JP2004328293A - 電子チケット、電子チケット方式、認証方式および情報処理方式 - Google Patents
電子チケット、電子チケット方式、認証方式および情報処理方式 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】電子チケットの委託が容易な電子チケット方式を提供すること。
【解決手段】電子チケットＳ１，Ｓ２は、（ｋ，ｎ）閾値法により秘密情報Ｓを分散化したシェアである。サービス享受者は、Ｓ１を暗号化し、ＩＤデータＩとともにサービス提供者に送信する。サービス提供者は、暗号化データを復号し、Ｓ１を（ｋ，ｎ）閾値法で検証し、真正性が検証された場合は、サービスの提供を行う。シェアを電子チケットとしたことにより、第三者の成りすましを防止できる。更に、データＩ，Ａ，Ｓ１が互いに独立であるから、秘密情報Ｓに会社名を含ませておけば、電子チケットの真正性を検証したときに、Ｓが判別されるから、電子チケットの行使がどの会社の社員により求められているかを認識でき、行使要求者が所定の会社の社員であれば、誰の要求かに拘わらず、その行使要求を許可できる。つまり、電子チケットをその会社に一括して委託できる。
【選択図】 図２
【解決手段】電子チケットＳ１，Ｓ２は、（ｋ，ｎ）閾値法により秘密情報Ｓを分散化したシェアである。サービス享受者は、Ｓ１を暗号化し、ＩＤデータＩとともにサービス提供者に送信する。サービス提供者は、暗号化データを復号し、Ｓ１を（ｋ，ｎ）閾値法で検証し、真正性が検証された場合は、サービスの提供を行う。シェアを電子チケットとしたことにより、第三者の成りすましを防止できる。更に、データＩ，Ａ，Ｓ１が互いに独立であるから、秘密情報Ｓに会社名を含ませておけば、電子チケットの真正性を検証したときに、Ｓが判別されるから、電子チケットの行使がどの会社の社員により求められているかを認識でき、行使要求者が所定の会社の社員であれば、誰の要求かに拘わらず、その行使要求を許可できる。つまり、電子チケットをその会社に一括して委託できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットに接続されるか、または他の通信路に接続される電子計算機、携帯電話機、その他の情報処理装置（ハードウエア及びソフトウエアでなる）相互間で授受される電子チケットの技術に関し、特に（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法により秘密情報を分散化する電子チケット方式、電子チケット方式で用いられる電子チケット、及び電子チケットのサービス享受者などの認証をする方式並びに情報処理方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子チケットは、それ自体が価値をもち一定のサービスを享受できる「有価情報」であり、「権利情報」を示す「証憑」である（詳しくは、電子商取引推進協議会（モバイルＥＣ−ＷＧ）発行の『モバイル電子チケットのビジネス要件・機能要件』平成１４年３月に記載されている）。電子チケット機能を実現するための一連の手続は電子チケット・スキームと総称される。電子チケット・スキームは、諸サービスの利用を可能にするチケットの電子的な発行、授受および行使で構成される。電子チケットは、サービス提供者により生成され、インターネットその他の通信路を介してサービス提供者からサービス享受者に提供される。ここで、サービス提供者とは、サービスを提供しようとする人により管理運営されるサーバを指す。同様に、サービス享受者とは、サービスを享受しようとする人により管理運営されパーソナルコンピュータ等の計算機、携帯電話機その他の端末装置であって、クライアントと通称される装置を指す。サーバはハードウエア及びソフトウエアで構成される。クライアントもハードウエア及びソフトウエアで構成される。サーバ及びクライアントを含んでなり、電子チケットの発行、授受および行使を可能にするシステムを電子チケット方式と称することとする。電子チケット方式は、ハードウエア及びソフトウエアで構成される。
【０００３】
この電子チケットには次のようなものが考えられる。
１．イベント系チケット（不定期に開催されるもので特定の期間のみ利用可能な入場券）
２．施設・パーク系チケット（常設の施設利用）
３．交通チケット（鉄道・バス・飛行機・船舶などの移動サービス利用）
４．飲料系・流通系の割引クーポン、会員対象のポイント
５．金券（商品券、プリペイドカード）
６．投票券（公営ギャンブルや宝くじ）
７．会員証（身分証明書）
【０００４】
電子チケットの提供方法には、サービス提供者がインターネット上の指定されたデータ空間に電子チケットを掲載することにより提供する第１の方法と、サービス提供者が電子チケットをサービス享受者に直接に送信し提供する第２の方法とがある。第１の方法では、サービス提供者はインターネット上のデータ空間に電子チケットを記録し、電子チケットを受け取るべきアドレスをＵＲＬ等のリンク形式でサービス享受者に通知する。サービス享受者は、そのアドレスの電子チケットにアクセスし、その電子チケットを自己に取り入れ、電子チケットを取得する。第２の提供方法では、電子チケットはサービス提供者からサービス享受者に直接に配布され、サービス享受者に保存される。サービス享受者に提供された電子チケットのデータの形式には、液晶表示装置などに表示されたとき、紙のチケットと同様に視覚的に識別できるものと、バーコードの如く、専用の読取器によってだけ識別できるものとがある。
【０００５】
電子チケットを利用する手順は、▲１▼認証工程、▲２▼送信工程および▲３▼行使工程という３つの工程に分けられる。▲１▼認証工程では、サービス享受者がサービス提供者から該当サービスを享受できる属性であるか否かを認証する。▲２▼送信工程では、認証工程においてサービス享受が認められた属性であると認証された場合、サービス享受者に該当電子チケットを配布する。▲３▼行使工程では、サービス享受者が配布された電子チケットをサービス提供者に開示し、サービス提供者がその電子チケットの真正性を検証し、サービス享受者が電子チケットの内容である権利を行使する。サービス享受者によるその権利の行使は、その電子チケットの内容である「サービスを受けるという権利」の行使であり、サービスの享受と同じである。
【０００６】
▲１▼の認証工程で利用および普及されている技術は、２つに大別できる。１つは公開鍵暗号方式を用いた所謂、ＰＫＩベース（ＰＫＩは、Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅの略称である）の認証方式であり、他はＰＫＩベース以外の方法による認証方式である。
【０００７】
ＰＫＩベースの認証方式は、１，０２４ｂｉｔの鍵長を扱い、べき乗演算処理を行うため、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機には不向きである。１，０２４ｂｉｔは、総当り法による暗号解読に対し、実用上可能な時間内では解読が困難になる鍵長である。また、ＰＫＩベース以外の代表的な認証方式としては、Ｂａｓｉｃ認証（▲１▼−Ａ）、ダイジェスト（Ｄｉｇｅｓｔ）認証（▲１▼−Ｂ）およびワンタイムパスワード認証（▲１▼−Ｂ）の３種類ある。
【０００８】
▲１▼−Ａ、Ｂａｓｉｃ認証では、認証情報（パスワード等）は、暗号化処理されず送信される。利便性が高く、コストもかからない反面、悪意ある第三者が認証情報を盗聴し、その後にサービス享受者に成りすます危険性がある。
【０００９】
▲１▼−Ｂ、ダイジェスト認証は、図３を参照して後に詳しく説明する認証方式である。認証情報の送信には、チャレンジ・レスポンス方式を用い、暗号およびダイジェストを行う。そこで、認証情報を盗聴されても成りすましの危険性は低い。
【００１０】
▲１▼−Ｃ、 ワンタイムパスワード認証は、パスワード生成器により、認証する毎に異なる、一度限りのパスワードを生成し、そのパスワードで認証する方式である。認証する毎に異なるパスワードを用いるので、パスワードを盗聴されても成りすましによる危険性は低い反面、パスワード生成器を用いるため、コストがかかり、操作が面倒であるという問題がある。パスワード生成器としては、ハードウェアでなるものと、ソフトウェアでなるものとが実用されている。
【００１１】
また、▲２▼の送信工程は、前に説明した電子チケットの提供方法に対応する。電子チケットの提供方法における第１の方法に対応する送信方法では、電子チケットをインターネット上の指定した場所に掲載し、送信とみなす。電子チケットの提供方法における第２の方法に対応する送信方法では、電子チケットを直接的にサービス享受者に送信する。
【００１２】
▲３▼の行使工程では、サービス享受者がサービス提供者に電子チケットを開示する。電子チケットを開示されたサービス提供者は、電子チケットを視覚により、又は専用の読取器によって識別し、電子チケットの真正性を検証し、真正性が認証されたときにサービスを提供する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
電子チケットの提供基盤となるインターネットの拡充により、さまざまな電子チケット・スキームが必要とされている。まず、インターネットはある時には受信者であるが、異なる時には送信者にもなる。電子チケットで考えれば、ある時のサービス享受者が、異なるサービスにおいてはサービス提供者にも成り得る。従来は、企業がサービス提供であり、一般顧客がサービス享受者であるという風に属性自体が固定的な静的電子チケット・スキームが想定されていた。しかし、このような静的電子チケット・スキームではなく、サービス提供者が異なるサービスにおいてはサービス享受者にもなるという具合に、属性自体の動的な変更を許容する動的電子チケット・スキームの提供が求められている。動的電子チケット・スキームでは、Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒの認証（以降、Ｐ２Ｐ認証と称する）および電子チケットの発行が可能な電子チケット方式（以降、Ｐ２Ｐ電子チケット方式と称する）の提供を求められている。
【００１４】
また、このＰ２Ｐ電子チケット方式では、お互いに認め合った者同士の「権利委託」を可能にすることが求められる。「権利委託」の一例を挙げれば、企業が一括購入した交通チケットの利用を企業が認めた従業員に許容することである。この例に関し更に詳しく言えば、鉄道会社が交通チケットを発行し、多数の社員を有する企業（Ａ社とする）がその交通チケットを鉄道会社から一括購入し、Ａ社がそれらの交通チケットを多数の社員へ提供する場合、Ａ社は、交通チケットの行使、即ちサービスの享受、を社員に委託したことになる。
【００１５】
また、電子チケット方式には、回数制限が機能的に付帯されている、所謂回数チケットのような機能を提供することや、ダイジェスト認証よりも認証情報のやりとりが効率的な認証方式の提供も求められている。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、従来の電子チケット方式において解決が求められていた次の（１）乃至（４）の課題を解決することにある。それらの課題とは、
（１）電子チケットの委託が容易であること、（２）Ｐ２Ｐでの電子チケットの利用が可能であること、（３）ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証ができること、（４）回数チケットの提供が可能であること、である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明は次の手段を提供する。
【００１８】
（１）閾値秘密分散法によって権利情報の分散化をすることにより生成された複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアでなる電子チケット。
【００１９】
（２）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとして用いることを特徴とする電子チケット方式。
【００２０】
（３）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして用い、該真正性検証用シェアと該電子チケット用シェアとでなる所定数以上のシェアに基づき該権利情報Ｓが復元できたとき、該電子チケットの真正性を認証する
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２１】
（４）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、一度使用した電子チケットを検証用のシェアとして書換えることによって、一度使用した電子チケットの再利用を防止することを特徴とする電子チケット方式。
【００２２】
（５）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、分散化シェア数をｎ、電子チケット検証必要数をｋ、使用制限回数をｘとした場合、ｎ＝２ｘ、ｋ＝ｘ＋１とすることを特徴とする電子チケット方式。
【００２３】
（６）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェアの数が所定数であるとき、該所定数のシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数を設定し、該所定数のシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、かつ１つの該電子チケット用シェアを該真正性検証用シェアに組み入れる
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２４】
（７）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することによりｎ個（ｎ≧２）のシェアを生成し、該ｎ個のシェアの内のｘ個のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外のｎ−ｘ個のシェアを該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェア数が所定数ｋであるとき、該所定数ｋのシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数ｋ未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数ｋを設定し、該所定数ｋのシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該ｎ−ｘ個の真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、１つの該電子チケット用シェアを真正性検証用シェアに組み入れ、
前記ｎ，ｋ及びｘに関し、ｎ＝２ｘ，ｋ＝ｘ＋１なる関係がある
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２５】
（８）前記閾値秘密分散法は、権利情報Ｓをｎ個（ｎ≧２）のシェアに分散し、該ｎ個のシェアの内のｋ個（ｎ≧ｋ≧２）のシェアに基づき該権利情報Ｓを完全に復元できる（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法であり、前記所定数はｋであることを特徴とする前記（３），（６）又は（７）に記載の電子チケット方式。
【００２６】
（９）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを認証子とし、該認証子を利用して認証対象の認証をした後に新たなシェアを生成し、該新たに生成したシェアを該認証対象の次回の認証子とすることを特徴とする電子チケット方式。
【００２７】
（１０）サービス提供者が閾値秘密分散法によって情報Ａの分散化により生成したシェアをサービス享受者の第１の認証子とし、
サービス提供者は、前記第１の認証子により前記サービス享受者を認証した後に、閾値秘密分散法によって情報Ｂの分散化により生成したシェアを該サービス享受者の第２の認証子として該サービス享受者に配布する
ことを特徴とする認証方式。
【００２８】
（１１）（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法により秘密情報を分散化する情報保管方式、電子チケット方式その他の情報処理方式において、
予め外部から提供され又は予め保存しておいた原始元または素数を前記秘密情報とすることを特徴とする情報処理方式。
【００２９】
【作用】
上記の課題解決にあたり、本発明では、第三者の成りすましを防止する技術として、閾値秘密分散法を用いる。電子チケット方式では、認証情報のやり取り（授受）を行う際に、通信データが盗聴され、認証情報を不正に入手した第三者が本人に成りすまして電子チケットの取得や行使をする、いわゆる成りすましが最も懸念される。閾値秘密分散法は、以下に詳述するように、認証情報、その他の秘密データが第三者に盗聴されても、盗聴した第三者が秘密データの一部すらも取得することを不可能にする技術であり、成りすまし防止には極めて有効である。
【００３０】
閾値秘密分散法は、秘密情報を分散化することで、当事者以外に秘密情報を隠蔽する方式である。以下に説明する実施の形態では、閾値秘密分散法の中で最も利用されている（ｋ，ｎ）閾値法を用いた例を説明する。（ｋ，ｎ）閾値法とは、秘密情報Ｓを任意のｎ個の部分情報（分散情報、シェアともいう）に分散し、ｎ個の部分情報のうちから任意に設定したｋ個（ｎ≧ｋ）の部分情報が得られれば秘密情報Ｓが得られるが、ｋ個未満の部分情報では秘密情報Ｓに関して全く情報が得られないという秘密分散法である。以下に（ｋ，ｎ）閾値法の概要を説明する。
【００３１】
秘密情報Ｓの分散情報Ｗ＝｛Ｗ１，Ｗ２，・・・Ｗｎ｝が次の２条件を満たすとき、（ｋ，ｎ）閾値法秘密分散という。
１．任意の相違なるｋ個の分散情報Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋからＳを正しく復号できる。つまり次式が成立つ（Ｈはエントロピーである）。
Ｈ（Ｓ｜Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ）＝０
２．任意のｋ−１個の分散情報Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ−１から、Ｓの情報が全く得られない。つまり次式が成立つ。
Ｈ（Ｓ｜Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ）＝Ｈ（Ｓ）
Ｓをある有限体ＧＦ（ｑｍ）とし、その有限体の原始元をαとした場合、
となり、Ｇの任意のｋ個の列ベクトルが線形独立となる。つまり、ｋ個の分散情報ｆ（αｊ），ｊ＝１，２，・・・ｋが集まると、ｋ−１次の多項式ｙ＝ｆ（ｘ）のｋ個の座標点（αｊ，ｆ（αｊ））から多項式ｙ＝ｆ（ｘ）が一意に定まり、秘密情報ｙ切片も求まる。しかし、ｋ−１個の座標点からは多項式が一意に定まらず、全てのｙ切片を通る可能性が残るので、秘密情報Ｓが求まらない（詳しくは、岡本龍明、山本博資共著『現代暗号』、Ｄｏｕｇｌａｓ Ｒ．Ｓｔｉｎｓｏｎ著、櫻井幸一監訳『暗号理論の基礎』、Ｓｈａｍｉｒ，ａ Ｈｏｗ ｔｏ Ｓｈａｒｅ ａ Ｓｅｃｒｅｔ，Ｃｏｍｍ．Ａｓｓｏｃ．Ｃｏｍｐｕｔ．Ｍａｃｈ．ｖｏｌ．２２，ｎｏ．１１，ｐｐ．６１２−６１３（Ｎｏｖ．１９７９））。
【００３２】
以上に説明した通り、秘密分散法とは、暗号化と分散化を同時に行う技術である。本実施例では、（ｋ，ｎ）閾値法によって、生成された分散情報（以下、シェアと称す）を電子チケットとして使用する。電子チケットは、分散化された状態で保持するので、サービス提供者とサービス享受者が個々に持つ状態では意味を成さない。個々に所持されている任意のｎ個の電子チケットのうちから任意のｋ個が集められ、秘密情報Ｓが復元されることによって、電子チケットの真正性が検証され、権利情報となる。この構成によって、通信データの盗聴による第三者の成りすましを防止できる。また、検証によって生成される秘密情報Ｓは、視覚的に容易に認識できる画像データでも、一意に識別できる数値データでもよく、権利の内容などを含む意味のあるデータでなくても差し支えない。
【００３３】
本発明を使用する際の秘密情報Ｓに求められる条件とは、分散化されたシェアに対する総当り攻撃の耐性である。シェアの総当りに対する現時点での現実的な計算量を考慮すると、（ｋ，ｎ）閾値法は、秘密情報Ｓが１２８ｂｉｔ以上のデータであれば、秘密情報Ｓがどのような形式のデータであっても安全に保護できる。このデータは、例えば電子チケットとしてのシェアである。但し、シェアを生成する都度、秘密情報Ｓ が一様かつランダムに（つまり一様分布で）生成されることが前提である。
【００３４】
以下に挙げる本発明の実施の形態は、閾値秘密分散法が（ｋ，ｎ）閾値法である場合であるが、ｋおよびｎの値は、任意に設定できる。ｎおよびｋの値を増やし、任意の同一サービスに使用する電子チケットを多数生成し、配布する事や、サービス享受者が指定した特定記録媒体に格納し、電子チケットを保管する事も可能である。また、信頼される第三者認証機関（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｔｈｉｒｄ Ｐａｒｔｙ）にシェアを配布することで、第三者認証機関を含めた認証を行うことも可能である。
【００３５】
（ｋ，ｎ）閾値法の利用場面としてよく知られている使用方法に則って、企業の役職別に段階的に権利情報を配布し、利用を役職に応じて権利情報取得の容易性を相違させるといった利用形態の権利情報配布方式も簡単に構成できる。例えば、ｋ＝５、ｎ＝１１とした（５，１１）閾値法で、検証者にシェア１つを配布し、社長にシェア４つ、二人の部長にシェアをそれぞれ２づつ、二人の課長にシェアをそれぞれ１づつ配布したとする。ｋ＝５なので、権利情報を取得するための最低シェア数、即ち権利情報を取得するためのシェア数の閾値は５である。社長は、自己が所持するシェア４つと検証者が所持するシェア１つで、ｋを満たすことができ、一人だけでも権利情報を得ることができる。これに対し、部長の場合では、二人の部長が合意しないと、２＋２＝４のシェアが集まらないから、閾値ｋ＝５のシェアとならない。そこで、権利情報を得る容易性において、部長は社長より下位に位置する。課長の場合は、二人の課長の合意があってもシェア数が閾値の５に至らず、少なくとも部長１名の合意がない限り、権利情報を得られない。このように、（ｋ，ｎ）閾値法の採用により、情報を柔軟な形態で分散し、利用できる。
【００３６】
なお、閾値秘密分散法には、各種の類型があり、（ｋ，ｎ）閾値法の他に、Ｒａｍｐ型の（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法を用いて、分散されるシェア個々のデータサイズを小さくすることができる。つまり、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法では、同じサイズの秘密情報Ｓの秘密分散処理をする場合、計算量的に（ｋ，ｎ）閾値法よりも効率的な実装も可能である。（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法に関しては、山本博資，“（ｋ，Ｌ，ｎ）しきい値秘密分散システム”，電子通信学会論文誌，ｖｏｌ．ｊ６８−Ａ，ｎｏ．９，ｐｐ．９４５−９５２，Ｓｅｐ．１９８５に詳述されている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層具体的に説明する。図１は、以下に図２乃至図６を参照して説明する本発明の各実施の形態に共通な、本発明の電子チケット方式の概念的な構成を示す図である。
サービス享受者は享受装置１１０をもち、サービス提供者は提供装置１２０をもつ。享受装置１１０は、通信装置１１１、電子チケット保存装置１１２、認証データ保存装置１１３および暗号／演算装置１１４を有してなる。提供装置１２０は、通信装置１２１、電子チケット保存装置１２２、認証データ保存装置１２３および暗号／演算装置１２４を有してなる。享受装置１１０及び提供装置１２０は、通信装置１１１及び１２１でインターネットに接続されているか、または他の通信路に接続され、電子チケットや認証データを送受信する。また、電子チケット保存装置１１２及び１２２は電子チケットを保存する。認証データ保存装置１１３及び１２３は、本電子チケット方式の認証パスワードである認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）データと本システムのユーザーＩＤであるＩＤデータを保存する。暗号／演算装置１１４及び１２４は、保存データを暗号および復号処理し、（ｋ，ｎ）閾値法による分散化および分散化されたシェアの真正性を検証する。
【００３８】
図２は、本発明の基本的な実施の形態の電子チケット方式における電子チケット行使工程を示す図である。図３は、先に認証工程▲１▼−Ｂで説明したダイジェスト認証の認証手順を示す図である。図４は、本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を示す図である。図５は、図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を示す図である。図６は、本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態における電子チケット行使工程を示す図である。図２乃至図６における工程は、矢印に従い行われる。図２乃至図６において、丸に十字の記号（図２のステップ１０１など）は暗号化処理を意味し、四角に十字の記号（図２のステップ１０２など）は復号化処理を意味し、菱形に十字の記号（図２のステップ１０３など）はシェアの真正性検証を意味する。
【００３９】
図２乃至図６の方式は、インターネットに接続された図１の装置を使用して実施されるものとして、以下に説明する。そこで、図２乃至図６の方式は、インターネットに接続された環境で実施されるので、図２乃至図６では、サービス享受者は、ＰＰＰ−Ｃｌｉｅｎｔであり、サービス提供者はＰＰＰ−Ｓｅｒｖｅｒである。サービス享受者およびサービス提供者の両者は、従来から知られている方法により、属性認証が行われ、また電子チケットが配布された状態にあるものとする。この状態では、サービス提供者は本電子チケット方式プログラムを格納しており、サービス享受者の認証パスワードである認証データ及び本方式のユーザー（サービス享受者）識別符号（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）であるＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）データは該プログラムのデータとして格納され、また該プログラムには暗号プログラムが含まれている。以下では、電子チケットの行使工程、サービス享受者の認証工程などの説明をとおして、本発明の電子チケット方式を説明する。
【００４０】
まず、図２を参照し、本発明の電子チケット方式の一実施の形態における電子チケットの行使工程を説明する。本図の電子チケットの行使工程は、本発明における基本的な電子チケットの行使工程である。先に説明した電子チケットを利用する手順の▲１▼認証工程が▲１▼−Ｂとして説明したダイジェスト認証等を用いて行われ、サービス享受者の属性認証データは、サービス提供者及びサービス享受者の両者で所持されている。属性認証データとは、本方式の認証パスワードである認証データＡと本方式のユーザーＩＤであるＩＤデータＩであり、サービス享受者が手動によって入力し、本電子チケット方式を利用する毎に属性を認証する。ＩＤデータは、本方式内で一意に決定されたデータであるが、認証データは以降で使用される暗号化通信によって、サービス享受者が任意に更新できる。また、先に説明した▲２▼送信工程が行われ、分散化されたシェアである電子チケットが安全な通信路によって配布されている状態で行使工程が開始される（勿論、シェアは、オフラインによりサービス提供者からサービス享受者へ予め提供しておくことも可能である）。なお、図２の実施の形態では、（ｋ，ｎ）閾値法におけるｎ＝２、ｋ＝２であり、サービス享受者はシェアデータ−１でなる電子チケットＳ１を所持し、サービス提供者はシェアデータ−２でなる電子チケットＳ２を保有している。
【００４１】
電子チケットの行使工程では、サービス享受者は、所持している電子チケットＳ１を認証データＡで暗号化しデータＥを生成して、ＩＤデータＩと生成されたデータＥとをサービス提供者に送信する。サービス提供者は、サービス享受者から得たＩＤデータＩから関連付けられた認証データＡを用いて、受信したデータＥを復号化し、Ｓ１を生成する。また、自らが所持しているＳ２とサービス享受者から得たＳ１を（ｋ，ｎ）閾値法で検証し、真正性が検証された場合は、サービスの提供を行う。以上に説明したように、図２の工程により、本実施の形態により電子チケット・スキームが実現される。
【００４２】
図２の電子チケット方式では、（ｋ，ｎ）閾値法によるシェアを電子チケットとしたことにより、先に説明した通信データの盗聴による第三者の成りすましを防止できる。更に、図２の方式では、成りすましの防止以外にも、（ｋ，ｎ）閾値法を利用する利点がある。それは、本実施の形態では、本電子チケット方式の属性認証データであるユーザーＩＤのＩＤデータＩ、認証パスワードの認証データＡ、および分散化されたシェアである電子チケットＳ１が、互いに独立して管理し、保存できることである。
【００４３】
本実施の形態の使用目的が、『Ａ社が購入した交通チケット』として考えた場合、管理される属性認証データには必ず、『Ａ社の社員である』というデータが存在する。一方、秘密情報Ｓは、『Ａ社購入の交通チケット１回分』というデータであり、分散化された状態として電子チケットが生成されている。もし、この電子チケットを委託された第三者が、サービス行使を行う場合、本方式にＩＤデータと認証データを用いてシステム・ログインを行う。サービス提供者は、ＩＤデータから保存されているその第三者に関連付けられた属性を検査し、電子チケットの真正性検証時に生成される秘密情報Ｓである『Ａ社購入の交通チケット１回分』とのマッチングを行う。このとき、第三者の属性として『Ａ社の社員である』というデータが存在しない場合は、電子チケットの真正性は検証されるが、属性検証が不一致であるので、電子チケットは行使できないこととなる。
【００４４】
以上のように、図２の実施の形態では、電子チケット自体を第三者に自由に委託することができる。電子チケットを委託された者が、本システムに登録されたサービス享受者であり、該当サービスを享受できる属性であれば、属性認証が正常に処理され、他のサービス享受者から委託された電子チケットを行使でき、該当サービスを享受できる。このように、図２の実施の形態は、本発明が解決しようとする前述の課題（１）の電子チケットの委託が容易であることを満たしている。
【００４５】
なお、図２の本実施の形態及び、以下に説明する実施の形態では、説明の簡略化を図るために、ｋ＝２，ｎ＝２とした（２，２）閾値法で構成されているが、同一サービスに対してチケットを何度も発行する場合は，毎回，秘密分散法（つまり，（２，２）閾値法の場合，ｙ ＝ ｆ（ｘ） ＝ Ｒｘ ＋ Ｓ のＲ） を完全にランダムに選ぶ必要がある。また、もしも、同一のＳ と同一のＲ を用いた秘密分散法のシェアをｔ 人に分配した場合は、サービス享受者２人が結託すれば、他のｔ − ２ 人のシェア を全て知ることができ、著しく安全性が悪い。結託攻撃を考慮した一般的な（ｋ，ｎ）閾値法の利用方法では、５人に電子チケットを配布する場合は、ｋ＝６で、ｎ＝１０とし、サービス享受者には、各１づつの電子チケットを配布し、サービス提供者は、５つのシェアを所持する等の構成にし、結託攻撃を未然に防ぐ利用方法を採用する。
【００４６】
次に図３を参照し、先に説明した認証工程▲１▼−Ｂの一般的なダイジェスト認証の手順につき説明する。図３に示すダイジェスト認証は、一般的な認証方法である。このダイジェスト認証の手順は、電子チケットを行使できる属性認証を受けるとき、および電子チケットの送受信の際に用いられる手順である。例えば、図２の電子チケット行使工程に先立って、サービス享受者の属性認証およびサービス提供者からサービス享受者への電子チケットの送信が、図３の手順により行われる。図３の認証方式の特徴は、一方向性関数（ハッシュ関数）によって、送受信される暗号化データを、ダイジェストしている点である。被認証者はＰＰＰ−Ｃｌｉｅｎｔであり、認証者はＰＰＰ−Ｓｅｒｖｅｒであり、一度の認証に要するやり取り（送受信）は、３回である。
【００４７】
図４を参照し、本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を説明する。図４の認証方式は、図３のダイジェスト認証方式よりも効率的な認証方式である。図４の方式におけるサービス享受者およびサービス提供者が保有するデータは、図２で説明した電子チケット方式におけるサービス享受者およびサービス提供者の両者が保有しているデータと同じであり、認証データ及びＩＤデータ、並びに分散化されたシェアである電子チケットである。（ｋ，ｎ）閾値法におけるｋおよびｎの設定も、ｎ＝２、ｋ＝２であり、図２の値と全く同じである。
【００４８】
図４の実施の形態が図２の実施の形態と異なる点は、図２の方式で電子チケットとして用いたシェアを図４の方式では認証子として利用することである。電子チケットの真正性検証１０３までは、図２と同一の手順である。図４の方式では、真正性検証１０３の次に、サービス提供者は、新たなシェアＳ１ａ、Ｓ２ａを生成し、自己のＳ２をＳ２ａに置換するとともに、シェアＳ１ａをサービス享受者に配布して終了する。サービス享受者は、新たに配布されたシェアＳ１ａを用いて、次回の認証データとして使用する。つまり、図４の方式では、分散化されたシェアを認証子として、ワンタイムパスワードの代りに用いる。ワンタイムパスワードのパスワード生成器として、（ｋ，ｎ）閾値法を用いる方式である。
【００４９】
図４の実施の形態では、認証に要する送受信のやりとりは、２回であり、図３のダイジェスト認証における３回の送受信に比べ少ないやりとりで認証工程を実現できる。図４に示した認証方式は、本発明が解決しようとする課題（３）として先に述べたダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証の方式である。このように、本発明によれば、ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証が容易に実現できる。
【００５０】
次に、図５を参照し、図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を説明する。図５の方式は、図４に示した次回認証子を予め送信する方法を改良し、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機でも実装可能なＰ２Ｐ電子チケット方式である。
【００５１】
図４で説明した認証方式は、シェアのランダム性を利用することにより、（ｋ，ｎ）閾値法をワンタイムパスワードの代替として利用した方式である。図４の認証方式における秘密情報Ｓは、一様分布であって、一定の長さであれば足りる。これに対し、図５の方式では、Ｐ２Ｐ電子チケット方式を実現できるように、秘密情報Ｓの内容に工夫を加えている。図４の方式ではシェアの元情報である秘密情報Ｓは任意であるが、図５の方式では、シェアの元情報である秘密情報Ｓを原始元α又は素数ｐとした。この図５の方式においては、多大な計算量を必要とする原始元αや素数ｐを閾値法でシェアに分散し、サービス提供者からサービス享受者へ予め送信する。このように、原始元αや素数ｐをシェアに分散し送信することにより、第三者に隠蔽された安全な状態でサービス提供者からサービス享受者へ原始元αや素数ｐへ移送できるので、多大な計算量を必要とする原始元αや素数ｐを演算能力の乏しい計算機で生成する必要がない。
【００５２】
図７は、素数生成にかかる時間を表したグラフである。本図において、横軸は生成する素数の長さをビット数で表し、縦軸は素数生成にかかる時間を秒で表す。グラフ上の点は、１２８ｂｉｔから３２ｂｉｔ単位に最大１，０２４ｂｉｔ迄の素数を生成したときの生成時間（秒）を表す。これらの点で表す時間は、１，５００回の実測による平均値を表している。実測した環境は、Ｐｅｎｔｉｕｍ３／５００ＭＨｚ、ＯＳは、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００である（Ｐｅｎｔｉｕｍ及びＷｉｎｄｏｗｓは登録商標）。１２８ｂｉｔの素数生成にかかる時間は０．０１秒と短いが、１，０２４ｂｉｔでは１８．４９秒と、多大な時間を要することがわかる。上記の環境よりも計算能力の乏しい計算機では、更に時間を要する事となるので、素数の生成は利用者の利便性が著しく低下させる。
【００５３】
図５の方式は、多大な計算量を必要とする素数生成をサービス提供者側で行い、それをサービス享受者側へ予め送信する事で、サービス享受者においては図７に表した時間を必要としない、本実施の形態のＰ２Ｐ電子チケット方式を実現している。図５のＰ２Ｐ電子チケット方式は、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機でも閾値法の利用を可能にするものである。
【００５４】
以下、図５のＰ２Ｐ電子チケット方式につき、一層具体的に説明する。図５の方式では、秘密情報Ｓとして用いるための原始元α（又は素数ｐ）をステップ１４３で生成する。ステップ１４４では、その秘密情報Ｓを利用し、シェアＳｘ１，Ｓｘ２を生成する。シェアＳｘ１は、図４と同様の認証子としてステップ１４５で暗号化し送信するが、ステップサービス享受者が、ステップ１４９においてシェア生成リクエストを行うと、サービス提供者は、シェアＳｘ２を暗号化しサービス享受者に送信する。ここで用いる閾値法は、ｎ＝２、ｋ＝２の（２，２）閾値法であるので、サービス享受者は、自らがシェアの検証１５２を行うと同時に原始元α（又は素数ｐ）である秘密情報Ｓを得る。
【００５５】
サービス享受者は、原始元α（又は素数ｐ）を外部から取得することで、ステップ１５３では原始元α（又は素数ｐ）を用いることにより、多大な計算量を必要とせずシェアＳＹ１，ＳＹ２の生成することができる。このように、図５の方式では、サービス享受者は、自らの計算機の演算能力が乏しくても、シェアＳＹ１，ＳＹ２を容易に得ことができる。そこで、サービス享受者は、自らがそれらシェアを第三者に配ることのできる者、つまりサービス提供者となることができる。このように、図５の方式は、計算能力の乏しい計算機であっても自由にサービス提供者として電子チケットを発行することが可能である。図５の方式は、先に課題（２）として挙げた「Ｐ２Ｐでの電子チケット利用」を実現するものである。
【００５６】
また、この図５の電子チケット方式において、サービス提供者が原始元α（又は素数ｐ）をサービス享受者へ送ることは、サービス享受者にシェア生成を促すサービスである。そこで、本実施の形態の電子チケット方式は、本電子チケット方式による原始元α（又は素数ｐ）供給サービスを利用し、サービス享受者に何回の電子チケットを配布したかという、サービスの利用状況がわかる。つまり、図５の方式の採用により、原始元α（又は素数ｐ）を送る毎に課金させる『電子チケットの発行数ごと課金システム』も実現可能である。
【００５７】
次に、図６を参照し、本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態を説明する。サービス享受者およびサービス提供者の両者が所持しているデータは、認証データおよび、ＩＤデータと分散化されたシェアである電子チケットであり、この点では図２の方式と同じである。図６の方式では、ｋおよびｎの設定は、ｎ＝４、ｋ＝３であり、図２の方式におけるｋおよびｎとは異なる。電子チケットは、サービス享受者および提供者で、それぞれ２つづつ保有する。サービス享受者は｛Ｓ１，Ｓ２｝を保有し、サービス提供者は｛Ｓ３，Ｓ４｝を保有する。
【００５８】
図６の方式では、電子チケットの真正性検証までは図２の方式と同一の手順であるが、電子チケットの行使工程が図２の方式とは異なる。図６の方式における初回の行使工程では、Ｓ１を用いて行使する。ｋ＝３であるので、サービス提供者は、自らが所持しているＳ３，Ｓ４を用いて、ステップ１１３においてＳ１の真正性を検証する。この検証により、１回分の電子チケットであるＳ１の真正性が認証されば、サービス提供者はステップ１１４において、初回行使で使用したＳ４を消去し、Ｓ１を保存する。次回行使では、サービス享受者は、残された電子チケットＳ２を用いる。
【００５９】
いま、不正者が、初回に使用した電子チケットＳ１を不正に入手し、再度当該サービス提供を求めたとする。このとき、サービス提供者は、初回行使時にＳ４を消去し、Ｓ１を保存しているので、検証時には、サービス提供者が所持している｛Ｓ１、Ｓ３｝および、不正者から送信された｛Ｓ１｝で真正性の検証を行う事となる。この真正性検証では、Ｓ１が重複しているので、検証されるシェアは｛Ｓ１，Ｓ３｝であり、検証用のシェア数は２である。本実施の形態における（ｋ，ｎ）閾値法のｋの設定は、ｋ＝３であり、検証用のシェア数２はｋ未満であるから、真正性検証ステップにおいて検証できず、ステップ１１９へ進み、終了する。
【００６０】
以上に説明した図６の実施形態によって、前述の課題（４）の「回数チケットを提供すること」が容易に実現できる。この図６の実施形態では、ｋ＝３とし、２回分のサービスの権利行使ができる電子チケットを説明した。しかし、本発明では、ｋおよびｎの値を大きくし、２回分以上のサービスの権利行使ができる電子チケットも実現できる。回数制限数をＸとした場合、ｎおよびｋと回数制限数Ｘとの関係式は、ｎ＝２Ｘ、ｋ＝Ｘ＋１である。
【００６１】
【発明の効果】
以上、実施の形態を挙げ、詳しく説明したように、本発明よれば、（１）電子チケットの委託が容易であり、（２）Ｐ２Ｐでの電子チケットの利用が可能であり、（３）ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証ができ、（４）回数チケットの提供が可能である。この本発明の採用により、従来技術にはない、安全で且つ、柔軟な電子チケットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図６を参照して説明する本発明の各実施の形態に共通な本発明の電子チケット方式の概念的な構成を示す図である。
【図２】本発明の基本的な実施の形態の電子チケット方式における電子チケット行使工程を示す図である。
【図３】一般的なダイジェスト認証の認証手順を示す図である。
【図４】本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を示す図である。
【図５】図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態における電子チケット行使工程を示す図である。
【図７】素数生成にかかる時間を表したグラフである。
【符号の説明】
丸に十字は、暗号化処理を意味する。
四角に十字は、復号化処理を意味する。
菱形に十字は、シェア検証を意味する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットに接続されるか、または他の通信路に接続される電子計算機、携帯電話機、その他の情報処理装置（ハードウエア及びソフトウエアでなる）相互間で授受される電子チケットの技術に関し、特に（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法により秘密情報を分散化する電子チケット方式、電子チケット方式で用いられる電子チケット、及び電子チケットのサービス享受者などの認証をする方式並びに情報処理方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子チケットは、それ自体が価値をもち一定のサービスを享受できる「有価情報」であり、「権利情報」を示す「証憑」である（詳しくは、電子商取引推進協議会（モバイルＥＣ−ＷＧ）発行の『モバイル電子チケットのビジネス要件・機能要件』平成１４年３月に記載されている）。電子チケット機能を実現するための一連の手続は電子チケット・スキームと総称される。電子チケット・スキームは、諸サービスの利用を可能にするチケットの電子的な発行、授受および行使で構成される。電子チケットは、サービス提供者により生成され、インターネットその他の通信路を介してサービス提供者からサービス享受者に提供される。ここで、サービス提供者とは、サービスを提供しようとする人により管理運営されるサーバを指す。同様に、サービス享受者とは、サービスを享受しようとする人により管理運営されパーソナルコンピュータ等の計算機、携帯電話機その他の端末装置であって、クライアントと通称される装置を指す。サーバはハードウエア及びソフトウエアで構成される。クライアントもハードウエア及びソフトウエアで構成される。サーバ及びクライアントを含んでなり、電子チケットの発行、授受および行使を可能にするシステムを電子チケット方式と称することとする。電子チケット方式は、ハードウエア及びソフトウエアで構成される。
【０００３】
この電子チケットには次のようなものが考えられる。
１．イベント系チケット（不定期に開催されるもので特定の期間のみ利用可能な入場券）
２．施設・パーク系チケット（常設の施設利用）
３．交通チケット（鉄道・バス・飛行機・船舶などの移動サービス利用）
４．飲料系・流通系の割引クーポン、会員対象のポイント
５．金券（商品券、プリペイドカード）
６．投票券（公営ギャンブルや宝くじ）
７．会員証（身分証明書）
【０００４】
電子チケットの提供方法には、サービス提供者がインターネット上の指定されたデータ空間に電子チケットを掲載することにより提供する第１の方法と、サービス提供者が電子チケットをサービス享受者に直接に送信し提供する第２の方法とがある。第１の方法では、サービス提供者はインターネット上のデータ空間に電子チケットを記録し、電子チケットを受け取るべきアドレスをＵＲＬ等のリンク形式でサービス享受者に通知する。サービス享受者は、そのアドレスの電子チケットにアクセスし、その電子チケットを自己に取り入れ、電子チケットを取得する。第２の提供方法では、電子チケットはサービス提供者からサービス享受者に直接に配布され、サービス享受者に保存される。サービス享受者に提供された電子チケットのデータの形式には、液晶表示装置などに表示されたとき、紙のチケットと同様に視覚的に識別できるものと、バーコードの如く、専用の読取器によってだけ識別できるものとがある。
【０００５】
電子チケットを利用する手順は、▲１▼認証工程、▲２▼送信工程および▲３▼行使工程という３つの工程に分けられる。▲１▼認証工程では、サービス享受者がサービス提供者から該当サービスを享受できる属性であるか否かを認証する。▲２▼送信工程では、認証工程においてサービス享受が認められた属性であると認証された場合、サービス享受者に該当電子チケットを配布する。▲３▼行使工程では、サービス享受者が配布された電子チケットをサービス提供者に開示し、サービス提供者がその電子チケットの真正性を検証し、サービス享受者が電子チケットの内容である権利を行使する。サービス享受者によるその権利の行使は、その電子チケットの内容である「サービスを受けるという権利」の行使であり、サービスの享受と同じである。
【０００６】
▲１▼の認証工程で利用および普及されている技術は、２つに大別できる。１つは公開鍵暗号方式を用いた所謂、ＰＫＩベース（ＰＫＩは、Ｐｕｂｌｉｃ Ｋｅｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅの略称である）の認証方式であり、他はＰＫＩベース以外の方法による認証方式である。
【０００７】
ＰＫＩベースの認証方式は、１，０２４ｂｉｔの鍵長を扱い、べき乗演算処理を行うため、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機には不向きである。１，０２４ｂｉｔは、総当り法による暗号解読に対し、実用上可能な時間内では解読が困難になる鍵長である。また、ＰＫＩベース以外の代表的な認証方式としては、Ｂａｓｉｃ認証（▲１▼−Ａ）、ダイジェスト（Ｄｉｇｅｓｔ）認証（▲１▼−Ｂ）およびワンタイムパスワード認証（▲１▼−Ｂ）の３種類ある。
【０００８】
▲１▼−Ａ、Ｂａｓｉｃ認証では、認証情報（パスワード等）は、暗号化処理されず送信される。利便性が高く、コストもかからない反面、悪意ある第三者が認証情報を盗聴し、その後にサービス享受者に成りすます危険性がある。
【０００９】
▲１▼−Ｂ、ダイジェスト認証は、図３を参照して後に詳しく説明する認証方式である。認証情報の送信には、チャレンジ・レスポンス方式を用い、暗号およびダイジェストを行う。そこで、認証情報を盗聴されても成りすましの危険性は低い。
【００１０】
▲１▼−Ｃ、 ワンタイムパスワード認証は、パスワード生成器により、認証する毎に異なる、一度限りのパスワードを生成し、そのパスワードで認証する方式である。認証する毎に異なるパスワードを用いるので、パスワードを盗聴されても成りすましによる危険性は低い反面、パスワード生成器を用いるため、コストがかかり、操作が面倒であるという問題がある。パスワード生成器としては、ハードウェアでなるものと、ソフトウェアでなるものとが実用されている。
【００１１】
また、▲２▼の送信工程は、前に説明した電子チケットの提供方法に対応する。電子チケットの提供方法における第１の方法に対応する送信方法では、電子チケットをインターネット上の指定した場所に掲載し、送信とみなす。電子チケットの提供方法における第２の方法に対応する送信方法では、電子チケットを直接的にサービス享受者に送信する。
【００１２】
▲３▼の行使工程では、サービス享受者がサービス提供者に電子チケットを開示する。電子チケットを開示されたサービス提供者は、電子チケットを視覚により、又は専用の読取器によって識別し、電子チケットの真正性を検証し、真正性が認証されたときにサービスを提供する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
電子チケットの提供基盤となるインターネットの拡充により、さまざまな電子チケット・スキームが必要とされている。まず、インターネットはある時には受信者であるが、異なる時には送信者にもなる。電子チケットで考えれば、ある時のサービス享受者が、異なるサービスにおいてはサービス提供者にも成り得る。従来は、企業がサービス提供であり、一般顧客がサービス享受者であるという風に属性自体が固定的な静的電子チケット・スキームが想定されていた。しかし、このような静的電子チケット・スキームではなく、サービス提供者が異なるサービスにおいてはサービス享受者にもなるという具合に、属性自体の動的な変更を許容する動的電子チケット・スキームの提供が求められている。動的電子チケット・スキームでは、Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒの認証（以降、Ｐ２Ｐ認証と称する）および電子チケットの発行が可能な電子チケット方式（以降、Ｐ２Ｐ電子チケット方式と称する）の提供を求められている。
【００１４】
また、このＰ２Ｐ電子チケット方式では、お互いに認め合った者同士の「権利委託」を可能にすることが求められる。「権利委託」の一例を挙げれば、企業が一括購入した交通チケットの利用を企業が認めた従業員に許容することである。この例に関し更に詳しく言えば、鉄道会社が交通チケットを発行し、多数の社員を有する企業（Ａ社とする）がその交通チケットを鉄道会社から一括購入し、Ａ社がそれらの交通チケットを多数の社員へ提供する場合、Ａ社は、交通チケットの行使、即ちサービスの享受、を社員に委託したことになる。
【００１５】
また、電子チケット方式には、回数制限が機能的に付帯されている、所謂回数チケットのような機能を提供することや、ダイジェスト認証よりも認証情報のやりとりが効率的な認証方式の提供も求められている。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、従来の電子チケット方式において解決が求められていた次の（１）乃至（４）の課題を解決することにある。それらの課題とは、
（１）電子チケットの委託が容易であること、（２）Ｐ２Ｐでの電子チケットの利用が可能であること、（３）ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証ができること、（４）回数チケットの提供が可能であること、である。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明は次の手段を提供する。
【００１８】
（１）閾値秘密分散法によって権利情報の分散化をすることにより生成された複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアでなる電子チケット。
【００１９】
（２）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとして用いることを特徴とする電子チケット方式。
【００２０】
（３）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして用い、該真正性検証用シェアと該電子チケット用シェアとでなる所定数以上のシェアに基づき該権利情報Ｓが復元できたとき、該電子チケットの真正性を認証する
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２１】
（４）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、一度使用した電子チケットを検証用のシェアとして書換えることによって、一度使用した電子チケットの再利用を防止することを特徴とする電子チケット方式。
【００２２】
（５）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、分散化シェア数をｎ、電子チケット検証必要数をｋ、使用制限回数をｘとした場合、ｎ＝２ｘ、ｋ＝ｘ＋１とすることを特徴とする電子チケット方式。
【００２３】
（６）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェアの数が所定数であるとき、該所定数のシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数を設定し、該所定数のシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、かつ１つの該電子チケット用シェアを該真正性検証用シェアに組み入れる
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２４】
（７）電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することによりｎ個（ｎ≧２）のシェアを生成し、該ｎ個のシェアの内のｘ個のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外のｎ−ｘ個のシェアを該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェア数が所定数ｋであるとき、該所定数ｋのシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数ｋ未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数ｋを設定し、該所定数ｋのシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該ｎ−ｘ個の真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、１つの該電子チケット用シェアを真正性検証用シェアに組み入れ、
前記ｎ，ｋ及びｘに関し、ｎ＝２ｘ，ｋ＝ｘ＋１なる関係がある
ことを特徴とする電子チケット方式。
【００２５】
（８）前記閾値秘密分散法は、権利情報Ｓをｎ個（ｎ≧２）のシェアに分散し、該ｎ個のシェアの内のｋ個（ｎ≧ｋ≧２）のシェアに基づき該権利情報Ｓを完全に復元できる（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法であり、前記所定数はｋであることを特徴とする前記（３），（６）又は（７）に記載の電子チケット方式。
【００２６】
（９）閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを認証子とし、該認証子を利用して認証対象の認証をした後に新たなシェアを生成し、該新たに生成したシェアを該認証対象の次回の認証子とすることを特徴とする電子チケット方式。
【００２７】
（１０）サービス提供者が閾値秘密分散法によって情報Ａの分散化により生成したシェアをサービス享受者の第１の認証子とし、
サービス提供者は、前記第１の認証子により前記サービス享受者を認証した後に、閾値秘密分散法によって情報Ｂの分散化により生成したシェアを該サービス享受者の第２の認証子として該サービス享受者に配布する
ことを特徴とする認証方式。
【００２８】
（１１）（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法により秘密情報を分散化する情報保管方式、電子チケット方式その他の情報処理方式において、
予め外部から提供され又は予め保存しておいた原始元または素数を前記秘密情報とすることを特徴とする情報処理方式。
【００２９】
【作用】
上記の課題解決にあたり、本発明では、第三者の成りすましを防止する技術として、閾値秘密分散法を用いる。電子チケット方式では、認証情報のやり取り（授受）を行う際に、通信データが盗聴され、認証情報を不正に入手した第三者が本人に成りすまして電子チケットの取得や行使をする、いわゆる成りすましが最も懸念される。閾値秘密分散法は、以下に詳述するように、認証情報、その他の秘密データが第三者に盗聴されても、盗聴した第三者が秘密データの一部すらも取得することを不可能にする技術であり、成りすまし防止には極めて有効である。
【００３０】
閾値秘密分散法は、秘密情報を分散化することで、当事者以外に秘密情報を隠蔽する方式である。以下に説明する実施の形態では、閾値秘密分散法の中で最も利用されている（ｋ，ｎ）閾値法を用いた例を説明する。（ｋ，ｎ）閾値法とは、秘密情報Ｓを任意のｎ個の部分情報（分散情報、シェアともいう）に分散し、ｎ個の部分情報のうちから任意に設定したｋ個（ｎ≧ｋ）の部分情報が得られれば秘密情報Ｓが得られるが、ｋ個未満の部分情報では秘密情報Ｓに関して全く情報が得られないという秘密分散法である。以下に（ｋ，ｎ）閾値法の概要を説明する。
【００３１】
秘密情報Ｓの分散情報Ｗ＝｛Ｗ１，Ｗ２，・・・Ｗｎ｝が次の２条件を満たすとき、（ｋ，ｎ）閾値法秘密分散という。
１．任意の相違なるｋ個の分散情報Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋからＳを正しく復号できる。つまり次式が成立つ（Ｈはエントロピーである）。
Ｈ（Ｓ｜Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ）＝０
２．任意のｋ−１個の分散情報Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ−１から、Ｓの情報が全く得られない。つまり次式が成立つ。
Ｈ（Ｓ｜Ｗｊ １，Ｗｊ ２，・・・Ｗｊ ｋ）＝Ｈ（Ｓ）
Ｓをある有限体ＧＦ（ｑｍ）とし、その有限体の原始元をαとした場合、
【００３２】
以上に説明した通り、秘密分散法とは、暗号化と分散化を同時に行う技術である。本実施例では、（ｋ，ｎ）閾値法によって、生成された分散情報（以下、シェアと称す）を電子チケットとして使用する。電子チケットは、分散化された状態で保持するので、サービス提供者とサービス享受者が個々に持つ状態では意味を成さない。個々に所持されている任意のｎ個の電子チケットのうちから任意のｋ個が集められ、秘密情報Ｓが復元されることによって、電子チケットの真正性が検証され、権利情報となる。この構成によって、通信データの盗聴による第三者の成りすましを防止できる。また、検証によって生成される秘密情報Ｓは、視覚的に容易に認識できる画像データでも、一意に識別できる数値データでもよく、権利の内容などを含む意味のあるデータでなくても差し支えない。
【００３３】
本発明を使用する際の秘密情報Ｓに求められる条件とは、分散化されたシェアに対する総当り攻撃の耐性である。シェアの総当りに対する現時点での現実的な計算量を考慮すると、（ｋ，ｎ）閾値法は、秘密情報Ｓが１２８ｂｉｔ以上のデータであれば、秘密情報Ｓがどのような形式のデータであっても安全に保護できる。このデータは、例えば電子チケットとしてのシェアである。但し、シェアを生成する都度、秘密情報Ｓ が一様かつランダムに（つまり一様分布で）生成されることが前提である。
【００３４】
以下に挙げる本発明の実施の形態は、閾値秘密分散法が（ｋ，ｎ）閾値法である場合であるが、ｋおよびｎの値は、任意に設定できる。ｎおよびｋの値を増やし、任意の同一サービスに使用する電子チケットを多数生成し、配布する事や、サービス享受者が指定した特定記録媒体に格納し、電子チケットを保管する事も可能である。また、信頼される第三者認証機関（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｔｈｉｒｄ Ｐａｒｔｙ）にシェアを配布することで、第三者認証機関を含めた認証を行うことも可能である。
【００３５】
（ｋ，ｎ）閾値法の利用場面としてよく知られている使用方法に則って、企業の役職別に段階的に権利情報を配布し、利用を役職に応じて権利情報取得の容易性を相違させるといった利用形態の権利情報配布方式も簡単に構成できる。例えば、ｋ＝５、ｎ＝１１とした（５，１１）閾値法で、検証者にシェア１つを配布し、社長にシェア４つ、二人の部長にシェアをそれぞれ２づつ、二人の課長にシェアをそれぞれ１づつ配布したとする。ｋ＝５なので、権利情報を取得するための最低シェア数、即ち権利情報を取得するためのシェア数の閾値は５である。社長は、自己が所持するシェア４つと検証者が所持するシェア１つで、ｋを満たすことができ、一人だけでも権利情報を得ることができる。これに対し、部長の場合では、二人の部長が合意しないと、２＋２＝４のシェアが集まらないから、閾値ｋ＝５のシェアとならない。そこで、権利情報を得る容易性において、部長は社長より下位に位置する。課長の場合は、二人の課長の合意があってもシェア数が閾値の５に至らず、少なくとも部長１名の合意がない限り、権利情報を得られない。このように、（ｋ，ｎ）閾値法の採用により、情報を柔軟な形態で分散し、利用できる。
【００３６】
なお、閾値秘密分散法には、各種の類型があり、（ｋ，ｎ）閾値法の他に、Ｒａｍｐ型の（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法を用いて、分散されるシェア個々のデータサイズを小さくすることができる。つまり、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法では、同じサイズの秘密情報Ｓの秘密分散処理をする場合、計算量的に（ｋ，ｎ）閾値法よりも効率的な実装も可能である。（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法に関しては、山本博資，“（ｋ，Ｌ，ｎ）しきい値秘密分散システム”，電子通信学会論文誌，ｖｏｌ．ｊ６８−Ａ，ｎｏ．９，ｐｐ．９４５−９５２，Ｓｅｐ．１９８５に詳述されている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層具体的に説明する。図１は、以下に図２乃至図６を参照して説明する本発明の各実施の形態に共通な、本発明の電子チケット方式の概念的な構成を示す図である。
サービス享受者は享受装置１１０をもち、サービス提供者は提供装置１２０をもつ。享受装置１１０は、通信装置１１１、電子チケット保存装置１１２、認証データ保存装置１１３および暗号／演算装置１１４を有してなる。提供装置１２０は、通信装置１２１、電子チケット保存装置１２２、認証データ保存装置１２３および暗号／演算装置１２４を有してなる。享受装置１１０及び提供装置１２０は、通信装置１１１及び１２１でインターネットに接続されているか、または他の通信路に接続され、電子チケットや認証データを送受信する。また、電子チケット保存装置１１２及び１２２は電子チケットを保存する。認証データ保存装置１１３及び１２３は、本電子チケット方式の認証パスワードである認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）データと本システムのユーザーＩＤであるＩＤデータを保存する。暗号／演算装置１１４及び１２４は、保存データを暗号および復号処理し、（ｋ，ｎ）閾値法による分散化および分散化されたシェアの真正性を検証する。
【００３８】
図２は、本発明の基本的な実施の形態の電子チケット方式における電子チケット行使工程を示す図である。図３は、先に認証工程▲１▼−Ｂで説明したダイジェスト認証の認証手順を示す図である。図４は、本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を示す図である。図５は、図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を示す図である。図６は、本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態における電子チケット行使工程を示す図である。図２乃至図６における工程は、矢印に従い行われる。図２乃至図６において、丸に十字の記号（図２のステップ１０１など）は暗号化処理を意味し、四角に十字の記号（図２のステップ１０２など）は復号化処理を意味し、菱形に十字の記号（図２のステップ１０３など）はシェアの真正性検証を意味する。
【００３９】
図２乃至図６の方式は、インターネットに接続された図１の装置を使用して実施されるものとして、以下に説明する。そこで、図２乃至図６の方式は、インターネットに接続された環境で実施されるので、図２乃至図６では、サービス享受者は、ＰＰＰ−Ｃｌｉｅｎｔであり、サービス提供者はＰＰＰ−Ｓｅｒｖｅｒである。サービス享受者およびサービス提供者の両者は、従来から知られている方法により、属性認証が行われ、また電子チケットが配布された状態にあるものとする。この状態では、サービス提供者は本電子チケット方式プログラムを格納しており、サービス享受者の認証パスワードである認証データ及び本方式のユーザー（サービス享受者）識別符号（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）であるＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）データは該プログラムのデータとして格納され、また該プログラムには暗号プログラムが含まれている。以下では、電子チケットの行使工程、サービス享受者の認証工程などの説明をとおして、本発明の電子チケット方式を説明する。
【００４０】
まず、図２を参照し、本発明の電子チケット方式の一実施の形態における電子チケットの行使工程を説明する。本図の電子チケットの行使工程は、本発明における基本的な電子チケットの行使工程である。先に説明した電子チケットを利用する手順の▲１▼認証工程が▲１▼−Ｂとして説明したダイジェスト認証等を用いて行われ、サービス享受者の属性認証データは、サービス提供者及びサービス享受者の両者で所持されている。属性認証データとは、本方式の認証パスワードである認証データＡと本方式のユーザーＩＤであるＩＤデータＩであり、サービス享受者が手動によって入力し、本電子チケット方式を利用する毎に属性を認証する。ＩＤデータは、本方式内で一意に決定されたデータであるが、認証データは以降で使用される暗号化通信によって、サービス享受者が任意に更新できる。また、先に説明した▲２▼送信工程が行われ、分散化されたシェアである電子チケットが安全な通信路によって配布されている状態で行使工程が開始される（勿論、シェアは、オフラインによりサービス提供者からサービス享受者へ予め提供しておくことも可能である）。なお、図２の実施の形態では、（ｋ，ｎ）閾値法におけるｎ＝２、ｋ＝２であり、サービス享受者はシェアデータ−１でなる電子チケットＳ１を所持し、サービス提供者はシェアデータ−２でなる電子チケットＳ２を保有している。
【００４１】
電子チケットの行使工程では、サービス享受者は、所持している電子チケットＳ１を認証データＡで暗号化しデータＥを生成して、ＩＤデータＩと生成されたデータＥとをサービス提供者に送信する。サービス提供者は、サービス享受者から得たＩＤデータＩから関連付けられた認証データＡを用いて、受信したデータＥを復号化し、Ｓ１を生成する。また、自らが所持しているＳ２とサービス享受者から得たＳ１を（ｋ，ｎ）閾値法で検証し、真正性が検証された場合は、サービスの提供を行う。以上に説明したように、図２の工程により、本実施の形態により電子チケット・スキームが実現される。
【００４２】
図２の電子チケット方式では、（ｋ，ｎ）閾値法によるシェアを電子チケットとしたことにより、先に説明した通信データの盗聴による第三者の成りすましを防止できる。更に、図２の方式では、成りすましの防止以外にも、（ｋ，ｎ）閾値法を利用する利点がある。それは、本実施の形態では、本電子チケット方式の属性認証データであるユーザーＩＤのＩＤデータＩ、認証パスワードの認証データＡ、および分散化されたシェアである電子チケットＳ１が、互いに独立して管理し、保存できることである。
【００４３】
本実施の形態の使用目的が、『Ａ社が購入した交通チケット』として考えた場合、管理される属性認証データには必ず、『Ａ社の社員である』というデータが存在する。一方、秘密情報Ｓは、『Ａ社購入の交通チケット１回分』というデータであり、分散化された状態として電子チケットが生成されている。もし、この電子チケットを委託された第三者が、サービス行使を行う場合、本方式にＩＤデータと認証データを用いてシステム・ログインを行う。サービス提供者は、ＩＤデータから保存されているその第三者に関連付けられた属性を検査し、電子チケットの真正性検証時に生成される秘密情報Ｓである『Ａ社購入の交通チケット１回分』とのマッチングを行う。このとき、第三者の属性として『Ａ社の社員である』というデータが存在しない場合は、電子チケットの真正性は検証されるが、属性検証が不一致であるので、電子チケットは行使できないこととなる。
【００４４】
以上のように、図２の実施の形態では、電子チケット自体を第三者に自由に委託することができる。電子チケットを委託された者が、本システムに登録されたサービス享受者であり、該当サービスを享受できる属性であれば、属性認証が正常に処理され、他のサービス享受者から委託された電子チケットを行使でき、該当サービスを享受できる。このように、図２の実施の形態は、本発明が解決しようとする前述の課題（１）の電子チケットの委託が容易であることを満たしている。
【００４５】
なお、図２の本実施の形態及び、以下に説明する実施の形態では、説明の簡略化を図るために、ｋ＝２，ｎ＝２とした（２，２）閾値法で構成されているが、同一サービスに対してチケットを何度も発行する場合は，毎回，秘密分散法（つまり，（２，２）閾値法の場合，ｙ ＝ ｆ（ｘ） ＝ Ｒｘ ＋ Ｓ のＲ） を完全にランダムに選ぶ必要がある。また、もしも、同一のＳ と同一のＲ を用いた秘密分散法のシェアをｔ 人に分配した場合は、サービス享受者２人が結託すれば、他のｔ − ２ 人のシェア を全て知ることができ、著しく安全性が悪い。結託攻撃を考慮した一般的な（ｋ，ｎ）閾値法の利用方法では、５人に電子チケットを配布する場合は、ｋ＝６で、ｎ＝１０とし、サービス享受者には、各１づつの電子チケットを配布し、サービス提供者は、５つのシェアを所持する等の構成にし、結託攻撃を未然に防ぐ利用方法を採用する。
【００４６】
次に図３を参照し、先に説明した認証工程▲１▼−Ｂの一般的なダイジェスト認証の手順につき説明する。図３に示すダイジェスト認証は、一般的な認証方法である。このダイジェスト認証の手順は、電子チケットを行使できる属性認証を受けるとき、および電子チケットの送受信の際に用いられる手順である。例えば、図２の電子チケット行使工程に先立って、サービス享受者の属性認証およびサービス提供者からサービス享受者への電子チケットの送信が、図３の手順により行われる。図３の認証方式の特徴は、一方向性関数（ハッシュ関数）によって、送受信される暗号化データを、ダイジェストしている点である。被認証者はＰＰＰ−Ｃｌｉｅｎｔであり、認証者はＰＰＰ−Ｓｅｒｖｅｒであり、一度の認証に要するやり取り（送受信）は、３回である。
【００４７】
図４を参照し、本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を説明する。図４の認証方式は、図３のダイジェスト認証方式よりも効率的な認証方式である。図４の方式におけるサービス享受者およびサービス提供者が保有するデータは、図２で説明した電子チケット方式におけるサービス享受者およびサービス提供者の両者が保有しているデータと同じであり、認証データ及びＩＤデータ、並びに分散化されたシェアである電子チケットである。（ｋ，ｎ）閾値法におけるｋおよびｎの設定も、ｎ＝２、ｋ＝２であり、図２の値と全く同じである。
【００４８】
図４の実施の形態が図２の実施の形態と異なる点は、図２の方式で電子チケットとして用いたシェアを図４の方式では認証子として利用することである。電子チケットの真正性検証１０３までは、図２と同一の手順である。図４の方式では、真正性検証１０３の次に、サービス提供者は、新たなシェアＳ１ａ、Ｓ２ａを生成し、自己のＳ２をＳ２ａに置換するとともに、シェアＳ１ａをサービス享受者に配布して終了する。サービス享受者は、新たに配布されたシェアＳ１ａを用いて、次回の認証データとして使用する。つまり、図４の方式では、分散化されたシェアを認証子として、ワンタイムパスワードの代りに用いる。ワンタイムパスワードのパスワード生成器として、（ｋ，ｎ）閾値法を用いる方式である。
【００４９】
図４の実施の形態では、認証に要する送受信のやりとりは、２回であり、図３のダイジェスト認証における３回の送受信に比べ少ないやりとりで認証工程を実現できる。図４に示した認証方式は、本発明が解決しようとする課題（３）として先に述べたダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証の方式である。このように、本発明によれば、ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証が容易に実現できる。
【００５０】
次に、図５を参照し、図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を説明する。図５の方式は、図４に示した次回認証子を予め送信する方法を改良し、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機でも実装可能なＰ２Ｐ電子チケット方式である。
【００５１】
図４で説明した認証方式は、シェアのランダム性を利用することにより、（ｋ，ｎ）閾値法をワンタイムパスワードの代替として利用した方式である。図４の認証方式における秘密情報Ｓは、一様分布であって、一定の長さであれば足りる。これに対し、図５の方式では、Ｐ２Ｐ電子チケット方式を実現できるように、秘密情報Ｓの内容に工夫を加えている。図４の方式ではシェアの元情報である秘密情報Ｓは任意であるが、図５の方式では、シェアの元情報である秘密情報Ｓを原始元α又は素数ｐとした。この図５の方式においては、多大な計算量を必要とする原始元αや素数ｐを閾値法でシェアに分散し、サービス提供者からサービス享受者へ予め送信する。このように、原始元αや素数ｐをシェアに分散し送信することにより、第三者に隠蔽された安全な状態でサービス提供者からサービス享受者へ原始元αや素数ｐへ移送できるので、多大な計算量を必要とする原始元αや素数ｐを演算能力の乏しい計算機で生成する必要がない。
【００５２】
図７は、素数生成にかかる時間を表したグラフである。本図において、横軸は生成する素数の長さをビット数で表し、縦軸は素数生成にかかる時間を秒で表す。グラフ上の点は、１２８ｂｉｔから３２ｂｉｔ単位に最大１，０２４ｂｉｔ迄の素数を生成したときの生成時間（秒）を表す。これらの点で表す時間は、１，５００回の実測による平均値を表している。実測した環境は、Ｐｅｎｔｉｕｍ３／５００ＭＨｚ、ＯＳは、Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００である（Ｐｅｎｔｉｕｍ及びＷｉｎｄｏｗｓは登録商標）。１２８ｂｉｔの素数生成にかかる時間は０．０１秒と短いが、１，０２４ｂｉｔでは１８．４９秒と、多大な時間を要することがわかる。上記の環境よりも計算能力の乏しい計算機では、更に時間を要する事となるので、素数の生成は利用者の利便性が著しく低下させる。
【００５３】
図５の方式は、多大な計算量を必要とする素数生成をサービス提供者側で行い、それをサービス享受者側へ予め送信する事で、サービス享受者においては図７に表した時間を必要としない、本実施の形態のＰ２Ｐ電子チケット方式を実現している。図５のＰ２Ｐ電子チケット方式は、携帯電話や情報家電などに代表される演算能力の乏しい計算機でも閾値法の利用を可能にするものである。
【００５４】
以下、図５のＰ２Ｐ電子チケット方式につき、一層具体的に説明する。図５の方式では、秘密情報Ｓとして用いるための原始元α（又は素数ｐ）をステップ１４３で生成する。ステップ１４４では、その秘密情報Ｓを利用し、シェアＳｘ１，Ｓｘ２を生成する。シェアＳｘ１は、図４と同様の認証子としてステップ１４５で暗号化し送信するが、ステップサービス享受者が、ステップ１４９においてシェア生成リクエストを行うと、サービス提供者は、シェアＳｘ２を暗号化しサービス享受者に送信する。ここで用いる閾値法は、ｎ＝２、ｋ＝２の（２，２）閾値法であるので、サービス享受者は、自らがシェアの検証１５２を行うと同時に原始元α（又は素数ｐ）である秘密情報Ｓを得る。
【００５５】
サービス享受者は、原始元α（又は素数ｐ）を外部から取得することで、ステップ１５３では原始元α（又は素数ｐ）を用いることにより、多大な計算量を必要とせずシェアＳＹ１，ＳＹ２の生成することができる。このように、図５の方式では、サービス享受者は、自らの計算機の演算能力が乏しくても、シェアＳＹ１，ＳＹ２を容易に得ことができる。そこで、サービス享受者は、自らがそれらシェアを第三者に配ることのできる者、つまりサービス提供者となることができる。このように、図５の方式は、計算能力の乏しい計算機であっても自由にサービス提供者として電子チケットを発行することが可能である。図５の方式は、先に課題（２）として挙げた「Ｐ２Ｐでの電子チケット利用」を実現するものである。
【００５６】
また、この図５の電子チケット方式において、サービス提供者が原始元α（又は素数ｐ）をサービス享受者へ送ることは、サービス享受者にシェア生成を促すサービスである。そこで、本実施の形態の電子チケット方式は、本電子チケット方式による原始元α（又は素数ｐ）供給サービスを利用し、サービス享受者に何回の電子チケットを配布したかという、サービスの利用状況がわかる。つまり、図５の方式の採用により、原始元α（又は素数ｐ）を送る毎に課金させる『電子チケットの発行数ごと課金システム』も実現可能である。
【００５７】
次に、図６を参照し、本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態を説明する。サービス享受者およびサービス提供者の両者が所持しているデータは、認証データおよび、ＩＤデータと分散化されたシェアである電子チケットであり、この点では図２の方式と同じである。図６の方式では、ｋおよびｎの設定は、ｎ＝４、ｋ＝３であり、図２の方式におけるｋおよびｎとは異なる。電子チケットは、サービス享受者および提供者で、それぞれ２つづつ保有する。サービス享受者は｛Ｓ１，Ｓ２｝を保有し、サービス提供者は｛Ｓ３，Ｓ４｝を保有する。
【００５８】
図６の方式では、電子チケットの真正性検証までは図２の方式と同一の手順であるが、電子チケットの行使工程が図２の方式とは異なる。図６の方式における初回の行使工程では、Ｓ１を用いて行使する。ｋ＝３であるので、サービス提供者は、自らが所持しているＳ３，Ｓ４を用いて、ステップ１１３においてＳ１の真正性を検証する。この検証により、１回分の電子チケットであるＳ１の真正性が認証されば、サービス提供者はステップ１１４において、初回行使で使用したＳ４を消去し、Ｓ１を保存する。次回行使では、サービス享受者は、残された電子チケットＳ２を用いる。
【００５９】
いま、不正者が、初回に使用した電子チケットＳ１を不正に入手し、再度当該サービス提供を求めたとする。このとき、サービス提供者は、初回行使時にＳ４を消去し、Ｓ１を保存しているので、検証時には、サービス提供者が所持している｛Ｓ１、Ｓ３｝および、不正者から送信された｛Ｓ１｝で真正性の検証を行う事となる。この真正性検証では、Ｓ１が重複しているので、検証されるシェアは｛Ｓ１，Ｓ３｝であり、検証用のシェア数は２である。本実施の形態における（ｋ，ｎ）閾値法のｋの設定は、ｋ＝３であり、検証用のシェア数２はｋ未満であるから、真正性検証ステップにおいて検証できず、ステップ１１９へ進み、終了する。
【００６０】
以上に説明した図６の実施形態によって、前述の課題（４）の「回数チケットを提供すること」が容易に実現できる。この図６の実施形態では、ｋ＝３とし、２回分のサービスの権利行使ができる電子チケットを説明した。しかし、本発明では、ｋおよびｎの値を大きくし、２回分以上のサービスの権利行使ができる電子チケットも実現できる。回数制限数をＸとした場合、ｎおよびｋと回数制限数Ｘとの関係式は、ｎ＝２Ｘ、ｋ＝Ｘ＋１である。
【００６１】
【発明の効果】
以上、実施の形態を挙げ、詳しく説明したように、本発明よれば、（１）電子チケットの委託が容易であり、（２）Ｐ２Ｐでの電子チケットの利用が可能であり、（３）ダイジェスト認証より効率的なＰ２Ｐ認証ができ、（４）回数チケットの提供が可能である。この本発明の採用により、従来技術にはない、安全で且つ、柔軟な電子チケットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図６を参照して説明する本発明の各実施の形態に共通な本発明の電子チケット方式の概念的な構成を示す図である。
【図２】本発明の基本的な実施の形態の電子チケット方式における電子チケット行使工程を示す図である。
【図３】一般的なダイジェスト認証の認証手順を示す図である。
【図４】本発明による認証方式の実施の形態における認証手順を示す図である。
【図５】図４の方式を変形してなるＰ２Ｐ電子チケット方式の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明の回数制限機能付き電子チケット方式の実施の形態における電子チケット行使工程を示す図である。
【図７】素数生成にかかる時間を表したグラフである。
【符号の説明】
丸に十字は、暗号化処理を意味する。
四角に十字は、復号化処理を意味する。
菱形に十字は、シェア検証を意味する。
Claims (11)
- 閾値秘密分散法によって権利情報の分散化をすることにより生成された複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアでなる電子チケット。
- 閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとして用いることを特徴とする電子チケット方式。
- 電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の１乃至２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして用い、該真正性検証用シェアと該電子チケット用シェアとでなる所定数以上のシェアに基づき該権利情報Ｓが復元できたとき、該電子チケットの真正性を認証する
ことを特徴とする電子チケット方式。 - 閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、一度使用した電子チケットを検証用のシェアとして書換えることによって、一度使用した電子チケットの再利用を防止することを特徴とする電子チケット方式。
- 閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを電子チケットとし、分散化シェア数をｎ、電子チケット検証必要数をｋ、使用制限回数をｘとした場合、ｎ＝２ｘ、ｋ＝ｘ＋１とすることを特徴とする電子チケット方式。
- 電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することにより複数のシェアを生成し、該複数のシェアの内の２以上のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外の前記シェアの全部または一部を該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェアの数が所定数であるとき、該所定数のシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数を設定し、該所定数のシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、かつ１つの該電子チケット用シェアを該真正性検証用シェアに組み入れる
ことを特徴とする電子チケット方式。 - 電子チケットを生成する手段と電子チケットの真正性を検証する手段とをサービス提供者側に有する電子チケットシステムにおいて、
前記電子チケット生成手段は、閾値秘密分散法によって権利情報Ｓを分散化することによりｎ個（ｎ≧２）のシェアを生成し、該ｎ個のシェアの内のｘ個のシェアを電子チケットとし、
前記真正性検証手段は、電子チケット用シェア以外のｎ−ｘ個のシェアを該電子チケットの真正性を検証するためのシェアとして利用し、該真正性検証用シェアと１つの該電子チケット用シェアとでなるシェア数が所定数ｋであるとき、該所定数ｋのシェアに基づけば該権利情報Ｓを復元できるが、該所定数ｋ未満のシェアでは該権利情報Ｓを復元できないように該所定数ｋを設定し、該所定数ｋのシェアに基づき該権利情報Ｓを復元できたとき、該１つの電子チケットの真正性を認証するとともに、該ｎ−ｘ個の真正性検証用シェアにおける１つのシェアを削除し、１つの該電子チケット用シェアを真正性検証用シェアに組み入れ、
前記ｎ，ｋ及びｘに関し、ｎ＝２ｘ，ｋ＝ｘ＋１なる関係がある
ことを特徴とする電子チケット方式。 - 前記閾値秘密分散法は、権利情報Ｓをｎ個（ｎ≧２）のシェアに分散し、該ｎ個のシェアの内のｋ個（ｎ≧ｋ≧２）のシェアに基づき該権利情報Ｓを完全に復元できる（ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法であり、前記所定数はｋであることを特徴とする請求項３，６又は７に記載の電子チケット方式。
- 閾値秘密分散法によって分散化されたシェアを認証子とし、該認証子を利用して認証対象の認証をした後に新たなシェアを生成し、該新たに生成したシェアを該認証対象の次回の認証子とすることを特徴とする電子チケット方式。
- サービス提供者が閾値秘密分散法によって情報Ａの分散化により生成したシェアをサービス享受者の第１の認証子とし、
サービス提供者は、前記第１の認証子により前記サービス享受者を認証した後に、閾値秘密分散法によって情報Ｂの分散化により生成したシェアを該サービス享受者の第２の認証子として該サービス享受者に配布する
ことを特徴とする認証方式。 - （ｋ，ｎ）閾値法、（ｋ，Ｌ，ｎ）閾値法その他の閾値秘密分散法により秘密情報を分散化する情報保管方式、電子チケット方式その他の情報処理方式において、
予め外部から提供され又は予め保存しておいた原始元または素数を前記秘密情報とすることを特徴とする情報処理方式。
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