JP2012186604A

JP2012186604A - Ｐｉｎを暗号化する暗号化機能が携帯端末に実装されていることを確認できる携帯端末検証システム

Info

Publication number: JP2012186604A
Application number: JP2011047527A
Authority: JP
Inventors: Masanari Yamada; 真生山田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-27

Abstract

【課題】ＰＩＮを暗号化する暗号化機能が携帯端末に実装されていることを確認できる端末装置検証システムを提供する。
【解決手段】携帯端末は、公開鍵暗号方式の端末秘密鍵及び端末公開鍵を記憶し、入力手段１２を利用して入力されたＰＩＮを所定の暗号鍵により暗号化する暗号演算手段１０と、暗号演算手段１０を携帯端末が有することを検証する操作がなされると、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信をＩＣカード２に要求し、ＩＣカード２から得られたパスフレーズの暗号文を暗号演算手段１０に端末秘密鍵により復号させた後、復号したパスフレーズを表示させる主制御手段１１を備え、ＩＣカード２は、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を携帯端末から受けると、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズを携帯端末へ送信する手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末に備えられ、入力されたＰＩＮ(Personal Identification Number)を暗号化する暗号化機能が携帯端末に実装されていることを確認するための技術に関する。

店舗におけるクレジットカード決済には、専用の端末装置が用いられてきた。端末装置とオンライン接続されたホストコンピュータとが相互に情報を交換し、ホストコンピュータ側で承認された取引が現金を使用せずとも決済される。

店舗でのクレジット決済における重要な処理の1つに本人認証がある。本人認証とは、カードを盗難又は拾得した人物による「なりすまし」を防止するために、カードを所持している人物が本当の所有者であることを確認する処理であり、磁気カード型のクレジットカードならば、クレジットカードの裏面に書き込まれた署名を確認することで本人認証がなされるが、ＩＣカード型のクレジットカードならば、ＰＩＮ (Personal Identification Number)と呼ばれる数桁のＰＩＮを照合するＰＩＮ照合により本人認証がなされる。

本人認証としてＰＩＮ照合を行う際、端末装置に入力されたＰＩＮとホストコンピュータに記録されているＰＩＮ、又は、端末装置に入力されたＰＩＮとクレジットカードのマイクロプロセッサに記録されているＰＩＮを照合するが、本人認証としてＰＩＮ照合を行う際、端末装置に入力されたＰＩＮの漏洩防止策が必要になる。

端末装置に入力されたＰＩＮを第三者が不正に取得する手法として、ＰＩＮの入力に利用されるデバイスから端末装置までの信号線上にシリアルモニタやロジックアナライザなどの装置を設置し、信号線を流れる情報を抽出する手法、スパイウェアと呼ばれ、端末装置の記憶領域(ＲＡＭ)の状態を監視するアプリケーションソフトウェアをインストールして、記憶領域の所定のアドレスに設定されている値を記録する手法などがあげられる。

しかし、クレジットカード決済用として開発された端末装置は、セキュリティ的に十分な配慮がなされて開発されており、例えば、アプリケーションソフトウェアのインストールに権限を持たせる機能、端末装置の外装が開けられるとメモリの内容を消去する機能、ＰＩＮの入力に利用されるデバイスと端末装置間の通信を暗号化する機能を有しているが、このような機能を有する端末装置は高額であり(1台あたり7万円〜)、店舗への導入を妨げる要因となっているため、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末をクレジット決済用の端末装置として利用することが検討されている。

しかし、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末には、クレジット決済専用に開発された端末装置とは異なり汎用性のあるオペレーティングシステムが実装されるため、スパイウェアと称されるアプリケーションソフトウェアのインストールは容易であり、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末をクレジット決済用の端末装置として利用する際は、スパイウェアを利用したＰＩＮの不正取得に対する防止策が必要になる。

スパイウェアを利用したＰＩＮの不正取得に対する防止策に係る発明も既に開示されており、例えば、特許文献１及び特許文献２において、タッチパッドなどを用いて入力されたＰＩＮを暗号化する発明が開示されている。

第４１０４６２５号公報特表２００４―５１１９２６号公報

カードを盗難又は拾得した人物による「なりすまし」の防止として、ＰＩＮ(Personal Identification Number)を暗号化することは有用な手段であるが、携帯端末の外観からは、ユーザがＰＩＮを入力する携帯端末がＰＩＮを暗号化するＰＩＮ暗号化機能を有していることを、ユーザが確認できないため、ユーザがＰＩＮを入力する携帯端末がＰＩＮを暗号化するＰＩＮ暗号化機能を有していることを、ユーザが検証できる仕組みが必要とされていた。

そこで、本発明は、スパイウェアを利用したＰＩＮの不正取得を防止するために、ＰＩＮの入力に利用する携帯端末がＰＩＮを暗号化する際、ＰＩＮを入力する携帯端末がＰＩＮを暗号化する機能を有していることをユーザが検証できるシステムを提供する。

上述した課題を解決する第１の発明は、トークンを利用し、ＰＩＮ(Personal Identification Number)を暗号化する暗号化機能が携帯端末に実装されていることを確認するためのシステムであって、前記携帯端末は、ＰＩＮの入力に利用される入力手段と、所定の暗号鍵を利用して、前記入力手段を利用して入力されたＰＩＮを暗号化する暗号演算手段と、公開鍵暗号方式の前記携帯端末の秘密鍵である端末秘密鍵を少なくとも記憶し、前記携帯端末が前記暗号演算手段を有していることを検証する操作がなされると、前記端末秘密鍵と対になる端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信を前記トークンに要求し、前記トークンから得られた前記パスフレーズの暗号文を前記暗号演算手段に前記秘密鍵により復号させた後、復号した前記パスフレーズを表示させる主制御手段を備え、前記トークンは、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記公開鍵により暗号化されたパスフレーズを前記携帯端末へ送信する手段を備えていることを特徴とする携帯端末検証システムである。

更に、第２の発明は、第１の発明に記載の携帯端末検証システムであって、前記携帯端末の前記主制御手段は、前記端末公開鍵を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信を前記トークンに要求する際、記憶している前記端末公開鍵を前記トークンに送信し、前記トークンは、前記パスフレーズの平文を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記携帯端末から受信した前記端末公開鍵により前記パスフレーズの平文を暗号化し、前記パスフレーズの平文を暗号化した暗号文を前記携帯端末へ送信することを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１の発明に記載の携帯端末検証システムであって、前記トークンは、前記パスフレーズの暗号文を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記パスフレーズの暗号文を前記携帯端末へ送信することを特徴とする。

本発明において、例えば、ユーザの好きなテレビ番組名や好きな雑誌名などのパスフレーズをトークンに記憶しておき、携帯端末が、トークンから受信したパスフレーズの暗号文を復号して表示させることで、携帯端末に表示されたパスフレーズをユーザが見れば、ユーザがＰＩＮを入力する携帯端末がＰＩＮ暗号化機能を有していることをユーザは検証できる。

本実施形態に係る携帯端末の利用形態を説明する図。本実施形態に係る携帯端末の構成を説明する図。暗号演算手段を携帯端末が有することをユーザに検証させる際のフロー図。携帯端末がＰＩＮを暗号化する際のフロー図。入力手段等を説明する図。

ここから，本発明の実施形態について，本発明の技術分野に係わる当業者が，発明の内容を理解し，発明を実施できる程度に説明する。なお、これから説明する実施形態は本発明の一実施形態にしか過ぎず、本発明は、これから説明する実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。

図1は、本実施形態に係る携帯端末検証システムを説明する図である。図１で図示した携帯端末検証システムは、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末１と、携帯端末１と協働するトークン（ここでは、ＩＣカード２）とから少なくとも構成され、携帯端末１には、携帯端末１に入力されたＰＩＮを暗号化する機能と、ＩＣカード２を利用して、携帯端末１がＰＩＮを暗号化する機能を有している正当な端末であることをユーザに検証せさる機能が備えられている。

図２は、本実施形態に係る携帯端末１の構成を説明する図である。図２に図示したように、本実施形態に係る携帯端末１は、公開暗号演算を行うコプロセッサなどで構成される演算処理部１０１とメモリなどで構成される記憶部１００を有する暗号演算手段１０と、マイクロプロセッサなどで構成される演算処理部１１１とメモリなどで構成される記憶部１１０を有し、携帯端末１全体を制御する主制御手段１１と、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどで構成される表示手段１４と、表示手段１４を駆動させる駆動回路などで構成される表示制御手段１５と、キーパッドなどの入力デバイスで構成される入力手段１２と、入力手段１２からの出力を変換した数値を暗号演算手段１０に入力する入力制御手段１３と、電話網通信の通信プロトコルに従い通信を制御する電話網制御部１６０と送受信データの変復調を行う電話網通信変復調部１６１を有する電話網通信手段１６と、そして、ISO14443-3/4(TypeA/TypeB)やISO18092(NFC)などの近接型非接触通信の通信プロトコルに従い通信を制御する近接型非接触制御部１７０と送受信データの変復調を行う近接型非接触通信変復調部１７１を有する近接型非接触通信手段１７を備えている。

携帯端末１に入力されたＰＩＮの不正取得に利用されるスパイウェアは、携帯端末１の主制御手段１１の記憶部１１０にインストールされて主制御手段１１上で動作するため、例え、携帯端末１にスパイウェアが主制御手段１１の記憶部１１０にインストールされていても、携帯端末１に入力されたＰＩＮが漏洩することが無いように、携帯端末１においては、携帯端末１の入力制御手段１３と主制御手段１１の間に暗号演算手段１０を配置しているが、本発明はこの構成に限定されない。

携帯端末１の暗号演算手段１０は、ＰＩＮの暗号化に利用する手段で、データの暗号化指示を主制御手段１１より受けると、入力手段１２で入力されたデータ（ここでは、ＰＩＮ）、又は、主制御手段１１から入力されたデータを所定の暗号鍵により暗号化して、暗号文を主制御手段１１に入力し、また、データの復号指示を主制御手段１１より受けると、暗号演算手段１０は、主制御手段１１から入力された暗号文を復号して、暗号文を復号して得られた平文を主制御手段１１に入力するように構成されている。

本実施形態において、携帯端末１の暗号演算手段１０は公開鍵暗号方式の暗号演算に対応し、携帯端末１の暗号演算手段１０が暗号演算に利用する暗号鍵は、主制御手段１１から入力された暗号鍵又は暗号演算手段１０の記憶部１００に記憶されている暗号鍵を利用できる。

なお、本実施形態では、携帯端末１がＰＩＮを暗号化する機能を有している正当な端末であることをユーザに検証させる処理で利用される暗号鍵として、携帯端末１の公開鍵暗号方式の秘密鍵である端末秘密鍵と、端末秘密鍵と対になる公開鍵である端末公開鍵が暗号演算手段１０の記憶部１００に記憶されている。

図３は、ＰＩＮの暗号化に利用する暗号演算手段１０を携帯端末１が有することをユーザに検証させる際のフロー図である。ＰＩＮの暗号化に利用する暗号演算手段１０を携帯端末１が有することを検証する操作がなされると、携帯端末１の主制御手段１１は、ＩＣカード２を携帯端末１へかざすことを促す画面を表示手段１４に表示させ、近接型非接触通信手段１７がＩＣカード２を検出すると、パスフレーズの暗号文の送信をＩＣカード２に要求し（Ｓ１）、ＩＣカード２はパスフレーズの暗号文を携帯端末１へ送信し、携帯端末１はパスフレーズの暗号文をＩＣカード２から受信する（Ｓ２）。

パスフレーズの暗号文をＩＣカード２から受信すると、携帯端末１の主制御手段１１は、パスフレーズの暗号文を暗号演算手段１０へ送信して、パスフレーズの暗号文の復号を暗号演算手段１０に指示し（Ｓ３）、暗号演算手段１０は、記憶部１００に記憶されている端末秘密鍵によりパスフレーズの暗号文を復号し、復号して得られたパスフレーズを主制御手段１１へ送信し、主制御手段１１はパスフレーズの平文を暗号演算手段１０から取得する（Ｓ４）。

そして、携帯端末１の主制御手段１１は、暗号演算手段１０から受信したパスフレーズの平文を表示手段１４へ送信し、表示手段１４にパスフレーズの平文を表示させて（Ｓ５）、この手順を終了する。

ＩＣカード２に記憶するパスフレーズを、ユーザの好きなテレビ番組名や好きな雑誌名など、ＩＣカード２を所持するユーザが予め設定したデータとすれば、携帯端末１が、トークンから受信したパスフレーズの暗号文を復号して表示させることで、携帯端末１に表示されたパスフレーズをユーザが見れば、携帯端末１がＰＩＮを暗号化する機能を有していることをユーザが確認でき、ＰＩＮを携帯端末１に入力する前に、本当に携帯端末１にＰＩＮを入力しても大丈夫なのか、ユーザが躊躇することはなくなる。

ここから、図１で図示したＰＩＮ入力システムを構成するＩＣカード２について説明する。ＩＣカード２には、携帯端末１に備えられたＰＩＮ暗号化機能をユーザが検証できるようにするために、携帯端末１の端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を携帯端末１から受けると、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの暗号文を携帯端末１に送信する仕組みが備えられる。

端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの暗号文を送信する仕組みは、図３のＳ１０において、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信をＩＣカードに要求する際、携帯端末１が、暗号演算手段１０の記憶部１００に記憶された端末公開鍵をＩＣカード２へ送信するようにしておき、ＩＣカード２にパスフレーズの平文を記憶させ、更に、携帯端末１から受信した端末公開鍵によりパスフレーズの平文を暗号化し、パスフレーズの平文を暗号化した暗号文を携帯端末１へ送信するコマンドをＩＣカード２に備えさせることで実現できる。

なお、携帯端末１から送信される端末公開鍵に認証局の署名が付けられている場合、ＩＣカード２に該認証局の公開鍵を記憶させておき、携帯端末１から受信した端末公開鍵によりパスフレーズの平文を暗号化する前に、該認証局の公開鍵を用い、端末公開鍵に付けられている署名をＩＣカード２に検証させるようにするとよい。

また、端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの暗号文を送信する仕組みは、パスフレーズの暗号文と、パスフレーズの暗号文の読み出すコマンドをＩＣカード２に備えさせることでも実現できる。

ここから、携帯端末１が有するＰＩＮの暗号化機能について説明を加えておく。携帯端末１の主制御手段１１は、ＰＩＮが携帯端末１に入力される際、暗号演算手段１０を利用してＰＩＮの暗号化を行い、ＰＩＮを照合させる装置にＰＩＮの暗号文を送信し、該装置にＰＩＮを照合させる動作を行う。

なお、ＰＩＮを照合させる装置はＩＣカード２又はネットワーク上のサーバで、ＰＩＮを照合させる装置がＩＣカード２の場合、携帯端末１の主制御手段１１は、近接型非接触通信手段１７によりＰＩＮの暗号文をＩＣカード２へ送信する。また、ＰＩＮを照合させる装置がネットワーク上のサーバの場合、電話網通信手段１６によりＰＩＮの暗号文をネットワーク上のサーバに送信する。

ＰＩＮの暗号化に利用する暗号鍵は、ＰＩＮを照合させる装置から取得した公開鍵であることが望ましく、ＰＩＮを照合させる装置をＩＣカード２とする際の処理について説明する。

図４は、携帯端末１がＰＩＮを暗号化する際のフロー図である。携帯端末１の主制御手段１１は、ＰＩＮの入力を受け付ける前に、近接型非接触通信手段１７を利用して、携帯端末１にかざされているＩＣカード２からＩＣカード２の公開鍵を取得する（Ｓ１０）。

次に、携帯端末１の主制御手段１１は、文字入力モードを数字入力モードにする処理を実施した後、ＰＩＮの入力を促す画面を表示手段１４に表示させると共に、入力手段１２により入力されたデータ（ここでは、ＰＩＮ）の暗号化に利用する暗号鍵をＩＣカード２の公開鍵に指定し、入力手段１２により入力されたデータ（ここでは、ＰＩＮ）の暗号化を暗号演算手段１０に指示し、暗号演算手段１０は、入力手段１２により入力されたデータ（ここでは、ＰＩＮ）の暗号化指示を主制御手段１１から受けることになる（Ｓ１１）。

ＰＩＮの入力を促す画面が表示手段１４に表示された後、入力手段１２を用いてＰＩＮの一文字が入力されると、押されたキーに対応するキー識別データが入力制御手段１３から暗号演算手段１０に入力される（Ｓ１２）。

図５は、入力手段１２等を説明する図である。図５（ａ）では入力手段１２の回路を図示し、図４において、入力手段１２には、４×４のマトリクス状にキー１２０が配列され、押されたキー１２０に対応する行列信号が入力手段１２から入力制御手段１３に入力される。例えば、「Ｂ３」のキー１２０が押されると、行列信号（Ｒ３、Ｃ１）が入力制御手段１３に入力される。

入力制御手段１３は、行列信号とキー識別データを対応させたテーブルを記憶し、入力手段１２から行列信号が入力されると、該テーブルを参照して、行列信号に対応するキー識別データを暗号演算手段１０に入力する。図５（ｂ）は、行列信号とキー識別データを対応させたテーブルを説明する図で、図５（ｂ）によれば、行列信号（Ｒ３、Ｃ１）が入力されると、キー識別データとして「３２」が暗号演算手段１０に入力される。

暗号演算手段１０は、キー識別データと数値を対応させたテーブルを記憶し、キー識別データが入力制御手段１３から入力されると、該テーブルを参照して、入力制御手段１３から入力されたキー識別データに対応する数値を導き出して記憶部１００に保持する（Ｓ１３）。

図５（ｃ）は、キー識別データと数値を対応させたテーブルを説明する図で、図５（ｃ）の上段はキー識別データである。図５（ｃ）に図示したテーブルによれば、キー識別データとして「３２」が入力された場合、キー識別データ「３２」に対応する数値は「１」であるため、暗号演算手段１０は、キー識別データ「３２」に対応する数値として「１」を導き出すことになる。

そして、暗号演算手段１０は、キー識別データに対応する数値がＰＩＮ入力の終了を示す値でなければ、図４のＳ１２に戻り、キー識別データに対応する数値がＰＩＮ入力の終了を示す値であれば、それまでに記憶部１００に記憶された数値を連結することでＰＩＮを生成した後（Ｓ１４）、主制御手段１１から指定した暗号鍵（ここでは、ＩＣカード２の公開鍵）によりＰＩＮを暗号化し、ＰＩＮの暗号文を主制御手段１１に入力して（Ｓ１５）、図４の手順は終了する。

１携帯端末
１０暗号演算手段
１１主制御手段
１２入力手段
１３入力制御手段
１４表示手段
１５表示制御手段
１６電話網通信手段
１７近接型非接触通信手段
２ＩＣカード

Claims

トークンを利用し、ＰＩＮ(Personal Identification Number)を暗号化する暗号化機能が携帯端末に実装されていることを確認するためのシステムであって、前記携帯端末は、ＰＩＮの入力に利用される入力手段と、所定の暗号鍵を利用して、前記入力手段を利用して入力されたＰＩＮを暗号化する暗号演算手段と、公開鍵暗号方式の前記携帯端末の秘密鍵である端末秘密鍵を少なくとも記憶し、前記携帯端末が前記暗号演算手段を有していることを検証する操作がなされると、前記端末秘密鍵と対になる端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信を前記トークンに要求し、前記トークンから得られた前記パスフレーズの暗号文を前記暗号演算手段に前記秘密鍵により復号させた後、復号した前記パスフレーズを表示させる主制御手段を備え、前記トークンは、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記公開鍵により暗号化されたパスフレーズを前記携帯端末へ送信する手段を備えていることを特徴とする携帯端末検証システム。
前記携帯端末の前記主制御手段は、前記端末公開鍵を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信を前記トークンに要求する際、記憶している前記端末公開鍵を前記トークンに送信し、前記トークンは、前記パスフレーズの平文を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記携帯端末から受信した前記端末公開鍵により前記パスフレーズの平文を暗号化し、前記パスフレーズの平文を暗号化した暗号文を前記携帯端末へ送信することを特徴とする、請求項１に記載の携帯端末検証システム。
前記トークンは、前記パスフレーズの暗号文を記憶し、前記端末公開鍵により暗号化されたパスフレーズの送信要求を前記携帯端末から受けると、前記パスフレーズの暗号文を前記携帯端末へ送信することを特徴とする、請求項１に記載の携帯端末検証システム。