JP2007274101A

JP2007274101A - 携帯電話端末及び改竄防止システム並びに改竄防止方法

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Publication number: JP2007274101A
Application number: JP2006094474A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hashimoto; 匡広橋本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】簡易な構成で迅速かつ確実に認証を行い、効果的に改竄を防止することができる認証システム及び認証方法の提供。
【解決手段】携帯電話端末３０２は、ランダム数と国際携帯電話端末識別情報であるＩＭＥＩとを含むメッセージを生成し、公開鍵により暗号化し（３０５）、暗号化したメッセージをＰＣ３０１に送信する。ＰＣ３０１は、暗号化されたメッセージを受信し、秘密鍵によりメッセージを復号し（３０７）、ＰＣ３０１に装着されたハードウェア・キーから得られるＩＤ（ＤｏｎｇｌｅＩＤ）を埋め込み（３０８）、秘密鍵で署名し（３０９）、携帯電話端末３０２に送信する。そして、携帯電話端末３０２は、署名されたメッセージを受信し、メッセージの署名情報とランダム数とＩＭＥＩとに基づいてＰＣ２０５が通信先の端末として適当であるか否かを認証する（３１１）。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話端末及び該携帯電話端末を備える改竄防止システム並びに改竄防止方法に関する。

近年、携帯電話端末などの携帯端末に対する改竄行為は増加の一途を辿る一方であり、防止しきれない場合には電話事業会社および端末製造会社に大きな損失をもたらす重大な事項になりつつあり、これを防ぐことは急務となっている。

例えば、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す。）と携帯電話端末を接続してソフトウェアをダウンロードする場合、ＰＣ側で操作するためのソフトウェア（プログラム）が流出した場合、容易に携帯電話端末のソフトウェアをアップデートすることが出来る為、従来はハードウェア・キーをチェックし、ハードウェア・キーが存在しない環境ではアップデートできないようにすることで、不正使用を防止していた。

しかしながら、ＰＣと携帯電話端末を接続してソフトウェアをダウンロードする場合、図９に示すように、両者の間にデータ搾取機器９０４が接続された場合には、容易にデータが抜き取られて、内容が解析・改竄されてしまう。そのため、このような改竄を防止するために、従来はＰＣ側から送出するデータの全てを暗号化して携帯電話端末側で復号化する必要があった。

例えば、下記特許文献１には、ネットワーク上のサーバ装置からソフトウェアデータを端末装置にダウンロードするためのシステムにおいて、端末装置に、端末鍵を生成する端末鍵生成手段と、端末鍵を公開鍵で暗号化する暗号化手段と、公開鍵で暗号化された端末鍵をサーバ装置に送信する送信手段と、サーバ装置から暗号化されて送信されたソフトウェアデータ及び暗号鍵を受信する受信手段と、暗号化ソフトウェアの電子署名を確認する署名確認手段と、暗号鍵を端末鍵で復号化する暗号鍵復号手段と、復号された暗号鍵でソフトウェアデータを復号する暗号化ソフト復号手段と、復号されたソフトウェアデータのバージョンを検査するバージョン検査手段とを備え、サーバ装置に、端末鍵を受信する受信手段と、端末鍵を秘密鍵で復号する端末データ復号手段と、ソフトウェアデータにバージョン番号を対応付けるソフトウェア記録手段と、暗号鍵を生成する暗号鍵生成手段と、暗号鍵によりソフトウェアデータを暗号化するソフト暗号化手段と、暗号化されたソフトウェアデータに電子署名する電子署名手段と、暗号鍵を端末鍵により暗号化する暗号鍵暗号化手段と、暗号化された暗号鍵と電子署名されたソフトウェアデータとを端末装置に送信する送信手段とを備える構成が開示されている。

特開２００３−２０２９３１号公報（第８−９頁、第１０図）

上記特許文献１のシステムを用いれば、図９に示すようなデータ搾取機器９０４によってデータが搾取されても改竄される危険性が低いが、この構成では、一方の装置（ここではサーバ装置）側から送出するデータの全てを暗号化し、他方の装置（ここでは端末装置）側にて復号化する必要があるため、他方の装置には復号化処理のために余計な回路やプログラムが必要となり、構成が複雑になってコストアップを招いてしまうと共に、暗号化や復号化のための時間が必要となり、ダウンロードに時間がかかってしまい、これらによって生産性が低下するという問題が発生していた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡易な構成で、迅速かつ確実に認証を行い、効果的に改竄を防止することができる携帯電話端末及び改竄防止システム並びに改竄防止方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ハードウェア・キーが装着される端末とデータ通信を行う携帯電話端末において、ランダム数とＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）とを含むメッセージを生成する手段と、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、暗号化された前記メッセージを前記端末に送信する手段と、前記端末において秘密鍵を用いて復号化され前記ハードウェア・キーの識別情報が埋め込まれ前記秘密鍵で署名された前記メッセージを、前記端末から受信する手段と、署名された前記メッセージに基づいて前記端末を認証する認証手段と、を少なくとも備えるものである。

また、本発明は、所定の入力手段が接続される端末とデータ通信を行う携帯電話端末において、ランダム数とＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）とを含むメッセージを生成する手段と、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、暗号化された前記メッセージを前記端末に送信する手段と、前記端末において秘密鍵を用いて復号化され前記所定の入力手段から入力された情報が埋め込まれ前記秘密鍵で署名された前記メッセージを、前記端末から受信する手段と、署名された前記メッセージに基づいて前記端末を認証する認証手段と、を少なくとも備えるものである。

本発明においては、前記認証手段では、署名情報と前記ランダム数と前記個体識別情報とに基づいて、前記第２の端末を認証する構成とすることができる。

また、本発明は、第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、公開鍵技術を利用して認証を行う改竄防止システムにおいて、前記第１の端末が公開鍵を用いて暗号化して前記第２の端末に送信するメッセージに、前記第１の端末の個体識別情報を含み、前記第２の端末が秘密鍵を用いて署名して返信する前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を含むものである。

また、本発明の改竄防止システムは、第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、前記第１の端末に、ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成する手段と、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信する手段と、前記第２の端末から、署名された前記メッセージを受信する手段と、署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証手段と、を少なくとも備え、前記第２の端末に、前記第１の端末から、暗号化された前記メッセージを受信する手段と、秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化する手段と、復号化された前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を埋め込む手段と、前記秘密鍵を用いて前記識別情報を埋め込んだ前記メッセージに署名する手段と、署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信する手段と、を少なくとも備えるものである。

また、本発明の改竄防止システムは、第１の端末と所定の入力手段が接続される第２の端末とを含み、前記第１の端末に、ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成する手段と、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信する手段と、前記第２の端末から、署名された前記メッセージを受信する手段と、署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証手段と、を少なくとも備え、前記第２の端末に、前記第１の端末から、暗号化された前記メッセージを受信する手段と、秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化する手段と、復号化された前記メッセージに、前記入力手段から入力される情報を埋め込む手段と、前記秘密鍵を用いて前記情報を埋め込んだ前記メッセージに署名する手段と、署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信する手段と、を少なくとも備えるものである。

また、本発明は、第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、公開鍵技術を利用して認証を行う改竄防止方法において、前記第１の端末は、メッセージに該第１の端末の個体識別情報を含め、公開鍵を用いて暗号化して前記第２の端末に送信し、前記第２の端末は、前記メッセージに前記ハードウェア・キーの識別情報を含め、秘密鍵を用いて署名して返信するものである。

また、本発明は、第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含むシステムにおける改竄防止方法であって、前記第１の端末で、ランダム数を生成し、該ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成するステップと、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化するステップと、暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信するステップと、前記第２の端末で、暗号化された前記メッセージを受信するステップと、秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化するステップと、復号化された前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を埋め込むステップと、前記秘密鍵を用いて前記メッセージに署名するステップと、署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信するステップと、前記第１の端末で、署名された前記メッセージを受信するステップと、署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証ステップと、を少なくとも有するものである。

また、本発明は、第１の端末と所定の入力手段が接続される第２の端末とを含むシステムにおける改竄防止方法であって、前記第１の端末で、ランダム数を生成し、該ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成するステップと、公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化するステップと、暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信するステップと、前記第２の端末で、暗号化された前記メッセージを受信するステップと、秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化するステップと、復号化された前記メッセージに、前記入力手段から入力される情報を埋め込むステップと、前記秘密鍵を用いて前記メッセージに署名するステップと、署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信するステップと、前記第１の端末で、署名された前記メッセージを受信するステップと、署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証ステップと、を少なくとも有するものである。

本発明においては、前記第１の端末は携帯電話端末であり、前記個体識別情報はＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）であることが好ましい。

このように、第１の端末ではランダム数とＩＭＥＩとを含むメッセージを作成し、公開鍵を用いてメッセージを暗号化して第２の端末に送信し、第２の端末では秘密鍵を用いてメッセージを復号化し、ハードウェア・キーの識別情報や入力手段から入力された情報を埋め込み、秘密鍵を用いて署名して第１の端末に送信し、第１の端末では送信されたメッセージに基づいて第２の端末を認証するため、簡易な構成で、迅速かつ確実に認証を行うことができ、効果的に改竄を防止することができる。

本発明の携帯電話端末及び改竄防止システム並びに改竄防止方法によれば、簡易な構成で、迅速かつ確実に認証を行うことができ、効果的に改竄を防止することができる。

その理由は、第１の端末（例えば、携帯電話端末）と該携帯電話端末に接続する第２の端末（例えば、ＰＣ）とを含む改竄防止システムにおいて、携帯電話端末のソフトウェアをアップデートにするに当たり、携帯電話端末では、ランダム数とＩＭＥＩなどの個体識別情報とを含むメッセージを生成し、公開鍵により暗号化してＰＣに送信し、ＰＣでは、秘密鍵により復号化したメッセージにハードウェア・キーの識別情報やキーボードなどから入力された情報などを埋め込み、秘密鍵を用いて署名して携帯電話端末に送信し、携帯電話端末では、受信したメッセージの署名情報、ランダム数、個体識別情報に基づいて認証を行う構成としているため、全てのデータを暗号化・復号化する必要がなく、また、通信の最初にのみ認証を行うだけで、第三者の不当なアップデートを防止することができるからである。

従来技術で示したように、ＰＫＩ（Public Key Infrastructure）技術を用いて認証を行う方法が知られており、特許文献１には、更に端末装置側で端末鍵を生成し、サーバ装置側で暗号鍵を生成し、公開鍵と秘密鍵と端末鍵と暗号鍵の４つの鍵を用いてデータの改竄を防ぐ方法が開示されている。しかしながら、この方法では、サーバ装置側から送出するデータの全てを暗号化し、端末装置側にて復号化する必要があり、この技術を携帯電話端末とＰＣとに適用すると、携帯電話端末側に復号化処理のために余計な回路やプログラムが必要となり、携帯電話端末の構成が複雑になると共に、暗号化や復号化に時間を要し、迅速なデータ通信の妨げになる。また、特許文献１の方法では、端末装置側では端末鍵を生成して公開鍵で暗号化し、サーバ装置側では暗号化された端末鍵を秘密鍵で復号化すると共に暗号鍵を生成し、この暗号鍵を復号化した端末鍵で暗号化するといった複雑な処理を行わなければならず、構成が複雑になり、迅速なデータ通信の妨げになる。更に、端末鍵や暗号鍵は容易に認識されないようにするためにはデータ構造を複雑にする必要があり、複雑な構造の鍵を生成するためには大がかりな鍵生成手段が必要になり、特に携帯電話端末にこのような鍵生成手段を設けるのは困難である。

一方、携帯電話端末には、６桁の型式認定コードと２桁の製造事業者コードと６桁のシリアル番号と１桁の補助番号などからなる１５桁のＩＭＥＩ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｄｅｎｔｉｔｙ：国際携帯電話機識別情報）が付与されており、また、ＰＣに装着するハードウェア・キーにも識別情報（ＤｏｎｇｌｅＩＤ）が付与されており、これらの情報を有効に利用することによって、複雑な構造のデータを簡単に生成することができ、認証の精度を高めることが可能になる。

そこで、本実施例では、携帯電話端末は、簡単に生成できるランダム数と上記ＩＭＥＩとを利用して複雑な構造のメッセージを生成し、公開鍵を用いて暗号化した後、暗号化したメッセージをＰＣに送信する。ＰＣは、暗号化されたメッセージを受信し、秘密鍵を用いてメッセージを復号化し、ＰＣに装着されたハードウェア・キーの上記ＤｏｎｇｌｅＩＤや入力した情報を埋め込み、秘密鍵を用いて署名した後、署名したメッセージを携帯電話端末に送信する。そして、携帯電話端末は、署名されたメッセージを受信し、メッセージの署名情報とランダム数とＩＭＥＩとを確認することによってＰＣの認証を行う。

これにより、携帯電話端末では、複雑な構造のメッセージを簡単に生成することができ、このメッセージをＰＣに送信する際に搾取されても秘密鍵がないため改竄されることが無く、ＰＣでは、ＤｏｎｇｌｅＩＤや入力した情報を埋め込んで更に複雑な構造のメッセージを簡単に作成することができ、このメッセージを携帯電話端末に送信する際に搾取されて改竄されたとしても、署名情報とランダム数とＩＭＥＩを確認することによって改竄を簡単に発見することができるため、携帯電話端末のソフトウェアのアップデートなどに際して、第三者の不当なアップデートを防止することができる。また、通信の最初に上記方法で認証を行う構成であるため、秘匿性を担保しつつ、その後のデータ通信を速やかに実行することができる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る携帯電話端末及び改竄防止システム並びに改竄防止方法について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施例に係る改竄防止システムの外観構成を示す図であり、図２は、本改竄防止システムにおける携帯電話端末とＰＣの構成を模式的に示すブロック図である。また、図３は、携帯電話端末とＰＣとで行なわれる認証の手順を示す図であり、図４は、認証に使用するメッセージの構造を模式的に示す図である。

図１に示すように、本実施例の改竄防止システムは、一方の端末である携帯電話端末１０１と、他方の端末であるＰＣ１０２と、携帯電話端末１０１とＰＣ１０２とを接続するＵＳＢケーブル１０３と、ＰＣ１０２に接続される個体を識別するための情報などが含まれるハードウェア・キー１０４とで構成される。

また、図２に示すように、携帯電話端末（ＵＥ）２０１は、ＣＰＵ１２０２と、Ｍｅｍｏｒｙ１２０３と、ＵＳＢＩＦ１２０４とを含み、ＰＣ２０５は、ＣＰＵ２２０６と、Ｍｅｍｏｒｙ２２０７と、ＵＳＢＩＦ２２０８と、ＵＳＢＩＦ３２０９とを含む。また、携帯電話端末（ＵＥ）２０１とＰＣ２０５は、ＵＳＢのインターフェイスであるところのＵＳＢＩＦ１２０４とＵＳＢＩＦ２２０８の間を、ＵＳＢケーブル１０３を介して接続されている。また、ＨａｒｄＫｅｙ２１０は、ＵＳＢのインターフェイスであるところのＵＳＢＩＦ３２０９を介してＰＣ２０５と接続されている。このＨａｒｄＫｅｙ２１０は識別情報（ＤｏｎｇｌｅＩＤ）を記憶しており、このＤｏｎｇｌｅＩＤを取得することで、ＰＣ２０５は携帯電話端末（ＵＥ）２０１との通信が可能になるように構成される。

実際のデータの流れは、ＰＣ２０５において、Ｍｅｍｏｒｙ２２０７に蓄えられたソフトウェアをＣＰＵ２２０６がＵＳＢＩＦ２２０８を介して携帯電話端末（ＵＥ）２０１へ送出する。携帯電話端末（ＵＥ）２０１は、ＵＳＢＩＦ１２０４を経由して、ＣＰＵ１２０２がデータをＭｅｍｏｒｙ１２０３へ格納する。格納されたデータはプログラムとして動作することが可能である。

なお、データの流れとしては、前述とは逆もある。すなわち、携帯電話端末（ＵＥ）２０１において、Ｍｅｍｏｒｙ１２０３に蓄えられたデータをＣＰＵ１２０２がＵＳＢＩＦ１２０４を介してＰＣ２０５側へ送出する。ＰＣ２０５は、ＵＳＢＩＦ２２０８を経由して、ＣＰＵ２２０６がＭｅｍｏｒｙ２２０７へデータを格納する。

また、ＰＣ２０５において、ＵＳＢＩＦ３２０９を介して外部のＨａｒｄＫｅｙ２１０と送受信したデータを生成する。生成されたデータはＣＰＵ２２０６がＭｅｍｏｒｙ２２０７へ格納する。

なお、本実施例の改竄防止システムを構成する装置として、演算処理手段と記憶手段と通信手段とを備える任意の機器を用いることができる。また、図１及び図２では、携帯電話装置とＰＣとをＵＳＢケーブルで接続して通信を行っているが、通信方法は任意であり、他の種類のケーブル（例えばＳＣＳＩケーブルやＬＡＮケーブル）を利用した通信や任意の周波数の無線通信、赤外線通信などを用いることもできる。また、図２ではハードウェア・キーをＵＳＢに接続しているが、パラレルポートやシリアルポートに接続する構成としてもよい。また、図２では、携帯電話端末（ＵＥ）２０１のＣＰＵ１２０２とＰＣ２０５のＣＰＵ２２０６で認証に関する各種機能（後述するメッセージの生成や暗号化／復号化、デジタル署名など）を実行する構成としているが、各々の機能を実行するための手段をハードウェアとして設けてもよいし、コンピュータを上記各手段として機能させるプログラムとして構成し、該プログラムを携帯電話端末（ＵＥ）２０１やＰＣ２０５で実行させる構成としてもよい。

次に、ＰＣ側と携帯電話端末（ＵＥ）側とのシーケンス制御について、図３を参照して説明する。

最初に、ＰＣ３０１からＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅＲｅｑｕｅｓｔ３０３を発行する。このとき、携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅＲｅｑｕｅｓｔ３０３を受信する以前には、他のいかなるコマンドも受け付けないものとする。

ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅＲｅｑｕｅｓｔ３０３を受信した後、携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、例えば、１２８ビットの擬似ランダム数を発生させる（Ｇｅｎｅｒａｔｅｓｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ３０４）。このランダム数は、全ての携帯電話端末（ＵＥ）において異なる数字となるように発生させる。なお、ランダムの法則は、端末装置固有のシステム・パラメータに基づくものとすることが好ましい。また、このランダム数の桁数は特に限定されず、後述するＤｏｎｇｌｅＩＤの桁数が変動する場合は、メッセージの桁数が予め定められた桁数となるようにランダム数の桁数を調整してもよい。

携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、図４に示すように、ＩＭＥＩ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｄｅｎｔｉｔｙ：国際携帯電話機識別情報）４０２とＨａｒｄＫｅｙのＤｏｎｇｌｅＩＤ４０３をＲａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１に付属してメッセージを構成する。携帯電話端末（ＵＥ）３０２側の生成するＤｏｎｇｌｅＩＤ４０３は０（ゼロ）パディングされているものとし、実際のＨａｒｄＫｅｙ２１０のＤｏｎｇｌｅＩＤと桁数が一致しているとする。さらに、携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、このメッセージを公開鍵を用いて暗号化（Ｅｎｃｒｙｐｔ３０５）し、ＰＣ３０１側へ送信する（Ｒｅｔｕｒｎｍｅｓｓａｇｅｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ３０６）。なお、図４では、メッセージの先頭から、Ｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１、ＩＭＥＩ４０２、０（ゼロ）パディングされたＤｏｎｇｌｅＩＤ４０３を配置しているが、Ｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１とＩＭＥＩ４０２の配置を逆にするなどの変更も可能である。また、ここでは個体識別情報としてＩＭＥＩ４０２を利用しているが、個体識別情報は各々の携帯電話端末（ＵＥ）３０２を識別可能な情報であればよく、例えば、製造番号などを利用することもできる。更に、メッセージは上記の３つの要素に限定されず、上記以外の他の要素を付加してもよい。

ＰＣ３０１は、受信したメッセージを秘密鍵を用いて復号化（Ｄｅｃｒｙｐｔ３０７）を行い、ＨａｒｄＫｅｙから得られるＤｏｎｇｌｅＩＤをメッセージの０（ゼロ）パディングされたＤｏｎｇｌｅＩＤ４０３の部分に埋め込む（ＦｉｌｌＤｏｎｇｌｅＩＤ３０８）。ＰＣ３０１は引き続き、公知のデジタル署名技術を用いて、メッセージ全体を秘密鍵を用いて署名する（ＳｉｇｎｂｙＰｒｉｖａｔｅＫｅｙ３０９）。その後、署名されたメッセージを携帯電話端末（ＵＥ）３０２へ送信する（Ｓｅｎｄｓｉｇｎｅｄｍｅｓｓａｇｅ３１０）。

携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、受信したメッセージの確認を署名情報・疑似ランダム数・ＩＭＥＩの３点に関して行う。この時に、確認した内容に一つでも問題がある場合には、以降のデータ送受信を行わないこととする（Ｖａｌｉｄａｔｅ３１１）。なお、ここでは、署名情報・疑似ランダム数・ＩＭＥＩの３点に関して確認を行っているが、認証の精度が担保される限りにおいて、署名情報とＩＭＥＩの２点のみ確認するなど、適宜変更可能であり、上記３点に加えて他の要素（例えば、ＤｏｎｇｌｅＩＤ）を確認してもよい。

問題なく確認が取れた場合には、携帯電話端末（ＵＥ）３０２からＰＣ３０１へ問題ないことの通知を送信する（ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅＲｅｓｐｏｎｓｅ３１２）。これにより、データ通信（ソフトウェアのアップデートなど）が可能になる。

このように、携帯電話端末（ＵＥ）３０２で、疑似ランダム数とＩＭＥＩと０（ゼロ）パディングされたＤｏｎｇｌｅＩＤとを用いてメッセージを生成し、公開鍵を用いて暗号化してＰＣ３０１に送信し、ＰＣ３０１で、秘密鍵を用いてメッセージを復号化し、復号化したメッセージに実際のＤｏｎｇｌｅＩＤを埋め込み、秘密鍵を用いて署名して携帯電話端末（ＵＥ）３０２に送信し、携帯電話端末（ＵＥ）３０２で、署名情報・疑似ランダム数・ＩＭＥＩを確認し、ＰＣが認証されたらデータ通信を行うため、簡易な構成でありながら、迅速かつ確実に認証を行うことができ、携帯電話端末（ＵＥ）３０２のソフトウェアのアップデートに際して、第三者の不当なアップデートを効果的に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施例に係る携帯電話端末及び改竄防止システム並びに改竄防止方法について、図５乃至図８を参照して説明する。図５は、本実施例に係る改竄防止システムの外観構成を示す図であり、図６は、本改竄防止システムにおける携帯電話端末とＰＣとの構成を模式的に示すブロック図である。また、図７は、携帯電話端末とＰＣとで行なわれる認証の手順を示す図であり、図８は、認証に使用するメッセージの構造を模式的に示す図である。

前記した第１の実施例では、ＰＣ１０２にハードウェア・キー１０４を装着してＤｏｎｇｌｅＩＤを利用したが、本実施例では、図５に示すように、キーボード５０４をＰＣ１０２のＵＳＢインターフェイスに接続してキーボード５０４から入力する情報（ユーザが任意に設定する情報やネットワーク認証で一般に利用される使い捨てパスワードなど）を利用する。

図６に示すように、携帯電話端末（ＵＥ）２０１は、ＣＰＵ１２０２と、Ｍｅｍｏｒｙ１２０３と、ＵＳＢＩＦ１２０４とを含み、ＰＣ２０５は、ＣＰＵ２２０６と、Ｍｅｍｏｒｙ２２０７と、ＵＳＢＩＦ２２０８と、ＵＳＢＩＦ３２０９とを含む。また、携帯電話端末（ＵＥ）２０１とＰＣ２０５は、ＵＳＢのインターフェイスであるところのＵＳＢＩＦ１２０４とＵＳＢＩＦ２２０８の間を、ＵＳＢケーブル１０３を介して接続されている。また、Ｋｅｙｂｏａｒｄ６１０は、ＵＳＢのインターフェイスであるところのＵＳＢＩＦ３２０９を介してＰＣ２０５と接続されている。

また、ＰＣ２０５において、ＵＳＢＩＦ３２０９を介して外部のＫｅｙｂｏａｒｄ６１０から受信したデータを、ＣＰＵ２２０６がＭｅｍｏｒｙ２２０７へ格納する。

なお、本実施例においても、改竄防止システムを構成する装置として、演算処理手段と記憶手段と通信手段とを備える任意の機器を用いることができる。また、携帯電話装置とＰＣとの通信方法も任意であり、他の種類のケーブルを利用した通信や任意の周波数の無線通信、赤外線通信などを用いることもできる。また、図５及び図６ではＯｎｅＴｉｍｅＩＤを入力する手段としてキーボードを用いているが、入力手段の形態や入力するインターフェイスも任意である。また、図６では、携帯電話端末（ＵＥ）２０１のＣＰＵ１２０２とＰＣ２０５のＣＰＵ２２０６で認証に関する各種機能（後述するメッセージの生成や暗号化／復号化、デジタル署名など）を実行する構成としているが、各々の機能を実行するための手段をハードウェアとして設けてもよいし、コンピュータを上記各手段として機能させるプログラムとして構成し、該プログラムを携帯電話端末（ＵＥ）２０１やＰＣ２０５で実行させる構成としてもよい。

次に、ＰＣ側と携帯電話端末（ＵＥ）側とのシーケンス制御について図７を参照して説明する。

ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｅＲｅｑｕｅｓｔ３０３を受信した後、携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、例えば、１２８ビットの擬似ランダム数を発生させる（Ｇｅｎｅｒａｔｅｓｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ３０４）。このランダム数は、全ての携帯電話端末（ＵＥ）において異なる数字となるように発生させる。なお、ランダムの法則は、端末装置固有のシステム・パラメータに基づくものとすることが好ましく、ランダム数の桁数は任意に設定することができる。

携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、図８に示すように、ＩＭＥＩ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｄｅｎｔｉｔｙ）４０２と後にＫｅｙｂｏａｒｄから送信されるＯｎｅＴｉｍｅＩＤ８０３をＲａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１に付属してメッセージを構成する。携帯電話端末（ＵＥ）３０２側の生成するＯｎｅＴｉｍｅＩＤ８０３は０（ゼロ）パディングされているものとし、ＰＣ３０１のＫｅｙｂｏａｒｄ６１０から入力されるＯｎｅＴｉｍｅＩＤと桁数が一致しているとする。さらに、携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、このメッセージを公開鍵を用いて暗号化（Ｅｎｃｒｙｐｔ３０５）し、ＰＣ３０１側へ送信する（Ｒｅｔｕｒｎｍｅｓｓａｇｅｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ３０６）。なお、図８では、メッセージの先頭から、Ｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１、ＩＭＥＩ４０２、０（ゼロ）パディングされたＯｎｅＴｉｍｅＩＤ８０３を配置しているが、Ｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ４０１とＩＭＥＩ４０２の配置を逆にするなどの変更も可能である。また、ここでは個体識別情報としてＩＭＥＩ４０２を利用しているが、例えば、製造番号などを利用することもできる。更に、メッセージは上記の３つの要素に限定されず、上記以外の他の要素を付加してもよい。

ＰＣ３０１は、受信したメッセージを秘密鍵を用いて復号化（Ｄｅｃｒｙｐｔ３０７）を行い、Ｋｅｙｂｏａｒｄ６１０から入力されるＯｎｅＴｉｍｅＩＤをメッセージの０（ゼロ）パディングされたＯｎｅＴｉｍｅＩＤ８０３の部分に埋め込む（ＦｉｌｌＯｎｅＴｉｍｅＩＤ７０８）。ＰＣ３０１は引き続き、公知のデジタル署名技術を用いて、メッセージ全体を秘密鍵を用いて署名する（ＳｉｇｎｂｙＰｒｉｖａｔｅＫｅｙ３０９）。その後、署名されたメッセージを携帯電話端末（ＵＥ）３０２へ送信する（Ｓｅｎｄｓｉｇｎｅｄｍｅｓｓａｇｅ３１０）。

携帯電話端末（ＵＥ）３０２は、受信したメッセージの確認を署名情報・ランダム数・ＩＭＥＩの３点に関して行う。この時に、確認した内容に一つでも問題がある場合には、以降のデータ送受信を行わないこととする（Ｖａｌｉｄａｔｅ３１１）。なお、ここでは、第１の実施例と同様に、署名情報・疑似ランダム数・ＩＭＥＩの３点に関して確認を行っているが、認証の精度が担保される限りにおいて、署名情報とＩＭＥＩの２点のみ確認するなど、適宜変更可能であり、上記３点に加えて他の要素（例えば、ＯｎｅＴｉｍｅＩＤ）を確認してもよい。

このように、携帯電話端末（ＵＥ）３０２で、疑似ランダム数とＩＭＥＩと０（ゼロ）パディングされたＯｎｅＴｉｍｅＩＤとを用いてメッセージを生成し、公開鍵を用いて暗号化してＰＣ３０１に送信し、ＰＣ３０１で、秘密鍵を用いてメッセージを復号化し、復号化したメッセージにＫｅｙｂｏａｒｄ６１０から入力されたＯｎｅＴｉｍｅＩＤを埋め込み、秘密鍵を用いて署名して携帯電話端末（ＵＥ）３０２に送信し、携帯電話端末（ＵＥ）３０２で、署名情報・疑似ランダム数・ＩＭＥＩを確認し、ＰＣが認証されたらデータ通信を行うため、簡易な構成でありながら、迅速かつ確実に認証を行うことができ、携帯電話端末（ＵＥ）３０２のソフトウェアのアップデートに際して、第三者の不当なアップデートを効果的に防止することができる。

なお、上記各実施例では、携帯電話端末とＰＣとの間の認証に関して記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、携帯電話端末に代えて通信機能を備えた任意の機器（例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やゲーム機、カーナビゲーション機器など）を用いることもできる。その場合には、個体識別情報として機器の製造番号などを利用することができる。

本発明は、データ通信が可能な任意の一対の端末における改竄防止システム及び改竄防止方法に対して適用することができる。

本発明の第１の実施例に係る改竄防止システムの外観構成を示す図である。本発明の第１の実施例に係る改竄防止システムにおける携帯電話端末とＰＣの構成を模式的に示すブロック図である。本発明の第１の実施例に係る携帯電話端末とＰＣとで行なわれる認証の手順を示す図である。本発明の第１の実施例に係るメッセージの構造を模式的に示す図である。本発明の第２の実施例に係る改竄防止システムの外観構成を示す図である。本発明の第２の実施例に係る改竄防止システムにおける携帯電話端末とＰＣの構成を模式的に示すブロック図である。本発明の第２の実施例に係る携帯電話端末とＰＣとで行なわれる認証の手順を示す図である。本発明の第２の実施例に係るメッセージの構造を模式的に示す図である。従来の携帯電話端末とＰＣとの間で行なわれる改竄の仕組みを示す図である。

符号の説明

１０１携帯電話端末（ＵＥ）
１０２ＰＣ
１０３ＵＳＢケーブル
１０４ハードウェア・キー
２０１携帯電話端末（ＵＥ）
２０２ＣＰＵ１
２０３Ｍｅｍｏｒｙ１
２０４ＵＳＢＩＦ１
２０５ＰＣ
２０６ＣＰＵ２
２０７Ｍｅｍｏｒｙ２
２０８ＵＳＢＩＦ２
２０９ＵＳＢＩＦ３
２１０ＨａｒｄＫｅｙ
３０１ＰＣ
３０２携帯電話端末（ＵＥ）
４０１Ｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒ
４０２ＩＭＥＩ
４０３ＤｏｎｇｌｅＩＤ
５０４、６１０Ｋｅｙｂｏａｒｄ
８０３ＯｎｅＴｉｍｅＩＤ
９０４データ搾取機器

Claims

ハードウェア・キーが装着される端末とデータ通信を行う携帯電話端末において、
ランダム数とＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）とを含むメッセージを生成する手段と、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、
暗号化された前記メッセージを前記端末に送信する手段と、
前記端末において秘密鍵を用いて復号化され前記ハードウェア・キーの識別情報が埋め込まれ前記秘密鍵で署名された前記メッセージを、前記端末から受信する手段と、
署名された前記メッセージに基づいて前記端末を認証する認証手段と、を少なくとも備えることを特徴とする携帯電話端末。
所定の入力手段が接続される端末とデータ通信を行う携帯電話端末において、
ランダム数とＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）とを含むメッセージを生成する手段と、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、
暗号化された前記メッセージを前記端末に送信する手段と、
前記端末において秘密鍵を用いて復号化され前記所定の入力手段から入力された情報が埋め込まれ前記秘密鍵で署名された前記メッセージを、前記端末から受信する手段と、
署名された前記メッセージに基づいて前記端末を認証する認証手段と、を少なくとも備えることを特徴とする携帯電話端末。
前記認証手段では、署名情報と前記ランダム数と前記ＩＭＥＩと基づいて、前記端末を認証することを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯電話端末。
第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、公開鍵技術を利用して認証を行う改竄防止システムにおいて、
前記第１の端末が公開鍵を用いて暗号化して前記第２の端末に送信するメッセージに、前記第１の端末の個体識別情報を含み、
前記第２の端末が秘密鍵を用いて署名して返信する前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を含むことを特徴とする改竄防止システム。
第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、
前記第１の端末に、
ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成する手段と、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、
暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信する手段と、
前記第２の端末から、署名された前記メッセージを受信する手段と、
署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証手段と、を少なくとも備え、
前記第２の端末に、
前記第１の端末から、暗号化された前記メッセージを受信する手段と、
秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化する手段と、
復号化された前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を埋め込む手段と、
前記秘密鍵を用いて前記識別情報を埋め込んだ前記メッセージに署名する手段と、
署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信する手段と、を少なくとも備えることを特徴とする改竄防止システム。
第１の端末と所定の入力手段が接続される第２の端末とを含み、
前記第１の端末に、
ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成する手段と、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化する手段と、
暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信する手段と、
前記第２の端末から、署名された前記メッセージを受信する手段と、
署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証手段と、を少なくとも備え、
前記第２の端末に、
前記第１の端末から、暗号化された前記メッセージを受信する手段と、
秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化する手段と、
復号化された前記メッセージに、前記所定の入力手段から入力される情報を埋め込む手段と、
前記秘密鍵を用いて前記情報を埋め込んだ前記メッセージに署名する手段と、
署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信する手段と、を少なくとも備えることを特徴とする改竄防止システム。
前記認証手段では、署名情報と前記ランダム数と前記個体識別情報とに基づいて、前記第２の端末を認証することを特徴とする請求項５又は６に記載の改竄防止システム。
前記第１の端末は携帯電話端末であり、前記個体識別情報はＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一に記載の改竄防止システム。
第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含み、公開鍵技術を利用して認証を行う改竄防止方法において、
前記第１の端末は、メッセージに該第１の端末の個体識別情報を含め、公開鍵を用いて暗号化して前記第２の端末に送信し、
前記第２の端末は、前記メッセージに前記ハードウェア・キーの識別情報を含め、秘密鍵を用いて署名して返信することを特徴とする改竄防止方法。
第１の端末とハードウェア・キーが装填される第２の端末とを含むシステムにおける改竄防止方法であって、
前記第１の端末で、ランダム数を生成し、該ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成するステップと、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化するステップと、
暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信するステップと、
前記第２の端末で、暗号化された前記メッセージを受信するステップと、
秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化するステップと、
復号化された前記メッセージに、前記ハードウェア・キーの識別情報を埋め込むステップと、
前記秘密鍵を用いて前記メッセージに署名するステップと、
署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信するステップと、
前記第１の端末で、署名された前記メッセージを受信するステップと、
署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証ステップと、を少なくとも有することを特徴とする改竄防止方法。
第１の端末と所定の入力手段が接続される第２の端末とを含むシステムにおける改竄防止方法であって、
前記第１の端末で、ランダム数を生成し、該ランダム数と該第１の端末の個体識別情報とを含むメッセージを生成するステップと、
公開鍵を用いて前記メッセージを暗号化するステップと、
暗号化された前記メッセージを前記第２の端末に送信するステップと、
前記第２の端末で、暗号化された前記メッセージを受信するステップと、
秘密鍵を用いて暗号化された前記メッセージを復号化するステップと、
復号化された前記メッセージに、前記入力手段から入力される情報を埋め込むステップと、
前記秘密鍵を用いて前記メッセージに署名するステップと、
署名された前記メッセージを前記第１の端末に送信するステップと、
前記第１の端末で、署名された前記メッセージを受信するステップと、
署名された前記メッセージに基づいて前記第２の端末を認証する認証ステップと、を少なくとも有することを特徴とする改竄防止方法。
前記認証ステップでは、署名情報と前記ランダム数と前記個体識別情報とに基づいて、前記第２の端末を認証することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の改竄防止方法。
前記第１の端末は携帯電話端末であり、前記個体識別情報はＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の改竄防止方法。