JP4638990B2 - 暗号鍵情報の安全な配布と保護 - Google Patents

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Description

【0001】
(発明の技術分野)
本発明は応用暗号に一般的に関係し、特に暗号鍵情報の安全な(secure)配布と保護の方法とシステムに関係する。
【0002】
(発明の背景)
公開鍵暗号とも呼ばれる非対称暗号は、2つの型式の鍵、公開鍵と秘密鍵を利用する。非対称暗号能力を有する各通信単位は1対のリンクされてはいるが分離された鍵、公開鍵と秘密鍵を常に有する。鍵の一方により暗号化された情報は鍵対の他方によってのみ復号化可能である。公開鍵は通常一般的使用のため公開される。しかしながら、秘密鍵は隠され、多分所属する人間を除いては誰にも知らされない。
【0003】
一般に、非対称暗号は図1A−Bに図示するように、2つの方法で使用される:
【0004】
秘密のメッセージを送信する(図1A):メッセージまたは文書が公開鍵により暗号化されている場合、これは秘密鍵によってのみ復号可能である。送信者は意図した受信者のみがメッセージを復号可能であることを保証される。従ってメッセージは秘密である。
【0005】
メッセージに署名する(図1B):メッセージまたは文書が秘密鍵により暗号化されている場合、これは公開鍵によってのみ復号可能である。受信者はこれが実際にメッセージを送信したと主張することを確認可能である。従って、秘密鍵はディジタル署名として振る舞う。一般に、一方向メッセージ・ダイジェスト・アルゴリズムがメッセージに適用され、次いでダイジェストが暗号化されて原始メッセージと共に送信される。受信側では、対応する公開鍵により暗号化ダイジェストが復号され、ダイジェスト・アルゴリズムが原始メッセージに適用されて結果を比較し本物であることを検証する。
【0006】
非対称暗号は、任意の人間がメッセージまたは文書を暗号化し、事前の交換または協定なしにこれを他の人間に送信することを可能とする。
【0007】
しかしながら、他の人間、商人または相手の公開鍵が本物であるとある人間、仕事の相手または商人が確信できるか?だれかがメッセージを忘れまたメッセージを開く公開鍵を忘れた場合、どうなるか?この問題は認証局の使用により一般的に解決される。信頼された組織である認証局(CA)は、人間の信任状を検証し、いわゆるディジタル認証を発行することによりこれらの信任状に対する認定の「スタンプ」を与える。以後単に認証と呼ぶディジタル認証は、使用者の本人であることを検証し、ある種の公開鍵がある個人に属することを認証する。通常、認証は、認定した個人に関する情報の組、この個人の公開鍵、そして多分認証の発行者に関する情報の組を含む。一般に、メッセージ・ダイジェスト・アルゴリズムがこの情報に適用され、次いでダイジェストはCAの秘密鍵により暗号化される。より一般的な意味では、認証は、公開鍵と、公開鍵が与えられる個人に関する情報との容器として見ることが可能である。次いで容器は信頼されたCAのディジタル署名により署名される。
【0008】
認証の受信者は次いでCAの公開鍵を使用することによりディジタル署名を復号し、メッセージ・ダイジェスト・アルゴリズムを原始認証に適用して結果を比較し、認証が本物であることを検証する。これは勿論CAが本当に信頼されていることを仮定している。米国では、信頼組織の階層が形成されつつあり、ここでは私的な及び地方組織が全国CAにより認定される。
【0009】
ディジタル署名と共に非対称暗号方式は電子コマース、オンライン業務取引及びサーバーへの安全なログインに非常に適しており、ディジタル・ネットワークを介した安全で柔軟な通信の重要な要素として多数の人に認識されている。
【0010】
このような非対称または公開鍵暗号は当該技術において公知であり、最初既に1970年代中期にディフィエとヘルマンにより開発され、以後リヴェスト、シャミール及びエーデルマンにより開発された効果的で使用可能なRSAシステムに変わっていった。
【0011】
問題の分野は、秘密鍵のような暗号鍵情報の異なるシステムと装置への配布と装置中の鍵の記憶である。各個人は、携帯電話、パーソナルコンピュータ及びパーソナル・ディジタル・アシスタントのようないくつかの通信装置を有する。便利性と柔軟性から、個人が通信する装置とは独立に、個人が同じ秘密鍵と同じ認証を使用可能であることが望ましい。1つ以上の分散した装置に秘密鍵を安全に配布しこれを安全な方法で保管することが可能であるか?
【0012】
通常、鍵と共に暗号アルゴリズムが各通信装置のソフトウェアとして記憶される。しかしながら、この方法の主な欠点は、通常のPCまたは同等の物にデータを記憶するために設けられたもの以外に重要な情報をソフトウェアに記憶する安全な方法がない点である。これは、鍵所有者以外の人間により秘密鍵がかなり容易に不法にアクセスされることを意味する。さらに、鍵を他の装置へ配布する簡単で安全な方法がない。
【0013】
例えば米国特許第5,563,950号に記載されるように、時折、開封防止ハードウェア・モジュールと呼ばれる保護回路を使用して秘密鍵を安全化できる。保護回路は物理的論理的にカプセル化された回路である。例えば、保護回路は、限定されたインターフェースを有し、消去不能な重要情報を記憶する消去不能な論理と持続性メモリを備えたカプセル化された集積回路の形式を取りうる。不可欠な特徴は、少なくとも論理のサブセットと記憶情報が回路の外側から利用不能であるまたは不可視であることである。少なくとも暗号エンジンと秘密鍵を前記ハードウェアにカプセル化することにより、外側から鍵を読み出し不能となる。個人はこの回路と中にカプセル化された秘密鍵を暗号化に使用する。カプセル化された全システムは情報を受信しこれを鍵により暗号化し、または暗号化情報を受信しこれを鍵により復号する。しかしながら、この方法は柔軟性に欠ける。いくつかの通信装置を有する個人は同じ数の認証と秘密鍵を保持する必要がある。さらに、秘密鍵を新たな鍵に置換えなければならない場合(定期的に秘密鍵を置換えることが強く推奨されている)、全装置を変更しなければならない。
【0014】
さらに既知の他の解決法は、秘密鍵を備えた開封防止のスマートカードを使用することである。これは、各装置がカード読取器を備えなければならないことを意味する。スマートカードは多数の利点を提供するが、スマートカード自体も非常に不便である。非対称暗号を必要とする度に、スマートカードをカード読取器に挿入しなければならない。さらに、他のカード、例えば通常のクレジットカードを、暗号化を必要とする取引に使用しようとする場合、さらに他のカード読取器が必要である。他のカード読取器の必要性は勿論制限であり、これ以外の場合に可能なものより重く大きくより高価な通信装置を必要とする。ますます小さな装置に向かっている携帯電話、パーソナル・ディジタル・アシスタント及びパーソナルコンピュータでは、カード読取器の必要性は問題である。
【0015】
本発明は従来技術のこれらの及びその他の欠点を克服する。
【0016】
(関連技術)
米国特許第5,517,567号はマスタ装置から遠隔装置への通信鍵の配布に関係し、第1及び第2秘密数、乱数、及び秘密数と乱数から発生された第1及び第2中間数とを使用する。第2中間数は鍵と組合されて、マスタ装置から遠隔装置へ乱数と共に送信される送信数を発生する。遠隔装置は、乱数、送信数及び第1、第2の秘密数を使用することにより鍵を再生可能である。マスタ及び遠隔装置の各々は、乱数と第1秘密数との排他ORを取って第1中間数を発生するXOR回路と共に、第2秘密数により第1中間数を暗号化して第2中間数を発生する従来のDES(対称)暗号装置を含む。
【0017】
米国特許第5,825,300号は認証局(CA)とそのドメイン内の実体(entity)との間での鍵と認証材の保護された配布の方法に関係する。最初に、CAは人間の配達人または安全な郵便のような第1の安全媒体を介して実体へ、パスワードを含む鍵材料を送信する。受信実体は鍵材料を使用して公開及び秘密鍵対を発生し、鍵材料を使用することによりCAへの認証の要求を発生し保護する。第2の安全な媒体を介して要求がCAに送信され、CAは、公開鍵と要求実体のアドレスを要求することにより要求実体の身分を証明する。要求実体は鍵材料を使用することによりその公開鍵とアドレスのCAへの伝送を保護する。要求実体の身分が確認されると、CAは認証を発行し、公開使用のためCAに公開鍵を記録する。
【0018】
米国特許第5,781,723号は計算装置へ携帯情報装置を自己識別するシステムと方法に関係する。携帯情報装置の型式を指示する装置クラスタグが装置に永久的に埋め込まれる。携帯情報装置と認証局(CA)の計算装置との間で通信が確立すると、携帯情報装置は、装置クラスタグを含む数学演算の結果を含む認証要求を計算装置へ送信する。装置クラスタグが携帯情報装置から露出されないよう、数学演算は結果から装置クラスタグを計算的に演繹困難または不可能とする。計算装置はメッセージのタグ関連部分を使用して携帯情報装置の型式を識別し、携帯情報装置の識別と型式を確認する認証を発行する。以後の取引の間、認証は自己識別用に携帯情報装置により使用可能である。
【0019】
(発明の要約)
本発明の一般的目的は、配布装置から受信装置へ秘密鍵のような暗号鍵情報の安全な配布と共に、その中の秘密鍵の安全な保護を提供する。
【0020】
特に、本発明の目的は、暗号鍵情報の保護された配布の鍵配布システムと方法を提供することである。
【0021】
本発明のさらに他の目的は秘密鍵の置換えを容易にすることである。
【0022】
これらの及びその他の目的は添付の特許請求の範囲に定める本発明によりかなえられる。
【0023】
本発明は、保護回路にユニークな原始秘密鍵を保持する保護回路を配布装置と受信装置の各々に提供することを基にしている。受信装置の保護回路は保護回路の型式を基にした情報を保持する認証と関係している。配布装置の保護回路は受信装置の認証を要求し、配布装置の保護回路に記憶された、信頼されたCAの公開鍵を使用することにより本物であることを検証する。次いで、配布装置の保護回路は、認証の型式情報を基に、受信装置の保護回路が配布すべき暗号化鍵情報を保護するために容認できる回路の型式を表しているかどうかを決定する。
【0024】
当然、暗号鍵情報は受信装置の保護回路の公開鍵によって暗号化され、暗号化された暗号鍵情報は受信装置の保護回路の秘密鍵によって復号される。
【0025】
さらに、受信装置の保護回路は、暗号鍵情報を配布した装置から証明された消去要求を受信した場合、受信し中に保護された暗号鍵情報(K)を消去するよう設定されることが望ましい。このようにして、カプセル化された鍵は証明された消去要求時に装置の所有者により破壊可能であり、同一の個人によりまたは新たな所有者により上記配布方式を繰返すことにより新たな鍵がインストール可能である。従来技術のように全装置を変更する代わりに、鍵は効率的な方法で安全に置換え可能である。
【0026】
本発明は以下の利点を提供する:
− 暗号鍵情報は転送時に保護され、1つ以上の受信装置に配布され安全に保護される;
− カプセル化鍵は装置の所有者により破壊可能であり、新たな鍵により置換え可能である。
本発明により提供されるその他の利点は本発明の実施例の以下の説明を読むことにより明らかとなる。
【0027】
(発明の実施例の詳細な説明)
図面を通して、同一の参照文字は対応するまたは同様の要素に使用される。
【0028】
図2は本発明による鍵配布システムの直接関係部分の概略図である。システムは、配布装置1と通信リンク3により相互接続された受信装置2とを基本的に含む。
【0029】
配布装置1は、持続性メモリ11、暗号エンジン12及び論理部13が含まれる保護回路10を含む。保護回路10は限定されたインターフェースを有するカプセル化された集積回路の形式を取ることが望ましい。これは、持続性メモリ11、暗号エンジン及び論理部13は物理的にかつ論理的にカプセル化され、従って保護回路10内に記憶され及び/または処理される情報の高度の保護を与えることを意味する。メモリ11は、保護回路10に有な第1秘密鍵と、受信装置2に配布されるべき暗号鍵情報Kを保持する。
【0030】
保護回路10の持続性メモリ11に記憶された暗号鍵情報Kは、個人の秘密鍵と多分追加情報を共に含むのが一般的である。暗号鍵情報Kが秘密鍵の形式である時、秘密鍵と関係する認証Cは通常メモリ11に鍵と共に記憶される。
【0031】
保護回路10は認証CERT 1と関係することが望ましく、この認証は回路の公開鍵、回路の識別と型式のような回路の情報、及び多分認証の発行者の情報を保持する。認証は発行認証局により一般的に署名され、それゆえ認証は保護回路に記憶される必要はないが、保護回路10の外側に設けた追加メモリに記憶してもよい。しかしながら、利便性のため、認証CERT 1は持続性メモリ11に記憶されることが望ましい。
【0032】
さらに、認証CERT 1を発行するCAまたは多分より中央のCAのような、信頼されたCAの公開鍵を保護回路10に記憶する必要がある。このようなCAの公開鍵を、直接的にまたは段階的に、その他の回路の認証の検証用に使用する。要求した認証は認証の発行者の何らかの情報を保持するものと想定する。
【0033】
前者の場合、多数の異なるCAの公開鍵を記憶してその他の回路の認証の検証を容易にすることも可能である。
【0034】
後者の場合、保護回路10に記憶した公開鍵を使用してCAの階層で他のCAの公開鍵を連続的に演繹する。例えば、信頼されたCAの中央サーバーで連続演繹を実行する。中央サーバーで処理した後、署名メッセージが信頼されたCAにより配布装置1へ送信されて、他のCAが信頼されたCAの階層に属するかどうかを知らせ、対応する公開鍵も署名メッセージで送信される。
【0035】
または、発行CAの名前のみの代わりに、要求した認証を発行したCAの公開鍵と共に要求した認証が送信される場合、保護回路10に記憶された公開鍵を単に使用してCAが信頼されているかまたは信頼されたCAの階層に属しているかを検証する。要求した認証の発行者の公開鍵を次いで使用して要求された認証が本物であることを検証する。
【0036】
同様に、受信装置2は、持続性メモリ21、暗号エンジン22及び論理部23を含む保護回路20を含む。持続性メモリ21は保護回路20にユニークな第2秘密鍵を保持する。保護回路10と同様に、保護回路20は、保護回路内に記憶された及び/または処理された情報の高度な保護を提供する。保護回路20は認証CERT 2と関係し、これは回路の公開鍵、回路の識別(一連番号)及び型式のような回路の情報、及び多分認証の発行者の情報を保持する。必ずしも必要ではないが、認証CERT 2も不変メモリ21に記憶することが望ましい。さらに、保護回路20は他の回路の認証の検証用に信頼されたCAの公開鍵も保持することが望ましい。
【0037】
明確に図示してはいないが、装置1、2はその他の処理機能、共通メモリ、データの入出力用の従来のインターフェース及びこれらの装置の補助機能に必要な場合にはユーザー・インターフェースを含んでもよい。
【0038】
配布及び受信装置1、2の例は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、パーソナル・ディジタル・アシスタント、パームトップ、スマートカード、鍵発生器、セットトップボックス、さらに車やバイクのような車両の装置である。
【0039】
通信リンク3の例は、配布及び受信装置1、2の特性に応じて、従来の通信バス、無線リンク、赤外線リンク、ブルートゥースのような無線LAN、いわゆるインターネットのような公衆網を介したリンク、またはその組合せである。
【0040】
動作時に、配布装置1は、通信インターフェース15、通信リンク3及び通信インターフェース25を介して受信装置2へ保護論理部13から望ましくは認証要求を送信することにより、受信装置2の保護回路20の認証を要求する。受信装置2は、通信インターフェース25、通信リンク3及び通信インターフェース15を介して配布装置1へ認証CERT 2を送信することにより応答する。配布装置1と受信装置2は通信用に共通のプロトコルを使用するものと想定されている。送信された認証CERT 2は次いで通信インターフェース15から保護論理部13へ転送され、この論理部が認証を評価する。
【0041】
要求した認証CERT 2は暗号化と記録用に配布装置1の持続性メモリ11または共通メモリに記憶されるのが望ましい。
【0042】
認証要求は配布装置1のどこでも開始可能であるが、要求した認証は保護された評価のために保護回路10の論理部13へ結局転送されることを理解すべきである。
【0043】
論理部13と23はプログラム可能論理として実装されることが望ましい。
【0044】
最初に、保護論理部13は要求した認証CERT 2が本物であることを検証しなければならない。これは、保護回路10の持続性メモリ11に記憶された、信頼されたCAの公開鍵を使用することにより処理される。要求した認証が保護回路10を認証したものと同じCAにより発行された場合、検証は非常に直裁的であり、認証はCAの公開鍵を使用することにより本物とされる。しかしながら、要求した認証がCAの共通階層に所属する他のCAにより発行される場合、保護回路10に記憶された公開CA鍵を連続処理で使用して、適切なCAの公開鍵を演繹しなければならない。以後、演繹した公開鍵を従来の方法で使用して認証が本物であるものと検証可能である。
【0045】
または、要求した認証CERT 2が認証の発行者の公開鍵と共に送信される場合、保護回路10に記憶された公開鍵を単純に使用して認証CERT 2の発行者が信頼されているまたは信頼されたCAの階層に所属していることを検証してもよい。認証CERT 2の発行者の公開鍵を次いで使用して要求された認証が本物であることを検証できる。
【0046】
要求した認証CERT 2が本物であると検証された場合、要求した認証CERT 2の型式情報に基づいて、保護論理部13は、保護回路20は暗号鍵情報Kを保護するために容認可能な回路の型式を表しているかどうかを決定する。
【0047】
配布装置1は、暗号鍵情報を配布する前に、受信装置2が暗号鍵情報を安全な方法で処理可能であるかどうかを知る必要がある。一般に、重要情報の異なる保護程度の異なる型式の装置がある。まず最初に、保護回路なしの装置が来る。通常、このような装置は容認可能ではない。次いで、保護回路の入出力インターフェースに関連した異なる制限を有する異なる安全レベルで動作する保護回路の異なる型式の装置がある。
【0048】
多数の所定型式の鍵受信回路が保護論理部13により容認され、回路の容認型式に関する情報は、要求した認証の型式情報との比較用に論理部13によりアクセス可能な表に保持されることが望ましい。1例として、型式A回路と型式B回路が容認され、型式A回路は第1の所定基準に従ってカプセル化された保護回路であり、型式B回路は第2の所定基準に従ってカプセル化された保護回路であるものとする。さらに、型式A回路は保護回路内に厳密に配布された鍵を保持し、一方型式B回路は、最初に鍵を配布した装置からの証明された指令に応答して型式A回路へ鍵を配布可能であるものとする。従って、受信装置の保護回路の要求した認証CERT 2の型式情報が型式Aまたは型式Bに整合する場合、回路は容認される。しかしながら、例えば、受信装置の保護回路が型式Aまたは型式Bに指定されたもの以外の基準に従ってカプセル化されたものである場合、回路は容認されない。同様に、鍵を無条件で他の装置へ配布可能である回路型式も容認されない。
【0049】
受信装置の保護回路に対する共通要件は、暗号鍵情報が保護回路内に厳格に保持されることである。従って、受信装置に配布された暗号鍵情報Kは通常別の装置へ配布不能である。または、受信装置の保護回路は、非常に厳格な条件下でのみ別の装置へ暗号鍵情報を配布することが許される。
【0050】
従って、各配布装置に対して、保護論理は、暗号鍵情報を配布すべき回路が多数の所定の属性を有するものまたは秘密鍵の保護に関して多数の所定の規則に従うものであることを確認しなければならない。
【0051】
さらに、受信装置2の保護回路20に終了期日を設けることが有利であることが分かった。同期クロックなしで有効期日を評価するために、配布すべき秘密鍵Kと関係する認証Cの作成日時を終了日時と比較する。作成日時が終了日時後にある場合、受信装置の保護回路20は期限切れと認められ、鍵配布過程は終了する。
【0052】
受信装置2の保護回路20が容認可能であるものと決定された場合、暗号化エンジン12は受信装置の保護回路20の公開鍵により暗号鍵情報を暗号化する。公開鍵は配布装置1に記憶した認証CERT 2から得られる。暗号化後、暗号化された暗号鍵情報Kが暗号エンジン12から通信インターフェース15に転送され、受信装置2の通信インターフェース25へリンク3を介して送信される。受信装置2では、暗号化された暗号鍵情報Kが通信インターフェース25から暗号エンジン22に転送され、ここで保護回路20の秘密鍵により復号される。復号された暗号鍵情報Kは次いで保護回路20の不変メモリ21に記憶される用意が出来る。
【0053】
このようにして、暗号鍵情報Kは転送時に保護され受信装置2の保護回路に安全に保護される。受信装置の埋め込み保護暗号化システムは、これから情報の安全な転送を必要とする任意のアプリケーションにより使用可能である。
【0054】
暗号エンジン12と22の各々は例えばRSA型式の非対称暗号装置を含むことを理解すべきである。
【0055】
暗号鍵情報Kが秘密鍵の形式である場合、この秘密鍵と関係する認証は通常受信装置2の保護回路20に転送される。
【0056】
さらに安全性を高めるため、PINコードまたはディジタル指紋のような生物的コードがキー配布処理を開始するために必要とされる。さらに安全性を得るために、受信側のPINコードまたは生物学的コードを配布側により要求して検査してもよい。このようなコードは保護回路に記憶されることが望ましい。
【0057】
鍵が結果的に配布されると、鍵番号はどの鍵が配布されたかを指示し、保護回路10のメモリ11に記憶された認証CERT 2はどの回路に鍵が配布されたかを指示する。
【0058】
さらに他の安全性手段として2方向暗号を使用することが望ましい。これは、保護回路20の公開鍵により暗号化された暗号鍵情報Kも保護回路10の秘密鍵により「署名される」ことを意味する。暗号化された暗号鍵情報Kは次いで保護回路10の公開鍵と共に保護回路20の秘密鍵によって2方向復号される。しかしながら、これは、保護装置20が保護回路10の認証CERT 1を要求し、また保護回路20に記憶された公開CA鍵が保護回路の10の、認証CERT 1とその中に含まれる公開鍵の本物であることの検証に使用されることを必要とする。
【0059】
保護回路の認証CERT 1は、回路10が所定の方法で暗号化された暗号鍵情報Kを、所定の型式の保護回路を備えた受信装置に配布することを認可された型式のものであることを認証し、保護回路20の認証CERT 2は回路20が保護回路10により容認された型式のものであることを認証する。
【0060】
通常、第1保護回路10の要求された認証CERT 1は保護回路20の持続性メモリ21に記憶される。従って、受信装置2は、多分配布された秘密鍵と関係する鍵番号と共に、配布装置1の保護回路10の公開鍵と保護装置10の同一性と型式に関する情報を一般的に保持する。
【0061】
第1保護回路10の認証CERT 1が第2保護回路20に記憶された2方向暗号の場合、受信装置2の保護回路20は、最初に暗号鍵情報を配布した装置と同じ装置から消去要求を受信した場合に、受信し中に保護された暗号鍵情報Kを消去するよう設定されていてもよい。消去要求の本物であることの証明を可能とするため、配布装置1の保護回路10は要求に署名し、次いで受信装置2にこれを送信する。消去要求の本物であることの証明は、記憶した認証CERT 1に含まれる公開鍵を使用することにより保護論理部23で評価される。消去要求が本物であるものと検証可能である場合に、暗号鍵情報Kはメモリ21から消去される。このようにして、カプセル化鍵は本物と証明された消去要求に応答して装置の所有者により破壊可能であり、同じ個人によりまたは新たな所有者により上記の配布処理を繰返すことにより新たな鍵をインストール可能である。従来技術のように全装置を変更する代わりに、効率的な方法で鍵を安全に置換え可能である。
【0062】
暗号鍵情報Kは通常秘密鍵を含むが、別の方式は受信装置2の保護回路20に従来の鍵発生器(図示せず)を設け、受信装置に上記と同じ方法で保護された秘密鍵のパラメータ表示を転送することである。パラメータ表示は以後秘密鍵を発生する鍵発生器に転送される。
【0063】
さらに別の方式は対称暗号の使用を含む。この場合、配布された暗号鍵情報Kは対称暗号鍵を含み、暗号エンジン12と22の各々は、例えばDES型式の対称暗号装置(図示せず)をさらに含む。保護回路10から保護回路20へ配布されここに記憶された対称暗号鍵は、受信装置に配布されるべき秘密鍵を暗号化するため以後使用される。暗号エンジン12のDES型式装置の対称鍵によりいったん暗号化されると、秘密鍵は受信装置2に送信され、以前に配布された対称鍵の使用により暗号エンジン22のDES型式装置で復号される。復号された秘密鍵は保護回路20のメモリ21に以後記憶される。対称鍵は配布装置の保護回路に予め記憶されるべきではなく、セッション毎に発生されることを理解すべきである。
【0064】
本発明をより良く理解するため、図3を参照して鍵配布システムの特定例を以下に説明する。
【0065】
図3は、本発明による鍵配布装置と多数の相互接続された鍵受信装置とを有するシステムの特定の例を図示する概略図である。本システムはパーソナルコンピュータ30または同等の物、スマートカード40、携帯電話50及びパーソナル・アシスタント60を基本的に含む。パーソナルコンピュータ(PC)30は中央処理装置(CPU)32、ディスプレイ34、キーボード36及びスマートカード40をインターフェースするカード読取装置38を有する従来のパーソナルコンピュータ・システムである。本発明によると、スマートカード40は上述した保護回路10を備え、PC30、携帯電話50、及びPDA60の各々は図2と関連して上述したような保護回路20を備える。保護回路10は、回路に有な秘密鍵、信頼されたCAの公開鍵、と共にPC30、携帯50及びPDA60の少なくとも1つに配布されるべき秘密鍵Kを保持する。各装置の保護回路20は回路に有な秘密鍵を保持し、配布すべき秘密鍵Kを保護するため、保護回路10の論理部により決定されるような、容認可能である型式のものである。
【0066】
既述のように、秘密鍵Kはスマートカード40にカプセル化されているものとする。リンクが間に設定されている限り、スマートカードは任意の装置と通信可能である。動作時に、スマートカード40はPCシステム30のカード読取器38に挿入され、PCの通信バスを使用して所要の通信が実行される。いったん、PC30の保護回路20が容認されると、秘密鍵Kは保護回路10で暗号化され、カード読取器38とPCの通信バスを介してPC30の保護回路20へ転送される。転送された鍵Kは次いで保護回路20で復号され記憶される。携帯電話50とPDA60は無線LAN技術(赤外線または無線)によりPC30に接続されるのが望ましい。このことは、PC30、携帯50及びPDA60が無線LAN内の接続を確立するため標準のブルートゥース回路が望ましい、回路を全て備えていることを意味する。カード読取器38、PCシステム30の通信バスとPC30かつ携帯50とPDA60のLAN回路とを使用して、秘密鍵KはPCシステム30を介してスマートカード40から携帯50及び/またはPDA60に配布される。
【0067】
秘密鍵Kは暗号化されているため、鍵配布装置(スマートカード40)と鍵受信装置(PC30、携帯50、PDA60)との間に任意の従来の通信リンクを使用可能である。
【0068】
スマートカード40にカプセル化された秘密鍵Kは、図2と関連して既述したものと同じ処理により鍵発生器(図示せず)によりスマートカード40へ転送可能である。従って、鍵配布処理はいくつかの段階で再起的に繰返され、第1段階で鍵受信役割を有する装置は、ある環境下では次の段階で鍵配布役割を引き受ける。
【0069】
図4は本発明による暗号鍵情報の保護された配布の方法の概略流れ図である。暗号鍵情報Kは配布側から受信側へ配布される。配布側は、秘密鍵1、公開鍵1、認証CERT 1及び信頼されたCAの公開鍵を備える保護回路を有する。受信側は、秘密鍵2、公開鍵2、認証CERT 2、及び信頼されたCA(配布側とは必ずしも同じCAである必要はない)の公開鍵を備えた保護回路を有する。段階101で、配布側は受信側の保護回路の認証CERT 2を要求する。受信側は段階201で要求に応じてその保護回路の認証CERT 2を送信する。段階102と103で、配布側は本物であることを検証し、要求した認証CERT 2に含まれる回路型式の情報を基に受信側の保護回路が暗号鍵情報を保護するために容認可能である型式のものであるかどうかを決定する。容認可能でない場合、暗号鍵情報Kは段階104で少なくとも受信側の保護回路の公開鍵2により暗号化される。段階105で、暗号化された鍵情報Kは受信側に送信される。受信側では、暗号化鍵情報Kは、段階202で少なくとも受信側の保護回路の秘密鍵2により復号される。最後に、段階203で、復号された暗号鍵情報Kが受信側の保護回路に記憶される。
【0070】
上述した実施例は単に一例として与えられ、本発明はこれに限定されないことを理解すべきである。本明細書で開示し特許請求した基本的な根本原理を保持するさらなる修正、変更及び改良は本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
本発明は、その別の目的と利点と共に、添付図面と共に行われる以下の説明を参照することにより最も良く理解できる。
【図1A】 秘密メッセージを送信する原理を図示する概略図。
【図1B】 署名メッセージを送信する原理を図示する概略図。
【図2】 本発明による鍵配布システムの直接関連部分の概略図。
【図3】 本発明による、鍵配布装置と多数の相互接続鍵受信装置とを有するシステムの特定例を図示する概略図。
【図4】 本発明による暗号鍵情報の保護された配布の方法の概略流れ図。

Claims (22)

  1. 通信リンク(3)により相互接続された配布装置(1)と受信装置(2)とを含む鍵配布システムにおいて、前記配布装置(1)は前記受信装置(2)へ配布すべき暗号鍵情報(K)を有し、
    前記配布装置(1)は信頼された認証局の公開鍵を保持する第1保護回路(10)を含み、
    前記受信装置(2)は第2保護回路(20)を含み、前記第2保護回路は、前記第2保護回路に有な原始秘密鍵(PRIVATE KEY 2)を保持、前記第2保護回路は前記第2保護回路(20)の型式に関する情報を含む認証(CERT 2)と関係しており、
    前記第1保護回路(10)は、
    − 前記第2保護回路の認証(CERT 2)を要求する手段と、
    − 前記認証局の公開鍵により、要求した認証(CERT 2)が本物であるかどうかを決定する手段(13)と、
    − 前記認証(CERT 2)が本物であると決定された場合に、前記第2保護回路(20)が前記暗号鍵情報(K)を保護するために容認可能である回路の多数の所定型式の内の1つを表しているかどうかを、前記認証(CERT 2)の型式情報を基に決定する手段(13)と、
    − 前記第2保護回路が容認可能であるものと決定された場合に前記暗号鍵情報(K)を暗号化する手段(12)と、
    − 前記通信リンク(3)を介して前記第2保護回路(20)へ前記暗号化された暗号鍵情報(K)を送信する手段(15)と、を含み、
    前記第2保護回路(20)は、
    − 前記暗号化された暗号鍵情報(K)を復号する手段(22)と、
    − 前記暗号鍵情報(K)を記憶する手段(21)と、を含む、
    通信リンク(3)により相互接続された配布装置(1)と受信装置(2)とを含む鍵配布システム。
  2. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記暗号手段(12)は前記第2保護回路(20)の要求した認証(CERT 2)に含まれる公開鍵により前記暗号鍵情報(K)を暗号化し、前記復号装置(22)は前記第2保護回路(20)の秘密鍵(PRIVATE KEY 2)により前記暗号化された暗号鍵情報(K)を復号する鍵配布システム。
  3. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記第1保護回路(10)は前記第1保護回路に有な原始秘密鍵(PRIVATE KEY 1)を保持し、前記第1保護回路(10)の公開鍵を含む認証(CERT 1)と関係し、
    前記第2保護回路(20)は前記第1保護回路(10)の認証(CERT 1)を要求する手段を含み、要求した認証(CERT 1)が本物であることを検証するため信頼された認証局の公開鍵をさらに保持し、
    前記暗号装置(12)は、前記第2保護回路(20)の要求した認証(CERT 2)に含まれる公開鍵と前記第1保護回路(10)の秘密鍵(PRIVATE KEY 1)とにより前記暗号鍵情報(K)を2方向暗号化し、
    前記復号装置(22)は、前記第1保護回路(10)の要求した認証(CERT 1)に含まれる公開鍵と前記第2保護回路(20)の秘密鍵(PRIVATE KEY 2)とにより前記暗号化された暗号鍵情報(K)を2方向復号する、
    鍵配布システム。
  4. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記暗号鍵情報(K)は秘密鍵またはこれを表すものを含む鍵配布システム。
  5. 請求項4記載の鍵配布システムにおいて、前記秘密鍵と関係する認証(C)は前記配布装置(1)から前記受信装置(2)へ転送される鍵配布システム。
  6. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、回路の前記容認可能な型式の各々は多数の所定規則に従って前記暗号鍵を処理する鍵配布システム。
  7. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、回路の容認可能な型式は保護回路内に前記暗号鍵情報(K)を保持する鍵配布システム。
  8. 請求項7記載の鍵配布システムにおいて、回路の容認可能な型式は、暗号鍵情報を配布した装置から消去要求を受信した場合に、記憶した暗号鍵情報(K)をさらに消去する鍵配布システム。
  9. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、
    前記暗号鍵情報(K)は対称鍵を含み、前記第1保護回路(10)は、
    − 前記対称鍵により秘密鍵を暗号化する手段(12)と、
    − 前記第2保護回路(20)へ前記対称的に暗号化された秘密鍵を送信する手段(15)と、を含み、
    前記第2保護回路(20)は、
    − 前記対称鍵により前記対称的に暗号化された秘密鍵を復号する手段(22)と、
    − 前記秘密鍵を記憶する手段(21)と、を含む、
    鍵配布システム。
  10. 請求項3記載の鍵配布システムにおいて、前記第2保護回路(20)は、
    認証が本物であるものと検証された場合に前記第1保護回路の認証(CERT 1)を記憶する手段(21)と、
    第1保護回路(10)の秘密鍵(PRIVATE KEY 1)により署名された消去要求に応答して、記憶された暗号鍵情報(K)を消去する手段であって、前記消去要求は記憶された認証(CERT 1)に含まれる公開鍵により本物とされる前記消去する手段と、
    を含む鍵配布システム。
  11. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記第1保護回路(10)は、非対称暗号用のエンジン(12)と、配布すべき暗号鍵情報(K)、前記信頼された認証局の公開鍵と共に、前記第1保護回路(10)にユニークな原始秘密鍵(PRIVATE KEY 1)を記憶する持続性メモリ(11)とを有する鍵配布システム。
  12. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記第2保護回路(20)は、非対称暗号用のエンジン(22)と、前記第2保護回路の秘密鍵(PRIVATE KEY 2)、受信した暗号鍵情報(K)と共に、信頼された認証局の公開鍵を記憶する持続性メモリ(21)とを有する鍵配布システム。
  13. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記第2保護回路(20)の要求した認証(CERT 2)は前記鍵配布装置(1)に記憶される鍵配布システム。
  14. 請求項1記載の鍵配布システムにおいて、前記第2保護回路(20)の認証(CERT 2)は前記第2保護回路の識別に関する情報を有し、前記鍵配布装置(1)は前記第2保護回路(20)の識別を記憶する鍵配布システム。
  15. 通信リンク(3)を介して鍵配布装置(1)から鍵受信装置(2)へ暗号鍵情報(K)を保護配布する方法において、
    信頼された認証局の公開鍵を保持する第保護回路(10)を前記配布装置(1)に設ける段階と、
    第2保護回路に有な原始秘密鍵(PRIVATE KEY 2)を保持する前記第2保護回路(20)を前記受信装置(2)に設ける段階と、
    前記受信装置(2)の前記第2保護回路(20)を前記第2保護回路(20)の型式に関する情報を有する認証(CERT 2)と関係付ける段階と、
    前記第1保護回路(10)は前記第2保護回路(20)の認証(CERT 2)を要求し、前記認証局の公開鍵を使用することにより、要求した認証(CERT 2)が本物であるかどうかを決定し、前記認証(CERT 2)の型式情報を基に、前記第2保護回路(20)が前記暗号鍵情報(K)を保護するために容認可能な回路の型式を表しているかどうかを決定する段階と、
    前記要求した認証(CERT 2)が本物であると決定され、かつ前記第2保護回路(20)が容認可能であるものと決定された場合に、
    前記第1保護回路(10)で前記暗号鍵情報(K)を暗号化する段階と、
    前記通信リンク(3)を介して前記第1保護回路(10)から前記第2保護回路(20)へ前記暗号化された暗号鍵情報(K)を送信する段階と、
    前記第2保護回路(20)で前記暗号化された暗号鍵情報(K)を復号する段階と、
    前記第2保護回路(20)に前記暗号鍵情報(K)を記憶する段階と、
    を含む通信リンク(3)を介して鍵配布装置(1)から鍵受信装置(2)へ暗号鍵情報(K)を保護配布する方法。
  16. 請求項15記載の方法において、前記暗号鍵情報(K)は前記第2保護回路(20)の要求した認証(CERT 2)に含まれる公開鍵により暗号化され、前記暗号化された暗号鍵情報(K)は前記第2保護回路(20)の秘密鍵(PRIVATE KEY 2)により復号される方法。
  17. 請求項15記載の方法において、前記第1保護回路(10)は前記第1保護回路に有な原始秘密鍵(PRIVATE KEY 1)を保持し、前記第1保護回路の公開鍵を含む認証(CERT 1)と関係しており、
    前記第2保護回路(20)は前記第1保護回路(10)の認証(CERT 1)を要求し、要求した認証(CERT 1)が本物であることを検証するため信頼された認証局の公開鍵をさらに保持し、
    前記暗号鍵情報(K)は、前記第2保護回路(20)の認証(CERT 2)に含まれた公開鍵と前記第1保護回路(10)の秘密鍵(PRIVATE KEY 1)とにより2方向暗号化され、
    前記暗号化された暗号鍵情報(K)は前記第1保護回路(10)の認証(CERT 1)に含まれた公開鍵と前記第2保護回路(20)の秘密鍵(PRIVATE KEY 2)とにより2方向復号される、
    方法。
  18. 請求項15記載の方法において、前記暗号鍵情報(K)は秘密鍵またはそれを表現するものを含む方法。
  19. 請求項15記載の方法において、回路の容認可能な型式は多数の所定規則に従って前記暗号鍵を処理する方法。
  20. 請求項15記載の方法において、回路の容認可能な型式は保護回路内に前記暗号鍵情報(K)を保持する方法。
  21. 請求項17記載の方法において、前記第2保護回路は、認証が本物であるものと検証された場合に、前記第1保護回路(10)の認証(CERT 1)を記憶し、前記第1保護回路(10)の秘密鍵(PRIVATE KEY 1)により署名された消去要求に応答して中に記憶された暗号鍵情報(K)を消去し、前記消去要求は記憶した認証(CERT 1)に含まれる公開鍵により本物とされる方法。
  22. 請求項15記載の方法において、前記暗号鍵情報(K)は対称暗号鍵を含み、これは前記第1保護回路(10)から前記第2保護回路(20)へ秘密非対称暗号鍵を安全に配布するために以後使用される方法。
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