JP2005051734A - 電子文書の真正性保証方法および電子文書の公開システム - Google Patents
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Abstract
開示文書の真正性の保証と、開示不適当な情報の削除の両立可能な、電子文書の真正性保証技術、および情報公開システムが求められる。
【解決手段】
電子文書を構成要素に分割し、その構成要素全体からなる集合の任意の部分集合に対し署名を付与する。または、その構成要素おのおのと、該各構成要素と該電子文書の構造との関係を規定する情報とを結合したデータに対し、署名を付与する。または、その構成要素おのおのに対しハッシュ値を計算し、計算されたハッシュ値を結合したデータに対し署名を付与する。または、その構成要素おのおのに対して生成した乱数を結合し、乱数が結合された構成要素に対し、ハッシュ値を計算し、計算されたハッシュ値を結合したデータに対し電子署名を付与する。
【選択図】 図1
Description
オリジナル文書作成・保管フロー:(オリジナル文書作成者装置102の処理)
301:はじめ
302:オリジナル文書を作成(オリジナル文書作成PG221)
303:作成したオリジナル文書に対し署名を生成(署名生成PG222)
304:署名つきオリジナル文書を文書管理装置103に送信し登録を要求(文書保管要求PG223)(文書管理装置103の処理)
305:受信した署名付きオリジナル文書を登録(文書保管PG224)
306:おわり
図4は、以下の各形態において、一般市民からの情報公開請求を受けて、情報公開されるときの概要を示したフロー図である。なお、各ステップ中の括弧内に、当該ステップの処理を行うプログラム名を示す。
情報公開フロー:(受信者装置105の処理)
401:はじめ
402:開示文書作成者装置104に対し、情報公開を要求するために、公開を希望する情報の範囲を特定可能な情報を送信(情報公開請求PG232)(開示文書作成者装置104の処理)
403:公開を希望する情報の範囲を特定する情報を受信し(情報公開請求受付PG226)、その範囲を特定する情報に基づき開示すべき文書を検索し(開示対象文書検索PG227)、文書管理装置103に当該文書を要求(開示対象文書要求PG228)(文書管理装置103の処理)
404:要求された開示すべき署名つきオリジナル文書を開示文書作成装置104に送信(開示対象文書送信PG225)(開示文書作成者装置104の処理)
405:受信した署名つきオリジナル文書の内容を、あらかじめ定められた情報開示ポリシに照らして確認し、開示適当な箇所を決定し(開示箇所決定PG229)、個人情報や国家機密にかかわる情報などの開示不適当な情報が漏洩しないようにするための非開示処理を施した開示文書を作成し(開示文書作成PG230)、当該開示文書を受信者装置105に送信(開示文書公開PG231)(受信者装置105の処理)
406:受信した開示文書の真正性を検証(開示文書検証PG233)
407:おわり
以上に概要を示した情報公開システムにおいて、特に注意すべきなのは、開示文書の真正性の保証と、開示不適当な情報の削除の両立である。
(性質1)開示文書に非開示部分が含まれていても検証が可能であり、非開示部分以外に改変がなければ検証に成功すること。
(性質2)開示文書にオリジナル文書に対する墨塗り以外の改変があったときには検証が失敗すること。
(性質3)開示文書から非開示部分に関する情報が推定できないこと。
(性質4)開示文書の非開示部分の情報を推定しようとする攻撃者にとって、開示文書がその推定結果の正当性を保証する情報として利用できないこと。
501:はじめ
502:オリジナル文書を構成要素(以降、ブロックと呼ぶ)に分割する。構成要素をどのように定めるかについては、たとえばオリジナル文書の先頭から1バイトごとにひとつの構成要素として定めてもよいし、あるいは、XML(eXtensible Markup Language)を使って記述された文書のようにあらかじめ構造化された文書であれば、その最小構成要素を利用してもよい。以下、オリジナル文書をNブロックの列とみなす
503:オリジナル文書であるNブロックの列の、すべての部分列に対し、それぞれオリジナル文書作成者の秘密鍵を用いて署名を生成する(2のN乗個の署名が生成されることになる)
504:オリジナル文書の部分列に対する2のN乗個の署名と、オリジナル文書とからなるデータを、署名付きオリジナル文書とする
505:おわり
図6は、第1の実施形態に従った開示文書作成PG230の処理フローを示した図である。
601:はじめ
602:開示対象である署名付きオリジナル文書の中から、開示不適切な情報を含むブロックを検索
603:検索されたブロック以外のブロックからなる、オリジナル文書の部分列を生成
604:前記部分列と、前記部分列に対応する署名とからなるデータを、開示文書とする
605:おわり
図7は、第1の実施形態に従った開示文書検証PG233の処理フローを示した図である。
701:はじめ
702:開示文書(オリジナル文書のある部分列と前記部分列に対応する署名とからなる)を、オリジナル文書作成者の公開鍵を用いて検証し、検証結果を出力する。なお、検証に利用するオリジナル文書作成者の公開鍵は、たとえば、開示文書とともに開示文書作成者装置104から送られてくるようにしてもよいし、オリジナル文書作成者装置102から、必要に応じて入手可能であるようにしておいてもよい。公開鍵は、公知のPKI(Public-key infrastructure)技術を適用して発行された、確かにオリジナル文書作成者であることを確認可能な公開鍵証明書つきで利用可能であることが望ましい
703:おわり
以上に述べた電子文書の真正性保証技術(第1の実施形態)が、上記の(性質1)(性質2)(性質3)(性質4)を満たしていることを説明する。
801:ステップ502と同様
802:各ブロックのデータと当該ブロックがオリジナル文書中のどこに位置するかを示す位置情報とを結合したデータ(これを位置情報つきブロックと呼ぶ)に対し、署名を生成(N個の署名を生成)
803:各位置情報つきブロックのデータ(N個)と、各ブロックに対する署名(N個)とからなるデータを、署名付きオリジナル文書とする
804:おわり
なお、上記フローの中で、位置情報を結合しているのは、ブロックの順番を入れ替えるという不正行為を防止するためである。位置情報としては、たとえば当該ブロックが先頭から数えて何ブロック目であるかを示す連番を利用すればよい。もしブロックへの分割を先頭から1バイトずつ行っている場合には、この連番は、当該ブロックが先頭から何倍とめであるかをあらわすことになる。また、もしオリジナル文書が、XML(eXtensible Markup Language)などによって記述された構造化された文書である場合には、その構造を反映したより適切な情報を、位置情報として利用してもよい。
901:はじめ
902:ステップ602と同様(ただし各ブロックは位置情報つきブロックとする)
903:検索されたブロック(i.e.非開示ブロック)以外の位置情報つきブロックと、前記各位置情報つきブロックに対応する署名(個数は開示ブロックの数に一致)とからなるデータを開示文書とする
904:おわり
図10は、第2の実施形態に従った開示文書検証PG233の処理フローを示した図である。
1001:はじめ
1002:開示文書(ひとつまたは複数の位置情報つきブロックと各ブロックに対応する署名とからなる)を、オリジナル文書作成者の公開鍵を用いて、各ブロックごとに検証し、すべてのブロックの検証に成功したときに「検証成功」、それ以外のときに「検証失敗」と出力
1003:おわり
以上に述べた電子文書の真正性保証技術(第2の実施形態)が、上記の(性質1)(性質2)(性質3)(性質4)を満たしていることを説明する。
1101:はじめ
1102:ステップ502と同様
1103:各ブロックのデータのハッシュ値を算出し、算出されたN個のハッシュ値を結合したデータに対し、署名を生成(1個の署名を生成)
1104:ステップ1103で生成された署名(1個)と、オリジナル文書とからなるデータを署名付きオリジナル文書とする
図12は、第3の実施形態に従った開示文書作成PG230の処理フローを示した図である。
1201:はじめ
1202:ステップ602と同様
1203:検索された各ブロックのハッシュ値と、それ以外の各ブロックと、署名とからなるデータを開示文書とする(i.e.検索された各ブロック(非開示ブロックに相当)についてはブロック自体ではなくハッシュ値を利用し、それ以外の各ブロック(開示ブロックに相当)についてはブロック自体を利用する)
1204:おわり
図13は、第3の実施形態に従った開示文書検証PG233の処理フローを示した図である。
1301:はじめ
1302:開示文書(ひとつまたは複数のブロックのハッシュ値と、ひとつまたは複数のブロックと、署名とからなる)のうち、(ハッシュ値ではなく)もとのデータ自体が与えられている各ブロックのハッシュ値を算出する
1303:ステップ1302で算出された、または、開示文書に含まれるハッシュ値(合計N個)を結合したデータを、オリジナル文書作成者の公開鍵を用いて検証し、検証結果を出力する
1304:おわり
なお、第3の実施形態の場合にも、第2の実施形態と同様に、各ブロックの位置を特定する位置情報を利用してもよい。位置情報を利用した場合、ステップ1303でハッシュ値を結合する順番の決定が容易となる。
1401:はじめ
1402:ステップ502と同様
1403:各ブロックに対し乱数を生成する(合計N個の乱数を生成する)
1404:N個のブロックそれぞれに対し、ブロックのデータとそのブロックに対して生成された乱数を結合したデータ(これを乱数つきブロックと呼ぶ)を生成する
1405:各乱数つきブロックのハッシュ値を算出し、算出されたN個のハッシュ値を結合したデータに対し、署名を生成(1個の署名を生成)
1406:ステップ1405で生成された署名(1個)と、N個の乱数つきブロックとからなるデータを署名付きオリジナル文書とする
1407:おわり
図15は、第4の実施形態に従った開示文書作成PG230の処理フローを示した図である。
1501:はじめ
1502:ステップ602と同様(ただし各ブロックは乱数つきブロックとする)
1503:検索された各乱数つきブロックのハッシュ値と、それ以外の各乱数つきブロックと、署名とからなるデータを、開示文書とする(i.e.検索された各ブロック(非開示ブロックに相当)については乱数つきブロック自体ではなくハッシュ値を利用し、それ以外の各ブロック(開示ブロックに相当)については乱数つきブロック自体を利用する)
1504:おわり
図16は、第4の実施形態に従った開示文書検証PG233の処理フローを示した図である。
1601:はじめ
1602:ステップ1302と同様(ただし各ブロックは乱数つきブロックとする)
1603:ステップ1303と同様
1604:おわり
なお、第4の実施形態の場合にも、第2の実施形態と同様に、各ブロックの位置を特定する位置情報を利用してもよい。位置情報を利用した場合、ステップ1603でハッシュ値を結合する順番の決定が容易となる。
(Hiding):commitから元のメッセージの情報を得ることが著しく困難である、
(Biding):与えられたcommitと一致する元の入力メッセージと異なるメッセージを見つけることが著しく困難である、
という2つの性質を持つ関数のことである(元のメッセージが与えられたときに、それがcommitに対応していることを確認することは容易にできる)。メッセージコミットメントスキームの例は、たとえば、S.Halevi and S.Micali. ”Practical and Provably-Secure Commitment Schemes from Collision-Free Hashing”. In CRYPTO '96, LNCS 1109.Springer-Verlag, Berlin, 1996に開示されている。
(性質5)開示文書に対する更なる墨塗りを防止可能であること、
を定義し、この性質も満たすように改良した第5の実施形態について述べる。
1503改:検索された各乱数つきブロックのハッシュ値と、それ以外の各乱数つきブロックと、署名とからなるデータに、開示文書作成者の署名用秘密鍵を用いて、開示文書作成者の署名を付与し、開示文書とする(i.e.第4の実施形態における開示文書に、開示文書作成者が署名を付与したものを、第5の実施形態における開示文書とする)
また第4の実施形態の説明中で図16に示した開示文書検証PG233の処理フロー中のステップ1602を、以下のように変更する。
1602改:開示文書作成者の署名検証用の公開鍵を用いて開示文書に付された開示文書作成者の署名を検証する。検証が成功したときは、ステップ1302と同様(ただし各ブロックは乱数つきブロックとする)の処理を行う。検証が失敗したときは、開示文書は正当なものではないとみなし、終了する。
(性質6)開示文書に対する更なる墨塗りを許容するか防止するかを開示文書作成者が選択可能であること、
を定義し、この性質も満たすように改良した第6の実施形態について述べる。
2101:はじめ
2102:ステップ502と同様
2103:各ブロックに対し、乱数を生成する。これを「墨ブロック」と呼ぶ(合計N個の墨ブロックが生成される)
2104:ステップ1403と同様(ただしこのステップで生成される乱数は、ステップ2103で墨ブロックとして生成される乱数とは独立に生成されるものとする)
2105:ステップ1404と同様
2106:N個のブロックごとに、ステップ2105で生成された乱数つきブロックと、ステップ2103で生成された墨ブロックの2つのデータを、署名用2入力一方向性関数に入力し出力データを得る。その出力データ(N個)を結合したデータに対し、署名を生成する(1個の署名を生成)。ただし、ここで署名用2入力一方向性関数とは、以下を満たす関数でありシステム全体に知られているものとする。2つの値(A,B)を入力とし、1つの値(C)を出力する関数であって、
(1)(A',B')を入力したとき、A'≠AかつB'≠Bならば無視できる確率を除いてC'≠CなるC'を出力する、
(2)AとCを知っていても、無視できる確率を除いてBを推定できない、
(3)BとCを知っていても、無視できる確率を除いてAを推定できない、
を満たすものとする。なお具体的な構成方法の例については後述する。
2107:ステップ2106で生成された署名(1個)と、N個の乱数つきブロックと、N個の墨ブロックからなるデータを署名つきオリジナル文書とする
2108:終わり
図22は、第6の実施形態に従った、開示文書作成PG230の処理フローを示した図である。
2201:はじめ
2202:開示対象である署名付きオリジナル文書の中から、開示不適切な情報を含むブロックを検索
2203:検索されたブロック以外の各ブロックについて、「追加墨塗りを許容する」か「追加墨塗りを防止する」か、を決定
2204:開示不適切なブロックについては、墨ブロックを、開示しかつ追加墨塗りを防止するブロックについては、乱数つきブロックを、開示しかつ追加墨塗りを許容するブロックについては、墨ブロックと乱数つきブロックの両方を利用して構成されたデータと、署名とからなるデータを、開示文書とする
2205:おわり
図23は、第6の実施形態に従った、開示文書検証PG233の処理フローを示した図である。
2301:はじめ
2302:開示文書(墨ブロックと乱数つきブロックと、署名とからなる)に含まれる各ブロックを署名用2入力一方向性関数に対応した検証用関数に入力し、出力を得る。検証用関数の具体的な構成方法の例については後述する。
2303:ステップ2302で算出された出力データ(N個)を結合したデータを、オリジナル文書作成者の公開鍵を用いて検証し、検証結果を出力する
2304:おわり
ここで説明した開示文書作成PG230にしたがって作成された開示文書を受け取った受信者は、開示文書作成者によって追加墨塗りを防止すると決定されたブロックについては、墨塗りすることができない。なぜなら、当該ブロックに対応する墨ブロックを入手できないからである。
(署名生成時)
入力値A,Bに対し、2点(1,h(A)),(2,h(B))を通る直線Lを求める(hはハッシュ関数)。次に直線L上のx座標が0,3の点(0,Q),(3,P)を求め、Q、Pを出力とする。なおPは検証時に利用するため、補助データとしてステップ2107で開示文書に含めるものとする。
(署名検証時)
入力値A'またはB'と、補助入力P'を入力とする。2点(1,h(A'))(または(2,h(B')))と(3,P')を通る直線Lを求める。次に直線L上のx座標が0の点(0,Q')を求め、Q'P'を出力とする。
(署名生成時)
入力値A,Bに対し、h(A),h(B)を求め、これを結合したデータを出力とする(hはハッシュ関数)。なおh(A),h(B)は検証時に利用するため、補助データとしてステップ2107で開示文書に含めるものとする。
(署名検証時)
入力値A'またはB'と、補助入力h(A)',h(B)'を入力とする。A'が入力された場合には、h(A')を計算し、これとh(B)'とを出力する。またB'が入力された場合には、h(B')を計算し、これとh(A)'とを出力する。
Claims (15)
- 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素からなる集合の、すべての部分集合に対して、電子署名を付与する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素おのおのに、当該構成要素と該電子文書の構造との関係を規定する情報を結合したデータを作成し、
前記結合したデータに対し、電子署名を付与する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素おのおのと、当該構成要素について暗号学的ハッシュ関数を用いて計算したハッシュ値を結合したデータを作成し、
前記結合データに対し電子署名を付与する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素おのおのに、乱数を生成して結合し、
前記乱数が結合された複数の構成要素おのおのと、乱数が結合された当該構成要素について暗号学的ハッシュ関数を用いて計算したハッシュ値を結合したデータを作成し、
前記結合データに対し電子署名を付与する。 - 電子文書の公開システムであって、
オリジナル文書作成者装置において、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素からなる集合の、すべての部分集合に対して、電子署名を付与し、文書管理装置に格納しておき、
開示文書作成者装置において、
情報公開請求受け付け時に、文書管理装置内の電子文書から開示対象文書を取り出し、該開示対象文書に含まれる開示すべきでない情報を取り除いた開示文書を作成し、受信者装置に送り、
受信者装置において、
公開された開示文書受信時に、オリジナル文書作成者の署名を検証する。 - 第三者機関装置を利用した電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素からなる集合の、すべての部分集合を、保証対象情報として第三者機関装置に預託する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素おのおのに、当該構成要素と該電子文書の構造との関係を規定する情報を結合したデータを作成し、
前記結合したデータを保証対象情報として第三者機関装置に預託する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を構成要素に分割し、
その構成要素おのおのに対し暗号学的ハッシュ関数を用いてハッシュ値を計算し、計算されたハッシュ値を結合したデータを、保証対象情報として第三者機関装置に預託する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を構成要素に分割し、
その構成要素おのおのに、乱数を生成して結合し、乱数が結合された構成要素に対し、暗号学的ハッシュ関数を用いてハッシュ値を計算し、計算されたハッシュ値を結合したデータを、保証対象情報として第三者機関装置に預託する。 - 電子文書の公開システムであって、
オリジナル文書作成者装置において、作成した電子文書に対して、請求項6から請求項9のいずれかひとつに記載の、第三者機関装置を利用した電子文書の真正性保証方法に従って第三者機関装置に保証対象情報を預託し、また前記保証対象情報を文書管理装置に格納しておき、
開示文書作成者装置において、
情報公開請求受け付け時に、文書管理装置内の電子文書から開示対象文書を取り出し、該開示対象文書に含まれる開示すべきでない情報を取り除いた開示文書を作成し、受信者装置に送り、
受信者装置において、
公開された開示文書受信時に、前記第三者機関装置に前記開示文書の真正性検証を要求する。 - 請求項1から請求項4のいずれかひとつに記載の電子文書の真正性保証方法に従って、電子署名を付与された電子文書の開示方法であって、
前記電子署名を付与された前記電子文書を開示対象文書とし、
前記開示対象文書に含まれる開示すべきでない情報を取り除いた開示文書を作成し、
開示文書に対して、さらに署名を付与する。 - 請求項5記載の電子文書の公開システムであって、
前記開示文書作成者装置において、
開示すべきでない情報を取り除いた前記開示文書に対し、開示文書作成者装置の他の署名を付与する。 - 電子文書の真正性保証方法であって、
電子文書を複数の構成要素に分割し、
前記複数の構成要素おのおのに対応する非開示を示すデータを作成し、
前記各構成要素と、当該構成要素に対応する非開示を示すデータとから、当該構成要素に関する署名対象データを計算し、
計算した前記署名対象データを結合し、
前記結合データに対し電子署名を付与する。 - 電子文書の開示方法であって、
請求項13記載の電子文書の真正性保証方法に従って作成された署名付き電子文書を構成する各構成要素に対し、
開示すべきでない第一の情報を含む場合には、当該第一の情報に対応する構成要素は取り除き、当該第一の情報に対応する非開示を示すデータを残し、
開示すべきで、かつ、将来的に非開示とされるべきでない第二の情報を含む場合には、当該第二の情報に対応する構成要素は残し、当該第二の情報に対応する非開示を示すデータは取り除き、
開示すべきで、かつ、将来的に非開示とされうる第三の情報を含む場合には、当該第三の情報に対応する構成要素と非開示を示すデータとの両方を残す。 - 電子文書の公開システムであって、
オリジナル文書作成者装置において、作成した電子文書に対して、請求項13に記載の電子文書の真正性保証方法に従って、電子署名を付与し、文書管理装置に格納しておき、
開示文書作成者装置において、
情報公開請求受け付け時に、文書管理装置内の電子文書から開示対象文書を取り出し、該開示対象文書に含まれる各構成要素に対し、
開示すべきでない第一の情報を含む場合には、当該第一の情報に対応する構成要素は取り除き、当該第一の情報に対応する非開示を示すデータを残し、
開示すべきで、かつ、将来的に非開示とされるべきでない第二の情報を含む場合には、当該第二の情報に対応する構成要素は残し、当該第二の情報に対応する非開示を示すデータは取り除き、
開示すべきで、かつ、将来的に非開示とされうる第三の情報を含む場合には、当該第三の情報に対応する構成要素と非開示を示すデータとの両方を残した、
開示文書を作成し、受信者装置に送り、
前記受信者装置において、
公開された開示文書受信時に、前記オリジナル文書作成者の署名を検証する。
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