JPH10233771A - 一方向データ変換装置及び機器認証システム - Google Patents
一方向データ変換装置及び機器認証システムInfo
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- JPH10233771A JPH10233771A JP9296515A JP29651597A JPH10233771A JP H10233771 A JPH10233771 A JP H10233771A JP 9296515 A JP9296515 A JP 9296515A JP 29651597 A JP29651597 A JP 29651597A JP H10233771 A JPH10233771 A JP H10233771A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路規模を大幅に増大することなく従来の２
倍長の認証データを用いて認証を行うことができる安全
性の高い機器認証システムを提供する。 【解決手段】 認証装置５０は、６４ビットの乱数を発
生する乱数発生部５１と、その乱数を認証データとして
被認証装置６０に送信する送信部５５と、その乱数を２
個の３２ビットデータに分離する分離部５２と、分離さ
れた一方のデータに対して、他方のデータを鍵とする秘
密のアルゴリズムに基づいて変換するデータ変換器５３
と、送信した認証データに対して被認証装置６０から返
信されてきた３２ビットの証明データを受信する受信部
５６と、その証明データとデータ変換器５３からの出力
データとが一致するか否かを判断する比較部５４とを備
え、被認証装置６０も、認証装置５０が備える分離部５
２及びデータ変換器５３と同一機能の分離部６１及びデ
ータ変換器６２を備える。
倍長の認証データを用いて認証を行うことができる安全
性の高い機器認証システムを提供する。 【解決手段】 認証装置５０は、６４ビットの乱数を発
生する乱数発生部５１と、その乱数を認証データとして
被認証装置６０に送信する送信部５５と、その乱数を２
個の３２ビットデータに分離する分離部５２と、分離さ
れた一方のデータに対して、他方のデータを鍵とする秘
密のアルゴリズムに基づいて変換するデータ変換器５３
と、送信した認証データに対して被認証装置６０から返
信されてきた３２ビットの証明データを受信する受信部
５６と、その証明データとデータ変換器５３からの出力
データとが一致するか否かを判断する比較部５４とを備
え、被認証装置６０も、認証装置５０が備える分離部５
２及びデータ変換器５３と同一機能の分離部６１及びデ
ータ変換器６２を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向データ変換
装置及びそれを用いた機器認証システムに関し、特に、
大きなサイズの伝送データを用いて認証する技術に関す
る。
装置及びそれを用いた機器認証システムに関し、特に、
大きなサイズの伝送データを用いて認証する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル化された文書、音声、画像、
プログラムなどのデータをネットワークを介して通信を
行うシステムや、前記ディジタルデータを記録保存、読
み出しするシステム等においては、前記ディジタルデー
タにアクセスしようとする者が予め許可された正当な者
かどうかを事前に検査する必要がある。
プログラムなどのデータをネットワークを介して通信を
行うシステムや、前記ディジタルデータを記録保存、読
み出しするシステム等においては、前記ディジタルデー
タにアクセスしようとする者が予め許可された正当な者
かどうかを事前に検査する必要がある。
【０００３】そのために、ネットワークや記録媒体への
データアクセスに際しては、アクセスの正当性を示すた
めに認証手続きが用いられている。最も簡単な認証方式
として、アクセス者からＩＤとパスワードを送る方式が
ある。しかし、この方式では、伝送路を流れる他人のＩ
Ｄとパスワードを盗聴等によって入手すれば簡単に不正
な認証を行うことができるので、安全性が高いとは言え
ない。
データアクセスに際しては、アクセスの正当性を示すた
めに認証手続きが用いられている。最も簡単な認証方式
として、アクセス者からＩＤとパスワードを送る方式が
ある。しかし、この方式では、伝送路を流れる他人のＩ
Ｄとパスワードを盗聴等によって入手すれば簡単に不正
な認証を行うことができるので、安全性が高いとは言え
ない。
【０００４】安全性の高い従来の機器認証システムとし
て、一方向性関数を用いる第１の従来技術と、暗号器と
復号器の対を用いる第２の従来技術がある。図１５は、
一方向性関数を用いた第１の従来技術に係る機器認証シ
ステムの構成を示すブロック図である。このシステム
は、伝送路２４、２５を介して接続された認証装置１０
と被認証装置２０から構成される。
て、一方向性関数を用いる第１の従来技術と、暗号器と
復号器の対を用いる第２の従来技術がある。図１５は、
一方向性関数を用いた第１の従来技術に係る機器認証シ
ステムの構成を示すブロック図である。このシステム
は、伝送路２４、２５を介して接続された認証装置１０
と被認証装置２０から構成される。
【０００５】認証装置１０は、被認証装置２０を認証す
る側の機器であり、３２ビットの乱数を発生する乱数発
生部１１と、その乱数を認証データとして被認証装置２
０に送信する送信部１４と、その乱数を秘密の一方向性
関数ｆ()に基づいて変換するデータ変換器１２と、被認
証装置２０から証明データを受信する受信部１５と、そ
の証明データとデータ変換器１２が生成したデータとの
一致を比較する比較部１３とから構成される。なお、認
証データとは、認証装置から被認証装置に送られるチャ
レンジデータであって、認証装置が被認証装置に対して
自己の正当性を証明させる機会を与えるためのデータを
いう。
る側の機器であり、３２ビットの乱数を発生する乱数発
生部１１と、その乱数を認証データとして被認証装置２
０に送信する送信部１４と、その乱数を秘密の一方向性
関数ｆ()に基づいて変換するデータ変換器１２と、被認
証装置２０から証明データを受信する受信部１５と、そ
の証明データとデータ変換器１２が生成したデータとの
一致を比較する比較部１３とから構成される。なお、認
証データとは、認証装置から被認証装置に送られるチャ
レンジデータであって、認証装置が被認証装置に対して
自己の正当性を証明させる機会を与えるためのデータを
いう。
【０００６】一方、被認証装置２０は、認証装置１０に
対して自己の正当性を証明する機器であり、認証装置１
０から送られてきた認証データを受信する受信部２２
と、その認証データを秘密の一方向性関数ｆ()に基づい
て変換するデータ変換器２１と、データ変換器２１が生
成したデータを証明データとして認証装置１０に返信す
る送信部２３とから構成される。なお、証明データと
は、認証データを受信した被認証装置が自己の正当性を
証明するために認証装置に返信するレスポンスデータを
いう。
対して自己の正当性を証明する機器であり、認証装置１
０から送られてきた認証データを受信する受信部２２
と、その認証データを秘密の一方向性関数ｆ()に基づい
て変換するデータ変換器２１と、データ変換器２１が生
成したデータを証明データとして認証装置１０に返信す
る送信部２３とから構成される。なお、証明データと
は、認証データを受信した被認証装置が自己の正当性を
証明するために認証装置に返信するレスポンスデータを
いう。
【０００７】本図では、認証装置１０が備えるデータ変
換器１２と被認証装置２０が備えるデータ変換器２１は
同一である（同一の関数ｆ()に基づく変換を行う）の
で、乱数発生部１１が発生した１個の乱数に対して、認
証装置１０及び被認証装置２０は同一の変換を行うこと
から、比較部１３での比較結果は一致することになる。
これによって、認証装置１０は「相手機器（被認証装置
２０）は自己が備える秘密のデータ変換器１２と同一の
データ変換器を備える」と判断し、被認証装置２０の正
当性を認める（認証する）。
換器１２と被認証装置２０が備えるデータ変換器２１は
同一である（同一の関数ｆ()に基づく変換を行う）の
で、乱数発生部１１が発生した１個の乱数に対して、認
証装置１０及び被認証装置２０は同一の変換を行うこと
から、比較部１３での比較結果は一致することになる。
これによって、認証装置１０は「相手機器（被認証装置
２０）は自己が備える秘密のデータ変換器１２と同一の
データ変換器を備える」と判断し、被認証装置２０の正
当性を認める（認証する）。
【０００８】一方、比較部１３での比較結果が不一致と
なる場合は、認証装置１０は、「相手機器は自己が備え
る秘密のデータ変換器１２と同一のデータ変換器を備え
ない」ことを知るので、相手機器の正当性を認めない
（認証しない）。なお、本システムにおいて、乱数によ
り認証の都度異なる認証データを用いるのは、次の理由
による。
なる場合は、認証装置１０は、「相手機器は自己が備え
る秘密のデータ変換器１２と同一のデータ変換器を備え
ない」ことを知るので、相手機器の正当性を認めない
（認証しない）。なお、本システムにおいて、乱数によ
り認証の都度異なる認証データを用いるのは、次の理由
による。
【０００９】もし毎回固定の認証データを用いる場合に
は、それに対する毎回固定の証明データは伝送路２５を
一度盗聴するだけで第３者が入手可能であり、それを用
いて不正な被認証装置が正当な被認証装置を装って認証
させてしまうことが出来るからである。図１６は、暗号
器と復号器の対を用いた第２の従来技術に係る機器認証
システムの構成を示すブロック図である。
は、それに対する毎回固定の証明データは伝送路２５を
一度盗聴するだけで第３者が入手可能であり、それを用
いて不正な被認証装置が正当な被認証装置を装って認証
させてしまうことが出来るからである。図１６は、暗号
器と復号器の対を用いた第２の従来技術に係る機器認証
システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】第１の従来技術では、両装置１０、２０そ
れぞれは同一のデータ変換器１２、２１を備えたが、こ
の第２の従来技術では、両装置３０、４０それぞれは秘
密の暗号アルゴリズムＥ()に基づく暗号化をする暗号器
３２、その暗号アルゴリズムＥ()の逆変換である秘密の
復号アルゴリズムＤ()に基づく復号化をする復号器４１
を備える。また、第１の従来技術では、認証データは乱
数そのものであり、認証装置１０は両データ変換器１
２、２１の変換結果どうしを比較したが、この第２の従
来技術では、認証装置３０が送信する認証データは乱数
を暗号化した暗号文であり、認証装置３０は、証明デー
タとして被認証装置４０から返信される復号文と暗号化
前の元の乱数とを比較する。
れぞれは同一のデータ変換器１２、２１を備えたが、こ
の第２の従来技術では、両装置３０、４０それぞれは秘
密の暗号アルゴリズムＥ()に基づく暗号化をする暗号器
３２、その暗号アルゴリズムＥ()の逆変換である秘密の
復号アルゴリズムＤ()に基づく復号化をする復号器４１
を備える。また、第１の従来技術では、認証データは乱
数そのものであり、認証装置１０は両データ変換器１
２、２１の変換結果どうしを比較したが、この第２の従
来技術では、認証装置３０が送信する認証データは乱数
を暗号化した暗号文であり、認証装置３０は、証明デー
タとして被認証装置４０から返信される復号文と暗号化
前の元の乱数とを比較する。
【００１１】この第２の従来技術においても、比較部３
３での比較結果が一致した場合に、認証装置３０は「相
手機器（被認証装置４０）は自己が備える秘密の暗号器
３２に対応する復号器４１を備える」と判断し、被認証
装置４０の正当性を認める（認証する）ことができる。
ところで、このような従来の機器認証システムでは、認
証データとそれに対応する証明データとの組合せの種類
（組数）は充分に大きいことが必要とされる。
３での比較結果が一致した場合に、認証装置３０は「相
手機器（被認証装置４０）は自己が備える秘密の暗号器
３２に対応する復号器４１を備える」と判断し、被認証
装置４０の正当性を認める（認証する）ことができる。
ところで、このような従来の機器認証システムでは、認
証データとそれに対応する証明データとの組合せの種類
（組数）は充分に大きいことが必要とされる。
【００１２】もし、不正な第３者による伝送路２４、２
５、４４、４５の盗聴によって、認証データとそれに対
応する正しい証明データとの組が全ての組合せについて
収集され尽くされた場合には、もはや秘密のアルゴリズ
ムｆ()、Ｅ()、Ｄ()自体が解読されたことに等しいから
である。また、不正な機器が認証装置になりすまして、
全てのとり得る認証データを順次に正当な被認証装置に
送信し、それぞれに対する証明データを収集するという
不正行為に対して防御する必要もある。
５、４４、４５の盗聴によって、認証データとそれに対
応する正しい証明データとの組が全ての組合せについて
収集され尽くされた場合には、もはや秘密のアルゴリズ
ムｆ()、Ｅ()、Ｄ()自体が解読されたことに等しいから
である。また、不正な機器が認証装置になりすまして、
全てのとり得る認証データを順次に正当な被認証装置に
送信し、それぞれに対する証明データを収集するという
不正行為に対して防御する必要もある。
【００１３】従って、このような機器認証システムにお
いては、認証データと証明データとの組数は、現実的な
計算機のパワーや時間内においては認証データと証明デ
ータとの全ての組合せが収集されないだけの莫大な数で
あることが要求される。
いては、認証データと証明データとの組数は、現実的な
計算機のパワーや時間内においては認証データと証明デ
ータとの全ての組合せが収集されないだけの莫大な数で
あることが要求される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の機器認証システムでは、認証データと証明データ
との組数を増やすために認証データのデータ長（ビット
長）を大きくしようとすると、それを入力とするデータ
変換器１２、２１、暗号器３２、復号器４１の回路規模
を大幅に増大しなければならないという問題点がある。
従来の機器認証システムでは、認証データと証明データ
との組数を増やすために認証データのデータ長（ビット
長）を大きくしようとすると、それを入力とするデータ
変換器１２、２１、暗号器３２、復号器４１の回路規模
を大幅に増大しなければならないという問題点がある。
【００１５】具体的には、上記従来の機器認証システム
では、認証データと証明データはそれぞれ３２ビットで
あるので、これらの組合せは全部で２の３２乗通りであ
る。即ち、伝送路には２の３２乗通りの認証データと証
明データとの組合せが出現し得る。この場合、１ｍｓの
時間で１つの組を伝送路上に出現させてこれを盗むこと
が出来るとすると、１週間もしないうちに全ての組を収
集できてしまう。また、１時間そこそこで入手出来る全
組数の１００分の１程度のデータに基づいて正規の被認
証装置になりすますことが出来る確率も極めて高い。こ
れでは充分に安全な組数とは言えない。
では、認証データと証明データはそれぞれ３２ビットで
あるので、これらの組合せは全部で２の３２乗通りであ
る。即ち、伝送路には２の３２乗通りの認証データと証
明データとの組合せが出現し得る。この場合、１ｍｓの
時間で１つの組を伝送路上に出現させてこれを盗むこと
が出来るとすると、１週間もしないうちに全ての組を収
集できてしまう。また、１時間そこそこで入手出来る全
組数の１００分の１程度のデータに基づいて正規の被認
証装置になりすますことが出来る確率も極めて高い。こ
れでは充分に安全な組数とは言えない。
【００１６】このシステムの安全性を高めるためには、
例えば認証データを６４ビットに増やすことで上記組数
を増加させればよい。しかし、そのためには少なくとも
両装置が備えるデータ変換器１２、２１、暗号器３２、
復号器４１の回路規模を２倍以上にする必要があり、こ
れでは、回路規模の制約が厳しい小型・携帯型の電子機
器や高速な認証手続が要求される通信機器等においては
実装が困難であり、断念せざるを得ない。
例えば認証データを６４ビットに増やすことで上記組数
を増加させればよい。しかし、そのためには少なくとも
両装置が備えるデータ変換器１２、２１、暗号器３２、
復号器４１の回路規模を２倍以上にする必要があり、こ
れでは、回路規模の制約が厳しい小型・携帯型の電子機
器や高速な認証手続が要求される通信機器等においては
実装が困難であり、断念せざるを得ない。
【００１７】そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてな
されたものであり、従来とほぼ等しい回路規模で構成さ
れるにも拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認
証を行うことができる安全性の高い機器認証システム及
びそのための一方向データ変換装置を提供することを目
的とする。
されたものであり、従来とほぼ等しい回路規模で構成さ
れるにも拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認
証を行うことができる安全性の高い機器認証システム及
びそのための一方向データ変換装置を提供することを目
的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、認証装置及び被認証装置に用いられる一方向データ
変換装置や暗号器・復号器は、通常、入出力データ長が
ともにｎビットであり、両装置はｎビットの共通鍵を所
持して動作していることに着目し、そのような特性を有
効利用することで以下の発明を考案した。
に、認証装置及び被認証装置に用いられる一方向データ
変換装置や暗号器・復号器は、通常、入出力データ長が
ともにｎビットであり、両装置はｎビットの共通鍵を所
持して動作していることに着目し、そのような特性を有
効利用することで以下の発明を考案した。
【００１９】本発明は、２ｎビットの入力データを意味
のないｎビットの出力データに変換する一方向データ変
換装置であって、前記入力データをその入力データの相
異なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、ｎ
ビットの第１分離データとｎビットの第２分離データを
生成する分離手段と、前記第１分離データに対して前記
第２分離データを鍵とする変換アルゴリズムに基づいて
変換することにより、前記出力データを生成するデータ
変換手段とを備える。
のないｎビットの出力データに変換する一方向データ変
換装置であって、前記入力データをその入力データの相
異なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、ｎ
ビットの第１分離データとｎビットの第２分離データを
生成する分離手段と、前記第１分離データに対して前記
第２分離データを鍵とする変換アルゴリズムに基づいて
変換することにより、前記出力データを生成するデータ
変換手段とを備える。
【００２０】この一方向データ変換装置は、ｎビットデ
ータからｎビットデータに変換する手段（データ変換手
段）にビット分離するための簡単な配線等の手段（分離
手段）を付加したものである。このような一方向データ
変換装置を備える機器認証システムの一形態は、認証装
置が、２ｎビットの乱数を生成する乱数発生手段と、そ
の乱数を２個のｎビットの第１及び第２分離データにビ
ット分離する分離手段と、第１分離データに対して第２
分離データを鍵として変換するデータ変換手段と、その
変換結果ｎビットと被認証装置から返信されてきた証明
データｎビットとが一致するか否かを判断する比較手段
とを備え、一方、被認証装置が、認証装置が備える分離
手段及びデータ変換手段それぞれと同じ機能の分離手段
及びデータ変換器手段等を備え、認証装置が発生した２
ｎビットの乱数（認証データ）からｎビットの証明デー
タを生成し認証装置に返信する、システムである。
ータからｎビットデータに変換する手段（データ変換手
段）にビット分離するための簡単な配線等の手段（分離
手段）を付加したものである。このような一方向データ
変換装置を備える機器認証システムの一形態は、認証装
置が、２ｎビットの乱数を生成する乱数発生手段と、そ
の乱数を２個のｎビットの第１及び第２分離データにビ
ット分離する分離手段と、第１分離データに対して第２
分離データを鍵として変換するデータ変換手段と、その
変換結果ｎビットと被認証装置から返信されてきた証明
データｎビットとが一致するか否かを判断する比較手段
とを備え、一方、被認証装置が、認証装置が備える分離
手段及びデータ変換手段それぞれと同じ機能の分離手段
及びデータ変換器手段等を備え、認証装置が発生した２
ｎビットの乱数（認証データ）からｎビットの証明デー
タを生成し認証装置に返信する、システムである。
【００２１】ここで、データ変換手段自体は一方向性関
数に基づく変換手段であってもよい。また、分離手段で
生成された第２分離データを鍵としてデータ変換手段に
入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２分
離データで変更し、その変更結果を鍵としてデータ変換
手段に入力することもできる。また、上記一方向データ
変換装置を備える機器認証システムの他の形態は、暗号
器と復号器とを用いるシステムであって、認証装置は、
２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数
をその乱数の相異なる桁位置のｎビットずつに分離する
ことにより、ｎビットの第１分離データとｎビットの第
２分離データを生成する分離手段と、前記第１分離デー
タに対して前記第２分離データを暗号鍵とする暗号アル
ゴリズムに基づいて暗号化することにより、ｎビットの
暗号文を生成する暗号化手段と、前記暗号文と前記第２
分離データとを各ビットを混ぜることで結合し、２ｎビ
ットの出力データを生成する結合手段と、前記認証デー
タに対して被認証装置から返信されてきたｎビットの証
明データと前記第１分離データとが一致するか否かを判
断する比較手段とを備え、一方、被認証装置は、認証装
置から送信されてきた認証データをその認証データの相
異なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、前
記暗号文と同じｎビットの第３分離データと前記第２分
離データと同じｎビットの第４分離データを生成する分
離手段と、前記第３分離データに対して前記第４分離デ
ータを復号鍵とする復号アルゴリズムに基づいて復号化
することにより、認証装置に返信すべきｎビットの証明
データを生成する復号化手段とを備える。
数に基づく変換手段であってもよい。また、分離手段で
生成された第２分離データを鍵としてデータ変換手段に
入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２分
離データで変更し、その変更結果を鍵としてデータ変換
手段に入力することもできる。また、上記一方向データ
変換装置を備える機器認証システムの他の形態は、暗号
器と復号器とを用いるシステムであって、認証装置は、
２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数
をその乱数の相異なる桁位置のｎビットずつに分離する
ことにより、ｎビットの第１分離データとｎビットの第
２分離データを生成する分離手段と、前記第１分離デー
タに対して前記第２分離データを暗号鍵とする暗号アル
ゴリズムに基づいて暗号化することにより、ｎビットの
暗号文を生成する暗号化手段と、前記暗号文と前記第２
分離データとを各ビットを混ぜることで結合し、２ｎビ
ットの出力データを生成する結合手段と、前記認証デー
タに対して被認証装置から返信されてきたｎビットの証
明データと前記第１分離データとが一致するか否かを判
断する比較手段とを備え、一方、被認証装置は、認証装
置から送信されてきた認証データをその認証データの相
異なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、前
記暗号文と同じｎビットの第３分離データと前記第２分
離データと同じｎビットの第４分離データを生成する分
離手段と、前記第３分離データに対して前記第４分離デ
ータを復号鍵とする復号アルゴリズムに基づいて復号化
することにより、認証装置に返信すべきｎビットの証明
データを生成する復号化手段とを備える。
【００２２】ここで、上記第２分離データ（及び第４分
離データ）を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）
に入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２
分離データ（及び第４分離データ）で変更し、その変更
結果を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）に入力
することもできる。
離データ）を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）
に入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２
分離データ（及び第４分離データ）で変更し、その変更
結果を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）に入力
することもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る機器認証シス
テムについて図面を用いて詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明に係る実施形態１の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
テムについて図面を用いて詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明に係る実施形態１の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
【００２４】本システムは、一方向データ変換装置を用
いた機器認証システムであり、伝送路６８、６９で接続
された認証装置５０と被認証装置６０から構成される。
認証装置５０は、被認証装置６０を認証する側の機器で
あり、乱数発生部５１、一方向データ変換装置５７（分
離部５２及びデータ変換器５３）、比較部５４、送信部
５５及び受信部５６を備える。
いた機器認証システムであり、伝送路６８、６９で接続
された認証装置５０と被認証装置６０から構成される。
認証装置５０は、被認証装置６０を認証する側の機器で
あり、乱数発生部５１、一方向データ変換装置５７（分
離部５２及びデータ変換器５３）、比較部５４、送信部
５５及び受信部５６を備える。
【００２５】乱数発生部５１は、認証に際して１個の並
列６４ビットの乱数を発生する。送信部５５は、並列to
直列変換器等であり、乱数発生部５１が発生した並列６
４ビットの乱数を直列に変換し、認証データとして伝送
路６８を介して被認証装置６０に送信する。一方向デー
タ変換装置５７は、６４ビットの入力データを秘密の変
換アルゴリズムに基づいて３２ビットの出力データに変
換する回路であり、この回路の秘密性を確保するために
１個のシリコン基板にＩＣとして形成されており、分離
部５２とデータ変換器５３とから構成される。
列６４ビットの乱数を発生する。送信部５５は、並列to
直列変換器等であり、乱数発生部５１が発生した並列６
４ビットの乱数を直列に変換し、認証データとして伝送
路６８を介して被認証装置６０に送信する。一方向デー
タ変換装置５７は、６４ビットの入力データを秘密の変
換アルゴリズムに基づいて３２ビットの出力データに変
換する回路であり、この回路の秘密性を確保するために
１個のシリコン基板にＩＣとして形成されており、分離
部５２とデータ変換器５３とから構成される。
【００２６】ここで、一方向データ変換装置とは、任意
の入力データを変換して１つの出力データを生成する
が、生成された出力データからは入力データを一義的に
特定できないような変換を行う装置をいう。この一方向
データ変換装置５７は、入力データよりも少ないビット
数の出力データを生成するので、一方向性の変換を行う
装置と言える。
の入力データを変換して１つの出力データを生成する
が、生成された出力データからは入力データを一義的に
特定できないような変換を行う装置をいう。この一方向
データ変換装置５７は、入力データよりも少ないビット
数の出力データを生成するので、一方向性の変換を行う
装置と言える。
【００２７】分離部５２は、図２に示されるような固定
的な配線であり、乱数発生部５１が発生した６４ビット
の乱数Ａ0〜Ａ63を、不規則なビット配分に従って、２
つの３２ビットの分離データ（Ｂ0〜Ｂ31とＣ0〜Ｃ31）
に分離する。つまり、これら２つの分離データは、入力
された６４ビットの乱数の相異なる３２個の桁から構成
される。
的な配線であり、乱数発生部５１が発生した６４ビット
の乱数Ａ0〜Ａ63を、不規則なビット配分に従って、２
つの３２ビットの分離データ（Ｂ0〜Ｂ31とＣ0〜Ｃ31）
に分離する。つまり、これら２つの分離データは、入力
された６４ビットの乱数の相異なる３２個の桁から構成
される。
【００２８】データ変換器５３は、分離部５２で生成さ
れた１つの３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31を変換対
象とし、もう１つの分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とする変
換関数Ｆ（）に基づいて変換することにより、意味のな
い３２ビットのデータを生成する論理回路である。受信
部５６は、直列to並列変換器等であり、送信部５５が送
信した認証データに対して被認証装置６０から返信され
てくる直列３２ビットの証明データを受信し、並列に変
換して比較部５４に送る。
れた１つの３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31を変換対
象とし、もう１つの分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とする変
換関数Ｆ（）に基づいて変換することにより、意味のな
い３２ビットのデータを生成する論理回路である。受信
部５６は、直列to並列変換器等であり、送信部５５が送
信した認証データに対して被認証装置６０から返信され
てくる直列３２ビットの証明データを受信し、並列に変
換して比較部５４に送る。
【００２９】比較部５４は、ラッチ回路及びコンパレー
タ回路等であり、データ変換器５３が生成した３２ビッ
トのデータと受信部５６から送られてきた３２ビットの
証明データとを比較し、それらが一致するか否か判断す
る。一致した場合は、認証装置５０は被認証装置６０を
認証し、そうでない場合は認証しない。一方、被認証装
置６０は、認証装置５０に対して自己の正当性を証明す
る機器であり、一方向データ変換装置６５（分離部６１
及びデータ変換器６２）、受信部６３及び送信部６４を
備える。
タ回路等であり、データ変換器５３が生成した３２ビッ
トのデータと受信部５６から送られてきた３２ビットの
証明データとを比較し、それらが一致するか否か判断す
る。一致した場合は、認証装置５０は被認証装置６０を
認証し、そうでない場合は認証しない。一方、被認証装
置６０は、認証装置５０に対して自己の正当性を証明す
る機器であり、一方向データ変換装置６５（分離部６１
及びデータ変換器６２）、受信部６３及び送信部６４を
備える。
【００３０】受信部６３は、直列to並列変換器等であ
り、認証装置５０から送信されてきた直列６４ビットの
認証データを受信し、並列に変換して分離部６１に送
る。一方向データ変換装置６５は、認証装置５０が備え
る一方向データ変換装置５７と同一であり、６４ビット
の入力データを秘密の変換アルゴリズムに基づいて３２
ビットの出力データに変換する回路であり、この回路の
秘密性を確保するために１個のシリコン基板にＩＣとし
て形成されており、分離部６１とデータ変換器６２とか
ら構成される。
り、認証装置５０から送信されてきた直列６４ビットの
認証データを受信し、並列に変換して分離部６１に送
る。一方向データ変換装置６５は、認証装置５０が備え
る一方向データ変換装置５７と同一であり、６４ビット
の入力データを秘密の変換アルゴリズムに基づいて３２
ビットの出力データに変換する回路であり、この回路の
秘密性を確保するために１個のシリコン基板にＩＣとし
て形成されており、分離部６１とデータ変換器６２とか
ら構成される。
【００３１】分離部６１は、認証装置５０が備える分離
部５２と同一であり、受信部６３から送られてきた６４
ビットの認証データＡ0〜Ａ63を２つの３２ビットの分
離データ（Ｂ0〜Ｂ31とＣ0〜Ｃ31）に分離する。データ
変換器６２は、認証装置５０が備えるデータ変換器５３
と同一であり、分離部６１で生成された１つの３２ビッ
トの分離データＣ0〜Ｃ31を変換対象とし、もう１つの
分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とする変換関数Ｆ（）に基づ
いて変換することにより、意味のない３２ビットのデー
タを生成する論理回路である。
部５２と同一であり、受信部６３から送られてきた６４
ビットの認証データＡ0〜Ａ63を２つの３２ビットの分
離データ（Ｂ0〜Ｂ31とＣ0〜Ｃ31）に分離する。データ
変換器６２は、認証装置５０が備えるデータ変換器５３
と同一であり、分離部６１で生成された１つの３２ビッ
トの分離データＣ0〜Ｃ31を変換対象とし、もう１つの
分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とする変換関数Ｆ（）に基づ
いて変換することにより、意味のない３２ビットのデー
タを生成する論理回路である。
【００３２】送信部６４は、並列to直列変換器等であ
り、データ変換器６２が生成した並列３２ビットのデー
タを直列に変換し、証明データとして伝送路６９を介し
て認証装置５０に返信する。図３は、データ変換器５３
（及びデータ変換器６２）の詳細な構成を示すブロック
図である。
り、データ変換器６２が生成した並列３２ビットのデー
タを直列に変換し、証明データとして伝送路６９を介し
て認証装置５０に返信する。図３は、データ変換器５３
（及びデータ変換器６２）の詳細な構成を示すブロック
図である。
【００３３】このデータ変換器５３（及びデータ変換器
６２）は、ビット置換部７０、換字部７１、排他的論理
和部７２、転字部７３及びビット置換部７４から構成さ
れる。ビット置換部７０は、ラッチ回路及び配線等から
なり、入力された３２ビットデータＣ0〜Ｃ31をビット
単位で不規則に並び替える。
６２）は、ビット置換部７０、換字部７１、排他的論理
和部７２、転字部７３及びビット置換部７４から構成さ
れる。ビット置換部７０は、ラッチ回路及び配線等から
なり、入力された３２ビットデータＣ0〜Ｃ31をビット
単位で不規則に並び替える。
【００３４】換字部７１は、換字表を記憶するＲＯＭ等
からなり、ビット置換部７０から出力された３２ビット
データを４文字からなる文字列（先頭から８ビットずつ
を１文字とする）として１文字ずつ換字表を引くことで
新たな４文字からなる文字列に変換する。排他的論理和
部７２は、図４に示されるように３２個のＥＸＯＲゲー
トからなり、換字部７１から出力された３２ビットデー
タＤ0〜Ｄ31と分離部５２（分離部６１）から生成され
た分離データＢ0〜Ｂ31とのビット毎の排他的論理和を
とる。
からなり、ビット置換部７０から出力された３２ビット
データを４文字からなる文字列（先頭から８ビットずつ
を１文字とする）として１文字ずつ換字表を引くことで
新たな４文字からなる文字列に変換する。排他的論理和
部７２は、図４に示されるように３２個のＥＸＯＲゲー
トからなり、換字部７１から出力された３２ビットデー
タＤ0〜Ｄ31と分離部５２（分離部６１）から生成され
た分離データＢ0〜Ｂ31とのビット毎の排他的論理和を
とる。
【００３５】転字部７３は、ラッチ回路及び配線等から
なり、排他的論理和部７２から出力された３２ビットデ
ータＥ0〜Ｅ31を８ビット×４文字の文字列として、文
字の順番を入れ替える。ビット置換部７４は、ラッチ回
路及び配線等からなり、転字部７３から出力された３２
ビットデータをビット単位で並び替える。この並び替え
は、上記ビット置換部７０及び転字部７３のものと異な
る。
なり、排他的論理和部７２から出力された３２ビットデ
ータＥ0〜Ｅ31を８ビット×４文字の文字列として、文
字の順番を入れ替える。ビット置換部７４は、ラッチ回
路及び配線等からなり、転字部７３から出力された３２
ビットデータをビット単位で並び替える。この並び替え
は、上記ビット置換部７０及び転字部７３のものと異な
る。
【００３６】このように、データ変換器５３（及びデー
タ変換器６２）は、３２ビットの入力データＣ0〜Ｃ31
を意味のない３２ビットの出力データに変換するが、そ
のときの変換アルゴリズムは排他的論理和部７２に入力
される分離データＢ0〜Ｂ31の影響を受ける。以上のよ
うに構成された本機器認証システムにおける動作は以下
の通りである。
タ変換器６２）は、３２ビットの入力データＣ0〜Ｃ31
を意味のない３２ビットの出力データに変換するが、そ
のときの変換アルゴリズムは排他的論理和部７２に入力
される分離データＢ0〜Ｂ31の影響を受ける。以上のよ
うに構成された本機器認証システムにおける動作は以下
の通りである。
【００３７】まず、認証装置５０の乱数発生部５１は、
６４ビットの乱数を生成する。送信部５５はその６４ビ
ットの乱数を認証データとして被認証装置６０に送信す
る。そして、認証装置５０においては、分離部５２は、
その６４ビットの乱数を２つの３２ビットの分離データ
に分離し、データ変換器５３は、一方の分離データに対
して他方の分離データを鍵として変換する。
６４ビットの乱数を生成する。送信部５５はその６４ビ
ットの乱数を認証データとして被認証装置６０に送信す
る。そして、認証装置５０においては、分離部５２は、
その６４ビットの乱数を２つの３２ビットの分離データ
に分離し、データ変換器５３は、一方の分離データに対
して他方の分離データを鍵として変換する。
【００３８】一方、被認証装置６０においても、認証装
置５０と同様にして、分離部６１は、認証装置５０から
受信部６３を経て送られてきた６４ビットの認証データ
を２つの３２ビットの分離データに分離し、データ変換
器６２は、一方の分離データに対して他方の分離データ
を鍵として変換し、送信部６４を経て認証装置５０に返
信する。
置５０と同様にして、分離部６１は、認証装置５０から
受信部６３を経て送られてきた６４ビットの認証データ
を２つの３２ビットの分離データに分離し、データ変換
器６２は、一方の分離データに対して他方の分離データ
を鍵として変換し、送信部６４を経て認証装置５０に返
信する。
【００３９】最後に、認証装置５０の比較部５４は、両
装置５０、６０でのデータ変換器５３、６２から出力さ
れた２つの３２ビットデータを比較する。その結果、一
致した場合には、認証装置５０は、被認証装置６０が正
当な機器であることを認証する。以上のように、本機器
認証システムによれば、認証装置５０から被認証装置６
０に送られる認証データは、図１５に示された従来シス
テムにおける認証データの２倍長、即ち、６４ビット長
であるので、認証データとそれに対応する証明データと
の組数は２の６４乗通りとなる。即ち、本システムで
は、伝送路に出現し得る認証データと証明データとの総
組数は、従来システムにおける組数（２の３２乗通り）
の２の３２乗倍となり、不正な第３者による伝送路の盗
聴に対する安全性が極めて高くなる。
装置５０、６０でのデータ変換器５３、６２から出力さ
れた２つの３２ビットデータを比較する。その結果、一
致した場合には、認証装置５０は、被認証装置６０が正
当な機器であることを認証する。以上のように、本機器
認証システムによれば、認証装置５０から被認証装置６
０に送られる認証データは、図１５に示された従来シス
テムにおける認証データの２倍長、即ち、６４ビット長
であるので、認証データとそれに対応する証明データと
の組数は２の６４乗通りとなる。即ち、本システムで
は、伝送路に出現し得る認証データと証明データとの総
組数は、従来システムにおける組数（２の３２乗通り）
の２の３２乗倍となり、不正な第３者による伝送路の盗
聴に対する安全性が極めて高くなる。
【００４０】ところで、本機器認証システムに必要とさ
れるハードウェア規模は、第１の従来技術とほとんど変
わらない。図１５と図１を比較して分かるように、本機
器認証システムの構成が従来システムと異なる主要な点
は、(i)分離部５２（６１）が追加されていることと、
(ii)データ変換器５３（６２）が鍵の入力ポートを備え
たことである。ここで、(i)分離部５２は単なる固定的
な配線によって実現されており、そして、(ii)図３に示
されたデータ変換器５３（６２）の構成要素のうち排他
的論理和部７２を除く構成要素７０、７１、７３、７４
は、３２ビットの入力データを３２ビットの出力データ
に変換する従来システムのデータ変換器１２（２１）に
相当すると言える。
れるハードウェア規模は、第１の従来技術とほとんど変
わらない。図１５と図１を比較して分かるように、本機
器認証システムの構成が従来システムと異なる主要な点
は、(i)分離部５２（６１）が追加されていることと、
(ii)データ変換器５３（６２）が鍵の入力ポートを備え
たことである。ここで、(i)分離部５２は単なる固定的
な配線によって実現されており、そして、(ii)図３に示
されたデータ変換器５３（６２）の構成要素のうち排他
的論理和部７２を除く構成要素７０、７１、７３、７４
は、３２ビットの入力データを３２ビットの出力データ
に変換する従来システムのデータ変換器１２（２１）に
相当すると言える。
【００４１】従って、本実施形態の機器認証システム
は、従来システムとほぼ等しい回路規模で構成されるに
も拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認証を行
うことができる。 （実施の形態２）図５は、本発明に係る実施形態２の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
は、従来システムとほぼ等しい回路規模で構成されるに
も拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認証を行
うことができる。 （実施の形態２）図５は、本発明に係る実施形態２の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
【００４２】本システムは、実施形態１のシステムと同
様に、伝送路６８、６９で接続された認証装置８０と被
認証装置９０から構成される。なお、実施形態１と同じ
構成要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。本
実施形態の認証装置８０及び被認証装置９０が実施形態
１のものと異なる点は、それぞれが備える一方向データ
変換装置８３及び一方向データ変換装置９３の構成要素
である。
様に、伝送路６８、６９で接続された認証装置８０と被
認証装置９０から構成される。なお、実施形態１と同じ
構成要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。本
実施形態の認証装置８０及び被認証装置９０が実施形態
１のものと異なる点は、それぞれが備える一方向データ
変換装置８３及び一方向データ変換装置９３の構成要素
である。
【００４３】認証装置８０が備える一方向データ変換装
置８３は、内部回路の秘密性を確保するために１個のシ
リコン基板にＩＣとして形成されている点で実施形態１
と同じであるが、実施形態１の分離部５２及びデータ変
換器５３に加えて、さらに秘密鍵変更部８１と秘密鍵記
憶部８２とを備える。秘密鍵記憶部８２は、ＲＯＭ等で
あり、１個の３２ビットの秘密鍵を記憶している。
置８３は、内部回路の秘密性を確保するために１個のシ
リコン基板にＩＣとして形成されている点で実施形態１
と同じであるが、実施形態１の分離部５２及びデータ変
換器５３に加えて、さらに秘密鍵変更部８１と秘密鍵記
憶部８２とを備える。秘密鍵記憶部８２は、ＲＯＭ等で
あり、１個の３２ビットの秘密鍵を記憶している。
【００４４】秘密鍵変更部８１は、図６に示されるよう
に３２個のＥＸＯＲゲートからなり、秘密鍵記憶部８２
から読み出した３２ビットの秘密鍵と分離部５２から生
成された分離データＢ0〜Ｂ31とのビット毎の排他的論
理和をとり、得られた３２ビットデータを鍵としてデー
タ変換器５３に出力する。つまり、実施形態１の一方向
データ変換装置５７では、分離部５２から生成された分
離データＢ0〜Ｂ31は鍵として直接にデータ変換器５３
に入力されたが、本実施形態の一方向データ変換装置８
３では、分離部５２から生成された分離データＢ0〜Ｂ3
1は秘密鍵記憶部８２に記憶された秘密鍵を変更する目
的（又は、秘密鍵記憶部８２に記憶された秘密鍵によっ
て変更される目的）に用いられ、変更された秘密鍵がデ
ータ変換器５３に鍵として入力される。
に３２個のＥＸＯＲゲートからなり、秘密鍵記憶部８２
から読み出した３２ビットの秘密鍵と分離部５２から生
成された分離データＢ0〜Ｂ31とのビット毎の排他的論
理和をとり、得られた３２ビットデータを鍵としてデー
タ変換器５３に出力する。つまり、実施形態１の一方向
データ変換装置５７では、分離部５２から生成された分
離データＢ0〜Ｂ31は鍵として直接にデータ変換器５３
に入力されたが、本実施形態の一方向データ変換装置８
３では、分離部５２から生成された分離データＢ0〜Ｂ3
1は秘密鍵記憶部８２に記憶された秘密鍵を変更する目
的（又は、秘密鍵記憶部８２に記憶された秘密鍵によっ
て変更される目的）に用いられ、変更された秘密鍵がデ
ータ変換器５３に鍵として入力される。
【００４５】一方、被認証装置９０が備える一方向デー
タ変換装置９３も、認証装置８０の一方向データ変換装
置８３と同様に、１個のシリコン基板にＩＣとして形成
されており、実施形態１の分離部６１及びデータ変換器
６２に加えて、さらに秘密鍵変更部９１と秘密鍵記憶部
９２とから構成される。秘密鍵記憶部９２は、認証装置
８０の秘密鍵記憶部８２と同一であり、秘密鍵変更部９
１は、認証装置８０の秘密鍵変更部８１と同一である。
タ変換装置９３も、認証装置８０の一方向データ変換装
置８３と同様に、１個のシリコン基板にＩＣとして形成
されており、実施形態１の分離部６１及びデータ変換器
６２に加えて、さらに秘密鍵変更部９１と秘密鍵記憶部
９２とから構成される。秘密鍵記憶部９２は、認証装置
８０の秘密鍵記憶部８２と同一であり、秘密鍵変更部９
１は、認証装置８０の秘密鍵変更部８１と同一である。
【００４６】以上のように構成された本機器認証システ
ムによれば、実施形態１のシステムと同様に、従来シス
テムとほぼ等しい回路規模で構成されるにも拘わらず従
来の２倍長の認証データを用いて認証を行うことができ
る。つまり、本実施形態の一方向データ変換装置８３の
構成は、従来のデータ変換器１２に分離部５２と秘密鍵
変更部８１とを追加した構成に等しいと言える。それ
は、本実施形態の秘密鍵記憶部８２とデータ変換器５３
とからなる回路セット、即ち、固定的な秘密鍵で３２ビ
ットデータを変換する回路セットは、外部からの鍵に依
存することなく固定的な変換アルゴリズムに基づいて３
２ビットデータを変換する従来システムのデータ変換器
１２に相当すると言えるからである。
ムによれば、実施形態１のシステムと同様に、従来シス
テムとほぼ等しい回路規模で構成されるにも拘わらず従
来の２倍長の認証データを用いて認証を行うことができ
る。つまり、本実施形態の一方向データ変換装置８３の
構成は、従来のデータ変換器１２に分離部５２と秘密鍵
変更部８１とを追加した構成に等しいと言える。それ
は、本実施形態の秘密鍵記憶部８２とデータ変換器５３
とからなる回路セット、即ち、固定的な秘密鍵で３２ビ
ットデータを変換する回路セットは、外部からの鍵に依
存することなく固定的な変換アルゴリズムに基づいて３
２ビットデータを変換する従来システムのデータ変換器
１２に相当すると言えるからである。
【００４７】従って、本実施形態の一方向データ変換装
置８３は、従来のデータ変換器１２に対して、単なる固
定的な配線である分離部５２と３２個のＥＸＯＲゲート
からなる秘密鍵変更部８１という、わずかな回路が追加
されているに過ぎないと言える。このことは、被認証装
置９０が備える一方向データ変換装置９３についても同
様である。
置８３は、従来のデータ変換器１２に対して、単なる固
定的な配線である分離部５２と３２個のＥＸＯＲゲート
からなる秘密鍵変更部８１という、わずかな回路が追加
されているに過ぎないと言える。このことは、被認証装
置９０が備える一方向データ変換装置９３についても同
様である。
【００４８】但し、実施形態１と比較し、本実施形態の
機器認証システムは、分離部５２（６１）で生成された
分離データが直接ではなく変化を受けた後にデータ変換
器５３（６２）への鍵として入力されているので、その
変化分だけ安全性は高くなっている。なお、上記実施形
態１、２では、一方向データ変換装置５７、６５、８
３、９７は６４ビットの入力データに対してビット分離
をした後にビット置換等の変換アルゴリズムに基づいて
３２ビットの出力データを生成したが、本発明はこのよ
うなビット数や変換アルゴリズムに限定されるものでは
ない。
機器認証システムは、分離部５２（６１）で生成された
分離データが直接ではなく変化を受けた後にデータ変換
器５３（６２）への鍵として入力されているので、その
変化分だけ安全性は高くなっている。なお、上記実施形
態１、２では、一方向データ変換装置５７、６５、８
３、９７は６４ビットの入力データに対してビット分離
をした後にビット置換等の変換アルゴリズムに基づいて
３２ビットの出力データを生成したが、本発明はこのよ
うなビット数や変換アルゴリズムに限定されるものでは
ない。
【００４９】例えば、１２０ビットの入力データを５６
ビットの分離データと６４ビットの分離データに分離
し、５６ビットの分離データを暗号鍵として６４ビット
の分離データをデータ暗号化規格（ＤＥＳ）に従って暗
号化してもよい。また、上記実施形態１、２では、デー
タ変換器５３、６２自体は、可逆な変換器（出力データ
と鍵とから元の入力データに復元する逆変換が存在する
ような変換をする変換器）であったが、一方向性変換器
（出力データと鍵とから元の入力データに復元する逆変
換が存在しないような不可逆な変換をする変換器）であ
ってもよい。
ビットの分離データと６４ビットの分離データに分離
し、５６ビットの分離データを暗号鍵として６４ビット
の分離データをデータ暗号化規格（ＤＥＳ）に従って暗
号化してもよい。また、上記実施形態１、２では、デー
タ変換器５３、６２自体は、可逆な変換器（出力データ
と鍵とから元の入力データに復元する逆変換が存在する
ような変換をする変換器）であったが、一方向性変換器
（出力データと鍵とから元の入力データに復元する逆変
換が存在しないような不可逆な変換をする変換器）であ
ってもよい。
【００５０】例えば、データ変換器５３（６２）の排他
的論理和部７２を構成する３２個のＥＸＯＲゲートのう
ち少なくとも１個をＡＮＤゲート又はＯＲゲートに置き
換えることによって、そのデータ変換器５３（６２）は
一方向性変換器となるが、そのような構成であっても、
機器認証システムとして成立する。上記実施形態１、２
では、データ変換器５３及び６２は、いずれも同じ方向
の変換（２つの分離データから出力データを生成する変
換）にのみ用いられているので、逆変換が存在する必要
がないからである。 （実施の形態３）図７は、本発明に係る実施形態３の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
的論理和部７２を構成する３２個のＥＸＯＲゲートのう
ち少なくとも１個をＡＮＤゲート又はＯＲゲートに置き
換えることによって、そのデータ変換器５３（６２）は
一方向性変換器となるが、そのような構成であっても、
機器認証システムとして成立する。上記実施形態１、２
では、データ変換器５３及び６２は、いずれも同じ方向
の変換（２つの分離データから出力データを生成する変
換）にのみ用いられているので、逆変換が存在する必要
がないからである。 （実施の形態３）図７は、本発明に係る実施形態３の機
器認証システムの構成を示すブロック図である。
【００５１】本システムは、第２の従来技術の如く、暗
号器と復号器の対を用いた機器認証システムであり、か
つ、実施形態２の変形例であり、伝送路６８、６９で接
続された認証装置１８０と被認証装置１９０から構成さ
れる。なお、実施形態２と同じ構成要素には同じ符号を
付し、その説明は省略する。本実施形態の認証装置１８
０の構成が実施形態２の認証装置８０と異なる点は、実
施形態２の認証装置８０が備える構成要素５１、８３、
５４〜５６に加えて、さらに結合部１８１を備えること
である。なお、データ変換器５３は、実施形態２のもの
と同一であるが、本実施形態では、暗号器（その逆変換
である復号器が存在し、かつ、本機器認証システム（被
認証装置１９０）で用いられている）として用いてい
る。
号器と復号器の対を用いた機器認証システムであり、か
つ、実施形態２の変形例であり、伝送路６８、６９で接
続された認証装置１８０と被認証装置１９０から構成さ
れる。なお、実施形態２と同じ構成要素には同じ符号を
付し、その説明は省略する。本実施形態の認証装置１８
０の構成が実施形態２の認証装置８０と異なる点は、実
施形態２の認証装置８０が備える構成要素５１、８３、
５４〜５６に加えて、さらに結合部１８１を備えること
である。なお、データ変換器５３は、実施形態２のもの
と同一であるが、本実施形態では、暗号器（その逆変換
である復号器が存在し、かつ、本機器認証システム（被
認証装置１９０）で用いられている）として用いてい
る。
【００５２】結合部１８１は、図８に示されるような固
定的な配線であり、分離部５２から秘密鍵変更部８１に
入力された３２ビットの分離データＢ0〜Ｂ31と、デー
タ変換器５３が出力した３２ビットデータ（暗号文Ｘ0
〜Ｘ31）とを、不規則に各ビットを混ぜて並べることに
より、１個の６４ビットデータ（認証データＹ0〜Ｙ6
3）に結合し送信部５５に送る。この結合部１８１は、
秘密性を確保するために、一方向データ変換装置８３の
構成要素５２、５３、８１、８２と共に１個のシリコン
基板にＩＣとして形成されている。
定的な配線であり、分離部５２から秘密鍵変更部８１に
入力された３２ビットの分離データＢ0〜Ｂ31と、デー
タ変換器５３が出力した３２ビットデータ（暗号文Ｘ0
〜Ｘ31）とを、不規則に各ビットを混ぜて並べることに
より、１個の６４ビットデータ（認証データＹ0〜Ｙ6
3）に結合し送信部５５に送る。この結合部１８１は、
秘密性を確保するために、一方向データ変換装置８３の
構成要素５２、５３、８１、８２と共に１個のシリコン
基板にＩＣとして形成されている。
【００５３】一方、被認証装置１９０は、一方向データ
変換装置１９３、受信部６３及び送信部６４を備える点
で実施形態２と同じであるが、一方向データ変換装置１
９３の構成要素が異なる。つまり、一方向データ変換装
置１９３は、１個のシリコン基板にＩＣとして形成され
た秘密鍵変更部９１、秘密鍵記憶部９２、分離部１９１
及びデータ逆変換器１９２から構成されるが、これらの
うち、分離部１９１とデータ逆変換器１９２は本実施形
態に固有のものである。
変換装置１９３、受信部６３及び送信部６４を備える点
で実施形態２と同じであるが、一方向データ変換装置１
９３の構成要素が異なる。つまり、一方向データ変換装
置１９３は、１個のシリコン基板にＩＣとして形成され
た秘密鍵変更部９１、秘密鍵記憶部９２、分離部１９１
及びデータ逆変換器１９２から構成されるが、これらの
うち、分離部１９１とデータ逆変換器１９２は本実施形
態に固有のものである。
【００５４】分離部１９１は、図９に示されるような固
定的な配線であり、受信部６３から送られてくる６４ビ
ットの認証データＹ0〜Ｙ63を、認証装置１８０が備え
る結合部１８１によるビット結合の逆変換に相当するビ
ット配分に従って、元の３２ビットの暗号文Ｘ0〜Ｘ31
と３２ビットの分離データＢ0〜Ｂ31とに分離する。デ
ータ逆変換器１９２は、認証装置１８０が備えるデータ
変換器（暗号器）５３に対応する復号器であり、分離部
１９１で生成された３２ビットの暗号文Ｘ0〜Ｘ31を変
換対象とし、もう１つの分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とす
る逆変換関数Ｆ-1（）に基づいて変換することにより、
元の３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31に復号する。
定的な配線であり、受信部６３から送られてくる６４ビ
ットの認証データＹ0〜Ｙ63を、認証装置１８０が備え
る結合部１８１によるビット結合の逆変換に相当するビ
ット配分に従って、元の３２ビットの暗号文Ｘ0〜Ｘ31
と３２ビットの分離データＢ0〜Ｂ31とに分離する。デ
ータ逆変換器１９２は、認証装置１８０が備えるデータ
変換器（暗号器）５３に対応する復号器であり、分離部
１９１で生成された３２ビットの暗号文Ｘ0〜Ｘ31を変
換対象とし、もう１つの分離データＢ0〜Ｂ31を鍵とす
る逆変換関数Ｆ-1（）に基づいて変換することにより、
元の３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31に復号する。
【００５５】図１０は、データ逆変換器１９２の詳細な
構成を示すブロック図である。データ逆変換器１９２
は、ビット置換部１９９、転字部１９８、排他的論理和
部１９７、換字部１９６及びビット置換部１９５から構
成され、これらは、それぞれ、図３に示されたデータ変
換器５３のビット置換部７４、転字部７３、排他的論理
和部７２、換字部７１、ビット置換部７０の逆変換を行
うものに等しい。なお、排他的論理和部１９７は、ＥＸ
ＯＲゲート自体の性質より、排他的論理和部７２と同一
の構成（３２個のＥＸＯＲゲート）を備える。
構成を示すブロック図である。データ逆変換器１９２
は、ビット置換部１９９、転字部１９８、排他的論理和
部１９７、換字部１９６及びビット置換部１９５から構
成され、これらは、それぞれ、図３に示されたデータ変
換器５３のビット置換部７４、転字部７３、排他的論理
和部７２、換字部７１、ビット置換部７０の逆変換を行
うものに等しい。なお、排他的論理和部１９７は、ＥＸ
ＯＲゲート自体の性質より、排他的論理和部７２と同一
の構成（３２個のＥＸＯＲゲート）を備える。
【００５６】以上の構成によれば、結合部１８１と分離
部１９１、データ変換器５３とデータ逆変換器１９２
は、それぞれ逆変換の関係にあり、かつ、秘密鍵記憶部
８２と秘密鍵記憶部９２、秘密鍵変更部８１と秘密鍵変
更部９１は、それぞれ同一である。従って、データ逆変
換器１９２に入力される暗号文はデータ変換器５３が出
力した暗号文に等しく、かつ、データ逆変換器１９２に
入力される鍵はデータ変換器５３に入力された鍵に等し
いことから、データ逆変換器１９２が出力する復号文は
データ変換器５３に入力された平文、即ち、分離部５２
が生成した３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31に等しく
なる。
部１９１、データ変換器５３とデータ逆変換器１９２
は、それぞれ逆変換の関係にあり、かつ、秘密鍵記憶部
８２と秘密鍵記憶部９２、秘密鍵変更部８１と秘密鍵変
更部９１は、それぞれ同一である。従って、データ逆変
換器１９２に入力される暗号文はデータ変換器５３が出
力した暗号文に等しく、かつ、データ逆変換器１９２に
入力される鍵はデータ変換器５３に入力された鍵に等し
いことから、データ逆変換器１９２が出力する復号文は
データ変換器５３に入力された平文、即ち、分離部５２
が生成した３２ビットの分離データＣ0〜Ｃ31に等しく
なる。
【００５７】よって、認証装置１８０の比較部５４は、
乱数発生部５１が発生した１個の乱数について分離部５
２から入力される分離データと、その乱数に基づいて生
成された認証データに対して被認証装置１９０から返信
されたきた証明データとが一致すると判定するので、認
証装置１８０は被認証装置１９０を認証することができ
る。
乱数発生部５１が発生した１個の乱数について分離部５
２から入力される分離データと、その乱数に基づいて生
成された認証データに対して被認証装置１９０から返信
されたきた証明データとが一致すると判定するので、認
証装置１８０は被認証装置１９０を認証することができ
る。
【００５８】以上のように、本機器認証システムと図１
６に示された第２の従来技術とを比較して分かるよう
に、本機器認証システムによれば、わずかなハードウェ
ア（分離部５２、１９１、秘密鍵変更部８１、９１、結
合部１８１等）を追加しただけで、伝送路６８、６９に
出現し得る認証データを証明データとの総組数は２の６
４乗通り、すなわち従来の２の３２乗倍に増加してい
る。つまり、多くの回路を必要とする暗号器及び復号器
は従来と同じ３２ビット対応を使用しているにも拘わら
ず、従来よりも第３者の盗聴に対する安全性は飛躍的に
向上されている。
６に示された第２の従来技術とを比較して分かるよう
に、本機器認証システムによれば、わずかなハードウェ
ア（分離部５２、１９１、秘密鍵変更部８１、９１、結
合部１８１等）を追加しただけで、伝送路６８、６９に
出現し得る認証データを証明データとの総組数は２の６
４乗通り、すなわち従来の２の３２乗倍に増加してい
る。つまり、多くの回路を必要とする暗号器及び復号器
は従来と同じ３２ビット対応を使用しているにも拘わら
ず、従来よりも第３者の盗聴に対する安全性は飛躍的に
向上されている。
【００５９】なお、本実施形態では、暗号器５３は、実
施形態２のデータ変換器５３と同一であったが、本発明
はこれに限定されない。暗号器５３としてＤＥＳに準拠
した暗号器を用い、復号器１９２として対応する復号器
を用いてもよい。また、本実施形態は実施形態２の一方
向データ変換装置を用いたシステムを暗号器と復号器と
を用いるシステムに変形した例であったが、実施形態１
を同様に変形することもできる。つまり、認証装置１８
０においては、分離部５２からの分離データＢ0〜Ｂ31
を直接に暗号器５３の暗号鍵として入力し、一方、被認
証装置１９０においても、分離部１９１からの分離デー
タＢ0〜Ｂ31を直接に復号器１９２の復号鍵として入力
してもよい。
施形態２のデータ変換器５３と同一であったが、本発明
はこれに限定されない。暗号器５３としてＤＥＳに準拠
した暗号器を用い、復号器１９２として対応する復号器
を用いてもよい。また、本実施形態は実施形態２の一方
向データ変換装置を用いたシステムを暗号器と復号器と
を用いるシステムに変形した例であったが、実施形態１
を同様に変形することもできる。つまり、認証装置１８
０においては、分離部５２からの分離データＢ0〜Ｂ31
を直接に暗号器５３の暗号鍵として入力し、一方、被認
証装置１９０においても、分離部１９１からの分離デー
タＢ0〜Ｂ31を直接に復号器１９２の復号鍵として入力
してもよい。
【００６０】さらに、上記実施形態１〜３では、ほとん
どの構成要素は論理回路で実現されたが、汎用のマイク
ロプロセッサとプログラムとの組み合わせによるソフト
ウェアで実現することも可能である。その場合の「回路
規模」とは、そのソフトウェアのコードサイズや、それ
を収納するＰＲＯＭの記憶容量を意味する。（具体的な
通信システムへの適応例）以上のように、本発明に係る
機器認証システムは、回路規模が小さいにも拘らず大き
なサイズの認証データを扱うことができる。従って、本
機器認証システムは、小型で、かつ、正当な機器同士で
の通信のみが許可されるような高い安全性の要求される
通信システムに好適である。
どの構成要素は論理回路で実現されたが、汎用のマイク
ロプロセッサとプログラムとの組み合わせによるソフト
ウェアで実現することも可能である。その場合の「回路
規模」とは、そのソフトウェアのコードサイズや、それ
を収納するＰＲＯＭの記憶容量を意味する。（具体的な
通信システムへの適応例）以上のように、本発明に係る
機器認証システムは、回路規模が小さいにも拘らず大き
なサイズの認証データを扱うことができる。従って、本
機器認証システムは、小型で、かつ、正当な機器同士で
の通信のみが許可されるような高い安全性の要求される
通信システムに好適である。
【００６１】図１１は、本発明に係る機器認証システム
の具体的な通信システムへの適用例を示す図であり、映
画等のデジタル著作物の映像再生システムの概観を示
す。このシステムは、認証装置である光ディスクドライ
ブ装置１１０と被認証装置である映像再生装置１１１と
それらを接続するＳＣＳＩケーブル１１６等からなる。
光ディスクドライブ装置１１０は、映像再生装置１１１
を認証した後に、光ディスク１１５から読み出した映像
データを映像再生装置１１１に転送し、そこで映像再生
するシステムである。
の具体的な通信システムへの適用例を示す図であり、映
画等のデジタル著作物の映像再生システムの概観を示
す。このシステムは、認証装置である光ディスクドライ
ブ装置１１０と被認証装置である映像再生装置１１１と
それらを接続するＳＣＳＩケーブル１１６等からなる。
光ディスクドライブ装置１１０は、映像再生装置１１１
を認証した後に、光ディスク１１５から読み出した映像
データを映像再生装置１１１に転送し、そこで映像再生
するシステムである。
【００６２】図１２は、光ディスクドライブ装置１１０
の構成を示すブロック図である。光ディスクドライブ装
置１１０は、装置全体の制御を行うＭＰＵ１２４と、映
像再生装置１１１との通信インタフェースであるＳＣＳ
Ｉコントローラ１２１と、光ヘッド１２５を制御して光
ディスク１１５から映像データを読み出し制御する読み
出し制御部１２２と、上述の実施形態における一方向デ
ータ変換装置５７、８３、結合部１８１等を内蔵する暗
号化ＩＣ１２３とからなり、映像再生装置１１１は正当
な機器であると認証した場合にのみ光ディスク１１５に
記録された圧縮映像データを読み出してＳＣＳＩケーブ
ル１１６を介して映像再生装置１１１に転送する。
の構成を示すブロック図である。光ディスクドライブ装
置１１０は、装置全体の制御を行うＭＰＵ１２４と、映
像再生装置１１１との通信インタフェースであるＳＣＳ
Ｉコントローラ１２１と、光ヘッド１２５を制御して光
ディスク１１５から映像データを読み出し制御する読み
出し制御部１２２と、上述の実施形態における一方向デ
ータ変換装置５７、８３、結合部１８１等を内蔵する暗
号化ＩＣ１２３とからなり、映像再生装置１１１は正当
な機器であると認証した場合にのみ光ディスク１１５に
記録された圧縮映像データを読み出してＳＣＳＩケーブ
ル１１６を介して映像再生装置１１１に転送する。
【００６３】図１３は、光ディスクドライブ装置１１０
の内部に実装される回路基板１２０の概観を示す図であ
る。暗号化ＩＣ１２３は、１個のシリコン基板に形成さ
れたＬＳＩであり、プラスチックでモールドされたフラ
ットパッケージの形状をしている。図１４は、映像再生
装置１１１の構成を示すブロック図である。
の内部に実装される回路基板１２０の概観を示す図であ
る。暗号化ＩＣ１２３は、１個のシリコン基板に形成さ
れたＬＳＩであり、プラスチックでモールドされたフラ
ットパッケージの形状をしている。図１４は、映像再生
装置１１１の構成を示すブロック図である。
【００６４】映像再生装置１１１は、装置全体の制御を
行うＭＰＵ１３１と、光ディスクドライブ装置１１０と
の通信インタフェースであるＳＣＳＩコントローラ１３
０と、上述の実施形態の一方向データ変換装置６５、９
３、１９３等を内蔵する暗号化ＩＣ１３２と、受信した
映像データの伸長を行うＭＰＥＧデコーダ１３３と、伸
長された映像データをアナログ映像信号に変換してＣＲ
Ｔ１１２及びスピーカ１１４に映像出力するＡＶ信号処
理部１３４とから構成される。
行うＭＰＵ１３１と、光ディスクドライブ装置１１０と
の通信インタフェースであるＳＣＳＩコントローラ１３
０と、上述の実施形態の一方向データ変換装置６５、９
３、１９３等を内蔵する暗号化ＩＣ１３２と、受信した
映像データの伸長を行うＭＰＥＧデコーダ１３３と、伸
長された映像データをアナログ映像信号に変換してＣＲ
Ｔ１１２及びスピーカ１１４に映像出力するＡＶ信号処
理部１３４とから構成される。
【００６５】光ディスクドライブ装置１１０の内部に実
装される回路基板の概観は、図１３に示されるものとほ
ぼ同様である。本発明に係る機器認証システムをこのよ
うな映像再生システムに適用することで、コンパクトな
回路であるのにも拘らず、光ディスク１１５に記録され
たデジタル著作物が不正な装置によってコピー等される
ことが従来よりも極めて困難となり、デジタル著作物の
著作権がより強力に保護される。
装される回路基板の概観は、図１３に示されるものとほ
ぼ同様である。本発明に係る機器認証システムをこのよ
うな映像再生システムに適用することで、コンパクトな
回路であるのにも拘らず、光ディスク１１５に記録され
たデジタル著作物が不正な装置によってコピー等される
ことが従来よりも極めて困難となり、デジタル著作物の
著作権がより強力に保護される。
【００６６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る一方向データ変換装置は、２ｎビットの入力デー
タを意味のないｎビットの出力データに変換する一方向
データ変換装置であって、前記入力データをその入力デ
ータの相異なる桁位置のｎビットずつに分離することに
より、ｎビットの第１分離データとｎビットの第２分離
データを生成する分離手段と、前記第１分離データに対
して前記第２分離データを鍵とする変換アルゴリズムに
基づいて変換することにより、前記出力データを生成す
るデータ変換手段とを備える。
に係る一方向データ変換装置は、２ｎビットの入力デー
タを意味のないｎビットの出力データに変換する一方向
データ変換装置であって、前記入力データをその入力デ
ータの相異なる桁位置のｎビットずつに分離することに
より、ｎビットの第１分離データとｎビットの第２分離
データを生成する分離手段と、前記第１分離データに対
して前記第２分離データを鍵とする変換アルゴリズムに
基づいて変換することにより、前記出力データを生成す
るデータ変換手段とを備える。
【００６７】この一方向データ変換装置は、ｎビットデ
ータからｎビットデータに変換する手段（データ変換手
段）にビット分離するための簡単な配線等の手段（分離
手段）を付加したものである。従って、このような一方
向データ変換装置を認証装置及び被認証装置それぞれが
備えることで、従来とほぼ等しい回路規模で構成される
にも拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認証を
行うことができる安全性の高い機器認証システムが実現
される。
ータからｎビットデータに変換する手段（データ変換手
段）にビット分離するための簡単な配線等の手段（分離
手段）を付加したものである。従って、このような一方
向データ変換装置を認証装置及び被認証装置それぞれが
備えることで、従来とほぼ等しい回路規模で構成される
にも拘わらず従来の２倍長の認証データを用いて認証を
行うことができる安全性の高い機器認証システムが実現
される。
【００６８】つまり、ｎビットの認証データ及び証明デ
ータを用いて認証する従来の機器認証システムの構成に
対してわずかなハードウェアを追加するだけで、２ｎビ
ットの認証データとｎビットの証明データとを用いて認
証する機器認証システム、即ち、認証データと証明デー
タのとり得る組数が２のｎ乗通りから２の２ｎ乗通り
（２のｎ乗倍）に増加された安全性の高い機器認証シス
テムが実現される。
ータを用いて認証する従来の機器認証システムの構成に
対してわずかなハードウェアを追加するだけで、２ｎビ
ットの認証データとｎビットの証明データとを用いて認
証する機器認証システム、即ち、認証データと証明デー
タのとり得る組数が２のｎ乗通りから２の２ｎ乗通り
（２のｎ乗倍）に増加された安全性の高い機器認証シス
テムが実現される。
【００６９】このような一方向データ変換装置を備える
機器認証システムの一形態は、認証装置が、２ｎビット
の乱数を生成する乱数発生手段と、その乱数を２個のｎ
ビットの第１及び第２分離データにビット分離する分離
手段と、第１分離データに対して第２分離データを鍵と
して変換するデータ変換手段と、その変換結果ｎビット
と被認証装置から返信されてきた証明データｎビットと
が一致するか否かを判断する比較手段とを備え、一方、
被認証装置が、認証装置が備える分離手段及びデータ変
換手段それぞれと同じ機能の分離手段及びデータ変換器
手段等を備え、認証装置が発生した２ｎビットの乱数
（認証データ）からｎビットの証明データを生成し認証
装置に返信する、システムである。
機器認証システムの一形態は、認証装置が、２ｎビット
の乱数を生成する乱数発生手段と、その乱数を２個のｎ
ビットの第１及び第２分離データにビット分離する分離
手段と、第１分離データに対して第２分離データを鍵と
して変換するデータ変換手段と、その変換結果ｎビット
と被認証装置から返信されてきた証明データｎビットと
が一致するか否かを判断する比較手段とを備え、一方、
被認証装置が、認証装置が備える分離手段及びデータ変
換手段それぞれと同じ機能の分離手段及びデータ変換器
手段等を備え、認証装置が発生した２ｎビットの乱数
（認証データ）からｎビットの証明データを生成し認証
装置に返信する、システムである。
【００７０】ここで、データ変換手段自体は一方向性関
数に基づく変換手段であってもよい。また、分離手段で
生成された第２分離データを鍵としてデータ変換手段に
入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２分
離データで変更し、その変更結果を鍵としてデータ変換
手段に入力することもできる。これによって、データ変
換手段自体の解読が困難となり、また、一方向データ変
換装置のアルゴリズムが複雑化されるので、システムの
安全性はさらに高まる。
数に基づく変換手段であってもよい。また、分離手段で
生成された第２分離データを鍵としてデータ変換手段に
入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２分
離データで変更し、その変更結果を鍵としてデータ変換
手段に入力することもできる。これによって、データ変
換手段自体の解読が困難となり、また、一方向データ変
換装置のアルゴリズムが複雑化されるので、システムの
安全性はさらに高まる。
【００７１】また、上記一方向データ変換装置を備える
機器認証システムの他の形態は、暗号器と復号器とを用
いるシステムであって、認証装置は、２ｎビットの乱数
を発生する乱数発生手段と、前記乱数をその乱数の相異
なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、ｎビ
ットの第１分離データとｎビットの第２分離データを生
成する分離手段と、前記第１分離データに対して前記第
２分離データを暗号鍵とする暗号アルゴリズムに基づい
て暗号化することにより、ｎビットの暗号文を生成する
暗号化手段と、前記暗号文と前記第２分離データとを各
ビットを混ぜることで結合し、２ｎビットの出力データ
を生成する結合手段と、前記認証データに対して被認証
装置から返信されてきたｎビットの証明データと前記第
１分離データとが一致するか否かを判断する比較手段と
を備え、一方、被認証装置は、認証装置から送信されて
きた認証データをその認証データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、前記暗号文と同じｎ
ビットの第３分離データと前記第２分離データと同じｎ
ビットの第４分離データを生成する分離手段と、前記第
３分離データに対して前記第４分離データを復号鍵とす
る復号アルゴリズムに基づいて復号化することにより、
認証装置に返信すべきｎビットの証明データを生成する
復号化手段とを備える。
機器認証システムの他の形態は、暗号器と復号器とを用
いるシステムであって、認証装置は、２ｎビットの乱数
を発生する乱数発生手段と、前記乱数をその乱数の相異
なる桁位置のｎビットずつに分離することにより、ｎビ
ットの第１分離データとｎビットの第２分離データを生
成する分離手段と、前記第１分離データに対して前記第
２分離データを暗号鍵とする暗号アルゴリズムに基づい
て暗号化することにより、ｎビットの暗号文を生成する
暗号化手段と、前記暗号文と前記第２分離データとを各
ビットを混ぜることで結合し、２ｎビットの出力データ
を生成する結合手段と、前記認証データに対して被認証
装置から返信されてきたｎビットの証明データと前記第
１分離データとが一致するか否かを判断する比較手段と
を備え、一方、被認証装置は、認証装置から送信されて
きた認証データをその認証データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、前記暗号文と同じｎ
ビットの第３分離データと前記第２分離データと同じｎ
ビットの第４分離データを生成する分離手段と、前記第
３分離データに対して前記第４分離データを復号鍵とす
る復号アルゴリズムに基づいて復号化することにより、
認証装置に返信すべきｎビットの証明データを生成する
復号化手段とを備える。
【００７２】ここで、上記第２分離データ（及び第４分
離データ）を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）
に入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２
分離データ（及び第４分離データ）で変更し、その変更
結果を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）に入力
することもできる。これによって、基本的な構成要素は
ｎビット対応の回路規模であるにも拘らず、即ち、認証
装置及び被認証装置それぞれはｎビット対応の暗号器及
び復号器を備えるにも拘らず、２ｎビットの認証データ
とｎビットの証明データを扱う安全性の高い機器認証シ
ステムが実現される。
離データ）を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）
に入力する代わりに、予め記憶された秘密鍵をその第２
分離データ（及び第４分離データ）で変更し、その変更
結果を暗号鍵（復号鍵）として暗号器（復号器）に入力
することもできる。これによって、基本的な構成要素は
ｎビット対応の回路規模であるにも拘らず、即ち、認証
装置及び被認証装置それぞれはｎビット対応の暗号器及
び復号器を備えるにも拘らず、２ｎビットの認証データ
とｎビットの証明データを扱う安全性の高い機器認証シ
ステムが実現される。
【００７３】以上のように、本発明によって、認証に用
いる一方向データ変換装置や暗号器・復号器の規模をほ
とんど増大させることなく、認証データと証明データの
総組数は２のｎ乗倍に増大するため、毎回の認証時に伝
送路に出現する変換前後の伝送データを不正な第３者が
１組ずつ観測して収集することで全ての組について知り
尽くすことが極めて困難となり不正な認証が防止され
る。
いる一方向データ変換装置や暗号器・復号器の規模をほ
とんど増大させることなく、認証データと証明データの
総組数は２のｎ乗倍に増大するため、毎回の認証時に伝
送路に出現する変換前後の伝送データを不正な第３者が
１組ずつ観測して収集することで全ての組について知り
尽くすことが極めて困難となり不正な認証が防止され
る。
【００７４】よって、本発明により、わずかなハードウ
ェアを追加するだけで、極めて解読が困難で安全性の高
い認証システムが構築され、その実用性は大きい。
ェアを追加するだけで、極めて解読が困難で安全性の高
い認証システムが構築され、その実用性は大きい。
【図１】本発明に係る実施形態１の機器認証システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】同機器認証システムの分離部５２（６１）の詳
細な構成を示す図である。
細な構成を示す図である。
【図３】同機器認証システムのデータ変換器５３（及び
データ変換器６２）の詳細な構成を示すブロック図であ
る。
データ変換器６２）の詳細な構成を示すブロック図であ
る。
【図４】同データ変換器５３（６２）の排他的論理和部
７２の詳細な構成を示す図である。
７２の詳細な構成を示す図である。
【図５】本発明に係る実施形態２の機器認証システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図６】同機器認証システムの秘密鍵変更部８１（９
１）の詳細な構成を示す図である。
１）の詳細な構成を示す図である。
【図７】本発明に係る実施形態３の機器認証システムの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図８】同機器認証システムの結合部１８１の詳細な構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図９】同機器認証システムの分離部１９１の詳細な構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１０】同機器認証システムのデータ逆変換器１９２
の詳細な構成を示すブロック図である。
の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る機器認証システムの具体的な通
信システムへの適用例を示す図である。
信システムへの適用例を示す図である。
【図１２】同通信システムにおける光ディスクドライブ
装置１１０（認証装置）の構成を示すブロック図であ
る。
装置１１０（認証装置）の構成を示すブロック図であ
る。
【図１３】同光ディスクドライブ装置１１０の内部に実
装される回路基板１２０の概観を示す図である。
装される回路基板１２０の概観を示す図である。
【図１４】同通信システムにおける映像再生装置１１１
（被認証装置）の構成を示すブロック図である。
（被認証装置）の構成を示すブロック図である。
【図１５】一方向性関数を用いた第１の従来技術に係る
機器認証システムの構成を示すブロック図である。
機器認証システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】暗号器と復号器の対を用いた第２の従来技術
に係る機器認証システムの構成を示すブロック図であ
る。
に係る機器認証システムの構成を示すブロック図であ
る。
５０、８０、１８０ 認証装置 ５１ 乱数発生部 ５２ 分離部 ５３ データ変換器 ５４ 比較部 ５５ 送信部 ５６ 受信部 ５７ 一方向データ変換装置 ６０、９０、１９０ 被認証装置 ６１ 分離部 ６２ データ変換器 ６３ 受信部 ６４ 送信部 ６５ 一方向データ変換装置 ６８ 伝送路 ６９ 伝送路 ８１ 秘密鍵変更部 ８２ 秘密鍵記憶部 ８３ 一方向データ変換装置 ９１ 秘密鍵変更部 ９２ 秘密鍵記憶部 ９３ 一方向データ変換装置 １８１ 結合部 １９１ 分離部 １９２ データ逆変換器 １９３ 一方向データ変換装置
フロントページの続き (72)発明者 平山 康一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内
Claims (25)
- 【請求項１】 ２ｎビットの入力データをｎビットの出
力データに変換する一方向データ変換装置であって、 前記入力データをその入力データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、ｎビットの第１分離
データとｎビットの第２分離データを生成する分離手段
と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを鍵と
する変換アルゴリズムに基づいて変換することにより、
前記出力データを生成するデータ変換手段とを備えるこ
とを特徴とする一方向データ変換装置。 - 【請求項２】 前記一方向データ変換装置はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを備え、 前記データ変換手段は、前記第２分離データに代えて前
記変更鍵を鍵とする前記変換アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを変換することを特徴とする請求項１
記載の一方向データ変換装置。 - 【請求項３】 前記データ変換手段による変換は、一方
向性変換であることを特徴とする請求項２記載の一方向
データ変換装置。 - 【請求項４】 伝送路で接続された認証装置と被認証装
置からなる機器認証システムであって、 前記認証装置は、 ２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数を認証データとして前記被認証装置に送信する
送信手段と、 前記乱数を入力データとし、秘密のアルゴリズムに基づ
いてｎビットの出力データに変換する一方向データ変換
手段と、 前記認証データに対して被認証装置から返信されてきた
ｎビットの証明データを受信する受信手段と、 前記出力データと前記証明データとが一致するか否かを
判断する比較手段とを備え、 前記被認証装置は、 前記認証装置から送信されてきた認証データを受信する
受信手段と、 前記認証データを入力データとし、前記アルゴリズムと
同一の秘密のアルゴリズムに基づいてｎビットの出力デ
ータに変換する一方向データ変換手段と、 前記出力データを前記認証データに対する証明データと
して前記認証装置に返信する送信手段とを備えることを
特徴とする機器認証システム。 - 【請求項５】 前記認証装置及び前記被認証装置の一方
向データ変換手段は、いずれも、 前記入力データをその入力データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、ｎビットの第１分離
データとｎビットの第２分離データを生成する分離手段
と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを鍵と
する変換アルゴリズムに基づいて変換することにより、
前記出力データを生成するデータ変換手段とを有するこ
とを特徴とする請求項４記載の機器認証システム。 - 【請求項６】 前記認証装置及び前記被認証装置の一方
向データ変換手段は、いずれもさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを有し、 前記認証装置及び前記被認証装置のデータ変換手段は、
前記第２分離データに代えて前記変更鍵を鍵とする前記
変換アルゴリズムに基づいて前記第１分離データを変換
することを特徴とする請求項５記載の機器認証システ
ム。 - 【請求項７】 前記認証装置及び前記被認証装置のデー
タ変換手段による変換は、いずれも一方向性変換である
ことを特徴とする請求項６記載の機器認証システム。 - 【請求項８】 伝送路で接続された認証装置と被認証装
置からなる機器認証システムにおける認証装置であっ
て、 ２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数を認証データとして前記被認証装置に送信する
送信手段と、 前記乱数を入力データとし、秘密のアルゴリズムに基づ
いてｎビットの出力データに変換する一方向データ変換
手段と、 前記認証データに対して被認証装置から返信されてきた
ｎビットの証明データを受信する受信手段と、 前記出力データと前記証明データとが一致するか否かを
判断する比較手段とを備えることを特徴とする認証装
置。 - 【請求項９】 前記一方向データ変換手段は、 前記入力データをその入力データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、ｎビットの第１分離
データとｎビットの第２分離データを生成する分離手段
と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを鍵と
する変換アルゴリズムに基づいて変換することにより、
前記出力データを生成するデータ変換手段とを有するこ
とを特徴とする請求項８記載の認証装置。 - 【請求項１０】 前記一方向データ変換手段はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを有し、 前記データ変換手段は、前記第２分離データに代えて前
記変更鍵を鍵とする前記変換アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを変換することを特徴とする請求項９
記載の認証装置。 - 【請求項１１】 前記データ変換手段による変換は、一
方向性変換であることを特徴とする請求項１０記載の認
証装置。 - 【請求項１２】 前記認証装置はさらに、 光ディスクからデジタル著作物を読み出す光ディスク読
み出し手段と、 前記比較手段によって一致すると判断された場合に、前
記デジタル著作物を前記被認証装置に転送するデータ転
送手段とを備えることを特徴とする請求項１１記載の認
証装置。 - 【請求項１３】 伝送路で接続された認証装置と被認証
装置からなる機器認証システムにおける被認証装置であ
って、 前記認証装置から送信されてきた２ｎビットの認証デー
タを受信する受信手段と、 前記認証データを入力データとし、秘密のアルゴリズム
に基づいてｎビットの出力データに変換する一方向デー
タ変換手段と、 前記出力データを前記認証データに対する証明データと
して前記認証装置に返信する送信手段とを備えることを
特徴とする被認証装置。 - 【請求項１４】 前記一方向データ変換手段は、 前記入力データをその入力データの相異なる桁位置のｎ
ビットずつに分離することにより、ｎビットの第１分離
データとｎビットの第２分離データを生成する分離手段
と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを鍵と
する変換アルゴリズムに基づいて変換することにより、
前記出力データを生成するデータ変換手段とを有するこ
とを特徴とする請求項１３記載の被認証装置。 - 【請求項１５】 前記一方向データ変換手段はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを有し、 前記データ変換手段は、前記第２分離データに代えて前
記変更鍵を鍵とする前記変換アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを変換することを特徴とする請求項１
４記載の被認証装置。 - 【請求項１６】 前記データ変換手段による変換は、一
方向性変換であることを特徴とする請求項１５記載の被
認証装置。 - 【請求項１７】 前記被認証装置はさらに、 前記認証装置から転送されてきたデジタル著作物を受信
する転送データ受信手段と、 受信したデジタル著作物を映像再生する映像再生手段と
を備えることを特徴とする請求項１６記載の被認証装
置。 - 【請求項１８】 伝送路で接続された認証装置と被認証
装置からなる機器認証システムであって、 前記認証装置は、 ２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数をその乱数の相異なる桁位置のｎビットずつに
分離することにより、ｎビットの第１分離データとｎビ
ットの第２分離データを生成する分離手段と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを暗号
鍵とする暗号アルゴリズムに基づいて暗号化することに
より、ｎビットの暗号文を生成する暗号化手段と、 前記暗号文と前記第２分離データとを各ビットを混ぜる
ことで結合し、２ｎビットの出力データを生成する結合
手段と、 前記出力データを認証データとして前記被認証装置に送
信する送信手段と、 前記認証データに対して被認証装置から返信されてきた
ｎビットの証明データを受信する受信手段と、 前記証明データと前記第１分離データとが一致するか否
かを判断する比較手段とを備え、 前記被認証装置は、 前記認証装置から送信されてきた認証データを受信する
受信手段と、 受信した認証データをその認証データの相異なる桁位置
のｎビットずつに分離することにより、前記暗号文と同
じｎビットの第３分離データと前記第２分離データと同
じｎビットの第４分離データを生成する分離手段と、 前記第３分離データに対して前記第４分離データを復号
鍵とする復号アルゴリズムに基づいて復号化することに
より、ｎビットの復号文を生成する復号化手段と、 前記復号文を前記認証データに対する証明データとして
前記認証装置に返信する送信手段とを備えることを特徴
とする機器認証システム。 - 【請求項１９】 前記認証装置はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを備え、 前記暗号化手段は、前記第２分離データに代えて前記変
更鍵を暗号鍵とする前記暗号アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを暗号化し、 前記被認証装置はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第４分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを備え、 前記復号化手段は、前記第４分離データに代えて前記変
更鍵を復号鍵とする前記復号アルゴリズムに基づいて前
記第３分離データを復号化することを特徴とする請求項
１８記載の機器認証システム。 - 【請求項２０】 伝送路で接続された認証装置と被認証
装置からなる機器認証システムにおける認証装置であっ
て、 ２ｎビットの乱数を発生する乱数発生手段と、 前記乱数をその乱数の相異なる桁位置のｎビットずつに
分離することにより、ｎビットの第１分離データとｎビ
ットの第２分離データを生成する分離手段と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを暗号
鍵とする暗号アルゴリズムに基づいて暗号化することに
より、ｎビットの暗号文を生成する暗号化手段と、 前記暗号文と前記第２分離データとを各ビットを混ぜる
ことで結合し、２ｎビットの出力データを生成する結合
手段と、 前記出力データを認証データとして前記被認証装置に送
信する送信手段と、 前記認証データに対して被認証装置から返信されてきた
ｎビットの証明データを受信する受信手段と、 前記証明データと前記第１分離データとが一致するか否
かを判断する比較手段と を備えることを特徴とする認証装置。 - 【請求項２１】 前記認証装置はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを備え、 前記暗号化手段は、前記第２分離データに代えて前記変
更鍵を暗号鍵とする前記暗号アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを暗号化することを特徴とする請求項
２０記載の認証装置。 - 【請求項２２】 前記認証装置はさらに、 光ディスクからデジタル著作物を読み出す光ディスク読
み出し手段と、 前記比較手段によって一致すると判断された場合に、前
記デジタル著作物を前記被認証装置に転送するデータ転
送手段とを備えることを特徴とする請求項２１記載の認
証装置。 - 【請求項２３】 伝送路で接続された認証装置と被認証
装置からなる機器認証システムにおける被認証装置であ
って、 前記認証装置から送信されてきた２ｎビットの認証デー
タを受信する受信手段と、 受信した認証データをその認証データの相異なる桁位置
のｎビットずつに分離することにより、ｎビットの第１
分離データとｎビットの第２分離データを生成する分離
手段と、 前記第１分離データに対して前記第２分離データを復号
鍵とする復号アルゴリズムに基づいて復号化することに
より、ｎビットの復号文を生成する復号化手段と、 前記復号文を前記認証データに対する証明データとして
前記認証装置に返信する送信手段とを備えることを特徴
とする被認証装置。 - 【請求項２４】 前記被認証装置はさらに、 ｎビットの秘密鍵を記憶する秘密鍵記憶手段と、 前記分離手段から生成された第２分離データを用いて前
記秘密鍵を変更することにより、ｎビットの変更鍵を生
成する秘密鍵変更手段とを備え、 前記復号化手段は、前記第２分離データに代えて前記変
更鍵を復号鍵とする前記復号アルゴリズムに基づいて前
記第１分離データを復号化することを特徴とする請求項
２３記載の被認証装置。 - 【請求項２５】 前記被認証装置はさらに、 前記認証装置から転送されてきたデジタル著作物を受信
する転送データ受信手段と、 受信したデジタル著作物を映像再生する映像再生手段と
を備えることを特徴とする請求項２４記載の被認証装
置。
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|---|---|---|---|
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| JP8-290375 | 1996-10-31 | ||
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|---|---|---|---|
| JP29651597A Expired - Lifetime JP3526524B2 (ja) | 1996-10-31 | 1997-10-29 | 一方向データ変換装置及び機器認証システム |
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