JP4166668B2 - デジタル署名長期検証システム及びデジタル署名長期検証装置並びにそのコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
ところで、従来技術においては、タイムスタンプ認証局は長期間にわたり絶対的に不正を行わない信頼できるTTP(第三者機関)として位置づけており、タイムスタンプ認証局が生成するタイムスタンプに利用される時刻は絶対的に正しいと仮定している。例えば、タイムスタンプ方式の一つであるシンプル・プロトコルは、タイムスタンプ認証局が対象データおよびその受領時刻データに対し単にデジタル署名を付与する方式であり、第三者がタイムスタンプ認証局の付与する時刻の正当性を検証する仕組みが確立されていないため、タイムスタンプ認証局は利用者と結託してタイムスタンプに任意の時刻を付与することができる。従って、シンプル・プロトコルでは、タイムスタンプ認証局がTTPであることは必要条件であり、タイムスタンプ認証局が付与する時刻を全面的に信頼することになる。
この問題は、長期検証に限らず短期検証にも存在する問題であるが、長期間が経過すればするほど、資金的にタイムスタンプ認証局の運営存続が困難な状況に陥るなどタイムスタンプ認証局の信頼性が急激に減少する不測の事態が起こる可能性が高いため、長期検証においては特に考慮すべき問題である。
さらに、シンプル・プロトコルにおけるタイムスタンプの安全性はデジタル署名の安全性に依存する。長期検証の対象であるデジタル署名の存在時刻を保障する役割を持つタイムスタンプが、同様のデジタル署名技術によって実現されることは、そのデジタル署名の安全性が低下したとき無意味となる。よって、特に長期検証を意識した場合、タイムスタンプ技術はデジタル署名とは異なるより安全性の高い技術により実現されるべきである。
以上より、従来技術には、デジタル署名の長期検証においてタイムスタンプ認証局の信頼性に大きく依存しているという問題がある。
認証局(以下、CA):エンドユーザの登録、公開鍵証明書の発行、失効、鍵管理を行う機関。
証明書(公開鍵証明書、PKC):ある公開鍵が、記載された個人または役職のものであることを証明する電子的な文書。認証局が記載内容を確認の上、記載内容に認証局のデジタル署名を付与して公開鍵証明書を発行する。
証明書失効リスト(以下、CRL):公開鍵証明書の有効期間中に内容変更や秘密鍵の盗難、紛失、破壊などが生じ、失効した公開鍵証明書のリスト。このリストには、失効対象の公開鍵証明書を発行した認証局の署名が付与される。
リポジトリ:公開鍵証明書及び失効リスト等が格納され、これらの公開鍵証明書や失効リストをエンドユーザが検索及び取出しする手段として利用する分散されたシステム。
デジタル署名:メッセージ送信者を認証しメッセージの完全性を保証する電子的署名。署名者が秘密に保有する秘密鍵(署名鍵とも呼ばれる)を用いて作成されたメッセージと署名データのペアが、署名者の公開鍵(検証鍵とも呼ばれる)を用いて正当なペアかどうか検証できる。
検証局(VA):公開鍵証明書検証要求を受け付け、公開鍵証明書の有効性を検証し、署名した応答を返すサーバ。
認証パス:自己の認証局(階層型の場合はrootCA)から相手の公開鍵証明書を発行した認証局までをたどる検証の道筋。信頼する自己の認証局が発行したブリッジ認証局への相手認証証明書。ブリッジ認証局が発行した相手の認証局の相互認証証明書をそれぞれ信頼することができ、最終的に相手の公開鍵証明書に記載の内容が信頼できる。
認証パス構築:上記認証パスを公開鍵証明書の発行者名と鍵情報をもとに、その道筋をつなげていく処理。
認証パス検証:認証パスを構成する各公開鍵証明書の署名検証、失効確認とパス間のポリシーや制約条件を満たしているかどうか検証を行う処理。
タイムスタンプ認証局(以下、TSA):デジタルデータに対して、サーバが保有する信頼できる時刻の付与を行う機関。
リンキング・プロトコル:タイムスタンプ方式の一つであり、タイムスタンプ要求によるハッシュのダイジェストを、以前に発行したタイムスタンプ要求によるダイジェストと絡めて存在を証明する方式。
シンプル・プロトコル:タイムスタンプ方式の一つであり、時刻を証明したいデジタルデータのダイジェストに対してタイムスタンプ機関で時刻情報を加え、タイムスタンプ機関のデジタル署名を付与する方式。
次に、タイムスタンプ取得制御装置45はタイムスタンプ取得要求S7を時刻証明取得部13に通知し、次にタイムスタンプ検証制御装置46はタイムスタンプ検証要求S8を時刻証明取得部13に通知し、次にタイムスタンプ保管制御装置50がタイムスタンプ保管要求S9を時刻証明取得部13に通知する。この3つの通知により、時刻証明取得部13が取得した公開鍵証明書のタイムスタンプをTSA4から取得し、それを時刻証明保管DB16に保管する。
最後に、証明書保管制御装置44が公開鍵証明書と公開鍵証明書のタイムスタンプの検索キーを証明書保管S10で証明書保管DB 14に保管して一連の処理を終了する。
次に、タイムスタンプ取得制御装置45はタイムスタンプ取得要求S26を時刻証明取得部13に通知し、次にタイムスタンプ検証制御装置46はタイムスタンプ検証要求S27を時刻証明取得部13に通知し、次にタイムスタンプ保管制御装置50がタイムスタンプ保管要求S29を時刻証明取得部13に通知する。この3つの通知により、時刻証明取得部13が取得したCRLのタイムスタンプをTSA4から取得し、それを時刻証明保管DBに保管する。
最後に、失効リスト保管制御装置40がCRLとCRLのタイムスタンプの検索キーを失効リスト保管S29で失効リスト保管DB 15に保管して一連の処理を終了する。
タイムスタンプ取得処理はタイムスタンプ取得装置63が検証情報取得部12からタイムスタンプ取得要求をS30を受信すると、TSAアクセス装置60がTSA4にタイムスタンプ取得要求S31を送信し、TSA4は生成したタイムスタンプをタイムスタンプトークンS32としてTSAアクセス装置60に応答する処理である。
タイムスタンプ検証処理は、タイムスタンプ検証装置61が検証部11または検証情報取得部12からタイムスタンプ検証要求S33を受信すると、TSAアクセス装置60がTSA4にタイムスタンプ検証要求S34を送信し、TSA4は受信したタイムスタンプを検証し、その検証結果をタイムスタンプ検証結果S35でTSAアクセス装置60に応答する。このとき、検証部11からの要求であった場合には、検証部11に検証結果を応答する。
タイムスタンプ保管処理は、タイムスタンプ保管制御装置62が検証情報取得部12からタイムスタンプ保管要求S36を受信し、タイムスタンプと共にタイムスタンプトークン保管S37と通知して時刻証明保管DB16タイムスタンプを保管する処理である。
証明書パス構築装置21の処理は、以下の通りである。最初に、検証受付アプリケーション2から検索要求を受け取り、証明書取得装置27が証明書検索・取得要求S40を証明書保管DB14に送信する。証明書保管DB14は要求された公開鍵証明書を証明書S41と共に証明書取得装置27へ応答する。次に、証明書実在性証明装置24が公開鍵証明書の実在性証明S42を行う。次に、時刻調停装置31が有効期限内の公開鍵証明書かを判定する時刻調停S43を行う。最後に、証明書パス構築装置21が認証パス構築S44を行う。
続いて、検証制御装置20によって証明書パス検証装置32が起動される。最初に、署名検証装置26が公開鍵証明書の署名検証S45を行う。証明書失効確認装置23が処理を引き継ぎ、失効リスト取得装置28は失効リスト検索・取得要求S46を失効リスト保管DB15に送信する。失効リスト保管DB15は該当する失効リストを失効リストS47と共に失効リスト取得装置28に応答する。次に、失効リスト検証装置29が失効リストの検証S48を行う。次に、失効リスト実在性証明装置25が失効リストの実在性証明S49を行う。次に、時刻調停装置31が有効期限内の失効リストかを判定する時刻調停S50を行う。次に、処理が証明書失効確認装置23に戻り公開鍵証明書の失効確認S51を行う。次にタイムスタンプ検証制御装置30がタイムスタンプ検証要求S52を時刻証明取得部13に送信し、時刻証明取得部13はタイムスタンプ検証結果S53を応答する。最後に証明書パス検証装置32が認証パス検証S54を行い一連の処理が終了する。
このリンキング・プロトコル方式のタイムスタンプの順序性の規則を用いて以下にデジタル署名を検証する方法を説明する。
仮に、次回、次々回のCRLの発行時刻をそれぞれT2、T3とする。甲が時刻t1(T1<t1<T2)に乙の秘密鍵を盗み出し、その後甲に有利となる内容の契約文書およびそれに対する乙のデジタル署名を生成する。時刻T2とT3の間に秘密鍵が盗まれたことに気づいた乙は、時刻t1(または検知ラグを考慮して時刻t1より若干前の時刻 t1’ (<t1))に公開鍵が失効されたことをCAへ通知し、時刻T3以降発行されるCRLには「乙の公開鍵証明書が時刻t1(またはt1’)に失効」された旨が記載される。甲は時刻 t3 に契約文書およびそのデジタル署名に対するタイムスタンプRTA(t3)の付与をTSA4へ依頼する。このTSA4は、検証システムがCRLに対してタイムスタンプ付与を依頼したTSA4と同一である。このとき、TSA4は甲と結託し、時刻t1(または t1’) より前の時刻t2(<t1’ <t1)が付与されたタイムスタンプを発行する。甲が乙へ契約文書、それに対する乙のデジタル署名、およびそれらに対する時刻t2が付与されたタイムスタンプRTA(t3)を提出し、甲が時刻t2の時点における契約の有効性を主張する。乙は検証システムにそのデジタル署名及びタイムスタンプが付与されたデジタルデータの有効性の検証を検証受付アプリケーション2に依頼し、検証受付アプリケーション2は検証をデジタル署名長期検証装置1の検証部11に要求する。最初に、検証部11はt1(t1’) の直前にCAがCRLを発行した時刻T1を時刻証明取得部13を介して時刻証明保管DB16から取得し、時刻T1の証明書失効リストを失効リスト保管DB15から検索して取得する。次に、t1の直前(t1_before)に他者へ発行されたタイムスタンプRTA(t1_before)とt1の直後(t1_after)に他者へ発行されたタイムスタンプRTA(t1_after)をTSA4から入手する。一般的に、TSA4の顧客はCA、甲、乙のほかに多く存在すると考えられるため、RTA(T1)とRTA(T2)が発行された間には、他の顧客へ発行されたタイムスタンプが多く点在し、甲及び乙と利害関係をもたないため改ざんが行われていないことを期待することが可能である。
入手した値とt2の値に応じてt2 < T1 の場合はRTA(T1)<RTA(t3)の事実より「署名は無効」と判定され、また、T1< t2 < t1_beforeの場合はRTA(t1_before) <RTA(t3)の事実により「署名は無効」と判定され、t1_before< t2 < t1の場合でRTA(t1_after) < RTA(t3) なら「署名は無効」と判定され、t1_before< t2 < t1の場合でRTA(t3)<RTA(t1_after)なら署名検証・公開鍵証明書検証の処理へ進み、t1 < t2 の場合も署名検証・公開鍵証明書検証の処理へ進む。これらの返答結果は、TSA4が付与する絶対時刻 t1_before と t1_afterの正当性に依存するが、これらは他者へ発行されていることから、正当である可能性はある程度高いことを期待できる。
2…検証受付アプリケーション
3…リポジトリ
4…タイムスタンプ認証局
11…検証部
12…検証情報取得部
13…時刻証明取得部
14…証明書保管データベース
15…失効リスト保管データベース
16…時刻証明保管データベース
Claims (5)
- エンドユーザのコンピュータと、公開鍵証明書と証明書失効リストを発行する認証局と、前記エンドユーザのコンピュータからデジタル署名及びタイムスタンプが付与されたデジタルデータの検証要求を受け付ける検証受付部と、前記検証受付部から送信されたデジタルデータの検証を行うデジタル署名長期検証装置と、前記認証局から発行された証明書失効リストを保管し、前記デジタル署名長期検証装置からの前記証明書失効リスト検索の要求に対して、保管している前記証明書失効リストを応答するリポジトリ部と、前記デジタル署名長期検証装置から送信されたデジタルデータに相対的時刻認証方式のタイムスタンプを付与して返送するタイムスタンプ認証局と、前記コンピュータ、前記認証局、前記検証受付部、前記デジタル署名長期検証装置、前記リポジトリ部及び前記タイムスタンプ認証局を相互に接続するネットワークとを具備するデジタル署名長期検証システムにおいて、
前記デジタル署名長期検証装置は、
前記リポジトリ部に保管されている証明書失効リストを所定の時間毎に取得してデータベースに保管する手段と、
前記証明書失効リストのタイムスタンプを前記タイムスタンプ認証局から取得して前記データベースに保管する手段と、
前記検証受付部から前記デジタル署名の検証要求を受け付け、前記データベースに保管されている前記証明書失効リストのタイムスタンプと前記エンドユーザが前記デジタル署名に対応する公開鍵証明書を無効にした直前後に前記タイムスタンプ認証局から発行されたタイムスタンプ及び前記エンドユーザのデジタルデータに付与されているタイムスタンプの時間的な前後関係と相対的時刻認証方式のタイムスタンプの順序性の規則から前記デジタル署名の有効・無効を判定し、前記検証受付部へ判定結果を応答する手段と、
を具備することを特徴とするデジタル署名長期検証システム。 - 前記リポジトリ部は、
前記認証局から発行された公開鍵証明書を保管する手段と、
前記デジタル署名長期検証装置からの前記公開鍵証明書の検索の要求に応じて、保管している前記公開鍵証明書を応答する手段を備え、
前記デジタル署名長期検証装置は、
前記リポジトリ部に保管されている前記公開鍵証明書を所定の時間毎に取得して前記データベースに保管する手段と、前記公開鍵証明書のタイムスタンプを前記タイムスタンプ認証局から取得して前記データベースに保管する手段と、前記検証受付部から前記デジタル署名の検証を受け付け、前記公開鍵証明書の有効・無効の判定をし、前記検証受付部へ判定結果を応答する手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載のデジタル署名長期検証システム。 - 前記デジタル署名長期検証装置は、前記検証受付部からデジタルデータの時刻tの時点でのデジタル署名と時刻tと前記デジタルデータのタイムスタンプRTA(t)を受け付け、
前記エンドユーザがデジタル署名に対応する公開鍵証明書を無効にした時刻t1を前記データベースに保管している前記証明書失効リストから検索して取得し、
前記データベースに保管している前記証明書失効リストから時刻t1の直前に前記証明書失効リストが発行された時刻T1を検索して取得し、
前記データベースから時刻T1の前記証明書失効リストに対応するタイムスタンプRTA(T1)を検索して取得し、
時刻t1の直前に前記タイムスタンプ認証局が発行したタイムスタンプRTA(t1_before)と前記時刻 t1の直後に前記タイムスタンプ認証局が発行したタイムスタンプRTA(t1_after)を前記タイムスタンプ認証局から取得し、
前記時刻t の値に応じて t < T1 の場合でRTA(T1)<RTA(t)の場合には「署名は無効」を返し、
T1 < t < t1_beforeの場合で、RTA(t1_before)<RTA(t)の場合には「署名は無効」を返し、
t1_before < t < t1の場合で RTA(t1_after)<RTA(t) の場合には「署名は無効」を返し、
t1_before < t < t1の場合でRTA(t)<RTA(t1_after) または t1 < t の場合には公開鍵証明書検証を行い、
前記公開鍵証明書検証で結果が無効の場合には「署名は無効」を返し、
前記公開鍵証明書検証で結果が有効の場合には、デジタル署名検証を行い、
前記デジタル署名検証で結果が無効の場合には「署名は無効」を返し、
前記デジタル署名検証で結果が有効の場合には「署名は有効」を返す手段を特徴とする請求項1記載のデジタル署名長期検証システム。 - エンドユーザのコンピュータと、公開鍵証明書と証明書失効リストを発行する認証局と、前記エンドユーザのコンピュータからデジタル署名及びタイムスタンプが付与されたデジタルデータの検証要求を受け付ける検証受付部と、前記検証受付部から送信されたデジタルデータの検証を行うデジタル署名長期検証装置と、前記認証局から発行された公開鍵証明書または証明書失効リストを保管し、前記デジタル署名長期検証装置からの前記公開鍵証明書または前記証明書失効リスト検索の要求に対して、保管している前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストを応答するリポジトリ部と、前記デジタル署名長期検証装置から送信されたデジタルデータに相対的時刻認証方式のタイムスタンプを付与して返送するタイムスタンプ認証局と、前記コンピュータ、前記認証局、前記検証受付部、前記デジタル署名長期検証装置、前記リポジトリ部及び前記タイムスタンプ認証局を相互に接続するネットワークとを具備するデジタル署名長期検証システムにおいて、
前記認証局から発行された前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストが前記リポジトリ部において公開される毎に、前記リポジトリ部から前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストを取得し、時刻証明取得部を介して公開鍵証明書のタイムスタンプまたは証明書失効リストのタイムスタンプを取得し、前記公開鍵証明書を取得した場合は証明書保管データベースに保管し、前記証明書失効リストを取得した場合は失効リスト保管データベースに保管し、前記公開鍵証明書のタイムスタンプまたは前記証明書失効リストのタイムスタンプを前記時刻証明取得部を介して時刻証明保管データベースに保管する検証情報取得部と、
デジタル署名の検証の要求を検証受付部から受け付け、前記証明書保管データベースから前記公開鍵証明書を取得し、前記失効リスト保管データベースから前記証明書失効リストを取得し、前記時刻証明取得部を介して前記公開鍵証明書及び前記証明書失効リストのタイムスタンプを取得し、取得した情報及び前記デジタル署名に対応する公開鍵証明書が無効にされた直前後にタイムスタンプ認証局から発行されたタイムスタンプの情報に基づき前記デジタル署名の検証を行う検証部と、
前記検証情報取得部と前記検証部からの要求に従って、前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストのタイムスタンプをタイムスタンプ認証局から取得し、前記タイムスタンプの有効性を検証し、前記タイムスタンプを前記時刻証明保管データベースへ保管する前記時刻証明取得部と、
前記検証部及び前記検証情報取得部からの要求に応じて前記公開鍵証明書の検索及び前記公開鍵証明書を保管する前記証明書保管データベースと、
前記検証部及び前記検証情報取得部からの要求に応じて前記証明書失効リストの検索及び前記証明書失効リストの保管を行う前記失効リスト保管データベースと、
前記時刻証明取得部の要求により前記タイムスタンプを保管する前記時刻証明保管データベースと、
を備えたデジタル署名長期検証装置。 - エンドユーザのコンピュータと、公開鍵証明書と証明書失効リストを発行する認証局と、前記エンドユーザのコンピュータからデジタル署名及びタイムスタンプが付与されたデジタルデータの検証要求を受け付ける検証受付部と、前記検証受付部から送信されたデジタルデータの検証を行うデジタル署名長期検証装置と、前記認証局から発行された公開鍵証明書または証明書失効リストを保管し、前記デジタル署名長期検証装置からの前記公開鍵証明書または前記証明書失効リスト検索の要求に対して、保管している前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストを応答するリポジトリ部と、前記デジタル署名長期検証装置から送信されたデジタルデータに相対的時刻認証方式のタイムスタンプを付与して返送するタイムスタンプ認証局と、前記コンピュータ、前記認証局、前記検証受付部、前記デジタル署名長期検証装置、前記リポジトリ部及び前記タイムスタンプ認証局を相互に接続するネットワークとを具備するデジタル署名長期検証システムにおいて、
前記デジタル署名検証装置のコンピュータに、
前記認証局から発行された前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストが前記リポジトリ部において公開される毎に前記公開鍵証明書または前記証明書失効リストを取得し、データベースに保管する手順、
取得した前記証明書失効リストと前記公開鍵証明書に対して、前記タイムスタンプ認証局へタイムスタンプの付与を依頼し、付与された前記タイムスタンプを前記データベースに保管する手順、
前記検証受付部から前記デジタル署名の検証要求を受け付け、前記データベースに保管されている前記証明書失効リストと前記証明書失効リストのタイムスタンプと前記エンドユーザが前記デジタル署名に対応する公開鍵証明書を無効にした直前後に前記タイムスタンプ認証局から発行されたタイムスタンプ及び前記エンドユーザのデジタルデータに付与されているタイムスタンプの時間的な前後関係と相対的時刻認証方式のタイムスタンプの順序性の規則から前記デジタル署名の有効・無効を判定し、さらに、前記デジタル署名の前記公開鍵証明書と前記デジタル署名の判定を行い、前記検証受付部へ判定結果を応答する手順を実行させるためのプログラム。
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