JPH0223495A - 認証方法およびその方法を用いたｉｃカード装置 - 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 本発明は正当性確認を必要とする機器間の認証方法に関
するものである。

従来の技術 従来、この種の認証方法は、第４図に示すような構成で
あった。第４図において、５１は第１の機器、６２は第
２の機器、５３．６ｉ４はそれぞれ第１の機器５１、第
２の機器５２の秘密番号格納手段、６６は比較手段であ
る。秘密番号格納手段５３．５４は、第１の機器５１と
第２の機器５２以外の第３者が知らない同一の秘密番号
を格納する０ 以上のように構成された認証方法について、以下その動
作を説明する。第１の機器５１が第２の機器５２の正当
性を確認する場合、第２の機器６２は、まず秘密番号格
納手段５４に格納されている秘密番号を第１の機器５１
に送信する。第１の機器６１内の比較手段６５は、送ら
れて来た秘密番号と秘密番号格納手段５３に格納されて
いる秘密番号とを比較し、一致した場合、第２の機器５
２が正当なものであると判断する。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では、第３者が第１の機器６１と
第２の機器６２の間の通信線上で、第２の機器６２が出
力する秘密番号を盗聴することにより、第２の機器６２
の偽造、所謂、「な沙すまし］による不正が可能となっ
てしまうというセキュリティ上の課題があった。この対
策として様々な方式が考案されているが、これらの方式
を例えばＩＣカードのような資源が限られた機器の中で
実現することは極めて困難であり、コンパクトでかつ高
いセキュリティが確保できる方式が望まれていた。

本発明はこのような課題に鑑み、正当性確認を行う２つ
の機器間で伝送されるデータを盗聴されたとしても、「
なりすまし」による不正を防止できる高セキュリティで
、かつコンパクトな認証方法を提供することを目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、第１の機器と第２
の機器を有し、第１の機器は、長い周期を持つデータ列
を１データずつ順次出力する長周期データ生成手段と、
第１のランダム値生成手段と、秘密の第２のランダム値
生成手段と、比較手段とを有し、第２の機器は、前記第
２のランダム値生成手段と同じ演算を施す秘密の第３の
ランダム値生成手段を有し、前記第１のランダム値生成
手段が、前記長周期データ生成手段からの入力をランダ
ム化して前記第２．第３のランダム値生成手段に出力し
、かつ前記第２．第３のランダム値生成手段は、それぞ
れに前記第１のランダム値生成手段からの入力をランダ
ム化して前記比較手段に出力し、前記比較手段は、前記
第２．第３のランダム値生成手段からの入力を、比較す
るものとしたものである。

作用 この構成により、前記第１の機器と第２の機器の間の通
信線上のデータを盗聴されたとしても、このデータはラ
ンダム値であるため、プレイバックによる「なりすまし
」は不可能となり、セキュリティが著しく向上する。ま
た、前記第１のランダム値生成手段と前記第２のランダ
ム値生成手段に同じ演算を用いることにより、コンパク
トな構成とすることができる。

実施例 （実施例１） 第１図は本発明の一実施例による認証方法のブロック図
である。第１図において、１は第１の機器（例えばＩＣ
カード）、２は第２の機器（例えばＩＣカードとの交信
を行うリーダライター）で、第１の機器１が第２の機器
２の正当性を確認する場合を示している。１０１は長周
期データ生成手段でｎビットデータ格納手段３およびｎ
ビットデータを入力して、ｎビットデータを出力する演
算器４で構成される。５は第１のランダム生成手段で、
第１の機器１に固有の値を格納するための固有値格納手
段６と第１のランダム化手段７で構成される。８は第２
のランダム値生成手段で、第１の秘密番号格納手段９と
第２のランダム化手段１゜で構成される。１１は第３の
ランダム値生成手段で、第２のランダム化手段１０と同
じ演算を施す第３のランダム化手段１２と、第１の秘密
番号格納手段９と同じ値の秘密番号を格納する第２の秘
密番号格納手段１３で構成される。１４は比較手段であ
る。３〜１ｏ１のうち、１、１２．１３は第２の機器２
の構成ブロックであり、それ以外は第１の機器１の構成
ブロックである。なお、ｎビットデータ格納手段３、固
有値格納手段６、第、２の秘密番号格納手段９．１３は
、いずれも不揮発性メモリで構成される。特に、ｎビッ
トデータ格納手段３は、ＥＩＥＦＲＯＭのような書き換
えが可能な不揮発性メモリで構成される。

以下、第１図に従い、本実施例について説明を行う。ま
ず、第１の機器１は、演算器４を用いて、ｎビットデー
タ格納手段３に格納されているデータを入力として演算
を施し、第１のランダム化手段７の入力となるｎビット
データを得る。このｎビットデータは、演算器４による
次回の演算の入力とするためにフィードバックされ、ｎ
ビットデータ格納手段３に格納される。第１のランダム
化手段７は、演算器４が出力したｎビットデータを第１
人力、固有値格納手段ｅに格納されているデータを第２
人力として演算を行い、ランダム値を出力する。演算器
４が、例えば加算のような単純な演算を行うものであっ
ても、その出力の桁数が十分大きく、かつ長い周期を持
つものであれば、第１のランダム化手段７の出力は、十
分にランダムな値となる。また、固有値格納手段６に格
納されているデータが第１の機器１に固有な値であるた
め、第１のランダム化手段７の出力は、本認証方法を採
用している複数の機器の間で相関がない。

したがって、悪意を持つ第３者が、ある機器のランダム
値のサイクルを入手したとしても、それを他の機器に対
して利用することはできない。

次に、第１の機器１は、第２のランダム化手段１ｏを用
いて、第１のランダム化手段了の出力を第１人力、秘密
番号格納手段９に格納されているデータを第２の入力と
して演算を行い、演算結果ムを得る。一方、第２の機器
２は、第３のランダム化手段１２を用いて、第１のラン
ダム化手段７の出力を第１の入力、秘密番号格納手段１
３に格納されているデータを第２の入力として演算を行
い、演算結果Ｂを得て、第１の機器１に送信する。

第１の機器１は、比較手段１４を用いて、前記演算結果
ムとＢを比較する。第２の機器２が正当な機器である場
合、秘密番号格納手段１３に格納されているデータは、
秘密番号格納手段９に格納されているデータに等しく、
かつ第３のランダム化手段１２は第２のランダム化手段
１ｏと同じ演算を施すため、演算結果Ｂは演算結果ムと
等しくなる。前記秘密番号あるいは第３のランダム化手
段１２を持たない不正の機器は演算結果Ｂを出力するこ
とができないため、不正を検出することができる。これ
をもって、１回の正当性確認を終了する０ 次の正当性確認を行う際は、演算器４に対する入力が前
回の値と異なっているため、第１のランダム化手段７の
出力および第３のランダム化手段１２の出力は前回と異
なった値となる。このように、第１の機器１と第２の機
器２間に伝送される２つのデータ、即ち、第１のランダ
ム化手段７の出力と第３のランダム化手段１２の出力は
、毎回具なった値となるため、悪意を持つ第３者がこれ
らの値を盗聴しても、「なりすまし」による不正は不可
能となる。ここで、第３のランダム化手段１２として、
前記２つのデータ、即ち第３のランダム化手段１２の入
出力を同時に多数入手されても解読不可能な強力なアル
ゴリズムを採用することにより、セキュリティは一層強
化される。なお、ｎビットデータ格納手段３は不揮発性
メモリで構成されているため、第１の機器１の電源が切
断されることによって、第１のランダム化手段７のラン
ダム値列が初期化されることはない。

（実施例２） 次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図は、本発明の他の実施例による認証方法のブロッ
ク図である。第２図において、２１は第１の機器（例え
ばＩＣカード）、２２は第２の機器（例えばＩＣカード
との交信を行うリーダライタ）で、第１図の実施例と同
様に、第１の機器２１が第２の機器２２の正当性を確認
する場合を示している０１ｏ２は長周期データ生成手段
でｎビットデータ格納手段２３およびｎビットデータを
入力して、ｎビットデータを出力する演算器２４で構成
される。２５は第１のランダム生成手段で、第１の機器
１に固有の値を格納するための固有値格納手段２６と第
１のランダム化手段２７で構成される。２８は第２のラ
ンダム値生成手段で、第１の秘密番号格納手段２９と第
２のランダム化手段３０で構成される。３１は第３のラ
ンダム値生成手段で、第２のランダム化手段３０の逆演
算を施す第３のランダム化手段３２と、第１の秘密番号
格納手段２９と同じ値の秘密番号を格納する第２の秘密
番号格納手段３３で構成される。３４は比較手段である
。２３〜１０２のうち、３１，３２゜３３は第２の機器
２２の構成ブロックであり、それ以外は第１の機器２１
の構成ブロックである。

第１図の実施例同様、ｎビットデータ格納手段２３゛固
有値格納手段２６、第１，２の秘密番号格納手段２９・
３３は、いずれも不揮発性メモリで構成され、特にｎビ
ットデータ格納手段２３は、書き換えが可能な不揮発性
メモリで構成される。

以下、第２図に従い、本実施例について説明を行う。本
実施例が第１図の実施例と異なる主な点は、第３のラン
ダム化手段２７が出力したデータを、第２のランダム化
手段３０が逆演算を施す点である。この場合、第１の機
器は、比較手段３４を用いて、第１のランダム化手段２
７の出力結果と第２のランダム化手段３ｏの出力結果を
比較する。第２の機器２が正当な機器である場合、第１
のランダム化手段２７の出力、即ち第３のランダム化手
段３２の入力と、第２のランダム化手段３０の出力が等
しくなるように、第２のランダム値生成手段２８と第３
のランダム値生成手段３１を設計する０これには、慣用
暗号方式の暗号化および復号化のアルゴリズムを用いれ
ばよい。

（実施例３） 次に、第２図の実施例において、第１のランダム化手段
２７と第２のランダム化手段３ｏに同じ演算手段を用い
た場合の実施例を示す。第３図は、本実施例の認証方法
のブロック図であり、４１は第１の機器、４２は第２の
機器である。ｎビットデータ格納手段２３、演算器２４
、固有値格納手段２６、第１，２の秘密番号格納手段２
９．３３、比較手段３４ば、第２図の実施例と同じもの
である。また、４３は第１のランダム化手段、４４は第
１のランダム化手段４３の逆演算を施す第２のランダム
化手段、４５は第１の入力切換え手段、４６は第２の入
力切換え手段、４７は出力切換え手段である。

以上のように構成された本実施例の認証方法について、
以下、その説明を行う。演算器２４から長い周期を持つ
ｎビットデータが出力され、そのデータがｎビットデー
タ格納手段２３にフィードバックされるまでの処理過程
は、第２図の実施例と同じであるが、本実施例の場合、
第１のランダム化手段４３が用いられる処理過程が２段
階に分けられる。この２段階の切換えは、第、２の入力
切換手段４５．４６および出力切換え手段４７によって
行われる。即ち、第１段階では、第１のランダム化手段
４３は、演算器２４の出力データおよび固有値格納手段
に格納されているデータを入力として演算を行い、その
結果を第２の機器４２および比較手段３４に出力する。

比較手段３４は、この出力を第１の入力とする。第２の
機器４２は、第２のランダム化手段４４を用い、前記出
力および秘密番号格納手段３３に格納されているデータ
を入力として、演算を行い、その結果を第１の機器４１
に出力する。第２段階では、第１のランダム化手段４３
は、この第２の機器４２からの出力と、秘密番号格納手
段２９に格納されているデータを入力として、演算を行
い、その結果を比較手段３４に出力する。比較手段３４
は、この出力を第２の入力とし、前記第１の入力と比較
して、第２の機器４２の正当性を確認する。第２の機器
４２が正当な機器である場合に、前記比較結果が一致す
る仕組みは、第２図の実施例の場合と同じである。強力
な暗号化のアルゴリズムは、ランダム性にも優れている
。したがって、本実施例における第１のランダム化手段
４３が、第２図の実施例における第１のランダム化手段
２７と第２のランダム化手段３０の両方の機能を備える
ことは容易であり、これによって、高いセキュリティを
有する認証方法をコンパクトな構成で実現することがで
きる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、正当性確認を行う第、第
２の機器において、第１の機器が、長周期データ生成手
段と第１のランダム値生成手段と第２のランダム値生成
手段と比較手段を有し、第２の機器が、前記第２のラン
ダム値生成手段と同じ演算あるいは逆演算を施す第３の
ランダム値生成手段を有する構成とすることにより、２
つの機器間で伝送されるデータを盗聴されたとしても、
「なりすまし」による不正行為を防止できるという効果
が得られる。更に、第１の機器が有する第１のランダム
値生成手段と第２のランダム値生成手段が同じ演算手段
を有する構成とすることにより、コンパクトな認証方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による認証方法を示すブロッ
ク図、第２図、第３図は本発明の他の実施例による認証
方法を示すブロック図、第４図は従来の認証方法を示す
ブロック図である。 １・・・・・・第１の機器、２・・・・・・第２の機器
、３・・・・・・ｎビットデータ格納手段、４・・・・
・・演算器、５・・・・・・第１のランダム値生成手段
、６・・・・・・固有値格納手段、７・・・・・・第１
のランダム化手段、８・・・・・・第２のランダム値生
成手段、９・・・・・・第１の秘密番号格納手段、１ｏ
・・・・・・第２のランダム化手段、１１・・・・・・
第３のランダム値生成手段、１２・・・・・・第３のラ
ンダム化手段、１３・・・・・・第２の秘密番号格納手
段、１４・・・・・・比較手段、１０１・・・・・・長
周期データ生成手段。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第１
図 第 図 第 図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の機器と第２の機器を有し、前記第１の機器
   は、長い周期を持つデータ列を１データずつ順次出力す
   る長周期データ生成手段と、第１のランダム値生成手段
   と、秘密の第２のランダム値生成手段と、比較手段とを
   有し、前記第２の機器は、前記第２のランダム値生成手
   段と同じ演算を施す秘密の第３のランダム値生成手段を
   有し、前記第１のランダム値生成手段は、前記長周期デ
   ータ生成手段からの入力をランダム化して前記第２，第
   ３のランダム値生成手段に出力し、かつ前記第２，第３
   のランダム値生成手段は、それぞれに前記第１のランダ
   ム値生成手段からの入力をランダム化して前記比較手段
   に出力し、前記比較手段は、前記第２，第３のランダム
   値生成手段からの入力を比較する認証方法。
2. （２）第１のランダム値生成手段が、第２のランダム値
   生成手段と同じ演算手段を有すること請求項１記載の認
   証方法。
3. （３）第１のランダム値生成手段が、第１の機器に固有
   の値を格納するための固有値格納手段を有する請求項１
   記載の認証方法。
4. （４）長周期データ生成手段が、不揮発性の記憶手段を
   有する請求項１記載の認証方法。
5. （５）第１の機器はＩＣカードとし、第２の機器はＩＣ
   カードとの交信を行うリーダライターとした請求項１記
   載の認証方法を用いたＩＣカード装置。
6. （６）第１の機器と第２の機器を有し、第１の機器は、
   長い周期を持つデータ列を１データずつ順次出力する長
   周期データ生成手段と、第１のランダム値生成手段と、
   秘密の第２のランダム値生成手段と、比較手段とを有し
   、第２の機器は、前記第２のランダム値生成手段の逆演
   算を施す秘密の第３のランダム値生成手段を有し、前記
   第１のランダム値生成手段は、前記長周期データ生成手
   段からの入力をランダム化して前記第３のランダム値生
   成手段および前記比較手段に出力し、かつ前記第３のラ
   ンダム値生成手段は、前記第１のランダム値生成手段か
   らの入力をランダム化して前記第２のランダム値生成手
   段に出力し、前記第２のランダム値生成手段は、前記第
   ３のランダム値生成手段からの入力をランダム化して前
   記比較手段に出力し、前記比較手段が、前記第１，第２
   のランダム値生成手段からの入力を比較する認証方法。
7. （７）第１のランダム値生成手段は、前記第２のランダ
   ム値生成手段と同じ演算手段を有すること請求項６記載
   の認証方法。
8. （８）第１のランダム値生成手段は、第１の機器に固有
   の値を格納するための固有値格納手段を有する請求項６
   記載の認証方法。
9. （９）長周期データ生成手段が、不揮発性の記憶手段を
   有する請求項６記載の認証方法。
10. （１０）第１の機器はＩＣカードとし、第２の機器はＩ
    Ｃカードとの交信を行うリーダライターとした請求項６
    記載の認証方法を用いたＩＣカード装置。