JP4868131B2 - 電子割符照合システム - Google Patents

Description

本発明は、電子割符照合システムに関し、特に、メモリカード内の割符データを電子鍵として用いて端末装置のロック状態を解除する電子割符照合システムに関するものである。

電子機器のセキュリティの向上を図る手段の一つとして、分割された複数のデータが正しく組み合わされることで認証を行う電子割符照合システムが提案されている。例えば、特許文献１には、ある操作対象物を操作することを許可された複数の者が所持するＩＤカードから読み出された割符データが予め設定された登録データと一致することにより、操作対象物を操作できるようにした電子割符照合システムが提案されている。

また、特許文献２には、自動車の電子制御プログラムを分割して形成された複数の分割電子情報（割符データ）の一部を自動車の始動キーに記録し、残りを車載記憶装置に記憶させておいて、始動キーから読み込んだ分割電子情報と車載記憶装置から読み込んだ分割電子情報を合体して電子制御プログラムを復元することにより、自動車を運転可能とするシステムが提案されている。
特開２００５−３４４３６５号公報 特開２００２−２６４７６５号公報

上述した電子割符照合システムにおいては、割符データを第三者に知られた場合には、この割符データを同タイプのＩＤカードや始動キーに記録して用いることで、ロック解除のためのキーの偽造を容易に行うことが可能であるという問題がある。すなわち、従来の電子割符照合システムにおいては、分割された複数の割符データの取り扱い、秘密性の確保が問題となる。

したがって、本発明の目的は、割符データの秘密性及び信頼性が十分に確保された電子割符照合システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の電子割符照合システムは、ｎ個（ｎは２以上の整数）の秘密割符データＣ１，Ｃ２，・・・・，Ｃｎを用意し、前記第１乃至第ｎの秘密割符データに基づき生成したｅ^Ｃ１，ｅ^Ｃ２，・・・・，ｅ^Ｃｎ（ｅは離散対数問題の定義体の生成元）を第１乃至第ｎの公開割符データとして用いた電子割符照合システムであって、前記第１の秘密割符データＣ１に基づき第１の公開割符データｅ^Ｃ１を生成する設定装置と、前記第２乃至第ｎの秘密割符データＣ２，・・・・，Ｃｎに基づき第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，・・・・，ｅ^Ｃｎを生成すると共に、前記設定装置から得た前記第１の公開割符データｅ^Ｃ１と前記第２乃至第ｎの秘密割符データＣ２，・・・・，ＣｎをもとにトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ1）^{Ｃ2 + Ｃ3 +}…^{+ Ｃｎ}を生成する管理装置と、前記設定装置から得た前記第１の秘密割符データＣ１を格納し、前記第１の秘密割符データＣ１、及び、伝達手段を介して前記管理装置から受領した第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^ＣｎをもとにトリガコードＲ'＝（ｅ^{Ｃ2 + Ｃ3 +}…^{+ Ｃｎ}）^Ｃ1を生成する被管理装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明において、前記伝達手段は、前記管理装置が生成した前記第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^Ｃｎを個別に記憶する一又は複数の記憶装置であり、前記被管理装置は、前記記憶装置がセットされたときに前記第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^Ｃｎを受領することが好ましい。また、インターネット、ＷＡＮ、ＬＡＮ等の伝達手段を使用することも可能である。

本発明において、前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記トリガコードＲを予め格納し、当該トリガコードＲと前記トリガコードＲ'とを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することが好ましい。ここで、前記トリガコードＲを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしてもよい。

本発明において、前記管理装置は、前記トリガコードＲと任意の定数値Ｍとを用いた所定の演算により得られる検証データＱを生成し、前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記定数値Ｍ及び前記検証データＱを予め格納すると共に、前記トリガコードＲ'と前記検証データＱとを用いた所定の演算により得られる値と前記定数値Ｍとを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することが好ましい。ここで、前記定数値Ｍ又は前記検証データＱを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしてもよい。

本発明において、前記管理装置は、前記トリガコードＲのメッセージダイジェストを生成し、前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記メッセージダイジェストを予め格納すると共に、前記トリガコードＲ'のメッセージダイジェストを生成し、これらのメッセージダイジェストを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することが好ましい。ここで、前記トリガコードＲのメッセージダイジェストを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしてもよい。

本発明においては、秘密割符データＣｉ（ｉは２乃至ｎのいずれかの整数）が前記記憶装置内の個体識別番号Ｎａであり、当該記憶装置が被管理装置にセットされたときに、被管理装置は当該記憶装置から取り込んだ個体識別番号Ｎａを用いてｅ^Ｎａを生成し、対応する公開割符データｅ^Ｃｉが正当か否かを判定することが好ましい。

本発明においては、秘密割符データＣｉ（ｉは２乃至ｎのいずれかの整数）がパスワードＰＷであり、被管理装置はパスワードＰＷの入力を要求する手段とパスワードを入力する為の入力手段とを備えており、記憶装置が被管理装置にセットされたときに、前記入力手段より入力されたパスワードＰＷを用いてｅ^ＰＷを生成し、対応する公開割符データｅ^Ｃｉが正当か否かを判定することが好ましい。

本発明において、前記被管理装置は、タンパフリーメモリを有し、前記設定装置から秘密裏に得た前記第１の秘密割符データＣ１を前記タンパフリーメモリに記録することが好ましい。

本発明において、前記被管理装置は、当該被管理装置に前記記憶装置がセットされたとき、パスワードの入力を要求し、当該パスワードを用いてユーザ認証を行うことが好ましい。

本発明によれば、離散対数問題の解決の困難性を利用して情報を分割する仕組みを電子割符に利用し、複数の割符データからそれらの原本データを生成するので、割符データ及びその原本データの生成、変更が容易である。しかも複数の割符データが全てそろわない限り、端末装置のロックを解除することができないので、秘密性の高い割符データを生成することができ、信頼性の高いシステムを実現することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子割符照合システム１００について説明するための模式図である。

図１（ａ）に示すように、この電子割符照合システム１００は、システム提供者Ｄによって使用される設定サーバ（設定装置）１０１と、システム管理者Ａによって使用される管理サーバ（管理装置）１０２と、任意の用途に使用される端末装置（被管理装置）１０３と、端末装置１０３のロック解除に用いるメモリカード（記憶装置）１０４とを備えている。設定サーバ１０１には、管理サーバ１０２及び端末装置１０３をそれぞれ初期設定するためのアプリケーションプログラム（システム設定プログラム）がインストールされており、管理サーバ１０２には、端末装置１０３及びメモリカード１０４をそれぞれ初期設定するためのアプリケーションプログラム（システム管理プログラム）がインストールされている。さらに、端末装置１０３には、メモリカード１０４がセットされたとき、メモリカード１０４内の割符データの照合を行い、認証が得られた場合に端末装置１０３のロック（端末装置１０３の機能の一部のロックも含む）を解除するためのアプリケーションプログラム（ロック制御プログラム）がインストールされている。メモリカード１０４には割符データの一部が記録されており、メモリカード１０４が端末装置にセットされると、端末装置内の割符データと組み合わされて原本データ（トリガコード）が生成され、当該原本データが所定の照合条件を満たす場合に端末装置１０３のロックが解除される。

図２は、端末装置１０３の構成の一例を概略的に示すブロック図である。

図２に示すように、端末装置１０３は、制御部２０１、演算処理部２０２、メモリ２０３、メモリカードインターフェース２０４、ディスプレイ２０５、キーボード２０６、マウス２０７により構成されている。メモリ２０３は、通常のメモリ領域２０３ａと、メモリ内容を不正に読み出すことができないように構成されたタンパフリーメモリ領域２０３ｂを有している。詳細は後述するが、通常のメモリ領域２０３ａにはロック制御プログラムの他、ロック解除コード、パスワードといった種々のデータが記録されている。またタンパフリーメモリ領域２０３ｂにはシステム提供者Ｄ以外に知られていない秘密割符データが記録されている。各部はロック制御プログラムに従って動作し、メモリカード１０４がセットされていないとき、端末装置１０３はロック状態にある。メモリカードインターフェース２０４にメモリカード１０４が接続されると、演算処理部２０２にて割符データの照合のための演算処理が行われる。演算結果は制御部２０１に送られ、制御部２０１はこの演算結果をもとに端末装置１０３自身又は端末装置１０３の機能の一部のロックを解除する。なお、ロック状態への移行は、例えば、端末装置１０３からメモリカード１０４が取り出された場合や、端末装置１０３が一定時間以上使用されなかった場合に行えばよい。

次に、図１（ａ）を参照しながら、電子割符照合システム１００の初期設定について詳細に説明する。

ここで、説明に先立って、本明細書における離散対数問題の表記について定義する。離散対数問題は下式のように表現するのが一般的である。
Ｂ＝Ａ^ｂ（ｍｏｄ ｐ）
本明細書においては、Ａ^ｂ（ｍｏｄ ｐ）をｅ^ｂのように表記し、ｅ^ｂを有限体の元、ｅを定義体の生成元として取り扱うものとする。

図１（ａ）に示すように、設定サーバ１０１は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ１（但しＣ１は整数値）を生成した後、端末装置１０３に接続し、秘密割符データＣ１を端末装置１０３内のタンパフリーメモリ領域２０３ｂに記録する。そのため、秘密割符データＣ１の値はシステム提供者Ｄ以外に知られることなく秘密に保持される。また、設定サーバ１０１は管理サーバ１０２に接続し、秘密割符データＣ１から公開割符データｅ^Ｃ１（ただし、ｅ^Ｃ１は有限体の元、ｅは定義体の生成元）を生成し、公開割符データｅ^Ｃ１を管理サーバ１０２にセットする。

次に、管理サーバ１０２は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ２（但しＣ２は整数値）を生成し、さらに秘密割符データＣ２から公開割符データｅ^Ｃ２を生成し、公開割符データｅ^Ｃ２をメモリカード１０４に記録する。また、管理サーバ１０２は、設定サーバ１０１により供給された公開割符データｅ^Ｃ１及び秘密割符データＣ２を用いて、端末装置１０３のロック解除コードとなるトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２を生成し、このトリガコードＲを端末装置１０３内の通常のメモリ領域に記録する。

以上のように設定された端末装置１０３はオフィス、店舗等の適所に設置され、メモリカード１０４はこの端末装置１０３を使用するオペレータＢに配給される。

次に、図１（ｂ）を参照しながら、システム運用時における電子割符照合システム１００の動作について説明する。

図１（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされると、端末装置１０３はメモリカード１０４内のデータ（ここではＸとする）を読み出し、データＸと端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１とを用いてトリガコードＲ'＝Ｘ^Ｃ１を演算する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２となるので、演算結果としてＲ'＝（ｅ^Ｃ２）^Ｃ１＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２＝Ｒという値、つまりトリガコードが得られるはずである。よって、この値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、Ｘ≠ｅ^Ｃ２であればトリガコードＲ'＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２が得られないので、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。なお、割符データの照合のための演算としては、Ｘ^Ｃ１・Ｒ^−１を演算し、演算結果として"１"が得られたか否かを判断するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、端末装置１０３及びメモリカード１０４に秘密割符データＣ１、公開割符データｅ^Ｃ２をそれぞれ格納しておき、端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされたとき２つの割符データをもとにトリガコードＲ'を生成し、トリガコードＲ'がトリガコードＲと一致した場合に端末装置１０３内でトリガ信号が生成され、端末装置１０３のロックが解除されるので、仮に端末装置１０３内のロック制御プログラムが盗まれ、復号アルゴリズムが解読されたとしても、メモリカード１０４と端末装置１０３の双方に正しい割符データが記録されていなければ割符の原理によりデータを戻すことができない。また、仮に公開割符データｅ^Ｃ１、ｅ^Ｃ２や端末装置１０３内のトリガコードＲが盗まれたとしても、離散対数問題の解決の困難性から秘密割符データＣ１、Ｃ２を生成することはできない。したがって、比較的簡単なアルゴリズムを用いて安全性の高い電子割符照合システムを実現することができる。

また、本実施形態によれば、システム提供者Ｄがシステム管理者Ａに対して秘密割符データの公開割符データｅ^Ｃ１を提供し、Ｃ１は秘密に保管されるので、第三者に秘密割符データＣ１を知られることがない。つまり、端末装置１０３内のロック解除コードＲを変更し、新しいメモリカード１０４に何らかのデータを変更したとしても、Ｃ１が分からないので、（ｅ^Ｃ２）^Ｃ１＝Ｒを求めることができない。したがって、端末装置１０３内のＣ１を第三者によって改変されることがなく、第三者機関としてのシステム提供者Ｄによって信頼性・公証性が担保されたシステムを実現することができる。同様に、本実施形態によれば、システム管理者ＡがオペレータＢに対して秘密割符データの公開割符データｅ^Ｃ２を提供し、Ｃ２は秘密に保管されるので、第三者に秘密割符データＣ２を知られることがない。したがって、システム提供者Ｄ及びシステム管理者Ａによって信頼性・公証性が二重に担保されたシステムを実現することができる。

また、本実施形態によれば、システム管理者Ａは、自ら設定したメモリカード内の秘密割符データを自由に変更することができる。すなわち、図３に示すように、一方の秘密割符データの公開割符データｅ^Ｃ１さえあれば、もう一方の秘密割符データＣ２を端末装置ごとに変更することで、各端末装置１０３ａ〜１０３ｎに固有のロック解除コードＲ１〜Ｒｎを容易に生成可能である。したがって、端末装置１０３ａ〜１０３ｎに対応する公開割符データｅ^Ｃ２１〜ｅ^Ｃ２ｎをメモリカード１０４ａ〜１０４ｎにそれぞれ記録しておけば、端末装置とメモリカードとが一対一で対応したシステムを容易に実現することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。第２の実施形態の特徴は、端末装置１０３のロック解除コードＲがトリガコードＲのほかに任意の定数値Ｍを含む点にある。

図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る電子割符システム２００について詳細に説明するための模式図である。

図４（ａ）に示すように、設定サーバ１０１は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ１（但しＣ１は整数値）を生成した後、端末装置１０３に接続し、秘密割符データＣ１を端末装置１０３内のタンパフリーメモリ領域２０３ｂに記録する。また、設定サーバ１０１は管理サーバ１０２に接続し、秘密割符データＣ１から公開割符データｅ^Ｃ１を生成し、公開割符データｅ^Ｃ１を管理サーバ１０２にセットする。以上の設定については図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。

次に、管理サーバ１０２は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ２（但しＣ２は整数値）を生成し、さらに秘密割符データＣ２から公開割符データｅ^Ｃ２を生成し、公開割符データｅ^Ｃ２をメモリカード１０４に記録する。また、管理サーバ１０２は、任意の定数値Ｍを予め設定すると共に、設定サーバ１０１により供給された公開割符データｅ^Ｃ１及び秘密割符データＣ２を用いて、端末装置１０３のロック解除コードとなるトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２を生成する。管理サーバ１０２はさらに、定数値Ｍ及びトリガＲを用いて、検証データＱ＝Ｍ・Ｒ^−１＝Ｍ・（（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２）^−１を生成し、この検証データＱ及び定数値Ｍを端末装置１０３内の通常のメモリ領域に記録する。

以上のように設定された端末装置１０３はオフィス、店舗等の適所に設置され、メモリカードはこの端末装置１０３を使用するオペレータＢに配給される。

次に、システム運用時における電子割符照合システム２００の動作について説明する。

図４（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされると、端末装置１０３はメモリカード１０４内のデータ（ここではＸとする）を読み出し、データＸと端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１とを用いて、トリガコードＲ'＝Ｘ^Ｃ１を生成し、さらにトリガコードＲ'と検証データＱとを用いてＱ・Ｒ'を演算する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２となるので、演算結果としてＱ・Ｒ'＝Ｍ・（（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２）^−１・（（ｅ^Ｃ２）^Ｃ１）＝Ｍという値、つまり予め設定した定数値Ｍが得られるはずである。よって、この値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、Ｘ≠ｅ^Ｃ２であれば定数値Ｍが得られないので、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。なお、割符データの照合のための演算としては、Ｍ・Ｒ'^−１を演算し、演算結果として"Ｑ"が得られたか否かを判断するようにしてもよい。

第１の実施形態では秘密割符データＣ１、Ｃ２が決まればロック解除コードとしてのトリガコードＲが一義的に定まっていたが、本実施形態によれば、定数値Ｍを自由に設定することができ、この定数値を用いてロック解除コードとしての検証コードＱを生成するので、第１の実施形態と同様の作用効果に加えて、セキュリティのさらなる向上を図ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。第３の実施形態の特徴は、メモリカードの個体識別番号を秘密割符データの一つとして用いる点にある。

図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る電子割符照合システム３００について詳細に説明するための模式図である。

図５（ａ）に示すように、設定サーバ１０１は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ１（但しＣ１は整数値）を生成した後、端末装置１０３に接続し、秘密割符データＣ１を端末装置１０３内のタンパフリーメモリ領域２０３ｂに記録する。また、設定サーバ１０１は管理サーバ１０２に接続し、秘密割符データＣ１から公開割符データｅ^Ｃ１を生成し、公開割符データｅ^Ｃ１を管理サーバ１０２にセットする。以上の設定については、図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。

次に、管理サーバ１０２は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ２（但しＣ２は整数値）を生成し、さらに秘密割符データＣ２から公開割符データｅ^Ｃ２を生成し、公開割符データｅ^Ｃ２をメモリカード１０４に記録する。また、管理サーバ１０２は、設定サーバ１０１により供給された公開割符データｅ^Ｃ１、秘密割符データＣ２、及びメモリカード１０４の個体識別番号Ｎａを用いて、端末装置１０３のロック解除コードとなるトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋Ｎａ}を生成し、このトリガコードＲを端末装置１０３内の通常のメモリ領域に記録する。

以上のように設定された端末装置１０３はオフィス、店舗等の適所に設置され、メモリカードはこの端末装置１０３を使用するオペレータＢに配給される。

次に、システム運用時における電子割符照合システム３００の動作について説明する。

図５（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされると、端末装置１０３はメモリカード１０４内の秘密割符データ（ここではＸとする）と個体識別番号（ここではＣｘとする）を読み出し、秘密割符データＸ、端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１、及び個体識別番号Ｍａを用いて、（Ｘ・ｅ^Ｍａ）^Ｃ１を演算する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２、Ｍａ＝Ｎａとなるので、演算結果としてＲ'＝（ｅ^{Ｃ２＋Ｍａ}）^Ｃ１＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋Ｎａ}＝Ｒという値、つまりトリガコードが得られるはずである。よって、この値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、Ｘ≠ｅ^Ｃ２又はＭａ≠ＮａあればトリガコードＲ'＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋Ｎａ}が得られないので、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、メモリカード１０４の個体識別番号を秘密割符データの一つとして用いてハードウェア認証を行うので、たとえメモリカード１０４内の秘密割符データｅ^Ｃ２が盗まれ、これが同タイプの別のメモリカードに記録されて使用されたとしても、そのような不正使用を防止することができる。

次に、本発明の第４の実施形態について詳細に説明する。第４の実施形態の特徴は、予め設定されたパスワードＰＷを秘密割符データの一つとして用いる点にある。設定サーバ１０１による初期設定については図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。

図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る電子割符システム４００について説明するための模式図である。

図６（ａ）に示すように、設定サーバ１０１は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ１（但しＣ１は整数値）を生成した後、端末装置１０３に接続し、秘密割符データＣ１を端末装置１０３内のタンパフリーメモリ領域２０３ｂに記録する。また、設定サーバ１０１は管理サーバ１０２に接続し、秘密割符データＣ１から公開割符データｅ^Ｃ１を生成し、公開割符データｅ^Ｃ１を管理サーバ１０２にセットする。以上の設定については図３に示した第１の実施形態の場合と同様である。

次に、管理サーバ１０２は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ２（但しＣ２は整数値）を生成し、さらに秘密割符データＣ２から公開割符データｅ^Ｃ２を生成し、この公開割符データｅ^Ｃ２をメモリカード１０４に記録する。また、管理サーバ１０２は、予めパスワードＰＷを設定すると共に、設定サーバ１０１により供給された公開割符データｅ^Ｃ１、自ら生成した秘密割符データＣ２、及びパスワードＰＷを用いて、端末装置１０３のロック解除コードとなるトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋ＰＷ}を生成し、このトリガコードＲを端末装置１０３内の通常のメモリ領域に記録する。

以上のように設定された端末装置１０３はオフィス、店舗等の適所に設置され、メモリカードはこの端末装置１０３を使用するオペレータＢに配給される。

次に、システム運用時における電子割符照合システム４００の動作について説明する。

図６（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされると、端末装置１０３はパスワードＰＷｘの入力を要求する。次に、端末装置１０３がメモリカード内のデータＸを読み出し、秘密割符データＸと端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１と個体識別番号Ｃｘを用いて、（Ｘ・ｅ^ＰＷｘ）^Ｃ１を演算する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２となり、正当な利用者であればパスワードＰＷｘ＝ＰＷを入力するので、演算結果としてＲ'＝（ｅ^{Ｃ２＋ＰＷ}）^Ｃ１＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋ＰＷ}＝Ｒという値、つかりロック解除コードが得られるはずである。よって、この値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、Ｘ≠ｅ^Ｃ２であればトリガコードＲ'＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋ＰＷ}が得られないので、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。また、Ｃｘ≠Ｃ３である場合も、トリガコードＲ'＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋ＰＷ}が得られないので、不正なユーザと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、端末装置にメモリカードがセットされたときにパスワードＰＷを要求し、このパスワードを第３の秘密割符データとして用いてユーザ認証を行うので、たとえ秘密割符データｅ^Ｃ２が記録されたメモリカード１０４が盗まれ、それが悪意のある第三者によって使用されたとしても、そのような不正使用を防止することができる。

次に、本発明の第５の実施形態について詳細に説明する。第５の実施形態の特徴は、トリガコードＲのメッセージダイジェストを生成すると共に、メモリカード１０４の個体識別番号Ｎａ及び端末装置１０３の個体識別番号Ｎｂを利用してハードウェア認証を行う点にある。

図７（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係る電子割符システム５００について説明するための模式図である。

図７（ａ）に示すように、設定サーバ１０１は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ１（但しＣ１は整数値）を生成した後、端末装置１０３に接続し、秘密割符データＣ１を端末装置１０３内のタンパフリーメモリ領域２０３ｂに記録する。また、設定サーバ１０１は管理サーバ１０２に接続し、秘密割符データＣ１から公開割符データｅ^Ｃ１を生成し、公開割符データｅ^Ｃ１を管理サーバ１０２にセットする。以上の設定については図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。

次に、管理サーバ１０２は、秘密割符データを構成する乱数Ｃ２（但しＣ２は整数値）を生成し、さらにＣ２から公開割符データｅ^Ｃ２を生成し、公開割符データｅ^Ｃ２をメモリカード１０４に記録する。また、管理サーバ１０２は、設定サーバ１０１により供給された公開割符データｅ^Ｃ１及び自ら生成した秘密割符データＣ２を用いて、端末装置１０３のロック解除コードとなるトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２を生成し、このトリガコードＲを端末装置１０３内の通常のメモリ領域に記録する。さらに、管理サーバ１０２は、メモリカード１０４の個体識別番号Ｎａ及び端末装置１０３の個体識別番号Ｎｂを取得し、これらの情報が関連づけされたトリガコードＲのメッセージダイジェストであるハッシュ値Ｈ１（Ｎａ，Ｎｂ，Ｒ）を算出し、これを端末装置１０３の通常のメモリ領域に記録しておく。

以上のように設定された端末装置１０３はオフィス、店舗等の適所に設置され、メモリカードはこの端末装置１０３を使用するオペレータＢに配給される。

次に、システム運用時における電子割符照合システム５００の動作について説明する。

図７（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカード１０４がセットされると、端末装置１０３は、メモリカード１０４内のデータＸを読み出し、データＸと端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１とを用いて、トリガコードＲの復元データＲ'＝Ｘ^Ｃ１を生成する。また、メモリカード１０４の個体識別番号（ここではＭａとする）を読み出し、これと端末装置１０３内の個体識別番号（ここではＭｂとする）並びに端末装置１０３内のトリガコードＲを用いてハッシュ値Ｈｘ（Ｍａ、Ｍｂ、Ｒ）を生成する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２となるので、演算結果としてＲ'＝（ｅ^Ｃ２）^Ｃ１＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２＝Ｒという値、つまりトリガコードが得られるはずである。さらに、ハッシュ値ＨｘについてもＨｘ（Ｍａ、Ｍｂ、Ｒ'）＝Ｈ１（Ｎａ、Ｎｂ、Ｒ）となるはずである。よって、これらの値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、ロック解除コードが得られない場合やハッシュ値が一致しない場合には、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、トリガコードＲ、メモリカード１０４の個体識別番号Ｎａ及び端末装置１０３の個体識別番号Ｎｂを用いてハッシュ値Ｈ１を生成し、このハッシュ値Ｈ１をトリガコードＲのメッセージダイジェストとして用いてハードウェア認証を行うので、たとえメモリカード１０４内の秘密割符データｅ^Ｃ２が盗まれ、これが同タイプの別のメモリカードに記録されて使用されたとしても、そのような不正使用を防止することができる。

次に、本発明の第６の実施形態について詳細に説明する。第６の実施形態の特徴は、端末装置１０３へのアクセス時にパスワードを用いてユーザ認証を行う点にある。

図８（ａ）及び（ｂ）は、管理サーバ１０２による初期設定について説明するための模式図である。設定サーバ１０１及び管理サーバ１０２による初期設定については、図８（ａ）に示すように、図１に示した第１の実施形態の場合と同様である。その後、端末装置１０３には予めパスワードＰＷが登録される。

次に、システム運用時における電子割符照合システム６００の動作について説明する。

図８（ｂ）に示すように、ロック状態の端末装置１０３にメモリカードがセットされると、端末装置１０３はパスワードＰＷｘの入力を要求する。そして、入力されたパスワードＰＷｘが登録パスワードＰＷと一致した場合には割符データの照合を開始する。まず、端末装置１０３はメモリカード１０４内のデータＸを読み出し、データＸと端末装置１０３内に記録された秘密割符データＣ１とを用いて、トリガコードＲ'＝Ｘ^Ｃ１を演算する。ここで、正当なメモリカードであればＸ＝ｅ^Ｃ２となるので、演算結果としてＲ'＝（ｅ^Ｃ２）^Ｃ１＝（ｅ^Ｃ１）^Ｃ２＝Ｒという値、つまりトリガコードが得られるはずである。よって、この値が得られた場合には正当なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック解除状態となる。ただし、Ｘ≠ｅ^Ｃ２であればトリガコードＲが得られないので、不正なメモリカードと判断して、端末装置１０３はロック状態のままとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、割符データの照合と共にパスワードを用いたユーザ認証を行うので、たとえ割符データｅ^Ｃ２が記録されたメモリカード１０４が盗まれ、それが悪意のある第三者によって使用されたとしても、そのような不正使用を防止することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、最大で３個の秘密割符データＣ１、Ｃ２、Ｃ３（Ｃ３はパスワードＰＷ又は個体識別番号Ｎａ）を用いてシステムを構成しているが、４個以上の秘密割符データを用いてシステムを構成することも可能である。例えば、上記第３及び第４の実施形態を組み合わせる場合、４個の秘密割符データをＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を用い、秘密割符データＣ３にはメモリカード１０４の個体識別番号Ｎａを割り当て、秘密割符データＣ４にはパスワードＰＷを割り当てることで、セキュリティの更なる強化を図ることが可能である。さらに、端末装置１０３の個体識別番号Ｎｂを秘密割符データＣ４として用いることもでき、ハードウェア認証のさらなる強化を図ることも可能である。この場合、５個の秘密割符データを用いてシステムが構成されることになる。なお、ｎ個の秘密割符データを用いる場合、トリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ１）^{Ｃ２＋Ｃ３＋…＋Ｃｎ}となる。

また、上記各実施形態においては、公開割符データｅ^Ｃ２が記録されるメモリデバイスとしてメモリカードを用いた場合について説明したが、ＵＳＢメモリ、光ディスク、ＩＣカード等、種々の記憶装置を対象にすることができる。さらには、記憶装置を使用せず、インターネット、ＷＡＮ、ＬＡＮ等の通信ネットワークを公開割符データの伝達手段として利用することも可能である。

また、上記実施形態においては、端末装置１０３に一つのメモリカード１０４がセットされる場合について説明しているが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、複数のメモリカードにそれぞれ異なる公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^Ｃｎを記憶しておき、端末装置１０３にこれらのメモリカードがすべてセットされたときに照合処理が行われるようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、端末装置１０３内にトリガコードＲ、定数値Ｍ、検証データＱ、トリガコードＲのメッセージダイジェストといった情報を予め格納しているが、これらの情報を端末装置１０３内に予め格納せず、メモリカード１０４又は別の記憶装置に記憶しておき、それらの記憶装置から端末装置１０３に入力するようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、割符データの照合をトリガにして端末装置１０３のロックを解除する場合について説明したが、そのような動作に限定されるものではなく、照合が得られた場合に端末装置が何らかの動作をするためのトリガ信号が生成されるように構成されていればよい。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子割符照合システム１００について説明するための模式図である。 図２は、端末装置１０３の構成の一例を概略的に示すブロック図である。 図３は、電子割符照合システム１００の応用例であって、複数の端末装置１０３ａ〜１０３ｎと複数のメモリカード１０４ａ〜１０４ｎとが一対一で対応した構成を示すものである。 図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る電子割符システム２００について詳細に説明するための模式図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る電子割符照合システム３００について詳細に説明するための模式図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る電子割符システム４００について説明するための模式図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る電子割符システム５００について説明するための模式図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る電子割符照合システム６００について説明するための模式図である。

符号の説明

１００ 電子割符照合システム
１０１ 設定サーバ
１０２ 管理サーバ
１０３ 端末装置
１０４ メモリカード
１０４ａ-１０４ｎ メモリカード
１０３ａ-１０３ｎ 端末装置
２００ 電子割符照合システム
２０１ 制御部
２０２ 演算処理部
２０３ｂ タンパフリーメモリ領域
２０３ メモリ
２０３ａ メモリ領域
２０４ メモリカードインターフェース
２０５ ディスプレイ
２０６ キーボード
２０７ マウス
３００ 電子割符照合システム
４００ 電子割符照合システム
５００ 電子割符照合システム
６００ 電子割符照合システム
Ｃ１ 第１の秘密割符データ
Ｃ２ 第２の秘密割符データ
Ｃ３ 第３の秘密割符データ
Ｃ４ 第４の秘密割符データ
ｅ^Ｃ１ 秘密割符データＣ１の公開割符データ
ｅ^Ｃ２ 秘密割符データＣ２の公開割符データ
Ｈ１ ハッシュ値
Ｈｘ ハッシュ値
Ｍ 定数値
Ｎａ メモリカードの個体識別番号
Ｎｂ 端末装置の個体識別番号
Ｒ トリガコード
Ｒ' トリガコードの復元データ
ＰＷ 登録パスワード
ＰＷｘ 入力パスワード
Ｒ ロック解除コード
Ｒ' ロック解除コードの復元データ
Ｘ メモリカード内のデータ

Claims (12)

1. ｎ個（ｎは２以上の整数）の秘密割符データＣ１，Ｃ２，・・・・，Ｃｎを用意し、前記第１乃至第ｎの秘密割符データに基づき生成したｅ^Ｃ１，ｅ^Ｃ２，・・・・，ｅ^Ｃｎ（ｅは離散対数問題の定義体の生成元）を第１乃至第ｎの公開割符データとして用いた電子割符照合システムであって、
   前記第１の秘密割符データＣ１に基づき第１の公開割符データｅ^Ｃ１を生成する設定装置と、
   前記第２乃至第ｎの秘密割符データＣ２，・・・・，Ｃｎに基づき第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，・・・・，ｅ^Ｃｎを生成すると共に、前記設定装置から得た前記第１の公開割符データｅ^Ｃ１と前記第２乃至第ｎの秘密割符データＣ２，・・・・，ＣｎをもとにトリガコードＲ＝（ｅ^Ｃ1）^{Ｃ2 + Ｃ3 +}…^{+ Ｃｎ}を生成する管理装置と、
   前記設定装置から得た前記第１の秘密割符データＣ１を格納し、前記第１の秘密割符データＣ１、及び、伝達手段を介して前記管理装置から受領した第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^ＣｎをもとにトリガコードＲ'＝（ｅ^{Ｃ2 + Ｃ3 +}…^{+ Ｃｎ}）^Ｃ1を生成する被管理装置と、を備えたことを特徴とする電子割符照合システム。
2. 前記伝達手段は、前記管理装置が生成した前記第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^Ｃｎを個別に記憶する一又は複数の記憶装置であり、
   前記被管理装置は、前記記憶装置がセットされたときに前記第２乃至第ｎの公開割符データｅ^Ｃ２，ｅ^Ｃ３，・・・・，ｅ^Ｃｎを受領することを特徴とする請求項１に記載の電子割符照合システム。
3. 前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記トリガコードＲを予め格納し、
   当該トリガコードＲと前記トリガコードＲ'とを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することを特徴とする請求項２に記載の電子割符照合システム。
4. 前記トリガコードＲを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の電子割符照合システム。
5. 前記管理装置は、前記トリガコードＲと任意の定数値Ｍとを用いた所定の演算により得られる検証データＱを生成し、
   前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記定数値Ｍ及び前記検証データＱを予め格納すると共に、前記トリガコードＲ'と前記検証データＱとを用いた所定の演算により得られる値と前記定数値Ｍとを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することを特徴とする請求項２に記載の電子割符照合システム。
6. 前記定数値Ｍ又は前記検証データＱを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の電子割符照合システム。
7. 前記管理装置は、前記トリガコードＲのメッセージダイジェストを生成し、
   前記被管理装置は、前記管理装置から得た前記メッセージダイジェストを予め格納すると共に、前記トリガコードＲ'のメッセージダイジェストを生成し、これらのメッセージダイジェストを照合し、所定の演算結果が得られたときにトリガ信号を発生することを特徴とする請求項２に記載の電子割符照合システム。
8. 前記トリガコードＲのメッセージダイジェストを前記被管理装置に予め格納せず、前記記憶装置又はこれとは別の記憶装置に記憶しておき、当該記憶装置から前記被管理装置に入力するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の電子割符照合システム。
9. 秘密割符データＣｉ（ｉは２乃至ｎのいずれかの整数）が前記記憶装置内の個体識別番号Ｎａであり、当該記憶装置が被管理装置にセットされたときに、被管理装置は当該記憶装置から取り込んだ個体識別番号Ｎａを用いてｅ^Ｎａを生成し、対応する公開割符データｅ^Ｃｉが正当か否かを判定することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の電子割符照合システム。
10. 秘密割符データＣｉ（ｉは２乃至ｎのいずれかの整数）がパスワードＰＷであり、被管理装置はパスワードＰＷの入力を要求する手段とパスワードを入力する為の入力手段とを備えており、記憶装置が被管理装置にセットされたときに、前記入力手段より入力されたパスワードＰＷを用いてｅ^ＰＷを生成し、対応する公開割符データｅ^Ｃｉが正当か否かを判定することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載の電子割符照合システム。
11. 前記被管理装置は、タンパフリーメモリを有し、前記設定装置から秘密裏に得た前記第１の秘密割符データＣ１を前記タンパフリーメモリに記録することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電子割符照合システム。
12. 前記被管理装置は、当該被管理装置に前記記憶装置がセットされたとき、パスワードの入力を要求し、当該パスワードを用いてユーザ認証を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電子割符照合システム。
    
    

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