JP2004072214A - 電子印鑑、ｉｃカード、本人認証システムおよび携帯機器 - Google Patents

電子印鑑、ｉｃカード、本人認証システムおよび携帯機器 Download PDF

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張　小▲忙▼
Teruaki Morita
森田　晃明
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永廣　雅之
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Abstract

【課題】利用者に負担をかけることなく、本人認証の安全性を高める。
【解決手段】公開鍵に基づいて暗号化・復号化を行うＩＣカード１２と、秘密鍵に基づいて暗号化・復号化を行う電子印鑑１６とを組み合せて公開鍵方式暗号技術により本人認証を行う。まず、ＩＣカード１２によって乱数値を生成し、乱数値と返信要求ＩＤとを公開鍵に基づいて暗号化して電子印鑑１６に送信する。電子印鑑１６では、受信された信号を秘密鍵に基づいて復号化し、返信要求ＩＤが含まれている場合には、復号化された乱数値を秘密鍵に基づいて暗号化してＩＣカード１２に送信する。ＩＣカード１２では、受信された乱数値を公開鍵に基づいて復号化し、復号化された乱数値と元の乱数値とが一致した場合に、本人であると確認する。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば市役所の窓口業務や電子商取引などに用いられ、本人認証を行うために用いられる電子印鑑、ＩＣカードおよびそれらを用いた本人認証システム、この電子印鑑を収納した携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、市役所の窓口、商取引などにおいて、本人認証は印鑑（伝統印鑑）の捺印によって行われている。印鑑は、盗難などに遭った場合に気づき易いため、早急に被害防止対策を講じることができる。
【０００３】
また、近年では、ＩＣカード、電子商取引、暗号化Ｅメールなどのように、情報が電子データ化（デジタルデータ化）されて流通されるようになってきており、それに伴って、本人認証の方法についても変化してきている。
【０００４】
ＩＣカード、ＩＤカード、電子商取引、暗号化Ｅメールなどにおいて、セキュリティ機能としては非常に強固なものが要求されるが、そのセキュリティ機能は、例えば４桁の暗証番号などのように、非常に脆弱な手段によって守られている。
【０００５】
例えば、電子財布として利用されるＩＣカード（Ｓｍａｒｔ　Ｃａｒｄとも称される）には、クレジットカードとキャッシュカードとがあり、クレジットカードの場合にはＩＣカードによるセキュリティチェックと筆記署名の目視確認という二つの要素で本人認証が行われ、キャッシュカードの場合にはＩＣカードによるセキュリティチェックと暗証番号の入力確認という二つの要素で本人認証が行われる。
【０００６】
しかしながら、模倣署名を目視判断で見破ることは容易ではなく、暗号番号は４桁の数字であるために安全性が低い。さらに安全性を高めるために、暗証データの桁数を増やすと、利用者の記憶に負担を強いることになる。
【０００７】
ＩＣカードの安全性を高めるためには、署名、指紋、声紋、網膜パターン、顔などといった利用者固有の情報に基づいて本人認証を行う方法が考えられるが、そのアルゴリズムなどのソフト面や装置などのハード面からユーザ操作手数などの運営面までを考えると、それをＩＣカードが利用される現場で応用することは容易ではない。
【０００８】
また、ＩＣカードは、主として欧米において、携帯電話器、ケーブルテレビジョン装置などの課金に対しても利用されており、そのセキュリティチェックは利用者に提供されるＰＩＮナンバーによって行われている。このため、上記暗証番号と同様に、安全性の面で問題がある。
【０００９】
また、入退室管理カードのようなＩＤカードは広く用いられているが、ＩＤカードによって確認するだけで本人と認められることが多い。しかしながら、このようなＩＤカードは、紛失・盗難などによって、簡単に悪用され得る。
【００１０】
また、電子商取引における安全性は、認証局によって証明書が発行された専用Ｗｅｂブラウザに依存している。その専用Ｗｅｂブラウザを利用するためには暗証番号が必要であるが、その暗証番号が漏れると、ブラウザ内部のセキュリティは強固であっても、誰でもアクセスすることができるようになる。
【００１１】
暗号化Ｅメールについては、暗号化関連の鍵などが計算機によって管理されているため、その計算機を利用する人であれば、自由に暗号化メールを読み書きすることができる。
【００１２】
図１０は、従来の本人認証システムの一例を示すブロック図である。
【００１３】
図１０において、この本人認証システム１１０は、カード関連内容のバックアップをしている遠隔サーバ１１１と、例えば相関情報、セキュリティ処理情報および暗証番号照合情報などが記憶されたＩＣカード１１２と、サービス内容表示処理、選択実行処理、セキュリティ処理および暗証番号入力処理などの各種処理を行うホストコンピュータ１１３と、ＩＣカード１１２とホストコンピュータ１１３の交信インターフェイスおよび、非接触カードへの電源供給を行うとカードリーダ／カードライタ１１４とを備え、ＩＣカードをキャッシュカードとして用いる場合に本人認証を行う。
【００１４】
遠隔サーバ１１１には、ＩＣカード１１２に関する情報がバックアップ保存されているが、遠隔サーバ１１１にアクセスするためにはリアルタイム通信が必要であるため、本人認証は、ＩＣカード１１２とホストコンピュータ１１３の間および、ユーザとホストコンピュータ１１３の間で行われる。
【００１５】
ＩＣカード１１２およびホストコンピュータ１１３はセキュリティ機能を有しており、ＩＣカード１１２が接触型である場合には、インターフェイスとしてのカードリーダ／カードライタ１１４を介してＩＣカード１１２とホストコンピュータ１１３との間で互いにセキュリティチェックのためにデータ交信が行われる。
【００１６】
また、ＩＣカード１１２が非接触型である場合には、カードリーダ／カードライタ１１４からＩＣカード１１２に対して電源が供給され、ホストコンピュータ１１３とＩＣカード１１２との間で互いにセキュリティチェックのためにデータ交信が行われる。
【００１７】
そのセキュリティチェックにおいて、ホストコンピュータ１１３がそのＩＣカード１１２を真性であると確認すると、ホストコンピューター１１３のディスプレイに暗証番号入力画面が表示される。
【００１８】
次に、ユーザによって暗証番号が入力装置１１５から入力されると、入力された暗証番号がホストコンピューター１１３からカードリーダ／カードライタ１１４を介してＩＣカード１１２に供給され、ＩＣカード１１２の内部で暗証番号の照合が行われる。この暗証番号の照合結果によって本人と確認されると、ＩＣカード１１２の使用が認められる。ユーザによってサービス内容が選択されると、ホストコンピュータ１１３によってそのサービスが実行されて、ホストコンピュータ１１３のディスプレイにサービス内容が表示される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ＩＣカードやＩＤカードなどでは、カード自体の真偽判断が重視されており、署名（サイン）、暗証番号などを補助的に利用して本人認証を行っている。また、本人認証におけるセキュリティのレベルは、カードの用途によって異なっており、低いセキュリティレベルでは、カードによる認証だけで本人として認められることがある。署名については模倣することができ、暗号番号については４桁程度の数字が利用されていることから、現在よりもカードのセキュリティレベルを高める必要がある。
【００２０】
しかしながら、暗証データ桁数の増加、署名、指紋、声紋、網膜パターンおよび顔などといった利用者固有の情報を利用して安全性を高める方法は、利用者の習慣、手数および技術などの面で実現が容易ではない。
【００２１】
また、電子商取引、暗号化Ｅメールなどにおいても、Ｗｅｂブラウザ自身の真偽判断が重視されているため、同様の問題が生じている。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ユーザに負担をかけることなく、本人認証の安全性を更に高めることができる電子印鑑、ＩＣカードおよびそれらを用いた本人認証システム、この電子印鑑を収納した携帯機器を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子印鑑は、所定鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、所定鍵と関連した秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、復号手段によって復号化された乱数値を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
また、好ましくは、本発明の電子印鑑における入力手段は、所定鍵に基づいて暗号化された返信要求ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を入力すると、復号手段は、秘密鍵に基づいて、入力した返信要求ＩＤを復号化し、
返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段と、返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤと復号手段によって復号化された返信要求ＩＤとを比較する比較手段とを更に備え、
暗号化手段は、該比較手段による比較結果が一致した場合に、該秘密鍵に基づいて、該復号手段で復号化した乱数値を暗号化する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の電子印鑑における秘密鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵が記憶されており、カード会社ＩＤ番号が前記入力手段によって入力されると、入力されたカード会社ＩＤ番号に基づいて秘密鍵が特定される。
【００２６】
本発明のＩＣカードは、乱数値を発生する乱数値発生手段と、所定鍵を記憶する所定鍵記憶手段と、所定鍵に基づいて、乱数値発生手段によって発生させた乱数値を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段と、所定鍵と関連した秘密鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、所定鍵に基づいて、入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、乱数値発生手段によって発生させた乱数値と復号手段よって復号化された乱数値とを比較する比較手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
また、好ましくは、本発明のＩＣカードにおける返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段をさらに備え、暗号化手段は、所定鍵に基づいて、返信要求ＩＤ記憶手段に記憶した返信要求ＩＤを暗号化し、出力手段は、暗号化された返信要求ＩＤを出力する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のＩＣカードにおいて、各カード会社毎のカード会社ＩＤ番号を記憶するカード会社ＩＤ番号記憶手段をさらに備え、カード会社ＩＤ番号を前記出力手段により出力する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のＩＣカードにおける所定鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に所定鍵が記憶されている。
【００３０】
本発明の本人認証システムは、請求項４〜７のいずれかに記載のＩＣカードと、請求項１〜３のいずれかに記載の電子印鑑とを備え、ＩＣカードと電子印鑑とが互いにデータ交換（交信）することにより本人認証処理を行っており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
また、好ましくは、本発明の本人認証システムにおいて、ＩＣカードの乱数値発生手段で発生させた乱数値が所定鍵に基づいて暗号化されて電子印鑑に出力され、電子印鑑によって入力された乱数値が秘密鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値が秘密鍵に基づいて暗号化されてＩＣカードに出力され、ＩＣカードによって入力された乱数値が所定鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値と乱数値発生手段によって発生させた元の乱数値とが一致した場合のみ本人であると認証する。
【００３２】
本発明の電子印鑑は、所定鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、所定鍵と関連した秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、利用者の固有情報を記憶する利用者固有情報記憶手段と、復号手段によって復号化された乱数値と利用者の固有情報とを用いてハッシュ演算を行ったハッシュ演算値を出力するハッシュ演算手段と、秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、ハッシュ演算値を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段によって暗号化されたハッシュ演算値を出力する出力手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３３】
また、好ましくは、本発明の電子印鑑における入力手段は、所定鍵に基づいて暗号化された返信要求ＩＤを入力すると、復号手段は、秘密鍵に基づいて、入力した返信要求ＩＤを復号化し、
返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段と、返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤと復号手段によって復号化された返信要求ＩＤとを比較する比較手段とを更に備え、
暗号化手段は、比較手段による比較結果が一致した場合に、秘密鍵に基づいて、ハッシュ演算値を暗号化する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の電子印鑑における秘密鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵が記憶されており、カード会社ＩＤ番号が入力手段によって入力されると、入力されたカード会社ＩＤ番号に基づいて秘密鍵が特定される。
【００３５】
本発明のＩＣカードは、乱数値を発生する乱数値発生手段と、所定鍵を記憶する所定鍵記憶手段と、所定鍵に基づいて、乱数値発生手段で発生させた乱数値を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段と、利用者の固有情報を記憶する利用者固有情報記憶手段と、乱数値発生手段によって発生させた乱数値と利用者の固有情報とを用いてハッシュ演算を行ったハッシュ演算値を出力するハッシュ演算手段と、所定鍵と関連した秘密鍵に基づいて暗号化されたハッシュ演算値を入力する入力手段と、入力手段によって入力されたハッシュ演算値を所定鍵に基づいて復号する復号手段と、ハッシュ演算手段から出力されたハッシュ演算値と該復号手段よって復号化されたハッシュ演算値とを比較する比較手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
また、好ましくは、本発明のＩＣカードにおいて、比較手段による比較結果が一致した場合に本人であると認証し、この比較結果が不一致の場合に本人ではないと認証する本人認証手段を更に備える。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明のＩＣカードにおいて、返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段をさらに備え、暗号化手段は、所定鍵に基づいて、返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤを暗号化し、出力手段は、暗号化された返信要求ＩＤを出力する。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明のＩＣカードにおいて、各カード会社毎のカード会社ＩＤ番号を記憶するカード会社ＩＤ番号記憶手段をさらに備え、出力手段は、カード会社ＩＤ番号を出力する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明のＩＣカードにおける所定鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に所定鍵が記憶されている。
【００４０】
本発明の本人認証システムは、請求項１３〜１７のいずれかに記載のＩＣカードと、請求項１０〜１２のいずれかに記載の電子印鑑とを備え、このＩＣカードと電子印鑑とが互いにデータ交換することにより本人認証処理を行っており、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
また、好ましくは、本発明の本人認証システムにおいて、ＩＣカードの乱数値発生手段で発生させた乱数値が所定鍵に基づいて暗号化されて電子印鑑に出力されると共に乱数値発生手段で発生させた元の乱数値と利用者の固有情報とがハッシュ演算手段によってハッシュ演算され、電子印鑑に入力された乱数値が秘密鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値と利用者の固有情報とがハッシュ演算されたハッシュ演算値がＩＣカードに対して出力され、ＩＣカードに入力されたハッシュ演算が所定鍵に基づいて復号化され、ハッシュ演算手段から出力されたハッシュ演算値と該復号手段で復号化されたハッシュ演算値とが一致した場合のみ本人であると認証する。
【００４２】
また、好ましくは、本発明の電子印鑑における所定鍵は公開鍵であり、秘密鍵は公開鍵と所定の関数を介して鍵ペアを構成する。また同様に、好ましくは、本発明のＩＣカードにおける所定鍵は公開鍵であり、秘密鍵は公開鍵と所定の関数を介して鍵ペアを構成する。この所定鍵は公開鍵および秘密鍵を含んでいる。
【００４３】
本発明の電子機器は、請求項１〜３、１０〜１２および２０のいずれかに記載の電子印鑑が収納されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００４４】
上記構成により、以下、本発明の作用について説明する。
【００４５】
本発明においては、ＩＣカードなどを用いたデジタル時代の本人認証に対応するために、秘密鍵に基づいて暗号化・復号化を行う電子印鑑を導入することによって、ユーザに負担をかけることなく、本人認証の安全性が向上する。
【００４６】
この秘密鍵は、電子印鑑に閉じ込められており、暗号化技術を用いて本人認証のためのデータを送受信することにより、秘密鍵を外部からアクセスされないようにすることができ、秘密鍵が盗難されることを防いで、本人認証の安全性を向上させることができる。また、電子印鑑による本人認証は、ＩＣカードを用いて暗証番号により本人認証を行う場合のように、桁数が多い暗証番号を利用者が記憶する必要がないため、利用者に負担をかけることはない。
【００４７】
例えば、所定鍵としての公開鍵に基づいて暗号化・復号化を行うＩＣカードと、所定鍵と関連した鍵ペアの秘密鍵に基づいて暗号化・復号化を行う電子印鑑とを組み合せることによって、公開鍵方式暗号技術によって本人認証を行うことができる。
【００４８】
まず、ＩＣカードの乱数値発生手段によって発生された乱数値を公開鍵に基づいて暗号化して電子印鑑に対して送信する。電子印鑑によって受信した乱数値を秘密鍵に基づいて復号化し、復号化された乱数値を秘密鍵に基づいて暗号化してＩＣカードに対して送信する。ＩＣカードによって受信した乱数値を公開鍵に基づいて復号化し、復号化された乱数値と乱数値発生手段によって発生させた元の乱数値とが一致した場合に、本人であると確認することができる。
【００４９】
また、ＩＣカードから公開鍵に基づいて暗号化した乱数値を電子印鑑に対して送信する際に、公開鍵に基づいて暗号化された返信要求ＩＤを共に送信する。電子印鑑によって受信した返信要求ＩＤを秘密鍵に基づいて復号化し、復号化された乱数値と、返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤとが一致した場合に、復号化された乱数値を秘密鍵に基づいて暗号化してＩＣカードに対して送信する。一致しない場合には、処理を終了する。これによって、さらに本人認証の安全性を向上させることができる。
【００５０】
この公開鍵は、カード会社などに広く利用してもらうことができる。また、電子印鑑は、カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵を記憶しておくことによって、カード会社ＩＤ番号から秘密鍵を特定して用いることもできる。なお、本発明の電子印鑑は、公開鍵方式暗号技術の他、秘密鍵方式暗号技術を用いて本人認証を行うこともできる。
【００５１】
さらに、利用者の署名、指紋、声紋、網膜パターン、顔写真など、利用者固有の情報を電子データ化して、暗号化技術を用いてデータを入出力（送受信；無線）して確認することより、より安全性を向上させることができる。
【００５２】
電子印鑑は、指輪、ブレスレット、イアリングなどのアクセサリー、眼鏡など、利用者が身に付けてあまり離さないような携帯機器に装着することによって、紛失しにくくすることができ、さらに安全性を向上させることができる。また、電子印鑑は、盗難などにより無くなった場合に気付きやすいため、無形の暗証番号に比べて被害防止対策を早急に行うことができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の本人認証システムの実施形態１，２について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の本人認証システムの実施形態１における要部構成を示すブロック図である。
【００５４】
図１において、この本人認証システム１００は、カード関連内容をバックアップ保持している遠隔サーバ１１と、例えば相関情報、セキュリティ、公開鍵による暗号化および符号化機能を持つＩＣカード１２と、サービス内容表示処理、選択実行処理、セキュリティ処理、暗証番号入力処理などの各種処理を行うホストコンピュータ１３と、ＩＣカード１１２とホストコンピュータ１１３の交信インターフェイスであり、非接触カードへの電源供給を行うカードリーダ／カードライタ１４と、秘密鍵による暗号化および符号化機能を持つ電子印鑑１６とを備えている。
【００５５】
遠隔サーバ１１には、カード関連内容が保存されているが、遠隔サーバ１１にアクセスするためにはリアルタイム通信が必要であるため、本人認証はＩＣカード１２および電子印鑑１６とホストコンピュータ１３との間で行われる。
【００５６】
ＩＣカード１２およびホストコンピュータ１３はセキュリティ機能を有しており、ＩＣカード１２が接触型である場合にも、インターフェイスとしてのカードリーダ／カードライタ１４を介してホストコンピュータ１３とＩＣカード１２との間で互いにセキュリティチェックのためにデータ交信が行われる。また、ＩＣカード１２が非接触型である場合には、カードリーダ／カードライタ１４からＩＣカード１２に対して電源が供給され、ホストコンピュータ１３とＩＣカード１２との間でセキュリティチェックのために互いにデータ交信が行われる。
【００５７】
そのセキュリティチェックにおいて、ホストコンピュータ１３とＩＣカード１２との間で互いに真性であると確認されると、ＩＣカード１２および電子印鑑１６によって公開鍵方式暗号技術によって本人認証が行われる。詳細に後述するが、本人であることが確認されると、ＩＣカード１２の使用が認められ、ホストコンピュータ１３のディスプレイにサービス内容が表示される。ユーザによって入力装置１５からサービス内容が選択されると、ホストコンピュータ１３によってそのサービスが実行されるようになっている。
【００５８】
また、よりセキュリティを高めるために、以上に加えて、ホストコンピュータ１３のディスプレイに対して入力装置１５から暗証番号を入力して本人認証を行うようにしてもよい。この場合には、入力された暗証番号がカードリーダ／カードライタ１４を介してＩＣカード１２に供給され、ＩＣカード１２の内部で暗証番号の照合が行われることになる。この暗証番号の照合結果によって本人と確認されると、ＩＣカード１２の使用が認められることになる。
【００５９】
電子印鑑１６における秘密鍵は公開鍵と関連しており、公開鍵と所定の関数を介して鍵ペアを構成している。
【００６０】
即ち、詳細に後述する本人認証処理手順で使用される公開鍵Ｋｐおよび秘密鍵Ｋｓの鍵ペアは、例えば公開鍵暗号のアルゴリズムとして広く用いられているＲＳＡ方式の場合には、以下のようにして決定される。
【００６１】
まず、二つの素数ＰおよびＱを選択する。ここで、素数とは、１およびその数自身を除く他の数では割り切れない整数であり、例えば、２、３、５、７、１１・・・である。
【００６２】
次に、公開鍵Ｋｐに対応する値Ｅを決定し、
（Ｄ×Ｅ）％Ｎ１＝１・・・（式１）
Ｎ１＝（Ｐ−１）×（Ｑ−１）
によって秘密鍵Ｋｓに対応する値Ｄを求める。上記（式１）の左辺は、（Ｄ×Ｅ）をＮ１で割ったときの余りの値であり、上記（式１）の右辺の値＝１を満たすように、上記（式１）の左辺から値Ｄを求める。
【００６３】
これによって、公開鍵Ｋｐ＝（Ｅ、Ｎ）および秘密鍵Ｋｓ＝（Ｄ、Ｎ）が得られる。ここで、Ｎ＝Ｐ×Ｑによって求められる。
【００６４】
上記公開鍵Ｋｐは、カード会社などのような関連組織に自由に利用してもらうことが便利である。一方、上記秘密鍵Ｋｓは、電位印鑑１６の中に閉じ込められており、アクセスできないようになっているため、安全性を向上させることができる。
【００６５】
図２は、図１のＩＣカード１２の内部構成を示すブロック図である。
【００６６】
図２において、このＩＣカード１２は、アンテナ回路２０１と、整流回路２０２と、クロック抽出回路２０３と、復調回路２０４と、定電圧発生回路２０５と、パワーオンリセット回路２０６と、変調回路２０７と、本人認証手段を持つ内部ロジック回路２０８と、所定鍵記憶手段としての公開鍵記憶手段２０９と、返信要求ＩＤ記憶手段２１０と、乱数発生手段２１１と、ワークメモリ２１２と、暗号化手段２１３と、カード会社ＩＤ番号記憶手段２１４と、合成回路２１５と、復号手段２１６と、比較手段２１７とを備えている。これらのアンテナ回路２０１、整流回路２０２、クロック抽出回路２０３および復調回路２０４により入力手段（ここでは受信手段であるが、接触型の場合を含んでいる）が構成され、また、アンテナ回路２０１、整流回路２０２、変調回路２０７および内部ロジック回路２０８により出力手段（ここでは送信手段であるが、接触型の場合を含んでいる）が構成されている。
【００６７】
アンテナ回路２０１は送受信手段であり、カードリーダ／カードライタ１４からの信号が受信され得ると共に、ＩＣカード１２からの信号がカードリーダ／カードライタ１４に送信され得る。
【００６８】
整流回路２０２では、アンテナ回路２０１を介して受信された信号を整流してクロック抽出回路２０３および復調回路２０４に出力し、また、変調回路２０７からの信号を整流してアンテナ回路２０１に出力する。
【００６９】
クロック抽出回路２０３は、アンテナ回路２０１を介して受信されたカードリーダ／カードライタ１４からのキャリア波から動作に必要なクロック信号が抽出され、内部ロジック回路２０８に出力する。
【００７０】
復調回路２０４では、送受信手段であるアンテナ回路２０１を介して受信されたカードリーダ／カードライタ１４からの信号が復調されて内部ロジック回路２０８に出力する。
【００７１】
定電圧発生回路２０５では、定電圧をパワーオンリセット回路２０６および内部ロジック回路２０８に出力する。
【００７２】
パワーオンリセット回路２０６は、ＩＣカード１２の電源遮断／リセットを制御する回路であり、内部ロジック回路２０８に電源遮断／リセットのための制御信号を出力する。
【００７３】
変調回路２０７では、内部ロジック回路２０８による制御に基づいて、所定のキャリア波が任意の波長に変調され、アンテナ回路２０１を介してカードリーダ／カードライタ１４に送信される。
【００７４】
内部ロジック回路２０８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）および、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリなどを有しており、ＩＣカード１２を構成する各回路を制御する。また、内部ロジック回路２０８の本人認証手段は、比較手段２１７からの比較結果を受けて、その比較結果が一致した場合には本人であると判断し、その比較結果が一致しない場合には本人ではないと判断する。
【００７５】
なお、以上のアンテナ回路２０１〜変調回路２０７の構成は、カードリーダ／カードライタ１４とＩＣカード１２とが非接触型で交信する場合の一例を示したが、この構成に限定されるものではなく、カードリーダ／カードライタ１４とＩＣカード１２とが接触型で交信する場合として、図２の以外の構成を用いることも可能である。次の公開鍵記憶手段２０９〜比較手段２１７は接触型および非接触型で共通である。
【００７６】
公開鍵記憶手段２０９には各カード会社ＩＤ番号毎に所定鍵としての公開鍵Ｋｐがそれぞれ記憶されている。なお、ここでは、所定鍵として公開鍵Ｋｐとしているが秘密鍵であってもよい。
【００７７】
返信要求ＩＤ記憶手段２１０には返信要求ＩＤが記憶されている。
【００７８】
乱数発生手段２１１では乱数Ｄ１をランダムに発生する。
【００７９】
ワークメモリ２１２には乱数発生手段２１１で発生させた乱数Ｄ１を記憶する。
【００８０】
暗号化手段２１３では、ワークメモリ２１２に記憶された乱数Ｄ１と、返信要求ＩＤ記憶手段２１０に記憶された返信要求ＩＤとを、各カード会社ＩＤ番号に対応した公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化する。
【００８１】
カード会社ＩＤ番号記憶手段２１４には各カード会社毎にカード会社ＩＤ番号が記憶されている。
【００８２】
合成回路２１５では、カード会社ＩＤ番号、暗号化された返信要求ＩＤおよび暗号化された乱数（Ｄ１を暗号化したもの）が合成され、その合成値が内部ロジック回路２０８から変調回路２０７、整流回路２０２さらにアンテナ回路２０１を経てカードリーダ／カードライタ１４に送信される。
【００８３】
復号手段２１６では、カードリーダ／カードライタ１４から送信され、アンテナ回路２０１で受信された信号が、復調回路２０４から内部ロジック回路２０８を経て供給された暗号化された乱数信号を、公開鍵Ｋｐに基づいて乱数Ｄ３に復号する。
【００８４】
比較手段２１７では、復号手段２１６で復号化された乱数Ｄ３と乱数発生手段２１１で発生された乱数Ｄ１とが比較され、その比較結果が内部ロジック回路２０８に供給される。内部ロジック回路２０８において、前述したように、その比較結果が一致した場合に本人であると判断し、その比較結果が一致しない場合に本人ではないと判断する。
【００８５】
図３は、図１の電子印鑑１６の内部構成を示すブロック図である。
【００８６】
図３において、この電子印鑑１６は、アンテナ回路３０１と、整流回路３０２と、クロック抽出回路３０３と、復調回路３０４と、定電圧発生回路３０５と、パワーオンリセット回路３０６と、変調回路３０７と、内部ロジック回路３０８と、カード会社ＩＤ番号と他の情報データの分離手段３０９と、カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０と、復号手段３１１と、返信要求ＩＤ記憶手段３１２と、比較手段としての返信要求ＩＤ有無判断手段３１３と、暗号化手段３１４とを備えている。これらのアンテナ回路３０１、整流回路３０２、クロック抽出回路３０３および復調回路３０４により入力手段（ここでは受信手段であるが、接触型の場合を含んでいる）が構成され、また、アンテナ回路３０１、整流回路３０２、変調回路３０７および内部ロジック回路３０８により出力手段（ここでは送信手段であるが、接触型の場合を含んでいる）が構成されている。
【００８７】
アンテナ回路３０１は、送受信手段であり、カードリーダ／カードライタ１４からの信号が受信されると共に、電子印鑑１６からの信号がカードリーダ／カードライタ１４に送信される。
【００８８】
整流回路３０２では、アンテナ回路３０１を介して受信された信号を整流して復調回路３０４およびクロック抽出回路３０３に出力され、また、変調回路３０７からの信号を整流してアンテナ回路３０１に出力される。
【００８９】
クロック抽出回路３０３では、アンテナ回路３０１を介して受信されたカードリーダ／カードライタ１４からのキャリア波から動作に必要なクロック信号が抽出され、内部ロジック回路３０８に出力される。
【００９０】
復調回路３０４では、送受信手段であるアンテナ回路３０１を介して受信されたカードリーダ／カードライタ１４からの信号を復調して、内部ロジック回路３０８に出力する。
【００９１】
定電圧発生回路３０５では、定電圧をパワーオンリセット回路３０６および内部ロジック回路３０８に出力する。
【００９２】
パワーオンリセット回路３０６は、電子印鑑１６の電源遮断／リセットを制御する回路であり、電源遮断／リセットのための制御信号を内部ロジック回路３０８に出力する。
【００９３】
変調回路３０７は、内部ロジック回路３０８からの制御に基づいて、所定のキャリア波を任意の波長に変調して、アンテナ回路３０１を介してカードリーダ／カードライタ１４側に送信される。
【００９４】
内部ロジック回路３０８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）および、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリなどを有しており、電子印鑑１６を構成する各回路を制御する。
【００９５】
なお、以上のアンテナ回路３０１〜変調回路３０７の構成は、カードリーダ／カードライタ１４と電子印鑑１６とが非接触型で交信する場合の一例を示したが、図３の構成に限定されるものではなく、例えばカードリーダ／カードライタ１４と電子印鑑１６とが接触型で交信する場合には、図３の以外の構成を用いることも可能である。次のカード会社ＩＤ番号と他の情報データの分離手段３０９〜暗号化手段３１４は接触型および非接触型で共通である。
【００９６】
カード会社ＩＤ番号と他の情報データの分離手段３０９は、カードリーダ／カードライタ１４から送信されてアンテナ回路３０１で受信され、整流回路３０２から復調回路３０４さらに内部ロジック回路３０８を介して供給された信号を、カード会社ＩＤ番号と他の情報データ（公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された返信要求ＩＤおよび暗号化された乱数）とに分離する。
【００９７】
カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０は、各カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵Ｋｓがそれぞれ記憶されており、分離手段３０９からカード会社ＩＤ番号が供給されると、そのカード会社ＩＤ番号に対応した秘密鍵Ｋｓが復号手段３１１に供給される。
【００９８】
復号手段３１１では、公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された返信要求ＩＤおよび乱数とが分離手段３０９から供給され、カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０から供給された秘密鍵Ｋｓに基づいて、その返信要求ＩＤおよび乱数とがそれぞれ復号化される。
【００９９】
返信要求ＩＤ記憶手段３１２には返信要求ＩＤが記憶されている。
【０１００】
返信要求ＩＤ有無判断手段３１３では、復号手段３１１によって復号化された返信要求ＩＤと、返信要求ＩＤ記憶手段３１２に記憶されている返信要求ＩＤとが比較されて、その比較結果が一致した場合には返信要求ＩＤが含まれていたと判断し、一致しない場合には返信要求ＩＤが含まれていなかったと判断して、その判定信号を暗号化手段３１４に出力する。
【０１０１】
暗号化手段３１４は、判定信号の結果が「有」の場合（返信要求ＩＤが含まれていたと判断された場合）に、復号手段３１１によって復号化された乱数Ｄ２を、カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０から出力された秘密鍵Ｋｓに基づいて暗号化する。なお、判定信号の結果が「無」の場合（返信要求ＩＤが含まれていなかったと判断された場合）には、復号手段３１１によって復号化された乱数Ｄ２は、暗号化手段３１４によって暗号化されず、処理を終了する。
【０１０２】
なお、電子印鑑１６は、携帯機器に収納されていることが望ましく、特に、紛失などを防ぐためには、利用者が常に身に付ける指輪、ブレスレット、イアリングなどのようなアクセサリ、または眼鏡などに装着されていることが望ましい。
【０１０３】
図４は、図１のカードリーダ／カードライタ１４の内部構成を示すブロック図である。
【０１０４】
図４において、このカードリーダ／カードライタ１４は、変調回路４０１と、復調回路４０２と、アンテナ回路４０３と、不揮発性メモリ４０４、信号処理装置４０５、制御回路４０６と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）回路４０７とを備えている。
【０１０５】
変調回路４０１は、信号処理回路４０５からの信号が所定のキャリア波に変調されてアンテナ回路４０３に供給される。例えば１３．５６ＭＨＺのキャリア波がＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）方式でアンテナ回路４０３によって送信される。
【０１０６】
復調回路４０２は、アンテナ回路４０３からの所定のキャリア波が復調されて信号処理回路４０５に供給される。
【０１０７】
信号処理装置４０５は、制御回路４０６からの制御に基づいて、ＩＣカード１２および電子印鑑１６からのデータ入出力が検出され、データ通信の際に送受信される信号が処理される。
【０１０８】
制御回路４０６は、内部にＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリなどを有しており、不揮発性メモリ４０４に予め記録されている制御プログラムを読み込んでそれを起動させることにより、カードリーダ／カードライタ１４を構成する各回路部を制御すると共に、入出力Ｉ／Ｆ回路４０７を介して、ホストコンピュータ１３などの上位装置とのデータ通信が行われる。
【０１０９】
上記構成により、以下、本実施形態１の本人認証システム１００において、公開鍵方式暗号技術を用いて本人認証を行う場合の処理手順について説明する。
【０１１０】
図５は、図１の本人認証システム１００を用いた本人認証処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、処理する部分を明確にするために、ＩＣカード１２、カードリーダ／カードライタ１４および電子印鑑１６のブロックを併せて記載している。
【０１１１】
図５に示すように、まず、ステップＳ１０１において、ＩＣカード１２側では、乱数発生手段２１１によって、乱数Ｄ１をランダムに生成する。
【０１１２】
次に、ステップＳ１０２では、暗号化手段２１３によって、生成された乱数Ｄ１と返信要求ＩＤとを公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化する。カード会社のＩＤ番号と公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された乱数Ｄ１と公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された返信要求ＩＤとを、カードリーダ／カードライタ１４を介して電子印鑑１６に送信する。
【０１１３】
さらに、ステップＳ１０３において、電子印鑑１６側では、受信されたカード会社のＩＤ番号から秘密鍵Ｋｓを特定する。
【０１１４】
ステップＳ１０４では、公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された乱数Ｄ１と公開鍵Ｋｐに基づいて暗号化された返信要求ＩＤとを、復号手段３１１によって、ステップＳ１０３で特定された秘密鍵Ｋｓに基づいて復号する。これによって、復号化された返信要求ＩＤと復号化された乱数Ｄ２とが得られる。
【０１１５】
さらに、ステップＳ１０５では、復号化された返信要求ＩＤと返信要求ＩＤ記憶手段３１４に記憶されている返信要求ＩＤとを比較して、返信要求ＩＤが含まれているか否かを判断する。送信要求ＩＤが含まれていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０６に進み、処理を終了する。一方、送信要求ＩＤが含まれている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０７の処理に進み、復号化した乱数Ｄ２を、暗号化手段３１３によって、Ｓ１０３で特定された秘密鍵Ｋｓに基づいて暗号化する。この暗号化された乱数（Ｄ２を暗号化したもの）をＩＣカード１２に送信する。
【０１１６】
さらに、ステップＳ１０８において、ＩＣカード１２側では、受信された、暗号化された乱数を、復号手段２１６によって公開鍵Ｋｐに基づいて復号することによって乱数Ｄ３を得る。
【０１１７】
さらに、ステップＳ１０９では、ステップＳ１０１で生成された乱数Ｄ１とステップＳ１０８で得られた乱数Ｄ３との照合を行う。この照合結果が一致した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０の処理に進み、本人であると認める。
【０１１８】
また、ステップＳ１０９で照合結果が不一致であれば（ＮＯ）、ステップＳ１１１の処理に進み、本人として認めないという判断を下す。
【０１１９】
なお、本人認証の際には、ＩＣカード１２によって生成される乱数の桁（範囲）が長い方が、安全性を向上するためには好ましい。また、本人認証は、ＩＣカード１２側と電子印鑑１６側との送受信を複数回行うようにしてもよい。但し、電子印鑑１６側からの返信回数の合計がある閾値を超えると、秘密鍵が解読されて安全性が低くなる虞がある。よって、電子印鑑１６の内部に、この返信回数の合計を記憶するカウンタを設けて、カウンタＣ１の値が閾値を超えると、電子印鑑１６の鍵を更新するなどの手段を講じることが望ましい。また、集中的に暗号解読が試みられて秘密鍵が漏れることを防ぐために、予め設定された短い期間（１回の認証処理に対する期間）内での返信回数を記憶するカウンタを設けて、その期間内で返信回数が予め設定された最大回数を超えると、電子印鑑１６からの返信を行わないようにすることが望ましい。
【０１２０】
また、電子印鑑１６の秘密鍵記憶手段３１０には、デフォルトの秘密鍵を記憶させることができるが、拡張用の記憶領域を設けることによって、カード会社は、自社のＩＤ番号およびそのＩＤ番号に対応した秘密鍵を記憶させることができ、デフォルトの秘密鍵と自社鍵とを選択して用いることができる。
【０１２１】
さらに、上記説明では、公開鍵方式を利用して電子印鑑１６とＩＣカード１２との間で本人認証を行っているが、電子印鑑１６は、公開鍵方式であっても秘密鍵方式であっても対応可能である。秘密鍵方式の場合には、電子印鑑１６との間で本人認証のために交信を行う機器においても、秘密鍵による暗号化・復号化機能を設ければよい。
【０１２２】
また、上記説明では、キャッシュカードなどとして利用されるＩＣカードのセキュリティ機能を向上するために本発明の電子印鑑を用いた例を説明しているが、これを用いて、上記と同様に、電子商取引、暗号化Ｅメールなどのセキュリティ機能を強化することもできる。
（実施形態２）
本実施形態２では、上記実施形態１よりも更にセキュリティを向上させるために、上記ＩＣカード１２および電子印鑑１６に更に利用者固有情報を記憶させている場合である。
【０１２３】
図６は、本発明の本人認証システムの実施形態２におけるＩＣカードの内部構成を示すブロック図である。なお、図２のＩＣカードと同様の機能を有する部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２４】
図６において、このＩＣカード１２Ａは、アンテナ回路２０１と、整流回路２０２と、クロック抽出回路２０３と、復調回路２０４と、定電圧発生回路２０５と、パワーオンリセット回路２０６と、変調回路２０７と、内部ロジック回路２０８と、公開鍵記憶手段２０９と、返信要求ＩＤ記憶手段２１０と、乱数発生手段２１１と、ワークメモリ２１２と、暗号化手段２１３と、カード会社ＩＤ番号記憶手段２１４と、合成回路２１５と、復号手段２１６Ａと、利用者固有情報記憶手段２１８と、ハッシュ演算手段２１９と、比較手段２１７Ａとを備えている。ここで、上記実施形態１の場合と異なるのは、復号手段２１６Ａ、利用者固有情報記憶手段２１８、ハッシュ演算手段２１９および比較手段２１７Ａである。
【０１２５】
利用者固有情報記憶手段２１８には、利用者の固有情報が記憶されており、利用者の固有情報として、例えば、暗証番号、利用者の署名、指紋、声紋、網膜パターン、顔写真などが挙げられる。
【０１２６】
ハッシュ演算手段２１９では、ワークメモリ２１２に記憶された乱数Ｄ１と利用者固有情報記憶手段２１８に記憶された利用者の固有情報とから、ハッシュ演算が行われ、ハッシュ演算データＨ１が生成される。
【０１２７】
一方、復号手段２１６Ａでは、カードリーダ／カードライタ１４から送信され、アンテナ回路２０１、整流回路２０２、復調回路２０４および内部ロジック回路２０８を介して供給された暗号化されたハッシュ演算データが公開鍵Ｋｐ１に基づいて復号化され、これによってハッシュ演算データＨ３が得られる。
【０１２８】
比較手段２１７Ａでは、復号手段２１６Ａで復号化されたハッシュ演算データＨ３とハッシュ演算手段２１９でハッシュ演算されたハッシュ演算データＨ１とが比較され、その比較結果が内部ロジック回路２０８に供給される。
【０１２９】
内部ロジック回路２０８では、その比較結果が一致した場合には本人であると判断し、比較結果が一致しない場合には、本人ではないと判断する。
【０１３０】
図７は、本発明の本人認証システムの実施形態２における電子印鑑の内部構成を示すブロック図である。なお、図３の電子印鑑１６と同様の機能を有する部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１３１】
図７において、この電子印鑑１６Ａは、アンテナ回路３０１と、整流回路３０２と、クロック抽出回路３０３と、復調回路３０４と、定電圧発生回路３０５と、パワーオンリセット回路３０６と、変調回路３０７と、内部ロジック回路３０８と、分離手段３０９と、カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０と、復号手段３１１と、返信要求ＩＤ記憶手段３１２と、比較手段としての返信要求ＩＤ有無判断手段３１３と、利用者固有情報記憶手段３１４と、ハッシュ演算手段３１５と、暗号化手段３１６とを備えている。ここで、上記実施形態１の場合と異なるのは、利用者固有情報記憶手段３１４、ハッシュ演算手段３１５および暗号化手段３１６Ａである。
【０１３２】
利用者固有情報記憶手段３１４には、利用者の固有情報が記憶されており、利用者の固有情報として、例えば利用者の暗証番号、署名、指紋、声紋、網膜パターン、顔写真などが挙げられる。
【０１３３】
ハッシュ演算手段３１５では、復号手段３１１によって復号化された乱数と、利用者固有情報記憶手段３１４に記憶された利用者の固有情報とからハッシュ演算を行って、ハッシュ演算データＨ２が生成される。
【０１３４】
暗号化手段３１６Ａでは、判定信号の結果が「有」の場合（返信要求ＩＤが含まれていたと判断された場合）には、ハッシュ演算手段３１５から供給されたハッシュ演算データＨ２が、カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段３１０から出力された秘密鍵Ｋｓ１に基づいて暗号化される。なお、判定信号の結果が「無」の場合（返信要求ＩＤが含まれていなかったと判断された場合）には、ハッシュ演算手段３１５から供給されたハッシュ演算データＨ２は暗号化されず、処理を終了する。
【０１３５】
なお、本実施形態２におけるカードリーダ／カードライタ１４の構成については、実施形態１の場合と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
【０１３６】
図８は、本発明の実施形態２の本人認証システムを用いた本人認証処理手順を示すフローチャートである。
【０１３７】
まず、ステップＳ２０１において、ＩＣカード１２Ａ側では、乱数発生手段２１１によって、乱数Ｄ１をランダムに生成する。
【０１３８】
次に、ステップＳ２０２では、暗号化手段２１３によって、生成された乱数Ｄ１と返信要求ＩＤとを公開鍵Ｋｐ１に基づいて暗号化する。カード会社のＩＤ番号と、公開鍵Ｋｐ１に基づいて暗号化された乱数Ｄ１と、公開鍵Ｋｐ１に基づいて暗号化された返信要求ＩＤとを、カードリーダ／カードライタ１４を介して電子印鑑１６Ａに送信する。
【０１３９】
さらに、ステップＳ２０３において、電子印鑑１６Ａ側では、受信されたカード会社のＩＤ番号から秘密鍵Ｋｓを特定する。
【０１４０】
さらに、ステップＳ２０４では、公開鍵Ｋｐ１に基づいて暗号化された乱数Ｄ１と、公開鍵Ｋｐ１に基づいて暗号化された返信要求ＩＤとを、復号手段３１１によって、ステップＳ２０３で特定された秘密鍵Ｋｓ１に基づいて復号する。これによって、復号化された返信要求ＩＤと、復号化された乱数Ｄ２とが得られる。
【０１４１】
さらに、ステップＳ２０５では、復号化された乱数Ｄ２と利用者固有情報記憶手段３１４に記憶されている利用者の固有情報とを、ハッシュ演算手段３１５によってハッシュ演算して、ハッシュ演算データＨ２を生成する。
【０１４２】
さらに、ステップＳ２０６では、復号化された返信要求ＩＤと返信要求ＩＤ記憶手段３１２に記憶されている返信要求ＩＤとを比較して、返信要求ＩＤが含まれているか否かを判断する。送信要求ＩＤが含まれていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２０７に進み、処理を終了する。一方、送信要求ＩＤが含まれている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０８の処理に進む。
【０１４３】
さらに、ステップＳ２０８では、ステップＳ２０５で得られたハッシュ演算データＨ２を、暗号化手段３１６Ａによって、ステップＳ２０３で特定された秘密鍵Ｋｓに基づいて暗号化する。暗号化されたハッシュ演算データ（ハッシュ演算データＨ２を暗号化したもの）をＩＣカード１２Ａに送信する。
【０１４４】
一方、ＩＣカード１２Ａ側では、ステップＳ２０９において、ステップＳ２０１で得られた乱数Ｄ１と利用者固有情報記憶手段２１８に記憶されている利用者の固有情報とを、ハッシュ演算手段２１９によってハッシュ演算して、ハッシュ演算データＨ１を生成する。
【０１４５】
次に、ステップＳ２１０では、ＩＣカード１２Ａ側で受信された、暗号化されたハッシュ演算データを、復号手段２１６Ａによって公開鍵Ｋｐ１に基づいて復号することによって、ハッシュ演算データＨ３を得る。
【０１４６】
さらに、ステップＳ２１１では、ステップＳ２０９で生成されたハッシュ演算データＨ１と、ステップＳ２１０で得られたハッシュ演算データＨ３との照合を行う。その照合結果が一致した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２１２の処理に進み、本人であると認める。一方、その照合結果が不一致であれば（ＮＯ）、ステップＳ２１３の処理に進み、本人として認めないという判断を下す。
【０１４７】
以上の暗号化技術中では、廃棄鍵の管理も重要であり、本実施形態２のように、利用者固有情報を導入することによって、鍵の廃棄頻度を軽減することができる。例えば、電子印鑑１６Ａが紛失した場合に、新たに発行される電子印鑑１６Ａに対して、同一鍵によって電子印鑑１６Ａを構成することができる。この場合、利用者固有情報記憶手段２１８に登録される利用者固有情報を変更するだけで、安全性を保つことができる。また、例えば、家族会員のように複数の利用者に対して同じ鍵を適用しても、利用者固有情報で利用者を特定することができるため、鍵の数を減らすことができる。登録された利用者固有情報は電子化データ（デジタルデータ）であり、例えば声紋などのように物理的に同じ情報であっても、デジタルデータとして登録された場合には毎回異なる情報となるため、利用者固有情報が不足することはない。
【０１４８】
また、本実施形態２において、本人認証はＩＣカード１２Ａと電子印鑑１６Ａとの間で行われているが、電子印鑑１６Ａを用いて窓口などで本人認証を行う場合には、上記ＩＣカード１２Ａの代りに認証用パーソナルコンピュータを用いることができる。本人であると確認された場合には、パーソナルコンピュータのディスプレイに利用者固有情報を表示することによって、その利用者固有情報を用いて、パーソナルコンピュータの操作者が目視で本人であることを確認することができる。
【０１４９】
上記実施形態１，２で説明したように、本発明の電子印鑑１６，１６Ａを用いることによって、本人認証の安全性を大幅に向上させることができる。
【０１５０】
例えば、公開鍵方式暗号技術に用いられる公開鍵と秘密鍵とを作成し、本人認証を必要とするカード会社、電子商取引を行う事業者など、関連部門に公開鍵を公開して、秘密鍵を電子印鑑１６，１６Ａに閉じ込めて希望者に配布することによって、本発明の電子印鑑１６，１６Ａを用いた本人認証を実現することができる。この電子印鑑１６，１６Ａは、実印と同様に利用することが可能である。
【０１５１】
図９は、本発明の電子印鑑を応用可能な分野を示す図である。括弧の中は、従来の本人認証方法を示している。
【０１５２】
従来では、例えば、カードによる買い物を行う場合などには、署名を目視確認することにより本人認証が行われている。また、カードによる現金引き出し、携帯電話などによる遠隔家電制御、カードによる携帯電話などの課金、パーソナルコンピュータへのアクセス、電子錠の開錠を行う場合などには、暗証番号を入力することにより本人認証が行われている。また、入退室管理、給油・高速料の支払い、電車の乗車料金・公衆電話料金の支払いを行う場合などには、カードを確認することによって本人認証が行われており、カードの所持者は真性な利用者であると判断されている。また、車両防犯のためには、車両の鍵によって本人認証が行われており、鍵の保持者は車両の真性な利用者であると判断されている。また、市役所の窓口などでは、伝統印鑑により本人認証が行われており、書き留め郵便配達の受け取りでは、伝統印鑑またはサインにより本人認証が行われている。また、高級家電の盗難防止については、個人が管理しているだけであり、本人認証による使用許可などは行われていない。
【０１５３】
このような分野で、本発明の電子印鑑１６，１６Ａを従来の認証方法と組み合わせて用いることによって、利用者に負担をかけずに、安全性を格段に向上させることができる。暗証番号は、盗難にあっても被害が発生しない限り発覚されないが、本発明の電子印鑑１６，１６Ａは盗難にあったときに気が付き易く、被害防止対策を早急に行うことができる。また、電子印鑑１６，１６Ａを紛失しただけでは、被害は生じにくい。
【０１５４】
従来は、市役所の窓口などでの本人認証、書き留め郵便配達の受け取りには、伝統印鑑が用いられているが、今後、例えば国民総背番号制などのように、個人情報が電子データ化され、そのデータを利用して情報・サービスが提供されると共に個人の権利・義務が管理されるような、いわゆる電子化政府になっていくことを考えると、本発明の電子印鑑１６，１６Ａを伝統印鑑に変えて利用することは、非常に有効である。
【０１５５】
また、高級家電製品などに本人認証機能を加えることによって、盗難を防止することができる。テレビジョンセット、冷蔵庫、ビデオ、カメラなどの電子機器に対して、本発明の電子印鑑１６，１６Ａによる本人認証機能を設けて、電源投入の際に本人認証を要求することによって、本発明の電子印鑑１６，１６Ａが無いと、これらの電子機器が作動しないことになる。このような機能は、発展途上国において実効性がある。
【０１５６】
さらに、定期券などのＩＣカードにおいて、本発明の電子印鑑１６，１６Ａによる本人認証機能を設けることによって、ＩＣカードを紛失した場合の届率が高くなると考えられる。
【０１５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、秘密鍵に基づいて暗号化・復号化を行う電子印鑑を導入することによって、利用者に負担をかけることなく、本人認証の安全性を大幅に向上させることができる。
【０１５８】
また、利用者の署名、指紋、声紋、網膜パターン、顔写真など、利用者固有の情報を電子データ化して、暗号化技術を用いてデータを送受信して確認することより、本人認証の安全性をより向上させることができる。
【０１５９】
さらに、電子印鑑は、指輪、ブレスレット、イアリングなどのアクセサリー、眼鏡など、利用者が身に付けてあまり離さないような携帯機器に装着することによって、紛失しにくくすることができ、さらに安全性を向上させることができる。また、電子印鑑は、盗難などに遭った場合に気付きやすいため、無形の暗証番号に比べて被害防止対策を早急に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本人認証システムの実施形態１における要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＣカードの内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電子印鑑１６の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図１のカードリーダ／カードライタの内部構成を示すブロック図である。
【図５】図１の本人認証システムを用いた本人認証処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の本人認証システムの実施形態２におけるＩＣカードの内部構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の本人認証システムの実施形態２における電子印鑑の内部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態２における本人認証システムを用いた本人認証処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の電子印鑑を応用可能な分野を示す図である。
【図１０】従来の本人認証システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１　　遠隔サーバ
１２，１２Ａ　　ＩＣカード
１３　　ホストコンピュータ
１４　　カードリーダ／カードライタ
１５　　入力装置
１６，１６Ａ　　電子印鑑
１００，１００Ａ　　本人認証システム
２０１，３０１，４０３　　アンテナ回路
２０２，３０２　　整流回路
２０３，３０３　　クロック抽出回路
２０４，３０４　　復調回路
２０５，３０５　　定電圧発生回路
２０６，３０６　　パワーオンリセット回路
２０７，３０７　　変調回路
２０８，３０８　　内部ロジック回路
２０９　　公開鍵記憶手段
２１０，３１２　　返信要求ＩＤ記憶手段
２１１　　乱数発生手段
２１２　　ワークメモリ
２１３，３１４，３１６Ａ　　暗号化手段
２１４　　カード会社ＩＤ番号記憶手段
２１５　　合成回路
２１６，２１６Ａ，３１１　　復号手段
２１７，２１７Ａ　　比較手段
２１８　　利用者固有情報記憶手段
２１９，３１５　　ハッシュ演算手段
３０９　　分離手段
３１０　　カード会社ＩＤ番号・秘密鍵記憶手段
３１３　　返信要求ＩＤ有無判断手段
３１４　　　　利用者固有情報記憶手段
４０１　　変調回路
４０２　　復調回路
４０４　　不揮発性メモリ
４０５　　信号処理回路
４０６　　制御回路
４０７　　入出力Ｉ／Ｆ

Claims (22)

  1. 所定鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、
    該所定鍵と関連した秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、
    該秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、該入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、
    該秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、該復号手段によって復号化された乱数値を暗号化する暗号化手段と、
    該暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段とを備えた電子印鑑。
  2. 前記入力手段は、所定鍵に基づいて暗号化された返信要求ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を入力すると、前記復号手段は、秘密鍵に基づいて、入力した返信要求ＩＤを復号化し、
    返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段と、
    該返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤと該復号手段によって復号化された返信要求ＩＤとを比較する比較手段とを更に備え、
    前記暗号化手段は、該比較手段による比較結果が一致した場合に、該秘密鍵に基づいて、該復号手段で復号化した乱数値を暗号化する請求項１記載の電子印鑑。
  3. 前記秘密鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵が記憶されており、カード会社ＩＤ番号が前記入力手段によって入力されると、入力されたカード会社ＩＤ番号に基づいて該秘密鍵が特定される請求項１または２記載の電子印鑑。
  4. 乱数値を発生する乱数値発生手段と、
    所定鍵を記憶する所定鍵記憶手段と、
    該所定鍵に基づいて、該乱数値発生手段によって発生させた乱数値を暗号化する暗号化手段と、
    該暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段と、
    所定鍵と関連した秘密鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、
    該所定鍵に基づいて、該入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、
    該乱数値発生手段によって発生させた乱数値と該復号手段よって復号化された乱数値とを比較する比較手段とを備えたＩＣカード。
  5. 返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段をさらに備え、
    前記暗号化手段は、前記所定鍵に基づいて、該返信要求ＩＤ記憶手段に記憶した返信要求ＩＤを暗号化し、前記出力手段は、暗号化された返信要求ＩＤを出力する請求項４記載のＩＣカード。
  6. 各カード会社毎のカード会社ＩＤ番号を記憶するカード会社ＩＤ番号記憶手段をさらに備え、
    該カード会社ＩＤ番号を前記出力手段により出力する請求項４または５記載のＩＣカード。
  7. 前記所定鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に所定鍵が記憶されている請求項４記載のＩＣカード。
  8. 請求項４〜７のいずれかに記載のＩＣカードと、
    請求項１〜３のいずれかに記載の電子印鑑とを備え、該ＩＣカードと電子印鑑とが互いにデータ交換することにより本人認証処理を行う本人認証システム。
  9. 前記ＩＣカードの乱数値発生手段で発生させた乱数値が所定鍵に基づいて暗号化されて前記電子印鑑に出力され、該電子印鑑によって入力された乱数値が秘密鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値が秘密鍵に基づいて暗号化されて該ＩＣカードに出力され、該ＩＣカードによって入力された乱数値が所定鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値と該乱数値発生手段によって発生させた元の乱数値とが一致した場合のみ本人であると認証するようにした請求項８記載の本人認証システム。
  10. 所定鍵に基づいて暗号化された乱数値を入力する入力手段と、
    該所定鍵と関連した秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、
    該秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、該入力手段によって入力された乱数値を復号する復号手段と、
    利用者の固有情報を記憶する利用者固有情報記憶手段と、
    該復号手段によって復号化された乱数値と該利用者の固有情報とを用いてハッシュ演算を行ったハッシュ演算値を出力するハッシュ演算手段と、
    該秘密鍵記憶手段の秘密鍵に基づいて、該ハッシュ演算値を暗号化する暗号化手段と、
    該暗号化手段によって暗号化されたハッシュ演算値を出力する出力手段とを備えた電子印鑑。
  11. 前記入力手段は、所定鍵に基づいて暗号化された返信要求ＩＤを入力すると、前記復号手段は、秘密鍵に基づいて、入力した返信要求ＩＤを復号化し、
    返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段と、
    該返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤと該復号手段によって復号化された返信要求ＩＤとを比較する比較手段とを更に備え、
    前記暗号化手段は、該比較手段による比較結果が一致した場合に、該秘密鍵に基づいて、前記ハッシュ演算値を暗号化する請求項１０記載の電子印鑑。
  12. 前記秘密鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に秘密鍵が記憶されており、カード会社ＩＤ番号が前記入力手段によって入力されると、入力されたカード会社ＩＤ番号に基づいて秘密鍵が特定される請求項１０または１１記載の電子印鑑。
  13. 乱数値を発生する乱数値発生手段と、
    所定鍵を記憶する所定鍵記憶手段と、
    該所定鍵に基づいて、該乱数値発生手段で発生させた乱数値を暗号化する暗号化手段と、
    該暗号化手段によって暗号化された乱数値を出力する出力手段と、
    利用者の固有情報を記憶する利用者固有情報記憶手段と、
    該乱数値発生手段によって発生させた乱数値と該利用者の固有情報とを用いてハッシュ演算を行ったハッシュ演算値を出力するハッシュ演算手段と、
    該所定鍵と関連した秘密鍵に基づいて暗号化されたハッシュ演算値を入力する入力手段と、
    該入力手段によって入力されたハッシュ演算値を該所定鍵に基づいて復号する復号手段と、
    該ハッシュ演算手段から出力されたハッシュ演算値と該復号手段よって復号化されたハッシュ演算値とを比較する比較手段とを備えたＩＣカード。
  14. 前記比較手段による比較結果が一致した場合に本人であると認証し、核比較結果が不一致の場合に本人ではないと認証する本人認証手段を更に備えた請求項４または１３記載のＩＣカード。
  15. 返信要求ＩＤを記憶する返信要求ＩＤ記憶手段をさらに備え、
    前記暗号化手段は、前記所定鍵に基づいて、前記返信要求ＩＤ記憶手段に記憶された返信要求ＩＤを暗号化し、前記出力手段は、暗号化された返信要求ＩＤを出力する請求項１３記載のＩＣカード。
  16. 各カード会社毎のカード会社ＩＤ番号を記憶するカード会社ＩＤ番号記憶手段をさらに備え、
    前記出力手段は、該カード会社ＩＤ番号を出力する請求項１３または１５記載のＩＣカード。
  17. 前記所定鍵記憶手段は、各カード会社ＩＤ番号毎に所定鍵が記憶されている請求項１６記載のＩＣカード。
  18. 請求項１３〜１７のいずれかに記載のＩＣカードと、
    請求項１０〜１２のいずれかに記載の電子印鑑とを備え、該ＩＣカードと電子印鑑とが互いにデータ交換することにより本人認証処理を行う本人認証システム。
  19. 前記ＩＣカードの乱数値発生手段で発生させた乱数値が所定鍵に基づいて暗号化されて前記電子印鑑に出力されると共に該乱数値発生手段で発生させた元の乱数値と利用者の固有情報とが前記ハッシュ演算手段によってハッシュ演算され、該電子印鑑に入力された乱数値が秘密鍵に基づいて復号化され、復号化された乱数値と利用者の固有情報とがハッシュ演算されたハッシュ演算値が該ＩＣカードに対して出力され、該ＩＣカードに入力されたハッシュ演算が所定鍵に基づいて復号化され、該ハッシュ演算手段から出力されたハッシュ演算値と該復号手段で復号化されたハッシュ演算値とが一致した場合のみ本人であると認証するようにした請求項１８記載の本人認証システム。
  20. 前記所定鍵は公開鍵であり、前記秘密鍵は該公開鍵と所定の関数を介して鍵ペアを構成する請求項１〜３および１０〜１２のいずれかに記載の電子印鑑。
  21. 前記所定鍵は公開鍵であり、前記秘密鍵は該公開鍵と所定の関数を介して鍵ペアを構成する請求項４〜７および１３〜１７のいずれかに記載のＩＣカード。
  22. 請求項１〜３、１０〜１２および２０のいずれかに記載の電子印鑑が収納された携帯機器。
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