JPH04143881A - 相互認証方式 - Google Patents

相互認証方式

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JPH04143881A
JPH04143881A JP2266261A JP26626190A JPH04143881A JP H04143881 A JPH04143881 A JP H04143881A JP 2266261 A JP2266261 A JP 2266261A JP 26626190 A JP26626190 A JP 26626190A JP H04143881 A JPH04143881 A JP H04143881A
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JP
Japan
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electronic device
card
data
authentication
key data
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JP2266261A
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Yasuo Iijima
康雄 飯島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、相互認証方式に関し、例えば消去可能な不揮
発性メモリおよび、ＣＰＵなどの制御素子を有するＩＣ
チップを内蔵した、いわゆるＩＣカードと称される携帯
可能電子装置（第１の電子装置）と、この携帯可能電子
装置を取扱う端末装置（第２の電子装置）との間で相互
認証を行う相互認証方式に関する。
（従来の技術） 従来、ＩＣカードに記憶されているデータのセキュリテ
ィを高めるために、ＩＣカード内に暗号アルゴリズムを
持たせ、これを用いてホストコンピュータ等の外部端末
とＩＣカード間の相互認証を行うことが考えられている
。この相互認証方式としては、まずＩＣカード及び外部
端末双方が所定のタイミングで同一のキーデータ及び同
一の初期データを持つようにしておく。そして所定のコ
マンドをトリガとして、一方の電子装置で前記キーデー
タ及び初期データをパラメタとして計算した結果を認証
データとして、他方の電子装置に送る。この認証データ
を受は取った側（ＩＣカード）でも、前記キーデータ及
び初期データをパラメタとして計算を行い、その結果と
前記送られてきた認証データとの比較を行う。以上のこ
とをＩＣカード、外部端末が交互に行うことによって相
互認証がなされる。
ここで、外部端末から送られてきた認証データに基づい
て、ＩＣカードが「外部端末の正当性−の判定を行った
後、ＩＣカードから外部端末に対して「ＩＣカードの正
当性」を判定するためのデータが送られる。ところが、
「外部端末の正当性」の結果如何にかかわらず、ＩＣカ
ードの認証データが外部端末に対して送信されるので、
正当でない外部端末に対してもＩＣカードの認証データ
が認知されてしまうという問題点があった。
（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の相互認証方式においては、外部
端末からＩＣカードに送られてきた認証データに基づい
て正当性の判定を行った後、その結果の如何にかかわら
ず、ＩＣカードから外部端末に対して認証データが送信
されるため、ＩＣカードの認証データのセキュリティに
問題点があった。
そこで本発明は外部端末から送られてきた認証コードの
正当性をＩＣカードが判断し、その結果当該外部端末が
不当であると判断されれば、ＩＣカードから当該外部端
末に対しては認証コードを送信しないことによって、Ｉ
Ｃカードの認証データのセキュリティを高くすることの
できる相互認証方式を提供することを目的とする。
［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は第１の電子装置と
第２の電子装置とにおける相互認証方式において、前記
第１の電子装置は前記第２の電子装置より送信された第
１の認証データに基づいて前記第２の電子装置の正当性
を確認する正当性確認手段を有してなり、この正当性確
認手段により前記第２の電子装置が不当であると判断さ
れた場合、前記第１の電子装置は、第２の電子装置が第
１の電子装置の正当性を確認するために用いる第２の認
証データを第２の電子装置に対して送信しないことを特
徴とする。
（作用） まず第２の電子装！′（外部端末）から第１の電子装置
（ＩＣカード）に対して、第２の電子装置の正当性を確
認するための第１の認識データが送られる。そして、第
１の電子装置の正当性確認手段により前記認識データの
確認が行われる。ここで、第１の電子装置が正当な装置
ではないと判断されれば、第１の電子装置の正当性を確
認するための第２の認証データは、第１の電子装置がら
第２の電子装置に対して送信されない。すなわち、第１
の電子装置の正当性を確認するために用いられる第２の
認証データは、第２の電子装置の正当性が確認された場
合のみ、送信される。
（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第６図は本発明に係る携帯可能電子装置としてのＩＣカ
ード（第１の電子装置）を取扱う端末装Ｗ（第２の電子
装置）の構成例を示すものである。すなわち、この端末
装置８は、ＩＣカード１をカードリーダ・ライタ２を介
してＣＰＵなどからなる制御部３と接続可能にするとと
もに、制御部３にキーボード４、ＣＲＴデイスプレィ装
置５、プリンタ６およびフロッピィディスク装置７を接
続して構成される。
ここで、第５図にＩＣカード１の機能ブロックを示す。
まず、暗証設定、暗証照合部には、使用者が設定した暗
証番号の記憶を行う。そして、使用者がＩＣカードｌを
使用する際に入力する暗証番号と、既に設定しである暗
証番号とを照合し、正当な暗証番号が入力されれば、リ
ードライト部１１の動作が許可される。リードライト部
１１は、後述するデータメモリ１６に対してデータの読
出し、書込み、あるいは消去を行う。暗号化・復号化部
１３は、前記リードライト部１１によって読出されたデ
ータを暗号化して、制御部３から他の端末装置へ送信す
る。また、他の端末装置から暗号化データが送信されて
きた場合はこの、暗号化・復号化部１３が前記暗号化デ
ータを復号化する＠そしてこの復号化されたデータがリ
ードライト部１１によってデータメモリ１６に記憶され
る。上述したリードライト部１１、暗証設定、暗証照合
部１２、暗号化・復号化部１３の各機能は、スーパバイ
ザ１４によって管理されている。このスーパバイザ１４
は、カードリーダライタ２から入力された機能コードも
しくはデータの付加された機能コードから前述の各機能
の中から所定の機能を選択して実行するものである。
次に第４図にＩＣカード１のブロック構成図を示す。Ｉ
Ｃカード１は制御部としての制御素子（例えばＣＰＵ）
１５を含む。そして、この制御素子１５により、データ
メモリ１６、プログラムメモリ１７及びコンタクト部１
８が制御されている。このうち、データメモリ１６は各
種データの記憶に使用され、例えばＥＥＦＲＯＭで構成
されている。また、プログラムメモリ１７は、例えばマ
スクＲＯＭで構成されており、制御素子１５０制御プロ
グラムなどを記憶するものである。このプログラムメモ
リ１７に記憶されている制御プログラムによって、制御
素子１５が制御されることによって、前述したデータメ
モリ１６への各種データの書込みやデータメモリ１６か
らの各種データの読出し等が行われる。また、コンタク
ト部１８は、ＩＣカード１の制御素子１５と後述する端
末装置８の制御部３とのアクセスを行うために、端末装
置８のカードリーダライタ２との電気的接触を得るため
のものである。ここで、破線内の部分すなわち制御素子
１５、データメモリ１６、プログラムメモリ１７は１つ
のＩＣチップで構成されてＩＣカード１本体内に埋設さ
れている。
データメモリ１６は、たとえば第３図に示すように、全
てのアプリケーションで共通に運用する１つのコモンデ
ータファイル（以降、ＣＤＦと略称する）２１と、各ア
プリケーション個別に運用する複数のアプリケーション
データファイル（以降、ＡＤＦと略称する）２２ａ、２
２ｂ、２２Ｃとによって構成されており、各ＡＤＦ２２
Ｂ。
２２ｂ、２２ｃには、それぞれデータファイル名（Ｄ　
Ｆ　Ｎ）が付与されている。
そして、第３図の例においては、ＣＤＦ２１内には、キ
ーデータ番号ＫＩＤＯＩで示される指定用キーデータａ
ａａ、およびキーデータ番号ＫＩＤＯ２で示される内部
キーデータｂｂｂが含まれている。またＤＦＮ−ＡＡＡ
で示されるＡＤＦ２２ａには、キーデータ番号ＫＩＤＯ
３で示される指定用キーデータＣＣＣ，およびキーデー
タ番号ＫＩＤＯ４で示される指定用キーデータｄｄｄが
含まれている。
また、ＤＦＮ−ＢＢＢで示されるＡＤＦ２２ｂには、キ
ーデータ番号ＫＩＤＯ５で示される内部キーデータｅｅ
ｅ、およびエリア番号ＡＩＤ５５で示されるデータエリ
アが含まれている。ここで、データエリアはＡＤＦ２２
ｂ内の内部キーデータによる認証処理で認証が確認され
るとアクセス可能という属性情報（Ａ）が付与されてい
る。
また、ＤＦＮ−ＣＣＣで示されるＡＤＦ２２ｃには、キ
ーデータ番号Ｋ　Ｉ　Ｄ８０で示される内部キーデータ
ｆ　ｆ　ｆ、エリア番号ＡＩＤＳ６で示されるデータエ
リア、およびエリア番号ＡＩＤＳ７で示されるデータエ
リアが含まれている。特に、エリア番号Ａ　Ｉ　ＤＳ６
で示されるデータエリアは、ＣＤＦ２１内の内部キーデ
ータによる認証処理で認証が確認されるとアクセス可能
という属性情報（Ｃ）が付与されている。エリア番号Ａ
ＩＤ５７で示されるデータエリアは、ＣＤＦ２１内の内
部キーデータまたはＡＤＦ２２ｃ内の内部キーデータに
よる認証処理で認証が確認されるとアクセス可能という
属性情報（Ｘ）が付与されている。
ここで、指定用キーデータとは、端末装置８がＩＣカー
ド１を認証するためのキーデータであり、内部キーデー
タとは、ＩＣカード１が端末装置８を認証するためのキ
ーデータである。
次に、第１図を用いてＩＣカード１の動作概要を説明す
る。ＩＣカード１は、端末装置８から第２図（ａ）の電
文を受信すると、電文中に指定されている機能コードを
参照して、第１図（ａ）の相互認証準備フローを実行す
る。これらの処理は、制御素子１５によりプログラムメ
モリ１７内のプログラムにしたがって行われる。すなわ
ち、まずＡＤＦが選択流か否かを、内部ＲＡＭ　（制御
素子１５内のＲＡＭ）中の選択ＡＤＦ固有情報を１照す
ることにより確認する（Ｓｔｅｐｌ）。このとき、選択
済でなければ、データメモリ１６上のＣＤＦ２１より、
入力電文中のキーデータ番号（Ｋ　Ｉ　Ｄ）を見つける
（Ｓｔｅｐ２）ｏまた、選択済であれば、ＣＤＦ２１内
とさらに選択済ＡＤＦ内よりＫＩＤを見つける（Ｓｔｅ
ｐ３）、もし、Ｓ　ｔ　ｅｐ２あるいは５ｔｅｐ３が終
了した時点でＫＩＤが見付からなければエラーステータ
スが、端末装置８に対して送信される（Ｓ　ｔ　ｅ　ｐ
４）。
なお、通常は起動時にはＣＤＦ２１が自動的に選択され
ている。
キーデータ番号（ＫＩＤ）を見つければ、対応するキー
データを内部的にリードし、正常か否かをチエツクする
（Ｓｔｅｐ５）。このとき、正常でなければエラーステ
ータスが、端末装置８に対して送信される。正常であれ
ば、電文中の乱数情報Ａと該キーデータを内部ＲＡＭの
所定領域に記憶しておく　（Ｓｔｅｐ６）。次に、この
乱数情報Ａと、カード発行時にセットされるカード固有
の番号、それと、データメモリ１６内にあらかじめ初期
値として記憶されているカード乱数情報とにより所定の
アルゴリズムに従って乱数情報Ｂを生成する（Ｓｔｅｐ
７）。これを新たなカード乱数情報として書き換えてお
く（Ｓｔｅｐ８）。
次に、再度ＡＤＦが選択済か否かを確認する（ｓｔｅｐ
９）、選択済でなければ、ＣＤＦ２１より内部キーデー
タのＫＩＤを見つけ（Ｓｔｅｐｌｏ）、選択済であれば
、ＣＤＦ２１内と更に選択済ＡＤＦ内より内部キーデー
タのＫＩＤをみつける（ＡＤＦが優先的に対象となる）
（Ｓｔｅｐｌｌ）。もし見つからなければ、エラーステ
ータスを送信する（Ｓｔａｐｌ２）。見つかったなら、
対応する内部キーデータを内部的にリードし、正常か否
かをチエツクする（Ｓｔａｐｌ３）。このとき、正常で
なければエラーステータスを送信する。
さて、正常であれば、先に生成した乱数情報Ｂを、見つ
けた内部キーデータを暗号キーとして暗号化し、その結
果を認証情報Ｃ２Ｘとして内部ＲＡＭの所定領域に記憶
しておく　（Ｓｔａｐｌ４）そして、内部キーデータの
ＫＩＤと乱数情報Ｂを端末装置８に対して送信しく５ｔ
ｅｐ１５）、本フローを終了する。
このフローにより、端末装置８とＩＣカード１との間の
相互認証に使用される乱数情報と、キー指定情報とを共
有することができる。
本実施例においては、端末装Ｍ８からＩＣカード１に送
信されてきた認識情報が不当なものであると、ＩＣカー
ド１の制御素子１５が判断すると、制御素子１５は端末
装置８に対して認識情報を出力しないことを特徴とする
。次に、この機能について第１図（ｂ）を用いて説明す
る。ＩＣカード１の制御素子１５は、第２図（ｂ）の電
文を受信すると、その機能コードから選択的に第１図（
ｂ）のフローを実行する。すなわち、まず、先に説明し
た相互認証準備コマンドが実行済であるか否かを確認し
て、否であればエラーステータスが端末装置８に対して
送信される（Ｓｔａｐｌ）。
第１図（ｂ）のフローがすでに実行済であれば、次に入
力された電文中の認証情報Ｃ２と、先に内部ＲＡＭ上に
記憶しておいた認証情報Ｃ２Ｘとを比較しく５ｔｅｐ２
）、一致していれば（Ｓｔｅｐ３）一致フラグをオンし
くＳ　ｔ　ｅｐ４）　、そうでなければオフにする（Ｓ
ｔｅｐ７）。ここで、この一致フラグには、ＡＤＦの認
証結果を示すＡＤＦ対応一致フラグと、ＣＤＦの認証結
果を示すＣＤＦ対応一致フラグとがあり、内部キーデー
タが属するものがＡＤＦかＣＤＦかによって、ＡＤＦ対
応一致フラグまたはＣＤＦ対応一致フラグをオン、オフ
する。この一致フラグは“０”１゛のビット情報からな
り、この結果を参照して、ＩＣカード１側が認識情報を
出力するかどうかが判断される。
認識情報Ｃ２と認識情報Ｃ２Ｘとが一致していれば、先
に内部ＲＡＭ上に記憶しておいた乱数情報Ａを、指定用
キーデータを暗号キーとして暗号化して、認識情報ＣＩ
Ｘを生成する（Ｓｔｅｐ５）。そして、この認識情報Ｃ
ＩＸと、一致フラグの、「一致している」という結果と
を端末装置８に対して送信しく５ｔｅｐ６）、本フロー
を終了する。また、認識情報Ｃ２と認識情報Ｃ２Ｘとが
一致していなければ、一致フラグの、「一致していない
」という結果のみを端末装置８に対して送信しく５ｔｅ
ｐ８）、本フローを終了する。
これにより、端末装置８がＩＣカード１を判断するため
に使用する認識情報Ｃ１Ｘは、正当な端末装置８に対し
てしか送信されない。即ち、正当な端末装置８でなけれ
ば、ＩＣカード１に関するどんなデータも読み出すこと
ができない。以上のフローにより、端末装置８とＩＣカ
ード１との相互認証が可能となる。
次にＩＣカード１が端末装置８から第２図（ｃ）に見ら
れる電文を受信すると、その機能コードから選択的に第
１図（Ｃ）のＡＤＦ選択フローを実行する。すなわち、
まず、電文中のＤＦＮがＩＣカード１のデータメモリ１
６に登録されているか否かを確認しく５ｔｅｐ１）、該
ＤＦＮが見つからなければエラーステータスを送信する
（Ｓｔｅｐ２）。データメモリ１６中に指定されたＤＦ
Ｎが見つかれば、先のＣ２／Ｃ２Ｘの一致フラグのうち
、ＡＤＦ対応一致フラグをオフする（Ｓｔｅｐ３）。次
に、指定ＤＦＮに対応する固有情報を内部ＲＡＭに保持
しく５ｔｅｐ４）、正常終了ステータスを送信する。
次に、第２図（ｄ）で示すリードコマンド電文または第
２図（ｅ）で示すライトコマンド電文を受信すると、そ
の機能コードから選択的に第１図（ｄ）のフローを実行
する。すなわち、まずＡＤＦが選択済か否かを判断しく
５ｔｅｐｌ）、選択済でなければ、ＣＤＦ２１内より入
力電文中のエリア番号（ＡＩＤ）を見つけ（Ｓｔｅｐ２
）、選択済であれば、選択済ＡＤＦ内とＣＤＦ２１内よ
りＡＩＤを見つける（Ｓｔｅｐ３）。このとき、見つか
らなければ、エラーステータスを送信する（Ｓｔｅｐ４
）。見つかれば、対応して記憶されているエリアの属性
情報を参照しく５ｔｅｐ５）、先の一致フラグを確認す
る必要があるか否かを判断する（Ｓｔｅｐ６）。もし、
必要であれば、それがＡＤＦ対応一致フラグかＣＤＦ対
応一致フラグか、または、そのどちらでも良いかを判断
する。
もし、ＡＤＦ対応一致フラグが必要、もしくはどちらで
も良いという場合であれば、ＡＤＦ対応−致フラグを参
照し、オンとなっているか否かをチエツクする。もしオ
フであればエラーステータスを送信する（Ｓｔｅｐ７）
、また、ＣＤＦ対応−致フラグが必要、もしくはどちら
でも良いという場合であれば、ＣＤＦ対応一致フラグを
参照し、オンとなっているか否かをチエツクする。もし
オフとなっていればエラーステータスを送信する（Ｓｔ
ｅｐ７）。そして、電文中の機能コードにより、対応す
るリードまたはライト処理を施しく５ｔｅｐ８）、その
処理結果を送信する（Ｓｔｅｐ９）。
次に、たとえば第３図のようなキーデータおよびエリア
の構成に対するＩＣカード１の動作を説明する。第３図
においては前述した通りであり、この状態で、ＡＤＦ選
択を行なわない場合の相互認証には、指定用キーデータ
にはＫＩＤＯＩのキーデータが使用され、内部キーデー
タにはＫＩＤ０２のキーデータが使用される。
また、ＤＦＮ−ＡＡＡによりＡＤＦ２２ａが選択された
状態では、指定用キーデータにはＫＩＤＯ３またはＫＩ
ＤＯ４のキーデータ、またはＫＩＤＯＩのキーデータが
使用され、内部キーデータとしてＫＩＤＯ２のキーデー
タが使用される。
同様に、ＤＦＮ−ＢＢＢによりＡＤＦ２２ｂが選択され
た状態では、指定用キーデータにはＫＩＤＯＩのキーデ
ータが使用され、内部キーデータにはＫＩＤＯ５のキー
データが使用される。
さて、ＡＤＦ２２ｂ内のＡＩＤＳ５のエリアに対してア
クセスするためには、このエリアの属性はＡＤＦ内の内
部キーデータを必要とするようになっている。よって、
ＡＤＦ２２ｂを選択した後の相互認証を行わなければな
らない。仮に、相互認証後にＡＤＦ２２ｂを選択すると
、この相互認証に使用する内部キーデータはＫＩＤＯ２
のキーデータとなるからである。
また、ＡＤＦ２２ｃ内のＡ　Ｉ　ＤＳ６のエリアに対し
てのアクセスには、このエリアの属性がＣＤＦ２１内の
内部キーデータを必要とするようになっている。よって
ＣＤＦ内部のキーデータＫＩＤＯ２を用いた相互認証後
にＡＤＦ２２ｃを選択し、エリアにアクセスしなければ
ならない。従って、ＣＤＦ対応一致フラグがオンになっ
ていればアクセス可能である。
また、ＡＩＤＳ７のエリアについては、内部キーデータ
を必要としていないので、ＣＤＦ２１内のキーデータＫ
ＩＤＯ２を用いた相互認証後にＡＤＦ２２ｃを選択して
も、その逆、つまりＡＤＦ２２ｃを選択した後にＡＤＦ
２２ｃ内のキーデータＫ　Ｉ　ＤＯ８によって相互認証
を行った後でもアクセス可能とならしめることになる。
従って、特に最初にＡＤＦ２２ｂを選択し、相互認証を
実行した後、次にＡＤＦ２２ｃを選択した場合、ＡＩ　
ＤＳ７のエリアに対してアクセスはできない状態となる
。
このように、認証に使用したキーデータがコモンデータ
ファイル（ＣＤ　Ｆ）のものか、アプリケーションデー
タファイル（ＡＤＦ）のものかを判断し、もしアプリケ
ーションデータファイルのものであれば、アプリケーシ
ョン選択時にアプリケーションデータファイルの認証結
果をクリアするものである。これにより、各アプリケー
ションごとに異なるキーデータを持たせ、このキーデー
タで認証を行い、その結果によりデータメモリに対する
アクセスの可否を決定することによって成立するセキュ
リティ確保がアプリケーション間のセキュリティを保ち
つつ行える。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、端末装置とＩＣカ
ード間で相互認証を行うとき、ＩＣカードによって端末
装置が正当であると判断されない限りは、ＩＣカードか
ら端末装置に対して、ＩＣカードの正当性を判断するた
めの相互認証データは送信されない。
これによって、不当な端末装置に対して、ＩＣカードか
ら認識コードが送信されることがなく、ＩＣカードの認
証データのセキュリティを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第６図は本実施例を説明するためのもので、
第１図はＩＣカードの動作概要を説明するフローチャー
ト、第２図はＩＣカードに送信される各種コマンド電文
フォーマット例を示す図、第３図はデータメモリのファ
イル構造を示す図、第４図はＩＣカードの概略構成を示
すブロック図、第５図はＩＣカードの機能ブロックを示
す図、第６図は端末装置の構成を示すブロック図である
。 １・・・ＩＣカード　　　８・・・端末装置１５・・・
制御素子　　　１６・・・デー多メモリ１７・・・プロ
グラムメモリ 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　山　　下　　　　　−第 図 （ｂ） 第 図 （Ｃ） 第 図 （ａ） 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　第１の電子装置と第２の電子装置とにおける相互認証
    方式において、前記第１の電子装置は前記第２の電子装
    置より送信された第１の認証データに基づいて前記第２
    の電子装置の正当性を確認する正当性確認手段を有して
    なり、この正当性確認手段により前記第２の電子装置が
    不当であると判断された場合、前記第１の電子装置は、
    第２の電子装置が第１の電子装置の正当性を確認するた
    めに用いる第２の認証データを、第２の電子装置に対し
    て送信しないことを特徴とする相互認証方式。
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