JPH0218512B2 - - Google Patents

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JPH0218512B2
JPH0218512B2 JP10864682A JP10864682A JPH0218512B2 JP H0218512 B2 JPH0218512 B2 JP H0218512B2 JP 10864682 A JP10864682 A JP 10864682A JP 10864682 A JP10864682 A JP 10864682A JP H0218512 B2 JPH0218512 B2 JP H0218512B2
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JP
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key
transaction
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JP10864682A
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JPS584476A (ja
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Emu Zeidoraa Hawaado
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BIZA YUU ESU EI Inc
Original Assignee
BIZA YUU ESU EI Inc
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Publication date
Application filed by BIZA YUU ESU EI Inc filed Critical BIZA YUU ESU EI Inc
Publication of JPS584476A publication Critical patent/JPS584476A/ja
Publication of JPH0218512B2 publication Critical patent/JPH0218512B2/ja
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/10—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means together with a coded signal, e.g. in the form of personal identification information, like personal identification number [PIN] or biometric data
    • G07F7/1016—Devices or methods for securing the PIN and other transaction-data, e.g. by encryption
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/02—Payment architectures, schemes or protocols involving a neutral party, e.g. certification authority, notary or trusted third party [TTP]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
    • G06Q20/382—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
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    • G06Q20/401—Transaction verification
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
  • Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は暗号システム、特に自動出納機
（ATM）および現金引出機（CD）と共に使用す
る暗号システムに関する。これらの機械は代表的
な場合、銀行が発行したカードによる呼出しがな
される。過去12年の間にこれらの機械台数は散在
していた数台から世界全体でほぼ50000台にも増
大した。電子資金振替サービスにより得られる顧
客の便宜を小地域外に及ぼすため、多くの地域で
各機関のグループが局地的、地域的、および全国
的に共通のATM・CDサービス網の設立に協同
着手している。
かくして一金融機関（「発行者」）により発行さ
れたカードの所持者が別の金融機関（「取得者
（受付者）」）のATM・CDを介して発行者と取引
きし得る。本発明は交換網通信システムを通して
一またはそれ以上のメツセージ素子の安全性が確
保されなければならないこの種の取引に主に適用
されるもので、多数の機関を含まないもつと限定
されたシステムにおける安全性確保とは異なる。
また本発明は金融機関に対するものに限られな
い。
そのような通信網は代表的な場合、サービス利
用者により提示される標準化された何らかの身分
を証明するものに頼つている。そのような証拠は
たとえば一組の特殊なデータで符号化される磁気
ストライプを有する利用者プラスチツクカードで
ある。しかしながらそのような利用者により中継
局（ステーシヨン）を経てATM・CDからの発
行者のデータ処理センターに送られるデータのあ
るものについては、安全性および秘密を保つこと
が必要である。これらの安全性確保の規定条件
は、経済的データ伝達の必要性を満たし、重要な
顧客関係情報を無許可で呼出すことを排除すると
共に明確に規定し得る政府条例に準拠する水準の
秘密保守をなし得るものでなければならない。こ
の水準の保護は交換網の各種構成部分で利用され
る入力、伝達、記憶および証明の諸過程を包含す
るものでなければならない。
ATM・CDメツセージのデータ素子の中で何
等かの保護を必要とする最も重要なものは以下の
通りである。
(a) カード保持者の個人身分証明番号（PIN） (b) カード保持者の主口座番号（PAN） (c) 現金貸出または支出総額 (d) 取引日時 (e) 取引毎に変わる取引番号（TN） これらのデータ素子を保護し得る手段として現
在諸暗号技術がある。その技術について以下に詳
細に説明する。しかしここでは、たとえばPIN
（身分証明番号）の場合、「暗号化」なる名称の暗
号処理を利用することにより、保護が与えられて
いることを承知しておけば十分である。すなわち
PIN「9725」は例えば一時的に偽造された「Ｂ＊
７＠」に変換され、取得者から交換ネツトワーク
経由で発行者に伝達される。この意味で「取得
者」なる用語はATM・CDを運営する金融機関
であり、一方、発行者はたとえば利用者に金融サ
ービスを与える目的金融機関である。メツセージ
目的地でこの偽装値は「解読」と呼ばれる逆暗号
処理によつて元の「9725」に変換され、PINの有
効性を立証するためにさらに処理される。
他の重要な素子、たとえば現金貸出または支出
額等については秘密を要せず、改変に対する保護
のみが必要である。したがつて暗号化の代りに
「メツセージ認証」と呼ばれるよく知られた暗号
処理法が使用される。この方法では、各重要デー
タ素子を用いて逐次暗号化計算を行つてMAC（メ
ツセージ認証コード）を発生させ、保護対象デー
タ素子と共に目的地（中間又は最終）に伝達され
るメツセージに含められる。
目的地では同一のデータ素子にMAC計算処理
が反復される。交換ネツトワークを通してこれら
の素子の任意の一つまたは一組が伝達中に変更さ
れると、生じたMACコードは、妥当な確立で、
信じたMAC値とは同一にならず、虚偽の可能性
のためメツセージが拒否される。
交換暗号化・解読処理が作動するためには、デ
ータ保護標準が使用されなければならない。米国
ではアメリカ銀行協会（ABA）銀行カード標準
委員会およびアメリカ国民標準院（ANSI）がこ
の種の安全確保の基準として米国政府国家標準局
（NBS）により発行された標準を採用している。
この標準局の概念を簡単に述べ、ここに参考とす
る。原理はデータ暗号化標準（DES）算法と呼
ばれる算法と秘密キーとを含む。DESは一組の
複雑な数学的変換で、既に出版されていて誰にも
知られている。秘密キーはシステム参加利用者の
み知られた算法の効果を独特かつ安全にさせる。
DES算法は「可逆性」を有する。すなわち
DES算法および秘密キーは入力データを保護す
るため暗号化するのに使用される。これらはまた
暗号化処理で使用された同一キーにより、保護さ
れたデータをその原形に「解読」、すなわち戻す
のにも使用し得る。64ビツトキーは暗号化システ
ムの安全性を確立する。入力は任意の所望の64ビ
ツトのデータ組合せでよい。命令と共にDESは
入力に16の複雑な変換を受けさせて出力レジスタ
に64ビツトの「符丁文」を与える。符丁文とは文
が符丁化されており読取りまたは計算機使用の解
析が試みられても理解できないことを意味する。
考えられる相手がキーを習得できない限り、通
常の現金貸出しまたは支出は一般に安全であると
考えられる。解析的にこのシステムを攻撃する公
知の方法はない。公知の入力・出力対についてす
べての可能な（約）72000000000000000通りのキ
ーを順次試みることによりキーを解くことは近い
将来可能であるとは思われない。二つ以上の逐次
暗号化処理と之等に対応するキーとを併せて使用
すると消耗的試験を最高速の計算機により処理し
ても数百万年を要するであろうから、そのような
攻撃は完全に不可能である。
上述したようにDESキーは16の16進法文字
（０ないし９およびＡないしＦ）として解釈し得
る64ビツトからなる。DES処理に基づく任意の
システムの安全確保は、キー生成およびキー給配
の統一性のみならずシステムに対して確立された
対人管理および作動手順にも依存する。この型式
のシステムに使用されるキーが多数存在するが、
ここでの検討に重要性を持つそのようなキーのう
ち二つの型式はデータ暗号化キーすなわち時限
（セツシヨン）キーとキー暗号化キーすなわちマ
スターキーとである。
時限キーは一取引期間のみに使用される一回限
りのキーである。何等かの方法によつて時限キー
は送信者から受信者に送られ、かつ取引の送達と
取引の暗号化に使用された特定の時限キーを受信
者に送付することが伴わなければならない。受信
者への公知方法の如何に拘らず、マスターキーを
用いて暗号化による伝達処理が行なわれている期
間中はその時限キーを保護しなければならない。
時限キーは一取引の間のみに使用されるので、妥
協の可能性は減少する。しかし暗号化キーまたは
マスターキーは時限キーを暗号化してこれを通常
のデータ通信線で伝達し、または上位データプロ
セツサ内に記憶しておく。これらのマスターキー
は他の種のキーに通常使用されるよりはるかに安
全に、生成され、給配され、使用されなければな
らない。これらのキーが取扱われる安全確保の程
度が高いので、マスターキーは代表的な場合、何
ケ月にも及ぶ長期間使用される。
多数の取得者および多数の発行者を含む広域ネ
ツトワークでは、各種の取得者と発行者間の取引
依頼（申込み）及び応答を発送し且つ整合するた
めにネツトワークスイツチ（スイツチ局）が用い
られる。そのようなシステムでは特別のネツトワ
ークメツセージ中に含めて時限キーを別送するの
は経済的に実現性が乏しい。また時間的条件も別
送を制御する。
したがつてそのような出納引出機ネツトワーク
作動に直面する問題は暗号化および解読処理によ
つて取引データに対して最大限可能な安全性を与
えること、およびこれの処理を行うに必要なキー
を安全に、効率的に、かつ経済的に記憶し、引出
し、かつ伝達することである。
取引源端末機と複数の口座に対する口座情報を
記憶する目的地（発行者）データプロセツサとを
有する型式の交換取引実行システムであつて、複
数の取得（受付）局（ステーシヨン）が各々一つ
以上の取引端末機に接続されており、かつ少なく
とも一つのネツトワークスイツチが取得局と発行
局（ステーシヨン）の間に接続されているシステ
ムの作動で直面される上述の問題は以下に述べる
段階を遂行することによつて解決される。取引情
報およびPINC（個人身分証明コード）は取引端
末機における利用者から受信される。第一のマス
ターキーにより暗号化された第一の時限キーが端
末機メモリから検索されて、かつそのメモリ内に
やはり記憶されている第一マスターキーにより解
読される。好ましい実施例においては、PINcは
第一時限キーKS1を以つて暗号化され、暗号化済
みPINcは取引データの選択された素子に連結さ
れる。連結されたデータは任意的に特定された手
順にしたがつて第一時限キーにより処理され、第
一のメツセージ認定コードMAC1を形成する。暗
号化されたPINc、MAC1および他の取引データ
から成るネツトワーク・交換依頼メツセージが取
引端末機からその端末機に接続されたステーシヨ
ンの伝達される。
金融期間はその同一の時限キーを第二のマスタ
ーキーで暗号化して、これと共にメツセージをネ
ツトワークスイツチに再伝達する。第二マスター
キーはその特定の取得者が使用するための解読素
子としてネツトワークスイツチに記憶されてい
る。ネツトワークスイツチはその申込がいずれの
発行者に対するものであるかを決定した後に、ネ
ツトワークスイツチが第二マスターキー暗号から
第三マスターキー暗号へと翻訳した時限キーと共
に発行者にそのメツセージを再伝達する。第三マ
スターキーはその特定の発行者が利用するための
符号素子としてネツトワークに記憶されている。
発行者において時限キーが第三マスターキーに
より解読され、PINcは時限キーにより解読され
る。MAC1は暗号化されたPINc、選択されたデ
ータ素子、および時限キーによつて再計算がなさ
れ、受信されたMAC1によつて検証される。発行
者のデータプロセツサ内のデータベースは、その
後取引データ内に特定された口座についてよびた
され、PINcはその口座に対するデータベース内
に記憶された対応するPINと比較検証される。
発行者のデータプロセツサにおいてはPINcお
よびMAC1が検証された後、かつ利用者のPAN
に対する口座残高が適正であるか検査された後、
認定コードが発生され、申込まれた取引を認定す
るかあるいは拒否する。第二メツセージ認定コー
ドMAC2が時限キーを用いて計算される。認定コ
ードおよびMAC2は、その後応答メツセージに含
められてネツトワークスイツチを経て取得者に伝
達し戻される。
ここにさらに詳細に説明するように、元の取引
端末機すなわちATM・CDに連絡されるべきそ
の応答メツセージには第二の暗号化済み時限キー
が付加される。その端末機においては第一時限キ
ーを用いてMAC2が再計算され再検証が行なわれ
る。MAC2が適正であると検証されたと仮定する
と取引端末機は認定コードを実行し、取引端末機
利用者に応答する。
本発明の好ましい実施例においては取得者は定
期的に、複数の時限キーを発生し、かつ暗号化さ
れたマスターキー対中に記憶する。各対のキーは
第一のマスターキーの中と第二のマスターキーの
中に暗号化されている。主データプロセツサから
の各返信メツセージと共に第一マスターキー中に
暗号化されている新たな、すなわち第二の時限キ
ーが返信メツセージに付加される。取引端末機に
おいて、この第二時限キーは取引の完了時に第一
時限キーにとつて代り、次回の取引に使用される
べく記憶される。
端末機から受信された各取引依頼メツセージに
ついて取得者はネツトワークスイツチに対し改変
されたメツセージを中継する。端末機の識別（同
定）番号を追跡することにより取得者も取引端末
機にてPINcの暗号化に使用されたその同一の時
限キーの第二のマスターキー暗号を記憶装置から
検索することができる。受付者はその後、前者の
方のキーすなわち第二マスターキー中に暗号化さ
れている時限キーを上述したようにネツトワーク
スイツチに伝達する。
他の型式の暗号化と対照的に、端末接続暗号シ
ステムの顕著な利点の一つは、同一の取引に対し
てさえもすべての暗号化済みデータおよびMAC
が異なる、ということを一時時限キーが保証す
る、ということである。したがつて、データの代
入、PINの代入、およびメツセージの中継悪用い
う形式の攻撃が防止される。また統計的な解析を
行なう形式の攻撃に対して一層の安全が与えられ
る能力がある。これらの時限キーを安全かつ効率
的に給配できる容易さと経済性が、本発明の端末
接続暗号システムの主なる利点である。特別のキ
ー条件あるいはキー伝達メツセージは必要でな
い。もう一つの顕著な利点はシステムが重要デー
タの暗号化および解読の必要性およびすべての中
間接続点におけるMACの再計算を要しない点で
ある。したがつて、内部者による知能的攻撃に対
する存在的弱さが減少され、メツセージ処理と計
算時間に関する必要条件が最小化され、また取得
者の施設におけるオンライン安全確保処理に対す
る必要条件も除去され、その結果、特別の「安全
確保モジユール」周辺装置を持つ必要が取得者に
無くなる。
他のそれ程好ましくない実施例ではMACコー
ドの特徴を省略し得るが取引に対する安全性の程
度が応分に減少する。
効率と拡張性の点からは安全確保モジユールの
呼出回数は本システムでは一取引当りただ２回で
あり、連鎖式暗号化システムで５回であるのと対
照的である。安全確保モジユールの呼出しとは、
暗号かつまたは解読化処理が安全に実行され得る
安全なハードウエア・ソフトウエアユニツトの呼
出しのことである。そのような任意の呼出しは著
しいプログラムとプロセツサ時間を必要とする。
本題の端末接続システムにおいては約15実時間の
暗号化かつまたは解読サイクルのみが一取引当り
必要なだけであり、連鎖式暗号型システムの約56
実時間に対して対照的である。端末接続システム
の相対的効率は、最大の安全を得るため二重キー
暗号化を用いるとする場合にはかなり増大する。
したがつて本発明の目的は、多数の取引端末機
から多数の目的データプロセツサのうちの選択さ
れたものの一つに対し、システムキーの効果的か
つ経済的な管理と重要データ素子を暗号化した形
で伝達することを可能にする取引実行システムに
おいてデータはいかなる中間ステーシヨンにおい
ても明確な内容に解読されない実行システムの作
動法を与えることである。
本発明のさらに別の目的はネツトワークの容易
な設立拡大を可能にする取引実行システム作動法
およびその装置を与えることである。
本発明の前述のもののみならず他の目的、特
徴、および利点は本発明のいくつかの好ましい実
施例に関する以下の詳細な説明を、添付の図面と
併せて考慮すれば直ちに了解されよう。
第１図を参照する。本発明の取引実行システム
は複数の取得者（取得局）１２を含み、各ステー
シヨンに連合された複数の個別取引端末機１０を
各ステーシヨンが有する。取得者１２はネツトワ
ーク１６を介して特定の発行者（発行局）２０た
とえば取引端末機にいる利用者の金融機関と交信
状態に入ることが出来る。
作動中は、自動出納（ATM）機または現金引
出（CD）機などである取引端末機１０がプラス
チツクカード上の磁気ストライプとキーボードと
の組合せにより入力し得る個人身分コードPINc、
金額、主口座番号PAN、サービスコード等の利
用者から与えられる取引情報を受信する。取引端
末機１０は交換ネツトワークに潜在する発行者に
より発行されるPANを識別した後、それの電子
メモリから時限キーを取出す。このキーは第一の
マスターキー内に暗号化されてある。この時限キ
ーは第一マスターキーを用いて解読され、個人身
分コードPINcは時限キーおよび上述したデータ
解読標準算法を用いて解読される。この暗号化・
解読法は、昭和50年１月15日版連邦情報処理標準
出版局発行のデータ暗号化標準（FIPS PUB
46）にさらに詳細に述べられており、これを参考
としてここに引用する。この暗号・解読算法が好
ましいが、同じ性質を有した他の同様の算法を他
の実施例で使用することもできる。
取引端末機１０はその後、時限キーを用いて重
要データ上の第一のメツセージ認定コードMAC1
を計算する。メツセージを取引端末機から交換ネ
ツトワークを経て発行者に伝達する間、PINcの
ような一定のデータ素子のみに暗号化して秘密に
保てばよい。取引金額のような他の素子は、一般
にネツトワーク中継点での処理および記録につい
て明文の形にしておいてよい。これらの明文メツ
セージはメツセージ認定コードMAC中に含める
ことにより保護することもできる。
本発明では第１３図を引用して以下に詳述する
方法によつてメツセージ発生地にてMACが計算
される。
ここでの目的上、MAC計算の入力はMACコー
ド保護が必要とされるすべての重要データ素子を
連結することによつて、発生されるということを
承知しておけばよい。DESを時限キーと併用す
ることによつて連結されたデータは一時に１バイ
ト（64ビツト）の状態でMAC計算サイクルのシ
ーケンス中に入力される。最終DES符丁出力は
標準の長さ、この例では３バイトに短縮される。
この３バイトの数値はMACを構成する。短縮さ
れた長さは安全性に不当な犠牲を与えることなく
メツセージの長さを長短にするために使用され
る。
このMACはメツセージに含まれており、同一
の時限キーおよび入力データ素子を伴つてMAC
が再計算される目的地に伝達される。二つの
MACの数値が等しければこれらのデータ素子が
改変されているという可能性は実質的にまつたく
無く、したがつて所望のメツセージ認証が与えら
れる。二つの数値が等しくなければメツセージの
統一性が疑われてメツセージ発信者に対し予め指
定された手順を開始することができるようにその
旨告知される。そのような手順は代表的な場合、
メツセージの再発生および再伝達を含む。複数回
のMAC検査不合格があるとそのPINまたはPAN
についてのその後のいかなる取引も受理拒否する
等、何等かの形の行動がとられる。
取引端末機１０は関連の取得者１２に、暗号化
されたPINc、MAC1および他の取引データを含
むメツセージを送る。いくつかの実施例では取引
端末機は取得者に接続された制御器のもとに実際
に作動される。この場合、データは制御器によつ
て取得者の主プロセツサに中継される。
この取引データは代表的な場合、主口座番号
PAN、日時、取引番号、取引端末機の端末機識
別番号、および他の付随情報を含む。
そのデータはその特定の取引端末機に接続され
た所得局１２にて受承される。ステーシヨンは代
表的な場合、取引端末機１０を制御する金融機関
の本部または支店のいずれかに置かれよう。取得
局１２に対して、安全確保モジユール１４を連合
し得る。安全確保モジユールは未許可な物理的お
よび電子呼出しを出来る限り現実不可能にするた
めの防止策を施されたステーシヨン内安全施設で
ある。安全確保モジユール１４内で、マスターキ
ーにより暗号化された複数の時限キー対がバツチ
で発生される。各暗号対の時限キーは第一のマス
ターキーおよび第二のマスターキー内に暗号化さ
れている。複数の暗号化済み時限キーすなわちｅ
［KM1］（KS1、KS2、KS3…KSo）およびｅ
［KM2］（KS1、KS2、KS3…KSo）は取得者の主
プロセツサ内のメモリに記憶されるべく出力にさ
れる。
いくつかの実施例では安全確保モジユールは省
略され、また時限キーは主プロセツサによつて業
務時間外に特別の安全予防策のもとで簡単に発生
され、暗号化され、記憶される。
取得者が取引端末機１０からの伝達を受信する
と、取得者がその主プロセツサメモリから第二マ
スターキー暗号化時限キーｅ［KM2］（KSo）を
呼出すことができるよう依頼を行つた取引端末機
を識別する。この時限キーはPINcを暗号化し
MAC1を計算するために取引端末機１０によつて
使用された第一マスターキー内暗号時限キーｅ
［KM1］（KSo）と対をなす。暗号化済みPINc、
MAC1、および他の取引データを含むメツセージ
はデータ通信線１５を介してネツトワークスイツ
チ１６に伝達される。その伝達には回復された第
二マスターキー内暗号時限キーｅ［KM2］（KSo）
が付加される。
ネツトワークスイツチ１６は複数の取得者およ
び複数の発行者の間の取引を処理する。いくつか
のシステムではスイツチはまた二つのネツトワー
ク間の通信を行なう。その場合にはそれは第二の
システムのネツトワークスイツチと結合する。そ
のようなネツトワークスイツチはネツトワークを
構成している所得者および発行者に地理的に便利
であるように配置し得よう。
ネツトワークスイツチ１６はそのネツトワーク
に連合された安全確保モジユール１８を有する。
このネツトワークスイツチは送信者または取得者
の金融機関を識別し、その銀行用の安全確保モジ
ユールで暗号化した第二マスターキー（安全確保
モジユール暗号第二マスターキー）のロケーシヨ
ン（記憶位置）を探し、主口座番号からそのメツ
セージがどの発行者２０に意図されているかを決
定し、かつその発行者用の適切な安全確保モジユ
ール暗号第三マスターキーのロケーシヨンを探
す。安全確保モジユール１８はこれらマスターキ
ーを解読し、その後第二マスターキーを以つて時
限キーを解読しかつそれを第三マスターキー内に
再暗号化する。ネツトワークスイツチ１６はデー
タ通信線１９を介して指定の発行者に対して第三
マスターキー暗号化時限キーｅ［KM3］（KSo）
を含むメツセージを再伝達する。
発行者は主データプロセツサおよびデータベー
ス２２を含む。はつこうしやはまた安全確保モジ
ユール２４を有する。発行者はネツトワークスイ
ツチ１６からの暗号化済みメツセージを受信す
る。安全確保モジユール２４内では発行者は第三
マスターキーを使用して時限キーを解読し、その
解読された時限キーを用いてPINcを解読する。
さらにその資源キーを用いてMAC1を再計算し、
かつ検証する。PAN、すなわち主口座番号を用
いて発行者は該PANに連合されたPINをデータ
ベース２２から回収する。このPINは代表的な場
合、データベースキー中に暗号化されている。利
用者が入力したPINcもその後、データベースキ
ー中に暗号化され、両者は利用者の入力した
PINcの検証のため、比較される。
発行者はそれから（取引の）「許可」または
「拒否」等の認定コードを特定し、また返信メツ
セージを発生する。時限キーを使用して第二のメ
ツセージ認定コードMAC2計算される。MAO2
を含むこの返信メツセージはネツトワークスイツ
チ１６および取得者１２を通過して取引端末機１
０に戻る。
ネツトワークスイツチ１６は返信メツセージお
よびMAO2を取得者に送達することのみを行な
う。取得者はMAC2を含む返信メツセージを受信
し、初めの取引端末機１０を識別し、第一マスタ
ーキー中に暗号化されている次回用時限キーを検
索し、その特定の端末機により次回の取引に使用
するため、応答メツセージにそのキーを付加す
る。メツセージ全体がその後、取引端末機１０に
送達される。
取引端末機１０はMAC2および新たな第一マス
ターキー内暗号時限キーを含む開始依頼に対する
答を受信する。端末機は元の時限キーを用いて
MAC2を計算し、これを検証する。端末機はまた
利用者によつてなされた現金貸出しまたは支出の
申込みの許可または拒否の決定をするための認定
コードを解釈し、かつ適当な行動を起こす。端末
機は最後に古い時限キーを新たな第一マスターキ
ー内暗号時限キーで置換し、それを電子記憶装置
に記憶する。
ここでマスターキーは代表的な場合、二重制御
の下に発生されるということに注目されたい。各
保安係員は他の保安係員のなした入力を知らず、
また通常、一つのマスターキーがデータ処理技術
当業者によく知られた排他的OR論理処理によつ
て発生される。
ここで特に第２図および第３図を参照して取引
端末機１０をさらな詳しく説明する。またそれが
受承された依頼をいかに処理するかを説明する。
端末機１０はいろいろの形態を取ることが出来
る。そのような端末機は市販されており、当業者
にはよく知られているので、詳しい説明はしな
い。そのような端末機の一例として米国特許第
3956615号を参照されたい。
取引端末機の中心部には多数の周辺装置を備え
たマイクロまたはミニの各プロセツサ２６があ
る。これらの周辺装置の中にはキーボード２８、
表示器３０、通信インターフエースモジユール３
２、メモリ３４、支払い機３６、印字機３８、デ
ータ記録メモリユニツト４０、およびカード読取
器４２がある。これらの周辺装置はすべてプロセ
ツサ２６に入力を与えるかまたはその制御のもと
に演算を遂行するかのいずれかを行なう。
キーボード２８は複数の入力スイツチキー４４
および複数の機能キー４６を有する。キーは取引
端末機利用者が利用者の個人身分証明コード
PINc、金額等を入力するのを可能にする。機能
キー４６は取引端末利用者が機能形態すなわち
「当座預金からの引出し」、「取消し」、「記入」等、
を指示するのを可能にする。
表示器３０は陰極線管表示器、発光ダイオード
表示器、または液晶表示器等の形式のものでよ
い。表示器は取引端末利用者に即答を与え、かつ
プロセツサ２６の制御のもとに他の一般的情報お
よび命令を表示する。通信インターフエース３２
はデータ通信線１１を介して取得者１２にプロセ
ツサを接続する。取引端末機１０と取得者との間
に直接の連絡が維持されている場合には、この通
信インターフエースは比較的単純である。しかし
端末機が取得者から遠隔地にあり、その結合が通
常のデータ通信線をいくつか経ているときは、イ
ンターフエース３２はモーデム（変調・復調器）
を含むこととなろう。
メモリ３４は、プロセツサ２６から与えられた
情報を記憶し、かつそれをメモリ３４に与える固
体またはコア状のメモリを含む。メモリ３４はま
たプロセツサ２６と、暗号化キーと、取引端末機
１０の機能を遂行するための処理に要する他の情
報とに対する命令プログラムを記憶する。プログ
ラム可能なよみとり専用メモリ（PROM）がこ
れら後者の機能用に使用されることが通例であ
る。
支持機３６は現金、旅行小切手等をプロセツサ
２６の制御のもとに支払う。印字機３８は領収
書、聴取情報等をプロセツサ２６の制御のもとに
印刷する。
データ記録メモリユニツト４０はテープまたは
デイスケツトのいずれかを含み、基本的には取引
端末機１０の取引情報を記録する。このデータは
銀行側の記録保持機能のために使用される。
カード読取器４２は取引端末機利用者のカード
上に暗号化されたデータを検出する。これらのデ
ータは代表的な場合、磁気的又は光学的に符号化
されている。しかし将来、さらに複雑化された実
施例ではカード読取器はいわゆる「スマートカー
ド」という自分自身のマイクロプロセツサを実際
に組込んでいるカードと連結し得る。
ここで特に第３図を参照して取引端末機の作動
を説明する。利用者のカード４８はカード読取器
４２中に入れられ、そこで主口座番号PAMおよ
びカード有効期限等の確認情報がカード読取器４
２から段５０，５２にて読取られ、プロセツサ２
６中に入力される。PANの初めの数桁（または
他の、金融機関の指標）からプロセツサは起ころ
うとしている取引が取得者の金融機関に関するも
のか、取得機関が地域的契約を結んでいる他の地
方機関に関するものか、あるいは交換ネツトワー
クに関するものであるか、を決定する。プロセツ
サ２６は初め、メモリ３４内の表を探査し、その
PANが第一の金融機関か、第二の金融機関か、
あるいはそれが地域的契約を結んでいる他の複数
の金融機関に対応するものか、を決定する。もの
もプロセツサがこれらの金融機関とPANの初め
の数桁との間に一致が見出せなければ、プロセツ
サ２６はそれが交換取引であろうと結論する。プ
ロセツサはその後、さらに限定された組の桁、た
とえば第一桁を検査する。その第一桁は特定の交
換ネツトワークの場合だが４であつたとしよう。
プロセツサがその４との一致が得られれば他のす
べての桁の如何に拘らず、プロセツサ２６はこれ
が交換取引の可能性があると結論する。
プロセツサは、その後、交換ネツトワークデー
タを扱つているメモリ３４の当該部分と連絡す
る。このデータは一意的に暗号化された符丁キー
を含み、このキーは上に述べた時限キー、暗号形
式情報、PIN暗号フオーマツトデータ、および充
填文字に対応する。メモリ３４の他のロケーシヨ
ンからプロセツサ２６はマスターキーKM1を引
出し、また暗号化された時限キーを解読算法５４
によつて解読して交換時限キーKSoを発生する。
時限キーは説明上、ここでは一般的的にKSoと示
しているが、ｎは任意の整数であることは明白で
ある。KSoは暗号化DES算法５６のキー入力に与
えられる。処理段５４，５６は算法として説明さ
れているが、それらは図ではこれらの手続きがプ
ロセツサ２６内のソフトウエアプログラムにより
遂行され得ることを示すためにブロツク形式に示
されていることに注意されたい。他の実施例では
DESサイクルは離散的な集積回路チツプ上に具
備し得る。
プロセツサ２６はまた、暗号形式およびフオー
マツト仕様５８を与えて暗号化算法５６に基づき
時限キーKSoにより暗号化されるべきデータ６０
のフオーマツトを制御する。他のデータ入力ブロ
ツク６０は通例４ないし12桁であるキーボードか
らの個人身分証明コードPINcとPIN桁数を計数
する長さ計数器６１から導かれたPIN長さとであ
る。すべての場合、ブロツク６０は64ビツトのデ
ータを含み、またPIN長さおよび交換ネツトワー
ク仕様に応じて必要な充填文字を含むことが出来
る。
この64ビツのデータブロツク６０はその後デー
タが時限キーHSoにより暗号化されるDS暗号算
法に送られる。説明の目的上、暗号化されたデー
タは単に暗号化済みPINe［KMo］（PINc）と呼
ぶ。ｒ［KSo］（PINc）は第１３図に関連してよ
り詳細に述べるMAC計算プログラム６２に送ら
れる。またMAC計算ブロツクに送られる信号に
時限キーKSo、段５０からのPAN、段５２から
の確認情報、プロセツサ２６から導出された取引
番号TN、および取引に関する日時等の他のデー
タである。MAC研鑽ブロツク６２からの出力は
代表的な場合、24ビツトの長さのメツセージ認定
コードMAC1である。
プロセツサ２６はヘツダを含む取引依頼メツセ
ージ６４を形成する。このヘツダは端末機識別デ
ータTID、ｅ［KSo］（PINc）、MAC1および他の
暗号化されない情報を含んでいる。この取引申込
メツセージ６４は通信インターフエース３２を通
過させられて段６５にて取得者に伝達される。
ここで特に第４図および第５図を参照して取得
局１２が主プロセツサ６６を含む様子を例示す
る。この主プロセツサは、操作キーボード６８ま
たは他のデータ入力装置、メモリ７０、テープ機
７２、および操作表示器７４等の通常の周辺装置
を備えた大型コンピユータを含むことが出来る。
キーボード６８は、操作者によるシステム制御お
よびデータ入力を可能にする。メモリ７０は簡単
に上述したように予め暗号化された時限キー、作
業フアイル、一般的データ、および命令プログラ
ム等を記憶する。記録テープ７２はプロセツサ６
６によつて処理された取引の記録保存データを記
憶する。操作表示器は操作者に対し一般的情報を
提示しかつ特定の報告を示す。
動作中は取引依頼メツセージ６４はデータ通信
線１１を介して取得ステーシヨンの主プロセツサ
６６が取引端末機から受信する。端末機識別コー
ドTIDはプロセツサにより段７６において依頼メ
ツセージ６４のヘツダから抽出されて、たとえば
端末コードTXとして識別される。この端末コー
ドTXは主プロセツサ６６に与えられ、それをプ
ロセツサ６６がメモリ７０内の表７８を介して第
二マスターキー、すなわちｅ［KM2］（KSo）内
に暗号化された時限キーのロケーシヨンを探すの
に使用する。
この暗号化済み時限キーｅ［KM1］（KSo）と
共に以前に発生されてメモリに記憶され、かつ端
末機コードTXの見出しを付けられていたもので
ある。ここにさらに詳述するようにｅ［KM1］
（KSo）は以前の応答メツセージと共にTXと識別
された特定の取引端末機に伝達されたものであ
る。
他の時限キー半対は特定の取引端末機の識別番
号に従つてこのメモリ表７８中に記憶される。メ
モリ表７８中には同じく、いろいろの発行者から
の応答メツセージにより他の端末機に指定される
予定の未指定の暗号化済み時限キーが記憶されれ
ている。これについては以下でさらに詳しく説明
する。ｅ［KM2］（KSo）は段８０にて主プロセ
ツサ６６により発生される取引追跡番号TTNと
共に取引申込メツセージに付加される。この拡大
された取引依頼メツセージは段８３にてデータ通
信線１５を介してネツトワークスイツチに送達さ
れる。
取引追跡番号TTNはまた、TXと共にメモリ
７０内の能動取引表８１に与えられる。この表中
では取引追跡番号および端末機識別番号が対とし
て記憶される。このことにより、返信メツセージ
が発行者およびネツトワークスイツチから受信さ
れた際にデータプロセツサ６６が取引をいずれの
端末機に対するものかを適切に識別出来るように
なる。
例示を簡単にするため、第５図の表７８中の予
め暗号化された時限キー対は取得局１２により制
御できる任意の端末器に対しても指定可能である
ものとして示してある。このことはそのような端
末機はすべて同一のマスターキーKM1を有しな
ければならないことを意味する。システム全体に
より高い安全性を与えるため、好ましい実施例は
各端末機にことなつたマスターキーを与える。こ
のことは表７８が各端末機毎に予定された別個の
区分に分割されていることを必要とする。そのよ
うな各区分における第一マスターキー内暗号時限
キーはその特定の端末機に対し一意的に定まるマ
スターキーで予め暗号化されている。しかしすべ
ての対暗号（すべての第二マスターキー内暗号時
限キー）は当取得局に連合された一つの第二マス
ターキーで暗号化されている。このシステムでは
一つの端末機を処理するマスターキーは他のいか
なる端末機から依頼される取引も決して処理しな
い。中位程度の安全性確保のためには表７８の区
分を、いくつかのマスターキーの一つを共用する
小群の端末機に指定することもできよう。
ネツトワークスイツチ並びに第６図および第７
図の説明を続行する前に、取得局１２は一般にま
た発行局でもあり、したがつて発行者の作動につ
いての説明でさらに明らかにされるように、上に
述べたすべての素子について二重の機能が可能で
あることを注目されたい。
ここで特に第６図を参照する。ネツトワークス
イツチ１６は主データプロセツサ８４並びに操作
キーボード８６、安全確保モジユール１８、メモ
リ９０、記録テープ９２、および操作表示器９４
を含んだ周辺装置を含む。操作キーボード８６、
記録テープ９２、および操作表示器９４は取得ス
テーシヨンの対応する素子と同一形態の機能を果
す。すなわち駐在操作員が果するべきデータ入
力、監視、および記録保持の機能を果すことが可
能となる。メモリ９０は他のネツトワーク中継点
に関する暗号化されたマスターキー、能動フアイ
ル、一般的データ、およびプログラム等を含む。
たとえば、このメモリはネツトワークを呼出すこ
とが予想される複数の取得者に対するマスターキ
ーと、複数の発行者に対するマスターキーと、交
換が行なわれ得る他のネツトワークの複数のスイ
ツチに対するマスターキーとを含み得る。したが
つて上述したように各発行者は他の発行者のコー
ドキーを呼出すことは出来ず、ネツトワークスイ
ツチのアドレス指定のための暗号符丁キーを有す
るにすぎない。
安全確保モジユール１８の主なる目的は時限キ
ーの暗号翻訳、たとえばKM2からKM3への翻訳、
である。これについては第７図を参照して詳述す
る。
特にここで第７図を参照する。拡大された取引
申込メツセージはデータ通信線１５を通して受信
され、プロセツサ８４によりその構成諸部分に分
解される。ヘツダから、主データプロセツサ８４
が段９６で取得者１２を識別した後、ネツトワー
ク参加者のマスターキーのフアイルを含むそのメ
モリユニツト９０の番地を特定する。これらはす
べて特別の安全確保モジユールマスターキー
KSMで暗号化されている。
特定の所得局に対する安全確保モジユール暗号
化マスターキーｅ［KSM］（KM2）は安全確保モ
ジユール部分１８に移転されて安全確保モジユー
ルマスターキーにより段９８で解読される。拡大
された取引依頼メツセージ８２から取られたｅ
［KM2］（KSo）は安全確保モジユール１８に入
力されて第二の解読段１００に送られる。その際
の解読キーは解読サイクル９８からの解読済み第
二マスターキーKM2である。段１００の出力は
時限キーKSoである。KSoは安全確保モジユール
１８内のさらに別のDES暗号化サイクル１０２
に送られる。
拡大された依頼メツセージ８４の暗号化されて
いないメツセージ情報から、主プロセツサ８４は
段１０４でPANを抽出し、取引依頼メツセージ
の目的ステーシヨンすなわち取引利用者の特定発
行者を識別する。この発行者識別番号はその特定
の発行者に対する適当な安全確保モジユール暗号
マスターキーｅ［KSM］（KM3）を主プロセツサ
８４が選択することを可能にする。このキーはそ
の後、段１０６で解読され、その結果生ずる第三
のマスターキーが解読化サイクル１０２用の暗号
化キーとして与えられる。暗号化サイクル１０２
の出力ｅ［KM3（KSo）は拡大された取引申込メ
ツセージ中のｅ［KM2（KSo）に代入されて新た
な拡大取引依頼メツセージ１０７を形成する。メ
ツセージは段１０９にてデータ通信線１９経由で
目的ステーシヨンすなわち発行者２０に送達され
る。
ここで特に第８図を参照する。発行者は、操作
キーボード１１０、メモリ１１２、記録テープ１
１４、操作表示器１１６および好ましい実施例の
場合はさらに安全確保モジユール２４のような周
辺装置に接続された主データプロセツサ１０８を
含む。プロセツサ１０８とメモリ１１２は一緒に
なつて第１図に示すプロセツサ兼データベース２
２を構成する。操作キーボード１１０、表示器１
１６、およびテープ１１４は取得局に関して上述
した対応の装置と同一形式の機能を果す。メモリ
１１２はデータベースキーで暗号化された各カー
ド保持者PINのフアイルに対するデータ、および
取引決定口座情報、一般的データ、実行プログラ
ム、作業フアイル等を保持する。上述したように
通例、発行局２０はまた取得局でもあり、したが
つてその構成は第４図に示すものと一般に同一で
ある。
ここで特に第９図を参照して発行局２０が取引
依頼を処理して応答メツセージを発する作動を説
明する。
上に述べたように、発行局の好ましい実施例は
（すべての暗号処理用の）安全確保モジユール２
４を含む。しかし発行者関係の機能はすべて発行
者自体の顧客（カード保持者）に関するものであ
るので、発行システがいかなる処理を行つても他
の金融機関の客には何等の不利益を与えず、自分
自身の客に対してのみである。したがつて発行者
は適切な物理的および作動上の安全確保の実験を
してみて自己の主プロセツサですべての暗号符丁
機能を安全に果すことが出来ると決定してもよ
い。したがつて第９図の複雑さを最小にするた
め、第７図のネツトワークでは必然的に行われな
ければならなかつた、安全確保モジユールの機能
的操作領域は示していない。
第三マスターキーKM3はDES解読ルーチン１
２２に対するキーとしてメモリ内ロケーシヨンか
ら与えられる。解読サイクル１２２に対する他の
入力は第三マスターキー内暗号時限キー内暗号時
限キーｅ［KM3］（KSo）である。解読サイクル
の出力はMAC計算サイクル１２４に耐するキー
として与えられる時限キーKSoである。MAC計
算サイクル１２４に主する主な入力は暗号化され
たPINcおよび暗号化されていないメツセージ情
報であつて、両者は拡大取引依頼メツセージ１０
７から導出される。MACサイクル１２４の出力
および取引以来メツセージ１０７からの出力
MAC1は段１２６で相互に比較され、データプロ
セツサ１０８がプログラムの残りの部分を進める
べきか否かに関する命令信号を発する。
プログラムを進行すべき場合を想定すると解読
された時限キーKSoはDES解読サイクル１２８に
対してキーとして与えられ、そこで取引依頼メツ
セージ１０７から暗号化されたPINcが解読され
る。
データプロセツサ１０８はメツセージのヘツダ
中に含まれるPANから、その特定のPANに対す
るデータベースキーKDB中に暗号化されている
PINを検索すべく段１３０でメモリ１１２を呼出
す。この暗号化されたPINはその後PIN検証決定
段１３２に出力として使用される。解読された
PINcは段１３４にてデータベースキーKDBを用
いて解読されPIN検証段１３２に対しもう一つの
入力として使用される。次にイエス・ノーに決定
がなされ、認定決定段１３４に対し入力として使
用される。
データプロセツサ１０８はPANを用いてその
PANについて許可が与えられるべきか否か決定
すべくメモリ１１２の取引決定データベース部分
１３６を呼出す。このイエス・ノー決定はまた、
認定決定手段１３４に対する入力としても使われ
る。段１３４の正味の決定出力が認定コードの指
定に使用される。
段１３８で生成された認定コードは次に取引応
答メツセージ１３９の一部分となる。設定コード
もまた一つの入力として、他の選択された入力と
共に第二のメツセージ認証計算MAC2段１４２に
与えられる。時限キーKSoはMAC2計算段１４２
に対するキーとして使用される。MAC2はまた取
引追跡番号TTNおよびヘツダと共に応答メツセ
ージ１３９を構成する。この取引応答メツセージ
１３９は次に段１４４にてネツトワークスイツチ
に送達される。
ここで第１０図を参照するとネツトワークスイ
ツチ１６の機能は段１４５にてメツセージ１３９
のヘツダを単に変更すること、その結果、段１４
６にて特定の取得局に指向される変更メツセージ
１４０を生ずること、であることが了解されよ
う。
ここで特に第１１図を参照すると、取引応答メ
ツセージを処理しかつそれを取引端末機に送達す
る取得局１２の作動が示されている。取引追跡番
号TTNはプロセツサ６６がこれを、申込を開始
した特定の取引端末機の端末機識別符号TIDを能
動取引フアイル８１中で調べるために使用する。
例えば取引追跡番号に対応するTXに対する端末
機識別符号は、その後、端末機に伝達されるべき
変更済み取引応答メツセージ１４１のヘツダ中に
入れられる。その端末機識別符号はまたデータプ
ロセツサ６６によつて固体のまたはコア状のメモ
リ表７８にも入れられる。端末機TXは、以前に
発生されたマスターキー対により暗号化された新
たな時限キーｅ［EM1］（KSo+3）およびｅ［KM2］
（KSo+3）の対が指定される。この対の第二の新
たなマスターキー内暗号時限キーｅ［EM2］
（KSo+3）は一時的に表７８中に残留し、第一の
マスターキー内暗号時限キーｅ［EM1］（KSo+3）
は取引応答メツセージ１４１に付加される。この
メツセージは次に段１４８にてTX取引端末機１
０に送達される。
ここで特に第１２図を参照すると、取引端末機
が取引応答メツセージ１４１を処理する方法が示
されている。プロセツサ２６はそのメモリ３４か
ら時限キーKSoを抽出しそれをMAC2計算１５０
に対するキーとして使用する。MAC2計算１５０
に対する入力は取引応答メツセージから導出され
るもので、認定コードその他の選択されたメツセ
ージ情報を含む。段１５０の出力は、MAC2認定
段１５２に対する一出力として使用される。段１
５２の他の入力は取引応答メツセージ１４１中に
受承されているMAC2である。両方のMAC2値が
同一であると仮定するとプロセツサは次に許可さ
れる可能性ある取引に向けて処理の進行が許され
る。
次の処理段は取引番号を検証することである。
これを行なうためプロセツサ２６は、依頼メツセ
ージに対して発生された取引番号TNと取引応答
メツセージ１４１からの返信取引番号TNとを、
取引番号証面段１５４にて比較する。二つの番号
が同一と決まるとプロセツサ２６は前進するよう
命令される。
この後、取引端末プロセツサ２６は以前の時限
キーKSoを新たな時限キーたとえばKSo+3で置換
し、次の取引申込メツセージの処理を備える。こ
れは段１５６で行われる。新たな時限キーは取引
応答メツセージに付加されたことを思い起こされ
たい。
最後に取引端末機は取引応答メツセージ中に含
まれた認定コードを受けて取引機能を実行する。
これは段１５８で行なわれる。この段はたとえば
現金支払い、現金支払い拒否、顧客の事務員と出
納員に対し応答のメツセージを示すこと、並びに
取得者ATMの識別、日付、および取引の詳細を
示す利用者領収証の印刷、等を含む。
ここで特に第１３図を参照すると、取引申込型
式のメツセージに対して代表的なメツセージ認証
コードMACを計算するのに取られる段が示され
ている。
MAC計算は、メツセージ型式、取引番号、
PAN、暗号化されたPINc日付、時刻、他のデー
タおよび64ビツト群の最後に充填するためのゼロ
充填番号などの一定のデータ１６０を結合するこ
とを含む。これらのデータのいくつかは英文字で
あり、いくつかは数字であり、いくつかは16進法
形式で書かれたものであつてもよい。たとえば例
示したデータの最初の３文字はメツセージ型式で
あり、通例、英数字形であり次の３桁は取引番号
でり、これらは通常、数字形である。次はPAN
であつて16桁の数字データとそれに続く16進法形
の16字暗号化されたPINcである。残りのデータ
はある程度、特定の交換環境条件または通信環境
条件に依存する。
データ１６０の最初の64ビツト１６２は時限キ
ーKSをキーとするDES暗号化サイクル１６４に
対する入力である。DESサイクル１６４の出力
は暗号文１６６である。これらは操作者１６８
が、第二の64ビツトデータ１７０との排他的論理
和を取つた結果である。排他的論理和機能１６８
の出力は再び時限キーをキーとする第二のDES
サイクル１７２に対する入力として使用される。
DESサイクル１７２の符丁文１７４はその後、
次の64ビツトとの排他的論理和をとられ、この64
ビツトデータは次に再び時限キーKSにより暗号
化され、という過程をくり返してMAC計算の最
終段に至る。この最終段においては最後のＮビツ
ト１７６と（64−Ｎ）個のゼロ１７８がその最後
のＮビツトとの排他的論理和をとられて暗号文を
発生し、最後のDESサイクル１８２において時
限キーKSにより暗号化される。DESサイクル１
８２の出力は64ビツトの暗号文１８４である。こ
の暗号文１８４の最初の24ビツトは24ビツト
MAC１８６である。残りの40ビツト１８８は無
視される。24ビツトMACを選択するのは任意理
由によるものであり、MACが与え得る安全性を
著しく犠牲にすることなくMAC伝達通信時間を
単に減少させんが為である。
ここで特に第１４図を参照してオンライン式端
末接続暗号化に先立つて必要される取得オンライ
ンバツチ機能のいくつかを例示する。特に取得バ
ツチが時限キーを発生するための過程が示されて
いる。これらの段は取得者の一時的に安全確保さ
れた主データプロセツサ６６または安全確保モジ
ユール１４によつて遂行されることを理解された
い。段１９０において一連の乱数を発生する発生
器が64ビツト数列を発生する。各64ビツト数は64
ビツトを構成している各バイトが奇パリテイーを
有することを保証するパリテイー設定段１９２を
通過する。
パリテイー段１９２の出力は将来の時限キーで
ある。段１９６では時限キーの各々が弱点
（Weak）キー１９４の表と比較されて、いかな
る弱点も拒否される。弱点キーにはいくつかの型
がある。その型の一つは自己重複キーとして知ら
れている。その型のキーではその同一のキーで二
度暗号化されたデータの流れは暗号文とはなら
ず、元の明文となる。二重キーとして知られるも
う一つの弱点キーの型の場合は、二重キーの最初
のものにより暗号化されたデータは暗号文となる
が、その後、二番目の二重キーによつて暗号化さ
れるとその暗号文が暗号文でなく元の明文を生ず
る。さらにたとえばすべて０からなる時限キーの
ごとく、技術的には弱点キーではないが拒絶した
方がよいいくつかの他の型のキーがある。
段１９６からの許可済み時限キーはそれぞれ段
１９８における端末機マスターキーKM1と段２
００における交換スイツチマスターキーKM2と
の両方について暗号化される。段１９８，２００
は上に言及したDESサイクルである。段２０２
において、第一および第二のマスターキーについ
て暗号化された時限キー対は取引時にその以後の
オンライン使用に備えて取得者のメモリ７０の表
７８中に記憶される。
本発明による取引実行システムのいろいろな構
成を、本発明の使用により利点が得られる方法を
示す目的で述べたが、本発明はそれに限定される
ものでないことを了解されたい。したがつて添付
の特許請求の範囲内でなし得る任意の改修変更、
または等価な構成は本発明の範囲内にあるものと
考えられたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の取引実行ネツトワークのブロ
ツク線図であり、第２図は第１図に示した取引実
行ネツトワークに使用される取引端末機のブロツ
ク図であり、第３図は利用者が開設した取引依頼
を本取引端末機により処理する方法の作動ブロツ
ク線図であり、第４図は第１図に示した取引実行
ネツトワークに使用される取得局（取得者）のブ
ロツク線図であり、第５図は本取引端末機から送
達されて来た取引依頼が取得局で受信されてネツ
トワークステーシヨンに回送される方法を示す作
動ブロツク線図であり、第６図は第１図に示した
取引実行ネツトワークに使用されるネツトワーク
スイツチのブロツク線図であり、第７図は取得か
らの取引依頼がネツトワークスイツチにより受信
されて発行局に回送される方法の作動ブロツク線
図であり、第８図は第１図に示した取引実行ネツ
トワークに使用される発行局のブロツク線図であ
り、第９図はネツトワークスイツチにより送達さ
れた取引依頼が発行者により受信され、処理さ
れ、かつ応答メツセージが発生される方法の作動
ブロツク線図であり、第１０図はネツトワークス
イツチが応答メツセージを取得局に中継する方法
の作動ブロツク線図であり、第１１図は発行者の
応答メツセージが取得ステーシヨンで処理されて
開始取引端末機に中継される方法の作動ブロツク
線図であり、第１２図はネツトワークスイツチと
取得者によつて中継された発行者からの取引応答
メツセージが開始取引端末機により処理される方
法の作動ブロツク線図であり、第１３図は本発明
にしたがいメツセージ認証コードMACの計算を
例示する作動流れ図であり、第１４図は第４図に
示した取得局がいかにして以後のオンライン使用
のために時限キー暗号ｅをバツチ発生するかを示
す作動ブロツク線図である。 １０……取引端末機、１２……取得者（取得
局）、１４，１８，２４……安全確保モジユール、
１６……ネツトワークスイツチ、２０……発行者
（発行局）、２２……データベース。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の取引端末機と、各々が１つ以上の別個
    の取引端末機に連合された複数の取得局と、複数
    の口座に対する口座情報を記憶するデータプロセ
    ツサをそれぞれ含む複数の発行局と、該取得局と
    該発行局を通信可能に中継するネツトワークスイ
    ツチとを含むネツトワーク・交換取引実行システ
    ムの作動法であつて、 (a) ネツトワーク・交換取引情報および該取引端
    末機の一つの利用者から送られる個人身分証明
    コードPINcを受信かつ識別し、該PINcを第一
    の時限キーKS1で暗号化し、該取引端末機に連
    合された取得局に暗号化済みPINcと取引デー
    タとを含んだネツトワーク・交換依頼メツセー
    ジを伝達し、 (b) 該連合した取得局において、該取引端末機か
    らの該ネツトワーク・交換依頼メツセージを受
    信し、かつ該ネツトワークスイツチに対し第二
    のマスターキーｅ［KM3］（KS1）中に暗号化
    された時限キーと併せて該ネツトワーク・交換
    依頼メツセージを再伝達し、 (c) 該ネツトワークスイツチにおいて該ネツトワ
    ーク・交換依頼メツセージおよび該暗号化済み
    時限キーを受信し、該時限キーを第三のマスタ
    ーキーｅ［KM3］（KS1）中に暗号化し、かつ
    該ネツトワーク・交換依頼メツセージのデータ
    により特定された特定の発行局に対して該ネツ
    トワーク・交換依頼メツセージを該第三マスタ
    ーキー暗号化済み時限キーと共に再伝達し、 (d) 該発行局にて該依頼メツセージおよび暗号化
    済み時限キーｅ［KM3］（KS1）を受信し、該
    時限キーを解読し、該暗号化済みPINcを解読
    し、該取引データ中に特定された口座に対する
    データベースを呼出し、該PINcを該口座に対
    するデータベース中に記憶されている対応
    PINcと比較検証し、該取引データに応答して
    認定コードを特定し、かつ該ネツトワークスイ
    ツチを介して該取得局に該認定コードを含んだ
    返信メツセージを伝達し、 (e) 該取得局において該取引端末機に返信メセー
    ジを中継し、 (f) 該取引端末機利用者に返答すべく該認定コー
    ドを実行すること を含む作動方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のネツトワー
    ク・交換取引実行システム作動法にして、 (a) 該取引端末機にて該PINcと該取引データの
    選択された素子とを結合し、該結合されたデー
    タおよび時限キーを用いて第一のメツセージ認
    証コードMAC1を計算し、かつ該発行局に対す
    るネツトワークスイツチを介して中継されるべ
    き取得局にMAC1をネツトワーク・交換依頼メ
    ツセージの一部として伝達し、 (b) 該発行局において同一のPINcと選択された
    データ素子、および解読済み時限キーを利用し
    て該MAC1の再計算と検証を行なつた後に該時
    限キーKS1を利用して返信メツセージに用いる
    第二のメツセージ認証コードMAC2を計算し、
    さらに該MAC2を該取得局および該取引端末機
    に伝達し、 (c) 該取引端末機にて該時限キーを利用して該
    MAC2の再計算と検証を行なうこと を含む方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
    ネツトワーク・交換取引実行システム作動法にし
    てさらに、該取得局において複数の時限キーを暗
    号対の形に発生し、暗号化し、記憶し、その際そ
    れぞれのキーが第一のマスターキー中に一回、第
    二のマスターキーに一回、暗号化されるように
    し、さらに該取引端末機に送信された各返信メツ
    セージに別の第一マスターキー暗号化時限キーを
    付加し、かつ以後の取引に使用すべきキー対の他
    の第二マスターキー暗号化時限キーを記憶するこ
    とを含む方法。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のネツトワー
    ク・交換取引実行システム作動法にしてさらに該
    取引端末機にて新たな第一マスターキー暗号化時
    限キーの各々を受信しかつ記憶し、かつ係属中の
    取引の終了時に以前に受信したそのようなキーを
    捨てることを含む方法。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載のネツトワー
    ク・交換取引実行システム作動法にしてさらに、
    該取得局にて該取引端末機からのネツトワーク・
    交換申込メツセージを受信し、該PINc暗号化の
    ため該端末機により使用された時限キーに対応し
    た第二マスターキー暗号化時限キーの記憶位置を
    記憶装置内に見出し、さらに該ネツトーワークス
    イツチに該第二マスターキー暗号化時限キーを伝
    達することを含む方法。 ６ 複数の口座についての口座情報を記憶するデ
    ータプロセツサを個別に各々が有する複数の発行
    局と、ネツトワーク・交換取引を含めた利用者が
    始動する取引を入力処理および出力処理する複数
    の取引端末機と、複数の個別取引端末機にそれぞ
    れ接続された複数の取得局と、該取引局を該発行
    局に通信可能に相互接続するネツトワークスイツ
    チとを含む型式のネツトワーク・交換取引実行シ
    ステムの動作法であつて、 (a) 取得局において複数の時限キーをバツチ発生
    かつ記憶し、その際各キーが第一のマスターキ
    ー中および第二のマスターキー中に暗号化され
    て時限キー暗号対を形成し、 (b) 該取引端末機において、利用者から取引デー
    タおよび個人身分証明コードPINcを受信し、
    直前のネツトワーク・交換取引中に該取得局か
    ら該取引端末機が受信した時限キーKS1で該
    PINcを暗号化し、該PINcおよび取引データの
    選択された素子を結合し、該結合データおよび
    時限キーを利用して第一のメツセージ認証コー
    ドMAC1を計算し、さらに該暗号化済みPINと
    該MAC1と該取引データを含むネツトワーク・
    交換依頼メツセージを該取得局に伝達し、 (c) 該取得局において、該取引端末機からのネツ
    トワーク・交換依頼メツセージを受信し、該第
    二マスターキー中に暗号化されている暗号対の
    対応時限キーKS1の記憶位置を見出し、該メツ
    セージと共に該ネツトワークスイツチに中継
    し、 (d) 該ネツトワークスイツチにおいて、該時限キ
    ーを第二マスターキー暗号から第三マスターキ
    ー暗号へ翻訳し、さらにそれを該ネツトワー
    ク・交換依頼メツセージのデータによつて特定
    された特定の発行者に対して該ネツトワーク・
    交換依頼メツセージと共に中継し、 (e) 該発行局において、該ネツトワーク・交換依
    頼メツセージを受信し、該暗号化済み時限キー
    KS1を解読し、該解読済み時限キーを利用して
    該MAC1を再計算して検証し、該ネツトワー
    ク・交換依頼メツセージのデータにより特定さ
    れた口座に対するデーベースを呼出し、該時限
    キー暗号化PINcをデータベース暗号化PINcに
    翻訳しかつそれを、該特定口座に連合させて該
    データベースに記憶されているデータベース暗
    号化PINと比較検証し、その後認定コードを生
    成し、該時限キーを用いて第二のメツセージ認
    証コードMAC2を再計算し、さらに該認定コー
    ドおよび該MAC2を含む応答メツセージを該ネ
    ツトワークスイツチを介して該取得局に伝達
    し、 (f) 該取得局において、該認定コードおよび該
    MAC2付き該応答メツセージを受信し、新たな
    時限キー暗号対のうちの該第一マスターキー暗
    号化時限キーｅ［KM1］（KS2）を検索し、さ
    らに該認定コード、該MAC2および該キーｅ
    ［KM1］（KS2）を含む該応答メツセージを該
    取得端末機に中継し、 (g) 該取得端末機において、該認定コード、該
    MAC2および該ｅ［KM1］（KS2）を含む該応答
    メツセージを受信し、前回の該時限キーKS1を
    用いて該MAC2を再計算検証し、該取引を遂行
    すべく該認定コードを実行し、さらに、古い暗
    号化済み時限キーｅ［KM1］（KS2）を新たな
    暗号化済み時限キーｅ［KM1］（KS2）で置換
    すること を含む方法。 ７ 複数の口座についての口座情報を記憶する主
    データプロセツサをそれぞれ有する複数の発行局
    と、複数の取引端末機と、各々が少くとも一つの
    別個の取引端末機に接続されている複数の取得局
    と、該取得局および該発行局との間に通信可能に
    相互接続されたネツトワークスイツチとを含む改
    良型ネツトワーク・交換取引実行装置であつて、
    さらに (a) 各取引端末機において利用者からの取引デー
    タおよび個人身分証明コードPINcを受信し、
    かつ第一の時限キーKS1で該PINcを暗号化し、
    かつ該PINcおよび取引データを含んだネツト
    ワーク・交換取引依頼メツセージを該取引端末
    機に接続された該取得局に伝達する装置と、 (b) 該取得局において該取引端末機からの該ネツ
    トワーク・交換依頼メツセージを受信し、かつ
    第二のマスターキーｅ［KM2］（KS1）中に暗
    号化されている時限キーを含んだ該ネツトワー
    ク・交換依頼メツセージを該ネツトワークスイ
    ツチに再伝達する装置と、 (c) 該ネツトワークスイツチにおいて該ネツトワ
    ーク・交換依頼メツセージの取引データ中に特
    定された特定の発行局に対し該ネツトワーク・
    交換依頼メツセージを再伝達し、かつ第二マス
    ターキー内暗号から第三のマスターキーｅ
    ［KM2］（KS1）中の暗号に該時限キーを再暗
    号化する装置と、 (d) 該発行局において、暗号時限キーｅ［KM2］
    （KS1）を含む該ネツトワーク・交換取引メツ
    セージを受信し、かつ該時限キーを解読し、か
    つ暗号化PINcを解読し、かつ該取引データ中
    に特定された口座に対するデータベースを呼出
    し、かつ該口座のデータベース中に記憶された
    対応するPINと該PINcとを比較検証し、かつ
    該取引データに応答して該認定コードを特定
    し、かつ該取得局に対する中継用ネツトワーク
    スイツチに該認定コードを伝達する装置と、 (e) 該取得局において該認定コードを該取引端末
    機に中継する装置と、 (f) 該取引端末機において、該取引端末機に応答
    すべく該認定コードを実行する装置と を含むネツトワーク・交換取引実行装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の取引実行装置
    であつて、 (a) 該取引端末においてPINおよび該取引データ
    の選択された素子を結合し、かつ該結合したデ
    ータと該時限キーKS1を利用して第一のメツセ
    ージ認証コードを計算し、かつ該MAC1を該ネ
    ツトワーク・交換依頼メツセージの一部として
    該取得局に伝達する装置と、 (b) 該発行局における装置にして該同じPINcお
    よび該選択された素子を利用して該コード
    MAC1を再計算再検証し、かつ該時限キーKS1
    を利用して第二のメツセージ認証コードMAC2
    を計算し、かつ該ネツトワークスイツチおよび
    該取得局を介して該取引端末機に該MAC2を含
    む応答メツセージを伝達する装置と、 (c) 該取引端末機において該時限キーKS1を利用
    して該MAC2を再計算して検証する装置と を含む取引実行装置。 ９ 特許請求の範囲第７項または第８項に記載の
    取引実行装置にしてさらに、該取得局において
    各々が第一のマスターキーKM1中に１回と第二
    マスターキーKM2中に１回暗号化される複数の
    時限キー対を生成し、暗号化し、記憶することに
    より時限キー暗号対を形成し、該取引端末機に対
    する応答メツセージそれぞれに異る第一マスター
    キー暗号化時限キーを付加し、該暗号化の他方の
    第二マスターキー暗号化時限キーを以後の利用に
    備えて記憶する装置を含む取引実行装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の取引実行装
    置にしてさらに、該取引端末機におて各新たな第
    一マスターキー内暗号時限キーを受信し、かつ記
    憶し、かつ当該係属中の取引の終了時に以前に受
    信されたそのようなキーを捨てる装置を含む取引
    実行装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の取引実行
    装置にしてさらに、該取得局において該取引端末
    機からの該ネツトワーク・交換依頼メツセージを
    受信し、かつ該取引端末機にて該PINcの暗号化
    に使用された時限キーと同一の第二マスターキー
    内暗号時限キーの記憶装置を該記憶装置中に見出
    す装置、を含む取引実行装置。 １２ 複数の口座に対する口座情報を記録するデ
    ータプロセツサを各々が含む複数の発行局と、複
    数の取引端末機と、各々が少くとも一つの個別取
    引端末機に接続された複数の取得局と、該取得局
    および該発行局の間に通信可能に接続されたネツ
    トワークスイツチとを含むネツトワーク交換取引
    実行装置であつて、さらに (a) 該取得局において第一のマスターキーKM1
    中に１回と第二のマスターキー中に１回それぞ
    れが暗号化される複数の時限キーをバツチで発
    生し、暗号化し、記憶する装置と、 (b) 開始取引端末機において利用者からのネツト
    ワーク・交換取引データおよび個人身分証明コ
    ードPINcを受信識別し、かつ該取引端末機に
    おける直前の取引中に該取得局から送られて該
    開始取引端末機が受信する時限キーKS1で該
    PINcを暗号化し、該PINcおよび該取引データ
    の選択された素子を結合し、該結合したデータ
    とKS1を利用して第一のメツセージ認証コード
    MAC1を計算し、該暗号化PINc、該MAC1お
    よび該取引データを含むネツトワーク・交換依
    頼メツセージを該取引端末機と接続された該取
    得局に伝達する装置と、 (c) 該取得局において開始取引端末機からの該ネ
    ツトワーク・交換依頼メツセージを受信し、か
    つ該第二マスターキーｅ［KM2］（KS1）中に
    暗号化されている該時限キーの記憶装置を見出
    し、かつそれを該ネツトワーク・交換申込メツ
    セージと共に該ネツトワークスイツチに中継す
    る装置と、 (d) 該ネツトワークスイツチにおいて該ネツトワ
    ーク・交換依頼メツセージおよび該暗号化時限
    キーを受信し、該時限キーを第三のマスターキ
    ーｅ［KM3］（KS1）の中に暗号化し、該キー
    ｅ［KM3］（KS1）と共に該ネツトワーク・交
    換依頼メツセージを該ネツトワーク・交換依頼
    メセージ中の取引データが特定する特定の発行
    局に再伝達する装置と、 (e) 該発行局において該ネツトワーク・交換依頼
    メツセージを受信し、かつ該時限キーKS1を解
    読し、該解読済みキーKS1を利用して該MAC1
    を再計算検証し、該ネツトワーク・交換依頼メ
    ツセージ中に特定された口座のデータベースを
    呼出し、該時限キー暗号化PINcをデータベー
    ス暗号化PINcに翻訳すると共に、該データベ
    ース中の該特定口座に連合させて記憶されてい
    るデータベース暗号化PINと比較検証し、その
    後認定コードを生成し、KS1を利用して第二の
    メツセージ認証コードMAC2を再計算し、該認
    定コードおよび該MAC2を含む応答メツセージ
    を該取得局に伝達する装置と、 (f) 該取得局において、該認定コードおよび該
    MAC2を含む該応答メツセージを受信し、新た
    な時限キー暗号対のうちの該第一マスターキー
    暗号化時限キーｅ［KM1］（KS2）を探索し、
    かつ該認定コード、該MAC2および該ｅ
    ［KM1］（KS2）を含む該応答メツセージを該
    開始取引端末機に中継する装置と、 (g) 該開始取引端末機において、該認定コード、
    該MAC2、およびｅ［KM1］（KS2）を含む該応
    答メツセージを受信し、前の時限キーKS1を利
    用して該MAC2を再計算立証し、該取引を遂行
    すべく該認定コードを実行し、古い暗号化時限
    キーｅ［KM1］（KS2）を新たな暗号化時限キ
    ーｅ［KM1］（KS2）で置換する装置と を含むネツトワーク・交換取引実行装置。
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