JP2005080065A - サービス提供システムと認証システム及び署名生成機器とサービス利用機器と検証機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクセスの自動化ができ、通信手段が汎用的で、セキュリティが高い認証機能を実現するサービス提供システムと認証システム及び署名生成機器とサービス利用機器と検証機器を提供する。
【解決手段】 署名生成機器１と、サービス利用機器２と、検証機器３と、サービス提供機器４を備えるシステムであって、署名生成機器１は、生成鍵及び検証鍵生成手段と、生成鍵を用いた電子署名生成手段とを有し、電子署名をサービス利用機器２に送信し、検証鍵を検証機器３に送信し、サービス利用機器２は、サービス要求手段を有し、数を署名生成機器１に転送し、電子署名を検証機器３に転送し、利用するサービスを検証機器３に送信し、検証機器３は、電子署名の生成用数生成手段と、検証鍵保持手段と、検証鍵を用いた電子署名検証手段とを有し、数をサービス利用機器２に送信し、サービス要求をサービス提供機器４に転送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アクセスの自動化ができ、通信手段が汎用的で、セキュリティが高い認証機能を実現するためのサービス提供システムと認証システム及び署名生成機器とサービス利用機器と検証機器に関する。

携帯電話を利用して、任意の人がいつでもどこでも個人認証できるサービスとして、サーバに保管してある個人情報を表示する機能が提案されている（特許文献１参照）。

また、携帯電話を利用して通信接続事業者と契約した登録ＩＤを二次元表示画像として表示し、該表示画像を読取り顧客端末の認証用データとする携帯電話利用のカードシステムの構成方法とカードシステムが提案されている（特許文献２参照）。

また、個人を特定するために該携帯通信端末のユーザに対して一意に付与された認証用画像を表示する認証用画像表示手段を備えた携帯通信端末を利用した認証システムが提案されている（特許文献３参照）。

また、ＩＣカード内にアクセスコードを格納し、セキュリティを高め、ホストコンピュータへの不正アクセスを防止する機能が提案されている（特許文献４参照）。
特開２００２−２０７８３８（要約、図２） 特開２００２−１０９０３９（要約、図１） 特開２００２−２３６６６４（請求項１、図１） 特開平７−２００４８１（要約、図２）

上記のような技術では、携帯電話の画面を利用して個人認証を行なえる。しかし、毎回異なる数値を与え、それに対して正しく演算して応答することで認証を行なうチャレンジ アンド レスポンス形式が使えないため、セキュリティが低い。

また、上記のような技術では、ＩＣカードにより高セキュリティな認証を行なえる。しかし、検証機器へのアクセスは、カード側から働きかけることができず、利用者に最適なアクセスの自動化が困難である。

また、上記のような技術では、光学表示／読み取りや、ＩＣカードの接触または非接触通信など、装置が使える通信手段が固定されており、より汎用的に利用するのは困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、アクセスの自動化ができ、通信手段が汎用的で、セキュリティが高い認証機能を実現するサービス提供システムと認証システム及び署名生成機器とサービス利用機器と検証機器を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明では、検証機器が生成した任意の数、例えば乱数を署名生成機器に渡し、署名生成機器は受け取った乱数を用いて電子署名を生成する。署名生成機器は生成した電子署名を検証機器に送り、検証機器は受け取った電子書名を検証する。検証結果が合格であれば、検証機器は署名生成機器を認証する。

また、本発明では、署名生成機器と、実質的に認証の対象となるサービス利用機器とを別な機器とし、複数のサービス利用機器の署名生成機能を１つの署名生成機器に集約する。検証機器は、サービス利用機器経由で署名生成機器に乱数を渡し、署名生成機器が生成した電子署名をサービス利用機器経由で受け取る。サービス利用機器と署名生成機器は、ＩＲ（Ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ：赤外線）やＢＴ（ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ）や光による近距離通信手段を用いて通信を行い、両者が近くにいることを確認する。検証機器は、送信した乱数に対して署名生成機器が生成した電子署名が正しく検証できた場合に、署名生成機器だけでなく、近距離通信手段を用いて署名生成機器との間で乱数および電子署名を中継したサービス利用機器も認証する。

また、本発明では、サービス利用機器と署名生成機器との間の通信手段に必要なプログラムをコンポーネント形式とする。コンポーネントベースのプログラムもオブジェクト指向のプログラムも、それぞれコンポーネント単位、オブジェクト単位でプログラムをモジュール化するが、コンポーネントベースのプログラムでは、オブジェクト指向のプログラムとは異なり、実行形式のプログラム内でもコンポーネント単位でモジュールを認識できる。このため、システム動作中にプログラムのモジュールを更新・追加することが可能となる。検証機器３がサービス利用機器２に通信コンポーネントを提供する。

また、本発明では、サービス利用機器は、署名生成機器との通信手段を入力するようユーザに促し、入力された通信手段を検証機器に送信する。検証機器は、通信手段に応じた通信コンポーネントをサービス利用機器に送信する。サービス利用機器は、受け取った通信コンポーネントをロードし、その通信手段を使えるようにする。通信コンポーネントは、検証機器からの情報を署名生成機器に転送し、署名生成機器からの情報を検証機器に転送する。

また、本発明では、サービス利用機器がサービス利用要求を検証機器に送信し、検証機器が乱数をサービス利用機器に送信することで、認証の流れが開始されるが、一度、サービス利用機器に通信コンポーネントがロードされると、次回からは、署名生成機器がサービス利用要求をサービス利用機器に送信し、サービス利用機器はサービス利用要求を検証機器に転送するというように、認証の流れを署名生成機器から開始する。

また、本発明では、認証に成功した後、検証機器は、サービス利用機器のサービス利用要求をサービス提供機器に送信し、この要求に対するサービス提供機器の応答を、サービス利用機器に転送する。

また、本発明では、サービス利用機器は、近距離通信手段により通信できなくなったことで、署名生成機器と離れたことを認識し、通信コンポーネントをメモリからアンロードすることもできる。

また、本発明では、検証機器は、サービス利用応答を転送し始めた後、定期的に認証処理を行うことで、ある時点で認証できなくなった場合に、サービス利用応答の転送を中止する。

また、本発明では、署名生成機器の固有番号を用いて、認証対象機器の利用者を特定し、利用サービスの課金を行なう。

以上説明したように、本発明によれば、アクセスの自動化ができ、通信手段が汎用的で、セキュリティが高い認証機能を実現する仕組みを提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、本実施形態におけるシステムの構成概要について、図１を用いて説明する。図１において、１は署名生成機器、２はサービス利用機器、３は検証機器、４はサービス提供機器、５および６はネットワーク、７および８は１対１の通信路である。

署名生成機器１とサービス利用機器２は、通信路７を介して接続され、サービス利用側システムを構成する。検証機器３とサービス提供機器４は、ネットワーク５を介して接続され、サービス提供側システムを構成する。

また、サービス利用側システムのサービス利用機器２と、サービス提供側システムの検証機器３は、ネットワーク６を介して接続される。サービス提供側システムは、ネットワーク６を介して、サービス利用側システムを認証し、サービス利用側システムは、ネットワーク６を介して、サービス提供側システムが提供するサービスを利用する。

また、サービス利用側システムの署名生成機器１と、サービス提供側システムの検証機器３は、通信路８で接続される。通信路８を介して、サービス利用側システムの署名検証用の検証鍵を、サービス提供側システムに登録する。

署名生成機器１は、個人が常に持ち歩けるような小型の電子機器で、電子署名の生成用・検証用の鍵対生成機能、および電子署名の生成機能を持つ。また、署名生成機器１は、サービス利用機器２との近距離通信機能を持つ。署名生成機器１の例としては、携帯電話、携帯情報端末、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などがある。

サービス利用機器２は、自宅・会社・他人の家・空港・駅・カフェ・コンビニ・その他店舗など様々な場所にあり、ユーザが情報を入出力可能な汎用的な電子機器で、通信コンポーネントの適用機能、およびサービス利用機能を持つ。サービス利用機器２の例としては、ＰＣ、キオスク端末、コンビニ端末、会議室のディスプレイ、ネット対応テレビなどがある。

検証機器３は、サービス提供機器４への外部からのアクセスを認証する電子機器で、電子署名の検証機能、通信コンポーネントの選択・提供機能、およびサービス仲介機能を持つ。検証機器３の例としては、ＰＣ、サーバ、ファイアウォール、ゲイトウェイ、プロキシなどがある。

サービス提供機器４は、電子的なサービスを提供する電子機器で、サービス提供機能を持つ。サービス提供機器４の例としては、楽曲・動画・静止画などのコンテンツ配信サービスを提供する、サーバ・ＨＤＲ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）や、ネット家電の制御・情報取得サービスを提供する、家電コントローラ・ホームネットワーク ゲイトウェイや、データベースのデータ登録・修正・更新・削除・情報取得サービスを提供するデータベースサーバなどがある。

ネットワーク５は、サービス提供側システム内で、検証機器３とサービス提供機器４を接続するネットワークである。ネットワーク５の例としては、サービス提供会社のイントラネットや、自宅のホームネットワークがある。

ネットワーク６は、サービス利用側システムのサービス利用機器２と、サービス提供側システムの検証機器３とを接続する、ネットワークである。ネットワーク６の例としては、インターネットがある。

通信路７は、サービス利用側システム内で、署名生成機器１とサービス利用機器２を接続する、近距離通信用の通信路である。通信路７の例としては、ＩＲ、ＢＴなどがある。また、通信路７の別な実装例として、一方の機器のディスプレイに表示した情報を、他方の機器の光学読み取り装置で読み取る方法がある。

通信路８は、サービス利用側システムの署名生成機器１と、サービス提供側システムの検証機器３とを接続する、安全な通信路である。通信路８の例としては、シリアルケーブル・ＵＳＢケーブルなどの有線通信路や、ＩＲやＢＴなどの近距離通信路、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）を利用したインターネットなどの、暗号化した１対１通信が可能なネットワークなどがある。

サービス利用機器２およびサービス提供機器４は、複数あってもよい。

次に、上記のシステムを構成する各機器が、保持し、互いに伝送する情報について、図２を用いて説明する。署名生成機器１は、生成した署名生成鍵と、署名生成機器固有の機器ＩＤを保持する。署名生成機器１は、署名生成鍵と同時に生成した署名検証鍵を、機器ＩＤと共に検証機器３に送信する。検証機器３は、受信した機器ＩＤと署名検証鍵を対応付けて保持する。

サービス利用機器２は、入手した通信路の種別を検証機器３に送信する。検証機器３は、保持する通信路コンポーネントから最適なものを選び、サービス利用機器２に送信する。サービス利用機器２は、受信した通信路コンポーネントを保持する。

検証機器３は、生成した乱数をサービス利用機器２に送信する。サービス利用機器２は、受信した乱数を署名生成機器１に送信する。署名生成機器１は、受信した乱数と保持している署名生成鍵とを用いて電子署名を生成し、保持する機器ＩＤと共にサービス利用機器２に送信する。サービス利用機器２は、受信した機器ＩＤと電子署名を検証機器３に送信する。

サービス利用機器２は、サービス利用要求を検証機器３に送信する。検証機器３は、受信したサービス利用要求と、電子署名と共に受信した機器ＩＤを、サービス提供機器４に送信する。サービス提供機器４は、受信したサービス利用要求に対するサービス応答の内容と、受信した機器ＩＤを、対応付けて保持する。サービス提供機器４は、サービス応答の結果を検証機器３に送信する。検証機器３は、受信したサービス応答の結果をサービス利用機器２に送信する。

次に、上記のシステムを構成する各機器の概略構成について図３を用いて説明する。図３に示す様に本実施形態の署名生成機器１は、通信装置１１と、制御装置１２と、記憶装置１３と、入出力装置１４と、署名生成装置１５と、鍵生成装置１６とを有している。

通信装置１１は、通信路７を介してサービス利用機器２と通信を行い、通信路８を介して検証機器３と通信を行う。

制御装置１２は、記憶装置１３に保持されているプログラムを実行し、署名生成機器１全体の動作を制御する装置である。鍵生成装置１６が生成した検証鍵を、通信装置１１に転送し、検証機器３に送信させる。また、通信装置１１が受信した乱数と、記憶装置１３が保持する署名生成鍵１３１を、署名生成装置１５に転送し、電子署名を生成させる。また、署名生成装置１５が生成した電子署名と、記憶装置１３が保持する機器ＩＤ１３２を、通信装置１１に転送し、サービス利用機器２に送信させる。

記憶装置１３は、署名生成鍵１３１、機器ＩＤ１３２、および各装置を動作させるプログラムを保持する装置である。記憶装置１３の例としては、メモリ、ディスク、テープなどがある。

入出力装置１４は、利用者が、署名生成機器１を操作したり、サービス利用要求の指示を入力したり、鍵生成に関する情報を入出力するための装置である。入出力装置１４の例としては、ボタン、スイッチ、リモコン、マウス、キーボード、マイク、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどがある。

署名生成装置１５は、入力された乱数と、署名生成鍵１３１とを用いて、電子署名を生成する装置である。

鍵生成装置１６は、電子署名の生成鍵と検証鍵を対で生成する装置である。
また、図３に示す様に本実施形態のサービス利用機器２は、通信装置２１と、制御装置２２と、記憶装置２３と、入出力装置２４とを有している。

通信装置２１は、通信路７を介して署名生成機器１と通信を行い、ネットワーク６を介して検証機器３と通信を行う。

制御装置２２は、記憶装置２３に保持されているプログラムを実行し、サービス利用機器２全体の動作を制御する装置である。入出力装置２４から入力されたサービス利用要求を通信装置２１に転送し、検証機器３に送信させる。また、通信装置２１が受信した通信路問合せを入出力装置２４に転送し、利用者に出力して通信路情報の入力を促させる。また、利用者により入出力装置２４で入力された通信路情報を通信装置２１に転送し、検証機器３に送信させる。また、入出力装置２４が受信した通信コンポーネント３３１を記憶装置２３に転送し、保持させる。また、通信コンポーネント３３１を適用し、該当する通信路を介して署名生成機器１と通信できるようにする。また、通信装置２１に対して、検証機器３から受信した乱数を、署名生成機器１に転送させる。また、通信装置２１に対して、署名生成機器１から受信した電子署名および機器ＩＤを、検証機器３に転送させる。また、通信装置２１が受信したサービス応答結果を入出力装置２４に転送し、応答結果を出力させる。

記憶装置２３は、通信コンポーネント３３１およびプログラムを保持する装置である。記憶装置２３の例としては、メモリ、ディスク、テープなどがある。

入出力装置２４は、利用者が、サービス利用機器２を操作したり、サービス利用要求の指示を入力したり、サービス応答の結果を出力するための装置である。入出力装置２４の例としては、ボタン、スイッチ、リモコン、マウス、キーボード、マイク、ディスプレイ、ランプ、スピーカなどがある。

また、図３に示す様に本実施形態の検証機器３は、通信装置３１と、制御装置３２と、記憶装置３３とを有している。

通信装置３１は、ネットワーク６を介してサービス利用機器２と通信を行い、ネットワーク５を介してサービス提供機器４と通信を行う。

制御装置３２は、記憶装置３３に保持されているプログラムを実行し、検証機器３全体の動作を制御する装置である。通信装置３１が署名生成機器１から受信した署名検証鍵と機器ＩＤを、記憶装置３３に転送し、対応付けてデータベース３３２に保持させる。通信路の問合せを通信装置３１に転送し、サービス利用機器２に送信させる。また、通信装置３１が受信した通信路情報に適した通信コンポーネント３３１を、記憶装置３３に保持されている中から選択する。選択した通信コンポーネント３３１を通信装置３１に転送し、サービス利用機器２に送信させる。また、検証処理部３３３に乱数を生成させ、生成した乱数を通信装置３１に転送し、サービス利用機器２に送信させる。通信装置３１が受信した電子署名および機器ＩＤを検証処理部３３３に転送し、電子署名を検証させる。また、通信装置３１に対して、サービス利用機器２から受信したサービス利用要求および機器ＩＤを、サービス提供機器４に転送させる。通信装置３１に対して、サービス提供機器４から受信したサービス応答結果を、サービス利用機器２に転送させる。

記憶装置３３は、通信コンポーネント３３１、データベース３３２、検証処理部３３３、およびその他のプログラムを保持する装置である。記憶装置３３の例としては、メモリ、ディスク、テープなどがある。

検証処理部３３３は、乱数を生成し、生成した乱数に対して作成された電子署名を、署名検証鍵を利用して検証する処理部である。検証機器３を検証処理部３３３として動作させるためのプログラムは、記憶装置３３に保持され、制御装置３２で実行される。

また、図３に示す様に本実施形態のサービス提供機器４は、通信装置４１と、制御装置４２と、記憶装置４３とを有している。

通信装置４１は、ネットワーク５を介して検証機器３と通信を行う。

制御装置４２は、記憶装置４３に保持されているプログラムを実行し、サービス提供機器４全体の動作を制御する装置である。通信装置４１が受信したサービス利用要求に応じて、コンテンツ４３１の配信などのサービス応答を行う。また、記憶装置４３のデータベース４３２に、サービス利用要求と同時に受信した機器ＩＤと対応付けて、サービス応答の内容を保持させる。また、サービス応答の結果を通信装置４１に転送し、検証機器３に送信させる。

以下、本発明の実施形態における上記システムの動作の概略について、図４を用いて説明する。まず、署名生成機器１と検証機器３との間で、鍵生成・登録処理を行う（ステップ１０００）。次に、署名生成機器１と、サービス利用機器２と、検証機器３との間で、サービス利用要求・通信路確立処理を行う（ステップ２０００）。次に、署名生成機器１と、サービス利用機器２と、検証機器３との間で、認証処理を行う（ステップ３０００）。次に、サービス利用機器２と、検証機器３と、サービス提供機器４との間で、サービス要求・応答処理を行い（ステップ４０００）、全体の処理を終了する。

以下、本発明の実施形態における上記システムの、鍵生成・登録処理（ステップ１０００）の動作について、図５を用いて説明する。まず、署名生成機器１において、鍵生成装置１６は、電子署名の生成鍵と検証鍵を対で生成する（ステップ１００１）。次に、記憶装置１３は、生成した署名生成鍵１３１を保持する（ステップ１００２）。次に、通信装置１１は、生成した署名検証鍵と、記憶装置が保持する機器ＩＤ１３２を、検証機器３に送信する（ステップ１００３）。

次に、検証機器３において、通信装置３１が署名生成機器１から受信した、署名検証鍵および機器ＩＤ１３２を、記憶装置３３が対応付けてデータベース３３２に保持する（ステップ１００４）。

以下、本発明の実施形態における上記システムの、サービス利用要求・通信路確立処理（ステップ２０００）の動作について、図６を用いて説明する。まず、サービス利用機器２において、利用者が、入出力装置２４からサービス利用要求の指示を入力する（ステップ２００１）。次に、通信装置２１が、入力されたサービス利用要求を検証機器３に送信する（ステップ２００２）。

次に、検証機器３において、通信装置３１がサービス利用要求を受信し（ステップ２００３）、制御装置３２が、サービス利用機器２と署名生成機器１の通信路が確立されているかどうかを調べる（ステップ２００４）。既に通信路が確立されている場合（ステップ２００４のＹｅｓ）、処理は、認証処理（ステップ３０００）へと進む。通信路が確立されている場合は、サービス利用要求は、署名生成機器１の通信装置１１より送信され、サービス利用機器２の通信装置２１により検証機器３へと転送されても良い。通信路が確立されていない場合（ステップ２００４のＮｏ）、通信装置３１は、通信路の問合せを、サービス利用機器２に送信する（ステップ２００５）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１は、通信路の問合せを受信し、入出力装置２４は、署名生成機器１との通信路を入力するよう、利用者に対して促す出力を行う（ステップ２００６）。次に、通信装置２１は、入出力装置２４で利用者が入力した通信路の情報を、検証機器３に送信する（ステップ２００７）。

次に、検証機器３において、通信装置３１は、通信路の情報を受信する（ステップ２００８）。次に、制御装置３２は、受信した通信路の情報を用いて、記憶装置３３に保持されている通信コンポーネント３３１の中から最適なものを選び、通信装置３１に、サービス利用機器２に送信させる（ステップ２００９）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１は、通信コンポーネント３３１を受信し、記憶装置２３は、受信した通信コンポーネント３３１を保持する（ステップ２０１０）。次に、制御装置２２は、受信した通信コンポーネント３３１を適用する（ステップ２０１１）。さらに、制御装置２２は、サービス利用機器２と署名生成機器１との間で、通信コンポーネント３３１を用いた通信路が確立されたことを確認する（ステップ２０１２およびステップ２０１３）。通信装置２１は、通信路が確立されたことを、検証機器３に送信する（ステップ２０１４）。

次に、検証機器３において、通信装置３１は、通信路が確立されたことを受信し（ステップ２０１５）、処理は、認証処理（ステップ３０００）へと進む。
以下、本発明の実施形態における上記システムの、認証処理（ステップ３０００）の動作について、図７を用いて説明する。まず、検証機器３において、検証処理部３３３が乱数を生成し、通信装置３１が生成した乱数をサービス利用機器２に送信する（ステップ３００１）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１は、検証機器３から受信した乱数を、署名生成機器１に転送する（ステップ３００２）。

次に、署名生成機器１において、通信装置１１は、乱数を受信する（ステップ３００３）。次に、署名生成装置１５は、受信した乱数と、記憶装置１３に保持されている署名生成鍵１３１とを用いて、電子署名を生成する（ステップ３００４）。次に、通信装置１１は、生成した電子署名と、記憶装置１３に保持されている機器ＩＤ１３２とを、サービス利用機器２に送信する（ステップ３００５）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１は、署名生成機器１から受信した電子署名と機器ＩＤ１３２を、検証機器３に転送する（ステップ３００６）。

次に、検証機器３において、ステップ３００１で乱数を送信してから一定時間内に、通信装置３１が電子署名と機器ＩＤ１３２を受信した場合（ステップ３００７のＹｅｓ）、検証処理部３３３が、受信した機器ＩＤ１３２と対応付けられている署名検証鍵をデータベース３３２から取り出し、受信した電子署名の検証を行う（ステップ３００８）。検証結果が合格の場合（ステップ３００８のＹｅｓ）、処理は、サービス要求・応答処理（ステップ４０００）へと進む。

ステップ３００１で乱数を送信してから一定時間内に、通信装置３１が電子署名と機器ＩＤ１３２を受信しなかった場合（ステップ３００７のＮｏ）、または、受信した電子署名の検証結果が不合格の場合（ステップ３００８のＮｏ）、通信装置３１は、サービスの利用を拒否する旨をサービス利用機器２に送信する（ステップ３００９）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１はサービス利用拒否を受信し、入出力装置２４は、その旨を出力して利用者に伝える（ステップ３０１０）。

以下、本発明の実施形態における上記システムの、サービス要求・応答処理（ステップ４０００）の動作について、図８を用いて説明する。まず、検証機器３において、通信装置３１は、ステップ２００３で受信したサービス利用要求と、ステップ３００７で受信した機器ＩＤ１３２を、サービス提供機器４に送信する（ステップ４００１）。

次に、サービス提供機器４において、通信装置４１は、サービス利用要求と機器ＩＤ１３２を受信する（ステップ４００２）。次に、制御装置４２は、受信したサービス利用要求に応答するサービスを行い、受信した機器ＩＤ１３２とサービス応答の内容を、記憶装置４３に対応付けてデータベース４３２に保持させる（ステップ４００３）。次に、通信装置４１は、サービス応答の結果を検証機器３に送信する（ステップ４００４）。例えば、サービス提供機器４がコンテンツ配信サーバで、要求サービスがコンテンツ配信の場合、通信装置４１は、コンテンツ４３１の配信データを、サービス応答の結果として検証機器３に送信する。

次に、検証機器３において、通信装置３１は、サービス提供機器４から受信したサービス応答の結果を、サービス利用機器２に転送する（ステップ４００５）。

次に、サービス利用機器２において、通信装置２１は、サービス応答の結果を受信する（ステップ４００６）。次に、制御装置２２は、受信したサービス応答の結果を入出力装置２４に出力させ、利用者に伝える（ステップ４００７）。例えば、サービス応答の結果がコンテンツ４３１の配信データの場合は、制御装置２２は、コンテンツ４３１を再生し、入出力装置２４に表示させる。

次に、検証機器３とサービス利用機器２において、認証処理３０００を行なう。その結果認証されれば、検証機器３は、続けて転送処理を行なう（ステップ４００５）。逆に、認証処理の結果が不合格であったり、タイムアウトを起こしたりした場合は、検証機器３は、転送処理を中止し（ステップ４００８）、処理を終了する。

以下、本発明の実施形態における検証機器３の、データベース３３２において対応付けるデータについて、図９の例を用いて説明する。図９に示すように、データベース３３２では、署名生成機器１の機器ＩＤ３３２１と、署名検証鍵３３２２が対応付けられる。機器ＩＤ３３２１の欄には、ステップ１００４で検証機器３の通信装置３１が受信した機器ＩＤ１３２が保持され、その横の署名検証鍵３３２２の欄には、機器ＩＤ１３２と同時に受信した署名検証鍵が対応付けて保持される。

以下、本発明の実施形態におけるサービス提供機器４の、データベース４３２において対応付けるデータについて、図１０を用いて説明する。図１０は、サービス提供機器４がコンテンツ配信サーバで、要求サービスがコンテンツ配信の場合を示している。図１０に示すように、データベース４３２では、サービス要求に応答した日時４３２１、サービスを要求・利用した機器ＩＤ４３２２、配信したコンテンツ４３２３、および配信コンテンツに対する課金データ４３２４が対応付けられる。機器ＩＤ４３２２の欄には、ステップ４００２でサービス提供機器４の通信装置４１が受信した機器ＩＤ１３２が保持され、その横の配信コンテンツ４３２３の欄には、機器ＩＤ１３２と同時に受信したサービス利用要求で要求されたサービス、すなわちコンテンツ配信の内容が、日付および課金データと共に対応づけて保持される。

以下、本発明の実施形態におけるサービス利用機器２における、ステップ２００６での入出力装置２４の出力画面について、図１１の例を用いて説明する。図１１は、サービス利用機器２が、コンテンツ提供機器４のサービス提供を受けるためには、署名生成機器１と通信を行い、検証機器３に認証してもらう必要があることを、利用者に示している。また、図１１は、サービス利用機器２が署名生成機器１と通信を行う際に用いる通信路の種別を入力するよう、利用者に促している。図１１では、ラジオボタン形式で選択してＯＫボタンをクリックするような構成を示しているが、ラジオボタンでなくても、通信路を指示できさえすれば、ドロップダウンリストから選択する方式でも良いし、通信路ごとのボタンをクリックして指定する方式でも良い。

本発明の実施形態のサービス提供システムにおいて、署名生成機器１とサービス利用機器２と認証機器３とで認証システムを構成し、また、署名生成機器１とサービス利用機器２とでサービス利用側システムを構成し、そして、署名生成機器１と検証機器３とで電子署名認証システムを構成し、更に、サービス利用機器２と検証機器３とでサービス提供要求システムを構成している。

なお、上記実施形態では、署名生成機器１、サービス利用機器２、認証機器３を説明したが、これらの機器は、コンピュータ・ソフトウエアを使用し、コンピュータに各機能を実現させることにより実施することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。このような本発明の実施形態によれば、検証機器３が生成した任意の数、例えば乱数を署名生成機器１に渡し、署名生成機器１は受け取った乱数から電子署名を生成する。署名生成機器１は生成した電子署名を検証機器３に送り、検証機器３は受け取った電子書名を検証する。検証結果が合格であれば、検証機器３は署名生成機器１を認証する。

このため、検証機器３と署名生成機器１との間でやりとりされる乱数と、乱数から生成される電子署名は、認証処理ごとに毎回異なるものとすることができ、高いセキュリティを実現できる。

また、このような本発明の実施形態によれば、署名生成機器１と実質的に認証の対象となるサービス利用機器２とを別体の機器とし、複数のサービス利用機器２の署名生成機能を１つの署名生成機器１に集約することができる。検証機器３は、サービス利用機器２経由で署名生成機器１に乱数を渡し、署名生成機器１が生成した電子署名をサービス利用機器２経由で受け取る。サービス利用機器２と署名生成機器１は、ＩＲやＢＴや光を用いた近距離通信手段を用いて通信を行い、両者が近くにいることを確認する。検証機器３は、送信した乱数に対して署名生成機器１が生成した電子署名が正しく検証できた場合に、署名生成機器１だけでなく、近距離通信手段を用いて署名生成機器１との間で乱数および電子署名を中継したサービス利用機器２も認証する。

このため、署名生成機能を署名生成機器１に集約できる。また、ＩＲ通信における赤外線や、ＢＴ通信における電波の到達距離により、サービス利用機器２と署名生成機器１の距離を限定できるため、高いセキュリティを実現できる。

また、このような本発明の実施形態によれば、サービス利用機器２と署名生成機器１との間の通信手段に必要なプログラムをコンポーネント形式とすることができる。コンポーネントベースのプログラムもオブジェクト指向のプログラムも、それぞれコンポーネント単位、オブジェクト単位でプログラムをモジュール化するが、コンポーネントベースのプログラムでは、オブジェクト指向のプログラムとは異なり、実行形式のプログラム内でもコンポーネント単位でモジュールを認識できる。このため、システム動作中にプログラムのモジュールを更新・追加することが可能となる。

検証機器３がサービス利用機器２に通信コンポーネントを提供することができる。このため、サービス利用機器２が複数の近距離通信手段を持つ場合でも、最適な手段を選択でき、より汎用的に利用できる。また、通信コンポーネントを限定することで、セキュリティを高くできる。

また、サービス利用機器２のディスプレイに表示した情報を、署名生成機器１の光読取装置で読取るようにすることができ、この場合、ＩＲやＢＴで読取る場合よりも、情報が周囲に拡散する可能性が低く、より高いセキュリティを実現できる。

また、本発明では、サービス利用機器２がサービス利用要求を検証機器３に送信し、検証機器３が乱数をサービス利用機器２に送信することで、認証の流れが開始されるが、一度、サービス利用機器２に通信コンポーネント３３１がロードされると、次回からは、署名生成機器１がサービス利用要求をサービス利用機器２に送信し、サービス利用機器２はサービス利用要求を検証機器３に転送するというように、認証の流れを署名生成機器１から開始することができる。このため、署名生成機器１側から、サービス利用機器２にアクセスすることができるため、アクセス処理を自動化して開始することができる。

また、本発明では、認証に成功した後、検証機器３は、サービス利用機器２のサービス利用要求をサービス提供機器４に送信し、この要求に対するサービス提供機器４の応答を、サービス利用機器２に転送する。このため、署名検証機能を検証機器３に集約できる。

また、本発明の実施形態では、サービス利用機器２は、近距離通信手段により通信できなくなったことで、署名生成機器１と離れたことを認識し、通信コンポーネント３３１をメモリからアンロードすることもできる。このため、システムが持つメモリ資源を節約でき、かつ、利用に必須な通信コンポーネント３３１を隠せるためセキュリティを高くできる。

また、本発明の実施形態では、検証機器３は、サービス利用応答を転送し始めた後、定期的に認証処理を行うことで、ある時点で認証できなくなった場合に、サービス利用応答の転送を中止する。このため、キオスク端末やコンビニ端末などのように公共性の高いサービス利用機器２を使用する場合に、署名生成機器１を持った利用者がサービス利用機器２の側から離れてしまっても、それを認知して初期状態に戻すことが可能となり、次の利用者の利便性が向上する。

また、本発明の実施形態では、署名生成機器１の機器固有番号を用いて、サービス利用機器２の利用者を特定し、利用サービスの課金を行なうことができる。このため、利用者がどのサービス利用機器を用いても、サービス提供側は、利用者を一意に識別し、まとめて課金することができる。

また、本発明の実施形態では、検証機器３とサービス提供機器４を別々の機器として説明したが、両方の機能を１つの機器に実装した機器を用いても良い。

また、本発明の実施形態では、サービス提供機器４はコンテンツ配信サーバとして説明したが、コンテンツ配信サーバでなくとも、ＨＤＲ、家電コントローラ、ホームネットワーク ゲイトウェイ、データベースサーバなどでもよい。

なお、本発明の実施形態では、署名生成機器１とサービス利用機器２の間は、ＢＴやＩＲや光を用いて通信するとしたが、署名生成機器１が携帯電話の場合、電話回線を用いて通信しても良い。この場合、署名生成機器１の所有者と、サービス利用機器２の利用者は、異なる。サービス利用機器２の利用者、または検証機器３は、署名生成機器である携帯電話に電話し、サービス利用要求をサービス提供機器４にまで届けてよいかどうか、確認する。プッシュボタンなどで確認できたら、サービス利用・応答処理を行う。

本発明の実施形態のサービス提供システムの構成概要の説明図。 本発明の実施形態のサービス提供システムを構成する各機器が、保持し、互いに伝送する情報についての説明図。 本発明の実施形態のサービス提供システムを構成する各機器の概略構成の説明図。 本発明の実施形態のサービス提供システムの動作の概略を示したフロー図。 本発明の実施形態のサービス提供システムの鍵生成・登録処理（ステップ１０００）の動作の概略を示したフロー図。 本発明の実施形態のサービス提供システムのサービス利用要求・通信路確立処理（ステップ２０００）の動作の概略を示したフロー図。 本発明の実施形態のサービス提供システムの認証処理（ステップ３０００）の動作の概略を示したフロー図。 本発明の実施形態のサービス提供システムのサービス要求・応答処理（ステップ４０００）の動作の概略を示したフロー図。 本発明の実施形態のサービス提供システムの検証機器のデータベースの一例の説明図。 本発明の実施形態のサービス提供システムにおける検証機器のデータベースの一例の説明図。 本発明の実施形態のサービス提供システムにおけるサービス利用機器における入出力装置の画面の一例の説明図。

符号の説明

１ 署名生成機器
２ サービス利用機器
３ 検証機器
４ サービス提供機器
５ ネットワーク
６ ネットワーク
７ 通信路
８ 通信路

Claims (21)

1. 署名生成機器と、サービス利用機器と、検証機器と、サービス提供機器を備えるサービス提供システムであって、
   前記署名生成機器は、通信手段と、電子署名を生成するための生成鍵及び該生成鍵を用いて生成した電子署名の正当性を検証するための検証鍵を、対にして生成する鍵生成手段と、生成鍵を保持する記憶手段と、サービス利用機器から受信した任意の数と生成鍵とを用いて電子署名を生成する署名生成手段とを有しており、電子署名を当該サービス利用機器に送信し、検証鍵を当該検証機器に送信し、
   前記サービス利用機器は、通信手段と、利用するサービスを要求するサービス要求手段と、該サービス要求に対する応答を利用するサービス利用手段とを有しており、検証機器から受信した任意の数を署名生成機器に転送し、該署名生成機器から受信した電子署名を当該検証機器に転送し、利用するサービスを検証機器に送信し、
   前記検証機器は、通信手段と、署名生成機器が電子署名の生成に用いる任意の数を生成する任意数生成手段と、署名生成機器から受信した検証鍵を保持する記憶手段と、前記任意の数と前記検証鍵とを用いて電子署名を検証する署名検証手段とを有しており、前記任意の数をサービス利用機器に送信し、前記署名検証手段を用いてサービス利用機器が転送した電子署名が正しく検証された場合に、該サービス利用機器から受信したサービス要求をサービス提供機器に転送し、該サービス提供機器から受信したサービス要求に対する応答を当該サービス利用機器に転送し、
   前記サービス提供機器は、通信手段と、サービス要求に対してサービスを実行するサービス実行手段とを有しており、検証機器から転送されたサービス要求に対するサービス実行の結果を、サービス要求に対する応答として前記検証機器に返すことを特徴とするサービス提供システム。
2. 請求項１記載のサービス提供システムにおいて、
   上記サービス提供機器は、署名生成機器に記載の固有な番号と、サービス実行の結果と、前記サービス実行に対する課金情報とを対応付けて保持する記憶手段を有することを特徴とするサービス提供システム。
3. 署名生成機器と、サービス利用機器と、検証機器とを備える認証システムであって、
   前記署名生成機器は、通信手段と、電子署名を生成するための生成鍵及び該生成鍵を用いて生成した電子署名の正当性を検証するための検証鍵を、対にして生成する鍵生成手段と、生成鍵を保持する記憶手段と、サービス利用機器から受信した任意の数と生成鍵とを用いて電子署名を生成する署名生成手段とを有しており、電子署名を当該サービス利用機器に送信し、検証鍵を当該検証機器に送信し、
   前記サービス利用機器は、通信手段と、利用するサービスを要求するサービス要求手段と、該サービス要求に対する応答を利用するサービス利用手段とを有しており、検証機器から受信した任意の数を署名生成機器に転送し、該署名生成機器から受信した電子署名を当該検証機器に転送し、利用するサービスを検証機器に送信し、
   前記検証機器は、通信手段と、署名生成機器が電子署名の生成に用いる任意の数を生成する任意数生成手段と、署名生成機器から受信した検証鍵を保持する記憶手段と、前記任意の数と前記検証鍵とを用いて電子署名を検証する署名検証手段とを有しており、前記任意の数をサービス利用機器に送信し、前記署名検証手段を用いてサービス利用機器が転送した電子署名が正しく検証された場合に、該サービス利用機器から受信したサービス要求をサービス提供機器に転送し、該サービス提供機器から受信したサービス要求に対する応答を当該サービス利用機器に転送することを特徴とする認証システム。
4. 通信手段と、電子署名を生成するための生成鍵及び該生成鍵を用いて生成した電子署名の正当性を検証するための検証鍵を、対にして生成する鍵生成手段と、生成鍵を保持する記憶手段と、サービス利用機器から受信した任意の数と生成鍵とを用いて電子署名を生成する署名生成手段とを有しており、電子署名を当該サービス利用機器に送信し、検証鍵を当該検証機器に送信することを特徴とする署名生成機器。
5. 請求項４記載の署名生成機器において、
   上記記憶手段は生成鍵と自機器に固有な番号とを保持しており、電子署名と自機器に固有な番号とをサービス利用機器に送信し、検証鍵と自機器に固有な番号とを検証機器に送信することを特徴とする署名生成機器。
6. 請求項４記載の署名生成機器において、
   上記通信手段は、通信可能な領域を制限することが可能な無線の通信手段であることを特徴とする署名生成機器。
7. 請求項４記載の署名生成機器において、
   上記通信手段は、検証機器と有線で通信可能な通信手段であることを特徴とする署名生成機器。
8. 請求項４記載の署名生成機器において、
   上記通信手段は、利用機器が出力装置に表示した情報を光学で読み取る無線通信手段であることを特徴とする署名生成機器。
9. 請求項４記載の署名生成機器において、
   上記通信手段は、電話であることを特徴とする署名生成機器。
10. 通信手段と、利用するサービスを要求するサービス要求手段と、該サービス要求に対する応答を利用するサービス利用手段とを有しており、検証機器から受信した任意の数を署名生成機器に転送し、該署名生成機器から受信した電子署名を当該検証機器に転送し、利用するサービスを検証機器に送信することを特徴とするサービス利用機器。
11. 請求項１０記載のサービス利用機器において、
    署名生成機器から受信した電子署名と該署名生成機器に固有な番号とを検証機器に転送することを特徴とするサービス利用機器。
12. 請求項１０記載のサービス利用機器において、
    通信手段の種別をユーザが入力するよう表示する表示手段を有しており、該ユーザが入力した通信手段の種別を検証機器に送信することを特徴とするサービス利用機器。
13. 請求項１０記載のサービス利用機器において、
    検証機器から、通信手段を特定して該検証機器からの情報を署名生成機器に転送し、かつ、前記通信手段で前記署名生成機器からの情報を前記検証機器に転送する通信プログラムのコンポーネントをロードして前記特定した通信手段を使えるようにすることを特徴とするサービス利用機器。
14. 請求項１３記載のサービス利用機器において、
    上記通信手段により通信ができなくなり、署名生成機器と離れたことを認識し、上記通信プログラムのコンポーネントをメモリからアンロードすることを特徴とするサービス利用機器。
15. 請求項１０記載のサービス利用機器において、
    上記通信手段は、署名生成機器が光学で読み取る情報を出力装置に表示することを特徴とするサービス利用機器。
16. 通信手段と、署名生成機器が電子署名の生成に用いる任意の数を生成する任意数生成手段と、署名生成機器から受信した検証鍵を保持する記憶手段と、前記任意の数と前記検証鍵とを用いて電子署名を検証する署名検証手段とを有しており、前記任意の数をサービス利用機器に送信し、前記署名検証手段を用いてサービス利用機器が転送した電子署名が正しく検証された場合に、該サービス利用機器から受信したサービス要求をサービス提供機器に転送し、該サービス提供機器から受信したサービス要求に対する応答を当該サービス利用機器に転送することを特徴とする検証機器。
17. 請求項１６記載の検証機器において、
    上記記憶手段は、署名生成機器から受信した検証鍵と該署名生成機器に固有な番号とを保持することを特徴とする署名生成機器。
18. 請求項１６記載の検証機器において、
    上記任意の数は乱数であることを特徴とする検証機器。
19. 請求項１６記載の検証機器において、
    転送処理を行なっている間、検証手段を用いて電子署名が正しく検証されなくなった場合、前記転送処理を中止することを特徴とする検証機器。
20. 請求項１６記載の検証機器において、
    通信手段を特定して検証機器からの情報を署名生成機器に転送し、前記通信手段で前記署名生成機器からの情報を前記検証機器に転送する通信プログラムのコンポーネントを、通信手段に応じて適切に選んでサービス利用機器に送信することを特徴とする検証機器。
21. 請求項１６記載の検証機器において、
    上記通信手段は、署名生成機器と有線で通信可能な通信手段であることを特徴とする検証機器。

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