JP2005328408A

JP2005328408A - 属性証明書の属性情報暗号化方法

Info

Publication number: JP2005328408A
Application number: JP2004145805A
Authority: JP
Inventors: Hisao Sakazaki; 尚生坂崎; Seiichi Suzaki; 誠一洲崎; Mitsuhiro Oikawa; 光浩笈川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】
利用者が自身の属性情報を開示する際，一枚の属性証明書にて，複数の検証者に対し，各検証者が必要な属性情報のみ開示すること。
【解決手段】
属性証明書に記載する属性情報を暗号化する暗号鍵を，利用者の公開鍵で暗号化して属性証明書を発行してもらい，利用者は，属性証明書を利用する際，検証者に開示する属性情報に対応する暗号鍵のみ復号し，更にその暗号鍵を検証者の公開鍵で暗号化し，属性証明書と共に検証者に送信する。検証者は，暗号化された暗号鍵を復号し，その暗号鍵を用いて，対応する属性情報を復号し，属性情報を確認する。
【選択図】図４

Description

本発明は，属性証明書の属性情報の暗号化方法に関する。

近年のインターネットの普及により，電子商取引，電子申請などの需要が高まっている。これらのサービスを安全に利用するためのセキュリティ基盤として，個人の存在を証明する公開鍵基盤（ＰＫＩ: ＰｕｂｌｉｃＫｅｙＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）がある。ＰＫＩの実現により，電子文書の改ざんや成りすましが防止され，安全に電子商取引等を実現することが可能となった。しかし，様々な電子商取引，電子申請においては，個人の存在を証明するだけでは不十分であるため，個人に付随する資格，権利などの属性を証明する属性証明書が考案されている。また，属性証明書には，その所有者のプライバシーに関する情報も含まれることがあるので，この証明書の内容を暗号化する方法も決められている。

従来の属性証明書の属性情報の暗号化技術では，属性認証局が，利用者の属性証明書に記載する属性情報を暗号化し，その際使用した暗号鍵を，検証する側の公開鍵を用いて暗号化している（例えば，非特許文献１参照）。

Ｓ. Ｆａｒｒｅｌｌ，Ｒ. Ｈｏｕｓｌｅｙ著，「ＲＦＣ３２８１ − ＡｎＩｎｔｅｒｎｅｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＰｒｏｆｉｌｅｆｏｒＡｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ」，（米国），ＴｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔＳｏｃｉｅｔｙ，Ａｐｒｉｌ２００２，ｐ.２５〜２７

従来の属性証明書の属性情報の暗号化技術では，属性認証局が，利用者の属性証明書に記載する属性情報を暗号化し，その際使用した暗号鍵を，検証する側の公開鍵を用いて暗号化し，それらの情報を含めた暗号化属性証明書を，利用者に発行しているため，その属性情報を確認することができるのは，その検証者のみであった。

また，そのため，利用者は，自身の属性証明書を属性認証局から発行してもらう前に，その属性証明書を提示する相手である検証者を特定していなくてはならなかった。そのため，属性証明書を利用する利用者にとっては，属性証明書発行時に検証する側を特定せず，属性証明書の利用時に，検証する側を特定したい，という要求がある。

また，従来の技術では，検証する側が複数存在する場合，検証者毎に，利用者は，自身の属性証明書を取得する必要があり，属性証明書を利用する利用者にとっては，一枚の属性証明書で，不特定多数の検証者に対しても利用したい，という要求もある。

また，その際，全検証者に全属性情報を開示するのではなく，検証者毎に必要な属性情報を指定し，不必要な属性情報の漏洩を防止したい，とういう要求もある。

本発明は，上記事情を鑑みてなされたものであり，本発明は，属性証明書の利用者が，自身の属性情報を開示する際，一枚の属性証明書にて，複数の検証者を特定し，各検証者が必要な属性情報のみ開示できる方法と，そのシステムを提供する。

具体的には，属性認証局は，利用者の属性証明書を発行する際に，利用者の属性情報を暗号化し，更に利用者の属性情報を暗号化した暗号鍵を，利用者の公開鍵で暗号化する。利用者は，属性証明書利用時に，属性情報を暗号化した暗号鍵を，自身の秘密鍵で復号し，更に，その暗号鍵を，検証する側の公開鍵で暗号化し，暗号化された属性証明書と共に，検証する側に送付することにより，その検証者のみが，暗号化された属性情報を確認することができる。

より具体的には，本発明は，属性証明書を提示してサービス提供を要求する利用者装置と，提示された属性証明書記載の属性を確認し，必要によって要求されたサービスを提供する検証装置と，公開鍵証明書を発行する認証局装置と，属性証明書を発行する属性認証局装置と，からなるシステムにおける，属性情報の暗号化方法であって，属性認証局装置は，利用者装置の属性証明書を発行する際に，利用者装置の属性情報を，共通鍵暗号アルゴリズムを用いて暗号化し，その時用いた暗号鍵を，認証局装置が利用者装置に発行した公開鍵証明書に記載されている公開鍵を，用いて暗号化し，それらの情報を含んだ暗号化属性証明書を作成し，利用者装置は，属性証明書を検証装置に提示する際，利用者装置の秘密鍵で，属性情報を暗号化した暗号鍵を復号し，更に，検証装置に発行された公開鍵証明書に記載されている公開鍵で，暗号鍵を暗号化し，暗号化された属性証明書と共に，検証装置に送信し，検証装置は，利用者装置から送信された暗号化された暗号鍵を，検証装置の秘密鍵で復号し，復号された暗号鍵を用いて，利用者装置の属性情報を復号し，利用者装置の属性の確認と，を行う，ことを特徴とする。

また，本発明の属性証明書の暗号化方法において，属性認証局は，利用者装置の属性情報を分割し，複数の属性情報を複数の暗号鍵を用いて暗号化してもよい。

また，本発明の属性証明書の暗号化方法において，利用者装置は，属性証明書を提示する検証装置に対して，開示すべき属性情報を暗号化した暗号鍵のみ，検証装置の公開鍵で暗号化し，検証装置に送信し，残りの鍵は，検証装置に送らず，不必要な属性情報まで，検証装置に開示しないようにしてもよい。

したがって，上記態様によれば，利用者装置は，暗号化属性証明書を，属性認証局に発行してもらう際に，検証装置を特定する必要がなく，属性証明書利用時に，属性情報の復号を許可する検証装置を指定することが可能になる。また，利用者装置で，暗号化された属性情報を復号させる暗号鍵を，検証装置の公開鍵で暗号化し，暗号化属性証明書と共に送付するため，一枚の暗号化属性証明書で，不特定多数の検証者に対して用いることが可能になる。更に，利用者装置は，必要な暗号鍵のみ検証装置の公開鍵で暗号化し，送信することにより，不必要な属性情報の漏洩を防止することが可能になる。

すなわち、上記態様によれば，一枚の暗号化属性証明書で，不特定多数の検証者に対して利用することが可能になり，更に，開示する属性情報を，検証装置毎に指定することが可能になり，利便性が向上する。

本発明によれば，一枚の暗号化属性証明書を，様々な用途に対して可変的に利用することができ，利便性が向上する。

以下，図面を用いて，本発明の一実施形態について説明する。なお，これにより本発明が限定されるものではない。

図１は，本発明の一実施形態が適用されたシステムのネットワーク構成図である。本実施形態のシステムは，図１が示すように，利用者装置１０と，検証装置２０と，認証局装置４０と，属性認証局装置５０とがインターネットなどの通信網（以下，ネットワークという）３０を介して，互いに接続されて構成されている。

利用者装置１０は，暗号化属性証明書の属性情報を復号するための暗号鍵を，自身の秘密鍵で復号し，更にその暗号鍵を，検証装置２０の公開鍵で暗号化し，暗号化属性証明書と共に検証装置２０に配信する。図２に示すように利用者装置１０は，暗号鍵等を，復号及び暗号化する，暗号演算部１０２と，属性証明書等の情報を送受信するデータ送受信部１０４と，利用者装置１０の秘密情報である秘密鍵１０３と，それらを制御する制御部１０１を含む。

検証装置２０は，利用者装置１０から配信された暗号化された暗号鍵を，自身の秘密鍵を用いて復号し，更にその暗号鍵を用いて，暗号化属性証明書の属性情報を復号し，属性情報を確認し，必要に応じてサービスを提供する。図２に示すように検証装置２０は，属性情報等を復号する暗号演算部２０２と，属性証明書等の情報を送受信するデータ送受信部２０４と，検証装置２０の秘密情報である秘密鍵２０３と，それらを制御する制御部２０１を含む。

認証局装置４０は，利用者装置１０および検証装置２０に，公開鍵証明書を発行する。図２に示すように認証局装置４０は，公開鍵証明書に署名を施す暗号演算部４０２と，公開鍵証明書等の情報を送受信するデータ送受信部４０４と，認証局装置４０の秘密情報である秘密鍵４０３と，それらを制御する制御部４０１を含む。

属性認証局装置５０は，利用者装置１０の属性情報を，共通鍵暗号アルゴリズムを用いて暗号化し，その時用いた暗号鍵を，認証局装置４０が利用者装置１０に発行した公開鍵証明書に記載されている公開鍵を，用いて暗号化することにより，暗号化属性証明書を作成し，利用者装置１０に発行する。図２に示すように属性認証局装置５０は，属性情報等の暗号化及び属性証明書への署名を施す暗号演算部５０２と，属性証明書等の情報を送受信するデータ送受信部５０４と，属性認証局装置５０の秘密情報である秘密鍵５０３と，それらを制御する制御部５０１を含む。

また，利用者装置１０，検証装置２０，認証局装置４０，属性認証局装置５０は，それぞれ，図３が示すように，記憶媒体６７の読取装置６１と，半導体を用いた一次記憶装置（以下，メモリという）６２と，入出力装置６３と，ＣＰＵ６４と，ハードディスクなどの二次記憶装置（以下，記憶装置という）６５と，通信装置６６と，がバスなどの内部通信線（以下，バスという）６８で連結された，情報処理装置６０上に構成することができる。

上述の暗号演算部１０２，２０２，４０２，５０２と，データ送受信部１０４，２０４，４０４，５０４と，制御部１０１，２０１，４０１，５０１は，それぞれの装置のメモリ６２または記憶措置６５に格納されたプログラムを，ＣＰＵ６４が実行し、図３に示す他の構成要素と協働することにより，当該装置上に具現化されるものである。また，これらのプログラムは，あらかじめ，上記記憶装置６５に格納されていてもよいし，必要なときに，着脱可能な記憶媒体６７または通信媒体（ネットワーク３０またはネットワーク３０上の搬送波やデジタル信号）を介して，上記情報処理装置６０に導入されてもよい。

以下に，図面を参照して，本実施形態のシステムにおける処理フローを説明する。

図５はシステム全体の処理を記述したフローを図である。

認証局装置４０は，利用者装置１０，検証装置２０に公開鍵証明書を発行する（ステップ００１，Ｓ００１と記す。以下同様）。利用者装置１０は，属性認証局装置５０に利用者装置１０の公開鍵証明書を送付して，利用者装置１０の暗号化属性証明書の発行を要求する（Ｓ００２）。属性認証局装置５０は，属性証明書に記載する属性情報を，別途審査し，不都合ない場合，その属性情報を共通鍵暗号アルゴリズムを用いて暗号化する。更にその時用いた暗号鍵を，利用者装置１０の公開鍵証明書に記載されている公開鍵を用いて暗号化する（Ｓ００３）。属性認証局装置５０は，暗号化した属性情報等を含んだ暗号化属性証明書（以下，単に属性証明書ともいう）を作成し（Ｓ００４），利用者装置１０に発行する（００５）。

検証装置２０は，利用者装置１０に，検証装置２０の公開鍵証明書を送付する（Ｓ００６）。

利用者装置１０は暗号化された属性情報の復号を許可する検証装置２０を指定し（Ｓ００７），更に，検証装置２０に開示する属性情報を指定する（Ｓ００８）。利用者装置１０は，開示する属性情報を暗号化した暗号鍵を，利用者装置１０の秘密鍵で復号し（Ｓ００９），更に，復号した暗号鍵を，検証装置２０の公開鍵証明書に記載されている公開鍵で暗号化する（Ｓ０１０）。利用者装置１０は，利用者装置１０の暗号化属性証明書に，ステップ０１０で暗号化した鍵情報と検証装置２０の公開鍵証明書を合わせた復号鍵情報を添付し，復号者指定暗号化属性証明書を作成し（Ｓ０１１），検証装置２０に送付する（Ｓ０１２）。

検証装置２０は，利用者装置１０から送信された復号者指定暗号化属性証明書の，復号鍵情報に含まれている検証装置２０の公開鍵証明書の公開鍵に対応する秘密鍵を，用いて，属性情報を復号するための暗号鍵を復号する（Ｓ０１３）。検証装置２０は，ステップ０１３で復号した暗号鍵を用いて，暗号化された属性情報を復号し（Ｓ０１４），属性情報を確認する（Ｓ０１５）。

以上述べたように，本実施形態によれば，利用者装置１０は，暗号化属性証明書を属性認証局５０に発行してもらう際に，検証装置２０を特定する必要がなく，属性証明書利用時に，属性情報の復号を許可する検証装置２０を指定することが可能になる。また，利用者装置１０で，暗号化された属性情報を復号させる暗号鍵を，検証装置２０の公開鍵で暗号化し，暗号化属性証明書と共に送付するため，一枚の暗号化属性証明書で，不特定多数の検証装置に対して利用することが可能になる。更に，利用者装置１０は，必要な暗号鍵のみ検証装置２０の公開鍵で暗号化し送信することにより，不必要な属性情報の漏洩を防止することが可能になる。

属性認証局装置５０の処理フローを図６を用いて詳述する。

利用者装置１０から利用者装置１０の公開鍵証明書を受信し（Ｓ５０１），属性証明書の発行を要求された属性認証局装置５０は，属性証明書に記載する利用者装置１０の属性情報を別途審査し，不都合がない場合，記載する属性情報を暗号演算部５０２に送付する（Ｓ５０２）。暗号演算部５０２は，属性情報を共通鍵暗号アルゴリズムで暗号化するための，暗号鍵を生成し（Ｓ５０４），その暗号鍵を用いて，属性情報を暗号化する（Ｓ５０５）。更に暗号演算部５０２では，利用者装置１０の公開鍵証明書に記載されている公開鍵を用いて，公開鍵暗号アルゴリズムで，属性情報を暗号化した暗号鍵を，暗号化し（Ｓ５０６），暗号化された属性情報，暗号化された暗号鍵及び利用者装置１０の公開鍵証明書を合わせたＰＫＣＳ＃７−ｅｎｖｅｌｏｐｅｄｄａｔａ（以下，ＰＫＣＳ７データという）を作成する（Ｓ５０７）。この処理は，暗号化する属性情報の数だけ繰り返す（Ｓ５０３，Ｓ５０８）。全属性情報を暗号化した場合，全ＰＫＣＳ７データを制御部５０１に送付する（Ｓ５０９）。制御部５０１では，全ＰＫＣＳ７データを含んだ属性証明書を作成し（Ｓ５１０），属性証明書自身の改竄を防止するために，暗号演算部５０２にて，電子署名を施し（Ｓ５１２），利用者装置１０へ送付する（Ｓ５１３）。

図７は，利用者装置１０の処理を詳述したフロー図である。

利用者装置１０の公開鍵証明書，暗号化属性証明書及び検証装置２０の公開鍵証明書を保持している利用者装置１０は，暗号化された属性情報の復号を許可する検証装置２０を指定し（Ｓ１０１），更に，検証装置２０に開示する属性情報を指定する（Ｓ１０２）。制御部１０１は，利用者装置１０の暗号化属性証明書及び検証装置２０の公開鍵証明書を暗号演算部１０２に送付し（Ｓ１０３），暗号演算部１０２では，属性証明書内のＰＫＣＳ７データから，暗号鍵を暗号化しているデータを抜き出し，ＰＫＣＳ７データに含まれている利用者装置１０の公開鍵証明書の公開鍵に対応する秘密鍵１０３を用いて，暗号鍵を復号する（Ｓ１０７）。この処理は，ステップ１０２で指定した属性情報に対応するものだけ繰り返す（Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８）。必要な暗号鍵を復号した暗号演算部１０２は，復号した全暗号鍵を，検証装置２０の公開鍵証明書に記載されている公開鍵で，暗号化し（Ｓ１０９），制御部１０１に受け渡す。制御部１０１は，暗号化属性証明書に，ステップ１０９で暗号化した鍵情報と検証装置２０の公開鍵証明書を合わせた復号鍵情報を添付し，復号者指定暗号化属性証明書を作成し（Ｓ１１０），検証装置２０に送付する（Ｓ１１１）。

図８を参照して，検証装置２０の処理を詳述する。

利用者装置１０から復号者指定暗号化属性証明書を受信した検証装置２０は（Ｓ２０１），属性証明書自身が改竄されていないか等，属性証明書の正当性を検証し（Ｓ２０２），正当な属性証明書の場合，復号者指定暗号化属性証明書内の復号鍵情報から，暗号鍵を暗号化しているデータを抜き出し，復号鍵情報に含まれている検証装置２０の公開鍵証明書の公開鍵に対応する秘密鍵２０３を用いて，全暗号鍵を復号する（Ｓ２０５）。暗号演算部２０２では，利用者装置１０の属性証明書のＰＫＣＳ７データ内の，属性情報を暗号化しているデータを抜き出し，復号した暗号鍵を用いて，属性情報を復号する（Ｓ２０８）。この処理は，ステップ２０５で復号した暗号鍵に対応するものだけ繰り返す（Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０９）。復号可能な属性情報を全て復号した暗号演算部２０２は，復号した全属性情報を制御部２０１に送付する（Ｓ２１０）。制御部２０１は，属性情報を確認し，必要ならば，利用者装置１０に対してサービスを提供する（Ｓ２１１）。

図４は，上記復号者指定暗号化属性証明書の構造を示す図である。

復号者指定暗号化属性証明書７０は，属性証明書（Ｘ.５０９ＡｔｔｒｉｂｕｔｅＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ）８０と，復号鍵情報９０と，からなる，ことを特徴とする。属性証明書８０は証明書としての基本情報８１と属性情報群（ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ）８２と，改竄防止のための署名情報８３からなり，属性情報群８２は，複数の属性情報（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）８２１（１）〜（ｎ）を含む。属性情報８２１（ｉ）は，属性情報ｉを，共通鍵暗号アルゴリズムで，暗号化鍵Ｋｉを用いて暗号化した情報ＥＮＣ＿Ｋｉ（属性情報ｉ）と，暗号化鍵Ｋｉを公開鍵暗号アルゴリズムで，利用者装置１０の公開鍵ＰＫｓを用いて，暗号化した情報ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｓ（Ｋｉ）と，利用者装置１０の公開鍵証明書を合わせたＰＫＣＳ７データからなる。ここで，ＥＮＣ＿Ｋｉ（）は，暗号鍵Ｋｉでの共通鍵暗号を示し，ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｓ（）は，利用者装置１０の公開鍵ＰＫｓでの公開鍵暗号を示している。

また，復号鍵情報９０は，検証装置２０に開示する属性情報に対応する全暗号鍵，例えばＫ１，Ｋ２を，検証装置２０の公開鍵ＰＫｖを用いて，暗号化した情報ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｖ（Ｋ１｜｜Ｋ２）と，検証装置２０の公開鍵証明書を合わせたデータからなる。ここで，ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｖ（）は，検証装置２０の公開鍵ＰＫｖでの公開鍵暗号を示し，｜｜は，データの連結を示している。

なお，本発明は，上記の本実施形態の限定されるものではなく，その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば，図４にて，属性情報は，全てＰＫＣＳ７データ形式であるが，全検証者に公開してもよい属性情報は，暗号化せずに記載してもよい。

また，図４にて，復号鍵情報９０は，一つであるが，複数の検証装置に対して，複数の復号鍵情報を作成し，復号者指定暗号化属性証明書にしてもよい。

なお、上記実施例は、例えば、年齢制限等がある有料サイトでのアクセス制御などにも適用することができる。

一実施形態におけるネットワーク構成を説明する図である。図１に示す利用者装置，検証装置，認証局装置，属性認証局装置の構成例を示す図である。図１に示す利用者装置，検証装置，認証局装置，属性認証局装置のハード構成例を示す図である。一実施形態における復号者指定暗号化属性証明書の構成を示す図である。一実施形態における全体を説明するワークフロー図である。一実施形態における属性認証局装置の処理を説明するワークフロー図である。一実施形態における利用者装置の処理を説明するワークフロー図である。一実施形態における検証装置の処理を説明するワークフロー図である。

符号の説明

１０：利用者装置，２０：検証装置，３０：ネットワーク，４０：認証局装置，５０：属性認証局装置，６０：情報処理装置，６１：読取装置，６２：メモリ，６３：入出力装置，６４：ＣＰＵ，６５：記憶装置，６６：通信装置，６７：記憶媒体，６８：バス，７０：復号者指定暗号化属性証明書，８０：属性証明書，８１：基本情報，８２：属性情報群，８３：署名情報，９０：復号鍵情報，１０１：制御部，１０２：暗号演算部，１０３：秘密鍵，１０４：データ送受信部，２０１：制御部，２０２：暗号演算部，２０３：秘密鍵，２０４：データ送受信部，４０１：制御部，４０２：暗号演算部，４０３：秘密鍵，４０４：データ送受信部，５０１：制御部，５０２：暗号演算部，５０３：秘密鍵，５０４：データ送受信部，８２１（１）〜（ｎ）：属性情報，Ｋｉ：暗号鍵，ＥＮＣ＿Ｋｉ（）：暗号鍵Ｋｉでの共通鍵暗号，ＰＫｓ:利用者装置の公開鍵，ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｓ（）：利用者装置の公開鍵での公開鍵暗号，ＰＫｖ：検証装置の公開鍵，ｐｋＥＮＣ＿ＰＫｖ（）：検証装置の公開鍵での公開鍵暗号，｜｜：データ連結。

Claims

属性情報を提示する利用者装置と，属性情報を確認する検証装置と，認証局装置と，属性認証局装置からなるシステムにおける、属性証明書の属性情報を暗号化する方法であって，
前記認証局装置は，利用者装置及び検証装置の公開鍵証明書を，利用者装置，検証装置に，それぞれ発行し，
前記属性認証局装置は，利用者装置の属性情報を暗号化した属性証明書を，利用者装置に発行し，
前記利用者装置は，前記属性証明書に，前記検証装置のみ復号可能な情報を付加した情報を，検証装置に送信し，
前記検証装置は，前記付加情報を用いて前記属性証明書記載の暗号化された属性情報を復号し，属性情報の確認と，を行う
ことを特徴とする属性証明書の属性情報暗号化方法。
請求項１記載の属性証明書の属性情報暗号化方法であって，
前記利用者装置は，前記属性認証局が発行した属性証明書の，属性情報及び属性情報を暗号化した暗号鍵を，復号し，
前記検証装置を指定して，前記検証装置のみ，暗号化された属性情報の復号を可能とする情報を，作成する
ことを特徴とする属性証明書の属性情報暗号化方法。
請求項１記載の属性証明書の属性情報暗号化方法であって，
前記利用者装置は，前記検証装置に開示する必要がある属性情報のみ，復号を可能とする情報を，作成する
ことを特徴とする属性証明書の属性情報暗号化方法。
請求項１記載の属性証明書の属性情報暗号化方法であって，
前記検証装置は，前記利用者装置により，復号を許可された場合にのみ，暗号化されている属性情報を復号する
ことを特徴とする属性証明書の属性情報暗号化方法。
請求項１記載の属性証明書の属性情報暗号化方法であって，
前記検証装置は，前記利用者装置が指定した属性情報のみ，暗号化されている属性情報を復号する
ことを特徴とする属性証明書の属性情報暗号化方法。