JP3792808B2 - 認証方法及び認証システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、認証方法及び認証システムに係わり、特に、電子現金金融システムなどに適用し得る電子取引決済での認証に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカードと電子取引決済端末とセンタ装置を使用した金融商品の取引のための電子取引決済システム（例えば、クレジット決済システム）及びそのシステムにおける電子取引決済方法又は認証方法が開発されている。
従来の電子取引決済システムにおいて、ＩＣカードは、個々のユーザに秘密鍵を割り当て、個人情報などと共にＩＣカードに設定し、ＩＣカード発行機関からオフラインで発行される。この秘密鍵は、秘密鍵暗号方式（共通鍵暗号方式、例えば、ＤＥＳ）又はＲＳＡによる公開鍵暗号方式（非対象暗号系）によって暗号化されている。
【０００３】
電子取引決済時に、電子取引決済端末のカードリーダにＩＣカードが装着される。カードリーダは、ＩＣカードの内容に対して暗号解読（復号化）して設定情報を読み取り、個々を認証するために、センタ装置とオンライン通信する。この認証が正しくできれば、電子取引決済する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子取引決済システムでは、電子取引決済端末と、センタ装置との間でオンライン通信によってユーザのＩＣカードのユーザ情報が正しいか否かを確認する必要がある。
ところが、公開鍵暗号方式（ＲＳＡ）を使用していても、オフラインの場合は、本人以外の第３者によるＩＣカード偽造を検知することができない。
【０００５】
また、システム的な鍵を使用していても、万一そのシステム的鍵が漏洩された場合に、全システムの危機となる。
【０００６】
このようなことから、電子取引決済端末とセンタ装置（又はホスト装置）との間でユーザ確認のためにオンライン通信する必要がなく、オフラインで電子取引決済端末がＩＣカードの偽造を検知でき、システム的な鍵が漏洩されても全体システムの危機とならない電子取引決済システム及び認証方法の実現が要請されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係わる認証方法は、カード１と端末２との間における認証方法において、以下の構成で上述の課題を解決する。すなわち、
前記カード１に、カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）とを設定し、
前記端末２に、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）とを設定し、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記端末２に出力し、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号して前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）を取り出し、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化して前記カード１に出力し、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化して前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を取り出し、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）を生成し、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）を前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化して前記端末２に出力し、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）を暗号化して前記カード１に出力し、かつ認証指示し、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（１０） 前記カード１で、認証チェックし、認証チェックデータを前記端末２に出力し、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータをチェックすることにより第１次認証し、
（１２） 前記端末２内で前記任意データ（Ｙ）を生成し、
（１３） 生成された任意データ（Ｙ）を、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方を前記カード１に出力し、
（１４） 前記カード１で、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）を取り出し、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
を前記端末２に出力し、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）を取り出し、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断することにより第２次認証する。
【０００８】
また、本発明に係わり認証システムは、カード発行システム３と、カード１と、端末２とを備えた認証システムにおいて、以下の構成で上述の課題を解決する。すなわち、
前記カード発行システム３には、発行機関の秘密鍵（ＳＨ0 ）及び発行機関の公開鍵（ＰＨ0 ）と、生成したカード別ペア鍵（Ｃｋｉ）を構成するカード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）及びカード別公開鍵（ＰＣｋｉ）と、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）と、生成した端末用別ペア鍵（Ｔｋｊ）を構成する端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）及び端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）とが設定され、
前記カード１には、前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、前記ユニークデータ（Ｘ）とが設定され、
前記端末２には、前記システム鍵（ＳｙｓＫ）と、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）と、前記カード１に設定された内容を読取るカードリーダとが設定されており、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、前記カード１が前記端末２の前記カードリーダに装着されると、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記端末２に出力され、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号されて、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）が取り出され、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化されて前記カード１に出力され、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化されて前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が取り出され、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）が生成され、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）が前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化されて前記端末２に出力され、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）が暗号化されて前記カード１に出力され、かつ認証指示され、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（１０） 前記カード１で、認証チェックされ、認証チェックデータが前記端末２に出力され、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータがチェックされて第１次認証され、
（１２） 前記端末側２で、前記任意データ（Ｙ）が生成され、
（１３） 生成された前記任意データ（Ｙ）が、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方が前記カード１に出力され、
（１４） 前記カードで、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）が取り出され、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
が前記端末２に出力され、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）が取り出され、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断することにより第２次認証する。
【０００９】
このような構成をとることで、端末とカードとはオフラインであり、システム鍵が端末にのみあり、カードの公開鍵は端末でのみ取り出すことができる。仮に、偽造などによって第１次認証を通過しても、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得してネゴシエーションすることができないため、第２次認証を通過することはできない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。本実施の形態の電子取引決済システムは、従来のセンタ装置と電子取引決済端末との間でオンライン通信によってユーザカード認証のために確認しなくても、ユーザＩＣカードと電子取引決済端末との間で確認することにより安全に認証及び電子取引決済することができるように構成される。
【００１１】
即ち、ユーザＩＣカードに、公開鍵と秘密鍵とのデータペアが存在しないようにする。システム鍵が電子取引決済端末にだけあり、ユーザＩＣカードの公開鍵は電子取引決済端末側でだけ取り出せるようにする。電子取引決済端末での第１次認証用データを外部より特定できないようにする。第１次認証用データが電子取引決済端末にだけあり、ユーザＩＣカードから取り出した公開鍵でのみ認証可能とする。
【００１２】
仮に、第１次認証用データを万一正常に通過（クリア）したとしても、電子取引決済端末での任意データを認証確認用データに加工するための、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得してネゴシエーションができないようにして、第２次認証を通過できないように構成される。
また、第３者による偽造ＩＣカードが勝手に公開鍵及び秘密鍵のペアを作り出した場合でも、システム鍵を知らないため、電子取引決済端末側が解読できる公開鍵を有するシステム鍵を作り出せないため、ネゴシエーションエラーによって偽造ＩＣカードであることを検知するように構成される。
【００１３】
図１は、電子取引決済システムの構成図である。この図１において、電子取引決済システムは、ＩＣカード１と、電子取引決済端末２と、ＩＣカード発行システム３とから構成されている。
ＩＣカード発行システム３は、ＩＣカード製造固有情報書込機能を有し、ＩＣカード内蔵ＲＯＭソフト書込機能を有し、発行済のチェック機能を有し、ＩＣカード初期化情報書込機能として、例えば、ＩＣカードＩＤ（識別）固有情報と公開鍵（暗号化鍵と復号化鍵とを生成）とを有し、利用者固有情報書込（例えば、氏名、住所、性別、年令、パスワード等）機能を有し、ＩＣカード発行機能を有し、発行監査情報作成機能を有し、発行情報通信機能などを有する。
【００１４】
ＩＣカード発行システム３は、具体的には、発行機関の秘密鍵ＳＨ0 及び発行機関の公開鍵ＰＨ0 を備え、カード別秘密鍵ＳＣｋｉ及びカード別公開鍵ＰＣｋｉを生成し、システム鍵ＳｙｓＫを備え、このシステム鍵ＳｙｓＫに対してカード別秘密鍵ＳＣｋｉ及びカード別公開鍵ＰＣｋｉによって暗号化し、ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）を得る。更に、ＩＣカード発行機関３は、ユニークデータＸを備え、端末用別秘密鍵ＳＴｋｊ及び端末用別ＰＴｋｊを備える。
【００１５】
ＩＣカード発行システム３は、生成したＩＣカード別ペアの秘密鍵ＳＣｋｉと、システム鍵で暗号化し生成したカード別ペアの公開鍵ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）と、ユニークデータＸとをＩＣカード１に書き込む。
【００１６】
（ＩＣカード１の内部機能）
ＩＣカード１は、オンライン時、オフライン時の認証情報出力機能を備え、ＩＣカード１の格納金額表示機能を備え、アプリケーション情報の入出力管理機能を備える。このアプリケーション情報の入出力管理機能は、具体的には、アプリケーション別の権限識別鍵情報の管理、情報の蓄積／出力、監査情報の作成、パスワードチェック又はロックなどである。
【００１７】
（電子取引決済端末２の機能）
電子取引決済端末２は、ＩＣカード１を認証する機能（例えば、ネゴシエーション情報の確認、認証確認機能）を備え、ユーザ操作機能（例えば、各種操作入力、チェック、チェック用情報作成機能）を備え、オンライン時及びオフライン時の情報通信機能を備え、情報格納管理機能（例えば、端末側情報作成機能、監査情報作成機能）を備え、鍵情報管理機能を備える。
【００１８】
ＩＣカードの製造発行時、ＩＣカードの固体固有情報は、ルックオフエリアに書き込まれる。ルックオフエリアは、内蔵ＲＯＭのプログラムでもアクセス可能である。ＩＣカード確認用固定鍵は、システム鍵の次にルックオフ鍵（製造ＮＯ）形態で二重暗号化され、ルックアップエリアへセットされる。
【００１９】
ユーザ固有情報は、システム鍵の次にパスワード、その次にルックオフ鍵形態で三重暗号化されて、システムエリアへセットされる。公開鍵方式のペアの鍵がシステムエリアへセットされる。即ち、暗号化鍵は、システム鍵の次にルックオフ鍵形態で二重暗号化される。復号化鍵は、ルックオフ鍵で暗号化される。ＩＣカード使用時は、カード本体をチェックする。具体的には、ルックアップエリアをそのまま読み取り、ＩＣカード確認用固定鍵をシステム鍵で暗号化したものとの不一致を確認する。内蔵ＲＯＭのシステムをチェックサムして、変更されていないかを確認する。任意に端末側で作成したデータをシステム鍵で暗号化したものを、ＩＣカードに渡す。
【００２０】
ＩＣカード側ではルックアップエリアの情報をルックオフ鍵で復号化してＩＣカード確認用鍵を取り出し、この鍵で端末から受け取った情報を暗号化して端末に返す。端末側では、ＩＣカードに渡したデータを事前にＩＣカード確認用鍵で暗号化しておき、端末から返ったデータと一致するか否かを確認する。
認証確認後、オフライン時は公開鍵を交換する（ＩＣカードと端末間）。ここでも、万一偽造カードの場合、勝手に公開鍵ペアを作ったとしても、システム鍵が分からなければ、端末側に渡すべきＩＣカードの公開鍵をシステム鍵で暗号化したデータを作れない。その結果、端末との通信ができなくなる。
【００２１】
認証確認後、オフライン時では、セキュリティの実体は全て端末側のコントロールとなり、端末側の情報のセキュリティ度合いによる。端末は、ＩＣカードより一層厳重なチップの中に、固有情報が埋め込まれ、例えば、端末ごと盗み出されても鍵情報を取り出すことはできない。
【００２２】
（ＩＣカード１の固有情報の作成）
ルックオフ又はルックノンへ固有情報が書き込まれる。ＩＣカードへ内蔵ロジックが書き込まれる。認証確認情報（認証する際の通信情報を暗号化する鍵）が書き込まれる。但し、固有情報によって暗号化されることで、全てのＩＣカードごとに異なった情報になり、外部からは鍵の解読ができない。
【００２３】
ＩＣカード別通信用の公開鍵・秘密鍵を生成し、書き込む。秘密鍵はそのまま保存されるので、端末への通信情報を暗号化できる。但し、公開鍵は、システム鍵によって暗号化され、ＩＣカードに保存され、端末と通信する際にそのデータが端末に送付される。端末では、システム鍵によってＩＣカードの公開鍵を取り出し、ＩＣカードとの通信時に使用される。
【００２４】
電子取引決済端末２は、端末の秘密鍵、公開鍵及びシステム鍵を格納する。電子取引決済端末２は、端末の公開鍵を送付し、システム鍵（ＩＣカードの公開鍵）を受け取り、ＩＣカード１の公開鍵を取り出す。電子取引決済端末２の通信時に使用する情報は、端末の秘密鍵及びＩＣカードの公開鍵である。
ＩＣカード１は、カードの秘密鍵を格納し、システム鍵（ＩＣカードの公開鍵）を格納する。ＩＣカード１は、システム鍵を送付し、端末の公開鍵を受け取る。ＩＣカード１の通信時使用する情報は、ＩＣカードの秘密鍵と端末の公開鍵とである。
【００２５】
（偽造カードの真偽チェック）
認証確認情報がカード固有情報になっているか否かを確認する（チェックポイント情報の確認）。尚、この情報は、内蔵ロジックが利用する鍵情報となっている。
内蔵ロジックのチェックサム情報等を確認する（ロジック改ざん防止）。端末側からの任意データをＩＣカードに渡し、暗号化処理し、改ざん又は偽造されたカードを確認する（カード偽造防止）。カード内の個人情報は全てパスワードで二重に暗号化されているので、入力された変数としてのパスワードで復号化して、意味のあるデータの取り出しができるか否かで、該当カード情報の認証を確認する。
【００２６】
ＩＣカード別固有の秘密鍵・公開鍵ペアの情報を土台として、最終確認情報（ネゴシエーション）を交換して、正式ユーザとして認定される（カード偽造・認証確認）。
【００２７】
（認証シーケンスの概要）
図２、図３は、認証シーケンスの概要である。端末側からのデータ保全に関しては、全て端末の鍵管理システムと端末用ＣＰＵによって端末に格納されている各種鍵情報が保全されていることが前提である。
先ず、初期情報設定として、ＩＣカードの固体固有情報を書き込む。端末側で製造Ｎｏ２１及びシステムロジック２３をＩＣカード側に与え、製造Ｎｏ２２はルックオフエリアに書き込み、システムロジック２４は内蔵ＲＯＭに書き込む。
【００２８】
カード発行時、端末側は認証確認情報２６をＩＣカード側に与え、製造Ｎｏ２５を用いて暗号化２７して認証確認情報２８としてルックアップエリアに書き込む。この認証確認情報２８は、端末側に与えられ、カード真偽が確認される。具体的には、初期情報設定として、内蔵ロジックチェックのため、先ず、ロックアップエリアを読み取り、不一致確認のための比較２９を実行し、認証確認情報３０を得る。
【００２９】
次に、第１次内蔵ロジックの確認のため、ＩＣカード側は、システムロジック３１からチェックサム３２を計算し、このチェックサム結果３３を端末側に与え、一致確認のための比較３４を実行し、チェックサム結果３５を出力する。
次に、内蔵セキュリティロジックと外部固有エリアの対応によってカード本体の偽造をチェックするために、ＩＣカード側で、認証確認用情報３６と、製造Ｎｏ３７とから復号化３８を実行し、認証確認用情報３９を得て、端末側からの任意データ４０を認証確認用情報３９で暗号化４１し、暗号化された任意データ４２を端末側に与える。
【００３０】
次に、端末側では任意データ４３とシステム鍵４４とから暗号化４５して暗号化した任意データ４６を得る。この任意データ４６は、ＩＣカード側に与えると共に認証確認用情報４７と暗号化４８して暗号化された任意データ５０を得て、ＩＣカード側からの任意データ４２と一致確認するために比較４９を実行する。この処理によって、本体の本物の確認を完了する。
【００３１】
次に、個人情報の定型の情報がパスワードで暗号化されているので、システムエリアの個人情報を読み取るため、ＩＣカード側からシステムエリアの個人情報５１と、ルックオフエリアの製造Ｎｏとから復号化５３し、得られる個人情報５４を端末側に与える。
端末側では、個人情報５５と、入力パスワード５６とから復号化５７を実行し、個人情報５８を得る。この個人情報５８とシステム鍵５９とから復号化６０を実行し、個人情報６１を得る。これによって、意味ある情報の入手を確認することによって認証が確認される（認証確認終了）。
【００３２】
次に、公開鍵を交換処理するために、先ず、端末からの送付として、公開鍵（暗号鍵）６２をＩＣカード側に送信する。次に、ＩＣカード側から公開鍵６４を端末側に与える。端末側では公開鍵６５とシステム鍵６６とから復号化６７を実行し、公開鍵６８を得る。ＩＣカード側には、システム鍵がないので偽造することができない。
【００３３】
（ＩＣカード１と電子取引決済端末２との相互認証の処理動作）
次に、図１の構成において、ＩＣカード１の相互認証の処理動作を図４、図５を用いて説明する。
【００３４】
先ず、図４において、ＩＣカード１を電子取引決済端末２のカードリーダに挿入する（ステップＳ１）。これによって電子取引決済端末２は、ＩＣカード１に対してＩＣカード１の公開鍵出力を要求する（ステップＳ２）。これによって、ＩＣカード１は、公開鍵を出力し（ステップＳ４）、カード別公開鍵を端末システム用システム鍵で暗号化したＳｙｓＫ（ＰＣＫｉ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ５）。
【００３５】
ＩＣカード１の公開鍵を取り出して（ステップＳ６）、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫで復号化する（ステップＳ６ａ）。次に、ＩＣカード１のカード別公開鍵ＰＣｋｉで電子取引決済端末２の公開鍵を暗号化して、端末別公開鍵をカード別公開鍵で暗号化したＰＣｋｉ（ＰＴｋｊ）を出力する（ステップＳ７、Ｓ７ａ、Ｓ８）。これによって、ＩＣカード１は、電子取引決済端末２の公開鍵を取り出す（ステップＳ９）。即ち、カード別秘密鍵ＳＣｋｉで復号化し、端末別公開鍵ＰＴｋｊを得る（ステップＳ９ａ）。
【００３６】
次に、ＩＣカード１のユニークデータ（固有データ）の出力要求をＩＣカード１に対して与える（ステップＳ１０）。これによって、ＩＣカード１は、ユニークデータＸを生成する（ステップＳ１１）。
次に、ＩＣカード１のカード別秘密鍵ＳＣｋｉでユニークデータＸを暗号化して（ステップＳ１２、Ｓ１２ａ）、暗号化データＳＣｋｉ（Ｘ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ１３）。次に、電子取引決済端末２は、ＰＣｋｉで復号化し、ユニークデータＸを取り出す（ステップＳ１４、Ｓ１４ａ）。
【００３７】
次に、電子取引決済端末２は、取り出したユニークデータＸを、端末別秘密鍵ＳＴｋｊで暗号化して暗号化データＳＴＫｊ（Ｘ）を出力すると共にベリファイ（正しいか否かの確認）指示をＩＣカード１に対して与える（ステップＳ１５、Ｓ１５ａ、Ｓ１６）。これによって、ＩＣカード１は、端末別秘密鍵ＰＴｋｊで復号化し、ユニークデータＸを取り出す（ステップＳ１７、Ｓ１７ａ）。
【００３８】
そして、ＩＣカード１は、ベリファイチェックする（ステップＳ１８）。ＩＣカード１は、ベリファイチェックデータを出力し（ステップＳ１９）、電子取引決済端末２に与える。電子取引決済端末２は、与えられたベリファイチェックデータを確認し（ステップＳ２０）、エラーならばエラー表示する（Ｓ２０ａ）。
【００３９】
次に、図５において、電子取引決済端末２は、任意データＹを生成する（ステップＳ２１）。次に、電子取引決済端末２は、この任意データＹを、（１）端末の秘密鍵ＳＴｋｊ（Ｙ）、又は（２）ＩＣカード１の公開鍵ＰＣｋｉ（Ｙ）のいずれか一方で暗号化し、いずれか一方を出力し加工指示する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。これに対して、ＩＣカード１は、電子取引決済端末２の任意データＹを取り出す（ステップＳ２４）。
【００４０】
即ち、受け取った任意データＹを▲１▼電子取引決済端末２の公開鍵ＰＴｋｊで復号化する、及び ▲２▼ＩＣカード１秘密鍵ＳＣｋｉで復号化する、の▲１▼▲２▼の両方を実行し、２つのデータを生成し（ステップＳ２４ａ）、（１）の場合の取り出しデータ▲１▼Ｙ▲２▼？、又は（２）の場合の取り出しデータ▲１▼？▲２▼Ｙとする（ステップＳ２４ａ）。
【００４１】
このようにして復号化されたデータを、それぞれ（ａ）▲１▼をＩＣカード１の秘密鍵ＳＣｋｉで暗号化し出力データＳＣｋｉ（Ｙ）を電子取引決済端末２に与え、及び（ｂ）▲２▼を電子取引決済端末２の公開鍵ＰＴｋｊで暗号化し出力データＰＴｋｊ（？）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ２５、Ｓ２６）。
更に、（２）の場合の出力データとして、（ａ）ＩＣカード１秘密鍵ＳＣｋｉによる暗号化データＳＣｋｉ（？）、及び（ｂ）電子取引決済端末２公開鍵ＰＴｋｊによる暗号化データＰＴｋｊ（Ｙ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ２５、Ｓ２７）。
【００４２】
電子取引決済端末２は、任意データを取り出し、（ａ）では、ＩＣカード１の公開鍵ＰＣｋｊで復号化し、（ｂ）では端末の秘密鍵ＳＴｋｊで復号化する（ステップＳ２８、Ｓ２８ａ）。（１）の場合の取り出しデータは、（ａ）Ｙ、及び（ｂ）？である。（２）の場合の取り出しデータは、（ａ）？、及び（ｂ）Ｙである（ステップＳ２８ａ）。
【００４３】
次に、データをチェックする（ステップＳ２９）。これは、具体的には、（ａ）及び（ｂ）がそれぞれ正しいＹ及び？のペアであるか否かを確認する（ステップＳ２９ａ）。
【００４４】
（本発明の実施の形態の効果）
以上の本発明の実施の形態によれば、ＩＣカード１に公開鍵と秘密鍵とのペアデータが存在せず、システム鍵が電子取引端末２にのみあり、ＩＣカード１の公開鍵は電子取引決済端末２でのみ取り出すことができる。第１次認証用データを外部より特定できない。第１次認証用データは電子取引端末にのみあり、ＩＣカードのデータより取り出した公開鍵でのみ認証が可能となる。
【００４５】
また、第１次認証を通過しても、電子取引決済端末２からの任意データから認証確認用データへ加工するためには、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得し、ネゴシエーションすることができないため、第２次認証を通過することはできない。
従って、第３者が偽造ＩＣカードを自分勝手に公開鍵と秘密鍵のペアを作り出してた場合でも、システム鍵を知らないため、電子取引決済端末２が解読できるＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）を作り出すことができない。このためネゴシエーションの段階で偽造を検知することができる。よって、従来のように電子取引決済端末２がセンタ装置と認証確認しなくても、電子取引決済端末２自身がエラーを検出でき、非常に安全な電子取引決済システムを実現することができる。
【００４６】
（他の実施の形態）
（１）尚、上述の実施の形態においては、図６に示すように、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫを使用した一方向処理７１、即ち、端末優位の認証処理を例に構成を説明したが、ＩＣカード優位で認証管理することもできる。
この認証管理のための構成を以下に示す。端末優位の認証管理においては、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫでＩＣカードの公開鍵ペアの公開鍵（復号化鍵）を暗号化して、ＩＣカード内に自身の公開鍵を持たない。しかしながら、ＩＣカード優位の認証管理７２においては、カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫで、端末の公開鍵ペアの公開鍵（復号化処理）を暗号化し、端末内に自身の公開鍵を持たない。即ち、上述の実施の形態と逆転する立場である。
【００４７】
（２）また、図６に示すように、端末とＩＣカードの相互認証管理７３を実行する方法として、図７に示すように、相互認証用カードを発行し、▲１▼端末用システム鍵ＳｙｓＫで認証管理する方法と（図８）、▲２▼カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫで認証管理する方法と（図９）において、何れもお互いの自身の公開鍵ペアの公開鍵（復号化鍵）を簡略化して自身の公開鍵を持たない方法を採ることもできる。
【００４８】
（３）更に、図６に示すように、独立型相互認証７４を実行する方法として、端末もＩＣカードも、公開鍵ペアを２つずつ持ち、互いに上述の▲１▼▲２▼の仕組みのペアとして、相互に認証チェックする方法を採ることもできる。
【００４９】
（４）更にまた、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ及びカードシステム用システム鍵ＳＣｄＫをいつでも変更可能にして運用管理する仕組みを採ることもできる。
【００５０】
（５）また、システム鍵そのものも、万一漏洩したことが判明したり、又は定期的に変更できる情報処理システムとすることで、リスクが軽減される。
図１０は、確認用実データを複数のシステム鍵から復号化してその情報が戻れば該当のシステム鍵が使用されていると判定する情報処理システムの機能構成図である。図１０において、ＩＣカード管理用システム鍵８１からどの鍵を使用しているかの情報８２を確認し、システム鍵（１）８３〜システム鍵（３）８５から確認用実データ８６を復号化する。又は、どのシステム鍵を使用しているかの情報を別に持つことも好ましい。
【００５１】
このような構成の場合の、複数のＩＣカードの認証確認は、図１１に示すように、システム鍵（１）の使用に対して、ＩＣカードの有効期間８７を設定し、この有効期間に対して延長期間８７’も考慮して使用する。
システム鍵（２）の使用に対しては、システム鍵（１）の有効期間８７の終了に従って有効期間８８を設定し、この有効期間８８に対しても延長期間８８’を考慮して使用する。システム鍵（３）の使用に対しては、システム鍵（２）の有効期間８８の終了に従って有効期間８９を設定し、この有効期間８９に対しても延長期間８９’を考慮して使用する。
【００５２】
（６）更に、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫが解読される場合を仮定し、その対応を示す。すなわち、
（ａ）ＩＣカード発行時における設定者からの漏洩。この場合、ＩＣカード発行システムそのものが設定情報を元に自動的に生成されるため、設定者自身も実際のシステム鍵情報は知りえない。
【００５３】
（ｂ）ＩＣカード本体から解読。この場合、ＩＣカードの製造時からのＩＣカード別の個別情報（シリアル番号、ユーザ名、ユーザ生年月日など）を土台とした階層構造が形成されるため、その解読から始めねばならない。
（ｃ）万一上述の（ａ）又は（ｂ）によって解読された場合でも、該当ＩＣカードのみの公開鍵ペアが判明することになるが、ネゴシエーションの一部を捕捉できることになるだけで、ＩＣカードの偽造そのものが成立することはない。従って、容易に第三者がＩＣカードを偽造してシステムに介入し、正当なユーザと同じように電子取引決済することはできない。
【００５４】
図１２は、暗号階層構造の概念図である。図１２において、ＩＣカード固有情報９０は、各ＩＣカード毎に全て異なる。このＩＣカード固有情報９０の階層の下にＩＣカード管理用のシステム鍵９１が共通に存在する。この情報はワンショットメモリに書き込まれる。
更に、このＩＣカード管理用のシステム鍵９１の階層の下に、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ９２、カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫ９３、ＩＣカード固有ＲＳＡペアの秘密鍵ＳＣｋｉ９４、その他のＩＣカード内情報９５などが存在する。更にまた、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ９２の階層の下に、ＩＣカード固有のＲＳＡペアの公開鍵ＰＣｋｉが存在する。
【００５５】
（７）また、システム鍵ＳｙｓＫを電子取引決済端末側で図１３に示す手順で暗号化処理する。
すなわち、システム鍵ＳｙｓＫのデータに対して所定の第１暗号化アルゴリズム１０１を使用して少なくとも１人に割り当てられた第１パスワードデータ１０２によりランダム化処理して暗号化されたシステム鍵ＳｙｓＫを生成する。
【００５６】
さらに、特定の管理人などにのみ割り当てられた特定人固有の第２パスワードデータ１０３により、第１暗号化アルゴリズム１０１と同じかまたは異なる第２暗号化アルゴリズム１０４を使用して１回以上のランダム化処理して、第１パスワードデータ１０２から鍵暗号文を生成し、この鍵暗号文を特定の管理人などにより保管管理する。
【００５７】
（８）また、ＩＣカードを使用する他、磁気カード、磁気バブルメモリ回路などを使用することも好ましく、また、電子取引決済端末は、通信機能を有するパーソナルコンピュータやワークステーションなどが備えるハードウエア構成に、上述の処理を実行するためのソフトウエアを搭載することで実現することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、カードに、予め、システム鍵で暗号化し生成したカード別ペアの公開鍵と、生成したカード別ペアの秘密鍵と、ユニークデータとを設定しておき、端末に、予め、端末用システム鍵と、端末用公開鍵と、端末用秘密鍵とを設定しておき、上述の認証を実行することで、端末とセンタ装置との間でユーザ確認（認証）するためにオンライン通信する必要がなく、オフラインで端末がカードの偽造を検知でき、システム的な鍵が漏洩してもシステム全体の危機に陥ることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電子取引決済システムの構成図である。
【図２】実施の形態の認証シーケンス説明図（その１）である。
【図３】実施の形態の実施の形態の認証シーケンス説明図（その２）である。
【図４】実施の形態のＩＣカードと電子取引決済端末との相互認証の説明図（その１）である。
【図５】実施の形態のＩＣカードと電子取引決済端末との相互認証の説明図（その２）である。
【図６】他の実施の形態のＩＣカード優位の認証管理、電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理、独立型相互認証の説明図である。
【図７】他の実施の形態の電子取引決済端末とＩＣカードとで相互認証管理するためのカード発行システムの構成図である。
【図８】電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理のうち、電子取引決済端末によるＩＣカードの認証確認の手続きの説明図である。
【図９】電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理のうち、ＩＣカードによる電子取引決済端末の認証確認の手続きの説明図である。
【図１０】実施の形態のＩＣカード管理用システム鍵から確認用実データを得る説明図である。
【図１１】実施の形態の複数ＩＣカードの認証確認の説明図である。
【図１２】実施の形態の暗号化の階層構造の説明図である。
【図１３】電子取引決済端末で実行されるシステム鍵ＳｙｓＫの暗号化処理手順の説明図である。
【符号の説明】
１ ＩＣカード
２ 電子取引決済端末
３ ＩＣカード発行システム
ＳＨ0 発行機関の秘密鍵
ＰＨ0 発行機関の公開鍵
ＳｙｓＫ 端末用システム鍵
ＳＣｄＫ ＩＣカード用システム鍵
ＳＣｋｉ ＩＣカード別秘密鍵
ＰＣｋｉ ＩＣカード別公開鍵
ＳＴｋｊ 端末別秘密鍵
ＰＴｋｊ 端末別公開鍵
ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ） システム鍵で暗号化されたＩＣカード別公開鍵
Ｘ ＩＣカード１内で生成されるユニークデータ
Ｙ 電子取引決済端末２内で生成される任意データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、認証方法及び認証システムに係わり、特に、電子現金金融システムなどに適用し得る電子取引決済での認証に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカードと電子取引決済端末とセンタ装置を使用した金融商品の取引のための電子取引決済システム（例えば、クレジット決済システム）及びそのシステムにおける電子取引決済方法又は認証方法が開発されている。
従来の電子取引決済システムにおいて、ＩＣカードは、個々のユーザに秘密鍵を割り当て、個人情報などと共にＩＣカードに設定し、ＩＣカード発行機関からオフラインで発行される。この秘密鍵は、秘密鍵暗号方式（共通鍵暗号方式、例えば、ＤＥＳ）又はＲＳＡによる公開鍵暗号方式（非対象暗号系）によって暗号化されている。
【０００３】
電子取引決済時に、電子取引決済端末のカードリーダにＩＣカードが装着される。カードリーダは、ＩＣカードの内容に対して暗号解読（復号化）して設定情報を読み取り、個々を認証するために、センタ装置とオンライン通信する。この認証が正しくできれば、電子取引決済する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子取引決済システムでは、電子取引決済端末と、センタ装置との間でオンライン通信によってユーザのＩＣカードのユーザ情報が正しいか否かを確認する必要がある。
ところが、公開鍵暗号方式（ＲＳＡ）を使用していても、オフラインの場合は、本人以外の第３者によるＩＣカード偽造を検知することができない。
【０００５】
また、システム的な鍵を使用していても、万一そのシステム的鍵が漏洩された場合に、全システムの危機となる。
【０００６】
このようなことから、電子取引決済端末とセンタ装置（又はホスト装置）との間でユーザ確認のためにオンライン通信する必要がなく、オフラインで電子取引決済端末がＩＣカードの偽造を検知でき、システム的な鍵が漏洩されても全体システムの危機とならない電子取引決済システム及び認証方法の実現が要請されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係わる認証方法は、カード１と端末２との間における認証方法において、以下の構成で上述の課題を解決する。すなわち、
前記カード１に、カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）とを設定し、
前記端末２に、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）とを設定し、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記端末２に出力し、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号して前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）を取り出し、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化して前記カード１に出力し、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化して前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を取り出し、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）を生成し、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）を前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化して前記端末２に出力し、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）を暗号化して前記カード１に出力し、かつ認証指示し、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（１０） 前記カード１で、認証チェックし、認証チェックデータを前記端末２に出力し、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータをチェックすることにより第１次認証し、
（１２） 前記端末２内で前記任意データ（Ｙ）を生成し、
（１３） 生成された任意データ（Ｙ）を、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方を前記カード１に出力し、
（１４） 前記カード１で、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）を取り出し、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
を前記端末２に出力し、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）を取り出し、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断することにより第２次認証する。
【０００８】
また、本発明に係わり認証システムは、カード発行システム３と、カード１と、端末２とを備えた認証システムにおいて、以下の構成で上述の課題を解決する。すなわち、
前記カード発行システム３には、発行機関の秘密鍵（ＳＨ0 ）及び発行機関の公開鍵（ＰＨ0 ）と、生成したカード別ペア鍵（Ｃｋｉ）を構成するカード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）及びカード別公開鍵（ＰＣｋｉ）と、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）と、生成した端末用別ペア鍵（Ｔｋｊ）を構成する端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）及び端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）とが設定され、
前記カード１には、前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、前記ユニークデータ（Ｘ）とが設定され、
前記端末２には、前記システム鍵（ＳｙｓＫ）と、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）と、前記カード１に設定された内容を読取るカードリーダとが設定されており、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、前記カード１が前記端末２の前記カードリーダに装着されると、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記端末２に出力され、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号されて、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）が取り出され、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化されて前記カード１に出力され、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化されて前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が取り出され、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）が生成され、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）が前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化されて前記端末２に出力され、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）が暗号化されて前記カード１に出力され、かつ認証指示され、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（１０） 前記カード１で、認証チェックされ、認証チェックデータが前記端末２に出力され、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータがチェックされて第１次認証され、
（１２） 前記端末側２で、前記任意データ（Ｙ）が生成され、
（１３） 生成された前記任意データ（Ｙ）が、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方が前記カード１に出力され、
（１４） 前記カードで、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）が取り出され、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
が前記端末２に出力され、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）が取り出され、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断することにより第２次認証する。
【０００９】
このような構成をとることで、端末とカードとはオフラインであり、システム鍵が端末にのみあり、カードの公開鍵は端末でのみ取り出すことができる。仮に、偽造などによって第１次認証を通過しても、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得してネゴシエーションすることができないため、第２次認証を通過することはできない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。本実施の形態の電子取引決済システムは、従来のセンタ装置と電子取引決済端末との間でオンライン通信によってユーザカード認証のために確認しなくても、ユーザＩＣカードと電子取引決済端末との間で確認することにより安全に認証及び電子取引決済することができるように構成される。
【００１１】
即ち、ユーザＩＣカードに、公開鍵と秘密鍵とのデータペアが存在しないようにする。システム鍵が電子取引決済端末にだけあり、ユーザＩＣカードの公開鍵は電子取引決済端末側でだけ取り出せるようにする。電子取引決済端末での第１次認証用データを外部より特定できないようにする。第１次認証用データが電子取引決済端末にだけあり、ユーザＩＣカードから取り出した公開鍵でのみ認証可能とする。
【００１２】
仮に、第１次認証用データを万一正常に通過（クリア）したとしても、電子取引決済端末での任意データを認証確認用データに加工するための、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得してネゴシエーションができないようにして、第２次認証を通過できないように構成される。
また、第３者による偽造ＩＣカードが勝手に公開鍵及び秘密鍵のペアを作り出した場合でも、システム鍵を知らないため、電子取引決済端末側が解読できる公開鍵を有するシステム鍵を作り出せないため、ネゴシエーションエラーによって偽造ＩＣカードであることを検知するように構成される。
【００１３】
図１は、電子取引決済システムの構成図である。この図１において、電子取引決済システムは、ＩＣカード１と、電子取引決済端末２と、ＩＣカード発行システム３とから構成されている。
ＩＣカード発行システム３は、ＩＣカード製造固有情報書込機能を有し、ＩＣカード内蔵ＲＯＭソフト書込機能を有し、発行済のチェック機能を有し、ＩＣカード初期化情報書込機能として、例えば、ＩＣカードＩＤ（識別）固有情報と公開鍵（暗号化鍵と復号化鍵とを生成）とを有し、利用者固有情報書込（例えば、氏名、住所、性別、年令、パスワード等）機能を有し、ＩＣカード発行機能を有し、発行監査情報作成機能を有し、発行情報通信機能などを有する。
【００１４】
ＩＣカード発行システム３は、具体的には、発行機関の秘密鍵ＳＨ0 及び発行機関の公開鍵ＰＨ0 を備え、カード別秘密鍵ＳＣｋｉ及びカード別公開鍵ＰＣｋｉを生成し、システム鍵ＳｙｓＫを備え、このシステム鍵ＳｙｓＫに対してカード別秘密鍵ＳＣｋｉ及びカード別公開鍵ＰＣｋｉによって暗号化し、ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）を得る。更に、ＩＣカード発行機関３は、ユニークデータＸを備え、端末用別秘密鍵ＳＴｋｊ及び端末用別ＰＴｋｊを備える。
【００１５】
ＩＣカード発行システム３は、生成したＩＣカード別ペアの秘密鍵ＳＣｋｉと、システム鍵で暗号化し生成したカード別ペアの公開鍵ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）と、ユニークデータＸとをＩＣカード１に書き込む。
【００１６】
（ＩＣカード１の内部機能）
ＩＣカード１は、オンライン時、オフライン時の認証情報出力機能を備え、ＩＣカード１の格納金額表示機能を備え、アプリケーション情報の入出力管理機能を備える。このアプリケーション情報の入出力管理機能は、具体的には、アプリケーション別の権限識別鍵情報の管理、情報の蓄積／出力、監査情報の作成、パスワードチェック又はロックなどである。
【００１７】
（電子取引決済端末２の機能）
電子取引決済端末２は、ＩＣカード１を認証する機能（例えば、ネゴシエーション情報の確認、認証確認機能）を備え、ユーザ操作機能（例えば、各種操作入力、チェック、チェック用情報作成機能）を備え、オンライン時及びオフライン時の情報通信機能を備え、情報格納管理機能（例えば、端末側情報作成機能、監査情報作成機能）を備え、鍵情報管理機能を備える。
【００１８】
ＩＣカードの製造発行時、ＩＣカードの固体固有情報は、ルックオフエリアに書き込まれる。ルックオフエリアは、内蔵ＲＯＭのプログラムでもアクセス可能である。ＩＣカード確認用固定鍵は、システム鍵の次にルックオフ鍵（製造ＮＯ）形態で二重暗号化され、ルックアップエリアへセットされる。
【００１９】
ユーザ固有情報は、システム鍵の次にパスワード、その次にルックオフ鍵形態で三重暗号化されて、システムエリアへセットされる。公開鍵方式のペアの鍵がシステムエリアへセットされる。即ち、暗号化鍵は、システム鍵の次にルックオフ鍵形態で二重暗号化される。復号化鍵は、ルックオフ鍵で暗号化される。ＩＣカード使用時は、カード本体をチェックする。具体的には、ルックアップエリアをそのまま読み取り、ＩＣカード確認用固定鍵をシステム鍵で暗号化したものとの不一致を確認する。内蔵ＲＯＭのシステムをチェックサムして、変更されていないかを確認する。任意に端末側で作成したデータをシステム鍵で暗号化したものを、ＩＣカードに渡す。
【００２０】
ＩＣカード側ではルックアップエリアの情報をルックオフ鍵で復号化してＩＣカード確認用鍵を取り出し、この鍵で端末から受け取った情報を暗号化して端末に返す。端末側では、ＩＣカードに渡したデータを事前にＩＣカード確認用鍵で暗号化しておき、端末から返ったデータと一致するか否かを確認する。
認証確認後、オフライン時は公開鍵を交換する（ＩＣカードと端末間）。ここでも、万一偽造カードの場合、勝手に公開鍵ペアを作ったとしても、システム鍵が分からなければ、端末側に渡すべきＩＣカードの公開鍵をシステム鍵で暗号化したデータを作れない。その結果、端末との通信ができなくなる。
【００２１】
認証確認後、オフライン時では、セキュリティの実体は全て端末側のコントロールとなり、端末側の情報のセキュリティ度合いによる。端末は、ＩＣカードより一層厳重なチップの中に、固有情報が埋め込まれ、例えば、端末ごと盗み出されても鍵情報を取り出すことはできない。
【００２２】
（ＩＣカード１の固有情報の作成）
ルックオフ又はルックノンへ固有情報が書き込まれる。ＩＣカードへ内蔵ロジックが書き込まれる。認証確認情報（認証する際の通信情報を暗号化する鍵）が書き込まれる。但し、固有情報によって暗号化されることで、全てのＩＣカードごとに異なった情報になり、外部からは鍵の解読ができない。
【００２３】
ＩＣカード別通信用の公開鍵・秘密鍵を生成し、書き込む。秘密鍵はそのまま保存されるので、端末への通信情報を暗号化できる。但し、公開鍵は、システム鍵によって暗号化され、ＩＣカードに保存され、端末と通信する際にそのデータが端末に送付される。端末では、システム鍵によってＩＣカードの公開鍵を取り出し、ＩＣカードとの通信時に使用される。
【００２４】
電子取引決済端末２は、端末の秘密鍵、公開鍵及びシステム鍵を格納する。電子取引決済端末２は、端末の公開鍵を送付し、システム鍵（ＩＣカードの公開鍵）を受け取り、ＩＣカード１の公開鍵を取り出す。電子取引決済端末２の通信時に使用する情報は、端末の秘密鍵及びＩＣカードの公開鍵である。
ＩＣカード１は、カードの秘密鍵を格納し、システム鍵（ＩＣカードの公開鍵）を格納する。ＩＣカード１は、システム鍵を送付し、端末の公開鍵を受け取る。ＩＣカード１の通信時使用する情報は、ＩＣカードの秘密鍵と端末の公開鍵とである。
【００２５】
（偽造カードの真偽チェック）
認証確認情報がカード固有情報になっているか否かを確認する（チェックポイント情報の確認）。尚、この情報は、内蔵ロジックが利用する鍵情報となっている。
内蔵ロジックのチェックサム情報等を確認する（ロジック改ざん防止）。端末側からの任意データをＩＣカードに渡し、暗号化処理し、改ざん又は偽造されたカードを確認する（カード偽造防止）。カード内の個人情報は全てパスワードで二重に暗号化されているので、入力された変数としてのパスワードで復号化して、意味のあるデータの取り出しができるか否かで、該当カード情報の認証を確認する。
【００２６】
ＩＣカード別固有の秘密鍵・公開鍵ペアの情報を土台として、最終確認情報（ネゴシエーション）を交換して、正式ユーザとして認定される（カード偽造・認証確認）。
【００２７】
（認証シーケンスの概要）
図２、図３は、認証シーケンスの概要である。端末側からのデータ保全に関しては、全て端末の鍵管理システムと端末用ＣＰＵによって端末に格納されている各種鍵情報が保全されていることが前提である。
先ず、初期情報設定として、ＩＣカードの固体固有情報を書き込む。端末側で製造Ｎｏ２１及びシステムロジック２３をＩＣカード側に与え、製造Ｎｏ２２はルックオフエリアに書き込み、システムロジック２４は内蔵ＲＯＭに書き込む。
【００２８】
カード発行時、端末側は認証確認情報２６をＩＣカード側に与え、製造Ｎｏ２５を用いて暗号化２７して認証確認情報２８としてルックアップエリアに書き込む。この認証確認情報２８は、端末側に与えられ、カード真偽が確認される。具体的には、初期情報設定として、内蔵ロジックチェックのため、先ず、ロックアップエリアを読み取り、不一致確認のための比較２９を実行し、認証確認情報３０を得る。
【００２９】
次に、第１次内蔵ロジックの確認のため、ＩＣカード側は、システムロジック３１からチェックサム３２を計算し、このチェックサム結果３３を端末側に与え、一致確認のための比較３４を実行し、チェックサム結果３５を出力する。
次に、内蔵セキュリティロジックと外部固有エリアの対応によってカード本体の偽造をチェックするために、ＩＣカード側で、認証確認用情報３６と、製造Ｎｏ３７とから復号化３８を実行し、認証確認用情報３９を得て、端末側からの任意データ４０を認証確認用情報３９で暗号化４１し、暗号化された任意データ４２を端末側に与える。
【００３０】
次に、端末側では任意データ４３とシステム鍵４４とから暗号化４５して暗号化した任意データ４６を得る。この任意データ４６は、ＩＣカード側に与えると共に認証確認用情報４７と暗号化４８して暗号化された任意データ５０を得て、ＩＣカード側からの任意データ４２と一致確認するために比較４９を実行する。この処理によって、本体の本物の確認を完了する。
【００３１】
次に、個人情報の定型の情報がパスワードで暗号化されているので、システムエリアの個人情報を読み取るため、ＩＣカード側からシステムエリアの個人情報５１と、ルックオフエリアの製造Ｎｏとから復号化５３し、得られる個人情報５４を端末側に与える。
端末側では、個人情報５５と、入力パスワード５６とから復号化５７を実行し、個人情報５８を得る。この個人情報５８とシステム鍵５９とから復号化６０を実行し、個人情報６１を得る。これによって、意味ある情報の入手を確認することによって認証が確認される（認証確認終了）。
【００３２】
次に、公開鍵を交換処理するために、先ず、端末からの送付として、公開鍵（暗号鍵）６２をＩＣカード側に送信する。次に、ＩＣカード側から公開鍵６４を端末側に与える。端末側では公開鍵６５とシステム鍵６６とから復号化６７を実行し、公開鍵６８を得る。ＩＣカード側には、システム鍵がないので偽造することができない。
【００３３】
（ＩＣカード１と電子取引決済端末２との相互認証の処理動作）
次に、図１の構成において、ＩＣカード１の相互認証の処理動作を図４、図５を用いて説明する。
【００３４】
先ず、図４において、ＩＣカード１を電子取引決済端末２のカードリーダに挿入する（ステップＳ１）。これによって電子取引決済端末２は、ＩＣカード１に対してＩＣカード１の公開鍵出力を要求する（ステップＳ２）。これによって、ＩＣカード１は、公開鍵を出力し（ステップＳ４）、カード別公開鍵を端末システム用システム鍵で暗号化したＳｙｓＫ（ＰＣＫｉ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ５）。
【００３５】
ＩＣカード１の公開鍵を取り出して（ステップＳ６）、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫで復号化する（ステップＳ６ａ）。次に、ＩＣカード１のカード別公開鍵ＰＣｋｉで電子取引決済端末２の公開鍵を暗号化して、端末別公開鍵をカード別公開鍵で暗号化したＰＣｋｉ（ＰＴｋｊ）を出力する（ステップＳ７、Ｓ７ａ、Ｓ８）。これによって、ＩＣカード１は、電子取引決済端末２の公開鍵を取り出す（ステップＳ９）。即ち、カード別秘密鍵ＳＣｋｉで復号化し、端末別公開鍵ＰＴｋｊを得る（ステップＳ９ａ）。
【００３６】
次に、ＩＣカード１のユニークデータ（固有データ）の出力要求をＩＣカード１に対して与える（ステップＳ１０）。これによって、ＩＣカード１は、ユニークデータＸを生成する（ステップＳ１１）。
次に、ＩＣカード１のカード別秘密鍵ＳＣｋｉでユニークデータＸを暗号化して（ステップＳ１２、Ｓ１２ａ）、暗号化データＳＣｋｉ（Ｘ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ１３）。次に、電子取引決済端末２は、ＰＣｋｉで復号化し、ユニークデータＸを取り出す（ステップＳ１４、Ｓ１４ａ）。
【００３７】
次に、電子取引決済端末２は、取り出したユニークデータＸを、端末別秘密鍵ＳＴｋｊで暗号化して暗号化データＳＴＫｊ（Ｘ）を出力すると共にベリファイ（正しいか否かの確認）指示をＩＣカード１に対して与える（ステップＳ１５、Ｓ１５ａ、Ｓ１６）。これによって、ＩＣカード１は、端末別秘密鍵ＰＴｋｊで復号化し、ユニークデータＸを取り出す（ステップＳ１７、Ｓ１７ａ）。
【００３８】
そして、ＩＣカード１は、ベリファイチェックする（ステップＳ１８）。ＩＣカード１は、ベリファイチェックデータを出力し（ステップＳ１９）、電子取引決済端末２に与える。電子取引決済端末２は、与えられたベリファイチェックデータを確認し（ステップＳ２０）、エラーならばエラー表示する（Ｓ２０ａ）。
【００３９】
次に、図５において、電子取引決済端末２は、任意データＹを生成する（ステップＳ２１）。次に、電子取引決済端末２は、この任意データＹを、（１）端末の秘密鍵ＳＴｋｊ（Ｙ）、又は（２）ＩＣカード１の公開鍵ＰＣｋｉ（Ｙ）のいずれか一方で暗号化し、いずれか一方を出力し加工指示する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。これに対して、ＩＣカード１は、電子取引決済端末２の任意データＹを取り出す（ステップＳ２４）。
【００４０】
即ち、受け取った任意データＹを▲１▼電子取引決済端末２の公開鍵ＰＴｋｊで復号化する、及び ▲２▼ＩＣカード１秘密鍵ＳＣｋｉで復号化する、の▲１▼▲２▼の両方を実行し、２つのデータを生成し（ステップＳ２４ａ）、（１）の場合の取り出しデータ▲１▼Ｙ▲２▼？、又は（２）の場合の取り出しデータ▲１▼？▲２▼Ｙとする（ステップＳ２４ａ）。
【００４１】
このようにして復号化されたデータを、それぞれ（ａ）▲１▼をＩＣカード１の秘密鍵ＳＣｋｉで暗号化し出力データＳＣｋｉ（Ｙ）を電子取引決済端末２に与え、及び（ｂ）▲２▼を電子取引決済端末２の公開鍵ＰＴｋｊで暗号化し出力データＰＴｋｊ（？）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ２５、Ｓ２６）。
更に、（２）の場合の出力データとして、（ａ）ＩＣカード１秘密鍵ＳＣｋｉによる暗号化データＳＣｋｉ（？）、及び（ｂ）電子取引決済端末２公開鍵ＰＴｋｊによる暗号化データＰＴｋｊ（Ｙ）を電子取引決済端末２に与える（ステップＳ２５、Ｓ２７）。
【００４２】
電子取引決済端末２は、任意データを取り出し、（ａ）では、ＩＣカード１の公開鍵ＰＣｋｊで復号化し、（ｂ）では端末の秘密鍵ＳＴｋｊで復号化する（ステップＳ２８、Ｓ２８ａ）。（１）の場合の取り出しデータは、（ａ）Ｙ、及び（ｂ）？である。（２）の場合の取り出しデータは、（ａ）？、及び（ｂ）Ｙである（ステップＳ２８ａ）。
【００４３】
次に、データをチェックする（ステップＳ２９）。これは、具体的には、（ａ）及び（ｂ）がそれぞれ正しいＹ及び？のペアであるか否かを確認する（ステップＳ２９ａ）。
【００４４】
（本発明の実施の形態の効果）
以上の本発明の実施の形態によれば、ＩＣカード１に公開鍵と秘密鍵とのペアデータが存在せず、システム鍵が電子取引端末２にのみあり、ＩＣカード１の公開鍵は電子取引決済端末２でのみ取り出すことができる。第１次認証用データを外部より特定できない。第１次認証用データは電子取引端末にのみあり、ＩＣカードのデータより取り出した公開鍵でのみ認証が可能となる。
【００４５】
また、第１次認証を通過しても、電子取引決済端末２からの任意データから認証確認用データへ加工するためには、公開鍵と秘密鍵とのペアを取得し、ネゴシエーションすることができないため、第２次認証を通過することはできない。
従って、第３者が偽造ＩＣカードを自分勝手に公開鍵と秘密鍵のペアを作り出してた場合でも、システム鍵を知らないため、電子取引決済端末２が解読できるＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ）を作り出すことができない。このためネゴシエーションの段階で偽造を検知することができる。よって、従来のように電子取引決済端末２がセンタ装置と認証確認しなくても、電子取引決済端末２自身がエラーを検出でき、非常に安全な電子取引決済システムを実現することができる。
【００４６】
（他の実施の形態）
（１）尚、上述の実施の形態においては、図６に示すように、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫを使用した一方向処理７１、即ち、端末優位の認証処理を例に構成を説明したが、ＩＣカード優位で認証管理することもできる。
この認証管理のための構成を以下に示す。端末優位の認証管理においては、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫでＩＣカードの公開鍵ペアの公開鍵（復号化鍵）を暗号化して、ＩＣカード内に自身の公開鍵を持たない。しかしながら、ＩＣカード優位の認証管理７２においては、カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫで、端末の公開鍵ペアの公開鍵（復号化処理）を暗号化し、端末内に自身の公開鍵を持たない。即ち、上述の実施の形態と逆転する立場である。
【００４７】
（２）また、図６に示すように、端末とＩＣカードの相互認証管理７３を実行する方法として、図７に示すように、相互認証用カードを発行し、▲１▼端末用システム鍵ＳｙｓＫで認証管理する方法と（図８）、▲２▼カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫで認証管理する方法と（図９）において、何れもお互いの自身の公開鍵ペアの公開鍵（復号化鍵）を簡略化して自身の公開鍵を持たない方法を採ることもできる。
【００４８】
（３）更に、図６に示すように、独立型相互認証７４を実行する方法として、端末もＩＣカードも、公開鍵ペアを２つずつ持ち、互いに上述の▲１▼▲２▼の仕組みのペアとして、相互に認証チェックする方法を採ることもできる。
【００４９】
（４）更にまた、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ及びカードシステム用システム鍵ＳＣｄＫをいつでも変更可能にして運用管理する仕組みを採ることもできる。
【００５０】
（５）また、システム鍵そのものも、万一漏洩したことが判明したり、又は定期的に変更できる情報処理システムとすることで、リスクが軽減される。
図１０は、確認用実データを複数のシステム鍵から復号化してその情報が戻れば該当のシステム鍵が使用されていると判定する情報処理システムの機能構成図である。図１０において、ＩＣカード管理用システム鍵８１からどの鍵を使用しているかの情報８２を確認し、システム鍵（１）８３〜システム鍵（３）８５から確認用実データ８６を復号化する。又は、どのシステム鍵を使用しているかの情報を別に持つことも好ましい。
【００５１】
このような構成の場合の、複数のＩＣカードの認証確認は、図１１に示すように、システム鍵（１）の使用に対して、ＩＣカードの有効期間８７を設定し、この有効期間に対して延長期間８７’も考慮して使用する。
システム鍵（２）の使用に対しては、システム鍵（１）の有効期間８７の終了に従って有効期間８８を設定し、この有効期間８８に対しても延長期間８８’を考慮して使用する。システム鍵（３）の使用に対しては、システム鍵（２）の有効期間８８の終了に従って有効期間８９を設定し、この有効期間８９に対しても延長期間８９’を考慮して使用する。
【００５２】
（６）更に、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫが解読される場合を仮定し、その対応を示す。すなわち、
（ａ）ＩＣカード発行時における設定者からの漏洩。この場合、ＩＣカード発行システムそのものが設定情報を元に自動的に生成されるため、設定者自身も実際のシステム鍵情報は知りえない。
【００５３】
（ｂ）ＩＣカード本体から解読。この場合、ＩＣカードの製造時からのＩＣカード別の個別情報（シリアル番号、ユーザ名、ユーザ生年月日など）を土台とした階層構造が形成されるため、その解読から始めねばならない。
（ｃ）万一上述の（ａ）又は（ｂ）によって解読された場合でも、該当ＩＣカードのみの公開鍵ペアが判明することになるが、ネゴシエーションの一部を捕捉できることになるだけで、ＩＣカードの偽造そのものが成立することはない。従って、容易に第三者がＩＣカードを偽造してシステムに介入し、正当なユーザと同じように電子取引決済することはできない。
【００５４】
図１２は、暗号階層構造の概念図である。図１２において、ＩＣカード固有情報９０は、各ＩＣカード毎に全て異なる。このＩＣカード固有情報９０の階層の下にＩＣカード管理用のシステム鍵９１が共通に存在する。この情報はワンショットメモリに書き込まれる。
更に、このＩＣカード管理用のシステム鍵９１の階層の下に、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ９２、カードシステム用システム鍵ＳＣｄＫ９３、ＩＣカード固有ＲＳＡペアの秘密鍵ＳＣｋｉ９４、その他のＩＣカード内情報９５などが存在する。更にまた、端末システム用システム鍵ＳｙｓＫ９２の階層の下に、ＩＣカード固有のＲＳＡペアの公開鍵ＰＣｋｉが存在する。
【００５５】
（７）また、システム鍵ＳｙｓＫを電子取引決済端末側で図１３に示す手順で暗号化処理する。
すなわち、システム鍵ＳｙｓＫのデータに対して所定の第１暗号化アルゴリズム１０１を使用して少なくとも１人に割り当てられた第１パスワードデータ１０２によりランダム化処理して暗号化されたシステム鍵ＳｙｓＫを生成する。
【００５６】
さらに、特定の管理人などにのみ割り当てられた特定人固有の第２パスワードデータ１０３により、第１暗号化アルゴリズム１０１と同じかまたは異なる第２暗号化アルゴリズム１０４を使用して１回以上のランダム化処理して、第１パスワードデータ１０２から鍵暗号文を生成し、この鍵暗号文を特定の管理人などにより保管管理する。
【００５７】
（８）また、ＩＣカードを使用する他、磁気カード、磁気バブルメモリ回路などを使用することも好ましく、また、電子取引決済端末は、通信機能を有するパーソナルコンピュータやワークステーションなどが備えるハードウエア構成に、上述の処理を実行するためのソフトウエアを搭載することで実現することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、カードに、予め、システム鍵で暗号化し生成したカード別ペアの公開鍵と、生成したカード別ペアの秘密鍵と、ユニークデータとを設定しておき、端末に、予め、端末用システム鍵と、端末用公開鍵と、端末用秘密鍵とを設定しておき、上述の認証を実行することで、端末とセンタ装置との間でユーザ確認（認証）するためにオンライン通信する必要がなく、オフラインで端末がカードの偽造を検知でき、システム的な鍵が漏洩してもシステム全体の危機に陥ることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電子取引決済システムの構成図である。
【図２】実施の形態の認証シーケンス説明図（その１）である。
【図３】実施の形態の実施の形態の認証シーケンス説明図（その２）である。
【図４】実施の形態のＩＣカードと電子取引決済端末との相互認証の説明図（その１）である。
【図５】実施の形態のＩＣカードと電子取引決済端末との相互認証の説明図（その２）である。
【図６】他の実施の形態のＩＣカード優位の認証管理、電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理、独立型相互認証の説明図である。
【図７】他の実施の形態の電子取引決済端末とＩＣカードとで相互認証管理するためのカード発行システムの構成図である。
【図８】電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理のうち、電子取引決済端末によるＩＣカードの認証確認の手続きの説明図である。
【図９】電子取引決済端末とＩＣカードとの相互認証管理のうち、ＩＣカードによる電子取引決済端末の認証確認の手続きの説明図である。
【図１０】実施の形態のＩＣカード管理用システム鍵から確認用実データを得る説明図である。
【図１１】実施の形態の複数ＩＣカードの認証確認の説明図である。
【図１２】実施の形態の暗号化の階層構造の説明図である。
【図１３】電子取引決済端末で実行されるシステム鍵ＳｙｓＫの暗号化処理手順の説明図である。
【符号の説明】
１ ＩＣカード
２ 電子取引決済端末
３ ＩＣカード発行システム
ＳＨ0 発行機関の秘密鍵
ＰＨ0 発行機関の公開鍵
ＳｙｓＫ 端末用システム鍵
ＳＣｄＫ ＩＣカード用システム鍵
ＳＣｋｉ ＩＣカード別秘密鍵
ＰＣｋｉ ＩＣカード別公開鍵
ＳＴｋｊ 端末別秘密鍵
ＰＴｋｊ 端末別公開鍵
ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ） システム鍵で暗号化されたＩＣカード別公開鍵
Ｘ ＩＣカード１内で生成されるユニークデータ
Ｙ 電子取引決済端末２内で生成される任意データ
Claims (2)
- カード１と端末２との間における認証方法において、
前記カード１に、カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）とを設定し、
前記端末２に、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）とを設定し、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記端末２に出力し、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））を前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号して前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）を取り出し、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化して前記カード１に出力し、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化して前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）を取り出し、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）を生成し、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）を前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化して前記端末２に出力し、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）を暗号化して前記カード１に出力し、かつ認証指示し、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化して前記ユニークデータ（Ｘ）を取り出し、
（１０） 前記カード１で、認証チェックし、認証チェックデータを前記端末２に出力し、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータをチェックして第１次認証し、
（１２） 前記端末２内で前記任意データ（Ｙ）を生成し、
（１３） 生成された任意データ（Ｙ）を、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方を前記カード１に出力し、
（１４） 前記カード１で、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）を取り出し、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
を前記端末２に出力し、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）を取り出し、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断して第２次認証する
ことを特徴とする認証方法。 - カード発行システム３と、カード１と、端末２とを備えた認証システムにおいて、
前記カード発行システム３には、発行機関の秘密鍵（ＳＨ0 ）及び発行機関の公開鍵（ＰＨ0 ）と、生成したカード別ペア鍵（Ｃｋｉ）を構成するカード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）及びカード別公開鍵（ＰＣｋｉ）と、システム鍵（ＳｙｓＫ）と、固有の情報であるユニークデータ（Ｘ）と、生成した端末用別ペア鍵（Ｔｋｊ）を構成する端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）及び端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）とが設定され、
前記カード１には、前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）と、システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））と、前記ユニークデータ（Ｘ）とが設定され、
前記端末２には、前記システム鍵（ＳｙｓＫ）と、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）と、前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）と、任意の情報である任意データ（Ｙ）と、前記カード１に設定された内容を読取るカードリーダとが設定されており、
前記カード１と前記端末２との間で認証するために、前記カード１が前記端末２の前記カードリーダに装着されると、
（１） 前記端末２の要求により、前記カード１に設定されている前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記端末２に出力され、
（２） 前記端末２で、前記システム鍵で暗号化し生成したカード別公開鍵（ＳｙｓＫ（ＰＣｋｉ））が前記システム鍵（ＳｙｓＫ）で復号されて、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）が取り出され、
（３） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で暗号化されて前記カード１に出力され、
（４） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で復号化されて前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）が取り出され、
（５） 前記端末２の要求により、前記ユニークデータ（Ｘ）が生成され、
（６） 生成された前記ユニークデータ（Ｘ）が前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）で暗号化されて前記端末２に出力され、
（７） 前記端末２で、前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（８） 前記端末２に設定されている前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）で前記ユニークデータ（Ｘ）が暗号化されて前記カード１に出力され、かつ認証指示され、
（９） 前記カード１で、前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）で復号化されて前記ユニークデータ（Ｘ）が取り出され、
（１０） 前記カード１で、認証チェックされ、認証チェックデータが前記端末２に出力され、
（１１） 前記端末２で、前記認証チェックデータをチェックすることにより第１次認証され、
（１２） 前記端末側２で、前記任意データ（Ｙ）が生成され、
（１３） 生成された前記任意データ（Ｙ）が、
（１３−ａ） 前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による暗号化（ＳＴｋｊ（Ｙ）、及び
（１３−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による暗号化（ＰＣｋｉ（Ｙ））
の何れか一方が前記カード１に出力され、
（１４） 前記カードで、
（１４−ａ） 前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（Ｙ又は？）、又は
（１４−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による、前記（ＳＴｋｊ（Ｙ））及び前記（ＰＣｋｉ（Ｙ））の何れか一方の復号化（？又はＹ）
によりデータ（Ｙ、？）が取り出され、
（１５） 前記カード１で、
（１５−ａ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＳＣｋｉ（Ｙ））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＰＴｋｊ（？））、又は
（１５−ｂ） 前記カード別秘密鍵（ＳＣｋｉ）による前記（１４−ａ）の出力（？）の暗号化（ＳＣｋｉ（？））及び前記端末用別公開鍵（ＰＴｋｊ）による前記（１４−ａ）の出力（Ｙ）の暗号化（ＰＴｋｊ（Ｙ））
が前記端末２に出力され、
（１６） 前記端末２で、
（１６−ａ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ａ）の出力（ＳＣｋｉ（Ｙ））の復号化（Ｙ）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ａ）の出力（ＰＴｋｊ（？））の復号化（？）、又は
（１６−ｂ） 前記カード別公開鍵（ＰＣｋｉ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＳＣｋｉ（？））の復号化（？）及び前記端末用別秘密鍵（ＳＴｋｊ）による前記（１５−ｂ）の出力（ＰＴｋｊ（Ｙ））の復号化（Ｙ）
によりデータペア（Ｙ、？）が取り出され、
（１７） 前記端末２で、前記（１６）で得られたデータペア（Ｙ、？）が正しいか否かを判断することにより第２次認証される
ことを特徴とする認証システム。
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