JPH03107231A - データ処理装置を認証するための方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、公衆交換網などの、安全保護のない通信リン
クまたは接続路を介すデータ処理装置間のデータ通信に
関し、より具体的には、このようなネットワークを介す
る会話が開始できる前に加入者を確証（ないしは認証）
するための方法に関する。

Ｂ、従来の技術及びその課題 広い地域にわたってデータ処理装置を分散することによ
り、それらの広域分散データ処理装置を相互接続するた
めに、公衆交換網を使用することの必要性が高まってい
る。このような分散システムは、金融業、交通及び宿泊
のための予約システム、及びその他の多種多様な応用例
において広範に利用されている。

これらの応用例のほとんどにおいて、データ処理装置は
、ダイヤルすなわち公衆交換網を介して中央データ・ベ
ースまたは分散データ・ベースへのアクセス権を得る。

その結果、電話番号をもつ者は誰でも、データ・ベース
への接続を実現することができる。成功の程度はさまざ
まであるが、データ・ベースへのアクセスを許可された
装置のみに制限するための、多くの技法が採用されてい
る。

最もよく使用されている技法は、データ・ベース及びア
クセス装置のみが知っているパスワードを使用するもの
である。この技法は、通信装置を接続するために使用さ
れる送信施設が安全保護されている、多くの応用例では
効果的である。しかし、送信施設が安全保護されていな
い環境にある場合には、たとえば公衆交換網がそうであ
るが、この技法は不適当と証明されている。不正使用者
がしたいことは、電話線にタップを設けて傍受し、使用
されているパスワードを知って、データ・ベースへの無
許可のアクセス権を得ることである。

この問題に対する明白な解決法は、パスワードの暗号化
及び復号を行なうことである。この明白な解決法は効果
的である一方、追加的な欠点に加えて実質的な経費も伴
う。復号の要件を除いてしまえば、実質的な経費といく
つかの別の欠点を失くすことかできる。

第２図は、暗号化のみを利用する従来技法を採用した２
つのデータ処理装置１０．１１間の一連の交換を示す。

装置１１は、公衆交換網を介して装置１０への接続及び
それとの交信成立を望んでいる。このシーケンスは、装
置１１が接続を成立するために、公衆交換網を介してダ
イアル番号を送信したとき開始される。装置１０が、公
衆交換網から受信された呼鈴信号に応答してフックをは
ずすと接続が完成する。接続の完成は、装置１０が発生
するトーンによって装置１１に伝えられる。

この時点で、装置１１はネットワークＩＤ及び乱数ｎｉ
ｌを装置１０に送信する。装置１０は、キーにで暗号化
された乱数ｎ１１すなわちＥｎｌｌを使用して、そのＩ
Ｄｌ０及び別の乱数ｎｌＯに応答する。装置１１は同じ
キーにでｎｌｏを暗号化し、Ｅ　ｎ　１０を装置１０に
送る。装置１０と１１は、暗号化された乱数ＥｎｌＯ及
びＥｎｌｌを、それぞれ、ローカルに生成された暗号化
された乱数ＥｎｌＯ“及びＥｎｌｌ“と比較する。両方
の比較が成功の場合には、会話が行なわれる。

いずれかが不成功の場合には、接続は終了し、会話は行
なわれない。

第３図は、装置１１を装う不正装置１３が、第２図に示
した前述の認証技法を使用するシステム内の装置１１へ
、いかにしてアクセス権を得、交信を成立させるかを示
す。装置１３は、装置１１と１０との間の情報交換をタ
ップし、モニタすることにより必要なすべての情報を得
ることができる。これらの情報交換が公衆交換網を使用
しているところでは、その交換網へのアクセスは容易に
できる。

いったん不正装置１３が、装置１１のＩＤ１１と装置１
０の電話番号を獲得すると、第３図に示すように装置１
０への呼出しを開始する。装置１０はフックをはずし、
装置１１のＩＤＩＩと乱数ｎ１３で応答する装置１３に
トーンを送る。この情報に応答して、装置１０は不正装
置のＥｎ１３、Ｉ　Ｄ　１０、及び乱数ｎｌｏを送信す
る。そのうちに不正装置１３は装置１１に通話をし、返
信トーンを受は取ることにより装置１１への接続を成立
させる。不正装置１３は、装置１０からＩＤｌ０とｎｌ
ｏを受信すると、この情報を装置１１にリレーし、装置
１１は暗号化された乱数Ｅｎ１０を返信する。これが、
不正装置１３が装置１０によって認証されるために必要
なすべてである。ＥｎｌＯは装置１０にリレーされ、不
正装置１３と装置１０との間の会話が成立する。このと
き、不正装置１３は、許可された装置１１と同じアクセ
ス権を装置１０に対して有する。

Ｃ０課題を解決するための手段 本発明は、１つの装置によって接続が開始されるような
システムにおいて会話成立前に、データ処理装置を認証
するための方法を提供するものである。接続が成立した
後、装置はＩＤ及び乱数を交換する。呼び出された装置
は、最初の装置に送られた乱数の有効な暗号パージｅン
を受信するまで、この交換の後にさらに行動をとること
はない。

受信される暗号化された乱数を確認した後、呼び出され
た装置は、発呼者の乱数の暗号バージ日ンを返信する。

この暗号バージロンは、発呼者によって確認された場合
、呼び出す装置と呼び出される装置との間の会話を進行
できるようにする。

Ｄ、実施例 本方法は、会話を成立させる前にデータ処理装置を認証
するための方法であって、この場合呼び出す装置と呼び
出される装置は、接続が行なわれた後、識別子及びロー
カルに生成された乱数を交換する。呼び出される装置は
、呼び出す装置の乱数の暗号バージョンを返す前に、呼
び出す装置からその乱数の有効な暗号バージ式ンを受信
するために待機する。装置は、有効な暗号化された乱数
が交換された後のみ会話を成立させる。

第１図では、データベースまたは類似のものを含む中央
処理装置（ＣＰＵ）１０が、複数の電話回線によって公
衆交換網（以下、単にネットワーりともいう）９に接続
されている。複数の遠隔の装置すなわちステーション１
１．１２．１３、・・・Ｎも電話回線によって公衆交換
網に接続されている。どの装置も、受話器をはずし、特
定のダイアル数字をネットワーク８に送信す葛ことによ
り、ＣＰＵｌ０を含む他のどの装置へも接続を開始する
ことができる。ネットワーク９は、ダイアル数字で識別
される電話回線に接続された装置に呼鈴信号を送り、呼
び出された装置は呼鈴信号に応答して受話器をはずすと
接続が成立する。通常、呼び出された装置はトーンまた
は同等の信号を返すので、呼出し調装置は接続されたこ
とを知ることができる。このとき情報交換を行なうこと
が可能となる。

第４図は、許可された装置１１が許可された装置１０に
呼出しを開始する場合に存在する情報交換及び時間関係
を図示する。装置１１は、受話器をはずして、ダイヤル
・トーンを検出した後に電話回線上に装置１０の電話番
号を表すダイヤル数字を送ることにより呼出しを開始す
る。ネットワークは、呼鈴信号を装置１０に送り、装ｒ
１１０は受話器をはずしてトーン信号を装置１１に送る
と、接続が成立する。

この時点で、装置１１は、そのネットワーク■Ｄｌｌと
乱数ｎｉｌを装置１０に送る。装置１０はそのネットワ
ークＩＤｌ０と乱数ｎｌＯで応答する。装置１０は、装
置１１から暗号化された乱数ＥｎｌＯを受は取り、返さ
れたＥｎｌＯとローカルに生成されたバージジンＥｎｌ
Ｏ“を比較することにより妥当性をチエツクするまで、
以後の行動をとらない。比較が成功した場合、装置１０
は、装置１１の暗号化された乱数Ｅｎｌｌを装置１１に
返す。装置１１は、返されたＥｎｌｌとローカルに生成
されたバージジンＥｎｌｌ”を比較する。この比較が成
功した場合、認証過程は完了し、装置１０．１１は会話
を成立させ、それによって所望の情報が交換される。

第５図は第３図に似ており、本発明による方法が、許可
された装置１１として装置１０へのアクセスを装ってい
る不正装置１３をどのように拒否するかを示す。

前述のように、許可された装置１１を装っている不正装
置１３は、許可装置１０への接続を成立させ、装置１１
のＩＤＩ　１ならびに乱数ｎ１３を装置１０に送る。装
置１０は、そのＩＤｌ０及び乱数ｎｌＯによって応答す
る。同時に、不正装置１３は装置１１への接続を成立さ
せ、装置１０のＩＤｌ０及び乱数ｎｌｏを装置１１ヘリ
レーする。

これを第５図に破線で示す。装置１１は、その■Ｄｌｌ
と乱数ｎｉｌを不正装置１３へ返す。

装置１０と装置１１の両方は、呼出しを開始していなか
ったので、応答する前に、それぞれ暗号化された乱数Ｅ
ｎｌＯとＥｎｌｌを受は取るのを待つ。不正装置１３は
、キーをもたないので、暗号化された乱数ＥｎｌＯを供
給することができない。このキーは、ネットワーク上に
は決して送り出されないので安全保護されている。明ら
かに、キーの配布及びセキュリティに注意を払わなけれ
ばならない。しかし、このキーは決してネットワークに
さらされることはなく、たとえば、保証つきのフーリエ
・サービスまたは他の安全保護された方法で手渡しする
ことができる。

装置１０．１１は、固定時間または可変時間だけ、それ
ぞれの乱数の暗号バージジンを待ち、同じものを受は取
ることなく応答時間が終了した場合、不正装置１３への
それらの装置の接続を断つ。

各種ネットワークの応答時間を考慮して調整可能なタイ
ムアウトを行なうことが有利である。たとえば衛星ネッ
トワークでは、衛星からの往復の長い伝播時間のために
、地上ネットワークより応答時間は長い。

第６図及び第７図の流れ図は、それぞれ、開始された呼
出し及び返答呼出しに必要なステップを示す。第６図で
、装置１１が、装置１０によって管理されているデータ
ベースにアクセスするために、装置１０を呼び出したと
仮定する。

装置１１は、受話器をはずし、装置１０の電話番号を表
すダイヤル数字をネットワークに送ることによって、こ
の過程を開始する。装置１１は装置１０からのトーン応
答を待ち、それに応じて装置１１は、そのＩＤＩ　１と
乱数Ｒｎ１ｌを送信する。装置１１はその乱数の暗号バ
ージ１ンＥＲｎ１１“を生成し、ＥＲｎ　１１°は装置
１０によって返されるＥＲｎと後で比較するために記憶
される。装置ｔ１０からＩＤｌ０と乱数Ｒｎ１Ｏを受信
した後、装置１１は、所定のキーと暗号化アルゴリズム
を使用してＲｎ１Ｏを暗号化し、Ｅ　Ｒｎ　１０をネッ
トワークを介して装置１０に送る。

この時点で、１ｉｔｌｌはタイマをセットし、装置１０
からＥＲｎ　１１を受信するために待つ。タイマが、Ｅ
Ｒｎｌｌの受信前に切れた場合には、その呼出しは打ち
切られる。ＥＲｎ　１１がタイマの切れる前に受信され
た場合は、装置１１は、装置１０から受信したＥＲｎ　
１１と記憶されたＥＲｎｌｌ“とを比較し、両者が等し
くなければ接続を打ち切る。両方の暗号化された乱数が
等しい場合は、装置１１は装置１０と会話可能状態にな
る。

第７図では、装置１０は、受話器をはずし、トーンを装
置１１に返すことによって呼鈴信号に応答する。装置１
０は、装置１１のＩＤＩＩと乱数Ｒｎ１１の受信を待つ
。受信された乱数は、所定のキーを使用して暗号化され
、後で装置１１に送信するために記憶される。この時点
で、装置１０は、そのＩＤｌ０及び乱数Ｒｎ１Ｏを装！
ｉ！１１に送信する。装置１０はまた乱数を暗号化し、
Ｅ　Ｒｎ　１０′を記憶し、タイマをセットする。

装置１０は、装置１１からＥＲｎｌｏを受信するまで、
以後の段階をとらない。タイマがＥＲｎｌｏの受信前に
終了した場合、または受信されたＥＲｎ　１０が記憶さ
れたＥＲｎｌＯ’に等しくない場合は、接続は打ち切ら
れる。ＥＲｎｌｏがタイマの終了前に受信され、かつＥ
Ｒｎ　１０′に等しい場合は、装置１０はＥＲｎ　１１
を装置１１に送信し、装置１１との会話開始の準備をす
る。

Ｅ０発明の詳細 な説明したように本発明によれば、データ通信ネットワ
ークにおいて優れた安全保護が提供される。

上記の方法は、公衆交換網での使用に特に適しているが
、本方法は高レベルの安全保護を提供するので、公衆交
換網の環境のみでの使用に限定されるものではなく、ど
のようなネットワークでの使用にも適している。さらに
、本法は特定の暗号化システムに依存しない。本方法は
標準化されたシステムで使用でき、またはユーザが選択
したシステムが広域的に使用されるかぎり、どのような
システムでも使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を使用できる環境を示すブロック図で
ある。 第２図は、従来の技術による認証方法を使用した２台の
許可装置間の情報交換を示す図である。 第３図は、不正装置と２台の許可装置との間の情報交換
を示す図であり、第２図で使用された従来の技術による
方法を認証装置に使用した場合に、不正装置がどのよう
にアクセスを得ることができるかを示す図である。 第４図は、本発明の方法を使用した２台の許可装置間の
情報交換を示す図である。 第５図は、不正装置と２台の許可装置との間の情報交換
を示す図であり、本発明の方法が、不正装置のアクセス
をどのように拒否するかを示す図である。 第６図は、本発明の方法を実施するために開始ステージ
１ンの呼出しに必要なステップを示す流れ図である。 第７図は、本発明の方法を実施するために呼出し返答装
置に必要なステップを示す流れ図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１データ処理装置において、第２データ処理装
   置への接続の成立を開始する段階と、 接続成立によって、その接続を介して数Ｒｎ１を第２デ
   ータ処理装置に送信する段階と、前記第２データ処理装
   置において、接続を完了するために接続の成立開始に応
   答する段階と、第１データ処理装置から数Ｒｎ１を受信
   する段階と、 接続を介して第１データ処理装置に数Ｒｎ２を送信する
   段階と、 前記第１データ処理装置において数Ｒｎ２を受信する段
   階と、 数Ｒｎ２を所定のキーを使用して暗号化し、暗号化され
   た数ＥＲｎ２を接続を介して第２データ処理装置に送信
   する段階と、 前記第２データ処理装置において、受信される暗号化さ
   れた数ＥＲｎ２と、所定のキーによって生成されたロー
   カルに記憶された暗号バージョンとを比較して両者が一
   致した場合に所定のキーを使用して数Ｒｎ１を暗号化し
   、暗号化された数ＥＲｎ１を接線を介して第１データ処
   理装置に送信し、第１データ処理装置との会話を可能に
   する段階と、 前記第１データ処理装置において、暗号化された数ＥＲ
   ｎ１を受信し、それを所定のキーによって生成されたロ
   ーカルに記憶されている暗号化された数ＥＲｎ１と比較
   して両者が一致した場合に第２データ処理装置との会話
   を可能にする段階を含む、会話を成立させる前にデータ
   処理装置を認証するための方法。
2. （２）第２データ処理装置が数Ｒｎ２の送信時に所定の
   期間をセットし、第１データ処理装置が該所定の期間の
   満了前に暗号化された数ＥＲｎ２を返さない場合には、
   接続を解除するという、請求項１に記載の方法。
3. （３）第１データ処理装置が暗号化された数ＥＲｎ１０
   を送信する時に所定の期間をセットし、該所定の期間が
   満了する前に第２データ処理装置が暗号化された数ＥＲ
   ｎ１を返さない場合は、その接続を解除するという、請
   求項１に記載の方法。
4. （４）第１及び第２データ処理装置によって送信される
   数が無作為に選択されるという、請求項１ないし３に記
   載の方法。
5. （５）第１データ処理装置において、第２データ処理装
   置への接続の成立を開始する段階と、 接続の成立時に乱数Ｒｎ１を発生し、乱数Ｒｎ１をすで
   に成立した接続を介して第２データ処理装置に送信する
   段階と、 乱数Ｒｎ１を暗号化し、該暗号化された乱数ＥＲｎ１を
   記憶する段階と、 前記第２データ処理装置において、接続の成立の開始に
   応答して、接続の成立を完了する段階と、成立した接続
   を介して乱数Ｒｎ１を受信してこれを暗号化し、該受信
   され暗号化された乱数ＥＲｎ１を記憶する段階と、 乱数Ｒｎ２を発生し、これを成立した接続を介して第１
   データ処理装置に送信する段階と、乱数Ｒｎ２を暗号化
   し、該暗号化された乱数ＥＲｎ２を記憶する段階と、 前記第１データ処理装置において、成立した接続を介し
   て乱数Ｒｎ２を受信する段階と、受信された乱数Ｒｎ２
   を暗号化し、該暗号化された乱数ＥＲｎ２を成立した接
   続を介して第２データ処理装置に送信する段階と、 前記第２データ処理装置において、受信され暗号化され
   た乱数ＥＲｎ２と記憶されている暗号化された乱数ＥＲ
   ｎ２とを比較して両者が一致した場合には、記憶された
   暗号化された乱数ＥＲｎ１を成立した接続を介して第１
   データ処理装置に送信し、第１データ処理装置との会話
   を可能にする段階と、 前記第１データ処理装置において、暗号化された乱数Ｅ
   Ｒｎ１を受信し、これを記憶されている暗号化された乱
   数ＥＲｎ１と比較して両者が一致した場合には第２デー
   タ処理装置との会話を可能にする段階 を含む、会話を成立する前にデータ処理装置を認証する
   ための方法。