JPS63273980A

JPS63273980A - 相互認証方式

Info

Publication number: JPS63273980A
Application number: JP62108510A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kawagishi; 川岸　敏之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、たとえば電子的な手段で取引を行なうシステ
ム、すなわちＩＣカードを用いたキャッシュレスショッ
ピングシステムやクレジットシステムにおいて、ＩＣカ
ードとその端末装置との相互認証やＩＣカードとその発
行装置との相互認証を可能にする相互認証方式に関する
。

（従来の技術）最近、銀行のキャッシュカードやクレジットカードの利
用機会が急激に増えている。それに伴い、カードを悪用
した犯罪も増加する傾向があり、大きな問題となってい
る。これにより、高いセキュリティを持つＩＣカードが
非常に注目を集めている。

ＩＣカードは、データを内部のメモリに記憶するため、
データへのアクセス制御を容易にかけることができる。

また、ＩＣカードは、制御素子（ＣＰＵ）を内蔵するた
め、データの暗号化や暗証情報の内部でのチェックとい
った積極的なセキュリティ機能を実現することも可能で
ある。

しかしながら、ＩＣカードを用いたシステムにおいて、
ＩＣカードの偽造やＩＣカード用端末装置の偽造に対し
て対策がなされておらず、このためＩＣカードの偽造や
端末装置の偽造に対してシステムの安全性が損われると
いう問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記したように例えばＩＣカードの偽造や端
末装置の偽造に対してシステムの安全性が損われるとい
う問題点を解決すべくなされたもので、ＩＣカードの偽
造や端末装置の偽造を防止し、システムの安全性を向上
させることが可能となる相互認証方式を提供することを
目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の相互認証方式は、たとえばＩＣカード（第１の
電子装置）および端末装置（第２の電子装置）にそれぞ
れ異なる乱数データを発生する手段を設けるとともに、
ＩＣカードおよび端末装置にそれぞれ同一の任意の入力
に対して一意に定まる出力を形成する手段を設けること
により、お互いにそれぞれで発生させた乱数データを相
手に送り、その送られた乱数データに対する一意に定ま
る出力を形成して相手に送り、送られてきた出力の内容
により相手の正当性を判断し、お互いに相手が正当であ
ると判断したときのみ通信可能にすることを特徴とする
。

（作用）ＩＣカード（第１の電子装置）および端末装置（第２の
電子装置）がお互いに相手の確認を行ない、正当と判断
したときのみ通信可能にするので、ＩＣカードの偽造や
端末装置の偽造を防止でき、これによりＩＣカードを用
いたシステム全体の安全性が飛躍的に向上する。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第３図は、本発明に係るＩＣカード（第１の電子装置）
とその上位装置である端末装置（第２の電子装置）との
システム構成図である。

ＩＣカード（第１の電子装置）１１は、カード固有の識
別番号（識別情報）ＩＤ、この識別番号ＩＤに対応した
鍵データＫＳ、および取引口座情報などを記憶するＥＥ
ＦＲＯＭなどの不揮発性メモリ１２、乱数データＲ１を
発生する乱数発生部１３、データの暗号化を行なう暗号
化部（任意の入力に対して一意に定まる出力を形成する
手段）１４、後述する端末装置２１と通信するためのコ
ンタクト部１５、およびこれらを制御するＣＰＵなどの
制御素子１６から構成されていて、これらのうちメモリ
１２、乱数発生部１３、暗号化部１４および制御索子１
６は、たとえば１つのＩＣチップ（あるいは複数のＩＣ
チップ）で構成されてＩＣカード本体内に埋設されてい
る。

端末装置（第２の電子装置）２１は、ＩＣカード１１を
取扱う機能を有し、データを記憶するメモリ２２、乱数
データＲ２を発生する乱数発生部２３、データの暗号化
を行なう暗号化部（任意の入力に対して一意に定まる出
力を形成する手段）２４、前記鍵データＫＳと同じ鍵デ
ータを生成する鍵生成部２５、データの入力を行なうキ
ーボード部２６、データを表示する表示部２７、ＩＣカ
ード１１と通信するためのコンタクト部２８、およびこ
れらを制御するＣＰＵなどの制御部２９から構成されて
いる。

なお、３１はＩＣカード１１と端末装置２１との間で通
信するための通信回線である。また、ＩＣカード１１の
暗号化部１４と端末装置２１の暗号化部２４とは、同一
の暗号化アルゴリズム、を有しており、暗号化に用いる
入力データが同一の場合は、暗号化されて出てくる出力
データも同一となる。

次に、このような構成において本発明に係る相互認証方
式を第１図を用いて詳細に説明する。たとえばＩＣカー
ド１１を用いてキャッシュレスショッピングやクレジッ
トを行なう場合、ＩＣカード１１を端末装置２１にセッ
トする。すると、端末装置２１の制御部２９はＩＣカー
ド１１の制御素子１６にスタート信号Ｓを送信する。ス
タート信号Ｓを受信した制御索子１６は、乱数発生部１
３により乱数データＲ１を発生し、その乱数データＲ１
をメモリ１２に一時記憶するとともに、その乱数データ
Ｒ１およびメモリ１２内の識別番号ＩＤを端末装置２１
の制御部２９に送信する。

これらを受信した制御部２９は、鍵生成部２５により上
記受信した識別番号ＩＤを用いてＩＣカード１１と同じ
鍵データＫＳを生成し、その鍵データＫＳをメモリ２２
に一時記憶する。そして、制御部２９は、暗号化部２４
により上記生成した０データＫＳを上記受信した乱数デ
ータＲ１により暗号化することにより、暗号化された照
合データＤｌｌを生成し、ＩＣカード１１の制御素子１
６に送信する。

照合データＤ１１を受信したＩＣカード１１の制御素子
１６は、暗号化部１４によりメモリ１２に記憶されてい
る鍵データＫＳをメモリ１２に一時記憶しておいた乱数
データＲ１により暗号化することにより、暗号化された
照合データＤ１２を生成する。なお、この照合データＤ
１２の生成は、照合データＤｌｌを受信する前にあらか
じめ行なっておいてもよい。しかして、制御素子１・６
は、端末装置２１から受信した照合データＤ１１と内部
で生成した照合データＤ１２とを比較照合し、その照合
結果を端末装置２１の制御部２９に送信する。

ＩＣカード１１内の暗号化部１４および端末装置２１内
の暗号化部２４は同一の暗号化アルゴリズムを有し、ま
た乱数データＲ１は共通であり、端末装置２１が鍵生成
部２５によりカード固有の鍵データＫＳを生成していれ
ば鍵データＫＳも共通となり、Ｄｌｌ−Ｄ１２となる。

したがって、正当な端末装置２１であれば、ＩＣカード
１１の制御素子１６において照合データＤｌｌとＤ１２
とを比較照合したときＤｌｌ−Ｄ１２となり、照合一致
の信号ＯＫを端末装置２１の制御部２９に送信する。こ
れは、ＩＣカード１１が正当なものであるという仮定の
下での例であるる。偽造されたＩＣカード１１であれば
、比較照合の結果が照合不一致であっても、常に照合一
致の信号ＯＫを送り返すようにすることが可能である。

したがって、偽造されたＩＣカード１１か正当なＩＣカ
ード１１かを端末装置２１は判断することができない。

ここまでの第１の過程により、正当なＩＣカード１１は
通信してよい端末装置２１か否かの判断を行ない、Ｄｌ
ｌ−Ｄ１２であれば通信可能状態とする。

ＩＣカード１１の制御素子１６から照合不一致の信号Ｎ
Ｇが送信されてくると、端末装置２１の制御部２９はセ
ットされているＩＣカード１１を排出せしめる。ＩＣカ
ード１１の制御素子１６から照合一致の信号ＯＫが送信
されてくると、端末装置２１の制御部２９は、乱数発生
部２３により乱数データＲ２を発生し、その乱数データ
Ｒ２をメモリ２２に一時記憶するとともに、その乱数デ
ータＲ２をＩＣカード１１の制御索子１６に送信する。

乱数データＲ２を受信した制御素子１６は、暗号化部１
４によりメモリ１２に記憶されている鍵データＫＳを上
記受信した乱数データＲ２により暗号化することにより
、暗号化された照合データＤ２１を生成し、端末装置２
１の制御部２９に送信する。

照合データＤ２１を受信した端末装置２１の制御部２９
は、暗号化部２４によりメモリ２２に一時記憶しておい
た鍵データＫ　Ｓをメモリ２２に一時記憶しておいた乱
数データＲ２により暗号化することにより、暗号化され
た照合データＤ２２を生成する。なお、この照合データ
Ｄ２２の生成は、照合データＤ２１を受信する前にあら
かじめ行なっておいてもよい。しかして、制御部２９は
、ＩＣカード１１から受信した照合データＤ２１と内部
で生成した照合データＤ２２とを比較照合する。この照
合の結果、Ｄ２１−Ｄ２２であれば、制御部２９は端末
装置２１から図示しないセンタコンピュータへの通信を
可能な状態にする。

Ｄ２１〜Ｄ２２であれば、制御部２９はセットされてい
るＩＣカード１１を排出せしめる。このように、ＩＣカ
ード１１から照合一致の信号ＯＫが送信されてきてから
の第２の過程において、正当な端末装置２１は通信して
よいＩＣカード１１か否かの判断を行なう。この過程に
よりＩＣカード１１の偽造を防止する。

このように、第１の過程においてＩＣカード１１が端末
装置２１を確認し、ｍ２の過程において端末装置２１が
ＩＣカード１１を確認する。その結果、お互いに相手を
正当と認めたときのみ通信可能状態、すなわちデータの
交換あるいはデータの読み書きを可能にする。これによ
り、個人データやシステム固有のデータなどを保護し、
システム全体の゛セキュリティを向上させる。

なお、ＩＣカード１１および端末装置２１の両方が偽造
された場合、センタコンピュータが端末装置２１の正当
性確認を前記第１の過程のように行なえば、システムの
セキュリティは更に向上する。

また、上記実施例では、ＩＣカード１１がまず端末装置
２１を確認したが、その逆も可能である。

第２図はその一例を示し、第１図の場合と同様にして相
互認証が可能である。

さらに、第２の電子装置がＩＣカードを発行するための
ＩＣカード発行装置であって、ＩＣカードを発行する際
にも本発明の相互認証方式を適用することが可能である
。

ここで、端末装置２１の鍵生成部２５における鍵データ
ＫＳの生成方法としては、たとえば識別番号ＩＤを論理
的にシフトさせたり、排他的論理和をとったものでもよ
く、識別番号ＩＤからカード固有の鍵データＫＳを得ら
れるものであればよい。あるいは、識別番号ＩＤおよび
カード固有の鍵データＫＳのファイルを内蔵していても
よい。

第４図は鍵データＫＳを生成する生成方法の一例を示し
、以下それについて簡単に説明する。たとえば同図（ａ
）に示すような１桁が４ビツトからなる１６桁の識別番
号ＩＤを、同図（ｂ）に示すように変換（ビットの並べ
変え）した後、同図（Ｃ）に示すようなビットの位置度
えをした識別番号ＩＤ’を生成する。そして、同図（ｄ
）（ｅ）に示すように、識別番号ＩＤ’の先頭の１バイ
トの値だけを最後尾にシフトさせて鍵データＫ　Ｓとす
るものである。

また、乱数発生部１３．２３は相異なるものがよい。お
互いに独立しているものであり、かつ時間的関数がよい
。時間的関数としては、たとえば内蔵した時計機能の時
刻データや内部で発生されるクロックパルスを分周した
ものを用いる。

以上説明したような相互認証方式によれば、ＩＣカード
および端末装置がお互いに相手の確認を行ない、正当と
判断したときのみ通信可能にするので、ＩＣカー・ドの
偽造や端末装置の偽造を防止できる。これにより、ＩＣ
カードを用いたシステム全体の安全性が飛躍的に向上す
る。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、ＩＣカードの偽造
や端末装置の偽造を防止し、システムの安全性を向上さ
せることが可能となる相互認証方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１図
および第２図は相互認証方式を説明する流れ図、第３図
はＩＣカードと端末装置とのシステム構成図、第４図は
鍵生成部における鍵データの生成方法を説明する図であ
る。１１・・・・・・ＩＣカード（第１の電子装置）、１２
・・・・・・不揮発性メモリ、１３・・・・・・乱数発
生部、１４・・・・・・暗号化部、１５・・・・・・コ
ンタクト部、１６・・・・・・制御素子、２１・・・・
・・端末装置（第２の電子装置）、２２・・・・・・メ
モリ、２３・・・・・・乱数発生部、２４・・・・・・
暗号化部、２５・・・・・・鍵生成部、２６・・・・・
・キーボード部、２７・・・・・・表示部、２８・・・
・・・コンタクト部、２９・・・・・・制御部、３１・
・・・・・通信回線。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第４区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　第１の電子装置と、この第１の電子装置との間
で通信可能な第２の電子装置とからなり；前記第１の電
子装置は、第１の乱数データを発生する第１の手段と、
所定のアルゴリズムにより任意の入力に対して一意に定
まる出力を形成する第２の手段とを具備し；前記第２の電子装置は、第２の乱数データを発生する第
３の手段と、前記第２の手段のアルゴリズムと同一のア
ルゴリズムにより任意の入力に対して一意に定まる出力
を形成する第４の手段とを具備し；かつ前記第１の電子装置と第２の電子装置とが通信を行
なう際；前記第１の電子装置は、前記第１の手段から第１の乱数
データを発生させて前記第２の電子装置に送り、前記第
４の手段によって前記第１の乱数データにより一意に定
まる出力を前記第２の電子装置から返信させ、その返信
内容から前記第２の電子装置の正当性を判断する第５の
手段を具備し前記第２の電子装置は、前記第３の手段か
ら第２の乱数データを発生させて前記第１の電子装置に
送り、前記第２の手段によつて前記第２の乱数データに
より一意に定まる出力を前記第２１電子装置から返信さ
せ、その返信内容から前記第１の電子装置の正当性を判
断する第６の手段を具備し前記第５の手段および第６の
手段によって前記第１の電子装置および第２の電子装置
が互いに相手を正当と判断したときのみ通信可能とする
ことを特徴とする相互認証方式。
（２）　前記第１の電子装置は固有の識別情報を有して
いて、前記第２の手段および第４の手段の入力として少
なくともこの識別情報および前記乱数データを用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の相互認証方
式。
（３）　前記所定のアルゴリズムは暗号化アルゴリズム
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の相
互認証方式。
（４）　前記第１の電子装置はＩＣカードであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の相互認証方式。
（５）　前記第２の電子装置は前記第１の電子装置に対
する上位装置であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第４項記載の相互認証方式。