JP4710232B2 - 電子データの証拠性を保証しながら同データを保管する電子データ保管システム - Google Patents
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Description
図14は、従来技術による電子データ保管システムの構成を示す図である。図14のシステムは、インターネットなどのネットワークに接続された電子データ保管サーバ910、および 同じネットワーク接続された多数のクライアント装置920からなる。各クライアント920には、外部装置930が接続されている。外部装置930は認証コード秘密鍵Kを製造時以外書き込み不可能なエリアに持ち、署名用秘密鍵skを書き込み可能なエリアに持っている。また、外部装置930は認証コードと電子署名を生成する機能を持つ。
て、外部装置930からXとその電子署名と認証コードとを受け取る。クライアント920は、インターネットなどのネットワークを経由してサーバ910とデータ交換が可能である。クライアント920は、外部装置930から受け取ったXとその電子署名と認証コードをサーバ910に渡す。
宇根正志、「デジタル署名生成用秘密鍵の漏洩を巡る問題とその対策」、日本銀行金融研究所、Discussion Paper No.2002-J-32(2002年)
サーバは、認証コード生成オブジェクトを用いて、保管手段に保管されている電子データの認証コードの照合を行う照合オブジェクトをさらに備えてもよい。
認証コード生成オブジェクトは、起動されるたびにログを排出し、サーバは、ログを所定の記憶域に格納する手段を備えることが好ましい。
電子データをクライアントと電子データ保管サーバとの間で相互認証したのち、暗号化して伝送し、かつデータ保管サーバ側で認証コード生成処理および署名生成処理を少なくとも重要な部分は外部機器に保存され読み出した認証コード生成オブジェクトにより集中して行うことで、高速かつ大量のデータ処理をMAC付きデジタル署名の方式で可能となる。
また、認証コード秘密鍵と認証コード生成アルゴリズムの外部機器は別々の相互認証およびP I Nでアクセス制御され、またROMが物理的に盗難防止および盗難検知が可能であり、且つサーバの認証コード生成処理が乱数による一時秘密鍵やアクセス権処理で保護されている。
したがって本発明の目的である、高速かつ大量の電子データを処理するクライアントを複数接続した環境でも高速かつ安全に電子署名と認証コードの処理を行うことが可能となる。
〔第1の実施形態〕
図1は,本発明の第1の実施形態による電子データ保管システムの構成を示す略ブロック図である。図1において,本発明の電子データ保管システム1は、インターネットなどのネットワークに接続された電子データ保管サーバ10、サーバ10の操作者がサーバ10を操作するための入出力装置20、サーバ10に電気的かつ機械的に接続・固定された外部機器30;ネットワークを介してサーバ10と通信可能な複数または多数のクライアント920からなる。外部機器30は、ワイヤのような機械的結合手段32と錠34とによりサーバ10に確実に固定されている。入出力装置20は、表示装置、キーボード、ポインティングディバイスなどからなる。なお、この電子データ保管サーバ10を操作するのは、このサーバ10を運用する団体に属しサーバ10を管理する管理者、好ましくはサーバ10を運用する団体に属さずサーバ10の運用の監査を行う監査者、および上記団体ともクライアント920の利用者とも利害関係のない調停者の何れかに限ることが好ましい。
・クライアント920から保管を依頼された電子データの保管処理を行うデータ保存プログラム90
・電子データが保管される保管データ記憶部80
・保管データ記憶部80に保管されている電子データに対してクライアント920から取り出し要求があった場合にその電子データを要求中のクライアント920に送るデータ読出しプログラム92
・外部機器30のROM64に認証コード生成プログラムの一部のみを記録している場合の残りのプログラムをカプセル化した認証コード生成オブジェクト75
・何らかの保管データに電子署名の偽造の疑いがある場合にその保管データの認証コードと正規の認証コードとの照合を行う認証コード照合オブジェクト96
・アクセスが制限されたプログラムへのアクセス制限を行うアクセス制限プログラム94
・アクセス制限処理の際に参照されるポリシーテーブル82
・各種オブジェクトを起動するたびに記録されるログを格納するログテーブル84
・不正アクセスによる異常なログをチェックするログフィルタ98
なお、サーバ10と外部機器30との間の通信、およびサーバ10とクライアント920との間の通信は、何れも図6のような相互認証(ECOM ICカード利用ガイドライン1.0版(1008年3月1日))を行った上で行うことにより、不正な利用に対抗している。
図5は、本発明の原理による運用開始までの手順を示すフローチャートである。図5において、ROM40の製造業者は、ステップ100において、先ず認証コード秘密鍵K0を生成し、ステップ102において、認証コード秘密鍵K0をROM40に焼き付ける。サーバ10導入にあたり入手したROM40は、監査者または調停者が安全な場所に保管することが好ましい。次に、ステップ104において、製造業者、調停者または監査者がROM40の認証コード秘密鍵K0を外部機器30のRAM62にコピーする。
<データ保存>
クライアント920側でデータ保管サーバ10に保管すべきデータが発生した場合、クライアント920は、このデータをコンピュータ読み取り可能な形式にして暗号化したものを電子データとして、保管または登録要求とともにネットワークを介してデータ保管サーバ10に送る。この場合、先ずクライアント920の操作者は、自分のPIN(個人識別番号)をデータ保管サーバ10に送り、データ保管サーバ10では、そのクライアント920の使用を許された人員のPINリスト(図示せず)に、受信したPINがある場合のみ、そのクライアント920に以降の操作を許す。また、電子データの通信に先立ち、クライアント920とデータ保管サーバ10との間では、上記のように図6に示した相互認証を行う。
<データ読み出し>
クライアント920が、保管データ記録部80に保管されている電子データを必要とする場合、必要な電子データを識別できる情報(電子データ識別情報)とともに電子データ読み出し要求をネットワークを介してデータ保管サーバ10に送る。勿論、この場合も、クライアント920は、図6の相互認証およびPINによるアクセス制限を受ける。
<認証コード照合>
管理者、クライアント920の操作者、またはクライアント920を通してサービスを受けた利用者の何れかが、何らかの保管データ(Xとする)の電子署名に偽造の疑いがあると判断した場合、調停者に疑いのある保管データXの認証コード照合を依頼することができる。図8は、本発明の第1の実施形態による認証コード照合の手順を示すフローチャートである。図8において、認証コード照合を行う場合、まず、管理者が、ステップ140において、調停者の指定した電子データXの認証コード(即ち、メッセージ認証コードMAC(X)、ハッシュ回数m,n、認証コード生成オブジェクトID、および認証コード生成秘密鍵ID)を調停者に渡す。
<アクセス権処理>
図3は、図1のポリシーテーブル記録部82に記録されているポリシーテーブルの構成例とデータ例を示す図である。図3に示すように、図1のポリシーテーブル82は、対象ポリシーとアクセスポリシー兼フィルタポリシーから構成される。対象ポリシーは、その構成例820に示すように、対象オブジェクト、許可アクセスID、許可アクセス元、許可アクセス先からなる。アクセス処理の対象、および後述のログ処理、ログフィルタ処理の対象となる項目を識別するために設ける。対象オブジェクトは、アクセスポリシーおよびフィルタポリシーの対象となるオブジェクト名を格納する。許可アクセスIDは、アクセスポリシーおよびフィルタポリシーの対象となるアクセスを許可する者のIDを格納する。許可アクセス元は、アクセスポリシーおよびフィルタポリシーの対象となるアクセス元のオブジェクト名を格納する。許可アクセス先は、アクセスポリシーおよびフィルタポリシーの対象となるアクセス先のオブジェクト名を格納する。対象ポリシーのデータ例を要素番号822に示す。
<ログ管理>
本発明によれば、対象ポリシー822の対象オブジェクトで指定されたオブジェクトは、実行されるたびにログを排出する機能を有し、排出されたログは、図4に示す形式でログテーブル84に格納される。図4において、各ログは、ログが生成された時刻、ログ採取オブジェクト、アクセス者ID、アクセス元、およびアクセス先からなる。ログ採取オブジェクトは、ログを採取したアクセス対象のオブジェクト名であり、アクセス元は、アクセス元のオブジェクト名であり、アクセス先が、アクセス対象のオブジェクト名である。
〔第2の実施形態〕
第1の実施形態では、クライアント920からの電子データX全体に対して認証コードを生成したが、電子データXを複数に分割し、分割した各データに対して認証コードを生成しもよい。図10は、電子データXを分割し、分割した各データに認証コードを生成する手順を示すフローチャートである。図10のステップ200において、外部装置30のROM64からハッシュ関数h値演算オブジェクト70と認証コード生成fオブジェクト72をRAM13に読み込む。次に、ステップ202において、外部装置30のRAM62から認証コード生成一時秘密鍵Kmとmを読み込む。ステップ204において、電子データXを読み込み、電子データXをpに分割し、X1,X2,...,Xpとする。次に、ステップ206において、p個の乱数n1,n2,...,npを発生させ、各分割データXi(i=1,2,...,p)のni回ハッシュ演算hni(Km)(=hm+ni(K0))を行い、Kmのni回ハッシュ演算値(仮に、Kmniと表す)を求め、これを秘密鍵とする。ステップ208において、各分割データXi(i=1,2,...,p)に対して、メッセージ認証コード演算値MAC(Xi)=f(Xi、Kmni)を求める。ステップ210において、すべてのi(i=pまで)についてステップ206と208を行ってから、ステップ212に進む。ステップ212では、電子データXと取得した認証コードを署名生成オブジェクト(図示せず)に渡す。この認証コードには、メッセージ認証コード演算値MAC(Xi)およびハッシュ回数m、niを含む(i=1,2,...,p)。さらに、データ保管システムが、図12に示すように複数のデータ保管サーバ10によるクラスタ構造を有する場合、認証コードには、認証コード生成fオブジェクト72の識別コードまたは番号(ID)、および認証コード生成秘密鍵Kmniの識別コードまたは番号(IDi (i=1,2,...,p))がさらに含まれる。
〔第3の実施形態〕
図12は、本発明の第3の実施形態により複数の電子データ保管サーバからなる証拠性保証型の電子データ保管システム2の構成例を示す略ブロック図である。図12において、データ保管サーバ10が3台のデータ保管サーバ10aとこれら3台のデータ保管サーバ10aに共通に接続されたディスクサーバ8に置き換わった点を除けば同じである。ディスクサーバ8は、保管データ部80,ログテーブル84およびポリシーテーブル82を含む代わりに、各データ保管サーバ10は、これらの各テーブル80〜84は持たないものとする。認証コード秘密鍵の識別番号、および識別コード生成オブジェクトはクラスタを構成するサーバ間で同じに設定しても、個別に設定してもよい。個別に設定した場合は、調停者による図8の認証コード照合は、認証コードを生成した外部装置30とROM64を接続したサーバで行う。
〔第4の実施形態〕
以上の実施形態では、1台のサーバに1つの外部装置を接続したが、1つのサーバに複数の外部装置を接続することも可能である。この場合、データ保管サーバ10bは、外部装置30および30aの両方から認証コード秘密鍵および乱数の発生回数を取得して、認証コードMAC(X)=f'(f(X、Kn)、K'n')を生成する。図13は、データ保管サーバ10bに2つの外部装置を付けた例を示す。1台のデータ保管サーバ10bに3以上の外部装置を取り付けることも可能である。複数の外部装置に秘密を分散することで、認証コードの安全性を高めることができる。
以上は、本発明の説明のために実施例を掲げたに過ぎない。したがって、本発明の技術思想または原理に沿って上述の実施例に種々の変更、修正または追加を行うことは、当業者には容易である。
2 本発明のクラスタ構成の電子データ保管システム
10 本発明のデータ保管サーバ10
11、60 CPU
12、70 ROM
13、62 RAM
14 通信インタフェース
15 外部装置インタフェース
16 入出力インタフェース
17 二次記憶装置
20 入出力装置
30 外部装置30
40 ROM40
70 ハッシュ関数演算オブジェクト
72、75 認証コード生成オブジェクト
80 保管データ記憶部
82 ポリシーテーブル
84 ログテーブル
90 データ保存プログラム
92 データ読み出しプログラム
94 アクセス制限
96 認証コード照合
98 ログフィルタ
920 クライアント
Claims (11)
- 電子データの証拠性を認証コードと電子署名で保証する電子データ保管システムであり、前記システムは、
外部のクライアントと電子データの授受が可能でかつ外部装置と電気的・機械的に結合された少なくとも1台のサーバと;
ROM領域とRAM領域とCPUとを備え、かつ前記サーバとはインタフェースを介して接続される外部装置と;
製造時に製造業者により書換え不可能な記憶域に秘密鍵が焼き付けられ、アクセス制限された読み出し専用記憶手段とを備え、
前記外部装置が、前記読み出し専用記憶手段からコピーした前記秘密鍵をもとに一時秘密鍵を生成するソフトウェア手段を前記ROM領域に備え、さらに前記ソフトウェア手段に基づいて前記CPUが発生させた乱数の回数だけ一時秘密鍵を生成し、最後に生成した前記一時秘密鍵を前記RAM領域に格納し、かつ前記一時秘密鍵と所与の電子データから認証コードを生成するプログラムの少なくとも一部をカプセル化したオブジェクトとして前記ROM領域に備え、
前記サーバは、
前記ソフトウェア手段、前記オブジェクト、および前記一時秘密鍵を読み出す手段と、
読み出した前記ソフトウェア手段、前記オブジェクト、および前記一時秘密鍵を用いて、前記電子データの認証コードを生成する認証コード生成オブジェクトと、
前記電子データに秘密鍵による符号化を行って電子署名を生成する電子署名生成手段と、
前記電子データ、前記生成した認証コードおよび前記生成した電子書名を保管する保管手段と
を備えることを特徴とする電子データ保管システム。 - 前記読み出し専用記憶手段は、前記サーバの管理者および前記クライアントの双方と利害関係のない第3者が保管することを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。
- 前記サーバは、前記認証コード生成オブジェクトを用いて、前記保管手段に保管されている前記電子データの前記認証コードの照合を行う照合オブジェクトをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。
- 前記サーバは、
アクセス制限を規定するポリシーレコードからなるポリシーテーブルを備え、前記ポリシーテーブルに基づき前記オブジェクトへのアクセス制限を行う手段を含むことを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。 - 前記認証コード生成オブジェクトは、起動されるたびにログを排出し、
前記サーバは、前記ログを所定の記憶域に格納する手段を備えることを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。 - 前記サーバは一時間帯の指定とともに所定のコマンドを受け取ると、前記時間帯に採取されたログのうち、前記ポリシーテーブルの何れかのポリシーレコードと条件が一致するログを消去する手段をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の電子データ保管システム。
- 前記サーバは、前記時間帯に採取されたログのうち、消去されずに残ったログに対して、視覚的警報、聴覚的警報、または前記両方の警報を出力する手段をさらに備えることを特徴とする請求項6記載の電子データ保管システム。
- 当該電子データ保管システムは、複数のサーバと前記複数のサーバに共有された二次記憶装置を備え、
前記二次記憶装置は、全サーバの電子データを保管する電子データ保管領域を有し、かつ
前記複数の各サーバは前記保管手段を持たないことを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。 - 前記サーバは、第2の外部装置を備え、前記第1の外部装置の前記秘密鍵と異なる第2の秘密鍵をRAM領域に格納し、
認証コード生成オブジェクトは、前記第1の外部装置から読み出した前記ソフトウェア手段、前記オブジェクト、および前記一時秘密鍵に加えて、前記第2の外部記憶装置から読み出した第2のソフトウェア手段、第2のオブジェクト、および第2の一時秘密鍵を用いて、前記電子データの認証コードを生成することを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。 - 前記サーバは、前記電子データの認証コード生成の前に、前記電子データを複数の分割データに分割する分割手段を備え、
前記認証コード生成オブジェクトは、分割データ毎に1つずつ認証コードを生成することを特徴とする請求項1記載の電子データ保管システム。 - 前記分割手段は、前記電子データを複数の可変長分割データに分割し、
前記保管手段は、可変長分割データ毎に前記認証コードと当該可変長分割データの長さを表す情報とともに保管する手段を含むことを特徴とする請求項10記載の電子データ保管システム。
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