JP2013118706A - 無線周波識別(rfid)認証およびそのための鍵配信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】無線周波識別(RFID)認証およびそのための鍵配信システムの提供。
【解決手段】楕円曲線暗号方式(ECC)を用いて、RSAなどの従来の公開鍵の実施形態と比較して署名サイズおよび読み取り/書き込み時間を減らすRFID認証システムを実現する。署名サイズを減らすのにECDSAまたはECPVSを用いることができる。ECPVSは、RFIDタグにおける機密製品の識別情報を含む部分を隠すために用いることが可能である。その結果、より小さいタグを用いることができる。あるいは、製造過程やサプライチェーンにおける様々な段階で、複数の署名を書き込むことができる。鍵管理システムが、検証鍵を配布するのに用いられる。また、例えばサプライチェーンにおいて、RFIDタグに複数の署名を加えるための集約署名方式を実現する。
【選択図】図1
【解決手段】楕円曲線暗号方式(ECC)を用いて、RSAなどの従来の公開鍵の実施形態と比較して署名サイズおよび読み取り/書き込み時間を減らすRFID認証システムを実現する。署名サイズを減らすのにECDSAまたはECPVSを用いることができる。ECPVSは、RFIDタグにおける機密製品の識別情報を含む部分を隠すために用いることが可能である。その結果、より小さいタグを用いることができる。あるいは、製造過程やサプライチェーンにおける様々な段階で、複数の署名を書き込むことができる。鍵管理システムが、検証鍵を配布するのに用いられる。また、例えばサプライチェーンにおいて、RFIDタグに複数の署名を加えるための集約署名方式を実現する。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線周波識別(RFID)タグおよびRFID認証システムに関するもので
あり、特に、RFIDタグの署名時および認証時における有用性に関するものである。
あり、特に、RFIDタグの署名時および認証時における有用性に関するものである。
従来、在庫品や販売用商品などの物品は、その物品の追跡、識別および/または監視が
可能となるように、それぞれ対応する識別子がつけられている。昨今、識別子を付与する
ための技術として、バーコードは、無線周波識別(RFID)技術に置き換えられつつあ
る。RFIDには、利用者や機械がバーコードタグを見つけて独特の方法で読み取る必要
がなく、自動識別システムを実現するという利点がある。
可能となるように、それぞれ対応する識別子がつけられている。昨今、識別子を付与する
ための技術として、バーコードは、無線周波識別(RFID)技術に置き換えられつつあ
る。RFIDには、利用者や機械がバーコードタグを見つけて独特の方法で読み取る必要
がなく、自動識別システムを実現するという利点がある。
無線周波識別は、RFIDタグ、または、RFID中継器と通常称される装置を用いて
のデータの保存およびデータの遠隔からの取り出しに依存している。RFIDタグは、電
波を使った識別を目的として、製品や動物などの生物に、取り付けるまたは組み込むこと
ができるものである。RFIDタグにはシリコンチップおよびアンテナを含むチップベー
スのものがある。そして、RFIDタグには、パッシブタイプとアクティブタイプとがあ
る。
のデータの保存およびデータの遠隔からの取り出しに依存している。RFIDタグは、電
波を使った識別を目的として、製品や動物などの生物に、取り付けるまたは組み込むこと
ができるものである。RFIDタグにはシリコンチップおよびアンテナを含むチップベー
スのものがある。そして、RFIDタグには、パッシブタイプとアクティブタイプとがあ
る。
パッシブタイプのRFIDタグは、内部に電源を必要としない。入ってくる無線信号に
よってアンテナで生じた比較的小さな電流により、タグの中の回路には、電源を入れて応
答を送信するのに十分な電力が供給される。しばしば、パッシブタイプのタグは、リーダ
からの搬送信号を後方散乱させて信号を送る。したがって、アンテナは入ってくる信号か
ら電力を集め、かつ、外に向かう後方散乱信号を発信するように設計されている。搭載電
源を必要としないので、パッシブタイプのRFIDタグを、より小さなサイズで実現する
ことができ、よりコストパフォーマンスが高い。
よってアンテナで生じた比較的小さな電流により、タグの中の回路には、電源を入れて応
答を送信するのに十分な電力が供給される。しばしば、パッシブタイプのタグは、リーダ
からの搬送信号を後方散乱させて信号を送る。したがって、アンテナは入ってくる信号か
ら電力を集め、かつ、外に向かう後方散乱信号を発信するように設計されている。搭載電
源を必要としないので、パッシブタイプのRFIDタグを、より小さなサイズで実現する
ことができ、よりコストパフォーマンスが高い。
アクティブタイプのRFIDタグは、タグ内の、外へ出て行く信号を発生させるどの回
路にも電力を供給できる電源を内蔵している。アクティブタイプのタグは、リーダとの“
セッション(session)”を行うことができるので、パッシブタイプのRFIDタグより
も信頼性が高いことがわかっている。アクティブタイプRFIDタグは搭載電源を持って
いるので、高出力信号を発信できる。そのため、水中や比較的長距離などの、RF信号の
伝送が難しい領域においては、アクティブタイプのRFIDタグの効果は大きい。また、
搭載電源にはより広い空間が必要となるので、アクティブタイプRFIDタグは、通常、
パッシブタイプRFIDタグよりもサイズが大きく、高価である。
路にも電力を供給できる電源を内蔵している。アクティブタイプのタグは、リーダとの“
セッション(session)”を行うことができるので、パッシブタイプのRFIDタグより
も信頼性が高いことがわかっている。アクティブタイプRFIDタグは搭載電源を持って
いるので、高出力信号を発信できる。そのため、水中や比較的長距離などの、RF信号の
伝送が難しい領域においては、アクティブタイプのRFIDタグの効果は大きい。また、
搭載電源にはより広い空間が必要となるので、アクティブタイプRFIDタグは、通常、
パッシブタイプRFIDタグよりもサイズが大きく、高価である。
RFIDシステムは一般的にタグ、タグリーダ、および、サポートインフラ(supporti
ng infrastructure)を備えている。RFIDシステムの目的は、RFIDリーダに読み
取られて処理されるデータを、携帯機器(タグ)によって伝送可能とすることにある。そ
の処理量およびデータの性質はその用途により大きく左右される。例えば、タグにより伝
送される情報は、タグが付けられた対象物に関する識別情報、場所情報、または、仕様を
提供するものであってもよい。例えば、在庫追跡といった典型的な用途において、RFI
Dシステムでは、追跡されるべき対象物に小さく、安価なタグを取り付けて用いる。その
タグは、ユニークなコード(例えば、製品コードなど)が与えられたメモリを備えたトラ
ンスポンダ(transponder)を含む。信号は、RFIDタグを作動させるリーダから発信
される。その結果、リーダが、データを読み取ったり、データをタグに書き込んだりでき
る。RFIDタグが、上記信号の発信によってできた電磁ゾーンを通るときに、タグはリ
ーダからの作動信号を検出する。そして、リーダは、タグのメモリ中の符号化されたデー
タをデコードし、該データは、特定の利用目的のため、サポートインフラに送られる。
ng infrastructure)を備えている。RFIDシステムの目的は、RFIDリーダに読み
取られて処理されるデータを、携帯機器(タグ)によって伝送可能とすることにある。そ
の処理量およびデータの性質はその用途により大きく左右される。例えば、タグにより伝
送される情報は、タグが付けられた対象物に関する識別情報、場所情報、または、仕様を
提供するものであってもよい。例えば、在庫追跡といった典型的な用途において、RFI
Dシステムでは、追跡されるべき対象物に小さく、安価なタグを取り付けて用いる。その
タグは、ユニークなコード(例えば、製品コードなど)が与えられたメモリを備えたトラ
ンスポンダ(transponder)を含む。信号は、RFIDタグを作動させるリーダから発信
される。その結果、リーダが、データを読み取ったり、データをタグに書き込んだりでき
る。RFIDタグが、上記信号の発信によってできた電磁ゾーンを通るときに、タグはリ
ーダからの作動信号を検出する。そして、リーダは、タグのメモリ中の符号化されたデー
タをデコードし、該データは、特定の利用目的のため、サポートインフラに送られる。
RFID技術は、在庫や商品の追跡に必要な労力を減らすためだけでなく、偽造品や欠
陥品の存在など、機密事項の問題に対抗するための技術として普及しつつある。薬剤のサ
プライチェーン(supplychain)の安全性を進歩させて、かつ、患者の安全性を高める上
で、上記機密事項の問題は、製薬産業において重要性が一層高まってきている。現行の作
業には、サプライチェーン中にある製薬品に認証の階層を付加するステップ(adding a l
ayer ofauthentication)が含まれる。この作業では、特に、以下の白書に述べられてい
るRFIDシステムと組み合わせた公開鍵暗号基盤が用いられる。上記白書とは、“RF
IDと公開鍵暗号基盤(PKI)技術を用いた薬剤サプライチェーンの保護(Securing t
hePharmaceutical Supply Chain with RFID and Public-Key Infrastructure (PKI) Tec
hnologies)”(JosephPearson著, Texas Instruments Radio Frequency Identificatio
n (TI-RFIDTM)Systems, RFIDPH01, 2005年6月)と題された白書である。
陥品の存在など、機密事項の問題に対抗するための技術として普及しつつある。薬剤のサ
プライチェーン(supplychain)の安全性を進歩させて、かつ、患者の安全性を高める上
で、上記機密事項の問題は、製薬産業において重要性が一層高まってきている。現行の作
業には、サプライチェーン中にある製薬品に認証の階層を付加するステップ(adding a l
ayer ofauthentication)が含まれる。この作業では、特に、以下の白書に述べられてい
るRFIDシステムと組み合わせた公開鍵暗号基盤が用いられる。上記白書とは、“RF
IDと公開鍵暗号基盤(PKI)技術を用いた薬剤サプライチェーンの保護(Securing t
hePharmaceutical Supply Chain with RFID and Public-Key Infrastructure (PKI) Tec
hnologies)”(JosephPearson著, Texas Instruments Radio Frequency Identificatio
n (TI-RFIDTM)Systems, RFIDPH01, 2005年6月)と題された白書である。
上記白書に記述されたようなRFID認証システムでは、サプライチェーンの1または
複数の段階でタグを認証することが可能であり、サプライチェーン全体の整合性が確保さ
れる。
複数の段階でタグを認証することが可能であり、サプライチェーン全体の整合性が確保さ
れる。
上記を実施するのためには、例えば、1024ビットRSA(Rivest-Shamir-Adleman
)デジタル署名などの比較的サイズの大きな署名を十分に格納できるRFIDタグが必要
となる。このため、コストが非常に高くなる。その結果、RSA署名が署名される場合、
認証用RFIDタグは、用途に見合わない高価なタグを必要としなければ、1つの署名し
か収容できない。また、必要な署名が一つの場合であっても、比較的大きなタグが必要で
ある。
)デジタル署名などの比較的サイズの大きな署名を十分に格納できるRFIDタグが必要
となる。このため、コストが非常に高くなる。その結果、RSA署名が署名される場合、
認証用RFIDタグは、用途に見合わない高価なタグを必要としなければ、1つの署名し
か収容できない。また、必要な署名が一つの場合であっても、比較的大きなタグが必要で
ある。
上記のような比較的サイズの大きなRSA署名を使用して、1つのタグ上で複数の署名
を使用しようとした場合、タグのサイズを大きくしなければ、実現不可能である。タグの
サイズを大きくした場合、コストはさらに増加する。
を使用しようとした場合、タグのサイズを大きくしなければ、実現不可能である。タグの
サイズを大きくした場合、コストはさらに増加する。
以上のことから、上記不都合を防ぐこと、または、緩和することが、以下の本発明の目
的である。
的である。
一実施形態において、無線周波識別(RFID)タグに安全性を高める方法を提供する
。上記方法は、該RFIDタグを取得するステップと、楕円曲線(EC)暗号方式を用い
て上記RFIDタグに署名するステップとを含む。
。上記方法は、該RFIDタグを取得するステップと、楕円曲線(EC)暗号方式を用い
て上記RFIDタグに署名するステップとを含む。
上記方法は、ECPVS署名方式、または、ECDSA署名方式のどちらかを用いて提
供する。
供する。
他の実施形態において、楕円曲線暗号署名を含む無線周波識別(RFID)タグを提供
する。
する。
さらに他の実施形態において、RFIDタグに署名する方法を提供する。上記方法は、
権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含むデータセットで
あって、タグに書き込まれるべき第1のデータセットを取得するステップと、メッセージ
復元を伴う署名方式に、上記第1のデータセットを、復元可能な部分として組み込むステ
ップと、対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記タグに署名を書き込むステップと
を含み、上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能な権限のあるRFIDリ
ーダによってのみ、復元が可能である。
権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含むデータセットで
あって、タグに書き込まれるべき第1のデータセットを取得するステップと、メッセージ
復元を伴う署名方式に、上記第1のデータセットを、復元可能な部分として組み込むステ
ップと、対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記タグに署名を書き込むステップと
を含み、上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能な権限のあるRFIDリ
ーダによってのみ、復元が可能である。
さらに他の実施形態において、RFID署名端末を提供する。上記RFID署名端末は
、RFIDタグを読み取るためのRFIDリーダと、上記RFIDタグに署名を書き込む
ための暗号モジュールとを備え、上記暗号モジュールは、権限のないRFIDリーダに対
して隠されるように意図された情報を含む、タグに書き込まれるべき第1のデータセット
を取得し、メッセージ復元を伴う署名方式に、上記第1のデータセットを、復元可能な部
分として組み込み、そして、対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記タグに署名を
書き込むように構成されている。上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能
な権限のあるRFIDリーダによってのみ復元が可能である。
、RFIDタグを読み取るためのRFIDリーダと、上記RFIDタグに署名を書き込む
ための暗号モジュールとを備え、上記暗号モジュールは、権限のないRFIDリーダに対
して隠されるように意図された情報を含む、タグに書き込まれるべき第1のデータセット
を取得し、メッセージ復元を伴う署名方式に、上記第1のデータセットを、復元可能な部
分として組み込み、そして、対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記タグに署名を
書き込むように構成されている。上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能
な権限のあるRFIDリーダによってのみ復元が可能である。
さらに他の実施形態において、RFIDタグの認証方法を提供する。上記方法は、第1
のデータセットを暗号化した要素を少なくとも1つ含む署名および平文である第2のデー
タセットを有するタグを取得するステップと、検証鍵を取得するステップと、上記第1の
データセットを取得するために、上記検証鍵を用いて少なくとも1つの要素を復号するス
テップと、上記署名を検証するために、所定の特徴に関して、上記第1のデータセットを
検査するステップとを含み、これにより、上記タグが認証される。
のデータセットを暗号化した要素を少なくとも1つ含む署名および平文である第2のデー
タセットを有するタグを取得するステップと、検証鍵を取得するステップと、上記第1の
データセットを取得するために、上記検証鍵を用いて少なくとも1つの要素を復号するス
テップと、上記署名を検証するために、所定の特徴に関して、上記第1のデータセットを
検査するステップとを含み、これにより、上記タグが認証される。
さらに他の実施形態において、RFIDリーダを提供する。上記RFIDリーダは、R
FIDタグのEC暗号署名を検証するための暗号モジュールを備え、該暗号モジュールは
、第1のデータセットを暗号化した要素を少なくとも1つ含む署名および平文である第2
のデータセットを有する上記タグを取得し、検証鍵を取得し、上記第1のデータセットを
取得するために、上記検証鍵を用いて少なくとも1つの要素を復号し、上記署名を検証す
るために、所定の特徴に関して、上記第1のデータセットを検査して、これにより、上記
タグを認証するように構成されている。
FIDタグのEC暗号署名を検証するための暗号モジュールを備え、該暗号モジュールは
、第1のデータセットを暗号化した要素を少なくとも1つ含む署名および平文である第2
のデータセットを有する上記タグを取得し、検証鍵を取得し、上記第1のデータセットを
取得するために、上記検証鍵を用いて少なくとも1つの要素を復号し、上記署名を検証す
るために、所定の特徴に関して、上記第1のデータセットを検査して、これにより、上記
タグを認証するように構成されている。
さらに他の実施形態において、RFID認証システムにおける複数のRFIDリーダ用
の検証鍵を管理する方法を提供する。上記方法は、上記複数のRFIDリーダのうちの1
以上のリーダのいずれが、1以上の製品タイプを認証する許可を得ているのかを示す、許
可のセットを決定するステップと、特定の製品タイプに対応付けられた各検証鍵のセット
を、上記許可のセットにしたがって作成するステップと、各RFIDリーダに、上記検証
鍵のセットをそれぞれ配布するステップとを含む。
の検証鍵を管理する方法を提供する。上記方法は、上記複数のRFIDリーダのうちの1
以上のリーダのいずれが、1以上の製品タイプを認証する許可を得ているのかを示す、許
可のセットを決定するステップと、特定の製品タイプに対応付けられた各検証鍵のセット
を、上記許可のセットにしたがって作成するステップと、各RFIDリーダに、上記検証
鍵のセットをそれぞれ配布するステップとを含む。
さらに他の実施形態において、複数のRFIDリーダを含むRFID認証システムのた
めの鍵管理システムを提供する。上記鍵管理システムは、上記複数のRFIDリーダのう
ち、1つ以上のいずれのRFIDリーダが、対応するRFIDタグを有する1つ以上の製
品タイプを読み取る許可を有しているかを示す、許可のセットを決定し、上記許可にした
がって、上記複数のリーダのそれぞれに、検証鍵のセットを作成し、上記各リーダに、上
記各検証鍵を配布する構成である。
めの鍵管理システムを提供する。上記鍵管理システムは、上記複数のRFIDリーダのう
ち、1つ以上のいずれのRFIDリーダが、対応するRFIDタグを有する1つ以上の製
品タイプを読み取る許可を有しているかを示す、許可のセットを決定し、上記許可にした
がって、上記複数のリーダのそれぞれに、検証鍵のセットを作成し、上記各リーダに、上
記各検証鍵を配布する構成である。
さらに他の実施形態において、集約デジタル署名(aggregate digital signature)の
生成方法を提供する。上記方法は、第1の暗号鍵を用いて、第1のデータ部分を暗号化す
ることにより、第1の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素と第2のデー
タ部分とから第1の中間署名要素を生成するステップと、上記第1の中間署名要素と第1
の秘密鍵とから、第2の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素および上記
第2の署名要素のうちの1つを、第2の暗号鍵を用いて暗号化することにより、第3の署
名要素を生成するステップと、上記第3の署名要素と上記第2のデータ部分とから第2の
中間署名要素を生成するステップと、上記第2の中間署名要素と第2の秘密鍵とから、第
4の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のう
ちのもう一方と上記第3の署名要素と上記第4の署名要素とを、上記デジタル署名として
出力するステップとを含む。
生成方法を提供する。上記方法は、第1の暗号鍵を用いて、第1のデータ部分を暗号化す
ることにより、第1の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素と第2のデー
タ部分とから第1の中間署名要素を生成するステップと、上記第1の中間署名要素と第1
の秘密鍵とから、第2の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素および上記
第2の署名要素のうちの1つを、第2の暗号鍵を用いて暗号化することにより、第3の署
名要素を生成するステップと、上記第3の署名要素と上記第2のデータ部分とから第2の
中間署名要素を生成するステップと、上記第2の中間署名要素と第2の秘密鍵とから、第
4の署名要素を生成するステップと、上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のう
ちのもう一方と上記第3の署名要素と上記第4の署名要素とを、上記デジタル署名として
出力するステップとを含む。
さらに他の実施形態において、集約デジタル署名を検証するための方法を提供する。上
記方法は、デジタル署名を取得するステップであって、該デジタル署名が、第1の他の署
名要素が第1のデータ部分を暗号化する他の署名要素であって、上記少なくとも1つの他
の署名要素をそれぞれの暗号鍵を用いて暗号化する第1の署名要素と、上記第1の署名要
素および上記少なくとも1つの他の署名要素それぞれのうちの一方とそれぞれの秘密鍵と
から各々生成されている少なくとも1つの二次的署名要素と、を有するデジタル署名を取
得するステップと、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とを用いて第1の復号鍵を生
成し、上記第1の署名要素を復号して復元された署名要素を取得するステップと、上記復
元された署名要素を用いて、1つ以上の後続の復号鍵を生成することにより、上記少なく
とも1つの他の署名要素に対応する追加の署名要素を復元するステップと、上記少なくと
も1つの他の署名要素のうちの上記第1の署名要素から、上記第1のデータ部分の表記を
復元するステップと、上記デジタル署名を検証するための所定の特徴に関して、上記第1
のデータ部分の上記表記を検査するステップとを含む。
記方法は、デジタル署名を取得するステップであって、該デジタル署名が、第1の他の署
名要素が第1のデータ部分を暗号化する他の署名要素であって、上記少なくとも1つの他
の署名要素をそれぞれの暗号鍵を用いて暗号化する第1の署名要素と、上記第1の署名要
素および上記少なくとも1つの他の署名要素それぞれのうちの一方とそれぞれの秘密鍵と
から各々生成されている少なくとも1つの二次的署名要素と、を有するデジタル署名を取
得するステップと、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とを用いて第1の復号鍵を生
成し、上記第1の署名要素を復号して復元された署名要素を取得するステップと、上記復
元された署名要素を用いて、1つ以上の後続の復号鍵を生成することにより、上記少なく
とも1つの他の署名要素に対応する追加の署名要素を復元するステップと、上記少なくと
も1つの他の署名要素のうちの上記第1の署名要素から、上記第1のデータ部分の表記を
復元するステップと、上記デジタル署名を検証するための所定の特徴に関して、上記第1
のデータ部分の上記表記を検査するステップとを含む。
さらに他の実施形態において、複数の署名段階で、集約デジタル署名を生成する方法を
提供する。上記方法は、最初の署名要素対を生成するステップと、次の署名要素のセット
にて上記最初の署名要素対のうちの1つを暗号化するステップであって、上記次の署名要
素のセットは、上記最初の署名要素対のうちのもう一方と2つの新しい署名要素とを含む
セットである、該暗号化するステップと、後続の署名段階ごとに、別の先の署名要素を順
々に暗号化して追加の新しい署名要素を生成してきた先の署名要素を暗号化するステップ
とを含む。ここで、上記方法では、各段階における上記デジタル署名における署名要素の
数は、各署名段階の合計数より1つ多い。
提供する。上記方法は、最初の署名要素対を生成するステップと、次の署名要素のセット
にて上記最初の署名要素対のうちの1つを暗号化するステップであって、上記次の署名要
素のセットは、上記最初の署名要素対のうちのもう一方と2つの新しい署名要素とを含む
セットである、該暗号化するステップと、後続の署名段階ごとに、別の先の署名要素を順
々に暗号化して追加の新しい署名要素を生成してきた先の署名要素を暗号化するステップ
とを含む。ここで、上記方法では、各段階における上記デジタル署名における署名要素の
数は、各署名段階の合計数より1つ多い。
さらに他の実施形態において、集約デジタル署名を生成する方法を提供する。上記方法
は、複数の署名端末のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値
を用いて、第1の署名要素を生成するステップと、上記複数の署名端末のそれぞれによっ
て与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて、第2の署名要素を生成する
ステップと、上記第1の署名要素と上記第2の署名要素とを有するデジタル署名を出力す
るステップとを含む。
は、複数の署名端末のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値
を用いて、第1の署名要素を生成するステップと、上記複数の署名端末のそれぞれによっ
て与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて、第2の署名要素を生成する
ステップと、上記第1の署名要素と上記第2の署名要素とを有するデジタル署名を出力す
るステップとを含む。
さらに他の実施形態において、集約デジタル署名を検証する方法を提供する。上記方法
は、複数の署名端末のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値
を用いて生成された第1の署名要素と、上記複数の署名端末のそれぞれによって与えられ
た第2の個別値から算出された第2の値を用いて生成された第2の署名要素とを有する、
デジタル署名を取得するステップと、上記複数の署名端末のそれぞれの個別公開鍵を組み
合わせて、結合公開鍵を生成するステップと、署名検証処理における少なくと1つのステ
ップにて、上記結合公開鍵を用いるステップとを含む。
は、複数の署名端末のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値
を用いて生成された第1の署名要素と、上記複数の署名端末のそれぞれによって与えられ
た第2の個別値から算出された第2の値を用いて生成された第2の署名要素とを有する、
デジタル署名を取得するステップと、上記複数の署名端末のそれぞれの個別公開鍵を組み
合わせて、結合公開鍵を生成するステップと、署名検証処理における少なくと1つのステ
ップにて、上記結合公開鍵を用いるステップとを含む。
さらに他の実施形態において、上述の各方法を実行する暗号処理の演算処理装置および
上述の各方法を実行するためのコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
無線周波識別(RFID)タグの安全性を高める方法であって、
上記RFIDタグを取得するステップと、
楕円曲線(EC)暗号方式を用いて上記RFIDタグに署名するステップとを含む方法。
(項目2)
上記楕円曲線暗号方式は、ECPV(楕円曲線Pintsov-Vanstone)署名方式であり、
上記RFIDタグを検査するステップと、
第1の署名要素に隠されるべき第1のデータ部分が有する冗長性が、所定の量より少ない場合に、該第1のデータ部分に埋め込み(padding)を行うステップとを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記RFIDタグの未使用のデータブロックは、上記埋め込みを提供するために用いられる、項目2に記載の方法。
(項目4)
上記第1のデータ部分は、RFIDが付けられた製品のタイプを識別するものであり、
上記埋め込みは、上記RFIDタグ上に存在する別のデータ部分に内在する冗長性によって提供される、項目2に記載の方法。
(項目5)
上記RFIDタグとして、複数のEC署名を収容するのに十分な大きさのものが選択される、項目1に記載の方法。
(項目6)
上記楕円曲線暗号方式は、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)である、項目1に記載の方法。
(項目7)
署名されるメッセージは、上記RFIDタグの通し番号と識別コードとの組み合わせである、項目6に記載の方法。
(項目8)
楕円曲線暗号署名を含む無線周波識別(RFID)タグ。
(項目9)
上記楕円曲線暗号署名は、ECPV署名であって、
第1の署名要素に隠されるべき第1のデータ部分が有する冗長性が、所定の量より少ない場合に、該第1のデータ部分に埋め込みが行われる(padded)、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目10)
当該RFIDタグの未使用のデータブロックは、上記埋め込みを提供するために用いられる、項目9に記載のRFIDタグ。
(項目11)
上記第1のデータ部分は、RFIDが付けられた製品のタイプを識別するものであり、
上記埋め込みは、当該RFIDタグ上に存在する別のデータ部分に内在する冗長性によって提供される、項目9に記載のRFIDタグ。
(項目12)
当該RFIDタグとして、複数のEC署名を収容するのに十分な大きさのものが選択される、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目13)
上記楕円曲線暗号署名は、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)署名である、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目14)
署名されるメッセージは、当該RFIDタグの通し番号と識別コードとの組み合わせである、項目13に記載のRFIDタグ。
(項目15)
当該RFIDタグの通し番号が、上記署名が行われる前に、当該RFIDタグに焼き付けられている(burned)、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目16)
RFIDタグに署名する方法であって、
上記RFIDタグに書き込まれるべき第1のデータセットであり、権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含んだ第1のデータセットを取得するステップと、
メッセージ復元を伴う署名方式に(a signature scheme)、復元可能な部分として、上記第1のデータセットを組み込むステップと、
対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記RFIDタグに署名を書き込むステップ
とを含み、
上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能な、権限のあるRFIDリーダによってのみ、復元が可能である、RFIDタグに署名する方法。
(項目17)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目16に記載の方法。
(項目18)
選択された1つまたは複数の権限のあるRFIDリーダに上記検証鍵を配布することにより、上記検証鍵へのアクセスを制御するステップを含む、項目16に記載の方法。
(項目19)
上記署名は、第1のデータセットを暗号化する第1の要素と、上記秘密鍵および上記第1の要素を用いて生成された第2の要素とを有しており、
当該方法は、
上記第1の要素を第3の要素の中に暗号化し、該第3の要素を用いて第4の要素を生成することにより、更新された署名を生成するステップを含み、
上記更新された署名は、上記第2の要素、上記第3の要素、および、上記第4の要素を含む、項目16に記載の方法。
(項目20)
先の署名要素を、次の署名要素の中に暗号化し、さらに次の署名要素を生成するために上記次の署名要素を用いることにより、さらに更新された署名を生成するステップを含む、項目16に記載の方法。
(項目21)
RFIDタグを読み取るRFIDリーダと、上記RFIDタグに署名を書き込むための暗号モジュールとを備えているRFID署名端末であって、
上記暗号モジュールは、
上記RFIDタグに書き込まれるべき第1のデータセットであり、権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含んだ第1のデータセットを取得し、
メッセージ復元を伴う署名方式に、復元可能な部分として、上記第1のデータセットを組み込み、
対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記RFIDタグに署名を書き込むように構成されており、
上記第1のデータセットは、
上記検証鍵にアクセス可能な、権限のあるRFIDリーダによってのみ、復元が可能である、RFID署名端末。
(項目22)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目21に記載のRFID署名端末。
(項目23)
RFIDタグを認証する方法であって、
第1のデータセットをその中に暗号化して、少なくとも1つの要素を含んでいる署名と、平文である第2のデータセットとを有する上記RFIDタグを取得するステップと、
検証鍵を取得するステップと、
上記第1のデータセットを取得するために、上記検証鍵を用いて、上記少なくとも1つの要素を復号するステップと、
上記署名を検証するために、所定の特徴について、上記第1のデータセットを検査するステップとを含み、上記各ステップにより、上記RFIDタグを認証する、方法。
(項目24)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目23に記載の方法。
(項目25)
RFIDタグのEC暗号署名を検証する暗号モジュールを備えているRFIDリーダで
あって、
上記暗号モジュールが、
第1のデータセットを当該署名の中に暗号化する少なくとも1つの要素を含んでいる署名と、平文である第2のデータセットとを有する上記RFIDタグを取得し、
検証鍵を取得し、
上記第1のデータセットを取得するために、上記検証鍵を用いて、上記少なくとも1つの要素を復号し、
上記署名を検証するために、所定の特徴について、上記第1のデータセットを検査するように構成されており、該構成により、上記RFIDタグを認証する、RFIDリーダ。
(項目26)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目25に記載のRFIDリーダ。
(項目27)
RFID認証システムにおける複数のRFIDリーダの検証鍵を管理する方法であって、
上記複数のRFIDリーダのうちの、1または複数のRFIDリーダのいずれが、1または複数のタイプの製品を認証する許可を有するのかを示す、許可のセットを決定するステップと、
上記複数のRFIDリーダのうちの1または複数のRFIDリーダに対して、上記許可のセットに基づいて、個々の製品タイプに対応する各検証鍵のセットを作成するステップと、
上記RFIDリーダのそれぞれに、上記各検証鍵のセットを配布するステップとを含む
、方法。
(項目28)
上記配布するステップは、
上記RFIDリーダそれぞれへの専用の接続が必要とならないように、定期的に行われる、項目27に記載の方法。
(項目29)
1または複数の上記RFIDリーダからの鍵更新要求を受信するステップを含み、
上記許可のセットを決定するステップは、
新しい各許可を確認する(checking for new permissions)ステップを含む、項目27に記載の方法。
(項目30)
新しいRFIDリーダから登録要求を受信するステップと、
上記新しいRFIDリーダのために新しい許可のセットを決定するステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目31)
新しい検証鍵に対応する証明書要求を受信するステップと、
上記新しい検証鍵の証明書を返信するステップと、
上記複数のRFIDリーダのうち、1以上のいずれのRFIDリーダが、上記証明書を受け取る権限があるのかを決定するステップと、
上記各許可を更新する(updating said permissions)ステップと、
後の更新のために上記証明書を保存するステップと含む、項目27に記載の方法。
(項目32)
上記検証鍵の使用を報告するレポートを受信するステップと、
上記使用に収益を関連付けるステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目33)
対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信するステップと、
書き込まれた上記署名の数に収益を関連付けるステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目34)
予約支払いの受領(receipt of a subscription payment)に基づいて、上記配布するステップを実施する、項目27に記載の方法。
(項目35)
複数のRFIDリーダを含むRFID認証システムのための鍵管理システムであって、
上記複数のRFIDリーダのうちの、1または複数のRFIDリーダのいずれが、対応するRFIDタグを有する1または複数の製品タイプを読み取る許可を有するのかを示す、許可のセットを決定し、
上記の各許可に基づいて、上記複数のRFIDリーダのそれぞれに対して、各検証鍵のセットを作成し、
上記各RFIDリーダに、上記各検証鍵を配布するように構成されている鍵管理システム。
(項目36)
上記検証鍵の証明書を発行する証明書発行エージェント、証明書サーバ、および、上記検証鍵の各々に対応する各証明書を保存するための条件付アクセスデータベースを含む、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目37)
RFIDタグの署名と上記検証鍵を用いたRFIDタグの検証とを監視する制御部を少なくとも1つ含む、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目38)
上記RFIDリーダそれぞれへの専用の接続が必要とならないように、上記配布が、予定された間隔で行われる、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目39)
1または複数の上記RFIDリーダからの鍵更新要求を受信するように構成されており、
上記許可のセットの決定には、新しい各許可の確認が含まれる、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目40)
新しいRFIDリーダからの登録要求を受信し、
上記新しいRFIDリーダのために新しい許可のセットを決定するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目41)
新しい検証鍵に対応する証明書要求を受信し、
上記新しい検証鍵の証明書を返信し、
上記複数のRFIDリーダのうち、1以上のいずれのRFIDリーダが、上記証明書を受け取る権限があるのかを決定し、
上記各許可を更新し、
後の更新のために上記証明書を保存するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目42)
上記検証鍵の使用を報告するレポートを受信し、
上記使用に収益を関連付けるように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目43)
対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信し、
書き込まれた上記署名の数に収益に関連付けるように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目44)
予約支払いの受領に基づいて、上記配布を実施するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目45)
集約デジタル署名を生成する方法であって、
第1の暗号鍵を用いて、第1のデータ部分を暗号化することにより、第1の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および第2のデータ部分から第1の中間署名要素を生成するステップと、
上記第1の中間署名要素および第1の秘密鍵から、第2の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のいずれか一方を、第2の暗号鍵を用いて暗号化することにより、第3の署名要素を生成するステップと、
上記第3の署名要素および上記第2のデータ部分から第2の中間署名要素を生成するステップと、
上記第2の中間署名要素および第2の秘密鍵から、第4の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のいずれかもう一方と、上記第3の署名要素と、上記第4の署名要素とを、上記デジタル署名として出力するステップとを含む、方法。
(項目46)
鍵導出関数を、それぞれの一時公開鍵に適用することにより、上記第1の暗号鍵と上記第2の暗号鍵を生成するステップを含む、項目45に記載の方法。
(項目47)
上記第1の中間要素、および、第2の中間要素は、それぞれの署名要素と上記第2のデータ部分との組み合わせをハッシュ化することにより生成される、項目45に記載の方法。
(項目48)
上記第2の署名要素および上記第4の署名要素のそれぞれは、それぞれの中間要素の整数表記(representations)、それぞれの長期秘密鍵、および、それぞれの一時秘密鍵を用いて生成される、項目45に記載の方法。
(項目49)
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素は、上記デジタル署名の第1の表記(a first representation)を作成するための第1の署名手段によって生成され、
上記第3の署名要素および上記第4の署名要素は、上記デジタル署名の第2の表記(a second representation)を作成するための第2の署名手段によって、上記第1の表記から生成される、項目45に記載の方法。
(項目50)
上記署名要素は、ECPVS暗号方式にしたがって生成される、項目45に記載の方法。
(項目51)
集約デジタル署名を検証するための方法であって、
デジタル署名が、
各暗号鍵のうちの第1の暗号鍵が第1のデータ部分を暗号化するような、それぞれの暗号鍵を用いて、少なくとも1つの他の署名要素を暗号化する第1の署名要素と、
上記第1の署名要素および上記少なくとも1つの他の署名要素それぞれのうちのいずれか一方と、それぞれの秘密鍵とから各々生成されている、少なくとも1つの二次的署名要素とを有する、
該デジタル署名を取得するステップと、
復元された署名要素を取得するために、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とを用いて第1の復号鍵を生成し、上記第1の署名要素を復号するステップと、
1または複数の後続の復号鍵を生成することによって上記少なくとも1つの他の署名要素に対応する追加の署名要素を復元するために、上記復元された署名要素を用いるステップと、
上記少なくとも1つの他の署名要素のうちの上記第1の署名要素から、上記第1のデータ部分の表記を復元するステップと、
上記デジタル署名を検証するための所定の特徴に関して、上記第1のデータ部分の上記表記を検査するステップとを含む、方法。
(項目52)
上記復号鍵は、
上記第1の署名要素または上記少なくとも1つの他の署名要素、および、上記第2のデータ部分から、それぞれの中間値を算出し、
上記各中間値を、各整数表記に変換し、
一時公開鍵をそれぞれ生成するために、上記各整数表記と公開データとを使用し、
上記一時公開鍵から復号鍵を生成することによって、
生成される、項目51に記載の方法。
(項目53)
上記中間要素は、各署名要素と上記第2のデータ部分とをハッシュ化することにより、算出される、項目52に記載の方法。
(項目54)
上記所定の特徴とは、冗長性である、項目51に記載の方法。
(項目55)
上記暗号鍵は、鍵導出関数を用いて生成される、項目51に記載の方法。
(項目56)
ECPVS検証方式を用いる、項目51に記載の方法。
(項目57)
複数の署名段階で、集約デジタル署名を生成する方法であって、
最初の署名要素対を生成するステップと、
次の署名要素セット内には、上記最初の署名要素対のうちのいずれか一方と、2つの新しい署名要素とが含まれており、該次の署名要素セット内に、上記最初の署名要素対のもう一方を暗号化するステップと、
続く署名段階ごとに、さらに先の署名要素を順に暗号化する先の署名要素を暗号化して、さらに新しい署名要素を生成するステップとを含み、
各署名段階における上記デジタル署名の署名要素の数は、署名段階の合計数より1つ多い、方法。
(項目58)
項目45から57までのいずれか1項に記載された方法の各ステップを暗号処理装置
に実行させるためのコンピュータ実行可能な命令を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(項目59)
項目45から57までのいずれか1項に記載された方法に従って、集約デジタル署名を生成する暗号処理装置。
(項目60)
集約デジタル署名を生成する方法であって、
複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値を用いて、第1の署名要素を生成するステップと、
上記複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて、第2の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素を有する上記デジタル署名を出力するステップとを含む、方法。
(項目61)
上記第1の署名要素は、上記第1の値を用いて、第1のデータ部分を暗号化することによって算出されたものであり、
上記第1の値は、上記複数の署名手段のそれぞれによって生成された、個々の各暗号鍵から算出された暗号鍵であり、
上記第2の署名要素は、上記第1の署名要素および第2のデータ部分から算出された個々の第2要素を組み合わせることによって算出されたものである、項目60に記載の方法。
(項目62)
上記個々の各暗号鍵は、上記複数の署名手段によって算出されたそれぞれの一時鍵から算出される、項目60に記載の方法。
(項目63)
上記個々の第2要素は、
上記第1の署名要素と上記第2のデータ部分との組み合わせをハッシュ化することによって算出された中間署名要素から個々に計算されるものである、項目60に記載の方法
。
(項目64)
上記個々の第2要素は、
上記複数の署名手段それぞれの秘密値から、それぞれ算出されるものである、項目60に記載の方法。
(項目65)
上記第1の署名要素は、上記第1の個別値の組み合わせである上記第1の値の関数にしたがって算出されるものであり、
上記第2の署名要素は、上記第2の値と上記第1の署名要素とを用いて算出されるものであり、
上記第2の値は、上記複数の署名手段それぞれからの秘密値を組み合わせることによって算出された結合秘密鍵である、項目60に記載の方法。
(項目66)
上記第1の個別値は、
上記複数の署名手段それぞれによって生成された各一時秘密鍵を用いて算出される、請
求項65に記載の方法。
(項目67)
上記第2の署名要素は、署名されたメッセージの表記を用いて算出される、項目65に記載の方法。
(項目68)
上記表記は、上記メッセージのハッシュ値である、項目67に記載の方法。
(項目69)
集約デジタル署名を検証する方法であって、
デジタル署名が、
複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値を用いて生成された第1の署名要素と、
上記複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて生成された第2の署名要素とを有する、
該デジタル署名を取得するステップと、
結合公開鍵を生成するために、上記複数の署名手段それぞれの個別公開値を組み合わせるステップと、
署名検証工程における少なくとも1工程で上記結合公開鍵を用いるステップとを含む、方法。
(項目70)
上記第1の署名要素は、上記複数の署名手段のそれぞれによって生成された個別の暗号鍵から算出された暗号鍵である上記第1の値を用いて、第1のデータ部分を暗号化することによって、算出されたものであり、
上記第2の署名要素は、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とから算出された個々の第2要素を組み合わせることによって算出されたものである、項目69に記載の方法。
(項目71)
上記第1の署名要素から上記第1のデータ部分を復号する復号鍵を生成するための一時公開鍵の表記を生成する際に、上記結合公開鍵を用いる、項目70に記載の方法。
(項目72)
上記一時公開鍵の表記は、
上記第2の署名要素と、上記第1の署名要素および上記第2のデータ部分から算出された中間署名要素の整数表記とを用いて算出されるものである、項目71に記載の方法。
(項目73)
上記第1の署名要素は、上記第1の個別値の組み合わせである上記第1の値の関数にしたがって算出されたものであり、
上記第2の署名要素は、上記第2の値と上記第1の署名要素とを用いて算出されたものであり、
上記第2の値は、上記複数の署名手段それぞれからの秘密値を組み合わせることによって算出された結合秘密鍵である、項目69に記載の方法。
(項目74)
上記署名検証工程は、ECDSAである、項目73に記載の方法。
(項目75)
項目60から74までのいずれか1項に記載された方法の各ステップを暗号処理装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な命令を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(項目76)
項目60から74までのいずれか1項に記載された方法に従って、集約デジタル署名を生成する暗号処理装置。
上述の各方法を実行するためのコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
無線周波識別(RFID)タグの安全性を高める方法であって、
上記RFIDタグを取得するステップと、
楕円曲線(EC)暗号方式を用いて上記RFIDタグに署名するステップとを含む方法。
(項目2)
上記楕円曲線暗号方式は、ECPV(楕円曲線Pintsov-Vanstone)署名方式であり、
上記RFIDタグを検査するステップと、
第1の署名要素に隠されるべき第1のデータ部分が有する冗長性が、所定の量より少ない場合に、該第1のデータ部分に埋め込み(padding)を行うステップとを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記RFIDタグの未使用のデータブロックは、上記埋め込みを提供するために用いられる、項目2に記載の方法。
(項目4)
上記第1のデータ部分は、RFIDが付けられた製品のタイプを識別するものであり、
上記埋め込みは、上記RFIDタグ上に存在する別のデータ部分に内在する冗長性によって提供される、項目2に記載の方法。
(項目5)
上記RFIDタグとして、複数のEC署名を収容するのに十分な大きさのものが選択される、項目1に記載の方法。
(項目6)
上記楕円曲線暗号方式は、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)である、項目1に記載の方法。
(項目7)
署名されるメッセージは、上記RFIDタグの通し番号と識別コードとの組み合わせである、項目6に記載の方法。
(項目8)
楕円曲線暗号署名を含む無線周波識別(RFID)タグ。
(項目9)
上記楕円曲線暗号署名は、ECPV署名であって、
第1の署名要素に隠されるべき第1のデータ部分が有する冗長性が、所定の量より少ない場合に、該第1のデータ部分に埋め込みが行われる(padded)、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目10)
当該RFIDタグの未使用のデータブロックは、上記埋め込みを提供するために用いられる、項目9に記載のRFIDタグ。
(項目11)
上記第1のデータ部分は、RFIDが付けられた製品のタイプを識別するものであり、
上記埋め込みは、当該RFIDタグ上に存在する別のデータ部分に内在する冗長性によって提供される、項目9に記載のRFIDタグ。
(項目12)
当該RFIDタグとして、複数のEC署名を収容するのに十分な大きさのものが選択される、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目13)
上記楕円曲線暗号署名は、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)署名である、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目14)
署名されるメッセージは、当該RFIDタグの通し番号と識別コードとの組み合わせである、項目13に記載のRFIDタグ。
(項目15)
当該RFIDタグの通し番号が、上記署名が行われる前に、当該RFIDタグに焼き付けられている(burned)、項目8に記載のRFIDタグ。
(項目16)
RFIDタグに署名する方法であって、
上記RFIDタグに書き込まれるべき第1のデータセットであり、権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含んだ第1のデータセットを取得するステップと、
メッセージ復元を伴う署名方式に(a signature scheme)、復元可能な部分として、上記第1のデータセットを組み込むステップと、
対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記RFIDタグに署名を書き込むステップ
とを含み、
上記第1のデータセットは、上記検証鍵にアクセス可能な、権限のあるRFIDリーダによってのみ、復元が可能である、RFIDタグに署名する方法。
(項目17)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目16に記載の方法。
(項目18)
選択された1つまたは複数の権限のあるRFIDリーダに上記検証鍵を配布することにより、上記検証鍵へのアクセスを制御するステップを含む、項目16に記載の方法。
(項目19)
上記署名は、第1のデータセットを暗号化する第1の要素と、上記秘密鍵および上記第1の要素を用いて生成された第2の要素とを有しており、
当該方法は、
上記第1の要素を第3の要素の中に暗号化し、該第3の要素を用いて第4の要素を生成することにより、更新された署名を生成するステップを含み、
上記更新された署名は、上記第2の要素、上記第3の要素、および、上記第4の要素を含む、項目16に記載の方法。
(項目20)
先の署名要素を、次の署名要素の中に暗号化し、さらに次の署名要素を生成するために上記次の署名要素を用いることにより、さらに更新された署名を生成するステップを含む、項目16に記載の方法。
(項目21)
RFIDタグを読み取るRFIDリーダと、上記RFIDタグに署名を書き込むための暗号モジュールとを備えているRFID署名端末であって、
上記暗号モジュールは、
上記RFIDタグに書き込まれるべき第1のデータセットであり、権限のないRFIDリーダに対して隠されるように意図された情報を含んだ第1のデータセットを取得し、
メッセージ復元を伴う署名方式に、復元可能な部分として、上記第1のデータセットを組み込み、
対応する検証鍵を有する秘密鍵を用いて、上記RFIDタグに署名を書き込むように構成されており、
上記第1のデータセットは、
上記検証鍵にアクセス可能な、権限のあるRFIDリーダによってのみ、復元が可能である、RFID署名端末。
(項目22)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目21に記載のRFID署名端末。
(項目23)
RFIDタグを認証する方法であって、
第1のデータセットをその中に暗号化して、少なくとも1つの要素を含んでいる署名と、平文である第2のデータセットとを有する上記RFIDタグを取得するステップと、
検証鍵を取得するステップと、
上記第1のデータセットを取得するために、上記検証鍵を用いて、上記少なくとも1つの要素を復号するステップと、
上記署名を検証するために、所定の特徴について、上記第1のデータセットを検査するステップとを含み、上記各ステップにより、上記RFIDタグを認証する、方法。
(項目24)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目23に記載の方法。
(項目25)
RFIDタグのEC暗号署名を検証する暗号モジュールを備えているRFIDリーダで
あって、
上記暗号モジュールが、
第1のデータセットを当該署名の中に暗号化する少なくとも1つの要素を含んでいる署名と、平文である第2のデータセットとを有する上記RFIDタグを取得し、
検証鍵を取得し、
上記第1のデータセットを取得するために、上記検証鍵を用いて、上記少なくとも1つの要素を復号し、
上記署名を検証するために、所定の特徴について、上記第1のデータセットを検査するように構成されており、該構成により、上記RFIDタグを認証する、RFIDリーダ。
(項目26)
上記第1のデータセットは、製品識別子である、項目25に記載のRFIDリーダ。
(項目27)
RFID認証システムにおける複数のRFIDリーダの検証鍵を管理する方法であって、
上記複数のRFIDリーダのうちの、1または複数のRFIDリーダのいずれが、1または複数のタイプの製品を認証する許可を有するのかを示す、許可のセットを決定するステップと、
上記複数のRFIDリーダのうちの1または複数のRFIDリーダに対して、上記許可のセットに基づいて、個々の製品タイプに対応する各検証鍵のセットを作成するステップと、
上記RFIDリーダのそれぞれに、上記各検証鍵のセットを配布するステップとを含む
、方法。
(項目28)
上記配布するステップは、
上記RFIDリーダそれぞれへの専用の接続が必要とならないように、定期的に行われる、項目27に記載の方法。
(項目29)
1または複数の上記RFIDリーダからの鍵更新要求を受信するステップを含み、
上記許可のセットを決定するステップは、
新しい各許可を確認する(checking for new permissions)ステップを含む、項目27に記載の方法。
(項目30)
新しいRFIDリーダから登録要求を受信するステップと、
上記新しいRFIDリーダのために新しい許可のセットを決定するステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目31)
新しい検証鍵に対応する証明書要求を受信するステップと、
上記新しい検証鍵の証明書を返信するステップと、
上記複数のRFIDリーダのうち、1以上のいずれのRFIDリーダが、上記証明書を受け取る権限があるのかを決定するステップと、
上記各許可を更新する(updating said permissions)ステップと、
後の更新のために上記証明書を保存するステップと含む、項目27に記載の方法。
(項目32)
上記検証鍵の使用を報告するレポートを受信するステップと、
上記使用に収益を関連付けるステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目33)
対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信するステップと、
書き込まれた上記署名の数に収益を関連付けるステップとを含む、項目27に記載の方法。
(項目34)
予約支払いの受領(receipt of a subscription payment)に基づいて、上記配布するステップを実施する、項目27に記載の方法。
(項目35)
複数のRFIDリーダを含むRFID認証システムのための鍵管理システムであって、
上記複数のRFIDリーダのうちの、1または複数のRFIDリーダのいずれが、対応するRFIDタグを有する1または複数の製品タイプを読み取る許可を有するのかを示す、許可のセットを決定し、
上記の各許可に基づいて、上記複数のRFIDリーダのそれぞれに対して、各検証鍵のセットを作成し、
上記各RFIDリーダに、上記各検証鍵を配布するように構成されている鍵管理システム。
(項目36)
上記検証鍵の証明書を発行する証明書発行エージェント、証明書サーバ、および、上記検証鍵の各々に対応する各証明書を保存するための条件付アクセスデータベースを含む、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目37)
RFIDタグの署名と上記検証鍵を用いたRFIDタグの検証とを監視する制御部を少なくとも1つ含む、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目38)
上記RFIDリーダそれぞれへの専用の接続が必要とならないように、上記配布が、予定された間隔で行われる、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目39)
1または複数の上記RFIDリーダからの鍵更新要求を受信するように構成されており、
上記許可のセットの決定には、新しい各許可の確認が含まれる、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目40)
新しいRFIDリーダからの登録要求を受信し、
上記新しいRFIDリーダのために新しい許可のセットを決定するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目41)
新しい検証鍵に対応する証明書要求を受信し、
上記新しい検証鍵の証明書を返信し、
上記複数のRFIDリーダのうち、1以上のいずれのRFIDリーダが、上記証明書を受け取る権限があるのかを決定し、
上記各許可を更新し、
後の更新のために上記証明書を保存するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目42)
上記検証鍵の使用を報告するレポートを受信し、
上記使用に収益を関連付けるように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目43)
対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信し、
書き込まれた上記署名の数に収益に関連付けるように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目44)
予約支払いの受領に基づいて、上記配布を実施するように構成されている、項目35に記載の鍵管理システム。
(項目45)
集約デジタル署名を生成する方法であって、
第1の暗号鍵を用いて、第1のデータ部分を暗号化することにより、第1の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および第2のデータ部分から第1の中間署名要素を生成するステップと、
上記第1の中間署名要素および第1の秘密鍵から、第2の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のいずれか一方を、第2の暗号鍵を用いて暗号化することにより、第3の署名要素を生成するステップと、
上記第3の署名要素および上記第2のデータ部分から第2の中間署名要素を生成するステップと、
上記第2の中間署名要素および第2の秘密鍵から、第4の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素のいずれかもう一方と、上記第3の署名要素と、上記第4の署名要素とを、上記デジタル署名として出力するステップとを含む、方法。
(項目46)
鍵導出関数を、それぞれの一時公開鍵に適用することにより、上記第1の暗号鍵と上記第2の暗号鍵を生成するステップを含む、項目45に記載の方法。
(項目47)
上記第1の中間要素、および、第2の中間要素は、それぞれの署名要素と上記第2のデータ部分との組み合わせをハッシュ化することにより生成される、項目45に記載の方法。
(項目48)
上記第2の署名要素および上記第4の署名要素のそれぞれは、それぞれの中間要素の整数表記(representations)、それぞれの長期秘密鍵、および、それぞれの一時秘密鍵を用いて生成される、項目45に記載の方法。
(項目49)
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素は、上記デジタル署名の第1の表記(a first representation)を作成するための第1の署名手段によって生成され、
上記第3の署名要素および上記第4の署名要素は、上記デジタル署名の第2の表記(a second representation)を作成するための第2の署名手段によって、上記第1の表記から生成される、項目45に記載の方法。
(項目50)
上記署名要素は、ECPVS暗号方式にしたがって生成される、項目45に記載の方法。
(項目51)
集約デジタル署名を検証するための方法であって、
デジタル署名が、
各暗号鍵のうちの第1の暗号鍵が第1のデータ部分を暗号化するような、それぞれの暗号鍵を用いて、少なくとも1つの他の署名要素を暗号化する第1の署名要素と、
上記第1の署名要素および上記少なくとも1つの他の署名要素それぞれのうちのいずれか一方と、それぞれの秘密鍵とから各々生成されている、少なくとも1つの二次的署名要素とを有する、
該デジタル署名を取得するステップと、
復元された署名要素を取得するために、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とを用いて第1の復号鍵を生成し、上記第1の署名要素を復号するステップと、
1または複数の後続の復号鍵を生成することによって上記少なくとも1つの他の署名要素に対応する追加の署名要素を復元するために、上記復元された署名要素を用いるステップと、
上記少なくとも1つの他の署名要素のうちの上記第1の署名要素から、上記第1のデータ部分の表記を復元するステップと、
上記デジタル署名を検証するための所定の特徴に関して、上記第1のデータ部分の上記表記を検査するステップとを含む、方法。
(項目52)
上記復号鍵は、
上記第1の署名要素または上記少なくとも1つの他の署名要素、および、上記第2のデータ部分から、それぞれの中間値を算出し、
上記各中間値を、各整数表記に変換し、
一時公開鍵をそれぞれ生成するために、上記各整数表記と公開データとを使用し、
上記一時公開鍵から復号鍵を生成することによって、
生成される、項目51に記載の方法。
(項目53)
上記中間要素は、各署名要素と上記第2のデータ部分とをハッシュ化することにより、算出される、項目52に記載の方法。
(項目54)
上記所定の特徴とは、冗長性である、項目51に記載の方法。
(項目55)
上記暗号鍵は、鍵導出関数を用いて生成される、項目51に記載の方法。
(項目56)
ECPVS検証方式を用いる、項目51に記載の方法。
(項目57)
複数の署名段階で、集約デジタル署名を生成する方法であって、
最初の署名要素対を生成するステップと、
次の署名要素セット内には、上記最初の署名要素対のうちのいずれか一方と、2つの新しい署名要素とが含まれており、該次の署名要素セット内に、上記最初の署名要素対のもう一方を暗号化するステップと、
続く署名段階ごとに、さらに先の署名要素を順に暗号化する先の署名要素を暗号化して、さらに新しい署名要素を生成するステップとを含み、
各署名段階における上記デジタル署名の署名要素の数は、署名段階の合計数より1つ多い、方法。
(項目58)
項目45から57までのいずれか1項に記載された方法の各ステップを暗号処理装置
に実行させるためのコンピュータ実行可能な命令を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(項目59)
項目45から57までのいずれか1項に記載された方法に従って、集約デジタル署名を生成する暗号処理装置。
(項目60)
集約デジタル署名を生成する方法であって、
複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値を用いて、第1の署名要素を生成するステップと、
上記複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて、第2の署名要素を生成するステップと、
上記第1の署名要素および上記第2の署名要素を有する上記デジタル署名を出力するステップとを含む、方法。
(項目61)
上記第1の署名要素は、上記第1の値を用いて、第1のデータ部分を暗号化することによって算出されたものであり、
上記第1の値は、上記複数の署名手段のそれぞれによって生成された、個々の各暗号鍵から算出された暗号鍵であり、
上記第2の署名要素は、上記第1の署名要素および第2のデータ部分から算出された個々の第2要素を組み合わせることによって算出されたものである、項目60に記載の方法。
(項目62)
上記個々の各暗号鍵は、上記複数の署名手段によって算出されたそれぞれの一時鍵から算出される、項目60に記載の方法。
(項目63)
上記個々の第2要素は、
上記第1の署名要素と上記第2のデータ部分との組み合わせをハッシュ化することによって算出された中間署名要素から個々に計算されるものである、項目60に記載の方法
。
(項目64)
上記個々の第2要素は、
上記複数の署名手段それぞれの秘密値から、それぞれ算出されるものである、項目60に記載の方法。
(項目65)
上記第1の署名要素は、上記第1の個別値の組み合わせである上記第1の値の関数にしたがって算出されるものであり、
上記第2の署名要素は、上記第2の値と上記第1の署名要素とを用いて算出されるものであり、
上記第2の値は、上記複数の署名手段それぞれからの秘密値を組み合わせることによって算出された結合秘密鍵である、項目60に記載の方法。
(項目66)
上記第1の個別値は、
上記複数の署名手段それぞれによって生成された各一時秘密鍵を用いて算出される、請
求項65に記載の方法。
(項目67)
上記第2の署名要素は、署名されたメッセージの表記を用いて算出される、項目65に記載の方法。
(項目68)
上記表記は、上記メッセージのハッシュ値である、項目67に記載の方法。
(項目69)
集約デジタル署名を検証する方法であって、
デジタル署名が、
複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第1の個別値から算出された第1の値を用いて生成された第1の署名要素と、
上記複数の署名手段のそれぞれによって与えられた第2の個別値から算出された第2の値を用いて生成された第2の署名要素とを有する、
該デジタル署名を取得するステップと、
結合公開鍵を生成するために、上記複数の署名手段それぞれの個別公開値を組み合わせるステップと、
署名検証工程における少なくとも1工程で上記結合公開鍵を用いるステップとを含む、方法。
(項目70)
上記第1の署名要素は、上記複数の署名手段のそれぞれによって生成された個別の暗号鍵から算出された暗号鍵である上記第1の値を用いて、第1のデータ部分を暗号化することによって、算出されたものであり、
上記第2の署名要素は、上記第1の署名要素と第2のデータ部分とから算出された個々の第2要素を組み合わせることによって算出されたものである、項目69に記載の方法。
(項目71)
上記第1の署名要素から上記第1のデータ部分を復号する復号鍵を生成するための一時公開鍵の表記を生成する際に、上記結合公開鍵を用いる、項目70に記載の方法。
(項目72)
上記一時公開鍵の表記は、
上記第2の署名要素と、上記第1の署名要素および上記第2のデータ部分から算出された中間署名要素の整数表記とを用いて算出されるものである、項目71に記載の方法。
(項目73)
上記第1の署名要素は、上記第1の個別値の組み合わせである上記第1の値の関数にしたがって算出されたものであり、
上記第2の署名要素は、上記第2の値と上記第1の署名要素とを用いて算出されたものであり、
上記第2の値は、上記複数の署名手段それぞれからの秘密値を組み合わせることによって算出された結合秘密鍵である、項目69に記載の方法。
(項目74)
上記署名検証工程は、ECDSAである、項目73に記載の方法。
(項目75)
項目60から74までのいずれか1項に記載された方法の各ステップを暗号処理装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な命令を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(項目76)
項目60から74までのいずれか1項に記載された方法に従って、集約デジタル署名を生成する暗号処理装置。
以下に本発明の実施形態について、添付図面を基にして、例を挙げて説明する。
〔RFID認証システム、および、サプライチェーン例〕
図1を参照して、RFID認証システム10を説明する。図に示されるシステム10は
、一実施形態において、公開鍵の配信を管理するための証明書を発行する認証機関(CA
)12と、対象物18(医薬品、消費者製品、荷物、携帯通信装置など)に付けられたR
FIDタグ20を読むためのRFIDリーダ14であって、サプライチェーン(supply c
hain)の過程で配置される、任意の数(N個)のRFIDリーダ14と、タグ20に電子
起源情報(electronicpedigree)を創るときに、RFIDタグ20に署名を書き込むた
めの、任意の数(T個)の署名端末(signature station)16とを備えている。各リー
ダ14は、タグ20を作動させる無線周波(RF;radio frequency)領域26を発生さ
せる。この例の場合、タグ20は、パッシブタイプであることが望ましい。また、特定の
用途のために費用が正当であるとされるなら、タグ20はアクティブタイプであってもよ
い。
図1を参照して、RFID認証システム10を説明する。図に示されるシステム10は
、一実施形態において、公開鍵の配信を管理するための証明書を発行する認証機関(CA
)12と、対象物18(医薬品、消費者製品、荷物、携帯通信装置など)に付けられたR
FIDタグ20を読むためのRFIDリーダ14であって、サプライチェーン(supply c
hain)の過程で配置される、任意の数(N個)のRFIDリーダ14と、タグ20に電子
起源情報(electronicpedigree)を創るときに、RFIDタグ20に署名を書き込むた
めの、任意の数(T個)の署名端末(signature station)16とを備えている。各リー
ダ14は、タグ20を作動させる無線周波(RF;radio frequency)領域26を発生さ
せる。この例の場合、タグ20は、パッシブタイプであることが望ましい。また、特定の
用途のために費用が正当であるとされるなら、タグ20はアクティブタイプであってもよ
い。
CA12は、証明書を発行することにより鍵配信が容易にできるように、また、必要に
応じてログの報告が容易にできるように、通信経路(communication channel)24を通
して、リーダ14および署名端末16と通信することが好ましい。通信経路24は、(暗
号化という保護手段により安全または安全でない)ローカルネットワークもしくは広域ネ
ットワークなどの電子的経路であってもよい。あるいは、通信経路24は、CD−ROM
ディスクなどの媒体の配布、または、技術者を配置することによっても実現できる。した
がって、リーダ14および署名端末16はネットワークを介して協働して、または、単独
で動作できるものである。
応じてログの報告が容易にできるように、通信経路(communication channel)24を通
して、リーダ14および署名端末16と通信することが好ましい。通信経路24は、(暗
号化という保護手段により安全または安全でない)ローカルネットワークもしくは広域ネ
ットワークなどの電子的経路であってもよい。あるいは、通信経路24は、CD−ROM
ディスクなどの媒体の配布、または、技術者を配置することによっても実現できる。した
がって、リーダ14および署名端末16はネットワークを介して協働して、または、単独
で動作できるものである。
いくつかの用途において、特定のリーダ14と署名端末16とは、ほとんど関係がない
か、または、全く関係がなくてもよく、よって、上記特定のリーダ14と署名端末16と
が別々の通信者(party)によって制御されることがある。従って、各通信者は、各リー
ダ14が署名端末16によって書き込まれた署名を各々検証できるように、CA12と個
別に接続し、通信することが必要である。CA12が含まれる構成は、一実施形態に過ぎ
ず、後述のように、別の管理主体または制御主体も使われてもよい点については理解され
たい。
か、または、全く関係がなくてもよく、よって、上記特定のリーダ14と署名端末16と
が別々の通信者(party)によって制御されることがある。従って、各通信者は、各リー
ダ14が署名端末16によって書き込まれた署名を各々検証できるように、CA12と個
別に接続し、通信することが必要である。CA12が含まれる構成は、一実施形態に過ぎ
ず、後述のように、別の管理主体または制御主体も使われてもよい点については理解され
たい。
図2に示す概略ブロック図は、CA12、署名端末16、および、リーダ14間の鍵配
信の一般的な実施形態を示す。CA12は、署名端末16とリーダ14との両者に証明書
を発行する。CA12は、また、図に示されない他のCAがリーダの証明書を発行できる
ように、副CAへの証明書も発行できる。これらの証明書は、公開鍵を配信し検証するた
めに使われる。そして、証明書は通常はRFIDタグ20に保存されていない。それらの
証明書はタグ20上に保存されていないため、すべての署名リーダ16用の証明書の鎖(
chain)全体は、各リーダ14に分配される。その結果、各リーダ14は、タグ20に書
き込まれたいずれの署名もそれぞれ検証することができる。CA12は、暗号化作業を行
い、証明書を生成するための暗号モジュール30を備えている。CA12はまた、鍵、お
よび、証明書を保存するための安全な記憶装置32を備えている。各CA12は、CA証
明書CCAを有し、さらに、配信されるべき、署名端末16の公開鍵W1−T、リーダの
公開鍵Z1−N、ならびに、それぞれの証明書であるCSIGN1−TとCVER1−N
とを保存する。一般的に、(図1のような任意の指定に基づいて、)jは1からTまでの
うちのいずれかの数であり、特定の署名端末16を指す。iは1からNまでのうちのいず
れかの数であり、特定のリーダ14を指す。
信の一般的な実施形態を示す。CA12は、署名端末16とリーダ14との両者に証明書
を発行する。CA12は、また、図に示されない他のCAがリーダの証明書を発行できる
ように、副CAへの証明書も発行できる。これらの証明書は、公開鍵を配信し検証するた
めに使われる。そして、証明書は通常はRFIDタグ20に保存されていない。それらの
証明書はタグ20上に保存されていないため、すべての署名リーダ16用の証明書の鎖(
chain)全体は、各リーダ14に分配される。その結果、各リーダ14は、タグ20に書
き込まれたいずれの署名もそれぞれ検証することができる。CA12は、暗号化作業を行
い、証明書を生成するための暗号モジュール30を備えている。CA12はまた、鍵、お
よび、証明書を保存するための安全な記憶装置32を備えている。各CA12は、CA証
明書CCAを有し、さらに、配信されるべき、署名端末16の公開鍵W1−T、リーダの
公開鍵Z1−N、ならびに、それぞれの証明書であるCSIGN1−TとCVER1−N
とを保存する。一般的に、(図1のような任意の指定に基づいて、)jは1からTまでの
うちのいずれかの数であり、特定の署名端末16を指す。iは1からNまでのうちのいず
れかの数であり、特定のリーダ14を指す。
一実施形態においては、CA12は、(公開鍵Z1−Nにそれぞれ対応する)リーダ1
4の秘密鍵を生成し、その生成した秘密鍵を証明書CVER1−Nとともに、大容量暗号
セットにしてまとめてリーダ14の製造業者に提供する。この実施形態では、鍵を生成す
る作業者が、暗号化されていないアクセスを秘密鍵に対して行わなかったことを、CA1
2が証明できるので、鍵の整合性がさらに確実になる。図11に基づいて、秘密鍵の付与
、および、リーダ14の製造について以下に説明する。
4の秘密鍵を生成し、その生成した秘密鍵を証明書CVER1−Nとともに、大容量暗号
セットにしてまとめてリーダ14の製造業者に提供する。この実施形態では、鍵を生成す
る作業者が、暗号化されていないアクセスを秘密鍵に対して行わなかったことを、CA1
2が証明できるので、鍵の整合性がさらに確実になる。図11に基づいて、秘密鍵の付与
、および、リーダ14の製造について以下に説明する。
署名端末16は、RFIDリーダに取り付けられていて、暗号モジュール30aを用い
て楕円曲線暗号(ECC;elliptic curve cryptography)署名を生成し、生成したEC
C署名をRFIDタグ20に書き込むことができる。署名端末16は、他の署名手段(ot
her signers)16からの署名を確認するのには用いないことが好ましい。これにより、
通常、署名時、および、検証時には、他のRFIDリーダからの証明書に当該署名端末1
6がアクセスする必要がなくなる。図2において、署名端末1として示された署名端末1
6は、鍵記憶領域34に保存された秘密鍵/公開鍵対(w1,W1)と、ECC暗号モジ
ュール30aとを有する。秘密鍵w1は、安全なハードウェアに保存され、パスワード、
または、別の仕組みで保護されていることが好ましい。
て楕円曲線暗号(ECC;elliptic curve cryptography)署名を生成し、生成したEC
C署名をRFIDタグ20に書き込むことができる。署名端末16は、他の署名手段(ot
her signers)16からの署名を確認するのには用いないことが好ましい。これにより、
通常、署名時、および、検証時には、他のRFIDリーダからの証明書に当該署名端末1
6がアクセスする必要がなくなる。図2において、署名端末1として示された署名端末1
6は、鍵記憶領域34に保存された秘密鍵/公開鍵対(w1,W1)と、ECC暗号モジ
ュール30aとを有する。秘密鍵w1は、安全なハードウェアに保存され、パスワード、
または、別の仕組みで保護されていることが好ましい。
リーダ14は、署名端末16によりタグ20に書き込まれた署名の検証に使われる。リ
ーダ14は、通常、署名を生成するのには使われない、または、署名を生成できない。各
リーダ14は、例えば、リーダ1なら、リーダ1用の鍵対(z1,Z1)というように、
それ自身の鍵対を有する。秘密鍵z1は、署名端末の証明書CSIGN1を復号化するの
に用いられる。公開鍵Z1は、秘密鍵z1に対応しており、対応する証明書CVER1を
有する。リーダ14は、さらに、CA証明書CCAの写しと、さまざまな署名端末16の
正当性が確認された公開鍵Wjのリストとを保管している。また、リーダ14は、証明書
の正当性を検証したり、ECC署名を検証したりする機能を持つ暗号モジュール30aを
備えている。
ーダ14は、通常、署名を生成するのには使われない、または、署名を生成できない。各
リーダ14は、例えば、リーダ1なら、リーダ1用の鍵対(z1,Z1)というように、
それ自身の鍵対を有する。秘密鍵z1は、署名端末の証明書CSIGN1を復号化するの
に用いられる。公開鍵Z1は、秘密鍵z1に対応しており、対応する証明書CVER1を
有する。リーダ14は、さらに、CA証明書CCAの写しと、さまざまな署名端末16の
正当性が確認された公開鍵Wjのリストとを保管している。また、リーダ14は、証明書
の正当性を検証したり、ECC署名を検証したりする機能を持つ暗号モジュール30aを
備えている。
〔楕円曲線暗号化方式を用いたRFID認証方式〕
図3は一般的なRFIDタグ20を示す。タグ20は、主として、データ保存用に使わ
れる。そして、タグ20のためのファームウェアは、製造段階でロックされる。そのため
、これらのタグ20は、一度工場から出荷されると、一組の決まったコマンドセットに対
応する。コマンドは、データブロックの読み取り、書き込み、および、ロックを行うため
に用いられる。図3は、そのようなタグ20の典型的なメモリ構成を示す。図3に示され
る例において、タグ20は、32ビットの各ブロックに区分される。各ブロックは、ファ
クトリーロックビット(F)(factory lock bit)とユーザロックビット(U)(user l
ock bit)との2つのロックビットを有する。製造時に、タグ20は、通し番号を付与さ
れる。本例においては、通し番号には、2ブロック、すなわち、64ビットが費やされる
。通し番号は、確実に各タグに固有のものとなるように、信頼できる通信者によって、読
み出し専用メモリ(ROM)に焼き付けて記録されることが好ましい。製造時、構成デー
タ(configurationdata)が更にタグ20に加えられる。この例では、構成データに、1
ブロック全て、または、一部(すなわち、32ビット以下)が費やされる。製薬サプライ
チェーンなどの用途においては、適切な規格や規則に基づいて、製品タイプ識別子などの
製品固有の情報が、さらに追加される。この例では、製品タイプ識別子には3ブロックま
たは96ビットが費やされる。タグ20上の残りのメモリは、例えば、デジタル署名を含
む、ユーザデータ用に確保される。図3では、任意のNブロックをユーザデータとする例
を示す。広く使われている2048ビットのタグは、このようにして、署名の保存用に6
4ブロックのデータを提供する。256ビットのタグは8ブロックのデータを提供する。
図3は一般的なRFIDタグ20を示す。タグ20は、主として、データ保存用に使わ
れる。そして、タグ20のためのファームウェアは、製造段階でロックされる。そのため
、これらのタグ20は、一度工場から出荷されると、一組の決まったコマンドセットに対
応する。コマンドは、データブロックの読み取り、書き込み、および、ロックを行うため
に用いられる。図3は、そのようなタグ20の典型的なメモリ構成を示す。図3に示され
る例において、タグ20は、32ビットの各ブロックに区分される。各ブロックは、ファ
クトリーロックビット(F)(factory lock bit)とユーザロックビット(U)(user l
ock bit)との2つのロックビットを有する。製造時に、タグ20は、通し番号を付与さ
れる。本例においては、通し番号には、2ブロック、すなわち、64ビットが費やされる
。通し番号は、確実に各タグに固有のものとなるように、信頼できる通信者によって、読
み出し専用メモリ(ROM)に焼き付けて記録されることが好ましい。製造時、構成デー
タ(configurationdata)が更にタグ20に加えられる。この例では、構成データに、1
ブロック全て、または、一部(すなわち、32ビット以下)が費やされる。製薬サプライ
チェーンなどの用途においては、適切な規格や規則に基づいて、製品タイプ識別子などの
製品固有の情報が、さらに追加される。この例では、製品タイプ識別子には3ブロックま
たは96ビットが費やされる。タグ20上の残りのメモリは、例えば、デジタル署名を含
む、ユーザデータ用に確保される。図3では、任意のNブロックをユーザデータとする例
を示す。広く使われている2048ビットのタグは、このようにして、署名の保存用に6
4ブロックのデータを提供する。256ビットのタグは8ブロックのデータを提供する。
図5は、RFID認証システムに用いられる256ビットのタグ20の例を示す。この
例において、通し番号は、固有識別子(UID;unique identifier)である。この固有
識別子は、工場でプログラムされてロックされるものであり、タグ20のそれぞれにユニ
ークであって、通常64ビットのものである。構成データは、データ保存形式識別子(D
SFID;datastorage format identifier)と、アプリケーションファミリー識別子(
AFI;applicationfamily identifier)とを含む。DSFIDは、ユーザデータがど
のように暗号化されてタグ20に保存されたかを特定するために用いられる。アプリケー
ションファミリー識別子は、複数の番号方式のうち、(該当する場合は)UIDがどの番
号方式に対応するかを特定するために用いられる。この例では、DSFID、および、A
FIには、それぞれ8ビットが費やされる。よって、DSFIDとAFIとが同じブロッ
クに書き込まれた場合には、16ビットの空ビットが残る。あるいは、DSFIDとAF
Iがそれぞれ連続する別々のブロックに書き込まれた場合には、48ビットの空ビットが
残ることになる。図5においては、製品タイプ識別子は96ビットのEPCグローバル製
品ID(EPCglobalproduct ID)である。以下に書かれているように、少なくとも、その
製品IDの一部には、タグ20が付けられた製品18に関して、細心の注意を要する機密
事項、または、極秘情報が含まれていることがある。よって、適切な保護手段が適所に備
えられておらず、どのリーダ14も製品IDの上述のような大事な部分を読み取れるので
はないかという、秘密に関する懸念が発生する。256ビットのタグでは、ユーザデータ
において、デジタル署名用に8ブロックが確保される。
例において、通し番号は、固有識別子(UID;unique identifier)である。この固有
識別子は、工場でプログラムされてロックされるものであり、タグ20のそれぞれにユニ
ークであって、通常64ビットのものである。構成データは、データ保存形式識別子(D
SFID;datastorage format identifier)と、アプリケーションファミリー識別子(
AFI;applicationfamily identifier)とを含む。DSFIDは、ユーザデータがど
のように暗号化されてタグ20に保存されたかを特定するために用いられる。アプリケー
ションファミリー識別子は、複数の番号方式のうち、(該当する場合は)UIDがどの番
号方式に対応するかを特定するために用いられる。この例では、DSFID、および、A
FIには、それぞれ8ビットが費やされる。よって、DSFIDとAFIとが同じブロッ
クに書き込まれた場合には、16ビットの空ビットが残る。あるいは、DSFIDとAF
Iがそれぞれ連続する別々のブロックに書き込まれた場合には、48ビットの空ビットが
残ることになる。図5においては、製品タイプ識別子は96ビットのEPCグローバル製
品ID(EPCglobalproduct ID)である。以下に書かれているように、少なくとも、その
製品IDの一部には、タグ20が付けられた製品18に関して、細心の注意を要する機密
事項、または、極秘情報が含まれていることがある。よって、適切な保護手段が適所に備
えられておらず、どのリーダ14も製品IDの上述のような大事な部分を読み取れるので
はないかという、秘密に関する懸念が発生する。256ビットのタグでは、ユーザデータ
において、デジタル署名用に8ブロックが確保される。
RSA署名は大きすぎて、256ビットのタグ20には書き込めず、代わりに、204
8ビットのタグ20のようにサイズの大きなタグが必要となると理解されたい。RSA署
名は512ビットのような他のサイズのタグ20にも大きすぎると理解されたい。さらに
、RSA署名が、ある元のタグから読み出されて別のタグにプログラムされる時には、R
SA署名を複製することが可能である。しかし、タグ20は固有のものであり、再プログ
ラミングできないので、複製された署名は、上手く検証されない。図3からもわかるよう
に、RSA署名のような署名には、タグ20のかなりの部分が費やされてしまう(または
、比較的多数のユーザデータブロックがあることが必要である)。そして、タグ20を極
めて高価なものしなければ、タグ20にはひとつの署名しか収容できない。
8ビットのタグ20のようにサイズの大きなタグが必要となると理解されたい。RSA署
名は512ビットのような他のサイズのタグ20にも大きすぎると理解されたい。さらに
、RSA署名が、ある元のタグから読み出されて別のタグにプログラムされる時には、R
SA署名を複製することが可能である。しかし、タグ20は固有のものであり、再プログ
ラミングできないので、複製された署名は、上手く検証されない。図3からもわかるよう
に、RSA署名のような署名には、タグ20のかなりの部分が費やされてしまう(または
、比較的多数のユーザデータブロックがあることが必要である)。そして、タグ20を極
めて高価なものしなければ、タグ20にはひとつの署名しか収容できない。
例えば、1024ビットのRSA署名をRFIDタグ20への書き込んだり、RFID
タグ20から読み出したりすることは、製造工程において深刻なボトルネックとなってい
る。したがって、同じレベルの安全性を維持したまま、RSA署名をサイズの小さな署名
で置き換えることが望ましい。1024ビットRSA署名のサイズは、1署名しか収容で
きない比較的大きなサイズの(例えば、2048ビットの)RFIDタグを必要とする。
そのようなボトルネックを緩和し、1つのRFIDタグ20に複数の署名(例えば、製造
工程における各段階を表す)を含めることを可能とし、より小さな(よって、より安価な
)RFIDタグ20を利用可能とするために、安全性は同様であるがサイズが小さな署名
が必要となる。楕円曲線暗号(ECC)署名は、特に、以下の分析を検討すると、これら
の特徴を与えるのに適しており、利点があると認められてきた。
タグ20から読み出したりすることは、製造工程において深刻なボトルネックとなってい
る。したがって、同じレベルの安全性を維持したまま、RSA署名をサイズの小さな署名
で置き換えることが望ましい。1024ビットRSA署名のサイズは、1署名しか収容で
きない比較的大きなサイズの(例えば、2048ビットの)RFIDタグを必要とする。
そのようなボトルネックを緩和し、1つのRFIDタグ20に複数の署名(例えば、製造
工程における各段階を表す)を含めることを可能とし、より小さな(よって、より安価な
)RFIDタグ20を利用可能とするために、安全性は同様であるがサイズが小さな署名
が必要となる。楕円曲線暗号(ECC)署名は、特に、以下の分析を検討すると、これら
の特徴を与えるのに適しており、利点があると認められてきた。
ECCは、限定された領域にある楕円曲線上の点に定義される代数方式において実現さ
れ、ECCを用いた暗号方式は、有限グループにおける離散対数問題の解決の困難性に基
づくものである。
れ、ECCを用いた暗号方式は、有限グループにおける離散対数問題の解決の困難性に基
づくものである。
一例において、そのようなECC暗号方式の領域パラメータは、y2=x3+dx+c
の形式の曲線およびシード点(seed point)Pである。上記方式において対応するものの
1つには、秘密鍵a、0<a<n(ここで、nは点Pの次数(the order)である)、お
よび、対応する公開鍵QA=aPがある。公開鍵は、認証機関(CA)に保持されてもよ
い。以下の原理は、2値の
の形式の曲線およびシード点(seed point)Pである。上記方式において対応するものの
1つには、秘密鍵a、0<a<n(ここで、nは点Pの次数(the order)である)、お
よび、対応する公開鍵QA=aPがある。公開鍵は、認証機関(CA)に保持されてもよ
い。以下の原理は、2値の
アプリケーションに適用可能である。
RSAと比較して、ECCはより小さいサイズで同等の安全性を提供する。「鍵管理へ
の提言 ・ パート1:全改訂版」(“Recommendation for Key Management - Part 1:
General Revised”,NISTSpecial Publication800-57,米国標準技術研究所(National
Institute ofStandards and Technology), 2006年5月)から抜粋された下記の
表においては、同等の安全性レベルにて、ECCビットサイとRSAビットサイとの比較
がなされる。
の提言 ・ パート1:全改訂版」(“Recommendation for Key Management - Part 1:
General Revised”,NISTSpecial Publication800-57,米国標準技術研究所(National
Institute ofStandards and Technology), 2006年5月)から抜粋された下記の
表においては、同等の安全性レベルにて、ECCビットサイとRSAビットサイとの比較
がなされる。
1024ビットのRSA署名と同等の安全性レベルを得るために、160ビット以上の
楕円曲線が用いられるべきである。ここで挙げられる例では、ECPVS(elliptic cur
vePintsov-Vanstone signature)方式の使用およびECDSA(elliptic curve digita
l signaturealgorithm)方式の使用と、RSAのような公開鍵方式の使用とを比較する
。他のECC方式も適用できるものと解される。
楕円曲線が用いられるべきである。ここで挙げられる例では、ECPVS(elliptic cur
vePintsov-Vanstone signature)方式の使用およびECDSA(elliptic curve digita
l signaturealgorithm)方式の使用と、RSAのような公開鍵方式の使用とを比較する
。他のECC方式も適用できるものと解される。
ECPVSは、メッセージ復元を伴うデジタル署名方式である。これは、署名されたメ
ッセージの一部が、署名検証処理で復元されることを意味する。ECPVSは、IEEE
1363a−2004、および、ISO/IEEE9796−3に定められている。また
、ANSI基準案として定められている。ECPVSでは、署名されたメッセージMは、
2つの異なって区別される部分からなる、あるいは、データHとデータVとのセット(例
えば、M=H||V)であると考えられる。ここで、Hは署名に隠される、そして、検証
処理中に復元されるメッセージ、または、データセットであり、Vは同様に署名されるが
、明らかな状態で(そうでなければ、容易に、または、公に利用可能な状態で)送られ、
検証処理に使われるメッセージ、または、データセットである。メッセージHは、特定の
検証鍵を持つエンティティによってのみ復元可能である。そして、メッセージVは、例え
ば、RFIDリーダ14などのいずれのエンティティによっても、つまり、署名を検証す
ることなしに、読み出し可能である。
ッセージの一部が、署名検証処理で復元されることを意味する。ECPVSは、IEEE
1363a−2004、および、ISO/IEEE9796−3に定められている。また
、ANSI基準案として定められている。ECPVSでは、署名されたメッセージMは、
2つの異なって区別される部分からなる、あるいは、データHとデータVとのセット(例
えば、M=H||V)であると考えられる。ここで、Hは署名に隠される、そして、検証
処理中に復元されるメッセージ、または、データセットであり、Vは同様に署名されるが
、明らかな状態で(そうでなければ、容易に、または、公に利用可能な状態で)送られ、
検証処理に使われるメッセージ、または、データセットである。メッセージHは、特定の
検証鍵を持つエンティティによってのみ復元可能である。そして、メッセージVは、例え
ば、RFIDリーダ14などのいずれのエンティティによっても、つまり、署名を検証す
ることなしに、読み出し可能である。
ECPVS署名生成アルゴリズムは、通常、署名の正当性を確認するための署名検証中
に検査することができるメッセージHに特有の特徴を特定することによって始まる。例え
ば、メッセージHが、実存する偽造攻撃を防ぐために十分な、所定の制限を越えるある量
の冗長性を有するかどうかを判断してもよい。メッセージMを形成する元のデータが十分
な冗長性を含むと判断される場合、メッセージHは単純にそのデータの部分集約である可
能性がある。所定の冗長性が見つからない場合、メッセージHは、余分のゼロのような、
人為的に加えられた冗長性を含むように変更されている可能性がある。ある量の冗長性を
持つことは、単に一つの特徴であり、それ以外の既知の予想される値と比較可能ないずれ
の文字列やデータセットなどが用いられてもよいと解される。
に検査することができるメッセージHに特有の特徴を特定することによって始まる。例え
ば、メッセージHが、実存する偽造攻撃を防ぐために十分な、所定の制限を越えるある量
の冗長性を有するかどうかを判断してもよい。メッセージMを形成する元のデータが十分
な冗長性を含むと判断される場合、メッセージHは単純にそのデータの部分集約である可
能性がある。所定の冗長性が見つからない場合、メッセージHは、余分のゼロのような、
人為的に加えられた冗長性を含むように変更されている可能性がある。ある量の冗長性を
持つことは、単に一つの特徴であり、それ以外の既知の予想される値と比較可能ないずれ
の文字列やデータセットなどが用いられてもよいと解される。
例えば、80ビットの冗長性は、通常、1024ビットのRSAと同等レベルの安全性
を出すために必要なものである。そして、80ビットの冗長性は、1024ビットのRS
Aと同等またはそれ以上の安全性が望まれる場合、最低閾値として選択されるべきもので
あることが好ましい。しかし、下記にあるように、用いられる冗長性の量は、所望のタグ
のサイズと、(署名の偽造が非経済的であるとする場合、または、別のやり方で受け入れ
られる場合における)最低限の安全レベルとに基づいて用途に合うように仕立てられる。
以下、ECPV署名生成の要約を述べる。
を出すために必要なものである。そして、80ビットの冗長性は、1024ビットのRS
Aと同等またはそれ以上の安全性が望まれる場合、最低閾値として選択されるべきもので
あることが好ましい。しかし、下記にあるように、用いられる冗長性の量は、所望のタグ
のサイズと、(署名の偽造が非経済的であるとする場合、または、別のやり方で受け入れ
られる場合における)最低限の安全レベルとに基づいて用途に合うように仕立てられる。
以下、ECPV署名生成の要約を述べる。
まず、一時的な鍵対(k,Q)が生成される。ここで、Q=kGは、楕円曲線上の点で
あり、kはランダムな整数1≦k<nであり、nは楕円曲線上の基点Gによって生成され
るグループの次数(order)である。次に、鍵k1=KDF(Q)が構成される。ここで
、KDFは、鍵導出関数である。一般的に、鍵導出関数は、秘密の値(secret value)、
および/または、他の既知の情報から、秘密鍵を導出するために用いられる。ECPVS
において、KDFは、点Q、および、可能であれば他の情報を入力値として受け取り、暗
号鍵k1を生成する。それから、署名エンティティは、第1の署名要素(first signatur
e component)cを、
あり、kはランダムな整数1≦k<nであり、nは楕円曲線上の基点Gによって生成され
るグループの次数(order)である。次に、鍵k1=KDF(Q)が構成される。ここで
、KDFは、鍵導出関数である。一般的に、鍵導出関数は、秘密の値(secret value)、
および/または、他の既知の情報から、秘密鍵を導出するために用いられる。ECPVS
において、KDFは、点Q、および、可能であれば他の情報を入力値として受け取り、暗
号鍵k1を生成する。それから、署名エンティティは、第1の署名要素(first signatur
e component)cを、
のように計算する(すなわち、鍵k1を用いたメッセージHの暗号化)。ここで、ENC
は、平文(例えば、H)を入力として受け取って、暗号文cを作るために、その平文を鍵
k1用いて暗号化する適切な暗号化方式を示す。
は、平文(例えば、H)を入力として受け取って、暗号文cを作るために、その平文を鍵
k1用いて暗号化する適切な暗号化方式を示す。
次に、中間要素hがh=Hash(c||V)として算出される。ここでHashは、
適切なハッシュ関数(例、SHA1)である。好ましくは、例えば、署名元の証明書や識
別情報などの、署名を検証する当事者が利用できる、または、利用できるようになる、追
加の情報(言い換えれば、検証装置が検証用に「検証側で」必要とする情報)が、hに組
み込まれていてもよい。中間要素hは、それから整数eに変換される。そして、第2の署
名要素sが、シュノール(Schnorr)アルゴリズムのような適切な署名アルゴリズムを用
いて計算される。ここで、s=e・w+k mod nであり、wは、署名手段(つまり、
上記の例における署名端末)の長期秘密鍵である。そして、結果として得られる署名は、
(c,s,V)または(s,c||V)である。
適切なハッシュ関数(例、SHA1)である。好ましくは、例えば、署名元の証明書や識
別情報などの、署名を検証する当事者が利用できる、または、利用できるようになる、追
加の情報(言い換えれば、検証装置が検証用に「検証側で」必要とする情報)が、hに組
み込まれていてもよい。中間要素hは、それから整数eに変換される。そして、第2の署
名要素sが、シュノール(Schnorr)アルゴリズムのような適切な署名アルゴリズムを用
いて計算される。ここで、s=e・w+k mod nであり、wは、署名手段(つまり、
上記の例における署名端末)の長期秘密鍵である。そして、結果として得られる署名は、
(c,s,V)または(s,c||V)である。
以下に、署名手段の真の公開鍵(signing entity’s genuine public key)Wが与えら
れた場合の、署名(s,c||V)についてのECPV署名検証を示す。まず、中間要素
hが、要素c||Vと、署名段階で使われたものと同じハッシュ関数と、署名元の識別情
報などの追加情報とを用いて算出される。ここで、h=Hash(c||V)である。次
に、hは、整数eに変換される。それから、一時的な公開鍵の表記Q’が、整数e、署名
元の公開鍵W、基点G、および、署名要素sを用いて算出される(例えば、Q’=sG−
eWにしたがって算出される)。
れた場合の、署名(s,c||V)についてのECPV署名検証を示す。まず、中間要素
hが、要素c||Vと、署名段階で使われたものと同じハッシュ関数と、署名元の識別情
報などの追加情報とを用いて算出される。ここで、h=Hash(c||V)である。次
に、hは、整数eに変換される。それから、一時的な公開鍵の表記Q’が、整数e、署名
元の公開鍵W、基点G、および、署名要素sを用いて算出される(例えば、Q’=sG−
eWにしたがって算出される)。
次に、復号鍵k1’は、署名段階で使われたものと同じ鍵導出関数KDFを用いて、同
じ追加情報を含めて算出される。すなわち、k1’=KDF(Q’)にしたがって算出さ
れる。上記で導出された鍵、および、復号化補関数(complementary decryption functio
n)DECを用いて、要素cを復号化することによって、H’で表されるHの隠された部
位は復元される。すなわち、
じ追加情報を含めて算出される。すなわち、k1’=KDF(Q’)にしたがって算出さ
れる。上記で導出された鍵、および、復号化補関数(complementary decryption functio
n)DECを用いて、要素cを復号化することによって、H’で表されるHの隠された部
位は復元される。すなわち、
のように復元される。それから、検証装置が、例えば、H’に含まれる冗長性など(特定
の形式など)の特定の特徴をチェックする。H’にある所定量の冗長性など必要な特徴が
含まれる場合、H’は有効なメッセージであり、署名の正当性が確認される。H’が必要
な冗長性を含まない場合、効力のない無効な署名は返送される。
の形式など)の特定の特徴をチェックする。H’にある所定量の冗長性など必要な特徴が
含まれる場合、H’は有効なメッセージであり、署名の正当性が確認される。H’が必要
な冗長性を含まない場合、効力のない無効な署名は返送される。
メッセージMは細分されているので、例えば、Hなどの1部分のみが、冗長性等の必要
条件の特徴を含み、隠されていればよい。別の部分Vは、元のメッセージと同じ構造をも
つ平文なので、帯域の効率を向上させることができる。そのため、RFIDタグについて
、可視部Vは、RFIDリーダ14が利用できるどんなデータ部分を含んでいてもよい。
cに隠された部分Hは、署名元の公開鍵Wを持つ者しか利用できないが、Vに含まれるデ
ータは全ての者が利用できる。データの一部が、機密情報を見られないように隠されてい
るという、ここで説明された原理は、特に、下記で示される、製薬サプライチェーンに適
している。しかし、この原理は、どのような製品のタイプのどのようなRFID認証シス
テムにも、また、認証と秘密または機密保持とが望まれるどのような環境におけるどのよ
うなRFID認証システムにも、同様に適用できるものと理解できる。例えば、下記の原
理は、空港で荷物を追跡したり、製品を追跡したり、あるいは、RFID技術を利用した
携帯機器の利用者を認証したりすることなどにも適用できる。
条件の特徴を含み、隠されていればよい。別の部分Vは、元のメッセージと同じ構造をも
つ平文なので、帯域の効率を向上させることができる。そのため、RFIDタグについて
、可視部Vは、RFIDリーダ14が利用できるどんなデータ部分を含んでいてもよい。
cに隠された部分Hは、署名元の公開鍵Wを持つ者しか利用できないが、Vに含まれるデ
ータは全ての者が利用できる。データの一部が、機密情報を見られないように隠されてい
るという、ここで説明された原理は、特に、下記で示される、製薬サプライチェーンに適
している。しかし、この原理は、どのような製品のタイプのどのようなRFID認証シス
テムにも、また、認証と秘密または機密保持とが望まれるどのような環境におけるどのよ
うなRFID認証システムにも、同様に適用できるものと理解できる。例えば、下記の原
理は、空港で荷物を追跡したり、製品を追跡したり、あるいは、RFID技術を利用した
携帯機器の利用者を認証したりすることなどにも適用できる。
ここに記述されるRFIDシステム10の認証においてECPVSを使用すると、タグ
20の識別情報の一部を、権限のないリーダに対して秘密にできる。その一方で、従来の
リーダに対して、残りのデータ(例えば、通常の読み取り動作用のデータ)の読み取りを
可能にする。これは、データの特定の部分を署名によって隠すことができるとともに、他
の機密でない情報は単にそのままタグ20に残したり、平文Vの一部として含まれた状態
で残したりすることができるためである。また、ECPVS署名は、1024ビットのR
SA署名よりサイズが小さいため、同等の安全性をもったまま、より小さいタグを使うこ
とができる。例えば、以下で非常に詳細に説明されるように、512ビットのタグ、また
は、256ビットのタグが、用途、必要な安全性レベル、および、タグの利用可能性に応
じて、使用できる。
20の識別情報の一部を、権限のないリーダに対して秘密にできる。その一方で、従来の
リーダに対して、残りのデータ(例えば、通常の読み取り動作用のデータ)の読み取りを
可能にする。これは、データの特定の部分を署名によって隠すことができるとともに、他
の機密でない情報は単にそのままタグ20に残したり、平文Vの一部として含まれた状態
で残したりすることができるためである。また、ECPVS署名は、1024ビットのR
SA署名よりサイズが小さいため、同等の安全性をもったまま、より小さいタグを使うこ
とができる。例えば、以下で非常に詳細に説明されるように、512ビットのタグ、また
は、256ビットのタグが、用途、必要な安全性レベル、および、タグの利用可能性に応
じて、使用できる。
図4は、製品識別(ID)コード40(例、EPCグローバルコード)の概要を示す図
である。このIDコード40は、以下の説明において、96ビットであるとする。変形例
(a)は、ヘッダ50aと通し番号52aとを含む。変形例(b)は、ヘッダ50b、通
し番号52b、および、製品ID54を含む。製品ID54は通し番号52bの一部であ
ってもよいし、別個のコードであってもよい。製品ID54は、タグ20が付けられた製
品のタイプを明示するものである。
である。このIDコード40は、以下の説明において、96ビットであるとする。変形例
(a)は、ヘッダ50aと通し番号52aとを含む。変形例(b)は、ヘッダ50b、通
し番号52b、および、製品ID54を含む。製品ID54は通し番号52bの一部であ
ってもよいし、別個のコードであってもよい。製品ID54は、タグ20が付けられた製
品のタイプを明示するものである。
製薬産業のような産業においては、変形例(b)のIDコード40bを使うことは、I
Dコード40bは製品が何であるかを明らかにするので、秘密に関する問題を引き起こす
と考えられてきた。したがって、正当でないリーダが、必要条件範囲内にある場合に、消
費者が何を購入しているのかを判別する可能性があった。このような秘密に関する懸念は
、米国食品医薬品局(FDA)のレポートである“FDA偽造薬品対策委員会レポート:
2006更新(FDACounterfeiting Drug Task Force Report:2006 Update)”で扱われ
ている。このレポートの一部で、RFIDタグでは、薬品を識別する情報を含むNDC番
号を明らかにしないことが推奨されている。
Dコード40bは製品が何であるかを明らかにするので、秘密に関する問題を引き起こす
と考えられてきた。したがって、正当でないリーダが、必要条件範囲内にある場合に、消
費者が何を購入しているのかを判別する可能性があった。このような秘密に関する懸念は
、米国食品医薬品局(FDA)のレポートである“FDA偽造薬品対策委員会レポート:
2006更新(FDACounterfeiting Drug Task Force Report:2006 Update)”で扱われ
ている。このレポートの一部で、RFIDタグでは、薬品を識別する情報を含むNDC番
号を明らかにしないことが推奨されている。
そのため、変形例(b)を使った場合、正当でないリーダが製品タイプを判別できない
ように、少なくとも製品ID54を暗号化するか隠すことが望ましい。署名すべきメッセ
ージとしてIDコード40を指定することによって、そして、製品ID54を、隠されて
検証時に復元される部分Hとして指定することによって、署名の中に製品ID54を隠す
ことが可能な、サイズおよび効率の上で適切なECC署名方式を、ECPVSが提供する
ことが認識されている。
ように、少なくとも製品ID54を暗号化するか隠すことが望ましい。署名すべきメッセ
ージとしてIDコード40を指定することによって、そして、製品ID54を、隠されて
検証時に復元される部分Hとして指定することによって、署名の中に製品ID54を隠す
ことが可能な、サイズおよび効率の上で適切なECC署名方式を、ECPVSが提供する
ことが認識されている。
また、ECPVSと、変形例(a)または変形例(b)とを使うと、IDコード40の
全体をHとして選択することができる。そして、復元できない部分または可視部Vは、U
IDとすることができる。単純な例において、ECPVSは、以下の表にあるように、デ
ジタル署名を256ビットの記憶領域(図5参照)を持つRFIDタグ20に収めること
ができる。
全体をHとして選択することができる。そして、復元できない部分または可視部Vは、U
IDとすることができる。単純な例において、ECPVSは、以下の表にあるように、デ
ジタル署名を256ビットの記憶領域(図5参照)を持つRFIDタグ20に収めること
ができる。
実用的な実施において、いくつかの問題を検討しなければならない。第一に、IDコー
ド40全体が(署名検証中に復元されるように)隠された場合、ECPVSに対応しない
、または、正しい公開鍵Ziを持たないリーダ14は、IDコード40を全く読み取るこ
とができなくなる。IDコード40自体は、(例えば、製品ID54が復元可能な場合)
復元可能な部分、または、復元不可能な部分に分けられる。しかし、復元可能な部分の冗
長性が不十分になる可能性がある。IDコード40が細分化される場合に、追加の冗長性
が求められるおよび/または十分な安全性を提供するために冗長性を追加する別の方法(
例えば、埋め込み(padding))の検討が必要とされるならば、RFIDタグ20は、大
きくせざるを得なくなる可能性がある。
ド40全体が(署名検証中に復元されるように)隠された場合、ECPVSに対応しない
、または、正しい公開鍵Ziを持たないリーダ14は、IDコード40を全く読み取るこ
とができなくなる。IDコード40自体は、(例えば、製品ID54が復元可能な場合)
復元可能な部分、または、復元不可能な部分に分けられる。しかし、復元可能な部分の冗
長性が不十分になる可能性がある。IDコード40が細分化される場合に、追加の冗長性
が求められるおよび/または十分な安全性を提供するために冗長性を追加する別の方法(
例えば、埋め込み(padding))の検討が必要とされるならば、RFIDタグ20は、大
きくせざるを得なくなる可能性がある。
第2に、IEEE基準1363a−2004は、復元可能なメッセージHには、少なく
とも1バイトを埋め込むことを規定している。この基準に従うことが望ましいならば、余
分なバイトを記憶するための領域が必要となる。第3に、256ビットのタグ20が使わ
れる場合、AFIDにおいて未使用のビットのうち、いくつかを使わない限り、署名時刻
などのデータを保存する場所がない場合がある。最後に、署名が有効かどうかを検証装置
14が決定できるのに十分な冗長性が、IDコード40の中にない場合がある。何らかの
帯域外情報(outof band information)(例えば、紙ラベルでの目に見える検証)が必
要になる可能性がある。以下で、冗長性の問題を扱う。
とも1バイトを埋め込むことを規定している。この基準に従うことが望ましいならば、余
分なバイトを記憶するための領域が必要となる。第3に、256ビットのタグ20が使わ
れる場合、AFIDにおいて未使用のビットのうち、いくつかを使わない限り、署名時刻
などのデータを保存する場所がない場合がある。最後に、署名が有効かどうかを検証装置
14が決定できるのに十分な冗長性が、IDコード40の中にない場合がある。何らかの
帯域外情報(outof band information)(例えば、紙ラベルでの目に見える検証)が必
要になる可能性がある。以下で、冗長性の問題を扱う。
上述したとおり、2つのタイプのIDコード40aと40bがある。変形例(a)の領
域は、直接的には製品に関連付けられていない。変形例(b)のコード40bにおいては
、製品ID54が、直接的に製品を特定する。したがって、少なくとも製品ID54を暗
号化して(すなわち、製品ID54を隠しメッセージHの少なくとも一部分として)、隠
すことが望ましい。
域は、直接的には製品に関連付けられていない。変形例(b)のコード40bにおいては
、製品ID54が、直接的に製品を特定する。したがって、少なくとも製品ID54を暗
号化して(すなわち、製品ID54を隠しメッセージHの少なくとも一部分として)、隠
すことが望ましい。
用途によっては、IDコード40は十分な冗長性を含まない場合があり、パターンまた
は制限が、署名偽造の脆弱性を回避するための領域に課される場合があると理解できる。
は制限が、署名偽造の脆弱性を回避するための領域に課される場合があると理解できる。
160ビットの曲線と、ハッシュ関数としてSHA−1とを用いた場合、通常の目安と
して、80ビットの冗長性を用いる。しかし、偽造署名は、ある特定の1つのRFIDタ
グ20に対して限定されるので、より小さいビット数で事足りる場合もある。さらに、1
つの署名を偽造するための計算量および/または計算時間は、偽造者が署名を偽造しよう
と企むことを阻止するのに十分なほど長い。安全性レベルは、そのような偽造者に対する
十分な抑止力を与えるように合わせられていればよい。
して、80ビットの冗長性を用いる。しかし、偽造署名は、ある特定の1つのRFIDタ
グ20に対して限定されるので、より小さいビット数で事足りる場合もある。さらに、1
つの署名を偽造するための計算量および/または計算時間は、偽造者が署名を偽造しよう
と企むことを阻止するのに十分なほど長い。安全性レベルは、そのような偽造者に対する
十分な抑止力を与えるように合わせられていればよい。
1024ビットのRSA署名と同等な安全性レベルを提供するために、160ビット曲
線のECPVS署名が、図5に示される256ビットの構造に適合している。(もしあれ
ば)製品ID54、および、冗長性を含むIDコード40の一部のような「他の」部分が
、復元可能なメッセージHを形成する。そして、IDコード40の残りの部分およびUI
Dは、復元不能な部分Vを形成する。復元不能な部分Vから利用可能な情報は、署名端末
16を識別するのに十分でなければならない。例えば、暗号鍵kを使って、署名要素cは
、c=ENCk(製品ID+その他)のように計算される。また、可視部Vとみなされる
通し番号とIDコード40のヘッダとを使って、中間要素hがh=HASH(c||通し
番号+ヘッダのように計算される。この例において、どんなリーダ14も、通し番号とヘ
ッダ情報とを読み取ることができるが、製品ID54を復号するためには、適切な検証鍵
(例、W)へのアクセスが必要となる。
線のECPVS署名が、図5に示される256ビットの構造に適合している。(もしあれ
ば)製品ID54、および、冗長性を含むIDコード40の一部のような「他の」部分が
、復元可能なメッセージHを形成する。そして、IDコード40の残りの部分およびUI
Dは、復元不能な部分Vを形成する。復元不能な部分Vから利用可能な情報は、署名端末
16を識別するのに十分でなければならない。例えば、暗号鍵kを使って、署名要素cは
、c=ENCk(製品ID+その他)のように計算される。また、可視部Vとみなされる
通し番号とIDコード40のヘッダとを使って、中間要素hがh=HASH(c||通し
番号+ヘッダのように計算される。この例において、どんなリーダ14も、通し番号とヘ
ッダ情報とを読み取ることができるが、製品ID54を復号するためには、適切な検証鍵
(例、W)へのアクセスが必要となる。
80ビットの冗長性がないかぎり、ECPVSは、1024ビットのRSAと同等レベ
ルの偽造署名に対する耐性を提供することができない。しかし、各偽造署名は、1つの特
定のRFIDタグ20にしか適用できないので、他の署名は改ざんされないであろうから
、より低いレベルの耐性でも受け入れられる場合がある。
ルの偽造署名に対する耐性を提供することができない。しかし、各偽造署名は、1つの特
定のRFIDタグ20にしか適用できないので、他の署名は改ざんされないであろうから
、より低いレベルの耐性でも受け入れられる場合がある。
埋め込み(padding)なしにECPVSを実施するために、かつ、RFIDタグ20に
おいて追加領域が冗長性を増やすのに利用できない場合でも署名が有効かどうかを判断す
るには、IDコード40に内在する冗長性に頼ればよい。これは、特定のパターンや構造
をIDコード40に課すことであったり、あるいは、製造データベースへの参照などのよ
うに、何らかの帯域外情報を用いることであったりしてもよい。IDコード40の一部が
復元可能な部分Hに含まれているので、ECPVSに対応しないリーダ14は、IDコー
ド40全体を読み取ることができない。
おいて追加領域が冗長性を増やすのに利用できない場合でも署名が有効かどうかを判断す
るには、IDコード40に内在する冗長性に頼ればよい。これは、特定のパターンや構造
をIDコード40に課すことであったり、あるいは、製造データベースへの参照などのよ
うに、何らかの帯域外情報を用いることであったりしてもよい。IDコード40の一部が
復元可能な部分Hに含まれているので、ECPVSに対応しないリーダ14は、IDコー
ド40全体を読み取ることができない。
埋め込み(padding)をしてECPVSを実施するために、AFI、DSFID、およ
び、ユーザロック(U)ビットを復元可能な部分Hの冗長性を増やすのに用いてもよい。
例えば、図5から理解されるように、AFI(それ自身のブロックに書き込みされた場合
)には未使用のビットが24ビットある。これは、DSFID領域、および、ユーザロッ
クに、未使用のビットが8ビットある(ユーザデータブロックをロックしないことが受け
入れられる場合)のと同様である。これらの未使用のビットは、埋め込みを実現するため
に利用可能となる。
び、ユーザロック(U)ビットを復元可能な部分Hの冗長性を増やすのに用いてもよい。
例えば、図5から理解されるように、AFI(それ自身のブロックに書き込みされた場合
)には未使用のビットが24ビットある。これは、DSFID領域、および、ユーザロッ
クに、未使用のビットが8ビットある(ユーザデータブロックをロックしないことが受け
入れられる場合)のと同様である。これらの未使用のビットは、埋め込みを実現するため
に利用可能となる。
埋め込み(padding)の理想的なレベルは、80ビットである。しかし、特定の用途の
目的に対してより小さい埋め込みでも署名の偽造を無力化(uneconomical)にするのに十
分に安全であれば、それより少ないビット数の埋め込みを用いてもよい。
目的に対してより小さい埋め込みでも署名の偽造を無力化(uneconomical)にするのに十
分に安全であれば、それより少ないビット数の埋め込みを用いてもよい。
余分な埋め込みを使えば、IDコード40に内在する冗長性に頼る必要はない。よって
、製品ID54を除くコード40全体は、復元不可能なメッセージVとして保存できる。
全てのリーダ14はIDコード40を読み取ることができるが、正しい公開鍵を持つリー
ダ14しか製品ID54を復元させることはできない。
、製品ID54を除くコード40全体は、復元不可能なメッセージVとして保存できる。
全てのリーダ14はIDコード40を読み取ることができるが、正しい公開鍵を持つリー
ダ14しか製品ID54を復元させることはできない。
よって、RSAで署名されるのに適したRFIDタグより小さなRFIDタグ20に、
ECPVSを使って署名できると分かる。タグ20にある情報のデータ構造を検討するこ
とで、冗長性の様々なレベルが、そのような冗長性を未使用のブロックに埋め込むことに
よって実現できる。また、IDコード40が権限のないリーダ14に読み取られる必要が
ない場合、所望の量の冗長性を実現するために、IDコード40内の冗長性に頼ることが
できる、または、その冗長性を課すことができる。よって、RFIDタグ20上のECC
署名を使うことにより、より小さく、効率的となる一方で、RSA署名と同等の保護を提
供することができると理解される。これにより、より小さなタグを使用することができ(
あるいは、利用可能なデータブロックをより効率的に使用することができ)、および/ま
たは、1つのタグに複数の署名を納めることができる。これは、RSA署名を用いたので
は、その全体のサイズのせいで、実現不可能である。
ECPVSを使って署名できると分かる。タグ20にある情報のデータ構造を検討するこ
とで、冗長性の様々なレベルが、そのような冗長性を未使用のブロックに埋め込むことに
よって実現できる。また、IDコード40が権限のないリーダ14に読み取られる必要が
ない場合、所望の量の冗長性を実現するために、IDコード40内の冗長性に頼ることが
できる、または、その冗長性を課すことができる。よって、RFIDタグ20上のECC
署名を使うことにより、より小さく、効率的となる一方で、RSA署名と同等の保護を提
供することができると理解される。これにより、より小さなタグを使用することができ(
あるいは、利用可能なデータブロックをより効率的に使用することができ)、および/ま
たは、1つのタグに複数の署名を納めることができる。これは、RSA署名を用いたので
は、その全体のサイズのせいで、実現不可能である。
ここで説明されたECPVの使用に関する原理は、メッセージ復元を伴うほかの署名方
式にも同様に適用できると理解される。他の署名形式の一例としては、復元を伴う楕円曲
線デジタル署名(ECDSR;the Elliptic Curve Digital Signature with Recovery)
があり、ECDSRは、「機密メッセージの復元を伴う署名(“Signatures with Confid
ential MessageRecovery”)」と題される米国特許仮出願番号______(出願日:
2007年9月4日)に記載されている。その内容は本明細書が参照することによって組
み込まれる。ECDSRを用いた場合、安全性とタグのサイズとに関して、上述の記載と
同様に考慮される。
式にも同様に適用できると理解される。他の署名形式の一例としては、復元を伴う楕円曲
線デジタル署名(ECDSR;the Elliptic Curve Digital Signature with Recovery)
があり、ECDSRは、「機密メッセージの復元を伴う署名(“Signatures with Confid
ential MessageRecovery”)」と題される米国特許仮出願番号______(出願日:
2007年9月4日)に記載されている。その内容は本明細書が参照することによって組
み込まれる。ECDSRを用いた場合、安全性とタグのサイズとに関して、上述の記載と
同様に考慮される。
他の実施形態において、RFIDタグ20の安全性を確保するために、特に、秘密性が
重要な問題ではない変形例(b)のIDコード40bに、ECDSA署名を用いることが
できる。
重要な問題ではない変形例(b)のIDコード40bに、ECDSA署名を用いることが
できる。
ECDSAは、いくつかの基準案と同様に、ANSI X9.62、FIPS186-2、IEEE1363-2000
、および、ISO/IEC15946-2基準にでてくる、広く標準化された楕円曲線に基づく署名方式
である。
、および、ISO/IEC15946-2基準にでてくる、広く標準化された楕円曲線に基づく署名方式
である。
ECDSA署名生成は、秘密鍵dやメッセージm等の数個の領域パラメータ(domain p
arameter)に基づいて行われ、署名(r,s)(rとsは整数)を出力する。そのアルゴ
リズムの概要は以下のとおりである。
1.k∈R[1,n−1]を選択する。nは楕円曲線に基づく点より生成されるグループの
次数(order)であり、領域パラメータの1つである。
2.kP=(x1,y1)を算出し、x1を、
arameter)に基づいて行われ、署名(r,s)(rとsは整数)を出力する。そのアルゴ
リズムの概要は以下のとおりである。
1.k∈R[1,n−1]を選択する。nは楕円曲線に基づく点より生成されるグループの
次数(order)であり、領域パラメータの1つである。
2.kP=(x1,y1)を算出し、x1を、
に変換する。ここで、Pは楕円曲線E上の点であり、領域パラメータの1つである。
3.
3.
を算出する。ここで、r=0であれば、ステップ1に戻る。
4.e=H(m)を算出する。ここで、Hは、暗号ハッシュ関数を示し、その出力は、n
のビット長以下である(この条件が満たされない場合、出力Hは切り詰められる)。
5.s=k−1(e+dr) modnを算出する。ここで、s=0であれば、ステップ
1に戻る。
6.対(r,s)をECDSA署名として出力する。
4.e=H(m)を算出する。ここで、Hは、暗号ハッシュ関数を示し、その出力は、n
のビット長以下である(この条件が満たされない場合、出力Hは切り詰められる)。
5.s=k−1(e+dr) modnを算出する。ここで、s=0であれば、ステップ
1に戻る。
6.対(r,s)をECDSA署名として出力する。
ECDSA署名検証は、公開鍵Q、メッセージm、および、上記で導出された署名(r
,s)など、いくつかの領域パラメータに基づいて行われる。ECDSA署名検証では、
署名の“拒絶(rejection)”、または、“承認(acceptance)”が出力される。ECD
SA署名検証は、以下のように進められる。
1.rおよびsが、区間[1,n−1]内にある整数であることを検証する。もし、検証
に失敗したら、“拒絶”を返す。
2.e=H(m)を算出する。
3.w=s−1 mod nを算出する。
4.u1=ew mod n、および、u2=rwmod nを算出する。
5.R=u1P+u2Qを算出する。
6.R=∞であれば、署名は拒絶される。
7.Rのx座標x1を
,s)など、いくつかの領域パラメータに基づいて行われる。ECDSA署名検証では、
署名の“拒絶(rejection)”、または、“承認(acceptance)”が出力される。ECD
SA署名検証は、以下のように進められる。
1.rおよびsが、区間[1,n−1]内にある整数であることを検証する。もし、検証
に失敗したら、“拒絶”を返す。
2.e=H(m)を算出する。
3.w=s−1 mod nを算出する。
4.u1=ew mod n、および、u2=rwmod nを算出する。
5.R=u1P+u2Qを算出する。
6.R=∞であれば、署名は拒絶される。
7.Rのx座標x1を
8.v=rであれば、署名は承認される。v=rでなければ、署名は拒絶される。
上述したとおり、ECDSA署名は、rとsという2つの整数で構成されている。rお
よびsのそれぞれは、楕円曲線に基づく領域と同じサイズである。例えば、160ビット
の曲線を使った場合、署名のサイズは、160×2=320ビット、または、40バイト
となる。
よびsのそれぞれは、楕円曲線に基づく領域と同じサイズである。例えば、160ビット
の曲線を使った場合、署名のサイズは、160×2=320ビット、または、40バイト
となる。
メッセージMがECDSAで署名される場合、検証装置が正しい公開鍵Qを既に持って
いるものとして、M、r、および、sが検証装置に送付される。
いるものとして、M、r、および、sが検証装置に送付される。
RSAと比較すると、RFID認証システム10においてECDSAを使用すると、デ
ジタル署名の読み取り/書き込み時間が短縮される。しかし、ECPVSにあるような機
密性は実現できない。ECDSAを実施する最も単純な方法は、1024ビットのRSA
署名を、同等の安全性を持つECDSA署名に置き換えることである。曲線サイズは、通
常、最小でも160ビット必要がある。よって、ECDSA署名は少なくとも320ビッ
トを占める。NISTに推奨される最小の曲線サイズは、163ビットであり、対応する
42バイトのサイズのECDSA署名が伴う。以下の表は、IDコード40が96ビット
を占めるものとして、必要なRFIDメモリを示す。
ジタル署名の読み取り/書き込み時間が短縮される。しかし、ECPVSにあるような機
密性は実現できない。ECDSAを実施する最も単純な方法は、1024ビットのRSA
署名を、同等の安全性を持つECDSA署名に置き換えることである。曲線サイズは、通
常、最小でも160ビット必要がある。よって、ECDSA署名は少なくとも320ビッ
トを占める。NISTに推奨される最小の曲線サイズは、163ビットであり、対応する
42バイトのサイズのECDSA署名が伴う。以下の表は、IDコード40が96ビット
を占めるものとして、必要なRFIDメモリを示す。
ECDSA方式を使って署名されたメッセージは、タグ20のUIDとIDコード40
とを連結したものであってもよい。
とを連結したものであってもよい。
変形例(a)のコード40aには、製品ID54は含まれない。署名要素rは、埋め込
みのみを用いて、算出される。復元されたメッセージが、予測された埋め込み(the expe
cted padding)と一致する場合、署名は有効である。
みのみを用いて、算出される。復元されたメッセージが、予測された埋め込み(the expe
cted padding)と一致する場合、署名は有効である。
変形例(b)では、製品ID54は、どの製品にも対応しない無効な値で置き換えられ
てもよい。そして、実際の製品ID54、および、埋め込みは、rの算出で用いられる。
復元されたメッセージが予測された埋め込みと一致する場合、署名は有効である。そして
、リーダ14は、正しいIDコード40bを形成するために、無効な製品ID54を復元
された値に置き換えることができる。
てもよい。そして、実際の製品ID54、および、埋め込みは、rの算出で用いられる。
復元されたメッセージが予測された埋め込みと一致する場合、署名は有効である。そして
、リーダ14は、正しいIDコード40bを形成するために、無効な製品ID54を復元
された値に置き換えることができる。
選択されるECC署名方式は、通常は、RFIDタグ20で利用可能な記憶領域の量に
依存する。使用されるタグのサイズは、許容できる安全性、および、利用可能な記憶領域
のサイズを基に選択され得るということは理解されたい。許容される安全性のレベルは、
通常、偽造者にとって署名を偽造することが経済的に見合っているか否かに基づいて、決
定される。ECPVS署名における冗長性を減らしても、偽造が不可能な場合、より小さ
なタグを用いることができる。ここでは、2048ビットと256ビットのタグを用いる
場合の例を、説明のためだけに示す。よって、例えば、512ビットのタグなどの他のタ
グサイズを、代わりに用いてもよい。
依存する。使用されるタグのサイズは、許容できる安全性、および、利用可能な記憶領域
のサイズを基に選択され得るということは理解されたい。許容される安全性のレベルは、
通常、偽造者にとって署名を偽造することが経済的に見合っているか否かに基づいて、決
定される。ECPVS署名における冗長性を減らしても、偽造が不可能な場合、より小さ
なタグを用いることができる。ここでは、2048ビットと256ビットのタグを用いる
場合の例を、説明のためだけに示す。よって、例えば、512ビットのタグなどの他のタ
グサイズを、代わりに用いてもよい。
2048ビットのRFIDタグ20が使われる場合、ECDSA、または、ECPVS
のどちらかが使われる。ECDSAは、RSA署名に置き換えて利用することができる。
そして、そのデジタル署名は、1024ビットではなく320ビットを占有するだけあり
ながら、同等の安全性レベルを実現する。IDコード40を含めて、必要とされる全記憶
領域は416ビット、すなわち、13メモリブロックである。よって、ECDSAを使う
ことで、同等の安全性を提供し、読み出し/書き込み時間を短縮するとともに、複数の署
名が1つの2048ビットのタグ20に書き込むこと可能になると分かる。これによって
、製品18が、サプライチェーン22を進む時に、電子起源情報(electronic pedigree
)を作成可能となる。しかし、ECPVSと異なり、ECDSAでは製品ID54を隠す
ことができない。
のどちらかが使われる。ECDSAは、RSA署名に置き換えて利用することができる。
そして、そのデジタル署名は、1024ビットではなく320ビットを占有するだけあり
ながら、同等の安全性レベルを実現する。IDコード40を含めて、必要とされる全記憶
領域は416ビット、すなわち、13メモリブロックである。よって、ECDSAを使う
ことで、同等の安全性を提供し、読み出し/書き込み時間を短縮するとともに、複数の署
名が1つの2048ビットのタグ20に書き込むこと可能になると分かる。これによって
、製品18が、サプライチェーン22を進む時に、電子起源情報(electronic pedigree
)を作成可能となる。しかし、ECPVSと異なり、ECDSAでは製品ID54を隠す
ことができない。
署名サイズをさらに減らし、適切な公開鍵Ziを持たないリーダ14に対して、製品I
D54を隠すために、ECPVSを用いることができる。2048ビットのタグ20に余
分な保存スペースがあれば、冗長性を許容されるレベルまで増やすために埋め込み(padd
ing)を使うことができる。IDコード40に内在する冗長性を考慮しなければ、102
4ビットのRSA署名と同等の安全性を実現するために、80ビットの埋め込みを追加す
ることが可能である。必要な記憶領域の合計は、IDコード40に96ビット、製品ID
54に20ビット、そして、rに80ビットの埋め込みとsに160ビットの埋め込みで
ある。よって、合計356ビットまたは12メモリブロックが、埋め込みがなされたEC
PVS署名に使われる。安全性についてより低いレベルが許容できる場合、メモリの必要
条件はさらに緩和できる。以下の表には、256ビットと2048ビットのRFIDタグ
に使われる署名方式の概要が示される。
D54を隠すために、ECPVSを用いることができる。2048ビットのタグ20に余
分な保存スペースがあれば、冗長性を許容されるレベルまで増やすために埋め込み(padd
ing)を使うことができる。IDコード40に内在する冗長性を考慮しなければ、102
4ビットのRSA署名と同等の安全性を実現するために、80ビットの埋め込みを追加す
ることが可能である。必要な記憶領域の合計は、IDコード40に96ビット、製品ID
54に20ビット、そして、rに80ビットの埋め込みとsに160ビットの埋め込みで
ある。よって、合計356ビットまたは12メモリブロックが、埋め込みがなされたEC
PVS署名に使われる。安全性についてより低いレベルが許容できる場合、メモリの必要
条件はさらに緩和できる。以下の表には、256ビットと2048ビットのRFIDタグ
に使われる署名方式の概要が示される。
よって、ECPVSを用いた2048ビットのRFIDタグ20により、例えばサプラ
イチェーン22の異なる段階などで、複数の署名をタグに書き込むことが可能になること
がわかる。また、システム10が、権限のないリーダに対して製品IDを隠すことが可能
となり、秘密性を追加することができるとわかる。上記記載は、専ら説明用と解され、上
記に述べられたような原理および検討に基づき、他のタグサイズが適している場合もある
ということを理解されたい。
イチェーン22の異なる段階などで、複数の署名をタグに書き込むことが可能になること
がわかる。また、システム10が、権限のないリーダに対して製品IDを隠すことが可能
となり、秘密性を追加することができるとわかる。上記記載は、専ら説明用と解され、上
記に述べられたような原理および検討に基づき、他のタグサイズが適している場合もある
ということを理解されたい。
結果、許容される安全性のレベルおよびIDコード40により与えられる内在的な冗長
性などの特定のパラメータを用いて、埋め込みを伴うECPVS、および、埋め込みを伴
わないECPVSを使って、例えば、256ビットのRFIDタグ20、または、512
ビットのRFIDタグ(図示されない)のようなより小さいタグ20を用いることができ
る。
性などの特定のパラメータを用いて、埋め込みを伴うECPVS、および、埋め込みを伴
わないECPVSを使って、例えば、256ビットのRFIDタグ20、または、512
ビットのRFIDタグ(図示されない)のようなより小さいタグ20を用いることができ
る。
ECPVSが製品ID54を隠すために使われる場合、リーダ14に保存される公開鍵
Ziは、物理的に保護されるべきである。そして、鍵の配布は、例えば、CA12によっ
て慎重に制御されるべきである。各リーダ14がそれ自身の公開/秘密鍵対を含む場合、
証明書が、配布前に、特定の各リーダ14用に暗号化される。CA12は、署名端末16
とリーダ14の両方に証明書を発行する。リーダ14および署名端末16用の鍵対は、製
造時に生成される。上述のように、各リーダ14は、署名端末の有効な公開鍵Wjのリス
トを有する。これにより、署名の正当性が検証できる。図6は、署名元の証明書CSIG
Njを用いた鍵配布処理の手順の例を示す。
Ziは、物理的に保護されるべきである。そして、鍵の配布は、例えば、CA12によっ
て慎重に制御されるべきである。各リーダ14がそれ自身の公開/秘密鍵対を含む場合、
証明書が、配布前に、特定の各リーダ14用に暗号化される。CA12は、署名端末16
とリーダ14の両方に証明書を発行する。リーダ14および署名端末16用の鍵対は、製
造時に生成される。上述のように、各リーダ14は、署名端末の有効な公開鍵Wjのリス
トを有する。これにより、署名の正当性が検証できる。図6は、署名元の証明書CSIG
Njを用いた鍵配布処理の手順の例を示す。
CA12は、ステップ100で、適切な公開鍵Wjを取得して、ステップ102で、対
応する証明書CSIGNjを生成する。そしてステップ104で、証明書の配布先のリー
ダ14用に、適切な公開鍵Ziを用いて証明書が暗号化されて、これにより、暗号化版の
CSIGNj’が得られる。その後、ステップ106で、暗号化版のCSIGNj’は、
適切なリーダ14に配布される。ステップ108で、リーダ14がCSIGNj’を受信
する。ステップ110で、暗号化版の証明書CSIGNj’は、秘密鍵ziを用いて、リ
ーダ14によって復号化され、元の証明書CSIGNjが取得される。ステップ112で
、CA証明書が取得された場合、CA証明書CCAを用いて、ステップ114で、上記証
明書が評価される。上記証明書が有効な場合、鍵Wjが、証明書から取得され、安全な鍵
記憶領域36に保存される。
応する証明書CSIGNjを生成する。そしてステップ104で、証明書の配布先のリー
ダ14用に、適切な公開鍵Ziを用いて証明書が暗号化されて、これにより、暗号化版の
CSIGNj’が得られる。その後、ステップ106で、暗号化版のCSIGNj’は、
適切なリーダ14に配布される。ステップ108で、リーダ14がCSIGNj’を受信
する。ステップ110で、暗号化版の証明書CSIGNj’は、秘密鍵ziを用いて、リ
ーダ14によって復号化され、元の証明書CSIGNjが取得される。ステップ112で
、CA証明書が取得された場合、CA証明書CCAを用いて、ステップ114で、上記証
明書が評価される。上記証明書が有効な場合、鍵Wjが、証明書から取得され、安全な鍵
記憶領域36に保存される。
図7は、ECDSA、または、ECPVSに適用できる署名処理を示す。示された例で
は、ステップ200で、署名端末16が、まず、署名されたタグ20が署名端末16にと
って既知の製造業者から来たものかどうかを判断する。製造業者が既知のものであれば、
ステップ202で、製造業者IDが選択される。製造業者IDが検出されなかった場合、
ステップ204で、署名端末は、製造業者を追加するという選択肢を選ぶ。それにより、
ステップ206で、名前が入力される。通常、署名端末は、前もって設定された数の特定
の製造業者だけのために署名をするように、前もってプログラムされている。よって、ス
テップ200から206は、必要がない場合や、オペレータの介入を必要とせずに自動的
に実施される場合がある。ステップ208で、署名および曲線のタイプに対応する鍵対が
製造業者用に生成され、該製造業者によって、取り込まれる、あるいは、別のやり方で取
得される。ステップ210で、秘密鍵は、安全なハードウェアに保存され、ステップ21
2で、公開鍵は、CA12に連絡される。
は、ステップ200で、署名端末16が、まず、署名されたタグ20が署名端末16にと
って既知の製造業者から来たものかどうかを判断する。製造業者が既知のものであれば、
ステップ202で、製造業者IDが選択される。製造業者IDが検出されなかった場合、
ステップ204で、署名端末は、製造業者を追加するという選択肢を選ぶ。それにより、
ステップ206で、名前が入力される。通常、署名端末は、前もって設定された数の特定
の製造業者だけのために署名をするように、前もってプログラムされている。よって、ス
テップ200から206は、必要がない場合や、オペレータの介入を必要とせずに自動的
に実施される場合がある。ステップ208で、署名および曲線のタイプに対応する鍵対が
製造業者用に生成され、該製造業者によって、取り込まれる、あるいは、別のやり方で取
得される。ステップ210で、秘密鍵は、安全なハードウェアに保存され、ステップ21
2で、公開鍵は、CA12に連絡される。
そしてステップ214で、署名端末16は、タグ20から、通し番号を選択するまたは
読み取る(デフォルトのカウンタの値を使ってもよい)。変形例(b)が適用される場合
、ステップ216で、製造コードが選択される。上述したとおり、通し番号は、署名する
/プログラムする設備に到達する前に、ROMに前もって焼き付けられていることが好ま
しい。これにより、署名されていないタグ20の製造業者は、確実に、安全性を危うくす
るまたはシステムを攻撃するために、単に標準の部品を使って偽造者の目的に合うUID
をプログラムするということではできずに、代わりに、ハードウェアを偽造しなければな
らなくなる。
読み取る(デフォルトのカウンタの値を使ってもよい)。変形例(b)が適用される場合
、ステップ216で、製造コードが選択される。上述したとおり、通し番号は、署名する
/プログラムする設備に到達する前に、ROMに前もって焼き付けられていることが好ま
しい。これにより、署名されていないタグ20の製造業者は、確実に、安全性を危うくす
るまたはシステムを攻撃するために、単に標準の部品を使って偽造者の目的に合うUID
をプログラムするということではできずに、代わりに、ハードウェアを偽造しなければな
らなくなる。
上述したとおり、署名端末16は、通常、適切な署名タイプを自動的に生成するように
前もってプログラムされているが、オペレータが、タグに書き込む署名のタイプ(例、E
CDSA、または、ECPVS)をステップ218で選ぶことができるようにし、ステッ
プ219で署名を書き込むようプログラムされていてもよい。そして、ステップ220で
、タグ20はプログラムされてもよい。ステップ222で、記録が作成され、その記録を
追跡と監視の目的でログレポートとして保存することが好ましい。署名端末が配置される
前に上述の決定が調整されるように、各署名端末16が前もってプログラムされているこ
とが好ましいと理解される。しかし、望まれるのであれば、上述の決定の構成は、例えば
、グラフィカルユーザインターフェイス(GUI)(図示されていない)におけるドロッ
プダウン・リストなどによって、プログラムにて実現されてもよい。また、そのようなG
UIは、プログラミングや署名端末16の修復のために、技術者によって使われてもよい
。
前もってプログラムされているが、オペレータが、タグに書き込む署名のタイプ(例、E
CDSA、または、ECPVS)をステップ218で選ぶことができるようにし、ステッ
プ219で署名を書き込むようプログラムされていてもよい。そして、ステップ220で
、タグ20はプログラムされてもよい。ステップ222で、記録が作成され、その記録を
追跡と監視の目的でログレポートとして保存することが好ましい。署名端末が配置される
前に上述の決定が調整されるように、各署名端末16が前もってプログラムされているこ
とが好ましいと理解される。しかし、望まれるのであれば、上述の決定の構成は、例えば
、グラフィカルユーザインターフェイス(GUI)(図示されていない)におけるドロッ
プダウン・リストなどによって、プログラムにて実現されてもよい。また、そのようなG
UIは、プログラミングや署名端末16の修復のために、技術者によって使われてもよい
。
図8は、ステップ220のさらに詳細を示す。ステップ230で、UIDが、タグ20
から読み取られる。そしてステップ232で、IDコード40が、製品タイプなどのユー
ザの選択に基づいて生成される。そしてステップ234で、UID、IDコード、あらゆ
るメタデータ、および、あらゆる隠しデータ(例えば、製品ID54およびECPVSを
使ったもの)が署名され、製造業者に固有の公開鍵を用いた署名が生成される。その後、
ステップ236で、IDコード40および上記署名がタグ20に書き込まれる。ステップ
238で、署名端末16の少なくとも内部記録において、タイムスタンプが記録されるこ
とが望ましい。希望に応じて、ログ記録やログレポートが署名端末16で保存され、後に
、監視や追跡目的のために、登録されたり報告されたりしてもよい。
から読み取られる。そしてステップ232で、IDコード40が、製品タイプなどのユー
ザの選択に基づいて生成される。そしてステップ234で、UID、IDコード、あらゆ
るメタデータ、および、あらゆる隠しデータ(例えば、製品ID54およびECPVSを
使ったもの)が署名され、製造業者に固有の公開鍵を用いた署名が生成される。その後、
ステップ236で、IDコード40および上記署名がタグ20に書き込まれる。ステップ
238で、署名端末16の少なくとも内部記録において、タイムスタンプが記録されるこ
とが望ましい。希望に応じて、ログ記録やログレポートが署名端末16で保存され、後に
、監視や追跡目的のために、登録されたり報告されたりしてもよい。
図9は、検証手順を示す。ステップ300で、ある時点において、リーダ14は、CA
から製造業者に固有の公開鍵Wjを取得する。ステップ302で、タグ20は(パッシブ
タイプタグの場合)、RFゾーン26に入ると起動される。そしてステップ304で、U
ID、データおよび署名をリーダ14が読み取る。それから、ステップ306で、リーダ
14が、公開鍵Wjを使って、採用された署名方式のタイプにしたがって、署名を検証す
る。そしてステップ308で、適用可能な場合、タイムスタンプが記録される。ステップ
310では、サプライチェーンや製品の整合性に責任ある適切な通信者が、監視目的で使
うことができるログレポートが、生成されることが好ましい。
から製造業者に固有の公開鍵Wjを取得する。ステップ302で、タグ20は(パッシブ
タイプタグの場合)、RFゾーン26に入ると起動される。そしてステップ304で、U
ID、データおよび署名をリーダ14が読み取る。それから、ステップ306で、リーダ
14が、公開鍵Wjを使って、採用された署名方式のタイプにしたがって、署名を検証す
る。そしてステップ308で、適用可能な場合、タイムスタンプが記録される。ステップ
310では、サプライチェーンや製品の整合性に責任ある適切な通信者が、監視目的で使
うことができるログレポートが、生成されることが好ましい。
したがって、ECC、特に、適切であればECPVSやECDSAを用いることによっ
て、RFID認証システム10において、読み取り/書き込み時間や署名サイズを削減す
ることができることが分かる。ECPVSを使用すると、製品情報の一部分を隠すことが
できるというメリットがさらに加わる。それは、RFID技術を採用するためのさらなる
動機を与える。また、ECPVSは、RSA署名と同等の安全性で、署名サイズを最小と
することができる。より小さなサイズの署名によって、複数の署名端末16をサプライチ
ェーンで利用することができる。これにより、複数の署名が、各タグに残る利用可能なス
ペースに、順次書き込まれる。この複数の署名は、順次検証が必要とされる。したがって
、製品がサプライチェーンを通って移動する際、製品の所在を追跡することが容易になる
。
て、RFID認証システム10において、読み取り/書き込み時間や署名サイズを削減す
ることができることが分かる。ECPVSを使用すると、製品情報の一部分を隠すことが
できるというメリットがさらに加わる。それは、RFID技術を採用するためのさらなる
動機を与える。また、ECPVSは、RSA署名と同等の安全性で、署名サイズを最小と
することができる。より小さなサイズの署名によって、複数の署名端末16をサプライチ
ェーンで利用することができる。これにより、複数の署名が、各タグに残る利用可能なス
ペースに、順次書き込まれる。この複数の署名は、順次検証が必要とされる。したがって
、製品がサプライチェーンを通って移動する際、製品の所在を追跡することが容易になる
。
〔RFID認証システムのための鍵管理システム〕
次に、図2の概要で示した鍵配布のための一実施形態として、図10を参照して、鍵管
理システム(KMS)400を説明する。図10に示される例では、KMS400は、薬
剤の製造段階、サプライチェーン22、および、その後の消費者への流通において、鍵配
布の管理を担う。
次に、図2の概要で示した鍵配布のための一実施形態として、図10を参照して、鍵管
理システム(KMS)400を説明する。図10に示される例では、KMS400は、薬
剤の製造段階、サプライチェーン22、および、その後の消費者への流通において、鍵配
布の管理を担う。
上述のとおり、薬剤または製品IDコード54のような秘密情報または機密事項を含む
RFIDタグ20は、ECPV署名を使って隠すことができる。しかし、隠された部分は
、署名端末16公開鍵W1−Tおよびリーダ14の公開鍵Z1−Nそれぞれを使って復元
できるので、全体のシステムが分散したり、拡張したり得るように意図されている場合は
、一般的には、安全な方法でECPV公開鍵を保護し、その公開鍵の配布を監視し、管理
することが望ましい。KMS400は、権限があるリーダ14のみが、製品IDコード5
4を復元できるように、ECPV公開鍵の配布を管理する目的で使うことができる。よっ
て、以下の例における鍵W1−TおよびZ1−Nは、これらの鍵の使用について管理がな
されることによって従来の「公開型」ではないことを前提に、「検証鍵」と称される。
RFIDタグ20は、ECPV署名を使って隠すことができる。しかし、隠された部分は
、署名端末16公開鍵W1−Tおよびリーダ14の公開鍵Z1−Nそれぞれを使って復元
できるので、全体のシステムが分散したり、拡張したり得るように意図されている場合は
、一般的には、安全な方法でECPV公開鍵を保護し、その公開鍵の配布を監視し、管理
することが望ましい。KMS400は、権限があるリーダ14のみが、製品IDコード5
4を復元できるように、ECPV公開鍵の配布を管理する目的で使うことができる。よっ
て、以下の例における鍵W1−TおよびZ1−Nは、これらの鍵の使用について管理がな
されることによって従来の「公開型」ではないことを前提に、「検証鍵」と称される。
図10に示されるとおり、製造業者402で製造された(RFIDプログラミング、ラ
ベリング、などを含む)製品18は、サプライチェーン22に入ることが可能であり、最
終的には、その製品18をさらに消費者に流通させる診療所または薬局408に到達する
。製品18は、それ自体に、署名されたRFIDタグ20をつけられている。上記署名は
、サプライチェーン20における様々な段階や販売時点でタグ20から読み取られて検証
される。よって、診療所または薬局408は、リーダ製造業者410にプログラムされて
供給されたRFIDリーダ14を保有する。上述したとおり、署名されたRFIDタグ2
0の検証には、最新の検証鍵を保有していることが必要である。この検証鍵は、中央KM
S400により、配布され、更新され、追跡され、あるいは、管理されている。KMS4
00は、鍵投入制御部(key inject controllers)422を利用してもよい。これにより
、署名されたタグ20の数、プログラムされたリーダ14の数、および、配置済みリーダ
14の数を追跡できる。なお、配置済みリーダ14は、リーダ14は、収益を収集するた
めに、ならびに、製品18の流通およびその中身の秘密を保護するために更新される。K
MS400は、制御された信頼できる方法にて、配置されているリーダ14に、鍵や関連
情報を配布するのに用いられる。これにより、タグ20のECPV署名416は、確実に
、「権限の有る」リーダ14によってのみ、認証されるようになる。例えば、権限のない
リーダが、薬品IDコード54またはその他機密情報(あるいは、そうでなくてもRFI
Dタグ20のパッシブタイプメモリのECPV署名に隠された情報)を取得することを防
ぐことができる。
ベリング、などを含む)製品18は、サプライチェーン22に入ることが可能であり、最
終的には、その製品18をさらに消費者に流通させる診療所または薬局408に到達する
。製品18は、それ自体に、署名されたRFIDタグ20をつけられている。上記署名は
、サプライチェーン20における様々な段階や販売時点でタグ20から読み取られて検証
される。よって、診療所または薬局408は、リーダ製造業者410にプログラムされて
供給されたRFIDリーダ14を保有する。上述したとおり、署名されたRFIDタグ2
0の検証には、最新の検証鍵を保有していることが必要である。この検証鍵は、中央KM
S400により、配布され、更新され、追跡され、あるいは、管理されている。KMS4
00は、鍵投入制御部(key inject controllers)422を利用してもよい。これにより
、署名されたタグ20の数、プログラムされたリーダ14の数、および、配置済みリーダ
14の数を追跡できる。なお、配置済みリーダ14は、リーダ14は、収益を収集するた
めに、ならびに、製品18の流通およびその中身の秘密を保護するために更新される。K
MS400は、制御された信頼できる方法にて、配置されているリーダ14に、鍵や関連
情報を配布するのに用いられる。これにより、タグ20のECPV署名416は、確実に
、「権限の有る」リーダ14によってのみ、認証されるようになる。例えば、権限のない
リーダが、薬品IDコード54またはその他機密情報(あるいは、そうでなくてもRFI
Dタグ20のパッシブタイプメモリのECPV署名に隠された情報)を取得することを防
ぐことができる。
図11に示されるように、本例の薬品製造業者402で実施される製造工程は、一部に
、RFIDタグのプログラミング段階(programming stage)404、および、薬剤製品
のラベリング段階(labelingstage)406を含む。薬剤製品18は、ラベル19を付与
されると間もなく、妥当な場合、サプライチェーンに入り、最終的には、診療所または薬
局408にたどり着く。そして、そこから、上述したとおり、製品18は、消費者へ流通
する(販売される)。
、RFIDタグのプログラミング段階(programming stage)404、および、薬剤製品
のラベリング段階(labelingstage)406を含む。薬剤製品18は、ラベル19を付与
されると間もなく、妥当な場合、サプライチェーンに入り、最終的には、診療所または薬
局408にたどり着く。そして、そこから、上述したとおり、製品18は、消費者へ流通
する(販売される)。
タグプロブラミング段階404は、一般的には、プログラムされていない(好ましくは
、前もって焼き付けられた通し番号、または、UIDを含む)RFIDタグ20を取得ま
たは受信する。上記RFIDタグ20は、RFIDプログラマ414を用いて、例えば、
図5に示されるEPCグローバルコードなどの製品IDコードなどを含むようにプログラ
ムされる。本例では、例えば、ECPV署名などのデジタル署名416は、RFIDプロ
グラマ414によって、タグ20に書き込まれる。RFIDプログラマ414は、インタ
フェースを有し、鍵投入システム417aによって、少なくとも部分的に制御されること
が望ましい。鍵投入システム417aは、署名エージェント419aと、鍵投入サーバ(
key injectserver)418a(本例においては、プログラミング段階404と同じ位置
にある)と、鍵投入制御部422a(通常、鍵投入サーバ418aと安全に通信する外部
の主体である)とを含む。本例のRFIDプログラマ414は、タグ20に署名416を
作成して書き込むために、署名エージェント419aとの直接のインタフェースを有し、
必要な情報を取得する。
、前もって焼き付けられた通し番号、または、UIDを含む)RFIDタグ20を取得ま
たは受信する。上記RFIDタグ20は、RFIDプログラマ414を用いて、例えば、
図5に示されるEPCグローバルコードなどの製品IDコードなどを含むようにプログラ
ムされる。本例では、例えば、ECPV署名などのデジタル署名416は、RFIDプロ
グラマ414によって、タグ20に書き込まれる。RFIDプログラマ414は、インタ
フェースを有し、鍵投入システム417aによって、少なくとも部分的に制御されること
が望ましい。鍵投入システム417aは、署名エージェント419aと、鍵投入サーバ(
key injectserver)418a(本例においては、プログラミング段階404と同じ位置
にある)と、鍵投入制御部422a(通常、鍵投入サーバ418aと安全に通信する外部
の主体である)とを含む。本例のRFIDプログラマ414は、タグ20に署名416を
作成して書き込むために、署名エージェント419aとの直接のインタフェースを有し、
必要な情報を取得する。
一般的に、鍵投入システム417は、装置の登録を離れて監視し、必要であれば、その
装置に不変で固有の情報の投入量を測る(meter)システムである。鍵投入システム41
7の記述一式は、同時係属中の米国特許出願番号11/450,418(出願日:200
6年6月12日)にあり、その内容を参照することで本明細書に組み込まれる。本例にお
いて、制御部422aは、RFIDプログラミング設備から離れているが、薬品を製造す
る会社の管理下にあることが好ましいコンピュータシステムである。
装置に不変で固有の情報の投入量を測る(meter)システムである。鍵投入システム41
7の記述一式は、同時係属中の米国特許出願番号11/450,418(出願日:200
6年6月12日)にあり、その内容を参照することで本明細書に組み込まれる。本例にお
いて、制御部422aは、RFIDプログラミング設備から離れているが、薬品を製造す
る会社の管理下にあることが好ましいコンピュータシステムである。
鍵投入サーバ418a、署名エージェント419a、RFIDプログラマ414は、同
じ場所、または、建物にあってもなくてもよい。鍵投入システム417aの構成要素につ
いて、内部および/または外部に接続するネットワーク上に、安全な接続を確立すること
が好ましい。署名エージェント419aは、好ましくはハードウェアのセキュリティモジ
ュールにおいて、データ記憶装置420を備えている。このデータ記憶装置420は、署
名エージェント419が、暗号化、復号化、および、署名などの暗号処理にかかわる機密
保護の動作を行うため、および、機密データを保存するために使う、保護された装置であ
る。
じ場所、または、建物にあってもなくてもよい。鍵投入システム417aの構成要素につ
いて、内部および/または外部に接続するネットワーク上に、安全な接続を確立すること
が好ましい。署名エージェント419aは、好ましくはハードウェアのセキュリティモジ
ュールにおいて、データ記憶装置420を備えている。このデータ記憶装置420は、署
名エージェント419が、暗号化、復号化、および、署名などの暗号処理にかかわる機密
保護の動作を行うため、および、機密データを保存するために使う、保護された装置であ
る。
記憶装置420は、各製品タイプに対する(例えば、各薬品に対する)鍵対(wj,W
j)を保存する。本例では、薬品製造業者402は、5つ(5)の異なる製品について、
署名416を書き込む責任がある。よって、図11に示されるように5つの鍵対を保存す
る。データ記憶装置420は、同じ施設の複数の製品ライン上または異なる建物に配置さ
れる、複数のRFIDプログラマ414からのアクセスを受けることが可能であると解さ
れる。よって、製造工程の物流管理に応じて、いくつの鍵投入システム417a、データ
記憶装置420、および、RFIDプログラマ414が使われてもよい。ここでは、話を
単純にするため、1つの施設内における5つの製品ラインを例に説明する。本例では、製
品に適したいずれかの鍵対(wj,Wj)を使って署名416を書き込むように構成され
た1つのRFIDプログラマ414を備えている共通鍵投入システム417を利用する。
鍵投入システム417aは、単に鍵を配布する方法の1つであり、KMS400がそのよ
うな工程を、監視し、制御する別の構成を用いてもよいものと理解される。よって、KM
S400は、一般的に、鍵を配布するための制御部と考えられ、RFID認証システム全
体において含まれる様々な当事者と相互に作用するのに、適用可能なサブシステムならど
のようなものでも使うことができる。
j)を保存する。本例では、薬品製造業者402は、5つ(5)の異なる製品について、
署名416を書き込む責任がある。よって、図11に示されるように5つの鍵対を保存す
る。データ記憶装置420は、同じ施設の複数の製品ライン上または異なる建物に配置さ
れる、複数のRFIDプログラマ414からのアクセスを受けることが可能であると解さ
れる。よって、製造工程の物流管理に応じて、いくつの鍵投入システム417a、データ
記憶装置420、および、RFIDプログラマ414が使われてもよい。ここでは、話を
単純にするため、1つの施設内における5つの製品ラインを例に説明する。本例では、製
品に適したいずれかの鍵対(wj,Wj)を使って署名416を書き込むように構成され
た1つのRFIDプログラマ414を備えている共通鍵投入システム417を利用する。
鍵投入システム417aは、単に鍵を配布する方法の1つであり、KMS400がそのよ
うな工程を、監視し、制御する別の構成を用いてもよいものと理解される。よって、KM
S400は、一般的に、鍵を配布するための制御部と考えられ、RFID認証システム全
体において含まれる様々な当事者と相互に作用するのに、適用可能なサブシステムならど
のようなものでも使うことができる。
署名416は、通し番号、製品18に固有の製品IDコード54、および、他のサプラ
イチェーン22特有のメタデータを用いて、また、その製品18用の秘密鍵を用いて、タ
グ20に署名することにより生成される。署名416は、上述したとおり、タグ20に書
き込まれるECPV署名であることが好ましい。
イチェーン22特有のメタデータを用いて、また、その製品18用の秘密鍵を用いて、タ
グ20に署名することにより生成される。署名416は、上述したとおり、タグ20に書
き込まれるECPV署名であることが好ましい。
図11から分かるように、ラベリング段階406では、署名416を含む、プログラム
されたRFIDタグ20をラベル19に付け、さらに、ラベル19を製品18に付ける。
ラベリング段階406がRFIDプログラミング段階404に統合されていてもよいし、
同様に、両者が同じ施設にあってもよい。この場合も、製造工程の性質は、製品18、産
業における必要条件などに依存する。そして、図11は単に説明用の一構成である。本例
では、ラベリング機(図示せず)を使用してもよいし、望まれる場合、または、署名がラ
ベリング段階406で付加される場合、ラベリング機は、鍵投入システム417aとのイ
ンタフェースを有していてもよい。
されたRFIDタグ20をラベル19に付け、さらに、ラベル19を製品18に付ける。
ラベリング段階406がRFIDプログラミング段階404に統合されていてもよいし、
同様に、両者が同じ施設にあってもよい。この場合も、製造工程の性質は、製品18、産
業における必要条件などに依存する。そして、図11は単に説明用の一構成である。本例
では、ラベリング機(図示せず)を使用してもよいし、望まれる場合、または、署名がラ
ベリング段階406で付加される場合、ラベリング機は、鍵投入システム417aとのイ
ンタフェースを有していてもよい。
製品18はラベルをつけられると、輸送、入庫、流通などの工程を含むサプライチェー
ン22に入れられる。以下で述べられるとおり、追加の署名416を、タグ20に追加す
ることも可能である。および/または、署名416は、サプライチェーンのどの段階でも
(または、全ての段階で)RFIDリーダ14によって検証されてもよい。
ン22に入れられる。以下で述べられるとおり、追加の署名416を、タグ20に追加す
ることも可能である。および/または、署名416は、サプライチェーンのどの段階でも
(または、全ての段階で)RFIDリーダ14によって検証されてもよい。
製品18(ここでは薬品)は、最終的には、1つ以上の診療所または薬局408に到達
する。診療所または薬局408は、その後の薬品18の消費者への流通を担うものであり
、図14に詳細が示される。各診療所または薬局408は、更新された鍵対を含むリーダ
14を備える。更新された鍵対は、ローカルに保存されている。好ましくは安全なハード
ウェア、つまり、データ記憶装置426に保存されている。図2において概略的に示すよ
うに、リーダ14は、各自の鍵対を保存している。この例では、リーダ14は、リーダ1
であり、鍵対(z1,Z1)、対応する証明書CVER1のコピー、CAの証明書CCA
のコピー、および、リーダ1が使うことを許可されている検証鍵(例えば、鍵W1−5)
を保管している。検証鍵は、以下で説明されるように、KMS400によって、条件付で
付与される。
する。診療所または薬局408は、その後の薬品18の消費者への流通を担うものであり
、図14に詳細が示される。各診療所または薬局408は、更新された鍵対を含むリーダ
14を備える。更新された鍵対は、ローカルに保存されている。好ましくは安全なハード
ウェア、つまり、データ記憶装置426に保存されている。図2において概略的に示すよ
うに、リーダ14は、各自の鍵対を保存している。この例では、リーダ14は、リーダ1
であり、鍵対(z1,Z1)、対応する証明書CVER1のコピー、CAの証明書CCA
のコピー、および、リーダ1が使うことを許可されている検証鍵(例えば、鍵W1−5)
を保管している。検証鍵は、以下で説明されるように、KMS400によって、条件付で
付与される。
各リーダ14は、図12に示すとおり、鍵投入システム417を使うリーダ製造業者4
10にてプログラムされる。リーダ製造業者410は、鍵対(zi,Zi)を生成し、識
別目的で装置識別子Deviを各リーダ14に割り当てるために、鍵投入システム417
を使う。リーダ製造業者410は、KMS400用に装置識別子を記録したデータベース
424を備えている。リーダ製造業者のリーダ/プログラマ421は、別の鍵投入エージ
ェント419bとのインタフェースを有している。そして、上記鍵投入エージェント41
9bは、リーダ14のプログラミングをたどるために、別の鍵投入エージェント418b
と通信する。このように、各リーダ14は新しい鍵対を付与されているので、鍵投入サー
バ418bは、別の投入制御部422bを介して、KMS400に新しい鍵を折り返し伝
えることができ、その様な業務の利益を追跡することができる。
10にてプログラムされる。リーダ製造業者410は、鍵対(zi,Zi)を生成し、識
別目的で装置識別子Deviを各リーダ14に割り当てるために、鍵投入システム417
を使う。リーダ製造業者410は、KMS400用に装置識別子を記録したデータベース
424を備えている。リーダ製造業者のリーダ/プログラマ421は、別の鍵投入エージ
ェント419bとのインタフェースを有している。そして、上記鍵投入エージェント41
9bは、リーダ14のプログラミングをたどるために、別の鍵投入エージェント418b
と通信する。このように、各リーダ14は新しい鍵対を付与されているので、鍵投入サー
バ418bは、別の投入制御部422bを介して、KMS400に新しい鍵を折り返し伝
えることができ、その様な業務の利益を追跡することができる。
図13に示されるように、KMS400は、CA429、認証サーバ428、および、
条件付アクセスデータベース430を備え、領域内のリーダ14が、署名端末16用に更
新された証明書を取得できるようにする。その後、これらの証明書は、リーダ14によっ
て、署名端末16の鍵投入エージェント418により生成されるデジタル署名416を検
証するために使われる。
条件付アクセスデータベース430を備え、領域内のリーダ14が、署名端末16用に更
新された証明書を取得できるようにする。その後、これらの証明書は、リーダ14によっ
て、署名端末16の鍵投入エージェント418により生成されるデジタル署名416を検
証するために使われる。
署名端末16用の新しい鍵対(wj,Wj)は、いくつかの方法で生成できる。例えば
、鍵対は、承認された作業者により、安全な環境下で生成されてもよい。そして、必要に
応じて、鍵対を、署名端末16にアップロードしてもよい。他の実施形態においては、鍵
対は署名エージェント419、または、鍵投入サーバ418によって、自動的に生成され
てもよい。また他の実施形態では、鍵対は、鍵投入制御部422、または、KMS400
によって(すなわち、離れた場所で)生成されてもよい。そして、その鍵対は、安全に署
名端末16に(すなわち、鍵投入サーバ418、および、エージェント419を介して)
送付、または、アップロードされてもよい。新しい鍵対(wj,Wj)は、新しい署名端
末16が配置される毎に、または、既存の署名端末16が(例えば、異なる製造ライン用
の)複数の鍵を使うことが所望される場合に、必要となる。署名端末16が、新しい鍵対
を生成すると、秘密鍵とともに署名された公開鍵を含む証明書の要求が作成される。証明
書の要求は、KMS400に折り返し送信される。本例において、証明書の要求の送付は
鍵投入制御部422aを通して行われる。鍵投入制御部422aを使うことによって、K
MS400が、鍵情報を最新の状態に保つことができるのみならず、正式な合意のない新
しい製造ラインを造る不正な試みを抑制することができる。よって、KMS400は、正
当に手続きされた各製造ラインの、署名された各タグ20に対応する収益を追跡し、取得
することができる。
、鍵対は、承認された作業者により、安全な環境下で生成されてもよい。そして、必要に
応じて、鍵対を、署名端末16にアップロードしてもよい。他の実施形態においては、鍵
対は署名エージェント419、または、鍵投入サーバ418によって、自動的に生成され
てもよい。また他の実施形態では、鍵対は、鍵投入制御部422、または、KMS400
によって(すなわち、離れた場所で)生成されてもよい。そして、その鍵対は、安全に署
名端末16に(すなわち、鍵投入サーバ418、および、エージェント419を介して)
送付、または、アップロードされてもよい。新しい鍵対(wj,Wj)は、新しい署名端
末16が配置される毎に、または、既存の署名端末16が(例えば、異なる製造ライン用
の)複数の鍵を使うことが所望される場合に、必要となる。署名端末16が、新しい鍵対
を生成すると、秘密鍵とともに署名された公開鍵を含む証明書の要求が作成される。証明
書の要求は、KMS400に折り返し送信される。本例において、証明書の要求の送付は
鍵投入制御部422aを通して行われる。鍵投入制御部422aを使うことによって、K
MS400が、鍵情報を最新の状態に保つことができるのみならず、正式な合意のない新
しい製造ラインを造る不正な試みを抑制することができる。よって、KMS400は、正
当に手続きされた各製造ラインの、署名された各タグ20に対応する収益を追跡し、取得
することができる。
また、KMS400は、別の鍵投入制御部422bを使って、プログラムされたリーダ
14の数を追跡できる。このように、KMS400は、署名端末16によって署名された
署名416を検証することができる(また、許可を有する)全てのリーダ14を確実に認
識できる。これによって、署名416の復元可能な内容の少なくとも一部が機密、または
、秘密の情報である場合、KMS400は全システムの安全性および秘密性をより確実に
できる。
14の数を追跡できる。このように、KMS400は、署名端末16によって署名された
署名416を検証することができる(また、許可を有する)全てのリーダ14を確実に認
識できる。これによって、署名416の復元可能な内容の少なくとも一部が機密、または
、秘密の情報である場合、KMS400は全システムの安全性および秘密性をより確実に
できる。
同様に、KMS400は、タグ20がサプライチェーン22を通る際に起こる、各署名
検証、または、追加の署名書き込み動作を追跡できる。よって、KMS400は適切なエ
ンティティに鍵を安全に配布するだけでなく、鍵配布サービスにおける収益点を確認でき
る。例えば、KMS400は、署名されたタグ20の数、および、プログラムされたリー
ダ14の数を追跡し、装置ごとまたはタグごとの使用料を収集できる。また、KMS40
0は、診療所または薬局408でのリーダの使用についても追跡し、更新された鍵を持つ
配置されたリーダ14を同期させることについての、月額料金または定額サービス料金を
回収してもよい。そして、診療所または薬局408、および、製造業者402は、その消
費者、および/または、その取引先に安全性および秘密性を提供できる。
検証、または、追加の署名書き込み動作を追跡できる。よって、KMS400は適切なエ
ンティティに鍵を安全に配布するだけでなく、鍵配布サービスにおける収益点を確認でき
る。例えば、KMS400は、署名されたタグ20の数、および、プログラムされたリー
ダ14の数を追跡し、装置ごとまたはタグごとの使用料を収集できる。また、KMS40
0は、診療所または薬局408でのリーダの使用についても追跡し、更新された鍵を持つ
配置されたリーダ14を同期させることについての、月額料金または定額サービス料金を
回収してもよい。そして、診療所または薬局408、および、製造業者402は、その消
費者、および/または、その取引先に安全性および秘密性を提供できる。
次に、図15に基づいて、署名端末16用の新しい鍵を生成し、タグ20に署名をする
ための工程を概略的に示す。上述したとおり、新しい鍵対(wj,Wj)を、安全な環境
で生成し、署名エージェント419aに手動でロードできる。もしくは、新しい鍵対(w
j,Wj)を、KMS400および/または鍵投入システム417aによって生成し、ロ
ードすることができる。上記新しい鍵対が生成されて署名端末16(例えば、製造業者4
02)にロードされると、鍵エージェント419aは証明書の要求を生成して、例えば、
鍵投入システム417aを通して、KMS400に送信する。なお、図10から図14ま
でに示されるシステムでは、署名端末16、および、リーダ14が常時ネットワーク上に
ある必要はない。よって証明書の要求は、例えば、eメール、または、その他の通信形式
で、KMS400に対する証明書追加の取引上の要求と共に、鍵投入サーバ418aによ
って、後程に、CA429に送付されてもよい。
ための工程を概略的に示す。上述したとおり、新しい鍵対(wj,Wj)を、安全な環境
で生成し、署名エージェント419aに手動でロードできる。もしくは、新しい鍵対(w
j,Wj)を、KMS400および/または鍵投入システム417aによって生成し、ロ
ードすることができる。上記新しい鍵対が生成されて署名端末16(例えば、製造業者4
02)にロードされると、鍵エージェント419aは証明書の要求を生成して、例えば、
鍵投入システム417aを通して、KMS400に送信する。なお、図10から図14ま
でに示されるシステムでは、署名端末16、および、リーダ14が常時ネットワーク上に
ある必要はない。よって証明書の要求は、例えば、eメール、または、その他の通信形式
で、KMS400に対する証明書追加の取引上の要求と共に、鍵投入サーバ418aによ
って、後程に、CA429に送付されてもよい。
取引上の要求は、通常、KMS400と製造業者402との取引関係のパラメータを含
む。例えば、署名生成の際には現行の有効な鍵によって更新された状態に製造業者402
を維持することに対する、署名ごとの料金(KMS400が回収する料金)に関する合意
などが考えられる。また、製造環境の性質、製品18、出来高、単価などによって、定額
月料金や単発料金などの別の合意がなされていてもよい。
む。例えば、署名生成の際には現行の有効な鍵によって更新された状態に製造業者402
を維持することに対する、署名ごとの料金(KMS400が回収する料金)に関する合意
などが考えられる。また、製造環境の性質、製品18、出来高、単価などによって、定額
月料金や単発料金などの別の合意がなされていてもよい。
KMS400により、取引上の合意が処理されると、KMS400は生成された鍵対に
対応する証明書CSIGNjを発行し、返信する。証明書は、その証明書を受ける権利が
あるリーダ14のリストと共に、認証サーバ428におかれる。よって、取引上の要求に
も、通常、サプライチェーン22中の好ましい、または、必須の流通者および/または通
信者に関する詳細が含まれる。これにより、KMS400は、リーダ14に対する許可を
追跡し、それに応じてそれらのリーダ14の鍵を更新できる。また、証明書CSIGNj
は、上述したとおり、今後参照するために、署名端末16によっても保存される。なお、
署名端末16は、通常の動作において、必ずしも証明書を使うわけではない。
対応する証明書CSIGNjを発行し、返信する。証明書は、その証明書を受ける権利が
あるリーダ14のリストと共に、認証サーバ428におかれる。よって、取引上の要求に
も、通常、サプライチェーン22中の好ましい、または、必須の流通者および/または通
信者に関する詳細が含まれる。これにより、KMS400は、リーダ14に対する許可を
追跡し、それに応じてそれらのリーダ14の鍵を更新できる。また、証明書CSIGNj
は、上述したとおり、今後参照するために、署名端末16によっても保存される。なお、
署名端末16は、通常の動作において、必ずしも証明書を使うわけではない。
署名エージェント419aに、1つ以上の製品ラインの1つ以上の製品18に対応する
、1つ以上の鍵が供給されると、タグ20はプログラミング段階404で署名される。鍵
投入システム417aは、署名されたタグ20の数を制限するために、信用取引量(cred
it pool)を測る(meter)のに用いられてもよい。あるいは、その代わりに、鍵投入シス
テム417aは、安全な報告処理を用いることによって署名されたタグ20の数の簡単な
追跡を行ってもよい。例えば、図15に示されるように、タグ20に署名をした後、署名
エージェント419aは、署名サーバ418aに、タグ20が署名されたことを示す報告
を返す。報告は、特定の実行や移動時に、各タグ20について繰り返される。それから、
署名エージェント419aは、次の命令、更新、または、タグ20のバッチ処理を待つ。
それから、サーバ418aは、適切な時に、鍵投入制御部422aを通して、KMS40
0に、署名されたタグの合計数を報告してもよい。あるいは、署名エージェント419a
は、署名されたタグの数を追跡し、サーバ418aに合計数を報告し、さらにサーバ41
8aが制御部422aを通してKMS400に折り返し報告をするようにしてもよい。鍵
投入システム417aは、タグの署名を追跡できるだけでなく、特定の時間内に、および
/または、特定の製造業者402、または、製造ライン用などについて、署名されたタグ
20の数を制限するために、信用取引量(credit pool)を測ることもできる。
、1つ以上の鍵が供給されると、タグ20はプログラミング段階404で署名される。鍵
投入システム417aは、署名されたタグ20の数を制限するために、信用取引量(cred
it pool)を測る(meter)のに用いられてもよい。あるいは、その代わりに、鍵投入シス
テム417aは、安全な報告処理を用いることによって署名されたタグ20の数の簡単な
追跡を行ってもよい。例えば、図15に示されるように、タグ20に署名をした後、署名
エージェント419aは、署名サーバ418aに、タグ20が署名されたことを示す報告
を返す。報告は、特定の実行や移動時に、各タグ20について繰り返される。それから、
署名エージェント419aは、次の命令、更新、または、タグ20のバッチ処理を待つ。
それから、サーバ418aは、適切な時に、鍵投入制御部422aを通して、KMS40
0に、署名されたタグの合計数を報告してもよい。あるいは、署名エージェント419a
は、署名されたタグの数を追跡し、サーバ418aに合計数を報告し、さらにサーバ41
8aが制御部422aを通してKMS400に折り返し報告をするようにしてもよい。鍵
投入システム417aは、タグの署名を追跡できるだけでなく、特定の時間内に、および
/または、特定の製造業者402、または、製造ライン用などについて、署名されたタグ
20の数を制限するために、信用取引量(credit pool)を測ることもできる。
次に、図16に基づいて、リーダ14の登録工程を示す。まず、リーダ製造業者410
にて、リーダ14が、リーダの鍵対(zi,Zi)の作成も含めて、製造される。リーダ
14は、証明書の要求を生成し、それを、鍵投入システム417bを介して、KMS40
0に送信する。そして、リーダ14は、対応する証明書CVERiを発行してもらう。そ
れから、リーダ14は、診療所または薬局408、または、サプライチェーン22の中の
特定の段階に配置される。リーダ14は配置されると、登録を要求するために、鍵投入シ
ステム417bを通して、KMS400に接続される。KMS400は、もしあれば、リ
ーダ14の特定の所持者に権利を与えられている鍵がどれかを判定し、要求の正当性を検
証する。正当性が確認された場合、KMS400は、リーダ14に一対の許可を与え、そ
れを記録する。KMS400は、対応する検証鍵Wjと共に、これらの許可を示すものを
、リーダ14に送る。この時点で、メタデータが添付されてもよい。それから、リーダ1
4は、好ましくは、ハードウェアセキュリティモジュール(HSM)の中に、安全に鍵を
保存し、KMS400に鍵の受領を知らせる。その後、製品18が売られる際に、リーダ
14は、タグ20上の署名416を検証するために、上記許可に従い、検証鍵を使っても
よい。
にて、リーダ14が、リーダの鍵対(zi,Zi)の作成も含めて、製造される。リーダ
14は、証明書の要求を生成し、それを、鍵投入システム417bを介して、KMS40
0に送信する。そして、リーダ14は、対応する証明書CVERiを発行してもらう。そ
れから、リーダ14は、診療所または薬局408、または、サプライチェーン22の中の
特定の段階に配置される。リーダ14は配置されると、登録を要求するために、鍵投入シ
ステム417bを通して、KMS400に接続される。KMS400は、もしあれば、リ
ーダ14の特定の所持者に権利を与えられている鍵がどれかを判定し、要求の正当性を検
証する。正当性が確認された場合、KMS400は、リーダ14に一対の許可を与え、そ
れを記録する。KMS400は、対応する検証鍵Wjと共に、これらの許可を示すものを
、リーダ14に送る。この時点で、メタデータが添付されてもよい。それから、リーダ1
4は、好ましくは、ハードウェアセキュリティモジュール(HSM)の中に、安全に鍵を
保存し、KMS400に鍵の受領を知らせる。その後、製品18が売られる際に、リーダ
14は、タグ20上の署名416を検証するために、上記許可に従い、検証鍵を使っても
よい。
その間、リーダ14は、所定の時間が経過していくつかの鍵が失効している場合があっ
たり、新しい製品18の検証が必要な場合があったりするので、KMS400からの更新
を待つ。KMS400は、署名端末16(例えば、製造業者402)から取得されるフィ
ードバックに基づいて、また、製造情報、秘密問題などに基づいて、リーダ14を更新で
きる。
たり、新しい製品18の検証が必要な場合があったりするので、KMS400からの更新
を待つ。KMS400は、署名端末16(例えば、製造業者402)から取得されるフィ
ードバックに基づいて、また、製造情報、秘密問題などに基づいて、リーダ14を更新で
きる。
次に、図17に基づいて、リーダ14の更新処理が示される。KMS400は、まず、
証明書の取り消し、製品の期限切れ、および、製品18の有効性とそれに対応する署名4
16を検証するのに使われる鍵Wjの有効性とに影響するその他情報を取得または収集す
る。この情報は、特定のリーダ14に割り当てられた許可に関するローカルに保存された
情報と比較され、各リーダ14の更新の準備が行われる。KMS400は、接続可能な場
合(もしくは、ポーリングまたは他の予定されたルーチンを使って)、リーダ14に接続
し、更新情報を送信する。それから、KMS400は、リーダ14が更新されたという通
知を待ち、その後、次の更新が要求される、および/または、可能になるまで、接続を断
つ。
証明書の取り消し、製品の期限切れ、および、製品18の有効性とそれに対応する署名4
16を検証するのに使われる鍵Wjの有効性とに影響するその他情報を取得または収集す
る。この情報は、特定のリーダ14に割り当てられた許可に関するローカルに保存された
情報と比較され、各リーダ14の更新の準備が行われる。KMS400は、接続可能な場
合(もしくは、ポーリングまたは他の予定されたルーチンを使って)、リーダ14に接続
し、更新情報を送信する。それから、KMS400は、リーダ14が更新されたという通
知を待ち、その後、次の更新が要求される、および/または、可能になるまで、接続を断
つ。
KMS400は、半オンライン状態で作動することができ、よって、リーダ14、およ
び、署名端末16は常にオンライン状態にある専用接続を必要としないことが分かる。K
MS400は、必要な時に更新作業をすることができる。または、接続の確立を必要とす
る予定された更新をすることができる。可能であれば、製造環境、サプライチェーン22
、および、流通路経路の性質によって、完全にオンライン状態のシステム、および/また
は、閉ループのシステムが、1つの主体の中で、使われてもよい。
び、署名端末16は常にオンライン状態にある専用接続を必要としないことが分かる。K
MS400は、必要な時に更新作業をすることができる。または、接続の確立を必要とす
る予定された更新をすることができる。可能であれば、製造環境、サプライチェーン22
、および、流通路経路の性質によって、完全にオンライン状態のシステム、および/また
は、閉ループのシステムが、1つの主体の中で、使われてもよい。
図18に、KMS400が、最新の鍵を維持することの対価としての、各回の利用料金
および定額料金を追跡し、回収ことができるようにする、典型的な利益フローを示す。例
えば、署名側では、鍵投入サーバ418aは、書き込まれる署名の数を追跡し、その数を
制御部422aに報告するのに用いられてもよい。さらに、必要であれば、鍵投入サーバ
418aは、更なる署名の書き込みなどが可能であるかを判断するのに用いられてもよい
。(計量(metering))するため、および、さらなる信用取引額(credit)に関して報告
をKMS400に返すために、鍵投入サーバ418aが用いられてもよい。あるいは、特
定の製造業者402から回収すべき収益を単に報告するために鍵投入サーバ418aが使
われてもよい。サーバ418aは、統合された収益レポートをKMS400に対して作成
するために、複数の製品ラインの複数の署名エージェント419aを追跡するのに用いる
ことが可能である。制御部422aは、制御部422の動作を(例えば、ログレポートを
使って)監視しているKMS400と共に、与信の管理および信用取引額の更新の責任を
担う(および、KMS400にこの情報を伝える)ことが望ましい。しかし、KMS40
0は、適切であれば、更なる与信額を認めてもよい。そして、KMS400は、接続が確
立されている間に更新の準備をし、書き込まれた署名416に対する収益を製造業者40
2から直接回収することもできる。上述したとおり、収益は、対応する取引上の必要条件
や取り決めによって、決められる。例えば、KMS400は、前もって所定の数の署名4
16に対する費用を回収し、その後、個別の署名に対して、追加収益を取得してもよい。
および定額料金を追跡し、回収ことができるようにする、典型的な利益フローを示す。例
えば、署名側では、鍵投入サーバ418aは、書き込まれる署名の数を追跡し、その数を
制御部422aに報告するのに用いられてもよい。さらに、必要であれば、鍵投入サーバ
418aは、更なる署名の書き込みなどが可能であるかを判断するのに用いられてもよい
。(計量(metering))するため、および、さらなる信用取引額(credit)に関して報告
をKMS400に返すために、鍵投入サーバ418aが用いられてもよい。あるいは、特
定の製造業者402から回収すべき収益を単に報告するために鍵投入サーバ418aが使
われてもよい。サーバ418aは、統合された収益レポートをKMS400に対して作成
するために、複数の製品ラインの複数の署名エージェント419aを追跡するのに用いる
ことが可能である。制御部422aは、制御部422の動作を(例えば、ログレポートを
使って)監視しているKMS400と共に、与信の管理および信用取引額の更新の責任を
担う(および、KMS400にこの情報を伝える)ことが望ましい。しかし、KMS40
0は、適切であれば、更なる与信額を認めてもよい。そして、KMS400は、接続が確
立されている間に更新の準備をし、書き込まれた署名416に対する収益を製造業者40
2から直接回収することもできる。上述したとおり、収益は、対応する取引上の必要条件
や取り決めによって、決められる。例えば、KMS400は、前もって所定の数の署名4
16に対する費用を回収し、その後、個別の署名に対して、追加収益を取得してもよい。
リーダの製造業者410に対して、KMS400は、製造されるリーダ14毎に費用請
求してもよい。リーダ14は、費用請求および追跡の必要性のために、鍵投入サーバ41
8bおよび制御部422bによって、追跡され、KMS400に折り返し報告される。リ
ーダ14が配置されると、KMS400は、正規のサービス料金と引き換えに、鍵を更新
することが望ましい。各リーダによる各読み取りを追跡することは、読み取りの失敗など
があるため、案外難しいが、KMS400は、読み取りごとにも料金を請求することがで
きることは解される。また、同様の収益の流れが、他のエンティティが関与する性質によ
り、サプライチェーン22におけるほかの様々な段階を通じて追跡され、取得されること
が可能なことがわかる。
求してもよい。リーダ14は、費用請求および追跡の必要性のために、鍵投入サーバ41
8bおよび制御部422bによって、追跡され、KMS400に折り返し報告される。リ
ーダ14が配置されると、KMS400は、正規のサービス料金と引き換えに、鍵を更新
することが望ましい。各リーダによる各読み取りを追跡することは、読み取りの失敗など
があるため、案外難しいが、KMS400は、読み取りごとにも料金を請求することがで
きることは解される。また、同様の収益の流れが、他のエンティティが関与する性質によ
り、サプライチェーン22におけるほかの様々な段階を通じて追跡され、取得されること
が可能なことがわかる。
〔複数の署名主による署名の集約(Aggregate Signatures for Multiple Signers)〕
署名端末の数が多いまたは署名の数も多い、かつ、署名を保存するためのスペースの量
が限られているまたは確保困難な(例えば、RFIDタグ20)場合、全署名の全てを含
めたサイズには高い費用がかかる可能性がある。以下の署名方式は、1または複数の署名
要素を集約することにより、複数署名の大きさを減少させる。以下の方式は、2つ以上の
署名を圧縮する従来の複数署名方式を改良したものである。
署名端末の数が多いまたは署名の数も多い、かつ、署名を保存するためのスペースの量
が限られているまたは確保困難な(例えば、RFIDタグ20)場合、全署名の全てを含
めたサイズには高い費用がかかる可能性がある。以下の署名方式は、1または複数の署名
要素を集約することにより、複数署名の大きさを減少させる。以下の方式は、2つ以上の
署名を圧縮する従来の複数署名方式を改良したものである。
以下に示される署名方式は、ここに説明され、例示されるように、RFID署名方式に
おいて、複数の署名手段から提供されたものをRFID署名方式に組み込むのに特に適し
ているが、どのような環境に対しても適用可能であると理解できる。
おいて、複数の署名手段から提供されたものをRFID署名方式に組み込むのに特に適し
ているが、どのような環境に対しても適用可能であると理解できる。
ある1つの実施においては、以下の集約署名方式(aggregate signature scheme)を、
複数の署名端末に(例えば、薬剤サプライチェーンにおけるRFIDタグ20に)採用す
ることができる。
複数の署名端末に(例えば、薬剤サプライチェーンにおけるRFIDタグ20に)採用す
ることができる。
従来、集約署名は、バイリニアペアリング(bilinear pairing)を用いたデジタル署名
アルゴリズムに基づいて提案されてきた。アルゴリズムは、従来の署名方式に2つの追加
の動作を備えた集約署名方式を定義する。第1の動作で、公開鍵U1、...、Utを持
つ、t人のユーザによって署名されたメッセージm1、m2、...、mtの署名セット
s1、s2、...、stを取得し、これらを1つの圧縮された署名sに集約する。第2
の動作で、メッセージm1、m2、...、mt、および、ユーザの公開鍵U1、...
、Utが与えられると、集約署名sを検証する。対応するメッセージおよびユーザごとに
、すべてのsiの正当性が認められたら、そしてその場合のみ、署名sの正当性が認めら
れる。
アルゴリズムに基づいて提案されてきた。アルゴリズムは、従来の署名方式に2つの追加
の動作を備えた集約署名方式を定義する。第1の動作で、公開鍵U1、...、Utを持
つ、t人のユーザによって署名されたメッセージm1、m2、...、mtの署名セット
s1、s2、...、stを取得し、これらを1つの圧縮された署名sに集約する。第2
の動作で、メッセージm1、m2、...、mt、および、ユーザの公開鍵U1、...
、Utが与えられると、集約署名sを検証する。対応するメッセージおよびユーザごとに
、すべてのsiの正当性が認められたら、そしてその場合のみ、署名sの正当性が認めら
れる。
以下は、特に、ECPVS署名に好適に使えるが、他のエルガマル(EIGamal)署名に
も同じく適用でき、また、同様に、以下に示されるようにECDSAのような別の方式に
も、利用できる。
も同じく適用でき、また、同様に、以下に示されるようにECDSAのような別の方式に
も、利用できる。
ECPVSおよびECDSA署名方式にを参照にする場合、上記の専門用語が、一貫性
を保つために繰り返して使われる。
を保つために繰り返して使われる。
上述の各例にしたがって、それぞれメッセージMを署名するT個の署名端末16がある
ものとする。単純化のため、全署名端末のMが同じであるとする。そして、ECPVSを
使って署名される場合、復元可能な部分H(例えば、製品ID)、および、可視部V(例
えば、UID)も同じであるとする。ある場合において、Vは、各署名端末j、例えば、
Vjごとに異なるものと理解される。また、上記に代えて、以下においては、署名端末ご
とに異なる復元可能なメッセージHjを署名することも可能であると考えられる。
ものとする。単純化のため、全署名端末のMが同じであるとする。そして、ECPVSを
使って署名される場合、復元可能な部分H(例えば、製品ID)、および、可視部V(例
えば、UID)も同じであるとする。ある場合において、Vは、各署名端末j、例えば、
Vjごとに異なるものと理解される。また、上記に代えて、以下においては、署名端末ご
とに異なる復元可能なメッセージHjを署名することも可能であると考えられる。
以下には、半集約署名方式(semi-aggregate signature scheme)、および、完全集約
署名方式(fully-aggregatesignature scheme)の、2種類の集約方式について示す。半
集約署名方式は、元のサイズの2/3に署名を圧縮できることが分かっている。完全集約
署名方式は、いくつかの署名端末16があるにもかかわらず、圧縮された集約署名が、1
つの署名サイズであることから、そのように呼ばれている。圧縮率は、T個の署名端末が
ある場合、T倍である。よって、完全集約方式は、多くの署名端末がある場合に、非常に
高い圧縮率を達成することができる。
署名方式(fully-aggregatesignature scheme)の、2種類の集約方式について示す。半
集約署名方式は、元のサイズの2/3に署名を圧縮できることが分かっている。完全集約
署名方式は、いくつかの署名端末16があるにもかかわらず、圧縮された集約署名が、1
つの署名サイズであることから、そのように呼ばれている。圧縮率は、T個の署名端末が
ある場合、T倍である。よって、完全集約方式は、多くの署名端末がある場合に、非常に
高い圧縮率を達成することができる。
完全集約は、半集約より、優れた圧縮を行うが、集約署名を作成するのに、各署名端末
の協力が必要である。よって、署名端末が、異なる場所にある場合には、適さない場合が
ある。さらに、例えば、当事者が様々な時間に署名をする場合といった別の状況において
は、完全集約署名は不可能である場合がある。しかし、半集約署名は、以下のように、非
同期の署名を可能にする。よって、半集約署名を、必要に応じて、完全集約に代えて採用
することができる。
の協力が必要である。よって、署名端末が、異なる場所にある場合には、適さない場合が
ある。さらに、例えば、当事者が様々な時間に署名をする場合といった別の状況において
は、完全集約署名は不可能である場合がある。しかし、半集約署名は、以下のように、非
同期の署名を可能にする。よって、半集約署名を、必要に応じて、完全集約に代えて採用
することができる。
〔半集約ECPVS(Semi-Aggregate ECPVS)〕
T個の署名端末のECPVSを用いた半集約署名方式は、第1の署名端末、すなわち、
署名端末1が、c1内の隠される部分Hを暗号化することによって、従来のECPVS署
名(c1,s1)を算出することにより始まる。次に、署名端末2は、Hを暗号化せずに
、c2を算出するときにc1を暗号化する。そして、別の要素s2を、通常の方法で算出
して、更新された署名(c2,s1,s2)を算出する。これが、署名端末Tが、cTを
計算する時にcT−1を暗号化するまで、各署名端末について繰り返される。そして、半
集約署名は、(cT,s1,...sT)となる。言い換えれば、各署名端末は、先の“
c”要素を暗号化し、さらに、更新された“c”要素を使って、次の“s”要素を生成す
る。
T個の署名端末のECPVSを用いた半集約署名方式は、第1の署名端末、すなわち、
署名端末1が、c1内の隠される部分Hを暗号化することによって、従来のECPVS署
名(c1,s1)を算出することにより始まる。次に、署名端末2は、Hを暗号化せずに
、c2を算出するときにc1を暗号化する。そして、別の要素s2を、通常の方法で算出
して、更新された署名(c2,s1,s2)を算出する。これが、署名端末Tが、cTを
計算する時にcT−1を暗号化するまで、各署名端末について繰り返される。そして、半
集約署名は、(cT,s1,...sT)となる。言い換えれば、各署名端末は、先の“
c”要素を暗号化し、さらに、更新された“c”要素を使って、次の“s”要素を生成す
る。
半集約ECPVS署名を検証するために、検証装置14(例、RFIDリーダ)は、ま
ず、要素(cT,sT)をECPVS検証することによって、cT−1を復元して、cT
からcT−1を復号する。次に、検証装置は、(cT−1,sT−1)からcT−2を復
元する。これがHの表記H’が復元されるまで繰り返される。それから、H’は、冗長性
などの特定の特徴についてチェックされる。もし、その特徴が存在するのであれば、メッ
セージMはH’とVとを使って再構築される。
ず、要素(cT,sT)をECPVS検証することによって、cT−1を復元して、cT
からcT−1を復号する。次に、検証装置は、(cT−1,sT−1)からcT−2を復
元する。これがHの表記H’が復元されるまで繰り返される。それから、H’は、冗長性
などの特定の特徴についてチェックされる。もし、その特徴が存在するのであれば、メッ
セージMはH’とVとを使って再構築される。
半集約方法は、2つの理由のためにそのように呼ばれる。第1に、中間暗号文c1,.
..,cT−1が、最終暗号文cTに含まれる必要がない。第2に、検証装置14は、全
ての暗号文が復号されるまで、中間署名の、承認または拒絶を引き延ばす。例えば、署名
端末2から署名端末Tまでが、冗長性を追加する必要はない。よって、追加の署名端末は
、値s2,...,sTを追加することによって、単にメッセージの拡張を行うだけであ
る。
..,cT−1が、最終暗号文cTに含まれる必要がない。第2に、検証装置14は、全
ての暗号文が復号されるまで、中間署名の、承認または拒絶を引き延ばす。例えば、署名
端末2から署名端末Tまでが、冗長性を追加する必要はない。よって、追加の署名端末は
、値s2,...,sTを追加することによって、単にメッセージの拡張を行うだけであ
る。
さらに、半集約署名方式を説明するために、図19、図20を参照しながら、3個の署
名端末に対する例を、以下に示す。以下の例は、薬剤サプライチェーンに、特に適用され
る。薬剤サプライチェーンは、サプライチェーン22の中にある3個の署名端末16を含
み、各署名端末16は、物体18(図1も参照)に付けられたRFIDタグ20に加えら
れた署名に、それぞれが寄与する。半集約署名方式は、どんな環境においても複数の署名
を提供するのに用いられ、RFIDシステムに限定されない。
名端末に対する例を、以下に示す。以下の例は、薬剤サプライチェーンに、特に適用され
る。薬剤サプライチェーンは、サプライチェーン22の中にある3個の署名端末16を含
み、各署名端末16は、物体18(図1も参照)に付けられたRFIDタグ20に加えら
れた署名に、それぞれが寄与する。半集約署名方式は、どんな環境においても複数の署名
を提供するのに用いられ、RFIDシステムに限定されない。
図19に示されるように、署名端末1は、一時的な鍵対(ephemeral key pair)の(k
1,Q1)を生成する。そして、上述したとおり、暗号鍵X1=KDF(Q1)を生成す
る。そして、第1の署名端末c1についての第1の署名要素が、鍵X1を用いてメッセー
ジMの復元可能な部分Hを暗号化することによって算出される。ここでは、Hには、後の
検証のために、十分な冗長性を確実に存在させる。そして、メッセージMの可視部Vを用
いて、中間要素h1が、ハッシュ関数(例えば、SHA1)を使って算出され、そして、
整数e1に変換される。この整数e1は、署名端末1の秘密鍵w1と一時鍵k1と共に、
第1の署名端末についての第2の署名要素s1を生成するために用いられる。本例におい
ては、その後、要素(c1,s1)をもつ署名が、ECPVSで通常どおりに、RFID
タグ20に書き込まれる。
1,Q1)を生成する。そして、上述したとおり、暗号鍵X1=KDF(Q1)を生成す
る。そして、第1の署名端末c1についての第1の署名要素が、鍵X1を用いてメッセー
ジMの復元可能な部分Hを暗号化することによって算出される。ここでは、Hには、後の
検証のために、十分な冗長性を確実に存在させる。そして、メッセージMの可視部Vを用
いて、中間要素h1が、ハッシュ関数(例えば、SHA1)を使って算出され、そして、
整数e1に変換される。この整数e1は、署名端末1の秘密鍵w1と一時鍵k1と共に、
第1の署名端末についての第2の署名要素s1を生成するために用いられる。本例におい
ては、その後、要素(c1,s1)をもつ署名が、ECPVSで通常どおりに、RFID
タグ20に書き込まれる。
それから、署名端末2、つまり、第2の署名端末は、別の署名を追加するのではなくて
、更新された半集約署名を作成するのに寄与する。この例においては、署名端末2は、サ
プライチェーンにおける別の地点にある。署名端末2は、署名端末1と同様に、一時鍵対
(k2,Q2)と暗号鍵X2=KDF(Q1)を生成する。しかし、この段階では、署名
端末2は、X2を使って、既存の署名要素c1を暗号化して、署名要素c2を生成する。
中間署名要素h2、整数e2、および、署名要素s2は、上述のように算出されるが、結
果として更新された署名は、この時点で、要素(c2,s1,s2)のセットを含む。そ
のため、署名要素c1は、c2に暗号化されて、“s”要素(すなわち、この段階ではs
1とs2)が、更新された署名の中に保持される。
、更新された半集約署名を作成するのに寄与する。この例においては、署名端末2は、サ
プライチェーンにおける別の地点にある。署名端末2は、署名端末1と同様に、一時鍵対
(k2,Q2)と暗号鍵X2=KDF(Q1)を生成する。しかし、この段階では、署名
端末2は、X2を使って、既存の署名要素c1を暗号化して、署名要素c2を生成する。
中間署名要素h2、整数e2、および、署名要素s2は、上述のように算出されるが、結
果として更新された署名は、この時点で、要素(c2,s1,s2)のセットを含む。そ
のため、署名要素c1は、c2に暗号化されて、“s”要素(すなわち、この段階ではs
1とs2)が、更新された署名の中に保持される。
本例で、最終署名段階の第3の署名端末、すなわち、署名端末3もまた、現段階でRF
IDタグ20上の、(c2,s1,s2)を含む半集約署名に寄与する。先の署名端末1
6と同様に、署名端末3は、それ自身の暗号鍵(この場合はk3)を生成する。その後、
更新された“c”の署名要素c3を生成するために、k3を使って、署名要素c2を暗号
化する。中間要素h3、整数e3、および、要素s3が、上述したとおり算出され、この
ようにして更新された(そして、本例においては最終の)署名は、要素(c3,s1,s
2,s3)を含む。
IDタグ20上の、(c2,s1,s2)を含む半集約署名に寄与する。先の署名端末1
6と同様に、署名端末3は、それ自身の暗号鍵(この場合はk3)を生成する。その後、
更新された“c”の署名要素c3を生成するために、k3を使って、署名要素c2を暗号
化する。中間要素h3、整数e3、および、要素s3が、上述したとおり算出され、この
ようにして更新された(そして、本例においては最終の)署名は、要素(c3,s1,s
2,s3)を含む。
各段階では、先の署名端末16の“c”要素を組み込まれた新しい署名が、半集約署名
の先の形式に上書きされる。よって、半集約署名(cT,s1,...sT)は、RFI
Dタグ20に個々の署名((c1,s1),...,(cT,sT))を書き込む場合よ
りも小さくなる。
の先の形式に上書きされる。よって、半集約署名(cT,s1,...sT)は、RFI
Dタグ20に個々の署名((c1,s1),...,(cT,sT))を書き込む場合よ
りも小さくなる。
今度は、図20を参照にすると、半集約署名の検証は、通常、各署名段階に対応する段
階を含み、本例においては、RFIDタグは、要素(c3,s1,s2,s3)とメッセ
ージMの可視部V(例えば、UID)とをもった署名を含む。
階を含み、本例においては、RFIDタグは、要素(c3,s1,s2,s3)とメッセ
ージMの可視部V(例えば、UID)とをもった署名を含む。
段階1では、検証装置14は、要素c3と可視部Vを用いてh3’を算出し、h3’を
整数e3’に変換し、s3およびe3’と署名端末3の公開鍵W3とを用いて、Q3’算
出する。それから、検証装置14は、同じKDFをQ3’に適用してX3’を生成する。
その後、検証装置14は、X3’と、復号補関数(例えば、図20で“DEC”と表記さ
れる関数)とを使って、c3を復号することにより、c2を取得する。
整数e3’に変換し、s3およびe3’と署名端末3の公開鍵W3とを用いて、Q3’算
出する。それから、検証装置14は、同じKDFをQ3’に適用してX3’を生成する。
その後、検証装置14は、X3’と、復号補関数(例えば、図20で“DEC”と表記さ
れる関数)とを使って、c3を復号することにより、c2を取得する。
段階2では、検証装置は、c2を取得したことで、要素c2と可視部Vとを用いて、h
2’を算出する。そして、検証装置は、h2’を整数e2’に変換し、s2とe2’と署
名端末2の公開鍵W2とを用いてQ2’を算出する。そして、同じKDFをQ2’に適用
してX2’を生成する。それから、検証装置は、X2’と復号化補関数とを用いてc2を
復号し、c1を取得する。
2’を算出する。そして、検証装置は、h2’を整数e2’に変換し、s2とe2’と署
名端末2の公開鍵W2とを用いてQ2’を算出する。そして、同じKDFをQ2’に適用
してX2’を生成する。それから、検証装置は、X2’と復号化補関数とを用いてc2を
復号し、c1を取得する。
段階3では、検証装置は、要素c1と可視部Vとを用いてh1’を算出し、h1’を整
数e1’に変換する。そして、検証装置は、s1、e1’、および、署名端末1の公開鍵
W1を用いて、Q1’を算出する。それから、検証装置は、同じKDFをQ1’に適用し
てX1’を生成する。c1は、メッセージHの復元可能な部分を暗号化することによって
生成されたので、Hの表記であるビット列H’は、X1’を用いてc1を復号することに
よって取得される。それから、段階4で、検証装置14は、予測される特徴(本例におい
てはH’の冗長性など)をチェックする。もし、十分にその特徴があれば、H’を復元可
能な部分Hとして受け入れ、例えば、段階5で、H’とVとを結合することによってメッ
セージMを再構築することができる。その後、検証装置14は、各署名端末が、要素(H
,V)で示されるメッセージMを署名した、と結論づけてもよい。
数e1’に変換する。そして、検証装置は、s1、e1’、および、署名端末1の公開鍵
W1を用いて、Q1’を算出する。それから、検証装置は、同じKDFをQ1’に適用し
てX1’を生成する。c1は、メッセージHの復元可能な部分を暗号化することによって
生成されたので、Hの表記であるビット列H’は、X1’を用いてc1を復号することに
よって取得される。それから、段階4で、検証装置14は、予測される特徴(本例におい
てはH’の冗長性など)をチェックする。もし、十分にその特徴があれば、H’を復元可
能な部分Hとして受け入れ、例えば、段階5で、H’とVとを結合することによってメッ
セージMを再構築することができる。その後、検証装置14は、各署名端末が、要素(H
,V)で示されるメッセージMを署名した、と結論づけてもよい。
なお、本例において、各署名端末16は1つの可視部Vを処理するが、その代わりに、
上記可視部は、署名端末16ごとに異なるViであってもよい。この場合においては、各
中間要素h’は、それぞれの可視部Viを使って算出される。そして、検証装置14は、
同じそれぞれの可視部Viを用いて、各検証段階を実施する。同一の可視部Vを用いた上
述の例は、単純化のために示されたものである。
上記可視部は、署名端末16ごとに異なるViであってもよい。この場合においては、各
中間要素h’は、それぞれの可視部Viを使って算出される。そして、検証装置14は、
同じそれぞれの可視部Viを用いて、各検証段階を実施する。同一の可視部Vを用いた上
述の例は、単純化のために示されたものである。
上記半集約署名方法において、第1署名端末16(例、署名端末1)の後に続く、80
ビットの安全性レベルの追加の各署名端末16は、160ビット程度のメッセージ拡張に
寄与することが分かる。この160ビット程度のメッセージ拡張は、80ビットの安全性
レベルでは、nおよびsiのビットサイズである。128ビットの安全性では、署名端末
ごとの比較的少ないメッセージ拡張は、256ビット程度である。したがって、上記半集
約署名方法は、複数の署名手段に署名に寄与させる場合に特に適している。また、これに
より、検証装置は、サプライチェーンにおいて予定されている参加者によってRFIDタ
グなどが取り扱われたことを保証することができる。半集約署名方式は、記憶領域、帯域
、または、その両方が確保しにくいどんな環境にも、同様の利点を提供する。
ビットの安全性レベルの追加の各署名端末16は、160ビット程度のメッセージ拡張に
寄与することが分かる。この160ビット程度のメッセージ拡張は、80ビットの安全性
レベルでは、nおよびsiのビットサイズである。128ビットの安全性では、署名端末
ごとの比較的少ないメッセージ拡張は、256ビット程度である。したがって、上記半集
約署名方法は、複数の署名手段に署名に寄与させる場合に特に適している。また、これに
より、検証装置は、サプライチェーンにおいて予定されている参加者によってRFIDタ
グなどが取り扱われたことを保証することができる。半集約署名方式は、記憶領域、帯域
、または、その両方が確保しにくいどんな環境にも、同様の利点を提供する。
〔半集約署名の変形例(Semi-Aggregate Signatures - Variations)〕
上述の半集約方法では変形が可能である。例えば、署名端末は、各署名段階で少量の冗
長性を追加することも可能である。これは、最低限の量(例、1バイト)の平文への埋め
込みを通常必要とする検証過程において修正が必要にならないことを確実にするために行
われる。この変形例は、対称暗号方式において、どんなバイト長の平文をも用いることが
でき、暗号文が平文より長くならないようにする場合に適切である。
上述の半集約方法では変形が可能である。例えば、署名端末は、各署名段階で少量の冗
長性を追加することも可能である。これは、最低限の量(例、1バイト)の平文への埋め
込みを通常必要とする検証過程において修正が必要にならないことを確実にするために行
われる。この変形例は、対称暗号方式において、どんなバイト長の平文をも用いることが
でき、暗号文が平文より長くならないようにする場合に適切である。
別の変形例では、中間平文が先の署名端末の“s”要素を組み込む。この変形例におい
て、最終署名は、(cT,sT)の形式である。そして、検証装置14は、cTなどから
、cT−1やsT−1を復元する。半集約署名のこの形式では要素は少ないが、cT−2
およびsT−2などの暗号である暗号文cT自体が、cT−1やsT−1の暗号であるた
め、必ずしも、長さが短くなるわけではない。cTの長さは最短でも、Hの長さに、s1
,...,sTの長さの合計が加算されたものになると予想され、それは、おおよそ、半
集約署名(cT,s1,...sT)の第1の形式と同じ長さである。
て、最終署名は、(cT,sT)の形式である。そして、検証装置14は、cTなどから
、cT−1やsT−1を復元する。半集約署名のこの形式では要素は少ないが、cT−2
およびsT−2などの暗号である暗号文cT自体が、cT−1やsT−1の暗号であるた
め、必ずしも、長さが短くなるわけではない。cTの長さは最短でも、Hの長さに、s1
,...,sTの長さの合計が加算されたものになると予想され、それは、おおよそ、半
集約署名(cT,s1,...sT)の第1の形式と同じ長さである。
別の変形例においては、中間平文が、先の暗号文を含まない、先の“s”の値である。
この変形例においては、最後の署名は、(c1,...,cT,sT)の形式である。こ
こでは、検証装置が、cTなどからsT−1を復元する。この場合もまた、署名長は、お
およそ、第1の形式(c1,s1,...,sT)と、同じとなると予想される。
この変形例においては、最後の署名は、(c1,...,cT,sT)の形式である。こ
こでは、検証装置が、cTなどからsT−1を復元する。この場合もまた、署名長は、お
およそ、第1の形式(c1,s1,...,sT)と、同じとなると予想される。
半集約署名方式に関するこの変形例を更に示すために、サプライチェーン22に3つの
署名端末16が在る以下の例が、図21および図22を参照にして示される。また、以下
の例は、サプライチェーン22中に、それぞれ物18に付けられたRFIDタグ20(図
1も参照)に加えられる署名に寄与する3つの署名端末16を含む薬剤サプライチェーン
に、特に適用される。
署名端末16が在る以下の例が、図21および図22を参照にして示される。また、以下
の例は、サプライチェーン22中に、それぞれ物18に付けられたRFIDタグ20(図
1も参照)に加えられる署名に寄与する3つの署名端末16を含む薬剤サプライチェーン
に、特に適用される。
図19と同様に、図21に示されるように、署名端末1は一時鍵対(k1,Q1)を生
成し、暗号鍵X1=KDF(Q1)を算出する。それから、第1の署名要素c1が、メッ
セージMの復元可能な部分Hを用いて算出され、後の検証用にHの中に十分な冗長性が確
実に存在するようにする。メッセージMの可視部Vを用いて、中間要素h1がハッシュ関
数(例、SHA1)を用いて算出され、h1が整数e1に変換される。それから、整数e
1は、署名端末1の秘密鍵w1および鍵k1と共に、第2の署名要素s1を生成するため
に用いられる。この例においては、要素(c1,s1)を有する署名が、その後、RFI
Dタグ20に書き込まれる。
成し、暗号鍵X1=KDF(Q1)を算出する。それから、第1の署名要素c1が、メッ
セージMの復元可能な部分Hを用いて算出され、後の検証用にHの中に十分な冗長性が確
実に存在するようにする。メッセージMの可視部Vを用いて、中間要素h1がハッシュ関
数(例、SHA1)を用いて算出され、h1が整数e1に変換される。それから、整数e
1は、署名端末1の秘密鍵w1および鍵k1と共に、第2の署名要素s1を生成するため
に用いられる。この例においては、要素(c1,s1)を有する署名が、その後、RFI
Dタグ20に書き込まれる。
それから、既に述べたように、署名端末2は、一時鍵対(k2,Q2)を生成し、暗号
鍵X2=KDF(Q2)算出することにより、半集約署名に寄与する。ただし、この変形
例では、署名端末2は、署名要素c2を生成するのに、X2を使って、既存の署名要素s
1を暗号化する。中間署名要素h2、整数e2、および、署名要素s2は、通常通り算出
されるが、その結果の更新された署名は(c1,c2,s2)を含む。このように、署名
要素s1はc2に暗号化されており、“c”要素(すなわち、この段階ではc1およびc
2)は、上記署名より直接利用できるように保たれる。
鍵X2=KDF(Q2)算出することにより、半集約署名に寄与する。ただし、この変形
例では、署名端末2は、署名要素c2を生成するのに、X2を使って、既存の署名要素s
1を暗号化する。中間署名要素h2、整数e2、および、署名要素s2は、通常通り算出
されるが、その結果の更新された署名は(c1,c2,s2)を含む。このように、署名
要素s1はc2に暗号化されており、“c”要素(すなわち、この段階ではc1およびc
2)は、上記署名より直接利用できるように保たれる。
それから、上述のように、署名端末3もまた、図21に示されるように、結果としての
更新された署名(c1,c2,c3,s3)を作成することにより、半集約署名に寄与す
る。上で述べたのと同様に、署名端末3は、次の“c”要素を生成する際、先の“s”要
素を暗号化することによって署名を更新する。そして、各“c”要素の貢献は、更新され
た状態で署名中に保たれる。
更新された署名(c1,c2,c3,s3)を作成することにより、半集約署名に寄与す
る。上で述べたのと同様に、署名端末3は、次の“c”要素を生成する際、先の“s”要
素を暗号化することによって署名を更新する。そして、各“c”要素の貢献は、更新され
た状態で署名中に保たれる。
よって、この変形例における各段階で、先の署名端末16の“s”要素を組み込んだ新
しい署名が、半集約署名の先の形式に上書きされる。したがって、半集約署名(c1,.
..cT,sT)は、個々の署名((c1,s1),...,(cT,sT))をRFI
Dタグ20に書き込む場合よりも小さい。
しい署名が、半集約署名の先の形式に上書きされる。したがって、半集約署名(c1,.
..cT,sT)は、個々の署名((c1,s1),...,(cT,sT))をRFI
Dタグ20に書き込む場合よりも小さい。
次に、図22を参照すると、上述したとおり、半集約署名の検証には、各署名段階に応
じた段階が含まれる。そして、この例においては、RFIDタグ20は、要素(c1,c
2,c3,s3)とメッセージMの可視部V(例、UID)とを有する署名を含む。
じた段階が含まれる。そして、この例においては、RFIDタグ20は、要素(c1,c
2,c3,s3)とメッセージMの可視部V(例、UID)とを有する署名を含む。
段階1において、検証装置14は、要素c3、および、可視部Vを用いてh3’を算出
し、h3’を整数e3’に変換し、s3、e3’および署名端末3の公開鍵W3を用いて
Q3’を算出する。それから、検証装置14は、同じKDFをQ3’に適用して、X3’
を生成する。その後、検証装置14は、X3’と、例えば、図22で“DEC”と表記さ
れる復号補関数とを用いてc3を復号化することにより、s2を取得する。
し、h3’を整数e3’に変換し、s3、e3’および署名端末3の公開鍵W3を用いて
Q3’を算出する。それから、検証装置14は、同じKDFをQ3’に適用して、X3’
を生成する。その後、検証装置14は、X3’と、例えば、図22で“DEC”と表記さ
れる復号補関数とを用いてc3を復号化することにより、s2を取得する。
検証装置は、s2を取得したので、段階2では、要素c2および、可視部Vを用いてh
2’を算出し、h2’を整数e2’に変換する。それから、検証装置は、s2、e2’お
よび署名端末2の公開鍵W2を用いて、Q2’を算出する。それから、同じKDFをQ2
’に適用して、X2’を生成する。そして、検証装置は、X2’と暗号補関数とを用いて
c2を復号化することにより、s1を取得する。
2’を算出し、h2’を整数e2’に変換する。それから、検証装置は、s2、e2’お
よび署名端末2の公開鍵W2を用いて、Q2’を算出する。それから、同じKDFをQ2
’に適用して、X2’を生成する。そして、検証装置は、X2’と暗号補関数とを用いて
c2を復号化することにより、s1を取得する。
段階3では、検証装置は、要素c1と可視部Vとを用いてh1’を算出し、h1’を整
数e1’に変換する。そして、(段階2で復元された)s1と、e1’、および、署名端
末1の公開鍵W1を用いて、Q1’を算出する。それから、検証装置は、同じKDFをQ
1’に適用してX1’を生成する。この変形例において、X1’は先に復元されたs1を
持つことによってのみ復元可能である。上述したとおり、c1はメッセージHの復元可能
な部分を暗号化することによって生成されたので、Hの表記であるビット列H’は、X1
’を用いてc1を復号することにより取得される。それから、段階4で、検証装置14は
、予測される特徴(本例においてはH’の冗長性など)をチェックする。もし、十分にそ
の特徴があれば、H’を復元可能な部分Hとして受け入れる。検証装置14は、段階5で
、例えば、H’とVとを結合することによって、メッセージMを再構築することができる
。その後、検証装置14は、各署名端末が、メッセージMを署名した、と結論づけてもよ
い。
数e1’に変換する。そして、(段階2で復元された)s1と、e1’、および、署名端
末1の公開鍵W1を用いて、Q1’を算出する。それから、検証装置は、同じKDFをQ
1’に適用してX1’を生成する。この変形例において、X1’は先に復元されたs1を
持つことによってのみ復元可能である。上述したとおり、c1はメッセージHの復元可能
な部分を暗号化することによって生成されたので、Hの表記であるビット列H’は、X1
’を用いてc1を復号することにより取得される。それから、段階4で、検証装置14は
、予測される特徴(本例においてはH’の冗長性など)をチェックする。もし、十分にそ
の特徴があれば、H’を復元可能な部分Hとして受け入れる。検証装置14は、段階5で
、例えば、H’とVとを結合することによって、メッセージMを再構築することができる
。その後、検証装置14は、各署名端末が、メッセージMを署名した、と結論づけてもよ
い。
各署名端末16に対して、復元可能な部分Hが、同じでない場合もある。例えば、復元
可能なメッセージの部分が、各署名端末16に対してHjであるとする。非集約方式の場
合、メッセージHjに対して、各署名端末16のECPVS署名(cj,sj)があり、
メッセージHjはcj中に符号化される。署名が集約される場合、各メッセージは符号化
される必要がある。
可能なメッセージの部分が、各署名端末16に対してHjであるとする。非集約方式の場
合、メッセージHjに対して、各署名端末16のECPVS署名(cj,sj)があり、
メッセージHjはcj中に符号化される。署名が集約される場合、各メッセージは符号化
される必要がある。
半集約署名を実現する第1のやり方では、個々に区別したメッセージHjを、中間平文
に付加することにより、変更が可能である。中間平文は先の中間暗号文であったと解され
たため、先の暗号文は、現行の復元可能なメッセージの部分に連結させる(concatenated
)(または、別の方法で組み合わせる)ことができる。第1平文PT1は、十分な冗長性
を保つために必要な埋め込みを持つH1である。そして、中間平文は、PT2=c1||
H2などにしたがって算出される。
に付加することにより、変更が可能である。中間平文は先の中間暗号文であったと解され
たため、先の暗号文は、現行の復元可能なメッセージの部分に連結させる(concatenated
)(または、別の方法で組み合わせる)ことができる。第1平文PT1は、十分な冗長性
を保つために必要な埋め込みを持つH1である。そして、中間平文は、PT2=c1||
H2などにしたがって算出される。
例えば、署名端末3は、一時鍵対(k3,Q3)を生成し、X3=KDF(Q3)を算
出し、さらに、
出し、さらに、
を計算し、それから、h3=HASH(c3||V)を算出してe3に変換し、s3=e
3w3+k3(mod n)を計算する。この変形例において、最終的な集約署名は、(
cT,s1,...sT)の形式である。しかし、cTの長さは、Hの長さだけではなく
、少なくとも個々に区別したメッセージH1,H2,...,HTをまとめた長さになる
。署名されたメッセージはより長くなっているが、メッセージの拡張は、上記と同様であ
る。これは、要素cTが、署名される復元可能なメッセージの全長ほど長くないからであ
る。あるいは、メッセージの拡張は、主に“s”によって生じるということができ、これ
は、個々に区別した復元可能な部分Hjまたは1つの復元可能な部分Hがあるか否かにか
かわらずいえることである。上述した変形例は、個々に区別した可視部Vjと同じく、個
々に区別した復元可能な部分Hjを用いた半集約署名の実施形態として、実現できると理
解される。
3w3+k3(mod n)を計算する。この変形例において、最終的な集約署名は、(
cT,s1,...sT)の形式である。しかし、cTの長さは、Hの長さだけではなく
、少なくとも個々に区別したメッセージH1,H2,...,HTをまとめた長さになる
。署名されたメッセージはより長くなっているが、メッセージの拡張は、上記と同様であ
る。これは、要素cTが、署名される復元可能なメッセージの全長ほど長くないからであ
る。あるいは、メッセージの拡張は、主に“s”によって生じるということができ、これ
は、個々に区別した復元可能な部分Hjまたは1つの復元可能な部分Hがあるか否かにか
かわらずいえることである。上述した変形例は、個々に区別した可視部Vjと同じく、個
々に区別した復元可能な部分Hjを用いた半集約署名の実施形態として、実現できると理
解される。
〔暗示的証明書と共に使われる半集約署名(Semi-Aggregate Signatures used with Im
plicitCertificates)〕
上述の半集約署名方法はまた、暗示的証明書(Implicit Certificates)と合わせて用
いることも可能である。アリスとボブとを通信者とする暗示的証明書に関して、アリスは
、ボブ、または、あるディレクトリより、ボブの暗示的証明書CBを取得する。この単一
の時点から、アリスはボブの公開鍵をB=Hash(CB,IB)+QCAにしたがって
算出する。ここで、IBは、ボブ、証明機関(CA)、および、有効期間や鍵の使用法な
どの他の付属情報を識別する文字列であり、QCAは、識別されたCAの公開鍵である。
ここでアリスは、Bをボブの潜在的に認証された公共鍵として用いることができる。その
潜在的な性質は、アリスは、ボブだけがBに対応する秘密鍵を知っていると確信すること
はできるが、アリスはボブが実際に秘密鍵を知っていることは確信できない、という事実
によるものである。しかし、間もなく、アリスは、ボブに秘密鍵を用いるように求める。
このように、アリスは彼女がBを使う必要があるのとほぼ同時に、この問題に気がつくこ
とができる。
plicitCertificates)〕
上述の半集約署名方法はまた、暗示的証明書(Implicit Certificates)と合わせて用
いることも可能である。アリスとボブとを通信者とする暗示的証明書に関して、アリスは
、ボブ、または、あるディレクトリより、ボブの暗示的証明書CBを取得する。この単一
の時点から、アリスはボブの公開鍵をB=Hash(CB,IB)+QCAにしたがって
算出する。ここで、IBは、ボブ、証明機関(CA)、および、有効期間や鍵の使用法な
どの他の付属情報を識別する文字列であり、QCAは、識別されたCAの公開鍵である。
ここでアリスは、Bをボブの潜在的に認証された公共鍵として用いることができる。その
潜在的な性質は、アリスは、ボブだけがBに対応する秘密鍵を知っていると確信すること
はできるが、アリスはボブが実際に秘密鍵を知っていることは確信できない、という事実
によるものである。しかし、間もなく、アリスは、ボブに秘密鍵を用いるように求める。
このように、アリスは彼女がBを使う必要があるのとほぼ同時に、この問題に気がつくこ
とができる。
半集約署名に関して、もし、署名端末jが暗示的証明書CSignerjを有するな
らば、検証装置14は、署名端末jの公開鍵をQSignerj=Hash(CSig
ner j,ISigner j)+QCA jにしたがって算出する。この式において、
ISigner jは署名端末jに対応する証明書情報であり、QCAjは、暗示的証明
書CSigner jを発行したCAの公開鍵である。
らば、検証装置14は、署名端末jの公開鍵をQSignerj=Hash(CSig
ner j,ISigner j)+QCA jにしたがって算出する。この式において、
ISigner jは署名端末jに対応する証明書情報であり、QCAjは、暗示的証明
書CSigner jを発行したCAの公開鍵である。
例えば、検証装置14が、署名端末2がECPVSを用いて署名した平文を復元しよう
とする場合、署名端末14は、通常、h2’=HASH(c2||V)を計算し、整数e
2’に変換して、そこから、Q2’=s2G−e2’Wを計算して、最終的にX2=KD
F(Q2’)を算出する。ここで、暗示的証明書C2がある場合は、上記各計算は、代わ
りに、h2’=HASH(c2||V)HASH(c2||I2)modn、および、
X2=s2G+e2’C2+Hash(c2||V)QCA2のようにそれぞれ行われる
。
とする場合、署名端末14は、通常、h2’=HASH(c2||V)を計算し、整数e
2’に変換して、そこから、Q2’=s2G−e2’Wを計算して、最終的にX2=KD
F(Q2’)を算出する。ここで、暗示的証明書C2がある場合は、上記各計算は、代わ
りに、h2’=HASH(c2||V)HASH(c2||I2)modn、および、
X2=s2G+e2’C2+Hash(c2||V)QCA2のようにそれぞれ行われる
。
シャミルのトリック(Shamir’s trick)、および、ソリナス(Solinas)のJSF(“
Joint SparseForm”)などとして知られる既知の方法は、C2からQ2をまず算出して
から、上述の式にてX2を算出するのに比べて、X2の1つの計算で、計算速度を上げる
ことができる。明示的名証明書が用いられた場合、検証装置14は、公開鍵Q2に基づい
て算出されたCAの明示的署名を検証する必要があるが、これにはより長い時間かかると
理解される。
Joint SparseForm”)などとして知られる既知の方法は、C2からQ2をまず算出して
から、上述の式にてX2を算出するのに比べて、X2の1つの計算で、計算速度を上げる
ことができる。明示的名証明書が用いられた場合、検証装置14は、公開鍵Q2に基づい
て算出されたCAの明示的署名を検証する必要があるが、これにはより長い時間かかると
理解される。
よって、半集約ECPVS署名のいくつかの変形例が用いられることが分かる。上述の
とおり例示された薬剤サプライチェーン22に関しては、製造業者、卸売業者、流通者、
および、荷送人は、それぞれ、荷物18に付けられたRFIDタグ20に、彼ら自身のE
CPVSを追加してもよい。RFIDタグ20上のデータに利用できるスペースは限られ
ているため、半集約署名は、1つの限られたスペースの中により多くの署名をはめ込むこ
とを可能にするので、上記のような用途に有益である。荷物18が薬局に到着すると、集
約署名の検証が可能となる。その結果、薬局は、サプライチェーン22の全配送工程を通
じて、認証された通信者によって配送処理がなされたものと結論付けることができる。上
記の原則は、同様に、他のシステムにも適用され、製薬環境や、RFID認証システムに
おける使用に限定されないことは明らかである。
とおり例示された薬剤サプライチェーン22に関しては、製造業者、卸売業者、流通者、
および、荷送人は、それぞれ、荷物18に付けられたRFIDタグ20に、彼ら自身のE
CPVSを追加してもよい。RFIDタグ20上のデータに利用できるスペースは限られ
ているため、半集約署名は、1つの限られたスペースの中により多くの署名をはめ込むこ
とを可能にするので、上記のような用途に有益である。荷物18が薬局に到着すると、集
約署名の検証が可能となる。その結果、薬局は、サプライチェーン22の全配送工程を通
じて、認証された通信者によって配送処理がなされたものと結論付けることができる。上
記の原則は、同様に、他のシステムにも適用され、製薬環境や、RFID認証システムに
おける使用に限定されないことは明らかである。
〔完全集約ECPVS署名(Fully-Aggregate ECPVS Signatures)〕
複数の署名端末の協力が得られるある場面において、完全集約ECPVS署名方式を用
いることができる。以下の方式においては、T個の署名端末が協働して、通常T個の別個
のECPVS署名となるものを、T個の全署名端末のECPVS署名を効果的に1つに集
約する。
複数の署名端末の協力が得られるある場面において、完全集約ECPVS署名方式を用
いることができる。以下の方式においては、T個の署名端末が協働して、通常T個の別個
のECPVS署名となるものを、T個の全署名端末のECPVS署名を効果的に1つに集
約する。
一般に、署名端末jは、秘密鍵wjと公開鍵Wjとを有する場合、署名端末jは、一時
鍵対(kj,Qj)を生成し、その後、従来のECPVSでされているように、また、上
で詳細が説明されたように、暗号鍵Xj=KDF(Qj)を生成する。集約暗号鍵は、そ
の後、X=X1+X2+...+XTにしたがって算出される。
鍵対(kj,Qj)を生成し、その後、従来のECPVSでされているように、また、上
で詳細が説明されたように、暗号鍵Xj=KDF(Qj)を生成する。集約暗号鍵は、そ
の後、X=X1+X2+...+XTにしたがって算出される。
上述の各記述のように、この場合、メッセージMの復元可能な部分Hが、暗号鍵を用い
て暗号化される。ここでは、暗号鍵は暗号文c=ENCX(H)を取得するための集約暗
号鍵Xである。復元可能な部分が変わる場合、HはHjに置き換えられ、cはcjに置き
換えられる。
て暗号化される。ここでは、暗号鍵は暗号文c=ENCX(H)を取得するための集約暗
号鍵Xである。復元可能な部分が変わる場合、HはHjに置き換えられ、cはcjに置き
換えられる。
それから、中間要素h=HASH(c||V)がcから算出され、中間要素hは、整数
eに変換される。そして、各署名端末jは、“s”要素を算出する。例えば、sj=ew
j+kj(modn)にしたがって算出する。
eに変換される。そして、各署名端末jは、“s”要素を算出する。例えば、sj=ew
j+kj(modn)にしたがって算出する。
集約s値は、その後、S=S1+...+STにしたがって算出され、集約署名は(c
,s)となる。ここで、cはHを暗号化する。個々に区別されたメッセージの部分Hjが
ある場合、集約署名は、半集約署名、すなわち、(c1,...,cT,sT)と一見類
似している。後者の集約署名は、前者の署名ほど完全には集約されていない。これは、完
全集約において、メッセージ拡張は、署名端末の数が増えるにつれて大きくはならないが
、各暗号文cjが冗長性を与えるようにメッセージ拡張にいくらか貢献しているためであ
る。
,s)となる。ここで、cはHを暗号化する。個々に区別されたメッセージの部分Hjが
ある場合、集約署名は、半集約署名、すなわち、(c1,...,cT,sT)と一見類
似している。後者の集約署名は、前者の署名ほど完全には集約されていない。これは、完
全集約において、メッセージ拡張は、署名端末の数が増えるにつれて大きくはならないが
、各暗号文cjが冗長性を与えるようにメッセージ拡張にいくらか貢献しているためであ
る。
これを克服するために、ECPVSにおいて利用するための復元可能なメッセージHj
に埋め込みを行う一般的な方法は、十分に長い文字列SをメッセージHjの先頭に付けて
Hj’=Sj||Hjとするものである。もし全ての署名端末が同一のSjを用いて、S
j=Sとする場合、署名端末に共通するある固定文字列cと、各署名端末の固有の文字列
cj’とについて、cj=ENCX(Hj)=ENCX(S||Hj)=c||cj’で
あってもよい。対称暗号方式が、ストリーム暗号の性質を有する場合、上述したとおりに
なる可能性が高い。CBCモードにおけるAESなどのような対称暗号方式に関して、S
が、(一般に128ビット、または、16バイトの)AESのブロックサイズと一致する
ある長さを有する場合には、上述したとおりになる。この場合、集約署名は、より簡潔に
、(c,c1’,...,cT’,s)と表すことができる。そして、メッセージ拡張は
、(c,s)だけとなる。これは、単一の署名がなされたメッセージのサイズであり、完
全集約となる。
に埋め込みを行う一般的な方法は、十分に長い文字列SをメッセージHjの先頭に付けて
Hj’=Sj||Hjとするものである。もし全ての署名端末が同一のSjを用いて、S
j=Sとする場合、署名端末に共通するある固定文字列cと、各署名端末の固有の文字列
cj’とについて、cj=ENCX(Hj)=ENCX(S||Hj)=c||cj’で
あってもよい。対称暗号方式が、ストリーム暗号の性質を有する場合、上述したとおりに
なる可能性が高い。CBCモードにおけるAESなどのような対称暗号方式に関して、S
が、(一般に128ビット、または、16バイトの)AESのブロックサイズと一致する
ある長さを有する場合には、上述したとおりになる。この場合、集約署名は、より簡潔に
、(c,c1’,...,cT’,s)と表すことができる。そして、メッセージ拡張は
、(c,s)だけとなる。これは、単一の署名がなされたメッセージのサイズであり、完
全集約となる。
ストリーム暗号が用いられる場合、メッセージのどこに共通部分があっても、暗号文も
共通の部分を有する。したがって、メッセージ拡張をさらに減らすために共通の暗号文の
部分が一度だけ送られる。そのため、共通部分がメッセージの先頭でなくてもどこで起こ
っているのかにかかわらず、暗号文の共通部分を活用できる。これは、例えば、ストリー
ム暗号のようなCTRモード、または、(64、または、128ビットの塊の)ECBモ
ードにおいて適用されるブロック暗号についてと同様に、ある固定された形式を有するメ
ッセージについて、起こりうる。
共通の部分を有する。したがって、メッセージ拡張をさらに減らすために共通の暗号文の
部分が一度だけ送られる。そのため、共通部分がメッセージの先頭でなくてもどこで起こ
っているのかにかかわらず、暗号文の共通部分を活用できる。これは、例えば、ストリー
ム暗号のようなCTRモード、または、(64、または、128ビットの塊の)ECBモ
ードにおいて適用されるブロック暗号についてと同様に、ある固定された形式を有するメ
ッセージについて、起こりうる。
検証用に、1つの可視部Vがある場合、中間要素は、h’=HASH(c||V)にし
たがって算出され、前述のように、h’は整数e’に変換される。そして、一時公開鍵Q
’は、Q’=sG−e’(W1+...+WT)にしたがって算出され、そこから、復号
鍵が、X=KDF(Q’)として算出される。しかし、個々に区別される明らかな部位V
iがある場合、各中間要素は、hj’=HASH(c||Vj)にしたがって算出され、
一時公開鍵Q’は、Q’=sG−(e1’W1+...+eT’WT)にしたがって算出
されることに注意されたい。また、復元可能な部分Hが、署名端末16によって異なる場
合、各cの存在は、cjに置き換えられることにも注意されたい。
たがって算出され、前述のように、h’は整数e’に変換される。そして、一時公開鍵Q
’は、Q’=sG−e’(W1+...+WT)にしたがって算出され、そこから、復号
鍵が、X=KDF(Q’)として算出される。しかし、個々に区別される明らかな部位V
iがある場合、各中間要素は、hj’=HASH(c||Vj)にしたがって算出され、
一時公開鍵Q’は、Q’=sG−(e1’W1+...+eT’WT)にしたがって算出
されることに注意されたい。また、復元可能な部分Hが、署名端末16によって異なる場
合、各cの存在は、cjに置き換えられることにも注意されたい。
Q’=sG−e’(W1+...+WT)の計算は、一般的により効率的に計算できる
だけでなく、(c,s)が公開鍵W1+W2+...+WTに対して有効なECPVS署
名であることを示している。
だけでなく、(c,s)が公開鍵W1+W2+...+WTに対して有効なECPVS署
名であることを示している。
それから、検証装置14は、復号鍵Xを用いてcを復号化することにより、平文H’を
取得してもよい。復号鍵Xは、同じKDFを用いることによって一時鍵Q’から導き出せ
るものである。H’が必要な冗長性を有する場合、メッセージMを、例えば、H’とVと
を連結することによって再構築することができる。そして、検証装置14は、各署名端末
が上記メッセージに署名したと結論付けることができる。
取得してもよい。復号鍵Xは、同じKDFを用いることによって一時鍵Q’から導き出せ
るものである。H’が必要な冗長性を有する場合、メッセージMを、例えば、H’とVと
を連結することによって再構築することができる。そして、検証装置14は、各署名端末
が上記メッセージに署名したと結論付けることができる。
図23および図24を参照にして、署名端末1ないし3までを用いた例を示す。図23
に示すとおり、各署名端末16は、Xを算出する際、1つの要素を提供する。そして、各
署名端末16は、中間要素h’を用いて、署名に利用される集約体sに与えられる“s”
要素を算出する。
に示すとおり、各署名端末16は、Xを算出する際、1つの要素を提供する。そして、各
署名端末16は、中間要素h’を用いて、署名に利用される集約体sに与えられる“s”
要素を算出する。
また、図24に示すとおり、一時公開鍵が、各署名端末の公開鍵の組み合わせを用いて
再構築され、復元可能な部分Hの表記H’は、公開鍵を用いてcから復号される。
再構築され、復元可能な部分Hの表記H’は、公開鍵を用いてcから復号される。
各署名端末16が、個々に区別された復元可能な部分Hjを用いる場合、Hj’を復元
するステップは、Hj’=DECX(cj)に置き換えられる。
するステップは、Hj’=DECX(cj)に置き換えられる。
上述の完全集約方法では、各署名端末16の積極的な関与が必要となる。新しい署名端
末16が集約体に加えられる場合、先の署名端末らは、新しい寄与(contribution)sj
を署名要素sに提供する必要がある。新しい署名端末が別の署名を加えることができた場
合、半集約ECPVSと比較すると不都合がある。したがって、半集約署名、または、完
全集約署名のどちらが、所定の用途に対してより適切であるのかを決定するのに上述の検
討が用いられる。
末16が集約体に加えられる場合、先の署名端末らは、新しい寄与(contribution)sj
を署名要素sに提供する必要がある。新しい署名端末が別の署名を加えることができた場
合、半集約ECPVSと比較すると不都合がある。したがって、半集約署名、または、完
全集約署名のどちらが、所定の用途に対してより適切であるのかを決定するのに上述の検
討が用いられる。
安全上の理由のため、QSigner jについての証明書を取得した署名端末jが、
秘密鍵の所持証明(POP;proof-of-possession)を、CAに(または、それができな
い場合は検証装置に)提供することが、集約ECPVSにおいては好ましい。通常、公開
鍵に署名するためのPOPは、CAに送付された証明書の要求に署名することによってな
される。検証装置は、通常、CAが証明書を発行する時に、CAに頼って、各証明書の対
象主体からPOPを取得する。
秘密鍵の所持証明(POP;proof-of-possession)を、CAに(または、それができな
い場合は検証装置に)提供することが、集約ECPVSにおいては好ましい。通常、公開
鍵に署名するためのPOPは、CAに送付された証明書の要求に署名することによってな
される。検証装置は、通常、CAが証明書を発行する時に、CAに頼って、各証明書の対
象主体からPOPを取得する。
また、完全な集約ECPVS署名は、暗示的証明書と合わせても機能する。例えば、署
名端末jが、暗示的証明書CSigner jを有する場合、検証装置14は、署名端末
jの公開鍵を、Wj=Hash(CSignerj,ISigner j)CSigne
r j+QCA jにしたがって算出することが可能である。ここで、ISignerj
は署名端末jに関連付けられた証明書情報であり、QCAjは、暗示的証明書CSig
ner jを発行したCAの公開鍵である。半集約署名の場合と同様に、Qjの計算が、
Xの算出用の式に代用されてもよい。これは、まずQjを算出してからXを算出する場合
よりも、よりよい性能をもたらすことが可能である。
名端末jが、暗示的証明書CSigner jを有する場合、検証装置14は、署名端末
jの公開鍵を、Wj=Hash(CSignerj,ISigner j)CSigne
r j+QCA jにしたがって算出することが可能である。ここで、ISignerj
は署名端末jに関連付けられた証明書情報であり、QCAjは、暗示的証明書CSig
ner jを発行したCAの公開鍵である。半集約署名の場合と同様に、Qjの計算が、
Xの算出用の式に代用されてもよい。これは、まずQjを算出してからXを算出する場合
よりも、よりよい性能をもたらすことが可能である。
〔その他の署名方式〕
他のエルガマル(ELGamal)タイプの署名は、上述の半集約方式または上記完全集約方
式を適用するために、ECPVSに関する上記の原理を用いることができる。EDCSA
のような、他の署名方式には、追加の検討を当然必要とする、十分に異なった特徴がある
。
他のエルガマル(ELGamal)タイプの署名は、上述の半集約方式または上記完全集約方
式を適用するために、ECPVSに関する上記の原理を用いることができる。EDCSA
のような、他の署名方式には、追加の検討を当然必要とする、十分に異なった特徴がある
。
〔ECDSA署名の集約(Aggregating ECDSA Signatures)〕
例えば、ECDSAがRFIDタグ20に署名するために使われる薬剤サプライチェー
ン22においても、ECDSA署名をひとまとめにすることが望ましい。図25および図
26は、そのような実施形態を示す。
例えば、ECDSAがRFIDタグ20に署名するために使われる薬剤サプライチェー
ン22においても、ECDSA署名をひとまとめにすることが望ましい。図25および図
26は、そのような実施形態を示す。
上記と同様に、T個の署名端末が、どのようにして、対応するT個のECDSA署名が
有効な場合に、および、その場合にのみ有効になる完全集約署名を作成するために、協力
できるかを検討する。上述のECDSAに関する記載が参照にされる。
有効な場合に、および、その場合にのみ有効になる完全集約署名を作成するために、協力
できるかを検討する。上述のECDSAに関する記載が参照にされる。
各署名端末は、ランダムな値kjを選択し、Rj=kjPの値を算出する。この算出結
果は、別の署名端末らに送信される。共通の値のRは、R=R1+...+RTにしたが
って算出される。よって、R=kPのように対応するkは、k=k1+...+kTとな
る。署名端末jは、共通鍵kに提供したkjしか知らないので、個々の署名端末のいずれ
も値kを知らない。同様に、d=d1+...+dTは、各署名端末の共用秘密鍵を表す
。ここでは、個々の署名端末のどれにも、dの値全体は分からない。したがって、対応す
る公開鍵は、個々の署名端末の公開鍵の和、すなわち、W=dP=d1P+...+dT
P=W1+...+WTとして算出される。
果は、別の署名端末らに送信される。共通の値のRは、R=R1+...+RTにしたが
って算出される。よって、R=kPのように対応するkは、k=k1+...+kTとな
る。署名端末jは、共通鍵kに提供したkjしか知らないので、個々の署名端末のいずれ
も値kを知らない。同様に、d=d1+...+dTは、各署名端末の共用秘密鍵を表す
。ここでは、個々の署名端末のどれにも、dの値全体は分からない。したがって、対応す
る公開鍵は、個々の署名端末の公開鍵の和、すなわち、W=dP=d1P+...+dT
P=W1+...+WTとして算出される。
第1の署名要素rは、r=f(R)にしたがって算出される。ここで、f()は、特定
のECDSAの実施形態において、ある点のx座標を整数に変換するために通常用いられ
る関数であり、nを法とする整数を減少させる関数である(上記のEDCSAの定義も参
照のこと)。
のECDSAの実施形態において、ある点のx座標を整数に変換するために通常用いられ
る関数であり、nを法とする整数を減少させる関数である(上記のEDCSAの定義も参
照のこと)。
最後に、第2の署名要素sが、s=k−1(H(m)+rd)modnにしたがって
算出されて、上記署名が(r,s)のように算出される。この署名は、共通公開鍵W=W
1+...+WTに基づくメッセージM上の有効なECDSA署名となる。
算出されて、上記署名が(r,s)のように算出される。この署名は、共通公開鍵W=W
1+...+WTに基づくメッセージM上の有効なECDSA署名となる。
集約ECDSA署名の検証は、検証装置14が、まず、共通公開鍵W=W1+...+
WT(ここで、Wjは署名端末jの公開鍵である)を算出すること、および、共通公開鍵
Wに基づいて(例えば、RFIDタグ20を読み取ることによって)、(r,s)を検証
することによって行われる。
WT(ここで、Wjは署名端末jの公開鍵である)を算出すること、および、共通公開鍵
Wに基づいて(例えば、RFIDタグ20を読み取ることによって)、(r,s)を検証
することによって行われる。
値sは、図示されるどの個別の署名端末16も完全には知ることができない秘密の値で
ある、dおよびkから算出される。同様に、どの署名端末16も、他のどの署名端末の秘
密鍵も知ることができない。このレベルの安全性を維持するために、各署名端末16は、
複数の当事者による安全な計算を行うための既知の方法の1つを用いることができる。そ
の方法とは、複数の主体が、どの当事者もそれ自身の秘密を他の当事者に一切明かすこと
なく、個々に秘密を保持する複数の関数である値を計算することを可能にする方法である
。安全な複数当事者の計算の既知の方法は、チャウム(Chaum)他著の“複数当事者の無
条件に安全なプロトコル(Multi-party unconditionally secure protocols)”(in Pro
c. of ACM STOC’88,1988)、および、ベン・オア(Ben-Or)他著の“非暗号の耐障害性
分散型計算の方式ための完全性定理(Completeness theorems for non-cryptographic fa
ult-tolerantdistributed computation)”(in Proc. of ACM STOC’88, 1988, pp. 1-
10)に記載されている。
ある、dおよびkから算出される。同様に、どの署名端末16も、他のどの署名端末の秘
密鍵も知ることができない。このレベルの安全性を維持するために、各署名端末16は、
複数の当事者による安全な計算を行うための既知の方法の1つを用いることができる。そ
の方法とは、複数の主体が、どの当事者もそれ自身の秘密を他の当事者に一切明かすこと
なく、個々に秘密を保持する複数の関数である値を計算することを可能にする方法である
。安全な複数当事者の計算の既知の方法は、チャウム(Chaum)他著の“複数当事者の無
条件に安全なプロトコル(Multi-party unconditionally secure protocols)”(in Pro
c. of ACM STOC’88,1988)、および、ベン・オア(Ben-Or)他著の“非暗号の耐障害性
分散型計算の方式ための完全性定理(Completeness theorems for non-cryptographic fa
ult-tolerantdistributed computation)”(in Proc. of ACM STOC’88, 1988, pp. 1-
10)に記載されている。
以上のとおり、複数の署名端末からの複数の署名を、メッセージ拡張をより少なくして
達成できることが明らかになった。半集約署名方式と完全集約署名方式の両方が、利用可
能であり、特に、ECPVSおよびECDSAに適用可能である。複数署名は、上述の署
名のための保存スペースの量が確保しにくい応用場面において特に有益である。そして、
複数署名によって、例えば、製剤サプライチェーン22におけるRFIDタグ20のよう
に、製造工程の様々な段階で署名を書き込むことが可能になる。
達成できることが明らかになった。半集約署名方式と完全集約署名方式の両方が、利用可
能であり、特に、ECPVSおよびECDSAに適用可能である。複数署名は、上述の署
名のための保存スペースの量が確保しにくい応用場面において特に有益である。そして、
複数署名によって、例えば、製剤サプライチェーン22におけるRFIDタグ20のよう
に、製造工程の様々な段階で署名を書き込むことが可能になる。
当該発明は、具体的な実施形態を参照にして上記に記載されたが、請求項に示した発明
の精神、および、範囲で種々の変更が可能であり、その様々に変更された実施形態も、本
発明の技術的範囲に含まれることは、当業者に明らかである。
の精神、および、範囲で種々の変更が可能であり、その様々に変更された実施形態も、本
発明の技術的範囲に含まれることは、当業者に明らかである。
Claims (19)
- 認証されたRFIDシステムにおける複数のRFIDリーダの検証鍵を管理するための方法であって、
前記複数のRFIDリーダのうちの1つ以上のRFIDリーダのどれが1つ以上の製品タイプを認証する許可を有するのかを示す一組の許可を決定することと、
前記複数のリーダのうちの1つ以上のリーダに対して、前記一組の許可に従って、一組の検証鍵を作成することであって、各検証鍵は、特定の製品タイプに関連付けられている、ことと、
前記複数のRFIDリーダのそれぞれに前記一組の検証鍵のそれぞれを配布することと
を含む、方法。 - 前記配布することは、前記RFIDリーダへの専用の接続が必要とならないように、定期的に行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のRFIDリーダのうちの1つ以上からの鍵更新要求を受信することを含み、
前記一組の許可を決定することは、新しい各許可を確認することを含む、請求項1に記載の方法。 - 新しいRFIDリーダから登録要求を受信することと、
前記新しいRFIDリーダのために新しい一組の許可を決定することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 新しい検証鍵に関連付けられた証明書要求を受信することと、
前記新しい検証鍵の証明書を返信することと、
前記複数のリーダのうちのどのリーダが前記証明書に対する権限があるのかを決定することと、
前記許可を更新することと、
後の更新のために前記証明書を格納することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記検証鍵の使用を示すレポートを受信することと、
前記使用に収益を関連付けることと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信することと、
書き込まれた前記署名の数に収益を関連付けることと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 予約支払いの受領に従って、前記配布を行うことを含む、請求項1に記載の方法。
- 認証されたRFIDシステムにおける複数のRFIDリーダの検証鍵を管理するためのコンピュータ実行可能な命令を格納するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記認証されたRFIDシステムにおける複数のRFIDリーダの検証鍵を管理することは、
前記複数のRFIDリーダのうちの1つ以上のRFIDリーダのどれが1つ以上の製品タイプを認証する許可を有するのかを示す一組の許可を決定することと、
前記複数のリーダのうちの1つ以上のリーダに対して、前記一組の許可に従って、一組の検証鍵を作成することであって、各検証鍵は、特定の製品タイプに関連付けられている、ことと、
前記複数のRFIDリーダのそれぞれに前記一組の検証鍵のそれぞれを配布することと
によって行われる、コンピュータ読み取り可能な媒体。 - 複数のRFIDリーダを有する認証されたRFIDシステムのための鍵管理システムであって、前記鍵管理システムは、
前記複数のRFIDリーダのうちの1つ以上のRFIDリーダのどれが対応するRFIDタグを有する1つ以上の製品タイプを読み取る許可を有するのかを示す一組の許可を決定することと、
前記許可に従って、前記複数のリーダのそれぞれに一組の検証鍵を作成することと、
前記リーダに前記検証鍵を配布することと
を行うように構成されている、鍵管理システム。 - 前記検証鍵の証明書を発行する証明書エージェントと、証明書サーバと、前記検証鍵に関連付けられた証明書を格納するための条件付アクセスデータベースとを含む、請求項10に記載の鍵管理システム。
- RFIDタグの署名と前記検証鍵を用いたRFIDタグの検証とを監視する少なくとも1つの制御部を含む、請求項10に記載の鍵管理システム。
- 前記RFIDリーダへの専用の接続が必要とならないように、前記配布が、予定された間隔で行われる、請求項10に記載の鍵管理システム。
- 前記複数のRFIDリーダのうちの1つ以上からの鍵更新要求を受信するように構成されており、前記一組の許可を決定することは、新しい許可を確認することを含む、請求項10に記載の鍵管理システム。
- 新しいRFIDリーダからの登録要求を受信することと、
前記新しいRFIDリーダのために新しい一組の許可を決定することと
を行うように構成されている、請求項10に記載の鍵管理システム。 - 新しい検証鍵に関連付けられた証明書要求を受信することと、
前記新しい検証鍵の証明書を返信することと、
前記複数のリーダのうちのどのリーダが前記証明書に対する権限があるのかを決定することと、
前記許可を更新することと、
後の更新のために前記証明書を格納することと
を行うように構成されている、請求項10に記載の鍵管理システム。 - 前記検証鍵の使用を示すレポートを受信することと、
前記使用に収益を関連付けることと
を行うように構成されている、請求項10に記載の鍵管理システム。 - 対応するRFIDタグに書き込まれた署名の数を示すレポートを受信することと、
書き込まれた前記署名の数に収益に関連付けることと
を行うように構成されている、請求項10に記載の鍵管理システム。 - 予約支払いの受領に従って、前記配布を実施するように構成されている、請求項10に記載の鍵管理システム。
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