PKI Day 2016

エストニアIDカード
PKIマニアック解析
宮地 直⼈ (miyachi@langedge.jp)
電⼦署名WGサブリーダー/スキルアップTFリーダー（有限会社ラング・エッジ）

2016年 4 ⽉ 22 ⽇
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miyachi の identity• ラング・エッジのプログラマ︕
⻑期署名/PKIライブラリの開発（PAdES/XAdES）
PKI系受託開発（OpenSSL/BC等オープン系）
ドキュメント系受託開発（PDF/OOXML等）• JNSA電⼦署名WGサブリーダー
スキルアップTFリーダー（勉強会の企画運営等）
標準化活動（ISO 14533-3 / JTC1 SC34 等）
電⼦署名サーバ公開中 http://eswg.jnsa.org/• e-Estonia の e-Residency です!
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Page 2e-Residency（電⼦居住）とは︖
詳細 https://e-estonia.com/e-residents/about/
ネット上の公的個⼈認証を提供して電⼦住⺠を増やすことでeビジネスの推進を⽬指している︕

 エストニア共和国が提供するデジタル・アイデンティティ
 登録者は電⼦居住者（e-Residents）と呼ばれる
 エストニア国⺠が持つものと同じスマートIDカードを提供
 エストニアに企業設⽴や、e-バンキングの利⽤が可能
 エストニアのポータルサイトを利⽤できる（制限あり）
 IDカードで署名や暗号化も可能（ソフトウェアも提供）
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Page 3e-Residency で何ができる︖〇 できること ╭( ･ㅂ･)‫ ̑ و‬ｸﾞｯ !
ポータルサイトの企業向けサービスが利⽤可能。
エストニアに１⽇で企業設⽴が可能。
エストニアの銀⾏でe-バンキングや送⾦が可能。
デジタル署名にてオンライン契約が可能。
⽂書の暗号化と復号が可能。
オンラインでのエストニア税⽀払いが可能。
✖ できないこと (´・ω・｀)ｼｮﾎﾞｰﾝ
国籍（市⺠権や住所）が貰えるわけではない。
IDカードは⾝分証明書に使えない（写真無し）。
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e-Residency の電⼦申請
電⼦申請 https://apply.e-estonia.com/
⽤意するもの︓

1.⼿数料⽀払い⽤クレジットカード

50.99 EUR︓50€+0.99€（カード⼿数料）

2.パスポート等のIDスキャン画像
3.証明写真画像（カードには使われない）
4.申請する理由（英語で）数⾏程度だけど事前準備が吉。

※ Pick-up location（受取場所）は Japan, Tokyo に
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Page 5e-Residency 取得までの⼀例
Date

Mail / Action

2015/07/09

件名︓Your e-Residency application has been received

2015/07/15

件名︓E-Residency Digi-ID - application received

2015/07/29

差出⼈︓e-Residency
電⼦申請の受け付け確認メール（電⼦申請後すぐに来る）

差出⼈︓Politsei-ja Piirivalveamet （警察・国境警備隊）
審査開始のメール（10ビジネス⽇かかると記載）

件名︓E-Residency Digi-ID - e-Residency granted

差出⼈︓Politsei-ja Piirivalveamet （警察・国境警備隊）
審査完了のメール（ちょうど10ビジネス⽇ 後でした!）

2015/08/12

件名︓e-Residency digital ID card at the Embassy

2015/08/13

駐⽇エストニア共和国⼤使館（渋⾕区神宮前２丁⽬）でカード受け取り

2015/08/14

件名︓E-Residency Digi-ID - certificates activated

差出⼈︓Consul IS （返信は⽇本の⼤使館書記官のアドレス宛にする）
⼤使館に受け取りに⾏く⽇程を決める [※ 返信が必要︕]
パスポート持参、⼤使館で指紋採取、受け取りのサイン

差出⼈︓Politsei-ja Piirivalveamet （警察・国境警備隊）
電⼦証明書のアクティベート通知（この後利⽤可能になる）
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スターターキットをGET!
内容物︓ スマートIDカード
 カードリーダー
 ピン通知封書
 説明資料

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スマートIDカードとカードリーダー
ドキュメント番号は8桁
Nxxxxxxx

シリアル番号︖︖

パーソナルコードは11桁
3YYMMDDSSSS

最初の3は種別︖︖
YYMMDDは⽣年⽉⽇
SSSSはシリアルか︖

同梱カードリーダーが⼩さくて素晴らしい!
Advanced Card Systems Ltd.

http:/www.acs-japan.jp/カードリーダーも同梱しているのですぐ使える!

収納時
利⽤時

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ピンピンピン（PIN1 / PIN2 / PUK）
スターターキットに初期設定のPIN3つが封⼊されて⼊っている。
認証⽤:数字4⽂字（最⼤数字12⽂字）

署名⽤:数字5⽂字（最⼤数字12⽂字）

後述するツールでそれぞれ変更が可能。変更しましょう。

管理⽤:数字8⽂字（最⼤数字12⽂字）※ 証明書が有効になるのは activated のメールが来てから。
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認証パス（認証局SKと証明書）
Estonian Certification Centre Root CA (RSA2048-SHA1)
Issuer/Subject:

E = pki@sk.ee, CN = EE Certification Centre Root CA,
O = AS Sertifitseerimiskeskus, C = EE

CA certificate (RSA2048-SHA1) 中間CA証明書

https://www.sk.ee/en
ESTEID-SK 2015 は
RSA2048-SHA384

Subject:

E = pki@sk.ee, CN = ESTEID-SK 2011,
O = AS Sertifitseerimiskeskus, C = EE

CRLDP

http://www.sk.ee/repository/crls/eeccrca.crl (943bytes)

EE Auth certificate (適格証明書︓RSA2048-SHA256) 認証⽤
Subject:

SERIALNUMBER = 3YYMMDDSSSS, G = NAOTO, SN = MIYACHI,
CN = MIYACHI,NAOTO,3YYMMDDSSS,OU = authentication, O = ESTEID (DIGI-ID E-RESIDENT), C = EE

CRLDP

http://www.sk.ee/repository/crls/esteid2011.crl (23.9MBytes)

拡張使⽤クライアント認証 / 電⼦メールの保護

EE Sign certificate (適格証明書︓RSA2048-SHA256) 署名⽤
Subject:

SERIALNUMBER = 3YYMMDDSSSS, G = NAOTO, SN = MIYACHI,
CN = MIYACHI,NAOTO,3YYMMDDSSS,OU = digital signature, O = ESTEID (DIGI-ID E-RESIDENT), C = EECRLDP

http://www.sk.ee/repository/crls/esteid2011.crl (23.9MBytes)
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IDカード⽤のサポートサイト
http://www.id.ee/

インストーラのダウンロード

installer.id.ee

開発者向けの情報

証明書の説明や利⽤・更新Windows

7 以降（x86, x64）

MacOS-X

10.9 (Mavericks) 以降

Linux

Ubuntu 14.04 以降
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モバイルによる証明書の利⽤

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標準ソフトウェア概要
IDカード利⽤の為の管理ツール

ID-cardutilityNOICON※ JPKIの利⽤者クライアントソフトに相当 認証/署名⽤の証明書の確認管理（検証とPINの変更）
 Mobile-IDの操作
 eメール設定の確認
 PUKコードによるリセット
 動作環境の確認（Diagnostic）

DigiDoc3
client電⼦署名/検証ソフトDigiDoc3
crypto

暗号化/復号ソフト

 ファイルへの署名と検証

 ファイルの暗号化と復号

エストニアのIDカードとMobile-IDおよび、リトアニアのMobile-IDへ対応したオープンソフトウェア

digidoc.sk.ee

Drivers &  ICカード・カードリーダーのドライバ（OpenSC/CSP/CDSA）
 ブラウザ⽤のプラグイン（認証⽤/PKCS#11）
Plugins
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エストニアのソフトウェア開発⽅針• 標準ソフト/ドライバはオープンソースの⽅針
https://svn.eesti.ee/projektid/idkaart_public/
https://github.com/open-eid/ （ミラー?）• IDカードドライバは OpenSC 等を利⽤
–PKCS#11とCSP（Win）とCDSA （Mac）を提供• DigiDocライブラリ（署名等）も上記で公開• ソフトウェアのアーキテクチャ説明サイトも公開
http://open-eid.github.io/※ オープンなソフト開発環境を提供している!
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公開 svn ルート下のフォルダ名
ライセンスは LGPL v2.1

cmake
digidocservice
digidocservice-testkit
esteid-browser-plugin
esteid-csp
esteid-pkcs11
esteid-plugin-loader
esteid-vaadin-component
externals
OpenSCは標準のid-updater
サポートなのでOpenSC公式サイト
jdigidocから⼊⼿が可能
libdigidoc

libdigidocpp
libltdl
minidriver
misc
oldInsecureActiveX
packages
pdf-signer
qdigidoc
qesteidutil
smartcardpp
SmartCardRemoval
wiki
ドキュメント類

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ID-card utility 証明書画⾯

リセット(PUK)
3年間有効

認証⽤証明書(PIN1)

署名⽤証明書(PIN2)

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@eesti.ee e-mail

転送設定のみ可能

パーソナルコード@eesti.ee
⼀般利⽤不可︓連絡⽤
⽒名@eesti.ee ⼀般利⽤可能

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Mobile-ID
初期費⽤として政府に10ユーロが必要

毎⽉プロバイダに約1ユーロが必要

利⽤可能なサービスは現在3つSIMを購⼊してアクティベートする

Police and Border Guard Boardʼs website.

https://www.politsei.ee/en/

Mobile-ID⽤の PIN1/PIN2/PUK を設定
IDカード同様に認証や署名が使えるようになる
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Mobile-ID⽤アプリケーション
Android⽤
iOS⽤

Android⽤（複数ある）
これらのアプリにてBDOC署名が可能。
認証は標準のブラウザで対応しているようだ。
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DigiDoc フレームワーク
DigiDoc
portalMobile
applicatioh

WebService
MSSP

DigiDoc3
clientApplicatioh

DigiDoc libraries

MobileSignature
Service
Provider(C, C++, Java)ETSI TS102 204

OCSP
証明書検証と署名時刻

BDOC

PKCS#11
CSP/CDSA

XML
XAdES

Mobile-ID
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ID
card
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SK証明書検証サービス• CRL（12h毎更新）は24MBあり巨⼤!（⾮実⽤的）–Low securityアプリの利⽤のみで他は⾮推奨• OCSPのアドレスは証明書には未記載–SK（認証局）サイトに証明書検証サービスの記載
https://www.sk.ee/en/services/validity-confirmation-services/–試験環境は公開（http://demo.sk.ee/ocsp）–本番環境は有料（http://ocsp.sk.ee/）
0.048€/約6円 (400回) 〜 0.007€/約1円 (750,000回)
・ SKと契約してIPアドレスを登録する必要がある。
・ 署名付きOCSP要求なら⾃分の証明書の検証は可能（無償︖）。

※ DigiDoc3 Client は⽉10回まで署名検証可能。
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余談:エストニア証明書問題• 2015年9⽉25⽇に以下で情報公開
https://cybersec.ee/2015/09/25/hundred-thousand-id-cardcertificates-issued-with-invalid-public-key-encoding/• エストニアIDカードの公開鍵のASN.1
DERエンコーディングに問題があった!
• 公開鍵モジュラス値は正の整数なのにASN.1 INTEGERで負の場合がある!
–負値になる場合は先頭にx00追加必要
駄⽬な確率は1/2。IDカード中に2つ証明書あるので3/4が該当か?
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余談:私の証明書はどうかな︖
署名⽤（現状）<SEQUENCE><INTEGER>97e7f3ac…</INTEGER><INTEGER>010001</INTEGER></SEQUENCE>

両⽅アウトの可能性は1/4なのに…
署名⽤（正解︓あるべき値）

どちらもアウト!
認証⽤（現状）<SEQUENCE><INTEGER>9a40dc40…</INTEGER><INTEGER>010001</INTEGER></SEQUENCE>

どちらもアウト!
正解はこちら<SEQUENCE><INTEGER>0097e7f3ac…</INTEGER><INTEGER>010001</INTEGER>
認証⽤（正解︓あるべき値）</SEQUENCE><SEQUENCE><INTEGER>009a40dc40…</INTEGER>
まあ標準署名/暗号ソフトの<INTEGER>010001</INTEGER>
DigiDocでは使えてるし…
</SEQUENCE>
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エストニアIDカード バージョン
Platform

RSA(bits)

V1.0

V1.1

MICARDO

Multos1024

V3.4/5Java Card2048

1024〜2048

SHA-1, SHA-224,SHA-256, SHA-384, SHA-512

HASH

SHA-1,SHA-224

ECC(Not Supported)(bits)

V3.0

160〜256 ※1(RSAで1024〜3072bits相当)※1 ECCの機能はあるがエストニアIDカードでは未使⽤。
詳しくは以下にスペックシートがある
http://www.id.ee/public/TB-SPEC-EstEID-Chip-App-v3.4.pdf
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エストニアIDカード Drivers
Windows

MacOS-XLinux

CSP

PKCS#11

CDSA

Minidriver

OpenSC

Tokend driver

Smartcardpp (eID card driverʼs helper component)PC / SC (Personal Computer / Smart Card)
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エストニアIDカード オブジェクト$ pkcs15-tool -D
PKCS#15 Card [NAOTO MIYACHI...]:PIN [PIN1]
エストニアIDカードのPKCS#15はエミュレートで実装されている
PIN [PIN2]OpenSC : pkcs15-esteid.c
PIN [PUK]
Private RSA Key [Isikutuvastus] 認証⽤
Private RSA Key [Allkirjastamine] 署名⽤X.509 Certificate [Isikutuvastus]
X.509 Certificate [Allkirjastamine]
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エストニアIDカード PKCS#11
Windows（Windows/sys*）
onepin-opensc-pkcs11.dll※ 署名⽤モジュールは無い︖CSPがあるから︖

認証⽤ (FireFox)
署名⽤

MacOS-X（/Library/EstonianIDCard/lib）
esteid-pkcs11-onepin.so
esteid-pkcs11.so

認証⽤

esteid-pkcs11.so

署名⽤$ pkcs11-tool --module esteid-pkcs11.so -L
Available slots:
Slot 0 (0x0): ACS ACR 38U-CCID 00 00
token label: NAOTO MIYACHI (PIN1, Auth)
Slot 1 (0x1): ACS ACR 38U-CCID 00 00
token label: NAOTO MIYACHI (PIN2, Sign)

認証⽤
署名⽤

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PKCS#11 CK_MECHANISM
PKCS#11サポートメカニズム

JPKI

CKM_SHA_1〇

CKM_SHA256〇

CKM_SHA384－CKM_SHA512－

CKM_MD5－

CKM_RIPEMD160－

CKM_GOSTR3411－

CKM_RSA_X_509－

CKM_RSA_PKCS〇

CKM_SHA1_RSA_PKCS－

CKM_SHA256_RSA_PKCS

－種類

補⾜

HASH

エストニアIDカードのPKCS#11では、標準のSHA-1/2はもちろん、欧州のRIPEMD-160や、旧ソ連・ロシア系のGOST標準規格のR3411もサポート

SIGN/VERIFY/
ENCRYPT/DECRYPTRSA_PKCS が最も重要なRSA暗号

SIGN/VERIFY

RSA_PKCSとOpenSSLで可能

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参考:JPKI PKCS#11モジュール
Windows（C:¥Program Files¥JPKI フォルダ下）
JPKIPKCS11.dll

住基カード⽤JPKIPKCS11Auth.dll

個⼈番号カード認証⽤

JPKIPKCS11Sign.dll

個⼈番号カード署名⽤(JPKIPKCS1164.dll)(JPKIPKCS11Auth64.dll)(JPKIPKCS11Sign64.dll)

残念ながら Firefox/Thunderbird/Acrobat 等では利⽤できない︕
PKCS#11の実装が⼀般的ではない箇所があることを解析して確認。
個⼈番号カードのPKCS#11の利⽤⽅法はまだ未公開。
以下にある情報は住基カード⽤のみ。ただしPKCS#11としては同じか︖
https://www.j-lis.go.jp/data/open/cnt/3/855/1/02PKCS11.pdf
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Windows CSPをレジストリから確認¥HKEY_LOCAL_MACHINE¥SOFTWARE¥Microsoft¥Cryptography¥
Calais¥SmartCards の下にEstonia IDカードの情報がある。
CSPは「Microsoft Base Smart
Card Crypto Provider」を使った
Mini Driverの形式になっている。
JPKIはCSPを直接提供する形式。
「JPKI Crypto Service Provider」
は住基カード⽤。これは公開されている。
「JPKI Crypto Service Provider
for Auth」が個⼈番号カードの認証⽤で、「JPKI Crypto Service Provider
for Sign」は個⼈番号カードの署名⽤のCSPだと予想される。これは現在⾮公開。
https://www.j-lis.go.jp/data/open/cnt/3/855/1/01CAPI.pdf

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エストニアIDカードとJPKIのCSP
アプリケーション / ブラウザ / システム
WindowsのSmartcard機能 / CAPIの機能
Microsoft Base Smart
Card Crypto Provider

JPKI Crypto Service
Provider (Auth/Sign)

エストニアIDカード⽤
Mini Driver

CSP全てを独⾃に記述（PIN画⾯等も⽤意）

Smart Card Resource Manager
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CSP利⽤例

証明書選択時

認証時

JavaCard cold
ATR と認識

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Mini Driverなので標準PIN⼊⼒画⾯

Page 312種類の署名フォーマット（DigiDoc3 client）
BDOCが標準フォーマット

 BDOC︓エストニア独⾃の署名フォーマット
http://www.id.ee/public/bdoc-spec212-eng.pdf

 ASiC-E︓EU共通の署名フォーマット (EN仕様)※ ZIP+XAdES なのは同じ、署名時刻の扱いが異なる
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BDOC署名の詳細画⾯
nonce : Nnumber used ONCE

通信等で⽤いられる使い捨ての乱数値
time-mark って何︖

Hash value of signature がOCSP nonce 値

OCSP time を何故︖

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ASiC-E署名の詳細画⾯

Signature
Timestamp がある!
ここはBDOCと同じ

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BDOCとASiC-Eの⽐較
BDOC
Container format
Signature format
Signature
Timestamp
TS Certificate
OCSP Certificate
Hash value ofsignature
OCSP time
Signerʼs
computer time

ASiC-Eapplication/vnd.etsi.asic-e+zip
EPES/time-mark
BES/time-stamp（XAdES-EPES）（XAdES-BES）

× 無し〇 有り (RFC 3161)

× 無し

SK TIMESTAMPING
AUTHORITYSK OCSP RESPONDER 2011
署名値<SignatureValue/>のハッシュ値/ハッシュ⽅式（OCSP nonce にBER形式で埋め込まれている）〇 有り（BDOCでは署名時刻になる）〇 有り（署名PCのローカル時刻）
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BDOCとASiC-EのXAdES構造
BDOC (XAdES-EPES + time-mark)ASiC-E (XAdES-BES + time-stamp)<asic:XAdESSignatures><ds:Signature>
署名タイムスタンプが<ds:SignedInfo/>無いので正確には<ds:SignatureValue/><ds:KeyInfo/>
XAdESじゃない…
<ds:Object><xades:QualifyingProperties><xades:SignedProperties><xades:SignedSignatureProperties><xades:SigningTime/>
EPES<xades:SigningCertificate/><asic:XAdESSignatures>
ETSI 標準<ds:Signature><ds:SignedInfo/><ds:SignatureValue/><ds:KeyInfo/><ds:Object><xades:QualifyingProperties><xades:SignedProperties><xades:SignedSignatureProperties><xades:SigningTime/><xades:SigningCertificate/><xades:SignaturePolicyIdentifier/>※ ポリシー定義が無いのでBES<xades:SignedDataObjectProperties><xades:DataObjectFormat><xades:MimeType/><xades:SignedDataObjectProperties><xades:DataObjectFormat><xades:MimeType/><xades:UnsignedProperties><xades:UnsignedSignatureProperties><xades:UnsignedProperties><xades:UnsignedSignatureProperties>※ 署名タイムスタンプが無い<xades:SignatureTimeStamp/><xades:CertificateValues><xades:CertificateValues><xades:RevocationValues><xades:RevocationValues>
OCSP重要!(時刻) <xades:OCSPValues/><xades:OCSPValues/>
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署名時刻

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EESTi e-Estoniaポータルサイト
事業主サービス
e-Residencyも多くが利⽤可能

居住者サービス

e-Residencはほとんど利⽤不可

公的サービスhttps://www.eesti.ee/
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EESTi サービス⼀覧

多種多様なサービスが利⽤可能
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EESTi ドキュメント送受信
IDカードを使い安全にドキュメントの送受信
12カ⽉間有効で50MBまで保管が可能

つまり…
電⼦私書箱サービス
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まとめ（個⼈的な意⾒）エストニアIDカードが普及した理由
1. カード/モバイル等のハードインフラ整備
 少ない国⺠数だから成⽴した可能性はある

2. ソフト開発オープンソース化のエコ環境
3. 署名フォーマット等標準化/ツール提供
4. ポータル機能充実によるオンライン化※ マイナンバー/国⺠番号カードも参考に!
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ご清聴ありがとうございました。

電子署名WGへの参加者募集中です！
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