WO2024201735A1 - 検証システム、端末群、検証サーバ、検証方法、及び記録媒体 - Google Patents

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亨 富田
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    • 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
    • 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
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/44—Program or device authentication

Definitions

  • This disclosure relates to a verification system, a terminal group, a verification server, a verification method, and a recording medium.
  • the client terminal's certificate is sent to the center server to verify the authenticity and existence of each client terminal.
  • Patent Document 1 describes a method of generating an aggregate signature and aggregate public key based on the signatures and public keys of multiple client terminals, and verifying the signed message based on the aggregate signature and aggregate public key when verifying the signature, thereby reducing the network transmission load when verifying multiple client terminals.
  • Patent Document 1 transmits a message to the center server with an electronic signature affixed to the characteristic values of the client terminal generated by the client terminal. This means that the confidentiality of the information on the client terminal cannot be ensured. Furthermore, since an electronic signature is a mechanism for verifying the identity of the person who made the electronic signature, if the communication path between the client terminal and the center server is intercepted, there is a possibility that the client terminal may be identified.
  • the terminal group is a terminal group including a plurality of terminals, each of which is provided with a security function means for generating signature data for predetermined message data using a verification identification key, a generation means for aggregating the signature data of each of the plurality of terminals to generate aggregated signature data when selected as a representative terminal that transmits data to a verification server, and a transmission means for transmitting the aggregated signature data to the verification server when selected as a representative terminal.
  • the verification server includes a verification means for verifying aggregate signature data of signature data that each of the multiple terminals has signed with a verification identification key for specific message data, based on a temporary composite public key received from a representative terminal selected from the multiple terminals.
  • the recording medium stores a program that causes a computer to verify aggregate signature data of signature data that each of multiple terminals has signed with a verification identification key for specified message data, based on a temporary composite public key previously received from a representative terminal.
  • One example of the effect of this disclosure is that it can provide a verification system that can verify the authenticity of a group of client terminals while ensuring the confidentiality of information related to the client terminals.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a verification system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration in which the verification system according to the first embodiment is realized by a computer device and its peripheral devices.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the verification system in the first embodiment.
  • Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a verification system 10 in the first embodiment.
  • the verification system 10 includes a selection device 100, a plurality of terminals 200 (200a, 200b) which are client terminals, and a verification server 300, which are connected to each other via a network.
  • the communication used in the network may be wireless, wired, or any other type such as laser communication, visible light communication, or sound wave communication, or may be low-speed communication such as satellite communication.
  • the verification system 10 verifies the authenticity or existence of a terminal group 200 consisting of multiple terminals by remote attestation using a verification server 300 as a verification device, eliminating the need for a certificate from a privacy certification authority.
  • authenticity refers to the fact that the terminal group 200 is real, or the property of being able to ensure or prove that it is real.
  • Existence refers to the property of showing that the terminal group 200 is not fictitious.
  • each of the selection device 100, the terminal 200, and the validation server 300 in the first embodiment of the present disclosure is realized by a computer device 500 including a processor.
  • the selection device 100, the terminal 200, and the validation server 300 each include a CPU (Central Processing Unit) 501, memories such as a ROM (Read Only Memory) 502 and a RAM (Random Access Memory) 503, a storage device 505 such as a hard disk for storing a program 504, a communication I/F (Interface) 508 for network connection, and an input/output interface 511 for inputting and outputting data.
  • the selection device 100, the terminal 200, and the validation server 300 are connected to each component via a bus 512.
  • the CPU 501 operates the OS to control the selection device 100, the terminal 200, and the validation server 300 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the CPU 501 also reads programs and data from a recording medium 506 mounted in, for example, a drive device 507 into memory.
  • the CPU 501 functions as each component of the selection device 100, the terminal 200, and the validation server 300 according to the first embodiment, or as a part of these components, and executes the processing or commands in the flowchart shown in FIG. 3, which will be described later, based on the program.
  • the recording medium 506 is, for example, an optical disk, a flexible disk, a magneto-optical disk, an external hard disk, or a semiconductor memory.
  • a recording medium that is part of the storage device is a non-volatile storage device, and the program is recorded therein.
  • the program may also be downloaded from an external computer (not shown) that is connected to a communication network.
  • the input device 509 is realized, for example, by a mouse, keyboard, or built-in key buttons, and is used for input operations.
  • the input device 509 is not limited to a mouse, keyboard, or built-in key buttons, and may be, for example, a touch panel.
  • the output device 510 is realized, for example, by a display, and is used to check the output.
  • the first embodiment shown in FIG. 1 is realized by the computer hardware shown in FIG. 2.
  • the means for realizing each part of the selection device 100, terminal 200, and verification server 300 in FIG. 1 are not limited to the configurations described above.
  • each of the selection device 100, terminal 200, and verification server 300 may be realized by a single physically combined device, or may be realized by two or more physically separate devices connected by wire or wirelessly.
  • the input device 509 and output device 510 may be connected to the computer device 500 via a network.
  • the selection device 100 randomly selects a representative terminal from among the multiple terminals 200 to transmit data to the validation server 300.
  • the selection device 100 holds information on the multiple terminals 200 to be validated.
  • the selection device 100 selects a representative terminal by a consensus algorithm such as RAFT or Paxos. However, the selection method is not limited to these as long as any terminal 200 is selected randomly from among the multiple terminals 200.
  • the selection device 100 selects a representative terminal, it notifies the selected representative terminal.
  • the selection device 100 is configured independent of the multiple terminals 200 and the validation server 300, but the function of the selection device 100 may be held by the validation server 300.
  • Each of the multiple terminals 200 includes a security function unit 201 (201a, 201b), a generation unit 202 (202a, 202b), and a transmission unit 203 (203a, 203b).
  • a security function unit 201 201a, 201b
  • a generation unit 202 202a, 202b
  • a transmission unit 203 203a, 203b
  • the number of multiple terminals 200 corresponds to the number of terminals to be verified.
  • the multiple terminals 200 may be described as a terminal group 200.
  • the security function unit 201 is a tamper-resistant storage area.
  • the security function unit 201 is configured, for example, by a TPM (Trusted Platform Module), but is not limited to this as long as the configuration can achieve tamper resistance.
  • the TPM is highly tamper-resistant because it is configured by a chip that functions independently of the OS and other hardware.
  • the security function unit 201 stores an authenticity certificate such as an endorsement certificate that is embedded when the terminal is supplied or when the system is constructed.
  • the security function unit 201 stores, for example, a hash value of each program executed by the terminal 200 in, for example, a PCR (Platform Configuration Register).
  • the security function unit 201 also generates a verification identification key such as an AIK (Attestation Identity Key) using a random number generation circuit. Each verification identification key is paired with information on a temporary public key used for verification. Each security function unit 201 stores each of the generated verification identification keys in the storage area of the hardware cryptographic module.
  • AIK Automated Generation Key
  • each security function unit 201 When each security function unit 201 receives a request from the representative terminal to send signature data, it signs the message data with a verification identification key and generates signature data.
  • the message data is information indicating the state of each terminal (200a, 200b), for example, a hash value stored in the PCR at the time of program execution.
  • the generation unit 102 transmits the signature data to the representative terminal in response to the request from the representative terminal.
  • the generation unit 202 When the generation unit 202 is selected as the representative terminal, it aggregates the signature data to generate aggregate signature data.
  • the generation unit 102 generates the aggregate signature data, for example, using an elliptic curve signature algorithm.
  • the generation unit 202 receives a signal indicating that it has been selected as the representative terminal, it requests each terminal (200a, 200b) to transmit signature data in which the message data has been signed with a verification identification key.
  • the generation unit 202 of the representative terminal generates aggregate signature data based on each received signature data and its own signature data, for example, using a Schenois signature. If the generation unit 202 does not receive signature data even after a predetermined time has elapsed since requesting transmission of the signature data, or if the received signature data has defects, it generates aggregate signature data without including the signature data.
  • the transmission unit 203 transmits the aggregate signature data to the verification server 300 and requests verification of the authenticity of the terminal group 200.
  • the validation server 300 includes a validation information storage unit 301 , a receiving unit 302 , a validation unit 303 , and an output unit 304 .
  • the verification information storage unit 301 stores the temporary composite public key of the terminal group 200.
  • the temporary composite public key is generated by combining the temporary public keys of the multiple terminals 200, and includes, for example, the total value of the AIKs of each terminal (200a, 200b).
  • the temporary public key is a public key for which no certificate has been issued by a privacy certification authority.
  • the verification information storage unit 301 receives and stores the temporary composite public key from the representative terminal via the receiving unit 302 in advance, prior to a verification request from the representative terminal.
  • the receiving unit 302 receives aggregate signature data from the representative terminal and outputs it to the verifying unit 303.
  • the verification unit 303 verifies the authenticity of the aggregate signature data based on the temporary composite public key. For example, if the aggregate signature data matches the information of the temporary composite public key, the verification unit 303 determines that all terminals included in the terminal group are authentic. On the other hand, if the aggregate signature data does not match the information of the temporary composite public key, the verification unit 303 determines that the terminal group includes an inauthentic terminal. However, in this case, the verification unit 303 is not able to identify the inauthentic terminal. For example, an elliptic curve signature algorithm can be used as a verification method. The verification unit 303 outputs the authenticity determination result to the output unit 304.
  • the output unit 304 outputs the result of the authenticity of the terminal group 200.
  • the output unit 304 outputs the result of the authenticity to an output device 510 such as a display device. Furthermore, if the output unit 304 receives a determination result that the terminal group 200 is not authentic, it may notify the user with a lamp or buzzer.
  • the security function unit 201 in each terminal generates a verification identification key (pk1, pk2...pki) using the AIK.
  • Each terminal transmits the signature data (Ri,si) to the representative terminal.
  • G is the reference point on the elliptic curve and is represented by G(x,y).
  • m is the message data.
  • the transmission unit 203 of the representative terminal transmits the aggregate signature data (R, s) to the verification server 300.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an overview of the operation of the verification system 10 in the first embodiment. Note that the processing according to this flowchart may be executed based on program control by the processor described above.
  • the selection device 100 randomly selects a representative terminal from among the multiple terminals (200a, 200b) that will transmit data to the verification server 300 (step S101) and notifies the selected representative terminal (step S102).
  • the representative terminal transmits a request for signature data to the multiple terminals (200a, 200b) (step S103).
  • the security function unit 201 in each terminal (200a, 200b) generates signature data using a verification identification key for the specified message data (step S104).
  • the transmission unit 103 transmits the signature data to the representative terminal (step S105).
  • the generation unit 202 of the representative terminal aggregates the signature data of each of the multiple terminals (200a, 200b) to generate aggregated signature data (step S106).
  • the transmission unit 203 of the representative terminal transmits the aggregated signature data to the verification server 300 (step S107).
  • the verification unit 303 of the verification server 300 verifies the aggregate signature data based on the temporary composite public key previously received from the representative terminal (step S108).
  • the output unit 304 outputs the verification result (step S109). With this, the verification system 10 ends the verification operation.
  • the verification unit 303 of the verification server 300 verifies the aggregate signature data based on the temporary composite public key received in advance from the representative terminal. In this case, even if the information of the temporary composite public key is stolen when the temporary composite public key is sent from the representative terminal to the verification server 300, an eavesdropper cannot grasp the information of each terminal (200a, 200b). Therefore, according to the verification system 10, it is possible to verify the authenticity of a group of client terminals while maintaining the confidentiality of the information of the client terminals.
  • the verification system 10 may also verify the existence of each terminal (200a, 200b).
  • the AIK and the endorsement key of each terminal (200a, 200b) are stored in the storage device 505 of the verification server 300 in a linked manner. If the AIK is linked to an endorsement certificate, the verification server 300 registers the AIK in the storage device 505.
  • the endorsement certificate is generated in, for example, an electronic certificate format based on X.509, and is signed by the TPM manufacturer.
  • the endorsement certificate includes a serial number, so that the terminal can be identified.
  • the verification unit 303 verifies that each terminal is authentic, it further verifies whether the AIK of each terminal is linked to the endorsement certificate, and performs verification of the existence of each terminal. That is, the verification unit 303 determines that a terminal whose AIK is linked to an endorsement certificate exists, and determines that a terminal whose AIK is not linked to an endorsement certificate does not exist.
  • the representative terminal When the representative terminal requests the verification server 300 to verify the terminal group 200, it receives the AIKs held by each terminal (200a, 200b) as the verification identification keys, calculates the sum of the AIKs, and transmits the sum of the AIKs to the verification server 300.
  • the verification unit 303 compares the sum of the AIKs received via the representative terminal with the expected sum of the AIKs to determine which terminal's AIK combination it is.
  • the expected sum of the AIKs is a value that includes the sum of the AIKs of all terminals included in the terminal group 200. If the sum of the AIKs matches the expected sum of the AIKs, the verification unit 303 determines that all terminals included in the terminal group 200 are authentic.
  • the verification unit 303 further verifies whether each of the AIKs of each terminal is linked to an endorsement certificate, and performs verification of the existence of each terminal.
  • the verification unit 303 compares the total value of the AIK with the expected value of the total value of the AIK, and determines that the total value of the AIK is the total value of the AIKs of terminals A to D and does not include the AIK of terminal E. In this case, the verification unit 303 determines that terminals A to D are authentic, and that terminal E is not authentic. Furthermore, the verification unit 303 further verifies whether each of the AIKs of terminals A to D that have been determined to be authentic is linked to an endorsement certificate, and performs verification of the existence of each terminal. In other words, the verification unit 303 determines that the AIKs of terminals A to D are authentic if they are each linked to an endorsement certificate.
  • the output unit 304 outputs the verification results of the authenticity and existence of the terminal group 200. In the above example, the output unit 304 outputs that terminals A to D are authentic and exist, but that terminal E is not authentic or existent.
  • Verification system 100 Selection device 200 Terminal 201 Security function unit 202 Generation unit 203 Transmission unit 300 Verification server 301 Verification information storage unit 302 Reception unit 303 Verification unit 304 Output unit

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Abstract

本開示の検証システムは、複数の端末を含む端末群と、当該端末を検証するための検証サーバとを含む、検証システムであって、複数の端末の中から、検証サーバにデータを送信する代表端末をランダムに選択する、選択装置を備え、複数の端末のそれぞれは、所定のメッセージデータに対して、検証識別鍵により署名データを生成する、セキュリティ機能手段と、代表端末に選択された場合に、前記複数の端末それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する、生成手段と、代表端末に選択された場合に、集約署名データを検証サーバに送信する、送信手段と、を備え、検証サーバは、予め前記代表端末から送信された一時的合成公開鍵に基づいて、集約署名データを検証する、検証手段、を備える。

Description

検証システム、端末群、検証サーバ、検証方法、及び記録媒体
　本開示は、検証システム、端末群、検証サーバ、検証方法、及び記録媒体に関する。
　電子署名を用いた端末の検証方式では、個々のクライアント端末の真正性や実存性の検証を行うために、クライアント端末の証明書をセンター側サーバへ送信する。
　しかし、検証対象のクライアント端末の数が多くなると、検証を行うためのネットワークの伝送負荷が大きくなる。そこで、クライアント端末を検証する際のネットワークの伝送負荷を軽減するための技術がある。
　例えば、特許文献１には、複数のクライアント端末の署名及び公開鍵に基づき、集約署名及び集約公開鍵を生成し、署名を検証するときに、集約署名及び集約公開鍵に基づいて署名後のメッセージを検証することで、複数のクライアント端末の検証する際のネットワーク伝送負荷を軽減することが記載されている。
特開２０２０－５２０６０７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された発明は、クライアント端末が生成した端末の特徴値に電子署名を付したメッセージをセンター側サーバに送信するため、クライアント端末の情報の秘匿性が確保できない。また、電子署名は電子署名の主体者が何であるかを確認する仕組みであるため、クライアント端末とセンター側サーバ間の通信経路が盗聴されると、クライアント端末が特定される可能性がある。
　本開示の目的の一例は、クライアント端末に関する情報の秘匿性を確保しながら、クライアント端末群の真正性を検証可能な検証システムを提供することにある。
　本開示の一態様における検証システムは、複数の端末を含む端末群と、当該端末を検証するための検証サーバとを含む、検証システムであって、複数の端末の中から、検証サーバにデータを送信する代表端末をランダムに選択する、選択装置を備え、複数の端末のそれぞれは、所定のメッセージデータに対して、検証識別鍵により署名データを生成する、セキュリティ機能手段と、代表端末に選択された場合に、複数の端末それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する、生成手段と、代表端末に選択された場合に、集約署名データを検証サーバに送信する、送信手段と、を備え、検証サーバは、予め代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、集約署名データを検証する、検証手段、を備える。
　本開示の一態様における端末群は、複数の端末を含む端末群であって、端末のそれぞれは、所定のメッセージデータに対して、検証識別鍵により署名データを生成する、セキュリティ機能手段と、検証サーバにデータを送信する代表端末に選択された場合に、複数の端末それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する、生成手段と、代表端末に選択された場合に、集約署名データを前記検証サーバに送信する、送信手段と、を備える。
　本開示の一態様における検証サーバは、複数の端末から選ばれた代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、複数の端末それぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する、検証手段、を備える。
　本開示の一態様における検証方法は、複数の端末を検証する検証サーバが、予め代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、複数の端末のそれぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する。
　本開示の一態様における記録媒体は、予め代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、複数の端末のそれぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する、ことをコンピュータに実行させるプログラムを格納する。
　本開示による効果の一例は、クライアント端末に関する情報の秘匿性を確保しながら、クライアント端末群の真正性を検証可能な検証システムを提供できる。
図１は、第一の実施形態における検証システムの構成を示す図である。 図２は、第一の実施形態における検証システムをコンピュータ装置とその周辺装置で実現したハードウェア構成を示す図である。 図３は、第一の実施形態における検証システムの動作を示すフローチャートである。
　次に、実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
　［第一の実施形態］
　図１は、第一の実施形態における検証システム１０の構成を示す図である。図１を参照すると、検証システム１０は、選択装置１００と、クライアント端末である複数の端末２００（２００ａ、２００ｂ）と、検証サーバ３００を有し、それぞれがネットワークで接続されている。本実施形態において、ネットワークに用いられる通信は、無線、有線、その他レーザー通信、可視光線通信、音波通信等その種類を問わず、衛星通信等の低速な通信であってもよい。
　検証システム１０は、複数の端末からなる端末群２００の真正性又は実存性について、検証サーバ３００を検証装置とし、プライバシー認証局による証明書を不要としたリモートアテステーションにより検証する。本実施形態において、真正性とは、端末群２００が本物であること、また、本物であることを確実にしたり、証明できる特性を示す。実存性とは、端末群２００が架空ではないことを示す特性を示す。
　図２は、本開示の第一の実施形態における選択装置１００、端末２００及び検証サーバ３００のそれぞれを、プロセッサを含むコンピュータ装置５００で実現したハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示されるように、選択装置１００、端末２００、及び検証サーバ３００は、それぞれＣＰＵ(Central Processing Unit)５０１、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）５０２、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）５０３等のメモリ、プログラム５０４を格納するハードディスク等の記憶装置５０５、ネットワーク接続用の通信Ｉ／Ｆ（Interface）５０８、データの入出力を行う入出力インターフェース５１１を含む。第一の実施形態において、選択装置１００、端末２００、及び検証サーバ３００は、バス５１２を介して各構成部と接続されている。
　ＣＰＵ５０１は、ＯＳを動作させて本開示の第一の実施の形態に係る選択装置１００、端末２００、及び検証サーバ３００のそれぞれを制御する。また、ＣＰＵ５０１は、例えばドライブ装置５０７などに装着された記録媒体５０６からメモリにプログラムやデータを読み出す。ＣＰＵ５０１は、第一の実施形態における選択装置１００、端末２００及び検証サーバ３００の各構成部及びこれらの一部として機能し、プログラムに基づいて後述する図３に示すフローチャートにおける処理または命令を実行する。
　記録媒体５０６は、例えば光ディスク、フレキシブルディスク、磁気光ディスク、外付けハードディスク、または半導体メモリ等である。記憶装置の一部の記録媒体は、不揮発性記憶装置であり、そこにプログラムを記録する。また、プログラムは、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータからダウンロードされてもよい。
　入力装置５０９は、例えば、マウスやキーボード、内蔵のキーボタンなどで実現され、入力操作に用いられる。入力装置５０９は、マウスやキーボード、内蔵のキーボタンに限らず、例えばタッチパネルでもよい。出力装置５１０は、例えばディスプレイで実現され、出力を確認するために用いられる。
　以上のように、図１に示す第一の実施形態は、図２に示されるコンピュータ・ハードウェアによって実現される。ただし、図１の選択装置１００、端末２００、及び検証サーバ３００が備える各部の実現手段は、以上説明した構成に限定されない。また、選択装置１００、端末２００及び検証サーバ３００のそれぞれは、物理的に結合した一つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した二つ以上の装置を有線または無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。たとえば、入力装置５０９及び出力装置５１０は、コンピュータ装置５００とネットワークを経由して接続されていてもよい。
＜選択装置１００＞
　選択装置１００は、複数の端末２００の中から、検証サーバ３００にデータを送信する代表端末をランダムに選択する。選択装置１００は、検証対象である複数の端末２００の情報を保持している。選択装置１００は、例えば、ＲＡＦＴ、Ｐａｘｏｓ等の合意形成アルゴリズムにより代表端末を選択する。ただし、複数の端末２００の中からランダムに任意の端末２００を選択する方法であればこれらの選択方法に限られない。選択装置１００は、代表端末を選択すると、選択された代表端末に通知する。図１において、選択装置１００は、複数の端末２００や検証サーバ３００から独立した構成であるが、選択装置１００の機能は、検証サーバ３００側が保持してもよい。
＜端末２００＞
　複数の端末２００（２００ａ、２００ｂ）のそれぞれは、セキュリティ機能部２０１（２０１ａ、２０１ｂ）と、生成部２０２（２０２ａ、２０２ｂ）と、送信部２０３（２０３ａ、２０３ｂ）と、を備える。なお、図１において、複数の端末２００が二つ描かれているが、複数の端末２００の数は、検証対象の端末の数と対応するだけ備えられている。なお、本実施形態において、複数の端末２００を端末群２００と記載することもある。
　セキュリティ機能部２０１は、耐タンパー性を持った記憶領域である。セキュリティ機能部２０１は、例えば、ＴＰＭ（Trusted　Platform　Module）で構成されるが、耐タンパー性を実現できる構成であればこれに限らない。ＴＰＭは、ＯＳや他のハードウェアから独立して機能するチップにより構成されるため、耐タンパー性が高い。セキュリティ機能部２０１は、端末供給時又はシステム構築時に埋め込まれたエンドースメント証明書等の真贋証明書を格納している。また、セキュリティ機能部２０１は、例えば、端末２００が実行した各プログラムのハッシュ値を例えば、ＰＣＲ（Platform　Configuration　Register）に記憶する。
　また、セキュリティ機能部２０１は、乱数生成回路を用いて、ＡＩＫ（Attestation　Identity　Key）等の検証識別鍵を生成する。検証識別鍵は、検証に用いられる一時的公開鍵の情報とそれぞれ対になっている。各セキュリティ機能部２０１は、生成した検証識別鍵のそれぞれをハードウェア暗号モジュールの保存領域に格納する。
　各セキュリティ機能部２０１は、代表端末から署名データの送信の要求を受けると、メッセージデータを検証識別鍵により署名し、署名データを生成する。メッセージデータとしては、各端末（２００ａ、２００ｂ）の状態を示す情報であって、例えば、ＰＣＲに保存されたプログラム実行時のハッシュ値である。生成部１０２は、代表端末の要求に応じて、署名データを代表端末に送信する。
　生成部２０２は、代表端末として選択された場合に、署名データを集約して集約署名データを生成する。生成部１０２は、例えば、楕円曲線署名アルゴリズムを利用して、集約署名データを生成する。生成部２０２は、代表端末として選ばれたことを示す信号を受信すると、各端末（２００ａ、２００ｂ）に対して、メッセージデータを検証識別鍵で署名された署名データの送信を要求する。
　また、代表端末の生成部２０２は、受信した各署名データと自身の署名データに基づいて、例えば、シェノア署名を利用して集約署名データを生成する。生成部２０２は、署名データの送信を要求してから、所定時間以上経過しても署名データを受信しない場合又は受信した署名データに不備があった場合はそれらの署名データを含めないで集約署名データを生成する。
　送信部２０３は、集約署名データを検証サーバ３００に送信し、端末群２００の真正性の検証を要求する。
＜検証サーバ３００＞
　図１に示すように、検証サーバ３００は、検証情報記憶部３０１と受信部３０２と検証部３０３と出力部３０４を備える。
　検証情報記憶部３０１は、端末群２００の一時的合成公開鍵を記憶する。一時的合成公開鍵は、複数の端末２００の一時的公開鍵のそれぞれが合成され生成されたものであって、例えば、各端末（２００ａ、２００ｂ）のＡＩＫの合計値を含む。本実施形態において、一時的公開鍵とは、プライバシー認証局により証明書が発行されていない公開鍵である。本実施形態のように、集約署名データを検証するために一時的合成公開鍵を用いることで、検証に用いられる一時的公開鍵の数を低減することができる。検証情報記憶部３０１は、代表端末からの検証要求前に、予め受信部３０２を介して代表端末から一時的合成公開鍵を受信して記憶する。
　受信部３０２は、代表端末から集約署名データを受信して、検証部３０３に出力する。
　検証部３０３は、一時的合成公開鍵に基づいて、集約署名データの真正性を検証する。検証部３０３は、例えば、集約署名データが一時的合成公開鍵の情報と一致する場合は、端末群に含まれる全ての端末の真正性がある判定する。一方、検証部３０３は、集約署名データが一時的合成公開鍵の情報と一致しない場合は、端末群に真正性がない端末が含まれていると判定する。ただし、この場合、検証部３０３は、真正性がない端末を特定できないとする。検証方法としては、例えば、楕円曲線署名アルゴリズムを用いることができる。検証部３０３は、真正性の判定結果を出力部３０４に出力する。
　出力部３０４は、端末群２００の真正性の結果を出力する。出力部３０４は、真正性の結果を表示装置等の出力装置５１０に出力する。また、出力部３０４は、端末群２００の真正性がないとの判定結果を受け取った場合は、ランプ又はブザーにより、報知しても構わない。
　以下、楕円曲線署名アルゴリズムを用いて端末群２００の検証を行う例を説明する。以下の説明において、検証対象の端末としてｉ個の端末があるとする。
　まず、各端末におけるセキュリティ機能部２０１は、ＡＩＫを用いて検証識別鍵（ｐｋ１、ｐｋ２…ｐｋｉ）を生成する。また、セキュリティ機能部２０１は、それぞれ乱数Ｋ（ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４…ｋｉ）を用いて、ｉ個の楕円曲線上のランダムな点Ｒ（Ｒｉ=ｋｉ×Ｇ）及び、ｓ（ｓｉ=ｋｉ＋ｈａｓｈ（Ｐ、Ｒ、ｍ）×ｐｋｉ）からなる署名データを生成する。各端末は、署名データ（Ｒｉ、ｓｉ）を代表端末に送信する。ここで、Ｇとは、楕円曲線上の基準点であり、Ｇ（ｘ，ｙ）で示される。ｍは、メッセージデータである。
　代表端末の生成部２０２は、Ｒｉとｓｉを合計して集約署名データ（Ｒ、ｓ）=（Ｒ１+Ｒ２＋…＋Ｒｉ、ｓ１＋ｓ２＋…＋ｓｉ）を生成する。代表端末の送信部２０３は、集約署名データ（Ｒ、ｓ）を検証サーバ３００に送信する。検証サーバ３００において、検証情報記憶部３０１には、一時的合成公開鍵Ｐ（Ｐ=Ｐ１＋Ｐ２＋…＋Ｐｉ＝Ｇ（ｐｋ１＋ｐｋ２＋…＋ｐｋｉ））が格納されており、検証部３０３は、ｓ×Ｇ＝Ｒ＋ｈａｓｈ（Ｐ、Ｒ、ｍ）×Ｐが成立するか否かにより、集約署名データを検証する。
　以上のように構成された検証システム１０の動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
　図３は、第一の実施形態における検証システム１０の動作の概要を示すフローチャートである。尚、このフローチャートによる処理は、前述したプロセッサによるプログラム制御に基づいて、実行されてもよい。
　図３に示すように、まず、選択装置１００は、複数の端末（２００ａ、２００ｂ）の中から、検証サーバ３００にデータを送信する代表端末をランダムに選択し（ステップＳ１０１）、選択された代表端末に通知する（ステップＳ１０２）。代表端末は、複数の端末（２００ａ、２００ｂ）に対して、署名データの要求を送信する（ステップＳ１０３）。次いで、各端末（２００ａ、２００ｂ）におけるセキュリティ機能部２０１は、所定のメッセージデータに対する検証識別鍵による署名データを生成する（ステップＳ１０４）。送信部１０３は、署名データを代表端末に送信する（ステップＳ１０５）。次いで、代表端末の生成部２０２は、複数の端末（２００ａ、２００ｂ）それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する（ステップＳ１０６）。次に、代表端末の送信部２０３は、集約署名データを検証サーバ３００に送信する（ステップＳ１０７）。次いで、検証サーバ３００の検証部３０３は、代表端末から予め受信した一時的合成公開鍵に基づいて集約署名データを検証する（ステップＳ１０８）。最後に、出力部３０４は、検証結果を出力する（ステップＳ１０９）。以上で、検証システム１０は、検証の動作を終了する。
　本実施形態における検証システム１０は、検証サーバ３００の検証部３０３は、代表端末から予め受信した一時的合成公開鍵に基づいて集約署名データを検証する。この場合、代表端末から検証サーバ３００に一時的合成公開鍵を送付する際に、一時的合成公開鍵の情報が盗まれても、盗聴者は各端末（２００ａ、２００ｂ）それぞれの情報を把握できない。したがって、検証システム１０によれば、クライアント端末の情報の秘匿性を保ちながら、クライアント端末群の真正性の検証を行うことができる。
［変形例］
　検証システム１０は、端末群２００の真正性を検証する際に、併せて各端末（２００ａ、２００ｂ）の実存性を検証してもよい。この場合、検証サーバ３００の記憶装置５０５には、各端末（２００ａ、２００ｂ）のＡＩＫと真贋鍵（Endorsement　Key）が紐づけられて格納されている。なお、検証サーバ３００は、ＡＩＫにエンドースメント証明書が紐づいていれば、記憶装置５０５にＡＩＫの登録を行う。エンドースメント証明書は、例えば、Ｘ．５０９による電子証明書フォーマットで生成されたものであり、ＴＰＭ製造メーカの署名が付与されている。また、エンドースメント証明書には、シリアル番号が含まれているので、端末を特定することができる。検証部３０３は、各端末の真正性があることを検証した場合、更に、各端末のＡＩＫがそれぞれエンドースメント証明書と紐付いているか否かを検証して、各端末の実存性の検証を実行する。すなわち、検証部３０３は、ＡＩＫがエンドースメント証明書と紐付いている端末は、実存性があると判定し、ＡＩＫがエンドースメント証明書と紐付いていない端末は、実存性がないと判定する。
　代表端末は、検証サーバ３００に端末群２００の検証を依頼する際に、各端末（２００ａ、２００ｂ）が保持している検証識別鍵としてＡＩＫを受信してＡＩＫの合計値を算出し、ＡＩＫの合計値を検証サーバ３００に送信する。
　検証部３０３は、代表端末を介して受信したＡＩＫの合計値とＡＩＫの合計値の期待値とを対比することで、どの端末のＡＩＫの組み合わせを判定する。ＡＩＫの合計値の期待値とは、端末群２００に含まれる全ての端末のＡＩＫの合計値を含んだ値である。検証部３０３は、ＡＩＫの合計値とＡＩＫの合計値の期待値とが一致する場合、端末群２００に含まれる全ての端末に真正性があると判定する。検証部３０３は、更に、各端末のＡＩＫのそれぞれがエンドースメント証明書と紐づいているか否かを検証して、各端末の実存性の検証を実行する。
　ここで、端末群２００として、端末Ａ～Ｅの５台の端末があり、端末Ｅだけ、代表端末からのＡＩＫの送信要求に応じなかった場合を想定する。この場合、検証部３０３は、ＡＩＫの合計値とＡＩＫの合計値の期待値を対比することで、ＡＩＫの合計値が、端末Ａ～ＤのＡＩＫの合計値であり、端末ＥのＡＩＫは含まれていないことを判定する。この場合、検証部３０３は、端末Ａ～Ｄの真正性があると判定し、端末Ｅの真正性がないと判定する。また、検証部３０３は、更に、真正性があると判定された端末Ａ～ＤのＡＩＫのそれぞれがエンドースメント証明書と紐づいているか否かを検証して、各端末の実存性の検証を実行する。すなわち、検証部３０３は、端末Ａ～ＤのＡＩＫがそれぞれエンドースメント証明書と紐づいている場合、実存性があると判定する。
　出力部３０４は、端末群２００の真正性及び実存性の検証結果を出力する。上述の例において、出力部３０４は、端末Ａ～Ｄの真正性及び実存性があり、端末Ｅの真正性及び実存性がないことを出力する。
　以上、各実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しえる様々な変更をすることができる。
　例えば、複数の動作をフローチャートの形式で順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の動作を実行する順番を限定するものではない。このため、各実施形態を実施するときには、その複数の動作の順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。
　１０　　　検証システム
　１００　　選択装置
　２００　　端末
　２０１　　セキュリティ機能部
　２０２　　生成部
　２０３　　送信部
　３００　　検証サーバ
　３０１　　検証情報記憶部
　３０２　　受信部
　３０３　　検証部
　３０４　　出力部

Claims (10)

  1. 　複数の端末を含む端末群と、当該端末を検証するための検証サーバとを含む、検証システムであって、
    　前記複数の端末の中から、前記検証サーバにデータを送信する代表端末をランダムに選択する、選択装置を備え、
    　前記複数の端末のそれぞれは、所定のメッセージデータに対して、検証識別鍵により署名データを生成する、セキュリティ機能手段と、
    　前記代表端末に選択された場合に、前記複数の端末それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する、生成手段と、
    　前記代表端末に選択された場合に、前記集約署名データを前記検証サーバに送信する、送信手段と、を備え、
    　前記検証サーバは、予め前記代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、前記集約署名データを検証する、検証手段、を備える、検証システム。
  2. 　前記メッセージデータは、各端末が起動するプログラムのハッシュ値であり、前記検証手段は、前記ハッシュ値に基づき、プログラム実行時における前記端末群の真正性を検証する、請求項１に記載の検証システム。
  3. 　前記一時的合成公開鍵は、複数の端末の検証識別鍵の合計値を含む、請求項１又は請求項２に記載の検証システム。
  4. 　前記選択装置は、合意アルゴリズムを用いて前記代表端末を選択する、請求項１～３のいずれか一項に記載の検証システム。
  5. 　前記生成手段は、前記集約署名データとして楕円曲線上のランダムな点Ｒ及びｓからなる署名データを生成し、
    　前記検証手段は、一時的合成公開鍵Ｐに基づき、ｓ×Ｇ＝Ｒ＋ｈａｓｈ（Ｐ、Ｒ、ｍ）×Ｐが成立するか否かにより、前記集約署名データを検証する、請求項１～４のいずれか一項に記載の検証システム。
  6. 　前記検証手段は、更に、予め保持している前記複数の端末の検証識別鍵のそれぞれが真贋鍵と紐づけられていることにより前記複数の端末のそれぞれの実存性を検証する、請求項１～５のいずれか一項に記載の検証システム。
  7. 　複数の端末を含む端末群であって、
    　前記端末のそれぞれは、所定のメッセージデータに対して、検証識別鍵により署名データを生成する、セキュリティ機能手段と、
    　検証サーバにデータを送信する代表端末に選択された場合に、前記複数の端末それぞれの署名データを集約して集約署名データを生成する、生成手段と、
    　前記代表端末に選択された場合に、前記集約署名データを前記検証サーバに送信する、送信手段と、を備える、端末群。
  8. 　複数の端末から選ばれた代表端末から受信した一時的合成公開鍵に基づいて、前記複数の端末のそれぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する、検証手段、を備える、検証サーバ。
  9. 　複数の端末を検証する検証サーバが、
    　予め受信した一時的合成公開鍵に基づいて、前記複数の端末のそれぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する、検証方法。
  10. 　予め受信した一時的合成公開鍵に基づいて、複数の端末のそれぞれが所定のメッセージデータに対して検証識別鍵により署名した署名データの集約署名データを検証する、ことをコンピュータに実行させるプログラムを格納する記録媒体。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022003841A1 (ja) * 2020-06-30 2022-01-06 富士通株式会社 署名制御方法、署名制御プログラム、および情報処理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHUZIEV I M, VYALYI M N: "Distributed protocols for spanning tree construction and leader election", ARXIV, 3 May 2016 (2016-05-03), pages 1 - 21, XP093218846, Retrieved from the Internet <URL:https://arxiv.org/pdf/1512.01795v2> [retrieved on 20230607] *
SUN CHUANG; SHEN SUJIN: "An improved Byzantine consensus based multi-signature algorithm", 2021 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS, COMPUTERS AND SOFTWARE ENGINEERING (AEMCSE), 26 March 2021 (2021-03-26), pages 777 - 780, XP033961169, DOI: 10.1109/AEMCSE51986.2021.00161 *

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