JP2009246657A - メッセージ復元システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】署名付きの情報を受け取った者が必ず署名を検証するシステムの実現。
【解決手段】情報提供者手段１０は、情報提供者が情報利用者に提供する、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成部１１と、署名生成手段３０で生成された署名を受信しクリアメッセージとともに情報利用者手段４０に向けて送信する送信部１２とを備える。署名生成手段３０は、信頼できる機関に配置され、署名鍵と公開鍵との組を作成し、署名鍵を用いて情報提供者手段１０で作成された情報ファイルから署名を生成する。情報利用者手段４０は、署名とクリアメッセージとを情報提供者手段１０から受信し、署名を公開鍵により検証することによりリカバリメッセージを復元し、これとクリアメッセージとを結合して情報ファイルを復元する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子署名を利用してメッセージの真正性の検証を行うメッセージ復元システムおよび方法に関する。

電子署名は、署名が誰によって作られたかを保証する技術である。署名を受け取った者は署名を検証することで署名者を知ることができる。従来の技術では署名を検証するかどうかによらずシステムを利用することができる。

また、電子署名の一方式としてメッセージリカバリ型署名が存在する。メッセージリカバリ型署名は、検証を行う時に署名元の文書の一部分が復元される署名方式である。従来では、検証時に復元される署名元のメッセージを取り除いたものを通信することで、署名長を短くする目的で利用されていた。メッセージリカバリ署名の基礎技術は例えば特許文献１で、応用技術については例えば特許文献２で開示されている。また、メッセージリカバリ型署名のアルゴリズムとしてはＮＲ、ＥＣＮＲ、ＥＣＭＲ、ＥＣＡＯ、ＥＣＰＶ、ＥＣＫＮＲの６つがＩＳＯ／ＩＥＣ ＦＤＩＳ ９７９６−３で標準化されている。
特開２００１−１３４１７８号公報 特開２００７−１８８４３０号公報

従来の技術では、電子署名を検証するかどうかは署名を受け取った者に委ねられていた。そのため、署名者が署名を受け取った者に検証させたいと思っていても検証を必須にすることができないという問題があった。また、これに関してシステムのユーザの中で検証をする者としない者とを判別することができないという問題があった。

本発明の目的は、このような問題を解決するため、署名を受け取った者が署名を検証することを必須とするメッセージ復元システムおよび方法を提供することにある。

本発明のメッセージ復元システムは、情報提供者手段と署名生成手段と情報利用者手段とを備える。情報提供者手段は、情報提供者が情報利用者に提供する、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成部と、署名生成手段で生成された署名を受信しクリアメッセージとともに情報利用者手段に向けて送信する送信部とを備える。署名生成手段は、信頼できる機関に配置され、署名鍵と公開鍵との組を作成し、署名鍵を用いて情報提供者手段で作成された情報ファイルから署名を生成する。情報利用者手段は、署名とクリアメッセージとを情報提供者手段から受信し、署名を公開鍵により検証することによりリカバリメッセージを復元し、これとクリアメッセージとを結合して情報ファイルを復元する。

本発明のシステムおよび方法により、ユーザは署名を検証しない限り必要な情報を手に入れることができないため、情報を利用するためには必ず署名を検証しなければならない。署名を作ることができるのは正規の署名者だけであるため、ユーザは必ず「確かに正規の署名者が署名したものであること」を確認することになる。これにより、署名者は全てのユーザに対して、自分になりすまそうとする者からの被害を受けないことを保証することができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明のメッセージ復元システム１００の機能構成例であり、図２はそれに対応する処理フローである。

メッセージ復元システム１００は、情報提供者手段１０と署名生成手段３０と情報利用者手段４０とから構成される。情報提供者手段１０は、基本的には情報提供者が居る場所に配置され、情報ファイル作成部１１と送信部１２とから構成される。

情報提供者手段１０の情報ファイル作成部１１は、情報提供者が情報利用者に向けて提供する情報ファイルＭを生成・出力する（Ｓ１）。情報ファイルＭに書き込む情報は情報ファイル作成部１１で手入力しても構わないし、各種記録媒体やＱＲコードやＲＦＩＤなどから読み込んでも構わない。この情報ファイルＭは、署名生成により秘匿するリカバリメッセージ部分Ｍ_recと秘匿しないクリアメッセージ部分Ｍ_clrとに領域分けされ、情報提供者は秘匿したい情報をリカバリメッセージ部分Ｍ_recに、それ以外の情報をクリアメッセージ部分Ｍ_clrに書き込む。

署名生成手段３０は、秘匿性について信頼できる機関に配置され、公知の公開鍵暗号方式により署名鍵Ｓ_ｋと公開鍵Ｐ_ｋとの組を作成する。署名鍵Ｓ_ｋにより秘匿された情報は当該組として作成された公開鍵Ｐ_ｋを用いなければ復元できない。公開鍵Ｐ_ｋは、検証用アプリケーション等の形で公開し、検証をしたい者はこれを入手して検証（復号化）を行う。署名生成手段３０は、情報ファイル作成部１１で作成された情報ファイルＭを受信し、作成した署名鍵Ｓ_ｋにより情報ファイルＭから署名Ｓを生成して、この署名Ｓと情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを情報提供者手段１０に送り返す（Ｓ２）。なお、署名生成に先立ちリカバリメッセージ部分Ｍ_recの情報が情報提供者による真正な情報であるかどうかを確認する。例えば、当該リカバリメッセージ部分Ｍ_recの情報が情報提供者が行っているサービスのＵＲＬである場合には、そのＵＲＬが確かに情報提供者が行っているサービスであることを実際にアクセスを試みたりデータベースと照合するなどにより確認し、もし不真正であれば拒絶する。

情報提供者手段１０の送信部１２は、署名生成手段３０から送り返された署名Ｓと情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを受信して、検証用アプリケーション等を用いて正しく署名されていることを確認した上で、情報利用者手段４０に向けて送信する（Ｓ３）。

情報利用者手段４０は、情報提供者手段１０の送信部１２から送信された署名Ｓと情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを受信し、検証用アプリケーション等を用いて検証を行うことによりリカバリメッセージ部分Ｍ_recを復元し、これとクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを結合することで、情報提供者手段１０の情報ファイル作成部１１で生成された情報ファイルＭを復元する（Ｓ４）。

本システムではユーザは署名の検証をしない限り必要な情報を入手できないため、ユーザは必ず署名を検証する。従って、悪意ある第三者が署名生成手段３０を通さずに不真正な署名を情報利用者に送ることができたとしても、情報利用者が検証を行うことで不真正であることを検知できる。また、関係の無い悪意ある第三者が、サービス提供者になりすまして別の情報ファイルを送信しようとした場合にも署名生成手段３０での確認により排除することができる。
このように、本システムの利用により、情報提供者と情報利用者との情報の授受を安全に行うことが可能となる。
〔第２実施形態〕
図３は、本発明のメッセージ復元システム２００の機能構成例であり、図４はそれに対応する処理フローである。第１実施形態では、１つの署名生成手段を備える構成を示したが、署名生成手段が配置される信頼できる機関は数に限りがあるため、実際には情報提供者手段と署名生成手段とは一対一ではなく、複数の情報提供者手段が一つの署名生成手段を共用することになる。しかし、一つの署名生成手段が受け持つ情報提供者手段が多くなると、特に、署名生成手段が署名生成に先立ち行うリカバリメッセージの真正性の確認処理の負荷が増大し、処理効率を低下させる。そこで、このような負荷の分散を図るべく、第２実施形態では署名生成手段を２段にした場合の構成を説明する。

メッセージ復元システム２００は、情報提供者手段２０と第１署名生成手段５０と第２署名生成手段６０と情報利用者手段７０とから構成される。情報提供者手段２０は、基本的には情報提供者が居る場所に配置され、情報ファイル作成部１１と送信部２２とから構成される。なお、情報ファイル作成部１１は第１実施形態と同じものである。

第１署名生成手段５０は、秘匿性について信頼できる機関に配置され、公知の公開鍵暗号方式により中間署名鍵Ｓ_ｋ１と中間公開鍵Ｐ_ｋ１との組を作成する。中間署名鍵Ｓ_ｋ１により秘匿された情報は当該組として作成された中間公開鍵Ｐ_ｋ１を用いなければ復元できない。第１署名生成手段５０は、情報ファイル作成部１１で作成された情報ファイルＭを受信し、作成した中間署名鍵Ｓ_ｋ１により情報ファイルＭから中間署名Ｓ_１を生成して、この中間署名Ｓ_１と中間公開鍵Ｐ_ｋ１とを中間リカバリメッセージＲ_ｍ１として、情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとともに第２署名生成手段６０に送信する（Ｓ５）。なお、中間署名生成に先立ちリカバリメッセージ部分Ｍ_recの情報が情報提供者による情報であるかどうかを確認する。例えば、当該リカバリメッセージ部分Ｍ_recの情報が情報提供者が行っているサービスのＵＲＬである場合には、そのＵＲＬが確かに情報提供者が行っているサービスであることを確認する。

第２署名生成手段６０は、秘匿性について、望ましくは第１署名生成手段５０より更に信頼できる機関に配置され、公知の公開鍵暗号方式により最終署名鍵Ｓ_ｋｅと最終公開鍵Ｐ_ｋｅとの組を作成する。第１署名生成手段５０とは別の機関に配置することが望ましいが、安全性が保たれれば同じ機関に配置しても構わない。最終署名鍵Ｓ_ｋｅにより秘匿された情報は当該組として作成された最終公開鍵Ｐ_ｋｅを用いなければ復元できない。最終公開鍵Ｐ_ｋｅは、検証用アプリケーション等の形で公開し、検証をしたい者はこれを入手して検証（復号化）を行う。第２署名生成手段６０は、第１署名生成手段５０から送信された中間リカバリメッセージＲ_ｍ１と情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを受信し、中間署名Ｓ_１が正しくされていることを中間公開鍵Ｐ_ｋ１により検証した上で、作成した最終署名鍵Ｓ_ｋｅにより中間リカバリメッセージＲ_ｍ１から最終署名Ｓ_ｅを生成し、情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとともに情報提供者手段２０に送り返す（Ｓ６）。

情報提供者手段２０の送信部２２は、第２署名生成手段６０から送り返された情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrと最終署名Ｓ_ｅとを受信して、検証用アプリケーション等を用いて正しく署名されていることを確認した上で、情報利用者手段７０に向けて送信する（Ｓ７）。

情報利用者手段７０は、情報提供者手段２０から送信された情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrと最終署名Ｓ_ｅとを受信し、検証用アプリケーション等を用いて検証を行うことにより、まず中間署名Ｓ_１と中間公開鍵Ｐ_ｋ１とからなる中間リカバリメッセージＲ_ｍ１を復元する。そしてこの中間署名Ｓ_１を中間公開鍵Ｐ_ｋ１により検証することにより情報ファイルＭのリカバリメッセージ部分Ｍ_recを復元し、これとクリアメッセージ部分Ｍ_clrとを結合することで、情報提供者手段２０で生成された情報ファイルＭを復元する（Ｓ８）。

このように、署名生成手段を２段にして、例えば第２署名生成手段を特に信頼できる機関に配置し、その傘下の複数の信頼できる機関に第１署名生成手段を配置してリカバリメッセージの真正性の確認処理の負荷をそれぞれの第１署名生成手段に分散することにより、処理効率の低下を防ぐことができる。
〔第３実施形態〕
第２実施形態では、署名生成手段を第１署名生成手段と第２署名生成手段の２段にした場合の構成を説明したが、更に第１署名生成手段を多段化して３段以上にすることもできる。図５は、署名生成手段を３段にした本発明のメッセージ復元システム３００の機能構成例であり、図６はそれに対応する処理フローである。メッセージ復元システム３００は、情報提供者手段２０と第１署名生成手段５０と第１署名生成手段５０ａと第２署名生成手段６０と情報利用者手段７０とから構成される。第１署名生成手段が２個ある以外は第２実施形態と同じものである。また、第１署名生成手段５０と第１署名生成手段５０ａとは、入力される情報が異なるだけで機能は全く同じである。具体的には、第１署名生成手段５０では、情報ファイル作成部１１で作成された情報ファイルＭを受信し、作成した中間署名鍵Ｓ_ｋ１により情報ファイルＭから中間署名Ｓ_１を生成して、この中間署名Ｓ_１と中間公開鍵Ｐ_ｋ１とを中間リカバリメッセージＲ_ｍ１として、情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとともに出力する。一方、第１署名生成手段５０ａでは、公知の公開鍵暗号方式により中間署名鍵Ｓ_ｋ２と中間公開鍵Ｐ_ｋ２との組を作成し、前段の第１署名生成手段（３段の場合は第１署名生成手段５０）から出力された中間リカバリメッセージＲ_ｍ１から中間署名鍵Ｓ_ｋ２により中間署名Ｓ_２を生成して、この中間署名Ｓ_２と中間公開鍵Ｐ_ｋ２とを中間リカバリメッセージＲ_ｍ２として、情報ファイルＭのクリアメッセージ部分Ｍ_clrとともに後段の署名生成手段（３段の場合は第２署名生成手段６０）に送信する（Ｓ９）。なお、４段以上にしたい場合は、第１署名生成手段５０ａの数を２段以上に増やせばよい。

このように署名生成手段を３段以上として、中間の第1署名生成手段５０ａが傘下の複数の署名生成手段を束ねるように階層化することにより、情報提供者が増加しても負荷を分散することができ、処理効率の低下を防ぐことができる。

本発明は、情報提供者により発信された情報の真正性を情報利用者が必ず検証する必要があるシステムにおいて有用である。

第１実施形態のメッセージ復元システムの構成例を示す図。 第１実施形態のメッセージ復元システムの処理フローを示す図。 第２実施形態のメッセージ復元システムの構成例を示す図。 第２実施形態のメッセージ復元システムの処理フローを示す図。 第３実施形態のメッセージ復元システムの構成例を示す図。 第３実施形態のメッセージ復元システムの処理フローを示す図。

Claims (4)

1. 情報提供者が情報利用者に提供する、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成部と、
   署名生成手段で生成された署名を受信し上記クリアメッセージとともに情報利用者手段に向けて送信する送信部と、
   を備える情報提供者手段と、
   信頼できる機関に配置され、署名鍵と公開鍵との組を作成し、当該署名鍵を用いて上記情報提供者手段で作成された上記情報ファイルから署名を生成する署名生成手段と、
   上記署名と上記クリアメッセージとを上記情報提供者手段から受信し、当該署名を上記公開鍵により検証することにより上記リカバリメッセージを復元し、これと上記クリアメッセージとを結合して上記情報ファイルを復元する情報利用者手段と、
   を備えるメッセージ復元システム。
2. 情報提供者が情報利用者に提供する、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成部と、
   第２署名生成手段で生成された最終署名を受信し上記クリアメッセージとともに情報利用者手段に向けて送信する送信部と、
   を備える情報提供者手段と、
   １以上の信頼できる機関に配置され、それぞれにおいて別々の中間署名鍵と中間公開鍵との組を作成し、上記情報ファイル又は１つ前の第１署名生成手段から出力された中間リカバリメッセージから当該中間署名鍵を用いて中間署名を生成し、当該中間署名と当該中間署名鍵に対応する中間公開鍵との組を中間リカバリメッセージとして１つ後の第１署名生成手段又は第２署名生成手段に向けて送信する1以上の第１署名生成手段と、
   信頼できる機関に配置され、最終署名鍵と最終公開鍵との組を作成し、上記第１署名生成手段のうち最後の第１署名生成手段から出力された中間リカバリメッセージから当該最終署名鍵を用いて最終署名を生成して出力する第２署名生成手段と、
   上記最終署名と上記クリアメッセージとを上記情報提供者手段から受信し、当該最終署名を上記最終公開鍵により検証することにより上記第２署名生成手段から出力された中間リカバリメッセージを復元し、以降復元された中間リカバリメッセージに含まれる中間署名と中間公開鍵とから、順次１つ前の第１署名生成手段の中間リカバリメッセージを復元して、最後に最初の第１署名生成手段の中間リカバリメッセージに含まれる中間署名と中間公開鍵とから上記リカバリメッセージを復元し、これと上記クリアメッセージとを結合して上記情報ファイルを復元する情報利用者手段と、
   を備えるメッセージ復元システム。
3. 情報提供者手段が、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成ステップと、
   信頼できる機関に配置される署名生成手段が、署名鍵と公開鍵との組を作成し、当該署名鍵を用いて上記情報提供ステップで作成された上記情報ファイルから署名を生成する署名生成ステップと、
   情報提供者手段が、署名生成手段で生成された署名を受信し上記クリアメッセージとともに情報利用者手段に向けて送信する送信ステップと、
   情報利用者手段が、上記署名を上記公開鍵により検証することにより上記リカバリメッセージを復元し、これと上記クリアメッセージとを結合して上記情報ファイルを復元する情報ファイル復元ステップと、
   を実行することを特徴とするメッセージ復元方法。
4. 情報提供者手段が、クリアメッセージとリカバリメッセージとからなる情報ファイルを作成する情報ファイル作成ステップと、
   信頼できる１以上の機関に配置される第１署名生成手段が、別々の中間署名鍵と中間公開鍵との組を作成し、順次上記情報ファイル又は中間リカバリメッセージから当該中間署名鍵を用いて中間署名を生成し、当該中間署名と当該中間署名鍵に対応する中間公開鍵との組を中間リカバリメッセージとして送信する第１署名生成ステップと、
   信頼できる機関に配置される第２署名生成手段が、最終署名鍵と最終公開鍵との組を作成し、上記中間リカバリメッセージから当該最終署名鍵を用いて最終署名を生成して出力する第２署名生成ステップと、
   情報提供者手段が、第２署名生成ステップで生成された最終署名を受信し上記クリアメッセージとともに情報利用者手段に向けて送信する送信ステップと、
   情報利用者手段が、上記最終署名を上記最終公開鍵により検証することにより上記第２署名生成ステップで生成された中間リカバリメッセージを復元し、以降復元された中間リカバリメッセージに含まれる中間署名と中間公開鍵とから、順次中間リカバリメッセージを復元して、最後に最初の中間リカバリメッセージに含まれる中間署名と中間公開鍵とから上記リカバリメッセージを復元し、これと上記クリアメッセージとを結合して上記情報ファイルを復元する情報ファイル復元ステップと、
   を実行することを特徴とするメッセージ復元方法。

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