JP2002077143A

JP2002077143A - 認証方法

Info

Publication number: JP2002077143A
Application number: JP2000258818A
Authority: JP
Inventors: Taku Toyokawa; 卓豊川; Yutaka Kobayashi; 裕小林; Katsuyuki Machino; 勝行町野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: JP3798608B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ホームネットワークにおけるプラグ・アンド
・プレイ機器における各機器の簡単かつ安全な認証方法
を提供する。【解決手段】端末機器に固有な情報を有するＩＣチッ
プを用意し、該ＩＣチップをサーバに装着し、公開鍵暗
号化及び照合を行うとともに、サーバは公開鍵を同報発
信し、該公開鍵によって端末機器は自身のもつ秘密鍵を
暗号化して同報発信し、その後、適宜秘密鍵を変えて通
信する。また、通信の際に「通し番号」を用いて、過去
は一致すること、及び最新の情報は不一致であることを
元にリピート端末の不正ログオンを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の機器、及び
サーバの組み合わせで動作するシステムにおける機器の
認証方法に係り、特に、ホームネットワークにおけるプ
ラグ・アンド・プレイ（Plug and Play）機器のセキュ
リティを高めた認証方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今のネットワーク・システムのオープ
ン化・汎用化により、機密情報転送や電子商取引（Elec
tronic Commerce）のような分野に対し、セキュリティ
機能は必要不可欠なものとなっている。ネットワーク・
セキュリティの目的は、ネットワークの安全保護に有
り、ネットワーク・システムの機密度に応じた情報をさ
まざまな脅威から保護することであるとされている。一
般的には、機密性（Confidentiality）、完全性（Integ
rity）、可用性（Availability）、否認拒否（Non-Repu
diation）を維持することと定義されている。一方、ネ
ットワークに対して想定される代表的脅威としては、盗
聴、漏洩、なりすまし、改ざん／偽造、不正侵入／不正
アクセス、横取り、事実の否認、破壊などである。

【０００３】また、ネットワーク・セキュリティための
要素技術として、秘匿・保全技術、認証技術、鍵配送技
術、否認拒否技術、第三者信用機関、アクセス管理、セ
キュリティ監査、セキュリティ評価基準などがある。認
証とは、情報通信に関与した実体（エンティティ：人
間、人間の代理として機能するプロセス、ソフトウェ
ア、ハードウェア、通信データ等）が正当なものである
か否かを確認することであると考えられる。

【０００４】（1）ネットワーク上の各機器のセキュリ
ティに関する手法は種々提案されている。例えば、特開
平１０−３３６１６９号公報に記載の認証方法では、無
限ワンタイム認証方式と呼ばれる通信一回毎に認証情報
を変えることによりセキュリティの向上を図っている。（2）セキュリティとは異なるがＷＯＷＯＷ（日本衛星
放送）などでは無料視聴を防ぐためにある特定の物体を
利用している。

【０００５】（3）プロバイダ等においては、個人に固
有な情報（ＩＤ）とパスワードをサーバ側機器にオペレ
ータの設定によって登録する。その登録情報を封書等に
よってユーザ宅へ送信する。ユーザは、自身の有する機
器へプロバイダから得た情報を登録し、該プロバイダに
接続する。その結果、ユーザが発信した情報と、サーバ
に登録された情報が一致した場合にログオンが許可され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のホームネットワークにおける各種機器の認証
方法にあっては、デバイス・ドライバの組み込みと設定
を自動的に行うプラグ・アンド・プレイ機器のセキュリ
ティについては考慮されていなかったため、以下のよう
な問題点があった。

【０００７】上記（1）の認証方法では、まずクライア
ント側が公開鍵を発行し、その公開鍵を用いてサーバ側
で復号化するという手段を用いるために、不正なログオ
ンを防ぐことはできるものの、盗聴を防ぐことは困難で
ある。また、クライアントに比較的大きな計算能力が不
可欠となる。これらの特徴は、ホームネットワーク上で
用いられるプラグ・アンド・プレイ機器の認証方法には
適さない。上記（2）の方法は、一方向の認証であり、
また、サービスを受けるという認証のみとなっており、
双方向認証には適していない。上記（3）では、複雑な
オペレーションが必要となっている。

【０００８】このように、ＬＡＮ（Local Area Networ
k）などの比較的処理能力の高い機器の集合によるシス
テムについては、セキュリティを高めた認証方法は存在
するが、オペレータによる設定が必要となったり、重い
処理が不可欠となる。また、機器を設定なしに使用可能
とするプラグ・アンド・プレイ機器のセキュリティに関
するものはない。

【０００９】特に、最近では無線ＩＥＥＥ（Institute
of Electrical and Electronics Engineers）１３９４
の実用化、ＭＭＡＣ（Multimedia Mobile Access Commu
nication System）の実用化などが進んでおり、有線で
は大きな問題とはならなかった不正プラグ・アンド・プ
レイ端末のセキュリティが問題となっている。また、上
記（3）のような方法を用いれば、不正端末のネットワ
ークヘのログオンは防げるものの、ユーザにとって面倒
な手間をかけることとなる。本発明は、このような課題
に鑑みてなされたものであって、ホームネットワークに
おけるプラグ・アンド・プレイ機器における各機器の簡
単かつ安全な認証方法を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の認証方法は、複
数の機器、及びサーバの組み合わせで動作するシステム
における機器の認証方法であって、機器Ａに固有な情報
を保有する記憶媒体を前記サーバに装着する工程と、前
記サーバが前記記憶媒体の有する固有情報を認識する工
程と、前記機器Ａがシステムに接続された旨をシステム
全体に同報発信する工程と、前記サーバが前記機器Ａが
接続されたことを検知する検知工程と、前記サーバがシ
ステム全体に送出する公開鍵イ_Aを生成する工程と、前
記サーバが前記公開鍵イ_Aを復号するための秘密鍵イ_Bを
生成する工程と、前記サーバは前記公開鍵イ_Aをシステ
ム全体に同報発信し、かつ、前記秘密鍵イ_Bは自身で厳
重に秘密に保持する工程と、前記機器Ａが前記公開鍵イ
_Aを検知する工程と、前記機器Ａが前記公開鍵イ_Aを用い
て少なくとも自身の有する固有情報を暗号化してシステ
ム全体に同報発信する同報発信工程と、前記サーバが暗
号化された情報を検知する工程と、前記サーバが前記情
報を前記秘密鍵イ_Bで復号化する工程と、前記サーバが
複号した情報を認識する工程と、前記サーバが前記記憶
媒体から得られた情報と前記複号した情報を照合し、合
格した際には、システムヘの接続を許可する照合工程と
を有することを特徴としている。

【００１１】また、前記同報発信工程では、前記機器Ａ
の秘密鍵ロを付加して暗号化してシステム全体に同報発
信し、前記照合工程の後、前記サーバが接続が許可され
た旨を前記秘密鍵ロを用いて前記機器Ａに送信する工程
と、前記サーバが適宜に秘密鍵ロを更新し、該更新直前
の秘密鍵ロを用いて暗号化して相手に送信する工程とを
有することを特徴としている。

【００１２】本発明の認証方法は、前記サーバは直接通
信を行う２つ以上の機器を認識する工程と、前記サーバ
は前記直接通信を行う２つ以上の機器に同一の秘密鍵
を、現在各機器との通信に用いている秘密鍵を用いて暗
号化して送信する工程と、前記各機器は前記暗号化され
た情報を検知する工程と、前記各機器は現在前記サーバ
との通信に用いている秘密鍵を用いて復号化し内容を認
識する工程と、前記直接通信を行う２つ以上の機器間で
は、前記同一の秘密鍵を用いて通信を行う工程とを有す
ることを特徴としている。

【００１３】本発明の認証方法は、複数の機器の組み合
わせで動作するシステムにおける機器の認証方法であっ
て、前記機器間の通信の際に通し番号を付加し、該通し
番号を付加した過去の情報が一致し、かつ、最新の情報
が不一致の場合には新規命令を受け入れることを特徴と
している。

【００１４】前記通し番号は、シーケンス番号であって
もよく、また、前記記憶媒体は、非接触型ＩＣチップで
あってもよい。また、前記サーバは、複数の記憶媒体を
一時的又は恒久的に格納することが可能な格納庫を有す
るものであってもよく、さらに、前記格納庫に物理的な
鍵をかける手段を有するものであってもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な認証方法の実施の形態について詳細に説明
する。まず、本発明の基本的な考え方について説明す
る。ネットワークにおけるセキュリティを阻害する要因
として主に次の４つが問題となる。

【００１６】（1）なりすまし実際の能力を偽ってネットワーク上にログオンを試み
る。例えば、本来は盗聴機であるのに、自分は携帯電話
機であると偽ってネットワーク上ヘログオンしようとす
る端末等である。オペレータの設定無しで動作するプラ
グ・アンド・プレイ機器においては、無線端末によるな
りすましは容易になることが予想される。（2）盗聴暗号化をせずに通信を行えば、内容を盗聴されてしまう
危険がある。逆に、暗号化を行わずに通信を行う内容
は、盗聴されても良い内容でなくてはならない。

【００１７】（3）リピート何らかの端末が発した命令を寸分違わず繰り返して発信
することにより、不正にログオンしようとする端末であ
る。このリピートによると、暗号の解読無しに不正な命
令をすることが可能となる。（4）また、ローカル無線通信が発達すると、悪意はな
くとも端末機器がどのサーバに属するべきかなどの問題
が生じることも予想される。

【００１８】そこで本発明では、まず基本的に、一般的
な「共通鍵暗号法」、「公開鍵暗号法」である既知の技
術を使用する。ここで「公開鍵暗号法」とは、暗号化と
復号化に異なる鍵を使う暗号法であり、公開鍵イ_Aと秘
密鍵イ_Bの異なった鍵を一対として暗号化・復号化を行
うものである。この利用法は以下の二通りの場合があ
る。

【００１９】公開鍵イ_Aを用いて暗号化する場合公開鍵イ_Aを復号できるのは秘密鍵イ_Bであり、秘密鍵イ
_Bさえ秘密に保っていれば他者は復号することができな
い。秘密鍵イ_Bを用いて暗号化する場合秘密鍵イ_Bを復号化するのは公開鍵イ_Aであって基本的に
誰でも復号化することはできる。しかし、公開鍵イ_Aを
発行した者＝秘密鍵イ_Bの所有者にしか暗号化はできな
いので、正当な所有者であることを証明する電子著名な
どに用いられる。を応用したのが前記特開平１０−３
３６１６９号公報に記載の無限ワンタイム認証方式であ
る。

【００２０】何れの方法にしろ、「公開鍵暗号法」では
秘密鍵イ_Bは自身で厳重に保持しなければならないし、
一般に特に公開鍵発行側の処理は重い処理となる。ま
た、の方法では、通信の内容を秘密に保つことはでき
ない。これに対し「共通鍵暗号法」は、暗号化と復号化
に同じ鍵を用いて通信する手段であり、「公開鍵暗号
法」に比べると軽い処理ですむが、「共通鍵暗号法」の
場合には事前に他者に暴露せずに鍵の享受を行う必要が
ある。

【００２１】上述のようにプラグ・アンド・プレイ機器
はその簡便さの反面、セキュリティに問題がある。そこ
で本発明は、以下のような方法で認証をすることにより
上記問題（1）〜（4）を解決している。

【００２２】すなわち、上記（1）の問題に関しては、
端末機器Ａとペアになった記憶媒体を用いる。該記憶媒
体をサーバに装着することにより、不正な端末のネット
ワークヘのログオンを阻止する。該記憶媒体が有する情
報は、他人に見られても問題が起きない情報にするべき
であり、秘密鍵などを用いることはできない。そのた
め、該記憶媒体が有する情報は、機器Ａの製造番号若し
くはＥＵＩアドレスなどの機器に固有な情報を用いる。
その結果、例えば、同一無線機種などが近くに存在する
場合においても不正な端末のネットワーク上へのログオ
ンは防ぐことが可能となる。この記憶媒体は、フロッピ
ー（登録商標）ディスクやＩＣカードのような電子的な
物でもかまわないし、穴の位置などを用いて数値をあら
わすことのできる物理的な鍵でも問題はない。しかし、
複製が一般ユーザには不可能であるものが好ましく、Ｉ
Ｃチップを用いることがもっとも好適である。本発明で
使用する記憶媒体の好ましい例としては、非接触型ＩＣ
チップがあげられる。

【００２３】上記（2）の問題に関しては、「公開鍵暗
号法」と「共通鍵暗号法」を組み合わせることによって
解決することができる。この場合、常に「公開鍵暗号
法」を用いれば容易に解決できるが、処理が重いのでサ
ーバ以外では「公開鍵暗号法」による公開鍵発行は行い
たくない。そこでまず、サーバは公開鍵を発行し同報発
信する。該公開鍵によって端末機器は自身のもつ秘密鍵
を暗号化し発信する。この発信も基本的に同報発信であ
る。その後、適宜秘密鍵を変えて通信することにより盗
聴を防ぐ。

【００２４】上記（3）の問題に関しては、通信の際に
「通し番号」を用いることによって解決する。つまり、
過去は一致すること、及び最新の情報は不一致であるこ
とを元にリピート端末の不正ログオンを防ぐとともに、
最新情報も一致した場合にはその端末はリピート端末で
あると判断しログオンを拒否する。

【００２５】上記（4）の問題に関しては、参加したい
ネットワーク（ネットワーク１）には記憶媒体が存在す
るのでログオンが可能となるが、参加したくないネット
ワーク（ネットワーク２）には記憶媒体が存在しないた
めログオン不可能となる。例えば、端末機器Ａと関係の
深い端末機器Ｂがあるとする。この時、これらの組み合
わせによりサーバは機器Ａ及び機器Ｂに各々に対した暗
号化を用いて共通の秘密鍵を送信する。この際に各々の
通し番号も付加して送信する。その結果、機器Ａと機器
Ｂはその秘密鍵と通し番号を用いて安全に通信を行うこ
とが可能となる。

【００２６】以上のことをまとめると以下のようにな
る。前提となる技術として、１）特定の物体の機器への装着２）サーバが公開鍵を発行３）サーバ−端末間は公開鍵暗号法（公開鍵_A＋これ
に対応した秘密鍵_B）、及び秘密鍵暗号法（秘密鍵
）４）端末−端末間は共通鍵暗号法（秘密鍵）５）通し番号を用いる。これらを〔表１〕に示すように組み合わせる
ことにより、（1）初期認証（なりすまし）、（2）盗
聴、（3）リピート及び（4）ログオン先の問題を解決す
る。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、〔表１〕において、初期認証がない
限り、盗聴及びリピートの問題は解決されない。また、
オークションの場をインターネット上で実現した「ネッ
トオークション」と本発明との差異は以下のようなもの
である。「ネットオークション」では、元々サーバ機器
が備えている記憶媒体にオペレータの手によって固有情
報が入力されている。本発明は、サーバに端末機器用の
固有情報を備えた物体を挿入することによって固有情報
を入力するものである。サーバに不正に固有情報を入力
する場合、本発明のように認証情報を有する特定の物体
を挿入する方がより困難で暴露し難いと考えられる。ま
た、具体的な効果としては、ＩＤを入力するという手
間がない、認証のやり直しの際にも自動で認識される
（但し、不正が見付かった時は初期認証からやり直す必
要がある）ので、例えば停電などの復旧時に認識のやり
直しが容易になる。

【００２９】第１の実施の形態図１は、上記基本的な考え方に基づく認証方法が適用さ
れるシステムの構成を示す図である。複数の機器の組み
合わせで動作するシステムの機器の相互認証方法とし
て、ビデオを接続したＴＶに適用した例である。図１に
おいて、１はビデオ（端末機器Ａ）、２はビデオ１を接
続したＴＶ（端末機器Ｂ）、３はＩＣチップ（固有な情
報を有する記憶媒体）であり、サーバとなるＴＶ（端末
機器Ｂ）は、ＩＣチップ３の認証情報を読み出すための
専用の入出力機器及び認証情報処理手段を備えている。

【００３０】図１は、所有物利用によるセキュリティを
示すものである。ある特定の物体が認証情報を保持して
おり、認証する側ではその認証情報を検証することによ
り、その物体を保持する人間やその物体に認証された人
間、あるいはその物体と連動して作動するソフトウェア
やハードウェア等を正当なエンティティとして認証す
る。

【００３１】本実施の形態では、特定の物体として認証
情報を記憶したＩＣチップ３を用いている。ＩＣチップ
３としては、例えば非接触型ＩＣチップが望ましい。Ｉ
Ｃチップは、通常、耐タンパー性（Tamper Free）を有
しており、外部からメモリ内の情報を書き込み不可能な
構成となっている。そのため暗号鍵やパスワード等個人
に依存した情報を比較的安全に格納、管理でき、またセ
キュリティ処理機能そのものをＩＣチップ内に組み込む
ことも可能である。

【００３２】また、上記ＩＣチップ３のほかに、例え
ば、鍵、トークン、バッチ、電子キー、磁気カードであ
ってもよい。端末のロックを解除するための鍵やトーク
ン、電子キーを所持する人間は、その端末の正当な利用
者として認証される。図２は、本実施の形態の認証方法
が適用されるネットワークの構成を示す図である。複数
のネットワークが有り、ログオン先がわからない様子を
示す。

【００３３】図２において、このネットワークは、ＷＡ
Ｎに接続されているＬＡＮ−Ａと、同様にＷＡＮに接続
されたＬＡＮ−Ｂが存在し、１０はネットワークＡの認
証サーバ、１１〜１３は認証サーバ１０に接続された複
数の端末機器Ａ，Ｂ，Ｃ、１４は認証サーバ１０と無線
通信可能な端末機器Ｄである。一方、２０はネットワー
クＢの認証サーバ、２１〜２３は認証サーバ２０に接続
された複数の端末機器ア，イ，ウである。

【００３４】このネットワークＡでは、複数の端末機器
Ａ，Ｂ，Ｃ…がＬＡＮによって接続され、また、このネ
ットワークＡに認証サーバ１０も接続されている。同様
に、ネットワークＢでは、複数の端末機器ア，イ，ウ…
がＬＡＮによって接続され、また、このネットワークＢ
に認証サーバ２０も接続されている。例えば、端末機器
Ａが端末機器Ｂと通信するときは、端末機器Ａが認証要
求者となり、端末機器Ｂが認証者となる。本実施の形態
では、認証者をサーバと呼ぶ。認証サーバ１０は、複数
の端末機器（クライアント）からアクセス可能なデータ
ベースを有するもので、それら端末機器からの認証要求
を受けて認証を行うもので、認証サーバと呼ぶ。すなわ
ち、端末機器と端末機器とが通信を行うときは、一方が
サーバとして振る舞う。上記はネットワークＡについて
であるが、ネットワークＢの端末機器ア，イ，ウについ
ても同様である。

【００３５】本実施の形態の認証方法は、本質的には認
証局（ＣＡ：Certification Authority）の存在を前提
としない。クライアントとクライアント間のデータの送
受は、認証局（ＣＡ）の介在を必要としなくて直接行わ
れることもあり、認証サーバ１０，２０（例えば、ＣＡ
等）を介して行う場合もある。認証者も認証要求者も、
人そのものではなく、オペレータあるいはユーザの行為
を媒介にして動作するコンピュータでもよい。

【００３６】上記基本的な考え方で述べたように、ロー
カル無線通信が発達すると、悪意はなくとも端末機器が
どのサーバに属するべきかなどの問題が生じることも予
想される。例えば、図２に示すように、複数のネットワ
ーク（ネットワークＡとネットワークＢ）のローカル・
エリア内に、ネットワークＡの端末機器Ｄが進入した場
合、従来例であれば端末機器Ｄがどのサーバに属するか
が問題となることがある。しかし、本実施の形態では、
参加したいネットワーク（ネットワークＡ）には記憶媒
体（ＩＣチップ３）が存在するのでログオンが可能とな
るが、参加したくないネットワーク（ネットワークＢ）
には記憶媒体（ＩＣチップ３）が存在しないためログオ
ン不可能となる。詳細については、図５により後述す
る。

【００３７】図３及び図４は、通し番号を用いた認証方
法を説明するための図であり、図３は通し番号を用いた
認証の正当な例を、図４は通し番号を用いた認証の不正
な例を示す。本実施の形態では、通信の際に「通し番
号」を用いることによって、不正にログオンしようとす
る端末のリピートを防止する。すなわち、過去は一致す
ること、及び最新の情報は不一致であることを元にリピ
ート端末の不正ログオンを防ぐとともに、最新情報も一
致した場合にはその端末はリピート端末であると判断し
ログオンを拒否する。

【００３８】以下、上述のように構成されたシステムの
認証方法を説明する。図５は、ネットワークを介した認
証システムの制御シーケンスを示す図であり、認証要求
者としての機器Ａと認証者として認証サーバとの単純化
した構成からなるネットワーク（図１）に、本発明を適
用した認証アルゴリズムの例を示す。図中、ＳＴはステ
ップ番号を示す。

【００３９】図５では、機器Ａは図１のビデオ１、ホー
ムサーバ／ホームゲートウェイ（認証サーバ）は図１の
ＴＶ２に対応する。また、物体Ｘとは、ここではＴＶ２
の入出力機器に挿入されるＩＣチップ３（記憶媒体）を
示す。なお、ホームサーバ／ホームゲートウェイは、デ
ータのプロトコル変換等を行うもので、例えばデータを
ＬＡＮのプロトコルであるＩＰ（Internet Protocol）
パケットに変換し、ＩＰネットワークを経由したデータ
通信を実現する。このホームサーバ／ホームゲートウェ
イは、ここでは制御基盤としてＴＶ２内部に収容されて
いるが、外部に設置されるものでもよい。図１に示すよ
うに、ＴＶ２にビデオ１が接続されている。

【００４０】・ステップ１まず、ビデオ１（図５では、機器Ａ）に付属されている
ＩＣチップ３（図５では、物体Ｘ）をＴＶ２（図５で
は、ホームサーバ／ホームゲートウェイ）に挿入する。・ステップ２ＴＶ２では、挿入されたＩＣチップ３の情報を把握す
る。

【００４１】・ステップ３ビデオ１は、システム全体に接続された旨を同報発信す
る。図５では、ビデオ１（機器Ａ）からシステム全体で
あるＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲートウェイ）及び
機器Ｂ（この場合は、システム全体はＴＶ２のみ）に接
続されたことを同報発信する。

【００４２】・ステップ４ＴＶ２では、ビデオ１（機器Ａ）からの同報発信を受け
て自身が接続されたことを確認する。・ステップ５ＴＶ２は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行する。図５
では、ＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲートウェイ）か
らビデオ１（機器Ａ）及び機器Ｂに公開鍵イ_Aを同報発
信する。

【００４３】・ステップ６ビデオ１は、該公開鍵イ_Aを得て、ＩＣチップ３と共有
する固有情報（ＩＤ＋シーケンス番号）と秘密鍵ロを公
開鍵イ_Aで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシ
ステム全体であるＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲート
ウェイ）及び機器Ｂ（この場合は、システム全体はＴＶ
２のみ）に接続されたことを同報発信する。

【００４４】・ステップ７ＴＶ２は、ビデオ１から得た情報を自身の保持する秘密
鍵イBで復号し、ＩＣチップ３（記憶媒体）から得た情
報と、ビデオ１から発信された情報とを照合する。該情
報が一致した場合、ビデオ１のネットワークヘのログオ
ンを許可する。認証が拒否されたものであった場合（処
理結果が所定時間以内に返ってこなかった場合も含む）
には、認証情報を破棄する。以上が、始めてログインが
行われたときにおける、ログイン要求に対する認証のた
めの処理手順である。

【００４５】・ステップ８ＴＶ２からビデオ１ヘの通信は、秘密鍵ロを用いて通信
を行う。この後は適時に新たな秘密鍵を含めて通信し、
その度に新たな暗号鍵による通信を行う。次回にログイ
ンが行われたときには、ステップ１〜８が繰り返され
る。本実施の形態により、プラグ・アンド・プレイ機器
であるビデオ１のログオンに際して、安全な機器の認証
を行うことができる。

【００４６】第２の実施の形態図６は、ネットワークが一つ存在し、そのネットワーク
を介して使われる携帯電話機が複数存在する場合の認証
方法を説明する図である。図６において、３０はサー
バ、３１は正当な端末である電話（電話Ａ）、３２は不
正な端末である電話（電話Ｂ）、３３は正当な電話Ａ用
のＩＣチップであり、正当な電話Ａ及び不正な電話Ｂの
両方がネットワーク内にいるものとする。

【００４７】また、上記サーバ３０の好適な例を図７に
示す。図７に示すように、サーバ３０にはＩＣチップ３
３を格納する格納庫（スペース）３４が存在し、この格
納庫３４の中にはＩＣチップ３３が格納されている。ま
た、この格納庫３４には物理的な鍵３５をかけることも
可能となっている。この場合の認証方法の流れを説明す
る。基本的な処理手順は、図５の制御シーケンスと同様
である。

【００４８】・ステップ１正当な電話Ａ用のＩＣチップ３３をサーバ３０に挿入す
る。・ステップ２サーバ３０側では、そのＩＣチップ３３のもつ情報を認
識する。・ステップ３電話Ａ及び電話Ｂはシステム全体に接続された旨を同報
発信する。

【００４９】・ステップ４サーバ３０は、その発信を受けて自身が接続されたこと
を確認する。・ステップ５サーバ３０は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行する。
ここでは、サーバ３０から電話Ａ及び電話Ｂに公開鍵イ
_Aを同報発信する。・ステップ６電話Ａ及び電話Ｂは、その公開鍵イ_Aを得て、各々の自
身の固有情報と電話Ａは秘密鍵ロを、電話Ｂは秘密鍵ハ
をそれぞれ公開鍵イ_Aで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化
した情報をシステム全体に同報発信する。

【００５０】・ステップ７サーバ３０は、電話Ａ及び電話Ｂから得た情報を自身の
保持する秘密鍵イBで復号し、ＩＣチップ３３から得た
情報と、電話Ａ及び電話Ｂから発信された情報とを照合
する。電話Ａは一致し、電話Ｂの情報は不一致となる。
その結果、電話Ａはネットワークヘのログオンが許可さ
れ、電話Ｂは拒否される。

【００５１】・ステップ８サーバ３０から電話Ａへの通信は、秘密鍵ロを用いて通
信を行う。この後は適時に新たな秘密鍵を含めて通信
し、その度に新たな暗号鍵による通信を行う。本実施の
形態により、不正な端末のネットワークヘのログオンは
不可能となる。これは別の例で例えれば、隣人の家のＴ
Ｖをリモコンで操作できなくなるということである。

【００５２】第３の実施の形態図８は、本実施の形態の認証方法が適用されるネットワ
ークの構成を示す図であり、複数のネットワーク内に携
帯電話機がある例を示す。図２と同一構成部分には同一
符号を付している。

【００５３】一台の携帯電話機と悪意の無い二つのネッ
トワークが存在する場合を考える。携帯電話機１５は、
一方にログオンしたいが、他方にはログオンしたくはな
い場合である。ここで、ログオンしたいネットワークを
ネットワークＡ、また、そのネットワークのサーバをサ
ーバＡと呼び、ログオンしたくないネットワークをネッ
トワークＢ、そのサーバをサーバＢと呼ぶ。なお、図８
に示すサーバ１０は、例えば図７に示した構成でもよ
い。この場合の認証方法の流れを説明する。基本的な処
理手順は、図５の制御シーケンスと同様である。

【００５４】・ステップ１携帯電話機１５に固有なＩＣチップ１６をサーバＡに挿
入する。・ステップ２サーバＡでは、そのＩＣチップ１６のもつ情報を認識す
る。・ステップ３携帯電話機１５は、システム全体（ネットワークＡ及び
ネットワークＢ）に接続された旨を同報発信する。

【００５５】・ステップ４サーバＡ及びサーバＢはその発信を受けて接続されたこ
とを確認する。・ステップ５サーバＡは、ネットワークＡ全体に公開鍵イ_Aを発行す
る。また、サーバＢは、ネットワークＢに公開鍵ロ_Aを
発行する。・ステップ６端末機器１１である電話機Ａは、上記公開鍵イ_Aを得
て、自身の固有情報と秘密鍵ハを公開鍵イ_Aで暗号化
（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシステム全体に同報
発信する。また、公開鍵ロ_Aにより固有情報と秘密鍵ニ
を暗号化し、システム全体に同報発信する。

【００５６】・ステップ７サーバＡは、携帯電話機１５から得た情報を自身の保持
する秘密鍵イ_Bで復号し、ＩＣチップ１６から得た情報
と、携帯電話機１５から発信された情報とを照合する。
照合は一致し、携帯電話機１５のログオンが許可され
る。一方、サーバＢにおいては秘密鍵ロ_Bで復号した結
果、情報は不一致となる。その結果、携帯電話機１５
は、ネットワークＡへのログオンが許可され、ネットワ
ークＢへのログオンは拒否される。

【００５７】・ステップ８携帯電話機１５は、以上の結果からログオンしたいネッ
トワーク（ネットワークＡ）へのログオンが可能とな
り、以降は秘密鍵ハでの通信を行い、適時に秘密鍵を変
えて通信を行う。・ステップ９ここまでのやり取りをお互いに記憶しておき、通し番号
を振っておく。・ステップ１０その通し番号の過去が一致し、最新の情報が一致しない
場合に照合が認められる。したがって、本実施の形態に
よれば、間違ったネットワークヘのログオンも未然に防
ぐことが可能になる。

【００５８】第４の実施の形態図９は、複数の機器の組み合わせで動作するシステムの
構成を示す図であり、ホームサーバにＴＶが接続されて
いて、新たにＴＶ用のリモコンを接続する例である。図
９において、４０はホームサーバ、４１はホームサーバ
４０に接続されたＴＶ、４２はＴＶ４１を操作するリモ
コンである。

【００５９】ＴＶ４１とホームサーバ４０は既に接続さ
れていて、そこにリモコン４２を接続しようとする。ま
た、ＴＶ４１とホームサーバ４０は、現在秘密鍵ハで通
信の暗号化を行っているものとする。この場合の認証方
法の流れを説明する。基本的な処理手順は、図５の制御
シーケンスと同様である。

【００６０】・ステップ１ホームサーバ４０にリモコン用ＩＣチップ４４を挿入す
る。ホームサーバ４０には、既にＴＶ用ＩＣチップ４３
は挿入されている。・ステップ２ホームサーバ４０では、リモコン用ＩＣチップ４４のも
つ情報を認識する。このとき、いままでに有しているＴ
Ｖ用情報と新たに得たリモコン用ＩＣチップの情報とを
区別して認識する。

【００６１】・ステップ３リモコン４２は、システム全体に接続された旨を同報発
信する。・ステップ４ホームサーバ４０は、その発信を受けて接続されたこと
を確認する。・ステップ５ホームサーバ４０は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行
する。

【００６２】・ステップ６リモコン４２は、その公開鍵イ_Aを得て、自身の固有情
報と秘密鍵ロを公開鍵イAで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗
号化した情報をシステム全体に同報発信する。・ステップ７ホームサーバ４０は、リモコン４２から得た情報を自身
の保持する秘密鍵イ_Bで復号し、ＩＣチップ４４から得
た情報と、リモコン４２から発信された情報とを照合す
る。その結果、情報が一致するのでログオンが許可され
る。

【００６３】・ステップ８リモコン４２は、以上の結果からホームサーバ４０との
通信が可能となる。しかし、リモコン４２はホームサー
バ４０とのやり取りだけでなく、ＴＶ４１との直接通信
も希望する。そこで、その旨を知ったホームサーバ４０
は、ＴＶ４１に対して秘密鍵ハで暗号化して秘密鍵二及
びリモコン４２の位置情報を送信する。また、ホームサ
ーバ４０はリモコン４２に対しても秘密鍵ロで暗号化し
て秘密鍵ニ及びＴＶ４１の位置情報を送信する。

【００６４】・ステップ９この後、リモコン４２とＴＶ４１は秘密鍵ニを用いて通
信を行う。この際、通信したい内容と通し番号を送信
し、通し番号による認証を行う。この後は適時に秘密鍵
の変更を行う。・ステップ１０ここまでのやり取りをお互いに記憶しておき、通し番号
を振っておく。この情報は、ホームサーバ４０がＴＶ４
１とリモコン４２の双方の情報を双方に送信しておく。

【００６５】・ステップ１１その通し番号の過去が一致し、最新の情報が一致しない
場合に照合が認められる。したがって、本実施の形態に
よれば、間違ったネットワークヘのログオンも未然に防
ぐことができ、リピート端末による不正なログオンも防
止することができる。また、これらをサーバヘの手動設
定無しに実施することが可能となる。

【００６６】第５の実施の形態本実施の形態では、もっと限定した形でのもっとも理想
的な例を挙げる。まず、ネットワーク上には家庭内のあ
らゆる機器が接続されているとする。それらのネットワ
ーク上のアドレスはＩＰｖ６（Internet Protocol vers
ion6）による１２８ｂｉｔのアドレスが割り振られてい
て、また、それはＥＵＩ６４アドレスを含んでいる。機
器の接続はイーサネット（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９
４、その他の手段でもかまわないが、オーバーＩＰｖ６
となっている。また、通し番号にはシーケンス番号とそ
の際の動作を利用し、これをシーケンス情報と呼ぶ。図
１０は、ネットワークを介した認証システムの制御シー
ケンスを示す図であり、ホームサーバに様々な機器Ａ〜
Ｅが接続されている場合のタイミングを示す。

【００６７】・ステップ１前記各実施の形態と同様の機能を有するＩＣチップをホ
ームサーバに挿入する。・ステップ２ホームサーバは、該ＩＣチップの情報を得る。また、該
ＩＣチップ内にホームサーバが対応していない新機能の
ドライバ情報等を入れておけば、それらも同時に入手す
ることができる。・ステップ３接続された機器Ａは接続された旨をネットワーク上に同
報発信する。・ステップ４その発信を受けたサーバは公開鍵イ_Aを発行し、同報発
信する。

【００６８】・ステップ５機器Ａは、自身のＥＵＩ６４アドレスとサーバ内にある
機器Ａ専用ＩＣチップのＥＵＩ６４アドレス、シーケン
ス情報・秘密鍵を公開鍵で暗号化（ＥＮＣ）し、該暗
号化した情報を同報発信する。・ステップ６機器Ａと端末間通信を行いたい機器を仮に機器Ｂ及び機
器Ｃとする。機器Ｂ及び機器Ｃは、機器Ａと直接通信を
行いたい旨を、今得た公開鍵イ_Aで暗号化し、シーケン
ス情報・秘密鍵，とともにサーバに送信する。

【００６９】・ステップ７ＩＣチップの情報と機器Ａから送信された情報とを比較
し正当と認められた場合には、機器Ａに対して認証が認
められ、Ｎ（Ｎは、１２８ｂｉｔの任意の数字）という
ＩＰアドレスが割り振られる。このＩＰアドレスの上位
部６４ｂｉｔは、該ホームネットに固有のアドレスとな
っており、下位部（６４ｂｉｔ）は該ホームサーバが自
由に割り当てられる値である。この下位部のアドレスに
は、製品固有のＥＵＩ６４アドレスを用いる。このＩＰ
アドレス及びシーケンス情報と、機器Ｂには秘密鍵を
送信すること、及び機器Ｃには秘密鍵を送信すること
を機器Ａに秘密鍵で暗号化して送信する。

【００７０】・ステップ８ホームサーバは、機器Ａと端末間通信を行いたいという
端末に対して正当と認められる端末（ここでは機器Ｂ及
び機器Ｃ）に対して、機器Ａに送信したものと同じ秘密
鍵，及びシーケンス情報を機器Ｂには秘密鍵で暗
号化して、機器Ｃには秘密鍵で暗号化して送信する。

【００７１】・ステップ９機器Ａと機器Ｂ及び機器Ｃは、秘密鍵，を有してい
ること、シーケンス情報を以って認証し、通信を行うこ
とができる。この秘密鍵，は、お互いの交信の中で
公開鍵や新たな秘密鍵に変更することによって盗聴を防
ぐ。また、シーケンス情報によってなりすましも防ぐこ
とができる。上述したサーバ側の動き及び端末側の動き
についてフローを参照して詳細に説明する。

【００７２】図１１は、サーバ側の認証処理動作を示す
フローチャートであり、前記各実施の形態のサーバの動
作に対応する。図中、ＳＴはフローのステップを示す。
ステップＳＴ１１の入力待ちにおいて、新機器からの認
証要請がある場合はステップＳＴ１２で公開鍵の発行を
行い、ステップＳＴ１３でサーバに接続された機器から
の応答を待つ。対応する機器からの応答がないときはス
テップＳＴ１１に戻る。機器からの応答があるときは、
ステップＳＴ１４で応答結果の照合を行い、一致すれば
ステップＳＴ１５でログオンを許可する。

【００７３】一方、サーバにＩＣチップ等の物体が装着
されている場合（ステップＳＴ１６）は、ステップＳＴ
１７で該ＩＣチップからＩＤテーブルを再作成してステ
ップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８で再照合を行
い、再照合の結果一致していればステップＳＴ１５に進
んでログオンを許可し、再照合の結果不一致であればス
テップＳＴ１９で不一致であることを端末に通知してス
テップＳＴ１１に戻る。

【００７４】ステップＳＴ１５でログオンを許可される
と、ステップＳＴ２０で該当する機器からの命令を待
ち、命令が来なければ命令が来るまで待つ。上記ステッ
プＳＴ１１の入力待ちにおいて、既接続機器からの命令
がある場合は上記各ステップＳＴ１２〜ＳＴ２０をジャ
ンプしてステップＳＴ２１に進む。

【００７５】上記ステップＳＴ２０で機器からの命令が
あるとき、あるいは上記ステップＳＴ１１で既接続機器
からの命令があるときはステップＳＴ２１でシーケンス
情報を基に照合を行い、不一致であればステップＳ２２
で不一致であることを端末に通知してステップＳＴ１１
に戻る。上記ステップＳＴ２１で一致していればステッ
プＳＴ２３で命令を実行する。すなわち、ステップＳＴ
２３の命令の実行では、まずステップＳＴ２４で機器へ
の命令を実行し、新たな秘密鍵の発行を行う。次いで、
ステップＳＴ２５で新たな命令待ちを行ってステップＳ
Ｔ２０に戻る。以上で、サーバ側の認証処理プログラム
を終了する。

【００７６】図１２は、機器側の認証処理動作を示すフ
ローチャートであり、前記各実施の形態の各機器の動作
に対応する。まず、ステップＳＴ３１でネットワークに
接続されると、ステップＳＴ３２でネットワークに接続
されたことを同時発信し、ステップＳＴ３３で公開鍵の
発行待ちを行う。応答がなければステップＳＴ３２に戻
ってネットワークに接続されたことを同時発信する。応
答があれば公開鍵を発行し、ステップＳＴ３４で機器自
身の情報を上記公開鍵で暗号化して同報発信する。

【００７７】次いで、ステップＳＴ３５で認証待ちを行
って認証の許可／不許可を判別し、不許可であればステ
ップＳＴ３２に戻り、許可であればステップＳＴ３６に
進む。ステップＳＴ３６では、サーバに命令を出し、ス
テップＳＴ３７で入力待ちを行う。入力待ちの結果、サ
ーバから不正の旨の通知があったときはステップＳＴ３
４に戻って同報発信を繰り返し、また、サーバから実行
許可の旨の通知があったときはステップＳＴ３６に戻っ
てサーバからの命令が来るまで待つ。サーバからの命令
が来たときはステップＳＴ３８で認証の許可／不許可を
判定し、不許可であればステップＳＴ３９でサーバに不
許可の旨を通知してステップＳＴ３６に戻る。認証許可
であればステップＳＴ４０で該命令を実行してステップ
ＳＴ３５に戻る。以上で、機器側の認証処理プログラム
を終了する。

【００７８】以上説明したように、本認証方法では、端
末機器に固有な情報を有するＩＣチップ（記憶媒体）を
用意し、該ＩＣチップをサーバに装着し、公開鍵暗号化
及び照合を行うことにより、「なりすまし」を防ぐとと
もに、不正な端末のネットワークヘのログオンを阻止す
ることができる。また、サーバは公開鍵を同報発信し、
該公開鍵によって端末機器は自身のもつ秘密鍵を暗号化
して同報発信し、その後、適宜秘密鍵を変えて通信する
ことにより、比較的軽い処理により盗聴を防ぐことがで
きる。また、通信の際に「通し番号」を用いて、過去は
一致すること、及び最新の情報は不一致であることを元
にリピート端末の不正ログオンを防ぐことができる。そ
の結果、プラグ・アンド・プレイ機器の簡便さを損なう
ことなく、プラグ・アンド・プレイ機器のセキュリティ
を高めることができる。

【００７９】なお、上記各実施の形態に係る認証方法
を、上述したような携帯電話機等の機器に適用すること
もできるが、勿論これには限定されず、暗号通信システ
ムであれば全ての装置に適用可能である。この場合、本
システムが、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assis
tant）や小型ノート型パソコンに組み込まれているもの
でもよい。

【００８０】また、端末機器に固有な情報を有する記憶
媒体としてＩＣチップという名称を用いているが、これ
は説明の便宜上であり、例えばＩＣカード、ＳＤ（Secu
re Digital）メモリカード、コンパクトフラッシュ（登
録商標）（ＣＦ）、スマートメディア、メモリスティク
すべてに適用できる。さらに、上記認証システムを構成
する各端末機器の種類、数及び接続方法などは前述した
各実施の形態に限られない。

【００８１】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、ホームネットワークにおけるプラグ・アンド・プレ
イ機器における各機器の簡単かつ安全な認証方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の認証方法が適用さ
れるシステムの構成を示す図である。

【図２】本実施の形態の認証方法が適用されるネットワ
ークの構成を示す図である。

【図３】本実施の形態の通し番号を用いた認証方法を説
明するための図である。

【図４】本実施の形態の通し番号を用いた認証方法を説
明するための図である。

【図５】本実施の形態のネットワークを介した認証シス
テムの制御シーケンスを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態のネットワークが一
つ存在し、そのネットワークを介して使われる携帯電話
機が複数存在する場合の認証方法を説明する図である。

【図７】本実施の形態の認証方法が適用されるサーバの
好適な例を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態の認証方法が適用さ
れるネットワークの構成を示す図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態の認証方法の複数の
機器の組み合わせで動作するシステムの構成を示す図で
ある。

【図１０】本発明の第５の実施の形態のネットワークを
介した認証システムの制御シーケンスを示す図である。

【図１１】本実施の形態の認証方法のサーバ側の認証処
理動作を示すフローチャートである。

【図１２】本実施の形態の認証方法の機器側の認証処理
動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ビデオ（端末機器Ａ）２ＴＶ（端末機器Ｂ）３ＩＣチップ（固有な情報を有する記憶媒体）１０ネットワークＡの認証サーバ１１端末機器Ａ１２端末機器Ｂ１３端末機器Ｃ１４端末機器Ｄ２０ネットワークＢの認証サーバ２１端末機器ア２２端末機器イ２３端末機器ウ３０サーバ３１電話Ａ（正当な端末）３２電話Ｂ（不正な端末）４０ホームサーバ４１ＴＶ４２リモコン

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｎ 7/167 Ｚ (72)発明者町野勝行大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5B085 AE09 AE11 AE23 5C064 CA14 CB01 CB08 CC04 5J104 AA07 AA16 BA03 EA06 EA19 JA03 JA21 KA02 KA05 KA15 MA01 NA02 NA27 NA36 NA37 NA41 NA42 NA43 PA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の機器、及びサーバの組み合わせで
動作するシステムにおける機器の認証方法であって、機器Ａに固有な情報を保有する記憶媒体を前記サーバに
装着する工程と、前記サーバが前記記憶媒体の有する固有情報を認識する
工程と、前記機器Ａがシステムに接続された旨をシステム全体に
同報発信する工程と、前記サーバが前記機器Ａが接続されたことを検知する検
知工程と、前記サーバがシステム全体に送出する公開鍵イ_Aを生成
する工程と、前記サーバが前記公開鍵イ_Aを復号するための秘密鍵イ_B
を生成する工程と、前記サーバは前記公開鍵イ_Aをシステム全体に同報発信
し、かつ、前記秘密鍵イ_Bは自身で厳重に秘密に保持す
る工程と、前記機器Ａが前記公開鍵イ_Aを検知する工程と、前記機器Ａが前記公開鍵イ_Aを用いて少なくとも自身の
有する固有情報を暗号化してシステム全体に同報発信す
る同報発信工程と、前記サーバが暗号化された情報を検知する工程と、前記サーバが前記情報を前記秘密鍵イ_Bで復号化する工
程と、前記サーバが複号した情報を認識する工程と、前記サーバが前記記憶媒体から得られた情報と前記複号
した情報を照合し、合格した際には、システムヘの接続
を許可する照合工程とを有することを特徴とする認証方
法。
【請求項２】前記同報発信工程では、前記機器Ａの秘
密鍵ロを付加して暗号化してシステム全体に同報発信
し、前記照合工程の後、前記サーバが接続が許可された旨を
前記秘密鍵ロを用いて前記機器Ａに送信する工程と、前記サーバが適宜に秘密鍵ロを更新し、該更新直前の秘
密鍵ロを用いて暗号化して相手に送信する工程とを有す
ることを特徴とする請求項１記載の認証方法。
【請求項３】前記サーバは直接通信を行う２つ以上の
機器を認識する工程と、前記サーバは前記直接通信を行う２つ以上の機器に同一
の秘密鍵を、現在各機器との通信に用いている秘密鍵を
用いて暗号化して送信する工程と、前記各機器は前記暗号化された情報を検知する工程と、前記各機器は現在前記サーバとの通信に用いている秘密
鍵を用いて復号化し内容を認識する工程と、前記直接通信を行う２つ以上の機器間では、前記同一の
秘密鍵を用いて通信を行う工程とを有することを特徴と
する請求項１又は２に記載の認証方法。
【請求項４】複数の機器の組み合わせで動作するシス
テムにおける機器の認証方法であって、前記機器間の通信の際に通し番号を付加し、該通し番号
を付加した過去の情報が一致し、かつ、最新の情報が不
一致の場合には新規命令を受け入れることを特徴とする
認証方法。
【請求項５】前記通し番号は、シーケンス番号である
ことを特徴とする請求項４記載の認証方法。
【請求項６】前記記憶媒体は、非接触型ＩＣチップで
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の認証方
法。
【請求項７】前記サーバは、複数の記憶媒体を一時的
又は恒久的に格納することが可能な格納庫を有すること
を特徴とする請求項１、２又は３のいずれか一項に記載
の認証方法。
【請求項８】前記格納庫に物理的な鍵をかける手段を
有することを特徴とする請求項７記載の認証方法。