JP2005318299A - 電子データの証拠性を確保しながら同データを保管する電子データ保管システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子データ保管装置において電子データの証拠性を認証コードと電子署名で確保する方法を与える。認証コードを生成するための第1の鍵と認証コードを生成するプログラムを一時の鍵暗号化鍵で暗号化した暗号化鍵情報をアクセス制限をされた二次記憶装置に格納する。鍵暗号化鍵を生成するための乱数を読み書き可能な記憶媒体に格納する。新たな認証コードを生成する場合、個人識別番号を入力させる。入力された個人識別番号と格納されている乱数から鍵暗号化鍵を生成する。生成した鍵暗号化鍵を用いて暗号化鍵情報を復号することにより第1の鍵を求める。求めた第1の鍵を用いて新たな認証コードを生成する。
【選択図】図1
Description
宇根正志、「デジタル署名生成用秘密鍵の漏洩を巡る問題とその対策」、日本銀行金融研究所、Discussion Paper No.2002-J-32(2002年)
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、タンパ性のあるICカードやUSBキーなどの使用や面倒なキーのコピー作業などを必要とせず、クライアントを多数接続した環境でも、電子署名と認証コードの処理を高速かつ安全にサーバ側で行うことを可能とするシステムを提供することを目的とする。
生成ステップは、前記の求めた第1の鍵を乱数回だけハッシュ演算をするステップと、前記の乱数回だけハッシュ演算した第1の鍵を用いて前記の新たな認証コードを生成する生成ステップとを含んでもよい。
本発明は、別の面では、上述の電子データの証拠性を確保する方法を用いた電子データ保管装置を与える。
〔第1の実施形態〕
図1は,本発明の第1の実施形態による電子データ保管システムの構成を示す略ブロック図である。図1において,本発明の電子データ保管システム1は、インターネットなどのネットワークに接続された電子データ保管サーバ10、サーバ10の操作者がサーバ10を操作するための入出力装置20、ネットワークを介してサーバ10と通信可能な複数または多数のクライアント40からなる。入出力装置20は、表示装置、キーボード、ポインティングディバイスなどからなる。また、電子データ保管サーバ10は、通常のサーバと同様、CPU(中央処理装置)11、ROM(read only memory)12、RAM(random access memory)13、ネットワークを介してクライアント40と通信を行うための通信インタフェース14、入出力装置20へのI/Oインタフェース16、フロッピィディスク(FD)32を使用するためのFDドライブ18,CD−ROM(compact disc read only memory)34や読み出し専用または読み書き可能な種々の規格のDVDなどの光ディスク(図1では、ROM/RAMと表記)36のリード/ライトが可能な光ディスクドライブ19、およびサーバ10が使用する種々のプログラムおよびデータを格納する大容量のDASD(direct access storage device)17を備える。
例えば、認証コード生成処理75は、後述するような図5〜8に示す処理を行う。本処理は、アクセス権処理94で例えばJava(登録商標)のSecurityManager機能の利用により特定のユーザおよびオブジェクトからのみアクセス可能とするなどカプセル化されたオブジェクトとする。
認証コード照合処理96は、電子署名の偽造の疑いがある場合は疑いのあるデータについて、調停者により起動される。認証コード照合処理96は、認証コード生成処理75によって当該データの認証コードを生成する。この場合、ROM34に格納されている認証コード秘密鍵Koを用いる。また、管理者は保管データ80として保管されている当該データの認証コードを取り出し、調停者に提示する。調停者は両者を比較し、一致していれば電子署名が偽造されていないと判断する。この場合、認証コード一時秘密鍵はサーバ10内で例えば図5に示すようにn回ハッシュ演算を行う。
・クライアント40から保管を依頼された電子データの保管処理を行うデータ保存プログラム90
・保管データ記憶部80に保管されている電子データに対してクライアント40から取り出し要求があった場合にその電子データを要求中のクライアント40に送るデータ読出しプログラム92
・アクセスが制限されたプログラムへのアクセス制限を行うアクセス制限プログラム94
・アクセス制限処理の際に参照されるポリシーテーブル82
・各種オブジェクトを起動するたびに記録されるログを格納するログテーブル84
・不正アクセスによる異常なログをチェックするログフィルタ98
なお、サーバ10とクライアント40との間の通信は、図4に示すような相互認証(ECOM ICカード利用ガイドライン1.0版(1998年3月1日))を行った上で実行することにより、不正な利用に対抗している。
図3は、本発明の原理による運用開始までの手順を示すフローチャートである。図3において、ROM34の製造業者は、ステップ100において、製造業者側で認証コード秘密鍵Koを生成しCDなどのROM34に焼き付ける。ROM34はメーカまたは調停者または監査者が安全な場所に保管する。ステップ102において、認証コード秘密鍵Koに対しm回ハッシュ演算を行い一時秘密鍵Kmを生成する。秘密鍵Kmは、Km=hm(Ko)で与えられる。ステップ104において、製造業者の側で、認証コード秘密鍵Km、ハッシュ回数m、認証コード生成オブジェクトf、認証コード秘密鍵Km識別子KIDmおよび認証コード生成オブジェクト識別子FIDを鍵暗号鍵KEKoで暗号化し、CDなどのROM/RAM36に焼き付ける。秘密鍵KEKoは、式KEKo =h(PIN,So )によりPINと乱数値Soとをハッシュ関数hでハッシュ演算して生成する。ここで、PBE(password-based encryption)方式によれば、h(PIN,So )は、PINとSoとの排他的論理和にハッシュ演算を行うことを意味する。したがって、KEKo =h(PIN,So )=h(PINxorSo)である。ここで、AxorBは、AとBとの排他的論理和を表す。次ぎに、ステップ106において、製造業者の側で、乱数値SoをフレキシブルディスクなどのRAM32に格納する。RAM32は、PINとともに監査者が保管する。続いて、ステップ108において、監査者が、ステップ104で作成したCDなどのROM/RAM36内のデータをサーバ10の監査者以外にアクセス制限されたディスク、即ち、DASD17にコピーする。ステップ110において、管理者が、サーバの運用を開始する。ステップ112において、監査者は、乱数値Soが格納されているフレキシブルディスクなどのRAM32をサーバ10に装着しPINを入力する。これにより認証コード生成処理75が開始される。
クライアント40側でデータ保管サーバ10に保管すべきデータが発生した場合、クライアント40は、このデータをコンピュータ読み取り可能な形式にして暗号化したものを電子データとして、保管または登録要求とともにネットワークを介してデータ保管サーバ10に送る。この場合、先ずクライアント40の操作者は、自分のPIN(個人識別番号)をデータ保管サーバ10に送り、データ保管サーバ10では、そのクライアント40の使用を許された人員のPINリスト(図示せず)に、受信したPINがある場合のみ、そのクライアント40に以降の操作を許す。また、電子データの通信に先立ち、クライアント40とデータ保管サーバ10との間では、上記のように図4に示した相互認証を行う。
図5は、本発明の第1の実施形態によりCPU11が認証コードを生成する動作を示すフローチャートである。認証コード生成処理は、例えばJava(登録商標)のSecurity Manager機能の利用などアクセス権処理により不正な処理からの利用ができないよう保護される。ハードディスクなどDASD17には一時鍵暗号化鍵で暗号化された認証コード生成一時秘密鍵とハッシュ回数m、即ち、KEKo(Km,m,f,KIDm,FID)が格納されている。認証コード生成処理のプログラムオブジェクト75も監査者権限以外はアクセスできないよう保護される。図5において認証コードを生成が開始されると、まず、ステップ120において、図6の
MAC鍵復号/暗号化処理を実行する。
クライアント40が、保管データ記録部80に保管されている電子データを必要とする場合、必要な電子データを識別できる情報(電子データ識別情報)とともに電子データ読み出し要求をネットワークを介してデータ保管サーバ10に送る。勿論、この場合も、クライアント40は、図6の相互認証およびPINによるアクセス制限を受ける。
管理者、クライアント40の操作者、またはクライアント40を通してサービスを受けた利用者の何れかが、何らかの保管データ(Xとする)の電子署名に偽造の疑いがあると判断した場合、調停者に疑いのある保管データXの認証コード照合を依頼することができる。図9は、本発明の一実施形態による認証コード照合の手順を示すフローチャートである。図9において、認証コード照合を行う場合、ステップ400において、調停者は認証コード秘密鍵K0を格納したCDなどのROM34をサーバ10に装着する。ステップ402において、管理者は調停者の指定した電子データXの認証コードMAC(X)、ハッシュ回数m,n、認証コード生成アルゴリムFID、および認証コード生成秘密鍵KIDmを調整者に渡す。システム404において、調停者はサーバ10の認証コード照合処理96を起動する。
〔第2の実施形態〕
上記の実施形態では、秘密鍵KEKoは、Kmやmを暗号化した後、ステップ226において消去した。本発明は、秘密鍵KEKoをKm、mの暗号化に使用した後、RAMに格納しておき、サーバ内オブジェクトで処理待ち状態の時、RAMに格納しておいたKEKoを用いて、認証コード生成一時秘密鍵を暗号化することによりサーバ内オブジェクトの認証コード生成一時秘密鍵の安全性を高めるようにしたものである。
ステップ224において、DASD17の暗号化鍵情報KEKo(Km,m,f,KIDm,FID)を消去した後、CPU11が、RAM入れ替え要求を発すると(ステップ230)、監査者はこれに応じてRAMを入れ替え(ステップ232)、CPU11がRAM入れ替え完了を検出する(ステップ234)。ステップ236において、鍵KEK1を入れ替えたRAM32aに書き込み、以降、定期的に、RAM32aの読み込みチェックを行う。ステップ238において、鍵KEK1を消去して、MAC鍵復号/暗号化処理を修了する。このようにして、新たな認証コード生成鍵Km+1、即ち、新たな暗号化鍵情報KEK1(Km+1,m+1,f,KIDm+1,FID)が生成される。
データ入力処理の対象ファイルが発生した場合、RAMからKEKoを読込みKmn,mnを復号化したのち、KEKoを消去する。こうして、 認証コード生成処理を終了する。
なお、上述の実施形態では、初期の認証コード秘密鍵Koを製造業者がROMの焼き付けたが、鍵Koを生成するプログラム自体をサーバ10のDASD17にロードし、このプログラムを用いてKoをサーバ10で生成し、認証コード生成に用いてもよい。
10 本発明のデータ保管サーバ
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 通信インタフェース
16 I/Oインタフェース
17 DASD
18 FDドライブ
19 光ディスクドライブ
32 フロッピィディスク
34 ROM
36 ROMまたはRAM
75 認証コード生成オブジェクト
80 保管データ記憶部
82 ポリシーテーブル
84 ログテーブル
90 データ保存プログラム
92 データ読み出しプログラム
94 アクセス制限
96 認証コード照合
97 署名生成処理プログラム
98 ログフィルタ処理プログラム
99 署名検証処理プログラム
Claims (16)
- 電子データ保管装置において電子データの証拠性を認証コードと電子署名で確保する方法であり、
前記認証コードを生成するための第1の鍵と前記認証コードを生成するプログラムを一時の鍵暗号化鍵で暗号化した暗号化鍵情報をアクセス制限をされた二次記憶装置に格納するステップと、
前記鍵暗号化鍵を生成するための乱数を読み書き可能な記憶媒体に格納するステップと、
新たな認証コードを生成する場合、個人識別番号を入力させるステップと、
前記の入力された個人識別番号と前記の読み書き可能な記憶媒体に格納されている前記乱数から鍵暗号化鍵を生成するステップと、
前記の生成した鍵暗号化鍵を用いて前記暗号化鍵情報を復号することにより前記第1の鍵を求めるステップと、
前記の求めた第1の鍵を用いて前記の新たな認証コードを生成する生成ステップとからなることを特徴とする電子データの証拠性を確保する方法。 - 新たな乱数を発生するステップと、
前記の新たな乱数と前記の入力された個人識別番号から新たな鍵暗号化鍵を生成するステップと、
前記第1の鍵をハッシュ化して新たな第1の鍵を生成し、古い第1の鍵を消去するステップと、
前記の新たな第1の鍵、前記の新たな第1の鍵がこれまでハッシュ化された回数、および前記プログラムを前記の新たな鍵暗号化鍵で暗号化して新たな暗号化鍵情報を生成するし、二次記憶装置に格納する格納ステップとをさらに含む
ことを特徴とする請求項1記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記格納ステップの後、前記の新たな鍵暗号化鍵を消去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の電子データの証拠性を確保する方法。
- 前記生成ステップが、
前記の求めた第1の鍵を乱数回だけハッシュ演算をするステップと、
前記の乱数回だけハッシュ演算した第1の鍵を用いて前記の新たな認証コードを生成する生成ステップとを含む
ことを特徴とする請求項1記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記格納ステップの後、前記の新たな鍵暗号化鍵を読み書き可能な可搬型記憶媒体に記録するステップと、
処理対象データの待機中に、前記可搬型記憶媒体に記録された前記の新たな鍵暗号化鍵を用いて前記の乱数回だけハッシュ演算した第1の鍵を暗号化するステップと、
前記処理対象データが発生した場合、前記可搬型記憶媒体に記録された前記の新たな鍵暗号化鍵を用いて、前記の暗号化された第1の鍵を復号するステップとをさらに含む
ことを特徴とする請求項4記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記の個人識別番号を入力させるステップが、指紋や虹彩などバイオメトリクス機器により前記個人識別番号の入力者を識別するステップを含む
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記鍵暗号化鍵を生成する場合、乱数を用いず前記個人識別番号のみにより前記鍵暗号化鍵を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記鍵暗号化鍵を予め読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に格納し、前記鍵暗号化鍵を復号する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記鍵暗号化鍵を読み込んで、これを復号化する
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記の生成した鍵暗号化鍵を用いる代わりに、前記鍵暗号化鍵を読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に予め格納しておき、前記認証コードを生成する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記鍵暗号化鍵を読み込んで使用する
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 前記第1の鍵を生成するプログラムを予め前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に格納しておき、前記認証コードを生成する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記プログラムを読み込んで前記第1の鍵を生成し、前記の読み込んだ第1の鍵により認証コードを生成する
ことを特徴とする請求項9記載の電子データの証拠性を確保する方法。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保する方法を用いた電子データ保管装置。
- 電子データ保管装置において電子データの証拠性を認証コードと電子署名で確保するプログラムであり、
前記認証コードを生成するための第1の鍵と前記認証コードを生成するプログラムを一時の鍵暗号化鍵で暗号化した暗号化鍵情報をアクセス制限をされた二次記憶装置に格納するステップと、
前記鍵暗号化鍵を生成するための乱数を読み書き可能な記憶媒体に格納するステップと、
新たな認証コードを生成する場合、個人識別番号を入力させるステップと、
前記の入力された個人識別番号と前記の読み書き可能な記憶媒体に格納されている前記乱数から鍵暗号化鍵を生成するステップと、
前記の生成した鍵暗号化鍵を用いて前記暗号化鍵情報を復号することにより前記第1の鍵を求めるステップと、
前記の求めた第1の鍵を用いて前記の新たな認証コードを生成する生成ステップとからなることを特徴とする電子データの証拠性を確保するプログラム。 - 前記鍵暗号化鍵を生成する場合、乱数を用いず前記個人識別番号のみにより前記鍵暗号化鍵を生成する
ことを特徴とする請求項12記載の電子データの証拠性を確保するプログラム。 - 前記鍵暗号化鍵を予め読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に格納し、前記鍵暗号化鍵を復号する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記鍵暗号化鍵を読み込んで、これを復号化する
ことを特徴とする請求項12または13記載の電子データの証拠性を確保するプログラム。 - 前記の生成した鍵暗号化鍵を用いる代わりに、前記鍵暗号化鍵を読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に予め格納しておき、前記認証コードを生成する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記鍵暗号化鍵を読み込んで使用する
ことを特徴とする請求項12乃至14の何れか一項に記載の電子データの証拠性を確保するプログラム。 - 前記第1の鍵を生成するプログラムを予め前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体に格納しておき、前記認証コードを生成する際に、前記の読み書き又は読み込み可能な記憶媒体から前記プログラムを読み込んで前記第1の鍵を生成し、前記の読み込んだ第1の鍵により認証コードを生成する
ことを特徴とする請求項15記載の電子データの証拠性を確保するプログラム。
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