JP2005175879A - 認証システム及び認証装置及び管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 認証装置における認証方法、鍵の更新方法及びその装置に係り、認証用の鍵を安全に更新でき、公開鍵暗号などの負荷の大きな処理を実行することなく認証できる方法及びその装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 利用者装置１と認証装置２間での利用者装置認証（Ｓ２０１）の後、認証装置２は、乱数ＡＲ’と認証装置２の識別情報ＡＩＤを含む鍵更新依頼Ｄ１を管理装置３に送信する（Ｓ２０２）。管理装置３は、管理装置３固有の鍵ＭＫを用いて、乱数ＡＲ’と認証装置の識別情報ＡＩＤを変換して認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を生成し、認証装置２に返信する（Ｓ２０３）。認証装置２は、新しい鍵ＡＫ’を用いて、利用者装置の識別情報ＳＩＤを変換して利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を生成し、利用者装置１に送信する。（Ｓ２０４）。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、認証装置における認証方法、鍵の更新方法及びその装置に関する。

認証に使用する鍵を、利用者識別情報を用いて生成する方法として、特開平０３−８２２３７号公報には管理装置が利用者装置の秘密鍵を生成する方法が提案されている。

特開平０３−８２２３７号公報に示されている方法においては、管理装置がすべての秘密鍵を発行するため、例えば、自動車キーのように複数の鍵が存在するシステムにおいては鍵を更新する場合には管理センタがすべての鍵を発行するのでは負荷がかかりすぎるという問題がある。

また、認証を行う際にべき乗剰余演算など負荷の大きな処理が必要となるため、資源の限られた装置では性能面で問題がある。
特開平０３−８２２３７号公報

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、認証用の鍵を安全に更新でき、公開鍵暗号などの負荷の大きな処理を実行することなく認証できる方法及びその装置を提供することである。

本発明に係る認証システムは、
利用者装置と、当該利用者装置を認証する認証装置とからなり互いに通信可能な認証システムであって、
認証装置は、乱数を生成し、生成した乱数を利用者装置に送信し、
利用者装置は、乱数を受信し、利用者装置で保持する利用者装置固有の鍵を用いて、受信した乱数を変換して認証コードを生成し、利用者装置で保持する利用者装置の識別情報と当該認証コードを、認証装置に送信し、
認証装置は、利用者装置の識別情報と認証コードを受信し、認証装置で保持する認証装置固有の鍵を用いて、受信した利用者装置の識別情報を変換して利用者装置固有の鍵に相当する利用者装置相当鍵を生成し、当該利用者装置相当鍵を用いて、前記乱数を変換して認証コードを生成し、利用者装置から受信した認証コードと比較することにより利用者装置の認証を行うことを特徴とする。

本発明においては、認証用の鍵を安全に更新でき、公開鍵暗号などの負荷の大きな処理を実行することなく認証できる。

実施の形態１．
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における認証システムの構成を示す説明図である。実施の形態１では自動車の例を用いて説明する。

図１において、１は自動車キー（キー装置の例）として用いられる利用者装置、２は車両側の認証装置である。利用者装置１と認証装置２は無線により通信を行う。

また、利用者装置１は、認証装置２と通信を行う通信手段１１と、利用者装置の鍵および利用者装置の識別情報を格納する情報記憶手段１２と、認証装置２との間で送受信するデータを認証するための認証コードを生成する認証コード生成手段１３とを備える。利用者装置１として、例えば通信機能を備えたＩＣカードなどを用いることが考えられる。

また、認証装置２は、利用者装置１と通信を行う通信手段２１と、認証装置２の鍵を格納する情報記憶手段２２と、利用者装置１との間で送受信するデータを認証するための認証コードを生成する認証コード生成手段２３と、乱数生成手段２４と、利用者装置の鍵を生成する鍵生成手段２５とを備える。

図２は、実施の形態１において認証装置２が情報記憶手段２２に保持する情報を示す図である。情報記憶手段２２には認証装置２に固有の鍵ＡＫが保持される。

図３は、実施の形態１において利用者装置１が情報記憶手段１２に保持する情報を示す図である。情報記憶手段１２には利用者装置１に固有の識別情報ＳＩＤ、鍵ＳＫが保持される。鍵ＳＫは識別情報ＳＩＤに対して認証装置２の保持する鍵ＡＫを鍵として生成したメッセージ認証コード（以下認証コードと記す）とする。以下の説明においてＭＡＣ（Ｋ，Ｄ）はＫを鍵としたデータＤの認証コードを示す。ＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）は共通鍵暗号を使用する方式や一方向性関数を使用する方法などにより生成するが、一般的に使用されている技術であり説明を省略する。

図４は、実施の形態１における認証装置２が利用者装置１を認証する動作シーケンスを示す説明図であり、以下に図４を用いて動作を説明する。

ステップＳ１において、認証装置２の乱数生成手段２４は乱数Ｒを生成し、通信装置２１は利用者装置に対して乱数Ｒ（データＤ１）を送信する。利用者装置１は、これを受信する。以下の説明においては通信手段の動作は省略する。

ステップＳ２において、利用者装置１は、認証コード生成手段１３により鍵ＳＫを鍵としてステップ１で受信した乱数Ｒに対して認証コードＭ＝ＭＡＣ（ＳＫ，Ｒ）を生成し、識別情報ＳＩＤと認証コードＭからなるデータＤ２を認証装置２に送信する。認証装置２は、これを受信する。図５は、データＤ２を示す図である。

ステップＳ３で認証装置２はデータＤ２中の認証コードＭを検証して、一致すれば正当な利用者装置からのアクセスと判断し、それ移行の操作を許可する。一致しなければ不正な利用者装置からのアクセスと判断する。

次に、図４のステップＳ３における認証装置２の詳細な動作について説明する。図６は、図４におけるステップＳ３の処理を示すフローチャートである。

ステップＳ３１において、認証装置２はデータＤ２を受信する。

ステップＳ３２において、鍵生成手段２５はデータＤ２の識別情報ＳＩＤと情報記憶手段２２に格納されている鍵ＡＫを使用してＳＫ＝ＭＡＣ（ＡＫ，ＳＩＤ）として利用者装置の鍵ＳＫを生成する。

ステップＳ３３において、認証コード生成手段２３はデータＤ１で送信した乱数Ｒとステップ３２で生成した利用者装置鍵ＳＫを使用してＭＡＣ（ＳＫ，Ｒ）を生成する。

ステップＳ３４において、ステップ３３で生成した認証コードがデータＤ２中の認証コードＭと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ３５で認証成功処理を行う。

以上説明したように、利用者装置の保持する鍵を認証装置の鍵を使用した認証コードとすることにより、利用者装置の認証に使用する鍵を認証時に認証装置で生成することができ、個々の利用者装置の鍵を認証装置に保持することなく、かつ公開鍵暗号のように負荷の大きな処理を実行することなく、すべての利用者装置で異なる鍵を使用して認証することができるという効果を得ることができる。

また、利用者装置と認証装置は異なる鍵を保持しているため、認証装置の鍵は安全に管理することができる。

また、本実施の形態１では自動車キーを例に説明したが、住宅等のドアキーなど、上記のような機能を備えていればどのような装置であってもよく、これに限られない。

また、本実施の形態１では利用者装置の鍵の生成手段を認証装置の保持する鍵を使用したメッセージ認証コードとしたが、認証装置の保持する鍵から安全に導出可能な手段であればよく、これに限られない。

上述のように、認証装置２は、乱数Ｒを生成し、生成した乱数Ｒを利用者装置１に送信する。利用者装置１は、乱数Ｒを受信し、利用者装置で保持する利用者装置固有の鍵ＳＫを用いて、受信した乱数を変換して認証コードＭを生成し、利用者装置で保持する利用者装置の識別情報ＳＩＤと当該認証コードＭを、認証装置２に送信する。認証装置２は、利用者装置の識別情報ＳＩＤと認証コードＭを受信し、認証装置２で保持する認証装置固有の鍵ＡＫを用いて、受信した利用者装置の識別情報ＳＩＤを変換して利用者装置固有の鍵に相当する利用者装置相当鍵ＳＫを生成し、当該利用者装置相当鍵ＳＫを用いて、前記乱数を変換して認証コードＭを生成し、利用者装置から受信した認証コードＭと比較することにより利用者装置の認証を行う。

実施の形態２．
実施の形態１では、利用者装置の認証について説明したが、本実施の形態２では、利用者装置の鍵を更新する場合について説明する。

図７において、１は自動車キーである利用者装置、２は車両側の認証装置、３は管理装置である。利用者装置１と認証装置２の間、および認証装置２と管理装置３の間は、それぞれ無線により通信を行う。

また、利用者装置１は、実施の形態１で示した図１の利用者装置１に、認証装置２から送信される暗号化データを復号する暗号処理手段１４と、情報記憶手段１２が保持する情報を更新する情報更新手段１５とを備える。その他の手段は図１の利用者装置１と同様であり説明を省略する。

また、認証装置２は、実施の形態１で示した図１の認証装置２に、利用者装置１および管理装置３との間で送受信するデータを暗号化および復号する暗号手段２６と、情報記憶手段２２が保持する情報を更新する情報更新手段２７とを備える。その他の手段は図１の認証装置２と同様であり説明を省略する。

また、管理装置３は、認証装置２と通信を行う通信手段３１と、管理装置３の鍵を格納する情報記憶手段３２と、認証装置２との間で送受信するデータを認証するための認証コードを生成する認証コード生成手段３３と、認証装置の鍵を生成する鍵生成手段３４と、認証装置２に送信するデータを暗号化する暗号手段３５とを備える。

図８は、実施の形態２において管理装置３が情報記憶手段３２に保持する情報を示す図である。情報記憶手段３２には管理装置３の鍵ＭＫが保持される。

図９は、実施の形態２において認証装置２が情報記憶手段２２に保持する情報を示す図である。情報記憶手段２２には認証装置２に固有の識別情報ＡＩＤ、乱数ＡＲ、鍵ＡＫが保持される。鍵ＡＫは識別情報ＡＩＤと乱数ＡＲに対して管理装置３の保持する鍵ＭＫを鍵として生成した認証コードＭＡＣ（ＭＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ）とする。”Ａ｜Ｂ”はＡとＢを連結したデータを示す。

実施の形態２における利用者装置１の情報記憶手段１２に保持する情報は実施の形態１の図３と同一であり、説明を省略する。

図１０は、実施の形態２において利用者装置の鍵を更新する動作シーケンスを示す説明図であり，図１０を用いて動作を説明する。尚、各データ及び処理の詳細は、後述する。

ステップＳ２０１で認証装置２は鍵の更新を行う利用者装置１の認証を行う。ステップＳ２０１における認証処理は実施の形態１に示した処理と同一であり説明を省略する。

ステップＳ２０２において認証装置２は認証装置２の保持する鍵ＡＫを更新するための鍵更新依頼を作成して、データＤ１を管理装置３に送信する。管理装置３は、これを受信する。

ステップＳ２０３において管理装置３は認証装置２の新たな鍵ＡＫ’を生成し、データＤ２を認証装置２に送信する。認証装置２は、これを受信する。

ステップＳ２０４において認証装置２はデータＤ２中の鍵ＡＫ’を使用して利用者装置の新たな鍵ＳＫ’を生成し、データＤ３を利用者装置１に送信する。利用者装置１は、これを受信する。

ステップＳ２０５で利用者装置１は保持している鍵ＳＫをデータＤ３中の鍵ＳＫ’に更新し、データＤ４で完了メッセージを認証装置２に送信する。認証装置２は、これを受信する。

ステップＳ２０６で認証装置２は認証装置の保持している鍵ＡＫを前記鍵ＡＫ’に更新する。

次に、図１０におけるステップＳ２０２〜Ｓ２０６における詳細な動作について説明する。

ステップＳ２０２について説明する。認証装置２は、新しい乱数ＡＲ’を生成し、更に、認証装置２で保持している鍵ＡＫを鍵として、認証コードＭ＝ＭＡＣ（ＡＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ｜ＡＲ’）を生成する。そして、識別情報ＡＩＤ、元の乱数ＡＲ、新たな乱数ＡＲ’、及び認証コードＭをデータＤ１として管理装置３に送信する。図１１はデータＤ１の内容を示す図である。

ステップ２０３について説明する。図１２は、ステップＳ３のフローチャートを示す図である。

ステップＳ３１で管理装置３は認証装置２からデータＤ１を受信する。

ステップＳ３２において、鍵生成手段３４は、データＤ１に含まれる識別情報ＡＩＤと乱数ＡＲ、更に情報記憶手段３２に格納されている鍵ＭＫを使用してＡＫ（認証装置の鍵）＝ＭＡＣ（ＭＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ）を生成する。

ステップＳ３３において、認証コード生成手段３３はデータＤ１に含まれる識別情報ＡＩＤと元の乱数ＡＲと新しい乱数ＡＲ’、更にステップ３２で生成した鍵ＡＫを使用して、認証コードＭＡＣ（ＡＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ｜ＡＲ’）を生成する。

ステップＳ３４において、ステップ３３で生成した認証コードがデータＤ１に含まれる認証コードＭと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５において、鍵生成手段３４はデータＤ１に含まれる識別情報ＡＩＤと乱数ＡＲ’、更に情報記憶手段３２に格納されている鍵ＭＫを使用してＡＫ’＝ＭＡＣ（ＭＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ’）を生成し、それを認証装置の新たな鍵ＡＫ’とする。

ステップＳ３６において、認証コード生成手段３３は鍵ＡＫを鍵として鍵ＡＫ’の認証コードＭ＝ＭＡＣ（ＡＫ，ＡＫ’）を生成する。

ステップＳ３７において、暗号処理手段３５は、鍵ＡＫ’とステップＳ３６で生成した認証コードＭを併せて、鍵ＡＫで暗号化する。

ステップＳ３８においてデータＤ２を認証装置２に送信する。認証装置２は、これを受信する。図１３はデータＤ２の内容を示す図である。

ステップＳ２０４について説明する。図１４は、ステップＳ２０４のフローチャートを示す図である。

ステップＳ４１で認証装置２は管理装置３からデータＤ２を受信する。

ステップＳ４２において、暗号処理手段２６は情報記憶手段２２に保持している鍵ＡＫを用いてデータＤ２を復号する。

ステップＳ４３において、認証コード生成手段２３は、ステップＳ４２で復号したデータＤ２中のＡＫ’に対して、鍵ＡＫを鍵として認証コードＭＡＣ（ＡＫ，ＡＫ’）を生成する。

ステップＳ４４において、ステップ４３で生成した認証コードが、データＤ２中の認証コードＭと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５において、鍵生成手段２５はステップＳ１で利用者装置から送信された利用者装置の識別情報ＳＩＤと鍵ＡＫ’を使用してＳＫ’＝ＭＡＣ（ＡＫ’，ＳＩＤ）を生成し、これを利用者装置の新たな鍵ＳＫ’とする。

ステップＳ４６において、認証コード生成手段２３は鍵ＳＫを鍵として鍵ＳＫ’の認証コードＭ＝ＭＡＣ（ＳＫ，ＳＫ’）を生成する。

ステップＳ４７において、暗号処理手段２６は鍵ＳＫ’とステップＳ４６で生成した認証コードＭを併せて、鍵ＳＫで暗号化する。

ステップＳ４８において、データＤ３を利用者装置１に送信する。利用者装置１は、これを受信する。図１５はデータＤ３の内容を示す図である。

ステップＳ２０５について説明する。図１６は、ステップＳ２０５のフローチャートを示す図である。

ステップＳ５１で利用者装置１は認証装置２からデータＤ３を受信する。

ステップＳ５２において、暗号処理手段１４は情報記憶手段１２に保持している鍵ＳＫを用いてデータＤ３を復号する。

ステップＳ５３において、認証コード生成手段１３はステップＳ５２で復号したデータＤ３中のＳＫ’に対して、鍵ＳＫを鍵とした認証コードＭＡＣ（ＳＫ，ＳＫ’）を生成する。

ステップＳ５４において、ステップ５３で生成した認証コードがデータＤ３中の認証コードＭと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５において、情報更新手段１５は情報記憶手段１２に格納されている鍵ＳＫを鍵ＳＫ’に更新する。

ステップＳ５６において、処理完了を示すデータＤ４を認証装置２に送信する。認証装置２は、これを受信する。

ステップＳ２０６では認証装置２の情報更新手段２７は情報記憶手段２２に保持されている鍵ＡＫと乱数ＡＲを、前記鍵ＡＫ’およびＡＲ’に更新する。

本実施の形態では、１つの利用者装置の鍵を更新する例を用いて説明したが、複数の利用者装置の鍵を更新する場合には、図１０に示した処理シーケンスのステップＳ２０１およびステップＳ２０４〜ステップ２０５を繰り返し、複数の利用者装置に対して実行することにより、複数の利用者装置の鍵を更新することが可能である。

以上説明したように、鍵の更新処理において利用者装置、認証装置が保持している鍵を使用して認証、暗号化通信を行うことにより、オンラインで安全に鍵の更新ができるという効果を得ることができる。

また、認証装置の鍵の生成に認証装置が保持する乱数を使用することにより、認証装置の識別情報を変更することなく認証装置の鍵を更新することができる。

また、利用者装置の鍵の更新に伴い、認証装置の鍵も更新されるため、鍵の更新処理を実行しない利用者装置は自動的に使用できなくなり、盗難あるいは紛失した利用者装置が不正に使用されることを防止できるという効果を得ることができる。

また、認証装置の保持する鍵を管理装置の鍵を使用した認証コードとすることにより、個々の認証装置の情報を管理装置に保持することなく、認証装置の鍵を生成することができるという効果を得ることができる。

また、本実施の形態２では認証装置と管理装置間を無線通信路による通信としたが、認証装置と管理装置間でデータの授受ができれば有線の通信路やフロッピー（登録商標）ディスクなどの媒体を用いてもよく、これに限られない。

上述のように、利用者装置１は、当該利用者装置の識別情報ＳＩＤを認証装置２に送信する。認証装置２は、利用者装置の識別情報ＳＩＤを受信し、乱数ＡＲ’を生成し、生成した乱数ＡＲ’と認証装置２で保持する認証装置の識別情報ＡＩＤを含む鍵更新依頼Ｄ１を、管理装置３に送信する。管理装置３は、乱数ＡＲ’と認証装置の識別情報ＡＩＤを含む鍵更新依頼Ｄ１を受信し、管理装置３で保持する管理装置固有の鍵ＭＫを用いて、受信した乱数ＡＲ’と認証装置の識別情報ＡＩＤを変換して認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を生成し、生成した認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を認証装置２に返信する。認証装置２は、認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を受信し、受信した認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を用いて、利用者装置の識別情報ＳＩＤを変換して利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を利用者装置１に送信する。利用者装置１は、利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を受信し、当該鍵を利用者装置固有の鍵として記憶し、認証装置２は、前記認証装置固有の新しい鍵ＡＫ’を認証装置固有の鍵として記憶する。

実施の形態３．
実施の形態２では、利用者装置の鍵の更新について説明したが、本実施の形態では、利用者装置を追加する場合について説明する。

実施の形態３における構成は、実施の形態２の図７と同一であり説明を省略する。

図１７は、実施の形態３において利用者装置１が情報記憶手段１２に保持する情報を示す図である。情報記憶手段１２には利用者装置の鍵ＳＫが保持される。鍵ＳＫは、識別情報ＳＩＤに対して管理装置３の保持する鍵ＭＫを鍵として生成した認証コードとする。

実施の形態３における認証装置２の情報記憶手段２２および管理装置３の情報記憶手段３２に保持する情報は実施の形態２の図７と同一であり、説明を省略する。

図１８は、実施の形態３において利用者装置を追加する動作シーケンスを示す説明図であり、図１８を用いて動作を説明する。

図１８においてステップＳ３０１とステップＳ３０２は実施の形態１の図４における処理と同一であり説明を省略する。

ステップＳ３０３において認証装置２は利用者装置１の保持する鍵ＳＫを更新するための鍵更新依頼を作成してデータＤ３を管理装置３に送信する。

ステップＳ３０４において管理装置３は利用者装置１の新たな鍵ＳＫ’を生成し、認証装置２を経由してデータＤ４を利用者装置１に送信する。

ステップＳ３０５において利用者装置１は保持している鍵ＳＫをデータＤ４中の鍵ＳＫ’に更新する。

次に、図１８におけるステップＳ３０３〜Ｓ３０５における詳細な動作について説明する。図１９はデータＤ２の内容を示す図である。

ステップＳ３０３について説明する。認証装置２は、認証装置２の保持する識別情報ＡＩＤと乱数ＡＲ、ステップＳ１で生成した乱数Ｒ、及びデータＤ２を併せた全体に対して、認証コードＭＡ＝ＭＡＣ（ＡＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ｜ＳＩＤ｜Ｒ｜ＭＡＣ（ＳＫ，Ｒ））を生成する。そして、上記データ全体にＭＡＣを加えたデータＤ３を管理装置３に送信する。管理装置３は、これを受信する。図２０はデータＤ３の内容を示す図である。

ステップ３０４について説明する。図２１は、ステップ３０４のフローチャートを示す図である。

ステップＳ６０１で、管理装置３は認証装置２からデータＤ３を受信する。

ステップＳ６０２において、鍵生成手段３４はデータＤ３の識別情報ＡＩＤおよび乱数ＡＲ、更に情報記憶手段３２に格納されている鍵ＭＫを使用して、ＡＫ＝ＭＡＣ（ＭＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ）を生成し、認証装置２の鍵ＡＫとする。

ステップＳ６０３において、認証コード生成手段３３はデータＤ３で受信したデータと、ステップ６０２で生成した鍵ＡＫを使用して認証コードＭＡＣ（ＡＫ，ＡＩＤ｜ＡＲ｜ＳＩＤ｜Ｒ｜ＭＡＣ（ＳＫ，Ｒ））を生成する。

ステップＳ６０４において、ステップ６０３で生成した認証コードがデータＤ３中の認証コードＭＡと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０５において、鍵生成手段３４はデータＤ３に含まれている識別情報ＳＩＤと、情報記憶手段３２に格納されている鍵ＭＫを使用して、ＳＫ＝ＭＡＣ（ＭＫ，ＳＩＤ）を生成し、利用者装置１の鍵ＳＫとする。

ステップＳ６０６において、認証コード生成手段３３はデータＤ３で受信したＲと、ステップＳ６０５で生成した鍵ＳＫを使用して認証コードＭＡＣ（ＳＫ，Ｒ）を生成する。

ステップＳ６０７において、ステップ４６で生成した認証コードがデータＤ３中の認証コードＭＳと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８で鍵生成手段３４は、データＤ３に含まれている識別情報ＳＩＤと鍵ＡＫを使用してＳＫ’＝ＭＡＣ（ＡＫ，ＳＩＤ）を生成しと利用者装置１の新たな鍵ＳＫ’とする。

ステップＳ６０９において、認証コード生成手段３３は鍵ＳＫを鍵として鍵ＳＫ’の認証コードＭ＝ＭＡＣ（ＳＫ，ＳＫ’）を生成する。

ステップＳ６１０において、暗号処理手段３５は鍵ＳＫ’とステップＳ４９で生成した認証コードＭを、鍵ＳＫで暗号化する。

ステップＳ６１１においてデータＤ４を認証装置２に送信する。図２２はデータＤ４の内容を示す図である。データＤ４は認証装置２を経由して利用者装置１に送信される。利用者装置１は、これを受信する。

次に、図２３のフローチャートを用いて図１８におけるステップＳ３０５の動作を説明する。

ステップＳ７１で利用者装置１は認証装置２からデータＤ４を受信する。

ステップＳ７２において、暗号処理手段１４は情報記憶手段１２に保持している鍵ＳＫを用いてデータＤ４を復号する。

ステップＳ７３において、認証コード生成手段１３はステップＳ５２で復号したデータＤ４に含まれているＳＫ’に対して、鍵ＳＫを鍵として認証コードＭＡＣ（ＳＫ，ＳＫ’）を生成する。

ステップＳ７４において、ステップ５３で生成した認証コードがデータＤ３中の認証コードＭと比較して一致しない場合にはエラー終了する。一致した場合にはステップＳ５５に進む。

ステップＳ７５において、情報更新手段１５は情報記憶手段１２に格納されている鍵ＳＫを、鍵ＳＫ’に更新する。

以上説明したように、追加用の利用者装置の鍵を管理装置の鍵を使用して生成した認証コードを利用者装置の鍵とすることにより、特定の認証装置向けに限定することなく利用者装置をあらかじめ配布することができ、任意の認証装置で認証可能な利用者装置の鍵に更新でき、かつ更新するためには管理装置に依頼する必要があり、不正に鍵を更新することを防止できるという効果が得られる。

また、管理装置は管理装置の鍵を使用して発行した利用者装置かどうかの認証を行うことができるため、不正な利用者装置の鍵を更新することを防止することができるという効果が得られる。

また、処理の過程において利用者装置、認証装置、管理装置が保持している鍵を使用して認証、暗号化通信を行うことにより、オンラインで安全に鍵の更新ができるというという効果が得られる。

上述のように、利用者装置１は、当該利用者装置の識別情報ＳＩＤを認証装置２に送信する。認証装置２は、利用者装置の識別情報ＳＩＤを受信し、当該認証装置固有の乱数ＡＲと、当該認証装置の識別情報ＡＩＤと、受信した利用者装置の識別情報ＳＩＤを含む鍵更新依頼Ｄ３を管理装置に送信する。管理装置３は、認証装置固有の乱数ＡＲと、認証装置の識別情報ＡＩＤと、利用者装置の識別情報ＳＩＤを含む鍵更新依頼Ｄ３を受信し、管理装置３で保持する管理装置固有の鍵ＭＫを用いて、前記受信した認証装置固有の乱数ＡＲと認証装置の識別情報ＡＩＤを変換して、認証装置固有の鍵に相当する認証装置相当鍵ＡＫを生成し、生成した認証装置相当鍵ＡＫを用いて、前記受信した利用者装置の識別情報ＳＩＤを変換して、利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を利用者装置１に送信する。利用者装置１は、利用者装置固有の新しい鍵ＳＫ’を受信し、当該鍵を利用者装置固有の鍵として記憶する。

利用者装置１、認証装置２、及び管理装置３は、コンピュータであり、各要素はプログラムにより処理を実行することができる。また、プログラムを記憶媒体に記憶させ、記憶媒体からコンピュータに読み取られるようにすることができる。

本発明の実施の形態１における認証システムの構成を示す説明図である。 実施の形態１において認証装置２が情報記憶手段２２に保持する情報を示す図である。 実施の形態１において利用者装置１が情報記憶手段１２に保持する情報を示す図である。 実施の形態１における認証装置２が利用者装置１を認証する動作シーケンスを示す説明図である。 データＤ２を示す図である。 ステップＳ３の処理を示すフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態２における認証システムの構成を示す説明図である。 実施の形態２において管理装置３が情報記憶手段３２に保持する情報を示す図である。 実施の形態２において認証装置２が情報記憶手段２２に保持する情報を示す図である。 実施の形態２において利用者装置の鍵を更新する動作シーケンスを示す説明図である。 データＤ１の内容を示す図である。 ステップＳ３のフローチャートを示す図である。 データＤ２の内容を示す図である。 ステップＳ２０４のフローチャートを示す図である。 データＤ３の内容を示す図である。 ステップＳ２０５のフローチャートを示す図である。 実施の形態３において利用者装置１が情報記憶手段１２に保持する情報を示す図である。 実施の形態３において利用者装置を追加する動作シーケンスを示す説明図である。 データＤ２の内容を示す図である。 データＤ３の内容を示す図である。 ステップ３０４のフローチャートを示す図である。 データＤ４の内容を示す図である。 ステップＳ３０５のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１ 利用者装置、２ 認証装置、３ 管理装置、１１ 通信手段、１２ 情報記憶手段、１３ 認証コード生成手段、１４ 暗号処理手段、１５ 情報更新手段、２１ 通信手段、２２ 情報記憶手段、２３ 認証コード生成手段、２４ 乱数生成手段、２５ 鍵生成手段、２６ 暗号処理手段、２７ 情報更新手段、３１ 通信手段、３２ 情報記憶手段、３３ 認証コード生成手段、３４ 鍵生成手段、３５ 暗号処理手段。

Claims (8)

1. 利用者装置と、当該利用者装置を認証する認証装置とからなり互いに通信可能な認証システムであって、
   認証装置は、乱数を生成し、生成した乱数を利用者装置に送信し、
   利用者装置は、乱数を受信し、利用者装置で保持する利用者装置固有の鍵を用いて、受信した乱数を変換して認証コードを生成し、利用者装置で保持する利用者装置の識別情報と当該認証コードを、認証装置に送信し、
   認証装置は、利用者装置の識別情報と認証コードを受信し、認証装置で保持する認証装置固有の鍵を用いて、受信した利用者装置の識別情報を変換して利用者装置固有の鍵に相当する利用者装置相当鍵を生成し、当該利用者装置相当鍵を用いて、前記乱数を変換して認証コードを生成し、利用者装置から受信した認証コードと比較することにより利用者装置の認証を行うことを特徴とする認証システム。
2. 利用者装置と通信可能であり、当該利用者装置を認証する認証装置であって、
   認証装置は、乱数を生成し、生成した乱数を利用者装置に送信し、
   更に、認証装置は、利用者装置の識別情報と認証コードを利用者装置から受信し、認証装置で保持する認証装置固有の鍵を用いて、受信した利用者装置の識別情報を変換して利用者装置固有の鍵に相当する利用者装置相当鍵を生成し、当該利用者装置相当鍵を用いて、前記乱数を変換して認証コードを生成し、利用者装置から受信した認証コードと比較することにより利用者装置の認証を行うことを特徴とする認証装置。
3. 利用者装置と、当該利用者装置を認証する認証装置と、当該利用者装置と当該認証装置を管理する管理装置とからなり、利用者装置と認証装置が通信可能であり、更に認証装置と管理装置が通信可能な認証システムであって、
   利用者装置は、当該利用者装置の識別情報を認証装置に送信し、
   認証装置は、利用者装置の識別情報を受信し、乱数を生成し、生成した乱数と認証装置で保持する認証装置の識別情報を含む鍵更新依頼を、管理装置に送信し、
   管理装置は、乱数と認証装置の識別情報を含む鍵更新依頼を受信し、管理装置で保持する管理装置固有の鍵を用いて、受信した乱数と認証装置の識別情報を変換して認証装置固有の新しい鍵を生成し、生成した認証装置固有の新しい鍵を認証装置に返信し、
   認証装置は、認証装置固有の新しい鍵を受信し、受信した認証装置固有の新しい鍵を用いて、前記受信した利用者装置の識別情報を変換して利用者装置固有の新しい鍵を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵を利用者装置に送信し、
   利用者装置は、利用者装置固有の新しい鍵を受信し、当該鍵を利用者装置固有の鍵として記憶し、
   認証装置は、前記認証装置固有の新しい鍵を認証装置固有の鍵として記憶することを特徴とする認証システム。
4. 利用者装置と管理装置と通信可能であり、当該利用者装置を認証する認証装置あって、
   認証装置は、利用者装置の識別情報を受信し、乱数を生成し、生成した乱数と認証装置で保持する認証装置の識別情報を含む鍵更新依頼を、管理装置に送信し、
   更に、認証装置は、認証装置固有の新しい鍵を管理装置から受信し、受信した認証装置固有の新しい鍵を用いて、前記受信した利用者装置の識別情報を変換して利用者装置固有の新しい鍵を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵を利用者装置に送信し、
   更に、認証装置は、前記認証装置固有の新しい鍵を認証装置固有の鍵として記憶することを特徴とする認証装置。
5. 利用者装置を認証する認証装置と通信可能であり、当該利用者装置と当該認証装置を管理する管理装置であって、
   管理装置は、乱数と認証装置の識別情報を含む鍵更新依頼を認証装置から受信し、管理装置で保持する管理装置固有の鍵を用いて、受信した乱数と認証装置の識別情報を変換して認証装置固有の新しい鍵を生成し、生成した認証装置固有の新しい鍵を認証装置に返信することを特徴とする管理装置。
6. 利用者装置と、当該利用者装置を認証する認証装置と、当該利用者装置と当該認証装置を管理する管理装置とからなり、夫々が互いに通信可能な認証システムであって、
   利用者装置は、当該利用者装置の識別情報を認証装置に送信し、
   認証装置は、利用者装置の識別情報を受信し、当該認証装置固有の乱数と、当該認証装置の識別情報と、受信した利用者装置の識別情報を含む鍵更新依頼を管理装置に送信し、
   管理装置は、認証装置固有の乱数と、認証装置の識別情報と、利用者装置の識別情報を含む鍵更新依頼を受信し、管理装置で保持する管理装置固有の鍵を用いて、前記受信した認証装置固有の乱数と認証装置の識別情報を変換して、認証装置固有の鍵に相当する認証装置相当鍵を生成し、生成した認証装置相当鍵を用いて、前記受信した利用者装置の識別情報を変換して、利用者装置固有の新しい鍵を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵を利用者装置に送信し、
   利用者装置は、利用者装置固有の新しい鍵を受信し、当該鍵を利用者装置固有の鍵として記憶することを特徴とする認証システム。
7. 利用者装置と管理装置と通信可能であり、当該利用者装置を認証する認証装置あって、
   認証装置は、利用者装置の識別情報を利用者装置から受信し、当該認証装置固有の乱数と、当該認証装置の識別情報と、受信した利用者装置の識別情報を含む鍵更新依頼を管理装置に送信することを特徴とする認証装置。
8. 利用者装置と、当該利用者装置を認証する認証装置と通信可能であり、当該利用者装置と当該認証装置を管理する管理装置であって、
   管理装置は、認証装置固有の乱数と、認証装置の識別情報と、利用者装置の識別情報を含む鍵更新依頼を認証装置から受信し、管理装置で保持する管理装置固有の鍵を用いて、前記受信した認証装置固有の乱数と認証装置の識別情報を変換して、認証装置固有の鍵に相当する認証装置相当鍵を生成し、生成した認証装置相当鍵を用いて、前記受信した利用者装置の識別情報を変換して、利用者装置固有の新しい鍵を生成し、生成した利用者装置固有の新しい鍵を利用者装置に送信することを特徴とする管理装置。

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