▶ インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-13
(54)【発明の名称】ポスト量子暗号を使用する証明書ベースのセキュリティ
(51)【国際特許分類】
H04L 9/32 20060101AFI20231106BHJP
H04L 9/14 20060101ALI20231106BHJP
G06F 21/64 20130101ALI20231106BHJP
【ＦＩ】
H04L9/32 200B
H04L9/32 200F
H04L9/14
G06F21/64
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023525111
(86)(22)【出願日】2021-10-28
(85)【翻訳文提出日】2023-04-25
(86)【国際出願番号】 EP2021080014
(87)【国際公開番号】W WO2022090405
(87)【国際公開日】2022-05-05
(31)【優先権主張番号】17/086,510
(32)【優先日】2020-11-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100112690
【弁理士】
【氏名又は名称】太佐 種一
(74)【代理人】
【識別番号】100120710
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 忠彦
(74)【復代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【復代理人】
【識別番号】100118108
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 洋之
(72)【発明者】
【氏名】グレイ、マイケル
(72)【発明者】
【氏名】マディネニ、ナラヤナ
(72)【発明者】
【氏名】マクマホン、サイモン
(72)【発明者】
【氏名】グリーン、マシュー
(72)【発明者】
【氏名】ワルテンベルク、ピーター
(57)【要約】
サーバ証明書メッセージを送信することであって、証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、第１の証明書と第２の証明書とが互いにバインドされる、送信することと、第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名することと、第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名することであって、第２のメッセージが署名済みの第１のメッセージを含む、署名することと、署名済みの第１のメッセージと署名済みの第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信することとによって、安全な通信を確立する。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ実装方法であって、１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信することであって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記送信することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名することであって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記署名することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信することと
を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項2】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、前記請求項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信することをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信することであって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記受信することと、前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、クライアント証明書検証メッセージを受信することであって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記受信することと
をさらに含む、前記請求項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第１の暗号化アルゴリズムを使用して暗号化されたデータを送信することをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項9】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ・プログラム製品であって、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスと、
前記１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスにまとめて格納されたプログラム命令と
を含み、
前記格納されたプログラム命令が、
クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信するためのプログラム命令であって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名するためのプログラム命令と、
前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名するためのプログラム命令であって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記プログラム命令と、
前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信するためのプログラム命令と
を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項10】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、前記請求項に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項11】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、２つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項12】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、３つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項13】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、４つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項14】
前記格納されたプログラム命令が、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信するためのプログラム命令をさらに含む、５つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項15】
前記格納されたプログラム命令が、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
クライアント証明書検証メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記プログラム命令と
をさらに含む、前記請求項に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項16】
前記格納されたプログラム命令が、前記第１の暗号化アルゴリズムを使用して暗号化されたデータを送信するためのプログラム命令をさらに含む、７つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項17】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ・システムであって、１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、
１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスと、
前記１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサによって実行するために、前記１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスに格納されたプログラム命令と
を含み、
前記格納されたプログラム命令が、
クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信するためのプログラム命令であって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名するためのプログラム命令と、
前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名するためのプログラム命令であって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記プログラム命令と、
前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信するためのプログラム命令と
を含む、コンピュータ・システム。
【請求項18】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、前記請求項に記載のコンピュータ・システム。
【請求項19】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、２つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項20】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、３つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項21】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、４つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項22】
前記格納されたプログラム命令が、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信するためのプログラム命令をさらに含む、５つの前記請求項のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項23】
前記格納されたプログラム命令が、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
クライアント証明書検証メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記プログラム命令と
をさらに含む、前記請求項に記載のコンピュータ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、安全なネットワーク通信の確立に関する。本開示は特に、複数の証明書と暗号化アルゴリズムの組合せとを使用する通信ハンドシェイク（communications handshake）に関する。
【背景技術】
【0002】
大規模量子コンピューティング・システムの出現により、ショアのアルゴリズムの使用およびそのような量子デバイスが、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ－Ｓｈａｍｉｒ－Ａｄｌｅｍａｎ）、楕円曲線暗号（ＥＣＣ）、または同様の技術などの従来の暗号アルゴリズムを危うくする可能性が生じている。さらに、従来の暗号アルゴリズムを危うくするこのような手段は、現在、使用不可能であるが、このようなシステムが使用可能になると、現在の暗号化通信およびデータ記憶システムのセキュリティは危険にさらされることになる。従来の暗号方法が十分ではなくなると、現在および将来の両方で通信およびデータを保護するセキュリティ・プロトコルが必要になる。レガシー通信およびデータ記憶プロトコルを強化して、現在のプロトコルを乱すことなく、この追加の保護を提供しなければならない。
【発明の概要】
【0003】
以下に、本開示の１つまたは複数の実施形態の基本的な理解をもたらすための概要を提示する。本概要は、主要なまたは重要な要素を特定するものではなく、または特定の実施形態のいずれかの範囲または特許請求の範囲のいずれかの範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後述するより詳細な説明の前置きとして、概念を簡単な形で提示することである。本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態において、デバイス、システム、コンピュータ実装方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組合せは、証明書を使用する安全なネットワーク通信チャネルの確立を可能にする。
【0004】
本発明の態様は、サーバ証明書メッセージを送信することであって、証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、第１の証明書と第２の証明書とが互いにバインドされる、送信することと、第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名することと、第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名することであって、第２のメッセージが署名済みの第１のメッセージを含む、署名することと、署名済みの第１のメッセージと署名済みの第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信することと、によって安全な通信を確立することに関連付けられた、方法、システム、およびコンピュータ可読媒体を開示している。
【0005】
添付図面における本開示の一部の実施形態のより詳細な説明を通じて、本開示の上記その他の目的、特徴、および利点がより明らかになろう。同一の参照符号は、一般に、本開示の実施形態における同一の構成要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の実施形態によるコンピューティング環境の概略図である。
【図2】本発明の実施形態による動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施形態によるクライアント－サーバ・ハンドシェイク・シーケンスを示す概略図である。
【図4】本発明の実施形態によるクラウド・コンピューティング環境を示す図である。
【図5】本発明の実施形態による抽象化モデル層を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示の実施形態を示す添付図面を参照しながら、一部の実施形態についてより詳細に説明する。しかしながら、本開示は、様々な方法で実装することができ、したがって、本明細書に開示された実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。
【0008】
一実施形態において、システムの１つまたは複数のコンポーネントは、非常に技術的な性質の問題（例えば、通信プロトコル・メッセージの送受信、エンティティの身元の検証、デジタル証明書の認証、デジタル署名の認証など）を解決するために、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方を使用することができる。これらの解決策は、抽象的ではなく、例えば、安全なクライアント－サーバ通信リンクの確立を容易にするために必要な処理能力により、人間による一連の精神的な活動として実行することができない。さらに、実行されるプロセスの一部は、通信を安全にすることに関連する規定のタスクを実行するために、専用コンピュータによって実行され得る。例えば、専用コンピュータを使用して、通信セキュリティ・ハンドシェイク・プロトコルなどに関連するタスクを実行することができる。
【0009】
本発明の態様は、クライアント・デバイスからクライアント・ハロー・メッセージを受信することと、サーバ・ハロー・メッセージを送信することと、サーバ証明書メッセージを送信することであって、証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、第１の証明書と第２の証明書とが互いにバインドされる、送信することと、第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名することと、第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名することであって、第２のメッセージが署名済みの第１のメッセージを含む、署名することと、署名済みの第１のメッセージと署名済みの第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信することと、１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信することであって、クライアント証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、第３の証明書と第４の証明書とが互いにバインドされる、受信することと、１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、クライアント証明書検証メッセージを受信することであって、クライアント証明書検証メッセージが、第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、第４のメッセージが第３のメッセージを含む、受信することと、クライアント・デバイスからクライアント完了メッセージを受信することと、クライアント完了メッセージの受信に応答してサーバ完了メッセージを送信することと、によって安全な通信を確立することに関連付けられた、方法、システム、およびコンピュータ可読媒体を開示している。
【0010】
開示された実施形態は、従来の暗号方法に基づく１つの証明書と格子またはポスト量子暗号（ＰＱＣ）方法に基づく１つの証明書との２つの証明書を、ＰＱＣ方法およびＴＣ方法の両方が悪意のあるアクターによって破られない限り、２つの証明書を通して確立された安全な通信リンクを保証する方法でリンクさせるという利点をもたらす。
【0011】
ＲＳＡまたはＥＣＣに基づく従来の暗号方法（ＴＣ）は、大規模量子コンピュータの使用によって破られやすい。ＲＳＡおよびＥＣＣは、互いに乗算されて結果を生み出す大きい素数の使用に基づく。ショアのアルゴリズムを使用する大規模量子コンピュータは、ＲＳＡまたはＥＣＣなどの、因数の使用に基づく暗号化アルゴリズムを容易に無効にすることができるだろう。
【0012】
コンピューティング・エンティティ間のインターネット通信は、エンティティ間の初期「ハンドシェイク」を含む。エンティティの初期の非暗号化通信は、エンティティを互いに紹介するハンドシェイクの間に行われる。ハンドシェイクを通して、エンティティは、その後の通信の属性を確立するのに必要な非暗号化情報を、エンティティ間で交換する。属性は、データの暗号化および解読に使用される暗号化プロトコルを確立するのに必要な情報、ならびにエンティティが公開鍵を含む互いの身元を検証するのに必要な情報の交換を含む。
【0013】
トランスポート・レベル・セキュリティ（ＴＬＳ）・ハンドシェイクなどの一般的な通信ハンドシェイクは、ＲＳＡ、ＥＣＣ、または同様の従来の因数ベースの暗号化公開鍵基盤に基づく安全なデジタル署名によって認証される、ｘ．５０９証明書などの公開鍵証明書に依拠する。悪意のあるアクターが、ハンドシェイク通信にアクセスするおそれがあり、当事者のうち１つのＴＣを破るおそれがあり、その後、偽造された秘密鍵を使用してその当事者に成りすますおそれがある。
【0014】
格子ベースの暗号化アルゴリズムは、格子またはアレイ・ベースの数学的手法を使用して生成された公開鍵および秘密鍵のペアを使用する。このようなアルゴリズムは、量子コンピュータの使用によって破られにくいと考えられる。このようなアルゴリズムは、ポスト量子暗号（ＰＱＣ）アルゴリズムとみなされる。
【0015】
レガシーＴＬＳプロトコルはＴＣの使用に基づくため、単にＴＣをＰＱＣに置き換えることは、グローバルなインターネット通信に後方互換性の問題を生じさせるおそれがある。量子コンピュータの使用によって破られにくい後方互換通信リンク・プロトコルが必要である。開示された方法は、互いに暗号的にバインドされる２つの証明書、すなわち、ＴＣの因数ベースの証明書とＰＱＣの格子ベースの証明書とを使用することによって、これを防ぐ。２つの証明書の各々は、エンティティにより信頼される認証局（ＣＡ）によって発行される。悪意のあるアクターは、量子コンピュータによって格子ベースの暗号化を破ることができない。ＰＱＣ証明書に暗号的にバインドされたＴＣ証明書の組合せに基づくハイブリッド・ハンドシェイク・プロトコルは、ポスト量子世界におけるネットワーク化されたエンティティ間の通信リンクの確立を可能にする。
【0016】
ＴＬＳという用語では、サーバの証明書および証明書検証メッセージの各々が、２組の証明書チェーンと２組の検証データとをそれぞれ含む。メッセージは２つのメッセージとして構成され、各々が処理を簡略化し、現在のＴＬＳメッセージ処理論理の使用を可能にする。開示された実施形態は、ＴＣ検証データが認証され得る前にＰＱＣ検証データが認証されることを必要とすることによって、安全な通信を可能にする。ＴＣが攻撃され得る前に、ＰＱＣが破られなければならない。悪意のあるアクターは、通信リンクの攻撃に成功するためには、ＰＱＣとＴＣとの両方を破らなければならない。
【0017】
ＴＬＳハンドシェイクは、クライアント・デバイスがクライアント・ハロー・メッセージをサーバに送信することから始まる。ハンドシェイクは、サーバがサーバ・ハロー・メッセージを送信することによりクライアント・ハロー・メッセージに応答することによって進む。ハロー・メッセージの交換は、使用される暗号化プロトコルのネゴシエーション、ならびに、次の暗号化データの交換で使用される、クライアントおよびサーバにより生成された乱数の交換を含む。例として、クライアント・ハロー・メッセージは、クライアントにより使用されるＴＬＳのバージョン、使用される圧縮方法、通信のためにクライアントによりサポートされる暗号スイートのオプション、および暗号化データ交換に使用されるランダムな文字列を含む。クライアント・ハロー・メッセージは、ハロー・メッセージに従ってＴＬＳハンドシェイク・データを暗号化するための暗号化拡張子などの１つまたは複数の拡張子を含むことができる。サーバ・ハロー・メッセージは、提供されたオプションからのサーバによる暗号スイートの選択、および通信の暗号化に使用する異なる乱数を含むことができる。
【0018】
その後、サーバはＴＬＳ証明書メッセージをクライアントに送信する。ＴＬＳ証明書メッセージは、メッセージに埋め込まれた２つの証明書チェーンを含み、１つの証明書チェーンはＴＣに基づき、１つの証明書チェーンはＰＱＣに基づく。２つの証明書チェーンは各々、１つまたは複数の中間証明書を含むサーバのエンド・エンティティ証明書から始まり、ルート証明書で終わる、一連の証明書を含むことができる。ルート証明書は、エンティティにより信頼される認証局によって発行され署名される。一実施形態において、証明書チェーンは各々、単一の証明書を含む。
【0019】
サーバ証明書メッセージを受信すると、クライアント・デバイスは、２つの証明書チェーンを復号し、各証明書チェーンを独立して認証する。クライアントは、２つの証明書チェーンの各々の各証明書の期限が切れていないこと、または各証明書が取り消されていないこと、証明書のドメイン名がサーバのドメインに一致すること、各チェーンの各証明書のデジタル署名が有効であること、および、各チェーンのルート証明書がクライアントにより信頼されるＣＡによって発行されたことを確認する。
【0020】
一実施形態において、クライアントは、ＣＡの公開鍵を使用して、サーバのエンド・エンティティ証明書の署名を認証する。一実施形態において、クライアントは、中間証明書からの公開鍵を使用して、エンド・エンティティ証明書の署名を認証し、ＣＡルート証明書の公開鍵を使用して、ルート証明書の署名および中間証明書の署名を認証する。
【0021】
ＴＣ証明書チェーンの場合、公開鍵およびデジタル署名は、ＴＣ公開鍵および秘密鍵のペアに基づく。ＰＱＣ証明書チェーンの場合、署名および公開鍵は、ＰＱＣアルゴリズムを使用して導き出された公開鍵および秘密鍵のペアに基づく。
【0022】
ＰＱＣアルゴリズムは、ＣＲＹＳＴＡＬＳ－ＤＩＬＩＴＨＩＵＭ、ＦＡＬＣＯＮ、ＲＡＩＮＢＯＷ、ＣＬＡＳＳＩＣ ＭｃＥＬＩＥＣＥ、ＣＲＹＳＴＡＬＳ－ＫＹＢＥＲ、ＮＴＲＵ、ＳＡＢＥＲ、および他の格子ベースのアルゴリズムを含む格子ベースの暗号化方法を含む。（注：「ＣＲＹＳＴＡＬＳ－ＤＩＬＩＴＨＩＵＭ」、「ＦＡＬＣＯＮ」、「ＲＡＩＮＢＯＷ」、「ＣＬＡＳＳＩＣ ＭｃＥＬＩＥＣＥ」、「ＣＲＹＳＴＡＬＳ－ＫＹＢＥＲ」、「ＮＴＲＵ」、および「ＳＡＢＥＲ」という用語は、世界中の様々な法域における商標権の対象であり得、ここでは、そのような商標権が存在し得る限りにおいて、当該商標によって適切に示される製品またはサービスのみに関して使用される。）
【0023】
一実施形態において、サーバは、クライアントための証明書検証メッセージを作成する。証明書検証メッセージは、サーバがＰＱＣ証明書およびＴＣ証明書のそれぞれに関連付けられたＰＱＣ秘密鍵およびＴＣ秘密鍵を所有することを証明するのに役立つ。証明書検証メッセージは２つのメッセージを含む。第１のメッセージは、これまでにクライアントとサーバとの間で交換されたメッセージの現在のトランスクリプトを含み、このトランスクリプトは、サーバのＰＱＣ秘密鍵を使用して署名される。第２のメッセージは、サーバにより第１のメッセージが付加された、交換されたメッセージの現在のトランスクリプトを含み、付加されたトランスクリプトは、従来のサーバ証明書検証メッセージを生成する、サーバのＴＣ秘密鍵を使用して署名される。サーバは、第１の証明書検証メッセージと第２の証明書検証メッセージとを組み合わせ、その組合せを単一の証明書検証メッセージとしてクライアントに送信する。
【0024】
クライアントは、組み合わせた証明書検証メッセージを受信し、２つのメッセージを切り離す。クライアントは、現在のメッセージング・トランスクリプトと、サーバのＰＱＣ証明書を認証するプロセスからのサーバのＰＱＣ公開鍵とを所有する。クライアントは、現在のメッセージング・トランスクリプトとサーバのＰＱＣ公開鍵とを使用して、サーバ証明書検証メッセージのＰＱＣ証明書検証部分のＰＱＣデジタル署名を検証する。クライアントは、組み合わせたサーバ証明書検証メッセージのＰＱＣ部分に設けられた、署名済みの第１のメッセージ内容を含むメッセージ・トランスクリプトを使用して、組み合わせたサーバ証明書メッセージのＴＣ部分のＴＣ署名を検証する。クライアントは、付加されたメッセージング・トランスクリプトと、サーバのＴＣ証明書を認証するプロセス中に得られたサーバのＴＣ公開鍵とを使用する。
【0025】
一実施形態において、方法はさらに、ＴＣ証明書とＰＱＣ証明書とをバインドする。方法は、同じサブジェクト名、発行者名、およびサブジェクト代替名を有するＰＱＣ証明書およびＴＣ証明書を作成する。方法は、公開鍵の通し番号および２つの証明書の署名を除いて、ＴＣの制約をＰＱＣの制約と同一として設定する。本実施形態において、方法は、ＰＱＣ証明書データのハッシュ（ＳＨＡ１、ＳＨＡ２５６、または他のハッシュ関数）に等しいＴＣの通し番号または拡張子を設定する。ハッシュ関数の出力として設定されたバインド値は、大規模量子コンピュータまたは従来の非量子コンピュータを使用して破ることができない。本実施形態において、クライアントは、ＴＣ通し番号または拡張子が、使用時に、ＰＱＣ証明書データのハッシュを含むこと、ならびに、すべての他のＴＣ証明書データ属性およびＰＱＣ証明書データ属性が一致することを認証する。
【0026】
一実施形態において、サーバからクライアントに送信される証明書要求メッセージによって示されるように、相互のエンティティ検証が望ましい。証明書要求メッセージに応答して、クライアントは、クライアントのＴＣ証明書およびＰＱＣ証明書の各々を含む証明書メッセージを送信する。その後、クライアントは、組み合わせた証明書検証メッセージを生成し送信する。これは、クライアントのＰＱＣ秘密鍵を使用して現在のメッセージ・トランスクリプトに署名することと、次に、第１の証明書検証メッセージを現在のメッセージング・トランスクリプトに付加することと、クライアントのＴＣ秘密鍵を使用して、付加されたトランスクリプトに署名することとによって、第１の証明書検証メッセージを作成することを含む。
【0027】
一実施形態において、クライアント・ハロー・メッセージおよびサーバ・ハロー・メッセージの交換が、ＰＱＣ証明書の使用につながることはない。これは、クライアントがその使用をサポートしないからである。本実施形態において、方法は、ＴＣ証明書およびメッセージのＴＣ証明書検証部分のみを渡す。本実施形態において、方法は、すべてのネットワーク・エンティティがＰＱＣベースのプロトコルの使用に移行していない任意の期間中に後方互換性をもたらす。
【0028】
図１は、開示された発明を実施することに関連付けられた例示的なネットワーク・リソースの概略図である。本発明は、命令ストリームを処理する開示された要素のいずれかのプロセッサにおいて実施されてよい。図示するように、ネットワーク化されたクライアント・デバイス１１０は、サーバ・サブシステム１０２に無線で接続する。クライアント・デバイス１０４は、ネットワーク１１４を介してサーバ・サブシステム１０２に無線で接続する。クライアント・デバイス１０４、１１０は、通信セキュリティ・プログラム（図示せず）を、プログラムを実行するための十分なコンピューティング・リソース（プロセッサ、メモリ、ネットワーク通信ハードウェア）と共に含む。クライアント・デバイス１０４、１１０とサーバ・サブシステム１０２との間の通信ハンドシェイクは、検証されたエンティティ間の安全な通信および暗号化データの交換を可能にするために、開示された実施形態の使用を含むことができる。図１に示すように、サーバ・サブシステム１０２は、サーバ・コンピュータ１５０を備える。図１は、本発明の実施形態による、ネットワーク化されたコンピュータ・システム１０００内のサーバ・コンピュータ１５０のコンポーネントのブロック図である。図１は、一実装形態の例示を単に提供するものであり、異なる実施形態を実装可能な環境に関するいかなる限定をも示唆するものではないことを理解すべきである。図示の環境に対する多くの変更を行うことができる。
【0029】
サーバ・コンピュータ１５０は、プロセッサ１５４、メモリ１５８、永続ストレージ１７０、通信ユニット１５２、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１５６、および通信ファブリック１４０を含むことができる。通信ファブリック１４０は、キャッシュ１６２、メモリ１５８、永続ストレージ１７０、通信ユニット１５２、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１５６の間の通信を提供する。通信ファブリック１４０は、プロセッサ（マイクロプロセッサ、通信およびネットワーク・プロセッサなど）、システム・メモリ、周辺デバイス、ならびにシステム内の任意の他のハードウェア・コンポーネントの間で、データまたは制御情報あるいはその両方を渡すように設計された任意のアーキテクチャで実装されてもよい。例えば、通信ファブリック１４０は、１つまたは複数のバスで実装されてもよい。
【0030】
メモリ１５８および永続ストレージ１７０は、コンピュータ可読記憶媒体である。本実施形態において、メモリ１５８は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１６０を含む。一般に、メモリ１５８は、任意の適切な揮発性または不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。キャッシュ１６２は、メモリ１５８から、最近アクセスされたデータ、および最近アクセスされたデータの近くのデータを保持することによって、プロセッサ１５４の性能を向上させる高速メモリである。
【0031】
本発明の実施形態を実施するために使用されるプログラム命令およびデータ、例えば、通信セキュリティ・プログラム１７５は、キャッシュ１６２を介してサーバ・コンピュータ１５０のそれぞれのプロセッサ１５４のうちの１つまたは複数により実行するまたはアクセスするあるいはその両方を行うために、永続ストレージ１７０に格納される。本実施形態において、永続ストレージ１７０は、磁気ハード・ディスク・ドライブを含む。磁気ハード・ディスク・ドライブの代わりにまたはそれに加えて、永続ストレージ１７０は、ソリッド・ステート・ハード・ドライブ、半導体ストレージ・デバイス、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、または、プログラム命令もしくはデジタル情報を格納できる任意の他のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。
【0032】
永続ストレージ１７０によって使用される媒体は、取外し可能であってもよい。例えば、取外し可能なハード・ドライブを永続ストレージ１７０に使用することができる。他の例として、永続ストレージ１７０の一部でもある別のコンピュータ可読記憶媒体に転送するためにドライブに挿入される光ディスクおよび磁気ディスク、サム・ドライブ、ならびにスマート・カードが挙げられる。
【0033】
これらの例では、通信ユニット１５２は、クライアント・コンピューティング・デバイス１０４、１１０のリソースを含む他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を提供する。これらの例では、通信ユニット１５２は、１つまたは複数のネットワーク・インターフェース・カードを含む。通信ユニット１５２は、物理的な通信リンクおよび無線通信リンクのいずれかまたは両方を使用して通信を提供することができる。本発明の実装形態に使用されるソフトウェア分配プログラムならびに他のプログラムおよびデータを、通信ユニット１５２を通じてサーバ・コンピュータ１５０の永続ストレージ１７０にダウンロードすることができる。
【0034】
Ｉ／Ｏインターフェース１５６は、サーバ・コンピュータ１５０に接続され得る他のデバイスとのデータの入力および出力を可能にする。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース１５６は、キーボード、キーパッド、タッチ・スクリーン、マイクロフォン、デジタル・カメラ、または他の適切な入力デバイス、あるいはその組合せなどの外部デバイス１９０への接続を提供することができる。外部デバイス１９０は、例えば、サム・ドライブ、携帯型光ディスクまたは磁気ディスク、およびメモリ・カードなどの携帯型コンピュータ可読記憶媒体を含むこともできる。本発明の実施形態を実施するために使用されるソフトウェアおよびデータ、例えば、サーバ・コンピュータ１５０の通信セキュリティ・プログラム１７５は、そのような携帯型コンピュータ可読記憶媒体に格納することができ、Ｉ／Ｏインターフェース１５６を介して永続ストレージ１７０にロードすることができる。Ｉ／Ｏインターフェース１５６は、ディスプレイ１８０にも接続する。
【0035】
ディスプレイ１８０は、データをユーザに表示するための機構を提供し、例えば、コンピュータ・モニタであってよい。ディスプレイ１８０は、タブレット・コンピュータのディスプレイなどのタッチ・スクリーンとして機能することもできる。
【0036】
図２は、本開示の実施に関連付けられた例示的な動作を示すフローチャート２００である。プログラムの開始後、ブロック２１０で、サーバの通信セキュリティ・プログラム１７５は、サポートされたＴＬＳプロトコル、暗号スイートのオプション、およびクライアントにより生成された乱数に関するクライアント情報を含むクライアント・ハロー・メッセージを受信する。
【0037】
ブロック２２０で、サーバは、提供されたオプションからのサーバによる暗号スイートの選択を示し、かつサーバにより生成された乱数を含む、サーバ・ハロー・メッセージを送信する。
【0038】
ブロック２３０で、サーバは、サーバ証明書メッセージを送信する。サーバ証明書メッセージは、２つの証明書または証明書チェーンを含む。証明書または証明書チェーンは、ＰＱＣアルゴリズムからの第１のサーバ秘密鍵に関連付けられた第１のデジタル署名を使用して署名された第１の証明書または証明書チェーンと、ＴＣ暗号化アルゴリズムからの第２のサーバ秘密鍵に関連付けられた第２のデジタル署名を使用して署名された第２の証明書または証明書チェーンとを含む。
【0039】
ブロック２４０で、サーバの通信セキュリティ・プログラム１７５は、第１のサーバＰＱＣ秘密鍵を使用して第１のメッセージに署名する。第１のメッセージは、クライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む。
【0040】
ブロック２５０で、サーバの通信セキュリティ・プログラム１７５は、第２のサーバＴＣ秘密鍵を使用して第２のメッセージに署名する。第２のメッセージは、第１のメッセージを含むように付加された、現在のクライアント－サーバ・メッセージング・トランスクリプトを含む。
【0041】
ブロック２６０で、サーバの通信セキュリティ・プログラム１７５は、第１のメッセージと第２のメッセージとを組み合わせて単一のサーバ証明書検証メッセージにし、組み合わせたメッセージをクライアントに送信する。
【0042】
ブロック２７０で、通信セキュリティ・プログラム１７５は、クライアントからクライアント完了メッセージを受信する。クライアント完了メッセージは、同意済みの暗号化アルゴリズムを使用して暗号化された、すべての以前のクライアント－サーバ・メッセージングの暗号ハッシュを含む。
【0043】
ブロック２８０で、通信セキュリティ・プログラム１７５は、ハンドシェイク・プロトコルからのすべての以前のクライアント－サーバ・メッセージング・トラフィックの暗号ハッシュを含むサーバ完了メッセージを送信する。
【0044】
ＴＬＳハンドシェイク・プロトコルは、データの暗号化／解読および他の目的のための暗号化鍵を生成するのに必要な情報の交換に関連する、クライアントとサーバとの間の追加のメッセージを含むことができることを理解されたい。
【0045】
図３の概略図３００は、本発明の実施形態による、クライアント３１０とサーバ３２０との間のメッセージング・トラフィックを示す。図示するように、クライアント３１０は、クライアント・ハロー・メッセージ３１５をサーバ３２０に送信する。サーバ３２０は、サーバ・ハロー・メッセージ３２５、サーバ証明書メッセージ３３０、およびサーバ証明書検証メッセージ３４０を送信することによって応答する。サーバ証明書メッセージ３３０およびサーバ証明書検証メッセージ３４０の各々は、２つの別個のメッセージを含む。サーバ証明書メッセージ３３０は、サーバＰＱＣ証明書メッセージ３３２とサーバＴＣ証明書メッセージ３３４とを含む。サーバ証明書検証メッセージ３４０は、サーバＰＱＣ秘密鍵を使用して署名された、メッセージング・トランスクリプトを含む第１のメッセージ３４２を含み、第２のメッセージ３４４は、第１のメッセージが付加され、かつサーバＴＣ秘密鍵を使用して署名されたメッセージング・トランスクリプトを含む。
【0046】
図３は、クライアント証明書メッセージ３６０とクライアント証明書検証メッセージ３７０とを含む、相互検証に関連付けられたメッセージを含む。サーバと同様に、クライアント証明書メッセージ３６０は、２つのメッセージ、すなわち、クライアントＰＱＣ証明書メッセージ３６２とクライアントＴＣ証明書メッセージ３６４とを含む。クライアント証明書検証メッセージ３７０も２つのメッセージを含み、一方のメッセージ３７２は、メッセージング・トランスクリプトを含み、クライアントのＰＱＣ秘密鍵を使用して署名され、他方のメッセージ３７４は、クライアントＰＱＣ秘密鍵を使用して署名されたメッセージを含むように付加されたメッセージング・トランスクリプトを含み、このメッセージは、クライアントのＴＣ秘密鍵を使用して署名される。項目３８０は、一般に、クライアント完了メッセージおよびサーバ完了メッセージを含む、クライアントとサーバとの間の通信ハンドシェイクに関連する追加のクライアント－サーバ・メッセージング・トラフィックを示す。
【0047】
本開示は、クラウド・コンピューティングに関する詳細な説明を含むが、本明細書に記載される教示の実装はクラウド・コンピューティング環境に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本発明の実施形態は、現在既知であるか、または今後開発される任意の他の種類のコンピューティング環境と共に実装することができる。
【0048】
クラウド・コンピューティングは、最小限の管理労力またはサービスのプロバイダとの対話によって迅速にプロビジョニングおよびリリースされ得る構成可能なコンピューティング・リソース（例えば、ネットワーク、ネットワーク帯域幅、サーバ、処理、メモリ、ストレージ、アプリケーション、仮想マシン、およびサービス）の共用プールへの便利なオンデマンド・ネットワーク・アクセスを可能にするためのサービス配信のモデルである。このクラウド・モデルは、少なくとも５つの特徴と、少なくとも３つのサービス・モデルと、少なくとも４つの配備モデルとを含むことができる。
【0049】
特徴は以下の通りである。
【0050】
オンデマンド・セルフサービス：クラウド消費者は、サービスのプロバイダとの人的対話を必要とせずに、必要に応じて自動的に、サーバ時間およびネットワーク・ストレージなどのコンピューティング機能を一方的にプロビジョニングすることができる。
【0051】
広帯域ネットワーク・アクセス：機能はネットワークを介して利用可能であり、異種のシンまたはシック・クライアント・プラットフォーム（例えば、携帯電話、ラップトップ、およびＰＤＡ）による使用を促進する標準機構を通じてアクセスされる。
【0052】
リソース・プール：マルチテナント・モデルを使用して複数の消費者に対応するために、プロバイダのコンピューティング・リソースがプールされ、需要に応じて異なる物理リソースおよび仮想リソースが動的に割当てられ、再割当てされる。消費者は一般に、提供されるリソースの正確な場所について制御することができないかまたは知らないが、より高い抽象化レベルの場所（例えば、国、州、またはデータセンタ）を指定できるという点で、場所独立感がある。
【0053】
迅速な順応性：機能は、迅速かつ順応的に、場合によっては自動的にプロビジョニングされて、迅速にスケール・アウトすることができ、かつ迅速にリリースされて、迅速にスケール・インすることができる。消費者にとって、プロビジョニングのために利用可能な機能は、多くの場合、無制限であるように見え、いつでも任意の量を購入することができる。
【0054】
従量制サービス：クラウド・システムが、サービスの種類（例えば、ストレージ、処理、帯域幅、およびアクティブ・ユーザ・アカウント）に適切な何らかの抽象化レベルの計量機能を活用することによって、リソースの使用を自動的に制御し、最適化する。リソース使用量を監視、制御、および報告して、利用サービスのプロバイダおよび消費者の両方に透明性を提供することができる。
【0055】
サービス・モデルは以下の通りである。
【0056】
サービスとしてのソフトウェア（ＳａａＳ）：消費者に提供される機能は、クラウド・インフラストラクチャ上で実行されるプロバイダのアプリケーションを使用することである。アプリケーションは、ウェブ・ブラウザ（例えば、ウェブ・ベースの電子メール）などのシン・クライアント・インターフェースを通じて様々なクライアント・デバイスからアクセス可能である。消費者は、限られたユーザ固有アプリケーション構成設定を例外として、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、ストレージ、または個々のアプリケーション機能も含む、基礎となるクラウド・インフラストラクチャを管理または制御しない。
【0057】
サービスとしてのプラットフォーム（ＰａａＳ）：消費者に提供される機能は、クラウド・インフラストラクチャ上に、プロバイダによってサポートされるプログラミング言語およびツールを使用して作成された、消費者作成アプリケーションまたは消費者取得アプリケーションを配備することである。消費者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、またはストレージを含む基礎となるクラウド・インフラストラクチャを管理または制御しないが、配備されたアプリケーションと、場合によってはアプリケーション・ホスティング環境構成とを制御することができる。
【0058】
サービスとしてのインフラストラクチャ（ＩａａＳ）：消費者に提供される機能は、処理、ストレージ、ネットワーク、およびその他の基本的なコンピューティング・リソースをプロビジョニングすることであり、消費者は、オペレーティング・システムおよびアプリケーションを含み得る任意のソフトウェアを配備および実行することができる。消費者は、基礎となるクラウド・インフラストラクチャを管理または制御しないが、オペレーティング・システム、ストレージ、配備されたアプリケーションを制御することができ、場合によっては選択されたネットワーキング・コンポーネント（例えば、ホスト・ファイアウォール）の限定的な制御を行うことができる。
【0059】
配備モデルは以下の通りである。
【0060】
プライベート・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、組織のためにのみ運用される。これは、組織または第３者によって管理されてよく、オンプレミスまたはオフプレミスに存在してよい。
【0061】
コミュニティ・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、いくつかの組織によって共用され、共通の関心事（例えば、任務、セキュリティ要件、ポリシ、およびコンプライアンス事項）を有する特定のコミュニティをサポートする。これは、組織または第３者によって管理されてよく、オンプレミスまたはオフプレミスに存在してよい。
【0062】
パブリック・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、一般人または大規模業界団体が利用することができ、クラウド・サービスを販売する組織によって所有される。
【0063】
ハイブリッド・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、２つ以上のクラウド（プライベート、コミュニティ、またはパブリック）の複合体であり、それらのクラウドは、固有のエンティティのままであるが、データおよびアプリケーションの移植性を可能にする標準化技術または専有技術（例えば、クラウド間のロード・バランシングのためのクラウド・バースティング）によって共に結合される。
【0064】
クラウド・コンピューティング環境は、ステートレス性、疎結合性、モジュール性、および意味的相互運用性に焦点を合わせたサービス指向型である。クラウド・コンピューティングの核心にあるのは、相互接続されたノードのネットワークを含むインフラストラクチャである。
【0065】
次に図４を参照して、例示的なクラウド・コンピューティング環境５０を示す。図示のように、クラウド・コンピューティング環境５０は、１つまたは複数のクラウド・コンピューティング・ノード１０を含み、この１つまたは複数のクラウド・コンピューティング・ノード１０と、例えば、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）もしくは携帯電話５４Ａ、デスクトップ・コンピュータ５４Ｂ、ラップトップ・コンピュータ５４Ｃ、または自動車コンピュータ・システム５４Ｎ、あるいはその組合せなどの、クラウド消費者によって使用されるローカル・コンピューティング・デバイスとが、通信することができる。ノード１０は相互に通信することができる。ノード１０は、前述したプライベート・クラウド、コミュニティ・クラウド、パブリック・クラウド、またはハイブリッド・クラウド、あるいはその組合せなど、１つまたは複数のネットワークにおいて、物理的または仮想的にグループ化（図示せず）され得る。これにより、クラウド・コンピューティング環境５０は、インフラストラクチャ、プラットフォーム、またはソフトウェア、あるいはその組合せを、クラウド消費者がそのためにローカル・コンピューティング・デバイス上でリソースを維持する必要がないサービスとして提供することができる。図４に示すコンピューティング・デバイス５４Ａ～５４Ｎの種類は、単なる例示であり、コンピューティング・ノード１０およびクラウド・コンピューティング環境５０が、（例えば、ウェブ・ブラウザを使用して）任意の種類のネットワークまたはネットワーク・アドレス可能接続あるいはその両方を介して任意の種類のコンピュータ化デバイスと通信することができるものと理解される。
【0066】
次に図５を参照して、クラウド・コンピューティング環境５０（図４）によって提供される１組の機能抽象化層を示す。図５に示すコンポーネント、層、および機能は、単なる例示であり、本発明の実施形態はこれらに限定されないことを予め理解すべきである。図示のように、以下の層および対応する機能が提供される。
【0067】
ハードウェアおよびソフトウェア層６０は、ハードウェア・コンポーネントおよびソフトウェア・コンポーネントを含む。ハードウェア・コンポーネントの例として、メインフレーム６１、縮小命令セット・コンピュータ（ＲＩＳＣ）・アーキテクチャ・ベースのサーバ６２、サーバ６３、ブレード・サーバ６４、ストレージ・デバイス６５、ならびにネットワークおよびネットワーキング・コンポーネント６６が挙げられる。一部の実施形態において、ソフトウェア・コンポーネントとして、ネットワーク・アプリケーション・サーバ・ソフトウェア６７およびデータベース・ソフトウェア６８が挙げられる。
【0068】
仮想化層７０は抽象化層を提供し、この抽象化層から、仮想エンティティの以下の例、すなわち、仮想サーバ７１、仮想ストレージ７２、仮想プライベート・ネットワークを含む仮想ネットワーク７３、仮想アプリケーションおよびオペレーティング・システム７４、ならびに仮想クライアント７５を提供することができる。
【0069】
一例において、管理層８０は、以下に記載の機能を提供することができる。リソース・プロビジョニング８１は、クラウド・コンピューティング環境内でタスクを実行するために利用されるコンピューティング・リソースおよび他のリソースの動的調達を行う。計量および価格設定８２は、リソースがクラウド・コンピューティング環境内で利用されるときの費用追跡、およびこれらのリソースの消費に対する請求書発行またはインボイス処理を行う。一例において、これらのリソースは、アプリケーション・ソフトウェア・ライセンスを含むことができる。セキュリティは、クラウド消費者およびタスクの本人確認と、データおよび他のリソースの保護とを行う。ユーザ・ポータル８３は、消費者およびシステム管理者にクラウド・コンピューティング環境へのアクセスを提供する。サービス・レベル管理８４は、必要なサービス・レベルが満たされるように、クラウド・コンピューティング・リソース割当ておよび管理を行う。サービス品質保証契約（ＳＬＡ）の計画および履行８５は、将来の要件がＳＬＡに従って予測されるクラウド・コンピューティング・リソースの事前手配および調達を行う。
【0070】
作業負荷層９０は、クラウド・コンピューティング環境をそのために利用することができる機能の例を提供する。この層から提供できる作業負荷および機能の例として、マッピングおよびナビゲーション９１、ソフトウェア開発およびライフサイクル管理９２、仮想教室教育配信９３、データ解析処理９４、トランザクション処理９５、および通信セキュリティ・プログラム１７５が挙げられる。
【0071】
本発明は、任意の可能な統合の技術的詳細レベルにおけるシステム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組合せであってよい。本発明は、命令ストリームを処理する任意のシステム（単独または並列）において有利に実施されてよい。コンピュータ・プログラム製品は、本発明の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有する１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。
【0072】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持し格納することができる有形デバイスであってよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光学ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、またはこれらの任意の適切な組合せであってよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストには、以下のもの、すなわち、携帯型コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、携帯型コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピ（Ｒ）・ディスク、パンチカードもしくは命令が記録されている溝内の隆起構造などの機械的に符号化されたデバイス、およびこれらの任意の適切な組合せが含まれる。本明細書で使用されるコンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスは、電波もしくは他の自由に伝搬する電磁波、導波路もしくは他の伝送媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、または電線を介して伝送される電気信号などの、一過性の信号自体であると解釈されるべきではない。
【0073】
本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスにダウンロードすることができ、または、ネットワーク、例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、または無線ネットワーク、あるいはその組合せを介して、外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスにダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組合せを含むことができる。各コンピューティング／処理デバイスにおけるネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースが、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に格納するために転送する。
【0074】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路の構成データ、あるいはＳｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語および「Ｃ」プログラミング言語もしくは同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれたソース・コードまたはオブジェクト・コードであってよい。コンピュータ可読プログラム命令は、全体的にユーザのコンピュータ上で、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェア・パッケージとして、一部がユーザのコンピュータ上かつ一部がリモート・コンピュータ上で、または全体的にリモート・コンピュータもしくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、または（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続することができる。一部の実施形態において、本発明の態様を実行するために、例えば、プログラマブル論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して電子回路をパーソナライズすることにより、コンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。
【0075】
本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照しながら、本発明の態様について本明細書で説明している。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、およびフローチャート図またはブロック図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装できることが理解されよう。
【0076】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を作り出すべく、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに提供されてマシンを作り出すものであってよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令がまとめて格納されたコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作の態様を実施する命令を含んだ製品を含むべく、コンピュータ可読記憶媒体に格納されて、コンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組合せに特定の方式で機能するように指示できるものであってもよい。
【0077】
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイスで実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施するように、コンピュータによって実施されるプロセスを作り出すべく、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置、または他のデバイスにロードされ、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させるものであってもよい。
【0078】
図におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態による、システム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能命令を含む、命令のモジュール、セグメント、または部分を表すことができる。一部の代替実装形態において、ブロックに記載された機能は、図に記載された順序以外で生じる場合がある。例えば、連続して示す２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行することができ、またはそれらのブロックは、時には、関与する機能に応じて、逆の順序で実行することができる。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、およびブロック図またはフローチャート図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、指定された機能もしくは動作を実行する、または専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せを実行する専用ハードウェア・ベースのシステムによって実施することができることにも留意されたい。
【0079】
本明細書における「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」などへの言及は、説明された実施形態が特定の機能、構造、または特徴を含むことができるが、必ずしもすべての実施形態がこの特定の機能、構造、または特徴を含まなくてもよいことを示す。さらに、そのような表現は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の機能、構造、または特徴が一実施形態に関連して説明されるとき、明示的に説明されているか否かに関わらず、他の実施形態に関連するそのような機能、構造、または特徴に影響を与えることは当業者の知識の範囲内にあると考えられる。
【0080】
本明細書で使用されている用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、本発明を限定することは意図していない。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈において別途明確に示さない限り、複数形も含むことを意図している。「含む」または「含んでいる」という用語あるいはその両方は、本明細書で使用されるとき、記載されている機能、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素、あるいはその組合せの存在を明示するが、１つまたは複数の他の機能、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはこれらのグループ、あるいはその組合せの存在も追加も除外しないことがさらに理解されよう。
【0081】
本開示の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることも、開示された実施形態に限定することも意図していない。本発明の範囲および思想から逸脱することなく、多くの変更および変形が当業者には明らかであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、市場で見られる技術と比べた実際の応用もしくは技術的改良を最も良く説明するために、または当業者が本明細書に開示された実施形態を理解できるようにするために選択されたものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ実装方法であって、１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信することであって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記送信することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名することであって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記署名することと、
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信することと
を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項2】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信することをさらに含む、請求項１ないし５のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項7】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信することであって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記受信することと、前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、クライアント証明書検証メッセージを受信することであって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記受信することと
をさらに含む、請求項６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
前記１つまたは複数のサーバ・コンピュータ・プロセッサによって、前記第１の暗号化アルゴリズムを使用して暗号化されたデータを送信することをさらに含む、請求項１ないし７のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。
【請求項9】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ・プログラム製品であって、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスと、
前記１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスにまとめて格納されたプログラム命令と
を含み、
前記格納されたプログラム命令が、
クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信するためのプログラム命令であって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名するためのプログラム命令と、
前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名するためのプログラム命令であって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記プログラム命令と、
前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信するためのプログラム命令と
を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項10】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、請求項９に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項11】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、請求項９または１０に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項12】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、請求項９ないし１１のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項13】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、請求項９ないし１２のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項14】
前記格納されたプログラム命令が、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信するためのプログラム命令をさらに含む、請求項９ないし１３のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項15】
前記格納されたプログラム命令が、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
クライアント証明書検証メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記プログラム命令と
をさらに含む、請求項１４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項16】
前記格納されたプログラム命令が、前記第１の暗号化アルゴリズムを使用して暗号化されたデータを送信するためのプログラム命令をさらに含む、請求項９ないし１５のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項17】
安全なネットワーク通信を確立するためのコンピュータ・システムであって、１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、
１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスと、
前記１つまたは複数のコンピュータ・プロセッサによって実行するために、前記１つまたは複数のコンピュータ可読記憶デバイスに格納されたプログラム命令と
を含み、
前記格納されたプログラム命令が、
クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ証明書メッセージを送信するためのプログラム命令であって、前記証明書メッセージが、第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第１の証明書と第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第２の証明書とを含み、前記第１の証明書と前記第２の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
前記第１の証明書に関連付けられた第１の秘密鍵を使用して、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第１のメッセージに署名するためのプログラム命令と、
前記第２の証明書に関連付けられた第２の秘密鍵を使用して、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第２のメッセージに署名するためのプログラム命令であって、前記第２のメッセージが前記第１のメッセージを含む、前記プログラム命令と、
前記クライアント・ハロー・メッセージの受信に応答して、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとを含むサーバ証明書検証メッセージを送信するためのプログラム命令と
を含む、コンピュータ・システム。
【請求項18】
前記第１の暗号化アルゴリズムが格子ベースの暗号化アルゴリズムを含む、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。
【請求項19】
前記第１のメッセージがクライアント－サーバ・メッセージングのトランスクリプトを含む、請求項１７または１８に記載のコンピュータ・システム。
【請求項20】
前記第１の証明書と前記第２の証明書とが同一のサブジェクト名を有する、請求項１７ないし１９のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項21】
前記第２の証明書の属性が前記第１の証明書のハッシュ値を含む、請求項１７ないし２０のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項22】
前記格納されたプログラム命令が、前記クライアント・ハロー・メッセージに応答してサーバ・ハロー・メッセージを送信するためのプログラム命令をさらに含む、請求項１７ないし２１のいずれかに記載のコンピュータ・システム。
【請求項23】
前記格納されたプログラム命令が、前記サーバ・ハロー・メッセージに応答してクライアント証明書メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書メッセージが、前記第１の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第３の証明書と前記第２の暗号化アルゴリズムに関連付けられた第４の証明書とを含み、前記第３の証明書と前記第４の証明書とが互いにバインドされる、前記プログラム命令と、
クライアント証明書検証メッセージを受信するためのプログラム命令であって、前記クライアント証明書検証メッセージが、前記第３の証明書に関連付けられた第３の秘密鍵を使用して署名された、クライアント－サーバ通信に関連付けられた第３のメッセージと、前記第４の証明書に関連付けられた第４の秘密鍵を使用して署名された、前記クライアント－サーバ通信に関連付けられた第４のメッセージとを含み、前記第４のメッセージが前記第３のメッセージを含む、前記プログラム命令と
をさらに含む、請求項２２に記載のコンピュータ・システム。
【国際調査報告】