JP2002132148A - デジタル署名の圧縮方法 - Google Patents

デジタル署名の圧縮方法

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JP2002132148A
JP2002132148A JP2000366245A JP2000366245A JP2002132148A JP 2002132148 A JP2002132148 A JP 2002132148A JP 2000366245 A JP2000366245 A JP 2000366245A JP 2000366245 A JP2000366245 A JP 2000366245A JP 2002132148 A JP2002132148 A JP 2002132148A
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二三夫 三田
Osamu Atsumi
治 渥美
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SANTEKUTO KK
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    • H04L2209/30Compression, e.g. Merkle-Damgard construction

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】一方向性を保ちながら膨大な計算量を必要とし
ない簡単な手順によるデジタル署名の圧縮方法を提案す
る。 【解決手段】任意の長さの数字列a(k)を入力して所
定の配列手順に従ってマトリックスA(n×n)に配列
する(ステップP01)。次に、マトリックスA(n×
n)の行方向と列方向の各桁の加算値の10を法とする
代数値を圧縮数字A’(n+n)として出力する(ステ
ップP02)。これにより、各行列のn桁の数字を1桁
に圧縮し、全体でn×n桁のマトリクスA(n×n)を
縦横n+n桁の圧縮数字A’(n+n)に圧縮する。次
に、数字列a(k)に入力する残りがあるかどうかを判
定し、なければ処理を終了する(ステップP03)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子化された文書
にデジタル署名文を付加して文書の正当性を検証するデ
ジタル署名の圧縮方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】デジタル署名は、署名
の利用者が文書と自分だけが知っている秘密鍵から署名
文を作り、元の文書と一緒に検証者に送る。検証者は、
利用者の公開鍵と署名文と元の文書から文書の正当性を
検証する。
【0003】このとき、利用者の送る文書が長い場合、
文書を短く分割してそれぞれに一々署名文をつけるのは
面倒で、署名や検証に時間がかかりすぎる。そこで、署
名文をつける文書そのものではなく、文書を圧縮してそ
れに署名文をつけることを行う。
【0004】文書の圧縮は、一般にハッシュ関数に任意
の長さの文書を入力して出力がn未満の正整数であるよ
うな変換を行う。ハッシュ関数は、長い文書を圧縮する
ものであるから、効率よく計算できるものでなければな
らない。
【0005】ところが、ハッシュ関数は、改ざんを防ぐ
ため、関数値から元の文書が求まるようなものであって
はならず、一方向性が要求される。そのため、べき乗剰
余演算を用いるRSA署名や離散対数を求めるエルガマ
ル署名などの署名方法が提案されているが、いずれも安
全性を確保するための膨大な計算量を必要とする。
【0006】そこで本発明は、一方向性を保ちながら膨
大な計算量を必要としない簡単な手順によるデジタル署
名の圧縮方法を提案することを目的になされたものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。
【0008】すなわち、請求項1の発明は、送信者が、
送信すべきデータを所定の圧縮手順で圧縮してダイジェ
ストを生成し、このダイジェストを送信者の秘密鍵で暗
号化して暗号ダイジェストを作成すると共に、この暗号
ダイジェストを署名文として前記データに添付して送信
し、受信者が、受信した暗号ダイジェストを送信者の公
開鍵で復号化して元のダイジェストに復元すると共に、
受信したデータを前記圧縮手順で圧縮して受信データの
ダイジェストを生成し、この受信データのダイジェスト
と復元した元のダイジェストを比較してデータの正当性
を検証するデジタル署名において、前記圧縮手順を、任
意の長さの数字列を入力して所定の配列手順でn×nの
マトリックスに配列するステップと、このn×nのマト
リックスの行方向と列方向の各桁の加算値の10を法と
する代数値で構成する縦横n+n桁の数字列を圧縮数字
として出力するステップと、前記ステップを数字列の入
力の終りまで繰り返すステップと、で構成してなるデジ
タル署名の圧縮方法である。請求項2の発明は、前記配
列手順を、前記マトリックスの対角線に沿って数字列を
配列するステップと、マトリックスの対角線以外の枠に
残りの数字列を配列するステップと、で構成してなる請
求項1記載のデジタル署名の圧縮方法である。請求項3
の発明は、前記配列手順を、送信者と受信者で配列鍵を
生成して配送するステップと、この配列鍵が指定する配
列順序に従って数字列を配列するステップと、で構成し
てなる請求項1記載のデジタル署名の圧縮方法である。
請求項4の発明は、前記数字列を入力してマトリックス
に配列するときは、前のステップで出力した縦横n+n
桁の圧縮数字を入力した数字列に混合して配列してなる
請求項1記載のデジタル署名の圧縮方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【0010】図1に、本発明を実施したデジタル署名の
圧縮方法のフローチャートを示す。デジタル署名の圧縮
方法は、まず、任意の長さの数字列a(k)を入力して
所定の配列手順に従ってマトリックスA(n×n)に配
列する(ステップP01)。次に、マトリックスA(n
×n)の行方向と列方向の各桁の加算値の10を法とす
る代数値を圧縮数字A’(n+n)として出力する(ス
テップP02)。これにより、各行列のn桁の数字を1
桁に圧縮し、全体でn×n桁のマトリクスA(n×n)
を縦横n+n桁の圧縮数字A’(n+n)に圧縮する。
次に、数字列a(k)に入力する残りがあるかどうかを
判定し、なければ処理を終了する(ステップP03)。
入力する残りがあれば、ステップP02で出力した圧縮
数字A’(n+n)を最初の入力数字としてステップP
01と同じ配列手順に従ってマトリックスA(n×n)
に配列し、ステップP01に戻る(ステップP04)。
ステップP01では、圧縮数字A′(n+n)と、それ
に続いて入力した残りの数字列a(k)を同様の配列手
順でマトリックスA(n×n)に配列する。
【0011】マトリックスA(n×n)のサイズは、数
字列a(k)を10進数とする場合n=12〜24が適
当である。また、数字列a(k)を16進数とする場合
n=18〜36が適当である。これにより、10進数の
場合24〜48桁の数字が圧縮数字A’(n+n)とし
て出力され、16進数の場合36〜72桁の数字が圧縮
数字A’(n+n)として出力される。
【0012】数字列a(k)をマトリックスA(n×
n)に配列する配列手順には、標準の矩形転置の他に、
本発明を実施した対角線転置と配列鍵転置がある。例え
ば,16桁の数字列を4×4のマトリックスに配列する
場合、矩形転置は、図2に示すように、マトリックスの
左上隅の枠から1桁ずつ右へ順次4桁入力し、1行目の
入力が終ったら入力のスタートラインを次の行へ移して
同じように次の4桁を入力する。そして、最後の行が埋
め尽くされるまで以上の処理を繰り返す。
【0013】対角線転置は、図3に示すように、マトリ
ックスの左上隅の枠から1桁ずつ一方の対角線に沿って
順次4桁入力し、次に、右上隅の枠から同じように1桁
ずつ他方の対角線に沿って順次4桁入力する。このと
き、数字列を入力する対角線の順序は一方と他方を逆に
してもよい。また、対角線への入力順序は上から下、下
から上のいずれでもよい。次に、マトリックスの1行目
の対角線以外の枠に1桁ずつ右へ順次2桁入力し、1行
目の入力が終ったら入力のスタートラインを次の行へ移
して同じように次の2桁を入力する。そして、最後の行
が埋め尽くされるまで以上の処理を繰り返す。
【0014】配列鍵転置は、図4に示すように、マトリ
ックスの左上隅の枠から1桁ずつ右へ順次配列鍵が指定
する入力順序の数字を個別に4桁入力し、1行目の入力
が終ったら入力のスタートラインを次の行へ移して同じ
ように次の入力順序の数字を個別に4桁入力する。そし
て、最後の行が埋め尽くされるまで以上の処理を繰り返
す。図の枠の数字は、入力順序を示し、例えば、入力順
序1、7、4、14番目の数字を1行目の左から右に順
次入力することを意味する。
【0015】配列鍵は、図5に示すように、例えば、1
6桁の乱数を設定した場合、各桁の1〜16の数字にそ
れぞれ優先順序を付与する。優先順序は、1〜16の数
字を昇順(または降順)に整列(ソート)したときの各
桁の数字の順位を表わし、同じ数字が重複して現れると
きは、先の数字に優先権を与える。この場合、例えば、
配列鍵の1桁目の数字0は優先順序が1となり、2桁目
の数字9は優先順序が16となる。そして、この優先順
序に従って入力数字の配列順序を決定する。この場合、
例えば、優先順序の1番目は入力順序が1番目の数字で
あり、これを1行1列目に配置する。次に、優先順序の
2番目は入力順序が7番目の数字であり、これを1行2
列目に配置する。以下、同様にして優先順序の16番目
の数字まで入力する。なお、nが数十桁の場合は、第1
順位のn桁と、第2順位のn桁を乱数列より生成して前
記と同様のソートにより優先順序を決定する。
【0016】配列鍵は、例えば、ディフィ−ヘルマンの
鍵共有プロトコルなどを使用して、送信者が生成した配
列鍵を受信者に配送する。このとき、中間侵入を防止す
る必要があれば、送信者と受信者双方のID情報を付加
して攻撃を防ぐ。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
署名の圧縮方法は、任意の長さの数字列を入力して所定
の配列手順でn×nのマトリックスに配列するステップ
と、このn×nのマトリックスの行方向と列方向の各桁
の加算値の10を法とする代数値で構成する縦横n+n
桁の数字列を圧縮数字として出力するステップと、前記
ステップを数字列の入力の終りまで繰り返すステップで
構成する。従って、本発明によれば、複雑で計算負荷の
大きい演算処理を必要としない、簡単な方法で一方向性
を有するデジタル署名の圧縮が可能になる。これによ
り、認証効率が向上すると共に、コンピュータ資源を小
型化して経済性を高めることができる。また、マトリッ
クスサイズを拡大することにより一方向性を高めること
ができるので、容易に所望の安全性が確保できると共
に、圧縮幅を広げてデジタル署名をよりコンパクトなも
のにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施したデジタル署名の圧縮方法のフ
ローチャートである。
【図2】本発明を実施した矩形転置の説明図である。
【図3】本発明を実施した対角線転置の説明図である。
【図4】本発明を実施した配列鍵転置の説明図である。
【図5】本発明を実施した配列鍵の説明図である。
【符号の説明】
A マトリックス A’ 圧縮数字 a 数字列

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信者が、 送信すべきデータを所定の圧縮手順で圧縮してダイジェ
    ストを生成し、 このダイジェストを送信者の秘密鍵で暗号化して暗号ダ
    イジェストを作成すると共に、 この暗号ダイジェストを署名文として前記データに添付
    して送信し、 受信者が、 受信した暗号ダイジェストを送信者の公開鍵で復号化し
    て元のダイジェストに復元すると共に、 受信したデータを前記圧縮手順で圧縮して受信データの
    ダイジェストを生成し、 この受信データのダイジェストと復元した元のダイジェ
    ストを比較してデータの正当性を検証するデジタル署名
    において、 前記圧縮手順を、 任意の長さの数字列を入力して所定の配列手順でn×n
    のマトリックスに配列するステップと、 このn×nのマトリックスの行方向と列方向の各桁の加
    算値の10を法とする代数値で構成する縦横n+n桁の
    数字列を圧縮数字として出力するステップと、 前記ステップを数字列の入力の終りまで繰り返すステッ
    プと、 で構成してなるデジタル署名の圧縮方法。
  2. 【請求項2】 前記配列手順を、 前記マトリックスの対角線に沿って数字列を配列するス
    テップと、 マトリックスの対角線以外の枠に残りの数字列を配列す
    るステップと、 で構成してなる請求項1記載のデジタル署名の圧縮方
    法。
  3. 【請求項3】 前記配列手順を、 送信者と受信者で配列鍵を生成して配送するステップ
    と、 この配列鍵が指定する配列順序に従って数字列を配列す
    るステップと、 で構成してなる請求項1記載のデジタル署名の圧縮方
    法。
  4. 【請求項4】 前記数字列を入力してマトリックスに配
    列するときは、 前のステップで出力した縦横n+n桁の圧縮数字を入力
    した数字列に混合して配列してなる請求項1記載のデジ
    タル署名の圧縮方法。
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