JP4584300B2 - 電子署名プログラム、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体、電子署名装置、電子署名方法 - Google Patents

電子署名プログラム、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体、電子署名装置、電子署名方法 Download PDF

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Description

本発明は、動画像や音声といったストリーミングデータに係り、部分的に抽出（具体的には変更・抽出・墨塗り等を含む）されたストリーミングデータに対し、原本データからの抽出箇所を特定し、抽出したデータの正当性を担保するとともに第三者による証明を可能とする技術に関するものである。
近年、店舗、繁華街および集合住宅等における監視カメラの設置や、業務車両へのドライブレコーダの設置等が一般化し、動画像を証拠物件として取り扱う事例が増加している。また、電話による取引やサポート業務のトラブル対策として、顧客とオペレータとの間での会話を録音し、証拠として保持することも常識となりつつある。
現在、動画像や音声を証拠とする場合、ビデオテープ、画像ファイルおよび音声ファイル等をそのまま提供している。しかし、画像や音声の保存のデジタル化が進めば、それらの改ざんや編集は容易になり、証拠として取り扱う場合は署名やタイムスタンプといった第三者による証明が必要となる。現に、電話オペレータの音声をタイムスタンプ付で録音・記録するサービスや製品が提供されており、今後このような技術に対する需要が高まることが予想される。
一方で、増加する監視カメラ等に対して、撮影された映像の利用に対するプライバシの保護が問題となっており、議論が行われている。
また、個人情報保護法の施行等により、個人のプライバシ情報の利用が厳しく制限され、本人の要求があれば、開示や部分的な削除等が必要である。
このような、証拠性とプライバシ保護の両立という課題に対して、電子文書の一部に対する部分的な原本性（完全性）の保証や秘匿（墨塗り）する墨塗り署名技術の研究が進んでいる。
例えば、ある文書に対して施された署名が、文書の一部を秘匿することによって検証できなくなる問題を解決する電子文書の墨塗り署名技術（以降、本技術をＰＩＡＴと略して説明）が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。このＰＩＡＴを適用することにより、署名付き電子文書に対して墨塗りを施した状態でも署名検証が可能、かつ、墨塗り（変更や追加も可能）箇所以外は改変がないことを第三者が証明することが可能となる。
国際公開第２００６／００８８４７号パンフレット
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、動画像や音声のように大きなデータ(長時間の映像や音声)の一部を抽出するような場合、署名に関連する情報のデータ量が非常に大きくなってしまうという問題があった。
また、動画像データや音声データのフォーマットに着目することなく、原本のストリーミングデータの一部を切り出すような場合、切り出したストリーミングデータの再生不能を回避しつつ、当該切り出したストリーミングデータが原本ストリーミングデータの一部であり、且つ改変がないことを第三者に証明することが困難となるおそれがある。
例えば、ＭＰＥＧ１形式の原本ストリーミングデータを考えた場合、すべてのＧＯＰ（Group of Pictures：再生可能な最小単位のデータグループ）それぞれにシーケンスヘッダが付加されていないＭＰＥＧ１ストリーミングデータも存在する。このようなストリーミングデータから任意のデータをＧＯＰ単位で切り出す場合、切り出されたデータの先頭には必ずしもシーケンスヘッダが付加されているとは限らない。例えばＭＰＥＧ形式のストリーミングデータでは、データの先頭に必ずシーケンスヘッダが含まれていなければならないというＭＰＥＧ標準の決まりがあるため、ストリーミングデータからのデータの切り出し方によっては再生不能に陥る場合がある。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、原本ストリーミングデータの一部を切り出す場合に、切り出したストリーミングデータの再生不能を回避しつつ、当該切り出したストリーミングデータが原本ストリーミングデータの一部であり、かつ改変がないことを第三者が証明可能とする技術を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、このプログラムは、コンピュータを、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割手段、前記分割手段によって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段、前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段、前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段、として機能させることを要件とするものである。
また、このプログラムは、コンピュータを、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成手段、前記検証用情報生成手段により生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証手段、として機能させることを要件とするものである。
また、この媒体は、上述のような構成の電子署名プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体であることを要件とするものである。
また、この装置は、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割手段と、前記分割手段によって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段と、
前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段と、前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段と、を備えてなることを要件とするものである。
また、この装置は、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成手段と、前記検証用情報生成手段により生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証手段と、を備えることを要件とするものである。
また、この方法は、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割ステップと、前記分割ステップによって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成ステップと、前記出力値列生成ステップによって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成ステップと、前記二分木生成ステップによって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成ステップと、を有することを要件とするものである。
また、この方法は、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成ステップと、前記検証用情報生成ステップにより生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証ステップと、を備えることを要件とするものである。
以上に詳述したように本発明によれば、原本ストリーミングデータの一部を切り出す場合に、切り出したストリーミングデータの再生不能を回避しつつ、当該切り出したストリーミングデータが原本ストリーミングデータの一部であり、かつ改変がないことを第三者が証明可能とする技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、この発明に係る好適な実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成について説明するための図である。本実施の形態によるシステムは、認証機関サーバ２、署名生成サーバ３、署名者端末４、情報抽出サーバ５、抽出者端末６、署名検証サーバ７および検証者端末８を備えている。これら認証機関サーバ２、署名生成サーバ３、情報抽出サーバ５および署名検証サーバ７は、例えばインターネット１を介して相互に通信可能となっている。
なお、ここでは上記のサーバ等がインターネット経由で通信可能となっている構成を例示するが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記各サーバ等は、イントラネットやワイドエリアネットワーク等の種々の通信回線網により相互通信可能とすることができることは言うまでもない。
また、認証機関サーバ２は、電子署名情報を管理する認証機関のサーバである。電子署名技術では、まず、署名対象情報を要約（メッセージダイジェスト化）した情報を送信者の秘密鍵で暗号化した署名情報、署名対象情報および公開鍵証明書を相手方へ送信する。受信者は、公開鍵証明書の有効性確認を行った上で、暗号化された署名情報を公開鍵証明書に含まれる公開鍵で復号し、署名対象情報から得た要約情報との比較を行う。この比較結果が同一か否かによって、正当な相手からの送信か否かを判断する（詳細は後述）。
この技術では、公開鍵証明書の正当性を保証する必要があるため、本実施の形態のように、署名者、抽出者の公開鍵を蓄積した認証機関サーバ２を設置していることが一般的である。図２は、認証機関サーバ２の機能詳細を示す機能ブロック図である。この認証機関サーバ２は、図２に示すように、署名者、抽出者の公開鍵を蓄積した公開鍵ＤＢ２１、依頼に応じて公開鍵証明書を発行する証明書発行部２２、公開鍵証明書の検証を行う証明書検証部２３、ネットワーク１経由での通信を行う通信手段２４、ＣＰＵ８２１およびメモリ８２２を有する。
また、署名生成サーバ３は、署名者の署名を生成する処理を行うサーバである。図３は、署名生成サーバ３の機能詳細を示す機能ブロック図である。この署名生成サーバ３は、図３に示すように、後述する情報抽出サーバ５へ送信された情報を蓄積する文書管理ＤＢ３１、文書管理ＤＢ３１へのアクセス制御を行う文書管理ＴＢ３２、署名対象である情報に対し、署名者のＰＩＡＴ署名情報、ならびに電子署名を付加する署名生成部３３、及びネットワーク１経由での通信を行う通信手段３４、ＣＰＵ８３１およびメモリ８３２を有する。
また、署名者端末４は、署名者が署名生成サーバ３の操作を行うための端末である。この署名者端末４は、署名生成サーバ３と通信可能である。
図４は、情報抽出サーバ５の機能詳細を示す機能ブロック図である。情報抽出サーバ５は、図４に示すように、署名生成サーバ３から送られて来る情報の蓄積、および後述する署名検証サーバ７へ送信されるべき情報を蓄積する文書管理ＤＢ５１、文書管理ＤＢ５１へのアクセス制御を行う文書管理ＴＢ５２、署名生成サーバ３から送られて来る情報に対し、抽出者のＰＩＡＴ署名情報ならびに電子署名を付加する署名生成部５３、外部機器から送られて来る情報に付される電子署名の検証を行う署名検証部５４、及びネットワーク経由で通信を行うための通信手段５５、ＣＰＵ８５１およびメモリ８５２を有する。
抽出者端末６は、情報抽出サーバ５とＬＡＮ等の通信回線を介して通信可能となっており、抽出者が情報抽出サーバ５の操作を行うための端末である。
図５は、署名検証サーバ７の機能詳細を示す機能ブロック図である。署名検証サーバ７は、データに付された署名の検証を行うサーバである。この署名検証サーバ７は、図５に示すように、情報抽出サーバ５から送られてきた情報を蓄積する文書管理ＤＢ７１、文書管理ＤＢ７１へのアクセス制御を行う文書管理ＴＢ７２、送られてきた情報に付される電子署名、ならびにＰＩＡＴ署名情報の検証を行う署名検証部７３、及びネットワーク経由で通信を行うための通信手段７４、ＣＰＵ８７１およびメモリ８７２を有する。
検証者端末８は、検証者が署名検証サーバ７の操作を行うための端末である。この検証者端末８は、ＬＡＮ等の通信回線を介して署名検証サーバ７と通信可能となっている。
以上のように構成されたシステムの処理について、以下にその処理動作について説明する。まず、本実施の形態の装置における電子署名処理について説明する。ここでは、署名生成サーバ３および情報抽出サーバ５が、電子署名処理における送信装置に相当し、この送信装置を扱うユーザが送信者であるものとする。
電子署名処理では、送信者は、予め、鍵ペア（秘密鍵、及び公開鍵）を生成して、認証機関サーバ２に公開鍵を送信して公開鍵証明書を発行してもらい、送信装置側のメモリ（例えば、メモリ８３２）に、この秘密鍵と公開鍵証明書を記憶させておく。送信装置から情報を送信する際、まず、電子署名の対象となる情報の要約情報を生成し、この要約情報に対して、送信者の秘密鍵で暗号化したものを署名情報とする。続いて、署名対象情報とこの署名情報、及び送信者の公開鍵証明書を相手方へ送信し、それを受信した相手方（受信者）は、認証機関サーバ２に対して取得した送信者の公開鍵証明書の有効性検証を行う。この検証の結果、公開鍵証明書が有効であれば、この公開鍵で署名情報の復号を行う。続けて、署名対象情報の要約を生成し、復号した情報と比較して同一であれば、真に送信者から送信されたもので改変がないことを証明できる。
なお、ここでの要約情報とは、署名対象情報に対して暗号学的一方向性ハッシュ関数を用いて算出された情報（ハッシュ情報）であり、署名対象情報のサイズを圧縮できるという意味で、「メッセージダイジェスト」とも呼ばれる。
また、暗号学的一方向性ハッシュ関数で生成されたハッシュ情報は、その署名対象情報からしか生成することができない唯一の情報となり、生成されたハッシュ情報から元の情報を復元することができないという特徴を持っている。このため、情報の暗号化や電子署名生成にはよく使われている。この暗号学的一方向性ハッシュ関数については、例えば、「ＭＤ５」、「ＳＨＡ−１」、「ＳＨＡ−２５６」のような種々のアルゴリズムが知られる。署名の対象となる情報に対してどのアルゴリズムを用いて要約情報（ハッシュ情報）を生成しているかについての情報（ハッシュ情報生成アルゴリズム）は、公開鍵証明書に記載されている。
続いて、上述のような電子署名生成処理の詳細な手順について以下に説明する。
図６は、送信装置と認証機関サーバ２との間で行われる公開鍵の登録処理について説明するためのフローチャートである。
まず、送信者は、鍵ペア（秘密鍵、及び公開鍵）の生成を行う（Ｓ１００１）。続けて、送信者は、送信装置を操作して、証明書発行依頼情報の入力を行うと（Ｓ１００２）、送信装置は、その入力された証明書発行依頼情報を公開鍵とともに認証機関サーバ２へ送信する（Ｓ１００３）。
この情報を通信手段２４にて受信した認証機関サーバ２の証明書発行部２２は（Ｓ１００４）、公開鍵を含む公開鍵証明書を生成し（Ｓ１００５）、公開鍵ＤＢ２１に生成した公開鍵証明書を蓄積する（Ｓ１００６）。
その後、証明書発行部２２は、通信手段２４を制御し、ネットワーク１を介し、証明書発行依頼情報を送信してきた送信装置へ、発行した公開鍵証明書を送信する（Ｓ１００７）。
この情報を受信した送信装置は（Ｓ１００８）、Ｓ１００１で生成した秘密鍵、及び認証機関サーバ２から発行された公開鍵証明書を自身が有する記憶装置（署名生成サーバ３の署名生成部３３内の記憶領域（例えば、メモリ８３２）、情報抽出サーバ５の署名生成部５３内の記憶領域（例えば、メモリ８５２））に蓄積し（Ｓ１００９）、その処理を完了する。
図７および図８は、本実施の形態における、電子署名付き情報の送受信処理および受信装置の検証処理について説明するためのフローチャートである。
まず、送信者が、署名対象である情報に対する電子署名生成処理と、受信装置に対する送信指示の入力とを行うと（Ｓ２００１）、送信装置は、記憶領域に記憶している秘密鍵により指示された署名対象情報の要約情報（ハッシュ情報）を暗号化し（Ｓ２００２）、同じく記憶している公開鍵証明書とともに受信装置へ送信する（Ｓ２００３）。
これら情報を受信した受信装置は（Ｓ２００４）、まず、送られてきた公開鍵証明書の有効期限や失効情報等を確認するため、認証機関サーバ２に対して公開鍵証明書を送信する（Ｓ２００５）。ここでは、認証機関サーバ２が証明書発行や証明書検証等の一連の機能をサポートしているものとする。次に、認証機関サーバ２は、受信した公開鍵証明書の有効性検証を行い（Ｓ２００６）、検証結果を受信装置に対して送信する（Ｓ２００７）。
次に、受信装置は、この有効性検証結果を受信する（Ｓ２００８）。続けて、この有効性検証結果を受信した受信装置は、公開鍵証明書が有効であるかどうかの確認を行い（Ｓ２００９）、有効性が確認できると、まず、送信装置から取得した送信者の公開鍵証明書に含まれるハッシュ情報生成アルゴリズムを参照し、送信装置より受信した署名対象情報からハッシュ情報を生成する（Ｓ２０１０）。
続けて、公開鍵証明書に含まれる公開鍵を利用して、送信装置より受信した署名情報の復号処理を行う（Ｓ２０１１）。受信装置は、Ｓ２０１０で生成されたハッシュ情報と、Ｓ２０１１での復号処理によって得られた情報とを比較し、両者が同一であるかどうかの判断を行う（Ｓ２０１２）。この判断で同一であることが確認できた場合、その情報が送信装置（送信者）から送られてきたものであり、且つ改変がないことが証明できたと判断して（Ｓ２０１３）、それら情報を保管する（Ｓ２０１４）。
逆に、Ｓ２０１０で生成されたハッシュ情報と、Ｓ２０１１での復号処理によって得られた情報とが異なっている場合（Ｓ２０１２，異なる）、その署名された情報は、送信装置（送信者）からのものと証明できなかった（あるいは通信途中で改変された等）と判断し（Ｓ２０１５）、受信装置の操作者に証明できなかった旨の画面表示等の通知処理を行う（Ｓ２０１６）。Ｓ２００９の処理で、公開鍵証明書の有効性が確認できなかった場合（Ｓ２００９，Ｎｏ）も同様に、送信装置（送信者）から送信された情報であると証明できなかったと判断し（Ｓ２０１５）、受信装置の操作者に証明できなかった旨の画面表示等の通知処理を行う（Ｓ２０１６）。
次に、本実施の形態のシステムによる処理を説明する前に、ＰＩＡＴのアルゴリズムの概要について説明する。図９および図１０は、ＰＩＡＴのアルゴリズムについて説明するための概略図である。
署名者は、署名者端末４にて、署名対象データを部分データに分割し、各部分データのハッシュ情報を計算して、ハッシュ情報集合を作成する。作成されたハッシュ情報集合は署名者による電子署名を施され、このようにして生成されるハッシュ情報集合および電子署名の両者をあわせてＰＩＡＴ署名情報とする。
抽出者は、抽出者端末６にて、署名者がＰＩＡＴ署名情報を施したデータから、任意の部分データを抽出する（当該部分データ以外の残余のデータは消去する）。この際、抽出者端末６は、抽出手段に相当する。その後、署名者と同様の操作を行って、抽出者のＰＩＡＴ署名情報を作成する。
検証者は、検証者端末８にて、まず、署名者と抽出者により付されたＰＩＡＴ署名情報から、ハッシュ情報集合の完全性を検証する。次に、開示された部分データからハッシュ情報集合を作成し、抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれるハッシュ情報集合と同一であることを検証する。最後に、署名者と抽出者のハッシュ情報集合を比較することで、ハッシュ情報が同じ部分が元のデータからの抽出位置であることがわかる。もし、抽出データのハッシュ情報が、署名者のＰＩＡＴ署名情報のハッシュ情報に含まれていない場合は、その部分データは改ざんされていることになる。
続けて、本実施の形態で処理の対象とするストリーミングデータについての説明と定義を行う。ストリーミングデータとしては、例えば、動画像および音の内の少なくともいずれかに関するデータが知られるが、ここでは、ストリーミングデータの一例として動画データを扱う場合を例に挙げる。動画の代表的なフォーマットとして、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、音声フォーマットは、ＭＰ３（ＭＰＥＧ１ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ−３）、ＷＡＶ等が存在する。本実施の形態では、ＭＰＥＧ１を対象に説明する。
ＭＰＥＧ１フォーマットには様々なものがあるが、本実施の形態では、映像が比較的単調である動画像への適用を検討することとし、さらに、単純化のために、音声部分を除去したＭＰＥＧ１のＶｉｄｅｏフレームを対象とする、ＣＢＲ（Constant Bit Rate:固定ビットレート）方式であり、ＭＰＥＧ１符号化された画像のみを扱うＥＳ（Elementary Stream:エレメンタリストリーム）である動画データへの適用を検討する。これ以降、本実施の形態における処理対象とするデータの上述のようなフォーマットを単にＭＰＥＧ１と記述する。
ＭＰＥＧ１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−２で標準化されている動画像符号化技術である。動画像は、静止画像をある程度高速に切り替え表示することによって実現される。例えば、テレビジョンでは秒間３０枚程度の画像を表示しており、この毎秒表示される画像の枚数をフレームレートと呼ぶ。動画像の符号化技術では、データ量を削減するために符号化による(静止) 画像圧縮と、フレーム間予測符号化による圧縮を行っている。ＭＰＥＧ１では静止画像圧縮にＤＣＴ技術、フレーム間予測に双方向予測技術を採用している。双方向予測のためにＭＰＥＧ１では、静止画像の保持方法が３タイプ存在する。図１１は、データフォーマットがＭＰＥＧ１であるストリーミングデータを構成する各フレームの、画像タイプとその配列の一例を示す図である。
Ｉフレームは表示に必要な全ての画像データを圧縮して保持している。Ｐフレームはフレーム間予測画像と呼ばれ、直近にデコードされたＩフレーム、もしくはＰフレームの画像を参照画像とし、そこからの差分等の値だけを保持する。Ｂフレームは直近にデコードされた未来と過去のＩフレーム、Ｐフレームの画像を参照画像として、その差分値等を保持する。ＰフレームやＢフレームでは、前後の画像との差分をとることで、時間方向の冗長度を削除し、高いデータ圧縮を実現している。また、ＭＰＥＧ１では、図１１のように何枚かの画像（フレーム）をまとめて、ＧＯＰ(Group of Pictures)と呼ばれる動画像の再生可能な最小単位（データグループ）が構成される。ＧＯＰは、その単位での独立した再生が可能であり、このような構造のＧＯＰを利用することにより、動画像を途中からの再生や編集を可能としている。
図１２は、ＭＰＥＧ１のフレーム構成の一例を示す図である。ＭＰＥＧ１のＶｉｄｅｏフレームは、シーケンスヘッダ（以下、ＳＨと略）、ＧＯＰヘッダ（以下、ＧＨと略）、ピクチャヘッダ（以下、ＰＨと略）およびピクチャデータ（ピクチャヘッダ以下のレイヤのデータを意味する。以下、ＰＤと略）から構成される。ＳＨは、各ＧＯＰの再生に要する情報であるヘッダ情報としての役割を有している。特に、ＳＨには、フレームの画像の大きさを表す情報や、一秒間に符号化すべきフレーム数、通信速度に関する情報等、ビデオシーケンス全体に渡る共通のパラメタが記録されている。
図１３から図１６は、本実施の形態のシステムによるＭＰＥＧ１へのＰＩＡＴ適用について説明するためのフローチャートである。
以下、署名者、抽出者、検証者の３名の操作者を例に挙げて、本実施の形態について説明する。具体的に、署名者は、対象なる原動画情報に対して署名を行う。抽出者は、その原動画情報からの動画情報の抽出（切り出し）を行う。検証者は、開示された切り出し動画情報の検証を行う。
また、署名者、抽出者、検証者に対して、以下の条件を設ける。署名者は、署名することで署名対象の原動画情報の内容を保証する。対象の原動画情報のうちどの部分が抽出されるかわからないという条件下で署名を行う必要がある。抽出者は、署名者が署名した原動画情報から、部分的にデータを抽出して、切り出し動画情報として検証者に開示する。抽出方法には、抽出者の情報を同時に開示し、誰がその抽出処理を行ったかを明示する顕名抽出と、抽出者が抽出処理を匿名で行う匿名抽出の二種類ある。
本実施の形態では、顕名抽出を行うことを前提に説明を行う。検証者は、開示された切り出し動画情報が署名者によって保証されているかどうかを検証する。開示された切り出し動画情報は、署名者が署名をした原動画情報の一部であることに加え、その抽出が抽出者によって行われたことを検証する。なお、電子署名の処理については、各装置が上記した電子署名の手順を行うものとする。
署名者は、まず署名者端末４を用いて、署名対象となる原動画情報を作成する（Ｓ３００１）。原動画情報の作成が完了すると、署名生成サーバ３に対して、作成した原動画情報を送信する（Ｓ３００２）。原動画情報を受信すると（Ｓ３００３）、署名生成サーバ３（分割手段、二分木生成手段に相当）は、まず、原動画情報を部分情報に分割する。ＭＰＥＧ１のデータを抽出可能なように部分データに分割する場合、フレーム間予測技術が用いられている関係上、ＰＤ単位の独立性がなく、抽出が制限されることが考えられる。そこで、本実施の形態では、図１２のようなフレーム構成において、ＳＨを先頭とし、次のＳＨ（もしくは、ＳＨが存在しなければ、次のＧＨ）が始まる直前のＰＤまでを１ＧＯＰ（ＭＰＥＧ１の部分データ）とし、議論の単純化のために、部分データへの分割をＧＯＰ単位とする。このように、署名生成サーバ３は、原動画情報を、それぞれがＧＯＰを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する。
更に、記録時間が長い動画像やフレームレートの高い（フレーム数やＧＯＰ数が多い）動画像の場合、ＰＩＡＴ署名情報に含まれるハッシュ情報集合のデータ量が増加することが考えられる。この対策として、例えば、ハッシュ情報を二分木で管理することで、署名関連データ量の削減を図ることが可能である。上記を踏まえ、ＰＩＡＴアルゴリズムを適用する。なお、動画像データの抽出が目的のため、本発明の実施の形態では、全データのうち、連続する一つの箇所の動画像を切り出すことを前提とする。
署名生成部３３は、原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報を生成する。図１７および図１８は、署名生成部３３によるＰＩＡＴ署名情報の生成について説明するための図である。
部分データを切り出す対象となる動画データが、図１７のようなフレーム構成である場合、どの位置で切り出されるか原動画情報の署名時点ではわからないため、ＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形でハッシュ情報を生成する必要がある。なお、ここでのＧＯＰへのシーケンスヘッダの付与は、あくまで処理上の付与であり、原動画情報の実体に付与するものではない。
署名生成部３３（出力値列生成手段に相当）は、まず原動画情報を部分情報（ＧＯＰ）で分割し、各ＧＯＰのハッシュ情報（出力値列）を計算する。このとき、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報は、切り出す部分データが原動画情報の一部であり改変がないことを、検証者が確認するための検証情報となるため、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報に含まれるルートハッシュ情報は、全ＧＯＰにＳＨが付加された状態で生成される。
更に、署名生成部３３は、複数の部分データそれぞれについて生成されるハッシュ情報のみをリーフとする二分木を生成し、これらハッシュ情報を二分木によって管理するという、暗号システムで有名な手法を採用し、ひとつのルートハッシュ情報（二分木のルートを示す出力値）を作成する。その後、署名生成部３３は、作成したルートハッシュ情報に対して、署名者の電子署名を作成し、ルートハッシュ情報と電子署名をあわせて、署名者のＰＩＡＴ署名情報とする（Ｓ３００４）。このときの署名生成部３３は、電子署名生成手段に相当する。図１９は、署名者のＰＩＡＴ署名情報の内容の一例を示す図である。
この例では、原動画情報に対する検証情報として、ルートハッシュ情報を記録している。ルートハッシュ情報の作成には、暗号学的一方向性ハッシュ関数として、ＭＤ５を使用しており、１６バイトの容量で記録されている様子を示している（図１９中、ＰＩＡＴ１）。また、図１９中、ＳＩＧＮ１は、検証情報に対する署名者の電子署名を示している。ここでは、原動画情報に対する検証情報と、署名者の電子署名は、ＰＩＡＴ署名情報として一体的に記録するようにしているが、原動画情報に対する検証情報と電子署名を別々に記録・管理する形態もあり得る。
原動画情報のＰＩＡＴ署名情報の生成が完了すると、署名生成サーバ３内の文書管理ＴＢ３２を介して、原動画情報とＰＩＡＴ署名情報をペアにして、文書管理ＤＢ３１に蓄積する（Ｓ３００５）。続けて、署名生成サーバ３は、通信手段３４を介し、情報抽出サーバ５に対して、原動画情報とＰＩＡＴ署名情報を送信する（Ｓ３００６）。情報抽出サーバ５は、通信手段５５を介し、原動画情報とＰＩＡＴ署名情報を受信し（Ｓ３００７）、情報抽出サーバ５内の文書管理ＴＢ５２を介して、原動画情報とＰＩＡＴ署名情報をペアにして、文書管理ＤＢ５１に蓄積する（Ｓ３００８）。
次に、抽出者は、署名者から何らかの伝達手段を通じて、原動画情報の作成完了通知を受け、原動画情報の切り出し処理を開始する。この行為は、例えば、ある第三者に対して原動画情報の開示を求められた際、必要な部分だけ抽出して開示する際に行う。具体的には、原動画情報の一部にプライバシ情報が含まれるため、原動画情報の一部を切り出す場面が考えられる。
抽出者は、抽出者端末６を用いて、情報抽出サーバ５に対し、切り出し対象である原動画情報の取り出し指示を送信する（Ｓ４００１）。情報抽出サーバ５は、切り出し対象の原動画情報の取り出し指示を受信する（Ｓ４００２）。情報抽出サーバ５内の文書管理ＴＢ５２を介して、文書管理ＤＢ５１に蓄積された切り出し対象の原動画情報とＰＩＡＴ署名情報を取り出し（Ｓ４００３）、署名検証部５４を介して、ＰＩＡＴ署名情報に付加された電子署名の検証を行う（Ｓ４００４）。
電子署名検証に失敗した場合は（Ｓ４００５，Ｎｏ）、原動画情報になんらかの改変が発生したものとして、その旨、抽出者に通知される（Ｓ４０９９）。電子署名検証が成功した場合は（Ｓ４００５，Ｙｅｓ）、抽出者端末６に、原動画情報が送信される（Ｓ４００６）。抽出者端末６に原動画情報が受信されると（Ｓ４００７）、抽出者端末６に備えられた表示装置（図２０を参照）に原動画情報が表示される。続けて、抽出者は、原動画情報から必要な部分を抽出し、切り出し動画情報を作成する（Ｓ４００８）。
図２０は、抽出者による原動画情報の抽出操作の一例について説明するための図である。再生ボタン（図２０中、ＰＲＥＶＩＥＷ）により、切り出し動画情報の再生を行いながら、必要な切り出しを行う範囲を指定することで、抽出者は目視による部分データの切り出しが可能となる。切り出しの方法としては、まず、シークバー（図２０中、ＳＥＥＫＢＡＲ）を利用し、任意の位置で開始ボタン（図２０中、ＳＴＡＲＴＳＥＴ）を押下し、切り出し開始位置を設定する。続けて、同様にシークバー（図２０中、ＳＥＥＫＢＡＲ）を利用し、任意の場所で終了ボタン（図２０中、ＥＮＤＳＥＴ）を押下し、切り出し終了位置を設定する。この操作により、切り出し範囲（図２０中、ＣＵＴＡＲＥＡ）が決定するので、切り出し動画情報の生成メニューを選択し、切り出し動画情報を作成する。
図１２にて示したＭＰＥＧ１のフレーム構成例では、ＳＨは全ＧＯＰの先頭に付加されているが、ＳＨは必ずしもＧＯＰ毎に付加される必要がないため、ＧＯＰ単位で見た場合、先頭ＧＯＰ（ＧＨ１）のみにＳＨが付加されており、以降のＧＯＰにはＳＨが付加されていないフレーム構成も存在する（図１７）。
ＧＯＰがＳＨから始まる場合は、ＳＨを検出することでＧＯＰの開始と認識可能である。更に、ＧＯＰにＳＨが付加されておらず、ＧＨから始まる場合でも、ＧＨを検出することでＧＯＰの開始と認識可能である。しかしながら、プライバシ保護のための一部切り出しを考慮すると、図１７のようなフレーム構成を持つＭＰＥＧ１への適用にはやや課題が残る。つまり、図１７のようなフレーム構成の場合、ＧＨ２、ＧＨ３、ＧＨ４のいずれかで切り出されると、切り出された動画が再生不能に陥る場合がある。これは、再生動作保証のために、ストリーミングデータの先頭ＧＯＰ（ＧＨ１）には必ずＳＨを含まなければならないというＭＰＥＧ１標準の決まりがあるために生じる。
このように切り出された動画が再生できない状態を回避するために、以下対策を講じる。まず、ＳＨが付加されていないＧＯＰ（少なくとも先頭に位置するＧＯＰ）には直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形で切り出し動画情報を生成する（図２１）。このとき、付与したＳＨは、切り出し動画情報の実体に付加することで、再生不能を回避する。また、図２１では、ＧＯＰ３を先頭としてＧＯＰ４まで切り出された例を示しているが、先頭ＧＯＰ（部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループ）にＳＨが付加されていれば、切り出し動画情報の再生は可能である。したがって、切り出し動画情報のデータ量削減を考慮すると、必ずしもＧＯＰ４にはＳＨを付加する必要はない。
抽出者端末６における切り出し動画情報の作成が完了すると、情報抽出サーバ５に対して、作成した切り出し動画情報が送信される（Ｓ４００９）。情報抽出サーバ５にて切り出し動画情報を受信すると（Ｓ４０１０）、情報抽出サーバ５内の署名生成部５３は、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報を生成する。
具体的には、抽出で消去するＧＯＰ（削除部分データ）だけに関して生成されたハッシュ値からなる複数のルートハッシュ情報（以下、消去ルートハッシュ情報リストと呼ぶ）を作成する。このとき、原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報生成時と同様に、消去部分にＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形で消去ルートハッシュ情報リストを生成する（図２２）。このようにして、署名生成部５３は、原動画情報に関する二分木の中から、削除部分データに関するハッシュ値のみをリーフとする削除部分データに関する二分木を抽出し、当該二分木のルートを示す出力値列を抽出された部分データ列とともに出力する。署名生成部５３は、削除部分データに関する二分木のルートを示す出力値列を用いて、部分データを抽出した抽出者の電子署名を生成する。
更に、作成した消去ルートハッシュ情報リストに対して、抽出者の電子署名を作成し、消去ルートハッシュ情報リストと電子署名をあわせて、抽出者のＰＩＡＴ署名情報とする（Ｓ４０１１）。図２３は、抽出者のＰＩＡＴ署名情報の内容を示す図である。
この例では、切り出し動画情報に対する検証情報として、最初に、元となる原動画情報の総ＧＯＰ数（図２３中、ＭＡＸＧＯＰＣＮＴ）、続けて、切り出し開始位置のＧＯＰ番号（図２３中、ＳＴＡＲＴＧＯＰＮＵＭ）、更に、切り出したＧＯＰ数（図２３中、ＣＵＴＧＯＰＣＮＴ）、最後に消去ルートハッシュ情報リスト（図２３中、ＨＡＳＨＬＩＳＴ）を順に記録している（図２３中、ＰＩＡＴ２）。また、図２３中、ＳＩＧＮ２は、これら検証情報に対する抽出者の電子署名を示している。本例では、切り出し動画情報に対する検証情報と、抽出者の電子署名は、ＰＩＡＴ署名情報として一体化して記録するようにしているが、切り出し動画情報に対する検証情報と電子署名を別々に記録・管理する形態もあり得る。
切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報の生成が完了すると、情報抽出サーバ５内の文書管理ＴＢ５２を介して、切り出し動画情報とＰＩＡＴ署名情報をペアにして、文書管理ＤＢ５１に蓄積させる（Ｓ４０１２）。続けて、情報抽出サーバ５は、通信手段５５を介し、署名検証サーバ７に対して、切り出し動画情報、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報の３つの情報を送信する（Ｓ４０１３）。署名検証サーバ７は、通信手段７４を介し、切り出し動画情報、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報の３つの情報を受信し（Ｓ４０１４）、署名検証サーバ７内の文書管理ＴＢ７２を介して、切り出し動画情報、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報の３つの情報を、文書管理ＤＢ７１に蓄積させる（Ｓ４０１５）。
次に、検証者は、抽出者から何らかの伝達手段を通じて、切り出し動画情報の開示通知を受け、開示された切り出し動画情報の確認、および検証を開始する。
検証者は、検証者端末８を用いて、署名検証サーバ７に対し、検証対象の切り出し動画情報の取り出し指示を送信する（Ｓ５００１）。図２４は、検証対象の動画情報、および検証情報の選択画面の一例を示す図である。
この例では、署名検証には、切り出し動画情報と、原動画情報の選択が可能であり、各動画情報の検証が行えるようになっている（図２４中、ＶＥＲＩＦＹＴＹＰＥ）。例えば、切り出し動画情報を選択すると、切り出し動画情報と、署名者のＰＩＡＴ署名情報、ならびに抽出者のＰＩＡＴ署名情報を選択できるようになり、各フィールドの参照ボタン（図２４中、ＧＥＴＳＴＲＥＡＭ）を押下することで選択できる。また、参照ボタンを押下することで、署名検証サーバ７内の文書管理ＤＢ７１に蓄積されている切り出し動画情報を参照・選択できるようになっている。最後に、署名検証ボタン（図２４中、ＶＥＲＩＦＹＲＵＮ）を押下することで、選択した切り出し動画情報の署名検証処理が実行される。
また、本実施の形態では、検証者が署名者のＰＩＡＴ署名情報、ならびに抽出者のＰＩＡＴ署名情報を選択することとしていたが、検証者は、これらＰＩＡＴ署名情報の存在を意識せず、切り出し動画情報のみ選択できる形態を採用することもできる。
例えば、切り出し動画情報の内容を容易に推測・識別可能なタイトルを付与し、検証者には、それらタイトルを集めた一覧を見せ、該一覧から選択させる方法もあり得る。この場合、該一覧中のある動画情報が選択された際、選択された動画情報が、署名検証サーバ７内の文書管理ＤＢ７１に蓄積されている、どの動画像情報なのかを識別するための、例えば、リンク情報等を保持しておく必要がある。
署名検証処理が実行されると、署名検証サーバ７は、検証対象の切り出し動画情報の取り出し指示を受信する（Ｓ５００２）。署名検証サーバ７内の文書管理ＴＢ７２を介して、文書管理ＤＢ７１に蓄積された切り出し動画情報、原動画情報のＰＩＡＴ署名情報、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報の３つの情報を取り出し（Ｓ５００３）、署名検証部７３を介して、ＰＩＡＴ署名情報に付加された電子署名の検証を行う（Ｓ５００４）。電子署名検証に失敗した場合は（Ｓ５００５，Ｎｏ）、切り出し動画情報に何らかの改変が発生したものとして、その旨、検証者に通知される（Ｓ５０９９）。電子署名検証が成功した場合は（Ｓ５００５，Ｙｅｓ）、続けて、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報検証を行う（Ｓ５００６）。
このとき、図２１のようにＧＯＰ３とＧＯＰ４の連続する２つの部分情報の切り出しを行った場合、ＧＯＰ４にはＳＨを付加する必要がなかったため、ＧＯＰ４にＳＨを含まない状態でハッシュ情報を生成すると、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報検証に失敗してしまう。そこで、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報検証時も同様に、ＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形でハッシュ情報を生成する。続けて、抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれる消去ルートハッシュ情報リストと共に原動画情報のルートハッシュ情報を復元し、署名者のＰＩＡＴ署名情報と比較・検証を行う（図２５）。
ＰＩＡＴ署名情報検証に失敗した場合は（Ｓ５００７，Ｎｏ）、なんらかの改変が発生したものとして、その旨、検証者に通知される（Ｓ５０９９）。ＰＩＡＴ署名情報検証が成功した場合は（Ｓ５００７，Ｙｅｓ）、検証者端末８に、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報検証結果が送信される（Ｓ５００８）。検証者端末８に切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名検証結果が受信されると（Ｓ５００９）、検証者端末８に装備された表示装置に切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報検証結果が表示される（Ｓ５０１０）。図２６は、検証者端末８に装備された表示装置に示される署名検証結果の一例を示す図である。検証者は、この検証結果を参照することにより、原動画情報の一部であることの確認に加え、原動画情報のどの部分が切り出されたかを示す切り出し範囲と、その部分が改変されていないことが明示されるため、切り出し動画情報の原本性を確認することが可能である（図２６中、ＶＥＲＩＦＹ１部分）。
更に、署名者、および抽出者の電子署名の確認により、原動画情報は誰が作成したのか、誰が切り出しを行ったのか（切り出し動画情報を作成したのは誰か）を確認可能である（図２６中、ＶＥＲＩＦＹ２部分）。
更に、原動画情報に対する検証も可能である。例えば、図２４中、ＶＥＲＩＦＹＴＹＰＥで、原動画情報を選択すると、原動画情報と、署名者のＰＩＡＴ署名情報を選択できるようになり（抽出者のＰＩＡＴ署名情報の選択は不要）、各フィールドの参照ボタン（図２４中、ＧＥＴＳＴＲＥＡＭ）を押下することで選択できる。また、参照ボタンを押下することで、署名検証サーバ７内の文書管理ＤＢ７１に蓄積されている原動画情報を参照・選択できるようになっている。最後に、署名検証ボタン（図２４中、ＶＥＲＩＦＹＲＵＮ）を押下することで、選択した原動画情報の署名検証処理が実行される。
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態の変形例である。以下、第１の実施の形態にてすでに説明した部分と同様の機能を有する部分には同一符号を付し、説明は割愛する。
第１の実施の形態では、ＰＩＡＴ署名情報のデータ量削減を目的として、ハッシュ情報を二分木で管理する手法を使用する形態で説明したが、各サーバの文書管理ＤＢの記憶容量に余裕がある場合には、ハッシュ情報を二分木で管理する手法を使用せず、特許文献１に記載されているような方式をそのまま適用し、原動画情報に含まれるＧＯＰ単位にハッシュ情報を生成・記録していく形態を採用することもできる。
まず、原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成では、署名生成サーバ３内の署名生成部３３において、以下のような処理が行われる。図２７は、本発明の第２の実施の形態における原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。
具体的に、本実施の形態では、原動画情報を部分情報（ＧＯＰ）で分割し、ＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形でハッシュ情報を生成する。全てのＧＯＰに対するハッシュ情報の生成が完了すると、全ハッシュ情報をひとまとまりにする。このとき、ＧＯＰの時系列性（順序性）を保持するための情報を付加して記録しておくと、事後その証明も可能になる。全ＧＯＰのハッシュ情報の集まりに対して、署名者の電子署名を作成し、全ＧＯＰのハッシュ情報の集まりと電子署名をあわせて、署名者のＰＩＡＴ署名情報とする。
続いて、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成では、情報抽出サーバ５内の署名生成部５３において、以下のような処理が行われる。
図２８は、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。具体的には、原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成同様、原動画情報を部分情報（ＧＯＰ）で分割し、切り出す部分の、ＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形でハッシュ情報を生成する。切り出された部分データに含まれる各ＧＯＰに対するハッシュ情報の生成が完了すると、それらのハッシュ情報をひとまとまりにする。このとき、ＧＯＰの時系列性（順序性）を保持するための情報を付加して記録しておくと、事後その証明も可能になる。次に、切り出し部分のＧＯＰのハッシュ情報の集まりに対して、抽出者の電子署名を作成し、切り出し部分のＧＯＰのハッシュ情報の集まりと電子署名をあわせて、抽出者のＰＩＡＴ署名情報とする。
最後に、署名検証処理では、署名検証サーバ７内の署名検証部７３において、以下のような処理が行われる。図２９は、署名検証サーバ７内の署名検証部７３にて行われる処理について説明するための図である。具体的には、まず署名検証部７３は、ＰＩＡＴ署名情報に付加された電子署名の検証を行う。電子署名検証に失敗した場合は、検証対象であるデータになんらかの改変が発生したものとして、その旨、検証者に通知される。署名検証部７３は、電子署名検証が成功した場合は、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報検証を行う。
このとき、図２１のようにＧＯＰ３とＧＯＰ４の連続する２つの部分情報の切り出しを行った場合、ＧＯＰ４にはＳＨを付加する必要がないため、ＧＯＰ４にＳＨを含まない状態でハッシュ情報が生成されてしまい、切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報検証に失敗してしまうおそれがある。そこで、署名検証部７３（検証用情報生成手段および検証手段に相当）は、切り出し動画情報のＰＩＡＴ署名情報検証時も同様に、ＳＨが付加されていないＧＯＰには直近のＳＨの内容を付与し、ＳＨを含めた形でハッシュ情報を生成する。続いて、このようにして生成されたハッシュ情報と、抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれる切り出し部分のＧＯＰのハッシュ情報とを比較し、両者が同一であるか否かの判定を行う（図２９中、ＶＥＲＩＦＹＡ部分）。更に、署名者のＰＩＡＴ署名情報と、抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれる切り出し部分のＧＯＰのハッシュ情報とを比較して、切り出し動画情報と原動画データの部分データとが同一であるかどうかの判断を行う（図２９中、ＶＥＲＩＦＹＢ部分）。
本実施の形態における上記検証処理では、ＶＥＲＩＦＹＡの検証では、切り出し動画情報からＧＯＰ３、ＧＯＰ４から生成した各ハッシュ情報（ｈ３、ｈ４）と、抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれる、ＧＯＰ３のハッシュ情報（ｈ３）、ＧＯＰ４のハッシュ情報（ｈ４）が一致することに加えて、署名者のＰＩＡＴ署名情報と抽出者のＰＩＡＴ署名情報に含まれる切り出し部分のＧＯＰのハッシュ情報（ｈ３、ｈ４）が一致することを確認することにより、切り出し動画情報（ＧＯＰ３、ＧＯＰ４）が、署名者が生成した原動画情報の一部として切り出されたものであり、且つ改変がないことを証明することが可能となる。
このように上述の各実施の形態では、ハッシュ情報を二分木で管理する形態と、特許文献１に記載の技術を採用し、原動画情報に含まれるＧＯＰ単位にハッシュ情報を生成・記録していく形態の２種類の形態を説明したが、共に動画像情報に対するＰＩＡＴ署名情報の効果を奏することができる。
（第３の実施の形態）
続いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態は、上述の各実施の形態の変形例である。以下、上述の各実施の形態にてすでに説明した部分と同様の機能を有する部分には同一符号を付し、説明は割愛する。
第１および第２の実施形態では、ＰＩＡＴ署名情報は、動画情報とは別に管理していたが、ＰＩＡＴ署名情報を動画情報のヘッダ部分に格納し、動画情報とＰＩＡＴ署名情報を一体化して管理・開示させることもできる。これを第３の実施形態として、以下にその具体的な方法について示す。
まず、原動画情報の署名生成時には、第１の実施形態で説明した方法（直近のＳＨの内容を付与して署名者のＰＩＡＴ署名情報を生成する）に加え、生成された署名者のＰＩＡＴ署名情報を、例えば、原動画情報のヘッダ部分（ＳＨのユーザデータ領域）に格納する。図３０は、その格納方法を示している。
次に切り出し動画情報の生成時には、第１の実施形態で説明した、直近のＳＨの内容を付与して抽出者のＰＩＡＴ署名情報を生成する際、先に格納された署名者のＰＩＡＴ署名情報を除いて付与する。これは、署名者のＰＩＡＴ署名情報を生成する際は、署名者のＰＩＡＴ署名情報がＳＨに格納されていない状態で生成されることによる。図３１は、その生成方法を示している。
切り出し動画情報の生成時には、原動画情報に格納されている署名者のＰＩＡＴ署名情報を含めたＳＨを切り出し動画情報に付与し、更に、生成された抽出者のＰＩＡＴ署名情報を先に付与された切り出し動画情報のヘッダ部分（ＳＨのユーザデータ領域）に格納する。この時、先に格納されている署名者のＰＩＡＴ署名情報を上書きせず、その前後に追加される形態となる。図３２は、その生成・格納方法を示している。開示する際は、署名者のＰＩＡＴ署名情報と抽出者のＰＩＡＴ署名情報が格納された切り出し動画情報ひとつを開示する。
最後に、切り出し動画情報の検証時には、第１の実施形態で説明した、直近のＳＨの内容を付与して原動画情報のルートハッシュ情報を復元する際、切り出し動画情報のヘッダ部分（ＳＨのユーザデータ領域）に格納されている、署名者のＰＩＡＴ署名情報、抽出者のＰＩＡＴ署名情報を除いて付与する。これにより、復元された原動画情報のルートハッシュ情報は、保存されている署名者のＰＩＡＴ署名情報と一致することを確認できる。図３３は、その検証方法を示している。
このように、第３の実施形態では、ＰＩＡＴ署名情報を切り出し動画情報のヘッダ部分（ＳＨのユーザデータ領域）に格納することで、切り出し動画情報ひとつを開示する。つまり、切り出し動画情報と検証に必要なＰＩＡＴ署名情報を一緒に持ち運べるようにするため、管理・開示時には、動画情報とＰＩＡＴ署名情報の対応付けを行う必要がなくなり、更に、原本サーバ等での管理・運用も必要なくなる。これにより、第１および第２の実施形態にて示した、動画情報とは別に管理する形態と比べて、管理、開示、流通コストの削減効果が期待できる。
本発明では、プライバシ保護等のために原動画情報の一部を切り出しても、切り出し動画情報の再生不能を回避しつつ、切り出し箇所（位置）の検出、および切り出し動画情報の原本性検証が可能となる。
また、抽出者は、ＰＩＡＴ署名情報に対する電子署名から明らかとなるため、仮に抽出者が切り出し動画情報に対して何らかの改変・追加等を施した場合でも、その追跡が可能である。
更に、電子署名装置を構成するコンピュータにおいて上述した各ステップを実行させるプログラムを、電子署名プログラムとして提供することができる。上述したプログラムは、コンピュータにより読取り可能な記録媒体に記憶させることによって、電子署名装置を構成するコンピュータに実行させることが可能となる。ここで、上記コンピュータにより読取り可能な記録媒体としては、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体をも含むものである。
このように、電子署名プログラムをコンピュータに実行させることにより、上述した電子署名方法における各ステップが実現される。
本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）コンピュータを、
動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割手段、
前記分割手段によって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段、
前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段、
前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段、
として機能させることを特徴とする電子署名プログラム。
（付記２）前記出力値列生成手段は、
前記分割手段によって得られる各部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記１に記載の電子署名プログラム。
（付記３）前記出力値列生成手段は、
前記分割手段によって得られる部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、前記分割手段による分割前のストリーミングデータにおける該部分データの直近に位置する部分データ内に記録されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記１に記載の電子署名プログラム。
（付記４）コンピュータを、
前記分割手段により前記ストリーミングデータを分割して得られる複数の部分データの内から任意の部分データを抽出するとともに、残余の部分データを削除する抽出手段としてさらに機能させ、
前記二分木生成手段は、
前記ストリーミングデータに関する二分木の中から、前記抽出手段によって削除された部分データとしての削除部分データに関する前記出力値生成手段により生成された出力値のみをリーフとする前記削除部分データに関する二分木を抽出し、当該二分木のルートを示す出力値列を前記抽出手段によって抽出された部分データ列とともに出力する
ことを特徴とする付記１に記載の電子署名プログラム。
（付記５）前記電子署名生成手段は、
前記削除部分データに関する二分木のルートを示す出力値列を用いて、前記抽出手段によって部分データを抽出した抽出者の電子署名を生成する
ことを特徴とする付記４に記載の電子署名プログラム。
（付記６）コンピュータを、
動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成手段、
前記検証用情報生成手段により生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証手段、
として機能させることを特徴とする署名検証プログラム。
（付記７）付記１に記載の電子署名プログラムを記録した前記コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
（付記８）動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割手段と、
前記分割手段によって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段と、
前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段と、
前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段と、
を備えてなることを特徴とする電子署名装置。
（付記９）前記出力値列生成手段は、
前記分割手段によって得られる各部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記８に記載の電子署名装置。
（付記１０）前記出力値列生成手段は、
前記分割手段によって得られる部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、前記分割手段による分割前のストリーミングデータにおける該部分データの直近に位置する部分データ内に記録されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記８に記載の電子署名装置。
（付記１１）前記分割手段により前記ストリーミングデータを分割して得られる複数の部分データの内から任意の部分データを抽出するとともに、残余の部分データを削除する抽出手段をさらに備え、
前記二分木生成手段は、
前記ストリーミングデータに関する二分木の中から、前記抽出手段によって削除された部分データとしての削除部分データに関する前記出力値生成手段により生成された出力値のみをリーフとする前記削除部分データに関する二分木を抽出し、当該二分木のルートを示す出力値列を前記抽出手段によって抽出された部分データ列とともに出力する
ことを特徴とする付記８に記載の電子署名装置。
（付記１２）前記電子署名生成手段は、
前記削除部分データに関する二分木のルートを示す出力値列を用いて、前記抽出手段によって部分データを抽出した抽出者の電子署名を生成する
ことを特徴とする付記１１に記載の電子署名装置。
（付記１３）動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成手段と、
前記検証用情報生成手段により生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証手段と、
を備えることを特徴とする署名検証装置。
（付記１４）動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、それぞれが再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む複数の部分データに分割する分割ステップと、
前記分割ステップによって得られる各部分データに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成ステップと、
前記出力値列生成ステップによって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成ステップと、
前記二分木生成ステップによって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成ステップと、
を有することを特徴とする電子署名方法。
（付記１５）前記出力値列生成ステップは、
前記分割ステップによって得られる各部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報を付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記１４に記載の電子署名方法。
（付記１６）前記出力値列生成ステップは、
前記分割ステップによって得られる部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、前記分割ステップによる分割前のストリーミングデータにおける該部分データの直近に位置する部分データ内に記録されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する
ことを特徴とする付記１４に記載の電子署名方法。
（付記１７）前記分割ステップにより前記ストリーミングデータを分割して得られる複数の部分データの内から任意の部分データを抽出するとともに、残余の部分データを削除する抽出ステップをさらに備え、
前記二分木生成ステップは、
前記ストリーミングデータに関する二分木の中から、前記抽出ステップによって削除された部分データとしての削除部分データに関する前記出力値生成ステップにより生成された出力値のみをリーフとする前記削除部分データに関する二分木を抽出し、当該二分木のルートを示す出力値列を前記抽出ステップによって抽出された部分データ列とともに出力する
ことを特徴とする付記１４に記載の電子署名方法。
（付記１８）前記電子署名生成ステップは、
前記削除部分データに関する二分木のルートを示す出力値列を用いて、前記抽出ステップによって部分データを抽出した抽出者の電子署名を生成する
ことを特徴とする付記１７に記載の電子署名方法。
（付記１９）動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータから抽出された部分データであって、再生可能な最小単位のデータグループを少なくとも１つ含む部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに該部分データの再生に要する情報であるヘッダ情報が付されていない場合に、該部分データにおける該ヘッダ情報が付されていないデータグループの直近に位置するデータグループに付されているヘッダ情報を該部分データに含まれる少なくとも先頭に位置するデータグループに対して付した状態における数値を、一方向性関数に与えることにより、前記部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する検証用情報生成ステップと、
前記検証用情報生成ステップにより生成される出力値列と、所定の署名情報とを比較し、該出力値列の正当性を検証する検証ステップと、
を備えることを特徴とする署名検証方法。
本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成について説明するための図である。 認証機関サーバ２の機能詳細を示す機能ブロック図である。 署名生成サーバ３の機能詳細を示す機能ブロック図である。 情報抽出サーバ５の機能詳細を示す機能ブロック図である。 署名検証サーバ７の機能詳細を示す機能ブロック図である。 送信装置と認証機関サーバ２との間で行われる公開鍵の登録処理について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態における、電子署名付き情報の送受信処理および受信装置の検証処理について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態における、電子署名付き情報の送受信処理および受信装置の検証処理について説明するためのフローチャートである。 ＰＩＡＴのアルゴリズムについて説明するための概略図である。 ＰＩＡＴのアルゴリズムについて説明するための概略図である。 データフォーマットがＭＰＥＧ１であるストリーミングデータを構成する各フレームの、画像タイプとその配列の一例を示す図である。 ＭＰＥＧ１のフレーム構成の一例を示す図である。 本実施の形態のシステムによるＭＰＥＧ１へのＰＩＡＴ適用について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態のシステムによるＭＰＥＧ１へのＰＩＡＴ適用について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態のシステムによるＭＰＥＧ１へのＰＩＡＴ適用について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態のシステムによるＭＰＥＧ１へのＰＩＡＴ適用について説明するためのフローチャートである。 署名生成部３３によるＰＩＡＴ署名情報の生成について説明するための図である。 署名生成部３３によるＰＩＡＴ署名情報の生成について説明するための図である。 署名者のＰＩＡＴ署名情報の内容の一例を示す図である。 抽出者による原動画情報の抽出操作の一例について説明するための図である。 原動画情報からの動画切り出し時のＳＨの取り扱いについて説明するための図である。 消去ルートハッシュ情報リストの生成について説明するための図である。 抽出者のＰＩＡＴ署名情報の内容を示す図である。 検証対象の動画情報、および検証情報の選択画面の一例を示す図である。 原動画情報のルートハッシュ情報の復元について説明するための図である。 検証者端末８に装備された表示装置に示される署名検証結果の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。 切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。 署名検証サーバ７内の署名検証部７３にて行われる処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態における原動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における切り出し動画情報に対するＰＩＡＴ署名情報の生成の様子を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における切り出し動画情報の生成の様子を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における切り出し動画情報に対する署名検証の様子を示す図である。
符号の説明
１ ネットワーク、２ 認証機関サーバ、３ 署名生成サーバ、４ 署名者端末、５ 情報抽出サーバ、６ 抽出者端末、７ 署名検証サーバ、８ 検証者端末、２１ 公開鍵ＤＢ、２２ 証明書発行部、２３ 証明書検証部、２４ 通信手段、３１ 文書管理ＤＢ、３２ 文書管理ＴＢ、３３ 署名生成部、３４ 通信手段、５１ 文書管理ＤＢ、５２ 文書管理ＴＢ、５３ 署名生成部、５４ 署名検証部、５５ 通信手段、７１ 文書管理ＤＢ、７２ 文書管理ＴＢ、７３ 署名検証部、７４ 通信手段、８２１ ＣＰＵ、８２２ メモリ、８３１ ＣＰＵ、８３２ メモリ、８５１ ＣＰＵ、８５２ メモリ、８７１ ＣＰＵ、８７２ メモリ。

Claims (6)

  1. コンピュータを、
    動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、符号化の単位を示すデータグループを少なくとも１つ含み、前記データグループの再生に要するヘッダ情報を先頭のデータグループに含む第１部分データと、前記データグループを少なくとも１つ含み、前記ヘッダ情報を先頭のデータグループに含まない第２部分データとを有する複数の部分データに分割する分割手段、
    前記第２部分データの前記先頭のデータグループに、前記分割手段による分割前のストリーミングデータにおける前記第２部分データの直近に位置する前記第１部分データ内の前記ヘッダ情報を付与し、前記ヘッダ情報を付した状態の前記複数の部分データに基づく数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段、
    前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段、
    前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段、
    として機能させることを特徴とする電子署名プログラム。
  2. コンピュータを、
    前記分割手段により前記ストリーミングデータを分割して得られる複数の部分データの内から任意の部分データを抽出するとともに、残余の部分データを削除する抽出手段としてさらに機能させ、
    前記二分木生成手段は、
    前記ストリーミングデータに関する二分木の中から、前記抽出手段によって削除された部分データとしての削除部分データに関する前記出力値生成手段により生成された出力値のみをリーフとする前記削除部分データに関する二分木を抽出し、当該二分木のルートを示す出力値列を前記抽出手段によって抽出された部分データ列とともに出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子署名プログラム。
  3. 前記電子署名生成手段は、
    前記削除部分データに関する二分木のルートを示す出力値列を用いて、前記抽出手段によって部分データを抽出した抽出者の電子署名を生成する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電子署名プログラム。
  4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の電子署名プログラムを記録した前記コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
  5. 動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、符号化の単位を示すデータグループを少なくとも１つ含み、前記データグループの再生に要するヘッダ情報を先頭のデータグループに含む第１部分データと、前記データグループを少なくとも１つ含み、前記ヘッダ情報を先頭のデータグループに含まない第２部分データとを有する複数の部分データに分割する分割手段と、
    前記第２部分データの前記先頭のデータグループに、前記分割手段による分割前のストリーミングデータにおける前記第２部分データの直近に位置する前記第１部分データ内の前記ヘッダ情報を付与し、前記ヘッダ情報を付した状態の前記複数の部分データに基づく数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成手段と、
    前記出力値列生成手段によって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成手段と、
    前記二分木生成手段によって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成する電子署名生成手段と、
    を備えてなることを特徴とする電子署名装置。
  6. 動画像および音の内の少なくともいずれかに関するストリーミングデータを、符号化の単位を示すデータグループを少なくとも１つ含み、前記データグループの再生に要するヘッダ情報を先頭のデータグループに含む第１部分データと、前記データグループを少なくとも１つ含み、前記ヘッダ情報を先頭のデータグループに含まない第２部分データとを有する複数の部分データに分割する分割ステップと、
    前記第２部分データの前記先頭のデータグループに、前記分割手段による分割前のストリーミングデータにおける前記第２部分データの直近に位置する前記第１部分データ内の前記ヘッダ情報を付与し、前記ヘッダ情報を付した状態の前記複数の部分データに基づく数値を、一方向性関数に与えることにより、前記複数の部分データに関する前記一方向性関数の出力値列を生成する出力値列生成ステップと、
    前記出力値列生成ステップによって生成される出力値列のみをリーフとする前記ストリーミングデータに関する二分木を生成する二分木生成ステップと、
    前記二分木生成ステップによって生成される二分木のルートを示す出力値を用いて、前記ストリーミングデータに対する署名者の電子署名を生成し、前記出力値と前記電子署名とを記憶部に蓄積する電子署名生成ステップと
    をコンピュータが実行することを特徴とする電子署名方法。
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