JP6803326B2 - 非対称暗号方式を使用してワンタイムパスワードを実装するためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、データ処理システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、非対称暗号方式を使用してワンタイムパスワードを実装するためのシステム及び方法に関する。
システムはまた、バイオメトリックセンサを使用してネットワーク上でセキュアなユーザ認証を提供するために設計されている。そのようなシステムにおいて、認証部、及び/又は他の認証データにより生成されたスコアは、リモートサーバでユーザを認証するためにネットワークで送ることができる。例えば、特許出願第2011/0082801号(「第‘801号出願」)は、強力な認証(例えば、アイデンティティ盗難やフィッシングに対する保護)、セキュアトランザクション(例えば、「ブラウザにおけるマルウェア」及びトランザクションについての「中間者」攻撃に対する保護)、並びに、クライアント認証トークンの登録/管理(例えば、指紋リーダ、顔認識装置、スマートカード、トラステッドプラットフォームモジュールなど)を提供するネットワーク上のユーザ登録及び認証のためのフレームワークについて記載している。
本特許出願の譲受人は、‘801出願に記載された認証フレームワークに対する様々な改善を開発している。これらの改善のうちいくつかは、本件の譲受人に譲渡された以下の一群の米国特許出願に記載されている:第13/730,761号、Query System and Method to Determine Authentication Capabilities;第13/730,776号、System and Method for Efficiently Enrolling,Registering,and Authenticating With Multiple Authentication Devices;第13/730,780号、System and Method for Processing Random Challenges Within an Authentication Framework;第13/730,791号、System and Method for Implementing Privacy Classes Within an Authentication Framework;第13/730,795号、System and Method for Implementing Transaction Signaling Within an Authentication Framework;及び第14/218,504、Advanced Authentication Techniques and Applications(以下「第‘504号出願」)。これらの出願は、本明細書において(「同時係属出願」)と称される場合もある。
簡潔に述べると、同時係属出願は、ユーザがクライアント装置上のバイオメトリック装置(例えば、指紋センサ)などの認証装置(又は認証部)に登録する認証技術を記載している。ユーザがバイオメトリック装置に登録されるとき、バイオメトリック参考データが、(例えば、指をスワイプする、写真をスナップする、声を録音することなどにより)捕捉される。ユーザは、その後、ネットワーク上で1つ以上のサーバ(例えば、同時係属出願で説明されているようにセキュアなトランザクションサービスが装備されたウェブサイト又は他の信頼できる当事者)に認証装置を登録/プロビジョニングして、その後、登録プロセス中に交換されるデータ(例えば、認証装置にプロビジョニングされる暗号鍵)を使用してそれらのサーバで認証することができる。認証されると、ユーザは、ウェブサイト又は他の依拠当事者と1つ以上のオンライントランザクションを実行することが許可される。同時係属出願に記載されたフレームワークにおいて、ユーザを固有に識別するために使用可能な指紋データ及び他のデータなどの機密情報は、ユーザのプライバシーを保護するためにユーザの認証装置上でローカルに保持されてもよい。
第‘504号出願は、ほんの2〜3の例を挙げると、複合的な認証部を設計し、認証の保証レベルをインテリジェントに生成し、非侵襲型ユーザ検証を使用し、認証データを新しい認証装置に転送し、認証データをクライアントリスクデータによって増強し、認証ポリシーを適応的に適用し、かつ信頼の輪を築くための技術を含む様々な追加の技術を記載している。
本発明のより良好な理解は、以下の図面と共に以下の詳細な説明から得ることができる。
セキュアな認証システムアーキテクチャの2つの異なる実施形態を図示している。 セキュアな認証システムアーキテクチャの2つの異なる実施形態を図示している。 鍵を認証装置にプロビジョニングすることができる方法を示すトランザクション図である。 遠隔認証を示すトランザクション図を図示している。 依拠当事者認証サーバとユーザ装置との間に構成される接続装置を図示している。 非対称暗号方式を使用してワンタイムパスワードを実装するための本発明の一実施形態を図示している。 認証サーバの一実施形態の更なる詳細を図示している。 認証サーバの一実施形態の更なる詳細を図示している。 ユーザ装置の一実施形態の更なる詳細を図示している。 本明細書に記載のクライアント及び/又はサーバを実装するための例示的なデータ処理アーキテクチャを図示している。 本明細書に記載のクライアント及び/又はサーバを実装するための別の例示的なデータ処理アーキテクチャを図示している。
以下に説明するものは、高度な認証技術及び関連するアプリケーションを実行するための装置、方法及び機械可読媒体の実施形態である。説明を通して、説明の目的のために、多数の具体的な詳細が本発明の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、本発明が、これらの具体的な詳細の一部がなくても実施され得ることは当業者にとって明らかであろう。他の例において、周知の構造及び装置は示されていないか、又は、本発明の基本原理を曖昧にすることを避けるためにブロック図の形態で示されている。
以下に説明する本発明の実施形態には、生体モダリティ又はPIN入力などのユーザ検証機能を備えた認証装置が含まれる。これらの装置は、「トークン」、「認証デバイス」又は「認証部」と称される場合がある。特定の実施形態は、顔認識ハードウェア/ソフトウェア(例えば、ユーザの顔を認識してユーザの眼の動きを追跡するためのカメラ及び関連するソフトウェア)にフォーカスしており、いくつかの実施形態は、例えば、指紋センサ、音声認識ハードウェア/ソフトウェア(例えば、マイクロフォン及びユーザの音声を認識するための関連するソフトウェア)、及び、光学的認識機能(例えば、ユーザの網膜をスキャンするための光学スキャナ及び関連するソフトウェア)を含む追加のバイオメトリック装置を利用することができる。ユーザ検証機能は、PIN入力のような、非バイオメトリック様相を含んでもよい。認証部は、暗号動作及び鍵保管のためにトラスデッドプラットフォームモジュール(TPM)、スマートカード及びセキュアエレメントのようなデバイスを使用することがあり得る。
モバイルバイオメトリックの実装において、バイオメトリック装置は、依拠当事者から遠隔にある。本明細書では、「遠隔」という用語は、バイオメトリックセンサが通信可能に結合されているコンピュータのセキュリティ区域の一部ではない(例えば、依拠当事者のコンピュータと同じ物理的筐体内に埋め込まれていない)ことを意味する。一例として、バイオメトリック装置は、ネットワーク(例えば、インターネット、無線ネットワークリンクなど)を介して又はUSBポートなどの周辺入力を介して依拠当事者に結合することができる。これらの条件下では、その装置が依拠当事者(例えば、認証強度及び完全性保護の許容可能なレベルを提供するもの)によって認証されるものであるかどうか及び/又はハッカーがバイオメトリック装置を侵害したかどうか若しくは更には交換したかどうかを依拠当事者が知る方法はない可能性がある。バイオメトリック装置における信頼は、装置の特定の実装に依存する。
「ローカル」という用語は、ユーザが現金自動預け払い機(ATM)又は店舗販売時点情報管理(POS)小売チェックアウトの位置などの特定の位置において個人がトランザクションを完了していることを意味するために本明細書において使用される。しかしながら、以下に説明するように、ユーザを認証するために用いられる認証技術は、遠隔サーバ及び/又は他のデータ処理装置とのネットワークを介した通信などの非位置要素を含むことができる。更に、具体的な実施形態が(ATMや小売店など)本明細書において記載されるが、本発明の基礎原理は、トランザクションがエンドユーザによってローカルに開始される任意のシステムのコンテキスト内で実装されてもよいことに留意すべきである。
「依拠当事者」という用語は、単にユーザのトランザクションを実行しようとしているエンティティ(例えば、ユーザトランザクションを実行するウェブサイト又はオンラインサービス)のみならず、本明細書に記載された基礎となる認証技術を実行することができるそのエンティティの代わりに実装されるセキュアトランザクションサーバ(「au」と称される場合もある)((sometimes referred to as“au)を指すために本明細書において使用される場合もある。セキュアトランザクションサーバは、所有される及び/若しくは依拠当事者の制御下にあってもよく、又は、事業構成の一部として依拠当事者に対してセキュアトランザクションサービスを提供する第三者の制御下にあってもよい。
「サーバ」という用語は、クライアントからネットワークを介してリクエストを受信し、応答として1つ以上の操作を実行し、クライアントに通常は操作の結果を含む応答を送信するハードウェアプラットフォーム上で(又は複数のハードウェアプラットフォームにわたって)実行されるソフトウェアを指すために本明細書において使用される。サーバは、クライアントに対してネットワーク「サービス」を提供する又は提供するのに役立つように、クライアントのリクエストに応答する。重要なことは、サーバが単一のコンピュータ(例えば、サーバソフトウェアを実行する単一のハードウェア装置)に限定されるものではなく、実際には、潜在的に複数の地理的位置における複数のハードウェアプラットフォームにまたがってもよいということである。
例示的なシステムアーキテクチャ及びトランザクション
図1A及び図1Bは、認証装置を登録/プロビジョニングし(「プロビジョニング」と称される場合もある)、ユーザを認証するための、クライアント側及びサーバ側の構成要素を備えるシステムアーキテクチャの2つの実施形態を例示する。図1Aに示される実施形態は、ウェブサイトと通信するためのウェブブラウザプラグインベースのアーキテクチャを用いる一方で、図1Bで示される実施形態は、ウェブブラウザを必要としない。ユーザを認証装置に登録すること、認証装置をセキュアなサーバに登録/プロビジョニングすること、及びユーザを検証することなどの、本明細書に記載の様々な技術は、これらのシステムアーキテクチャのうちのどちらにも実装され得る。このため、図1Aに示されるアーキテクチャは、以下に説明される実施形態のうちのいくつかの動作を実証するために使用されているものの、同じ基本原則は、図1Bに示されるシステムに容易に実装され得る(例えば、サーバ130とクライアント上のセキュアトランザクションサービス101との間の通信手段としてのブラウザプラグイン105を削除することによって)。
先ず図1Aを参照すると、図示されている実施形態は、エンドユーザを登録及び検証するための1つ以上の認証装置110〜112(当該技術分野では、「トークン」又は「認証部」と称される場合もある)を備えたクライアント100を含む。上述したように、認証装置110〜112は、指紋センサ、音声認識ハードウェア/ソフトウェア(例えば、ユーザの音声を認識するためのマイクロフォン及び関連するソフトウェア)、顔認識ハードウェア/ソフトウェア(例えば、ユーザの顔を認識するためのカメラ及び関連するソフトウェア)、及び光学認識機能(例えば、ユーザの網膜をスキャンするための光スキャナ及び関連するソフトウェア)などのバイオメトリック装置、並びにPIN検証などの非生体モダリティのサポートを含むことができる。認証装置は、トラステッドプラットフォームモジュール(TPM)、スマートカード、又はセキュアな要素を暗号操作及び鍵記憶のために使用してもよい。
認証装置110〜112は、セキュアトランザクションサービス101によって露出されたインターフェース102(例えば、アプリケーションプログラミングインターフェース又はAPI)を介してクライアントに通信可能に接続されている。セキュアトランザクションサービス101は、ネットワークを介して1つ以上のセキュアトランザクションサーバ132〜133と通信を行い、かつウェブブラウザ104のコンテキスト内で実行されるセキュアトランザクションプラグイン105とインターフェースするためのセキュアアプリケーションである。図示されたように、インターフェース102はまた、装置識別コードなどの認証装置110〜112のそれぞれに関連する情報、ユーザ識別コード、認証装置により保護されたユーザ登録データ(例えば、スキャンされた指紋又は他の生体データ)、及び本明細書に記載されたセキュア認証技術を実行するために使用される認証装置によりラップされた鍵を記憶するクライアント100のセキュア記憶装置120に対するセキュアアクセス権を提供することができる。例えば、以下に詳細に説明するように、固有の鍵は、認証装置のそれぞれに記憶され、インターネットなどのネットワークを介してサーバ130と通信するときに使用することができる。
後述するように、特定の種類のネットワークトランザクションは、ウェブサイト131又は他のサーバとのHTTP又はHTTPSトランザクションなどのセキュアトランザクションプラグイン105によって、サポートされる。一実施形態において、セキュアトランザクションプラグインは、セキュア企業又はウェブデスティネーション130内のウェブサーバ131(以下では単に「サーバ130」と称される場合もある)によってウェブページのHTMLコード内に挿入された特定のHTMLタグに応答して開始される。そのようなタグを検出することに応答して、セキュアトランザクションプラグイン105は、処理のために、セキュアトランザクションサービス101に、トランザクションを転送することができる。更に、特定の種類のトランザクション(例えば、セキュア鍵交換などの)について、セキュアトランザクションサービス101は、オンプレミストランザクションサーバ132(すなわち、ウェブサイトと同じ位置に配置された)又はオフプレミストランザクションサーバ133との直接の通信チャンネルを開くことができる。
セキュアトランザクションサーバ132〜133は、ユーザデータ、認証装置データ、鍵、及び、後述するセキュア認証トランザクションをサポートするために必要な他のセキュア情報を記憶するためにセキュアトランザクションデータベース120に結合される。しかしながら、本発明の基本原理は、図1Aに示されるセキュア企業又はウェブデスティネーション130内の論理的な構成要素の分離を必要としないことに留意すべきである。例えば、ウェブサイト131及びセキュアトランザクションサーバ132〜133は、単一の物理サーバ又は他の物理サーバ内に実装されてもよい。更に、ウェブサイト131及びトランザクションサーバ132〜133は、以下に説明する機能を実行するための1つ以上のサーバ上で実行される統合されたソフトウェアモジュール内に実装されてもよい。
上述したように、本発明の基本原理は、図1Aに示されるブラウザベースアーキテクチャに限定されるものではない。図1Bは、スタンドアロンアプリケーション154がネットワークを介してユーザを認証するためにセキュアトランザクションサービス101によって提供される機能を利用する代替の実装を示している。一実施形態において、アプリケーション154は、以下に詳細に説明したユーザ/クライアント認証技術を実行するためのセキュアトランザクションサーバ132〜133に依存する1つ以上のネットワークサービス151との通信セッションを確立するように設計されている。
図1A及び図1Bに示された実施形態のどちらにおいても、セキュアトランザクションサーバ132〜133は、次いでセキュアトランザクションサービス101に対してセキュアに伝送され、かつセキュア記憶装置120内の認証装置に記憶される鍵を生成することができる。更に、セキュアトランザクションサーバ132〜133は、サーバ側のセキュアトランザクションデータベース120を管理する。
認証装置を遠隔にプロビジョニングし、依拠当事者と認証することに関連した一部の基本原則を図2〜5に関して説明し、その後に、セキュアな通信プロトコルを使用して信頼を確立するための本発明の実施形態の詳細な説明を続ける。
図2は、クライアント上の認証装置(図1A及び図1Bにおけるクライアント100上の装置110〜112など)をプロビジョニングするための一連のトランザクションを図示している。「プロビジョニング」は、「登録」と称される場合もある。簡単にするために、セキュアトランザクションサービス101及びインターフェース102は認証クライント201として統合され、セキュアトランザクションサーバ132〜133を含むセキュア企業又はウェブデスティネーション130は依拠当事者202として表されている。
認証部(例えば、指紋認証部、音声認証部など)のプロビジョニング中、認証部に関連付けられている鍵が認証クライント201と依拠当事者202との間で共有される。図1A及び図1Bを参照すると、鍵は、クライアント100のセキュア記憶装置120及びセキュアトランザクションサーバ132〜133によって使用されるセキュアトランザクションデータベース120内に記憶され得る。一実施形態において、鍵は、セキュアトランザクションサーバ132〜133のいずれかによって生成された対称鍵である。一方、以下に説明する別の実施形態では、非対称鍵が使用される。本実施形態において、公開/秘密鍵ペアは、セキュアトランザクションサーバ132〜133によって生成され得る。次いで、公開鍵は、セキュアトランザクションサーバ132〜133によって記憶され得、関連する秘密鍵は、クライアント上のセキュア記憶装置120に記憶され得る。代替実施形態において、鍵は、(例えば、セキュアトランザクションサーバ132〜133よりもむしろ認証装置又は認証装置インターフェースによって)クライアント100上に生成され得る。本発明の基本原理は、任意の特定の種類の鍵又は鍵の生成方法に限定されるものではない。
一実施形態において、セキュアな通信チャンネル上でクライアントと鍵を共有するために、セキュアな鍵プロビジョニングプロトコルが用いられる。鍵プロビジョニングプロトコルの一例は、Dynamic Symmetric Key Provisioning Protocol(DSKPP)である(例えば、Request for Comments(RFC)6063を参照)。しかしながら、本発明の基本原理は、いかなる特定の鍵プロビジョニングプロトコルにも限定されるものではない。特定の一実施形態において、クライアントは、公開/秘密鍵ペアを生成し、公開鍵をサーバに送信する。この鍵は、証明鍵で証明され得る。
図2に示される具体的な詳細を参照すると、登録プロセスを開始するために、依拠当事者202は、装置登録時に認証クライアント201によって提示されなければならないランダム生成チャレンジ(例えば、暗号化ナンス)を生成する。ランダムチャレンジは、限られた期間について有効であり得る。それに応答して、認証クライント201は、依拠当事者202とのアウトオブバンドセキュア接続を開始し(例えば、アウトオブバンドトランザクション)、鍵プロビジョニングプロトコル(例えば、上述のDSKPPプロトコル)を使用して依拠当事者202と通信する。セキュア接続を開始するために、認証クライント201は、ランダムチャレンジを依拠当事者202に返してもよい(潜在的にはランダムチャレンジに署名が生成されている状態)。更に、認証クライント201は、ユーザのアイデンティティ(例えば、ユーザID又は他のコード)、及びプロビジョニングされ登録される認証装置のアイデンティティを(例えば、プロビジョニング中の認証装置のタイプを固有に識別する認証証明ID(AAID)を使用して)送信してもよい。
依拠当事者は、ユーザ名又はIDコードでユーザの場所を特定し(例えば、ユーザアカウントデータベース内で)、ランダムチャレンジを検証し(例えば、署名を使用して、又は単にランダムチャレンジを、送信したものと比較して)、認証装置の認証コードを送信していた場合は認証コードを検証し(例えば、AAID)、セキュアトランザクションデータベース(例えば、図1A及び図1Bのデータベース120)にユーザ及び認証装置の新しいエントリを作成する。一実施形態において、依拠当事者は、認証用に受け入れる認証装置のデータベースを保守する。依拠当事者は、このデータベースをAAID(又は他の認証装置コード)で照会して、プロビジョニング中の認証装置が認証用に受け入れ可能かどうかを確認することができる。受け入れ可能な場合、登録プロセスを続行する。
一実施形態において、依拠当事者202は、プロビジョニング中の認証装置ごとに認証鍵を生成する。依拠当事者202は、鍵をセキュアデータベースに書き込み、更に、鍵プロビジョニングプロトコルを使用して認証クライント201に鍵を送信する。完了すると、認証装置及び依拠当事者202は、対称鍵が使用された場合には同じ鍵を共有し、非対称鍵が使用された場合には異なる鍵を共有する。例えば、非対称鍵が使用された場合、依拠当事者202は公開鍵を記憶し、秘密鍵を認証クライント201に提供し得る。依拠当事者202から秘密鍵を受信すると、認証クライント201は、その鍵を(認証装置に関連付けられているセキュア記憶装置内に記憶して)認証装置にプロビジョニングする。その後、(後述するように)ユーザの認証中にその鍵を使用し得る。代替実施形態において、鍵は認証クライント201によって生成され、鍵を依拠当事者202に提供するために鍵プロビジョニングプロトコルが使用される。いずれの場合でも、プロビジョニングが完了すると、認証クライント201及び依拠当事者202はそれぞれ鍵を有し、認証クライント201は依拠当事者に完了を通知する。
図3は、プロビジョニングされた認証装置によるユーザ認証のための一連のトランザクションを図示している。(図2で説明されているように)装置登録が完了すると、依拠当事者201は、クライアント上のローカル認証装置によって生成された認証応答(「トークン」と称される場合もある)を有効な認証応答として受け入れる。
図3に示される具体的な詳細を参照すると、認証を必要とする依拠当事者202とのトランザクションを開始する(例えば、依拠当事者のウェブサイトから支払いを開始する、非公開のユーザアカウントデータにアクセスするなどの)ユーザに応答して、依拠当事者202は、ランダムチャレンジ(例えば、暗号化ナンス)を含む認証リクエストを生成する。一実施形態において、ランダムチャレンジは、期限を関連付けられる(例えば、ランダムチャレンジは、指定された期間有効である)。依拠当事者はまた、認証クライント201によって認証に使用される認証部を識別し得る。上述したように、依拠当事者は、クライアント上で使用可能な各認証装置をプロビジョニングし、プロビジョニングされた認証部ごとに公開鍵を記憶し得る。したがって、依拠当事者は、使用される認証部を識別するために、認証部の公開鍵を使用することも、又は認証部ID(例えば、AAID)を使用することもできる。代替的に、依拠当事者は、ユーザが選択することができる認証オプションのリストをクライアントに提供してもよい。
認証リクエストの受信に対する応答として、ユーザは、認証を要求するグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を(例えば、ウェブページ、又は認証アプリケーション/アプリのGUIの形態で)提示され得る。その場合、ユーザは認証を実行する(例えば、指紋リーダの上で指をスワイプするなど)。それに応じて、認証クライント201は、認証部に関連付けられている秘密鍵でランダムチャレンジに署名を入れて認証応答を生成する。認証クライントはまた、ユーザIDコードなどの他の関連データを認証応答に含めることもできる。
認証応答を受信すると、依拠当事者は、(例えば、認証部に関連付けられている公開鍵を使用して)ランダムチャレンジ上の署名を検証し、ユーザのアイデンティティを確認し得る。認証が完了すると、ユーザは、図示されるように、依拠当事者とのセキュアトランザクションの開始を許可される。
図2〜3に示されるトランザクションの一部又は全部に関して、依拠当事者201と認証クライント202との間にセキュア接続を確立するために、トランスポート層セキュリティ(TLS)又はセキュアソケットレイヤー(SSL)など、セキュアな通信プロトコルが使用され得る。
非対称暗号方式を使用してワンタイムパスワードを実装するためのシステム及び方法
以下に説明される本発明の実施形態は、非対称暗号方式を使用してワンタイムパスワード(OTP)を実装するための技術を含む。OTP方式は、典型的には、クライアントエンティティ及びサーバエンティティが単一の対称鍵を共有し、同じ鍵を使用してOTPを得る、対称鍵暗号方式に基づく。それに対して、開示する実施形態は、秘密情報を記憶せずによりセキュアなサーバの実装を可能にする非対称鍵に基づく。
現在、3種類のワンタイムパスワード(OTP)方式が広く使用されている:(1)時刻ベースのOTP(TOTP);(2)カウンタベースのOTP;(3)チャレンジ/レスポンスベースのOTP。これらの種類のOTP全てに対し、現行のソリューションはOTP対称鍵に基づく方式を使用する。この方式の下では、OTP装置及びサーバは、同じ対称鍵で事前プロビジョニングされる。認証イベントに応答して、OTP装置は、(1)時刻、(2)内蔵カウンタ、又は(3)サーバが提供したチャレンジに基づいて特別な暗号化応答を生成し、この応答を検証用としてサーバに提供する。その後、サーバは同じ対称鍵を使用して同じ暗号化値を取得し、それをOTP装置から提供されたものと比較する。これらが一致すると、認証は成功したと見なされる。
ある特定の事例は、OTP装置がサーバとの直接接続を有さないシナリオに適用することができる「オフライン」認証を含む。OTP装置は、暗号化応答を生成した後、ユーザに示す6桁の数字にその応答を切り詰める。ユーザはこの6桁の数字をクライアント装置に入力し、クライアント装置はこの数字をサーバに送信する。次いで、サーバは同じ切り詰めアルゴリズムを用いて同じ数字を取得する。数字を取得した後、サーバは取得した数字をOTP装置によって生成された数字と比較する。しかしながら、サーバは秘密鍵を記憶するので、ハッカーの攻撃対象となる。サーバ内の秘密鍵を守ることは、典型的には、データセンター内での高価なハードウェアセキュリティモジュール(HSM)の使用を必要とする。
本発明の一実施形態は、非対称暗号方式に基づくOTP方式を実装する。非対称暗号方式の利点は、サーバが秘密鍵(対称鍵など)ではなく公開鍵を記憶することである。これにより、サーバ内で鍵の秘密の特性を保護する負担が取り除かれ、より簡単かつよりセキュアな展開が可能になる。
図4は、本発明の一実施形態によるシステムアーキテクチャの概要を提供する。本実施形態において、ユーザ装置401は、秘密鍵を記憶し、認証アサーションを生成するエンティティであり、接続装置410は、依拠当事者認証サーバ402及びユーザ装置401の両方との接続性を有するエンティティである。一例として、一実施形態において、ユーザ装置401は、iPhone(商標)又はAndroid(商標)などの携帯機器であり得、接続装置410は、デスクトップコンピュータ、店舗販売時点情報管理(PoS)端末、現金自動預け払い機(ATM)、又は、依拠当事者認証サーバ402との接続性を有する他の任意の装置であり得る。
一実施形態において、認証サーバ402は、ユーザ装置401によって記憶される秘密鍵に対応する公開鍵を記憶する。鍵は、図2に関して上で説明した鍵プロビジョニング技術を使用して(例えば、DSKPP又は他の鍵プロビジョニングプロトコルを使用して)ユーザ装置401及び認証サーバ402にプロビジョニングされる。
一実施形態において、ユーザ装置401との接続性は一方向である。すなわち、ユーザ装置401は、接続装置410からのメッセージを読み込むことはできるが、メッセージを返信することはできない。例えば、接続装置410は、クイックレスポンス(QR)コード、バーコード、又は他の光学コードを表示して、情報をユーザ装置401に伝達し得る(例えば、後述する暗号化チャレンジなど)。ユーザ装置401は、周知の技術を使用して光学コードを読み取り、解釈し得る(例えば、カメラ又はスキャナ装置で光学コードを捕捉する)。
代替実施形態において、ユーザ装置401と接続装置410との間の接続は、近距離無線通信(NFC)、ブルートゥース(登録商標)(例えば、Bluetooth Low Energy(BTLE))、又はワイヤレスUSBなどのローカル通信技術を使用して実装される双方向接続である。
一実施形態において、依拠当事者認証サーバ402は、ユーザ装置401によって生成された暗号化アサーションを検証するエンティティである。ただし、ユーザ装置401は、認証サーバ402との直接接続を有する必要はない。本発明の実施形態は、プロビジョニング及び認証の2つの段階を含む。プロビジョニング段階において、ユーザ装置401及び認証サーバ402は、(例えば、図2に示されるような鍵プロビジョニング技術を使用して)暗号鍵でプロビジョニングされる。ただし、既存のOTP方式とは異なり、プロビジョニング中、認証サーバ402は公開鍵を装備し、ユーザ装置401は秘密鍵を装備している。
ユーザ装置401が秘密鍵でプロビジョニング済みであり、かつ認証サーバ402が対応する公開鍵でプロビジョニングされていると仮定すると、本発明の一実施形態は、図5に示すトランザクション図に従って動作する。
501において、依拠当事者認証サーバ402は、ランダムチャレンジ(C)を生成し、ユーザ装置401に記憶されている秘密鍵に対応する公開鍵でそれを暗号化する:EC=Encrypt(PublicKey,C)、ここで、Cはランダムチャレンジ、ECは暗号化チャレンジである。認証サーバ402は、自身の記憶装置にCを記憶し、図示されるように、ECをユーザ装置401に伝達する接続装置410にECを送信する。
502において、ユーザ装置401は、ECを自身の秘密鍵で復号化し、ランダムチャレンジを取得する:C=Decrypt(PrivateKey,EC)。次いで、ユーザ装置401は、CをCの短縮版(「ShortC」)などの単純化した値に変換する。一実施形態において、これは、CをN桁の数字(例えば、N=6)に切り詰めることによって達成される:ShortC=Truncate(C)。ただし、CをShortCに変換するために様々な他の技術が、依然として本発明の基本原理を順守しながら、実装され得る。例えば、一実施形態において、指定された特定のビット位置のビットがCから選択されて結合され、ShortCを形成し得る。
503においてShortCが(例えば、ユーザ装置401のディスプレイ上で)ユーザ400に提示された後、ユーザ400は、認証応答メッセージでShortCを認証サーバ402に返信する接続装置410上でShortCを入力する。ユーザ装置401はまた、この段階においてユーザが(例えば、ユーザ装置401上で指紋リーダなどの認証部を使用して)認証を実行することを要求してもよい。
ShortCを含む認証応答メッセージを受信すると、504において、認証サーバは、記憶装置からCを読み込み、ユーザ装置401と同じアルゴリズムでCを切り詰める。例:ShortC_Server=Truncate(C)(ShortCの生成に打ち切りを使用する場合)。次いで、認証サーバ402は、ユーザ装置401から受信したShortCをShortC_Serverと比較する。それらが一致する場合、ユーザ認証は成功する。一致しない場合、認証は失敗する。
認証サーバ402の一実施形態を図6Aに示す。図示されているように、ユーザ装置上の秘密鍵に関連付けられている公開鍵605は、セキュア記憶装置604に記憶され、ランダムチャレンジ(C)606を暗号化するために暗号化モジュール603によって使用され得る。示されているように、乱数発生装置601はC 606を生成するために使用され得、次いで、Cはセキュア記憶装置604に記憶され得る(及び後で認証応答の受信時に取り出され得る)。次いで、記載したとおり、暗号化されたランダムチャレンジ(EC)は接続装置に送信される。
図6Bは、ユーザによって送信されたShortC 610を含む認証応答を検証するために、認証サーバ402の一実施形態において用いられる構成要素を図示している。一実施形態において、変換ロジック608は、記憶装置604からCを読み込み、ユーザ装置401によって使用されるのと同じアルゴリズムでCを切り詰めて、ShortCを生成する:ShortC_Server=Truncate(C)。次いで、コンパレータロジック615は、ユーザから受信したShortC 610をShortC_Serverと比較する。それらが一致する場合、ユーザ認証は成功する。一致しない場合、認証は失敗する。
図7は、本発明の一実施形態に従ってユーザ装置401上で用いられるロジックを図示している。復号化モジュール703は、認証サーバ402から送信された暗号化チャレンジ(EC)600を、セキュア記憶装置704に記憶されている秘密鍵705を使用して復号化する。記載したとおり、秘密鍵705は、暗号化を実行するために使用された公開鍵605に対応する。次いで、変換モジュール706は、復号化されたランダムチャレンジCを変換してShortC 710にし、ShortC 710はユーザに提示される。記載したとおり、切り詰めが一実施形態において使用されるが、本発明の基本原理は、いかなる特定の種類のバイナリ値又は数値変換にも限定されるものではない。
いくつかの具体的な詳細が上に記載されているが、様々な異なる暗号化実装、変換技術、及びランダムチャレンジが、依然として本発明の基本原理を順守しながら、用いられ得る。例えば、非対称アルゴリズムは、RSA、楕円曲線暗号(ECC)、又は非対称鍵で暗号化を実装している他のアルゴリズムなどの公開鍵暗号アルゴリズムであってもよい。一実施形態において、鍵の長さが128又は256ビットの高度暗号化標準(AES)が使用される。更に、接続装置410は、QRコード(登録商標)、NFC、ブルートゥース、WiFi、又は他の任意の通信技術によってECをユーザ装置401に伝達し得る。
一実施形態において、認証サーバ402は、上述のようにCを明示的に記憶することはないが、更なる検証のためにタイムスタンピング、ラッピング、及び類似技術などのメカニズムを組み込むことによってCをECと一体にクライアント装置401に送信する。例:
C’=E(ServerWrappingKey,C|Timestamp)及びEC=E(PublicKey,C)
更に、上述の依拠当事者(すなわち、本発明の実施形態を実装するための認証サーバを備えるエンティティ)は、オンラインサービスプロバイダ、オンラインリテールサービス、又は企業サーバを含む任意のエンティティであり得る。
一実施形態において、接続装置410上で動作し、認証サーバ402と通信するソフトウェアは、ウェブブラウザ又はプロプライエタリアプリケーション(例えば、依拠当事者及びその認証サーバと通信するように明確に設計されたアプリ)で実装され得る。更に、ユーザ装置(例えば、図7を参照)上で動作し、接続装置からEC 600を読み込み、ShortCを表示するソフトウェアは、ウェブブラウザ又はプロプライエタリアプリケーションで実装され得る。更に、一実施形態において、秘密鍵705を安全に保護し、かつ秘密鍵を他の構成要素に見せずにShortCを取得するためにユーザ装置401に常駐するロジックは、ハードウェアで、又は暗号ハードウェア(スマートカードなど)の上に実装されたファームウェアとして実装される。
例示的なデータ処理装置
図8は、本発明のいくつかの実施形態において使用することができる例示的なクライアント及びサーバを図示するブロック図である。図8は、コンピュータシステムの様々な構成要素を図示しているが、そのような詳細は本発明に適切でないため、構成要素を相互接続する任意の特定のアーキテクチャ又は方法を表すことを意図するものではないことを理解すべきである。より少ない構成要素又は複数の構成要素を有する他のコンピュータシステムもまた、本発明によって使用可能であることが理解されるであろう。
図8に示されるように、データ処理システムの形態であるコンピュータシステム800は、処理システム820に結合されているバス850と、電源825と、メモリ830と、不揮発性メモリ840(例えば、ハードドライブ、フラッシュメモリ、相変化メモリ(PCM)など)とを含む。バス850は、当該技術分野において周知であるように、様々なブリッジ、コントローラ及び/又はアダプタを介して互いに接続され得る。処理システム820は、メモリ830及び/又は不揮発性メモリ840から命令を取得することができ、上述したように動作を実行するための命令を実行することができる。バス850は、上記構成要素を一体に相互接続し、また、任意のドック860、ディスプレイコントローラ及びディスプレイ装置870、入力/出力装置880(例えば、NIC(ネットワークインターフェースカード)、カーソル制御(例えば、マウス、タッチスクリーン、タッチパッドなど)、キーボードなど)及び任意の無線送受信機890(例えば、ブルートゥース、WiFi、赤外線など)にそれらの構成要素を相互接続する。
図9は、本発明のいくつかの実施形態において使用され得る例示的なデータ処理システムを図示するブロック図である。例えば、データ処理システム900は、ハンドヘルドコンピュータ、パーソナルディジタルアシスタント(PDA)、携帯電話、ポータブルゲームシステム、ポータブルメディアプレーヤ、タブレット、又は、携帯電話、メディアプレーヤ及び/又はゲームシステムを含むことができるハンドヘルドコンピューティング装置とすることができる。他の例として、データ処理システム900は、ネットワークコンピュータ又は他の装置内の埋め込み処理装置とすることができる。
本発明の一実施形態によれば、データ処理システム900の例示的なアーキテクチャは、上述した携帯機器のために使用することができる。データ処理システム900は、集積回路上の1つ以上のマイクロプロセッサ及び/又はシステムを含むことができる処理システム920を含む。処理システム920は、メモリ910、(1つ以上のバッテリを含む)電源925、オーディオ入力/出力940、ディスプレイコントローラ及びディスプレイ装置960、任意の入力/出力950、入力装置970及び無線送受信機930に連結されている。図9には示されていない追加の構成要素はまた、本発明の特定の実施形態においてデータ処理システム900の一部であってもよく、本発明の特定の実施形態において図9に示されるよりも少ない構成要素が使用可能であることが理解されるであろう。更に、図9には示されていない1つ以上のバスは、当該技術分野において周知であるように様々な構成要素を相互接続するために使用することができることが理解されるであろう。
メモリ910は、データ処理システム900による実行のためのデータ及び/又はプログラムを記憶する。オーディオ入力/出力940は、例えば、音楽を再生するためにマイクロフォン及び/又はスピーカを含むことができ、並びに/又はスピーカ及びマイクロフォンを介して電話機能を提供することができる。ディスプレイコントローラ及びディスプレイ装置960は、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)を含むことができる。無線(例えば、RF)送受信機930(例えば、WiFi送受信機、赤外線送受信機、ブルートゥース送受信機、無線携帯電話送受信機など)は、他のデータ処理システムと通信するために使用することができる。1つ以上の入力装置970は、ユーザがシステムに入力を提供するのを可能にする。これらの入力装置は、キーパッド、キーボード、タッチパネル、マルチタッチパネルなどであってもよい。任意の他の入力/出力950は、ドック用コネクタであってもよい。
上述したように、本発明の実施形態は、様々な工程を含んでもよい。工程は、汎用又は特殊目的のプロセッサに特定の工程を実行させる機械実行可能な命令で具現化され得る。代替的に、これらの工程は、工程を実行するためのハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェア構成要素によって又はプログラミングされたコンピュータ構成要素及びカスタムハードウェア構成要素の任意の組み合わせによって実行することができる。
本発明の要素はまた、機械実行可能なプログラムコードを記憶する機械可読媒体として提供することができる。機械可読媒体としては、フロッピーディスク、光ディスク、CD−ROM及び光磁気ディスク、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気若しくは光カード、又は、電子プログラムコードを記憶するのに適した他の種類の媒体/機械可読媒体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
上記の説明全体を通じて、説明の目的のために、多数の具体的な詳細が本発明の完全な理解を提供するために記載された。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細の一部がなくても実施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、本明細書に記載された機能モジュール及び方法は、ソフトウェア、ハードウェア又はそれらの任意の組み合わせとして実装されてもよいことは、当業者にとって容易に明らかであろう。更に、本発明のいくつかの実施形態は、モバイルコンピューティング環境のコンテキストで本明細書において記載されているが、本発明の基本原理は、モバイルコンピューティングの実装に限定されるものではない。実質的に任意の種類のクライアント又はピアデータ処理装置は、例えば、デスクトップ又はワークステーションコンピュータを含むいくつかの実施形態で使用することができる。したがって、本発明の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲の観点から判断されるべきである。
上述したように、本発明の実施形態は、様々な工程を含んでもよい。工程は、汎用又は特殊目的のプロセッサに特定の工程を実行させる機械実行可能な命令で具現化され得る。代替的に、これらの工程は、工程を実行するためのハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェア構成要素によって又はプログラミングされたコンピュータ構成要素及びカスタムハードウェア構成要素の任意の組み合わせによって実行することができる。

Claims (21)

  1. 方法であって、
    サーバにてチャレンジを生成することと、
    前記サーバにて公開暗号化鍵を使用して前記チャレンジを暗号化することと、
    前記サーバとのネットワーク経由の第1の接続を有する接続装置に暗号化チャレンジを送信することと、
    前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供することと、
    前記公開暗号化鍵に対応する秘密暗号化鍵で前記ユーザ装置にて前記暗号化チャレンジを復号化して前記チャレンジを確定することと、
    前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ変換チャレンジのために切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記チャレンジを前記変換チャレンジに変換することであって、前記変換チャレンジが、元のチャレンジとは異なる形式を有する、ことと、
    前記接続装置にて前記変換チャレンジを受信し、前記変換チャレンジを前記接続装置から前記サーバに提供する、ことと、
    前記サーバにて、前記接続装置から受信された前記変換チャレンジと、前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記サーバにより生成されたチャレンジから変換されるデータとを比較することにより、前記変換チャレンジを検証して前記ユーザを認証することと、
    を含
    前記接続装置にて前記変換チャレンジを受信することが、前記接続装置に連結されたユーザ入力装置を介して前記変換チャレンジの手動ユーザ入力を受信することを含む、方法。
  2. 前記チャレンジが、前記サーバ上の乱数発生装置によって生成されるランダムチャレンジを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記チャレンジが、6桁の変換チャレンジを生成するように切り詰められる、請求項2に記載の方法。
  4. 前記接続装置が、ネットワークコンピュータシステム、店舗販売時点情報管理(PoS)端末、又は現金自動預け払い機(ATM)を含む、請求項に記載の方法。
  5. 前記ユーザ装置が、モバイルスマートフォン機器を含む、請求項に記載の方法。
  6. 前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供することが、前記接続装置のディスプレイに光学コードを表示することと、前記ユーザ装置によって前記光学コードを読み取ることと、を含む、請求項に記載の方法。
  7. 前記光学コードが、クイックレスポンス(QR)コード又はバーコードを含む、請求項に記載の方法。
  8. 前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供することが、前記ユーザ装置と前記接続装置との間にローカル無線通信チャンネルを確立することを含む、請求項に記載の方法。
  9. 前記ローカル無線チャンネルが、ブルートゥースチャンネル、近距離無線通信(NFC)チャンネル、WiFiチャンネル、又はワイヤレスUSBチャンネルを含む、請求項に記載の方法。
  10. 前記変換チャレンジを検証することが、前記サーバ上で前記チャレンジの同じ部分を切り詰めることと、前記サーバ上で切り詰められた前記変換チャレンジを前記接続装置から提供された前記変換チャレンジと比較することと、を含む、請求項1に記載の方法。
  11. システムであって、
    チャレンジを生成するサーバであって、前記サーバが、公開暗号化鍵を使用して前記チャレンジを暗号化する、サーバと、
    前記サーバとのネットワーク経由の第1の接続を有する接続装置に前記暗号化チャレンジを送信する前記サーバと、
    前記暗号化チャレンジをユーザ装置に提供する前記接続装置と、
    前記公開暗号化鍵に対応する秘密暗号化鍵で前記暗号化チャレンジを復号化して前記チャレンジを確定する前記ユーザ装置と、
    前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ変換チャレンジのために切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記チャレンジを前記変換チャレンジに変換する前記ユーザ装置であって、前記変換チャレンジが、元のチャレンジとは異なる形式を有する、前記ユーザ装置と、
    前記変換チャレンジを受信し、前記変換チャレンジを前記接続装置から前記サーバに提供する、前記接続装置と、
    前記接続装置から受信された前記変換チャレンジと、前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記サーバにより生成されたチャレンジから変換されるデータとを比較することにより、前記変換チャレンジを検証して前記ユーザを認証する前記サーバと、
    を含
    前記接続装置にて前記変換チャレンジを受信することが、前記接続装置に連結されたユーザ入力装置を介して前記変換チャレンジの手動ユーザ入力を受信することを含む、システム。
  12. 前記チャレンジが、前記サーバ上の乱数発生装置によって生成されるランダムチャレンジを含む、請求項11に記載のシステム。
  13. 前記チャレンジが、6桁の変換チャレンジを生成するように切り詰められる、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記接続装置が、ネットワークコンピュータシステム、店舗販売時点情報管理(PoS)端末、又は現金自動預け払い機(ATM)を含む、請求項11に記載のシステム。
  15. 前記ユーザ装置が、モバイルスマートフォン機器を含む、請求項14に記載のシステム。
  16. 前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供することが、前記接続装置のディスプレイに光学コードを表示することと、前記ユーザ装置によって前記光学コードを読み取ることと、を含む、請求項15に記載のシステム。
  17. 前記光学コードが、クイックレスポンス(QR)コード又はバーコードを含む、請求項16に記載のシステム。
  18. 前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供することが、前記ユーザ装置と前記接続装置との間にローカル無線通信チャンネルを確立することを含む、請求項15に記載のシステム。
  19. 前記ローカル無線チャンネルが、ブルートゥースチャンネル、近距離無線通信(NFC)チャンネル、WiFiチャンネル、又はワイヤレスUSBチャンネルを含む、請求項18に記載のシステム。
  20. 前記変換チャレンジを検証することが、前記サーバ上で前記チャレンジの同じ部分を切り詰めることと、前記サーバ上で切り詰められた前記変換チャレンジを前記接続装置から提供された前記変換チャレンジと比較することと、を含む、請求項11に記載のシステム。
  21. 機械可読媒体であって、その上に記憶したプログラムコードを有し、前記プログラムコードは、機械により実行されると、前記機械に、
    サーバにてチャレンジを生成する動作と、
    前記サーバにて公開暗号化鍵を使用して前記チャレンジを暗号化する動作と、
    前記サーバとのネットワーク経由の第1の接続を有する接続装置に前記暗号化チャレンジを送信する動作と、
    前記暗号化チャレンジを前記接続装置からユーザ装置に提供する動作と、
    前記公開暗号化鍵に対応する秘密暗号化鍵で前記ユーザ装置にて前記暗号化チャレンジを復号化して前記チャレンジを確定する動作と、
    前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ変換チャレンジのために切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記チャレンジを前記変換チャレンジに変換する動作であって、前記変換チャレンジが、元のチャレンジとは異なる形式を有する、動作と、
    前記接続装置にて前記変換チャレンジを受信し、前記変換チャレンジを前記接続装置から前記サーバに提供する、動作と、
    前記サーバにて、前記接続装置から受信された前記変換チャレンジと、前記チャレンジの一部分を切り詰めることにより、かつ切り詰められた部分又は切り詰め後の残りの部分を使用することにより、前記サーバにより生成されたチャレンジから変換されるデータとを比較することにより、前記変換チャレンジを検証して前記ユーザを認証する動作と、
    を実行させ、
    前記接続装置にて前記変換チャレンジを受信することが、前記接続装置に連結されたユーザ入力装置を介して前記変換チャレンジの手動ユーザ入力を受信することを含む、機械可読媒体。
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