JP7476131B2 - 効率的なデータアイテム認証 - Google Patents
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Description
前述のように、非対称署名は、署名されたデータアイテムが本物であるという高レベルの保証を提供する。ただし、非対称署名を使用することの1つの欠点は、検証プロセスがリソースを大量に消費することである。これは、データアイテムが制約のあるデバイス(センサ、アクチュエータなどのIoT(Internet of Things)デバイス、およびインターネットに接続されたその他のデバイス、またはモバイルデバイス)で認証される場合に特に問題になる。デバイスは、任意の1つまたは複数の方法で、例えば、計算能力の制約、メモリの制約、電力の制約(例えば、蓄電池による電力)で制約され得る。
ここで、本発明の実施形態に従って構築され動作する装置10のブロック図である図1を参照する。装置10は、制約のあるデバイス(例えば、センサ、アクチュエータなどのIoTデバイス、および/またはインターネットに接続されたデバイス、および/またはモバイルデバイス)であり得る。装置10は、任意の1つまたは複数の方法で制約され得、例えば、計算能力の制約、メモリの制約、電力の制約(例えば、バッテリー電力)。装置10は、処理要素12、記憶要素14(例えば、フラッシュメモリ)、安全な不揮発性メモリ(NVM)16、およびワンタイムプログラマブルメモリ18を含む。安全な不揮発性メモリ16は、それをセキュリティ違反から保護することによって保護され得る。例えば、安全な不揮発性メモリ16は、侵入された場合に安全な不揮発性メモリ16を動作不能にする改ざん防止ケーシングで覆われ得る。いくつかの実施形態では、記憶ユニット14、安全な不揮発性メモリ16、およびワンタイムプログラマブルメモリ18は、任意の適切なメモリユニットまたはメモリユニットの組み合わせで置き換えることができる。処理要素12は、本明細書に記載の処理タスクを実行するためのプロセッサ20、プロセッサ20によって使用されるメモリ(例えば、レジスタ22)、および乱数発生器(RNG)24を含み得る。乱数発生器24は、例として、真の乱数発生器または疑似乱数発生器を含み得る。いくつかの実施形態では、処理要素12、安全な不揮発性メモリ16、およびワンタイムプログラマブルメモリ18は、集積回路(IC)チップ26上に配置され、一方、記憶ユニット14は、集積回路チップ26の外部に配置され、そして、適切なインターフェースを介して集積回路チップ26に接続されている。他の実施形態では、装置10の要素は、異なる配置で配置され得る。
Claims (20)
- 非対称署名の認証を対称MACの検証と組み合わせる受信機装置であって:
記憶要素と;そしてプロセッサと;を有し、
前記プロセッサは:
データアイテムと当該データアイテムの非対称デジタル署名を当該データアイテムのオリジネータから受け取るステップであって、前記非対称デジタル署名は前記オリジネータにより当該オリジネータのプライベートキーを使用して計算される、ステップと;
前記データアイテムの最初の認証として、前記非対称デジタル署名を前記オリジネータの公開鍵を使用して検証し、それにより前記非対称デジタル署名で署名された前記データアイテムを認証するステップと;
ランダムな秘密鍵を生成するステップと;
前記秘密鍵を前記受信機装置の前記記憶要素内に保管するステップと;
前記非対称デジタル署名の検証が成功した場合、前記データアイテムの対称MACを前記ランダムな秘密鍵及び前記認証されたデータアイテムに基づいて、前記受信機装置内に生成し、そして前記対称MACを前記受信機装置の前記記憶要素に格納するステップと;そして
前記データアイテムの次の認証として:
前記対称MACを前記受信機装置の前記記憶要素から取得するステップと;
前記秘密鍵を前記受信機装置の前記記憶要素から読むステップと;そして
生成されそして前記受信機装置内に保管された前記秘密鍵と;前記データアイテムと;に基づいて前記受信機装置内の前記対称MACを検証し、それにより前記データアイテムを認証するステップと;
を実行するように構成される、
ことを特徴とする受信機装置。 - 安全な不揮発性メモリをさらに備え、前記プロセッサは:
ランダムな秘密鍵を生成し;
前記秘密鍵を安全な不揮発性メモリに保管し;
前記秘密鍵と前記データアイテムに基づいて前記対称MACを生成し;
前記安全な不揮発性メモリから前記秘密鍵を読み取り;そして
前記秘密鍵と前記データアイテムに基づいて前記対称MACを検証する;
ように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記対称MACを複数回検証し、それにより前記データアイテムを複数回認証するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記プロセッサは:前記データアイテムの異なる対称MACを生成し;そして前記異なる対称MACを検証し、それにより前記データアイテムを複数回認証するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記プロセッサは:
それぞれのランダムな秘密鍵を生成し;
前記それぞれのランダムな秘密鍵と前記データアイテムに基づいて、それぞれの異なる前記対称MACを生成し;
前記それぞれのランダムな秘密鍵と前記データアイテムに基づいて、それぞれの異なる対称MACを検証し;そして
それぞれの前記ランダムな秘密鍵のそれぞれを、前記それぞれの対称MACの検証に使用するために読み取った後に、上書きする、
ように構成される、ことを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 前記プロセッサは、それぞれの前記異なる対称MACのうちの1つ後の対称MACを検証する前に、それぞれの前記ランダムな秘密鍵のそれぞれを上書きするように構成される、ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 安全な不揮発性メモリをさらに備え、前記プロセッサは、前記安全な非揮発性メモリ内の前記ランダムな秘密鍵の所与のランダムな秘密鍵で、前記ランダムな秘密鍵の1つ前のランダムな秘密鍵を上書きするように構成され、任意の一時点において前記ランダムな秘密鍵の1つだけが前記安全な非揮発性メモリ内に保管される、ことを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記プロセッサは第2のメモリを有し;
前記プロセッサは、前記安全な不揮発性メモリから前記ランダムな秘密鍵の内の前記1つ前のランダムな秘密鍵を読み取り、読み取った前記ランダムな秘密鍵の内の前記1つ前のランダムな秘密鍵を前記第2のメモリに書き込んでから、前記安全な不揮発性メモリ内の前記ランダムな秘密鍵の内の前記1つ前のランダムな秘密鍵を前記所与のランダムな秘密鍵で上書きするように構成され;
前記プロセッサは、現在前記第2のメモリにある前記ランダムな秘密鍵の内の前記1つ前のランダムな秘密鍵に基づいて、前記記憶要素に格納されている前記対称MACのそれぞれの1つを検証するように構成され;そして
前記プロセッサは、前記データアイテムと前記所与のランダムな秘密鍵に基づいて新しい1つの前記対称MACを生成し;そして前記新しい対称MACを前記記憶要素に格納するように構成される、
ことを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記データアイテムはブートイメージまたは認証局のプライベートキーで署名されたデジタル証明書である、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 非対称署名の認証を対称MACの検証と組み合わせた認証方法であって:
受信機装置によりデータアイテムと当該データアイテムの非対称デジタル署名を前記データアイテムのオリジネータから受け取るステップであって、前記非対称デジタル署名は前記オリジネータにより当該オリジネータのプライベートキーを使用して計算される、ステップと;
前記データアイテムの最初の認証として、前記非対称デジタル署名を前記オリジネータの公開鍵を使用して検証し、それにより前記非対称デジタル署名で署名された前記データアイテムを認証するステップと;
ランダムな秘密鍵を前記受信機装置により生成するステップと;
前記秘密鍵を前記受信機装置内に保管するステップと;
前記非対称デジタル署名の検証が成功した場合、前記データアイテムの対称MACを前記ランダムな秘密鍵及び前記認証されたデータアイテムに基づいて、前記受信機装置により生成し、そして前記対称MACを前記受信機装置に格納するステップと;そして
前記データアイテムの次の認証として:
格納された前記対称MACを前記受信機装置により取得するステップと;
前記秘密鍵を前記受信機装置により保管要素から読むステップと;そして
生成されそして前記受信機装置内に保管された前記秘密鍵と;前記データアイテムと;に基づいて前記受信機装置内の前記対称MACを検証し、それにより、前記データアイテムを認証するステップと;
を有する、ことを特徴とする認証方法。 - ランダムな秘密鍵を生成するステップと;
前記秘密鍵を保管するステップと;
前記秘密鍵と前記データアイテムに基づいて前記対称MACを生成するステップと;そして
前記秘密鍵を取得するステップと;
を更に有し、
前記対称MACを検証するステップは、前記秘密鍵と前記データアイテムに基づいて前記対称MACを検証するステップを有する、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記対称MACを複数回検証し、それにより前記データアイテムを複数回認証するステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記データアイテムのそれぞれの異なる前記対称MACを生成するステップと;そして
前記それぞれの異なる対称MACを検証し、それにより前記データアイテムを複数回認証するステップと;
を有する、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - それぞれのランダムな秘密鍵を生成するステップと;
前記それぞれのランダムな秘密鍵および前記データアイテムに基づいてそれぞれの異なる前記対称MACを生成するステップであって、前記それぞれの異なる対称MACを検証するステップは、それぞれの前記ランダムな秘密鍵および前記データアイテムに基づいて前記それぞれの異なる対称MACを検証するステップを有する、ステップと;そして
それぞれの前記ランダムな秘密鍵のそれぞれを、それぞれの前記対称MACの検証に使用するために読み取った後に、上書きするステップと;
を有する、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記それぞれの前記ランダムな秘密鍵のそれぞれを上書きするステップは、前記それぞれの異なる対称MACの次の異なる対称MACを検証する前に、前記それぞれのランダムな秘密鍵のそれぞれを上書きするステップを有する、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 安全な不揮発性メモリ内の前記ランダムな秘密鍵のうちの所与のランダムな秘密鍵で1つ前の前記ランダムな秘密鍵を上書きするステップをさらに有し、任意の一時点において前記ランダムな秘密鍵の1つだけが前記安全な非揮発性メモリ内に保管される、ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記安全な不揮発性メモリから前記1つ前のランダムな秘密鍵を読み取り、読み取った前記1つ前のランダムな秘密鍵を第2のメモリに書き込み、そして、前記安全な不揮発性メモリ内の前記所与のランダムな秘密鍵で前記1つ前のランダムな秘密鍵の上書きを実行するステップと;
現在前記第2のメモリにある前記1つ前のランダムな秘密鍵に基づいて前記対称MACのそれぞれの1つを検証するステップと;
前記データアイテムと前記所与のランダムな秘密鍵に基づいて、前記対称MACの新しい1つを生成するステップと;そして
前記新しい対称MACを格納するステップと;
を更に有する、ことを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記データアイテムがブートイメージである、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記データアイテムは、認証局のプライベートキーで署名されたデジタル証明書である、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- プログラム命令が格納されている非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、中央処理装置(CPU)によって読み取られた時に、前記CPUに対し:
データアイテムと当該データアイテムの非対称デジタル署名を前記データアイテムのオリジネータから受け取るステップであって、前記非対称デジタル署名は前記オリジネータにより当該オリジネータのプライベートキーを使用して計算される、ステップと;
前記非対称デジタル署名で署名された前記データアイテムを保管するステップと;
前記データアイテムの最初の認証として、前記非対称デジタル署名を前記オリジネータの公開鍵を使用して検証し、それにより前記非対称デジタル署名で署名された前記データアイテムを認証するステップと;
ランダムな秘密鍵を生成するステップと;
前記ランダムな秘密鍵を受信機装置内に保管するステップと;
前記非対称デジタル署名の検証が成功した場合、前記データアイテムの対称MACを前記ランダムな秘密鍵及び前記認証されたデータアイテムに基づいて、前記受信機装置内に生成し、そして前記対称MACを前記受信機装置に格納するステップと;そして
前記データアイテムの次の認証として:
前記対称MACを前記受信機装置から取得するステップと;
前記秘密鍵を前記受信機装置の保管要素から読むステップと;そして
生成されそして前記受信機装置内に保管された前記秘密鍵と;前記データアイテムと;に基づいて前記受信機装置内の前記対称MACを検証し、それにより前記データアイテムを認証するステップと;
を実行するようにさせる、
ことを特徴とする非一過性コンピュータ可読媒体。
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