MXPA02007602A

MXPA02007602A - Procedimiento y dispositivo para la autenticacion mutua de dos unidades de procesamiento de datos.

Info

Publication number: MXPA02007602A
Application number: MXPA02007602A
Authority: MX
Inventors: Wolfgang Pockrandt
Original assignee: Infineon Technologies Ag
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2003-01-28
Also published as: JP3676735B2; US7353392B2; WO2001059728A1; RU2236760C2; TW538386B; KR100542267B1; JP2003523027A; BR0108090A; CN1222915C; CN1398386A; UA72579C2; KR20030019308A; RU2002123875A; US20030018893A1; EP1124206A1

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la autenticacion mutua de dos unidades procesadores de datos. La autenticacion mutua de dos unidades procesadores de datos se realiza normalmente en dos autenticaciones sucesivas separadas. Normalmente se usa un metodo reto-respuesta (challenge-response). Un primer reto se transmite desde una primera unidad procesadora de datos (1), a una segunda unidad procesadora de datos (2) que envia una primera respuesta, de acuerdo a la invencion, se genera una segunda respuesta por medio de la primera unidad procesadora de datos (1) y se transmite a la segunda unidad procesadora de datos (2).

Description

procedimiento y a un dispositivo para la autenticación mutua de dos • unidades de procesamiento de datos, con ayuda de ufi procedimiento Reto-Respuesta (Challenge-Response ) . ' 10 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La autenticación de las unidades F procesamiento de datos, ha alcanzado una gran importancia económica en dependencia con la transmisión de datos electrónicos, firmas 15 electrónicas, tarjetas chip, asi como por ejemplo, tarjetas telefónicas y tarjetas de crédito. La autenticación de una unidad de procesamiento de 4 ' datos tiene mas significado si únicamente un. usuario o unidades de procesamiento de datos 20. autorizados pueden leer o modificar los datos. Procedimientos conocidos para la" autenticación de unidades de procesamiento de datos se basan en procedimientos challenge-response a base de procedimientos criptográficos, como DES 25 ,-J Da t a Encryption Standard) ; RSA (Rive±st Shamßr Adelman) o las llamadas técnicas Zerp-Knowledge- Techmken de Fiat Schamir, Guillo Quisquater. El procedimiento reto-respuesta, trata en lo gen ral de se genere y se envié que un número aleatorio (reto) a la unidad de procesamiento de datos que ha de verificarse. La unidad de procesamiento de datos que ha de verificarse, - genera de ello con ayuda de un procedimiento criptográfico adecuado, un numero de respuesta (response), que se envia de regreso a la instalación de procesamiento de datos que ha d probarse. Por medio del reto y de la respuesta, comprueba la unidad de procesamiento de datos que ha de probar la autenticidad de la unidad de procesamiento de datos verificada. En el caso una autenticación mutua el procedimiento reto-respuesta, se lleva a cabo dos veces intercambiándose durante la doble realización los papeles de la unidad de procesamiento de datos que ha de verificarse y de la unidad de procesamiento de datos verificada, de modo que cada unidad de procesamiento de datos verifica a la otra . SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es tarea de la invención, el proporcionar un procedimiento simplificado para la autenticación mutua de dos unidades de procesamiento de datos. Adicionalmente es tarea de la invención, proporcionar un sistema con el cual pueda realizarse este procedimiento. De acuerdo con la invención, la tarea planteada se resuelve por medio de un procedimiento ** para la autenticación mutua de una primera unidad de procesamiento de datos y de una segunda unidad de procesamiento de datos con los siguientes pasos de procedimiento: generación de una primera sucesión de bits en la primera unidad dß procesamiento de datos; transmisión de la primera serie de bits a la segunda unidad de procesamiento de datos; generación de una segunda sucesión de bits y una tercera sucesión de bits a partir la primera sucesión de bits y los primeros datos, por medio de un primer algoritmo en la segunda unidad de procesamiento de datos; transmisión de la segunda sucesión de bits a la primera unidad de procesamiento de datos; generación de un primer resultado de autenticación y de una cuarta sucesión de bits, a partir de la primera sucesión de bits, la segunda sucesión de bits y de los segundos datos, por medio de un segundo algoritmo en Ja ocesamiento de datos; Generación de una quinta sucesión de datos a partii-r de la cuarta sucesión de datos y de los terceros datos, por medio de un tercer algoritmo en la 5 primera unidad de procesamiento de datos; transmisión de la quinta sucesión de bits a la segunda unidad de procesamiento de datos; generación de un segundo resultado de autenticación, a partir de la tercera sucesión de 10 bits, de la quinta sucesión de bis y de los cuartos datos, por medio de un cuarto algoritmo, en la segunda unidad de procesamiento de datos. La ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención, consiste en que la primera 15 sucesión de bits para autenticación de la segunda unidad de procesamiento de datos, es utilizada por la primera unidad del procesamiento de datos y se utiliza para el cálculo de la tercera y la cuarta sucesión de bits. Por medio de este procedimiento, 20 se hase posible proveer la segunda unidad de procesamiento de datos sin un generador aleatorio. Al omitir el generador aleatorio, se puede realizar la segunda unidad del procesamiento de datos, esencialmente mas compacta, mas sencilla y con esto 25 de mejor precio. Esto es, por ejemplo decisivo, si se ha de realizar un procedimiento de autenticación seguro, en un uso de mercado masivo como tarjetas chip. La omisión de un generador aleatorio, significa una enorme simplificación de la unidad de procesamiento de datos, pues en el generador aleatorio se establece exigencias importantes con referencia a la aleatoriedad y falta de sensibilidad, con respecto a las manipulaciones externas. A pesar de esta enorme simplificación, - pueden utilizarse procedimientos criptográficos, como procedimientos criptográficos seguros de una etapa, tales como las técnicas DES, RSA o también Zerp-Kno ledge-Technike y conservando su seguridad» De esta manera, el procedimiento de acuerdo con la invención alcanza el mismo estándar de seguridad - que el procedimiento que pertenece al estado actual de la técnica. Una característica ventajosa del procedimiento de acuerdo con la invención, procura que la tercera sucesión de bits se transmita de la segunda unidad de procesamiento de datos a la primera unidad de procesamiento de datos, y sea utilizada por el segundo algoritmo, para generar el primer resultado de autenticación y/o la cuarta sucesión de bits. Por medio de este proceso, se í puede utilizar una gran multiplicidad de procedimientos de cálculo en el segundo algoritmo, lo que puede simplificar al segundo algoritmo. Además, es ventajoso que la tercera sucesión de bits sea un resultado intermedio del calculo de la segunda sucesión de bits, por medio de este proceso se evita en el primer algoritmo un gasto adicional, de modo que la realización del primer algoritmo se puede llevar a cabo de manera más rápida. Otra característica ventajosa del procedimiento, procura que la primera sucesión de bits se genere aleatoriomente . La primera generación de una asociación de bits aleatorio aumenta la seguridad del procedimiento. Es ventajoso que la primera sucesión de bits se seleccione de tal modo, que ella se diferencie de todas las sucesiones de bits primeras utilizadas, de esta manera se asegura que un atacante no puede prever ni la primera sucesión de bits ni la segunda sucesión de bits calculada. De esta manera se aumenta la seguridad del procedimiento. Un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, consiste de una primera unidad de procesamiento de datog y •de- una segunda unidad de procesamiento de datos, donde en la primera unidad de procesamiento dé datos está dispuesto un generador de secuencias de bits, para la generación de una primera secuencia 5 de bits, y donde en la segunda unidad d-e procesamiento de datos, está dispuesta una primera unidad de procesamiento de sucesiones de bits para sst la generación de una segunda sucesión de bits y de una tercera sucesión de bits a partir de la primera 10 sucesión de bits y de los primeros datos, y donde en la primera unidad de procesamiento de datos, se provee una segunda unidad de procesamiento de sucesiones de bits para la generación de un primer resultado de autenticación y de una cuarta sucesión 15-.--- *de bits a partir de la primera sucesión de bits, de , la segunda sucesión de bits y de los segundos datos ' y donde en la primera unida del procesamiento de datos está dispuesta una tercera unidad de procesamiento de sucesiones de bits, para la 2-: generación de una quinta sucesión de bits y en donde en la segunda unidad del procesamiento de datos, está dispuesta una cuarta unidad de procesamiento de sucesiones de bits, para la 'generación de un segundo resultado de 25 ,,_ auten icación, a partir de la tercera sucesión de. bits, la quinta sucesión de bits y los cuartos datos . Las unidades de procesamiento de datoá pueden estar construidas por ejemplo, como computadoras tipo Laptop, Palmtop, Handy, Handheid, Tarjeta Chip, Tarjeta de Crédito, Tarjeta de teléfono, Tarjeta de Salud, y una serie de otras TAGs, que directa o indirectamente puedan comunicar con otra unidad de procesamiento de datos. En una modalidad ventajosa del dispositivo de acuerdo con la invención, cuando menos una dé las unidades procesadores de datos, está construida en forma de un circuito integrado. De esta manera es posible, una unidad de procesamiento de datos que se fabrique de forma más compacta, ahorradora de espacio y reproducible . En otro dispositivo ventajoso, una de las unidades de procesamiento de datos es móvil, de esta manera es posible el transporte simple de la unidad de procesamiento de datos. Además, es ventajoso que una de las unidades de procesamiento de datos contenga un registro de desplazamiento que esté conectado con cuando menos una compuerta XOR. La compuerta XOR es una función O Exclusiva lógica que se fprraa en un - co pohente conocido como compuerta. Por medio de este dispositivo, se hace posible una unidad de procesamiento de datos segura, cliptográficamente y muy ahorradora de espacio. El registro de desplazamiento representa aqui una parte de la unidad en la cual se realiza uno de los cuatro algoritmos . Otro dispositivo ventajoso procura que una unidad de procesamiento de datos sea una tarjeta chip y la otra unidad de procesamiento de datos, sea una terminal de tarjeta chip. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras conformaciones de la invención se indican en las reivindicaciones dependiente, ejemplos de realización de la presente invención se representan en los dibujos y a continuación se explicarán detalladamente en las figuras: La figura 1 muestra un primer procedimiento, de acuerdo con la invención para la autenticación mutua de dos unidades de procesamiento de datos; y La figura 2 muestra otro procedimiento para la autenticación mutua de dos unidades de procesamiento de datos.

En la figura 1 se representa un sistema formado por una primera unidad de procesamiento de datos 1, y una segunda unidad de procesamiento de datos 2. Además, se representa un diagrama de flujo, en el cual se realiza un primer paso de procedimiento en la primera unidad procesadora de datos 1, y el otro paso de procesamiento de datos se realiza en la unidad de procesamiento de datos 2. El proceso empieza con la generación de una primera sucesión de bits Bl, que se genera en la primera unidad de procesamiento de datos 1, en este ejemplo de realización, con un generador aleatorio ZG. La primera sucesión de bits Bl, se transmite de la primera unidad de procesamiento de datos 1, a la segunda unidad de procesamiento de datos 2, y en la segunda unidad de procesamiento de datos 2, se genera una segunda sucesión de bits B2 y una tercera sucesión de bits B3 con el algoritmo Al a partir de la primera sucesión de bits Bl y de los primeros datos DI. En el algoritmo, se puede tratar de uno conocido, en el estado actual de la técnica, tal como DES, RSA, etc. Los datos DI por ejemplo, son una clave secreta y/o los otros datos necesario % *, nda sucesión de bits, B2 y/o para la tercera sucesión de bits B3. A continuación, la segunda sucesión -de datos B2, se transmite de la segunda unidad de 5 procesamiento de datos 2, a la primera unidad de procesamiento de datos 1. En la primera unidad de procesamiento de datos 1, se genera un primer ( resultado de autenticación Rl, como resultado de la autenticación de la segunda unidad de procesamiento 10 de datos 2 a través de la primera unidad de procesamiento de datos 1 y se genera una cuarta sucesión de bits B4, con un segundo algoritmo A2, a partir de la primera sucesión de bits Bl de la segunda sucesión de bits B2 y de los segundos datos 15 D2. El segundo algoritmo A2, se selecciona correspondientemente del algoritmo de codificación utilizado (DES, RSA, etc.), y correspondientemente al primer algoritmo Al. En el cual, los datos D2 20 incluyen por ejemplo, una clave secreta o una clave secreta maestra, desde la cual se puede calcular la clave secreta. En el RSA se trata por ejemplo, de una clave privada y/o una clave pública. En la primera unidad procesadora de datos 2 , 1, se genera una quinta sucesión de bits B5 con. un ir de la cuarta sucesión de bits B4 y los terceros datos D3. La quinta sucesión de bits B5, se transmite desde la primera unidad de procesamiento 5 de datos 1 a la segunda unidad de procesamiento de datos 2. En la segunda unidad procesadora de datos 2, se genera un segundo resultado de la autenticación R2, como resultado de la vW autenticación de la primera unidad de procesamiento « de datos 1, por medio de la segunda unidad de procesamiento 2, con un cuarto algoritmo formado a partir de la sucesión de bits tercera B3, la quinta sucesión de bits B5, y los cuartos datos D . 15 En el algoritmo A3 y A4 , se puede tratar por ejemplo de un algoritmo conocido en el estado actual de la técnica (DES, RSA, etc.). En el caso <-¡- de los datos D3 y D3, se trata por ejemplo de una clave secreta. El algoritmo 1 puede por ejemplo 20 coincidir con el algoritmo A3. En caso de que se presenten los dos resultados de autenticación positivos, entonces la primera unidad procesadora de datos 1 y la segunda unidad procesadora de datos 2, se han autentificado 25 mutuamente. Los algoritmos Al, A2, A3 y A4, son por •*» % riptográficos. En el caso de los datos Di, D2, D3 y D4, se trata, por ejemplo de claves secretas o publicas, con las cuales se modifican las sucesiones de bits, Bl, B2, B3 y B4. La ventaja de este procedimiento consiste en que en la segunda unidad de procesamiento de datos 2, no es necesario ningún generador de número accidenta. - Otra ventaja de este procedimiento, es que únicamente son necesarias tres transmisiones de datos entre la primera unidad de procesamiento de datos 1 y la segunda unidad de procesamiento de datos 2, hasta ahora eran necesarias cuatro transmisiones de datos. En la figura 2 se representa otro procedimiento, de acuerdo con la invención, para la autenticación mutua entre dos unidades procesadores de datos. El procedimiento de autenticación, representado en la figura 2 se diferencia del procedimiento de autenticación representado en la figura 1, por la transmisión de la tercera sucesión de bits B3, desde la segunda unidad de procesamiento de datos 2, a la primera unidad de procesamiento de datos 1. Otra diferencia con la figura 1, consiste en que la tercera sucesión de bits B3 se utiliza en el segundo algoritmo A2 para generar la cuarta sucesión de bits y/o el primer resultado Rl dß autenticación. Los pasos de procedimiento posteriores se realizan según se ha descrito en dependencia de la figura 1. "

Claims

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento de autenticación - mutua de una primera unidad de procesamiento de datos y de una segunda unidad de procesamiento de datos, caracterizado porque presenta los siguientes pasos de procedimiento: generación de una primera sucesión de bits, en la primera unidad de procesamiento de datos ; transmisión de la primera sucesión de bits a la segunda unidad de procesamiento de datos; generación de una segunda sucesión de bits y de una tercera sucesión de bits desde la primera asociación de bits y los primeros datos, por medio de un primer algoritmo en la segunda unidad de procesamiento de datos; transmisión de la segunda sucesión da bits a la primera unidad de procesamiento de dato; generación de un primer resultado de autenticación y de una cuarta sucesión de bits desde la primera sucesión de bits, a partir la de los segundos datos, por medio de un segundo algoritmo en la primera unidad de procesamiento de datos; generación de una quinta sucesión de 5 bits a partir de la cuarta sucesión de bits y de los terceros datos, por medio de un tercer algoritmo en la primera unidad de procesamiento de datos, transmisión de la quinta sucesión de 10 bits a la segunda unidad de procesamiento de datos; generación de un segundo resultado de autenticación, a partir de la tercera sucesión de bits, la quinta sucesión de bits y desde los cuartos datos , por medio de un cuarto algoritmo en 15 la segunda unidad de procesamiento de datos. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la tercera sucesión se bits se transmite desde la segunda unidad de procesamiento de datos a la primera 20 unidad de procesamiento de datos y se utiliza el segundo algoritmo para generar el primer resultado de autenticación y/o la cuarta sucesión de bits. 3. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las rei indicaciones 1 ó 2, 25 caracterizado porque la tercera sucesión de bits, o en el cálculo de la segunda sucesi n de bits. 4. El procedimiento de acuerdo con --% cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3', , >. caracterizado porque la primera sucesión de bits se genera aleatoriomente . 5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, ? caracterizado porque la primera sucesión de bits se selecciona de tal modo, que se diferencia de todas las primeras sucesiones de bits ya utilizadas. ß. Un dispositivo para llevar a cabo ufi procedimiento, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque consiste de una primera unidad de procesamiento de datos y una segunda unidad de procesamiento de datos ; donde en la primera unidad de procesamiento de datos, está dispuesto un generador de sucesiones de bits, para la generación de una primera sucesión de bits y en donde en la segunda unidad procesadora de datos, está dispuesta una primera unidad de procesamiento de sucesiones de bits para ^ . '% da sucesión de bits y de una tercera sucesión de bits, a partir de la primera sucesión de bits y de los primeros datos y donde en la primera unidad de procesamiento de datos, se ha provisto una segunda unidad de procesamiento de sucesiones de bits para la generación de un primer resultado de autenticación y de una cuarta sucesión de bits a partir de la primera sucesión de bits de la segunda 10 sucesión de bits y de los segundos datos, donde en la primera unidad de procesamiento de datos, está dispuesta una tercera unidad de procesamiento de sucesiones de bits, para la generación de una quinta sucesión de bits; y 15 donde en la segunda unidad de ¿ procesamiento de datos está dispuesta una cuarta unidad de procesamiento de sucesiones de bits para la generación de un segundo resultado de autenticación a partir de la tercera sucesión de 20 bits, de la quinta sucesión de bits y de los cuartos datos . 7. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque, cuando menos una de las unidades procesadores de datos, ya 25 e. s ea la primera o la segunda, esta construida como 8. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque una de las unidades de procesamiento de 'datos, ya sea la primera o la segunda contiene un registro de desplazamiento que cuando menos está conectado con una compuerta XOR. 9. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque una unidad procesadora de datos es una tarjeta chip, y la otra unidad procesadora de datos es una terminal de tarjeta chip. RESÚlSK DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la autenticación mutua de i dos unidades procesadores de datos. lía 5 autenticación mutua de dos unidades procesadores de datos se realiza normalmente en dos autenticaciones sucesivas separadas. Normalmente se usa un método reto-respuesta ( challenge-response ) . Un primer reto se transmite desde una primera unidad procesadora áf 10 de datos (1), a una segunda unidad procesadora ' de datos (2) que envia una primera respuesta, de acuerdo a la invención, se genera una segunda respuesta por medio de la primera unidad procesadora de datos (1) y se transmite a la 15 segunda unidad procesadora de datos (2)
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