1Copyright 次世代ICカードシステム研究会C

東京工業大学

フロンティア創造共同研究センター

大 山 永 昭

安全・安心なIT社会の実現

ー２階層PKIとその応用ー

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最近の話題

• レガシーシステムの払拭

– CIO、CIO補佐官の設置、EAの導入

⇒ ３０％以上のコスト削減

– 調達制度の見直し

• 薬局・薬店での24時間販売

– 現行法の見直しと改正 ⇒ 情報提供が鍵

• 世界最高の電子政府の構築

– 2005年に向けた構築計画の改訂

– 安全・安心なシステム構築 ⇒ 住基カードの利用促進

– 本人確認、電子署名、決済など全てを一枚のカードで！

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最近の話題• 年金の未払いと複雑な制度の見直し

– 住基カードを使ったインターネットによる確認と支払い

• レセプトのオンライン化

– HPKI、オンデマンドVPNの実現

• 電子パスポートの導入

– 住基カード技術の応用

• コンテンツのインターネット配信

– 人と機器の認証⇒ ITによる安心感⇒ 無くしても大丈夫

これらの基本技術は、2階層PKIになる

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IT化の現状

• 「e-Japan戦略：2001」の目標は達成されつつある

– 高速通信；3000万世帯

– 超高速通信；1000万世帯

– 平成15年度までに電子政府を構築

• 「e-Japan戦略Ⅱ」の公表

– 安心、元気、感動、便利なIT社会の構築

– 医療、食、電子政府など7分野の例示

– 情報システムのセキュリティ技術の開発支援

– 知的財産の流通促進 等

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「e-Japan戦略Ⅱ」加速化パッケージ

1. アジア等IT分野の国際戦略

2. セキュリティ政策の強化

− 重要インフラの情報セキュリティ確保

− パスポートのIC化の推進

− 国家公務員身分証明書のICカード化 等

3. コンテンツ政策の推進

– 既存コンテンツ資産の再利用の促進

– インターネット配信に関する検討 等

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「e-Japan戦略Ⅱ」加速化パッケージ

4. IT規制改革の推進

− e-文書イニシアティブ

− 電子的手段による資格保有等証明の推進 等

5. 評価

6. 電子政府・電子自治体の推進

– 業務・システムの効率化

– ベンチャー企業からの政府調達の拡大

– 電子自治体構築に向けた取り組みの促進 等

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IT社会とは？

• 日々の社会活動が、ITにより支援される

• 社会活動がサイバースペースに拡大

⇒ IT革命

• 活動空間は本人が自由に選択

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従来の社会活動

税務署病院

市役所

銀行

様々なサービス

ショッピング

外国

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サイバースペースにおける社会活動

民間分野

銀行商店など

公共分野

病院市役所税務所など

ＩＣカードは、カード所持者の代理機能

I C カード

税務署

病院

ショッピング

外国のサービス

市役所

銀行

様々なサービス

身分証明書

顧客ID

健康保険番号

その他のID等個人認証番号

クレジット番号

納税者番号

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• 制度・法律

– 個人、組織は、責任論で表裏一体 ⇒ 資格認証

– 原則、同じでなければならない ⇒ 個人情報保護にも適用

– グローバル化は避けられない ⇒ 日本のリーダーシップ

• 課題

– 社会活動を行なうのに必要なものの機能の電子化

– 有形物： マネー、クレジットカード、各種証明書類 等

– 無形物： 市民権 ⇒ 住民基本台帳 ⇒ 改正

ライセンス等 ⇒ 医師、税理士、行政書士等

関連府省等の責任

リアル空間と電子空間の整合

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セキュリティ技術について

• 従来技術 ⇒ 例：金融系の情報システム

– 情報システムを専用化する

– 専用回線、専用端末、暗号技術などの利用

– システムの仕様は非公開

• 近年の傾向 ⇒ オープンシステムに対応

– end to endの相互認証と暗号通信

– 暗号手法は公開 ⇒ 客観的な強度評価

– 暗号鍵の安全な管理・運用 ⇒ スマートカード

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利用者

ネットワークシステムの基本構成

通信回線

ホストコンピュータシステム

ＩＣカード

ＩＣカード端末

端末

利用者

インターネット

セキュリティを確保するためにend to endで相互確認

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ホストコンピュータシステム

本人確認の考え方（オンライン）

通信回線

利用者ＩＣカード

パスワードやバイオメトリック

相互認証暗号手法の利用

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暗号手法について

おはよう 暗号化処理 ＆％‘？

暗号化鍵：Ｋ１

平文 暗号文

＆％‘？ 復号化処理 おはよう

復号化鍵：Ｋ２

暗号文 平文

Ｋ１＝Ｋ２ ； 秘密鍵共有（対称鍵）暗号方式

Ｋ１≠Ｋ２ ； 公開鍵（非対称鍵）暗号方式 ⇒ 電子署名

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インターネット

暗号を用いた相互認証の手順

1. R’とR”が同じならば、Bさんは正しい鍵を知っている

2. 同じことをBさんからAさんに行なう ⇒ 相互認証

暗号化

R’

乱数：R

暗号化

R”

R

R’Aさん Bさん

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集約型システムの例

サービス提供者A サービス提供者B サービス提供者C

基本情報

スマートカード

インターネット

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分散型システムの例 （住基カードシステム）

サービス提供者A サービス提供者B サービス提供者C

インターネット

Aアプリ

Bアプリ

Cアプリ

スマートカード

ネットワーク化を必要としない

相互認証鍵の記録

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住民基本台帳カードについて• 11桁の住民票コードを記録

• 3つの鍵を用いた十分な安全性の確保

• 電子署名用の秘密鍵の保管と安全な利用

CSの窓口端末

認証鍵A認証用の錠B

パスワード錠認証用の錠A

認証鍵B

他の自治体の窓口

住民票コード

住基アプリ

住基カード

電子署名

健康保険

決済電子署名技術を用いた相互認証

住民

公的個人認証サービス

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サービス提供者

地方自治体

カード発行センター

ICカード

基本情報

サービス提供者

カード申請

カード発行

追加申請

追加申請

サービス追加

サービス追加

書き込み許可申請

認証

サービス

サービス

カード利用者

書き込み許可申請認証

カード発行・管理システム

サービス提供システム

次世代ICカード

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セキュアチップとは• 特徴

– ２階層のPKIをサポートしている ⇒ ネットワーク経由で

の鍵配送が可能

– 安全性については第三者の専門家による評価確認がなされる

– 住基カードをはじめとするマルチアプリケーションカードで実装済み

– 発行管理システムは、日本の技術

• 利用例– VPNの鍵配送 ⇒ e-Key netプロジェクト（総務省）

– ディジタルコンテンツの流通促進（経済省）

– 電子機器のリモートサービス・メンテナンス

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次世代スマートカードの発行管理1. 目的

– カード発行者が、サービス提

供者へアプリのダウンロード

を許可する

• 各アプリケーションの鍵管

理等を独立させる

2. ダウンロード許可の手法

– 発行者とカードとの相互認証

⇒ PKIベース

– ①通常モード ⇒ ②相互認

証 ⇒ ③ダウンロード可能

状態 ⇒ ④通常モード カードオペレーティングシステム

カード発行者 サービス提供者

認証鍵（証明書）

②相互認証

サービス用ソフト

③ダウンロード

他のアプリ他のアプリ

第一層

第二層

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ＶＰＮ用のセキュアチップ• ＶＰＮのメリット

– 既存ソフトを変更せずに使える

– 全ての通信文を暗号化することにより、安全性が確保される

• ＶＰＮの課題– 秘密鍵は、マニュアルでセットされる ⇒ 柔軟性不足

• e-Key netとは– ＶＰＮ用のエッヂルータにセキュアチップを設定

– 複数鍵をサポート

– ルータ内の暗号装置は、セキュアチップ内の秘密鍵を指定して用いる

医療情報分野のニーズを満たすことが可能に

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Secure e-Key net for VPN の基本概念

インターネット

サービスセンター

A社

F社

E社D社

C社

B社

K2K1 K3 K2 K3

K1 K2

K1

K2

Secure chip for VPN

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K1 を用いたVPNでは

インターネット

サービスセンター

A社

D社

B社

K1 K3

K1 K2

K1

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K2 を用いたVPNでは

インターネット

サービスセンター

A社

F社

E社

C社

K2K2 K3

K1 K2 K2

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K3 を用いたVPNでは

インターネット

サービスセンター

E社D社

K1 K3 K2 K3

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電子機器のインターネット接続

• 対象– 家電製品： エアコン、照明装置、AV機器 等

– その他： 住宅、自動車 等

• 効果– 外出先からでも、アクセスが可能

– 新たなソフトのダウンロードが可能 ⇒ 製品の機能アップが可能

– リモートメンテナンス 等

• 課題– 安全・確実な利用 ⇒ 相互認証 ⇒ 鍵の配送

– 量販店での自由な購入 ⇒ 標準的な認証方式の利用 等

– 機器の認証が必要 ⇒ 登録認証局の設置

セキュアチップと管理システムの利用が有望

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コンテンツの流通に関する課題

＊ ディジタル情報に対する権利関係

－ 日本の著作権法は、法的に完備

＊ ディジタル情報はコピーしても劣化しない

－ ディジタル情報の特徴を維持した新たな考え方へ

＊ 知財の保護と利用者の認証

－ 利用者の正当性の確認が必要

－ コンテンツ利用に対する正当性確認が必要

⇒ 登録認証局の設置 ⇒ 安全確実な利用環境の整備

⇒ 権利者と利用者双方の満足

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セキュアチップの利用• なぜ必要？

– インターネットを介した電子機器（情報家電を含む）およびコンテンツへの安全・確実なアクセス

• 対象– 利用者、所有者、機器、コンテンツ、製造者 等

• 実施手段 NICSSフレームの拡張– プレーヤモデルの作成（情報家電）

• 機器製造（リモートメンテ、リモートサービス）

• 販売 ⇒ 所有者登録 ⇒ 利用者登録 ： 認証

– プレーヤモデル拡張（コンテンツ利用）

• 著作物登録（既存団体） ⇒ ID付与

• 販売 ⇒ 利用者登録（使用許諾者認証組織）

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製造者

電子機器 セキュアチップ

機器製造時

製造者キー

機器特定リモートメンテ用

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登録認証センター製造者

電子機器

製造者キー利用者認証キー

利用者セキュアチップ

カード・携帯電話等

機器購入時

①登録申し込み

②相手確認

機能・所有者認証キー

③登録鍵の配送

機器相互認証キー④アクセスキー

の配送

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登録認証センター製造者

電子機器

製造者キー

機能・所有者認証キー

利用者認証キー

利用者セキュアチップ

カード・携帯電話等

機器利用時

機器相互認証キー

インターネット経由の相互認証

33Copyright 次世代ICカードシステム研究会C

登録認証センター製造者

電子機器

製造者キー

機能・所有者認証キー

利用者認証キー

機器相互認証キー

利用者セキュアチップ

カード・携帯電話等

コンテンツ購入時

購入・登録

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登録認証センター製造者

コンテンツデータセンター

電子機器

製造者キー

機能・所有者認証キー

利用者認証キー

機器相互認証キー

利用者セキュアチップ

カード・携帯電話等

コンテンツ利用時

①申し込み相手確認

②コンテンツ配信要求

セッション解凍キー

暗号化されたコンテンツ

③コンテンツ等の配信

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電子機器

製造者キー利用者認証キー

利用者SecureIC Chip

カード・携帯電話等

コンテンツ再生

機能・所有者認証キー機器相互認証キー

コンテンツデータセンター

セッション鍵

暗号化されたコンテンツ

インターネット経由の相互認証