Select a result to preview

内部認証

#セキュリティ #pki #マイナンバーカード #暗号 #icカード

ICカード（マイナンバーカード等）から読み出したデータが、本物のカード由来であることを暗号学的に証明する仕組み。カード内の秘密鍵を用いた署名により、偽造カードを検知する。

概要

マイナンバーカードの券面APから顔写真や基本4情報を読み取る際、そのデータが本物のマイナンバーカードから読み出されたものであることを確認する必要がある。内部認証は、J-LISの公開鍵で検証可能な署名を用いて、カードの真正性を保証する。

技術的仕組み

1. 認証フロー

1. リーダー（アプリ）がランダムなチャレンジ（nonce）を生成
   ↓
2. マイナンバーカードがチャレンジを秘密鍵で署名
   ↓
3. リーダーがカード内の証明書（公開鍵）を取得
   ↓
4. リーダーが署名を公開鍵で検証
   ↓
5. リーダーが証明書をJ-LISのルートCA証明書で検証
   ↓
6. 両方の検証が成功 → カードは本物

2. PKI構造

J-LIS（ルート認証局）
  ├─ ルートCA証明書（公開鍵）
  └─ 各マイナンバーカードの証明書に署名

マイナンバーカード（ICチップ）
  ├─ 内部認証用秘密鍵（外部に出ない）
  ├─ 内部認証用証明書（公開鍵＋J-LISの署名）
  └─ 券面データ（顔写真、基本4情報）

リーダー（検証側）
  ├─ J-LISのルートCA証明書（事前インストール）
  └─ 署名検証ライブラリ

内部認証が防ぐ脅威

偽造カード攻撃

攻撃者が独自のICカードに顔写真と基本4情報を書き込んでも、内部認証用の秘密鍵を持たないため、署名検証に失敗する。

偽造カード
  ├─ 本人の顔写真（コピー）
  ├─ 本人の基本4情報（コピー）
  └─ 内部認証用秘密鍵 ← なし（J-LISしか生成できない）
       ↓
署名検証失敗 → 偽造検知

データ改ざん攻撃

通信経路でデータを改ざんしても、署名検証に失敗する。

正規のカード → データ読出
  ↓
中間者がデータを改ざん
  ↓
署名とデータが不一致
  ↓
改ざん検知

eKYCでの利用

ヘ方式（マイナンバーカード）

1. ユーザーがスマホでマイナンバーカードをNFC読取
2. 照合番号Bで券面AP（顔写真）にアクセス
3. アプリがチャレンジ生成
4. カードが秘密鍵でチャレンジに署名
5. アプリが署名を検証（内部認証）
6. 検証成功 → カードは本物
7. 顔写真とユーザーの自撮りを[[顔認証]]で照合
8. 本人確認完了

ワ方式（公的個人認証）

ワ方式ではJPKIの署名用電子証明書を用いるため、内部認証とは異なるが、同様に証明書チェーン検証が行われる。

1. ユーザーが署名用PINを入力
2. カードが署名用秘密鍵でデータに電子署名
3. 事業者が署名用電子証明書を取得
4. 事業者が署名を検証
5. 事業者が証明書をJ-LISのルートCAで検証
6. 検証成功 → 本人確認完了

内部認証と公的個人認証の違い

観点 内部認証 公的個人認証
目的 カードの真正性確認 本人の意思表示
使用する鍵 内部認証用秘密鍵 署名用秘密鍵
PIN 不要（照合番号Bのみ） 必要（署名用PIN）
証明するもの カードが本物 本人の意思
法的効力 なし 電子署名法で実印相当
利用シーン 券面データ読取（ヘ方式） 電子署名（ワ方式）

技術的詳細

証明書フォーマット

X.509証明書形式。

証明書
├─ バージョン: v3
├─ シリアル番号: (カード固有)
├─ 署名アルゴリズム: SHA256withRSA / ECDSA
├─ 発行者: J-LIS
├─ 有効期限: カードの有効期限まで
├─ 主体: (カード識別情報)
├─ 公開鍵: RSA 2048bit / ECC P-256
└─ J-LISの署名

署名アルゴリズム

チャレンジ・レスポンス

Challenge（8〜32バイトのランダム値）
  ↓
カード内で秘密鍵を使ってChallenge+αに署名
  ↓
Response（署名値）
  ↓
リーダーが公開鍵で検証

セキュリティ特性

秘密鍵の非抽出性

内部認証用秘密鍵はICチップ内で生成され、外部に出ない。物理的解析にも耐える設計（耐タンパー性）。

リプレイ攻撃耐性

チャレンジが毎回ランダムに生成されるため、過去の署名を再利用できない。

中間者攻撃耐性

署名にはチャレンジが含まれるため、通信を盗聴・改ざんしても無効。

実装上の注意点

J-LISのルートCA証明書

リーダー側アプリに事前にJ-LISのルートCA証明書を組み込む必要がある。

ルートCA証明書の取得
├─ J-LIS公式サイトからダウンロード
├─ アプリに埋め込み（ハードコード or 証明書ストア）
└─ 定期的な更新（有効期限に注意）

証明書失効リスト（CRL）

カードが失効（紛失・盗難等）した場合、CRLで確認する。

オンライン時
  ↓
J-LISのCRL/OCSPで失効確認
  ↓
失効済み → カード無効

オフライン対応

内部認証自体はオフラインで実行可能だが、CRL確認はオンラインが必要。厳密な運用ではオンライン確認が推奨される。

実装例（疑似コード）

import cryptography

# 1. チャレンジ生成
challenge = os.urandom(16)

# 2. カードに送信し、署名を取得
signature = card.internal_authenticate(challenge)

# 3. カードから証明書を取得
certificate = card.read_certificate()

# 4. 署名を検証
public_key = certificate.public_key()
try:
    public_key.verify(signature, challenge, ...)
    print("署名検証OK")
except InvalidSignature:
    print("署名検証NG - 偽造カード")
    return False

# 5. 証明書チェーン検証
root_ca = load_jlis_root_ca()
try:
    verify_certificate_chain(certificate, root_ca)
    print("証明書検証OK")
except InvalidCertificate:
    print("証明書検証NG - 不正なカード")
    return False

# 6. 両方成功 → カードは本物
print("内部認証成功 - カードは本物")
return True

今後の展望

スマホ搭載マイナンバーカード

物理カード不要で、スマホ内のSE（Secure Element）に秘密鍵を格納。

スマホのSE
  ├─ 内部認証用秘密鍵
  ├─ 署名用秘密鍵（JPKI）
  └─ 券面データ
       ↓
同じ内部認証の仕組みを適用

ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）

基本4情報を明かさずに、「マイナンバーカード保有者である」ことのみを証明する技術。

zkSNARK等の暗号技術
  ↓
「J-LISが発行したカードを持っている」
  ↓
個人情報は開示しない

関連