JP3526521B2 - 機器認証システム - Google Patents

機器認証システム

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JP3526521B2
JP3526521B2 JP29651297A JP29651297A JP3526521B2 JP 3526521 B2 JP3526521 B2 JP 3526521B2 JP 29651297 A JP29651297 A JP 29651297A JP 29651297 A JP29651297 A JP 29651297A JP 3526521 B2 JP3526521 B2 JP 3526521B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信路で接続され
た一方の機器が他方の機器の正当性を認証するための機
器認証システムに関し、特に、暗号技術を利用したチャ
レンジ・レスポンス型の機器認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】通信路で接続されている複数の機器間で
デジタル情報を伝送する際に、そのディジタル情報が不
正にコピーされたり改変されたりすることを防ぐため
に、その伝送に先立って一方の機器が他方の機器の正当
性を判別しておく機器認証システムが必要とされる。
【０００３】例えば、映画などの著作物がディジタル化
され情報圧縮された後にデジタル著作物として光ディス
クに記録されており、これが光ディスク再生装置により
電気情報として読み出され、情報伸長装置により伸長さ
れ、さらにＡＶ再生装置によってアナログ信号に変換さ
れてＡＶ再生される場合を考える。ここで光ディスク再
生装置と情報伸長装置とは別々の機器として独立したも
のであり、それら装置はディジタル通信路を介してデー
タ通信するものとする。その場合に、通信路を流れるデ
ジタル情報が著作者の許可なくディジタル情報記録装置
により記録され、さらにディジタル情報複製装置により
複製されるのであれば、その映画の著作物が不正に複製
されることになり、著作権の侵害が起こる。従って通信
路を流れるディジタル情報が不正にコピーされたり、不
正な機器によって改変された後に再配布されることは防
がれなければならない。
【０００４】特に最近広く普及しているパーソナルコン
ピュータにおいては、周辺機器として上記の光ディスク
再生装置や情報伸長装置等が備えられ、それら装置間は
いわゆるコンピュータバスなる通信路により接続されて
おり、上記のようなシステム構成が一般的になってきて
いる。機器内の回路や部品の仕様は一般に公開されない
のに対し、コンピュータバスの電気的特性や信号形式は
一般に公開される場合が多いので、通信路を介して伝送
されるデジタル情報の不正コピーやそれに引き続くデー
タの改変が大きな問題になる。
【０００５】機器認証システムとして、従来より様々な
ものが知られている。最も代表的なものは暗号技術を用
いた相手認証技術を用いるものである。これは基本的に
はデータを送出する側が受信する側の正当性を暗号技術
を用いて認証し、正当な受信者であることを確認できた
ときにのみデータを送信することにより、データが不正
な機器に受信されることがないようにするものである。
なお、この場合の受信者のように自らの正当性を証明す
る側を証明者と呼び、またこの場合の送信者のように相
手の正当性を認証する側を認証者と呼ぶ。
【０００６】前述の光ディスク記録再生に関わる機器に
関して、コンテンツ提供者やハードウェア製造者の間で
著作権保護のために一定の基準を設ける場合がある。こ
の場合には、ある機器がその一定の基準を満たすもので
あるかどうかが問題となる。従ってこの場合、「正当性
を認証する」とは「所定の規格に準拠することかどうか
を判別する」という意味となる。
【０００７】従来の機器認証システムの一例として、国
際標準規格ISO/IEC9798-2に記載された認証方法に基づ
くものがある。この認証方法は証明者が認証関数と呼ば
れる秘密の関数を持つことを、その関数自身を知らせる
ことなく認証者に対して証明することを基本としてい
る。そのために、まず認証者があるデータ（チャレンジ
データ）を選び、これを証明者に対して投げかける。こ
れに対し、証明者が認証関数を用いて前記チャレンジデ
ータを変換し、得られたデータ（レスポンスデータ）を
認証者に対して返す。このレスポンスデータを受信した
認証者もまた前記認証関数を共有しており、前記送出し
たチャレンジに対し自己の保有する認証関数を用いて変
換し、その結果とレスポンスデータとを比較する。これ
らが一致すれば相手が正規の認証関数を持つものと判断
し、その正当性を認証する。
【０００８】なお、認証関数fとは、入力集合から出力
集合への写像である。入力をＸとしたとき、認証関数値
をf（Ｘ）と書く。ここで関数fが認証関数であるために
は、(1）関数fが秘密にされていることと、(2）入力Ｘ
から関数値f（Ｘ）を計算するのは容易であるが関数値f
（Ｘ）から入力値Ｘを逆算することが多大な時間を要し
事実上不可能（一方向性関数）であること、が必要であ
る。また、本明細書では、認証者（双方向認証の場合に
は、最初に認証者となる者）が有する認証関数を特に
「検証関数」と呼び、証明者（双方向認証の場合には、
最初に証明者になる者）が有する認証関数を特に「証明
関数」と呼ぶ。
【０００９】図１０は、上記従来の機器認証システムの
構成を示すブロック図である。このシステムは、通信路
２０で接続された著作物保持装置１０と著作物利用装置
３０とから構成される。著作物保持装置１０は、認証者
であり、乱数発生部１１、検証関数部１２、比較部１
３、著作物送信ゲート１４、デジタル著作物１５及び通
信Ｉ／Ｆ部１６を備える。一方、著作物利用装置３０
は、証明者であり、証明関数部３１、著作物処理部３２
及び通信Ｉ／Ｆ部３３を備える。検証関数部１２及び証
明関数部３１それぞれは、同一の１個の認証関数fを内
部に有している。
【００１０】図１１は、この従来の機器認証システムに
おける通信シーケンス図である。本図には、著作物保持
装置１０が著作物利用装置３０の正当性を認証した後
に、自己の保持するデジタル著作物１５を著作物利用装
置３０に送信するシーケンスが示されている。図中に示
されたステップ番号（括弧付きの番号）に従って通信シ
ーケンスを説明する。 （１）著作物保持装置１０において、先ず、乱数発生部
１１は乱数Ｒを発生し、これを一時格納すると共にチャ
レンジデータＣＨＡとして通信Ｉ／Ｆ部１６及び通信路
２０を介して著作物利用装置３０に送出する。
【００１１】ＣＨＡ＝Ｒ （２）通信Ｉ／Ｆ部３３を介してチャレンジデータＣＨ
Ａを受け取った証明関数部３１は、そのチャレンジデー
タＣＨＡを内部に有する証明関数に入力することにより
レスポンスデータＲＥＳを生成し、それを通信路２０を
介して著作物保持装置１０に送出する。
【００１２】ＲＥＳ＝f（ＣＨＡ） （３）送出されたレスポンスデータＲＥＳは著作物保持
装置１０の比較部１３に入力される。すると、検証関数
部１２は、内部に有する検証関数を用いて上記ステップ
（１）において一時格納していた乱数Ｒから参照データ
ＲＲを算出する。 ＲＲ＝f（Ｒ） そして、比較部１３は、上記レスポンスデータＲＥＳと
上記参照データＲＲとを比較する。
【００１３】その結果が一致したとき、著作物保持装置
１０は、自己が保有する検証関数と著作物利用装置３０
が保有する証明関数とは同じであるとみなし、著作物利
用装置３０の正当性を認証し、次のステップ（４）に進
む。一方、一致しなければ著作物利用装置３０の正当性
を否認し、以降の処理を中断する。 （４）比較部１３は、上記比較において一致した旨を著
作物送信ゲート１４に通知する。これによって、著作物
送信ゲート１４は、送信ゲートを開にし、デジタル著作
物１５を著作物利用装置３０に転送する。 （５）転送されたデジタル著作物は、著作物利用装置３
０の著作物処理部３２において利用される。
【００１４】ここで、もし、著作物利用装置の代わりに
著作物利用装置の認証関数を有さない第３機器が通信路
２０に接続されているとすると、その第３機器は上記ス
テップ（２）で正しい値のデータを作成することができ
ない。従って著作物保持装置は上記ステップ（３）で通
信相手が正しくない機器であると判断する。このように
して、著作権のあるデジタル著作物が不正な機器に伝送
されることは防止される。
【００１５】なお、上述の例では、著作物保持装置１０
が著作物利用装置３０の正当性を認証する一方向認証で
あったが、これらのステップに、逆方向の認証（著作物
利用装置３０が著作物保持装置１０の正当性を認証す
る）ステップを加えることもできる。これによって、デ
ジタル著作物１５の著作権の保護はより完全なものとな
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の機器認証システムでは、一方向の認証であろうと双
方向の認証であろうと、不正者によって認証関数が解読
された場合や解読されそうになった場合には、その安全
性を維持するためには莫大な作業が発生するという問題
がある。一般に、検証関数部１２や証明関数部３１は１
個のＬＳＩで実現されるが、そのＬＳＩを備える全ての
機器を回収し、そのＬＳＩを他の認証関数を記憶したＬ
ＳＩに交換しなければならない。
【００１７】また、上記従来の機器認証システムでは、
通信路２０を流れるチャレンジデータとレスポンスデー
タとの関係が固定的であるために、不正な機器がいずれ
かの装置になりすまし、都合のよいチャレンジデータと
レスポンスデータとの組を大量に収集してデータベース
化しておくことで、認証関数を実質的に入手することが
可能になってしまうという安全性の問題もある。
【００１８】そこで、本発明はこのような問題に対処す
べく考案されたものであり、認証関数が解読されたり解
読されそうになった場合であっても、機器の部品を交換
することなく機器認証を維持することができる柔軟性を
有し、かつ、不正な機器によって都合のよいチャレンジ
データとレスポンスデータとの組が収集された場合であ
っても認証関数が解読されにくい高い安全性を有する機
器認証システム、その方法及び機器認証システムを構成
する機器を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る機器認証システムは、通信路で接続さ
れた第１機器と第２機器とからなる通信システムにおい
て相手が正当な機器であることを認証するための機器認
証システムであって、前記第１機器は、前記第２機器の
正当性を検証するための複数の検証関数を予め記憶して
いる検証関数記憶手段と、第１チャレンジデータを生成
し第２機器に送信する第１チャレンジデータ送信手段
と、前記第１チャレンジデータに対応する第１レスポン
スデータを前記第２機器から受信する第１レスポンスデ
ータ受信手段と、前記第１チャレンジデータと前記第１
レスポンスデータとが前記複数の検証関数のいずれかに
よって関連づけられるか否かを検証する第１検証手段
と、前記第１検証手段が肯定的に検証した場合に前記第
２機器の正当性を認証する第１認証手段とを備え、第２
機器は、前記複数の検証関数それぞれに対応する複数の
証明関数であって、自己の正当性を証明するためのもの
を予め記憶している証明関数記憶手段と、前記第１機器
が送信した第１チャレンジデータを受信する第１チャレ
ンジデータ受信手段と、前記複数の証明関数から１つを
選択する証明関数選択手段と、前記証明関数選択手段が
選択した証明関数に基づいて前記第１チャレンジデータ
から第１レスポンスデータを生成し第１機器に送信する
第１レスポンスデータ送信手段とを備えることを特徴と
する。
【００２０】上記構成により、第１機器及び第２機器は
それぞれ複数の認証関数を有し、それらの中から１つを
用いて認証が行われる。従って、ある１つの認証関数の
秘密性が危うくなった場合であっても、他の認証関数に
切り替えて用いることにより、それら機器の部品を交換
することなく機器認証を維持することができる。また、
個々の認証において用いる認証関数を動的に変更してい
くことができるので、１個の認証関数を繰り返し用いる
場合よりも、安全性は向上される。
【００２１】また、本発明に係る機器認証方法は、通信
路で接続された第１機器と第２機器とからなる通信シス
テムにおいて相手が正当な機器であることを認証するた
めの方法であって、前記第１機器は前記第２機器の正当
性を検証するための複数の検証関数を有し、前記第２機
器は自己の正当性を証明するための複数の証明関数を有
し、それら各証明関数は前記複数の検証関数のいずれか
に対応し、前記第１機器がチャレンジデータを生成し第
２機器に送信するチャレンジデータ送信ステップと、前
記第２機器が前記チャレンジデータを受信するチャレン
ジデータ受信ステップと、第２機器が前記複数の証明関
数から１つを選択する証明関数選択ステップと、第２機
器が選択した前記証明関数に基づいて前記チャレンジデ
ータからレスポンスデータを生成し第１機器に送信する
レスポンスデータ送信ステップと、第１機器が前記レス
ポンスデータを受信するレスポンスデータ受信ステップ
と、第１機器が前記チャレンジデータと前記レスポンス
データとは前記複数の検証関数のいずれかによって関連
づけられるか否かを検証する検証ステップと、前記第１
機器が前記検証ステップにおいて肯定的に検証した場合
に前記第２機器の正当性を認証する認証ステップとを含
むことを特徴とする。
【００２２】また、本発明に係る機器認証システムにお
ける証明機器は、通信路で接続された相手機器に対して
チャレンジレスポンス型の機器認証プロトコルに従って
自己の正当性を証明する機器であって、自己の正当性を
証明するための複数の証明関数を予め記憶している証明
関数記憶手段と、前記相手機器から送信されてきたチャ
レンジデータを受信するチャレンジデータ受信手段と、
前記複数の証明関数から１つを選択する証明関数選択手
段と、選択した前記証明関数に基づいて前記チャレンジ
データからレスポンスデータを生成し前記相手機器に送
信するレスポンスデータ送信手段とを備えることを特徴
とする。
【００２３】上記構成により、高い柔軟性と安全性を有
する機器認証システムを構築するための証明者となる側
の機器が実現される。また、本発明に係る機器認証シス
テムにおける認証機器は、チャレンジレスポンス型の機
器認証プロトコルに従って、通信路で接続された相手機
器の正当性を認証する機器であって、前記相手機器の正
当性を検証するための複数の検証関数を予め記憶してい
る検証関数記憶手段と、チャレンジデータを生成し前記
相手機器に送信するチャレンジデータ送信手段と、前記
チャレンジデータに対応するレスポンスデータを前記相
手機器から受信するレスポンスデータ受信手段と、前記
チャレンジデータと前記レスポンスデータとは前記複数
の検証関数のいずれかによって関連づけられるか否かを
検証する検証手段と、前記検証手段が肯定的に検証した
場合に前記相手機器の正当性を認証する認証手段とを備
えることを特徴とする。
【００２４】上記構成により、高い柔軟性と安全性を有
する機器認証システムを構築するための認証者となる側
の機器が実現される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の機器
認証システムの全体構成を示すブロック図である。本シ
ステムは、光ディスクに記録されたデジタル著作物が正
当な機器のみによって再生されることを保証するシステ
ムであり、光ディスク製造装置５０、光ディスク６０、
光ディスクドライブ装置７０及びデコーダ装置９０から
構成される。
【００２６】光ディスク製造装置５０は、映画等のコン
テンツを示すアナログ映像音声（ＡＶ）信号と、光ディ
スクドライブ装置７０に機器認証の際に用いるべき証明
関数を暫定的に選択させるための証明関数選択番号ｉ
（１〜１６のいずれかの整数）とを入力とし、それらが
記録された光ディスク６０を量産する装置であり、Ａ／
Ｄ変換器５１、コンプレス部５２、スクランブル部５
３、ディスクフォーマット部５４、カッティング部５５
及びプレス部５６から構成される。
【００２７】映画等のアナログＡＶ信号はＡ／Ｄ変換器
５１においてディジタル情報に変換され、コンプレス部
５２においてＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Grou
p）規格に準拠して情報圧縮され、スクランブル部５３
において上記証明関数選択番号ｉと共に予め定められた
方法でスクランブルされる。このようにして得られた圧
縮スクランブル化されたデジタル著作物は、ディスクフ
ォーマット部５４において光ディスク記録形式が作成さ
れた光ディスクに、カッティング部５５によって記録さ
れることで、光ディスクの原盤が作成される。さらに、
プレス部５６によって原盤から多量のコピー６０が製造
される。
【００２８】光ディスクドライブ装置７０は、デコーダ
装置９０との双方向認証に成功した後に光ディスク６０
に記録されたデジタル著作物を読み出してデコーダ装置
９０に転送する装置であり、読み出し部７１、第２認証
部７２、通信Ｉ／Ｆ部７３及び著作物送信ゲート７４か
ら構成される。読み出し部７１は、光ヘッドや制御機構
等からなり、光ディスク６０に記録されたデジタル著作
物や証明関数選択番号ｉを読み出す。
【００２９】第２認証部７２は、内部に１６個の異なる
種類の証明関数を有し、それらのうちの１つを用いるこ
とによって、相手（デコーダ装置９０）に対して自己
（光ディスクドライブ装置７０）の正当性を証明すると
共に相手の正当性を認証し、その認証結果（成功／失
敗）を著作物送信ゲート７４に通知する。通信Ｉ／Ｆ部
７３は、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interfac
e）コントローラ等からなり、デコーダ装置９０と通信
データの送受信をする。
【００３０】著作物送信ゲート７４は、第２認証部７２
から双方向認証に成功した旨の通知を受けた場合に、内
部に有する論理的なゲートを開状態にすることにより、
読み出し部７１から送られてくるデジタル著作物を通信
Ｉ／Ｆ部７３に渡しデコーダ装置９０に届けさせる。通
信路８０は、ＳＣＳＩバスであり、光ディスクドライブ
装置７０とデコーダ装置９０相互の認証及びデジタル著
作物の転送のための通信路である。
【００３１】デコーダ装置９０は、光ディスクドライブ
装置７０との双方向認証が終了した後に光ディスクドラ
イブ装置７０から送られてくるデジタル著作物を映像再
生する装置であり、通信Ｉ／Ｆ部９１、第１認証部９
２、デスクランブル部９３、デコンプレス部９４及びＤ
／Ａ変換器９５から構成される。通信Ｉ／Ｆ部９１は、
ＳＣＳＩコントローラ等からなり、光ディスクドライブ
装置７０と通信データの送受信をする。
【００３２】第１認証部９２は、内部に１６個の異なる
種類の検証関数を有し、それらのうちの１つを用いるこ
とによって、相手（光ディスクドライブ装置７０）の正
当性を認証すると共に相手に対して自己（デコーダ装置
９０）の正当性を証明する。認証結果（成功／失敗）は
デスクランブル部９３に通知する。デスクランブル部９
３は、第２認証部７２から認証に成功した旨の通知を受
け、かつ、通信Ｉ／Ｆ部９１を介して光ディスクドライ
ブ装置７０からデジタル著作物が転送されてきた場合
に、そのデジタル著作物に対して上記スクランブル部５
３でのスクランブルに対応するデスクランブルを行な
う。
【００３３】デコンプレス部９４は、デスクランブル部
９３においてデスクランブル化されたデジタル著作物に
対して上記コンプレス部５２での圧縮に対応する伸長
（ＭＰＥＧデコード）を行なう。Ｄ／Ａ変換器９５は、
デコンプレス部９４において伸長されたデジタル著作物
に対してアナログＡＶ信号に変換し、図示されていない
ＣＲＴやスピーカ等に出力する。
【００３４】図２は、図１に示された第２認証部７２と
第１認証部９２の詳細な構成を示すブロック図である。
第２認証部７２はさらに、証明関数選択部７２３、第２
乱数発生部７２１、証明関数部７２２及び第２比較部７
２４から構成される。証明関数選択部７２３は、読み出
し部７１を介して、光ディスク６０に記録された証明関
数選択番号ｉを読み出し、並列４ビットデータに変換し
た後に証明関数部７２２に通知する。
【００３５】第２乱数発生部７２１は、１個の１２８ビ
ットの第２乱数Ｒ２を発生し、これを内部に一時格納す
ると共に第２チャレンジデータＣＨＡ２として通信Ｉ／
Ｆ部７３及び通信路８０を介してデコーダ装置９０に送
る。また、第２乱数発生部７２１は、この光ディスクド
ライブ装置７０が第２レスポンスデータＲＥＳ２を受け
取ると、一時格納していた第２乱数Ｒ２を証明関数部７
２２に送る。
【００３６】証明関数部７２２は、予め内部に１６個の
証明関数を有し、証明関数選択部７２３から通知された
証明関数選択番号ｉに基づいてそれら証明関数の中から
１個を特定し、特定した証明関数を用いて１２８ビット
の入力データから６４ビットの関数値を生成することに
より、自己の正当性の証明や相手の正当性の認証を行な
う。
【００３７】第２比較部７２４は、相手の正当性を検証
するものであり、証明関数部７２２から送られてきた第
２チャレンジデータＣＨＡ２の関数値fi（ＣＨＡ２）と
デコーダ装置９０から送られてきた第２レスポンスデー
タＲＥＳ２とを比較し、その比較結果を著作物送信ゲー
ト７４に通知する。第１認証部９２はさらに、第１乱数
発生部９２１、検証関数部９２２及び第１比較部９２３
から構成される。
【００３８】第１乱数発生部９２１は、１個の１２８ビ
ットの第１乱数Ｒ１を発生し、これを内部に一時格納す
ると共に第１チャレンジデータＣＨＡ１として通信Ｉ／
Ｆ部９１及び通信路８０を介して光ディスクドライブ装
置７０に送る。また、第１乱数発生部９２１は、このデ
コーダ装置９０が第１レスポンスデータＲＥＳ１を受け
取ると、一時格納していた第１乱数Ｒ１を検証関数部９
２２に送る。
【００３９】検証関数部９２２は、予め内部に１６個の
検証関数を有し、それらを用いて１２８ビットの入力デ
ータから６４ビットの関数値を生成することにより、相
手の正当性の認証や自己の正当性の証明を行なう。な
お、この検証関数部９２２が有する１６個の検証関数
は、証明関数部７２２が有する１６個の証明関数と同一
である。
【００４０】具体的には、検証関数部９２２は、相手の
正当性を認証するフェーズにおいては、第１乱数発生部
９２１から送られてきた第１乱数Ｒ１を１６個の検証関
数それぞれに入力することによって１６個の関数値f1
（Ｒ１）〜f16（Ｒ１）を算出し、それらを参照データ
として順次第１比較部９２３に送り、一方、自己の正当
性を証明するフェーズにおいては、第１比較部９２３か
ら通知された検証関数選択番号ｊによって特定される検
証関数を用いて、光ディスクドライブ装置７０から送ら
れてきた第２チャレンジデータＣＨＡ２から関数値（第
２レスポンスデータＲＥＳ２）を生成し、光ディスクド
ライブ装置７０に送る。
【００４１】第１比較部９２３は、相手の正当性を検証
するものであり、光ディスクドライブ装置７０から送ら
れてきた第１レスポンスデータＲＥＳ１と、検証関数部
９２２から送られてくる１６個の関数値f1（Ｒ１）〜f1
6（Ｒ１）とを逐一に比較し、一致する関数値が少なく
とも１個存在する場合には相手の正当性の認証に成功し
たと判断し、そうでない場合には認証に失敗したとした
と判断する。第１比較部９２３は、その認証結果を光デ
ィスクドライブ装置７０及びデスクランブル部９３に通
知すると共に、認証に成功した場合には、最初の一致に
係る検証関数の番号を検証関数選択番号ｊとして検証関
数部９２２に通知する。
【００４２】図３は、証明関数部７２２の詳細な構成を
示すブロック図である。証明関数部７２２はさらに、デ
ータバス７３２を介して接続された第２Ｉ／Ｏポート７
３０、証明関数制御部７３１、証明関数記憶部７３３及
び証明関数優先順位記憶部７３４から構成される。第２
Ｉ／Ｏポート７３０は、この証明関数部７２２が他の構
成要素７３、７２１、７２３、７２４と通信データの送
受信をするための入出力ポートである。
【００４３】証明関数記憶部７３３は、上記１６個の証
明関数を記憶しているＬＳＩである。証明関数優先順位
記憶部７３４は、上記１６個の証明関数の中から最終的
な１つを特定するための優先順位を予め記憶している。
ここで、優先順位とは、ある入力データから得られる関
数値が同一となる複数の関数が存在する場合において、
それらの中から最終的に採用する１個の関数を特定する
ときの優先順位をいい、小さいほど優先度が高い。
【００４４】証明関数制御部７３１は、内部に有する制
御プログラムに基づいて上記構成要素７３０、７３３、
７３４を制御することにより、第２Ｉ／Ｏポート７３０
を介して与えられた証明関数選択番号ｉと証明関数優先
順位記憶部７３４に記憶された順位に基づいて自己の正
当性を証明するための証明関数を１個特定し、その証明
関数を用いて上記第１チャレンジデータ及び第２チャレ
ンジデータからそれぞれ第１レスポンスデータ及び関数
値fi（ＣＨＡ２）を生成する。
【００４５】図４は、検証関数部９２２の詳細な構成を
示すブロック図である。検証関数部９２２はさらに、デ
ータバス９３２を介して接続された第１Ｉ／Ｏポート９
３０、検証関数制御部９３１、検証関数記憶部９３３及
び検証関数優先順位記憶部９３４から構成される。第１
Ｉ／Ｏポート９３０は、この検証関数部９２２が他の構
成要素９１、９２１、９２３と通信データの送受信をす
るための入出力ポートである。
【００４６】検証関数記憶部９３３及び検証関数優先順
位記憶部９３４は、それぞれ、上記証明関数記憶部７３
３及び証明関数優先順位記憶部７３４と同一の機能を有
するものである。検証関数制御部９３１は、内部に有す
る制御プログラムに基づいて上記構成要素９３０、９３
３、９３４を制御することにより、検証関数優先順位記
憶部９３４に記憶された順位に従って上記１６個の関数
値f1（Ｒ１）〜f16（Ｒ１）を順次算出したり、第１比
較部９２３から通知された検証関数選択番号ｊによって
特定される検証関数を用いて上記第２レスポンスデータ
ＲＥＳ２を算出したりする。
【００４７】図５は、図３（及び図４）に示された証明
関数記憶部７３３（及び検証関数記憶部９３３）の詳細
な構成を示すブロック図である。証明関数記憶部７３３
（及び検証関数記憶部９３３）はさらに、鍵データ記憶
部２００、第１ＤＥＳ部２０３、第２ＤＥＳ部２０４、
排他的論理和部２０５、第１セレクタ２０６及び第２セ
レクタ２０７から構成される。
【００４８】鍵データ記憶部２００は、秘密にされた５
６ビットの第１鍵データ及び５６ビットの第２鍵データ
との組を合計１６組記憶している。第１セレクタ２０６
及び第２セレクタ２０７は、それぞれ、データバス７３
２を介して入力される４ビットの関数番号ｋによって特
定される第１鍵データ及び第２鍵データを選択し、第１
ＤＥＳ部２０３及び第２ＤＥＳ部２０４に送る。第１Ｄ
ＥＳ部２０３及び第２ＤＥＳ部２０４は、データ暗号化
規格（Data Encription Standard）に従って６４ビット
の平文データを第１セレクタ２０６及び第２セレクタ２
０７から与えられる５６ビットの鍵データに基づいて暗
号化する。排他的論理和部２０５は、２個の６４ビット
データを入力とし、それらの排他的論理和を算出する。
上記第１ＤＥＳ部２０３、第２ＤＥＳ部２０４及び排他
的論理和部２０５は、１１２ビットの鍵データに基づい
て１２８ビットの平文データから６４ビットの暗号文デ
ータを生成する一方向性の暗号モジュール（一方向性関
数）を形成している。
【００４９】図６は、図３（及び図４）に示された証明
関数優先順位記憶部７３４（及び検証関数優先順位記憶
部９３４）の内容を示すテーブルである。左欄の数値
は、証明関数記憶部７３３（及び検証関数記憶部９３
３）に記憶された１６種類の証明関数を識別する関数番
号ｋであり、図５の鍵データ記憶部２００において第１
鍵データと第２鍵データとの組が格納されている位置に
対応する。右欄の数値は、左欄の関数の優先順位を示
す。
【００５０】次に、以上のように構成された本機器認証
システムの動作について説明する。図７は、本機器認証
システム全体の動作を示すシーケンス図である。図中に
示された括弧付き番号はステップ番号を示す。図８は、
図７におけるステップ（２）の詳細な手順を示すフロー
チャートである。
【００５１】図９は、図７におけるステップ（４）の詳
細な手順を示すフローチャートである。図７に示された
シーケンスは、大きく３つのフェーズ、即ち、先ずデコ
ーダ装置９０が光ディスクドライブ装置７０の正当性を
認証する第１フェーズ（ステップ（１）〜（４））と、
続いて光ディスクドライブ装置７０がデコーダ装置９０
の正当性を認証する第２フェーズ（ステップ（５）〜
（７））と、最後に光ディスクドライブ装置７０からデ
コーダ装置９０にデジタル著作物を転送する第３フェー
ズ（ステップ（８）〜（９））からなる。上記第１及び
第２フェーズにおけるプロトコルが双方向認証に相当す
る。 ［第１フェーズ］第１フェーズにおいて、デコーダ装置
９０は、相手機器から映画等のディジタル著作物を受信
して映像再生するに先立ち、相手が正当な光ディスクド
ライブ装置であるかどうか検証する。 （１）デコーダ装置９０において、まず、乱数発生部９
２１は乱数Ｒ１を発生し、これを一時格納すると共に第
１チャレンジデータＣＨＡ１として通信I/F部９１及び
通信路８０を介して光ディスクドライブ装置７０に送出
する。
【００５２】ＣＨＡ１＝Ｒ１ （２）光ディスクドライブ装置７０は、証明関数部７２
２が有する１６個の証明関数の中から、この双方向認証
のために使用する１個の証明関数を決定する。具体的に
は、証明関数選択部７２３は、読み出し部７１を介し
て、光ディスク６０に記録された証明関数選択番号ｉを
読み出し、これを証明関数部７２２に通知する（ステッ
プＳ８００）。
【００５３】証明関数部７２２においては、証明関数制
御部７３１は、上記ステップ（１）において送出された
第１チャレンジデータＣＨＡ１を受け取り、それを上記
証明関数選択番号ｉによって特定される証明関数fi（）
に入力することにより関数値fi（ＣＨＡ１）を算出する
（ステップＳ８０１）。続いて、証明関数制御部７３１
は、証明関数優先順位記憶部７３４を参照することによ
り、上記証明関数選択番号ｉよりも優先順位が高く、か
つ、第１チャレンジデータＣＨＡ１に対して上記関数値
fi（ＣＨＡ１）と同じ関数値fk（ＣＨＡ１）となる証明
関数fk（）が存在する否か判断する（ステップＳ８０２
〜Ｓ８０３）。
【００５４】その結果、そのような証明関数が１個以上
存在する場合には、証明関数制御部７３１は、それら証
明関数の中で最も優先順位の高い１個の証明関数fk（）
を最終的に採用する証明関数選択番号ｉとして決定し、
一方、存在しない場合には、上記ステップＳ８００で読
み出した証明関数選択番号ｉをそのまま最終的に採用す
る証明関数選択番号ｉとして決定し、記憶しておく（ス
テップＳ８０４）。 （３）続いて、証明関数部７２２は、上記ステップ
（２）で決定した証明関数選択番号ｉによって特定され
る証明関数fi（）を用いて、上記第１チャレンジデータ
ＣＨＡ１から第１レスポンスデータＲＥＳ１を算出し、
これをデコーダ装置９０に送出する。
【００５５】ＲＥＳ１＝fi（ＣＨＡ１） （４）上記第１レスポンスデータＲＥＳ１を受け取った
デコーダ装置９０は、その第１レスポンスデータＲＥＳ
１と上記ステップ（１）において一時格納していた第１
乱数Ｒ１とは自己の有する１６個の検証関数の少なくと
も一つによって関連づけられるか否かを検証する。
【００５６】その結果、肯定的に検証できた場合には、
相手の正当性を認証した旨を光ディスクドライブ装置７
０に通知すると共にその検証関数fj（）の番号（検証関
数選択番号ｊ）を記憶しておき、一方、否定的に検証し
た場合には、相手の正当性を否認し、以降の処理を中断
する。具体的には、デコーダ装置９０が上記第１レスポ
ンスデータＲＥＳ１を受け取ると、検証関数部９２２
は、上記ステップ（１）で一時格納していた第１乱数Ｒ
１を検証関数記憶部９３３に記憶されている１６個の検
証関数それぞれに入力することにより１６個の関数値f1
（Ｒ１）〜f16（Ｒ１）を算出し、それらを検証関数優
先順位記憶部９３４に記憶された優先順位に従って第１
比較部９２３に送る（ステップＳ８１０）。
【００５７】第１比較部９２３は、上記ステップ（３）
において送出された第１レスポンスデータＲＥＳ１と、
検証関数部９２２から送られてくる１６個の関数値f1
（Ｒ１）〜f16（Ｒ１）それぞれを比較する（ステップ
Ｓ８１１）。その結果、一致するものがあれば、第１比
較部９２３は、それら関数値の中で最も先に送られてき
た関数値fj（Ｒ１）、即ち、最も優先順位の高い関数値
fj（Ｒ１）の関数番号（検証関数選択番号ｊ）を検証関
数部９２２に通知すると共に相手の正当性の認証に成功
した旨を光ディスクドライブ装置７０及びデスクランブ
ル部９３に通知する（ステップＳ８１２〜Ｓ８１３）。
【００５８】一方、一致するものがなければ、その認証
に失敗した旨を光ディスクドライブ装置７０及びデスク
ランブル部９３に通知し、以降の認証プロトコルを中断
する（ステップＳ８１４）。 ［第２フェーズ］上記第１フェーズにおける認証が成功
すると、続いて、第１フェーズとは逆方向の認証プロト
コルである第２フェーズに移行する。第２フェーズにお
いては、光ディスクドライブ装置７０は、通信路８０に
より接続されている相手機器が正しいデコーダ装置であ
るかどうかを検証する。 （５）デコーダ装置９０から認証した旨の通知を受ける
と、光ディスクドライブ装置７０の第２乱数発生部７２
１は第２乱数Ｒ２を発生し、これを一時格納すると共に
第２チャレンジデータＣＨＡ２としてデコーダ装置９０
に送出する。
【００５９】ＣＨＡ２＝Ｒ２ （６）上記第２チャレンジデータＣＨＡ２を受け取った
検証関数部９２２は、上記ステップ（４）において第１
比較部９２３から通知された検証関数選択番号ｊによっ
て特定される検証関数fj（）を用いて、その第２チャレ
ンジデータＣＨＡ２から第２レスポンスデータＲＥＳ２
を算出し、これを光ディスクドライブ装置７０に送出す
る。 （７）送出された第２レスポンスデータＲＥＳ２は光デ
ィスクドライブ装置７０の第２比較部７２４に入力され
る。すると、証明関数部７２２は、上記ステップ（２）
において決定された証明関数選択番号ｉによって特定さ
れる証明関数fi（）を用いて、上記ステップ（５）にお
いて一時格納していた第２乱数Ｒ２から参照データＲＲ
２を算出する。
【００６０】ＲＲ２＝fi（Ｒ２） そして、第２比較部７２４は、上記第２レスポンスデー
タＲＥＳ２と上記参照データＲＲ２とを比較する。その
結果が一致した場合には、第２比較部７２４は、上記証
明関数fi（）とデコーダ装置９０が使用した検証関数fj
（）とは同じであるとみなし、デコーダ装置９０の正当
性の認証に成功した旨、即ち、双方向認証に成功した旨
を著作物送信ゲート７４に通知する。
【００６１】一方、一致しない場合には、上記認証に失
敗した旨を著作物送信ゲート７４に通知し、以降の認証
プロトコルを中断する。 ［第３フェーズ］上記第２フェーズにおける認証が成功
したことによって双方向認証が終了し、最後に、デジタ
ル著作物が転送される第３フェーズに移行する。 （８）双方向認証に成功した旨の通知を受けた著作物送
信ゲート７４は、ゲートを開状態にする。これによっ
て、光ディスク６０に記録されているデジタル著作物
は、読み出し部７１、著作物送信ゲート７４、通信Ｉ／
Ｆ部７３及び通信路８０を介してデコーダ装置９０に転
送される。 （９）転送されたデジタル著作物は、デコーダ装置９０
の通信Ｉ／Ｆ部９１を介してデスクランブル部９３に入
力される。デスクランブル部９３は、上記ステップ
（４）において第１認証部９２から認証に成功した旨を
通知を受けている場合には、光ディスクドライブ装置７
０から転送されてきたデジタル著作物をデスクランブル
しデコンプレス部９４に渡す。デコンプレス部９４は、
そのデジタル著作物をさらに伸長する。これによって、
スクランブルも圧縮もされていない生のディジタルデー
タに復元されたデジタル著作物は、Ｄ／Ａ変換器９５に
よってアナログＡＶ信号に変換され、図示されていない
ＣＲＴやスピーカ等に出力された後に映像再生される。
【００６２】このように、本機器認証システムによっ
て、複数の認証関数を有する機器どうしによる双方向認
証が行われた。ここで、もし、正当な光ディスクドライ
ブ装置の代わりに正当な証明関数を有さない不正な機器
が通信路８０に接続されているとすると、その機器は上
記ステップ（３）において正しい第１レスポンスデータ
ＲＥＳ１を生成することができない。そのために、ステ
ップ（４）において、その第１レスポンスデータＲＥＳ
１と第１乱数Ｒ１とを関連づける検証関数が存在しない
こととなり、デコーダ装置９０は、その機器が不正なも
のと判断できる。
【００６３】また、正当なデコーダ装置の代わりに正当
な検証関数を有さない不正な機器が通信路８０に接続さ
れているとすると、その機器は上記ステップ（６）にお
いて正しい第２レスポンスデータＲＥＳ２を返すことが
できない。そのために、上記ステップ（７）において、
その第２レスポンスデータＲＥＳ２と参照データＲＲ２
とは一致しないこととなり、光ディスクドライブ装置７
０は、その機器が不正なものと判断できる。
【００６４】また、本機器認証システムによれば、認証
に用いられる秘密の証明関数と検証関数との組は、従来
のごとく１組ではなく、予め備える１６組の中から選択
された１組である。従って、もし、同一の証明関数と検
証関数との組を繰り返して使用しているために不正な機
器によってそれら関数が解読されたり解読されそうにな
った場合であっても、それら関数を異なるものに切り替
えることによって、機器の部品を交換することなく、機
器認証システムを維持していくことができる。
【００６５】また、本機器認証システムによれば、証明
者が１６個の証明関数のいずれを選択したかについての
情報（証明関数選択番号ｉ）は、証明者から認証者に明
示的には伝達されない。従って、この情報が直接的に不
正な機器に傍受されてしまうことが回避される。また、
本機器認証システムによれば、証明者も認証者も、それ
ぞれ、同一の優先順位と同一の１６個の認証関数セット
を予め有しており、それらに基づいて、１６個の認証関
数の中から１個を特定する。従って、上記情報（証明関
数選択番号ｉ）が証明者から検証者に明示的には伝達さ
れないにも拘わらず、一方向認証を終えた時点におい
て、両者は同一の１個の認証関数を一意に特定すること
ができる。
【００６６】また、本機器認証システムによれば、いず
れの認証関数を用いて認証が行われるかは、光ディスク
６０に記録された証明関数選択番号ｉに依拠している。
これによって、機器認証システムにおける直接の当事者
ではない第３者（光ディスクの製造者）による認証関数
の切り替えが可能となり、外部制御可能な柔軟な機器認
証システムが実現される。
【００６７】以上、本発明に係る機器認証システムにつ
いて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、こ
の実施の形態に限られないことは言うまでもない。即
ち、 （１）上記実施の形態では、双方向認証が行われたが、
本発明は一方向認証のみに適用することもできる。証明
者及び認証者それぞれが予め複数の認証関数を保持し、
個々の認証プロトコルにおいて採用する認証関数を可変
とすることが本発明の特徴だからである。
【００６８】なお、双方向認証に代えて一方向認証とす
る場合には、上記実施の形態における光ディスクドライ
ブ装置７０の証明関数優先順位記憶部７３４やデコーダ
装置９０の検証関数優先順位記憶部９３４等は不要とな
る。認証者は、証明者から送られてきた１個のレスポン
スデータが１６個の参照データの少なくとも１個と一致
した場合に認証が成功したとみなせばよく、必ずしも証
明者が採用した１個の証明関数を誤りなく特定する必要
はないからである。 （２）また、上記実施の形態では、対応する証明関数と
検証関数は同一の関数であったが、本発明はこれに限ら
れず、これらは逆写像の関係（暗号とその復号の関係）
であってもよい。この場合であれば、例えば、図７のス
テップ（４）において、デコーダ装置９０が光ディスク
ドライブ装置７０の正当性を検証するためには、受信し
たレスポンスデータを１６個の検証関数に入力して得ら
れる値f1（ＲＥＳ１）〜f16（ＲＥＳ１）それぞれと第
１乱数Ｒ１との一致比較をすればよい。
【００６９】さらに、公開鍵暗号による技術を用いて、
証明関数と検証関数とが異なる特性をもつようにしてお
くこともできる。 （３）また、上記実施の形態では、まず著作物利用装置
（デコーダ装置９０）が著作物保持装置（光ディスクド
ライブ装置７０）の正当性を認証し、次に逆方向の認証
を行なったが、これら順序は逆転してもよい。
【００７０】即ち、まず著作物保持装置が著作物利用装
置にチャレンジデータを投げかけ、そのチャレンジデー
タを受けた著作物利用装置が１６個の証明関数の中から
１個を選択してレスポンスデータを作成し、そのレスポ
ンスデータを受けた著作物保持装置が著作物利用装置の
正当性を検証し、その検証に成功したら、次に逆方向の
認証を行なうという手順であってもよい。 （４）ここで、本実施の形態における光ディスクドライ
ブ装置７０が備える証明関数優先順位記憶部７３４やデ
コーダ装置９０が備える検証関数優先順位記憶部９３４
を不要にし、かつ、双方向認証を遂行する方法として以
下が考えられる。
【００７１】(i)１６個の認証関数f1（）〜f16（）とし
て、「とり得る全ての入力値Ｒに対して、常に、１６個
の関数値f1(Ｒ）〜f16(Ｒ）はすべて異なる」という性
質を有する関数を採用することが考えられる。しかし、
このような性質を満たす１６個の関数は、簡易で安全性
の低いものとなってしまう。 (ii)受信したチャレンジデータから得られる１６個の証
明関数値において一致するものが発見された場合に、認
証者に対して異なるチャレンジデータの発行を要求し、
再び、証明プロセスを繰り返すという方法が考えられ
る。しかし、この方法であっても、認証プロセスが必ず
しも収束する保証はない。 （５）さらに、上記実施の形態では、本発明に係る機器
認証システムはＡＶ関連のデジタル著作物を映像再生す
るシステムであったが、本発明は不正なコピーを防ぐこ
とが必要なディジタル化された文書、音声、画像、プロ
グラムなどのデータの転送を伴うシステムについても同
様に適用できる。
【００７２】
【発明の効果】上記目的を達成するために、本発明に係
る機器認証システムは、通信路で接続された第１機器と
第２機器とからなる通信システムにおいて相手が正当な
機器であることを認証するための機器認証システムであ
って、前記第１機器は、前記第２機器の正当性を検証す
るための複数の検証関数を予め記憶している検証関数記
憶手段と、第１チャレンジデータを生成し第２機器に送
信する第１チャレンジデータ送信手段と、前記第１チャ
レンジデータに対応する第１レスポンスデータを前記第
２機器から受信する第１レスポンスデータ受信手段と、
前記第１チャレンジデータと前記第１レスポンスデータ
とが前記複数の検証関数のいずれかによって関連づけら
れるか否かを検証する第１検証手段と、前記第１検証手
段が肯定的に検証した場合に前記第２機器の正当性を認
証する第１認証手段とを備え、第２機器は、前記複数の
検証関数それぞれに対応する複数の証明関数であって、
自己の正当性を証明するためのものを予め記憶している
証明関数記憶手段と、前記第１機器が送信した第１チャ
レンジデータを受信する第１チャレンジデータ受信手段
と、前記複数の証明関数から１つを選択する証明関数選
択手段と、前記証明関数選択手段が選択した証明関数に
基づいて前記第１チャレンジデータから第１レスポンス
データを生成し第１機器に送信する第１レスポンスデー
タ送信手段とを備えることを特徴とする。
【００７３】上記構成により、第１機器及び第２機器は
それぞれ複数の認証関数を有し、それらの中から１つを
用いて認証が行われる。従って、ある１つの認証関数の
秘密性が危うくなった場合であっても、他の認証関数に
切り替えて用いることにより、それら機器の部品を交換
することなく機器認証を維持することができる。また、
個々の認証において用いる認証関数を動的に変更してい
くことができるので、１個の認証関数を繰り返し用いる
場合よりも、安全性は向上される。
【００７４】ここで、前記第１検証手段は、前記複数の
検証関数から１つを選択する検証関数選択部と、前記検
証関数選択部が選択した検証関数により前記第１チャレ
ンジデータと前記第１レスポンスデータとが関連づけら
れるか否か検証する個別検証部と、前記個別検証部が否
定的に検証した場合には他の検証関数について前記選択
及び前記検証が繰り返されるよう前記検証関数選択部及
び前記個別検証部を制御する繰り返し制御部とを有し、
前記第１認証手段は、前記個別検証部がいずれかの前記
検証関数について肯定的に検証した場合に前記第２機器
の正当性を認証するとすることもできる。
【００７５】上記構成により、第１機器は、第２機器が
複数の証明関数のうちのいずれを用いてレスポンスデー
タを作成したかを、複数の検証関数を順次に用いて判別
していくので、通信路において盗聴している機器は、い
ずれの証明関数が用いられたかを特定することができ
ず、安全性の高い機器認証システムが実現される。ま
た、前記証明関数選択手段は、前記第１検証手段が前記
複数の検証関数から前記第１チャレンジデータと前記第
１レスポンスデータとを関連づけるものを一意に決定で
きるという条件を満たす前記１つの証明関数を選択する
とすることもできる。
【００７６】上記構成により、レスポンスデータを受け
取った第１機器は、妥当な１個の検証関数を一意に特定
することができるので、本機器認証システムによって、
一度のチャレンジデータとレスポンスデータのやりとり
により、必ず一方向認証が完了する。また、前記証明関
数選択手段は、前記複数の証明関数から１つを暫定的に
選択する暫定選択部と、前記暫定選択部が選択した証明
関数が前記条件を満たすか否か判断し、満たす場合には
その証明関数をこの証明関数選択手段が最終的に選択し
た証明関数と決定し、満たさない場合には前記条件を満
たす他の証明関数を探し、その証明関数をこの証明関数
選択手段が最終的に選択した証明関数と決定する最終選
択部とを有するとすることもできる。
【００７７】上記構成により、暫定的に選択された１つ
の証明関数は最終的に選択される証明関数となる可能性
が高いので、例えば、暫定選択部は外部から与えられた
指示に基づいて１つの証明関数を暫定的に選択すること
により、個々の認証において用いる認証関数をシステム
の外部から変更することができる柔軟な機器認証システ
ムが実現される。
【００７８】また、前記最終選択部は、前記複数の証明
関数から１つを選択する際の優先順位を予め記憶してい
る証明関数選択順位記憶部と、前記暫定選択部が選択し
た証明関数に基づいて前記第１チャレンジデータから暫
定レスポンスデータを生成する暫定レスポンスデータ生
成部と、前記複数の証明関数中に、前記暫定選択部が選
択した証明関数よりも前記優先順位が高く、かつ、前記
第１チャレンジデータから前記暫定レスポンスデータと
同一のレスポンスデータを生成する証明関数が存在する
か否か判断する妥当性判断部と、前記妥当性判断部が肯
定的に判断した場合にはその判断に係る証明関数の中で
最も優先順位の高いものを前記最終選択に係る証明関数
と決定し、否定的に判断した場合には前記暫定選択部が
選択した証明関数を前記最終選択に係る証明関数と決定
する最終決定部とを有し、前記第１検証手段はさらに、
前記複数の検証関数から１つを選択する際の優先順位で
あって、前記証明関数選択順位に記憶された優先順位と
対応している優先順位を予め記憶している検証関数選択
順位記憶部を有し、前記検証関数選択部は、前記検証関
数選択順位記憶部に記憶された優先順位に従って前記１
つの検証関数を選択するとすることもできる。
【００７９】上記構成により、第１機器及び第２機器
は、ある入力値に対して同一の関数値を生成する認証関
数が複数存在した場合に、予め記憶している同一の優先
順位に従ってそれらの中から一つを特定するので、第１
機器は、第２機器が選択した証明関数に対応する検証関
数を必ず特定することができる。また、前記第２機器は
さらに、記録媒体に記録された選択情報を読み出す記録
媒体読み出し手段を備え、前記暫定選択部は、読み出さ
れた前記選択情報に従って前記１つの証明関数を暫定的
に選択するとすることもできる。
【００８０】上記構成により、記録媒体に記録された選
択情報に基づいて認証関数が決定されるので、記録媒体
の製作者による機器認証システムの制御が可能となる。
また、前記第１機器はさらに、前記第１認証手段が前記
第２機器の正当性を認証した旨を第２機器に通知する認
証通知手段と、前記第２機器が送信した第２チャレンジ
データを受信する第２チャレンジデータ受信手段と、前
記第１検証手段が肯定的に検証した検証関数に基づい
て、前記第２チャレンジデータから第２レスポンスデー
タを生成し第２機器に送信する第２レスポンスデータ送
信手段とを備え、前記第２機器はさらに、自己の正当性
を認証した旨の通知を前記第１機器から受けると、第２
チャレンジデータを生成し第１機器に送信する第２チャ
レンジデータ送信手段と、前記第１機器が送信した第２
レスポンスデータを受信する第２レスポンスデータ受信
手段と、前記第２チャレンジデータと前記第２レスポン
スデータとは前記証明関数選択手段が選択した前記証明
関数によって関連づけられるか否かを検証する第２検証
手段と、前記第２検証手段が肯定的に検証した場合に前
記第１機器の正当性を認証する第２認証手段とを備える
とすることもできる。
【００８１】上記構成により、第１機器が第２機器の正
当性を認証することに加えて、第２機器が第１機器の正
当性をも認証するので、より確実な認証が確保される。
また、前記第２機器はさらに、前記記録媒体に記録され
たデジタル著作物を読み出すデジタル著作物読み出し手
段と、前記第２認証手段が前記第１機器の正当性を認証
した場合に前記デジタル著作物を第１機器に送信するデ
ジタル著作物送信手段とを備え、前記第１機器はさら
に、前記第２機器が送信したデジタル著作物を受信する
デジタル著作物受信手段と、前記デジタル著作物を利用
可能な状態に加工するデジタル著作物加工手段とを備え
るとすることもできる。
【００８２】さらに、前記デジタル著作物は、予め暗号
化された状態で前記記録媒体に記録されており、前記デ
ジタル著作物加工手段は、前記デジタル著作物を復号す
るとすることもできる。上記構成により、双方向認証が
成功した後に第２機器から第１機器にデジタル著作物が
転送されるので、安全性の高いデジタル著作物転送シス
テムが構築される。
【００８３】また、前記複数の検証関数及び前記複数の
証明関数において、それぞれ対応する検証関数と証明関
数とは同一の一方向性関数であり、前記第１検証手段
は、前記第１チャレンジデータに対して前記複数の検証
関数のいずれかを施して得られる値と前記第１レスポン
スデータとが一致するか否か判断することにより前記検
証を行い、前記第２検証手段は、前記第２チャレンジデ
ータに対して前記証明関数を施して得られる値と前記第
２レスポンスデータとが一致するか否か判断することに
より前記検証を行うとすることもできる。
【００８４】上記構成により、第１機器が備える複数の
検証関数と第２機器が備える複数の証明関数とは同一の
認証関数（一方向性関数）セットとなるので、それぞれ
の機器を構成する部品の共通化及び安全性の強化が図ら
れる。また、本発明に係る機器認証方法は、通信路で接
続された第１機器と第２機器とからなる通信システムに
おいて相手が正当な機器であることを認証するための方
法であって、前記第１機器は前記第２機器の正当性を検
証するための複数の検証関数を有し、前記第２機器は自
己の正当性を証明するための複数の証明関数を有し、そ
れら各証明関数は前記複数の検証関数のいずれかに対応
し、前記第１機器がチャレンジデータを生成し第２機器
に送信するチャレンジデータ送信ステップと、前記第２
機器が前記チャレンジデータを受信するチャレンジデー
タ受信ステップと、第２機器が前記複数の証明関数から
１つを選択する証明関数選択ステップと、第２機器が選
択した前記証明関数に基づいて前記チャレンジデータか
らレスポンスデータを生成し第１機器に送信するレスポ
ンスデータ送信ステップと、第１機器が前記レスポンス
データを受信するレスポンスデータ受信ステップと、第
１機器が前記チャレンジデータと前記レスポンスデータ
とは前記複数の検証関数のいずれかによって関連づけら
れるか否かを検証する検証ステップと、前記第１機器が
前記検証ステップにおいて肯定的に検証した場合に前記
第２機器の正当性を認証する認証ステップとを含むこと
を特徴とする。
【００８５】上記構成により、認証関数が解読されたり
解読されそうになった場合であっても、機器の部品を交
換することなく機器認証を維持することができる柔軟性
を有し、かつ、不正な機器によって都合のよいチャレン
ジデータとレスポンスデータとの組が収集された場合で
あっても認証関数が解読されにくい高い安全性を有する
機器認証方法が実現される。
【００８６】また、本発明に係る機器認証システムにお
ける証明機器は、通信路で接続された相手機器に対して
チャレンジレスポンス型の機器認証プロトコルに従って
自己の正当性を証明する機器であって、自己の正当性を
証明するための複数の証明関数を予め記憶している証明
関数記憶手段と、前記相手機器から送信されてきたチャ
レンジデータを受信するチャレンジデータ受信手段と、
前記複数の証明関数から１つを選択する証明関数選択手
段と、選択した前記証明関数に基づいて前記チャレンジ
データからレスポンスデータを生成し前記相手機器に送
信するレスポンスデータ送信手段とを備えることを特徴
とする。
【００８７】上記構成により、高い柔軟性と安全性を有
する機器認証システムを構築するための証明者となる側
の機器が実現される。また、本発明に係る機器認証シス
テムにおける認証機器は、チャレンジレスポンス型の機
器認証プロトコルに従って、通信路で接続された相手機
器の正当性を認証する機器であって、前記相手機器の正
当性を検証するための複数の検証関数を予め記憶してい
る検証関数記憶手段と、チャレンジデータを生成し前記
相手機器に送信するチャレンジデータ送信手段と、前記
チャレンジデータに対応するレスポンスデータを前記相
手機器から受信するレスポンスデータ受信手段と、前記
チャレンジデータと前記レスポンスデータとは前記複数
の検証関数のいずれかによって関連づけられるか否かを
検証する検証手段と、前記検証手段が肯定的に検証した
場合に前記相手機器の正当性を認証する認証手段とを備
えることを特徴とする。
【００８８】上記構成により、高い柔軟性と安全性を有
する機器認証システムを構築するための認証者となる側
の機器が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機器認証システムの全体構成を示すブ
ロック図である。
【図２】図１に示された第２認証部７２と第１認証部９
２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示された証明関数部７２２の詳細な構成
を示すブロック図である。
【図４】図２に示された検証関数部９２２の詳細な構成
を示すブロック図である。
【図５】図３（及び図４）に示された証明関数記憶部７
３３（及び検証関数記憶部９３３）の詳細な構成を示す
ブロック図である。
【図６】図３（及び図４）に示された証明関数優先順位
記憶部７３４（及び検証関数優先順位記憶部９３４）の
内容を示すテーブルである。
【図７】同機器認証システム全体の動作を示すシーケン
ス図である。
【図８】図７におけるステップ（２）の詳細な手順を示
すフローチャートである。
【図９】図７におけるステップ（４）の詳細な手順を示
すフローチャートである。
【図１０】従来の機器認証システムの構成を示すブロッ
ク図である。
【図１１】従来の機器認証システムの動作手順を示すシ
ーケンス図である。
【符号の説明】
５０ 光ディスク製造装置 ５１ Ａ／Ｄ変換器 ５２ コンプレス部 ５３ スクランブル部 ５４ ディスクフォーマット部 ５５ カッティング部 ５６ プレス部 ６０ 光ディスク ７０ 光ディスクドライブ装置 ７１ 読み出し部 ７２ 第２認証部 ７３ 通信Ｉ／Ｆ部 ７４ 著作物送信ゲート ８０ 通信路 ９０ デコーダ装置 ９１ 通信Ｉ／Ｆ部 ９２ 第１認証部 ９３ デスクランブル部 ９４ デコンプレス部 ９５ Ｄ／Ａ変換器 ２００ 鍵データ記憶部 ２０３ 第１ＤＥＳ部 ２０４ 第２ＤＥＳ部 ２０５ 排他的論理和部 ２０６ 第１セレクタ ２０７ 第２セレクタ ７２１ 第２乱数発生部 ７２２ 証明関数部 ７２３ 証明関数選択部 ７２４ 第２比較部 ７３０ 第２Ｉ／Ｏポート ７３１ 証明関数制御部 ７３２ データバス ７３３ 証明関数記憶部 ７３４ 証明関数優先順位記憶部 ９２１ 第１乱数発生部 ９２２ 検証関数部 ９２３ 第１比較部 ９３０ 第１Ｉ／Ｏポート ９３１ 検証関数制御部 ９３２ データバス ９３３ 検証関数記憶部 ９３４ 検証関数優先順位記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 能久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 平山 康一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社 東芝 柳町工場内 (72)発明者 石原 淳 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社 東芝 柳町工場内 (56)参考文献 特開 平１−202047（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−250251（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−79236（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−30367（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187785（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−137840（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−327029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 9/32

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信路で接続された第１機器と第２機器
    とからなる通信システムにおいて相手が正当な機器であ
    ることを認証するための機器認証システムであって、 前記第１機器は、 前記第２機器の正当性を検証するための複数の検証関数
    を予め記憶している検証関数記憶手段と、 第１チャレンジデータを生成し第２機器に送信する第１
    チャレンジデータ送信手段と、 前記第１チャレンジデータに対応する第１レスポンスデ
    ータを前記第２機器から受信する第１レスポンスデータ
    受信手段と、 前記第１チャレンジデータと前記第１レスポンスデータ
    とが前記複数の検証関数のいずれかによって関連づけら
    れるか否かを検証する第１検証手段と、 前記第１検証手段が肯定的に検証した場合に前記第２機
    器の正当性を認証する第１認証手段とを備え、 第２機器は、 前記複数の検証関数それぞれに対応する複数の証明関数
    であって、自己の正当性を証明するためのものを予め記
    憶している証明関数記憶手段と、 前記第１機器が送信した第１チャレンジデータを受信す
    る第１チャレンジデータ受信手段と、 前記複数の証明関数から１つを選択する証明関数選択手
    段と、 前記証明関数選択手段が選択した証明関数に基づいて、
    前記第１チャレンジデータから第１レスポンスデータを
    生成し第１機器に送信する第１レスポンスデータ送信手
    段とを備え、 前記検証関数記憶手段に記憶されている各検証関数には
    優先順位が設定されており、 前記証明関数記憶手段に記憶されている各証明関数に
    は、対応する前記検証関数に設定されている優先順位と
    同じ優先順位が設定されており、 前記証明関数選択手段は、受信した第１チャレンジデー
    タを用いて、前記証明関数に設定されている前記優先順
    位により、前記複数の証明関数から１つを選択し、 前記第１検証手段は、前記検証関数に設定されている前
    記優先順位により、前記第１チャレンジデータと前記第
    １レスポンスデータとは、前記複数の検証関数のいずれ
    かによって関連づけられるか否かを検証する ことを特徴
    とする機器認証システム。
  2. 【請求項２】 前記第１検証手段は、 前記複数の検証関数から１つを選択する検証関数選択部
    と、 前記検証関数選択部が選択した検証関数により、前記第
    １チャレンジデータと前記第１レスポンスデータとが関
    連づけられるか否か検証する個別検証部と、 前記個別検証部が否定的に検証した場合には他の検証関
    数について前記選択及び前記検証が繰り返されるよう前
    記検証関数選択部及び前記個別検証部を制御する繰り返
    し制御部とを有し、 前記第１認証手段は、前記個別検証部がいずれかの前記
    検証関数について肯定的に検証した場合に前記第２機器
    の正当性を認証することを特徴とする請求項１記載の機
    器認証システム。
  3. 【請求項３】 前記証明関数選択手段は、前記第１検証
    手段が前記複数の検証関数から前記第１チャレンジデー
    タと前記第１レスポンスデータとを関連づけるものを一
    意に決定できるという条件を満たす前記１つの証明関数
    を選択することを特徴とする請求項２記載の機器認証シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 前記証明関数選択手段は、 前記複数の証明関数から１つを暫定的に選択する暫定選
    択部と、 前記暫定選択部が選択した証明関数が前記条件を満たす
    か否か判断し、満たす場合にはその証明関数をこの証明
    関数選択手段が最終的に選択した証明関数と決定し、満
    たさない場合には前記条件を満たす他の証明関数を探
    し、その証明関数をこの証明関数選択手段が最終的に選
    択した証明関数と決定する最終選択部とを有することを
    特徴とする請求項３記載の機器認証システム。
  5. 【請求項５】 前記最終選択部は、 前記複数の証明関数から１つを選択する際の優先順位を
    予め記憶している証明関数選択順位記憶部と、 前記暫定選択部が選択した証明関数に基づいて前記第１
    チャレンジデータから暫定レスポンスデータを生成する
    暫定レスポンスデータ生成部と、 前記複数の証明関数中に、前記暫定選択部が選択した証
    明関数よりも前記優先順位が高く、かつ、前記第１チャ
    レンジデータから前記暫定レスポンスデータと同一のレ
    スポンスデータを生成する証明関数が存在するか否か判
    断する妥当性判断部と、 前記妥当性判断部が肯定的に判断した場合にはその判断
    に係る証明関数の中で最も優先順位の高いものを前記最
    終選択に係る証明関数と決定し、否定的に判断した場合
    には前記暫定選択部が選択した証明関数を前記最終選択
    に係る証明関数と決定する最終決定部とを有し、 前記第１検証手段はさらに、前記複数の検証関数から１
    つを選択する際の優先順位であって、前記証明関数選択
    順位に記憶された優先順位と対応している優先順位を予
    め記憶している検証関数選択順位記憶部を有し、 前記検証関数選択部は、前記検証関数選択順位記憶部に
    記憶された優先順位に従って前記１つの検証関数を選択
    することを特徴とする請求項４記載の機器認証システ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記第２機器はさらに、記録媒体に記録
    された選択情報を読み出す記録媒体読み出し手段を備
    え、 前記暫定選択部は、読み出された前記選択情報に従って
    前記１つの証明関数を暫定的に選択することを特徴とす
    る請求項５記載の機器認証システム。
  7. 【請求項７】 前記第１機器はさらに、 前記第１認証手段が前記第２機器の正当性を認証した旨
    を第２機器に通知する認証通知手段と、 前記第２機器が送信した第２チャレンジデータを受信す
    る第２チャレンジデータ受信手段と、 前記第１検証手段が肯定的に検証した検証関数に基づい
    て、前記第２チャレンジデータから第２レスポンスデー
    タを生成し第２機器に送信する第２レスポンスデータ送
    信手段とを備え、 前記第２機器はさらに、 自己の正当性を認証した旨の通知を前記第１機器から受
    けると、第２チャレンジデータを生成し第１機器に送信
    する第２チャレンジデータ送信手段と、 前記第１機器が送信した第２レスポンスデータを受信す
    る第２レスポンスデータ受信手段と、 前記第２チャレンジデータと前記第２レスポンスデータ
    とは前記証明関数選択手段が選択した前記証明関数によ
    って関連づけられるか否かを検証する第２検証手段と、 前記第２検証手段が肯定的に検証した場合に前記第１機
    器の正当性を認証する第２認証手段とを備えることを特
    徴とする請求項６記載の機器認証システム。
  8. 【請求項８】 前記第２機器はさらに、 前記記録媒体に記録されたデジタル著作物を読み出すデ
    ジタル著作物読み出し手段と、 前記第２認証手段が前記第１機器の正当性を認証した場
    合に前記デジタル著作物を第１機器に送信するデジタル
    著作物送信手段とを備え、 前記第１機器はさらに、 前記第２機器が送信したデジタル著作物を受信するデジ
    タル著作物受信手段と、 前記デジタル著作物を利用可能な状態に加工するデジタ
    ル著作物加工手段とを備えることを特徴とする請求項７
    記載の機器認証システム。
  9. 【請求項９】 前記デジタル著作物は、予め暗号化され
    た状態で前記記録媒体に記録されており、 前記デジタル著作物加工手段は、前記デジタル著作物を
    復号することを特徴とする請求項８記載の機器認証シス
    テム。
  10. 【請求項１０】 前記複数の検証関数及び前記複数の証
    明関数において、それぞれ対応する検証関数と証明関数
    とは同一の一方向性関数であり、 前記第１検証手段は、前記第１チャレンジデータに対し
    て前記複数の検証関数のいずれかを施して得られる値と
    前記第１レスポンスデータとが一致するか否か判断する
    ことにより前記検証を行い、 前記第２検証手段は、前記第２チャレンジデータに対し
    て前記証明関数を施して得られる値と前記第２レスポン
    スデータとが一致するか否か判断することにより前記検
    証を行うことを特徴とする請求項９記載の機器認証シス
    テム。
  11. 【請求項１１】 通信路で接続された第１機器と第２機
    器とからなる通信システムにおいて相手が正当な機器で
    あることを認証するための方法であって、前記第１機器
    は前記第２機器の正当性を検証するための複数の検証関
    数を有し、前記第２機器は自己の正当性を証明するため
    の複数の証明関数を有し、それら各証明関数は前記複数
    の検証関数のいずれかに対応し、 前記第１機器がチャレンジデータを生成し第２機器に送
    信するチャレンジデータ送信ステップと、 前記第２機器が前記チャレンジデータを受信するチャレ
    ンジデータ受信ステップと、 第２機器が前記複数の証明関数から１つを選択する証明
    関数選択ステップと、 第２機器が選択した前記証明関数に基づいて前記チャレ
    ンジデータからレスポンスデータを生成し第１機器に送
    信するレスポンスデータ送信ステップと、 第１機器が前記レスポンスデータを受信するレスポンス
    データ受信ステップと、 第１機器が前記チャレンジデータと前記レスポンスデー
    タとは前記複数の検証関数のいずれかによって関連づけ
    られるか否かを検証する検証ステップと、 前記第１機器が前記検証ステップにおいて肯定的に検証
    した場合に前記第２機器の正当性を認証する認証ステッ
    プとを含み、 各検証関数には優先順位が設定されており、 各証明関数には、対応する前記検証関数に設定されてい
    る優先順位と同じ優先順位が設定されており、 前記証明関数選択ステップでは、受信した前記チャレン
    ジデータを用いて、前記証明関数に設定されている前記
    優先順位により、前記複数の証明関数から１つを選択
    し、 前記検証ステップでは、前記検証関数に設定されている
    前記優先順位により、前記チャレンジデータと前記レス
    ポンスデータとは、前記複数の検証関数のいずれかによ
    って関連づけられるか否かを検証する ことを特徴とする
    機器認証方法。
  12. 【請求項１２】 前記証明関数選択ステップでは、 前記第２機器は、前記複数の証明関数から１つを暫定的
    に選択し、 その証明関数に基づいて前記チャレンジデータから暫定
    関数値を算出し、 他の証明関数について前記チャレンジデータから前記暫
    定関数値と一致する関数値を生成するものがあるか否か
    判断し、 ある場合にはそれら一致に係る証明関数の中から最終的
    な１つを選択し、 ない場合には暫定的に選択した前記証明関数を最終的な
    １つとすることを特徴とする請求項１１記載の機器認証
    方法。
  13. 【請求項１３】 前記証明関数選択ステップでは、 前記第２機器は、外部から入力される指示を獲得し、そ
    の指示に従って前記複数の証明関数から１つを暫定的に
    選択することを特徴とする請求項１２記載の機器認証方
    法。
  14. 【請求項１４】 通信路で接続された相手機器に対して
    チャレンジレスポンス型の機器認証プロトコルに従って
    自己の正当性を証明する機器であって、 自己の正当性を証明するための複数の証明関数を予め記
    憶している証明関数記憶手段と、 前記相手機器から送信されてきたチャレンジデータを受
    信するチャレンジデータ受信手段と、 前記複数の証明関数から１つを選択する証明関数選択手
    段と、 選択した前記証明関数に基づいて前記チャレンジデータ
    からレスポンスデータを生成し前記相手機器に送信する
    レスポンスデータ送信手段とを備え、 前記証明関数記憶手段に記憶されている各証明関数に
    は、優先順位が設定されており、 前記証明関数選択手段は、受信したチャレンジデータを
    用いて、前記証明関数に設定されている前記優先順位に
    より、前記複数の証明関数から１つを選択する ことを特
    徴とする機器認証システムにおける証明機器。
  15. 【請求項１５】 前記証明関数選択手段は、 前記複数の証明関数から１つを暫定的に選択し、 その証明関数に基づいて前記チャレンジデータから暫定
    関数値を算出し、 他の証明関数について前記チャレンジデータから前記暫
    定関数値と一致する関数値を生成するものがあるか否か
    判断し、 ある場合にはそれら一致に係る証明関数の中から最終的
    な１つを選択し、 ない場合には暫定的に選択した前記証明関数を最終的な
    １つとすることを特徴とする請求項１４記載の証明機
    器。
  16. 【請求項１６】 前記証明関数選択手段は、 外部から入力される指示を獲得し、その指示に従って前
    記複数の証明関数から１つを暫定的に選択することを特
    徴とする請求項１５記載の証明機器。
  17. 【請求項１７】 チャレンジレスポンス型の機器認証プ
    ロトコルに従って、通信路で接続された相手機器の正当
    性を認証する機器であって、 前記相手機器の正当性を検証するための複数の検証関数
    を予め記憶している検証関数記憶手段と、 チャレンジデータを生成し前記相手機器に送信するチャ
    レンジデータ送信手段と、 前記チャレンジデータに対応するレスポンスデータを前
    記相手機器から受信するレスポンスデータ受信手段と、 前記チャレンジデータと前記レスポンスデータとは前記
    複数の検証関数のいずれかによって関連づけられるか否
    かを検証する検証手段と、 前記検証手段が肯定的に検証した場合に前記相手機器の
    正当性を認証する認証手段とを備え、 前記検証関数記憶手段に記憶されている各検証関数には
    優先順位が設定されており、 前記検証手段は、前記検証関数に設定されている前記優
    先順位により、前記チャレンジデータと前記レスポンス
    データとは、前記複数の検証関数のいずれかによって関
    連づけられるか否かを検証する ことを特徴とする機器認
    証システムにおける認証機器。
  18. 【請求項１８】 前記認証機器はさらに、 前記複数の検証関数から１つを選択する際の優先順位を
    予め記憶している検証関数選択順位記憶部と、 前記検証手段が肯定的に検証した場合には前記優先順位
    に基づいて前記チャレンジデータと前記レスポンスデー
    タとを関連づける検証関数の中から１個を特定する検証
    関数特定手段とを備えることを特徴とする請求項１７記
    載の認証機器。
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