JP2003500922A - プライベート・キー・リカバリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パブリックキー及びプライベートキーの作成を含み、パブリックキーがプライベートキーのリカバリに必要な情報の全てを含む、暗号キー作成方法である。プライベートキーは、プライベートリカバリーキーへのアクセスを有する許可された第三者によって、パブリックキーからリカバリすることができる。したがって、プライベートキーを別個にアーカイブする必要性がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、キー・リカバリに関し、独占的ではないが詳細には、保護されたコ
ンピュータシステムにおける暗号キーのリカバリ方法に関する。

【０００２】 ビジネスのアプリケーションにおいて、暗号コンピュータシステムを使用する
際の最も大きなリスクの一つは、合法的なユーザが自分のプライベート「キー」
を紛失した場合に、暗号システムへのアクセスを得ることができなくなるかもし
れないことである。キーの紛失は、ユーザがパスワードを忘れたり、組織内のス
タッフがキーを持ったままその組織を離れることによって起こり得る。

【０００３】 この問題を処理するために、多くの暗号システムが「キー・リカバリ」として
知られている機能を用いる。これは、後にキーを紛失しても、第３者（例えば組
織の職員）によってリカバリできるように、ユーザがキーを安全な場所に保管で
きるプロセスである。既存のキーリカバリ方法は、ユーザ側にもリカバリする職
員側にも多数のステップを要し、また、多数のデータベースなどの記憶設備のメ
ンテナンスも要するため、一般に複雑である。

【０００４】 本発明の目的は、改良型の暗号キーのリカバリ方法を提供することである。

【０００５】 したがって、本発明は、プライベートキー及びパブリックキーの作成を含む暗
号キー作成方法を提供し、この方法において、パブリックキーがプライベートキ
ーに関する情報を含む。

【０００６】 好ましくは、パブリックキーは、プライベートキーのリカバリ又は再作成に必
要な情報の全てを含む。

【０００７】 本発明を、添付図面を参照して、例を用いて説明する。

【０００８】 パブリックキー暗号システム（非対称暗号システムとしても知られている）で
は、ユーザは一対の暗号キーを生成する（一方は全ての他のユーザが利用でき（
パブリックキーとして知られている）、他方は秘密にされる（プライベートキー
として知られている））。パブリックキーは、メッセージを暗号化してユーザに
送ったり、そのユーザによってなされたものと思われるデジタル署名を照合する
などの公の機能のために使用される。一方、プライベートキーは、受信したメッ
セージをリカバリしたりデジタル署名を添付するなどの私的な機能のために使用
される。パブリックキーは通常、パブリックキーをデータベースに保存し、これ
を所望する任意の他人に分配する、認証機関（ＣＡ）として知られる団体によっ
て認証される。プライベートキーは通常、安全な場所に保管され、そのユーザし
か知らない。

【０００９】 もしユーザのプライベートキーが何らかの理由で紛失した場合、ユーザは暗号
システムの多くのアプリケーションにアクセスできない可能性がある。そのため
、多くの暗号システムは、紛失したキーをリカバリし、データロスを回避するキ
ーリカバリメカニズムを特徴としている。既存のキーリカバリメカニズムは、ユ
ーザが余分なデータを生成し、これを保存し、その上パブリックにしなければな
らない順方向の方法が必要だった。

【００１０】 図１を参照すると、キー作成及びリカバリ機能を含む一般的な暗号システムア
ーキテクチャが、一般的に１０で示される概略ブロック図に示されている。キー
作成段階では、乱数発生器１２がある数字を発生させ、この数字はメインキー作
成器ブロック１４に供給され、ここで１つ以上の所定のアルゴリズムを乱数に適
用してパブリックキー１６及びプライベートキー１８を作成する。パブリックキ
ー１６はキーのデジタル認証２２を作成する認証作成器２０に送られ、認証はパ
ブリックデータベース２４に保存される。

【００１１】 ユーザは、プライベートキー１８のコピーをハードディスク２６などのローカ
ル記憶装置に保存する。さらに、プライベートキー１８及びキーリカバリに対し
て責任を負う第３者（以下「キーリカバリエージェント」とする）が保持するも
う１つのパブリックキー２８は暗号システム３０に与えられ、該暗号システムは
暗号化された「キーアーカイバルオブジェクト」３２を生成し、これがプライベ
ートキーリカバリデータベース３４に保存される。

【００１２】 後日、ユーザが自分のプライベートキーをリカバリする必要が生じた場合は、
キーリカバリエージェントがプライベートキーリカバリデータベース３４からキ
ーアーカイバルオブジェクト３２を抽出し、これをリカバリエージェントのプラ
イベートキー３６と共にリカバリシステム３８に与える。リカバリシステム３８
は、キーアーカイバルオブジェクト３２とリカバリエージェントのプライベート
キー３６を使用してプライベートキー１８をリカバリする。

【００１３】 図２は、図１のシステムの標準的なキー作成プロセスを例示する。乱数発生器
１２は、２つの素数ファインダー４０、４１に入力し、これらにはそれぞれパブ
リック指数Ｅが供給される。素数ファインダー４０、４１の出力Ｐ、Ｑは、パブ
リック指数Ｅと共に、メインキー作成器ブロック１４の一部をなすプライベート
キー作成器４２に入力される。プライベートキー作成器４２は、出力Ｄを生成す
る。

【００１４】 素数ファインダー４０、４１の出力Ｐ、Ｑはパブリックキー作成器４４にも送
られ、該パブリックキー作成器４４は出力Ｎを生成する。したがって、出力Ｐ、
Ｑ及びＤがプライベートキー１８を表し、コンポーネントＥ及びＮがパブリック
キー１６を表す。

【００１５】 上述のシステムはキーリカバリの要件には達しているが、多くの欠点がある。
例えば、この方法はユーザ側及びキーリカバリエージェント側の両方に多数のス
テップを要し、また、デジタル認証用及びキーリカバリオブジェクト用の２つの
データベースのメンテナンスが必要になる。さらに、ユーザには、プライベート
キーをキーリカバリデータベース３４に付加することが明白に要求される。

【００１６】 図３を参照すると、キー作成機能及びリカバリ機能を有する暗号システムの好
ましい形態が一般的に１００で示される。本発明によって、安全なキーアーカイ
バルをキー作成及び認証プロセスに密接に結合させることができる。

【００１７】 図３では、乱数発生器１１２が乱数を発生し、この乱数はリカバリエージェン
トのパブリックキー１２８と共にメインキー作成器１１４に与えられる。メイン
キー作成器は、パブリックキー１１６とプライベートキー１１８を作成する。既
述の通り、パブリックキー１１６は認証作成器１２０に送られ、ここではパブリ
ックキー１１６のデジタル認証１２２を作成し、デジタル認証はパブリックデー
タベース１２４に保存される。さらに、ユーザはプライベートキー１１８のコピ
ーをローカル記憶装置又はハードディスク１２６に保存する。キーリカバリに必
要な情報の全てがパブリックキー１１６に埋め込まれているので、ユーザ側では
これ以上の動作は必要ない。

【００１８】 後日、ユーザがプライベートキーをリカバリする必要が生じた場合、パブリッ
クキー１１６のコピーをデータベース１２４に保存されたデジタル認証１２２か
ら抽出する。コピーは、リカバリエージェントのプライベートキー１３６と一緒
にキーリカバリシステム１３８に送られる。キーリカバリシステム１３８は、元
のプライベートキー１１８と同一のリカバリされたプライベートキーを作成する
。

【００１９】 キー作成プロセスが信用のあるものならば、リカバリエージェントのパブリッ
クキー及びプライベートキーは同一であることができ、キー作成プロセスとキー
リカバリプロセスの対称バージョンを使用することができることに注目されたい
。

【００２０】 図４を参照すると、本発明のキー作成メカニズムが概略的に示されている。こ
のメカニズムにおいて、乱数発生器１１２は２つの乱数Ａ及びＢを発生させる。
値Ａは、リカバリエージェントのパブリックキー１２８と共にＨで示される関数
ユニットに送られる。ユニットＨの出力は値Ｕである。値Ａとリカバリエージェ
ントのパブリックキー１２８は第２の関数ユニットＧにも与えられ、この関数ユ
ニットは値Ｃを生成する。値Ｂ及びＣは、値Ｃのデータが結合ユニット１４８の
出力Ｎ’を表し、値ＢのデータがＮ’の下位ビットを表すように、結合ユニット
１４８で結合される。次いで値Ｕ、Ｎ’は、パブリック指数Ｅと共に関数ユニッ
ト１５０に以下のように与えられる。

【００２１】 Ｎ’及びＵは、データＰ’とＱ’の積及び和をそれぞれ表すものとし、これら
の値は基本的な数学的関係を用いて計算される。関数ユニット１５０は、暗号キ
ーでの使用に適したＰ’以上の最小素数である値Ｐをサーチする。次いで関数ユ
ニット１５０は、キーでの使用に適したＱ’以下の最大素数である値Ｑをサーチ
する。

【００２２】 関数ユニット１５０が値Ｐ及びＱを出力すると、これらの値は、メインキー作
成器ブロック１１４の一部を形成するパブリックキー作成器１４４によって処理
され、パブリック値Ｎを生成する。値Ｐ及びＱはまたパブリック指数Ｅと共にメ
インキー作成器ブロック１１４の一部を形成するプライベートキー作成器１４２
に与えられ、値Ｄを生成する。これらのプロセスは、図２のプロセスに類似して
いる。

【００２３】 次いで、Ｎの上位ビットがＮ’の上位ビットと同一かどうかチェックがなされ
る。同一でない場合、プロセスが再スタートする。図２の場合と同様に、最終的
なパブリックキーはコンポーネントＥ及びＮで表され、一方プライベートキー１
１８はコンポーネントＰ、Ｑ及びＤで表される。

【００２４】 図５を参照すると、本発明のキーリカバリプロセスが概略形式で示されている
。このプロセスでは、値Ｎがパブリックキー１１６から選ばれ、スプリッタユニ
ット１５２で上位ビットを含む部分と下位ビットを含む部分の２つの部分に分割
される。これは、図４に示した結合ユニット１４８の逆のプロセスであることに
注目されたい。下位ビットは捨てられる。Ｍで示される上位ビットは、リカバリ
エージェントのプライベートキー１３６と共に第３の関数ユニットＦに与えられ
、値Ｕが生成される。値ＵとＮは別の関数ユニット１５０ａに送られ、このユニ
ットは値Ｐ及びＱを生成する。値Ｐ及びＱは、パブリックキー１１６から抽出さ
れた値Ｅと共にプライベートキー作成ユニット１４２に与えられ、値Ｄを生成す
る。これは、キー作成に必要なプロセスに類似している。コンポーネントＰ、Ｑ
及びＤは、リカバリされたプライベートキーを表す。

【００２５】 図６を参照すると、関数ユニットＦ、Ｇ及びＨの関係が概略形式で示されてい
る。３つの関数ユニットは、以下の基準を満たしている。関数ユニットＨ及びＧ
には、入力及びリカバリエージェントのプライベートキー１２８が与えられる。
関数ユニットＦには、リカバリエージェントのプライベートキー１３６及びユニ
ットＧの出力が与えられる。ユニットＦは、ユニットＧ及びＨが同じ入力を有す
る場合は、ユニットＨと同じ出力値を有さなければならない。キー作成及びリカ
バリプロセスにおける関数ユニットＦ、Ｇ及びＨは多数の形式をとることができ
る。これらの形式は図７の表に示される。ここでは多くの変形を使用することが
でき、例えば、ＲＳＡ又はＤＨの関数セットを、これらのアルゴリズムの楕円曲
線暗号化に基づくバージョンに代えることもできる。さらに、図７に示したもの
の代わりに、種々の異なるＨＭＡＣ又は対称暗号化メカニズムを使用することが
できる。

【００２６】 本発明の好ましい形態では、キーを作成又はリカバリするために以下のアルゴ
リズムを使用する。キー作成アルゴリズムは組込みキーリカバリを提供し、キー
作成プロセスの詳細と作成されたパブリックキーを知っていてもプライベートキ
ーを導出するには不十分である。これは、認証されていない当事者がプライベー
トキーを作成しシステムへのアクセスを得ることを防ぐために非常に重要である
。キーを作成する前に、３つの関数が選択される。関数Ｆ（ｘ，Ｋｓ）はキーリ
カバリエージェントのプライベートキーを使用し、関数Ｇ（ｘ，Ｋｐ）及びＨ（
ｘ，Ｋｐ）はエージェントのパブリックキーを使用する。３つの関数は全体で以
下の関係を満たす。 Ｆ（Ｇ（ｘ，Ｋｐ），Ｋｓ）＝Ｈ（ｘ，Ｋｐ） また、関数Ｇ（）は「一方向の」関数でなければならない、即ち関数の出力が与
えられなければならない。入力を計算するのは困難又は不可能であるが、入力が
与えられれば出力を計算するのは簡単である。

【００２７】 キーを作成するステップは以下の通りである。

【００２８】

【外１】

【００２９】 キーをリカバリするために、その方法は以下のステップを含む。

【００３０】

【外２】

【００３１】 図７を参照すると、これは、上記のアルゴリズムで使用するための起こり得る
関数を例示した表である。このアルゴリズムによって、キーから独立した若干の
追加情報を使用することによるプライベートキーのパブリックキーからのリカバ
リという特徴を有する、パブリックキー及びプライベートキーの安全な作成が可
能となる。このアルゴリズムでは、キー作成器がリカバリパラメータの知識を有
する必要がなく、その代わりにパブリックキーシステムを使用して作成パラメー
タとリカバリパラメータを分離する。

【００３２】 これは、種々のキーリカバリアプリケーションに使用することができる。大部
分のシステムでは、パブリックキーはプライベートキーよりも広く知られている
ため、パブリックキーを紛失する可能性のほうが低い。このキーリカバリシステ
ムの潜在的な特徴によって、ユーザが例えば別個のデータベースにプライベート
キーを必ず保存する動作の必要性がなくなる。

【００３３】 本発明が、既存の方法に比べて非常に単純化された暗号キーのリカバリ方法及
びこのような方法を用いた暗号コンピュータシステムを提供することが分かった
。幾つかのステップが既存の方法から取り除かれたため、ユーザはもはやプライ
ベートキーをアーカイブする必要がなくなった。本発明はまた、別個のキーリカ
バリデータベースの必要性もなくした。新規のキー作成プロセスは、作成された
キーが標準的なキー作成プロセスの出力と機能的に同一になるようにデザインさ
れている。したがって、本発明の方法を、パブリックキー暗号を使用する既存の
アプリケーションに、このアプリケーションを殆ど又は全く変更せずに組込むこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術のキー作成及びリカバリアーキテクチャを含む、一般的なキー暗号コ
ンピュータシステムの概略ブロック図である。

【図２】 図１のシステムにおいて暗号キーを作成する方法を例示したブロック図である
。

【図３】 本発明のキー作成及びリカバリアーキテクチャを組み込んだコンピュータシス
テムの好適な形態の概略ブロック図である。

【図４】 本発明のキー作成の好適な方法を例示する。

【図５】 本発明のキーリカバリの好適な方法を例示する。

【図６】 図４と図５の方法の関係を例示する。

【図７】 図４〜６に示される方法において使用する好適なアルゴリズムの表である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月２４日（２００１．５．２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヴァン サマレン、 ニコ イギリス国 シービー１ ２ジェイディー ケンブリッジ ステーション ロード ジュピター ハウス エヌサイファー コ ーポレイション リミテッド Ｆターム(参考） 5J104 AA16 EA04 NA02 PA07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プライベートキーとパブリックキーの作成を含む暗号キー作
   成方法であって、 前記パブリックキーが前記プライベートキーに関する情報を含む 前記暗号キー作成方法。
2. 【請求項２】 前記パブリックキーが、前記プライベートキーのリカバリ又
   は再作成に必要な情報の全てを含む請求項１に記載の暗号キー作成方法。
3. 【請求項３】 少なくとも１つの乱数を発生させるステップと、 前記乱数と第１の所定のキーに第１のアルゴリズムを適用して前記パブリック
   キー及びプライベートキーを作成するステップと、 前記パブリックキーを保存するステップと、 を含む請求項１又は２に記載の暗号キー作成方法。
4. 【請求項４】 前記パブリックキーを検索するステップと、 前記パブリックキーと第２の所定のキーに第２のアルゴリズムを適用して前記
   プライベートキーをリカバリ又は再作成するステップと、 をさらに含む請求項３に記載の暗号キー作成方法。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の所定のキーが、許可された第三者にしか
   知られない請求項３又は４に記載の暗号キー作成方法。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２のアルゴリズムが対称である請求項３、４
   又は５に記載の暗号キー作成方法。
7. 【請求項７】 プライベートキーと、前記プライベートキーに関する情報が
   含まれるパブリックキーを作成する手段と、 前記パブリックキーを保存する手段と、 前記パブリックキーに含まれる前記情報を使用して前記プライベートキーをリ
   カバリする手段と、 を含む暗号キー作成システム。
8. 【請求項８】 前記作成手段が、 第１及び第２の乱数を発生させる手段と、 前記第１の乱数及び第１の所定のキーに第１の所定の関数を適用して第１のデ
   ータ値と第２のデータ値の和を表す第１の出力値を生成する第１の関数ユニット
   と、 前記第１の乱数及び前記第１の所定のキーに第２の所定の関数を適用して第２
   の出力値を生成する第２の関数ユニットと、 前記第２の出力値と前記第２の乱数を結合して前記データ値の積を表す第３の
   出力値を生成する手段と、 前記第１及び第２の値を計算してこれらの値にしたがう第４及び第５の出力値
   を生成する手段と、 前記第４及び第５の出力値を所定の指数と共に処理して前記プライベートキー
   を作成する手段と、 前記第４及び第５の出力値を処理するだけで前記パブリックキーを作成する手
   段と、 を含む請求項７に記載の暗号キー作成システム。
9. 【請求項９】 前記リカバリ手段が、 前記パブリックキーを第１の及び第２の部分に分割する手段と、 前記第１の部分と第２の所定のキーに第３の所定の関数を適用して前記第１の
   出力値を生成する第３の関数ユニットと、 前記第１の出力値及び前記パブリックキーから前記第１及び第２のデータ値を
   計算する手段と、 前記第１及び第２の変数と前記第１の所定の指数を処理して前記プライベート
   キーをリカバリ又は再作成する手段と、 を含む請求項７又は８に記載の暗号キー作成システム。