電子署名用鍵管理装置、電子署名用鍵管理方法、電子署名用鍵管理プログラム
【課題】電子署名を付与する側でのデータの偽造、改ざんができなくなり、信頼性の高い検証が行えるようにする。
【解決手段】乱数生成部１３で乱数を生成し、秘密鍵・公開鍵対生成部１４で、この乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対を生成し、電子署名部１６で、生成した秘密鍵を使ってデジタルデータに電子署名を付与する。電子署名に使った秘密鍵は、秘密鍵破棄部１８により、１回使用した後に、直ちに廃棄する。また、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５により、ユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させて、公開鍵を管理する。これにより、たとえ電子署名の付与側であっても、電子署名に用いた秘密鍵を知ることができなくなる。
【解決手段】乱数生成部１３で乱数を生成し、秘密鍵・公開鍵対生成部１４で、この乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対を生成し、電子署名部１６で、生成した秘密鍵を使ってデジタルデータに電子署名を付与する。電子署名に使った秘密鍵は、秘密鍵破棄部１８により、１回使用した後に、直ちに廃棄する。また、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５により、ユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させて、公開鍵を管理する。これにより、たとえ電子署名の付与側であっても、電子署名に用いた秘密鍵を知ることができなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像データ、デジタル音声データ、デジタル文書データ、デジタル計測データ等、種々のデジタルデータの認証に用いることができる電子署名用鍵管理装置、電子署名用鍵管理方法、電子署名用鍵管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラにより撮影したデジタル画像データや、デジタル録音機により録音したデジタル音声データや、コンピュータを用いて作成したデジタル文書データの偽造・改ざん防止のために、電子署名を付与することが普及している。電子署名の仕組みには公開鍵暗号方式に基づくデジタル署名を用いるのが一般的である。このような公開鍵暗号方式に基づくデジタル署名については、例えば、非特許文献１の第２１０頁〜第２２０頁に記載されている。
【０００３】
デジタル署名に用いる公開鍵暗号には、ＲＳＡ（Rivest, Shamir, Adleman）方式のものが用いられることが多い。ＲＳＡでは、暗号鍵と復号鍵とが異なっている。デジタル署名では、暗号鍵を秘密鍵とし、復号鍵を公開鍵とし、データを秘密鍵で暗号化して電子署名を作成する。そして、公開鍵を使って電子署名から得られるデータを求めることで検証が行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】書籍「暗号技術入門」、結城浩著、ソフトバンククリエイティブ株式会社、ＩＳＢＮ４−７９７３−２２９７−７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子署名の特徴の一つは、秘密鍵を知らない者は偽造・改ざんができないことである。このことは、逆に言えば、秘密鍵を知る者は偽造・改ざんが可能であるということになる。秘密鍵を知る者がデジタルデータの偽造や改ざんを行えると言うことは、以下に述べる様な場合に問題となる。
【０００６】
例えば、企業が顧客との通話内容を録音している場合を考える。録音データが偽造・改ざんされていないことを証明するために、録音データに電子署名を付与しているものとする。録音データに電子署名を付与していれば、将来、顧客が電話によりなされた合意について異議を唱えた場合には、録音データを参照することにより異議の是非が判断できると期待される。
【０００７】
ところが、録音装置は企業側に置かれることが一般的なため、録音装置に内蔵された電子署名用秘密鍵については、企業側が管理しており、企業側は秘密鍵を知っていると考えられる。秘密鍵を知っている企業側は、録音データの偽造、改ざんが可能である。このように、秘密鍵を知っている企業側が録音データの偽造、改ざんが行えるとすると、電子署名による検証の信頼性が疑わしく、顧客からの異議が不当に処理されてしまう可能性がある。
【０００８】
上述の課題を鑑み、本発明は、電子署名を付与する側の利用者によるデータの偽造、改ざんができなくなり、信頼性の高い検証が行える電子署名用鍵管理装置、電子署名用鍵管理方法、電子署名用鍵管理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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明に係る電子署名用鍵管理装置は、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得部と、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成部と、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成部と、乱数生成部が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成部と、秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成部と、秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名部と、デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤと電子署名部が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与部と、電子署名部が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄部とからなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電子署名用鍵管理方法は、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得工程と、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成工程と、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成工程と、乱数生成工程が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成工程と、秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成工程と、秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名工程と、デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤと電子署名工程が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与工程と、電子署名工程が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電子署名用鍵管理プログラムは、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得ステップと、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成ステップと、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成ステップと、乱数生成ステップが生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成ステップと、秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した公開鍵とユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成ステップと、秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名ステップと、デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤと電子署名ステップが付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与ステップと、電子署名ステップが使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、秘密鍵が電子署名付与のために１回使用された後には、その秘密鍵はシステム外部に露出させること無く直ちに廃棄され、たとえ電子署名を付与した側であっても秘密鍵を知ることができない。これにより、電子署名を付与した側による偽造・改ざんができなくなり、電子署名の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】ユニークＩＤと公開鍵とを対にして保存する場合の保存形態の一例の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図５】温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いた乱数生成器の一例のブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図８】電子署名の検証を行う際の一連の動作を示すフローチャートである。
【図９】デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１１】電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】電子署名用鍵管理装置付き録音装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１４】デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１６】デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】電子署名用鍵管理装置付き計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図であり、図２はその動作を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部１１と、ユニークＩＤ生成部１２と、乱数生成部１３と、秘密鍵・公開鍵対生成部１４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５と、電子署名部１６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７と、秘密鍵破棄部１８とからなる。
【００１６】
デジタルデータ取得部１１は、電子署名の対象となるデジタルデータを取得する。ユニークＩＤ生成部１２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部１３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部１４は、乱数生成部１３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４が生成した公開鍵と、ユニークＩＤ生成部１２が生成したユニークＩＤとの対を生成して保存する。電子署名部１６は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４が生成した秘密鍵を使って、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部１７は、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部１２が生成したユニークＩＤと電子署名部１６が付与した電子署名を紐付ける。秘密鍵破棄部１８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部１６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００１７】
このように、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムでは、秘密鍵・公開鍵対生成部１４で、乱数生成部１３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部１６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部１４で生成した秘密鍵を使って、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部１８により、電子署名の付与のための秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。これにより、たとえ電子署名の付与側であっても、電子署名に用いた秘密鍵を知ることができなくなり、電子署名の付与側の利用者による偽造や改ざんを防止できる。秘密鍵は電子署名付与時のみ必要であり、電子署名検証時には公開鍵だけがあれば足りるので、秘密鍵を廃棄しても電子署名の検証には影響しない。また、ユニークＩＤ生成部１２でユニークＩＤが生成され、生成されたユニークＩＤは、電子署名付与対象であるデジタルデータに紐付けられる。このユニークＩＤによりコンテンツとなるデジタルデータが識別される。そして、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５により、このユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させて、公開鍵が管理される。
【００１８】
次に、本発明に係る電子署名用鍵管理システムの動作の基本構成の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
図２において、先ず、デジタルデータ取得部１１は、電子署名を付与する対象となるデジタルデータを取得する（ステップＳ１０１）。
【００２０】
次に、ユニークＩＤ生成部１２は、ユニークＩＤを生成する（ステップＳ１０２）。生成されたユニークＩＤは、電子署名付与対象であるデジタルデータに紐付けられ、デジタルデータを識別するために用いられる。このユニークＩＤは、本発明に係る電子署名用鍵管理システムが複数あった場合にも、それらの中で同一のＩＤが重複せず、また同一システムが生成する全てのユニークＩＤは、過去と将来を含めて重複しないよう生成する必要がある。
【００２１】
このような性質を有するユニークＩＤは、例えばシステム固有の識別番号と時間情報を含めることで実現できる。システム固有の識別番号としては、例えばＰＣ（Personal Computer）であればＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）アドレスやネットワークインタフェースのＭＡＣ（Media Access Control address）アドレスを用いることができる。ユニークＩＤには乱数を含めることも可能であり、ユニークＩＤに乱数を含めることはＩＤが重複しないようにするのに役立つ。例えば同一システムで短い時間内に連続して処理をする場合は、システム固有の識別番号と時間情報だけでは区別できないため、乱数の使用が役に立つ。乱数と同じ目的のため、デジタルデータのハッシュ値をユニークＩＤに含めることも可能である。乱数とハッシュ値の両方をユニークＩＤに含めることも可能である。
【００２２】
次に、乱数生成部１３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する（ステップＳ１０３）。本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは秘密鍵は誰にも知られることがないように、生成される秘密鍵を誰も予測できないようにするために、乱数を用いて秘密鍵を生成している。乱数の作り方は無作為性と予測不可能性を持つ既存の方法を用いる。無作為性と予測不可能性を持つ乱数については、例えば非特許文献１（「暗号技術入門」，結城浩著）の第２９９頁に記載されている。また、非特許文献１の第３０８頁には、例えば一方向ハッシュ関数（例えばＳＨＡ−１）を使って乱数を生成する方法が記載されている。
【００２３】
次に、秘密鍵・公開鍵対生成部１４は、乱数生成部１３により生成した乱数を用いて秘密鍵・公開鍵を生成する（ステップＳ１０４）。秘密鍵・公開鍵の生成方法は、既存の方法を用いることができる。例えばＲＳＡ方式の秘密鍵・公開鍵を生成する方法は、例えば非特許文献１の第１２７頁〜第１３０頁に記載されている。この方法の中の大きな素数を２つ用意する部分での具体的な素数の生成方法としては、例えば、『調査報告書「素数生成アルゴリズムの調査・開発調査報告書」情報処理振興事業協会セキュリティセンター，平成１５年２月』の第１７頁〜第２２頁に記載の方法があり、その中でランダムに数を選ぶ際に乱数生成部にて生成された乱数を用いる。秘密鍵が存在する期間を短くするためにデジタルデータ取得後に秘密鍵・公開鍵を生成する方が良いが、秘密鍵・公開鍵の生成には一般的なＰＣでは数秒を要するので、デジタルデータ取得前に予め生成しておく方法も選択可能である。この場合は秘密鍵と公開鍵を生成した後にデジタルデータ取得を待つことになる。
【００２４】
次に、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、ユニークＩＤ生成部１２により生成されたユニークＩＤと、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成された公開鍵との対を生成して保存する（ステップＳ１０５）。図３は、ユニークＩＤと公開鍵とを対にして保存する場合の保存形態の一例を示すものである。図３では、「１」から始まる通番であるシリアルナンバーと、ユニークＩＤと公開鍵の対と、それらが保存された時刻を保存するように構成している。図３における保存時刻は、悪意を持つ者が保存データの末尾以外に偽データを挿入する攻撃の抑制になり、シリアルナンバーも同じ働きをする。このため、この例では、保存時刻とシリアルナンバーを設けているが、この保存時刻とシリアルナンバーは、無くても良い。
【００２５】
ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、本発明に係る電子署名用鍵管理システムのみがユニークＩＤと公開鍵の対を生成して保存先でき、外部の他のシステムからは保存ができないように構成する必要がある。そのためには、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５におけるユニークＩＤと公開鍵との対の保存先となる記憶素子は、電子署名用鍵管理システムから物理的に取り外すことができないように構成すれば良い。また、電子署名用鍵管理システムの筐体に封印をして、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５のユニークＩＤと公開鍵の対の保存先の記憶素子に物理的にアクセスできないように構成するようにしても良い。
【００２６】
次に、電子署名部１６は、デジタルデータ取得部１１により取得したデジタルデータに対し、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成した秘密鍵を用いて電子署名を生成する（ステップＳ１０６）。電子署名の生成方法は一般的に知られている方法、例えば、ＲＳＡによる署名の生成には、非特許文献１の第２２８頁〜２３０頁に記載されている方法を用いることができる。
【００２７】
次に、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７は、デジタルデータ取得部１１により取得したデジタルデータに対し、ユニークＩＤ生成部１２により生成したユニークＩＤと電子署名部１６により生成した電子署名を付与する（ステップＳ１０７）。ユニークＩＤ・電子署名付与部１７での電子署名の付与方法は、一般的に電子署名の付与方法として知られている方法を用いることができる。例えばデジタルデータがテキストデータであれば、テキストデータの末尾にユニークＩＤと電子署名をテキストとして追加する方法がある。例えばデジタルデータがＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）画像データであれば、データのヘッダ部分にユニークＩＤと電子署名を納める方法がある。例えばデジタルデータが電子メールであれば、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルを電子メールの添付ファイルにする方法がある。例えば、デジタルデータの形式によらず使用可能な方法としては、デジタルデータファイルと、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルとをアーカイブソフトで一つのファイルに合体させる方法がある。同じくデジタルデータの形式によらず使用可能な方法として、デジタルデータファイルと、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルとをユニークＩＤ毎に作成した一つのディレクトリに保存しておく方法がある。
【００２８】
次に、秘密鍵破棄部１８は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成した秘密鍵を破棄する（ステップＳ１０８）。秘密鍵の破棄は、システム内の記憶素子（主記憶メモリ、キャッシュメモリ、固定ディスク装置等）に秘密鍵が残らないように、かつ速やかに行うことが望ましい。
【００２９】
このように、本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは、秘密鍵は、電子署名付与のために１回使用した後は外部に露出させること無く直ちに廃棄され、たとえ電子署名の付与側の利用者であっても秘密鍵を知ることができないようになる。これにより電子署名の付与側の利用者が偽造・改ざんをしていない（できない）ことが証明可能となる。秘密鍵は電子署名付与時のみ必要であり、電子署名検証時には公開鍵だけがあれば足りるので、秘密鍵を廃棄しても電子署名の検証には影響しない。
【００３０】
また、通常、電子署名の検証に用いる公開鍵は、電子署名を付与した者あるいはコンピュータと一対一に対応した公開鍵である。これに対して、本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは、公開鍵は乱数を用いて生成しており、電子署名を付与したデジタルコンテンツ毎に公開鍵が存在する。そこで、デジタルコンテンツを一意に指し示すユニークＩＤを導入し、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５で、ユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させ、ユニークＩＤを用いて公開鍵を管理できるようにしている。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【００３２】
図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部２１と、ユニークＩＤ生成部２２と、乱数生成部２３と、秘密鍵・公開鍵対生成部２４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５と、電子署名部２６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７と、秘密鍵破棄２８と、温度計測部２９とからなる。デジタルデータ取得部２１、ユニークＩＤ生成部２２、乱数生成部２３、秘密鍵・公開鍵対生成部２４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５、電子署名部２６、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７、秘密鍵破棄２８は、第１の実施形態におけるデジタルデータ取得部１１、ユニークＩＤ生成部１２、乱数生成部１３、秘密鍵・公開鍵対生成部１４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５、電子署名部１６、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７、秘密鍵破棄部１８と同様である。本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムでは、更に、温度計測部２９が設けられ、温度計測部２９は、周囲温度を計測している。この温度計測部２９で計測された温度値は、乱数生成部２３で乱数を生成する際に、乱数生成部２３の内部状態を変更し、乱数の不規則性を増加させるために用いられる。
【００３３】
このように、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、温度計測部２９が追加されており、温度計測部２９は、計測された温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いられる。これにより、乱数に再現不可能性を持たせることが可能となり、攻撃に対しより頑健とすることができる。乱数の再現不可能性ついては、非特許文献１の第２９９頁に記載されている。
【００３４】
図５は、温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いた乱数生成器の一例を示すものである。この乱数生成器の基本構成は、非特許文献１の第３０８頁に疑似乱数生成器として記載されている。図５に示す乱数生成器の構成は、このような疑似乱数生成器における内部状態を「１」増加させる部分を、絶対温度値増加部９４に変更したものである。
【００３５】
図５において、初期値設定部９１は、疑似乱数の種を使って初期値を生成し、内部状態を示すカウンタ９２を初期化する。一方向ハッシュ関数部９３は、カウンタ９２のハッシュ値（例えばＳＨＡ−１）を取得する。絶対温度値増加部９４は、温度計測部２９で計測された温度値を、カウンタ９２に加える。このように、疑似乱数の種を使って初期値を生成し、内部状態生成部のカウンタ９２を初期化し、カウンタ９２のハッシュ値を取得して、乱数を生成すると共に、温度計測部２９で計測された温度値をカウンタ９２に加える処理を繰り返し、一方向ハッシュ関数部９３の出力から乱数値９５を出力させる。
【００３６】
なお、図５の構成において、内部状態を示すカウンタ９２の値は整数である。このため、絶対温度値増加部９４で内部状態を示すカウンタ９２の値に絶対温度値を加算する際には、小数点位置を温度値の最右端に移動させ、温度値が整数となるようにする処理が行われる。
【００３７】
図５の構成では、絶対温度値増加部９４で加算される温度値の変化は自然現象である上、温度測定器の固有の癖・経年変化による変動も加わる。このため、絶対温度値は、予測再現が不可能な値となり、乱数の再現不可能性に貢献する。
【００３８】
なお、図５の構成では、内部状態を示すカウンタ９２に加算させる温度値として絶対温度を用いている。その理由は、絶対温度は、「０」の値を取らないからである。例えば摂氏温度では０度になる場合があり、その場合が連続して長く続くと乱数として同じ値を生成し続けるため望ましくない。同じ理由で華氏温度の利用も望ましくない。
【００３９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態を示すものである。
【００４０】
図６に示すように、本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部３１と、ユニークＩＤ生成部３２と、乱数生成部３３と、秘密鍵・公開鍵対生成部３４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部３５と、電子署名部３６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部３７と、秘密鍵破棄３８と、時刻計測部３９とからなる。デジタルデータ取得部３１、ユニークＩＤ生成部３２、乱数生成部３３、秘密鍵・公開鍵対生成部３４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部３５、電子署名部３６、ユニークＩＤ・電子署名付与部３７、秘密鍵破棄３８は、第２の実施形態におけるデジタルデータ取得部２１、ユニークＩＤ生成部２２、乱数生成部２３、秘密鍵・公開鍵対生成部２４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５、電子署名部２６、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７、秘密鍵破棄２８と同様である。時刻計測部３９は、現在時刻を計測している。この時刻計測部３９で計測された時刻は、第２の実施形態における温度計測部２９と同様に、乱数生成部３３で乱数を生成する際に、乱数生成部３３の内部状態変更のために用いられる。
【００４１】
このように、本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、時刻計測部３９が追加されており、時刻計測部３９は、乱数生成部の内部状態を変更し、乱数の不規則性を増加させるために用いられる。これにより、乱数に再現不可能性を持たせることが可能となり、攻撃に対してより頑健とすることができる。
【００４２】
本発明の第３の実施形態における乱数生成器としては、前述の第２の実施形態と同様に、非特許文献１の第３０８頁に疑似乱数生成器として記載されているものが用いられる。すなわち、本発明の第３の実施形態における乱数生成器は、図５に示したような構成の乱数生成器において、絶対温度で内部状態を変更させるような絶対温度値増加部９４を、時刻値で内部状態を変更させるような時刻値増加部に変更することにより実現できる。また、乱数の再現不可能性を実現するため、時刻値は年／月／日／時／秒を含み、秒は小数点以下の桁数をなるべく多く計測する方が望ましい。年／月／日／時／秒を含む形態は、それらの値（２０１０，０８，１２，１５，３０等）を並べる構成でも良いし、ある決めた時刻，例えば２０００年１月１日０時０分０秒からの秒数で表す構成でも良い。
【００４３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る電子署名システムの構成を示すものである。
【００４４】
図７に示すように、本発明の第４の実施形態に係る電子署名システムは、デジタルデータ取得部４１と、ユニークＩＤ生成部４２と、乱数生成部４３と、秘密鍵・公開鍵対生成部４４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５と、電子署名部４６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部４７と、秘密鍵破棄４８とからなる。デジタルデータ取得部４１、ユニークＩＤ生成部４２、乱数生成部４３、秘密鍵・公開鍵対生成部４４、電子署名部４６、ユニークＩＤ・電子署名付与部４７、秘密鍵破棄４８は、第１の実施形態におけるデジタルデータ取得部１１、ユニークＩＤ生成部１２、乱数生成部１３、秘密鍵・公開鍵対生成部１４、電子署名部１６、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７、秘密鍵破棄部１８と同様である。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５は、秘密鍵・公開鍵対生成部４４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部４２が生成したユニークＩＤとの対を生成し、この公開鍵とユニークＩＤとの対を外部へ送信する。
【００４５】
前述の第１の実施形態から第３の実施形態は、公開鍵とユニークＩＤとの対を生成し、これをユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５、２５、３５に保存している。これに対して、この第４の実施形態は、ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５により、このユニークＩＤと公開鍵との対を、通信路４９を使用して外部へ送信するようにしている。送信されたユニークＩＤと公開鍵との対は、外部記録装置５０に保存される。
【００４６】
このような構成では、通信路４９として、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健なものを用いる必要がある。盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、専用線を使った構成とする方法がある。また、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、インターネット網上でＳＳＬ（Secure Sockets Layer）通信（非特許文献１の第３４６頁〜３６６頁に記載）を使って構成する方法がある。また、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、通信路４９を携帯電話網上でＳＳＬ通信を使って構成する方法がある。これら複数の方法のうち、いずれを使っても良い。
【００４７】
外部記録装置５０は、ユニークＩＤと公開鍵の対を保存するためのものである。外部記録装置５０は、ユニークＩＤを指定して問い合わせがあった場合に、ユニークＩＤと対となっている公開鍵を返す働きをする。この公開鍵は、ユニークＩＤに紐付けられたデジタルデータの電子署名を検証するのに用いられる。
【００４８】
図８は、利用者が外部記録装置５０に公開鍵の問い合わせを行い、電子署名の検証を行う際の一連の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
図８において、利用者は、先ずデジタルデータと付随するユニークＩＤと電子署名とを取得する（ステップＳ２０１）。ユニークＩＤと電子署名は、図７におけるユニークＩＤ・電子署名付与部４７から得られる。
【００５０】
次に、利用者は、取得したユニークＩＤを手がかりに外部記録装置５０に公開鍵を問い合わせる（ステップＳ２０２）。そして、利用者は公開鍵が得られたかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、外部記録装置５０から公開鍵が無いとの回答であれば、利用者は、取得したデジタルデータは正真でないとして、処理を終了する（ステップＳ２０４）。
【００５１】
取得したユニークＩＤに対応する公開鍵を得られた場合は、利用者は、外部記録装置５０から得られた公開鍵を使って、デジタルデータと電子署名との検証を行う（ステップＳ２０５）。そして、利用者は、正しく検証できたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００５２】
ここで、正しく検証できれば、利用者は、このデジタルデータは正真のものであるとして、処理を終了する（ステップＳ２０７）。ここで、正しく検証できなければ、利用者は、取得したデジタルデータは正真でないとして、処理を終了する（ステップＳ２０４）
【００５３】
なお、外部記録装置５０は、誰でも公開鍵の問い合わせを行えるよう構成することが望まれる。また、ユニークＩＤと公開鍵との対の外部記録装置５０への書き込みは、予め許可された電子署名用鍵管理システムからのみ可能なように構成することが望まれる。これはユニークＩＤと公開鍵との対の偽造を防止するためである。本発明に係る電子署名用鍵管理システムは、ユニークＩＤの生成過程で述べたように、固有の識別番号を持つように構成されている。このため、その識別番号を用いることにより、予め許可されたシステムか否かを判別して、ユニークＩＤと公開鍵の対の外部記録装置５０への書き込みを許可するように構成できる。また、外部記録装置５０内でのユニークＩＤ及び公開鍵の保存形態は、図３に示したものと同様のものを用いることができる。
【００５４】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル画像データの認証に用いた例＞
次に、本発明に係る電子署名用鍵管理システムの具体的な使用例について説明する。先ず、本発明に係る電子署名用鍵管理システムをデジタル画像データの認証に用いる例について説明する。
【００５５】
図９は、デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。図９に示すように、デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル画像データ取得部５１と、ユニークＩＤ生成部５２と、乱数生成部５３と、秘密鍵・公開鍵対生成部５４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部５５と、電子署名部５６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部５７と、秘密鍵破棄部５８とからなる。デジタル画像データ取得部５１は、カメラ装置またはスキャナ装置内の受光データをデジタル化するモジュールである。図９に示す構成は、図１に示した第１の実施形態と基本的に同様である。
【００５６】
このように、デジタル画像データの認証を行う場合には、デジタル画像データ取得部５１により、カメラ装置またはスキャナ装置内の受光データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部５４で、乱数生成部５３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部５６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部５１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部５８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００５７】
＜電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置＞
図１０は、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００の一例を示すものである。図１０に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００としたものである。
【００５８】
図１０において、レンズ１０１を通って入力された光はＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の光電変換部１０２にて電気信号に変換され、続くアナログデジタル変換部１０３にてデジタルデータに変換される。光電変換部１０２とアナログデジタル変換部１０３とにより、デジタル画像データ取得部１５１が構成される。
【００５９】
ユニークＩＤ生成部１５２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部１５３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部１５４は、乱数生成部１５３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部１５５は、秘密鍵・公開鍵対生成部１５４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部１５２が生成したユニークＩＤの対を生成して、外部記録装置１６０に送信する。この外部記録装置１６０への送信経路は、Ｂｌｏｏｔｏｏｔｈ（登録商標）規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ規格等の無線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置１６０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００６０】
電子署名部１５６は、秘密鍵・公開鍵対生成部１５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部１５１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部１５７は、デジタル画像データ取得部１５１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部１５２が生成したユニークＩＤと電子署名部１５６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部１５７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００に内蔵されたメモリやメモリカード等の記憶素子１６１に保存される。秘密鍵破棄部１５８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部１５６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００６１】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００により、デジタル画像データ取得部１５１で取得した画像データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部１５８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００６２】
＜電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置＞
図１１は、電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００の一例を示すものである。図１１に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００としたものである。
【００６３】
図１１において、レンズ２０１を通って入力された光はＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換部２０２にて電気信号に変換され、続くアナログデジタル変換部２０３にてデジタルデータに変換される。光電変換部２０２とアナログデジタル変換部２０３とにより、デジタル画像データ取得部２５１が構成される。
【００６４】
ユニークＩＤ生成部２５２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部２５３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部２５４は、乱数生成部２５３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部２５５は、秘密鍵・公開鍵対生成部２５４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部２５２が生成したユニークＩＤの対を生成して、外部記録装置２６０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置２６０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００６５】
電子署名部２５６は、秘密鍵・公開鍵対生成部２５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部２５１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部２５７は、デジタル画像データ取得部２５１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部２５２が生成したユニークＩＤと電子署名部２５６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部２５７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）を用いて、外部コンピュータ２６１に送信される。秘密鍵破棄部２５８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部２５６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００６６】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００により、デジタル画像データ取得部２５１で取得した画像データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部２５８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００６７】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル音声データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル音声データの認証に用いる例について説明する。図１２は、デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００６８】
図１２に示すように、デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル音声データ取得部６１と、ユニークＩＤ生成部６２と、乱数生成部６３と、秘密鍵・公開鍵対生成部６４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部６５と、電子署名部６６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部６７と、秘密鍵破棄部６８とからなる。デジタル音声データ取得部６１は、録音装置内の入力音声データをデジタル化するモジュールである。
【００６９】
このように、デジタル音声データの認証を行う場合には、デジタル音声データ取得部６１により、音声データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部６４で、乱数生成部６３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部６６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部６４が生成した秘密鍵を使って、デジタル音声データ取得部６１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部６８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００７０】
＜電子署名用鍵管理装置付き録音装置＞
図１３は、電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００の一例を示すものである。図１３に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００としたものである。
【００７１】
図１３において、マイクロホン３０１により入力された音声はアナログデジタル変換部３０２にてデジタルデータに変換される。マイクロホン３０１とアナログデジタル変換部３０２により、デジタル音声データ取得部３６１が構成される。
【００７２】
ユニークＩＤ生成部３６２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部３６３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部３６４は、乱数生成部３６３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部３６５は、秘密鍵・公開鍵対生成部３６４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部３６２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置３７０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置３７０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００７３】
電子署名部３６６は、秘密鍵・公開鍵対生成部３６４が生成した秘密鍵を使って、デジタル音声データ取得部３６１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部３６７は、デジタル音声データ取得部３６１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部３６２が生成したユニークＩＤと電子署名部３６６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部３６７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、記憶素子３７１に保存される。秘密鍵破棄部３６８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部３６６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００７４】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００により、デジタル音声データ取得部３６１で取得した音声データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部３６８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００７５】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル文書データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル文書データの認証に用いる例について説明する。図１４は、デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００７６】
図１４に示すように、デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル文書データ取得部７１と、ユニークＩＤ生成部７２と、乱数生成部７３と、秘密鍵・公開鍵対生成部７４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部７５と、電子署名部７６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部７７と、秘密鍵破棄部７８とからなる。デジタル文書データ取得部７１は、文書作成装置内の文書入力モジュールである。
【００７７】
このように、デジタル文書データの認証を行う場合には、デジタル文書データ取得部７１により、デジタル文書データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部７４で、乱数生成部７３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部７６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部７４が生成した秘密鍵を使って、デジタル文書データ取得部７１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部７８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００７８】
＜電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置＞
図１５は、電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００の一例を示すものである。図１５に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００としたものである。
【００７９】
図１５において、キーボード４０１により入力された文字コードはデータ整形部４０２にてデジタル文書データとして整形される。データ整形部４０２は、コンピュータにインストールされたワードプロセッサーソフトウェアやエディターソフトウェアによって構成される。キーボード４０１とデータ整形部４０２とにより、デジタル文書データ取得部４７１が構成される。
【００８０】
ユニークＩＤ生成部４７２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部４７３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部４７４は、乱数生成部４７３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４７５は、秘密鍵・公開鍵対生成部４７４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部４７２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置４８０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置４８０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤとの対を保存する。
【００８１】
電子署名部４７６は、秘密鍵・公開鍵対生成部４７４が生成した秘密鍵を使って、デジタル文書データ取得部４７１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部４７７は、デジタル文書データ取得部４７１が取得したデジタル文書データに、ユニークＩＤ生成部４７２が生成したユニークＩＤと電子署名部４７６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部４７７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル文書データは、装置に内蔵されたメモリや固定ディスク装置等の記憶素子４８１に保存される。秘密鍵破棄部４７８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部４７６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００８２】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００により、デジタル文書データ取得部４７１で取得した文書データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部４７８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００８３】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル計測データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル計測データの認証に用いる例について説明する。図１６は、デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００８４】
図１６に示すように、デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル計測データ取得部８１と、ユニークＩＤ生成部８２と、乱数生成部８３と、秘密鍵・公開鍵対生成部８４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部８５と、電子署名部８６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部８７と、秘密鍵破棄部８８とからなる。デジタル計測データ取得部８１は、デジタル計測データの入力モジュールである。
【００８５】
このように、デジタル計測データの認証を行う場合には、デジタル計測データ取得部８１により、デジタル計測データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部８４で、乱数生成部８３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部８６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部８４が生成した秘密鍵を使って、デジタル計測データ取得部８１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部８８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００８６】
＜電子署名用鍵管理装置付き計測装置＞
図１７は、電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００の一例を示すものである。図１７に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００としたものである。
【００８７】
図１７において、計測センサ５０１により入力された信号はアナログデジタル変換部５０２にてデジタル信号の計測データに変換される。計測センサ５０１は物理量を計測して電子信号に変換するセンサであり、例えば温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、心電（図）センサ、レントゲン撮像装置などである。計測センサ５０１とアナログデジタル変換部５０２により、デジタル計測データ取得部５８１が構成される。
【００８８】
ユニークＩＤ生成部５８２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部５８３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部５８４は、乱数生成部５８３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部５８５は、秘密鍵・公開鍵対生成部５８４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部５８２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置５９０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置５９０は送られてきた公開鍵とユニークＩＤとの対を保存する。
【００８９】
電子署名部５８６は、秘密鍵・公開鍵対生成部５８４が生成した秘密鍵を使って、デジタル計測データ取得部５８１が取得した計測データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部５８７は、デジタル計測データ取得部５８１が取得した計測データに、ユニークＩＤ生成部５８２が生成したユニークＩＤと電子署名部５８６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部５８７にてユニークＩＤと電子署名とが付与された計測データは、装置に内蔵されたメモリや固定ディスク装置等の記憶素子５９１に保存される。秘密鍵破棄部５８８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部５８６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００９０】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００により、デジタル計測データ取得部５８１で取得した計測データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部５８８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００９１】
＜変形例、応用例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の説明では、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成しており、この乱数を不規則性を増加させるために、第２の実施形態では温度計測値を用い、第３の実施形態では、時刻計測値を用いることについて説明したが、その他、イーサネット（登録商標）のパケット間隔（単位ピコ秒）の計測値や、太陽放射線（赤外線，可視光線，紫外線，エックス線等）強度の計測値や、キー入力間隔（単位ピコ秒）の計測値や、無線電波強度計測値を使用しても良い。
【符号の説明】
【００９２】
１１，２１，３１，４１：デジタルデータ取得部
１２，２２，３２，４２：ユニークＩＤ生成部
１３，２３，３３，４３：乱数生成部
１４，２４，３４，４４：秘密鍵・公開鍵対生成部
１５，２５，３５：ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部
１６，２６，３６，４６，５６：電子署名部
１７，２７，３７，４７，５７：ユニークＩＤ・電子署名付与部
１８，２８，３８，４８，５８：秘密鍵破棄部
４５：ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部
４９：通信路
５０：外部記録装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像データ、デジタル音声データ、デジタル文書データ、デジタル計測データ等、種々のデジタルデータの認証に用いることができる電子署名用鍵管理装置、電子署名用鍵管理方法、電子署名用鍵管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラにより撮影したデジタル画像データや、デジタル録音機により録音したデジタル音声データや、コンピュータを用いて作成したデジタル文書データの偽造・改ざん防止のために、電子署名を付与することが普及している。電子署名の仕組みには公開鍵暗号方式に基づくデジタル署名を用いるのが一般的である。このような公開鍵暗号方式に基づくデジタル署名については、例えば、非特許文献１の第２１０頁〜第２２０頁に記載されている。
【０００３】
デジタル署名に用いる公開鍵暗号には、ＲＳＡ（Rivest, Shamir, Adleman）方式のものが用いられることが多い。ＲＳＡでは、暗号鍵と復号鍵とが異なっている。デジタル署名では、暗号鍵を秘密鍵とし、復号鍵を公開鍵とし、データを秘密鍵で暗号化して電子署名を作成する。そして、公開鍵を使って電子署名から得られるデータを求めることで検証が行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】書籍「暗号技術入門」、結城浩著、ソフトバンククリエイティブ株式会社、ＩＳＢＮ４−７９７３−２２９７−７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子署名の特徴の一つは、秘密鍵を知らない者は偽造・改ざんができないことである。このことは、逆に言えば、秘密鍵を知る者は偽造・改ざんが可能であるということになる。秘密鍵を知る者がデジタルデータの偽造や改ざんを行えると言うことは、以下に述べる様な場合に問題となる。
【０００６】
例えば、企業が顧客との通話内容を録音している場合を考える。録音データが偽造・改ざんされていないことを証明するために、録音データに電子署名を付与しているものとする。録音データに電子署名を付与していれば、将来、顧客が電話によりなされた合意について異議を唱えた場合には、録音データを参照することにより異議の是非が判断できると期待される。
【０００７】
ところが、録音装置は企業側に置かれることが一般的なため、録音装置に内蔵された電子署名用秘密鍵については、企業側が管理しており、企業側は秘密鍵を知っていると考えられる。秘密鍵を知っている企業側は、録音データの偽造、改ざんが可能である。このように、秘密鍵を知っている企業側が録音データの偽造、改ざんが行えるとすると、電子署名による検証の信頼性が疑わしく、顧客からの異議が不当に処理されてしまう可能性がある。
【０００８】
上述の課題を鑑み、本発明は、電子署名を付与する側の利用者によるデータの偽造、改ざんができなくなり、信頼性の高い検証が行える電子署名用鍵管理装置、電子署名用鍵管理方法、電子署名用鍵管理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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明に係る電子署名用鍵管理装置は、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得部と、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成部と、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成部と、乱数生成部が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成部と、秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成部と、秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名部と、デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤと電子署名部が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与部と、電子署名部が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄部とからなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電子署名用鍵管理方法は、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得工程と、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成工程と、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成工程と、乱数生成工程が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成工程と、秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成工程と、秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名工程と、デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤと電子署名工程が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与工程と、電子署名工程が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電子署名用鍵管理プログラムは、デジタルデータを取得するデジタルデータ取得ステップと、唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成ステップと、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成ステップと、乱数生成ステップが生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成ステップと、秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した公開鍵とユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成ステップと、秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した秘密鍵を使ってデジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名ステップと、デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤと電子署名ステップが付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与ステップと、電子署名ステップが使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、秘密鍵が電子署名付与のために１回使用された後には、その秘密鍵はシステム外部に露出させること無く直ちに廃棄され、たとえ電子署名を付与した側であっても秘密鍵を知ることができない。これにより、電子署名を付与した側による偽造・改ざんができなくなり、電子署名の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】ユニークＩＤと公開鍵とを対にして保存する場合の保存形態の一例の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図５】温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いた乱数生成器の一例のブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【図８】電子署名の検証を行う際の一連の動作を示すフローチャートである。
【図９】デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１１】電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】電子署名用鍵管理装置付き録音装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１４】デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１６】デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】電子署名用鍵管理装置付き計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図であり、図２はその動作を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部１１と、ユニークＩＤ生成部１２と、乱数生成部１３と、秘密鍵・公開鍵対生成部１４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５と、電子署名部１６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７と、秘密鍵破棄部１８とからなる。
【００１６】
デジタルデータ取得部１１は、電子署名の対象となるデジタルデータを取得する。ユニークＩＤ生成部１２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部１３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部１４は、乱数生成部１３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４が生成した公開鍵と、ユニークＩＤ生成部１２が生成したユニークＩＤとの対を生成して保存する。電子署名部１６は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４が生成した秘密鍵を使って、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部１７は、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部１２が生成したユニークＩＤと電子署名部１６が付与した電子署名を紐付ける。秘密鍵破棄部１８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部１６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００１７】
このように、本発明の第１の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムでは、秘密鍵・公開鍵対生成部１４で、乱数生成部１３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部１６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部１４で生成した秘密鍵を使って、デジタルデータ取得部１１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部１８により、電子署名の付与のための秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。これにより、たとえ電子署名の付与側であっても、電子署名に用いた秘密鍵を知ることができなくなり、電子署名の付与側の利用者による偽造や改ざんを防止できる。秘密鍵は電子署名付与時のみ必要であり、電子署名検証時には公開鍵だけがあれば足りるので、秘密鍵を廃棄しても電子署名の検証には影響しない。また、ユニークＩＤ生成部１２でユニークＩＤが生成され、生成されたユニークＩＤは、電子署名付与対象であるデジタルデータに紐付けられる。このユニークＩＤによりコンテンツとなるデジタルデータが識別される。そして、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５により、このユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させて、公開鍵が管理される。
【００１８】
次に、本発明に係る電子署名用鍵管理システムの動作の基本構成の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
図２において、先ず、デジタルデータ取得部１１は、電子署名を付与する対象となるデジタルデータを取得する（ステップＳ１０１）。
【００２０】
次に、ユニークＩＤ生成部１２は、ユニークＩＤを生成する（ステップＳ１０２）。生成されたユニークＩＤは、電子署名付与対象であるデジタルデータに紐付けられ、デジタルデータを識別するために用いられる。このユニークＩＤは、本発明に係る電子署名用鍵管理システムが複数あった場合にも、それらの中で同一のＩＤが重複せず、また同一システムが生成する全てのユニークＩＤは、過去と将来を含めて重複しないよう生成する必要がある。
【００２１】
このような性質を有するユニークＩＤは、例えばシステム固有の識別番号と時間情報を含めることで実現できる。システム固有の識別番号としては、例えばＰＣ（Personal Computer）であればＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）アドレスやネットワークインタフェースのＭＡＣ（Media Access Control address）アドレスを用いることができる。ユニークＩＤには乱数を含めることも可能であり、ユニークＩＤに乱数を含めることはＩＤが重複しないようにするのに役立つ。例えば同一システムで短い時間内に連続して処理をする場合は、システム固有の識別番号と時間情報だけでは区別できないため、乱数の使用が役に立つ。乱数と同じ目的のため、デジタルデータのハッシュ値をユニークＩＤに含めることも可能である。乱数とハッシュ値の両方をユニークＩＤに含めることも可能である。
【００２２】
次に、乱数生成部１３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する（ステップＳ１０３）。本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは秘密鍵は誰にも知られることがないように、生成される秘密鍵を誰も予測できないようにするために、乱数を用いて秘密鍵を生成している。乱数の作り方は無作為性と予測不可能性を持つ既存の方法を用いる。無作為性と予測不可能性を持つ乱数については、例えば非特許文献１（「暗号技術入門」，結城浩著）の第２９９頁に記載されている。また、非特許文献１の第３０８頁には、例えば一方向ハッシュ関数（例えばＳＨＡ−１）を使って乱数を生成する方法が記載されている。
【００２３】
次に、秘密鍵・公開鍵対生成部１４は、乱数生成部１３により生成した乱数を用いて秘密鍵・公開鍵を生成する（ステップＳ１０４）。秘密鍵・公開鍵の生成方法は、既存の方法を用いることができる。例えばＲＳＡ方式の秘密鍵・公開鍵を生成する方法は、例えば非特許文献１の第１２７頁〜第１３０頁に記載されている。この方法の中の大きな素数を２つ用意する部分での具体的な素数の生成方法としては、例えば、『調査報告書「素数生成アルゴリズムの調査・開発調査報告書」情報処理振興事業協会セキュリティセンター，平成１５年２月』の第１７頁〜第２２頁に記載の方法があり、その中でランダムに数を選ぶ際に乱数生成部にて生成された乱数を用いる。秘密鍵が存在する期間を短くするためにデジタルデータ取得後に秘密鍵・公開鍵を生成する方が良いが、秘密鍵・公開鍵の生成には一般的なＰＣでは数秒を要するので、デジタルデータ取得前に予め生成しておく方法も選択可能である。この場合は秘密鍵と公開鍵を生成した後にデジタルデータ取得を待つことになる。
【００２４】
次に、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、ユニークＩＤ生成部１２により生成されたユニークＩＤと、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成された公開鍵との対を生成して保存する（ステップＳ１０５）。図３は、ユニークＩＤと公開鍵とを対にして保存する場合の保存形態の一例を示すものである。図３では、「１」から始まる通番であるシリアルナンバーと、ユニークＩＤと公開鍵の対と、それらが保存された時刻を保存するように構成している。図３における保存時刻は、悪意を持つ者が保存データの末尾以外に偽データを挿入する攻撃の抑制になり、シリアルナンバーも同じ働きをする。このため、この例では、保存時刻とシリアルナンバーを設けているが、この保存時刻とシリアルナンバーは、無くても良い。
【００２５】
ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５は、本発明に係る電子署名用鍵管理システムのみがユニークＩＤと公開鍵の対を生成して保存先でき、外部の他のシステムからは保存ができないように構成する必要がある。そのためには、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５におけるユニークＩＤと公開鍵との対の保存先となる記憶素子は、電子署名用鍵管理システムから物理的に取り外すことができないように構成すれば良い。また、電子署名用鍵管理システムの筐体に封印をして、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５のユニークＩＤと公開鍵の対の保存先の記憶素子に物理的にアクセスできないように構成するようにしても良い。
【００２６】
次に、電子署名部１６は、デジタルデータ取得部１１により取得したデジタルデータに対し、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成した秘密鍵を用いて電子署名を生成する（ステップＳ１０６）。電子署名の生成方法は一般的に知られている方法、例えば、ＲＳＡによる署名の生成には、非特許文献１の第２２８頁〜２３０頁に記載されている方法を用いることができる。
【００２７】
次に、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７は、デジタルデータ取得部１１により取得したデジタルデータに対し、ユニークＩＤ生成部１２により生成したユニークＩＤと電子署名部１６により生成した電子署名を付与する（ステップＳ１０７）。ユニークＩＤ・電子署名付与部１７での電子署名の付与方法は、一般的に電子署名の付与方法として知られている方法を用いることができる。例えばデジタルデータがテキストデータであれば、テキストデータの末尾にユニークＩＤと電子署名をテキストとして追加する方法がある。例えばデジタルデータがＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）画像データであれば、データのヘッダ部分にユニークＩＤと電子署名を納める方法がある。例えばデジタルデータが電子メールであれば、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルを電子メールの添付ファイルにする方法がある。例えば、デジタルデータの形式によらず使用可能な方法としては、デジタルデータファイルと、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルとをアーカイブソフトで一つのファイルに合体させる方法がある。同じくデジタルデータの形式によらず使用可能な方法として、デジタルデータファイルと、ユニークＩＤと電子署名が記録されたファイルとをユニークＩＤ毎に作成した一つのディレクトリに保存しておく方法がある。
【００２８】
次に、秘密鍵破棄部１８は、秘密鍵・公開鍵対生成部１４により生成した秘密鍵を破棄する（ステップＳ１０８）。秘密鍵の破棄は、システム内の記憶素子（主記憶メモリ、キャッシュメモリ、固定ディスク装置等）に秘密鍵が残らないように、かつ速やかに行うことが望ましい。
【００２９】
このように、本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは、秘密鍵は、電子署名付与のために１回使用した後は外部に露出させること無く直ちに廃棄され、たとえ電子署名の付与側の利用者であっても秘密鍵を知ることができないようになる。これにより電子署名の付与側の利用者が偽造・改ざんをしていない（できない）ことが証明可能となる。秘密鍵は電子署名付与時のみ必要であり、電子署名検証時には公開鍵だけがあれば足りるので、秘密鍵を廃棄しても電子署名の検証には影響しない。
【００３０】
また、通常、電子署名の検証に用いる公開鍵は、電子署名を付与した者あるいはコンピュータと一対一に対応した公開鍵である。これに対して、本発明に係る電子署名用鍵管理システムでは、公開鍵は乱数を用いて生成しており、電子署名を付与したデジタルコンテンツ毎に公開鍵が存在する。そこで、デジタルコンテンツを一意に指し示すユニークＩＤを導入し、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５で、ユニークＩＤと公開鍵とを一対一に対応させ、ユニークＩＤを用いて公開鍵を管理できるようにしている。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムの動作に基づく機能ブロック図である。
【００３２】
図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部２１と、ユニークＩＤ生成部２２と、乱数生成部２３と、秘密鍵・公開鍵対生成部２４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５と、電子署名部２６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７と、秘密鍵破棄２８と、温度計測部２９とからなる。デジタルデータ取得部２１、ユニークＩＤ生成部２２、乱数生成部２３、秘密鍵・公開鍵対生成部２４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５、電子署名部２６、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７、秘密鍵破棄２８は、第１の実施形態におけるデジタルデータ取得部１１、ユニークＩＤ生成部１２、乱数生成部１３、秘密鍵・公開鍵対生成部１４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５、電子署名部１６、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７、秘密鍵破棄部１８と同様である。本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムでは、更に、温度計測部２９が設けられ、温度計測部２９は、周囲温度を計測している。この温度計測部２９で計測された温度値は、乱数生成部２３で乱数を生成する際に、乱数生成部２３の内部状態を変更し、乱数の不規則性を増加させるために用いられる。
【００３３】
このように、本発明の第２の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、温度計測部２９が追加されており、温度計測部２９は、計測された温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いられる。これにより、乱数に再現不可能性を持たせることが可能となり、攻撃に対しより頑健とすることができる。乱数の再現不可能性ついては、非特許文献１の第２９９頁に記載されている。
【００３４】
図５は、温度値を乱数生成部の内部状態変更のために用いた乱数生成器の一例を示すものである。この乱数生成器の基本構成は、非特許文献１の第３０８頁に疑似乱数生成器として記載されている。図５に示す乱数生成器の構成は、このような疑似乱数生成器における内部状態を「１」増加させる部分を、絶対温度値増加部９４に変更したものである。
【００３５】
図５において、初期値設定部９１は、疑似乱数の種を使って初期値を生成し、内部状態を示すカウンタ９２を初期化する。一方向ハッシュ関数部９３は、カウンタ９２のハッシュ値（例えばＳＨＡ−１）を取得する。絶対温度値増加部９４は、温度計測部２９で計測された温度値を、カウンタ９２に加える。このように、疑似乱数の種を使って初期値を生成し、内部状態生成部のカウンタ９２を初期化し、カウンタ９２のハッシュ値を取得して、乱数を生成すると共に、温度計測部２９で計測された温度値をカウンタ９２に加える処理を繰り返し、一方向ハッシュ関数部９３の出力から乱数値９５を出力させる。
【００３６】
なお、図５の構成において、内部状態を示すカウンタ９２の値は整数である。このため、絶対温度値増加部９４で内部状態を示すカウンタ９２の値に絶対温度値を加算する際には、小数点位置を温度値の最右端に移動させ、温度値が整数となるようにする処理が行われる。
【００３７】
図５の構成では、絶対温度値増加部９４で加算される温度値の変化は自然現象である上、温度測定器の固有の癖・経年変化による変動も加わる。このため、絶対温度値は、予測再現が不可能な値となり、乱数の再現不可能性に貢献する。
【００３８】
なお、図５の構成では、内部状態を示すカウンタ９２に加算させる温度値として絶対温度を用いている。その理由は、絶対温度は、「０」の値を取らないからである。例えば摂氏温度では０度になる場合があり、その場合が連続して長く続くと乱数として同じ値を生成し続けるため望ましくない。同じ理由で華氏温度の利用も望ましくない。
【００３９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態を示すものである。
【００４０】
図６に示すように、本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、デジタルデータ取得部３１と、ユニークＩＤ生成部３２と、乱数生成部３３と、秘密鍵・公開鍵対生成部３４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部３５と、電子署名部３６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部３７と、秘密鍵破棄３８と、時刻計測部３９とからなる。デジタルデータ取得部３１、ユニークＩＤ生成部３２、乱数生成部３３、秘密鍵・公開鍵対生成部３４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部３５、電子署名部３６、ユニークＩＤ・電子署名付与部３７、秘密鍵破棄３８は、第２の実施形態におけるデジタルデータ取得部２１、ユニークＩＤ生成部２２、乱数生成部２３、秘密鍵・公開鍵対生成部２４、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部２５、電子署名部２６、ユニークＩＤ・電子署名付与部２７、秘密鍵破棄２８と同様である。時刻計測部３９は、現在時刻を計測している。この時刻計測部３９で計測された時刻は、第２の実施形態における温度計測部２９と同様に、乱数生成部３３で乱数を生成する際に、乱数生成部３３の内部状態変更のために用いられる。
【００４１】
このように、本発明の第３の実施形態に係る電子署名用鍵管理システムは、時刻計測部３９が追加されており、時刻計測部３９は、乱数生成部の内部状態を変更し、乱数の不規則性を増加させるために用いられる。これにより、乱数に再現不可能性を持たせることが可能となり、攻撃に対してより頑健とすることができる。
【００４２】
本発明の第３の実施形態における乱数生成器としては、前述の第２の実施形態と同様に、非特許文献１の第３０８頁に疑似乱数生成器として記載されているものが用いられる。すなわち、本発明の第３の実施形態における乱数生成器は、図５に示したような構成の乱数生成器において、絶対温度で内部状態を変更させるような絶対温度値増加部９４を、時刻値で内部状態を変更させるような時刻値増加部に変更することにより実現できる。また、乱数の再現不可能性を実現するため、時刻値は年／月／日／時／秒を含み、秒は小数点以下の桁数をなるべく多く計測する方が望ましい。年／月／日／時／秒を含む形態は、それらの値（２０１０，０８，１２，１５，３０等）を並べる構成でも良いし、ある決めた時刻，例えば２０００年１月１日０時０分０秒からの秒数で表す構成でも良い。
【００４３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る電子署名システムの構成を示すものである。
【００４４】
図７に示すように、本発明の第４の実施形態に係る電子署名システムは、デジタルデータ取得部４１と、ユニークＩＤ生成部４２と、乱数生成部４３と、秘密鍵・公開鍵対生成部４４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５と、電子署名部４６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部４７と、秘密鍵破棄４８とからなる。デジタルデータ取得部４１、ユニークＩＤ生成部４２、乱数生成部４３、秘密鍵・公開鍵対生成部４４、電子署名部４６、ユニークＩＤ・電子署名付与部４７、秘密鍵破棄４８は、第１の実施形態におけるデジタルデータ取得部１１、ユニークＩＤ生成部１２、乱数生成部１３、秘密鍵・公開鍵対生成部１４、電子署名部１６、ユニークＩＤ・電子署名付与部１７、秘密鍵破棄部１８と同様である。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５は、秘密鍵・公開鍵対生成部４４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部４２が生成したユニークＩＤとの対を生成し、この公開鍵とユニークＩＤとの対を外部へ送信する。
【００４５】
前述の第１の実施形態から第３の実施形態は、公開鍵とユニークＩＤとの対を生成し、これをユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部１５、２５、３５に保存している。これに対して、この第４の実施形態は、ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４５により、このユニークＩＤと公開鍵との対を、通信路４９を使用して外部へ送信するようにしている。送信されたユニークＩＤと公開鍵との対は、外部記録装置５０に保存される。
【００４６】
このような構成では、通信路４９として、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健なものを用いる必要がある。盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、専用線を使った構成とする方法がある。また、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、インターネット網上でＳＳＬ（Secure Sockets Layer）通信（非特許文献１の第３４６頁〜３６６頁に記載）を使って構成する方法がある。また、盗聴・改ざん攻撃に対して頑健な通信路４９の構成方法としては、例えば、通信路４９を携帯電話網上でＳＳＬ通信を使って構成する方法がある。これら複数の方法のうち、いずれを使っても良い。
【００４７】
外部記録装置５０は、ユニークＩＤと公開鍵の対を保存するためのものである。外部記録装置５０は、ユニークＩＤを指定して問い合わせがあった場合に、ユニークＩＤと対となっている公開鍵を返す働きをする。この公開鍵は、ユニークＩＤに紐付けられたデジタルデータの電子署名を検証するのに用いられる。
【００４８】
図８は、利用者が外部記録装置５０に公開鍵の問い合わせを行い、電子署名の検証を行う際の一連の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
図８において、利用者は、先ずデジタルデータと付随するユニークＩＤと電子署名とを取得する（ステップＳ２０１）。ユニークＩＤと電子署名は、図７におけるユニークＩＤ・電子署名付与部４７から得られる。
【００５０】
次に、利用者は、取得したユニークＩＤを手がかりに外部記録装置５０に公開鍵を問い合わせる（ステップＳ２０２）。そして、利用者は公開鍵が得られたかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、外部記録装置５０から公開鍵が無いとの回答であれば、利用者は、取得したデジタルデータは正真でないとして、処理を終了する（ステップＳ２０４）。
【００５１】
取得したユニークＩＤに対応する公開鍵を得られた場合は、利用者は、外部記録装置５０から得られた公開鍵を使って、デジタルデータと電子署名との検証を行う（ステップＳ２０５）。そして、利用者は、正しく検証できたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００５２】
ここで、正しく検証できれば、利用者は、このデジタルデータは正真のものであるとして、処理を終了する（ステップＳ２０７）。ここで、正しく検証できなければ、利用者は、取得したデジタルデータは正真でないとして、処理を終了する（ステップＳ２０４）
【００５３】
なお、外部記録装置５０は、誰でも公開鍵の問い合わせを行えるよう構成することが望まれる。また、ユニークＩＤと公開鍵との対の外部記録装置５０への書き込みは、予め許可された電子署名用鍵管理システムからのみ可能なように構成することが望まれる。これはユニークＩＤと公開鍵との対の偽造を防止するためである。本発明に係る電子署名用鍵管理システムは、ユニークＩＤの生成過程で述べたように、固有の識別番号を持つように構成されている。このため、その識別番号を用いることにより、予め許可されたシステムか否かを判別して、ユニークＩＤと公開鍵の対の外部記録装置５０への書き込みを許可するように構成できる。また、外部記録装置５０内でのユニークＩＤ及び公開鍵の保存形態は、図３に示したものと同様のものを用いることができる。
【００５４】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル画像データの認証に用いた例＞
次に、本発明に係る電子署名用鍵管理システムの具体的な使用例について説明する。先ず、本発明に係る電子署名用鍵管理システムをデジタル画像データの認証に用いる例について説明する。
【００５５】
図９は、デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。図９に示すように、デジタル画像データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル画像データ取得部５１と、ユニークＩＤ生成部５２と、乱数生成部５３と、秘密鍵・公開鍵対生成部５４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部５５と、電子署名部５６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部５７と、秘密鍵破棄部５８とからなる。デジタル画像データ取得部５１は、カメラ装置またはスキャナ装置内の受光データをデジタル化するモジュールである。図９に示す構成は、図１に示した第１の実施形態と基本的に同様である。
【００５６】
このように、デジタル画像データの認証を行う場合には、デジタル画像データ取得部５１により、カメラ装置またはスキャナ装置内の受光データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部５４で、乱数生成部５３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部５６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部５１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部５８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００５７】
＜電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置＞
図１０は、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００の一例を示すものである。図１０に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００としたものである。
【００５８】
図１０において、レンズ１０１を通って入力された光はＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の光電変換部１０２にて電気信号に変換され、続くアナログデジタル変換部１０３にてデジタルデータに変換される。光電変換部１０２とアナログデジタル変換部１０３とにより、デジタル画像データ取得部１５１が構成される。
【００５９】
ユニークＩＤ生成部１５２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部１５３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部１５４は、乱数生成部１５３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部１５５は、秘密鍵・公開鍵対生成部１５４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部１５２が生成したユニークＩＤの対を生成して、外部記録装置１６０に送信する。この外部記録装置１６０への送信経路は、Ｂｌｏｏｔｏｏｔｈ（登録商標）規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ規格等の無線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置１６０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００６０】
電子署名部１５６は、秘密鍵・公開鍵対生成部１５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部１５１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部１５７は、デジタル画像データ取得部１５１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部１５２が生成したユニークＩＤと電子署名部１５６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部１５７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００に内蔵されたメモリやメモリカード等の記憶素子１６１に保存される。秘密鍵破棄部１５８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部１５６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００６１】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００により、デジタル画像データ取得部１５１で取得した画像データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部１５８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付きカメラ装置１００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００６２】
＜電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置＞
図１１は、電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００の一例を示すものである。図１１に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００としたものである。
【００６３】
図１１において、レンズ２０１を通って入力された光はＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換部２０２にて電気信号に変換され、続くアナログデジタル変換部２０３にてデジタルデータに変換される。光電変換部２０２とアナログデジタル変換部２０３とにより、デジタル画像データ取得部２５１が構成される。
【００６４】
ユニークＩＤ生成部２５２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部２５３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部２５４は、乱数生成部２５３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部２５５は、秘密鍵・公開鍵対生成部２５４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部２５２が生成したユニークＩＤの対を生成して、外部記録装置２６０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置２６０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００６５】
電子署名部２５６は、秘密鍵・公開鍵対生成部２５４が生成した秘密鍵を使って、デジタル画像データ取得部２５１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部２５７は、デジタル画像データ取得部２５１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部２５２が生成したユニークＩＤと電子署名部２５６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部２５７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）を用いて、外部コンピュータ２６１に送信される。秘密鍵破棄部２５８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部２５６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００６６】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００により、デジタル画像データ取得部２５１で取得した画像データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部２５８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付きスキャナ装置２００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００６７】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル音声データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル音声データの認証に用いる例について説明する。図１２は、デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００６８】
図１２に示すように、デジタル音声データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル音声データ取得部６１と、ユニークＩＤ生成部６２と、乱数生成部６３と、秘密鍵・公開鍵対生成部６４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部６５と、電子署名部６６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部６７と、秘密鍵破棄部６８とからなる。デジタル音声データ取得部６１は、録音装置内の入力音声データをデジタル化するモジュールである。
【００６９】
このように、デジタル音声データの認証を行う場合には、デジタル音声データ取得部６１により、音声データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部６４で、乱数生成部６３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部６６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部６４が生成した秘密鍵を使って、デジタル音声データ取得部６１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部６８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００７０】
＜電子署名用鍵管理装置付き録音装置＞
図１３は、電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００の一例を示すものである。図１３に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００としたものである。
【００７１】
図１３において、マイクロホン３０１により入力された音声はアナログデジタル変換部３０２にてデジタルデータに変換される。マイクロホン３０１とアナログデジタル変換部３０２により、デジタル音声データ取得部３６１が構成される。
【００７２】
ユニークＩＤ生成部３６２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部３６３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部３６４は、乱数生成部３６３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部３６５は、秘密鍵・公開鍵対生成部３６４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部３６２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置３７０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置３７０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤの対を保存する。
【００７３】
電子署名部３６６は、秘密鍵・公開鍵対生成部３６４が生成した秘密鍵を使って、デジタル音声データ取得部３６１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部３６７は、デジタル音声データ取得部３６１が取得したデジタルデータに、ユニークＩＤ生成部３６２が生成したユニークＩＤと電子署名部３６６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部３６７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル画像データは、記憶素子３７１に保存される。秘密鍵破棄部３６８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部３６６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００７４】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００により、デジタル音声データ取得部３６１で取得した音声データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部３６８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き録音装置３００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００７５】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル文書データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル文書データの認証に用いる例について説明する。図１４は、デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００７６】
図１４に示すように、デジタル文書データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル文書データ取得部７１と、ユニークＩＤ生成部７２と、乱数生成部７３と、秘密鍵・公開鍵対生成部７４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部７５と、電子署名部７６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部７７と、秘密鍵破棄部７８とからなる。デジタル文書データ取得部７１は、文書作成装置内の文書入力モジュールである。
【００７７】
このように、デジタル文書データの認証を行う場合には、デジタル文書データ取得部７１により、デジタル文書データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部７４で、乱数生成部７３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部７６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部７４が生成した秘密鍵を使って、デジタル文書データ取得部７１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部７８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００７８】
＜電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置＞
図１５は、電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００の一例を示すものである。図１５に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００としたものである。
【００７９】
図１５において、キーボード４０１により入力された文字コードはデータ整形部４０２にてデジタル文書データとして整形される。データ整形部４０２は、コンピュータにインストールされたワードプロセッサーソフトウェアやエディターソフトウェアによって構成される。キーボード４０１とデータ整形部４０２とにより、デジタル文書データ取得部４７１が構成される。
【００８０】
ユニークＩＤ生成部４７２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部４７３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部４７４は、乱数生成部４７３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部４７５は、秘密鍵・公開鍵対生成部４７４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部４７２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置４８０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置４８０は、送られてきた公開鍵とユニークＩＤとの対を保存する。
【００８１】
電子署名部４７６は、秘密鍵・公開鍵対生成部４７４が生成した秘密鍵を使って、デジタル文書データ取得部４７１が取得したデジタル画像データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部４７７は、デジタル文書データ取得部４７１が取得したデジタル文書データに、ユニークＩＤ生成部４７２が生成したユニークＩＤと電子署名部４７６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部４７７にてユニークＩＤと電子署名とが付与されたデジタル文書データは、装置に内蔵されたメモリや固定ディスク装置等の記憶素子４８１に保存される。秘密鍵破棄部４７８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部４７６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００８２】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００により、デジタル文書データ取得部４７１で取得した文書データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部４７８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き文書作成装置４００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００８３】
＜電子署名用鍵管理システムをデジタル計測データの認証に用いた例＞
次に、本発明をデジタル計測データの認証に用いる例について説明する。図１６は、デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムの構成を示すものである。
【００８４】
図１６に示すように、デジタル計測データを認証する場合の電子署名用鍵管理システムは、デジタル計測データ取得部８１と、ユニークＩＤ生成部８２と、乱数生成部８３と、秘密鍵・公開鍵対生成部８４と、ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部８５と、電子署名部８６と、ユニークＩＤ・電子署名付与部８７と、秘密鍵破棄部８８とからなる。デジタル計測データ取得部８１は、デジタル計測データの入力モジュールである。
【００８５】
このように、デジタル計測データの認証を行う場合には、デジタル計測データ取得部８１により、デジタル計測データが取得される。秘密鍵・公開鍵対生成部８４で、乱数生成部８３が生成した乱数を計算に用いて秘密鍵と公開鍵の対が生成され、電子署名部８６で、この秘密鍵・公開鍵対生成部８４が生成した秘密鍵を使って、デジタル計測データ取得部８１が取得したデジタルデータに電子署名が付与される。そして、秘密鍵破棄部８８により、電子署名の付与のために秘密鍵は、１回使用した後に、外部に露出させること無く、直ちに廃棄される。
【００８６】
＜電子署名用鍵管理装置付き計測装置＞
図１７は、電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００の一例を示すものである。図１７に示す構成は、図７に示した第４の実施形態をより具体化し、電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００としたものである。
【００８７】
図１７において、計測センサ５０１により入力された信号はアナログデジタル変換部５０２にてデジタル信号の計測データに変換される。計測センサ５０１は物理量を計測して電子信号に変換するセンサであり、例えば温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、心電（図）センサ、レントゲン撮像装置などである。計測センサ５０１とアナログデジタル変換部５０２により、デジタル計測データ取得部５８１が構成される。
【００８８】
ユニークＩＤ生成部５８２は、デジタルコンテンツを一意に指し示す唯一性のあるユニークＩＤを生成する。乱数生成部５８３は、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を発生する。秘密鍵・公開鍵対生成部５８４は、乱数生成部５８３が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する。ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部５８５は、秘密鍵・公開鍵対生成部５８４が生成した公開鍵とユニークＩＤ生成部５８２が生成したユニークＩＤとの対を生成して、外部記録装置５９０に送信する。送信経路はイーサネット（登録商標）等の有線インターネット網を用い、ＳＳＬ通信プロトコルを用いて構成する。外部記録装置５９０は送られてきた公開鍵とユニークＩＤとの対を保存する。
【００８９】
電子署名部５８６は、秘密鍵・公開鍵対生成部５８４が生成した秘密鍵を使って、デジタル計測データ取得部５８１が取得した計測データに電子署名を付与する。ユニークＩＤ・電子署名付与部５８７は、デジタル計測データ取得部５８１が取得した計測データに、ユニークＩＤ生成部５８２が生成したユニークＩＤと電子署名部５８６が付与した電子署名を紐付ける。ユニークＩＤ・電子署名付与部５８７にてユニークＩＤと電子署名とが付与された計測データは、装置に内蔵されたメモリや固定ディスク装置等の記憶素子５９１に保存される。秘密鍵破棄部５８８は、秘密鍵の盗聴の機会を減らし、秘密鍵を使って電子署名を偽造することを防止するために、電子署名部５８６が使用した秘密鍵を破棄する。
【００９０】
以上のように構成される電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００により、デジタル計測データ取得部５８１で取得した計測データの電子署名を付与することができる。このとき使用した秘密鍵は、秘密鍵破棄部５８８により破棄されるため、この電子署名用鍵管理装置付き計測装置５００の使用者によるデータの偽造や改ざんを防止できる。
【００９１】
＜変形例、応用例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の説明では、秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成しており、この乱数を不規則性を増加させるために、第２の実施形態では温度計測値を用い、第３の実施形態では、時刻計測値を用いることについて説明したが、その他、イーサネット（登録商標）のパケット間隔（単位ピコ秒）の計測値や、太陽放射線（赤外線，可視光線，紫外線，エックス線等）強度の計測値や、キー入力間隔（単位ピコ秒）の計測値や、無線電波強度計測値を使用しても良い。
【符号の説明】
【００９２】
１１，２１，３１，４１：デジタルデータ取得部
１２，２２，３２，４２：ユニークＩＤ生成部
１３，２３，３３，４３：乱数生成部
１４，２４，３４，４４：秘密鍵・公開鍵対生成部
１５，２５，３５：ユニークＩＤ・公開鍵対生成保存部
１６，２６，３６，４６，５６：電子署名部
１７，２７，３７，４７，５７：ユニークＩＤ・電子署名付与部
１８，２８，３８，４８，５８：秘密鍵破棄部
４５：ユニークＩＤ・公開鍵対生成送信部
４９：通信路
５０：外部記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得部と、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成部と、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成部と、
前記乱数生成部が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成部と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成部と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名部と、
前記デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤと前記電子署名部が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与部と、
前記電子署名部が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄部と
からなる電子署名用鍵管理装置。
【請求項２】
更に、温度を計測する温度計測部を備え、前記温度計測部で計測した温度値により前記乱数生成部で生成される乱数の不規則性を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項３】
更に、時刻を計測する時刻計測部を備え、前記時刻計測部で計測した時刻値により前記乱数生成部で生成される乱数の不規則性を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項４】
前記ユニークＩＤ・公開鍵対生成部は、前記秘密鍵・公開鍵対生成部からの公開鍵と前記ユニークＩＤ生成部からのユニークＩＤとの対を生成し、前記公開鍵と前記ユニークＩＤとの対を通信路を使用して送信することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項５】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得工程と、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成工程と、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成工程と、
前記乱数生成工程が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成工程と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成工程と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名工程と、
前記デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤと前記電子署名工程が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与工程と、
前記電子署名工程が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄工程と
からなる電子署名用鍵管理方法。
【請求項６】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得ステップと、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成ステップと、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成ステップと、
前記乱数生成ステップが生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成ステップと、
前記秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成ステップと、
前記秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名ステップと、
前記デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤと前記電子署名ステップが付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与ステップと、
前記電子署名ステップが使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄ステップと
からなるコンピュータにより実行可能な電子署名用鍵管理プログラム。
【請求項１】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得部と、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成部と、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成部と、
前記乱数生成部が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成部と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成部と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成部が生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名部と、
前記デジタルデータ取得部が取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成部が生成したユニークＩＤと前記電子署名部が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与部と、
前記電子署名部が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄部と
からなる電子署名用鍵管理装置。
【請求項２】
更に、温度を計測する温度計測部を備え、前記温度計測部で計測した温度値により前記乱数生成部で生成される乱数の不規則性を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項３】
更に、時刻を計測する時刻計測部を備え、前記時刻計測部で計測した時刻値により前記乱数生成部で生成される乱数の不規則性を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項４】
前記ユニークＩＤ・公開鍵対生成部は、前記秘密鍵・公開鍵対生成部からの公開鍵と前記ユニークＩＤ生成部からのユニークＩＤとの対を生成し、前記公開鍵と前記ユニークＩＤとの対を通信路を使用して送信することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子署名用鍵管理装置。
【請求項５】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得工程と、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成工程と、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成工程と、
前記乱数生成工程が生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成工程と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成工程と、
前記秘密鍵・公開鍵対生成工程が生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名工程と、
前記デジタルデータ取得工程が取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成工程が生成したユニークＩＤと前記電子署名工程が付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与工程と、
前記電子署名工程が使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄工程と
からなる電子署名用鍵管理方法。
【請求項６】
デジタルデータを取得するデジタルデータ取得ステップと、
唯一性のあるＩＤを生成するユニークＩＤ生成ステップと、
秘密鍵・公開鍵をランダムに生成するための乱数を生成する乱数生成ステップと、
前記乱数生成ステップが生成した乱数を計算に用いた秘密鍵と公開鍵の対を生成する秘密鍵・公開鍵対生成ステップと、
前記秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した公開鍵と前記ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤとから、ユニークＩＤと公開鍵との対を生成するユニークＩＤ・公開鍵対生成ステップと、
前記秘密鍵・公開鍵対生成ステップが生成した秘密鍵を使って前記デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに電子署名を付与する電子署名ステップと、
前記デジタルデータ取得ステップが取得したデジタルデータに、前記ユニークＩＤ生成ステップが生成したユニークＩＤと前記電子署名ステップが付与した電子署名を紐付けるユニークＩＤ・電子署名付与ステップと、
前記電子署名ステップが使用した秘密鍵を破棄する秘密鍵破棄ステップと
からなるコンピュータにより実行可能な電子署名用鍵管理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−８５２１２（Ｐ２０１２−８５２１２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１５９５（Ｐ２０１０−２３１５９５）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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