デジタル認証

デジタル資格情報は、紙ベースの資格情報のデジタル版です。紙ベースの資格情報がパスポート、運転免許証、会員証、または映画チケットや公共交通機関のチケットなど、何らかのサービスを受けるためのチケットであるのと同様に、デジタル資格情報は、個人に付随する資格、能力、または許可の証明です。また、デジタル資格情報は、所有者に関する何かを証明します。どちらのタイプの資格情報にも、個人の名前、出生地、生年月日などの個人情報や、写真や指紋などの生体認証情報が含まれる場合があります。

コンピュータ サイエンス、コンピュータ セキュリティ、暗号化の分野で使用されている用語は、現在も進化を続けており、時には矛盾しているため、これらの分野では「デジタル クレデンシャル」という用語がかなり紛らわしい形で使用されています。パスワードやその他の認証手段がクレデンシャルと呼ばれることもあります。オペレーティング システムの設計では、クレデンシャルはプロセスのプロパティ(有効なUIDなど) であり、プロセスのアクセス権を決定するために使用されます。また、PKCS #12 やPKCS #15 に保存されている証明書や関連するキー マテリアルなどがクレデンシャルと呼ばれることもあります。

デジタルバッジは、達成度、スキル、品質、関心を示すデジタル資格の一種です。デジタルバッジは、さまざまな学習環境で取得できます。^[1]

一般的に、お金は特定の個人に本質的に結びついた資格形式とは見なされておらず、トークンマネーの価値は独立して存在すると認識されている。しかし、デジタルキャッシュなどのデジタル資産の出現により、複製されやすいという新たな課題が生じている。その結果、コインが複数の取引に使用される二重支払いの問題を軽減するための追加対策を備えたデジタルキャッシュプロトコルが開発されてきた。

一方、資格証明書は、個人の資格や属性の具体的な証拠として機能し、能力の検証として機能します。注目すべき例の1つは、個人に排他的に割り当てられ、他の人に譲渡できないEコインの概念です。これらのEコインは、認可された商人との取引でのみ使用できます。コインが1回だけ使用される限り、個人の匿名性は維持されます。ただし、個人が同じコインを複数回使用しようとすると、その個人の身元が確立され、銀行または関連当局が適切な措置を講じることができます。^[2]

個人に結び付けられるという共通の特徴は、デジタルキャッシュとデジタル認証情報の間にある多くの類似点の基礎を形成しています。この共通性により、これら 2 つの概念が重複する特徴を示すことがよくあります。実際、匿名デジタル認証情報の実装の大部分には、デジタルキャッシュシステムの要素も組み込まれていることは注目に値します。^[2]

匿名デジタル認証情報の概念は、ユーザーに暗号化トークンを提供することを中心としており、これによりユーザーは匿名性を維持しながら、自分自身や公的機関および民間組織との関係についての具体的な声明を証明できます。このアプローチは、リンク可能な大規模な集中ユーザーレコードの保存と利用に代わる、プライバシーに配慮した代替手段と見なされています。匿名デジタル認証情報は、このようにプライバシーと匿名性に関連しています。^[3]

物理的な世界と同様に、個人化された、または匿名でない資格情報には、パスポート、運転免許証、クレジットカード、健康保険証、クラブ会員カードなどの文書が含まれます。これらの資格情報には所有者の名前が記載され、署名、PIN、写真などの特定の検証機能があり、不正使用を防止します。対照的に、物理的な領域での匿名資格情報の例としては、通貨、バスや電車のチケット、ゲームセンターのトークンなどがあります。これらのアイテムには個人を特定できる情報がないため、発行者や信頼する当事者がそのような取引に気付かずにユーザー間で転送できます。資格情報の発行を担当する組織は、資格情報に含まれる情報の真正性を検証し、要求に応じて検証エンティティに提供できます。^[4]

認証情報のプライバシー関連特性を具体的に調べるには、2 種類の認証情報、つまり物理的なお金とクレジットカードを調べるのが有益です。どちらも支払い取引を効果的に促進しますが、開示される情報の範囲と質は大きく異なります。お金は物理的な特性によって偽造から保護されています。さらに、コインには固有の価値と鋳造年が記載されており、開示される情報は最小限です。一方、紙幣には法執行目的の追跡要件を満たすために固有のシリアル番号が組み込まれています。^[5]

対照的に、クレジットカードは、基本的な目的がお金と同じであるにもかかわらず、カード所有者に関する詳細な記録を作成することができます。したがって、クレジットカードはプライバシーを保護するとは考えられていません。プライバシーの観点から見たお金の主な利点は、ユーザーが匿名性を維持できることです。しかし、現実世界の現金には、セキュリティと使いやすさの機能がさらに備わっており、広く受け入れられています。^[6]

国家身分証明書システムで利用される証明書は、プライバシーの考慮に特に関連しています。パスポート、運転免許証、その他の種類のカードなどの身分証明書には、通常、重要な個人情報が含まれています。特定の状況では、身分証明書に含まれる情報の特定の部分のみを選択的に開示することが有利な場合があります。たとえば、個人の最低年齢や自動車を運転する資格があるという事実のみを明らかにすることが望ましい場合があります。^[7]

匿名認証情報の元々のシステムは、デビッド・ショーム^[8]によって最初に提案されたもので、仮名システムと呼ばれることもあります。^[9]この命名は、このシステム内の認証情報の性質に由来しており、認証情報は互いにリンクできない個別の仮名で取得され、組織に提示されます。

^仮名[8]の導入は、匿名性の有益な拡張です。 仮名は、匿名性の貴重な拡張です。仮名を使用すると、ユーザーは各組織とやり取りする際に異なる名前を採用することができます。仮名を使用すると、組織はユーザーアカウントとの関連付けを確立できますが、顧客の真の身元を確認することはできません。ただし、匿名の資格情報を利用することで、仮名でのユーザーと1つの組織との関係に関する特定の主張は、別の仮名でのみユーザーを認識する別の組織によって検証できます。

匿名認証システムは、追跡不可能な支払いや匿名支払いの概念と密接な関係があります。^{[10] David Chaum は、新しい暗号プリミティブとして}ブラインド署名プロトコルを導入することで、この分野に多大な貢献をしました。このようなプロトコルでは、署名者は署名されているメッセージに気付かず、受信者は署名されたメッセージについて何も知らないまま署名を取得します。ブラインド署名は、匿名支払い、投票システム、認証情報など、さまざまなプライバシーに敏感なアプリケーションの重要な構成要素として機能します。匿名認証システムの元の概念^[8]は、ブラインド署名の概念から派生したものですが、認証情報の転送には信頼できる当事者に依存しており、1 つの仮名から別の仮名への変換が必要でした。Chaum のブラインド署名方式は、RSA署名と離散対数問題に基づいており、匿名認証システムの構築を可能にしました。

ステファン・ブランズは、秘密鍵証明書ベースの認証情報を導入することでデジタル認証情報をさらに進化させ、離散対数と強力なRSA仮定設定の両方でChaumの基本的なブラインド署名システムを強化しました。ブランズの認証情報は、効率的なアルゴリズムとプライバシーの面での無条件の商用セキュリティを提供し、^[11]非会員証明のブラックリストなどの追加機能も備えています。^[12]

匿名認証情報に新しい機能を追加する認証情報のもう 1 つの形式は、マルチ ショー リンク不可性です。これは、Camenisch らのグループ署名関連の認証情報によって実現されます。グループ署名の導入により、マルチ ショー リンク不可表示プロトコルが可能になります。ブラインド署名は電子マネーやシングル ショー認証情報に非常に関連していますが、グループ署名と呼ばれる暗号化プリミティブにより、プライバシー強化プロトコルを構築するための新しい手段が導入されました。^[13]グループ署名は、Chaum の認証情報システムの概念と類似点があります。^[8]

グループ署名方式では、グループのメンバーはそれぞれの秘密鍵を使用してメッセージに署名できます。結果として得られる署名は、共通の公開鍵を持つ人なら誰でも検証できます。署名者について、グループ メンバーシップ以外の情報は公開されません。通常、グループ マネージャ エンティティが存在し、署名者の実際の ID を公開し、グループへのユーザーの追加や削除を管理できます。これは、多くの場合、グループ メンバーシップ証明書の発行や取り消しを通じて行われます。グループ署名によって提供される匿名性、リンク不可性、および匿名性取り消し機能により、投票、入札、匿名支払い、および匿名資格情報など、プライバシーが重視されるさまざまなアプリケーションに適しています。

グループ署名の効率的な構築は、Ateniese、Camenisch、Joye、およびTsudikによって発表されました^[14]。一方、最も効率的なマルチショーのリンク不可能な匿名認証システム^{[15] ]（後者はidemix[ [16]} ]の合理化されたバージョン）は同様の原理に基づいています。^[17]これは、認証失効を伴う匿名のマルチショー認証を実装するための効率的な手段を提供する認証システムに特に当てはまります。^[18]

どちらの方式も知識証明を行う技術に基づいています。^{[19] [20]} 既知の順序を持​​つグループの離散対数問題と隠れた順序を持つグループの特殊なRSA問題に基づく知識証明は、ほとんどの現代のグループ署名システムと匿名認証システムの基礎を形成しています。^{[12] [14] [15] [21]}さらに、信頼できるプラットフォームモジュールを認証するためのプロトコルである直接匿名認証も同じ技術に基づいています。

直接匿名認証は、マルチショー匿名デジタル資格情報の最初の商用アプリケーションと考えることができますが、この場合、資格情報は個人ではなく、チップやコンピュータ プラットフォームに関連付けられています。

アプリケーションの観点から見ると、Camenisch らのマルチショー リンク不可認証情報の方が、より効率的な Brands 認証情報よりも優れている主な利点は、マルチショー リンク不可という特性です。ただし、この特性は主にオフライン設定に関係します。Brands 認証情報は、パフォーマンスを犠牲にすることなく類似の機能を提供するメカニズムを提供します。つまり、複数のリンク不可認証情報を同時に発行できる効率的なバッチ発行プロトコルです。このメカニズムは、プライバシー保護証明書更新プロセスと組み合わせることができ、これにより、以前に使用された認証情報と同じ属性を持つ新しいリンク不可認証情報が生成されます。

オンライン学習資格は、スキルや学業成績に対する従来の紙の資格の代わりに提供されるデジタル資格です。インターネット通信技術の急速な発展に直接関連して、デジタルバッジ、電子パスポート、大規模公開オンラインコース（MOOC） ^[22]の開発は、現状に直接挑戦しているため、学習、認識、レベルに対する理解に非常に直接的な影響を与えます。オンライン資格には、テストベースの資格、オンラインバッジ、オンライン証明書の3つの形式があります。^[23]

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