JP5370373B2

JP5370373B2 - 実用的な信頼できるサードパーティに基づくエンティティの双方向識別方法

Info

Publication number: JP5370373B2
Application number: JP2010549004A
Authority: JP
Inventors: 滿霞 ▲鐵▼; ▲軍▼ 曹; ▲暁▼▲龍▼ ▲頼▼; 振海黄
Original assignee: China Iwncomm Co Ltd
Current assignee: China Iwncomm Co Ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: CN101247223A; EP2257021B1; CN101247223B; KR20100116697A; KR101483818B1; KR101483895B1; WO2009109136A1; EP2257021A4; US20110004767A1; JP2011514082A; US8510565B2; EP2257021A1; KR20130084315A

Description

本出願は、２００８年３月６日に中国に出願された出願番号２００８１００１７６４６．５、発明名称「実用的な信頼できるサードパーティに基づくエンティティの双方向識別方法」に基づく優先権を主張し、これを参考として本出願の全体に組み込まれている。

本発明は実用的な信頼できるサードパーティに基づくエンティティの双方向識別方法に関するものである。

非対称暗号化技術を採用するエンティティの識別方法は二種類に分けることができ、即ち片方識別と双方向識別である。識別の唯一性と時効性は時変パラメーターで標識され、時変パラメーターとしてよく使用されるのは時間タグ、シーケンス番号や乱数などである。もし時間タグ或いはシーケンス番号を時変パラメーターとすると、片方識別には一回のメッセージ送信を行う必要があるが、双方向識別には二回のメッセージ送信を行う必要がある。もし乱数を時変パラメーターとすると、片方識別には二回のメッセージ送信を行う必要があるが、双方向識別には三回か四回のメッセージ送信を行う必要がある（即ち二回メッセージパッシングの平行識別である）。

上述の何れの識別メカニズムであっても、実行の前と実行中では、検証の際には必ず申請者の公開の有効キーをもたなければならず、そうではなければ識別過程は危険に晒されたり失敗したりする可能性がある。ここでは、双方向識別の三回伝達を例として説明を行う。

図１に示されるように、トークンはTokenAB=R_A||R_B||B||Text3||sS_A(R_A||R_B||B||Text2)、TokenBA=R_B||R_A||A||Text5||sS_B(R_B||R_A||A||Text4)で表される。その中でＸはエンティティの区分符であり、当該識別システムはAとBの二つの識別エンティティを有し、Cert_XはエンティティＸの証明書を表し、sS_XはエンティティＸのサインを表し、R_Xはエンティティから生じる乱数を表し、Textは選択できるテキストフィールドである。

三回伝達の識別メカニズムの実行過程は以下のように詳細に説明する。

１）エンティティBはエンティティAへ乱数R_B、オプショナルテキストText１を送信し、
２）エンティティAはエンティティBへトークンTokenAB、オプショナル証明書Cert_Aを送信し、
３）エンティティBはエンティティAの送信したメッセージを受け取ってから、
3.1）エンティティAの証明書への検査或は他の方法を通して、エンティティAの公開の有効キーを有することを確保するステップと、
3.2）エンティティAの公開キーを取得してから、ステップ２）でのTokenABのサインを検証し、区分符Bの正確性をチェックし、またステップ1）で送信した乱数R_BとトークンTokenABにおける乱数R_Bが一致するかどうかを検査して、エンティティBはエンティティAに対する検証を完成するステップを執行し、
４）エンティティBはエンティティAへトークンTokenBA、オプショナル証明書Cert_Bを送信し、
５）“エンティティAはエンティティBの送信したTokenBAを含むメッセージを受け取ってから、
5.1）エンティティBの証明書への検査或は他の方法を通して、エンティティBの公開の有効キーを有することを確保するステップと、
5.2）エンティティBの公開キーを取得してから、ステップ４）でのTokenBAのサインを検証し、区分符Aの正確性をチェックし、且つステップ２）で送信した乱数R_AとトークンTokenBAにおける乱数R_Aが一致するかどうか及びステップ1）で受け取った乱数R_BトTokenBにおける乱数R_Bが一致するかどうかを検査し、エンティティAはエンティティBに対する検証を完成するステップを執行する。

しかしながら、以上で分かるように、三回伝達の識別メカニズムの実行を成功させるためには、必ずエンティティAとBがそれぞれ相手の公開の有効キーを有することを確保しなければならないが、相手の公開の有効キーをどうやって取得するかとその有効性については、プロトコル自体では触れていない。この検証に必要な条件は現在の多くの応用環境で満足されるものではなく、例えば通信ネットワークは通常にエンティティ識別メカニズムを採用してユーザーアクセス制御機能を実現し、識別メカニズムが完了する前に、ユーザーがネットワークにアクセスするのを拒否しているため、ユーザーは識別の前に証明書機構へ訪問できないかアクセスするのが難しくて相手のエンティティとネットワークアクセス点の公開キーの有効性を取得することができない。

現在通信ネットワークには常にユーザーとネットワークアクセス点の間に双方向識別を完了する必要があり、それで合法的なユーザーが合法的なネットワークにアクセスすることを確保しているため、ネットワークエンティティにとって、もし識別の前に通信相手エンティティの有効公開キーを知る必要がなく、識別の過程で相手エンティティの公開キーへの検証を完了すると、従来のエンティティ識別メカニズムを完備させることだけではなく、それが実際の応用でも良い実行可能性と使いやすさを有するようにする。また、上述の何れの識別メカニズムであっても、識別エンティティは公開キーの計算を行う必要があるが、公開キーの計算は時間のかかるものであり、計算能力が弱い識別エンティティにとって、識別プロトコルは適用しにくくなる。従って、プロトコルの設計は識別の機能を保証する上で、識別エンティティの公開キーの計算回数をなるべく減らさなければならない。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、実用的な信頼できるサードパーティに基づくエンティティの双方向識別方法を提出することにある。

本発明の実用的な信頼できるサードパーティ装置に基づくエンティティ装置の双方向識別方法は、
エンティティ装置Aはエンティティ装置Bから送信された前記エンティティ装置Bの識別パラメーターを含むメッセージ１を受け取ってから、信頼できるサードパーティ装置TPにメッセージ２を送信し、前記メッセージ２は前記エンティティ装置Bの識別パラメーターと前記エンティティ装置Aの識別パラメーターを含むステップと、
エンティティ装置Aは前記信頼できるサードパーティ装置TPから送信されたメッセージ３を受け取り、前記メッセージ３は前記信頼できるサードパーティ装置TPが前記メッセージ２に基づき前記エンティティ装置Aと前記エンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性であるかどうかを検査した検査結果を含むステップと、
エンティティ装置Aは前記メッセージ３に対して検証を行ってエンティティ装置Bの検証結果を得て、前記エンティティ装置Bにメッセージ４を送信し、前記エンティティ装置Bが前記メッセージ４に基づいて検証を行って前記エンティティ装置Aの検証結果を得るようにするステップと、を含み、
前記メッセージ１は、時変パラメーターR _B 、身分標識ID _B 、トークンToken BA、オプショナルテキストText１を含み、
前記メッセージ２は、時変パラメーターR _A とR _B 、身分標識ID _A とID _B 、トークンToken ATとToken BA、オプショナルテキストText１とText２を含み、
前記メッセージ３は、トークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み、或はトークンToken TA１とToken TA２を含み、
前記メッセージ４は、トークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み、或はトークンToken TA２を含み、
前記エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性の検査には、
メッセージ２でのエンティティ装置Aとエンティティ装置Bの身分標識ID _A とID _B が証明書であれば、トークンToken BAとToken ATにおけるエンティティ装置Bとエンティティ装置Aのサインを検証し、検証が通らなければ、直接にメッセージ２を捨て、検証が通れば、前記証明書の有効性を検査するステップと、
前記証明書が無効であれば、直接前記メッセージ２を捨て、又は前記メッセージ３を戻し、前記証明書が有効であれば、前記エンティティ装置Aに前記メッセージ３を戻すステップと、を含み、
前記エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性の検査には、
メッセージ２でのエンティティ装置Aとエンティティ装置Bの身分標識ID _A とID _B が区分符であれば、エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの対応する公開キー及びその有効性をサーチして検査し、前記対応の公開キーがサーチできていなければ、又はサーチされた前記対応の公開キーが無効であれば、直接にメッセージ２を捨て、又はメッセージ３を戻し、前記対応の公開キーがサーチされており且つ前記サーチされた対応の公開キーが有効であれば、前記トークンToken BAとToken ATにおけるエンティティ装置Bとエンティティ装置Aのサインを検証するステップと、
前記サインが検証で通らなければ、直接に前記メッセージ２を捨て、前記サインが検証を通れば、前記エンティティ装置Aに前記メッセージ３を戻すステップと、を含む。

前記エンティティ装置Aが前記メッセージ３に対して検証を行うことには、
前記エンティティ装置Aが前記Token TA或はToken TA１における信頼できるサードパーティ装置TPのサインを検証し、前記メッセージ２における時変パラメーターR_AとToken TA或はToken TA１における時変パラメーターR_Aが一致するかどうかを検査し、一致すれば前記エンティティ装置Bの検証結果Pub_Bを得るステップを含む。

前記エンティティ装置Bが前記メッセージ４に基づき検証を行うことには、
前記エンティティ装置Bが前記Token TA或はToken TA２における信頼できるサードパーティ装置TPのサインを検証し、前記メッセージ１における時変パラメーターR_BとToken TA或はToken TA２における時変パラメーターR_Bが一致するかどうかを検査し、一致すれば前記エンティティ装置Aの検証結果Pub_Aを得るステップを含む。

前記エンティティ装置Aが前記エンティティ装置Bから送信されたメッセージ１を受け取る前には、
前記エンティティ装置Aが前記エンティティ装置Bへ前記エンティティ装置Aの識別パラメーターを含むメッセージ０を送信し、前記エンティティ装置Bは前記メッセージ０を受け取ってから前記エンティティ装置Aにメッセージ１を送信するステップ、を更に含む。

前記メッセージ０には、時変パラメーターR_A、身分標識ID_A、オプショナルテキストText０を含む。

前記時変パラメーターは乱数、時間タグ、或はシーケンス番号である。

本発明は三つのエンティティ装置のフレームを採用して、識別エンティティ装置は識別の前に信頼できるサードパーティ装置の公開キーか証明書を得る必要があり、それとともに信頼できるサードパーティ装置が自分に配布するユーザー証明書を得る或は自分の公開キーを保管されるように信頼できるサードパーティ装置に渡し、事前に識別相手エンティティ装置の有効公開キーを知る必要がない。プロトコル実行中に、識別エンティティ装置の公開キー及びその有効性は信頼できるサードパーティ装置のサーチと検証によって、自動的に必要のある相手に伝送され、プロトコル実行中に、識別エンティティ装置のサイン検証の仕事はなるべく計算能力が強い信頼できるサードパーティ装置に任せる。本発明は、従来の識別メカニズムと比べると、公開キーのオンライン検索及び識別メカニズムを定義し、それに対する集中管理を実現し、プロトコルの実行条件を簡略させ、識別エンティティ装置に対する計算能力の要求を低減し、リソースの悪いネットワーク設備の高い安全性への需要を満足することができる。

図１は、従来の三回伝達の識別メカニズムの識別の模式図である。図２は本発明の識別の模式図である。

図２を参照すると、本発明は三つのエンティティ装置に関し、二つの識別エンティティ装置Aと装置B、信頼できるサードパーティ装置TP（Trusted third Party）であり、信頼できるサードパーティ装置は識別エンティティ装置Aと装置Bの信頼できるサードパーティ装置である。なお、以下の説明では、「識別エンティティ装置」を単に「エンティティ」と称し、「サードパーティ装置」を単に「サードパーティ」と称する。信頼できるサードパーティTPによって二つのエンティティAとBの間の対等な識別を実現するシステムを三元対等識別TePA（Tri-element Peer Authentication）システムと称する。図２の中に、Valid_xは証明書Cert_xの有効性を表し、PublicKey_xはエンティティＸの公開キーで、ID_xはエンティティＸの身分標識であり、証明書Cert_x或はエンティティの区分符で表する。 Pub_xはエンティティＸの検証結果を表し、証明書Cert_x及びその有効性Valid_xにより構成されるかエンティティＸ及びその公開キーPublicKey_xにより構成され、Token はトークンフィールドであり、その定義は、
TokenBA=sS_B(R_B||ID_B||Text1))
TokenAT= sS_A(R_A||R_B||ID_A||ID_B||Text2)
TokenTA= R_A||R_B||Pub_A||Pub_B||sS_TP(R_A||R_B||Pub_A||Pub_B||Text3)
TokenTA1= R_A||Pub_B||Text4||sS_TP (R_A||Pub_B||Text4)
TokenTA2= R_B||Pub_A||Text5||sS_TP (R_B||Pub_A||Text5)
である。

その具体的フローは、以下である。

１）エンティティBがエンティティAにメッセージ１を送信し、メッセージ１は時変パラメーターR_B 、身分標識ID_B 、トークンToken BA、オプショナルテキストText１を含み、
２）エンティティAはメッセージ１を受け取ってから、信頼できるサードパーティTPにメッセージ２を送信し、メッセージ２は時変パラメーターR_AとR_B 、身分標識ID_AとID_B 、トークンToken BAとToken AT、及びオプショナルテキストText１とText２を含み、
３）信頼できるサードパーティTPはメッセージ２を受け取ってから、エンティティAとエンティティBの識別パラメーター及びその有効性を検査する。

その中で、もしメッセージ２でのエンティティAとエンティティBの身分標識が証明書であれば、トークンToken BAとToken ATにおけるエンティティBとエンティティAのサインを検証し、もし検証が通らなければ、直接にメッセージ２を捨て、もしそうでなければ、エンティティAとエンティティBの証明書の有効性を検査し、無効であれば、直接にメッセージ２を捨て、又はメッセージ３を戻し、もし有効であれば、メッセージ３を戻し、ステップ４）を執行する。

もしメッセージ２でのエンティティAとエンティティBの身分標識が区分符であれば、エンティティAとエンティティBの対応する公開キー及びその有効性をサーチして検査し、もし対応の公開キーをサーチすることができず、又は対応の公開キーが無効であれば、直接にメッセージ２を捨て、又はメッセージ３を戻し、もし対応の公開キーをサーチすることができて、且つ有効であれば、さらにトークンToken BAとToken ATにおけるエンティティBとエンティティAのサインを検証し、検証で通らなければ、直接にメッセージ２を捨て、もし検証が通れば、メッセージ３を戻し、ステップ４）を執行する。

４）信頼できるサードパーティTPはエンティティAとエンティティBの識別パラメーター及びその有効性を検査してから、エンティティAにメッセージ３を戻し、メッセージ３はトークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み或はトークンToken TA１とToken TA２を含む、
５）エンティティAはメッセージ３を受け取ってから、検証を行う。Token TA或はToken TA１における信頼できるサードパーティTPのサインを検証するとともにメッセージ２における時変パラメーターR_AとToken TA或はToken TA１における時変パラメーターR_Aが一致するかどうかを検査し、もし一致すればエンティティBの検証結果Pub _Bを得、
６）エンティティAはメッセージ３に対する検証を完了してから、エンティティBにメッセージ４を送信し、前記メッセージ４は、トークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み或はトークンToken TA２を含み、
７）エンティティBはメッセージ４を受け取ってから、検証を行う。Token TA或はToken TA２における信頼できるサードパーティTPのサインを検証するとともに前記メッセージ１における時変パラメーターR_BとToken TA或はToken TA２における時変パラメーターR_Bが一致するかどうかを検査し、もし一致すればエンティティAの検証結果Pub _A を得る。

ここで説明すべきことは、
１．本発明における時変パラメーターは乱数、時間タグ、或はシーケンス番号を採用することができる。

２．ある状況では、プロトコルの執行の便利を図り、プロトコルの起動はエンティティAによりアクティブされ、即ち、まずエンティティAがエンティティBへメッセージ０を送信し、エンティティBはメッセージ０を受け取ってから、上述の七つのステップを始める。この時に、メッセージ０は時変パラメーターR_A、身分標識ID_A、オプショナルテキストText０、メッセージ１におけるトークンTokenBA =sS_B(R_A||R_B||ID_A||ID_B||Text1)を含むということである。

Claims

実用的な信頼できるサードパーティ装置に基づくエンティティ装置の双方向識別方法であって、
エンティティ装置Aはエンティティ装置Bから送信された前記エンティティ装置Bの識別パラメーターを含むメッセージ１を受け取ってから、信頼できるサードパーティ装置TPに前記エンティティ装置Bの識別パラメーターと前記エンティティ装置Aの識別パラメーターを含むメッセージ２を送信するステップと、
エンティティ装置Aは前記信頼できるサードパーティ装置TPから送信されたメッセージ３を受け取り、前記メッセージ３には前記信頼できるサードパーティ装置TPが前記メッセージ２に基づき前記エンティティ装置Aと前記エンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性を検査した検査結果を含むステップと、
エンティティ装置Aは前記メッセージ３に対して検証を行ってエンティティ装置Bの検証結果を得て、前記エンティティ装置Bにメッセージ４を送信し、前記エンティティ装置Bが前記メッセージ４に基づいて検証を行って前記エンティティ装置Aの検証結果を得るようにするステップと、
を含み、
前記メッセージ１は、時変パラメーターR _B 、身分標識ID _B 、トークンToken BA、オプショナルテキストText１を含み、
前記メッセージ２は、時変パラメーターR _A とR _B 、身分標識ID _A とID _B 、トークンToken ATとToken BA、オプショナルテキストText１とText２を含み、
前記メッセージ３は、トークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み、或はトークンToken TA１とToken TA２を含み、
前記メッセージ４は、トークンToken TAとオプショナルテキストText３を含み、或はトークンToken TA２を含み、
前記エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性の検査には、
メッセージ２でのエンティティ装置Aとエンティティ装置Bの身分標識ID _A とID _B が証明書であれば、トークンToken BAとToken ATにおけるエンティティ装置Bとエンティティ装置Aのサインを検証し、検証が通らなければ、直接にメッセージ２を捨て、検証が通れば、前記証明書の有効性を検査するステップと、
前記証明書が無効であれば、直接に前記メッセージ２を捨て、又は前記メッセージ３を戻し、前記証明書が有効であれば、前記エンティティ装置Aに前記メッセージ３を戻すステップと、を含み、
前記エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの識別パラメーター及びその有効性の検査には、
メッセージ２でのエンティティ装置Aとエンティティ装置Bの身分標識ID _A とID _B が区分符であれば、エンティティ装置Aとエンティティ装置Bの対応する公開キー及びその有効性をサーチして検査し、前記対応の公開キーをサーチすることができず、又はサーチされた前記対応の公開キーが無効であれば、直接にメッセージ２を捨て、又はメッセージ３を戻し、前記対応の公開キーをサーチすることができて且つ前記サーチされた対応の公開キーが有効であれば、前記トークンToken BAとToken ATにおけるエンティティ装置Bとエンティティ装置Aのサインを検証するステップと、
前記サインが検証で通らなければ、直接に前記メッセージ２を捨て、前記サインが検証を通れば、前記エンティティ装置Aに前記メッセージ３を戻すステップと、を含むことを特徴とする方法。
前記エンティティ装置Aが前記メッセージ３に対して検証を行うことには、
前記エンティティ装置Aが前記Token TA或はToken TA１における信頼できるサードパーティ装置TPのサインを検証し、前記メッセージ２における時変パラメーターR _A とToken TA或はToken TA１における時変パラメーターR _A が一致するかどうかを検査し、一致すれば前記エンティティ装置Bの検証結果Pub _B を得るステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記エンティティ装置Bが前記メッセージ４に基づき検証を行うことには、
前記エンティティ装置Bが前記Token TA或はToken TA２における信頼できるサードパーティ装置TPのサインを検証し、前記メッセージ１における時変パラメーターR _B とToken TA或はToken TA２における時変パラメーターR _B が一致するかどうかを検査し、一致すれば前記エンティティ装置Aの検証結果Pub _A を得るステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記エンティティ装置Aが前記エンティティ装置Bから送信されたメッセージ１を受取る前には、
前記エンティティ装置Aが前記エンティティ装置Bへ前記エンティティ装置Aの識別パラメーターを含むメッセージ０を送信し、前記エンティティ装置Bは前記メッセージ０を受け取ってから前記エンティティ装置Aにメッセージ１を送信するステップ、を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記メッセージ０は、時変パラメーターR _A 、身分標識ID _A 、オプショナルテキストText０を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記時変パラメーターは乱数、時間タグ、或はシーケンス番号であることを特徴とする、請求項１〜３、５の何れか１項に記載の方法。