JP6398483B2 - Electronic signature apparatus, electronic signature system, electronic signature method and program - Google Patents
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Description
本発明は、電子署名装置、電子署名システム、電子署名方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic signature device, an electronic signature system, an electronic signature method, and a program.
近年、電子文書に対する偽造及び改竄の防止及び個人認証に電子署名が用いられている。この電子署名は秘密鍵と公開鍵とのペアが予め生成され、秘密鍵については署名者のみが使用可能に保存している。例えば、秘密鍵は、他者に対しては秘密となるようにIC(Integrated Circuit)カードなどにおいて署名者自身により保存されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, electronic signatures are used for prevention of forgery and falsification of electronic documents and for personal authentication. In this electronic signature, a pair of a private key and a public key is generated in advance, and the private key is stored so that only the signer can use it. For example, the secret key is stored by the signer itself in an IC (Integrated Circuit) card or the like so as to be secret from others (see, for example, Patent Document 1).
これにより、署名者は自身の提出する電子文書に対して、保存している秘密鍵により署名を生成する。そして、検証においては、公開鍵により署名とこの署名に対応した電子文書とのペアが正しい組合せであるか否かの判定が行われる。
また、利用者の生体情報を認証情報として個人認証を行う生体認証がある。生体認証は、ICカード及びパスワードなどを用いた認証に比較し、紛失したり、失念したりすることがなく、利用者にとっては利便性が高い。
As a result, the signer generates a signature with the stored private key for the electronic document submitted by the signer. In the verification, it is determined whether or not the pair of the signature and the electronic document corresponding to the signature is a correct combination using the public key.
In addition, there is biometric authentication that performs personal authentication using the biometric information of the user as authentication information. The biometric authentication is more convenient for the user because it is not lost or forgotten compared to the authentication using an IC card and a password.
しかしながら、電子署名を生成する利用者は、秘密鍵を安全に保持及び使用するため、パスワードや暗証番号を入力する必要がある。このため、ICカードに保存されている秘密鍵を用いる構成は、利用者にとっての利便性が低くなる。
一方、生体情報を個人認証に用いる場合には、パスワードや暗証番号などの情報を記憶し、利用する際に入力することがなく、利便性は高い。
ところが、生体情報としては、人間の個体としての特徴量、例えば指紋や静脈のように各個人特有の特徴量が用いられている。このため、生体情報が漏洩してしまうと、偽造の危険性が生じるが、新たな特徴としての生体情報が得られないため、一生の間において安全性を回復することができない。
However, a user who generates an electronic signature needs to input a password and a personal identification number in order to securely hold and use the private key. For this reason, the configuration using the secret key stored in the IC card is less convenient for the user.
On the other hand, when biometric information is used for personal authentication, information such as a password and a personal identification number is stored and is not input when used, which is highly convenient.
However, as the biometric information, a feature amount as a human individual, for example, a feature amount peculiar to each individual such as a fingerprint or a vein is used. For this reason, if biometric information leaks, there is a risk of forgery, but biometric information as a new feature cannot be obtained, and thus safety cannot be recovered in a lifetime.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パスワードや暗証番号を記憶する必要がなく、かつ認証情報が漏洩したとしても、新たな認証情報を生成する冗長性を有する電子署名装置、電子署名システム、電子署名方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is not necessary to store a password or a personal identification number, and an electronic signature device having redundancy for generating new authentication information even if the authentication information is leaked It is an object to provide an electronic signature system, an electronic signature method, and a program.
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の電子署名装置は、チャレンジデータを物理的複製不可関数(PUF)で演算して得られた第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する証明書登録部と、チャレンジデータを物理的複製不可関数で演算して得られた第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する署名生成部を備える署名装置であり、前記証明書登録部が、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成部と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成部とを備え、前記署名生成部が、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成部と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成部とを備えていることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the electronic signature device of the present invention uses a first response data obtained by calculating challenge data using a physical copy impossible function (PUF) to generate a PUF certificate. And a signature registration unit that generates a PUF signature from the second response data obtained by calculating the challenge data with a physical duplication impossible function, wherein the certificate registration unit includes: A first PUF key pair generating unit that generates a private key / public key pair, and a PUF certificate generating unit that generates a PUF certificate using information in which the first response data is embedded in the private key. The signature generation unit includes a second PUF key pair generation unit that generates a pair of a primary secret key and a primary public key, and information in which the second response data is embedded in the secret key. Characterized in that it comprises a PUF signature generation unit which generates a PUF signature used.
本発明の電子署名装置は、前記証明書登録部が、複数の異なる前記チャレンジデータから何れかを予め設定したルールにより選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第1レスポンスデータを得て、前記署名生成部が、複数の異なる前記チャレンジデータから前記ルールにより前記証明書登録部と同一のチャレンジデータを選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得ることを特徴とする。 In the electronic signature device according to the present invention, the certificate registration unit selects one of a plurality of different challenge data according to a preset rule, and transmits the selected challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function. Then, the first response data is obtained, and the signature generation unit selects the same challenge data as the certificate registration unit according to the rule from a plurality of different challenge data, and the PUF of the physical copy impossible function The second response data is obtained by transmitting to a PUF device having a logic circuit.
本発明の電子署名装置は、前記証明書登録部が、複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、複数の前記第1レスポンスデータを得て、複数の前記第1レスポンスデータを用いて所定の演算により新たな第1レスポンスデータを生成し、当該新たな第1レスポンスデータにより前記PUF証明書を生成し、前記署名生成部が、前記証明書登録部と同一複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、複数の前記第2レスポンスデータを得て、複数の前記第2レスポンスデータを用いて証明書登録部と同一の所定の演算により新たな第2レスポンスデータを生成し、当該新たな第2レスポンスデータにより前記PUF署名を生成することを特徴とする。 In the electronic signature device of the present invention, the certificate registration unit transmits a plurality of different challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function, and obtains a plurality of the first response data, A new first response data is generated by a predetermined calculation using a plurality of the first response data, the PUF certificate is generated by the new first response data, and the signature generation unit is configured to register the certificate. A plurality of different challenge data that is the same as the copy unit is transmitted to the PUF device having the PUF logic circuit of the physical copy disable function, a plurality of the second response data is obtained, and a plurality of the second response data is used to obtain a certificate New second response data is generated by the same predetermined calculation as that of the registration unit, and the PU is generated by the new second response data. And generating a signature.
本発明の電子署名装置は、前記証明書登録部が、その都度生成されるワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第1レスポンスデータを得て、前記署名生成部が、前記証明書登録部と同一のワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得ることを特徴とする。 In the electronic signature device of the present invention, the certificate registration unit transmits the one-time challenge data generated each time to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, and the first response data The signature generation unit transmits the same one-time challenge data as the certificate registration unit to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function, and obtains the second response data. It is characterized by that.
本発明の電子署名システムは、入力されるチャレンジデータを物理的複製不可関数で演算して、レスポンスデータとして出力するPUFデバイスと、前記PUFデバイスに対して前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する証明書登録装置と、前記PUFデバイスに対して前記証明書登録装置と同一の前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する署名生成装置と、前記PUF署名を前記PUF証明書により検証する署名検証装置とを備え、前記証明書登録装置が、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成部と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成部とを備え、前記署名生成装置が、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成部と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成部とを備えることを特徴とする。 The electronic signature system of the present invention calculates a challenge data to be inputted by a function that cannot be physically copied, outputs a response data as a PUF device, and inputs the challenge data to the PUF device. A certificate registration device that generates a PUF certificate by using the first response data as the response data supplied, and the challenge data that is the same as the certificate registration device is input to the PUF device, and the PUF device a signature generation apparatus for generating a PUF signed by second response data as the response data supplied, the signature verification device and Bei give a verifying the PUF signed by the PUF certificate, said certificate registration device, secret A first PUF key pair generation unit for generating a key and public key pair; A PUF certificate creating unit that creates a PUF certificate using information embedded in the first response data in the secret key, and the signature generation device generates a pair of a primary secret key and a primary public key a first 2PUF key pair generating unit, the second response data, characterized that you and a PUF signature generation unit which generates a PUF signature using the embedded information on the secret key.
本発明の電子署名システムは、前記署名検証装置が、前記PUF証明書における前記第1レスポンスデータを前記秘密鍵に埋め込んだ情報と、前記PUF署名における前記第2レスポンスデータを前記一次秘密鍵に埋め込んだ情報とを用いて、当該PUF証明書と当該PUF署名とが同一の前記PUFデバイスによる前記物理的複製不可関数で得られたレスポンスデータを元に生成されているか否かを判定することにより、前記PUF署名の検証を行うことを特徴とする。 Electronic signature system of the present invention, prior Symbol signature verification device, and the PUF proof embedded the first response data to the secret key in bill information, the second response data in the PUF signing the primary private key By determining whether or not the PUF certificate and the PUF signature are generated based on the response data obtained by the physical copy impossible function by the same PUF device using the embedded information The PUF signature is verified.
本発明の電子署名システムは、前記証明書登録装置が、複数の異なる前記チャレンジデータから何れかを予め設定したルールにより選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有する前記PUFデバイスに送信し、前記第1レスポンスデータを得て、前記署名生成装置が、複数の異なる前記チャレンジデータから前記ルールにより前記証明書登録装置と同一のチャレンジデータを選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得ることを特徴とする。 In the electronic signature system of the present invention, the certificate registration apparatus selects one of a plurality of different challenge data according to a preset rule, and the PUF device having the PUF logic circuit of the physical copy disable function Transmitting the first response data, and the signature generation device selects the same challenge data as the certificate registration device according to the rule from a plurality of different challenge data, and the physical copy impossible function The second response data is obtained by transmitting to a PUF device having a PUF logic circuit.
本発明の電子署名システムは、前記証明書登録装置が、複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、複数の前記第1レスポンスデータを得て、複数の前記第1レスポンスデータを用いて所定の演算により新たな第1レスポンスデータを生成し、当該新たな第1レスポンスデータにより前記PUF証明書を生成し、前記署名生成装置が、前記証明書登録装置と同一の複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有する前記PUFデバイスに送信し、複数の前記第2レスポンスデータを得て、複数の前記第2レスポンスデータを用いて証明書登録部と同一の所定の演算により新たな第2レスポンスデータを生成し、当該新たな第2レスポンスデータにより前記PUF署名を生成することを特徴とする。 In the electronic signature system of the present invention, the certificate enrollment device transmits a plurality of different challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical duplication impossible function, and obtains a plurality of the first response data, A new first response data is generated by a predetermined calculation using a plurality of the first response data, the PUF certificate is generated by the new first response data, and the signature generation device is configured to register the certificate. A plurality of different challenge data that is the same as the apparatus is transmitted to the PUF device having the PUF logic circuit of the physical non-replicatable function, a plurality of second response data is obtained, and a plurality of the second response data is used. New second response data is generated by the same predetermined calculation as the certificate registration unit, and the new second response data is generated. And generating the PUF signed by.
本発明の電子署名システムは、前記証明書登録装置が、その都度生成されるワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第1レスポンスデータを得て、前記署名生成装置が、前記証明書登録装置と同一のワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得ることを特徴とする。 In the electronic signature system of the present invention, the certificate registration apparatus transmits the one-time challenge data generated each time to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, and the first response data The signature generation device transmits the same one-time challenge data as the certificate registration device to the PUF device having the PUF logic circuit of the physical copy disable function, and obtains the second response data. It is characterized by that.
本発明の電子署名システムは、チャレンジデータを物理的複製不可関数(PUF)で演算して得られた第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する証明書登録部と、チャレンジデータを物理的複製不可関数で演算して得られた第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する署名生成部を備える署名装置における署名方法であり、前記証明書登録部が、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成過程と、前記証明書登録部が、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成過程と、前記署名生成部が、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成過程と、前記証明書登録部が、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成過程とを含むことを特徴とする。 The electronic signature system according to the present invention includes a certificate registration unit that generates a PUF certificate based on first response data obtained by calculating challenge data using a physical copy impossible function (PUF), and the challenge data cannot be physically copied. A signature method in a signature device including a signature generation unit that generates a PUF signature based on second response data obtained by calculating with a function, wherein the certificate registration unit generates a first key and a public key pair A key pair generation process, a PUF certificate generation process in which the certificate registration unit generates a PUF certificate using information in which the first response data is embedded in the secret key, and the signature generation unit A second PUF key pair generation process for generating a pair of a private key and a primary public key, and the certificate registration unit embeds the second response data in the private key It characterized in that it comprises a PUF signature generating process of generating the PUF signature using the I information.
本発明の電子署名システムは、PUFデバイスが、入力されるチャレンジデータを物理的複製不可関数で演算して、レスポンスデータとして出力する過程と、証明書登録装置が、前記PUFデバイスに対して前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する過程と、署名生成装置が、前記PUFデバイスに対して前記証明書登録装置と同一の前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する過程と、署名検証装置前記PUF署名を前記PUF証明書により検証する過程とを備え、前記証明書登録装置が、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成過程と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成過程とを備え、前記署名生成装置が、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成過程と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成過程とを備えることを特徴とすることを特徴とする。 The electronic signature system of the present invention includes a process in which a PUF device calculates challenge data to be input by a function that cannot be physically copied and outputs it as response data, and a certificate registration apparatus sends the challenge data to the PUF device. The process of generating data and generating a PUF certificate from the first response data as the response data supplied from the PUF device, and the signature generation device is the same as the certificate registration device for the PUF device A step of inputting the challenge data and generating a PUF signature from the second response data as the response data supplied from the PUF device; and a step of verifying the signature verification apparatus using the PUF certificate. , the certificate registration device, generate a pair of private key and public key A first PUF key pair generation process, and a PUF certificate generation process for generating a PUF certificate using information embedded in the first response data in the secret key, wherein the signature generation apparatus includes a primary secret key And a second PUF key pair generation process for generating a primary public key pair, and a PUF signature generation process for generating a PUF signature using information in which the second response data is embedded in the secret key. It is characterized by doing.
本発明のプログラムは、チャレンジデータを物理的複製不可関数(PUF)で演算して得られた第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する証明書登録部と、チャレンジデータを物理的複製不可関数で演算して得られた第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する署名生成部を備える署名装置の動作をコンピュータに実行させるプログラムであり、前記コンピュータを、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成し、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成する証明書登録手段、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成し、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成する署名生成手段として機能させるためのプログラムである。 The program of the present invention includes a certificate registration unit that generates a PUF certificate based on first response data obtained by calculating challenge data using a physical non-copyable function (PUF), and challenge data using a physical non-copyable function. A program that causes a computer to execute an operation of a signature device including a signature generation unit that generates a PUF signature from the second response data obtained by the calculation, and generates a pair of a private key and a public key, A certificate registration means for creating a PUF certificate using information embedded in the first response data in the private key, a primary private key and a primary public key pair are generated, and the second response data is used as the private key. This is a program for functioning as signature generation means for generating a PUF signature using information embedded in.
本発明によれば、パスワードや暗証番号を記憶する必要がなく、かつ認証情報が漏洩したとしても、新たな認証情報を生成する冗長性を有する電子署名システム、電子署名方法、電子署名生成装置、電子署名生成方法、証明書登録装置、証明書登録方法及びプログラムを提供することが可能となる。 According to the present invention, there is no need to store a password or a personal identification number, and even if authentication information is leaked, an electronic signature system, an electronic signature method, an electronic signature generation device having redundancy for generating new authentication information, It is possible to provide an electronic signature generation method, a certificate registration device, a certificate registration method, and a program.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による電子署名システムの構成例を示す概略ブロック図である。この図1において、電子署名システム1は、署名生成装置11、証明書登録装置12、署名検証装置13、証明書管理装置14、PUF(Physical Unclonable Function:物理的複製不可関数)デバイス15、読取装置16及び読取装置17を備えている。署名生成装置11、証明書登録装置12、署名検証装置13、証明書管理装置14の各々は、インターネットなどの情報通信回線100に接続されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration example of an electronic signature system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
署名生成装置11、証明書登録装置12、署名検証装置13及び証明書管理装置14の各々は、情報通信回線100を介して種々のデータの送受信を行う。読取装置16及び読取装置17の各々は、それぞれ署名生成装置11、証明書登録装置12に接続されている。PUFデバイス15は、読取装置16及び読取装置17の各々を介して、署名生成装置11、照明書登録装置12それぞれと種々のデータの送受信を行う。
Each of the
証明書登録装置12は、電子証明書(後述するPUF証明書)を作成して証明書管理装置14に登録する装置である。証明書登録装置12は、チャレンジデータ管理部121、チャレンジデータ送信部122、レスポンスデータ受信部123、ID(Identification)入力部124、PUF鍵ペア生成部125及びPUF証明書作成部126の各々を備えている。ここで、PUFとは、半導体電子回路の製造上の個体間の誤差などの複製困難な物理的特徴を利用してデバイスに固有の値を出力する関数(物理的複製不可関数)を示す。
The
このPUF(物理的複製不可関数)は、本実施形態において、例えば、半導体回路における製造上のばらつきに基づくディレイによる信号遅延を利用して、論理回路における論理演算が半導体デバイスの個体差により、半導体デバイスの各々の演算結果が他の半導体デバイスと異なるPUF技術を利用している。したがって、同一のチャレンジデータを、半導体デバイスであるPUFデバイス15に送信した場合、PUF回路151での論理演算の結果であるレスポンスデータは、PUFデバイス15の各々の個体差により異なる数値として出力される。
In the present embodiment, this PUF (physical non-replicatable function) is obtained by, for example, using a signal delay due to a delay based on a manufacturing variation in a semiconductor circuit, and a logical operation in the logic circuit is caused by an individual difference of the semiconductor device. A calculation result of each device uses a PUF technology different from that of other semiconductor devices. Therefore, when the same challenge data is transmitted to the
チャレンジデータ管理部121には、チャレンジデータが予め内部の記憶部に書き込まれて管理されている。チャレンジデータは、予め設定された所定の情報である。
チャレンジデータ送信部122は、チャレンジデータ管理部121からチャレンジデータXを読み出し、読み出したチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して送信する。
レスポンスデータ受信部123は、PUFデバイス15がチャレンジデータXに対応して出力するレスポンスデータY(第1レスポンスデータ)を受信し、PUF鍵ペア生成部125に対して出力する。
ID入力部124は、ユーザから図示しない入力手段(例えば、キーボードなど)により供給されるユーザ自身のIDを入力する。
In the challenge
The challenge
The response
The
PUF鍵ペア生成部125は、所定の電子署名アルゴリズムにより秘密鍵KSe及び公開鍵KPeの各々をペアとしてランダムに生成する。
また、PUF鍵ペア生成部125は、所定の埋め込み関数Funcを用い、秘密鍵Seに対してレスポンスデータYを埋め込み、登録用コミットメントCe=Func(Y,KSe)を生成する。ここで、埋め込み関数Funcは、登録用コミットメントCeから、秘密鍵Se及びレスポンスデータYの各々を推定することが困難である関数を用いる。また、公開鍵KPe及び登録用コミットメントCeの組(KPe,Ce)をPUF公開鍵とし、秘密鍵KSeをPUF秘密鍵とする。
The PUF key
Also, the PUF key
PUF証明書作成部126は、ユーザのIDと、PUF公開鍵(KPe,Ce)と、PUF秘密鍵KSeとを用いて電子署名Sを生成する。また、PUF証明書作成部126は、IDと、PUF公開鍵と登録用コミットメントCeの組(KPe,Ce)と、電子署名Sとの組T(ID,KPe,Ce,S)をPUF証明書Tとして発行する。PUF証明書作成部126は、生成したPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を証明書管理装置14に登録する。ここで、電子署名Sを生成する電子署名のアルゴリズムは、RSA暗号、Schnorr署名などの一般的な電子署名を用いる。
The PUF
署名生成装置11は、データ(メッセージ)に付加する真の情報であることを証明するための電子署名を作成する装置である。署名生成装置11は、メッセージ入力部111、ID入力部112、チャレンジデータ管理部113、チャレンジデータ送信部114、レスポンスデータ受信部115、PUF鍵ペア生成部116、PUF署名生成部117及びPUF署名出力部118の各々を備えている。
The
メッセージ入力部111は、図示しない入力手段により供給されるメッセージデータを入力する。
ID入力部112は、ユーザから入力手段により供給されるユーザ自身のIDを入力する。
チャレンジデータ管理部113には、チャレンジデータが内部の記憶部に予め書き込まれて管理されている。チャレンジデータは、予め設定された所定の情報である。
チャレンジデータ送信部114は、チャレンジデータ管理部113からチャレンジデータXを読み出し、読み出したチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して送信する。
レスポンスデータ受信部115は、PUFデバイス15がチャレンジデータXに対応して出力するレスポンスデータY’(第2レスポンスデータ)を受信し、PUF鍵ペア生成部116に対して出力する。
The
The
In the challenge
The challenge
The response
PUF鍵ペア生成部116は、PUF鍵ペア生成部125と同様の電子署名アルゴリズムにより秘密鍵及び公開鍵のペアをランダムに生成する。ここで、秘密鍵を一次秘密鍵KSsとし、公開鍵を一次公開鍵KPsとする。
The PUF key
PUF署名生成部117は、PUF鍵ペア生成部125と同様の埋め込み関数Funcを用い、一次秘密鍵KSsに対してレスポンスデータY’を埋め込み、署名用コミットメントCs=Func(Y’,KSs)を生成する。
また、PUF署名生成部117は、一次公開鍵KPsとPUF鍵ペア生成部125と同様の電子署名アルゴリズムにより、メッセージデータに対する電子署名γ’を生成する。
PUF署名生成部117は、ユーザのIDと、一次PUF公開鍵KPsと、署名用コミットメントCsと、電子署名γ’との組γ(ID,KPs,Cs,γ’)を、PUF電子署名γとする。
The PUF
Also, the PUF
The PUF
PUF署名出力部118は、生成したPUF電子署名をメッセージデータに対して付加し、PUF署名付きメッセージとして出力する。
The PUF
署名検証装置13は、PUF署名付きメッセージにおけるPUF電子署名の真贋を検証する装置である。署名検証装置13は、PUF署名付きメッセージ入力部131、PUF証明書取得部132、PUF証明書検証部133、PUF署名検証部134及び検証結果出力部135の各々を備えている。
The
PUF署名付きメッセージ入力部131は、署名生成装置11からPUF署名付きメッセージが供給されると、PUF証明書取得部132に対して出力する。
PUF証明書取得部132は、PUF署名付きメッセージにおけるPUF電子署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)からIDを抽出する。また、PUF証明書取得部132は、抽出したIDにより、証明書管理装置14からPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を取得する。
When a message with a PUF signature is supplied from the
The PUF
PUF証明書検証部133は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれている登録用コミットメントCeに含まれる電子署名Sと、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれている登録用コミットメントCeに含まれるPUF公開鍵(Y,KPe)とにより、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)の真贋を検証する。
The PUF
PUF署名検証部134は、メッセージデータに付加されたPUF電子署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる電子署名γ’の真贋を、PUF電子署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる一次公開鍵KPsを用いて検証する。
また、PUF署名検証部134は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれる登録用コミットメントCeと、PUF電子署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる署名用コミットメントCsとに対し、所定の関数Fdiff_1を用い、差分秘密鍵KSdiff=Fdiff_1(Cs,Ce)を算出する。
The PUF
Also, the PUF
上述した所定の関数Fdiff_1は、例えばレスポンスデータYとレスポンスデータY’とが十分に近ければ、すなわち近似している場合、差分秘密鍵KSdiffが秘密鍵KSeと一次秘密鍵KSsとの差分(KSe−KSs)に近くなるように構成されている。 For example, if the response data Y and the response data Y ′ are sufficiently close to each other, that is, if the response data Y ′ is close to the predetermined function Fdiff_1, the difference secret key KSdiff is the difference between the secret key KSe and the primary secret key KSs (KSe− KSs).
PUF署名検証部134は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれる公開鍵KPeと、PUF電子署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる一次公開鍵KPsとに対し、所定の関数Fdiff_2を用い、差分公開鍵KPdiff=Fdiff_2(KPe,KPs)を算出する。
また、上述した所定の関数Fdiff_2は、秘密鍵KSeと一次秘密鍵KSsとの差分に相当するKSe−KSsを新たな秘密鍵と見なしたとき、差分公開鍵KPdiffが対応する公開鍵となるように構成されている。
The PUF
The predetermined function Fdiff_2 described above is such that the differential public key KPdiff becomes a corresponding public key when KSe-KSs corresponding to the difference between the secret key KSe and the primary secret key KSs is regarded as a new secret key. It is configured.
PUF署名検証部134は、署名生成装置11及び証明書登録装置12の各々で用いている電子署名アルゴリズムにより、差分秘密鍵KSdiffと差分公開鍵KPdiffとが対応する鍵ペアであるか否かの検証を行う。
上述したように、PUF署名検証部134は、PUF証明書とPUF署名とが同一のPUFデバイス15による物理的複製不可関数で得られたレスポンスデータを元に生成されているか否かにより、PUF署名の検証を行っている。
The PUF
As described above, the PUF
証明書管理装置14は、証明書登録装置12により生成されたPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)が登録されている装置である。
証明書管理装置14は、DB制御部141及びリポジトリデータベース142の各々を備えている。
リポジトリデータベース142には、利用者のIDとPUF証明書とが対応付けられたPUF証明書テーブルが記憶されている。
DB制御部141は、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブル対し、利用者のIDとPUF証明書との組の書き込み及び呼び出しを行う。
The
The
The
The
図2は、リポジトリデータベース142に記憶されているPUF証明書テーブルの構成例を示す図である。
図2に示すように、PUF証明書テーブルには、利用者のIDとPUF証明書とが対応付けられて記憶されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the PUF certificate table stored in the
As shown in FIG. 2, the user ID and the PUF certificate are stored in the PUF certificate table in association with each other.
図1に戻り、PUFデバイス15は、供給されるチャレンジデータに対し、物理的な個体差を利用したPUF技術による演算を行い、レスポンスデータの生成を行う。
PUFデバイス15は、PUF回路151及びデータ制御部152の各々が備えられている。
PUF回路151は、物理的な個体差によりPUFデバイス15の各々で異なる論理演算などが行われる回路構成を有している。このため、PUF回路151の各々は、異なる他のPUF回路151と同一のチャレンジデータが供給されても、個体差によりそれぞれ他のPUFデバイスと異なるレスポンスデータを生成して出力する。このPUF回路151は、PUF技術により個体差を生じるものであれば、どのような構成でも良い。
データ制御部152は、PUF回路151に対してチャレンジデータの供給及びレスポンスデータの読み出しを行う。
Returning to FIG. 1, the
The
The
The data control
読取装置16は、カードリーダなどであり、署名生成装置11に接続されており、署名生成装置11及びPUFデバイス15間のデータの送受信を行う。
読取装置17は、カードリーダなどであり、証明書登録装置12に接続されており、証明書登録装置12及びPUFデバイス15間のデータの送受信を行う。
The
The reading device 17 is a card reader or the like, is connected to the
図3は、第1の実施形態における証明書登録装置12によるPUF証明書登録処理の動作例を示すシーケンス図である。
チャレンジデータ送信部122は、チャレンジデータ管理部121からチャレンジデータXを読み出し、チャレンジデータXを取得する(シーケンスS111)。
チャレンジデータ送信部122は、取得したチャレンジデータXを読取装置17に対して送信する(シーケンスS112)。
そして、読取装置17は、供給されるチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して送信する(シーケンスS113)。
FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an operation example of PUF certificate registration processing by the
Challenge
The challenge
Then, the reading device 17 transmits the supplied challenge data X to the PUF device 15 (sequence S113).
データ制御部152は、供給されるチャレンジデータをPUF回路151に対して出力する。そして、PUF回路151は、入力されるチャレンジデータXに対して固有の演算を施し、演算結果をレスポンスデータYとしてデータ制御部152に出力する(シーケンスS114)。
データ制御部152は、PUF回路151から供給されるレスポンスデータYを証明書登録装置12に対し、読取装置17を介して送信する(シーケンスS115)。
The data control
The data control
レスポンスデータ受信部123は、PUFデバイス15から供給されるレスポンスデータYを受信し、受信したレスポンスデータYをPUF鍵ペア生成部125に対して出力する(シーケンスS116)。
ID入力部124は、利用者が入力手段から入力するIDを、一旦内部に記憶する(シーケンスS117)。
The response
PUF鍵ペア生成部125は、所定の電子署名アルゴリズムにより、秘密鍵KSe及び公開鍵SPeの各々をペアとしてランダムに生成する(シーケンスS118)。
そして、PUF鍵ペア生成部125は、埋め込み関数Funcを用いて、秘密鍵KSeに対してレスポンスデータYを埋め込み登録用コミットメントCeを生成する。また、PUF鍵ペア生成部125は、登録用コミットメントCe及び公開鍵KPeからPUF公開鍵(KPe,Ce)を生成する(シーケンスS119)。
The PUF key
Then, the PUF key
PUF証明書作成部126は、ID入力部124からIDを読み込む。PUF証明書作成部126は、IDとPUF公開鍵(KPe,Ce)とPUF秘密鍵KSeとにより電子署名Sを生成した後、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を生成する(シーケンスS120)。
そして、PUF証明書作成部126は、生成したPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を登録処理のため、証明書管理装置14に対して送信する(シーケンスS121)。
The PUF
Then, the PUF
DB制御部141は、証明書登録装置12から供給されるPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)からIDを抽出する。そして、DB制御部141は、抽出したIDとPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)とを組として、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブル対して書き込んで記憶させることで登録処理を行う(シーケンスS122)。
The
図4は、第1の実施形態における署名生成装置11による署名生成処理の動作例を示すシーケンス図である。
メッセージ入力部111は、ユーザが入力手段から入力したメーセージデータを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS211)。
ID入力部112は、ユーザが入力手段から入力したID(ユーザID)メーセージデータを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS212)。
チャレンジデータ送信部114は、チャレンジデータ管理部113からチャレンジデータXを読み出し、チャレンジデータXを取得する(シーケンスS213)。
FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an operation example of signature generation processing by the
The
The
Challenge
チャレンジデータ送信部114は、取得したチャレンジデータXを読取装置16に対して送信する(シーケンスS214)。
そして、読取装置16は、供給されるチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して送信する(シーケンスS215)。
データ制御部152は、供給されるチャレンジデータをPUF回路151に対して出力する。そして、PUF回路151は、入力されるチャレンジデータXに対して固有の演算を施し、演算結果をレスポンスデータY’としてデータ制御部152に出力する(シーケンスS216)。
The challenge
Then, the
The data control
データ制御部152は、PUF回路151から供給されるレスポンスデータY’を署名生成装置11に対し、読取装置16を介して送信する(シーケンスS217)。
レスポンスデータ受信部115は、PUFデバイス15から供給されるレスポンスデータY’を受信し、受信したレスポンスデータY’をPUF署名生成部117に対して出力する(シーケンスS218)。
The data control
The response
PUF鍵ペア生成部116は、所定の電子署名アルゴリズムにより、一次秘密鍵KSs及び一次公開鍵KPsの各々をペアとしてランダムに生成する(シーケンスS219)。
そして、PUF署名生成部117は、埋め込み関数Funcを用いて、一次秘密鍵KSsに対してレスポンスデータY’を埋め込み、署名用コミットメントCsを生成する(シーケンスS220)。
The PUF key
Then, the PUF
PUF署名生成部117は、ID入力部112からIDを読み込む。PUF署名生成部117は、一次公開鍵KPsと所定の電子署名アルゴリズムとから電子署名γ’を生成した後、IDと一次公開鍵KPsと署名用コミットメントCsと電子署名γ’とにより、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)を生成する(シーケンスS221)。
そして、PUF署名生成部117は、生成したPUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ)をメッセージデータに付加し、PUF署名付きメッセージとして出力する(シーケンスS222)。
The PUF
Then, the PUF
図5は、第1の実施形態における署名検証装置13による署名検証処理の動作例を示すシーケンス図である。
PUF署名付きメッセージ入力部131は、PUF署名付きメッセージを署名生成装置11から供給されると、PUF署名付きメッセージを取得する(シーケンスS311)。
PUF証明書取得部132は、PUF署名付きメッセージにおけるPUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)からIDを抽出する。そして、PUF証明書取得部132は、抽出したIDを証明書管理装置14に対して送信し、このIDに対応するPUF証明書の送付を指示する(シーケンスS312)。
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an operation example of signature verification processing by the
When a message with a PUF signature is supplied from the
The PUF
証明書管理装置14のDB制御部141は、PUF証明書取得部132から、ID及びPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)の送付の依頼が供給されると、このIDに対応するPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブルから検索する。そして、DB制御部141は、IDに対応してPUF証明書テーブルから読み出したPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を、署名検証装置13に対して送信する(シーケンスS313)。
The
PUF証明書取得部132は、証明書管理装置14から供給されるPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)を取得する(シーケンスS314)。
次に、PUF証明書検証部133は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれる電子署名Sと公開鍵KPeとを用いて電子署名アルゴリズムにより演算を行い、このPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)が改竄されていないか否かの判定を行う(シーケンスS315)。
そして、PUF署名検証部134は、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる電子署名γ’と一次公開鍵KPsとを用いて電子署名アルゴリズムにより演算を行い、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)が改竄されていないか否かの判定を行う(シーケンスS316)。
The PUF
Next, the PUF
Then, the PUF
次に、PUF署名検証部134は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれる登録用コミットメントCsと、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる署名用コミットメントCsとを用いて所定の関数Fdiff_1により、差分秘密鍵KSdiffを算出する(シーケンスS317)。
そして、PUF署名検証部134は、PUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に含まれる公開鍵KPeと、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)に含まれる一次公開鍵KPsとを用いて所定の関数Fdiff_2により、差分公開鍵KPdiffを算出する(シーケンスS318)。
Next, the PUF
The PUF
PUF署名検証部134は、求めた差分秘密鍵KSdiffと差分公開鍵KPdiffとが対応するペアの鍵であるか否かを電子署名アルゴリズムを用いて判定により検証する(シーケンスS319)。このとき、PUF署名検証部134は、差分秘密鍵Sdiffが秘密鍵KPeと一次秘密鍵KPsとの差分と一致した場合にレスポンスデータYとレスポンスデータY’とが近似していると判定する。また、PUF署名検証部134は、分秘密鍵KSdiffと差分公開鍵KPdiffとが対応するペアの鍵であると検証された場合、PUF署名γ(ID,KPs,Cs,γ’)がPUF証明書T(ID,KPe,Ce,S)に対応すると判定する。
The PUF
そして、検証結果出力部135は、全ての検証が成功した場合にPUF署名がPUF証明書に対応した検証成功を示す情報を出力する。一方、検証結果出力部135は、いずれかの検証において失敗した場合にPUF証明書及びPUF署名の改竄かあるいはPUF証明書及びPUF署名が対応していないなどの失敗原因を含む検証失敗の情報を出力する(シーケンスS320)。
Then, the verification
上述したように、本実施形態によれば、署名対象であるメッセージデータとユーザのIDとPUF技術により生成されたレスポンスデータ以外に、署名生成装置11において何らかのユーザの情報、すなわちパスワードや暗証番号を記憶する必要がなく、利用者の利便性は従来に比較して向上する。
また、本実施形態によれば、認証情報の核となるチャレンジデータが漏洩したとしても、異なるチャレンジデータに変更することにより、容易に新たな認証情報を生成することができるため冗長性を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the message data to be signed, the user ID, and the response data generated by the PUF technique, the
In addition, according to the present embodiment, even if challenge data that is the core of authentication information leaks, it is possible to easily generate new authentication information by changing to different challenge data, thus providing redundancy. be able to.
さらに、PUFデバイス15に対してIDを格納させておくことにより、利用者がIDを入力手段から入力する必要が無く、ID入力部112及びID入力部124の各々がPUFデバイス15から読み込む構成とすることができる。この結果、署名生成装置11をセンサ装置に搭載させることにより、取得したセンサデータをメッセージデータとして出力させる際に、人間の係わる工程を必要とせずに、装置対装置におけるデータの送受信を可能とできる。
また、本実施形態によれば、PUF回路をICカードに搭載することにより、認証情報の改竄などが容易に検出することができるため、クレジットカードなどの決済にも使用することができる。
Further, by storing the ID in the
In addition, according to the present embodiment, by mounting the PUF circuit on the IC card, it is possible to easily detect falsification of authentication information and the like, so that it can also be used for settlement of a credit card or the like.
また、本実施形態において、チャレンジデータ管理部113及びチャレンジデータ管理部121の各々に格納されているチャレンジデータは暗号化されており、使用する毎に復号して用いるように構成しても良い。
また、チャレンジデータをチャレンジデータ管理部113に格納しておくのではなく、チャレンジデータをICカードなどのセキュアエレメントを用い、証明書登録側及び署名生成側がチャレンジデータを共有するように構成しても良い。
In the present embodiment, the challenge data stored in each of the challenge
Further, the challenge data is not stored in the challenge
<第2の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は第1の実施形態の図1の構成と同様である。以下、第1の実施形態と異なる動作のみを説明する。
第2の実施形態においては、チャレンジデータ管理部113及びチャレンジデータ管理部121の各々にはチャレンジデータが複数格納されたチャレンジデータテーブルが記憶されている。
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The second embodiment is the same as the configuration of FIG. 1 of the first embodiment. Only operations different from those of the first embodiment will be described below.
In the second embodiment, each of the challenge
図6は、第2の実施形態におけるチャレンジデータテーブルの構成例を示す図である。図2において、チャレンジデータテーブルはテーブル番号とテーブル番号に対応したチャレンジデータとが対応した構成となっている。すなわち、チャレンジデータ管理部113及びチャレンジデータ管理部121の各々には、チャレンジデータとテーブル番号との対応の組合せを複数個有するすチャレンジデータテーブルがそれぞれ予め書き込まれて記憶されている。チャレンジデータは、テーブル番号に対応してチャレンジデータテーブルからチャレンジデータ送信部114及びチャレンジデータ送信部122の各々により読み出される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a challenge data table in the second embodiment. In FIG. 2, the challenge data table has a configuration in which a table number corresponds to challenge data corresponding to the table number. That is, each of the challenge
チャレンジデータ送信部114及びチャレンジデータ送信部122の各々は、いずれのチャレンジデータを用いるかを、テーブル番号の同期を取って同一のものを用いるように構成されている。すなわち、チャレンジデータ送信部114及びチャレンジデータ送信部122の各々は、日時あるいはテーブルの記載順などの所定のルールにより、その日に用いるチャレンジデータが同一となるように、テーブル番号が同一となる同期が取られる構成となっている。上記所定のルールは、チャレンジデータ送信部114及びチャレンジデータ送信部122の各々の内部に予め書き込まれて設定されている。
Each of the challenge
図7は、第2の実施形態におけるリポジトリデータベース142における証明書テーブルの構成例を示す図である。
証明書テーブルは、ID、テーブル番号TN(図7においては単にテーブル番号)及びPUF証明書の各々が対応付けられている。同一のIDでもテーブル番号が異なるとPUF証明書も異なるため、ID及びテーブル番号TNの組合せにより、PUF証明書を証明書テーブルから検索する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a certificate table in the
In the certificate table, each of an ID, a table number TN (simply a table number in FIG. 7), and a PUF certificate is associated. Since the PUF certificate is different if the table number is the same even for the same ID, the PUF certificate is searched from the certificate table by the combination of the ID and the table number TN.
図8は、第2の実施形態における証明書登録装置12によるPUF証明書登録処理の動作例を示すシーケンス図である。
チャレンジデータ送信部122は、所定のルールに従って、チャレンジデータを選択するテーブル番号を取得する(シーケンスS131)。
そして、チャレンジデータ送信部122は、チャレンジデータ管理部121のチャレンジデータテーブルから上記テーブル番号に対応するチャレンジデータXを読み出し、読み出したチャレンジデータXを取得する(シーケンスS132)。
以下、シーケンスS133からシーケンスS140の各々は、図3のシーケンスS112からシーケンスS119のそれぞれと同様のため、説明を省略する。
FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an operation example of PUF certificate registration processing by the
The challenge
Then, the challenge
Hereinafter, since each of sequence S133 to sequence S140 is the same as each of sequence S112 to sequence S119 of FIG. 3, description thereof will be omitted.
PUF証明書作成部126は、ID入力部124からIDを読み込む。PUF証明書作成部126は、IDとPUF公開鍵(KPe,Ce)とPUF秘密鍵KSeとにより電子署名Sを生成した後、PUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)を生成する(シーケンスS141)。本実施形態においては、PUF証明書Tにはテーブル番号TNが含まれている。
そして、PUF証明書作成部126は、生成したPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)を登録処理のため、証明書管理装置14に対して送信する(シーケンスS142)。
The PUF
Then, the PUF
DB制御部141は、証明書登録装置12から供給されるPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)からIDを抽出する。そして、DB制御部141は、抽出したIDとPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)とを組として、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブル対して書き込んで記憶させることで登録処理を行う(シーケンスS143)。
The
DB制御部141は、証明書登録装置12から供給されるPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)からテーブル番号TNを抽出する。そして、DB制御部141は、すでに書き込んだID及びPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)と組となるように、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブル対し、テーブル番号TNを書き込んで記憶させることで登録処理を終了する(シーケンスS144)。
The
図9は、第2の実施形態における署名生成装置11による署名生成処理の動作例を示すシーケンス図である。
メッセージ入力部111は、ユーザが入力手段から入力したメーセージデータを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS231)。
ID入力部112は、ユーザが入力手段から入力したメーセージデータを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS232)。
チャレンジデータ送信部114は、チャレンジデータを選択するテーブル番号を取得する(シーケンスS233)。
FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an operation example of signature generation processing by the
The
The challenge
チャレンジデータ送信部114は、チャレンジデータ管理部113のチャレンジデータテーブルから、取得したテーブル番号に対応したチャレンジデータXを読み出し、チャレンジデータXを取得する(シーケンスS234)。
以下、シーケンスS235からシーケンスS241の各々は、図4のシーケンスS214からシーケンスS220のそれぞれと同様のため、説明を省略する。
The challenge
Hereinafter, since each of sequence S235 to sequence S241 is the same as each of sequence S214 to sequence S220 in FIG. 4, description thereof will be omitted.
PUF署名生成部117は、ID入力部112からIDを読み込む。PUF署名生成部117は、一次公開鍵KPsと所定の電子署名アルゴリズムとから電子署名γ’を生成した後、IDと一次公開鍵KPsと署名用コミットメントCsと電子署名γ’とにより、PUF署名γ(TN,ID,KPs,Cs,γ’)を生成する(シーケンスS242)。本実施形態においては、PUF署名γにはテーブル番号TNが含まれている。
そして、PUF署名生成部117は、生成したPUF署名γ(TN,ID,KPs,Cs,γ)をメッセージデータに付加し、PUF署名付きメッセージとして出力する(シーケンスS243)。
The PUF
Then, the PUF
また、第2の実施形態では、図5のシーケンスS312及びシーケンスS313の各々において、以下のような処理が行われる。
PUF証明書取得部132は、PUF署名付きメッセージにおけるPUF署名γ(TN,ID,KPs,Cs,γ’)からID及びテーブル番号TNの各々を抽出する。そしてPUF証明書取得部132は、抽出したID及びテーブル番号TNを証明書管理装置14に対して送信し、このID及びテーブル番号TNの組合せに対応するPUF証明書Tの送付を指示する(シーケンスS312)。
In the second embodiment, the following processing is performed in each of the sequence S312 and the sequence S313 in FIG.
The PUF
DB制御部141は、PUF証明書取得部132から、ID及びPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)の送付の依頼が供給されると、このIDに対応するPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)を、リポジトリデータベース142のPUF証明書テーブルから検索する。そして、DB制御部141は、IDに対応してPUF証明書テーブルから読み出したPUF証明書T(TN,ID,KPe,Ce,S)を、署名検証装置13に対して送信する(シーケンスS313)。
When a request for sending an ID and a PUF certificate T (TN, ID, KPe, Ce, S) is supplied from the PUF
上述したように、本実施形態によれば、チャレンジデータが一つのみでなく、複数のなかからローテーションさせていずれかを選択して用いているため、第1の実施形態に対してよりチャレンジデータの漏洩の可能性を低減でき、チャレンジデータが漏洩した場合に新たなチャレンジデータが発行できる冗長性も確保できる効果を有する。
また、チャレンジデータテーブルは、チャレンジデータ管理部113及びチャレンジデータ管理部121の各々に記憶させず、ICカードなどのセキュアエレメントに格納しておくように構成しても良い。
As described above, according to the present embodiment, since challenge data is not only one but is rotated and selected from a plurality of the challenge data, the challenge data is more selected than the first embodiment. It is possible to reduce the possibility of leakage of data, and to ensure redundancy that new challenge data can be issued when challenge data leaks.
The challenge data table may be configured not to be stored in each of the challenge
<第3の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。図10は、本発明の第3の実施形態による電子署名システムの構成例を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態は第1の実施形態の図1の構成と同様である。以下、第1の実施形態と異なる動作のみを説明する。
第3の実施形態による電子署名システム1’において、図1の第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。第3の実施形態の電子署名システム1’の署名生成装置11’は、図1の第1の実施形態における署名生成装置11に対してレスポンスデータ演算部119が付加されている。また、第3の実施形態の電子署名システム1’の証明書登録装置12’は、図1の第1の実施形態における証明書登録装置12に対してレスポンスデータ演算部127が付加されている。以下、第3の実施形態による電子署名システム1’が第1の実施形態と異なる構成及び動作のみを説明する。
<Third Embodiment>
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic block diagram showing a configuration example of an electronic signature system according to the third embodiment of the present invention.
The second embodiment is the same as the configuration of FIG. 1 of the first embodiment. Only operations different from those of the first embodiment will be described below.
In the
チャレンジデータ管理部121には複数のチャレンジデータが格納されている。チャレンジデータ送信部122は、PUFデバイス15に対して複数のチャレンジデータを順次時系列に送信する。
PUFデバイス15は、時系列に証明書登録装置12’から供給されるチャレンジデータを、PUF回路151にて順次レスポンスデータとする演算を行う。そして、PUFデバイス15は、演算結果のレスポンスデータを証明書登録装置12’に対して順次送信する。
レスポンスデータ演算部127は、PUFデバイス15から送信された複数のレスポンスデータを論理演算あるいは所定の関数による演算などを行い、最終的に使用する一つのレスポンスデータを生成する。このレスポンスデータを使用した証明書登録装置12’における以降の処理については第1の実施形態と同様である。
The challenge
The
The response
チャレンジデータ管理部113には、チャレンジデータ管理部121と同一の複数のチャレンジデータが格納されている。チャレンジデータ送信部114は、PUFデバイス15に対して複数のチャレンジデータを順次時系列に送信する。
PUFデバイス15は、時系列に署名生成装置11’から供給されるチャレンジデータを、PUF回路151にて順次レスポンスデータとする演算を行う。そして、PUFデバイス15は、演算結果のレスポンスデータを署名生成装置11’に対して順次送信する。
レスポンスデータ演算部119は、PUFデバイス15から送信された複数のレスポンスデータを論理演算あるいは所定の関数による演算などを行い、最終的に使用する一つのレスポンスデータを生成する。このレスポンスデータを使用した署名生成装置11’における以降の処理については第1の実施形態と同様である。
The challenge
The
The response
図11は、第3の実施形態における証明書登録装置12’によるPUF証明書登録処理の動作例を示すシーケンス図である。
チャレンジデータ送信部122は、チャレンジデータ管理部121に複数記憶されているチャレンジデータXを全て読み出して取得する(シーケンスS151)。
チャレンジデータ送信部122は、取得した複数のチャレンジデータXを読取装置17に対して時系列に順次送信する(シーケンスS152)。
そして、読取装置17は、時系列に供給されるチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して順次送信する(シーケンスS153)。
FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an operation example of PUF certificate registration processing by the
The challenge
The challenge
Then, the reading device 17 sequentially transmits the challenge data X supplied in time series to the PUF device 15 (sequence S153).
データ制御部152は、時系列に供給されるチャレンジデータを、順次PUF回路151に対して出力する。そして、PUF回路151は、時系列に入力されるチャレンジデータXに対して固有の演算を施し、演算結果をレスポンスデータYとしてデータ制御部152に順次出力する(シーケンスS154)。
データ制御部152は、PUF回路151から時系列に供給されるレスポンスデータYを証明書登録装置12に対し、読取装置17を介して順次送信する(シーケンスS155)。
The data control
The data control
レスポンスデータ受信部123は、PUFデバイス15から供給されるレスポンスデータYを時系列に受信し、受信したレスポンスデータYをレスポンスデータ演算部127に対して順次出力する(シーケンスS156)。
レスポンスデータ演算部127は、入力される複数のレスポンスデータYに対して所定の演算を施し、新たな一つのレスポンスデータYとし、このレスポンスデータYをPUF鍵ペア生成部125に対して出力する(シーケンスS157)。
以降のシーケンスS117からシーケンスS122の各々は、図3に示す第1の実施形態の証明書登録処理におけるシーケンスS117からシーケンスS122と同様であるため、説明を省略する。
The response
The response
Since each of the subsequent sequence S117 to sequence S122 is the same as sequence S117 to sequence S122 in the certificate registration process of the first embodiment shown in FIG.
図12は、第3の実施形態における署名生成装置11’による署名生成処理の動作例を示すシーケンス図である。
メッセージ入力部111は、ユーザが入力手段から入力したメーセージデータを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS251)。
ID入力部112は、ユーザが入力手段から入力したIDを取得し、一旦内部に記憶する(シーケンスS252)。
チャレンジデータ送信部114は、チャレンジデータ管理部121に複数記憶されているチャレンジデータXを全て読み出して取得する(シーケンスS253)。
FIG. 12 is a sequence diagram illustrating an operation example of signature generation processing by the
The
The challenge
チャレンジデータ送信部114は、取得した複数のチャレンジデータXを読取装置17に対して時系列に順次送信する(シーケンスS254)。
そして、読取装置16は、時系列に供給されるチャレンジデータXをPUFデバイス15に対して順次送信する(シーケンスS255)。
データ制御部152は、時系列に供給されるチャレンジデータを、順次PUF回路151に対して出力する。そして、PUF回路151は、時系列に入力されるチャレンジデータXに対して固有の演算を施し、演算結果をレスポンスデータYとしてデータ制御部152に順次出力する(シーケンスS256)。
The challenge
Then, the
The data control
データ制御部152は、PUF回路151から時系列に供給されるレスポンスデータYを証明書登録装置12に対し、読取装置17を介して順次送信する(シーケンスS257)。
レスポンスデータ受信部115は、PUFデバイス15から供給されるレスポンスデータYを時系列に受信し、受信したレスポンスデータY’をレスポンスデータ演算部127に対して順次出力する(シーケンスS258)。
The data control
The response
レスポンスデータ演算部119は、入力される複数のレスポンスデータY’に対して所定の演算を施し、新たな一つのレスポンスデータY’とし、このレスポンスデータY’をPUF鍵ペア生成部116に対して出力する(シーケンスS259)。
以降のシーケンスS219からシーケンスS222の各々は、図4に示す第1の実施形態の署名生成処理のシーケンスS219からシーケンスS222と同様であるため、説明を省略する。
The response
Since each of the subsequent sequence S219 to sequence S222 is the same as the sequence S219 to sequence S222 of the signature generation processing of the first embodiment shown in FIG.
本実施形態によれば、いずれかのチャレンジデータが漏洩したとしても、他のチャレンジデータとレスポンスデータの再演算を行うルールが判らなければ、秘密鍵を生成することができないため、第1の実施形態に比較してよりPUF証明書及びPUF署名の改竄を行うことが困難となる。
そのため、本実施形態によれば、第1の実施形態に比較してよりPUF証明書及びPUF署名の改竄を防止することができる効果が得られる。
According to the present embodiment, even if any challenge data is leaked, a secret key cannot be generated unless a rule for recalculating other challenge data and response data is known. It becomes more difficult to tamper with the PUF certificate and the PUF signature than in the form.
Therefore, according to the present embodiment, an effect of preventing falsification of the PUF certificate and the PUF signature can be obtained as compared with the first embodiment.
<第4の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第4の実施形態について説明する。図13は、本発明の第4の実施形態による電子署名システムの構成例を示す概略ブロック図である。
電子署名システム1’’が図1の第1の実施形態による電子署名システム1と異なる構成は、証明書登録装置12及び署名生成装置11が一つの構成となり、証明書登録装置12及び署名生成装置11が署名装置18に置き換えられていることである。第4の実施形態においては、第1の実施形態における署名生成装置11に対応する構成が署名生成部181であり、第1の実施形態における証明書登録装置12に対応する構成が証明書登録部182である。署名生成部181及び証明書登録部182において、第1の実施形態における署名生成装置11及び証明書登録装置12のそれぞれの対応する構成には同一の符号を付してある。以下、第1の実施形態における図1の電子署名システム1と異なる構成及び動作のみ説明する。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a schematic block diagram showing a configuration example of an electronic signature system according to the fourth embodiment of the present invention.
The
証明書登録部182におけるチャレンジデータ管理部121’は、ワンタイムパスワードと同様の生成方法により、一度限り有効なワンタイムチャレンジデータを生成する。ここで、生成方法は、時刻や乱数種を用い、数学的アルゴリズムのワンタイムパスワード、時刻同期型のワンタイムパスワード及びチャレンジ型のワンタイムパスワードと同様の方法を用いる。この場合、PUF証明書とPUF署名との各々の生成は、同一のワンタイムチャレンジデータを使用するため、チャレンジデータ管理部121’において行うか、同様の時間に行う。すなわち、ワンタイムパスワードは、生成に際して、時刻ではない因子(例えば乱数種など)を用いて行う場合や、時刻を因子として用いても同一の時刻を使用する場合、必ずしも同時に生成する必要がない。この場合、同一のワンタイムパスワードを利用する際にも、PUF証明書及びPUF署名を異なる時間に作成しても良い。
The challenge
図14は、第4の実施形態の署名装置18における証明書登録部182によるPUF証明書登録処理の動作例を示すシーケンス図である。以下、この図14を用いて、第4の実施形態によるPTF証明書登録処理の動作例を説明する。
FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an operation example of PUF certificate registration processing by the
チャレンジデータ送信部122は、チャレンジデータ管理部121’が生成したワンタイムチャレンジデータXを、チャレンジデータ管理部121’から取得する(シーケンスS161)。
以降のシーケンスS112からシーケンスS122までは、第1の実施形態における証明書登録処理のシーケンスS112からシーケンスS122までにおけるチャレンジデータがワンタイムチャレンジデータに置き換えられるだけなので、第1の実施形態における図3のシーケンス図と同様である。
また、第4の実施形態の署名装置18における署名生成部181による署名生成処理は、図4に示す第1の実施形態の署名生成装置11による署名生成処理におけるシーケンスS213においてチャレンジデータを、ワンタイムチャレンジデータとして証明書登録部182から取得する以外については、図3のシーケンス図と同様である。
The challenge
In subsequent sequence S112 to sequence S122, the challenge data in sequence S112 to sequence S122 of the certificate registration process in the first embodiment is merely replaced with one-time challenge data. It is the same as the sequence diagram.
Further, the signature generation processing by the
上述した本実施形態によれば、チャレンジデータ(ワンタイムチャレンジデータ)が漏洩したとしても、ワンタイムであるため漏洩の影響を最小限とすることができ、第1の実施形態に比較してよりセキュリティを向上させることができる。 According to the above-described embodiment, even if the challenge data (one-time challenge data) is leaked, since it is one-time, the influence of the leak can be minimized, compared with the first embodiment. Security can be improved.
また、図1、図10及び図13における署名生成装置、証明書登録装置、署名検証装置、証明書管理装置及び署名装置の各々の機能を実現するための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て、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより署名生成、証明書登録、署名検証及び証明書の管理の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Also, a program for realizing the functions of the signature generation device, certificate registration device, signature verification device, certificate management device, and signature device in FIGS. 1, 10, and 13 is recorded on a computer-readable recording medium. Then, the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed to execute signature generation, certificate registration, signature verification, and certificate management processing. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
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、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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く、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み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであっても良い。 Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. Further, the program may be a program for realizing a part of the functions described above, and is a so-called differential file that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. May be.
以上、この発明の実施形態を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。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
1,1’、1’’…電子署名システム
11,11’…署名生成装置
12,12’…証明書登録装置
13…署名検証装置
14…証明書管理装置
15…PUFデバイス
16,17…読取装置
18…署名装置
100…情報通信回線
111…メッセージ入力部
112,124…ID入力部
113,121,121’…チャレンジデータ管理部
114,122…チャレンジデータ送信部
115,123…レスポンスデータ受信部
116,125…PUF鍵ペア生成部
117…PUF署名生成部
118…PUF署名出力部
119,127…レスポンスデータ演算部
126…PUF証明書登録部
131…PUF署名付きメッセージ入力部
132…PUF証明書取得部
133…PUF証明書検証部
134…PUF署名検証部
135…検証結果出力部
141…DB制御部
142…リポジトリデータベース
151…PUF回路
152…データ制御部
181…署名生成部
182…証明書登録部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記証明書登録部が、
秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成部と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成部とを備え、
前記署名生成部が、
一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成部と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成部とを備え
ていることを特徴とする電子署名装置。 A certificate registration unit that generates a PUF certificate from the first response data obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function (PUF), and obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function An electronic signature device comprising a signature generation unit for generating a PUF signature from the second response data;
The certificate registration unit
A first PUF key pair generation unit that generates a private key and public key pair; and a PUF certificate generation unit that generates a PUF certificate using information embedded in the first response data in the private key,
The signature generation unit
A second PUF key pair generation unit that generates a pair of a primary secret key and a primary public key; and a PUF signature generation unit that generates a PUF signature using information embedded in the second response data in the secret key. An electronic signature device characterized by comprising:
前記署名生成部が、複数の異なる前記チャレンジデータから前記ルールにより前記証明書登録部と同一のチャレンジデータを選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得る
ことを特徴とする請求項1に記載の電子署名装置。 The certificate registration unit selects any one of a plurality of different challenge data according to a preset rule, and transmits the selected response data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function, and the first response data Get,
The signature generation unit selects the same challenge data as the certificate registration unit according to the rule from a plurality of different challenge data, and transmits the selected challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, 2. The electronic signature device according to claim 1, wherein second response data is obtained.
前記署名生成部が、前記証明書登録部と同一複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、複数の前記第2レスポンスデータを得て、複数の前記第2レスポンスデータを用いて証明書登録部と同一の所定の演算により新たな第2レスポンスデータを生成し、当該新たな第2レスポンスデータにより前記PUF署名を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子署名装置。 The certificate registration unit transmits a plurality of different challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, obtains a plurality of the first response data, and obtains a plurality of the first response data. Using the predetermined calculation to generate new first response data, generating the PUF certificate with the new first response data,
The signature generation unit transmits the same plurality of different challenge data as the certificate registration unit to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function, and obtains a plurality of the second response data, The second response data is generated by the same predetermined calculation as the certificate registration unit using the second response data, and the PUF signature is generated by the new second response data. The electronic signature device according to 1.
前記署名生成部が、前記証明書登録部と同一のワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得る
ことを特徴とする請求項1に記載の電子署名装置。 The certificate registration unit transmits the one-time challenge data generated each time to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, and obtains the first response data,
The signature generation unit transmits the challenge data of the same time as the certificate registration unit to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, and obtains the second response data. The electronic signature device according to claim 1.
前記PUFデバイスに対して前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する証明書登録装置と、
前記PUFデバイスに対して前記証明書登録装置と同一の前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する署名生成装置と、
前記PUF署名を前記PUF証明書により検証する署名検証装置と
を備え、
前記証明書登録装置が、
秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成部と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成部とを備え、
前記署名生成装置が、
一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成部と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成部とを備える
ことを特徴とする電子署名システム。 A PUF device that calculates the challenge data that is input using a physical non-duplicatable function and outputs it as response data;
A certificate registration device that inputs the challenge data to the PUF device and generates a PUF certificate from the first response data as the response data supplied from the PUF device;
A signature generation device that inputs the same challenge data as the certificate registration device to the PUF device, and generates a PUF signature from the second response data as the response data supplied from the PUF device;
E Bei and a signature verification device for verifying the PUF signed by the PUF certificate,
The certificate registration device is
A first PUF key pair generation unit that generates a private key and public key pair; and a PUF certificate generation unit that generates a PUF certificate using information embedded in the first response data in the private key,
The signature generation device
A second PUF key pair generation unit that generates a pair of a primary secret key and a primary public key; and a PUF signature generation unit that generates a PUF signature using information in which the second response data is embedded in the secret key.
Electronic signature system, wherein a call.
前記PUF証明書における前記第1レスポンスデータを前記秘密鍵に埋め込んだ情報と、前記PUF署名における前記第2レスポンスデータを前記一次秘密鍵に埋め込んだ情報とを用いて、当該PUF証明書と当該PUF署名とが同一の前記PUFデバイスによる前記物理的複製不可関数で得られたレスポンスデータを元に生成されているか否かを判定することにより、前記PUF署名の検証を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の電子署名システム。 Before Symbol signature verification device,
Using the information in which the first response data in the PUF certificate is embedded in the private key and the information in which the second response data in the PUF signature is embedded in the primary secret key, the PUF certificate and the PUF The verification of the PUF signature is performed by determining whether or not the signature is generated based on response data obtained by the physical copy impossible function by the PUF device having the same signature. 5. The electronic signature system according to 5.
前記署名生成装置が、複数の異なる前記チャレンジデータから前記ルールにより前記証明書登録装置と同一のチャレンジデータを選択して、前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得る
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電子署名システム。 The certificate registration device selects any one of a plurality of different challenge data according to a preset rule, transmits the selected challenge data to the PUF device having a PUF logic circuit of the physical duplication impossible function, and the first response data Get
The signature generation apparatus selects the same challenge data as the certificate registration apparatus from a plurality of different challenge data according to the rule, and transmits the challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, The electronic signature system according to claim 5 or 6, wherein the second response data is obtained.
前記署名生成装置が、前記証明書登録装置と同一の複数の異なるチャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有する前記PUFデバイスに送信し、複数の前記第2レスポンスデータを得て、複数の前記第2レスポンスデータを用いて証明書登録部と同一の所定の演算により新たな第2レスポンスデータを生成し、当該新たな第2レスポンスデータにより前記PUF署名を生成する
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電子署名システム。 The certificate enrollment apparatus transmits a plurality of different challenge data to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, obtains a plurality of the first response data, and obtains a plurality of the first response data. Using the predetermined calculation to generate new first response data, generating the PUF certificate with the new first response data,
The signature generation apparatus transmits a plurality of different challenge data that is the same as the certificate registration apparatus to the PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function, and obtains a plurality of the second response data, A new second response data is generated by the same predetermined calculation as that of the certificate registration unit using the plurality of second response data, and the PUF signature is generated by the new second response data. The electronic signature system according to claim 5 or 6.
前記署名生成装置が、前記証明書登録装置と同一のワンタイムの前記チャレンジデータを前記物理的複製不可関数のPUF論理回路を有するPUFデバイスに送信し、前記第2レスポンスデータを得る
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電子署名システム。 The certificate enrollment device transmits the one-time challenge data generated each time to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy disable function, and obtains the first response data,
The signature generation apparatus transmits the challenge data of the same one time as the certificate registration apparatus to a PUF device having a PUF logic circuit of the physical copy impossible function to obtain the second response data. The electronic signature system according to claim 5 or 6.
前記証明書登録部が、秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成過程と、
前記証明書登録部が、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成過程と、
前記署名生成部が、一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成過程と、
前記証明書登録部が、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成過程と
を含むことを特徴とする電子署名方法。 A certificate registration unit that generates a PUF certificate from the first response data obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function (PUF), and obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function A signature method in a signature device including a signature generation unit that generates a PUF signature from second response data,
A first PUF key pair generation process in which the certificate registration unit generates a private key and public key pair;
A PUF certificate creation process in which the certificate registration unit creates a PUF certificate using information in which the first response data is embedded in the private key;
A second PUF key pair generation process in which the signature generation unit generates a pair of a primary secret key and a primary public key;
The electronic signature method, wherein the certificate registration unit includes a PUF signature generation step of generating a PUF signature using information in which the second response data is embedded in the secret key.
証明書登録装置が、前記PUFデバイスに対して前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第1レスポンスデータによりPUF証明書を生成する過程と、
署名生成装置が、前記PUFデバイスに対して前記証明書登録装置と同一の前記チャレンジデータを入力し、当該PUFデバイスから供給される前記レスポンスデータとしての第2レスポンスデータによりPUF署名を生成する過程と、
署名検証装置前記PUF署名を前記PUF証明書により検証する過程と
を備え、
前記証明書登録装置が、
秘密鍵及び公開鍵のペアを生成する第1PUF鍵ペア生成過程と、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成するPUF証明書作成過程とを備え、
前記署名生成装置が、
一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成する第2PUF鍵ペア生成過程と、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成するPUF署名生成過程とを備える
ことを特徴とする電子署名方法。 A process in which the PUF device calculates the input challenge data using a physical duplication impossible function and outputs it as response data;
A process in which a certificate registration apparatus inputs the challenge data to the PUF device, and generates a PUF certificate from the first response data as the response data supplied from the PUF device;
A process in which a signature generation apparatus inputs the same challenge data as the certificate registration apparatus to the PUF device, and generates a PUF signature from the second response data as the response data supplied from the PUF device; ,
A step of verifying the PUF signature with the PUF certificate,
The certificate registration device is
A first PUF key pair generation process for generating a private key and public key pair, and a PUF certificate creation process for creating a PUF certificate using information embedded in the first response data in the private key,
The signature generation device
A second PUF key pair generation process for generating a pair of a primary secret key and a primary public key, and a PUF signature generation process for generating a PUF signature using information embedded in the second response data in the secret key. An electronic signature method characterized by the above.
前記コンピュータを、
秘密鍵及び公開鍵のペアを生成し、前記第1レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF証明書を作成する証明書登録手段、
一次秘密鍵及び一次公開鍵のペアを生成し、前記第2レスポンスデータを、前記秘密鍵に埋め込んだ情報を用いてPUF署名を生成する署名生成手段
として機能させるためのプログラム。 A certificate registration unit that generates a PUF certificate from the first response data obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function (PUF), and obtained by computing the challenge data with a physical non-duplicatable function A program that causes a computer to execute an operation of a signature device including a signature generation unit that generates a PUF signature from second response data;
The computer,
A certificate registration unit that generates a pair of a private key and a public key, and creates a PUF certificate using information in which the first response data is embedded in the private key;
A program for generating a pair of a primary secret key and a primary public key, and causing the second response data to function as a signature generation unit that generates a PUF signature using information embedded in the secret key.
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