JP2012169908A

JP2012169908A - 認証システム、認証方法およびプログラム

Info

Publication number: JP2012169908A
Application number: JP2011029767A
Authority: JP
Inventors: Shinsaku Kiyomoto; 晋作清本; Aritaka Nakano; 有登仲野; Masaru Miyake; 優三宅
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】ＲＦＩＤなどの小型デバイスに適用できる従来よりも効率的で安全性の高い認証方式を実現する。
【解決手段】小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、小型デバイスがＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´と認証装置から受信した乱数とからなるベクトルの距離を複数求めて、複数のベクトルの距離から認証装置が小型デバイスの認証を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、小型デバイスにおいても効率的な認証を行うことができる認証システム、認証方法およびプログラムに関する。

近年、様々なサービスがインターネットを通して電子的に提供されるようになってきている。そのようなサービス提供を行う際には、利用者を認証することが不可欠となる。従来は、高度な暗号アルゴリズムをベースとした認証方式が用いられていたが、ＲＦＩＤなど超小型デバイスの普及により、従来の認証プロトコルが使用できない場面が出てきた。そこで、ＲＦＩＤのようなリソースが制限されたデバイス向けの認証方式が考案された（例えば、非特許文献１参照。）。

ｈ.Ｊ.Ｈｏｐｐｅｒ, ａｎｄＭ.Ｂｌｕｍ,"ＡＳｅｃｕｒｅＨｕｍａｎ―ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅ，"ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ，ＣＭＵ−ＣＳ−００−１３９、２０００．

しかしながら、非特許文献１に記載の技術では、中間者攻撃が可能といった脆弱性があった。つまり、ＩＤの特定方法がないために、ＩＤそのものをやりとりして認証を行うため、中間攻撃者にＩＤが露見してしまう危険性が高いという問題があった。また、ＩＤの探索に時間を要し、計算能力が低い、例えば、ＲＦＩＤ等の小型デバイスには適用することができなかったという問題点があった。さらに、小型デバイス向けに提案されたプロトコルも認証するタグのＩＤを効率的に求めることができないという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＲＦＩＤなどの小型デバイスに適用できる従来よりも効率的で安全性の高い認証方式を実現する認証システム、認証方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

（１）本発明は、小型デバイス（例えば、図１のＲＦＩＤ１００に相当）と該小型デバイスを認証する認証装置（例えば、図１の認証装置２００に相当）とからなる認証システムであって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記小型デバイスがＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´と前記認証装置から受信した乱数とからなるベクトルの距離を複数求めて、該複数のベクトルの距離から前記認証装置が前記小型デバイスの認証を行うことを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、小型デバイスがＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´と認証装置から受信した乱数とからなるベクトルの距離を複数求めて、複数のベクトルの距離から認証装置が小型デバイスの認証を行う。したがって、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

（２）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムであって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成する乱数生成手段（例えば、図３の乱数生成部２１０に相当）と、前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第１の送信手段（例えば、図３の第１の送信部２２０に相当）と、を備え、前記小型デバイスが、前記乱数を受信する受信手段（例えば、図２の第１の受信部１１０に相当）と、該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第１のＭＡＣ値演算手段（例えば、図２の第１のＭＡＣ値演算部１２０に相当）と、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成するＩＤ´生成手段（例えば、図２のＩＤ´生成部１３０に相当）と、該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する距離演算手段（例えば、図２の距離演算部１４０に相当）と、該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第２の送信手段（例えば、図２の第２の送信部１５０に相当）と、を備え、前記乱数生成手段、第１の送信手段、受信手段、ＭＡＣ値演算手段、ＩＤ´生成手段、距離演算手段、第２の送信手段の処理を繰り返し、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定するＩＤ特定手段（例えば、図３のＩＤ特定部２４０に相当）と、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第２のＭＡＣ値演算手段（例えば、図３の第２のＭＡＣ値演算部２５０に相当）と、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う認証手段（例えば、図３の認証部２６０に相当）と、を備えたことを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、認証装置の乱数生成手段が、チャレンジとしての乱数を生成し、第１の送信手段が、小型デバイスに対し、生成した乱数を送信する。小型デバイスの受信手段は、乱数を受信する。第１のＭＡＣ値演算手段は、受信した乱数のＭＡＣ値を演算する。ＩＤ´生成手段は、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する。距離演算手段は、生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する。第２の送信手段は、演算したＭＡＣ値と距離とを認証装置に送信する。そして、乱数生成手段、第１の送信手段、受信手段、ＭＡＣ値演算手段、ＩＤ´生成手段、距離演算手段、第２の送信手段の処理を繰り返し、認証装置のＩＤ特定手段は、ＩＤ情報を特定し、第２のＭＡＣ値演算手段が、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して、認証手段が受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う。したがって、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

（３）本発明は、（２）の認証システムについて、前記乱数生成手段が生成する乱数がランダムに選択されたｎ次元ベクトルであることを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、乱数生成手段が生成する乱数がランダムに選択されたｎ次元ベクトルである。したがって、匿名性を保ちつつ、ＩＤ情報を効率的に、検索することができる。

（４）本発明は、（２）の認証システムについて、前記乱数生成手段がｎ次元座標上で、前記マップ上のＩＤと一直線上に並ぶ乱数を生成することを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、乱数生成手段がｎ次元座標上で、マップ上のＩＤと一直線上に並ぶ乱数を生成する。したがって、認証装置が認証に有効な乱数を選択することにより、効率的に認証処理を行うことができる。

（５）本発明は、（２）の認証システムについて、前記ＩＤ´生成手段は、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成することを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、ＩＤ´生成手段は、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成する。つまり、攻撃者が認証処理を妨害したり、誤った認証処理を誘発するために、同じ乱数を繰り返し送信したり、類似の乱数を繰り返し送信するなど意図的な乱数を送る場合に、ＩＤの特定ができないように、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成する。

（６）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムであって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成する乱数生成手段（例えば、図３の乱数生成部２１１に相当）と、前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第１の送信手段（例えば、図３の第１の送信部２２１に相当）と、を備え、前記小型デバイスが、前記複数の乱数を受信する受信手段（例えば、図２の第１の受信部１１１に相当）と、該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第１のＭＡＣ値演算手段（例えば、図２の第１のＭＡＣ値演算部１２１に相当）と、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成するＩＤ´生成手段（例えば、図２のＩＤ´生成部１３０に相当）と、該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離を演算する距離演算手段（例えば、図２の距離演算部１４１に相当）と、該演算したＭＡＣ値と複数の距離とを前記認証装置に送信する第２の送信手段（例えば、図２の第２の送信部１５１に相当）と、を備え、前記乱数生成手段、第１の送信手段、受信手段、ＭＡＣ値演算手段、ＩＤ´生成手段、距離演算手段、第２の送信手段の処理を繰り返し、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定するＩＤ特定手段（例えば、図３のＩＤ特定部２４０に相当）と、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第２のＭＡＣ値演算手段（例えば、図３の第２のＭＡＣ値演算部２５０に相当）と、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う認証手段（例えば、図３の認証部２６０に相当）と、を備えたことを特徴とする認証システムを提案している。

この発明によれば、小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、認証装置の乱数生成手段が、チャレンジとしての複数の乱数を生成し、第１の送信手段が、小型デバイスに対し、生成した複数の乱数を送信する。小型デバイスの受信手段は、複数の乱数を受信する。第１のＭＡＣ値演算手段は、受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する。ＩＤ´生成手段は、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する。距離演算手段は、生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する。第２の送信手段は、演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを認証装置に送信する。そして、認証装置のＩＤ特定手段が、ＩＤ情報を特定し、第２のＭＡＣ値演算手段が特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して、認証手段が、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う。したがって、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。特に、認証装置の乱数生成手段が、チャレンジとしての複数の乱数を生成し、第１の送信手段が、小型デバイスに対し、生成した複数の乱数を送信するとともに、小型デバイスの第１のＭＡＣ値演算手段が、受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算し、ＩＤ´生成手段が、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成して、距離演算手段が、生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算するとともに、第２の送信手段が、演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを認証装置に送信することから、これらの処理を一括して実行することができるため、さらに効率化を図ることができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

（７）本発明は、（６）の認証システムについて、前記乱数生成手段が生成する乱数がランダムに選択されたｎ次元ベクトルであることを特徴とする認証システムを提案している。

（８）本発明は、（６）の認証システムについて、前記乱数生成手段がｎ次元座標上で、前記マップ上のＩＤと一直線上に並ぶ乱数を生成することを特徴とする認証システムを提案している。

（９）本発明は、（６）の認証システムについて、前記ＩＤ´生成手段は、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成することを特徴とする認証システムを提案している。

（１０）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法であって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成する第１のステップ（例えば、図５のステップＳ１０１に相当）と、前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第２のステップ（例えば、図５のステップＳ１０２に相当）と、前記小型デバイスが、前記乱数を受信する第３のステップ（例えば、図５のステップＳ１０３に相当）と、前記小型デバイスが、該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップ（例えば、図５のステップＳ１０４に相当）と、前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップ（例えば、図５のステップＳ１０５に相当）と、前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する第６のステップ（例えば、図５のステップＳ１０６に相当）と、前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第７のステップ（例えば、図５のステップＳ１０７に相当）と、前記第１のステップから第７のステップの処理を繰り返す第８のステップ（例えば、図５のステップＳ１０８に相当）と、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第９のステップ（例えば、図５のステップＳ１０９に相当）と、前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第１０のステップ（例えば、図５のステップＳ１１０に相当）と、前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１１のステップ（例えば、図５のステップＳ１１１に相当）と、を備えたことを特徴とする認証方法を提案している。

この発明によれば、小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成し、小型デバイスに対し、生成した乱数を送信する。小型デバイスは、乱数を受信し、受信した乱数のＭＡＣ値を演算する。さらに、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成し、生成したＩＤ´と乱数との距離を演算して、演算したＭＡＣ値と距離とを認証装置に送信する。そして、第１のステップから第７のステップの処理を繰り返す。認証装置は、ＩＤ情報を特定し、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う。したがって、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

（１１）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法であって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成する第１のステップ（例えば、図８のステップＳ２０１に相当）と、前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第２のステップ（例えば、図８のステップＳ２０２に相当）と、前記小型デバイスが、前記複数の乱数を受信する第３のステップ（例えば、図８のステップＳ２０３に相当）と、前記小型デバイスが、該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップ（例えば、図８のステップＳ２０４に相当）と、前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップ（例えば、図８のステップＳ２０５に相当）と、前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する第６のステップ（例えば、図８のステップＳ２０６に相当）と、前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを前記認証装置に送信する第７のステップ（例えば、図８のステップＳ２０７に相当）と、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第８のステップ（例えば、図８のステップＳ２０８に相当）と、前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第９のステップ（例えば、図８のステップＳ２０９に相当）と、前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１０のステップ（例えば、図８のステップＳ２１０に相当）と、を備えたことを特徴とする認証方法を提案している。

この発明によれば、小型デバイスと認証装置とが、小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、認証装置が各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成し、小型デバイスに対し、生成した複数の乱数を送信する。小型デバイスは、複数の乱数を受信し、受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する。さらに、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成し、生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算して、演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを認証装置に送信する。そして、認証装置が、ＩＤ情報を特定し、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う。したがって、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。特に、第１のステップから第７のステップの処理を一括して実行することができるため、さらに効率化を図ることができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

（１２）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成する第１のステップ（例えば、図５のステップＳ１０１に相当）と、前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第２のステップ（例えば、図５のステップＳ１０２に相当）と、前記小型デバイスが、前記乱数を受信する第３のステップ（例えば、図５のステップＳ１０３に相当）と、前記小型デバイスが、該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップ（例えば、図５のステップＳ１０４に相当）と、前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップ（例えば、図５のステップＳ１０５に相当）と、前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する第６のステップ（例えば、図５のステップＳ１０６に相当）と、前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第７のステップ（例えば、図５のステップＳ１０７に相当）と、前記第１のステップから第７のステップの処理を繰り返す第８のステップ（例えば、図５のステップＳ１０８に相当）と、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第９のステップ（例えば、図５のステップＳ１０９に相当）と、前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第１０のステップ（例えば、図５のステップＳ１１０に相当）と、前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１１のステップ（例えば、図５のステップＳ１１１に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

（１３）本発明は、小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成する第１のステップ（例えば、図８のステップＳ２０１に相当）と、前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第２のステップ（例えば、図８のステップＳ２０２に相当）と、前記小型デバイスが、前記複数の乱数を受信する第３のステップ（例えば、図８のステップＳ２０３に相当）と、前記小型デバイスが、該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップ（例えば、図８のステップＳ２０４に相当）と、前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップ（例えば、図８のステップＳ２０５に相当）と、前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する第６のステップ（例えば、図８のステップＳ２０６に相当）と、前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを前記認証装置に送信する第７のステップ（例えば、図８のステップＳ２０７に相当）と、前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第８のステップ（例えば、図８のステップＳ２０８に相当）と、前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第９のステップ（例えば、図８のステップＳ２０９に相当）と、前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１０のステップ（例えば、図８のステップＳ２１０に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

本発明によれば、小型デバイスにも適用可能で、従来よりも効率的な認証処理を実現することができるという効果がある。特に、匿名性を保ちつつ、ＩＤ情報を効率的に探索する認証処理を実現することができるという効果がある。

本発明に係る認証システムの構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る小型デバイスの構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る認証装置の構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る認証装置が保有するＩＤの模式図である。本発明の第１の実施形態に係る認証システムの処理を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る小型デバイスの構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る認証装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る認証システムの処理を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜認証システムの構成＞
図１を用いて、本発明に係る認証システムの構成について説明する。本発明に係る認証システムは、図１に示すように、小型デバイスである例えば、ＲＦＩＤ１００と、認証装置２００とから構成されている。本発明に係る認証システムは、ＲＦＩＤ１００と認証装置２００とが、ＲＦＩＤ１００ごとに一意であるＩＤ情報を共有し、ＲＦＩＤ１００がＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´と認証装置から受信した乱数とからなるベクトルの距離を複数求めて、複数のベクトルの距離から認証装置が前記ＲＦＩＤ１００の認証を行うものである。以下、ＲＦＩＤ１００および認証装置２００の詳細な構成について説明する。

＜第１の実施形態＞
以下、図２から図５を用いて、本実施形態に係る認証システムについて説明する。

＜ＲＦＩＤの構成＞
本実施形態に係るＲＦＩＤは、図２に示すように、第１の受信部１１０と、第１のＭＡＣ値演算部１２０と、ＩＤ´生成部１３０と、距離演算部１４０と、第２の送信部１５０とから構成されている。

第１の受信部１１０は、乱数を受信する。なお、ＩＤは、ＲＦＩＤごとに一意であり、ｎ次元のベクトルとして定義される。第１のＭＡＣ値演算部１２０は、受信した乱数のＭＡＣ値を演算する。ＭＡＣ値の演算においては、秘密鍵を用いる。

ＩＤ´生成部１３０は、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する。なお、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成する。つまり、攻撃者が認証処理を妨害したり、誤った認証処理を誘発するために、同じ乱数を繰り返し送信したり、類似の乱数を繰り返し送信するなど意図的な乱数を送る場合に、ＩＤの特定ができないように、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成する。距離演算部１４０は、生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する。第２の送信部１５０は、演算したＭＡＣ値と距離とを認証装置２００に送信する。

＜認証装置の構成＞
本実施形態に係る認証装置は、例えば、ＲＦＩＤのリーダーであり、図３に示すように、乱数生成部２１０と、第１の送信部２２０と、第２の受信部２３０と、ＩＤ特定部２４０と、第２のＭＡＣ値演算部２５０と、認証部２６０とから構成されている。

乱数生成部２１０は、チャレンジとしての乱数を生成する。ここで、チャレンジとしての乱数は、ランダムに選択されたｎ次元ベクトルである。また、乱数生成部２１０は、ｎ次元座標上で、一直線上に並ぶ乱数を生成するようにしてもよい。第１の送信部２２０は、ＲＦＩＤ１００に対し、生成した乱数を送信する。

第２の受信部２３０は、演算したＭＡＣ値と距離とをＲＦＩＤ１００から受信する。ＩＤ特定部２４０は、乱数生成部２１０、第１の送信部２２０、ＲＦＩＤ１００の第１の受信部１１０、第１のＭＡＣ値演算部１２０、ＩＤ´生成部１３０、距離演算部１４０、第２の送信部１５０の処理を繰り返し、ＩＤ情報を特定する。なお、認証装置２００が保有するＩＤと乱数の関係は、図４のようになっている。この例では、乱数Ｒ１とその距離Ｌ１、乱数Ｒ２とその距離Ｌ２、乱数Ｒ３とその距離Ｌ３が得られれば、乱数Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を中心として、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を半径とする円を描き、これらの円が交わるエリアに存在するＩＤ（図４では、ＩＤ＿Ｄ）を検索することにより、ＩＤを特定することができる。なお、図４では、説明を簡略化するために２次元の例を示している。

第２のＭＡＣ値演算部２５０は、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する。認証部２６０は、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う。

＜認証システムの処理＞
図５を用いて、本実施形態に係る認証システムの処理について説明する。

まず、認証装置２００が、チャレンジとしての乱数を生成し（ステップＳ１０１）、ＲＦＩＤ１００に対し、生成した乱数を送信する（ステップＳ１０２）。

ＲＦＩＤ１００は、乱数を受信し（ステップＳ１０３）、受信した乱数のＭＡＣ値を演算する（ステップＳ１０４）。そして、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成し（ステップＳ１０５）、生成したＩＤ´と乱数との距離を演算して（ステップＳ１０６）、演算したＭＡＣ値と距離とを認証装置２００に送信する（ステップＳ１０７）。さらに、ステップＳ１０１からステップＳ１０７の処理を繰り返す（ステップＳ１０８）。

認証装置２００は、ＩＤ情報を特定し（ステップＳ１０９）、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して（ステップＳ１１０）、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う（ステップＳ１１１）。

以上、説明したように、本実施形態によれば、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

＜第２の実施形態＞
以下、図６から図８を用いて、本実施形態に係る認証システムについて説明する。

＜ＲＦＩＤの構成＞
本実施形態に係るＲＦＩＤは、図６に示すように、第１の受信部１１１と、第１のＭＡＣ値演算部１２１と、ＩＤ´生成部１３０と、距離演算部１４１と、第２の送信部１５１とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。

第１の受信部１１１は、複数の乱数を受信する。なお、ＩＤは、ＲＦＩＤごとに一意であり、ｎ次元のベクトルとして定義される。第１のＭＡＣ値演算部１２１は、受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する。ＭＡＣ値の演算においては、秘密鍵を用いる。

距離演算部１４１は、生成したＩＤ´と複数の乱数との距離を演算する。第２の送信部１５１は、演算したＭＡＣ値と複数の距離とを認証装置２００に送信する。

＜認証装置の構成＞
本実施形態に係る認証装置は、例えば、ＲＦＩＤのリーダーであり、図７に示すように、乱数生成部２１１と、第１の送信部２２１と、第２の受信部２３１と、ＩＤ特定部２４０と、第２のＭＡＣ値演算部２５０と、認証部２６０とから構成されている。

乱数生成部２１１は、チャレンジとしての複数の乱数を生成する。ここで、チャレンジとしての乱数は、ランダムに選択されたｎ次元ベクトルである。また、乱数生成部２１１は、ｎ次元座標上で、一直線上に並ぶ乱数を生成するようにしてもよい。第１の送信部２２１は、ＲＦＩＤ１００に対し、生成した複数の乱数を送信する。

第２の受信部２３１は、演算したＭＡＣ値と距離とをＲＦＩＤ１００から受信する。なお、認証装置２００が保有するＩＤと乱数の関係は、図４のようになっている。この例では、乱数Ｒ１とその距離Ｌ１、乱数Ｒ２とその距離Ｌ２、乱数Ｒ３とその距離Ｌ３が得られれば、乱数Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を中心として、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を半径とする円を描き、これらの円が交わるエリアに存在するＩＤ（図４では、ＩＤ＿Ｄ）を検索することにより、ＩＤを特定することができる。なお、図４では、説明を簡略化するために２次元の例を示している。

＜認証システムの処理＞
図８を用いて、本実施形態に係る認証システムの処理について説明する。

まず、認証装置２００が、チャレンジとしての複数の乱数を生成し（ステップＳ２０１）、ＲＦＩＤ１００に対し、生成した複数の乱数を送信する（ステップＳ２０２）。

ＲＦＩＤ１００は、複数の乱数を受信し（ステップＳ２０３）、受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する（ステップＳ２０４）。そして、ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成し（ステップＳ２０５）、生成したＩＤ´と複数の乱数との距離を演算して（ステップＳ２０６）、演算したＭＡＣ値と複数の距離とを認証装置２００に送信する（ステップＳ２０７）。

認証装置２００は、ＩＤ情報を特定し（ステップＳ２０８）、特定したＩＤのＭＡＣ値を演算して（ステップＳ２０９）、受信したＭＡＣ値と演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う（ステップＳ２１０）。

以上、説明したように、本実施形態によれば、演算負荷が小さいため、小型デバイスに適用でき、効率的に認証処理を行うことができる。特に、第１のステップから第７のステップの処理を一括して実行することができるため、さらに効率化を図ることができる。また、認証処理に直接ＩＤを用いないため、不正な第三者のＩＤの特定が困難になる。さらに、ＩＤ自体にもノイズを加えて処理しているため、秘匿性が高い。

なお、小型デバイスおよび認証装置の処理をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを小型デバイスおよび認証装置に読み込ませ、実行することによって本発明の認証システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１００；ＲＦＩＤ
１１０；第１の受信部
１１１；第１の受信部
１２０；第１のＭＡＣ値演算部
１２１；第１のＭＡＣ値演算部
１３０；ＩＤ´生成部
１４０；距離演算部
１４１；距離演算部
１５０；第２の送信部
１５１；第２の送信部
２００；認証装置
２１０；乱数生成部
２１１；乱数生成部
２２０；第１の送信部
２２１；第１の送信部
２３０；第２の受信部
２３１；第２の受信部
２４０；ＩＤ特定部
２５０；第２のＭＡＣ値演算部
２６０；認証部

Claims

小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムであって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、
前記小型デバイスがＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´と前記認証装置から受信した乱数とからなるベクトルの距離を複数求めて、該複数のベクトルの距離から前記認証装置が前記小型デバイスの認証を行うことを特徴とする認証システム。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムであって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、
前記認証装置が、
チャレンジとしての乱数を生成する乱数生成手段と、
前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第１の送信手段と、
を備え、
前記小型デバイスが、
前記乱数を受信する受信手段と、
該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第１のＭＡＣ値演算手段と、
前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成するＩＤ´生成手段と、
該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する距離演算手段と、
該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第２の送信手段と、
を備え、
前記乱数生成手段、第１の送信手段、受信手段、ＭＡＣ値演算手段、ＩＤ´生成手段、距離演算手段、第２の送信手段の処理を繰り返し、
前記認証装置が、
前記ＩＤ情報を特定するＩＤ特定手段と、
該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第２のＭＡＣ値演算手段と、
前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う認証手段と、
を備えたことを特徴とする認証システム。
前記乱数生成手段が生成する乱数がランダムに選択されたｎ次元ベクトルであることを特徴とする請求項２に記載の認証システム。
前記乱数生成手段がｎ次元座標上で、前記マップ上のＩＤと一直線上に並ぶ乱数を生成することを特徴とする請求項２に記載の認証システム。
前記ＩＤ´生成手段は、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成することを特徴とする請求項２に記載の認証システム。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムであって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、
前記認証装置が、
チャレンジとしての複数の乱数を生成する乱数生成手段と、
前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第１の送信手段と、
を備え、
前記小型デバイスが、
前記複数の乱数を受信する受信手段と、
該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第１のＭＡＣ値演算手段と、
前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成するＩＤ´生成手段と、
該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する距離演算手段と、
該演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを前記認証装置に送信する第２の送信手段と、
を備え、
前記認証装置が、
前記ＩＤ情報を特定するＩＤ特定手段と、
該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第２のＭＡＣ値演算手段と、
前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う認証手段と、
を備えたことを特徴とする認証システム。
前記乱数生成手段が生成する乱数がランダムに選択されたｎ次元ベクトルであることを特徴とする請求項６に記載の認証システム。
前記乱数生成手段がｎ次元座標上で、前記マップ上のＩＤと一直線上に並ぶ乱数を生成することを特徴とする請求項６に記載の認証システム。
前記ＩＤ´生成手段は、攻撃者が意図的な乱数を送る場合に、ノイズ量を大きくしてＩＤ´を生成することを特徴とする請求項６に記載の認証システム。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法であって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有し、
前記認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成する第１のステップと、
前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第２のステップと、
前記小型デバイスが、前記乱数を受信する第３のステップと、
前記小型デバイスが、該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップと、
前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップと、
前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する第６のステップと、
前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第７のステップと、
前記第１のステップから第７のステップの処理を繰り返す第８のステップと、
前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第９のステップと、
前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第１０のステップと、
前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１１のステップと、
を備えたことを特徴とする認証方法。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法であって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有し、
前記認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成する第１のステップと、
前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第２のステップと、
前記小型デバイスが、前記複数の乱数を受信する第３のステップと、
前記小型デバイスが、該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップと、
前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップと、
前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する第６のステップと、
前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを前記認証装置に送信する第７のステップと、
前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第８のステップと、
前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第９のステップと、
前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１０のステップと、
を備えたことを特徴とする認証方法。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、
前記認証装置が、チャレンジとしての乱数を生成する第１のステップと、
前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した乱数を送信する第２のステップと、
前記小型デバイスが、前記乱数を受信する第３のステップと、
前記小型デバイスが、該受信した乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップと、
前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップと、
前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と乱数との距離を演算する第６のステップと、
前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と距離とを前記認証装置に送信する第７のステップと、
前記第１のステップから第７のステップの処理を繰り返す第８のステップと、
前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第９のステップと、
前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第１０のステップと、
前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１１のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
小型デバイスと該小型デバイスを認証する認証装置とからなる認証システムにおける認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記小型デバイスと認証装置とが、前記小型デバイスごとに一意であるＩＤ情報を共有するとともに、前記認証装置が前記各小型デバイスのＩＤを配置したマップを有し、
前記認証装置が、チャレンジとしての複数の乱数を生成する第１のステップと、
前記認証装置が、前記小型デバイスに対し、該生成した複数の乱数を送信する第２のステップと、
前記小型デバイスが、前記複数の乱数を受信する第３のステップと、
前記小型デバイスが、該受信した複数の乱数のＭＡＣ値を演算する第４のステップと、
前記小型デバイスが、前記ＩＤ情報にノイズを加えたＩＤ´を生成する第５のステップと、
前記小型デバイスが、該生成したＩＤ´と複数の乱数との距離をそれぞれ演算する第６のステップと、
前記小型デバイスが、該演算したＭＡＣ値と複数の距離情報とを前記認証装置に送信する第７のステップと、
前記認証装置が、前記ＩＤ情報を特定する第８のステップと、
前記認証装置が、該特定したＩＤのＭＡＣ値を演算する第９のステップと、
前記認証装置が、前記受信したＭＡＣ値と該演算したＭＡＣ値のすべてが一致したときに、認証を行う第１０のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。