JP2001148697A - 低信頼性のチャネルを介して情報を通信する方法 - Google Patents

低信頼性のチャネルを介して情報を通信する方法

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JP2001148697A
JP2001148697A JP2000262692A JP2000262692A JP2001148697A JP 2001148697 A JP2001148697 A JP 2001148697A JP 2000262692 A JP2000262692 A JP 2000262692A JP 2000262692 A JP2000262692 A JP 2000262692A JP 2001148697 A JP2001148697 A JP 2001148697A
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スーザン・ラングフォード
Larry Hines
ラリー・ハイネス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ネットワークに接続されるデバイス間の通信セ
キュリティを確立する。 【解決手段】デバイス内のＴＳＭ１２４のＳＳ１２６
は、ＭＩＦ１１０からネットワークを介して送られた通
し番号ＳＳＩＤを記憶装置３４に記憶し（）、公開キ
ー・ペアを生成し格納する（）。該ペアは秘密部分Ｋ
ＰＶＳと公開部分ＫＰＢＳＳを備え、公開部分のみをＭ
ＩＦに送信する（）。ＭＩＳＭ１１４は、該公開部分
及び秘密署名キーＫＰＶＳＩＧＭを有する製造業者証明
書を生成し、記憶する（）とともに、ＴＳＭ１２４の
ＳＳ１２６に送信され、ＭＩＦの公開署名キーＫＰＢＳ
ＩＧＭとともに記憶される（）。ＭＩＦ１１０は、検
査証明書１３０も生成する。内部機密が各デバイス及び
証明書内に保持されるので、デバイスは、オペレータの
機密を用いて予めプログラムされる必要無く、低信頼性
のチャネルを介してでも、相互認証して安全に通信する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、暗号化システムに
関し、特に、安全な（ｓｅｃｕｒｅ）初期化を必要とす
る暗号化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】通信及びデータ記憶デバイスを好ましく
ないアクセス及び改変（改竄）から保護するために、暗
号化が使用されている。安全な通信には、いくつかの特
徴がある。安全な通信の１つの特徴は、保護されたメッ
セージが、メッセージ送信側とメッセージ受信側以外の
エンティティによっては読取ることができない、という
ことである。安全な通信の他の特徴は、受信側にメッセ
ージが変更されたことを検出されないように、アタッカ
が送信側から受信側に伝送中のメッセージを変更するこ
とができない、ということである。メッセージをその変
更が検出可能な方法で変更したとしても、大した問題で
はない。すなわち、受信側が、変更されたメッセージを
明らかな偽造又は通信エラーであるものとして、単純に
破棄することができるためである。
【０００３】当然のことながら、実現可能な安全な通信
により、十分な時間、労力及びコンピュータの能力があ
れば、メッセージを読出し可能又は変更可能にすること
ができる。このような能力があっても、アタッカが、メ
ッセージに対する解読キーを有するか、又は、メッセー
ジを「クラッキング」してその内容を読出すか又は変更
されたメッセージを作成して、時間又は計算能力をその
許容閾値を超えて消費するかしなければ、メッセージを
読出すか又は変更することができない場合、メッセージ
は、読出し不可能か又は変更不可能であると推定され
る。一般に、安全な通信システムは、時間の閾値が、メ
ッセージが機密であり続ける必要がある時間の長さより
長いように設計されており、計算能力の閾値は、アタッ
カがメッセージをクラッキングすることによって取得す
る利益に見合ったコストであらゆる予測されたアタッカ
に入手可能な計算能力より、大幅に大きい。
【０００４】より一般的に述べると、暗号化システム
は、該暗号化システムによって保護される通信又はデー
タ記憶システムの使用を制限するために採用される１つ
又は複数の機密を保持するシステムである。なお、本明
細書において、「通信システム」とは、伝統的に通信シ
ステムとして考えられなかったシステムを含んでおり、
あるソース（すなわち送信元）からあるデスティネーシ
ョン（すなわち送信先）にデータを通信する場合、又
は、安全な方法でデータをデータ記憶デバイス間で転送
する（すなわち、データの書き手側からデータの読み手
側への「通信」を安全にする）場合の、あらゆるシステ
ムを意味している。
【０００５】１つ又は複数のメッセージを機密保護する
際に、一般的な暗号化システムは、メッセージを機密の
ままにし、またメッセージの認証、完全性、及び非支払
拒否性を確実にするために、使用される。当然のことな
がら、暗号化システムによっては、それら機能をすべて
行うとは限らない。例えば、あるものは、文書を認証す
るためのシステムをセットアップするが、該認証された
文書は、すべての視聴者が見れるようにオープンにされ
る。認証により、受信側は、メッセージの送信側と称し
ている送信側が実際の送信側であるか否かを検査するこ
とができ、完全性により、受信側は、受信したメッセー
ジがまさに送信されたメッセージであるか否かを検査す
ることができ、非支払拒否性により、受信側は、メッセ
ージが送信側によって実際に送信されたということを、
送信側及びその他に証明することができる。
【０００６】通信システムの設計によっては、センシテ
ィブな暗号化オペレーションを厳密に制御することがで
きるように、暗号システム・モジュールにおいて、暗号
化機能が他の機能から分離されている。一般的な暗号シ
ステム・モジュールは、メッセージを暗号化し、解読
し、照合するために使用するための機密を保持する。こ
れら機密は、しばしば「キー」と呼ばれる。キーは、記
憶されたデータを保護するか、通信チャネルを保護する
か、又は、他の同様のタスクを保護するために使用する
ことができる。データ又は通信チャネルを保護すること
により、そのデータ又はチャネルの使用を、アクセスを
保護するために使用されるキーを知っている人々又はエ
ンティティのみに限定することができる。
【０００７】通信チャネルを保護する際のキーの使用法
には、いくつもの方法がある。１つの使用法は、メッセ
ージの暗号化／解読に関係するものである。この使用法
において、ソースからデスティネーションに通信するた
めに使用されるチャネルは、必ずしも安全ではないと考
えられる。安全でないチャネルは、アタッカがソースか
らデスティネーションに移動するトラフィックを盗聴す
る、「盗聴（ｅａｖｅｓｄｒｏｐｐｉｎｇ）」アタック
に晒されやすい。また、安全でないチャネルは、アタッ
カがトラフィック内を盗聴する能力を有するだけでな
く、それがソースからデスティネーションに進む際にメ
ッセージを変更することもできる、「マン・イン・ザ・
ミドル（ｍａｎ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｍｉｄｄｌｅ）」アタ
ックにも晒され易い。信頼性の無いチャネルは、実際に
は安全である場合も安全でない場合も有り得るが、安全
でないと推定されるチャネルである。信頼性の無いチャ
ネルに対して設計されているセキュリティ・システム
は、チャネルがある観点で安全ではないと推定するが、
該システムは、システム設計によって付加されたセキュ
リティ基準無しに安全となるチャネルを介する場合と同
じ方法で動作することになる。
【０００８】ソースからデスティネーションへのトラフ
ィックを暗号化することにより、これらのアタックを受
けてしまうことを、大幅に困難なものにすることができ
る。暗号化により、プレインテキスト（平文）・メッセ
ージ（すなわち、メッセージを所有していれば誰でも読
出し可能なメッセージ）が、キーを用いて、暗号文メッ
セージに変換される。そして、このキーを知らなけれ
ば、暗号文がプレインテキスト・メッセージに容易に戻
すことができない。暗号化は、プレインテキスト・メッ
セージとキーとをプロセス入力とする暗号化プロセスを
用いて行われる。好ましくは、メッセージのセキュリテ
ィは、暗号化プロセスの詳細を知らないアタッカによる
ものではない。暗号化プロセスは全く周知であって、セ
キュリティがアタッカに知られていないキーによっての
み提供される、という暗号化システムが、より好適であ
る。
【０００９】安全な通信の上述した各々の有用性は、ポ
イント・オブ・セール（ＰＯＳ）端末ネットワークに関
して説明することができる。ＰＯＳ端末ネットワークに
おけるＰＯＳ端末は、商店と顧客との間の販売を容易に
するために使用される。このＰＯＳ端末ネットワークで
は、顧客は、販売をカバーするべく、その顧客の銀行預
金口座から商店の銀行預金口座に資金を振替るよう、顧
客の銀行に許可する。取引は、商店のＰＯＳ端末と他の
ネットワーク・デバイスとの間で１つ又は複数のメッセ
ージを通信することによって行われる。ＰＯＳ端末ネッ
トワークの１つの目的は、通信を保護することであるた
め、盗聴者又は窃盗犯（一般に、多くの暗号化テキスト
において「アタッカ」と呼ばれる）は、メッセージ・キ
ーを知らなければ、メッセージ・トラフィックを読み出
すことも不可能であり、また、検出されることなくデー
タを変更することもできない。
【００１０】明らかなように、販売取引に関わる当事者
は、メッセージ・トラフィックが安全な通信の上述した
態様を有していることを望む。顧客は、自身の口座番号
がアタッカによって読出し不可能であるように、通信が
機密であることが確実であるよう望む。銀行は、資金が
顧客によって正式に認められた時にのみ引出されるよう
に、通信が信頼できることが確実であることを望む。ア
タッカが商店の口座番号をアタッカの口座番号に置換え
るようにメッセージを編集することができないように、
メッセージの完全性が保証されている必要がある。ま
た、顧客が買って帰った商品に対し銀行が商店に支払い
を行ったが、その顧客が取引を拒否し自身の口座から取
引を取り消したいという場合が生じないようにするた
め、非支払拒否は、顧客の銀行にとって重要である。
【００１１】安全な通信のこれらの面は、銀行及び顧客
がこれらの間の通信を保護するステップをとる場合に、
確実にすることができる。銀行の方が顧客よりもインフ
ラストラクチャに関わる可能性が高いため、セキュリテ
ィにおける顧客の関わりは、一般に、パスワード（「キ
ー」）の選択とパスワードの機密を保持することとに限
られる。顧客のタスクがキーを記憶するという簡単なこ
とであるが、銀行のタスクはより複雑である。これは、
アタッカが通信に介入して通信を安全でないものにする
機会が多くあるためである。リスクもまた、顧客よりも
銀行の方がずっと大きい。顧客のセキュリティが破ら
れ、アタッカが顧客のパスワードを取得した場合、アタ
ッカの取り分は通常、１人の顧客の銀行預金口座で入手
可能な資金に制限される。顧客が処理中に権限の無いア
クティビティに気が付いた場合、その取り分は更に制限
される。しかしながら、銀行のセキュリティが危険に晒
されている場合、アタッカの取り分は制限されず、かつ
人目を引かない。このため、銀行は、安全システムを有
することに非常に関心を持っている。
【００１２】公開キー暗号化が使用される場合、一対の
キーが生成され、そのうちの一方が秘密キーであり、他
方が公開キーである。いずれの場合も、安全な端末は秘
密キーを有している。アタッカは、それら秘密キーを取
得することができる場合、安全な端末間を行き来するメ
ッセージ・トラフィック上で盗聴することができ、その
トラフィックをインタセプトすることさえできる場合が
ある。また、場合によっては、秘密キーを知っているア
タッカが、安全な端末を宛先とするメッセージを変更
し、安全な端末によって送信されているメッセージを変
更するために十分な知識を有している場合がある。それ
によって、アタッカは、検出されることなく、以降のメ
ッセージ・トラフィックを変更し続けることができる。
かかる危険性は、アタッカが「キー変更」コマンドと新
たな秘密キーとを含むメッセージをインタセプトする
と、秘密キーが変更された後でも継続する。
【００１３】アクセスが続けられることにより、危険に
晒された端末は危険に晒された端末であり続ける。逆
に、保護された端末は、通常、適切に設計されている場
合、安全な端末であり続けることができる。安全なシス
テムは、一旦危険に晒されると、安全なシステムと見な
すことができない。従って、安全なシステムは、システ
ムの最初のインストールを含む各インプリメンテーショ
ン段階において、安全であることが必要である。最初の
インストールでの困難の１つは、端末が秘密キーの初期
セットで開始する必要がある、ということである。秘密
キーの初期セットは、新たなキーとキーを変更するとい
う命令とを含む保護されたコマンド・メッセージを端末
に送信することにより、遠隔制御で変更することができ
る。「キー変更」メッセージが送信される前に端末が危
険に晒された場合、アタッカがメッセージを読出しその
キーのコピーを更新することができるため、それによっ
て危険性が継続する。暗号化システムの上記脆弱性を鑑
みると、暗号化デバイスの初期化プロセスは、暗号化デ
バイスが安全であるように、注意深く設計されなければ
ならない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】デバイス初期化の１つ
の解決法は、製造中にキーの初期セットをインストール
するというものである。この解決法の欠点は、製造業者
が各デバイスの初期キーを追跡し続けなければならない
ということ、及び、端末の購入者が、その情報を安全に
しておくために、製造業者に頼らなければならないとい
うことである。初期キーが明白にロードされている場
合、プロセスを監視している人は誰でもそのキーを獲得
することができ、デバイスのセキュリティを脅かすこと
ができる。あるいは、製造業者は、デバイスがすべて共
通の初期キーを有するようにデバイスを製造してもよ
い。共通の初期キーによって、盗聴者からは安全に最初
の一意のキーをロードすることは可能であるが、多くの
デバイスに共通のキーのセキュリティは、通常、信用で
きないものである。
【００１５】デバイス初期化の他の方法は、「信用され
たエージェント（ｔｒｕｓｔｅｄａｇｅｎｔ）」方法で
ある。この方法により、暗号化システムは、キー無しに
製造され、安全なチャネルによりキーを暗号化システム
に入力することによって、暗号化システムの所有者の信
用されたエージェントによって初期化される。暗号化シ
ステムが安全でないコネクションによって接続されたリ
モート・ネットワーク（グローバル・インタネット等）
上に配置されている場合、信用されたエージェントは、
初期化キーを入力するために暗号化システムのロケーシ
ョンに移動しなければならない。一般に、エージェント
の従業員すべてを必ずしも完全に信用できるものでない
ため、初期化キーは、エージェントの２人の信用された
従業員間に分割される。彼らは、初期化キーのそれぞれ
の部分を入力するために、暗号化システムのロケーショ
ンに各々移動する。当然のことながら、これは費用がか
かりかつ時間がかかる。更に、キー入力のためのキーボ
ード等の専用ハードウェアが使用される場合、その分の
コストがデバイスに付加され、キーのロードの自動化が
妨げられる。
【００１６】信用されたエージェントによる方法は、目
下、初期キーを新たなＡＴＭ（自動預金支払機）及びＰ
ＯＳ端末（本明細書では包括的に「端末」と言う）にロ
ードするために使用されている。ＤＥＳキー部分の二重
管理を提供する少なくとも２人のセキュリティ人員は、
キー・ロード・デバイスから端末への実際のキーのロー
ドを監視する。一般的なネットワークがかかる端末を何
万も有している場合が多いため、このキー・ロード・プ
ロセスは、特にデビットＰＯＳ端末の場合に、非常に負
担となる。
【００１７】リモート・ロケーションへの移動を避ける
ために、キー貯蔵所（ｄｅｐｏｔ）を使用することがで
きる。キー貯蔵所は、すべての暗号化システムが製造後
に導かれる安全なロケーションである。このキー貯蔵所
において、初期化キーが安全なチャネルを介して暗号化
システムにロードされ、その後、暗号化システムは使用
される場所に移送される。この方法は、実際の取引では
物理的なキー貯蔵所の保持を継続しなければならず、い
くつかの余分の移送ステップが必要であるため、コスト
がいくらか低減するにも関わらず、実質的に別の費用が
かかる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの実施の形
態による暗号化システムにおいて、内部機密を生成する
セキュア・セクションを有するデバイスが製造される。
内部機密の非可逆性暗号化変換が行われ、非可逆性暗号
化変換及びデバイスの一意の識別子を含む証明書（ｃｅ
ｒｔｉｆｉｃａｔｅ）に対し、製造業者のキーを用いて
署名がなされる。デバイス及び証明書は、ネットワーク
・オペレータに提供される。そのオペレータの制御の
下、初期化プロセスが実行されることにより、２つのデ
バイス間の安全な通信のために、オペレータの制御の下
で、２つのデバイス間に安全なチャネルがセットアップ
される。各デバイス内に保持される内部機密及び証明書
により、それらデバイスは互いを認証することができ、
それらデバイスがオペレータの機密によって予めプログ
ラミングされている必要なく、安全でないチャネルを介
する場合であっても、安全に通信することができる。そ
れらデバイスは、互いを認証することができ、安全でな
いチャネル全体に亙って共有機密を作成することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明は、この開示を読めば明ら
かとなるように、多くのアプリケーションを有してい
る。本発明によるセキュリティ・モジュールの実施の形
態の説明においては、可能な変形例を例示的に説明して
いる。更に、この説明において、セキュリティ・モジュ
ールの特定のアプリケーションが、一例として繰返し用
いられている。当業者には、他の適用法及び変形例が明
らかとなろう。そのため、本発明は、実施例のように狭
く解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲に従
って解釈されるべきである。
【００２０】本システムの説明において繰返し使用され
ている１つの特定のアプリケーションは、銀行により、
その銀行とその顧客との間のメッセージを制御するため
にセキュリティ・モジュールを使用することである。銀
行は、その資金及び顧客を保護するものであり、資金振
替メッセージ及び他の通信が内密で確実であり完全であ
ることを保証すべきである。預金者の資金の強固な保管
者であるために、銀行は、製造業者、銀行の顧客、又は
銀行の従業員を完全に信用している訳ではなく、これら
が、メッセージ・トラフィック上で盗聴するか、あるい
は、内密のメッセージを読出すようトラフィックを変更
するため干渉するか、又はインタセプトする者がまった
く権限の無い預金口座から資金が転送されるようにする
よう、改竄することが全く無いとは考えていない。
【００２１】図１は、銀行又は他のセキュリティに関心
があるエンティティによって使用することができるコン
ピュータ・システム１０の一例を示している。システム
１０において、ネットワーク１２上に種々のデバイスが
相互接続されている。本明細書において、「製造業者」
は、デバイスを作製するエンティティか、又はそのデバ
イスの製造業者と利害関係を持って提携しているエージ
ェント又は他のエンティティを説明するために使用され
る。「オペレータ」は、デバイス又はそのエージェント
を使用することから利益を得るエンティティ、例えば、
オペレータがそのオペレータのデータを送信するために
ネットワーク１２上にセットアップした、安全なネット
ワークに、インストールするためにデバイスを購入した
購入者を説明するために使用される。本発明において、
製造業者とオペレータとは別個のエンティティである必
要はまったく無いが、セキュリティの目的で、オペレー
タの関心は、オペレータが必ずしも製造業者を信用して
いないということであると想定する。
【００２２】ネットワーク１２は、信頼性の無いネット
ワークであるが、本発明は、信頼性の無いネットワーク
の使用に限定されるものではない。使用可能なネットワ
ークの一例は、ネットワークのうち、一般に「インター
ネット」として知られるグローバル・インターネットワ
ークである。インターネットは、ほとんど設計により、
パケットのルーティングが概して制御されておらず、パ
ケットが、送信側にも受信側にも未知でありかつ制御さ
れない多くの異なるコンピュータ・システムを通してル
ーティングすることができるため、必ずしも安全ではな
い。上記ルーティングにより、ルーティング・コンポー
ネントにアクセスするアタッカは、データを盗聴するこ
とも変更することも可能である。
【００２３】ネットワーク１２に接続されている図１に
示すデバイスとして、端末１４及び安全キー及びデータ
マネージャ（ＳＫＤＭ）１６が示されており、それらの
動作は後に詳述する。説明の目的のために、権限の無い
すなわち非認可端末１４’及び非認可ＳＫＤＭ１６’が
ネットワーク１２に接続されている。かかる非認可デバ
イスはネットワーク１２に容易に接続可能であるが、後
述するように、認可された端末１４及びＳＫＤＭ１６の
アーキテクチャ及びコンポーネントにより、非認可デバ
イス１４’、１６’は、認可されたデバイスと適切に相
互動作が不可能である。
【００２４】図２は、端末１４の１つの実施の形態をよ
り詳細に示している。図２は端末１４のブロック図であ
るが、ＳＫＤＭ１６を同様に構成することも可能であ
る。端末１４は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）セクション２０
と、端末専用ロジック・ブロック２２と、セキュリティ
・モジュール（ＳＭ）２４とを備えている。一般的なセ
ットアップでは、端末のオペレータは、端末を製造業者
から購入し、オペレータが、自分に特有の目的で使用す
るために、ネットワーク１２上にそれらをインストール
する。
【００２５】セキュリティ・モジュール２４は、セキュ
ア・セクション（ＳＳ）２６と非セキュア（非保護）・
セクション２８とを備えている。適切に設計されたセキ
ュア・セクションは、改変不可能すなわち改竄不可能
（ｔａｍｐｅｒ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）境界等、適切に
設計されたセキュア・セクションに共通するいくつかの
特性を有している。改変不可能境界により、アタッカ
が、配線の切断又はメモリの消去等の、少なくとも明確
な破壊の証拠を残すことなく、セキュア・セクションの
内部要素に到達することは困難となっている。他の特性
は、セキュア・セクションが、侵入が完了してアタッカ
が機密へのアクセスを取得する前に、侵入が進行中であ
り機密を消去又は破壊している時にそれを検出する改変
検出機構を有していることである。更に、適切に設計さ
れたセキュア・セクションは、セキュア・セクションが
改変不可能境界内で保護されたいかなる機密をも解放す
るような信号、データ入力、又はコマンドが存在しない
ため、論理的に安全である。
【００２６】非セキュア・セクション２８は、ＳＳ２６
と端末１４の残りの部分との間のＩ／Ｏインタフェース
等、セキュリティ・モジュール２４の動作をサポートす
るロジック及びデータを含み、該ロジック及びデータ
は、が安全が維持される必要のないものである。ＳＳ２
６には、機密データ要素も非機密データ要素も格納する
ことができるが、メモリが読出されないように保護する
必要がある別のロジックが機密データ要素のみを保護す
る必要があるので、それらを別々に保持していることが
好ましい。
【００２７】図３は、ＳＳ２６のより詳細なブロック図
である。ＳＳ２６は、セクションＩ／Ｏ３０と、プロセ
ス・ロジック３２（ゲート又はマイクロプロセッサ等）
と、記憶装置３４と、乱数発生器（ＲＮＧ）３６と、指
数演算器３８とを有している。記憶装置３４に記憶され
るデータの詳細は、ＳＳ２６によって実行される種々の
プロセスに関連して後述する。暗号化システムの設計に
おいて周知であるように、セキュリティ・オペレーショ
ンによっては、乱数と指数値とによるものがあるため、
アタッカは、乱数発生器（ＲＮＧ）３６によって発生す
る乱数と指数演算器３８が実行する指数法とを制御又は
観測することにより、システムのセキュリティを破るこ
とができる。従って、乱数発生器（ＲＮＧ）３６及び指
数演算器３８は、好ましくはＳＳ２６の改変不可能境界
内で保護されている。
【００２８】ここで、端末を動作させるプロセスを説明
する。端末専用ロジック・ブロック２２の初期化は、端
末の特定の使用法によって決まるものであり、それは、
ここでの説明の範囲外であるため、焦点をセキュア・セ
クション２６の初期化に置く。ＳＳ２６の初期化を２つ
の部分で説明する。第１の部分は、ＳＳ２６の製造業者
によって行われる動作を詳述し、第２の部分は、ＳＳ２
６のオペレータによるか又はオペレータのために行われ
る動作を詳述する。図４にはＳＳ製造プロセスが示され
ている。示されている製造環境１００において、製造初
期化ファシリティ（ＭＩＦ）１１０は、製造ワークステ
ーション（ＭＷＳ）１１２を備えている。ＭＳＷ１１２
は、ＭＩＦ１１０内で安全な製造インストール・セキュ
リティ・モジュール（ＭＩＳＭ）１１４に結合されてい
る。また、ＭＩＦ１１０は、ＭＩＦ１１０によって初期
化されるセキュリティ・モジュールに関するデータを含
む製造データベース１１６を有している。
【００２９】ターゲットであるＳＳ１２６を有するター
ゲットＳＭ１２４が、リンク１２０を介してＭＩＦ１１
０に連結されている。以下に述べるプロセスにおいて、
ターゲットＳＭ１２４は、初期化中のＳＭである。リン
ク１２０は、データ改変からのみ安全である必要があ
る。すなわち、ターゲットＳＳ１２６からＭＷＳ１１２
に送信されるデータは、変更されずにＭＷＳ１１２によ
って受信され、ＭＷＳ１１２からターゲットＳＳ１２６
に送信されるデータは、ターゲットＳＳ１２６によって
受信される。また、リンク１２０は、盗聴から安全であ
るようにすることが可能であるが、それは、ターゲット
ＳＳ１２６の初期化の全体的な完全性を維持するために
は必要ではない。
【００３０】初期化プロセスに先立って、ターゲットＳ
Ｓ１２６を包括的なもの（ｇｅｎｅｒｉｃ）、すなわ
ち、個々のターゲットＳＳ１２６は同一であるとするこ
とができる。ターゲットＳＳ１２６は、ＭＩＦ１１０に
よって初期化プロセスが実行されることによって、包括
的でなくなる。１つのかかる初期化プロセスの詳細は、
図４において順序付けられたステップを示す○で囲まれ
た数字によって示されている。対応する数字は、下記の
本文において、対応するステップの近傍に挿入されてい
る。
【００３１】最初に、ＭＩＦは、ターゲットＳＳに対し
て通し番号ＳＳＩＤを生成し、ＳＳＩＤをターゲットＳ
Ｓに渡す（ステップ１）。ターゲットＳＳは、記憶装置
３４にＳＳＩＤを記憶し（ステップ２）、公開キー・ペ
アＫＳＳを生成して（ステップ３）記憶装置３４に公開
キー・ペアを格納する。ＫＳＳは、秘密部分ＫＰＶＳＳ
と公開部分ＫＰＢＳＳとを有している。ＫＳＳの生成
は、ＳＳＩＤの受信、ＭＩＦからのコマンドの受信又は
他の適切なトリガによってトリガすることができる。タ
ーゲットＳＳは、ＫＳＳを生成すると、公開部分（ＫＰ
ＢＳＳ）をＭＷＳに送信する（ステップ４）。ターゲッ
トＳＳがインストールされるシステムの全体のセキュリ
ティの一部として、秘密部分ＫＰＶＳＳは、ターゲット
ＳＳ内に残り、ターゲットＳＳの外側と通信する必要が
無くなる。
【００３２】ＭＳＷはＫＰＢＳＳ及びＳＳＩＤをＭＩＳ
Ｍに提供し、ＭＩＳＭは製造業者証明書ＭＣｅｒｔを生
成する。製造業者証明書は、ＫＰＢＳＳを含んでおり、
ＭＩＦ秘密署名キーＫＰＶＳＩＧＭによって署名され、
ＭＩＳＭ内に保持される（ステップ６）。ＭＩＳＭは、
ＭＩＦによって任意のＳＳが初期化される前に、ＭＩＦ
署名キー・ペア（ＫＰＶＳＩＧＭ，ＫＰＢＳＩＧＭ）に
よって初期化される。また、製造業者証明書は、ＳＳＩ
Ｄ、証明書バージョン番号、デバイス許可（ターゲット
ＳＳに対する）及びアルゴリズム・パラメータ（ターゲ
ットＳＳによって使用される）を含むことができ、それ
らの使用法は以下に説明されている。製造業者証明書
は、ＭＩＳＭからターゲットＳＳに渡され、ターゲット
ＳＳ内において、ＭＩＦの公開署名キーＫＰＢＳＩＧＭ
と共に記憶される（ステップ７）。ＫＰＢＳＩＧＭもま
た、ターゲットＳＳ内に記憶されるものである。また、
ＭＩＦは、ＳＳＩＤ及びＭＣｅｒｔのコピーを含む検査
証明書１３０を生成する（ステップ８）。
【００３３】この時点で、ターゲットＳＳは、正式に製
造されたデバイスとなる。それは、特定の識別子（ＳＳ
ＩＤ）を有しているため、非包括的ではあるが、一般に
ターゲットＳＳを使用する最終的なオペレータに特有な
ものではない。しかしながら、ターゲットＳＳは、各オ
ペレータに対して異なるＭＩＦ署名キー・ペア（ＫＰＶ
ＳＩＧＭ，ＫＰＢＳＩＧＭ）を使用することにより、オ
ペレータに特有なものとすることができる。いずれにし
ても、ターゲットＳＳは、好ましくはこの時点でいかな
るオペレータ機密をも含んでいない。以下に、オペレー
タがセットアップしたネットワークに対して、デバイス
を特有なものにコンフィギュレーションするための初期
化プロセスを説明する。
【００３４】ターゲットＳＳがオペレータに与えられる
時、そのオペレータには、ターゲットＳＳに属する検査
証明書１３０が与えられる。検査証明書は、それ自体保
護された証明書である必要はないが、好ましくは、オペ
レータに対して個別に密かに与えられる。検査証明書に
より、オペレータは、密かに引き渡されたターゲットＳ
Ｓが、所定の一意的な識別子（ＳＳＩＤ）を有しており
かつ製造業者によって適切に初期化されている、という
ことを確認することができる。そして、オペレータは、
ターゲットＳＳをＳＭ２４内にＳＳとしてインストール
することができる。あるいは、製造業者は、ＳＭ２４内
にすでにインストールされているＳＳを提供するか、又
は、端末１４又はＳＫＤＭ１６にすでにインストールさ
れているＳＳをＳＭ２４に提供することも可能である。
【００３５】オペレータは、ターゲットＳＳを取得する
と、該ターゲットＳＳをネットワーク１２（安全でない
可能性が高い）に接続する。一般に、オペレータは、ネ
ットワーク１２上で１つ又は複数のＳＫＤＭを実行し、
ＳＳによってとられる第１の動作は、キー・ロード・キ
ー及びキー変更キー等の、オペレータ機密をＳＫＤＭか
らＳＳにローディングすることである。オペレータのセ
キュリティに対する関心の１つは、ＳＫＤＭが権限のな
い端末すなわち非認可端末１４’にキーをローディング
しないこと、及び、ＳＳが非認可ＳＫＤＭ１６’からコ
マンド及びキーを受入れないということである。従っ
て、ＳＳ及びＳＫＤＭは、オペレータ機密を脅かすため
に使用することができるいかなるオペレータ機密又はデ
ータが転送される前に、互いを認証しなければならな
い。
【００３６】オペレータ初期化プロセス（初期化プロセ
スの第２の部分）において、ＳＳ及びＳＫＤＭ（又は、
更に言えば２つのＳＳ）は、信頼性の無いチャネルによ
って接続される。なお、このプロセスは、安全でないネ
ットワークに接続されたデバイスによって行うことがで
き、その場合、データは観測も変更も可能な状態であ
る。このプロセスは、デバイスにおいてオペレータ機密
のインストールを先に行うことなく実行することができ
る。
【００３７】オペレータによって操作される２つのデバ
イス間で使用可能な特定の相互認証プロセスの一例が、
図５のフローチャートに示されている。図５に示したプ
ロセスの変形例は、この説明から当業者には明らかとな
るであろう。図５のフローチャートのステップは、ステ
ップＳ１から始まる番号が付されており、それら番号
は、括弧を用いて、以下の本文に挿入されている。これ
らステップは、番号が付された順序で実行されるが、当
業者にとっては、この説明から、番号の大きい１つのス
テップに対しそれより番号の小さいステップがその番号
の大きいステップの前に行われる必要がない場合、ステ
ップの順序を変更することができることは、明らかであ
ろう。
【００３８】図５に示すプロセスは、２つのデバイス、
すなわちデバイスＡ及びデバイスＢを相互に認証し、そ
の結果、デバイスＡ及びデバイスＢのみに既知の共有機
密を生成する。当然のことながら、アタッカの計算能力
又は時間が十分ある場合、共有機密はアタッカによって
取得が可能であるため、システムは、計算能力又は時間
が労力に見合わずにアタックを行うには高過ぎるように
設計されていなければならない。後述するプロセスの１
つの利点は、共有機密の生成が相互認証プロセスと絡み
合っている、ということである。プロセスの他の利点
は、認証センタ及び２つのデバイス間の認証チェーンを
必要とすることなく、相互認証プロセスを行うことがで
きる、ということである。デバイスＡは、端末１４でも
ＳＫＤＭ１６であってもよい（より正確には、それらデ
バイスのうちの１つのＳＭ２４）。また、デバイスＢ
は、端末１４であってもＳＫＤＭ１６であってもよい。
例えば、デバイスＡ、Ｂは、端末とＳＫＤＭとであって
もよく、又は両デバイスとも端末であってもよい。
【００３９】プロセスは、デバイスＡが認証のためにキ
ー折衝キー（ＫＮＫ）のペア（ＫＰＶＡ１，ＫＰＢＡ
１）を生成することから開始する（ステップＳ１）。上
述した製造プロセスに続いて、デバイスＡは、一意的す
なわちデバイスＡに特定の識別子（図５においてＩＤA
とラベル付けされている）、内部機密ＫＰＶＡ及びデバ
イスＡの製造業者証明書（ＭＣｅｒｔA）等、いくつか
のデータ要素を含んでいる。なお、内部機密ＫＰＶＡ
は、デバイスＡのセキュア・セクション内で作成されて
おり、セキュア・セクション外部、及び製造業者に対し
てさえも開示される必要は無い。デバイスＡは、２つの
メッセージＭ１及びＭ２を作成し、それらメッセージを
デバイスＢに送信する。メッセージＭ１は、ＫＰＶＡに
よって署名されたＩＤA及びＫＰＢＡ１を含んでいる。
【００４０】デバイスＢは、Ｍ１及びＭ２を受信する
と、ＫＰＢＳＩＧＭ、すなわち製造業者公開署名キーを
用いて、Ｍ２の検査すなわち認証を行う（ステップＳ
２）。Ｍ２が有効でない場合、デバイスＢはプロセスを
停止して、デバイスＡが権限の無いデバイスすなわち非
認可デバイスであると推定する。有効である場合、デバ
イスＢは、Ｍ２からＫＰＢＡを抽出する（ステップＳ
３）。ＫＰＢＡはキーの公開部分であり、ＫＰＶＡはキ
ーの秘密部分である。先に説明したように、公開部分
は、製造業者証明書に含まれていたものである。この時
点で、デバイスＢは、製造業者が証明したことにより、
ＫＰＢＡが実際にはキーの公開部分であると確認する。
【００４１】ステップＳ４において、デバイスＢは、Ｋ
ＰＢＡを用いてＭ１を照合する。Ｍ１が有効でない場
合、デバイスＢはプロセスを停止し、デバイスＡが非認
可デバイスであると推定する。Ｍ１が有効である場合、
デバイスＢは、Ｍ１からＫＰＢＡ１を抽出する（ステッ
プＳ５）。この時点で、デバイスＢは、デバイスＡを認
証したことになる。デバイスＢを認証するデバイスＡの
プロセスには、ステップＳ６〜Ｓ１１が含まれる。な
お、ステップＳ１〜Ｓ５は、ステップＳ６〜Ｓ１１に対
して特定の順序で発生する必要はない。しかしながら、
Ｍ３及びＭ４をデバイスＢからデバイスＡに渡される機
密とすることが望ましい場合、デバイスＢは、少なくと
もデバイスＢにおいて共有機密を生成するために十分な
ステップを実行することができる。
【００４２】ステップＳ６において、デバイスＢは、認
証のために自身のキー・ペア（ＫＰＶＢ１，ＫＰＢＢ
１）を生成する。デバイスＡと同様に、正式に製造され
たデバイスＢは、いくつかのデータ要素を有している。
デバイスＢにおけるそれらデータ要素には、一意的な識
別子（図５のＩＤB）、内部機密ＫＰＶＢ及びデバイス
Ｂの製造業者証明書（ＭＣｅｒｔB）が含まれる。内部
機密ＫＰＶＢは、デバイスＢのセキュア・セクション内
で作成されており、セキュア・セクション外部に開示さ
れる必要はない。ＫＰＶＢ１は、後のステップにおい
て、共有機密を生成するために用いられる。デバイスＢ
は、２つのメッセージ、すなわちＭ３、Ｍ４を作成し、
それらメッセージをデバイスＡに送信する（ステップＳ
７）。メッセージＭ３は、ＫＰＶＢによって署名された
ＩＤB及びＫＰＢＢ１を含んでいる。デバイスＡは、Ｍ
３及びＭ４を受信すると、ＫＰＢＳＩＧＭ、すなわち製
造業者公開署名キーを用い、てＭ４を照合する（ステッ
プＳ８）。Ｍ４が有効でない場合、デバイスＡはプロセ
スを停止し、デバイスＢが権限の無いデバイスすなわち
非認可デバイスであると推定する。有効である場合、デ
バイスＡは、Ｍ４からＫＰＢＢを抽出する。ＫＰＢＢ
は、キーの公開部分であり、ＫＰＶＢはキーの秘密部分
であって、ＭＣｅｒｔBに含まれている。この時点で、
デバイスＡは、製造業者が証明したことにより、ＫＰＢ
Ｂが実際にはキーの公開部分であると確認する。
【００４３】ステップＳ１０において、デバイスＡはＫ
ＰＢＢを用いてＭ３を照合する。Ｍ３が有効でない場
合、デバイスＡはプロセスを停止して、デバイスＢが権
限の無いデバイスすなわち非認可デバイスであると推定
する。Ｍ３が有効である場合、デバイスＡは、Ｍ３から
ＫＰＢＢ１を抽出する（ステップ１１）。この時点で、
デバイスＡは、デバイスＢを認証（承認）しており、デ
バイスＢはデバイスＡを認証している。更に、この時点
で、デバイスＡは、ＫＰＶＡ１及びＫＰＢＢ１を有して
おり、デバイスＢは、ＫＰＶＢ１及びＫＰＢＡ１を有し
ている。これらの２つの値の各々を用いて、各デバイス
は、共有機密を生成することができる。各デバイスが共
有機密を生成すると、２つのデバイスは、共有機密（Ｓ
１２Ａ，Ｓ１２Ｂ）を使用することによって、互いの間
で機密に通信することができる。共有機密を生成するた
めの方法を後述するが、他の方法を用いて共有機密を生
成することも可能である。システムによっては、ＫＰＢ
ＳＩＧＭのセキュリティによらずに共有機密を生成する
ことが好ましい場合もあり、それによってオペレータの
システムはＫＰＢＳＩＧＭが危険に晒された後に危険に
晒されることはない。
【００４４】共有機密を生成する１つの方法は、Ｄｉｆ
ｆｅｅ−Ｈｅｌｌｍａｎ（ＤＨ）交換である。ＤＨ交換
は、機密であっても無くてもよい２つの変数、α及びｎ
を使用するものであり、ただしα＜ｎである。デバイス
Ａは、ＫＰＢＡ１＝αKPVA1ｍｏｄ（ｎ）であるキー・
ペアを生成し、デバイスＢは、ＫＰＢＢ１＝αKPVB 1
ｍｏｄ（ｎ）であるキー・ペアを生成する。デバイスＡ
は、Ｍ３からＫＰＢＢ１を抽出すると、ＹA＝ＫＰＢＢ
１KPVA1 ｍｏｄ（ｎ）を計算することができ、デバイ
スＢは、Ｍ１からＫＰＢＡ１を抽出すると、ＹB＝ＫＰ
ＢＡ１KPVB1 ｍｏｄ（ｎ）を計算することができる。
なお、これら値が生成された方法から、以下のように表
すことができる。 ＹA＝ＫＰＢＢ１KPVA1 ｍｏｄ（ｎ） ＝（αKPVB1）KPVA1 ｍｏｄ（ｎ） ＝（αKPVA1）KPVB1 ｍｏｄ（ｎ） ＝ＫＰＢＡ１KPVB1 ｍｏｄ（ｎ） ＝ＹB 従って、ＹA＝ＹBであって個別のアルゴリズムを実行す
ることが困難であるため、デバイスＡ及びＢは共有機密
を有する。ある実施の形態において、ｎは大きい素数
（１０２４ビットのオーダ）であり、αは２qの元を有
する有限体の１つの元である（ｑは、ｎ−１及びαを除
算する１６０ビットの素数）。Ｙ＝ＹA＝ＹBが１０２４
ビットのオーダである場合、５６ビットＤＥＳキー等の
キーをＹから作成することができる。共有機密が作成さ
れると、該共通機密を種々の使用法で用いることができ
る。
【００４５】図３は、記憶装置３４に記憶されたデータ
値の詳細を示している。より詳細には、記憶装置３４
は、以下に示す要素に対する記憶領域を含む。 バージョン番号 端末がセキュア・チャネル及び／又
は交換キーをセットアップするために使用するプロトコ
ルのバージョン ＳＳＩＤ 特定の端末／ターゲットＳＳに一意
の、製造業者が割当てた値 許可フラグ いかなる作用が可能であるかを示す
フラグ キーロードタイプ 初期自動キー・ロード・プロセスに
おいて発生するキー・ロードのタイプ（例：キー交換キ
ー、一時スーパ・キー、端末キー・ロード・キー ＫＳＳ 端末用のキー・ペア（ＫＰＶＳＳ，
ＫＰＢＳＳ） ＫＰＢＳＩＧＭ 製造業者の署名キーの公開部分 ＭＣｅｒｔ 製造業者証明書：ターゲットＳＳの
オペレータに特有の製造業者キーを用いたＫＳＳの署名
（署名されたデータには、バージョン番号、ＳＳＩＤ、
許可フラグ及びＫＳＳが含まれる） ＣＤ チェック数字
【００４６】ＭＣｅｒｔに許可フラグが含まれている場
合、端末は、一旦ＭＩＦによって割当てられるとその許
可を変更することができない。許可フラグは、オペレー
タによって要求されると、端末が実行することができる
機能を制限するために、製造業者によってセットされ
る。例えば、許可フラグは、以下のものを示すことがで
きる。 ａ．ＭＦＫを複数のセキュリティ・モジュール間で共有
することができるか。 ｂ．端末が他のＭＦＫをロードすることが許可されてい
るか。 ｃ．端末にアプリケーション・プログラムをローディン
グする。 ｄ．端末がキー交換キー（ＫＥＫ）をローディングする
ことが許可されているか。 ｅ．端末が特定の端末キーをローディングすることが許
可されているか。 ｆ．ＤＳＡ署名が照合されるべきか。
【００４７】端末１４の特定の目的は、この開示の主要
な面ではないが、端末１４は、購入者情報を収集するか
又は電子取引をもたらすために使用されるポイント・オ
ブ・セール（ＰＯＳ）端末か、自動預金支払機（「ＡＴ
Ｍ」）か、スマート・カード・リーダ等であってもよ
い。場合によっては、端末１４は、ある特定の目的に対
するセキュリティ・モジュール２４、及び端末製造業者
又は後に付加された別個のセキュリティ・モジュールの
製造業者によって製造されたセキュリティ・モジュール
無しに、製造されてもよい。例えば、ＡＴＭを、セキュ
リティ・モジュール無しに、ＡＴＭに特有のロジックで
製造することができる。そして、ＡＴＭに特有でないセ
キュリティ・モジュールをＡＴＭに付加することが可能
である。
【００４８】他の例では、端末はパーソナル・コンピュ
ータであり、セキュリティ・モジュールはそのパーソナ
ル・コンピュータにインストールされたＰＣＩバス・カ
ードである。パーソナル・コンピュータとセキュリティ
・モジュールとが１つの会社によって製造されている場
合、パーソナル・コンピュータは、プレインストールさ
れたセキュリティ・モジュールを備えて出荷することが
できる。初期化が製造時に行われることにより、パーソ
ナル・コンピュータは、オペレータに関連して特有に製
造される必要はなく、それにより、オペレータにパーソ
ナル・コンピュータを提供するプロセスが簡略化され
る。
【００４９】大規模機構組織は、何万台ものパーソナル
・コンピュータを使用する可能性があり、それらにはす
べて、パーソナル・コンピュータが安全でないネットワ
ーク上で安全に相互通信することができるように、セキ
ュリティ・モジュールがインストールされている必要が
ある。上述したようなセキュリティ・モジュールが無い
場合、組織は、マスタ・ファイル・キー等の、機構組織
の機密を含む、特に組織に対して特別に事前に環境設定
されたセキュリティ・モジュールを有する必要がある
か、あるいは、パーソナル・コンピュータのインストー
ルの時点まで、それら組織の機密を安全に移送するため
のインフラストラクチャを必要とする。しかしながら、
上述したセキュリティモジュールを有することにより、
機構組織は、中央で、それ自身のキーを管理し、好まし
くは組織内のパーソナル・コンピュータのエンド・ユー
ザに透過的な方法で、それらを信頼性の無いチャネル上
で分配させることができる。エンド・ユーザは、初期化
ルーチンを実行する必要があるだけであり、その後、セ
キュリティ・モジュールを起動して、図５に示す相互認
証プロセスを実行し、キー・サーバから動作のためのキ
ーを取得することができる。
【００５０】図６は、デバイスをオペレータ特有にする
ために汎用デバイスにキーをローディングするための、
信頼性の無いネットワークに接続される可能性のあるキ
ー・サーバ１５０を示している。１つの実現例におい
て、キー・サーバ１５０は、安全な物理的環境にあるウ
インドウズ（登録商標）ＮＴサーバである。キー・サー
バ１５０は、サーバ・ソフトウェア１５２、端末データ
ベース１５４、監査ログ１５６、及びネットワークＩ／
Ｏ１５８を備えている。ネットワークＩ／Ｏ１５８は、
キー・サーバ１５０を信頼性の無いネットワーク１２に
接続すると共に、保護されたコネクションを介して、キ
ー・サーバ１５０をセキュリティ制御端末（ＳＣＴ）１
６０に接続する。図示されているように、ＳＣＴ１６０
は、保護されたすなわち安全なＩ／Ｏ１６２を介して、
ユーザに対するインタフェースを有している。
【００５１】端末データベース１５４は、セキュア・セ
クションの各々のＭＣｅｒｔと同様に、オペレータが使
用する各セキュア・セクションに対する通し番号（ＳＳ
ＩＤ）のリストを保持している。オペレータは、更に多
くの端末をオンライン化する時、新たな端末各々に対
し、端末データベース１５４にＳＳＩＤ及びＭＣｅｒｔ
を付加することができる。
【００５２】キー・サーバ１５０内における暗号化動作
は、キー・サーバ１５０内のセキュリティ・モジュール
２４’によって実行される。キー・サーバ１５０が複数
のサブネットワークを管理している場合、キー・サーバ
１５０内で、複数のセキュリティ・モジュール２４’が
使用されてもよい。セキュリティ・モジュール２４’を
上述したセキュリティ・モジュール２４を同じのものと
することができるが、キー・サーバによっては、自動キ
ー生成機能が必要とされないものもある。その代りに、
キー・サーバの初期キーが安全なコネクションに亙って
マニュアルでロードされる。安全なコネクションの１つ
は、ＳＣＴ１６０によって提供され、安全な方法でマス
タ・ファイル・キー（ＭＦＫ）をローディングし、セキ
ュア・セクションからデータを読出すことができるもの
である。
【００５３】上述した方法で、データ完全性もデータ機
密性も保証されていない安全でない非セキュア・チャネ
ルを介して、１つ端末と１つのキー・サーバ、又は２つ
の端末同士を安全に接続させることができ、安全にメッ
セージを通信し、他のパーティの会話に対する権限を照
合することができる。これにより、２つの端末はそれら
の間でメッセージを通信するか、共有機密をセットアッ
プするか、又は非セキュア・チャネルによりキーの安全
なローディングを調整することが可能になる。例えば、
図５に示すプロセスが完了すると、キー・サーバは、キ
ー又は「キー変更」コマンドの新たなセットをＳＳに安
全に送信することができ、ＳＳは、キー・サーバがキー
の変更の前に要求されたものであることを照合すること
ができる。
【００５４】誰かが検出されずに許可されていないデバ
イスをネットワークに挿入し、それをキー・サーバによ
って照合させることを防止するために、キー・サーバは
キー・サーバがそれを用いて実行した端末の監査ログ１
５６を保持する。監査ログ１５６の記録には、端末の製
造業者製造ＩＤ（ＳＳＩＤ）と、通し記録番号とが含ま
れる。通し記録番号は、監査ログ１５６からの記録の削
除を明らかにする。変更を防止するために、記録は署名
されていることが可能である。ここでは、キーの初期セ
ットをロードするために安全なチャネルを必要とするこ
となく、１つ又は複数のキーの初期セットをロードする
システムが説明された。このシステムにより、安全でな
いネットワークを介してセキュア・セクションを安全に
初期化し認証することができる。
【００５５】上述した説明は、例示的なものであって限
定的なものではない。当業者には、この開示を検討する
ことにより本発明の多くの変形例が明らかとなろう。従
って、本発明の範囲は上記説明に関して判断されるべき
ではなく、添付の特許請求の範囲とそれらの同等物の全
範囲とに関して判断されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワークに相互接続された保護されたデバ
イスのブロック図である。
【図２】セキュア・セクションを有するセキュリティ・
モジュールを含む、図１の保護されたデバイスの詳細な
ブロック図である。
【図３】図２のセキュア・セクションの詳細なブロック
図である。
【図４】図１〜図３に示されているデバイスに対する製
造初期化プロセスを示す製造初期化ファシリティのブロ
ック図である。
【図５】信頼性の無いチャネルによって接続された２つ
のデバイス間に発生する自動キー初期化、相互認証、及
び共有機密生成のプロセスのフローチャートである。
【図６】自動キープロセスを用いてネットワークに結合
されたデバイスを初期化するために、図１に示すネット
ワークによって使用されるキー・サーバのブロック図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591030868 20555 Ｓｔａｔｅ Ｈｉｇｈｗａｙ 249，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ 77070，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 マイケル・マッケイ アメリカ合衆国カリフォルニア州，ベンロ モンド，グレンアーバー・ロード 8727 (72)発明者 スーザン・ラングフォード アメリカ合衆国カリフォルニア州，サニー ヴェイル，ポプラ・アベニュー 1275，ナ ンバー 101 (72)発明者 ラリー・ハイネス アメリカ合衆国カリフォルニア州，サン タ・クララ，パークビュー・ドライブ 610，ナンバー 105

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オペレータに作用する他のデバイスと通
    信するための、該オペレータによって使用されるデバイ
    スを製造する方法であって、製造業者は該製造業者及び
    その認可されたエージェント以外の他人にとって通常は
    入手不可能である製造業者キーを有し、通信が盗聴又は
    メッセージ変更から安全であることが保証されていない
    信頼性の低いチャネルによって行われる、デバイス製造
    方法において、 オペレータに関する機密を含む必要がなくかつ変形不可
    能境界内に含まれる回路としてのセキュア・セクション
    を含むように、デバイスを製造するステップと、 製造されたデバイスに特定のデバイス識別子を用いてデ
    バイスを初期化する初期化ステップと、 セキュア・セクションをトリガして、内部機密を生成す
    るステップと、 セキュア・セクション内に、内部機密の非可逆性の暗号
    化変換を作成するステップと、 デバイスから、非可逆性の暗号化変換を内部機密の公開
    部分として出力するステップと、 製造業者キーを使用して、該公開部分及びデバイス識別
    子のデジタル署名を生成するステップとを含むことを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、各デバイ
    スは、特定のオペレータ又は該デバイスが接続されるネ
    ットワークに限定されていない、一般的なデバイスとし
    て製造されていることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、該方法は
    更に、デバイスが適切に製造されたことを認証するため
    のステップを含むことを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、非可逆性
    の暗号化変換を作成するステップは公開キーのペアを生
    成するステップを含み、該公開キーのペアの公開キー部
    分が内部機密の公開部分となることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 公開部分と製造業者キーを用いる一意の
    デバイス識別子とのデジタル署名が存在する内部機密を
    有するデバイスを使用して、信頼性の無いチャネル環境
    において、デバイスとキー・サーバとの間に安全チャネ
    ルをセットアップする方法において、 デバイスに対してキー・サーバを認証する第１の認証ス
    テップと、 内部機密を知っているデバイスのみが生成することがで
    きる応答を提供するようデバイスに要求することによ
    り、キー・サーバに対して該デバイスを認証する第２の
    認証ステップと、 第１及び第２の認証ステップにおいてキー・サーバ及び
    デバイスによって提供された情報を用いて、キー・サー
    バ及びデバイスによって共有される共有機密を作成する
    ステップと、 チャネルを介しての安全な通信のために、共有機密を使
    用するステップとを含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の方法において、共有機密
    を使用するステップは、キー・サーバとデバイスとの間
    でデータを転送すること、キー・サーバとデバイスとの
    間でキーを転送すること、デバイスにおいてコンフィギ
    ュレーション値をセットすること、及び、デバイスから
    コンフィギュレーション値を読出すことの少なくとも１
    つを含むことを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 ターゲット・デバイスとキー・サーバと
    の間で信頼性の低いチャネルを介してキー・サーバから
    ターゲット・デバイスにキーをロードする方法であっ
    て、該ターゲット・デバイスの初期コンテンツが、信頼
    性の無いエンティティによって決定可能であると推定さ
    れる、キー・ロード方法において、 ターゲット・デバイスの安全な回路内で、予め値を決定
    することができない少なくとも１つの変数の関数である
    セッション・キーを生成するステップと、 信頼性の無いチャネル上に保護されたチャネルを構成す
    る際に、セッション・キーを使用するステップと、 護されたチャネルを用いて、キー・サーバからターゲッ
    ト・デバイスに少なくとも１つのキーをロードするステ
    ップとを含むことを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の方法において、ターゲッ
    ト・デバイスは、安全なネットワークに付加されるべき
    新たに製造された端末であり、機密を有していないと推
    定されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 信頼性の無いチャネルを介してキー・サ
    ーバからターゲット・デバイスに安全にキーをロードす
    るシステムにおいて、 ターゲット・デバイス内に設けられ、（ａ）乱数発生器
    と、（ｂ）指数演算器と、（ｃ）乱数発生器と指数演算
    器の出力に基づいて、機密セッション・キーがロジック
    装置に関する知識及びその製造された状態とからは容易
    に生成することができないように、機密セッション・キ
    ーを生成するロジック装置とを備えたセキュア・チップ
    と、 キー・サーバ内に設けられ、機密セッション・キーで符
    号化された該ターゲット・デバイスによって受信される
    メッセージを解読し、該解読されたメッセージを用いて
    信頼性の無いチャネルを介してセキュア・チャネルを起
    動するキー・サーバ・ロジック装置とを具備することを
    特徴とするシステム。
  10. 【請求項１０】 信頼性の低いチャネルを介して初期化
    キーでセキュリティ・デバイスを初期化する方法におい
    て、 機密であることが知られていないハードウェア構成のセ
    キュリティ・デバイスの保護された部分内に機密を生成
    するステップと、 生成された機密を用いて、セキュリティ・デバイスと外
    部ノードとの間で安全に通信するステップとを含むこと
    を特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、外部
    ノードは、キー・サーバに関連付けられたノードであ
    り、該方法はさらに、生成された機密キーを用いて確立
    された安全な通信チャネルを介して、キー・サーバから
    セキュリティ・デバイスに少なくとも１つのキーをロー
    ドするステップを含むことを特徴とする方法。
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