(57)【要約】まず、端末装置（１）が、サーバ装置（２）へ接続要求を送信する（ステップＳ１）。サーバ装置（２）は、この接続要求を受信すると、その端末装置１に対応する暗号鍵データセット（６２）から１つの暗号鍵データ（７１）を選択し（ステップＳ２）、選択した暗号鍵データ（７１）の鍵識別子（７２）を端末装置（１）に送信する（ステップＳ３）。端末装置（１）は、その鍵識別子（７２）を受信すると、その鍵識別子（７２）と同一の鍵識別子（５２）を鍵リストデータ（２１）から読み出し、その暗号鍵データ（５１）で、受信した鍵識別子（７２）を暗号化し（ステップＳ４）、サーバ装置（２）へ送信する（ステップＳ５）。サーバ装置（２）は、その暗号化された鍵識別子（７２）を受信すると、それを復号し（ステップＳ６）、復号した鍵識別子（７２）と、先に選択した暗号鍵データの鍵識別子（７２）とを比較する（ステップＳ７）。
2002076011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバ装置と端末装置との間で暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、
上記サーバ装置は、
各端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第１の記憶手段と、
通信相手となる上記端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちのいずれかを選択する鍵選択手段と、
上記鍵選択手段により選択されたその暗号鍵データの上記鍵識別子を上記端末装置へ送信する鍵識別子送信手段と、
上記端末装置から送信されてくる暗号化後の上記鍵識別子を受信する暗号化鍵識別子受信手段と、
上記暗号化鍵識別子受信手段により受信されたその暗号化後の鍵識別子を、上記鍵選択手段により選択した暗号鍵データに基づいて復号する復号手段と、
上記復号手段による復号後の鍵識別子と、上記鍵選択手段により選択された暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて上記端末装置を認証する認証手段と、
上記認証手段により認証された上記端末装置との間で、上記鍵選択手段により選択された暗号鍵データに基づいて暗号通信を行う第１の通信手段とを有し、
上記端末装置は、
自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第２の記憶手段と、
上記サーバ装置から上記鍵識別子を受信する鍵識別子受信手段と、
上記鍵識別子受信手段により受信された上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを上記第２の記憶手段から読み出す鍵読出手段と、
上記サーバ装置からの上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化する暗号化手段と、
上記暗号化手段による暗号化後の鍵識別子を上記サーバ装置へ送信する暗号化鍵識別子送信手段と、
上記鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて暗号通信を上記サーバ装置との間で行う第２の通信手段とを有すること、
を特徴とする暗号通信システム。
【請求項２】
サーバ装置において、通信相手となる端末装置に対して割り当てられている複数の暗号鍵データから１つの暗号鍵データを選択するステップと、
選択した上記暗号鍵データの鍵識別子を上記サーバ装置から上記端末装置へ送信するステップと、
上記端末装置において上記鍵識別子を受信した後に、予め記憶している複数の暗号鍵データからその鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを選択するステップと、
上記端末装置において、上記サーバ装置からの前記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化するステップと、
上記端末装置から上記サーバ装置へ、暗号化後の鍵識別子を送信するステップと、
上記サーバ装置において、その暗号化後の鍵識別子を、先に選択した暗号鍵データに基づいて復号するステップと、
その復号後の鍵識別子と、先に選択した暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて上記端末装置を認証するステップと、
上記選択した暗号鍵データで暗号化および／または復号をして上記サーバ装置と認証した上記端末装置との間で暗号通信を行うステップと、
を備えることを特徴とする暗号通信方法。
【請求項３】
端末装置との間で暗号通信を行うサーバ装置において、
各端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する記憶手段と、
通信相手となる上記端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちのいずれかを選択する鍵選択手段と、
上記鍵選択手段により選択されたその暗号鍵データの上記鍵識別子を上記端末装置へ送信する鍵識別子送信手段と、
上記端末装置から送信されてくる暗号化後の上記鍵識別子を受信する暗号化鍵識別子受信手段と、
上記暗号化鍵識別子受信手段により受信されたその暗号化後の鍵識別子を、上記鍵選択手段により選択した暗号鍵データに基づいて復号する復号手段と、
上記復号手段による復号後の鍵識別子と、上記鍵選択手段により選択された暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて上記端末装置を認証する認証手段と、
上記認証手段により認証された上記端末装置との間で、上記鍵選択手段により選択された暗号鍵データに基づいて暗号通信を行う通信手段と、
を備えることを特徴とするサーバ装置。
【請求項４】
サーバ装置との間で暗号通信を行う端末装置において、
自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する記憶手段と、
上記サーバ装置から上記鍵識別子を受信する鍵識別子受信手段と、
上記鍵識別子受信手段により受信された上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを上記記憶手段から読み出す鍵読出手段と、
上記サーバ装置からの上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化する暗号化手段と、
上記暗号化手段による暗号化後の鍵識別子を上記サーバ装置へ送信する暗号化鍵識別子送信手段と、
上記鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて暗号通信を上記サーバ装置との間で行う通信手段と、
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項５】
サーバ装置と端末装置との間で暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、
上記サーバ装置は、
複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第１の記憶手段と、
新たな暗号鍵データを暗号化する暗号化手段と、
上記新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を上記端末装置へ送信する第１の送信手段と、
上記暗号化手段による暗号化後の上記新たな暗号鍵データを上記端末装置へ送信する第２の送信手段と、
上記新たな暗号鍵データで、上記第１の記憶手段に記憶された上記暗号鍵データを更新する第１の更新手段とを有し、
上記端末装置は、
自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第２の記憶手段と、
上記新たな暗号鍵データの暗号化に使用された上記暗号鍵データの鍵識別子を上記サーバ装置から受信する第１の受信手段と、
暗号化後の上記新たな暗号鍵データを上記サーバ装置から受信する第２の受信手段と、
上記第１の受信手段により受信された上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを上記第２の記憶手段から読み出す鍵読出手段と、
上記鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて、上記第２の受信手段により受信された上記暗号化後の新たな暗号鍵データを復号する復号手段と、
上記復号手段により復号された新たな暗号鍵データで上記第２の記憶手段に記憶された上記暗号鍵データを更新する第２の更新手段とを有すること、
を特徴とする暗号通信システム。
【請求項６】
前記サーバ装置の前記暗号化手段は、前記新たな暗号鍵データとともに、更新完了確認用の識別子を暗号化し、
前記サーバ装置の前記第１の送信手段または前記第２の送信手段は、暗号化後の前記更新完了確認用の識別子を前記端末装置へ送信し、
前記端末装置の前記第１の受信手段または前記第２の受信手段は、前記暗号化後の新たな暗号鍵データとともに、上記暗号化後の更新完了確認用の識別子を前記サーバ装置から受信し、
前記端末装置の前記復号手段は、前記暗号化後の新たな暗号鍵データとともに、上記暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号し、
前記端末装置は、前記第２の更新手段による暗号鍵データの更新が完了した際に、前記復号手段により復号された上記更新完了確認用の識別子を暗号化する暗号化手段と、上記暗号化手段による暗号化後の上記更新完了確認用の識別子を前記サーバ装置へ送信する更新完了識別子送信手段とを有し、
前記サーバ装置は、前記端末装置からの上記暗号化後の更新完了確認用の識別子を受信する更新完了識別子受信手段と、その暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号する復号手段と、上記復号手段により復号された上記更新完了確認用の識別子と元の更新完了確認用の識別子とを比較して前記新たな暗号鍵データによる暗号鍵の更新が完了したか否かを判断する更新完了確認手段とを有すること、
を特徴とする請求の範囲第５項記載の暗号通信システム。
【請求項７】
前記サーバ装置の前記第１の送信手段または前記第２の送信手段は、前記端末装置で前記更新完了確認用の識別子を暗号化する際に使用する暗号鍵データを指定する返信用鍵識別子を送信し、
前記端末装置の前記第１の受信手段または前記第２の受信手段は、その返信用鍵識別子を受信し、
前記端末装置の前記暗号化手段は、その返信用鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、前記復号手段により復号された前記更新完了確認用の識別子を暗号化し、
前記サーバ装置の前記復号手段は、上記返信用鍵識別子に基づいて、前記更新完了識別子受信手段により受信された暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号すること、
を特徴とする請求の範囲第６項記載の暗号通信システム。
【請求項８】
前記サーバ装置の前記暗号化手段は、前記暗号通信で使用される暗号鍵データより長いビット長の前記暗号鍵データを、前記新たな暗号鍵データを暗号化する暗号鍵データとして選択することを特徴する請求の範囲第５項記載の暗号通信システム。
【請求項９】
前記第１の送信手段および第２の送信手段は、スペクトラム拡散方式の伝送路における互いに異なる回線を介して、前記第１の受信手段および第２の受信手段へそれぞれデータを送信することを特徴とする請求の範囲第５項から第８項のうちのいずれか１項記載の暗号通信システム。
【請求項１０】
サーバ装置において、新たな暗号鍵データで、予め記憶されている暗号鍵データを更新するステップと、
上記サーバ装置において上記新たな暗号鍵データを暗号化するステップと、
上記サーバ装置から上記端末装置へ、暗号化後の上記新たな暗号鍵データを送信するステップと、
上記サーバ装置から端末装置へ、上記新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を送信するステップと、
上記端末装置において、上記新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を上記サーバ装置から受信すると、この端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちの、受信した上記鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを選択するステップと、
上記端末装置において、上記サーバ装置からの暗号化後の上記新たな暗号鍵データを受信すると、受信した上記鍵識別子で選択した暗号鍵データに基づいて、その暗号化後の新たな暗号鍵データを復号するステップと、
復号した上記新たな暗号鍵データで、上記端末装置における上記暗号鍵データを更新するステップと、
を備えることを特徴とする鍵更新方法。
【請求項１１】
サーバ装置と端末装置との間で暗号通信を行う暗号通信システムにおいて、
上記サーバ装置は、
スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して、上記端末装置との間で暗号通信を行う第１の通信手段と、
上記スペクトラム拡散方式の伝送路における上記第１の回線とは異なる第２の回線を介して、上記第１の回線について使用する暗号鍵データを上記端末装置へ送信する暗号鍵送信手段とを有し、
上記端末装置は、
上記第２の回線を介して上記端末装置から送信されてくる上記暗号鍵データを受信する暗号鍵受信手段と、
上記暗号鍵受信手段により受信された上記暗号鍵データに基づいて、上記サーバ装置との間で上記第１の回線を介して暗号通信を行う第２の通信手段とを有すること、
を特徴とする暗号通信システム。
【請求項１２】
前記サーバ装置は、前記第１の回線についての暗号化および復号を行う暗号鍵データを変更する第１の鍵変更手段を有し、
前記サーバ装置の前記暗号鍵データ送信手段は、上記第１の鍵変更手段により変更される新たな暗号鍵データを前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記第１の回線について使用する暗号鍵データを変更する第２の鍵変更手段を有し、
上記第２の鍵変更手段は、前記端末装置の前記暗号鍵受信手段により新たな暗号鍵データが受信されると、受信された上記暗号鍵データで、前記第１の回線について使用する暗号鍵データを変更すること、
を特徴とする請求の範囲第１１項記載の暗号通信システム。
【請求項１３】
前記サーバ装置は、前記第１の回線を介した前記端末装置とのセッション中に、前記第２の回線を介して、そのセッションで使用する前記新たな暗号鍵データをその端末装置に送信することを特徴とする請求の範囲第１２項記載の暗号通信システム。
【請求項１４】
前記サーバ装置は、現在使用中の暗号鍵データに基づいて、前記新たな暗号鍵データを暗号化する暗号化手段を有し、
前記サーバ装置の前記暗号鍵送信手段は、上記暗号化手段による暗号化後の前記新たな暗号鍵データを前記第２の回線を介して前記端末装置へ送信し、
前記端末装置は、上記暗号化後の新たな暗号鍵データを復号する復号手段を有し、
前記端末装置の前記暗号鍵受信手段は、前記第２の回線を介して上記暗号化後の新たな暗号鍵データを受信し、
前記端末装置の上記復号手段は、その受信した上記暗号化後の新たな暗号鍵データを復号し、
前記端末装置の前記第２の鍵更新手段は、復号した前記新たな暗号鍵データで、前記第１の回線について使用する暗号鍵データを変更すること、
を特徴とする請求の範囲第１２項または第１３項記載の暗号通信システム。
【請求項１５】
サーバ装置と端末装置との間でスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して暗号通信を行うステップと、
上記スペクトラム拡散方式の伝送路における上記第１の回線とは異なる第２の回線を介して、上記第１の回線について使用する暗号鍵データを上記サーバ装置から上記端末装置へ送信するステップと、
を備えることを特徴とする暗号通信方法。
【請求項１６】
端末装置との間で暗号通信を行うサーバ装置において、
スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して、上記端末装置との間で暗号通信を行う通信手段と、
上記スペクトラム拡散方式の伝送路における上記第１の回線とは異なる第２の回線を介して、上記第１の回線について使用する暗号鍵データを上記端末装置へ送信する暗号鍵送信手段と、
を備えることを特徴とするサーバ装置。
【請求項１７】
サーバ装置との間で暗号通信を行う端末装置において、
スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して上記端末装置から送信されてくる暗号鍵データを受信する暗号鍵受信手段と、
上記暗号鍵受信手段により受信された上記暗号鍵データに基づいて、上記サーバ装置との間で上記スペクトラム拡散方式の伝送路における第２の回線を介して暗号通信を行う通信手段と、
を備えることを特徴とする端末装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、共通鍵方式で暗号通信を行う暗号通信システムおよび暗号通信方法、その暗号通信システムおよび暗号通信方法に使用されるサーバ装置および端末装置、並びに、その暗号通信システムおよび暗号通信方法に適用される鍵更新方法に関するものである。
背景技術
第７図は、例えば日本国の特開平７−３２７０２９号公報に記載の従来の暗号通信システムの構成を示すブロック図である。
送信装置１０１は、入力データを暗号化し、暗号化後のデータを送信する装置である。
送信装置１０１において、データ暗号化部１１１は、暗号鍵テーブル１１３からの暗号鍵に基づいて、入力データを暗号化するものである。
また、暗号鍵番号設定部１１２は、入力データの暗号に使用する暗号鍵の番号を設定するものである。暗号鍵テーブル１１３は、予め複数の暗号鍵を記憶し、暗号鍵番号設定部１１２からの番号に応じた暗号鍵をデータ暗号化部１１１に供給するものである。
さらに、暗号鍵番号送出部１１４は、暗号鍵番号設定部１１２により設定された暗号鍵の番号を、多重化部１１５に供給するものである。多重化部１１５は、データ暗号化部１１１からの暗号化後のデータと、暗号鍵番号送出部１１４からの暗号鍵の番号とを多重化し、多重化後のデータを送信するものである。
受信装置１０２は、送信装置１０１から送信されてくるデータを受信し、復号する装置である。
受信装置１０２において、分離部１２１は、送信装置１０１から送信されてくる多重化されたデータを受信し、そのデータを、暗号化されたデータと暗号鍵番号とに分離するものである。
また、暗号鍵番号受信部１２３は、分離された暗号鍵番号を暗号鍵テーブル１２４に供給するものである。暗号鍵テーブル１２４は、暗号鍵テーブル１１３と同一の暗号鍵テーブルであり、暗号鍵番号受信部１２３からの暗号鍵番号に応じた暗号鍵を出力するものである。
さらに、データ復号化部１２２は、暗号鍵テーブル１２４からの暗号鍵に基づいて、暗号化されたデータを復号するものである。
次に、この従来の暗号通信システムにおける各装置の動作について説明する。
送信装置１０１の暗号鍵番号設定部１１２が暗号鍵の番号を設定すると、その番号が暗号鍵テーブル１１３と暗号鍵番号送出部１１４に供給される。それを受け、暗号鍵テーブル１１３は、その番号に対応する暗号鍵をデータ暗号化部１１１に供給する。データ暗号化部１１１は、その暗号鍵に基づいて、入力データを暗号化し、暗号化後のデータを多重化部１１５に供給する。一方、暗号鍵番号送出部１１４は、その暗号鍵番号を多重化部１１５に供給する。
送信装置１０１の多重化部１１５は、例えば暗号鍵の変更時、データ通信開始時のみ、一定周期あるいはフレーム毎に、その暗号鍵番号を、暗号化後のデータへ多重化し、多重化後のデータを所定の伝送路を介して送信する。
そして、受信装置１０２の分離部１２１は、その伝送路を介して送信装置１０１からのデータを受信し、その受信データに暗号鍵番号が含まれている場合には、それを分離して、暗号鍵番号受信部１２３に供給し、その他のデータ（暗号化されたデータ）をデータ復号化部１２２に供給する。
暗号鍵番号受信部１２３がその暗号鍵番号を暗号鍵テーブル１２４に供給すると、その暗号鍵番号に対応する暗号鍵が暗号鍵テーブル１２４からデータ復号化部１２２へ供給される。データ復号化部１２２は、その暗号鍵に基づいて、暗号化されたデータを復号し、復号したデータを出力する。
このように、共通の暗号鍵テーブル１１３，１２４を送信装置１０１と受信装置１０２で有し、暗号鍵を指定する暗号鍵番号を送信装置１０１から受信装置１０２へ送信することで、共通鍵方式の暗号通信に使用する暗号鍵を設定または変更している。
しかしながら、上記従来の暗号通信システムでは、通信相手が正規なものであることを前提としており、通信相手が正規なものであることを認証するには、認証のために別途の情報を送受しなければならず、そのような情報を予め有するための記憶回路が必要になったり、また、その情報に基づき認証処理のための回路や処理が別個に必要になるため、共通鍵方式の暗号通信を実施する際の認証処理のための回路の規模を小さくすることが困難である。
また、上記従来の暗号通信システムでは、暗号鍵テーブル１１３，１２４に予め記憶された暗号鍵の範囲内で、暗号通信に使用する暗号鍵を双方で変更することが可能であるが、新たな暗号鍵で、暗号鍵テーブル１１３，１２４にそれぞれ記憶された共通の暗号鍵を変更することは困難である。
さらに、上記従来の暗号通信システムでは、通信相手に暗号鍵を送信することは、盗聴などを理由にあまり行われず、双方の通信装置に共通の暗号鍵テーブルを備える必要があり、そのような暗号鍵テーブルのための記憶回路により、装置コストの低減や装置サイズの縮小が困難である。例えば、一方の通信装置が移動体電話機などの小型なものである場合には、そのような暗号鍵テーブルのための記憶回路により、必要な容積が増加してしまう。
本発明は、暗号通信の際の認証処理を実施しつつ回路規模を低減することができる暗号通信システム、暗号通信方法、サーバ装置、端末装置および鍵更新方法を得ることを目的とする。
また、本発明は、共通鍵の秘匿性を確保しつつ暗号鍵を新規なものに変更可能な暗号通信システムおよび鍵更新方法を得ることを目的とする。
さらに、本発明は、端末装置側で自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを記憶することなく、共通鍵の秘匿性を確保しつつ暗号鍵を簡単に共有することができる暗号通信システム、暗号通信方法、サーバ装置および端末装置を得ることを目的とする。
発明の開示
本発明の暗号通信システムは、サーバ装置に、各端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第１の記憶手段と、通信相手となる端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちのいずれかを選択する鍵選択手段と、その鍵選択手段により選択されたその暗号鍵データの鍵識別子を端末装置へ送信する鍵識別子送信手段と、端末装置から送信されてくる暗号化後の鍵識別子を受信する暗号化鍵識別子受信手段と、暗号化鍵識別子受信手段により受信されたその暗号化後の鍵識別子を、鍵選択手段により選択した暗号鍵データに基づいて復号する復号手段と、その復号手段による復号後の鍵識別子と、鍵選択手段により選択された暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて端末装置を認証する認証手段と、その認証手段により認証された端末装置との間で、鍵選択手段により選択された暗号鍵データに基づいて暗号通信を行う第１の通信手段とを備え、端末装置に、自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第２の記憶手段と、サーバ装置から鍵識別子を受信する鍵識別子受信手段と、鍵識別子受信手段により受信された鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを第２の記憶手段から読み出す鍵読出手段と、サーバ装置からの鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段による暗号化後の鍵識別子をサーバ装置へ送信する暗号化鍵識別子送信手段と、鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて暗号通信をサーバ装置との間で行う第２の通信手段とを備えている。
この暗号通信システムを利用すると、暗号通信システムの暗号鍵データおよび鍵識別子を利用して暗号通信の際の認証処理を実施でき、認証のための回路規模を低減することができる。
本発明の暗号通信方法は、サーバ装置において、通信相手となる端末装置に対して割り当てられている複数の暗号鍵データから１つの暗号鍵データを選択するステップと、選択した暗号鍵データの鍵識別子をサーバ装置から端末装置へ送信するステップと、端末装置において鍵識別子を受信した後に、予め記憶している複数の暗号鍵データからその鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを選択するステップと、端末装置において、サーバ装置からの鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化するステップと、端末装置からサーバ装置へ、暗号化後の鍵識別子を送信するステップと、サーバ装置において、その暗号化後の鍵識別子を、先に選択した暗号鍵データに基づいて復号するステップと、その復号後の鍵識別子と、先に選択した暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて端末装置を認証するステップと、選択した暗号鍵データで暗号化および／または復号をしてサーバ装置と認証した端末装置との間で暗号通信を行うステップとを備えている。
この暗号通信方法を利用すると、暗号通信システムの暗号鍵データおよびその鍵識別子を利用して暗号通信の際の認証処理を実施でき、認証のための回路規模を低減することができる。
本発明のサーバ装置は、各端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する記憶手段と、通信相手となる端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちのいずれかを選択する鍵選択手段と、鍵選択手段により選択されたその暗号鍵データの鍵識別子を端末装置へ送信する鍵識別子送信手段と、端末装置から送信されてくる暗号化後の鍵識別子を受信する暗号化鍵識別子受信手段と、暗号化鍵識別子受信手段により受信されたその暗号化後の鍵識別子を、鍵選択手段により選択した暗号鍵データに基づいて復号する復号手段と、復号手段による復号後の鍵識別子と、鍵選択手段により選択された暗号鍵データの鍵識別子とを比較し、その比較結果に応じて端末装置を認証する認証手段と、その認証手段により認証された端末装置との間で、鍵選択手段により選択された暗号鍵データに基づいて暗号通信を行う通信手段とを備えている。
このサーバ装置を利用すると、暗号通信システムの暗号鍵データおよびその鍵識別子を利用して暗号通信の際の認証処理を実施でき、認証のための回路規模を低減することができる。
本発明の端末装置は、自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する記憶手段と、サーバ装置から鍵識別子を受信する鍵識別子受信手段と、鍵識別子受信手段により受信された鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを記憶手段から読み出す鍵読出手段と、サーバ装置からの鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、その鍵識別子を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段による暗号化後の鍵識別子をサーバ装置へ送信する暗号化鍵識別子送信手段と、鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて暗号通信をサーバ装置との間で行う通信手段とを備えている。
この端末装置を利用すると、暗号通信システムの暗号鍵データおよびその鍵識別子を利用して暗号通信の際の認証処理を実施でき、認証のための回路規模を低減することができる。
本発明の暗号通信システムは、サーバ装置に、複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第１の記憶手段と、新たな暗号鍵データを暗号化する暗号化手段と、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を端末装置へ送信する第１の送信手段と、暗号化手段による暗号化後の新たな暗号鍵データを端末装置へ送信する第２の送信手段と、新たな暗号鍵データで、第１の記憶手段に記憶された暗号鍵データを更新する第１の更新手段とを備え、端末装置に、自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する第２の記憶手段と、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子をサーバ装置から受信する第１の受信手段と、暗号化後の新たな暗号鍵データをサーバ装置から受信する第２の受信手段と、第１の受信手段により受信された鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを第２の記憶手段から読み出す鍵読出手段と、鍵読出手段により読み出された暗号鍵データに基づいて、第２の受信手段により受信された暗号化後の新たな暗号鍵データを復号する復号手段と、復号手段により復号された新たな暗号鍵データで第２の記憶手段に記憶された暗号鍵データを更新する第２の更新手段とを備えている。
この暗号通信システムを利用すると、共通鍵の秘匿性を確保しつつ端末装置およびサーバ装置双方に共通な暗号鍵を新規なものに変更することができる。
さらに、本発明の暗号通信システムは、上記発明の暗号通信システムに加え、サーバ装置の暗号化手段が、新たな暗号鍵データとともに、更新完了確認用の識別子を暗号化し、サーバ装置の第１の送信手段または第２の送信手段が、暗号化後の更新完了確認用の識別子を端末装置へ送信し、端末装置の第１の受信手段または第２の受信手段が、暗号化後の新たな暗号鍵データとともに、暗号化後の更新完了確認用の識別子をサーバ装置から受信し、端末装置の復号手段が、暗号化後の新たな暗号鍵データとともに、暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号する。さらに、本発明の暗号通信システムは、端末装置に、第２の更新手段による暗号鍵データの更新が完了した際に、復号手段により復号された更新完了確認用の識別子を暗号化する暗号化手段と、暗号化手段による暗号化後の更新完了確認用の識別子をサーバ装置へ送信する更新完了識別子送信手段とを有し、サーバ装置に、端末装置からの暗号化後の更新完了確認用の識別子を受信する更新完了識別子受信手段と、その暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号する復号手段と、復号手段により復号された更新完了確認用の識別子と元の更新完了確認用の識別子とを比較して新たな暗号鍵データによる暗号鍵の更新が完了したか否かを判断する更新完了確認手段とを有している。
この暗号通信システムを利用すると、暗号化された更新完了確認用の識別子を偽造することは困難であるため、偽りの端末装置によるなりすましが困難となり、サーバ装置が端末装置の暗号鍵の更新が完了したことを確実に確認することができる。
本発明の暗号通信システムは、上記発明の暗号通信システムに加え、サーバ装置の第１の送信手段または第２の送信手段が、端末装置で更新完了確認用の識別子を暗号化する際に使用する暗号鍵データを指定する返信用鍵識別子を送信し、端末装置の第１の受信手段または第２の受信手段が、その返信用鍵識別子を受信し、端末装置の暗号化手段が、その返信用鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データに基づいて、復号手段により復号された更新完了確認用の識別子を暗号化し、サーバ装置の復号手段が、返信用鍵識別子に基づいて、更新完了識別子受信手段により受信された暗号化後の更新完了確認用の識別子を復号するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、更新完了確認用の識別子のための暗号鍵データがサーバ装置で指定されるため、更新完了確認用の識別子のための暗号鍵データを適宜変更することができ、暗号化された更新完了確認用の識別子を偽造することがより困難になる。
さらに本発明の暗号通信システムは、上記各発明の暗号通信システムに加え、サーバ装置の暗号化手段が、暗号通信で使用される暗号鍵データより長いビット長の暗号鍵データを、新たな暗号鍵データを暗号化する暗号鍵データとして選択するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、通常の通信データより秘匿性が要求される暗号鍵データを安全に端末装置へ送信することができる。
さらに、本発明の暗号通信システムは、上記各発明の暗号通信システムに加え、第１の送信手段および第２の送信手段が、スペクトラム拡散方式の伝送路における互いに異なる回線を介して、第１の受信手段および第２の受信手段へそれぞれデータを送信するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、更新する暗号鍵データを盗聴で取得するためには、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴し、さらに、暗号を解読しなければならないため、更新する暗号鍵データを盗み見ることがより困難になる。
本発明の鍵更新方法は、サーバ装置において、新たな暗号鍵データで、予め記憶されている暗号鍵データを更新するステップと、サーバ装置において新たな暗号鍵データを暗号化するステップと、サーバ装置から端末装置へ、暗号化後の新たな暗号鍵データを送信するステップと、サーバ装置から端末装置へ、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を送信するステップと、端末装置において、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子をサーバ装置から受信すると、この端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データのうちの、受信した鍵識別子に関連付けられた暗号鍵データを選択するステップと、端末装置において、サーバ装置からの暗号化後の新たな暗号鍵データを受信すると、受信した鍵識別子で選択した暗号鍵データに基づいて、その暗号化後の新たな暗号鍵データを復号するステップと、復号した新たな暗号鍵データで、端末装置における暗号鍵データを更新するステップとを備えている。
この鍵更新方法を利用すると、共通鍵の秘匿性を確保しつつ端末装置およびサーバ装置双方に共通な暗号鍵を新規なものに変更することができる。
本発明の暗号通信システムは、サーバ装置に、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して、端末装置との間で暗号通信を行う第１の通信手段と、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線とは異なる第２の回線を介して、第１の回線について使用する暗号鍵データを端末装置へ送信する暗号鍵送信手段とを備え、端末装置に、第２の回線を介して端末装置から送信されてくる暗号鍵データを受信する暗号鍵受信手段と、暗号鍵受信手段により受信された暗号鍵データに基づいて、サーバ装置との間で第１の回線を介して暗号通信を行う第２の通信手段とを備えている。
この暗号通信システムを利用すると、暗号通信を盗聴するために暗号通信に使用する暗号鍵データを盗聴しなければならず、結局、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴しなければならないため、暗号通信を盗聴することが困難になる。
また、端末装置には、その端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを記憶する記憶手段が不要となるので、装置コストの低減および装置サイズの縮小が可能になる。
さらに、本発明の暗号通信システムは、上記発明の暗号通信システムに加え、サーバ装置が、第１の回線について使用する暗号鍵データを変更する第１の鍵変更手段を有し、サーバ装置の暗号鍵データ送信手段は、第１の鍵変更手段により変更される新たな暗号鍵データを端末装置に送信し、端末装置は、第１の回線について使用する暗号鍵データを変更する第２の鍵変更手段を有し、その第２の鍵変更手段が、端末装置の暗号鍵受信手段により新たな暗号鍵データが受信されると、受信された暗号鍵データで、第１の回線についての暗号化および復号を行う暗号鍵データを変更するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、例えばセッションごとに暗号鍵データが変更され、暗号通信を盗聴することがより困難になる。
さらに、本発明の暗号通信システムは、上記発明の暗号通信システムに加え、サーバ装置が、第１の回線を介した端末装置とのセッション中に、第２の回線を介して、そのセッションで使用する新たな暗号鍵データをその端末装置に送信するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、暗号通信を盗聴することがさらに困難になる。
さらに、本発明の暗号通信システムは、上記各暗号通信システムに加え、サーバ装置に、現在使用中の暗号鍵データに基づいて、新たな暗号鍵データを暗号化する暗号化手段を有し、サーバ装置の暗号鍵送信手段が、暗号化手段による暗号化後の新たな暗号鍵データを第２の回線を介して端末装置へ送信し、端末装置が、暗号化後の新たな暗号鍵データを復号する復号手段を有し、端末装置の暗号鍵受信手段が前記第２の回線を介して暗号化後の新たな暗号鍵データを受信し、端末装置の復号手段がその受信した暗号化後の新たな暗号鍵データを復号し、端末装置の第２の鍵更新手段が、復号した前記新たな暗号鍵データで、第１の回線について使用する暗号鍵データを変更するようにしたものである。
この暗号通信システムを利用すると、新たな暗号鍵データが暗号化された状態で送信されるため、暗号通信を盗聴することがさらに困難になる。
本発明の暗号通信方法は、サーバ装置と端末装置との間でスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して暗号通信を行うステップと、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線とは異なる第２の回線を介して、第１の回線について使用する暗号鍵データをサーバ装置から端末装置へ送信するステップとを備えている。
この暗号通信方法を利用すると、暗号通信を盗聴するためには暗号通信に使用する暗号鍵データを盗聴しなければならず、結局、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴しなければならないため、暗号通信を盗聴することがより困難になる。
また、端末装置には、その端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを記憶する記憶手段が不要となるので、装置コストの低減および装置サイズの縮小が可能になる。
本発明のサーバ装置は、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して、端末装置との間で暗号通信を行う通信手段と、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線とは異なる第２の回線を介して、第１の回線について使用する暗号鍵データを端末装置へ送信する暗号鍵送信手段とを備えている。
このサーバ装置を利用すると、暗号通信を盗聴するためには暗号通信に使用する暗号鍵データを盗聴しなければならず、結局、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴しなければならないため、暗号通信を盗聴することがより困難になる。
本発明の端末装置は、スペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して端末装置から送信されてくる暗号鍵データを受信する暗号鍵受信手段と、暗号鍵受信手段により受信された暗号鍵データに基づいて、サーバ装置との間でスペクトラム拡散方式の伝送路における第２の回線を介して暗号通信を行う通信手段とを備えている。
この端末装置を利用すると、暗号通信を盗聴するためには暗号通信に使用する暗号鍵データを盗聴しなければならず、結局、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴しなければならないため、暗号通信を盗聴することがより困難になる。
また、その端末装置に割り当てられた複数の暗号鍵データを記憶する記憶手段が不要となるので、装置コストの低減および装置サイズの縮小が可能になる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
第１図は、本発明の実施の形態１に係る暗号通信システムの構成を示すブロック図である。
端末装置１は、サーバ装置２との間で暗号通信を行う例えば移動体電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータといった端末装置である。
端末装置１において、通信手段１１は、サーバ装置２との間で回線を確立し、データ通信を行うものである。
また、記憶手段１２は、鍵リストデータ２１として、自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを、各暗号鍵データに固有の鍵識別子に関連付けて記憶する例えば不揮発性メモリといったものである。
第２図は、第１図における端末装置１の鍵リストデータ２１の詳細を示すブロック図である。第２図に示すように、記憶手段１２には、各暗号鍵データ５１が記憶されているとともに、各暗号鍵データ５１に関連付けられた固有の鍵識別子（ＫＩＤ）５２が記憶されている。
第１図に戻り、端末装置１において、暗号化手段１３は、鍵リストデータ２１のうちのいずれかの暗号鍵データ５１に基づいて、データを暗号化するものである。
また、復号手段１４は、鍵リストデータ２１のうちのいずれかの暗号鍵データ５１に基づいて、暗号化されたデータを復号するものである。
また、制御手段１５は、サーバ装置２との間の通常（平文）のデータ通信および暗号通信の制御を行うとともに、端末装置１内の各部を制御するものである。
サーバ装置２は、複数の端末装置１のそれぞれとの間での暗号通信が可能な装置である。なお、端末装置１とサーバ装置２とは、無線または有線の所定の伝送路で接続されている。
サーバ装置２において、通信手段３１は、端末装置１との間で回線を確立し、データ通信を行うものである。
また、記憶手段３２は、各端末装置１（あるいはその利用者）の情報を有する端末装置リストデータ４１、並びに、各端末装置１に割り当てられた複数の暗号鍵データおよび各暗号鍵データに固有の鍵識別子を有する鍵リストデータ４２を記憶するメモリやハードディスク装置といった記憶手段である。
第３図は、第１図におけるサーバ装置２の端末装置リストデータ４１および鍵リストデータ４２の詳細を示すブロック図である。第３図に示すように、端末装置リストデータ４１には、予め登録されている１または複数の端末装置１に関する各種識別子などの端末装置情報６１があり、鍵リストデータ４２には、各端末装置情報６１に関連付けて、各端末装置１に割り当てられた暗号鍵データ７１およびその鍵識別子７２を有する暗号鍵データセット６２がある。
なお、各暗号鍵データセット６２は、同一数の暗号鍵データを有していなくてもよい。また、各暗号鍵データ７１（５１）は、同一ビット長でなくてもよい。
すなわち、正規の端末装置１が有する複数の暗号鍵データ５１と、サーバ装置２が有する、この端末装置１に対応する暗号鍵データセットにおける複数の暗号鍵データ７１とは、同一のものである。
第１図に戻り、サーバ装置２において、暗号化手段３３は、通信相手となる端末装置１に対応する暗号鍵データセット６２における複数の暗号鍵データ７１のうちのいずれかに基づいて、データを暗号化するものである。
また、復号手段３４は、通信相手となる端末装置１に対応する暗号鍵データセット６２における複数の暗号鍵データ７１のうちのいずれかに基づいて、データを復号するものである。
また、制御手段３５は、端末装置１との間の通常（平文）のデータ通信および暗号通信の制御を行うとともに、サーバ装置２内の各部を制御するものである。
なお、端末装置１の通信手段１１は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける、サーバ装置２から鍵識別子７２を受信する鍵識別子受信手段、および、暗号化手段１３による暗号化後の鍵識別子７２をサーバ装置２へ送信する暗号化鍵識別子送信手段である。
また、サーバ装置２の通信手段３１は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける、選択されたその暗号鍵データの鍵識別子７２を端末装置１へ送信する鍵識別子送信手段、および、端末装置１から送信されてくる暗号化後の鍵識別子７２を受信する暗号化鍵識別子受信手段である。
さらに、サーバ装置２の通信手段３１は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける、この実施の形態１の暗号通信システムにおける暗号通信のための第１の通信手段であり、端末装置１の通信手段１１は、この暗号通信システムにおける暗号通信のための第２の通信手段である。
さらに、サーバ装置２の記憶手段３２は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける第１の記憶手段であり、端末装置１の記憶手段１２は、この暗号通信システムにおける第２の記憶手段である。
さらに、端末装置１の制御手段１５は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける、受信された鍵識別子７２に関連付けられた暗号鍵データ５１を記憶手段１２から読み出す鍵読出手段である。
さらに、サーバ装置２の制御手段３５は、この実施の形態１の暗号通信システムにおける、通信相手となる端末装置１に割り当てられた複数の暗号鍵データ７１のうちのいずれかを選択する鍵選択手段、および、復号手段３４による復号後の鍵識別子７２と、先に選択した暗号鍵データの鍵識別子７２とを比較し、その比較結果に応じて端末装置１を認証する認証手段である。
次に、上記システムにおける各装置の動作について説明する。すなわち、本発明の暗号通信方法の実施の形態について説明する。
第４図は、実施の形態１に係る暗号通信システムにおける暗号通信方法について説明するシーケンス図である。
まず、端末装置１がサーバ装置２にアクセスする際、ステップＳ１において、端末装置１の制御手段１５が、通信手段１１を制御して、サーバ装置２に対して接続要求を送信させる。
サーバ装置２の制御手段３５は、通信手段３１を介してこの接続要求を受信すると、ステップＳ２において、記憶手段３２に記憶されている端末装置リストデータ４１を検索して、この接続要求の要求元の端末装置１を特定し、その端末装置１に対応する暗号鍵データセット６２における複数の暗号鍵データ７１のいずれかを選択する。
このとき、制御手段３５は、過去に使用した暗号鍵データ７１の履歴に基づいて今回選択する暗号鍵データ７１を決定したり、または、乱数などに基づいて不規則になるようにして今回選択する暗号鍵データ７１を決定したりする。
そして、ステップＳ３において、サーバ装置２の制御手段３５は、選択した暗号鍵データ７１の鍵識別子７２を読出し、通信手段３１を制御して、その鍵識別子７２を平文のまま端末装置１に送信させる。
端末装置１の制御手段１５は、通信手段１１を介して、その鍵識別子７２を受信すると、記憶手段２１に記憶された鍵リストデータ２１を検索する。そして、制御手段１５は、鍵リストデータ２１でその鍵識別子７２と同一の鍵識別子５２を発見すると、その鍵識別子５２に対応する暗号鍵データ５１を読み出す。
その後、ステップＳ４において、端末装置１の制御手段１５は、読み出した暗号鍵データ５１を暗号化手段１３に供給し、暗号化手段１３を制御して、受信した鍵識別子７２を暗号化させる。
そして、ステップＳ５において、端末装置１の制御手段１５は、暗号化手段１３による暗号化後の鍵識別子７２を、通信手段１１を制御してサーバ装置２へ送信させる。
サーバ装置２の制御手段３５は、通信手段３１を介して、その暗号化された鍵識別子７２を受信すると、ステップＳ６において、先に選択した暗号鍵データ７１（すなわち、端末装置１へ送信した鍵識別子７２に関連付けられている暗号鍵データ７１）に基づいて、復号手段３４を制御して、その暗号化された鍵識別子７２を復号させる。
その後、ステップＳ７において、サーバ装置２の制御手段３５は、復号された鍵識別子７２を復号手段３４から受け取り、その端末装置１から受信され復号された鍵識別子７２と、先に選択した暗号鍵データの鍵識別子７２とを比較し、両者が一致した場合には、この端末装置１を正規の端末装置であると認証する。
このようにして、端末装置１が認証された後、ステップＳ８において、端末装置１とサーバ装置２とでは同一の共通鍵である暗号鍵データ５１，７１を使用して、データの暗号化および復号が行われ、端末装置１とサーバ装置２との間で暗号通信が実施される。
この場合、サーバ装置２から端末装置１へ送信されるデータは、サーバ装置２の暗号化手段３３で暗号化され、端末装置１の復号手段１４で復号される。また同様に、端末装置１からサーバ装置２へ送信されるデータは、端末装置１の暗号化手段１３で暗号化され、サーバ装置２の復号手段３４で復号される。
一方、端末装置１から送信されてきて復号された鍵識別子７２と、先に選択した暗号鍵データ７１の鍵識別子７２とが一致しない場合には、その端末装置１に割り当てられた暗号鍵データを有していないと判断され、その端末装置１は認証されない。
例えば、上記のような暗号通信システムは、ホームバンキングシステムに適用することができる。ホームバンキングシステムでは、顧客と銀行との間で一般回線を介してデータ通信を行うため、通信データの秘匿性はもちろんのこと、銀行側では一般回線を介して顧客を正確に認証する必要がある。
その場合、銀行がサーバ装置２を設置し、その銀行に口座を有する顧客が端末装置１を所有する。また、その顧客ごとに、サーバ装置２の端末装置リストデータ４１に、その顧客の端末装置１の情報が端末装置情報６１として登録され、各顧客に対して複数の暗号鍵データ５１，７１およびそれらについての鍵識別子５２，７２が割り当てられる。
顧客がホームバンキングシステムを利用する場合、まず、顧客が端末装置１を操作し、それに応じて、端末装置１が、接続要求を銀行のサーバ装置２へ送信する。
そして、サーバ装置２は、端末装置リストデータ４１を検索して、この顧客の端末装置１の端末装置情報６１を発見すると、その端末装置情報６１に対応する暗号鍵データセット６２のうちのいずれかの暗号鍵データ７１を選択する。
以下、上述のようにして、サーバ装置２は、その暗号鍵データ７１の鍵識別子７２を端末装置１へ送信し、端末装置１は、その鍵識別子７２と同一の鍵識別子５２に対応する暗号鍵データ５１でその鍵識別子７２を暗号し、暗号化後の鍵識別子７２をサーバ装置２に送信する。
そして、サーバ装置２は、その暗号化された鍵識別子７２を受信すると、先に選択した暗号鍵データ７１に基づいて復号し、復号した鍵識別子７２と、先に選択した暗号鍵データ７１の鍵識別子７２（すなわち、記憶手段３２に記憶されているもの）とを比較し、両者が一致する場合には、その顧客の端末装置１を認証し、暗号通信を開始する。
このようにして、本実施の形態１の暗号通信システムをホームバンキングシステムに適用することができる。
以上のように、上記実施の形態１によれば、サーバ装置２が、通信相手となる端末装置１に対して割り当てられている複数の暗号鍵データ７１から１つの暗号鍵データ７１を選択し、選択した暗号鍵データ７１の鍵識別子７２を端末装置１へ送信する。そして、端末装置１が、その鍵識別子７２を受信した後に、予め記憶している複数の暗号鍵データ５１からその鍵識別子７２の暗号鍵データ５１を選択し、選択した暗号鍵データ５１に基づいて、その鍵識別子７２を暗号化し、その暗号化後の鍵識別子７２をサーバ装置２へ送信する。サーバ装置２は、その暗号化後の鍵識別子７２を、先に選択した暗号鍵データ７１に基づいて復号し、その復号後の鍵識別子７２と、先に選択された暗号鍵データの鍵識別子７２とを比較し、その比較結果に応じて端末装置１を認証する。これにより、暗号通信システムの暗号鍵データおよび鍵識別子を利用して暗号通信の際の認証処理を実施でき、認証のための回路規模を低減することができる。
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る暗号通信システムは、上記実施の形態１に係る暗号システムにおいて、サーバ装置２が、端末装置１に記憶されている暗号鍵データを変更することができるようにしたものである。
なお、実施の形態２に係る暗号通信システムの構成については、実施の形態１に係る暗号通信システムの構成と同様であり、各部に後述の機能が追加されるだけであるので、その説明を省略する。
ただし、端末装置１の通信手段１１は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子をサーバ装置２から受信する第１の受信手段、および、暗号化後の新たな暗号鍵データをサーバ装置２から受信する第２の受信手段である。
また、端末装置１の制御手段１５は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、復号手段３４により復号された新たな暗号鍵データで記憶手段１２に記憶された暗号鍵データを更新する第２の更新手段である。
さらに、サーバ装置２の通信手段３１は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データの鍵識別子を端末装置１へ送信する第１の送信手段であり、暗号化手段３３による暗号化後の新たな暗号鍵データを端末装置１へ送信する第２の送信手段である。
さらに、サーバ装置２の制御手段３５は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、新たな暗号鍵データで記憶手段３２に記憶された暗号鍵データを更新する第１の更新手段である。
なお、端末装置１の通信手段１１は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、暗号化手段１３による暗号化後の更新完了確認用の識別子をサーバ装置２へ送信する更新完了識別子送信手段である。
また、サーバ装置２の通信手段３１は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、端末装置１からの暗号化後の更新完了確認用の識別子を受信する更新完了識別子受信手段である。
さらに、サーバ装置２の制御手段３５は、この実施の形態２の暗号通信システムにおける、復号手段３４により復号された更新完了確認用の識別子と元の更新完了確認用の識別子とを比較して新たな暗号鍵データによる暗号鍵の更新が完了したか否かを判断する更新完了確認手段である。
次に、実施の形態２に係る暗号通信システムにおける各装置の動作について説明する。すなわち、本発明の鍵更新方法の実施の形態について説明する。
第５図は、実施の形態２に係る暗号通信システムにおける各装置の鍵更新時の動作について説明するシーケンス図である。
ある端末装置１に記憶された暗号鍵データ５１を更新する場合、まず、ステップＳ１１において、サーバ装置２の制御手段３５は、新たな暗号鍵データを生成する。
そして、制御手段３５は、記憶手段３２の鍵リストデータ４２における変更すべき暗号鍵データ７１を、生成した新たな暗号鍵データで更新する。
次に、サーバ装置２の制御手段３５は、その端末装置１に対応する暗号鍵データセット６２におけるいずれかの暗号鍵データ７１を選択し、暗号化手段３３を制御して、その暗号鍵データ７１に基づいて、その新たな暗号鍵データを暗号化させる。
このとき、サーバ装置２の制御手段３５は、端末装置１における暗号鍵データ５１の更新完了確認用の識別子として乱数を発生し、その乱数も暗号化させる。
なお、暗号鍵データセット６２において、ビット長が異なる暗号鍵データ７１を登録しておき、新たな暗号鍵データの暗号化に使用する暗号鍵データとして、ビット長の長い暗号鍵データ７１を選択するようにしてもよい。
例えばこのビット長の違いは２倍程度であれば、暗号処理および復号処理をそれほど増加させずに、新たな暗号鍵データの秘匿性を確保できる。また、ビット長が長いほど秘匿性の面では好ましい。
そして、サーバ装置２の制御手段３５は、新たな暗号鍵データが暗号化されると、ステップＳ１２において、変更すべき暗号鍵データ５１の鍵識別子５２を有する鍵変更要求を、その新たな暗号鍵データの暗号化に使用した暗号鍵データ７１の鍵識別子ＫＩＤ１および更新完了確認用の識別子の暗号化に使用する暗号鍵データ５１を指定する返信用鍵識別子ＫＩＤ２とともに、通信手段３１を制御して端末装置１に送信させる。
また、サーバ装置２の制御手段３５は、ステップＳ１３において、暗号化後の新たな暗号鍵データおよび暗号化後の更新完了確認用の乱数を、通信手段３１を制御して端末装置１に送信させる。
端末装置１の制御手段１５は、鍵変更要求および２つの鍵識別子ＫＩＤ１，ＫＩＤ２を受信し、かつ、暗号化後の新たな暗号鍵データおよび暗号化後の更新完了確認用の乱数を受信すると、ステップＳ１４において、復号手段１３を制御して、鍵識別子ＫＩＤ１に基づいて、その暗号化後の新たな暗号鍵データおよび暗号化後の更新完了確認用の乱数を復号させる。
次にステップＳ１５において、端末装置１の制御手段１５は、鍵変更要求に含まれる鍵識別子５２で指定された暗号鍵データ５１を特定し、その暗号鍵データ５１を、復号された新たな暗号鍵データで更新する。
そして、端末装置１の制御手段１５は、暗号鍵データ５１の更新が完了すると、ステップＳ１６において、サーバ装置２により指定された鍵識別子ＫＩＤ２に対応する暗号鍵データ５１を読出し、暗号化手段１３を制御して、その暗号鍵データ５１に基づいて、ステップＳ１３で復号させた更新完了確認用の乱数を暗号化させる。
さらに、端末装置１の制御手段１５は、ステップＳ１７において、暗号化後の更新完了確認用の乱数を、通信手段１１を制御してサーバ装置２に送信させる。
サーバ装置２の制御手段３５は、通信手段３１を介してその暗号化後の更新完了確認用の乱数を受信すると、先に鍵識別子ＫＩＤ２として選択した鍵識別子を復号手段３４に供給し、その暗号化後の更新完了確認用の乱数を復号させる。
そして、サーバ装置２の制御手段３５は、ステップＳ１７において、その復号された更新完了確認用の乱数と、元の更新完了確認用の乱数とを比較し、両者が一致した場合に、端末装置１における暗号鍵データ５１の更新が完了したと判断する。なお、サーバ装置２の制御手段３５は、その両者が一致しない場合には、端末装置１における暗号鍵データ５１の更新が完了していないと判断する。
なお、上記の動作において、サーバ装置２における暗号鍵データ７１の更新は、端末装置１の暗号鍵データ５１の更新の完了が確認された後に行うようにしてもよい。
また、上記実施の形態２では、更新完了確認用の識別子として、乱数を使用しているが、これは、擬似乱数系列を使用して順次生成すればよい。また、更新完了確認用の識別子として、他の情報や他の系列の数を使用するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態２において、鍵変更要求などを送信する回線と、新たな暗号鍵データなどを送信する回線とを異なるものとしてもよい。例えば、端末装置１とサーバ装置２との間で、スペクトラム拡散方式の伝送路における複数の回線を確立することが可能である場合には、その１つの回線を、鍵変更要求などを送信するための回線に使用し、別の回線を新たな暗号鍵データなどを送信するための回線に使用するようにしてもよい。これにより、更新する暗号鍵データを盗聴で取得するためには、スペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴し、さらに、暗号を解読しなければならないため、更新する暗号鍵データを盗み見ることがより困難になる。
なお、各装置のその他の動作については実施の形態１に係るものと同様であるので、その説明を省略する。
以上のように、上記実施の形態２によれば、サーバ装置２が、新たな暗号鍵データで暗号鍵データ７１を更新し、また、サーバ装置２がその新たな暗号鍵データを暗号化し、暗号化後の新たな暗号鍵データを端末装置１へ送信し、さらに、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データ７１の鍵識別子ＫＩＤ１を端末装置１へ送信する。端末装置１は、新たな暗号鍵データの暗号化に使用された暗号鍵データ７１の鍵識別子ＫＩＤ１をサーバ装置２から受信すると、この端末装置１に割り当てられた複数の暗号鍵データ５１のうちの、受信した鍵識別子ＫＩＤ１に関連付けられた暗号鍵データ５１を選択し、サーバ装置２からの暗号化後の新たな暗号鍵データを受信すると、受信した鍵識別子ＫＩＤ１で選択した暗号鍵データ５１に基づいて、その暗号化後の新たな暗号鍵データを復号する。そして、端末装置１は、復号した新たな暗号鍵データで、記憶している暗号鍵データ５１を更新する。これにより、共通鍵の秘匿性を確保しつつ暗号鍵データを新規なものに変更することができる。
また、上記実施の形態２によれば、サーバ装置２が、新たな暗号鍵データとともに、更新完了確認用の乱数を暗号化し、暗号化後の更新完了確認用の乱数を端末装置１へ送信する。端末装置１は、新たな暗号鍵データとともに、その暗号化後の更新完了確認用の乱数をサーバ装置２から受信し、受信した暗号化後の更新完了確認用の乱数を復号する。そして、端末装置１は、暗号鍵データの更新が完了した際に、その更新完了確認用の乱数を暗号化し、暗号化後の更新完了確認用の乱数をサーバ装置２へ送信する。サーバ装置２は、端末装置１からの暗号化後の更新完了確認用の乱数を受信し、復号し、復号した更新完了確認用の乱数と元の更新完了確認用の乱数とを比較して新たな暗号鍵データによる暗号鍵の更新が完了したか否かを判断する。これにより、暗号化された更新完了確認用の乱数を偽造することは困難であるため、サーバ装置２が端末装置１の暗号鍵データ５１の更新が完了したことを確実に確認することができる。
さらに、上記実施の形態２によれば、サーバ装置２が、端末装置１で更新完了確認用の乱数を暗号化する際に使用する暗号鍵データ５１を指定する返信用鍵識別子ＫＩＤ２を送信し、端末装置１は、その返信用鍵識別子ＫＩＤ２を受信する。そして、端末装置１は、その返信用鍵識別子ＫＩＤ２に関連付けられた暗号鍵データ５１に基づいて、復号後の更新完了確認用の乱数を暗号化する。一方、サーバ装置２は、端末装置１から受信された暗号化後の更新完了確認用の乱数を返信用鍵識別子ＫＩＤ２に基づいて復号する。これにより、更新完了確認用の乱数の暗号化のための暗号鍵データ５１がサーバ装置２で指定されるため、更新完了確認用の乱数の暗号化のための暗号鍵データ５１を適宜変更することができ、暗号化された更新完了確認用の乱数を偽造することがより困難になる。
さらに、上記実施の形態２によれば、サーバ装置２が、暗号通信で使用される暗号鍵データ７１より長いビット長の暗号鍵データ７１を、新たな暗号鍵データを暗号化する暗号鍵データ７１として選択する。これにより、通常の通信データより秘匿性が要求される暗号鍵データを安全に端末装置１へ送信することができる。
なお、上記実施の形態２の暗号通信システムは、実施の形態１の暗号通信システムに、本発明の鍵更新方法を適用したものであるが、サーバ装置と端末装置とに共通の複数の暗号鍵データを有する他の暗号通信システムにも、本発明を適用することが同様に可能である。
実施の形態３．
第６図は、本発明の実施の形態３に係る暗号通信システムの構成を示すブロック図である。なお、第６図において、第１図における構成要素と同一のものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
端末装置１Ａは、スペクトラム拡散方式でサーバ装置２Ａとの間でデータ通信をを行う例えば移動体電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータといった端末装置である。例えば、マルチプルアクセス方式にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｄｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を使用した移動体電話機に下記の機能を追加したものが端末装置１Ａとされる。
端末装置１Ａにおいて、通信手段１１Ａは、サーバ装置２Ａとの間でスペクトラム拡散方式で複数の回線を確立可能な通信手段である。なお、このような、通信形態が可能な装置としては、通信規格ＩＭＴ−２０００（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−２０００）で提唱されている携帯電話機などがある。
また、制御手段１５Ａは、サーバ装置２Ａとの間の通常（平文）のデータ通信および暗号通信の制御を行うとともに、端末装置１Ａ内の各部を制御するものである。
サーバ装置２Ａは、スペクトラム拡散方式で各端末装置１Ａとの間でデータ通信をを行う装置である。
サーバ装置２Ａにおいて、通信手段３１Ａは、端末装置１Ａとの間でスペクトラム拡散方式で複数の回線を確立可能な通信手段である。
また、制御手段３５Ａは、端末装置１Ａとの間の通常（平文）のデータ通信および暗号通信の制御を行うとともに、サーバ装置２Ａ内の各部を制御するものである。
なお、サーバ装置２Ａの通信手段３１Ａは、この暗号通信システムにおける第１の通信手段であり、端末装置１Ａの通信手段１１Ａは、この暗号通信システムにおける第２の通信手段である。
また、サーバ装置２Ａの通信手段３１Ａは、暗号鍵データを端末装置１Ａへ送信する暗号鍵送信手段であり、端末装置１Ａの通信手段１１Ａは、暗号鍵データをサーバ装置２Ａから受信する暗号鍵受信手段である。
さらに、サーバ装置２Ａの制御手段３５Ａは、この暗号通信システムにおける第１の鍵変更手段であり、端末装置１Ａの制御手段１５Ａは、この暗号通信システムにおける第２の鍵変更手段である。
次に、上記実施の形態３に係る暗号通信システムにおける各装置の動作について説明する。すなわち、本発明に係る暗号通信方法の実施の形態について説明する。
まず、端末装置１Ａの通信手段１１Ａは、サーバ装置２Ａの通信手段３１Ａとの間で、スペクトラム拡散方式の伝送路において第１の回線を確立する。
また、端末装置１Ａの通信手段１１Ａとサーバ装置２Ａの通信手段３１Ａとは、スペクトラム拡散方式の伝送路において別の第２の回線を確立する。
そして、サーバ装置２Ａの制御手段３５Ａは、その端末装置１Ａに対応する暗号鍵データセット６２からいずれかの暗号鍵データ７１を選択し、その暗号鍵データ７１を、平文のまま、そのスペクトラム拡散方式の伝送路における第２の回線を介して端末装置１Ａへ送信する。
端末装置１Ａの制御手段１５Ａは、その暗号鍵データ７１を受信すると、その暗号鍵データ７１を使用して、そのスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介する暗号通信を開始する。
このとき、同様に、サーバ装置２Ａの制御手段３５Ａも、その暗号鍵データ７１に基づいて、そのスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介する暗号通信を開始する。
暗号通信の際には、サーバ装置２Ａから端末装置１Ａへ送信されるデータは、サーバ装置２Ａの暗号化手段３３で暗号化され、端末装置１Ａの復号手段１４で復号される。また同様に、端末装置１Ａからサーバ装置２Ａへ送信されるデータは、端末装置１Ａの暗号化手段１３で暗号化され、サーバ装置２Ａの復号手段３４で復号される。
このようにして、端末装置１Ａとサーバ装置２Ａとの間で暗号通信が開始される。
なお、端末装置１Ａがサーバ装置２Ａにアクセスしてくる度に、すなわちセッションごとに、サーバ装置２Ａが、異なる鍵を端末装置１Ａに送信するようにしてもよい。
また、暗号通信が実施されている間においても、すなわちセッション中においても、そのセッションに使用している暗号鍵データ７１を変更することが可能である。その場合には、サーバ装置２Ａの制御手段３５Ａは、まず、新たな暗号鍵データ７１を、その端末装置１Ａに対応する暗号鍵データセット６２から選択し、そのスペクトラム拡散方式の伝送路における、セッションに使用している第１の回線とは異なる第２の回線を介して、通信手段３１Ａを制御して新たな暗号鍵データ７１を送信させる。
その後、サーバ装置２Ａの制御手段３５Ａは、その端末装置１Ａに対して暗号化手段３３および復号手段３４で使用される暗号鍵データ７１を、その新たな暗号鍵データ７１に変更する。
一方、端末装置１Ａの制御手段１５Ａは、その新たな暗号鍵データ７１を受信すると、暗号化手段１３および復号手段１４で使用される暗号鍵データ７１を、その新たな暗号鍵データ７１に変更する。
なお、この際、端末装置１Ａにおいて暗号鍵データ７１が新たな暗号鍵データ７１に変更されるタイミングと、サーバ装置２Ａにおいて暗号鍵データ７１が新たな暗号鍵データ７１に変更されるタイミングとに、ずれがある場合には、例えば、双方で送信するデータに、暗号鍵データ７１を更新した旨の情報を挿入するようにして、その情報が検出された以降のデータは、新たな暗号鍵データ７１で復号するようにすればよい。あるいは、送信データにおける暗号鍵データ７１を変更した位置を示す情報を、暗号鍵データ７１を送信した回線で、相互に送受して、その情報の示す位置以降のデータは、新たな暗号鍵データ７１で復号するようにすればよい。
また、上記実施の形態３では、暗号鍵データ７１を平文のまま、スペクトラム拡散方式の伝送路における第２の回線を介して端末装置１Ａへ送信しているが、暗号鍵データ７１を変更する際には、暗号化手段３３により、変更前の暗号鍵データ７１で、変更後の暗号鍵データ７１を暗号化し、暗号化された変更後の暗号鍵データ７１をスペクトラム拡散方式の伝送路における第２の回線を介して端末装置１Ａへ送信し、端末装置１Ａで、復号手段１４により、その変更後の暗号鍵データ７１を復号した後、暗号鍵データ７１を変更するようにしてもよい。これにより、新たな暗号鍵データ７１が暗号化された状態で送信されるため、暗号通信を盗聴することがさらに困難になる。
以上のように、上記実施の形態３によれば、サーバ装置２Ａと端末装置１Ａとの間でスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線を介して暗号通信を行い、そのスペクトラム拡散方式の伝送路における第１の回線とは異なる第２の回線を介して、その第１の回線について使用する暗号鍵データ７１をサーバ装置２Ａから端末装置１Ａへ送信する。これにより、暗号通信を盗聴するためには暗号通信に使用する暗号鍵データ７１を盗聴しなければならず、結局、秘匿性の高いスペクトラム拡散方式の２つの回線を盗聴しなければならないため、暗号通信を盗聴することが困難になる。
また、上記実施の形態３によれば、端末装置１Ａには、端末装置１Ａに割り当てられた複数の暗号鍵データ７１を記憶する記憶手段が不要となるので、装置コストの低減および装置サイズの縮小が可能になる。
また、上記実施の形態３によれば、サーバ装置２が、暗号通信に使用する暗号鍵データ７１を変更するようにしたので、暗号通信を盗聴することがより困難になる。
さらに、上記実施の形態３によれば、サーバ装置２が、端末装置１とのセッション中に、そのセッションで使用する新たな暗号鍵データ７１を変更するようにしたので、暗号通信を盗聴することがさらに困難になる。
なお、第１図および第６図は、説明を簡略化するために、端末装置１，１Ａとサーバ装置２，２Ａとが直接通信を行うような図となっているが、端末装置１，１Ａとサーバ装置２，２Ａとの間に各種中継点を配置してもよい。例えば、端末装置が移動体電話機である場合には、図示せぬ移動体電話網の各中継点などが存在する。
産業上の利用可能性
以上述べたように、本発明によれば、本発明では、暗号通信の際の認証処理を実施しつつ回路規模を低減することができる暗号通信システム、暗号通信方法、サーバ装置、端末装置および鍵更新方法を得ることができる。
また、本発明では、共通鍵の秘匿性を確保しつつ暗号鍵を新規なものに変更可能な暗号通信システムおよび鍵更新方法を得ることができる。
さらに、本発明では、端末装置側で自己に割り当てられた複数の暗号鍵データを記憶することなく、共通鍵の秘匿性を確保しつつ暗号鍵を簡単に共有することができる暗号通信システム、暗号通信方法、サーバ装置および端末装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施の形態１に係る暗号通信システムの構成を示すブロック図である。第２図は、第１図における端末装置の鍵リストデータの詳細を示すブロック図である。第３図は、第１図におけるサーバ装置の端末装置リストデータおよび鍵リストデータの詳細を示すブロック図である。第４図は、実施の形態１に係る暗号通信システムにおける暗号通信方法について説明するシーケンス図である。第５図は、実施の形態２に係る暗号通信システムにおける各装置の鍵更新時の動作について説明するシーケンス図である。第６図は、本発明の実施の形態３に係る暗号通信システムの構成を示すブロック図である。第７図は、従来の暗号通信システムの構成を示すブロック図である。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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