(57)【要約】【課題】利用者の持つ秘密鍵を回復しようとする場合、秘密鍵を複数の組織あるいはシステムに分割して保管する方法があるが、各組織あるいはシステムの管理者が結託することにより、利用者の要求がなくても容易に秘密鍵を回復できてしまう。【解決手段】秘密鍵を利用者の指紋情報と乱数から生成する。さらに秘密鍵を回復するために指紋情報の一部と乱数をシステムに登録する。秘密鍵の回復に必要な情報を、利用者の指紋情報と鍵回復システムへの登録情報に分割しているため、利用者が指紋情報を鍵回復システムに提示した場合に限り鍵の回復が可能である。また、秘密鍵を回復するために必要な情報の一部が利用者の指紋情報にしか存在しないため、鍵回復システムの管理者単独での不正な秘密鍵回復を防止する効果がある。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の所有する秘密鍵を利用者の要求に応じて回復する鍵回復システムにおいて、
利用者の指紋情報と乱数から利用者の秘密鍵を生成し、
該乱数と指紋情報の一部を記録し、
利用者から指紋情報の入力を受け付け、
該乱数と受け付けた該指紋情報から該秘密鍵を回復することを特徴とする鍵回復システム。
【請求項２】
請求項１の鍵回復システムにおいて、
記録する該指紋情報の一部に、指紋の特徴点座標を用いることを特徴とする鍵回復システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、公開鍵基盤（Public Key Infrastructure：PKI）における利用者の秘密鍵などが、何らかの理由で破損した場合に、秘密鍵を利用者の要求に応じて回復する鍵回復システム、およびこの鍵回復システムを利用した鍵回復サービスなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する公知例として、例えば、非特許文献１に記載されているように、秘密鍵をパスワードにより暗号化して保管する方法がある。また、例えば、非特許文献２に記載されているように、秘密鍵を異なる複数の組織あるいはシステムに分割して保管し、利用者の要求に応じて分割した秘密鍵を統合して回復する方法がある。
【０００３】
【非特許文献１】
「PKCS #12 v1.0 Personal Information Exchange Syntax Standard,」、［online］、June 24, 1999、RSA Laboratories, [平成14年12月26日検索]、インターネット＜URL： http://www.rsasecurity.com/rsalabs/pkcs/pkcs-12/＞
【非特許文献２】
田渕、谷田、土屋、道明、鳥居、満保、岡本，「プライバシー保護に適した鍵回復方式の研究開発」，創造的ソフトウェア育成事業最終成果論文，[online]，1997，情報処理振興事業協会，[平成14年12月26日検索]、インターネット＜URL：http://www.ipa.go.jp/NBP/CREC/Data/2-066/001.htm＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の方法では、以下が課題となる。
【０００５】
非特許文献１に記載されているような、パスワードで秘密鍵を暗号化して保管しておく方法では、パスワードは文字、数字、記号の羅列であり、メモなどで他人にも簡単に伝達することができるため、利用者本人でなくとも鍵を回復できるといった第一の課題がある。仮に利用者がパスワードをメモに書き残したり、他人に教えたりしない場合でも、利用者本人や家族に関連する情報（名前、生年月日、住所、電話番号など）をパスワードとして用いた場合、身辺調査などにより容易にパスワードが推測され、不正に利用者になりすまされる課題がある。また利用者がパスワードを入力するところを盗み見ることによってパスワードが漏洩し、不正に鍵を回復される課題がある。またパスワードの忘却により鍵が回復できなくなることもある。
【０００６】
非特許文献２に記載されているような、秘密鍵を複数の組織あるいはシステムに分割して保管する方法では、各組織あるいはシステムの管理者が結託することにより、利用者の要求なしに容易に秘密鍵を回復し、不正利用することが可能になるという第二の課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の鍵回復システムは、上記を解決するため、以下の構成を備える。
【０００８】
利用者は、まず自身の指紋情報と乱数から秘密鍵を生成する。このときの乱数と指紋情報の一部を鍵回復システムに登録する。利用者が常時利用する秘密鍵は例えばICカードなどに保管されているが、何らかの理由によりこの秘密鍵が破損し回復の必要が生じた場合、利用者は鍵回復システムに対し、自身の指紋情報を提示する。鍵回復システムは利用者の指紋情報と、あらかじめ登録した乱数および指紋情報の一部を用いて秘密鍵を回復し、利用者に渡す。
【０００９】
本発明の鍵回復システムでは、秘密鍵を回復するために必要な情報を、利用者自身の指紋情報と鍵回復システムに登録する情報に分割している。そのため、利用者が指紋情報を鍵回復システムに提示した場合に限り鍵の回復が可能である。
【００１０】
利用者が提示する情報として指紋情報を用いているため、パスワードの忘却により鍵回復ができなくなる、パスワードの推測により不正に鍵が回復されるなどの第一の課題を解決する。
【００１１】
また、秘密鍵を回復するために必要な情報の一部が利用者の指紋情報にしか存在しないため、第二の課題である、鍵回復システムの管理者単独での不正な秘密鍵回復を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、指紋情報から秘密鍵を生成し、その一部の情報を登録しておくことで鍵回復を実現する秘密鍵生成回復システムを例に説明する。本実施例では、鍵の生成と回復を同一のシステムで行うが、この限りではなく、鍵の生成と回復を行うシステムを異なる構成とすることも可能である。
【００１３】
図１は実施例の秘密鍵生成回復システムの機能構成を説明する図である。秘密鍵生成回復システムは、利用者が指紋を入力するための指紋入力機能１０１、入力された指紋画像から指紋の特徴点やその方向を抽出する特徴量抽出機能１０２、秘密鍵を生成する際に用いる乱数を発生する乱数生成機能１０３、利用者の指紋の特徴量と乱数から秘密鍵を合成する秘密鍵合成機能１０４、利用者の指紋特徴量と乱数を登録するための登録情報データベース１０５、生成した秘密鍵を利用者に渡すための秘密鍵出力機能１０６からなる。
（本発明の実施例の秘密鍵生成回復システムの構成例）
図２は本実施例における秘密鍵生成回復システムの構成例である。本実施例の秘密鍵生成回復システムは以下から構成される。秘密鍵の登録あるいは回復に必要な情報を表示するモニタ２０５、と情報を入力するマウス２０６およびキーボード２０７、CPU２０１、ROM２０２、RAM２０３、利用者の指紋を入力するための指紋スキャナ２１０、そして、生成あるいは回復した秘密鍵を利用者の所有するICカードに書き込むためのICカードリーダライタ（R/W）２１１である。以上の装置はバス２０９で接続されており、CPUを介してデータをやりとりすることが可能である。CPUは、必要なデータをRAMに書き込み、読出しつつ、ROM上に保存されたデータを利用して、同じくROM上に保存されたプログラムを実行する。図１における登録情報データベース１０５と各機能を実現するプログラムはROM２０２に保存される。また、本実施例では記憶装置としてROMを用いているが、この限りではなく、ROMの代わりに不揮発性のメモリ（EEPROM）などで代替したり、固定記憶装置（ハードディスク）などで代替したりすることも可能である。（本発明の実施例における秘密鍵生成回復の概略フロー）
まず本発明の実施例における秘密鍵生成の概略フローを述べる。
【００１４】
利用者が秘密鍵を生成しようとする場合、利用者はキーボード２０７などを用いて利用者のIDを入力する。さらに指紋スキャナ２１０に対して指紋を入力する。特徴量抽出機能１０２は指紋スキャナ２１０に入力された指紋画像から指紋の特徴点の位置と方向（特徴量）を抽出する。次に秘密鍵合成機能１０４は、特徴量抽出機能１０２から得られた特徴量と乱数生成機能１０３が生成した乱数を合成して秘密鍵を合成する。このとき乱数と特徴量の一部を回復のための登録情報として登録情報データベース１０５にIDと共に記録する。最後に生成した秘密鍵を秘密鍵出力機能１０６により、ICカードR/W２１１を介して利用者の所有するICカードに記録する。本実施例では生成した秘密鍵を保管する媒体としてICカードを用いているがこの限りではなく、秘密鍵を電子的に記録できるものであればなんでもよい。
【００１５】
次に本発明の実施例における秘密鍵回復の概略フローを述べる。
【００１６】
利用者が秘密鍵を回復しようとする場合、利用者はキーボード２０７などを用いて利用者のIDを入力する。さらに指紋スキャナ２１０に対して指紋を入力する。特徴量抽出機能１０２は指紋スキャナ２１０に入力された指紋画像から指紋の特徴点の位置と方向（特徴量）を抽出する。次に秘密鍵合成機能１０４は、利用者のIDに該当する登録情報を登録情報データベース１０５から読み出し、登録情報と利用者の指紋の特徴量とを合成して秘密鍵を回復する。最後に回復した秘密鍵を秘密鍵出力機能１０６により、ICカードR/W２１１を介して利用者の所有するICカードに記録する。
【００１７】
以下本実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図３は指紋画像から抽出される特徴量である特徴点とその方向を説明する図である。特徴点とは指紋の隆線の端点あるいは分岐点を指す。これらの特徴点の方向とは、図に示すように端点あるいは分岐点の近傍の隆線の方向を指す。したがって特徴量とは、各特徴点の座標および方向を示すベクトルで表される。指紋画像からの特徴点および特徴点の方向抽出は、たとえば特開平１０−１２４６６８号公報などに記載の方法を用いればよい。
【００１９】
図４は本実施例において特徴量抽出機能１０２が出力する特徴量データの構造を示す。各特徴点について、特徴点のX座標、Y座標、および方向が記録される。本実施例では、簡単のためベクトルの方向を36度おきの10方向に離散化して表すものとする。実際にはこの限りではなく、離散化数を増やすことも可能である。
【００２０】
図５は本実施例の秘密鍵合成機能１０４における秘密鍵の構成を説明する図である。秘密鍵は図中の網掛け部分に相当し、秘密鍵は特徴点の方向と乱数で構成される。特徴点だけで必要となる秘密鍵の桁数に足りない場合、必要なだけの長さの乱数が加えられる。本実施例では簡単のため、秘密鍵の前半を特徴点の方向で、後半を乱数で構成したがこの限りではなく、順番を変えたり、乱数と特徴点の方向を混ぜ合わせてもよい。
【００２１】
図６は秘密鍵を生成した後に、登録情報データベース１０５に記録される登録情報の構成を示す。登録情報は、利用者のID、特徴点座標、および乱数で構成される。特徴点座標の順番は秘密鍵を生成したときと同じである必要がある。登録情報は秘密鍵の一部である乱数を含むが、特徴点座標は含まない。
（本発明の実施例の秘密鍵生成処理フロー）
図７は本実施例の登録処理におけるフロー例を示す。以下各ステップごとに説明する。
ステップ７０１：
利用者は利用者ごとに一意に割り振られた利用者IDを入力する。利用者IDはメモリに記録される。
ステップ７０２：
利用者は秘密鍵の生成および回復に用いる指の指紋を指紋スキャナに入力する。
ステップ７０３：
特徴量抽出機能は利用者の指紋画像から特徴点の座標と特徴点の方向を抽出し、図４に示すデータを作成してメモリに記録する。
ステップ７０５：
乱数生成機能は必要な長さの乱数を生成してメモリに記録する。
ステップ７０６：
秘密鍵合成機能は、ステップ７０３およびステップ７０５でメモリに記録された特徴点の座標、特徴点の方向、および乱数から、図５に示すようにデータを構成し、秘密鍵を合成する。
ステップ７０８：
秘密鍵合成機能は、利用者のID、特徴点の座標、および乱数を登録情報として、図６に示すデータ構成として登録情報データベースに記録する。
ステップ７０９：
秘密鍵出力機能は、ステップ７０６で合成した秘密鍵を、利用者のICカードに記録するために出力する。
【００２２】
図８は本実施例における秘密鍵回復フローの例を示す。以下ステップごとに説明する。
ステップ８０１：
利用者は利用者ごとに一意に割り振られた利用者IDを入力する。利用者IDはメモリに記録される。
ステップ８０３：
利用者は秘密鍵の生成に用いた指の指紋を指紋スキャナに入力する。
ステップ８０５：
特徴量抽出機能は利用者の指紋画像から特徴点の座標と特徴点の方向を抽出し、図４に示すデータを作成してメモリに記録する。
ステップ８０６：
秘密鍵合成機能は利用者のIDに該当する登録情報を登録情報データベースから読み込みメモリに記録する。
ステップ８１０：
秘密鍵合成機能は、登録情報に記載された指紋の特徴点と、ステップ８０５で新たに得られた指紋の特徴点の対応関係を決定する。対応関係の決定はどのような方法で行ってもよい。
ステップ８１１：
秘密鍵合成機能は、登録情報に記載された指紋の特徴点と、ステップ８０５で新たに得られた指紋の特徴点の対応関係から、新たに得られた指紋特徴点の方向を正しく組み合わせ図５に示すように秘密鍵を合成する。
ステップ８１２：
秘密鍵出力機能は、ステップ８１１で合成した秘密鍵を、利用者のICカードに記録するために出力する。
【００２３】
本実施例では簡単のため回復した秘密鍵の正当性を確認する機能を持たないが、この限りではなく、登録情報に秘密鍵のハッシュ値を加え、回復時にハッシュ値が正しく再現されるか否かを確認することで、秘密鍵の正当性を確認することもできる。
【００２４】
本実施例によれば、秘密鍵を回復するために必要な情報を、利用者自身の指紋情報と鍵回復システムに登録する情報に分割しているため、利用者が指紋情報を鍵回復システムに提示した場合に限り鍵の回復が可能である。利用者が提示する情報として指紋情報を用いているため、パスワードの忘却により鍵回復ができなくなる、パスワードの推測により不正に鍵が回復されるなどの課題を解決する効果がある。また、秘密鍵を回復するために必要な情報の一部が利用者の指紋情報にしか存在しないため、鍵回復システムの管理者単独での不正な秘密鍵回復を防止する効果がある。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、パスワードの忘却により鍵回復ができなくなる不正に鍵が回復されるなどの課題を解決する効果がある。また、鍵回復システムの管理者単独での不正な秘密鍵回復を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の概略を説明する図である。
【図２】実施例における秘密鍵生成回復装置の構成例の図である。
【図３】実施例における指紋の特徴量を説明する図である。
【図４】実施例における指紋の特徴量データの構成例の図である。
【図５】実施例における秘密鍵の合成を説明する図である。
【図６】実施例における登録情報データの構成例の図である。
【図７】実施例における秘密鍵生成処理のフロー図である。
【図８】実施例における秘密鍵回復処理のフロー図である。
【符号の説明】
１０１…指紋入力機能、１０２…特徴量抽出機能、１０３…乱数生成機能、１０４…秘密鍵合成機能、１０５…登録情報データベース、１０６…秘密鍵出力機能。
【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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