属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラム
【課題】フォワードセキュリティを達成しつつ、演算負荷を軽減し、信頼できるサーバがユーザを特定することができる。
【解決手段】ユーザが生成した、２つの秘密鍵と公開鍵にＣＡは保有する署名鍵で署名を行い、属性証明書を発行する。ユーザは、ＳＰサーバにサービス提供要求を送信し、ＳＰサーバは、自身の秘密鍵と公開鍵を生成する。また、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザに送信し、ユーザは、乱数を生成し属性証明書と２つの秘密鍵を変形し、秘密鍵を用いて、受信したチャレンジに対する署名値を算出する。さらに、変形した属性証明書と算出した署名値とをＳＰサーバに送信し、ＳＰサーバは、受信した属性証明書と署名と値の検証と失効確認を行う。さらに、信頼できるサーバは、本人特定処理を行う。属性証明書と署名値の正当性の確認と失効確認が完了したときに、ユーザに対して、属性情報に基づいたサービスを提供する。
【解決手段】ユーザが生成した、２つの秘密鍵と公開鍵にＣＡは保有する署名鍵で署名を行い、属性証明書を発行する。ユーザは、ＳＰサーバにサービス提供要求を送信し、ＳＰサーバは、自身の秘密鍵と公開鍵を生成する。また、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザに送信し、ユーザは、乱数を生成し属性証明書と２つの秘密鍵を変形し、秘密鍵を用いて、受信したチャレンジに対する署名値を算出する。さらに、変形した属性証明書と算出した署名値とをＳＰサーバに送信し、ＳＰサーバは、受信した属性証明書と署名と値の検証と失効確認を行う。さらに、信頼できるサーバは、本人特定処理を行う。属性証明書と署名値の正当性の確認と失効確認が完了したときに、ユーザに対して、属性情報に基づいたサービスを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムに関し、特に、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とするとともに、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを達成しつつ、演算負荷を軽減する属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々なサービスがインターネットを通して電子的に提供されるようになってきている。そのようなサービス提供を行う際には、利用者を認証することが不可欠となる。ここで、利用者を認証する方法は、通常、個人を特定する認証と、属性認証等、個人を特定しない認証（例えば、特許文献１参照）とに大別される。
【特許文献１】特公平８−２０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の属性認証では、属性情報の匿名性について考慮されていなかった。また、一部、匿名化のための研究は成されているが、その内容が不十分であり、更に、属性認証を行う際に第三者との通信を必要としていた。このため、属性情報が変形できないために、第三者によって通信が観測され、利用者の行動が追跡される恐れがあり、プライバシー保護に関する問題が技術的課題として残されていた。
【０００４】
また、一方で、属性情報の匿名性を考慮した匿名認証方式では、ユーザ端末側に耐タンパデバイスを備える必要があった。さらに、失効確認処理が困難であり、失効確認の際には、第三者に問い合わせを行う必要があり、その上、一旦、失効情報が開示されると、すべての通信履歴を保存していた攻撃者が、利用者の行動をトレースできる可能性があるといった問題があった。
【０００５】
加えて、完全な匿名化を実現すると、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することが困難であるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とするとともに、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを達成しつつ、演算負荷を軽減し、加えて、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために以下の事項を提案している。
（１）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１の鍵生成手段（例えば、図２の鍵生成部１１に相当）と、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第１の送信手段（例えば、図２の送信部１４に相当）と、前記サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する確認手段（例えば、図２の公開鍵正当性確認部１２に相当）と、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する変形手段（例えば、図２の属性証明書変形部１３に相当）と、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する処理手段（例えば、図２の処理部１５に相当）と、前記変形手段において変形した属性証明書と該処理手段において算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第２の送信手段（例えば、図２の送信部１４に相当）と、を備え、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う署名手段（例えば、図４の署名部３１に相当）と、前記ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する発行手段（例えば、図４の属性証明書発行部３２に相当）と、を備え、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第２の鍵生成手段（例えば、図３の鍵生成部２５に相当）と、生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第３の送信手段（例えば、図３の送信部２７に相当）と、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１の検証手段（例えば、図３の属性証明書検証部２１に相当）と、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第２の検証手段（例えば、図３の署名値検証部２２に相当）と、失効確認を実行する失効確認実行手段（例えば、図３の失効確認実行部２３に相当）と、前記第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、前記第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行うサービス提供手段（例えば、図３のサービス提供部２４に相当）と、を備え、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定するユーザ特定手段（例えば、図５のユーザ特定部４４に相当）を備えたことを特徴とする属性認証システムを提案している。
【０００８】
この発明によれば、ユーザ端末の第１の鍵生成手段は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。第１の送信手段は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信し、確認手段は、サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する。変形手段は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。処理手段は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する。第２の送信手段は、変形手段において変形した属性証明書と処理手段において算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。また、属性証明書発行サーバの署名手段は、ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行い、発行手段は、ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する。さらに、サービス提供サーバの第２の鍵生成手段は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成し、第３の送信手段は、生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとしてユーザ端末に送信する。第１の検証手段は、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証し、第２の検証手段は、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。失効確認実行手段は、失効確認を実行する。そして、サービス提供手段は、第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。加えて、信頼できるサーバのユーザ特定手段は、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【０００９】
（２）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバが、乱数ｒを生成し、この乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書とをチャレンジとして送信することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１０】
この発明によれば、サービス提供サーバが、乱数ｒを生成するとともに、乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書とをチャレンジを送信する。つまり、チャレンジの中に、サービス提供者ごとに異なる公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を埋め込み、このチャレンジに対して、ユーザ端末から署名が返信されることから、サービス提供者の公開鍵ｘ３を知らない第三者には、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない。
【００１１】
（３）本発明は、（２）に記載の属性認証システムにおいて、前記ユーザ端末の処理手段が、前記変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１２】
この発明によれば、ユーザ端末の処理手段が、変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出する。したがって、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００１３】
（４）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１４】
この発明によれば、サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証する。したがって、上記演算式により、ユーザ端末から送信されてきた｛ｙ、ｚｙＰ｝からなる属性証明書をまとめて検証することができるため、計算負荷を削減することができる。
【００１５】
（５）本発明は、（３）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、 Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１６】
この発明によれば、サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証する。したがって、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００１７】
（６）本発明は、（２）または（３）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１８】
この発明によれば、サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行する。したがって、失効リストを統一しつつ、サービス提供者の秘密鍵ｘ３を知らない第三者が容易に失効情報の開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない失効確認処理を実現することができる。
【００１９】
（７）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００２０】
この発明によれば、属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開する。これにより、ｙ１、ｙ２を公開するのではなく、ｙ１、ｚｙを公開するため、公開した情報から過去の履歴をトレースすることを防止して、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを確保することができる。
【００２１】
（８）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記信頼できるサーバが、前記サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、前記サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、前記データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、前記データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００２２】
この発明によれば、信頼できるサーバが、サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定する。したがって、信頼できる第三者がユーザＩＤと紐付いたデータテーブルを管理することにより、ユーザを特定することができる。
【００２３】
（９）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法であって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップ（例えば、図７のステップＳ３０２に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３に相当）と、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ２０５に相当）と、前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４に相当）と、前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５に相当）と、前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップ（例えば、図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６に相当）と、前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する第８のステップ（例えば、図６のステップＳ２１１に相当）と、前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップ（例えば、図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップ（例えば、図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９に相当）と、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップ（例えば、図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０に相当）と、を備えたことを特徴とする属性認証方法を提案している。
【００２４】
この発明によれば、ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。サービス提供サーバは、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。ユーザ端末は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する。サービス提供サーバは、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザ端末に送信する。ユーザ端末は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。ユーザ端末が、乱数ｆにより、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する。ユーザ端末は、変形した属性証明書と算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。サービス提供サーバは、失効確認を実行する。また、信頼できるサーバが、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。そして、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【００２５】
（１０）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップ（例えば、図７のステップＳ３０２に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３に相当）と、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ２０５に相当）と、前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４に相当）と、前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５に相当）と、前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップ（例えば、図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６に相当）と、前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する第８のステップ（例えば、図６のステップＳ２１１に相当）と、前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップ（例えば、図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップ（例えば、図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９に相当）と、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップ（例えば、図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２６】
この発明によれば、ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。サービス提供サーバは、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。ユーザ端末は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する。サービス提供サーバは、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザ端末に送信する。ユーザ端末は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。ユーザ端末が、乱数ｆにより、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する。ユーザ端末は、変形した属性証明書と算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。サービス提供サーバは、失効確認を実行する。また、信頼できるサーバが、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。そして、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耐タンパデバイス無しで、属性情報を交換する際のプライバシー保護を実現することができるという効果がある。また、特定のサービス提供者のみが属性を検証できるという効果がある。さらに、失効情報が公開されても第三者に過去の履歴をトレースされてしまうという危険性を防止するＦｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを実現できるという効果がある。また、従来に比べて、演算負荷を削減できるという効果もある。
【００２８】
また、本発明によれば、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３０】
＜属性認証システムのシステム構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る属性認証システムは、ユーザ端末１と、サービス提供者が管理運営するサービス提供サーバ（以下、単にＳＰサーバ２という）と、属性認証局（ＣＡ）が管理運営する属性認証局サーバ３と、信頼できるサーバ４とから構成され、いずれもネットワーク５を介して接続されている。
【００３１】
また、ユーザ端末１は、属性認証クライアントモジュール１０を備え、ＳＰサーバ２は、属性認証サーバモジュール２０を備え、属性認証局サーバ３は、属性証明書発行モジュール３０を備え、信頼できるサーバ４は、利用者特定モジュール４０を備えている。
【００３２】
＜属性認証クライアントモジュールの構成＞
さらに、属性認証クライアントモジュール１０は、図２に示すように、鍵生成部１１と、公開鍵正当性確認部１２と、属性証明書変形部１３と、送信部１４と、処理部１５とから構成されている。
【００３３】
鍵生成部１１は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ＝（ｘ１＋ｘ２）＊Ｐ、ｙ１＝ｘ１Ｐを生成する。なお、Ｐは、楕円曲線上のｎ等分点である。公開鍵正当性確認部１２は、ｙ３とｚｙ３とからｙ３の正当性を確認する。属性証明書変形部１３は、乱数ｆを生成し、その乱数ｆを用いて、属性認証局サーバ（ＣＡ）３が発行する属性証明書をｆｚｙに変形する。
【００３４】
送信部１４は、ＳＰサーバ２にサービスの提供要求と属性証明書変形部１３において変形した属性証明書と処理部１５において算出した署名値とを送信する。処理部１５は、鍵生成部１１が生成した２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、その変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する。具体的には、属性証明書変形部１３が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、チャレンジｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出する。これにより、シンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００３５】
＜属性認証サーバモジュールの構成＞
また、属性認証サーバモジュール２０は、図３に示すように、属性証明書検証部２１と、署名値検証部２２と、失効確認実行部２３と、サービス提供部２４と、鍵生成部２５と、チャレンジ生成部２６と、送信部２７とから構成されている。
【００３６】
属性証明書検証部２１は、ユーザ端末１から受信した属性証明書を検証する。具体的には、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、この演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証する。これにより、ユーザ端末から送信されてきた｛ｙ、ｚｙＰ｝からなる属性証明書をまとめて検証することができるため、計算負荷を削減することができる。
【００３７】
署名値検証部２２は、ユーザ端末１から受信した署名値を検証する。具体的には、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証する。これにより、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００３８】
失効確認実行部２３は、失効確認を実行する。具体的には、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行する。したがって、失効リストを統一しつつ、サービス提供者の秘密鍵ｘ３を知らない第三者が容易に失効情報の開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない失効確認処理を実現することができる。
【００３９】
サービス提供部２４は、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末１に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。
【００４０】
鍵生成部２５は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。このとき、事前に属性認証局サーバ３から公開鍵証明書ｚｙ３の発行を受けておく。チャレンジ生成部２６は、乱数ｒを生成し、この乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とチャレンジとして生成する。送信部２７は、チャレンジ生成部２６が生成したチャレンジをユーザ端末１に送信する。
【００４１】
＜属性証明書発行モジュールの構成＞
属性証明書発行モジュール３０は、図４に示すように、署名部３１と、属性証明書発行部３２と、送信部３３と、ユーザ情報格納部３４と、データテーブル生成部３５とから構成されている。
【００４２】
署名部３１は、ユーザ端末１の鍵生成部１１が生成した公開鍵ｙに対して、保有する署名鍵で署名を行う。なお、署名鍵は、図８に示すように、現在あるものの中から最も有効期間が長いものを用いる。具体的には、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、署名は。ｚｙ＝ｚ（ｘ１＋ｘ２）Ｐとなる。これにより、ユーザに対して、必要十分な情報のみを与え、ユーザの不正行為を防止することができる。また、計算負荷を削減できるため、計算速度を速くすることができる。
【００４３】
属性証明書発行部３２は、ユーザ端末１に対して、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。送信部３３は、属性証明書発行部３２が発行した属性証明書をユーザ端末１に送信する。
【００４４】
ユーザ情報格納部３４は、発行したユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２が有効期限内である限り、ｙ１、ｚｙ＝ｚ（ｘ１＋ｘ２）Ｐを保管する。データテーブル生成部３５は、ユーザのＩＤ情報と、ユーザ情報格納部３４に保管したｙ１、ｚｙとを関連付けたデータテーブルを作成する。なお、作成したデータテーブルは、信頼できるサーバ４に送信される。
【００４５】
＜利用者特定モジュールの構成＞
利用者特定モジュール４０は、図５に示すように、受信部４１と、記憶部４２と、演算部４３と、ユーザ特定部４４とから構成されている。
【００４６】
受信部４１は、属性認証局サーバ３から送信されたデータテーブルと、ＳＰサーバ２から送信されたｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を受信する。記憶部４２は、受信したデータテーブルを格納する。
【００４７】
演算部４３は、データテーブルのすべてのｙ１、ｚｙに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を利用して、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を満たすものがあるかどうかを順次計算して、この式の等号が成立するｙ１、ｚｙを検出する。ユーザ特定部４４は、データテーブルから、このｙ１、ｚｙに対応するユーザＩＤを参照して、ユーザを特定する。
【００４８】
＜属性認証システムの動作シーケンス＞
図６は、本発明の実施形態に係る属性認証システム全体の動作の流れを時系列的に示した動作シーケンス図であり、図７は、ユーザ端末の動作の流れをフローチャートで示した図である。なお、図６に示す動作シーケンス図は、本発明の属性認証システムにおける属性情報の匿名化方法の手順も併せて示されている。
以下、図６、図７を参照しながら図１に示す属性認証システムの動作について詳細に説明する。
【００４９】
まず、ユーザ端末１の鍵生成部１１は、ユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２と公開鍵ｙ＝（ｘ１＋ｘ２）＊Ｐ、ｙ１＝ｘ１＊Ｐを生成する（図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１、Ｓ３０２）。なお、ここで、Ｐは生成元である。そして、ユーザ端末１の送信部１４は、属性認証局サーバ３に対して、属性証明書の発行要求を送信する（図６のステップＳ２０２）。
【００５０】
属性認証局サーバ３は、公開鍵ｙに対し、属性認証局サーバ３が保有する属性用の署名鍵で署名を行う（図７のステップＳ３０２）。なお、署名鍵は、現在ある中からもっとも有効期限の長いものを使用する（図８参照）。署名は、署名用の秘密鍵をｚ、対応する公開鍵をｚＰとしたとき、ｚｙ＝ｚ（ｙ１＋ｙ２）Ｐとなる。
【００５１】
そして、｛ｙ、ｚｙＰ｝を証明書として、ユーザ端末１に発行する。また、発行したユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２が有効期限内である限りは、ｙ１およびｚｙ＝ｚ（ｙ１＋ｙ２）Ｐを保管しておく（図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３）。また、ユーザのＩＤ情報とｙ１、ｚｙとを紐付けたデータテーブルを作成する。
【００５２】
図８は、有効期間の管理の仕方を概念的に示している。図８中、横軸のｔは、時間の流れを示す。本発明によれば、属性情報が鍵情報のみとなったことにより、新たな有効期間の管理が必要となる。このため、図７に示されるように、属性認証局サーバ３の属性証明書発行モジュール３１が、属性毎に複数の署名鍵を割当て、定期的に組合せを更新することによって有効期間の管理を行うことにしている。その際に、サービスを非常に短い期間しか享受できないユーザが発生しないように、属性毎割当てられる複数の書名鍵を並行管理する。
【００５３】
なお、署名鍵を最も有効期間の長いものを割当てるために、例えば、図８に示されるように、仮に、鍵Ａの使用期間における後半部分で鍵を割当てようとした場合、属性認証局サーバ３の属性証明書発行モジュール３０は、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１０に対して、署名鍵Ｄあるいは署名鍵Ｅを割当てる。これにより、ユーザがサービスを非常に短い期間しか受けられないという不都合を防止することができる。
【００５４】
次に、ＳＰサーバ２の鍵生成部２５は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３＝ｘ３＊Ｐを生成する（図６のステップＳ２０５）。また、属性認証局サーバ３から同様に公開鍵証明書ｚｙ３の発行を受けておく。ＳＰサーバ２は、属性認証局サーバ３に対して、証明書の発行要求を送信し（図６のステップＳ２０６）、この発行要求に対応して、属性認証局サーバ３が、ＳＰサーバ２に対して、証明書を発行する（図６のステップＳ２０７）。ユーザ端末１の送信部１４は、ＳＰサーバ２に対して、サービスの提供要求を送信する（図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４）。
【００５５】
ＳＰサーバ２のチャレンジ生成部２６は、乱数rを生成し、この乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして、これを送信部２７からユーザ端末１に送信する（図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５）。
【００５６】
ユーザ端末１の属性証明書変形部１３は、受信した属性証明書を変形する（図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６）。具体的には、乱数ｆを生成し、ｆｚｙと変形する。
【００５７】
また、このとき秘密鍵もｆｘ１、ｆｘ２に変形される。そして、ユーザ端末１の処理部１５が、ｆｘ１、ｆｘ２を用いてｒ＊ｙ３に対する署名値を計算する。具体的には、ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３を計算する。（図６のステップＳ２１１）。
【００５８】
ユーザ端末１の送信部１４は、変形した属性証明書と、計算した署名値をＳＰサーバ２に返信する（図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７）。
【００５９】
ＳＰサーバ２の属性証明書検証部２１は、送られてきた属性証明書を検証する（図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８）。ここで、検証にはＰａｉｒｉｎｇ計算を用いる。具体的には、ペアリング計算をｅ（＊、＊）で表したとき、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）が成立するかどうかを検証する。ここで、ｚＰは属性発行用の公開鍵である。
【００６０】
次に、ＳＰサーバ２の署名値検証部２２が、送られてきた署名を検証する（図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８）。具体的には、ｅ（ｓ１、Ｐ）ｅ（ｓ２、Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）が成り立つかどうかを検証する。
【００６１】
さらに、ＳＰサーバ２の失効確認実行部２３は、失効確認を実行する（図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９）。ここで、失効確認を行う場合は、失効リストを事前にあるいは、その場で属性認証局サーバ３から取得する。失効リストとは、属性認証局サーバ３が生成するもので、失効したユーザの公開鍵ｙ１およびｚｙが公開される。
【００６２】
失効確認は、失効リストに掲載されているすべてのｙ１についてｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算し、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成り立つかどうか検証する。この式が成立したとき、その鍵は無効である（失効している）と判断する。
【００６３】
また、このとき、信頼できるサーバ４は、本人の特定処理を行う。なお、この処理は、任意にどのようなタイミングでも行える処理である。具体的には、信頼できるサーバ４は、属性認証局サーバ３からユーザのＩＤ情報とｙ１、ｚｙとを紐付けたデータテーブルを入手しておく。そして、サービス提供者からｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３の提供を受ける。そして、信頼できるサーバ４は、データテーブルのすべてのｙ１、ｚｙに対して、ｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を利用してｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を満たすかどうかを順次計算して、この式の等号が成立するｙ１、ｚｙを見つける。そして、最後にデータテーブルから、このｙ１、ｚｙに対応するユーザＩＤを参照して、ユーザを特定する。
【００６４】
ＳＰサーバ２は、証明書の正当性確認、署名の正当性確認、失効確認が完了すると、認証が成功したものとして判断し、ＳＰサーバ２のサービス提供部２４が、ユーザ端末１に対して属性情報に基づいたサービス提供を行う（図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０）。
【００６５】
なお、上記した属性認証システムおよび同システムにおける匿名化方法の具体的な利用用途としては、医療情報の開示において、医療資格を持つ否かの確認、あるいは、公共交通機関において、公的に発行されたシルバーパス等の資格を確認する等の用途が考えられる。
【００６６】
以上、説明したように本実施形態においては、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とすることができる。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【００６７】
なお、図１に示す、属性認証クライアントモジュール１０、属性認証サーバモジュール２０、属性証明書発行モジュール３０、利用者特定モジュール４０は、ユーザ端末１、ＳＰサーバ２、属性認証局サーバ３、信頼できるサーバ４のそれぞれで実行されるプログラムであり、これらプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをユーザ端末１、ＳＰサーバ２、属性認証局サーバ３、信頼できるサーバ４のそれぞれ（いずれもコンピュータシステム）に読み込ませ、実行することによって本発明の属性認証システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【００６８】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【００６９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００７０】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態においては、属性認証局サーバ３が失効確認処理を実行する形態について説明したが、属性認証局サーバ３とは別に、失効確認処理を行うサーバを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る属性認証クライアントモジュールの構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る属性認証サーバモジュールの構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る属性証明書発行モジュールの構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る利用者特定モジュールの構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る属性認証システムの全体の動作シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る属性認証システムにおけるユーザ端末の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る属性認証システムの属性情報の有効期間の管理方法について説明するために引用した動作概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・ユーザ端末
２・・・サービス提供サーバ（ＳＰサーバ）
３・・・属性認証局サーバ
４・・・信頼できるサーバ
５・・・ネットワーク
１０・・・属性認証クライアントモジュール
１１・・・鍵生成部
１２・・・公開鍵正当性確認部
１３・・・属性証明書変形部
１４・・・送信部
１５・・・処理部
２０・・・属性認証サーバモジュール
２１・・・属性証明書検証部
２２・・・署名値検証部
２３・・・失効確認実行部
２４・・・サービス提供部
２５・・・鍵生成部
２６・・・乱数生成部
２７・・・送信部
３０・・・属性証明書発行モジュール
３１・・・署名部
３２・・・属性証明書発行部
３３・・・送信部
３４・・・ユーザ情報格納部
３５・・・データテーブル生成部
４１・・・受信部
４２・・・記憶部
４３・・・演算部
４４・・・ユーザ特定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムに関し、特に、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とするとともに、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを達成しつつ、演算負荷を軽減する属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々なサービスがインターネットを通して電子的に提供されるようになってきている。そのようなサービス提供を行う際には、利用者を認証することが不可欠となる。ここで、利用者を認証する方法は、通常、個人を特定する認証と、属性認証等、個人を特定しない認証（例えば、特許文献１参照）とに大別される。
【特許文献１】特公平８−２０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の属性認証では、属性情報の匿名性について考慮されていなかった。また、一部、匿名化のための研究は成されているが、その内容が不十分であり、更に、属性認証を行う際に第三者との通信を必要としていた。このため、属性情報が変形できないために、第三者によって通信が観測され、利用者の行動が追跡される恐れがあり、プライバシー保護に関する問題が技術的課題として残されていた。
【０００４】
また、一方で、属性情報の匿名性を考慮した匿名認証方式では、ユーザ端末側に耐タンパデバイスを備える必要があった。さらに、失効確認処理が困難であり、失効確認の際には、第三者に問い合わせを行う必要があり、その上、一旦、失効情報が開示されると、すべての通信履歴を保存していた攻撃者が、利用者の行動をトレースできる可能性があるといった問題があった。
【０００５】
加えて、完全な匿名化を実現すると、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することが困難であるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とするとともに、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを達成しつつ、演算負荷を軽減し、加えて、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる属性認証システム、同システムにおける属性認証方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために以下の事項を提案している。
（１）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１の鍵生成手段（例えば、図２の鍵生成部１１に相当）と、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第１の送信手段（例えば、図２の送信部１４に相当）と、前記サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する確認手段（例えば、図２の公開鍵正当性確認部１２に相当）と、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する変形手段（例えば、図２の属性証明書変形部１３に相当）と、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する処理手段（例えば、図２の処理部１５に相当）と、前記変形手段において変形した属性証明書と該処理手段において算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第２の送信手段（例えば、図２の送信部１４に相当）と、を備え、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う署名手段（例えば、図４の署名部３１に相当）と、前記ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する発行手段（例えば、図４の属性証明書発行部３２に相当）と、を備え、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第２の鍵生成手段（例えば、図３の鍵生成部２５に相当）と、生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第３の送信手段（例えば、図３の送信部２７に相当）と、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１の検証手段（例えば、図３の属性証明書検証部２１に相当）と、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第２の検証手段（例えば、図３の署名値検証部２２に相当）と、失効確認を実行する失効確認実行手段（例えば、図３の失効確認実行部２３に相当）と、前記第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、前記第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行うサービス提供手段（例えば、図３のサービス提供部２４に相当）と、を備え、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定するユーザ特定手段（例えば、図５のユーザ特定部４４に相当）を備えたことを特徴とする属性認証システムを提案している。
【０００８】
この発明によれば、ユーザ端末の第１の鍵生成手段は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。第１の送信手段は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信し、確認手段は、サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する。変形手段は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。処理手段は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する。第２の送信手段は、変形手段において変形した属性証明書と処理手段において算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。また、属性証明書発行サーバの署名手段は、ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行い、発行手段は、ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する。さらに、サービス提供サーバの第２の鍵生成手段は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成し、第３の送信手段は、生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとしてユーザ端末に送信する。第１の検証手段は、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証し、第２の検証手段は、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。失効確認実行手段は、失効確認を実行する。そして、サービス提供手段は、第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。加えて、信頼できるサーバのユーザ特定手段は、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【０００９】
（２）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバが、乱数ｒを生成し、この乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書とをチャレンジとして送信することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１０】
この発明によれば、サービス提供サーバが、乱数ｒを生成するとともに、乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書とをチャレンジを送信する。つまり、チャレンジの中に、サービス提供者ごとに異なる公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を埋め込み、このチャレンジに対して、ユーザ端末から署名が返信されることから、サービス提供者の公開鍵ｘ３を知らない第三者には、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない。
【００１１】
（３）本発明は、（２）に記載の属性認証システムにおいて、前記ユーザ端末の処理手段が、前記変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１２】
この発明によれば、ユーザ端末の処理手段が、変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出する。したがって、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００１３】
（４）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１４】
この発明によれば、サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証する。したがって、上記演算式により、ユーザ端末から送信されてきた｛ｙ、ｚｙＰ｝からなる属性証明書をまとめて検証することができるため、計算負荷を削減することができる。
【００１５】
（５）本発明は、（３）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、 Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１６】
この発明によれば、サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証する。したがって、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００１７】
（６）本発明は、（２）または（３）に記載の属性認証システムにおいて、前記サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００１８】
この発明によれば、サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行する。したがって、失効リストを統一しつつ、サービス提供者の秘密鍵ｘ３を知らない第三者が容易に失効情報の開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない失効確認処理を実現することができる。
【００１９】
（７）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００２０】
この発明によれば、属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開する。これにより、ｙ１、ｙ２を公開するのではなく、ｙ１、ｚｙを公開するため、公開した情報から過去の履歴をトレースすることを防止して、Ｆｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを確保することができる。
【００２１】
（８）本発明は、（１）に記載の属性認証システムにおいて、前記信頼できるサーバが、前記サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、前記サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、前記データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、前記データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定することを特徴とする属性認証システムを提案している。
【００２２】
この発明によれば、信頼できるサーバが、サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定する。したがって、信頼できる第三者がユーザＩＤと紐付いたデータテーブルを管理することにより、ユーザを特定することができる。
【００２３】
（９）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法であって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップ（例えば、図７のステップＳ３０２に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３に相当）と、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ２０５に相当）と、前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４に相当）と、前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５に相当）と、前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップ（例えば、図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６に相当）と、前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する第８のステップ（例えば、図６のステップＳ２１１に相当）と、前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップ（例えば、図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップ（例えば、図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９に相当）と、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップ（例えば、図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０に相当）と、を備えたことを特徴とする属性認証方法を提案している。
【００２４】
この発明によれば、ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。サービス提供サーバは、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。ユーザ端末は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する。サービス提供サーバは、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザ端末に送信する。ユーザ端末は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。ユーザ端末が、乱数ｆにより、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する。ユーザ端末は、変形した属性証明書と算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。サービス提供サーバは、失効確認を実行する。また、信頼できるサーバが、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。そして、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【００２５】
（１０）本発明は、ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップ（例えば、図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップ（例えば、図７のステップＳ３０２に相当）と、前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップ（例えば、図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３に相当）と、前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップ（例えば、図６のステップＳ２０５に相当）と、前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップ（例えば、図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４に相当）と、前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップ（例えば、図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５に相当）と、前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップ（例えば、図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６に相当）と、前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する第８のステップ（例えば、図６のステップＳ２１１に相当）と、前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップ（例えば、図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップ（例えば、図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップ（例えば、図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８に相当）と、前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップ（例えば、図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９に相当）と、前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップ（例えば、図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２６】
この発明によれば、ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う。属性証明書発行サーバは、ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。サービス提供サーバは、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。ユーザ端末は、サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する。サービス提供サーバは、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとしてユーザ端末に送信する。ユーザ端末は、乱数ｆを生成し、乱数ｆを用いて、属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する。ユーザ端末が、乱数ｆにより、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、サービス提供サーバから受信したチャレンジに対する署名値を算出する。ユーザ端末は、変形した属性証明書と算出した署名値とをサービス提供サーバに送信する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する。サービス提供サーバは、ユーザ端末から受信した署名値を検証する。サービス提供サーバは、失効確認を実行する。また、信頼できるサーバが、属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と属性証明書発行サーバがユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する。そして、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。したがって、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とする。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耐タンパデバイス無しで、属性情報を交換する際のプライバシー保護を実現することができるという効果がある。また、特定のサービス提供者のみが属性を検証できるという効果がある。さらに、失効情報が公開されても第三者に過去の履歴をトレースされてしまうという危険性を防止するＦｏｗａｒｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙを実現できるという効果がある。また、従来に比べて、演算負荷を削減できるという効果もある。
【００２８】
また、本発明によれば、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３０】
＜属性認証システムのシステム構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る属性認証システムは、ユーザ端末１と、サービス提供者が管理運営するサービス提供サーバ（以下、単にＳＰサーバ２という）と、属性認証局（ＣＡ）が管理運営する属性認証局サーバ３と、信頼できるサーバ４とから構成され、いずれもネットワーク５を介して接続されている。
【００３１】
また、ユーザ端末１は、属性認証クライアントモジュール１０を備え、ＳＰサーバ２は、属性認証サーバモジュール２０を備え、属性認証局サーバ３は、属性証明書発行モジュール３０を備え、信頼できるサーバ４は、利用者特定モジュール４０を備えている。
【００３２】
＜属性認証クライアントモジュールの構成＞
さらに、属性認証クライアントモジュール１０は、図２に示すように、鍵生成部１１と、公開鍵正当性確認部１２と、属性証明書変形部１３と、送信部１４と、処理部１５とから構成されている。
【００３３】
鍵生成部１１は、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ＝（ｘ１＋ｘ２）＊Ｐ、ｙ１＝ｘ１Ｐを生成する。なお、Ｐは、楕円曲線上のｎ等分点である。公開鍵正当性確認部１２は、ｙ３とｚｙ３とからｙ３の正当性を確認する。属性証明書変形部１３は、乱数ｆを生成し、その乱数ｆを用いて、属性認証局サーバ（ＣＡ）３が発行する属性証明書をｆｚｙに変形する。
【００３４】
送信部１４は、ＳＰサーバ２にサービスの提供要求と属性証明書変形部１３において変形した属性証明書と処理部１５において算出した署名値とを送信する。処理部１５は、鍵生成部１１が生成した２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、その変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する。具体的には、属性証明書変形部１３が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、チャレンジｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出する。これにより、シンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００３５】
＜属性認証サーバモジュールの構成＞
また、属性認証サーバモジュール２０は、図３に示すように、属性証明書検証部２１と、署名値検証部２２と、失効確認実行部２３と、サービス提供部２４と、鍵生成部２５と、チャレンジ生成部２６と、送信部２７とから構成されている。
【００３６】
属性証明書検証部２１は、ユーザ端末１から受信した属性証明書を検証する。具体的には、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、この演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証する。これにより、ユーザ端末から送信されてきた｛ｙ、ｚｙＰ｝からなる属性証明書をまとめて検証することができるため、計算負荷を削減することができる。
【００３７】
署名値検証部２２は、ユーザ端末１から受信した署名値を検証する。具体的には、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証する。これにより、上記のようなシンプルな演算式により署名値の演算を行うため、計算負荷を軽減することができる。
【００３８】
失効確認実行部２３は、失効確認を実行する。具体的には、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行する。したがって、失効リストを統一しつつ、サービス提供者の秘密鍵ｘ３を知らない第三者が容易に失効情報の開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動をトレースすることができない失効確認処理を実現することができる。
【００３９】
サービス提供部２４は、属性証明書の正当性が確認され、署名値の正当性が確認され、かつ、失効確認が完了したときに、ユーザ端末１に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う。
【００４０】
鍵生成部２５は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する。このとき、事前に属性認証局サーバ３から公開鍵証明書ｚｙ３の発行を受けておく。チャレンジ生成部２６は、乱数ｒを生成し、この乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とチャレンジとして生成する。送信部２７は、チャレンジ生成部２６が生成したチャレンジをユーザ端末１に送信する。
【００４１】
＜属性証明書発行モジュールの構成＞
属性証明書発行モジュール３０は、図４に示すように、署名部３１と、属性証明書発行部３２と、送信部３３と、ユーザ情報格納部３４と、データテーブル生成部３５とから構成されている。
【００４２】
署名部３１は、ユーザ端末１の鍵生成部１１が生成した公開鍵ｙに対して、保有する署名鍵で署名を行う。なお、署名鍵は、図８に示すように、現在あるものの中から最も有効期間が長いものを用いる。具体的には、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、署名は。ｚｙ＝ｚ（ｘ１＋ｘ２）Ｐとなる。これにより、ユーザに対して、必要十分な情報のみを与え、ユーザの不正行為を防止することができる。また、計算負荷を削減できるため、計算速度を速くすることができる。
【００４３】
属性証明書発行部３２は、ユーザ端末１に対して、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する。送信部３３は、属性証明書発行部３２が発行した属性証明書をユーザ端末１に送信する。
【００４４】
ユーザ情報格納部３４は、発行したユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２が有効期限内である限り、ｙ１、ｚｙ＝ｚ（ｘ１＋ｘ２）Ｐを保管する。データテーブル生成部３５は、ユーザのＩＤ情報と、ユーザ情報格納部３４に保管したｙ１、ｚｙとを関連付けたデータテーブルを作成する。なお、作成したデータテーブルは、信頼できるサーバ４に送信される。
【００４５】
＜利用者特定モジュールの構成＞
利用者特定モジュール４０は、図５に示すように、受信部４１と、記憶部４２と、演算部４３と、ユーザ特定部４４とから構成されている。
【００４６】
受信部４１は、属性認証局サーバ３から送信されたデータテーブルと、ＳＰサーバ２から送信されたｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を受信する。記憶部４２は、受信したデータテーブルを格納する。
【００４７】
演算部４３は、データテーブルのすべてのｙ１、ｚｙに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を利用して、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を満たすものがあるかどうかを順次計算して、この式の等号が成立するｙ１、ｚｙを検出する。ユーザ特定部４４は、データテーブルから、このｙ１、ｚｙに対応するユーザＩＤを参照して、ユーザを特定する。
【００４８】
＜属性認証システムの動作シーケンス＞
図６は、本発明の実施形態に係る属性認証システム全体の動作の流れを時系列的に示した動作シーケンス図であり、図７は、ユーザ端末の動作の流れをフローチャートで示した図である。なお、図６に示す動作シーケンス図は、本発明の属性認証システムにおける属性情報の匿名化方法の手順も併せて示されている。
以下、図６、図７を参照しながら図１に示す属性認証システムの動作について詳細に説明する。
【００４９】
まず、ユーザ端末１の鍵生成部１１は、ユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２と公開鍵ｙ＝（ｘ１＋ｘ２）＊Ｐ、ｙ１＝ｘ１＊Ｐを生成する（図６のステップＳ２０１、図７のステップＳ３０１、Ｓ３０２）。なお、ここで、Ｐは生成元である。そして、ユーザ端末１の送信部１４は、属性認証局サーバ３に対して、属性証明書の発行要求を送信する（図６のステップＳ２０２）。
【００５０】
属性認証局サーバ３は、公開鍵ｙに対し、属性認証局サーバ３が保有する属性用の署名鍵で署名を行う（図７のステップＳ３０２）。なお、署名鍵は、現在ある中からもっとも有効期限の長いものを使用する（図８参照）。署名は、署名用の秘密鍵をｚ、対応する公開鍵をｚＰとしたとき、ｚｙ＝ｚ（ｙ１＋ｙ２）Ｐとなる。
【００５１】
そして、｛ｙ、ｚｙＰ｝を証明書として、ユーザ端末１に発行する。また、発行したユーザの秘密鍵ｘ１、ｘ２が有効期限内である限りは、ｙ１およびｚｙ＝ｚ（ｙ１＋ｙ２）Ｐを保管しておく（図６のステップＳ２０３、Ｓ２０４、図７のステップＳ３０３）。また、ユーザのＩＤ情報とｙ１、ｚｙとを紐付けたデータテーブルを作成する。
【００５２】
図８は、有効期間の管理の仕方を概念的に示している。図８中、横軸のｔは、時間の流れを示す。本発明によれば、属性情報が鍵情報のみとなったことにより、新たな有効期間の管理が必要となる。このため、図７に示されるように、属性認証局サーバ３の属性証明書発行モジュール３１が、属性毎に複数の署名鍵を割当て、定期的に組合せを更新することによって有効期間の管理を行うことにしている。その際に、サービスを非常に短い期間しか享受できないユーザが発生しないように、属性毎割当てられる複数の書名鍵を並行管理する。
【００５３】
なお、署名鍵を最も有効期間の長いものを割当てるために、例えば、図８に示されるように、仮に、鍵Ａの使用期間における後半部分で鍵を割当てようとした場合、属性認証局サーバ３の属性証明書発行モジュール３０は、ユーザ端末１の属性認証クライアントモジュール１０に対して、署名鍵Ｄあるいは署名鍵Ｅを割当てる。これにより、ユーザがサービスを非常に短い期間しか受けられないという不都合を防止することができる。
【００５４】
次に、ＳＰサーバ２の鍵生成部２５は、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３＝ｘ３＊Ｐを生成する（図６のステップＳ２０５）。また、属性認証局サーバ３から同様に公開鍵証明書ｚｙ３の発行を受けておく。ＳＰサーバ２は、属性認証局サーバ３に対して、証明書の発行要求を送信し（図６のステップＳ２０６）、この発行要求に対応して、属性認証局サーバ３が、ＳＰサーバ２に対して、証明書を発行する（図６のステップＳ２０７）。ユーザ端末１の送信部１４は、ＳＰサーバ２に対して、サービスの提供要求を送信する（図６のステップＳ２０８、図７のステップＳ３０４）。
【００５５】
ＳＰサーバ２のチャレンジ生成部２６は、乱数rを生成し、この乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして、これを送信部２７からユーザ端末１に送信する（図６のステップＳ２０９、図７のステップＳ３０５）。
【００５６】
ユーザ端末１の属性証明書変形部１３は、受信した属性証明書を変形する（図６のステップＳ２１０、図７のステップＳ３０６）。具体的には、乱数ｆを生成し、ｆｚｙと変形する。
【００５７】
また、このとき秘密鍵もｆｘ１、ｆｘ２に変形される。そして、ユーザ端末１の処理部１５が、ｆｘ１、ｆｘ２を用いてｒ＊ｙ３に対する署名値を計算する。具体的には、ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３を計算する。（図６のステップＳ２１１）。
【００５８】
ユーザ端末１の送信部１４は、変形した属性証明書と、計算した署名値をＳＰサーバ２に返信する（図６のステップＳ２１２、図７のステップＳ３０７）。
【００５９】
ＳＰサーバ２の属性証明書検証部２１は、送られてきた属性証明書を検証する（図６のステップＳ２１３、図７のステップＳ３０８）。ここで、検証にはＰａｉｒｉｎｇ計算を用いる。具体的には、ペアリング計算をｅ（＊、＊）で表したとき、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）が成立するかどうかを検証する。ここで、ｚＰは属性発行用の公開鍵である。
【００６０】
次に、ＳＰサーバ２の署名値検証部２２が、送られてきた署名を検証する（図６のステップＳ２１４、図７のステップＳ３０８）。具体的には、ｅ（ｓ１、Ｐ）ｅ（ｓ２、Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）が成り立つかどうかを検証する。
【００６１】
さらに、ＳＰサーバ２の失効確認実行部２３は、失効確認を実行する（図６のステップＳ２１５、図７のステップＳ３０９）。ここで、失効確認を行う場合は、失効リストを事前にあるいは、その場で属性認証局サーバ３から取得する。失効リストとは、属性認証局サーバ３が生成するもので、失効したユーザの公開鍵ｙ１およびｚｙが公開される。
【００６２】
失効確認は、失効リストに掲載されているすべてのｙ１についてｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算し、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成り立つかどうか検証する。この式が成立したとき、その鍵は無効である（失効している）と判断する。
【００６３】
また、このとき、信頼できるサーバ４は、本人の特定処理を行う。なお、この処理は、任意にどのようなタイミングでも行える処理である。具体的には、信頼できるサーバ４は、属性認証局サーバ３からユーザのＩＤ情報とｙ１、ｚｙとを紐付けたデータテーブルを入手しておく。そして、サービス提供者からｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３の提供を受ける。そして、信頼できるサーバ４は、データテーブルのすべてのｙ１、ｚｙに対して、ｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を利用してｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を満たすかどうかを順次計算して、この式の等号が成立するｙ１、ｚｙを見つける。そして、最後にデータテーブルから、このｙ１、ｚｙに対応するユーザＩＤを参照して、ユーザを特定する。
【００６４】
ＳＰサーバ２は、証明書の正当性確認、署名の正当性確認、失効確認が完了すると、認証が成功したものとして判断し、ＳＰサーバ２のサービス提供部２４が、ユーザ端末１に対して属性情報に基づいたサービス提供を行う（図６のステップＳ２１６、図７のステップＳ３１０）。
【００６５】
なお、上記した属性認証システムおよび同システムにおける匿名化方法の具体的な利用用途としては、医療情報の開示において、医療資格を持つ否かの確認、あるいは、公共交通機関において、公的に発行されたシルバーパス等の資格を確認する等の用途が考えられる。
【００６６】
以上、説明したように本実施形態においては、第三者に問い合わせることなく、利用者側に耐タンパデバイスが備えられていない場合であっても安全性を確保しつつ、失効確認を可能とすることができる。また、サービス提供者が個別の秘密鍵および公開鍵を生成するため、ユーザ端末から戻ってくる情報をサービス提供者ごとに異ならせることができる。そのため、失効情報が開示された時点より前の通信履歴から、利用者の行動を第三者がトレースすることを防止することができる。また、匿名性を維持しつつ、例えば、犯罪の捜査や後日、課金処理を行う場合に、特定の信頼できるエンティティがユーザを特定することができる。
【００６７】
なお、図１に示す、属性認証クライアントモジュール１０、属性認証サーバモジュール２０、属性証明書発行モジュール３０、利用者特定モジュール４０は、ユーザ端末１、ＳＰサーバ２、属性認証局サーバ３、信頼できるサーバ４のそれぞれで実行されるプログラムであり、これらプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをユーザ端末１、ＳＰサーバ２、属性認証局サーバ３、信頼できるサーバ４のそれぞれ（いずれもコンピュータシステム）に読み込ませ、実行することによって本発明の属性認証システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【００６８】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【００６９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００７０】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本実施形態においては、属性認証局サーバ３が失効確認処理を実行する形態について説明したが、属性認証局サーバ３とは別に、失効確認処理を行うサーバを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る属性認証システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る属性認証クライアントモジュールの構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る属性認証サーバモジュールの構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る属性証明書発行モジュールの構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る利用者特定モジュールの構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る属性認証システムの全体の動作シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る属性認証システムにおけるユーザ端末の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る属性認証システムの属性情報の有効期間の管理方法について説明するために引用した動作概念図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・ユーザ端末
２・・・サービス提供サーバ（ＳＰサーバ）
３・・・属性認証局サーバ
４・・・信頼できるサーバ
５・・・ネットワーク
１０・・・属性認証クライアントモジュール
１１・・・鍵生成部
１２・・・公開鍵正当性確認部
１３・・・属性証明書変形部
１４・・・送信部
１５・・・処理部
２０・・・属性認証サーバモジュール
２１・・・属性証明書検証部
２２・・・署名値検証部
２３・・・失効確認実行部
２４・・・サービス提供部
２５・・・鍵生成部
２６・・・乱数生成部
２７・・・送信部
３０・・・属性証明書発行モジュール
３１・・・署名部
３２・・・属性証明書発行部
３３・・・送信部
３４・・・ユーザ情報格納部
３５・・・データテーブル生成部
４１・・・受信部
４２・・・記憶部
４３・・・演算部
４４・・・ユーザ特定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、
前記ユーザ端末が、
２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１の鍵生成手段と、
前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第１の送信手段と、
前記サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する確認手段と、
乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する変形手段と、
前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する処理手段と、
前記変形手段において変形した属性証明書と該処理手段において算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第２の送信手段と、
を備え、
前記属性証明書発行サーバが、
前記ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う署名手段と、
前記ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する発行手段と、
を備え、
前記サービス提供サーバが、
自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第２の鍵生成手段と、
生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第３の送信手段と、
前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１の検証手段と、
前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第２の検証手段と、
失効確認を実行する失効確認実行手段と、
前記第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、前記第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行うサービス提供手段と、
を備え、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定するユーザ特定手段を備えたことを特徴とする属性認証システム。
【請求項２】
前記サービス提供サーバが、乱数ｒを生成し、この乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書ｚｙ３とをチャレンジとして送信することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項３】
前記ユーザ端末の処理手段が、前記変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出することを特徴とする請求項２に記載の属性認証システム。
【請求項４】
前記サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項５】
前記サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証することを特徴とする請求項３に記載の属性認証システム。
【請求項６】
前記サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の属性認証システム。
【請求項７】
前記属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項８】
前記信頼できるサーバが、前記サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、前記サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、前記データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、前記データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項９】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法であって、
前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップと、
前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップと、
前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップと、
前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップと、
前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップと、
前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する第８のステップと、
前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップと、
前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップと、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、
前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップと、
を備えたことを特徴とする属性認証方法。
【請求項１０】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップと、
前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップと、
前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップと、
前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップと、
前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップと、
前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する第８のステップと、
前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップと、
前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップと、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、
前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムであって、
前記ユーザ端末が、
２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１の鍵生成手段と、
前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第１の送信手段と、
前記サービス提供サーバから送信されたサービス提供者の秘密鍵と公開鍵証明書からサービス提供者の公開鍵の正当性を確認する確認手段と、
乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する変形手段と、
前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を乱数ｆにより、ｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、前記サービス提供サーバから受信したサービス提供者の公開鍵に乱数を乗じたものに対する署名値を算出する処理手段と、
前記変形手段において変形した属性証明書と該処理手段において算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第２の送信手段と、
を備え、
前記属性証明書発行サーバが、
前記ユーザ端末の生成手段が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う署名手段と、
前記ユーザ端末に対して、属性証明書として発行する発行手段と、
を備え、
前記サービス提供サーバが、
自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第２の鍵生成手段と、
生成した乱数ｒを含む情報をチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第３の送信手段と、
前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１の検証手段と、
前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第２の検証手段と、
失効確認を実行する失効確認実行手段と、
前記第１の検証手段により属性証明書の正当性が確認され、前記第２の検証手段により署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認実行手段により失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行うサービス提供手段と、
を備え、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定するユーザ特定手段を備えたことを特徴とする属性認証システム。
【請求項２】
前記サービス提供サーバが、乱数ｒを生成し、この乱数ｒと自身の公開鍵ｙ３および公開鍵ｙ３に対する公開鍵証明書ｚｙ３とをチャレンジとして送信することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項３】
前記ユーザ端末の処理手段が、前記変形手段が生成する乱数ｆによって変形された秘密鍵ｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値をｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３、ｓ２＝ｆ＊ｘ２＊ｒ＊ｙ３により算出することを特徴とする請求項２に記載の属性認証システム。
【請求項４】
前記サービス提供サーバの第１の検証手段が、ｚＰを属性発行用の公開鍵としたときに、ｅ（ｆｙ、ｚＰ）＝ｅ（ｆｚｙ、Ｐ）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、属性証明書の正当性を検証することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項５】
前記サービス提供サーバの第２の検証手段が、ｅ（ｓ１、
Ｐ）ｅ（ｓ２、 Ｐ）＝ｅ（ｆ＊ｙ、ｒ＊ｙ３）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、署名の正当性を検証することを特徴とする請求項３に記載の属性認証システム。
【請求項６】
前記サービス提供サーバの失効確認実行手段が、失効リストに掲載されているすべてのｙ１について、ｒ＊ｘ３＊ｙ１を計算するとともに、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）を演算して、該演算式が成立するかどうかにより、失効確認を実行することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の属性認証システム。
【請求項７】
前記属性証明書発行サーバが、失効リストに失効したユーザのｙ１、ｚｙを公開することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項８】
前記信頼できるサーバが、前記サービス提供サーバから変形した公開鍵証明書ｆｚｙと、ｒ＊ｙ３に対する署名値ｓ１＝ｆ＊ｘ１＊ｒ＊ｙ３と、前記サービス提供サーバ自身の秘密鍵ｘ３に乱数ｒを乗じて変形した値を受信し、前記データテーブル内のすべてのユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとに対して、受信したｆｚｙ、ｓ１、ｒｘ３を用いて、ｅ（ｚｙ、ｓ１）＝ｅ（ｆ＊ｚ＊ｙ、ｒ＊ｘ３＊ｙ１）が成立するｙ１とｚｙを検出し、前記データテーブルから、このｙ１とｚｙに対応するユーザＩＤを参照してユーザを特定することを特徴とする請求項１に記載の属性認証システム。
【請求項９】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法であって、
前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップと、
前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップと、
前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップと、
前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップと、
前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップと、
前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する第８のステップと、
前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップと、
前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップと、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、
前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップと、
を備えたことを特徴とする属性認証方法。
【請求項１０】
ユーザ端末と、属性証明書発行サーバと、サービス提供サーバと、信頼できるサーバとがネットワークを介して接続されて成る属性認証システムにおける属性認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ユーザ端末が、２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２を生成するとともに、これらの秘密鍵から公開鍵ｙ、ｙ１を生成する第１のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末が生成した公開鍵に対して、保有する署名鍵で署名を行う第２のステップと、
前記属性証明書発行サーバが、前記ユーザ端末に対して、署名用の秘密鍵をｚ、これに対応する公開鍵をｚＰ（Ｐは生成元）としたときに、｛ｙ、ｚｙＰ｝を属性証明書として発行する第３のステップと、
前記サービス提供サーバが、自身の秘密鍵ｘ３と公開鍵ｙ３（＝ｘ３＊Ｐ）を生成する第４のステップと、
前記ユーザ端末が、前記サービス提供サーバにサービスの提供要求を送信する第５のステップと、
前記サービス提供サーバが、生成した乱数ｒとｙ３、ｚｙ３とをチャレンジとして前記ユーザ端末に送信する第６のステップと、
前記ユーザ端末が、乱数ｆを生成し、該乱数ｆを用いて、前記属性証明書発行サーバが発行する属性証明書を変形する第７のステップと、
前記ユーザ端末が、前記乱数ｆにより、前記２つの秘密鍵ｘ１、ｘ２をｆｘ１、ｆｘ２に変形し、該変形したｆｘ１、ｆｘ２を用いて、ｒ＊ｙ３に対する署名値を算出する第８のステップと、
前記ユーザ端末が、変形した属性証明書と算出した署名値とを前記サービス提供サーバに送信する第９のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した属性証明書を検証する第１０のステップと、
前記サービス提供サーバが、前記ユーザ端末から受信した署名値を検証する第１１のステップと、
前記サービス提供サーバが、失効確認を実行する第１２のステップと、
前記信頼できるサーバが、前記属性証明書発行サーバから受信したユーザのＩＤ情報とユーザの公開鍵ｙ１と前記属性証明書発行サーバが前記ユーザの生成した公開鍵に対して署名した署名値ｚｙとを関連付けたデータテーブルに基づいて、ユーザを特定する第１３のステップと、
前記第１０のステップにより属性証明書の正当性が確認され、前記第１１のステップにより署名値の正当性が確認され、かつ、前記失効確認が完了したときに、前記ユーザ端末に対して、属性情報に基づいたサービスの提供を行う第１４のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−５０５２４（Ｐ２０１０−５０５２４Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１０６１４（Ｐ２００８−２１０６１４）
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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