JPH1084341A - メッセージ付加形デジタル署名方法及びそれに対した検証方法 - Google Patents

メッセージ付加形デジタル署名方法及びそれに対した検証方法

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JPH1084341A
JPH1084341A JP9206880A JP20688097A JPH1084341A JP H1084341 A JPH1084341 A JP H1084341A JP 9206880 A JP9206880 A JP 9206880A JP 20688097 A JP20688097 A JP 20688097A JP H1084341 A JPH1084341 A JP H1084341A
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JP
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JP9206880A
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Young Tae Cha
榮台 車
Kyung Hee Lee
▲キュン▼煕 李
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3247Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials involving digital signatures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子的文書あるいはデータに署名機能を提供
しうるメッセージ付加形デジタル署名方法及びそれに対
した検証方法を提供する。 【解決手段】 伝送しようとするメッセージMに対したハ
ッシュコードH(M)と、署名時毎に発生する乱数Kにより
計算されたgKを掛ける段階と、掛けた結果値をモジュー
ラpに対してモジューラ乗算を行った後、Lqビットに切
断して署名の前部のRを得る段階と、署名者の秘密キー
X、署名時毎に発生した乱数K、前記計算した値RによりS
=(K−RX) mod qを通して署名の後部のSを求める段階
と、R、Sを含んでデジタル署名を検証するための署名検
証キーY及びメッセージMを伝送する段階とを含む。これ
により、元の文書の内容が変形した場合、これを知ら
せ、電子貨幣において必要な電子署名を提供しうる。ま
た、デジタル署名は認証システムにも適用でき、デジタ
ル署名の検証段階で速度を向上させうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル署名に係
り、特に電子的文書あるいはデータに署名機能を提供し
うるメッセージ付加形デジタル署名方法、及びそれに対
した検証方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にデジタル署名とは情報の電子的な
交換において、従来紙に手で直接署名した機能を電子的
文書でその機能を提供させる技術を意味する。コンピュ
ーターと情報通信の発達により情報化社会が始まると共
に、全ての文書が紙から電子的なデータ形に転換されて
いる趨勢である。このような新しい環境に対応して電子
的文書に紙でのような署名機能を提供しうる技術が必要
となった。一方、個人と個人、個人と団体、会社と会社
等、各機関の間に伝送される電子的な形の契約や文書等
は偽造或いは変造される恐れがあった。
【0003】即ち、前述した状況に相応して情報処理シ
ステム及び通信環境システムにおいて、データの認証、
無欠性及び否認封鎖(blockade)等の情報保護サービス
を提供しうるメッセージ付加形デジタル署名技術が必要
となった。電子的な文書の盗用、偽造及び変造等を防止
しうるデジタル署名技術は暗号学的な技術が必要であ
る。
【0004】暗号学的な技術を用いた暗号システムは大
きく公開キーシステムと秘密キーシステムとに区分しう
る。前記秘密キー方式の暗号システムは通信しようとす
る両使用者が同一な秘密キーを共有すべきなのでキーの
管理が難しく、署名が提供すべき否認封鎖等の機能が提
供できず、よって完全な意味の署名が提供できない。公
開キー方式の暗号システムは数学的に解きにくい問題の
一方向性を用いて公開キーと秘密キーとを計算して公開
キーは誰でも利用できるように公開し、秘密キーのみ各
使用者に保管させることにより公開された相手の公開キ
ーを有する使用者は誰でも相手と秘密通信が可能にな
る。
【0005】一方公開キー方式を用いたデジタル署名は
一対のキーを用いるが、それはメッセージの署名時に使
用する秘密キーと署名の検証時に利用する公開キーであ
る。即ち、デジタル署名に使われる一対のキーは検証す
る公開キーと署名に使われる秘密キーで構成される。
【0006】公開キー方式を用いたメッセージの署名の
うちメッセージ復元形デジタル署名がある。これは署名
を検証する過程でメッセージを復元する方法であって、
ISO(the International Organization for Standardiza
tion:国際標準化機構)/IEC(the International Elect
rotechnical Commission:国際電気標準会議) 9796で提
示するデジタル署名技法がこれに属する。ここでは素因
数分解の難しさに、安全性に基づいたRSA(Rivest Shami
r Adleman)アルゴリズムを利用しているが、制限された
長さのメッセージを入力として受取られるべきなので任
意の長さを有するメッセージをデジタル署名するには難
点がある。
【0007】そして、公開キーを用いるデジタル署名の
外に、メッセージ付加形デジタル署名がある。前記メッ
セージ付加形デジタル署名は、メッセージを求めるため
にハッシュ(hash)関数を使用しているが、ハッシュ関数
を利用してメッセージを簡略にしてから署名をするので
迅速に署名をして検証しうる。メッセージ付加形デジタ
ル署名の例としてエルガマル(Elgamal)デジタル署名
は、離散対数の計算に安全性に基づいている。ところ
が、署名を生成しながら二倍に大きくなる短所がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するため創出されたものであって、署名の長さ
を短くするためハッシュ関数を用いたメッセージ付加形
デジタル署名方法及びそれに対した検証方法を提供する
にその目的がある。本発明の他の目的は前記メッセージ
付加形デジタル署名方法に対した検証方法を提供するに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明による、メッセージ付加形デジタル署名方法
は、素数p、qに対してLp、Lqは各々pとqビット長を示
し、1<a<p−1とa(p-1) /qmodp>1を満たすaに対してg
=a(p-1)/qmodpと限定する際、伝送しようとするメッセ
ージMに対したハッシュコードH(M)と、署名時毎に発生
する乱数Kにより計算されたgKを掛ける段階と、前記掛
けた結果値をモジューラpに対してモジューラ乗算を行
った後、Lqビットに切断して署名の前部のRを得る段階
と、署名者の秘密キーX、署名時毎に発生した乱数K、前
記計算した値RによりS=(K−RX) mod qを通して署名の後
部のSを求める段階と、前記R、Sを含んでデジタル署名
を検証するための署名検証キーY及びメッセージMを伝送
する段階とを含むことが望ましい。
【0010】前記他の目的を達成するための本発明によ
るメッセージ付加形デジタル署名に対した検証方法は、
素数p、qに対してLp、Lqは各々pとqビット長を示し、1
<a<p−1とa(p-1)/qmodp>1を満たすaに対してg=a
(p-1)/qmodpと限定する際、「デジタル署名方法から送
信したメッセージY、M、S、Rを受信して0<R<q、0<S
<qであることを確認する段階と、受信されたメッセー
ジMに対したハッシュ関数値H(M)、前記受信されたS及び
RによりgS、YRを計算してモジューラpに対してモジュー
ラ乗算を行う段階と、前記モジューラ乗算結果値をLqビ
ットに切断した結果値と受信されたR値とを比較して同
一であると公開検証キーYを有している使用者が秘密署
名キーXで署名したことを確認する段階とを含むことが
望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づき本
発明を詳しく説明する。まず、本発明を説明する前に本
発明で使用する符号を説明する。Mは伝送しようとする
メッセージを示し、p、qは素数を示し、Lp、Lqは各々p
とqのビット長を示す。gは1<a<p−1とa(p-1)/qmodp>
1を満たすaに対してg=a(p-1)/qmodpと限定される。X
は署名者の非公開キーを示し、Yはデジタル署名を検証
するために公開される署名検証キーに該当され、Y=gxm
odpである。Kは乱数値であって集合{1、2、...、q−1}
の任意の元素を示す。デジタル署名ΣはRとSの連接でな
され、R、Sは全てqより小さい。
【0012】X、Y、p、q、gは固定された変数であっ
て、このうちp、q、gは全ての使用者が共用として使用
する変数であるが、乱数値Kは署名の生成時毎新たに選
択して使用する。KとXは署名過程で使用されるが、他に
知られてはいけなく、0と素数qの間から乱数に選択す
る。Hは衝突抵抗性を有するハッシュ関数であり、h=H
(M)は署名しようとするメッセージをハッシュ関数で処
理した結果のハッシュコードである。また‖はメッセー
ジの連接を意味する。前記限定及び説明に基づき本発明
によるメッセージ付加形デジタル署名は次のように生成
しうる。図1は本発明によるデジタル署名を生成する方
法に対した流れ図である。
【0013】まず、任意のメッセージMを一方向性関数
のハッシュ関数を用いてハッシュコードH(M)を生成する
(100段階)。一方、乱数発生器では署名の生成時毎に任
意の乱数Kを{1、2、...、q−1}の中から発生する(110段
階)。このように発生された乱数値を用いてgKを計算す
るが(120段階)、この値はメッセージとは独立的な値で
あって予め計算しておける。
【0014】次いで、ハッシュコードと予め計算した値
を掛けてモジューラp演算を行ってから(130段階)、Lqビ
ット長に切断する。ここで、切断するとはLqビット長の
み残して全て捨てるということを意味する。この結果は
署名の前部に該当する値Rとなる(140段階)。そして、署
名の後部を生成するために署名者の非公開署名キーXを
用いてS=(K−RX)mod qを計算する(150段階)。それから
前記Rに前記Sを連接して署名Σ=R‖Sを出力する(160段
階)。この署名をメッセージに付け加えて署名の検証キ
ーYと共に{Y、M、R、S}を伝送することになる(170段
階)。
【0015】一方、図2は前記生成されたデジタル署名
を検証する方法に対した流れ図である。検証者は署名を
検証するため、まず検証者が受取った署名されたメッセ
ージのうちΣ=R‖Sに対して0<R<q、0<S<qであるこ
とを確認する(200段階)。前記2つの条件を全て満たす
場合、図2に示したように署名を検証する。受信された
メッセージMに対したハッシュ関数値H(M)、前記受信さ
れたS及びRによりgS、Yを計算し(210段階)、モ
ジューラpに対してモジューラ乗算を行う(220段階)。そ
れから前記モジューラ乗算結果値をLqビットに切断した
結果値VRを生成し(230段階)、前記VRを受信されたR値と
比較する(240段階)。前記比較結果、同一であると署名
者の公開的な検証キーYを有する利用者は署名Σ=R‖Sは
受信されたメッセージMに対して署名者の秘密署名キーX
で署名されたことを確認しうる(250段階)。逆に、もし
前記比較結果Rと同一でない場合、メッセージMに対して
不法な方法で署名されたり、攻撃者によりメッセージが
変形されたことを示し、この際、メッセージMは無価値
のデータと見做す(260段階)。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、紙に署名された署名の
機能を電子的な文書にその機能が提供でき、電子的な文
書においてその文書が元の文書作成者を証明しうる。そ
して元の文書の内容を第3者が変形した場合、文書が第3
者により変形されたことを知らせ、電子貨幣において必
要な電子署名を提供しうる。また、デジタル署名は認証
システムにも適用でき、デジタル署名の検証段階で速度
を向上させうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による、デジタル署名を生成する方法
に対した流れ図である。
【図2】 生成されたデジタル署名を検証する方法に対
した流れ図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素数p、qに対してLp、Lqは各々pとqビッ
    ト長を示し、1<a<p−1とa(p-1)/qmodp>1を満たすa
    に対してg=a(p-1)/qmodpと限定する際、 伝送しようとするメッセージMに対したハッシュコードH
    (M)と、署名時毎に発生する乱数Kにより計算されたgK
    掛ける段階と、 前記掛けた結果値をモジューラpに対してモジューラ乗
    算を行った後、Lqビットに切断して署名の前部のRを得
    る段階と、 署名者の秘密キーX、署名時毎に発生した乱数K、前記計
    算した値RによりS=(K−RX) mod qを通して署名の後部の
    Sを求める段階と、 前記R、Sを含んでデジタル署名を検証するための署名検
    証キーY及びメッセージMを伝送する段階とを含むことを
    特徴とするメッセージ付加形デジタル署名方法。
  2. 【請求項2】 素数p、qに対してLp、Lqは各々pとqビッ
    ト長を示し、1<a<p−1とa(p-1)/qmodp>1を満たすa
    に対してg=a(p-1)/qmodpと限定する際、 請求項1から送信したメッセージY、M、S、Rを受信して
    0<R<q、0<S<qであることを確認する段階と、 受信されたメッセージMに対したハッシュ関数値H(M)、
    前記受信されたS及びRによりgS、YRを計算してモジュー
    ラpに対してモジューラ乗算を行う段階と、 前記モジューラ乗算結果値をLqビットに切断した結果値
    と受信されたR値とを比較して同一であると公開検証キ
    ーYを有している使用者が受信されたメッセージMに対し
    て署名されたことを確認する段階とを含むことを特徴と
    するメッセージ付加形デジタル署名に対した検証方法。
JP9206880A 1996-07-31 1997-07-31 メッセージ付加形デジタル署名方法及びそれに対した検証方法 Withdrawn JPH1084341A (ja)

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