JP2001257673A - 通信方法及び通信システム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記憶容量及び処理能力が制限される通信装置と
して用いても、セキュリティの高い通信を可能とする通
信方法及び通信システム装置の提供。 【解決手段】複数の秘密鍵を記憶している循環型秘密鍵
記憶領域１８，３２と、循環型秘密鍵記憶領域について
の相対アドレスを用いて、当該循環型秘密鍵記憶領域か
ら秘密鍵の１つを指定し、当該秘密鍵を用いて暗号化及
び復号化のいずれかをする暗号復号処理手段１６，３４
と、暗号化及び復号化のいずれかに用いられた相対アド
レスと当該相対アドレスによって指定された秘密鍵で暗
号化された暗号文とを送受信する通信手段１１，３６
と、をそれぞれ有するＩＣカード１及びＩＣカード認証
装置３を、具備してなる特徴的構成手段の採用。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記憶容量及び処理
能力が比較的小さい通信装置を用いても、セキュリティ
の高い通信を可能とする通信方法及び通信システム装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、記憶容量及び処理能力の制限が大
きい通信装置として、ＩＣカードを用いた通信システム
がある。

【０００３】通信のセキュリティを高める方法として
は、秘密鍵方式の通信がある。秘密鍵方式の通信では、
一般に、予め通信しようとする者同士が同一の秘密鍵を
持っていて、この秘密鍵を用いて、送信側が情報を暗号
化して暗号文とし、受信側が暗号文を復号化して通信す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、秘密鍵
方式の通信では、秘密鍵が漏洩した場合は重大な被害を
通信システム全体が受けてしまう。

【０００５】秘密鍵の漏洩を防ぐ方法としては、秘密鍵
を一定期間使用した後、外部からの通信によって新たな
秘密鍵に更新する手法がある。しかし、秘密鍵の更新の
際に、暗号化されて秘密鍵が送信されているとはいえ、
秘密鍵が通信経路上を流れることとなり、これがセキュ
リティ上の弱点となる。

【０００６】また、通信しようとする者同士が通信装置
の内部に複数の秘密鍵を持ち、秘密鍵を順次切り換えな
がら用いる通信方式もある。しかし、この通信方式で
も、秘密鍵の切り換えを行うために特殊なコマンドを用
いて送受信する必要があり、これがセキュリティ上の弱
点となる。

【０００７】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は以下の通りである。即ち、本発明の第１の目的
は、セキュリティの高い通信を可能とする通信方法及び
通信システム装置を提供せんとするものである。

【０００８】本発明の第２の目的は、記憶容量及び処理
能力が制限されるＩＣカードを通信装置として用いて
も、セキュリティの高い通信を可能とする通信方法及び
通信システム装置を提供せんとするものである。

【０００９】本発明の第３の目的は、秘密鍵を通信経路
を介して送受信する必要がなく、秘密鍵を書き換え又は
更新するときに特殊なコマンドを通信経路を介して送受
信する必要がないことにより、セキュリティの高い通信
を可能とする通信方法及び通信システム装置を提供せん
とするものである。

【００１０】本発明の第４の目的は、外乱などによって
通信装置間の認証が不成立となって通信機能に影響がで
た場合に、その通信機能を回復させることが可能な通信
方法及び通信システム装置を提供せんとするものであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、明細書、図面、特
に、特許請求の範囲における各請求項の記載から自ずと
明らかとなろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記課題
の解決に当たり、複数の秘密鍵を送信側及び受信側の両
方で持ち、当該秘密鍵の指定を相対アドレスのみを用い
て行い、指定された当該秘密鍵を用いて暗号通信をする
構成手法を講じる特徴を有する。

【００１３】本発明システム装置は、上記課題の解決に
当たり、複数の秘密鍵を記憶している記憶領域と、前記
記憶領域の相対アドレスを用いて当該記憶領域から暗号
化又は復号化に用いる前記秘密鍵を指定する暗号復号処
理手段と、前記暗号化又は復号化に用いられた前記相対
アドレス及び暗号情報を送受信する通信手段と、を具備
する構成手段を講じる特徴を有する。

【００１４】更に、具体的詳細に述べると、当該課題の
解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念
にわたる新規な特徴的構成手法又は手段を採用すること
により、上記目的を達成するように為される。

【００１５】即ち、本発明方法の第１の特徴は、秘密鍵
方式を用いて通信する通信方法であって、複数の秘密鍵
を送信側及び受信側の両方で持ち、当該秘密鍵を当該送
信側及び当該受信側において同一順序で循環させること
により、当該秘密鍵の指定を相対アドレスのみを用いて
行い、指定された当該秘密鍵を用いて暗号化及び復号化
のいずれかをして暗号通信をしてなる、通信方法の構成
採用にある。

【００１６】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における前記複数の秘密鍵が、循環型記
憶領域に記憶され、当該複数の秘密鍵のうちの１つがポ
インタによって特定され、前記秘密鍵の指定は、前記送
信側が前記受信側へ前記相対アドレスを送信し、当該相
対アドレスの示す値だけ、当該送信側及び当該受信側そ
れぞれの前記循環型記憶領域の前記ポインタが循環する
ことにより、当該送信側及び当該受信側において同一の
秘密鍵を指定することからなる、通信方法の構成採用に
ある。

【００１７】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第１又は第２の特徴における前記送信側及び前記受
信側のいずれかが、ＩＣカードからなる、通信方法の構
成採用にある。

【００１８】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第３の特徴における前記ＩＣカードが、前記暗号通
信によって受信した暗号文と、当該ＩＣカードの内部で
前記ポインタによって特定された秘密鍵を用いて暗号化
した暗号文と、を比較する秘密情報比較処理をしてな
る、通信方法の構成採用にある。

【００１９】本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方
法の第３又は第４の特徴における前記送信側及び前記受
信側が、前記ＩＣカードを発行するＩＣカード発行装置
を介して前記暗号通信を行い、当該ＩＣカード発行装置
は、前記送信側及び当該ＩＣカード発行装置の間の通信
プロトコルと前記受信側及び当該ＩＣカード発行装置の
間の通信プロトコルとを整合させるプロトコル変換処理
をしてなる、通信方法の構成採用にある。

【００２０】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第３、第４又は第５の特徴における前記送信側及び
前記受信側のいずれかが、通信相手の前記ＩＣカードを
認証するＩＣカード認証装置からなり、当該ＩＣカード
認証装置は、通信相手の前記ＩＣカードから送信された
暗号文であって前記暗号通信によって受信された暗号文
と、当該ＩＣカード認証装置の内部で前記ポインタによ
って特定された秘密鍵を用いて暗号化された暗号文と、
を比較する秘密情報比較処理を行い、当該秘密情報比較
処理における比較の結果に基づいて、当該ＩＣカードの
認証をしてなる、通信方法の構成採用にある。

【００２１】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第６の特徴における前記ＩＣカードが、前記ＩＣカ
ード認証装置との通信において、当該ＩＣカードの認証
が所定回数にわたって不成立とされたときに、当該ＩＣ
カードが通信する機能を閉塞してなる、通信方法の構成
採用にある。

【００２２】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第７の特徴における前記ＩＣカード及び前記ＩＣカ
ード認証装置が、当該ＩＣカードと当該ＩＣカード認証
装置との間の通信において、前記通信する機能を閉塞す
る前記所定回数にいたる前の一定回数だけ、当該ＩＣカ
ードの認証が不成立とされたときに、前記相対アドレス
をリセットし、前記ポインタを前記循環型記憶領域にお
ける絶対アドレスの初期値に戻してなる、通信方法の構
成採用にある。

【００２３】本発明装置の第１の特徴は、複数の秘密鍵
を記憶している記憶領域と、当該記憶領域についての相
対アドレスを用いて、当該記憶領域から前記秘密鍵の１
つを指定し、当該秘密鍵を用いて暗号化及び復号化のい
ずれかをする暗号復号処理手段と、前記暗号化及び復号
化のいずれかに用いられた前記相対アドレスと、当該相
対アドレスによって指定された前記秘密鍵で暗号化され
た暗号文とを、送受信する通信手段と、をそれぞれ有す
る複数台の送受信装置を具備してなる、通信システム装
置の構成採用にある。

【００２４】本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装
置の第１の特徴における前記複数台の送受信装置が、同
一のアドレス構造を有していて、当該アドレス構造にお
いてそれぞれ同一の前記複数の秘密鍵を記憶している前
記記憶領域を有しており、前記記憶領域は、最初の記憶
ブロックと最後の記憶ブロックがつながったループ構造
を持つ循環型記憶領域と、前記通信手段が送受信した相
対アドレスが示す値だけ前記循環型記憶領域のアドレス
構造上を移動して、前記複数の秘密鍵のうちの１つを特
定するポインタと、を有してなる、通信システム装置の
構成採用にある。

【００２５】本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装
置の第１又は第２の特徴における前記複数台の送受信装
置のいずれかが、ＩＣカードからなり、当該ＩＣカード
は、前記通信手段が受信した暗号文と、当該送受信装置
の内部で前記ポインタによって特定された秘密鍵を用い
て前記暗号復号処理手段が暗号化した暗号文と、を比較
する秘密情報比較手段を有してなる、通信システム装置
の構成採用にある。

【００２６】本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装
置の第３の特徴における前記複数台の送受信装置のいず
れかが、前記ＩＣカードを発行するＩＣカード発行装置
からなり、当該ＩＣカード発行装置は、前記複数台の送
受信装置におけるある送受信装置の通信プロトコルと他
の送受信装置の通信プロトコルとを整合させさせるプロ
トコル変換手段と、当該プロトコル変換手段を用いて、
前記複数台の送受信装置におけるある送受信装置と他の
送受信装置との間の通信を中継する通信手段と、を有し
てなる、通信システム装置の構成採用にある。

【００２７】本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装
置の第３又は第４の特徴における前記複数台の送受信装
置のいずれかが、通信相手の前記ＩＣカードを認証する
ＩＣカード認証装置からなり、当該ＩＣカード認証装置
は、通信相手の前記ＩＣカードから送信された暗号文で
あって前記通信手段によって受信された暗号文と、当該
ＩＣカード認証装置の内部で前記ポインタによって特定
された秘密鍵を用いて暗号化された暗号文と、を比較す
る秘密情報比較手段と、当該秘密情報比較手段における
比較の結果に基づいて、当該ＩＣカードの認証をする認
証手段と、を有してなる、通信システム装置の構成採用
にある。

【００２８】本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装
置の第５の特徴における前記ＩＣカードが、当該ＩＣカ
ードの認証が所定回数にわたって不成立とされたとき
に、当該ＩＣカードが通信する機能を閉塞させる通信機
能閉塞手段を有してなる、通信システム装置の構成採用
にある。

【００２９】本発明装置の第７の特徴は、上記本発明装
置の第６の特徴における前記ＩＣカード及び前記ＩＣカ
ード認証装置が、前記通信機能閉塞手段が通信する機能
を閉塞する前記所定回数にいたる前の一定回数だけ、当
該ＩＣカードの認証が不成立とされたときに、前記相対
アドレスをリセットし、前記ポインタを前記循環型記憶
領域における絶対アドレスの初期値に戻す、通信機能回
復手段を、それぞれ有してなる、通信システム装置の構
成採用にある。

【００３０】以上の特徴的構成手法又は構成手段を本発
明は採用したので、例えば、ＩＣカードの発行時に、Ｉ
Ｃカード内部の循環型記憶領域とＩＣカード認証装置内
部の循環型記憶領域とに、秘密鍵を複数個記憶させてお
き、通信においては、暗号化された秘密情報及び秘密鍵
を指定するための相対アドレスを送受信し、受信した相
対アドレスから秘密鍵を特定し、この秘密鍵を用いて受
信した秘密情報を復号することが可能となり、記憶容量
及び処理能力が制限されるＩＣカード等を通信装置とし
て用いても、通信の秘匿性を守ったセキュリティの高い
通信が可能となる。

【００３１】即ち、本発明によれば、ＩＣカード内部の
循環型記憶領域とＩＣカード認証装置内部の循環型記憶
領域とに、それぞれ同一の秘密鍵を、複数個同一の順番
で記憶させておき、循環型記憶領域において秘密鍵を特
定するポインタの位置を相対アドレスによって移動させ
る。

【００３２】そして、相対アドレスのを示す情報を、暗
号化した秘密情報と一緒に送受信し、受信した相対アド
レスをもとに秘密鍵を特定し、この秘密鍵で秘密情報を
復号する。これらにより、実際に暗号化又は復号化に用
いられるの秘密鍵、及び秘密鍵を更新するための特殊な
コマンド等を送受信せずに、秘密鍵方式の通信をするこ
とが可能となるので、セキュリティの高い通信が可能と
なる。

【００３３】また、本発明によれば、ＩＣカードとＩＣ
カード認証装置との間での通信において、所定回数にわ
たって認証の不一致が生じたときに、通信機能を閉塞す
るものとすることにより、不正なＩＣカード等による不
正な通信を未然に防止することが可能となる。

【００３４】また、本発明によれば、ＩＣカードとＩＣ
カード認証装置との間での通信において、認証の不一致
が生じたときに、通信機能を閉塞する前に、循環型記憶
領域におけるポインタの位置を、絶対アドレスの初期値
に戻すことにより、外乱によって生じた通信不成立を回
復することが可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態をシステム装置例及び方法例につき
説明する。

【００３６】なお、本発明は、複数の秘密鍵を送信側及
び受信側の両方で持ち、当該秘密鍵の指定を相対アドレ
スのみを用いて行い、指定された当該秘密鍵を用いて、
秘密鍵方式の暗号通信をすることによって、セキュリテ
ィの高い通信方法及び通信システム装置の提供を可能に
するものであるが、本実施形態例では、送信側及び受信
側の装置として専らＩＣカード、ＩＣカード発行装置及
びＩＣカード認証装置を代表例として説明するもこれ等
に限定されるものではない。

【００３７】（システム装置例）図１は、本システム装
置例を示す通信システム装置の概念的構成ブロック図で
ある。図中、１はＩＣカード、２はＩＣカード１を発行
するＩＣカード発行装置、３はＩＣカード発行装置２を
介してＩＣカード１と通信するＩＣカード認証装置であ
る。

【００３８】ＩＣカード１は、ＩＣカード発行装置２と
の間で通信する通信手段１１と、送信対象となる情報を
通信手段１１において送信可能な形式にすると共に、通
信手段１１において受信した情報をＩＣカード１内にお
いて処理し易い形式にする信号処理手段１２と、電池な
どからなる電源回路１３と、乱数を生成する乱数生成手
段１４と、秘密鍵方式の暗号通信における暗号化及び復
号化をするときの鍵となる秘密鍵を複数記憶している記
憶領域１５と、記憶領域１５に記憶されている秘密鍵の
１つを用いて暗号化及び復号化をする暗号復号処理手段
１６と、通信手段１１が受信した暗号文と暗号復号処理
手段１６が記憶領域１５に記憶されている秘密鍵の１つ
を用いて暗号化した暗号文とを比較する秘密情報比較手
段１７と、所定の条件下で通信手段１１の通信機能を閉
塞させる通信機能閉塞手段１９と、通信機能に障害が生
じたときに一定の条件下でその通信機能を回復させる通
信機能回復手段２０と、から構成されている。

【００３９】記憶領域１５は、図２に示すように、最初
のアドレスから次のアドレスにいき、さらに次のアドレ
スにいくというように、次々にアドレスを移動していく
と、最初のあるアドレスに戻る構造、すなわち、最初の
アドレスと最後のアドレスがつなげられたような構造の
記憶領域である循環型秘密鍵記憶領域１８を有してい
る。

【００４０】通信機能閉塞手段１９は、ＩＣカード認証
装置３の認証手段３８によって、当該ＩＣカード１の認
証が予め定めた所定回数にわたって不成立とされたとき
に、当該ＩＣカード１の通信手段１１の通信機能を閉塞
させるものである。このように通信機能を閉塞させるこ
とにより、通信機能閉塞手段１９は、不正な通信をした
ＩＣカード１の通信機能を自律的に閉塞させる。

【００４１】通信機能回復手段２０は、通信機能閉塞手
段１９が通信手段１１の通信機能を閉塞させる所定回数
にいたる前の予め定めた一定回数だけ、当該ＩＣカード
１の認定がＩＣカード認証装置３の認証手段３８によっ
て不成立とされたときに、循環型秘密鍵記憶領域１８に
おいて後述のポインタＰを絶対アドレスの初期値に戻し
て、通信手段１１，３６が送受信する相対アドレスをリ
セットするものである。

【００４２】これにより、通信機能回復手段２０は、通
信上の外乱などによって通信機能に障害が生じて、ＩＣ
カード１の認証が成立しなかったたときに、正当なＩＣ
カード１の通信機能を回復させることができる。

【００４３】ＩＣカード発行装置２は、ＩＣカード発行
装置２及びＩＣカード１の間の通信プロトコルとＩＣカ
ード発行装置２及びＩＣカード認証装置３の間の通信プ
ロトコルとを整合させるプロトコル変換手段２１と、プ
ロトコル変換手段２１を用いてＩＣカード発行装置２及
びＩＣカード１の間で通信すると共にＩＣカード発行装
置２及びＩＣカード認証装置３の間で通信する通信手段
２２と、ＩＣカード１を発行する発行手段２３と、から
構成されている。

【００４４】ＩＣカード認証装置３は、乱数を生成する
乱数生成手段３１と、秘密鍵方式の暗号通信における暗
号化及び復号化をするときの鍵となる秘密鍵を複数記憶
している記憶領域であって、最初のアドレスと最後のア
ドレスがつなげられたような構造の記憶領域である循環
型秘密鍵記憶領域３２と、循環型秘密鍵記憶領域３２に
記憶されている秘密鍵の１つを抽出する秘密鍵抽出手段
３３と、秘密鍵抽出手段３３が抽出した秘密鍵を用いて
暗号化及び復号化をする暗号復号処理手段３４と、本シ
ステム装置の上位装置（例えば、銀行のオンラインシス
テム装置等のホストコンピュータ）と通信する外部通信
手段３５と、ＩＣカード発行装置２との間で通信する通
信手段３６と、通信手段３６が受信した暗号文と暗号復
号処理手段３４が循環型秘密鍵記憶領域３２に記憶され
ている秘密鍵の１つを用いて暗号化した暗号文とを比較
する秘密情報比較手段３７と、秘密情報比較手段３７に
おける比較の結果に基づいてＩＣカード１の認証をする
認証手段３８と、から構成されている。

【００４５】図２は、本システム装置例における循環型
秘密鍵記憶領域の概念的構成図である。ＩＣカード１の
循環型秘密鍵記憶領域１８及びＩＣカード認証装置３の
循環型秘密鍵記憶領域３２は、ともに、図２に示すよう
に、最初の記憶ブロックと最後の記憶ブロックがつなが
ったループ構造を持つ記憶領域となっている。

【００４６】また、ＩＣカード１の循環型秘密鍵記憶領
域１８及びＩＣカード認証装置３の循環型秘密鍵記憶領
域３２は、記憶内容も同じであって、複数の秘密鍵がそ
れぞれ同じデータ同じアドレスで記憶されている。

【００４７】循環型秘密鍵記憶領域１８，３２、は複数
の記憶ブロック４１に分割されており、各記憶ブロック
４１にはそれぞれ絶対アドレス４２がつけられている。
循環型秘密鍵記憶領域１８，３２には、平文を暗号化又
は復号化するための秘密鍵が、絶対アドレス４１の０か
らＮ番目まで記憶されている。

【００４８】また、循環型秘密鍵記憶領域１８，３２に
は、相対アドレスを示すポインタＰがある。ポインタＰ
は、絶対アドレス４１とは無関係に、最後に通信したと
きに用いた秘密鍵の位置（最も最近用いられた秘密鍵の
位置）を示している。そして、ポインタＰは、次の相対
アドレスを通信手段１１，３６を介して外部から受信す
るまでは、その位置を保っている。

【００４９】そして、ポインタＰは、通信手段１１，３
６が送受信した相対アドレスが示す値だけ、循環型秘密
鍵記憶領域１８，３２のアドレス構造上を移動して、絶
対アドレス４１の０からＮ番目までに記憶されている複
数の秘密鍵のうちの１つを特定する。

【００５０】例えば、現在のポインタＰを示す現ポイン
タＰ１が絶対アドレス４１の４番目の秘密鍵「ａ５ｂ９
８５ｃａ」を特定しているとする。その後、通信手段１
１，３６が”＋３”の値を示す相対アドレスを送受信し
たとする。すると、ポインタＰは、現ポインタＰ１から
次ポインタＰ２に移動して、絶対アドレス４１の７番目
の秘密鍵「９１７ａ５ｂｃ６」を特定することとなる。

【００５１】ここで、ＩＣカード１の循環型秘密鍵記憶
領域１８とＩＣカード認証装置３の循環型秘密鍵記憶領
域３２とは、上述のように同一構造であって同一の記憶
内容となっている。したがって、ＩＣカード１とＩＣカ
ード認証装置３との間で送受信された相対アドレスによ
ってポインタＰが移動することで、ＩＣカード１の循環
型秘密鍵記憶領域１８とＩＣカード認証装置３の循環型
秘密鍵記憶領域３２とでは、同一の秘密鍵が特定される
こととなる。

【００５２】（方法例）前記システム装置例に適用する
本実施形態例の方法例につき図３を参照して説明する。
図３は、本システム装置例におけるＩＣカード１、ＩＣ
カード発行装置２及びＩＣカード認証装置３の処理を示
すメッセージシーケンスチャートである。

【００５３】第１段階として、ＩＣカード１とＩＣカー
ド認証装置３との間で相互に認証するときの手順につい
て説明する。

【００５４】まず、ＩＣカード認証装置３は、乱数生成
手段３１によって乱数ａと乱数ｂを発生させ、乱数ａが
示す循環型秘密鍵記憶領域３２の相対アドレス情報と、
乱数ｂの文字列とをまとめて秘密情報として、ＩＣカー
ド発行装置２にを介してＩＣカード１へ送信する“相対
アドレス＋乱数の送信（ＳＴ１，ＳＴ２）”。

【００５５】ＩＣカード１では，送られてきた秘密情報
を相対アドレスと乱数情報に分け、その相対アドレスを
用いて循環型秘密鍵記憶領域１８から秘密鍵を抽出し、
抽出した秘密鍵を用いて、乱数情報を暗号化する“乱数
の暗号化（ＳＴ３）”。

【００５６】その後、ＩＣカード１は、ＳＴ３で暗号化
された乱数を秘密情報として、ＩＣカード発行装置２を
介して、ＩＣカード認証装置３に送信する“暗号化され
た秘密情報（ＳＴ４，ＳＴ５）”。

【００５７】この秘密情報を受信したＩＣカード認証装
置３は、ＳＴ１で送信した乱数ｂと、ＳＴ１で発生させ
た乱数ａが示す相対アドレスによって循環型秘密鍵記憶
領域３２から抽出された秘密鍵とを用いて、ＩＣカード
１と同様の暗号化を行ない、この暗号化した秘密情報と
ＳＴ４及びＳＴ５で受信した秘密情報とを、秘密情報比
較手段３７において比較する。

【００５８】ここで、２つの秘密情報が一致した場合
は、ＩＣカード１がＩＣカード認証装置３と同じ循環型
秘密鍵記憶領域を有していることがわかるので（内部認
証）、ＩＣカード１の認証が成立となる“ＩＣカードの
認証（ＳＴ６）”。

【００５９】その後、ＩＣカード認証装置１は、外部認
証コマンドを、ＩＣカード発行装置２を介してＩＣカー
ド１へ送信する“外部認証コマンド（ＳＴ７，ＳＴ
８）”。

【００６０】外部認証コマンドを受信したＩＣカード１
は、乱数生成手段１４によって乱数ｃと乱数ｄを発生さ
せ“乱数の発生（ＳＴ９）”、乱数ｃが示す循環型秘密
鍵記憶領域１８の相対アドレス情報と、乱数ｄの文字列
とをまとめて秘密情報として、ＩＣカード発行装置２を
介してＩＣカード認証装置３へ送信する“相対アドレス
＋乱数の送信（ＳＴ１０，ＳＴ１１）”。

【００６１】ＩＣカード認証装置３では、送られてきた
秘密情報を相対アドレスと乱数情報に分け、その相対ア
ドレスを用いて循環型秘密鍵記憶領域３２から秘密鍵を
抽出し、抽出した秘密鍵を用いて、乱数情報を暗号化す
る“乱数の暗号化（ＳＴ１２）”。その後、ＩＣカード
認証装置３は、ＳＴ１２で暗号化された乱数を秘密情報
として、ＩＣカード発行装置２を介して、ＩＣカード１
に送信する“暗号化された秘密情報＋暗号鍵を示す相対
アドレス（ＳＴ１３，ＳＴ１４）”。

【００６２】この秘密情報を受信したＩＣカード１は、
ＳＴ１０で送信した乱数ｄと、ＳＴ９で発生させた乱数
ｃが示す相対アドレスによって循環型秘密鍵記憶領域１
８から抽出された秘密鍵とを用いて、ＳＴ３の処理と同
様の暗号化を行い、この暗号化した秘密情報とＳＴ１３
及びＳＴ１４で受信した秘密情報とを、秘密情報比較手
段１７において比較する。

【００６３】ここで、２つの秘密情報が一致した場合
は、ＩＣカード認証装置３がＩＣカード１と同じ循環型
秘密鍵記憶領域３２を有していることがわかるので（外
部認証）、ＩＣカード認証装置３の認証が成立となる
“上位装置の認証（ＳＴ１５）”。

【００６４】これらにより、ＩＣカード１とＩＣカード
認証装置３との間で、相互に認証が確認されたことにな
る。この相互認証が成立した後に、ＩＣカード１とＩＣ
カード認証装置３、更に上位装置との間で、秘密情報
（業務処理等の個別具体的内容を示す情報）についての
通信を行い“外部認証成功（ＳＴ１６，ＳＴ１７）”、
また、ＩＣカード認証装置３又は上位装置からの指示に
より、ＩＣカード発行装置２を用いてＩＣカード１の発
行作業を行う。

【００６５】一方、“ＩＣカードの認証（ＳＴ６）”で
の内部認証においてＩＣカードの認証が不成立となった
とき、又は、“上位装置の認証（ＳＴ１５）”での外部
認証において認証が不成立となったときは、相互認証が
成立しなかったこととなる。このように、ＩＣカード１
とＩＣカード認証装置３との間で相互認証が成立しなか
ったときは、ＩＣカード１とＩＣカード認証装置３等と
の間での秘密情報の通信はできないこととなる。

【００６６】さらに、同一のＩＣカード１とＩＣカード
認証装置３との間で相互認証において、“ＩＣカードの
認証（ＳＴ６）”での内部認証が、予め設定してある所
定回数以上にわたって不成立となった場合は、ＩＣカー
ド認証装置３の秘密情報比較手段３７は、当該ＩＣカー
ド１が不正なＩＣカードであると判断する。

【００６７】そして、ＩＣカード認証装置３の秘密情報
比較手段３７は、当該ＩＣカード１の通信手段１１の通
信機能を閉塞させる信号を、ＩＣカード発行装置２を介
して、ＩＣカード１に送信する。この信号を受信したＩ
Ｃカード１の通信手段１１は、自己の通信機能を閉塞さ
せる。

【００６８】同一のＩＣカード１とＩＣカード認証装置
３との間で相互認証において、“上位装置の認証（ＳＴ
１５）”での外部認証が、予め設定してある所定回数以
上にわたって不成立となった場合は、ＩＣカード１の秘
密情報比較手段１７は、当該ＩＣカード１が不正なＩＣ
カードとなっていると判断する。そして、ＩＣカード１
の秘密情報比較手段１７は、当該ＩＣカード１の通信手
段１１の通信機能を閉塞させる。

【００６９】これらにより、本発明に係る装置によれ
ば、秘密鍵や特殊なコマンドを通信経路を介して送受信
することなく、秘密鍵の書き換え等が可能となるので、
ＩＣカード１とＩＣカード認証装置３との間で、不正な
通信が行われることを未然に防止することができ、記憶
容量及び処理能力が制限されるＩＣカードを用いた通信
システム装置においてもセキュリティを高めることがで
きる。

【００７０】次に、第２段階として、秘密情報（業務処
理に用いられるデータ等の個別具体的内容を示す情報）
を送受信するときの手順について説明する。ＩＣカード
認証装置３からＩＣカード１へ、秘密情報（例えば、コ
マンド）を送信する場合“コマンド送信（ＳＴ１８）”
について説明する。

【００７１】まず、ＩＣカード認証装置３は、まず乱数
生成手段３１によって、循環型秘密鍵記憶領域３２の相
対アドレスに相当する乱数を発生させる。ＩＣカード認
証装置３の秘密鍵抽出手段３３は、乱数生成手段３１が
発生させた乱数に相当する相対アドレスを用いて、循環
型秘密鍵記憶領域３２から秘密鍵を抽出する。ＩＣカー
ド認証装置３の暗号復号処理手段３４は、抽出された秘
密鍵を用いて、情報（コマンド）を暗号化し、この暗号
化された情報と、秘密鍵の抽出に用いた相対アドレスと
から秘密情報を作成する。

【００７２】ＩＣカード認証装置３の通信手段３６は、
作成された秘密情報を、ＩＣカード発行装置２を介して
ＩＣカード１へ送信する“暗号化された秘密情報＋暗号
鍵を示す相対アドレス（ＳＴ１９，ＳＴ２０）”。

【００７３】ＩＣカード１では、受信した秘密情報を相
対アドレスと暗号化された情報とに分け、その相対アド
レスを用いて循環型秘密鍵記憶領域１８から秘密鍵を抽
出し、暗号化された情報をこの秘密鍵で復号化する“コ
マンド受信レスポンス送信（ＳＴ２１）”。ＩＣカード
１からＩＣカード認証装置３へ秘密情報を送信する場合
も、上述のＩＣカード認証装置３からＩＣカード１へ秘
密情報を送信する場合と、同様の手順を踏んで処理する
“（ＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３，ＳＴ２４）”。

【００７４】次に、第３段階として、循環型秘密鍵記憶
領域１８，３２のポインタＰの位置が、外乱などにより
ＩＣカード１とＩＣカード認証装置３との間でずれた場
合に、通信機能回復手段２０が通信機能を回復ときの手
順について説明する。

【００７５】ＩＣカード１の循環型秘密鍵記憶領域１３
のポインタＰの位置と、ＩＣカード認証装置３の循環型
秘密鍵記憶領域３２のポインタＰの位置とがずれた場合
は、ＩＣカード１とＩＣカード認証装置３の相互の通信
が成立しなくなる。これは、上述のように内部認証又は
外部認証が所定回数にわたって不成立となった場合は、
ＩＣカード１の通信機能閉塞手段１９が通信手段１１の
通信機能を閉塞させるからである。

【００７６】そこで、例えば、所定回数（Ｍ回）にわた
って内部認証又は外部認証が不成立となったときに、Ｉ
Ｃカード１の通信手段１１の通信機能が通信機能閉塞手
段１９によって閉塞されることとなるとした場合に、通
信機能回復手段２０は、（Ｍ−１）回にわたって内部認
証又は外部認証が不成立となったときに、相対アドレス
をリセットすることで、通信機能を閉塞させず、通信機
能を回復させる。

【００７７】具体的には、通信機能回復手段２０は、内
部認証又は外部認証が（Ｍ−１）回にわたって不成立と
なったときに、ＩＣカード１の循環型秘密鍵記憶領域１
８のポインタＰ及びＩＣカード認証装置３の循環型秘密
鍵記憶領域３２のポインタＰを、その循環型秘密鍵記憶
領域１８，３２の絶対アドレスの初期値に移動させる。
その後に、上述の内部認証及び外部認証をすることで、
ＩＣカード１及びＩＣカード認証装置３が正当なもので
あれば、外乱などによって生じた通信機能の障害を、回
復することができる。

【００７８】以上、本発明の代表的なシステム装置例及
び方法例について説明したが、本発明は、必ずしも上記
した事項に限定されるものではない。本発明の目的を達
し、下記する効果を奏する範囲において、適宜変更実施
可能である。

【００７９】例えば、送信側及び受信側の装置として
は、電話機、携帯電話機、ＰＨＳ、パソコン、オフコ
ン、電話交換機等を含み、これらの通信媒体となる通信
網としては、公衆電話網、インターネット、イントラネ
ット、ＬＡＮ、仮想専用網、ＩＳＤＮ等を含む。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の秘密鍵を送信側及び受信側の両方で持ち、当該秘
密鍵の指定を相対アドレスのみを用いて行い、指定され
た当該秘密鍵を用いて暗号化及び復号化して暗号通信を
するので、秘密鍵及び秘密鍵を更新するための特殊なコ
マンド等を通信回線上で送受信することなく、秘密鍵方
式の通信をすることが可能となり、セキュリティの高い
通信が可能となる。

【００８１】また、送信側及び受信側において、複数の
秘密鍵を循環型記憶領域に記憶させ、送信側が受信側へ
相対アドレスを送信し、その相対アドレスの示す値だけ
循環型記憶領域のポインタが循環することによって秘密
鍵を特定することにより、簡易な構成及び手法で、秘密
鍵及び秘密鍵を更新するための特殊なコマンド等を通信
回線上で送受信することなく、秘密鍵方式の通信が可能
となり、記憶容量及び処理能力が制限されるＩＣカード
等を通信装置として用いても、セキュリティの高い通信
が可能となる。

【００８２】また、送信側及び受信側の通信において、
一定回数だけ認証が不成立とされたときに、相対アドレ
スをリセットし、循環型記憶領域において秘密鍵を特定
するポインタを循環型記憶領域における絶対アドレスの
初期値に戻すことにより、外乱などによって通信装置間
の認証が不成立となって通信機能に影響がでた場合に、
その通信機能を回復させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す通信システム装置の概
念的構成ブロック図である。

【図２】同上における循環型秘密鍵記憶領域の概念的構
成図である。

【図３】同上におけるＩＣカード、ＩＣカード発行装置
及びＩＣカード認証装置の動作を示すメッセージシーケ
ンスチャートである。

【符号の説明】

１…ＩＣカード ２…ＩＣカード発行装置 ３…ＩＣカード認証装置 １１…通信手段 １２…信号処理手段 １３…電源回路 １４…乱数生成手段 １５…記憶領域 １６…暗号復号処理手段 １７…秘密情報比較手段 １８…循環型秘密鍵記憶領域 ２１…プロトコル変換手段 ２２…通信手段 ２３…発行手段 ３１…乱数生成手段 ３２…循環型秘密鍵記憶領域 ３３…秘密鍵抽出手段 ３４…暗号復号処理手段 ３５…外部通信手段 ３６…通信手段 ３７…秘密情報比較手段 ３８…認証手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｃ 1/00 ６６０ Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｒ Ｈ０４Ｌ 9/08 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｃ ６０１Ｅ ６７３Ｂ (72)発明者 村田 幸嗣 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大谷 佳光 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 永井 靖浩 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B035 AA13 BB09 CA29 5B058 CA22 CA26 KA11 KA33 KA35 5J104 AA07 AA16 AA34 EA04 KA02 KA04 KA06 NA02 NA35 NA38 NA40 9A001 BB06 BZ03 CC02 EE03 LL03

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】秘密鍵方式を用いて通信する通信方法であ
   って、 複数の秘密鍵を送信側及び受信側の両方で持ち、 当該秘密鍵を当該送信側及び当該受信側において同一順
   序で循環させることにより、 当該秘密鍵の指定を相対アドレスのみを用いて行い、 指定された当該秘密鍵を用いて暗号化及び復号化のいず
   れかをして暗号通信をする、 ことを特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】前記複数の秘密鍵は、 循環型記憶領域に記憶され、当該複数の秘密鍵のうちの
   １つがポインタによって特定され、 前記秘密鍵の指定は、 前記送信側が前記受信側へ前記相対アドレスを送信し、 当該相対アドレスの示す値だけ、当該送信側及び当該受
   信側それぞれの前記循環型記憶領域の前記ポインタが循
   環することにより、 当該送信側及び当該受信側において同一の秘密鍵を指定
   することからなる、 ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 【請求項３】前記送信側及び前記受信側のいずれかは、 ＩＣカードからなる、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
4. 【請求項４】前記ＩＣカードは、 前記暗号通信によって受信した暗号文と、当該ＩＣカー
   ドの内部で前記ポインタによって特定された秘密鍵を用
   いて暗号化した暗号文と、を比較する秘密情報比較処理
   をする、 ことを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
5. 【請求項５】前記送信側及び前記受信側は、 前記ＩＣカードを発行するＩＣカード発行装置を介して
   前記暗号通信を行い、 当該ＩＣカード発行装置は、 前記送信側及び当該ＩＣカード発行装置の間の通信プロ
   トコルと前記受信側及び当該ＩＣカード発行装置の間の
   通信プロトコルとを整合させるプロトコル変換処理をす
   る、 ことを特徴とする請求項３又は４に記載の通信方法。
6. 【請求項６】前記送信側及び前記受信側のいずれかは、 通信相手の前記ＩＣカードを認証するＩＣカード認証装
   置からなり、 当該ＩＣカード認証装置は、 通信相手の前記ＩＣカードから送信された暗号文であっ
   て前記暗号通信によって受信された暗号文と、当該ＩＣ
   カード認証装置の内部で前記ポインタによって特定され
   た秘密鍵を用いて暗号化された暗号文と、を比較する秘
   密情報比較処理を行い、 当該秘密情報比較処理における比較の結果に基づいて、
   当該ＩＣカードの認証をする、 ことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の通信方
   法。
7. 【請求項７】前記ＩＣカードは、 前記ＩＣカード認証装置との通信において、当該ＩＣカ
   ードの認証が所定回数にわたって不成立とされたとき
   に、 当該ＩＣカードが通信する機能を閉塞する、 ことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
8. 【請求項８】前記ＩＣカード及び前記ＩＣカード認証装
   置は、 当該ＩＣカードと当該ＩＣカード認証装置との間の通信
   において、前記通信する機能を閉塞する前記所定回数に
   いたる前の一定回数だけ、当該ＩＣカードの認証が不成
   立とされたときに、 前記相対アドレスをリセットし、前記ポインタを前記循
   環型記憶領域における絶対アドレスの初期値に戻す、 ことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
9. 【請求項９】複数の秘密鍵を記憶している記憶領域と、 当該記憶領域についての相対アドレスを用いて、当該記
   憶領域から前記秘密鍵の１つを指定し、当該秘密鍵を用
   いて暗号化及び復号化のいずれかをする暗号復号処理手
   段と、 前記暗号化及び復号化のいずれかに用いられた前記相対
   アドレスと、当該相対アドレスによって指定された前記
   秘密鍵で暗号化された暗号文とを、送受信する通信手段
   と、 をそれぞれ有する複数台の送受信装置を具備してなる、
   ことを特徴とする通信システム装置。
10. 【請求項１０】前記複数台の送受信装置は、 同一のアドレス構造を有していて、当該アドレス構造に
    おいてそれぞれ同一の前記複数の秘密鍵を記憶している
    前記記憶領域を有しており、 前記記憶領域は、 最初の記憶ブロックと最後の記憶ブロックがつながった
    ループ構造を持つ循環型記憶領域と、 前記通信手段が送受信した相対アドレスが示す値だけ前
    記循環型記憶領域のアドレス構造上を移動して、前記複
    数の秘密鍵のうちの１つを特定するポインタと、を有す
    る、 ことを特徴とする請求項９に記載の通信システム装置。
11. 【請求項１１】前記複数台の送受信装置のいずれかは、 ＩＣカードからなり、 当該ＩＣカードは、 前記通信手段が受信した暗号文と、当該送受信装置の内
    部で前記ポインタによって特定された秘密鍵を用いて前
    記暗号復号処理手段が暗号化した暗号文と、を比較する
    秘密情報比較手段を有する、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の通信システ
    ム装置。
12. 【請求項１２】前記複数台の送受信装置のいずれかは、 前記ＩＣカードを発行するＩＣカード発行装置からな
    り、 当該ＩＣカード発行装置は、 前記複数台の送受信装置におけるある送受信装置の通信
    プロトコルと他の送受信装置の通信プロトコルとを整合
    させさせるプロトコル変換手段と、 当該プロトコル変換手段を用いて、前記複数台の送受信
    装置におけるある送受信装置と他の送受信装置との間の
    通信を中継する通信手段と、を有する、 ことを特徴とする請求項１１に記載の通信システム装
    置。
13. 【請求項１３】前記複数台の送受信装置のいずれかは、 通信相手の前記ＩＣカードを認証するＩＣカード認証装
    置からなり、 当該ＩＣカード認証装置は、 通信相手の前記ＩＣカードから送信された暗号文であっ
    て前記通信手段によって受信された暗号文と、当該ＩＣ
    カード認証装置の内部で前記ポインタによって特定され
    た秘密鍵を用いて暗号化された暗号文と、を比較する秘
    密情報比較手段と、 当該秘密情報比較手段における比較の結果に基づいて、
    当該ＩＣカードの認証をする認証手段と、を有する、 ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の通信シス
    テム装置。
14. 【請求項１４】前記ＩＣカードは、 当該ＩＣカードの認証が所定回数にわたって不成立とさ
    れたときに、当該ＩＣカードが通信する機能を閉塞させ
    る通信機能閉塞手段を有する、 ことを特徴とする請求項１３に記載の通信システム装
    置。
15. 【請求項１５】前記ＩＣカード及び前記ＩＣカード認証
    装置は、 前記通信機能閉塞手段が通信する機能を閉塞する前記所
    定回数にいたる前の一定回数だけ、当該ＩＣカードの認
    証が不成立とされたときに、前記相対アドレスをリセッ
    トし、前記ポインタを前記循環型記憶領域における絶対
    アドレスの初期値に戻す、通信機能回復手段を、それぞ
    れ有する、 ことを特徴とする請求項１４に記載の通信システム装
    置。