JP6278290B1 - 認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のシステムのうちの１つがネットワークに接続されていなくてもセキュアな認証を可能とする。【解決手段】購入者側端末装置２は、購入者側端末装置２に格納されている公開鍵を第３公開鍵により暗号化し、さらに購入者側端末装置２が記憶する秘密鍵を用いてデジタル署名した暗号化データを店舗側端末装置１に伝達し、店舗側端末装置１は暗号化データをサーバ装置３にネットワーク経由で伝達し、サーバ装置３が、暗号化データを当該サーバ装置３が記憶する秘密鍵で復号し、購入者側端末装置２の秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有する購入者側端末装置２の公開鍵で認証し、サーバ装置３が、購入者側端末装置２の公開鍵と、店舗側端末装置１の公開鍵を購入者側端末装置２の公開鍵で暗号化し、さらにサーバ装置３に格納されている秘密鍵でデジタル署名した暗号化データのペイロードとを店舗側端末装置１に伝達し、店舗側端末装置１が非接続側装置の公開鍵を格納し、ペイロードを購入者側端末装置２へ伝達し、購入者側端末装置２がペイロードを購入者側端末装置２に格納されている秘密鍵で復号し、さらに第３秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有するサーバ装置３公開鍵で認証する。【選択図】図６

Description

本発明は認証方法に関する。

暗号化技術（Cryptography）

秘匿性の高いデータやメッセージの内容を、その正当な受領権限者のみが閲覧できるようにする秘密伝達手段として、暗号化技術が知られている。電子的通信手段においては、メッセージは暗号鍵を用いて暗号化され、その後、暗号鍵を用いて識別可能な本来のメッセージへと非暗号化（復号）される。暗号化技術の例としては対称鍵暗号技術や非対称鍵暗号技術などがある。

非対称鍵暗号技術では、暗号化に使う鍵と復号に使う鍵が分離されており、暗号化に使った鍵で復号を行うことはできず、片方からもう一方を割り出すことも容易にはできないようになっている。鍵の持ち主は復号に使う鍵のみを他人に知られないように管理し、暗号化に使う鍵は公開する。このため、暗号化に使う鍵は公開鍵、復号に使う鍵は秘密鍵と呼ばれる。

公開鍵暗号で秘密のメッセージを送受信する場合、送信者は受信者が公開している公開鍵を入手して暗号化を行う。暗号化されたメッセージは受信者の持つ秘密鍵でしか復号できないため、途中で第三者に傍受されても中身を解読されることはない。

公開鍵暗号が考案されるまでは、暗号と言えば暗号化と復号に同じ鍵を用いる対称鍵暗号技術が知られていた。対称鍵暗号ではメッセージの送信者と受信者が同じ鍵を共有する。このため、鍵を安全な経路で相手に届けなければならない。非対称鍵暗号技術にて用いる公開鍵暗号では、暗号に使う公開鍵は第三者に知られても解読されないため、鍵の安全な輸送が必要なく、安全性も高い。
デジタル署名技術（Digital signature technique）

データやメッセージの内容を秘匿化する技術が暗号化技術とすれば、そのデータやメッセージの送信者が真正であることを担保する技術としてデジタル署名技術が知られている。

例えば、一当事者から相手方当事者に対してメッセージが送信される場合、受信する相手方当事者は、かかるメッセージが送信過程において改竄されていないことを確認したがる可能性がある。さらに、受信者側は、そのメッセージ内容で主張される送信者が真正の送信者であることを確認したい可能性もある。これらの目的を果たすため、デジタル署名アルゴリズムが知られている。また、より迅速な通信を助けるため、公開鍵暗号技術を活用したデジタル署名技術も知られている。これらの技術により、一定の演算課題を解く数学的難易度に依拠して、メッセージ内容の改竄や不真正な当事者によるメッセージのなりすまし生成を抑制している。

ディッフィーとヘルマンによる公開鍵を利用したデジタル署名の生成手法、"New Directions in Cryptography," IEEE Transactions on Information Theory, Vol. IT-22 pp. 472-492, 1976. See also U.S. Pat. No. 4,200,770.

人と人やコンピュータ間、あるいはソフトウェアアプリケーション間（以下、総称して「システム間」）での通信において、非対称性暗号化技術を活用することはその通信する情報やデータおよびメッセージ（以下、「データ」）の秘匿性を保つうえで有用である。 しかしながら、システム間での通信がおこなわれる際、両側のシステムが常にネットワークに接続できているとは限らない。

例えば、小売消費者によるスマートフォンを活用した本人認証によるあらゆる取引が挙げられる。小売店舗において、消費者がスマートフォンにより決済を行う場合、店舗側の端末はネットワークに接続していても、その店舗が地下や海外の国の店舗の場合、消費者側のスマートフォンは、その取引の際ネットワークに接続されていない、または接続の状態が悪い場合がある。

逆に、消費者スマートフォン側がネットワークに接続されており、小売販売者側がネットワークに接続されていない場面もあり得る。例えば自動販売機や自動券売機での購入取引を、消費者のスマートフォンにより決済する場合等が挙げられる。

これらの場合、リアルタイムデータの暗号化、および非暗号化プロセスのために本来ネットワーク接続のない環境や機器設備においてネットワーク接続を新たに導入するのは、コスト面及び作業面で膨大な負担がかかることは言うまでもない。

従って、データの秘匿性は保ちつつも、システム間のうち片方のシステムが、取引時においてネットワークへの接続がなくても暗号化技術による認証を実行する方法が有用である。

１つの側面では、本発明は、複数のシステムが、それぞれ互いのシステムがこれから実行しようとする取引の正当な取引相手であることを認証するにあたり、これら複数のシステムのうちの１つ又は複数がネットワークに接続されていなくても正当な取引相手であることを認証することを目的とする。

上記目的を達成するために、開示の認証方法が提供される。この認証方法は、第１の装置および第２の装置がそれぞれ第３の装置が記憶する第３公開鍵を格納し、第３の装置は第１の装置が記憶する第１公開鍵および第２の装置が記憶する第２公開鍵を、それぞれ格納している状態において、第１の装置と第２の装置とのうち、第３の装置とネットワーク接続している接続側装置に対し、第１の装置および第２の装置のうち、第３の装置とネットワーク接続していない非接続側装置が近距離無線通信信号で交信を開始すると、非接続側装置は、当該非接続側装置に格納されている公開鍵を第３公開鍵により暗号化し、さらに非接続側装置が記憶する秘密鍵を用いてデジタル署名した暗号化データを接続側装置に伝達し、接続側装置は暗号化データを第３の装置にネットワーク経由で伝達し、第３の装置が、暗号化データを当該第３の装置が記憶する秘密鍵で復号し、非接続側装置の秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有する非接続側装置の公開鍵で認証し、第３の装置が、非接続側装置の公開鍵、ならびに接続側装置の公開鍵を非接続側装置の公開鍵で暗号化し、さらに第３の装置に格納されている秘密鍵でデジタル署名した暗号化データのペイロード、の両方を接続側装置に伝達し、接続側装置が非接続側装置の公開鍵を格納し、ペイロードを非接続側装置へ伝達し、非接続側装置がペイロードを非接続側装置に格納されている秘密鍵で復号し、さらに第３秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有する第３の装置公開鍵で認証する。

１態様では、複数のシステムのうちの１つ又は複数がネットワークに接続されていなくてもセキュアな認証が可能になる。

実施の形態のシステムを説明する図である。 実施の形態の店舗側端末装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態のサーバ装置のハードウェア構成を説明する図である。 第１の処理を説明するシーケンス図である。 第１の処理が終了した時点における、各装置に格納されている暗号鍵を示す図である。 第２の処理を説明するシーケンス図である。 サーバ装置が実行する処理を示すフローチャートである。 購入者側端末装置が実行する処理を示すフローチャートである。 相互認証を終えた時点における、各装置に格納されている暗号鍵を示す図である。

以下、実施の形態のシステムを、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施の形態＞
暗号化技術は多くの意思伝達手段に用いられるが、本実施の形態においては、電子的暗号化技術につき記述する。
図１は、実施の形態のシステムを説明する図である。
実施の形態のシステム１００は、コンピュータ生成された暗号鍵の３以上の格納システムへの分散及び認証方法、並びにそのシステムに関する。
実施の形態のシステム１００は、店舗側端末装置１と購入者側端末装置２とサーバ装置３とを有している。

店舗側端末装置１は、商品を販売する店舗が保持（所有）する端末装置である。端末装置としては特に限定されないが、例えば、スマートフォンや、タブレット端末や携帯電話等に加え、設置型の装置が挙げられる。

購入者側端末装置２は、商品の購入者が保持する端末装置である。端末装置としては特に限定されないが、例えば、スマートフォンや、タブレット端末や携帯電話等が挙げられる。
店舗側端末装置１および購入者側端末装置２は、電話通信回線や、インターネット等のネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続することができる。

また、購入者側端末装置２は、近距離無線通信手段を通じて店舗側端末装置１と交信する機能を有している。近距離無線通信手段としては、特に限定されないが、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が挙げられる。

なお、本実施形態におけるＢｌｕｅｔｏｏｔｈへの言及はあくまで例示目的であり、本発明の範疇をＢｌｕｅｔｏｏｔｈを採用した実施形態に限定するものではない。状況に応じて、認証は近接場型無線通信（Near-Field Communications, 又はNFC）、 Wi-Fi、パーソナル・エリア・ネットワーク (PAN)、無線構内通信網 (WLAN)等、その他あらゆる近距離無線通信手段により実施することも考えられる。

図１に示すシステム１００は、店舗側端末装置１、購入者側端末装置２、そしてサーバ装置３が各自の暗号鍵を配布し、そして事後それぞれが互いを、秘匿性を保ちつつ認証するコンピュータネットワーク構造を示すものである。すなわち、店舗側端末装置１、購入者側端末装置２、そしてサーバ装置３が各自の公開鍵を互いに配布する。例えば、店舗側端末装置１は、店舗側端末装置１にて生成した暗号鍵を購入者側端末装置２およびサーバ装置３に配布する。購入者側端末装置２およびサーバ装置３は配布された暗号鍵を用いて店舗側端末装置１を認証する。

本実施の形態では、購入者側端末装置１および店舗側端末装置２は、少なくともサーバ装置３とのセッション開始時にはそれぞれネットワーク５０に接続し、サーバ装置３との通信ができていることを前提としている。かかるネットワーク接続状態において、店舗側端末装置１および購入者側端末装置２は、それぞれサーバ装置３の公開鍵を受信すると、受信した公開鍵を格納する。サーバ装置３は、第１公開鍵および第２公開鍵をそれぞれ受信すると、受信した第１公開鍵および第２公開鍵を格納する。

その後、店舗側端末装置１と購入者側端末装置２は、相互を認証する処理（相互認証処理）を実行する。この相互認証処理においては、店舗側端末装置１は、ネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続されている。一方、購入者側端末装置２は、ネットワーク５０を介してサーバ装置３と接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。

以下、実施の形態では、相互認証処理において店舗側端末装置１は、ネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続され、購入者側端末装置２は、ネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続されていないものとして説明する。

なお、実施の形態では説明の詳細を省略するが、当該相互認証処理は、本実施の形態で説明するものとは逆のパターンにも適用できる。すなわち、購入者側端末装置２がネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続されており、店舗側端末装置１がネットワーク５０を介してサーバ装置３に接続されていない場合にも適用できる。
以下、開示のシステム１００をより具体的に説明する。
図２は、実施の形態の店舗側端末装置のハードウェア構成を示す図である。
店舗側端末装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。
ＣＰＵ１０１には、バス１０７を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と複数の周辺機器が接続されている。

ＲＡＭ１０２は、スマートデバイス２の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。ＯＳとしては、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳ等が挙げられる。
また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に使用する各種データが格納される。

バス１０７には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、通信インタフェース１０６ａ、１０６ｂが接続されている。

ハードディスクドライブ１０３は、データの書き込みおよび読み出しを行う。ハードディスクドライブ１０３は、スマートデバイス２の二次記憶装置として使用される。ハードディスクドライブ１０３には、ＯＳのプログラムや、購入者側端末装置２と相互認証を実行する際のアプリケーションのプログラム、および各種データが格納される。なお、内蔵メモリとしては、例えばフラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。

グラフィック処理装置１０４には、ディスプレイ１０４ａが接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をディスプレイ１０４ａの画面に表示させる。ディスプレイ１０４ａとしては、液晶表示装置等が挙げられる。また、ディスプレイ１０４ａは、タッチパネル機能も備えている。ディスプレイ１０４ａおよびタッチパネル機能は、設けられていなくてもよい。

入力インタフェース１０５は、ディスプレイ１０４ａに接続されている。入力インタフェース１０５は、ディスプレイ１０４ａのタッチパネルから送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。
通信インタフェース１０６ａは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０以上のプロトコル仕様のハードウェアを備えている。

通信インタフェース１０６ｂは、ネットワーク５０に接続されている。通信インタフェース１０６ｂは、ネットワーク５０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータを送受信する。

なお、購入者側端末装置２のハードウェア構成も店舗側端末装置１のハードウェア構成と同様の構成で実現することができる。その場合、記憶装置としてハードディスクドライブの代わりにＳＳＤ（Solid State Drive）やフラッシュメモリ（Flash Memory）を用いてもよい。
図３は、実施の形態のサーバ装置のハードウェア構成を説明する図である。
サーバ装置３は、ＣＰＵ３０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ３０１には、バス３０５を介してＲＡＭ３０２と複数の周辺機器が接続されている。

ＲＡＭ３０２は、サーバ装置３の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ３０２には、ＣＰＵ３０１に実行させるＯＳ（例えばＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ３０２には、ＣＰＵ３０１による処理に使用する各種データが格納される。
バス３０５には、ハードディスクドライブ３０３、および通信インタフェース３０４が接続されている。

ハードディスクドライブ３０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ハードディスクドライブ３０３は、サーバ装置３の二次記憶装置として使用される。ハードディスクドライブ３０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。

通信インタフェース３０４は、ネットワーク５０に接続されている。通信インタフェース３０４は、ネットワーク５０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータを送受信する。
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。

次に、前述したシステム１００の処理を、シーケンス図およびフローチャートを用いて詳しく説明する。なお、以下に示す処理の順序は一例であり、一部の処理の順序が入れ替わったり、任意の処理が追加や削除されたりしてもよい。また、一部の処理が並行して実行されてもよい。また、以下の説明では説明を分かり易くするために、処理を２つの括り（第１の処理、第２の処理）に分けて説明している。しかし、この処理の括りはあくまで一例であり、実際の処理の単位は、２つの括りに限定されない。
＜第１の処理＞

［前処理］ サーバ装置３は、店舗側端末装置１または購入者側端末装置２との間に既存のセッションが存在するか否かを判断する。既存のセッションがあれば、それらすべてのセッションを無効化（ログアウト）する。その上で、サーバ装置３は、以下の処理を実行する。
図４は、第１の処理を説明するシーケンス図である。

［シーケンスＳｅｑ１］ サーバ装置３は、公開鍵と秘密鍵のペアを新たに生成する。以下の説明では、サーバ装置３が生成した公開鍵を「第３公開鍵」と言う。また、サーバ装置３が生成した秘密鍵を「第３秘密鍵」と言う。
サーバ装置３は、生成した第３公開鍵と第３秘密鍵のペアをサーバ装置３が備える記憶部（ＨＤＤ３０３）に記憶させる。

次に、店舗側端末装置１は、公開鍵と秘密鍵とを生成する。以下の説明では、店舗側端末装置１が生成した公開鍵を「第１公開鍵」と言う。また、店舗側端末装置１が生成した秘密鍵を「第１秘密鍵」と言う。その後、店舗側端末装置１は、ログインすることにより、サーバ装置３との間でセッションを開始する。具体的には、店舗側端末装置１は、以下の処理を実行する。

［シーケンスＳｅｑ２ａ］ 店舗側端末装置１は、第１公開鍵と第１秘密鍵を生成する。店舗側端末装置１は、生成した第１公開鍵および第１秘密鍵を店舗側端末装置１が備える記憶部（ＨＤＤ１０３）に記憶させる。
［シーケンスＳｅｑ２ｂ］ 店舗側端末装置１はサーバ装置３とネットワーク５０経由で交信し、第１公開鍵をサーバ装置３に送信する。

［シーケンスＳｅｑ２ｃ］ 第１公開鍵を受信したサーバ装置３は、店舗側端末装置１との新たなセッションを生成する。サーバ装置３は、店舗側端末装置１から受信した第１公開鍵を、生成したセッションと関連づける（紐づける）。
［シーケンスＳｅｑ２ｄ］ サーバ装置３は、紐づけたセッションを店舗側端末装置１へ返信する。

以下の手順に従い、購入者側端末装置２は、公開鍵と秘密鍵とを生成する。以下の説明では、購入者側端末装置２が生成した公開鍵を「第２公開鍵」と言う。また、購入者側端末装置２が生成した秘密鍵を「第２秘密鍵」と言う。その後、購入者側端末装置２は、ログインすることにより、サーバ装置３との間でセッションを開始する。

［シーケンスＳｅｑ３ａ］ 購入者側端末装置２は、第２公開鍵と第２秘密鍵を生成する。制御部２１は、生成した第２公開鍵および第２秘密鍵を購入者側端末装置２の記憶部に記憶させる。
［シーケンスＳｅｑ３ｂ］ 購入者側端末装置２はサーバ装置３とネットワーク５０経由で交信し、第２公開鍵をサーバ装置３に送信する。

［シーケンスＳｅｑ３ｃ］ 第２公開鍵を受信したサーバ装置３は、購入者側端末装置２との新たなセッションを生成する。サーバ装置３は、購入者側端末装置２から受信した第２公開鍵を、生成したセッションと関連づける。
［シーケンスＳｅｑ３ｄ］ サーバ装置３は、紐づけたセッションを購入者側端末装置２へ返信する。
ここまでが第１の処理となる。
図５は、第１の処理が終了した時点における、各装置に格納されている暗号鍵を示す図である。

図５に示すように、購入者側端末装置２の記憶部には、第３公開鍵、第２公開鍵、および第２秘密鍵が記憶されている。店舗側端末装置１の記憶部には、第３公開鍵、第１公開鍵、および第１秘密鍵が記憶されている。サーバ装置３の記憶部には、第３公開鍵、第３秘密鍵、第１公開鍵、および第２公開鍵が記憶されている。
＜第２の処理＞
第１の処理が終了した後に、実際に装置間で取引を行うにあたり相手方の認証を行う際、次のステップをとる。
図６は、第２の処理を説明するシーケンス図である。

［シーケンスＳｅｑ４］ 購入者側端末装置２が、近距離無線通信信号を通じて店舗側端末装置１と交信（送受信）する。このとき、購入者側端末装置２は、必ずしもネットワーク５０に接続されていなくてもよい。すなわち、購入者側端末装置２は、サーバ装置３とのネットワーク接続が常時保証されていなくてもよい。

［シーケンスＳｅｑ５］ 一方、ネットワーク５０を介してサーバ装置３と接続されている店舗側端末装置１は、その交信をうけて、購入者側端末装置２に対し認証リクエストを送信する。
［シーケンスＳｅｑ６］ 購入者側端末装置２は、認証リクエストへの回答として第２公開鍵を第３公開鍵で暗号化する。

［シーケンスＳｅｑ７］さらに、購入者側端末装置２は、シーケンスＳｅｑ６において第３公開鍵で暗号化した第２公開鍵を、第２秘密鍵によりデジタル署名し、それをレスポンス・データとして近距離無線通信信号を通じて店舗側端末装置１に送信する。
［シーケンスＳｅｑ８］ 店舗側端末装置１は、購入者側端末装置２から受信したレスポンス・データをサーバ装置３にネットワーク経由で転送する。
［シーケンスＳｅｑ９］ サーバ装置３は購入者側端末装置２からのレスポンス・データを受信し、以下の手順を実行する。
図７は、サーバ装置が実行する処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ９ａ］ まず、サーバ装置３は、第３秘密鍵を利用して第２公開鍵を非暗号化（復号）する。
［ステップＳ９ｂ］ サーバ装置３は、非暗号化した第２公開鍵を、ＲＡＭ３０２に記憶されている第２公開鍵と照合し、整合性を確認する。
［ステップＳ９ｃ］ さらに、サーバ装置３は第２秘密鍵によるデジタル署名を、ＲＡＭ３０２に記憶されている第２公開鍵を利用して認証する。

［ステップＳ９ｄ］ サーバ装置３は、（イ）第２公開鍵と、（ロ）第１公開鍵を第２公開鍵で暗号化し、第３秘密鍵によりデジタル署名したデータ（以下、「ペイロード」と言う）、の両方（（イ）と（ロ））を店舗側端末装置１へ認証レスポンスを返信する。以上で図７の処理の説明を終了する。再び図６に戻って説明する。
［シーケンスＳｅｑ１０］ 店舗側端末装置１はサーバ装置３から受信した第２公開鍵を店舗側端末装置１の記憶部に記憶する。
［シーケンスＳｅｑ１１］また、店舗側端末装置１は、サーバ装置３から別途受信したペイロードを購入者側端末装置２へ近距離無線通信を通じて転送する。
［シーケンスＳｅｑ１２］ 購入者側端末装置２は店舗側端末装置１から受信したペイロードを以下の手順で処理する。
図８は、購入者側端末装置が実行する処理を示すフローチャートである。
［ステップＳ１２ａ］ まず、購入者側端末装置２は、ペイロードのうち、第１公開鍵を第２公開鍵で暗号化したデータを第２秘密鍵により非暗号化する。

［ステップＳ１２ｂ］ 購入者側端末装置２は、ペイロードの第３秘密鍵によるデジタル署名を、購入者側端末装置２が記憶している第３公開鍵を用いて認証する。
［ステップＳ１２ｃ］ 購入者側端末装置２は非暗号化した第１公開鍵を購入者側端末装置２の記憶部に記憶する。
図９は、相互認証を終えた時点における、各装置に格納されている暗号鍵を示す図である。
第１の処理が終了した時点との違いは、購入者側端末装置２が第１公開鍵を記憶し、店舗側端末装置１が第２公開鍵を記憶している点である。
この時点で各装置は相互認証を終えたものの、本セッションにおいてまだ取引を実行せず、シーケンスＳｅｑ１３へ遷移する。
［シーケンスＳｅｑ１３］ サーバ装置３が、当該セッションにユニークなセッションＩＤ（識別子）を付す。
実施の形態のシステム１００によれば、正当な権限のあるシステム以外は認証相手の暗号鍵を非暗号化し、自己の記憶装置に格納できない。

しかしながら、それでも不正を企てるものによって、各装置間でやりとりされるレスポンス・データやペイロードのやりとりそのものを解読できないまま再現（replay）する可能性は排除できない。

このようなリプレーによる不正認証を防ぐため、シーケンスＳｅｑ１２の処理が終了した後、実際の取引を実行する前に、シーケンスＳｅｑ１３にてサーバ装置３がセッションＩＤを付すようにする。サーバ装置３が、再現されたセッションＩＤを認識した場合、かかるセッションを即終了させればよい。これにより図６の処理を終了する。

シーケンスＳｅｑ７およびステップＳ９ｄにおいて、それぞれ店舗側端末装置１または購入者側端末装置２の公開鍵を暗号化するのみならず、そのデータを発信側の秘密鍵によりデジタル署名する理由は、次のとおりである。

伝達内容自体が暗号化されていても、それだけでは例えば本実施形態での店舗側端末装置１が不正を試みる余地は完全に排除されない。例えば、１度正当な取引を購入者側端末装置２と実施した後、店舗側端末装置１は、第２公開鍵を記憶しつづける立場にある。それ以降の認証及び取引を実行するにあたり、不正を企てる店舗側端末装置１が記憶済の第２公開鍵を利用して購入者側端末装置２になりすますシステムと通信し、サーバ装置３との認証状態を繰り返し再現することが想定され得る。

しかし、店舗側端末装置１または購入者側端末装置２の公開鍵を暗号化するのみならず、そのデータを発信側の秘密鍵によりデジタル署名させ、認証をする側が発信者の身元とタイムスタンプを認証することを必須化することで、システム１００の安全性をより高度にすることができる。

以上述べたように、実施の形態のシステム１００によれば、店舗側端末装置１および購入者側端末装置２が、それぞれ互いの装置がこれから実行しようとする取引の正当な取引相手であることを認証するにあたり、両デバイスのうち片方がその当時ネットワーク接続がなくともその認証を可能にした。

これが可能なのは、システム間同士だけでは互いの認証を果たせない場合においてもサーバー（本実施形態でいうサーバ装置３）は独立認証機関の役割を果たせるのであり、取引実行当時は片方のシステムが（ネットワーク接続のない）オフライン状態であり、サーバ装置３と通信できない場合でも、取引開始より以前のある一時点では両システムがそれぞれサーバ装置３とオンライン接続し、システム各自とサーバ装置３が互いの公開鍵を取得・格納済である、という時間差をおいた手順を利用した仕組みだからである。

なお、本発明は、互いに認証する当事者を三者に限定するものではない。少なくとも１つの端末装置がサーバ装置３とネットワーク接続できている限り、その他のデバイスが複数存在していてもよい。その他のデバイスが、サーバ装置３とネットワーク接続できている端末装置と近距離無線通信により交信できるか、またはサーバ装置３と直接ネットワーク接続できていれば、前述した実施の形態にて説明した方法による認証は可能になる。

より高い安全性を追及するため、ネットワーク５０に接続されていない装置の公開鍵及び秘密鍵のペアを定期的に新たに生成し、格納することもできる。そのためには、毎回セッション、あるいは一定期間ごとのセッションにおける認証のあと取引が実行された際、サーバ装置３において購入者側端末装置２用の公開鍵・秘密鍵のペアを新たに生成し、購入者側端末装置２に既に記憶されている公開鍵で暗号化し、第３秘密鍵でデジタル署名したうえで、ネットワーク５０に接続している店舗側端末装置１経由で購入者側端末装置２へ伝達し、そのペアを購入者側端末装置２が適宜非暗号化・デジタル署名認証の上その記憶部に格納すればよい。

また、本実施形態における端末装置を利用した小売決済への言及はあくまで例示目的であり、本発明の範疇をスマートフォンや小売決済に限定するものではない。本発明による認証は、取引時に必ずしも片方のデバイスがネットワーク接続されていない環境で、当事者の認証が必要とされるあらゆる場面に有用である。それら場面には、自動販売機とのスマートフォン決済、空港ターミナルにおける電子チケット発券機器での本人認証、レンタカーやカーシェアなどにおける自動車の開錠、民泊やシェアハウスにおける無人開錠、さらには作業者による業務用スマートデバイスを介した機器の保守や状態管理などの場合が含まれる。
なお、各装置が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。

以上、本発明の認証方法を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、店舗側端末装置１、購入者側端末装置２、およびサーバ装置３が有する機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクには、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ等が挙げられる。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等が挙げられる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路で実現することもできる。

１ 店舗側端末装置
２ 購入者側端末装置
３ サーバ装置
１００ システム

Claims (3)

1. 第１の装置および第２の装置がそれぞれ第３の装置が記憶する第３公開鍵を格納し、前記第３の装置は前記第１の装置が記憶する第１公開鍵および前記第２の装置が記憶する第２公開鍵を、それぞれ格納している状態において、
   前記第１の装置と前記第２の装置とのうち、前記第３の装置とネットワーク接続している接続側装置に対し、前記第１の装置および前記第２の装置のうち、前記第３の装置とのネットワーク接続が常時保証されていない非接続側装置が近距離無線通信信号で交信を開始すると、
   前記非接続側装置は、当該非接続側装置に格納されている公開鍵を前記第３公開鍵により暗号化し、さらに前記非接続側装置が記憶する秘密鍵を用いてデジタル署名した暗号化データを前記接続側装置に伝達し、
   前記接続側装置は前記暗号化データを前記第３の装置にネットワーク経由で伝達し、
   前記第３の装置が、前記暗号化データを当該第３の装置が記憶する秘密鍵で復号し、前記非接続側装置の秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有する前記非接続側装置の公開鍵で認証し、
   前記第３の装置が、前記非接続側装置の公開鍵、ならびに前記接続側装置の公開鍵を前記非接続側装置の公開鍵で暗号化し、さらに第３の装置に格納されている秘密鍵でデジタル署名した暗号化データのペイロード、の両方を前記接続側装置に伝達し、
   前記接続側装置が非接続側装置の公開鍵を格納し、前記ペイロードを前記非接続側装置へ伝達し、
   前記非接続側装置が前記ペイロードのうち、第１公開鍵を第２公開鍵で暗号化したデータを前記非接続側装置に格納されている秘密鍵で復号し、さらに第３秘密鍵によるデジタル署名を、既に保有する第３公開鍵で認証する、
   ことを特徴とする認証方法。
2. 暗号鍵の新規更新において、前記第３の装置が前記非接続側装置用の公開鍵・秘密鍵のペアを新たに生成し、生成した公開鍵・秘密鍵のペアを前記非接続側装置に記憶されている公開鍵で暗号化し、前記第３の装置が記憶する秘密鍵でデジタル署名したうえで、前記接続側装置経由で前記非接続側装置へ伝達し、前記非接続側装置が前記公開鍵・秘密鍵のペアを格納する請求項１に記載の認証方法。
3. 前記第１の装置および前記第２の装置間の認証にユニークな識別子を付し、前記第３の装置が、再現された前記識別子を認識した場合、かかる認証を終了させる請求項１に記載の認証方法。

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