JP2009105738A - 無線端末真贋判定システム、端末及び方法 - Google Patents

無線端末真贋判定システム、端末及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】判定用の秘密情報を極力提供することなく、無線端末(WTu)の利用者が、正しい無線端末であるか否かを確認することができる無線端末真贋判定システムを提供する。
【解決手段】WTu真贋判定用サーバ9からWTu真贋判定用TE7にチャレンジ値を送り(S102)、TE7からWTu11にチャレンジ値を送り(S105)、WTu11からTE7がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得し(S107)、WTu11からTE7が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い(S109)、TE7で提示する(S110)ようにした無線端末真贋判定システム。
【選択図】図2

Description

本発明は、広域ユビキタスネットワークを構成する無線端末の真贋を判定する際に用いて好適な無線端末真贋判定システム、端末及び方法に関する。
広域ユビキタスネットワークにおいては、たとえば、広域にわたって多数分布するセンサ、アクチュエータ等かなるユーザ端末が、無線通信を用いて、バックボーンとなるネットワークに接続される。ユーザ端末は、たとえば、汎用性のある小型の無線端末に所定のインタフェースを介して接続され、各無線端末が通信事業者によって提供される複数の基地局のいずれかに収容される。この無線端末の流通経路(販売経路等)は、複数種類用意されるものと考えられる。そのため、無線端末を受け取った個人・法人ユーザやサービスプロバイダ(以下、利用者と称する。)が、各無線端末の真贋(ほんものとにせもの、正当性あるいは真正性)を自ら確認したいという要望を持つことがあると考えられる。
真贋判定(あるいは認証)の方式の1つとして、ワンタイムパスワード方式の1つであるチャレンジ・レスポンス方式がある(たとえば非特許文献1、非特許文献2)。チャレンジ・レスポンス方式では、クライアントが、サーバから送られてくる毎回ランダムに変更されるチャレンジと呼ばれる値を受け取り、そのチャレンジ値とあらかじめクライアントが保持する秘密の値とを組み合わせて演算し、その結果をレスポンスとしてサーバに返信する。サーバは、クライアントと同様にチャレンジ値とサーバが保持する秘密の値とを組み合わせて演算し、自らの演算結果とクライアントから受信したレスポンスとを比較して、クライアントが正当であるか否かを判定する。サーバとクライアントの間の通信路では毎回ランダムに変わる値が送受信されることになる。そのため、あらかじめサーバとクライアントの間で共有されている秘密の値を知らない盗聴者は、クライアントになりすますことができない。
ブルース・シュナイアー(Bruce Schneier)著、「アプライド・クリプトラグラフィ(Applied Cryptography)」、(米国)、第2版、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社(John Wiley & Sons)、1996年、pp. 52-57、454-459 三宅巧、斎藤洋編著、「未来ねっと技術シリーズ(第8巻)ユビキタスサービスネットワーク技術」、初版、株式会社オーム社、2003年9月、pp.228〜229
無線端末の真贋判定は、判定処理中の無線端末による通信の有無によって2種類に分類することができる。ひとつは、特許文献1に記載されているように、判定対象の端末と真贋判定用のサーバとの間で真贋判定用の情報を送受信するものである。もうひとつは、たとえば他の端末を用意して、その他の端末と真贋判定用のサーバとの間で真贋判定用の情報を送受信するものである。
本発明では、真贋判定の対象となる無線端末とは別に利用者が用意した端末を用いて、その端末と真贋判定用のサーバとの間で真贋判定用の情報を送受信し、真贋判定処理を行うようにするものである。この場合、利用者が用意した端末を介することで、通信される情報への外部(正当なアクセス権を有しないもの)からの不正なアクセスの可能性が高くなるおそれがある。そのため、通信される真贋判定用の情報が不正に利用されることがないよう対策が求められる。具体的には、真贋判定用の情報を利用して、にせものの無線端末が作成されないようにする対策などが求められる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ユーザ、サービスプロバイダ等の利用者が、正しい無線端末であることを確認することができる無線端末真贋判定システム、端末及び方法を提供することを目的とするものであって、より詳細には、不正に認証(真贋判定)の秘密情報あるいは秘密情報を得るための助けになるような情報を外部に極力提供せずに、利用者が、正しい無線端末であることを確認することができる無線端末真贋判定システム、端末及び方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る手段と、真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する手段と、無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する手段とを具備することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記真贋判定用サーバと前記無線端末に真贋判定用秘密情報が共有されていて、無線端末が前記真贋判定用端末から受け取ったチャレンジ値と真贋判定用秘密情報とに基づいてハッシュ演算を行った結果をレスポンス値として真贋判定用端末に送ることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記真贋判定用サーバにおいて、前記真贋判定用端末が前記無線端末から取得したレスポンス値と真贋判定用サーバが計算したレスポンス値とを照合し、その結果に基づいて真贋判定を行うことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記真贋判定用端末において、前記無線端末から取得したレスポンス値と真贋判定用サーバが計算したレスポンス値とを照合し、その結果に基づいて真贋判定を行うことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る過程と、真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する過程と、無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する過程とを有することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る過程と、真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する過程と、無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する過程とをコンピュータを用いて実行するための記述を含むことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、真贋判定用サーバからチャレンジ値を取得する手段と、無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末からそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する手段と、無線端末から取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、その判定結果を提示するための手段とを具備することを特徴とする無線端末真贋判定用の端末である。
本発明によれば、ユーザ、サービスプロバイダ等の利用者が、自らが有する真贋判定用端末を用いて無線端末が正しいものであることを確認することができる。その際、無線端末と真贋判定用サーバとの間で真贋判定用の情報が無線通信によって送受信される必要がない。また、真贋判定用端末と真贋判定用サーバとの間あるいは真贋判定用端末と無線端末との間には、真贋判定用の情報として、毎回ランダムに変更可能なチャレンジ値とレスポンス値が送受信されるだけなので、認証(真贋判定)の秘密情報や秘密情報を得るための助けになるような情報が不正に外部に提供されることがない。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのシステム図である。
本実施の形態で真贋判定の対象となる無線端末装置1は、ワイヤレスターミナルモジュール11(以下、WTu11とする。)と、TE(Terminal Equipment)12とから構成されている。WTu11は、所定の周波数の電波を用いて基地局2との間で無線信号を送受信する無線端末である。WTu11には、シリアルインタフェースの接続点(R点)13を介してTE12が着脱自在に接続される。また、WTu11は、真贋判定処理において用いられる情報であって外部に対して秘密にされている情報である真贋判定用秘密情報14を内部に保持している。WTu11は、さらに、真贋判定用秘密情報14を用いてチャレンジ・レスポンス方式の認証処理に対応する演算処理を行う機能を有している。
また、WTu11には機器固有の識別情報(たとえば製造シリアル番号)が設定されていて、利用者がラベルなどに記載されている表示をみて、あるいはR点13に接続した所定の端末からシリアルインタフェースを介して所定のコマンドを入力することで、データとして識別情報を取得できるようになっている。R点13は、USB(Universal Serial Bus)などの所定の規格によるコネクタとして構成されている。
真贋判定用秘密情報14は、WTu11ごとに一意にあるいはメーカ単位などの所定の単位ごと一意に設定される所定の長さの符号であって、新たに生成したり、認証用秘密鍵、仮ID(認識符号)ハッシュ種等の秘密情報(秘密鍵)から作成したりすることができる。この真贋判定用秘密情報14は、耐タンパ性が高いROM(リードオンリメモリ)などに格納されている。ここで、耐タンパ性とは、物理的または論理的に内部の情報を読み取られることに対する耐性を意味し、内部解析や改変に対するハードウェアあるいはソフトウェアによる防護力の程度を表す。
TE12は、利用者が用意するセンサやアクチュエータとWTu11との間でデータの送受信を行う端末装置である。センサやアクチュエータを内蔵する形で構成されていてもよいし、コネクタやケーブルなどを介してセンサやアクチュエータが外部に接続される形で構成されていてもよい。TE12は、WTu11などを介して、所定の端末装置6との間でデータ通信を行い、センサの情報や、アクチュエータを制御するための制御信号を送受信する。
R点13は、1または複数のTEを着脱自在に接続可能な1または複数のコネクタであり、本発明が採用するWTu真贋判定用TE7が、TE12とともに、あるいはTE12をはずして付け替えることで接続される。
基地局2は、IP(Internet Protocol)ネットワークなどからなる広域ユビキタスネットワークのバックボーンネットワーク3に接続されている。このバックボーンネットワーク3には、情報伝送基盤のほか、ユビキタスサービスを実現するための共通的な移動管理、認証等のプラットフォーム提供機能が備えられていて、また種々のユビキタスアプリケーションサービス提供機能が備えられている。また、バックボーンネットワーク3には、アプリケーションDB(データベース)などの各種のDB(データベース)4、バックボーンネットワーク3と外部の通信回線とを接続するためのIPゲートウェイ5などが設けられている。
IPゲートウェイ5には、IPプロトコルを用いて接続されるTE(端末装置)であるIP−TE6が接続されている。IP−TE6は、TE12に対応する各種サービスを提供する。
一方、WTu真贋判定用TE7(真贋判定用端末)は、WTu11と、WTu真贋判定用サーバ9との間でそれぞれデータの送受信を行う端末装置である。WTu真贋判定用TE7は、利用者からの指示を受け、WTu11およびWTu真贋判定用サーバ9にアクセスして、WTu11の真贋判定に必要な処理を行う要求や情報を送信するとともに、WTu11やWTu真贋判定用サーバ9から取得した情報に基づいて、真贋判定結果を所定の出力装置に出力する機能などを有している。WTu真贋判定用TE7は、WTu11との間は所定の着脱自在なコネクタを介してシリアルインタフェースで接続され、WTu真贋判定用サーバ9との間はインターネット8などの公衆網を介して接続される。WTu真贋判定用TE7は、WTu11との間およびWTu真贋判定用サーバ9との間でそれぞれデータ通信を行う機能を有する専用の端末装置として構成されていてもよいし、WTu11と接続可能なインタフェースを備えかつインターネット8に接続可能なパーソナルコンピュータや携帯情報端末上で実行されるソフトウェアプログラムとして構成されていてもよい。あるいは、WTu真贋判定用TE7は、携帯電話などの通信端末上で実行されるソフトウェアプログラムと、WTu11とその通信端末とを接続する変換装置などの接続装置とを組み合わせたものとして構成されていてもよい。
WTu真贋判定用サーバ9は、コンピュータとその周辺装置とから構成される端末装置であり、所定のOS(オペレーションシステム)上で所定のプログラムを実行することでWTu11の真贋判定に必要な処理、WTu真贋判定用TE7の認証処理などを行う。WTu真贋判定用サーバ9は、真贋判定処理において用いられる情報であって外部に対して秘密にされている情報である真贋判定用秘密情報91を所定の記憶装置内に保持している。真贋判定用秘密情報91は、WTu11と共用される真贋判定用秘密情報14と同一の情報である。WTu真贋判定用サーバ9は、また、チャレンジ・レスポンス方式の認証処理に用いられるチャレンジ値を疑似乱数計算から作成したり、認証処理に対応する演算処理を行ったりする機能を有している。
なお、チャレンジ値としては、ビット長を十分長くすることでバースデイパラドックス(Birthday paradox)を回避することが好ましい。また、真贋判定用秘密情報91は、耐タンパ性が高い記憶装置に格納されていることとする。
なお、図1では、無線端末1、WTu真贋判定用TE7、WTu真贋判定用サーバ9などの装置をそれぞれ1台のみ示しているが、これらの装置は通常、複数台設けられている。
次に図2を参照して図1に示す無線端末(WTu)真贋判定システムにおける処理の流れについて説明する。なお、図2に示す処理については事前にWTu真贋判定用TE7とWTu真贋判定用サーバ9との間で認証用の情報の登録等の処理がなされていて、本真贋判定処理(セッション)の冒頭ではWTu真贋判定用TE7の利用者に対する認証処理が正常に終了していることとする。
WTu真贋判定処用TE7で利用者が所定の操作を行うと、真贋判定の申し込みがなされる(ステップS101)。このとき、申し込みには、判定対象とするWTu11のサービスID(識別符号)としてWTu11固有の識別情報(製造シリアル番号等)が添付される。WTu真贋判定用サーバ9は、真贋判定の申し込みを受けると、チャレンジ値を作成し、チャレンジ値と受付ID(その判定処理の識別符号)とを返信する(ステップS102)。WTu真贋判定用サーバ9は、また、受付ID、サービスID、チャレンジ値の組を所定の記憶装置に記憶する(ステップS103)。WTu真贋判定用サーバ9は、さらに、判定対象となるWTu11に対応する真贋判定用秘密情報91と返信したチャレンジ値とからレスポンス値を計算し、所定の記憶装置に記憶する(ステップS104)。
WTu真贋判定用TE7は、WTu真贋判定用サーバ9からチャレンジ値と受付IDを受け取ると(ステップS102)、WTuチェックとして、WTu真贋判定用サーバ9から受け取ったチャレンジ値を対応するWTu11に送信する(ステップS105)。WTu11は、チャレンジ値を受け取ると(ステップS105)、真贋判定用秘密情報14とチャレンジ値からレスポンス値を計算して(ステップS106)、WTuチェック応答として、求めたレスポンス値を返信する(ステップS107)。
WTu真贋判定用TE7は、WTu11からレスポンス値を受け取ると(ステップS107)、WTu真贋判定用サーバ9に対して真贋判定要求を行う(ステップS108)。真贋判定要求には、サービスIDと受付IDとWTu11から取得したレスポンス値が添付される。
WTu真贋判定用サーバ9は、WTu真贋判定用TE7から真贋判定要求を受け取ると(ステップS108)、真贋判定処理を実行する(ステップS109)。真贋判定処理は、WTu真贋判定用TE7がWTu11からから取得したレスポンス値と、ステップS104でWTu真贋判定用サーバ9が自ら計算したレスポンス値とを照合することで行う。一致していればWTu11の正当性が確認され、不一致であれば確認できないことになる。真贋判定処理が終了すると、WTu真贋判定用サーバ9は、真贋判定結果回答処理を行い(ステップS110)、WTu真贋判定用TE7に対して真贋判定結果(YESまたはNO)を送信する。
真贋判定結果を受け取ると(ステップS110)、WTu真贋判定用TE7は、所定の出力装置に対してその内容に基づく表示を行い、判定結果を利用者に通知する。表示の仕方としては、例えばWTu真贋判定用TE7が、専用の端末装置である場合にはその装置に設けられた液晶表示パネル、発光ダイオード表示器、信号音発生器などを用いて行われる。またWTu真贋判定用TE7が、パーソナルコンピュータや携帯電話で実行されるソフトウェアプログラムとして構成されている場合には画面上に判定結果を文字情報で表示することで行われる。
次に、図3を参照して、図2に示すレスポンス値の計算処理(ステップS106あるいはステップS104)の内容について説明する。図3に示すように、レスポンス値103は、真贋判定用秘密情報14(または91)とチャレンジ値101とに基づいてハッシュ演算を行うことでその結果として求められる。ハッシュ演算は、真贋判定用秘密情報14(または91)とチャレンジ値101との2値を加減乗除したり、ビット単位で結合したりした値を用いて所定の固定長の疑似乱数を生成することで行われる。
次に、図4を参照して図1に示す無線端末(WTu)真贋判定システムにおける処理の流れの他の例について説明する。図2に示す処理では真贋判定処理をWTu真贋判定用サーバ9において行うこととしているが(ステップS109)、図4に示す処理では真贋判定処理をWTu真贋判定用TE7において行うこととしている(ステップS207)。
なお、図4に示す処理においても、図2に示す処理と同様に、事前にWTu真贋判定用TE7とWTu真贋判定用サーバ9との間で認証用の情報の登録等の処理がなされていて、本真贋判定処理(セッション)の冒頭ではWTu真贋判定用TE7の利用者に対する認証処理が正常に終了していることとする。
WTu真贋判定処用TE7で利用者が所定の操作を行うと、真贋判定の申し込みがなされる(ステップS201)。このとき、申し込みには、判定対象とするWTu11のサービスID(識別符号)としてWTu11固有の識別情報(製造シリアル番号等)が添付される。WTu真贋判定用サーバ9は、真贋判定の申し込みを受けると、チャレンジ値を作成するとともに、そのチャレンジ値と真贋判定用秘密情報91とに基づいてレスポンス値を求め、チャレンジ値と受付ID(その判定処理の識別符号)とレスポンス値とを返信する(ステップS202)。WTu真贋判定用サーバ9は、また、受付ID、サービスID、チャレンジ値およびレスポンス値の組を所定の記憶装置に記憶する(ステップS203)。
WTu真贋判定用TE7は、WTu真贋判定用サーバ9からチャレンジ値と受付IDとレスポンス値を受け取ると(ステップS202)、WTuチェックとして、WTu真贋判定用サーバ9から受け取ったチャレンジ値を対応するWTu11に送信する(ステップS204)。WTu11は、チャレンジ値を受け取ると(ステップS204)、真贋判定用秘密情報14とチャレンジ値からレスポンス値を計算して(ステップS205)、WTuチェック応答として、求めたレスポンス値を返信する(ステップS206)。
WTu真贋判定用TE7は、WTu11からレスポンス値を受け取ると(ステップS206)、WTu11からから取得したレスポンス値と、ステップS202でWTu真贋判定用サーバ9から取得したレスポンス値とを照合することで真贋判定を行う(ステップS207)。一致していればWTu11の正当性が確認され、不一致であれば確認できないことになる。真贋判定処理が終了すると、WTu真贋判定用TE7は、所定の出力装置に対してその内容に基づく表示を行い、判定結果を利用者に通知する。
本実施の形態においては、ユーザ、サービスプロバイダ等の利用者が自ら有するWTu真贋判定用TE7(真贋判定用端末)を用いてWTu11(無線端末)が正しいものであることを確認することができる。その際、WTu11(無線端末)とWTu真贋判定用サーバ9との間では、チャレンジ値、レスポンス値等の真贋判定用の情報が無線通信によって送受信される必要がない。また、WTu真贋判定用TE7(真贋判定用端末)とWTu真贋判定用サーバ9との間あるいはWTu真贋判定用TE7(真贋判定用端末)とWTu11(無線端末)との間には、真贋判定用の情報として、毎回ランダムに変更可能なチャレンジ値とレスポンス値が送受信されるだけなので、不正に認証(真贋判定)の秘密情報(真贋判定用秘密情報14(91)等)や秘密情報を得るための助けになるような情報が外部に提供されることがない。
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されず、たとえば公開鍵暗号システムなどの他の方式による暗号化を組み合わせたり、WTu真贋判定用TE7とWTu真贋判定用サーバ9との認証処理にあらかじめ設定した秘密情報の一部をチャレンジ値として用いるチャレンジ・レスポンス方式の認証を用いたり、あるいはさらに認証処理を暗号化したりする変更が適宜可能である。また、上記実施形態の各構成は、コンピュータを用いたハードウェアとそのコンピュータで実行されるプログラムとから構成することができ、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体あるいは通信回線を介して配布することが可能である。
本発明の実施の形態を説明するためのシステム図 図1に示す無線端末真贋判定システムの動作の一例を説明するためのシーケンス図 図1に示す無線端末真贋判定システムにおいてチャレンジ値からレスポンス値を計算する処理を説明するためのブロック図 図1に示す無線端末真贋判定システムの動作の他の例を説明するためのシーケンス図
符号の説明
1 無線端末装置
7 WTu真贋判定用TE(真贋判定用端末)
9 WTu真贋判定用サーバ
11 ワイヤレスターミナルモジュール(WTu)(無線端末)
12 TE

Claims (7)

  1. 真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る手段と、
    真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する手段と、
    無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する手段と
    を具備することを特徴とする無線端末真贋判定システム。
  2. 前記真贋判定用サーバと前記無線端末に真贋判定用秘密情報が共有されていて、
    無線端末が前記真贋判定用端末から受け取ったチャレンジ値と真贋判定用秘密情報とに基づいてハッシュ演算を行った結果をレスポンス値として真贋判定用端末に送る
    ことを特徴とする請求項1記載の無線端末真贋判定システム。
  3. 前記真贋判定用サーバにおいて、前記真贋判定用端末が前記無線端末から取得したレスポンス値と真贋判定用サーバが計算したレスポンス値とを照合し、その結果に基づいて真贋判定を行う
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の無線端末真贋判定システム。
  4. 前記真贋判定用端末において、前記無線端末から取得したレスポンス値と真贋判定用サーバが計算したレスポンス値とを照合し、その結果に基づいて真贋判定を行う
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の無線端末真贋判定システム。
  5. 真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る過程と、
    真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する過程と、
    無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する過程と
    を有することを特徴とする無線端末真贋判定方法。
  6. 真贋判定用サーバから真贋判定用端末にチャレンジ値を送る過程と、
    真贋判定用端末から無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末から真贋判定用端末がそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する過程と、
    無線端末から真贋判定用端末が取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、真贋判定用端末で提示する過程と
    をコンピュータを用いて実行するための記述を含むことを特徴とする無線端末真贋判定プログラム。
  7. 真贋判定用サーバからチャレンジ値を取得する手段と、
    無線端末にチャレンジ値を送り、無線端末からそのチャレンジ値に対するレスポンス値を取得する手段と、
    無線端末から取得したレスポンス値に基づいて真贋判定を行い、その判定結果を提示するための手段と
    を具備することを特徴とする無線端末真贋判定用の端末。
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