(57)【要約】  本発明は、品目の真正性を判定するための物理的複製不可機能（ＰＵＦ）デバイス、物品の真正性を判定するためのシステム、及び品目の真正性を判定するための方法に関する。品目が初めて使用されるとき、ＰＵＦデバイスに含まれるＰＵＦパターンが損傷させられる。
2009508430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的複製不可機能（ＰＵＦ）デバイスであって、品目の真正性を判定するためのＰＵＦパターンを有し、該ＰＵＦパターンは、前記品目を初めて使用するときに損傷されるように構成されている、ＰＵＦデバイス。
【請求項２】
前記ＰＵＦパターンは、前記品目を初めて使用するときに機械的に破壊されるように構成されている、請求項１に記載のＰＵＦデバイス。
【請求項３】
前記ＰＵＦパターンはコーティングＰＵＦパターンである、請求項１又は２に記載のＰＵＦデバイス。
【請求項４】
メモリ、
プロセッサ、及び
通信手段、
を更に有する請求項１乃至３の何れかに記載のＰＵＦデバイス。
【請求項５】
ラベルとして形成された請求項１乃至４の何れかに記載のＰＵＦデバイス。
【請求項６】
光学式ＰＵＦデバイスである請求項１乃至５の何れかに記載のＰＵＦデバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載のＰＵＦデバイス、及び
前記ＰＵＦデバイスと通信するように構成された制御デバイス、
を有する、物品の真正性を判定するシステム。
【請求項８】
前記制御デバイスと通信するように構成されたデータベース、
を更に有する請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＰＵＦデバイス及び前記制御デバイスは、ゼロ知識プロトコルによって通信するように構成されている、請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
コミットメント値が、信任を得た者によって公開鍵暗号を用いてデジタル署名され、且つ前記ＰＵＦデバイスに格納される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
デジタル署名されたコミットメント及び更なる品目情報が一緒に、第２のデジタル署名を用いて署名される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
品目の真正性を判定する方法であって：
物理的複製不可機能（ＰＵＦ）パターンを有するＰＵＦデバイスを前記品目に付加する段階、
前記ＰＵＦデバイスが前記品目に付加された以降に前記品目が変化させられていないかを調査するために、前記ＰＵＦデバイスを使用する段階、及び
前記品目を初めて使用するときに、前記ＰＵＦパターンを損傷させることによって、前記ＰＵＦデバイスを使用できなくする段階、
を有する方法。
【請求項１３】
前記損傷させることは、前記品目を初めて使用するときに前記ＰＵＦデバイスを機械的に破壊することを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記損傷させることは、前記ＰＵＦパターンの識別性を変化させることを有する、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
秘密鍵によって前記ＰＵＦパターンに署名する段階を更に有し、前記ＰＵＦデバイスを使用する段階は、公開鍵によって前記ＰＵＦパターンを検証することを有し、前記秘密鍵と前記公開鍵とは鍵の対を構成する、請求項１２乃至１４の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、品目の真正性を判定するための物理的複製不可機能（physical  uncloneable  function；ＰＵＦ）デバイス、物品の真正性を判定するためのシステム、及び物品の真正性を判定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産物の海賊行為が世界的な問題になっている。全ての世界貿易の５％以上が模倣品であり、合計で年間約２５００億ドルにのぼると推定されている。生産物の海賊行為は、例えば腕時計、予備部品及び医薬品などの物的生産物と、例えば音楽やコンピュータのソフトウェアなどの非物的生産物との双方に影響を及ぼしている。しかしながら、非物的生産物は場合により、物的パッケージ内に包装されたり、例えばＣＤ上の音楽にように何らかの種類の物的媒体に格納されたりしており、そのため、非物的生産物もまた物的生産物と見なされ得る場合がある。
【０００３】
この問題を解決するため、生産物の真正性を検査するための技術的対策が数多く開発されてきた。このような対策は、例えば、関係品目の個体情報が保持されたデータベースに接続されたバーコードシステムである。しかしながら、バーコードは容易に複製されることができてしまう。さらに、様々な国にある莫大な数の品目に対して個別に情報を保持することは、更新されるために数多くの管理を必要とする。このため、集中管理を必要としないその他の種類の技術的対策が開発されている。
【０００４】
１つのこのような対策が特許文献１にて提示されている。より具体的には、この対策は、品目に取り付けられた尋問可能な（interrogatable）タグを有している。さらに、品目は、真正性を示すタグに格納された秘密の複製不可能な情報との比較のための、視認可能な標しを含んでいる。
【０００５】
その範囲内では対策が提示されているが、模倣品に伴う問題は依然として残されたままである。より具体的には、問題は、扱いやすさ、コスト効率性及び高い安全性の要求を満たす対策が利用可能でないことである。
【特許文献１】米国特許第６２２６６１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題を解決、あるいは少なくとも軽減することである。より具体的には、本発明は、物的生産物の真正性を判定する改善された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】
【０００７】
第１の態様に従って、本発明は、品目の真正性を判定するための物理的複製不可機能（ＰＵＦ）パターンを有するＰＵＦデバイスによって実現され、該ＰＵＦパターンは、品目を初めて使用するときに損傷されるように構成されている。
【０００８】
この態様の利点は、品目を使用したり開いたりするときに、秘密暗号鍵を生じさせるＰＵＦパターンが損傷されることである。ＰＵＦパターンが損傷されると、元々の秘密暗号鍵は破壊され、もはや復元され得なくなる。また、損傷されたＰＵＦパターンは、認証に使用される基準値と矛盾する予測不能（ランダム）な新たな鍵を生じさせる。その結果、最初の使用後に品目の真正性を言い張ることは不可能、あるいは少なくとも非常に困難になる。
【０００９】
例えば物的生産物などの品目にＰＵＦデバイスを取り付けることによる別の利点は、真正性がサプライチェーンの様々な関係者によって検査され得ることである。例えば、小売販売業者は、流通業者が真性品を届けたかどうかを検査することができ、代わって、顧客は、小売販売業者が真性品を提供したかどうかを検査することができる。
【００１０】
より具体的には、サプライチェーンの関係者は、品目が開かれたか、又は品目が使用されたか否かを検証することができる。
【００１１】
更なる他の利点は、サプライチェーン内の信任を得た関係者は、生産物の真正性を復元するために、ＰＵＦパターンが破壊されたＰＵＦデバイスを差し替えることができることである。
【００１２】
第１の態様の実施形態の１つにおいて、ＰＵＦデバイスは更に、品目を初めて使用するときにＰＵＦパターンが機械的に破壊されるように構成されることを有する。
【００１３】
機械的に破壊されるように構成されたＰＵＦパターンを有することによる利点は、ＰＵＦパターンが破壊されているかを人が如何なる道具を用いることもなく視認することが可能なことである。別の利点は、ＰＵＦパターンは手で破壊されることができるので、必ずしも道具を必要としないことである。
【００１４】
本発明の第１の態様の実施形態の１つにおいて、ＰＵＦは、使用された後には品目を認証することができないが、例えば家庭環境において品目を識別することに使用され得るように構成される。
【００１５】
第１の態様の実施形態の他の１つにおいて、ＰＵＦパターンはコーティングＰＵＦパターンである。
【００１６】
コーティングＰＵＦパターンを有することの利点は製造コストが低いことである。別の利点は、それに比例して、コーティングＰＵＦパターンを有するＰＵＦデバイスと交信する制御デバイスが、例えば光学式ＰＵＦパターン用の制御デバイスより、経済的になり得ることである。
【００１７】
この第１の態様の他の一実施形態において、ＰＵＦデバイスは更に、メモリ、プロセッサ、及び通信手段を有していてもよい。ＰＵＦデバイス内にメモリ、プロセッサ及び通信手段を有することによる利点は、ＰＵＦデバイスが無線識別（ＲＦＩＤ）機能を実現できることである。ＲＦＩＤ機能を有すると、ＰＵＦデバイスは、品目の真正性を判定する機能を内蔵したＲＦＩＤデバイスとして見なされ得る。
【００１８】
メモリを有するＲＦＩＤデバイスにＰＵＦを実装することの別の利点は、ＰＵＦデバイスを物品に安全に結び付けるために、このメモリを使用し得ることである。より正確には、品目が有する１つ又は複数の識別子がＲＦＩＤデバイスのメモリに記憶され得る。このような識別子は、製造番号、パッケージ情報、又は品目のその他の特徴とし得る。好ましくは、ＲＦＩＤタグに記憶された品目情報は、生産物にタグを付す者によって書き込まれた後には変更されることができない。斯くして、これらの値は攻撃者によって改ざんされなくされる。したがって、これは一度だけ書き込み可能なメモリに情報を格納することによって達成され得る。あるいは、品目情報は権限を有する者によって公開鍵暗号を用いてデジタル署名されてもよい。
【００１９】
更なる別の利点は、ＰＵＦパターンが破壊され、それにより、生産物が差し替えられたり使用されたりしたかもしれないことを暗示している場合、生産物は依然として識別され得ることである。これが可能なのでは、生産物を使用あるいは開封するときに破壊されるのは暗号鍵の源であるＰＵＦパターンのみであり、必ずしもＰＵＦデバイス全体ではないことに拠る。
【００２０】
他の一実施形態は、品目が初めて開かれたときにのみＰＵＦパターンが損傷され、それにより、品目を初めて開くことにより暗号鍵が新たなランダム値に変化させられるＰＵＦデバイスである。その後に品目を複数回にわたって開くことは、もはやＰＵＦパターンに損傷を与えない。斯くして、ＰＵＦデバイスは、ユーザの家庭環境において品目を識別するために使用され得る新たな識別性（鍵）を手に入れる。
【００２１】
更なる他の一実施形態において、ＰＵＦデバイスはラベルとして形成されることができる。
【００２２】
ラベルとして形成されたＰＵＦデバイスを有することによる利点は、品目のラベルに産業及び顧客が使用されることである。ラベルとして形成されたＰＵＦデバイスを有するとき、以下ではラベルテキストと呼ばれる品目関連情報がＰＵＦデバイスに書き込まれることができる。
【００２３】
更なる別の利点は、真正性の判定に関連して品目のテキストが制御デバイスに電子的あるいは光学的に（例えば、バーコードの形態で、あるいは光学式文字認識を用いて）送信される場合、この品目のテキストは上記のラベルテキストと比較されることができる。これら２つのテキストが一致する場合、読み取り装置は、ＰＵＦデバイスを有するラベルが正当な品目に付されたことを確信する。
【００２４】
これらテキストは、例えば、製造番号及び／又は生産物の名称を有し得る。
【００２５】
これらテキストの比較は、人が２つのテキストを見ることによって手動で為されてもよいし、例えばＯＣＲシステムを用いることによって自動で為されてもよい。
【００２６】
ＰＵＦデバイスは光学式ＰＵＦデバイスであってもよい。
【００２７】
より詳細に後述される本発明概念を実現するため、本発明の第１の態様の実施形態群の特徴を組み合わせることが可能である。
【００２８】
本発明の第２の態様に従って、ＰＵＦデバイスと、該ＰＵＦデバイスと通信するように構成された制御デバイスとを有する、物品の真正性を判定するシステムが提供される。このＰＵＦデバイスは、本発明の第１の態様の実施形態の１つ又は何らかの組み合わせに従い得る。
【００２９】
第２の態様の実施形態の１つにおいて、システムは更に、制御デバイスと通信するように構成されたデータベースを有する。
【００３０】
データベースを有することによる利点は、制御デバイスによって行われなければならない計算が少なくなることである。
【００３１】
第２の態様に係るシステムの他の一実施形態において、ＰＵＦデバイス及び制御デバイスは、ゼロ知識（zero-knowledge；ＺＫ）プロトコルによって通信するように構成されることができる。
【００３２】
ＺＫプロトコルを用いることによる利点は、暗号鍵が明らかにされないことである。
【００３３】
本発明の第２の態様の一実施形態において、システムは、コミットメント値が、信任を得た者によって公開鍵暗号を用いてデジタル署名され、且つ前記ＰＵＦデバイスに結び付けて格納されるように構成される。デジタル署名されたコミットメント及び更なる品目情報が一緒に、第２のデジタル署名を用いて署名されてもよい。
【００３４】
より詳細に後述される本発明概念を実現するため、本発明の第２の態様の実施形態群の特徴を組み合わせることが可能である。
【００３５】
本発明の第３の態様に従って、品目の真正性を判定する方法が提供される。この方法は、ＰＵＦパターンを有するＰＵＦデバイスを品目に付加する段階、ＰＵＦデバイスが品目に付加された以降に品目が変化させられていないかを調査するために、ＰＵＦデバイスを使用する段階、及び品目を初めて使用するときに、ＰＵＦパターンを物理的に損傷させることによって、認証されることに関してＰＵＦデバイスを使用できなくする段階を有する。
【００３６】
第３の態様の一実施形態において、上記の損傷させることは、品目を初めて使用するときにＰＵＦデバイスが機械的に破壊されることを有する。
【００３７】
上記の損傷させることは、ＰＵＦパターンの識別性を変化させることを有していてもよい。
【００３８】
この利点は、品目を初めて使用した後に使用される任意に形成され得る識別性が、例えば家庭環境において品目を識別するために利用可能なことである。
【００３９】
この方法は更に、ＰＵＦパターンに署名する段階を有していてもよい。この署名は、秘密鍵を用いることによって行われてもよく、このとき、上記のＰＵＦデバイスを使用する段階は、公開鍵によってＰＵＦパターンを検証することを有し、秘密鍵と公開鍵とは鍵の対を構成する。斯くして、測定されたＰＵＦパターンを署名されたものと比較することによって、ＰＵＦパターンが真性値と一致するかが検出され得る。
【００４０】
本発明のその他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲の従属請求項、及び図面から明らかになるであろう。
【００４１】
概して、請求項にて使用される全ての用語は、ここで明示的にその他のように定義されない限り、当該技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきものである。また、“或る／その［要素、デバイス、部品、手段、段階など］”への全ての参照は、特に断らない限り、それら要素、デバイス、部品、手段、段階などの少なくとも１つを参照するものとして解釈されるべきものである。ここで開示される如何なる方法の段階群も、明示的に断らない限り、開示された通りの順序で実行されなければならないものではない。
【００４２】
本発明のこれら及び更なる目的、特徴及び効果は、添付の図面を参照しての以下の限定的ではなく例示的な本発明の好適実施形態の詳細な説明により、一層十分に理解されるであろう。図面において、同様の要素には同一の参照符号が使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
物理的複製不可機能（ＰＵＦ）は、この機能は評価が容易であるが物理システムは特徴付けるのが困難なように、物理システムによって実現される機能である。物理システムは特徴付けることが困難であるので、複製することも困難である。ＰＵＦは、例えば、R.Pappuの博士論文「Physical  One-Way  Functions」、MIT、2001年に記載されている。制御されていない生産プロセス、すなわち、或る種のランダム性を含む生産プロセスにて生産される物理構成は、ＰＵＦ構成として使用されるのに適している。
【００４４】
このようなＰＵＦ構成の例は：
光学式ＰＵＦ構成  ―  レーザビームによって照射されるときにスペックルパターンを生成する不規則な構造を含む透明媒体；
コーティングＰＵＦ構成  ―  局所的な静電容量値が測定され得るランダムな誘電体粒子を含む、集積回路上の被覆；
音響式ＰＵＦ構成  ―  音響波による影響を受ける物理構造；
シリコンＰＵＦ構成  ―  製造バラつきにより回路遅延に差を有する、シリコンに作製された集積回路。
【００４５】
製造プロセスにおけるランダム性のため、個々の構成の各々は固有のデータを生じさせる。故に、ＰＵＦ構成は暗号鍵として使用されるのに適している。
【００４６】
図１を参照するに、コーティングＰＵＦ構成が示されている。集積回路（ＩＣ）100は、ランダムな誘電体粒子を含む被覆102を有している。この特定の場合において、相異なる誘電率を有する二種類の誘電体粒子104、106が存在している。これら粒子の各々の誘電率、大きさ、形状及び位置は静電容量に影響を及ぼす。
【００４７】
この被覆の複数の相異なる局所静電容量値を測定することにより、特有のパターンが得られる。この特有のパターンは、絶縁層110上に配置されたＩＣ100の頂部金属層内に含まれるセンサー構造108のマトリクスを用いて読み出され得る。
【００４８】
ここでは、ＰＵＦ構成が有する特有のパターンは“ＰＵＦパターン”と呼ばれ、このＰＵＦパターンによって生成されるデータは“秘密暗号鍵”又は単に“秘密鍵”と呼ばれる。
【００４９】
無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）は、品目の無線識別に用いられ得る集積回路である。今日、ＲＦＩＤタグはサプライチェーン・マネジメントにて広く使用されており、将来的に、バーコードシステムを置き換え得るものである。
【００５０】
ＲＦＩＤ構成をＰＵＦ構成と組み合わせることにより、無線識別と真正性検証とのためのシステムが実現される。このようなシステムで使用されるデバイスは図２に示されている。
【００５１】
ここでは“ＰＵＦデバイス”200と呼ばれる全体としてのデバイスは、品目に容易に取り付けられるようにラベルの形態にされてもよい。
【００５２】
ＰＵＦデバイス200は、好ましくはコーティングＰＵＦ構成であるＰＵＦ構成202、及びＲＦＩＤ構成204を有している。そして、ＲＦＩＤ構成204はプロセッサ206、通信手段208及びメモリ210を有している。
【００５３】
メモリ210は、例えばＲＡＭ等の揮発性メモリ212と、例えばＥＥＰＲＯＭ又はその他の好適種類のＲＯＭ等の不揮発性メモリ214とに分割されていてもよく、そのとき、揮発性メモリ212はＰＵＦパターンを一時的に格納するために使用され、不揮発性メモリ214はソフトウェア命令及び識別のためのデータを格納するために使用され得る。
【００５４】
図３を参照するに、真正性のオフライン検証システム300が示されている。このシステムはＰＵＦデバイス302及び制御デバイス304を有している。
【００５５】
ＰＵＦデバイス302は、品目が初めて使用されるときに該ＰＵＦデバイス内のＰＵＦパターンが破壊されるようにして、この品目に取り付けられたラベル内に含まれていてもよい。他の例では、ＰＵＦパターンは損傷を加えられ、ＰＵＦデバイスはもはや品目を認証することはできないが、例えば家庭環境において、依然として品目の認証のために使用され得るようにされてもよい。ＰＵＦに損傷を加えることはそれに新たな識別性を与える。
【００５６】
制御デバイス304は、例えば近距離通信（near  field  communication；ＮＦＣ）可能な携帯電話など、ＮＦＣに適応された手持ち式の装置であってもよい。
【００５７】
続いて図４を参照して、オフライン検証システムの方法を説明する。
【００５８】
しかしながら、オフライン検証が実行される前に、ＰＵＦデバイスは登録されなければならない。登録段階にて、公開鍵ｅを有する信任を得た第三者がその秘密鍵ｄを用いて秘密暗号鍵Ｓに対するコミットメントＣ（Ｓ）に署名し、署名されたコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）をＰＵＦデバイス内、好ましくは不揮発性メモリ214内に格納する。なお、対ｅ、ｄは、公知にされた公開鍵ｅと署名者によって秘密に保たれた秘密鍵ｄとの、公開鍵／秘密鍵の対である。＄ｅという表記は、品目が使用あるいは差し替えられていないことを認証するための、公開鍵ｅを用いて（誰でも）確認可能な、秘密鍵ｄを用いて作り出された署名を表している。
【００５９】
署名されたコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）又はＣ（Ｓ）は、秘密暗号鍵Ｓに関する如何なる情報も明らかにしない。さらに、（鍵の対ｅ、ｄの）秘密鍵ｄが使用されているので、誰でも公開鍵ｅを用いてコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）の署名を確認することができる。
【００６０】
オフライン検証においては第１に、段階400にて、制御デバイスからＰＵＦデバイスにインスタンス化（instantiation）メッセージが送られる。ＰＵＦデバイスが外部から電力供給される場合、この段階はＰＵＦデバイスに電力供給することをも含む。
【００６１】
第２に、段階402にて、ＰＵＦデバイスから制御デバイスにコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）が送信される。
【００６２】
第３に、段階404にて、制御デバイスはコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）を受信し、署名が正当なものであることを検証する。
【００６３】
第４に、段階406にて、ＰＵＦデバイスはそれに組み込まれたＰＵＦパターンを用いて秘密暗号鍵Ｓｔｅｍｐを作り出し、この鍵Ｓｔｅｍｐを一時的に揮発性メモリに格納する。
【００６４】
第５に、段階408にて、ＰＵＦデバイスと制御デバイスとがやり取りし、コミットメント＄ｅＣ（Ｓ）に使用された秘密暗号鍵Ｓが一時的に格納された秘密鍵Ｓｔｅｍｐと一致するかを検査する。一時的に格納された秘密鍵Ｓｔｅｍｐ等の如何なる秘密情報をも明らかにしないよう、ＰＵＦデバイスと制御デバイスとの間での通信にはゼロ知識（zero-knowledge；ＺＫ）プロトコルが用いられる。以下にて、ＺＫプロトコルについて一層詳細に説明する。
【００６５】
ＳｔｅｍｐとＳとが同一であることが判明した場合、ＰＵＦデバイスは登録以降に変更されていないことになり、それにより、その品目が真性品であることが示される。
【００６６】
しかしながら、例えば、誰かがその品目を開封あるいは使用して、ＰＵＦデバイス、特にＰＵＦパターン、を含むラベルが損傷されている場合、このことはＳｔｅｍｐがＳと同一にならないという事実によって検出されることになる。
【００６７】
ＺＫプロトコルを用いる基本的な考えは、秘密を所有していることをその秘密を明らかにすることなく証明することである。この場合、コミットメント＄ｅＣ（Ｓ）を入手するために使用される秘密鍵Ｓ、及び一時的に格納された秘密鍵Ｓｔｅｍｐは、それらの何れをも明らかにすることなく、等しいことが証明されるべきである。
【００６８】
署名されたコミットメント＄ｅＣ（Ｓ）は、好ましくは、ＰＵＦを含むＲＦＩＤデバイスのメモリに格納される。ＲＦＩＤデバイスを特定の物理的な物体又は品目に安全に結び付けるため、署名されたコミットメントと値‘品目テキスト’との双方への更なる署名＄’（＄ｅＣ（Ｓ），品目テキスト）が、好ましくは、同様にＲＦＩＤデバイス内に格納される。ここで、品目テキストは、品目上のテキスト、製造番号、バーコード等のような品目の一定の特徴を意味する。第２の署名＄’は、ＲＦＩＤを組み込む者によって公開鍵暗号を用いて作り出される。読み取り装置は、この第２の署名＄’が正当なものであるかどうか、及び品目テキストがＺＫプロトコルを開始する前のスキャンされた品目と一致するかどうかを検査することができる。他の例では、ＰＵＦを有するスキャンされたＲＦＩＤタグがユーザがスキャンしている品目と一致する正しいタグであることをユーザが確認できるように、品目テキストは読み取り装置上に表示されることができる。
【００６９】
１つの可能なＺＫプロトコルはシュノール（Schnorr）の識別プロトコルである。このプロトコルは実際には厳密な意味でのＺＫプロトコルではないが、とにかく使用され得る。その他のＺＫプロトコルが使用されてもよい。
【００７０】
手短に言えば、シュノールの識別プロトコルは次のように進められる。ｐ、ｑ及びｇと表記される３つの公開数字が選択される。ただし、ｐは１０２４ビットの素数であり、ｑは１６０ビットの素数であり、そしてｇはｑの乗算可能な次数の生成子である。そして、Ｓは０とｑとの間の数字であると仮定して、Ｃ（Ｓ）＝ｇＳ  ｍｏｄ  ｐによってＳへのコミットメントを決定する。
【００７１】
その後、１≦ｒ≦ｑ−１を満たす乱数ｒがＰＵＦデバイスによって発生され、次に、ｘ＝ｇｒ  ｍｏｄ  ｐに従って、対応する公開値ｘが決定される。
【００７２】
その後、制御デバイスはランダムチャレンジｅを生成し、それに対してＰＵＦデバイスは、ｙ＝（Ｓ・ｅ＋ｒ）  ｍｏｄ  ｑに従って応答ｙを生成する。
【００７３】
この応答は制御デバイスに返送される。そして、制御デバイスは、ｇｙ＝ｘ・（Ｃ（Ｓ））ｅ  ｍｏｄ  ｐに従って、この応答が値ｘ、ｅ及び信任を得た第三者によって署名されたコミットメントＣ（Ｓ）に対して正しいものであるかを検査することができる。
【００７４】
ＺＫプロトコルに関し、ＰＵＦデバイスは証明器の役割を有し、制御デバイスは検証者の役割を有し、そしてＳは証人として機能する。
【００７５】
公開鍵暗号に基づくオフライン検証システムを用いることに代えて、対称鍵暗号又はハッシュ関数に基づくオンライン検証システムが用いられてもよい。オンライン検証システムを用いることの利点は、ハードウェア及び計算コストの点で、対称暗号及びハッシュ関数は遙かに安価であることである。
【００７６】
図５を参照するに、ＰＵＦデバイス500、制御デバイス502及びデータベース（ＤＢ）504を有するオンライン検証システムが示されている。このデータベースは信用できる外部サーバ上で保持されていてもよい。
【００７７】
制御デバイス502は、セキュア・オーセンティケーティド・チャネル（ＳＡＣ）506を介してデータベース（ＤＢ）504と通信し得る。
【００７８】
ＤＢ504は、多数対のチャレンジＣｉと応答Ｒｉとを含み得る。応答Ｒｉは、チャレンジＣｉ及び秘密鍵Ｓを入力パラメータとする暗号的な単方向ハッシュ関数ｈ（）を用いることによって、Ｒｉ＝ｈ（Ｃｉ，Ｓ）に従って決定される。
【００７９】
続いて図６を参照して、オンライン検証システムの方法を説明する。
【００８０】
第１に、段階600にて、制御デバイスからＰＵＦデバイスにインスタンス化（instantiation）メッセージが送られる。ＰＵＦデバイスが外部から電力供給される場合、この段階はＰＵＦデバイスに電力供給することをも含む。
【００８１】
第２に、段階602にて、ＰＵＦデバイスは制御デバイスにＩＤを送信する。
【００８２】
第３に、段階604にて、制御デバイスはＩＤを受信し、このＩＤをＤＢにＳＡＣを介して転送する。
【００８３】
第４に、段階606にて、データベースはＩＤを受信し、使用されていないＣｉ／Ｒｉ対を発見し、これを制御デバイスに返送する。他の例では、新たなＣｉ／Ｒｉ対が生成され、それが制御デバイスに返送される。
【００８４】
応答への攻撃を防止するため、Ｃｉ／Ｒｉ対は好ましくは一度のみ使用される。故に、Ｃｉ／Ｒｉ対は使用された後、消去され得る。
【００８５】
第５に、段階608にて、制御デバイスはＣｉ／Ｒｉ対を受信し、チャレンジＣｉをＰＵＦデバイスに転送する。
【００８６】
第６に、段階610にて、ＰＵＦデバイスはＣｉを受信する。その後、ＰＵＦデバイスはＰＵＦパターンを用いてＳを作り出し、このＳを揮発性メモリに格納する。コーティングＰＵＦ構成が使用される場合、その被覆の局所的な静電容量値を測定することによってＳが作り出される。
【００８７】
第７に、段階612にて、ＰＵＦデバイスは、上述の暗号的な単方向ハッシュ関数Ｒｉ＝ｈ（Ｃｉ，Ｓ）を用いることによって応答Ｒを再構成する。
【００８８】
第８に、ＰＵＦデバイスは再構成された応答Ｒを制御デバイスに送信する。
【００８９】
第９に、段階616にて、制御デバイスは再構成された応答Ｒを受信し、この再構成された応答が応答Ｒｉに等しいかを検査する。これら応答が等しい場合、ＰＵＦパターンは変更されていないと考えられ、それにより、その品目が真性品であることが示される。
【００９０】
本発明は、主として、数個の実施形態を参照して説明されてきた。しかしながら、当業者に容易に認識されるように、ここで開示された実施形態以外の実施形態も、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲を逸脱することなく、等しく実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】コーティングＰＵＦ構成を例示する図である。
【図２】ＰＵＦデバイスを例示する図である。
【図３】真正性のオフライン検証システムを例示する図である。
【図４】真正性のオフライン検証方法を示すフロー図である。
【図５】真正性のオンライン検証システムを例示する図である。
【図６】真正性のオンライン検証方法を示すフロー図である。
【図１】
2009508430.tif 000003
【図２】
2009508430.tif 000004
【図３】
2009508430.tif 000005
【図４】
2009508430.tif 000006
【図５】
2009508430.tif 000007
【図６】
2009508430.tif 000008
【国際調査報告】
2009508430.tif 000009
2009508430.tif 000010