INTERNET
インターネット最新テクノロジー：第 39 回

「公開鍵」
、復号鍵は「秘密鍵」と呼ばれる。
自分の暗号鍵を広く公開し他者が入手可能安全性を確保する「鍵 」のインフラなようにしておくことにより、自分に対するPKI（Public Key Infrastructure）メッセージを暗号化できるため、不特定多数の相手からの通信を容易に実現できる。
ただし、公開鍵暗号の暗号・復号処理は複雑な数学演算を必要とし、秘密鍵暗号にくらべて単位メッセージあたりの処理時間がIT技術の利用が拡大するにつれて、それを脅かす不正行為の増加も著しく、社内システ長くなるため、大量のメッセージを暗号化すムのセキュリティー強化が情報システム部門の大きな課題となっている。また、電子商取るようなアプリケーションには不向きである。

引の発展が期待される中で、安全なビジネストランザクションの実現が今後の利用拡大

実際のアプリケーションでは、両暗号方法のの鍵だと考えられている。PKIは、こうしたセキュリティーに対する要求を、効率良く安価欠点を相互に補うため、まず公開鍵暗号によに、拡張性と相互接続性を保ちながら実現できる唯一の手段である。って事前に共通鍵暗号の鍵を交換し、その鍵を用いてデータの通信を行うことが一般的に

前田 司 RSAセキュリティ株式会社行われている。

公開鍵暗号による署名
公開鍵暗号には守秘機能とは別に、もう1つ有効な働きがある。公開鍵暗号の公開鍵と秘密鍵は数学的に関係付けられており、あるメッセージを自分の秘密鍵で変換した文は、それに対応する公開鍵でのみ、元のメッセージに復元することが可能である。秘密鍵で変換した文は、公開鍵を知っている者は誰でも容易に元の文を復元できるため、これは秘密通信にはなり得ないが、ある公開鍵で、ある文を意味あるメッセージに復元できるという公開鍵暗号の仕組み

け取る側で共通の「鍵」を持ち、この鍵によことは、その文を作成した者がその公開鍵にって暗号化および復号（解読）を行う方法

対応する（秘密の）秘密鍵を知っているとい

PKI の基本的な役目とは、公開鍵暗号にである。この方式では、事前の秘密裏の暗号うことを意味している。公開鍵暗号は、自分おいて利用される公開鍵の配布と管理である。

鍵合意を必要とするため、暗号通信を行う相の秘密鍵を用いることにより、自身を認証してもらうためのデータの作成に利用できる。

PKIを通して他者の公開鍵を入手して利用す手を事前に確認し、その相手ごとに鍵の決定ることにより、その相手との間で公開鍵暗号と管理が必要となること、事前の鍵合意のた

この公開鍵暗号の認証機能を利用し、文の基本的機能である守秘や認証などのセキュめメッセージ交換とは別の秘密の通信路が要書に署名を付けることが可能である。文書作リティーを伴う通信を実現することが可能と求されることなど考慮すべき点が多い。

成者は（あらかじめ合意された手順により）なる。ここではまず、公開鍵暗号について簡単に紹介する。

一方、公開鍵暗号は20世紀後半に考案さその文書全体あるいは一部分、あるいはハッれた新たな概念の暗号方法で、暗号鍵と復シュと呼ばれる関数を用いて生成した文書の現在、広く利用されている暗号の方法は、号鍵が異なるという特徴を持つ。この2 つの（一種の）要約を自分の秘密鍵で認証用デー

大きく共通鍵暗号と公開鍵暗号の2 種類に鍵は数学的に関係付けられているが、暗号鍵タに変換し、これを署名として文書に添付す分けられる。共通鍵暗号は古くから利用されから復号鍵を計算によって導き出すのは大変る。文書を受け取った者は、その署名部分をてきた暗号方式で、メッセージを送る側と受困難である。公開鍵暗号では、暗号鍵は署名者が公開している公開鍵で逆変換し、そ354 INTERNET magazine 2001/1

インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

の内容が（あらかじめ合意された）受け取ったに基づいた説明を行う（他の証明書の例につ文書全体、あるいは受け取った文書の要約といては後述する）。

一致する場合には、署名者を認証し、受け電子証明書とは、公開鍵と、その所有者取った文書の内容が署名時の内容と相違な（エンティティー）の身分（名前、所属など）い（改ざんされていない）ことを確認できる。

を表すデータが記載された文書、さらにそのまたこれは、事後における文書作成事実の否文書全体を証明書を発行する機関（認証機認の防止にも役立つ。

関、CA ：Certification Authority）が署名

このように、公開鍵暗号を利用することで、した署名データ、その他証明書自身のデータ守秘、認証、改ざん防止、否認防止といっ（番号、利用目的、有効期限）を合わせたもた、メッセージ交換・処理において要求されのである。電子証明書の利用者は、CA が正るセキュリティー機能を実現することが可能

しくエンティティーの情報と公開鍵を結び付となる。しかも公開鍵の公開方法を工夫する

けていることを信頼することにより、電子証ことにより、不特定多数の通信相手との間で明書を信頼する。

利用できるため、近年利用が拡大しているイ

証明書利用者は、CA の署名をチェックすンターネット上での電子商取引におけるセキることにより、エンティティーと公開鍵の組ュリティー確保の手段として大変有効である。

み合わせを検証するが、CA の署名をチェッ

なお、公開鍵暗号を安全に利用するためにクするためにはCA の公開鍵が必要となる。

は、いずれの用途の場合でも自分の秘密鍵をCA の公開鍵もやはりCA 自身の証明書の形安全に保管することがもっとも重要な点であで配布されて証明書利用者に利用される。

る。署名用の鍵の場合には、署名後にその秘密鍵を廃棄することにより、秘密鍵漏洩の危険性を低下させられる。守秘用の秘密鍵は、【共通鍵暗号】

後日の復号のために保存されることが一般的

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magazine
…

である。

暗号化

Xk(3la!pc
al10f(lg2#Åc

送信Xk(3la!pc
al10f(lg2#Åc

14905

公開鍵の所有者を保証する

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magazine
…

復号化
14905

送信者

受信者

送信者と受信者は共通の鍵を用いる

電子証明書【公開鍵暗号】

他者の公開鍵を利用してその相手に暗号通信を行ったり、その相手の署名の検証を行

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magazine…

暗号化

Gh8a-s=!"l;+jsiF76F…

送信

Gh8a-s=!"l;+jsiF76F…

INTERNET
magazine
…

復号化
37927

14905

う際に、その公開鍵が相手が所有する鍵であることを確認することは、安全性確保の必須受信者送信者要件となる。それを怠れば上述の公開鍵暗号がもたらすセキュリティーは意味をなさない。

送信者と受信者で異なる鍵を用いる

1 共通鍵暗号と公開鍵暗号信頼できる（正しく公開鍵と所有者の身分が対応する）公開鍵の入手が保証されなくて文書

署名

署名はならない。

文書

送信

電子証明書はその目的のために考案されたデータ構造の一種である。一口に電子証明書と言っても多様な形態が考えられるが、一般にはITU-T が定めた標準であるX.509 公開鍵証明書を指すと考えてよい。本稿でもX.509

秘密鍵

公開鍵
送信者

1文書の一部などを秘密鍵で暗号化したものを「署名」として添付

受信者

2署名を公開鍵で復号化して文書と照合

2 公開鍵暗号による署名

インターネットマガジン／株式会社インプレスR&DITU-T（アイ・ティー・ユー・ティー／ International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector）：国連の専門機
関、国際電気通信連合（ITU）の電気通信標準化部門。電気通信に関する各種の調整や勧告を行う。
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・ PKI利用者（エンドエンティティー）の登録・認証機関（CA）による証明書発行：決められたポリシーに基づく証明書の発行・証明書失効（廃棄）：証明書失効管理
・発行証明書の情報提供：発行された証明書の公開のためのリポジトリー（保管庫）
・失効証明書の情報提供：失効証明書リストの公開（CRL ： Certificate Revocation List）、失効情
報 検 索 手 段 （たとえば OCSP ： Online
Certificate Status Protocol）
・鍵バックアップ：守秘機能に用いられる秘密鍵のバックアップ、秘密鍵を保護するパスワードなどのバックアップ
・鍵更新・鍵履歴管理：有効期限切れの証明書の更新、履歴の管理

CA 自身の証明書には他のCA による署名か、配布して利用可能とすることである。その証そのCA自身による署名がされる。他のCAに明書（の公開鍵）によりエンドエンティティ

よる証明書はさらにそのCA の証明書を必要ー同士は公開鍵暗号によりもたらされるセキとする。このようにエンティティーの証明書ュリティー機能を実現することが可能となる。

は複数のCA の証明書をたどるチェーン構造

その環境を実現して維持するための各種サーを持つ。そのチェーンの最終がエンド・エンビス・管理機能、たとえば証明書の信頼を維ティティー（CAではないPKIエンティティー）持し、有効期限や廃棄処理を行うこともPKIの証明書であり、始まりは自分自身の署名をの一部である。具体的なPKI サービスには左もつCA の証明書となる。このCA をルート表のようなものがある。これらは必須項目でCA と呼ぶ。チェーンの途中にあるCA への信はなく、これに限られることもない。実装形

頼はその先（上位）のCA によって確認され態もさまざまである。

るから信頼関係もこのチェーンをルートから

CA という言葉は、単にPKI サービスの１のセキュリティーポリシーと手順の定期的検査。

たどる構造となる。ルートCA が信頼関係のつを表す場合と、証明書管理、鍵管理といCA の相互認証、特に異なるPKI 同士の相互認証出発点であり、証明書利用者はルートCA をったPKI サービスを実施する実体を表す場合信頼（公開鍵とエンティティー情報の正しいがある。PKI 運用コスト削減のため、CA 機・クライアントソフト： PKI サービスを利用できる対応付けを行っている）することにより、そ能のうちエンティティーの登録や証明書管理（要求する）利用者環境の提供の下に連なるすべてのCA を信頼し、それらの一部機能を実体としてのCA から分離してが発行する証明書を信頼（公開鍵とエンティ

利 用 者 の近 くで代 行 する機 関 を R Aティー情報の正しい対応付けが行われている）（Registration Authority）と呼ぶ。RA はする。

PKI構成要素の一部である。ほかに証明書リ・信頼関係の維持管理：信頼チェーンに連なるCA（信頼）・否認防止のサポート、タイムスタンプ生成

PKI サービスの例

ポジトリー（保管庫）なども具体的構成要素

電子証明書にはその用途、あるいは使われの１つである。ている公開鍵暗号の強さなど安全性確保を勘案した有効期限が設定される。この有効期限を超えた証明書は信頼できない（公開鍵とエPKIの用途とアプリケーションンティティー情報の対応付けが正しくない）

PKI はインフラとして、上で述べたサービとみなされる。
有効期限内の証明書であっても、その証明スを提供するもので、実際にセキュリティー書（の公開鍵）に対応する秘密鍵の内容が機能を実現するアプリケーションはPKI サー

露見したり、証明書の所有者の身分が変更

ビスの一部ではない。エンドユーザーが直接となったりした場合には、その証明書は発行的にPKI サービスを利用する以外にも、たとしたCA によって廃棄されなければならない。

えばSSL や、VPN 機能の標準であるIPsec

原則として廃棄は所有者の要求に基づいてといったアプリケーションを利用する際に、ユCA の責任で行われる。証明書の廃棄情報はーザーが意識することなくPKI サービスが提CA から利用者に通知される。

供されることもある。また、利用者自身がより安全性の高いアプリケーションを開発することや、PKI への参加を前提に複数のアプリ

PKIの機能ケーションの個別の認証を省略するシングル

PKI とは、公開鍵暗号に基づくセキュリテ

サインオンの機能もPKI 利用の有効な例としィー技術を広範囲に利用するために必要とさて期待される。ダウンロードプログラムやフれるサービスを提供するインフラである。そァイルへの署名添付技術も利用が始まっていの基本機能は、電子証明書の形態で、PKIるが、このアプローチを大規模ユーザーに展に参加するエンドエンティティーの公開鍵を開するためにはPKI の利用が最適である。

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SSL（エス・エス・エル／ Secure Sockets Layer）：ブラウザーやサーバー間で安全にデータをやり取りするためのプロトコル。米ネットスケープ社が開発し、マイクロソフトなどが採用している。認証と暗号の機能を持ち、ブラウザーとサーバーの間でお互いを確認したり、やり取りするデータを暗号化したりする機能を持つ。
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待できると考えられている。

PKIのセキュリティー

また、1999 年 11 月の総理大臣決定で、PKI はセキュリティー実装に必要なサービ「ミレニアム・プロジェクト」の情報化関連スを提供するインフラであって、直接的に安プロジェクトの１つとして「電子政府の実現」

全な環境をエンドユーザーに提供するものでが挙げられ、2003 年の実現を目指して各省はなく、PKI への参加が即セキュリティーの庁によるCAの構築、またそれらCA間の相互向上をもたらすわけではない。不完全なPKI認証を仲介するブリッジCA の構築が開始さサービスの利用や誤ったPKI サービスの利用れようとしている。

は、かえってセキュリティー上の脅威を増大こうした、公的機関から連なる認証のチェさせかねない。

ーンが法的根拠を持って整備されることによ

また、PKI がインフラとして、セキュリテり、各企業やその他の組織においても、PKIィー環境構築の基礎となる以上、不十分なの整備が推進されると考えられる。

PKI ポリシーの設計やPKI 運用の不備は深刻なセキュリティーホールとなりえる。注意深
い設計と運用、不断の状況監視と内容の改善がセキュリティー維持の必須要件である。

【標準化が終了、あるいは採用が可能なもの】

公開鍵のセキュリティー機能の源は秘密鍵

・ ITU-T X.509（ISO/IEC9594-8）の秘密性にある。PKI を整備して確固とした証明書、証明書廃棄リスト（CRL）のデータ構造。
・ ITU-T X.500（ISO/IEC9594)

セキュリティーアプリケーションを構築した場

ディレクトリーアクセスサービスの規約。X.509V1とV2では必須。V3からは他の選択可。

合でも、秘密鍵の管理がおろそかで、たとえ・ IETF PKIX
一連のPKI関連技術仕様 RFC。主なものとして、X.509PKIXロードマップ、X.509PKI証明書とCRLプロファ

ば固定パスワードで守るなどの方策にとどまイル（RFC2459）、X.509PKI 証明書ポリシーと認証プラクティスフレームワーク（RFC2527）、X.509PKI

れば、システム全体としてのセキュリティー

オンライン証明書状態プロトコルOCSP（RFC2560）などがある。

は固定パスワードのレベルまで低下する。

・ IETF LDAP
ディレクトリーアクセスプロコトル。
・ ANSI X9.X

PKIの標準化とANSIでの金融関連標準。PKIに関連して、暗号アルゴリズム（X9.30、9.31）、証明書とCRL（X9.55）、証明書管理（X9.57）などがある。

法整備の状況

・その他の業界標準（よく参照されるもの）
RSA社 PKCS。暗号メッセージシンタックス（PKCS#7）、証明書要求シンタックス（PKCS#10）などが良くPKIの標準化は相互運用確保の点からも大参照される。ベリサイン社 CPS。

変重要であり、国際標準化組織や各種業界【PKIの利用標準】において積極的に進められている。PKI 関連・ SSL/TLS（IETF）

標準は大きく２つに分類することができる。

ウェブアクセス、クライアント・サーバー通信。

PKI の内容そのものを定義するものと、PKI・ IETF IPsec
一連のIP暗号化 RFC（RFC2401、2402、2406、2409など）。VPNの基本プロトコル。

を前提に、ユーザーレベルでの利用方法を定・ IETF S/MIMEめるものである（右表）。

一連のセキュアメッセージングRFC（RFC2311、2312、2633、2632など）。

2000 年5 月には「電子署名及び認証業務【その他 PKIに関連する規約、標準】に関する法律」が公布され、2001 年 4 月の・ IETF SPKI： X509にかわる小型証明書を規定。

施行が予定されている。この法律により、電・ WAP ・ WTLS ：ワイヤレスアプリケーションの標準。セキュリティー通信としてSSL をベースにしたWTLS を策定。証明書としてX509の他にWTLS証明書を採用。

子証明に対する法律上の取り扱いが明確とな

・ SET：セキュアなクレジットカードトランザクションの規約。一部はPKI標準を採用。証明書チェーンの圧縮。

る。法的に根拠を持って流通する電子署名

・ XML： W3Cコンソーシアムが規定するテキスト記述言語。署名などのセキュリティー機能も盛込んでいる。証（証明書など）を認証する機関の認定制度が明書としてX509をラップしたものやSPKIの形式を採用。

規定されることにより、電子商取引などが依・ PGP： PKIとは違う信頼モデル、証明書形式。

るべき根拠が整備され、いっそうの進展が期

PKI の標準化状況`

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ミレニアム・プロジェクト：1999年12月19日に内閣総理大臣決定として発表された、今後日本政府として取り組むべきプロジェクトの総称。事業内容としては、教育の情報化、電子政府の実現、超高速インターネットの推進などが挙げられている。
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