時刻同期プロトコル Roughtime の標準化

「Rougtime」という時刻同期プロトコルの標準化が進められている。

すでに、GoogleやCloudflareがRoughtimeサーバを公開している

もともとは、2016年頃にGoogleのAdam Langley氏が原案を公開しており、サーバの実装が進められた。その後、時刻同期プロトコルを扱うIETFのNTP WGに仕様が提出されました。そして2020年1月に、「Rougtime」としてWG Draftになり標準化が進められています。

Roughtimeは以下の特徴を持つ

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(図はリクエスト/レスポンス内に含まれるタグを一部咲楽しています)

Rougtimeでは、クライアントからリクエストを送り、サーバから署名のついたレスポンスが返されます。サーバの署名がついてますので、クライアントはサーバを認証できます。

クライアントはリクエストにノンス(NONC)をつけて送ります。これに対してサーバ側はレスポンス(時刻+証明書+ノンスに対する署名 SIG)を返します。これにより、クライアントからのリクエストを受信したあとに、レスポンスが生成されたことを暗号的に保証することができます。

クライアントはサーバAからのレスポンスを、乱数と結合しハッシュを撮った値を付きのサーバBへのノンスとして送ります。こうすることで、「サーバAからの時刻 < サーバBからの時刻」ということことが暗号的に保証されます。こうすることで、暗号的に不正な値を返すサーバを見つけることができます。

各サーバは事前に長期鍵として公開鍵を公開している。その鍵で一時鍵を署名して、その一時鍵を用いてクライアントからのリクエストに対して署名処理をする。

例えば、Cloudflareでは長期鍵はこのように公開されています。

   address:       roughtime.cloudflare.com
   port:          2002
   long-term key: gD63hSj3ScS+wuOeGrubXlq35N1c5Lby/S+T7MNTjxo=

リクエストおよび、レスポンスのメッセージは下記の構造を持ちます。タグというキー・バリューのペアが複数含まれます。

最初にタグの数と、メッセージの中で1~N番目のタグがどこから始まるか示すオフセット、32bitのタグ(ASCIIでNONCやVERのように表現されます)およびタグの値が繰り返されます。

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リクエストは以下のタグを持ちます

レスポンスには、時刻を示すMIDP、証明書を示すCERT、署名値SIGとマークルツリー(後述) ROOT INDEX PATHなどである。

署名対象はSREPであり、ここに時刻やマークルツリーのROOTの値の値が含まれている。複数のリクエストを一度に処理する場合、このPREPが同じ値になる。

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