JP2000215257A - 複数受領者への支払いのための電子現金方式及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １回の支払行為で複数の受領者へ電子現金を
支払えるようにする。 【解決手段】 支払マシン１１が、複数の受領額ｘ１、
ｘ２の合計額に等しい支払額ｘと支払額分の電子現金Ｃ
とライセンスＬを、代表の受領マシン１３へ送る。支払
額ｘと電子現金Ｃは、受領マシン１３から他の受領マシ
ン１５へと送られる。各受領マシン１３、１５は、支払
額ｘと他の受領マシンの受領額の合計値と自分の受領額
との数的関係が正しいことを確認した上で、自分の受領
額の正当受領権限を示すチャレンジ要素Ｆ１１、Ｆ２
１、Ｆ１２、Ｆ２２を作成する。代表の受領マシン１３
は、全ての受領マシンのチャレンジ要素Ｆ１１、Ｆ２
１、Ｆ１２、Ｆ２２を集め、それにハッシュ関数を施し
て一定データ長のチャレンジＦを作成し、支払マシン１
１へ送る。支払マシン１１は、そのチャレンジＦに対す
る電子署名Ｓを作成して代表の受領マシン１３へ返送す
る。各受領マシン１３、１５は、電子署名Ｓを検証し、
正しければ、自分の受領額分の電子現金を受け取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子現金で支払を
行う電子現金方式に関し、特に、複数の受領者へ支払う
ための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子現金方式として、例えば、森
畠、赤鹿、、菅沼、高橋「階層型電子現金方式」電子情
報通信学会、情報とセキュリティシンポジウム、１９９
８年、に記載されたものが知られている。図１は、この
従来の電子現金方式の支払プロトコルを示す。

【０００３】支払者と受領者間で支払金額ｘの合意が成
立した後、まず、支払者側のマシン１（以下、単に「支
払マシン」という）が、支払い金額ｘ分の電子現金Ｃ
と、支払者の公開鍵に電子現金発行機関の秘密鍵の電子
署名が付加されたライセンスＬと、支払金額ｘとを、受
領者側のマシン３（以下、単に「受領マシン」という）
に送付する（ステップＳ１）。受領マシン３は、受領し
た支払金額ｘと電子現金Ｃとをチェックした後、受領者
の利用者番号ＩｄＵと適当な乱数とからチェレンジＣｈ
ａｌｌを生成し（Ｓ２）、このチャレンジＣｈａｌｌを
支払マシン１へ送信する（Ｓ３）。このチャレンジＣｈ
ａｌｌは、正当な受領者であることを示すための識別デ
ータとしての役割をもつものである。支払マシン１は、
チャレンジＣｈａｌｌを受信すると、そのチャレンジＣ
ｈａｌｌと支払金額ｘと電子現金Ｃから支払者の公開鍵
を用いて電子署名Ｓを作成し（Ｓ４）、電子署名Ｓを受
領マシン３へ送信する（Ｓ５）。この電子署名Ｓは、電
子現金ＣがチャレンジＣｈａｌｌの作成者（つまり受領
者）宛てのものであることを、支払者が認めたことを示
すデータである。受領マシン３は、受信した電子署名Ｓ
が正しいことを検証し、検証が完了すると、電子現金Ｃ
を記憶媒体に格納する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子現
金方式では、チャレンジは、１回の支払について、一人
の受領者から一人の支払者へ送信される。つまり、チャ
レンジは、１回の支払について、一人の受領者と一人の
支払者について唯一のものである。従って、一人の支払
者が複数の受領者に支払いを行う場合、その受領者の数
だけチャレンジが存在しなくてはならないから、支払者
は個々の受領者に対し別々に上記の支払プロトコルを実
行しなければならない。

【０００５】その結果、例えば、複数の業者が品物を販
売している電子モール上で、客が販売業者の異なる複数
の品物を購入した場合、客は各業者に対して別個に支払
いを実行しなくてはならない。この面倒を無くすため、
客がどの業者から何の品物を何個購入しても、それらの
代金を纏めて１回で代表業者に支払えば済むよう電子モ
ールを運用することもできるが、そうすると、電子モー
ル側で代金分配のために各業者間で１対１の支払プロト
コルを行わなくてはならない。また、売上金だけでな
く、例えば、電信モールの出店業者と、電子モールの経
営業者との間にテナント料の支払なども、やはり業者間
で１対１で行わなくてはならない。

【０００６】そこで、もし、客が１回で支払った電子現
金が、各業者にそれぞれの取り分に従って自動的に分配
されれば、上記の問題は解決される。

【０００７】また、従来の電子現金方式では、支払者は
予め受領者の受領金額を知っていなければ支払いができ
ない。しかし、もし、支払者が何も意識しなくても、支
払われた電子現金が複数の受領者間で正しく自動分配さ
れるならば、余計な面倒が無く且つ自由度の高い商売の
運用が可能となる。

【０００８】従って、本発明の目的は、１回の支払行為
で複数の受領者へ電子現金を支払うことができる電子現
金方式を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、支払者が特に意識
しなくても、支払われた電子現金が複数の受領者に正し
く自動分配される電子現金方式を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子現金方式
は、複数の受領額をそれぞれ割り当てられた複数の受領
マシンと、一つの支払マシンと通信して、この支払マシ
ンから上記複数の受領額の合計額に等しい支払額とこの
支払額分の電子現金とを受信し、次に、その支払額の正
当な受領権限を示すチャレンジを作成して支払いマシン
へ送信し、次に、支払マシンから上記チャレンジに対す
る電子署名を受信する支払マシンインタフェースとを備
える。各受領マシンは、支払マシンインタフェースが受
けた支払額から自分の受領額を取ることができるかチェ
ックし、取ることができれば、自分の受領額の正当な受
領権限を示すチャレンジ要素を作成する手段と、支払マ
シンインタフェースが受けた電子署名を検証して、この
電子署名が正当であれば、支払マシンインタフェースが
受けた電子現金の中から自分の受領額分の電子現金を受
領する手段とを有する。また、支払マシンインタフェー
スは、複数の受領マシンが作成したチャレンジ要素を集
めて、これらのチャレンジ要素から前記チャレンジを作
成する。

【００１１】この電子現金方式によれば、複数の受領マ
シンが、支払マシンから送られてきた支払額と自分たち
の受領額との数的関係が正しいかをチェックし、正しけ
れば、それぞれの受領マシンが、各々の受領額の正当受
領権限を示すチャレンジ要素を作成する。そして、支払
マシンインタフェースが、全ての受領マシンの作成した
チャレンジ要素を集め、それらに基づき支払者向けの一
つのチャレンジを作成して、支払マシンへ送る。そのた
め、支払マシンとしては、複数の受領額の合計額を支払
額として１回の支払プロトコルを実行するだけで支払が
完了する。しかも、支払者は個々の受領者の受領額を知
る必要がないので、受領者側は、支払者に関係なしに、
支払額を自分たちの都合に従って分配できる。

【００１２】好適な実施形態では、支払者向けのチャレ
ンジを作成する際、全ての受領マシンからのチャレンジ
要素にハッシュ関数のような圧縮型暗号処理を施して、
一定のデータ長をもったチャレンジを作成する。従っ
て、支払マシンが署名するチャレンジは、受領者の人数
に関わらず一定のデータ長をもつ。よって、支払マシン
の処理は、従来の一対一で支払を行うときのものと同じ
でよい。

【００１３】好適な実施形態では、複数の受領マシンの
中の１つの代表マシンが支払マシンインタフェースを有
している。そして、その代表マシンを先頭に、複数の受
領マシンが数珠繋ぎに通信接続される。支払マシンから
支払額や電子現金は、代表マシンから最後の受領マシン
まで各マシンにより順次にリレーされ、また、各受領マ
シンが作成したチャレンジ要素も順次に代表マシンまで
リレーされる。このリレーの過程で、各受領マシンは、
支払額から他の受領マシンの受領額を差し引いた残額、
又は、他の受領マシンの受領額の合計額を、隣の受領マ
シンから受け取ることになる。この残額又は合計額か
ら、各受領マシンは、支払額から自分の受取額を取れる
かどうかを判断することができる。従って、代表マシン
に全ての受領マシンのチャレンジ要素が集まった段階
で、支払額と受取額との数的関係が正しいことが確認さ
れたことになる。しかも、各受領マシンの受領額は、他
の受領マシンに知られない。

【００１４】本発明は典型的にはコンピュータにより実
施することができるが、そのためのコンピュータプログ
ラムは、ディスク型ストレージ、半導体メモリおよび通
信ネットワークなどの各種の媒体を通じてコンピュータ
にインストールまたはロードすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の一実施形態にか
かる電子現金方式の支払プロトコルを示す。図２に示す
支払プロトコルは、二人の受領者がいる場合の例示であ
る。

【００１６】支払者は、電子現金を格納し且つ支払プロ
トコルの実行に必要な演算が可能な支払マシン１１を持
つ。支払マシン１１としては、例えばＩＣカードのよう
に耐タンパ性をもった装置が適しているが、勿論、他の
タイプの計算機であってもよい。個々の受領者は、支払
プロトコルの実行に必要な計算機と、受領した電子現金
を格納することができる記憶装置とのセット（以下、
「受領マシン」という）１３、１５を持っている。支払
マシン１１と少なくとも一つの受領マシン１３とは通信
することができる。受領マシン１３、１５同士も通信す
ることができる。

【００１７】ここで、一方の受領者の受領額がｘ1、他
方の受領者の受領額がｘ2、支払者の支払金額がｘ（＝
ｘ1+ｘ2）であるとする。但し、支払者は支払額ｘは知
っているが、個々の受領者の受領額ｘ1、ｘ2は知らな
い。

【００１８】支払者が支払金額ｘに合意した後、支払マ
シン１１は、ステップＳ１１に示すように、格納されて
いる電子現金のうち支払金額ｘ円に相当する電子現金Ｃ
と、支払者が電子現金の正当な利用者であることを示す
ライセンスＬと、支払金額ｘとを、最初の受領者の受領
マシン１３に送信する。

【００１９】この最初の受領マシン１３は、ステップＳ
１２で示すように、２つの乱数Ｒ11、Ｒ21を用意し、そ
して、第１の乱数Ｒ11と自分の受領額ｘ1とに一方向性
関数、例えばハッシュ関数、を施して、受領額ｘ1に関
するチャレンジ要素Ｆ11を作成し、また、第１の受領者
の利用者番号ＩｄＵ1と、この受領者側で当該取引に割
り当てた識別番号Ｇｂ1と、上記の第２の乱数Ｒ21と
に、同様にハッシュ関数を施して、利用者番号ＩｄＵ1
に関するチャレンジ要素Ｆ21を作成する。その後、この
最初の受領マシン１３は、ステップＳ１３で示すよう
に、支払マシン１１から受け取った電子現金Ｃとライセ
ンスＬと支払金額ｘと共に、自分の作成した２つのチャ
レンジ要素Ｆ11、Ｆ21と、自分の受領額ｘ1に関するチ
ャレンジ要素Ｆ11の作成元となった受領額x1と乱数Ｒ11
とを、次の（最後の）の受領マシン１５へ送信する。

【００２０】この最後の受領マシン１５は、ステップＳ
１４で示すように、２つの乱数Ｒ12、Ｒ22を用意し、そ
して、まず、最初の受領マシン１３から受け取った受領
額ｘ1と乱数Ｒ11と、その受領額ｘ1に関するチャレンジ
要素Ｆ11とから、その受領額ｘ1が正しいことを確認す
る。次に、この最後の受領マシン１５は、正しいと確認
された最初の受領者の受領額ｘ1を支払額ｘから差し引
いて残額を求め、その残額（＝ｘ-ｘ1）が自分の受領額
ｘ2に等しいかをチェックし、正しければ、予め用意し
ていた２つの乱数Ｒ12、Ｒ22のうちの一方の乱数Ｒ12と
自分の受取額ｘ2とから、同様にハッシュ関数を用いて
自分の受取額x2に関するチャレンジ要素Ｆ12を作成し、
また、最後の受領者の利用者番号ＩｄＵ2と、この受領
者側で当該取引に割り当てた識別番号Ｇｂ2と、もう一
方の乱数Ｒ22とから、同様にハッシュ関数を用いて、利
用者番号ＩｄＵ2に関するチャンレンジ要素Ｆ22を作成
する。更に、この受領マシン１５は、タイムスタンプＴ
ｓと、署名用の乱数Ｒｓとを発生する。その後、この最
後の受領マシン１５は、ステップＳ１５で示すように、
タイムスタンプＴｓと、署名用の乱数Ｒｓと、自分の作
成したチャレンジ要素Ｆ12、Ｆ22と、自分の受領額ｘ2
に関するチャレンジ要素Ｆ12の作成元となった受領額ｘ
2と乱数Ｒ21とを、最初の受領マシン１３に送る。

【００２１】最初の受領マシン１３は、ステップＳ１６
に示すように、支払額ｘと自分の受領額ｘ1と最後の受
領マシン１５から受け取った受領額ｘ2との間の数的関
係が正しいかをチェックし、正しければ、自分の作成し
たチャレンジ要素Ｆ11、Ｆ21と、最後の受領マシン１３
から受け取ったチャレンジ要素Ｆ12、Ｆ22とに、ハッシ
ュ関数を施して、支払者向けの１つのチャレンジＦを作
成する。その後、この最初の受領マシン１３は、今作成
したチャレンジＦと、最後の受領マシン１５から受け取
ったタイムスタンプＴｓと著名用乱数Ｒｓと、支払額ｘ
とを支払マシン１３へ送る。

【００２２】支払マシン１３は、ステップＳ１８に示す
ように、受領マシン１３から受信した支払額ｘが正しい
かチェックし、正しければ、受信したデータＴｓ、Ｒ
ｓ、Ｆ、ｘ全体に対して、自分の秘密鍵を用いて電子署
名Ｓを作成し、そして、ステップＳ１９で示すように、
その電子署名Ｓを最初の受領マシン１３へ送る。最初の
受領マシン１３は、ステップＳ２１で示すように、その
電子署名３を最後の受領マシン１５へも送る。

【００２３】そして、最初の受領マシン１３は、ステッ
プＳ２０で示すように、支払マシン１１から受信した電
子署名Ｓを、既に受信済みの支払者のライセンスＬに含
まれている公開鍵を用いて検証する。すなわち、支払者
の公開鍵を用いて、受信した電子署名Ｓから、その電子
署名Ｓの作成の元となったデータを復元し、その復元し
たデータが真の元データＴｓ、Ｒｓ、Ｆ、ｘに一致する
かをチェックする。その結果、電子署名Ｓが正当であれ
ば、受領マシン１３は、自分の受領金額ｘ1分の電子現
金を、支払者のライセンスＬ、チャレンジＦ、及びチャ
レンジ要素Ｆ11、Ｆ21、Ｆ12、Ｆ22と共に記憶装置に格
納する。

【００２４】同様に、最後の受領マシン１５も、ステッ
プＳ２２で示すように、受信又は作成済みのチャレンジ
要素Ｆ11、Ｆ21、Ｆ12、Ｆ22からチャレンジＦを計算し
た上で、支払者からの電子署名ＳをライセンスＬに含ま
れている支払者の公開鍵を用いて検証し、その結果、電
子署名Ｓが正当であれば、自分の受領金額ｘ2分の電子
現金を、支払者のライセンスＬ、チャレンジＦ、及びチ
ャレンジ要素Ｆ11、Ｆ21、Ｆ12、Ｆ22と共に記憶装置に
格納する。

【００２５】以上の手順で支払を行うことにより、支払
者は受領者が複数か単数かを意識することなく１回の支
払プロトコルを行うだけで、複数の受領者に支払を行う
ことができ、支払者の手間及び通信費用負担が軽減す
る。受領者側では、支払者に余計な面倒をかけることな
く、受領金を自分たちの商売事情に応じて分配すること
ができる。例えば、電子モールの出店業者が売上金の一
部を自動的にテナント料として電子モール経営者へ支払
ったりすることができる。また、支払者が署名するチャ
レンジＦは、複数の受領者が作成したチャレンジ要素を
ハッシュ関数のような圧縮型暗号処理で処理して所定の
データ長にしたものであるため、受領者が何人いても、
支払者は同じ演算で署名を行うことができる。

【００２６】図３と図４は、両図を繋ぐことで、本発明
の別の実施形態にかかる支払プロトコルを示している。
図３では、受領者がｎ人いる場合を例示している（ｎは
２以上の任意の整数）。ここで、ｉ番目（ｉ＝１、２、
…、n-1、n）の受領者の受領額をｘiとし、支払金額を
ｘ（＝ｘ1＋ｘ2＋…＋ｘn-1＋ｘn）とする。

【００２７】最初の受領者の受領マシン２１は、ステッ
プＳ３１で示すように、支払者（図示せず）からライセ
ンスＬ、支払額ｘ分の電子現金Ｃ及び支払額を受信する
と、ステップＳ３２で示すように、受信した支払額ｘが
自分の受領額ｘ1を超えいているかチェックし、超えて
いるならば、支払額ｘから自分の受領額ｘ1を差し引
き、その残額とｘ−ｘ1予め用意してある乱数Ｒ11か
ら、ハッシュ関数を用いて残額ｘ−ｘ1に関するチャレ
ンジ要素Ｃｈａｌｌ11を作成し、また、自分の利用者番
号ＩｄＵ1と予め用意してある乱数Ｒ21から同様に利用
者番号ＩｄＵ1に関するチャレンジ要素Ｃｈａｌｌ21を
作成する。その後、最初の受領マシン２１は、ステップ
Ｓ３３で示すように、支払者からのデータＬ、Ｃ、ｘと
共に、自分の作成したチャレンジＣｈａｌｌ11、Ｃｈａ
ｌｌ21と、残額ｘ−ｘ1と乱数Ｒ11とを２番目の受領マ
シン２３へ送る。

【００２８】２番目の受領マシン２３は、ステップ３４
で示すように、最初の受領マシン２１から受信した残額
ｘ−ｘ1と乱数Ｒ11と残額用のチャレンジ要素Ｃｈａｌ
ｌ11から、その受け取った残額ｘ−ｘ1が正しいことを
確認した後、その残額ｘ−ｘ1が自分の受領額ｘ2を超え
ているかチェックし、超えていれば、その残額ｘ−ｘ1
から自分の受領額ｘ2を差し引き、その残額ｘ−ｘ1−ｘ
2と予め用意してある乱数Ｒ12から残額ｘ−ｘ1−ｘ2に
関するチャレンジ要素Ｃｈａｌｌ12を作成し、また、自
分の利用者番号ＩｄＵ2と予め用意してある乱数Ｒ22か
ら同様に利用者番号ＩｄＵ2に関するチャレンジ要素Ｃ
ｈａｌｌ22を作成する（Ｓ３４）。そして、この２番目
の受領マシン２３は、ステップＳ３５で示すように、支
払者からのデータＬ、Ｃ、ｘと、最初の受領マシン２３
からのチャレンジ要素Ｃｈｌｌ11、Ｃｈａｌｌ21と、自
分の作成したチャレンジＣｈａｌｌ12、Ｃｈａｌｌ22
と、残額ｘ−ｘ1−ｘ2と乱数Ｒ12とを、図示しない３番
目の受領マシン２３へ送る。

【００２９】このようにして、２番目からn-1番目まで
の各受領マシン（一般的に、ｉ番目の受領マシン）は、
１つ前の受領マシンから受け取った残額ｘ−ｘ1−…−
ｘi-1と乱数Ｒ１i-1と残額用のチャレンジＣｈａｌｌ１
i-1とから、その残額ｘ−ｘ1−…−ｘi-1が正しいこと
を確認した後、その残額ｘ−ｘ1−…−ｘi-1が自分の受
領額ｘiを超えているかチェックし、超えていれば、そ
の残額ｘ−ｘ1−…−ｘi-1から自分の受領額ｘiを差し
引く。そして、その差し引きの結果の残額ｘ−ｘ1−ｘ2
−…−ｘi-1−ｘiと予め用意してある乱数Ｒ1ｉから、
その残額ｘ−ｘ1−ｘ2−…−ｘi-1−ｘiに関するチャレ
ンジ要素Ｃｈａｌｌ1iを作成する。また、自分の利用者
番号ＩｄＵｉと予め用意してある乱数Ｒ2iから、利用者
番号ＩｄＵiに関するチャレンジ要素Ｃｈａｌｌ2ｉを作
成する。そして、支払者からのデータＬ、Ｃ、ｘと、前
の全ての受領マシンからのチャレンジ要素Ｃｈｌｌ11、
Ｃｈａｌｌ21、…、Ｃｈａｌｌ1i-1、Ｃｈａｌｌ2i-1
と、自分の作成したチャレンジＣｈａｌｌ1i、Ｃｈａｌ
ｌ2iと、残額ｘ−ｘ1−…−ｘiと乱数Ｒ2iとを、１つ後
の受領マシンへ送る。

【００３０】最後のｎ番目の受領マシン２７は、ステッ
プＳ３９で示すように、１つ前の受領マシン２５から受
け取った残額ｘ−ｘ1−…−ｘn-1と乱数Ｒ１n-1と残額
用のチャレンジＣｈａｌｌ１n-1とから、その残額ｘ−
ｘ1−…−ｘn-1が正しいことを確認した後、その残額ｘ
−ｘ1−…−ｘn-1が自分の受領額ｘnと一致しているか
をチェックし、一致していれば、自分の受領額ｘnと予
め用意してある乱数Ｒ1nから、その受領額ｘnに関する
チャレンジ要素Ｃｈａｌｌ12を作成する。また、自分の
利用者番号ＩｄＵnと予め用意してある乱数Ｒ2nから、
利用者番号ＩｄＵnに関するチャレンジ要素Ｃｈａｌｌ2
nを作成する。更に、タイムスタンプＴｓと、署名用の
乱数Ｒｓを発生させる。また更に、後の署名チェックの
準備として、前の全ての受領マシンからのチャレンジ要
素Ｃｈａｌｌ11、Ｃｈａｌｌ21、…、Ｃｈａｌｌ1n-1、
Ｃｈａｌｌ2n-1と、自分の作成したチャレンジＣｈａｌ
ｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nとから、ハッシュ関数を用いて、支
払者向けのチャレンジＣｈａｌｌを計算する。そして、
ステップＳ４０で示すように、タイムスタンプＴｓと署
名用乱数Ｒｓと、自分の作成したチャレンジ要素Ｃｈａ
ｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nと、自分の受領額ｘnと乱数Ｒ1n
とを、１つ前のn-1番目の受領マシン２５へ送る。

【００３１】n-1番目の受領マシン２５は、ステップＳ
４１で示すように、最後の受領マシン２７から受け取っ
た受領額ｘnと自分の受領額ｘn-1との合計額ｘn＋ｘn-1
が、１つ前の受領マシンから既に受信済みの残額ｘ−ｘ
1−…−ｘn-2と等しいかチェックし、正しければ、ステ
ップＳ４２で示すように、最後の受領マシン２７から受
け取ったタイムスタンプＴｓと著名用乱数Ｒｓとチャレ
ンジ要素Ｃｈａｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nと、自分の作成し
たチャレンジ要素Ｃｈａｌｌ1n-1、Ｃｈａｌｌ2n-1と、
上記受領額の和ｘn＋ｘn-1と、乱数Ｒ1n、Ｒ1n-1とを、
１つ前の受領マシンへ送信する。更に、後の署名チェッ
クの準備として、既に受信または自分で作成した全ての
チャレンジ要素Ｃｈｌｌ11、Ｃｈａｌｌ21、…、Ｃｈａ
ｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nから、支払者向けのチャレンジＣ
ｈａｌｌを計算する。

【００３２】このようにして、n-1番目から２番目まで
の各受領マシン（一般的に、ｉ番目の受領マシン）は、
１つ後の受領マシンから受け取った受領額の合計額ｘn
＋ｘn-1＋…＋ｘi+1と自分の受領額ｘiとの合計額ｘn＋
ｘn-1＋…＋ｘi+1＋ｘiが、１つ前の受領マシンから既
に受信済みの残額ｘ−ｘ1−…−ｘi-1と等しいかチェッ
クし、正しければ、一つ後の受領マシンから受け取った
タイムスタンプＴｓと著名用乱数Ｒｓとチャレンジ要素
Ｃｈａｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2n、…、Ｃｈａｌｌ1i+1、Ｃ
ｈａｌｌ2i+1と、自分の作成したチャレンジ要素Ｃｈａ
ｌｌ1i、Ｃｈａｌｌ2iと、上記受領額の合計額ｘn＋ｘn
-1＋…＋ｘiと、乱数Ｒ1n、Ｒ1n-1、…、Ｒiとを、１つ
前の受領マシンへ送信する。更に、後の署名チェックの
準備として、既に受信または自分で作成した全てのチャ
レンジ要素Ｃｈｌｌ11、Ｃｈａｌｌ21、…、Ｃｈａｌｌ
1n、Ｃｈａｌｌ2nから、支払者向けのチャレンジＣｈａ
ｌｌを計算する。

【００３３】最初の受領マシン２１は、ステップＳ４６
で示すように、２番目の受領マシン２３から受け取った
受領額の合計額ｘn＋ｘn-1＋…＋ｘ2と自分の受領額ｘ1
との合計額ｘn＋ｘn-1＋…＋ｘ2＋ｘ1が、支払額ｘと等
しいかチェックし、正しければ、既に受信または自分で
作成した全てのチャレンジ要素Ｃｈｌｌ11、Ｃｈａｌｌ
21、…、Ｃｈａｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nから、支払者向け
のチャレンジＣｈａｌｌを計算する。そして、ステップ
Ｓ４７に示すように、２番目の受領マシン２３から受け
取ったタイムスタンプＴｓと著名用乱数Ｒｓと、支払額
ｘと、自分の作成したチャレンジＣｈａｌｌとを、支払
マシンに送信する。

【００３４】支払マシンは、図示してないが、図２の実
施形態と同様に、受領マシン２１から受信した支払額ｘ
が正しいかチェックし、正しければ、受信したデータＴ
ｓ、Ｒｓ、ｘ、Ｃｈａｌｌに対する電子署名を作成し
て、この電子署名を最初の受領マシン２１へ送る。この
電子署名は、最初の受領マシン２１から最後の受領マシ
ン２７まで全ての受領マシンへ送られる。各受領マシン
（一般には、ｉ番目の受領マシン）は、図２の実施形態
と同様に、受信した電子署名を検証し、その電子署名が
正当であれば、自分の受領金額ｘi分の電子現金を、支
払者のライセンスＬ、チャレンジＣｈａｌｌ、及びチャ
レンジ要素Ｃｈａｌｌ11、Ｃｈａｌｌ21、Ｃｈａｌｌ1
2、Ｃｈａｌｌ22、…、Ｃｈａｌｌ1n、Ｃｈａｌｌ2nと
共に記憶装置に格納する。

【００３５】この実施形態によれば、図２の実施形態と
同様の利点だけでなく、各受領者の受領額が他の受領者
に知られないという利点も得られる。すなわち、各受領
マシンは、その前段の受領マシンからは、その前段マシ
ンの受領額ではなくて支払額からの残額を受け、また、
後段の受領マシンからは、その後段マシンの受領額では
なくて受領額の合計額を受けるから、他の受領マシンの
受領額を知ることはできない。

【００３６】以上、本発明の実施形態を説明したが、上
記の実施形態はあくまで本発明の説明のための例示であ
り、本発明を上記実施形態にのみ限定する趣旨ではな
い。従って、本発明は、上記実施形態以外の様々な形態
でも実施することができるものである。例えば、上記の
実施形態では、支払マシンや受領マシンなどの個々のマ
シンを別個の計算機ハードウェアとして説明したが、必
ずしもそうである必要は無く、同一の計算機ハードウェ
ア上で実行される別個のプロセスとして実装することも
できる。例えば、１番目の受領者の受領マシンと２番目
の受領者の受領マシンが、実際には１台の計算機の中で
多重に実行されている２つの受領プロセスである、とい
うようにである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子現金方式の支払プロトコルを示すブ
ロック図。

【図２】本発明の一実施形態にかかる電子現金方式の支
払プロトコルを示すブロック図。

【図３】図４と繋ぐことで、本発明の第２の実施形態に
かかる電子現金方式の支払プロトコルを示すブロック
図。

【図４】図３と繋ぐことで、第２の実施形態にかかる電
子現金方式の支払プロトコルを示すブロック図。

【符号の説明】

１１、２１ 支払マシン ３、２３〜２７ 受領マシン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森畠 秀実 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 中村 雪人 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 3E040 AA03 AA10 CB01 DA02 5B055 CB01 CB03 CB10 CB15 EE03 EE17 HA01 HA12 5J104 AA09 LA03 NA12 PA07 PA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受領額をそれぞれ割り当てられた
   複数の受領マシンと、 一つの支払マシンと通信して、前記支払マシンから前記
   複数の受領額の合計額に等しい支払額とこの支払額分の
   電子現金とを受信し、次に前記支払額の正当な受領権限
   を示すチャレンジを作成して前記支払いマシンへ送信
   し、次に、前記支払マシンから前記チャレンジに対する
   電子署名を受信する支払マシンインタフェースと、を備
   え、 （１）各受領マシンは、 前記支払マシンインタフェースが受けた前記支払額から
   自分の受領額を取ることができるかチェックし、取るこ
   とができれば、自分の受領額の正当な受領権限を示すチ
   ャレンジ要素を作成する手段と、 前記支払マシンインタフェースが受けた電子署名を検証
   して、この電子署名が正当であれば、前記支払マシンイ
   ンタフェースが受けた電子現金の中の自分の受領額分の
   電子現金を受領する手段と、を有し、 （２）前記支払マシンインタフェースは、前記複数の受
   領マシンが作成したチャレンジ要素を集めて、これらの
   チャレンジ要素から前記チャレンジを作成する、複数受
   領者への支払のための電子現金方式。
2. 【請求項２】 前記複数の受領マシンの中の１つの代表
   マシンが前記支払マシンインタフェースを有し、 前記支払マシンインタフェースが受信した前記支払額と
   前記電子現金を各受領マシンへ送り、前記各受領マシン
   が作成した前記チャレンジ要素を前記支払マシンインタ
   フェースへ集め、且つ前記支払マシンインタフェースが
   受信した前記電子署名を各受領マシンへ送れるように、
   前記複数の受領マシンが相互間で通信可能である、請求
   項１記載の電子現金方式。
3. 【請求項３】 前記支払マシンインタフェースが、集め
   た前記チャレンジ要素に圧縮型暗号化処理を施すことに
   より、一定のデータ長をもつように前記チャレンジを作
   成する請求項１記載の電子現金方式。
4. 【請求項４】 複数の受領額をそれぞれ割り当てられた
   複数の受領マシンが、支払マシンから電子現金の支払を
   受けるための動作方法であって、 前記複数の受領マシンの中の代表マシンが、前記支払マ
   シンから、前記複数の受領額の合計額に等しい支払額と
   この支払額分の電子現金とを受信するステップと、 前記代表マシンから他の受領マシンへ、前記支払額と前
   記電子現金とを送るステップと、 各受領マシンが、受信した前記支払額から自分の受領額
   を取ることができるかをチェックするステップと、 各受領マシンが、前記チェックの結果、取ることができ
   れば、自分の受領額の正当な受領権限を示すチャレンジ
   要素を作成するステップと、 前記他のマシンから前記代表マシンへ、前記チャレンジ
   要素を送るステップと、 前記代表マシンが、全ての受領マシンから集めた前記チ
   ャレンジ要素から、前記支払額の正当な受領権限を示す
   チャレンジを作成して前記支払マシンへ送信するステッ
   プと、 前記代表マシンが、前記支払マシンから前記チャレンジ
   に対する電子署名を受信するステップと、 前記代表マシンから前記他の受領マシンへ、前記電子署
   名を送るステップと、 各受領マシンが、受信した前記電子署名を検証し、その
   結果前記電子署名が正当であれば、受信した前記電子現
   金の中から自分の受領額分の電子現金を受領するステッ
   プと、を有する複数受領者への電子現金の支払のための
   受領マシンの動作方法。
5. 【請求項５】 複数の受領額をそれぞれ割り当てられた
   複数の受領マシンと、 一つの支払マシンと通信して、前記支払マシンから前記
   複数の受領額の合計額に等しい支払額とこの支払額分の
   電子現金とを受信し、次に前記支払額の正当な受領権限
   を示すチャレンジを作成して前記支払いマシンへ送信
   し、次に、前記支払マシンから前記チャレンジに対する
   電子署名を受信する支払マシンインタフェースと、を備
   え、 （１）各受領マシンは、 前記支払マシンインタフェースが受けた前記支払額から
   自分の受領額を取ることができるかチェックし、取るこ
   とができれば、自分の受領額の正当な受領権限を示すチ
   ャレンジ要素を作成する手段と、 前記支払マシンインタフェースが受けた電子署名を検証
   して、この電子署名が正当であれば、前記支払マシンイ
   ンタフェースが受けた電子現金の中の自分の受領額分の
   電子現金を受領する手段と、を有し、 （２）前記支払マシンインタフェースは、前記複数の受
   領マシンが作成したチャレンジ要素を集めて、これらの
   チャレンジ要素から前記チャレンジを作成する、複数受
   領者への支払のための電子現金方式における、前記各受
   領マシンとして、コンピュータを動作させるためのプロ
   グラムを担持したコンピュータ読取可能な記録媒体。