JPH118618A - 機器認証方法及び装置並びに認証システム - Google Patents

機器認証方法及び装置並びに認証システム

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JPH118618A
JPH118618A JP9160039A JP16003997A JPH118618A JP H118618 A JPH118618 A JP H118618A JP 9160039 A JP9160039 A JP 9160039A JP 16003997 A JP16003997 A JP 16003997A JP H118618 A JPH118618 A JP H118618A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、第三者の攻撃による秘密鍵の推定
を一層困難にし、相手が正当な機器であるかを安全かつ
確実に認証できる。 【解決手段】 複数の異なる秘密鍵からなる鍵束を格納
する記憶手段２３と、乱数発生手段１０５ａと、乱数発
生手段により発生された乱数をそのまま又は所定の演算
を施した後に、鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵と
して暗号化を行い、認証用情報を生成する暗号化手段１
０６ａ，１０７ａと、認証用情報を認証対象となる機器
に送出する通信手段２１と、通信手段からの認証用情報
の送出に対応して、認証対象となる機器から受信した返
信情報を鍵束を用いて復号化する復号化手段１０８ａ
と、復号化手段により復号化された復号情報ｒ１´と、
乱数ｒ１とを比較し、復号情報が乱数に基づくものであ
る場合には、認証対象となる機器は正当な機器であると
認証する認証手段１１１ｃとを備えた機器認証装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク等の
データ伝送手段を介して相手が正当な機器であるかどう
か認証をする機器認証方法及び装置方法並びに認証シス
テムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近は、マルチメディアの発展に伴つて
機器のネットワーク化が進み、バーソナルコンピュータ
等の汎用計算機間のみならず、オーディオ機器やビデオ
機器等のオーディオヴィジュアル機器（ＡＶ機器）との
データの送受信、ケーブルテレビや衛生放送のディジタ
ル化等、データのディジタル化、ネットワーク化が一般
的になりつつある。
【０００３】そこで、コンピュータとＡＶ機器等のディ
ジタル機器との間でデータの送受信を行うためのディジ
タルインターフェース方式の統一規格が検討されてい
る。その中のーつにＩＥＥＥ１３９４がある。ＩＥＥＥ
１３９４は、１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓまた４０
０Ｍｂｐｓ等の高転送速度を規定する規格で、この他に
ウルトラＳＣＳＩやＵＳＢ等の高転送速度のインターフ
ェースが次々と規定されている。
【０００４】一方、近年ディジタル記録再生機器の開
発、製品化が進み、画質や音質の劣化なくデータをコピ
ーすることが可能となっている。したがって、これらの
ディジタル記録再生機器と上記高速度データ転送を扱う
規格を組み合わせれば、映像データ等の大容量のデータ
であっても高画質な複製等を容易に実行できる。
【０００５】しかし高画質な複製は、海賊版と呼ばれる
不正なコピーを増加させ、著作権が侵害されるという問
題がある。このような不正なコピーは確実に防止されな
ければならない。というのも、インターネットやディジ
タルＶＴＲやＤＶＤ−ＲＡＭの出現により、ディジタル
化された著作物は簡単にコピーされ、不特定多数への配
布が可能となり、これによりディジタル画像の著作権者
に危機感を与えているからである。
【０００６】不正コピーを行う手段としては種々の方法
が考えられるが、とにかく不正者は例えばＤＶＤ−ＲＯ
Ｍドライブといった再生装置等の機器からコピー対象と
するデータを受け取らなければならない。このデータ受
取経路としては、機器間の通信線を介する受け取り、イ
ンターネットや公衆回線網等を介するネットワーク通信
による受け取り、またコンピュータのＣＰＵバス等を介
する受け取り等の経路がある。不正者はこれらの経路か
ら一見通常の動作をする不正な機構を備えた機器、例え
ばＭＰＥＧ２デコータ等で正常なデータ復号をしつつ、
そのオリジナルデータを横流しすること等が考えられ
る。
【０００７】したがって、上記のいずれの経路を介する
にせよ、海賊行為を行うための不正な機器にデータを送
らないようにすれば、上記不正コピーを防止することが
できる。
【０００８】このため、従来から、機器間でデータ送信
にあたり機器の相互認証を行い、送信相手が正当な機器
であることを確認してからデータ送出を行う技術が用い
られている。
【０００９】このような通信機器間で相互認証するため
の技術として、公開鍵暗号方式とディジタル署名を組み
合せた方式と、共通鍵暗号方式を用いたチャレンジ・ア
ンド・レスポンス方式などがある。
【００１０】このうち公開鍵暗号方式は、例えば第三者
機関による公開鍵証明を行い、証明書を発行する機関が
必要となるため扱いが繁雑であり、また、一般的に暗号
化／復号化に要する時間がかかる。
【００１１】そこで、上記したような状況では、チャレ
ンジ・アンド・レスポンス方式が用いられることが多
い。チャレンジ・アンド・レスポンス方式では、送信側
と受信側で共通する秘密カギ（共通鍵）、キー＊１を持
っている。ここでまず、送信側が乱数生成しこれを受信
側に転送る。受信側ではこの乱数とキー＊１を用いてチ
ャレンジキーと呼ばれるキーを作り、送信側に転送す
る。送信側では、最初の乱数と自己が有するキー＊１を
用いてチャレンジキーに相当する比較用キーを作り、こ
の比較用キーと受信側から受け取ったチャレンジキーが
一致していれば受信側を正当な機器として認証する。次
に、これと同様な認証作業が受信側から送信側に対して
行われ、送信側も正当な機器であれば相互認証が成立す
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チャレ
ンジ・アンド・レスポンス方式等の共通鍵暗号方式で
は、共通鍵が漏洩した場合セキュリティが保てなくなる
という問題がある。また、単に乱数を送って共通鍵で確
認し合うというだけでは、真に正当な相手であるか否か
を評価確認するには不十分であり、より確実安全な認証
方法が従来から求められていた。
【００１３】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、第三者の攻撃による秘密鍵の推定を一層困
難にし、相手が正当な機器であるかを安全かつ確実に認
証できる機器認証方法及び装置並びに認証システムを提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、共通鍵
を複数個使用し、かつ鍵及び乱数を用いた暗号化あるい
は復号化の演算を施してから認証用情報を送出すること
で、第三者の攻撃による秘密鍵の推定を一層困難にし、
より安全に相手が正当な機器であるかを認証できること
にある。
【００１５】また、上記課題の解決は、より具体的に
は、以下のような解決手段により実現される。まず、請
求項１に対応する発明は、複数の異なる秘密鍵からなる
鍵束を格納する記憶手段と、乱数発生手段と、乱数発生
手段により発生された乱数をそのまま又は所定の演算を
施した後に、鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵とし
て暗号化を行い、認証用情報を生成する暗号化手段と、
認証用情報を認証対象となる機器に送出する通信手段
と、通信手段からの認証用情報の送出に対応して、認証
対象となる機器から受信した返信情報を鍵束を用いて復
号化する復号化手段と、復号化手段により復号化された
復号情報と、乱数とを比較し、復号情報が乱数に基づく
ものである場合には、認証対象となる機器は正当な機器
であると認証する認証手段とを備えた機器認証装置であ
る。
【００１６】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、暗号化手段は、暗号鍵とし
て鍵束のうちの複数の秘密鍵を使用して、夫々の暗号鍵
に対応した暗号化を行い、通信手段は、暗号化手段で得
られる各認証用情報のすべてを認証用情報として送出す
る機器認証装置である。
【００１７】また、請求項３に対応する発明は、請求項
１又は２に対応する発明において、認証対象となる機器
から返信情報とともに相互認証用情報を受信した場合
に、相互認証用情報を鍵束を用いて復号化して、原相互
認証用情報を取り出す第２の復号化手段と、対象となる
機器が正当な機器であると認証された場合に、原相互認
証用情報そのまま又はこれに所定の演算を施した後に、
鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号化を行
い、第２の返信情報を生成する第２の暗号化手段とを備
え、通信手段は前記第２の返信情報を送出する機器認証
装置である。
【００１８】さらに、請求項４に対応する発明は、複数
の異なる秘密鍵からなる鍵束を格納する記憶手段と、認
証を求める機器から受信した認証用情報を、鍵束の秘密
鍵の何れかを復号鍵として復号し、又は復号鍵で復号す
るとともに所定の演算を施して、原認証用情報を取り出
す復号化手段と、原認証用情報をそのまま又は所定の演
算を施した後に、鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵
として暗号化を行い、返信情報を生成する暗号化手段
と、返信情報を前記認証を求める機器に返信する通信手
段とを備えた機器認証装置である。
【００１９】さらにまた、請求項５に対応する発明は、
請求項４に対応する発明において、認証を求める機器か
ら受信した認証用情報が複数の認証用情報からなると
き、夫々何れかの復号鍵で復号化手段により夫々取り出
された複数の原認証用情報を比較し、これらの原認証用
情報が一致するときには当該原認証用情報を最終的な原
認証用情報として認定し、一致しないときには復号に用
いる復号鍵を変更して再度復号を行うように復号化手段
に指令する比較手段を備えた機器認証装置である。
【００２０】一方、請求項６に対応する発明は、請求項
４又は５に対応する発明において、乱数発生手段と、原
認証用情報と乱数発生手段から生成した乱数とを用いた
所定の演算を行うとともに、鍵束のうち何れかの秘密鍵
を暗号鍵として暗号化を行い、相互認証用情報を生成す
る第２の暗号化手段と、通信手段は、返信情報とともに
相互認証用情報をも送出し、相互認証用情報に対する認
証を求める機器からの第２の返信情報を鍵束を用いて復
号化する第２の復号化手段と、第２の復号化手段により
復号化された復号情報と、乱数とを比較し、復号情報が
乱数に基づくものである場合には、認証対象となる機器
は正当な機器であると認証する認証手段とを備えた機器
認証装置である。
【００２１】次に、請求項７に対応する発明は、請求項
１記載の機器認証装置を有する一方の機器と、請求項４
記載の機器認証装置を有する他方の機器とを備えるとと
もに、かつ各機器認証装置の鍵束の秘密鍵の少なくとも
１つ以上が一致しており、一方の機器が他方の機器を正
当な機器であるか否かを判定する認証システムである。
【００２２】また、請求項８対応する発明は、請求項２
記載の機器認証装置を有する一方の機器と、請求項５記
載の機器認証装置を有する他方の機器とを備えるととも
に、かつ各機器認証装置の鍵束の秘密鍵の少なくとも２
つ以上が一致しており、一方の機器が他方の機器を正当
な機器であるか否かを判定する認証システムである。
【００２３】さらに、請求項９対応する発明は、請求項
３記載の機器認証装置を有する一方の機器と、請求項６
記載の機器認証装置を有する他方の機器とを備えるとと
もに、かつ各機器認証装置の鍵束の秘密鍵の少なくとも
２つ以上が一致しており、一方の機器と他方の機器とで
相互に認証を行う相互認証システムである。
【００２４】さらにまた、請求項１０対応する発明は、
請求項２又は３に対応する発明において、暗号化手段は
２つの暗号鍵を使用するとともに、鍵束の秘密鍵の数が
ｎ、各暗号鍵の番号をそれぞれｉ，ｊとするときに、ｊ
＝（ｉ＋ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関
係を有する機器認証装置である。
【００２５】一方、請求項１１対応する発明は、請求項
５又は６に対応する発明において、復号化手段は２つの
復号鍵を使用するとともに、鍵束の秘密鍵の数がｎ、各
復号鍵の番号をそれぞれｉ，ｊとするときに、ｊ＝（ｉ
＋ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有
する機器認証装置である。
【００２６】また、請求項１２対応する発明は、請求項
９に対応する発明において、各機器認証装置の鍵束が同
一であって、復号化手段は２つの復号鍵を使用するとと
もに、請求項３記載の機器認証装置の第２の暗号化手段
に用いる暗号鍵の番号をｉと、請求項６記載の機器認証
装置の第２の暗号化手段に用いる暗号鍵の番号をｊと
し、鍵束の秘密鍵の数がｎとするときに、ｊ＝（ｉ＋
ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有す
る相互認証システムである。
【００２７】さらに、請求項１３対応する発明は、請求
項９に対応する発明において、各機器認証装置の鍵束が
同一であって、復号化手段は２つの復号鍵を使用すると
ともに、請求項３記載の機器認証装置の暗号化手段に用
いる複数の暗号鍵が同一の秘密鍵であり、かつ請求項６
記載の機器認証装置の復号化手段に用いる複数の復号鍵
が同一の秘密鍵であって、かつ請求項３記載の機器認証
装置の第２の暗号化手段に用いる暗号鍵と、請求項６記
載の機器認証装置の第２の暗号化手段に用いる暗号鍵が
同一である相互認証システムである。
【００２８】さらにまた、請求項１４対応する発明は、
請求項１〜３に対応する発明において、暗号化手段及び
又は第２の暗号化手段は、一の暗号鍵による同一の暗号
化を、各暗号化対象について選択的にあるいはすべての
暗号化対象について、２回以上繰り返す機器認証装置で
ある。
【００２９】一方、請求項１５対応する発明は、請求項
４〜６に対応する発明において、復号化手段及び又は第
２の復号化手段は、一の復号鍵による同一の復号化を、
各復号化対象について選択的にあるいはすべての復号化
対象について、２回以上繰り返す機器認証装置である。
【００３０】また、請求項１６対応する発明は、第１の
機器において、乱数発生手段により発生された乱数をそ
のまま又は所定の演算を施した後に、複数の異なる秘密
鍵からなる鍵束のうち、いずれか複数の秘密鍵を暗号鍵
として複数種類の暗号化を行い、これに対応して夫々認
証用情報を生成する第１の暗号化ステップと、認証用情
報を第１の機器から第２の機器へ送出する第１の送信ス
テップと、第２の機器において、第１の機器から受信し
た複数の認証用情報夫々を、鍵束の秘密鍵の何れかを復
号鍵として夫々復号し、又は復号鍵で夫々復号するとと
もに所定の演算を施して、夫々原認証用情報を取り出す
第１の復号化ステップと、取り出された各原認証用情報
を比較し、これらの原認証用情報が一致するときには当
該原認証用情報を最終的な原認証用情報としての乱数で
あると認定し、一致しないときには復号に用いる復号鍵
を変更して再度第１の復号化ステップ復号をやり直す比
較ステップと、乱数をそのまま又は所定の演算を施した
後に、鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号
化を行い、返信情報を生成する第２の暗号化ステップ
と、返信情報を第２の機器から第１の機器へ返信する第
２の送信ステップと、第１の機器において、返信情報を
鍵束を用いて復号化する第２の復号化ステップと、第２
の復号化手段により復号化された復号情報と、乱数とを
比較し、復号情報が乱数に基づくものである場合には、
第２の機器は正当な機器であると認証する認証ステップ
とを有する機器認証方法である。
【００３１】さらに、請求項１７対応する発明は、第１
の機器において、乱数発生手段により発生された乱数を
そのまま又は所定の演算を施した後に、複数の異なる秘
密鍵からなる鍵束のうち、いずれか複数の秘密鍵を暗号
鍵として複数種類の暗号化を行い、これに対応して夫々
認証用情報を生成する第１の暗号化ステップと、認証用
情報を第１の機器から第２の機器へ送出する第１の送信
ステップと、第２の機器において、第１の機器から受信
した複数の認証用情報夫々を、鍵束の秘密鍵の何れかを
復号鍵として夫々復号し、又は復号鍵で夫々復号すると
ともに所定の演算を施して、夫々原認証用情報を取り出
す第１の復号化ステップと、取り出された各原認証用情
報を比較し、これらの原認証用情報が一致するときには
当該原認証用情報を最終的な原認証用情報としての乱数
であると認定し、一致しないときには復号に用いる復号
鍵を変更して再度第１の復号化ステップ復号をやり直す
比較ステップと、乱数をそのまま又は所定の演算を施し
た後に、鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗
号化を行い、返信情報を生成する第２の暗号化ステップ
と、乱数と第２の乱数とを用いた所定の演算を行うとと
もに、鍵束のうち何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号化
を行い、相互認証用情報を生成する第３の暗号化手段
と、返信情報及び相互認証用情報を第２の機器から第１
の機器へ返信する第２の送信ステップと、第１の機器に
おいて、返信情報を鍵束を用いて復号化する第２の復号
化ステップと、第２の復号化手段により復号化された復
号情報と、乱数とを比較し、復号情報が乱数に基づくも
のである場合には、第２の機器は正当な機器であると認
証する第１の認証ステップと、相互認証用情報を鍵束を
用いて復号化し、さらに所定の演算を施して第２の乱数
を取り出す第３の復号化ステップと、第２の機器が正当
な機器であると認証された場合に、第２の乱数そのまま
又はこれに所定の演算を施した後に、鍵束のうちの何れ
かの秘密鍵を暗号鍵として暗号化を行い、第２の返信情
報を生成する第４の暗号化ステップと、第２の返信情報
を第１の機器から第２の機器へ返信する第３の送信ステ
ップと、第１の機器からの第２の返信情報を鍵束を用い
て復号化する第４の復号化手段と、第４の復号化手段に
より復号化された復号情報と、第２の乱数とを比較し、
復号情報が第２の乱数に基づくものである場合には、第
１の機器は正当な機器であると認証する第２の認証ステ
ップとを有する機器相互認証方法である。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る機器認証方法を適用する機器の構成例を示
すブロック図である。
【００３３】同図に示すように、機器認証装置を搭載し
た機器としてＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１とＭＰＥＧ２デ
コーダ２とが１３９４ケーブル３によって接続されてい
る。以下、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した部品若しく
はモジュール等を”〜１３９４”又は”１３９４〜”の
形で表現する。
【００３４】ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１及びＭＰＥＧ２
デコーダ２には、１３９４チップ４，５が搭載され、上
記１３９４ケーブル３を介し両者間でＩＥＥＥ１３９４
に従うデータ伝送がされるようになっている。
【００３５】ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１は、ＤＶＤ６を
再生してそのデータを取り出すためのデータ再生部６
と、１３９４ケーブル３を介して接続された機器の認証
を行うとともに、再生されたデータを認証された機器に
送出する１３９４チップ４とから構成されている。
【００３６】一方、ＭＰＥＧ２デコーダ２は、１３９４
チップ５を介してＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１から受け取
ったＭＰＥＧ２圧縮されたデータを伸張し表示装置８に
出力するデータ伸張部９と、１３９４ケーブル３を介し
て接続された機器の認証を行うとともに、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍドライブ１からデータ受信を行う１３９４チップ５と
から構成されている。
【００３７】１３９４チップ４又は５夫々は、ＩＥＥＥ
１３９４に従った通信を実行する１３９４通信部１１，
２１と、鍵束格納部１２，２２と、認証部１３，２３と
によって構成されている。認証部１３，２３は、鍵束格
納部１２，２２に格納された鍵束を用いて接続される機
器の相互認証を行うとともに、認証がされたときのみ接
続機器とのデータ送受を１３９４通信部１１又は１２に
許可するようになっている。なお、認証に際して必要な
通信は１３９４通信部１１，２１により行われる。
【００３８】鍵束格納部１２，２２に格納された鍵束
は、１３９４チップ４又は５が製造されるときに格納さ
れる秘密の情報であり、多数の秘密鍵からなっているも
のである。双方の鍵束は少なくとも１つの共通の鍵を有
している。すなわち本実施形態の方法は共通鍵暗号方式
の一種である。本実施形態では、双方の鍵束は同一のも
のである場合で説明する。
【００３９】ここで、本実施形態では、認証部１３、鍵
束格納部１２及び１３９４通信部１１は１つのＩＣチッ
プで構成されているが、認証部１３及び鍵束格納部１２
のみで１チップとしてもよい。さらに鍵束格納部１２の
みで１チップであってもよい。いずれにせよ認証部１
３、鍵束格納部１２及び１３９４通信部１１の全体は、
ハードウエア的には、演算手段とこれを制御するプログ
ラムと情報を格納する記憶手段を有し、上記した各機能
を実現できるようになっている。また、上記各関係は、
認証部２３、鍵束格納部２２及び１３９４通信部２１に
ついても同様である。
【００４０】次に、１３９４チップの相互認証を行う部
分の構成について説明する。図２は本実施形態の相互認
証を行う部分の機能構成及び処理の流れの一例を示す図
である。
【００４１】同図には、主として図１の認証部１３，２
３の機能的な構成が示され、これらにより認証システム
が構成されている。なお、図１及び図２の対応を説明す
ると、１３９４チップ４が送信側１０１、１３９４チッ
プ５が受信側１０２とされ、この間を接続する１３９４
ケーブル３がネットワーク１０３として示されている。
【００４２】ここで送信側１０１は、復号化部１０６
ｂ，１０７ｂ，１０８ｂ，１０９ｂ，１１０ｂと、比較
部１１１ａ，１１１ｂと、乱数発生部１０５ｂと、共通
鍵の鍵束１０４と、排他論理輪和演算部１４１，１４２
と、連接演算部１４３とを備えている。なお、鍵束１０
４は図１の鍵束格納部１２に格納されるべきものであ
る。
【００４３】また、同様に受信側１０２は、暗号化部１
０６ａ，１０７ａ，１０８ａ，１０９ａ，１１０ａと、
比較部１１１ｃと、乱数発生部１０５ａと、共通鍵の鍵
束１０４と、排他論理輪和演算部１５１，１５２と、連
接演算部１５３とを備えている。なお、送信側と同様
に、鍵束１０４は鍵束格納部２２に格納される。
【００４４】また、特にしないが図２中の送信側１０１
と受信側１０２との通信は図１の１３９４通信部１１，
２１によって行われる。ここで、暗号化部１０６ａと復
号化部１０６ｂ、暗号化部１０７ａと復号化部１０７
ｂ、暗号化部１０８ａと復号化部１０８ｂ、暗号化部１
０９ａと復号化部１０９ｂ、暗号化部１１０ａと復号化
部１１０ｂが対になっており、それぞれ対応するアルゴ
リズムで暗号化及び復号化するようになっている。これ
らの各暗号化部及び復号化部はそれぞれ別途に設けるよ
うにしてもよいが、暗号又は復号アルゴリズムが同一の
ときには、同一の暗号手段又は復号手段を用いるように
してもよい。
【００４５】すなわち、例えば暗号化部１０６ａ，１０
７ａ，１０８ａ，１０９ａ，１１０ａによる暗号化処理
は受信側１０２内の一の暗号化処理部により実行される
ようにしてもよい。同様に、復号化部１０６ｂ，１０７
ｂ，１０８ｂ，１０９ｂ，１１０ｂによる復号化処理は
送信側１０２内の一の復号化処理部により実行されるよ
うにしてもよい。本実施形態ではこれらは図面上異なる
機能部として表現されるが、実際の処理は同一の暗号化
処理部又は復号化処理部によって実行される。このよう
にすれば送信側１０２及び受信側１０１のハードウエア
資源及びソフトウエア資源を有効に活用することができ
る。
【００４６】なお本明細書では、暗号化の操作をＥy
（ｘ）と表す。ここで、ｘは暗号化の対象となるデータ
で、ｙは暗号化に用いる暗号鍵である。また復号化の操
作をＤy （ｚ）と表す。ここで、ｚは復号の対象となる
データで、ｙは復号化に用いる復号鍵である。従って、 Ｅy （Ｄy （ｘ））＝ｘ Ｄy （Ｅy （ｘ））＝ｘ である。
【００４７】またデータを復号化することは暗号化する
ことと同様の効果を持つ。すなわち、Ｄy （ｘ）を行っ
て結果を送信し、受信側で暗号化Ｅy （Ｄy （ｘ））を
行うことと、先に暗号化して復号化することは同様の効
果を持つ。厳密には暗号化のアルゴリズムと復号化のア
ルゴリズムは異なるものであるが、本実施形態では、便
宜上、送信側１０２で行う処理を暗号化と呼び、受信側
１０１で行う処理を復号化と呼んでいる。このような暗
号化、復号化の順番を入れ替える理由は、上記一の暗号
化処理部又は一の復号化処理部の使用により、上述した
ように資源の有効利用を可能とするためである。したが
って、本実施形態でいう暗号化又は復号化と、特許請求
の範囲でいう暗号化又は復号化は必ずしも一致しないの
で注意を要する。特許請求の範囲では、単に、鍵を用い
て情報を暗号化する行為を暗号化といい、鍵を用いて暗
号化された情報を解く行為を復号化と呼んでいる。
【００４８】また本明細書の各図において、一点鎖線は
暗号化または復号化のための鍵情報を表し、実線は暗号
化または復号化の対象となる情報を表している。さら
に、本明細書では、排他論理輪和演算をＸＯＲ（ｘ，
ｙ）、連接（ｃｏｎｃａｔｉｎａｔｉｏｎ）演算をｘ｜
ｙと表す。なお、図面では排他論理輪和演算を演算記号
を用いて表現している。
【００４９】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係る機器認証方法を適用する機器の動作につ
いて説明する。図１のＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１からＭ
ＰＥＧデコータ２にＤＶＤ６のデータを送出する必要が
生じた場合、まず、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１とＭＰＥ
Ｇデコータ２と間での相互認証の処理が実行される。
【００５０】相互認証がなされ、相互に相手が正当な機
器であると確認されると、夫々の認証部１３，２３によ
り、１３９４通信部１１，１２に通信許可が与えられ
る。以降、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１とＭＰＥＧデコー
タ２とは、１３９４通信部１１，１２、１３９４ケーブ
ル３を介して必要な通信を開始し、ＤＶＤ６のデータ転
送、ＭＰＥＧ２圧縮データの伸長処理等がなされ、映像
等がＣＲＴや液晶パネル等の表示装置８から表示出力さ
れる。
【００５１】ここで、図２に示す構成により１３９４チ
ップ４，５間で上述した相互認証が行われるわけである
が、その認証処理について図２及び図３に沿って詳しく
説明する。
【００５２】図３は本実施形態の認証動作例を示す流れ
図である。本実施形態では、図２の受信側１０２から相
互認証がスタートする場合について説明する。
【００５３】まず、受信側１０２において乱数発生部１
０５ａにより、例えば時間情報などを元にして乱数が発
生される。この乱数の長さは本実施形態で用いる暗号化
ブロック長が望ましい。例えば、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅ
ｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）では６４ビッ
トである。
【００５４】次に、ｎ個の共通鍵の鍵束１０４のうちの
一つ鍵Ｋi （１≦ｉ≦ｎ）が選択され、乱数発生部１０
５ａにより発生した乱数ｒ1 は、鍵Ｋi を暗号鍵として
暗号化部１０６ａにより暗号化される。また、鍵束１０
４Ｋs （ｓ＝１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ＝１，…，
ｎ，ｊ＝１，…，ｎ）というｎ個の共通鍵の鍵束のうち
の一つの鍵Ｋj （１≦ｊ≦ｎ）が選択され、乱数ｒ1 と
の排他論理和が排他的論理和演算部１５１にて演算され
て、その結果であるＸＯＲ（Ｋj ，ｒ1 ）がＫｊを暗号
鍵として暗号化部１０７ａにて暗号化される。
【００５５】暗号化部１０６ａおよび１０７ａでそれぞ
れ暗号化されたＥＫｉ （ｒ1 ）およびＥＫj （ＸＯＲ
（Ｋj ，ｒ1 ））は送信側１０１へネットワーク１０３
を介して伝送される（図３Ｓ１）。この伝送は、送信部
１０１が受信部１０２についての認証を行うための開始
処理になる。
【００５６】次に、送信側１０１では、伝送されたＥＫ
i （ｒ1 ）が復号化部１０６ｂにて復号される。このと
き、ｎ個の共通鍵の鍵束１０４Ｋs （ｓ＝１，…，ｎ；
Ｋi≠Ｋj ，ｉ＝１，…，ｎ，ｊ＝１，…，ｎ）の中か
ら一つの鍵Ｋa が選択され、これを復号鍵として復号化
がされる。本実施形態では鍵Ｋa は、例えば鍵Ｋ1 から
順に選択していくものとする。復号鍵Ｋa で復号された
結果をｒ1 ′とする。
【００５７】また、送信側１０１において、伝送された
ＥＫj （ＸＯＲ（Ｋj ，ｒ1 ））が復号化部１０７ｂに
て復号される。このとき、ｎ個の共通鍵の鍵束１０４Ｋ
s （ｓ＝１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ＝１，…，ｎ，ｊ
＝１，…，ｎ）の中から一つの鍵Ｋb が選択され、復号
鍵として復号化がされる。本実施形態では鍵Ｋb は、上
記と同様に例えば鍵Ｋ1 から順に選択していくものとす
る。復号化部１０７ｂで復号された結果と復号化に用い
た復号鍵Ｋb との排他論理和を、排他的論理和演算部１
４１にて計算した結果をｒ1 ″とする（図３Ｓ２）。
【００５８】上記各復号化部１０６ｂ，１０７ｂで得ら
れたｒ1 ′とｒ1 ″とが比較部１１１ａにて比較され
る。このとき、ｒ1 ′≠ｒ1 ″であるならば、復号鍵と
して用いられた鍵Ｋa ，Ｋb が違っていると判定され
る。このとき比較部１１１ａから制御信号１１２ａが出
力され、鍵Ｋa ，Ｋb が変更されて再度復号処理がやり
直される（図３Ｓ３，Ｓ４）。
【００５９】これにより、正しい鍵が見つかるまで繰り
返し演算が実行される。例えばまず鍵Ｋa が鍵Ｋ1 に固
定され、鍵Ｋb を鍵Ｋ1 から順に鍵Ｋn まで変化させ
る。鍵Ｋb が鍵Ｋn まで変化しても一致しなければ、鍵
Ｋa を鍵Ｋ2 に変化させ、ふたたたび鍵Ｋb を鍵Ｋ1 か
ら順に鍵Ｋn まで変化させて復号処理を繰返し、ｒ1 ′
とｒ1 ″とを比較部１１１ａにて比較する手順を繰返
す。こうして、ｒ1 ′とｒ1 ″となる（すなわちＫa ＝
Ｋi ，Ｋb ＝Ｋj となる）まで処理が繰返される（図３
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。なお、Ｋa ＝Ｋi ，Ｋb ＝Ｋj と
なる鍵が見つからなかった場合、ＥＸＩＴとし、認証は
不成立となる（図３Ｓ４）。
【００６０】ステップＳ３において、ｒ1 ′＝ｒ1 ″と
なった場合、すなわちｒ1 ′＝ｒ1″＝ｒ1 となった場
合には、送信側では１０５ｂ乱数発生部にて乱数ｒ2 を
例えば時間情報を元に発生させる。この乱数の長さは本
実施形態で用いる暗号化ブロック長が望ましい。例え
ば、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａ
ｎｄａｒｄ）では６４ビットである。また、ｎ個の共通
鍵の鍵束１０４Ｋs （ｓ＝１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ
＝１，…，ｎ，ｊ＝１，…，ｎ）のうちの一つである鍵
Ｋm （１≦ｍ≦ｎ）が暗号鍵として選択される。
【００６１】そして、受信側１０２で発生した乱数ｒ1
と送信側１０１で発生した乱数ｒ2の連接が連接演算部
１４３にて演算され、その結果であるｒ1 ｜ｒ2 が鍵Ｋ
m によって復号化部１０９ｂにて復号化（すなわち暗号
化）される（図３Ｓ５）。
【００６２】一方、上記乱数ｒ1 と上記鍵Ｋm との排他
論理和が排他的論理和演算部１４２にて演算され、その
結果であるＸＯＲ（Ｋm ，ｒ2 ）が鍵Ｋm を暗号鍵とし
て復号化部１０８ｂで復号化（すなわち暗号化）される
（図３Ｓ６）。
【００６３】そして、１０８ｂおよび１０９ｂ復号化部
で復号化されたＤＫm （ＸＯＲ（Ｋm ，ｒ2 ））及びＤ
Ｋm （ｒ1 ｜ｒ2 ）がネットワーク１０３を介して受信
側１０２へ伝送される（図３Ｓ５，Ｓ６）。なお、ステ
ップＳＴ６の処理は、受信部１０２からの認証要求に対
する送信部１０１からの返答となっており、ステップＳ
Ｔ５の処理は、送信部１０１が受信部１０２についての
認証を行うための開始処理となっている。
【００６４】次に、受信側１０２では、伝送されたＤＫ
m （ＸＯＲ（Ｋm ，ｒ1 ））が暗号化部１０８ａにて暗
号化される。このとき、ｎ個の共通鍵の鍵束１０４Ｋs
（ｓ＝１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ＝１，…，ｎ，ｊ＝
１，…，ｎ）の中から一つの鍵Ｋa が選択され、暗号鍵
として暗号化される。本実施形態ではＫa は、例えばＫ
1 から順に選択していくものとする。また、暗号鍵Ｋa
で暗号化された結果と暗号鍵Ｋa との排他論理和が排他
的論理和演算部１５２にて演算され、ｒ1 ′が得られる
（図３Ｓ７）。
【００６５】得られたｒ1 ′と乱数発生部１０５ａで発
生した乱数ｒ1 とが比較部１１１ｃにて比較される（図
３Ｓ８）。このとき、ｒ1 ′≠ｒ1 であるならば、暗号
鍵で用いた鍵Ｋa が違っていると判定される。これによ
り、比較部１１１ｃから制御信号１１２ｃが出力され
て、鍵Ｋa が変更され再度復号処理がやり直される（図
３Ｓ９）。例えば、鍵Ｋa を鍵Ｋ1 から順に鍵Ｋn まで
変化させて復号処理を繰返し、ｒ1 ′とｒ1 とを比較部
１１１ｃにて比較する手順を繰返す。こうして、ｒ1 ′
＝ｒ1 となる（すなわちＫa ＝Ｋm となる）まで処理は
繰返される（図３Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【００６６】なお、ｍ＝ｎとなっても比較部１１１ｃに
よる比較においてｒ1 ′＝ｒ1 とならなければ、送信側
は正当な鍵束Ｋs を所有していないとして認証手続を終
了する（図３Ｓ９）。
【００６７】一方、ｒ1 ′＝ｒ1 となったとき、送信側
１０１で用いた復号鍵Ｋm が特定できたことになる。こ
れは受信側１０２から見たとき送信側１０１が正当なも
のであると認証できたことを意味している。そこで、相
互認証の処理が継続される。すなわち、まず、上記特定
された鍵Ｋm を暗号鍵としてＤＫm （Ｋm ｜ｒ2 ）が暗
号化され、ｒ1 ｜ｒ2 が得られる。さらに乱数発生部１
０５ａで発生した乱数ｒ1 が用いられ、連接演算部１５
３において送信側で発生した乱数ｒ2 が取出される（図
３Ｓ１０）。
【００６８】次にｎ個の共通鍵の鍵束１０４Ｋs （ｓ＝
１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ＝１，…，ｎ，ｊ＝１，
…，ｎ）の中から一つの鍵Ｋr （１≦ｒ≦ｎ）が選択さ
れ、上記得られた乱数ｒ2 が鍵Ｋr を暗号鍵として暗号
化部１１０ａにて暗号化される。そして、暗号化部１１
０ａで暗号化された結果であるＥＫr （ｒ2 ）がネット
ワーク１０３を介して送信側１０１へ伝送される（図３
Ｓ１１）。なお、ステップＳＴ１１の処理は、送信部１
０１からの認証要求に対する受信部１０２からの返答と
なっている。
【００６９】次に、送信側１０１では、伝送されたＥＫ
r （ｒ2 ）が１１０ｂ復号化部にて復号されｒ2 ′が得
られる。このとき、ｎ個の共通鍵の鍵束１０４Ｋs （ｓ
＝１，…，ｎ；Ｋi ≠Ｋj ，ｉ＝１，…，ｎ，ｊ＝１，
…，ｎ）の中から一つの鍵Ｋb が選択され、これを復号
鍵として復号がされる。本実施形態では鍵Ｋb は、例え
ば鍵Ｋ1 から順に選択していくものとする。
【００７０】得られたｒ2 ′と乱数発生部１０５ｂで発
生した乱数ｒ2 とが比較部１１１ｂにて比較される。こ
のとき、ｒ2 ′≠ｒ2 であるならば、暗号鍵で用いた鍵
Ｋbが違っていると判定される。このとき、比較部１１
１ｂにより制御信号１１２ｂが出力され、鍵Ｋb が変更
されて再度復号処理がやり直される。例えば、鍵Ｋbが
鍵Ｋ1 から順に鍵Ｋn まで変化させて復号処理が繰返さ
れ、ｒ2 ′とｒ2 とを比較部１１１ｂにて比較する手順
が繰返される。こうして、ｒ2 ′＝ｒ2 となる（すなわ
ちＫb ＝Ｋr とする）まで処理は繰返される。
【００７１】ｒ＝ｎとなってもｒ2 ′＝ｒ2 とならなけ
れば、受信側１０２は正当な鍵束Ｋs を所有していない
として認証手続きを終了する。ｒ2 ′＝ｒ2 となったと
き、受信側で用いた暗号鍵Ｋr が特定できたことにな
り、受信側１０２が正当な鍵束Ｋs を所有するとして認
証する。
【００７２】以上の手順により送信側１０１、受信側１
０２間での相互認証が実現される。上述したように、本
発明の実施の形態に係る機器認証方法及び装置並びに認
証システムは、共通鍵を複数個使用し、かつ鍵及び乱数
を用いた暗号化あるいは復号化の演算を施してから認証
用情報を送出するとともに、認証用情報の受け取り側で
もこれに対応した復号を行って認証用情報に対する返信
を行い、認証用情報の送出元で上記乱数を確認すること
で認証を行うようにしたので、第三者の攻撃による秘密
鍵の推定を一層困難にし、より安全に相手が正当な機器
であるかを認証することができる。また、認証用情報の
受け取り側から認証用情報の送出元に同様な認証をかけ
ることにより、このような安全性の高い相互認証を行う
ことができる。
【００７３】すなわち、複数個の共通鍵を用いて、単に
乱数を暗号化して認証を行うのでなく、乱数と暗号鍵と
で演算を行ない、その結果も用いることにより、暗号解
読を困難にし安全性の高い相互認証が可能となる。
【００７４】また、共通鍵を複数個持ち、それらを利用
するようにしたので、正当な鍵束をお互いに持っていな
ければ認証されない。また、鍵束とすることで、もし鍵
束の秘密鍵のうちの何れかが漏洩したとしても、その漏
洩した鍵を利用しないようにすればセキュリティを保つ
ことができる。したがって、より一層の安全性を高くで
きるとともに、セキュリティの柔軟性をも高くすること
ができる。
【００７５】さらに、このような認証方式を用いたこと
で、また安全性をあまり落とすことなく、鍵を判定する
ための計算回数を減らすことが可能となる。この結果、
高速な認証が可能となる。なお、計算回数を減らす具体
的な方法については第２の実施形態以降で説明する。
【００７６】なお、本実施形態では、１３９４チップ
４，５に別けて、一方を送信側１０１、他方を受信側１
０２として説明したが、１３９４チップ４，５は送信側
１０１及び受信側１０２となるべき双方の機能を備え、
何れが送信側１０１又は受信側１０２となってもよいも
のである。 （発明の第２の実施の形態）第１の実施形態では、暗号
化部１０６ａと暗号化部１０７ａとで用いられる秘密鍵
Ｋi とＫj の間に特に関係がなく、両鍵Ｋi とＫj が任
意に選択されていた。これに対し、本実施形態は秘密鍵
Ｋi とＫj との間に一定の関係を設けている。この点を
除く他、本実施形態は、第１の実施形態の場合と同様に
構成されている。
【００７７】すなわち本実施形態では、受信側１０２の
暗号化部１０６ａと暗号化部１０７ａとでそれぞれ用い
る秘密鍵Ｋi とＫj のｉとｊとが、ｊ＝（ｉ＋ｃ）ｍｏ
ｄｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）という関係を有してい
る。また、送信側１０１でもこの関係があることを前提
に、復号化部１０６ｂと復号化部１０７ｂにて復号化処
理を実行する。
【００７８】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、秘密鍵Ｋi とＫj と
の間にｊ＝（ｉ＋ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜
ｎ）という関係を設けたので、第１の実施形態と同様な
効果が得られる他、秘密鍵Ｋi （Ｋa ）とＫj （Ｋb）
の検出には最大ｎ回の計算で済み、計算量を大幅に削減
することができる。この結果、鍵判定に要する全計算量
は、最大ｎ＋ｎ＋ｎ＝３ｎ回となる。
【００７９】なお、第１の実施形態で行った復号鍵Ｋa
と復号鍵Ｋb の変更については、最大ｎ×ｎ回の計算が
必要である。 （発明の第３の実施の形態）第１の実施形態では、秘密
鍵Ｋm とＫr の間に特に関係がなく、両鍵Ｋm とＫr が
任意に選択されていた。これに対し、本実施形態は秘密
鍵Ｋm とＫr との間に一定の関係を設けている。この点
を除く他、本実施形態は、第１の実施形態の場合と同様
に構成されている。
【００８０】すなわち、復号化部１０８ｂ及び１０９ｂ
で用いた復号鍵Ｋm （すなわち暗号化部１０８ａ及び１
０９ａで用いる暗号鍵Ｋm ）と、暗号化部１１０ａで用
いる暗号鍵Ｋr のｍとｒがｒ＝（ｍ＋ｃ）ｍｏｄ ｎ
（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有している。また、
復号化部１１０ｂでもこの関係があることを前提に、復
号化処理を実行する。
【００８１】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、第１の実施形態と同
様な効果が得られる他、秘密鍵Ｋm とＫr との間にｒ＝
（ｍ＋ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）という
関係を設けたので、鍵Ｋr を送信側で繰り返し処理をす
ることなく特定することができる。このため制御信号１
１２ｂが必要なくなり、また鍵Ｋr を特定するために第
１の実施形態では最大ｎ回の計算が必要であったが、こ
れを不要とすることができる。
【００８２】従って、本実施形態では鍵判定に要する計
算量は、最大ｎ2 ＋ｎ回となり、高速処理に寄与する。
なお、このような関係を持たせても秘密鍵を使用する限
りセキュリティは保持される。 （発明の第４の実施の形態）本実施形態では、第１の実
施形態における各鍵の関係を以下のようにする。
【００８３】まず、暗号化部１０６ａで用いる秘密鍵Ｋ
i と暗号化部１０７ａで用いる秘密鍵Ｋj とが等しい、
すなわちＫi ＝Ｋj であり、かつ復号化部１０８ｂおよ
び復号化部１０９ｂで用いた復号鍵Ｋm （すなわち暗号
化部１０８ａ及び暗号化部１０９ａで用いる暗号鍵Ｋm
）と、暗号化部１１０ａで用いる暗号鍵Ｋr とが等し
い、すなわちＫm ＝Ｋr であるとする。なお、各暗号化
部及び復号化部での処理はこの関係が前提とされる。
【００８４】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、Ｋi ＝Ｋj かつＫm
＝Ｋr としたので、第１の実施形態と同様な効果が得ら
れる他、第２の実施形態同様にＫa とＫb それぞれにつ
いて最大ｎ回ずつの復号処理を不要とできる。また復号
化部１０９ｂで用いる復号鍵Ｋm と復号化部１１０ａで
用いる暗号鍵Ｋr とが等しいため、第３の実施形態と同
様に、制御信号１１２ｂを不要とできる。
【００８５】したがって、比較部１１１ｂで一致しなけ
れば相互認証失敗として認証処理を終了してしまってよ
い。この場合の鍵判定に要する全計算量は最大ｎ＋ｎ＝
２ｎ回となる。 （発明の第５の実施の形態）図４は本発明の第５の実施
形態の相互認証を行う部分の機能構成及び処理の流れの
一例を示す図であり、図２と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【００８６】本実施形態では、受信側１０２に暗号化部
１１３ａが設けられ、送信側１０１に復号化部１１３ｂ
が設けられる他、第１の実施形態と同様に構成されてい
る。暗号化部１１３ａは、暗号化部１０７ａで暗号化さ
れたＥＫj （ＸＯＲ（Ｋj，ｒ1 ））を暗号鍵Ｋj を用
いてさらに暗号化するものである。
【００８７】この結果、ＥＫj （ＥＫj （ＸＯＲ（Ｋj
，ｒ1 ）））が受信側１０２から送信側１０１へ伝送
されることになる。一方、復号化部１１３ｂは、このＥ
Ｋj （ＥＫj （ＸＯＲ（Ｋj ，ｒ1 ）））を復号鍵Ｋb
を用いて復号化し、その結果を復号化部１０７ｂに引き
渡すものである。
【００８８】本実施形態ではこのように構成されている
ので、暗号化部１１３ａにて更なる暗号化がかけられ、
また、この暗号化に対応して復号化部１１３ｂによる復
号化がなされる。なお、暗号化部１１３ａまでの処理及
び復号化部１０７ｂ以降の処理は第１の実施形態の場合
と同様である。
【００８９】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、受信側１０２に暗号
化部１１３ａ、送信側１０１に復号化部１１３ｂを設け
て、受信側１０２から送出する認証用の情報について複
数回の暗号化をかけるようにしたので、第１の実施形態
と同様な効果が得られる他、より一層暗号解読を困難に
し、伝送路上での暗号解読攻撃を防止することができ
る。
【００９０】なお、本実施形態では、ＸＯＲ（Ｋj ，ｒ
1 ）について２回の暗号化を行うものとしているが、さ
らに多数回の暗号化を行うようにしてもよい。また、暗
号化部１０６ａの出力後にＫi による暗号化部を設けて
Ｋi の暗号化を複数回施すようにしてもよい。なお、こ
れらの場合、送信側１０１には対応する復号化部が設け
られる。 （発明の第６の実施の形態）図５は本発明の第６の実施
形態の相互認証を行う部分の機能構成及び処理の流れの
一例を示す図であり、図２と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【００９１】本実施形態では、受信側１０２に暗号化部
１１４ａが設けられ、送信側１０１に復号化部１１４ｂ
が設けられる他、第１の実施形態と同様に構成されてい
る。復号化部１１４ｂは、復号化部１０８ｂで復号化
（暗号化）されたＤＫm （ＸＯＲ（Ｋm ，ｒ2 ））を復
号鍵Ｋm を用いてさらに復号化するものである。
【００９２】この結果、ＤＫm （ＤＫm （ＸＯＲ（Ｋm
，ｒ2 ）））が送信側１０１から受信側１０２へ伝送
されることになる。一方、暗号化部１１４ａは、このＤ
Ｋm （ＤＫm （ＸＯＲ（Ｋm ，ｒ2 ）））を暗号鍵Ｋa
を用いて暗号化（復号化）し、その結果を暗号化部１０
８ａに引き渡すものである。
【００９３】本実施形態ではこのように構成されている
ので、復号化部１１４ｂにて更なる復号化（暗号化）が
かけられ、また、この復号化に対応して暗号化部１１４
ａによる暗号化（復号化）がなされる。なお、復号化部
１１４ｂまでの処理及び暗号化部１０８ａ以降の処理は
第１の実施形態の場合と同様である。
【００９４】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、受信側１０２に暗号
化部１１４ａ、送信側１０１に復号化部１１４ｂを設け
て、送信側１０１から送出する認証用の情報について複
数回の復号化（暗号化）をかけるようにしたので、第１
の実施形態と同様な効果が得られる他、より一層暗号解
読を困難にし、伝送路上での暗号解読攻撃を防止するこ
とができる。
【００９５】なお、本実施形態では、ＸＯＲ（Ｋm ，ｒ
2 ）について２回の復号化を行うものとしているが、さ
らに多数回の復号化を行うようにしてもよい。なお、こ
の場合、受信側１０２には対応する暗号化部が設けられ
る。 （発明の第７の実施の形態）図６は本発明の第７の実施
形態の相互認証を行う部分の機能構成及び処理の流れの
一例を示す図であり、図２と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【００９６】本実施形態では、受信側１０２に暗号化部
１１５ａが設けられ、送信側１０１に復号化部１１５ｂ
が設けられる他、第１の実施形態と同様に構成されてい
る。暗号化部１１５ａは、暗号化部１１０ａで暗号化さ
れたＥＫr （ｒ2 ）を暗号鍵Ｋr を用いてさらに暗号化
するものである。
【００９７】この結果、ＥＫr （ＥＫr （ｒ2 ））が受
信側１０２から送信側１０１へ伝送されることになる。
一方、復号化部１１５ｂは、このＥＫr （ＥＫr （ｒ2
））を復号鍵Ｋb を用いて復号化し、その結果を復号
化部１１０ｂに引き渡すものである。
【００９８】本実施形態ではこのように構成されている
ので、暗号化部１１５ａにて更なる暗号化がかけられ、
また、この暗号化に対応して復号化部１１５ｂによる復
号化がなされる。なお、暗号化部１１５ａまでの処理及
び復号化部１１０ｂ以降の処理は第１の実施形態の場合
と同様である。
【００９９】上述したように、本発明の実施の形態に係
る機器認証方法及び装置並びに認証システムは、第１の
実施形態と同様な構成を設けた他、受信側１０２に暗号
化部１１５ａ、送信側１０１に復号化部１１５ｂを設け
て、受信側１０２から送出する２回目の認証用の情報に
ついて複数回の暗号化をかけるようにしたので、第１の
実施形態と同様な効果が得られる他、より一層暗号解読
を困難にし、伝送路上での暗号解読攻撃を防止すること
ができる。
【０１００】なお、本実施形態では、乱数ｒ2 について
２回の暗号化を行うものとしているが、さらに多数回の
暗号化を行うようにしてもよい。なお、この場合、送信
側１０１には対応する復号化部が設けられる。 （発明の第８の実施の形態）第１〜第７の実施形態にお
いては、図１に示すように、送信側１０１及び受信側１
０２としてＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１及びＭＰＥＧデコ
ータ２を用いた場合について説明した。しかしながら、
本発明の適用はこのような場合に限られるものではな
い。そこで、本実施形態では、本発明が適用される機器
の組み合わせ例について説明する。
【０１０１】図７は本発明の第８の実施の形態について
説明する図である。まず、同図（ａ）は、図１の場合と
同様に機器間が１３９４ケーブル２０６によって接続さ
れる場合を示す例である。この場合、パーソナルコンピ
ュータ２０１、ＤＶＤドライブ２０２、Ｄ−ＶＣＲ２０
３、ハードディスク２０４、光磁気ディスクドライブ２
０５夫々には、第１〜７の実施形態の１３９４チップ４
又は５が搭載され、各機器間で通信が行われる際には、
第１〜７の実施形態で説明したと同様な相互認証がなさ
れる。
【０１０２】次に、同図（ｂ）は、公衆回線２１１にＬ
ＡＮ＃１，＃２，＃３が接続され、また、モデム２１
２、２１４を介して夫々パーソナルコンピュータ２１
３、ワークステーション２１５が接続され、ネットワー
クが形成される場合である。
【０１０３】このようなＬＡＮ＃１，＃２，＃３、ま
た、パーソナルコンピュータ２１３、ワークステーショ
ン２１５には、第１〜７の実施形態の１３９４チップ４
又は５が搭載され、各機器間で公衆回線２１１を介した
ネットワーク通信が行われる際には、第１〜７の実施形
態で説明したと同様な相互認証がなされる。
【０１０４】次に、同図（ｃ）は、パーソナルコンピュ
ータ２１１内で、その内部機器での通信が行われる場合
である。このパーソナルコンピュータ２１１において
は、ＣＰＵバス２２２にＣＰＵ２２３、内部ハードディ
スク２２４、メモリ２２５、ビデオメモリ２２７を有す
るビデオボード２２６が接続されている。
【０１０５】これらの接続機器のうち、例えば内部ハー
ドディスク２２４やビデオボード２２６には、第１〜７
の実施形態の１３９４チップ４又は５が搭載され、各機
器間でＣＰＵバス２２２を介したデータ伝送が行われる
際には、第１〜７の実施形態で説明したと同様な相互認
証がなされる。
【０１０６】このように本発明の実施の形態では、本発
明にかかる機器認証方法及び装置並びに認証システムが
種々の機器において、また種々の場合において適用され
るものであることを説明した。
【０１０７】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。例えば上記各実施形態は、
適宜に組み合わせて実施することができる。
【０１０８】また、上記各実施形態はＩＥＥＥ１３９４
規格を用いた場合で説明したが、本発明の適用対象はこ
のような規格に限定されるものでなく、種々の場合に適
用可能である。
【０１０９】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、共
通鍵を複数個使用し、かつ鍵及び乱数を用いた暗号化あ
るいは復号化の演算を施してから認証用情報を送出する
ようにしたので、第三者の攻撃による秘密鍵の推定を一
層困難にし、相手が正当な機器であるかを安全かつ確実
に認証できる機器認証方法及び装置並びに認証システム
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る機器認証方法
を適用する機器の構成例を示すブロック図。
【図２】同実施形態の相互認証を行う部分の機能構成及
び処理の流れの一例を示す図。
【図３】同実施形態の認証動作例を示す流れ図。
【図４】本発明の第５の実施形態の相互認証を行う部分
の機能構成及び処理の流れの一例を示す図
【図５】本発明の第６の実施形態の相互認証を行う部分
の機能構成及び処理の流れの一例を示す図。
【図６】本発明の第７の実施形態の相互認証を行う部分
の機能構成及び処理の流れの一例を示す図。
【図７】本発明の第８の実施の形態について説明する
図。
【符号の説明】
１…ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ ２…ＭＰＥＧ２デコーダ２ ３…１３９４ケーブル ４，５…１３９４チップ ６…ＤＶＤ ７…データ再生部 ９…データ伸張部 １１，２１…１３９４通信部 １２，２２…鍵束格納部 １３，２３…認証部 １０１…送信側 １０２…受信側 １０３…ネットワーク １０４…共通鍵束 １０５ａ，１０５ｂ…乱数発生部 １０６ａ，１０７ａ，１０８ａ，１０９ａ，１１０ａ，
１１３ａ，１１４ａ，１１５ａ…暗号化部 １０６ｂ，１０７ｂ，１０８ｂ，１０９ｂ，１１０ｂ，
１１３ｂ，１１４ｂ，１１５ｂ…復号化部 １１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…比較部 １１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…制御信号 １４１，１４２…排他的論理和演算部 １４３…連接演算部 １５１，１５２…排他的論理和演算部 １５３…連接演算部

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の異なる秘密鍵からなる鍵束を格納
    する記憶手段と、 乱数発生手段と、 前記乱数発生手段により発生された乱数をそのまま又は
    所定の演算を施した後に、前記鍵束のうちの何れかの秘
    密鍵を暗号鍵として暗号化を行い、認証用情報を生成す
    る暗号化手段と、 前記認証用情報を認証対象となる機器に送出する通信手
    段と、 前記通信手段からの認証用情報の送出に対応して、前記
    認証対象となる機器から受信した返信情報を前記鍵束を
    用いて復号化する復号化手段と、 前記復号化手段により復号化された復号情報と、前記乱
    数とを比較し、前記復号情報が前記乱数に基づくもので
    ある場合には、前記認証対象となる機器は正当な機器で
    あると認証する認証手段とを備えたことを特徴とする機
    器認証装置。
  2. 【請求項２】 前記暗号化手段は、前記暗号鍵として前
    記鍵束のうちの複数の秘密鍵を使用して、夫々の暗号鍵
    に対応した暗号化を行い、 前記通信手段は、前記暗号化手段で得られる各認証用情
    報のすべてを認証用情報として送出することを特徴とす
    る請求項１記載の機器認証装置。
  3. 【請求項３】 前記認証対象となる機器から前記返信情
    報とともに相互認証用情報を受信した場合に、前記相互
    認証用情報を前記鍵束を用いて復号化して、原相互認証
    用情報を取り出す第２の復号化手段と、 前記対象となる機器が正当な機器であると認証された場
    合に、前記原相互認証用情報そのまま又はこれに所定の
    演算を施した後に、前記鍵束のうちの何れかの秘密鍵を
    暗号鍵として暗号化を行い、第２の返信情報を生成する
    第２の暗号化手段とを備え、 前記通信手段は前記第２の返信情報を送出することを特
    徴とする請求項１又は２記載の機器認証装置。
  4. 【請求項４】 複数の異なる秘密鍵からなる鍵束を格納
    する記憶手段と、 認証を求める機器から受信した認証用情報を、前記鍵束
    の秘密鍵の何れかを復号鍵として復号し、又は前記復号
    鍵で復号するとともに所定の演算を施して、原認証用情
    報を取り出す復号化手段と、 前記原認証用情報をそのまま又は所定の演算を施した後
    に、前記鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗
    号化を行い、返信情報を生成する暗号化手段と、 前記返信情報を前記認証を求める機器に返信する通信手
    段とを備えたことを特徴とする機器認証装置。
  5. 【請求項５】 前記認証を求める機器から受信した認証
    用情報が複数の認証用情報からなるとき、夫々何れかの
    復号鍵で前記復号化手段により夫々取り出された複数の
    原認証用情報を比較し、これらの原認証用情報が一致す
    るときには当該原認証用情報を最終的な原認証用情報と
    して認定し、一致しないときには復号に用いる復号鍵を
    変更して再度復号を行うように前記復号化手段に指令す
    る比較手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の機
    器認証装置。
  6. 【請求項６】 乱数発生手段と、 前記原認証用情報と前記乱数発生手段から生成した乱数
    とを用いた所定の演算を行うとともに、前記鍵束のうち
    何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号化を行い、相互認証
    用情報を生成する第２の暗号化手段と、 前記通信手段は、前記返信情報とともに前記相互認証用
    情報をも送出し、 前記相互認証用情報に対する前記認証を求める機器から
    の第２の返信情報を前記鍵束を用いて復号化する第２の
    復号化手段と、 前記第２の復号化手段により復号化された復号情報と、
    前記乱数とを比較し、前記復号情報が前記乱数に基づく
    ものである場合には、前記認証対象となる機器は正当な
    機器であると認証する認証手段とを備えたことを特徴と
    する請求項４又は５記載の機器認証装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の機器認証装置を有する一
    方の機器と、 請求項４記載の機器認証装置を有する他方の機器とを備
    えるとともに、かつ各機器認証装置の前記鍵束の秘密鍵
    の少なくとも１つ以上が一致しており、前記一方の機器
    が前記他方の機器を正当な機器であるか否かを判定する
    ことを特徴とする認証システム。
  8. 【請求項８】 請求項２記載の機器認証装置を有する一
    方の機器と、 請求項５記載の機器認証装置を有する他方の機器とを備
    えるとともに、かつ各機器認証装置の前記鍵束の秘密鍵
    の少なくとも２つ以上が一致しており、前記一方の機器
    が前記他方の機器を正当な機器であるか否かを判定する
    ことを特徴とする認証システム。
  9. 【請求項９】 請求項３記載の機器認証装置を有する一
    方の機器と、 請求項６記載の機器認証装置を有する他方の機器とを備
    えるとともに、かつ各機器認証装置の前記鍵束の秘密鍵
    の少なくとも２つ以上が一致しており、前記一方の機器
    と前記他方の機器とで相互に認証を行うことを特徴とす
    る相互認証システム。
  10. 【請求項１０】 前記暗号化手段は２つの暗号鍵を使用
    するとともに、前記鍵束の秘密鍵の数がｎ、各暗号鍵の
    番号をそれぞれｉ，ｊとするときに、ｊ＝（ｉ＋ｃ）ｍ
    ｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有すること
    を特徴とする請求項２又は３記載の機器認証装置。
  11. 【請求項１１】 前記復号化手段は２つの復号鍵を使用
    するとともに、前記鍵束の秘密鍵の数がｎ、各復号鍵の
    番号をそれぞれｉ，ｊとするときに、ｊ＝（ｉ＋ｃ）ｍ
    ｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有すること
    を特徴とする請求項５又は６記載の機器認証装置。
  12. 【請求項１２】 前記各機器認証装置の前記鍵束が同一
    であって、前記復号化手段は２つの復号鍵を使用すると
    ともに、請求項３記載の機器認証装置の第２の暗号化手
    段に用いる暗号鍵の番号をｉと、請求項６記載の機器認
    証装置の第２の暗号化手段に用いる暗号鍵の番号をｊと
    し、前記鍵束の秘密鍵の数がｎとするときに、ｊ＝（ｉ
    ＋ｃ）ｍｏｄ ｎ（ｃは定数、１≦ｃ＜ｎ）の関係を有
    することを特徴とする請求項９の相互認証システム。
  13. 【請求項１３】 前記各機器認証装置の前記鍵束が同一
    であって、前記復号化手段は２つの復号鍵を使用すると
    ともに、 請求項３記載の機器認証装置の暗号化手段に用いる複数
    の暗号鍵が同一の秘密鍵であり、かつ請求項６記載の機
    器認証装置の復号化手段に用いる複数の復号鍵が同一の
    秘密鍵であって、 かつ請求項３記載の機器認証装置の第２の暗号化手段に
    用いる暗号鍵と、請求項６記載の機器認証装置の第２の
    暗号化手段に用いる暗号鍵が同一であることを特徴とす
    る請求項９の相互認証システム。
  14. 【請求項１４】 前記暗号化手段及び又は前記第２の暗
    号化手段は、一の暗号鍵による同一の暗号化を、各暗号
    化対象について選択的にあるいはすべての暗号化対象に
    ついて、２回以上繰り返すことを特徴とする請求項１乃
    至３のうち何れか１項記載の機器認証装置。
  15. 【請求項１５】 前記復号化手段及び又は前記第２の復
    号化手段は、一の復号鍵による同一の復号化を、各復号
    化対象について選択的にあるいはすべての復号化対象に
    ついて、２回以上繰り返すことを特徴とする請求項４乃
    至６のうち何れか１項記載の機器認証装置。
  16. 【請求項１６】 第１の機器において、乱数発生手段に
    より発生された乱数をそのまま又は所定の演算を施した
    後に、複数の異なる秘密鍵からなる鍵束のうち、いずれ
    か複数の秘密鍵を暗号鍵として複数種類の暗号化を行
    い、これに対応して夫々認証用情報を生成する第１の暗
    号化ステップと、 前記認証用情報を第１の機器から第２の機器へ送出する
    第１の送信ステップと、 前記第２の機器において、前記第１の機器から受信した
    複数の前記認証用情報夫々を、前記鍵束の秘密鍵の何れ
    かを復号鍵として夫々復号し、又は前記復号鍵で夫々復
    号するとともに所定の演算を施して、夫々原認証用情報
    を取り出す第１の復号化ステップと、 取り出された各原認証用情報を比較し、これらの原認証
    用情報が一致するときには当該原認証用情報を最終的な
    原認証用情報としての前記乱数であると認定し、一致し
    ないときには復号に用いる復号鍵を変更して再度前記第
    １の復号化ステップ復号をやり直す比較ステップと、 前記乱数をそのまま又は所定の演算を施した後に、前記
    鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号化を行
    い、返信情報を生成する第２の暗号化ステップと、 前記返信情報を第２の機器から第１の機器へ返信する第
    ２の送信ステップと、 前記第１の機器において、前記返信情報を前記鍵束を用
    いて復号化する第２の復号化ステップと、 前記第２の復号化手段により復号化された復号情報と、
    前記乱数とを比較し、前記復号情報が前記乱数に基づく
    ものである場合には、前記第２の機器は正当な機器であ
    ると認証する認証ステップとを有することを特徴とする
    機器認証方法。
  17. 【請求項１７】 第１の機器において、乱数発生手段に
    より発生された乱数をそのまま又は所定の演算を施した
    後に、複数の異なる秘密鍵からなる鍵束のうち、いずれ
    か複数の秘密鍵を暗号鍵として複数種類の暗号化を行
    い、これに対応して夫々認証用情報を生成する第１の暗
    号化ステップと、 前記認証用情報を第１の機器から第２の機器へ送出する
    第１の送信ステップと、 前記第２の機器において、前記第１の機器から受信した
    複数の前記認証用情報夫々を、前記鍵束の秘密鍵の何れ
    かを復号鍵として夫々復号し、又は前記復号鍵で夫々復
    号するとともに所定の演算を施して、夫々原認証用情報
    を取り出す第１の復号化ステップと、 取り出された各原認証用情報を比較し、これらの原認証
    用情報が一致するときには当該原認証用情報を最終的な
    原認証用情報としての前記乱数であると認定し、一致し
    ないときには復号に用いる復号鍵を変更して再度前記第
    １の復号化ステップ復号をやり直す比較ステップと、 前記乱数をそのまま又は所定の演算を施した後に、前記
    鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗号化を行
    い、返信情報を生成する第２の暗号化ステップと、 前記乱数と第２の乱数とを用いた所定の演算を行うとと
    もに、前記鍵束のうち何れかの秘密鍵を暗号鍵として暗
    号化を行い、相互認証用情報を生成する第３の暗号化手
    段と、 前記返信情報及び前記相互認証用情報を前記第２の機器
    から前記第１の機器へ返信する第２の送信ステップと、 前記第１の機器において、前記返信情報を前記鍵束を用
    いて復号化する第２の復号化ステップと、 前記第２の復号化手段により復号化された復号情報と、
    前記乱数とを比較し、前記復号情報が前記乱数に基づく
    ものである場合には、前記第２の機器は正当な機器であ
    ると認証する第１の認証ステップと、 前記相互認証用情報を前記鍵束を用いて復号化し、さら
    に所定の演算を施して前記第２の乱数を取り出す第３の
    復号化ステップと、 前記第２の機器が正当な機器であると認証された場合
    に、前記第２の乱数そのまま又はこれに所定の演算を施
    した後に、前記鍵束のうちの何れかの秘密鍵を暗号鍵と
    して暗号化を行い、第２の返信情報を生成する第４の暗
    号化ステップと、 前記第２の返信情報を前記第１の機器から前記第２の機
    器へ返信する第３の送信ステップと、 前記第１の機器からの前記第２の返信情報を前記鍵束を
    用いて復号化する第４の復号化手段と、 前記第４の復号化手段により復号化された復号情報と、
    前記第２の乱数とを比較し、前記復号情報が前記第２の
    乱数に基づくものである場合には、前記第１の機器は正
    当な機器であると認証する第２の認証ステップとを有す
    ることを特徴とする機器相互認証方法。
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