(57)【要約】  不正者による成りすましを困難にして安全性を向上した認証装置（１）は、正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している認証情報保持部（１０２）と、可搬媒体（２）に認証情報を送信する認証情報送信部（１０７）と、認証情報の入力に対して可搬媒体（２）から出力される応答情報を受信する応答情報受信部（１０８）と、可搬媒体（２）の環境を特定する環境選択部（１０５）と、環境選択部（１０５）によって特定された環境における認証情報と応答情報とが、認証情報保持部（１０２）に記憶されている特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、可搬媒体（２）が正当な装置であると判断する応答情報確認部（１０９）とを備える。
2008056613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証装置を認証する認証装置であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、
前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を設定する環境設定手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境設定手段により設定される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項３】
前記特性情報は、入力データと、予め定められた第１の環境にある前記正当被認証装置が前記入力データの入力に対して出力する出力データと、前記第１の環境と異なる第２の環境にある前記正当被認証装置の前記入力データの入力に対する出力が前記出力データから変化するか否かを示す変化識別データとを、前記入出力特定として示し、
前記認証情報送信手段は、前記入力データを前記認証情報として送信する
ことを特徴とする請求項２記載の認証装置。
【請求項４】
前記判断手段は、
前記変化識別データが変化しないことを示しているか、前記環境特定手段によって特定された環境が前記第１の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに等しい場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断し、
前記変化識別データが変化することを示し、且つ前記環境特定手段によって特定された環境が前記第２の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに異なる場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する
ことを特徴とする請求項３記載の認証装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記入力データ、前記出力データおよび前記変化識別データからなる組を複数示す前記特性情報を記憶しており、
前記認証装置は、さらに、
前記特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段を備え、
前記認証情報送信手段は、前記選択手段によって選択された組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、
前記判断手段は、前記認証情報送信手段により送信された入力データと同一の組に含まれる出力データと前記応答情報とを比較する
ことを特徴とする請求項４記載の認証装置。
【請求項６】
前記認証装置は、さらに、
前記第１および第２の環境の中から何れか１つの環境を選択する環境選択手段を備え、
前記環境設定手段は、前記環境選択手段により選択された環境に、前記被認証装置の環境を設定する
ことを特徴とする請求項５記載の認証装置。
【請求項７】
前記組選択手段は、前記複数の組の中から何れか１つの組をランダムに選択し、前記環境選択手段は、前記第１および第２の環境の中から何れか１つの環境をランダムに選択する
ことを特徴とする請求項６記載の認証装置。
【請求項８】
前記組選択手段は、前記被認証装置に対して複数の組を順次選択し、
前記認証情報送信手段は、前記組選択手段で組が選択されるごとに、当該組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、
前記判断手段は、前記入力データが送信されるごとに、当該入力データに対応する出力データと前記応答情報との比較を実行することにより、前記被認証装置が正当な装置であるか否かを判断し、
前記認証装置は、さらに、
前記判断手段による判断の回数のうち、正当な装置であると判断された回数の割合が、予め定められた割合以上であるか否かを判定し、予め定められた割合以上である場合に、前記被認証装置を最終的に正当な装置であると判定する最終判定手段を備える
ことを特徴とする請求項５記載の認証装置。
【請求項９】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置から通知された、前記被認証装置の環境を示す環境情報を取得する環境取得手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境取得手段により取得される環境情報の示す環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１０】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を計測する環境計測手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境計測手段により計測される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１１】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を予測する環境予測手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境予測手段により予測される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１２】
前記環境予測手段は、
前記被認証装置が前記応答情報を出力する時刻、日時、場所、または、前記時刻まで前記被認証装置が使用されてきた期間に基づいて、前記被認証装置の環境を予測する
ことを特徴とする請求項１１記載の認証装置。
【請求項１３】
前記応答情報受信手段は、前記被認証装置内のＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路が前記認証情報を取得して出力する前記応答情報を受信する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１４】
前記環境特定手段は、
前記被認証装置の温度、および前記認証装置に供給される電圧のうち少なくとも１つを前記環境として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１５】
認証装置によって認証される被認証装置であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、
前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、
前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする被認証装置。
【請求項１６】
前記通知手段は、前記応答情報出力手段の温度、および前記応答情報出力手段に供給される電圧のうち少なくとも１つを前記環境として通知する
ことを特徴とする請求項１５記載の被認証装置。
【請求項１７】
前記応答情報出力手段は、ＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路を有し、前記認証情報の入力に対する前記ＰＵＦ回路からの出力データを、前記応答情報として出力する
ことを特徴とする請求項１５記載の被認証装置。
【請求項１８】
被認証装置を認証する認証方法であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段を用い、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信ステップと、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信ステップと、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定ステップと、
前記環境特定ステップで特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断ステップと
を含むことを特徴とする認証方法。
【請求項１９】
認証装置によって認証される被認証装置が行う処理の方法であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信ステップと、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力ステップと、
前記応答情報出力ステップで出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信ステップと、
前記被認証装置の環境を前記認証装置に通知する通知ステップと
を含むことを特徴とする被認証装置の処理方法。
【請求項２０】
被認証装置を認証するためのプログラムであって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段を用い、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信ステップと、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信ステップと、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定ステップと、
前記環境特定ステップで特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
被認証装置を認証する集積回路であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、
前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする集積回路。
【請求項２２】
認証装置によって認証される集積回路であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、
前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、
前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）カードなどの被認証装置を認証する認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが、そのユーザ本人であるかどうかを確認する手段として、認証技術が用いられている。その認証技術の一つとして、秘密鍵暗号方式を用いたチャレンジレスポンス認証がある。チャレンジレスポンス認証では、まず事前に、そのユーザが所有する正当な被認証装置と、その正当な被認証装置を認証する認証装置とが同じ鍵を共有しておく（以後、共有鍵と呼ぶ）。そして、認証装置は、被認証装置を認証するときには、まず、その被認証装置に対して、乱数をチャレンジ情報として送付する。被認証装置は、受信したチャレンジ情報をメッセージとして、共有鍵を使って暗号化する。そして、被認証装置は、暗号化されたメッセージをレスポンス情報として認証装置へ返送する。認証装置は、受信したレスポンス情報を同じ共有鍵を使って復号化する。そして、認証装置は、復号化されたメッセージと最初に送付したチャレンジ情報とが一致しているかどうかを確認する。認証装置は、もし一致していたら、その被認証装置は事前に共有した鍵を保持していると判断し、その被認証装置を所有するユーザが正当なユーザであると判断する。このようにすることで、認証装置は、ユーザがそのユーザ本人であるかどうかを確認することができる。【０００３】
しかし、上記のようなチャレンジレスポンス認証では、事前に共有した鍵が第三者に漏洩した場合、その第三者は、被認証装置のユーザである本人に成りすますことが出来てしまう。この共有鍵が漏洩してしまう原因の一つに、秘密の共有鍵を保持する被認証装置、例えばユーザ端末やＩＣカードなどの耐タンパ実装が不十分な場合が挙げられる。この場合、被認証装置への不正アクセスにより秘密の共有鍵が漏洩してしまうことになる。そのようなことを防ぐ一つの解決法として、特許文献１では、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｎｃｌｏａｎａｂｌｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（以後ＰＵＦと呼ぶ）技術を利用してチャレンジレスポンス認証を行う方法が開示されている（特許文献１の段落番号００６１〜００７６）。【０００４】
ＰＵＦ技術とは、同じマスクで製造されたチップであっても、チップ毎に物理特性に微細なばらつきがあるため、このような微細なばらつきを利用して、チップ固有情報を生成する技術であり、ＰＵＦ技術をチップ固有識別子やチップ固有鍵に利用することができる。ＰＵＦ技術をもとに製造された回路（以後ＰＵＦ回路と呼ぶ）は、関数のように、ある入力データを入力すると、その入力データに対応する出力データを出力する。ＰＵＦ回路を用いたチャレンジレスポンス認証では、まず事前に、認証装置は、ＰＵＦ回路を備えた正当な被認証装置を用いてその正当な被認証装置の出力データを初期登録しておく。つまり、認証装置は、ＰＵＦ回路の入力データと対応する出力データを取得し、保管しておく。そして、その被認証装置は被認証者であるユーザへ渡される。そして認証時には、認証装置は、被認証装置に対して、事前に取得したＰＵＦ回路の入力データのうち一つをチャレンジ情報として送付する。被認証装置は、受信したチャレンジ情報を入力データとしてＰＵＦ回路へ入力し、ＰＵＦ回路の出力データを取得する。そして、被認証装置は、その出力データをレスポンス情報として、認証装置へ返送する。認証装置は、受信したレスポンス情報と、最初に送付した入力データに対応する出力データとが一致しているかどうかを確認する。認証装置は、もし一致していたら、その被認証装置が正当な装置であると判断し、その被認証装置を保持しているユーザが正当なユーザであると判断する。【０００５】
このＰＵＦ回路の特徴は、チップ毎の微細な物理特性のばらつきを利用しているため、同じ物理特性を持つ別のクローン回路（ＰＵＦチップ）を生成することが難しい点にある。このようなＰＵＦ回路を認証に用いることによって、前述のチャレンジレスポンス認証の課題、すなわち秘密鍵が漏洩して成りすましがされるという課題を解消している。ＰＵＦ回路を実現する場合、特許文献１では、半導体回路の導線や部品の伝播遅延がチップ毎に微妙に異なることに着目して、チップ固有情報を生成している。具体的には、ＰＵＦ回路は、異なる導線や部品を通る複数のパスを含んでいる。そして、ＰＵＦ回路は、入力データに基づいて、半導体回路内の上記複数のパスのうち二つのパスを一意に選択し、その二つのパスの伝播遅延を比較し、どちらのパスの遅延が長いかにより、チップ固有値（例えば１ビットの値）を生成する。【０００６】
しかし、ＰＵＦ回路における各パスの伝搬遅延は、そのＰＵＦ回路の温度（表面温度や外部温度など）やＰＵＦ回路への供給電圧量等の変動によって、変化することが知られている。このことにより、同じＰＵＦ回路に同じ入力データを入力した場合であっても、ＰＵＦ回路の温度や供給電圧量が変わると、出力データが変化する場合がある。その原理は、下記の通りである。【０００７】
まず、ＰＵＦ回路にある入力データを入力した場合に、二つのパス（パス１とパス２）が選択されたとする。そして、ある第一の環境（温度や供給電圧）のもとでは、パス１の方がパス２よりも伝播遅延が長く、その結果、ＰＵＦ回路は例えば１を示す固有ビットを出力する。一方、上記第一の環境と異なる第二の環境のもとでは、同じＰＵＦ回路に対して同じ入力データを入力しても、パス１とパス２の伝播遅延の長さの大小関係が逆転し、パス２の方がパス１よりも伝播遅延が長くなることがある。その場合、ＰＵＦ回路は、最初とは異なる０を示す固有ビットを出力する。【０００８】
このように、同じＰＵＦ回路に対して同じ入力データを入力しても、ＰＵＦ回路は環境変化により違う出力データを出力することがある。そのようなことが起こると、認証装置は、正規ユーザであっても、不正者として誤認識してしまう可能性がある。【０００９】
そこで特許文献１では、パス１とパス２の伝播遅延が大きく違う場合には、環境（温度や供給電圧量）が多少変化しても、それらの伝播遅延の大小関係が逆転しないことに着目し、この問題を解決している。具体的には、認証装置は、伝搬遅延がそれぞれ大きく異なるパス１とパス２が選択されるような入力データを事前に把握しておき、チャレンジレスポンス認証において、そのような入力データのみを使うようにしている（特許文献１の段落番号０１０７〜０１１２）。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０２０４７４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の認証装置であっても、高度な不正者により成りすましが出来るという問題がある。つまり、この認証装置は、不正な被認証装置を正当な認証装置として判断し、その結果、不正な被認証装置を有するユーザを、正当なユーザであると誤認証してしまうという問題がある。【００１１】
このような成りすましは、以下のように行われる。まずＰＵＦ回路を含む正当な被認証装置が高度な不正者の手に渡る。そして、その正当な被認証装置に含まれるＰＵＦ回路の入出力データが取得されてテーブル化される。そして、そのテーブル化された入出力データを埋め込んだ別の偽造装置（例えば偽造カード）が作成される。このような偽造装置が認証装置により認証されると、その偽造装置は、受信したチャレンジ情報を入力データとし、その入力データに対応付けられた出力データをテーブルから取得し、その出力データをレスポンス情報として出力する。不正者は、このような偽造装置を作成することで、正当なユーザに成りすますことが出来る。【００１２】
そこで本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、高度な不正者による成りすましを困難にした認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る認証装置は、被認証装置を認証する認証装置であって、正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段とを備えることを特徴とする。例えば、前記認証装置は、さらに、前記被認証装置の環境を設定する環境設定手段を備え、前記環境特定手段は、前記環境設定手段により設定される環境を特定する。【００１４】
これにより、被認証装置に対して入力された認証情報と、その認証情報に対して被認証装置から出力された応答情報と、その被認証装置の入出力時の環境とが、正しいとされる環境変化を伴う入出力特性を満たすか否かにより、その被認証装置が正当か否かが判断される。すなわち、本発明では、従来のように、被認証装置の入力と出力だけでその被認証装置が正当な装置か否かが判断されることなく、さらに、被認証装置の入出力時の環境も考慮してその被認証装置が正当な装置か否かが判断される。その結果、高度な不正者が正当被認証装置の複数の入力とそれらの入力に対する複数の出力とを取得してテーブルを生成し、そのテーブルを偽造カードに埋め込んでも、そのテーブルは正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示していない。したがって、その偽造カードに対して入力された認証情報と、その認証情報に対して偽造カードから出力された応答情報と、その偽造カードの入出力時の環境とが、正しいとされる環境変化を伴う入出力特性を満たすことは非常に困難となり、その偽造カードを不正な装置として判断することができる。つまり、高度な不正者による成りすましを困難にすることができる。特に、正当被認証装置が、その正当被認証装置の温度や、その正当被認証装置に供給される電圧などの環境の変化によって、同じ入力に対して出力が異なるような入出力特性を有するような場合に、本発明は有効である。【００１５】
また、前記特性情報は、入力データと、予め定められた第１の環境にある前記正当被認証装置が前記入力データの入力に対して出力する出力データと、前記第１の環境と異なる第２の環境にある前記正当被認証装置の前記入力データの入力に対する出力が前記出力データから変化するか否かを示す変化識別データとを、前記入出力特定として示し、前記認証情報送信手段は、前記入力データを前記認証情報として送信することを特徴としてもよい。例えば、前記判断手段は、前記変化識別データが変化しないことを示しているか、前記環境特定手段によって特定された環境が前記第１の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに等しい場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断し、前記変化識別データが変化することを示し、且つ前記環境特定手段によって特定された環境が前記第２の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに異なる場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する。【００１６】
変化識別データが変化しないことを示しているか、環境特定手段によって特定された環境が第１の環境であるときには、被認証装置が正当被認証装置であれば、応答情報は特性情報の示す出力データと同一のはずである。したがって、本発明では、このようなときに応答情報と出力データとが互いに等しい場合には、被認証装置が正当な装置であると適切に判断することができる。さらに、変化識別データが変化することを示し、且つ環境特定手段によって特定された環境が第２の環境であるときには、被認証装置が正当被認証装置であれば、応答情報は特性情報の示す出力データと異なるはずである。したがって、本発明では、このようなときに応答情報と出力データとが互いに異なる場合には、被認証装置が正当な装置であると適切に判断することができる。【００１７】
また、前記記憶手段は、前記入力データ、前記出力データおよび前記変化識別データからなる組を複数示す前記特性情報を記憶しており、前記認証装置は、さらに、前記特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段を備え、前記認証情報送信手段は、前記選択手段によって選択された組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、前記判断手段は、前記認証情報送信手段により送信された入力データと同一の組に含まれる出力データと前記応答情報とを比較することを特徴としてもよい。例えば、前記組選択手段は、前記被認証装置に対して複数の組を順次選択し、前記認証情報送信手段は、前記組選択手段で組が選択されるごとに、当該組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、前記判断手段は、前記入力データが送信されるごとに、当該入力データに対応する出力データと前記応答情報との比較を実行することにより、前記被認証装置が正当な装置であるか否かを判断し、前記認証装置は、さらに、前記判断手段による判断の回数のうち、正当な装置であると判断された回数の割合が、予め定められた割合以上であるか否かを判定し、予め定められた割合以上である場合に、前記被認証装置を最終的に正当な装置であると判定する最終判定手段を備える。【００１８】
これにより、複数の認証情報のそれぞれに対する応答情報ごとに、被認証装置が正当でるか否かの判断がされ、正当と判断された割合が予め定められた割合以上であるときに、その被認証装置が最終的に正当な装置として判定されるため、被認証装置を認証する精度を高めることができ、適切な認証を行うことができる。【００１９】
また、本発明に係る被認証装置は、認証装置によって認証される被認証装置であって、前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。例えば、前記応答情報出力手段は、ＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路を有し、前記認証情報の入力に対する前記ＰＵＦ回路からの出力データを、前記応答情報として出力する。【００２０】
これにより、応答情報出力手段の環境が認証装置に通知されるため、認証装置は、被認証装置の応答情報出力手段の環境を設定したり計測したりするような複雑な処理を行うことなく容易に知ることができ、その環境を用いた被認証装置の認証を適切に行うことができる。【００２１】
なお、本発明は、このような認証装置や被認証装置として実現することができるだけでなく、それらの装置による処理の方法や、コンピュータにその処理を実行させるプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体、集積回路、認証装置および被認証装置からなるシステムとしても実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の認証装置は、高度な不正者であっても成りすましを防止することができるという作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステムの外観を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る認証装置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る認証情報保持部に保持されているデータを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る選択情報保持部に保持されているデータを示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る応答情報確認部による判別手法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る結果保持部に保持されているデータを示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る認証装置１の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体のブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１    認証装置
１０１    入力部
１０２    認証情報保持部
１０３    認証情報選択部
１０４    選択情報保持部
１０５    環境選択部
１０６    環境設定部
１０７    認証情報送信部
１０８    応答情報受信部
１０９    応答情報確認部
１１０    結果保持部
１１１    回数制御部
１１２    判定部
１１３    出力部
２    可搬媒体
２０１    可搬媒体情報保持部
２０２    認証情報受信部
２０３    応答情報取得部
２０４    固有情報生成部
２０５    応答情報送信部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。【００２６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステムの外観を示す図である。【００２７】
本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステム３は、認証装置１と複数の被認証装置たる可搬媒体２とから構成される。認証装置１は、ユーザに対して何らかのサービスを提供する装置であり、例えば現金の預貯金サービスを提供するＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）や、有料コンテンツを購入出来るコンテンツ購入サービスである。図１では、認証装置１がＡＴＭサービスを提供する場合を図示している。また認証装置１は、可搬媒体２を挿入可能なスロットを保持する。可搬媒体２は、正規の契約を結んでいるユーザに対して与えられるカードである。ユーザは、可搬媒体２を認証装置１へ挿入することによって、自身の身分（正規の契約を結んでいること）を証明し、さまざまなサービスを受ける。なお、各ユーザはそれぞれ異なるカード（可搬媒体２）を保持する。また、可搬媒体２は、ある一部の入力データに関して、環境（温度や供給電圧量など）に依存して変化する出力データを生成して出力する固有情報生成部を含む。固有情報生成部は例えばＰＵＦ回路である。【００２８】
認証装置１は、各可搬媒体２を認証する装置であって、事前に各可搬媒体２に含まれている固有情報生成部の入出力データ、及び環境変化に対する耐性（環境を変化させた場合に、出力データが変化するかどうか）を取得しておく。そして、認証装置１は、認証時には、挿入されている可搬媒体２の環境を変化させながら、固有情報生成部の入出力データを確認する。そして、その環境における入出力データが、事前に登録されている入出力データ及び環境変化に対する耐性と一致する場合、認証装置１は、挿入された可搬媒体２がクローンではなく正規のカードであると判断し、ユーザに対してサービスを提供する。【００２９】
＜認証装置１の構成＞
図２は、本発明の実施の形態に係る認証装置１の構成を示すブロック図である。ここでは、認証装置１の中で、本発明の認証処理に関わる部分についてのみ説明し、実際にサービスを提供する部分（例えば、ＡＴＭサービスなど）の説明は省略する。【００３０】
認証装置１は、入力部１０１と、認証情報保持部１０２と、認証情報選択部１０３と、選択情報保持部１０４と、環境選択部１０５と、環境設定部１０６と、認証情報送信部１０７と、応答情報受信部１０８と、応答情報確認部１０９と、結果保持部１１０と、回数制御部１１１と、判定部１１２と、出力部１１３とを含む。なお、図２では示していないが、認証装置１は、可搬媒体２とデータをやり取りする可搬媒体リーダライタ部も備える。また、図２においては、可搬媒体２の一部の構成を示すブロック図も合わせて記述しているが、これは認証装置１との間で情報のやり取りを行う可搬媒体２の構成要素を中心に記述しているものであって、可搬媒体２の構成については、図８を用いて詳細に説明するものとする。【００３１】
（１）入力部１０１
入力部１０１は、外部から認証要求信号を受信する。例えば、可搬媒体リーダライタ部が、認証装置１に可搬媒体２が挿入されたことを検知した場合に、認証要求信号を入力部１０１に送信する。入力部１０１は、認証要求信号を受信した場合、可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１へアクセスし、可搬媒体２を特定する可搬媒体識別子ＭＩＤを取得する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、例えば１２８ビットの整数値であり、可搬媒体２毎にユニークなシリアル番号である。その後、入力部１０１は、取得した可搬媒体識別子ＭＩＤを認証情報選択部１０３へ出力する。【００３２】
（２）認証情報保持部１０２
認証情報保持部１０２は、それぞれの正当な可搬媒体２に関するデータを保持する。【００３３】
図３は、認証情報保持部１０２に保持されているデータを示す図である。【００３４】
認証情報保持部１０２は、図３で示す通り、可搬媒体２ごとに、当該可搬媒体２を特定するための可搬媒体識別子ＭＩＤと、それに対応する認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒ、および環境変化情報Ｆからなる複数の組とを保持する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、可搬媒体２を特定する識別子であり、対応する可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１で保持される識別子と同一のものである。認証情報Ｃと第一応答情報Ｒはそれぞれ、可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２に備えられた、後述の第一の環境にある固有情報生成部２０４の入力データ（チャレンジデータ＝認証情報）及び出力データ（レスポンスデータ＝第一応答情報）である。例えば、入力データおよび出力データはそれぞれ１２８ビットの整数値である。環境変化情報Ｆは、第一の環境（例えば、温度３０度、供給電圧１．８ボルト）と、第一の環境とは異なる第二の環境（例えば、温度４０度、供給電圧２．４ボルト）のときで、同じ入力データを固有情報生成部２０４へ入力した場合に、出力される出力データが一致するかどうかを示す情報である。例えば、一致する場合、環境変化情報は“１”（環境によって変化しない）を示し、一致しない場合、環境変化情報は“０”（環境によって変化する）を示す。【００３５】
つまり、認証情報保持部１０２は、正当な可搬媒体２ごとに、その可搬媒体２を特定するための可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体２の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報とを記憶している記憶手段として構成されている。特性情報は、入力データたる識別情報Ｃと、出力データたる第一応答情報Ｒと、変化識別データたる環境変化情報Ｆとからなる組を複数示している。例えば、認証情報保持部１０２は、可搬媒体識別子「ＭＩＤ１」により特定される正当な可搬媒体２に対して、その可搬媒体識別子「ＭＩＤ１」と、その可搬媒体２への入力データである認証情報「Ｃ１１」と、その可搬媒体２のその認証情報「Ｃ１１」に対する出力データである第一応答情報「Ｒ１１」と、その第一応答情報「Ｒ１１」に対する環境変化情報Ｆとを関連付けて保持している。【００３６】
第一応答情報「Ｒ１１」は、第一の環境にある正当な可搬媒体２が認証情報「Ｃ１１」を入力データとして取得したときに出力する出力データである。また、第一応答情報「Ｒ１１」に関連付けられた環境変化情報Ｆは、第二の環境にある正当な可搬媒体２の認証情報「Ｃ１１」の入力に対する出力が、上述の第一応答情報「Ｒ１１」から変化するか否かを示すフラグである。図３の例では、この第一応答情報「Ｒ１１」に関連付けられた環境変化情報Ｆは、出力が第一応答情報「Ｒ１１」から変化しないことを「１」により示している。【００３７】
ここで、認証情報保持部１０２で保持している各種データは、事前に登録されているものとする。例えば、可搬媒体２を製造した時点で登録してもよいし、ユーザがサービス利用を申請する際に登録しても良いし、サービス利用の申請後に、ユーザが初めてサービスを利用する際に、登録するようにしてもよい。【００３８】
認証情報保持部１０２に、可搬媒体２の認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆの組を複数登録するときには、以下のような方法で登録する。例えば、第一の環境のもとで、ある一定個数の予め決められた入力データ（もしくは乱数でもよい）を可搬媒体２に入力して、そのときに可搬媒体２から出力される出力データを取得する。そして、使用された入力データを認証情報Ｃとし、その認証情報Ｃに対応する出力データを第一応答情報Ｒとし、認証情報Ｃおよび第一応答情報Ｒからなる複数の組を認証情報保持部１０２に登録する。次に、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を、上述の第一の環境と異なる第二の環境に変化させて、同じように入出力データを取得する。その結果、第二の環境下における、認証情報Ｃおよび第一応答情報Ｒからなる組が複数生成される。ここで、第一および第二の環境において、同じ認証情報Ｃに対して第一応答情報Ｒが一致している場合には、その認証情報Ｃに対して、「１」を示す環境変化情報Ｆを認証情報保持部１０２に登録し、一致していない場合には、その認証情報Ｃに対して、「０」を示す環境変化情報Ｆを認証情報保持部１０２に登録する。【００３９】
なお、特許文献１のように、固有情報生成部２０４が半導体内の二つのパスの伝播遅延の違いにより固有ビットを出力するようなＰＵＦ回路である場合には、以下のように環境変化情報Ｆを登録してもよい。つまり、二つのパスの伝播遅延の差を計測して、伝播遅延の差がある閾値よりも大きければ、環境変化に対して出力データが変化する可能性は低いため、「１」を示す環境変化情報Ｆを登録し、伝播遅延の差が閾値よりも小さければ、環境変化に対して出力データが変化する可能性は高いため、「０」を示す環境変化情報Ｆを登録する。【００４０】
（３）認証情報選択部１０３
認証情報選択部１０３は、入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、認証情報選択部１０３は、認証情報保持部１０２へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けられた、認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆからなる複数の組の中から１組を選択し、取得する。ここで１組を選択する方法は、乱数生成器を用いてランダムに取得してもよいし、シリアル（順番）に取得してもよい。また、以前に取得されていないものの中からランダムに取得するようにしても良い。ここで取得した組に含まれる認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆをそれぞれ、選択認証情報ＳＣ、選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとする。そして、認証情報選択部１０３は、可搬媒体識別子ＭＩＤと、取得した選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとを選択情報保持部１０４へ格納する。その後、認証情報選択部１０３は、取得した選択認証情報ＳＣを環境選択部１０５へ出力する。【００４１】
なお、認証情報選択部１０３は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ったときにも、上述の入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ったときと同様の処理を行う。また、本実施の形態では、この認証情報選択部１０３が、上述の特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段として構成されている。【００４２】
（４）選択情報保持部１０４
選択情報保持部１０４は、認証情報選択部１０３及び環境選択部１０５で選択された値を保持する。【００４３】
図４は、選択情報保持部１０４に保持されているデータを示す図である。【００４４】
具体的には、選択情報保持部１０４は、図４で示す通り、可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥを保持する。ここで、可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、および選択環境変化情報ＳＦは、認証情報選択部１０３によって格納されたデータであり、選択環境情報ＳＥは、環境選択部１０５によって格納されたデータである。例えば、図４に示すように、選択情報保持部１０４には、「ＭＩＤ１」を示す可搬媒体識別子ＭＩＤと、「Ｒ１１」を示す選択第一応答情報ＳＲと、「１」を示す選択環境変化情報ＳＦと、第一の環境を特定するための「０」を示す選択環境情報ＳＥとが格納されている。【００４５】
（５）環境選択部１０５
環境選択部１０５は、予め二つの環境情報を保持する。二つの環境情報は、それぞれ第一の環境及び第二の環境に対応する。第一の環境に対応する環境情報は、例えば、温度３０度および供給電圧１．８ボルトを示し、第二の環境に対応する環境情報、例えば、温度４０度および供給電圧２．４ボルトを示す。環境選択部１０５は、認証情報選択部１０３から選択認証情報ＳＣを受け取ると、まず二つの環境情報から一つの環境情報を選択し、取得する。ここで、二つの環境情報の中から一つの環境情報を選択する方法は、乱数生成器を用いてランダムに取得してもよいし、予め与えられる順番で取得してもよい。そして、第一の環境に対応する環境情報を選択した場合、環境選択部１０５は、「０」を示すことによって、第一の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、その「０」を示す選択環境情報ＳＥを選択情報保持部１０４に格納する。一方、第二の環境に対応する環境情報を選択した場合は、環境選択部１０５は、「１」を示すことによって、その第二の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、その「１」を示す選択環境情報ＳＥを選択情報保持部１０４に格納する。そして、環境選択部１０５は、選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを環境設定部１０６へ出力する。【００４６】
なお、本実施の形態では、環境選択部１０５が可搬媒体２の環境を特定する環境特定手段として構成されている。【００４７】
（６）環境設定部１０６
環境設定部１０６は、環境選択部１０５から選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを受け取る。そしてまず、環境設定部１０６は、受け取った選択環境情報ＳＥの示す環境に、可搬媒体２の環境を設定する。例えば、環境設定部１０６は、選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、可搬媒体２の環境を第一の環境（温度３０度および供給電圧１．８ボルト）に設定し、選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、可搬媒体２の環境を第二の環境（温度４０度および供給電圧２．４ボルト）に設定する。例えば、認証装置１は、可搬媒体２を暖めるヒータやファン、温度計などを有し、環境設定部１０６は可搬媒体２の表面温度または周辺温度が設定温度になるように制御する。また、例えば、認証装置１は、可搬媒体２へ電流（電圧）を供給する電源機能を有し、環境設定部１０６は、可搬媒体２への供給電圧量が設定されている供給電圧量になるように制御する。可搬媒体２の環境設定が終了すると、環境設定部１０６は選択認証情報ＳＣを認証情報送信部１０７へ出力する。【００４８】
（７）認証情報送信部１０７
認証情報送信部１０７は、環境設定部１０６から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報送信部１０７は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の認証情報受信部２０２に対して、選択認証情報ＳＣを送信する。【００４９】
なお、可搬媒体２の認証情報受信部２０２は、選択認証情報ＳＣを受信すると、その選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４に出力する。固有情報生成部２０４は、その選択認証情報ＳＣを入力データとして取得し、環境設定部１０６により設定された、選択環境情報ＳＥの示す環境下において、その入力データに対する出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５に出力する。応答情報送信部２０５は、その第二応答情報Ｒｒを認証装置１の応答情報受信部１０８に送信する。【００５０】
（８）応答情報受信部１０８
応答情報受信部１０８は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の応答情報送信部２０５から第二応答情報Ｒｒを受信する。そして、応答情報受信部１０８は、受信した第二応答情報Ｒｒを応答情報確認部１０９へ出力する。【００５１】
（９）応答情報確認部１０９
応答情報確認部１０９は、応答情報受信部１０８から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報確認部１０９は、選択情報保持部１０４から可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥを取得する。応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦおよび選択環境情報ＳＥを認証の条件として扱い、その条件下における選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとの比較結果に基づいて、その可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２から正しい第二応答情報Ｒｒが得られたか否かを判別する。そして、応答情報確認部１０９は、その判別結果を示す結果情報ＲＳを上述の可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。さらに、応答情報確認部１０９は、結果情報ＲＳを結果保持部１１０に格納するごとに、選択情報保持部１０４から受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤを回数制御部１１１に出力する。【００５２】
図５は、応答情報確認部１０９による判別手法を説明するための図である。【００５３】
応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「１」を示す場合、すなわち、環境変化によって固有情報生成部２０４からの出力データが選択第一応答情報ＳＲから変化しない場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。もしくは、応答情報確認部１０９は、選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、すなわち、可搬媒体２（固有情報生成部２０４）の環境が第一の環境に設定されている場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。【００５４】
ここで、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しい場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しいと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に成功したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「１」により成功を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。また、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが異なる場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しくないと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「０」により失敗を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。【００５５】
一方、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「０」を示し、かつ選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、すなわち、環境変化によって固有情報生成部２０４からの出力データが選択第一応答情報ＳＲから変化し、可搬媒体２（固有情報生成部２０４）の環境が第二の環境に設定されている場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが異なるかどうかを確認する。【００５６】
ここで、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが異なる場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しいと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に成功したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「１」により成功を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。また、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しい場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しくないと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「０」により失敗を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。【００５７】
なお、本実施の形態では、この応答情報確認部１０９が、選択環境情報ＳＥの示す環境における選択認証情報ＳＣと第二応答情報Ｒｒとが、特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、可搬媒体２が正当な装置であると判断する判断手段として構成されている。【００５８】
（１０）結果保持部１１０
図６は、結果保持部１１０に保持されているデータを示す図である。【００５９】
結果保持部１１０は、図６で示す通り、可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対する結果情報ＲＳおよび上述の回数情報からなる組とを保持する。このような回数情報および結果情報ＲＳは、応答情報確認部１０９によって結果情報ＲＳが生成されるごとに結果保持部１１０に格納される。例えば、結果保持部１１０は、「ＭＩＤ１」を示す可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対して生成された「１」を示す結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが「１回目」に生成されたことを示す回数情報と、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対して生成された「０」を示す結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが「２回目」に生成されたことを示す回数情報とを保持している。【００６０】
ここで、可搬媒体識別子ＭＩＤと結果情報ＲＳおよび回数情報とは、応答情報確認部１０９によって更新される情報である。【００６１】
（１１）回数制御部１１１
回数制御部１１１は、可搬媒体２に対して１回の認証処理を行う間の、選択認証情報ＳＣを送信する回数（送信回数）を制御する。この送信回数では、選択認証情報ＳＣを可搬媒体２へ送付し、第二応答情報Ｒｒを受信する処理を１回とする。回数制御部１１１は、可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２に対して、既に選択認証情報ＳＣを送信した回数を保持しておく。初期値は０である。回数制御部１１１は、応答情報確認部１０９から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、送信回数が予め与えられた規定数（例えば１０回。予め与えられてもよいし、サービス毎やユーザ毎によって変えてもよい）以下の場合、回数制御部１１１は、認証情報選択部１０３へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、送信回数をインクリメント（１回加算）する。一方、送信回数が予め与えられた規定数と等しい場合、回数制御部１１１は、送信回数を０にリセットし、判定部１１２へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力する。【００６２】
（１２）判定部１１２
判定部１１２は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ると、結果保持部１１０へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する規定数（例えば１０個）の結果情報ＲＳを取得する。次に、判定部１１２は、規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳの割合を計算する。そして、その割合が、予め与えられる割合（例えば８０％）以上であれば、判定部１１２は、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２が最終的に正規であると判断し、「１」を示す最終判定結果ＦＲを出力部１１３へ出力する。一方、「１」を示す結果情報ＲＳのある割合が予め与えられる割合未満であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に不正であると判断し、「０」を示す最終判定結果ＦＲを出力部１１３へ出力する。【００６３】
なお、本実施の形態では、この判定部１１２が最終判定手段として構成され、規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳの割合が予め与えられる割合（例えば８０％）以上であるか否かを判定し、その予め与えられる割合以上である場合に、可搬媒体２を最終的に正当な装置であると判定している。【００６４】
（１３）出力部１１３
出力部１１３は、判定部１１２から最終判定結果ＦＲを受け取る。もし最終判定結果ＦＲが「１」を示す場合には、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供するように制御する。一方、最終判定結果ＦＲが「０」を示す場合には、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供しないように制御する。【００６５】
以上で、認証装置１の構成について説明を行った。次に認証装置１の動作の一例について説明する。【００６６】
＜認証装置１の動作＞
以下、図７を参照しながら、認証装置１の動作について説明する。【００６７】
図７は、本実施の形態における認証装置１の動作を示すフローチャートである。【００６８】
入力部１０１は、外部から認証要求信号を受信する。そして、入力部１０１は、挿入された可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１へアクセスし、可搬媒体２を特定する可搬媒体識別子ＭＩＤを取得する。その後、入力部１０１は、取得した可搬媒体識別子ＭＩＤを認証情報選択部１０３へ出力する（ステップＳ１０１）。【００６９】
認証情報選択部１０３は、入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、認証情報選択部１０３は、認証情報保持部１０２へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応して保持されている、認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒ、および環境変化情報Ｆからなる複数の組の中から１組を取得する。ここで取得された認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆをそれぞれ、選択認証情報ＳＣ、選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとする。そして、認証情報選択部１０３は、可搬媒体識別子ＭＩＤと、取得した選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとを選択情報保持部１０４へ格納する。その後、認証情報選択部１０３は、取得した選択認証情報ＳＣを環境選択部１０５へ出力する（ステップＳ１０２）。【００７０】
環境選択部１０５は、認証情報選択部１０３から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、環境選択部１０５は、予め与えられる二つの環境情報の中から一つを取得する。そして、第一の環境に対応する環境情報を選択した場合、環境選択部１０５は、「０」を示すことによって、第一の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、選択情報保持部１０４に保持する。また、第二の環境に対応する環境情報を選択した場合は、環境選択部１０５は、「１」を示すことによって、その第二の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、選択情報保持部１０４に格納する。そして、環境選択部１０５は、選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを環境設定部１０６へ出力する（ステップＳ１０３）。【００７１】
環境設定部１０６は、環境選択部１０５から選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを受け取る。そしてまず、環境設定部１０６は、受け取った選択環境情報ＳＥをもとに、可搬媒体２の環境を設定する。可搬媒体２の環境の設定が終了したら、環境設定部１０６は選択認証情報ＳＣを認証情報送信部１０７へ出力する（ステップＳ１０４）。【００７２】
認証情報送信部１０７は、環境設定部１０６から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報送信部１０７は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の認証情報受信部２０２に対して選択認証情報ＳＣを送信する（ステップＳ１０５）。【００７３】
応答情報受信部１０８は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の応答情報送信部２０５から第二応答情報Ｒｒを受信したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。ここで、応答情報受信部１０８は、受信したと判別すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、受信した第二応答情報Ｒｒを応答情報確認部１０９へ出力してステップＳ１０７の処理へ進み、受信していないと判別すると（ステップＳ１０６のＮｏ）、ステップＳ１０６の処理を繰り返す。【００７４】
応答情報確認部１０９は、応答情報受信部１０８から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報確認部１０９は、選択情報保持部１０４から可搬媒体識別子ＭＩＤと、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥとを取得する。そこで、応答情報確認部１０９は、第二応答情報Ｒｒを確認する。具体的には、まず、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「１」を示す場合、もしくは選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。もし等しい場合、応答情報確認部１０９は、「１」すなわち成功を示す結果情報ＲＳを生成する。もし選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しくない場合、応答情報確認部１０９は、「０」すなわち失敗を示す結果情報ＲＳを生成する。【００７５】
一方、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「０」を示し、かつ選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが異なるかどうかを確認する。もし異なる場合、応答情報確認部１０９は、「１」すなわち成功を示す結果情報ＲＳを生成する。もし等しい場合、応答情報確認部１０９は、「０」すなわち失敗を示す結果情報ＲＳを生成する。そして、応答情報確認部１０９は、可搬媒体識別子ＭＩＤと結果情報ＲＳおよび回数情報とを結果保持部１１０へ格納（追記）し、可搬媒体識別子ＭＩＤを回数制御部１１１へ出力する（ステップＳ１０７）。【００７６】
回数制御部１１１は、応答情報確認部１０９から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、回数制御部１１１は、送信回数が予め与えられた規定数（例えば１０回）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ここで、回数制御部１１１は、規定数未満であると判別すると（ステップＳ１０８のＮｏ）、認証情報選択部１０３へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、送信回数をインクリメント（１回加算）し、ステップ１０２の処理へ進む。一方、回数制御部１１１は、送信回数が規定数以上と判別すると、すなわち送信回数が規定数に等しいと判別すると（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、送信回数を０にリセットし、判定部１１２へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、ステップＳ１０９の処理へ進む。【００７７】
判定部１１２は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ると、結果保持部１１０へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する規定数の結果情報ＲＳを取得して集計する。すなわち、判定部１１２は、それらの規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳが含まれている割合を計算する（ステップＳ１０９）。その割合が予め与えられる割合以上であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に正規であると判定し、「１」を示す最終判定結果ＦＲを生成して出力部１１３へ出力する。一方、「１」を示す結果情報ＲＳが含まれている割合が予め与えられる割合未満であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に不正であると判定し、「０」を示す最終判定結果ＦＲを生成して出力部１１３へ出力する（ステップＳ１１０）。【００７８】
出力部１１３は、判定部１１２から最終判定結果ＦＲを受け取る。もし最終判定結果ＦＲが「１」を示す場合、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供するように制御する。一方、最終判定結果ＦＲが「０」を示す場合、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供しないように制御する。【００７９】
以上が、認証装置１の構成と動作である。続いて、可搬媒体２の構成と動作について説明する。【００８０】
＜可搬媒体２の構成＞
図８は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体２の構成を示すブロック図である。ここでは、本発明に関わる認証処理を行う部分についてのみ説明し、実際のサービス利用（例えばＡＴＭなど）に関わる部分の説明は省略する。【００８１】
可搬媒体２は、可搬媒体情報保持部２０１と、認証情報受信部２０２と、応答情報取得部２０３と、固有情報生成部２０４と、応答情報送信部２０５とを備えている。なお、図８では示していないが、可搬媒体２は、認証装置１とデータをやり取りするアクセス部も備える。また、図８においては、認証装置１の一部の構成を示すブロック図も合わせて記述しているが、これは可搬媒体２との間で情報のやり取りを行う認証装置１の構成要素を中心に記述しているものであって、認証装置１の詳細な構成については、図２を用いてすでに説明済みである。【００８２】
（１）可搬媒体情報保持部２０１
可搬媒体情報保持部２０１は、可搬媒体識別子ＭＩＤを保持する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、可搬媒体２を特定するための識別子であり、可搬媒体２の製造時に与えられる識別子である。可搬媒体識別子ＭＩＤは、例えば１２８ビットの整数値である。【００８３】
（２）認証情報受信部２０２
認証情報受信部２０２は、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報受信部２０２は、受け取った選択認証情報ＳＣを応答情報取得部２０３へ出力する。【００８４】
（３）応答情報取得部２０３
応答情報取得部２０３は、認証情報受信部２０２から選択認証情報ＳＣを受け取る。その後、応答情報取得部２０３は、選択認証情報ＳＣを入力データとして、固有情報生成部２０４へアクセスし、その入力データに対する固有情報生成部２０４の出力データを得る。応答情報取得部２０３は、その出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５へ出力する。【００８５】
（４）固有情報生成部２０４
固有情報生成部２０４は、ある入力データが与えられたときに、その入力データに対応する出力データを出力するものである。また、この固有情報生成部２０４は、ある一部の入力データに対する出力データが環境に応じて変化する特徴を有する。この固有情報生成部２０４の実現手段の一例は、ＰＵＦ回路である。特許文献１に記載のＰＵＦ回路は、下記のとおりである。まずＰＵＦ回路は、異なる導線や部品を通る複数のパスを含む。そして、ＰＵＦ回路は、入力データをもとに、複数のパスの中から二つのパスを一意に選択する。そして、ＰＵＦ回路は、その二つのパスの伝播遅延を比較し、どちらのパスの遅延が長いかにより、チップ固有値（この場合は１ビット）を生成して出力する。つまり、本実施の形態における固有情報生成部２０４は、上述のようなＰＵＦ回路を１つ以上備えることにより、１以上のビットからなる出力データを第二応答情報Ｒｒとして出力する。【００８６】
なお、本実施の形態では、この固有情報生成部２０４が、第二応答情報Ｒｒを出力する応答情報出力手段として構成されている。【００８７】
（５）応答情報送信部２０５
応答情報送信部２０５は、応答情報取得部２０３から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報送信部２０５は、受け取った第二応答情報Ｒｒを、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１へ送信する。【００８８】
以上で、可搬媒体２の構成について説明を行った。次に可搬媒体２の動作の一例について説明する。【００８９】
＜可搬媒体２の動作＞
以下、図９を参照しながら、可搬媒体２の動作について説明する。【００９０】
図９は、可搬媒体２の動作を示すフローチャートである。【００９１】
認証情報受信部２０２は、認証装置１の認証情報送信部１０７から、可搬媒体２のアクセス部を介して、選択認証情報ＳＣを受信しているかどうかを確認する（ステップＳ２０１）。認証情報受信部２０２は、受信していないことを確認すると（ステップＳ２０１のＮｏ）、ステップＳ２０１の処理を繰り返し行う。一方、認証情報受信部２０２は、受信したことを確認すると（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、その選択認証情報ＳＣを応答情報取得部２０３へ出力する。【００９２】
応答情報取得部２０３は、認証情報受信部２０２から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、応答情報取得部２０３は、選択認証情報ＳＣを入力データとして、固有情報生成部２０４へアクセスし、出力データを得る。応答情報取得部２０３は、その出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５へ出力する（ステップＳ２０２）。【００９３】
応答情報送信部２０５は、応答情報取得部２０３から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報送信部２０５は、受け取った第二応答情報Ｒｒを、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１へ送信し、処理を終了する（ステップＳ２０３）。【００９４】
以上が、可搬媒体２の構成と動作である。【００９５】
＜情報セキュリティシステム１の効果＞
以上、情報セキュリティシステム１について実施の形態に基づいて説明した。この情報セキュリティシステム１においては、ある一部の入力データに対する出力データが環境に応じて変化する固有情報生成部２０４（例えばＰＵＦ回路）を利用して、環境を変化させながらチャレンジレスポンス認証を行う。具体的には、認証装置１は、可搬媒体２の環境を設定して（変化させて）から、チャレンジレスポンス認証を行い、設定した環境とチャレンジレスポンス認証の結果との整合性を確認する。これにより、ある一つの環境のもとで固有情報生成部２０４の入出力データを全てコピーしたテーブルを有するクローン可搬媒体が登場したとしても、それらを排除できる。その排除できる理由は、クローン可搬媒体は、環境を変化させても、出力データが変化しないためである。これにより、より安全性の高い認証処理を実現できる。【００９６】
また、少し高度な不正者が登場し、環境を変化させた場合に、固有情報生成部２０４の出力が変化する入力データを特定出来たとする。そのような場合に、環境を変化させても出力が変化しない入力データに関しては、毎回同じ出力データを出力し、環境を変化させた場合に出力が変化する入力データに関しては、毎回ランダムなデータを出力するようなクローン可搬媒体を作成されたとする。このような場合であっても、本発明の技術により、それらクローン可搬媒体を排除することができる。その理由は、環境を変化させた場合に出力データが変化する入力データに関して、同じ環境を設定しながら、同じ入力データを連続して与えるようにする。この場合であっても、上記のようなクローン可搬媒体の出力データはランダムに変化してしまうためである。このことにより、クローン可搬媒体を排除出来る。【００９７】
さらに高度な不正者が登場し、万が一、様々な環境のもとでの固有情報生成部２０４の入出力データをコピーしたテーブルが取得出来たとする。そして、それら全てのテーブルを有するクローン可搬媒体が登場したとする。しかし、そのクローン可搬媒体には、温度センサーや電圧センサーを設けて、センサーの結果により出力データを選択する必要がある。このようなクローン可搬媒体に関しては、センサーが追加で必要となるため、非常にコスト高となる。このことにより、クローン可搬媒体の製造を抑止することができる。【００９８】
上記のことにより、本発明の技術は、従来技術に比べ、高い安全性の認証処理を実現することが出来る。【００９９】
＜変形例＞
上記に説明した実施の形態は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものではなく、その旨を逸脱しない範囲において主な態様で実施し得るものである。以下のような場合も本発明に含まれる。【０１００】
（１）実施の形態では、認証装置１は二つの設定環境（第一の環境、第二の環境）をもとに、環境設定部１０６によって、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を設定するようにしていたが、これに限るものではない。例えば、認証装置１は三つ以上の設定環境をもとに、環境設定部１０６によって、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を設定するようにしてもよい。つまり、環境設定部１０６は、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を、第一の環境、第二の環境、第三の環境、…、第Ｎの環境（Ｎは４以上の整数）のうちの何れかに設定してもよい。【０１０１】
また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境情報を取得する環境情報取得部（環境取得手段）を認証装置１に備えてもよい。例えば、可搬媒体２は、その固有情報生成部２０４の環境を示す環境情報を認証装置１に通知する通知手段を備え、環境情報取得部は、可搬媒体２の通知手段から通知された環境情報を取得する。そして、環境選択部１０５は、環境情報取得部によって取得された環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。【０１０２】
また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を計測する環境情報計測部（環境計測手段）を認証装置１に備えてもよい。例えば、環境情報計測部は、固有情報生成部２０４の表面温度や外部温度や、可搬媒体２への供給電圧量を計測し、取得する。そして、環境選択部１０５は、環境情報計測部によって計測された環境を示す環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。これにより、環境設定部１０６が不要になる。【０１０３】
（２）また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境情報を予測する環境情報予測部（環境予測手段）を認証装置１に備えても良い。環境情報予測部は、例えば、タイマーやカレンダー機能を有し、可搬媒体２から第二応答情報Ｒｒが出力されるときの時刻を示す時刻情報や、日付を示す日付情報をもとに固有情報生成部２０４の温度を予測し、取得してもよい。また、環境情報予測部は、可搬媒体２の使用年数を把握し、その使用年数をもとに供給電圧量を予測し、取得するようにしてもよい。そして、環境選択部１０５は、環境情報予測部によって予測された温度や供給電圧などの環境を示す環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。これにより、変形例（１）と同様に、環境設定部１０６が不要になる。【０１０４】
（３）実施の形態では、認証装置１（例えばＡＴＭ端末）と可搬媒体２（例えばＩＣカード）のシステムをもとに説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、物理的に距離が離れているサーバ装置とクライアント装置間において、サーバ装置（認証装置１に対応）がクライアント装置（可搬媒体２に対応）を認証するようなシステムであってもよい。この場合、サーバの環境設定部１０６は、クライアント装置のヒータや電源を制御出来るようにしてもよいし、クライアント装置のファンの回転数を増減させることで、表面温度や外部温度を間接的に制御するようにしてもよい。また、変形例（２）と組み合わせた場合、認証装置１は、クライアント装置の設置位置（地域など）をもとに、表面温度や外部温度を予測し、取得するようにしてもよい。【０１０５】
（４）可搬媒体２の固有情報生成部２０４は、特許文献１で記載のＰＵＦ回路を想定していたが、他のタイプのＰＵＦ回路であってもよい。例えば、Ｃｏａｔｉｎｇ  ＰＵＦ、Ａｃｏｕｓｔｉｃ  ＰＵＦ、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＰＵＦ（例えば非特許文献を参照、非特許文献：“Pim Tuyls, Boris Skoric, S. Stallinga, Anton H. M. Akkermans, W. Ophey、”Information-Theoretic Security Analysis of Physical Uncloneable Functions“、Financial Cryptography 2005、ｐ141-155”）や、その他のＰＵＦであってもよい。また、可搬媒体２の固有情報生成部２０４は、環境変化により出力データが変化するものであれば、ＰＵＦ回路以外であってもよい。例えば、半導体装置の電源をオンした際のフリップフロップやＲＡＭ、ＳｔａｔｉｃＲＡＭの各メモリセルから最初に出力される論理信号から、固有の識別コードを生成する技術（例えば特許文献を参照、特許文献：特開２００６−０６０１０９号公報）に関しても、環境変化により出力データが変化するので、全く同様のことが実現できる。【０１０６】
（５）実施の形態において、可搬媒体２は、固有情報生成部２０４の出力データである第二応答情報Ｒｒをそのまま認証装置１へ送信していたが、これに限るものではない。例えば、認証装置１は可搬媒体２に対して、二つの選択認証情報ＳＣを送付してもよい。この場合、可搬媒体２は、一つの選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４へ入力した際の出力データを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを暗号化して、その暗号化されたデータを第二応答情報Ｒｒとして認証装置１へ送信する。認証装置１は、一つの選択認証情報ＳＣに対応する出力データを鍵データとして、受信した暗号化データを復号化して、もう一つの選択認証情報ＳＣと比較するようにしてもよい。また、暗号化は、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）方式などの秘密鍵暗号を用いてもよいし、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ  Ｓｈａｍｉｒ  Ａｄｌｅｍａｎ）方式などの公開鍵暗号を用いてもよい。また、ＥｌＧａｍａｌ方式などの電子署名を用いてもよいし、ＳＨＡ−１（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ−１）などのハッシュ関数、一方向性関数を用いてもよい。【０１０７】
また、同様に、認証装置１は二つの選択認証情報ＳＣを選択し、一つの選択認証情報ＳＣに対応する選択第一応答情報ＳＲを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを暗号化し、鍵データとして使用した選択第一応答情報ＳＲに対応する一つの選択認証情報ＳＣと、暗号化された選択認証情報ＳＣとを可搬媒体２へ送付してもよい。この場合、可搬媒体２は、一つの選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４へ入力した際の出力データを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを復号化して、その復号化されたデータを第二応答情報Ｒｒとして認証装置１へ送信する。認証装置１は、最初の一つの選択認証情報ＳＣに対応する選択第一応答情報ＳＲと受信した第二応答情報Ｒｒとを比較する。これにより、より安全な認証処理が実現できる。【０１０８】
（６）可搬媒体２の固有情報生成部２０４に、エラー訂正機構を備えてもよい。このエラー訂正機構の訂正能力により、どの程度の環境変化により固有情報生成部２０４の出力データが変化するかどうかを調整する。具体的には、エラー訂正機構の訂正能力を強くすれば、大きく環境変化させても固有情報生成部２０４の出力データが変化しなくなり、エラー訂正機構の訂正能力を弱くすれば、小さな環境変化でも固有情報生成部２０４の出力データが変化するようになる。例えば、エラー訂正機構は、繰り返し符号を用いて誤り訂正する場合、少しの環境変化でも出力データに誤りが生じ易い固有情報生成部２０４に対しては、多くの繰り返し符号を付与し、激しい環境変化でも出力データに誤りが生じ難い固有情報生成部２０４に対しては、少ない繰り返し符号を付与する。このようにすることで、各可搬媒体２（固有情報生成部２０４）において、出力データを変化させることができる環境変化の程度に大小のばらつきがあっても、エラー訂正機構の訂正能力によりそのばらつきを抑えることができる。その結果、認証装置１は、可搬媒体２ごとに第一及び第二の環境を変化させることなく、予め定められた第一及び第二の環境によって全ての可搬媒体２を認証することができる。このような繰り返し符号の設定は、可搬媒体２の製造時に行われたり、可搬媒体２の出荷後に行われたりする。例えば、出荷後に固有情報生成部２０４の特性が変化した場合に、エラー訂正機構の訂正能力を向上もしくは低下させる。【０１０９】
（７）可搬媒体２は、固有情報生成部２０４の物理特性が経年的に変化したときには、その変化したことを認証装置１に通知してもよい。この場合、認証装置１は、その特性の変化を考慮して可搬媒体２の認証を行う。例えば、選択環境変化情報ＳＦが「１」、すなわち固有情報生成部２０４からの出力データが環境によって変化しないことを示している場合に、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しくても、上記通知を受けた認証装置１は、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。つまり、認証装置１は、可搬媒体２の経年劣化も考慮して、可搬媒体２を正しく認証することができる。【０１１０】
（８）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、そのコンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。【０１１１】
（９）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、そのコンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。【０１１２】
（１０）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。そのＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、そのＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。【０１１３】
（１１）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、そのコンピュータプログラムからなるディジタル信号であるとしてもよい。【０１１４】
（１２）また、本発明は、そのコンピュータプログラムまたはディジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているディジタル信号であるとしてもよい。【０１１５】
（１３）また、本発明は、コンピュータプログラムまたはディジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。【０１１６】
（１４）また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、そのメモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、そのコンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。【０１１７】
（１５）また、プログラムまたはディジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはディジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。【０１１８】
（１６）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の認証装置は、高度な不正者による成りすましを困難にすることができるという効果を奏し、ユーザにサービスを提供する例えばＡＴＭなどのシステムにおいて、ユーザのＩＣカードを認証する認証装置などに適用可能であり、特に高い安全性が必要となる被認証装置の認証に有用である。
【図１】
2008056613.tif 000003
【図２】
2008056613.tif 000004
【図３】
2008056613.tif 000005
【図４】
2008056613.tif 000006
【図５】
2008056613.tif 000007
【図６】
2008056613.tif 000008
【図７】
2008056613.tif 000009
【図８】
2008056613.tif 000010
【図９】
2008056613.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月12日(2008.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証装置を認証する認証装置であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、
前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を設定する環境設定手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境設定手段により設定される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項３】
前記特性情報は、入力データと、予め定められた第１の環境にある前記正当被認証装置が前記入力データの入力に対して出力する出力データと、前記第１の環境と異なる第２の環境にある前記正当被認証装置の前記入力データの入力に対する出力が前記出力データから変化するか否かを示す変化識別データとを、前記入出力特定として示し、
前記認証情報送信手段は、前記入力データを前記認証情報として送信する
ことを特徴とする請求項２記載の認証装置。
【請求項４】
前記判断手段は、
前記変化識別データが変化しないことを示しているか、前記環境特定手段によって特定された環境が前記第１の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに等しい場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断し、
前記変化識別データが変化することを示し、且つ前記環境特定手段によって特定された環境が前記第２の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに異なる場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する
ことを特徴とする請求項３記載の認証装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記入力データ、前記出力データおよび前記変化識別データからなる組を複数示す前記特性情報を記憶しており、
前記認証装置は、さらに、
前記特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段を備え、
前記認証情報送信手段は、前記選択手段によって選択された組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、
前記判断手段は、前記認証情報送信手段により送信された入力データと同一の組に含まれる出力データと前記応答情報とを比較する
ことを特徴とする請求項４記載の認証装置。
【請求項６】
前記認証装置は、さらに、
前記第１および第２の環境の中から何れか１つの環境を選択する環境選択手段を備え、
前記環境設定手段は、前記環境選択手段により選択された環境に、前記被認証装置の環境を設定する
ことを特徴とする請求項５記載の認証装置。
【請求項７】
前記組選択手段は、前記複数の組の中から何れか１つの組をランダムに選択し、前記環境選択手段は、前記第１および第２の環境の中から何れか１つの環境をランダムに選択する
ことを特徴とする請求項６記載の認証装置。
【請求項８】
前記組選択手段は、前記被認証装置に対して複数の組を順次選択し、
前記認証情報送信手段は、前記組選択手段で組が選択されるごとに、当該組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、
前記判断手段は、前記入力データが送信されるごとに、当該入力データに対応する出力データと前記応答情報との比較を実行することにより、前記被認証装置が正当な装置であるか否かを判断し、
前記認証装置は、さらに、
前記判断手段による判断の回数のうち、正当な装置であると判断された回数の割合が、予め定められた割合以上であるか否かを判定し、予め定められた割合以上である場合に、前記被認証装置を最終的に正当な装置であると判定する最終判定手段を備える
ことを特徴とする請求項５記載の認証装置。
【請求項９】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置から通知された、前記被認証装置の環境を示す環境情報を取得する環境取得手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境取得手段により取得される環境情報の示す環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１０】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を計測する環境計測手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境計測手段により計測される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１１】
前記認証装置は、さらに、
前記被認証装置の環境を予測する環境予測手段を備え、
前記環境特定手段は、前記環境予測手段により予測される環境を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１２】
前記環境予測手段は、
前記被認証装置が前記応答情報を出力する時刻、日時、場所、または、前記時刻まで前記被認証装置が使用されてきた期間に基づいて、前記被認証装置の環境を予測する
ことを特徴とする請求項１１記載の認証装置。
【請求項１３】
前記応答情報受信手段は、前記被認証装置内のＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路が前記認証情報を取得して出力する前記応答情報を受信する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１４】
前記環境特定手段は、
前記被認証装置の温度、および前記認証装置に供給される電圧のうち少なくとも１つを前記環境として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項１５】
認証装置によって認証される被認証装置であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、
前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、
前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする被認証装置。
【請求項１６】
前記通知手段は、前記応答情報出力手段の温度、および前記応答情報出力手段に供給される電圧のうち少なくとも１つを前記環境として通知する
ことを特徴とする請求項１５記載の被認証装置。
【請求項１７】
前記応答情報出力手段は、ＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路を有し、前記認証情報の入力に対する前記ＰＵＦ回路からの出力データを、前記応答情報として出力する
ことを特徴とする請求項１５記載の被認証装置。
【請求項１８】
被認証装置を認証する認証方法であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段を用い、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信ステップと、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信ステップと、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定ステップと、
前記環境特定ステップで特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断ステップと
を含むことを特徴とする認証方法。
【請求項１９】
認証装置によって認証される被認証装置が行う処理の方法であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信ステップと、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力ステップと、
前記応答情報出力ステップで出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信ステップと、
前記被認証装置の環境を前記認証装置に通知する通知ステップと
を含むことを特徴とする被認証装置の処理方法。
【請求項２０】
被認証装置を認証するためのプログラムであって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段を用い、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信ステップと、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信ステップと、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定ステップと、
前記環境特定ステップで特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
被認証装置を認証する集積回路であって、
正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、
被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、
前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、
前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、
前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする集積回路。
【請求項２２】
認証装置によって認証される集積回路であって、
前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、
前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、
前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、
前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする集積回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）カードなどの被認証装置を認証する認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが、そのユーザ本人であるかどうかを確認する手段として、認証技術が用いられている。その認証技術の一つとして、秘密鍵暗号方式を用いたチャレンジレスポンス認証がある。チャレンジレスポンス認証では、まず事前に、そのユーザが所有する正当な被認証装置と、その正当な被認証装置を認証する認証装置とが同じ鍵を共有しておく（以後、共有鍵と呼ぶ）。そして、認証装置は、被認証装置を認証するときには、まず、その被認証装置に対して、乱数をチャレンジ情報として送付する。被認証装置は、受信したチャレンジ情報をメッセージとして、共有鍵を使って暗号化する。そして、被認証装置は、暗号化されたメッセージをレスポンス情報として認証装置へ返送する。認証装置は、受信したレスポンス情報を同じ共有鍵を使って復号化する。そして、認証装置は、復号化されたメッセージと最初に送付したチャレンジ情報とが一致しているかどうかを確認する。認証装置は、もし一致していたら、その被認証装置は事前に共有した鍵を保持していると判断し、その被認証装置を所有するユーザが正当なユーザであると判断する。このようにすることで、認証装置は、ユーザがそのユーザ本人であるかどうかを確認することができる。
【０００３】
しかし、上記のようなチャレンジレスポンス認証では、事前に共有した鍵が第三者に漏洩した場合、その第三者は、被認証装置のユーザである本人に成りすますことが出来てしまう。この共有鍵が漏洩してしまう原因の一つに、秘密の共有鍵を保持する被認証装置、例えばユーザ端末やＩＣカードなどの耐タンパ実装が不十分な場合が挙げられる。この場合、被認証装置への不正アクセスにより秘密の共有鍵が漏洩してしまうことになる。そのようなことを防ぐ一つの解決法として、特許文献１では、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｎｃｌｏａｎａｂｌｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（以後ＰＵＦと呼ぶ）技術を利用してチャレンジレスポンス認証を行う方法が開示されている（特許文献１の段落番号００６１〜００７６）。
【０００４】
ＰＵＦ技術とは、同じマスクで製造されたチップであっても、チップ毎に物理特性に微細なばらつきがあるため、このような微細なばらつきを利用して、チップ固有情報を生成する技術であり、ＰＵＦ技術をチップ固有識別子やチップ固有鍵に利用することができる。ＰＵＦ技術をもとに製造された回路（以後ＰＵＦ回路と呼ぶ）は、関数のように、ある入力データを入力すると、その入力データに対応する出力データを出力する。ＰＵＦ回路を用いたチャレンジレスポンス認証では、まず事前に、認証装置は、ＰＵＦ回路を備えた正当な被認証装置を用いてその正当な被認証装置の出力データを初期登録しておく。つまり、認証装置は、ＰＵＦ回路の入力データと対応する出力データを取得し、保管しておく。そして、その被認証装置は被認証者であるユーザへ渡される。そして認証時には、認証装置は、被認証装置に対して、事前に取得したＰＵＦ回路の入力データのうち一つをチャレンジ情報として送付する。被認証装置は、受信したチャレンジ情報を入力データとしてＰＵＦ回路へ入力し、ＰＵＦ回路の出力データを取得する。そして、被認証装置は、その出力データをレスポンス情報として、認証装置へ返送する。認証装置は、受信したレスポンス情報と、最初に送付した入力データに対応する出力データとが一致しているかどうかを確認する。認証装置は、もし一致していたら、その被認証装置が正当な装置であると判断し、その被認証装置を保持しているユーザが正当なユーザであると判断する。
【０００５】
このＰＵＦ回路の特徴は、チップ毎の微細な物理特性のばらつきを利用しているため、同じ物理特性を持つ別のクローン回路（ＰＵＦチップ）を生成することが難しい点にある。このようなＰＵＦ回路を認証に用いることによって、前述のチャレンジレスポンス認証の課題、すなわち秘密鍵が漏洩して成りすましがされるという課題を解消している。ＰＵＦ回路を実現する場合、特許文献１では、半導体回路の導線や部品の伝播遅延がチップ毎に微妙に異なることに着目して、チップ固有情報を生成している。具体的には、ＰＵＦ回路は、異なる導線や部品を通る複数のパスを含んでいる。そして、ＰＵＦ回路は、入力データに基づいて、半導体回路内の上記複数のパスのうち二つのパスを一意に選択し、その二つのパスの伝播遅延を比較し、どちらのパスの遅延が長いかにより、チップ固有値（例えば１ビットの値）を生成する。
【０００６】
しかし、ＰＵＦ回路における各パスの伝搬遅延は、そのＰＵＦ回路の温度（表面温度や外部温度など）やＰＵＦ回路への供給電圧量等の変動によって、変化することが知られている。このことにより、同じＰＵＦ回路に同じ入力データを入力した場合であっても、ＰＵＦ回路の温度や供給電圧量が変わると、出力データが変化する場合がある。その原理は、下記の通りである。
【０００７】
まず、ＰＵＦ回路にある入力データを入力した場合に、二つのパス（パス１とパス２）が選択されたとする。そして、ある第一の環境（温度や供給電圧）のもとでは、パス１の方がパス２よりも伝播遅延が長く、その結果、ＰＵＦ回路は例えば１を示す固有ビットを出力する。一方、上記第一の環境と異なる第二の環境のもとでは、同じＰＵＦ回路に対して同じ入力データを入力しても、パス１とパス２の伝播遅延の長さの大小関係が逆転し、パス２の方がパス１よりも伝播遅延が長くなることがある。その場合、ＰＵＦ回路は、最初とは異なる０を示す固有ビットを出力する。
【０００８】
このように、同じＰＵＦ回路に対して同じ入力データを入力しても、ＰＵＦ回路は環境変化により違う出力データを出力することがある。そのようなことが起こると、認証装置は、正規ユーザであっても、不正者として誤認識してしまう可能性がある。
【０００９】
そこで特許文献１では、パス１とパス２の伝播遅延が大きく違う場合には、環境（温度や供給電圧量）が多少変化しても、それらの伝播遅延の大小関係が逆転しないことに着目し、この問題を解決している。具体的には、認証装置は、伝搬遅延がそれぞれ大きく異なるパス１とパス２が選択されるような入力データを事前に把握しておき、チャレンジレスポンス認証において、そのような入力データのみを使うようにしている（特許文献１の段落番号０１０７〜０１１２）。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０２０４７４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の認証装置であっても、高度な不正者により成りすましが出来るという問題がある。つまり、この認証装置は、不正な被認証装置を正当な認証装置として判断し、その結果、不正な被認証装置を有するユーザを、正当なユーザであると誤認証してしまうという問題がある。
【００１１】
このような成りすましは、以下のように行われる。まずＰＵＦ回路を含む正当な被認証装置が高度な不正者の手に渡る。そして、その正当な被認証装置に含まれるＰＵＦ回路の入出力データが取得されてテーブル化される。そして、そのテーブル化された入出力データを埋め込んだ別の偽造装置（例えば偽造カード）が作成される。このような偽造装置が認証装置により認証されると、その偽造装置は、受信したチャレンジ情報を入力データとし、その入力データに対応付けられた出力データをテーブルから取得し、その出力データをレスポンス情報として出力する。不正者は、このような偽造装置を作成することで、正当なユーザに成りすますことが出来る。
【００１２】
そこで本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、高度な不正者による成りすましを困難にした認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る認証装置は、被認証装置を認証する認証装置であって、正当であると認証されるべき正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報を予め記憶している記憶手段と、被認証装置に認証情報を送信する認証情報送信手段と、前記認証情報の入力に対して前記被認証装置から出力される応答情報を受信する応答情報受信手段と、前記被認証装置の環境を特定する環境特定手段と、前記環境特定手段によって特定された環境における前記認証情報と前記応答情報とが、前記記憶手段に記憶されている前記特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する判断手段とを備えることを特徴とする。例えば、前記認証装置は、さらに、前記被認証装置の環境を設定する環境設定手段を備え、前記環境特定手段は、前記環境設定手段により設定される環境を特定する。
【００１４】
これにより、被認証装置に対して入力された認証情報と、その認証情報に対して被認証装置から出力された応答情報と、その被認証装置の入出力時の環境とが、正しいとされる環境変化を伴う入出力特性を満たすか否かにより、その被認証装置が正当か否かが判断される。すなわち、本発明では、従来のように、被認証装置の入力と出力だけでその被認証装置が正当な装置か否かが判断されることなく、さらに、被認証装置の入出力時の環境も考慮してその被認証装置が正当な装置か否かが判断される。その結果、高度な不正者が正当被認証装置の複数の入力とそれらの入力に対する複数の出力とを取得してテーブルを生成し、そのテーブルを偽造カードに埋め込んでも、そのテーブルは正当被認証装置の環境変化を伴う入出力特性を示していない。したがって、その偽造カードに対して入力された認証情報と、その認証情報に対して偽造カードから出力された応答情報と、その偽造カードの入出力時の環境とが、正しいとされる環境変化を伴う入出力特性を満たすことは非常に困難となり、その偽造カードを不正な装置として判断することができる。つまり、高度な不正者による成りすましを困難にすることができる。特に、正当被認証装置が、その正当被認証装置の温度や、その正当被認証装置に供給される電圧などの環境の変化によって、同じ入力に対して出力が異なるような入出力特性を有するような場合に、本発明は有効である。
【００１５】
また、前記特性情報は、入力データと、予め定められた第１の環境にある前記正当被認証装置が前記入力データの入力に対して出力する出力データと、前記第１の環境と異なる第２の環境にある前記正当被認証装置の前記入力データの入力に対する出力が前記出力データから変化するか否かを示す変化識別データとを、前記入出力特定として示し、前記認証情報送信手段は、前記入力データを前記認証情報として送信することを特徴としてもよい。例えば、前記判断手段は、前記変化識別データが変化しないことを示しているか、前記環境特定手段によって特定された環境が前記第１の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに等しい場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断し、前記変化識別データが変化することを示し、且つ前記環境特定手段によって特定された環境が前記第２の環境であるときには、前記応答情報と前記出力データとを比較し、互いに異なる場合に、前記被認証装置が正当な装置であると判断する。
【００１６】
変化識別データが変化しないことを示しているか、環境特定手段によって特定された環境が第１の環境であるときには、被認証装置が正当被認証装置であれば、応答情報は特性情報の示す出力データと同一のはずである。したがって、本発明では、このようなときに応答情報と出力データとが互いに等しい場合には、被認証装置が正当な装置であると適切に判断することができる。さらに、変化識別データが変化することを示し、且つ環境特定手段によって特定された環境が第２の環境であるときには、被認証装置が正当被認証装置であれば、応答情報は特性情報の示す出力データと異なるはずである。したがって、本発明では、このようなときに応答情報と出力データとが互いに異なる場合には、被認証装置が正当な装置であると適切に判断することができる。
【００１７】
また、前記記憶手段は、前記入力データ、前記出力データおよび前記変化識別データからなる組を複数示す前記特性情報を記憶しており、前記認証装置は、さらに、前記特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段を備え、前記認証情報送信手段は、前記選択手段によって選択された組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、前記判断手段は、前記認証情報送信手段により送信された入力データと同一の組に含まれる出力データと前記応答情報とを比較することを特徴としてもよい。例えば、前記組選択手段は、前記被認証装置に対して複数の組を順次選択し、前記認証情報送信手段は、前記組選択手段で組が選択されるごとに、当該組に含まれる入力データを前記認証情報として送信し、前記判断手段は、前記入力データが送信されるごとに、当該入力データに対応する出力データと前記応答情報との比較を実行することにより、前記被認証装置が正当な装置であるか否かを判断し、前記認証装置は、さらに、前記判断手段による判断の回数のうち、正当な装置であると判断された回数の割合が、予め定められた割合以上であるか否かを判定し、予め定められた割合以上である場合に、前記被認証装置を最終的に正当な装置であると判定する最終判定手段を備える。
【００１８】
これにより、複数の認証情報のそれぞれに対する応答情報ごとに、被認証装置が正当でるか否かの判断がされ、正当と判断された割合が予め定められた割合以上であるときに、その被認証装置が最終的に正当な装置として判定されるため、被認証装置を認証する精度を高めることができ、適切な認証を行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る被認証装置は、認証装置によって認証される被認証装置であって、前記認証装置から認証情報を受信する認証情報受信手段と、前記認証情報を取得し、前記認証情報に対応する情報であって、環境に応じて変化し得る応答情報を出力する応答情報出力手段と、前記応答情報出力手段から出力された前記応答情報を前記認証装置に送信する応答情報送信手段と、前記応答情報出力手段の環境を前記認証装置に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。例えば、前記応答情報出力手段は、ＰＵＦ（Physical Unclonable Function）回路を有し、前記認証情報の入力に対する前記ＰＵＦ回路からの出力データを、前記応答情報として出力する。
【００２０】
これにより、応答情報出力手段の環境が認証装置に通知されるため、認証装置は、被認証装置の応答情報出力手段の環境を設定したり計測したりするような複雑な処理を行うことなく容易に知ることができ、その環境を用いた被認証装置の認証を適切に行うことができる。
【００２１】
なお、本発明は、このような認証装置や被認証装置として実現することができるだけでなく、それらの装置による処理の方法や、コンピュータにその処理を実行させるプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体、集積回路、認証装置および被認証装置からなるシステムとしても実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の認証装置は、高度な不正者であっても成りすましを防止することができるという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステムの外観を示す図である。
【００２５】
本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステム３は、認証装置１と複数の被認証装置たる可搬媒体２とから構成される。認証装置１は、ユーザに対して何らかのサービスを提供する装置であり、例えば現金の預貯金サービスを提供するＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）や、有料コンテンツを購入出来るコンテンツ購入サービスである。図１では、認証装置１がＡＴＭサービスを提供する場合を図示している。また認証装置１は、可搬媒体２を挿入可能なスロットを保持する。可搬媒体２は、正規の契約を結んでいるユーザに対して与えられるカードである。ユーザは、可搬媒体２を認証装置１へ挿入することによって、自身の身分（正規の契約を結んでいること）を証明し、さまざまなサービスを受ける。なお、各ユーザはそれぞれ異なるカード（可搬媒体２）を保持する。また、可搬媒体２は、ある一部の入力データに関して、環境（温度や供給電圧量など）に依存して変化する出力データを生成して出力する固有情報生成部を含む。固有情報生成部は例えばＰＵＦ回路である。
【００２６】
認証装置１は、各可搬媒体２を認証する装置であって、事前に各可搬媒体２に含まれている固有情報生成部の入出力データ、及び環境変化に対する耐性（環境を変化させた場合に、出力データが変化するかどうか）を取得しておく。そして、認証装置１は、認証時には、挿入されている可搬媒体２の環境を変化させながら、固有情報生成部の入出力データを確認する。そして、その環境における入出力データが、事前に登録されている入出力データ及び環境変化に対する耐性と一致する場合、認証装置１は、挿入された可搬媒体２がクローンではなく正規のカードであると判断し、ユーザに対してサービスを提供する。
【００２７】
＜認証装置１の構成＞
図２は、本発明の実施の形態に係る認証装置１の構成を示すブロック図である。ここでは、認証装置１の中で、本発明の認証処理に関わる部分についてのみ説明し、実際にサービスを提供する部分（例えば、ＡＴＭサービスなど）の説明は省略する。
【００２８】
認証装置１は、入力部１０１と、認証情報保持部１０２と、認証情報選択部１０３と、選択情報保持部１０４と、環境選択部１０５と、環境設定部１０６と、認証情報送信部１０７と、応答情報受信部１０８と、応答情報確認部１０９と、結果保持部１１０と、回数制御部１１１と、判定部１１２と、出力部１１３とを含む。なお、図２では示していないが、認証装置１は、可搬媒体２とデータをやり取りする可搬媒体リーダライタ部も備える。また、図２においては、可搬媒体２の一部の構成を示すブロック図も合わせて記述しているが、これは認証装置１との間で情報のやり取りを行う可搬媒体２の構成要素を中心に記述しているものであって、可搬媒体２の構成については、図８を用いて詳細に説明するものとする。
【００２９】
（１）入力部１０１
入力部１０１は、外部から認証要求信号を受信する。例えば、可搬媒体リーダライタ部が、認証装置１に可搬媒体２が挿入されたことを検知した場合に、認証要求信号を入力部１０１に送信する。入力部１０１は、認証要求信号を受信した場合、可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１へアクセスし、可搬媒体２を特定する可搬媒体識別子ＭＩＤを取得する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、例えば１２８ビットの整数値であり、可搬媒体２毎にユニークなシリアル番号である。その後、入力部１０１は、取得した可搬媒体識別子ＭＩＤを認証情報選択部１０３へ出力する。
【００３０】
（２）認証情報保持部１０２
認証情報保持部１０２は、それぞれの正当な可搬媒体２に関するデータを保持する。
【００３１】
図３は、認証情報保持部１０２に保持されているデータを示す図である。
【００３２】
認証情報保持部１０２は、図３で示す通り、可搬媒体２ごとに、当該可搬媒体２を特定するための可搬媒体識別子ＭＩＤと、それに対応する認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒ、および環境変化情報Ｆからなる複数の組とを保持する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、可搬媒体２を特定する識別子であり、対応する可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１で保持される識別子と同一のものである。認証情報Ｃと第一応答情報Ｒはそれぞれ、可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２に備えられた、後述の第一の環境にある固有情報生成部２０４の入力データ（チャレンジデータ＝認証情報）及び出力データ（レスポンスデータ＝第一応答情報）である。例えば、入力データおよび出力データはそれぞれ１２８ビットの整数値である。環境変化情報Ｆは、第一の環境（例えば、温度３０度、供給電圧１．８ボルト）と、第一の環境とは異なる第二の環境（例えば、温度４０度、供給電圧２．４ボルト）のときで、同じ入力データを固有情報生成部２０４へ入力した場合に、出力される出力データが一致するかどうかを示す情報である。例えば、一致する場合、環境変化情報は“１”（環境によって変化しない）を示し、一致しない場合、環境変化情報は“０”（環境によって変化する）を示す。
【００３３】
つまり、認証情報保持部１０２は、正当な可搬媒体２ごとに、その可搬媒体２を特定するための可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体２の環境変化を伴う入出力特性を示す特性情報とを記憶している記憶手段として構成されている。特性情報は、入力データたる識別情報Ｃと、出力データたる第一応答情報Ｒと、変化識別データたる環境変化情報Ｆとからなる組を複数示している。例えば、認証情報保持部１０２は、可搬媒体識別子「ＭＩＤ１」により特定される正当な可搬媒体２に対して、その可搬媒体識別子「ＭＩＤ１」と、その可搬媒体２への入力データである認証情報「Ｃ１１」と、その可搬媒体２のその認証情報「Ｃ１１」に対する出力データである第一応答情報「Ｒ１１」と、その第一応答情報「Ｒ１１」に対する環境変化情報Ｆとを関連付けて保持している。
【００３４】
第一応答情報「Ｒ１１」は、第一の環境にある正当な可搬媒体２が認証情報「Ｃ１１」を入力データとして取得したときに出力する出力データである。また、第一応答情報「Ｒ１１」に関連付けられた環境変化情報Ｆは、第二の環境にある正当な可搬媒体２の認証情報「Ｃ１１」の入力に対する出力が、上述の第一応答情報「Ｒ１１」から変化するか否かを示すフラグである。図３の例では、この第一応答情報「Ｒ１１」に関連付けられた環境変化情報Ｆは、出力が第一応答情報「Ｒ１１」から変化しないことを「１」により示している。
【００３５】
ここで、認証情報保持部１０２で保持している各種データは、事前に登録されているものとする。例えば、可搬媒体２を製造した時点で登録してもよいし、ユーザがサービス利用を申請する際に登録しても良いし、サービス利用の申請後に、ユーザが初めてサービスを利用する際に、登録するようにしてもよい。
【００３６】
認証情報保持部１０２に、可搬媒体２の認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆの組を複数登録するときには、以下のような方法で登録する。例えば、第一の環境のもとで、ある一定個数の予め決められた入力データ（もしくは乱数でもよい）を可搬媒体２に入力して、そのときに可搬媒体２から出力される出力データを取得する。そして、使用された入力データを認証情報Ｃとし、その認証情報Ｃに対応する出力データを第一応答情報Ｒとし、認証情報Ｃおよび第一応答情報Ｒからなる複数の組を認証情報保持部１０２に登録する。次に、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を、上述の第一の環境と異なる第二の環境に変化させて、同じように入出力データを取得する。その結果、第二の環境下における、認証情報Ｃおよび第一応答情報Ｒからなる組が複数生成される。ここで、第一および第二の環境において、同じ認証情報Ｃに対して第一応答情報Ｒが一致している場合には、その認証情報Ｃに対して、「１」を示す環境変化情報Ｆを認証情報保持部１０２に登録し、一致していない場合には、その認証情報Ｃに対して、「０」を示す環境変化情報Ｆを認証情報保持部１０２に登録する。
【００３７】
なお、特許文献１のように、固有情報生成部２０４が半導体内の二つのパスの伝播遅延の違いにより固有ビットを出力するようなＰＵＦ回路である場合には、以下のように環境変化情報Ｆを登録してもよい。つまり、二つのパスの伝播遅延の差を計測して、伝播遅延の差がある閾値よりも大きければ、環境変化に対して出力データが変化する可能性は低いため、「１」を示す環境変化情報Ｆを登録し、伝播遅延の差が閾値よりも小さければ、環境変化に対して出力データが変化する可能性は高いため、「０」を示す環境変化情報Ｆを登録する。
【００３８】
（３）認証情報選択部１０３
認証情報選択部１０３は、入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、認証情報選択部１０３は、認証情報保持部１０２へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けられた、認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆからなる複数の組の中から１組を選択し、取得する。ここで１組を選択する方法は、乱数生成器を用いてランダムに取得してもよいし、シリアル（順番）に取得してもよい。また、以前に取得されていないものの中からランダムに取得するようにしても良い。ここで取得した組に含まれる認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆをそれぞれ、選択認証情報ＳＣ、選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとする。そして、認証情報選択部１０３は、可搬媒体識別子ＭＩＤと、取得した選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとを選択情報保持部１０４へ格納する。その後、認証情報選択部１０３は、取得した選択認証情報ＳＣを環境選択部１０５へ出力する。
【００３９】
なお、認証情報選択部１０３は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ったときにも、上述の入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ったときと同様の処理を行う。また、本実施の形態では、この認証情報選択部１０３が、上述の特性情報の示す複数の組の中から何れか１つの組を選択する組選択手段として構成されている。
【００４０】
（４）選択情報保持部１０４
選択情報保持部１０４は、認証情報選択部１０３及び環境選択部１０５で選択された値を保持する。
【００４１】
図４は、選択情報保持部１０４に保持されているデータを示す図である。
【００４２】
具体的には、選択情報保持部１０４は、図４で示す通り、可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥを保持する。ここで、可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、および選択環境変化情報ＳＦは、認証情報選択部１０３によって格納されたデータであり、選択環境情報ＳＥは、環境選択部１０５によって格納されたデータである。例えば、図４に示すように、選択情報保持部１０４には、「ＭＩＤ１」を示す可搬媒体識別子ＭＩＤと、「Ｒ１１」を示す選択第一応答情報ＳＲと、「１」を示す選択環境変化情報ＳＦと、第一の環境を特定するための「０」を示す選択環境情報ＳＥとが格納されている。
【００４３】
（５）環境選択部１０５
環境選択部１０５は、予め二つの環境情報を保持する。二つの環境情報は、それぞれ第一の環境及び第二の環境に対応する。第一の環境に対応する環境情報は、例えば、温度３０度および供給電圧１．８ボルトを示し、第二の環境に対応する環境情報、例えば、温度４０度および供給電圧２．４ボルトを示す。環境選択部１０５は、認証情報選択部１０３から選択認証情報ＳＣを受け取ると、まず二つの環境情報から一つの環境情報を選択し、取得する。ここで、二つの環境情報の中から一つの環境情報を選択する方法は、乱数生成器を用いてランダムに取得してもよいし、予め与えられる順番で取得してもよい。そして、第一の環境に対応する環境情報を選択した場合、環境選択部１０５は、「０」を示すことによって、第一の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、その「０」を示す選択環境情報ＳＥを選択情報保持部１０４に格納する。一方、第二の環境に対応する環境情報を選択した場合は、環境選択部１０５は、「１」を示すことによって、その第二の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、その「１」を示す選択環境情報ＳＥを選択情報保持部１０４に格納する。そして、環境選択部１０５は、選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを環境設定部１０６へ出力する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、環境選択部１０５が可搬媒体２の環境を特定する環境特定手段として構成されている。
【００４５】
（６）環境設定部１０６
環境設定部１０６は、環境選択部１０５から選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを受け取る。そしてまず、環境設定部１０６は、受け取った選択環境情報ＳＥの示す環境に、可搬媒体２の環境を設定する。例えば、環境設定部１０６は、選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、可搬媒体２の環境を第一の環境（温度３０度および供給電圧１．８ボルト）に設定し、選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、可搬媒体２の環境を第二の環境（温度４０度および供給電圧２．４ボルト）に設定する。例えば、認証装置１は、可搬媒体２を暖めるヒータやファン、温度計などを有し、環境設定部１０６は可搬媒体２の表面温度または周辺温度が設定温度になるように制御する。また、例えば、認証装置１は、可搬媒体２へ電流（電圧）を供給する電源機能を有し、環境設定部１０６は、可搬媒体２への供給電圧量が設定されている供給電圧量になるように制御する。可搬媒体２の環境設定が終了すると、環境設定部１０６は選択認証情報ＳＣを認証情報送信部１０７へ出力する。
【００４６】
（７）認証情報送信部１０７
認証情報送信部１０７は、環境設定部１０６から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報送信部１０７は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の認証情報受信部２０２に対して、選択認証情報ＳＣを送信する。
【００４７】
なお、可搬媒体２の認証情報受信部２０２は、選択認証情報ＳＣを受信すると、その選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４に出力する。固有情報生成部２０４は、その選択認証情報ＳＣを入力データとして取得し、環境設定部１０６により設定された、選択環境情報ＳＥの示す環境下において、その入力データに対する出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５に出力する。応答情報送信部２０５は、その第二応答情報Ｒｒを認証装置１の応答情報受信部１０８に送信する。
【００４８】
（８）応答情報受信部１０８
応答情報受信部１０８は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の応答情報送信部２０５から第二応答情報Ｒｒを受信する。そして、応答情報受信部１０８は、受信した第二応答情報Ｒｒを応答情報確認部１０９へ出力する。
【００４９】
（９）応答情報確認部１０９
応答情報確認部１０９は、応答情報受信部１０８から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報確認部１０９は、選択情報保持部１０４から可搬媒体識別子ＭＩＤ、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥを取得する。応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦおよび選択環境情報ＳＥを認証の条件として扱い、その条件下における選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとの比較結果に基づいて、その可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２から正しい第二応答情報Ｒｒが得られたか否かを判別する。そして、応答情報確認部１０９は、その判別結果を示す結果情報ＲＳを上述の可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。さらに、応答情報確認部１０９は、結果情報ＲＳを結果保持部１１０に格納するごとに、選択情報保持部１０４から受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤを回数制御部１１１に出力する。
【００５０】
図５は、応答情報確認部１０９による判別手法を説明するための図である。
【００５１】
応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「１」を示す場合、すなわち、環境変化によって固有情報生成部２０４からの出力データが選択第一応答情報ＳＲから変化しない場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。もしくは、応答情報確認部１０９は、選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、すなわち、可搬媒体２（固有情報生成部２０４）の環境が第一の環境に設定されている場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。
【００５２】
ここで、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しい場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しいと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に成功したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「１」により成功を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。また、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが異なる場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しくないと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「０」により失敗を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。
【００５３】
一方、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「０」を示し、かつ選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、すなわち、環境変化によって固有情報生成部２０４からの出力データが選択第一応答情報ＳＲから変化し、可搬媒体２（固有情報生成部２０４）の環境が第二の環境に設定されている場合には、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが異なるかどうかを確認する。
【００５４】
ここで、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが異なる場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しいと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に成功したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「１」により成功を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。また、応答情報確認部１０９は、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しい場合には、可搬媒体２からの第二応答情報Ｒｒが正しくないと判別し、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。その結果、応答情報確認部１０９は、「０」により失敗を示す結果情報ＲＳを生成し、その結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが何回目に生成されたかを示す回数情報とを、可搬媒体識別子ＭＩＤに関連付けて結果保持部１１０に格納する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、この応答情報確認部１０９が、選択環境情報ＳＥの示す環境における選択認証情報ＳＣと第二応答情報Ｒｒとが、特性情報の示す入出力特性を満たすか否かを判別し、満たす場合に、可搬媒体２が正当な装置であると判断する判断手段として構成されている。
【００５６】
（１０）結果保持部１１０
図６は、結果保持部１１０に保持されているデータを示す図である。
【００５７】
結果保持部１１０は、図６で示す通り、可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対する結果情報ＲＳおよび上述の回数情報からなる組とを保持する。このような回数情報および結果情報ＲＳは、応答情報確認部１０９によって結果情報ＲＳが生成されるごとに結果保持部１１０に格納される。例えば、結果保持部１１０は、「ＭＩＤ１」を示す可搬媒体識別子ＭＩＤと、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対して生成された「１」を示す結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが「１回目」に生成されたことを示す回数情報と、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２に対して生成された「０」を示す結果情報ＲＳと、その結果情報ＲＳが「２回目」に生成されたことを示す回数情報とを保持している。
【００５８】
ここで、可搬媒体識別子ＭＩＤと結果情報ＲＳおよび回数情報とは、応答情報確認部１０９によって更新される情報である。
【００５９】
（１１）回数制御部１１１
回数制御部１１１は、可搬媒体２に対して１回の認証処理を行う間の、選択認証情報ＳＣを送信する回数（送信回数）を制御する。この送信回数では、選択認証情報ＳＣを可搬媒体２へ送付し、第二応答情報Ｒｒを受信する処理を１回とする。回数制御部１１１は、可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する可搬媒体２に対して、既に選択認証情報ＳＣを送信した回数を保持しておく。初期値は０である。回数制御部１１１は、応答情報確認部１０９から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、送信回数が予め与えられた規定数（例えば１０回。予め与えられてもよいし、サービス毎やユーザ毎によって変えてもよい）以下の場合、回数制御部１１１は、認証情報選択部１０３へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、送信回数をインクリメント（１回加算）する。一方、送信回数が予め与えられた規定数と等しい場合、回数制御部１１１は、送信回数を０にリセットし、判定部１１２へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力する。
【００６０】
（１２）判定部１１２
判定部１１２は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ると、結果保持部１１０へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する規定数（例えば１０個）の結果情報ＲＳを取得する。次に、判定部１１２は、規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳの割合を計算する。そして、その割合が、予め与えられる割合（例えば８０％）以上であれば、判定部１１２は、その可搬媒体識別子ＭＩＤの可搬媒体２が最終的に正規であると判断し、「１」を示す最終判定結果ＦＲを出力部１１３へ出力する。一方、「１」を示す結果情報ＲＳのある割合が予め与えられる割合未満であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に不正であると判断し、「０」を示す最終判定結果ＦＲを出力部１１３へ出力する。
【００６１】
なお、本実施の形態では、この判定部１１２が最終判定手段として構成され、規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳの割合が予め与えられる割合（例えば８０％）以上であるか否かを判定し、その予め与えられる割合以上である場合に、可搬媒体２を最終的に正当な装置であると判定している。
【００６２】
（１３）出力部１１３
出力部１１３は、判定部１１２から最終判定結果ＦＲを受け取る。もし最終判定結果ＦＲが「１」を示す場合には、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供するように制御する。一方、最終判定結果ＦＲが「０」を示す場合には、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供しないように制御する。
【００６３】
以上で、認証装置１の構成について説明を行った。次に認証装置１の動作の一例について説明する。
【００６４】
＜認証装置１の動作＞
以下、図７を参照しながら、認証装置１の動作について説明する。
【００６５】
図７は、本実施の形態における認証装置１の動作を示すフローチャートである。
【００６６】
入力部１０１は、外部から認証要求信号を受信する。そして、入力部１０１は、挿入された可搬媒体２の可搬媒体情報保持部２０１へアクセスし、可搬媒体２を特定する可搬媒体識別子ＭＩＤを取得する。その後、入力部１０１は、取得した可搬媒体識別子ＭＩＤを認証情報選択部１０３へ出力する（ステップＳ１０１）。
【００６７】
認証情報選択部１０３は、入力部１０１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、認証情報選択部１０３は、認証情報保持部１０２へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応して保持されている、認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒ、および環境変化情報Ｆからなる複数の組の中から１組を取得する。ここで取得された認証情報Ｃ、第一応答情報Ｒおよび環境変化情報Ｆをそれぞれ、選択認証情報ＳＣ、選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとする。そして、認証情報選択部１０３は、可搬媒体識別子ＭＩＤと、取得した選択第一応答情報ＳＲおよび選択環境変化情報ＳＦとを選択情報保持部１０４へ格納する。その後、認証情報選択部１０３は、取得した選択認証情報ＳＣを環境選択部１０５へ出力する（ステップＳ１０２）。
【００６８】
環境選択部１０５は、認証情報選択部１０３から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、環境選択部１０５は、予め与えられる二つの環境情報の中から一つを取得する。そして、第一の環境に対応する環境情報を選択した場合、環境選択部１０５は、「０」を示すことによって、第一の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、選択情報保持部１０４に保持する。また、第二の環境に対応する環境情報を選択した場合は、環境選択部１０５は、「１」を示すことによって、その第二の環境に対応する環境情報を選択したことを示す選択環境情報ＳＥを生成し、選択情報保持部１０４に格納する。そして、環境選択部１０５は、選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを環境設定部１０６へ出力する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
環境設定部１０６は、環境選択部１０５から選択環境情報ＳＥと選択認証情報ＳＣとを受け取る。そしてまず、環境設定部１０６は、受け取った選択環境情報ＳＥをもとに、可搬媒体２の環境を設定する。可搬媒体２の環境の設定が終了したら、環境設定部１０６は選択認証情報ＳＣを認証情報送信部１０７へ出力する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
認証情報送信部１０７は、環境設定部１０６から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報送信部１０７は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の認証情報受信部２０２に対して選択認証情報ＳＣを送信する（ステップＳ１０５）。
【００７１】
応答情報受信部１０８は、可搬媒体リーダライタ部を介して、可搬媒体２の応答情報送信部２０５から第二応答情報Ｒｒを受信したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。ここで、応答情報受信部１０８は、受信したと判別すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、受信した第二応答情報Ｒｒを応答情報確認部１０９へ出力してステップＳ１０７の処理へ進み、受信していないと判別すると（ステップＳ１０６のＮｏ）、ステップＳ１０６の処理を繰り返す。
【００７２】
応答情報確認部１０９は、応答情報受信部１０８から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報確認部１０９は、選択情報保持部１０４から可搬媒体識別子ＭＩＤと、選択第一応答情報ＳＲ、選択環境変化情報ＳＦ、及び選択環境情報ＳＥとを取得する。そこで、応答情報確認部１０９は、第二応答情報Ｒｒを確認する。具体的には、まず、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「１」を示す場合、もしくは選択環境情報ＳＥが「０」を示す場合、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しいかどうかを確認する。もし等しい場合、応答情報確認部１０９は、「１」すなわち成功を示す結果情報ＲＳを生成する。もし選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが等しくない場合、応答情報確認部１０９は、「０」すなわち失敗を示す結果情報ＲＳを生成する。
【００７３】
一方、応答情報確認部１０９は、選択環境変化情報ＳＦが「０」を示し、かつ選択環境情報ＳＥが「１」を示す場合、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒが異なるかどうかを確認する。もし異なる場合、応答情報確認部１０９は、「１」すなわち成功を示す結果情報ＲＳを生成する。もし等しい場合、応答情報確認部１０９は、「０」すなわち失敗を示す結果情報ＲＳを生成する。そして、応答情報確認部１０９は、可搬媒体識別子ＭＩＤと結果情報ＲＳおよび回数情報とを結果保持部１１０へ格納（追記）し、可搬媒体識別子ＭＩＤを回数制御部１１１へ出力する（ステップＳ１０７）。
【００７４】
回数制御部１１１は、応答情報確認部１０９から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取る。そして、回数制御部１１１は、送信回数が予め与えられた規定数（例えば１０回）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ここで、回数制御部１１１は、規定数未満であると判別すると（ステップＳ１０８のＮｏ）、認証情報選択部１０３へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、送信回数をインクリメント（１回加算）し、ステップ１０２の処理へ進む。一方、回数制御部１１１は、送信回数が規定数以上と判別すると、すなわち送信回数が規定数に等しいと判別すると（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、送信回数を０にリセットし、判定部１１２へ可搬媒体識別子ＭＩＤを出力し、ステップＳ１０９の処理へ進む。
【００７５】
判定部１１２は、回数制御部１１１から可搬媒体識別子ＭＩＤを受け取ると、結果保持部１１０へアクセスし、受け取った可搬媒体識別子ＭＩＤに対応する規定数の結果情報ＲＳを取得して集計する。すなわち、判定部１１２は、それらの規定数の結果情報ＲＳのうち、「１」を示す結果情報ＲＳが含まれている割合を計算する（ステップＳ１０９）。その割合が予め与えられる割合以上であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に正規であると判定し、「１」を示す最終判定結果ＦＲを生成して出力部１１３へ出力する。一方、「１」を示す結果情報ＲＳが含まれている割合が予め与えられる割合未満であれば、判定部１１２は、可搬媒体２が最終的に不正であると判定し、「０」を示す最終判定結果ＦＲを生成して出力部１１３へ出力する（ステップＳ１１０）。
【００７６】
出力部１１３は、判定部１１２から最終判定結果ＦＲを受け取る。もし最終判定結果ＦＲが「１」を示す場合、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供するように制御する。一方、最終判定結果ＦＲが「０」を示す場合、出力部１１３は、ユーザに対してサービスを提供しないように制御する。
【００７７】
以上が、認証装置１の構成と動作である。続いて、可搬媒体２の構成と動作について説明する。
【００７８】
＜可搬媒体２の構成＞
図８は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体２の構成を示すブロック図である。ここでは、本発明に関わる認証処理を行う部分についてのみ説明し、実際のサービス利用（例えばＡＴＭなど）に関わる部分の説明は省略する。
【００７９】
可搬媒体２は、可搬媒体情報保持部２０１と、認証情報受信部２０２と、応答情報取得部２０３と、固有情報生成部２０４と、応答情報送信部２０５とを備えている。なお、図８では示していないが、可搬媒体２は、認証装置１とデータをやり取りするアクセス部も備える。また、図８においては、認証装置１の一部の構成を示すブロック図も合わせて記述しているが、これは可搬媒体２との間で情報のやり取りを行う認証装置１の構成要素を中心に記述しているものであって、認証装置１の詳細な構成については、図２を用いてすでに説明済みである。
【００８０】
（１）可搬媒体情報保持部２０１
可搬媒体情報保持部２０１は、可搬媒体識別子ＭＩＤを保持する。可搬媒体識別子ＭＩＤは、可搬媒体２を特定するための識別子であり、可搬媒体２の製造時に与えられる識別子である。可搬媒体識別子ＭＩＤは、例えば１２８ビットの整数値である。
【００８１】
（２）認証情報受信部２０２
認証情報受信部２０２は、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、認証情報受信部２０２は、受け取った選択認証情報ＳＣを応答情報取得部２０３へ出力する。
【００８２】
（３）応答情報取得部２０３
応答情報取得部２０３は、認証情報受信部２０２から選択認証情報ＳＣを受け取る。その後、応答情報取得部２０３は、選択認証情報ＳＣを入力データとして、固有情報生成部２０４へアクセスし、その入力データに対する固有情報生成部２０４の出力データを得る。応答情報取得部２０３は、その出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５へ出力する。
【００８３】
（４）固有情報生成部２０４
固有情報生成部２０４は、ある入力データが与えられたときに、その入力データに対応する出力データを出力するものである。また、この固有情報生成部２０４は、ある一部の入力データに対する出力データが環境に応じて変化する特徴を有する。この固有情報生成部２０４の実現手段の一例は、ＰＵＦ回路である。特許文献１に記載のＰＵＦ回路は、下記のとおりである。まずＰＵＦ回路は、異なる導線や部品を通る複数のパスを含む。そして、ＰＵＦ回路は、入力データをもとに、複数のパスの中から二つのパスを一意に選択する。そして、ＰＵＦ回路は、その二つのパスの伝播遅延を比較し、どちらのパスの遅延が長いかにより、チップ固有値（この場合は１ビット）を生成して出力する。つまり、本実施の形態における固有情報生成部２０４は、上述のようなＰＵＦ回路を１つ以上備えることにより、１以上のビットからなる出力データを第二応答情報Ｒｒとして出力する。
【００８４】
なお、本実施の形態では、この固有情報生成部２０４が、第二応答情報Ｒｒを出力する応答情報出力手段として構成されている。
【００８５】
（５）応答情報送信部２０５
応答情報送信部２０５は、応答情報取得部２０３から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報送信部２０５は、受け取った第二応答情報Ｒｒを、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１へ送信する。
【００８６】
以上で、可搬媒体２の構成について説明を行った。次に可搬媒体２の動作の一例について説明する。
【００８７】
＜可搬媒体２の動作＞
以下、図９を参照しながら、可搬媒体２の動作について説明する。
【００８８】
図９は、可搬媒体２の動作を示すフローチャートである。
【００８９】
認証情報受信部２０２は、認証装置１の認証情報送信部１０７から、可搬媒体２のアクセス部を介して、選択認証情報ＳＣを受信しているかどうかを確認する（ステップＳ２０１）。認証情報受信部２０２は、受信していないことを確認すると（ステップＳ２０１のＮｏ）、ステップＳ２０１の処理を繰り返し行う。一方、認証情報受信部２０２は、受信したことを確認すると（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、その選択認証情報ＳＣを応答情報取得部２０３へ出力する。
【００９０】
応答情報取得部２０３は、認証情報受信部２０２から選択認証情報ＳＣを受け取る。そして、応答情報取得部２０３は、選択認証情報ＳＣを入力データとして、固有情報生成部２０４へアクセスし、出力データを得る。応答情報取得部２０３は、その出力データを第二応答情報Ｒｒとして応答情報送信部２０５へ出力する（ステップＳ２０２）。
【００９１】
応答情報送信部２０５は、応答情報取得部２０３から第二応答情報Ｒｒを受け取る。そして、応答情報送信部２０５は、受け取った第二応答情報Ｒｒを、可搬媒体２のアクセス部を介して、認証装置１へ送信し、処理を終了する（ステップＳ２０３）。
【００９２】
以上が、可搬媒体２の構成と動作である。
【００９３】
＜情報セキュリティシステム１の効果＞
以上、情報セキュリティシステム１について実施の形態に基づいて説明した。この情報セキュリティシステム１においては、ある一部の入力データに対する出力データが環境に応じて変化する固有情報生成部２０４（例えばＰＵＦ回路）を利用して、環境を変化させながらチャレンジレスポンス認証を行う。具体的には、認証装置１は、可搬媒体２の環境を設定して（変化させて）から、チャレンジレスポンス認証を行い、設定した環境とチャレンジレスポンス認証の結果との整合性を確認する。これにより、ある一つの環境のもとで固有情報生成部２０４の入出力データを全てコピーしたテーブルを有するクローン可搬媒体が登場したとしても、それらを排除できる。その排除できる理由は、クローン可搬媒体は、環境を変化させても、出力データが変化しないためである。これにより、より安全性の高い認証処理を実現できる。
【００９４】
また、少し高度な不正者が登場し、環境を変化させた場合に、固有情報生成部２０４の出力が変化する入力データを特定出来たとする。そのような場合に、環境を変化させても出力が変化しない入力データに関しては、毎回同じ出力データを出力し、環境を変化させた場合に出力が変化する入力データに関しては、毎回ランダムなデータを出力するようなクローン可搬媒体を作成されたとする。このような場合であっても、本発明の技術により、それらクローン可搬媒体を排除することができる。その理由は、環境を変化させた場合に出力データが変化する入力データに関して、同じ環境を設定しながら、同じ入力データを連続して与えるようにする。この場合であっても、上記のようなクローン可搬媒体の出力データはランダムに変化してしまうためである。このことにより、クローン可搬媒体を排除出来る。
【００９５】
さらに高度な不正者が登場し、万が一、様々な環境のもとでの固有情報生成部２０４の入出力データをコピーしたテーブルが取得出来たとする。そして、それら全てのテーブルを有するクローン可搬媒体が登場したとする。しかし、そのクローン可搬媒体には、温度センサーや電圧センサーを設けて、センサーの結果により出力データを選択する必要がある。このようなクローン可搬媒体に関しては、センサーが追加で必要となるため、非常にコスト高となる。このことにより、クローン可搬媒体の製造を抑止することができる。
【００９６】
上記のことにより、本発明の技術は、従来技術に比べ、高い安全性の認証処理を実現することが出来る。
【００９７】
＜変形例＞
上記に説明した実施の形態は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものではなく、その旨を逸脱しない範囲において主な態様で実施し得るものである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【００９８】
（１）実施の形態では、認証装置１は二つの設定環境（第一の環境、第二の環境）をもとに、環境設定部１０６によって、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を設定するようにしていたが、これに限るものではない。例えば、認証装置１は三つ以上の設定環境をもとに、環境設定部１０６によって、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を設定するようにしてもよい。つまり、環境設定部１０６は、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を、第一の環境、第二の環境、第三の環境、…、第Ｎの環境（Ｎは４以上の整数）のうちの何れかに設定してもよい。
【００９９】
また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境情報を取得する環境情報取得部（環境取得手段）を認証装置１に備えてもよい。例えば、可搬媒体２は、その固有情報生成部２０４の環境を示す環境情報を認証装置１に通知する通知手段を備え、環境情報取得部は、可搬媒体２の通知手段から通知された環境情報を取得する。そして、環境選択部１０５は、環境情報取得部によって取得された環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。
【０１００】
また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境を計測する環境情報計測部（環境計測手段）を認証装置１に備えてもよい。例えば、環境情報計測部は、固有情報生成部２０４の表面温度や外部温度や、可搬媒体２への供給電圧量を計測し、取得する。そして、環境選択部１０５は、環境情報計測部によって計測された環境を示す環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。これにより、環境設定部１０６が不要になる。
【０１０１】
（２）また、環境設定部１０６の替わりに、可搬媒体２の固有情報生成部２０４の環境情報を予測する環境情報予測部（環境予測手段）を認証装置１に備えても良い。環境情報予測部は、例えば、タイマーやカレンダー機能を有し、可搬媒体２から第二応答情報Ｒｒが出力されるときの時刻を示す時刻情報や、日付を示す日付情報をもとに固有情報生成部２０４の温度を予測し、取得してもよい。また、環境情報予測部は、可搬媒体２の使用年数を把握し、その使用年数をもとに供給電圧量を予測し、取得するようにしてもよい。そして、環境選択部１０５は、環境情報予測部によって予測された温度や供給電圧などの環境を示す環境情報を選択情報保持部１０４に格納する。これにより、変形例（１）と同様に、環境設定部１０６が不要になる。
【０１０２】
（３）実施の形態では、認証装置１（例えばＡＴＭ端末）と可搬媒体２（例えばＩＣカード）のシステムをもとに説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、物理的に距離が離れているサーバ装置とクライアント装置間において、サーバ装置（認証装置１に対応）がクライアント装置（可搬媒体２に対応）を認証するようなシステムであってもよい。この場合、サーバの環境設定部１０６は、クライアント装置のヒータや電源を制御出来るようにしてもよいし、クライアント装置のファンの回転数を増減させることで、表面温度や外部温度を間接的に制御するようにしてもよい。また、変形例（２）と組み合わせた場合、認証装置１は、クライアント装置の設置位置（地域など）をもとに、表面温度や外部温度を予測し、取得するようにしてもよい。
【０１０３】
（４）可搬媒体２の固有情報生成部２０４は、特許文献１で記載のＰＵＦ回路を想定していたが、他のタイプのＰＵＦ回路であってもよい。例えば、Ｃｏａｔｉｎｇ  ＰＵＦ、Ａｃｏｕｓｔｉｃ  ＰＵＦ、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＰＵＦ（例えば非特許文献を参照、非特許文献：“Pim Tuyls, Boris Skoric, S. Stallinga, Anton H. M. Akkermans, W. Ophey、”Information-Theoretic Security Analysis of Physical Uncloneable Functions“、Financial Cryptography 2005、ｐ141-155”）や、その他のＰＵＦであってもよい。また、可搬媒体２の固有情報生成部２０４は、環境変化により出力データが変化するものであれば、ＰＵＦ回路以外であってもよい。例えば、半導体装置の電源をオンした際のフリップフロップやＲＡＭ、ＳｔａｔｉｃＲＡＭの各メモリセルから最初に出力される論理信号から、固有の識別コードを生成する技術（例えば特許文献を参照、特許文献：特開２００６−０６０１０９号公報）に関しても、環境変化により出力データが変化するので、全く同様のことが実現できる。
【０１０４】
（５）実施の形態において、可搬媒体２は、固有情報生成部２０４の出力データである第二応答情報Ｒｒをそのまま認証装置１へ送信していたが、これに限るものではない。例えば、認証装置１は可搬媒体２に対して、二つの選択認証情報ＳＣを送付してもよい。この場合、可搬媒体２は、一つの選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４へ入力した際の出力データを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを暗号化して、その暗号化されたデータを第二応答情報Ｒｒとして認証装置１へ送信する。認証装置１は、一つの選択認証情報ＳＣに対応する出力データを鍵データとして、受信した暗号化データを復号化して、もう一つの選択認証情報ＳＣと比較するようにしてもよい。また、暗号化は、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）方式などの秘密鍵暗号を用いてもよいし、ＲＳＡ（Ｒｉｖｅｓｔ  Ｓｈａｍｉｒ  Ａｄｌｅｍａｎ）方式などの公開鍵暗号を用いてもよい。また、ＥｌＧａｍａｌ方式などの電子署名を用いてもよいし、ＳＨＡ−１（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ−１）などのハッシュ関数、一方向性関数を用いてもよい。
【０１０５】
また、同様に、認証装置１は二つの選択認証情報ＳＣを選択し、一つの選択認証情報ＳＣに対応する選択第一応答情報ＳＲを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを暗号化し、鍵データとして使用した選択第一応答情報ＳＲに対応する一つの選択認証情報ＳＣと、暗号化された選択認証情報ＳＣとを可搬媒体２へ送付してもよい。この場合、可搬媒体２は、一つの選択認証情報ＳＣを固有情報生成部２０４へ入力した際の出力データを鍵データとして、もう一つの選択認証情報ＳＣを復号化して、その復号化されたデータを第二応答情報Ｒｒとして認証装置１へ送信する。認証装置１は、最初の一つの選択認証情報ＳＣに対応する選択第一応答情報ＳＲと受信した第二応答情報Ｒｒとを比較する。これにより、より安全な認証処理が実現できる。
【０１０６】
（６）可搬媒体２の固有情報生成部２０４に、エラー訂正機構を備えてもよい。このエラー訂正機構の訂正能力により、どの程度の環境変化により固有情報生成部２０４の出力データが変化するかどうかを調整する。具体的には、エラー訂正機構の訂正能力を強くすれば、大きく環境変化させても固有情報生成部２０４の出力データが変化しなくなり、エラー訂正機構の訂正能力を弱くすれば、小さな環境変化でも固有情報生成部２０４の出力データが変化するようになる。例えば、エラー訂正機構は、繰り返し符号を用いて誤り訂正する場合、少しの環境変化でも出力データに誤りが生じ易い固有情報生成部２０４に対しては、多くの繰り返し符号を付与し、激しい環境変化でも出力データに誤りが生じ難い固有情報生成部２０４に対しては、少ない繰り返し符号を付与する。このようにすることで、各可搬媒体２（固有情報生成部２０４）において、出力データを変化させることができる環境変化の程度に大小のばらつきがあっても、エラー訂正機構の訂正能力によりそのばらつきを抑えることができる。その結果、認証装置１は、可搬媒体２ごとに第一及び第二の環境を変化させることなく、予め定められた第一及び第二の環境によって全ての可搬媒体２を認証することができる。このような繰り返し符号の設定は、可搬媒体２の製造時に行われたり、可搬媒体２の出荷後に行われたりする。例えば、出荷後に固有情報生成部２０４の特性が変化した場合に、エラー訂正機構の訂正能力を向上もしくは低下させる。
【０１０７】
（７）可搬媒体２は、固有情報生成部２０４の物理特性が経年的に変化したときには、その変化したことを認証装置１に通知してもよい。この場合、認証装置１は、その特性の変化を考慮して可搬媒体２の認証を行う。例えば、選択環境変化情報ＳＦが「１」、すなわち固有情報生成部２０４からの出力データが環境によって変化しないことを示している場合に、選択第一応答情報ＳＲと第二応答情報Ｒｒとが等しくても、上記通知を受けた認証装置１は、正しい第二応答情報Ｒｒの取得に失敗したと判断する。つまり、認証装置１は、可搬媒体２の経年劣化も考慮して、可搬媒体２を正しく認証することができる。
【０１０８】
（８）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、そのコンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１０９】
（９）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、そのコンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１１０】
（１０）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。そのＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、そのＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１１１】
（１１）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、そのコンピュータプログラムからなるディジタル信号であるとしてもよい。
【０１１２】
（１２）また、本発明は、そのコンピュータプログラムまたはディジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているディジタル信号であるとしてもよい。
【０１１３】
（１３）また、本発明は、コンピュータプログラムまたはディジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１１４】
（１４）また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、そのメモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、そのコンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０１１５】
（１５）また、プログラムまたはディジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはディジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１１６】
（１６）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の認証装置は、高度な不正者による成りすましを困難にすることができるという効果を奏し、ユーザにサービスを提供する例えばＡＴＭなどのシステムにおいて、ユーザのＩＣカードを認証する認証装置などに適用可能であり、特に高い安全性が必要となる被認証装置の認証に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る情報セキュリティシステムの外観を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る認証装置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る認証情報保持部に保持されているデータを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る選択情報保持部に保持されているデータを示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る応答情報確認部による判別手法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る結果保持部に保持されているデータを示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る認証装置１の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体のブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る可搬媒体の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
１    認証装置
１０１    入力部
１０２    認証情報保持部
１０３    認証情報選択部
１０４    選択情報保持部
１０５    環境選択部
１０６    環境設定部
１０７    認証情報送信部
１０８    応答情報受信部
１０９    応答情報確認部
１１０    結果保持部
１１１    回数制御部
１１２    判定部
１１３    出力部
２    可搬媒体
２０１    可搬媒体情報保持部
２０２    認証情報受信部
２０３    応答情報取得部
２０４    固有情報生成部
２０５    応答情報送信部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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