JPH0374432B2 - - Google Patents

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JPH0374432B2
JPH0374432B2 JP15421184A JP15421184A JPH0374432B2 JP H0374432 B2 JPH0374432 B2 JP H0374432B2 JP 15421184 A JP15421184 A JP 15421184A JP 15421184 A JP15421184 A JP 15421184A JP H0374432 B2 JPH0374432 B2 JP H0374432B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リーダの第１の組と各リーダに自由
に接続できるカードの第２の組を具え、各カード
と各リーダが相互接続状態で、カードならびにリ
ーダでデータをたくわえ、処理し、発生し、デー
タを修正し、リーダならびにカードにそれぞれデ
ータを転送し、転送後受信したデータを確かめる
作用をする処理ならびにたくわえ手段を具え、当
該方式がまた当該確認後発生する信号の一致を試
し、場合によつては、その接続が認証されている
相互接続のカードとリーダ間でさらにデータ交換
を可能にするための検出手段を具えた相互認証と
データ変換方式に関わるものである。
この種の方式は米国特許第3806874号に公知で
あり、このような方式は相互確認、カードがリー
ダにとつて“正真の”カードか？、リーダがカー
ドにとつて“正真の”リーダか？、後のみ入手さ
れるデータの変換とかサービスをともなう手続き
以前に、銀行クレジツトカードとクレジツトカー
ドリーダ間の接続を認証する動作を行う。この確
認は欺まん者が正真でないリーダで正真のカード
との“対話”をしたり、十分な質の偽造カードを
可能にする正真でないカードで正真のリーダとの
“対話”をなすのを妨げるのに役立つ。
この方式はデータ処理産業で使用されるような
電子技術的処理手段を利用し、その適用は銀行の
業務には制限されず、データ処理手段間のどのよ
うな交換もかかる認証方式で試すことができる。
前記特許明細書に開示されている認証方式の一
つはリーダに収容された乱数発生器５１を利用
し、開示の方式のライン３７と４５で認証交換を
観察する予想される欺まん者にとつて事実は複雑
化される。しかし、正真のカードの認証後は、欺
まん者が別のカードでそれを置き換えができ、か
くてその方式を欺まんし次のデータ交換は保護さ
れない。さらに、前記特許明細書（第１２図）に
開示されている保護モードはカードの秘密回路の
比較的小さな部分のみを含み、これは一般的な意
味の上述のようなデータ処理方式用の条件“カー
ド”を含む拡大とは整合しない制限を示してい
る。
本発明の目的はこれらの欠点を排除することに
ある。
この目的を達成するため、本発明に関わる相互
認証とデータ交換方式は各カードにたくわえられ
る当該データが、まさに各カードの特質である第
１の秘密コードＳと、各カードの特質でない第１
のバイ・ユニボーカル（bi−univocal）変換機能
Ｆ１とその逆変換機能Ｆ１-1によつて第１の秘密
コードＳに連結される第２の秘密コードｓとを具
え、当該処理手段が、各カードの特質でない第
2F２、第3F３ならびに第4F４の変換機能を具
え、各リーダの処理手段が、各カードの二つの秘
密コードＳとｓを連結する当該第１の変換機能Ｆ
１と同一のさらに第１の変換機能と、カードが接
続される各時点に第1RTならびに第2QTの乱数
を発生するための乱数発生器GENと、当該第2F
２、第3F３そして第4F４の変換機能とそれぞれ
同一のさらに第２、さらに第３、さらに第４の変
換機能とを具え、当該第１の秘密コードＳが、カ
ードがリーダからスタート信号TOを受信した後
カードからリーダへ転送され、リーダの当該変換
機能Ｆ１がそこへ転送された当該第１の秘密コー
ドＳを秘密コードｓ１に変換し、その後リーダか
らカードへ当該第１ならびに第２の乱数の転送Ｔ
２を行い、カードとリーダの当該処理手段が局部
的に並列にそれぞれに当該第２の変換機能を適用
し、一方ではカードアクセスキーKSCを得るた
めにRTとｓに、他方ではリーダアクセスキー
KSLを得るためにRTとｓ１に、その後当該第３
の変換機能Ｆ３が一方ではカードで第１の比較デ
ータDCC１を得るためにQTとKSCに、他方では
リーダで第１の比較データDCL１を得るために
QTとKSLに適用され、その後当該第４の変換機
能Ｆ４が一方ではカードで第２の比較データ
DCC２を得るためにDCC１とKSCに、他方では
リーダで第２の比較データDCL２を得るために
DCL１をKSLに適用され、リーダからカードへ
のDCL２の転送Ｔ４後、カードの当該確認手段
がDCL２とDCC２が等しいLOKことを確認し、
もしそうならカードからリーダへのDCC１の転
送Ｔ５を認証し、リーダの当該確認手段がDCC
１とDCL１が等しいCOKことを確認し、その場
合はカードとリーダ間データのさらに交換を認証
し、かくて認証されたアクセスキーKSが、リー
ダのそれKSLとも同一、カードのそれKSCとも
同一で、暗号化することで当該データ交換の機密
を確保するのに便利なようにたくわえられること
を特徴とするものである。
乱数発生器はかくて転送ラインまたは欺まん者
によるラインには決して観察されないアクセスキ
ーの発生のため完全に使用される。さらに、アク
セスキーは一つの認証から他の認証へと同じでな
く、機能Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３そしてＦ４は十分複雑
であり得るから、欺まん者は、正真なカードと
“話しかけ”をなすことによつて得られる第１の
秘密コードＳに関して、そこからある知見を誘導
することはできないし、また、乱数RTとQTそ
して／または正真なリードと“話しかけ”をなす
ことによつて得られるリーダの第２の比較データ
DCL２に関して、そこから知見を誘導すること
もできない。かくて欺まん者にとつてデータ交換
対話を続けるに必要なアクセスキーを得るのは不
可能となる。
み力ある追加事項としては次のことがある。
より経済的ではあるが効率はおとる方式を得る
には、本発明に関わる相互認証方式は、四つの変
換機能Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４がすべて相互に同
一か、または二つずつ、または三つずつ同一かを
特徴としている。
カードと同じくリーダの処理手段はその時より
簡単で経費はかからない。しかし機能を外からさ
ぐりあてるのはより容易である。機能の選択は安
全性の望まれる程度に応じてなされねばならぬ。
本発明にかかる相互認証の他の実施態様は、正
に当該発生器GENがカードに収容され、第1RT
ならびに第2QTの乱数の転送Ｔ２がカードから
リーダにおこり、それで転送Ｔ１とＴ２が一つの
転送Ｔ１２で表現されることを特徴とするもので
ある。
カードの処理手段はその時若干面倒に、より経
費がかかりそして簡潔さがなくなる。しかし二つ
の転送が一つの転送に結合することでより高い速
度が得られる。
本発明はまた他の便利さを提供しそして他の追
加事項も可能である。以下に図面を参照し例をあ
げて本発明を詳細に説明する。
好適な実施態様の記述 ２個の図面の対応する要素は同じ参照符号で示
される。変換機能は半円で示される。たくわえら
れ、転送されあるいは機能処理を受けた結果のデ
ータは矩形で示される。実線は本発明の本質を理
解するためには詳細に記述する必要のない電気導
体の物理的配置とは無関係なデータの論理的流れ
を現わしている。
第１図は接続、例えばthe Association
Francaise pour la Normalisation、Tour
EUROPA、Cedex792080、Paris la Defense、
Franceによつて公表された標準AFNOR CF／
TC97／SC17／GT4に従つた接続（図示してな
い）で相互接続された状態にある破線Ｌで囲まれ
たリーダと、破線Ｃで囲まれたカードとを示して
いる。
カードがリーダに接続されるや否や、カード検
出器は例えば検出器の端部は信号Ｄを発生し、こ
れがカードに転送されTO、各カードはそこに第
１の秘密コードＳと第２の秘密コードｓがたくわ
えられる永久のメモリを具えるよう構成され、両
コードは各カードが個々に区別されるよう特有
で、Ｓとｓとは変換機能Ｆ１-1によつて連結され
ている。すなわちＳ＝Ｆ１-1s。これはカードが
作られた時Ｓがｓを基本として計算されることを
意味している。機能Ｆ１-1はその逆変換機能Ｆ１
が公知で、すべてのカードならびにすべてのリー
ダにとつて同じ機能をする。
信号Ｄは相互認証方式のスタート信号である。
この信号Ｄを受けとると、カードは正真のカード
と正真のリーダが相互に接続する時、ｓ１が秘密
コードｓに等しくなるようそこに機能Ｆ１を適用
するリーダの処理手段にコードＳを移す。表示ｓ
１は欺まんまたは起り得る過失から生じる相異を
強調するのに用いられる。
乱数発生器GENがリーダの処理手段と独立で
あるとすれば、必ずしもそうある必要はないが、
発生器はリーダによつてそれとしてたくわえられ
る２個の乱数RTとQTを発生し、それがそれと
してたくわえられるカードに転送Ｔ２される。
カードとリーダのメモリにはかくて三つの同一
のデータが存在する。すなわちRT，QTとｓ＝
ｓ１。
カードとリーダの処理手段は同一の変換機能Ｆ
２，Ｆ３とＦ４を具えるよう構成され、それらは
以下のごとく同一のデータに適用される（第１図
参照）。
−カードでＦ２はRTとｓに適用され、カードア
クセスキーKSCと参照符号に付けられたデー
タを供給する。
−リーダでＦ２はRTとｓ１に適用され、リーダ
のアクセスキーKSLと参照符号を付けられた
データを供給する。
−カードでＦ３はQTとKSCに適用され、カード
に第１の比較データDCC１を供給する。
−リーダでＦ３はQTとKSLに適用され、リーダ
に第１の比較データDCL１を供給する。
−カードでＦ４はDCC１とKSCに適用され、カ
ードに第２の比較データDCC２を供給する。
−リーダでＦ４はDCL１とKSLに適用され、リ
ーダに第２の比較データDCL２を供給する。
カードとリーダのメモリは各々ここで３個のデ
ータ、すなわちKSC，DCC１，DCC２とKSL，
DCL１，DCL２を夫々含むことになり、これら
は常態では対をなして同一であるべきである。機
能の適用を最も多く受けたデータは最も複雑で、
第２の比較データはリーダからカードに転送され
るＴ４。DCL２とDCC２の比較結果が十分でな
いと、カードは“休止”状態でとどまり認証はお
こらない。しかし一致するとカードはリーダを正
真なもの（＝LOK）として認め、それでカード
アクセスキーは次の交換（KS＝KSC）にとつて
有効になり、第１の比較データDCC１はリーダ
に転送されＴ５、これがDCL１と一致の場合、
入れかわつてカードを正真なもの（＝COK）と
して認め、アクセスキーを有効にする（KS＝
KSL）。この方式はかくてカードとリーダ間の相
互認証のなかに次の対話の準備完の状態になる。
この対話の通信が、決して接続上の転送の対象で
はなく、一つの認証または“セツシヨン”から他
のものに変り得るキーKSで暗号化される事実は
かなり便利である。
ｓもKSも決して転送されない事実は、比較的
むきだしの接続を考慮している。それ故カードの
処理ならびにたくわえ手段の物理的寸法はそれに
よつて制限されることはない。
しかし機能の数を制限するのはたとえばコスト
を考慮すると望ましく、このことは安全性の犠牲
にたつてのみ可能で、ある場合には常時適用され
る一つの機能に関してのみ処理手段を実施するの
は便利である（すなわちＦ＝Ｆ１＝Ｆ２＝Ｆ３＝
Ｆ４）。第２図に示されたように二つの機能のみ
保有することも可能であり、そこではＦ３はＦ２
と同じ処理手段を利用し、すなわちＦ３＝Ｆ２，
Ｆ４はＦ１と同じ処理手段を利用し、すなわちＦ
４＝Ｆ１、また他の組合わせも可能である。
さらに好適な実施態様の記述 反対に、この方式は第２図に示されるごとくカ
ードで乱数発生GENを実施することでより複雑
化できるが、同時に必要とする変換機能の削減は
ない。発生器GENをカード内に設けると、乱数
QTとRTとをリーダに転送することが必要で、
転送Ｔ２は第１図とは反対のかんじで実行され
る。しかしこの転送は第２図に転送Ｔ１２と表現
したごとくＳの転送Ｔ１と同時におこるだろう。
かくて一つの転送操作が節約され認証はより早く
なる。
さらに図示されてはいないが、スタート信号が
カードから発生することがあり、その場合には転
送Ｔ０，Ｔ１とＴ２は唯一つの信号転送TO１２
を構成し、これは“カード”がクレジツトカード
の通常の形態より大きな、例えば手動はあくのコ
ンピユーター端末の形式のようなデータ処理方式
の場合には正しくその通りである。このような端
末では検出器Ｄをただちに具えることができる。
比較的控え目の大きさのペイカードや他のカー
ドの場合、カードの処理手段はリーダのそれより
ずつとゆつくりになり、その場合、リーダの当該
第２の比較データDCL２の転送Ｔ４実行のため
カードが完了信号Ｔ３を送るまで、待ちのループ
Ｗを入れるのがリーダにとつて都合がよい。好適
には、リーダは予期される欺まん者に対し事実が
かく複雑化されるのではじめに“語りかけ”をす
る（Ｔ５の前のＴ４）。勿論転送順序は大きな問
題はなく反対であつてもよい（Ｔ４の前のＴ５）。
すでに記述してきたごとく、比較的小さなカー
ドのみならずより大きな方式でカードが接続され
認証されうるのは便利である。この新しい可能性
の便利さをとり入れ、またメモリを具えたカード
の各種使用の増大のため、Ｓとｓを連結する機能
Ｆ１は好適には相互接続可能な二つの特殊な補助
アセンブリである。かくて例えば銀行Ａによつて
発行されるカードは、銀行Ｂによつて発行される
リーダによつては認証され得ない（Ｆ１≠Ｆ１′
≠Ｆ１″…）。
認証に続くそして暗号化のためにアクセスキー
を利用する対話が特に長かつたりまた機密に属す
る時は、キーを周期的に接続を断つことを必要と
せずに変化させるのが便利である。この目的のた
めリーダもカードも、終結するまでの時間とか伝
達する通信の数とかその他の基礎にたつて、新し
い認証を創始するため当該スタート信号TOを擬
態する初手がとられる。ここで新しい認証は接続
されている同じ対の間の対話が続くようアクセス
と暗号化のための新しいキーをその時々に発生す
る。その結果、予期される欺まん者にとつてキー
が彼のしらないうちに変化するので準不可能な仕
事になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明認証方式の基礎的な説明をす
るためのブロツク線図を示し、第２図はこの方式
から導出された他のグループの説明をするための
ブロツク線図を示す。 Ｃ……カード、Ｌ……リーダ、Ｄ……スタート
信号、Ｓ……第１の秘密コード、ｓ……第２の秘
密コード、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４……それぞれ
第１の、第２の、第３の、第４の変換機能、
GEN……乱数発生器、RT……第１の乱数、QT
……第２の乱数、KS……アクセスキー、KSC…
…カードアクセスキー、KSL……リーダアクセ
スキー、DCC１……カードの第１の比較データ、
DCL１……リーダの第１の比較データ、DCC２
……カードの第２の比較データ、DCL２……リ
ーダの第２の比較データ、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
１２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５……それぞれの転送、
LOK……リーダを正真のものとして認証、COK
……カードを正真のものとして認証、Ｗ……待機
状態。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ リーダの第１の組と各リーダに自由に接続で
    きるカードの第２の組を具え、各カードと各リー
    ダが相互接続状態で、カードならびにリーダでデ
    ータをたくわえ、処理し、発生し、データを修正
    し、リーダならびにカードにそれぞれデータを転
    送し、転送後受信したデータを確かめる作用をす
    る処理、ならびにたくわえ手段を具え、当該方式
    がまた当該確認後発生する信号の一致を試し、場
    合によつてはその接続がかく認証されている相互
    接続のカードとリーダ間でさらにデータ交換を可
    能にするための検出手段を具えた相互認証とデー
    タ交換方式において、各カードにたくわえられる
    当該データが、まさに各カードの特質である第１
    の秘密コードＳと、各カードの特質でない第１の
    バイ・ユニボーカル（bi−univocal）変換機能Ｆ
    １とその逆変換機能Ｆ１-1によつて第１の秘密コ
    ードＳに連結される第２の秘密コードＳとを具
    え、当該処理手段が各カードの特質でない第2F
    ２、第3F３ならびに第4F４の変換機能を具え、
    各リーダの処理手段が、各カードの二つの秘密コ
    ードＳとｓを連結する当該第１の変換機能Ｆ１と
    同一のさらに第１の変換機能と、カードが接続さ
    れる各時点に第1RTならびに第2QTの乱数を発
    生するための乱数発生器GENと、当該第2F２、
    第3F３そして第4F４の変換機能とそれぞれ同一
    のさらに第２、さらに第３、さらに第４の変換機
    能とを具え、当該第１の秘密コードＳが、カード
    がリーダからスタート信号TOを受信した後カー
    ドからリーダへ転送され、リーダの当該変換機能
    Ｆ１がそこへ転送された当該第１の秘密コードＳ
    を秘密コードｓ１に変換し、その後リーダからカ
    ードヘ当該第１ならびに第２の乱数の転送Ｔ２を
    行い、カードとリーダの当該処理手段が局部的に
    並列にそれぞれに当該第２の変換機能を適用し、
    一方ではカードアクセスキーKSCを得るために
    RTとｓに、他方ではリーダアクセスキーKSLを
    得るためにRTとｓ１に、その後当該第３の変換
    機能Ｆ３が一方ではカードで第１の比較データ
    DCC１を得るためにQTとKSCに、他方ではリー
    ダで第１の比較データDCL１を得るためにQTと
    KSLに適用され、その後当該第４の変換機能Ｆ
    ４が一方ではカードで第２の比較データDCC２
    を得るためにDCC１とKSCに、他方ではリーダ
    で第２の比較データDCL２を得るためにDCL１
    とKSLに適用され、リーダからカードへのDCL
    ２の転送Ｔ４後、カードの当該確認手段がDCL
    ２とDCC２が等しいLOKことを確認し、もしそ
    うならカードからリーダへのDCC１の転送Ｔ５
    を認証し、リーダの当該確認手段がDCC１と
    DCL１が等しいCOKことを確認し、その場合は
    カードとリーダ間データのさらに交換を認証し、
    かくて認証されたアクセスキーKSが、リーダの
    それKSLとも同一、カードのそれKSCとも同一
    で、暗号化することで当該データ交換の機密を確
    保するのに便利なようにたくわえられることを特
    徴とする相互認証とデータ交換方式。 ２ 前記四つの変換機能Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４
    がすべて相互に同一か、または二つずつ、または
    三つずつ同一かを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の相互認証とデータ交換方式。 ３ 当該発生器GENがカードに収容され、第
    1RTならびに第2QTの乱数の転送Ｔ２がカード
    からリーダにおこり、それで転送Ｔ１とＴ２が一
    つの転送Ｔ１２で表現されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項ならびに第２項何れかに記載
    の相互認証とデータ変換方法。 ４ スタート信号TOがカードから発生し、それ
    でＴ１を伴つた一つの転送TO１またはＴ１とＴ
    ２を伴つた一つの転送TO１２をもたらすことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項何れ
    かに記載の相互認証とデータ交換方式。 ５ リーダの処理手段がカードの処理手段より速
    く、リーダが待ち状態Ｗになり、カードの処理手
    段が、当該変換機能がカードで実行されたことを
    リーダに通報Ｔ３する手段を具え、リーダとカー
    ドの転送手段が、変換機能が実行されたという指
    示受領後、当該比較データの転送Ｔ４に関わる手
    順をリーダからカードへそしてその逆Ｔ５に関わ
    る手順を指示することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第４項何れかに記載の相互認証とデ
    ータ変換方式。 ６ 各カードの特質ではない当該機能Ｆ１がリー
    ダの相互接続可能な補助の組の対の特質であり、
    そのため他のデータ交換がこの対の補助の組の一
    つの一要素と特質的に異なつた機能Ｆ１′，Ｆ
    １″，…）を持つ他の対の一要素との間で認可さ
    れないことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第５項何れかに記載の相互認証とデータ交換方
    式。 ７ スタート信号TOが相互接続されたカードと
    リーダ間のデータ交換の過程で更新され、当該更
    新が当該交換の機密性を確保するに必要とみなさ
    れる回数だけ何回も実行され、各更新は当該交換
    の暗号化のための新しいアクセスキーKSの発生
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第６項何れかに記載の相互認証とデータ交換方
    式。
JP59154211A 1983-07-29 1984-07-26 カ−ドリ−ダとペイカ−ド交換デ−タ間の認証方式 Granted JPS6049471A (ja)

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