(57)【要約】  本発明は、セキュア装置（１）とクライアント装置のネットワークにおける所定のクライアント装置（Ｃｊ）との間で交換されるべきメッセージを暗号化／復号化する方法ならびにセキュア装置に関する。この方法は、−私有鍵（ｎｊ，ｄｊ）および公開鍵（ｎｊ，ｅｊ）を用いてそれぞれセキュア装置（１）および所定のクライアント装置（Ｃｊ）によって非対称暗号の演算を実施するステップと、−セキュア装置に記憶されている秘密マスター鍵（ＭＫ）および所定のクライアント装置（Ｃｊ）によって発行された少なくとも１つの公開データアイテム（ｎｊ，ＣＩＤｊ）に基づき、所定のクライアント装置（Ｃｊ）の公開鍵（ｎｊ，ｅｊ）に対応する私有鍵（ｎｊ，ｄｊ）を求めるステップとを有する。
2007516633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを用いて送信器と受信器との間で交換されるべきメッセージを暗号化／復号化する方法であって
前記送信器および前記受信器の双方はセキュア装置（１）およびクライアント装置（Ｃｉ，Ｃｊ）のネットワーク内の所定のクライアント装置（Ｃｉ）の内の１つであり、
−公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）および該公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）とは異なる私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を用いて、それぞれセキュア装置および所定のクライアント装置によって非対称暗号の演算を実施するステップと、
−前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）から前記セキュア装置（１）へと少なくとも１つの公開データアイテム（ｎｉ，ＣＩＤｉ）を発行するステップとを有する、メッセージを暗号化／復号化する方法において、
さらに、前記セキュア装置によって暗号化されたメッセージを送信／受信している間にその都度、前記セキュア装置に記憶されている秘密マスター鍵（ＭＫ）および前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）によって発行された公開データアイテムまたは各公開データアイテム（ｎｉ，ＣＩＤｉ）に基づき、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）に対応する前記私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を求めるステップを有することを特徴とする、メッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項２】
前記公開データアイテムまたは各公開データアイテムを発行する前記ステップ（６２，８１）は、前記公開鍵の一部（ｎｉ）を発行するステップを有し、該公開鍵の一部は前記私有鍵の第１の部分を形成する、請求項１記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項３】
前記公開データアイテムまたは各公開データアイテムを発行する前記ステップ（６２，８１）は、前記クライアント装置（Ｃｉ）の識別子（ＣＩＤｉ）を発行するステップを有し、前記私有鍵を求める前記ステップは発行された前記識別子に基づき前記私有鍵の第２の部分（ｄｉ）を計算するステップを有する、請求項１または２記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項４】
前記クライアント装置の公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）に対応する前記私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を求める前記ステップは、前記秘密マスター鍵（ＭＫ）を用いて、対称アルゴリズムにより、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の識別子（ＣＩＤｉ）に適用される関数の結果（ＥＣＩＤｉ）を暗号化するステップ（４４，６４，８３）を有する、請求項３記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項５】
前記クライアント装置の公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）に対応する前記私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を求める前記ステップは、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記識別子（ＣＩＤｉ）に適用される関数の結果（ＥＣＩＤｉ）の前記暗号化の結果に基づき、決定性計算ユニット（８）により、前記私有鍵の前記第２の部分（ｄｉ）を選択するステップ（４５，６５，８４）を有する、請求項４記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項６】
決定性アルゴリズムにより前記私有鍵の前記第２の部分（ｄｉ）を選択するステップを、
−前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記識別子（ＣＩＤｉ）に適用される関数の前記結果（ＥＣＩＤｉ）の前記暗号化の結果よりも小さい数、
−前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記識別子（ＣＩＤｉ）に適用される関数の前記結果（ＥＣＩＤｉ）の前記暗号化の前記結果に最も近く、且つ素数のリストと互いに素である数、
を選択することにより実施する、請求項５記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項７】
前記私有鍵を求めるための前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の識別子（ＣＩＤｉ）および該識別子（ＣＩＤｉ）に基づき計算された全てのデータ（ｐｉ，ｑｉ，ｄｉ，ＥＣＩＤｉ，ｅｉ，ｎｉ）を破棄するステップ（４９，６７，８７）を有する、請求項３記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項８】
暗号演算はメッセージを識別する演算を含み、該演算は、
−前記セキュア装置（１）により、前記私有鍵を求めるステップにおいて求められた前記私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を用いて前記メッセージを署名するステップ（８５）と、
−前記メッセージの署名および該メッセージを、該署名を検証する前記クライアント装置（８６）に伝送するステップ（８６）と、
−前記クライアント装置により、前記公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）を用いて前記メッセージの前記署名を検証するステップ（８７）とを有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項９】
前記暗号演算はメッセージを安全化する演算を含み、該演算は、
−前記クライアント装置（Ｃｉ）により、前記公開鍵（ｎｉ，ｄｉ）を用いてメッセージを暗号化するステップ（６１）と、
−暗号化された前記メッセージを前記セキュア装置（１）に伝送するステップ（６２）と、
−前記セキュア装置（１）により、前記私有鍵を求めるステップにおいて求められた前記私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を用いて、暗号化された前記メッセージを復号化するステップ（６６）とを有する、請求項１から８までのいずれか１項記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項１０】
前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）をパーソナライズする先行段階を有し、該先行段階は、
−前記セキュア装置（１）により、ユニークなマスター鍵（ＭＫ）と、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）に固有であり該クライアント装置（Ｃｉ）を識別できる識別子（ＣＩＤｉ）とを生成するステップと、
−計算モジュール（５）により、前記私有鍵の前記第２の部分（ｄｉ）に基づき前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）を計算するステップとを有する、請求項３から９までのいずれか１項記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項１１】
前記パーソナライズする先行段階はさらに、
（ｐｉ−１）×（ｑｉ−１）が前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記私有鍵の前記第２の部分（ｄｉ）と互いに素であるよう２つの大きい素数ｐｉ，ｑｉからなる２つの秘密データを選択するステップ（４６）と、
ｎｉ＝ｐｉ×ｑｉであるよう前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の係数ｎｉを計算するステップ（４８）と、
前記データアイテムまたは各データアイテム（ｐｉ，ｑｉ）および前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記係数（ｎｉ）に基づき、拡張ユークリッド互除法によって前記公開鍵の一部（ｅｉ）を計算するステップ（４８）とを有する、請求項１０記載のメッセージを暗号化／復号化する方法。
【請求項１２】
通信ネットワークを介してクライアント装置（Ｃｉ，Ｃｊ）のネットワークの所定のクライアント装置（Ｃｉ）とメッセージを交換するセキュア装置（１）であって、
前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）に固有であり、且つメッセージのあらゆる交換に先行して前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）によって発行される少なくとも１つの公開データアイテム（ＣＩＤｉ，ｎｉ）を受信し、且つ、
−前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）に記憶されている公開鍵（ｎｉ，ｅｉ）に対応する私有鍵（ｎｉ，ｄｉ）を用いて非対称暗号の演算を実施する手段を有する、セキュア装置において、
さらに、
−マスター鍵（ＭＫ）を記憶するセキュアな手段（３）と、
−前記マスター鍵（ＭＫ）および発行された前記公開データアイテムまたは各公開データアイテム（ＣＩＤｉ，ｎｉ）に基づき前記私有鍵（ｄｉ，ｎｉ）を求める手段（４）とを有することを特徴とする、セキュア装置。
【請求項１３】
前記公開データアイテム（ＣＩＤｉ，ｎｉ）は前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記公開鍵の一部（ｎｉ）および／または前記所定のクライアント装置の識別子（ＣＩＤｉ）を有する、請求項１２記載のセキュア装置。
【請求項１４】
前記私有鍵は、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の前記公開鍵の一部（ｎｉ，ｅｉ）に対応する第１の部分（ｎｉ）と、前記マスター鍵（ＭＫ）および前記所定のクライアント装置の識別子（ＣＩＤｉ）に基づき計算された第２の秘密部分（ｄｉ）とを有する混合された鍵である、請求項１３記載のセキュア装置。
【請求項１５】
前記私有鍵（ｄｉ，ｎｉ）を用いて非対称暗号演算を実施する手段は、
−メッセージ（ｍ）を署名する手段（Ｓ）と、
−メッセージ（ｍ）を暗号化する手段（Ｅ）とを有する、請求項１２から１４までのいずれか１項記載のセキュア装置。
【請求項１６】
前記私有鍵を求める手段（４）はさらに、
−マスター鍵（ＭＫ）を用いて、前記所定のクライアント装置（Ｃｉ）の識別子（ＣＩＤｉ）に適用される関数の結果（ＥＣＩＤｉ）を暗号化する、対称暗号化を行うユニット（７）、および／または、
−対称暗号化を行うユニット（７）によって形成された暗号化の結果に基づき前記私有鍵の第２の秘密部分（ｄｉ）を選択する決定性アルゴリズムを計算するユニット（８）を有する、請求項１４または１５記載のセキュア装置。
【請求項１７】
前記ネットワークの前記クライアント装置をイニシャライズする手段をさらに有し、該イニシャライズする手段は、
−ユニークなマスター鍵（ＭＫ）および複数の相互に異なる識別子（ＣＩＤｊ，ＣＩＤｉ）をランダムに生成する手段（２）を有し、ここで各識別子は前記クライアント装置のネットワークのユニークなクライアント装置（Ｃｉ）を特徴付けることに適しており、
−前記私有鍵の前記第２の秘密部分（ｄｉ）の値に依存して２つの秘密データアイテム（ｐｉ，ｑｉ）を選択し、前記公開鍵の第１の部分（ｎｉ）を計算する計算ユニット（９）を有し、
−拡張ユークリッド互除法によって、前記秘密データ（ｐｉ，ｑｉ）、前記私有鍵の前記第２の部分（ｄｉ）および前記公開鍵の前記第１の部分（ｎｉ）に基づき前記公開鍵の第２の部分（ｅｉ）を計算するユニット（１０）を有する、請求項１４から１６までのいずれか１項記載のセキュア装置。
【請求項１８】
プログラミング可能な計算器に基づき実施されているセキュア装置においてプログラムが実行される場合に、請求項１から１１までのいずれか１項記載のメッセージを暗号化／復号化するステップを実行する命令を有するコンピュータプログラム。
【請求項１９】
請求項１８によるプログラムが記憶されているプログラミング可能な計算器に基づき実施されているセキュア装置において使用される記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワーク上でのメッセージを安全化および識別する方法ならびに対応するセキュア装置に関する。
【０００２】
ネットワークは、例えばディジタルバスまたは無線伝送を介するか、インターネット網を用いるメッセージの交換に適した送信装置／受信装置のセットからなる。
【０００３】
一般に認証局（certifying authority）と称されるセキュア送信／受信装置と、クライアント送信／受信装置との間のネットワークを介して伝送されるメッセージの流れを安全なものにするために、暗号化鍵を用いてメッセージを暗号化することが公知である。
【０００４】
一般的に、メッセージを送信する装置は暗号化鍵を利用することができ、受信装置は対応する復号化鍵を利用することができる。
【０００５】
メッセージの暗号化は主に２つのタイプの用途を有する：
−平文を理解不能且つ利用不能なテキストに置換するメッセージの安全化
−ディジタル署名を使用してネットワークを介して伝送されるメッセージの起点および完全性を保証するメッセージの識別。
【０００６】
これらの用途の両方のタイプにおいては、第三者による不正な傍受およびメッセージの復号化の危険を最小にすること、または署名の不正な添付による改竄の危険を最小にすることに適している。
【０００７】
したがって種々の暗号方法が、権限のない暗号化または復号化を回避するために提案されている。
【０００８】
例えば、いわゆる対称暗号方法が提案されている。これらの方法においては、秘密鍵と称される同一の鍵がメッセージの暗号化および復号化に使用される。しかしながらこれらの方法は非常に安全ではない。何故ならば、秘密鍵が発見された場合にはネットワークの全ての送信／受信装置が壊されるからである。
【０００９】
そのような方法の改善策は対称鍵導出と称される技術を使用することである。図１はこの技術の使用例を示す。この図１は認証局１００のアーキテクチャと、この認証局１００と通信することができる装置のネットワークの所定のクライアント装置１０２のアーキテクチャを概略的に示す。
【００１０】
対照鍵導出の技術によれば、各クライアント装置１０２はネットワークの他の装置の鍵とは異なる固有の暗号化／復号化鍵ＫＤｉを有する。この鍵は各クライアント装置１０２に記憶されている識別子ＣＩＤｉおよび認証局１００のみに既知であるいわゆるマスター鍵ＭＫに基づき計算または導出される。この導出鍵はメッセージの暗号化にも復号化にも使用される。
【００１１】
導出鍵ＫＤｉは最初に認証局によって生成されて、安全なやり方で各クライアント装置に記憶される。その後は、所定のクライアント装置とのメッセージｍの交換前にはその都度認証局１００がクライアント装置１０２にそのクライアント装置１０２の識別子ＣＩＤｉを要求し、識別子ＣＩＤｉおよびマスター鍵ＭＫに導出関数を適用することにより、関連するクライアント装置の導出鍵ＫＤｉを再計算する。次に、認証局は計算された導出鍵を用いてメッセージを暗号化（記号「Ｅ」）または復号化（記号「Ｄ」）する。記号E｛ＫＤｉ｝（ｍ）は鍵ＫＤｉを用いるメッセージｍの暗号化に対応する。
【００１２】
メッセージの識別に使用されるいわゆる対称鍵導出の技術の例は刊行物WO 02/19613に記載されている。
【００１３】
この技術は慣例の対称方法よりも安全である。何故ならば所定のクライアント装置の導出鍵がハッキングされた場合でも、ハッカーは他の装置の導出鍵を計算できないのでネットワークの全てのクライアント装置が壊されることはないからである。しかしながら、この技術は全てのクライアント装置の安全化を要求するために費用がかかる。
【００１４】
さらには、非対称暗号方法が提案されている。これらの方法は、公開鍵／私有鍵と称される同一でない暗号化鍵と復号化鍵の組を使用することを特徴とする。
【００１５】
図２は非対称方法の使用例を示し、ここではクライアント装置２０２，２０３が暗号化されたメッセージを認証局２００に伝送することができる。
【００１６】
この非対称方法によれば、クライアント装置のネットワークの各クライアント装置２０２，２０３は公開鍵ＰｕｂＣｉ，ＰｕｂＣｊを有し、これらの公開鍵はクライアント装置固有のものであり、また伝送すべきメッセージｍを暗号化するために使用される。認証局２００はデータベースにクライアント装置の公開鍵に対応する全ての私有鍵を記憶する。図２の例では私有鍵が認証局２００によって各クライアント装置の識別子と共に記憶される。クライアント装置２０３が暗号化されたメッセージを認証局２００に伝送しようとする場合には、このクライアント装置２０３は自身の公開鍵Ｅ｛ＰｕｂＣｉ｝を用いて暗号化されたメッセージｍに付加的に自身の識別子ＣＩＤｉも伝送するので、認証局はタイプする私有鍵ＰｒｉｖＣｉを検索することができる。続いてメッセージｍが私有鍵ＰｒｉｖＣｉを用いて復号化される。
【００１７】
有利には、そのような非対称方法はクライアント装置の安全化を要求しない。殊にクライアント装置をハッキングしても、したがってそのクライアント装置の公開暗号化鍵を発見しても、発行されたメッセージを復号化することはできない。殊にこの公開暗号化鍵に対応する公開鍵でしかメッセージを復号化することはできない。
【００１８】
しかしながらこのタイプの非対称方法の主な欠点は、認証局がネットワークの全てのクライアント装置の全ての私有鍵を記憶しているデータベースを管理しなければならないことである。このデータベースは相当大きいメモリを必要とする。さらには、このデータベースにおけるプライベート鍵の検索は、交換を妨げる相当に長いメッセージ伝送時間を必要とする。
【００１９】
別の例として、私有鍵／公開鍵のただ１つの組が全てのメッセージを暗号化する非対称方法が提案されている。したがって、ネットワークのクライアント装置は全て同じ公開鍵を有しており、また認証局はユニークな私有鍵を記憶する。しかしながらこれらの方法も十分に安全なものではない。何故ならば、私有鍵のハッキングによってクライアント装置のネットワーク全体が壊されることになるからである。
【００２０】
本発明の課題は、非対称鍵の記憶およびデータベースの管理を要求することなく、セキュリティのレベルが高まっている暗号化／復号化の代替的な方法を提供することである。
【００２１】
この目的に関して、本発明の対象は通信ネットワークを用いて送信器と受信器との間で交換されるべきメッセージを暗号化／復号化する方法であり、ここで送信器および受信器の双方はセキュア装置とクライアント装置のネットワーク内の所定のクライアント装置の内の１つであり、この方法は以下のステップを有する：
−公開鍵とこの公開鍵とは異なる私有鍵を用いてそれぞれセキュア装置および所定のクライアント装置によって非対暗号の演算を実施するステップと、
−所定のクライアント装置からセキュア装置へと少なくとも１つの公開データアイテムを発行するステップとを有し、
さらに、セキュア装置によって暗号化されたメッセージを送信／受信している間にその都度、セキュア装置に記憶されている秘密マスター鍵および所定のクライアント装置によって発行された公開データアイテムまたは各公開データアイテムに基づき、所定のクライアント装置の公開鍵に対応する私有鍵を求めるステップを有することを特徴とする。
【００２２】
有利にはこの方法は非対称暗号方法に関連する対称鍵導出の技術を使用する。したがって、導出技術は秘密導出鍵を生成するためには使用されずに、私有鍵／公開鍵の１つの組の私有鍵を生成するために使用される。
【００２３】
本発明の別の対象は、通信ネットワークを介してクライアント装置のネットワークの所定のクライアント装置とメッセージを交換することができるセキュア装置であり、このセキュア装置は所定のクライアント装置に固有であり、且つメッセージのあらゆる交換に先行してクライアント装置によって発行された少なくとも１つの公開データアイテムを受信することができ、このセキュア装置は所定のクライアント装置に記憶されている公開鍵に対応する私有鍵を用いて非対称暗号の演算を実施する手段を有し、さらに、マスター鍵を記憶するセキュアな手段と、マスター鍵および発行された公開データアイテムまたは各公開データアイテムに基づき前述の私有鍵を求める手段とを有する。
【００２４】
本発明は、付属の図面を参照する実施例および実施形態を用いてさらに理解および説明される。なお、本発明はそれらの実施例および実施形態に限定されるものではない。図面において、
−図１は認証局のアーキテクチャと対称鍵導出の公知の方法により暗号化されたメッセージを交換することができる受信装置のアーキテクチャとを示し、
−図２は認証局のアーキテクチャと非対称暗号化の公知の方法により暗号化されたメッセージを交換することができる送信装置のアーキテクチャとを示し、
−図３はネットワークの装置のイニシャライズ段階の間に私有鍵／公開鍵の組を生成するための本発明の実施例によるセキュア装置のアーキテクチャを示し、
−図４は本発明の実施例によるイニシャライズ段階の間の暗号化／復号化の方法の種々のステップの概略的なチャートを示し、
−図５は本発明の実施例によるメッセージを安全化するためのクライアント装置およびセキュア装置のアーキテクチャを示し、
−図６は本発明の実施例によるメッセージを安全化するための暗号化／復号化の方法の種々のステップの概略的なチャートを示し、
−図７は本発明の実施例によるメッセージを識別するためのクライアント装置およびセキュア装置のアーキテクチャを示し、
−図８は本発明の実施例によるメッセージを識別するための暗号化／復号化の方法のステップの概略的なチャートを示す。
【００２５】
図３はセキュア装置１のアーキテクチャおよびクライアント装置Ｃｉのアーキテクチャを示す。
【００２６】
セキュア装置１は乱数発生器２、マスター鍵を記憶するためのメモリ３、私有鍵の一部ｄｉを計算するためのモジュール４および公開鍵ＰｕｂＣｉを計算するためのモジュール５を有する。
【００２７】
乱数発生器２は一方ではいわゆるマスター鍵ＭＫを構成することに適した数を生成し、他方ではネットワークのクライアント装置が識別することができる複数の数ＣＩＤｉを生成することができる。
【００２８】
有利には、いわゆるマスター鍵は１２８ビットの長さを有し、クライアント装置Ｃｉ，Ｃｊの識別子ＣＩＤｉ，ＣＩＤｊは６４ビットの長さを有する。
【００２９】
付加的に発生器２は、計算モジュール５による公開鍵の計算に使用される５１２ビットのランダムな２つの異なる大きな奇の素数ｐおよびｑを生成することができる。
【００３０】
セキュア装置のメモリ３は「ＲＯＭ」または「ＥＥＰＲＯＭ」タイプなどの不揮発性である。このメモリは発生器２によって生成されたマスター鍵ＭＫを記憶することができる。マスター鍵はセキュア装置にのみ既知な秘密鍵であるので、この秘密鍵を記憶するためのメモリ３は有利には交換されるメッセージのセキュリティを保障するために非常に安全なものである。
【００３１】
計算モジュール４は私有鍵／公開鍵の組の私有鍵の一部を求めることができる。一般的に、私有鍵ＰｒｉｖＣｉは２つの部分からなる混合された鍵である。第１の部分はあらゆる非対称アルゴリズムにおいて係数ｎｉと称される公開鍵の一部によって形成されている。第２の部分は一般に、ＲＳＡタイプの非対称アルゴリズムにおける秘密指数ｄｉと称される：ＰｒｉｖＣｉ＝（ｎｉ，ｄｉ）計算モジュール４はクライアント装置Ｃｉの識別子ＣＩＤｉおよびマスター鍵ＭＫに基づき、私有鍵ＰｒｉｖＣｉの第２の部分ｄｉを計算することができる。
【００３２】
計算モジュール４は有利には、識別子ＣＩＤｉの長さをＥＣＩＤｉと称される識別子の拡張への変更関数を実施することができる計算ユニット６を有する。例えばＭＧＦと称される公知の拡張関数を使用することができる。この関数は６４のビット数を１０２４のビット数に拡張することができる。殊にこの関数はインターネットアドレス：ftp://ftp.rsasecurity.com/pub/pkcs/pkcs-1/pkcs-1v2-1.pdfから入手可能な刊行物RSA Laboratories “PKCS #1v2.1: RSA Cryptography Standard、２００２年１月１４日に記載されている。
【００３３】
計算モジュール４はマスター鍵ＭＫに基づき識別子の拡張ＥＣＩＤｉを暗号化するためのユニット７を有する。このユニットは対称導出アルゴリズムを実施する。有利には、このアルゴリズムはＣＢＣモードにおいて使用される一般にＡＥＳ“Advanced Encryption Standard”と称されるアルゴリズムを使用する。このアルゴリズムはインターネットアドレス：http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf.において入手可能な刊行物FIPS 197、２００１年１１月２６日に記載されている。
【００３４】
有利には、計算モジュール４は識別子の拡張の結果または暗号化されたＥＣＩＤｉに依存して、秘密指数ｄｉを選択するためのユニット８も有する。この秘密指数ｄｉを選択するために、選択ユニット８は決定性関数を使用する。例えば、このユニットはデータアイテムが以下の判定基準を満たすようにデータアイテムを選択することに適している：
−このデータアイテムｄｉは識別子の拡張の暗号化の結果ＥＣＩＤｉよりも小さくなくてはならない
−このデータアイテムｄｉは素数のリスト：２，３，５，７，１１，１３と互いに素である、識別子の拡張の暗号化の結果ＥＣＩＤｉに最も近い数でなくてはならない。必要に応じて、後者の条件はより長い素数のリストに拡張してもよい。
【００３５】
概略的に算出モジュール５を２つの計算ユニットに分けることができる。各ユニットは公開鍵：ＰｕｂＣｉ＝（ｎｉ，ｅｉ）のエレメントを計算することができる。
【００３６】
第１の計算ユニット９は、（ｐｉ−１）×（ｑｉ−１）が秘密指数ｄｉと互いに素であるように乱数発生器２によって生成された２つの大きな素数ｐｉおよびｑｉを選択することができる。実際には、（ｐｉ−１）がｄｉと互いに素である数ｐｉが最初に生成され、続いて（ｑｉ−１）がｄｉと互いに素である数ｑｉが生成される。
【００３７】
付加的に、この計算ユニット９はｎｉ＝ｐｉ×ｑｉであるように係数ｎｉと称される私有鍵の第１の部分を計算することができる。係数ｎｉは私有鍵ＰｒｉｖＣｉ＝（ｎｉ，ｄｉ）のエレメントも構成する。
【００３８】
第２の計算ユニット１０は秘密データｐｉ，ｑｉおよびｄｉに基づき公開鍵ｅｉの他のエレメントを計算するために拡張ユークリッド互除法を使用する。この拡張ユークリッド互除法は殊に、A. Menezes, P. van OorschotおよびS. Vanstoneによる刊行物“Handbook of Applied Cryptography”CRC Press、１９９６年、第６７ページに記載されている。この刊行物をインターネットアドレス：http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/において参照することができる。
【００３９】
より正確には、データアイテムｅｉを以下のように計算する。
ｅｉ×ｄｉ＝１ｍｏｄ（ｐｉ−１）×（ｑｉ−１）
【００４０】
ネットワークのクライアント装置Ｃｉは識別子ＣＩＤｉおよび公開鍵ＰｕｂＣｉ＝（ｎｉ，ｅｉ）を記憶するためのメモリ１１ならびに非対称暗号化または署名検証のためのモジュールを有する。
【００４１】
一般的に、通信ネットワークのセキュア装置１およびクライアント装置Ｃｉ，Ｃｊは暗号化されたメッセージを交換できるようにするためにパーソナライズまたはイニシャライズされる。
【００４２】
本発明によるセキュア装置およびクライアント装置のパーソナライズの方法の基本的なステップをここで説明する。
【００４３】
本発明によるパーソナライズの方法はセキュア装置１に対して設けられているユニークなマスター鍵ＭＫおよびネットワークのクライアント装置Ｃｉ，Ｃｊを特徴化またはパーソナライズするために設けられている複数の識別子ＣＩＤｉ，ＣＩＤｊを生成する第１のステップを有する。
【００４４】
この方法は各クライアント装置に関連する私有鍵／公開鍵の組を計算する第２のステップを有する。殊に、私有鍵はセキュア装置のマスター鍵ＭＫを用いて各クライアント装置Ｃｉの識別子ＣＩＤｉを暗号化することによって取得される：ＰｒｉｖＣｉ＝ｆ｛ＭＫ｝（ＣＩＤｉ）。対応する公開鍵ＰｕｂＣｉは殊に私有鍵に基づいて、例えば拡張ユークリッド互除法を使用する数学的な関数を適用することにより計算される：ＰｕｂＣｉ＝Ｆ（ＰｒｉｖＣｉ）。
【００４５】
セキュア装置およびネットワークのクライアント装置のパーソナライズの方法の第３のステップによれば、生成された識別子ＣＩＤｉ，ＣＩＤｊおよびこの識別子ＣＩＤｉ，ＣＩＤｊに基づき計算された公開鍵ＰｕｂＣｉ，ＰｕｂＣｊはネットワークの各クライアント装置Ｃｉ，Ｃｊに発行されるか、製造中にクライアント装置に挿入される。
【００４６】
最後に、対応する私有鍵ＰｒｉｖＣｉ，ＰｒｉｖＣｊ、ならびに私有鍵／公開鍵の組を計算することを可能にする中間データの全体のセットが破棄される。したがって、セキュア装置はこれらのクライアント装置のいずれかに関連するいずれのデータアイテムも記憶しない。
【００４７】
ここでパーソナライズのステップの実施例のステップを図４に関連させて説明する。
【００４８】
ネットワークの装置のパーソナライズの段階のステップ４１においては、発生器２がマスター鍵ＭＫを構成する１２８ビットの乱数およびパーソナライズされるべきクライアント装置Ｃｉの識別子ＣＩＤｉになることができる６４ビットの数を生成する。
【００４９】
したがってステップ４２においては、生成されたマスター鍵ＭＫがセキュア装置１のメモリ３に記憶される。このマスター鍵ＭＫはネットワークの全てのクライアント装置に関連する私有鍵／公開鍵の組の全てのセットを計算するための基礎として使用される。
【００５０】
ステップ４３においては、計算ユニット６が識別子の拡張ＥＣＩＤｉを形成する１２８のビット数を生成するために、クライアント装置Ｃｉの識別子ＣＩＤｉを拡張アルゴリズムによって拡張する。
【００５１】
識別子の拡張ＥＣＩＤｉはマスター鍵ＭＫを用いてステップ４４において暗号化される。この暗号化はＡＥＳタイプの対称アルゴリズムを適用することにより計算ユニット７によって実行される。
【００５２】
次に、ステップ４５において選択ユニット８が秘密指数ｄｉを形成する数を選択する。
【００５３】
ステップ４６および４７の過程においては、計算モジュール５が２つの大きな素数ｐｉおよびｑｉを選択し、これらの数および秘密指数ｄｉに基づき公開鍵ＰｕｂＣｉ＝（ｎｉ，ｅｉ）を計算する。
【００５４】
所定のクライアント装置Ｃｉの公開鍵ＰｕｂＣｉ＝（ｎｉ，ｅｉ）が計算されるやいなや、ステップ４８においてセキュア装置１はここでは詳細に説明しない安全なやり方で、この公開鍵が計算される識別子ＣＩＤｉと共に公開鍵を所定のクライアント装置に発行する。
【００５５】
識別子ＣＩＤｉおよび公開鍵ＰｕｂＣｉはクライアント装置Ｃｉのメモリ１１に記録される。
【００５６】
有利には、本発明によれば、クライアント装置のメモリ１１は読み出しに対して安全である必要はない。何故ならば、公開鍵ＰｕｂＣｉおよび識別子ＣＩＤｉを発見したとしても対応する私有鍵ＰｒｉｖＣｉまたはネットワークの他の私有鍵または公開鍵をいずれにせよ計算することができないので、伝送される暗号化されたメッセージおよび送信／受信装置のネットワークのセキュリティは保護されるからである。
【００５７】
さらには、識別子ＣＩＤｉならびにこの識別子ＣＩＤｉに基づき計算された全てのデータセット、殊に秘密データｐｉおよびｑｉ、秘密指数ｄｉ、公開指数ｅｉ、係数ｎｉおよび識別子の拡張ＥＣＩＤｉはセキュア装置１のメモリ３に保存されずにステップ４９において破棄される。
【００５８】
したがって、マスター鍵ＭＫをハッキングしたとしても、その識別子を知ることなく所定のクライアント装置に関連する私有鍵／公開鍵を計算することはできない。
【００５９】
パーソナライズの方法は、安全化または識別の観点において暗号化されたメッセージを交換することができるようにセキュア装置およびクライアント装置を構成することを目的とする。
【００６０】
本発明による送信／受信装置の実施例をここで図５および６に関連させて説明する。
【００６１】
殊に、図５は暗号化されたメッセージＥ｛Ｐｕｂ Ｃｊ｝（ｍ）を発行できる所定のクライアント装置Ｃｊのアーキテクチャならびにこのメッセージを復号化することができるセキュア装置１のアーキテクチャを示す。
【００６２】
一般的に、クライアント装置Ｃｉは不揮発性のメモリ１１および暗号化モジュール１２を有する。
クライアント装置Ｃｊのメモリ１１は識別子ＣＩＤｊと、係数ｎｊおよび公開データアイテムｅｊからなる公開鍵ＰｕｂＣｊとを包含する。
【００６３】
セキュア装置１はマスター鍵ＭＫが記憶されているメモリ３、秘密指数ｄｊを計算するためのモジュール４および復号化モジュール１３を有する。
【００６４】
本発明によれば、暗号化モジュール１２および復号化モジュール１３は例えばアルゴリズムＲＳＡＥＳ−ＯＡＥＰのようなアルゴリズムを実施する非対称暗号化の方法を使用する。このアルゴリズムの記述は、前述の刊行物《PKCS #1v2.1:#RSA Cryptography Standard》において発見することができる。
【００６５】
秘密指数ｄｊを計算するためのモジュール４は、クライアント装置のパーソナライズの段階において使用される計算モジュール４と同一の計算ユニットを有する。したがって、この計算ユニットはパーソナライズの段階において行われるやり方と同じやり方でクライアント装置Ｃｉの識別子ＣＩＤｉおよびマスター鍵ＭＫに基づき秘密指数ｄｉを計算するので、この秘密指数ｄｉはクライアント装置Ｃｉのメモリ１１に記憶されている公開暗号化鍵ＰｕｂＣｉに依然として対応している。
【００６６】
ここでメッセージを安全化するための暗号化／復号化の方法を図６に関連させて詳細に説明する。
【００６７】
この方法は伝送されるべきメッセージを暗号化するステップ６１を有する。この暗号化は公開鍵ＰｕｂＣｊ＝（ｎｊ，ｅｊ）を用いてクライアント装置Ｃｊの暗号化モジュール１２によって実行される。
Ｅ｛Ｐｕｂ Ｃｊ｝（ｍ）＝ＲＳＡＥＳ−ＯＡＥＰ Ｅｎｃｒｙｐｔ｛（ｎｊ，ｅｊ）｝（ｍ）
【００６８】
次に、ステップ６２において、クライアント装置Ｃｊの識別子ＣＩＤｊおよび係数ｎｊならびに暗号化されたメッセージＥ｛Ｐｕｂ Ｃｊ｝（ｍ）がセキュア装置１に発行される。
【００６９】
最後に、セキュア装置１の秘密指数ｄｊを計算するためのモジュール４における計算ユニット６，７および選択ユニット８が、クライアント装置Ｃｊによって発行された識別子ＣＩＤｊに基づき識別子の拡張ＥＣＩＤｊを計算するステップ６３、マスター鍵ＭＫを用いて識別子の拡張ＥＣＩＤｊを暗号化するステップ６４および識別子の拡張ＥＣＩＤｊの暗号化の結果に基づき秘密指数ｄｊを選択するステップ６５を実施する。選択ユニット８はクライアント装置のパーソナライズの段階において適用される選択規則と同じ選択規則を使用することが必要とされる。
【００７０】
最後に、セキュア装置１の非対称復号化を行うモジュール１３は、クライアント装置Ｃｊによって発行された、計算された秘密指数ｄｊおよび係数ｎｊからなる混合された私有鍵を用いてメッセージを復号化するステップ６６を実行する：
ｍ＝ＲＳＡＥＳ−ＯＡＥＰ−Ｄｅｃｒｙｐｔ｛（ｄｊ，ｎｊ）｝（Ｅ｛Ｐｕｂ Ｃｊ｝（ｍ））
【００７１】
有利には、セキュア装置１はメッセージを送信するクライアント装置Ｃｊと結び付くデータアイテムを保持しない。殊に、クライアント装置の識別子ＣＩＤｊ、この識別子ＣＩＤｊの拡張ＥＣＩＤｊ、このクライアント装置ＣＩＤｊの秘密指数ｄｊおよび係数ｎｊがステップ６７において破棄される。
【００７２】
本発明の暗号化／復号化方法は、セキュア装置１によって署名が添付され、この署名されたメッセージが送信されるクライアント装置Ｃｊによってその署名が検証されることによってメッセージを識別することも可能にする。
【００７３】
メッセージの起点を識別するために使用される本発明による暗号化／復号化の方法を図７および図８に関連させて説明する。
【００７４】
図７はセキュア装置１とクライアント装置Ｃｊのアーキテクチャを概略的に示す。
【００７５】
セキュア装置およびクライアント装置からなるシステムは図５に関連させて説明したシステムと類似する。したがって、図５と図７に共通する構成要素には同一の参照番号を使用し、ここでは再度説明しない。
【００７６】
実際には、セキュア装置／クライアント装置のシステムは同一のモジュール４およびメモリ３，１１を有するが、セキュア装置の復号化を行うモジュール１３およびクライアント装置の暗号化を行うモジュール１２はそれぞれ署名生成モジュール１４および署名検証モジュール１５に置換されている点が異なる。
【００７７】
メッセージの署名に使用される暗号化／復号化方法はステップ８１を有し、このステップ８１の過程においてはセキュア装置１が署名されたメッセージｍを発行しようとするクライアント装置Ｃｊから識別子ＣＩＤｊおよび係数ｎｊを要求する。
【００７８】
ステップ８２，８３および８４の過程において、前述のメッセージｍの安全化またはパーソナライズに使用される暗号化／復号化と同じやり方で、セキュア装置１の計算を行うモジュール４は発行された識別子ＣＩＤｊおよびマスター鍵ＭＫに基づきクライアント装置Ｃｊの秘密指数ｄｊを再計算する。
【００７９】
次に、ステップ８５において、セキュア装置１の署名を行うモジュール１４は、クライアント装置Ｃｊによって発行された、計算された秘密指数ｄｊおよび係数ｎｊを用いてメッセージに署名する：Ｓ｛ＰｒｉｖＣｊ｝（ｍ）、ここでＰｒｉｖＣｊ＝（ｄｊ，ｎｊ）。
【００８０】
最後に、ステップ８６において、セキュア装置１はメッセージｍならびにその署名Ｓ｛（ｄｊ，ｎｊ）｝（ｍ）を所定のクライアント装置Ｃｊに発行する。
【００８１】
ステップ８７においては、クライアント装置Ｃｊの検証を行うモジュール１５が演算を実施することにより、メモリ１１に記憶されており且つ私有鍵ＰｒｉｖＣｊ＝（ｄｊ，ｎｊ）に対応する公開鍵ＰｕｂＣｊ＝（ｎｊ，ｅｊ）を用いてメッセージの書名を検証する：
Ｖ｛ＰｕｂＣｊ｝（Ｓ｛ＰｒｉｖＣｊ｝（ｍ））＝０または１
【００８２】
ステップ８８においては、私有鍵を求めることができる所定のクライアント装置Ｃｊの識別子ＣＩＤｊおよび中間データＣＩＤｊ，ＥＣＩＤｊ，ｄｊおよびｎｊがセキュア装置によって破棄される。
【００８３】
署名演算Ｓおよび署名検証演算Ｖに関して、前述の刊行物《PKCS#1v2.1:RSA Cryptography Standard》に記載されているＲＳＡＳＳＡ−ＰＳＳアルゴリズムを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】認証局のアーキテクチャと対称鍵導出の公知の方法により暗号化されたメッセージを交換することができる受信装置のアーキテクチャ。
【図２】認証局のアーキテクチャと非対称暗号化の公知の方法により暗号化されたメッセージを交換することができる送信装置のアーキテクチャ。
【図３】ネットワークの装置のイニシャライズ段階の間に私有鍵／公開鍵の組を生成するための本発明の実施例によるセキュア装置のアーキテクチャ。
【図４】本発明の実施例によるイニシャライズ段階の間の暗号化／復号化の方法の種々のステップの概略的なチャート。
【図５】本発明の実施例によるメッセージを安全化するためのクライアント装置およびセキュア装置のアーキテクチャ。
【図６】本発明の実施例によるメッセージを安全化するための暗号化／復号化の方法の種々のステップの概略的なチャート。
【図７】本発明の実施例によるメッセージを識別するためのクライアント装置およびセキュア装置のアーキテクチャ。
【図８】本発明の実施例によるメッセージを識別するための暗号化／復号化の方法のステップの概略的なチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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