WO2006035022A1 - Erzeugung und überprüfung elektronischer signaturen - Google Patents

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WO2006035022A1
WO2006035022A1 PCT/EP2005/054836 EP2005054836W WO2006035022A1 WO 2006035022 A1 WO2006035022 A1 WO 2006035022A1 EP 2005054836 W EP2005054836 W EP 2005054836W WO 2006035022 A1 WO2006035022 A1 WO 2006035022A1
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WO
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computer
signature
value
uniquely identifying
signed
Prior art date
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PCT/EP2005/054836
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French (fr)
Inventor
Oliver Pfaff
Markus Franke
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Fujitsu Technology Solutions GmbH
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Fujitsu Technology Solutions GmbH
Siemens AG
Siemens Corp
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/64—Protecting data integrity, e.g. using checksums, certificates or signatures

Definitions

  • the present invention relates to a method for the generation ⁇ supply of electronic signatures provide a method for verifying an electronic signature, a control program for Er ⁇ generation of electronic signatures and a control program for verifying an electronic signature.
  • ETSI ES 201 733 Electronic Signature format
  • ETSI TS 101 903 XAdES - XML Advanced Electronic Signatu- res
  • this object is achieved by a method for generating electronic signatures with the in claim 1, a method for checking an electronic signature with in claim 8, a control program for generating electronic signatures with the in claim 9 and a control mecanicsprogramm for checking an electronic Signature with the features specified in claim 10.
  • An essential aspect of the present invention is dar ⁇ in that for generating electronic signatures, initially for a computer-based to be signed object an the compu ⁇ terbasieri object uniquely identifying value is calculated and then a summary of a plurality of computer-based objects uniquely identifying advertising th and an encryption time designating time information by means of a private signature key of a trusted authority, at least in part Locks ⁇ is rare.
  • Abstract manner means, for example, that QUIRES ONLY lent a summary of the plurality of objects computerba ⁇ catalyzed uniquely identifying values and the encryption time designating time information uniquely identifying value of the trusted entity is encrypted using the private Signaturschlüs ⁇ sels.
  • Computer-based objects for example, without restric ⁇ generality of this term kung operating systems, tax réelles- or application programs provided by operating systems, control or application programs services, features, functions or procedures, access rights to peripheral devices and che on a storage medium befindli ⁇ data.
  • functions or procedures also include, in particular, a cash dispenser at an ATM. Ver ⁇ trust worthy instances, for example, exhibitors e- lectronic certificates, public authorities or certifi ⁇ z istsstellen paragraph within the meaning of ⁇ 2. Be 4 of the Act.
  • a further essential aspect of the present invention resides in the fact that, for checking an electronic signature for a signed computer-based object in accordance with a predetermined function, a value uniquely identifying the computer-based object is calculated.
  • an archive signature that summarizes a plurality of computerba ⁇ catalyzed objects uniquely identifying values and an encryption time designating time indication to ⁇ and trust worthy instance is encrypted using a private signature key of a ver ⁇ , lic means of a öf ⁇ key of the trusted authority is corresponds encrypted.
  • Cei ⁇ of the signed computer-based object positioned uniquely identifying value is extracted from the ent ⁇ encrypted archive signature.
  • the inventive method for generating electronic signatures and the inventive method for checking an electronic signature are preferably implemented in each case by a control program loadable into a main memory of a program sequence control device.
  • ren Signatu ⁇ is of a computer-based object clearly identifi ⁇ ornamental hash value embedded in a Reference element of an XML signature.
  • the time stamp indicating the encryption time is embedded in a reference element.
  • a plurality of reference elements are embedded in a manifest element.
  • a hash value is then calculated for the manifest element, and encrypts this by the pri vate ⁇ signature key of the trusted entity to create an archive signature.
  • a signed computer-based object is embedded for archiving in a data structure unit one a signature ⁇ object element, an element for an autographed object and Includes element for a reference to an archive signature with the time stamp ⁇ .
  • a reference element embedded in the manifest element is provided with a reference to the data structure unit.
  • Figure is a schematic representation of an archive signature and an archive for computer-based signed objects.
  • ⁇ ject uniquely identifying value is calculated by a hash algorithm, and embedded in a Reference element 18 of an XML Archivisgnatur. 1
  • XML extensible markup language
  • XML is an extensible description language that describes document structures.
  • content components or elements of the XML document are provided with codes. These codes are also called tags.
  • tags are also called tags.
  • digest Method element 181 provided by which an algorithm for calculating a computer-based object uniquely identi ⁇ tifireheatden value can be specified.
  • For the computer-based object uniquely identifying hash value within the reference element 18 is a DigestValue
  • the Reference element 18 comprises a Transforms element 181 to indicate a Umwandlungsal ⁇ rithm, which is executed prior to the calculation of the hash value.
  • the reference element has an attribute, referred to as a universal resource identifier (URI), for the referencing of a sign to be signed or a signed object.
  • URI universal resource identifier
  • a signed computer-based object for storage in an archive 2 is embedded in a designated as Item wrapper 21 data structure unit is ⁇ .
  • the data structure unit 21 includes a Signaturob ⁇ ject element 22, an element 23 for a signed object and a member 24 for a reference to the archive signature 1.
  • the embedded in the data structure unit 21 elements 22 to 24 can be based in the transform element 181 specified information extracted or unpacked.
  • a Auf ⁇ pass the element 23 for a signed object is an Be ⁇ woman on top of a support to separate (detached) PKCS # 7 / CMS signatures, as these signatures projects signed Obwalden not referenced within a signature object ⁇ the.
  • PKCS # 7 / CMS signatures as these signatures projects signed Obwalden not referenced within a signature object ⁇ the.
  • a summary of a plurality of computer-based objects uniquely identifying hash values and an egg ⁇ NEN encryption time designating time information is encrypted in part at least by means of a private signature key of a trusted ⁇ appreciate instance.
  • extracts means that a unique identifying value is calculated, for example, by means of a hash algorithm for the combination of hashes from a plurality of computer-based objects and the information designated as the encryption time, and the hash value is calculated by means of a hash algorithm of the private signature key of the trusted entity is encrypted.
  • the encryption time point designated ⁇ designating specified or a reference to a time stamp 3 is embedded in another Reference element 17th
  • a plurality of reference elements 17 to 19 are embedded in a manifest element 16 of the XML archive signature.
  • the manifest element 16 thus includes information or references to information regarding a time for the creation of an archive signature and signed objects captured by the archive signature 1.
  • a hash value is calculated and this is encrypted by means of the private signature key of the trustworthy entity to create an archive signature.
  • the manifest element 16 is embedded in an object element 15 of the XML archive signature 1 and can be accessed via a reference element 123 embedded in a signed-in element 12 of the XML archive signature 1.
  • the Signedlnfo element 12 comprises ne ⁇ ben the Reference element 123 is a CanonicalizationMethod- Element 121 and a Signature Method element 122.
  • the Canoni- calizationMethod element 121 is an indication of a canonical s istsalgorithmus, to which the element 12 Signedlnfo ⁇ turns, before the archive signature is calculated.
  • An application of a canonization algorithm before calculating the archive signature may be expedient, since hash algorithms work on the basis of individual bits and, for example, two XML documents may differ in their physical representation, but are nevertheless logically equivalent. At the differences do not affect the content of a document, tough ⁇ len example used font, line breaks, empty tags, order of attributes or comments.
  • an encryption algorithm used in the calculation of the XML archive signature 1 is specified.
  • the value of the XML Archivsig ⁇ nature is entered in a SignedValue element 13.
  • Optio ⁇ nal an indication of a public key of ver ⁇ trustworthy instance can be added. This information is embedded in a keylnfo element 14 and includes information used to validate the XML archive signature 1.
  • the Reference element 123 embedded in the SignedInfo element 12 comprises a DigestMethod element 124 and a DiValue element 125.
  • the DigestMethod element 125 in turn serves to specify a hash algorithm, while the DigestValue element 125 uses that via the Manifest element 16 has calculated hash value.
  • the reference element 123 also has a URI attribute that refers to the object element 15 or the manifest element 16.
  • the SignedInfo element 12, the SignedValue element 13, the Keylnfo element 14 and the Object element 15 are finally embedded in a Signature element 11 for generating the XML archive signature 1.
  • the reference element 18 embedded in the manifest element 16 has a reference to the data structure unit 21 designated as an item wrapper. This reference serves to identify signed computer-based objects included in the XML archive signature 1.
  • the Data Structure in the unit 21 embedded element for a reference to the XML archive signature 1 an identification of a time stamp 3 for the respective signature object or signed computerba ⁇ catalyzed object is used.
  • a erzeug- means of the above-described method te electronic signature is checked by first for a signed computer-based object, a hash value calculation ⁇ net. Subsequently, the embedded into the SignedValue element 13 value of the XML archive signature 1 is comprising a plurality of computer-based objects uniquely identifying hash values and the encryption time point designated ⁇ calling time indication, decrypted by the public key of the trusted authority. After ceremonyi ⁇ cher check the decrypted signature value and an archive via the manifest element 16 hash value calculated in accordance of each signed computer ⁇ based object associated hash value from the XML archive ⁇ is extracted signature. 1 Finally, the calculated and the hash value extracted from the XML archive signature 1 are compared for agreement.
  • the signature is validated with respect to the particular computer-based object included in the XML archive signature 1.
  • the methods described above for generating and checking electronic signatures are preferably implemented by a control program for generating or checking electronic signatures.
  • a control program can be loaded into a main memory of a program sequence control device and executes the steps described above for generating or checking an electronic signature if it runs in the program execution control device.
  • the present invention has the advantage that the loading ⁇ processing complexity for creating an archive signature only substantially linearly dependent on the number of archived signature objects, because in addition to the hash value for the working chivsignatur only in each case a hash value for an archived ⁇ fourth signed object is to be calculated. Furthermore, the validation of an archive signature with respect to an individual signed object requires only the knowledge of the respective signed object, but not the knowledge of further signed objects that are covered by the archive signature as such.

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Abstract

Erzeugung und Überprüfung elektronischer Signaturen Zur Erzeugung elektronischer Signaturen wird für ein zu sig- nierendes computerbasiertes Objekt ein das computerbasierte Objekt eindeutig identifizierender Wert berechnet. Eine Zu- sammenfassung aus einer Mehrzahl von computerbasierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und einer einen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe wird mittels eines privaten Signaturschlüssels einer vertrauenswürdigen Instanz zumindest auszugsweise verschlüsselt.

Description

Beschreibung
Erzeugung und Überprüfung elektronischer Signaturen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeu¬ gung elektronischer Signaturen, ein Verfahren zur Überprüfung einer elektronischen Signatur, ein Steuerungsprogramm zur Er¬ zeugung elektronischer Signaturen und ein Steuerungsprogramm zur Überprüfung einer elektronischen Signatur.
Durch ständig steigende Rechenleistung von Datenverarbei¬ tungseinrichtungen und mathematische Schwächen einiger Algo¬ rithmen unterliegen Verschlüsselungsverfahren einer Art Alte¬ rungsprozeß. Bei digitalen Signaturen stellt sich mittel- bis langfristig das Problem einer ausreichenden Beweiskraft ange¬ sichts potentieller zukünftiger Manipulationsmöglichkeiten. Zur Lösung dieses Problems können für archivierte digital signierte Daten von Zeit zu Zeit erneute, mit Zeitstempeln versehene digitale (Archiv-) Signaturen erzeugt werden.
Entsprechend ETSI ES 201 733 (Electronic Signature Formats) und ETSI TS 101 903 (XAdES - XML Advanced Electronic Signatu- res) wird für jedes zu archivierende Signaturobjekt eine Ar¬ chivsignatur berechnet. Daher hängt die Verarbeitungskomple- xität linear von der Anzahl der zu bearbeitenden Signaturob¬ jekte ab. Dasselbe gilt für den in der Signatur- Interoperabilitätsspezifikation, Abschnitt B5 (Sigl-B5) des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnologie (BSI) vorgeschlagenen Ansatz.
Das auf der INFORMATION SECURITY SOLUTIONS EUROPE CONFERENCE (ISSE 2002), Paris, 2.-4. Oktober 2002 vorgeschlagene Konzept des Verbundprojekts ArchiSig sieht vor, einen Hashwertbaum (Merkle) zur Erstellung einer mit einem Zeitstempel versehe¬ nen Archivsignatur zu verwenden. Zur Überprüfung einer sol¬ chen Archivsignatur für ein archiviertes Objekt sind neben der Archivsignatur als Wurzel des Hashwertbaums und dem ar- chivierten Objekt, das einen Endknoten im Hashwertbaum dar¬ stellt, ein objektspezifischer Authentifizierungspfad zwi¬ schen Wurzel und Endknoten erforderlich. Die Verarbeitungs¬ komplexität bei einer Überprüfung der Archivsignatur für ein archiviertes Objekt hängt daher von der Anzahl der archivier- ten Objekte ab.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ver¬ fahren zur Erzeugung und Überprüfung von Archivsignaturen zu schaffen, deren Verarbeitungskomplexität im wesentlichen un- abhängig von der Anzahl archivierter computerbasierter Objek¬ te ist, und geeignete Implementierungen anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erzeugung elektronischer Signaturen mit den in Anspruch 1, ein Verfahren zur Überprüfung einer elektronischen Signatur mit den in Anspruch 8, ein Steuerungsprogramm zur Erzeugung elektronischer Signaturen mit den in Anspruch 9 und ein Steu¬ erungsprogramm zur Überprüfung einer elektronischen Signatur mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteil- hafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt dar¬ in, daß zur Erzeugung elektronischer Signaturen, zunächst für ein zu signierendes computerbasiertes Objekt ein das compu¬ terbasierte Objekt eindeutig identifizierender Wert berechnet wird und anschließend eine Zusammenfassung aus einer Mehrzahl von computerbasierte Objekte eindeutig identifizierenden Wer- ten und einer einen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe mittels eines privaten Signaturschlüssels einer vertrauenswürdigen Instanz zumindest auszugsweise verschlüs¬ selt wird. Auszugsweise bedeutet beispielsweise, daß ledig- lieh ein die Zusammenfassung aus der Mehrzahl von computerba¬ sierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und der den Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe eindeutig identifizierender Wert mittels des privaten Signaturschlüs¬ sels der vertrauenswürdigen Instanz verschlüsselt wird.
Computerbasierte Objekte sind beispielsweise ohne Beschrän¬ kung der Allgemeinheit dieses Begriffs Betriebssysteme, Steu- erungs- oder Anwendungsprogramme, durch Betriebssysteme, Steuerungs- oder Anwendungsprogramme bereitgestellte Dienste, Leistungsmerkmale, Funktionen oder Prozeduren, Zugriffsrechte auf Peripheriegeräte sowie auf einem Speichermedium befindli¬ che Daten. Funktionen oder Prozeduren umfassen dabei insbe¬ sondere auch eine Geldausgabe an einem Geldautomaten. Ver¬ trauenswürdige Instanzen können beispielsweise Aussteller e- lektronischer Zertifikate, staatliche Behörden oder Zertifi¬ zierungsstellen im Sinne des § 2 Abs. 4 SigG sein.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zur Überprüfung einer elektronischen Signa- tur für ein signiertes computerbasiertes Objekt entsprechend einer vorgegebenen Funktion ein das computerbasierte Objekt eindeutig identifizierender Wert berechnet wird. Außerdem wird eine Archivsignatur, die eine Mehrzahl von computerba¬ sierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und eine einen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe um¬ faßt und mittels eines privaten Signaturschlüssels einer ver¬ trauenswürdigen Instanz verschlüsselt ist, mittels eines öf¬ fentlichen Schlüssels der vertrauenswürdigen Instanz ent- schlüsselt. Der dem signierten computerbasierten Objekt zuge¬ ordnete eindeutig identifizierende Wert wird aus der ent¬ schlüsselten Archivsignatur extrahiert. Abschließend werden der berechnete und der extrahierte eindeutig identifizierende Wert auf Übereinstimmung verglichen.
Bevorzugt sind das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung elektronischer Signaturen und das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung einer elektronischen Signatur jeweils durch ein in einen Arbeitsspeicher einer Programmablaufsteuerungs¬ einrichtung ladbares Steuerungsprogramm implementiert.
Unter Programmablaufsteuerungseinrichtung sind beispielsweise ohne Beschränkung der Allgemeinheit dieses Begriffs PCs, No- tebooks, Server, PDAs, Mobiltelefone, Geldautomaten, Steue¬ rungsmodule in der Automatisierungs-, Fahrzeug-, Kommunikati¬ ons- oder Medizintechnik zu verstehen - allgemein Einrichtun¬ gen, in denen Programme ablaufen.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung elektronischer Signatu¬ ren wird der ein computerbasiertes Objekt eindeutig identifi¬ zierende Hash-Wert in ein Reference-Element für eine XML- Signatur eingebettet. Ebenso wird die den Verschlüsselungs- Zeitpunkt bezeichnende Zeitangabe in ein Reference-Element eingebettet. Eine Mehrzahl von Reference-Elementen wird in ein Manifest-Element eingebettet. Für das Manifest-Element wird dann ein Hash-Wert berechnet und dieser mittels des pri¬ vaten Signaturschlüssels der vertrauenswürdigen Instanz zur Erstellung einer Archivsignatur verschlüsselt. Außerdem wird ein signiertes computerbasiertes Objekt zur Archivierung in eine Datenstruktureinheit eingebettet wird, die ein Signatur¬ objekt-Element, ein Element für ein signiertes Objekt und ein Element für einen Verweis auf eine Archivsignatur mit Zeit¬ stempel umfaßt. Des weiteren wird ein in das Manifest-Element eingebettetes Reference-Element mit einem Verweis auf die Da- tenstruktureinheit versehen. Auf diese Weise ergibt sich un- ter Ausnutzung bestehender Strukturvorgaben für XML- Signaturen eine besonders einfache Implementierung für eine Erzeugung einer elektronischen Archivsignatur, auch mit Un¬ terstützung für abgesonderte (detached) PKCS#7/CMS- Signaturen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh¬ rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die
Figur eine schematische Darstellung einer Archivsignatur und eines Archivs für computerbasierte signierte Objekte.
Entsprechend der Darstellung in der Figur wird zur Erzeugung einer elektronischen Signatur zunächst für ein zu signieren¬ des computerbasierendes Objekt, beispielsweise ein elektroni¬ sches Dokument, ein das computerbasierte Objekt eindeutig i- dentifizierender Wert berechnet. Der das computerbasierte Ob¬ jekt eindeutig identifizierende Wert wird mittels eines Hash- Algorithmus berechnet und in ein Reference-Element 18 einer XML-Archivisgnatur 1 eingebettet.
Bei XML (extensible mark up language) handelt es sich um eine erweiterbare Beschreibungssprache, mit der Dokumentenstruktu- ren beschrieben werden. Um ein XML-Dokument zu strukturieren werden Inhaltskomponenten bzw. -elemente des XML-Dokuments mit Codes versehen. Diese Codes werden auch als Tags bezeich¬ net. Innerhalb des Reference-Elements 18 ist ein Digest- Method-Element 181 vorgesehen, durch das ein Algorithmus zur Berechnung eines ein computerbasiertes Objekt eindeutig iden¬ tifizierenden Wertes spezifiziert werden kann. Für den das computerbasierte Objekt eindeutig identifizierenden Hash-Wert ist innerhalb des Reference-Elements 18 ein DigestValue-
Element 183 vorgesehen. Außerdem umfaßt das Reference-Element 18 ein Transforms-Element 181 zur Angabe eines Umwandlungsal¬ gorithmus, der vor der Berechnung des Hash-Werts ausgeführt wird. Darüber hinaus weist das Reference-Element ein als Uni- form-Resource-Identifier (URI) bezeichnetes Attribut zur Re- ferenzierung eines zu signierenden bzw. eines signierten Ob¬ jekts auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein signiertes com- puterbasiertes Objekt zur Ablage in einem Archiv 2 in eine als Item-Wrapper 21 bezeichnete Datenstruktureinheit einge¬ bettet. Die Datenstruktureinheit 21 umfaßt ein Signaturob¬ jekt-Element 22, ein Element 23 für ein signiertes Objekt und ein Element 24 für einen Verweis auf die Archivsignatur 1. Die in die Datenstruktureinheit 21 eingebetteten Elemente 22 bis 24 können anhand im Transform-Element 181 spezifizierte Angaben extrahiert bzw. entpackt werden. Durch eine Verwen¬ dung von Datenstruktureinheiten für im Archiv gespeicherte Signaturobjekte und signierte Objekte ist eine einheitliche Darstellung und Behandlung dieser Objekte unabhängig vom In¬ halt signierter computerbasierter Objekte möglich. Eine Auf¬ gabe des Elements 23 für ein signiertes Objekt ist eine Be¬ reitstellung einer Unterstützung für abgesonderte (detached) PKCS#7/CMS-Signaturen, da bei diesen Signaturen signierte Ob- jekte nicht innerhalb eines Signaturobjekts referenziert wer¬ den. Auf diese Weise wird durch die Bereitstellung eines Ele¬ ments 23 für ein signiertes Objekt innerhalb der Datenstruk- tureinheit 21 eine Verknüpfung zum Signaturobjekt 22 sicher¬ gestellt.
Eine Zusammenfassung aus einer Mehrzahl von computerbasierte Objekte eindeutig identifizierende Hash-Werten und einer ei¬ nen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnenden Zeitangabe wird mittels eines privaten Signaturschlüssels einer vertrauens¬ würdigen Instanz zumindest auszugsweise verschlüsselt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet auszugsweise, daß für die Zusammenfassung aus einer Mehrzahl von computerba¬ sierte Objekte identifizierenden Hash-Werten und der den Ver¬ schlüsselungszeitpunkt bezeichneten Angabe ein eindeutig i- dentifizierender Wert beispielsweise mittels eines Hash- Algorithmus berechnet wird und der Hash-Wert mittels des pri- vaten Signaturschlüssels der vertrauenswürdigen Instanz ver¬ schlüsselt wird. Die den Verschlüsselungszeitpunkt bezeich¬ nende Angabe oder ein Verweis auf einen Zeitstempel 3 wird in ein weiteres Reference-Element 17 eingebettet. Eine Mehrzahl von Reference-Elementen 17 bis 19 wird in ein Manifest- Element 16 der XML-Archivsignatur eingebettet. Das Manifest- Element 16 umfaßt damit Angaben bzw. Referenzen auf Angaben hinsichtlich einer Zeitangabe für eine Erstellung einer Ar¬ chivsignatur und von der Archivsignatur 1 erfaßte signierte Objekte. Für das Manifest-Element 16 wird ein Hash-Wert be- rechnet und dieser mittels des privaten Signaturschlüssels der vertrauenswürdigen Instanz zur Erstellung einer Archiv¬ signatur verschlüsselt.
Das Manifest-Element 16 ist in ein Object-Element 15 der XML- Archivsignatur 1 eingebettet und über ein in ein Signedlnfo- Element 12 der XML-Archivsignatur 1 eingebettetes Reference- Element 123 zugreifbar. Das Signedlnfo-Element 12 umfaßt ne¬ ben dem Reference-Element 123 ein CanonicalizationMethod- Element 121 und ein Signature-Method-Element 122. Das Canoni- calizationMethod-Element 121 dient einer Angabe eines Kanoni- sierungsalgorithmus, der auf das Signedlnfo-Element 12 ange¬ wendet wird, bevor die Archivsignatur berechnet wird. Eine Anwendung eines Kanonisierungsalgorithmus vor Berechnung der Archivsigatur kann sinnvoll sein, da Hash-Algorithmen auf Ba¬ sis einzelner Bits arbeiten und sich beispielsweise zwei XML- Dokumente in ihrer physischen Repräsentation unterscheiden können, aber dennoch logisch äquivalent sind. Zu Unterschie- den die den Inhalte eines Dokuments nicht beeinflussen, zäh¬ len beispielsweise verwendeter Zeichensatz, Zeilenumbrüche, leere Tags, Reihenfolge der Attribute oder Kommentare.
Durch das Signature-Method-Element 122 wird ein bei der Be- rechnung der XML-Archivsignatur 1 verwendeter Verschlüsse- lungsalghoritmus spezifiziert. Der Wert der XML-Archivsig¬ natur wird in ein SignedValue-Element 13 eingetragen. Optio¬ nal kann eine Angabe eines öffentlichen Schlüssels der ver¬ trauenswürdigen Instanz ergänzt werden. Diese Angabe wird in ein Keylnfo-Element 14 eingebettet und umfaßt zur Validierung der XML-Archivsignatur 1 verwendete Informationen.
Das in das Signedlnfo-Element 12 eingebettete Reference- Element 123 umfaßt ein DigestMethod-Element 124 und ein Di- gestValue-Element 125. Das DigestMethod-Element 125 dient wiederum zur Spezifikation eines Hash-Algorithmus, während das DigestValue-Element 125 den über das Manifest-Element 16 berechneten Hash-Wert umfaßt. Das Reference-Element 123 weist außerdem ein URI-Attribut auf, das auf das Object-Element 15 oder das Manifest-Element 16 verweist. Das Signedlnfo-Element 12, das SignedValue-Element 13, das Keylnfo-Element 14 und das Object-Element 15 werden schließlich zur Erzeugung der XML-Archivsignatur 1 in ein Signature-Element 11 eingebettet. Um einen gegenseitigen Querverweis zwischen der XML-Archiv¬ signatur 1 und dem Archiv 2 herzustellen weist das in das Ma¬ nifest-Element 16 eingebettete Reference-Element 18 einen Verweis auf die als Item-Wrapper bezeichnete Datenstruktur- einheit 21 auf. Dieser Verweis dient einer Identifizierung von der XML-Archiv-Signatur 1 umfaßte signierter computerba¬ sierter Objekte. Demgegenüber dient das in die Datenstruktur- einheit 21 eingebettete Element für einen Verweis auf die XML-Archivsignatur 1 einer Identifikation eines Zeitstempels 3 für das jeweilige Signaturobjekt bzw. signierte computerba¬ sierte Objekt.
Eine mittels des vorangehend beschriebenen Verfahrens erzeug- te elektronische Signatur wird überprüft, indem zunächst für ein signiertes computerbasiertes Objekt ein Hash-Wert berech¬ net wird. Anschließend wird der in das SignedValue-Element 13 eingebettete Wert der XML-Archivsignatur 1 die eine Mehrzahl von computerbasierter Objekte eindeutig identifizierenden Hash-Werten und eine den Verschlüsselungszeitpunkt bezeich¬ nende Zeitangabe umfaßt, mittels des öffentlichen Schlüssels der vertrauenswürdigen Instanz entschlüsselt. Nach erfolgrei¬ cher Überprüfung des entschlüsselten Archivsignaturwerts und eines über das Manifest-Element 16 berechneten Hash-Werts auf Übereinstimmung wird der dem jeweiligen signierten computer¬ basierten Objekts zugeordnete Hash-Wert aus der XML-Archiv¬ signatur 1 extrahiert. Abschließend werden der berechnete und der aus der XML-Archivsignatur 1 extrahierte Hash-Wert auf Übereinstimmung verglichen. Falls sich eine Übereinstimmung ergibt, ist die Signatur in Bezug auf das jeweilige von der XML-Archivsignatur 1 umfaßte computerbasierte Objekt vali- diert. Die vorangehend beschriebenen Verfahren zur Erzeugung und Überprüfung elektronsicher Signaturen sind bevorzugt durch ein Steuerungsprogramm zur Erzeugung bzw. Überprüfung elekt¬ ronischer Signaturen implementiert. Ein derartiges Steue- rungsprogramm ist in einen Arbeitsspeicher einer Programmab¬ laufsteuerungseinrichtung ladbar und führt die vorangehend beschriebenen Schritte zur Erzeugung bzw. Überprüfung einer elektronischen Signatur aus, wenn es in der Programmablauf¬ steuerungseinrichtung abläuft.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, das die Be¬ arbeitungskomplexität zur Erstellung einer Archiv-Signatur lediglich im wesentlichen linear von der Anzahl archivierter Signaturobjekte abhängt, da neben dem Hash-Wert für die Ar- chivsignatur lediglich jeweils ein Hash-Wert für ein archi¬ viertes signiertes Objekt zu berechnen ist. Des weiteren setzt die Validierung einer Archivsignatur in Bezug auf ein individuelles signiertes Objekt lediglich die Kenntnis des jeweiligen signierten Objekt, nicht aber die Kenntnis weite- rer von der Archivsignatur erfaßter signierter Objekte als solche voraus .
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung elektronischer Signaturen, bei dem für ein zu signierendes computerbasiertes Objekt ein das computerbasierte Objekt eindeutig identifizierender Wert berechnet wird, eine Zusammenfassung aus einer Mehrzahl von computerba¬ sierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und ei¬ ner einen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitanga¬ be mittels eines privaten Signaturschlüssels einer ver- trauenswürdigen Instanz zumindest auszugsweise verschlüs¬ selt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für die Zusammenfassung aus der Mehrzahl von compu- terbasierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und der den Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe ein eindeutig identifizierender Wert berechnet und dieser mittels des privaten Signaturschlüssels der vertrauenswürdigen In¬ stanz verschlüsselt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der ein computerbasiertes Objekt eindeutig identifizierende Wert und/oder der die Zusammenfassung eindeutig identifizie¬ rende Wert mittels eines Hash-Algorithmus berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der ein computerbasiertes Objekt eindeutig identifizierende Hash-Wert in ein Reference-Element für eine XML-Signatur ein¬ gebettet wird, die den Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe in ein Reference-Element eingebettet wird, eine
Mehrzahl von Reference-Elementen in ein Manifest-Element ein¬ gebettet wird, für das Manifest-Element ein Hash-Wert berech¬ net und dieser mittels des privaten Signaturschlüssels der vertrauenswürdigen Instanz zur Erstellung einer Archivsigna¬ tur verschlüsselt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bei dem das Manifest-Element über ein in ein Signedlnfo-Ele- ment der XML-Signatur eingebettetes Reference-Element zu¬ greifbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem ein signiertes computerbasiertes Objekt zur Archivierung in eine Datenstruktureinheit eingebettet wird, die ein Signatur¬ objekt-Element und ein Element für einen Verweis auf eine Ar¬ chivsignatur mit Zeitstempel umfaßt, und bei dem ein in das Manifest-Element eingebettetes Reference-Element einen Ver- weis auf die Datenstruktureinheit aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Datenstruktureinheit ein Element für ein signiertes Ob¬ jekt umfaßt.
8. Verfahren zur Überprüfung einer mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 erzeugten elektronischen Signatur, bei dem für ein signiertes computerbasiertes Objekt entsprechend einer vorgegebenen Funktion ein das computerbasierte Ob- jekt eindeutig identifizierender Wert berechnet wird, eine Archivsignatur, die eine Mehrzahl von computerbasier¬ te Objekte eindeutig identifizierenden Werten und eine ei¬ nen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe um¬ faßt und mittels eines privaten Signaturschlüssels einer vertrauenswürdigen Instanz verschlüsselt ist, mittels ei¬ nes öffentlichen Schlüssels der vertrauenswürdigen Instanz entschlüsselt wird, der dem signierten computerbasierten Objekt zugeordnete eindeutig identifizierende Wert aus der entschlüsselten Archivsignatur extrahiert wird, der berechnete und der extrahierte eindeutig identifizie- rende Wert auf Übereinstimmung verglichen werden.
9. Steuerungsprogramm zur Erzeugung elektronischer Signatu¬ ren, das in einen Arbeitsspeicher einer Programmablaufsteue¬ rungseinrichtung ladbar ist und bei dessen Ausführung - für ein zu signierendes computerbasiertes Objekt eine Be¬ rechnung eines das computerbasierte Objekt eindeutig iden¬ tifizierenden Wertes veranlaßt wird, eine zumindest auszugsweise Verschlüsselung einer Zusam¬ menfassung aus einer Mehrzahl von computerbasierte Objekte eindeutig identifizierenden Werten und einer einen Ver¬ schlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe mittels ei¬ nes privaten Signaturschlüssels einer vertrauenswürdigen Instanz veranlaßt wird, wenn das Steuerungsprogramm in der Programmablaufsteuerungs- einrichtung abläuft.
10. Steuerungsprogramm zur Überprüfung eines mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 erzeugten elektronischen Signatur, das in einen Arbeitsspeicher einer Programmablaufsteuerungs- einrichtung ladbar ist und bei dessen Ausführung für ein signiertes computerbasiertes Objekt entsprechend einer vorgegebenen Funktion ein das computerbasierte Ob¬ jekt eindeutig identifizierender Wert berechnet wird, eine Archivsignatur, die eine Mehrzahl von computerbasier- te Objekte eindeutig identifizierenden Werten und eine ei¬ nen Verschlüsselungszeitpunkt bezeichnende Zeitangabe um¬ faßt und mittels eines privaten Signaturschlüssels einer vertrauenswürdigen Instanz verschlüsselt ist, mittels ei- nes öffentlichen Schlüssels der vertrauenswürdigen Instanz entschlüsselt wird, der dem signierten computerbasierten Objekt zugeordnete eindeutig identifizierende Wert aus der entschlüsselten Archivsignatur extrahiert wird, der berechnete und der extrahierte eindeutig identifizie¬ rende Wert auf Übereinstimmung verglichen werden, wenn das Steuerungsprogramm in der Programmablaufsteuerungs¬ einrichtung abläuft.
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