JP2009111650A - 携帯記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 予め定めた暗号鍵の使用回数を超えた場合には、自動的に当該暗号鍵を使用できないようにし、また他の暗号鍵に切り替えることができるようにして、ＩＣカードなどの携帯記憶媒体に記憶されている暗号鍵の不正解読を防止できるようにした携帯記憶媒体を提供する。
【解決手段】 暗号鍵を記憶可能で、その暗号鍵を使用した暗号処理を実行可能な携帯記憶媒体において、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を記録する記憶手段と、前記実行回数に応じて当該暗号鍵の使用を禁止する使用禁止手段とを有し、前記記憶手段には、予め複数種類の暗号鍵について、それぞれ使用回数限度数が記憶され、前記使用禁止手段は、前記記憶手段に記憶された暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数と、当該暗号鍵の使用回数限度と比較して、前記実行回数が前記使用回数限度を超えた場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記憶されている暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数に応じて、当該暗号鍵の使用を禁止し、他の暗号鍵に切り替えて使用することができる携帯記憶媒体に関する。

従来、ＩＣカードなどの携帯記憶媒体では、暗号鍵が耐タンパー性のあるメモリ内に保持されている。（例えば、特許文献１、２参照）
そして、メモリ内に保持されている暗号鍵の有効期限は、通常、携帯記憶媒体の有効期限或いは、その暗号鍵を使用するアプリケーションの有効期限と同じとなっており、期間内であればそれらの暗号鍵は何度でも使用可能となる。
このために、暗号鍵の使用回数については制限がなく、共通鍵暗号方式の場合は、一般的に知られている差分解読法や線形解読法といった選択平文攻撃が容易に行える状態といえる。

特開平１１−７３３７５号公報 特開２００７−６７９４２号公報

暗号鍵の使用回数に制限がなく、繰り返し使用できる従来のＩＣカードなどの携帯記憶媒体では、第三者が暗号鍵を不正に解読する目的で、繰り返し差分解読法や線形解読法といった選択平文攻撃を加えることで、解読されて携帯記憶媒体の不正使用が行われる危険性を有しているという問題がある。

そこで、本発明は、予め定めた暗号鍵の使用回数を超えた場合には、自動的に当該暗号鍵を使用できないようにしたり、また他の暗号鍵に切り替えることができるようにして、ＩＣカードなどの携帯記憶媒体に記憶されている暗号鍵の不正解読を防止できるようにした携帯記憶媒体を提供する。

本発明の携帯記憶媒体は、暗号鍵を記憶可能で、その暗号鍵を使用した暗号処理を実行可能な携帯記憶媒体において、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を記録する記憶手段と、前記実行回数に応じて当該暗号鍵の使用を禁止する使用禁止手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の携帯記憶媒体は、前記記憶手段には、予め複数種類の暗号鍵について、それぞれ使用回数限度数が記憶され、前記使用禁止手段は、前記記憶手段に記憶された暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数と、当該暗号鍵の使用回数限度と比較して、前記実行回数が前記使用回数限度を超えた場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有することを特徴とする。

更に、本発明の携帯記憶媒体は、前記記憶手段には、予め複数種類の暗号鍵について、それぞれ使用回数限度数が記憶され、前記使用禁止手段は、前記記憶手段に記憶された使用回数限度数から、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を減算処理し、使用回数限度数がなくなった場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有することを特徴とする。

また、本発明の携帯記憶媒体は、前記使用禁止手段で暗号鍵の使用が禁止された場合に、当該暗号鍵に代わって、前記記憶手段に記憶されている他の暗号鍵の使用に切り替える処理を行う切替手段を有することを特徴とする。

更に、本発明の携帯記憶媒体は、前記切替手段による暗号鍵の使用替が必要になった際に、切替が必要となったことを表示する表示手段と、切替の指示情報を入力する手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の携帯記憶媒体は、前記記憶手段に記憶された使用回数限度数と、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数とから、該暗号鍵をその後に使用可能な使用回数を確認することが可能な手段を有することを特徴とする。

本発明の携帯記憶媒体は、暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数応じて、当該暗号鍵の使用を禁止することができる使用禁止手段が設けられているので、暗号鍵の不正解読を防止することができるという効果がある。

また、本発明の携帯記憶媒体は、記憶手段に記憶されている使用回数限度数に対して、当該暗号鍵の実行回数が超えた場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有しているので、暗号鍵の不正解読を防止することができるという効果がある。

更に、本発明の携帯記憶媒体は、暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を減算処理し、使用回数限度数がなくなった場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有するので、暗号鍵の不正解読を防止することができるという効果がある。

また、本発明の携帯記憶媒体は、記憶手段に記憶されている他の暗号鍵の使用に切り替える処理を行う切替手段を有するので、暗号鍵の不正解読を防止することができるという効果がある。

更に、本発明の携帯記憶媒体は、使用可能な使用回数を確認することが可能な手段を有するので、使用可能な使用回数を確認することができるという効果がある。

以下、本発明の実施形態では、携帯記憶媒体であるＩＣカードに関して、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る携帯記憶媒体であるＩＣカードの概略構成を示す機能ブロック図である。
ＩＣカード１には、アンテナなどからなる通信部２、ＣＰＵ３，ＲＡＭ４，ＲＯＭ５、不揮発性メモリ６が備えられ、通信部２により外部装置であるリーダライタ７と非接触で通信を行う機能を有している。

ＩＣカード１の不揮発性メモリ６には、予め使用することができる複数種類の暗号鍵と、それら各暗号鍵の使用回数などを管理するための暗号鍵情報データベースが設けられている。
この暗号鍵情報データベースとしては、図２に示す２種類の暗号鍵情報データベース８ａ，８ｂのいずれかを使用することができる。
まず、図２（ａ）に示す暗号鍵情報データベース８ａについて説明する。
暗号鍵情報データベース８ａには、予め複数種類の暗号鍵を登録させておく暗号鍵記憶エリア１１と、暗号鍵毎にその使用回数を記憶する回数情報記憶エリア１２と、使用限度回数を登録させておく使用限度情報記憶エリア１３と、その暗号鍵が使用可能な状態であるか、または使用禁止状態であるのか、まだ未使用な状態であるのか、のいずれかの状態を識別するための使用状態識別情報とを記憶する使用状態識別情報記憶エリア１４とが設けられている。
そして、１つの暗号鍵毎に各記憶エリアの情報が関係付けられている。

また、ＣＰＵ３には、予め制御プログラムが搭載されており、この制御プログラムに基づいて、不揮発性メモリ６に登録されている暗号鍵を使用した暗号処理が実行された場合に、その実行回数を自動的に回数情報記憶エリア１２に加算する処理が行われる。
この制御プログラムには、暗号鍵情報データベース８ａに登録されている暗号鍵の使用を禁止させる使用禁止手段９と、他の暗号鍵に切り替える処理を行う切替手段１０とを有している。
また、図２（ａ）に示す暗号鍵情報データベース８ａにおいて、暗号鍵Ａと暗号鍵Ｂとは異なる用途に使用する暗号鍵であり、暗号鍵Ａから暗号鍵Ｂに切り替えて使用されることはないが、登録された暗号鍵ＡのＶｅｒｓｉｏｎ１〜３の３種類については、上方から下方に対して順番に切り替えられ、また登録された暗号鍵ＢのＶｅｒｓｉｏｎ１〜３の３種類については、上方から下方に対して順番に切り替えられて使用される。
暗号鍵情報データベース８ａに予め登録する暗号鍵は、暗号鍵Ａ，Ｂに限定されるものではなく、必要に応じて何種でも登録すればよい。

また、使用状態識別情報記憶エリア１４には、各々の暗号鍵の使用状況の変化に応じて、その暗号鍵ついて現時点で「使用可能」であるのか、または「使用禁止」となっているのか、まだ１回も使用されていない「未使用」状態であるのか、について識別ができるように、予め定められた使用状態識別情報が書き変えられて記憶される。
図２（ａ）に示す暗号鍵情報データベース８ａでは、これらの情報として、「使用可能」、「使用禁止」、「未使用」の３種類の使用状態識別情報として示されているが、識別可能であればどのような形式の情報を用いてもよい。

次に、図２（ｂ）に示す暗号鍵情報データベース８ｂについて説明する。
暗号鍵情報データベース８ｂには、予め複数種類の暗号鍵を登録させておく暗号鍵記憶エリア１１と、各々の暗号鍵１１について使用が可能な残存回数情報を記憶する残存回数情報記憶エリア１５と、その暗号鍵が「使用可能」な状態であるか、または「使用禁止」状態であるのか、まだ「未使用」な状態であるのか、のいずれかの状態を識別するための使用状態識別情報とを記憶する使用状態識別情報記憶エリア１４とが設けられている。

次に、本発明の実施形態の携帯記憶媒体であるＩＣカードの処理手順を、図３に基づいて説明する。
図３には、ＩＣカード１の不揮発性メモリ６に暗号鍵情報データベース８ａが設けられている場合におけるＩＣカードの処理手順が示されている。
最初に、不揮発性メモリ６に暗号鍵情報データベース８ａが設けられている場合の処理手順を以下に説明する。

まず、リーダライタ７からＩＣカード１に、使用可能鍵情報取得コマンドが送信されて、ＩＣカード１でこの使用可能鍵情報取得コマンドが受信される。（ステップＳ１）
次に、ＩＣカード１からリーダライタ７に対して、使用可能な暗号鍵の情報が出力される。（ステップＳ２）
上記の処理は、暗号処理を含むコマンドの前に鍵の情報が必要な場合にのみ実行される。

そして、リーダライタ７からＩＣカード１に暗号処理を含むコマンドが送信され、ＩＣカード１がその暗号処理を含むコマンドを受信する。（ステップＳ３）
ＩＣカード１内で、受信したコマンドに基づいて、暗号鍵情報データベース８ａの登録情報から、使用する暗号鍵の識別が行われる。（ステップＳ４）
次に、暗号鍵情報データベース８ａの登録情報に基づいて、今回使用する暗号鍵の回数情報記憶エリア１２に記憶されている暗号鍵の暗号処理の実行回数と、使用限度情報記憶エリア１３に登録されている使用限度回数とが比較されて、その暗号鍵が現在のところ使用限度回数となっているか否かについて比較判定される。（ステップＳ５）

そして、この比較判定で、まだ使用限度回数になっていないと判定された場合には、その暗号鍵を使用した暗号処理が実行される。（ステップＳ６）
次に、暗号鍵情報データベース８ａの暗号鍵記憶エリア１１に記憶されている暗号鍵の使用回数に、今回使用したことで「１」を加算して更新し記憶させる。（ステップＳ７）
そして、ＩＣカード１からリーダライタ７に対して、使用した暗号鍵の情報と暗号結果を含む正常レスポンスを送信する。（ステップＳ８）

また、前記ステップＳ３の比較判定の結果、今回使用する暗号鍵の回数情報記憶エリア１２に記憶されている暗号鍵の暗号処理の実行回数が、使用限度情報記憶エリア１３に登録されている使用限度回数となっている場合には、その暗号鍵の使用を禁止する処理が行われる。（ステップＳ９）
そして、ＩＣカード１からリーダライタ７に対して、暗号処理ができないことを伝える異常レスポンスを送信する。（ステップＳ１０）
また、リーダライタ７は、異常レスポンスを受信した場合に、その後、暗号鍵情報データベース８ａの暗号鍵記憶エリア１１に記憶されている他の暗号鍵に切り替えて使用するための切り替え指示コマンドを送信し、ＩＣカード１は、この切り替え指示コマンドを受信することで、他の暗号鍵に基づく、ステップＳ２からの手順の処理を再度行うことになる。

この場合、例えば、暗号鍵情報データベース８ａに登録された暗号鍵Ａでは、Ｖｅｒｓｉｏｎ１〜３の３種類の暗号鍵が登録されているので、Ｖｅｒｓｉｏｎ１の暗号鍵Ａが使用限度を超えてもＶｅｒｓｉｏｎ２の暗号鍵Ａを使用できるが、Ｖｅｒｓｉｏｎ３の暗号鍵Ａが使用限度を超えた場合には、暗号鍵Ａの使用ができないことになる。
また、ＩＣカード１側で暗号処理を行った場合に、使用した鍵が、どのＶｅｒｓｉｏｎを使用したのかについては、通常、結果を受信するリーダライタ７やパソコン側でも必要になるために、同期していることが求められる。
ＩＣカード１が１つのＶｅｒｓｉｏｎの鍵しか使用指定しないのであれば、リーダライタ７やパソコン側は、暗黙的に使用する鍵がわかるが、複数のＶｅｒｓｉｏｎがある場合には、上記のステップＳ１、Ｓ２やステップＳ８による処理を行うようにして、使用した鍵の情報をリーダライタ７やパソコン側に送信する。

次に、ＩＣカード１の不揮発性メモリ６に暗号鍵情報データベース８ｂが設けられている場合におけるＩＣカードの処理手順が示されている。
まず、リーダライタ７からＩＣカード１に暗号処理を含むコマンドが送信され、ＩＣカード１がその暗号処理を含むコマンドを受信する。
ＩＣカード１内で、受信したコマンドに基づいて、暗号鍵情報データベース８ｂの登録情報から、使用する暗号鍵の識別が行われる。
次に、暗号鍵情報データベース８ｂの登録情報に基づいて、その暗号鍵について残存回数情報記憶エリア１５に記憶されている暗号鍵に使用が可能な残存回数情報が「０」となっているか否かの判定が行われる。

そして、この判定で、まだ残存回数情報が「０」になっていないと判定された場合には、その暗号鍵を使用した暗号処理が実行される。
そして、ＩＣカード１からリーダライタ７に対して、暗号処理が正常に実行されたことを伝えるレスポンスを送信する。

また、前記比較判定の結果、残存回数情報が「０」になっていると判定された場合には、その暗号鍵の使用を禁止する処理が行われる。
そして、ＩＣカード１からリーダライタ７に対して、暗号処理ができないことを伝える異常レスポンスを送信する。
また、リーダライタ７は、異常レスポンスを受信した場合に、その後、暗号鍵情報データベース８ｂの暗号鍵記憶エリア１１に記憶されている他の暗号鍵に切り替えて使用するための切り替え指示コマンドを送信し、ＩＣカード１は、この切り替え指示コマンドを受信することで、他の暗号鍵に基づく処理を再度行うことになる。

また、暗号鍵情報データベース８ａ，８ｂのいずれのデータベースを使用した場合でも、今回の暗号鍵の実行により、その暗号鍵の使用限度情報記憶エリア１３に登録されている使用限度回数を満たしたこととなった際、又は、残存回数情報記憶エリア１５に記憶されている暗号鍵に使用が可能な残存回数情報が「０」となった際に、使用状態識別情報記憶エリア１４に「使用禁止」の使用状態識別情報を書き込む。
そして、この使用状態識別情報は、リーダライタ７により読み取り、ディスプレイに表示させて、確認を行うことができる。

本発明の実施形態に係る携帯記憶媒体であるＩＣカードの概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る携帯記憶媒体であるＩＣカードに備えられている暗号鍵情報データベースの登録情報を説明する図である。 本発明の実施形態に係る携帯記憶媒体であるＩＣカードの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＩＣカード
２ 通信部
３ ＣＰＵ
４ ＲＡＭ
５ ＲＯＭ
６ 不揮発性メモリ
７ リーダライタ
８ａ，８ｂ 暗号鍵情報データベース
９ 使用禁止手段
１０ 切替手段
１１ 暗号鍵記憶エリア
１２ 回数情報記憶エリア
１３ 使用限度情報記憶エリア
１４ 使用状態識別情報記憶エリア
１５ 残存回数情報記憶エリア

Claims (6)

1. 暗号鍵を記憶可能で、その暗号鍵を使用した暗号処理を実行可能な携帯記憶媒体において、
   前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を記録する記憶手段と、前記実行回数に応じて当該暗号鍵の使用を禁止する使用禁止手段とを有することを特徴とする携帯記憶媒体。
2. 前記記憶手段には、予め複数種類の暗号鍵について、それぞれ使用回数限度数が記憶され、
   前記使用禁止手段は、前記記憶手段に記憶された暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数と、当該暗号鍵の使用回数限度と比較して、前記実行回数が前記使用回数限度を超えた場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有することを特徴とする請求項１記載の携帯記憶媒体。
3. 前記記憶手段には、予め複数種類の暗号鍵について、それぞれ使用回数限度数が記憶され、
   前記使用禁止手段は、前記記憶手段に記憶された使用回数限度数から、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数を減算処理し、使用回数限度数がなくなった場合に、前記暗号鍵の使用を禁止させる機能を有することを特徴とする請求項１記載の携帯記憶媒体。
4. 前記使用禁止手段で暗号鍵の使用が禁止された場合に、当該暗号鍵に代わって、前記記憶手段に記憶されている他の暗号鍵の使用に切り替える処理を行う切替手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯記憶媒体。
5. 前記切替手段による暗号鍵の使用替が必要になった際に、切替が必要となったことを表示する表示手段と、切替の指示情報を入力する手段とを有することを特徴とする請求項４記載の携帯記憶媒体。
6. 前記記憶手段に記憶された使用回数限度数と、前記暗号鍵を使用した暗号処理の実行回数とから、該暗号鍵をその後に使用可能な使用回数を確認することが可能な手段を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の携帯記憶媒体。
   

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