JP2007503646A - セキュリティートークン - Google Patents

Abstract

セキュリティートークン、セキュリティーシステム、およびクライアントを認証する方法を開示する。前記セキュリティートークンは、ワンタイムパスワード機能を提供するワンタイムパスワードメカニズムと；前記ワンタイムパスワード機能に対する公開鍵機能を提供する公開鍵メカニズムと；ホストとの有線通信手段であって、前記ホストに前記セキュリティートークンを接続するとともに、少なくとも前記公開鍵メカニズムを動作させるために必要な電源を前記セキュリティートークンに供給する、前記ホストとの有線通信手段と；を含み、それらにより、ワンタイムパスワード機能および公開鍵機能またはそのいずれか一方が、前記セキュリティートークンにより提供可能である。

Description

本発明は、セキュリティートークンの分野に関する。より詳細には、本発明は、ＯＴＰとＰＫＩの両機能、およびそれらの組み合わせを可能にするセキュリティートークンに関する。

ワンタイムパスワードの頭字語であるＯＴＰは、従来技術では一回のセッションでのみ有効なパスワード、即ち、要求または生成されるたびに異なるパスワードを示す。ＯＴＰ法を使用した場合、ネットワーク上での盗聴によってパスワードが盗用されると、そのパスワードは、実際に使用できなくなる。そのため、ＯＴＰは、ユーザーがサーバーに対して認証を受けなければならないセキュリティーシステムで使用されるのが一般的である。
例えば、ＲＳＡＳｅｃｕｒＩＤは、１分毎に擬似ランダムのストリングを生成し、内蔵のディスプレー上にそれを表示する携帯機器である。ユーザーは、システムにパスワードを入力するよう要求される際は常に、ＲＳＡＳｅｃｕｒＩＤセキュリティートークンの前記ディスプレーに表示されたパスワードをタイプする。
ＯＴＰトークンの一般的な操作方法は、次の通りである：トークン上の内蔵のディスプレーにワンタイムパスワードが表示される。ユーザーは、ＯＴＰトークン上にその瞬間に表示されたパスワードと自分のＰＩＮとをホストに供給しなければならない。このことは、通常ホストに接続されたキーボードでデータをタイプすることによって実行される。ＯＴＰトークンには、ＯＴＰトークンがそれ自体の電源、即ちバッテリーを使用することで、適宜バッテリーを取り替える必要があり、不便さが伴うという別の問題もある。
現在のＯＴＰトークンでは、トークン側とサーバー側の両方で同一の鍵（「対称鍵」）を用いるため、複数のアプリケーションに対して同じ鍵を使用することは、危険である。

セキュリティートークンの分野で開発中の別の技術は、例えばＲＳＡおよびＥＣＣ等のＰＫＩ（公開鍵基盤）トークン技術である。ＯＴＰの実行方法、即ちＯＴＰが対称鍵に基づいて実行されるのに対し、ＰＫＩ技術は、非対称鍵に基づくものである。ＰＫＩ技術によれば、トークンを認証機器としてだけではなく、暗号化、復号化、デジタル署名等の多様なセキュリティー関連機能を実行する機器であるセキュリティー装置としても使用することができる。
実用面においては、ＰＫＩは、ＯＴＰよりも遥かに大きな処理能力を必要とする。１０２４ビット鍵以上、例えば２０４８ビット鍵を扱う場合に、この問題は、極めて深刻となる。このようなことから、ＰＫＩトークンが別の機器にプラグで接続されて外部の電源に接続されるのが一般的であるのに対し、ＯＴＰトークンは、モバイル機器として容易に実行できる。
用途の面においては、ＯＴＰトークンを使用する用途は、極めて限られているため、ＯＴＰトークンは、主に遠隔アクセス、ネットワークログオン等に使用される。前記ＰＫＩトークン技術は、種々の認証方法、デジタル署名、暗号化および復号化、セキュア電子メール等、多様な実行に対して使用できる。
その目的のために、ＯＴＰトークンを既に使用しており、ＰＫＩトークンを追加することで使用の拡大を意図する組織は、次の２つの主要な問題：２つの独立したデータベースを保持する等、サーバー側から見た各種手配の問題および、ユーザーが少なくとも２つのトークン、即ちＯＴＰトークンとＰＫＩトークンとを保有する必要があるため、非常に多くの不都合が生じる、というユーザー側から見た問題と、を処理しなければならない。

従って、本発明の目的は、ＯＴＰトークン技術とＰＫＩ技術の両技術に対応するとともに、それらの組み合わせによって、ＯＴＰ機能とＰＫＩ機能の両機能を得るとともに、それらの機能の組み合わせを得るセキュリティートークンを供給することである。
本発明の別の目的は、各技術を別々に備えた場合よりも、より良いセキュリティーレベルを達成するセキュリティートークンを供給することである。
本発明のさらなる目的は、ＯＴＰトークンおよびＰＫＩトークンよりもユーザーにとって使い勝手の良いセキュリティートークンを供給することである。
本発明のまた別の目的は、ＯＴＰ機能とＰＫＩ機能の両機能に対して同一の鍵のデータベースを使用できるセキュリティーシステムを供給することである。
本発明の他の目的と利点は、以下の説明から明らかとなろう。
本件に関し、ＳｅｃｕｒＩＤは、有名な公開鍵アルゴリズムを発明したＲＳＡという会社名を伴うが、ＲＳＡ社は、ＯＴＰ値を生成する公開鍵を使用するいずれのセキュリティートークンの製造も行っていなければ、オフラインモードでＰＫＩ技術をＯＴＰ技術と組み合わせる機器、即ちＰＣに接続されていない時にＬＣＤ上にＯＴＰ値を表示する機器の製造も行ってはいないことに言及しておく。

本発明の一態様は、セキュリティートークンに関し、かかるセキュリティートークンは：ワンタイムパスワードの機能を提供するワンタイムパスワードメカニズムと；前記ワンタイムパスワード機能に対する公開鍵機能を提供する公開鍵メカニズムと；ホストにセキュリティートークンを接続するとともに、少なくとも前記公開鍵メカニズムの動作に必要な電源を前記セキュリティートークンに供給する、ホストとの有線通信手段と；を含み、それらにより、ワンタイムパスワード機能および公開鍵機能またはそのいずれか一方を提供することが可能である。
本発明の第２の態様は、ワンタイム（例えば、実時間、カウンター値、乱数表等）値をホストシステムに安全に供給するためのＯＴＰセキュリティートークンに関し、かかるＯＴＰセキュリティートークンは：前記ワンタイム値を生成する手段と；前記ワンタイム値に対する公開鍵機能を実行するＰＫＩメカニズムと；前記暗号化されたワンタイム値を前記ホストに供給する、前記ホストとの通信手段と；を含む。
本発明の第３の態様は、セキュリティーシステムに関し、かかるセキュリティーシステムは、１つ以上のセキュリティートークンを含み、セキュリティートークンの各々は：ワンタイムパスワード機能を提供するワンタイムパスワードメカニズムと；前記ワンタイムパスワード機能に対する公開鍵機能を提供する公開鍵メカニズムと；セキュリティートークンをホストに接続し、少なくとも公開鍵メカニズムの動作に必要な電源をセキュリティートークンに供給する、ホストとの有線通信手段と；を含む。前記システムは、ホストシステムを含み、該ホストシステムは：ワンタイムパスワード機能を提供する、セキュリティートークンのワンタイムパスワードメカニズムに対応したワンタイムパスワードメカニズムと；公開鍵機能を提供する、セキュリティートークンの公開鍵メカニズムに対応した公開鍵メカニズムと；セキュリティートークンと通信し、セキュリティートークンの少なくとも前記公開鍵メカニズムを操作するために必要な電源をトークンに供給する、セキュリティートークンの通信手段に対応する通信手段と；を含む。

本発明の第４の態様は、ホストシステムによりクライアントを認証する方法に関し、かかる方法は、クライアント側において：（ａ）第１のワンタイム値を生成するステップと；（ｂ）前記ワンタイム値に対する公開鍵機能を実行するステップと；（ｃ）ホストシステムに前記値を供給するステップと；を含む。前記方法は、ホストシステム側において：（ｄ）前記供給された値を用いて、ステップ（ｂ）で実行された公開鍵機能に対応する公開鍵機能を実行するステップと；(ｅ)前記第１のワンタイム値の生成と略同じように第２のワンタイム値を生成するステップと；第２の値が第１の値に一致することによりクライアントを認証するステップと；を含み、それらにより、クライアント認証においてより良いセキュリティーレベルが得られる。

以下図面を参照することで、本発明は、より良く理解されるであろう。
図１は、従来技術によるＯＴＰトークンで実行される認証プロセスを概略的に示す。
トークン側：プロセス５３がワンタイム値５１（実時間時計によって示される）と対称鍵５２を使用し、ワンタイムパスワード５４を生成する。トークンに内蔵されたディスプレーにワンタイムパスワード５４が表示される。ホストに接続されたキーパッド等の入力手段でその内容をタイプすることにより、ワンタイムパスワードが前記ホストに供給される。
ホスト側：ワンタイム値６１（ワンタイム値５１に一致すべきもの）と対称鍵６２（鍵５２と同一であるべきもの）をプロセス６３（プロセス５３と同一であるべきもの）が使用し、ワンタイムパスワード６４を生成する。生成されたワンタイムパスワード６４がトークンの生成したワンタイムパスワード５４に一致すれば、認証は正とみなされる。

図２は、本発明の好適な実施形態によるＯＴＰトークンにより実行される認証プロセスを概略的に示す。
トークン側：ＰＫＩモジュール５６が非対称鍵５５を用いてワンタイム値５１（実時間時計で示される）を暗号化する。このようにして暗号化されたワンタイム値５７が生成され、ホストに供給される。
ホスト側：トークンから受け付けたワンタイム値５７をＰＫＩモジュール６６が非対称鍵６５（非対称鍵５５に相当する）により復号化することで、ワンタイム値６７が得られる。ワンタイム値６７が予想値に一致すれば、認証は正とみなされる。
当業者は、ここに記載した認証方法のほかに、ＯＴＰとＰＫＩを組み合わせた他の認証方法も存在し得ることを理解するであろう。ここに記載する方法は、ＯＴＰ技術をＰＫＩ技術と組み合わせることによって広がる多様な可能性のうちの一例にすぎない。例えば、図２に示すように、ワンタイム値を暗号化して復号化する代わりに、暗号化を用いなくてもデジタル署名（あるいはデジタル証明書）をワンタイム値５７に付加することができる。このように、モジュール５６は、ワンタイム値のセキュリティーに関係する何らかのＰＫＩ関連アクティビティーを実行し、モジュール６６は、モジュール５６のＰＫＩ関連アクティビティーに対応する何らかのＰＫＩ関連アクティビティーを実行する。
なお、供給される値は、必ずしも予想値に等しいとは限らないとしても、予想値に相当する値であるべきである。例えば、ワンタイム値が実時間であって、値５７と値６７との差が、例えば１分未満である場合には、認証は、正とみなすことができる。また、トークンの時計が正確にホストの時計に合っているとは限らないため、ホストの時間とトークンによって供給される時間とにわずかな差が生じることを考慮すべきである。
当該技術で公知の、別のワンタイムメカニズムは、カウンターである。パスワードが供給されるたびに、カウンターの値は１もしくは別の所定値だけ増加するが、必ずしも線形増加であるとは限らない。当然のことながら、このような目的のために、例えば、乱数表等の他のワンタイムメカニズムを実行してもよい。

カウンターメカニズムは、トークンに取り付けられたボタンによって実行されてもよい。ユーザーがボタンをクリックするたびに、カウンターの値が増分され、新しいワンタイム値が生成されてディスプレー上に表示される。ユーザーが無意識にボタンを押す可能性もあるため、トークンのカウンターの値とホストのカウンターの値は、等しくならない可能性もあるが、大体において一致する、すなわち、その差を例えば１０未満とする。従って、ホストは、カウンターの現在値だけではなく、次に生成される１０の値もチェックする。
発明の好適な実施形態によれば、鍵５５はホストの公開鍵であり、他方、鍵６５は対応する秘密鍵である。本発明の別の好適な実施形態では、鍵５５はトークンの秘密鍵であり、鍵６５が対応する公開鍵である。
一層複雑化した暗号化／復号化方法を使用できることは、明らかである。例えば、対称鍵でワンタイム値を暗号化し、その値を秘密鍵で暗号化する。

図３は、発明の一実施形態によるセキュリティーシステムを概略的に示す。ＯＴＰ／ＰＫＩトークン１０（クライアント）は、有線通信３０によりホストシステム２０（サーバー）に接続される。
トークン１０は、以下のものを含む：
− ＰＫＩ機能とＯＴＰ機能を実行し、トークンの動作を制御／管理する制御モジュール１１。前記制御モジュールは、ＣＰＵ、メモリ、および適切なソフトウェアとして具現化できる。
− ＯＴＰ／ＰＫＩ機能に対する１つ以上の鍵１２。
− ワンタイム値生成器１３。例えば、実時間時計、カウンター、またはアクセスされる毎に値を変化させてワンタイム値を生成する別の要素(例えば乱数表)。
− ホスト２０と通信するための有線通信インターフェース１４。
− ワンタイムパスワードを表示するディスプレー１５。
− トークンを動作させるための電力を供給するバッテリー等の電源１６。

本発明の好適な実施形態によれば、少なくとも鍵１２は、比較的セキュリティーレベルの高いスマートカード１７に格納できる。典型的に、スマートカードは、メモリと連結される処理装置でもあるため、例えば制御モジュール１１、ＰＫＩ等の機能など、他の機能も実行することができる。
ホスト２０は、以下のものを含む：
− ＰＫＩ／ＯＴＰ機能を実行する制御モジュール２１。前記制御モジュール２１の機能は、ホスト２０で実行されるアプリケーション等により、ホスト２０のオペレーティングシステムの一部として実行できる。
− ＯＴＰ／ＰＫＩに関連する鍵、認証されるユーザーのユーザーＩＤ等を格納するデータベース２２。
− ワンタイム値生成器２３。例えば、実時間時計、カウンター、乱数表、または別の素子のように、トークン１０のワンタイム値生成器１３に対応して、アクセスされる毎に異なる値を供給するもの。
− トークン１０の有線通信１４に対応した有線通信インターフェース２４。

図４は、本発明の好適な実施形態によるセキュリティートークンを視覚的に示す。トークン１０のディスプレー１９は、従来技術と同じくワンタイムパスワードを表示する。ワンタイムパスワードを供給する従来の方法は、例えばキーパッド等のホスト２０の入力手段に表示された値をタイプすることによるものである。本発明の好適な実施形態によれば、パスワードをタイプするのではなく、ユーザーがホストの対応するソケットにコネクター１８（例えばＵＳＢプラグ）を差し込むと、トークンが通信チャンネル３０（有線でも無線でも可）を介してホストと交信し、ワンタイムパスワードを供給する。
当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく他の形式および方法によって本発明を実施できることが明らかであろう。ここに記載した実施形態は例示であって、本発明を限定するものではない。

従来技術によるＯＴＰトークンで実行される認証プロセスの概略説明図。 本発明の好適な実施形態によるＯＴＰトークンで実行される認証プロセスの概略説明図。 本発明の一実施形態によるセキュリティーシステムの概略図。 本発明の好適な実施形態によるセキュリティートークンを視覚的に示す図。

符号の説明

１０ トークン、１１、２１ 制御モジュール、１２ 鍵、１３、２３ ワンタイム値生成器、１４、２４ 有線通信インターフェース、１５、１９ ディスプレー、１６ 電源、１７ スマートカード、１８ コネクター、２０ ホスト、２２ データベース、５１、６１ ワンタイム値、５２、６２ 対称鍵、５３、６３ プロセス、５４、６４ ワンタイムパスワード、５５、６５ 非対称鍵、５６、６６ ＰＫＩモジュール

Claims (22)

1. セキュリティートークンであって：
   − ワンタイムパスワード機能を提供するワンタイムパスワードメカニズムと；
   − 前記ワンタイムパスワード機能に対する公開鍵機能を提供する公開鍵メカニズムと；
   − ホストとの有線通信手段であって、前記ホストに前記セキュリティートークンを接続するとともに、少なくとも前記公開鍵メカニズムを動作させるために必要な電源を前記セキュリティートークンに供給する、前記ホストとの有線通信手段と；
   を含み、
   それらにより、前記セキュリティートークンによるより良いセキュリティー性能が達成されるセキュリティートークン。
2. 前記ワンタイムパスワードおよび任意の他の情報またはそのいずれか一方を表示するディスプレーをさらに含む、請求項１に記載のセキュリティートークン。
3. 鍵を安全に格納するとともに、セキュリティーに関連した機能を提供するスマートカードチップをさらに含む、請求項１に記載のセキュリティートークン。
4. 前記ワンタイムパスワードメカニズムは、ワンタイム値を生成する手段を含み、前記生成する手段が、実時間時計およびカウンターを含む群から選択される、請求項１に記載のセキュリティートークン。
5. 前記パスワードを表示して、その後前記表示された値をホストに手動で供給するためのディスプレーと、ホストとの有線通信手段と、ホストとの無線通信手段と、を含む群から前記通信手段が選択される、請求項１に記載のセキュリティートークン。
6. 前記有線通信手段は、電源の供給をさらに含み、前記セキュリティートークンに電源を供給する、請求項５に記載のセキュリティートークン。
7. 前記通信手段を介して供給される電力によって充電される充電可能な電源をさらに含み、前記ホストに接続されなくても、前記セキュリティートークンを動作させる電力が供給される、請求項５に記載のセキュリティートークン。
8. ホストシステムにワンタイム値を安全に供給するＯＴＰセキュリティートークンであって、前記ＯＴＰセキュリティートークンは、
   − 前記ワンタイム値を生成する手段と、
   − 前記ワンタイム値に対する公開鍵機能を実行するＰＫＩメカニズムと、
   − 暗号化された前記ワンタイム値を前記ホストに供給する前記ホストとの通信手段と、
   を含む、ＯＴＰセキュリティートークン。
9. 前記公開鍵機能により前記ワンタイム値を暗号化することと、前記ワンタイムパスワードをデジタル署名することとを含む群から、前記ワンタイム値に対する前記公開鍵機能が選択される、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
10. 暗号化された前記ワンタイム値と他の情報を表示するディスプレーをさらに含む、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
11. セキュリティーに関連した機能を提供するスマートカードチップをさらに含む、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
12. 前記ワンタイム値は、前記実時間、前記カウンター値、および乱数グループを含む群から選択される、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
13. 前記通信手段は、前記パスワードを表示し、その後前記表示された値を前記ホストに手動で供給するためのディスプレーと、前記ホストとの有線通信手段と、前記ホストとの無線通信手段と、を含む群から選択される、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
14. 前記有線通信手段は、電源を供給することをさらに含み、前記セキュリティートークンに電源を供給する、請求項１１に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
15. 前記通信手段によって供給される電力によって充電される充電可能な電源をさらに含み、前記ホストに接続されなくても、前記セキュリティートークンを動作させる電力が供給される、請求項８に記載のＯＴＰセキュリティートークン。
16. セキュリティーシステムであって、
    − 少なくとも１つのセキュリティートークンであって：ワンタイムパスワード機能を提供するワンタイムパスワードメカニズムと；前記ワンタイムパスワードに対する公開鍵機能を提供する公開鍵メカニズムと；前記ホストに前記セキュリティートークンを接続し、少なくとも前記公開鍵メカニズムを動作させるために必要な電源を前記セキュリティートークンに供給する、ホストとの有線通信手段と；を含む前記少なくとも１つのセキュリティートークンと、
    − ホストシステムであって：ワンタイムパスワード機能を提供する、前記少なくとも１つのセキュリティートークンの前記ワンタイムパスワードメカニズムに対応するワンタイムパスワードメカニズムと；公開鍵機能を提供する、前記少なくとも１つのセキュリティートークンの前記公開鍵メカニズムに対応する公開鍵メカニズムと；前記少なくとも１つのセキュリティートークンと通信するとともに、少なくとも前記セキュリティートークンの前記公開鍵メカニズムを動作させるために必要な電源を前記トークンに供給する、前記少なくとも１つのセキュリティートークンの前記通信手段に対応する通信手段と；を含む前記ホストシステムと、
    を含むセキュリティーシステム。
17. 前記パスワードを表示し、その後前記表示されたパスワードを前記ホストに手動で供給するための、前記少なくとも１つのセキュリティートークンの各々に内蔵されたディスプレーと、公開鍵操作を実行するために必要な電源を前記少なくとも１つのセキュリティートークンに供給できる有線通信手段と、を含む群から前記通信手段が選択される、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記少なくとも１つのセキュリティートークンは、充電可能な電源をさらに含み、前記充電可能な電源が、前記通信手段により供給される電源を介して充電され、前記ホストに接続されずに前記少なくとも１つのプロセッサーを動作させるための電力を供給し、それにより、外部電源がなくても前記セキュリティートークンを動作させることができる、請求項１６に記載のシステム。
19. ホストシステムによりクライアントを認証する方法であって、
    前記クライアント側において：
    （ａ）第１のワンタイム値を生成するステップと、
    （ｂ）前記ワンタイム値に対する公開鍵機能を実行するステップと；
    （ｃ）前記ホストシステムに前記値を供給するステップと；
    前記ホストシステム側において：
    （ｄ）前記供給された値を用いて前記ステップ（ｂ）で実行された前記公開鍵機能に対応する公開鍵機能を実行するステップと；
    （ｅ）前記第１のワンタイム値の生成と略同じように第２のワンタイム値を生成するステップと；
    前記第２の値が前記第１の値に一致することにより、前記クライアントを認証するステップと；
    を含み、
    それらにより、前記クライアント認証においてより良いセキュリティーレベルが得られる、方法。
20. 前記ワンタイム値に対する前記公開鍵機能は、前記ワンタイム値を暗号化することと、前記ワンタイム値をデジタル署名することとを含む群から選択される、請求項１９に記載の方法。
21. 前記クライアントは、セキュリティートークンである、請求項１９に記載の方法。
22. 前記クライアント側に前記暗号化された値を表示し、その後前記表示された値を前記ホストに手動で供給することと、前記クライアントと前記ホストとの間の有線通信手段と、前記クライアントと前記ホストとの間の無線通信手段と、を含む群の部材により、前記ホストに前記暗号化された値の供給が実行される、請求項１９に記載の方法。
    

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