(57)【要約】【課題】ＩＣカードに公開キーや秘密キーなどを搭載させて、守秘性が高く、用途が広範囲化しうるＩＣカードとその発行並びに通信システムの提供。【解決手段】  ＩＣカードによる発信人と、受信人との間に公開キー証明局を介在させて通信ネットにより情報通信可能とした通信システムであって、ＩＣカードの公開キーを公開キー証明局に登録もしくは登録抹消可能とし、発信人のＩＣカードに搭載した秘密キーによりハッシュ関数等を用いて求められた通信データのダイジェストを暗号化して暗号化ダイジェストを送信する機能と、受信人において発信人もしくは公開キー証明局から得られた発信人の公開キーにより受信した暗号化ダイジェストを復号化して発信人のダイジェストを求め、受信人においても発信人の場合と同様の算式で受信データのダイジェストを求めて、発信人のダイジェストと照合することにより通信の真正性確認を可能としたＩＣカードによる通信システム。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣカードによる発信人と、受信人との間に公開キー証明局を介在させて通信ネットにより情報通信可能とした通信システムであって、ＩＣカードの公開キーを公開キー証明局に登録もしくは登録抹消可能としたＩＣカードによる通信システム。
【請求項２】
発信人のＩＣカードに搭載した秘密キーによりハッシュ関数等を用いて求められた通信データのダイジェストを暗号化して暗号化ダイジェストを送信する機能と、受信人において発信人もしくは公開キー証明局から得られた発信人の公開キーにより受信した暗号化ダイジェストを復号化して発信人のダイジェストを求め、受信人においても発信人の場合と同様の算式で受信データのダイジェストを求めて、発信人のダイジェストと照合することにより通信の真正性確認を可能としたＩＣカードによる通信システム。
【請求項３】
発信人は、受信人もしくは公開キー証明局から得られた受信人の公開キーにより、通信データの暗号化キーを暗号化して送信する機能と、受信人において、受信人のＩＣカードに搭載されている秘密キーにより受信した暗号化データ暗号化キーを復号化して、暗号化キーを求めることを可能とした請求項２記載のＩＣカードによる通信システム。
【請求項４】
発信人のＩＣカードに搭載したグループキーを基に暗号化キーを生成し、これにより通信データを暗号化して送信する機能と、受信人において受信人のＩＣカードに搭載したグループキーを基に暗号化キーを生成し、これにより受信した暗号化通信データを復号化する機能を具備した請求項２記載のＩＣカードによる通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホームショッピングもしくはホームバイキングなどのエレクトロニックコマース分野における情報通信の際の相手方の確認のための認証及び取引の決済の安全性を保証しうる情報処理、更には、ＬＡＮ、ＷＡＮなどのインターネット通信における情報処理の際などの交信者同士の確認を図って、情報加工、通信の守秘性の厳守を保証しうる秘密情報処理技術の分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信ネットワーク上で交信される情報の守秘性を確保するためにこれを暗号化して通信する暗号化のアルゴリズムとして、例えばデータ暗号化標準ＤＥＳが公表されている。
【０００３】
従って、必要に応じて人間が解読できる文章（平文）を暗号化処理するに当たっては、例えば前記のデータ暗号化標準ＤＥＳを利用してユーザのアプリケーションプログラムを通じて暗号化ユニットを駆動して、平文を暗号化し、補助記憶手段に書き込み、前記のアルゴリズムに使用する一種の乱数を構成する「鍵（キー）」を利用して、その復号化を果たすように工夫されており、ユーザとしては、暗号化を希望する情報のみを暗号化、及び復号化できるものであった。
【０００４】
又、前記アルゴリズムを改善し、バイト転置（Ｒ）と拡張基本アルゴリズム（Ｆ）によりブロック暗号処理する暗号方式（ＳＸＡＬ）や、その任意のデータを可変段数処理するものであって、拡張基本アルゴリズム（Ｆｍ）と４Ｎバイトを１処理単位とするブロック暗号処理を実行するもので、図８に示すように暗号化、復号化の際に基本アルゴリズム（ｆ）により入力キー（Ｋ）と初期値（Ｉｖ）を処理して出力キー（Ｍ）により出力値（Ｏｖ）を得るものであって、入力データ（Ｐ）を暗号化もしくは復号化処理するものであり、処理速度は前記データ暗号化標準（ＤＥＳ）の数十倍も増速されるものとして共通キー暗号方式（ＭＢＡＬ）が知られている。
【０００５】
又、これらのデータ暗号化手法を民生用として応用した安全制御装置（ＳＣＤ）は、既に本出願人が開発し広く利用されているところであり、その内容の要点は、平文情報を暗号化するために利用されるマスターキーと、管理者用のパスワード並びにアクセス権を有する利用者のＩＤパスワード等の格納領域を備えた制御手段をパソコンに接続して利用するものであって、パソコンによるインターネット通信におけるデータ通信の守秘性を確実にしたものである（先行技術）。
【０００６】
加えて、前記の如き暗号化処理技術を基にして情報の暗号化もしくは復号化によって安全な通信を実行するものとして本出願人の先出願に係る特願平３−２７３５０１号（公知例１）の発明や、他人の出願に係る特開平２−４４３８９号（公知例２）の発明などが挙げられる。
【０００７】
前記の公知例１の発明では、平文情報をデータ暗号キーにより暗号化処理する暗号化手段と、データ暗号キーを暗号化処理する暗号キーを備えた暗号化手段とを具え、暗号キーによって暗号化された情報を光磁気フレキシブルに格納させ、暗号キーによってのみこの情報を平文情報に解読させるようにし、排他的論理和と、換字処理及びコード間のチェインを可能としたデータ処理手段を備えたファイルセキュリティシステムであって（ＦＳＳ）、記憶媒体に暗号化されたデータを記憶させ、特定の秘密化された復号化手段によってのみ当該データを解読可能とし、マスター機能を具備した暗号キーを保有するもののみが正当に情報の書き込み、書き換え及び読み出しが可能となるものであって、平文情報を単に暗号化処理する状況では、データ暗号キーは道のことであるため、情報の漏洩、改ざんは完全に防止できるというものである。
【０００８】
又、前記公知例２の発明は、鍵共有機能付きＩＣカードに係るものであって、乱数生成手段と、この乱数生成手段から出力される第１の乱数を第１の秘密鍵により暗号化する第１の暗号化手段と、外部から入力される暗文を第１の乱数により復号化する第１の復号化手段と、外部から入力される暗号化された第２の乱数の第２の秘密鍵により復号化する第２の復号化手段と、外部から入力される、又は内部に格納されている平文を第２の復号化手段の出力により暗号化する第２の暗号化手段とを備えたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記の如き情報守秘手法においては、依然として以下に述べるような解決すべき課題が残されていた。
【００１０】
前記公知例１の発明にあっては、通信情報の守秘性を保証しうる状態で通信しうるものであるが、安全制御装置（ＳＣＤ）の携帯性や個人使用の面で尚改善の余地があった。
【００１１】
又、前記公知例２の発明にあっては、ＩＣカード自体が暗号装置として乱数を発生させたり、暗号化鍵を保管し、データを暗号化・復号化するもので、ＩＣカードに搭載しているＣＰＵの能力に限界があるため、マルチメディア等でメガバイト単位のデータを暗号化しようとしたとき、莫大な時間を要するものであって、現実的にはクレジット番号等数バイト単位のデータ暗号化が実用化の限界であり、万一紛失の際には暗号化データの復号が不可能となる不安が内在していた。
【００１２】
この発明の第１の解決しようとする課題は、前記したＦＳＳの技術思想を基盤としたＩＣカードにより前記の課題点を解消しうる秘密情報処理システムを提供することである。
【００１３】
この発明の第２の解決しようとする課題は、情報通信の安全性が確実に保証されるものを提供することである。
【００１４】
この発明の第３の解決しようとする課題は、ＩＣカード自体が暗号装置を具備していないため、その容量能力から見て、汎く各種の用途に利用されうるものを提供することである。
【００１５】
この発明の第４の解決しようとする課題は、公開鍵証明局により通信当事者の真正性を保証しうるものであって、データ通信の守秘性が完璧といえるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の各課題点を解決するためのこの発明の対応手段は次の通りである。
【００１７】
(1)  ＩＣカードによる発信人と、受信人との間に公開キー証明局を介在させて通信ネットにより情報通信可能とした通信システムであって、ＩＣカードの公開キーを公開キー証明局に登録もしくは登録抹消可能としたＩＣカードによる通信システム。
(2)  発信人のＩＣカードに搭載した秘密キーによりハッシュ関数等を用いて求められた通信データのダイジェストを暗号化して暗号化ダイジェストを送信する機能と、受信人において発信人もしくは公開キー証明局から得られた発信人の公開キーにより受信した暗号化ダイジェストを復号化して発信人のダイジェストを求め、受信人においても発信人の場合と同様の算式で受信データのダイジェストを求めて、発信人のダイジェストと照合することにより通信の真正性確認を可能としたＩＣカードによる通信システム。
(3)  発信人は、受信人もしくは公開キー証明局から得られた受信人の公開キーにより、通信データの暗号化キーを暗号化して送信する機能と、受信人において、受信人のＩＣカードに搭載されている秘密キーにより受信した暗号化データ暗号化キーを復号化して、暗号化キーを求めることを可能とした前記(2)記載のＩＣカードによる通信システム。
(4)  発信人のＩＣカードに搭載したグループキーを基に暗号化キーを生成し、これにより通信データを暗号化して送信する機能と、受信人において受信人のＩＣカードに搭載したグループキーを基に暗号化キーを生成し、これにより受信した暗号化通信データを復号化する機能を具備した前記(2)記載のＩＣカードによる通信システム。
【発明の効果】
【００１８】
(1)  高度の守秘性の保証。
公開キー、秘密キー及び発行証明書などをＩＣカードに書き込み封入するものであるから、守秘性が高く、万一盗難や紛失の際にも安全に再発行しうるものである。
【００１９】
(2)  通信の安全性。
各種の団体等毎に公開キーや秘密キーもしくは発行証明書等を創成しうるものであるから、個人情報並びに通信データの守秘性が大幅に向上するものである。
【００２０】
又、情報通信の当事者を証明局によって認証することにより、データ通信が誤りなく発信人と受信人との間で通信することが出来るもので、守秘性の信頼度の高い情報通信を保証しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次にこの発明の実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
１．ＩＣカード発行システム１
(1)  構成
図１に示すように、市販のパソコンなどのキーパッド１１、フレキシブルディスク１２もしくは商業通信具１３などによる情報入力手段１０に結合されてＩＣカード（Ｘ）を作成しうるパソコンなどの情報処理手段を備えたＩＣカード発行手段１００には、ＩＣカード（Ｘ）のキー生成手段（ＳＩＯＳ）１１０と、平文情報を暗号化しうる暗号化手段（ＳＣＤ）１２０と公開秘密キー生成手段１３０及び発行証明書生成手段１４０が含まれている。
【００２３】
前記キー生成手段１１０には、前記キーパッド１１などの情報入力手段１０からの個人情報などを受け入れて個有のパラメータを生成しうるパラメータ生成手段１１３及び後述の各種キー群を生成しうる第１〜第３キー生成手段１１２、１１４、１１５が設けられており、前記第１キー生成手段１１２にあっては、サブキー（ＳＫ）及び企業体等を指定するグループキー（ＧＫ）を生成し、前記第２キー生成手段１１３ではパーソナルキー（ＰＫ）を生成し、更に前記第３キー生成手段１１５では公開キー（ＯＫ）、秘密キー（ＳＫ）並びに発行証明書（ＰＤ）などを生成しうるものであるが、その各機能については手順と共に、図２及び図３に示すフローチャートに基づいて後に詳しく説明する。
【００２４】
次に、暗号化手段１２０にあっては、前記のキー生成手段１１０から受領した各種の平文情報を暗号化アルゴリズム（ＳＸＡＬもしくはＭＢＡＬ）を利用して数値化して再び前記キー生成手段１１０に通信するものであるが、その詳細についても手順と共に図４に示すフローチャートに基づいて後述する。
【００２５】
更に、キー生成手段１１０で生成された各種のキー群は、書き込み入力手段１４からの平文情報と共に、編集手段１１６に供給されて所要のフォーマット状に編集されてＩＣカード（Ｙ）に記載・封入された後、ＩＣカード取扱手段１１７から排出されるように構成されている。
【００２６】
(2)  使用法
次に、図２乃至図４に示すフローチャートと共に、ＩＣカード１の発行手順を説明する。
【００２７】
(2)-1．グループキー（ＧＫ）の生成手順。
予め定められた管理者ＩＤ（ＭＩ）とパスワード（ＭＰ）をキーパッド１１によりパラメータ生成手段１１３に入力し管理者チェックを実行する（ＳＰ１）。
【００２８】
次にサブキー生成手段１１１において、前記の暗号化手段１２０においてマスターキー（ＭＫ）を利用し、所要のアルゴリズムによってサブキーを生成する（ＳＰ２）。
【００２９】
次に前記サブキー（ＳＫ）と共に前記暗号化手段１２０で暗号化された第１の数値を第１キー生成手段１１２に送信してグループナンバー（ＧＮ）と共にグループキー（ＧＫ）を生成する（ＳＰ３）。
【００３０】
次いで、予め定められた発行者パスワード（ＣＰ）を前記情報入力手段１０より入力する（ＳＰ１１）。
【００３１】
(2)-2．パーソナルキー（ＰＫ）の生成手順。
次に図３に示すように、前記発行者パスワード（ＣＰ）を第２キー生成手段１１４に入力すると共に、ＩＣカード取扱手段１１７に未使用のＩＣカード（Ｙ）を装填し（ＳＰ１２）、発行者チェックを実行する（ＳＰ１３）。
【００３２】
図２に示すように、発行管理者がキーパッド１１その他の情報入力手段１０からの社員番号、氏名、所属部署コード、保有資格などの個人情報をカード生成手段１１０のパラメータ生成手段１１３に通知する（ＳＰ１４）。
【００３３】
次いで、前記した個人情報とサブキー（ＳＫ）並びに暗号化手段１２０から提供された前記第１の数値とによりパーソナルキー（ＰＫ）を生成する（ＳＰ１５）。
【００３４】
(2)-3．公開キー、秘密キー及び発行証明書等の生成手順。
前記(2)-1、(2)-2の手順を実行した後に図４に示すように前記サブキー（ＳＫ）及び個人情報に基づいて公開キー（ＯＫ）及び秘密キー（ＳＫ）用のパラメータを生成する（ＳＰ２１）。
【００３５】
更に、前記パラメータに基づいてボード（ＢＯ）（図示略）上で公開キー（ＯＫ）及び秘密キー（ＳＫ）を生成すると共に、前記公開キー（ＯＫ）や個人情報より発行証明書並びに証明局公開キー（ＧＫ）などを生成する（ＳＰ２３）。
【００３６】
次いで、前記のグループキー（ＧＫ）、パーソナルキー（ＰＫ）、公開キー（ＯＫ）、秘密キー（ＳＫ）並びに発行証明書（ＰＤ）と共に、マニュアル操作により書き込み入力手段１４から入力された各種の情報を編集手段１１６で編集し（ＳＰ２４）、ＩＣカード（Ｙ）に入力封入し（ＳＰ２５）、ＩＣカード取扱手段１１７から封入済みＩＣカード（Ｚ）として排出しうるものである。
【００３７】
尚、この実施の形態における暗号化手段１２０はブラックボックスの形式であり、その内部には、例えば不法なリバースエンジニアリングなどによる開封がなされた際には、その内容が自動的に消滅されてしまうように処置されたユーザのみが知得してなる個有のマスターキー（ＭＫ）が封入されており、当該マスターキー（ＭＫ）は、入力されるパラメータ情報を暗号化処理するアルゴリズムにおける「キー」自体を暗号化する能力を備えており、暗号アルゴリズムについては、公知の標準（ＤＥＳ）を採用するか、ユーザアプリケーションプログラムによって処理し易い排他的論理和と換字処理及びコード間のチェインを利用して単一コード毎の暗号化を図る特定アルゴリズム（ＳＸＡＬ／ＭＢＡＬ）により高速処理化を図るようにしてもよいものである。
【００３８】
又、前記公開キー（ＯＫ）並びに秘密キー（ＳＫ）の生成用に採用した暗号方式については、公開鍵暗号方式にあっては通常１６〜１０２４ビットで好ましくは５１２ビット程度の鍵の長さを備えていて暗号鍵と、復号鍵とが相異なる機能を備えた公開鍵を利用する暗号アルゴリズムを採用し、又秘密鍵暗号方式にあっては、通常４０〜１２８ビットで好ましくは６４ビット程度の鍵の長さを備え、暗号鍵と復号鍵とが同一の機能を備えた秘密鍵を利用する暗号アルゴリズムを採用して所要の実効性をあげることが出来た。
【００３９】
２．通信システム
(1)  構成
次に、図５乃至図７に基づいて、ＩＣカード（Ｘ）を利用した通信システム２について説明する。
【００４０】
図５には、この通信システム２の機能ブロック図が示されており、発信人２１と受信人２２とは、公開キー証明局（ＣＡ局）２００を介在させて、電話回線などの商業通信ネットワークにより結ばれた構成となっており、以下の手順によって情報通信が実行されるものであり、それぞれの機能については図６及び図７に示す手順と共にフローチャートによって説明する。
【００４１】
(2)  使用法
(2)-1．公開キーの登録手順。
この発明に係る秘密通信システムを稼動するに先立って、発信人２１では予めＣＡ局２００に公開キー登録を行わなければならないが、この場合発信人２１が保有するＩＣカード（Ｘ）をカード受２１Ａに挿入（ＳＰ３１）、ＣＡ局２００に通信（ＳＰ３２）して自己の公開キー（ＯＫ）の登録を行う（ＳＰ３３）。
【００４２】
前記ＣＡ局２００は、例えば企業毎にあるいは企業群毎に適宜開設しうるものであり自己の公開キー（ＯＫ）の登録を行うものである。
【００４３】
(2)-2．ＩＣカードによる情報通信手順。
次に、図７に示すようにＩＣカード（Ｘ）を保有する発信人２１と受信人２２との間において、ＩＣカード（Ｘ）を利用して相互に確実に認証すると共に、その真正性を保証された状態での情報通信は、次のような手順において実行される。
【００４４】
まず、発信人２１が、その保有するＩＣカード（Ｘ）を挿入（ＳＰ４１）して通信ネットワークを経由してＣＡ局２００と交信し、受信人２２の公開キーを取得する（ＳＰ４２）。
【００４５】
次いで、通信を希望する受信人局２２を指定すると共に通信を希望するメッセージを暗号化するなどして発信する。
【００４６】
暗号化キーは受信人の公開キーで暗号化すると共に所要のメッセージが共通キー暗号方式（ＭＢＡＬ）などを利用して、暗号化されてネットワークを介して受信人２２に通信される（ＳＰ４３）。
【００４７】
受信人２２にあっては、保有するＩＣカード（Ｘ）に搭載されている秘密キーにより暗号化されている暗号化キーを復号化し、この暗号化キーによって送信されたメッセージを復号化し情報を受領しうるものである（ＳＰ４４）。
【００４８】
例えば発信人のＩＣカードの秘密キー（ＳＫ）でメッセージのダイジェストを暗号化して発信し、受信側で発信人の公開キーにより暗号化されたダイジェストを復号化し、受信側で求めたダイジェストと照合することにより、メッセージの真正性が確認することが出来る。
【００４９】
以上の通りに特定の個人ＩＣカードを保有する利用者間においてデータ通信を実行する際には、予め公開キーや秘密キーを封入した個人ＩＣカードを作成し、併せて前記公開キーや秘密キーを企業や企業群毎に開設したＣＡ局に登録するものであって、前記個人ＩＣカードを保有する利用者間で通信ネットワークを介してデータ通信する際には発信人から暗号化キーを受信人の公開キーを使用して暗号化して暗号化データと共に受信人へ通信し、受信人ではＩＣカードに搭載されている自己の秘密キーで受信した暗号化されている暗号化キーを復号して暗号化キーを求め、これによって受信データを復号化しうるものであるため守秘性の優れた情報通信を効率的に達成しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この実施の形態のＩＣカード発行システムの機能ブロック図。
【図２】図１におけるグループキー生成のためのフローチャート。
【図３】図１におけるパーソナルキー生成のためのフローチャート。
【図４】図１における暗号キー封入のためのフローチャート。
【図５】この実施の形態の通信システムの機能ブロック図。
【図６】図５の公開キー登録のためのフローチャート。
【図７】図５の情報通信のためのフローチャート。
【図８】先行技術における機能ブロック図。
【符号の説明】
【００５１】
１              ＩＣカード発行システム
１０            情報入力手段
１４            書き込み入力手段
１００          ＩＣカード発行手段
１１０          キー生成手段
１１２、１１４、１１５  第１〜第３キー生成手段
１１３          パラメータ生成手段
１１６          編集手段
１２０          暗号化手段
２              通信システム
２１            発信人
２１Ａ          カード受
２２            受信人
２２Ａ          カード受
２００          公開キー証明局
Ｘ              ＩＣカード
Ｙ              未使用カード
Ｚ              封入済カード
ＧＫ            グループキー
ＰＫ            パーソナルキー
ＯＫ            公開キー
ＳＫ            秘密キー
ＰＤ            発行証明書
【図１】
2005284310.tif 000003
【図２】
2005284310.tif 000004
【図３】
2005284310.tif 000005
【図４】
2005284310.tif 000006
【図５】
2005284310.tif 000007
【図６】
2005284310.tif 000008
【図７】
2005284310.tif 000009
【図８】
2005284310.tif 000010