JP2010517398A - ポータブル認証デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、ユーザを認証するためのポータブルデバイス（１０）であって、単一のハウジング（１０_１）を備え、ハウジング（１０_１）内に、ユーザが押さなければならないキーなど、デバイスを作動させるための手段（１６）と、デバイス（１０）が作動されるときに計算を実施するマイクロプロセッサ（３２）とが収容され、計算が、メモリ（３７）に格納されている秘密鍵に基づくアルゴリズムを使用して、動的パスワードを生成し、秘密鍵が格納されているメモリ（３７）が、ハウジング（１０_１）内部に配置され、デバイスに取外し可能に接続されるようなものであるポータブルデバイス（１０）に関する。

【選択図】図３

Description

本発明は、全ての種類の機密機械および／またはサービスにアクセスするために、全ての既存の通信チャネル（電話、インターネットなど）を介して、またはデバイス（機械、ラップトップコンピュータなど）によって直接、確実かつ迅速にユーザを認証するためのポータブルかつ汎用の認証デバイスに関する。

パーソナルコンピュータなどのサービスまたは機械のユーザを認証するために、各計算ごとに異なるパスワードとなる動的パスワード、または「ワンタイムパスワード」（ＯＴＰ）を提供するポータブルデバイスが使用されることが知られている。このパスワードは、アルゴリズムを使用してプロセッサによって生成され、アルゴリズムは、デバイスに一意の秘密鍵に基づく。そのようなデバイスでは、秘密鍵が、計算アルゴリズムによって製造プロセス中にメモリに加えられ、クレジットカードと同様に、機能可能な状態にするためにデバイスを製造時からカスタマイズする必要がある。そのような制約は、（特に、アクティブデバイスを製造場所から輸送する際に）セキュリティの問題をもたらし、また、デバイスに含まれる情報が工場で設定されるので、デバイスをさらに改良および／またはカスタマイズするために更新が行えなくなる。

本発明は、できるだけ後で、諸般の事情を考慮すると製造後に（例えば販売の時点で）、秘密鍵ならびに他の情報を簡単かつ可逆的に加えることができると有利であるという知見から始まる。

したがって、本発明は、ユーザを認証するためのポータブルデバイスであって、単一のハウジングを備え、ハウジング内に、
ユーザが押されなければならないキーなど、デバイスを作動させるための手段と、
デバイスが作動されるときに計算を実施するマイクロプロセッサとが収容され、計算が、メモリに格納されている秘密鍵に基づくアルゴリズムを使用し、動的パスワードを生成し、
秘密鍵が格納されているメモリが、ハウジング内部に配置され、デバイスに取外し可能に接続されるようなものである
ポータブルデバイスに関する。

したがって、本発明によるデバイスを用いて、動的パスワード、すなわち新規認証のたびに異なるパスワードをサービスプロバイダおよび／またはデバイスに供給することによって、確実かつ迅速にユーザを認証することができる。取外し可能な電子回路によって含まれるメモリに、動的パスワードを計算するために使用される秘密鍵を格納することにより、デバイスは、このメモリがデバイスに正常に接続された場合にのみ作動する。取外し可能なメモリの使用は、多くの利点を有する。デバイスが大量生産され、その後、販売の時点など、後の時点で秘密鍵をメモリに加えることによってカスタマイズされるので、デバイスのカスタマイズが単純化される。さらに、そのようなデバイスは、特に、特定の機能をアクティブにするかどうかを選択する際に、非常に大きなカスタマイズ性を提供する。また、メモリに追加の情報を加えること、およびその情報を更新することも可能である。したがって、デバイスを交換する必要なくデバイスの能力および機能を変えることができる。

また、２つの個別チャネルによってユーザに２つの要素を提供することができるので、セキュリティがより強くなり、個別チャネルの一方は、秘密鍵を含むメモリの挿入自体である。

一実装形態では、メモリが、ＳＩＭカードまたはＵＩＣＣ電子回路によって含まれ、デバイスが、電子回路を受け取るためにコネクタを備える。

一実装形態では、マイクロプロセッサが、秘密鍵が格納されているメモリと同じ電子回路によって含まれる。

一実装形態では、デバイスが、音響信号の形態で動的パスワードを供給するための音響伝送モジュールを備える。

一実装形態では、デバイスが、動的パスワードを表示するためのディスプレイを備える。

一実装形態では、デバイスが、動的パスワードを表す無線周波数信号を伝送するために無線周波数伝送モデルを備える。

一実装形態では、デバイスが、ＵＳＢコネクタを備え、ＵＳＢポートを装備されたデバイスに接続することができる。

一実装形態では、デバイスが、充電池を備え、電池が、ＵＳＢポートを介してデバイスが接続されたときに充電される。

一実装形態では、秘密鍵が格納されているメモリが、追加情報を格納できるようにする。

一実装形態では、動的パスワードの計算が、新規計算のたびに増分されるカウンタおよび／または時間に依存するカウンタの値を引数として取る。

一実施形態では、動的パスワードが、少なくとも２つの利用可能な通信手段を介して同時にデバイスによって供給される。

本発明の１つの例示実施形態を、図に関連して、限定はせずに説明する。

図１は、本発明によるデバイスの３次元図である。 異なる角度から見た、図１からのデバイスを示す図である。 本発明によるデバイスの構成要素を示す図である。 図３からのデバイスの変形形態の構成要素を示す図である。

図１は、本発明によるデバイス１０を示す。そのようなデバイス１０は、例えば顕著には平行平面形状での単一のコンパクトなハウジング１０_１によって形成された小型のポータブル物体である。ハウジング１０_１の一面１２、すなわち前面に、文字または数字の列、例えば６〜８文字を含む列を表示するためのディスプレイ１４が存在する。また、ポータブルデバイス１０の前面１２には、ポータブルデバイス１０を作動させるための手段を形成するキー１６も存在する。変形形態として、キー１６は、作動のための手段となり得るバイオメトリックセンサまたは任意の他のセンサによって置き換えられる。ポータブルデバイスの前面１２の外形は実質的に長方形であり、したがってデバイス１０は４つの側面を有し、２つの反対の側面、すなわち２つの小さな横側面１８_１と１８_２とが互いに対峙し、２つの大きな横側面２０_１と２０_２とが互いに対峙する。デバイスの小さな横側面の一方１８_１にある突起要素２２が、例えばキーホルダーにデバイス１０を取り付けることができるようにする穴２４を有する。

図２は、別の角度から見たデバイス１０を示す。要素２１を備える小さな横側面１８_１とは反対の小さな横側面１８_２に、電気回路、またはチップ、例えばＳＩＭカードをデバイス１０内に挿入できるようにする開口またはスロット２６が存在する。

図３は、ポータブルデバイス１０内部の構成要素を示す。ポータブルデバイス１０は、様々な構成要素に電力供給するために電池３０を含む。音響伝送モジュール３４、または「ブザー」が、ポータブルデバイス内に組み込まれる。これは、圧電スピーカである。マイクロプロセッサ３２が、動的パスワードまたはＯＴＰの計算を含めた様々な操作を実施できるようにする。マイクロプロセッサ３２は、一意の秘密鍵に基づくアルゴリズムを使用してＯＴＰ計算を実施する。この秘密鍵は、コネクタ３８によってデバイス１０に取外し可能に接続されたメモリ３７に格納されている。この例では、メモリ３７は、ＳＩＭカードやＵＩＣＣ（「汎用ＩＣカード」）など、マイクロコントローラと格納用のメモリとを含むスマートカード電子回路３６によって所定位置に保持される。本発明によれば、スマートカード電子回路３６は、スロット２６に挿入されて、コネクタ３８に接続される。

格納用のメモリに加えて、カードが計算のために提供する能力は、動的パスワード計算アルゴリズムの全てまたは一部、ならびに追加の機能を実装できるようにするので、そのようなカードを使用することは有利である。１つの変形形態では、マイクロプロセッサ３２がこのカード内に集積され、デバイス１０によって行われる計算操作が全てカード３６によって実施される。この場合、デバイスは、ディスプレイや音響伝送モジュールなどの要素の管理に専用のマイクロプロセッサ（図示せず）を含むことがある。

しかし、ＳＩＭカードまたはＵＩＣＣの使用は、非常にコンパクトなデバイスを可能にする。実際、そのようなカードの寸法は、クレジットカードなど従来のスマートカードに比べて非常に小さい。したがって、この非常に小さなサイズにより、カードを（取外し可能のままにしながら）ハウジング１０_１内に完全に挿入して収めることができる。その結果、ＵＢＳ格納デバイス（現在は「ＵＳＢキー」と呼ばれる）と同等の「ポケット」形式で、動作に必要な要素を全て含む自律デバイスが得られる。

ＳＩＭカード３６は、製造プロセス中に、またはその後の任意の時間に、特にデバイスをそのユーザに譲渡するときに挿入することができる。デバイスは、カード３６がコネクタ３８を介してデバイスに接続される限りにおいてのみ動作状態になる。スロット２６は、ユーザがＳＩＭカード３６を自分で取り外すことができないようにすることが望まれる場合には、ＳＩＭカード３６が挿入された後に封止されることがある。この場合、変形形態は、デバイスのハウジング１０_１にスロットまたは開口を含まないことがある。したがって、カード３６の抜出しは、（カードにアクセスするためにデバイスの分解を必要とすることによって）より難しくなることがあり、あるいは不可能になることさえある（カードが製造中にインストールされ、デバイスを分解することができない）。

各計算された動的パスワードは、英数字の列の形態でディスプレイ１４によって表示されるように、かつ／または動的パスワードを表す音声信号の形態でブザー３４によって発せられるように意図される。ディスプレイ１４とブザー３４とは、ポータブルデバイス１０で可能なＯＴＰの通信手段のうちの２つである。好ましくは、伝送および表示される信号は、ＯＴＰと共に、デバイス１０またはカード３６に固有の識別子を含む。

次に、ＯＴＰを計算および照合するための様々な変形形態を説明する。全ての変形形態において、パスワードは、アルゴリズムによって、かつ独自の一意の秘密鍵に基づいて、マイクロプロセッサ３２によって生成される。この同じ鍵が、認証サーバ（図示せず）上のデータベースにも格納され、認証されることを望むユーザがＯＴＰを照合できるようにする。

第１の変形形態では、ＯＴＰは、メモリに格納された秘密鍵を引数として取るアルゴリズムと、新規計算のたびに、したがってキー１６を押すたびに１単位だけ増分されるカウンタとを使用して計算される。したがって、カウンタの増分が可変値を供給し、この値は、アルゴリズムによって実施される計算の結果が計算のたびに異なるようにする。これが、動的パスワードを与える。

次いで、計算されたＯＴＰが認証機械／サーバに、例えばリモートサービスプロバイダに提供されるとき、デバイス１０に固有の（およびしたがってその所有者に固有の）識別子がＯＴＰに付随する。識別子を使用して、サーバは、内部データベースから、識別子に関連付けられる一意の鍵を抽出する。

サーバは、ＯＴＰ計算に関して使用された増分カウンタの値を知らず、したがって、カウンタに関する最新の既知の値を問い合わせ、この値が、最新の認証に使用されて、サーバに格納される。当然、最新の有効な認証の後に、計算されたＯＴＰを使用せずにユーザがデバイスに複数回要求していることもある。この生じ得る相違に対処するために、サーバは、１単位ずつ増分される増分カウンタに関する最新の既知の値を使用して、デバイス上で実行されたのと同じ計算を連続的に再生し、ユーザによって供給されたＯＴＰに合致する結果を計算が与えるまで、新規計算のたびに値を増分する。

セキュリティ措置として、サーバによって行われる反復の数が制限され、供給されたＯＴＰに合致する結果を得ることなくサーバが最大反復数に達した場合、認証が拒否される。ＯＴＰが照合されて受け入れられると、ここで、増分カウンタの新たな正確な値がサーバに格納され、したがって、その値を次の認証試行時に使用することができる。

第２の変形形態では、計算アルゴリズムは、上述した増分カウンタと、時間によって変わる動的鍵とを引数として取る。この動的鍵は、秘密鍵と、時間に基づく値Ｔとを引数として取る第２のアルゴリズムを使用して得られる。時間に基づく値Ｔを単純に得るために、一例として以下の手順が使用されることがある。デバイスがカスタマイズされた時点（すなわち、カード３６の初期挿入）に対応する開始値Ｔｏから時間が測定され、デバイスは、この目的でクロックを含む。その後、値Ｔが、時間の単位で表されるＴｏからの経過時間を表す。使用される時間の単位は、様々なものであってよく、デバイスをカスタマイズするときに選択されることがある（例えば、１、２、５、または１０分）。受信者サーバまたは機械によってＯＴＰを照合することができるように、デバイスによって使用される参照時間は、受信者サーバ／機械と同じでなければならない。この目的で、デバイスをＯＴＰの受信者サーバ／機械での参照時間と同期できるようにするために、カスタマイズ時にメモリに入力される開始値Ｔｏは相対値である。

この第２の変形形態では、受信者サーバによるＯＴＰの照合は、上述したのと同じ原理に従い、動的鍵の計算を、秘密鍵と値Ｔとに基づかせ、サーバもこれを有する。

本発明によるデバイスは、その所有者を、全ての既存の通信チャネル（電話、インターネットなど）を介して、またはデバイス（機械、ラップトップコンピュータなど）によって直接、認証できるようにする。次に、ユーザがサービスプロバイダまたは機械に自分を識別させなければならないときに本発明によるデバイスを用いて行うことができる認証手順の様々な例を説明する。

電話網を介する認証：このシナリオでは、音声信号の形態でのＯＴＰが使用される。ユーザが電話のマイクロフォンの近くにデバイス１０を事前に配置した状態で、ユーザがキー１６を押し、ポータブルデバイス１０が、音響信号の形態でＯＴＰを送達する。音響信号は、電話網を介して当該のプロバイダのサーバに伝送される。次いで、これらの信号が復号され、識別子が認識され、ＯＴＰが照合される。次いで、トランザクションが受け入れられる、または拒否される。

インターネットを介する認証：ここでは、ユーザは、自分の識別子およびＯＴＰを入力するように要求される。したがって、ユーザは、ディスプレイ１４に表示されたＯＴＰを再複写する。ユーザの識別子およびＯＴＰが、プロバイダのウェブサイトに接続されたコンピュータキーボードで入力される。次いで、ＯＴＰが、プロバイダのサーバによって照合される。

デバイスでの認証：ラップトップコンピュータなどのデバイスで、ユーザは、ネットワークを介する認証の場合と同様に、識別子およびＯＴＰの入力を要求される。

全ての場合に、認証のセキュリティを強化するために、サービスプロバイダは、４桁ＰＩＮコードなどの秘密コードをデバイスに関連付けることがあり、ユーザは、ＯＴＰおよび自分の識別子に加えてそのＰＩＮも提供しなければならない。

図示されない変形形態では、ポータブルデバイスは、ＵＳＢポート（「ユニバーサルシリアルバス」）を介してコンピュータに、またはそのようなポートを装備された任意の他のデバイスに接続することができる。この目的で、デバイスは、ＵＳＢポートの形態でのソケット４０（図４）を備える。したがって、デバイスは、計算されたＯＴＰをＵＳＢポートを介して直接供給することができる。

ここで２つのシナリオが存在する。すなわち、キー１６が押されたときにデバイスの作動時に動的パスワードが供給される、または、ホスト機械からの問合せに応答して、例えば認証を要求するアプリケーションの入力要求時に動的パスワードが供給される。後者の場合には、アプリケーションのセキュリティを高めるために、一定の間隔で問合せを行うことができる。別法として、デバイスは、ホスト機械によって問い合わされたときに、ＯＴＰに加えて、またはＯＴＰの代わりに、電子認証証明書（そのような証明書を供給することができる権威によって事前に供給された）を供給することもできる。この変形形態では、証明書がメモリ３７に保存され、修正および消去することができない。

デバイスがＵＳＢポートを介して接続される場合、デバイス１０で使用される電池３０は充電式であってよく、このときＵＳＢポートを介して充電される。

図示されない別の変形形態では、デバイス１０はまた、図４に示される無線周波数通信モジュール４２を含み、例えばＲＦＩＤまたはＮＦＣ規格に従って、計算されたＯＴＰを無接触で伝送できるようにする。

有利には、デバイス１０は、上述した様々な変形形態を実施するのに必要な構成要素を全て備え、しかしこれらの機能は、デバイスをカスタマイズするときにアクティブにされることも、アクティブにされないこともある。したがって、そのようなデバイスを顧客／ユーザに供給するサービスプロバイダは、独自のアプリケーションに関して、どの機能を実装するか（例えば、ＯＴＰ計算において時間を考慮に入れるかどうか、無線周波数を使用するかどうか、ブザーを使用するかどうかなど）を選択する。

Claims (11)

1. ユーザを認証するためのポータブルデバイス（１０）であって、単一のハウジング（１０_１）を備え、前記ハウジング（１０_１）内に、
   ユーザが押さなければならないキーなど、デバイスを作動させるための手段（１６）と、
   前記デバイス（１０）が作動されるときに計算を実施するマイクロプロセッサ（３２）とが収容され、前記計算が、メモリ（３７）に格納されている秘密鍵に基づくアルゴリズムを使用して、動的パスワードを生成し、
   前記秘密鍵が格納されている前記メモリ（３７）が、前記ハウジング（１０_１）内部に配置され、前記デバイスに取外し可能に接続されるようなものである
   ポータブルデバイス（１０）。
2. 前記メモリ（３７）が、ＳＩＭカードまたはＵＩＣＣ電子回路（３６）によって含まれ、前記デバイスが、電子回路（３６）を受け取るためにコネクタ（３８）を備える請求項１に記載のデバイス。
3. 前記マイクロプロセッサ（３２）が、前記秘密鍵が格納されている前記メモリ（３７）と同じ電子回路（３６）によって含まれる請求項１または２に記載のデバイス。
4. 音響信号の形態で前記動的パスワードを供給するための音響伝送モジュール（３４）を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記動的パスワードを表示するためのディスプレイ（１４）を備える請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 前記動的パスワードを表す無線周波数信号を伝送するために無線周波数伝送モジュール（４２）を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. ＵＳＢコネクタ（４０）を備え、ＵＳＢポートを装備されたデバイスに接続することができる請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 充電池（３０）を備え、前記電池が、ＵＳＢポートを介して前記デバイスが接続されたときに充電される請求項７に記載のデバイス。
9. 前記秘密鍵が格納されている前記メモリ（３７）が、追加情報を格納できるようにする請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. 動的パスワードの計算が、新規計算のたびに増分されるカウンタおよび／または時間に依存するカウンタの値を引数として取る前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
11. 前記動的パスワードが、少なくとも２つの利用可能な通信手段を介して同時に前記デバイス（１０）によって供給される前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。