JP2005204131A

JP2005204131A - 管理データ更新装置及びプログラム

Info

Publication number: JP2005204131A
Application number: JP2004009099A
Authority: JP
Inventors: Manabu Misawa; 学三澤; Keiki Yamada; 敬喜山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】プリペイドカードの金額のような秘匿に係る管理データの更新システムに係り、管理データに応じて復号鍵及び暗号化鍵を動的に変更し、サイドチャネルアタック等の不正解析による成りすましを困難にすることを課題とする。
【解決手段】認証装置１は、プリペイドカード２から、金額と金額暗号文を受信し、復号鍵選択部１０２で金額に応じて復号鍵を選択し、金額暗号文を復号して金額を得る。また、金額を更新し、暗号化鍵選択部１０５で更新金額に応じて暗号化鍵を選択し、暗号化部１０６でその暗号化鍵を用いて、更新金額暗号文を算出する。そして、更新金額と更新金額暗号文をプリペイドカードへ送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリペイドカードやＲＦＩＤ等の金額のような秘匿に係る管理データの更新システムに係り、サイドチャネルアタックによる不正解析を困難にする技術に関する。

ここではプリペイドカードを例に挙げて記述する。

まず、従来技術におけるプリペイドカードの金額更新の処理について説明する。図５は、従来の処理フローを示す図である。認証装置は、プリペイドカードを検知すると（Ｓ５０１）、プリペイドカードから金額暗号文を受信する（Ｓ５０２）。これを復号処理して（Ｓ５０３）、金額を得る。そして、金額を更新した後に（Ｓ５０４）、暗号化処理して（Ｓ５０５）、更新した金額の暗号文である更新金額暗号文を送信する（Ｓ５０６）。

プリペイドカードは、更新金額暗号文を受信して（Ｓ５５３）、自らの記憶領域に書込む（Ｓ５５４）。

上述のプリペイドカードのように、サービスを提供する際にメモリに書き込まれている残高から使用額を減算し、その残高を暗号化してカード書き込む方式等において、メモリのリーダライタや通信部分を擬似する装置による、カードに書き込んだ残高を簡単に偽造することができないようにしている。

しかし、認証端末に対するサイドチャネルアタックができるような場合には、上述のような処理では安全といえない。残高を暗号化する際の消費電力や電磁波等を観測し、サイドチャネルアタックによって暗号の秘密鍵を解析される可能性があるからである。

特に、一旦秘密鍵が解析されてしまうと、その鍵を用いて、常になりすましが可能となる点で安全性に欠けている。

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、プリペイドカードやＲＦＩＤ等の金額や使用量のような秘匿に係る管理データの更新システムに係り、サイドチャネルアタック等の不正解析による成りすましを困難にすることを目的としている。

本発明に係る管理データ更新装置は、
管理データを保持する管理データ保持装置にアクセスし、管理データを更新する管理データ更新装置であって、以下の要素を有することを特徴とする
（１）管理データ保持装置から、管理データと、当該管理データの暗号文である管理データ暗号文とを受信する管理データ暗号文受信部
（２）受信した管理データに応じて復号鍵を選択する復号鍵選択部
（３）選択した復号鍵を用いて、前記受信した管理データ暗号文を復号して、管理データを算出する復号部
（４）算出した管理データを更新して、更新した管理データである更新管理データを生成する管理データ更新部
（５）更新管理データに応じて暗号化鍵を選択する暗号化鍵選択部
（６）選択した暗号化鍵を用いて、前記更新管理データを暗号化して、更新管理データ暗号文を算出する暗号化部
（７）算出した更新管理データ暗号文を、管理データ保持装置へ送信する暗号文更新管理データ暗号文送信部。

本発明においては、管理データに応じて復号鍵及び暗号化鍵を使い分け、随時更新される管理データに応じて鍵が動的に変化するので、不正に鍵を解析されても、その鍵による成りすましの継続を阻止できる。

実施の形態１．
本発明では、金額に応じて、暗号鍵および復号鍵を使い分けることを特徴としている。

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、想定環境を示す図である。この例では、認証端末１とプリペイドカード２を用いて説明するが、金額（管理データの例）を更新する装置と金額を保持する装置であれば、他の装置であっても構わない。これらは、管理データを更新する管理データ更新装置と、管理データを保持する管理データ保持装置の例である。

続いて、各装置の構成について説明する。図２は、モジュール構成を示す図である。認証端末１は、金額暗号文受信部１０１、復号鍵選択部１０２、復号部１０３、金額更新部１０４、暗号化鍵選択部１０５、暗号化部１０６、及び更新金額暗号文送信部１０７の要素を有している。一方、プリペイドカード２は、金額暗号文記憶部２０１、金額暗号文送信部２０２、更新金額暗号文受信部２０３、及び更新金額暗号文書込部２０４の要素を有している。

処理について説明する。図３は、処理フローを示す図である。認証端末１は、プリペイドカード２を検知すると（Ｓ３０１）、金額暗号文受信部１０１で金額暗号文送信部２０２から金額の暗号文である金額暗号文Ｃと、金額Ｖを受信する（Ｓ３０２）。尚、金額暗号文送信部２０２は、金額暗号文記憶部２０１から金額暗号文Ｃと金額Ｖを読み出し、送信するように構成されている。

続いて、復号鍵選択部１０２で復号鍵を選択する（Ｓ３０３）。この処理では、金額Ｖに応じて復号鍵Ｋを選択する。例えば、金額の範囲に対応する鍵を選択する。この場合、復号鍵選択部１０２では、金額の範囲及びそれに対応する鍵を予め記憶している。

続いて、復号部１０３で、選択した復号鍵Ｋを用いて、金額暗号文Ｃを復号する（Ｓ３０４）。これにより、金額Ｖが得られる。そして、金額更新部１０４で金額を更新する（Ｓ３０５）。例えば、支払いに伴い金額が減少する場合には、支払金額Ｘを減算して、更新した金額である更新金額Ｖ´を得る。

次に、暗号化鍵選択部１０５で、更新金額Ｖ´に応じて、暗号化鍵Ｋ´を選択する（Ｓ３０６）。この選択では、同一の金額に対して、復号鍵選択部１０２で選択される復号鍵Ｋに対応する暗号化鍵Ｋ´を選択するように構成されている。暗号化と復号において同一の鍵を用いる暗号化／復号方式の場合には、同一の金額に対して、復号鍵選択部１０２で選択される復号鍵Ｋと、暗号化鍵選択部１０５で選択される暗号化鍵Ｋ´は、同一となる。例えば、復号鍵選択部１０２で金額の範囲に対応する鍵を選択するこの場合には、暗号化鍵選択部１０５でも、同様に金額の範囲及びそれに対応する鍵を予め記憶しており、暗号化鍵を選択する。また、復号鍵選択部１０２と暗号化鍵選択部１０５として、共通のモジュールを用いてもよい。

暗号化部１０６で、選択された暗号化鍵Ｋ´を用いて、更新金額Ｖ´を暗号化する（Ｓ３０７）。これにより、暗号化された更新金額である更新金額暗号文Ｃ´を得る。そして、更新金額暗号文送信部１０７から更新金額暗号文受信部２０３へ更新金額Ｖ´と更新金額暗号文Ｃ´を送信する（Ｓ３０８）。

プリペイドカード２は、更新金額暗号文受信部２０３で更新金額Ｖ´と更新金額暗号文Ｃ´を受信し（Ｓ３５３）、更新金額暗号文書込部２０４でこれらを金額暗号文記憶部２０１に書込む（Ｓ３５４）。

実施の形態２．
上述の例では、金額暗号文Ｃとともに処理する金額Ｖ、及び更新金額暗号文Ｃ´とともに処理する更新金額Ｖ´は、平文のまま用いたが、暗号文としてもよい。

その場合は、Ｓ３０２で受信した金額Ｖを、予め記憶している所定の復号鍵で復号して、平文の金額Ｖを得る処理を、Ｓ３０３の前に行う。

また、Ｓ３０５で更新された更新金額Ｖ´を、前述の復号で用いた復号鍵に対応する所定の暗号化鍵（この暗号化鍵も予め記憶している。）で暗号化する。そして、Ｓ３０８では、暗号化した更新金額Ｃ´を送信する。

プリペイドカード２では、平文の金額Ｖまたは更新金額Ｖ´に代えて、平文の金額Ｖまたは更新金額Ｖ´を処理する。

金額暗号文受信部１０１と復号鍵選択部１０２は、コンピュータとして、各要素の処理をプログラムにより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。

金額は、管理データの例であり、金額暗号文は、管理データを暗号化した管理データ暗号文の例であり、更新金額は、更新した管理データである更新管理データの例であり、更新金額暗号文は、更新管理データを暗号化した更新管理データ暗号文の例である。また、金額暗号文受信処理は、管理データ暗号文受信処理の例であり、金額更新処理は、管理データ更新処理の例であり、暗号文更新金額暗号文送信処理は、暗号文更新管理データ暗号文送信処理の例である。

但し、この例以外にも、管理データとして、他の種類のデータに用いることも有効である。例えば、管理データとして、度数、回数などの数値の適用が多い。

図４は、認証端末のハードウエア構成例を示す図である。バスに、演算装置４０１、データ記憶装置４０２、メモリ４０３、通信インターフェース４０４が接続されている。データ記憶装置４０２は、例えばＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やハードディスクである。メモリ４０３は、通常ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。

プログラムは、通常データ記憶装置４０２に記憶されており、メモリ４０３にロードされた状態で、順次演算装置４０１に読み込まれ処理を行う。金額暗号文の受信や送信は、通信インターフェース４０４により行う。

想定環境を示す図である。モジュール構成を示す図である。処理フローを示す図である。認証端末のハードウエア構成例を示す図である。従来の処理フローを示す図である。

符号の説明

１認証端末、２プリペイドカード、１０１金額暗号文受信部、１０２復号鍵選択部、１０３復号部、１０４金額更新部、１０５暗号化鍵選択部、１０６暗号化部、１０７更新金額暗号文送信部、２０１金額暗号文記憶部、２０２金額暗号文送信部、２０３更新金額暗号文受信部、２０４更新金額暗号文書込部、４０１演算装置、４０２データ記憶装置、４０３メモリ、４０４通信インターフェース。

Claims

管理データを保持する管理データ保持装置にアクセスし、管理データを更新する管理データ更新装置であって、以下の要素を有することを特徴とする管理データ更新装置
（１）管理データ保持装置から、管理データと、当該管理データの暗号文である管理データ暗号文とを受信する管理データ暗号文受信部
（２）受信した管理データに応じて復号鍵を選択する復号鍵選択部
（３）選択した復号鍵を用いて、前記受信した管理データ暗号文を復号して、管理データを算出する復号部
（４）算出した管理データを更新して、更新した管理データである更新管理データを生成する管理データ更新部
（５）更新管理データに応じて暗号化鍵を選択する暗号化鍵選択部
（６）選択した暗号化鍵を用いて、前記更新管理データを暗号化して、更新管理データ暗号文を算出する暗号化部
（７）算出した更新管理データ暗号文を、管理データ保持装置へ送信する暗号文更新管理データ暗号文送信部。
管理データは、金額、使用回数、使用量であって、
管理データ更新装置は、金額を保持する管理データ保持装置にアクセスし、金額を更新する認証端末であることを特徴とする請求項１記載の管理データ更新装置
復号鍵選択部と暗号化鍵選択部は、共通モジュールであることを特徴とする請求項１記載の管理データ更新装置。
管理データを保持する管理データ保持装置にアクセスし、管理データを更新する管理データ更新装置となるコンピュータに、以下の処理手順を実行させるためのプログラム
（１）管理データ保持装置から、管理データと、当該管理データの暗号文である管理データ暗号文とを受信する管理データ暗号文受信処理
（２）受信した管理データに応じて復号鍵を選択する復号鍵選択処理
（３）選択した復号鍵を用いて、前記受信した管理データ暗号文を復号して、管理データを算出する復号処理
（４）算出した管理データを更新して、更新した管理データである更新管理データを生成する管理データ更新処理
（５）更新管理データに応じて暗号化鍵を選択する暗号化鍵選択処理
（６）選択した暗号化鍵を用いて、前記更新管理データを暗号化して、更新管理データ暗号文を算出する暗号化処理
（７）算出した更新管理データを、管理データ保持装置へ送信する暗号文更新管理データ暗号文送信処理。