JP2005027338A - Authentication method, and information processing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To communicate with a regular communicating party by authenticating each other in a plurality of information processing apparatuses. <P>SOLUTION: An R/W 1 transmits to an IC card 2 a cipher C<SB>1</SB>resulting from encrypting a random number R<SB>A</SB>with a key K<SB>B</SB>. The IC card 2 decrypts the cipher C<SB>1</SB>with the key K<SB>B</SB>into a plaintext M<SB>1</SB>. The IC card 2 transmits to the R/W 1 a cipher C<SB>2</SB>resulting from encrypting the plaintext M<SB>1</SB>with a key K<SB>A</SB>and a cipher C<SB>3</SB>resulting from encrypting a random number R<SB>B</SB>with the key K<SB>A</SB>. The R/W 1 decrypts the ciphers C<SB>2</SB>, C<SB>3</SB>into plaintexts M<SB>2</SB>and M<SB>3</SB>by using the key K<SB>A</SB>. The R/W 1 authenticates the IC card 2 when it is judged that the plaintext M<SB>2</SB>and the random number R<SB>A</SB>are identical. The R/W 1 then transmits to the IC card 2 a cipher C<SB>4</SB>resulting from encrypting the plaintext M<SB>3</SB>by using the key K<SB>B</SB>. The IC card 2 decrypts the cipher C<SB>4</SB>into a plaintext M<SB>4</SB>by using the key K<SB>B</SB>. The IC card 2 authenticates the R/W 1 when it is judged that the plaintext M<SB>4</SB>and the random number R<SB>B</SB>are identical. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、認証方法、および情報処理装置に関し、特に、複数の情報処理装置が相互に認証を行う認証方法、および情報処理装置に関する。   The present invention relates to an authentication method and an information processing device, and more particularly to an authentication method and an information processing device in which a plurality of information processing devices authenticate each other.

情報処理技術の発展に伴い、大量の情報が所定の伝送路を介して通信されている。情報が通信される伝送路には、第三者（送信者および受信者以外の者）が、通信されているデータを盗聴することが可能なものが多い。   With the development of information processing technology, a large amount of information is communicated via a predetermined transmission path. In many transmission paths through which information is communicated, a third party (a person other than the sender and the receiver) can eavesdrop on the data being communicated.

このような伝送路を利用して、情報を第三者に漏洩させずに、通信を行う場合、しばしば、暗号が利用される。暗号を利用し、暗号化されたデータを通信することにより、暗号化されたデータを盗聴することができても、第三者が、そのデータから通信した情報の内容を読み出すことは困難である。   When communication is performed using such a transmission line without leaking information to a third party, encryption is often used. Even if the encrypted data can be eavesdropped by communicating the encrypted data using encryption, it is difficult for a third party to read the content of the communicated information from the data. .

このような暗号を生成する暗号化方法には、所定の鍵を利用して、平文（送信する情報）から、暗号（実際に送信されるデータ）を生成するものが利用されることが多い。   As an encryption method for generating such a cipher, a method for generating a cipher (data to be actually transmitted) from plain text (information to be transmitted) using a predetermined key is often used.

このような、鍵を利用した暗号には、共通鍵暗号と公開鍵暗号の２種類がある。共通鍵暗号においては、暗号化するときの鍵（暗号化鍵データ）と、復号化するときの鍵（復号化鍵データ）が同一である。例えば、共通鍵暗号としては、Feistel暗号の１つであるＤＥＳ（Data Encryption Standard）方式などがよく利用されている。一方、公開鍵暗号においては、暗号化鍵データと復号化鍵データが異なる。そして、受信者は、送信者のために、それらの鍵のうち、暗号化鍵データを公開するが、復号化鍵データは公開せずに隠しておく（即ち、復号化鍵データは、受信者のみが知っている）。   There are two types of encryption using a key, common key encryption and public key encryption. In common key cryptography, the key for encryption (encryption key data) and the key for decryption (decryption key data) are the same. For example, a DES (Data Encryption Standard) method, which is one of Feistel ciphers, is often used as a common key cipher. On the other hand, in public key cryptography, encryption key data and decryption key data are different. Then, for the sender, the receiver publishes the encryption key data out of those keys, but hides the decryption key data without revealing it (that is, the decryption key data is stored in the receiver). Only know).

図１４は、このような鍵（共通鍵）を利用した通信（秘密通信）の一例を示している。送信者１０１は、送信する情報（平文Ｍ）を、鍵Ｋを利用して暗号Ｃに暗号化する。そして、送信者１０１は、暗号Ｃを、所定の伝送路を介して受信者１０２に送信する。   FIG. 14 shows an example of communication (secret communication) using such a key (common key). The sender 101 encrypts the information to be transmitted (plain text M) into the cipher C using the key K. Then, the sender 101 transmits the cipher C to the receiver 102 via a predetermined transmission path.

受信者１０２は、暗号Ｃを受け取り、送信者１０１が有する鍵Ｋと同一の鍵Ｋを利用して、その暗号Ｃを復号化し、送信者１０１により送信された情報（平文Ｍ）を獲得する。   The receiver 102 receives the cipher C, decrypts the cipher C using the same key K as the key K of the sender 101, and acquires information (plain text M) transmitted by the sender 101.

このようにして通信が行われているとき、暗号Ｃを盗聴しても、第三者が、送信された情報（平文Ｍ）を獲得することは困難である。   When communication is performed in this way, it is difficult for a third party to acquire the transmitted information (plain text M) even if the cipher C is wiretapped.

さらに、このような鍵を利用して、通信相手が、正規の受信者であるか否かを判断する（認証する）ことができる。図１５は、鍵（共通鍵）を利用した認証の一例を示している。認証する側１１１は、乱数Ｍを発生し、その乱数Ｍを認証される側１１２に送信する。認証する側１１１は、認証される側１１２に、その乱数Ｍを、鍵Ｋで暗号Ｃに暗号化させ、その暗号Ｃを送信させる。そして、認証する側１１１は、その暗号Ｃを受信し、鍵Ｋで平文Ｍ１に復号化する。そして、認証する側１１１は、乱数Ｍと平文Ｍ１が一致するか否かを判断し、一致する場合、認証される側１１２を認証する。   Furthermore, it is possible to determine (authenticate) whether or not the communication partner is a legitimate receiver by using such a key. FIG. 15 shows an example of authentication using a key (common key). The authenticating side 111 generates a random number M and transmits the random number M to the authenticated side 112. The authenticating side 111 causes the authenticated side 112 to encrypt the random number M into the cipher C with the key K and transmit the cipher C. Then, the authenticating side 111 receives the cipher C and decrypts it with the key K into plaintext M1. Then, the authenticating side 111 determines whether or not the random number M and the plaintext M1 match. If they match, the authenticating side 112 is authenticated.

このようにして、送信者（認証する側１１１）は、受信者（認証される側１１２）が正規の受信者（送信者が有する鍵と同一の鍵を有する）であるか否かを判断する（認証する）ことができる。   In this way, the sender (authenticating side 111) determines whether or not the receiver (authenticating side 112) is a legitimate receiver (having the same key as the sender has). (Authenticating).

このとき、平文である乱数Ｍと、それを暗号化した暗号Ｃを、第三者が盗聴したとしても、平文Ｍと暗号Ｃから、鍵Ｋを生成することは困難であるので、送信者（認証する側１１１）の鍵Ｋと同一の鍵Ｋを有する正規の受信者のみが認証される。   At this time, even if a third party eavesdrops on the random number M that is plaintext and the cipher C that encrypts the random number M, it is difficult to generate the key K from the plaintext M and the cipher C. Only legitimate recipients who have the same key K as the key K of the authenticating side 111) are authenticated.

しかしながら、上述の認証方法においては、所定の送受信者が、他の送受信者を認証するだけであるので、例えば、リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）とＩＣカードで構成されるカードシステムに、上述の認証方法を適用した場合、Ｒ／Ｗは、通信相手が正規のＩＣカードであるか否かを判断する（通信相手を認証する）ことができるが、ＩＣカードは、通信相手が正規のＲ／Ｗであるか否かを判断することが困難であるという問題を有している。   However, in the above-described authentication method, a predetermined sender / receiver only authenticates other sender / receivers. When the authentication method is applied, the R / W can determine whether or not the communication partner is a regular IC card (authenticate the communication partner). There is a problem that it is difficult to determine whether or not W.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の情報処理装置において、相互に認証を行い、正規の通信相手と通信を行うようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and a plurality of information processing apparatuses authenticate each other and communicate with a regular communication partner.

本発明の認証方法は、第１の情報処理装置の暗号化手段により第１の鍵を用いて乱数生成手段により生成された第１の乱数が第１の暗号に暗号化され、暗号化された第１の暗号を、第２の情報処理装置に送信し、第１の情報処理装置から送信された第１の暗号は、第２の情報処理装置の復号手段により第１の鍵を用いて復号された後、第２の情報処理装置の暗号化手段により第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化されるとともに、第２の情報処理装置の乱数生成手段により生成された第２の乱数は、第２の情報処理装置の暗号化手段により第２の鍵を用いて第３の暗号に暗号化され、第２の情報処理装置から第２の暗号および第３の暗号を受信し、受信された第２の暗号および第３の暗号が第１の情報処理装置の復号手段により第２の鍵を用いてそれぞれ第４のデータおよび第５のデータに復号され、復号された第４のデータと第１の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、第２の情報処理装置を認証し、第１の情報処理装置の暗号化手段により第５のデータが第１の鍵を用いて暗号化された第４の暗号を第２の情報処理装置に送信し、送信された第４の暗号は、第２の情報処理装置の復号手段により第６のデータに復号され、復号された第６のデータと第２の乱数が比較され、比較結果が一致した場合、第２の情報処理装置により第１の情報処理装置が認証されることを特徴とする。   According to the authentication method of the present invention, the first random number generated by the random number generation unit using the first key is encrypted by the encryption unit of the first information processing apparatus and encrypted. The first cipher is transmitted to the second information processing apparatus, and the first cipher transmitted from the first information processing apparatus is decrypted by using the first key by the decryption means of the second information processing apparatus. Then, the second encryption unit of the second information processing apparatus encrypts the second cipher using the second key and the second information generated by the random number generation unit of the second information processing apparatus. The random number is encrypted into the third cipher by using the second key by the encryption unit of the second information processing apparatus, receives the second cipher and the third cipher from the second information processing apparatus, The received second cipher and third cipher use the second key by the decryption means of the first information processing apparatus. The fourth data and the fifth data are respectively decrypted, and the decrypted fourth data and the first random number are compared. If the comparison results match, the second information processing apparatus is authenticated, and the first data The fourth cipher in which the fifth data is encrypted by using the first key by the encryption unit of the information processing apparatus is transmitted to the second information processing apparatus, and the transmitted fourth cipher is The decryption means of the information processing apparatus 2 decrypts the data into the sixth data, and the decrypted sixth data is compared with the second random number. If the comparison results match, the second information processing apparatus The information processing apparatus is authenticated.

第１の情報処理装置は、第１の暗号を送信してから第２の暗号および第３の暗号を受信するまでの時間を監視するようにすることができる。   The first information processing apparatus can monitor the time from when the first cipher is transmitted until the second cipher and the third cipher are received.

第２の情報処理装置による第２の暗号および第３の暗号の送信から第４の暗号を受信するまでの時間が所定の時間を超えた場合、第２の情報処理装置による第１の情報処理装置の認証は禁止されるようにすることができる。   When the time from the transmission of the second cipher and the third cipher by the second information processing device to the reception of the fourth cipher exceeds a predetermined time, the first information processing by the second information processing device Device authentication may be prohibited.

第２の情報処理装置は、ＩＣカードで構成され、第１の情報処理装置は、ＩＣカードとデータ通信を行うリーダライタで構成されるようにすることができる。   The second information processing apparatus may be configured with an IC card, and the first information processing apparatus may be configured with a reader / writer that performs data communication with the IC card.

本発明の第１の情報処理装置は、送信手段は、乱数生成手段により生成された第１の乱数が暗号化手段により第１の鍵を用いて暗号化された第１の暗号を他の情報処理装置に送信し、受信手段は、他の情報処理装置で第１の暗号が復号された後、暗号化された第２の暗号、および他の情報処理装置で生成された第２の乱数が暗号化された第３の暗号を受信し、認証手段は、受信手段により受信された第２の暗号を第２の鍵を用いて復号した第４のデータと第１の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、第３の暗号が復号手段により第２の鍵を用いて復号された第５のデータを、第１の鍵を用いて第４の暗号に暗号化して他の情報処理装置に送信するようにし、比較結果が一致しない場合、処理を終了するようにし、送信される第４の暗号は、他の情報処理装置が、情報処理装置を認証するための暗号データであることを特徴とする。   In the first information processing apparatus according to the present invention, the transmission unit transmits the first cipher, in which the first random number generated by the random number generation unit is encrypted by the encryption unit using the first key, to other information. After the first cipher is decrypted by the other information processing apparatus, the receiving means receives the encrypted second cipher and the second random number generated by the other information processing apparatus. The encrypted third cipher is received, and the authentication means compares the first random number with the fourth data obtained by decrypting the second cipher received by the receiving means with the second key, and compares If the results match, the fifth data obtained by decrypting the third cipher using the second key by the decrypting means is encrypted into the fourth cipher using the first key, and another information processing apparatus is obtained. If the comparison results do not match, the process ends, and the fourth cipher that is sent is Other information processing apparatus, characterized in that it is a cryptographic data for authenticating the information processing apparatus.

認証手段は、送信手段により第１の暗号が送信されてから、受信手段により第２の暗号および第３の暗号が受信されるまでの時間を監視するようにすることができる。   The authentication unit can monitor the time from when the first cipher is transmitted by the transmitting unit to when the second cipher and the third cipher are received by the receiving unit.

他の情報処理装置は、ＩＣカードであるようにすることができる。   The other information processing apparatus can be an IC card.

本発明の第２の情報処理装置は、受信手段は、他の情報処理装置で生成された第１の乱数が暗号化された第１の暗号を受信し、復号手段は、受信手段により受信された第１の暗号を第１の鍵を用いて復号して第２のデータを生成し、暗号化手段は、第２のデータを第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化するとともに、乱数生成手段により生成された第２の乱数を第２の鍵で第３の暗号に暗号化し、送信手段は、暗号化手段により暗号化された第２の暗号および第３の暗号を他の情報処理装置に送信し、受信手段は、他の情報処理装置で、第２の暗号が復号され、第１の乱数と比較され、比較結果が一致した場合に、情報処理装置が認証された結果、第３の暗号が復号されて、暗号化された第４の暗号を受信し、復号手段は、受信手段により受信された第４の暗号を第１の鍵を用いて復号して第６のデータを生成し、認証手段は、第６のデータと乱数生成手段により生成された第２の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、他の情報処理装置を認証するようにし、比較結果が一致しない場合、処理を終了するようにすることを特徴とする。   In the second information processing apparatus of the present invention, the receiving means receives the first cipher in which the first random number generated by the other information processing apparatus is encrypted, and the decrypting means is received by the receiving means. The first cipher is decrypted using the first key to generate second data, and the encryption means encrypts the second data into the second cipher using the second key. The second random number generated by the random number generating means is encrypted into a third cipher with the second key, and the transmitting means transmits the second cipher and the third cipher encrypted by the encrypting means to other ciphers. The information is transmitted to the information processing apparatus, and the receiving means is the result of the authentication of the information processing apparatus when the second cipher is decrypted by the other information processing apparatus and compared with the first random number and the comparison result matches. The third cipher is decrypted and the encrypted fourth cipher is received, and the decrypting means receives it by the receiving means. The fourth cipher is decrypted using the first key to generate sixth data, and the authentication means compares the sixth data with the second random number generated by the random number generation means, and compares If the results match, another information processing apparatus is authenticated, and if the comparison results do not match, the process is terminated.

認証手段は、送信手段により第２の暗号および第３の暗号が送信されてから、受信手段により第４の暗号が受信されるまでの時間が所定の時間を超えた場合、他の情報処理装置の認証を禁止するようにすることができる。   When the time from when the second cipher and the third cipher are transmitted by the transmitting unit to when the fourth cipher is received by the receiving unit exceeds a predetermined time, the authenticating unit Authentication can be prohibited.

他の情報処理装置は、リーダライタで構成されるようにすることができる。   The other information processing apparatus can be configured by a reader / writer.

第１の本発明においては、第１の情報処理装置の暗号化手段により第１の鍵を用いて乱数生成手段により生成された第１の乱数が第１の暗号に暗号化され、暗号化された第１の暗号が、第２の情報処理装置に送信される。第１の情報処理装置から送信された第１の暗号は、第２の情報処理装置の復号手段により第１の鍵を用いて復号された後、第２の情報処理装置の暗号化手段により第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化されるとともに、第２の情報処理装置の乱数生成手段により生成された第２の乱数は、第２の情報処理装置の暗号化手段により第２の鍵を用いて第３の暗号に暗号化される。そして、第２の情報処理装置から第２の暗号および第３の暗号が受信され、受信された第２の暗号および第３の暗号が第１の情報処理装置の復号手段により第２の鍵を用いてそれぞれ第４のデータおよび第５のデータに復号され、復号された第４のデータと第１の乱数が比較され、比較結果が一致した場合、第２の情報処理装置が認証され、第１の情報処理装置の暗号化手段により第５のデータが第１の鍵を用いて暗号化された第４の暗号が第２の情報処理装置に送信される。送信された第４の暗号は、第２の情報処理装置の復号手段により第６のデータに復号され、復号された第６のデータと第２の乱数が比較され、比較結果が一致した場合、第２の情報処理装置により第１の情報処理装置が認証される。   In the first aspect of the present invention, the first random number generated by the random number generation means using the first key by the encryption means of the first information processing apparatus is encrypted into the first encryption and encrypted. The first cipher is transmitted to the second information processing apparatus. The first cipher transmitted from the first information processing apparatus is decrypted by the decryption means of the second information processing apparatus using the first key, and then encrypted by the encryption means of the second information processing apparatus. The second random number generated by the random number generation unit of the second information processing apparatus is encrypted by the encryption unit of the second information processing apparatus. Is encrypted to the third cipher using the key. Then, the second cipher and the third cipher are received from the second information processing apparatus, and the received second cipher and the third cipher receive the second key by the decryption means of the first information processing apparatus. The fourth data and the fifth data are respectively decrypted using the decrypted fourth data and the first random number are compared, and if the comparison results match, the second information processing apparatus is authenticated, A fourth cipher in which the fifth data is encrypted using the first key by the encryption unit of the one information processing apparatus is transmitted to the second information processing apparatus. The transmitted fourth cipher is decrypted into the sixth data by the decrypting means of the second information processing device, the decrypted sixth data is compared with the second random number, and the comparison result matches, The first information processing apparatus is authenticated by the second information processing apparatus.

第２の本発明においては、生成された第１の乱数が第１の鍵を用いて暗号化された第１の暗号が他の情報処理装置に送信される。他の情報処理装置で第１の暗号が復号された後、暗号化された第２の暗号、および他の情報処理装置で生成された第２の乱数が暗号化された第３の暗号が受信され、受信された第２の暗号が第２の鍵を用いて復号された第４のデータと、第１の乱数が比較される。そして、比較結果が一致した場合、第３の暗号が第２の鍵を用いて復号された第５のデータが、第１の鍵を用いて第４の暗号に暗号化されて他の情報処理装置に送信されるようにされ、比較結果が一致しない場合、処理が終了されるようにされ、送信される第４の暗号は、他の情報処理装置が、情報処理装置を認証するための暗号データである。   In the second aspect of the present invention, the first cipher in which the generated first random number is encrypted using the first key is transmitted to another information processing apparatus. After the first cipher is decrypted by the other information processing apparatus, the encrypted second cipher and the third cipher obtained by encrypting the second random number generated by the other information processing apparatus are received. Then, the first random number is compared with the fourth data obtained by decrypting the received second cipher using the second key. When the comparison results match, the fifth data obtained by decrypting the third cipher using the second key is encrypted into the fourth cipher using the first key, and other information processing is performed. When the comparison result does not match, the process is terminated, and the transmitted fourth cipher is a cipher for another information processing apparatus to authenticate the information processing apparatus. It is data.

第３の発明においては、他の情報処理装置で生成された第１の乱数が暗号化された第１の暗号が受信され、受信された第１の暗号を第１の鍵を用いて復号して第２のデータが生成され、第２のデータが第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化されるとともに、生成された第２の乱数が第２の鍵で第３の暗号に暗号化され、暗号化された第２の暗号および第３の暗号が他の情報処理装置に送信される。他の情報処理装置で、第２の暗号が復号され、第１の乱数と比較され、比較結果が一致した場合に、情報処理装置が認証された結果、第３の暗号が復号されて、暗号化された第４の暗号が受信され、受信された第４の暗号を第１の鍵を用いて復号して第６のデータが生成され、第６のデータと第２の乱数が比較される。そして、比較結果が一致した場合、他の情報処理装置が認証されるようにされ、比較結果が一致しない場合、処理が終了される。   In the third invention, the first cipher obtained by encrypting the first random number generated by another information processing apparatus is received, and the received first cipher is decrypted by using the first key. Second data is generated, and the second data is encrypted into the second cipher using the second key, and the generated second random number is converted into the third cipher with the second key. The encrypted second cipher and third cipher are transmitted to another information processing apparatus. In another information processing apparatus, the second cipher is decrypted and compared with the first random number. When the comparison result matches, the information processing apparatus is authenticated, and as a result, the third cipher is decrypted and the cipher The encrypted fourth cipher is received, the received fourth cipher is decrypted using the first key, the sixth data is generated, and the sixth data is compared with the second random number . If the comparison result matches, the other information processing apparatus is authenticated, and if the comparison result does not match, the process ends.

本発明によれば、２つの情報処理装置が相互に認証を行うことができる。また、本発明によれば、相互に認証した２つの情報処理装置で通信を行うことができる。   According to the present invention, two information processing apparatuses can authenticate each other. Further, according to the present invention, communication can be performed by two information processing apparatuses that are mutually authenticated.

図１は、Ｒ／Ｗ１およびＩＣカード２を利用した非接触カードシステムの一例を示している。Ｒ／Ｗ１およびＩＣカード２は、電磁波を利用して非接触で、データの送受信を行う。   FIG. 1 shows an example of a contactless card system using the R / W 1 and the IC card 2. The R / W 1 and the IC card 2 transmit and receive data without contact using electromagnetic waves.

例えば、Ｒ／Ｗ１が、リードコマンドをＩＣカード２に送信すると、ＩＣカード２は、そのリードコマンドを受信し、リードコマンドで指示されたデータをＲ／Ｗ１に送信するようになされている。   For example, when the R / W 1 transmits a read command to the IC card 2, the IC card 2 receives the read command and transmits data instructed by the read command to the R / W 1.

また、Ｒ／Ｗ１がデータをＩＣカード２に送信すると、ＩＣカード２は、そのデータを受信し、受信したデータを、内蔵するメモリ８４（図６）（記憶手段）に記憶し、そのデータを記憶したことを表す所定の応答信号をＲ／Ｗ１に送信するようになされている。   When the R / W 1 transmits data to the IC card 2, the IC card 2 receives the data, stores the received data in the built-in memory 84 (FIG. 6) (storage means), and stores the data. A predetermined response signal indicating that the data has been stored is transmitted to the R / W1.

図２は、本発明の一実施例であるＲ／Ｗ１の構成を示している。   FIG. 2 shows a configuration of the R / W 1 that is an embodiment of the present invention.

Ｒ／Ｗ１においては、制御部１１は、内蔵するプログラムに応じて、各種処理を行うようになされている。例えば、制御部１１は、ＩＣカード２に送信するデータを、暗号部１２（暗号化手段）に出力するとともに、復号部１３（復号化手段）より供給された、ＩＣカード２からの応答データを処理するようになされている。   In R / W1, the control unit 11 performs various processes according to a built-in program. For example, the control unit 11 outputs the data to be transmitted to the IC card 2 to the encryption unit 12 (encryption unit) and the response data from the IC card 2 supplied from the decryption unit 13 (decryption unit). It is made to handle.

また、制御部１１は、メモリ１４（記憶手段）から、暗号化または復号化に利用される鍵ＫA（第２の鍵）または鍵ＫB（第１の鍵）を読み出し、その鍵ＫAまたは鍵ＫBを、暗号部１２または復号部１３に出力するようになされている。 Further, the control unit 11 reads a key K A (second key) or key K B (first key) used for encryption or decryption from the memory 14 (storage means), and the key K A or the key K B, and to output to the encryption section 12 or the decoder 13.

さらに、制御部１１は、インタフェース１５を介して、メインコンピュータ（図示せず）と通信を行うようになされている。   Further, the control unit 11 communicates with a main computer (not shown) via the interface 15.

メモリ１４は、制御部１１における処理に使用されるデータなどを記憶している他、暗号化または復号化において利用される２つの鍵ＫA，ＫBを記憶している。 The memory 14 stores data used for processing in the control unit 11 and stores two keys K A and K B used for encryption or decryption.

暗号部１２は、制御部１１より供給されたデータを、所定の鍵で暗号化し、暗号化したデータ（暗号）を送信部１６（送信手段）に出力するようになされている。   The encryption unit 12 encrypts the data supplied from the control unit 11 with a predetermined key, and outputs the encrypted data (encryption) to the transmission unit 16 (transmission means).

送信部１６は、暗号部１２より供給されたデータ（暗号）を、所定の変調方式（例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式）で変調し、生成された変調波を、アンテナ部１７を介してＩＣカード２に送信するようになされている。   The transmission unit 16 modulates the data (encryption) supplied from the encryption unit 12 with a predetermined modulation method (for example, PSK (Phase Shift Keying) modulation method), and the generated modulated wave is transmitted via the antenna unit 17. And transmitted to the IC card 2.

受信部１８（受信手段）は、アンテナ部１７を介して、ＩＣカード２により送信された変調波を受信し、その変調波に対応する復調方式で復調し、復調したデータ（暗号）を復号部１３に出力するようになされている。   The receiving unit 18 (receiving unit) receives the modulated wave transmitted from the IC card 2 via the antenna unit 17, demodulates it with a demodulation method corresponding to the modulated wave, and decrypts the demodulated data (encryption). 13 is output.

復号部１３は、受信部１８より供給されたデータ（暗号）を、所定の鍵で復号化し、復号化したデータを制御部１１に出力するようになされている。   The decryption unit 13 decrypts the data (encryption) supplied from the reception unit 18 with a predetermined key, and outputs the decrypted data to the control unit 11.

図３は、図２の暗号部１２の一構成例を示している。暗号部１２においては、鍵保存部３１は、制御部１１より供給された鍵Ｋを保持するようになされている。   FIG. 3 shows a configuration example of the encryption unit 12 of FIG. In the encryption unit 12, the key storage unit 31 holds the key K supplied from the control unit 11.

データランダム化部３２は、鍵保存部３１から鍵Ｋを読み出し、その鍵Ｋで、制御部３１より供給されたデータを暗号化し、生成された暗号を送信部１６に出力するようになされている。   The data randomizing unit 32 reads the key K from the key storage unit 31, encrypts the data supplied from the control unit 31 with the key K, and outputs the generated encryption to the transmission unit 16. .

図４は、図３のデータランダム化部３２の一構成例を示している。このデータランダム化部３２は、複数のインボリューション処理を行うＤＥＳ方式（例えば、「暗号と情報セキュリティ」辻井 重男、笠原 正雄 編著、１９９０年、昭晃堂に記載されている）で暗号を生成するようになされている。このデータランダム化部３２においては、鍵データ生成回路６１は、鍵保存部３１から読み出した鍵Ｋから、１６個の鍵データＫ1乃至Ｋ16を算出し、鍵データＫ1乃至Ｋ16を、演算回路６２−１乃至６２−１６にそれぞれ出力するようになされている。 FIG. 4 shows a configuration example of the data randomizing unit 32 of FIG. The data randomizing unit 32 generates a cipher by a DES method (for example, “cipher and information security” edited by Shigeo Sakurai, Masao Kasahara, 1990, Shoshodo) that performs a plurality of involution processes. It is made like that. In this data randomization section 32, the key data generation circuit 61 from the key K read from the key storage unit 31, calculates the 16 key data K 1 to K 16, the key data K 1 to K 16, The signals are output to the arithmetic circuits 62-1 to 62-16, respectively.

レジスタ６３は、制御部１１より供給された６４ビット（８バイト）のデータを保持し、その６４ビットのデータのうちの上位３２ビットを加算器６４−１に出力し、下位３２ビットを演算回路６２−１および加算器６４−２に出力するようになされている。   The register 63 holds 64-bit (8-byte) data supplied from the control unit 11, outputs the upper 32 bits of the 64-bit data to the adder 64-1, and outputs the lower 32 bits to the arithmetic circuit. 62-1 and the adder 64-2 are output.

演算回路６２−ｉ（ｉ＝１，・・・，１６）は、レジスタ６３の下位３２ビット（演算回路６２−１の場合）または加算器６４−（ｉ−１）（演算回路６２−２乃至６２−１６の場合）より供給された３２ビットのデータに対して、鍵データ生成回路６１より供給された鍵データＫiを利用して、所定の変換を行い、変換後の３２ビットのデータを加算器６４−ｉに出力するようになされている。 The arithmetic circuit 62-i (i = 1,..., 16) includes the lower 32 bits of the register 63 (in the case of the arithmetic circuit 62-1) or the adder 64- (i-1) (the arithmetic circuits 62-2 to 6-2). 62-16), the 32-bit data supplied from the key data generation circuit 61 is subjected to predetermined conversion using the key data K i supplied from the key data generation circuit 61, and the converted 32-bit data is converted into the converted 32-bit data. The data is output to the adder 64-i.

加算器６４−ｉ（ｉ＝１，・・・，１６）は、レジスタ６３の上位３２ビット（加算器６４−１の場合）、レジスタ６３の下位３２ビット（加算器６４−２の場合）、および、加算器６４−（ｉ−２）（加算器６４−３乃至６４−１６の場合）のいずれかより供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−ｉより供給された３２ビットのデータの排他的論理和（ビット毎の排他的論理和）を計算し、その排他的論理和（３２ビット）を、加算器６４−（ｉ＋２）（加算器６４−１乃至６４−１４の場合）、レジスタ６５の下位３２ビット（加算器６４−１５の場合）、および、レジスタ６５の上位３２ビット（加算器６４−１６の場合）のいずれか、並びに、演算回路６２−（ｉ＋１）（加算器６４−１乃至６４−１５の場合）に出力するようになされている。   The adder 64-i (i = 1,..., 16) includes the upper 32 bits of the register 63 (in the case of the adder 64-1), the lower 32 bits of the register 63 (in the case of the adder 64-2), And 32-bit data supplied from any of the adders 64- (i-2) (in the case of the adders 64-3 to 64-16) and 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-i And the exclusive OR (32 bits) is added to the adder 64- (i + 2) (in the case of the adders 64-1 to 64-14), Either the lower 32 bits of the register 65 (in the case of the adder 64-15), the upper 32 bits of the register 65 (in the case of the adder 64-16), and the arithmetic circuit 62- (i + 1) (adder 64) -1 to 64-15) It has been made so.

レジスタ６５は、加算器６４−１５より供給された３２ビットのデータを、下位３２ビットで保持し、加算器６４−１６より供給された３２ビットのデータを、上位３２ビットで保持するとともに、これらの２つの３２ビットのデータで構成される６４ビットのデータを、暗号として送信部１６に出力するようになされている。   The register 65 holds the 32-bit data supplied from the adder 64-15 in the lower 32 bits and holds the 32-bit data supplied from the adder 64-16 in the upper 32 bits. The 64-bit data composed of the two 32-bit data is output to the transmission unit 16 as a cipher.

図５は、図２の復号部１３の一構成例を示している。この復号部１３においては、鍵保存部４１は、制御部１１より供給された鍵Ｋを保持するようになされている。   FIG. 5 shows a configuration example of the decoding unit 13 of FIG. In the decryption unit 13, the key storage unit 41 holds the key K supplied from the control unit 11.

変換部４２は、図４のデータランダム化部３２と同一の構成を有し、鍵保存部４１から鍵Ｋを読み出し、受信部１８より供給されたデータ（ＤＥＳ方式で暗号化された暗号）をレジスタ６３に供給した後、図４のデータランダム化部３２と同一の動作を行い、そのデータを復号化し、復号化したデータをレジスタ６５から制御部１１に出力するようになされている。   The conversion unit 42 has the same configuration as the data randomization unit 32 of FIG. 4, reads the key K from the key storage unit 41, and receives the data (encrypted by the DES method) supplied from the reception unit 18. After being supplied to the register 63, the same operation as that of the data randomizing unit 32 of FIG. 4 is performed, the data is decoded, and the decoded data is output from the register 65 to the control unit 11.

図６は、本発明の一実施例であるＩＣカード２の構成例を示している。   FIG. 6 shows a configuration example of the IC card 2 which is an embodiment of the present invention.

ＩＣカード２においては、制御部８１（処理手段）は、Ｒ／Ｗ１により供給されるコマンドに応じて、各種処理を行うようになされている。制御部８１は、Ｒ／Ｗ１からのコマンドを、復号部８３（復号化手段）から受け取り、そのコマンドに対応した処理を行い、その処理の結果に対応する応答データ（Ｒ／Ｗ１に送信するもの）を、暗号部８２（暗号化手段）に出力するようになされている。   In the IC card 2, the control unit 81 (processing means) performs various processes in accordance with commands supplied from the R / W1. The control unit 81 receives a command from the R / W 1 from the decoding unit 83 (decoding means), performs processing corresponding to the command, and transmits response data corresponding to the result of the processing (R / W 1) ) Is output to the encryption unit 82 (encryption means).

また、制御部８１は、メモリ８４から、暗号化または復号化に利用される鍵ＫAまたは鍵ＫBを読み出し、その鍵ＫAまたは鍵ＫBを、暗号部８２または復号部８３に出力するようになされている。 The control unit 81, the memory 84 reads out the key K A or the key K B used for encryption or decryption, the key K A or the key K B, and outputs to the encryption section 82 or the decryption section 83 It is made like that.

メモリ８４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）部（１２８キロバイト程度）とＲＯＭ（Read Only Memory）部（５１２キロバイト程度）を有している。そのうちのＲＡＭ部は、制御部８１における処理に使用されるデータなどを一時的に記憶する。一方、ＲＯＭ部には、暗号化または復号化において利用される２つの鍵ＫA，ＫBが、予め記憶されている。 The memory 84 has a RAM (Random Access Memory) part (about 128 kilobytes) and a ROM (Read Only Memory) part (about 512 kilobytes). Among them, the RAM unit temporarily stores data used for processing in the control unit 81. On the other hand, two keys K A and K B used in encryption or decryption are stored in advance in the ROM section.

暗号部８２および復号部８３は、図３の暗号部１２および図５の復号部１３と同様の構成であるので、その説明を省略する。   The encryption unit 82 and the decryption unit 83 have the same configuration as the encryption unit 12 in FIG. 3 and the decryption unit 13 in FIG.

送信部８６（送信手段）は、暗号部８２より供給されたデータ（暗号）を、所定の変調方式（例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式）で変調し、生成された変調波を、アンテナ部８７を介してＲ／Ｗ１に送信するようになされている。   The transmission unit 86 (transmission means) modulates the data (encryption) supplied from the encryption unit 82 with a predetermined modulation method (for example, PSK (Phase Shift Keying) modulation method), and generates the generated modulated wave as an antenna. The data is transmitted to the R / W 1 via the unit 87.

受信部８８（受信手段）は、アンテナ部８７を介して、Ｒ／Ｗ１により送信された変調波を受信し、その変調波に対応する復調方式で復調し、復調したデータ（暗号）を復号部８３に出力するようになされている。   The reception unit 88 (reception unit) receives the modulated wave transmitted by the R / W1 via the antenna unit 87, demodulates it with a demodulation method corresponding to the modulated wave, and decrypts the demodulated data (encryption). 83 is output.

次に、図７および図８のフローチャート、並びに、図９を参照して、Ｒ／Ｗ１とＩＣカード２の、相互認証を行うときの動作について説明する。   Next, with reference to the flowcharts of FIGS. 7 and 8 and FIG. 9, the operation when the R / W 1 and the IC card 2 perform mutual authentication will be described.

最初に図７のステップＳ１において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、６４ビットの乱数ＲA（第１のデータ）を生成し、その乱数ＲAを暗号部１２のデータランダム化部３２に出力するとともに、メモリ１４から鍵ＫBを読み出し、暗号部１２の鍵保存部３１に出力する。 First, in step S1 of FIG. 7, the control unit 11 of R / W1 generates a 64-bit random number R A (first data) and outputs the random number R A to the data randomizing unit 32 of the encryption unit 12. as well as reads the key K B from the memory 14, and outputs the key storage unit 31 of the encryption section 12.

図３の暗号部１２のデータランダム化部３２は、鍵保存部３１から鍵ＫBを読み出す。そして、図４のデータランダム化部３２の鍵データ生成回路６１は、鍵ＫBから１６個の鍵データＫ1乃至Ｋ16を生成し、演算回路６２−１乃至６２−１６にそれぞれ出力する。 Data randomization section 32 of the encryption section 12 of FIG. 3 reads the key K B from the key storage unit 31. Then, the key data generation circuit 61 of the data randomization section 32 of Fig. 4, 16 generates key data K 1 to K 16 from the key K B, respectively output to the arithmetic circuit 62-1 to 62-16.

データランダム化部３２のレジスタ６３は、Ｒ／Ｗ１より供給された乱数ＲAの上位３２ビットを加算器６４−１に出力し、乱数ＲAの下位３２ビットを演算回路６２−１および加算器６４−２に出力する。演算回路６２−１は、その３２ビットのデータを鍵データＫ1を利用して変換し、変換後のデータを加算器６４−１に出力する。加算器６４−１は、レジスタ６３より供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−１より供給された３２ビットのデータの排他的論理和（ビット毎の排他的論理和）を計算し、その排他的論理和（３２ビット）を、演算回路６２−２および加算器６４−３に出力する。 The register 63 of the data randomizing unit 32 outputs the upper 32 bits of the random number RA supplied from the R / W1 to the adder 64-1, and outputs the lower 32 bits of the random number RA to the arithmetic circuit 62-1 and the adder. Output to 64-2. Arithmetic circuit 62-1, the 32-bit data is converted by using the key data K 1, and outputs the converted data to the adder 64-1. The adder 64-1 calculates an exclusive OR (exclusive OR for each bit) of the 32-bit data supplied from the register 63 and the 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-1. The exclusive OR (32 bits) is output to the arithmetic circuit 62-2 and the adder 64-3.

次に、演算回路６２−２は、その３２ビットのデータを鍵データＫ2を利用して変換し、変換後のデータ（３２ビット）を加算器６４−２に出力する。加算器６４−２は、レジスタ６３より供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−２より供給された３２ビットのデータの排他的論理和を計算し、その排他的論理和を、演算回路６２−３および加算器６４−４に出力する。 Next, the arithmetic circuit 62-2, the 32-bit data is converted by using the key data K 2, and outputs the converted data (32 bits) to the adder 64-2. The adder 64-2 calculates an exclusive OR of the 32-bit data supplied from the register 63 and the 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-2, and the exclusive OR is calculated as an arithmetic circuit. 62-3 and adder 64-4.

演算回路６２−３乃至６２−１４および加算器６４−３乃至６４−１４は、順次、演算回路６２−２および加算器６４−２と同様の動作を行う。即ち、演算回路６２−ｊ（ｊ＝３，・・・，１４）は、加算器６４−（ｊ−１）より供給された３２ビットのデータを鍵データＫjを利用して変換し、変換後のデータを加算器６４−ｊに出力する。加算器６４−ｊ（ｊ＝３，・・・，１４）は、加算器６４−（ｊ−２）より供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−ｊより供給された３２ビットのデータの排他的論理和を計算し、その排他的論理和を、演算回路６２−（ｊ＋１）および加算器６４−（ｊ＋２）に出力する。 The arithmetic circuits 62-3 to 62-14 and the adders 64-3 to 64-14 sequentially perform the same operations as the arithmetic circuit 62-2 and the adder 64-2. That is, the arithmetic circuit 62-j (j = 3,..., 14) converts the 32-bit data supplied from the adder 64- (j−1) using the key data K j , The subsequent data is output to the adder 64-j. The adder 64-j (j = 3,..., 14) has 32-bit data supplied from the adder 64-(j-2) and 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-j. And outputs the exclusive OR to the arithmetic circuit 62- (j + 1) and the adder 64- (j + 2).

さらに、演算回路６２−１５は、加算器６４−１４より供給された３２ビットのデータを鍵データＫ15を利用して変換し、変換後のデータを加算器６４−１５に出力する。加算器６４−１５は、加算器６４−１３より供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−１５より供給された３２ビットのデータの排他的論理和を計算し、その排他的論理和を、演算回路６２−１６およびレジスタ６５の下位３２ビットに出力する。 Furthermore, the arithmetic circuit 62-15 is a 32-bit data supplied from the adder 64-14 and converted using the key data K 15, and outputs the converted data to the adder 64-15. The adder 64-15 calculates an exclusive OR of the 32-bit data supplied from the adder 64-13 and the 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-15, and calculates the exclusive OR. , And output to the lower 32 bits of the arithmetic circuit 62-16 and the register 65.

そして、演算回路６２−１６は、その３２ビットのデータを鍵データＫ16を利用して変換し、変換後のデータを加算器６４−１６に出力する。加算器６４−１６は、加算器６４−１４より供給された３２ビットのデータと、演算回路６２−１６より供給された３２ビットのデータの排他的論理和を計算し、その排他的論理和を、レジスタ６５の上位３２ビットに出力する。 The arithmetic circuit 62-16 has its 32-bit data is converted by using the key data K 16, and outputs the converted data to the adder 64-16. The adder 64-16 calculates an exclusive OR of the 32-bit data supplied from the adder 64-14 and the 32-bit data supplied from the arithmetic circuit 62-16, and calculates the exclusive OR. , Output to the upper 32 bits of the register 65.

以上のようにして、合計１６段の演算を行って暗号を生成する。そして、データランダム化部３２のレジスタ６５は、生成した暗号Ｃ1（第１の暗号）（図９の［ＲA］B）を送信部１６に出力する。 As described above, a total of 16 computations are performed to generate a cipher. Then, the register 65 of the data randomizing unit 32 outputs the generated cipher C 1 (first cipher) ([R A ] B in FIG. 9) to the transmitting unit 16.

次に、ステップＳ２において、Ｒ／Ｗ１の送信部１６は、暗号部１２より供給された暗号Ｃ1を変調し、生成された変調波を、アンテナ部１７を介してＩＣカード２に送信する。 Next, in step S <b> 2, the transmission unit 16 of the R / W 1 modulates the cipher C 1 supplied from the encryption unit 12 and transmits the generated modulated wave to the IC card 2 via the antenna unit 17.

このように、Ｒ／Ｗ１が、ステップＳ１，Ｓ２において処理を行い、変調波を送信するまでの間、ＩＣカード２は、図８のステップＳ２１において待機している。   Thus, until the R / W 1 performs processing in steps S1 and S2 and transmits a modulated wave, the IC card 2 stands by in step S21 in FIG.

そして、Ｒ／Ｗ１から変調波が送信されてくると、ＩＣカード２の受信部８８は、アンテナ部８７を介して、Ｒ／Ｗ１の送信部１６により送信された変調波を受信し、その変調波を復調し、復調後のデータ（暗号Ｃ1）を復号部８３に出力する。 When a modulated wave is transmitted from the R / W1, the receiving unit 88 of the IC card 2 receives the modulated wave transmitted from the transmitting unit 16 of the R / W1 via the antenna unit 87, and modulates the modulated wave. The wave is demodulated, and the demodulated data (encryption C 1 ) is output to the decryption unit 83.

次に、ステップＳ２２において、ＩＣカード２の復号部８３の変換部４２は、予め制御部８１より鍵保存部４１に供給されている鍵ＫBで、受信部８８より供給された暗号Ｃ1を復号化し、復号化したデータ（平文Ｍ1）（第２のデータ）を制御部８１に出力する。 Next, in step S22, the conversion section 42 of the decoding unit 83 of the IC card 2, the key K B which is supplied to the key storage section 41 from the pre-control unit 81, a cipher C 1 supplied from the reception section 88 The decrypted data (plaintext M 1 ) (second data) is output to the control unit 81.

ステップＳ２３において、ＩＣカード２の制御部８１は、復号部８３より供給された平文Ｍ1を、暗号部８２のデータランダム化部３２に出力する。暗号部８２のデータランダム化部３２は、鍵保存部３１に予め記憶されている鍵ＫAを読み出し、その鍵ＫAで、ステップＳ１におけるＲ／Ｗ１の暗号部１２のデータランダム化部３２と同様に、平文Ｍ1を暗号化し、生成された暗号Ｃ2（第２の暗号）（図９の［ＲA］A）を送信部８６に出力する。 In step S <b> 23, the control unit 81 of the IC card 2 outputs the plaintext M 1 supplied from the decryption unit 83 to the data randomization unit 32 of the encryption unit 82. Data randomization part of the encryption unit 82 32 reads the key K A which is previously stored in the key storage unit 31, using the key K A, the data randomization section 32 of the encryption section 12 of the R / W1 at step S1 Similarly, the plaintext M 1 is encrypted, and the generated cipher C 2 (second cipher) ([R A ] A in FIG. 9) is output to the transmitter 86.

また、制御部８１は、乱数ＲB（第３のデータ）を生成し、その乱数ＲBを暗号部８２のデータランダム化部３２に出力する。暗号部８２のデータランダム化部３２は、鍵保存部３１から鍵ＫAを読み出し、その鍵ＫAで乱数ＲBを暗号化し、生成された暗号Ｃ3（第３の暗号）（図９の［ＲB］A）を送信部８６に出力する。 Further, the control unit 81 generates a random number R B (third data) and outputs the random number R B to the data randomizing unit 32 of the encryption unit 82. Data randomization section 32 of the encryption section 82 from the key storage unit 31 reads the key K A, encrypts the random number R B in the key K A, the encryption C 3 generated (third cipher) (in FIG. 9 [R B ] A ) is output to the transmitter 86.

そして、ステップＳ２４において、ＩＣカード２の送信部８６は、暗号Ｃ2，Ｃ3を変調し、生成された変調波を、アンテナ部８７を介してＲ／Ｗ１に送信する。 In step S24, the transmission unit 86 of the IC card 2 modulates the ciphers C 2 and C 3 and transmits the generated modulated wave to the R / W 1 via the antenna unit 87.

このように、ＩＣカード２がステップＳ２１乃至Ｓ２４の処理を行っている間、Ｒ／Ｗ１は、図７のステップＳ３およびステップＳ４において、ＩＣカード２から暗号Ｃ2と暗号Ｃ3が送信されてくるまで待機するとともに、暗号Ｃ1を送信してからの経過時間を、ステップＳ３において監視し、ＩＣカード２からＣ2とＣ3が送信されてくるまでに所定の時間（ＩＣカード２における処理に通常要する時間より長い時間）が経過した場合、ステップＳ２に戻り、暗号Ｃ1を再送する。 In this way, while the IC card 2 is performing the processing of steps S21 to S24, the R / W 1 transmits the cipher C 2 and the cipher C 3 from the IC card 2 in steps S3 and S4 of FIG. In step S3, the elapsed time after transmitting the cipher C 1 is monitored and a predetermined time (processing in the IC card 2) is performed until C 2 and C 3 are transmitted from the IC card 2. If longer than the time normally required) has elapsed, the process returns to step S2, and retransmits the encrypted C 1.

そして、ＩＣカード２から暗号Ｃ2および暗号Ｃ3を含む変調波が送信されてくると、Ｒ／Ｗ１に受信部１８は、アンテナ部１７を介して、ＩＣカード２の送信部８６により送信された変調波を受信し、その変調波を復調する。そして、受信部１８は、復調されたデータ（暗号Ｃ2，Ｃ3）を、復号部１３に出力する。 When the modulated wave including the cipher C 2 and the cipher C 3 is transmitted from the IC card 2, the receiving unit 18 is transmitted to the R / W 1 by the transmitting unit 86 of the IC card 2 via the antenna unit 17. The modulated wave is received, and the modulated wave is demodulated. Then, the receiving unit 18 outputs the demodulated data (encrypted C 2 and C 3 ) to the decrypting unit 13.

次に、ステップＳ５において、Ｒ／Ｗ１の復号部１３の変換部４２は、鍵保存部４１に予め供給されている鍵ＫAを読み出し、受信部１８より供給されたデータ（暗号Ｃ2，Ｃ3）を復号化し、復号化したデータ（平文Ｍ2（暗号Ｃ2に対応する）（第４のデータ）と平文Ｍ3（暗号Ｃ3に対応する）（第５のデータ））を制御部１１に出力する。 Next, in step S5, the conversion section 42 of the decoder 13 of the R / W1 reads a key K A which is previously supplied to the key storage unit 41, data supplied from the reception section 18 (encryption C 2, C 3 ), and the decrypted data (plain text M 2 (corresponding to the cipher C 2 ) (fourth data) and plain text M 3 (corresponding to the cipher C 3 ) (fifth data)) are controlled. 11 is output.

そして、ステップＳ６において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、平文Ｍ2と乱数ＲAが同一であるか否かを判断し、平文Ｍ2と乱数ＲAが同一であると判断した場合、ステップＳ７において、Ｒ／Ｗ１は、ＩＣカード２がＲ／Ｗ１の鍵ＫA，ＫBと同一の鍵ＫA，ＫBを有していると判断し、ＩＣカード２を認証する。 Then, in step S6, the control unit 11 of the R / W1 determines whether the plain text M 2 and the random number R A are the same, if the plaintext M 2 and the random number R A is determined to be identical, step in S7, R / W1 is, IC card 2 is determined to have a key K a of R / W1, K B and the same key K a, the K B, authenticating the IC card 2.

一方、ステップＳ６において、平文Ｍ2と乱数ＲAが同一ではないと判断した場合、Ｒ／Ｗ１は、ＩＣカード２を認証しないので、認証処理を終了する。 On the other hand, in step S6, if the plaintext M 2 and the random number R A is determined not to be the same, R / W1 Because not authenticate the IC card 2, and terminates the authentication process.

ステップＳ７においてＩＣカード２を認証した後、ステップＳ８において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、ステップＳ５で生成した平文Ｍ3を暗号部１２に出力する。そして、暗号部１２は、ステップＳ１と同様に、平文Ｍ3を鍵ＫBで暗号化し、生成された暗号Ｃ4（第４の暗号）（図９の［ＲB］B）を送信部１６に出力する。 After authenticating the IC card 2 in step S7, in step S8, the control unit 11 of the R / W1 outputs plaintext M 3 generated in step S5 to the encryption section 12. Then, the encryption unit 12, as in step S1, the transmission unit 16 ([R B] B of FIG. 9) to encrypt the plain text M 3 with the key K B, the encryption C 4 generated (fourth cipher) Output to.

ステップＳ９において、Ｒ／Ｗ１の送信部１６は、暗号部１２より供給された暗号Ｃ4を変調し、生成された変調波を、アンテナ部１７を介してＩＣカード２に送信する。 In step S <b> 9, the transmission unit 16 of the R / W 1 modulates the encryption C 4 supplied from the encryption unit 12 and transmits the generated modulated wave to the IC card 2 via the antenna unit 17.

このように、Ｒ／Ｗ１が、ステップＳ４乃至Ｓ９において処理を行っている間、ＩＣカード２は、図８のステップＳ２５およびステップＳ２６において、暗号Ｃ4が送信されてくるまで待機している。このとき、ＩＣカード２の制御部８１は、暗号Ｃ2，Ｃ3を送信してからの経過時間を監視しており、ステップＳ２６において暗号Ｃ2，Ｃ3を送信してから所定の時間が経過したと判断した場合、Ｒ／Ｗ１を認証せずに認証処理を終了する。 Thus, R / W1 is, during a process in steps S4 to S9, IC card 2 in step S25 and step S26 in FIG. 8, waiting until cipher C 4 is transmitted. At this time, the control unit 81 of the IC card 2, the elapsed time from the transmission of the encryption C 2, C 3 monitors, the time from the transmission of the encryption C 2, C 3 of a predetermined in step S26 If it is determined that the time has elapsed, the authentication process is terminated without authenticating R / W1.

一方、暗号Ｃ4を含む変調波が送信されてくると、ＩＣカード２の受信部８８は、Ｒ／Ｗ１により送信された変調波を、アンテナ部８７を介して受信し、その変調波を復調する。そして、受信部８８は、復調したデータ（暗号Ｃ4）を復号部１３に出力する。 On the other hand, when a modulated wave including the cipher C 4 is transmitted, the receiving unit 88 of the IC card 2 receives the modulated wave transmitted by the R / W 1 via the antenna unit 87 and demodulates the modulated wave. To do. Then, the reception unit 88 outputs the demodulated data (encryption C 4 ) to the decryption unit 13.

次にステップＳ２７において、ＩＣカード２の復号部８３の変換部４２は、鍵保存部４１から読み出した鍵ＫBで、受信部８８より供給されたデータ（暗号Ｃ4）を復号化し、復号化したデータ（平文Ｍ4）（第６のデータ）を制御部８１に出力する。 In step S27, the conversion section 42 of the decoding unit 83 of the IC card 2, the key K B read out from the key storage unit 41 decodes the supplied from the receiving unit 88 the data (encryption C 4), decoding The data (plain text M 4 ) (sixth data) is output to the control unit 81.

そして、ステップＳ２８において、ＩＣカード２の制御部８１は、平文Ｍ4と乱数ＲBが同一であるか否かを判断し、平文Ｍ4と乱数ＲBが同一であると判断した場合、ステップＳ２９において、ＩＣカード２は、Ｒ／Ｗ１がＩＣカード２の鍵ＫA，ＫBと同一の鍵ＫA，ＫBを有していると判断し、Ｒ／Ｗ１を認証する。 Then, in step S28, the control unit 81 of the IC card 2 determines whether the plain text M 4 and the random number R B are the same, if the plaintext M 4 and the random number R B is determined to be identical, step in S29, the IC card 2 determines that R / W1 has a key K a of the IC card 2, K B and the same key K a, the K B, authenticates the R / W1.

一方、ステップＳ２８において、平文Ｍ4と乱数ＲBが同一ではないと判断した場合、ＩＣカード２は、Ｒ／Ｗ１を認証しないので、認証処理を終了する。 On the other hand, in step S28, if the plaintext M 4 and the random number R B is determined not to be identical, IC card 2 does not authenticate the R / W1, and ends the authentication process.

以上のようにして、Ｒ／Ｗ１は、図７に示すように、ＩＣカード２に対する認証処理を行い、ＩＣカード２は、図８に示すように、Ｒ／Ｗ１に対する認証処理を行うことにより、相互に、認証処理を行う。   As described above, the R / W 1 performs the authentication process for the IC card 2 as shown in FIG. 7, and the IC card 2 performs the authentication process for the R / W 1 as shown in FIG. Mutual authentication processing is performed.

なお、上述の暗号部１２，８２のデータランダム化部３２は、ＤＥＳ方式で暗号化を行っているが、他の方式（例えば、ＦＥＡＬ（Fast Encryption ALgorithm）−８方式）で暗号化を行うようにしてもよい。その場合、復号部１３，８３の変換部４２は、その暗号化方式に対応して復号化を行うようにする。   The data randomizing unit 32 of the encryption units 12 and 82 performs encryption by the DES method, but performs encryption by another method (for example, FEAL (Fast Encryption Algorithm) -8 method). It may be. In this case, the conversion unit 42 of the decryption units 13 and 83 performs decryption corresponding to the encryption method.

また、ＦＥＡＬ−８方式を利用した場合、３５ミリ秒程度（ＩＣカード２における処理にかかる時間は２８ミリ秒程度）で相互認証を行うことができる。   When the FEAL-8 method is used, mutual authentication can be performed in about 35 milliseconds (the processing time in the IC card 2 is about 28 milliseconds).

次に、図１０および図１１のフローチャートを参照して、上述の認証処理後（相互に認証した後）におけるＲ／Ｗ１とＩＣカード２間の通信について説明する。   Next, communication between the R / W 1 and the IC card 2 after the above-described authentication processing (after mutual authentication) will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 10 and 11.

図１０のステップＳ４１において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、最初に、上述の認証処理における乱数ＲAを認識番号ＩＤとして保持するとともに、乱数ＲB（平文Ｍ3）（ＩＣカード２を認証したので、Ｒ／Ｗ１は、平文Ｍ3を乱数ＲBとする）を新たな鍵ＫID（第３の鍵）として、暗号部１２の鍵保存部３１および復号部１３の鍵保存部４１に出力する。 In step S41 of FIG. 10, the control unit 11 of the R / W 1 first holds the random number R A in the above-described authentication process as a recognition number ID and also authenticates the random number R B (plaintext M 3 ) (IC card 2 is authenticated). since the, R / W1 is a plaintext M 3 and the random number R B) as a new key K ID (third key), the key storage portion 41 of the key storage section 31 and decoding section 13 of the encryption section 12 Output.

そして、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、ＩＣカード２に実行させる処理に対応するコマンド（送信コマンド）を、暗号部１２のデータランダム化部３２に出力する。暗号部１２のデータランダム化部３２は、鍵保存部３１から鍵ＫIDを読み出し、その鍵ＫIDで送信コマンドを暗号化し、生成された暗号Ｃcom（第５の暗号）を送信部１６に出力する。 Then, the control unit 11 of the R / W 1 outputs a command (transmission command) corresponding to the process to be executed by the IC card 2 to the data randomizing unit 32 of the encryption unit 12. The data randomizing unit 32 of the encryption unit 12 reads the key K ID from the key storage unit 31, encrypts the transmission command with the key K ID , and outputs the generated encryption Ccom (fifth encryption) to the transmission unit 16. To do.

また、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、認識番号ＩＤを、暗号部１２のデータランダム化部３２に出力する。暗号部１２のデータランダム化部３２は、鍵ＫIDで認識番号ＩＤを暗号化し、生成された暗号ＣID（第６の暗号）を送信部１６に出力する。 Further, the control unit 11 of the R / W 1 outputs the identification number ID to the data randomizing unit 32 of the encryption unit 12. The data randomizing unit 32 of the encryption unit 12 encrypts the identification number ID with the key K ID and outputs the generated encryption C ID (sixth encryption) to the transmission unit 16.

ステップＳ４２において、Ｒ／Ｗ１の送信部１６は、暗号部１２より供給された暗号Ｃcom，ＣIDを変調し、生成された変調波をアンテナ部１７を介してＩＣカード２に送信する。 In step S42, the transmission unit 16 of the R / W 1 modulates the ciphers Ccom and C ID supplied from the encryption unit 12, and transmits the generated modulated wave to the IC card 2 via the antenna unit 17.

このように、Ｒ／Ｗ１が、暗号Ｃcom，ＣIDを含む変調波を送信するまでの間、ＩＣカード２は、図１１のステップＳ６１において待機している。 Thus, until the R / W 1 transmits the modulated wave including the ciphers Ccom and C ID , the IC card 2 stands by in step S61 in FIG.

なお、ＩＣカード２の制御部８１は、上述の認証処理における乱数ＲBを鍵ＫIDとして、予め、暗号部８２の鍵保存部３１および復号部８３の鍵保存部４１に出力するとともに、乱数ＲA（平文Ｍ1）（Ｒ／Ｗ１を認証したので、ＩＣカード２は、平文Ｍ1を乱数ＲAとする）を認識番号ＩＤとして保持している。 The control unit 81 of the IC card 2, the random number R B in the authentication process described above as the key K ID, advance, and outputs the key storage portion 41 of the key storage section 31 and decoding section 83 of the encryption section 82, a random number R A (plain text M 1 ) (R / W 1 is authenticated, so the IC card 2 holds plain text M 1 as a random number R A ) as a recognition number ID.

そして、Ｒ／Ｗ１から暗号Ｃcom，ＣIDを含む変調波を送信されてくると、ＩＣカード２の受信部８８は、Ｒ／Ｗ１の送信部１６により送信された変調波を、アンテナ部８７を介して受信し、その変調波を復調する。そして、受信部８８は、復調したデータ（暗号Ｃcom，ＣID）を、復号部８３に出力する。 When the modulated wave including the cipher Ccom and C ID is transmitted from the R / W 1, the receiving unit 88 of the IC card 2 transmits the modulated wave transmitted by the transmitting unit 16 of the R / W 1 to the antenna unit 87. And modulates the modulated wave. Then, the receiving unit 88 outputs the demodulated data (encrypted Ccom, C ID ) to the decrypting unit 83.

ステップＳ６２において、復号部８３の変換部４２は、鍵保存部４１に予め記憶されている鍵ＫIDで、供給されたデータのうちの暗号ＣIDを復号化し、復号されたデータ（平文ＭID）（第７のデータ）を制御部８１に出力する。 In step S62, the conversion unit 42 of the decryption unit 83 decrypts the encrypted C ID of the supplied data with the key K ID stored in advance in the key storage unit 41, and decrypts the decrypted data (plaintext M ID ) (Seventh data) is output to the control unit 81.

そして、ステップＳ６３において、ＩＣカード２の制御部８１は、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤ以上であるか否かを判断し、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤより小さいと判断した場合、通信処理を終了する。一方、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤ以上であると判断した場合、ステップＳ６４において、制御部８１は、送信されてきたコマンド（暗号Ｃcom）を承認し、復号部８３に、暗号Ｃcomを復号化させ、ステップＳ６５において、復号化したコマンドに対応する処理を行い、ステップＳ６６において、その処理結果に対応する応答データ（Ｒ／Ｗ１に送信するためのもの）を作成する。 In step S63, the control unit 81 of the IC card 2 determines whether or not the value of the plaintext M ID is equal to or greater than the recognition number ID, and determines that the value of the plaintext M ID is smaller than the recognition number ID. The communication process is terminated. On the other hand, if it is determined that the value of the plaintext M ID is greater than or equal to the recognition number ID, the control unit 81 approves the transmitted command (encrypted Ccom) and decrypts the encrypted Ccom in the decrypting unit 83 in step S64. In step S65, processing corresponding to the decrypted command is performed, and in step S66, response data (for transmitting to R / W1) corresponding to the processing result is created.

次に、ステップＳ６７において、ＩＣカード２の制御部８１は、認識番号ＩＤの値を１だけ増加させた後、認識番号ＩＤおよび応答データを、暗号部８２に順次出力する。ステップＳ６８において、暗号部８２は、認識番号ＩＤを、鍵ＫIDで暗号ＣID（第８の暗号）に暗号化するとともに、応答データを、鍵ＫIDで暗号Ｃre（第７の暗号）に暗号化した後、暗号ＣIDおよび暗号Ｃreを、送信部８６に出力する。 Next, in step S67, the control unit 81 of the IC card 2 increments the value of the recognition number ID by 1, and then sequentially outputs the recognition number ID and response data to the encryption unit 82. In step S68, the encryption unit 82, the identification number ID, as well as encrypted cipher C ID (eighth encryption) with the key K ID, the response data, the encryption Cre (seventh encryption) with the key K ID After encryption, the cipher C ID and the cipher Cre are output to the transmitter 86.

そして、ステップＳ６９において、送信部８６は、暗号ＣIDと暗号Ｃreを変調し、生成した変調波をＲ／Ｗ１に送信する。 In step S69, the transmission unit 86 modulates the cipher C ID and the cipher Cre, and transmits the generated modulated wave to the R / W1.

このように、ＩＣカード２がステップＳ６１乃至Ｓ６９において送信したコマンドに対応する処理を行っている間、Ｒ／Ｗ１は、ステップＳ４３およびステップＳ４４において待機するとともに、暗号ＣID，Ｃcomを送信した時からの経過時間をステップＳ４３において監視する。 As described above, while the IC card 2 performs processing corresponding to the command transmitted in steps S61 to S69, the R / W 1 waits in steps S43 and S44 and transmits the cipher C ID and Ccom. The elapsed time from is monitored in step S43.

そして、予め設定されている所定の時間が経過すると、ステップＳ４５に進み、制御部１１は、ステップＳ４１で暗号化したコマンドと同一のコマンドを選択し、ステップＳ４６で、認識番号ＩＤの値を１だけ増加させた後、ステップＳ４１に戻り、送信コマンドと認識番号ＩＤを暗号化し、ステップＳ４２において、生成された暗号をＩＣカード２に再送する。   Then, when a predetermined time set in advance elapses, the process proceeds to step S45, where the control unit 11 selects the same command as the command encrypted in step S41, and sets the value of the identification number ID to 1 in step S46. After the increase, the process returns to step S41, the transmission command and the identification number ID are encrypted, and the generated encryption is retransmitted to the IC card 2 in step S42.

一方、ステップＳ４４において、ＩＣカード２からの暗号ＣIDと暗号Ｃreを含む変調波が送信されてくると、Ｒ／Ｗ１に受信部１８が、その変調波を、暗号ＣIDと暗号Ｃreに復調し、その暗号ＣIDと暗号Ｃreを復号部１３に出力する。 On the other hand, when a modulated wave including the encrypted C ID and the encrypted Cre is transmitted from the IC card 2 in step S44, the receiving unit 18 demodulates the modulated wave into the encrypted C ID and the encrypted Cre in R / W1. Then, the cipher C ID and the cipher Cre are output to the decryption unit 13.

ステップＳ４７において、復号部１３は、暗号ＣIDを鍵ＫIDで復号化し、生成された平文ＭID（第９のデータ）を制御部１１に出力する。 In step S <b> 47, the decryption unit 13 decrypts the encrypted C ID with the key K ID and outputs the generated plaintext M ID (9th data) to the control unit 11.

ステップＳ４８において、制御部１１は、平文ＭIDの値が、認識番号ＩＤより大きいか否かを判断し、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤ以下であると判断した場合、ステップＳ４５に進み、ステップＳ４１で送信したコマンドと同一のコマンドを選択し、ステップＳ４６において、認識番号ＩＤの値を１だけ増加させた後、ステップＳ４１に戻り、送信コマンドと認識番号ＩＤを暗号化し、ステップＳ４２において、生成された暗号をＩＣカード２に再送する。 In step S48, the control unit 11 determines whether or not the value of the plaintext M ID is larger than the recognition number ID. If the control unit 11 determines that the value of the plaintext M ID is equal to or less than the recognition number ID, the process proceeds to step S45. The same command as the command transmitted in step S41 is selected. In step S46, the value of the recognition number ID is increased by 1. Then, the process returns to step S41, and the transmission command and the recognition number ID are encrypted. In step S42, The generated encryption is retransmitted to the IC card 2.

一方、ステップＳ４８において、平文ＭIDの値が、認識番号ＩＤより大きいと判断した場合、制御部１１は、ステップＳ４９において、復号部１３に、暗号Ｃreを復号化させ、ＩＣカード２からの応答データを受け取る。 On the other hand, when it is determined in step S48 that the value of the plaintext M ID is larger than the recognition number ID, the control unit 11 causes the decryption unit 13 to decrypt the encryption Cre in step S49 and the response from the IC card 2 Receive data.

そして、ステップＳ５０において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、通信を終了するか否かを判断する。通信を継続する場合、ステップＳ５１に進み、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、次の送信コマンドを選択する。   In step S50, the controller 11 of the R / W 1 determines whether to end communication. When continuing communication, it progresses to step S51 and the control part 11 of R / W1 selects the next transmission command.

そして、ステップＳ４６に進み、認識番号ＩＤの値を１だけ増加させた後、ステップＳ４１に戻り、ステップＳ４１以降で、次の送信コマンドの送信を行う。   In step S46, the value of the identification number ID is incremented by 1. Then, the process returns to step S41, and the next transmission command is transmitted in step S41 and subsequent steps.

以上のようにして、相互認証時に送信した乱数ＲA，ＲBを、認識番号ＩＤおよび新たな鍵ＫIDとして利用して、Ｒ／Ｗ１は、ＩＣカード２に所定のコマンドを送信し、ＩＣカード２は、そのコマンドに対応する処理を行った後、その処理結果に対応する応答データをＲ／Ｗ１に送信する。このようにすることにより、認識番号および新たな鍵を利用して、通信毎に、通信相手が正規の者であることを確認することができる。また、１回の通信毎に認識番号ＩＤの値を１ずつ増加させているので、現在までの通信回数を知ることができ、処理の経過を把握することができる。 As described above, using the random numbers R A and R B transmitted at the time of mutual authentication as the identification number ID and the new key K ID , the R / W 1 transmits a predetermined command to the IC card 2, and the IC The card 2 performs processing corresponding to the command, and then transmits response data corresponding to the processing result to the R / W 1. By doing so, it is possible to confirm that the communication partner is a legitimate person for each communication using the identification number and the new key. Further, since the value of the identification number ID is increased by 1 for each communication, the number of communication until now can be known, and the progress of processing can be grasped.

なお、ステップＳ６３において、ＩＣカード２の制御部８１は、平文ＭIDが認識番号ＩＤ以上であるか否かを判断しているが、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤに対応する所定の範囲内（例えば、ＩＤ乃至ＩＤ＋１６の範囲）の値と同一であるか否かを判断するようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、伝送路に障害が生じ、Ｒ／Ｗ１が放射した電磁波（認識番号の値がＩＤ）がＩＣカード２に到達しなかった場合において、ＩＣカード２は、次に送信されてくるデータ（認識番号の値はＩＤ＋１であるが、送信コマンドは、前回送信したコマンドと同一である）を受信することができる。 In step S63, the control unit 81 of the IC card 2 determines whether or not the plaintext M ID is greater than or equal to the recognition number ID, but the predetermined range in which the value of the plaintext M ID corresponds to the recognition number ID. It may be determined whether or not the value is the same (for example, a range from ID to ID + 16). By doing so, for example, when a failure occurs in the transmission path and the electromagnetic wave (recognition number value ID) emitted by the R / W 1 does not reach the IC card 2, the IC card 2 It is possible to receive transmitted data (the value of the identification number is ID + 1, but the transmission command is the same as the previously transmitted command).

あるいは、ステップＳ６３において、ＩＣカード２の制御部８１は、平文ＭID（６４ビット）の例えば下位８ビットの値が、認識番号ＩＤの下位８ビットの値以上であるか否かを判断するようにしてもよい。このように所定の桁数（ビット数）ｎだけにおいて比較を行うことにより、６４ビットにおいて比較を行う場合より、ビット演算量が減少し、処理を速く行うことができる。なお、この場合、認識番号ＩＤの値が２n−１（ｎは桁数）より大きくなると桁上がりが発生する（比較の結果にエラーが生じる）ので、Ｒ／Ｗ１とＩＣカード２の間の通信の回数を考慮して、認識番号ＩＤの値が２n−１（ｎは桁数）より大きくならないように、桁数ｎを設定する。 Alternatively, in step S63, the control unit 81 of the IC card 2 determines whether, for example, the value of the lower 8 bits of the plaintext M ID (64 bits) is greater than or equal to the value of the lower 8 bits of the recognition number ID. It may be. Thus, by performing comparison only with a predetermined number of digits (number of bits) n, the amount of bit operations is reduced and processing can be performed faster than when comparison is performed with 64 bits. In this case, when the value of the identification number ID is larger than 2 n −1 (where n is the number of digits), a carry occurs (an error occurs in the comparison result). Considering the number of communications, the number of digits n is set so that the value of the identification number ID does not become larger than 2 n -1 (n is the number of digits).

また、同様に、ステップＳ４８において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、平文ＭIDの値が認識番号ＩＤに対応する所定の範囲内の値と同一であるか否かを判断するようにしてもよい。また、ステップＳ４８において、Ｒ／Ｗ１の制御部１１は、平文ＭIDの例えば下位８ビットの値が、認識番号ＩＤの下位８ビットの値より大きいか否かを判断するようにしてもよい。 Similarly, in step S48, the control unit 11 of the R / W 1 determines whether or not the value of the plaintext M ID is the same as a value within a predetermined range corresponding to the recognition number ID. Good. In step S48, the control unit 11 of the R / W 1 may determine whether, for example, the value of the lower 8 bits of the plaintext M ID is larger than the value of the lower 8 bits of the recognition number ID.

なお、上記実施例においては、乱数ＲBを新たな鍵ＫIDとしているが、図１２に示すように乱数ＲAと乱数ＲBから新たな鍵ＫIDを算出し、その鍵ＫIDを利用して通信を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, although the random number R B are the new key K ID, and calculates a new key K ID from the random number R A and the random number R B as shown in FIG. 12, use of the key K ID Then, communication may be performed.

また、Ｒ／Ｗ１が送信した情報を、ＩＣカード２に、単に記憶しておく場合、図１３に示すように、ＩＣカード２は、受信したデータ（鍵ＫAまたは鍵ＫBで暗号化されたデータ）を、復号化せずに、そのままメモリ８４に記憶させておき、Ｒ／Ｗ１からのリードコマンドを受け取ったときに、そのデータをメモリ８４から読み出し、そのまま送信するようにしてもよい。 Further, the information R / W1 transmits, to the IC card 2, when simply stored, as shown in FIG. 13, the IC card 2 is encrypted with the received data (the key K A or the key K B Data) may be stored in the memory 84 without being decrypted, and when a read command from the R / W 1 is received, the data may be read from the memory 84 and transmitted as it is.

Ｒ／Ｗ１とＩＣカード２により構成される非接触カードシステムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the non-contact card system comprised by R / W1 and IC card. 本発明の一実施例であるＲ／Ｗ１の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of R / W1 which is one Example of this invention. 図２の暗号部１２の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the encryption part 12 of FIG. 図３のデータランダム化部３２の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the data randomization part 32 of FIG. 図２の復号部１３の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the decoding part 13 of FIG. 本発明の一実施例であるＩＣカード２の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the IC card 2 which is one Example of this invention. 図１のＲ／Ｗ１の相互認証時の動作について説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining an operation at the time of mutual authentication of R / W1 in FIG. 1. 図１のＩＣカード２の相互認証時の動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation | movement at the time of the mutual authentication of the IC card 2 of FIG. 図１の非接触カードシステムの相互認証時の動作について説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement at the time of the mutual authentication of the non-contact card system of FIG. 図１のＲ／Ｗ１の通信時の処理について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process at the time of communication of R / W1 of FIG. 図１のＩＣカード２の通信時の処理について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process at the time of communication of IC card 2 of FIG. Ｒ／Ｗ１とＩＣカード２との通信の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of communication with R / W1 and IC card. Ｒ／Ｗ１とＩＣカード２との通信のさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of communication with R / W1 and IC card. 秘密暗号を利用した通信の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the communication using a secret encryption. 秘密暗号を利用した認証の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the authentication using a secret encryption.

１ リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）， ２ ＩＣカード， １１ 制御部， １２ 暗号部， １３ 復号部， １４ メモリ， １５ インタフェース， １６ 送信部， １７ アンテナ部， １８ 受信部， ３１ 鍵保存部， ３２ データランダム化部， ４１ 鍵保存部， ４２ 変換部， ６１ 鍵データ生成回路， ６２−１乃至６２−１６ 演算回路， ６３ レジスタ， ６４−１乃至６４−１６ 加算器， ６５ レジスタ， ８１ 制御部， ８２ 暗号部， ８３ 復号部， ８４ メモリ， ８６ 送信部， ８７ アンテナ部， ８８ 受信部   1 reader / writer (R / W), 2 IC card, 11 control unit, 12 encryption unit, 13 decryption unit, 14 memory, 15 interface, 16 transmission unit, 17 antenna unit, 18 reception unit, 31 key storage unit, 32 Data randomization unit, 41 key storage unit, 42 conversion unit, 61 key data generation circuit, 62-1 to 62-16 arithmetic circuit, 63 registers, 64-1 to 64-16 adder, 65 registers, 81 control unit, 82 encryption unit, 83 decryption unit, 84 memory, 86 transmission unit, 87 antenna unit, 88 reception unit

Claims (10)

第１の情報処理装置が第２の情報処理装置との間で相互に認証を行う認証方法であって、
前記第１の情報処理装置および前記第２の情報処理装置は、それぞれ、
乱数を生成する乱数生成手段と、
第１の鍵および第２の鍵を記憶する記憶手段と、
所定のデータを前記第１の鍵または前記第２の鍵を利用して暗号化する暗号化手段と、
暗号化されたデータを前記第２の鍵または前記第１の鍵により復号する復号手段と
を備え、
前記第１の情報処理装置の前記暗号化手段により前記第１の鍵を用いて前記乱数生成手段により生成された第１の乱数が第１の暗号に暗号化され、暗号化された前記第１の暗号を、前記第２の情報処理装置に送信し、
前記第１の情報処理装置から送信された前記第１の暗号は、前記第２の情報処理装置の前記復号手段により前記第１の鍵を用いて復号された後、前記第２の情報処理装置の前記暗号化手段により前記第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化されるとともに、前記第２の情報処理装置の前記乱数生成手段により生成された第２の乱数は、前記第２の情報処理装置の前記暗号化手段により前記第２の鍵を用いて第３の暗号に暗号化され、
前記第２の情報処理装置から前記第２の暗号および前記第３の暗号を受信し、
受信された前記第２の暗号および前記第３の暗号が前記第１の情報処理装置の前記復号手段により前記第２の鍵を用いてそれぞれ第４のデータおよび第５のデータに復号され、復号された前記第４のデータと前記第１の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、前記第２の情報処理装置を認証し、
前記第１の情報処理装置の暗号化手段により前記第５のデータが前記第１の鍵を用いて暗号化された第４の暗号を前記第２の情報処理装置に送信し、
送信された前記第４の暗号は、前記第２の情報処理装置の前記復号手段により第６のデータに復号され、復号された前記第６のデータと前記第２の乱数が比較され、比較結果が一致した場合、前記第２の情報処理装置により前記第１の情報処理装置が認証される
ことを特徴とする認証方法。 An authentication method in which a first information processing apparatus performs mutual authentication with a second information processing apparatus,
The first information processing apparatus and the second information processing apparatus are respectively
Random number generating means for generating a random number;
Storage means for storing a first key and a second key;
Encryption means for encrypting predetermined data using the first key or the second key;
Decrypting means for decrypting the encrypted data with the second key or the first key;
The first random number generated by the random number generation means using the first key by the encryption means of the first information processing apparatus is encrypted into a first cipher, and the first encrypted Is transmitted to the second information processing apparatus,
The first cipher transmitted from the first information processing apparatus is decrypted using the first key by the decryption means of the second information processing apparatus, and then the second information processing apparatus The second random number generated by the random number generation means of the second information processing apparatus is encrypted to the second cipher by using the second key by the encryption means. Encrypted by the encryption means of the information processing apparatus to the third cipher using the second key,
Receiving the second cipher and the third cipher from the second information processing apparatus;
The received second cipher and the third cipher are decrypted by the decryption means of the first information processing apparatus into the fourth data and the fifth data, respectively, using the second key. The fourth data and the first random number are compared, and if the comparison result matches, authenticate the second information processing device,
A fourth cipher in which the fifth data is encrypted using the first key by the encryption unit of the first information processing apparatus is transmitted to the second information processing apparatus;
The transmitted fourth cipher is decrypted into sixth data by the decryption means of the second information processing apparatus, the decrypted sixth data is compared with the second random number, and the comparison result If the two match, the first information processing apparatus is authenticated by the second information processing apparatus. 前記第１の情報処理装置は、前記第１の暗号を送信してから前記第２の暗号および前記第３の暗号を受信するまでの時間を監視する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証方法。 The first information processing apparatus monitors time from when the first cipher is transmitted to when the second cipher and the third cipher are received. Authentication method. 前記第２の情報処理装置による前記第２の暗号および前記第３の暗号の送信から前記第４の暗号を受信するまでの時間が所定の時間を超えた場合、前記第２の情報処理装置による前記第１の情報処理装置の認証は禁止される
ことを特徴とする請求項１に記載の認証方法。 When the second information processing apparatus transmits a second cipher and a transmission of the third cipher to a time when the fourth cipher is received exceeds a predetermined time, the second information processing apparatus The authentication method according to claim 1, wherein authentication of the first information processing apparatus is prohibited. 前記第２の情報処理装置は、ＩＣカードで構成され、前記第１の情報処理装置は、前記ＩＣカードとデータ通信を行うリーダライタで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の認証方法。 The authentication according to claim 1, wherein the second information processing apparatus is configured by an IC card, and the first information processing apparatus is configured by a reader / writer that performs data communication with the IC card. Method. 第１の鍵および第２の鍵を記憶する記憶手段と、
乱数を生成する乱数生成手段と、
所定のデータを、前記第１の鍵または前記第２の鍵を利用して暗号化する暗号化手段と、
暗号化されたデータを復号する復号手段と、
前記暗号化手段により暗号化された暗号を他の情報処理装置に送信する送信手段と、
前記他の情報処理装置から暗号を受信する受信手段と、
前記他の情報処理装置から受信した暗号を復号して生成されたデータに応じて、前記他の情報処理装置を認証する認証手段と
を備える情報処理装置において、
前記送信手段は、前記乱数生成手段により生成された第１の乱数が前記暗号化手段により前記第１の鍵を用いて暗号化された第１の暗号を前記他の情報処理装置に送信し、
前記受信手段は、前記他の情報処理装置で前記第１の暗号が復号された後、暗号化された第２の暗号、および前記他の情報処理装置で生成された第２の乱数が暗号化された第３の暗号を受信し、
前記認証手段は、前記受信手段により受信された前記第２の暗号を前記第２の鍵を用いて復号した第４のデータと前記第１の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、前記第３の暗号が前記復号手段により前記第２の鍵を用いて復号された第５のデータを、前記第１の鍵を用いて第４の暗号に暗号化して前記他の情報処理装置に送信するようにし、比較結果が一致しない場合、処理を終了するようにし、
送信される前記第４の暗号は、前記他の情報処理装置が、前記情報処理装置を認証するための暗号データである
ことを特徴とする情報処理装置。 Storage means for storing a first key and a second key;
Random number generating means for generating a random number;
Encryption means for encrypting predetermined data using the first key or the second key;
Decryption means for decrypting the encrypted data;
Transmitting means for transmitting the cipher encrypted by the encrypting means to another information processing apparatus;
Receiving means for receiving encryption from the other information processing apparatus;
In an information processing apparatus comprising: authentication means for authenticating the other information processing apparatus according to data generated by decrypting a cipher received from the other information processing apparatus;
The transmitting unit transmits a first cipher in which the first random number generated by the random number generating unit is encrypted by the encrypting unit using the first key to the other information processing apparatus;
The receiving means encrypts the second encrypted cipher after the first cipher is decrypted by the other information processing apparatus and the second random number generated by the other information processing apparatus. Received the third cipher,
The authentication unit compares the first random number with the fourth data obtained by decrypting the second cipher received by the receiving unit using the second key, and if the comparison result matches, The fifth data obtained by decrypting the third cipher using the second key by the decrypting means is encrypted into the fourth cipher using the first key and transmitted to the other information processing apparatus. If the comparison results do not match, end the process,
The information processing apparatus, wherein the fourth cipher to be transmitted is encrypted data for the other information processing apparatus to authenticate the information processing apparatus. 前記認証手段は、前記送信手段により前記第１の暗号が送信されてから、前記受信手段により前記第２の暗号および前記第３の暗号が受信されるまでの時間を監視する
ことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。 The authentication unit monitors a time from when the first cipher is transmitted by the transmitting unit to when the second cipher and the third cipher are received by the receiving unit. The information processing apparatus according to claim 5. 前記他の情報処理装置は、ＩＣカードである
ことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 5, wherein the other information processing apparatus is an IC card. 第１の鍵および第２の鍵を記憶する記憶手段と、
乱数を生成する乱数生成手段と、
所定のデータを、前記第１の鍵または前記第２の鍵を利用して暗号化する暗号化手段と、
暗号化されたデータを復号する復号手段と、
前記暗号化手段により暗号化された暗号を他の情報処理装置に送信する送信手段と、
前記他の情報処理装置から暗号を受信する受信手段と、
前記他の情報処理装置から受信した暗号を復号して生成されたデータに応じて、前記他の情報処理装置を認証する認証手段と
を備える情報処理装置において、
前記受信手段は、前記他の情報処理装置で生成された第１の乱数が暗号化された第１の暗号を受信し、
前記復号手段は、前記受信手段により受信された前記第１の暗号を前記第１の鍵を用いて復号して第２のデータを生成し、
前記暗号化手段は、前記第２のデータを前記第２の鍵を用いて第２の暗号に暗号化するとともに、前記乱数生成手段により生成された第２の乱数を前記第２の鍵で第３の暗号に暗号化し、
前記送信手段は、前記暗号化手段により暗号化された前記第２の暗号および前記第３の暗号を前記他の情報処理装置に送信し、
前記受信手段は、前記他の情報処理装置で、前記第２の暗号が復号され、前記第１の乱数と比較され、比較結果が一致した場合に、前記情報処理装置が認証された結果、前記第３の暗号が復号されて、暗号化された第４の暗号を受信し、
前記復号手段は、前記受信手段により受信された前記第４の暗号を前記第１の鍵を用いて復号して第６のデータを生成し、
前記認証手段は、前記第６のデータと前記乱数生成手段により生成された前記第２の乱数を比較し、比較結果が一致した場合、前記他の情報処理装置を認証するようにし、比較結果が一致しない場合、処理を終了するようにする
ことを特徴とする情報処理装置。 Storage means for storing a first key and a second key;
Random number generating means for generating a random number;
Encryption means for encrypting predetermined data using the first key or the second key;
Decryption means for decrypting the encrypted data;
Transmitting means for transmitting the cipher encrypted by the encrypting means to another information processing apparatus;
Receiving means for receiving encryption from the other information processing apparatus;
In an information processing apparatus comprising: authentication means for authenticating the other information processing apparatus according to data generated by decrypting a cipher received from the other information processing apparatus;
The receiving means receives a first cipher in which a first random number generated by the other information processing apparatus is encrypted,
The decrypting means decrypts the first cipher received by the receiving means using the first key to generate second data;
The encryption means encrypts the second data into a second cipher using the second key, and uses the second key to generate the second random number generated by the random number generation means. 3 encryption,
The transmitting unit transmits the second cipher and the third cipher encrypted by the encrypting unit to the other information processing apparatus;
The receiving means is the second information decrypted by the other information processing device, compared with the first random number, and when the comparison result matches, the information processing device is authenticated, The third cipher is decrypted and the encrypted fourth cipher is received;
The decrypting means decrypts the fourth cipher received by the receiving means using the first key to generate sixth data,
The authentication unit compares the sixth data with the second random number generated by the random number generation unit, and if the comparison result matches, authenticates the other information processing apparatus, and the comparison result is An information processing apparatus characterized in that the processing is terminated if they do not match. 前記認証手段は、前記送信手段により前記第２の暗号および前記第３の暗号が送信されてから、前記受信手段により前記第４の暗号が受信されるまでの時間が所定の時間を超えた場合、前記他の情報処理装置の認証を禁止する
ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。 The authenticating means, when a time from when the second cipher and the third cipher are transmitted by the transmitting means until when the fourth cipher is received by the receiving means exceeds a predetermined time The information processing apparatus according to claim 8, wherein authentication of the other information processing apparatus is prohibited. 前記他の情報処理装置は、リーダライタで構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 8, wherein the other information processing apparatus includes a reader / writer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2120386A1 (en) 2008-05-13 2009-11-18 Sony Corporation Communication device, communication method, reader/writer, and communication system
JP2010225055A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Toshiba Corp Processing device for portable electronic device, portable electronic device, and processing system for portable electronic device
CN106713237A (en) * 2015-11-16 2017-05-24 厦门雅迅网络股份有限公司 Encryption method of vehicle-mounted terminal and center platform communication
CN109862040A (en) * 2019-03-27 2019-06-07 北京经纬恒润科技有限公司 A kind of safety certifying method and Verification System

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2120386A1 (en) 2008-05-13 2009-11-18 Sony Corporation Communication device, communication method, reader/writer, and communication system
US9407446B2 (en) 2008-05-13 2016-08-02 Sony Corporation Communication device, communication method, reader/writer, and communication system
US10291398B2 (en) 2008-05-13 2019-05-14 Sony Corporation Communication device, communication method, reader/writer, and communication system
JP2010225055A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Toshiba Corp Processing device for portable electronic device, portable electronic device, and processing system for portable electronic device
CN106713237A (en) * 2015-11-16 2017-05-24 厦门雅迅网络股份有限公司 Encryption method of vehicle-mounted terminal and center platform communication
CN106713237B (en) * 2015-11-16 2021-03-23 厦门雅迅网络股份有限公司 Encryption method for communication between vehicle-mounted terminal and central platform
CN109862040A (en) * 2019-03-27 2019-06-07 北京经纬恒润科技有限公司 A kind of safety certifying method and Verification System
CN109862040B (en) * 2019-03-27 2021-08-24 北京经纬恒润科技股份有限公司 Security authentication method and authentication system

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