JPH09107350A - 機器間通信保護装置 - Google Patents

機器間通信保護装置

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JPH09107350A
JPH09107350A JP7261241A JP26124195A JPH09107350A JP H09107350 A JPH09107350 A JP H09107350A JP 7261241 A JP7261241 A JP 7261241A JP 26124195 A JP26124195 A JP 26124195A JP H09107350 A JPH09107350 A JP H09107350A
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Makoto Tatebayashi
誠 館林
Natsume Matsuzaki
なつめ 松崎
Toshiharu Harada
俊治 原田
Motoji Omori
基司 大森
Masayuki Kozuka
雅之 小塚
Kazuhiko Yamauchi
一彦 山内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル著作物再生装置と表示装置との間
を結ぶディジタルリンクの認証と暗号化を行ってコピー
を防止する。 【解決手段】 暗号アルゴリズムとして「置換」の性質
をもつものを考える。このときある暗号化変換E(K,)に
対応する復号変換D(K,)は、それ自身暗号変換となる。
つまり、D(K,E(K,X))=XのときE(K,D(K,X))=Xとなる。こ
のことにより第１の機器には暗号器Eのみ、第２の機器
には復号器Dのみを備えて双方向認証することができ
る。その結果、(1)１つの機器には暗号器または復号器
の一方だけでいいのでコンパクトになり、(2)暗号器は
厳重に管理し、復号器は緩い管理にしても、復号器-復
号器間の認証通信ができないので全体を厳重に管理でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタル著作物な
どを処理する機器が分離しており通信リンクを介して結
合されているときその通信路上のデータが不正にコピー
されたり改変されたりすることを防ぐ方式と装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】通信路を介して通信されているデータが
通信路上で不正にコピーされたり改変されることを防ぐ
ことが必要となる場合が数多くある。例えば、映画など
の著作物がディジタル化されさらに情報圧縮され、さら
に光ディスク上にディジタル記録されており、これが光
ディスク再生装置により電気情報として取り出され、さ
らに情報伸長装置により圧縮されていたディジタル情報
が伸長され、これが映像音響再生装置により再生される
場合を考える。ここで光ディスク再生装置と情報伸長装
置は別々の機器として分離しており、その間がディジタ
ル通信路によりデータ通信される場合、この通信データ
が著作者の許可なくディジタル情報記録装置により記録
され、さらにディジタル情報複製装置により複製される
ものであれば、その映画の著作物が不正に複製されるこ
とになり、著作権の侵害が起こる。従って通信路を介し
て通信されているデータが通信路上で不正にコピーされ
ることが防がれなければならない。機器内の回路や部品
の仕様が一般には公開されないのに対し、データ通信の
ための電気的特性や信号形式は一般に公開される場合が
多いので通信路におけるデータの不正コピーやそれに引
き続くデータの改変が大きな問題になる。
【０００３】このような機器間通信保護装置の構成法に
ついては従来より様々なものが知られている。最も代表
的なものは相手認証技術を用いるものである。これは基
本的にはデータを送出する側が受信する側の正当性を認
証し、正当な受信者であることが確認できたときのみに
データを送信することによりデータが不正な機器に受信
されることがないようにするものである。この場合の受
信者のように自らの正当性を証明する側を証明者と呼
び、またこの場合の送信者のように相手の正当性を確認
する側を認証者と呼ぶ。
【０００４】前述の光ディスク記録再生に関わる機器の
ような場合、特定の機器の間で認証が行われるというよ
りも、光ディスク関連機器の業界によって定まる規格に
従って作成されたかどうかが問題となる。従ってこの場
合、「正当性」とは「所定の規格に準拠すること」を意
味する。
【０００５】従来の技術の一例として国際標準規格ＩＳ
Ｏ／ＩＥＣ９７９８−２に記載される暗号技術を用いた
一方向認証方法がある。この認証方法は証明者が認証鍵
と呼ばれる秘密のデータを持つことを、その鍵自身を知
らせることなく証明者に対して証明することを基本とし
ている。そのためにまず認証者があるデータを選びこれ
を証明者に対して投げかける。これをチャレンジを呼
ぶ。これに対し証明者がある暗号変換を保有し前記認証
鍵を用いて前記チャレンジデータを暗号化する。このよ
うに暗号化されたデータをレスポンスとして認証者に対
して返す。このレスポンスを受信した認証者は前記暗号
変換の逆変換である復号変換と認証鍵を共有しており、
このレスポンスを前記認証鍵を用いて前記復号変換によ
って復号する。この結果が前記チャレンジと一致すれば
受信者は正規の認証鍵を持つものと判断し、証明者の正
当性を認証する。一方向認証とは一方の側がその正当性
を他方に証明することを意味している。
【０００６】暗号変換Tとは、鍵情報Kにより定まる平文
集合から暗号文集合への写像である。平文をXとしたと
き暗号文を T(K,X)と書く。同じ鍵情報Ｋにより定まる
暗号文集合から平文集合への写像である逆変換TINVとの
間には、 TINV(K,T(K,X)) = X の関係がある。これは平文Ｘを暗号変換し、これを逆変
換すると元に戻ることを意味している。暗号の場合、暗
号変換の逆変換を特に復号変換と呼ぶ。暗号変換である
ためには鍵Ｋの知識がないときにT(K,X)からXを求める
ことが必要である。以降では慣例により暗号変換をE(K,
)、復号変換をD(K, )と記す。
【０００７】図６は前記規格に記載されている認証方法
を実現する装置の一例である。図６において、１０は第
１の機器、１１は乱数発生部、１２はある暗号アルゴリ
ズムの復号器、１３は第２の機器の認証鍵K2を格納する
第１の認証鍵格納部、１４はデータ比較部、１５は著作
物送信ゲート、１６は著作物データ格納部である。１１
から１６は第１の機器１０の構成要素である。２０は通
信路である。３０は第２の機器、３２は前記暗号アルゴ
リズムの暗号器、３３は第２の機器の認証鍵K2を格納す
る第２の認証鍵格納部、３４は著作物データ処理部であ
る。３２から３４は第２の機器３０の構成要素である。
【０００８】この従来の一方向認証方法の動作を図７の
動作説明図に従い説明する。 （１）第１の機器１０が通信路２０を介して第２の機器
３０に対して著作物データ格納部１６に格納されている
著作物データを送信しようとする場合、まず第１の機器
１０は乱数発生部１１において乱数Rを生成する。そし
てこれをチャレンジデータCHAとして通信路２０に対し
て送出する。
【０００９】CHA = R （２）第２の機器３０はこの乱数を受けとると、この乱
数を平文とし、第２の認証鍵格納部３３に格納されてい
る認証鍵K2を暗号鍵として暗号器３２により暗号化す
る。そしてその結果RESをレスポンスとして通信路に対
して送出する。
【００１０】RES = E(K2, CHA) （３）この電文RESを受けとった第１の機器１０はこの
レスポンスデータRESを暗号文とし、第２の機器の認証
鍵格納部１３に格納されている認証鍵K2を復号鍵として
復号部１２において復号する。
【００１１】D(K2,RES) = RR そしてこの結果をデータ比較部１４において乱数発生部
１１に一時保管されている乱数Rと比較する。これが一
致すれば通信相手は第２の機器３０の認証鍵を保有する
ものと考え、通信相手が正当なものであると認証して
（４）に進む。一方一致しなければ通信相手が正当なも
のではないものと判断して処理を中断する。 （４）このように第１の機器１０が第２の機器３０を正
当なものとみなせば、第１の機器は著作物データ格納部
１６に格納されている著作物データを通信路２０を介し
て第２の機器３０に伝達する。これを受信した第２の機
器３０はこの著作物データを著作物データ処理部３４に
おいて処理される。
【００１２】もしも、第２の機器の代わりに第２の機器
の認証鍵を有さない第３の機器が通信路２０に接続され
ている場合、その第３の機器は上記ステップ（２）で正
しい値のデータを作成することができない。従って第１
の機器は上記ステップ（３）で通信相手が正しくない機
器であるものと判断する。このようにして著作権のある
データは不正な機器に伝送されることがない。
【００１３】なお、第１の機器と第２の機器の間でいつ
も同じチャレンジとレスポンスデータが用いられるなら
ばこれを利用して不正な第３の機器が第２の機器になり
すますことが考えられる。これを避けるために第１の機
器からは毎回異なるチャレンジを送る。
【００１４】しかしながら、上記に示したように第１の
機器が正規の認証鍵を持つ第２の機器を認証した後著作
権データを通信路２０を介して第２の機器に伝送してい
る最中に、この通信路上のデータを抜きとり、これを例
えばハードディスク装置に記憶することが考えられる。
もちろんこのためには通信路上の信号の電気的特性やデ
ータ形式などの知識が必要であるがこれは特に秘密にさ
れている情報ではないのでディジタルデータの抜きとり
は技術的に十分に可能である。同様にしてこのようにハ
ードディスク装置に記憶されているデータを正規の認証
鍵を有する第２の機器に対して送出することも可能であ
る。従って、上記の一方向認証方法だけでは著作権デー
タの保護は不完全である。この課題を解決するために
は、第１の機器が第２の機器の正当性を確認すると同時
に第２の機器が第１の機器の正当性を確認することが必
要となる。
【００１５】このように上記の一方向認証を組み合わせ
て双方向認証を行なう方法も上記国際標準規格に述べら
れている。
【００１６】図８はこの双方向認証方式を実現する装置
の一例を示すものである。但し、ここでは双方向認証方
式を実現するのみならず、双方向認証の処理の結果、２
つの機器にランダムな鍵が共有されるようになってい
る。この共有鍵はこの認証プロトコルに引続き行なわれ
る暗号通信のための暗号／復号鍵に用いられるものであ
る。
【００１７】図８において、４０は第１の機器、４１は
第１の乱数発生部、４２は第１の暗号アルゴリズムの復
号器、４３は第２の機器の認証鍵K2を格納する第１の認
証鍵格納部、４４は第１のデータ分離部、４５は第１の
データ比較部、４６は第３の乱数発生部、４７は第２の
暗号アルゴリズムの暗号器、４８は第１の機器の認証鍵
K1を格納する第２の認証鍵格納部である。４９は第１の
共有鍵一時格納部、５０はデータ暗号器、５１は著作物
データ格納部、５２は第１のデータ連結部である。４１
から５２は第１の機器４０の構成要素である。５５は通
信路である。６０は第２の機器、６１は前記第１のアル
ゴリズム復号器４２に対応する第１の暗号アルゴリズム
の暗号器、６２は第２の機器の認証鍵K2を格納する第３
の認証鍵格納部、６３は第２の乱数発生部、６４は前記
第２の暗号アルゴリズムの復号器、６５は第１の機器の
認証鍵K1を格納する第４の認証鍵格納部、６６は第２の
データ分離部、６７は第２のデータ比較部、６８は第２
の共有鍵一時格納部、６９はデータ復号器、５８は第２
のデータ連結部、５９は著作物データ処理部である。６
１から６９、５８、５９は第２の機器６０の構成要素で
ある。
【００１８】この従来の双方向認証方法の動作を図９の
動作説明図に従い説明する。 （１）まず、第１の機器４０は第１の乱数発生部４１に
おいて乱数R1を生成する。これは第１のチャレンジCHA1
としての意味を持つ。そしてこれを通信路５５に対して
送出する。 （２）第２の機器６０はこの乱数R1を受けとると、第２
の乱数発生器６３において第２の乱数R2を発生し、第２
のデータ連結部５８において第１の乱数R1と第２の乱数
R2の連結R1||R2を作成する。そしてこれを平文とし、第
３の認証鍵格納部６２に格納されている第２の機器の認
証鍵K2を暗号鍵として第１の暗号アルゴリズムの暗号器
６１により暗号化する。
【００１９】RESCHA = E(K2, R1||R2) ここでR2は第２のチャレンジとしての意味を持つ。暗号
化した結果は第１のチャレンジに対するレスポンスおよ
び第２のチャレンジの両方の意味を持つ。そしてその結
果RESCHAを通信路５５に対して送出する。 （３）この電文RESCHAを受けとった第１の機器４０はこ
れを暗号文とし、第１の認証鍵格納部４３に格納されて
いる第２の機器の認証鍵K2を復号鍵として第１の復号部
４２において復号する。
【００２０】D(K2,RESCHA) = X1 そしてその結果X1を第１のデータ分離部４４に入力す
る。第１のデータ分離部４４は入力されたデータを第１
の乱数部分RR1と第２の乱数部分のデータRR2に分離す
る。
【００２１】X1 : RR1 || RR2 そして第１の乱数部分のデータRR1を第１のデータ比較
部４５に対して送出する。第１のデータ比較部４５はこ
のデータRR1を第１の乱数発生部４１に一時記憶されて
いる乱数R1と比較する。これが一致すれば通信相手が第
２の機器６０の認証鍵K2を持っていることを証明したも
のと考え、通信相手が間違いなく第２の機器６０である
ものと認証し（４）に進む。もしも一致しなければここ
で認証処理を中断する。 （４）第３の乱数発生部４６は第３の乱数Kを発生す
る。そして第１のデータ連結部５２は第１のデータ分離
部４４において分離された第２の乱数部分のデータRR2
とこの乱数Kを連結しその結果RR2||Kを第２の暗号アル
ゴリズムの暗号器４７に渡す。暗号器４７はこれを平文
とし、第２の認証鍵格納部４８に格納されている第１の
機器の認証鍵K1を暗号鍵として暗号化する。
【００２２】RES2 = E(K1,RR2||K) その結果RES2を通信路５５に対して送出する。 （５）この電文を受けとった第２の機器６０はこのレス
ポンスデータRES2を暗号文とし、第４の認証鍵格納部６
５に格納されている第１の機器の認証鍵K1を復号鍵とし
て第２の暗号アルゴリズムの復号部６４において復号す
る。
【００２３】D(K1,RES2) = X2 そしてその結果X2を第２のデータ分離部６６に入力す
る。第２のデータ分離部６６は入力されたデータを第２
の乱数部分RRR2と第３の乱数部分KKのデータに分離す
る。
【００２４】X2 : RRR2 || KK そして第２の乱数部分のデータRRR2を第２の比較部６７
に対して送出する。第２の比較部６７はこのデータRRR2
を第２の乱数発生部６３に一時記憶されている乱数R2と
比較する。これが一致すれば通信相手は第１の機器４０
の認証鍵K1を持っていることを証明したものと考え、通
信相手が間違いなく第１の機器４０であることを認証す
る。そして（６）に進む。もしも一致しなければ認証は
失敗したものとして認証処理を終る。 （６）第２のデータ分離部で分離された第３の乱数KK
（これはKに等しいことが確認されている）を第２の共
有鍵一時格納部６８に設定する。そして第１の機器４０
に対して認証した旨の信号を送る。 （７）第２の機器６０から認証した旨の信号を受けた第
１の機器４０は第３の乱数発生部４６で生成した乱数K
を第１の共有鍵一時格納部４９に転送する。そしてデー
タ暗号器５０は著作物データ格納部５１から入力される
著作物データをこの乱数Kを暗号鍵として用いて暗号化
しその結果を通信路５５に対して送出する。 （８）この電文を受け取った第２の機器６０はデータ復
号器６９に入力されるデータを第２の共有鍵一時格納部
６８に格納されているデータを復号鍵として復号しこれ
を著作物データ処理部５９に対して出力する。
【００２５】第１の機器４０と第２の機器６０がどちら
も正当なものであれば共有鍵一時格納部６８に格納され
ているデータは前記第１の共通鍵一時格納部に格納され
ているデータと等しくなるので（７）のステップで暗号
化されたデータが正しく復号される。
【００２６】もしも第１の機器が正規の認証鍵を有し、
第２の機器が正規の認証鍵を有していない場合、ステッ
プ（３）で第１の機器は通信相手が正規の認証鍵を有し
ていないものと判断し、認証処理を中断できる。また第
１の機器が正規の認証鍵を有しておらず、第２の機器は
正規の認証鍵を有している場合、ステップ（５）におい
て第２の機器は通信相手が正規の認証鍵を有していない
ものと判断し、認証処理を中断する。このようにして著
作権データが不正な機器に流出することとともに不正な
機器から正規の機器に流入することが防止できる。
【００２７】また、第１の機器も第２の機器も正当な認
証鍵を有している場合で、認証処理が完了し、ステップ
（７）（８）において著作権データが通信路上を伝送さ
れているものを電気的にコピーしてディジタル蓄積装置
に蓄積したとしてもそのディジタルデータは暗号化され
ており、無意味なものなので著作権データを有効に保護
できる。
【００２８】以上の説明においては第１の機器による第
２の機器の認証には第１の暗号アルゴリズムを用い、第
２の機器による第１の機器の認証には第２の暗号アルゴ
リズムを用いるものとした。このように別の暗号アルゴ
リズムを用いるのではなくそれぞれに同じ暗号アルゴリ
ズムを用いてもよい。この場合、第１の暗号アルゴリズ
ムの復号器４２と第２の暗号アルゴリズムの復号器６４
とは同一のものとなる。以下ではこれを復号器と呼ぶ。
同様に第１の暗号アルゴリズムの暗号器６１と第２の暗
号アルゴリズムの暗号器４７は同一のものとなる。以下
ではこれを暗号器と呼ぶ。
【００２９】以上のように暗号アルゴリズムを用いた双
方向認証が首尾よく行われるには、第１の機器および第
２の機器の内部に格納されている認証鍵が不正を行おう
とするものに容易に分からないことが前提となる。この
ために最も効果的な方法は、上記の暗号器と第１のまた
は第２の機器の認証鍵の一対を同じ集積回路の中に封じ
込めて実現するものである。こうすれば、その集積回路
の解析には多大な労力がかかるので認証鍵が容易には分
からないこととなる。同様に復号器と第１または第２の
機器の認証鍵の一対を同じ集積回路の中に封じ込める。
【００３０】上記の例では第１の機器では復号器と第２
の機器の認証鍵の対、暗号器と第１の機器の認証鍵の対
が必要となり、第２の機器では暗号器と第２の認証鍵の
対、復号器と第１の機器の認証鍵の対が必要となる。ま
た、機器の認証鍵についても第１の機器と第２の機器の
違いは重要ではなく、ある特定の基準を満たす機器であ
ることを他と区別する必要だけがある場合であったとし
ても、第１の機器にも第２の機器にも暗号器と認証鍵の
対、および復号器と認証鍵の対が各１対必要となる。
【００３１】このように従来の機器間相互認証方式にお
いて特定の規格を満たす機器であることを相互に認証を
行なう場合、各機器ごとに暗号器と認証鍵の対、および
復号器と認証鍵の対、の２つの集積回路が必要となり機
器のコストアップにつながるという問題点を有するもの
であった。
【００３２】上述のように特定規格を満たす機器である
ことを機器同士が確認して著作権データが規格外の機器
に流出することを防止するためには、暗号器と認証鍵の
対、および復号器と認証鍵の対の集積回路を設けること
が効果的である。この場合、これらの集積回路はある管
理の下で機器製造者に配布されなければならない。その
管理とは正規の機器の製造にのみこれらの集積回路が利
用されることを目的とした管理である。ところが、複数
の機器製造者が存在する場合このような管理を完全に実
施することは難しい。必ず、これらの集積回路を用いて
不正な機器が製造される可能性がある。以下ではこの場
合どのようなことが起こるかを考察する。
【００３３】暗号器・認証鍵対、および復号器・認証鍵
対の各一対があれば正規の機器から著作権データを吸い
上げる機器が実現できることは明らかである。ある不正
な機器製造者がこのようにして不正なディジタル情報記
録再生装置を作成したものとする。この装置は情報記録
装置として動作するときには正規の機器から著作権デー
タを吸い上げる。そして情報再生装置として動作すると
きには正規の機器に対して著作権データを吐き出す。こ
のようにして著作権データの不正なコピーが可能とな
る。このことは、暗号器・認証鍵対と復号器・認証鍵対
の両方を持つことに起因しているのである。
【００３４】このように、従来の機器間通信保護装置を
実現しようとすると、不正な情報機器の製造を制限する
ことが困難であるという問題点を有するものであった。
【００３５】また、従来の機器間通信のためには、通信
リンクにより結合される機器の間でコマンドフェーズと
データ伝送フェーズを備えたものはあったが、前述のよ
うなコンパクトさと安全性を備えた特徴を持つものは存
在しなかった。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の機器間通
信保護装置にあった上記のような欠点を改善するために
なされたものであり、請求項１に係る発明は、通信リン
クにより結合される機器の間で、暗号変換およびその逆
変換を用いたチャレンジ・レスポンス型の認証プロトコ
ルにより通信相手が適切な認証鍵をもつことを確認して
通信相手の正当性を認証し通信リンク上のデータの保護
を行う装置であって、前記暗号変換は平文全体の集合上
への置換とし、一方の機器では前記認証プロトコルにお
いて暗号変換であるのみを行ない、他方の機器において
は前記プロトコルにおいて前記暗号変換の逆変換のみを
行なう手段を有している。
【００３７】請求項２に係る発明は、通信リンクにより
結合される機器の間で、暗号変換およびその逆変換を用
いたチャレンジ・レスポンス型の認証プロトコルにより
通信相手が適切な認証鍵をもつことを確認して通信相手
の正当性を認証するとともに共通の暗号鍵を共有しこの
暗号鍵を用いて暗号通信を行って通信リンク上のデータ
の保護を行う装置であって、前記暗号変換は平文全体の
集合上への置換であり、一方の機器では前記認証プロト
コルにおいて暗号変換のみを行ない、他方の機器におい
ては前記プロトコルにおいて前記暗号変換の逆変換のみ
を行なう手段を有している。
【００３８】請求項３に係る発明は、請求項１および２
の発明において、前記暗号変換および前記認証鍵からな
る暗号変換モジュールと前記逆変換と前記認証鍵からな
る逆変換モジュールをそれぞれモジュール外部からは前
記暗号変換、前記逆変換および前記認証鍵が解析できな
いような構成とし、一方のモジュールを他方とは異なる
管理基準の下に提供することを特徴としている。
【００３９】請求項４に係る発明は、請求項３の発明に
おいて、前記暗号変換、前記逆変換、および前記認証鍵
とはそれぞれ異なる第２の暗号変換とこれに対応する第
２の逆変換と第２の認証鍵からなるモジュールをモジュ
ール外部からは前記第２の暗号変換と前記第２の逆変換
と前記第２の認証鍵が外部からは解析できないような構
成とし、これを通信リンクを介して通信する両方の機器
に備え、これを前記認証プロトコルにおいて前記両方の
機器において併用するものであり、前記変換モジュール
および前記逆変換モジュールよりも厳しい管理基準の下
に提供することを特徴としている。
【００４０】請求項５に関わる発明は、請求項２の発明
において、通信リンクにより結合される機器の間で、コ
マンドフェーズとデータ伝送フェーズを備えており、前
記コマンドフェーズで伝送するコマンドに認証と暗号鍵
共有を起動するコマンドと、暗号通信コマンドを追加
し、前記コマンドフェーズで認証と暗号鍵の共有を起動
するコマンドを指定した場合に、続くデータ伝送フェー
ズで前記機器の間で通信相手の正当性を認証する処理
と、その処理の結果として共通の暗号鍵の共有を行な
い、次に暗号通信コマンドを指定した場合に、続く前記
データ伝送フェーズで、前記共有した暗号鍵を用いてデ
ータを暗号変換して伝送する構成としている。
【００４１】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、一旦リンクを分断して再度リンクを確立する機能を
備え、分断前に再度リンクを確立する際の通信相手の正
当性認証と暗号鍵共有と暗号伝送の、すべてまたは一部
に関する情報を共有する手段を有している。
【００４２】
【発明の実施の形態】請求項１の発明は前記の構成をと
ることにより、認証プロトコルを実現するとき、一方の
機器では暗号変換のみを行ない、他方の機器においては
前記暗号変換の逆変換のみを行なうことが可能となり、
暗号変換とその逆変換の両方を有する必要がなくコンパ
クトに実現できるようになった。
【００４３】請求項２の発明は前記の構成をとることに
より、認証および鍵共有プロトコルを実現するとき、一
方の機器では暗号変換のみを行ない、他方の機器におい
ては前記暗号変換の逆変換のみを行なうことが可能とな
り、暗号変換とその逆変換の両方を有する必要がなくコ
ンパクトに実現できるようになった。
【００４４】請求項３の発明は前記の構成をとることに
より、暗号変換モジュールと暗号モジュール間、復号モ
ジュールと復号モジュール間では認証ができないため、
暗号モジュールまたは復号モジュールの一方の提供を厳
重に管理することにより、装置間通信保護の効力を高め
ることができる。
【００４５】請求項４の発明は前記の構成をとることに
より、前記暗号モジュールおよび復号モジュールとは異
なる別のモジュールをより厳密な管理状態で提供するこ
とにより、装置間通信保護の効力を高めることができ
る。
【００４６】請求項５および６の発明は前記の構成をと
ることにより、機器間通信装置に正当性認証と暗号鍵共
有と暗号伝送の保護機能のすべてまたはその一部の機能
を追加することができる。
【００４７】（実施例１）図１は本発明の機器間通信保
護装置の第１の実施例を示すブロック図である。
【００４８】図１において、７０は第１の機器、７１は
第１の乱数発生部、７２は下記の条件を満たす暗号変換
の暗号器、７３は機器認証鍵を格納する第１の認証鍵格
納部であり、７２と７３は暗号モジュール７４として集
積回路の形で一体化されている。７５は第１のデータ分
離部、７６は第１のデータ比較部、７７は第３の乱数発
生部、７８は第１のデータ連結部、７９は第１の共有鍵
一時格納部、８０はデータ暗号器、８１は著作物データ
格納部である。７１から８１は第１の機器の構成要素で
ある。８５は通信路である。９０は第２の機器、９１は
前記暗号変換の復号器、９２は機器認証鍵を格納する第
２の認証鍵格納部であり、９１と９２は復号実現モジュ
ール９３として集積回路の形で一体化されている。９４
は第２の乱数発生部、９５は第２のデータ連結部、９６
は第２のデータ分離部、９７は第２のデータ比較部、９
８は第２の共有鍵一時格納部、９９はデータ復号器、８
９は著作物処理部である。９１から９９、８９は第２の
機器の構成要素である。
【００４９】ここで前記暗号変換の満たすべき条件を述
べる。暗号変換をＥ、Ｅに対する逆変換（復号変換）を
Ｄとする。このとき，Ｅは平文全体の集合Ｓ１から暗号
文全体の集合Ｓ２への写像，そしてＤはＳ２からＳ１へ
の写像と考えられる。この時、ＥがＳ１上の置換である
ことが満たすべき条件である。
【００５０】写像Ｅが置換であるとは、以下の条件を満
たすときにいう： （１）Ｓ１＝Ｓ２、（２）Ｅが単射である、（３）Ｅが
全射である。
【００５１】ここでＥが単射であるとは、「Ｓ１の元
ｘ、ｙに対して、Ｅ（ｘ）＝Ｅ（ｙ）である場合は、ｘ
＝ｙの場合に限る」ことをいう。またＥが全射であると
は、「任意のＳ２の元ｚに対して、あるＳ１の元ｗが存
在して、Ｅ（ｗ）＝ｚを満たす」ことをいう。このと
き、Ｅの復号アルゴリズムＤもＳ１上の置換となる。
【００５２】次にＥがＳ１上の置換である場合に満たす
性質について述べる。まず全射Ｅが暗号アルゴリズム
で、ＤがＥに対する復号アルゴリズムであることから、
任意のＳ１の元ｘ、すなわち平文ｘ、に対して、暗号文
Ｅ（ｘ）がＥの復号アルゴリズムＤで平文ｘに復号され
るのであるから、 Ｄ（Ｅ（ｘ））＝ｘ −−（＊１） が成り立つ。ここで，Ｓ１＝Ｓ２であるから任意のＳ１
の元ｘ、すなわち平文ｘ、に対して、Ｄ（ｘ）はＳ１の
元となるから、上記（＊１）式のｘとしてＤ（ｘ）を取
ると、 Ｄ（Ｅ（Ｄ（ｘ）））＝Ｄ（ｘ） −−（＊２） が成り立つ。今、Ｅ、ＤがＳ１上の置換であるから、Ｄ
は単射である。よって式（＊２）から、 Ｅ（Ｄ（ｘ））＝ｘ −−（＊３） が成り立つ。すなわち、ある平文ｘに対してＤという
（復号）変換を行った結果に対してＥという逆変換を行
った結果は元に平文に戻る。このように、変換Ｄが一種
の暗号変換になることが重要なポイントである。
【００５３】この実施例の機器間通信保護装置の動作を
図２の動作説明図に従い説明する。本実施例は請求項２
に対応するものである。 （１）まず、第１の機器７０は第１の乱数発生部７１に
おいて乱数R1を生成する。これは第１のチャレンジCHA1
としての意味を持つ。そしてこれを通信路８５に対して
送出する。 （２）第２の機器９０はこの電文CHA1（その内容は乱数
R1である）を受けとると、第２の乱数発生器９４におい
て第２の乱数R2を発生し、第２のデータ連結部９５にお
いて第１の乱数R1と第２の乱数R2を連結しこれを平文と
し、第２の認証鍵格納部９２に格納されている機器認証
鍵KSを復号鍵として復号器９１により復号変換する。
【００５４】RESCHA = D(KS,R1||R2) ここで平文を復号変換するとは一種の暗号化を行うこと
を意味しており、その出力は乱数のように見える。ここ
でR2は第２のチャレンジとしての意味を持つ。復号化し
た結果は第１のチャレンジに対するレスポンスと第２の
チャレンジの両方の意味を持つ。そしてその結果を通信
路８５に対して送出する。 （３）この電文RESCHAを受けとった第１の機器７０はこ
のレスポンスデータを暗号文とし、第１の認証鍵格納部
７３に格納されている機器認証鍵KSを暗号鍵として暗号
器７２において暗号変換する。
【００５５】X1 = E(KS,RESCHA) この場合の暗号変換とは前記復号変換の逆変換、すなわ
ち復号化することに他ならない。そしてその結果X1を第
１のデータ分離部７５に入力する。第１のデータ分離部
７５は入力されたデータを第１の乱数部分RR1と第２の
乱数部分RR2のデータに分離する。
【００５６】X1 : RR1 || RR2 そして第１の乱数部分のデータRR1を第１のデータ比較
部７６に対して送出する。第１のデータ比較部７６はこ
のデータRR1を第１の乱数発生部７１に一時記憶されて
いる乱数R1と比較する。これが一致すれば通信相手が正
規の機器認証鍵KSを持っていることを証明したものと考
え、通信相手が間違いなく正規機器であるものと認証し
（４）に進む。もしも一致しなければここで認証処理を
中断する。 （４）第３の乱数発生部７７は第３の乱数Kを発生す
る。第１のデータ連結部７８は第１のデータ分離部７５
において分離された第２の乱数部分のデータRR2とこの
乱数Kを連結し、これを暗号器７２に送り、暗号器７２
はこの連結されたデータを平文とし、第１の認証鍵格納
部７３に格納されている機器認証鍵KSを暗号鍵として暗
号変換する。
【００５７】RES2 = E(KS,RR2||K) そしてこの結果（第２のレスポンス）を通信路５５に対
して送出する。 （５）この電文RES2を受けとった第２の機器６０はこの
レスポンスデータを暗号文とし、第２の認証鍵格納部９
２に格納されている機器認証鍵KSを復号鍵として前記暗
号アルゴリズムの復号部９２において復号する。
【００５８】X2 = D(KS,RES2) そしてその結果X2を第２のデータ分離部９６に入力す
る。第２のデータ分離部９６は入力されたデータX2を第
２の乱数部分のデータRRR2と第３の乱数部分のデータKK
に分離する。
【００５９】X2 : RRR2 || KK そして第２の乱数部分のデータRRR2を第２のデータ比較
部９７に対して送出する。第２のデータ比較部９７はこ
のデータRRR2を第２の乱数発生部９３に一時記憶されて
いる乱数R2と比較する。これが一致すれば通信相手は正
規の機器認証鍵を持っていることを証明したものと考
え、通信相手が間違いなく正規の機器であることを認証
する。そして（６）に進む。もしも一致しなければ認証
は失敗したものとして認証処理を終る。 （６）第２のデータ分離部９６で分離された第３の乱数
KK（これが乱数Kに等しいことは確認されている）を第
２の共有鍵一時格納部９８に設定する。そして第１の機
器７０に対して認証した旨の信号を送る。 （７）第２の機器９０から認証した旨の信号を受けた第
１の機器７０は第３の乱数発生部７７で生成した乱数K
を第１の共有鍵一時格納部７９に転送する。そしてデー
タ暗号器８０は著作物データ格納部８１に格納されてい
るデータをこの乱数Kを暗号鍵として用いて暗号化しそ
の結果を通信路８５に対して送出する。 （８）この電文を受け取った第２の機器９０はデータ復
号器９９に入力されるデータを第２の共有鍵一時格納部
９８に格納されているデータを復号鍵として復号する。
そしてこの結果を著作物処理部８９において処理する。
【００６０】第１の機器７０と第２の機器９０がどちら
も正当なものであれば共有鍵一時格納部６８に格納され
ているデータは前記第１の共通鍵一時格納部に格納され
ているデータと等しくなるので（８）のステップで暗号
化されたデータが正しく復号される。
【００６１】もしも第１の機器が正規の認証鍵を有し、
第２の機器が正規の認証鍵を有していない場合、ステッ
プ（３）で第１の機器は通信相手が正規の認証鍵を有し
ていないものと判断し、認証処理が中断される。また第
１の機器が正規の認証鍵を有しておらず、第２の機器は
正規の認証鍵を有している場合、ステップ（５）におい
て第２の機器は通信相手が正規の認証鍵を有していない
ものと判断し、認証処理を中断する。従って、第２の共
有鍵一時格納部には正しい共有鍵が設定されない。この
ようにして著作権データが不正な機器に流出することと
ともに不正な機器から正規の機器に流入することが防止
できる。
【００６２】また、第１の機器も第２の機器も正当な認
証鍵を有している場合で、認証処理が完了し、ステップ
（７）（８）において著作権データが通信路上を伝送さ
れているものを電気的にコピーしてディジタル蓄積装置
に蓄積したとしてもそのディジタルデータは暗号化され
ており、無意味なものなので著作権データを有効に保護
できる。
【００６３】本実施例では第１の機器では暗号器と認証
鍵の対、第２の機器では復号器と認証鍵の対、だけが必
要となる。これは従来の機器間通信保護装置が第１の機
器にも第２の機器にも暗号器と認証鍵の対、および復号
器と認証鍵の対が各１対必要となることと比較すると集
積回路が１つでよく機器のコストダウンにつながるとい
う効果がある。
【００６４】さらに、暗号器と認証鍵の対となる集積回
路、および復号器と認証鍵の対となる集積回路はある管
理の下で機器製造者に配布されなければならない。その
管理とは正規の機器の製造にのみこれらの集積回路が利
用されることを目的とした管理である。ところが、複数
の機器製造者が存在する場合このような管理を完全に実
施することは難しい。必ず、これらの集積回路を用いて
不正な機器が製造される可能性がある。以下ではこの場
合どのようなことが起こるかを考察する。
【００６５】暗号器・認証鍵対の集積回路は厳重な管理
の下で機器製造者に提供されるものとしよう。一方復号
器・認証鍵対の集積回路は前記管理ほど厳重ではない形
で機器製造者に提供されるものとしよう。このとき暗号
器・認証鍵対の集積回路は光ディスクなどに格納されて
いる著作権データを受け取りこれを通信リンクを介して
提供する側の機器（これを提供側機器とよぶ）に設置す
るものとし、復号器・認証鍵対の集積回路は前記機器か
ら通信リンクを介して著作権データの提供を受ける側の
機器（これを獲得側機器とよぶ）に設置するものと決め
ておく。前述のように暗号器・認証鍵対の集積回路は厳
重な管理の下で提供側機器製造者に提供されるので正規
の提供側機器しか作成できない。一方復号器・認証鍵対
の集積回路は前記管理ほど厳重ではない形で機器製造者
に提供されるため、ある不正な機器製造者が本来の契約
に反して獲得側および提供側の両方の性質をもった機器
を作成する可能性がある。例えば不正なディジタル情報
記録再生装置を作成しようとしたものとする。この装置
は情報記録装置として動作するときには正規の提供側機
器から著作権データを獲得する機器である。復号器・認
証鍵対の集積回路があるから前記の双方向認証が可能と
なり正規の提供側機器から著作権データを獲得すること
ができる。一方、情報再生装置として動作するときには
正規の獲得側機器に対して著作権データを提供すること
が必要である。ところが著作権データの獲得側機器には
復号器・認証鍵対しか備えられていないため著作権デー
タの提供のためには暗号器・認証鍵対の集積回路が必要
となる。前述のように厳密な管理によりこのような集積
回路が入手できないので結局このような不正な機器を作
成することができない。以上の説明は請求項３に関わ
る。
【００６６】なお、本実施例においては双方向の認証の
後に鍵共有を行うものとしたが暗号通信の必要のない場
合にはこの部分は割愛することができる。これは請求項
１に関わる。
【００６７】また、本実施例においては、チャレンジは
平文、レスポンスは暗号文（復号文）という場合であ
り、さらに第２の機器から第１の機器への第１のレスポ
ンスと第２のチャレンジを合成したプロトコルを説明し
たが、本発明の認証プロトコルはこの方法に限定される
ものではなく、チャレンジは乱数を暗号化（復号化）し
たもの、レスポンスはこれを復号化（暗号化）したもの
というようにすることも可能である。本発明のポイント
は認証プロトコルの如何によらず一方の機器には暗号化
モジュールまたは復号化モジュールのいづれか一方しか
ないことによりコストダウンを図りさらにこのモジュー
ルの不正使用に対する安全性を増したところにある。
【００６８】（実施例２）図３は本発明の機器間通信保
護装置の第２の実施例を示すブロック図である。同図を
図１と比べると第１の機器７０においては第２の暗号ア
ルゴリズムの暗号器８２および第２の機器認証鍵KS2を
格納する第５の認証鍵格納部８３が追加されている。こ
の２つの構成要素は第２の暗号モジュール８４として集
積回路などの形で一体化されている。第２の機器９０に
おいては第２の暗号アルゴリズムの暗号器１０１および
第２の機器認証鍵KS2を格納する第６の認証鍵格納部１
０２が追加されている。この２つは第３の暗号モジュー
ル１０３として集積回路などの形で一体化されている。
これ以外は図１の対応する番号の構成要素と同じであ
る。
【００６９】ここで第２の暗号アルゴリズムは第１の実
施例で述べた置換の性質を備える必要はなく、一般の暗
号アルゴリズム（本明細書の従来技術で述べたもの）で
よい。ただし後述のようにこの場合はこの暗号モジュー
ルが不正利用されないように厳重に管理されなければな
らない。
【００７０】第２の実施例の機器間通信保護装置の動作
を図４の動作説明図に従い説明する。本実施例は請求項
４に対応するものである。 （１）まず、第１の機器７０は第１の乱数発生部７１に
おいて乱数R1を生成する。これは第１のチャレンジCHA1
としての意味を持つ。そしてこの電文CHA1を通信路８５
に対して送出する。 （２）第２の機器９０はこの電文CHA1（その内容は乱数
R1）を受けとると、これを第２の暗号アルゴリズムの暗
号器１０１の入力とする。第２の暗号アルゴリズムの暗
号器１０１は第６の認証鍵格納部に格納されている第２
の機器認証鍵KS2を鍵として暗号化を行って暗号文デー
タを作成する。
【００７１】X1 = e(KS2,R1) 一方第２の乱数発生器９４において第２の乱数R2を発生
し、第２のデータ連結部９５において前記暗号文データ
X1と第２の乱数R2を連結し、これを平文として、第２の
認証鍵格納部９２に格納されている機器認証鍵KSを復号
鍵として暗号アルゴリズムの復号器９１により復号変換
する。
【００７２】RESCHA = D(KS,X1||R2) ここで平文を復号変換するとは一種の暗号化を行ってい
ることに他ならなず、その出力は乱数のように見える。
ここでR2は第２のチャレンジとしての意味を持つ。復号
変換した結果は第１のチャレンジに対するレスポンスお
よび第２のチャレンジの両方の意味を持つ。そしてその
結果RESCHAを通信路８５に対して送出する。 （３）この電文RESCHAを受けとった第１の機器７０はこ
のデータを暗号文とし、第１の認証鍵格納部７３に格納
されている認証鍵KSを暗号鍵として暗号器７２において
暗号変換する。この場合の暗号変換とは平文に戻すこと
である。
【００７３】X2 = E(KS,RESCHA) そしてその結果X2を第１のデータ分離部７５に入力す
る。第１のデータ分離部７５は入力されたデータX2を前
記暗号文データ部分XX1と第２の乱数部分のデータRR2に
分離する。そして前記暗号文データ部分のデータXX1を
第１のデータ比較部７６に対して送出する。一方第１の
乱数発生部７１に一時記憶されている乱数R1は第２の暗
号アルゴリズムの暗号器８２に送られここで第５の認証
鍵鍵格納部８３に格納されている第２の機器認証鍵KS2
を暗号鍵として暗号化される。
【００７４】X3 = e(KS2,R1) その結果X3は第１のデータ比較部７６において前記暗号
文データ部分のデータXX1と比較される。これが一致す
れば通信相手が第２の機器９０の認証鍵および第２の認
証鍵を持っていることを証明したものと考え、通信相手
が間違いなく正規の機器であるものと認証し（４）に進
む。もしも一致しなければここで認証処理を中断する。 （４）第２の暗号アルゴリズムの暗号器８２は第１のデ
ータ分離部７５において分離された第２の乱数部分のデ
ータRR2を入力とし第５の認証鍵格納部８３に格納され
ている第２の機器認証鍵KS2を鍵として暗号化を行って
暗号文データを作成する。
【００７５】X4 = e(KS2,RR2) 一方第３の乱数発生部７７は第３の乱数Kを発生する。
そして暗号アルゴリズムの暗号器７２は前記データX4こ
の乱数Kを第１のデータ連結部７８において連結したも
のを平文とし、第１の認証鍵格納部７３に格納されてい
る機器認証鍵を暗号鍵として暗号化する。
【００７６】RES2 = E(KS,X4||K) そしてこの結果を第２のレスポンスRES2としてを通信路
５５に対して送出する。 （５）この電文を受けとった第２の機器６０はこのレス
ポンスデータを暗号文とし、第２の認証鍵格納部９２に
格納されている機器認証鍵KSを復号鍵として前記暗号ア
ルゴリズムの復号部９２において復号する。
【００７７】X5 = D(KS,RES2) そしてその結果X5を第２のデータ分離部９６に入力す
る。第２のデータ分離部９６は入力されたデータX5を第
２の乱数部分XX4と第３の乱数部分のデータKKに分離す
る。そして第２の乱数部分のデータXX4を第２のデータ
比較部９７に対して送出する。一方第２の乱数発生部９
４に一時記憶されている乱数R2は第２の暗号アルゴリズ
ムの暗号器１０１に送られここで第６の認証鍵鍵格納部
１０２に格納されている第２の機器認証鍵KS2を暗号鍵
として暗号化される。
【００７８】X6 = e(KS2,R2) このデータX6は第２のデータ比較部９７に送られ第２の
データ比較部９７はこのデータを前記データXX4と比較
する。これが一致すれば通信相手は正規の機器認証鍵を
持っていることを証明したものと考え、通信相手が間違
いなく正規の機器であることを認証する。そして（６）
に進む。もしも一致しなければ認証は失敗したものとし
て認証処理を終る。 （６）第２のデータ分離部で分離された第３の乱数を第
２の共有鍵一時格納部９８に設定する。そして第１の機
器７０に対して認証した旨の信号を送る。 （７）第２の機器９０から認証した旨の信号を受けた第
１の機器７０は第３の乱数発生部７７で生成した乱数K
を第１の共有鍵一時格納部７９に転送する。そしてデー
タ暗号器８０は著作物データ格納部８１に格納されてい
るデータをこの乱数Kを暗号鍵として用いて暗号化しそ
の結果を通信路８５に対して送出する。 （８）この電文を受け取った第２の機器９０はデータ復
号器９９に入力されるデータを第２の共有鍵一時格納部
９８に格納されているデータを復号鍵として復号する。
そしてこの結果を著作物処理部８９において処理する。
【００７９】もしも第１の機器が正規の認証鍵をすべて
を有し、第２の機器が正規の認証鍵のうち有していない
ものがある場合、ステップ（３）で第１の機器は通信相
手が正規の認証鍵を有していないものと判断し、認証処
理が中断される。また第１の機器が正規の認証鍵のうち
いずれかは有しておらず、第２の機器は正規の認証鍵を
すべて有している場合、第２の機器は通信相手が正規の
認証鍵を有していないものと判断し、認証処理を中断す
る。このようにして著作権データが不正な機器に流出す
ることとともに不正な機器から正規の機器に流入するこ
とが防止できる。
【００８０】この第２の実施例のポイントは、第１の実
施例における暗号モジュールおよび復号モジュールとは
異なる暗号変換および第２の認証鍵からなるモジュール
を通信リンクに接続される両方の機器に備え、これを双
方向認証プロトコルに併用したことにある。従って、第
２の暗号器と第２の認証鍵を厳重に管理することによ
り、第１の実施例よりもさらに厳重な機器認証を行うこ
とができる。
【００８１】前記暗号モジュールと復号モジュールは通
信リンクの両端に備わる通信制御のための集積回路に組
み込まれることにより効果的に実現することができる。
一方、第２の暗号器と第２の認証鍵は前記暗号モジュー
ルや復号モジュールよりもさらに厳重に管理されるべき
であり、例えばシステムコントローラ用の集積回路に組
み込まれることにより最も効果的に実現される。
【００８２】なお、本実施例においては第２の暗号モジ
ュールを第１および第２の機器に組み込み認証処理に関
与させることについて説明したが、本発明はこの構成に
限定されるものではなく、例えば第１の機器にはある暗
号アルゴリズムの暗号モジュールを追加し、第２の機器
にはこれに対応する復号モジュールを追加してこのモジ
ュールにおける処理を双方向認証プロトコルに組み込む
ことも可能である。本発明の重要な点はこれらを厳重に
管理することにより機器間通信保護装置の安全性をより
高めることができることにある。
【００８３】（実施例３）次に、以上述べた機器間通信
保護装置を例えば、代表的な標準入出力インタフェース
であるSCSI（Small Computer System Interfaceの略
語）を用いたデータ伝送に適用した第３の実施例につい
て説明する。本実施例は請求項５に対応するものであ
る。
【００８４】SCSIではある１対の機器は、バスを占有し
た後、コマンド、データ、ステータス、メッセージの４
つのフェーズを遷移しながらデータを伝送する。例え
ば、第１の機器が第２の機器からデータを読み込む場合
の典型的なフェーズ遷移は次のとおりである。 （１）コマンドフェーズ：第１の機器が第２の機器に対
して、データ読み込みのコマンドを送出。 （２）データフェーズ：第２の機器から第１の機器に指
定の長さのデータが送られる。 （３）ステータスフェーズ：第２の機器から第１の機器
にコマンド実行結果の報告。 （４）メッセージフェーズ：第２の機器から第１の機器
にコマンド終了メッセージ送出。
【００８５】第３の実施例では、このコマンドに新たに
認証と暗号鍵共有のコマンドと暗号通信コマンドを追加
する。これらのコマンドを用いた第３の実施例の機器間
通信保護装置の動作を、図５の第１の機器と第２の機器
のやりとりを示す図に従い説明する。図５において１２
０は第１の機器、１２１は第２の機器であり、その間の
やりとりを上から順に示している。なお、図５では第１
の機器が第２の機器からデータを読み込む場合について
示す。 （１）コマンドフェーズ：第１の機器が第２の機器に対
して、認証と暗号鍵共有のコマンドを送出する。 （２）データフェーズ：第１の機器と第２の機器の間で
第２の実施例に従ったデータのやりとりを行なう。
【００８６】(1)のコマンドに従い、第１の機器と第２
の機器はチャレンジ・レスポンスのやりとりを行ない、
片側または相互に通信相手の正当性を認証する。そし
て、この処理の結果として共通の暗号鍵を共有する。 （３）ステータスフェーズ：第２の機器から第１の機器
に（１）のコマンド実行結果の報告。 （４）メッセージフェーズ：第２の機器から第１の機器
に（１）のコマンド終了メッセージ送出。 （５）コマンドフェーズ：第１の機器が第２の機器に対
して、暗号通信（読み込み）コマンドを送出する。 （６）データフェーズ：第２の機器から第１の機器に指
定の長さのデータが送られる。
【００８７】このとき、（５）のコマンドに従って、第
２の機器は（２）で共有した共通の暗号鍵を用いてデー
タを暗号化して伝送する。第１の機器は伝送されたデー
タを受けとって、共通の暗号鍵で復号する。 （７）ステータスフェーズ：第２の機器から第１の機器
に（５）のコマンド実行結果の報告。 （８）メッセージフェーズ：第２の機器から第１の機器
に（５）のコマンド終了メッセージ送出。
【００８８】なお、以上の説明ではSCSIをもとに説明を
行なったが、何もそれに特定するわけではなく、上記の
うちコマンドフェーズとデータフェーズを備える入出力
インタフェーズであれば、そのコマンドに通信保護のた
めのコマンドを追加してデータフェーズで認証や暗号鍵
の共有や暗号通信をすることにより実現できる。
【００８９】また、SCSIではSCSIバスの有効利用のた
め、ディスコネクトとリコネクトの機能が備わってい
る。例えば大量のデータをディスクからの読み出すコマ
ンドを実行する場合に、途中にシーク時間（ヘッド位置
の移動のための時間）が入る場合がある。この間はデー
タの読みだしはできないので、バスが空いたままになっ
てしまう。バスの使用効率を向上するため、こういった
場合、一旦機器間のリンクを分断（ディスコネクト）し
て、他の機器に解放し、再びバスを使用する準備ができ
たら再度接続（リコネクト）を要求する。
【００９０】第３の実施例でこのディスコネクトとリコ
ネクト機能を備える場合には、ディスコネクトの前に相
互の機器の間で、リコネクトの時に認証、暗号鍵共有、
暗号通信を同いった手順で行なうのかを打ち合せる。こ
のことは請求項６に関するものである。上記打ち合せる
内容は例えば次のようなものである。 ・リコネクトしたときに、上で述べた手順に従って再度
通信相手の正当性の認証処理を行なうか。それとも簡易
版として片側だけの認証を行なうのか。それとも行なわ
ないのか。 ・リコネクトしたときに、上で述べた手順に従って再度
共通の暗号鍵の設定を行なうか。それとも以前の暗号鍵
を用いるか。この打合せを行なってからディスコネクト
することにより、リコネクトの際の双方のやりとりをス
ムーズに行なうことができる。
【００９１】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、認証プ
ロトコルを実現するとき、一方の機器では暗号変換のみ
を行ない、他方の機器においては前記暗号変換の逆変換
のみを行なうことが可能となり、暗号変換とその逆変換
の両方を有する必要がなくコンパクトに実現できるよう
になった。
【００９２】請求項２の発明は、認証および鍵共有プロ
トコルを実現するとき、一方の機器では暗号変換のみを
行ない、他方の機器においては前記暗号変換の逆変換の
みを行なうことが可能となり、暗号変換とその逆変換の
両方を有する必要がなくコンパクトに実現できるように
なった。
【００９３】請求項３の発明は、暗号変換モジュールと
暗号モジュール間、復号モジュールと復号モジュール間
では認証ができないため、暗号モジュールまたは復号モ
ジュールの一方の提供を厳重に管理することにより、装
置間通信保護の効力を高めることができる。
【００９４】請求項４の発明は前記暗号モジュールおよ
び復号モジュールとは異なる別のモジュールをより厳密
な管理状態で提供することにより、装置間通信保護の効
力を高めることができる。
【００９５】請求項５および６の発明は、従来の機器間
通信装置に正当性認証と暗号鍵共有と暗号伝送の保護機
能のすべてまたはその一部の機能を追加したときに、上
記の効果を発揮することがすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図
【図２】本発明の第１の実施例の動作説明図
【図３】本発明の第２の実施例のブロック図
【図４】本発明の第２の実施例の動作説明図
【図５】本発明の第３の実施例の動作説明図
【図６】従来の機器間通信保護装置の一例のブロック図
【図７】従来の機器間通信保護装置の一例の動作説明図
【図８】従来の機器間通信保護装置の他の例のブロック
図
【図９】従来の機器間通信保護装置の他の例の動作説明
図
【符号の説明】
７１ 第１の乱数発生器 ７２ 暗号器 ７３ 第１の認証鍵格納部 ７４ 暗号モジュール ７６ 第１のデータ比較部 ９１ 復号器 ９２ 第２の認証鍵格納部 ９３ 復号モジュール ９４ 第２の乱数発生部 ９７ 第２のデータ比較部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ｂ (72)発明者 大森 基司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小塚 雅之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山内 一彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】通信リンクにより結合される機器の間で、
    暗号変換およびその逆変換を用いたチャレンジ・レスポ
    ンス型の認証プロトコルにより通信相手が適切な認証鍵
    をもつことを確認して通信相手の正当性を認証し通信リ
    ンク上のデータの保護を行う装置であって、前記暗号変
    換は平文全体の集合上への置換であり、一方の機器では
    前記認証プロトコルにおいて暗号変換のみを行ない、他
    方の機器においては前記プロトコルにおいて前記暗号変
    換の逆変換のみを行なうことを特徴とする機器間通信保
    護装置。
  2. 【請求項２】通信リンクにより結合される機器の間で、
    暗号変換およびその逆変換を用いたチャレンジ・レスポ
    ンス型の認証プロトコルにより通信相手が適切な認証鍵
    をもつことを確認して通信相手の正当性を認証するとと
    もに共通の暗号鍵を共有しこの暗号鍵を用いて暗号通信
    を行って通信リンク上のデータの保護を行う装置であっ
    て、前記暗号変換は平文全体の集合上への置換であり、
    一方の機器では前記認証プロトコルにおいて暗号変換の
    みを行ない、他方の機器においては前記プロトコルにお
    いて前記暗号変換の逆変換のみを行なうことを特徴とす
    る機器間通信保護装置。
  3. 【請求項３】前記暗号変換および前記認証鍵からなる暗
    号変換モジュールと前記逆変換と前記認証鍵からなる逆
    変換モジュールをそれぞれモジュール外部からは前記暗
    号変換、前記逆変換および前記認証鍵が解析できないよ
    うな構成とし、一方のモジュールを他方とは異なる管理
    基準の下に提供することを特徴とする請求項１または請
    求項２記載の機器間通信保護装置。
  4. 【請求項４】前記暗号変換、前記逆変換、および前記認
    証鍵とはそれぞれ異なる第２の暗号変換とこれに対応す
    る第２の逆変換と第２の認証鍵からなるモジュールをモ
    ジュール外部からは前記第２の暗号変換と前記第２の逆
    変換と前記第２の認証鍵が外部からは解析できないよう
    な構成とし、これを通信リンクを介して通信する両方の
    機器に備え、これを前記認証プロトコルにおいて前記両
    方の機器において併用するものであり、前記変換モジュ
    ールおよび前記逆変換モジュールよりも厳しい管理基準
    の下に提供することを特徴とする請求項３記載の機器間
    通信保護装置。
  5. 【請求項５】通信リンクにより結合される機器の間で、
    コマンドフェーズとデータ伝送フェーズを備える機器間
    通信保護装置であって、前記コマンドフェーズで伝送す
    るコマンドに認証と暗号鍵共有を起動するコマンドと、
    暗号通信コマンドを追加し、前記コマンドフェーズで認
    証と暗号鍵の共有を起動するコマンドを指定した場合
    に、続くデータ伝送フェーズで前記機器の間で前記通信
    相手の正当性を認証する処理と、その処理の結果として
    共通の暗号鍵の共有を行ない、次に暗号通信コマンドを
    指定した場合に、続く前記データ伝送フェーズで、前記
    共有した暗号鍵を用いてデータを暗号変換して伝送する
    ことを特徴とする請求項２記載の機器間通信保護装置。
  6. 【請求項６】通信リンクにより結合される機器の間で、
    一旦リンクを分断して再度リンクを確立する機能を備え
    る機器間通信保護装置であって、分断前に再度リンクを
    確立する際の通信相手の正当性認証と暗号鍵共有と暗号
    伝送の、すべてまたは一部に関する情報を共有する手段
    を有することを特徴とする請求項５記載の機器間通信保
    護装置。
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