JP2002521962A - 認証トークンを使用して共有秘密を確立する方法及びシステム - Google Patents

認証トークンを使用して共有秘密を確立する方法及びシステム

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Abstract

(57)【要約】 認証トークンを用いて複数の装置間に共有秘密を確立する方法及びシステム。認証トークンはローカルデバイス及びリモートデバイス間に共有秘密を確立するために用いられ、ユーザ認証、データ暗号化、及びデータ完全性の保護を実現する。認証トークンは様々の方法で用いられ、ユーザを認証する。まず、時間同期方式の認証トークンが第一文字列を生成し、ワークステーションに伝達する（３１０）。ワークステーションは第一文字列を操作して第二文字列を生成し（３２０）、第二文字列をサーバに送信する（３３０）。次に、サーバは第二文字列を一致する可能性のある複数の文字列の値と比較し、第一文字列を特定する（３４０）。また、別の実施例としては、サーバからのチャレンジがチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンにより受信及び処理され、文字列を生成する方法もある。その後、生成された文字列はワークステーションに伝達されて共有秘密を確立する（３７０）。また、類似の技術を用い、スマートカードを使用してローカルデバイス及びリモートデバイス間に共有秘密を確立することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の技術分野） 本発明は、概して、通信の安全保護に関し、更に詳しくは、通信媒体を介して
接続された装置間に認証トークンを用いて共有秘密を確立し、ユーザ認証、デー
タ暗号化、及びデータ完全性の保護を実現するための方法及びシステムに関する
。
【０００２】 （発明の背景技術） 従来から、ネットワークユーザはユーザ名とパスワードを入力するだけでネッ
トワーク資源やネットワークの他のユーザにアクセスすることができる。ユーザ
名とパスワードの入力によってネットワークにアクセスした後、ユーザは通常、
ネットワークに接続している間、暗号化されていないデータを保護手段のないま
ま送受信する。つまり、機密保護を欠いたまま、データは「ありのまま」の状態
で通信回線を介して送信される。このような従来のネットワークへのアクセス方
法及びネットワークを介した通信方法では、ネットワークの完全性に関して多く
の問題が発生する。
【０００３】 第一に、ユーザ名とパスワードのみでは、ネットワークへのアクセスに対して
最低限のユーザ認証しか得ることができない。パスワードが単純な（たとえばユ
ーザの誕生日である）場合、ハッカーは容易にユーザのパスワードを特定し、ユ
ーザ名を詐称する情報によりネットワークにアクセスしてしまう。第二に、ネッ
トワーク上での非暗号化データの送受信は、盗聴される危険性が高い。ネットワ
ーク通信回線を介して送信されるデータが盗聴され、ユーザのネットワークセッ
ションを乗っ取るなどの不正な目的のために、盗聴したデータが悪用される恐れ
がある。また、非暗号化データは、データを改変（たとえばビットを削除または
変更）したり、隠れた周辺装置にデータをコピー（ユーザの感知しない遠隔記憶
装置にデータをコピー）したりすることのできる悪質なソフトウェアによる被害
を受けやすい。
【０００４】 現在、「持っているもの」（パスワードのように「知っているもの」とは全く
異なる）に基づいた別レベルのユーザ認証を実現するために、認証トークンに頼
るユーザが多い。認証トークンは、単に記憶されるパスワードとは異なり、持ち
運ぶことのできる物理的な装置である。現在では、様々の認証トークンが市販さ
れている。これらの認証トークンには、時間同期方式の認証トークン、チャレン
ジ＆レスポンス方式の認証トークン、及びスマートカードが挙げられる。
【０００５】 時間同期方式の認証トークンは、通常、様々の異なる文字列（パスワード等）
をほぼ一定の間隔ごとに（たとえば毎分）表示するものである。この場合、たと
えばサーバとトークンが分単位の時刻を用いて（所定の許容可能な誤差の範囲内
で）同期をとり、文字列（たとえば、トークンとサーバのみが把握する秘密コー
ドにより分単位の時刻を暗号化したもの）を生成する。次に、ユーザがトークン
に表示された文字列をワークステーションに入力すると、サーバに対してユーザ
認証が行われる。ワークステーションは文字列を暗号化されない状態でサーバに
送信する。サーバは文字列を一覧と照合し、文字列が直前の数分前（タイピング
や転送による遅延を許容するため）にトークンにより生成されたか否かを判定す
る。
【０００６】 チャレンジ＆レスポンス方式トークンは、カードなどのキーパッドを備えた装
置である。従来、このトークンを使う認証の際は、たとえば、最初にユーザがサ
ーバに接触すると、サーバはチャレンジ（たとえば文字列）を生成し、そのチャ
レンジをローカルコンピュータを介してユーザに送信する。次に、ユーザがトー
クンにチャレンジを入力すると、トークンはチャレンジを処理し、レスポンス（
たとえば別の文字列）を表示する。ユーザがレスポンスをサーバに送信すると、
サーバはレスポンスを所定の文字列の値と照合する。一致するものがある場合は
、サーバは要求されたアクセスを許可する。
【０００７】 スマートカードは、中央演算装置（CPU）とメモリを備えた装置である。スマ
ートカードは、スマートカードリーダーの近くに挿入または配置されると、リー
ダーと交信してデータを転送するか、または所望の機能を実行する。スマートカ
ードはあらゆる形状をとる。たとえば、クレジットカードや、衣類の一部分に付
けるペンダントの形をとる場合もある。
【０００８】 上述した認証トークンは、いずれも操作用の認証コードを必要とする。起動コ
ードは個人識別番号（ＰＩＮ）またはバイオメトリクスの形態をとる。たとえば
、時間同期方式の認証トークンを操作するには、ユーザは文字列を入力するか、
またはトークンの一部分に親指を接触させるよう求められる。チャレンジ＆レス
ポンス方式のトークンでは、起動コードを用いてトークンを起動してからチャレ
ンジを入力するよう求められる。最後に、ある種のスマートカードは、スマート
カードに記憶された情報（たとえば文字列）に対して「ロックの解除」を行うた
めに、ユーザに起動コードを入力するよう要求する。通常、誤ったコードを何回
か入力すると、スマートカードは「ロック」された状態となり、記憶された情報
へのアクセスを拒否する。情報がアクセス可能な場合は、スマートカードリーダ
ーは情報をワークステーションに伝達し、その情報を用いて認証を行う。
【０００９】 通常、時間同期方式の認証トークン、チャレンジ＆レスポンス方式の認証トー
クン、及びスマートカードを用いる場合、それらの中で生成される文字列の値は
、ユーザのワークステーション及びリモートコンピュータ間で、暗号化されない
状態のまま転送される。その結果、ユーザ及びリモート端末間における通信は全
て、乗っ取り犯や盗聴者による危害、つまり未保護コードの解読や通信情報の盗
聴などが容易に行われる危険にさらされる。
【００１０】 従来、認証トークンの使用はユーザ認証のみを目的としている。セッション鍵
、つまりセッション中に情報を暗号化または解読するのに使用する量が全く確定
されないため、セッションの完全性や機密性は一切保証されない。更に、クライ
アントが正当なサーバと交信しているか否かをクライアント自身が知る手立ても
全くない。認証トークンにより生成される文字列の値は、通常、３２ビット未満
の重要な情報を含む。これにより、表示に要するコストが抑制できると共に、ユ
ーザに長い文字列を入力するよう要求するのを回避することが可能であるが、そ
れとひきかえに、システムは様々の攻撃に対して脆弱なものとなってしまう。
【００１１】 共有秘密鍵交換プロトコルを用いれば、共有秘密を有する２台のコンピュータ
において共有秘密に攻撃を受ける危険を冒すことなく、より強力な共有秘密を確
立することができる。更に、より強力な共有秘密は、コンピュータ間で交換され
るデータの暗号化に用いられる。これらのプロトコルは市販されており、「ベロ
ヴィン・メリット共有秘密鍵交換プロトコル」（Bellovin-Merritt shared secr
et exchange protocol）や 「強力パスワード限定認証鍵交換」（SPEKE―Strong
Password only Authentication Key Exchange）などがある。共有秘密鍵交換プ
ロトコルのいくつかは、『ネットワークセキュリティ―公共の世界における通信
の機密』（カウフマン（Kaufman）、パールマン（Perlman）、スペシナー（Spec
iner）共著、出版：プレンティスホール・ピーティーアール（Prentice Hall PT
R）、発行：1995年）（以下、『ネットワークセキュリティ』）に説明されてい
る。ベロヴィン・メリット共有秘密交換プロトコルについての論議は、『ネット
ワークセキュリティ』の第249〜253頁、及び米国特許No.5241599に記載されてい
る。SPEKEについての論議は、『コンピュータ通信レビュー（Computer Communic
ation Review）』第26巻（1996年10月発行、エーシーエム・シグコム（ACM SIGC
OMM）刊）の第5番、第5〜26頁、Ｄ.ジャブロン氏による「強力パスワード限定認
証鍵交換（Strong Password only Authentication Key Exchange）」に掲載され
ている。共有秘密鍵交換プロトコルは、暗号化されていないパスワードの送信を
回避することにより、パスワードをベースとしたシステムを強化する。共有秘密
鍵交換プロトコルを認証トークンと併用するとセッションの安全性を強化するこ
とができるが、現状では併用されていない。従って、認証トークンと共有秘密鍵
交換プロトコルの両方を用いることにより、適切なユーザ認証、データ暗号化、
及びデータ完全性の保護を実現するための解決方法が求められている。
【００１２】 （発明の開示） 上記の問題点に基づき、ネットワークを介して交信する当事者間に認証トーク
ンを用いて共有秘密を確立し、適切なユーザ認証、データ暗号化、及びデータ完
全性の保護を実現するのが望ましい。
【００１３】 本発明に係る方法及び装置は、上記の要求を満たしている。具体的には、複数の
装置間に共有秘密を確立する方法は、認証トークンを提供する工程と、認証トー
クンを利用して複数の装置間に共有秘密を確立する工程から構成される。
【００１４】 共有秘密を複数の装置間に確立するシステムは、認証トークン、ローカルデバイ
ス及びリモートデバイスを備え、このシステムにおいては、認証トークンを用い
てローカルデバイス及びリモートデバイス間に共有秘密が確立される。
【００１５】 本発明のその他の要求、特徴、及び利点は、以下に示した説明から明らかであ
り、発明の実施により理解されるであろう。上記の概説及び以下の詳説は例示と
解説のためであり、特許請求される本発明を詳述するものである。
【００１６】 （発明の最良の実施形態） 本明細書の一部を成す添付図面は、本発明の実施形態を図示し、本発明の概説
及び詳説と共に本発明の原理を説明するものである。
【００１７】 以下、添付図面に示す本発明の実施形態の構成及び動作について詳細に説明す
る。尚、図面及び下記の説明において、類似の要素及び動作については同一の符
号を用いて参照した。
【００１８】 本発明に係る方法及び装置によれば、ネットワーク上で交信する当事者間で共
有秘密を確立し、適切な相互認証、データ暗号化、及びデータ完全性の保護が実
現される。これは以下に詳述するように、様々な方法で達成することができる。
一例として、リモートデバイス（たとえばサーバ）にほぼ同期され、文字列を生
成する認証トークンを用いて共有秘密を確立する方法がある。文字列とは、たと
えば秘密コードや乱数により暗号化された時刻に基づくパスワードである。文字
列は、ローカルデバイス（たとえばワークステーション）に伝達されると所定の
関数を用いて変更され、結果（たとえば第二文字列）が生成される。この結果は
リモートデバイスに送信される。受信後、リモートデバイスは、認証トークンに
より生成された元の文字列と関連し、一致する可能性のある有限個の文字列の値
を結果と比較する。次に、リモートデバイス及びユーザのローカルデバイスは、
一致する値または一致する値の関数を秘密として共有し、両者間で伝達される情
報の暗号化及び情報の完全性の強化、または相互認証の実行、もしくはその両方
を行う。あるいは、リモートデバイス及びローカルデバイスが両者の共有秘密を
用いて、より大きな（ということは、より安全な）秘密を確立し、この秘密を用
いてデータの暗号化、両者間で転送される情報の完全性の強化、及び相互認証の
いずれか、あるいはそれらの全てを実行する。
【００１９】 図１は、本発明に係る認証トークンを用いて共有秘密を確立するためのシステ
ム１００を示している。システム１００はワークステーション１２０、サーバ１
３０、１４０及び１５０、ネットワーク１６０並びに認証トークン１７０を備え
る。当業者には、システム１００がワークステーション、サーバ、及び他のネッ
トワーク構成装置を含み得ることが理解されるであろう。
【００２０】 ワークステーション１２０は、ネットワーク１６０との間でデータの送受信を
行うことのできるコンピュータである。ワークステーション１２０は、プロセッ
サ、メモリ、及び人間とのインタラクションを可能にする入力／出力装置（図示
せず）から構成される。ワークステーション１２０は、本明細書で説明される認
証技術を実行するソフトウェア、たとえば暗号化ソフトなどを備える。更に、ワ
ークステーション１２０は、ネットワーク１６０を介してデータを転送するため
に、モデム（図示せず）または他の通信装置を備える。当業者には、本明細書で
説明される実施形態に係る構成のいずれもが、ワークステーション１２０に含ま
れ得ることが理解されるであろう。たとえば、ワークステーション１２０は外部
メモリに格納されたソフトウェアを利用して、本明細書で説明される認証技術を
実行する。
【００２１】 サーバ１３０、１４０及び１５０は、認証を目的として複数のネットワーク装
置と交信するワークステーション１２０の性能を示すために、図１に呈示したも
のである。各サーバは、ネットワーク１６０との間でデータの送受信を行うこと
のできるコンピュータである。各サーバを、アプリケーションに応じて個別に構
成し、別々のエンティティによって制御することも可能である。たとえば銀行の
場合、サーバ１３０を操作して顧客の金融データにリモートでアクセスすること
ができる。サービス業の企業の場合は、サーバ１４０を操作して顧客の口座情報
にリモートでアクセスすることができる。更に、製造業者はサーバ１５０を操作
して、顧客が注文商品の出荷状況に関する情報にアクセスできるようにすること
も可能である。これらの各サーバは、特定の人だけに知らされる情報のアクセス
を記憶且つ制御することができる。それを実現するために、本明細書で説明され
る認証技術のいずれか１つまたは複数を用いて、意図した相手のみが特定の情報
を受信できるようにすることも可能である。
【００２２】 ネットワーク１６０は、インターネットなどの通信媒体であり、その媒体に接
続された装置間で情報を回送させるものである。図１はネットワーク１６０に接
続されたコンピュータを示しているが、通信機能を備えた他の構成装置も同様に
ネットワーク１６０に接続可能である。本明細書では、便宜上、ネットワーク１
６０がインターネットを指すものとし、インターネットのユーザ認証が認証トー
クンを用いてどのように行われるかを示す。しかしながら、本発明に係る認証技
術は、他のWANやローカルエリアネットワーク（LAN）、ネットワークプロトコル
、及び他の通信媒体に用いることも可能である。
【００２３】 認証トークン１７０は、入力（たとえばキーパッド、ライトペンなど）及び出
力機能（たとえば液晶ディスプレー、スピーカーなど）を備える。入力機能によ
り、文字列などの情報が認証トークン１７０に伝達される。その情報は、出力機
能によりユーザまたは別の装置に伝達される。認証トークンには、リモートデバ
イスと同期化されているもの（時間同期方式トークン）や、キーパッドで入力さ
れた文字列を処理してレスポンスを生成するよう構成されているもの（チャレン
ジ＆レスポンス方式トークン）、または適切な読取装置を介することによりアク
セス可能となる情報を格納するよう設計されたもの（スマートカード）などがあ
る。これらの操作を行うために、認証トークン１７０はプロセッサ及びメモリ（
図示せず）を備えるのが望ましい。更に、認証トークン１７０は、操作用の起動
コード（ＰＩＮまたはバイオメトリクス）を要求するよう構成される。認証トー
クン１７０は、ワークステーション１２０に対して物理的に接続されるか否かに
関わらず、システム１００の一部を成し、以下に詳述する認証技術を実行するも
のである。
【００２４】 図２は、本発明に係る認証トークンを用いて共有秘密を確立する方法を示す。
この方法では、まず認証トークンを提供する（工程２００）。認証トークンには
時間同期方式トークンやチャレンジ＆レスポンス方式トークンがあり、本明細書
で説明される認証技術を実行するために構成されたトークンであれば、いずれも
使用可能である。認証トークンは共有秘密を確立するために利用される（工程２
２０）。共有秘密を確立するための技術を、図３〜図８に基づいて以下に説明す
る。
【００２５】 図３ａは、本発明に係る時間同期方式の認証トークンとハッシュ関数を用い、
共有秘密を確立する方法を示す。従来の方法では、ユーザがワークステーション
に文字列を入力すると、ワークステーションは文字列を暗号化されない状態でサ
ーバに転送する。本発明の実施例においては、文字列が暗号化されない状態で送
信されることはない。むしろ、この実施例では、認証トークンで表示された文字
列を用いて通信者間に共有秘密を生成し、妥当なレベルの認証と安全なセッショ
ンを実現する。
【００２６】 まず、時間同期方式トークン１７０で文字列が生成される（工程３００）。こ
の文字列は、トークンとサーバのみが認識する秘密コードにより分単位の時刻を
暗号化したものであることが望ましい。次に、この文字列はワークステーション
１２０に伝達される（工程３１０）。たとえば、ユーザはその文字列を読み取り
、ワークステーションに手動で入力することができる。あるいは、ワークステー
ションと認証トークンが接続されている場合、ワークステーションはその文字列
を認証トークンから自動的に読み取ることができる。文字列を受信後、ワークス
テーションは市販のハッシュプログラムを実行し、受信した文字列のハッシュ（
ｈ（文字列））を生成する（工程３２０）。このハッシュは暗号化用の一方向関
数であり、任意サイズの入力データを取得して固定サイズの出力データを生成す
る。ワークステーションはｈ（文字列）をサーバ１３０に送信する（工程３３０
）。
【００２７】 トークンが直前の７分間または直後の３分間に表示した文字列（または分数に
応じた他の適切な値）に基づき、サーバは複数の文字列からいずれか１つを受け
入れる。これは、タイピングや転送におけるクロックのスキューや遅延を許容す
るためである。受け入れ可能な文字列の個数が少ないために、サーバは受け入れ
可能な各文字列のハッシュを容易に演算し、各ハッシュを受信されたハッシュで
あるｈ（文字列）と比較することにより、演算されたハッシュから一致するハッ
シュを一義化する（工程３４０及び３５０）。一致するハッシュが見つからない
場合、認証は失敗する（工程３６０）。一致するハッシュが見つかった場合は、
サーバ及びワークステーションは文字列の関数（文字列のハッシュ、文字列その
もの、または他の変数）を共有秘密として用いる（工程３７０）。つまり、サー
バ及びワークステーションは、一致する文字列の関数を用い、ネットワーク１６
０上で相互に送信されるメッセージを暗号化する。一致する文字列が盗聴から保
護されるのに十分なビットを有している場合には、この技術は有効である。大部
分の種類のトークンでは、生成される文字列はあまりに短い（わずか２３２通り
の値しか表すことができない）。しかし、文字列が短すぎると、盗聴者がｈ（文
字列）を捕獲し、徹底的な探索によって文字列を特定することが可能となってし
まう。
【００２８】 図３ｂは、本発明の図３ａに示された例に類似した実施例を示す。この実施例
は図３ａの工程３００〜３２０を含む。しかしながら、図３ｂの実施例において
は、図３ａの工程３３０に示されるように文字列の完全なハッシュをサーバに送
信するのではなく、ハッシュされた文字列の数ビットのみ（たとえば、６４ビッ
トの文字列のハッシュから１２ビット）をサーバに送信する（工程３３５）。文
字列のハッシュをサーバに送信する目的は、（文字列を特定するのに必要な文字
列が１０個のみのクロックスキューを想定した場合）サーバ１３０が１０個前後
の受け入れ可能な文字列から正しい文字列を特定することである。サーバ１３０
は少数の文字列を区別するだけで済むため、ハッシュされた文字列の数ビットに
より、サーバ１３０は残り９個の文字列のいずれにも衝突しないハッシュ文字列
を高い確率で演算することができる。
【００２９】 完全なメッセージダイジェストではなく、ハッシュされた文字列の数ビットの
みを送信するのは、盗聴者が文字列に該当する可能性のあるものを探索し、その
中（２６４通り）から文字列を絞り込むのを阻止するためである。たとえば、ワ
ークステーション１２０が８ビットのハッシュを送信する場合、およそ２５６通
りの文字列がこのハッシュと一致するため、盗聴者が正しい文字列を特定するに
は２５６通りの値を探索しなくてはならない。
【００３０】 ワークステーションが８ビットのハッシュ文字列を送信し、元の文字列がラン
ダムな６４ビットのデータを有する場合、１０個ある文字列のうちの２個以上が
ユーザの入力した文字列のハッシュと一致する確率は１−(２５５／２５６)９％
、つまり約４％である。（他９個の文字列の１つが元の文字列と同じ文字列にハ
ッシュし、サーバが誤った文字列を推測してしまうため）認証を40回試行する中
で約1回の失敗も容認されない場合、ワークステーションは１６ビットのハッシ
ュを送信することができる。それでも、盗聴者には探索しなくてはならない値が
２４８通り残される。
【００３１】 文字列のハッシュの数ビットのみを受信した後、サーバは受け入れ可能な複数
の文字列の値について各々のハッシュを演算し、演算したハッシュと受信した元
のハッシュとを比較する（工程３４５）。この比較に基づき、サーバは受信した
ビットが受け入れ可能な文字列の値と一致するか否かを判定する（工程３５５）
。演算したハッシュ及び受信したビット間に全く一致が見られない場合、認証の
試行は失敗する（工程３６０）。一致が見られた場合、サーバは受け入れ可能な
値の中で受信したビットと一致するものが複数個あるか否かを判定する（工程３
６５）。一致する値が１つのみの場合は、サーバ及びワークステーションは文字
列の関数（たとえば、文字列のハッシュ、文字列そのもの、または他の変数）を
共有秘密として用いる（工程３７０）。一致する値が複数個ある場合は、サーバ
は文字列のハッシュを一義化せよとの命令をワークステーションに送信する（工
程３７５）。この例では、できるだけ少ない情報を通信しながら、受け入れ可能
な値が１つに特定される。このような技術について以下に説明する。
【００３２】 認証の試行の失敗を防ぐには、受信されたハッシュと一致する所定の文字列が
複数個あることをサーバに認識させ、ハッシュ内にビットを追加するよう要求す
ればよい。サーバは一致する文字列の全ての候補を把握しているため、衝突した
文字列を差異化すると思われるハッシュを認識し、そのハッシュ内の特定のビッ
トを要求する（つまり、必要なビットを求める命令をワークステーションに送信
する）ことができる。あるいは、サーバが「次のｋビット」を要求する方法もあ
る。ワークステーションが保有する元の文字列を特定するのに必要なビット数を
サーバが受信する際、特定のビットを要求することにより、サーバが受信するビ
ットは可能な限り少数で済むことになる。
【００３３】 また、上述の技術の代わりに、ワークステーションがハッシュされた文字列のビ
ットを初めからサーバに全く送信しないで、むしろサーバが１０個の所定の文字
列をチェックし、その１０個の文字列を差異化する最短のビット数を要求するよ
うにしてもよい。また、この技術に変更を加え、サーバが定数を演算するように
することもできる。この定数は、衝突した所定の各文字列と共にハッシュ化され
る際に、別のハッシュを生成する。この場合、サーバは定数をワークステーショ
ンに送信し、生成されるハッシュを要求する。次に、ワークステーションが関数
を用いて文字列と共に定数をハッシュ化（文字列｜定数）すると、結合ハッシュ
文字列がサーバに送信され、所定の文字列と照合される。サーバは、一致する文
字列から元の文字列を算出し、ワークステーションとの間で共有秘密として利用
する。上述の認証技術を用いる際には、結合された情報（文字列のハッシュと定
数）から文字列を特定するのに十分な情報が、盗聴者には提供されないことをユ
ーザは確信するはずである。
【００３４】 他に、一致する受け入れ可能な値を特定（一義化）する実施例としては、サー
バが（たとえばＰＩＮと連結した文字列のハッシュの数ビットを受信した後に）
ワークステーションに値を送信する方法がある。ワークステーションは、サーバ
に認識された関数を用い、（サーバから送信された）元の値、及びＰＩＮと連結
した（認証トークンから送信された）文字列の関数を表す出力値を生成する。生
成された出力値はサーバに送信され、受け入れ可能な値を１つに特定するために
用いられる。
【００３５】 いったん共有秘密が確立されると、サーバ及びワークステーションは相互認証
を容易に実行することができる。共有秘密に基づいた相互認証を実行するための
技術には周知のものが幾つかあり、それらのいずれかを必要に応じて用いる。こ
れらの技術については、『ネットワークセキュリティ』の第２２３頁に説明され
ている。たとえば、サーバはワークステーションが共有秘密を有していることを
証明する方法を実行することができる。この方法では、まずサーバからワークス
テーションに第二文字列を伝達し、共有秘密及び第二文字列、またはそれらのい
ずれか一方を用いた関数（係る秘密及び第二文字列のハッシュなど）を実行し、
出力データを生成する。次に、ワークステーションが出力データをサーバに送信
すると、サーバはその出力データを期待値と比較し、ローカルデバイスが共有秘
密を有していることを証明する。この過程をそのまま逆にして、ワークステーシ
ョンがサーバを認証することも可能である。
【００３６】 サーバが文字列（または受け入れ可能な文字列の小さな集合）について証明した
後で、文字列の特定に用いられる情報がワークステーションにより明示されるよ
うにするのが望ましい。そうしないと、中間サーバまたは偽装サーバの使用者が
プロトコルに従って操作し、徹底的に探索して正しい値を見つけ、セッションを
継続することが可能となってしまう。このことは本発明の実施例すべてに該当す
るため、ワークステーションが係る情報を明示する前に、サーバが文字列につい
て証明するようにすることが推奨される。
【００３７】 図４ａは、本発明に係る時間同期方式の認証トークン、ハッシュ関数、及びＰ
ＩＮを用いて共有秘密を確立する方法を示す。この方法では、トークンによって
生成される文字列が短すぎる場合に徹底的な探索による被害を回避することが可
能である。
【００３８】 まず、時間同期方式トークン１７０で文字列が生成される（工程４００）。次
に、文字列がＰＩＮと共にワークステーション１２０に伝達される（工程４１０
）。たとえば、ユーザが文字列を読み取り、ワークステーションにＰＩＮと共に
手動で入力することができる。または、ワークステーションが認証トークンに接
続されている場合、ユーザがワークステーションにＰＩＮを入力すると、ワーク
ステーションは認証トークンから文字列を自動的に読み取ることができる。文字
列を受信後、ワークステーションは市販のハッシュプログラムを実行し、文字列
及びＰＩＮのハッシュ（ｈ（文字列｜ＰＩＮ）を生成する（工程４２０）。次に
、ワークステーションはｈ（文字列｜ＰＩＮ）をサーバ１３０に送信する（工程
４３０）。さらに、サーバ１３０は認識済みのＰＩＮを用い、受け入れ可能な複
数の文字列の各々についてｈ（文字列｜ＰＩＮ）を演算し、受け入れ可能な文字
列をワークステーション１２０から受信したｈ（文字列｜ＰＩＮ）と比較する（
工程４４０及び４５０）。一致するものがない場合、認証の試行は失敗する（工
程４６０）。一致するものがある場合は、サーバ及びワークステーションは文字
列及びＰＩＮの関数（たとえば、定数に連結されたＰＩＮに連結された文字列の
ハッシュ）を共有秘密として用いる（工程４７０）。
【００３９】 図４ｂは、本発明の図４ａに基づいた上述の例に類似した実施例を示す。この
実施例の工程４００〜４２０は図４ａに類似しているが、それ以降の工程はｈ（
文字列｜ＰＩＮ）のビット数を限定して送信する点で異なる（工程４３５）。ｈ
（文字列｜ＰＩＮ）の数ビットのみを受信した後、サーバはＰＩＮに連結された
受け入れ可能な複数の文字列の値について各々のハッシュを演算し、演算したハ
ッシュと受信したビットを比較する（工程４４５）。この比較に基づき、サーバ
は受信したビットが受け入れ可能な文字列の値と一致するか否かを判定する（工
程４５５）。演算したハッシュ及び受信したビット間に一致するものが全くない
場合、認証の試行は失敗する（工程４６０）。一致が見つかった場合、サーバは
受け入れ可能な値の中で受信したビットと一致するものが複数個あるか否かを判
定する（工程４６５）。一致する値が１つしかない場合、サーバ及びワークステ
ーションは文字列の関数（たとえば、定数と連結されたＰＩＮに連結された文字
列のハッシュ）を共有秘密として用いる（工程４７０）。一致するものが複数個
ある場合は、サーバはＰＩＮに連結された文字列のハッシュを一義化せよとの命
令をワークステーションに送信する（工程４７５）。文字列のハッシュのビット
を適量だけ用いることにより、一致する受け入れ可能な値が１つに特定される。
これは、図３ｂを参照して上述した技術のいずれか１つまたは複数を利用するこ
とによって達成可能である。
【００４０】 上記の実施例では、ワークステーション及びサーバ間での共有秘密は、ｈ（文
字列｜ＰＩＮ）とは異なる。たとえば、ワークステーションからサーバに送信さ
れるハッシュ文字列がＳＨＡ（文字列｜ＰＩＮ）であり、共有秘密がワークステ
ーション及びサーバで認識済みの定数を伴うＳＨＡ（文字列｜ＰＩＮ｜定数）で
ある場合もある。（ＳＨＡとは、「安全なハッシュアルゴリズム」（secure has
h algorism）、すなわち米国標準技術協会（ＮＩＳＴ）が提案するメッセージダ
イジェスト機能の略語である。）この認証技術は、ＰＩＮと併せた文字列が盗聴
者による探索をかわすに足るビット（たとえば６４ビット以上）を有する場合、
全ての時間同期方式トークンにおいて有効である。
【００４１】 図５ａ〜５ｃは、本発明に係る時間同期方式の認証トークン及び共有秘密鍵交
換プロトコルを用いて共有秘密を確立する方法を示す。この実施例においては、
ワークステーション及びサーバ間で共有された秘密（たとえば文字列）が一義化
されるのは、共有秘密鍵交換プロトコルを実行する前、共有秘密鍵交換プロトコ
ルを実行する間、または共有秘密鍵交換プロトコルを実行した後である。
【００４２】 図５ａは、共有秘密鍵交換プロトコルを実行する前に、共有秘密を一義化する
方法を示す。この方法では、まず文字列を同期トークン１７０に表示する（工程
５００）。次に、ユーザはその文字列をワークステーション１２０に入力する（
工程５１０）。ワークステーション及びサーバは、前記の各実施形態で説明した
ように、その文字列を用いて第一共有秘密を確立する（工程５２０）。続いて、
この第一共有秘密を用い、ベロヴィン・メリット共有秘密鍵交換プロトコルなど
の共有秘密鍵交換プロトコルを使用して、より強力な共有秘密（たとえば、より
多くのビットを有する共有秘密）を確立することができる（工程５３０）。より
強力な共有秘密がいったん確立されると、それを用いてトラフィックが暗号化さ
れるか、または他の操作が実行される（工程５４０）。
【００４３】 図５ｂは、共有秘密鍵交換プロトコルを実行しながら共有秘密を一義化する方
法を示す。この方法は、図５ａで示された方法に類似しているが、図５ｂにおい
て工程５２０及び５３０は結合される（工程５２７）。共有秘密鍵交換プロトコ
ルの実行に伴って第一共有秘密を一義化することのできる技術は幾つかある。そ
うした技術の１つに「ベロヴィン・メリット共有秘密鍵交換プロトコル」の使用
がある。これは、ワークステーション１２０において共有秘密鍵交換プロトコル
の第一暗号化メッセージに定数を連結させ、サーバ１３０においては解読後のメ
ッセージに適正なハッシュビットが含まれていることを確認させるものである。
他には、ワークステーション１２０において認証トークンからの文字列のハッシ
ュの一部または全部を暗号化前のメッセージに連結させ、サーバ１３０において
は解読後のメッセージに適正なハッシュビットが含まれていることを確認させる
技術もある。更には、暗号化されていない文字列のハッシュビットの一部または
全部を、暗号化メッセージと併せてワークステーション１２０に送信させる技術
もある。
【００４４】 あるいは、図５ｃに示されるように、認証トークンからの文字列を一義化しな
いまま第一共有秘密として用い、共有秘密鍵交換プロトコルを実行してもよい（
工程５２５）。続いて、この文字列を一義化し（工程５３５）、共有秘密鍵交換
プロトコルによって確立されたより強力な共有秘密を特定することができる（工
程５４０）。
【００４５】 たとえば、変形版ベロヴィン・メリット共有秘密鍵交換プロトコルを実行する
と、サーバはワークステーションからの文字列と共に暗号化された第一メッセー
ジを受信し、鍵の一部を選択してから、その文字列に対応する受け入れ可能な数
個の値に基づき、完全な鍵に対応する値を幾つか算出し、（暗号化されていない
）鍵の一部と併せて完全な鍵のハッシュをワークステーションに送信する。次に
、ワークステーションは完全な鍵を特定し、そのハッシュをサーバから受信した
ハッシュと比較する。一致するハッシュがある場合、サーバは（小さな集合の範
囲内で）文字列を特定する。この時点で、ワークステーションがその文字列また
は第二共有鍵を有していることを、チャレンジ＆レスポンス（チャレンジは前の
メッセージと併せてサーバから任意に送信される）を通じてワークステーション
自身が証明する。
【００４６】 上記の技術を援用し、送信されるハッシュビット数を最小限に抑えながら（た
とえば、サーバにより多くのビットを要求させるか、またはハッシュに含まれる
はずの定数を送信させ、衝突を回避するなどして）共有秘密を確立すること、ま
たは認証試行の失敗を回避することができる。共有秘密鍵交換プロトコルのベー
スとして用いられる文字列の長さは、３２ビットを超えることが必要である。３
２ビット以下の場合には、より確実な認証が行えるよう、その文字列にＰＩＮが
追加された後に共有秘密鍵交換プロトコルが実行される。
【００４７】 図６は、本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンを用いて共
有秘密を確立する方法を示す。この方法では、まずサーバ１３０がチャレンジ（
文字列）をワークステーション１２０に送信する（工程６００）。受信後、ユー
ザはそのチャレンジをチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンに入力する（
工程６１０）。認証トークンは入力されたチャレンジを処理し、レスポンスを生
成する（工程６２０）。次に、生成されたレスポンスはワークステーション１２
０に送信され（工程６３０）、ワークステーション及びサーバ間で共有秘密とし
て用いられる（工程６４０）。この認証技術は、レスポンスの長さが十分ある（
３２ビットを超える）場合には、ワークステーション及びサーバ間において高レ
ベルの認証を実現する。長さが十分になければ、図７に関する下記説明のように
、この実施例に変更を加えて認証レベルを高めることができる。
【００４８】 図７は、本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークン及びＰＩＮ
を用いて共有秘密を確立する方法を示す。この方法では、まずサーバ１３０がワ
ークステーション１２０にチャレンジを送信する（工程７００）。受信後、ユー
ザはそのチャレンジをチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンに入力する（
工程７１０）。次に、認証トークンは入力されたチャレンジを処理し、レスポン
スを生成する（工程７２０）。さらに、ユーザは生成されたレスポンスをＰＩＮ
と併せてワークステーション１２０に入力する（工程７３０）。そうすると、ワ
ークステーション１２０及びサーバ１３０は、レスポンス及びＰＩＮの関数を共
有秘密として用いることができる（工程７４０）。この実施例では、レスポンス
及びＰＩＮの長さがセッション鍵に対して十分な（３２ビットを超える）場合に
、高レベルの認証を実現する。
【００４９】 図８は、本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークン及び共有秘
密鍵交換プロトコルを用いて共有秘密を確立する方法を示す。初めに、サーバ１
３０がワークステーション１２０にチャレンジを送信する（工程８００）。受信
後、ユーザはチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンに、チャレンジ及び場
合によりＰＩＮを入力する（工程８１０）。次に、認証トークンは入力されたチ
ャレンジを処理し、レスポンスを生成する（工程８２０）。ユーザがそのレスポ
ンスをワークステーション１２０に入力する（工程８３０）と、そのレスポンス
を用いて共有秘密鍵交換プロトコルが実行される（工程８４０）。ワークステー
ション１２０とサーバ１３０とは共に、鍵交換により特定された秘密を共有秘密
として用いる（工程８５０）。あるいは、レスポンスの関数（たとえば別のＰＩ
Ｎと併せたレスポンスのハッシュなど）を鍵交換に用いて、ワークステーション
１２０及びサーバ１３０間での認証をより確実なものにすることも可能である。
【００５０】 図９ａ〜９ｃは、本発明に係るスマートカードを用いて共有秘密を確立する方
法を示す。具体的には、図９ａは、本発明に係るスマートカードを用いてローカ
ルデバイス及びリモートデバイス間に共有秘密を確立する方法を示す。この方法
では、まずスマートカードを提供する（工程９００）。このスマートカードは起
動コードにより起動する。この起動コードにはＰＩＮ、バイオメトリクス、また
は他の形態の入力データがある。また、スマートカードはデータ処理用の内部ク
ロックを備えるか、または外部クロック（たとえばワークステーションのクロッ
クなど）を用いて動作する。いったん起動すると、カードはデータ（たとえば文
字列など）をワークステーションなどのローカルデバイスに伝達する（工程９２
０）。ワークステーションは、カードリーダーを通じて、または直接的に内部受
信機及び適切なソフトウェアを用いてデータを受信するよう構成されている。
【００５１】 データ受信後、ワークステーションは時間同期方式またはチャレンジ＆レスポ
ンス方式の認証トークンに関する上記技術のいずれか１つを用い、受信したデー
タを使用してサーバなどのリモートデバイスとの間に共有秘密を確立することが
できる（工程９４０）。たとえば、ワークステーションが第一文字列を生成して
リモートデバイスに伝達すると、その第一文字列はリモートデバイスにおいて受
け入れ可能な複数個の値のいずれか１つと一致する。共有秘密を確立するには、
第一文字列をリモートデバイスからワークステーションに伝達し、その第一文字
列をワークステーションで処理して生成した第二文字列を、共有秘密として用い
ることもできる。その共有秘密の使用により、ユーザ認証、データ暗号化、及び
データ完全性の保護が実現される。
【００５２】 図９ｂは、スマートカード及びリモートデバイス間で共有秘密を確立し、ロー
カルデバイスとの間でその秘密を共有する方法を示す。この方法では、まずスマ
ートカードを提供する（工程９０２）。図９ａに関する上記説明のように、スマ
ートカードは起動可能であり、内部クロックまたは外部クロックを使用する。更
に、スマートカードは、リモートデバイスとの通信を速やかに行うための通信用
ソフトウェア及びハードウェアを備える。リモートデバイスと交信するために、
スマートカードは上記技術（スマートカードが認証トークン及びワークステーシ
ョンとして動作し、リモートサーバとの間に共有秘密を確立する）の１つまたは
複数を利用し、リモートデバイスとの間に共有秘密を確立する機能を有する（工
程９２２）。たとえば、スマートカードが第一文字列を生成してリモートデバイ
スに伝達すると、その第一文字列はリモートデバイスにおいて受け入れ可能な複
数の値のいずれか１つと一致する。共有秘密を確立するには、第一文字列をリモ
ートデバイスからスマートカードに伝達し、その第一文字列をスマートカードで
処理して生成した第二文字列を、共有秘密として用いることもできる。その後、
スマートカードはその共有秘密をワークステーションに伝達し、ユーザ認証、デ
ータ暗号化、及びデータ完全性の保護が実現される（工程９４２）。
【００５３】 図９ｃは、リモートデバイス及びローカルデバイス間でのトランザクション用
にスマートカードを使用し、スマートカード及びリモートデバイス間で共有秘密
を確立する方法を示す。この方法では、まずスマートカードを提供する（工程９
０４）。図９ａに関する上記説明のように、スマートカードは起動可能であり、
内部クロックまたは外部クロックを使用する。更に、スマートカードは、リモー
トデバイスとの通信を速やかに行うための通信用ソフトウェア及びハードウェア
を備える。リモートデバイスと交信するために、スマートカードは上記技術の１
つもしくは複数を利用し、リモートデバイスとの間に共有秘密を確立する機能を
有する（工程９２４）。いったん共有秘密が確立されるとスマートカードはワー
クステーションに共有秘密を伝達しないという点で、この方法は図９ｂに基づい
て説明された方法とは異なる。つまり、スマートカード及び共有秘密は、リモー
トデバイス及びローカルデバイス間でのトランザクションに利用されるが、共有
秘密はローカルデバイスに対しては明かされないままとなる（工程９４４）。
【００５４】 本発明の実施例は、適切な認証を実現し、通信媒体を介して当事者間で伝送さ
れる情報の完全性を高めるものである。本明細書で説明された認証技術により、
ユーザは、使用するトークンの種類及びワークステーションやサーバで使用可能
なソフトウェアに応じて、認証レベルをカスタマイズすることができる。たとえ
ば、ワークステーション且つサーバが共に、ハッシング及び暗号化用のソフトウ
ェアしか備えていない場合でも、上記技術を利用すれば、これら２種類のソフト
ウェア及び認証トークンを備えるだけで、ワークステーション及びサーバにおい
て高度な認証を行うことが可能である。
【００５５】 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適正な範囲から外れる
ことなく、様々の変形例が可能であること、また同等物をもって代用できること
は、当業者には理解されるであろう。 更に、本発明の主旨から外れることなく様々の変更を加え、特定の要素、技術、
及び実施形態を本発明の教示に応用することも可能である。従って、本発明の範
囲は、本明細書で開示した特定の実施形態や方法に限定されるものではなく、請
求の範囲に該当する実施形態の全てを包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る認証トークンを用いて共有秘密を確立するシステムを示す。
【図２】 本発明に係る認証トークンを用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図３ａ】 本発明に係る時間同期方式の認証トークン及びハッシュ関数を用いて共有秘密
を確立する方法を示す。
【図３ｂ】 本発明に係る時間同期方式の認証トークン、ハッシュ関数、及び文字列の限定
されたビット数を用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図４ａ】 本発明に係る時間同期方式の認証トークン、ハッシュ関数及びＰＩＮを用いて
共有秘密を確立する方法を示す。
【図４ｂ】 本発明に係る時間同期方式の認証トークン、ハッシュ関数、ＰＩＮ、及び文字
列の限定されたビット数を用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図５ａ】 本発明に係る時間同期方式の認証トークン及び共有秘密鍵交換プロトコルを用
いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図５ｂ】 本発明の別の実施方法に係る時間同期方式の認証トークン及び共有秘密鍵交換
プロトコルを用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図５ｃ】 本発明の更なる別の実施方法に係る時間同期方式の認証トークン及び共有秘密
鍵交換プロトコルを用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図６】 本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークンを用いて共有秘密を
確立する方法を示す。
【図７】 本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークン及びＰＩＮを用いて
共有秘密を確立する方法を示す。
【図８】 本発明に係るチャレンジ＆レスポンス方式の認証トークン及び共有秘密鍵交換
プロトコルを用いて共有秘密を確立する方法を示す。
【図９ａ】 本発明に係るスマートカードを用いてローカルデバイス及びリモートデバイス
間に共有秘密を確立する方法を示す。
【図９ｂ】 スマートカード及びリモートデバイス間に共有秘密を確立し、係る秘密をロー
カルデバイスと共有する方法を示す。
【図９ｃ】 スマートカード及びリモートデバイス間に共有秘密を確立し、リモートデバイ
ス及びローカルデバイス間でのトランザンクション用のスマートカードを用いる
方法を示す。
【符号の説明】
１００ 認証トークンを用いて共有秘密を確立するためのシステム １７０ 認証トークン １２０ ワークステーション １６０ ネットワーク １３０〜１５０ サーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ハンナ ステファン アール アメリカ合衆国、01730 マサチューセッ ツ州、ベッドフォード、ビバリー ロード ３ Ｆターム(参考） 5B058 CA27 KA02 KA04 KA08 KA31 KA35 5J104 AA04 AA07 KA02 KA03 KA06 NA02 NA03 NA11 NA12 NA35 NA40 5K030 GA15 HC01 KA01 KA06 【要約の続き】

Claims (73)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法は
    、 認証トークンを提供する工程と、 前記認証トークンで第一文字列を生成する工程と、 前記第一文字列をローカルデバイスに伝達する工程（３１０）と、 前記ローカルデバイスで前記第一文字列から第二文字列を作成する工程（３２
    ０）と、 前記第二文字列をリモートデバイスに送信する工程（３３０）と、 予測された複数の文字列の値から前記第二文字列を一義化する工程（３４０）
    と、 予測された複数の文字列の値から最低１つを利用して、前記ローカルデバイス
    及び前記リモートデバイス間に共有秘密を確立する工程（３７０）と、 から構成される。
  2. 【請求項２】 請求項１の方法であって、更に、 前記リモートデバイスとの間に共有秘密を確立するために、前記第一文字列を
    用いて共有秘密鍵交換プロトコルを実行する工程から構成される。
  3. 【請求項３】 請求項２の方法において、 前記実行の工程は、 予測された複数の文字列の値から前記第一文字列を一義化する工程と、 前記第一文字列が一義化された後で、前記共有秘密鍵交換プロトコルを実行す
    る工程と、 を含む。
  4. 【請求項４】 請求項２の方法において、 前記実行の工程は、 予測された複数の文字列の値から前記第一文字列を一義化する工程と、 前記第一文字列が一義化される間に、前記共有秘密鍵交換プロトコルを実行す
    る工程と、 を含む。
  5. 【請求項５】 請求項２の方法において、 前記実行の工程は、 前記共有秘密鍵交換プロトコルを実行する工程と、 前記共有秘密鍵交換プロトコルが実行された後で、予測された複数の文字列の
    値から前記第一文字列を一義化する工程と、 を含む。
  6. 【請求項６】 請求項２の方法において、 前記実行の工程は、前記リモートデバイスとの間で共有秘密を確立するために
    、前記第一文字列と個人識別番号を用いて共有秘密鍵交換プロトコルを実行する
    工程を含む。
  7. 【請求項７】 請求項１の方法において、 前記作成の工程は、前記第一文字列の関数を実行し、前記第二文字列を生成す
    る工程を含む。
  8. 【請求項８】 請求項１の方法において、 前記提供の工程は、スマートカードを提供する工程を含む。
  9. 【請求項９】 請求項１の方法は、更に、 前記ローカルデバイスが前記共有秘密を有することを前記リモートデバイスに
    証明する工程から構成される。
  10. 【請求項１０】 請求項９の方法において、 前記証明の工程は、 第三文字列を前記リモートデバイスから前記ローカルデバイスに伝達する工程
    と、 前記共有秘密及び前記第三文字列のうち少なくともいずれか１つを用いて、前
    記ローカルデバイスで関数を実行し、出力データを生成する工程と、 前記出力データを前記リモートデバイスに送信する工程と、 前記出力データを予測された文字列の値と比較し、前記ローカルデバイスが前
    記共有秘密を有することを証明する工程と、 を含む。
  11. 【請求項１１】 請求項１の方法は、更に、 前記リモートデバイスが前記共有秘密を有することを前記ローカルデバイスに証
    明する工程から構成される。
  12. 【請求項１２】 請求項１１の方法において、 前記証明の工程は、 前記ローカルデバイスから前記リモートデバイスに第三文字列を伝達する工程
    と、 前記共有秘密及び前記第三文字列のうち少なくともいずれか１つを用いて、前
    記リモートデバイスで関数を実行し、出力データを生成する工程と、 前記出力データを前記ローカルデバイスに送信する工程と、 前記出力データを予測された文字列の値と比較し、前記リモートデバイスが前
    記共有秘密を有することを証明する工程と、 を含む。
  13. 【請求項１３】 請求項１の方法において、 前記作成の工程は、前記第一文字列と個人識別番号を用いて前記第二文字列を
    作成する工程を含む。
  14. 【請求項１４】 請求項１の方法において、 前記作成の工程は、ハッシュ関数を実行して前記第一文字列から前記第二文字
    列を作成する工程を含む。
  15. 【請求項１５】 請求項１の方法において、 前記送信の工程は、前記第二文字列の一部分のみを前記リモートデバイスに送
    信する工程を含む。
  16. 【請求項１６】 請求項１の方法は、更に、 予測された複数の文字列の値のうち少なくともいずれか１つから前記第二文字
    列を一義化するために必要な情報を求める命令を、前記リモートデバイスから前
    記ローカルデバイスに伝達する工程から構成される。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の方法は、更に、 予測された複数の文字列の値のうち少なくともいずれか１つから前記第二文字
    列を一義化するよう求める前記命令に従って、ワークステーションで出力値を生
    成する工程から構成される。
  18. 【請求項１８】 請求項１の方法は、更に、 起動コードにより前記認証トークンを起動する工程から構成される。
  19. 【請求項１９】 請求項１の方法において、 前記提供の工程は、少なくとも複数の装置のいずれか１つに対し、ほぼ時間同
    期方式の認証トークンを提供する工程から構成される。
  20. 【請求項２０】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法は、 認証トークンを提供する工程と、 リモートデバイスから前記認証トークンに第一文字列を伝達する工程と、 前記認証トークンを用いて前記第一文字列を処理し、第二文字列を生成する工
    程と、 前記第二文字列をローカルデバイスに送信する工程と、 前記第二文字列を利用してリモートデバイスとの間に共有秘密を確立する工程
    と、 から構成される。
  21. 【請求項２１】 請求項２０の方法は、更に、 起動コードにより前記認証トークンを起動する工程から構成される。
  22. 【請求項２２】 請求項２０の方法において、 前記送信の工程は、前記第二文字列と併せて個人識別番号を前記ローカルデバイ
    スに伝達する工程を含む。
  23. 【請求項２３】 請求項２０の方法において、 前記利用の工程は、共有秘密を確立するために、前記第二文字列に対して共有
    秘密鍵交換プロトコルを実行する工程を含む。
  24. 【請求項２４】 請求項２０の方法において、 前記利用の工程は、共有秘密を確立するために、前記第二文字列及び前記個人
    識別番号に対して前記共有秘密鍵交換プロトコルを実行する工程を含む。
  25. 【請求項２５】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法は、 認証トークンを提供する工程と、 前記認証トークンを利用して複数の装置間に共有秘密を確立する工程と、 から構成される。
  26. 【請求項２６】 請求項２５の方法において、 前記提供の工程は、スマートカードを提供する工程を含む。
  27. 【請求項２７】 複数の装置間に共有秘密を確立するシステムであって、該シス
    テムは、 認証トークンと、 ローカルデバイスと、 リモートデバイスと、 から構成され、前記システムにおいては、 前記認証トークンを使用し、前記ローカルデバイス及び前記リモートデバイス
    間に共有秘密を確立する。
  28. 【請求項２８】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンは前記リモートデバイスとほぼ時間同期されている。
  29. 【請求項２９】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンはプロセッサを備える。
  30. 【請求項３０】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンは入力データを受け取るよう構成されている。
  31. 【請求項３１】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンは出力データを生成するよう構成されている。
  32. 【請求項３２】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンはディスプレーを備える。
  33. 【請求項３３】 請求項３２のシステムにおいて、 前記認証トークンは前記ディスプレーに表示可能な文字列を生成する手段を備
    える。
  34. 【請求項３４】 請求項２７のシステムにおいて、 前記ローカルデバイスはワークステーションである。
  35. 【請求項３５】 請求項２７のシステムにおいて、 前記リモートデバイスはサーバである。
  36. 【請求項３６】 請求項２７のシステムにおいて、 前記認証トークンはスマートカードである。
  37. 【請求項３７】 複数の装置間に共有秘密を確立するシステムであって、該シス
    テムは、 ローカルデバイスと、 リモートデバイスと、 認証トークンと、 前記認証トークンで第一文字列を生成する手段と、 前記第一文字列を前記ローカルデバイスに伝達する手段と、 所定の関数を用いて前記第一文字列を操作し、第二文字列を生成する手段と、 前記第二文字列を前記リモートデバイスに送信する手段と、 予測された複数の文字列の値のうち少なくともいずれか１つと前記第二文字列
    を照合し、前記ローカルデバイス及び前記リモートデバイス間に共有秘密を確立
    する手段と、 から構成される。
  38. 【請求項３８】 請求項３７のシステムにおいて、 前記認証トークンは、ほぼ時間同期されたトークンである。
  39. 【請求項３９】 請求３７のシステムにおいて、 前記操作の手段は、前記第一文字列を入力データとして用いてハッシュ関数を
    実行し、前記第二文字列を生成する手段を含む。
  40. 【請求項４０】 請求項３７のシステムにおいて、 前記操作の手段は、前記第一文字列及び個人識別番号を入力データとして用い
    てハッシュ関数を実行し、前記第二文字列を生成する手段を含む。
  41. 【請求項４１】 請求項３７のシステムは、更に、 前記第一文字列を用いて共有秘密鍵交換プロトコルを実行し、共有秘密を生成
    する手段を備える。
  42. 【請求項４２】 請求項４１のシステムにおいて、 前記実行の手段は、前記第一文字列と個人識別番号を用いて共有秘密鍵交換プ
    ロトコルを実行し、共有秘密を生成する手段を備える。
  43. 【請求項４３】 請求項３７のシステムにおいて、 前記送信の手段は、前記第二文字列のビットの総数に満たないビットを前記リ
    モートデバイスに送信する手段を含む。
  44. 【請求項４４】 請求項３７のシステムは、更に、 予測された複数の文字列の値のうち少なくともいずれか１つから前記第二文字
    列を一義化するのに必要な情報を求める命令を、前記リモートデバイスから前記
    ローカルデバイスに転送する手段を備える。
  45. 【請求項４５】 請求項４４のシステムにおいて、 前記転送の手段は、前記リモートデバイスから前記ローカルデバイスに転送され
    る前記命令を定数に与え、ハッシュアルゴリズムを用いて前記第二文字列と共に
    処理する手段を備える。
  46. 【請求項４６】 請求項３７のシステムにおいて、 前記生成の手段は、起動コードにより前記認証トークンを起動する手段を備え
    る。
  47. 【請求項４７】 複数の装置間に共有秘密を確立するシステムであって、該シス
    テムは、 ローカルデバイスと、 リモートデバイスと、 認証トークンと、 前記リモートデバイスを用いて第一文字列を特定する手段と、 前記第一文字列を前記認証トークンに送信する手段と、 前記第一文字列を処理し、第二文字列を生成する手段と、 前記第二文字列を前記ローカルデバイスに伝達し、前記リモートデバイス及び
    前記ローカルデバイスが前記第二文字列を秘密として共有するようにした手段と
    、 から構成される。
  48. 【請求項４８】 請求項４７のシステムにおいて、 前記認証トークンは、チャレンジ＆レスポンス方式トークンである。
  49. 【請求項４９】 請求項４７のシステムは、更に、 前記認証トークンに起動コードを入力する手段を備える。
  50. 【請求項５０】 請求項４７のシステムは、更に、 前記ローカルデバイスに個人識別番号を入力する手段を備える。
  51. 【請求項５１】 請求項４７のシステムは、更に、 前記第二文字列を用いて共有秘密鍵交換プロトコルを実行する手段を備える。
  52. 【請求項５２】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法
    は、 スマートカードを提供する工程と、 前記スマートカードからローカルデバイスにデータ通信を行う工程と、 前記データを利用して前記ローカルデバイス及びリモートデバイス間に共有秘
    密を確立する工程と、 から構成される。
  53. 【請求項５３】 請求項５２の方法は、更に、 起動コードにより前記スマートカードを起動する工程を含む。
  54. 【請求項５４】 請求項５３の方法において、 前記起動コードは個人識別番号である。
  55. 【請求項５５】 請求項５３の方法において、 前記起動コードはバイオメトリクスである。
  56. 【請求項５６】 請求項５２の方法において、 前記提供の工程は、内部クロックを備えたスマートカードを提供する工程を含
    む。
  57. 【請求項５７】 請求項５２の方法において、 前記提供の工程は、外部クロックを利用したスマートカードを提供する工程を
    含む。
  58. 【請求項５８】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法
    は、 スマートカードを提供する工程と、 前記スマートカード及びリモートデバイス間に共有秘密を確立する工程と、 前記スマートカードからローカルデバイスに前記共有秘密を伝達し、前記ロー
    カルデバイス、前記スマートカード、及び前記リモートデバイス間に前記共有秘
    密を確立する工程と、 から構成される。
  59. 【請求項５９】 請求項５８の方法において、 前記確立の工程は、 前記スマートカードで第一文字列を生成する工程と、 前記第一文字列を前記リモートデバイスに伝達する工程と、 前記第一文字列を利用して前記リモートデバイスとの間に共有秘密を確立する
    工程と、 を含む。
  60. 【請求項６０】 請求項５８の方法において、 前記確立の工程は、 前記リモートデバイスから前記スマートカードに第一文字列を伝達する工程と
    、 前記スマートカードにおいて前記第一文字列を処理し、第二文字列を生成して
    共有秘密を確立する工程と、 を含む。
  61. 【請求項６１】 請求項５８の方法は、更に、 起動コードにより前記スマートカードを起動する工程を含む。
  62. 【請求項６２】 請求項６１の方法において、 前記起動コードは個人識別番号である。
  63. 【請求項６３】 請求項６１の方法において、 前記起動コードはバイオメトリクスである。
  64. 【請求項６４】 請求項５８の方法において、 前記提供の工程は、内部クロックを備えたスマートカードを提供する工程を含
    む。
  65. 【請求項６５】 請求項５８の方法において、 前記提供の工程は、外部クロックを利用するスマートカードを提供する工程を
    含む。
  66. 【請求項６６】 複数の装置間に共有秘密を確立する方法であって、該方法
    は、 スマートカードを提供する工程と、 前記スマートカード及びリモートデバイス間に共有秘密を確立する工程と、 前記リモートデバイス及びローカルデバイス間のトランザンクションにおいて
    、前記スマートカード及び前記共有秘密を利用する工程と、 から構成される。
  67. 【請求項６７】 請求項６６の方法において、 前記確立の工程は、 前記スマートカードで第一文字列を生成する工程と、 前記第一文字列を前記リモートデバイスに伝達する工程と、 前記第一文字列を利用して前記リモートデバイスとの間に共有秘密を確立する
    工程と、 を含む。
  68. 【請求項６８】 請求項６６の方法において、 前記確立の工程は、 前記リモートデバイスから前記スマートカードに第一文字列を伝達する工程と
    、 前記スマートカードにおいて前記第一文字列を処理し、第二文字列を生成して
    共有秘密を確立する工程と、 を含む。
  69. 【請求項６９】 請求項６６の方法は、更に、 起動コードにより前記スマートカードを起動する工程を含む。
  70. 【請求項７０】 請求項６９の方法において、 前記起動コードは個人識別番号である。
  71. 【請求項７１】 請求項６９の方法において、 前記起動コードはバイオメトリクスである。
  72. 【請求項７２】 請求項６６の方法において、 前記提供の工程は、内部クロックを備えたスマートカードを提供する工程を含
    む。
  73. 【請求項７３】 請求項６６の方法において、 前記提供の工程は、外部クロックを利用するスマートカードを提供する工程を
    含む。
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