JPH01106289A - 端末認証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通信システムを構成する端末もしくは構成要素
間（たとえばＩＣカードとカードターミナル間）で通信
相手が正当な資格を持つものであるか否かを確認する（
認証する）方法に関する。

従来の技術 近年、演算装置と記憶装置を内蔵したプラスチックカー
ド（ＩＣカード）が普及するのに伴い、ＩＣカード又は
カードターミナルを偽造から保護する必要性が高まって
いる。そのためにＩＣカードおよびカードターミナルか
らなるシステム固有の秘密情報をＩＣカードおよびカー
ドターミナルに秘密裡に記憶しておき、この通、信によ
って互いに相手が正しい秘密情報を有している事を確認
することによって相手を認証するという技術が開発され
ている。この端末認証方式には例えば、ｌ’−ＩＣカー
ドのセキュリティは十分確保されているか」（雑誌コン
ビニートピア１９８５．１２）で紹介されているフラン
ス、プル社の方法（ＵＳＰ４４７１２１６　）がある。

第２図はこの従来の端末認証方式の構成図を示すもので
ある。１は第１の端末、２は第２の端末である。説明の
ため、１をカードターミナル、２を１０カードとする。

３はカードターミナルの正当性を示す秘密の情報Ｓを格
納するカードターミナル内の記憶部、４はカードターミ
ナル内の乱数発生部、５は前記Ｓと乱数発生部からの出
力Ｅｒを入力として一方向性関数Ｐの演算を行ないその
結果のＲを出力するカードターミナル内の関数Ｐ部であ
る。６はＩＣカードの正当性を示す秘密の情報Ｓ′を格
納するＩＣカード内の記憶部、７はカードターミナル１
から送付された乱数Ｅｒと前記Ｓ′を入力として一方向
性関数Ｐの演算を行ないその結果のＫをカードターミナ
ルに送信するＩＣカード内の関数Ｐ部である。

８はＩＣカードから送付されたＲ′とカードターミナル
内の関数Ｐ部６で演算した結果Ｒを照合する照合手段で
ある。なお、ここで用いる一方向性関数Ｐは公開でも秘
密でも構わない。

以上のように構成した従来の端末認証方法においてカー
ドターミナルは次のようにして自身に挿入されたＩＣカ
ードを正当なものであると認証する。

ム１．カードターミナルはその内にある乱数発生部で１
つの乱数Ｈｒを発生し、自身の関数Ｐ部６とＩＣｉカー
ド２内の関数Ｐ部７に送信する。

ム２．カードターミナルは関数Ｐ部５で乱数Ｅｘとカー
ドターミナルの正当性を示す秘密の情報Ｓを入力として
一方向性関数Ｐの演算を行う。

（出力値Ｒ） ム３．ＩＣカードは関数Ｐ部７でカードターミナルから
送信された乱数ＫｒとＩＣカードの正当性を示す秘密の
情報Ｓ′を入力として一方向性関数Ｐの演算を行ない、
出力値Ｒ′をカードターミナル１内に照合手段８に送信
する。

ム４．カードターミナル内の照合手段８は関数Ｐ部６の
出力値ＲとＩＣカードから送信された値Ｒ′が一致して
いるかどうかを調べる。前記カードターミナルとＩＣカ
ードが同一システム内の構成要素であればＳとＳ′は共
通であるのでこれを入力として演算した結果のＲとＲ′
も一致するはずである。従ってもし一致しなければカー
ドターミナルは挿入されているＩＣカードが偽のＩＣカ
ードであるとしてこれを排出する。

逆にＩＣカードがカードターミナルの正当性を認証する
には、ム１〜ム４の手順のカードターミナルとＩＣカー
ドの立場を逆にした操作を行う。

そして以上のように相互認証処理を行ったあと、ユーザ
の入力する暗証番号とＩＣカード中に秘密裡に格納され
ている暗証番号の照合などにより本人照合を行ない実際
の取引動作に進むのである。

以上の従来の端末認証方式の特徴を次に上げる。

Ｂ１．　　悪意をもったものが１組の正当なカードター
ミナルとＩＣカードを手にいれ、その間で行なわれる通
信を盗んで、自分に都合のよいデータを内蔵した偽のＩ
Ｃカードを作ろうとしても正しいカードターミナルは毎
回違った乱数を送信し、それに対する関数値を要求する
のでたやすく偽であると見抜いてしまう。（なりすまし
ができない。） Ｂ２．　　悪意をもったものが１組の正当なカードター
ミナルとＩＣカードを手にいれ、その通信路に表れる乱
数とそれに対する関数値をたくさん得たとしても関数Ｐ
が一方向性関数であることにより秘密情報は実際上見破
られない。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成の従来の端末認証方法で
は、１方が１方の正当性を認証するのに往復の通信が必
要となる。まず、カードターミナルからＩＣカードに乱
数を送信し、次にＩＣカードからカードターミナルに関
数Ｐの演算結果を返信する。これでようやくカードター
ミナルは自身に挿入されているＩＣカードの正当性を認
証できるのである。双方に正当性を認証するにはさらに
、ＩＣカードからカードターミナルに乱数を送信し、カ
ードターミナルはＩＣカードに関数Ｐの演算結果を返信
しなければならず、合計２往復の通信が必要になる。

本発明はかかる点に鑑み、互いに相手の端末が正当なも
のであると１往復の通信のみで認証できる端末認証方法
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、共通の秘密情報を内蔵している第１の端末と
第２の端末の間のデータ通信ネットワークにおいて、そ
れぞれの端末が、現時刻を出力するタイマと、前記秘密
情報を格納している記憶部と、前記タイマの出力を前記
秘密情報を暗号鍵として暗号化して外部端子から出力す
る暗号部と、外部端子より入力されたデータを前記秘密
情報を復号鍵として復号化する復号部と１．復号したデ
ータが時刻として適当な文字列であるか、そして現時刻
と比べて適当な値であるかを判断する判断部を備え、第
１の端末の暗号部において前記第１の端末のタイマの出
力を禽１の端末の記憶部に格納している秘密情報を暗号
鍵として暗号化して外部端子から出力する過程と、第２
の端末の復号部において第１の端末から送信されたデー
タを第２の端末の記憶部に格納している秘密情報を復号
鍵として復号する過程と、前記第２の端末の判断部で、
復号したデータが時刻として適当な文字列であり、また
、現時刻と比べて適当な値であることを判断したときの
み、第２の端末が第１の端末の正当性を認証する過程と
を含む端末認証方法である。

作用 前記した構成を持った２つの端末間で第２の端末が第１
の端末の正当性を認証するために次のような手続きを行
なう。

０１、　　第１の端末は自身のタイマから現時刻をよみ
だしてこれをシステム固有の第１の端末内蔵の秘密情報
で暗号化して第２の端末に送信する。

Ｃ２，第２の端末は第１の端末の送信してきたデータを
やはり第２の端末内蔵のシステム固有の秘密情報で復号
化する。

Ｃ３，第２の端末は復号した結果が時刻として適当な文
字列（例えばアスキーコードで数字列になっている）で
あるか否か、あるいは自身のタイマより現時刻をよみだ
して現時刻以前で適当な時刻か否かを判断する。

実施例 第１図は本発明の一実施例における端末認証方法を実施
するだめの構成を示すものである。第１図において、１
０１は第１の端末、１０２は第２の端末である。説明の
ため、１ｏ１をカードターミナル、１０２をＩＣカード
とする。１０３はカードターミナルの正当性を示す秘密
の情報Ｓを格納するカードターミナル内の記憶部、１０
４は現時刻を出力するカードターミナル内のタイマ、１
０５は前記タイマから出力した時刻を前記Ｓで暗号化し
て外部端子に出力するカードターミナル内の暗号部であ
る。１０６は外部端子からのデータを前記秘密の情報Ｓ
で復号化するカードターミナル内の復号部、１０７は復
号化した値が時刻として適当な文字列（たとえばアスキ
ーコードで数字列）であるか、そしてカードターミナル
自身のタイマ１０４より現時刻をよみだして現時刻以前
で適当な時刻か否かを判断する判断部である。

１１３はＩＣカードの正当性を示す秘密の情報Ｓ′を格
納するＩＣカード内の記憶部、１１４は現時刻を出力す
るＩＣカード内のタイマ、１１６は前記タイマ１１４か
ら出力した時刻を前記Ｓ′で暗号化して外部端子に出力
するＩＣカード内の暗号部である。１１６は外部端子か
らのデータを前記秘密の情報Ｓ′で復号化するＩＣカー
ド内の復号部、１１７は復号化した値が時刻として適当
な文字列（たとえばアスキーコードで数字列）であるか
、そしてＩＣカード自身のタイマ１１４より現時刻をよ
みだして現時刻以前で適当な時刻か否かを判断する判断
部である。なお、ここで用いる暗号、復号のアルゴリズ
ムは公開でも秘密でも構わない。

以上のように構成した従来の端末認証方法においてカー
ドターミナルは次のようにして自身に挿入されたＩＣカ
ードを正当なものであると認証する。

Ｄｌ、ＩＣカードはその内にあるタイマ１１４より現時
刻ｔ１を得て、これを暗号部１１５におき秘密の情報Ｓ
′を鍵として暗号化してカードターミナルに送信する。

（Ｓ′を鍵とする暗号化の関数をＥ　Ｓ’　０とすると
通信路のデータはｍｓ’（ｔｌ）となる） Ｄ２、カードターミナルはＩＣカードの送信してきだ１
８’（ｔｌ）を復号部１０６におき秘密の情報Ｓを鍵と
して復号化する。Ｓを錐とする復号化の関数をＤＳＯと
し、復号した結果をｔ２とおく。式で表わすとＤ　Ｓ　
（ＥＳ’　（ｔｌ）：ｔ２となる。カードターミナル１
０１とＩＣカード１０２が同じシステム内の構成要素で
ある場合ＳとＳ′は共通している。従って正当なＩＣカ
ードを挿入されたカードターミナルは復号の結果、ＤＳ
　（Ｅ８’（ｔｌ　））：＝ｔ２＝＝ｔ１を得る。

逆に、カードターミナル１０１とＩＣカード１０２が同
じシステム内の構成要素でない場合はＳとＳ′は異なっ
ている。従って偽の１０カードを挿入されたカードター
ミナルは復号の結果、ＤＳ’（ＩＣ８（ｔｌ　）＝＝ｔ
２１：ｔｌ　（１＝は”ｎｏｔｅｑｕａｌ”を表わす）
を得る。

ＤＳ、　　カードターミナルは判断部１０７において、
復号した結果のｔ２が時刻として適当な文字列（例えば
アスキーコードで数字列になっている）であるか否か、
そして自身のタイマ１０４より現時刻ｔ３をよみだして
現時刻以前で適当な時刻か否かを判断する。

例えば、カードターミナルとＩＣカードの間の通信が最
大Ｘかかることが分っているとき、ｔ３−Ｘ（ｔ２（ｔ
３（ａ（ｂはａがｂより前の時刻であることを表わす）
であることを確認する。正当なＩＣカードを挿入された
カードターミナルにおける復号結果のｔ２（＝ｔ１）は
この条件を満たしている。

ＩＣカードとカードターミナルが互いに正当性を確認す
るためには例えば次のような手順で認証を行えばよい。

１１、　　上記ＤＩ、Ｄ２の手順でカードターミナルは
ＩＣカードの正当性を確認する。

１ｃ２．カードターミナルはその内にあるタイマ１０４
よシ現時刻ｔ４を得て、これを暗号部１０５におき秘密
の情報ｓｆ、鍵として暗号化してＩＣカードターミナル
に送信する。（Ｓを鍵とする暗号化の関数をＩｃＳ　□
とすると通信路のデータはＫＳ（ｔ４）となる）同時に
カードターミナルは、上記Ｄ３の判断を行う。

Ｅ３．ＩＣカードはカードターミナルの送信してきたＥ
ｓ（ｔ４）を復号部１１６におき秘密の情報Ｓ′を鍵と
して復号化する。Ｓ′を鍵とする復号化の関数をＤＳ′
（ト）とし、復号した結果をｔｓとおく。式で表わすと
ＤＳ’（ＥＳ（ｔ４）＝ｔ６となる。

カードターミナ／１７１０１とＩＣカード１０２が同じ
システム内の構成要素である場合ＳとＳ′は共通してい
る。従って正当なＩＣカードは復号の結果、ＤＳ’（Ｅ
Ｓ（ｔ４））＝ｔ５＝ｔ４を得る。

、逆に、カードターミナル１０１とＩＣカード１０２が
同じシステム内の構成要素でない場合はＳとＳ′は異な
っている。従ってＩＣカードは偽のカードターミナルよ
り復号の結果、Ｄ　Ｓ’（ＥＳ（ｔ４））＝ｔ５　！＝
ｔ４（＋＝は”　ｎｏｔ　ｅｑｕａｌ”を表わす）とな
る値を得る。

Ｍ４．　　ＩＣカードは判断部１０７において、復号し
た結果のｔｓが時刻として適当な文字列（例えばアスキ
ーコードで数字列になっている）であるか否か、そして
自身のタイマ１１４より現時刻ｔ６をよみだして現時刻
以前で適当な時刻か否かを判断する。

例えば、カードターミナルとＩＣカードの間の通信が最
大Ｘかかることが分っているとき、ｔ　６−　Ｘ　（ｔ
　５　（ｔ　６　（ａ　（ｂは礼がｂより前の時刻であ
ることを表わす）であることを確認する。または、ｔｌ
（ｔｓ（ｔｓであることを確認する。正当なカードター
ミナルに挿入したＩＣカードにおける復号結果のｔｓ（
＝ｔ４）はこの条件を満たしている。

以上のように本実施例によれば、例えば、第１の端末か
ら第２の端末への通信で、第２の端末が第１の端末の正
当性を確認でき、第２の端末から。

第１の端末への通信で、第１の端末が第２の端末の正当
性を確認できる。

なお、従来の端末認証方法の特徴であった、Ｂ１とＢ２
の特徴点については次の通りその性質を保っている。

Ｆｌ、　　時刻は、一過性の変数であり、そのため、偽
のカードターミナルまたは偽のＩＯカードで正当な資格
のある端末になりすますことはできない。

Ｆ２．　　通信路に現れる暗号値をたくさん得たとして
も暗号化した正確な時刻が不明であるため秘密情報は見
破れない。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、時刻を秘密情報で
暗−最北、復号化することによって２つの端末の間で、
互の正当性を確認するのに往復の通信を行うだけでよい
。従って、その実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の端末認証方法を実施
するための構成を示すブロック図、第２図は、従来の端
末認証方法を実施するための構成を示すブロック図であ
る。 １０１・・・・・・第１の端末、１０２・・・・・・第
２の端末、１０３・・・・・・カードターミナル内の秘
密情報、１１３・・・・・・ＩＣカード内の秘密情報、
１０５，１１５・・・・・・暗号部、１０Ｓ　、　１１
６・川・・復号部、１０４゜１１４・・・・・・タイマ
、１０７　、１１７・・・・・・判断部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　共通の秘密情報を内蔵している第１の端末と第２の端
   末の間のデータ通信ネットワークにおいて、前記各端末
   が、現時刻を出力するタイマと、前記秘密情報を格納し
   ている記憶部と、前記タイマの出力を前記秘密情報を暗
   号鍵として暗号化して外部端子から出力する暗号部と、
   外部端子より入力されたデータを前記秘密情報を復号鍵
   として復号化する復号部と、復号したデータ時刻として
   適当な文字列であるか、そして現時刻と比べて適当な値
   であるかを判断する判断部を備え、第１の端末の暗号部
   において前記第１の端末のタイマの出力を第１の端末の
   記憶部に格納している秘密情報を暗号鍵として暗号化し
   て外部端子から出力する過程と、第２の端末の復号部に
   おいて第１の端末から送信されたデータを第２の端末の
   記憶部に格納している秘密情報を復号鍵として復号する
   過程と、前記第２の端末の判断部で、復号したデータが
   時刻として適当な文字列であり、また、現時刻と比べて
   適当な値であることを判断したときのみ、第２の端末が
   第１の端末の正当性を認証する過程とを含む端末認証方
   法。