JPH09223210A

JPH09223210A - 携帯可能情報記憶媒体及びそれを用いた認証方法、認証システム

Info

Publication number: JPH09223210A
Application number: JP8053646A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayashi; 昌弘林
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ネットワークでデジタル署名署等の認証に用
いる鍵を安全に管理する。【解決手段】ＲＳＡ署名法等の公開鍵暗号方式の認証
に用いる、公開鍵及び秘密鍵を、公開鍵及び該公開鍵に
対するＣＡ（公証機関）のデジタル署名とからなる公開
鍵証明書と、秘密鍵として収容したＩＣカードを用い
る。送り手はＣＡからオフラインで入手したＩＣカード
をネットワーク端末にセットして、秘密鍵でデジタル署
名を作成し、メッセージにデジタル署名と公開鍵証明書
とを添付して受け手に送る。受け手では、別途用意した
ＣＡの公開鍵で、送られた公開鍵証明書のＣＡの署名を
認証し、送り手の公開鍵を認証する。認証された送り手
の公開鍵で送り手の署名を認証し、メッセージを認証す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークにお
ける情報伝達の際に、認証に利用する鍵の管理をより安
全に行う技術に関する。特に、デジタル署名等の認証に
利用する公開鍵暗号方式の秘密鍵及び公開鍵を安全且つ
効率的に管理する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ネットワークが情報伝達手段とし
て普及し、ネットワーク上での商取引等のさらなる展開
において、伝達する情報の正当性を担保できる技術が極
めて重要な事項となっている。例えば、認証情報として
デジタル署名を添付する方法がある。図３はデジタル署
名の説明図である。デジタル署名とは、メッセージの送
り手がメッセージに添付する一種の証明書である。ま
た、いわば従来の紙に対する捺印である。デジタル署名
は、通常、メッセージ（原文）を圧縮した圧縮文を送り
手の暗号鍵で暗号化した暗号文であり（なお、暗号化の
対象となる原文はメッセージの全て又は一部でも良
い。）、送り手の復号鍵で元の圧縮文に復号できる。つ
まり、受け手は、受け取ったメッセージから圧縮文を作
成し、また受け取ったデジタル署名を復号化してもう一
つの圧縮文を作り、これら二つの圧縮文が一致する事で
受け取ったメッセージの内容が改ざんされてなく正しい
ものであると判断する。また、デジタル署名は、そのメ
ッセージが確かに送り手本人によって作成されたもので
ある事を証明するものでもある。すなわち、デシダル署
名は、紙ベースであれば、伝達すべきメッセージが記載
された通知書に捺印された送り手の印鑑（の印影）であ
り、記載された内容の正当性と、記載内容が送り手によ
って作成されたものであると示すものである。従って、
デジタル署名は、メッセージ認証とユーザ認証の両方の
機能を有する。

【０００３】ところで、暗号鍵と復号鍵とが同一の鍵、
すなわち対象暗号の場合は送り手及び受け手が用いる鍵
の両方を秘密鍵（秘密鍵暗号方式）とする必要がある。
しかし、暗号鍵と復号鍵とが異なる非対称暗号の場合
は、何方か一方のみを秘密鍵として他方を公表する公開
鍵とすることができる（公開鍵暗号方式）。このような
非対称暗号の一つとして、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ，Ｓｈ
ａｍｉｒ，Ａｄｅｌｍａｎ）暗号系がある。ＲＳＡ暗号
系は、一般に、暗号鍵を公開鍵に復号鍵を秘密鍵にする
が、デジタル署名にＲＳＡ暗号系を用いる場合は、暗号
鍵を秘密鍵に復号鍵を公開鍵にする。これをＲＳＡ署名
法という。こうすれば、送り手が暗号化に用いる自分の
鍵を秘密鍵として安全に保管すれば良く、その秘密鍵に
対する復号鍵は公開鍵として公表しても安全だからであ
る。これは、紙ベースで、実印を自分で安全に保管すれ
ば良いのと同じである。

【０００４】ところで、紙ベースでも、捺印された印鑑
（実印）の印影が送り手本人のものであることの確かな
証明は、その実印の印影を有する印鑑（登録）証明書と
いう、公的機関によって発行された書類によって印鑑証
明がなされる。従って、実印を捺印した書類と、その実
印が本人のものであるとことを証明する印鑑証明書が１
セットになって、始めて、前記書類の正当性が確認され
る。これと同じ様に、デジタル署名でも、復号鍵を公開
鍵とするには、信頼できる機関、すなわち公証機関（Ｃ
Ａ：ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｏｒｉｔ
ｙ）が、その公開鍵を送り手本人のものに間違いないこ
とを証明する手段が必要である。それが、公開鍵の証明
書である。ところで、この公証機関による公開鍵証明書
も、その公開鍵を一つの情報として捉えて、その情報
（公開鍵）と、その情報に対する公証機関のデジタル署
名とからなる。従って、送り手が受け手に送る、メッセ
ージが今度は公開鍵であり、送り手が公証機関の場合に
相当する。公証機関は、公証機関の秘密鍵で公証機関の
デジタル署名を作成し、その公開鍵証明書を構成する公
開鍵は、前記「公証機関の秘密鍵」と組の「公証機関の
公開鍵」を用いて復号化して、認証することとなる。従
って、送り手が受け手にメッセージ等の情報を送る際
は、メッセージと共に、そのメッセージに対する送り手
のデジタル署名と、そのデジタル署名からメッセージを
認証する為の復号鍵と、その復号鍵が送り手本人のもの
であることを証明する公証機関の証明書（この証明書に
前記復号鍵が含まれる）とを、送ることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＲＳＡ等の
公開鍵暗号方式を認証に用いる場合、先ず自分の秘密鍵
は厳重に管理することが必要だが、それをハードディス
ク或いはフロッピーディスク等の磁気ディスク等へ保管
しても、第三者に不正にアクセスされ盗用や改ざんの危
険性がある。また、復号鍵とする公開鍵は、公表する鍵
のため盗用という問題はないが、改ざんに対しても公証
機関の公開鍵証明書を取っておけば防御できる。しか
し、取得した公開鍵証明書も秘密鍵と同様に磁気ディス
ク等に保管したものに不正にアクセスされて保管者の知
らない内に改ざんされれば、証明書として機能しない。
すなわち、受け手には不正な公開鍵証明書が送付される
事になり、不正な証明書である事は判断できても、真正
なものが送付されていないので、結局、送り手の情報は
受け手には伝達されても、その情報が正当なものである
との認証までは出来ず、情報伝達が行われないという事
態が発生する。これは、公証機関による公開鍵証明書を
用いたとしても、その公開鍵証明書を真正な状態に維持
できなければ、情報伝達の安全性は確保できない事を意
味する。これを紙ベースの印鑑証明書に例えれば、証明
すべき印鑑の印影が改ざんされれば、印鑑証明書の真正
さが失われる事に相当する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、上
記課題を解決し目的を達成するために、デジタル署名等
の認証に利用する公開鍵暗号方式の少なくとも一対の公
開鍵及び秘密鍵を、公開鍵及び該公開鍵に対する公証機
関のデジタル署名とからなる公開鍵証明書と、秘密鍵と
を、携帯可能情報記憶媒体として例えばＣＰＵ内蔵のＩ
Ｃカードに収容したものとして利用する。送り手は、こ
のＩＣカードを保持管理し、必要な時にカードリーダラ
イタにセットして使えば、不正に第三者にアクセスされ
る危険性はなくなる。また、このＩＣカードを用いた情
報の認証方法は次の様にする。先ず、送り手は上記ＩＣ
カードを公証機関からオフラインで入手し、情報を受け
手に送るときは、ＩＣカードに収容された秘密鍵でデジ
タル署名等の認証情報を作成し、この認証情報とＩＣカ
ードに収容された公開鍵証明書とを、送付したい情報と
ともに送る。受け手では、別途公証機関から直接取得す
る等して用意した公証機関の公開鍵で、前記公開鍵証明
書に含まれる送り手の公開鍵を認証し、認証された送り
手の公開鍵と認証情報（例えばデジタル署名）で、送り
てから送付された情報を認証する。また、送り手が受け
手にネットワークで情報を送付する際に、情報に添付す
る認証情報に公開鍵暗号方式の公開鍵及び秘密鍵を用い
る、認証システムとしては、送り手側での設備は上記Ｉ
Ｃカードを（送り手自身の通信用コンピュータ或いは一
時利用する通信用コンピュータに備えられたカードリー
ダライタに）セットしたものとし、送り手は、このＩＣ
カードの秘密鍵から認証情報を作成し、この認証情報と
ＩＣカードに収容された公開鍵証明書とを、情報と共に
受け手に送付する。なお、受け手側では（単に情報を受
け取り認証するのみならば）、公証機関の公開鍵を用意
すれば良いので、上記の様なＩＣカードを設備したとし
ても、使う事はない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。先ず図２は、本発明の携帯可能
情報記憶媒体の一例としてＩＣカードに一対の公開鍵及
び秘密鍵が収容されている事の説明図である。公開鍵
は、公証機関ＣＡの署名と共に公開鍵証明書という形態
で収容される。携帯可能情報記憶媒体としては、改ざん
防止という意味では、読出専用メモリに収容したＲＯＭ
カードとすることも可能であるが、安全性確保の為に秘
密鍵の内容を外部に読み出せなくする、外部読出禁止属
性を秘密鍵には設定しておくと良い。この点で、ＣＰＵ
を内蔵し、ＣＰＵ経由でアクセス権を制御するＩＣカー
ドを用いると都合が良い。しかも、原文から暗号文への
暗号化のプロセスは、ＩＣカードから秘密鍵を取り出し
て行うのでなく、ＩＣカードに原文を渡して、ＩＣカー
ド内部で秘密鍵を用いて暗号文を作成出力することが、
ＣＰＵを内蔵することで可能となる。一方、公開鍵証明
書は公表されるものであるから、読出禁止は意味がな
く、改ざん防止を目的として、書換禁止属性を設定して
おくと良い。

【０００８】本発明の携帯可能情報記憶媒体は、収容す
る公開鍵暗号方式の秘密鍵及び公開鍵は、メッセージ認
証とユーザ認証を行うデジタル署名に用いるもの、或い
はメッセージ認証に用いるもの等でも良い。なお、デジ
タル署名としてはＲＳＡ署名法に用いる秘密鍵及び公開
鍵等である。また、メッセージ認証としては、冗長暗号
化法等で用いる秘密鍵及び公開鍵等である。ところで、
携帯可能情報記憶媒体中には、公開鍵が、公証機関のデ
ジタル署名を伴った公開鍵証明書として収容されている
ことから、公証機関からオフラインで送り手に渡す。

【０００９】次に、以上の様な携帯可能情報記憶媒体を
用いて行う、認証方法、認証システムについて説明す
る。図４は、送り手である太郎が、受け手である次郎に
或るメッセージを送付するときに認証情報としてデジタ
ル署名を行う際に、送付する情報の内容を説明する説明
図である。太郎は、ＣＡ（公証機関）から秘密鍵と（太
郎の公開鍵を有する）公開鍵証明書の入ったＩＣカード
を取得しておく。太郎は、送りたいメッセージとＩＣカ
ード中の秘密鍵とから署名を作成する。そして、メッセ
ージと、署名と、ＩＣカードから公開鍵証明書を取り出
して、これら三つを次郎に送る。なお、次郎側では、証
明書の認証に用いるＣＡの公開鍵をＣＡから入手する。

【００１０】次に、図５は、次郎が受け取った情報か
ら、太郎のメッセージを最終的に認証するまでの、手順
の説明図である。先ず、次郎はＣＡの公開鍵で、送られ
た公開鍵証明書が真正であることを確認する。同図の矢
印は、便宜上、ＣＡの公開鍵からＣＡの署名を認証し、
ＣＡの署名から（太郎の）公開鍵を認証する様にしてあ
るが、図３によるデジタル署名の認証方法の説明、及び
デジタル署名とはメッセージ認証とユーザ認証との両方
の認証であることを踏まえれば、「ＣＡの署名の認証」
（ユーザー認証）及び「（太郎の）公開鍵」の認証（メ
ッセージ認証）とは、同時並列的に行われるものであ
る。そして、認証された（太郎の）公開鍵で、（太郎
の）署名を認証し、（太郎の）署名からメッセージを認
証する。以上で、送られたメッセージが確かなもので有
り、且つ太郎から送られたものであることを判断する。

【００１１】次に、図１は、以上の様な携帯可能情報記
憶媒体、及び認証方法によって、ネットワークで認証を
行う認証システムの説明図である。同図では、太郎が次
郎にメッセージを送る際に、ＣＡ（公証機関）から秘密
鍵等が収容された携帯可能情報記憶媒体としてＩＣカー
ドを取得し、デジタル署名と、公開鍵証明書を添付して
送る一例の説明である。同図のネットワークの認証シス
テムでは、イーサネット等によるローカルエリアネット
ワークであり、公証機関の認証サーバー７には（太郎や
次郎等の）公開鍵のデータベースが有り、さらにＩＣカ
ード１０を発行する為のＩＣカードリーダライタ８を備
えている。以下の説明例では、ＩＣカードの発行申請及
び配付は郵送等のオフラインで行うので、この点では認
証サーバーはネットワーク接続不要だが、次郎が公証機
関自身の公開鍵を要求して入手するのはオンラインで行
うので認証サーバーはネットワークに接続してあり、認
証システムの一構成要素である。また、太郎及び次郎の
端末９は、各人がそれぞれ自身の（秘密鍵等を収容し
た）ＩＣカードを持ち、メッセージにデジタル署名等を
添付して送付できる様に、ＩＣカードリーダライタ８を
備えている。

【００１２】先ず、最初のステップは、太郎から公
証機関に公開鍵の登録申請を行う。同図では破線の矢印
で示してある様に、この手続きはネットワークによらず
に（オンラインでも良いが同図の場合は）郵送等のオフ
ラインである。鍵はＲＳＡ署名法に用いる鍵で（秘密鍵
及び公開鍵）である。公証機関は、申請を受けて、一対
の鍵を生成し、公開鍵を公開鍵データベースに登録す
る。登録により、公証機関では太郎の公開鍵の正当性を
保証でき、また重複発行を防止できる。登録するのは少
なくとも公開鍵側のみで良い。なお、公証機関として
は、その目的に応じて、例えば会社、都道府県単位の地
方自治体、国などが役割を果たし得る。

【００１３】次のステップは、公証機関から太郎
に、秘密鍵と、公開鍵及びその公開鍵に対する公証機関
のデジタル署名を有する公開鍵証明書とを有する、ＩＣ
カードを、郵送等のオフラインで送付する。この過程
で、太郎の公開鍵に対する証明書も、前記ＩＣカードに
入れて太郎に送ってしまう。

【００１４】そして、太郎は次郎に、太郎のデシタ
ル署名付きのメッセージを、公開鍵証明書とともに、ネ
ットワークで送る。太郎はＩＣカードリーダライタに自
分のＩＣカードをセットする。デシタル署名の作成方法
は、先に説明した通りであり、秘密鍵を引出して、或い
はＩＣカード内部で暗号化する等して作成する。なお、
ＩＣカード自身を盗難された場合に悪用を防ぐために、
収容された秘密鍵の使用、及び公開鍵証明書の読み出し
等は、所有者のパスワードを設定しておけば良い。

【００１５】一方、メッセージを送られた次郎側で
は、公開鍵証明書を真正なものであることを認証するた
めに、該証明書にある公証機関のデジタル署名を認証す
る為の、公証機関の公開鍵を、送付された後又は前でも
良いが、用意しておく必要がある。（同一の公証機関の
公開鍵を既に他の認証で入手済みならば、それを使用で
きる。）次郎が公証機関の公開鍵を入手する方法、同図の例の場
合はオンラインで公証機関に公証機関の公開鍵を要求
し、公証機関はオンラインで次郎に公証機関の公開鍵を
送付する。なお、公証機関から次郎への公証機関の公開
鍵の送付は、該公開鍵がその公証機関のものに間違いな
い事を証明する、公開鍵の証明書として送付する。この
証明書は、該公証機関よりもより上位の上位公証機関で
発行されたもので、下位公証機関の公開鍵と、該公開鍵
に対する上位公証機関のデジタル署名とからなる、公証
機関の公開鍵に対する証明書である。公証機関の上位、
下位とは、例えば、会社に対しては地方自治体、地方自
治体に対しては国等といった具合である。なお、公証機
関の公開鍵を、太郎の公開鍵に対する（太郎の）公開鍵
証明書と同様に、（公証機関の）公開鍵証明書として送
付するのは、公表する公開鍵の改ざんを防ぐ為である。
以上の様にして、公証機関の公開鍵を証明書として入手
した次郎は、別途入手した上位公証機関の公開鍵で、そ
の証明書を認証して、公証機関の公開鍵を確かに入手す
る。

【００１６】そして、次郎は、入手した公証機関の
公開鍵で、太郎から送られた公開鍵証明書にあった公証
機関のデシダル署名を認証し、太郎の公開鍵を認証す
る。次いで、次郎は、認証した太郎の公開鍵で、太郎の
メッセージを認証する。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、認証に利用する秘密鍵
及び公開鍵、さらに公証機関による公開鍵の証明書を安
全に管理できる。これらを収容する携帯可能情報記憶媒
体において、秘密鍵を外部読出禁止属性とし媒体内部で
暗号化したり、公開鍵証明書を書換禁止属性とすること
で、より安全に鍵の管理ができる。なお、これら属性の
設定には、ＣＰＵを内蔵するＩＣカードを用いる。ま
た、携帯可能情報記憶媒体中に鍵等が保管されているの
で、自分のネットワーク端末の磁気ディスク内等にこれ
ら鍵等を保管する必要がなく、端末が他人に使用されて
磁気ディスクに保管された鍵等を不正に盗用された、改
ざんされる恐れが無い。携帯可能情報記憶媒体は、必要
な時のみ端末のカードリーダライタにセットしておけば
良く、後は自分で所持管理しておれば良い。従って、他
のネットワーク端末でもこの携帯可能情報記憶媒体をセ
ットすれば、情報を安全に送ることができる。また、鍵
を磁気ディスクに収容して利用する従来の場合では、磁
気ディスクに収容された状態を時間的に少なくする事で
盗用や改ざんを防止する目的で、鍵が必要になる都度、
公証機関に問い合わせして鍵を入手する使い方が望まし
かった。しかし、本発明では、携帯可能情報記憶媒体内
に安全に鍵を管理できるので、送り手側は毎回公証機関
に毎回問い合わせする必要がなく、公証機関側としても
最初に一回だけ携帯可能情報記憶媒体を本人に渡してし
まえば済み、公証機関側での鍵運営も効率化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の携帯可能情報記憶媒体を用いた認証シ
ステム、認証方法の説明図。

【図２】本発明の携帯可能情報記憶媒体が有する情報及
び機能の一例の説明図。

【図３】デジタル署名の説明図。

【図４】本発明による情報伝達内容の説明図。

【図５】本発明による受け手側での認証の手順の説明
図。

【符号の説明】

１秘密鍵２公開鍵３ＣＡのデジタル署名４公開鍵証明書５原文（メッセージ等）６暗号文（デジタル署名等）７認証サーバー８カードリーダライタ９端末１０携帯可能情報記憶媒体（ＩＣカード等）

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０９Ｃ 1/00 ６６０ 7259−5ＪＧ０９Ｃ 1/00 ６６０ＡＨ０４Ｌ 9/32 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ｂ // Ｇ０７Ｆ 7/08 Ｇ０７Ｆ 7/08 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】公開鍵暗号方式の認証に用いる少なくと
も一対の公開鍵及び秘密鍵を、公開鍵及び該公開鍵に対
する公証機関のデジタル署名とからなる公開鍵証明書
と、秘密鍵として収容した、携帯可能情報記憶媒体。
【請求項２】収容された秘密鍵が外部読出禁止属性を
有し、外部より入力された原文を該秘密鍵を用いて媒体
内部で暗号化して暗号文を出力する、請求項１記載の携
帯可能情報記憶媒体。
【請求項３】収容された公開鍵証明書が書換禁止属性
を有する請求項１又は２記載の記載の携帯可能情報記憶
媒体。
【請求項４】携帯可能情報記憶媒体がＣＰＵとメモリ
を有するＩＣカードである、請求項１〜３のいずれか１
項に記載の携帯可能情報記憶媒体。
【請求項５】収容された公開鍵及び秘密鍵が、ＲＳＡ
署名法によるデジタル署名に用いる復号鍵及び暗号鍵で
ある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯可能情
報記憶媒体。
【請求項６】ネットワークで送り手が受け手に情報を
送付する際に該情報の認証情報として利用する公開鍵暗
号方式の公開鍵及び秘密鍵について、送り手は公証機関
から請求項１〜４のいずれかに記載の携帯可能情報記憶
媒体を取得する事で、公開鍵及び該公開鍵に対する公証
機関のデジタル署名とからなる公開鍵証明書と、秘密鍵
とを用意し、送り手は受け手に上記秘密鍵で作成した認証情報ととも
に、上記公開鍵証明書を送付し、受け手では、用意した公証機関の公開鍵と、送り手から
送付された公開鍵証明書が有する公証機関のデジタル署
名とを用いて、先ず該公開鍵証明書が有する送り手の公
開鍵を認証し、次いで該認証された送り手の公開鍵と送
り手から送付された認証情報とを用いて送付された情報
を認証する、携帯可能情報記憶媒体を用いた認証方法。
【請求項７】認証情報がＲＳＡ署名法によるデジタル
署名である請求項６記載の携帯可能情報記憶媒体を用い
た認証方法。
【請求項８】送り手が受け手に情報を送付する際に、
該情報に添付する認証情報に公開鍵暗号方式の公開鍵及
び秘密鍵を用いる、ネットワークシステムの認証システ
ムにおいて、少なくとも送り手の端末は、上記公開鍵及び秘密鍵につ
いて、公開鍵及び該公開鍵に対する公証機関のデジタル
署名とからなる公開鍵証明書と、秘密鍵とを収容する請
求項１〜４のいずれかに記載の携帯可能情報記憶媒体を
備え、送り手は、該携帯可能情報記憶媒体に収容された上記秘
密鍵を用いて作成された認証情報と、該携帯可能情報記
憶媒体に収容された上記公開鍵証明書を送付する、携帯
可能情報記憶媒体を用いた認証システム。
【請求項９】認証情報がデジタル署名である請求項８
記載の携帯可能情報記憶媒体を用いた認証システム。