(57)【要約】本発明の目的は、ホストモジュールが管理センターとの間にリンクを持たない環境下で、セキュリティモジュールを単数又は複数のホスト機器にペアリングさせることである。この目的は、脱着可能なセキュリティモジュールのような第1装置と、ホスト機器のような第２装置との間において、ユニークなペアリング鍵を用いてデータ交換をセキュア化することからなるペアリングのコントロール方法であって、２つの装置間のペアリングを確認し、既にペアリングが行われていればユニークなペアリング鍵を使用し、そうでない場合には第1装置内のペアリングデータ専用のロケーションの中から空のロケーションを検索し、かつその場合には、第２装置に含まれ、この装置に特有な識別子を含む暗号であって、全ての第1装置に共通な秘密鍵により暗号化される暗号を送信することによりペアリング手順を開始し、第1装置によりこの暗号を復号化し、そこから第２装置の識別子を抽出し、この識別子に基づいたペアリング鍵を生成し、第２装置とのペアリングデータを第1装置内に記憶することからなる方法により実現される。
2006500861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱着可能なセキュリティモジュール(MS)のような第1装置と、ホスト機器(MH)のような第２装置との間において、ユニークなペアリング鍵(KA)を用いてデータ交換をセキュア化することからなるペアリングのコントロール方法であって、
‐  ２つの装置間のペアリングを確認し、既にペアリングが行われていればユニークなペアリング鍵(KA)を使用し、そうでない場合には
‐  第1装置(MS)内のペアリングデータ専用のロケーションの中から空のロケーション(PDT)を検索し、かつその場合には、
‐  第２装置(MH)に含まれ、この装置に特有な識別子(SN)を含む暗号(CY)であって、全ての第1装置に共通な秘密鍵(k)により暗号化される暗号を送信することによりペアリング手順を開始し、
‐  第1装置によりこの暗号(CY)を復号化し、そこから第２装置の識別子(SN)を抽出し、
‐  この識別子に基づいたペアリング鍵(KA)を生成し、
‐  第２装置とのペアリングデータを第1装置(MS)内に記憶する
ことからなる方法。
【請求項２】
ペアリング鍵(KA)が、第２装置の識別子(SN)と、第1装置(MS)に固有なデータとに基づいていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
暗号文(CY)が第1装置(MS)内に保存され、第２装置(MH)に共通な秘密鍵で暗号化されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
各ロケーション(PDT)が、このロケーションに基づいたペアリングの肯定検証毎に更新されるアクティビティカウンター(CPT)を含み、アクティビティカウンター(CPT)の値に基づいて置き換えるロケーションの検索が決められることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
第1装置に送信され前記第1装置によって確認される暗号(PIN)の入力時にペアリングが条件付けられることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
暗号が各第1装置(MS)に固有でありユニークであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
必要な暗号がペアリング毎に異なることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
‐  第1装置のユニークな識別子と第２装置のユニークな識別子とを管理センターに送信し、
‐  このペアの適合性を確認し、２つの識別子に基づいて、管理センターにより、対応する暗号(PIN)を計算し、
‐  この暗号をユーザーに送信し、
‐  ペアリングを開始し、第1装置により暗号(PIN)の入力を要求し、
‐  第１及び第２装置の識別子を基にして第1装置により期待される暗号を計算し、
‐  計算された符号をユーザーによって入力された符号と比較し、
‐  ２つの符号が同一であればペアリングを承認する
ことからなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
２つの識別子と、前に実行されたペアリング数を示す指数(N)とを基にして新規暗号を決めることからなることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にセキュリティモジュールとホストモジュールの間の通信をセキュア化するためのこれら２つのモジュール間のペアリングの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペアリングとは、１つのユニークな秘密を２つの装置で共有し、他の装置はこれら２つの装置間の通信にアクセスできないようにするメカニズムである。
【０００３】
このペアリングは欧州特許ＥＰ１０７８５２４（特許文献１）において記述されており、これら２つの装置にとってのみ既知のユニークな暗号化鍵があるため、ペアリングによりセキュリティモジュールを受信器に結合することが可能である。
【０００４】
セキュリティモジュールを複数のホスト機器に接続できるような環境においては、そのようなペアリングは限定的過ぎるため不可能である。
【０００５】
書類の国際公開ＷＯ０２／０５２５１５（特許文献２）は、管理センターによるペアリングの制御を実施する解決方法について記述している。セキュリティモジュールは管理センターが許す限りどんな機器にもペアリングすることができる。そのような解決方法は、管理センターが単数又は複数のメッセージをセキュリティモジュールに送ることができるチャンネルが存在することを前提とする。
【特許文献１】欧州特許ＥＰ１０７８５２４
【特許文献２】国際公開ＷＯ０２／０５２５１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、ペアリング時に管理センターへの発呼が不可能であるか、管理センターとセキュリティモジュールとの間にチャンネルが存在しないような環境下で、セキュリティモジュールを単数又は複数のホスト機器にペアリングさせることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、脱着可能なセキュリティモジュールのような第1装置と、ホスト機器のような第２装置との間において、ユニークなペアリング鍵を用いてデータ交換をセキュア化することからなるペアリングの方法であって、
‐  ２つの装置間のペアリングを確認し、既にペアリングが行われていればユニークなペアリング鍵を使用し、そうでない場合には
‐  第1装置内のペアリングデータ専用のロケーションの中から空のロケーションを検索し、かつその場合には、
‐  第２装置に含まれ、この装置に特有な識別子を含む暗号であって、全ての第1装置に共通な秘密鍵により暗号化される暗号を送信することによりペアリング手順を開始し、
‐  第1装置によりこの暗号を復号化し、そこから第２装置の識別子を抽出し、
‐  この識別子に基づいたペアリング鍵を生成し、
‐  第２装置とのペアリングデータを第1装置内に記憶する
ことからなる方法により実現される。
【０００８】
この方法には２つの重要な特性が含まれている。第一の特性は、セキュリティモジュール（第1装置）内に複数のペアリングデータを記憶することができるという可能性である。同じモジュールが無制限のホスト機器とペアになることを防止するために最大数は自発的に制限される。
【０００９】
第二の特性はペアリング鍵の生成方法である。本来、ある特定のセキュリティモジュールがある特定のホスト機器とペアになることを前もって決めるものはない。そのため、第一の変形形態によれば、ホスト機器（第２装置）のユニークな識別子は、各セキュリティモジュール内に含まれる鍵によって暗号化される。この識別子は、ホスト機器のシリアル番号又は暗号化鍵、又は各ホスト機器のカスタマイズ時にランダムに生成される番号、更にはこれら要素を混在させたものとすることができる。
【００１０】
ある実施形態によれば、暗号文は、対称形又は非対称形とすることができる秘密鍵を含む。暗号文は、一度セキュリティモジュールにより復号化されると、ペアリング鍵となるランダム鍵を生成し、秘密鍵でこれを暗号化し、次にこれをホスト機器に送信する。ホスト機器のユニークなシリアル番号は、ペアリングの確認を行うために２つの要素間で交換される最初のメッセージ内に含まれるのが好ましい。
【００１１】
第二の変形形態によれば、ペアリング鍵は第２装置により送信される暗号文に既に含まれている。このような場合、ペアリング鍵はホスト機器に固有なユニーク鍵であり、セキュリティモジュールには何ら依存しない。
【００１２】
本発明はセキュリティモジュール内に暗号文が含まれる態様も包含している。ペアリング鍵を生成するためにホスト機器に暗号文を送信するのはセキュリティモジュールである。この場合、ホスト機器内に保存される共通復号化鍵は、セキュア化されたメモリーなどのセキュリティ要素内に保存される。
【００１３】
新しいペアリングが実行されると、ペアリングデータが登録され、セキュリティモジュールが受け入れることができる種々のペアリングのために用意されたロケーションのうちの１つを占有する。ペアリングデータは、例えば、ホスト機器のシリアル番号にペアリング鍵を加えたものである。
【００１４】
ロケーション数には制限があるので、全てのロケーションが使われているのにセキュリティモジュールが新しいホスト機器に接続されるというケースがおそらく発生する。置き換えるロケーションを決めるのに、例えば以下のように複数のメカニズムが存在する。
‐  各ロケーションに関連付けられたアクティビティカウンター。このカウンターは、セキュリティモジュールとホスト機器との間でペアリングのネゴシエーションがある毎に増分する。従って最小のカウンターにより最も使われていないロケーションが決まる。そのロケーションが新規ペアリングに置き換えられる。通常、ペアリングのネゴシエーションとは、ホストモジュールの課電(powering)及びセキュリティモジュールからの情報要求を意味する。
‐  各ロケーションに関連付けられたペアリングのタイミングのカウンター。ペアリングのネゴシエーション毎に、対応するカウンターは、全てのカウンターのうちの最も大きい値に１を加えた値になる。但し既にこのカウンターが最高値になっている場合にはカウンター値は変更されない。従って最も小さい値を持つカウンターが最も古いペアリングのロケーションを示す。そのロケーションが新規ペアリングに置き換えられる。
【００１５】
ある実施形態では、全ての新規ペアリング又はペアリング変更（後者は空きロケーションがなくなった時発生する）が暗号（ＰＩＮコード）の入力の対象となる。ホスト機器にセキュリティモジュールが初めて挿入されると、セキュリティモジュールは、ホスト機器においてシーケンスを開始し、ホスト機器はその表示手段により、ユーザーに対し、この暗号の入力を要求する。セキュリティモジュールがこの新規ペアリングを承認するのは、この符号がユーザーから正しく提供されセキュリティモジュールに転送された場合のみである。
【００１６】
選択された変形形態によれば、メモリーのロケーションの占有に関係なく、新規ペアリングがある毎にこの暗号を要求することが可能である。別の変形形態においては、既に占有されているロケーションを置き換える場合には、秘密鍵を介入させることが可能である。
【００１７】
この暗号の有効を判定するために複数の変形形態が用意されている。簡易化された第一の変形形態においては、あるセキュリティモジュールに対し暗号は一定であり、前記モジュールとともに配布される。
【００１８】
第二の変形形態においては、ユーザーは管理センターを呼び出すか管理センターに接続し、セキュリティモジュール及びホスト機器のユニーク番号を管理センターに送信する。このセンターは、２つのユニークな番号である２つの変数を考慮したアルゴリズムにより暗号の計算を行う。このアルゴリズムは、暗号の適合性を確認するため、セキュリティモジュール内にも含まれる。管理センターの呼び出しは、ホスト機器とのモジュールの接続の際要求される時に、必要な符号を使用できるよう、ペアリングに先立って行うことができる。
【００１９】
第三の変形形態によれば、符号の計算に使用されるアルゴリズムは、セキュリティモジュールのユニーク番号と増分指数に基づいている。次に、ユーザーの新規ペアリングを許可するためにユーザーに送信される暗号を得るために、この符号がホスト機器のユニーク番号と組み合わされる。
【００２０】
符号は式：ＣＳ＝Ｇ(Ｋ,(ＦＮ(ＵＡ)))＝Ｇ(Ｋ,Ｆ((ＦＮ−１(ＵＡ))))により決定することができる。ここでＣＳは暗号であり、ＵＡはセキュリティモジュールのユニーク番号であり、Ｎは増分指数であり、Ｋはホスト機器のユニーク番号であり、Ｆは暗号化関数であり、ＧはＣＳの計算にＫを介入させる関数である。
【００２１】
このようにして暗号はペアリング毎に必然的に変わる。次回のペアリングの際、初期値として使うことができるよう、関数ＦＮ−１(ＵＡ)の結果又は指数Ｎの値がモジュールのメモリーに保存される。センターが適切な暗号を計算できるようにするためには、センターがセキュリティモジュールと同期されることが必要である。そのためにユーザーは、例えば、要求時、予めセキュリティモジュールから送信された指数Ｎの値又は関数ＦＮ−１(ＵＡ)の結果をセンターに知らせることができる。当然のことながら、ユーザーは、セキュリティモジュール及びホスト機器のユニーク番号を管理センターに送信することもしなければならない。
【００２２】
しかしながら、管理センターにおいて、セキュリティモジュール内の指数Ｎの値にアクセスできない場合、管理センターは、セキュリティモジュールの最新の指数に必ずしも対応しない暗号を送信することができる。このように、セキュリティモジュールに保存されている指数と管理センターに保存されている指数との間に万一ずれがあった場合、管理センターにおいて正しく計算された暗号をセキュリティモジュールが再投入することができる。
【００２３】
この場合、セキュリティモジュールを再度同期させることが可能である。例えば、管理センターが、ユーザーのホスト機器の番号及び管理センター内にある増分指数１２の暗号文を基にして暗号を供給し、セキュリティモジュールに記憶された暗号文の指数が８の場合、モジュールは、手動で入力された符号に由来する暗号文が最も大きい指数の有効な暗号文に対応することを確認するために、指数８、９、１０、１１、１２に対応する暗号を計算する。この確認は、管理センターは予め４つの暗号を送信していたが、セキュリティモジュールのユーザーは結局これらの暗号を使用しなかったことを意味する。
【００２４】
現在の指数（当方の例では８）と管理センターの指数（当方の例では１２）の間の指数の差は許容できる数に限定されることは確かである。正しい暗号を見出す目的で何千もの可能性を走査することは問題外である。
【００２５】
この第三の変形形態は、上で引用した関数ＧがＧ(ｘ,ｙ)＝ｙで定義される場合に相当するＣＳ＝(ＦＮ(ＵＡ))を定義することにより、暗号の計算にホスト機器のユニーク番号を介入させないようにする可能性を含んでいることに留意すべきである。ホスト機器番号から暗号を分離することを所望する場合にはこの変形形態は有効である。実際、セキュリティモジュールの番号を知ることが容易である場合、即ちモジュールを容易に持ち運べる場合、特に、２つの要素を接続する前に秘密鍵を入手しなければならない場合、ホスト機器のユニーク番号を知ることはもはや難しいことではない。
【００２６】
本発明は、非限定的例として示し、２つの主要な要素並びにそれらが含むデータを図示する添付の単一図面を参照して行う以下の詳細な記述により、よりよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
セキュリティモジュールＭＳは、特にペアリングデータが存在するセキュカ化されたデータベースＤＢを備える。符号ＰＤＴ１からＰＤＴｎのこれらのデータは１からｎのメモリー領域を占有する。モジュールＭＳ内に設けられているロケーションの数ｎは１に等しくてもよいことに留意すべきである。
【００２８】
このデータベースＤＢは、全てのセキュリティモジュールＭＳに共通であって暗号文ＣＹ並びに以前に実行したペアリング回数の指数Ｎを復号化することができる鍵ｋも含む。
【００２９】
この指数は当初、ホストモジュールＭＨ内のメモリーＭ内に含まれており、メモリーはセキュア化されたものであっても、自由にアクセス可能な種類であってもよい。但し、ホスト機器が他の機器と誤認されるのを防止するには、このメモリーが保護されアクセスが難しくなっていることが好ましい。
【００３０】
この暗号文ＣＹは鍵ｋにより暗号化され、ある実施形態では、シリアル番号ＳＮと、セキュリティモジュールにとって既知の値の記号ＰＴとを含む。この記号ＰＴによりセキュリティモジュールは暗号文が有効であることを確認することができる。この記号ＰＴは全ての暗号文に対し共通である。別の変形形態によれば、この記号はホスト機器に固有なものとすることができる。暗号文ＣＹは、ホスト機器に固有なペアリング鍵ＭＨＫｅｙを含むこともでき、この鍵は、次に、モジュールＭＳとホスト機器の間の情報の送信をセキュア化するために用いられる。例えば２つのモジュールがこの鍵を認知すると、セッション鍵ＫＳをネゴシエートし、通信を暗号化するために使用することが可能である。もちろんそのような場合、鍵ＭＨＫｅｙもホスト機器のメモリーＭに保存し、このメモリーをセキュア化しなければならない。
【００３１】
セキュリティモジュールＭＳのデータベースＤＢ内において、データＰＤＴ１からＰＤＴｎは、先に記述したようなアクティビティカウンター又はタイミングカウンターを含んでいる。全てのロケーションが使われている場合、なお再度喚起しておくが、これらのカウンターにより、置き換えるロケーションを決めることが可能になる。アクティビティカウンターが使われている場合として、３つのロケーションの例、即ち、ホストモジュールＭＨＡ、ＭＨＢ、ＭＨＣにより実行されたペアリングにそれぞれ占有されているＰＤ１からＰＤＴ３を考えることにする。例えばセキュリティモジュールＭＳとモジュールＭＨＣの間でペアリングのネゴシエーションがある毎に、カウンターＣＰＴ３は増分する。
【００３２】
ペアリング鍵ＫＡを基にして生成されるセッション鍵ＫＳを使用する実施形態においては、このペアリングは動的に変化すること、即ちある使用時間後、セッション鍵ＫＳが必然的に変化し、これら２つのエンティティー（ペアリング鍵、ホストモジュール鍵ＭＨＫｅｙ）間のペアリングの際に送信される要素を基にして、新しいセッション鍵が生成されることに留意すべきである。すると、既に生成されたセッション鍵の数をカウントし、この数をアクティビティカウンターとみなすことができる。
【００３３】
セキュリティモジュールに対し新規ペアリングが要求されると、セキュリティモジュールは最も少ないアクティビティカウンターを判定し、このロケーションを解放する。もちろんセキュリティモジュールは、暗号の計算及び確認に必要なあらゆる情報を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図1は、２つの主要な要素並びにそれらが含むデータを示す図である。
【図１】
2006500861.tif 000003
【国際調査報告】
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2006500861.tif 000005
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