(57)【要約】【課題】  システムに最適な、鍵長、有効期限を自動設定可能な環境を構築し、安全、迅速にユーザ認証を行う。【解決手段】  評価式導出に必要な、例えば、ユーザ数、失効確率などのパラメータから、全体の計算時間と通信量を見積もり、それらの値が最適になるように有効期限を設定する。そして、最適値を満たす有効期限から対応する鍵長を導出して最適パラメータとして出力する。具体的に、最新の安全性評価を基に、鍵長から安全な時間間隔を導出し、その値を有効期限として換算することで、ユーザ認証のために公開鍵証明書認証基盤を導入した場合における最適なパラメータを自動設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う、少なくとも入力装置と演算装置から成る公開鍵証明書認証基盤設計支援装置であって、
前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出する評価式導出部と、
前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求める最適化パラメータ生成部と、
前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力する最適化パラメータ出力部と、
を具備することを特徴とする公開鍵証明書認証基盤設計支援装置。
【請求項２】
少なくとも、入力装置と演算装置を備え、ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う公開鍵証明書認証基盤設計支援方法であって、
前記演算装置は、
前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出するステップと、
前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求めるステップと、
前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力するステップと、
を実行することを特徴とする公開鍵証明書認証基盤設計支援方法。
【請求項３】
ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う公開鍵証明書認証基盤設計支援装置に用いられるプログラムであって、
前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出する処理と、
前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求める処理と、
前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う、公開鍵証明書認証基盤設計支援装置および方法ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公開鍵証明書認証基盤（ＰＫＩ）は、多くのアプリケーションで利用されているが、公開鍵の鍵長、有効期限等のパラメータが最適化されているとは限らない。
従来、公開鍵を生成する演算装置の計算量の上限値と、ユーザが指定する鍵長および計算量の上限値とに基づいてあらかじめ定義された鍵生成方式を選択し、選択された鍵生成方式に従い公開鍵を生成する鍵生成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、公開鍵を認証用途に限定すれば、鍵長は、有効期限の間に破られない程度の長さであれば満足するのにかかわらず、上記した特許文献１を含め、現在運用されているＰＫＩでは安全性のみを考慮して設定されているため、必要以上の長さに設定されることが多い。従って、暗号処理のために余分な時間を要し、ユーザ認証のためのシステム性能が低下する。
【０００４】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、ユーザ認証のためにＰＫＩを導入した場合における最適なパラメータを自動設定する仕組みを構築することにより、最適な鍵長、有効期限についての導出を行い、安全、かつ、迅速にユーザ認証が可能な、公開鍵証明書認証基盤設計支援装置および方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために本発明は、ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う、少なくとも入力装置と演算装置から成る公開鍵証明書認証基盤設計支援装置であって、前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出する評価式導出部と、前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求める最適化パラメータ生成部と、前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力する最適化パラメータ出力部と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、少なくとも入力装置と演算装置を備え、ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う、公開鍵証明書認証基盤設計支援方法であって、前記演算装置は、前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出するステップと、前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求めるステップと、前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力するステップと、を実行することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、ユーザにクライアント証明書を発行し、公開鍵を使用して認証を行う公開鍵証明書認証基盤設計支援装置に用いられるプログラムであって、前記入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、前記演算装置により鍵長と有効期限を含む評価式を導出する処理と、前記導出された評価式中、前記有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求める処理と、前記有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と前記有効期限を出力する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、評価式導出に必要な、例えば、ユーザ数、失効確率などのパラメータから、全体の計算時間と通信量を見積もり、それらの値が最適になるように有効期限を設定することで、鍵長、有効期限についての導出を行い、安全、かつ、迅速にユーザ認証が可能な公開鍵証明書認証基盤設計支援装置ならびにシステムを提供することができる。具体的に、最新の安全性評価を基に、鍵長から安全な時間間隔を導出し、その値を有効期限として換算することで、ユーザ認証のために公開鍵証明書認証基盤を導入した場合における最適なパラメータを自動設定する仕組みを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明実施形態に係わる公開鍵証明書認証基盤設計支援装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
本発明の公開鍵証明書認証基盤設計支援装置を機能的に大別すれば、評価式導出部１と、最適化パラメータ生成部２と、最適化パラメータ出力部３で構成される。
【００１０】
評価式導出部１は、図示せぬ入力装置を介して安全性を評価するために必要なパラメータを取り込み、鍵長と有効期限を含む評価式を導出する機能を持ち、このため、データ入力取込部１１と、評価式導出部１２で構成される。
最適化パラメータ生成部２は、評価式導出部１により導出された評価式中、有効期限を逐次更新しながら、暗号処理のための計算量と通信量を見積もり、所定の範囲内においてそれぞれの量が最小となる有効期限を求める機能を持ち、このため、最適値設定部２１と、評価式代入処理部２２と、計算量・通信量導出部２３と、最適化判定部２４と、最適値記憶部２５で構成される。また、最適化パラメータ出力部３は、有効期限から対応する鍵長を導出し、当該鍵長と有効期限を出力する機能を持つ。
【００１１】
上記構成において、概略動作の流れを説明すれば以下のようになる。すなわち、設計者は入力装置を用いて各種パラメータの入力を行い、評価式導出部１は、入力されたパラメータに従って演算装置により所定の評価式を導出する。最適化パラメータ生成部２は、導出された評価式中の有効期限を逐次更新しながら、計算時間や通信量の見積もりのための計算を行い、ある範囲内において、それぞれの値が最も小さくなる有効期限値を導出する。そして、最適化パラメータ出力部３は、その有効期限値から鍵長を導出し、有効期限値と鍵長を最適値として出力する。
【００１２】
特徴的には、従来の安全性評価から導出されている鍵長と安全な期間との関係式から暗号処理演算のための処理時間と有効期限との関係式を導出し、その式をサービス形態や各種パラメータから本発明の公開鍵証明書認証基盤設計支援装置により導出された評価式に代入して、ユーザ認証のための系全体の処理時間（通信量）と有効期限の関係式を導出し、最適値を与える有効期限を導出することにある。
処理時間と有効期限の関係式は、鍵長と安全な期間との関係式、処理時間と鍵長の関係式、安全な期間と有効期限の関係式から導出される。例えば、処理時間Ｔｃと有効期限Ｔｖとの関係式は以下の（１）式により与えられる。
Ｔｃ＝ｃ２＊ｅ＾（ｃ１（ｌｏｇＴｖ）＾３）＋ｃ３      …（１）
ここで、ｃ１，ｃ２，ｃ３はある定数、ｅは自然対数である。
【００１３】
図３に、鍵長から導出した有効期限に対して実測した公開鍵セット（公開鍵と秘密鍵）の処理時間をプロットしたグラフを示す。
ここで、処理時間計測には、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４．３ＧＨｚのＰＣを使用した。グラフに対して上記の関係式フィッティングすることにより、ｃ１，ｃ２，ｃ３の各値を求めれば、携帯電話端末（ＭＴ）の場合、ｃ１＝０．０００２５，Ｃ２＝４２．８，ｃ３＝７１．７、ＰＣの場合、ｃ１＝０．０００２７，Ｃ２＝５．９６，ｃ３＝１９．０という値が得られた。これらの値が、公開鍵証明書の有効期限と暗号化処理時間の関係式を定義するパラメータである。
【００１４】
図２は、本発明実施形態に係わる公開鍵証明書認証基盤設計支援装置の動作を説明するために引用したフローチャートであり、本発明のプログラムの処理手順も示されている。
以下、図２に示すフローチャートを参照しながら図１に示す本発明実施形態の動作について、また、処理手順について詳細を述べる。
【００１５】
まず、設計者は、評価式導出に必要な各種パラメータやサービス形態に関するデータに関し、入力装置を操作することにより入力する。
ここで、パラメータとは、ユーザ数、ユーザの増加率、ユーザの減少率、各固定長のデータに関するデータサイズ等を指し、サービス形態とは、認証の有無、認証する場合の暗号処理演算の回数などを示すものとする。評価式導出部１におけるデータ入力取込部１１は、これらデータを取り込み、評価式導出部１２へ供給する（Ｓ２１）。
【００１６】
評価式導出部１２は、入力されたサービス形態を示すデータにより評価式の雛形を選択・生成し、ここで、先に取り込まれた各種パラメータを代入することで評価式が導出する（Ｓ２２）。評価式として、例えば以下の（２）式が使用される。
（Ａ＋Ｂ／Ｔｖ）ｅ＾（Ｃ（ｌｏｇＴｖ９＾３））＋Ｄ    …（２）
なお、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには各種パラメータに従って値が代入されるものとする。そして、導出された評価式は、最適化パラメータ生成部２へ供給される。
【００１７】
次に、最適化パラメータ生成部２では、仮最適決定（Ｓ２３）、仮最適値入力（Ｓ２４）、計算時間・通信量評価（Ｓ２５）のための処理を繰り返し実行する。図２中、再帰的（リカーシブ）に処理と示してあるのが相当する。
すなわち、ここではハードウェア資源として演算装置を用い、ある、定められた範囲内におけるすべての有効期限Ｔｖについて繰り返し以下に示す処理を実行する。具体的に、最適値設定部２１は、まず、有効期限Ｔｖを仮決定して評価式代入処理部２２へその値を供給し（Ｓ２３）、評価式代入処理部２２において先に評価式導出部１２で求められた評価式に値を代入し演算する（Ｓ２４）。そして、計算量・通信量導出部２３において、暗号処理にかかる全体の計算時間および通信量を導出して最適化判定部２４へ供給する。
【００１８】
最適化判定部２４では、計算量・通信量導出部２３により計算された値が上記の繰り返し処理の中で計算した値よりも小さくなっているか否かを判定する（Ｓ２５）。ここで、小さくなっていることが確認された場合に、その値を最適値として最適値記憶部２５に保存し、最適値設定部２１による仮最適値の設定処理から再開する。ここで、小さくなっていなければ、最適値を更新せず、最適値設定部２１による仮最適値の設定処理に戻る。
【００１９】
なお、最適値は、最適値を満たす有効期限Ｔｖと共に保存される。全ての有効期限Ｔｖについて上記の処理を繰り返し試行することで最適化パラメータ生成部２の処理は終了し、得られた最適値を満たす有効期限Ｔｖを最適化パラメータ出力部３に引き渡す。
【００２０】
最適化パラメータ出力部３は、最適化パラメータ生成部２によって生成された最適値を満たす有効期限Ｔｖから、対応する鍵長ｋを導出する。そして、有効期限Ｔｖと鍵長ｋを最適パラメータとして出力する（Ｓ２６）。
図４に、有効期限と、ユーザ認証に係わる系全体の計算量との関係がグラフ表示され示されている。図４は、上記した（２）に示される評価式に、ユーザ数や失効確率など、Ａ〜Ｄに係わるパラメータを代入して得られる値を、有効期限Ｔｖに対してプロットしたものである。ここでは、最適化パラメータ生成部２が、系全体の計算コスト、通信量を見積もり、それらの値が最適になるように有効期限を設定する。このとき、計算量を求めるため鍵長が必要になるが、その鍵長は、有効期限の関数として表現することができ、図４中、最適な有効期限は曲線のボトム近傍にあるものとみなされる。ここでは、最新の安全性評価を基に鍵長から安全な時間間隔を導出し、その値を有効期限として換算することで最適なパラメータ設定を実現する。
【００２１】
以上説明のように本発明は、評価式導出に必要な、例えば、ユーザ数、失効確率などのパラメータから、全体の計算時間と通信量を見積もり、それらの値が最適になるように有効期限を設定するものであり、鍵長、有効期限についての導出を行い、安全、かつ、迅速にユーザ認証が可能な公開鍵証明書認証基盤設計支援装置ならびにシステムを提供することができる。具体的に、最新の安全性評価を基に、鍵長から安全な時間間隔を導出し、その値を有効期限として換算することで、ユーザ認証のために公開鍵証明書認証基盤を導入した場合における最適なパラメータを自動設定する仕組みを構築することができる。
【００２２】
なお、図１に示す評価式導出部１、最適化パラメータ生成部２、最適化パラメータ出力部３、データ入力取込部１１、評価式導出部１２、最適値設定部２１、評価式代入処理部２２、計算量・通信量導出部２３、最適化判定部２４、最適値記憶部２５のそれぞれで実行される手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって本発明の公開鍵証明書認証基盤設計支援装置およびシステムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【００２３】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００２４】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係わる公開鍵証明書認証基盤設計支援装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる公開鍵証明書認証基盤設計支援装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図３】有効期限と処理時間の関係をグラフ表示した図である。
【図４】有効期限とシステム全体の計算量との関係をグラフ表示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…評価式導出部、２…最適化パラメータ生成部、３…最適化パラメータ出力部、１１…データ入力取込部、１２…評価式導出部、２１…最適値設定部、２２…評価式代入処理部、２３…計算量・通信量導出部、２４…最適化判定部、２５…最適値記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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