JPH07312592A - 通信システムのための検証方法 - Google Patents
通信システムのための検証方法Info
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- JPH07312592A JPH07312592A JP6248502A JP24850294A JPH07312592A JP H07312592 A JPH07312592 A JP H07312592A JP 6248502 A JP6248502 A JP 6248502A JP 24850294 A JP24850294 A JP 24850294A JP H07312592 A JPH07312592 A JP H07312592A
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- Japan
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- modulo
- central
- digital signature
- equation
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
- H04L9/3247—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving digital signatures
- H04L9/3252—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving digital signatures using DSA or related signature schemes, e.g. elliptic based signatures, ElGamal or Schnorr schemes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/56—Financial cryptography, e.g. electronic payment or e-cash
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 各種のデジタル署名を単一し電算で容易に検
証する。 【構成】 通信装置Ａｉ（Ａ１、Ａ２、・・・Ａα）が
中央検証装置Ｂに通信インタフェースによって接続され
ており、各通信装置Ａｉがデータ処理手段、通信手段、
メモリ手段及び乱数発生手段又は疑似乱数発生手段を備
えており、中央検証装置Ｂがデータ処理手段、通信手段
及びメモリ手段を備えており、各通信装置Ａｉが、中央
検証装置ＢにＤＳＳデジタル署名の組を転送すると、中
央検証装置Ｂが受けた署名を同時に検証する。
証する。 【構成】 通信装置Ａｉ（Ａ１、Ａ２、・・・Ａα）が
中央検証装置Ｂに通信インタフェースによって接続され
ており、各通信装置Ａｉがデータ処理手段、通信手段、
メモリ手段及び乱数発生手段又は疑似乱数発生手段を備
えており、中央検証装置Ｂがデータ処理手段、通信手段
及びメモリ手段を備えており、各通信装置Ａｉが、中央
検証装置ＢにＤＳＳデジタル署名の組を転送すると、中
央検証装置Ｂが受けた署名を同時に検証する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、「デジタル署名規格
（ＤＳＳ）のために提案された連邦情報処理規格(A Pro
posed Federal Information Processing Standard for
Digital Signature Standard (DSS)」〔フェデラル レ
ジスタ アナウンスメント (Federal Register Announc
ement)1991年８月30日、 42980〜42982 頁〕にユーエス
ナショナル インスチチュート オブ スタンダード
アンド テクノロジー(US National Institute of St
andards and Technology)(ＮＩＳＴ）によって提案され
たデジタル署名アルゴリズム(Digital Signature Algor
ithm) （ＤＳＡ）の計算効率を向上させるシステムに関
するものである。これは、単一動作で非常に多数の署名
を迅速且つ同時にバッチ式に検証することによって実現
される。本発明は、ＩＣカードとも称されるチップカー
ドの利用によって人間の間の、経済上またはその他の業
務、取引きなどのトランザクションを改良するために使
用される。
（ＤＳＳ）のために提案された連邦情報処理規格(A Pro
posed Federal Information Processing Standard for
Digital Signature Standard (DSS)」〔フェデラル レ
ジスタ アナウンスメント (Federal Register Announc
ement)1991年８月30日、 42980〜42982 頁〕にユーエス
ナショナル インスチチュート オブ スタンダード
アンド テクノロジー(US National Institute of St
andards and Technology)(ＮＩＳＴ）によって提案され
たデジタル署名アルゴリズム(Digital Signature Algor
ithm) （ＤＳＡ）の計算効率を向上させるシステムに関
するものである。これは、単一動作で非常に多数の署名
を迅速且つ同時にバッチ式に検証することによって実現
される。本発明は、ＩＣカードとも称されるチップカー
ドの利用によって人間の間の、経済上またはその他の業
務、取引きなどのトランザクションを改良するために使
用される。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックカードにＩＣチップを挿入
するという着想は比較的古い（最初の特許は現在から17
年前である) が、ＩＣチップの計算能力の制限のため、
実際の利用され始めたのは数年前にすぎない。記憶容
量、安全性及び回路技術（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）の進
歩によって、急速に新世代のカードやそれ自体多数の新
種のトランザクションを重要なものとする新しく持ち上
がったアメリカ合衆国デジタル署名規格等のより野心的
なアプリケーションが開発されている。
するという着想は比較的古い（最初の特許は現在から17
年前である) が、ＩＣチップの計算能力の制限のため、
実際の利用され始めたのは数年前にすぎない。記憶容
量、安全性及び回路技術（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）の進
歩によって、急速に新世代のカードやそれ自体多数の新
種のトランザクションを重要なものとする新しく持ち上
がったアメリカ合衆国デジタル署名規格等のより野心的
なアプリケーションが開発されている。
【０００３】このＤＳＡは、手書きの署名ではなくデジ
タル署名を必要とするアプリケーションに適切なコアを
提供するためにユーエス ナショナル インスチチュー
トオブ スタンダード アンド テクノロジー (US Nat
ional Institute of Standards and Technology)( ＮＩ
ＳＴ）によって提案された。ＤＳＡデジタル署名は、２
進数列としてコンピュータ内に示される大きな数の対
「ｒ及びｓ」である。デジタル署名は、１組の規則（即
ち、ＤＳＡ）と１組のパラメータを使用して計算され、
従って、署名の同一性とデータの完全性が検証される。
ＤＳＡは、署名を生成し、検証する能力を提供する。
タル署名を必要とするアプリケーションに適切なコアを
提供するためにユーエス ナショナル インスチチュー
トオブ スタンダード アンド テクノロジー (US Nat
ional Institute of Standards and Technology)( ＮＩ
ＳＴ）によって提案された。ＤＳＡデジタル署名は、２
進数列としてコンピュータ内に示される大きな数の対
「ｒ及びｓ」である。デジタル署名は、１組の規則（即
ち、ＤＳＡ）と１組のパラメータを使用して計算され、
従って、署名の同一性とデータの完全性が検証される。
ＤＳＡは、署名を生成し、検証する能力を提供する。
【０００４】署名の生成は、デジタル署名を生成するた
めに専用キー「ｘ」を使用する。署名の検証は、専用キ
ーに対応するが、同じではない公開キー「ｙ」を使用す
る。各ユーザは、専用キー及び公開キーの対を所有す
る。公開キーは、一般的に世間に知られているとされる
が、専用キーは決して共有されない。ユーザの公開キー
を使用することによって、だれでもユーザの署名を検証
することができる。署名の生成は、ユーザの専用キーに
よってのみ実行できる。
めに専用キー「ｘ」を使用する。署名の検証は、専用キ
ーに対応するが、同じではない公開キー「ｙ」を使用す
る。各ユーザは、専用キー及び公開キーの対を所有す
る。公開キーは、一般的に世間に知られているとされる
が、専用キーは決して共有されない。ユーザの公開キー
を使用することによって、だれでもユーザの署名を検証
することができる。署名の生成は、ユーザの専用キーに
よってのみ実行できる。
【０００５】ＤＳＡのパラメータは、下記の通りであ
る： １) 第１のモジュールｐ、但し、２L-1 ＜ｐ＜２
L （但し、512 ≦Ｌ≦1024）であり且つαに対してＬ＝
64α。実際に、ｐは、Ｌビット、例えば、512ビットの
列である。 ２) 第２のモジュールｑ、但し、２159 ＜ｑ＜２160
であり、ｐ−１はｑの倍数である。実際ｑは 160ビット
の列である。一方、異なることもある。 ３) 〔次数ｑ〕modulo ｐの数ｇ、従って、ｇ＝ｈ
（ｐ−１）／ｑ modulo ｐ（但し、ｈは１＜ｈ＜ｐ−１
のような任意の整数であり、ｇは１より大きい）。 ４) ランダムまたは疑似ランダムに決定される、専用
キーである数ｘ。 ５) 式ｙ＝ｇX modulo ｐによって決定される、公開
キーである数ｙ。 ６) ０＜ｋ＜ｑになるようにランダムまたは疑似ラン
ダムに発生する数ｋ。
る： １) 第１のモジュールｐ、但し、２L-1 ＜ｐ＜２
L （但し、512 ≦Ｌ≦1024）であり且つαに対してＬ＝
64α。実際に、ｐは、Ｌビット、例えば、512ビットの
列である。 ２) 第２のモジュールｑ、但し、２159 ＜ｑ＜２160
であり、ｐ−１はｑの倍数である。実際ｑは 160ビット
の列である。一方、異なることもある。 ３) 〔次数ｑ〕modulo ｐの数ｇ、従って、ｇ＝ｈ
（ｐ−１）／ｑ modulo ｐ（但し、ｈは１＜ｈ＜ｐ−１
のような任意の整数であり、ｇは１より大きい）。 ４) ランダムまたは疑似ランダムに決定される、専用
キーである数ｘ。 ５) 式ｙ＝ｇX modulo ｐによって決定される、公開
キーである数ｙ。 ６) ０＜ｋ＜ｑになるようにランダムまたは疑似ラン
ダムに発生する数ｋ。
【０００６】整数ｐ、ｑ及びｇはシステムパラメータで
あり、１群のユーザに公開され且つ／または共通であ
る。ユーザの専用キー及び公開キーは、それぞれｘ及び
ｙである。パラメータｘ及びｋは、署名の生成のために
のみ使用され、秘密にされなければならない。パラメー
タｋは、各署名ごとにについて再生される。パラメータ
ｙは、多数の群のユーザに共有される。
あり、１群のユーザに公開され且つ／または共通であ
る。ユーザの専用キー及び公開キーは、それぞれｘ及び
ｙである。パラメータｘ及びｋは、署名の生成のために
のみ使用され、秘密にされなければならない。パラメー
タｋは、各署名ごとにについて再生される。パラメータ
ｙは、多数の群のユーザに共有される。
【０００７】メッセージｍ（原始２進数ファイルＭのハ
ッシュ値）に署名するために、署名装置は署名「ｒ及び
ｓ」を計算する。原始ファイルＭのハッシュ値ｍは、フ
ァイルＭのビットの幾つか（または全部）の２進数の再
配置された列である。署名装置は、実際には、プログラ
ム演算を実行するユーザのチップカードのマイクロプロ
セッサである。この演算は、原始ファイルＭまたはメッ
セージｍの編集の終りに自動的に実行されることがあ
る。また、この編集後、任意に実行することもある。特
にクヌース(KNUTH) に記載されたこの署名のために実行
される計算は下記の通りである。 ｒ＝（ｇk modulo ｐ)modulo ｑ及びｓ＝〔（ｍ＋ｘ
ｒ）／ｋ〕 modulo ｑ 署名の第１の部分ｒは、ｇ、ｐ、ｑ及びｋによって使用
されるシステムによって決定され、一方、ｓはメッセー
ジｍ及び専用キーｘ更にｇ、ｒ、ｋによって決定され
る。
ッシュ値）に署名するために、署名装置は署名「ｒ及び
ｓ」を計算する。原始ファイルＭのハッシュ値ｍは、フ
ァイルＭのビットの幾つか（または全部）の２進数の再
配置された列である。署名装置は、実際には、プログラ
ム演算を実行するユーザのチップカードのマイクロプロ
セッサである。この演算は、原始ファイルＭまたはメッ
セージｍの編集の終りに自動的に実行されることがあ
る。また、この編集後、任意に実行することもある。特
にクヌース(KNUTH) に記載されたこの署名のために実行
される計算は下記の通りである。 ｒ＝（ｇk modulo ｐ)modulo ｑ及びｓ＝〔（ｍ＋ｘ
ｒ）／ｋ〕 modulo ｑ 署名の第１の部分ｒは、ｇ、ｐ、ｑ及びｋによって使用
されるシステムによって決定され、一方、ｓはメッセー
ジｍ及び専用キーｘ更にｇ、ｒ、ｋによって決定され
る。
【０００８】この署名では、ｋによる除算は、 modulo
ｇで実施される（すなわち、１／ｋは数ｋ’であり、従
って、ｋｋ’≡１ modulo ｑである）。例えば、ｑ＝５
及びｋ＝３とすると、３×２＝６≡１ modulo ５である
ので、その時、１／ｋ modulo ５＝２、実際には、１／
３＝２ modulo ５である。ＤＳＡの記述に説明されてい
るようにｒが０ともｓとも異なることを検査した後、署
名「ｒ及びｓ」の準備が完了する。この署名は、メッセ
ージｍがチップカードの所有者によってその正しい専用
キー「ｘ」と共に出されたことを認証している。次にメ
ッセージｍと共に、認証機関に送られる。
ｇで実施される（すなわち、１／ｋは数ｋ’であり、従
って、ｋｋ’≡１ modulo ｑである）。例えば、ｑ＝５
及びｋ＝３とすると、３×２＝６≡１ modulo ５である
ので、その時、１／ｋ modulo ５＝２、実際には、１／
３＝２ modulo ５である。ＤＳＡの記述に説明されてい
るようにｒが０ともｓとも異なることを検査した後、署
名「ｒ及びｓ」の準備が完了する。この署名は、メッセ
ージｍがチップカードの所有者によってその正しい専用
キー「ｘ」と共に出されたことを認証している。次にメ
ッセージｍと共に、認証機関に送られる。
【０００９】この認証機関は、検証と共に受けたものの
検証を行う。実際には検証プログラムを実行するプロセ
ッサを備える認証装置は、バッチ式に検証を行う。この
バッチ式検証が実行され、メッセージｍは認証される
と、このメッセージが、認証されたユーザから出力され
たものと認識され、その時、このメッセージの経済上の
結果が有効化される。それは、認証機関がメッセージｍ
に関する動作を実行することができることを意味し、そ
れは、例えば、チップカードのユーザと商人との間の取
引きを認証し、対応する金銭の受渡しを実行すること
や、または、このユーザと認証機関との間のトランザク
ションを認証することを意味する。
検証を行う。実際には検証プログラムを実行するプロセ
ッサを備える認証装置は、バッチ式に検証を行う。この
バッチ式検証が実行され、メッセージｍは認証される
と、このメッセージが、認証されたユーザから出力され
たものと認識され、その時、このメッセージの経済上の
結果が有効化される。それは、認証機関がメッセージｍ
に関する動作を実行することができることを意味し、そ
れは、例えば、チップカードのユーザと商人との間の取
引きを認証し、対応する金銭の受渡しを実行すること
や、または、このユーザと認証機関との間のトランザク
ションを認証することを意味する。
【００１０】ＤＳＳバッチ検証によって、認証装置は、
十分に大量のＤＳＳ署名を持っていると判断するまで、
１つの集まりのＤＳＳ署名の検証を遅延させることがで
き、そして、そのように判断したとき、それらの全署名
を一度に検証する。そのような方法は多数の現実的な状
況で有利である。例えば、銀行は、日中ずっとトランザ
クション命令を送ったり、受けたりするが、夜間にだけ
検証を実行する（内部補正する）。有料テレビの加入者
は、番組提供者から視聴する権利を購入し、その番組提
供者は、各購入注文の個々の有効性を検査してから、大
気中にその権利をダウンロードしなければならない。同
様な状況は、他の多くの電子トランザクションで頻繁に
見られる。
十分に大量のＤＳＳ署名を持っていると判断するまで、
１つの集まりのＤＳＳ署名の検証を遅延させることがで
き、そして、そのように判断したとき、それらの全署名
を一度に検証する。そのような方法は多数の現実的な状
況で有利である。例えば、銀行は、日中ずっとトランザ
クション命令を送ったり、受けたりするが、夜間にだけ
検証を実行する（内部補正する）。有料テレビの加入者
は、番組提供者から視聴する権利を購入し、その番組提
供者は、各購入注文の個々の有効性を検査してから、大
気中にその権利をダウンロードしなければならない。同
様な状況は、他の多くの電子トランザクションで頻繁に
見られる。
【００１１】より一般的には、バッチ式署名検証は、逆
演算、検閲または異議動作を可能にする或る時間により
署名がその結果（従来はユーザ−署名者に商品またはサ
ービスを渡す）から分離される時に有効である。
演算、検閲または異議動作を可能にする或る時間により
署名がその結果（従来はユーザ−署名者に商品またはサ
ービスを渡す）から分離される時に有効である。
【００１２】検証装置は、下記の計算をする： １） ｗ＝１／ｓ modulo ｑ（公に共有された値ｑを
知っており、ｓを受けるので）。数（ｐ、ｑ、ｇ）の異
なる組を有する多数のユーザの群が存在する時、それら
はメッセージｍ及び署名ｒ及びｓと同時に検証装置に送
られる。 ２） ｕ1 ＝ｍ ｗ modulo ｑ（受けたｍと、共有した
ｑと前もって計算したｗを知っているので）。 ３） ｕ2 ＝ｒ ｗ modulo ｑ（受けたｒと、共有した
ｑと前もって計算したｗを知っているので）。 ４） ｖ＝（ｇu1・ｙu2 modulo ｐ）modulo ｑ（ｕ1
及びｕ2 は前もって計算されており、ｙはユーザの群の
ための公開キーであるので）。 次に、ｖ及びｒが、署名を許容するか、または、拒絶す
ることに一致するかどうかを検査する。多すぎる検証を
実行しなければならない時、この計算は時間がかかり過
ぎる。
知っており、ｓを受けるので）。数（ｐ、ｑ、ｇ）の異
なる組を有する多数のユーザの群が存在する時、それら
はメッセージｍ及び署名ｒ及びｓと同時に検証装置に送
られる。 ２） ｕ1 ＝ｍ ｗ modulo ｑ（受けたｍと、共有した
ｑと前もって計算したｗを知っているので）。 ３） ｕ2 ＝ｒ ｗ modulo ｑ（受けたｒと、共有した
ｑと前もって計算したｗを知っているので）。 ４） ｖ＝（ｇu1・ｙu2 modulo ｐ）modulo ｑ（ｕ1
及びｕ2 は前もって計算されており、ｙはユーザの群の
ための公開キーであるので）。 次に、ｖ及びｒが、署名を許容するか、または、拒絶す
ることに一致するかどうかを検査する。多すぎる検証を
実行しなければならない時、この計算は時間がかかり過
ぎる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、スマートカード、バッジまたは電子キーのような１
組の署名装置Ａ１、Ａ２、・・・が、ＤＳＳ署名を単一
の検証演算によって全ての署名を検証する中央検証装置
Ｂ（例えば、パーソナルコンピュータまたは遠隔のサー
バー）にＤＳＳ署名を転送する一般的な有効なシステム
を提供することにある。
は、スマートカード、バッジまたは電子キーのような１
組の署名装置Ａ１、Ａ２、・・・が、ＤＳＳ署名を単一
の検証演算によって全ての署名を検証する中央検証装置
Ｂ（例えば、パーソナルコンピュータまたは遠隔のサー
バー）にＤＳＳ署名を転送する一般的な有効なシステム
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によるならば、通
信インタフェースによって中央検証装置Ｂに接続される
α個の通信装置Ａi を備えるシステムにおける検証方法
であって、各通信装置Ａi は、データ処理手段、通信手
段、メモリ手段及び乱数発生手段または疑似乱数発生手
段を備え、デジタル署名アルゴリズムを実行し、デジタ
ル署名信号を生成し、デジタル署名信号を中央検証装置
Ｂに転送し、中央検証装置Ｂは、データ処理手段、通信
手段及びメモリ手段を備え、１組の多数のデジタル署名
信号の全てを受けると、まず、上記受けたデジタル署名
信号の処理を実行し、次いで、その処理結果に基づい
て、検証計算を実行して上記１組のデジタル署名信号を
バッチ式に同時に検証することからなる方法が提供され
る。
信インタフェースによって中央検証装置Ｂに接続される
α個の通信装置Ａi を備えるシステムにおける検証方法
であって、各通信装置Ａi は、データ処理手段、通信手
段、メモリ手段及び乱数発生手段または疑似乱数発生手
段を備え、デジタル署名アルゴリズムを実行し、デジタ
ル署名信号を生成し、デジタル署名信号を中央検証装置
Ｂに転送し、中央検証装置Ｂは、データ処理手段、通信
手段及びメモリ手段を備え、１組の多数のデジタル署名
信号の全てを受けると、まず、上記受けたデジタル署名
信号の処理を実行し、次いで、その処理結果に基づい
て、検証計算を実行して上記１組のデジタル署名信号を
バッチ式に同時に検証することからなる方法が提供され
る。
【００１５】なお、この構成では、通信装置Ａi を所有
する全てのユーザｉは、同じＤＳＳmodulo ｐ及びｑ及
び数ｇを使用しているが、異なるキーの対（ｘi 、
ｙi ）を有し、検証のための各ｔi ＤＳＳ署名を送るも
のとする。従って、検証装置は、下記〔数５〕のＤＳＳ
署名を受ける。
する全てのユーザｉは、同じＤＳＳmodulo ｐ及びｑ及
び数ｇを使用しているが、異なるキーの対（ｘi 、
ｙi ）を有し、検証のための各ｔi ＤＳＳ署名を送るも
のとする。従って、検証装置は、下記〔数５〕のＤＳＳ
署名を受ける。
【００１６】
【数５】 それは、メッセージ｛ｍi,j ｝のＤＳＳ署名｛ｒi,j 、
ｓi,j ｝（但し、ｍi,jはＡi によって署名された第ｊ
番目のメッセージであることを示す）によって示され
る。本発明は、下記の説明並びに添付図面を参照するこ
とによって明らかになろう。これらの説明は、本発明を
何ら限定するものではない。
ｓi,j ｝（但し、ｍi,jはＡi によって署名された第ｊ
番目のメッセージであることを示す）によって示され
る。本発明は、下記の説明並びに添付図面を参照するこ
とによって明らかになろう。これらの説明は、本発明を
何ら限定するものではない。
【００１７】
【実施例】本発明によると、第１図では、各通信装置Ａ
i は、中央処理装置（ＣＰＵ）11、通信インタフェース
10、乱数発生器（または疑似乱数発生器）12、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）13及び／またはリードオンリ
ーメモリ（ＲＯＭ）14及び／または電気的に（場合によ
っては消去可能な）プログラム可能なメモリ（ＥＰＲＯ
ＭまたはＥＥＰＲＯＭ）15を備える。ＣＰＵ及び／また
はＲＯＭは、ＤＳＳプロトコルの署名生成部分（規則及
びハッシュ関数）、乗算、加算、累乗及びモジュラー変
換及びモジュラー逆変換に対応するまたは実施するプロ
グラムまたは計算資源を備える。これらの演算のいくつ
かは、一緒にすることができる（例えば、モジュラー変
換は、乗算にそのまま組み込むことができる）。
i は、中央処理装置（ＣＰＵ）11、通信インタフェース
10、乱数発生器（または疑似乱数発生器）12、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）13及び／またはリードオンリ
ーメモリ（ＲＯＭ）14及び／または電気的に（場合によ
っては消去可能な）プログラム可能なメモリ（ＥＰＲＯ
ＭまたはＥＥＰＲＯＭ）15を備える。ＣＰＵ及び／また
はＲＯＭは、ＤＳＳプロトコルの署名生成部分（規則及
びハッシュ関数）、乗算、加算、累乗及びモジュラー変
換及びモジュラー逆変換に対応するまたは実施するプロ
グラムまたは計算資源を備える。これらの演算のいくつ
かは、一緒にすることができる（例えば、モジュラー変
換は、乗算にそのまま組み込むことができる）。
【００１８】ＤＳＳの実施のために、ＲＡＭは従来ハッ
シュ関数とＤＳＳ署名生成規則が連続して入力されるフ
ァイルＭを備える。ＥＰＲＯＭ（またはＥＥＰＲＯＭ）
15は、トランザクションｊでｋi,j が発生するとき使用
されるパラメータｐ、ｑ、ｇ、ｘi の値を含む。これら
の値は、下記の説明に記載するように使用される。ＣＰ
Ｕ11は、データ／制御／アドレスバス16を介して、通信
インタフェース10を動作し、メモリ13、14、15の読出動
作及び書込動作を行い、乱数発生器12から乱数を得る。
シュ関数とＤＳＳ署名生成規則が連続して入力されるフ
ァイルＭを備える。ＥＰＲＯＭ（またはＥＥＰＲＯＭ）
15は、トランザクションｊでｋi,j が発生するとき使用
されるパラメータｐ、ｑ、ｇ、ｘi の値を含む。これら
の値は、下記の説明に記載するように使用される。ＣＰ
Ｕ11は、データ／制御／アドレスバス16を介して、通信
インタフェース10を動作し、メモリ13、14、15の読出動
作及び書込動作を行い、乱数発生器12から乱数を得る。
【００１９】各通信装置Ａi は、物理的な保護手段17に
よって外部から保護されている。この保護は、許可され
ていない人がＲＯＭ14内に記憶されている秘密のキーｘ
i にアクセスすることを防ぐために十分でなければなら
ない。この目的を達成するために今日最も普及している
技術は、チップを安全モジュール内に封止し、例えば、
光、温度、異常な電圧及び異常なクロック周波数の検出
器をチップカードを設けることである。また、メモリマ
ッピングのスクランブリング等の特定の設計の思想も広
く使用される。
よって外部から保護されている。この保護は、許可され
ていない人がＲＯＭ14内に記憶されている秘密のキーｘ
i にアクセスすることを防ぐために十分でなければなら
ない。この目的を達成するために今日最も普及している
技術は、チップを安全モジュール内に封止し、例えば、
光、温度、異常な電圧及び異常なクロック周波数の検出
器をチップカードを設けることである。また、メモリマ
ッピングのスクランブリング等の特定の設計の思想も広
く使用される。
【００２０】図２の中央検証装置Ｂは、少なくとも中央
処理装置（ＣＰＵ) 30及びメモリ手段32（ＲＡＭ）及び
／または33（ＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭ）及び／ま
たは34（ＲＯＭ）を備える。ＣＰＵ30は、データ／制御
／アドレスバス35を介して、通信インタフェース10を動
作し、メモリ32、33及び34での読出動作及び書込動作を
行う。中央検証装置ＢのＣＰＵ30及び／またはＲＯＭ
は、ＤＳＳプロトコルの検証部分（規則及びハッシュ関
数）、乗算、モジュラー逆変換、比較、累乗及びモジュ
ラー変換に対応するまたは実施するプログラムまたは計
算資源を備える。これらの演算のいくつかは、一緒にす
ることができる（例えば、モジュラー変換は、乗算にそ
のまま組み込むことができる）。
処理装置（ＣＰＵ) 30及びメモリ手段32（ＲＡＭ）及び
／または33（ＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭ）及び／ま
たは34（ＲＯＭ）を備える。ＣＰＵ30は、データ／制御
／アドレスバス35を介して、通信インタフェース10を動
作し、メモリ32、33及び34での読出動作及び書込動作を
行う。中央検証装置ＢのＣＰＵ30及び／またはＲＯＭ
は、ＤＳＳプロトコルの検証部分（規則及びハッシュ関
数）、乗算、モジュラー逆変換、比較、累乗及びモジュ
ラー変換に対応するまたは実施するプログラムまたは計
算資源を備える。これらの演算のいくつかは、一緒にす
ることができる（例えば、モジュラー変換は、乗算にそ
のまま組み込むことができる）。
【００２１】本発明の方法では、バッチ式署名検証は、
図１及び図２に示す署名装置Ａ１、Ａ２、・・・と中央
検証装置Ｂとの間において、図３に示すように、少なく
とも以下のデータを交換することによって実行される。
メッセージｍi,j に署名するために、通信装置Ａi は、
乱数ｋi,j を取り出し、データＲi,j 、ｓi,j 〔但し、
Ｒi,j ＝ｇki,j modulo ｐ（ここでは、 modulo ｑはも
はや存在しない）及びｓi,j ＝｛（ｍi,j ＋ｘ
i ｒi,j ）／（ｋi,j ）｝modulo ｑ〕を計算し、中央
検証装置Ｂに送る。また、多数のユーザの群が、公開キ
ーｙi によって差別化されているならば、コードｙi を
送る。従って、送るたびごとに、ｍi,j 、Ｒi,j、ｓ
i,j 及び場合によってはｊ（通信装置Ａi によって形成
された署名の数）、ｙi 、ｑ、ｐ及びｇが送られる。も
ちろん、通信装置Ａi の識別子も送ることもできる。通
信装置Ａi の識別子は、ｍi,j 、Ｒi,j 、ｓi,j を送る
前でもまたは後でも送ることができる。更に、キーｙi
及びモジュールｐ、ｑ及びｇは、好ましくは、通信装置
Ａi の受けた識別子に基づいて、メモリ33内に記憶され
た一致テーブルから中央検証装置Ｂによって抽出され
る。
図１及び図２に示す署名装置Ａ１、Ａ２、・・・と中央
検証装置Ｂとの間において、図３に示すように、少なく
とも以下のデータを交換することによって実行される。
メッセージｍi,j に署名するために、通信装置Ａi は、
乱数ｋi,j を取り出し、データＲi,j 、ｓi,j 〔但し、
Ｒi,j ＝ｇki,j modulo ｐ（ここでは、 modulo ｑはも
はや存在しない）及びｓi,j ＝｛（ｍi,j ＋ｘ
i ｒi,j ）／（ｋi,j ）｝modulo ｑ〕を計算し、中央
検証装置Ｂに送る。また、多数のユーザの群が、公開キ
ーｙi によって差別化されているならば、コードｙi を
送る。従って、送るたびごとに、ｍi,j 、Ｒi,j、ｓ
i,j 及び場合によってはｊ（通信装置Ａi によって形成
された署名の数）、ｙi 、ｑ、ｐ及びｇが送られる。も
ちろん、通信装置Ａi の識別子も送ることもできる。通
信装置Ａi の識別子は、ｍi,j 、Ｒi,j 、ｓi,j を送る
前でもまたは後でも送ることができる。更に、キーｙi
及びモジュールｐ、ｑ及びｇは、好ましくは、通信装置
Ａi の受けた識別子に基づいて、メモリ33内に記憶され
た一致テーブルから中央検証装置Ｂによって抽出され
る。
【００２２】データ対Ｒi,j 、ｓi,j の十分に大きな集
まりが中央検証装置Ｂが受けた時（例えば、1000対の集
まり) 、この中央検証装置Ｂにおいて、第１のテストで
Ｃ＝ｇD ・Ｇ modulo ｐであるかどうかを検査するこ
とによって本発明によって全てのデータ対をバッチ式検
証する。この第１のテストは、最初に、下記〔数６〕、
〔数７〕及び〔数８〕で表される処理Ｃ、Ｄ及びＧを計
算することによって実行される。
まりが中央検証装置Ｂが受けた時（例えば、1000対の集
まり) 、この中央検証装置Ｂにおいて、第１のテストで
Ｃ＝ｇD ・Ｇ modulo ｐであるかどうかを検査するこ
とによって本発明によって全てのデータ対をバッチ式検
証する。この第１のテストは、最初に、下記〔数６〕、
〔数７〕及び〔数８〕で表される処理Ｃ、Ｄ及びＧを計
算することによって実行される。
【００２３】
【数６】
【００２４】
【数７】
【００２５】
【数８】
【００２６】（但し、
【数９】 ） （但し、上記式において、Πは、受けたＲi,j の全てに
対して実施される乗算を意味し、Σは和を意味する。）
対して実施される乗算を意味し、Σは和を意味する。）
【００２７】それは、上記の受けたメッセージ及び署名
の前処理が検査の前に実行されることを意味する。これ
らの処理は、通常、検証装置によって実行されるべきで
あり、極めて時間のかかる累乗の最終的な数を減少する
ことを目的とする。実際、Ｃ及びＤは、累乗より時間の
かからない乗算だけである。そして、Ｇを計算するため
に、同一公開キーｙi に基づく全てのデータ対が、好ま
しくは、Ｈj 、すなわち、除算（乗算と同じ）の和を計
算するために集められる。次に、同一バッチ式検証にお
いて異なる公開キーｙi があるならば、異なる公開キー
ｙi の数と同数にプラス１（ｇD を計算するため）の累
乗だけを実行する。従って、累乗の数は、1000個の署名
に対して2000（ｖの計算の場合２つの累乗がある）の代
わりに、20（19個の異なるキーがある場合) に減少す
る。
の前処理が検査の前に実行されることを意味する。これ
らの処理は、通常、検証装置によって実行されるべきで
あり、極めて時間のかかる累乗の最終的な数を減少する
ことを目的とする。実際、Ｃ及びＤは、累乗より時間の
かからない乗算だけである。そして、Ｇを計算するため
に、同一公開キーｙi に基づく全てのデータ対が、好ま
しくは、Ｈj 、すなわち、除算（乗算と同じ）の和を計
算するために集められる。次に、同一バッチ式検証にお
いて異なる公開キーｙi があるならば、異なる公開キー
ｙi の数と同数にプラス１（ｇD を計算するため）の累
乗だけを実行する。従って、累乗の数は、1000個の署名
に対して2000（ｖの計算の場合２つの累乗がある）の代
わりに、20（19個の異なるキーがある場合) に減少す
る。
【００２８】二度与えられたメッセージに署名する権利
を有するユーザがそれによって同じメッセージが二度送
られたように思われる署名を送らないように防止するた
めに、中央検証装置Ｂは、また好ましくは、別のテスト
でｉ，ｊがｉ’，ｊ’と異なる時ｍi,j がｍi',j' と異
なることを検査する。この好ましい方法では、ｊは受け
たメッセージの任意の番号付け直し番号である。
を有するユーザがそれによって同じメッセージが二度送
られたように思われる署名を送らないように防止するた
めに、中央検証装置Ｂは、また好ましくは、別のテスト
でｉ，ｊがｉ’，ｊ’と異なる時ｍi,j がｍi',j' と異
なることを検査する。この好ましい方法では、ｊは受け
たメッセージの任意の番号付け直し番号である。
【００２９】第１のテストが真の時、または、好ましく
は第１及び第２のテストが真の時、中央検証装置Ｂは全
ての署名を許容する。反対に、テストが失敗すると、中
央検証装置Ｂは、（真っ直ぐな）「カット及び選択」ト
リー型検索を実行して、偽の署名があるところを見つけ
る。例えば、１つのバッチでは、データ対Ｒi,j 、ｓ
i,j の半分を検査して、もう１つのバッチで第２の半分
を検査する。従って、１段階ごとに単純に偽の署名を識
別できるようである。署名をカットするために、特定の
公開キーｙi に関する全ての署名を選択する。１つだけ
しか公開キーが存在する時、この種のカットは可能では
ないが、Ｇの計算はより簡単である。
は第１及び第２のテストが真の時、中央検証装置Ｂは全
ての署名を許容する。反対に、テストが失敗すると、中
央検証装置Ｂは、（真っ直ぐな）「カット及び選択」ト
リー型検索を実行して、偽の署名があるところを見つけ
る。例えば、１つのバッチでは、データ対Ｒi,j 、ｓ
i,j の半分を検査して、もう１つのバッチで第２の半分
を検査する。従って、１段階ごとに単純に偽の署名を識
別できるようである。署名をカットするために、特定の
公開キーｙi に関する全ての署名を選択する。１つだけ
しか公開キーが存在する時、この種のカットは可能では
ないが、Ｇの計算はより簡単である。
【００３０】最後に、中央検証装置Ｂは、対Ｒi,j をｒ
i,j に置換することによって、対Ｒi,j をＤＳＳ署名規
格に翻訳する。これは、ｒi,j ＝Ｒi,j modulo ｑ（但
し、１≦ｉ≦α及び１≦ｊ≦ｔi ）を実施することによ
って行われる。残りの部分では、アプリケーションは所
望のように続けられる。
i,j に置換することによって、対Ｒi,j をＤＳＳ署名規
格に翻訳する。これは、ｒi,j ＝Ｒi,j modulo ｑ（但
し、１≦ｉ≦α及び１≦ｊ≦ｔi ）を実施することによ
って行われる。残りの部分では、アプリケーションは所
望のように続けられる。
【００３１】従って、本発明の方法によって、計算は、
署名装置と検証装置との間のビットの付加転送に対し
て、トレードオフの関係にある。「モジュロｑ」の演算
は、中央検証装置Ｂでのみ行われるので、ビットのこの
付加転送は、送られた署名ごとに、log2（ｐ／ｑ）ビッ
トに関する。
署名装置と検証装置との間のビットの付加転送に対し
て、トレードオフの関係にある。「モジュロｑ」の演算
は、中央検証装置Ｂでのみ行われるので、ビットのこの
付加転送は、送られた署名ごとに、log2（ｐ／ｑ）ビッ
トに関する。
【００３２】ＰＣＭＣＩＡカード、ポータブルＰＣまた
はいわゆるスーパーデータハイウェイ等の多数の現在の
携帯用装置において、データ通信にかかる時間は、モジ
ュラー累乗を実行するために必要な時間に比較すると無
視できるものであり、従って、本発明の方法は、従来技
術にはない好ましいトレードオフの可能性をもたらす。
はいわゆるスーパーデータハイウェイ等の多数の現在の
携帯用装置において、データ通信にかかる時間は、モジ
ュラー累乗を実行するために必要な時間に比較すると無
視できるものであり、従って、本発明の方法は、従来技
術にはない好ましいトレードオフの可能性をもたらす。
【図１】 本発明のシステムによる通信装置Ａi のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 本発明のシステムによる中央検証装置Ｂのブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】 通信装置Ａi から中央検証装置Ｂに転送され
るデータを図示したものである。
るデータを図示したものである。
【図４】 署名装置Ａi 及び検証装置Ｂの間の通常のＤ
ＳＳ演算の段階を図示したフローチャートである。
ＳＳ演算の段階を図示したフローチャートである。
10、31 通信インタフェース 11、30 中央処理装置 12 乱数発生器 13、32 ＲＡＭ 14、34 ＲＯＭ 15、33 ＥＰＲＯＭ（またはＥＥＰＲＯＭ） 16、35 データ制御及びアドレスバス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/00 ３３０ Ｂ 7459−5Ｌ Ｇ０９Ｃ 1/00 9364−5Ｌ
Claims (7)
- 【請求項１】 通信インタフェースによって中央検証装
置Ｂに接続されるα個の通信装置Ａi を備えるシステム
における検証方法であって、 各通信装置Ａi は、 データ処理手段、通信手段、メモリ手段及び乱数発生手
段または疑似乱数発生手段を備え、 デジタル署名アルゴリズムを実行し、デジタル署名信号
を生成し、 デジタル署名信号を中央検証装置Ｂに転送し、 中央検証装置Ｂは、 データ処理手段、通信手段及びメモリ手段を備え、 １組の多数のデジタル署名信号の全てを受けると、 まず、上記受けたデジタル署名信号の処理を実行し、 次いで、その処理結果に基づいて、検証計算を実行して
上記１組のデジタル署名信号をバッチ式に同時に検証す
ることからなる方法。 - 【請求項２】 上記デジタル署名アルゴリズムがＤＳＳ
であり、上記バッチ式検証は、下記のように、 ａ）通信装置Ａi を使用して、その値がｍi,j であるメ
ッセージｊを署名するために、 乱数ｋi,j を取り出し、 データ対Ｒi,j、ｓi,jを計算し、 〔但し、Ｒi,j ＝ｇki,j modulo ｐ、及びｓi,j ＝
〔（ｍi,j ＋ｘi ｒi,j ）／（ｋi,j ）〕modulo ｑ、 （但し、ｐは、 512≦Ｌ≦1024について２L-1＜ｐ＜２
L 及び或るαについてＬ＝64αであるような第１のモジ
ュールであり、ｑは、２159 ＜ｑ＜２160 であるような
第２のモジュールであり、ｐ−１はｑの倍数であり、ｇ
はｇ＝ｈ(p-1)/q modulo ｐ（但し、ｈは１＜ｈ＜ｐ−
１のような任意の整数であり、ｇは１より大きい）であ
り、ｘi は、通信装置Ａi に属する暗証キーである〕、 上記データ対を、上記中央検証装置Ｂに送り、 ｂ）上記中央検証装置Ｂで、１組のデータ対を受ける
と、 下記の〔数１〕、〔数２〕及び〔数３〕で表される処理
Ｃ、Ｄ及びＧを計算することによって、 【数１】 【数２】 【数３】 （但し、 【数４】 ） Ｃ＝ｇD ・Ｇ modulo ｐであるかどうかを検査するこ
とによってその１組のデータ対をバッチ式に検証し、 ｃ）そのテストが真である時、上記中央検証装置Ｂは全
ての署名を許容することによって実行されることを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記テストが失敗すると、上記中央検証
装置Ｂは、「カット及び選択」トリー型検索法を実行し
て、偽の署名のある場所を見つけることを特徴とする請
求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 上記中央検証装置Ｂは、Ｒi,j をｒi,j
＝Ｒi,j modulo ｑと置換することによって、データ対
をＤＳＳ署名の規格に翻訳することを特徴とする請求項
２に記載の方法。 - 【請求項５】 上記中央検証装置Ｂは、Ｒi,j をｒi,j
＝Ｒi,j modulo ｑと置換することによって、データ対
をＤＳＳ署名の規格に翻訳することを特徴とする請求項
３に記載の方法。 - 【請求項６】 「カット及び選択」トリー型検索法は、
同じ公開キーｙi に対応するメッセージを集めることを
含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 「カット及び選択」トリー型検索法は、
同じ公開キーｙi に対応するメッセージを集めることを
含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/122,716 US5347581A (en) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verification process for a communication system |
| US08/122,716 | 1993-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312592A true JPH07312592A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=22404334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6248502A Pending JPH07312592A (ja) | 1993-09-15 | 1994-09-16 | 通信システムのための検証方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5347581A (ja) |
| EP (1) | EP0643513B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07312592A (ja) |
| DE (1) | DE69424729T2 (ja) |
| ES (1) | ES2148296T3 (ja) |
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| JP2006309449A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Ricoh Co Ltd | 機器及びプログラム起動方法 |
| WO2008075420A1 (ja) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Fujitsu Limited | 電子署名プログラム、電子署名装置、および電子署名方法 |
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| JP2014112892A (ja) * | 2010-03-05 | 2014-06-19 | Interdigital Patent Holdings Inc | 機器にセキュリティを提供する方法および装置 |
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| JP2016226013A (ja) * | 2016-08-03 | 2016-12-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 処理装置 |
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| US7302415B1 (en) | 1994-09-30 | 2007-11-27 | Intarsia Llc | Data copyright management system |
| EP0709760B1 (en) | 1994-10-27 | 2006-05-31 | Intarsia Software LLC | Data copyright management system |
| US6424715B1 (en) | 1994-10-27 | 2002-07-23 | Mitsubishi Corporation | Digital content management system and apparatus |
| US6789197B1 (en) | 1994-10-27 | 2004-09-07 | Mitsubishi Corporation | Apparatus for data copyright management system |
| EP0715241B1 (en) * | 1994-10-27 | 2004-01-14 | Mitsubishi Corporation | Apparatus for data copyright management system |
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- 1994-09-12 DE DE69424729T patent/DE69424729T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-12 EP EP94402022A patent/EP0643513B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-16 JP JP6248502A patent/JPH07312592A/ja active Pending
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