長く、装置の寿命より短い機関で暗号ア
ルゴリズムの強度が相対的に弱くなってしまうという可
能性があるという問題があった。
【００１０】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、電子デジタルデータの内容の信頼性及び証
明力を高められるデジタル計測機器及び画像計測機器を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、物理的な計測対象を計測した物理量の計
測データを管理するデジタル計測機器において、公開鍵
暗号方式の電子署名に用いる少なくとも一対の公開鍵と
秘密鍵を鍵生成アルゴリズムによって生成する鍵生成手
段を有することに特徴がある。よって、生成した秘密鍵
は製造メーカすら知り得ない。
【００１２】また、計測データに対して秘密鍵を用いて
計算した電子署名を計測データと共に記録することや秘
密鍵により署名された外部から書き替え不可能な公開鍵
証明書を記憶することにより、秘密鍵を公開せずとも公
開鍵証明書を作成する際に使用した秘密鍵に対応する公
開鍵のみで良い。
【００１３】更に、計測された順番を示す、外部からの
書き替え不可能なシーケンス番号を収容し、該シーケン
ス番号を計測データと共に記録することにより、計測デ
ータの前後関係が混乱しないようにすることができる。
【００１４】また、少なくとも１つの外部認証コードを
収容し、該外部認証コードに対する外部認証が成立した
ときに鍵生成アルゴリズム、電子署名及びシーケンス番
号の更新を可能とすることにより、計測したデータの証
明力を長期間維持できる。
【００１５】更に、別の発明として、画像の特徴量を画
像データフォーマットの付帯情報の一部として有し、画
像付帯情報から画像計測機器の秘密鍵を用いて電子署名
を計算し、画像付帯情報として画像データフォーマット
中に追加格納することにより、画像計測機器より得られ
た画像に電子署名を埋め込むので画像計測機器で撮影し
た画像が改ざんされていないかどうか検証できるように
なっているし、画像の特徴量を画像付帯情報として格納
し、電子署名を計算する際にどの画像付帯情報を使用し
て署名を計算したのかを明確できる。そうすることで電
子署名を格納したことによって画像データの、証拠写真
と関わらない部分の付帯情報についても変更や追加がで
きるようになった。
【００１６】
【発明の実施の形態】公開鍵暗号方式の電子署名に用い
る少なくとも一対の公開鍵と秘密鍵を鍵生成アルゴリズ
ムによって生成する鍵生成手段を有する。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。はじめに、電子データの内容、特に物理量の計測
データとは、具体例を挙げれば、デジタルカメラで撮影
した画像データや医療で使用するＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置で計測、計算した再構
成画像データなどが挙げられる。これらのデータのよう
に、計測したデータからその計測装置特有の処理（デジ
タルカメラの場合には画像の圧縮処理や階調変換処理な
どＣＴ装置の場合にはＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａ
ｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法による画像再構成処理
など）を施した後のデータなど、計測した物理量と関連
付けを保証する必要が生じる（そのデータを他人に渡っ
たり、見せたりする場合には保証する必要が生じるもの
と考えられる）電子データが対象となる。そして、デジ
タルカメラやＣＴ装置など、一般には計測装置と呼ばれ
ないような装置であっても、以上のような背景から「デ
ジタル計測機器」と呼ばれている。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例に係るデジタ
ル計測機器の構成を示すブロックである。なお、本実施
例のデジタル計測機器としてデジタルカメラを例として
以下説明するものとする。同図に示す本実施例は、電子
署名用の暗号アルゴリズム（例えばＲＳＡとＭＤ５な
ど）、及び外部認証に使用する暗号アルゴリズム（例え
ばＤＥＳ（Ｄａｔｅ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎ
ｄａｒｄ）。このＤＥＳは秘密鍵暗号方式の暗号アルゴ
リズムであるが外部認証に使用できればどのような方式
の暗号アルゴリズムでも構わない）、画像データ圧縮ア
ルゴリズム（例えばＪＰＲＧ）、乱数発生アルゴリズ
ム、メイン制御プログラムを格納するＲＯＭ１１と、メ
イン制御プログラム、各種アルゴリズム、秘密鍵、シー
ケンス番号、外部認証鍵等が必要に応じてロードされる
ＲＡＭ１２と、公開鍵暗号方式の電子署名に使用する秘
密鍵、公開鍵証明書（公証機関の署名と公開鍵）、シー
ケンス番号や外部認証鍵を格納するＥＥＰＲＯＭ１３
と、撮影したデジタル撮影画像データにシーケンス番
号、時刻、電子署名などを付加したデジタル画像情報を
記録する、例えばメモリカード等のＩＣカード１５の当
該情報を読み出し／書き込みを行うＩＣカードリーダ１
４、外部装置１７との通信によるやり取りを行うための
通信ポート１６と、時刻データを取得するタイマ１８
と、各種の演算を行いかつ各構成要素を制御するＣＰＵ
１９と、撮影した画像を電子データに変換するＣＣＤ２
０とを含んで構成されている。
【００１９】次に、本実施例の動作について説明する
と、シャッタボタンが押されると、ＣＰＵ１９はタイマ
１８から時刻データを取得し、それをＲＡＭ１２に記憶
すると同時にＣＣＤ２０から撮影画像データを取得して
ＲＡＭ１２に格納する。そして、格納された画像データ
を圧縮する。また、ＥＥＰＲＯＭ１３からシーケンス番
号を取り出すと同時にシーケンス番号に１加えたシーケ
ンス番号をＥＥＰＲＯＭ１３に格納する。圧縮された画
像データの先頭に先に取り出したシーケンス番号と、タ
イマ１８から取得した時刻データを付加する。そして、
できあがった画像情報に対してその電子署名を先の画像
情報に付加して、一つの塊としての撮影情報としてＩＣ
カード１５に格納する。秘密鍵、公開鍵証明書、シーケ
ンス番号、時刻設定を変更する際に、予め行うべき外部
認証処理は、外部認証に使用するアルゴリズムに例えば
ＤＥＳを使用する場合を例に取ると以下の手順で行う。
【００２０】先ず、内部で乱数を発生させ、その乱数を
外部装置に送出する。外部装置から認証コードを受け取
り、先に生成した乱数を外部認証鍵により暗号化したコ
ードと比較する。それらのコードが一致すれば外部認証
が成立したこととし、セキュリティステータス（これは
ＲＡＭで管理しているフラグ。初期状態はＦＡＬＳＥと
する）をＴＲＵＥに変更する。外部から秘密鍵、公開鍵
証明書、シーケンス番号、時刻設定の変更を要求された
場合には、先ず内部で管理しているセキュリティステー
タスを参照し、それがＦＡＬＳＥとなっている場合には
要求を受け付けない。一方ＴＵＲＥとなっている場合に
は要求を受け付け、その要求に応じた処理を行う。処理
を行うとセキュリティステータスをＦＡＬＳＥに変更す
る。
【００２１】次に、本実施例における計測データに対す
る処理の流れについて以下に説明する。先ず、既に装置
のキーペア（このキーペアはプライベートキーとパブリ
ックキーのペアのことである）が生成されているかどう
かを調べ（ステップＳ１０１）、されていない場合は処
理を終了するが、生成されていれば図１のＩＣカード１
５からユーザ公開鍵証明書を取得する（ステップＳ１０
２）。ＣＣＤ２０から計測データ（撮影データ）を取得
し、更にタイマ１８から現在時刻を取得する（ステップ
Ｓ１０３，Ｓ１０４）。そして、取得した計測データに
必要な処理、例えば圧縮、ＣＴ画像再構成、標準データ
フォーマットへの変換などを施し、処理済みの計測デー
タを取得する（ステップＳ１０５）。次に、ＥＥＰＲＯ
Ｍ１３からプライベートキー・公開鍵証明書・シーケン
ス番号を取得する（ステップＳ１０６）。取得したシー
ケンス番号に１増加させてＥＥＰＲＯＭ１３に格納する
（ステップＳ１０７）。処理済みの計測データに現在時
刻及びシーケンス番号を追加されてたものを計測情報と
する（ステップＳ１０８）。この計測情報に対してハッ
シュ値を計算する（ステップＳ１０９）。計算したハッ
シュ値はプライベートキーにより暗号化され、装置の電
子署名を計算する（ステップＳ１１０）。上記計算され
たハッシュ値をＩＣカードに渡し、ユーザのプライベー
トキーにより暗号化したユーザ電子署名を取得する（ス
テップＳ１１１）。そして、計測情報に装置の電子署名
及び公開鍵証明書を追加し、装置の署名済みの計測情報
とする（ステップＳ１１２）。更に、ユーザ電子署名や
ユーザ公開鍵証明書を追加して装置・ユーザの署名済み
計測情報とする（ステップＳ１１３）。出来上がった署
名済み計測情報をファイルとして大容量外部記録媒体に
記録する（又は通信ポート１６から外部装置に送出す
る）（ステップＳ１１４）。
【００２２】このように、暗号処理機能及び記憶機能を
持つＩＣカード等の外部記憶手段を使用してユーザの署
名を生成し、ユーザの公開鍵証明書と共に装置の署名済
計測情報に付与しているだけで計測装置自身はユーザの
認証を行っていない。これは署名済み計測情報を検証す
ればユーザが誰であったか「後で」認証するができるた
めある。一方、計測装置自身が予めユーザを認証できれ
ば他の方法であっても構わなく、計測装置にとってユー
ザが認証されてさえいれば単にユーザ名をシーケンス番
号などと共に処理済み計測データに付与して電子署名処
理を施しても構わない。ＩＣカードを使用しない場合に
は計測装置がＩＣカードリーダ１４を搭載する必要はな
い。装置の公開鍵証明書には装置のシリアル番号、製造
メータ名などが記載されており、ユーザの公開鍵証明書
にはユーザを特定できるユーザ名や所属などが記載され
ていることを想定している。装置の公開鍵証明書につい
ては外部からの要求に応じて装置が外部に送出すること
を可能とする。また、本実施例では、計測情報を作成し
てからすぐに電子署名の作成を行っているが電子署名の
作成には計算時間がかかるため、連続して計測を行いた
い場合には不都合が生じる可能性がある。そこで、作成
した計測情報はそのまま大容量外部記憶媒体に記録して
おき、後で外部に送出する前、又は大容量記憶媒体を計
測情報から取り外す前に電子署名を作成・付与するよう
にしても良い。その場合には、電子署名を付与するまで
は大容量外部記憶媒体が計測装置本体から取り外せない
ようにするなど電子署名を付与していない計測情報に外
部装置からアクセスできないようにする必要がある。
【００２３】また、単に付帯情報（現在時刻、シーケン
ス番号、公開鍵証明書など）を処理済み計測データの後
ろに追加するようにしているが、例えばＪＰＥＧ画像の
場合には画像データフォーマットとして任意のデータを
埋め込むことができるため、それを利用してその部分に
それら付帯情報を記録することもできる。そうすること
で、電子署名が埋め込まれたファイルでありながら、既
存の画像表示プログラムなどが処理することも可能とな
る。その際注意しなければならないのは、ＴＩＦＦなど
の場合には画像データがどこからはじまっているのか、
その絶対位置をタグとして持っているため、電子署名を
埋め込んだ場合にはその絶対位置がずれてしまうことに
なる。そこで、そのような問題を回避するために、図３
に示すように、予め電子署名を埋め込む分だけ領域を確
保し、その領域は予め決められた値で埋めておき、その
上でデータ全体に対してハッシュ値を計算し、電子署名
を生成する。そして、生成された電子署名を予め確保し
ておいた領域に埋め込むということも可能である。デー
タ計測を行う前に予めキーペア生成処理を実行していな
ければならない。この処理は例えば計測装置製造メーカ
が工場において出荷前に実行する。
【００２４】次に、キーペア生成処理について図４及び
図５に基づいて説明すると、既にキーペアが計測機器の
ＥＥＰＲＯＭに記録されているかどうかを調べ（ステッ
プＳ２０１）、キーペアが記録されていれば生成する必
要がないので処理を終了する。一方、キーペアが記録さ
れていないならば、図４に示すように、鍵生成アルゴリ
ズムによりキーペアを生成する（ステップＳ２０２）。
そして、生成したキーペアはＥＥＰＲＯＭに記録される
（ステップＳ２０３）。次に、キーペアのうちパブリッ
クキーは通信ポートを介して外部装置に送信される（ス
テップＳ２０４）。図４に示すように、外部装置におい
てパブリックキーに対して公開鍵証明書を作成され、当
該公開鍵証明書は通信ポートを介してデジタル計測機器
に渡される（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。そして、
公開鍵証明書はＥＥＰＲＯＭに記録される（ステップＳ
２０７）。
【００２５】また、計測装置の内部タイマを設定する処
理は簡単な例で言えば計測装置にキーパッドを取付け、
キーパッドからパスワードを入力し、計測装置が内部に
保持しているパスワードと照合して正しければタイマの
設定変更を許可するといった方法が考えられる。他にも
上記本実施例のように計測装置がＩＣカードリーダを搭
載しているので、特定のＩＣカードが挿入去れている場
合にのみタイマの設定を変更できるようにすることも考
えられる。挿入されているのが特定のＩＣカードかどう
かを検証するためには例えば以下のような方法をとるこ
とができる。図６に示すように予め計測機器メーカのパ
ブリックキーを計測装置内部に格納しておく。そして、
計測装置が最初に生成した乱数と、ＩＣカードからの認
証コードを復号した乱数’が一致すればＩＣカードは秘
密の鍵を持っていることになり、特定のコードであるこ
とが認証できる。
【００２６】暗号アルゴリズムの更新処理については、
例えばタイマの設定処理で説明すると、特定のＩＣカー
ドを挿入している最中にのみ通信ポートを介して新しい
暗号処理プログラムを受け取ることができるようにする
ようなことが考えられる。又は図７に示すように、暗号
処理プログラムに製造メーカの電子署名を付与して計測
装置に渡すと、計測装置がその電子署名を検証し、正し
い電子署名であることが検証できれば、その暗号処理プ
ログラムを内部記憶媒体に格納して暗号処理に使用する
方法も考えられる。この例においても計測装置には予め
製造メーカの公開鍵を保持していることを想定してい
る。暗号処理プログラムには、ハッシュ値を計算するア
ルゴリズムやキーペアを生成するアルゴリズム、そして
暗号化するアルゴリズムや復号するアルゴリズムが含ま
れていることを想定している。
【００２７】また上記では暗号アルゴリズムの更新処理
として述べたが、暗号アルゴリズムについては更新する
のではなく、単に追加しかできないようにしても良い。
後から登録する暗号アルゴリズムは当然のことながら強
度が高いものを使用するべきであるが、古い暗号処理プ
ログラムを持ってきて誰かが不正に計測装置にインスト
ールした場合に、既に最新の暗号処理プログラムを搭載
している計測装置の証明力が低下することを防ぐことが
できる。それだけでなく、古いアルゴリズムに比べ、最
新の暗号アルゴリズムには欠陥が見つかる可能性が大き
い。そのため、計測情報には古いアルゴリズムの電子署
名と、新たにインストールした暗号アルゴリズムによる
電子署名を両方付与するようにしても良い。また、暗号
アルゴリズムについては、新しいアルゴリズムはより計
算量を必要とする可能性が大きいため、暗号処理プログ
ラムとしての入れ替えでなく、暗号処理プログラムを実
行するプロセッサの入れ替えを行うようにしても良い。
その場合、暗号処理プロセッサが正当な製造メーカによ
り作られたものかどうか認証する必要があるが、その仕
組みは先に特定のＩＣカードかどうかを検証する処理と
全く同じ処理を適用することができる。暗号処理プロセ
ッサモジュールは例えばＰＣＭＣＩＡカードなどのよう
な形態が考えられる。又は、暗号処理プロセッサと計測
装置との間の物理的なインタフェースを特殊なものにし
たり、計測装置のプロセッサと暗号処理プロセッサとの
間のプロトコルを特殊なものにして非公開にするなどの
方法を取っても良い。そのような場合には暗号処理プロ
セッサを認証する必要はない。計測装置のプロセッサと
暗号処理のためのプロセッサに分けた場合の計測装置の
構成は図８のようになるが詳細な説明は省略する。
【００２８】上記第１の実施例では、計測データの中に
電子署名を格納するフィールドを予約し、その部分を予
めＮＵＬＬパディングした状態の計測データ全体に対し
てデジタル計測機器が電子署名を計算し、その電子署名
を先の予約フィールドに格納する方法をとっていた。こ
の方法の場合、計測データに電子署名を格納した後で、
さらに計測データの中に他の情報、例えばコメントなど
を格納したくなった場合に問題があった。つまり、後か
ら他の属性情報を計測データに付け加えたり、計測デー
タの証明力に関わらない属性情報であってもそれに変更
を加えたりすると、計測データ自身が異なるデータとな
ってしまい、電子署名の検証が不可能になる可能性があ
った。
【００２９】そこで、以下に説明する第２の実施例は、
電子署名を計算した対象を明確にすることで、後から別
の属性情報を追加した際にも電子署名の検証を可能にす
るものである。
【００３０】第２の実施例についてＥｘｉｆ（Ｅｘｃｈ
ａｎｇｅａｂｌｅ ｉｍａｇｅ ｆｉｌｅ ｆｏｒｍａ
ｔ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｔｉｌｌ ｃａｍｅｒ
ａ）の画像フォーマットを例にして説明する。図９はＥ
ｘｉｆの画像フォーマットの内容を示す図である。な
お、電子署名と、その電子署名の属性情報は、画像撮影
条件に関する情報を記述するＥｘｉｆ ＩＦＤ及びＧＰ
Ｓ情報を記述するＧＰＳＩＦＤ、と並列にセキュリティ
情報を記述するためのタグの集まりであるＳｅｃｕｒｉ
ｔｙ ＩＦＤというものを独自に定義し、格納すること
を実施例として考えている。その際に、Ｅｘｉｆ ＩＦ
ＤやＧＰＳ ＩＦＤには計測データ（デジタルカメラの
場合にはデジタル写真データ）の証明力を高めるのに役
に立つ情報、例えば日付や撮影場所など、計測条件に関
わる情報が含まれているため、この情報は改ざんされな
いよう電子署名により保護したい情報であり、また当然
のことながら、計測データ本体そのものと、それを再生
するのに必要となる情報についても保護したい対象であ
る。具体的にはＤＱＴマーカからＥＯＩマーカの手前ま
でも保護したいのである。したがって、例えばＥｘｉｆ
ＩＦＤとＧＰＳＩＦＤとＤＱＴマーカからＥＯＩマー
カまでについての電子署名であるということを電子署名
の属性情報として管理すれば良いことになるが、規格上
はＥｘｉｆＩＦＤやＧＰＳ ＩＦＤの中にはコメントを
記録できるようになっており、後からＥｘｉｆ ＩＦＤ
の中にコメントを追加してしまった場合、Ｅｘｉｆ Ｉ
ＦＤが以前と異なる状態になってしまうため、電子署名
の検証ができなくなってしまう。そこで、電子署名を計
算する際に使用したデータを特定する情報を電子署名の
属性情報として記録するようにする。
【００３１】次に、撮影されたデジタル画像に対して電
子署名を付与する処理手順を図１０に基づいて以下に説
明する。ここでは、すでにデジタル画像はＪＰＥＧ（Ｅ
ｘｉｆ）フォーマットに変換されていることを想定して
いる。
【００３２】（１）先ず、保護したい（証拠にしたい）
画像データストリーム（例えばＤＱＴマーカからＥＯＩ
マーカの手前まで）に対して、ＳＨＡ−１やＭＤ５とい
ったハッシュアルゴリズムでハッシュ値（特徴量）を計
算する（ステップＳ１００１）。この計算された値をイ
メージハッシュ値と呼ぶ。
【００３３】（２）イメージハッシュであることを示す
タグ番号を用い、Ｖａｌｕｅ部として先のイメージハッ
シュ値を持つＴＬＶデータエレメント（Ｔａｇ（図中
「Ｔ］で表記），Ｌｅｎｇｔｈ（図中「Ｌ」で表記），
Ｖａｌｕｅ（図中「Ｖ」で表記））を作成する（ステッ
プＳ１００２）。この作成されたものをイメージハッシ
ュデータエレメントと呼ぶ。
【００３４】（３）Ｅｘｉｆフォーマットに対して新し
く独自に定義したＳｅｃｕｒｉｔｙＩＦＤに、先のイメ
ージハッシュデータエレメントを追加する（ステップＳ
１００３）。
【００３５】（４）Ｅｘｉｆ ＩＦＤ、ＧＰＳ ＩＦ
Ｄ、Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ＩＦＤに含まれる、証拠写真と
して役に立つデータエレメントのタグのリストを作成す
る（ステップＳ１００４）。これをハッシュタグリスト
と呼ぶ。なお、このハッシュタグリストにはＥｘｉｆ
ＩＦＤの中の撮影日時データエレメントや、Ｓｅｃｕｒ
ｉｔｙ ＩＦＤの中のイメージハッシュデータエレメン
ト、撮影者データエレメントなども含まれることにな
る。
【００３６】（５）ハッシュタグリストに含められたタ
グに対応する各データエレメントのＶａｌｕｅ部（Ｖａ
ｌｕｅ部が４バイトを超えていて別の場所に本来のＶａ
ｌｕｅ部が記録されている場合には、その別の場所に格
納されているＶａｌｕｅ部）を順にＳＨＡ−１やＭＤ５
といったハッシュアルゴリズムにかけ、一つのハッシュ
値を計算する（ステップＳ１００５）。この計算された
値をデータハッシュ値と呼ぶ。
【００３７】（６）データハッシュであることを示すタ
グ番号を用い、Ｖａｌｕｅ部としてそのデータハッシュ
値を持つＴＬＶデータエレメントを作成する（ステップ
Ｓ１００６）。この作成されたものをデータハッシュデ
ータエレメントと呼ぶ。
【００３８】（７）先のデータハッシュ値を、デジタル
カメラの内部記憶媒体にあるプライベートキーで暗号化
する（ステップＳ１００７）。この暗号化されたものを
データ署名と呼ぶ。
【００３９】（８）データ署名であることを示すタグ番
号を用い、Ｖａｌｕｅ部としてそのデータ署名の値を持
つＴＬＶデータエレメントを作成する（ステップＳ１０
０８）。この作成されたものをデータ署名データエレメ
ントと呼ぶ。
【００４０】（９）Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ＩＦＤに先のデ
ータハッシュデータエレメントと、データ署名データエ
レメントを追加する（ステップＳ１００９）。
【００４１】（１０）できあがったＥｘｉｆ画像データ
をデジタルカメラの大容量記憶媒体に記録する。
【００４２】詳細には述べていないが、ＴＩＦＦのデー
タ記述方法と同様、ＴＬＶのＶの部分が４バイトを超え
る場合（ハッシュ値などは８バイト程度）には、Ｖに別
の場所を指すオフセットポインタを記録し、その別の場
所にＶの値を記録するようにする。
【００４３】このようにして作成された電子署名付きの
デジタルカメラの画像は、以下のような処理手順によっ
て、その真正性が検証できる。
【００４４】先ず、ＪＰＥＧ（Ｅｘｉｆ）画像から、デ
ータ署名データエレメントのＶａｌｕｅ部を取り出す。
データ署名をデジタルカメラのパブリックキーで復号す
る。ＪＰＥＧ（Ｅｘｉｆ）画像から、データハッシュデ
ータエレメントのＶａｌｕｅ部を取り出す。検証用デー
タハッシュ値とデータハッシュ値が一致するかどうか確
認する。一致しなければ、画像データに何かしらの改ざ
んが行われている。ＪＰＥＧ（Ｅｘｉｆ）画像から、ハ
ッシュタグリストデータエレメントのＶａｌｕｅ部を取
り出す。ハッシュタグリストに記録されているタグに該
当するデータエレメントのＶａｌｕｅ部を順に取り出
し、ハッシュアルゴリズムにかけてハッシュ値を計算す
る。再計算ハッシュ値と先のハッシュ値が一致するかど
うか確認する。一致しなければ、画像データに何かしら
の改ざんが行われている。ＪＰＥＧ（Ｅｘｉｆ）画像か
ら、イメージハッシュデータエレメントのＶａｌｕｅ部
を取り出す。ＪＰＥＧ（Ｅｘｉｆ）画像から、保護して
いる画像データストリーム部を取り出し、ハッシュアル
ゴリズム（ＳＨＡ−１やＭＤ５など）にかけてハッシュ
値を計算する。検証用イメージハッシュ値とイメージハ
ッシュ値が一致するかどうか確認する。一致しなけれ
ば、画像データに何かしらの改ざんが行われている。以
上の処理で異常が見つからなければ、画像データは改ざ
んされていない（改ざんされた可能性は極めて低い）た
め、真正性が確保されていると判断できる。
【００４５】このような処理は、電子署名を埋め込む際
の処理手順を逆に辿ったようなやり方をしているが、当
然のことながら、電子署名を埋め込むのと同じ手順を追
ってハッシュ値などを計算し、最後にプライベートキー
で暗号化する部分を、逆に画像データに埋め込まれてい
るデータ署名をパブリックキーで復号してデータハッシ
ュ値を比較するという方法をとることもできる。
【００４６】なお、上記実施例ではデジタルカメラを例
として説明したがスキャナ等の画像読取手段によって光
学的に読み取った画像データあるいはＦＡＸ等で送受信
された画像データ等のように画像処理装置によって得ら
れた画像データにも適用できることは言うまでもない。
更に、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能
であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物理的な計測対象を計測した物理量の計測データを管理
するデジタル計測機器において、公開鍵暗号方式の電子
署名に用いる少なくとも一対の公開鍵と秘密鍵を鍵生成
アルゴリズムによって生成する鍵生成手段を有すること
に特徴がある。よって、生成した秘密鍵は製造メーカす
ら知り得ない。
【００４８】また、計測データに対して秘密鍵を用いて
計算した電子署名を計測データと共に記録することや秘
密鍵により署名された外部から書き替え不可能な公開鍵
証明書を記憶することにより、秘密鍵を公開せずとも公
開鍵証明書を作成する際に使用した秘密鍵に対応する公
開鍵のみで良い。
【００４９】更に、計測された順番を示す、外部からの
書き替え不可能なシーケンス番号を収容し、該シーケン
ス番号を計測データと共に記録することにより、計測デ
ータの前後関係が混乱しないようにすることができる。
【００５０】また、少なくとも１つの外部認証コードを
収容し、該外部認証コードに対する外部認証が成立した
ときに鍵生成アルゴリズム、電子署名及びシーケンス番
号の更新を可能とすることにより、計測したデータの証
明力を長期間維持できる。
【００５１】更に、画像計測機器により得られた画像に
電子署名を埋め込むので画像計測機器で得た画像が改ざ
んされていないかどうか検証できるようになっている。
その際、デジタル画像に電子署名を格納するとデジタル
画像そのものが電子署名を格納したことによって変化し
てしまうことがある。また、後から画像付帯情報を追加
することもできなくなる。それを防ぐために、画像のイ
メージデータストリーム部の特徴量を画像付帯情報とし
て格納し、電子署名を計算する際には、どの画像付帯情
報を使用して署名を計算したのかを明確にした。そうす
ることで電子署名を格納したことによって画像データ
の、証拠写真と関わらない部分の付帯情報についても変
更や追加ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るデジタル計測機器
の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施例における計測データに対する処理の流
れを示すフローチャートである。
【図３】本実施例における電子署名の格納の様子を示す
図である。
【図４】本実施例におけるキーペア生成処理の様子を示
す図である。
【図５】本実施例におけるキーペアの生成処理の流れを
示すフローチャートである。
【図６】本実施例における外部認証の様子を示す図であ
る。
【図７】本実施例における暗号アルゴリズムの更新処理
の様子を示す図である。
【図８】入れ替え可能な暗号処理プロセッサを付加した
例の構成を示すブロック図である。
【図９】画像フォーマットの内容を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る画像計測機器に
おける電子署名の格納処理手順の様子を示す図である。
【符号の説明】
１１：ＲＯＭ、１２：ＲＡＭ、１３：ＥＥＰＲＯＭ、１
４：ＩＣカードリーダ、 １５：ＩＣカード、１６：通
信ポート、１７：外部装置、１８：タイマ、１９：ＣＰ
Ｕ、２０：ＣＣＤ、２１：暗号処理プロセッサ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｆ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物理的な計測対象を計測し、計測した物
    理量の計測データに対して公開鍵暗号方式の電子署名を
    付与して計測データを管理するデジタル計測機器におい
    て、 公開鍵暗号方式の電子署名に用いる、少なくとも一対の
    公開鍵と秘密鍵を鍵生成アルゴリズムによって生成する
    鍵生成手段を有することを特徴とするデジタル計測機
    器。
  2. 【請求項２】 前記計測データに対して前記秘密鍵を用
    いて計算した電子署名を前記計測データと共に記録する
    請求項１記載のデジタル計測機器。
  3. 【請求項３】 前記秘密鍵により署名された、外部から
    書き替え不可能な公開鍵証明書を記憶する請求項１記載
    のデジタル計測機器。
  4. 【請求項４】 計測された順番を示す、外部からの書き
    替え不可能なシーケンス番号を収容し、該シーケンス番
    号を前記計測データと共に記録する請求項１記載のデジ
    タル計測機器。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの外部認証コードを収容
    し、該外部認証コードに対する外部認証が成立したとき
    に前記鍵生成アルゴリズム、前記電子署名及び前記シー
    ケンス番号の更新を可能とする請求項１〜４のいずれか
    に記載のデジタル計測機器。
  6. 【請求項６】 画像データに対して公開鍵暗号方式の電
    子署名を付与する画像計測機器において、 画像の特徴量を画像データフォーマットの画像付帯情報
    の一部として有し、画像計測機器の秘密鍵を用いて画像
    付帯情報から電子署名を計算し、計算した電子署名を画
    像付帯情報として画像データフォーマット中に格納する
    ことを特徴とする画像計測機器。
  7. 【請求項７】 電子署名を計算する際に画像付帯情報の
    いずれかの情報を使用したのかを画像付帯情報として画
    像データフォーマット中に格納しておく請求項６記載の
    画像計測機器。
  8. 【請求項８】 画像の特徴量を含む画像付帯情報につい
    て特徴量を計算し、計算した特徴量を画像付帯情報とし
    て格納すると共に、特徴量を元に画像計測機器の秘密鍵
    を用いて電子署名を計算し、計算した電子署名を画像付
    帯情報として画像データフォーマット中に格納する請求
    項６記載の画像計測機器。
  9. 【請求項９】 画像の特徴量を含む画像付帯情報につい
    て特徴量を計算し、計算した特徴量を画像付帯情報とし
    て格納すると共に、特徴量を元に画像計測機器の秘密鍵
    を用いて電子署名を計算し、計算した電子署名を画像付
    帯情報として画像データフォーマット中に格納し、また
    特徴量を元に画像計測機器に装着された外部記憶手段に
    格納された秘密鍵を用いて電子署名を計算し、当該電子
    署名も画像付帯情報として画像データフォーマット中に
    格納する請求項６記載の画像計測機器。
  10. 【請求項１０】 電子署名の計算に使用する特徴量を計
    算する際に使用する画像付帯情報は、画像データのシリ
    アル番号を含む請求項６〜９のいずれかに記載の画像計
    測機器。
  11. 【請求項１１】 電子署名の計算に使用する特徴量を計
    算する際に使用する画像付帯情報は、画像計測機器のシ
    リアル番号を含む請求項６〜９のいずれかに記載の画像
    計測機器。
  12. 【請求項１２】 電子署名の計算に使用する特徴量を計
    算する際に使用する画像付帯情報は、電子署名の計算に
    使用する秘密鍵の対となる公開鍵を含む請求項６〜９の
    いずれかに記載の画像計測機器。
  13. 【請求項１３】 電子署名の計算に使用する特徴量を計
    算する際に使用する画像付帯情報は、電子署名の計算に
    使用する秘密鍵の対となる公開鍵を公開鍵証明書の形で
    含む請求項６〜９のいずれかに記載の画像計測機器。
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