JPH08204702A

JPH08204702A - 暗号鍵管理装置

Info

Publication number: JPH08204702A
Application number: JP7013075A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyauchi; 宏宮内
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】センタが各端末の秘密情報リストをもたず
に、端末との秘密通信および端末認証を高速に行う。【構成】端末には、あらかじめ、端末のＩＤであるＩ
Ｄ_iと、端末秘密情報Ｓ_i＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_c，
ＩＤ_i）（Ｋ_cを鍵としてＩＤ_iを暗号化した結果）を
書き込んでおく。ここでＫ_cはセンタが保持する秘密情
報である。通信時には、センタは、上記の暗号化を再び
行うことにより、Ｓ_iを得ることができるので、センタ
と端末でＳ_iを共有できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サービスを提供するセ
ンタと、サービスを受ける側が持つ端末の間の暗号通信
および端末認証のための暗号鍵管理装置に関する。ここ
でいう端末は、移動端末やＩＣカードなどを含む。ま
た、端末として、プリペードカードを用いることもでき
る。

【０００２】

【従来の技術】センタと端末で暗号化通信を行う場合、
通信に先立って暗号鍵の共有を行う必要がある。また、
センタが端末認証を行う場合、その端末専用の秘密情報
を端末側が持っていることを確認する。この場合には、
秘密情報確認のための情報をセンタが持たなければなら
ない。秘密情報確認のための情報は、秘密情報そのもの
であってもよい。公開鍵暗号系を用いれば、端末固有の
公開鍵をセンタが保有する方法もあるが、ここでは秘密
情報そのものをセンタが得る方法を中心に説明する。以
下では、秘密鍵暗号系および公開鍵暗号系を用いる秘密
鍵共有方法について説明するが、これらについては、
「暗号と情報セキュリティ」（辻井，笠原著，昭晃堂，
１９９０）に詳しく述べられている。以下では、本発明
に直接関係する部分を説明する。

【０００３】秘密情報の共有（同一の秘密情報をセンタ
と端末がもつこと）のための、最も単純な方法として、
あらかじめ端末毎に「端末ＩＤ」と「その端末用の鍵」
のペアを設定し、端末はその端末の「ＩＤと鍵」を保持
し、センタはすべての端末の「ＩＤと鍵」を保持する方
法がある。すなわち、センタはすべての端末について
「ＩＤと鍵」のリストを持っている方法である。以下で
はこの方法を「鍵リスト方式」と呼ぶ。

【０００４】鍵リスト方式では、暗号通信の際、端末Ｉ
Ｄを端末側から送信すれば、センタはリストからその端
末用の暗号鍵を取り出せる。端末は自己の暗号鍵を保持
しているので、両者で同一の鍵を共有できる。ここで
は、秘密鍵のリストを持つ方法を述べたが、公開鍵リス
トを持ち、通信開始時に、『その通信に限って用いる臨
時鍵』を公開鍵で暗号化して送る方法も知られている。
いずれにしてもセンタは鍵のリストを持つ必要がある。

【０００５】公開鍵暗号系を応用する方法で、「ＩＤに
よる鍵共有」の方法がある。この方法については、前記
「暗号と情報セキュリティ」および特許明細書「暗号化
方式」（特開昭６３−３１４５８６）に詳しく述べられ
ている。例えば、端末Ａと端末Ｂが通信する場合を考え
る。端末Ａは、自己の秘密情報Ｓ_Aと、共通の公開情報
α，ｎ，ｅを保持している。端末ＡのＩＤ（識別番号）
であるＩＤ_Aは、Ｓ_A ^e・ＩＤ_A≡１（ｍｏｄｎ）を満たすように決められる。同様に、端末Ｂは、自己の
秘密情報Ｓ_Bと、共通の公開情報α，ｎ，ｅを保持して
おり、端末ＢのＩＤであるＩＤ_Bは、Ｓ_B ^e・ＩＤ_B≡１（ｍｏｄｎ）を満たす。ＡとＢとが、通信を行う場合、Ａは乱数ｒ_A
を発生させ、ｘ_A＝Ｓ_A・α^rA（ｍｏｄｎ）なるｘ_Aを計算する。ＡはＢにＩＤ_A，ｘ_Aを送る。同
様にＢは乱数ｒ_Bを発生させ、ｘ_B＝Ｓ_B・α^rB（ｍｏｄｎ）なるｘ_Bを計算し、ＡにＩＤ_B，ｘ_Bを送る。Ａは、鍵
Ｋ_Aを、Ｋ_A＝（Ｘ_B ^e・ＩＤ_B）^rA（ｍｏｄｎ）で計算し、Ｂは鍵Ｋ_BをＫ_B＝（Ｘ_A ^e・ＩＤ_A）^rB（ｍｏｄｎ）で計算する。すべての手続きが、正しく行われていれ
ば、Ｋ_A＝Ｋ_B＝α^erArB が成立し、鍵が共有される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】鍵リスト方式は、利用
可能な端末の数が多くなると、リストが大きくなるとい
う欠点を持っている。端末数が数万にも及ぶような場
合、リストの検索に大きな計算量が必要になる。また、
端末が増加する場合にそなえてリストの管理が必要にな
るが、この管理の手間も大きい。

【０００７】ＩＤによる鍵共有は、鍵リストを持つ必要
がないため、鍵リスト方式が持っていた欠点は克服され
ている。しかし、ＩＤによる鍵共有では、巾乗剰余演算
（ｙ＝ｘ^e（ｍｏｄｎ）の形の演算）を利用するた
め、計算量が大きくなる。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、鍵リス
トが不要で計算量も小さい鍵管理を実現するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため、本願の第一の発明は、センタと複数の端末が暗号
通信を行う際の暗号鍵管理装置であって、前記センタに
おいては、センタ秘密情報を保持する記憶手段と、暗号
化および復号にあたって通信相手の端末のＩＤを受信す
るネットワークインタフェースと、該端末のＩＤを前記
センタ秘密情報を用いて変換して通信用鍵を生成する変
換装置と、該通信用鍵を保持する通信用鍵保持装置と、
を具備し、前記通信相手の端末においては、自己のＩＤ
を保持する装置と、該自己のＩＤを前記センタ秘密情報
を用いて変換した結果である端末秘密情報を保持する記
憶装置と、前記自己のＩＤを前記センタに送信するネッ
トワークインタフェースと、該端末秘密情報を通信用の
鍵として保持する装置と、を具備すること、を特徴とす
る。

【００１０】前述の課題を解決するため、本願の第二の
発明は、センタと複数の端末が暗号通信を行う際の暗号
鍵管理装置であって、前記センタにおいては、少なくと
も一つのセンタ秘密情報を保持する記憶手段と、暗号化
および復号にあたって通信相手の端末のＩＤを受信し前
記センタ秘密情報の中で通信に用いる識別番号を端末に
送信するネットワークインタフェースと、識別番号を決
定する装置と、前記端末のＩＤを前記識別番号に対応す
る前記センタ秘密情報を用いて変換して通信用鍵を生成
する変換装置と、該通信用鍵を保持する通信用鍵保持装
置と、を具備し、前記通信相手の端末においては、自己
のＩＤを保持する装置と、該自己のＩＤを前記センタ秘
密情報を用いて変換した結果である端末秘密情報のリス
トを保持する記憶装置と、前記自己のＩＤを前記センタ
に送信し、前記識別番号を受信するネットワークインタ
フェースと、前記識別番号に対応する端末秘密情報を通
信用の鍵として保持する装置と、を具備すること、を特
徴とする。

【００１１】前述の課題を解決するため、本願の第三の
発明は、本願の第一又は第二の発明において、前記端末
ＩＤから鍵を生成する変換として秘密鍵暗号を利用する
ことを特徴とする。

【００１２】前述の課題を解決するため、本願の第四の
発明は、本願の第一又は第二の発明において、前記端末
ＩＤから鍵を生成する変換としてハッシュ関数を利用す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、秘密鍵暗号を利用する。以下で述
べる秘密鍵暗号の技術については、前記の「暗号と情報
セキュリティ」に詳しく述べられている。ここでは、秘
密鍵暗号を、本明細書での記号を用いて簡単に説明す
る。

【００１４】秘密鍵暗号は、暗号化と復号で同一の鍵を
使う方式である。暗号化関数Ｅｎｃｈｉｐｈｅｒ、復号
化関数Ｄｅｃｉｐｈｅｒの間には、

【００１５】

【数１】

【００１６】という関係がある。ここで、Ｍは暗号化さ
れる対象文書、Ｋは鍵と呼ばれる。Ｅｎｃｉｐｈｅｒ
（Ｋ，Ｍ）は文書Ｍの鍵Ｋによる暗号化、Ｄｅｃｉｐｈ
ｅｒ（Ｋ，Ｃ）は暗号文Ｃの鍵Ｋによる復号を表す。暗
号化関数Ｅｎｃｉｐｈｅｒは、暗号文Ｃ＝Ｅｎｃｉｐｈ
ｅｒ（Ｋ，Ｍ）からＫを知らずにＭを復元すること、お
よび文書ＭからＫを知らずにＣを作成することが困難に
なるように設計される。

【００１７】本発明ではさらに、鍵つきハッシュ関数を
用いる。鍵つきハッシュ関数は、Ｃ＝ｈａｓｈ（Ｋ，Ｍ）であり、Ｋを知らずにＭからＣを作成することが困難な
ものである。秘密鍵暗号との相違は、鍵つきハッシュ関
数の場合は復号関数が存在しないことである。

【００１８】以下、本発明の原理を説明する。

【００１９】本発明では、センタのみが知る秘密情報Ｋ
_cをセンタが持ち、これを他に知られないように保持す
る。端末ｉを初期化する際に、端末に、その端末のＩＤ
であるＩＤ_iとその端末だけが持つ秘密情報Ｓ_iを格納
する。ここで、Ｓ_iは、Ｓ_i＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_c，ＩＤ_i）となるように定められる。Ｓ_iはセンタが計算し、端末
に書き込む。

【００２０】センタと端末ｉとが通信を行う場合、セン
タは再びＳ_i＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_c，ＩＤ_i）を計算してＳ_iを得る。端末は、Ｓ_iを保持しているの
で、Ｓ_iをセンタと端末で共有することができる。この
方法を用いればセンタと端末ｉ以外はＳ_iを計算するこ
とはできないため、秘密情報の共有が実現される。

【００２１】

【実施例】次に本発明について図面を参照して詳細に説
明する。

【００２２】図１（ａ）は、本願の第一および第三、第
四の発明におけるセンタおよび端末での初期化の処理の
流れを表す図、図１（ｂ）は、本願の第一および第三、
第四の発明におけるセンタおよび端末での通信開始時の
処理の流れを表す図、図７は本願の第一および第三、第
四の発明の一実施例の構成を表す図である。以下これら
の図に従って本願の第一および第三、第四の発明の実施
例を説明する。

【００２３】センタは、センタだけが持つ秘密情報Ｋ_c
を保持している。センタは、端末の初期化にあたってそ
の端末のＩＤであるＩＤ_iからＳ_i＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_c，ＩＤ_i）を計算する（図１ステップＳ１１）。センタはＩＤ_iと
Ｓ_iを端末に書き込む（図１ステップＳ１２）。ここ
で、センタは単一の装置である必要はない。複数のセン
タが同一の秘密情報Ｋ_cを保持しているような実施も可
能である。

【００２４】例えば、銀行のキャッシュカードに本発明
を実施する場合、銀行の本店および各支店にＫ_cを持
ち、どこの支店であっても正当なＩＤ_iとＳ_iのペアを
持つキャッシュカードを作成できるように実施できる。

【００２５】端末の初期化時に暗号化関数でなく鍵つき
ハッシュ関数を用いる実施も可能である。

【００２６】暗号通信の開始時には、まず端末３６０に
おいて、ＩＤ情報保持装置３９１が端末ＩＤであるＩＤ
_iをネットワークインタフェース３８０に送り、ネット
ワークインタフェース３８０はＩＤ_iをネットワーク３
５０を介してセンタ３００に送る（図１ステップＳ２
１）。また、端末秘密情報保持装置３９２は、端末秘密
情報Ｓ_iを通信用鍵保持装置３９３に送る。これら端末
３６０内の通信はバス３７０を介して行われる。

【００２７】センタ３００においては、ネットワークイ
ンタフェース３３０がネットワーク３５０を介して端末
３６０からＩＤ_iを受取り、変換装置３２０に送る。変
換装置３２０は、センタ秘密情報保持装置３２１からセ
ンタ秘密情報Ｋ_cを受け取り、Ｓ_i＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_c，ＩＤ_i）に従って端末秘密情報Ｓ_iを計算し、通信用鍵保持装置
３２２に格納する（図１ステップＳ２２）。これらセン
タ３００内の通信はバス３１０を介して行われる。端末
は自己の秘密情報Ｓ_iを保持しているから、以上の手続
きで、センタおよび端末が秘密情報Ｓ_iを共有できる。
以後、センタと端末は秘密通信を行うことができる（図
１ステップＳ２３）。センタは、また、Ｓ_iを用いて端
末認証を行うことも可能である。

【００２８】端末初期化時にハッシュ関数を用いる実施
の場合には、暗号通信開始時も同一のハッシュ関数を用
いる。

【００２９】暗号通信を行うセンタは、Ｋ_cを保持して
いれば複数あってもよい。また、端末の初期化処理を行
うセンタと同一であってもよいし、別個のものであって
もよい。

【００３０】銀行のキャッシュカードの例に戻ると、各
キャッシュデイスペンサはＫ_cを保持し、キャッシュカ
ードが挿入されるとＳ_iを計算してカードの認証を行
い、カードの正当性をチェックする。この場合、カード
を発行する装置とキャッシュデイスペンサーは異なる装
置として実施することができる。すなわち、支店が持つ
カード発行装置は、カード発行専用であり、キャッシュ
デイスペンサーはサービス供給専用になる。

【００３１】図３は、本発明を利用するＩＣカードリー
ダの一実施例である。

【００３２】データ出力装置１０１は、カード検出装置
１０３からデータ要求指令を受け取り、データ要求指令
をＩＣカード１００に送る。データ出力装置１０１は、
また、カウンタ１１０から端末ＩＤを分別装置１２１か
ら端末秘密情報を受け取り、端末ＩＤおよび端末秘密情
報をＩＣカード１００に送る。

【００３３】データ入力装置１０２はカード検出装置１
０３からの起動指令を受けて起動し、ＩＣカード１００
から端末ＩＤを受け取り、端末ＩＤを暗号装置１２０へ
送る。

【００３４】カード検出装置１０３は、ＩＣカード１０
０の挿入を検出して、データ出力指令をＲＡＭ１１１に
送り、ＲＡＭ１１１からモード情報を受け取り、不揮発
性メモリ１１２に出力指令を送る。カード検出装置１０
３は、モード情報が「通信」の場合にはデータ出力装置
１０１にデータ要求指令を、データ入力装置１０２に起
動指令を送る。カード検出装置１０３は、モード情報が
「書き込み」の場合には、カウンタ１１０に起動指令を
送る。

【００３５】モード設定インタフェース１０４は、利用
者の入力を受け、モード情報をＲＡＭ１１１に送る。

【００３６】カウンタ１１０は次に書き込むＩＤを保持
している。カウンタ１１０は、カード検出装置１０３か
ら出力指令を受けて起動し、カウンタ１１０が保持する
数値を端末ＩＤとして暗号装置１２０およびデータ出力
装置１０１に送信し、カウンタ１１０が保持する数値に
１を加える。

【００３７】ＩＤ番号を供給する手段として、カウンタ
以外に、入力インタフェースを介して入力する方法や、
あらかじめ定められた関数で、順次ＩＤをつくり出す方
法をとることができる。

【００３８】ＲＡＭ１１１は、モード情報を保持する。
ここで、モード情報は「通信」または「書き込み」であ
る。ＲＡＭ１１１は、モード設定インタフェースからモ
ード情報を受け取り、これを保持する。ＲＡＭ１１１
は、カード検出装置１０３からデータ出力指令を受け取
り、モード情報をカード検出装置１０３に送る。ＲＡＭ
１１１は、分別装置１２１からデータ出力指令を受け取
り、モード情報を分別装置１２１に送る。

【００３９】不揮発メモリ１１２は、センタ秘密情報を
保持する。不揮発メモリ１１２は、カード検出装置１０
３から出力指令を受けて、センタ秘密情報を暗号装置１
２０へ送る。

【００４０】通信鍵用ＲＡＭ１１３は、分別装置１２１
から通信鍵を受け取り保持する。通信鍵用ＲＡＭ１１３
は、ＩＣカードとの通信を行う装置やＩＣカードの認証
を行う装置からアクセス可能に構成される。

【００４１】暗号装置１２０は、カウンタ１１０から端
末ＩＤを不揮発性メモリ１１２からセンタ秘密情報を受
け取り、センタ秘密情報を鍵として端末ＩＤを暗号化し
て端末秘密情報を生成し、端末秘密情報を分別装置１２
１に送る。暗号装置１２０は、また、データ入力装置１
０２から端末ＩＤを不揮発性メモリ１１２からセンタ秘
密情報を受け取り、センタ秘密情報を鍵として端末ＩＤ
を暗号化して端末秘密情報を生成し、端末秘密情報を分
別装置１２１に送る。

【００４２】分別装置１２１は、暗号装置１２０から端
末秘密情報を受け取り、ＲＡＭ１１１に出力指令を送
り、ＲＡＭ１１１からモード情報を受け取る。分別装置
１２１は、モード情報が「通信」の場合には端末秘密情
報を通信鍵用ＲＡＭ１１３に送る。分別装置１２１は、
モード情報が「書き込み」の場合には端末秘密情報をデ
ータ出力装置１０１に送る。

【００４３】ここでは、通信・書き込みの２つのモード
を持つ装置として実施する例を示したが、通信だけを行
う装置、書き込みだけを行う装置の実施も可能である。

【００４４】図２（ａ）は、本願の第二および第三、第
四の発明におけるセンタおよび端末での初期化の処理の
流れを表す図、図２（ｂ）は、本願の第二および第三、
第四の発明におけるセンタおよび端末での通信開始時の
処理の流れを表す図で、図８は本願の第二および第三、
第四の発明の一実施例の構成を表す図である。以下これ
らの図に従って本願の第二および第三、第四の発明の実
施例を説明する。

【００４５】センタは、センタだけが持つ秘密情報Ｋ_cj
（ｊ＝１，２，…，ｎ）を保持している。センタは、端
末の初期化にあたってその端末のＩＤであるＩＤ_iからＳ_ij＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_cj，ＩＤ_i）（ｊ＝１，
２，…，ｎ）を計算する（図２ステップＳ１１１）。センタはＩＤ_i
とＳ_ij（ｊ＝１，２，…ｎ）を端末に書き込む（図２ス
テップＳ１１２）。ここで、センタは単一の装置である
必要はない。複数のセンタが同一の秘密情報リストＫ_cj
（ｊ＝１，２，…，ｎ）を保持する実施も可能である。

【００４６】暗号通信の開始時には、まず端末４６０に
おいて、ＩＤ情報保持装置４９１がＩＤ_iをネットワー
クインタフェース４８０に送る。ネットワークインタフ
ェース４８０は受け取ったＩＤ_iをネットワーク４５０
を介してセンタ４００に送る（図２ステップＳ１２
１）。

【００４７】センタ４００においては、ネットワークイ
ンタフェース４３０は、ネットワーク４５０を介して端
末４６０からＩＤ_iを受け取る。ネットワークインタフ
ェース４３０は、受け取ったＩＤ_iを変換装置４２０に
送る。識別番号決定装置４２３はセンタ秘密情報保持装
置４２１が保持する秘密情報のなかから一つを選ぶ（図
２ステップＳ１２２）。この秘密情報の識別番号をｊと
する。識別番号決定装置４２３は、ｊをセンタ秘密情報
保持装置４２１およびネットワークインタフェース４３
０に送る。センタ秘密情報保持装置４２１は、少なくと
も一つのセンタ秘密情報を保持する。センタ秘密情報保
持装置４２１は、識別番号ｊを識別番号決定装置４２３
から受け取り、ｊに対する秘密情報を変換装置４２０に
送る。変換装置４２０は、ネットワークインタフェース
４３０からＩＤ_iを、センタ秘密情報保持装置４２１か
らセンタ秘密情報Ｋ_cjを受け取り、端末秘密情報Ｓ_ijをＳ_ij＝Ｅｎｃｉｐｈｅｒ（Ｋ_cj，ＩＤ_i）に従って計算する（図２ステップＳ１２２）。変換装置
４２０はＳ_ijを通信用鍵保持装置４２２に格納する。ネ
ットワークインタフェース４３０は、識別番号決定装置
４２３から秘密情報識別番号ｊを受け取り、これをネッ
トワーク４５０を介して端末４６０に送る（図２ステッ
プＳ１２３）。センタ４００内の通信はバス４１０を介
して行われる。

【００４８】端末４６０において、ネットワークインタ
フェース４８０がネットワーク４６０を介してセンタ４
００から識別番号ｊを受け取り、これを端末秘密情報保
持装置４９２に送る。端末秘密情報保持装置４９２は、
ネットワークインタフェース４８０から識別番号ｊを受
け取り、ｊに対応する秘密情報Ｓ_ijを通信用鍵保持装置
４９３に格納する。端末４６０内の通信はバス４７０を
介して行われる。

【００４９】以上の手続きで、センタ４００および端末
４６０が秘密情報Ｓ_ijを共有できる。以後、センタと端
末は秘密通信を行うことができる（図２ステップＳ１２
４）。センタは、また、Ｓ_ijを用いて端末認証を行うこ
とも可能である。

【００５０】本実施例をキャッシュカードの例に適用す
ると、例えば、北海道地区のキャッシュデイスペンサー
はＫ_c1を持ち、東北地区はＫ_c2を持つ、という方法で、
地域毎に異なるセンタ秘密情報を利用することが可能と
なる。何らかの事情で、Ｋ_cjが悪意の利用者に知られた
としても、その秘密情報を用いていない地域のサービス
は安全に保たれる。秘密情報の利用区分は地域でなく、
Ａ銀行はＫ_c1，Ｂ銀行はＫ_c2，…という実施も可能であ
る。また、時刻によって異なる秘密情報を用いる実施例
も考えられる。

【００５１】本実施例についても、暗号関数のかわりに
ハッシュ関数を用いることができる。

【００５２】図４は、ＩＣカード初期化の装置の一実施
例である。

【００５３】データ出力装置１０１ａは、ＩＤ用カウン
タ１１０ａから端末ＩＤを受け取りこれをＩＣカード１
００ａに送る。データ出力装置１０１ａは、さらに、暗
号装置１２０ａから複数のセンタ秘密情報それぞれに対
応する端末秘密情報を順次受け取り、ＩＣカード１００
ａに送る。

【００５４】カード検出装置１０３ａは、ＩＤ用カウン
タ１１０ａおよび秘密情報識別用カウンタ１３０に起動
指令を送る。

【００５５】ＩＤ用カウンタ１１０ａは次に書き込むＩ
Ｄを保持している。ＩＤ用カウンタ１１０ａは、カード
検出装置１０３ａから出力指令を受けて起動し、ＩＤ用
カウンタ１１０ａが保持する数値を端末ＩＤとして暗号
装置１２０ａおよびデータ出力装置１０１ａに送信し、
ＩＤ用カウンタ１１０ａが保持する数値に１を加える。

【００５６】不揮発メモリ１１２ａは、センタ秘密情報
のリストを保持する。不揮発メモリ１１２ａは、秘密情
報識別用カウンタ１３０から秘密情報識別番号を受け取
り、秘密情報識別番号に対応するセンタ秘密情報を暗号
装置１２０ａに送る。

【００５７】暗号装置１２０は、カウンタ１１０ａから
端末ＩＤを受け取り、不揮発性メモリ１１２からセンタ
秘密情報を順次受け取り、各センタ秘密情報を鍵として
端末ＩＤを暗号化した端末秘密情報を生成し、端末秘密
情報を順次データ出力装置１０１ａに送る。

【００５８】秘密情報識別用カウンタ１３０は、カード
検出装置１０３ａから起動指令を受け、不揮発性メモリ
１１２ａに格納されている秘密情報の識別番号を順次生
成し、生成された識別番号を不揮発性メモリ１１２ａに
送る。

【００５９】図５は、本発明をＩＣカードリーダに適用
する場合の一実施例である。

【００６０】データ出力装置１０１ｂは、カード検出装
置１０３ｂからデータ要求指令を受け取り、データ要求
指令をＩＣカード１００ｂに送る。データ出力装置１０
１ｂは、また、識別番号決定装置１４０から秘密情報識
別番号を受け取り、これをＩＣカード１００ｂに送る。

【００６１】データ入力装置１０２ｂはカード検出装置
１０３ｂからの起動指令を受けて起動し、ＩＣカード１
００ｂから端末ＩＤを受け取り、端末ＩＤを暗号装置１
２０ｂへ送る。

【００６２】カード検出装置１０３ｂは、ＩＣカード１
００ｂの挿入を検出して、データ出力カード検出装置１
０３ｂは、データ出力装置１０１ｂにデータ要求指令
を、データ入力装置１０２ｂに起動指令を、識別番号決
定装置１４０に起動指令を送る。

【００６３】不揮発メモリ１１２ｂは、少なくとも一つ
のセンタ秘密情報を保持する。不揮発メモリ１１２ｂ
は、識別番号決定装置１４０から秘密情報識別番号を受
け取り、秘密情報識別番号に対応するセンタ秘密情報を
暗号装置１２０ｂに送る。

【００６４】通信鍵用ＲＡＭ１１３ｂは、暗号装置１２
０ｂから通信鍵を受け取り保持する。通信鍵用ＲＡＭ１
１３ｂは、ＩＣカードとの通信を行う装置やＩＣカード
の認証を行う装置からアクセス可能に構成される。

【００６５】暗号装置１２０ｂは、また、データ入力装
置１０２ｂから端末ＩＤを不揮発性メモリ１１２ｂから
センタ秘密情報を受け取り、センタ秘密情報を鍵として
端末ＩＤを暗号化して端末秘密情報を生成し、端末秘密
情報を通信鍵用ＲＡＭ１１３ｂに送る。

【００６６】識別番号決定装置１４０は、カード検出装
置１０３ｂからの起動指令を受けて起動し、不揮発性メ
モリ１１２ｂが保持するセンタ秘密情報のうちの一つを
選択し、その識別番号を不揮発性メモリ１１２ｂおよび
データ出力装置１０１ｂに送る。

【００６７】ここで、識別番号の決定は、乱数で行って
もよいし、時刻情報をもとにして行ってもよい。また、
不揮発性メモリ１１２ｂが単一の秘密情報だけを持って
いる実施も可能であり、この場合、識別番号決定装置１
４０は、不揮発性メモリ１１２ｂの持つ単一秘密情報の
識別番号を出力することになる。

【００６８】ここでは、通信・書き込みをそれぞれ独立
の装置として実施する例を示したが、図３の実施例と同
様に通信および書き込みのモードをもつ一つの装置とし
ての実施も可能である。

【００６９】図６はＩＣカードを端末として本発明を実
施する一例である。

【００７０】出力装置２００は、ＩＤ保持用不揮発性メ
モリ２１０から端末ＩＤを受け取り、カードリーダ２２
０に送る。

【００７１】入力装置２０１は、カードリーダ２２０か
ら、端末ＩＤおよび端末秘密情報リストを受け取り、端
末ＩＤをＩＤ保持用不揮発性メモリ２１０に、端末秘密
情報リストを秘密情報保持用不揮発性メモリ２１１に書
き込む。

【００７２】入力装置２０１はまた、カードリーダ２２
０からデータ要求指令を受け取り、ＩＤ保持用不揮発性
メモリ２１０に出力指令を送る。入力装置２０１はさら
に、カードリーダ２２０から端末秘密情報識別番号を受
け取り、これを秘密情報保持用不揮発性メモリ２１１に
送る。

【００７３】ＩＤ保持用不揮発性メモリ２１０は、入力
装置２０１から端末ＩＤを受け取り保持する。ＩＤ保持
用不揮発性メモリ２１０は、また、入力装置２０１から
出力指令を受け、端末ＩＤを出力装置２００に送る。

【００７４】秘密情報保持用不揮発性メモリ２１１は、
入力装置２０１から端末秘密情報リストを受け取り、保
持する。秘密情報保持用不揮発性メモリ２１１は、ま
た、入力装置２０１から端末秘密情報識別番号を受け取
り、対応する端末秘密情報を通信鍵用ＲＡＭ２１２に送
る。

【００７５】通信鍵用ＲＡＭ２１２は、秘密情報保持用
不揮発性メモリ２１１から、端末秘密情報を受け取り保
持する。

【００７６】通信鍵用ＲＡＭ２１２は、カードリーダと
の通信を行う装置からアクセス可能に構成される。

【００７７】ここでは、銀行のキャッシュカードに実施
する例を述べたが、電話・交通手段など広い用途に用い
られているプリペードカードにも同様に実施することが
できる。また、スキーリフト等で用いられている非接触
型のＩＣカードと料金徴収装置の間の通信に実施するこ
ともできる。

【００７８】また、高速道路の料金徴収のため車載端末
と路側装置の通信を行う方法への実施も可能である。こ
の場合、車載端末をプリペードカードとして実現する実
施の他、車載端末の利用者を登録しておいて、後日料金
を徴収する方法も考えられる。

【００７９】

【発明の効果】本発明により、センタは各端末の秘密情
報リストをもたずに、端末との秘密通信および端末認証
を行うことができる。また、ＩＤ利用の鍵共有と異な
り、高速な秘密鍵暗号やハッシュ関数を用いることが可
能なため、大きな計算量は不要になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願の第一および第三、第四の発明に
おけるセンタおよび端末における初期化時および通信開
始時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図２】図２は、本願の第二および第三、第四の発明に
おけるセンタおよび端末における初期化時および通信開
始時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図３】図３は、本願の第一の発明をカードリーダに適
用する実施例を表す図である。

【図４】図４は、本願の第二の発明のための初期化を行
う装置の例を示す図である。

【図５】図５は、本願の第二の発明をカードリーダに適
用する実施例を表す図である。

【図６】図６は、本願の第二の発明をＩＤカードに適用
する実施例を表す図である。

【図７】図７は、本願の第一の発明の実施例を表す図で
ある。

【図８】図８は、本願の第二の発明の実施例を表す図で
ある。

【符号の説明】

１００，１００ａ，１００ｂＩＣカード１０１，１０１ａ，１０１ｂデータ出力装置１０２，１０２ｂデータ入力装置１０３，１０３ａ，１０３ｂカード検出装置１０４モード設定インタフェース１１０カウンタ１１０ａＩＤ用カウンタ１１１ＲＡＭ１１２，１１２ａ，１１２ｂ不揮発性メモリ１１３，１１３ｂ通信鍵用ＲＡＭ１２０，１２０ａ，１２０ｂ暗号装置１２１分別装置１３０秘密情報識別用カウンタ１４０識別情報決定装置２００出力装置２０１入力装置２１０ＩＤ保持用不揮発性メモリ２１１秘密情報保持用不揮発性メモリ２１２通信鍵用ＲＡＭ２２０カードリーダ３００，４００センタ３１０，４１０バス３２０，４２０変換装置３２１，４２１センタ秘密情報保持装置３２２，４２２通信用鍵保持装置４２３識別番号決定装置３３０，４３０ネットワークインタフェース３５０，４５０ネットワーク３６０，４６０端末３７０，４７０バス３８０，４８０ネットワークインタフェース３９１，４９１ＩＤ情報保持装置３９２，４９２端末秘密情報保持装置３９３，４９３通信用鍵保持装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センタと複数の端末が暗号通信を行う際の
暗号鍵管理装置であって、前記センタにおいては、センタ秘密情報を保持する記憶
手段と、暗号化および復号にあたって通信相手の端末の
ＩＤを受信するネットワークインタフェースと、該端末
のＩＤを前記センタ秘密情報を用いて変換して通信用鍵
を生成する変換装置と、該通信用鍵を保持する通信用鍵
保持装置と、を具備し、前記通信相手の端末においては、自己のＩＤを保持する
装置と、該自己のＩＤを前記センタ秘密情報を用いて変
換した結果である端末秘密情報を保持する記憶装置と、
前記自己のＩＤを前記センタに送信するネットワークイ
ンタフェースと、該端末秘密情報を通信用の鍵として保
持する装置と、を具備すること、を特徴とする暗号鍵管理装置。
【請求項２】センタと複数の端末が暗号通信を行う際の
暗号鍵管理装置であって、前記センタにおいては、少なくとも一つのセンタ秘密情
報を保持する記憶手段と、暗号化および復号にあたって
通信相手の端末のＩＤを受信し前記センタ秘密情報の中
で通信に用いる識別番号を端末に送信するネットワーク
インタフェースと、識別番号を決定する装置と、前記端
末のＩＤを前記識別番号に対応する前記センタ秘密情報
を用いて変換して通信用鍵を生成する変換装置と、該通
信用鍵を保持する通信用鍵保持装置と、を具備し、前記通信相手の端末においては、自己のＩＤを保持する
装置と、該自己のＩＤを前記センタ秘密情報を用いて変
換した結果である端末秘密情報のリストを保持する記憶
装置と、前記自己のＩＤを前記センタに送信し、前記識
別番号を受信するネットワークインタフェースと、前記
識別番号に対応する端末秘密情報を通信用の鍵として保
持する装置と、を具備すること、を特徴とする暗号鍵管理装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２の暗号鍵管理装置に
おいて、前記端末ＩＤから鍵を生成する変換として秘密
鍵暗号を利用することを特徴とする暗号鍵管理装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２の暗号鍵管理装置に
おいて、前記端末ＩＤから鍵を生成する変換としてハッ
シュ関数を利用することを特徴とする暗号鍵管理装置。