(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステムであって、
ＲＦＩＤタグを有する外科手術用器具であって、前記ＲＦＩＤタグは、
認証ユニットによって可読である一意の識別子と、
パスワードを記憶し、与えられたパスワードが、前記記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを返すように構成される、パスワードモジュールと
を備える、外科手術用器具と、
認証ユニットであって、
ＲＦＩＤ通信ユニットと、
前記ＲＦＩＤ通信ユニットに動作可能に結合されるプロセッサと、
秘密鍵を記憶する前記プロセッサに動作可能に結合され、かつ、命令のセットを有するメモリであって、前記命令のセットは、
前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を読み取ることと、
少なくとも部分的に、前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を用いて前記秘密鍵を暗号化することに基づいて、認証署名を生成することと、
パスワードとして前記認証署名を前記パスワードモジュールに与えることと、
前記与えられたパスワードが、前記記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを受信することと
を行うためのものである、メモリと
を備える、認証ユニットと
を備える、電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【請求項２】
前記プロセッサに動作可能に結合される電気外科的発電機をさらに備える、請求項１に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【請求項３】
前記電気外科的発電機の動作は、前記受信されたステータスが前記与えられたパスワードが前記記憶されたパスワードと等しくないことを示す場合、阻止される、請求項２に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤタグはさらに、読取／書込メモリを備え、前記命令のセットはさらに、前記読取／書込メモリ内のデータを修正するように構成される命令を備える、請求項１に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【請求項５】
前記認証署名は、少なくとも部分的に、前記ＲＦＩＤタグの前記秘密鍵および前記一意の識別子の暗号学的ハッシュに基づいて、生成される、請求項１に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、無線周波数識別技術（また、ＲＦＩＤとして知られる）に関し、より具体的には、タグの読取／書込メモリの使用を要求しない、ＲＦＩＤタグのセキュア認証のためのシステム、装置、および関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤは、無線周波数（ＲＦ）信号を使用する、自動識別のための方法である。ＲＦＩＤ質問器として知られるデバイスが、製品、梱包容器、または輸送コンテナ等の物品に物理的に取着される、ＲＦＩＤタグとして知られる応答器内に記憶されるデータをワイヤレスで読み取り、随意に、書き込む。典型的には、ＲＦＩＤタグが、２つの主構成要素、すなわち、データを記憶かつ処理し、ＲＦ信号を変調かつ復調させるための集積回路（ＩＣ）と、チップを有効にし、タグと質問器との間でデータを交換するチップに結合される、アンテナとから成る。ＲＦＩＤタグは、読取専用であることができ、ＩＣは、タグを一意に識別するために使用される、タグ製造業者によって消去不能にエンコードされる一意の識別コード等の改変不能データを含有する。代替として、ＲＦＩＤタグは、読取／書込であることができ、記憶データは、変更または削除されることができる。典型的には、しかしながら、読取／書込ＲＦＩＤタグもまた、個々のタグが一意に識別されることができるように、消去不能一意の識別コード等の読取専用データを含有するであろう。あるタイプまたはモデルの読取／書込ＲＦＩＤタグ（本明細書では、セキュアＲＦＩＤタグと呼ばれる）が、タグの読取および／または書込が、１つまたはそれを上回るパスワードの通信の成功に応じて、制御され、かつ条件付けられるようなセキュリティまたは保護特徴または機構を提供する。これらのセキュアＲＦＩＤタグでは、パスワードは、書込専用ストレージ内に記憶され、すなわち、パスワードは、書込動作によって設定または変更されることができるが、任意の読取動作によって明らかにされることはできない。質問器がセキュアＲＦＩＤタグ内のデータにアクセスを得るために、任意の読取または書込動作が、パスワード動作によって先行されなければならなく、そこでは、タグは、質問器のもたらされたパスワードをタグの記憶されたパスワードと比較する。セキュアＲＦＩＤタグは、通常、そのパスワード動作に応答して、パスワード比較の成功または失敗を示す。パスワードのマッチングの成功は、質問器によって意図的に（動作の終了において）、またはパッシブタグが質問器の付近から除去されるときに電力損失によって偶発的にのいずれかによって、タグがリセットされるまで、一時的に、後続の読取または書込動作を有効にするであろう。
【０００３】
ＲＦＩＤタグは、アクティブまたはパッシブであるとして特徴付けられる。アクティブＲＦＩＤタグは、バッテリ等の電源を含有する一方、パッシブＲＦＩＤタグは、ＲＦ質問信号から導出されるエネルギーによって給電される。結果として、パッシブＲＦＩＤタグは、典型的には、比較的あまり多くない処理およびメモリ能力を有する。概して、排他的ではないが、アクティブＲＦＩＤタグは、重工業、地方自治体、および軍隊用途に使用される一方、パッシブＲＦＩＤタグは、ツール、電子デバイス、および構成要素等のより小型のデバイス、クレジット／デビットカード、および同等物に使用される。アクティブＲＦＩＤタグは、パッシブ型タグを上回る範囲の増加をもたらし得る。
【０００４】
ＲＦＩＤタグは、様々な目的のために採用され得る。１つのそのような目的は、付属または器具デバイスが、主デバイス（例えば、電気外科的またはマイクロ波発電機）との併用のために好適であるかどうかを判定するために、付属デバイス（例えば、外科手術用器具）を認証することである。認証は、付属デバイスに取着または添着されるタグ内の情報の秘密部分を生成かつ記憶する、または「プログラム」することによって、準備またはプロビジョニングされる。「認証署名」と呼ばれる、この秘密は、ＲＦＩＤタグのプログラマによって、かつ認証される主デバイスおよび付属デバイスの製造業者、ベンダー、または所有者によってのみ、把握または判定可能であることが意図される。認証によって保護されることが意図される後続の使用では、認証署名は、比較のために質問器とセキュアＲＦＩＤタグとの間で通信されなければならない。これらのセキュアＲＦＩＤタグが、暗号化または暗号解読を実施できず、したがって、認証署名が、認証イベントの間、プレーンテキストのＲＦ通信によって暴露されなければならないと仮定されたい。したがって、敵対者が、ＲＦＩＤ質問器およびＲＦ信号捕捉または記録デバイス（「スニファ」）等の容易に利用可能である装置を用いて、認証署名を発見することを試行し得る。
【０００５】
認証署名が、デバイスの集合内の付属デバイスの全てのインスタンスにより共通して共有される単純な秘密（キーまたはパスワード）である場合、１つの認証署名の敵対者による任意の発見（どのような手段を用いようとも）が、無限数の付属デバイスの認証を解読するであろう。
【０００６】
先行技術のシステムでは、認証署名は、ＲＦＩＤタグ内における読取／書込メモリ内の既知の場所内に記憶される。これらのシステムでは、付属品を認証することを模索する主デバイスは、ＵＩＤを付属品と関連付けられるＲＦＩＤタグから読み取り、推定上、最初に、タグをプログラムするために使用されるものと同一の秘密鍵を使用して、同一の計算を実施するであろう。記憶された認証署名は、次いで、付属品のＲＦＩＤタグから読み取られ、計算された認証署名と比較される。一致が確認される場合、付属品は、真正であると判断される。
【０００７】
そのような先行技術のシステムは、ＲＦＩＤタグ内にある希少資源である読取／書込メモリの消費を要求するため、かつＲＦＩＤ読取／書込メモリが、容易に取得可能であるＲＦＩＤ質問器の所有における任意の当事者によってアクセス可能であって、したがって、所与のＲＦＩＤチップのための認証署名が、容易に可読であり得るため、不利点を有する。そのような読取能力の別の不利点は、ある数の認証署名を読み取ることができる敵対者が、多集合の付属デバイスの多様性に関するパターンまたはルールを推測または導出することが可能であって、したがって、認証システムを打破することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、セキュアＲＦＩＤ認証システム、装置、および使用関連方法を対象とする。一新規側面では、パスワード関数と正常に関連付けられるＲＦＩＤタグのメモリエリアは、認証署名を記憶するように適合され、それによって、読取／書込メモリが、アプリケーションの使用のために割り当てられるように解放する。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグは、読取および／または書込関数へのパスワード制御アクセスを含む。読取、書込、読取／書込、または他のパスワードとして認証署名を記憶することによって、ＲＦＩＤタグを読み取る、書き込む、あるいはさらに動作させる、またそれと通信する能力は、妨害され、したがって、そのようなタグと関連付けられるデバイスの使用もまた、より確実かつ安全に制御され得る。例えば、限定ではないが、本開示によるＲＦＩＤタグは、真正デバイスおよび／または付属品の使用を有効にし、無許可デバイスおよび／または付属品の使用を無効にするために、デバイスの相互運用性を制御するために利用されてもよく、攻撃およびセキュリティ侵害に脆弱である、先行技術のアプローチを用いたものよりも優れた確実性および信頼性を伴う。
【０００９】
そのような能力は、利点を有し得、例えば、外科手術手技の間、不適切な外科手術デバイスの使用を減少または排除し得る。不適切な外科手術デバイスは、限定ではないが、事前に使用された、無菌ではない、無許可の流通チャネルを通して調達された、偽造品である、未試験である、互換性がない、未較正である、認可されていない、適切な品質管理を受けていない、再製造された、および同等物である、外科手術デバイスを含み得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグを認証する方法は、秘密鍵を選択するステップと、一意の識別（ＵＩＤ）コードをＲＦＩＤタグから読み取ることによってＲＦＩＤタグを準備するステップと、秘密鍵をＵＩＤと暗号的に組み合わせることによって一意の認証署名を作成するステップと、パスワードまたはＲＦＩＤタグのパスワードのセットを一意の認証署名に設定するステップと、一意の識別（ＵＩＤ）コードをＲＦＩＤタグから読み取ることによってＲＦＩＤタグを認証するステップと、秘密鍵をＵＩＤと暗号的に組み合わせることによって一意の認証署名を再作成するステップと、パスワードまたはパスワードのセットとして一意の認証署名をＲＦＩＤタグにもたらすことによってＲＦＩＤタグの関数にアクセスすることを試行するステップと、ＲＦＩＤタグがパスワード動作からエラー応答を与えない場合、またはＲＦＩＤタグのパスワード制御関数にアクセスする試行が成功する場合のいずれかにおいて、真正としてＲＦＩＤタグを判断するステップとを含む。実施形態では、アクセスが試行される関数は、限定ではないが、読取関数、書込関数、および／またはプライバシー機能を含んでもよい。
【００１１】
一側面では、本開示による実施形態は、限定ではないが、電気外科的発電機、超音波発電機、およびマイクロ波発電機等の機器に動作可能に取着される、またはそれらと関連付けられることができる、限定ではないが、外科手術用器具等のデバイスを含み、これは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）質問器、あるいは恒久的改変不能かつ一意の識別番号（ＵＩＤ）を有するＲＦＩＤタグ、再書き込みされるまでデータを保持することができる読取／書込メモリ、読取／書込メモリの選択された部分の読取または再書込を選択的に防止することができる保護機構、および読取／書込保護機構に動作可能に結合され、書き込まれることができるが、読み取られない、パスワードストレージのうちの少なくとも１つを含む。
【００１２】
一側面では、本開示の実施形態によるシステムは、グローバル一意識別番号（ＵＩＤ）を有する１つまたはそれを上回るＲＦＩＤタグ、読取／書込メモリ、および書込専用であり、それ自体パスワード保護されるパスワード機構を利用する。本システムは、ＲＦＩＤタグを給電する、読み取る、かつ書き込むように構成される、１つまたはそれを上回るＲＦＩＤ質問器（例えば、読取機または認証子）を含む。ＲＦＩＤ質問器のうちの少なくとも１つは、未準備の（例えば、工場から出荷したばかり、または未使用の）ＲＦＩＤタグからセキュア認証ＲＦＩＤタグを作成するように、許可された代理人によって使用可能であるＲＦＩＤプログラマとして構成される。ＲＦＩＤ質問器のうちの少なくとも１つは、有効なセキュア認証ＲＦＩＤタグかどうかを判定するために、ＲＦＩＤタグのクエリを実行するＲＦＩＤ認証子として構成される。本開示されるシステムは、ＲＦＩＤプログラマおよびＲＦＩＤ認証子のみに把握された秘密鍵を含む。いくつかの実施形態では、秘密鍵は、既知の長さを有するビット列として表される。
【００１３】
別の側面では、セキュア認証の目的のために、１つまたはそれを上回るＲＦＩＤタグを産出し、識別するための、例えば、類似するが、不正確に準備された、または未準備のＲＦＩＤタグへのアクセスを無効かつ／または拒否しながら、真正ＲＦＩＤタグの無許可コピー、複製、または偽造を防止しながら、正確に準備されたＲＦＩＤタグの提示に応じて、アクセスを有効にする、可能にする、または許可するための方法および装置が、説明される。有利には、ＲＦＩＤタグの読取／書込メモリ能力は、セキュア認証署名が書込専用パスワードとして記憶され、ひいては、ＲＦＩＤタグの読取／書込メモリを占有しないため、セキュア認証情報を用いてそれを準備することによって減少されない。秘密鍵を所有するＲＦＩＤプログラマは、タグ毎に一意の情報、すなわち、ＵＩＤを既定の秘密鍵と組み合わせることによって、工場から出荷したばかりのＲＦＩＤタグから許可されたセキュア認証ＲＦＩＤタグを準備してもよい。同一の秘密鍵を所有するＲＦＩＤ認証子は、そのようなタグが、許可された秘密認証キーを用いてプログラムされたセキュア認証ＲＦＩＤタグかどうかを判定するために、ＲＦＩＤタグを有効にしてもよい。本開示による実施形態では、秘密認証キーの知識を伴わない、任意のＲＦＩＤプログラマは、セキュア認証ＲＦＩＤタグを実現可能に作成できない。同様に、同一の秘密鍵を所有しない、ＲＦＩＤ読取機は、ＲＦＩＤタグが、秘密認証キーを用いて、プログラムされていない、未準備である、またはＲＦＩＤ認証子が所有するある他のキー（秘密またはそれ以外のもの）を用いてプログラムされているかどうかを認識することが可能であり得る場合でも、所与のＲＦＩＤタグが、秘密鍵を用いて準備されたかどうかを実現可能に確認できない。ある数のセキュア認証ＲＦＩＤタグおよびブランクまたは別様にプログラムされたＲＦＩＤタグを所有するが、秘密認証キーを所有しないいかなる当事者も、秘密鍵を実現可能に判定または抽出できない。セキュア認証ＲＦＩＤタグとのトランザクション（例えば、認証）セッションの認証イベントのＲＦＩＤ信号をインターセプトすることが可能であるが、まだ、秘密鍵を把握していない当事者も、秘密鍵を実現可能に判定、導出、計算、または抽出することができない。セキュア認証ＲＦＩＤタグを用いて、プログラム（例えば、準備または製造）セッションのイベントからのＲＦＩＤ信号をインターセプトすることが可能であるが、秘密鍵を所有していない当事者も、秘密鍵を実現可能に判定、導出、計算、または抽出できない。そのような準備されたＲＦＩＤタグまたはインターセプトされた信号を伴うが、秘密鍵を所有しない当事者も、未準備の（例えば、工場から出荷したばかり、または未使用の）ＲＦＩＤタグから、セキュア認証ＲＦＩＤタグを実現可能に複製、コピー、偽造、またはそれ以外のものを作成することできない。そのような準備されたＲＦＩＤタグまたはインターセプトされた信号を伴うが、秘密鍵を所有していない当事者も、セキュア認証ＲＦＩＤタグ内に含まれる認証情報を実現可能に改変または無効にできない。
【００１４】
別の側面では、秘密鍵を選択するステップと、ＲＦＩＤタグを準備するステップであって、一意の識別コードをＲＦＩＤタグから読み取るステップと、認証署名を秘密鍵および一意の識別コードから作成するステップと、ＲＦＩＤタグのパスワードを認証署名に設定するステップとを含む、ＲＦＩＤタグを準備するステップと、ＲＦＩＤタグを認証するステップであって、一意の識別コードをＲＦＩＤタグから読み取るステップと、認証署名を秘密鍵および一意の識別コードから再作成するステップと、パスワードとして認証署名をＲＦＩＤタグに提供することによって、ＲＦＩＤタグの関数にアクセスすることを試行するステップと、ＲＦＩＤタグの関数にアクセスする試行が成功する場合、ＲＦＩＤタグが真正であることを判定するステップとを含む、ＲＦＩＤタグを認証するステップとを含む、ＲＦＩＤタグを認証する方法の実施形態が、説明される。いくつかの実施形態では、アクセスが試行される関数は、読取関数、書込関数、読取／書込関数、またはプライバシー関数である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグを認証する本開示による方法は、ビット列を作成するために一意の識別コード（ＵＩＤ）および秘密鍵を連結させるステップと、認証署名を取得するために、ビット列にセキュアハッシュ関数（例えば、ＳＨＡ−１またはＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ）を暗号的に実施するステップとを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグを認証する本開示による方法は、認証署名を複数のビット列の等しい長さに分割するステップと、ＲＦＩＤタグ内のパスワードのビット数に好適である圧縮または短縮された結果を取得するために複数のビット列間でＸＯＲ演算を実施するステップとを含む。
【００１７】
別の側面では、電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステムが、説明される。本システムは、準備ユニットによって可読である一意の識別子、およびパスワードを記憶し、与えられたパスワードが記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを返すように構成される、パスワードモジュールを含むＲＦＩＤタグを有する、外科手術用器具と、ＲＦＩＤ通信ユニット、ＲＦＩＤ通信ユニットに動作可能に結合されるプロセッサ、および秘密鍵を記憶するプロセッサに動作可能に結合され、外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を読み取り、少なくとも部分的に、外科手術用器具のＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子に基づいて、認証署名を生成し、パスワードとして認証署名をパスワードモジュールに記憶するための命令のセットを有する、メモリを有する、準備ユニットとを含む。パスワードは、ＲＦＩＤタグの関数と関連付けられてもよい。関数は、読取／書込メモリの読取有効化、読取／書込メモリの書込有効化、または読取／書込メモリの読取／書込有効化であってもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグはさらに、読取／書込メモリを含み、命令のセットはさらに、読取／書込メモリ内のデータ構造を初期化するように構成される命令を含む。いくつかの実施形態では、データ構造は、使用カウント、製造日、製造業者シリアルナンバー、有効期限、較正データ、履歴データ、証明データ、または動作制限パラメータを記憶するように構成される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本説明されるシステムは、少なくとも部分的に、ＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子（ＵＩＤ）の暗号学的ハッシュを使用して、認証署名を生成する。
【００２０】
別の側面では、電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステムが、説明される。いくつかの実施形態では、本システムは、ＲＦＩＤタグを有する外科手術用器具を含み、ＲＦＩＤタグは、認証ユニットによって可読である一意の識別子と、パスワードを記憶し、与えられたパスワードが、記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを返すように構成される、パスワードモジュールとを含む。本システムはさらに、ＲＦＩＤ通信ユニットと、ＲＦＩＤ通信ユニットに動作可能に結合されるプロセッサと、秘密鍵を記憶するプロセッサに動作可能に結合され、外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を読み取り、少なくとも部分的に、外科手術用器具のＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子に基づいて、認証署名を生成し、パスワードとして認証署名をパスワードモジュールに与え、与えられたパスワードが記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを受信するための命令のセットを有する、メモリとを有する、認証ユニットを含む。いくつかの実施形態では、本システムは、プロセッサに動作可能に結合される電気外科的発電機を含む。いくつかの実施形態では、電気外科的発電機の動作は、受信されたステータスが、与えられたパスワードが記憶されたパスワードが等しくないことを示す場合、阻止される。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグは、読取／書込メモリを含み、命令のセットはさらに、読取／書込メモリ内にデータを修正するように構成される命令を含む。いくつかの実施形態では、認証署名は、少なくとも部分的に、ＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子の暗号学的ハッシュに基づいて、生成される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ＲＦＩＤタグを認証する方法であって、
秘密鍵を選択するステップと、
前記ＲＦＩＤタグを準備するステップであって、前記ＲＦＩＤタグを準備するステップは、
一意の識別コードを前記ＲＦＩＤタグから読み取るステップと、
認証署名を前記秘密鍵および前記一意の識別コードから作成するステップと、
前記ＲＦＩＤタグのパスワードを前記認証署名に設定するステップと、
を含む、ステップと、
前記ＲＦＩＤタグを認証するステップであって、前記ＲＦＩＤタグを認証するステップは、
前記一意の識別コードを前記ＲＦＩＤタグから読み取るステップと、
前記認証署名を前記秘密鍵および前記一意の識別コードから再作成するステップと、
前記パスワードとして前記認証署名を前記ＲＦＩＤタグに提供することによって、前記ＲＦＩＤタグの関数にアクセスすることを試行するステップと、
前記ＲＦＩＤタグの関数にアクセスする試行が成功する場合、前記ＲＦＩＤタグが真正であることを判定するステップと、
を含む、ステップと、
を含む、方法。
（項目２）
認証署名を作成するステップは、前記認証署名を取得するために、前記秘密鍵および一意の識別コード（ＵＩＤ）にハッシュ関数を実施するステップを含む、項目１に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目３）
前記ハッシュ関数は、ＳＨＡ−１関数、ＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ関数、ＳＨＡ−２関数、およびＭＤ５関数から成る群から選択される、項目２に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目４）
認証署名を作成するステップは、
ビット列を作成するために、前記一意の識別コード（ＵＩＤ）および前記秘密鍵を連結させるステップと、
前記認証署名を取得するために、前記ビット列にハッシュ関数を実施するステップと、
を含む、項目１に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目５）
前記ハッシュ関数は、ＳＨＡ−１関数、ＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ関数、ＳＨＡ−２関数、およびＭＤ５関数から成る群から選択される、項目４に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目６）
前記認証署名を複数のビット列の等しい長さに分割するステップと、
中間結果または最終結果のうちの少なくとも１つを取得するために、第１の複数のビット列および第２の複数のビット列にＸＯＲ演算を実施するステップと、
をさらに含む、項目４に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目７）
中間結果または最終結果のうちの少なくとも１つを取得するために、最近算出された中間結果および前記複数のビット列のうちの後続のものにＸＯＲ演算を実施するステップをさらに含む、項目６に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目８）
アクセスが試行される前記関数は、読取関数、書込関数、および読取／書込関数から成る群から選択される、項目１に記載のＲＦＩＤタグを認証する方法。
（項目９）
電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステムであって、
ＲＦＩＤタグを有する外科手術用器具であって、前記ＲＦＩＤタグは、
準備ユニットによって可読である一意の識別子と、
パスワードを記憶し、与えられたパスワードが前記記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを返すように構成される、パスワードモジュールと、
を備える、外科手術用器具と、
準備ユニットであって、
ＲＦＩＤ通信ユニットと、
前記ＲＦＩＤ通信ユニットに動作可能に結合されるプロセッサと、
秘密鍵を記憶する前記プロセッサに動作可能に結合され、かつ、命令のセットを有するメモリであって、前記命令のセットは、
前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を読み取ることと、
少なくとも部分的に、前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子に基づいて、認証署名を生成することと、
パスワードとして前記認証署名を前記パスワードモジュールに記憶することと
を行うためのものである、メモリと、
を備える、準備ユニットと、
を備える、システム。
（項目１０）
前記パスワードは、前記ＲＦＩＤタグの関数と関連付けられる、項目９に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１１）
前記ＲＦＩＤタグはさらに、読取／書込メモリを備え、前記ＲＦＩＤタグの関数は、読取／書込メモリの読取有効化、読取／書込メモリの書込有効化、および読取／書込メモリの読取／書込有効化から成る群から選択される、項目１０に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１２）
前記ＲＦＩＤタグはさらに、読取／書込メモリを備え、前記命令のセットはさらに、前記読取／書込メモリ内のデータ構造を初期化するように構成される命令を備える、項目９に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１３）
前記データ構造は、使用カウント、製造日、製造業者シリアルナンバー、有効期限、較正データ、履歴データ、証明データ、および動作制限パラメータから成る群から選択されるデータを記憶するように構成される、項目１２に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１４）
前記認証署名は、少なくとも部分的に、前記ＲＦＩＤタグの前記秘密鍵および前記一意の識別子の暗号学的ハッシュに基づいて、生成される、項目９に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１５）
前記暗号学的ハッシュは、ＭＤ５ハッシュ、ＳＨＡ−１ハッシュ、ＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ関数、およびＳＨＡ−２ハッシュから成る群から選択される、項目１４に記載の電気外科的手技における使用のための外科手術用器具を準備するためのシステム。
（項目１６）
電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステムであって、
ＲＦＩＤタグを有する外科手術用器具であって、前記ＲＦＩＤタグは、
認証ユニットによって可読である一意の識別子と、
パスワードを記憶し、与えられたパスワードが、前記記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを返すように構成される、パスワードモジュールと、
を備える、外科手術用器具と、
認証ユニットであって、
ＲＦＩＤ通信ユニットと、
前記ＲＦＩＤ通信ユニットに動作可能に結合されるプロセッサと、
秘密鍵を記憶する前記プロセッサに動作可能に結合され、かつ、命令のセットを有するメモリであって、前記命令のセットは、
前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの一意の識別子を読み取ることと、
少なくとも部分的に、前記外科手術用器具のＲＦＩＤタグの秘密鍵および一意の識別子に基づいて、認証署名を生成することと、
パスワードとして前記認証署名を前記パスワードモジュールに与えることと、
前記与えられたパスワードが、前記記憶されたパスワードに等しいかどうかを示すステータスを受信することと
を行うためのものである、メモリと、
を備える、認証ユニットと、
を備える、システム。
（項目１７）
前記プロセッサに動作可能に結合される電気外科的発電機をさらに備える、項目１６に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
（項目１８）
前記電気外科的発電機の動作は、前記受信されたステータスが前記与えられたパスワードが前記記憶されたパスワードと等しくないことを示す場合、阻止される、項目１７に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
（項目１９）
前記ＲＦＩＤタグはさらに、読取／書込メモリを備え、前記命令のセットはさらに、前記読取／書込メモリ内のデータを修正するように構成される命令を備える、項目１６に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
（項目２０）
前記認証署名は、少なくとも部分的に、前記ＲＦＩＤタグの前記秘密鍵および前記一意の識別子の暗号学的ハッシュに基づいて、生成される、項目１６に記載の電気外科的手技の間の使用のための外科手術用器具を認証するためのシステム。
【００２１】
本開示の上記かつ他の側面、特徴、および利点は、付随の図面と併せて検討されるとき、以下の詳細な説明を考慮することによってより明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本開示による、ＲＦＩＤ認証システムの実施形態の概略図である。
【図２】図２は、本開示による、電気外科手術用器具の製造の間のＲＦＩＤタグ準備プロセスの概略図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態による、準備されたＲＦＩＤタグのブロック図である。
【図４】図４は、本開示による、ＲＦＩＤ準備方法の実施形態のフロー図である。
【図５】図５は、本開示による、別のＲＦＩＤ準備方法の実施形態のフロー図である。
【図６】図６は、本開示による、ＲＦＩＤ認証方法の実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示の特定の実施形態が、付随の図面を参照して、本明細書の下記に説明される。しかしながら、開示される実施形態は、単に、本開示の実施例であり、これは、種々の形態で具現化されてもよいことを理解されたい。周知の機能または構成は、不必要に詳細に本開示を不明瞭にしないために、詳細に説明されない。したがって、本明細書に開示される具体的な構造的かつ機能的詳細は、事実上任意の適切な詳細な構造において、本開示を種々に採用するために、限定してではなく、単に、請求項の基礎として、かつ当業者に教示するための代表的基礎として解釈される。続く、図面および説明では、従来通り、用語「ｐｒｏｘｉｍａｌ（近位）」は、ユーザにより近い器具の端部を指す一方、用語「ｄｉｓｔａｌ（遠位）」は、ユーザからさらに遠方である端部を指すであろう。この説明ならびに図面では、同一の参照番号は、同一の、類似する、または同等の機能を実施し得る、要素を表す。
【００２４】
図１を参照すると、本開示による、電気外科的システム１０の実施形態が、提示される。システム１０は、電気外科手術用発電機６５と動作可能に結合するように構成される、電気外科手術用器具２０を含む。電気外科手術用器具２０は、それから延在するグリップ５０と、それによって、ハンドル４５がグリップ５０から離れた離間された関係に位置付けられる、第１の位置と、それによって、ハンドル４５が第１の位置よりもグリップ５０により近い離間された関係に位置付けられる、第２の位置との間で移動可能である、ハンドル４５とを有する、筐体２２を含む。電気外科手術用器具２０は、ＲＦＩＤタグ８０を含み、これは、任意の好適な様式において、筐体２２に固定されてもよい。加えて、または代替として、ＲＦＩＤタグ８０は、コネクタ７０に固定されてもよい。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグ８０は、電気外科手術用器具２０の任意の機械的に関連付けられた部分（例えば、シャフト２５、グリップ５０、およびケーブル６０等）に固定されてもよい。好ましくは、ＲＦＩＤタグ８０は、ＲＦＩＤタグ８０の電気外科手術用器具２０からの任意の試行される除去または物理的な分離が、ＲＦＩＤタグ８０および／または電気外科手術用器具２０を動作不能にするような様式において、電気外科手術用器具２０に固定される。シャフト２５は、筐体２２から遠位に延在し、その遠位端２６に、対向顎部材３０および３５を含む。顎部材３０および３５は、それらの間において組織を把持するために、それによって、顎部材３０が顎部材３５から離れた離間された関係に位置付けられる、開放位置と、それによって、顎部材３０が顎部材３５により近い離間された関係に位置付けられる、第２の位置との間で移動可能である。
【００２５】
顎部材３０および３５への電気外科的エネルギーの送達を電気的に制御するために、筐体２２は、その上にスイッチ５５を支持し、これは、顎部材３０および３５への電気外科的エネルギーの送達を開始および終了するために、ユーザによって動作可能である。スイッチ５５は、電気外科的発電機６５または筐体２２内に支持されるバッテリ（図示せず）等の電気外科的エネルギー源と電気通信する。発電機６５は、Ｃｏｖｉｄｉｅｎ  Ｅｎｅｒｇｙ−Ｂａｓｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｂｏｕｌｄｅｒ，  Ｃｏｌｏｒａｄｏ）によって販売されるようなＬＩＧＡＳＵＲＥ（登録商標）  Ｖｅｓｓｅｌ  Ｓｅａｌｉｎｇ  ＧｅｎｅｒａｔｏｒおよびＦＯＲＣＥ  ＴＲＩＡＤ（登録商標）  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ等のデバイスを含んでもよい。ケーブル６０は、筐体２２と発電機６５との間に延在し、器具２０が、発電機６５から選択的に結合され、電気的に分断され得るように、その上にコネクタ７０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、電気外科手術用器具２０は、限定ではないが、Ｄｙｃｕｓ  ｅｔ  ａｌによる米国特許第７，２５５，６９７号に説明されるもの等の電気外科的鉗子等の容器密封器具を含んでもよい。
【００２６】
器具２０は、ユーザが、シャフト２５および／または顎部材３０および３５をシャフト２５の縦軸の周囲で回転させ、筐体２２およびハンドル５０等の捻転を必要とせずに、外科手術部位に対して、必要に応じて、顎部材３０および３５を位置付けることを可能にする、回転制御４０を含んでもよい。発電機６５は、動作データを表示し、ユーザに可聴発信音を提供し、ユーザ入力を受け取るように構成される、ユーザインターフェース７５を含む。
【００２７】
対向顎部材３０および３５は、伸長シャフト２５を通して延在し、電気経路を、それぞれ、顎部材３０および３５の組織接触面上に配置される、１対の導電性の組織係合密封プレート３１および３６に提供する、導体（明示的に図示せず）を介して、ケーブル６０、ひいては、発電機６５に電気的に結合される。顎部材３０の密封プレート３１は、顎部材３５の密封プレート３６に対向し、いくつかの実施形態では、密封プレート３１および３６は、対向端子、例えば、発電機６５と関連付けられた正またはアクティブ（＋）および負または戻り（−）端子に電気的に結合される。したがって、双極エネルギーが、密封プレート３１および３６を通して提供されてもよい。代替として、密封プレート３１および３６は、単極エネルギーを組織に送達するために構成されてもよい。単極構成では、一方または両方の密封プレート３１および３６は、電気外科的エネルギーをアクティブ端子（例えば、（＋））から送達する一方、戻りパッド（明示的に図示せず）は、概して、患者に留置され、戻り経路を発電機６５の対向端子（例えば、（−））に提供する。
【００２８】
発電機６５は、電気外科的エネルギーを器具２０に送達するように構成される、ＲＦ電源９０と動作可能に通信するコントローラ９４を含む。コントローラ９４は、ＲＦＩＤ質問器９５およびメモリ９３と動作可能に通信する。メモリ９３は、秘密鍵９７のコピーを含む。いくつかの実施形態では、秘密鍵９７は、攻撃者によるリバースエンジニアリングおよび／または秘密鍵９７の発見を妨げるために、暗号化またはエンコードされる形態でメモリ９３内に記憶されてもよい。ＲＦＩＤ質問器９５は、発電機６５が、ＲＦＩＤタグ８０と効果的に通信することを可能にする、アンテナ９６を含む。発電機６５は、動作データを表示し、ユーザに可聴発信音を提供し、ユーザ入力を受け取るように構成される、コントローラ９４と動作可能に通信する、ユーザインターフェース７５を含む。
【００２９】
ＲＦ電源９０は、コントローラユニット９４から受信された１つまたはそれを上回る制御信号に応答して、電気外科的エネルギーを選択的に送達するように構成される。コントローラユニット９４は、スイッチ５５およびユーザインターフェース７５からユーザ入力信号を受信するように構成され、ＲＦＩＤ質問器９５から認証信号を受信するように構成される。類似する発電機が、そのそれぞれの全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる、同一所有者による米国特許第７，９２７，３２８号および第８，２１１，０９９号に説明される。
【００３０】
開示される実施形態は、ＲＦＩＤタグ８０の一意のＵＩＤ８１および秘密鍵９７からセキュア認証署名を暗号的に生成する。有利には、本開示される方法は、攻撃者にとって、適切な認証署名を複製、偽造、または別様に再作成することを極めて困難にさせる、または費用がかかるようにさせながら、秘密鍵９７を所有する第１デバイスが、タグ８０のＵＩＤ８１を処理し、タグ８０と関連付けられ、第１デバイスと関連して使用される、第２のデバイス（例えば、器具、付属品、または装置）のインスタンスのための認証署名８２を容易に判定することを可能にする。秘密鍵９７は、本開示による、認証を実施するように構成される各デバイス内に記憶されることが想定される。例えば、秘密鍵９７は、当業者によって認識されることができるように、発電機６５のメモリ９３内に、かつＲＦＩＤ質問器９５内に、記憶されてもよい。秘密鍵９７は、ＲＦＩＤプログラマ１１０（図２）のメモリ１２０内に記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグ８０は、ＩＳＯ１５６９３ＲＦＩＤタグ規格に準拠し、したがって、タグの製造の間、消去不能に書き込まれた、絶対的に（グローバルに）一意の６４ビットＵＩＤを含む。
【００３１】
図２および図３を参照すると、ＲＦＩＤタグ８０の準備手順１００が、示され、ＵＩＤ８１のタグは、プログラマ１１０によって読み取られる。いくつかの実施形態では、プログラマ１１０は、アセンブリライン１５０と動作可能に関連付けられ、大量生産において複数の器具２０（２０ａ、２０ｂ、．．．２０ｄ）を連続してプログラムするように構成され、これは、一意の認証署名を導出するために、アルゴリズムを介して秘密鍵と組み合わせられる。しかしながら、プログラマ１１０は、限定ではないが、試験または修理施設等の要求に応じて、ＲＦＩＤタグ８０を準備するために、他の環境で利用されてもよい。
【００３２】
プログラマ１１０は、ＲＦＩＤユニット１１２およびメモリユニット１２０と動作可能に通信し、随意に、ユーザによって、プログラマ１１０の動作を促進するために、ユーザインターフェース（明示的に図示せず）と動作可能に通信する、プロセッサ１４０を含む。プログラマ１１０は、ＲＦＩＤタグ８０に電力を提供し、かつそれと通信するように構成されるプロセッサ１４０と動作可能に関連する、ＲＦＩＤ通信ユニット（例えば、送受信機）を含む。メモリユニットは、秘密鍵９７と、本明細書に説明されるようなＲＦＩＤタグ８０を準備する方法を実行するためのプログラム可能な命令のセットとを含む、プログラムユニット１３０を含む。
【００３３】
ＲＦＩＤタグ８０は、一意の識別コード（ＵＩＤ）８１と、読取／書込メモリ８４と動作可能に通信するパスワードモジュール８３とを含み、これは、認証署名８２の書込専用コピーを含む。パスワードモジュール８３は、読取／書込メモリ８４への読取および書込アクセスを制御する能力を含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、暗号学的（例えば、セキュアハッシュＳＨＡ−１またはセキュアハッシュベースのメッセージ認証コードＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ）アルゴリズムが、認証署名８２をＵＩＤ８１および秘密鍵９７から生成するために利用される。有利には、このアプローチは、認証署名８２が、ＵＩＤ８１または秘密鍵９７のいずれかのビットが変化する場合、変化するであろうことを確実にする。生成された認証署名８２は、パスワードモジュール８３内で読取、書込、読取／書込、または他のパスワードとして、ＲＦＩＤタグ８０にプログラムされる。読取、書込、または読取／書込パスワード、あるいは他のパスワードの使用は、ＵＩＤ８１への無制限の読取アクセスを可能にするが、読取／書込メモリ８４へのアクセスを制限するために利用され得ることに留意されたい。したがって、いったんプログラムされると、認証署名８２として知られるパスワードは、認証署名８２が書込専用モードでパスワードモジュール８３内に記憶されるため、タグ８０から読み取ることができない。使用中、タグ８０のパスワードユニット８３は、与えられたパスワード、例えば、認証署名を受け取り、それに応じて、正確なパスワード（または不正なパスワード）が受信されたかどうかの指示（典型的には、ステータスフラグまたはステータスコード）を提供するであろう。したがって、本開示される方法は、ブラックボックスとしてパスワードユニット８３を利用し、それによって、パスワードは、その中に恒久的に隠され、ＲＦＩＤタグ８０を決して読み取られることができない、またはそれから伝送されることができない。このように、本開示の実施形態は、ＲＦＩＤタグ８０の任意の読取／書込メモリを消費せずに、より高度なセキュア認証を達成する。
【００３５】
本明細書に説明されるシステムおよび方法の実施形態は、準備（例えば、製造）段階と、認証（例えば、現場またはエンドユーザ使用）段階とを採用する。準備段階では、１つまたはそれを上回るＲＦＩＤタグが、認証キーを用いて準備される。認証段階では、１つまたはそれを上回る準備されたタグが、使用のために認証される。例えば、外科手術用器具は、上記に説明されるような準備を受ける、ＲＦＩＤタグを含んでもよい。使用に先立って、例えば、器具が、施設（例えば、病院）において、受け取られる、または在庫化されるとき、外科手術環境（例えば、手術室に持ち込まれる）に導入されるとき、および／または、器具が使用のために準備される（例えば、電気外科手術用器具が、電気外科手術用発電機に取着される）とき、器具に含まれるＲＦＩＤタグが、使用のために好適であることを確実にするために、認証される。偽造または好適ではない器具は、認証に失敗し、その事実は、適切な人材に通知され、および／または関連付けられた機器を動作不能にするであろう（例えば、発電機は、未認証の器具と動作することを拒絶するであろう）。
【００３６】
使用の間、ＲＦＩＤタグを認証するために、ＲＦＩＤ読取機が、タグからＵＩＤを読み取る。ＲＦＩＤ読取機は、次いで、ＲＦＩＤ読取機に把握されている秘密鍵と、タグを準備するために使用される同一のアルゴリズムを使用して、タグから読み取られたばかりのＵＩＤとから認証キーを再生成する。結果として生じる認証署名は、読取、書込、または読取／書込、または他のパスワードとして、ＲＦＩＤキーに与えられる。ＲＦＩＤタグが、成功ステータスを返す（例えば、正確なパスワードが入力された）場合、ＲＦＩＤタグ、故に、関連付けられたデバイスは、正規品と見なされ、その使用が許可される。任意の他の状況、例えば、失敗ステータスは、タグおよび／またはデバイスが正規品ではないことを示し、適切な措置が講じられ、例えば、本デバイスの使用が、禁止または制限される、「抹消」コードが、それを恒久的に動作不能にするために、本デバイスに発行されてもよく、アラームが、発行されてもよく、メッセージが、当局に伝送されてもよい等が挙げられる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、付加的データが、認証の後に、ＲＦＩＤタグに書き込まれてもよい。例えば、限定ではないが、使用カウントおよび最大使用数を含む、使用データが、ＲＦＩＤタグの読取／書込メモリ内に維持されてもよい。したがって、デバイスが正規品と見なされる場合でも、デバイスの使用カウンタが、容認可能数を超える場合、デバイスの使用は、無効にされ得る。有効期限、較正データ、履歴データ、証明データ、動作制限、製造日、製造業者シリアルナンバー、および同等物等の他のタイプのデータも、想起され、これは、種々のシステムデバイスの適切な使用を確実にするために、本明細書に説明される許可システムおよび方法と併せて使用されてもよい。
【００３８】
図４を参照すると、本開示による、１６０ビットメッセージダイジェストを生成するＳＨＡ−１アルゴリズムを介して、セキュアハッシュを生成する、ＲＦＩＤセキュア認証方法２００の実施形態が、提示される。本実施形態では、秘密鍵は、「ｎ」ビットの長さを有する、ビット列２０６である。ステップ２０５では、秘密鍵は、限定ではないが、手入力、雑音サンプリング、疑似乱数生成、またはそれらの任意の組み合わせを含む、任意の好適な手段によって生成される。秘密鍵２０６は、キーの損失またはセキュリティ侵害が、全てのセキュアタグを使用のために好適ではないキーを用いて準備させるであろうため、当業者が精通しているような安全かつ信頼性のある様式において記録され、好ましくは、冗長性を伴う。
【００３９】
ステップ２１０では、プログラマ１１０は、ＲＦＩＤタグ８０からＵＩＤ８１を読み取る。いくつかの実施形態では、ＵＩＤ８１は、６４ビットの長さを有する、ビット列である。ステップ２１５では、ＵＩＤ８１は、ｎ＋６４ビットの長さを有する結果として生じるビット列２１６を作成するために、セキュリティキーと連結される。ステップ２２０では、ＳＨＡ−１ハッシュアルゴリズム（例えば、ＰＩＰＳ  ＰＵＢ  １８０−２  ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ３１７４に従って）またはＳＨＡ−１  ＨＭＡＣメッセージ認証アルゴリズム（例えば、ＰＩＰＳ  ＰＵＢ  １９８  ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ２１０４に従って）が、１６０ビットハッシュ２２１（例えば、ハッシュダイジェスト）を生じさせる、結果として生じるｎ＋６４ビットビット列に実行される。ハッシュ２２１は、認証署名として直接使用されてもよい、あるいは、代替として、または随意に、１６０ビットハッシュダイジェストは、それぞれ、ハッシュダイジェストを３２ビットの５つの群に分割し、３２ビット最終許可署名２２９が残るまで、連続して、第１の中間結果２２７を算出するために、第１の２つの３２ビット群に第１のＸＯＲ演算を実施し、第２の中間結果を算出するために、第３の群の第１の中間結果にＸＯＲ演算を実施する等と続けることによって短縮されてもよい。ステップ２３０では、許可署名（例えば、ハッシュキー２２１または３２ビット最終許可署名２２９）は、読取、書込、読取／書込、または他のパスワードとして、ＲＦＩＤタグ８０に書き込まれる、あるいは、３２ビットＸＯＲ結果のある数が、いくつかのＲＦＩＤパスワードに書き込まれてもよい。
【００４０】
ここで、図５を参照すると、本開示による、ハッシュベースのメッセージ認証コード（ＨＭＡＣ）を介して最終認証署名を生成する、ＲＦＩＤセキュア認証方法３００の実施形態が、提示される。この実施形態は、暗号学的強度の増加が要求される用途において適切であり得る。ＨＭＡＣは、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ  ２１０４：ＦＩＰＳ  ＰＵＢ  １９８に従った暗号化規格であり、本質的に、ＳＨＡ−１ハッシュアルゴリズムの２回の反復から成る（上記参照）。
【００４１】
ステップ３０５では、５１２ビット秘密鍵３０６が、限定ではないが、手入力、雑音サンプリング、偽疑乱数生成、またはそれらの任意の組み合わせを含む、任意の好適な手段によって生成される。秘密鍵３０６は、安全かつ信頼性のある様式において記録される、好ましくは、上記に説明されるような冗長性を伴う。いくつかの実施形態では、秘密鍵３０６は、最初に、５１２ビット未満であってもよく、ゼロまたは任意の他の好適なビットパターンを使用して、５１２ビットの最終サイズを達成するようにパディングされる。ステップ３１０では、準備を受けるタグ８０のＵＩＤ８１が、読み取られる。ステップ３１５では、１６進数パターン３６３６．．．３６（「内側パッド」ビットパターンとして知られる）から成る５１２ビット秘密鍵３０６および５１２ビットパッド３１６のＸＯＲ演算が、第１の中間結果３１７を取得するために、実施される。ステップ３２０では、第１の中間結果３１７は、第２の中間結果３１８を取得するために、６４ビットＵＩＤ３１１と連結される。ステップ３２５では、ＳＨＡ−１演算が、１６０ビットハッシュを含む第３の中間結果３２６を取得するために、第２の中間結果３１８に実施される。ステップ３３０では、第３の中間結果３２６は、第４の中間結果３３２を生じさせるために、１６進数パターン５Ｃ５Ｃ．．．５Ｃ（「外側パッド」ビットパターンとして知られる）から成る、５１２ビットパッド３３１と連結され、ステップ３３５では、ＳＨＡ−１演算が、１６０ビット認証署名３３６を生じさせる第４の中間結果３３２に実施される。ステップ３４０では、許可署名３３６は、読取、書込、読取／書込、または他のパスワードとしてＲＦＩＤキー８０に書き込まれる。認証署名は、ＵＩＤがプライバシーモードのとき読み取られることができないため、プライバシーパスワードとして使用されることはできない。
【００４２】
典型的には、未準備の（例えば、工場から出荷したばかりの、または「未使用の」）ＲＦＩＤタグは、デフォルトまたはヌルパスワード、あるいは可能性として、製造業者提供の「トランスポートパスワード」を含有するであろう。タグが、別個かつ別々のパスワード、例えば、読み取ることのみを可能にするパスワード（「読取パスワード」）、書き込むことのみを可能にするパスワード（「書込パスワード」）、ならびに読み取り、書き込むことを可能にするパスワード（「読取／書込パスワード」）、または他のパスワードを認識する能力を含んでもよい。
【００４３】
タグのＵＩＤは、例えば、ＲＦＩＤ質問器によって読み取られ、ＵＩＤは、下記に詳細に説明される、ＲＦＩＤ署名を計算するために使用される。デフォルトまたは既存の読取パスワードを新しい読取パスワードに変更するために、既存の読取パスワードは、ＲＦＩＤタグをロック解除するために、「設定された読取パスワード」コマンドを用いて、タグに書き込まれ、次いで、新しいパスワードは、「書込読取パスワード」コマンドと併せてチップに書き込まれる。加えて、または代替として、デフォルトまたは既存の書込パスワードを新しい書込パスワードに変更するために、既存の書込パスワードは、「設定された書込パスワード」コマンドと併せてタグに書き込まれ、これは、順に、新しい書込パスワードが、「書込書込パスワード」コマンドを介してチップに書き込まれることを可能にする。
【００４４】
認証署名は、一般的に、読取または書込パスワードを記憶するために使用され、読取／書込メモリの、一部ではない、ＲＦＩＤのセキュアエリアメモリに書き込まれる。有利には、ＲＦＩＤタグの実際のパスワードメモリエリアは、決して、任意のユーザによって、アクセス可能（可読）ではない。正確（または不正）なパスワードが供給されたという事実のみが、ＲＦＩＤタグによって明らかにされる。したがって、ＵＩＤおよび秘密鍵に依存するパスワードが、個々のＲＦＩＤチップに一意であるため、パスワードを推測する総当たり攻撃が、最悪の場合のシナリオにおいて、その単一デバイスのみへのアクセスをもたらすであろう。システム集合内の全ての他のデバイスが、異なる認証署名を有するであろうため、単一のタグのセキュリティ侵害が、システムにおける任意の他のタグのセキュリティ侵害をもたらさないであろう。
【００４５】
いくつかの実施形態では、３２ビット読取および書込パスワードが、セキュリティの増強を提供する単一の６４ビットパスワードを作成するために、組み合わせられてもよい。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤタグは、読取パスワードと書込パスワードとの両方の長さが６４ビットであることを示す、パラメータを含み、これは、順に、連結された３２ビット読取パスワード、および３２ビット書込パスワードによって定義される。
【００４６】
さらに、攻撃からＲＦＩＤタグをセキュア化することが要求される場合、プライバシーパスワードが、利用されてもよく、それによって、ＲＦＩＤタグの全コンテント（ＵＩＤを含む）は、正確なプライバシーパスワードが提供されない限り、不可視にされる。いったんプライバシーモードになると、正確なプライバシーパスワードは、任意のデータが、タグに読み取られる、またはそれから書き込まれることができる前に、ＲＦＩＤタグに提供されなければならない。ＲＦＩＤタグが、プライバシーモードに置かれてもよく、それによって、正確なプライバシーパスワードは、タグのＵＩＤを含む、任意のデータがタグから読み取られることができる前に、タグに提供されなければならない。このインスタンスでは、さらに、無許可試行を制限し、ＲＦＩＤタグのコンテントを読み取る、またはそれを修正するセキュリティの付加的層が、達成される。プライバシーパスワードは、プライバシーパスワードが提供され、ＵＩＤに基づく一意の「プライバシー許可キー」の使用を不可能にするまで、ＵＩＤが利用できないため、タグ（およびそれと関連付けられたデバイス）の標的集合にわたって一致するはずであることに留意されたい。
【００４７】
いったんＲＦＩＤタグがプライバシーモードになると、タグは、順に発行される、「乱数を得る」コマンドと「（プライバシー）パスワードを設定する」コマンドのみに応答するであろう。「乱数を得る」コマンドは、ＲＦＩＤタグに、１６ビット乱数を生成し、質問器に伝送させる。１６ビット乱数は、３２ビット数を生成するために２回繰り返され、これは、次いで、３２ビットプライバシーパスワードとＸＯＲされる。このように、実際のパスワードは、無線で伝送されず、ひいては、傍受に対するその脆弱性は、大幅に減少される。パスワードをエンコードするために使用される乱数を所有するタグは、次いで、実際のプライバシーパスワードを再構成してもよい。「パスワードを設定する」コマンドを受信すると、タグは、次いで、「プライバシー」から「パブリック」モードに変更する。いったん「パブリック」モードになると、ＲＦＩＤチップは、次いで、例えば、読取または書込モードにおいて、読取または書込パスワードのステータスに従って、正常に、アクセスされ得る。
【００４８】
ここで図６を参照すると、本明細書に説明されるように準備されたＲＦＩＤタグと関連付けられるデバイスの認証方法４００の実施形態が、提示される。ステップ４０４では、プライバシーパスワードが、要求される場合、ＵＩＤをロック解除するためにタグに書き込まれる。実施形態では、プライバシーパスワードは、ＲＦＩＤ読取機または質問器によって書き込まれる。本明細書の上記に説明されるように、ステップ４０５では、ＵＩＤは、タグから読み取られ、ステップ４１０では、許可署名は、読み取られたばかりのＵＩＤおよび秘密鍵から算出される。ステップ４１５では、許可署名は、ＲＦＩＤタグの読取／書込メモリにアクセスする試行および／または器具２０の真正を検証する試行において、読取、書込、読取／書込、または他のパスワードとしてＲＦＩＤタグに伝送される。ステップ４２０では、パスワードは、ＲＦＩＤタグによって、処理され、結果が、読取機／質問器に通信される。パスワードとして知られる認証署名が、タグによって受け取られる場合、ステップ４２５では、それを用いて、タグおよび／またはデバイスは、正規品と見なされる。逆に、認証署名／パスワードが受け取られない場合、ステップ４３０では、許可失敗が、示される。
【００４９】
種々の修正が、本明細書に開示される実施形態に行われ得ることが理解されるであろう。さらに、上記に開示されるものならびに他の特徴および機能の変形例、またはそれらの代替が、多くの他の異なるシステム、器具、および用途に望ましくなるように組み合わせられてもよい。ＳＨＡ−１またはＳＨＡ−１  ＨＭＡＣ暗号学的アルゴリズムを利用する、例示的実施形態が、提示されるが、本開示の実施形態は、限定ではないが、ＳＨＡ−２、ＭＤ５、ＧＯＳＴ、ＲＩＰＥＭＤ、および／またはＳＮＥＦＲＵを含む、任意の好適な暗号的セキュア署名アルゴリズムを利用して、実践され得ることを理解されたい。したがって、種々の現在本明細書において予見または予期できない代替、修正、変形例、または改善が、その後、当業者によって行われてもよく、これは、また、以下の請求項によって包含されることが意図される。
【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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