(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化処理を実行する暗号処理方法であって、
前記耐タンパ装置内の前記業務用秘密鍵を用いた処理の出力結果を特定する情報と、該業務用秘密鍵を用いた処理及び該処理の以前に当該耐タンパ装置内で実施された処理の連続性を示す連続性情報と、を含む監査情報に対する、当該耐タンパ装置内で管理する該業務用秘密鍵とは別に証跡作成のために用いる証跡作成用秘密鍵を用いた処理結果を、証跡として出力することを特徴とする暗号処理方法。
【請求項２】
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ディジタル署名を用いる請求項１記載の暗号処理方法。
【請求項３】
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、共通鍵暗号処理を用いる請求項１記載の暗号処理方法。
【請求項４】
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ハッシュ演算を用いる請求項１記載の暗号処理方法。
【請求項５】
耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化方法において、
前記業務用秘密鍵と該業務用秘密鍵を用いて実行した処理の証跡作成のための証跡作成用秘密鍵を記憶手段に記憶しておき、
情報処理システムのサーバシステムから署名対象電文を受信し、
記憶手段に記憶されている前記証跡作成用秘密鍵と前記署名対象電文から業務用署名を作成し、
前記業務用秘密鍵を用いて実行した処理及び該処理の以前に実施された処理の連続性を示す連続性情報を更新し、前記証跡作成用秘密鍵と前記業務用署名と該連続性情報から証跡用署名を作成し、
前記証跡用署名、前記業務用署名及び前記連続性情報を前記サーバシステムに送信することを特徴とする暗号処理方法。
【請求項６】
耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化処理を実行する暗号処理装置であって、
前記耐タンパ装置内の前記業務用秘密鍵を用いた処理の出力結果を特定する情報と、該業務用秘密鍵を用いた処理及び該処理の以前に当該耐タンパ装置内で実施された処理の連続性を示す連続性情報と、を含む監査情報に対する、前記業務用秘密鍵とは別に証跡作成のために用いる証跡作成用秘密鍵を用いた処理結果を、証跡として出力する証跡作成手段を有することを特徴とする暗号処理装置。
【請求項７】
前記証跡作成手段は、
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ディジタル署名を用いる手段を含む請求項６記載の暗号処理装置。
【請求項８】
前記証跡作成手段は、
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、共通鍵暗号処理を用いる手段を含む請求項６記載の暗号処理装置。
【請求項９】
前記証跡作成手段は、
前記証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ハッシュ演算を用いる手段を含む請求項６記載の暗号処理装置。
【請求項１０】
耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号処理装置であって、
秘密鍵所有者が所有権を有する業務用秘密鍵と、該業務用秘密鍵を用いて実行した処理の証跡を作成するための証跡作成用秘密鍵と、該業務用秘密鍵を用いて実行した処理及び該処理の以前に実施された処理の連続性を示す連続性情報を記憶する記憶手段と、
情報処理システムのサーバシステムから署名対象電文を受信する受信手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記証跡作成用秘密鍵と前記署名対象電文から業務用署名を作成する暗号処理手段と、
前記記憶手段に格納されている前記連続性情報を更新し、前記証跡作成用秘密鍵と前記業務用署名または暗号文と該連続性情報から証跡用署名を作成する証跡情報作成手段と、
前記証跡用署名、前記業務用署名及び前記連続性情報を前記サーバシステムに送信する送信手段と、
を有することを特徴とする暗号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗号処理方法及び装置及び検証方法及び装置及び運用代行方法に係り、特に、暗号処理装置の業務用途外での使用の有無を事後的に検証できる暗号処理方法及び装置及び検証方法及び装置及び運用代行方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
秘密鍵を用いた暗号処理を用いる情報処理システム（例えば、認証局）において、当該秘密鍵の所有権を有し、当該情報処理システムによるサービス提供主体である秘密鍵所有者（例えば、認証事業者）が、当該情報処理システムの運用を運用代行者（例えば、ＳＩ事業者）に委託し、サービスを運営する事例が多くある。
【０００３】
運用代行者が不正な運用をしないために、以下のような技術が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
・情報システムに対するアクセス権を設定し、権限のある者のみが操作できるようにする。
【０００５】
・耐タンパ装置内で秘密鍵を生成・保持し、装置内で暗号処理を実行することにより、物理的に鍵の漏洩を防ぐ。
【０００６】
・情報処理システムを構成するコンピュータのログを取得し、当該ログに前回のログのハッシュ値等を含ませる、または、当該ログにディジタル署名を付与し、これらのログを事後的に監査する。
【０００７】
以上のような技術により、運用代行者による秘密鍵が用途外で利用されていない場合に限り、適正に代行運用が成されていることを検証できる。
【０００８】
しかしながら、対象とする情報システムを構成するコンピュータの最上位の権限を持つ管理業務を、運用代行者が実施することが多いが、この場合、上記従来の技術では、暗号処理装置を他の用途に使用し、前述の情報システムのコンピュータ内のログを改竄することにより、秘密鍵所有者に知れることなく、当該秘密鍵を利用することが可能である。
【０００９】
従来は、このような不正への対策は、運用代行者の社会的信用や、契約義務に依存するものであり、システム的に解決されるものではない。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、情報システムの運用に関わるいかなる権限を持つ者であっても、不正を早期に検出できる暗号処理方法及び装置及び検証方法及び装置及び運用代行方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）は、耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化処理を実行する暗号処理方法であって、
耐タンパ装置内の業務用秘密鍵を用いた処理の出力結果を特定する情報と、該業務用秘密鍵を用いた処理及び該処理の以前に当該耐タンパ装置内で実施された処理の連続性を示す連続性情報と、を含む監査情報に対する、当該耐タンパ装置内で管理する該業務用秘密鍵とは別に証跡作成のために用いる証跡作成用秘密鍵を用いた処理結果を、証跡として出力する。
【００１３】
本発明（請求項２）は、証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ディジタル署名を用いる。
【００１４】
本発明（請求項３）は証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、共通鍵暗号処理を用いる。
【００１５】
本発明（請求項４）は、証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ハッシュ演算を用いる。
【００１６】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００１７】
本発明（請求項５）は、耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化方法において、
業務用秘密鍵と該業務用秘密鍵を用いて実行した処理の証跡作成のための証跡作成用秘密鍵を記憶手段に記憶しておき、
情報処理システムのサーバシステムから署名対象電文を受信し（ステップ１）、
記憶手段に記憶されている証跡作成用秘密鍵と署名対象電文から業務用署名を作成し（ステップ２）、
業務用秘密鍵を用いて実行した処理及び該処理の以前に実施された処理の連続性を示す連続性情報を更新し（ステップ３）、証跡作成用秘密鍵と業務用署名と該連続性情報から証跡用署名を作成し（ステップ４）、
証跡用署名、業務用署名及び連続性情報をサーバシステムに送信する（ステップ５）。
【００１８】
本発明（請求項６）は、耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化処理を実行する暗号処理装置であって、
耐タンパ装置内の業務用秘密鍵を用いた処理の出力結果を特定する情報と、該業務用秘密鍵を用いた処理及び該処理の以前に当該耐タンパ装置内で実施された処理の連続性を示す連続性情報と、を含む監査情報に対する、業務用秘密鍵とは別に証跡作成のために用いる証跡作成用秘密鍵を用いた処理結果を、証跡として出力する証跡作成手段を有する。
【００２０】
本発明（請求項７）は、証跡作成手段において、証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ディジタル署名を用いる手段を含む。
【００２１】
本発明（請求項８）は、証跡作成手段において、証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、共通鍵暗号処理を用いる手段を含む。
【００２２】
本発明（請求項９）は、証跡作成手段において、証跡作成用秘密鍵を用いた処理として、ハッシュ演算を用いる手段を含む。
【００２３】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００２４】
本発明（請求項１０）は、耐タンパ装置内において、業務に用いるための業務用秘密鍵を管理し、該業務用秘密鍵を使用してディジタル署名や暗号化を含む暗号化装置であって、
秘密鍵所有者が所有権を有する業務用秘密鍵と、該業務用秘密鍵を用いて実行した処理の証跡を作成するための証跡作成用秘密鍵と、該業務用秘密鍵を用いて実行した処理及び該処理の以前に実施された処理の連続性を示す連続性情報を記憶する記憶手段２２０と、
情報処理システムのサーバシステムから署名対象電文を受信する受信手段２１１と、
記憶手段２２０に記憶されている証跡作成用秘密鍵と署名対象電文から業務用署名を作成する暗号処理手段２３０と、
記憶手段２２０に格納されている連続性情報を更新し、証跡作成用秘密鍵と業務用署名と該連続性情報から証跡用署名を作成する証跡情報作成手段２４０と、
証跡用署名、業務用署名及び連続性情報をサーバシステムに送信する
送信手段２１２と、を有する。
【００３０】
上記のように、本発明では、運用代行者が、暗号処理装置内での秘密鍵を用いた過去の暗号処理実施と、当該秘密鍵の複製を含む鍵運用実施の証跡を出力し、この証跡を秘密鍵所有者に提示し、秘密鍵所有者は、検証装置によって、業務処理以外の用途で秘密鍵が使用されていないことを検証することが可能となる。このため、情報システムの運用に関わるいかなる権限を持つ者も当該証跡を改竄することはできない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の一実施の形態における暗号処理装置の構成を示す。
【００３２】
以下に示す暗号処理装置内の業務に用いる暗号処理は、一例として、業務用秘密鍵を用いたディジタル署名としているが、共通鍵暗号処理や、ハッシュ対象、あるいは、これらを組み合わせた暗号処理にも適用できる。
【００３３】
本実施の形態に示す情報処理システムは、通常のコンピュータシステムであるサーバシステム１００と、暗号処理装置２００から構成される。
【００３４】
暗号処理装置２００は、装置外と情報の入出力を行う入出力部２１０、秘密鍵所有者が所有権を有する業務用秘密鍵２２１と、証跡用秘密鍵２２２と業務用暗号処理の連続性情報２２３を記憶する記憶部２２０と、業務用署名処理を行う暗号処理部２３０と、証跡情報を作成する証跡情報作成部２４０と、制御部２５０とを有する。また、一般的な構成例として、鍵の生成等を機能を有する鍵運用部２６０を有する。
【００３５】
本実施の形態のサーバシステム１００は、暗号処理以外の業務処理を行う業務処理部１１０、システム外部との通信を行う通信部１２０と、業務用署名を保存する業務用署名保存部１３１と証跡情報を保存する証跡情報保存部１３２とを有する記憶部１３０と、暗号処理装置２００を制御する装置制御部１４０と、制御部１５０とを有する。
【００３６】
本実施の形態では、業務用秘密鍵と証跡用秘密鍵を別に設定しているが、同一の鍵であってもよい。
【００３７】
証跡用秘密鍵は、公開鍵暗号の秘密鍵でもよいし、共通鍵暗号の秘密鍵でもよいし、ハッシュに用いる任意の乱数でもよいし、これらの組み合わせ、あるいは類似の暗号処理でもよい。他にも様々な実施例が考えられる。
【００３８】
次に、上記の構成における動作を説明する。
【００３９】
図４は、本発明の一実施の形態における情報処理システムの処理のフローチャートである。
【００４０】
サーバシステム１００の通信部１２０においてネットワークより電文を受信し（ステップ１０１）、業務処理部１１０において受信電文を加工した署名対象文を作成し（ステップ１０２）、制御部１５０において、署名対象文を暗号処理装置２００に送信する（ステップ１０３）。
【００４１】
暗号処理装置２００の入出力部２１０において、サーバシステム１００から送信された署名対象文を受信し（ステップ１０４）、暗号処理部２３０において、業務用秘密鍵で署名対象文に署名処理を行った結果である業務署名を作成し（ステップ１０５）、証跡作成部２４０において、連続性情報を更新し（ステップ１０６）、証跡作成部２４０において証跡用秘密鍵で業務用署名と連続性情報を含む情報である監査情報から証跡用署名を作成し（ステップ１０７）、入出力部２１０にて、業務用署名と、証跡用署名と監査情報を含む証跡情報をサーバシステム１００に送信する（ステップ１０８）。
【００４２】
サーバシステム１００の通信部１２０において、暗号処理装置２００の出力情報を受信し（ステップ１０９）、記憶部１３０にて、当該出力情報を蓄積・保存し（ステップ１１０）、通信部１２０から業務用署名を送信する（ステップ１１１）。
【００４３】
このように、本実施の形態の情報処理システムの主眼とする業務には、受信電文を加工した署名対象文に、業務用秘密鍵でディタル署名を付与して送信する業務が含まれる。例えば、署名対象文を公開鍵証明書として考えれば、本実施の形態では、一般的な認証局（ＣＡ）システムの構成要素の相当する。また、署名対象文をレシート情報と考えれば、一般的な電子商取引システムの構成要素にも相当する。このように、本実施の形態は、幅広い情報処理業務に適用し得るモデルである。
【００４４】
一方、証跡情報は、情報システムの通常サービスの入出力には現れない。これは、秘密鍵所有者と運用代行者間で用いる情報故である。
【００４５】
本実施の形態における連続性情報は、暗号処理装置２００内で業務用秘密鍵を使用した処理と、当該処理の以前に装置内で実施した処理の連続性を示す情報である。連続性情報の例は多数あり得るが、例えば、業務用署名処理を実施する毎に、一定数増えるシリアルナンバーが適用できる。あるいは、前回の業務用署名自体でもよい。
【００４６】
本実施の形態における証跡用署名は、証跡作成用秘密鍵を用いた暗号処理において、証跡用秘密鍵を秘密鍵とした場合には、監査情報を平文とするディジタル署名が相当し、証跡用秘密鍵を共通鍵とした場合には、監査情報を平文とする暗号文が相当し、また、暗号処理としてハッシュ演算を用いる場合には、証跡用秘密鍵と監査情報を含むハッシュ値が相当する。
【００４７】
なお、本実施の形態では、業務用暗号処理を１回実行する毎に、証跡情報を生成したが、業務用暗号処理を複数回分まとめて１つの証跡情報を出力することも可能である。
【００４８】
次に、証跡情報を検証する検証装置について説明する。
【００４９】
図５は、本発明の一実施の形態における証跡情報を検証する検証装置の構成図である。
【００５０】
検証装置３００は、外部との情報の入出力を行う入出力部３１０と、検証鍵３２１と、業務用署名を保存する業務用署名保存部３２２と、証跡情報を保存する証跡情報保存部３２３を有する記憶部３２０と、証跡の署名検証を行う署名検証部３３０と、蓄積された業務用署名の連続性を検証する連続性検証部３４０と、制御部３５０からなる。
【００５１】
検証鍵３２１は、証跡作成用秘密鍵に対応する公開鍵であり、共通鍵暗号処理、及びハッシュ演算を用いる暗号処理における証跡用秘密鍵と等しい。また、共通鍵暗号処理及びハッシュ演算を用いた暗号処理を実施する場合には、検証鍵を運用代行者に取得されることなく、安全に検証装置に配送することが必要であり、これを実現するためにはＩＣカードなどを用いた多くの例が考えられる。
【００５２】
次に、上記の構成における検証装置の動作を説明する。
【００５３】
図６は、本発明の一実施の形態における検証装置を用いた証跡検証の処理のフローチャートである。
【００５４】
まず、入出力部３１０にて一定の運用期間内に蓄積された業務用署名と証跡情報を入力し（ステップ２０１）、署名検証部３３０にて検証鍵を用いて証跡情報の署名を検証し（ステップ２０２）、署名検証が有効の場合（ステップ２０３、valid ）、連続性検証部３４０にて蓄積された業務用署名の連続性を検証し（ステップ２０５）、連続性がある場合には（ステップ２０６，Ｙｅｓ）、検証結果が適正であると判断し（ステップ２０８）、入出力部３１０から検証結果を出力する（ステップ２０９）。署名検証結果がエラーである場合（ステップ２０３，err ）には、検証結果を不正とし（ステップ２０４）、入出力部３１０から“不正”を検証結果として出力する（ステップ２０９）。また、署名順序の連続性を検証した結果、連続性がない場合には（ステップ２０６，Ｎｏ）、検証結果を不正とし（ステップ２０７）、入出力部３１０から“不正”を検証結果として出力する（ステップ２０９）。
【００５５】
つまり、署名検証及び署名順序の連続性の検証のいずれも正当な場合にのみ、検証結果が“適正”となる。
【００５６】
連続性検証部３４０での検証処理は、連続性情報がシリアルナンバーの場合、番号が跳ぶことなく連続していることを確認すればよい。連続性情報が前回の署名処理の場合、個々の監査情報に含まれる署名が前回の署名であることを再帰的に確認していけばよい。また、上記の他にも多数考えられる連続性情報の実施方法の場合もそれらに適合する検証を実施すればよい。
【００５７】
以上の証跡検証方法により、蓄積された証跡を用いて、暗号処理装置２００内での秘密鍵を用いた処理が、証跡の対応する以外にあったか否かを検証することができる。即ち、もし、検証装置に入力されたもの以外の業務用署名が実行されていれば、連続性検証でエラーになるはずである。証跡署名を暗号的に破るか、暗号処理装置の耐タンパ性を破らない限りこの結果を覆すことはできない。
【００５８】
【実施例】
以下、図面と共に本発明の実施例を説明する。
【００５９】
本実施例では、情報システムの運用代行方法の例を示す。
【００６０】
図７は、本発明の一実施例の情報システムの運用代行の業務フローである。
【００６１】
本発明の暗号処理装置で、秘密鍵を管理する情報処理システム（例えば、認証局）において、当該秘密鍵が所有権を有し、情報処理システムによるサービス主体となる提供する秘密鍵所有者（例えば、認証事業者）が、当該情報処理システムの運用を運用代行者（例えば、ＳＩ事業者）に委託し、サービスを運営する事例がはてはまる。
【００６２】
初めに、秘密鍵所有者と運用代行者が契約を取り交わし、秘密鍵所有者は暗号処理装置２００にて、業務用秘密鍵と証跡用秘密鍵を生成し（ステップ３０１）、当該装置にて検証鍵を取得し（ステップ３０２）、情報システムの運用を運用代行者に依頼する（ステップ３０３）。
【００６３】
運用代行者は一定期間当該情報システムを代行運用し（ステップ３０４）、同期間内の当該情報システムで蓄積した業務用署名と証跡情報を取得し（ステップ３０５）、これらを秘密鍵所有者に送付する（ステップ３０６）。
【００６４】
秘密鍵所有者は、業務用署名と証跡情報を受領し（ステップ３０７）、検証装置３００で証跡情報を検証し（ステップ３０８）、秘密鍵が適正に運用されていることを検証すれば（ステップ３０９，Ｙｅｓ）、引続き代行運用を依頼する（ステップ３１０，Ｙｅｓ）。逆に、証跡に残らない鍵の使用を発見した場合には（ステップ３０９，Ｎｏ）、秘密鍵所有者は、運用代行者にクレームを上げ（ステップ３１１）、運用代行者は契約に基づく賠償責任等を果たす（ステップ３１２）。
【００６５】
なお、本実施例では、本発明による秘密鍵の使用のみの検証について論じているが、当然ながら、従来技術による業務自体の監査も併用して実施しなければ検証の意味はない。
【００６６】
また、実際に本発明が実施される場合、運用代行者が検証されることを承知であえて不正な秘密鍵の使用を行うことは合理的な行為ではない。即ち、本発明は、不正運用を抑止する作用をもたらす。
【００６７】
なお、上記の図３及び図５に示す暗号処理装置及び検証装置の構成要素をプログラムとして構築し、暗号処理装置及び検証装置として利用されるコンピュータにインストールすることが可能である。
【００６８】
また、構築されたプログラムを暗号処理装置及び検証装置として利用されるコンピュータに接続されるハードディスク装置や、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることも可能である。
【００６９】
なお、本発明は上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【００７０】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、運用代行者は、暗号処理装置内での秘密鍵を用いた過去の暗号処理実施と、当該秘密鍵の複製を含む鍵運用実施の証跡を出力し、この証跡を秘密鍵所有者に提示し、秘密鍵所有者は検証装置によって業務処理以外の用途で秘密鍵が使用されていないことを検証することができる。
【００７１】
情報システムの運用に関わるかいかなる権限を持つ者も証跡を改竄することはできない。
【００７２】
これにより、秘密鍵が不正に利用される得る可能性に伴う、秘密鍵所有者、運用代行者のリスクを技術的に未然に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態における暗号処理装置の構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態における情報処理シシウテムの処理のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態における証跡情報を検証する検証装置の構成図である。
【図６】本発明の一実施の形態における証跡検証装置を用いた証跡検証の処理のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例の情報システムの運用代行の業務フローである。
【符号の説明】
１００  サーバシステム
１１０  業務処理部
１２０  通信部
１３０  記憶部
１３１  業務用署名保存部
１３２  証跡情報保存部
１４０  装置制御部
１５０  制御部
２００  暗号化処理装置
２１０  入出力部
２１１  受信手段
２１２  送信手段
２２０  記憶手段、記憶部
２２１  業務用秘密鍵
２２２  証跡用秘密鍵
２２３  連続性情報
２３０  暗号処理手段、暗号処理部
２４０  証跡情報作成手段、証跡情報作成部
２５０  制御部
２６０  鍵運用部
３００  検証装置
３１０  入出力部
３１１  入力手段
３１２  出力手段
３２０  記憶手段、記憶部
３３０  署名検証手段、署名検証部
３４０  連続性検証手段、連続性検証部
【図１】
0004187459.tif 000002
【図２】
0004187459.tif 000003
【図３】
0004187459.tif 000004
【図４】
0004187459.tif 000005
【図５】
0004187459.tif 000006
【図６】
0004187459.tif 000007
【図７】
0004187459.tif 000008