JP4728081B2 - 使用者の匿名性を保証するデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置 - Google Patents

使用者の匿名性を保証するデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、デジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置に係り、さらに詳細には、使用者の匿名性を保証することによってデジタルチケット使用者の情報を最小に露出させ、使用者のサービス利用をさらに容易にするデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置に関する。
現在インターネットは、有用な情報を効率的に収集して処理可能にするだけでなく、物理的な接触なしにオンラインを通じて多様な類型の商品及びサービスを獲得可能にしている。これにより、暗号化されたクレジットカードと電子マネー、小額支払システムのような多くの電子支払方法などが電子商取り引きのために設計されて具現された。ネットワーク上でサービスを提供する者は、一般的に使用者のサービスに関する特定の権限を保証するために一種の証明書を発行するが、このような証明書をデジタルチケットという。このようなデジタルチケットを利用した電子商取り引きに関する概念は、複数の特許文献に開示されているが、例えば、特許文献１は、デジタルチケットを利用してデジタルサービスの分配及び使用を制御するシステムを開示している。
しかし、従来の一般的なデジタルチケットは、チケットの発行及び消費過程で、チケットの発行者またはサービスの供給者が使用者のサービス使用行為を監視して記録することが非常に容易なため、使用者の重要な情報が露出される問題点がある。
米国特許出願公開第６，２３６，９７１号明細書
本発明が解決しようとする技術的課題は、デジタルチケット使用者の匿名性を保証することによって使用者に関する情報を最小に露出させ、使用者のサービス利用を容易にするデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法は、乱数を生成する段階、乱数を含むメッセージを生成する段階、メッセージにハッシュ関数を適用する段階、ハッシュ関数が適用された値を隠匿する段階、隠匿されたハッシュ値をデジタルチケット発行者に伝送する段階、伝送されたハッシュ値にデジタルチケット発行者が電子署名したメッセージを受信する段階、受信されたメッセージの電子署名を検証する段階、及びデジタルチケットを消費する場合、検証された電子署名されたメッセージ及びハッシュ値より１回少なくハッシュ関数が適用された値をデジタルチケット発行者に伝送する段階を含む。
一方、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法は、乱数を生成する段階、乱数を含むメッセージを生成する段階、メッセージを隠匿する段階、隠匿されたメッセージをデジタルチケット発行者に伝送する段階、隠匿されたメッセージにデジタルチケット発行者が電子署名したメッセージを受信する段階、受信されたメッセージの電子署名を検証する段階、及びデジタルチケットを消費する場合、検証された電子署名されたメッセージをデジタルチケット発行者に伝送する段階を含む。
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法は、デジタルチケット使用者により生成された乱数を含む隠匿されたメッセージを受信する段階、前記受信されたメッセージに電子署名する段階、前記電子署名されたメッセージを前記使用者に伝送する段階を含む。
一方、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法は、 デジタルチケット使用者により生成された乱数を含み、デジタルチケット発行者により電子署名されたメッセージを受信する段階、前記受信されたメッセージを検証する段階、前記メッセージの重複使用如何を検査する段階、前記重複使用如何の検査の結果、重複使用でない場合に前記使用者にサービスを提供する段階を含む。
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法は、デジタルチケット発行者により電子署名されたデジタルチケットの使用者により生成されたハッシュ値と、前記ハッシュ値を生成するのに使われた入力ハッシュ値とを受信する段階、前記受信された値を検証する段階、前記受信された値の重複使用如何を検査する段階、前記重複使用如何の検査の結果、重複使用でない場合に前記使用者にサービスを提供する段階を含む。
一方、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置は、乱数を生成し、前記乱数を含むメッセージを生成するメッセージ生成モジュール、前記メッセージを隠匿するメッセージ処理モジュール、前記隠匿されたメッセージをデジタルチケット発行者に伝送し、前記隠匿されたメッセージに前記デジタルチケット発行者が電子署名したメッセージを受信する送受信モジュールを含み、前記メッセージ処理モジュールは、前記受信されたメッセージの電子署名を検証し、前記送受信モジュールは、デジタルチケットを消費する場合、前記検証された電子署名されたメッセージを前記デジタルチケット発行者に伝送する。
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置は、乱数を生成して前記乱数を含むメッセージを生成するメッセージ生成モジュール、前記メッセージにハッシュ関数を適用するハッシングモジュール、前記ハッシュ関数が適用された値を隠匿するメッセージ処理モジュール、前記隠匿されたハッシュ値をデジタルチケット発行者に伝送し、前記伝送されたハッシュ値に前記デジタルチケット発行者が電子署名したメッセージを受信する送受信モジュールを含み、前記メッセージ処理モジュールは、前記受信されたメッセージの電子署名を検証し、前記送受信モジュールは、デジタルチケットを消費する場合、前記検証された電子署名されたメッセージ及び前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値を前記デジタルチケット発行者に伝送する。
一方、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置は、デジタルチケット使用者により生成された乱数を含む隠匿されたメッセージを受信する送受信モジュールと、前記受信されたメッセージに電子署名する隠匿署名モジュールと、を含み、前記送受信モジュールは前記電子署名されたメッセージを前記使用者に伝送する。
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置は、デジタルチケット使用者により生成された乱数を含み、かつデジタルチケット発行者により電子署名されたメッセージを受信する送受信モジュール、
前記受信されたメッセージを検証する電子署名検証モジュール、前記メッセージの重複使用如何を検査する重複使用検査モジュールを含む。
一方、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置は、デジタルチケット発行者により電子署名されたデジタルチケット使用者により生成されたハッシュ値と、前記ハッシュ値を生成するのに使われた入力ハッシュ値とを受信する送受信モジュール、前記受信された値の電子署名を検証する電子署名検証モジュール、前記電子署名されたハッシュ値と前記入力ハッシュ値との関係を検証するハッシングモジュール、前記受信された値の重複使用如何を検査する重複使用検査モジュールを含む。
その他の実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明のデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法及び装置によれば、次のような効果がある。
デジタルチケット使用者の匿名性を保証することによって使用者に関する情報を最小に露出させ、使用者のサービス利用を容易にする。
本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、この実施形態から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体にわたって同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、デジタルチケットを利用した電子商取り引きの概念を示す図面である。
デジタルチケットとは、チケットの所有者がチケットに明示されたサービスを要求できるように権限を保証するデジタル証明書である。一般的なデジタルチケットは、チケット発行者に関する情報、チケット使用者に関する情報及び両者間の協議で定められたサービスに関する権限に関する情報を含むメッセージに、チケット発行者が電子署名をしたものを意味する。デジタルチケットを利用した電子商取り引きの参加者は、チケット発行者、チケット使用者、チケット検査者（またはサービス提供者）の三類型に大別できる。チケット発行者１１０は、一般的にデジタルチケットを生成して電子署名し、かつ発行する主体である。チケット使用者１２０は、チケットを消費してサービスを提供される主体である。チケット検査者１３０は、デジタルチケットの有効性を検証してチケットに明示されたサービスを提供する主体である。チケット発行者とチケット検査者とは異なりうるが、多くの実際的な応用分野でチケット発行者とチケット検査者とは同一である。デジタルチケットを利用した電子商取り引きの一般的なメカニズムは、チケット使用者がチケット発行者とチケット購買に対して協議し、その協議された内容によってチケット発行者からデジタルチケットを発行される段階と、チケット使用者がデジタルチケットを消費してチケット検査者からサービスを提供されるチケット消費段階と、を含む。
図２は、一般的なデジタルチケット発行過程を示すフローチャートである。
チケット使用者１２０とチケット発行者１１０とは、チケットの発行に関する協議（Ｓ２１０）を行う段階を経た後、チケット発行者１１０が、チケット発行者に関する情報、チケットの重複使用防止のためのカウンタ、チケットの使用可能回数などを含むメッセージを生成（Ｓ２２０）し、チケット発行者の個人キーで電子署名（Ｓ２３０）してチケット使用者に伝送（Ｓ２４０）する。チケット使用者１２０は、チケット発行者から受信した電子署名されたメッセージ、すなわち、デジタルチケットをチケット発行者の公開キーで復号化して、電子署名がチケット発行者によりなされたものか、またはサービス内容が予め協議された内容と一致するかなどを検証（Ｓ２５０）し、検証が成功すれば、デジタルチケットを保存（Ｓ２６０）する。一方、検証の結果、電子署名がチケット発行者によりなされたものではないか、またはチケットの内容が予め協議された内容と一致していない場合、チケット発行者にエラーメッセージを伝送（Ｓ２７０）する。
図３は、一般的なデジタルチケット消費過程を示すフローチャートである。
チケット使用者１２０は、サービスを提供されるために保存していたデジタルチケットをチケット検査者（またはサービス提供者）１３０に伝送（Ｓ３１０）する。チケット検査者は、受信されたデジタルチケットが有効なチケットであるかどうかか検証するために、チケット発行者の公開キーで復号化（Ｓ３２０）する。有効なチケットであると検証が成功すれば、チケット検査者は、チケットの重複使用如何を検査するためにチケットからチケットの重複使用防止のためのカウンタを抽出（Ｓ３３０）し、カウンタがＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）に存在するかを探索（Ｓ３４０）する。カウンタ値がＤＢに存在していなければ、チケットは未使用のものとなるので、カウンタ値をＤＢに保存してチケット使用者に該当サービスを提供（Ｓ３５０）する。チケットが複数回使用可能なチケットならば、使用可能回数が１回減少した新たなチケットを発行（Ｓ３６０）する。使用可能回数が１回減少した新たなチケットを発行する段階は、図２に図示された通りである。一方、カウンタ値がＤＢに既に存在すれば、そのチケットは既に使われたチケットであることになるので、チケット検査者は拒否メッセージをチケット使用者に伝送できる。
ところが、図２及び図３で前述したデジタルチケットの発行及び消費過程によれば、チケットの発行者及びチケットの検査者が使用者の情報を獲得できるので、使用者の匿名性が保証されず、使用者のサービス使用行為が監視される恐れがある。したがって、チケット使用者の匿名性が保証されるデジタルチケットの概念が必要となる。
図４は、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引きシステムを示すブロック図である。
本実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引きシステムは、チケット使用者の匿名性を保証するためにチケットの内容をなすメッセージをチケットの使用者側で生成する。すなわち、チケットの重複使用を防止するためのチケット固有の乱数値及びチケット発行者に関する情報を含むメッセージを使用者側で生成する。この時、このメッセージは、チケットの使用可能回数が２回以上である場合にチケットの使用可能回数を含めることができ、使用可能回数が１回である場合にチケットの使用可能回数を含めない。本実施形態によるデジタルチケットを利用する電子商取り引きシステムの参加者は、チケット使用者４１０、チケット発行者４３０、及びチケット検査者４５０を含む。前述したように、チケット発行者とチケット検査者とは異なりうるが、多くの実際的な応用分野でチケット発行者とチケット検査者とは物理的に同じ装置を持ちうる。
チケット使用者側装置４１０は、メッセージ生成モジュール４１１、メッセージ処理モジュール４１２、送受信モジュール４１３及び保存モジュール４１４を含む。
本実施形態で使われる‘モジュール’という用語は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）または注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールは所定の役割を行う。しかし、モジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限定されるものではない。モジュールは、アドレッシング可能な保存媒体に存在すべく構成されても良く、１つまたはそれ以上のプロセッサーを実行させるように構成されても良い。したがって、一例としてモジュールは、ソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素とモジュールから提供される機能は、より少数の構成要素及びモジュールで結合されるか、追加的な構成要素とモジュールにさらに分離されうる。それだけでなく、前記構成要素及びモジュールは、電子商取り引き装置内の一つまたはそれ以上のＣＰＵで実行可能に具現されることもある。
メッセージ生成モジュール４１１は、デジタルチケットに含まれる固有な乱数を生成し、この乱数、チケット発行者に関する情報、チケットの使用可能回数が２回以上である場合、その使用可能回数などを含むメッセージを生成してメッセージ処理モジュール４１２に提供する。メッセージ処理モジュール４１２は、メッセージ生成モジュール４１１により生成されたメッセージを隠匿し、チケット発行者により隠匿署名（Blind Signature：ブラインド署名）されたメッセージの電子署名を検証し、隠匿されたメッセージを逆隠匿して隠匿されていない形態の電子署名されたメッセージ、すなわち、デジタルチケットを抽出する。保存モジュール４１４は、メッセージ処理モジュール４１２により抽出されたデジタルチケットを保存し、送受信モジュール４１３は、メッセージを伝送して受信する。
チケット発行者側装置４３０は、送受信モジュール４３１、メッセージ検証モジュール４３２、隠匿署名モジュール４３３を含む。送受信モジュール４３１は、チケット使用者側装置４１０の送受信モジュール４１３により伝送されたメッセージを受信し、隠匿署名モジュール４３３により隠匿署名されたメッセージをチケット使用者側装置４１０に伝送する。メッセージ検証モジュール４３２は、チケット使用者側装置４１０により伝送されたメッセージが隠匿または暗号化されたものである場合、メッセージを逆隠匿または復号化してメッセージの内容が事前協議された事項と一致するかどうかを検証する。隠匿署名モジュール４３３は、メッセージ検証モジュール４３２により検証されたメッセージに隠匿署名をする。
チケット検査者側装置４５０は、送受信モジュール４５１、保存モジュール４５２、重複使用検査モジュール４５３、電子署名検証モジュール４５４を含む。
送受信モジュール４５１は、チケット使用者側装置４１０から伝送されたデジタルチケットを受信し、そのデジタルチケットの使用可能回数が２回以上である場合、使用可能回数が１回減少したチケットの発行を要請するメッセージをチケット使用者側装置４１０に伝送する。電子署名検証モジュール４５４は、送受信モジュール４５１から伝達されたデジタルチケットの電子署名がチケット発行者側装置４３０によりなされたものであるかどうかを、チケット発行者の公開キーでデジタルチケットを復号化することによって検証する。重複使用検査モジュール４５３は、使用者側装置４１０から伝送されたデジタルチケットが既に消費されたチケットであるかどうかを検査する役割を行う。重複使用検査モジュール４５３は、デジタルチケットからチケットの重複使用防止のために含まれた乱数を抽出し、この乱数がチケット検査者側装置４５０の保存モジュール４５２に既に存在しているかどうかを探索する。乱数が保存モジュール４５２に存在していなければ、該当デジタルチケットは未使用のものとなるので、乱数を保存モジュール４５２に保存する。ここで、隠匿は、一般的に知られたデータ隠匿アルゴリズムを使用して行うことができ、隠匿署名はＲＳＡ基盤隠匿署名、ＤＬＰ基盤隠匿署名など一般的に知られた隠匿署名技法を使用できる。本実施形態による装置の詳細な動作は、図６ないし図９を参照して後述する。
図５は、本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引きシステムの他の実施形態を示すブロック図である。
チケット使用者側装置５１０は、メッセージ生成モジュール５１１、ハッシングモジュール５１２、メッセージ処理モジュール５１３、送受信モジュール５１４及び保存モジュール５１５を含む。
メッセージ生成モジュール５１１は、デジタルチケットに含まれる固有な乱数を生成し、この乱数、チケット使用者に関する情報などを含むメッセージを生成してハッシングモジュール５１２に提供する。ハッシングモジュール５１２は、メッセージに一般的な一方向ハッシュ関数を、連続してチケットの使用可能回数＋２回適用した値を生成する。メッセージ処理モジュール５１３は、ハッシングモジュール５１２により生成されたハッシング値を隠匿し、チケット発行者により隠匿署名されたメッセージの電子署名を検証し、隠匿されたメッセージを逆隠匿して隠匿されていない形態の電子署名されたメッセージを抽出する。保存モジュール５１５は、メッセージ処理モジュール５１３により抽出された電子署名されたメッセージを保存し、送受信モジュール５１４は、メッセージを伝送して受信する。
チケット発行者側装置５３０は、送受信モジュール５３１、メッセージ検証モジュール５３２、隠匿署名モジュール５３３を含む。
送受信モジュール５３１は、チケット使用者側装置５１０の送受信モジュール５１４により伝送されたメッセージを受信し、隠匿署名モジュール５３３により隠匿署名されたメッセージをチケット使用者側装置５１０に伝送する。メッセージ検証モジュール５３２は、チケット使用者側装置５１０により伝送されたメッセージを逆隠匿または復号化して、メッセージの内容が予め協議された事項と一致するかどうかを検証する。隠匿署名モジュール５３３は、メッセージ検証モジュール５３２により検証されたメッセージに隠匿署名する。
チケット検査者側装置５５０は、送受信モジュール５５１、保存モジュール５５２、重複使用検査モジュール５５３、電子署名検証モジュール５５４及びハッシングモジュール５５５を含む。
送受信モジュール５５１は、チケット使用者側装置５１０から伝送されたデジタルチケットを受信し、このデジタルチケットの使用可能回数が２回以上である場合、使用可能回数が１回減少したチケットに該当するメッセージをチケット使用者側装置５１０に伝送する。電子署名検証モジュール５５４は、送受信モジュール５５１から伝達されたデジタルチケットの電子署名がチケット発行者側装置５３０によりなされたものであるかどうかを、チケット発行者の公開キーでデジタルチケットを復号化することによって検証する。また、ハッシングモジュール５５５は、チケット使用者から伝送された二つのハッシング値間に正しい関係が成立するか確認する役割を行う。これについては、図１１を参照して後述する。重複使用検査モジュール５５３は、チケット使用者側装置５１０から伝送されたデジタルチケットが既に消費されたチケットであるかどうかを検査する役割を行う。重複使用検査モジュール５５３は、チケット使用者から伝送されたハッシング値がチケット検査者側装置５５０の保存モジュール５５２に既に存在しているかを探索する。ハッシング値が保存モジュール５５２に存在していなければ、該当デジタルチケットは未使用のものとなるので、ハッシング値を保存モジュール５５２に保存する。本実施形態による装置の詳細な動作は、図１０ないし図１１を参照して後述する。
図６は、図４に図示された電子商取り引きシステムで、１回使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。
本実施形態では、隠匿署名を利用して１回使用可能なデジタルチケットを設計できる。
チケット使用者４１０とチケット発行者４３０とは、１回のみ使用可能なデジタルチケットの発行に同意する事前協議手順（Ｓ６１０）を経ると仮定する。チケット使用者４１０は、メッセージ生成モジュール４１１を通じてチケットの重複使用如何の検査に使われるチケット固有の乱数ｒを生成（Ｓ６１５）し、この乱数ｒ及びチケット発行者に関する情報を含むメッセージを生成（Ｓ６２０）する。チケット使用者のメッセージ処理モジュール４１２は、生成されたメッセージを隠匿し（Ｓ６２５）、隠匿されたメッセージを送受信モジュール４１３を通じてチケット発行者に伝送（Ｓ６３０）する。チケット発行者４３０は、送受信モジュール４３１を通じて伝送されたメッセージを受信（Ｓ６３５）した後、隠匿署名モジュール４３３を通じて受信されたメッセージにチケット発行者の個人キーで隠匿署名（Ｓ６４０）をし、送受信モジュール４３１を通じて隠匿署名されたメッセージ、すなわち、デジタルチケットをチケット使用者に伝送（Ｓ６４５）する。チケット使用者は、チケット発行者からデジタルチケットを受信（Ｓ６５０）し、受信されたチケットの電子署名がチケット発行者によりなされたものであるかどうかを、メッセージ処理モジュール４１２でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ６５５）する。検証が成功すれば、メッセージを逆隠匿して電子署名されたメッセージを抽出し、それを保存モジュール４１４に保存（Ｓ６６０）する。
図７は、図４に図示された電子商取り引きシステムで１回使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。
図６に図示された順に発行されたデジタルチケットを消費する過程は次の通りである。
チケット使用者４１０は、保存しておいた電子署名されたメッセージをチケット検査者４５０に伝送（Ｓ７１０）する。チケット検査者４５０は、伝送されたメッセージを受信（Ｓ７２０）し、その受信されたメッセージの電子署名がチケット発行者４３０によりなされたものであるかどうかを、電子署名検証モジュール４５４でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ７３０）する。電子署名がチケット発行者によりなされたものであれば、チケット検査者は、重複使用検査モジュール４５３を通じてチケットの重複使用如何を検査する。伝送されたメッセージにより新たなチケットと判断されれば、チケット検査者は、チケットの権限に該当するサービスをチケット使用者に提供した後にチケットを消費（Ｓ７６０）する。
チケットの重複使用如何を検査する段階は、チケット使用者から伝送されたメッセージに含まれた乱数ｒが、以前に消費されたチケットの乱数値と同じ値であるかどうかを検査することによりなされる。すなわち、受信されたメッセージから乱数ｒを抽出（Ｓ７４０）し、抽出された乱数ｒをチケット検査者の保存モジュール４５２で探索（Ｓ７５０）し、保存モジュール４５２に同じ値が存在していなければ、乱数ｒを保存モジュール４５２に保存し、チケット使用者にチケットの権限に該当するサービスを提供（Ｓ７６０）する。一方、保存モジュール４５２に乱数ｒと同じ値が既に存在していれば、それはチケットの重複使用を意味することになるので、チケットの消費を拒否できる。
図８は、図４に図示された電子商取り引きシステムで、１回以上使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。
チケット使用者４１０とチケット発行者４３０とは、１回以上使用可能なデジタルチケットの発行に同意する事前協議手順（Ｓ８１０）を経ると仮定する。チケット使用者４１０は、メッセージ生成モジュール４１１を通じてチケットの重複使用如何を検査するのに使われるチケット固有の乱数ｒｉをＫ個生成（Ｓ８１５）し、この乱数ｒｉとチケット発行者に関する情報及びチケットの使用可能回数を含むＫ個のメッセージを生成（Ｓ８２０）する。チケット使用者のメッセージ処理モジュール４１２は、生成されたメッセージを隠匿し（Ｓ８２５）、隠匿されたメッセージを送受信モジュール４１３を通じてチケット発行者に伝送（Ｓ８３０）する。チケット発行者４３０は、送受信モジュール４３１を通じて伝送されたメッセージを受信（Ｓ８３５）した後、メッセージ検証モジュール４３２を通じて受信されたメッセージに含まれた情報を検証（Ｓ８４０）する。メッセージ検証が成功すれば、チケット発行者は、隠匿署名モジュール４３３を通じて受信されたＫ個のメッセージのうち一つのメッセージにチケット発行者の個人キーで隠匿署名（Ｓ８４５）をし、送受信モジュール４３１を通じて隠匿署名されたメッセージ、すなわち、デジタルチケットをチケット使用者に伝送（Ｓ８５０）する。チケット使用者は、チケット発行者からデジタルチケットを受信（Ｓ８５５）し、受信されたチケットの電子署名がチケット発行者によりなされたものであるかどうかを、メッセージ処理モジュール４１２でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ８６０）する。検証が成功すれば、メッセージを逆隠匿して電子署名されたメッセージを抽出し、それを保存モジュール４１４に保存（Ｓ８６５）する。
チケット発行者が、メッセージ検証モジュール４３２を通じて受信されたＫ個のメッセージを検証する段階（Ｓ８４０）は次の通りである。メッセージ検証モジュール４３２は、受信されたＫ個のメッセージのうち一つのメッセージを任意に選択し、残りのＫ−１個のメッセージを逆隠匿化するための逆隠匿化キー値をチケット使用者に要請する。Ｋ−１個のメッセージを逆隠匿キーで逆隠匿化して、メッセージに含まれた情報、例えば、チケット使用可能回数が事前協議段階（Ｓ８１０）で協議された内容と一致するか検証する。Ｋ−１個のメッセージの内容が事前協議された内容と一致すれば、任意に選択された一つのメッセージも正しい情報を含んでいると仮定できるので、メッセージ検証モジュール４３２は、このメッセージを隠匿署名モジュール４３３に伝達する。Ｋを適宜に選択すれば、Ｋ個のメッセージのうち一つのメッセージが選択される確率は１／２Ｋとなるので、チケット使用者は、チケット発行者により選択されるメッセージを予測し難くなり、チケットの使用可能回数などを欺くことがほとんど不可能になる。乱数の個数Ｋは、ネットワークの保安状態または保安が要求されるレベルなどの環境的要因によって適応的に決定されることが望ましい。
このようにチケット発行者により任意に選択されたメッセージ以外のメッセージのみ公開され、選択されたメッセージは隠匿された状態でチケット発行者の隠匿署名モジュール４３３により電子署名されてチケット使用者に伝送されるので、チケット発行過程で使用者の情報が露出されなくなる。
図９は、図４に図示された電子商取り引きシステムで、１回以上使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。
図８に図示された順に発行されたデジタルチケットを消費する過程は次の通りである。
チケット使用者４１０は、保存しておいた電子署名されたメッセージをチケット検査者４５０に伝送（Ｓ９１０）する。チケット検査者４５０は、伝送されたメッセージを受信（Ｓ９２０）し、受信されたメッセージの電子署名がチケット発行者４３０によりなされたものであるかどうかを、電子署名検証モジュール４５４でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ９３０）する。電子署名がチケット発行者によりなされたものであれば、チケット検査者は、重複使用検査モジュール４５３を通じてチケットの重複使用如何を検査する。伝送されたメッセージが新たなチケットと判断されれば、チケット検査者は、チケットの権限に該当するサービスをチケット使用者に提供した後にチケットを消費（Ｓ９６０）する。
チケットの重複使用如何を検査する段階は、チケット使用者から伝送されたメッセージに含まれた乱数ｒｉが、以前に消費されたチケットの乱数値と同じ値であるかを検査することによりなされる。すなわち、受信されたメッセージから乱数ｒｉを抽出（Ｓ９４０）し、その抽出された乱数をチケット検査者の保存モジュール４５２で探索（Ｓ９５０）し、保存モジュール４５２に同じ値が存在していなければ、乱数ｒｉを保存モジュール４５２に保存し、チケット使用者にチケットの権限に該当するサービスを提供（Ｓ９６０）する。そして、使用可能回数が１回減少したチケットの発行過程を行うようにチケット使用者に要請（Ｓ９７０）する。したがって、チケット使用者は、図８に図示された過程を反復する。一方、保存モジュール４５２に乱数ｒｉと同じ値が既に存在すれば、これは、チケットの重複使用を意味することになるので、チケットの消費を拒否できる。
図１０は、図５に図示された電子商取り引きシステムで、１回以上使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。
本実施形態は、使用者の匿名性を保証するデジタルチケットを発行する過程のさらに他の実施形態であり、この過程では、メッセージ内にチケット使用可能回数に関する情報を含めず、その代わりに、チケット使用可能回数に比例する回数ほどメッセージにハッシュ関数を適用した値を送受信することによって、図８に図示された実施形態とは違って、使用者の匿名性だけでなくチケットの使用可能回数に関する情報の露出も防止しうる。本実施形態によるデジタルチケットの発行過程は次の通りである。
チケット使用者５１０とチケット発行者５３０とは、１回以上使用可能なデジタルチケットの発行に同意する事前協議手順（Ｓ１０１０）を経ると仮定する。チケット使用者５１０は、メッセージ生成モジュール５１１を通じてＫ個の乱数ｒｉを生成（Ｓ１０１５）し、この乱数ｒｉとチケット使用者に関する情報を含むＫ個のメッセージＭｉを生成（Ｓ１０２０）する。チケット使用者は、ハッシングモジュール５１２でＫ個のメッセージにハッシュ関数を、チケットの使用可能回数＋２回適用した値を生成（Ｓ１０２５）する。チケット使用者のメッセージ処理モジュール５１３は、生成されたメッセージを隠匿し（Ｓ１０３０）、その隠匿されたメッセージを送受信モジュール５１４を通じてチケット発行者に伝送（Ｓ１０３５）する。チケット発行者５３０は、送受信モジュール５３１を通じて伝送されたメッセージを受信（Ｓ１０４０）した後、メッセージ検証モジュール５３２を通じて受信されたメッセージに含まれた情報を検証（Ｓ１０４５）する。メッセージ検証が成功すれば、チケット発行者は、隠匿署名モジュール５３３を通じて受信されたＫ個のメッセージのうち一つのメッセージにチケット発行者の個人キーで隠匿署名（Ｓ１０５０）をし、送受信モジュール５３１を通じて隠匿署名されたメッセージをチケット使用者に伝送（Ｓ１０５５）する。チケット使用者は、チケット発行者から隠匿署名されたメッセージを受信（Ｓ１０６０）し、受信されたメッセージの電子署名がチケット発行者によりなされたものであるかどうかを、メッセージ処理モジュール５１３でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ１０６５）する。検証が成功すれば、メッセージを逆隠匿して電子署名されたメッセージを抽出し、それを保存モジュール５１５に保存（Ｓ１０７０）する。
ハッシュ関数を適用する段階（Ｓ１０２５）は次の通りである。メッセージに、一般的に知られた一方向ハッシュ関数Ｈを１回適用した値をＸｉ，０としよう。ハッシングモジュール５１２は、引続き順にハッシュ関数Ｈを適用して次の連続した値を求める。
Figure 0004728081
この時、ｊが１からｎ＋１の間の数である場合、Ｘｉ，ｊはＸｉ，ｊ＝Ｈ（Ｘｉ，ｊ−１）の式を満足する。チケット使用者は、１からＫの間のあらゆるｉに対してＸｉ，ｎ＋１を隠匿（Ｓ１０３０）し、隠匿されたあらゆるＸｉ，ｎ＋１をチケット発行者に伝送（Ｓ１０３５）する。ハッシュ関数を適用する段階（Ｓ１０２５）でハッシュ関数を、チケット使用可能回数＋２回適用することは、チケットが使用可能回数ほどすべて消費されるまでチケットの内容をハッシュされた状態に保護するためである。
チケット発行者は、チケット使用者がチケットの内容を欺いたかどうかを検査するために、メッセージ検証モジュール５３２を通じて受信されたＫ個のメッセージを検証する段階（Ｓ１０４５）を次のように行う。チケット発行者のメッセージ検証モジュール５３２は、受信されたＫ個のメッセージのうち一つのメッセージを任意に選択し、チケット使用者に残りのＫ−１個のメッセージを公開するように要請する。チケット使用者は、要請されたあらゆる隠匿されたメッセージＸｉ，ｎ＋１に対して、ｒｉ及びＸｉ，０からＸｉ，ｎ＋１を計算できる逆隠匿キーをチケット発行者に伝送する。チケット発行者のメッセージ検証モジュール５３２は、逆隠匿キーで公開されたＸｉ，ｎ＋１及び伝送されたｒｉとハッシュ関数Ｈとを利用して、チケット使用者と同じ過程を経て生成したハッシュ値が一致するかどうかを検査することにより、Ｋ−１個のメッセージが適宜であるかどうかを確認する。Ｋ−１個のメッセージが適宜であると確認されれば、メッセージ検証モジュール５３２は、任意に選択された一つのメッセージを隠匿署名モジュール５３３に伝達する。Ｋを適切に選択すれば、Ｋ個のメッセージのうち一つのメッセージが選択される確率は１／２Ｋとなるので、チケット使用者はチケット発行者により選択されるメッセージを予測し難くなり、チケットの使用可能回数などを欺くことがほとんど不可能になる。乱数の個数Ｋは、ネットワークの保安状態または保安が要求されるレベルなどの環境的要因によって適応的に決定されることが望ましい。
このようにチケット発行者により任意に選択されたメッセージ以外のメッセージのみ公開され、選択されたメッセージは、隠匿された状態でチケット発行者の隠匿署名モジュール５３３により電子署名されてチケット使用者に伝送されるので、チケット発行過程で使用者の情報が露出されなくなる。
図１１は、図５に図示された電子商取り引きシステムで、１回以上使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。
図１０に図示された順に発行されたデジタルチケットを消費する過程は次の通りである。
チケット使用者５１０は、Ｘｉ，ｎ及び電子署名されたＸｉ，ｎ＋１をチケット検査者５５０に伝送（Ｓ１１１０）する。チケット検査者５５０は、伝送されたメッセージを受信（Ｓ１１２０）し、受信された電子署名がチケット発行者５３０によりなされたものであるかどうかを、電子署名検証モジュール５５４でチケット発行者の公開キーで復号化することによって検証（Ｓ１１３０）する。一方、チケット検査者のハッシングモジュール５５５は、Ｘｉ，ｎ＋１＝Ｈ（Ｘｉ，ｎ）の関係が成立するか検証（Ｓ１１３０）する。この２種類の検証の結果、異常がなければチケット検査者は、重複使用検査モジュール５５３を通じてチケットの重複使用如何を検査する。伝送されたメッセージが新たなチケットと判断されれば、チケット検査者は、チケットの権限に該当するサービスをチケット使用者に提供した後にチケットを消費（Ｓ１１６０）する。
チケットの重複使用如何を検査する段階は、チケット使用者から伝送されたＸｉ，ｎ＋１が以前に使われたことのない新たな値であるかどうかを検査することによりなされる。すなわち、Ｘｉ，ｎ＋１をチケット検査者の保存モジュール５５２で探索（Ｓ１１４０）し、保存モジュール５５２に同じ値が存在していなければ、Ｘｉ，ｎ＋１を保存モジュール５５２に保存し、チケット使用者にチケットの権限に該当するサービスを提供（Ｓ１１５０）する。そして、以後に使用可能回数が１回減少したデジタルチケットとして使われうるＸｉ，ｎに電子署名してチケット使用者に伝送（Ｓ１１６０）する。一方、保存モジュール５５２にＸｉ，ｎ＋１が既に存在すれば、これはチケットの重複使用を意味することになるので、チケットの消費を拒否できる。
以上、本発明について詳細に記述したが、本発明が属する技術分野で当業者ならば、特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲を外れずに本発明に対して多様な変形、追加または代替が可能であることを理解できるであろう。したがって、前述した実施形態はあらゆる面で例示的なものであり、限定的なものと理解してはならない。
本発明は、インターネットなどのオンライン電子商取り引きの技術分野に好適に適用できる。
デジタルチケットを利用した電子商取り引きの概念を示す図面である。 一般的なデジタルチケット発行過程を示すフローチャートである。 一般的なデジタルチケット消費過程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引きシステムを示すブロック図である。 本発明の実施形態によるデジタルチケットを利用した電子商取り引きシステムの他の実施形態を示すブロック図である。 図４に図示された電子商取り引きシステムで１回使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。 図４に図示された電子商取り引きシステムで１回使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。 図４に図示された電子商取り引きシステムで１回以上使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。 図４に図示された電子商取り引きシステムで１回以上使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。 図５に図示された電子商取り引きシステムで１回以上使用可能なデジタルチケットを発行する過程を示すフローチャートである。 図５に図示された電子商取り引きシステムで１回以上使用可能なデジタルチケットを消費する過程を示すフローチャートである。
符号の説明
５１０ チケット使用者側装置
５１１ メッセージ生成モジュール
５１２ ハッシングモジュール
５１３ メッセージ処理モジュール
５１５ 保存モジュール
５１４ 送受信モジュール
５３０ チケット発行者側装置
５３１ 送受信モジュール
５３２ メッセージ検証モジュール
５３３ 隠匿署名モジュール
５５０ チケット検査者側装置
５５１ 送受信モジュール
５５２ 保存モジュール
５５３ 重複使用検査モジュール
５５４ 電子署名検証モジュール
５５５ ハッシングモジュール

Claims (5)

  1. デジタルチケット使用者側装置のメッセージ生成モジュールが、乱数を生成して前記乱数を含むメッセージを生成する段階と、
    前記デジタルチケット使用者側装置のハッシングモジュールが、前記メッセージにチケット使用可能回数に比例する回数だけハッシュ関数を適用する段階と、
    前記デジタルチケット使用者側装置のメッセージ処理モジュールが、前記ハッシュ関数が適用された値を隠匿する段階と、
    前記デジタルチケット使用者側装置の送受信モジュールが、前記隠匿されたハッシュ値をデジタルチケット発行者側装置に伝送し、前記伝送されたハッシュ値に前記デジタルチケット発行者側装置が電子署名したメッセージを受信する段階と、
    前記デジタルチケット使用者側装置のメッセージ処理モジュールが、前記受信されたメッセージの電子署名を検証して逆隠匿する段階と、
    デジタルチケットを消費する場合、前記デジタルチケット使用者側装置の送受信モジュールが、前記逆隠匿されたメッセージ及び前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値をデジタルチケット検証者側装置に伝送し、前記デジタルチケット検証者側装置が、前記逆隠匿されたメッセージのハッシュ値と、前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値との関係を検証し、前記デジタルチケットの重複使用を検査する段階と、を含み、
    前記重複使用を検査する段階は、前記逆隠匿されたメッセージのハッシュ値を保存モジュールで探索し、該ハッシュ値が存在しない場合に該ハッシュ値を保存モジュールに保存する段階を含み、
    前記関係の検証に異常がなく、かつ、前記デジタルチケットの重複使用がなければ、前記デジタルチケット検証者側装置が、前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値に電子署名して前記デジタルチケット使用者側装置に伝送する段階をさらに含むデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法。
  2. デジタルチケット発行者側装置の送受信モジュールが、デジタルチケット使用者側装置により生成された乱数を含み、チケット使用可能回数に比例する回数だけハッシュ関数が適用され、隠匿されたメッセージを受信する段階と、
    前記デジタルチケット発行者側装置の隠匿署名モジュールが、前記受信されたメッセージに電子署名する段階と、
    前記デジタルチケット発行者側装置の送受信モジュールが、前記電子署名されたメッセージを前記デジタルチケット使用者側装置に伝送する段階と、
    デジタルチケットを消費する場合、デジタルチケット検証者側装置が、前記デジタルチケット使用者側装置から第１のハッシュ値と電子署名された第２のハッシュ値とを受信し、前記第１のハッシュ値に前記ハッシュ関数を適用した値と前記第２のハッシュ値が等しいことを検証し、前記デジタルチケットの重複使用を検査する段階と、を含み、
    前記重複使用を検査する段階は、前記第２のハッシュ値を保存モジュールで探索し、前記第２のハッシュ値が存在しない場合に前記第２のハッシュ値を保存モジュールに保存する段階を含み、
    前記検証に異常がなく、かつ、前記デジタルチケットの重複使用がなければ、前記デジタルチケット検証者側装置が、前記第１のハッシュ値に電子署名して前記デジタルチケット使用者側装置に伝送する段階をさらに含むデジタルチケットを利用した電子商取り引き方法。
  3. 乱数を生成して前記乱数を含むメッセージを生成するメッセージ生成モジュールと、
    前記メッセージにチケット使用可能回数に比例する回数だけハッシュ関数を適用するハッシングモジュールと、
    前記ハッシュ関数が適用された値を隠匿するメッセージ処理モジュールと、
    前記隠匿されたハッシュ値をデジタルチケット発行者側装置に伝送し、前記伝送されたハッシュ値に前記デジタルチケット発行者側装置が電子署名したメッセージを受信する送受信モジュールと、を含むデジタルチケット使用者側装置と、
    デジタルチケットの重複使用を検査するデジタルチケット検証者側装置と、を含み、
    前記メッセージ処理モジュールは、前記受信されたメッセージの電子署名を検証して逆隠匿し、
    前記送受信モジュールは、デジタルチケットを消費する場合、前記逆隠匿されたメッセージ及び前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値を前記デジタルチケット検証者側装置に伝送し、
    前記デジタルチケット検証者側装置は、前記逆隠匿されたメッセージのハッシュ値と、前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値との関係を検証し、前記重複使用の検査において、前記逆隠匿されたメッセージのハッシュ値を保存モジュールで探索し、該ハッシュ値が存在しない場合に該ハッシュ値を保存モジュールに保存し、
    前記関係の検証に異常がなく、かつ、前記デジタルチケットの重複使用がなければ、前記デジタルチケット検証者側装置は、前記ハッシュ値より１回少なく前記ハッシュ関数が適用された値に電子署名して前記デジタルチケット使用者側装置に伝送するデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置。
  4. デジタルチケット使用者側装置により生成された乱数を含み、チケット使用可能回数に比例する回数だけハッシュ関数が適用され、隠匿されたメッセージを受信する送受信モジュールと、
    前記受信されたメッセージに電子署名する隠匿署名モジュールと、を含み、
    前記送受信モジュールは前記電子署名されたメッセージを前記デジタルチケット使用者側装置に伝送するデジタルチケット発行者側装置と、
    デジタルチケットを消費する場合、前記デジタルチケット使用者側装置から第１のハッシュ値と電子署名された第２のハッシュ値とを受信し、前記第１のハッシュ値に前記ハッシュ関数を適用した値と前記第２のハッシュ値が等しいことを検証し、前記デジタルチケットの重複使用を検査するデジタルチケット検証者側装置と、を含み、
    前記デジタルチケット検証者側装置は、前記重複使用の検査において、前記第２のハッシュ値を保存モジュールで探索し、前記第２のハッシュ値が存在しない場合に前記第２のハッシュ値を保存モジュールに保存し、
    前記検証に異常がなく、かつ、前記デジタルチケットの重複使用がなければ、前記デジタルチケット検証者側装置は、前記第１のハッシュ値に電子署名して前記デジタルチケット使用者側装置に伝送するデジタルチケットを利用した電子商取り引き装置。
  5. 請求項１または２に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
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