(57)【要約】【課題】  属性認証の際に匿名性を保証し、かつ、第三者との間で通信を要することなく匿名化を行う。【解決手段】  ＣＡサーバ３（属性証明書発行モジュール３１）は、属性情報として、発行者の署名が付与された公開鍵と秘密鍵の鍵情報を生成する。そして、その鍵情報は、ユーザ端末１（属性認証クライアントモジュール１１）が、生成される乱数を公開鍵と発行者の署名からなる属性証明書に乗じて変形してＳＰサーバ２（属性認証サーバモジュール２１）へ送信し、ＳＰサーバ２が、属性証明書と署名鍵との関係が正式な署名として成立することを検証して要求されたサービスの提供を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信頼のおけるサーバと、ユーザ端末と、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、
前記信頼のおけるサーバは、前記ユーザ端末から属性証明書の発行要求を受信したとき、ユーザの公開鍵に対してユーザが持つ属性に対する署名鍵で署名して属性証明書を生成し、要求のあったユーザ端末へ送信する手段を備え、
前記ユーザ端末は、前記サービス提供サーバにサービス提供要求を送信し、乱数を生成して前記信頼のおけるサーバから受信した属性証明書に乗じて変形し、当該変形された属性情報と、前記サービス提供サーバから送信されるチャレンジ情報に対し計算された署名値とを前記サービス提供サーバに返信する手段を備え、
前記サービス提供サーバは、前記変形された属性証明書ならびに署名値に対してそれぞれ検証を行い、当該検証が得られたときに、サービス提供要求のあった前記ユーザ端末に対し前記属性に基づくサービスを提供する手段を備えたことを特徴とする属性認証システム。
【請求項２】
前記信頼のおけるサーバは、
各属性に対し複数の前記署名鍵を割付け、前記署名鍵を定期的に更新する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項３】
属性認証システムにおける属性情報の匿名化方法であって、
ユーザ端末が、ネットワークを介して接続されるネットワークを介して接続される信頼のおけるサーバに対し属性証明書の発行要求を受送信するステップと、
前記信頼のおけるサーバが、前記属性証明書の発行要求を受信したとき、ユーザの公開鍵に対してユーザが持つ属性に対する署名鍵で署名して属性証明書を生成し、要求のあった前記ユーザ端末へ送信するステップと、
前記ユーザ端末が、前記ネットワークを介して接続されるサービス提供サーバに対してサービス提供要求を送信するステップと、
前記サービス提供要求を受信した前記サービス提供サーバが、乱数を生成してチャレンジ情報を前記ユーザ端末に送信するステップと、
前記チャレンジ情報を受信した前記ユーザ端末が、乱数を生成し、前記信頼のおけるサーバから受信した属性証明書に乗じて変形し、当該変形された属性情報と、前記サービス提供サーバから送信されるチャレンジ情報に対して計算された署名値とを前記サービス提供サーバに返信するステップと、
前記サービス提供サーバが、前記変形された属性証明書ならびに署名値に対してそれぞれ検証を行い、当該検証が得られたときに、サービス提供要求のあった前記ユーザ端末に対し前記属性に基づくサービスを提供するステップと、
を有することを特徴とする属性情報の匿名化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、属性認証システムおよび同システムにおける属性情報の匿名化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々なサービスがインターネットを通して電子的に提供されるようになってきている。そのようなサービス提供を行う際には、利用者を認証することが不可欠となる。利用者を認証する方法は、通常、個人を特定する認証と、属性認証等、個人を特定しない認証（例えば、特許文献１参照）とに大別される。
【特許文献１】特公平８−２０５１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、従来の属性認証では、属性情報の匿名性について考慮されていなかった。また、一部、匿名化のための研究はなされているが、その内容が不十分であり、更に、属性認証を行う際に第三者との通信を必要としていた。このため、第三者によって通信が観測され、利用者の行動が追跡される恐れがあり、プライバシ保護に関する問題が技術的課題として残されていた。
【０００４】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、属性認証の際に匿名性を保証し、かつ、第三者との間で通信を要することなく匿名化を行うことのできる、属性認証システムおよび同システムにおける属性情報の匿名化方法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、信頼のおけるサーバと、ユーザ端末と、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、前記信頼のおけるサーバは、前記ユーザ端末から属性証明書の発行要求を受信したとき、ユーザの公開鍵に対してユーザが持つ属性に対する署名鍵で署名して属性証明書を生成し、要求のあったユーザ端末へ送信する手段を備え、前記ユーザ端末は、前記サービス提供サーバにサービス提供要求を送信し、乱数を生成して前記信頼のおけるサーバから受信した属性証明書に乗じて変形し、当該変形された属性情報と、前記サービス提供サーバから送信されるチャレンジ情報に対し計算された署名値とを前記サービス提供サーバに返信する手段を備え、前記サービス提供サーバは、前記変形された属性証明書ならびに署名値に対してそれぞれ検証を行い、当該検証が得られたときに、サービス提供要求のあった前記ユーザ端末に対し前記属性に基づくサービスを提供する手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明において、前記信頼のおけるサーバは、各属性に対し複数の前記署名鍵を割付け、前記署名鍵を定期的に更新する手段を更に備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、属性認証システムにおける属性情報の匿名化方法であって、ユーザ端末が、ネットワークを介して接続されるネットワークを介して接続される信頼のおけるサーバに対し属性証明書の発行要求を受送信するステップと、前記信頼のおけるサーバが、前記属性証明書の発行要求を受信したとき、ユーザの公開鍵に対してユーザが持つ属性に対する署名鍵で署名して属性証明書を生成し、要求のあった前記ユーザ端末へ送信するステップと、前記ユーザ端末が、前記ネットワークを介して接続されるサービス提供サーバに対してサービス提供要求を送信するステップと、前記サービス提供要求を受信した前記サービス提供サーバが、乱数を生成してチャレンジ情報を前記ユーザ端末に送信するステップと、前記チャレンジ情報を受信した前記ユーザ端末が、乱数を生成し、前記信頼のおけるサーバから受信した属性証明書に乗じて変形し、当該変形された属性情報と、前記サービス提供サーバから送信されるチャレンジ情報に対して計算された署名値とを前記サービス提供サーバに返信するステップと、前記サービス提供サーバが、前記変形された属性証明書ならびに署名値に対してそれぞれ検証を行い、当該検証が得られたときに、サービス提供要求のあった前記ユーザ端末に対し前記属性に基づくサービスを提供するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼のおけるサーバが、属性情報として発行者の署名が付与された公開鍵と秘密鍵の鍵情報を生成し、ユーザ端末が、生成した乱数を公開鍵と発行者の署名からなる属性証明書に乗じて変形処理してサービス提供サーバへ送信し、サービス提供サーバが、属性証明書と署名鍵との関係が正式な署名として成立することを検証して要求されたサービスの提供を行うことにより、認証の際における属性情報の匿名化を第三者との通信を必要とすることなく実現でき、属性情報を交換する際のプライバシ保護が可能になる。
また、属性情報が鍵情報のみになることから懸念される有効期間等の情報の設定に関して署名鍵を定期的に更新することで可能となり、また、各属性に対して複数の署名鍵を割付け、平行管理することでサービス享受の公平性も確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
図１において、符号１はユーザ端末、符号２は、サービス提供者が管理運営するサービス提供サーバ（以下、単にＳＰサーバ２という）、符号３は、属性認証局（ＣＡ）が管理運営する信頼のおけるサーバ（以下、単にＣＡサーバ３という）であり、いずれもネットワーク４を介して接続される。
【００１０】
ユーザ端末１は、属性認証クライアントモジュール１１を実装しており、この属性認証クライアントモジュール１１は、ＳＰ提供サーバ２にサービス提供要求を送信し、乱数を生成してＣＡサーバ３から受信した属性証明書に乗じて変形し、当該変形された属性情報と、ＳＰサーバ２から送信されるチャレンジ情報に対し計算された署名値とをＳＰサーバ２に返信する手段として機能する。
また、ＳＰサーバ２は、属性認証サーバモジュール２１を実装しており、この属性認証サーバモジュール２１は、ユーザ端末１により変形された属性証明書ならびに署名値に対してそれぞれ検証を行い、当該検証が得られたときに、サービス提供要求のあったユーザ端末１に対し、属性に基づくサービスを提供する手段として機能する。
【００１１】
一方、ＣＡサーバ３は、属性証明書発行モジュール３１を実装しており、この属性証明書発行モジュール３１は、ユーザ端末１から属性証明書の発行要求を受信したとき、ユーザの公開鍵に対してユーザが持つ属性に対する署名鍵で署名して属性証明書を生成し、要求のあったユーザ端末３へ送信する手段として機能する。また、各属性に対し複数の署名鍵を割付け、当該署名鍵を定期的に更新する手段としても機能する。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る属性認証システム全体の動作の流れを時経緯列的に示した動作シーケンス図、図３は、ユーザ端末の動作の流れをフローチャートで示した図である。なお、図２に示す動作シーケンス図は、本発明の属性認証システムにおける属性情報の匿名化方法の手順も併せて示されている。
以下、図２、図３を参照しながら図１に示す属性認証システムの動作について詳細に説明する。
【００１３】
まず、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１は、ユーザの秘密鍵ｘと公開鍵ｙ＝ｘＰのペアを生成し（図３のステップＳ３１）、ＣＡサーバ３に対して属性証明書発行要求を送信する（図２のステップＳ２１）。属性証明書発行要求を受信したＣＡサーバ３の属性証明書発行モジュール３１は、公開鍵ｙに対し、ユーザが所持する属性に対する署名鍵で署名する。
このとき、署名鍵は、現在ある中から最も有効期間の長いものを使用する。また、署名は、署名用の秘密鍵をｚ、対応する公開鍵をｚＱとした場合、ｚｙとなる。このため、ＣＡサーバ３の属性証明書発行モジュール３１は、｛ｙ，ｚｙ｝を属性証明書としてユーザ端末１に送信する（図２のステップＳ２２）。
【００１４】
図４に有効期間の管理の仕方が概念的に示されている。図４中、横軸のｔは、時間の流れを示す。本発明によれば、属性情報が鍵情報のみとなったことにより、新たな有効期間の管理が必要とになる。
このため、図４に示されるように、ＣＡサーバ３の属性証明書発行モジュール３１が、属性毎に複数の署名鍵を割当て、定期的に組合せを更新することによって有効期間の管理を行うこととした。その際に、サービスを非常に短い期間しか享受できないユーザが発生しないように、属性毎割当てられる複数の書名鍵を平行管理することとする。
なお、署名鍵を最も有効期間の長いものを割当てるために、例えば、図４に示されるように、仮に、鍵Ａの使用期間における後半部分で鍵を割当てようとした場合、ＣＡサーバ３の属性証明書発行モジュール３１は、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１に対して、署名鍵Ｄあるいは署名鍵Ｅを割当てるものとする。
【００１５】
次に、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１は、公開鍵と署名鍵とから成る属性証明書をＣＡサーバ３の属性証明書発行モジュール３１から受信する（図３のステップＳ３３“Ｙｅｓ”）。そして、サービス提供要求を生成し（図３のステップＳ３４）、ＳＰサーバ２の属性認証サーバモジュール２１に対して生成したサービス提供要求を送信する（図２のステップＳ２３）。
サービス提供要求を受信したＳＰサーバ２の属性認証サーバモジュール２１は、乱数ｒを生成してチャレンジ情報としてユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１へ送信する（図２のステップＳ２４）。
【００１６】
チャレンジ情報を受信したユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１は、まず、属性証明書を変形処理する。具体的には、乱数ｆを生成し、先にＣＡサーバ３から受信した属性証明書｛ｙ，ｚｙ｝に、その乱数を乗じて｛ｆｙ，ｆｚｙ｝に変形させる（図３のステップＳＳ３６）。このとき、秘密鍵もｆｘに変形される。
続いて、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１１は、チャレンジ乱数ｒに対する署名値を計算する。ここで、署名値の計算として、例えば、離散対数問題を応用したＥｌＧａｍａｌ署名によれば、以下の式（１）に従う。
【００１７】
【数１】
2007074349.tif 000003
【００１８】
次に、ユーザ端末１の属性認証クライアアントモジュール１１は、変形処理した属性証明書と先に計算した署名値とをＳＰサーバ２へ返信する（図２のステップＳ２５、および図３のステップＳ３７）。
属性証明書と署名値を受信したＳＰサーバ２の属性認証サーバモジュール２１は、まず、送信されてきた属性証明書を検証する。ここで、検証のためにＰａｒｉｎｇ計算を用いることとする。具体的には、Ｐａｒｉｎｇ計算をｅ（＊，＊）で表現したとき、ＳＰサーバ３は、ｅ（ｙ，ｚＱ）が成立するか否かを判定する。
続いて、ＳＰサーバ２の属性認証サーバモジュール２１は、返信されてきた署名鍵を検証する。例えば、Ｅｌｇａｍａｌ署名では以下の式（２）を計算する。
【００１９】
【数２】
2007074349.tif 000004
【００２０】
ＳＰサーバ２は、署名の正当性が確認できれば、認証成功とし、ユーザ端末１に対して属性情報に基づいたサービス提供を行う（図２のステップＳ２６）。ここで、認証成功とは、属性証明書と署名鍵との関係が正式な署名として成立することを意味する。属性証明書と署名鍵の検証が成立した後（図３のステップＳ３８“ＯＫ”）、ユーザ端末１は、ＳＰサーバ２との間で通信を行い、ＳＰサーバ２により提供されるユーザの属性情報に従うサービスを享受することができる（図３のステップＳ３９）。
なお、上記した属性認証システムおよび同システムにおける匿名化方法の具体的な利用用途としては、医療情報の開示において、医療資格を持つ否かの確認、あるいは、公共交通機関において、公的に発行されたシルバーパス等の資格を確認する等の用途が考えられる。
【００２１】
以上説明のように本発明は、属性情報として、発行者の署名が付与された公開鍵と秘密鍵の鍵情報が発行され、その鍵情報は、ユーザにより生成される乱数を公開鍵と発行者の署名からなる属性証明書に乗じることで任意の変形を可能にするものである。
このことにより、認証の際における属性情報の匿名化を第三者との通信を必要とすることなく実現でき、属性情報を交換する際のプライバシ保護が可能になる。また、属性情報が鍵情報のみになることから懸念される有効期間等の情報の設定に関して署名鍵を定期的に更新することで可能となり、また、各属性に対して複数の署名鍵を割付け、平行管理することでサービス享受の公平性も確保できる。
【００２２】
なお、図１に示す、属性認証クライアントモジュール１１、属性認証サーバモジュール２１、属性証明書発行モジュール３１は、ユーザ端末１、ＳＰサーバ２、ＣＡサーバ３のそれぞれで実行されるプログラムであり、これらプログラム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ユーザ端末１、ＳＰサーバ２、ＣＡサーバ３のそれぞれ（いずれも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属性認証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る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る属性認証システムの全体の動作シーケンスを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る属性認証システムにおけるユーザ端末の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る属性認証システムの属性情報の有効期間の管理方法について説明するために引用した動作概念図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…ユーザ端末、２…サービス提供サーバ（ＳＰサーバ）、３…属性認証局サーバ（ＣＡサーバ）、４…ネットワーク、１１…属性認証クライアントモジュール、２１…属性認証サーバモジュール、３１…属性証明書発行モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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