JP4382615B2 - 電子署名装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子商取引・電子決済・電子政府などにおける電子文書に対する電子署名に関し、特に、電子署名に使用する秘密鍵の使用時に、所有者本人の確認を行う電子署名方法、および電子署名装置に関するものである。

従来、 電子商取引等において、電子文書を作成した者や電子文書を承認した者を特定するために、電子文書に対して電子署名を施す電子署名装置がある。 例えば、特許文献１には、電子文書に対する署名者を指紋照合装置にて確認できた場合にのみ、電子署名に必要な秘密鍵を使用可能にする認証システムが記載されている。すなわち、従来の電子署名装置では、予め電子署名に使用する秘密鍵を指紋照合装置に記憶させておき、指紋照合装置にて本人であるとの認証ができた場合に限り、秘密鍵を電子署名装置にて使用可能としている。したがって、指紋照合にて本人と確認された者のみが電子文書に署名できるので、秘密鍵の添付される電子文書への署名の信頼性が高くなる。これにより、従来の電子署名装置では、秘密鍵の盗用による「なりすまし」や、署名に対する「否認」といった脅威を減じていた。
特開２０００-１８８５９４号公報

しかし、本人認証は、例えば、指紋照合装置を例にとると、署名者によって指紋の状態が大きく異なる。このため、指が乾燥している人の場合は、認証に適した指紋画像を読み取ることが困難な場合があり、本人認証するためのセキュリティレベルを下げる場合がある。他方、認証に適する指紋画像を読み取れる人は、本人認証するためのセキュリティレベルを高く設定する。このように、指紋照合装置の場合は、人に応じてセキュリティレベルを設定できるようになっている。あるいは、指紋照合装置による本人認証、暗証コードによる本人認証、ＩＤカードによる本人認証などの本人認証する方式によって、本人認証のセキュリティレベルが異なる。

このように、本人認証は、認証方式や照合時におけるセキュリティレベルの設定によって他人を許容する可能性が変動する。従来の電子署名装置では、電子文書に対して電子署名を添付することができるが、電子署名の信頼性を保証するための情報を添付していないので、電子署名された電子文書を閲覧する際には、署名者の本人認証に使用したセキュリティレベルが分からず、電子署名のセキュリティ性、信頼性を確認できないという課題があった。

また、例え、本人認証の信頼性を保証するための情報を添付したとしても、かかる情報の改ざんを防止、かかる情報と電子署名された電子文書との紐付け状況を証明することができないため、電子文書への電子署名の信頼性を高めることが困難であるという課題があった。そこで、本発明は、電子文書に対する電子署名の信頼性を確認できるようにした電子署名装置の実現を目的とする。

かかる課題を解決するために、本発明は、署名者本人であることを所定のセキュリティレベルにて認証する本人認証部と、本人認証部にて認証された場合のみ電子文書に対して署名者に発行された秘密鍵を使用して電子署名をする電子署名部とから構成される電子署名装置であって、電子署名部は、電子文書を秘密鍵にて暗号化し一次署名値を算出する一次署名手段と、本人認証部にて使用したセキュリティレベル及び一次署名値を一次署名値の算出に使用した秘密鍵にて暗号化し二次署名値を算出する二次署名手段と、少なくとも、一次署名値及び二次署名値を含む電子署名情報を出力する出力手段と、を有する電子署名装置を提供する。

また、本発明の好適な態様は、電子署名情報を電子文書に添付して出力する。

本発明は、電子文書、電子文書に対する一次署名、および一次署名のセキュリティレベルに対する二次署名を紐付けた署名がなされているので、電子文書および署名の改ざん・否認に対する信頼性を確認できる。

本発明の好適な態様では、セキュリティレベルは、本人認証部が採用している認証方式ごとに定める。これにより、本人認証部が、パスワード方式、ＩＤカード方式、指紋認証方式、虹彩認証方式、静脈パターン認証方式、網膜認証方式、音声認証方式、ＤＮＡ認証方式、顔画像認証方式などの何れの方式を用いたかを確認できる。

また、本発明の好適な態様では、本人認証部が生体情報に基づいた認証方式を採用している場合に、セキュリティレベルは、生体情報における本人と認証するための照合レベルとする。これにより、他人が故意にセキュリティレベルを下げた本人認証を行い、署名者に成りすましたとしても、署名の信頼性の程度を電子署名情報にて明らかにできる。

更に、本発明の好適な態様として、本人認証部は、セキュリティレベルを選択する選択手段を有する電子署名装置。これにより、署名者の判断によって、電子署名に必要な信頼度を選択できるので、署名者にとって使い勝手が良い。

本発明によれば、電子文書を受信した場合や保管されている電子文書を閲覧する場合などにおいて、当該電子文書に対する電子署名の信頼性を確認することができるという効果がある。

以下、図を参照して本発明にかかる電子署名装置について、指紋照合による本人認証を用いた電子署名装置を例に説明する。
図1は、本発明による電子署名装置を指紋認証にて運用する場合に適用した構成図である。

同図において、電子署名装置1は、キースイッチにて構成され署名者が操作を行ない署名対象となる電子文書の選択・電子署名のための種々の操作信号を入力する操作部２と、カメラ・プリズム・照明等から構成され署名者が自己の指を載置し照合用の指紋画像を入力する指紋入力部３と、ＬＣＤにて構成され署名結果や操作ガイダンスを表示する表示部４と、ＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭ等から構成され電子署名装置１を制御する制御部５と、ハードディスクにて構成され電子文書６１・秘密鍵６２等を記憶する記憶部６、通信ユニット等から構成されネットワークを介して他のコンピュータやサーバーとの通信を行う入出力部７から構成されている。

制御部５は、記憶部６に記憶されているプログラムを実行するもので、本人認証を行うための指紋照合プログラムを実行処理する本人認証手段５１と、本人認証手段５１と協働する電子署名プログラムを実行処理する電子署名手段５２とを含む。

記憶部６には、電子署名の対象となる電子文書６１、電子署名を施すために使用する署名者の秘密鍵６２、署名者識別番号・電子署名装置のＩＤ・生体認証の種別としての指紋・設定されているセキュリティレベル・登録指紋などの各種パラメータ６３、指紋照合に使用する指紋照合プログラム・電子署名に使用する電子署名プログラム等の各種プログラム６４が記憶されている。

次に、図２〜図７を参照して、電子文書６１に電子署名を行う処理について説明する。

図２は、電子署名要求があった場合の制御部５における概略全体の処理フローを示している。

先ず、電子署名装置１に電子署名をしたい電子文書６１が記憶部６に記憶されているとする。この電子文書は、入力／出力部７を介して、他のコンピュータから入力される。但し、電子署名装置１にて電子文書を作成するソフトウエアを搭載させておき、電子署名装置にて電子文書を作成し、記憶するようにしても良い。

署名者は、操作部２を操作し電子署名の要求を行なう。すなわち、予め記憶部６に記憶させてある電子文書を表示部４に表示させて選択操作を行なう。

かかる電子署名要求があると、制御部５では、本人認証手段５１が起動し署名者の本人認証処理を開始する（Ｓ２０）。本人認証処理Ｓ２０の結果、本人であると認証できれば（Ｓ２１-ＯＫ）電子署名処理Ｓ２２を実行し、本人であると認証できなければ（Ｓ２１-ＮＧ）電子署名が出来ない旨を表示部４に表示させる（Ｓ２５）。

電子署名処理Ｓ２２にて電子文書６１に対する電子署名が完了すると、その旨を表示部４に表示し（Ｓ２３）、電子署名がされた電子文書を記憶部６に記憶させ（Ｓ２４）、電子署名の処理を終了する。その後、電子署名がされた電子文書を入力／出力部７から他のコンピュータへ送信することとなる。

次に、本発明の特徴である本人認証処理Ｓ２０及び本人認証処理Ｓ２０と協働して行われる電子署名処理Ｓ２２について、図３を参照して詳細に説明する。

先ず、ステップＳ３１では、署名者が操作部２から指紋照合レベルを選択する。ここで、指紋照合レベルとは、入力された指紋とが登録指紋とに基づいて本人認証する際の判断レベルであって、例えば緩やかな照合レベルＡ、普通の照合レベルＢ、厳格な照合レベルＣなど複数段がある。一般的に、指紋照合においては、乾燥した指の人が緩やかな照合レベルＡに設定し、指紋照合に適した人が厳格な照合レベルＣの別が設定される。本実施の形態では、署名者が任意に照合レベルを設定できるようにし、署名者の利便性を向上させている。すなわち、署名者が体調によって、指紋の状態が変動することがありえるので、任意に照合レベルを選択できるようにしている。なお、署名者が選択できないようにしたい場合は、予め電子署名装置１に設定されている照合レベルを用い、Ｓ３１の処理をスキップするようにしても良い。

ステップＳ３２では、署名者が指紋入力部３から指紋画像を入力された入力指紋を読み込む。ステップＳ３３では、読み込んだ入力指紋と予め記憶部６に記憶している登録指紋とを照合する。照合の際には、ステップＳ３１にて選択された照合レベルにて本人か否かの判定が行なわれる。

指紋照合ロジックについては、本発明に関連性が低いので説明を省略するが、一般的に用いられている照合ロジックを使用する。
次に、ステップＳ３４では、図５に示す署名基礎情報を生成する。署名基礎情報は、本人認証手段の種類として指紋認証、ユーザー識別番号として署名者コード、本人確認の結果としてＯＫ又はＮＧ、電子署名装置のＩＤとして固有に付与されているＩＤコード、照合スコア値としてステップＳ３３にて算出した点数、セキュリティレベルの設定値としてステップＳ３１にて設定したＡ・Ｂ・Ｃにて構成される。生成された署名基礎情報は、後述するステップＳ４３において使用される。

次に、本人認証処理Ｓ２０において、認証ＯＫとなった場合（Ｓ２１-ＯＫ）にステップＳ２２に進む。図４を参照して、電子署名手段５２による電子署名処理フローを説明する。

図４において、ステップＳ４１では、記憶部６に記憶されている署名対象である電子文書６１に対してハッシュ演算してハッシュ値を算出する。ここで、電子文書６１のデータ量が少ないような場合は、ステップＳ４１を省略しても良い。次いでステップＳ４２では、記憶部６に記憶している署名者の秘密鍵６２にて暗号化し、一次署名値を算出する。

ステップＳ４２-２では、ステップＳ４２で算出した一次署名値と、後述する二次署名にて使用するハッシュ関数の種類、及びステップＳ３４にて生成した署名基礎情報とを合わせた二次署名情報を生成する。二次署名情報の例を図６に示す。

次に、ステップＳ４２−３では、二次署名情報に対してハッシュ演算し、ハッシュ値を算出する。ここで、二次署名情報の情報量が十分に小さい場合は、ステップＳ４２−３を省略しても良い。

ステップＳ４３では、二次署名情報または二次署名情報のハッシュ値に対して秘密鍵６２にて暗号化し、二次署名値を算出する。

なお、本実施の形態では、秘密鍵をステップＳ４２とステップＳ４３にて共通に使用したが、異ならせてもよい。例えば、ステップＳ４３にて使用する秘密鍵は、公的機関や裁判所等において電子文書６１の証拠性を確認したい者のみが復号できるようにし、電子文書６１の証拠性を高めることも考えられる。更に、本実施の形態では、一次署名値と署名基礎情報とを合わせて暗号化しているが、少なくとも一次署名情報のみを暗号化させても良い。これは、一次署名値と二次署名値との間にて紐付けが少なくとも保証されていれば良いからである。

ステップＳ４４では、ステップＳ４３にて算出した二次署名値、ステップＳ４２にて生成した二次署名情報、一次署名の署名アルゴリズム、一次署名に使用したハッシュ関数の種類、二次署名の署名アルゴリズム、二次署名に使用したハッシュ関数の種類を加えた図７に示す電子署名情報を生成する。そして、電子署名情報を電子文書６１に添付して電子署名処理を終了し、図２に示すステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、電子署名された電子文書を記憶部６に記憶する。

次に、このようにして署名された電子文書の検証処理について、図８を参照し説明する。
なお、検証処理は、パーソナルコンピュータ等に記憶されている電子署名がなされた電子文書に対して、電子文書の改ざんや電子署名自体の不正の有無について検証する。したがって、本処理は、パーソナルコンピュータ等の計算機において、実行される処理であり、一般的なハードウエア構成のコンピュータにプログラムが組み込まれている。

図８は、電子文書の検証処理を示す処理フローである。先ず、記憶されている電子文書を選択すると、電子文書および当該電子文書に添付されている電子署名情報が入力される（Ｓ８０）

ステップＳ８１では、図７に示している電子署名情報から一次署名値を読み出し、暗号化に使用した秘密鍵又は秘密鍵に対応する公開鍵を用いて、一次署名値を復号しハッシュ値を求める。次に、電子署名情報の中から一次署名で使用したハッシュ関数の種類を読み出し、電子文書に対し一次署名に使用したハッシュ関数にてハッシュ演算をし、ハッシュ値を算出する。

ステップＳ８２において、ステップＳ８１にて求めた２つのハッシュ値を比較する。そして、ステップＳ８３にて、比較結果が一致していれば、ステップＳ８４に進む。他方、比較結果が不一致であれば、ステップＳ８９に進み、電子文書が改ざんされた旨の電子文書ＮＧを出力する。なお、出力先は、検証結果を使用する他のシステムやディスプレイに表示がなされる。

ステップＳ８４では、図７に示している電子署名情報から二次署名値を読み出し、暗号化に使用した秘密鍵又は秘密鍵に対応する公開鍵を用いて、二次署名値を復号しハッシュ値を求める。次に、電子署名情報の中から二次署名で使用したハッシュ関数の種類および二次署名情報に相当する情報を読み出し、二次署名情報に相当する情報に対し二次署名に使用したハッシュ関数にてハッシュ演算をし、ハッシュ値を算出する。

ステップＳ８５において、ステップＳ８４にて求めた２つのハッシュ値を比較する。そして、ステップＳ８６にて比較結果が不一致であれば（Ｓ８６-ＮＧ）、電子文書の改ざんはされていないが、二次署名情報に含まれるセキュリティレベル等の情報に対し何らかの不正がされた可能性があるので、二次署名ＮＧの出力をする。なお、出力先は、検証結果を使用する他のシステムやディスプレイに表示がなされる。

他方、ステップＳ８６において、ハッシュ値の比較結果が一致していれば、電子文書の改ざんがなく、電子文書への一次署名における本人認証等の不正がなく、更に電子文書・一次署名・二次署名の相互の紐付けが正当になされている旨の紐付ＯＫの出力をする。なお、出力先は、検証結果を使用する他のシステムでの使用に供し、又はディスプレイに表示して人が確認する。

このようにして、電子署名がされた電子文書が、添付された電子署名情報にて電子署名がされていることを電子文書の閲覧者等にて確認できる。すなわち、電子署名情報に入っている本人認証のセキュリティレベルを閲覧者等にて確認ができるので、電子文書に要求される信頼性に応じた種々の対応が、閲覧者等にて行なうことができる。

本実施の形態では、本人認証方式を指紋照合として説明したが、これに関わらずＩＤカード照合・暗証番号認証・虹彩認証・声紋認証・網膜認証・ＤＮＡ認証など他の認証方式を用いることを当然に予定している。この際には、署名基礎情報等において、本人確認手段の種類として認証方式がそれぞれ記憶される。認証方式は、電子認証装置１ごとに記憶部６に予めパラメータとして記憶させる。

また、本実施の形態では、操作部２・指紋入力部３・表示部４を電子署名装置１に具備させているが、これらは、入力/出力部７を介して安全に接続されるコンピュータに持たせても良い。

電子署名装置１の構成図 電子署名装置１の全体処理フロー 本人認証手段５１の処理フロー 電子署名手段５２の署名フロー 署名基礎情報 二次署名情報 電子署名情報 検証処理フロー

符号の説明

１ 電子署名装置
２ 操作部
３ 指紋入力部
４ 表示部
５ 制御部
５１ 本人認証手段
５２ 電子署名手段
６ 記憶部
６１ 電子文書
６２ 秘密鍵
６３ 各種パラメータ
６４ 各種プログラム
７ 入力／出力部

Claims (5)

1. 署名者本人であることを所定のセキュリティレベルにて認証する本人認証部と、前記本人認証部にて認証された場合のみ電子文書に対して署名者に発行された秘密鍵を使用して電子署名をする電子署名部とから構成される電子署名装置であって、
   前記電子署名部は、前記電子文書を前記秘密鍵にて暗号化し一次署名値を算出する一次署名手段と、
   前記本人認証部にて使用した前記セキュリティレベル及び前記一次署名値を当該一次署名値の算出に使用した秘密鍵にて暗号化し二次署名値を算出する二次署名手段と、
   前記一次署名値及び前記二次署名値を含む電子署名情報を出力する出力手段と、
   を有することを特徴とした電子署名装置。
2. 前記出力手段は、前記電子署名情報を前記電子文書に添付して出力する請求項１に記載の電子署名装置。
3. 前記セキュリティレベルは、本人認証部が採用している認証方式ごとに定められる請求項１又は請求項２に記載の電子署名装置。
4. 前記本人認証部が生体情報に基づいた認証方式を採用している場合に、
   前記セキュリティレベルは、生体情報における本人と認証するための照合レベルであることを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子署名装置。
5. 前記本人認証部は、前記セキュリティレベルを選択する選択手段を有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子署名装置。
   

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