JP2003516568A - 安全な電子トランザクションプロセスおよび対応するシステム - Google Patents

安全な電子トランザクションプロセスおよび対応するシステム

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JP2003516568A JP2001534103A JP2001534103A JP2003516568A JP 2003516568 A JP2003516568 A JP 2003516568A JP 2001534103 A JP2001534103 A JP 2001534103A JP 2001534103 A JP2001534103 A JP 2001534103A JP 2003516568 A JP2003516568 A JP 2003516568A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、安全な電子トランザクションプロセスおよびシステムに関する。該トランザクションは、物体と端末との間において行われる。本発明によると、認証値が、物体内に書き入れられる。該認証値は、物体の識別子上に現れるデジタル署名である。各物体はまた、多様化された鍵を有する。該多様化された鍵は、識別子によって多様化された基礎鍵に基づいて生成される。故に、端末は、該識別子を認証でき、かつ、「借方記入が実際に行われた」ということをチェックできる。本発明は、電子支払に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、安全な電子トランザクションプロセスおよび対応するシステムに
関する。
【０００２】 本発明は、特に、電子支払に適用可能である。そして、本発明は、電子財布と
呼ばれる補助物を使用する。電子財布は、クレジットカードと同じサイズであっ
てもよく、接触式または非接触式である。しかし、如何なる他の物体または補助
物も使用されることができる（時計、移動電話など）。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
電子財布は、遠く離れて頻繁に実行される小さなトランザクションに対して意
図される支払手段である。例えば、電子財布は、自動配達（飲み物、新聞など）
、公衆移送（地下鉄、バスなど）、通信ネットワーク（移動電話、公衆電話、イ
ンターネットなど）、有料テレビジョン番組の放送（デコーダなど）のような分
野におけるトランザクションに適用されてもよい。
【０００４】 これらのトランザクションは、しばしば、暗号機能に基づく従来のコンピュー
タセキュリティ技術を使用して、安全性がなされる。該暗号機能は「電子財布が
借方記入されている」という証明を計算しかつ確認するために使用される。
【０００５】 特に、カード構成要素に対しては、対称タイプの暗号アルゴリズムが広く使用
される。なぜならば、該アルゴリズムは、実現が容易だからである。
【０００６】 借方記入の証明を生成する電子財布とこの証明を確認する端末との間において
、同じ秘密鍵が共有されなくてはならない。端末は全ての電子財布の秘密鍵を記
憶できるわけではないので、該端末は、実際には、１つの基礎鍵（base key）の
みを有する。該基礎鍵は、電子財布へ入力される全ての娘鍵（これは多様化され
た鍵とも呼ばれる）の母親である。
【０００７】 故に、同じ鍵が全ての端末へ知られていなくてはならない。このことは、セキ
ュリティ問題を引き起こす。１つの既知の問題解決は、基礎鍵のナンバーを乗算
することを具備する。各電子財布は（端末にランダムに分散されている）異なる
基礎鍵の娘鍵を有する。しかしながら、電子財布において使用される構成要素メ
モリの限られた容量（数キロバイト）が、多数の鍵を記憶することを不可能とす
る。例えば、もしシステムが約１０個の基礎鍵を具備するならば、単一鍵の発見
は、セキュリティを１／１０に弱める。
【０００８】 この発明の目的は、これらの欠点を克服することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるプロセスは、秘密鍵を伴う暗号法に関する設備と公衆鍵暗号法に
関する設備とを組み合わせることを具備する。秘密鍵暗号法に関する設備に対し
て、本発明は認証値を使用する。該認証値は、借方記入されるべき物体に関する
識別子に適用可能なデジタル署名である。例えば、この識別子は、物体のアイデ
ンティティであってもよい。該アイデンティティは、娘鍵を計算するために使用
されることができる。（例えば、物体の有効開始および終了日付のような）他の
情報が、該アイデンティティに関連付けられてもよい。
【００１０】 補助物が個人化されるとき、全てのトランザクションの前に、認証値と娘鍵（
即ち、多様化された鍵）は、それらを管理するオーソリティによって、計算され
かつ物体へ入力される。
【００１１】 端末による各トランザクションに対しては、借方記入の証明に加えて、認証値
が、物体においてリードされかつ確認される。該端末は、認証値を生成するため
に使用されるプライベート鍵に対応する公開鍵を有する。基礎鍵の多様化の後に
、もし多様化子（diversifier）が認証値を使用して認証され、かつ、もし該多
様化子が物体によって計算された借方記入の証明の暗号をチェックするために使
用されることができるならば、そのときのみ、借方記入の証明は認識される。
【００１２】 もし基礎鍵のうちの１つが発見されたならば、システムは、結果として、妥協
して処理されることはない。なぜならば、異なる物体から多数の認証値を抽出す
ることも必要だからである。更に、不正な物体をシステムへ導入することは「こ
の新たな物体に対する認証値が取得される」ということを要求する。しかしなが
ら、この値は、物体を管理するオーソリティによって生成されるプライベート鍵
の情報なしに取得されることができない。故に、大規模な不正は、基礎鍵の情報
に加えて、物体の送り手のプライベート鍵の情報を要求する。
【００１３】 故に、本発明は、性能（実行の速度）と安全性との間において魅力的な妥協を
提供する「ハイブリッド」特性を有する。このハイブリッド問題解決は、両方の
タイプの暗号の利点を（その欠点を伴うことなく）提供する。リアルタイムトラ
ンザクションに対しては、公開鍵を伴う認証値の確認のみが考慮される。なぜな
らばこの確認は、この認証値の計算よりも迅速に行われるからである。認証値の
計算は、カードが生成されるときに１回だけ行われ、かつ、以後トランザクショ
ンの間には決して行われない。ある意味では、それは、秘密鍵認証に加えて、第
２の公開鍵認証を加えることを意味する。これは「オーバーセキュリティ」とし
て参照されるかも知れない。該オーバーセキュリティは、性能が強固な制約とな
る対象（電子財布）に対してはささいなことではない。このオーバーセキュリテ
ィは、システムの性能を過度に制約することはない。そのため、安全性と性能と
ついて最適な問題解決を論じることができる。
【００１４】 より正確には、本発明の目的は、ある量（Ｍ）によって借方記入されるべき物
体（Ｏ）とこの借方記入を制御できかつ該借方記入が実際に行われたことを確認
できる端末（Ｔ）との間における安全な電子トランザクションプロセスである。
このプロセスは、 Ａ）全てのトランザクションの前に、 − ある識別子（ｉ）によって定義される各物体に対して、認証値（ＶＡ）が
計算され、該認証値は、物体（ｉ）の識別子に適用可能なデジタル署名であり、
この署名は、プライベート鍵（ＳAUT）を使用して生成され、かつ、公開鍵（ＰA UT ）に基づいてチェックされることができ、そして、この認証値（ＶＡ）は、物
体（Ｏ）へ書き入れられ、 − 公開認証鍵（ＰAUT）が、各端末（Ｔ）へ入力され、 − 各物体（Ｏ）に対して、多様化された鍵（ｋi）が、基礎鍵を使用して多
様化アルゴリズム（ｆKM）を物体の識別子（ｉ）に適用することによって、基礎
鍵（ＫＭ）に基づいて決定され、かつ、この多様化された鍵（ｋi）は、物体（
Ｏ）へ入力され、 Ｂ）各トランザクションに対して、 − 借方記入されるべき物体（Ｏ）が、該物体の識別子（ｉ）を、認証値（Ｖ
Ａ）と共に、端末（Ｔ）へ送り、 − 端末（Ｔ）が、公開鍵（ＰAUT）を使用してこの署名（ＶＡ）を確認し、 − 端末（Ｔ）が、トランザクションの量およびパラメータ（Ｍ，ｊ，ｎ）を
、物体（Ｏ）へ送り、 − 物体（Ｏ）が、前記量（Ｍ）によって借方記入され、かつ、トランザクシ
ョンの量（Ｍ）およびパラメータに適用される秘密鍵として多様化された鍵（ｋ i ）を伴う暗号関数（Ｆki）を使用してこの借方記入の証明を計算し、かつ、こ
の証明（Ｆki（Ｍ，ｊ，ｎ））を端末（Ｔ）へ送り、 − 端末（Ｔ）が、物体（Ｏ）の識別子（ｉ）に適用される秘密鍵として基礎
鍵（ＫＭ）を使用する暗号関数（ｆKM）を使用して物体の多様化された鍵（ｋi
）を計算し（ｋi＝ｆKM（ｉ））、かつ、この多様化された鍵を使用して借方記
入の証明（Ｆki（Ｍ，ｊ，ｎ））を確認する ことを特徴とする。
【００１５】 好ましくは、特に、認証値（ＶＡ）を計算するために使用される識別子（ｉ）
は、識別番号とたぶん有効期間（開始および／または終了）とを具備する。
【００１６】 ある特定のアプリケーションにおいて、物体は電子財布タイプの補助物であり
、トランザクションは電子支払である。
【００１７】 本特許出願の他の目的は、ある量によって借方記入されるべき物体とこの借方
記入を制御できかつこの借方記入が実際に行われたことをチェックできる端末と
を具備する安全な電子トランザクションシステムである。このシステムは、 − 各物体が、所与の識別子によって定義され、かつ、該物体の識別子に適用
可能なデジタル署名である認証値を具備し、この署名は、プライベート鍵を使用
して生成され、かつ、公開鍵を使用してチェックされることができ、 − 各端末が公開認証鍵を具備し、 − 各物体は、多様化された鍵を具備し、該多様化された鍵は、基礎鍵を使用
して多様化アルゴリズムを物体の識別子に適用することによって、基礎鍵に基づ
いて取得され、 − 借方記入されるべき物体は、該物体の識別子と認証値とを端末へ送ること
ができる手段を具備し、 − 端末は、公開認証鍵を使用して認証値に適用される暗号計算を行うことが
できる手段を具備し、 − 端末は、トランザクションの量およびパラメータを物体へ送信できる手段
を具備し、 − 物体は、前記量によって該物体を借方記入でき、かつ、トランザクション
量およびパラメータに適用される秘密鍵として多様化された鍵を伴う暗号関数に
よってこの借方記入の証明を計算でき、かつ、この証明を端末へ送信できる手段
を具備し、 − 端末は、物体の識別子に適用される秘密鍵として基礎鍵を使用する暗号関
数によって物体の多様化された鍵を計算でき、かつ、この多様化された鍵を使用
して借方記入の証明を確認できる手段を具備する ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】 以下の記述においては、「トランザクションに関与する物体は電子財布であり
、そして、該トランザクションは電子支払である」ということが仮定される。し
かし、この例は決して限定的ではない。本発明はまた、デビットロイヤリティポ
イント（debit loyalty poinst）、電話ユニットなどに対して使用されることが
できる。
【００１９】 電子財布は“ＰＭＥ”と示され、かつ、端末は“Ｔ”と示される。更に、 − ｉはＰＭＥ識別子（アイデンティティ、有効開始および終了日付など）で
ある。 − ＶＡは認証値である。ＶＡは、カードが（プライベート鍵ＳAUTに基づい
て）個人化されるときに計算されるデジタル署名である。該プライベート鍵ＳAU T は、ＰＭＥを管理するオーソリティのプライベート鍵である。 − ＰAUTはオーソリティの公開鍵である。この鍵は、ＰＭＥのアイデンティ
ティを認証するために、端末へ書き入れられる。故に、全ての場合において、Ｖ
Ａ＝ＳAUT（ｉ）かつＰAUT（ＶＡ，ｉ）＝ｙｅｓである。 − Ｆ，ｆは、秘密鍵を伴う２つの暗号の関数である。 − ｊは端末識別子である。 − ｎは、端末によって選択された非再生要素（anti-replay element）であ
る。 − Ｍはトランザクションの量である。 − ＫＭは基礎鍵である。Ｋiは、識別子ｉを伴うＰＭＥの多様化された鍵で
ある。
【００２０】 以下の図は、本発明によるプロセスの一実施形態を図解する。矢印は、端末Ｔ
とＰＭＥとの間におけるデータ転送を示す。
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ある量（Ｍ）によって借方記入されるべき物体（Ｏ）とこの
    借方記入を制御できかつ該借方記入が実際に行われたことをチェックできる端末
    （Ｔ）との間における安全な電子トランザクションプロセスであって、 このプロセスは、 Ａ）全てのトランザクションの前に、 − ある識別子（ｉ）によって定義される各物体に対して、認証値（ＶＡ）が
    計算され、該認証値は、物体（ｉ）の識別子に適用可能なデジタル署名であり、
    この署名は、プライベート鍵（ＳAUT）を使用して生成され、かつ、公開鍵（ＰA UT ）に基づいてチェックされることができ、そして、この認証値（ＶＡ）は、物
    体（Ｏ）へ書き入れられ、 − 公開認証鍵（ＰAUT）が、各端末（Ｔ）へ入力され、 − 各物体（Ｏ）に対して、多様化された鍵（ｋi）が、基礎鍵を使用して多
    様化アルゴリズム（ｆKM）を物体の識別子（ｉ）に適用することによって、基礎
    鍵（ＫＭ）に基づいて決定され、かつ、この多様化された鍵（ｋi）は、物体（
    Ｏ）へ入力され、 Ｂ）各トランザクションに対して、 − 借方記入されるべき物体（Ｏ）が、該物体の識別子（ｉ）を、認証値（Ｖ
    Ａ）と共に、端末（Ｔ）へ送り、 − 端末（Ｔ）が、公開認証鍵（ＰAUT（ＶＡ）＝ｉ）を使用して、認証値（
    ＶＡ）に適用される暗号計算を行い、 − 端末（Ｔ）が、トランザクションの量およびパラメータ（Ｍ，ｊ，ｎ）を
    、物体（Ｏ）へ送り、 − 物体（Ｏ）が、前記量（Ｍ）によって借方記入され、かつ、トランザクシ
    ョンの量（Ｍ）およびパラメータに適用される秘密鍵として多様化された鍵（ｋ i ）を伴う暗号関数（Ｆki）を使用してこの借方記入の証明を計算し、かつ、こ
    の証明（Ｆki（Ｍ，ｊ，ｎ））を端末（Ｔ）へ送信し、 − 端末（Ｔ）が、物体（Ｏ）の識別子（ｉ）に適用される秘密鍵として基礎
    鍵（ＫＭ）を使用する暗号関数（ｆKM）を使用して物体の多様化された鍵（ｋi
    ）を計算し（ｋi＝ｆKM（ｉ））、かつ、この多様化された鍵を使用して借方記
    入の証明（Ｆki（Ｍ，ｊ，ｎ））を確認する ことを特徴とするプロセス。
  2. 【請求項２】 認証値（ＶＡ）を計算するために使用される識別子（ｉ）は
    、識別番号とたぶん有効期間（開始および／または終了）とを具備する ことを特徴とする請求項１記載のプロセス。
  3. 【請求項３】 物体（Ｏ）は電子財布タイプの補助物であり、トランザクシ
    ョンは電子支払である ことを特徴する請求項１記載のプロセス。
  4. 【請求項４】 ある量（Ｍ）によって借方記入されるべき物体（Ｏ）とこの
    借方記入を制御できかつこの借方記入が実際に行われたことをチェックできる端
    末（Ｔ）とを具備する安全な電子トランザクションシステムであって、 このシステムは、 − 各物体（Ｏ）が、所与の識別子（ｉ）によって定義され、かつ、該物体（
    Ｏ）の識別子（ｉ）に適用可能なデジタル署名である認証値（ＶＡ）を具備し、
    この署名は、プライベート鍵（ＳAUT）を使用して生成され、かつ、公開鍵（ＰA UT ）を使用してチェックされることができ、 − 各端末（Ｔ）が公開認証鍵（ＰAUT）を具備し、 − 各物体（Ｏ）は、多様化された鍵（ｋi）を具備し、該多様化された鍵（
    ｋi）は、基礎鍵を使用して多様化アルゴリズム（ｆKM）を物体（Ｏ）の識別子
    （ｉ）に適用することによって、基礎鍵（ＫＭ）に基づいて取得され、 − 借方記入されるべき物体（Ｏ）は、該物体の識別子（ｉ）と認証値（ＶＡ
    ）とを端末（Ｔ）へ送ることができる手段を具備し、 − 端末（Ｔ）は、公開認証鍵（ＰAUT（ＶＡ）＝ｉ）を使用して認証値（Ｖ
    Ａ）に適用される暗号計算を行うことができる手段を具備し、 − 端末（Ｔ）は、トランザクションの量およびパラメータ（Ｍ，ｊ，ｎ）を
    物体（Ｏ）へ送信できる手段を具備し、 − 物体（Ｏ）は、前記量（Ｍ）によって該物体（Ｏ）を借方記入でき、かつ
    、トランザクション量（Ｍ）およびパラメータに適用される秘密鍵として多様化
    された鍵（ｋi）を伴う暗号関数（Ｆki）によってこの借方記入の証明を計算で
    き、かつ、この証明（Ｆki（Ｍ，ｊ，ｎ））を端末（Ｔ）へ送信できる手段を具
    備し、 − 端末（Ｔ）は、物体（Ｏ）の識別子（ｉ）に適用される秘密鍵として基礎
    鍵（ＫＭ）を使用する暗号関数（ｆKM）によって物体の多様化された鍵（ｋi）
    を計算でき、かつ、この多様化された鍵を使用して借方記入の証明（Ｆki（Ｍ，
    ｊ，ｎ））を確認できる手段を具備する ことを特徴とするシステム。
  5. 【請求項５】 物体（Ｏ）は電子財布タイプの補助物である ことを特徴とする請求項４記載のシステム。
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