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JP2011024011A - Signture generation device, subscriber specifying device, group signature system, and method and program therefor - Google Patents

Signture generation device, subscriber specifying device, group signature system, and method and program therefor Download PDF

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Publication number
JP2011024011A
JP2011024011A JP2009167847A JP2009167847A JP2011024011A JP 2011024011 A JP2011024011 A JP 2011024011A JP 2009167847 A JP2009167847 A JP 2009167847A JP 2009167847 A JP2009167847 A JP 2009167847A JP 2011024011 A JP2011024011 A JP 2011024011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signer
identifier
group
signature
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009167847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisayuki Isshiki
寿幸 一色
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2009167847A priority Critical patent/JP2011024011A/en
Publication of JP2011024011A publication Critical patent/JP2011024011A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signature generation device or the like which allows a subscriber to specify a subscriber specifying person for a group of a plurality of subscribers by one piece of group signature data. <P>SOLUTION: A signature generation device 200 includes: an input part 13 for accepting an input of an issuance administrator public key, a loosing effect administrator public key, and subscriber specifying person information as information about the subscriber specifying person of a group; a storing part 220 for previously storing a member secret key and a member public key of the subscriber; a subscriber specifying person public key acquiring means 212a1 for acquiring a subscriber specifying person public key corresponding to the subscriber specifying person information; a signature generation means 212a2 for generating group signature data including data obtained by encrypting subscriber information included in the member secret key with the use of the subscriber specifying person public key and random numbers common to all the subscriber specifying persons; and an output part 13 for outputting the generated group signature data and subscriber specifying person information. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はグループ署名方式に関し、特に該方式における署名人特定者の指定に関する。   The present invention relates to a group signature scheme, and more particularly to designation of a signer specific person in the scheme.

グループ署名方式は、たとえば特定の企業や特定の部署などのような特定のグループに所属するメンバーが、署名装置を操作して該グループのメンバーであることを示す電子署名を生成する署名方式である。グループ署名方式では、特別な権限を持つ者が、署名を生成したメンバーを特定する機能を備えている。この権限を持つ者を、署名人特定者という。署名人特定者以外の者は、確かに該グループのメンバーがその署名を生成したか否かを検証することはできるが、該メンバー個人を特定することはできない。   The group signature method is a signature method in which a member belonging to a specific group such as a specific company or a specific department operates a signature device to generate an electronic signature indicating that the member is a member of the group. . In the group signature method, a person with special authority has a function of specifying a member who generates a signature. Those who have this authority are called signer identification persons. A person other than the signer-identifier can certainly verify whether a member of the group has generated the signature, but cannot identify the individual member.

たとえば、クレジットカード(「該グループのメンバー」=「該カードの会員」)であれば、メンバーが通常は店舗側に自らの個人情報を公開せずに該カードのサービスを利用することができる。かつ、不正使用が発生した場合などには署名人特定者がその不正使用を行ったメンバーを特定することが可能であるので、不正使用によるリスクを抑制することができる。署名人特定者は、メンバーがそのグループ署名を生成する際に指定する。   For example, if it is a credit card (“member of the group” = “member of the card”), the member can usually use the service of the card without exposing his / her personal information to the store side. In addition, when unauthorized use occurs, the signer identification person can identify the member who has made the unauthorized use, so the risk of unauthorized use can be suppressed. The signer identification person is specified when the member generates the group signature.

このグループ署名方式については、次に示す各々の技術文献が開示されている。特許文献1には、映像などのコンテンツの有料配信で、鍵の漏洩に対する被害を抑制するためにグループ署名方式を利用した配信システムが記載されている。特許文献2には、会員向けサービスを外部業者にアウトソーシングする際に、グループ署名方式を利用して該会員の個人情報をその外部業者に開示せずに済むというサービス提供システムが記載されている。特許文献3には、グループ署名方式において、グループの公開鍵の大きさを該グループのメンバー数に比例させずに済むという署名処理方法が記載されている。   Regarding the group signature method, the following technical documents are disclosed. Patent Document 1 describes a distribution system that uses a group signature method to suppress damage to key leakage in paid distribution of content such as video. Patent Document 2 describes a service providing system in which when a service for a member is outsourced to an external contractor, it is not necessary to disclose the personal information of the member to the external contractor using a group signature method. Patent Document 3 describes a signature processing method in which the size of a group public key does not have to be proportional to the number of members of the group in the group signature method.

また、非特許文献1〜2にはRSA(Rivest Shamir Adleman)ベースの暗号化方式を利用したグループ署名方式、非特許文献3〜4にはペアリング(Pairing)ベースの暗号化方式を利用したグループ署名方式が、それぞれ記載されている。非特許文献5には、ファイルの作成、閲覧、改変,印刷などのたびにグループ署名を作成し、このグループ署名データをログ管理サーバーで記憶しているというログ管理システムが記載されている。   Non-Patent Documents 1 and 2 include a group signature method using an RSA (Rivest Shamir Adleman) -based encryption method, and Non-Patent Documents 3 to 4 include a pairing-based encryption method. Each signature scheme is described. Non-Patent Document 5 describes a log management system in which a group signature is created each time a file is created, viewed, modified, printed, etc., and this group signature data is stored in a log management server.

特開2006−203819号公報JP 2006-203819 A 特開2007−004461号公報JP 2007-004461 A 特許3513324号公報Japanese Patent No. 3513324

J. Camenisch and J. Groth. Group Signatures: Better Efficiency and New Theoretical Aspects. Security in Communication Networks (SCN2004), vol. 3352 of LNCS, pp. 120--133.J. Camenisch and J. Groth.Group Signatures: Better Efficiency and New Theoretical Aspects.Security in Communication Networks (SCN2004), vol. 3352 of LNCS, pp. 120--133. Toshiyuki Isshiki, Kengo Mori, Kazue Sako, Isamu Teranishi, and Shoko Yonezawa. Using Group Signature for Identity Management and its Implementation. Workshop on Digital Identity Management (DIM2006), pp. 73--78.Toshiyuki Isshiki, Kengo Mori, Kazue Sako, Isamu Teranishi, and Shoko Yonezawa.Using Group Signature for Identity Management and its Implementation.Workshop on Digital Identity Management (DIM2006), pp. 73--78. Dan Boneh, Xavier Boyen, and Hovav Shacham. Short Group Signatures. Advances in Cryptology --- CRYPTO 2004, vol. 2656 of LNCS, pp. 614-629, Springer-Verlag, 2004.Dan Boneh, Xavier Boyen, and Hovav Shacham.Short Group Signatures.Advances in Cryptology --- CRYPTO 2004, vol. 2656 of LNCS, pp. 614-629, Springer-Verlag, 2004. Jan Camenisch, Anna Lysyanskaya. Signature Schemes and Anonymous Credentials from Bilinear Maps. Advances in Cryptology --- CRYPTO 2004, vol. 2139 of LNCS, pp. 388-407, Springer-Verlag, 2004.Jan Camenisch, Anna Lysyanskaya. Signature Schemes and Anonymous Credentials from Bilinear Maps. Advances in Cryptology --- CRYPTO 2004, vol. 2139 of LNCS, pp. 388-407, Springer-Verlag, 2004. 尾花賢、一色寿幸、佐古和恵、宮崎邦彦、藤井康広、本多義則、「プライバシを考慮した来歴管理を実現する墨塗りグループ署名」, SCIS2009, 3B2-4.Ken Ohana, Toshiyuki Isshiki, Kazue Sako, Kunihiko Miyazaki, Yasuhiro Fujii, Yoshinori Honda, “Inking group signature to realize history management considering privacy”, SCIS2009, 3B2-4.

グループA、B、Cという3つのグループが存在する場合、その中のグループAの属する署名人が作成したグループAの一員としてのグループ署名データは、グループA、B、Cのいずれに属する検証者が検証しても、グループAの一員が正当に作成した署名データであることのみがわかるが、その署名人がグループAの中の誰であるかは、署名人があらかじめ指定した署名人特定者にしか特定されない。ここで、署名人がグループA、B、Cの各々に対して署名人特定者を指定することを考えた場合、各グループで指定された署名人特定者が署名人を特定した場合の結果は必ず一致することが必要となる。   When there are three groups A, B, and C, the group signature data as a member of group A created by the signer to which group A belongs is a verifier belonging to any of groups A, B, and C. However, it can be seen that the signature data is a legitimately created signature data by a member of group A. However, the signer is designated by the signer in advance. Is only specified. Here, considering that the signer designates the signer identification person for each of the groups A, B, and C, the result when the signer identification person specified in each group specifies the signer is as follows: It is necessary to match.

しかしながら、特許文献1〜3および非特許文献1〜5に記載されたグループ署名方式では、署名人は1人の署名人特定者しか指定できなかったため、上記のようにグループごとに署名人特定者を指定したグループ署名を生成することは不可能であった。また、これを解決するために、同一の署名人がグループA、B、およびCの各々に対して異なる署名人特定者を指定したグループ署名データを作成することも考えられるが、前述したグループ署名の性質上、検証者はそれらのグループ署名データが本当に同じ署名人によって作成されたものなのかを確認することはできない。   However, in the group signature methods described in Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Documents 1 to 5, since only one signer can be specified as the signer, the signer is specified for each group as described above. It was impossible to generate a group signature specifying. In order to solve this, it is conceivable that the same signer creates group signature data in which different signer identification persons are designated for each of the groups A, B, and C. Due to the nature of the verifier, the verifier cannot confirm that the group signature data is actually created by the same signer.

この場合、複数のグループ署名データが同じ署名人によって生成されたものであることをゼロ知識証明によって署名人のIDを秘匿したまま証明することも考えられる。しかしながら、この場合に必要になる署名データのデータ長は、指定した署名人特定者の数に比例するグループ署名データとゼロ知識証明のデータ長との合計となる。例えば、非特許文献2の方式でこれを行った場合、推奨されているセキュリティパラメータを利用した場合、署名人特定者1人に対するデータ長は約6000ビットとなる。これが指定する署名人特定者の数だけ生成されるので、そのデータ長および必要となる計算量は非現実的なものとなる。   In this case, it is also conceivable to prove that the plurality of group signature data is generated by the same signer while keeping the signer's ID secret by zero knowledge proof. However, the data length of the signature data required in this case is the sum of the group signature data and the data length of the zero knowledge proof proportional to the number of designated signer identification persons. For example, when this is performed by the method of Non-Patent Document 2, when the recommended security parameter is used, the data length for one signer identification person is about 6000 bits. Since this is generated as many as the number of signer specific persons specified, the data length and the required calculation amount are unrealistic.

本発明の目的は、1個のグループ署名データで、署名人が複数のグループに対して署名人特定者を指定し、その署名人特定者の各々が同一の署名人を特定でき、かつ署名生成に必要な計算量の小さいグループ署名データを生成および署名人特定することを可能とする署名生成装置、署名人特定装置、グループ署名システム、およびそれらの方法とプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to use one group signature data, a signer specifies a signer identification person for a plurality of groups, each of the signer identification persons can specify the same signer, and a signature is generated It is an object of the present invention to provide a signature generation apparatus, a signer identification apparatus, a group signature system, and a method and program thereof that can generate group signature data with a small amount of calculation required for the process and identify the signer.

上記目的を達成するため、本発明に係る署名生成装置は、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データとしてのグループ署名を生成して出力する署名生成装置であって、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい複数の署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部と、署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶する記憶部と、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する署名人特定者公開鍵取得手段と、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する署名生成手段と、生成されたグループ署名データおよび入力された署名人特定者情報を出力する出力部とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a signature generation apparatus according to the present invention is a signature generation apparatus that generates and outputs a group signature as electronic signature data that proves that one signer who is a member of a group belongs to the group. An input unit that accepts input of the issuer administrator public key and the revocation administrator public key of the group, and signer identifier information that is information on a plurality of signer identifiers to be permitted to be identified; , A storage unit that stores in advance the signer's member private key and member public key, a signer-identifier public key acquisition unit that acquires a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information, and a signer-identifier Generates group signature data including data obtained by encrypting signer information contained in a member private key using a public key and a random number common to all signer identifiers. And having a signature generating means for, and an output unit for outputting the generated group signature data and the input signatories particular originator information.

上記目的を達成するため、本発明に係る署名人特定装置は、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名についてグループに属する署名人が誰であるかを特定する署名人特定装置であって、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部と、署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶する記憶部と、記憶部から署名人特定者秘密鍵を取得する署名人特定者秘密鍵取得手段と、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得る署名人特定手段と、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索するメンバー検索手段と、検索されたメンバー特定子を出力する出力部とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the signer identification device according to the present invention is a signer belonging to a group with respect to a group signature that is electronic signature data certifying that one signer that is a member of the group belongs to the group. A signer identification device that identifies whether or not there is an input unit that receives an input of a group signature and signer identifier information output from an external signature generation device, and is included in the signer identifier private key and group signature A storage unit that stores in advance a member list that stores a member identifier corresponding to the signer information, a signer identifier private key acquisition unit that acquires a signer identifier private key from the storage unit, and a signer identifier secret When the signer-identifier public key corresponding to the key is included in the signer-identifier information, the signer-identifier private key is used to decrypt the group signature to obtain the signer information A signer identification unit; a member retrieval unit that retrieves a member identifier corresponding to the signer information obtained by decryption from a member list; and an output unit that outputs the retrieved member identifier. To do.

上記目的を達成するため、本発明に係るグループ署名システムは、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名を生成して出力する署名生成装置と、グループ署名がグループに属する署名人によって正当に生成されたものであるか否かを検証する検証装置と、グループ署名について署名人が誰であるかを特定する署名人特定装置とを含むグループ署名システムであって、署名生成装置が、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける第1の入力部と、署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶する第1の記憶部と、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する署名人特定者公開鍵取得手段と、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する署名生成手段と、生成されたグループ署名データおよび署名人特定者情報を出力する第1の出力部とを有し、検証装置が、署名生成装置から出力されたグループ署名データと署名人特定者情報、およびグループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵の入力を受け付ける第2の入力部と、自らの署名人特定者秘密鍵を記憶する第2の記憶部と、グループ署名データグループに属する署名人によって正当に生成されたものであるか否かを検証する検証部と、検証の結果を出力する第2の出力部とを有し、署名人特定装置が、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける第3の入力部と、署名人特定者秘密鍵と署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶する第3の記憶部と、記憶部から署名人特定者秘密鍵を取得する署名人特定者秘密鍵取得手段と、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得る署名人特定手段と、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索するメンバー検索手段と、検索されたメンバー特定子を出力する第3の出力部とを有することを特徴とする。   To achieve the above object, a group signature system according to the present invention includes a signature generation device that generates and outputs a group signature that is electronic signature data that proves that one signer who is a member of a group belongs to the group; A group signature comprising: a verification device for verifying whether the group signature is legitimately generated by a signer belonging to the group; and a signer identification device for identifying who the signer is for the group signature Input of signature identifier information that is information about a signature identifier who is allowed to identify the signature issuer public key and revocation administrator public key of the group, which is a system. A first input unit for receiving the signer, a first storage unit for storing in advance the signer's member private key and member public key, and signer identification information Using the signer-identifier public key acquisition means for acquiring the corresponding signer-identifier public key, the signer-identifier public key, and a random number common to all the signer-identifiers, the member secret key is used. A verification apparatus comprising: signature generation means for generating group signature data including data obtained by encrypting included signer information; and a first output unit for outputting the generated group signature data and signer identification person information Includes a second input unit that receives input of the group signature data and signer identifier information output from the signature generation device, and the group issuance manager public key and revocation manager public key, and its own signer identifier A second storage unit for storing a secret key, a verification unit for verifying whether or not the signature is legitimately generated by a signer belonging to the group signature data group, and a second output unit for outputting a verification result The signer identification device corresponds to a third input unit that accepts input of the group signature and signer identifier information output from the external signature generation device, and corresponds to the signer identifier private key and signer information. A third storage unit that stores in advance a member list that stores member identifiers to be signed, a signer specific person private key acquisition unit that acquires a signer specific person private key from the storage unit, and a signer specific person private key Signer identification means for decrypting the group signature using the signer identifier private key and obtaining the signer information when the corresponding signer identifier public key is included in the signer identifier information, and decrypting And a member search means for searching for a member specifier corresponding to the signer information obtained from the member list, and a third output unit for outputting the searched member specifier.

上記目的を達成するため、本発明に係る署名生成方法は、グループのメンバーである一の署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶している署名生成装置にあって、署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名を生成して出力する署名生成方法であって、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付け、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得し、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成し、生成されたグループ署名データおよび署名人特定者情報を出力することを特徴とする。   To achieve the above object, a signature generation method according to the present invention is a signature generation apparatus that stores in advance a member private key and a member public key of one signer who is a member of a group, and the signer is a group A signature generation method that generates and outputs a group signature, which is digital signature data that certifies that it belongs to the group, and wants to permit the identification of the group's issue administrator public key, revocation administrator public key, and signer Accepts the input of signer identifier information, which is information about the signer identifier, obtains the signer identifier public key corresponding to the signer identifier information, identifies the signer identifier public key and all signers Group signature data including data obtained by encrypting the signer information included in the member secret key is generated using a common random number for the subscriber, and the generated group signature data is generated. And wherein the outputting the signatories specific user information.

上記目的を達成するため、本発明に係る署名人特定方法は、署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶している署名人特定装置にあって、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名についてグループに属する署名人が誰であるかを特定する署名人特定方法であって、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付け、署名人特定者秘密鍵を取得し、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれているか否かを判断し、署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得て、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索し、検索されたメンバー特定子を出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a signer identification method according to the present invention stores in advance a signer identifier private key and a member list storing member identifiers corresponding to signer information included in the group signature. A signer identification method for identifying who is a signer belonging to a group with respect to a group signature, which is electronic signature data certifying that one signer who is a member of the group belongs to the group, in the signer identification device It accepts the input of the group signature and signer identifier information output from the external signature generator, obtains the signer identifier private key, and discloses the signer identifier corresponding to the signer identifier private key It is determined whether or not the key is included in the signer identifier information. If the signer identifier public key is included in the signer identifier information, the signer identifier private key is used to The signature signature information is obtained by decrypting the loop signature, the member identifier corresponding to the signature information obtained by decryption is retrieved from the member list, and the retrieved member identifier is output. .

上記目的を達成するため、本発明に係る署名生成プログラムは、グループのメンバーである一の署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶している署名生成装置にあって、署名生成装置が備えるコンピュータに、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける手順と、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する手順と、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する手順と、生成されたグループ署名データおよび署名人特定者情報を出力する手順とを実行させることを特徴とする。   To achieve the above object, a signature generation program according to the present invention is a signature generation apparatus that stores in advance a member private key and a member public key of one signer who is a member of a group. A procedure for accepting input of the signer specific person information that is information about the signer specific person who wants to specify the issuer public key and revocation administrator public key of the group, and the signer Included in the member private key using the procedure for obtaining the signer-identifier public key corresponding to the person-identifier information, the signer-identifier public key, and a random number common to all signer-identifiers The procedure for generating the group signature data including the data obtained by encrypting the signer information and the procedure for outputting the generated group signature data and the signer identification information are executed. Characterized in that to.

上記目的を達成するため、本発明に係る署名人特定プログラムは、署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶している署名人特定装置にあって、署名人特定装置が備えるコンピュータに、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける手順と、署名人特定者秘密鍵を取得する手順と、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれているか否かを判断する手順と、署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得る手順と、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索する手順と、検索されたメンバー特定子を出力する手順とを実行させることを特徴とする。   To achieve the above object, the signer identification program according to the present invention stores in advance a signer identifier private key and a member list storing member identifiers corresponding to signer information included in the group signature. A procedure for accepting an input of a group signature and signer specific person information output from an external signature generation apparatus to a computer included in the signer specific apparatus in the signer specific apparatus, and a signer specific person private key A procedure, a procedure for determining whether or not the signer identifier public key corresponding to the signer identifier private key is included in the signer identifier information, and the signer identifier public key in the signer identifier information If it is included, the signer identifier private key is used to decrypt the group signature to obtain the signer information and the member identifier corresponding to the signer information obtained by decryption is registered as a member. A step of searching the bets, characterized in that to execute a step of outputting the retrieved member designator.

本発明は、上述したように署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化するように構成したので、これに対応する署名人特定者秘密鍵を持つ署名人特定者のみが署名人情報を復号化して署名人を特定することができる。さらに、全ての署名人特定者に対して共通する乱数を利用して署名人情報を暗号化するので、暗号化に必要な計算量を抑制することができる。これによって、1個のグループ署名データで、署名人特定者が何人であっても、その署名人特定者の各々が同一の署名人を特定でき、かつ署名生成に必要な計算量およびデータ容量の小さいグループ署名データを生成および署名人特定することが可能である署名生成装置、署名人特定装置、グループ署名システム、およびそれらの方法とプログラムを提供することができる。   Since the present invention is configured to encrypt the signer information included in the member private key using the signer identifier public key corresponding to the signer identifier information as described above, the signature corresponding to this Only the signer identification person having the person identification person private key can decrypt the signer information and specify the signer. Furthermore, since the signer information is encrypted using a random number common to all the signer identification persons, the amount of calculation required for encryption can be suppressed. As a result, each group signature data can specify the same signer regardless of the number of signer-identifiers, and the amount of calculation and data capacity required for signature generation can be reduced. It is possible to provide a signature generation apparatus, a signer identification apparatus, a group signature system, and a method and program thereof capable of generating small group signature data and identifying a signer.

、本発明の第1の実施形態に係るグループ署名システム全体の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of the entire group signature system according to the first embodiment of the present invention. 図1に示した発行者装置、メンバー装置、検証装置、署名人特定装置、失効管理者装置として機能するコンピュータ装置のハードウェアとしての構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure as a hardware of the computer apparatus which functions as an issuer apparatus shown in FIG. 1, a member apparatus, a verification apparatus, a signer identification apparatus, and a revocation manager apparatus. 図1に示したメンバー装置がグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device shown in FIG. 1. 図1に示した検証装置がグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation of verifying a group signature by the verification apparatus illustrated in FIG. 1. 図1に示した署名人特定装置が署名人を特定する動作について示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an operation of specifying a signer by the signer specifying device shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態に係るグループ署名システム全体の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the whole group signature system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図6に示したメンバー装置がグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device shown in FIG. 6. 図6に示した検証装置がグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating an operation of the verification apparatus illustrated in FIG. 6 verifying a group signature. 図6に示した署名人特定装置が署名人を特定する動作について示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation in which the signer identification device illustrated in FIG. 6 identifies a signer. 本発明の第3の実施形態に係るグループ署名システム全体の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the whole group signature system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図10に示したメンバー装置がグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device shown in FIG. 10. 図10に示した検証装置がグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an operation of verifying a group signature by the verification apparatus shown in FIG. 図10に示した署名人特定装置が行う署名人を特定する動作について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about the operation | movement which identifies the signer performed by the signer identification apparatus shown in FIG. 本発明の第4の実施形態に係るグループ署名システム全体の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the whole group signature system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図14に示したメンバー装置がグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device shown in FIG. 14. FIG. 図14に示した検証装置がグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。15 is a flowchart illustrating an operation of verifying a group signature by the verification apparatus illustrated in FIG. 図14に示した署名人特定装置が行う署名人を特定する動作について示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing an operation of specifying a signer performed by the signer specifying apparatus shown in FIG. 14. FIG.

(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態の構成について添付図に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係る署名生成装置(メンバー装置200)は、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データとしてのグループ署名を生成して出力する署名生成装置であって、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部(入出力部13)と、署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶する記憶部(メンバー記憶部220)と、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する署名人特定者公開鍵取得手段212aと、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する署名生成手段212bと、生成されたグループ署名データおよび署名人特定者情報を出力する出力部(入出力部13)とを有する。
(First embodiment)
The configuration of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, the basic content of the present embodiment will be described, and then more specific content will be described.
The signature generation apparatus (member apparatus 200) according to the present embodiment is a signature generation apparatus that generates and outputs a group signature as electronic signature data certifying that one signer who is a member of a group belongs to the group. An input unit (input / output unit) that accepts input of the signer specific person information that is information on the issuer public key and revocation manager public key of the group and the signer specific person who is permitted to specify the signer 13), a storage unit (member storage unit 220) for storing the signer's member private key and member public key in advance, and a signer-identifier public key for obtaining a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information The signer information contained in the member private key is obtained by using the key acquisition means 212a, the signer identifier public key, and a random number common to all the signer identifiers. A signature generating unit 212b for generating group signature data, the output unit for outputting the group signature data and the signature's particular originator information generated and (output unit 13) containing Goka data.

また、本実施形態に係る署名人特定装置400は、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名についてグループに属する署名人が誰であるかを特定する署名人特定装置であって、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部(入出力部13)と、署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子(ID)を記憶したメンバーリスト421とをあらかじめ記憶する記憶部(署名人特定者記憶部420)と、記憶部から署名人特定者秘密鍵を取得する署名人特定者秘密鍵取得手段412a1と、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得る署名人特定手段412a2と、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索するメンバー検索手段412a3と、検索されたメンバー特定子を出力する出力部(入出力部13)とを有する。   Further, the signer identification device 400 according to the present embodiment determines who is a signer who belongs to a group with respect to a group signature that is digital signature data that proves that one signer that is a member of the group belongs to the group. An identification part identifying device to be identified, an input unit (input / output unit 13) for receiving an input of a group signature and signer identification person information output from an external signature generation apparatus, a signer identification person private key, and a group signature A storage unit (signer identifier storage unit 420) that stores in advance a member list 421 that stores a member identifier (ID) corresponding to the signer information included in the ID, and obtains a signer identifier private key from the storage unit The signer-identifier private key acquisition means 412a1 and the signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier private key are included in the signer-identifier information. Signer specifying means 412a2 for obtaining the signer information by decrypting the group signature using the specific person private key, and member search means for searching for the member specifier corresponding to the signer information obtained by decoding from the member list 412a3 and an output unit (input / output unit 13) for outputting the searched member specifier.

この構成を備えることにより、本実施形態は、1個のグループ署名データで、署名人特定者が何人であっても、その署名人特定者の各々が同一の署名人を特定できるグループ署名データを生成して使用することが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
By providing this configuration, the present embodiment provides group signature data that can identify the same signer by each of the signer identifiers regardless of the number of signer identifiers. It can be generated and used.
Hereinafter, this will be described in more detail.

本明細書ではまず、以下のような各々の区分の者が本発明の実施形態に係るグループ署名システムを使用する。
「メンバー(署名人)」−特定のグループに属し、そのグループの一員としての署名データであるグループ署名を生成して使用する。
「発行者」−グループのメンバーに対して、グループ署名の生成に使用するグループ鍵を生成および発行する。
「検証者」−グループ署名を受け取り、このグループ署名が該グループのメンバーによって正当に作成されたものであるか否かを検証する。
「署名人特定者」−グループ署名を受け取り、このグループ署名を生成したメンバーが誰であるかを特定する。
「失効管理者」−グループの中で特定のメンバーが持つグループ鍵を失効させる。
In the present specification, first, each of the following persons uses the group signature system according to the embodiment of the present invention.
“Member (signer)” — Generates and uses a group signature, which is signature data belonging to a particular group and belonging to that group.
“Issuer” —generates and issues a group key used to generate a group signature to group members.
“Verifier” —Receives a group signature and verifies whether this group signature was legitimately created by a member of the group.
“Signer Identifier” —identifies who is the member who received the group signature and generated this group signature.
“Revocation Manager” —Revokes a group key held by a specific member of a group.

本明細書では、このグループ署名を生成したメンバーが誰であるかを示す情報を「署名人情報」といい、署名人特定者の中で誰がそのメンバーを特定することができるかを示す情報を「署名人特定者情報」という。   In this specification, information indicating who is a member who has generated this group signature is referred to as “signer information”, and information indicating who can identify the member among the signer identification persons. It is called “signer identification person information”.

本明細書の数式以外の行では、a^bは「aのb乗」を意味し、a_bは「aに下付き添え字b」がついた状態を示す。さらに、整数Nの剰余群をZ_Nと記す。すなわち、Z_N={0,1,…,N−1}である。そして、整数Nに対して、y=x^2 mod Nを満たすxを持つZ_Nの要素yの集合をQR(N)と記す。   In the lines other than the mathematical expressions in this specification, a ^ b means “a raised to the power b”, and a_b indicates a state in which “a is a subscript b”. Furthermore, a remainder group of integer N is denoted as Z_N. That is, Z_N = {0, 1,..., N−1}. A set of elements y of Z_N having x satisfying y = x ^ 2 mod N with respect to the integer N is denoted as QR (N).

図1は、本発明の第1の実施形態に係るグループ署名システム1全体の構成を示す説明図である。グループ署名システム1は、発行管理者がグループのメンバーに対してメンバー鍵を生成および発行する発行者装置100、発行されたメンバー鍵によって各メンバーがグループ署名を生成するメンバー装置200、生成されたグループ署名の正当性を検証する検証装置300、生成されたグループ署名を行ったメンバーを特定する署名人特定装置400、および特定のメンバーのメンバー鍵を失効させる失効管理者装置500が、ネットワーク600によって相互に接続されて構成される。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the group signature system 1 according to the first embodiment of the present invention. The group signature system 1 includes an issuer device 100 in which an issue manager generates and issues a member key to members of a group, a member device 200 in which each member generates a group signature using the issued member key, and a generated group A verification apparatus 300 that verifies the validity of a signature, a signer identification apparatus 400 that identifies a member who has generated a group signature, and a revocation manager apparatus 500 that revokes a member key of a specific member are mutually connected by a network 600. Connected and configured.

発行者装置100、メンバー装置200、検証装置300、署名人特定装置400、失効管理者装置500は、いずれも後述の図2で説明するコンピュータ装置である。メンバー装置200および署名人特定装置400はネットワーク600に何台接続されていてもよいが、図1には簡単のため各1台ずつのみ記載している。   The issuer apparatus 100, member apparatus 200, verification apparatus 300, signer identification apparatus 400, and revocation manager apparatus 500 are all computer apparatuses described later with reference to FIG. Any number of member devices 200 and signer identification devices 400 may be connected to the network 600, but only one device is shown in FIG. 1 for simplicity.

図2は、図1に示した発行者装置100、メンバー装置200、検証装置300、署名人特定装置400、失効管理者装置500として機能するコンピュータ装置10のハードウェアとしての構成を示す説明図である。コンピュータ装置10は、コンピュータプログラムを実行する主体となるプロセッサ11と、コンピュータプログラムおよびデータを記憶する記憶部12と、データの入出力を行う入出力部13と、ネットワーク600を介して他のコンピュータ装置とのデータ通信を行う通信部14とを備える。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a hardware configuration of the computer device 10 that functions as the issuer device 100, the member device 200, the verification device 300, the signer identification device 400, and the revocation manager device 500 shown in FIG. is there. The computer device 10 includes a processor 11 that is a main body for executing a computer program, a storage unit 12 that stores the computer program and data, an input / output unit 13 that inputs and outputs data, and another computer device via a network 600. The communication part 14 which performs data communication with is provided.

図1に戻って、発行者装置100の備えるプロセッサ11および記憶部12を、各々プロセッサ110および発行者記憶部120と表記する。プロセッサ110では、発行者鍵生成部111と発行部112が、各々コンピュータプログラムとして動作する。同様に、メンバー装置200の備えるプロセッサ11および記憶部12を、各々プロセッサ210およびメンバー記憶部220と表記する。プロセッサ210では、参加部211と署名生成部212が、各々コンピュータプログラムとして動作する。   Returning to FIG. 1, the processor 11 and the storage unit 12 included in the issuer apparatus 100 are referred to as a processor 110 and an issuer storage unit 120, respectively. In the processor 110, the issuer key generation unit 111 and the issue unit 112 each operate as a computer program. Similarly, the processor 11 and the storage unit 12 included in the member device 200 are referred to as a processor 210 and a member storage unit 220, respectively. In the processor 210, the participation unit 211 and the signature generation unit 212 each operate as a computer program.

検証装置300の備えるプロセッサ11および記憶部12を、各々プロセッサ310および検証者記憶部320と表記する。プロセッサ310では、検証部311がコンピュータプログラムとして動作する。署名人特定装置400の備えるプロセッサ11および記憶部12を、各々プロセッサ410および署名人特定者記憶部420と表記する。プロセッサ410では、署名人特定者鍵生成部411と署名人特定部412が、各々コンピュータプログラムとして動作する。   The processor 11 and the storage unit 12 included in the verification device 300 are referred to as a processor 310 and a verifier storage unit 320, respectively. In the processor 310, the verification unit 311 operates as a computer program. The processor 11 and the storage unit 12 included in the signer identification device 400 are referred to as a processor 410 and a signer identification person storage unit 420, respectively. In the processor 410, a signer identification person key generation unit 411 and a signer identification part 412 each operate as a computer program.

失効管理者装置500の備えるプロセッサ11および記憶部12を、各々プロセッサ510および失効管理者記憶部520と表記する。プロセッサ510では、失効管理者鍵生成部511と失効部512が、各々コンピュータプログラムとして動作する。   The processor 11 and the storage unit 12 included in the revocation manager device 500 are referred to as a processor 510 and a revocation manager storage unit 520, respectively. In the processor 510, the revocation manager key generation unit 511 and the revocation unit 512 each operate as a computer program.

グループ署名システム1では、あらかじめ以下に示す鍵データが何らかの方法によって作成されている。以下に示す各々の鍵の名称で、略称の2文字目が「s」(secret)であるものが秘密鍵、2文字目が「p」(public)であるものが公開鍵である。
(1)発行管理者秘密鍵と発行管理者公開鍵(isk,ipk)
(2)失効管理者秘密鍵と失効管理者公開鍵(rsk,rpk)
(3)N人(Nは自然数)の署名人特定者各々に対する署名人特定者秘密鍵と署名人特定者公開鍵(osk[1],opk[1])〜(osk[N],opk[N])
(4)メンバー秘密鍵とメンバー公開鍵(msk,mpk)
In the group signature system 1, the following key data is created in advance by some method. Of the following key names, the abbreviation whose second character is “s” (secret) is the secret key, and whose second character is “p” (public) is the public key.
(1) Issue manager private key and issue manager public key (isk, ipk)
(2) Revocation manager private key and revocation manager public key (rsk, rpk)
(3) The signer-identifier private key and the signer-identifier public key (osk [1], opk [1]) to (osk [N], opk [ N])
(4) Member private key and member public key (msk, mpk)

各々の公開鍵ipk,rpk,opk[1]〜opk[N],mpkは、グループ署名システム1の全装置に対して公開されている。発行管理者秘密鍵iskは発行者記憶部120にのみ記憶され、発行者装置100からのみ参照できる。同様に、失効管理者秘密鍵rskは失効管理者記憶部520にのみ記憶され、失効管理者装置500からのみ参照できる。署名人特定者秘密鍵osk[i](iは自然数、かつ1≦i≦N)は、該署名人特定者の署名人特定者記憶部420にのみ記憶され、該署名人特定者の署名人特定装置400からのみ参照できる。メンバー秘密鍵mskは該メンバーのメンバー記憶部220にのみ記憶され、該メンバーのメンバー装置200からのみ参照できる。   Each public key ipk, rpk, opk [1] to opk [N], mpk is open to all devices of the group signature system 1. The issue manager private key isk is stored only in the issuer storage unit 120 and can be referred to only from the issuer apparatus 100. Similarly, the revocation manager private key rsk is stored only in the revocation manager storage unit 520 and can be referred only from the revocation manager device 500. The signer-identifier private key osk [i] (i is a natural number and 1 ≦ i ≦ N) is stored only in the signer-identifier storage unit 420 of the signer-identifier, and the signer of the signer-identifier It can be referred only from the specific device 400. The member secret key msk is stored only in the member storage unit 220 of the member and can be referenced only from the member device 200 of the member.

上記の各々の公開鍵と秘密鍵のペアは、たとえば非特許文献2などに記載された公知の鍵生成部によって生成されたものである。ただし、安全性の観点から、N人の署名人特定者は各々共通のパラメータを利用していることが望ましい。ここでいう共通のパラメータとは、例えば非特許文献2に記載の方法では、鍵の生成に用いられる楕円曲線とその基点である。   Each of the public key / private key pair described above is generated by a known key generation unit described in Non-Patent Document 2, for example. However, from the viewpoint of security, it is desirable that the N signer identification persons use common parameters. The common parameters here are, for example, the elliptic curve used for key generation and its base point in the method described in Non-Patent Document 2.

発行者装置100で動作する発行者鍵生成部111は、与えられたセキュリティパラメータを入力として、iskおよびipkを出力する。同じく発行者装置100で動作する発行部112は、メンバー装置200で動作する参加部211と連携して、各々のメンバーに対してmskおよびmpkを発行する。発行部112はセキュリティパラメータとiskとipkを、参加部211はセキュリティパラメータとipkとrpkとopkを、それぞれ入力とする。   The issuer key generation unit 111 operating in the issuer apparatus 100 receives the given security parameter and outputs isk and ipk. Similarly, the issuing unit 112 that operates in the issuer apparatus 100 issues msk and mpk to each member in cooperation with the participation unit 211 that operates in the member apparatus 200. The issuing unit 112 receives the security parameters and isk and ipk, and the participating unit 211 receives the security parameters and ipk, rpk, and opk, respectively.

署名人特定装置400で動作する署名人特定者鍵生成部411は、セキュリティパラメータを入力として、osk[i]およびopk[i](iは自然数、かつ1≦i≦N)を出力する。失効管理者装置500で動作する失効管理者鍵生成部511は、セキュリティパラメータを入力として、rskおよびrpkを出力する。同じく失効管理者装置500で動作する失効部512は、rskおよびrpkと、失効するメンバーのmpkを入力として、更新されたrpkを出力する。更新されたrpkを使用すると、失効したメンバーの生成したグループ署名は無効となる。   The signer specific person key generation unit 411 operating in the signer specific apparatus 400 outputs osk [i] and opk [i] (i is a natural number and 1 ≦ i ≦ N) with the security parameter as an input. The revocation manager key generation unit 511 operating on the revocation manager device 500 receives the security parameters and outputs rsk and rpk. Similarly, the revocation unit 512 operating in the revocation manager device 500 receives rsk and rpk and mpk of the member to be revoked, and outputs updated rpk. Using the updated rpk invalidates the group signature generated by the revoked member.

メンバー装置200で動作する署名生成部212は、署名人特定者公開鍵取得手段212a1と、署名生成手段212a2とを有する。署名人特定装置400で動作する署名人特定部412は、署名人特定者秘密鍵取得手段412a1と、署名人特定手段412a2と、メンバー検索手段412a3とを有する。これらと、検証装置300で動作する検証部311の各々の動作については後述する。   The signature generation unit 212 operating on the member device 200 includes a signer identification person public key acquisition unit 212a1 and a signature generation unit 212a2. The signer specifying unit 412 operating in the signer specifying device 400 includes a signer specifying person private key acquisition unit 412a1, a signer specifying unit 412a2, and a member search unit 412a3. These and each operation | movement of the verification part 311 which operate | moves with the verification apparatus 300 are mentioned later.

また、mpkにはメンバーごとに異なる署名人情報hが必ず含まれ、この署名人情報hとメンバーを特定するIDとを一意に対応させるリストが発行者記憶部120および署名人特定者記憶部420に記憶されている。これを各々メンバーリスト121および421という。   Further, mpk always includes different signer information h for each member, and a list that uniquely associates the signer information h with an ID for identifying the member is provided in the issuer storage unit 120 and the signer specifyer storage unit 420. Is remembered. These are called member lists 121 and 421, respectively.

図3は、図1に示したメンバー装置200がグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。発行者が管理するグループに所属するメンバーは、N人の署名人特定者の中から署名人(該メンバー自分自身)を特定させたいと思うj人の署名人特定者i_1〜i_jを選択して(jは自然数、かつj≦N)、メンバー装置200の署名生成部212に対してipk、rpk、署名人特定者情報、メッセージM、以上の各データを入力し、メンバー装置200の入出力部13がこの入力を受け取る(ステップS11)。   FIG. 3 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device 200 shown in FIG. A member who belongs to a group managed by the issuer selects j signer identifiers i_1 to i_j who want to identify a signer (the member himself) from N signer identifiers. (J is a natural number and j ≦ N), ipk, rpk, signer identification information, message M, and other data are input to the signature generation unit 212 of the member device 200, and the input / output unit of the member device 200 13 receives this input (step S11).

ここで、メンバー記憶部220には、署名人が指定した署名人特定者の公開鍵が記憶されている署名人特定者リスト221が予め記憶されている。または、署名人特定者リスト221には署名人特定者の名前や公開鍵が公開されている場所の情報やURLなど、公開鍵とリンクする情報が予め記憶されているようにしてもよい。   Here, the member storage unit 220 stores in advance a signer specific person list 221 in which the public key of the signer specific person designated by the signer is stored. Alternatively, the signer-identifier list 221 may store information linked to the public key, such as information on the name of the signer-identifier and the location where the public key is disclosed, and a URL.

署名人特定者公開鍵取得手段212a1は、この署名人特定者リスト221を参照して、ユーザが指定した署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_j]を取得する。これらの公開鍵opk[i_1]〜opk[i_j]が署名人特定者情報である。そして署名人特定者公開鍵取得手段212a1は、メンバー記憶部220から該メンバーのmpkとmskとを読み込む。(ステップS12)。   The signer specific person public key acquisition unit 212a1 refers to the signer specific person list 221 and acquires the public keys opk [i_1] to opk [i_j] of the signer specific persons specified by the user. These public keys opk [i_1] to opk [i_j] are signer specific person information. The signer identification person public key acquisition unit 212 a 1 reads the mpk and msk of the member from the member storage unit 220. (Step S12).

ipk、rpk、opk[i_1]〜opk[i_j]、mpk、msk、メッセージM、以上のデータをここまでで受け取った署名生成手段212a2は、mpkに含まれる署名人情報hをopk[i_1]〜opk[i_j]を用いてそれぞれ暗号化して、ENC[opk[i_1]](h)〜ENC[opk[i_j]](h)を生成する(ステップS13)。   The signature generation means 212a2 that has received the above data ipk, rpk, opk [i_1] to opk [i_j], mpk, msk, message M, and so on, obtains the signer information h included in mpk from opk [i_1]. Encryption is performed using opk [i_j] to generate ENC [opk [i_1]] (h) to ENC [opk [i_j]] (h) (step S13).

続いて署名生成手段212a2は、ENC[opk[i_1]](h)〜ENC[opk[i_j]](h)を含むグループ署名データσと、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]とを出力する(ステップS14)。   Subsequently, the signature generation unit 212a2 includes the group signature data σ including ENC [opk [i_1]] (h) to ENC [opk [i_j]] (h), and the signer specific person information opk [i_1] to opk [i_j. ] Is output (step S14).

図4は、図1に示した検証装置300がグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200によって図3に示す動作で生成されたグループ署名データσ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、さらにipkおよびrpkを、検証者が検証装置300に入力する(ステップS21)。検証部311は、これらのデータに対してグループ署名検証の演算を行い、このグループ署名データσが正当であるか否かを判断して(ステップS22)、正当であれば受理(ステップS23)、そうでなければ不受理(ステップS24)をそれぞれ出力する。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation in which the verification apparatus 300 illustrated in FIG. 1 verifies the group signature. The verifier inputs the group signature data σ generated by the member device 200 in the operation shown in FIG. 3, the signer identifier identification information opk [i_1] to opk [i_j], and ipk and rpk to the verification device 300 (step) S21). The verification unit 311 performs a group signature verification operation on these data, determines whether the group signature data σ is valid (step S22), and if it is valid, accepts it (step S23). Otherwise, reject (step S24) is output.

図5は、図1に示した署名人特定装置400が署名人を特定する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200によって図3に示す動作で生成されたグループ署名データ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]を、署名人特定者が署名人特定装置400に入力する(ステップS31)。   FIG. 5 is a flowchart showing an operation of identifying the signer by the signer identifying apparatus 400 shown in FIG. The signer identifier specifies the group signature data and the signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j] generated by the operation shown in FIG. 3 by the member device 200 (step S31). .

署名人特定者秘密鍵取得手段412aは、署名人特定者記憶部420に記憶されている自らの署名人特定者秘密鍵osk[i]を読み込む(ステップS32)。署名人特定手段412a2は、受け取った署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]の中に自らの署名人特定者秘密鍵osk[i]に対応する公開鍵opk[i]が含まれているか否かを判断し(ステップS33)、含まれていればこの秘密鍵osk[i]でσに含まれる暗号を復号して署名人情報hを得る(ステップS34)。ステップS33で、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]の中に公開鍵opk[i]が含まれていなければ特定失敗を出力して処理を終了する(ステップS37)。   The signer-identifier private key acquisition unit 412a reads the signer-identifier secret key osk [i] stored in the signer-identifier storage unit 420 (step S32). The signer identification means 412a2 includes the public key opk [i] corresponding to its signer identifier private key osk [i] in the received signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j]. (Step S33), if it is included, the cipher included in σ is decrypted with the secret key osk [i] to obtain the signer information h (step S34). If the public key opk [i] is not included in the signer specific person information opk [i_1] to opk [i_j] in step S33, a specific failure is output and the process ends (step S37).

ステップS34までの処理で署名人情報hを得たメンバー検索手段412a3は、メンバーリスト421を読み込んで署名人情報hに対応するメンバーのIDを検索して、そのIDを出力する(ステップS35〜36)。   The member search means 412a3 that has obtained the signer information h through the processing up to step S34 reads the member list 421, searches for the ID of the member corresponding to the signer information h, and outputs the ID (steps S35 to S36). ).

(第1の実施形態の全体的な動作)
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。本実施形態に係る署名生成方法は、グループのメンバーである一の署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶している署名生成装置(メンバー装置200)にあって、署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名を生成して出力する署名生成方法であって、グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付け(図3:ステップS11)、署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得し(図3:ステップS12)、署名人特定者公開鍵と、全ての署名人特定者に対して共通する乱数とを利用してメンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成し(図3:ステップS13)、生成されたグループ署名データおよび署名人特定者情報を出力する(図3:ステップS14)。
(Overall operation of the first embodiment)
Next, the overall operation of the above embodiment will be described. The signature generation method according to the present embodiment is a signature generation apparatus (member apparatus 200) that stores in advance a member private key and a member public key of one signer who is a member of a group, and the signer belongs to the group. A signature generation method for generating and outputting a group signature, which is digital signature data certifying that the signature belongs, and is a signature to be permitted to specify the group's issuing manager public key, revoked manager public key, and signer Accepting input of signer-identifier information, which is information about the person-identifier (FIG. 3: step S11), obtaining a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information (FIG. 3: step S12), A group containing data obtained by encrypting the signer information contained in the member private key using the signer identifier public key and a random number common to all the signer identifiers. It generates flop signature data (FIG. 3: step S13), and outputs the generated group signature data and the signature's particular originator information (FIG. 3: step S14).

そして、本実施形態に係る署名人特定方法は、署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子(ID)を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶している署名人特定装置400にあって、グループのメンバーである一の署名人がグループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名についてグループに属する署名人が誰であるかを特定する署名人特定方法であって、外部の署名生成装置から出力されたグループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付け(図5:ステップS31)、署名人特定者秘密鍵を取得し(図5:ステップS32)、署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれているか否かを判断し(図5:ステップS33)、署名人特定者公開鍵が署名人特定者情報に含まれている場合に署名人特定者秘密鍵を利用してグループ署名を復号して署名人情報を得て(図5:ステップS34)、復号して得られた署名人情報に対応するメンバー特定子をメンバーリストから検索し(図5:ステップS35)、検索されたメンバー特定子を出力する(図5:ステップS36)。   The signer identification method according to the present embodiment includes a signature that prestores a signer identifier private key and a member list that stores a member identifier (ID) corresponding to signer information included in the group signature. A signer identification method for identifying who is a signer belonging to a group with respect to a group signature, which is electronic signature data that proves that one signer who is a member of the group belongs to the group, in the person identification device 400 The input of the group signature and the signer specific person information output from the external signature generation device is accepted (FIG. 5: step S31), and the signer specific person private key is acquired (FIG. 5: step S32). It is determined whether or not the signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier private key is included in the signer-identifier information (FIG. 5: Step S33). When the open key is included in the signer-identifier information, the signer-identifier private key is used to decrypt the group signature to obtain the signer information (FIG. 5: step S34), which is obtained by decryption. The member identifier corresponding to the signer information is retrieved from the member list (FIG. 5: step S35), and the retrieved member identifier is output (FIG. 5: step S36).

ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコンピュータであるメンバー装置200および署名人特定装置400に実行させるようにしてもよい。
この構成および動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。
Here, each of the above operation steps may be programmed to be executable by a computer, and may be executed by the member device 200 and the signer identification device 400 which are computers that directly execute the steps.
With this configuration and operation, the present embodiment has the following effects.

本実施形態では、署名人特定者が何人であっても、1個のグループ署名データで、その署名人特定者の各々が同一の署名人を特定できるグループ署名データを生成して使用することが可能となる。処理に係るグループ署名データなどのデータ量の総計は、署名人特定者の数に比例して増大するなどのようなことはない。   In this embodiment, it is possible to generate and use group signature data that can identify the same signer by using one group signature data regardless of the number of signer-identifiers. It becomes possible. The total amount of data such as group signature data related to processing does not increase in proportion to the number of signer specific persons.

本実施形態では、グループ署名データの生成に当たっては、前述の特許文献および非特許文献にあるような任意の公知技術を適用することができるが、特に非特許文献1、非特許文献3、非特許文献4に記載された方式に適している。これらの方式には失効管理装置が存在しないが、失効管理者の鍵ペアrskおよびrpkを空データとすることによって容易に適用することができる。この場合、非特許文献1に記載の方式における共通パラメータはエルガマル暗号の群およびその生成元であり、非特許文献3と4記載の方式における共通パラメータは利用する楕円曲線およびその基点である。   In the present embodiment, any known technique as described in the above-mentioned patent document and non-patent document can be applied to generate the group signature data, but in particular, Non-patent document 1, Non-patent document 3, Non-patent document. It is suitable for the method described in Document 4. These methods do not have a revocation management device, but can be easily applied by making the revocation manager's key pair rsk and rpk empty data. In this case, the common parameters in the method described in Non-Patent Document 1 are a group of ElGamal ciphers and the generation source thereof, and the common parameters in the methods described in Non-Patent Documents 3 and 4 are an elliptic curve to be used and a base point thereof.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は、前述の第1の実施形態の構成に加えて、署名装置(メンバー装置200b)の入力部(入出力部13)が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、署名生成部212bが、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名データを生成するように構成した。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, in addition to the configuration of the first embodiment, the input unit (input / output unit 13) of the signature device (member device 200b) has two or more signer identification persons. The signature generation unit 212b accepts an input of a signer identification person logical structure that can include a logical condition to identify the signer in cooperation, and the signature generation unit 212b generates group signature data using the signer identification person logical structure. Configured.

さらに、これに対して署名人特定装置400の入力部(入出力部13)が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、署名人特定部412bが、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名を復号する。   Furthermore, the input unit (input / output unit 13) of the signer specifying device 400 can include a logical condition that two or more signer specifying members cooperate to specify the signer. Upon receiving the input of the logical structure, the signer identification unit 412b decrypts the group signature using the signer identification person logical structure.

この構成を備えることにより、署名人が2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定するという条件を含むグループ署名データを生成することができるようになる。
以下、これをより詳細に説明する。
With this configuration, it is possible to generate group signature data including a condition that two or more signer identification persons cooperate to identify the signer in cooperation.
Hereinafter, this will be described in more detail.

図6は、本発明の第2の実施形態に係るグループ署名システム1b全体の構成を示す説明図である。グループ署名システム1bは、ハードウェアおよびソフトウェアの構成は第1の実施形態で説明したものと同一であるが、後述するように署名生成部、検証部、署名人特定部の各々の動作が第1の実施形態で説明したものと異なる。これらを各々、署名生成部212b、検証部311b、署名人特定部412bという。署名生成部212bは、署名人特定者公開鍵取得手段212b1と、署名生成手段212b2とを有する。署名人特定部412bは、署名人特定者秘密鍵取得手段412b1と、署名人特定手段412b2と、メンバー検索手段412b3とを有する。また、メンバー装置、検証装置、署名人特定装置を各々、メンバー装置200b、検証装置300b、署名人特定装置400bという。これら各々の装置のハードウェア的な構成は、図2で説明したものと同一である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the group signature system 1b according to the second embodiment of the present invention. In the group signature system 1b, the hardware and software configurations are the same as those described in the first embodiment, but the operations of the signature generation unit, the verification unit, and the signer identification unit are the first as described later. This is different from that described in the embodiment. These are referred to as a signature generation unit 212b, a verification unit 311b, and a signer identification unit 412b, respectively. The signature generation unit 212b includes a signer identification person public key acquisition unit 212b1 and a signature generation unit 212b2. The signer identification unit 412b includes a signer identifier private key acquisition unit 412b1, a signer identification unit 412b2, and a member search unit 412b3. The member device, the verification device, and the signer identification device are referred to as a member device 200b, a verification device 300b, and a signer identification device 400b, respectively. The hardware configuration of each of these devices is the same as that described in FIG.

第1の実施形態に係るグループ署名システム1では、たとえば署名人特定者情報によって指定された署名人特定者がA、B、Cの3名であった場合、このA、B、Cのうちいずれか1名が署名人を特定できた。これに対して第2の実施形態に係るグループ署名システム1bでは、署名人特定者情報に「2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する」という条件を含むことができる。この条件が含まれた場合、たとえば「署名人特定者Aは単独で署名人を特定可能。署名人特定者BとCは各々単独では署名人を特定できないが、署名人特定者BとCが協力すれば署名人を特定可能である」などのようなという任意の論理構造を持つ条件をつけることが可能となる。   In the group signature system 1 according to the first embodiment, for example, when there are three signer specific persons designated by the signer specific person information, A, B, and C, any one of A, B, and C Or one person could identify the signer. In contrast, in the group signature system 1b according to the second embodiment, the signer identifier information may include a condition that “two or more signer identifiers cooperate to identify the signer”. When this condition is included, for example, “signer identification person A can identify the signer alone. Signer identification persons B and C cannot identify the signer alone, but signer identification persons B and C It is possible to set a condition having an arbitrary logical structure such as “the signer can be identified by cooperation”.

第2の実施形態に係るグループ署名システム1bでは、第1の実施形態に係るグループ署名システム1と同様の鍵データがあらかじめ作成され、各装置に与えられている。また、発行者記憶部120および署名人特定者記憶部420には第1の実施形態と同様の各々メンバーリスト121および421が記憶されている。   In the group signature system 1b according to the second embodiment, key data similar to that of the group signature system 1 according to the first embodiment is created in advance and given to each device. The issuer storage unit 120 and the signer identification person storage unit 420 store member lists 121 and 421, respectively, similar to those in the first embodiment.

図7は、図6に示したメンバー装置200bがグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。発行者が管理するグループに所属するメンバーは、N人の署名人特定者の中から署名人(該メンバー自分自身)を特定させたいと思うj人の署名人特定者i_1〜i_jを選択して(jは自然数、かつj≦N)、メンバー装置200の署名生成部212に対してipk、rpk、署名人特定者情報、署名人特定者論理構造、メッセージM、以上の各データを入力し、メンバー装置200bの入出力部13がこの入力を受け取る(ステップS111)。   FIG. 7 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device 200b shown in FIG. A member who belongs to a group managed by the issuer selects j signer identifiers i_1 to i_j who want to identify a signer (the member himself) from N signer identifiers. (J is a natural number and j ≦ N), ipk, rpk, signer specific person information, signer specific person logical structure, message M, and the above data are input to the signature generation unit 212 of the member device 200. The input / output unit 13 of the member device 200b receives this input (step S111).

ここで、メンバー記憶部220には、署名人が指定した署名人特定者の公開鍵が記憶されている署名人特定者リスト221が予め記憶されている。または、署名人特定者リスト221には署名人特定者の名前や公開鍵が公開されている場所の情報やURLなど、公開鍵とリンクする情報が予め記憶されているようにしてもよい。   Here, the member storage unit 220 stores in advance a signer specific person list 221 in which the public key of the signer specific person designated by the signer is stored. Alternatively, the signer-identifier list 221 may store information linked to the public key, such as information on the name of the signer-identifier and the location where the public key is disclosed, and a URL.

また、署名人特定者論理構造は、署名人特定者情報によって指定された署名人特定者i_1〜i_jの署名人特定権限に対する論理構造を指定するものである。例えば、「1人で特定可能:i_1,i_2」「協力して特定可能:(i_3,i_4),(i_5,i_6,i_7)」のように記載されている。または「i_1 OR i_2 OR(i_3 AND i_4)OR(i_5 AND i_6 AND i_7)」のように記載することもできる。ここでは、簡単のために、「1人で特定可能:i_1,i_2」「協力して特定可能:(i_3,i_4),(i_5,i_6,i_7)」と記載されているものとする。   Further, the signer-identifier logical structure designates a logical structure for the signer-specific authority of the signer-identifiers i_1 to i_j designated by the signer-identifier information. For example, it is described as “identifiable by one person: i_1, i_2” and “identifiable in cooperation: (i_3, i_4), (i_5, i_6, i_7)”. Alternatively, it can be described as “i — 1 OR i — 2 OR (i — 3 AND i — 4) OR (i — 5 AND i — 6 AND i — 7)”. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that “one person can specify: i — 1, i — 2” and “cooperative identification: (i — 3, i — 4), (i — 5, i — 6, i — 7)” are described.

署名人特定者公開鍵取得手段212b1は、署名人特定者リスト221を参照して、ユーザが指定した署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_j]を取得する。そして署名人特定者公開鍵取得手段212b1は、メンバー記憶部220から該メンバーのmpkとmskとを読み込む。(ステップS112)
ipk、rpk、opk[i_1]〜opk[i_j]、署名人特定者論理構造、mpk、msk、メッセージM、以上のデータをここまでで受け取った署名生成手段212b2は、この署名人特定者論理構造にしたがって、署名人情報hを暗号化する。1人で特定可能である署名人特定者i_1およびi_2に対しては、署名生成部212bは各々単独で特定可能な暗号であるENC[opk[i_1]](h)、ENC[opk[i_2]](h)を生成する。
The signer specific person public key acquisition unit 212b1 refers to the signer specific person list 221 and acquires the public keys opk [i_1] to opk [i_j] of the signer specific persons specified by the user. Then, the signer identification person public key acquisition unit 212b1 reads the mpk and msk of the member from the member storage unit 220. (Step S112)
The signature generation unit 212b2 that has received the above data, ipk, rpk, opk [i_1] to opk [i_j], signer identifier logical structure, mpk, msk, message M, has received this signer identifier logical structure. Then, the signer information h is encrypted. For the signer identifiers i_1 and i_2 that can be specified by one person, the signature generation unit 212b is a cipher that can be specified individually, ENC [opk [i_1]] (h), ENC [opk [i_2]. ] (H) is generated.

協力して特定可能である署名人特定者i_3〜i_4の組に対して、署名生成部212bはosk[i_3]とosk[i_4]に対応する公開鍵であるopk[i_3,i_4]を生成する。同様に署名生成部212bは、協力して特定可能である署名人特定者i_5〜i_7の組に対して、osk[i_5]、osk[i_6]およびosk[i_7]に対応する公開鍵opk[i_5,i_6,i_7]を生成する。その上で署名生成部212bは、それらの各々の暗号鍵を利用して、署名人情報hを暗号化してENC[opk[i_3,i_4]](h)、ENC[opk[i_5,i_6,i_7]]を生成する(ステップS113)。   The signature generation unit 212b generates opk [i_3, i_4], which is a public key corresponding to osk [i_3] and osk [i_4], for a set of signer identifiers i_3 to i_4 that can be identified in cooperation. . Similarly, the signature generation unit 212b applies the public key opk [i_5 corresponding to osk [i_5], osk [i_6], and osk [i_7] to the set of signer identification persons i_5 to i_7 that can be identified in cooperation. , I_6, i_7]. Then, the signature generation unit 212b encrypts the signer information h by using each of the encryption keys, and ENC [opk [i_3, i_4]] (h), ENC [opk [i_5, i_6, i_7]. ]] Is generated (step S113).

続いて署名生成手段212b2は、ENC[i_1](h),ENC[i_2](h),ENC[opk[i_3,i_4]](h)、ENC[opk[i_5,i_6,i_7]]を含むグループ署名データσと、署名人特定者情報である署名人特定者の公開鍵(opk[i_1]〜opk[i_j])、および署名人特定者論理構造を出力する(ステップS114)。   Subsequently, the signature generation unit 212b2 includes ENC [i_1] (h), ENC [i_2] (h), ENC [opk [i_3, i_4]] (h), ENC [opk [i_5, i_6, i_7]]. The group signature data σ, the signer-identifier public key (opk [i_1] to opk [i_j]), which is the signer-identifier information, and the signer-identifier logical structure are output (step S114).

図8は、図6に示した検証装置300bがグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200bによって図7に示す動作で生成されたグループ署名データ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、署名人特定者論理構造、さらにipkおよびrpkを、検証者が検証装置300に入力する(ステップS121)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation in which the verification apparatus 300b illustrated in FIG. 6 verifies the group signature. The verifier verifies the group signature data, signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j], signer identifier logic structure, and ipk and rpk generated by the member device 200b in the operation shown in FIG. 300 is input (step S121).

協力して特定可能である署名人特定者i_3〜i_4の組に対して、検証部311bはosk[i_3]とosk[i_4]に対応するopk[i_3,i_4]を生成する。署名人特定者i_5〜i_7の組に対しては、検証部311bはosk[i_5]、osk[i_6]とosk[i_7]に対応するopk[i_5,i_6,i_7]を生成する。そして検証部311bは、これらのopk[i_1]、opk[i_2],opk[i_3,i_4],opk[i_5,i_6,i_7]を用いて、グループ署名データσが正当であるか否かを判断して(ステップS122)、正当であれば受理(ステップS123)、そうでなければ不受理(ステップS124)をそれぞれ出力する。   The verification unit 311b generates opk [i_3, i_4] corresponding to osk [i_3] and osk [i_4] for the set of signer identification persons i_3 to i_4 that can be identified in cooperation. For the set of signer identification persons i_5 to i_7, the verification unit 311b generates opk [i_5, i_6, i_7] corresponding to osk [i_5], osk [i_6], and osk [i_7]. Then, the verification unit 311b determines whether the group signature data σ is valid using these opk [i_1], opk [i_2], opk [i_3, i_4], opk [i_5, i_6, i_7]. (Step S122), if it is valid, it accepts (Step S123), and if not, it rejects (Step S124).

図9は、図6に示した署名人特定装置400bが署名人を特定する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200によって図3に示す動作で生成されたグループ署名データσ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、および署名人特定者論理構造を、署名人特定者が署名人特定装置400bに入力する(ステップS131)。   FIG. 9 is a flowchart showing an operation in which the signer specifying device 400b shown in FIG. 6 specifies the signer. The group signature data σ generated by the operation shown in FIG. 3 by the member device 200, the signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j], and the signer identifier person logical structure are specified by the signer identifier. Input to the device 400b (step S131).

署名人特定者秘密鍵取得手段412b1は、署名人特定者記憶部420から署名人特定者の秘密鍵の集合OSKを読み込む。ここで、入力される署名人特定者の秘密鍵は1つ以上であればいくつでも構わない。以下では、OSK=(osk[i_3],osk[i_4])が入力された場合を例に説明を行う(ステップS132)。   The signer-identifier private key acquisition unit 412b1 reads the set OSK of the signer-identifier private keys from the signer-identifier storage unit 420. Here, any number of input private keys for the signer identification person may be used as long as the number is one or more. Hereinafter, a case where OSK = (osk [i_3], osk [i_4]) is input will be described as an example (step S132).

署名人特定手段412b2は、ステップS131で入力された署名人特定者論理構造を、OSKが満たすことを確認する。すなわち、OSKに含まれる秘密鍵が、署名人特定者論理構造に指定された条件を満たし、署名人特定を行うことができることを確認する(ステップS133)。満たしていなければ特定失敗を出力して処理を終了する(ステップS137)。満たしていれば、必要な秘密鍵osk[i_3],osk[i_4]を用いてσに含まれる暗号ENC[opk[i_3],opk[i_4]](h)を復号し、署名人情報hを得る(ステップS134)。   The signer identification means 412b2 confirms that the OSK satisfies the signer identification person logical structure input in step S131. That is, it is confirmed that the secret key included in the OSK satisfies the conditions specified in the signer-identifier logical structure and can identify the signer (step S133). If not satisfied, a specific failure is output and the process is terminated (step S137). If it satisfies, the encryption ENC [opk [i_3], opk [i_4]] (h) included in σ is decrypted using the necessary secret keys osk [i_3], osk [i_4], and the signer information h is obtained. Obtain (step S134).

ステップS134までの処理で署名人情報hを得たメンバー検索手段412b3は、メンバーリスト421を読み込んで署名人情報hに対応するメンバーのIDを検索して、そのIDを出力する(ステップS135〜136)。   The member search unit 412b3 that has obtained the signer information h through the processing up to step S134 reads the member list 421, searches for the ID of the member corresponding to the signer information h, and outputs the ID (steps S135 to 136). ).

(第2の実施形態の全体的な動作)
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。本実施形態に係る署名生成方法は、前述の第1の実施形態の動作に加えて、入力を受け付ける工程が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け(図7:ステップS111)、グループ署名データを生成する工程が、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名データを生成する(図7:ステップS113)。
(Overall operation of the second embodiment)
Next, the overall operation of the above embodiment will be described. In the signature generation method according to the present embodiment, in addition to the operation of the first embodiment described above, the step of accepting input is a logical condition that two or more signer identification persons cooperate to identify a signer. Is received (FIG. 7: step S111), and the step of generating group signature data generates group signature data using the signer specific person logical structure (FIG. 7: FIG. 7). Step S113).

そして、本実施形態に係る署名人特定方法は、前述の第1の実施形態の動作に加えて、入力を受け付ける工程が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け(図9:ステップS131)、グループ署名を復号する工程が、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名を復号する(図9:ステップS134)。   The signer identification method according to the present embodiment is such that, in addition to the operation of the first embodiment described above, the step of accepting an input identifies two or more signer identification persons in cooperation with each other. The process of decrypting the group signature is received using the signer specific person logical structure (FIG. 9: Step S131). : Step S134).

ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行するコンピュータである署名生成装置(メンバー装置200b)および署名人特定装置400bに実行させるようにしてもよい。
この構成および動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。
Here, each of the above-described operation steps is programmed to be executable by a computer, and is executed by a signature generation device (member device 200b) and a signer identification device 400b, which are computers that directly execute the steps. It may be.
With this configuration and operation, the present embodiment has the following effects.

本実施形態では、署名人が2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定するという条件を含むグループ署名データを生成できるので、第1の実施形態と比べてユーザおよび署名人特定者にとっての利便性を増加させることができる。しかも、処理に係るグループ署名データなどのデータ量の総計は、署名人特定者論理構造に相当する分が増すだけであるので、署名人特定者の数に比例して増大するなどのようなことはない。   In this embodiment, it is possible to generate group signature data including a condition that two or more signers who specify signers cooperate to specify the signers. Therefore, it is possible to specify the user and the signer as compared with the first embodiment. Convenience can be increased. In addition, the total amount of data such as group signature data related to the processing only increases by the amount corresponding to the signer-identifier logical structure, and therefore increases in proportion to the number of signer-identifiers. There is no.

前述の第1の実施形態と同様に、本実施形態では、グループ署名データの生成に当たっては、前述の特許文献および非特許文献にあるような任意の公知技術を適用することができるが、特に非特許文献1、非特許文献3、非特許文献4に記載された方式に適している。これらの方式には失効管理装置が存在しないが、失効管理者の鍵ペアrskおよびrpkを空データとすることによって容易に適用することができる。この場合、非特許文献1に記載の方式における共通パラメータは楕円エルガマル暗号の群およびその生成元であり、非特許文献3と4記載の方式における共通パラメータは利用する楕円曲線およびその基点である。   As in the first embodiment described above, in this embodiment, any known technique such as that described in the above-mentioned patent document and non-patent document can be applied in generating the group signature data. It is suitable for the systems described in Patent Document 1, Non-Patent Document 3, and Non-Patent Document 4. These methods do not have a revocation management device, but can be easily applied by making the revocation manager's key pair rsk and rpk empty data. In this case, the common parameters in the method described in Non-Patent Document 1 are a group of elliptic ElGamal ciphers and a generation source thereof, and the common parameters in the methods described in Non-Patent Documents 3 and 4 are an elliptic curve to be used and a base point thereof.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態は、前述の第1の実施形態の構成に加えて、署名装置(メンバー装置200c)の署名生成手段212c2は、全ての署名人特定者に対して共通する乱数を利用して署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成するように構成した。
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, in addition to the configuration of the first embodiment described above, the signature generation means 212c2 of the signature device (member device 200c) generates a common random number for all the signer identification persons. It is configured to generate group signature data including data obtained by encrypting signer information.

この構成を備えることにより、本実施形態は、グループ署名データのデータ長が署名人特定者の人数に応じて増大することがなくなる。
以下、これをより詳細に説明する。
With this configuration, in the present embodiment, the data length of the group signature data does not increase according to the number of signer specific persons.
Hereinafter, this will be described in more detail.

図11は、本発明の第3の実施形態に係るグループ署名システム1c全体の構成を示す説明図である。グループ署名システム1cは、ハードウェアおよびソフトウェアの構成は第1および第2の実施形態で説明したものと同一であるが、後述するように署名生成部、検証部、署名人特定部の各々の動作が第1の実施形態で説明したものと異なる。これらを各々、署名生成部212c、検証部311c、署名人特定部412cという。署名生成部212cは、署名人特定者公開鍵取得手段212c1と、署名生成手段212c2とを有する。署名人特定部412cは、署名人特定者秘密鍵取得手段412c1と、署名人特定手段412c2と、メンバー検索手段412c3とを有する。また、メンバー装置、検証装置、署名人特定装置を各々、メンバー装置200c、検証装置300c、署名人特定装置400cという。これら各々の装置のハードウェア的な構成は、図2で説明したものと同一である。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the group signature system 1c according to the third embodiment of the present invention. The group signature system 1c has the same hardware and software configurations as those described in the first and second embodiments, but the operations of the signature generation unit, verification unit, and signer identification unit as will be described later. Is different from that described in the first embodiment. These are referred to as a signature generation unit 212c, a verification unit 311c, and a signer identification unit 412c, respectively. The signature generation unit 212c includes a signer identification person public key acquisition unit 212c1 and a signature generation unit 212c2. The signer identification unit 412c includes a signer identifier private key acquisition unit 412c1, a signer identification unit 412c2, and a member search unit 412c3. The member device, the verification device, and the signer identification device are referred to as a member device 200c, a verification device 300c, and a signer identification device 400c, respectively. The hardware configuration of each of these devices is the same as that described in FIG.

本発明の第3の実施形態は、前述した第1の実施形態によるグループ署名システム1を、非特許文献2に記載のグループ署名方式における発行者、署名人特定者、失効管理者、メンバーの公開鍵・秘密鍵を用いて実現した例である。   In the third embodiment of the present invention, the group signature system 1 according to the first embodiment described above is disclosed by the issuer, the signer identification person, the revocation manager, and the members in the group signature system described in Non-Patent Document 2. This is an example realized using a key / secret key.

本実施形態でも採用する非特許文献2に記載のグループ署名方式では、発行者、署名人特定者、失効管理者、メンバーの公開鍵・秘密鍵は以下のようになっている。ただし,κ_n、κ_l、κ_e、κ_{e’}、κ、κ_c、κ_Sはいずれもセキュリティパラメータである。安全性の観点から、各セキュリティパラメータはκ_n=κ_l=1024、κ_e=504、κ_{e’}=60、κ=160、κ_c=160、κ_S=60以上であることが望ましい。   In the group signature method described in Non-Patent Document 2 that is also adopted in the present embodiment, the issuer, the signer identification person, the revocation manager, and the public / private keys of the members are as follows. However, κ_n, κ_l, κ_e, κ_ {e ′}, κ, κ_c, and κ_S are all security parameters. From the viewpoint of security, each security parameter is desirably κ_n = κ_l = 1024, κ_e = 504, κ_ {e ′} = 60, κ = 160, κ_c = 160, κ_S = 60 or more.

発行者公開鍵ipk=(n,a_0,a_1,a_2)、発行者秘密鍵isk=(p_1,p_2)
ここでp_1,p_2はそれぞれκ_n/2ビットの安全素数(Safe Prime)、つまり、p_1=2p’_1+1,p_2=2p’_2+1を満たす素数p’_1,p’_2が存在する素数である。ここで、n=p_1p_2である。また、a_0、a_1、a_2はQR(n)の元である。
Issuer public key ipk = (n, a_0, a_1, a_2), issuer private key isk = (p_1, p_2)
Here, p_1 and p_2 are κ_n / 2-bit safe primes, that is, primes having prime numbers p′_1 and p′_2 that satisfy p_1 = 2p′_1 + 1 and p_2 = 2p′_2 + 1. Here, n = p_1p_2. A_0, a_1, and a_2 are elements of QR (n).

署名人特定者公開鍵opk=(q,g,H_1,H_2),署名人特定者秘密鍵osk=(y_1,y_2)
ここで、qはDDH(Computational Diffie-Hellman)仮定が成り立つ群G、Gの位数である。また、群Gの生成元g、H_1=[y_1]g、H_2=[y_2]gである。
Signer specific person public key opk = (q, g, H_1, H_2), signer specific person private key osk = (y_1, y_2)
Here, q is the order of groups G and G for which the DDH (Computational Diffie-Hellman) assumption holds. Further, the generation source g of the group G, H_1 = [y_1] g, and H_2 = [y_2] g.

ただし、安全性の観点から、署名人特定者1〜Nは共通パラメータ(q,g)を利用していることが望ましい。すなわち、署名人特定者i(1≦i≦N)の鍵ペアをopk[i]およびosk[i]と記載することにすると、以下に示す数1が成立する。

Figure 2011024011
However, from the viewpoint of security, it is desirable that the signer identification persons 1 to N use the common parameters (q, g). That is, when the key pair of the signer identification person i (1 ≦ i ≦ N) is described as opk [i] and osk [i], the following equation 1 is established.
Figure 2011024011

失効管理者公開鍵rpk=(l,b,w),失効管理者秘密鍵rsk=(l_1,l_2)
l_1,l_2はそれぞれκ_l/2ビットの安全素数であり、l=l_1l_2である。また、b,wはQR(l)の元である。
Revocation manager public key rpk = (l, b, w), revocation manager private key rsk = (l_1, l_2)
l_1 and l_2 are safety prime numbers of κ_l / 2 bits, respectively, and l = l_1l_2. B and w are elements of QR (l).

メンバーU_iの公開鍵mpk=(h_i,A_i,e’_i,B_i),メンバーU_iの秘密鍵msk=x_i
ここでh_i、B_iおよびa_0a_1は、以下に示す数2に示す関係を満たす。

Figure 2011024011
Public key mpk = (h_i, A_i, e′_i, B_i) of member U_i, secret key msk = x_i of member U_i
Here, h_i, B_i, and a_0a_1 satisfy the relationship shown in Equation 2 below.
Figure 2011024011

図11は、図10に示したメンバー装置200cがグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。発行者が管理するグループに所属するメンバーは、N人の署名人特定者の中から署名人(該メンバー自分自身)を特定させたいと思うj人の署名人特定者i_1〜i_jを選択して(jは自然数、かつj≦N)、メンバー装置200の署名生成部212に対してipk、rpk、署名人特定者情報、メッセージM、以上の各データを入力し、メンバー装置200cの入出力部13がこの入力を受け取る(ステップS211)。   FIG. 11 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device 200c shown in FIG. A member who belongs to a group managed by the issuer selects j signer identifiers i_1 to i_j who want to identify a signer (the member himself) from N signer identifiers. (J is a natural number and j ≦ N), ipk, rpk, signer identification information, message M, and the like are input to the signature generation unit 212 of the member device 200, and the input / output unit of the member device 200c 13 receives this input (step S211).

ここで、メンバー記憶部220には、署名人が指定した署名人特定者の公開鍵が記憶されている署名人特定者リスト221が予め記憶されている。または、署名人特定者リスト221には署名人特定者の名前や公開鍵が公開されている場所の情報やURLなど、公開鍵とリンクする情報が予め記憶されているようにしてもよい。   Here, the member storage unit 220 stores in advance a signer specific person list 221 in which the public key of the signer specific person designated by the signer is stored. Alternatively, the signer-identifier list 221 may store information linked to the public key, such as information on the name of the signer-identifier and the location where the public key is disclosed, and a URL.

署名人特定者公開鍵取得手段212c1は、この署名人特定者リスト221を参照して、ユーザが指定した署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_j]を取得する。そして署名人特定者公開鍵取得手段212c1は、メンバー記憶部220から該メンバーのmpk_i=(h_i,A_i,e’_i,B_i)、msk_i=x_iを読み込む。(ステップS212)ipk、rpk、opk[i_1]〜opk[i_j]、mpk_i、msk_i、メッセージMを受け取った署名生成手段212c2は、以下のステップS213〜223に示す演算処理を行う。   The signer / identifier public key acquisition unit 212c1 refers to the signer / identifier public list 221 and acquires the public keys opk [i_1] to opk [i_j] of the signer / identifier specified by the user. Then, the signer specific person public key acquisition unit 212 c 1 reads mpk_i = (h_i, A_i, e′_i, B_i) and msk_i = x_i of the member from the member storage unit 220. (Step S212) The signature generation means 212c2 that has received ipk, rpk, opk [i_1] to opk [i_j], mpk_i, msk_i, and message M performs the arithmetic processing shown in the following steps S213 to 223.

署名生成手段212c2は、Z_[q]の要素ρ_Eをランダムに選び、数3で示すEを計算する(ステップS213)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 randomly selects an element ρ_E of Z_ [q] and calculates E represented by Equation 3 (step S213).
Figure 2011024011

この数3で、ρ_Eが、本願の請求項でいう「共通の乱数」となる。1人の署名人特定者に対して、署名生成手段212c2は数4に示すように3つの要素を計算するので、署名人特定者がj人いるとすると3j個の要素を計算することになる。

Figure 2011024011
In this equation 3, ρ_E becomes the “common random number” in the claims of the present application. For one signer specific person, the signature generation means 212c2 calculates three elements as shown in Equation 4, so if there are j signer specific persons, 3j elements are calculated. .
Figure 2011024011

本実施形態では、これらの3j個の要素で使用される乱数ρ_Eをすべての署名人特定者に対して共通化しているので、3つの要素のうちの1つである[ρ_E]gがすべての署名人特定者にとって共通となる。従って、実際には要素の計算は2j+1個で済み、計算量をほぼ3分の2に削減することができる。   In this embodiment, since the random number ρ_E used in these 3j elements is made common to all the signer identifiers, [ρ_E] g that is one of the three elements is all It is common for the signer identification person. Therefore, in practice, only 2j + 1 calculations are required, and the calculation amount can be reduced to almost two thirds.

これに続いて署名生成手段212c2は、κ_n/2ビットのρ_mをランダムに選び、数5で示すA_[com]およびsを計算する。ただし、e_i=2^{κ_{e}}+e’_iである(ステップS214)。

Figure 2011024011
Following this, the signature generation means 212c2 randomly selects ρ_m of κ_n / 2 bits and calculates A_ [com] and s shown in Equation 5. However, e_i = 2 ^ {κ_ {e}} + e′_i (step S214).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、κ_l/2ビットのρ_rをランダムに選び、数6で示すB_[com]およびtを計算する(ステップS215)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 randomly selects ρ_l / 2-bit ρ_r, and calculates B_ [com] and t expressed by Equation 6 (step S215).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、λ=κ_n+κ+κ_Sとし、λビットのμ_xをランダムに選ぶ。また、κ_e+(κ_n/2)+κ_c+κ_S ビットのμ_S、κ_{e’}+κ_c+κ_Sビットのμ_{e’}、κ_{e’}+κ_l/2+κ_c+κ_Sビットのμ_t、およびZ_qの要素μ_Eの各々をそれぞれランダムに選ぶ(ステップS216)。   The signature generation unit 212c2 sets λ = κ_n + κ + κ_S and randomly selects λ-bit μ_x. Also, κ_e + (κ_n / 2) + κ_c + κ_S bits of μ_S, κ_ {e ′} + κ_c + κ_S bits of μ_ {e ′}, κ_ {e ′} + κ_l / 2 + κ_c + κ_S bits of μ_t, and Z_q element μ_E are randomly selected. Select (step S216).

署名生成手段212c2は、数7で示すV_Cを計算する(ステップS217)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 calculates V_C expressed by Equation 7 (step S217).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、数8で示すV_Mを計算する(ステップS218)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 calculates V_M expressed by Equation 8 (step S218).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、数9で示すV_Rを計算する(ステップS219)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 calculates V_R expressed by Equation 9 (step S219).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、数10で示すcを計算する(ステップS220)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 calculates c represented by Equation 10 (step S220).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、数11で示すτ_x、τ_s、τ_t、τ_{e’}、τ_Eの各々を計算する(ステップS221)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 calculates each of τ_x, τ_s, τ_t, τ_ {e ′}, and τ_E expressed by Equation 11 (step S221).
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、数12で示す各条件が成立することを確認する(ステップS222)。成立しない場合上記ステップS216に戻って他のμ_x、μ_S、μ_{e’}、μ_t、μ_Eの各々をそれぞれランダムに選び直す。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212c2 confirms that the conditions shown in Expression 12 are satisfied (step S222). If not established, the process returns to step S216 to randomly select each of the other μ_x, μ_S, μ_ {e ′}, μ_t, and μ_E.
Figure 2011024011

署名生成手段212c2は、以上の計算で得られた(σ=((E,A_[com],B_[com],c,τ_x,τ_S,τ_{e’},τ_t,τ_E),M),署名人特定者情報)を、グループ署名データとして出力する(ステップS223)。   The signature generation unit 212c2 is obtained by the above calculation (σ = ((E, A_ [com], B_ [com], c, τ_x, τ_S, τ_ {e ′}, τ_t, τ_E), M), The signer identification person information) is output as group signature data (step S223).

図12は、図10に示した検証装置300cがグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200cによって図12に示す動作で生成されたグループ署名データσ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、さらにipkおよびrpkを、検証者が検証装置300に入力する(ステップS321)。検証部311cは、これらのデータに対して以下のステップS322〜324に示す演算を行い、このグループ署名を検証する。   FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation in which the verification apparatus 300c illustrated in FIG. 10 verifies the group signature. The verifier inputs the group signature data σ generated by the member device 200c in the operation shown in FIG. 12, the signer identifier identification information opk [i_1] to opk [i_j], and ipk and rpk to the verification device 300 (step) S321). The verification unit 311c performs the operations shown in steps S322 to S324 below on these data, and verifies the group signature.

検証部311cは、数13で示す各条件が成立することを確認する(ステップS322)。成立すればステップS323以降の処理に進み、成立しなければ不受理を出力して処理を終了する(ステップS326)。

Figure 2011024011
The verification unit 311c confirms that the conditions indicated by Equation 13 are satisfied (step S322). If established, the process proceeds to step S323 and subsequent steps. If not established, an unacceptable message is output and the process is terminated (step S326).
Figure 2011024011

検証部311cは、数14で示すτ_e、V’_C、V’_M、V’_Rの各々を計算する(ステップS323)。

Figure 2011024011
The verification unit 311c calculates each of τ_e, V′_C, V′_M, and V′_R expressed by Equation 14 (step S323).
Figure 2011024011

検証部311cは、数15で示す条件が成立しているか否かを確認し(ステップS324)、成立していれば受理を出力し(ステップS325)、そうでなければ不受理を出力して処理を終了する(ステップS326)。

Figure 2011024011
The verification unit 311c confirms whether or not the condition shown in Expression 15 is satisfied (step S324), and outputs an acceptance if it is satisfied (step S325), otherwise outputs an unaccepted process. Is finished (step S326).
Figure 2011024011

図13は、図10に示した署名人特定装置400cが行う署名人を特定する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200cによって図12に示す動作で生成されたグループ署名データ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]を、署名人特定者が署名人特定装置400cに入力する(ステップS331)。   FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of identifying a signer performed by the signer identifying apparatus 400c illustrated in FIG. The signer identification person inputs the group signature data and the signer identification person information opk [i_1] to opk [i_j] generated by the member device 200c by the operation shown in FIG. 12 (step S331). .

署名人特定者秘密鍵取得手段412c1は、署名人特定者記憶部420に記憶されている自らの署名人特定者秘密鍵osk[i]を読み込む(ステップS332)。署名人特定手段412c2は、受け取った署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]の中に自らの署名人特定者秘密鍵osk[i]に対応する公開鍵opk[i]が含まれているか否かを判断する(ステップS333)。ここで、osk_[i]=(y_{i,1},y_{i_2})であるため,数16に示す条件を満たすi_kが存在すれば、受け取った署名人特定者情報の中に自らの署名人特定者秘密鍵に対応する公開鍵が含まれていることになる。

Figure 2011024011
The signer-identifier private key acquisition unit 412c1 reads the signer-identifier secret key osk [i] stored in the signer-identifier storage unit 420 (step S332). The signer identification unit 412c2 includes the public key opk [i] corresponding to its own signer identifier private key osk [i] in the received signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j]. It is determined whether or not (step S333). Here, since osk_ [i] = (y_ {i, 1}, y_ {i_2}), if i_k satisfying the condition shown in Equation 16 exists, the received signer specific person information includes its own The public key corresponding to the signer specific person private key is included.
Figure 2011024011

ステップS333で含まれていると判断されれば、ステップS334以降の処理に進む。含まれていないと判断されれば、失敗を出力して処理を終了する(ステップS337)。含まれていれば、署名人特定手段412c2はこの秘密鍵osk[i_k]でσに含まれる暗号を復号して署名人情報hを得る(ステップS334)。   If it is determined that it is included in step S333, the process proceeds to step S334 and subsequent steps. If it is determined that it is not included, a failure is output and the process is terminated (step S337). If it is included, the signer specifying means 412c2 decrypts the encryption included in σ with this secret key osk [i_k] to obtain the signer information h (step S334).

より具体的には、グループ署名データσの要素Eに含まれるopk[i]で暗号化された部分をE_1およびE_2とする。このとき、署名人特定手段412c2は数17で示すS_1およびS_2を計算し、S_1=S_2であれば署名人情報h=S_1である。

Figure 2011024011
More specifically, the parts encrypted with opk [i] included in the element E of the group signature data σ are defined as E_1 and E_2. At this time, the signer specifying means 412c2 calculates S_1 and S_2 shown in Expression 17, and if S_1 = S_2, the signer information h = S_1.
Figure 2011024011

ステップS334までの処理で署名人情報hを得たメンバー検索手段412c3は、メンバーリスト421を読み込んで署名人情報hに対応するメンバーのIDを検索して、そのIDを出力する(ステップS335〜336)。   The member search unit 412c3 that has obtained the signer information h through the processing up to step S334 reads the member list 421, searches for the ID of the member corresponding to the signer information h, and outputs the ID (steps S335 to 336). ).

以上で説明したように、本実施形態は次の効果を奏する。
本実施形態は、全ての署名人特定者に対して共通する乱数を利用して署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成するように構成したので、署名人特定者の人数をjとすると、計算量を3j個から2j+1個に削減することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
Since the present embodiment is configured to generate group signature data including data obtained by encrypting signer information by using a random number common to all signer identifiers, the number of signer identifiers is determined. Assuming j, the amount of calculation can be reduced from 3j to 2j + 1.

(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態は、前述の第2の実施形態の構成に加えて、署名装置(メンバー装置200d)の入力部(入出力部13)が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、署名生成部212dが、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名データを生成するように構成した。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, in addition to the configuration of the second embodiment described above, the input unit (input / output unit 13) of the signature device (member device 200d) has two or more signer identification persons. The signature generation unit 212d accepts an input of a signer identification person logical structure that can include a logical condition to identify the signer in cooperation, and the signature generation unit 212d generates group signature data using the signer identification person logical structure. Configured.

さらに、これに対して署名人特定装置400の入力部(入出力部13)が、2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、署名人特定部412dが、署名人特定者論理構造を利用してグループ署名を復号する。   Furthermore, the input unit (input / output unit 13) of the signer specifying device 400 can include a logical condition that two or more signer specifying members cooperate to specify the signer. The signer identification unit 412d receives an input of the logical structure, and decrypts the group signature using the signer identifier specific logic structure.

この構成を備えることにより、前述の第2および第3の実施形態の両方の効果を同時に得ることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
By providing this configuration, the effects of both the second and third embodiments described above can be obtained simultaneously.
Hereinafter, this will be described in more detail.

図14は、本発明の第4の実施形態に係るグループ署名システム1d全体の構成を示す説明図である。グループ署名システム1dは、ハードウェアおよびソフトウェアの構成は第1〜第3の実施形態で説明したものと同一であるが、後述するように署名生成部、検証部、署名人特定部の各々の動作が第1の実施形態で説明したものと異なる。これらを各々、署名生成部212d、検証部311d、署名人特定部412dという。署名生成部212dは、署名人特定者公開鍵取得手段212d1と、署名生成手段212d2とを有する。署名人特定部412dは、署名人特定者秘密鍵取得手段412d1と、署名人特定手段412d2と、メンバー検索手段412d3とを有する。また、メンバー装置、検証装置、署名人特定装置を各々、メンバー装置200d、検証装置300d、署名人特定装置400dという。これら各々の装置のハードウェア的な構成は、図2で説明したものと同一である。   FIG. 14 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the group signature system 1d according to the fourth embodiment of the present invention. The group signature system 1d has the same hardware and software configurations as those described in the first to third embodiments. Is different from that described in the first embodiment. These are referred to as a signature generation unit 212d, a verification unit 311d, and a signer identification unit 412d, respectively. The signature generation unit 212d includes a signer identification person public key acquisition unit 212d1 and a signature generation unit 212d2. The signer identification unit 412d includes a signer identifier private key acquisition unit 412d1, a signer identification unit 412d2, and a member search unit 412d3. The member device, the verification device, and the signer identification device are referred to as a member device 200d, a verification device 300d, and a signer identification device 400d, respectively. The hardware configuration of each of these devices is the same as that described in FIG.

本発明の第4の実施形態は、前述した第2の実施形態によるグループ署名システム1bを、非特許文献2に記載のグループ署名方式における発行者、署名人特定者、失効管理者、メンバーの公開鍵・秘密鍵を用いて実現する場合の例である。   In the fourth embodiment of the present invention, the group signature system 1b according to the second embodiment described above is disclosed by the issuer, the signer identification person, the revocation manager, and the members in the group signature system described in Non-Patent Document 2. It is an example in the case of realizing using a key / secret key.

本実施形態でも採用する非特許文献2に記載のグループ署名方式では、発行者、署名人特定者、失効管理者、メンバーの公開鍵・秘密鍵は以下のようになっている。ただし,κ_n、κ_l、κ_e、κ_{e’}、κ、κ_c、κ_Sはいずれもセキュリティパラメータである。安全性の観点から、各セキュリティパラメータはκ_n=κ_l=1024、κ_e=504、κ_{e’}=60、κ=160、κ_c=160、κ_S=60以上であることが望ましい。   In the group signature method described in Non-Patent Document 2 that is also adopted in the present embodiment, the issuer, the signer identification person, the revocation manager, and the public / private keys of the members are as follows. However, κ_n, κ_l, κ_e, κ_ {e ′}, κ, κ_c, and κ_S are all security parameters. From the viewpoint of security, each security parameter is desirably κ_n = κ_l = 1024, κ_e = 504, κ_ {e ′} = 60, κ = 160, κ_c = 160, κ_S = 60 or more.

発行者公開鍵ipk=(n,a_0,a_1,a_2)、発行者秘密鍵isk=(p_1,p_2)
ここでp_1,p_2はそれぞれκ_n/2ビットの安全素数(Safe Prime)、つまり、p_1=2p’_1+1,p_2=2p’_2+1を満たす素数p’_1,p’_2が存在する素数である。ここで、n=p_1p_2である。また、a_0、a_1、a_2はQR(n)の元である。
Issuer public key ipk = (n, a_0, a_1, a_2), issuer private key isk = (p_1, p_2)
Here, p_1 and p_2 are κ_n / 2-bit safe primes, that is, primes having prime numbers p′_1 and p′_2 that satisfy p_1 = 2p′_1 + 1 and p_2 = 2p′_2 + 1. Here, n = p_1p_2. A_0, a_1, and a_2 are elements of QR (n).

署名人特定者公開鍵opk=(q,g,H_1,H_2),署名人特定者秘密鍵osk=(y_1,y_2)
ここで、qはDDH(Computational Diffie-Hellman)仮定が成り立つ群G、Gの位数である。また、群Gの生成元g、H_1=[y_1]g、H_2=[y_2]gである。
Signer specific person public key opk = (q, g, H_1, H_2), signer specific person private key osk = (y_1, y_2)
Here, q is the order of groups G and G for which the DDH (Computational Diffie-Hellman) assumption holds. Further, the generation source g of the group G, H_1 = [y_1] g, and H_2 = [y_2] g.

ただし、安全性の観点から、署名人特定者1〜Nは共通パラメータ(q,g)を利用していることが望ましい。すなわち、署名人特定者i(1≦i≦N)の鍵ペアをopk[i]およびosk[i]と記載することにすると、以下に示す数18が成立する。

Figure 2011024011
However, from the viewpoint of security, it is desirable that the signer identification persons 1 to N use the common parameters (q, g). That is, when the key pair of the signer identification person i (1 ≦ i ≦ N) is described as opk [i] and osk [i], the following Expression 18 is established.
Figure 2011024011

失効管理者公開鍵rpk=(l,b,w),失効管理者秘密鍵rsk=(l_1,l_2)
l_1,l_2はそれぞれκ_l/2ビットの安全素数であり、l=l_1l_2である。また、b,wはQR(l)の元である。
Revocation manager public key rpk = (l, b, w), revocation manager private key rsk = (l_1, l_2)
l_1 and l_2 are safety prime numbers of κ_l / 2 bits, respectively, and l = l_1l_2. B and w are elements of QR (l).

メンバーU_iの公開鍵mpk=(h_i,A_i,e’_i,B_i),メンバーU_iの秘密鍵msk=x_i
ここでh_i、B_iおよびa_0a_1は、以下に示す数19に示す関係を満たす。

Figure 2011024011
Public key mpk = (h_i, A_i, e′_i, B_i) of member U_i, secret key msk = x_i of member U_i
Here, h_i, B_i, and a_0a_1 satisfy the relationship shown in Equation 19 below.
Figure 2011024011

図15は、図14に示したメンバー装置200dがグループ署名を生成する動作について示すフローチャートである。発行者が管理するグループに所属するメンバーは、N人の署名人特定者の中から署名人(該メンバー自分自身)を特定させたいと思うj人の署名人特定者i_1〜i_jを選択して(jは自然数、かつj≦N)、メンバー装置200の署名生成部212に対してipk、rpk、署名人特定者情報、署名人特定者論理構造、メッセージM、以上の各データを入力する(ステップS411)。   FIG. 15 is a flowchart showing an operation of generating a group signature by the member device 200d shown in FIG. A member who belongs to a group managed by the issuer selects j signer identifiers i_1 to i_j who want to identify a signer (the member himself) from N signer identifiers. (J is a natural number and j ≦ N), ipk, rpk, signer specific person information, signer specific person logical structure, message M, and other data are input to the signature generation unit 212 of the member device 200 ( Step S411).

本実施例では、簡単のため、署名人情報は署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_7]、署名人特定者論理構造は第2の実施形態で説明したものと同様に「1人で特定可能:i_1,i_2」「協力して特定可能:(i_3,i_4),(i_5,i_6,i_7)」が入力されたものとして説明を行う。署名人特定者の公開鍵は1つ以上であればいくつ入力されてもよいし、論理構造は充足可能な論理式であればどのような論理式でもよい。   In the present embodiment, for simplicity, the signer information is the public key opk [i_1] to opk [i_7] of the signer identifier, and the signer identifier logical structure is the same as that described in the second embodiment. The description will be made on the assumption that “identifiable by one person: i_1, i_2” and “identifiable by cooperation: (i_3, i_4), (i_5, i_6, i_7)” are input. Any number of public keys of the signer identification person may be input as long as it is one or more, and any logical expression may be used as long as the logical structure is a satisfactory logical expression.

署名人特定者公開鍵取得手段212c1は、署名人特定者リスト221を参照して、ユーザが指定した署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_j]を取得する。そして署名人特定者公開鍵取得手段212c1は、メンバー記憶部220から該メンバーのmpk_i=(h_i,A_i,e’_i,B_i),msk_i=x_iとを読み込む(ステップS412)。   The signer-identifier public key acquisition unit 212c1 refers to the signer-identifier list 221 to acquire the public keys opk [i_1] to opk [i_j] of the signer-identifier specified by the user. The signer specific person public key acquisition unit 212c1 reads mpk_i = (h_i, A_i, e'_i, B_i) and msk_i = x_i of the member from the member storage unit 220 (step S412).

ipk、rpk、opk[i_1]〜opk[i_j]、署名人特定者論理構造、mpk_i、msk_i、メッセージM、以上のデータをここまでで受け取った署名生成部212dは、この署名人特定者論理構造にしたがって、以下のステップS413〜423に示す演算処理を行う。   The signature generation unit 212d having received the above data ipk, rpk, opk [i_1] to opk [i_j], signer identifier logical structure, mpk_i, msk_i, message M, and so on, Accordingly, the arithmetic processing shown in the following steps S413 to 423 is performed.

署名生成手段212d2は、以下に示す数20に示す演算によってopk[i_3,i_4]およびopk[i_5,i_6,i_7]を算出する(ステップS413)。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212d2 calculates opk [i_3, i_4] and opk [i_5, i_6, i_7] by the calculation shown in Equation 20 below (step S413).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、Z_{q}の要素ρ_Eをランダムに選び、以下の数21に示す演算によってEを算出する(ステップS414)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 randomly selects an element ρ_E of Z_ {q}, and calculates E by the calculation shown in the following formula 21 (step S414).
Figure 2011024011

この数21で、ρ_Eが、本願の請求項でいう「共通の乱数」となる。この「共通の乱数」による効果は、前述の第3の実施形態の所(図12のステップS213)で説明したものと同一である。   In this equation 21, ρ_E becomes the “common random number” as defined in the claims of the present application. The effect of this “common random number” is the same as that described in the third embodiment (step S213 in FIG. 12).

続いて署名生成手段212d2は、κ_n/2ビットのρ_mをランダムに選び、以下の数22に示す演算によってA_[com]およびsを算出する(ステップS415)。ただし、e_i=2^{κ_{e}}+e’_iである。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 randomly selects ρ_n / 2-bit ρ_m, and calculates A_ [com] and s by the calculation shown in Equation 22 below (step S415). However, e_i = 2 ^ {κ_ {e}} + e′_i.
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、κ_n/2ビットのρ_rをランダムに選び、以下の数23に示す演算によってB_[com]およびtを算出する(ステップS416)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 randomly selects ρ_n / 2-bit ρ_r, and calculates B_ [com] and t by the calculation shown in the following Expression 23 (step S416).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、λ=κ_n+κ+κ_Sとし、λビットのμ_xをランダムに選ぶ。また、κ_e+(κ_n/2)+κ_c+κ_Sビットのμ_Sと、κ_{e’}+κ_c+κ_Sビットのμ_{e’}と、κ_{e’}+κ_l/2+κ_c+κ_Sビットのμ_tと、Z_qの要素μ_Eとをそれぞれランダムに選ぶ(ステップS417)。   Subsequently, the signature generation unit 212d2 sets λ = κ_n + κ + κ_S and randomly selects λ-bit μ_x. Also, κ_e + (κ_n / 2) + κ_c + κ_S bit μ_S, κ_ {e ′} + κ_c + κ_S bit μ_ {e ′}, κ_ {e ′} + κ_l / 2 + κ_c + κ_S bit μ_t, and Z_q element μ_E are randomly selected. (Step S417).

続いて署名生成手段212d2は、以下の数24に示す演算によってV_Cを算出する(ステップS418)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 calculates V_C by the calculation shown in the following Expression 24 (step S418).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、以下の数25に示す演算によってV_Mを算出する(ステップS419)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 calculates V_M by the calculation shown in the following formula 25 (step S419).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、以下の数26に示す演算によってV_Rを算出する(ステップS420)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 calculates V_R by the calculation shown in the following Expression 26 (Step S420).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、以下の数27に示す演算によってcを算出する(ステップS421)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 calculates c by the calculation shown in the following Expression 27 (step S421).
Figure 2011024011

続いて署名生成手段212d2は、以下の数28に示す演算によってτ_x、τ_s、τ_t、τ_{e’}、τ_Eの各々を算出する(ステップS422)。

Figure 2011024011
Subsequently, the signature generation unit 212d2 calculates each of τ_x, τ_s, τ_t, τ_ {e ′}, and τ_E by the calculation shown in the following Equation 28 (step S422).
Figure 2011024011

署名生成手段212d2は、数29で示す各条件が成立することを確認する(ステップS423)。成立しない場合上記ステップS417に戻って他のμ_x、μ_S、μ_{e’}、μ_t、μ_Eの各々をそれぞれランダムに選び直す。

Figure 2011024011
The signature generation unit 212d2 confirms that the conditions represented by Equation 29 are satisfied (step S423). If not established, the process returns to step S417 to randomly select each of the other μ_x, μ_S, μ_ {e ′}, μ_t, and μ_E.
Figure 2011024011

署名生成手段212d2は、以上の計算で得られた(σ=((E,A_[com],B_[com],c,τ_x,τ_S,τ_{e’},τ_t,τ_E),M),署名人特定者情報)をグループ署名データとして出力する(ステップS424)。   The signature generation unit 212d2 is obtained by the above calculation (σ = ((E, A_ [com], B_ [com], c, τ_x, τ_S, τ_ {e ′}, τ_t, τ_E), M), The signer identification person information) is output as group signature data (step S424).

図16は、図14に示した検証装置300dがグループ署名を検証する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200dによって図15に示す動作で生成されたグループ署名データσ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、署名人特定者論理構造、さらにipkおよびrpkを、検証者が検証装置300に入力する(ステップS521)。検証部311dは、これらのデータに対して以下のステップS522〜524に示す演算を行い、このグループ署名を検証する。   FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation in which the verification apparatus 300d illustrated in FIG. 14 verifies the group signature. The verifier verifies the group signature data σ generated by the operation shown in FIG. 15 by the member device 200d, the signer identifier information opk [i_1] to opk [i_j], the signer identifier logical structure, and ipk and rpk. Input to the apparatus 300 (step S521). The verification unit 311d performs the calculation shown in steps S522 to S524 below on these data, and verifies the group signature.

本実施例では、簡単のため、署名人情報は署名人特定者の公開鍵opk[i_1]〜opk[i_7]、署名人特定者論理構造は第2の実施形態で説明したものと同様に「1人で特定可能:i_1,i_2」「協力して特定可能:(i_3,i_4),(i_5,i_6,i_7)」が入力されたものとして説明を行う。署名人特定者の公開鍵は1つ以上であればいくつ入力されてもよいし、論理構造は充足可能な論理式であればどのような論理式でもよい。   In the present embodiment, for simplicity, the signer information is the public key opk [i_1] to opk [i_7] of the signer identifier, and the signer identifier logical structure is the same as that described in the second embodiment. The description will be made on the assumption that “identifiable by one person: i_1, i_2” and “identifiable by cooperation: (i_3, i_4), (i_5, i_6, i_7)” are input. Any number of public keys of the signer identification person may be input as long as it is one or more, and any logical expression may be used as long as the logical structure is a satisfactory logical expression.

検証部311cは、数30で示す計算を行い、数31で示す各条件が成立することを確認する(ステップS522)。成立すればステップS523以降の処理に進み、成立しなければ不受理を出力して処理を終了する(ステップS526)。

Figure 2011024011
Figure 2011024011
The verification unit 311c performs the calculation represented by Equation 30 and confirms that the conditions represented by Equation 31 are satisfied (Step S522). If established, the process proceeds to step S523 and subsequent steps. If not established, an unacceptable message is output and the process is terminated (step S526).
Figure 2011024011
Figure 2011024011

検証部311cは、数32で示す各々を計算する(ステップS523)。

Figure 2011024011
The verification unit 311c calculates each of the expressions 32 (step S523).
Figure 2011024011

検証部311dは、数33で示す条件が成立しているか否かを確認し(ステップS524)、成立していれば受理を出力し(ステップS525)、そうでなければ不受理を出力して処理を終了する(ステップS526)。

Figure 2011024011
The verification unit 311d confirms whether or not the condition shown in Expression 33 is satisfied (step S524). If the condition is satisfied, the verification unit 311d outputs an acceptance (step S525). Is finished (step S526).
Figure 2011024011

図17は、図14に示した署名人特定装置400dが行う署名人を特定する動作について示すフローチャートである。メンバー装置200dによって図15に示す動作で生成されたグループ署名データ、署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]、および署名人特定者論理構造を、署名人特定者i_3およびi_4がそれぞれの署名人特定装置400dに入力する(ステップS531)。   FIG. 17 is a flowchart showing an operation of identifying a signer performed by the signer identifying apparatus 400d shown in FIG. The group signature data generated by the member device 200d in the operation shown in FIG. 15, the signer specific person information opk [i_1] to opk [i_j], and the signer specific person logical structure are respectively represented by the signer specific persons i_3 and i_4. Is input to the signer identification device 400d (step S531).

それぞれの署名人特定部412dは、署名人特定者記憶部420に記憶されているそれぞれの署名人特定者秘密鍵osk[i_3]およびosk[i_4]を読み込み(ステップS532)、受け取った署名人特定者情報opk[i_1]〜opk[i_j]の中に自らの署名人特定者秘密鍵osk[i]に対応する公開鍵opk[i]が含まれ、かつそれらが署名人特定者論理構造を満たしているか否かを判断する(ステップS533)。   Each signer specifying unit 412d reads each signer specifyer private key osk [i_3] and osk [i_4] stored in the signer specifyer storage unit 420 (step S532), and receives the received signer specify The public key opk [i] corresponding to the signer specific person private key osk [i] is included in the signer information opk [i_1] to opk [i_j], and they satisfy the signer specific person logical structure. It is determined whether or not (step S533).

ステップS533で満たしていると判断されれば、ステップS534以降の処理に進む。満たしていないと判断されれば、失敗を出力して処理を終了する(ステップS537)。満たしていれば、署名人特定部412dはこの秘密鍵osk[i_3]およびosk[i_4]でσに含まれる暗号(E_0,E_{i_3,i_4,1},E_{i_3,i_4,2})を復号して署名人情報hを得る(ステップS534)。   If it is determined that the condition is satisfied in step S533, the process proceeds to step S534 and subsequent steps. If it is determined that the condition is not satisfied, a failure is output and the process is terminated (step S537). If it satisfies, the signer specifying unit 412d uses the secret keys osk [i_3] and osk [i_4] to include the ciphers (E_0, E_ {i_3, i_4, 1}, E_ {i_3, i_4, 2}). And signer information h is obtained (step S534).

より具体的には、署名人特定部412dは数34で示す各々のopkおよびoskを計算し、さらにそこから数35で示すS_1およびS_2を計算し、S_1=S_2であれば署名人情報h=S_1である。

Figure 2011024011
Figure 2011024011
More specifically, the signer specifying unit 412d calculates each of the opk and osk represented by Equation 34, further calculates S_1 and S_2 represented by Equation 35, and if S_1 = S_2, the signer information h = S_1.
Figure 2011024011
Figure 2011024011

ステップS534までの処理で署名人情報hを得た署名人特定部412dは、メンバーリスト421を読み込んで署名人情報hに対応するメンバーのIDを検索して、そのIDを出力する(ステップS535〜536)。   The signer identification unit 412d that has obtained the signer information h through the processing up to step S534 reads the member list 421, searches for the ID of the member corresponding to the signer information h, and outputs the ID (step S535). 536).

以上で説明したように、本実施形態は次の効果を奏する。
本実施形態は、第3の実施形態と同様に、全ての署名人特定者に対して共通する乱数を利用して署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成するように構成したので、署名人特定者の人数をjとすると、計算量を3j個から2j+1個に削減することができる。かつ、署名人が2名以上の署名人特定者が協力して署名人を特定するという条件を含むグループ署名データを生成できるので、ユーザおよび署名人特定者にとっての利便性を増加させることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
As in the third embodiment, this embodiment is configured to generate group signature data including data obtained by encrypting the signer information using a random number common to all the signer identifiers. Therefore, if the number of signer identification persons is j, the amount of calculation can be reduced from 3j to 2j + 1. In addition, since it is possible to generate group signature data that includes a condition that two or more signer identification persons cooperate to specify the signer, the convenience for the user and the signer identification person can be increased. .

これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。   The present invention has been described with reference to the specific embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and any known hitherto provided that the effects of the present invention are achieved. Even if it is a structure, it is employable.

本発明は、電子署名を使用するデジタルデータ全般に適用できる。特に、署名人が特定のグループに所属していることを証明することが必要である電子署名において有用である。   The present invention can be applied to all digital data using an electronic signature. This is particularly useful in electronic signatures where it is necessary to prove that the signer belongs to a specific group.

1、1b、1c、1d グループ署名システム
10 コンピュータ装置
11、110、210、310、410、510 プロセッサ
12 記憶部
13 入出力部
14 通信部
100 発行者装置
111 発行者鍵生成手段
112 発行手段
120 発行者記憶部
121、421 メンバーリスト
200、200b、200c、200d メンバー装置
211 参加手段
212、212b、212c、212d 署名生成手段
220 メンバー記憶部
221 署名人特定者リスト
300、300b、300c、300d 検証装置
311、311b、311c、311d 検証手段
320 検証者記憶部
400、400b、400c、400d 署名人特定装置
411 署名人特定者鍵生成手段
412、412b、412c、412d 署名人特定手段
420 署名人特定者記憶部
500 失効管理者装置
511 失効管理者鍵生成手段
512 失効手段
520 失効管理者記憶部
600 ネットワーク
1, 1b, 1c, 1d group signature system 10 computer device 11, 110, 210, 310, 410, 510 processor 12 storage unit 13 input / output unit 14 communication unit 100 issuer device 111 issuer key generation unit 112 issue unit 120 issue Member storage unit 121, 421 Member list 200, 200b, 200c, 200d Member device 211 Participating means 212, 212b, 212c, 212d Signature generation unit 220 Member storage unit 221 Signer identification person list 300, 300b, 300c, 300d Verification device 311 311b, 311c, 311d Verification means 320 Verifier storage unit 400, 400b, 400c, 400d Signer identification device 411 Signer identification key generation means 412, 412b, 412c, 412d Signer identification means 42 Signatories particular person storage unit 500 revocation manager device 511 revocation administrator key generation unit 512 revocation unit 520 revocation manager storage unit 600 network

Claims (14)

グループのメンバーである一の署名人が前記グループに属することを証明する電子署名データとしてのグループ署名を生成して出力する署名生成装置であって、
前記グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および前記署名人を特定することを許可したい複数の署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部と、
前記署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶する記憶部と、
前記署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する署名人特定者公開鍵取得手段と、
前記署名人特定者公開鍵と、全ての前記署名人特定者に対して共通する乱数とを利用して前記メンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する署名生成手段と、
生成された前記グループ署名データおよび入力された前記署名人特定者情報を出力する出力部と
を有することを特徴とする署名生成装置。
A signature generation device that generates and outputs a group signature as electronic signature data certifying that one signer who is a member of a group belongs to the group,
An input unit that accepts input of signer-identifier information that is information about a plurality of signer-identifiers to be permitted to identify the issuer public key and revocation manager public key of the group and the signer; and
A storage unit for previously storing the signer's member private key and member public key;
A signer-identifier public key acquisition means for acquiring a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information;
Group signature data including data obtained by encrypting signer information included in the member secret key is generated using the signer identifier public key and a random number common to all the signer identifiers. Signature generation means;
A signature generation apparatus comprising: an output unit that outputs the generated group signature data and the input signature identifier information.
前記入力部が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記署名生成手段が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名データを生成することを特徴とする、請求項1に記載の署名生成装置。
The input unit accepts input of a signer-identifier logical structure that may include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify a signer;
The signature generation apparatus according to claim 1, wherein the signature generation unit generates the group signature data using the signer-identifier logical structure.
グループのメンバーである一の署名人が前記グループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名について前記グループに属する前記署名人が誰であるかを特定する署名人特定装置であって、
外部の署名生成装置から出力された前記グループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける入力部と、
署名人特定者秘密鍵と前記グループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記署名人特定者秘密鍵を取得する署名人特定者秘密鍵取得手段と、
前記署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれている場合に前記署名人特定者秘密鍵を利用して前記グループ署名を復号して署名人情報を得る署名人特定手段と、
復号して得られた前記署名人情報に対応するメンバー特定子を前記メンバーリストから検索するメンバー検索手段と、
検索された前記メンバー特定子を出力する出力部と
を有することを特徴とする署名人特定装置。
A signer identification device that identifies who is the signer belonging to the group with respect to a group signature that is electronic signature data certifying that one signer who is a member of the group belongs to the group,
An input unit that receives input of the group signature and signer specific person information output from an external signature generation device;
A storage unit that stores in advance a signer-identifier private key and a member list that stores member identifiers corresponding to signer information included in the group signature;
A signer specific person private key obtaining means for obtaining the signer specific person private key from the storage unit;
When the signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier private key is included in the signer-identifier information, the signer is obtained by decrypting the group signature using the signer-identifier private key. A signer identification means for obtaining information;
Member search means for searching a member identifier corresponding to the signer information obtained by decryption from the member list;
And an output unit for outputting the retrieved member specifier.
前記入力部が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記署名人特定手段が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名を復号することを特徴とする、請求項3に記載の署名人特定装置。
The input unit accepts input of a signer-identifier logical structure that may include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify a signer;
4. The signer identification device according to claim 3, wherein the signer identification unit decrypts the group signature by using the signer identifier logical structure.
グループのメンバーである一の署名人が前記グループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名を生成して出力する署名生成装置と、前記グループ署名が前記グループに属する前記署名人によって正当に生成されたものであるか否かを検証する検証装置と、前記グループ署名について前記署名人が誰であるかを特定する署名人特定装置とを含むグループ署名システムであって、
前記署名生成装置が、前記グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および前記署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける第1の入力部と、前記署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶する第1の記憶部と、前記署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する署名人特定者公開鍵取得手段と、前記署名人特定者公開鍵と、全ての前記署名人特定者に対して共通する乱数とを利用して前記メンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する署名生成手段と、生成された前記グループ署名データおよび前記署名人特定者情報を出力する第1の出力部とを有し、
前記検証装置が、前記署名生成装置から出力された前記グループ署名データと前記署名人特定者情報、および前記グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵の入力を受け付ける第2の入力部と、自らの署名人特定者秘密鍵を記憶する第2の記憶部と、前記グループ署名データ前記グループに属する前記署名人によって正当に生成されたものであるか否かを検証する検証部と、前記検証の結果を出力する第2の出力部とを有し、
前記署名人特定装置が、外部の署名生成装置から出力された前記グループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける第3の入力部と、署名人特定者秘密鍵と署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶する第3の記憶部と、前記記憶部から前記署名人特定者秘密鍵を取得する署名人特定者秘密鍵取得手段と、前記署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれている場合に前記署名人特定者秘密鍵を利用して前記グループ署名を復号して署名人情報を得る署名人特定手段と、復号して得られた前記署名人情報に対応するメンバー特定子を前記メンバーリストから検索するメンバー検索手段と、検索された前記メンバー特定子を出力する第3の出力部とを有することを特徴とするグループ署名システム。
A signature generation device that generates and outputs a group signature, which is electronic signature data certifying that one signer who is a member of the group belongs to the group; and the group signature is legitimately assigned by the signer belonging to the group A group signature system comprising: a verification device that verifies whether or not the signature is generated; and a signer identification device that identifies who the signer is for the group signature,
The signature generation device accepts input of the issuer administrator public key and the revocation administrator public key of the group, and the signer identifier information that is information about the signer identifier to be permitted to identify the signer. A first input unit; a first storage unit that stores in advance the member's private key and member public key of the signer; and a signer identification that acquires a signer identifier public key corresponding to the signer identifier information Data obtained by encrypting signer information included in the member private key using a signer public key acquisition means, the signer identifier public key, and a random number common to all the signer identifiers A signature generation means for generating group signature data including a first output unit for outputting the generated group signature data and the signer identification information;
A second input unit that receives input of the group signature data output from the signature generation device, the signer identifier information, and the group issuance manager public key and revocation manager public key; A second storage unit that stores its own signer-identifier private key, a verification unit that verifies whether the group signature data is legitimately generated by the signer belonging to the group, A second output unit for outputting a result of the verification;
A third input unit that accepts input of the group signature and signer identifier information output from an external signature generator, and a member corresponding to the signer identifier private key and signer information A third storage unit that stores in advance a member list that stores a specific child; a signer specific person private key acquisition unit that acquires the signer specific person private key from the storage unit; and the signer specific person private key Signer identification means for obtaining signer information by decrypting the group signature using the signer identifier private key when the signer identifier public key corresponding to is included in the signer identifier information And member search means for searching the member list corresponding to the signer information obtained by decryption from the member list, and a third output unit for outputting the searched member specifier. Group signature system according to claim.
前記第1の入力部が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記署名生成手段が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名データを生成し、
前記署名人特定手段が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名を復号することを特徴とする、請求項5に記載のグループ署名システム。
The first input unit accepts an input of a signer-identifier logical structure that may include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify a signer;
The signature generation means generates the group signature data using the signer-identifier logical structure;
6. The group signature system according to claim 5, wherein the signer identification unit decrypts the group signature by using the signer identifier logical structure.
グループのメンバーである一の署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶している署名生成装置にあって、前記署名人が前記グループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名を生成して出力する署名生成方法であって、
前記グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および前記署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付け、
前記署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得し、
前記署名人特定者公開鍵と、全ての前記署名人特定者に対して共通する乱数とを利用して前記メンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成し、
生成された前記グループ署名データおよび前記署名人特定者情報を出力する
ことを特徴とする署名生成方法。
In a signature generation apparatus that stores in advance a member private key and a member public key of one signer who is a member of a group, a group signature which is electronic signature data certifying that the signer belongs to the group A signature generation method for generating and outputting,
Accepting the input of the issuer administrator public key and revocation administrator public key of the group, and the signer identifier information that is information about the signer identifier to be permitted to identify the signer,
Obtaining a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information;
Generating group signature data including data obtained by encrypting signer information included in the member secret key using the signer identifier public key and a random number common to all the signer identifiers ,
A signature generation method comprising outputting the generated group signature data and the signer identification information.
前記入力を受け付ける工程が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記グループ署名データを生成する工程が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名データを生成することを特徴とする、請求項7に記載の署名生成方法。
The step of accepting the input accepts an input of a signer-identifier logical structure that can include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify the signer;
8. The signature generation method according to claim 7, wherein the step of generating the group signature data generates the group signature data using the signer-identifier logical structure.
署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶している署名人特定装置にあって、グループのメンバーである一の署名人が前記グループに属することを証明する電子署名データであるグループ署名について前記グループに属する前記署名人が誰であるかを特定する署名人特定方法であって、
外部の署名生成装置から出力された前記グループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付け、
前記署名人特定者秘密鍵を取得し、
前記署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれているか否かを判断し、
前記署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれている場合に前記署名人特定者秘密鍵を利用して前記グループ署名を復号して署名人情報を得て、
復号して得られた前記署名人情報に対応するメンバー特定子を前記メンバーリストから検索し、
検索された前記メンバー特定子を出力する
ことを特徴とする署名人特定方法。
One signer who is a member of a group in a signer identification device storing in advance a signer identifier private key and a member list storing member identifiers corresponding to signer information included in the group signature A signer identification method for identifying who is the signer belonging to the group with respect to a group signature that is electronic signature data certifying that the group belongs to the group,
Accepting the input of the group signature and signer specific person information output from an external signature generation device,
Obtaining the signer specific person private key;
Determining whether the signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier private key is included in the signer-identifier information;
When the signer-identifier public key is included in the signer-identifier information, the signer-identifier private key is used to decrypt the group signature to obtain signer information,
A member specifier corresponding to the signer information obtained by decryption is searched from the member list,
A signer identification method characterized by outputting the retrieved member identifier.
前記入力を受け付ける工程が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記グループ署名を復号する工程が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名を復号することを特徴とする、請求項9に記載の署名人特定方法。
The step of accepting the input accepts an input of a signer-identifier logical structure that can include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify the signer;
The signer identification method according to claim 9, wherein the step of decrypting the group signature includes decrypting the group signature using the signer identifier logic structure.
グループのメンバーである一の署名人のメンバー秘密鍵およびメンバー公開鍵をあらかじめ記憶している署名生成装置にあって、前記署名生成装置が備えるコンピュータに、
前記グループの発行管理者公開鍵と失効管理者公開鍵、および前記署名人を特定することを許可したい署名人特定者についての情報である署名人特定者情報の入力を受け付ける手順と、
前記署名人特定者情報に対応する署名人特定者公開鍵を取得する手順と、
前記署名人特定者公開鍵と、全ての前記署名人特定者に対して共通する乱数とを利用して前記メンバー秘密鍵に含まれる署名人情報を暗号化したデータを含むグループ署名データを生成する手順と、
生成された前記グループ署名データおよび前記署名人特定者情報を出力する手順と
を実行させることを特徴とする署名生成プログラム。
In a signature generation apparatus that stores in advance a member private key and a member public key of one signer who is a member of a group, the computer included in the signature generation apparatus includes:
A procedure for receiving input of signer identifier information that is information about the issuer administrator public key and the revocation administrator public key of the group, and the signer identifier to be permitted to identify the signer;
Obtaining a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier information;
Group signature data including data obtained by encrypting signer information included in the member secret key is generated using the signer identifier public key and a random number common to all the signer identifiers. Procedure and
A signature generation program that executes the generated group signature data and a procedure for outputting the signer identification information.
前記入力を受け付ける手順が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記グループ署名データを生成する手順とが、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名データを生成することを特徴とする、請求項11に記載の署名生成プログラム。
The step of accepting the input accepts an input of a signer-identifier logical structure that may include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify the signer;
12. The signature generation program according to claim 11, wherein the step of generating the group signature data generates the group signature data by using the signer identifier logical structure.
署名人特定者秘密鍵とグループ署名に含まれる署名人情報に対応するメンバー特定子を記憶したメンバーリストとをあらかじめ記憶している署名人特定装置にあって、前記署名人特定装置が備えるコンピュータに、
外部の署名生成装置から出力された前記グループ署名と署名人特定者情報の入力を受け付ける手順と、
前記署名人特定者秘密鍵を取得する手順と、
前記署名人特定者秘密鍵に対応する署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれているか否かを判断する手順と、
前記署名人特定者公開鍵が前記署名人特定者情報に含まれている場合に前記署名人特定者秘密鍵を利用して前記グループ署名を復号して署名人情報を得る手順と、
復号して得られた前記署名人情報に対応するメンバー特定子を前記メンバーリストから検索する手順と、
検索された前記メンバー特定子を出力する手順と
を実行させることを特徴とする署名人特定プログラム。
A signer identification device storing in advance a signer identifier private key and a member list storing member identifiers corresponding to the signer information included in the group signature, the computer comprising the signer identification device ,
A procedure for accepting input of the group signature and signer specific person information output from an external signature generation device;
Obtaining the signer specific person private key;
Determining whether or not a signer-identifier public key corresponding to the signer-identifier private key is included in the signer-identifier information;
A procedure for obtaining the signer information by decrypting the group signature using the signer-identifier private key when the signer-identifier public key is included in the signer-identifier information;
Searching the member list for a member identifier corresponding to the signer information obtained by decryption;
And a procedure for outputting the retrieved member identifier.
前記入力を受け付ける手順が、2名以上の前記署名人特定者が協力して署名人を特定する旨の論理条件を含みうる署名人特定者論理構造の入力を受け付け、
前記グループ署名を復号する手順が、前記署名人特定者論理構造を利用して前記グループ署名を復号することを特徴とする、請求項13に記載の署名人特定プログラム。
The step of accepting the input accepts an input of a signer-identifier logical structure that may include a logical condition that two or more signer-identifiers cooperate to identify the signer;
14. The signer identification program according to claim 13, wherein the step of decrypting the group signature uses the signer identifier logical structure to decrypt the group signature.
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