JP2010103623A - Group signature system, revocation information management device, member device, and revocation processing method and program - Google Patents

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Norikazu Kubodera
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a group signature system, or the like, capable of collectively executing revocation processings, even when the re are many revoked members. <P>SOLUTION: The group signature system is constituted by mutual connection between a revocation information management device 10 and member devices 11 to 1m. The revocation information management device includes a first input/output part 21 for accepting input of public keys of a plurality of revoked members which are the object of revocation processing and a first operation part 24 that uses the public keys of the plurality of revoked members to calculate revocation information, and each member device includes a second input/output part 31 for accepting input of the calculated revocation information and a second operation part 33 for updating public keys of members on the basis of the calculated revocation information. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルデータにおいて使用される電子署名に関し、特に署名者が特定のグループに所属していることを証明するグループ署名方式に関する。   The present invention relates to an electronic signature used in digital data, and more particularly to a group signature method for proving that a signer belongs to a specific group.

グループ署名方式は、たとえば特定の企業や特定の部署などのような特定のグループに所属するメンバーが、該グループのメンバーであることを示せるが個人が特定されない電子署名を生成できる署名方式である。グループ署名方式では、特別な権限を持つグループ管理者が、署名を生成したメンバーを特定する機能を備えている。   The group signature method is a signature method capable of generating an electronic signature in which a member belonging to a specific group such as a specific company or a specific department can indicate that it is a member of the group but an individual is not specified. In the group signature method, a group administrator having special authority has a function of specifying a member who generates a signature.

以後、該グループのメンバーとしての資格を失い、該グループのメンバーから除外されるメンバーのことを失効メンバーという。また、そのような失効メンバーを該グループのメンバーから除外する処理のことを失効処理という。通常、グループ署名方式では、署名者が匿名性を有するため、この失効処理は多くの処理ステップを必要とする複雑なものとなる。   Hereinafter, a member who loses the qualification as a member of the group and is excluded from the members of the group is referred to as a revoked member. The process of excluding such a revoked member from the members of the group is referred to as a revocation process. Usually, in the group signature method, since the signer has anonymity, the revocation process is complicated and requires many processing steps.

このため非特許文献1には、処理ステップを少なくして失効処理を行う方法の例が記載されている。その方法を以下に説明する。グループの各メンバーは、メンバー公開鍵を所有している。ここで、失効するメンバーのメンバー公開鍵の一部をhat(e’)とし、失効されるメンバー以外のメンバーのメンバー公開鍵の一部をe’とする。失効されるメンバー以外のメンバーは、失効メンバーが出た場合、以下の数1を満たす整数αおよびβを算出し、これを用いてメンバー公開鍵を更新する。   For this reason, Non-Patent Document 1 describes an example of a method for performing revocation processing with fewer processing steps. The method will be described below. Each member of the group has a member public key. Here, it is assumed that a part of the member public key of the revoked member is hat (e ′), and a part of the member public key of the member other than the revoked member is e ′. Members other than the revoked member calculate integers α and β satisfying the following formula 1 when a revoked member is issued, and update the member public key using this.

なお、数1中にある、e’の上に^を重ねたような記号を、数式以外の行ではhat(e’)と表現する。このhat(e’)は、e’と区別するだけの意味しか持たない。   In addition, a symbol in which ^ is superimposed on e 'in Expression 1 is expressed as hat (e') in a line other than the mathematical expression. This hat (e ′) has only a meaning to be distinguished from e ′.

Figure 2010103623
これに関連して、他には次のような文献がある。特許文献1には、グループ署名方式で該グループのメンバー各々に配布された署名鍵の一部をリボーク(無効化)する手法の一例が記載されている。特許文献2には、私有鍵を用いてグループ署名を更新する手法が記載されている。特許文献3には、デジタル証明書の有効性の再検証を行い、直前の期間において失効した証明書の集合に対してコンプリメントカバーを再構築して、該コンプリメントカバーのサイズを小さくするという技術が記載されている。
Figure 2010103623
There are other references related to this. Patent Document 1 describes an example of a technique for revoking (invalidating) a part of a signature key distributed to each member of the group by a group signature method. Patent Document 2 describes a method for updating a group signature using a private key. In Patent Document 3, the validity of a digital certificate is re-verified, and a complement cover is reconstructed for a set of certificates revoked in the immediately preceding period to reduce the size of the complement cover. The technology is described.

特開2005−210638号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-210638 特表2005−525721号公報JP 2005-525721 Gazette 特表2008−524931号公報Special table 2008-524931 一色寿幸、森健吾、佐古和恵、寺西勇、米澤祥子 著「グループ署名におけるメンバー失効方法の改良と実装」2007年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS)、2007年Isshiki Isshiki, Kengo Mori, Kazue Sako, Isamu Teranishi, Shoko Yonezawa “Improvement and Implementation of Member Revocation Method in Group Signatures” 2007 Cryptography and Information Security Symposium (SCIS), 2007

たとえば、図書館での図書の貸し出しの際の認証にグループ署名を用いた場合などのように、年度末など、一度に多数の失効メンバーが発生する場合がある。非特許文献1の技術では、各々の失効メンバー毎に前述のような失効処理を一々行う必要があるので、一度に多数の失効メンバーが発生すると、処理が煩雑になるという問題があった。この問題を解決するような構成は、非特許文献1に記載されていないばかりか、特許文献1〜3のいずれにも記載されていない。   For example, there may be a case where a number of revoked members are generated at one time, such as at the end of the fiscal year, such as when a group signature is used for authentication when lending a book at a library. In the technique of Non-Patent Document 1, since it is necessary to perform the revocation process as described above for each revoked member, there is a problem that the processing becomes complicated when a large number of revoked members are generated at one time. A configuration that solves this problem is not described in Non-Patent Document 1, and is not described in any of Patent Documents 1 to 3.

本発明の目的は、失効メンバーが多い場合にも失効処理をまとめて実行可能とするグループ署名システム、失効情報管理装置、メンバー装置、失効処理方法およびプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a group signature system, a revocation information management device, a member device, a revocation processing method, and a program that can execute revocation processing collectively even when there are many revoked members.

上記目的を達成するため、本発明に係るグループ署名システムは、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムであって、失効情報管理装置とメンバー装置とが相互に接続されて構成され、失効情報管理装置が、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける第1の入出力部と、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する第1の演算部とを備え、メンバー装置が、算出された失効情報の入力を受け付ける第2の入出力部と、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新する第2の演算部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a group signature system according to the present invention is a group signature system capable of revocation processing for revoking a specific member, and the revocation information management device and the member device are connected to each other. A revocation information management device configured to calculate revocation information using a first input / output unit that receives input of public keys of a plurality of revoked members that are revocation processing targets, and a plurality of revoked member public keys. A second input / output unit that receives an input of the calculated revocation information, and a second calculation unit that updates the member's public key based on the calculated revocation information. It is characterized by providing.

上記目的を達成するため、本発明に係る失効情報管理装置は、メンバー装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成する失効情報管理装置であって、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける入出力部と、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する演算部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a revocation information management device according to the present invention is a revocation information management device that constitutes a group signature system that is interconnected with member devices and that can perform revocation processing for revoking a specific member. And an input / output unit that receives input of public keys of a plurality of revoked members that are targets of revocation processing, and an arithmetic unit that calculates revocation information using the public keys of the plurality of revoked members.

上記目的を達成するため、本発明に係るメンバー装置は、失効情報管理装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成するメンバー装置であって、失効情報管理装置で算出された失効情報の入力を受け付ける入出力部と、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新する演算部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a member device according to the present invention is a member device that constitutes a group signature system that is interconnected with a revocation information management device and is capable of revocation processing for revoking a specific member. An input / output unit that receives input of revocation information calculated by the revocation information management device, and a calculation unit that updates a member's public key based on the calculated revocation information.

上記目的を達成するため、本発明に係る失効処理方法は、失効情報管理装置とメンバー装置とが相互に接続されて構成されたグループ署名システムにあって、特定の所属メンバーを失効させる失効処理の方法であって、失効情報管理装置が、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付け、失効情報管理装置が、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出し、メンバー装置が、算出された失効情報の入力を受け付け、メンバー装置が、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a revocation processing method according to the present invention is a group signature system in which a revocation information management device and a member device are connected to each other, and a revocation processing for revoking a specific member. The revocation information management device accepts input of public keys of a plurality of revocation members to be revoked, and the revocation information management device calculates revocation information using the revocation members public keys. The member device accepts the input of the calculated revocation information, and the member device updates the public key of the member based on the calculated revocation information.

上記目的を達成するため、本発明に係る失効処理プログラムは、メンバー装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成する失効情報管理装置を構成するコンピュータに、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける処理と、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する処理とを実行させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a revocation processing program according to the present invention constitutes a revocation information management device that constitutes a group signature system that is interconnected with member devices and is capable of revocation processing for revoking a specific member. It is characterized by causing a computer to execute a process of accepting input of public keys of a plurality of revoked members that are subject to revocation processing and a process of calculating revocation information using the public keys of a plurality of revoked members.

上記目的を達成するため、本発明に係る他の失効処理プログラムは、失効情報管理装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成するメンバー装置を構成するコンピュータに、失効情報管理装置で算出された失効情報の入力を受け付ける処理と、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新する処理とを実行させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, another revocation processing program according to the present invention includes a member device that constitutes a group signature system that is interconnected with a revocation information management device and is capable of revocation processing for revoking a specific member. It is characterized by causing a computer to be configured to execute processing for accepting input of revocation information calculated by the revocation information management device and processing for updating a member's public key based on the calculated revocation information.

本発明は、上述したように失効情報管理装置に失効メンバーの公開鍵を入力すれば、そこで算出された失効情報によって各々のメンバー装置で失効処理が実行される。これによって、失効メンバーが多い場合にも失効処理をまとめて実行可能とするという、従来にない優れたグループ署名システム、失効情報管理装置、メンバー装置、失効処理方法およびプログラムを提供することができる。   In the present invention, as described above, when the revocation member's public key is input to the revocation information management device, revocation processing is executed in each member device based on the revocation information calculated there. As a result, it is possible to provide an unprecedented superior group signature system, revocation information management device, member device, revocation processing method, and program that enable revocation processing to be executed collectively even when there are many revoked members.

(実施形態)
以下、本発明の実施形態の構成について添付図に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係るグループ署名システム1は、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムであって、失効情報管理装置10とメンバー装置11〜1mとが相互に接続されて構成され、失効情報管理装置10が、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける第1の入出力部21と、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する第1の演算部24とを備え、メンバー装置11〜1mが、算出された失効情報の入力を受け付ける第2の入出力部31と、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新する第2の演算部33とを備える。
(Embodiment)
The configuration of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, the basic content of the present embodiment will be described, and then more specific content will be described.
The group signature system 1 according to the present embodiment is a group signature system capable of revocation processing for revoking a specific member, and is configured by revocation information management device 10 and member devices 11-1m being connected to each other. The revocation information management apparatus 10 calculates revocation information using the first input / output unit 21 that receives the input of the public keys of a plurality of revoked members that are the targets of revocation processing, and the public keys of the plurality of revoked members. The first arithmetic unit 24, and the member devices 11 to 1m update the member's public key based on the second input / output unit 31 that receives the input of the calculated revocation information and the calculated revocation information. A second arithmetic unit 33.

ここで、第2の入出力部31は、第1の演算部24からネットワークを介して算出された失効情報の入力を受け付けて上述の処理を行う。   Here, the second input / output unit 31 receives the input of the revocation information calculated from the first calculation unit 24 via the network and performs the above-described processing.

そして失効情報管理装置10は、失効管理者公開鍵を記憶する記憶部22を有し、第1の演算部24が複数の失効メンバーの公開鍵と失効管理者公開鍵とを用いて失効情報を算出すると共に、失効管理者公開鍵を更新する。   The revocation information management apparatus 10 has a storage unit 22 for storing revocation manager public keys, and the first calculation unit 24 uses the plurality of revocation member public keys and revocation manager public keys to store revocation information. At the same time, the revocation manager public key is updated.

この構成を備えることにより、本発明は、失効メンバーが多い場合にも失効処理を各々のメンバー装置11〜1mにおいてまとめて実行することが可能である。
以下、これをより詳細に説明する。
By providing this configuration, the present invention can collectively execute the revocation process in each of the member devices 11 to 1m even when there are many revoked members.
Hereinafter, this will be described in more detail.

図1は、本発明の実施形態に係るグループ署名システム1の構成を示す説明図である。グループ署名システム1は、LAN(Local Area Network)などによって相互に接続された失効情報管理装置10とm台のメンバー装置11,12,…,1mとから構成される。ここで、mは1以上の整数である。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a group signature system 1 according to the embodiment of the present invention. The group signature system 1 includes a revocation information management device 10 and m member devices 11, 12,..., 1m connected to each other via a LAN (Local Area Network) or the like. Here, m is an integer of 1 or more.

失効情報管理装置10は、特定のメンバーをグループから除外する権限を持つ失効管理者が操作するコンピュータ装置であり、後述する失効管理者公開鍵と失効管理者秘密鍵の一対の鍵ペアと、失効情報とを保有する。失効情報は、失効するメンバーのメンバー公開鍵の一部を併合したものである。失効情報管理装置10は、メンバーが失効する毎に失効管理者公開鍵と失効情報を更新する機能を持つ。   The revocation information management device 10 is a computer device that is operated by a revocation manager who has the authority to exclude a specific member from a group. A revocation manager public key and a revocation manager private key, which will be described later, Possess information. The revocation information is obtained by merging a part of member public keys of revoked members. The revocation information management device 10 has a function of updating a revocation manager public key and revocation information every time a member expires.

各メンバー装置11,12,…,1mは、グループに所属するメンバーが操作するコンピュータ装置であり、後述するメンバー公開鍵とメンバー秘密鍵をそれぞれ保有する。各メンバー装置11,12,…,1mは、失効情報管理装置10の失効情報を用いて、自身のメンバー公開鍵を更新する機能を持つ。   Each of the member devices 11, 12,..., 1m is a computer device operated by a member belonging to the group, and holds a member public key and a member secret key described later. Each member device 11, 12,..., 1 m has a function of updating its own member public key using the revocation information of the revocation information management device 10.

図2は、図1で示した失効情報管理装置10の構成についてより詳細に示す説明図である。失効情報管理装置10は、入出力装置である入出力部21と、各メンバーの公開鍵と秘密鍵の対を格納する鍵格納部22と、前述の失効情報を格納する失効情報格納部23と、後述の処理を行う演算部24とを備えている。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing in more detail the configuration of the revocation information management apparatus 10 shown in FIG. The revocation information management device 10 includes an input / output unit 21 that is an input / output device, a key storage unit 22 that stores a public / private key pair of each member, and a revocation information storage unit 23 that stores the revocation information described above. And an arithmetic unit 24 that performs processing to be described later.

入出力部21は、キーボード、ディスプレイなどのような入出力装置であり、失効するメンバーの公開鍵の入力と、失効情報の出力を行う。また、失効情報管理装置10を操作する者がキーボード等から入力した情報を受け付ける。さらに、各メンバー装置11,12,…,1mとの間のデータの交換を行う。   The input / output unit 21 is an input / output device such as a keyboard and a display, and inputs the public key of a member to be revoked and outputs revocation information. In addition, information input from a keyboard or the like by a person operating the revocation information management apparatus 10 is received. Further, data is exchanged with each of the member devices 11, 12, ..., 1m.

鍵格納部22は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのような不揮発性記憶装置であり、各メンバーの公開鍵と秘密鍵の対を格納しており、その中には前述の失効管理者公開鍵と失効管理者秘密鍵との対も含まれる。同時に鍵格納部22は、また、入出力部21から提供された失効するメンバーの公開鍵を格納する。また、鍵格納部22は、失効管理者公開鍵と失効管理者秘密鍵と失効するメンバーの公開鍵を演算部に提供する。   The key storage unit 22 is a non-volatile storage device such as a hard disk or a flash memory, and stores a pair of each member's public key and private key, including the revocation manager public key and the revocation described above. A pair with the administrator private key is also included. At the same time, the key storage unit 22 also stores the public key of the revoked member provided from the input / output unit 21. In addition, the key storage unit 22 provides the revocation manager public key, the revocation manager private key, and the public key of the member to be revoked to the calculation unit.

鍵格納部22に格納される失効管理者公開鍵rpkと失効管理者秘密鍵rskとを次に示す。失効管理者秘密鍵rskは、下式で表される。以後、実際に各パラメータから公開鍵および秘密鍵を生成する処理については、前述の非特許文献1などによって公知の手法を利用することができるということを前提として、各々の数式などについて表記する。

Figure 2010103623
The revocation manager public key rpk and revocation manager private key rsk stored in the key storage unit 22 are as follows. The revocation manager private key rsk is expressed by the following equation. Hereinafter, regarding the process of actually generating a public key and a secret key from each parameter, each mathematical expression will be described on the assumption that a known method can be used according to Non-Patent Document 1 described above.
Figure 2010103623

で表される。ここで、l1およびl2はセーフ・プライム(safe prime)と呼ばれる素数であり、l1,l2,l’1,l’2がすべて素数である場合に、下式を満たす。また、本明細書では、数式内で「筆記体のエル」で表される素数を、数式以外の行では普通に「l(アルファベット小文字のエル)」と表記するので、「1(アラビア数字の一)」や「I(アルファベット大文字のアイ)」と間違えないよう注意されたい。

Figure 2010103623
It is represented by Here, l1 and l2 are prime numbers called safe primes, and when l1, l2, l′ 1, and l′ 2 are all prime numbers, the following expression is satisfied. Also, in this specification, a prime number represented by “cursive el” in a mathematical expression is normally expressed as “l (alphabet small letter el)” in a line other than the mathematical expression. Be careful not to confuse it with “1)” or “I”.
Figure 2010103623

失効管理者公開鍵rpkは、下式で表される。

Figure 2010103623
The revocation manager public key rpk is expressed by the following formula.
Figure 2010103623

l=l1×l2であり、ωおよびb0はランダムなQR(l)の要素である。ここで、QR(l)とはχ^2=y(mod l)を満たすχが存在するようなlよりも小さい整数yの集合を意味する。bはユーザが失効される毎に更新される値であり、bの初期値はb0である。χ^2は「χの2乗」である。   l = l1 × l2, and ω and b0 are random elements of QR (l). Here, QR (l) means a set of integers y smaller than l such that χ that satisfies χ ^ 2 = y (mod l) exists. b is a value updated every time the user is revoked, and the initial value of b is b0. χ ^ 2 is “square of χ”.

失効情報格納部23は、やはり不揮発性記憶装置であり、前述の失効情報を格納している。失効情報Pの初期値はP=1 mod (l’1×l’2)となっている。失効情報Pは、メンバーが失効する毎に更新される。また、失効情報格納部23は、失効情報を演算部24に提供する。   The revocation information storage unit 23 is also a non-volatile storage device, and stores the above-described revocation information. The initial value of the revocation information P is P = 1 mod (l′ 1 × l′ 2). The revocation information P is updated every time a member expires. The revocation information storage unit 23 provides revocation information to the calculation unit 24.

演算部24は、CPU(Central Processing Unit)などのような演算装置であり、コンピュータプログラムを実施する主体である。演算部24は、鍵格納部22から提供された失効管理者公開鍵rpkと失効するメンバーの公開鍵と、失効情報格納部23から提供された失効情報Pを用いて、失効情報Pと失効管理者公開鍵rpkを新たに生成または更新する。生成または更新された失効情報Pは失効情報格納部23に提供され、生成または更新された失効管理者公開鍵rpkは鍵格納部22に提供される。   The calculation unit 24 is a calculation device such as a CPU (Central Processing Unit) and is a main body that executes a computer program. The calculation unit 24 uses the revocation manager public key rpk provided from the key storage unit 22, the public key of the member to be revoked, and the revocation information P provided from the revocation information storage unit 23, and the revocation information P and revocation management. A new public key rpk is generated or updated. The revocation information P generated or updated is provided to the revocation information storage unit 23, and the revocation manager public key rpk generated or updated is provided to the key storage unit 22.

図3は、図1で示したメンバー装置11〜1mの構成についてより詳細に示す説明図である。メンバー装置11〜1mは、入出力装置である入出力部31と、公開鍵と秘密鍵の対を格納する鍵格納部32と、後述の処理を行う演算部33とを備えている。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing in more detail the configuration of the member devices 11 to 1m shown in FIG. Each of the member devices 11 to 1m includes an input / output unit 31 that is an input / output device, a key storage unit 32 that stores a pair of a public key and a secret key, and a calculation unit 33 that performs processing described later.

入出力部31は、失効情報管理装置10からネットワークを介してデータ交換を行い、これによって失効情報Pの入力を行う。また、メンバー装置11〜1mを操作する者がキーボード等から入力した情報を受け付ける。失効情報Pはネットワークを介して入力されてもよいし、キーボード等によって入力されてもよい。また、入出力部31は、受け付けた失効情報Pを演算部33に提供する。   The input / output unit 31 exchanges data from the revocation information management apparatus 10 via the network, and thereby inputs revocation information P. Moreover, the information which the person who operates member apparatus 11-1m input from the keyboard etc. is received. The revocation information P may be input via a network or may be input using a keyboard or the like. The input / output unit 31 provides the received revocation information P to the calculation unit 33.

鍵格納部32は、メンバー公開鍵とメンバー秘密鍵との対を格納している。また、鍵格納部32は、メンバー公開鍵とメンバー秘密鍵とを演算部33に提供する。さらにメンバー装置11〜1mは、事前に、グループメンバーの加入権限を持つ発行権限者からメンバー公開鍵mpkとメンバー秘密鍵mskを受け取り、鍵格納部32に保存する。   The key storage unit 32 stores a pair of a member public key and a member secret key. The key storage unit 32 provides the member public key and the member secret key to the calculation unit 33. Furthermore, the member apparatuses 11 to 1 m receive the member public key mpk and the member secret key msk from the issuing authority who has the authority to join the group members in advance and store them in the key storage unit 32.

鍵格納部32に格納されるメンバー公開鍵mpkとメンバー秘密鍵mskを次に示す。メンバー秘密鍵mskは、msk=χとして定義される。ただし、χは正の整数である。   The member public key mpk and member secret key msk stored in the key storage unit 32 are shown below. The member secret key msk is defined as msk = χ. However, χ is a positive integer.

メンバー公開鍵mpkは、下式で定義される。

Figure 2010103623
The member public key mpk is defined by the following formula.
Figure 2010103623

ただし、hは位数qの群Gの要素である。Aはnを法とした整数である。nは発行権限者の公開情報であり、正の整数である。e’は素数であり、パラメータBおよびB0は下式で定義される。

Figure 2010103623
However, h is an element of the group G of order q. A is an integer modulo n. n is the public information of the issuing authority and is a positive integer. e ′ is a prime number, and parameters B and B0 are defined by the following equations.
Figure 2010103623

演算部33は、CPUなどのような演算装置であり、コンピュータプログラムを実施する主体である。演算部33は、入出力部31から提供された失効情報Pと、鍵格納部32から提供されたメンバー公開鍵mpkを用いて、上記数5に基づいて新たにメンバー公開鍵mpkを生成する。新たに生成されたメンバー公開鍵mpkは、鍵格納部32に提供される。   The calculation unit 33 is a calculation device such as a CPU, and is a main body that executes a computer program. The computing unit 33 uses the revocation information P provided from the input / output unit 31 and the member public key mpk provided from the key storage unit 32 to newly generate a member public key mpk based on Equation 5 above. The newly generated member public key mpk is provided to the key storage unit 32.

次に、図2に示した失効情報管理装置10の失効処理動作について説明する。まず、操作者が失効情報管理装置10に失効するn人のメンバーの公開鍵mpk1,mpk2,…,mpknを入出力部21に入力する。これらの公開鍵は下式で表される。入出力部21は、これらメンバーの公開鍵mpk1,mpk2,…,mpknの入力を受け付け、演算部24に提供する。

Figure 2010103623
鍵格納部22は、前述の数4で表される失効管理者公開鍵rpkを演算部24に提供する。失効情報格納部23は、失効情報Pを演算部24に提供する。 Next, the revocation processing operation of the revocation information management device 10 shown in FIG. 2 will be described. First, the operator inputs the public keys mpk1, mpk2,..., Mpkn of n members revoked to the revocation information management device 10 to the input / output unit 21. These public keys are represented by the following formula. The input / output unit 21 receives inputs of these members' public keys mpk1, mpk2,..., Mpkn and provides them to the calculation unit 24.
Figure 2010103623
The key storage unit 22 provides the calculation unit 24 with the revocation manager public key rpk expressed by the above-described formula 4. The revocation information storage unit 23 provides the revocation information P to the calculation unit 24.

演算部24は、提供されたメンバー公開鍵mpk1,mpk2,…,mpknと失効管理者公開鍵rpkと失効情報Pとを用いて、下式のようにして更新後の失効情報P’およびb’を算出する。b’は前述の数4で使用される、失効管理者公開鍵rpkを算出するパラメータbの更新された値である。

Figure 2010103623
The computing unit 24 uses the provided member public keys mpk1, mpk2,..., Mpkn, the revocation manager public key rpk, and the revocation information P to update the revocation information P ′ and b ′ after updating as shown in the following equation. Is calculated. b ′ is an updated value of the parameter b used to calculate the revocation manager public key rpk used in the above-described equation (4).
Figure 2010103623

演算部24は、算出したP’を失効情報格納部23に提供する。また、演算部24は、算出したb’を鍵格納部22に提供する。失効情報格納部23は、演算部24から提供されたP’を失効情報Pと置き換えて新たに失効情報とする。鍵格納部22は、演算部24から提供されたb’を失効管理者公開鍵rpkのbに置き換え、これによって失効管理者公開鍵を更新する。   The calculation unit 24 provides the calculated P ′ to the revocation information storage unit 23. In addition, the calculation unit 24 provides the calculated b ′ to the key storage unit 22. The revocation information storage unit 23 replaces P ′ provided from the calculation unit 24 with the revocation information P and newly sets the revocation information. The key storage unit 22 replaces b ′ provided from the calculation unit 24 with “b” of the revocation manager public key rpk, thereby updating the revocation manager public key.

入出力部21に失効情報Pの要求が入力された場合、入出力部21は失効情報格納部23に失効情報Pの要求をする。ただし、入出力部21に失効情報Pの要求を行うのは、失効管理者のような人であったり、メンバー装置のような機器であったりする。失効情報格納部23は、入出力部21からの失効情報Pの要求を受けると、失効情報Pを入出力部21に提供する。   When a request for revocation information P is input to the input / output unit 21, the input / output unit 21 requests the revocation information P from the revocation information storage unit 23. However, the request for the revocation information P to the input / output unit 21 may be a person such as a revocation manager or a device such as a member device. Upon receiving the request for the revocation information P from the input / output unit 21, the revocation information storage unit 23 provides the revocation information P to the input / output unit 21.

図4は、図2で示した失効情報管理装置10が行う失効管理者公開鍵rpkおよび失効情報Pの更新動作について書き表したフローチャートである。動作を開始すると(ステップS101)、失効情報管理装置10は入出力部21から数7に示す通りの失効するn人のメンバーの公開鍵mpk1,mpk2,…,mpknの入力を受け付ける(ステップS102)。   FIG. 4 is a flowchart in which the revocation manager public key rpk and revocation information P update operation performed by the revocation information management apparatus 10 shown in FIG. When the operation is started (step S101), the revocation information management apparatus 10 accepts input of public keys mpk1, mpk2,..., Mpkn of n members to be revoked from the input / output unit 21 as shown in Equation 7 (step S102). .

演算部24は、入力されたメンバー公開鍵mpk1,mpk2,…,mpknと鍵格納部22および失効情報格納部23から提供された失効管理者公開鍵rpkと失効情報Pとを用いて、数8に示した式で更新後の失効情報P’およびパラメータb’を算出する(ステップS103)。   The calculation unit 24 uses the input member public keys mpk1, mpk2,... Mpkn, the revocation manager public key rpk provided from the key storage unit 22 and the revocation information storage unit 23, and the revocation information P, and The revocation information P ′ and the parameter b ′ after the update are calculated by the formula shown in (Step S103).

演算部24は、算出されたP’を失効情報Pと置き換えて失効情報を更新し、算出されたパラメータb’を用いて失効管理者公開鍵rpkを更新し(ステップS104)、以上で更新動作は終了する(ステップS105)。   The computing unit 24 replaces the calculated P ′ with the revocation information P, updates the revocation information, updates the revocation manager public key rpk using the calculated parameter b ′ (step S104), and the update operation is performed as described above. Ends (step S105).

図5は、図3で示したメンバー装置11〜1mでの失効処理動作の更新動作について書き表したフローチャートである。動作を開始し(ステップS201)、失効情報管理装置10からネットワークを介して、または失効管理者の直接の操作によって、入出力部31に前述のステップS104で更新された失効情報Pが入力されると(ステップS202)、入出力部31はこの失効情報Pを演算部33に提供する。また鍵格納部32は、前述の数5で示されるメンバー公開鍵mpkを演算部33に提供する。   FIG. 5 is a flowchart describing the update operation of the revocation processing operation in the member devices 11 to 1m shown in FIG. The operation is started (step S201), and the revocation information P updated in the above-described step S104 is input to the input / output unit 31 from the revocation information management apparatus 10 via the network or by the revocation manager's direct operation. (Step S202), the input / output unit 31 provides the revocation information P to the calculation unit 33. In addition, the key storage unit 32 provides the member public key mpk represented by the above equation 5 to the calculation unit 33.

演算部33は、入出力部31から提供された失効情報Pと鍵格納部32から提供されたメンバー公開鍵mpkとを用いて、下式を満たす整数α、βを算出する(ステップS203)。

Figure 2010103623
The computing unit 33 uses the revocation information P provided from the input / output unit 31 and the member public key mpk provided from the key storage unit 32 to calculate integers α and β satisfying the following expressions (step S203).
Figure 2010103623

さらに演算部33は、算出したα、βとメンバー公開鍵mpkとを用いて、以下のようにしてパラメータB’を算出する(ステップS204)。

Figure 2010103623
Further, the calculation unit 33 calculates the parameter B ′ using the calculated α and β and the member public key mpk as follows (step S204).
Figure 2010103623

演算部33は、算出したパラメータB’を鍵格納部32に提供する。鍵格納部32は、演算部33から提供されたB’で前述の数5で示されるメンバー公開鍵mpkを表す式のBを置き換え、これによりメンバー公開鍵mpkを更新する(ステップS205)。以上で更新動作は終了する(ステップS206)。   The calculation unit 33 provides the calculated parameter B ′ to the key storage unit 32. The key storage unit 32 replaces B in the expression representing the member public key mpk represented by the above-described equation 5 with B ′ provided from the calculation unit 33, thereby updating the member public key mpk (step S205). Thus, the update operation ends (step S206).

(全体的な動作)
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。失効情報管理装置とメンバー装置とが相互に接続されて構成されたグループ署名システムにあって、特定の所属メンバーを失効させる失効処理の方法であって、失効情報管理装置10が、失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付け(図4:ステップS102)、失効情報管理装置10が、複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出し(図4:ステップS103)、メンバー装置11〜1mが、算出された失効情報の入力を受け付け(図5:ステップS202)、メンバー装置11〜1mが、算出された失効情報に基づいてメンバーの公開鍵を更新する(図5:ステップS205)。
(Overall operation)
Next, the overall operation of the above embodiment will be described. In a group signature system in which a revocation information management device and a member device are connected to each other, a revocation processing method for revoking a specific member belonging to the revocation information management device 10 is subject to revocation processing. The revocation information management apparatus 10 calculates revocation information using the revocation member public keys (FIG. 4: step S103). The member devices 11 to 1m accept the input of the calculated revocation information (FIG. 5: Step S202), and the member devices 11 to 1m update the member's public key based on the calculated revocation information (FIG. 5). : Step S205).

ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコンピュータである失効情報管理装置10およびメンバー装置11〜1mに実行させるようにしてもよい。   Here, each of the above operation steps is programmed to be executable by a computer, and these are executed by the revocation information management device 10 and the member devices 11 to 1m which are computers that directly execute the respective steps. Good.

以上で説明した実施形態によれば、失効情報管理装置10に失効メンバーの公開鍵を入力すれば、そこで算出された失効情報によって各々のメンバー装置11〜1mで各々のメンバーの署名に対する失効処理が実行される。従って、失効メンバー以外の全員の署名を失効情報管理装置10で再発行するという煩雑な動作を行う必要はない。   According to the embodiment described above, if the revocation member's public key is input to the revocation information management device 10, the revocation processing for each member's signature is performed by each member device 11-1m according to the revocation information calculated there. Executed. Therefore, it is not necessary to perform a complicated operation of reissuing the signatures of all members other than the revoked member with the revocation information management apparatus 10.

(実施形態の変形)
以上で述べた各々のメンバー装置11〜1mで実行される各々のメンバーの署名に対する失効処理(図5)は、決して一度に実行される必要はない。たとえば失効メンバーの総数をn、かつ1≦i<n(i,nはいずれも自然数)とすると、まず1番目の失効メンバーの公開鍵mpk1からi番目の失効メンバーの公開鍵mpkiまでに対して図5の処理を実行し、そこで図5の処理を中断して他の処理を行ってから、残るi+1番目の失効メンバーの公開鍵mpki+1からn番目の失効メンバーの公開鍵mpknまでに対して図5の処理を実行するようにしてもよい。
(Modification of embodiment)
The revocation process (FIG. 5) for each member signature executed in each member device 11 to 1m described above need not be executed at a time. For example, if the total number of revoked members is n and 1 ≦ i <n (where i and n are natural numbers), first, from the public key mpk1 of the first revoked member to the public key mpki of the i-th revoked member After the processing of FIG. 5 is executed and the processing of FIG. 5 is interrupted and other processing is performed, the remaining i + 1th revoked member public key mpki + 1 to the nth revoked member public key mpkn The process 5 may be executed.

これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。   The present invention has been described with reference to the specific embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and any known hitherto provided that the effects of the present invention are achieved. Even if it is a structure, it is employable.

本発明は、電子署名を使用するデジタルデータ全般に適用できる。特に、署名者が特定のグループに所属していることを証明することが必要である電子署名において有用である。   The present invention can be applied to all digital data using an electronic signature. This is particularly useful in electronic signatures where it is necessary to prove that a signer belongs to a specific group.

本発明の実施形態に係るグループ署名システムの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the group signature system which concerns on embodiment of this invention. 図1で示した失効情報管理装置の構成についてより詳細に示す説明図である。It is explanatory drawing shown in detail about the structure of the revocation information management apparatus shown in FIG. 図1で示したメンバー装置の構成についてより詳細に示す説明図である。It is explanatory drawing shown in detail about the structure of the member apparatus shown in FIG. 図2で示した失効情報管理装置が行う失効管理者公開鍵rpkおよび失効情報Pの更新動作について書き表したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart describing an update operation of a revocation manager public key rpk and revocation information P performed by the revocation information management apparatus shown in FIG. 2. 図3で示したメンバー装置での失効処理動作の更新動作について書き表したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart describing an update operation of a revocation processing operation in the member device shown in FIG. 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 グループ署名システム
10 失効情報管理装置
11、12、1m メンバー装置
21 入出力部
22 鍵格納部
23 失効情報格納部
24 演算部
31 入出力部
32 鍵格納部
33 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Group signature system 10 Revocation information management apparatus 11, 12, 1m Member apparatus 21 Input / output part 22 Key storage part 23 Revocation information storage part 24 Calculation part 31 Input / output part 32 Key storage part 33 Calculation part

Claims (8)

特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムであって、
失効情報管理装置とメンバー装置とが相互に接続されて構成され、
前記失効情報管理装置が、
前記失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける第1の入出力部と、
前記複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する第1の演算部と
を備え、
前記メンバー装置が、
前記算出された失効情報の入力を受け付ける第2の入出力部と、
前記算出された失効情報に基づいて前記メンバーの公開鍵を更新する第2の演算部と
を備えることを特徴とするグループ署名システム。
A group signature system capable of revocation processing for revoking a specific member,
The revocation information management device and member devices are connected to each other.
The revocation information management device is
A first input / output unit that receives input of public keys of a plurality of revoked members that are targets of the revocation process;
A first calculation unit that calculates revocation information using public keys of the plurality of revoked members,
The member device is
A second input / output unit that receives input of the calculated revocation information;
A group signature system comprising: a second calculation unit that updates the public key of the member based on the calculated revocation information.
前記第2の入出力部が、前記第1の演算部からネットワークを介して前記算出された失効情報の入力を受け付けることを特徴とする、請求項1に記載のグループ署名システム。   2. The group signature system according to claim 1, wherein the second input / output unit receives an input of the calculated revocation information from the first arithmetic unit via a network. 前記失効情報管理装置が、失効管理者公開鍵を記憶する記憶部を有し、
前記第1の演算部が前記複数の失効メンバーの公開鍵と前記失効管理者公開鍵とを用いて前記失効情報を算出すると共に、前記失効管理者公開鍵を更新することを特徴とする、請求項1に記載のグループ署名システム。
The revocation information management device has a storage unit for storing a revocation manager public key,
The first calculation unit calculates the revocation information using the public keys of the plurality of revoked members and the revocation manager public key, and updates the revocation manager public key. Item 2. The group signature system according to Item 1.
メンバー装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成する失効情報管理装置であって、
前記失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける入出力部と、
前記複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する演算部と
を備えることを特徴とする失効情報管理装置。
A revocation information management device that constitutes a group signature system that is interconnected with member devices and is capable of revocation processing for revoking a specific member.
An input / output unit that receives input of public keys of a plurality of revoked members that are targets of the revocation process;
A revocation information management apparatus comprising: a calculation unit that calculates revocation information using public keys of the plurality of revocation members.
失効情報管理装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成するメンバー装置であって、
前記失効情報管理装置で算出された失効情報の入力を受け付ける入出力部と、
前記算出された失効情報に基づいて前記メンバーの公開鍵を更新する演算部と
を備えることを特徴とするメンバー装置。
It is a member device that constitutes a group signature system that is interconnected with a revocation information management device and is capable of revocation processing for revoking a specific member.
An input / output unit for receiving input of revocation information calculated by the revocation information management device;
A member device comprising: an arithmetic unit that updates the public key of the member based on the calculated revocation information.
失効情報管理装置とメンバー装置とが相互に接続されて構成されたグループ署名システムにあって、特定の所属メンバーを失効させる失効処理の方法であって、
前記失効情報管理装置が、前記失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付け、
前記失効情報管理装置が、前記複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出し、
前記メンバー装置が、前記算出された失効情報の入力を受け付け、
前記メンバー装置が、前記算出された失効情報に基づいて前記メンバーの公開鍵を更新する
ことを特徴とする失効処理方法。
In a group signature system in which a revocation information management device and a member device are connected to each other, a revocation processing method for revoking a specific member,
The revocation information management device accepts input of public keys of a plurality of revocation members that are targets of the revocation process,
The revocation information management device calculates revocation information using public keys of the plurality of revocation members,
The member device accepts input of the calculated revocation information,
The revocation processing method, wherein the member device updates the public key of the member based on the calculated revocation information.
メンバー装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成する失効情報管理装置を構成するコンピュータに、
前記失効処理の対象である複数の失効メンバーの公開鍵の入力を受け付ける処理と、
前記複数の失効メンバーの公開鍵を用いて失効情報を算出する処理と
を実行させることを特徴とする失効処理プログラム。
A computer that constitutes a revocation information management device that constitutes a group signature system that is reciprocally connected to member devices and capable of revocation processing for revoking specific membership members,
A process of accepting input of public keys of a plurality of revoked members that are targets of the revocation process;
A revocation processing program that executes revocation information calculation processing using public keys of the plurality of revocation members.
失効情報管理装置と相互に接続され、特定の所属メンバーを失効させる失効処理が可能であるグループ署名システムを構成するメンバー装置を構成するコンピュータに、
前記失効情報管理装置で算出された失効情報の入力を受け付ける処理と、
前記算出された失効情報に基づいて前記メンバーの公開鍵を更新する処理と
を実行させることを特徴とする失効処理プログラム。
A computer that constitutes a member device that constitutes a group signature system that is reciprocally connected to the revocation information management device and is capable of revocation processing for revoking a specific member.
Processing for receiving input of revocation information calculated by the revocation information management device;
A revocation processing program that executes a process of updating the public key of the member based on the calculated revocation information.
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