JP2008511875A - データを安全に伝送する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、たとえば有用車両の運行記録計（５１）とメモリカード（５１）との間などで、データを安全に伝送する方法に関する。この場合、第１の加入装置（Ｔ１）はエントリ（３１〜３５）をもつ記憶装置（６，２２）を有しており、エントリ（３１〜３５）には第２の加入装置（Ｔ２）の識別子（４）とセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）が含まれている。安全にデータを伝送する方法はますます重要になってきており、それに伴いしばしば計算が著しく煩雑になってきている。したがって本発明の課題は、安全を損なうことなく計算時間を短縮することにある。本発明によれば、第１の加入装置（Ｔ１）が第２の加入装置（Ｔ２）から識別子（４）を取り出し、記憶されている識別子（４）と比較する。識別子（４）が一致していれば、その識別子（４）に対応づけられているセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）が以降のデータ伝送のベースとされ、識別子（４）が一致していなければ、セキュリティ証明照合が実行される。

Description

本発明は、第１の加入装置と第２の加入装置との間で、たとえば有用車両の運行記録計ないしはタコグラフとそれぞれ少なくとも１つのデータメモリを備えたメモリカードとの間で、データを安全に伝送する方法に関する。この場合、第１の加入装置は所定数のエントリが格納されている記憶装置を有しており、これにはそれぞれ、第２の加入装置の識別子ならびにそれらの識別子に割り当てられている第２の加入装置のセキュリティ証明がその捕捉時刻とともに含まれている。

データを安全に伝送する方法は重要性を増してきており、そのような方法はコンピュータネットワークの分野においては多種多様なかたちですでに存在している。ＥＣ条例3821/85（EG-Verordnung 3821/85）によるディジタル式の運行記録計とメモリカードとの共働ないしはそれらの間の安全なデータ伝送も、広い意味では最近のコンピュータネットワークと同等のものといえる。有用車両の職場において既存の社会的規則や法律の遵守を保証するために、操作もしくは細工に対する安全性を高めることがきわめて重要である。したがってデータ伝送の安全性に対しては最も厳しい規準が課される。この目的で、種々の公開鍵またはプライベート鍵を含むセキュリティ証明を用いたシステムが開発されており、これについての詳細は上述の条例に記載されている。この場合、第１の加入装置つまり運行記録計が第２の加入装置つまりメモリカードとデータ交換可能な状態に入る前に、加入装置双方の側でセキュリティ証明に関して手間のかかる手続きが必要とされる。このようなプロセスの規模ゆえに、さらにはサイズの小さい機器においてデータ処理の可能性が制約されていることから、アクセス時間を許容できるコストで現実的な範囲内に維持するためには特別な安全措置が必要とされる。

したがって本発明の課題は、データ交換を行う加入装置に関するセキュリティ証明の照合にかかるコスト殊にそれに費やされる時間を、操作や細工に対する安全性を損なうことなく低減することにある。

本発明によればこの課題は冒頭で述べた形式の装置において、第１の加入装置が第２の加入装置から識別子を取り込み、第１の加入装置はこの識別子を記憶装置に格納されている識別子と比較し、一致する識別子が記憶装置に格納されていたならば、この識別子に割り当てられているセキュリティ証明を以降のデータ伝送のベースとし、このセキュリティ証明の捕捉時刻を現在のシステム時刻に合わせて更新し、一致する識別子が記憶装置に格納されていなければ、第１の加入装置はセキュリティ証明照合を第２の加入装置とともに実行し、照合により検証されたセキュリティ証明に対応するエントリを現在の捕捉時刻とともに記憶装置に記憶させ、この記憶にあたり、所定のエントリ数にすでに達していたならば、最も古い捕捉日時をもつエントリをこの新しいエントリと置き換えることにより解決される。

本発明による方法の重要な利点は、セキュリティ証明照合過程が以前にすでに実行されていたことに基づき、第１の加入装置にとって第２の加入装置が既知である場合には、著しく時間のかかる照合過程が省かれることである。第１の加入装置が運行記録計として構成され第２の加入装置がメモリカードとして構成されている場合には殊に、記憶スペースの理由から、他の加入装置のセキュリティ証明およびその捕捉時刻を含むエントリの個数の限界が制約されている。このような制約にもかかわらず、第１の加入装置が第２の加入装置を「記憶する能力」を最大数の第２の加入装置に合わせて最適化する目的で、本発明による方法は第２の加入装置出現の時間順序による単純なリングメモリ動作を行っていない。このようなリングメモリ動作の場合、記憶スペースのエントリ限界数にすでに達してしまったときには、最も古いエントリが常に最新のエントリにより上書きされることになる。そうではなく最初に、第１の加入装置の記憶装置の内容について、新たな加入装置に対し同一の識別子をもつエントリがすでに存在しているか否かについてチェックが行われ、存在しているケースであればその新たな加入装置に対しては、捕捉された日時および場合によってはセキュリティ証明の有効性の経過に関してのみ更新が行われる。このようにすれば、以前にすでに所定数の記憶エントリを超える個数のそれぞれ異なる第２の加入装置が照合されていたとするならば、常に所定数の第２の加入装置が第１の加入装置にとって既知となる。このようにして上述の所定数をたとえば総車両の慣用的な状況に従い、そこで働いている種々のカード所有者の数に、または通常有用車両を用いて仕事をしている種々のカード所有者の数に整合させることができ、それによって第１の加入装置の記憶装置の最適な利用が実現される。有利なことにアクセス時間は短いまま保たれる。その理由は、第１の加入装置と第２の加入装置の分離と結合が繰り返されても、第１の加入装置の同一性に割り当てられているエントリだけが変更もしくは更新されるからである。

有利には、同定のために伝達される加入装置の識別子は、第２の加入装置のＲＳＡ方式の公開鍵（Ronald L. Rivest, Adi Schamir, Leonard Adlemanによる暗号化/復号法）である。この公開鍵は、以降のデータ伝達に用いることができるとともに一義的でもある。

計算の煩雑さを少なくする理由で有利な実施形態によれば、後続のデータ伝送が対称暗号化たとえばトリプルＤＥＳ法に従って行われ、この場合、両方の加入装置のセキュリティ証明の照合が成功した後、乱数が暗号化されてそれぞれ他方の加入装置へ送達され、両方の加入装置はそれぞれ互いに依存せずに両方の乱数からデータ伝送用の共通鍵を同一のアルゴリムを利用して求める。この場合、非対称の暗号化方式の安全性は実質的に維持されたままである。それというのも対称方式のためのセッション鍵の生成は、事前に非対称方式により他方の加入装置と通信可能なものないしは相互間で伝達された乱数を復号可能なものにしか行えないからである。

操作もしくは細工に対するセキュリティに関して重要なポジションは、本発明による方法によればそれぞれ他方の加入装置によるセキュリティ証明の照合が担っており、その理由で好適にはこの照合には以下のｎ回のステップが含まれている：
第１のステップにおいて、第２の加入装置は第１の加入装置へ第１のセキュリティ証明を送達し、このセキュリティ証明に対し第２の加入装置は第１の公開鍵を利用して照合を行い、その際に第２の公開鍵を求める。照合の結果、伝達されたセキュリティ証明の真正性が得られれば、送達されたさらに別のセキュリティ証明と、第１の公開鍵の代わりに先行のステップで求められた第２の公開鍵とを利用して、第１のステップをｎ−１回繰り返し、その際に常に新たな第２の公開鍵と照合結果が生じる。 このようにインタリーブされたないしは交互に組み込まれた照合を好適には３回（＝ｎ回）繰り返すことができ、その結果、操作や工作に対しきわめて高いセキュリティが得られる。

次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。

図１は、本発明による方法を略示したフローチャートである。図２は、セキュリティ証明の照合手続きを示すフローチャートである。図３は、第１の加入装置の記憶装置における既知の第２の加入装置のエントリを示す図である。

図１のフローチャートには、ディジタル形式の運行記録計５１とメモリカード５０との間のデータ交換における本発明による方法の流れについて基本的な動きが例示されている。開始イベント１は、運行記録計１によるメモリカード５０の収容である。本発明では第２の加入装置Ｔ２であるメモリカード５０の収容ステップ２にあたり、本発明では第１の加入装置Ｔ１である運行記録計５１は、メモリカード５０のデータメモリとの導通接続を形成し、この接続を介してデータ信号を伝送することができる。

第２のステップ３において、第１の加入装置Ｔ１としての運行記録計５１は第２の加入装置Ｔ２としてのメモリカード５０から識別子４を取り込み、第３のステップ５において、その識別子４が先行のプロセスにおいてすでに既知であるか否かをチェックする。この目的で運行記録計５１は組み込まれている記憶装置６にアクセスし、この中には図３を参照しながら詳しく説明する具合にエントリが格納されている。

記憶装置６にメモリカード５０の識別子４とともに格納されているエントリが存在しなければ、本発明による方法は相互のセキュリティ証明照合ステップ７へ進む。この場合、第１のセキュリティ証明照合ステップ７中、運行記録計５１によりメモリカード５０のセキュリティ証明が有効であるのか、既知であるのか、真正であるのかについてチェックされ、ついでメモリカード５０の側で運行記録計５１について相応の第２のチェック９が行われる。

ステップ５において、第２の加入装置Ｔ２つまりメモリカード５０が第１の加入装置Ｔ１の側で既知のものとして識別されたならば、ステップ８およびステップ９を飛び越える。ステップ８およびステップ９によるセキュリティ証明の最終的な照合結果が不適合であれば、メモリカード５０もしくは第１の加入装置Ｔ１はステップ１０において取り出され、もしくは拒否される。

相互の照合が成功すれば、あるいは既知の識別子４であったならば、ついでステップ１１においてＲＳＡ暗号化方式で乱数が相互に交換され、この乱数を用いることでステップ１２において、共通のセッション鍵６０が双方の加入装置Ｔ１，Ｔ２により互いに依存せずに生成され、これは続くステップ１３において伝送データの対称暗号化に用いられる。

図２には、図１に示したステップ８，９によるセキュリティ証明照合について詳しく示されている。第１のステップ２１において、第２の加入装置Ｔ２は第１の加入装置Ｔ１からレベル１のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１を受け取る。第２のステップ２３において記憶装置２２のエントリに基づき、レベル１のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１の公開鍵または識別子がすでに既知であるか否か、およびまだ有効であるか否かがチェックされる。有効であり既知であるならば、図示の方法はそのままステップ２４へ進み、そこにおいて第１の加入装置Ｔ１は第２の加入装置Ｔ２のセキュリティ証明に対し、ここでは個別には示されてはいない同じやり方でチェックを行う。ステップ２３において、レベル１のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１の公開鍵が既知のものとして識別されなかったならば、後続のステップ２５において第２の加入装置Ｔ２は第１の加入装置Ｔ１からレベル２のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．２を受け取る。ついでステップ２３と同様のやり方でステップ２６が実行され、そこにおいて第２の加入装置Ｔ２は記憶装置２２へのアクセスに基づき、レベル２のセキュリティ証明の公開鍵が既知であるのかおよび有効であるのかについてチェックする。チェック結果から既知であり有効であることが確認されれば、この方法は照合ステップ２７へそのまま進み、そこにおいてレベル１のセキュリティ証明の照合が行われる。レベル２のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．２の公開鍵が既知でなく有効でないならば、ついでステップ２７による照合が開始される前に、ステップ２８においてまずはレベル２のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．２の照合が行われる。ステップ２７および２８のチェックの結果、レベル１とレベル２のセキュリティ証明Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１，２が照合されたならば、この方法はステップ２４へ進み、そこにおいて加入装置Ｔ１とＴ２に関して逆のかたちでセキュリティ証明照合が行われる。

図３には、種々の第２の加入装置Ｔ２と第１の加入装置Ｔ１との通信開始に左右される記憶装置２２もしくは６の内容が示されている。ここでは記憶装置６，２２のサイズは５つのエントリ３１〜３５に制限されている。図３の場合、順次連続する６つの状態４１〜４６がシミュレートされており、これらの状態は特定のイベント発生後のエントリ３１〜３４をそれぞれ表している。図示されているエントリ３１〜３４にはそれぞれ日時５１が含まれており、この日時の値は１６進法で１９７０年１月１日からの秒数の値として格納されている。そのほか、エントリ３１〜３５にはセキュリティ証明内容５２も含まれており、これにはセキュリティ証明の有効性に関するシーケンスＥＯＶとセキュリティ証明所有者の参照子ＣＨＲが含まれている。これらのほかさらに、エントリ３１〜３５には捕捉時刻５３も含まれている。

状態４１には初期状態が示されており、これはニュートラルなエントリの特徴を表すものである。

状態４２は、５つの異なる第２の加入装置Ｔ２つまりメモリカード５０が加入装置Ｔ１つまり走行記録計５１とデータ伝送による接触状態に入った後の様子を表している。したがって各エントリ３１〜３５は、異なる日付、異なるセキュリティ証明内容５２および異なる捕捉時刻により特徴づけられている。

状態４３は、エントリ３３によりもともと特徴づけられていた第２の加入装置があとの時点でもう一度第１の加入装置Ｔ１とデータ伝送による接触状態に入った後の様子を表している。その結果、エントリ３３の捕捉時刻５３が更新されている。

状態４４は以下の状況を示している。すなわちこの場合、エントリ３１〜３５の上限に対応する個数がすでにそれぞれ第２の加入装置Ｔ２との接続に起因して守られなくなっており、それまで既知ではなかったさらに別の第２の加入装置Ｔ２が第１の加入装置Ｔ１とデータ伝送による接触状態に入っている。本発明によればこの場合、捕捉時刻５３でみると最も古いエントリ３１が新たなエントリ３６によって上書きされる。

同様に状態４５では、エントリ３２がエントリ３７と置き換えられる。

状態４６は、もとのエントリ３１と一致している第２の加入装置Ｔ２がもう一度、第１の加入装置Ｔ１とデータ伝送による接続状態に入った状況を示している。この場合も最も古いエントリ３４が、状態４４における上書きの結果として既知ではなくなった第２の加入装置Ｔ２に対応するエントリ３１と置き換えられる。

本発明による方法を略示したフローチャート セキュリティ証明の照合手続きを示すフローチャート 第１の加入装置の記憶装置における既知の第２の加入装置のエントリを示す

Claims (5)

1. 第１の加入装置（Ｔ１）と第２の加入装置（Ｔ２）との間で、たとえば有用車両の運行記録計（５１）とそれぞれ少なくとも１つのデータメモリを備えたメモリカード（５０）との間で、データを安全に伝送する方法において、
   第１の加入装置（Ｔ１）は記憶装置（６，２２）を有しており、該記憶装置（６，２２）内に所定数のエントリ（３１〜３５）が記憶されており、該エントリにはそれぞれ、識別子（４）および該識別子（４）に対応づけられた第２の加入装置（Ｔ２）のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）が該セキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）の捕捉時刻（５３）とともに含まれていて、
   第１の加入装置（Ｔ１）は第２の加入装置（Ｔ２）から識別子（４）を取り出し、第１の加入装置（Ｔ１）は該識別子（４）を記憶装置（６，２２）に記憶されている識別子（４）と比較し、
   一致した識別子（４）が記憶装置（６，２２）に記憶されていたならば、該識別子（４）に対応するセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）を後続のデータ伝送のベースとし、該セキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）の捕捉時刻（５３）を現在のシステム時刻となるよう更新し、
   一致した識別子（４）が記憶装置（６，２２）に記憶されていないならば、前記第１の加入装置（Ｔ１）は、該第２の加入装置（Ｔ２）とともにセキュリティ証明の照合を実行し、該照合において照合されたセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）に対応するエントリ（３１〜３５）を現在の捕捉時刻（５３）とともに記憶装置（６，２２）に記憶し、
   所定数のエントリ（３１〜３５）にすでに達していたならば、最も古い捕捉日時をもつエントリ（３１〜３５）を、該新たなエントリ（３１〜３５）と置き換えることを特徴とする、
   データを安全に伝送する方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記識別子（４）を第２の加入装置（Ｔ２）のＲＳＡ方式による公開鍵とすることを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法において、
   後続のデータ伝送をＴＤＥＳ暗号化方式により行い、セキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）の照合が成功した後、双方の加入装置（Ｔ１，Ｔ２）は乱数（ＲＮＤ）を暗号化してそれぞれ他方の加入装置（Ｔ１，Ｔ２）へ伝達し、双方の加入装置（Ｔ１，Ｔ２）はそれぞれ互いに依存せずに双方の乱数（ＲＮＤ）を用い、同一のアルゴリズムを利用してデータ伝送用に１つの共通鍵を求めることを特徴とする方法。
4. 請求項１記載の方法において、
   第２の加入装置（Ｔ２）による第１の加入装置（Ｔ１）のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）の照合およびその逆に第１の加入装置（Ｔ１）による第２の加入装置（Ｔ２）のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ）の照合を、以下のｎ回のステップで行い、
   第１のステップにおいて、第２の加入装置（Ｔ２）は第１の加入装置（Ｔ１）へ第１のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１）を送達し、該第１のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１）に対し第２の加入装置（Ｔ２）は第１の公開鍵を利用して照合を行い、第２の公開鍵を求め、
   照合の結果、真正性が得られれば、送達された別のセキュリティ証明（Ｃｅｒｔ．Ｌｅｖ．１，２）と、第１の公開鍵の代わりに先行のステップで求められた第２の公開鍵とを利用して、前記第１のステップをｎ−１回繰り返し、新たな第２の公開鍵と照合結果を常に生じさせることを特徴とする方法。
5. 請求項１記載の方法において、
   ｎ＝３とすることを特徴とする方法。