JPH11340969A - ユーザ相互認証方法及びその装置並びにプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インタネットあるいはイントラネットを介し
たクライアント／サーバシステムにおいて、クライアン
トとサーバ間のユーザ相互認証を高速化する。 【解決手段】 クライアント１からサーバ２への最初の
接続時、互いに相手の公開鍵を使って相互に認証用の乱
数および共通鍵情報を暗号化して交換することで相互認
証を行うとともに以後の通信でどのような認証用の乱数
および共通鍵を使用するかを両者で取り決める。また、
前記認証用の乱数および共通鍵をクライアントおよびサ
ーバ側の記憶手段17，27で記憶する。２回目以降の同一
クライアント１とサーバ２間の接続時、前記記憶してあ
る認証用の乱数を前記共通鍵で暗号化して交換すること
により同一相手であるか否かを相互に認証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は暗号的手法を用いた
認証技術に関し、特にインタネットあるいはイントラネ
ットを介してクライアントとサーバとが接続されたクラ
イアント／サーバシステムにおけるユーザ相互認証技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に暗号方式には、暗号化鍵と復号化
鍵とが同一である共通鍵方式と、双方の鍵が相違する公
開鍵方式とがあり、それぞれ一長一短がある。公開鍵方
式は不特定多数との通信には適するが処理速度が遅く、
反対に共通鍵方式は処理速度は速いが不特定多数との通
信には不向きである。このため、大量のデータを特定の
送受信者間で暗号化して送受信する場合などには共通鍵
方式が良く使用され、送受信者が不特定多数の場合やデ
ータ量がそれほど多くない場合には公開鍵方式が使用さ
れている。また、例えば特開平９−３１２６４２号公報
に記載されるように、共通鍵を公開鍵で暗号化して授受
した後、この共通鍵によってデータを暗号化して通信す
るように、公開鍵方式と共通鍵方式とを併用することも
行われている。なお、公開鍵方式の代表的なものにＲＳ
Ａがあり、共通鍵方式の代表的なものにＤＥＳがある。
また、暗号的手法全般を記載した文献として、『暗号と
情報セキュリティ』（辻井重雄，笠原正雄著，１９９０
年３月２９日発行，株式会社昭晃堂）がある。

【０００３】ところで、暗号的手法は通信データの暗号
化以外に、ユーザ相互認証にも利用されている。ここ
で、ユーザ相互認証とは、ＡとＢとが通信する場合に、
Ｂは通信相手がまさにＡであることを充分な確からしさ
で確認し、Ａは通信相手がまさにＢであることを充分な
確からしさで確認することである。このようなユーザ相
互認証は不特定多数の通信相手間で実施されること、通
信データ量が少ないこと等から、従来は公開鍵方式を用
いて図１４に示すような手順で行われていた。

【０００４】まず、クライアントは、クライアント側認
証用の乱数Ｒａを生成し、自ユーザＩＤと生成した乱数
Ｒａを相手サーバの公開鍵で暗号化し、それを含む認証
開始トークンをサーバへ送信する。

【０００５】サーバは、受信した認証開始トークンを自
秘密鍵で復号し、乱数Ｒａを抽出する。続いて、サーバ
は、サーバ側認証用の乱数Ｒｂを生成し、前記抽出した
乱数Ｒａと生成した乱数Ｒｂとを相手クライアントの公
開鍵で暗号化し、それを含む認証応答トークンをクライ
アントへ送信する。

【０００６】クライアントは、受信した認証応答トーク
ンを自秘密鍵で復号し、乱数Ｒａ，Ｒｂを抽出する。そ
して、抽出した乱数Ｒａと前記自ら生成した乱数Ｒａと
が一致するかを確認し、一致すれば相手サーバが真のサ
ーバであると認証する。続いて、クライアントは、前記
抽出した乱数Ｒｂを含む認証応答完了トークンをサーバ
へ送信する。

【０００７】サーバは、認証応答完了トークンから抽出
した乱数Ｒｂと、前記自ら生成した乱数Ｒｂとが一致す
るかを確認し、一致すれば相手クライアントが真のクラ
イアントであると認証する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては、共通鍵方式を用いた暗号化，復号化によっ
て相互認証を実施していたため、クライアントおよびサ
ーバ両側で秘密鍵による復号処理が常に走っていた。前
述したように公開鍵方式はその復号処理が複雑で時間が
かかるため、常に秘密鍵による復号処理が必要な従来技
術では、認証処理に時間がかかるという問題があった。

【０００９】特に、多数のクライアントから同じサーバ
への接続要求が集中すると、認証処理によるＣＰＵ負荷
がサーバにかかるため、大規模システムにおける性能問
題に発展する可能性があった。

【００１０】そこで本発明の目的は、インタネットある
いはイントラネットを介したクライアント／サーバシス
テムにおいて、クライアントとサーバ間のユーザ相互認
証を高速化することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明のユーザ相互
認証方法は、クライアントとサーバとがネットワークを
介して接続されたクライアント／サーバシステムにおけ
るユーザ相互認証方法において、クライアントからサー
バへの最初の接続時、互いに相手の公開鍵を使って相互
に認証用の乱数および共通鍵情報を暗号化して交換する
ことで相互認証を行うとともに以後の通信でどのような
認証用の乱数および共通鍵を使用するかを両者で取り決
める段階と、前記認証用の乱数および共通鍵をクライア
ントおよびサーバ側で記憶する段階と、２回目以降の同
一クライアントとサーバ間の接続時、前記記憶してある
認証用の乱数を前記共通鍵で暗号化して交換することに
より同一相手であるか否かを相互に認証する段階とを含
んでいる。

【００１２】このように構成された第１の発明のユーザ
相互認証方法にあっては、クライアントからサーバへの
最初の接続時には公開鍵方式による暗号化によって相互
に認証用の乱数が交換されるため処理速度は従来と変わ
らないが、２回目以降の同一クライアントとサーバ間の
接続時には、最初の接続時に公開鍵方式を用いて秘密裡
に交換した共通鍵で同じく秘密裡に交換しておいた認証
用乱数を暗号化して交換することで相互認証を行うた
め、秘密鍵の復号処理が走らず、従って相互認証を高速
に行うことができる。

【００１３】第２の発明のユーザ相互認証方法は、クラ
イアントとサーバとがネットワークを介して接続された
クライアント／サーバシステムにおけるユーザ相互認証
方法において、クライアントからサーバへの最初の接続
時、互いに相手の公開鍵を使って今回使用する認証用の
乱数、次回使用する認証用の乱数および共通鍵情報を暗
号化し交換して今回使用する認証用の乱数によって相互
認証を行うとともに以後の通信でどのような共通鍵を使
用し、また次回の相互認証時にどのような認証用の乱数
を使用するかを両者で取り決める段階と、次回使用する
認証用の乱数および共通鍵をクライアントおよびサーバ
側で記憶する段階と、２回目以降の同一クライアントと
サーバ間の接続時、前記記憶してある次回使用する認証
用の乱数を前記記憶してある共通鍵で暗号化して交換す
ることにより同一相手であるか否かを相互に認証すると
ともに、更に次回の相互認証に備えて次回使用する認証
用の乱数を前記記憶してある共通鍵で暗号化し交換して
クライアントおよびサーバ側で記憶する段階とを含んで
いる。

【００１４】このように構成された第２の発明のユーザ
相互認証方法にあっては、クライアントからサーバへの
最初の接続時には公開鍵方式による暗号化によって相互
に認証用の乱数が交換されるため処理速度は従来と変わ
らないが、２回目以降の同一クライアントとサーバ間の
接続時には、最初の接続時に公開鍵方式を用いて秘密裡
に交換した共通鍵で同じく秘密裡に交換しておいた認証
用乱数を暗号化して交換することで相互認証を行うた
め、秘密鍵の復号処理が走らず、従って相互認証を高速
に行うことができる。また、認証用の乱数を毎回替える
ため、以前に使った乱数が盗まれても悪用される恐れが
なく、認証の信頼性が高まる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）は本発明を適用したクライアン
ト／サーバシステムの一例を示すブロック図であり、複
数のクライアント１と複数のサーバ２とがインタネット
或いはイントラネット等のネットワーク３を介して接続
されている。このクライアント／サーバシステムにおい
て、任意のクライアント１と任意のサーバ２とが互いに
相手の認証を行い、その認証した相手との間でデータを
送受信する場合、図１（ｂ）のような手順を踏む。

【００１７】先ず、コネクション接続フェーズを実施
し、クライアント１とサーバ２との間にネットワーク３
を介してコネクションを接続する。次に、相互認証フェ
ーズを実施し、接続相手のサーバ２が真に接続を望むサ
ーバであることをクライアント１側が確認し、また、接
続相手のクライアント１が真に接続を望むクライアント
であることをサーバ２側が確認する。そして、相互に認
証できた場合に限ってデータ転送フェーズを実施し、ク
ライアント１とサーバ２との間でデータを送受信し、一
連のデータ転送フェーズの終了後に、コネクション切断
フェーズを実施してコネクションを切断する。相互認証
フェーズで相互認証が得られなかった場合はデータ転送
フェーズには移行せず、直ちにコネクション切断フェー
ズが実施される。クライアント１が再びサーバ２と接続
する場合には、コネクション接続、相互認証、データ転
送、コネクション切断の各フェーズが繰り返される。

【００１８】本実施の形態のユーザ相互認証技術は、上
述した通信シーケンスにおける相互認証フェーズに適用
される。

【００１９】図２に本発明を適用したクライアントおよ
びサーバの要部を示す。図２に示すように、クライアン
ト１およびサーバ２は、それぞれ認証部１０および認証
部２０を有しており、図１を参照して説明したように、
コネクション接続後の相互認証フェーズにおいて、認証
部１０および認証部２０にて相互認証処理が実施され、
相互に認証できた場合に限って後続のデータ転送フェー
ズを実施する。

【００２０】クライアント１の認証部１０は、認証情報
キャッシュテーブル１１を記憶する記憶手段１７と、認
証情報キャッシュ検索手段１２と、認証開始トークン生
成・送信手段１３と、認証応答トークン受信手段１４
と、認証応答完了トークン生成・送信手段１５と、認証
情報キャッシュ生成・更新手段１６とを備えている。こ
のような認証部１０は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモ
リを有するコンピュータとＣＤ−ＲＯＭ，磁気ディスク
装置，半導体メモリ等の機械読み取り可能な記録媒体と
で実現することができる。この場合、記録媒体にはクラ
イアント側相互認証用のプログラムが記録されており、
そのプログラムがＣＰＵに読み取られ、ＣＰＵの動作を
制御することにより、クライアント１上に認証部１０を
実現する。

【００２１】他方、サーバ２の認証部２０は、認証情報
キャッシュテーブル２１を記憶する記憶手段２７と、認
証開始トークン受信手段２２と、認証情報キャッシュ検
索手段２３と、認証応答トークン生成・送信手段２４
と、認証応答完了トークン受信手段２５と、認証情報キ
ャッシュ生成・更新手段２６とを備えている。このよう
な認証部２０は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモリを有
するコンピュータとＣＤ−ＲＯＭ，磁気ディスク装置，
半導体メモリ等の機械読み取り可能な記録媒体とで実現
することができる。この場合、記録媒体にはサーバ側相
互認証用のプログラムが記録されており、そのプログラ
ムがＣＰＵに読み取られ、ＣＰＵの動作を制御すること
により、サーバ２上に認証部２０を実現する。

【００２２】以下、クライアント１の認証部１０の各構
成要素について説明する。

【００２３】○記憶手段１７中の認証情報キャッシュテ
ーブル１１ 認証情報キャッシュテーブル１１は、接続相手のサーバ
の認証情報を保持するテーブルであり、各サーバ２毎に
その最初の接続時に動的に生成される。図３に認証情報
キャッシュテーブル１１の構成例を示す。認証情報キャ
ッシュテーブル１１は、インデックス部と内容部とから
成り、インデックス部に、相手サーバのユーザＩＤが設
定され、内容部に、自クライアントのユーザＩＤ，サー
バ側認証用乱数，クライアント側認証用乱数，その他の
認証情報（相手サーバの公開鍵，相手サーバのユーザＩ
Ｄ，自クライアントの秘密鍵，共通鍵，相手サーバの秘
密鍵で暗号化された初期認証開始トークン，その初期認
証開始トークン中のクライアント側認証用乱数および共
通鍵の第１の生成情報など）が設定される。

【００２４】○認証情報キャッシュ検索手段１２ 認証情報キャッシュ検索手段１２は、認証フェーズの開
始時に相手サーバのユーザＩＤをインデックス部に持つ
認証情報キャッシュテーブル１１を記憶手段１７中から
検索する手段である。

【００２５】○認証開始トークン生成・送信手段１３ 認証開始トークン生成・送信手段１３は、認証情報キャ
ッシュ検索手段１２の検索結果に応じ、タイプ１または
タイプ２の認証開始トークンを生成し、サーバ２に送信
する手段である。タイプ１の認証開始トークンは検索が
失敗した場合に、タイプ２の認証開始トークンは検索が
成功した場合に、それぞれ生成されて送信される。

【００２６】図４（ａ），（ｂ）にタイプ１およびタイ
プ２の認証開始トークンの構成例を示す。タイプ１の認
証開始トークンは図４（ａ）に示すように、当該トーク
ンがタイプ１の認証開始トークンである旨を含むヘッダ
と、相手サーバ２の公開鍵で暗号化された自クライアン
ト１のユーザＩＤ，今回クライアント側認証用乱数およ
び共通鍵の第１の生成情報とを含んでいる。相手サーバ
２の公開鍵はクライアント１側で事前に取得し別途管理
しているものを使用する。なお、公開鍵方式としては例
えばＲＳＡを使用することができる。今回クライアント
側認証用乱数および共通鍵の第１の生成情報は、認証開
始トークン生成・送信手段１３で乱数発生器によって独
自に生成したものである。共通鍵の第１の生成情報は、
サーバ２側で生成される後述する第２の生成情報と組み
合わせることで、１つの共通鍵を一意に生成することが
できる情報である。つまり、情報Ａと情報Ｂとが決まっ
た場合、それらから特定の共通鍵が生成され、それ以外
の共通鍵が生成できないとき、そのような情報Ａ，Ｂが
その共通鍵の第１の生成情報、第２の生成情報となる。
簡単な例としては、情報Ａ，Ｂが共通鍵の部分乱数、つ
まり共通鍵のビット長をｎビットとする場合、情報Ａが
上位ｎ／２ビット、情報Ｂが下位ｎ／２ビットとなる例
がある。なお、共通鍵方式としては、例えばＤＥＳを使
用することができる。

【００２７】タイプ２の認証開始トークンは図４（ｂ）
に示すように、当該トークンがタイプ２の認証開始トー
クンである旨を含むヘッダと、相手サーバの公開鍵で暗
号化されている初期認証開始トークンと、共通鍵で暗号
化された今回クライアント側認証用乱数および次回クラ
イアント側認証用乱数とを含んでいる。初期認証開始ト
ークンは、検索された認証情報キャッシュテーブル１１
から取得された初期認証開始トークンである。今回クラ
イアント側認証用乱数は、検索された認証情報キャッシ
ュテーブル１１から取得されたクライアント側認証用乱
数である。次回クライアント側認証用乱数は、認証開始
トークン生成・送信手段１３が乱数発生器によって新た
に生成したものである。今回クライアント側認証用乱数
および次回クライアント側認証用乱数を暗号化する共通
鍵は、検索された認証情報キャッシュテーブル１１から
取得された共通鍵である。

【００２８】○認証応答トークン受信手段１４ 認証応答トークン受信手段１４は、認証開始トークン生
成・送信手段１３が送信した認証開始トークンに対して
相手サーバ２が認証応答トークンを送信してきたとき、
それを受信して処理する手段である。受信する認証応答
トークンには、タイプ１とタイプ２の２通りがある。図
５（ａ），（ｂ）にタイプ１およびタイプ２の認証応答
トークンの論理的な構成例を示す。

【００２９】タイプ１の認証応答トークンは、図５
（ａ）に示すように、当該トークンがタイプ１の認証応
答トークンである旨を含むヘッダと、クライアント１の
公開鍵で暗号化された今回クライアント側認証用乱数，
今回サーバ側認証用乱数，共通鍵の第２の生成情報およ
び次回サーバ側認証用乱数とを含んでいる。他方、タイ
プ２の認証応答トークンは、図５（ｂ）に示すように、
当該トークンがタイプ２の認証応答トークンである旨を
含むヘッダと、共通鍵で暗号化された今回サーバ側認証
用乱数および次回サーバ側認証用乱数とを含んでいる。
タイプ２の認証応答トークンは、タイプ２の認証開始ト
ークンの応答として返されるが、タイプ１の認証応答ト
ークンはタイプ１の認証開始トークンの応答以外にタイ
プ２の認証開始トークンの応答として返される場合があ
る。タイプ１およびタイプ２の認証応答トークンの生成
方法については、サーバ２の認証応答トークン生成・送
信手段２４の説明箇所で詳述する。

【００３０】○認証応答完了トークン生成・送信手段１
５ 認証応答完了トークン生成・送信手段１５は、認証応答
トークン受信手段１４がタイプ１の認証応答トークンを
受信した場合に、その応答である認証応答完了トークン
を生成し相手サーバ２に送信する手段である。認証応答
トークン受信手段１４がタイプ２の認証応答トークンを
受信した場合、認証応答完了トークン生成・送信手段１
５は動作しない。認証応答完了トークンの論理的な構成
例を図６に示す。同図に示すように、認証応答完了トー
クンは、当該トークンが認証応答完了トークンである旨
を含むヘッダと、共通鍵で暗号化された今回サーバ側認
証用乱数および次回クライアント側認証用乱数を含んで
いる。今回サーバ側認証用乱数は、認証応答トークン受
信手段１４が受信したタイプ１の認証応答トークンから
抽出したものであり、次回クライアント側認証用乱数
は、認証応答完了トークン生成・送信手段１５が乱数発
生器により独自に生成したものである。これらを暗号化
する共通鍵は、認証開始トークン生成・送信手段１３が
送出したタイプ１の認証開始トークン中に含めた共通鍵
の第１の生成情報と認証応答トークン受信手段１４がタ
イプ１の認証応答トークンから抽出した共通鍵の第２の
生成情報とから一意に生成される共通鍵である。

【００３１】○認証情報キャッシュ生成・更新手段１６ 認証情報キャッシュ生成・更新手段１６は、記憶手段１
７中に図３に示したような認証情報キャッシュテーブル
１１を新たに生成したり、既に生成されている認証情報
キャッシュテーブル１１を更新したり、削除する手段で
ある。

【００３２】次に、サーバ２の認証部２０の各構成要素
について説明する。

【００３３】○記憶手段２７中の認証情報キャッシュテ
ーブル２１ 認証情報キャッシュテーブル２１は、接続相手のクライ
アントの認証情報を保持するテーブルであり、各クライ
アント１毎にその最初の接続時に動的に生成される。図
７に認証情報キャッシュテーブル２１の構成例を示す。
認証情報キャッシュテーブル２１は、インデックス部と
内容部とから成り、インデックス部に、初期認証開始ト
ークンが設定され、内容部に、自サーバのユーザＩＤ，
サーバ側認証用乱数，クライアント側認証用乱数，その
他の認証情報（相手クライアントの公開鍵，相手クライ
アントのユーザＩＤ，自サーバの秘密鍵，共通鍵など）
が設定される。

【００３４】○認証開始トークン受信手段２２ 認証フェーズの開始時、相手クライアント１から認証開
始トークンを受信する手段である。受信する認証開始ト
ークンには、図４（ａ）に示したタイプ１の認証開始ト
ークンと図４（ｂ）に示したタイプ２の認証開始トーク
ンとの２通りがある。

【００３５】○認証情報キャッシュ検索手段２３ 認証情報キャッシュ検索手段２３は、認証開始トークン
受信手段２２でタイプ２の認証開始トークンが受信され
たとき、タイプ２の認証開始トークンに含まれる初期認
証開始トークンをインデックス部に持つ認証情報キャッ
シュテーブル２１を記憶手段２７中から検索する手段で
ある。認証開始トークン受信手段２２でタイプ１の認証
開始トークンが受信された場合、認証情報キャッシュ検
索手段２３は動作しない。

【００３６】○認証応答トークン生成・送信手段２４ 認証応答トークン生成・送信手段２４は、認証開始トー
クン受信手段２２が受信した認証開始トークンに対する
応答として、認証応答トークンを生成し、相手クライア
ント１に送信する手段である。生成し送信する認証応答
トークンは図５（ａ）に示すタイプ１の認証応答トーク
ンと図５（ｂ）に示すタイプ２の認証応答トークンとの
２通りある。タイプ２の認証応答トークンは、認証開始
トークン受信手段２２でタイプ２の認証開始トークンが
受信され且つ認証情報キャッシュ検索手段２３で認証情
報キャッシュテーブル２１の検索に成功し、更にサーバ
側で認証成立した場合に生成、送信される。タイプ１の
認証応答トークンは、それ以外の場合、つまり、認証開
始トークン受信手段２２でタイプ１の認証開始トークン
が受信された場合、タイプ２の認証開始トークンを受信
したが認証情報キャッシュテーブル２１の検索に失敗し
た場合、検索に成功したが認証不成立の場合に、生成、
送信される。

【００３７】ここで、図５（ａ）のタイプ１の認証応答
トークン中、今回クライアント側認証用乱数は、認証開
始トークン受信手段２２で受信されたタイプ１の認証開
始トークンから抽出した今回クライアント側認証用乱数
または検索された認証情報キャッシュテーブル２１中か
ら抽出された初期認証開始トークン中の今回クライアン
ト側認証用乱数である。また、今回サーバ側認証用乱
数，共通鍵の第２の生成情報および次回サーバ側認証用
乱数は、認証応答トークン生成・送信手段２４が乱数発
生器によって独自に生成したものである。さらに、これ
らを暗号化する相手クライアント１の公開鍵はサーバ２
が事前に取得して別途管理してある公開鍵である。他
方、図５（ｂ）のタイプ２の認証応答トークン中の今回
サーバ側認証用乱数は検索された認証情報キャッシュテ
ーブル２１中から抽出されたサーバ側認証用乱数であ
り、次回サーバ側認証用乱数は認証応答トークン生成・
送信手段２４が乱数発生器によって独自に生成したもの
であり、それらを暗号化する共通鍵は検索された認証情
報キャッシュテーブル２１から取得された共通鍵であ
る。

【００３８】○認証応答完了トークン受信手段２５ 認証応答完了トークン受信手段２５は、認証応答トーク
ン生成・送信手段２４がタイプ１の認証応答トークンを
送信した場合に、それに対する応答である図６に示した
ような認証応答完了トークンを相手クライアント１から
受信して処理する手段である。認証応答トークン生成・
送信手段２４がタイプ２の認証応答トークンを送信した
場合、認証応答完了トークン受信手段２５は動作しな
い。

【００３９】○認証情報キャッシュ生成・更新手段２６ 認証情報キャッシュ生成・更新手段２６は、記憶手段２
７中に図７に示したような認証情報キャッシュテーブル
２１を新たに生成したり、既に生成されている認証情報
キャッシュテーブル２１を更新したり、削除する手段で
ある。

【００４０】図８はクライアント１の認証部１０の処理
例を示すフローチャートである。以下、クライアント１
の認証部１０の動作について説明する。

【００４１】クライアント１における認証フェーズの開
始時、まず認証情報キャッシュ検索手段１２は、相手サ
ーバのユーザＩＤをインデックス部に持つ認証情報キャ
ッシュテーブル１１を記憶手段１７から検索する（ステ
ップＳ１２０１）。

【００４２】（１）検索に失敗した場合 該当する認証情報キャッシュテーブル１１が存在しない
場合、認証開始トークン生成・送信手段１３は、今回ク
ライアント側認証用乱数および共通鍵の第１の生成情報
を生成し、これらと自クライアントのユーザＩＤとを、
相手サーバ２の公開鍵で暗号化したものを含む図４
（ａ）に示したタイプ１の認証開始トークンを生成し、
ネットワーク３を介して相手サーバ２に送信する（ステ
ップＳ１３０１）。

【００４３】上記送信した認証開始トークンの応答とし
て、相手サーバ２から図５（ａ）のタイプ１の認証応答
トークンが送られてくると、認証応答トークン受信手段
１４はそれを受信し、自クライアントの秘密鍵で復号し
て、今回クライアント側認証用乱数，今回サーバ側認証
用乱数，共通鍵の第２の生成情報および次回サーバ側認
証用乱数を抽出する（ステップＳ１４０１）。そして、
この抽出した今回クライアント側認証用乱数とステップ
Ｓ１３０１で送出した今回クライアント側認証用乱数と
が一致するか否かを調べる（ステップＳ１４０２）。一
致する場合、クライアント側での認証成立となり、不一
致の場合は認証不成立となる。

【００４４】認証応答トークン受信手段１４において認
証成立と判定された場合、認証応答完了トークン生成・
送信手段１５は、次回クライアント側認証用乱数を生成
し、これとタイプ１の認証応答トークンから抽出した今
回サーバ側認証用乱数とを、ステップＳ１３０１で送出
した共通鍵の第１の生成情報とタイプ１の認証応答トー
クンから抽出した共通鍵の第２の生成情報とから生成し
た共通鍵で暗号化したものを含む図６の認証応答完了ト
ークンを生成し、相手サーバ２に送信する（ステップＳ
１５０１）。

【００４５】その後、相手サーバからコネクションが切
断されず相互認証フェーズが正常終了した場合、認証情
報キャッシュ生成・更新手段１６は、記憶手段１７中に
新たな認証情報キャッシュテーブル１１用の領域を確保
し、図３に示したような認証情報キャッシュテーブル１
１を新規に生成する（Ｓ１６０１）。ここで、インデッ
クス部には相手サーバ２のユーザＩＤが設定される。ま
た、内容部のサーバ側認証用乱数にはタイプ１の認証応
答トークンから抽出した次回サーバ側認証用乱数が設定
され、クライアント側認証用乱数には認証応答完了トー
クンで通知した次回クライアント側認証用乱数が設定さ
れ、共通鍵には前記生成された共通鍵が設定される。さ
らに、初期認証開始トークンとしては、ステップＳ１３
０１で送信した認証開始トークンが設定される。なお、
記憶手段１７に空きがなく新たな認証情報キャッシュテ
ーブル用の領域を確保することができない場合、ＬＲＵ
方式等によって最近使われていない認証情報キャッシュ
テーブルが削除されて領域が確保される。

【００４６】（２）検索に成功した場合 該当する認証情報キャッシュテーブル１１が存在した場
合、認証開始トークン生成・送信手段１３は、その認証
情報キャッシュテーブル１１中のクライアント側認証用
乱数を今回クライアント側認証用乱数とし、次回クライ
アント側認証用乱数を新たに生成し、これらを検索され
た認証情報キャッシュテーブル１１中に記憶された共通
鍵で暗号化したものに、検索された認証情報キャッシュ
テーブル１１中に記憶された初期認証開始トークンを付
加して、図４（ｂ）に示したタイプ２の認証開始トーク
ンを生成し、ネットワーク３を介して相手サーバ２に送
信する（ステップＳ１３０２）。

【００４７】上記送信したタイプ２の認証開始トークン
の応答として、相手サーバ２から認証応答トークンが送
られてくると、認証応答トークン受信手段１４はそれを
受信し、タイプ１の認証応答トークンか、タイプ２の認
証応答トークンかを判別する（ステップＳ１４０３）。

【００４８】（２−１）タイプ２の認証応答トークンを
受信した場合 認証応答トークン受信手段１４は、検索された認証情報
キャッシュテーブル１１に記憶されている共通鍵で、受
信したタイプ２の認証応答トークンを復号して今回サー
バ側認証用乱数および次回サーバ側認証用乱数を抽出
し、この抽出した今回サーバ側認証用乱数と検索された
認証情報キャッシュテーブル１１に記憶されているサー
バ側認証用乱数とを比較する（ステップＳ１４０４）。
両者が一致する場合、クライアント側での認証成立とな
り、不一致の場合は認証不成立となる。

【００４９】認証応答トークン受信手段１４において認
証成立と判定され相互認証フェーズが正常終了した場
合、認証情報キャッシュ生成・更新手段１６は、検索さ
れた認証情報キャッシュテーブル１１中のサーバ側認証
用乱数をタイプ２の認証応答トークンから抽出した次回
サーバ側認証用乱数に置き換え、クライアント側認証用
乱数をタイプ２の認証開始トークンで通知した次回クラ
イアント側認証用乱数で置き換える（ステップＳ１６０
２）。

【００５０】他方、認証不成立の場合、認証情報キャッ
シュ生成・更新手段１６は、検索された認証情報キャッ
シュテーブル１１を削除し、その領域を解放する（ステ
ップＳ１６０３）。

【００５１】（２−２）タイプ１の認証応答トークンを
受信した場合 タイプ２の認証開始トークンを送信した応答として、図
５（ａ）のタイプ１の認証応答トークンが送られてくる
と、認証応答トークン受信手段１４はそれを自クライア
ントの秘密鍵で復号して、今回クライアント側認証用乱
数，今回サーバ側認証用乱数，共通鍵の第２の生成情報
および次回サーバ側認証用乱数を抽出し（ステップＳ１
４０３）、この抽出した今回クライアント側認証用乱数
と検索された認証情報キャッシュテーブル１１に記憶さ
れている初期開始トークン中のクライアント側認証用乱
数とが一致するか否かを調べる（ステップＳ１４０
５）。一致する場合、クライアント側での認証成立とな
り、不一致の場合は認証不成立となる。

【００５２】認証応答トークン受信手段１４において認
証成立と判定された場合、認証応答完了トークン生成・
送信手段１５は、次回クライアント側認証用乱数を生成
し、これとタイプ１の認証応答トークンから抽出した今
回サーバ側認証用乱数とを、検索された認証情報キャッ
シュテーブル１１に記憶されている初期開始トークン中
の共通鍵の第１の生成情報とタイプ１の認証応答トーク
ンから抽出された共通鍵の第２の生成情報とから生成し
た共通鍵で暗号化したものを含む図６の認証応答完了ト
ークンを生成し、相手サーバ２に送信する（ステップＳ
１５０２）

【００５３】そして、相手サーバからコネクションが切
断されず相互認証フェーズが正常終了した場合、認証情
報キャッシュ生成・更新手段１６は、検索された認証情
報キャッシュテーブル１１に記憶されているサーバ側認
証用乱数をタイプ１の認証応答トークンから抽出された
次回サーバ側認証用乱数に置き換え、クライアント側認
証用乱数を認証応答完了トークンで通知した次回クライ
アント側認証用乱数に置き換え、さらに共通鍵を前記生
成した共通鍵で置き換える（ステップＳ１６０４）。

【００５４】他方、認証不成立の場合、認証情報キャッ
シュ生成・更新手段１６は、検索された認証情報キャッ
シュテーブル１１を削除し、その領域を解放する（ステ
ップＳ１６０５）。

【００５５】図９はサーバ２の認証部２０の処理例を示
すフローチャートである。以下、サーバ２の認証部２０
の動作について説明する。

【００５６】コネクション接続された相手クライアント
１から認証開始トークンが送られてくると、認証開始ト
ークン受信手段２２はそれを受信し、タイプ１の認証開
始トークンか、タイプ２の認証開始トークンかを判別す
る（ステップＳ２２０１）。

【００５７】（１）タイプ１の認証開始トークンの場合 相手クライアント１からタイプ１の認証開始トークンを
受信した場合、認証応答トークン生成・送信手段２４
は、自秘密鍵で復号して、クライアントのＩＤ，今回ク
ライアント側認証用乱数および共通鍵の第１の生成情報
を抽出し、この抽出した今回クライアント側認証用乱数
と自ら生成した今回サーバ側認証用乱数，共通鍵の第２
の生成情報および次回サーバ側認証用乱数とを相手クラ
イアント１の公開鍵で暗号化したものを含む図５（ａ）
のタイプ１の認証応答トークンを生成し、相手クライア
ント１に送信する（ステップＳ２４０１）。

【００５８】上記送信した認証応答トークンの応答とし
て、図６の認証応答完了トークンが相手クライアント１
から送信されると、認証応答完了トークン受信手段２５
はそれを受信し、ステップＳ２２０１で受信したタイプ
１の認証開始トークンから抽出した共通鍵の第１の生成
情報とステップ２４０１で送信したタイプ１の認証応答
トークンで通知した共通鍵の第２の生成情報とから生成
した共通鍵で復号し、今回サーバ側認証用乱数および次
回クライアント側認証用乱数を抽出する（Ｓ２５０
１）。そして、この抽出した今回サーバ側認証用乱数と
ステップ２４０１で送信したタイプ１の認証応答トーク
ンで通知した今回サーバ側認証用乱数とを比較する（ス
テップ２５０２）。両者が一致する場合、サーバ側にお
ける認証成立となり、一致しない場合、認証不成立とな
る。

【００５９】サーバ側における認証が成立し相互認証フ
ェーズが正常終了した場合、認証情報キャッシュ生成・
更新手段２６は、当該相手クライアント１に対応する認
証情報キャッシュテーブル２１が記憶手段２７中に既に
存在するか否かを調べ、存在すればそれを一旦削除した
後、存在しなければそのまま、記憶手段２７中に新たな
認証情報キャッシュテーブル２１用の領域を確保し、図
７に示したような認証情報キャッシュテーブル２１を新
規に生成する（ステップＳ２６０１）。ここで、インデ
ックス部にはステップＳ２２０１で受信したタイプ１の
認証開始トークンが初期認証開始トークンとして設定さ
れる。また、内容部のサーバ側認証用乱数にはタイプ１
の認証応答トークンで通知した次回サーバ側認証用乱数
が設定され、クライアント側認証用乱数には認証応答完
了トークンで通知された次回クライアント側認証用乱数
が設定され、共通鍵には前記生成された共通鍵が設定さ
れる。なお、記憶手段２７に空きがなく新たな認証情報
キャッシュテーブル用の領域を確保することができない
場合、ＬＲＵ方式等によって最近使われていない認証情
報キャッシュテーブルが削除されて領域が確保される。

【００６０】（２）タイプ２の認証開始トークンの場合 相手クライアント１からタイプ２の認証開始トークンを
受信した場合、認証情報キャッシュ検索手段２３は、受
信したタイプ２の認証開始トークンに含まれる初期認証
開始トークンをインデックス部に持つ認証情報キャッシ
ュテーブル２１を記憶手段２７から検索する（ステップ
Ｓ２３０１）。

【００６１】（２−１）検索に成功した場合 該当する認証情報キャッシュテーブル２１が存在した場
合、認証応答トークン生成・送信手段２４は、受信した
タイプ２の認証開始トークンを、その認証情報キャッシ
ュテーブル２１に記憶されている共通鍵で復号して、今
回クライアント側認証用乱数および次回クライアント側
認証用乱数を抽出し、この抽出した今回クライアント側
認証用乱数と上記認証情報キャッシュテーブル２１に記
憶されているクライアント側認証用乱数とを比較する
（ステップＳ２４０２）。両者が一致する場合、サーバ
側における認証成立となる。一致しない場合は未だ認証
は成立しない。

【００６２】（２−１−１）認証が成立した場合 認証応答トークン生成・送信手段２４は、検索された認
証情報キャッシュテーブル２１に記憶されているサーバ
側認証用乱数を今回サーバ側認証用乱数とし、それと新
たに生成した次回サーバ側認証用乱数とを、その認証情
報キャッシュテーブル２１に記憶されている共通鍵で暗
号化したものを含む図５（ｂ）のタイプ２の認証応答ト
ークンを生成し、相手クライアント１に送信する（Ｓ２
４０３）。そして、相互認証フェーズが正常終了する
と、認証情報キャッシュ生成・更新手段２６は、検索さ
れた認証情報キャッシュテーブル２１中のサーバ側認証
用乱数をタイプ２の認証応答トークンで通知した次回サ
ーバ側認証用乱数に置き換え、クライアント側認証用乱
数をタイプ２の認証開始トークンで通知された次回クラ
イアント側認証用乱数で置き換える（ステップＳ２６０
２）。

【００６３】（２−１−２）認証が未成立の場合 認証応答トークン生成・送信手段２４は、受信したタイ
プ２の認証開始トークンに含まれる初期認証開始トーク
ンを自秘密鍵で復号して今回クライアント側認証用乱数
および共通鍵の第１の生成情報を抽出し、この抽出した
今回クライアント側認証用乱数と新たに生成した今回サ
ーバ側認証用乱数，共通鍵の第２の生成情報および次回
サーバ側認証用乱数とを相手クライアント１の公開鍵で
暗号化したものを含む図５（ａ）のタイプ１の認証応答
トークンを生成し、相手クライアント１に送信する（ス
テップＳ２４０４）。

【００６４】上記送信したタイプ１の認証応答トークン
の応答として、図６の認証応答完了トークンが相手クラ
イアント１から送信されると、認証応答完了トークン受
信手段２５はそれを受信し、前記タイプ２の認証開始ト
ークンに含まれる初期認証開始トークンから抽出した共
通鍵の第１の生成情報とステップＳ２４０４で送信した
タイプ１の認証応答トークンで通知した共通鍵の第２の
生成情報とから生成した共通鍵で復号し、今回サーバ側
認証用乱数および次回クライアント側認証用乱数を抽出
する（ステップＳ２５０３）。そして、この抽出した今
回サーバ側認証用乱数とステップＳ２４０４で送信した
タイプ１の認証応答トークンで通知した今回サーバ側認
証用乱数とを比較する（ステップＳ２５０４）。両者が
一致する場合、サーバ側における認証成立となり、一致
しない場合、認証不成立となる。

【００６５】ステップＳ２５０４で認証成立となった場
合、相互認証フェーズが正常終了すると、認証情報キャ
ッシュ生成・更新手段２６は、検索された認証情報キャ
ッシュテーブル２１に記憶されているサーバ側認証用乱
数をタイプ１の認証応答トークンで通知した次回サーバ
側認証用乱数に置き換え、クライアント側認証用乱数を
認証応答完了トークンで通知された次回クライアント側
認証用乱数に置き換え、さらに共通鍵を前記生成した共
通鍵で置き換える（ステップＳ２６０３）。

【００６６】他方、ステップＳ２５０４で認証不成立と
なった場合、認証情報キャッシュ生成・更新手段１６
は、検索された認証情報キャッシュテーブル２１を削除
し、その領域を解放する（ステップＳ２６０４）。

【００６７】（２−２）検索が失敗した場合 該当する認証情報キャッシュテーブル２１が存在しない
場合、認証応答トークン生成・送信手段２４は、受信し
たタイプ２の認証開始トークンに含まれる初期認証開始
トークンを自秘密鍵で復号して今回クライアント側認証
用乱数および共通鍵の第１の生成情報を抽出し、この抽
出した今回クライアント側認証用乱数と新たに生成した
今回サーバ側認証用乱数，共通鍵の第２の生成情報およ
び次回サーバ側認証用乱数とを相手クライアント１の公
開鍵で暗号化したものを含む図５（ａ）のタイプ１の認
証応答トークンを生成し、相手クライアント１に送信す
る（ステップＳ２４０５）。

【００６８】上記送信したタイプ１の認証応答トークン
の応答として、図６の認証応答完了トークンが相手クラ
イアント１から送信されると、認証応答完了トークン受
信手段２５はそれを受信し、前記タイプ２の認証開始ト
ークンに含まれる初期認証開始トークンから抽出した共
通鍵の第１の生成情報とステップＳ２４０５で送信した
タイプ１の認証応答トークンで通知した共通鍵の第２の
生成情報とから生成した共通鍵で復号し、今回サーバ側
認証用乱数および次回クライアント側認証用乱数を抽出
する（ステップＳ２５０５）。そして、この抽出した今
回サーバ側認証用乱数とステップＳ２４０５で送信した
タイプ１の認証応答トークンで通知した今回サーバ側認
証用乱数とを比較する（ステップＳ２５０６）。両者が
一致する場合、サーバ側における認証成立となり、一致
しない場合、認証不成立となる。

【００６９】ステップＳ２５０６で認証成立となった場
合、相互認証フェーズが正常終了すると、認証情報キャ
ッシュ生成・更新手段２６は、記憶手段２７中に新たな
認証情報キャッシュテーブル２１用の領域を確保し、図
７に示したような認証情報キャッシュテーブル２１を新
規に生成する（図９のＳ２６０５）。ここで、インデッ
クス部にはステップＳ２２０１で受信したタイプ１の認
証開始トークンに含まれる初期認証開始トークンが設定
される。また、内容部のサーバ側認証用乱数にはタイプ
１の認証応答トークンで通知した次回サーバ側認証用乱
数が設定され、クライアント側認証用乱数には認証応答
完了トークンで通知された次回クライアント側認証用乱
数が設定され、共通鍵には前記生成された共通鍵が設定
される。

【００７０】次に、１つのクライアント１と１つのサー
バとに注目して、その最初の接続から２回目以降の接続
時までの相互認証の動作を説明する。

【００７１】或るクライアント１が或るサーバ２に接続
したことがない場合、そのクライアント１の記憶手段１
７にはそのサーバ２の認証情報キャッシュテーブル１１
は存在せず、また、そのサーバ２の記憶手段２７にもそ
のクライアント１の認証情報キャッシュテーブル２１は
存在しない。このような状況の下では、クライアント１
とサーバ２との間に図１０に示すような認証フローが流
れ、相互認証が行われる。

【００７２】先ず、クライアント１は、相手サーバ２の
認証情報キャッシュテーブルが存在しないので、認証開
始トークン生成・送信手段１３により、今回クライアン
ト側認証用乱数Ｒａと共通鍵のseed Ka （第１の生成情
報）を生成し、自ユーザＩＤ，乱数Ｒａおよび共通鍵の
seed Ka を相手サーバ２の公開鍵で暗号化し、それを含
むタイプ１の認証開始トークンをサーバ２へ送信する
（図８のステップＳ１３０１）。

【００７３】サーバ２は、受信したタイプ１の認証開始
トークンを認証応答トークン生成・送信手段２４によ
り、自秘密鍵で復号して乱数Ｒａおよび共通鍵のseed K
a を抽出し、今回サーバ側認証用乱数Ｒｂ，次回サーバ
側認証用乱数Ｒ１および共通鍵のseed Kb （第２の生成
情報）を生成し、乱数Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ１および共通鍵の
seed Kb を相手クライアント１の公開鍵で暗号化し、そ
れを含むタイプ１の認証応答トークンをクライアント１
へ送信する（図９のステップＳ２４０１）。さらに、共
通鍵のseed Ka ，Kbより共通鍵を生成する。

【００７４】クライアント１は、認証応答トークン受信
手段１４により、受信したタイプ１の認証応答トークン
を自秘密鍵で復号し、乱数Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ１および共通
鍵のseed Kb を抽出する（図８のステップＳ１４０
１）。次に、抽出した今回クライアント側認証用乱数Ｒ
ａと送信した今回クライアント側認証用乱数Ｒａとが一
致するか否かにより認証の成否を決定する（ステップＳ
１４０２）。認証が成立すると、seed Ka 、Kbより共通
鍵を生成する。そして、認証応答完了トークン生成・送
信手段１５により、次回クライアント側認証用乱数Ｒ２
を生成し、乱数ＲｂおよびＲ２を前記生成された共通鍵
で暗号化し、それを含む認証応答完了トークンをサーバ
２へ送信する（ステップＳ１５０１）。

【００７５】サーバ２は、認証応答完了トークン受信手
段２５により、認証応答完了トークンを共通鍵で復号
し、乱数ＲｂおよびＲ２を抽出する（図９のステップＳ
２５０１）。そして、この抽出した今回サーバ側認証用
乱数Ｒｂと送信した今回サーバ側認証用乱数Ｒｂとが一
致するか否かにより認証の成否を決定する（ステップＳ
２５０２）。

【００７６】サーバ２で認証が成立し、相互認証フェー
ズが正常終了すると、認証情報キャッシュ生成・更新手
段２６により、乱数Ｒ１，Ｒ２，共通鍵等を含む相手ク
ライアント１の認証情報を設定した認証情報キャッシュ
テーブル２１を記憶手段２７に生成する（ステップＳ２
６０１）。このとき、相手クライアント１の認証情報キ
ャッシュテーブル２１が既に存在すれば、それを一旦削
除し、改めて認証情報キャッシュテーブル２１を登録す
る。クライアント１でも同様に認証が成立し相互認証フ
ェーズが正常終了すると、認証情報キャッシュ生成・更
新手段１６により、乱数Ｒ１，Ｒ２，共通鍵，初期認証
開始トークン等を含む相手サーバ２の認証情報を設定し
た認証情報キャッシュテーブル１１を記憶手段２７に生
成する。なお、図１０の認証情報キャッシュテーブルは
サーバ側とクライアント側とのテーブルを合体して図示
している。後述する図１１〜図１３も同様である。

【００７７】クライアント１とサーバ２との間で上述し
たような相互認証が行われた後、両者間でデータ転送フ
ェーズが実施され、クライアント１からサーバ２に対
し、またその逆方向にデータが転送される。このときの
データの暗号化は、認証情報キャッシュテーブル１１，
２１に記憶した共通鍵を使用して、共通鍵方式で実施さ
れる。一連のデータ転送が終了すると、コネクション切
断フェーズが実施され、クライアント１とサーバ２との
間のコネクションが切断される。

【００７８】次に、同じクライアント１が同じサーバ２
に再度接続した場合の相互認証動作について説明する。
この場合、クライアント１に相手サーバの認証情報キャ
ッシュテーブルが存在し且つサーバ２にも相手クライア
ントの認証情報キャッシュテーブルが存在しているた
め、クライアント１とサーバ２との間に図１１に示すよ
うな認証フローが流れ、相互認証が行われる。

【００７９】まず、クライアント１は、相手サーバの認
証情報キャッシュテーブル１１が存在するので、認証開
始トークン生成・送信手段１３により、存在した認証情
報キャッシュテーブル１１中のクライアント側認証用乱
数Ｒ２および新たに生成した次回クライアント側認証用
乱数Ｒ３を、その認証情報キャッシュテーブル１１中の
共通鍵で暗号化し、それと認証情報キャッシュテーブル
１１中の初期開始トークンとを含むタイプ２の認証開始
トークンをサーバ２へ送信する（図８のステップＳ１３
０２）。

【００８０】サーバ２は、受信したタイプ２の認証開始
トークン内の初期認証開始トークンをインデックス部に
持つ認証情報キャッシュテーブル２１が存在するので、
その認証情報キャッシュテーブル２１中のクライアント
側認証用乱数Ｒ２と、共通鍵で復号して抽出したタイプ
２の認証開始トークン中の今回クライアント側認証用乱
数Ｒ２とが一致するか否かにより、認証の成否を決定す
る（図９のステップＳ２４０２）。

【００８１】認証が成立すると、次にサーバ２は、次回
サーバ側認証用乱数Ｒ４を生成し、この乱数Ｒ４と認証
情報キャッシュテーブル２１中のサーバ側認証用乱数Ｒ
１とを共通鍵で暗号化し、それを含むタイプ２の認証応
答トークンをクライアント１へ送信する（ステップＳ２
４０３）。

【００８２】クライアント１は、認証応答トークン受信
手段１４により、受信したタイプ２の認証応答トークン
を共通鍵で復号し（図８のステップＳ１４０３）、認証
情報キャッシュテーブル１１中のクライアント側認証用
乱数Ｒ１とタイプ２の認証応答トークンから抽出した今
回クライアント側認証用乱数Ｒ１とが一致するか否か
で、認証の成否を決定する（ステップＳ１４０４）。

【００８３】クライアント１およびサーバ２の双方で認
証が成立し、相互認証フェーズが正常終了すると、クラ
イアント１は認証情報キャッシュ生成・更新手段１６に
より、記憶手段１７の認証情報キャッシュテーブル１１
中の乱数Ｒ１を乱数Ｒ４に、乱数Ｒ２を乱数Ｒ３に更新
し（図８のステップＳ１６０２）、同様にサーバ２は認
証情報キャッシュ生成・更新手段２６により、記憶手段
２７の認証情報キャッシュテーブル２１中の乱数Ｒ１を
乱数Ｒ４に、乱数Ｒ２を乱数Ｒ３に更新する（図９のス
テップＳ２６０２）。

【００８４】このように２回目以降の接続時には公開鍵
方式でなく共通鍵方式で相互認証が行える。

【００８５】なお、記憶手段１７，２７に記憶されてい
る認証情報キャッシュテーブル１１，２１中の乱数Ｒ
１，Ｒ２が何らかの原因で別の値に変わってしまった場
合、その乱数Ｒ１，Ｒ２を用いた相互認証は失敗する。
しかし、本実施の形態では、サーバ側で乱数Ｒ２の照合
不一致が検出された場合には再び公開鍵方式に動的に変
更することにより相互認証が可能になっている。また、
クライアント側で乱数Ｒ１の照合不一致が検出された場
合にはクライアント側の認証情報キャッシュテーブルが
自動的に削除され、再度接続し直すことにより相互認証
が行えるようになっている。以下、これらの場合につい
て説明する。

【００８６】サーバ側で乱数Ｒ２の照合不一致が検出さ
れた場合には、図１２に示すような認証フローによって
相互認証が行われる。

【００８７】クライアント１がタイプ２の認証開始トー
クンをサーバ２へ送信し、サーバ２が受信したタイプ２
の認証開始トークン内の初期認証開始トークンをインデ
ックス部に持つ認証情報キャッシュテーブル２１を検索
し、その認証情報キャッシュテーブル２１中のクライア
ント側認証用乱数Ｒ２と、共通鍵で復号して抽出したタ
イプ２の認証開始トークン中の今回クライアント側認証
用乱数Ｒ２とが一致するか否かを調べるまでは、図１１
の認証フローと同じである。

【００８８】乱数Ｒ２の照合で不一致が検出されると、
サーバ２は、認証応答トークン生成・送信手段２４によ
り、初期認証開始トークンを自秘密鍵で復号し、乱数Ｒ
ａおよびseed Ka を抽出し、新たに今回サーバ側認証用
乱数Ｒｂ，次回サーバ側認証用乱数Ｒｎおよびseed Kb
を生成し、乱数Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｎおよびseed Kb を相手
クライアント１の公開鍵で暗号化し、それを含むタイプ
１の認証応答トークンをサーバ２からクライアント１へ
送信する（図９のステップＳ２４０４）。さらに、seed
Ka 、Kbより共通鍵を生成する。

【００８９】クライアント１は、受信したタイプ１の認
証応答トークンを自秘密鍵で復号し、乱数Ｒａ，Ｒｂ，
Ｒｎおよびseed Kb を抽出する（図８のステップＳ１４
０３）。そして、この抽出した乱数Ｒａと認証情報キャ
ッシュテーブル１１に記憶してある初期認証開始トーク
ン中のクライアント側認証用乱数Ｒａとが一致すること
を確認する（図８のステップＳ１４０５）。また、抽出
したseed Kb と認証情報キャッシュテーブル１１に記憶
してある初期開始トークン中のseed Ka より共通鍵を生
成する。さらに、クライアント１は、認証応答完了トー
クン生成・送信手段１５により、次回クライアント側認
証用乱数Ｒｎ＋１を生成し、乱数Ｒｂおよび乱数Ｒｎ＋
１を共通鍵で暗号化し、それを含む認証応答完了トーク
ンをサーバ２へ送信する（図８のステップＳ１５０
２）。

【００９０】サーバ２は、認証応答完了トークン受信手
段２５により、認証応答完了トークンを共通鍵で復号し
て乱数Ｒｂおよび乱数Ｒｎ＋１を抽出し、この抽出した
乱数Ｒｂと送信した乱数Ｒｂとが一致していることを確
認する（図９のステップＳ２５０４）。

【００９１】クライアント１およびサーバ２とも、相互
認証が成立すると、認証情報キャッシュ生成・更新手段
１６，２６により、記憶手段１７，２７上の認証情報キ
ャッシュテーブル１１，２１を更新する。すなわち、乱
数Ｒ１を乱数Ｒｎに、乱数Ｒ２を乱数Ｒｎ＋１に、それ
ぞれ更新する。また、共通鍵を更新する。

【００９２】クライアント側で乱数Ｒ１の照合不一致が
検出された場合には、図１３に示すような認証フローが
流れる。

【００９３】クライアント１がタイプ２の認証開始トー
クンをサーバ２へ送信し、サーバ２が受信したタイプ２
の認証開始トークン内の初期認証開始トークンをインデ
ックス部に持つ認証情報キャッシュテーブル２１を検索
し、その認証情報キャッシュテーブル２１中の今回クラ
イアント側認証用乱数Ｒ２と、共通鍵で復号して抽出し
たタイプ２の認証開始トークン中の今回クライアント側
認証用乱数Ｒ２とが一致することを確認し、タイプ２の
認証応答トークンをクライアント１に送信し、クライア
ント１が受信したタイプ２の認証応答トークンを共通鍵
で復号し、認証情報キャッシュテーブル１１中のサーバ
側認証用乱数Ｒ１とタイプ２の認証応答トークンから抽
出した今回サーバ側認証用乱数Ｒ１とが一致するか否か
を調べるまでは、図１１の認証フローと同じである。

【００９４】クライアント側で乱数Ｒ１の照合不一致が
検出されると、認証不成立となり、コネクション切断処
理が走る。また、クライアント１は認証不成立となった
ので、認証情報キャッシュ生成・更新手段１６により該
当認証情報キャッシュテーブル１１を削除する（図８の
ステップＳ１６０３）。他方、サーバ２は相互認証が成
立せず相互認証フェーズが正常終了しなかったので、ス
テップＳ２６０２の処理は実施されず、該当認証情報キ
ャッシュテーブル２１は維持される。

【００９５】その後、クライアント１が再度、コネクシ
ョン接続フェーズから相手サーバ２に対する接続を試行
すると、今度は相手サーバ２の認証情報キャッシュテー
ブル１１が存在しないので、図１０の認証フローが流
れ、相互認証が行われる。その際、前記維持されたサー
バ側の認証情報キャッシュテーブル２１が新たに生成さ
れる認証情報キャッシュテーブル２１で置き換えられる
（図９のステップＳ２６０１）。

【００９６】なお、クライアント１には相手サーバ２の
認証情報キャッシュテーブル１１は存在するが、相手サ
ーバ２の記憶手段２７にクライアント１の認証情報キャ
ッシュテーブル２１が存在しない場合も想定されるが、
その場合には、サーバ２側では図９のステップＳ２３０
１→Ｓ２４０５→Ｓ２５０５→Ｓ２５０６→Ｓ２６０５
が実行され、クライアント１側では図８のステップＳ１
４０３→Ｓ１４０５→Ｓ１５０２→Ｓ１６０４が実行さ
れて、相互認証が行われる。

【００９７】以上本発明の実施の形態について説明した
が本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他
各種の付加変更が可能である。例えば、クライアントお
よびサーバの少なくとも一方に、相手との接続回数が予
め定められた複数の回数Ｔに達した場合、または／およ
び相手との最初の接続からの経過時間が予め定められた
時間を越えた場合、相手の認証情報キャッシュテーブル
を自記憶手段１７，２７から自動的に削除する削除手段
を設けるようにしても良い。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
初の接続時における相互認証では、クライアント、サー
バ両側で自秘密鍵での復号が行われるが、２回目以降の
相互認証では、以前の相互認証時に取り決められた共通
鍵による暗号化、復号化が行われる。共通鍵方式による
復号処理時間は、公開鍵方式での復号処理時間の約１,
０００分の１と言われているため、同一クライアント／
サーバ間での相互認証処理が格段に高速化され、特に、
クライアントからサーバへの接続要求が集中する大規模
システムにおいて、サーバ上の認証処理によるＣＰＵ負
荷軽減が図られ、システム性能が格段に向上する効果が
ある。

【００９９】また、認証用の乱数を毎回替える構成にあ
っては、以前に使った乱数が盗まれても悪用される恐れ
がなく、認証の信頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したクライアント／サーバシステ
ムの一例を示すブロック図と接続時の通信シーケンスの
説明図である。

【図２】本発明を適用したクライアントおよびサーバの
要部を示すブロック図である。

【図３】クライアント側で記憶される認証情報キャッシ
ュテーブルの構成例を示す図である。

【図４】タイプ１およびタイプ２の認証開始トークンの
構成例を示す図である。

【図５】タイプ１およびタイプ２の認証応答トークンの
構成例を示す図である。

【図６】認証応答完了トークンの構成例を示す図であ
る。

【図７】サーバ側で記憶される認証情報キャッシュテー
ブルの構成例を示す図である。

【図８】クライアントの認証部の処理例を示すフローチ
ャートである。

【図９】サーバの認証部の処理例を示すフローチャート
である。

【図１０】クライアントとサーバとの最初の接続時の認
証フローを示す図である。

【図１１】クライアントとサーバとの２回目以降の接続
時の認証フローを示す図である。

【図１２】クライアントとサーバとの２回目以降の接続
時にサーバ側で認証用乱数の不一致が検出された場合の
認証フローを示す図である。

【図１３】クライアントとサーバとの２回目以降の接続
時にクライアント側で認証用乱数の不一致が検出された
場合の認証フローを示す図である。

【図１４】従来の認証フローを示す図である。

【符号の説明】

１…クライアント １０…認証部 １１…認証情報キャッシュテーブル １２…認証情報キャッシュ検索手段 １３…認証開始トークン生成・送信手段 １４…認証応答トークン受信手段 １５…認証応答完了トークン生成・送信手段 １６…認証情報キャッシュ生成・更新手段 １７…記憶手段 ２…サーバ ２０…認証部 ２１…認証情報キャッシュテーブル ２２…認証開始トークン受信手段 ２３…認証情報キャッシュ検索手段 ２４…認証応答トークン生成・送信手段 ２５…認証応答完了トークン受信手段 ２６…認証情報キャッシュ生成・更新手段 ２７…記憶手段 ３…ネットワーク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クライアントとサーバとがネットワーク
   を介して接続されたクライアント／サーバシステムにお
   けるユーザ相互認証方法において、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って相互に認証用の乱数および共通鍵情報
   を暗号化して交換することで相互認証を行うとともに以
   後の通信でどのような認証用の乱数および共通鍵を使用
   するかを両者で取り決める段階と、 前記認証用の乱数および共通鍵をクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する段階と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある認証用の乱数を前記共通鍵で暗号化して
   交換することにより同一相手であるか否かを相互に認証
   する段階とを含むことを特徴とするユーザ相互認証方
   法。
2. 【請求項２】 クライアントとサーバとがネットワーク
   を介して接続されたクライアント／サーバシステムにお
   けるユーザ相互認証方法において、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って今回使用する認証用の乱数、次回使用
   する認証用の乱数および共通鍵情報を暗号化し交換して
   今回使用する認証用の乱数によって相互認証を行うとと
   もに以後の通信でどのような共通鍵を使用し、また次回
   の相互認証時にどのような認証用の乱数を使用するかを
   両者で取り決める段階と、 次回使用する認証用の乱数および共通鍵をクライアント
   およびサーバ側で記憶する段階と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化して交換することにより同一相手
   であるか否かを相互に認証するとともに、更に次回の相
   互認証に備えて次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化し交換してクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する段階とを含むことを特徴とするユーザ
   相互認証方法。
3. 【請求項３】 クライアントとサーバとがネットワーク
   を介して接続されたクライアント／サーバシステムにお
   けるユーザ相互認証装置において、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って相互に認証用の乱数および共通鍵情報
   を暗号化して交換することで相互認証を行うとともに以
   後の通信でどのような認証用の乱数および共通鍵を使用
   するかを両者で取り決める手段と、 前記認証用の乱数および共通鍵をクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する手段と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある認証用の乱数を前記共通鍵で暗号化して
   交換することにより同一相手であるか否かを相互に認証
   する手段とを含むことを特徴とするユーザ相互認証装
   置。
4. 【請求項４】 クライアントとサーバとがネットワーク
   を介して接続されたクライアント／サーバシステムにお
   けるユーザ相互認証装置において、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って今回使用する認証用の乱数、次回使用
   する認証用の乱数および共通鍵情報を暗号化し交換して
   今回使用する認証用の乱数によって相互認証を行うとと
   もに以後の通信でどのような共通鍵を使用し、また次回
   の相互認証時にどのような認証用の乱数を使用するかを
   両者で取り決める手段と、 次回使用する認証用の乱数および共通鍵をクライアント
   およびサーバ側で記憶する手段と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化して交換することにより同一相手
   であるか否かを相互に認証するとともに、更に次回の相
   互認証に備えて次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化し交換してクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する手段とを含むことを特徴とするユーザ
   相互認証装置。
5. 【請求項５】 クライアントとサーバとがネットワーク
   を介して接続されたクライアント／サーバシステムにお
   けるユーザ相互認証装置において、 前記クライアント側に、 相手サーバ毎の認証情報キャッシュテーブルを記憶する
   ためのクライアント側記憶手段と、 該クライアント側記憶手段から相手サーバの認証情報キ
   ャッシュテーブルを検索するクライアント側認証情報キ
   ャッシュ検索手段と、 前記クライアント側記憶手段に対する検索が失敗した場
   合は、新たに生成した今回クライアント側認証用乱数お
   よび共通鍵の第１の生成情報を相手サーバの公開鍵で暗
   号化したタイプ１の認証開始トークンを相手サーバに送
   信し、前記クライアント側記憶手段に対する検索が成功
   した場合は、検索された認証情報キャッシュテーブルに
   記憶されているクライアント側認証用乱数および新たに
   生成した次回クライアント側認証用乱数を検索された認
   証情報キャッシュテーブルに記憶されている共通鍵で暗
   号化したものを含むタイプ２の認証開始トークンを相手
   サーバに送信する認証開始トークン生成・送信手段と、 前記送信したタイプ１またはタイプ２の認証開始トーク
   ンの応答である認証応答トークンを受信し、タイプ１の
   認証応答トークンのときは自秘密鍵で復号して抽出した
   今回クライアント側認証用乱数と前記タイプ１の認証開
   始トークンで通知した今回クライアント側認証用乱数と
   が一致するか否かで認証の成否を決定するとともに前記
   タイプ１の認証開始トークンで通知した第１の生成情報
   および前記タイプ１の認証応答トークンから抽出した第
   ２の生成情報から共通鍵を生成し、タイプ２の認証応答
   トークンのときは前記検索された認証情報キャッシュテ
   ーブルに記憶されている共通鍵で復号して抽出した今回
   サーバ側認証用乱数と前記検索された認証情報キャッシ
   ュテーブルに記憶されているサーバ側認証用乱数とが一
   致するか否かで認証の成否を決定する認証応答トークン
   受信手段と、 前記タイプ１の認証応答トークンの処理により認証成立
   した場合に、前記タイプ１の認証応答トークンから抽出
   した今回サーバ側認証用乱数と新たに生成した次回クラ
   イアント側認証用乱数を前記生成した共通鍵で暗号化し
   た認証応答完了トークンを相手サーバに送信する認証応
   答完了トークン生成・送信手段と、 前記タイプ１の認証応答トークンの処理により認証成立
   した場合は、前記タイプ１の認証応答トークンで通知さ
   れた次回サーバ側認証用乱数と、前記認証応答完了トー
   クンで通知した次回クライアント側認証用乱数と、前記
   生成された共通鍵とを含む相手サーバ対応の認証情報キ
   ャッシュテーブルを前記クライアント側記憶手段に生成
   し、前記タイプ２の認証応答トークンの処理により認証
   成立した場合は、前記タイプ２の認証開始トークンで通
   知した次回クライアント側認証用乱数、前記タイプ２の
   認証応答トークンで通知された次回サーバ側認証用乱数
   で、前記検索された認証情報キャッシュテーブル中のク
   ライアント側認証用乱数、サーバ側認証用乱数を更新す
   る認証情報キャッシュ生成・更新手段とを備え、 前記サーバ側に、 相手クライアント毎の認証情報キャッシュテーブルを記
   憶するためのサーバ側記憶手段と、 相手クライアントから認証開始トークンを受信する認証
   開始トークン受信手段と、 受信トークンがタイプ２の認証開始トークンの場合は、
   相手クライアントに対応する認証情報キャッシュテーブ
   ルを前記サーバ側記憶手段から検索するサーバ側認証情
   報キャッシュ検索手段と、 受信トークンがタイプ１の認証開始トークンの場合は、
   その認証開始トークンを自秘密鍵で復号して抽出した今
   回クライアント側認証用乱数と新たに生成した今回サー
   バ側認証用乱数、次回サーバ側認証用乱数および共通鍵
   の第２の生成情報とを相手クライアントの公開鍵で暗号
   化したタイプ１の認証応答トークンを相手クライアント
   に送信すると共に前記タイプ１の認証開始トークンから
   抽出した第１の生成情報および前記生成した第２の生成
   情報から共通鍵を生成し、受信トークンがタイプ２の認
   証開始トークンの場合は、前記サーバ側記憶手段から検
   索された認証情報キャッシュテーブルに記憶されている
   共通鍵で復号して抽出した今回クライアント側認証用乱
   数とその認証情報キャッシュテーブルに記憶されている
   クライアント側認証用乱数とが一致するか否かで認証の
   成否を決定し、認証成立時には、前記サーバ側記憶手段
   から検索された認証情報キャッシュテーブルに記憶され
   ているサーバ側認証用乱数と新たに生成した次回サーバ
   側認証用乱数とを前記サーバ側記憶手段から検索された
   認証情報キャッシュテーブルに記憶されている共通鍵で
   暗号化したタイプ２の認証応答トークンを相手クライア
   ントに送信する認証応答トークン生成・送信手段と、 相手クライアントから認証応答完了トークンを受信し、
   前記生成された共通鍵で復号して抽出した今回サーバ側
   認証用乱数と前記タイプ１の認証応答トークンで通知し
   た今回サーバ側認証用乱数とが一致するか否かで認証の
   成否を決定する認証応答完了トークン受信手段と、 該認証応答完了トークン受信手段における認証応答完了
   トークンの処理で認証成立した場合は、前記タイプ１の
   認証応答トークンで通知した次回サーバ側認証用乱数、
   前記認証応答完了トークンで通知された次回クライアン
   ト側認証用乱数および前記生成された共通鍵を含む相手
   クライアント対応の認証情報キャッシュテーブルを前記
   サーバ側記憶手段に生成し、前記認証応答トークン生成
   ・送信手段における前記タイプ２の認証開始トークンの
   処理で認証成立した場合は、前記タイプ２の認証開始ト
   ークンで通知された次回クライアント側認証用乱数と前
   記タイプ２の認証応答トークンで通知した次回サーバ側
   認証用乱数とで、前記検索された認証情報キャッシュテ
   ーブルに記憶されているクライアント側認証用乱数とサ
   ーバ側認証用乱数とを更新する認証情報キャッシュ生成
   ・更新手段とを備えることを特徴とするユーザ相互認証
   装置。
6. 【請求項６】 ネットワークを介して接続されたクライ
   アントとサーバとの間で相互認証を行わせるプログラム
   を記録した記録媒体であって、 クライアントを構成するコンピュータおよびサーバを構
   成するコンピュータに、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って相互に認証用の乱数および共通鍵情報
   を暗号化して交換することで相互認証を行うとともに以
   後の通信でどのような認証用の乱数および共通鍵を使用
   するかを両者で取り決める段階と、 前記認証用の乱数および共通鍵をクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する段階と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある認証用の乱数を前記共通鍵で暗号化して
   交換することにより同一相手であるか否かを相互に認証
   する段階とを、 実行させるプログラムを記録した機械読み取り可能な記
   録媒体。
7. 【請求項７】 ネットワークを介して接続されたクライ
   アントとサーバとの間で相互認証を行わせるプログラム
   を記録した記録媒体であって、 クライアントを構成するコンピュータおよびサーバを構
   成するコンピュータに、 クライアントからサーバへの最初の接続時、互いに相手
   の公開鍵を使って今回使用する認証用の乱数、次回使用
   する認証用の乱数および共通鍵情報を暗号化し交換して
   今回使用する認証用の乱数によって相互認証を行うとと
   もに以後の通信でどのような共通鍵を使用し、また次回
   の相互認証時にどのような認証用の乱数を使用するかを
   両者で取り決める段階と、 次回使用する認証用の乱数および共通鍵をクライアント
   およびサーバ側で記憶する段階と、 ２回目以降の同一クライアントとサーバ間の接続時、前
   記記憶してある次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化して交換することにより同一相手
   であるか否かを相互に認証するとともに、更に次回の相
   互認証に備えて次回使用する認証用の乱数を前記記憶し
   てある共通鍵で暗号化し交換してクライアントおよびサ
   ーバ側で記憶する段階とを、 実行させるプログラムを記録した機械読み取り可能な記
   録媒体。