JP2003317042A - Method for authentication - Google Patents
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- JP2003317042A JP2003317042A JP2003063383A JP2003063383A JP2003317042A JP 2003317042 A JP2003317042 A JP 2003317042A JP 2003063383 A JP2003063383 A JP 2003063383A JP 2003063383 A JP2003063383 A JP 2003063383A JP 2003317042 A JP2003317042 A JP 2003317042A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、認証方法に関し、
特に、より迅速に、認証を行うことができるようにし
た、認証方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an authentication method,
In particular, the present invention relates to an authentication method capable of performing authentication more quickly.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２０は、ＩＣカードにおける、従来の
認証システムの構成例を表している。この構成例におい
ては、ＩＣカード１０２とリーダライタ１０１の間で、
認証処理を行うようになされている。ＩＣカード１０２
は、情報を記憶するためのエリアが、エリア１乃至エリ
ア５の５つのエリアに区分されている。そして、各エリ
ア毎に、それぞれ異なる暗号鍵１乃至暗号鍵５が対応さ
れている。エリアｉをアクセスするには、対応する暗号
鍵ｉが必要となる。2. Description of the Related Art FIG. 20 shows a configuration example of a conventional authentication system in an IC card. In this configuration example, between the IC card 102 and the reader / writer 101,
It is designed to perform authentication processing. IC card 102
The area for storing information is divided into five areas, area 1 to area 5. Then, different encryption keys 1 to 5 are associated with each area. To access the area i, the corresponding encryption key i is required.
【０００３】すなわち、リーダライタ１０１が、ＩＣカ
ード１０２の、例えばエリア１にデータを記録するか、
あるいは、そこに記録されているデータを読み出す場
合、最初に、相互認証処理が行われる。リーダライタ１
０１は、ＩＣカード１０２が記憶している暗号鍵１乃至
暗号鍵５と同一の符号鍵１乃至暗号鍵５を予め記憶して
いる。そして、ＩＣカード１０２のエリア１にアクセス
する場合には、このエリア１に対応する暗号鍵１を読み
出し、これを用いて認証処理を行う。That is, the reader / writer 101 records data in, for example, the area 1 of the IC card 102,
Alternatively, when reading the data recorded therein, the mutual authentication process is first performed. Reader / writer 1
Reference numeral 01 pre-stores the same code keys 1 to 5 as the encryption keys 1 to 5 stored in the IC card 102. Then, when accessing the area 1 of the IC card 102, the encryption key 1 corresponding to the area 1 is read out, and the authentication processing is performed using this.
【０００４】例えば、リーダライタ１０１は、所定の乱
数を発生し、この乱数とアクセスすべきエリアの番号１
をＩＣカード１０２に通知する。ＩＣカード１０２にお
いては、通知されてきた番号１のエリアに対応する暗号
鍵１を読み出し、その暗号鍵１を用いて、通知されてき
た乱数を暗号化する。そして、暗号化した乱数を、リー
ダライタ１０１に通知する。リーダライタ１０１は、こ
の暗号化された乱数を暗号鍵を用いて復号化する。ＩＣ
カード１０２に通知した乱数と復号化した乱数とが一致
していれば、ＩＣカード１０２が適正なものであるとの
判定を行う。For example, the reader / writer 101 generates a predetermined random number, and the random number and the area number 1 of the area to be accessed.
Is notified to the IC card 102. In the IC card 102, the encryption key 1 corresponding to the notified area of number 1 is read and the notified random number is encrypted using the encryption key 1. Then, the encrypted random number is notified to the reader / writer 101. The reader / writer 101 decrypts the encrypted random number using an encryption key. IC
If the random number notified to the card 102 and the decrypted random number match, it is determined that the IC card 102 is proper.
【０００５】同様に、ＩＣカード１０２は、所定の乱数
を発生し、リーダライタ１０１に出力する。リーダライ
タ１０１は、暗号鍵１を用いて、この乱数を暗号化し、
暗号化した乱数をＩＣカード１０２に通知する。ＩＣカ
ード１０２は、この暗号化された乱数を暗号鍵１を用い
て復号化する。そして、復号化された乱数とリーダライ
タ１０１に通知した乱数とが一致していれば、リーダラ
イタ１０１が適正なリーダライタであると判定する。Similarly, the IC card 102 generates a predetermined random number and outputs it to the reader / writer 101. The reader / writer 101 uses the encryption key 1 to encrypt this random number,
The IC card 102 is notified of the encrypted random number. The IC card 102 decrypts the encrypted random number using the encryption key 1. If the decrypted random number and the random number notified to the reader / writer 101 match, it is determined that the reader / writer 101 is an appropriate reader / writer.
【０００６】以上の処理は、各エリア毎に行われる。The above processing is performed for each area.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の認証システムに
おいては、認証処理を、上述のように乱数を用いて行う
ため、リーダライタ１０１の近傍に複数のＩＣカード１
０２が存在し、その複数のＩＣカード１０２それぞれか
ら応答があった場合には、リーダライタ１０１がいずれ
のＩＣカード１０２からの応答であるのかを判別するこ
とができず、誤った処理が行われるおそれがあるという
課題があった。In the conventional authentication system, since the authentication process is performed by using the random numbers as described above, a plurality of IC cards 1 are provided in the vicinity of the reader / writer 101.
02 exists and there is a response from each of the plurality of IC cards 102, the reader / writer 101 cannot determine which IC card 102 is the response, and an erroneous process is performed. There was a problem of fear.
【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、複数のＩＣカードからの応答に対し、誤っ
た処理を行うというような混乱を避けることができるよ
うにするものである。The present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to avoid confusion such as erroneous processing of responses from a plurality of IC cards.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の認証方法は、リ
ーダライタが第１のＩＣカードおよび第２のＩＣカード
にそれぞれＩＤ番号を要求する工程と、第１のＩＣカー
ドおよび第２のＩＣカード内でタイムスロットの割当処
理を実行し、割当られたタイムスロットで第１のＩＣカ
ードおよび第２のＩＣカードがそれぞれ第１のＩＤ番号
および第２のＩＤ番号をリーダライタに送信する工程
と、リーダライタが第１のＩＤ番号および第２のＩＤ番
号をそれぞれ受信する工程と、リーダライタ内で生成し
た第１の乱数と、リーダライタ内で受信した第１のＩＤ
番号または第２のＩＤ番号に演算を施した結果をリーダ
ライタが有する暗号鍵を用いて第１の縮退鍵を生成する
工程と、第１の乱数と、第１のＩＣカードまたは第２の
ＩＣカードのうちの一方に記憶されている複数の鍵から
生成する縮退鍵の生成に関する情報を第１のＩＣカード
および第２のＩＣカードに送信する工程と、情報を受信
した第１のＩＣカードまたは第２のＩＣカード内で、情
報から第２の縮退鍵を生成する工程と、第２の縮退鍵を
用いて第１の乱数を暗号化してリーダライタに送信する
工程と、受信され暗号化された第１の乱数を第１の縮退
鍵で復号化する工程と、復号化された第１の乱数と第１
の乱数を比較する工程とを含むことを特徴とする。In the authentication method of the present invention, the reader / writer requests the first IC card and the second IC card for ID numbers, respectively, and the first IC card and the second IC card. A step of executing a time slot allocation process in the card, and transmitting the first ID number and the second ID number to the reader / writer by the first IC card and the second IC card in the allocated time slot, respectively. , A step in which the reader / writer receives the first ID number and the second ID number, respectively, a first random number generated in the reader / writer, and a first ID received in the reader / writer
Generating a first degenerate key using an encryption key possessed by a reader / writer, which is the result of operation of the number or the second ID number, the first random number, and the first IC card or the second IC. Transmitting to the first IC card and the second IC card information related to generation of a degenerate key generated from a plurality of keys stored in one of the cards, and the first IC card receiving the information or In the second IC card, a step of generating a second degenerate key from the information, a step of encrypting the first random number using the second degenerate key and transmitting it to the reader / writer, and a step of receiving and encrypting the received random number. Decrypting the first random number with the first degenerate key, and the decrypted first random number and the first random number.
And a step of comparing the random numbers of.
【００１０】本発明の認証方法においては、リーダライ
タが第１のＩＣカードおよび第２のＩＣカードにそれぞ
れＩＤ番号を要求し、第１のＩＣカードおよび第２のＩ
Ｃカード内でタイムスロットの割当処理を実行し、割当
られたタイムスロットで第１のＩＣカードおよび第２の
ＩＣカードがそれぞれ第１のＩＤ番号および第２のＩＤ
番号をリーダライタに送信し、リーダライタが第１のＩ
Ｄ番号および第２のＩＤ番号をそれぞれ受信し、リーダ
ライタ内で生成した第１の乱数と、リーダライタ内で受
信した第１のＩＤ番号または第２のＩＤ番号に演算を施
した結果をリーダライタが有する暗号鍵を用いて第１の
縮退鍵を生成し、第１の乱数と、第１のＩＣカードまた
は第２のＩＣカードのうちの一方に記憶されている複数
の鍵から生成する縮退鍵の生成に関する情報を第１のＩ
Ｃカードおよび第２のＩＣカードに送信し、情報を受信
した第１のＩＣカードまたは第２のＩＣカード内で、情
報から第２の縮退鍵を生成し、第２の縮退鍵を用いて第
１の乱数を暗号化してリーダライタに送信し、受信され
暗号化された第１の乱数を第１の縮退鍵で復号化し、復
号化された第１の乱数と第１の乱数を比較する。In the authentication method of the present invention, the reader / writer requests the first IC card and the second IC card respectively for ID numbers, and the first IC card and the second IC card
A time slot allocation process is executed in the C card, and the first IC card and the second IC card respectively have the first ID number and the second ID in the allocated time slot.
The number is sent to the reader / writer, and the reader / writer sends the first I
The reader receives the result of receiving the D number and the second ID number, respectively, and computing the first random number generated in the reader / writer and the first ID number or the second ID number received in the reader / writer. A degenerate key that is generated using the encryption key of the writer and is generated from the first random number and a plurality of keys stored in one of the first IC card and the second IC card. Information about key generation is given in the first I
The second degenerate key is generated from the information in the first IC card or the second IC card that has transmitted the information to the C card and the second IC card and received the information, and the second degenerate key is used to generate the second degenerate key. The first random number is encrypted and transmitted to the reader / writer, the received and encrypted first random number is decrypted with the first degenerate key, and the decrypted first random number and the first random number are compared.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の認証システムの
構成例を示している。この構成例においては、システム
が、コントローラ１、リーダライタ２、およびＩＣカー
ド３により構成されている。ＩＣカード３は、各ユーザ
が、例えば定期券などの代わりに所持するものであり、
リーダライタには、このＩＣカード３を利用する鉄道会
社の改札口に設けられているものである。なお、本明細
書において、システムの用語は、複数の装置で構成され
ている全体の装置を総称して使用する場合に、適宜用い
る。1 shows an example of the configuration of an authentication system of the present invention. In this configuration example, the system includes a controller 1, a reader / writer 2, and an IC card 3. The IC card 3 is carried by each user in place of, for example, a commuter pass,
The reader / writer is provided at a ticket gate of a railway company that uses the IC card 3. In this specification, the term "system" is used as appropriate when collectively referring to all the devices made up of a plurality of devices.
【００１２】コントローラ１は、メモリ１１を有し、そ
こにＩＣカード３のメモリ３１の各エリアにアクセスす
るのに必要な暗号鍵と、それに対応するプロバイダ番号
を記憶している。通信部１２は、リーダライタ２の通信
部２１との間で有線または無線で、通信を行う。縮退処
理部１３は、メモリ１１に記憶されている複数の暗号鍵
の中から、所定の数の暗号鍵を読み出し、１つの縮退鍵
を生成する処理を行う。制御部１４は、コントローラ１
の各部の動作を制御する他、認証処理を行うようになさ
れている。The controller 1 has a memory 11 in which an encryption key necessary for accessing each area of the memory 31 of the IC card 3 and a provider number corresponding to the encryption key are stored. The communication unit 12 performs wired or wireless communication with the communication unit 21 of the reader / writer 2. The degeneration processing unit 13 reads a predetermined number of encryption keys from the plurality of encryption keys stored in the memory 11 and performs a process of generating one degenerate key. The controller 14 is the controller 1
In addition to controlling the operation of each unit, the authentication process is performed.
【００１３】リーダライタ２の通信部２１は、有線また
は無線で、コントローラ１の通信部１２、またはＩＣカ
ード３の通信部３３と通信を行うようになされている。
暗号化部２２は、乱数生成部２３で生成した乱数を暗号
化するとともに、ＩＣカード３から伝送されてきた暗号
化されている乱数を復号化する処理を行う。制御部２４
は、リーダライタ２の各部の動作を制御するとともに、
認証処理を行うようになされている。The communication unit 21 of the reader / writer 2 is adapted to perform wired or wireless communication with the communication unit 12 of the controller 1 or the communication unit 33 of the IC card 3.
The encryption unit 22 performs processing of encrypting the random number generated by the random number generation unit 23 and decrypting the encrypted random number transmitted from the IC card 3. Control unit 24
Controls the operation of each part of the reader / writer 2, and
It is designed to perform authentication processing.
【００１４】ＩＣカード３は、メモリ３１を有し、この
メモリ３１は、複数のエリア（図１の例の場合、５個の
エリア）に区分されている。各エリアには、各プロバイ
ダ（例えば各鉄道会社）が個別にアクセスし、適宜デー
タを書き込み、または読み出すようになされている。た
だし、各エリア毎に異なる暗号鍵が対応付けされてお
り、所定のエリアｉにアクセスするには、対応する暗号
鍵ｉが必要となる。The IC card 3 has a memory 31, which is divided into a plurality of areas (five areas in the example of FIG. 1). Each provider (for example, each railroad company) individually accesses each area and writes or reads data as appropriate. However, a different encryption key is associated with each area, and a corresponding encryption key i is required to access a predetermined area i.
【００１５】縮退処理部３２は、複数の暗号鍵を縮退処
理し、１つの縮退鍵を生成する処理を行う。暗号化部３
４は、乱数生成部３５で生成した乱数を暗号化する処理
を行うとともに、リーダライタ２より供給されてきた、
暗号化されているデータを復号化する処理を行う。制御
部３６は、ＩＣカード３の各部の動作を制御するととも
に、認証処理を行うようになされている。The degeneration processing unit 32 performs a degeneration process on a plurality of encryption keys to generate one degenerate key. Encryption unit 3
4 performs the process of encrypting the random number generated by the random number generation unit 35 and is supplied from the reader / writer 2.
Performs the process of decrypting encrypted data. The control unit 36 controls the operation of each unit of the IC card 3 and performs an authentication process.
【００１６】図２は、ＩＣカード３のメモリ３１のデー
タ構造のより詳細な例を表している。この例において
は、エリア５１は共通領域とされ、各プロバイダに共通
のデータが記憶されるようになされている。また、エリ
ア５２は、個々のプロバイダ専用の領域とされ、個々の
対応するプロバイダのみが、その領域にアクセスするこ
とができるようになされている。FIG. 2 shows a more detailed example of the data structure of the memory 31 of the IC card 3. In this example, the area 51 is a common area, and data common to each provider is stored. Further, the area 52 is an area dedicated to each provider, and only each corresponding provider can access the area.
【００１７】エリア５３は、エリア５１とエリア５２を
管理するのに必要な情報が記録されるようになされてい
る。その情報とは、この例の場合、個々のプロバイダに
割り付けられているプロバイダ番号、そのプロバイダに
対して割り付けられている領域を示すブロック割り付け
情報、読み出しのみ可能、書き込みのみ可能、読み出し
と書き込みの両方が可能といった許可情報、暗証鍵、お
よび暗証鍵のバージョンとされている。In the area 53, information necessary for managing the areas 51 and 52 is recorded. In this example, the information is the provider number allocated to each provider, block allocation information indicating the area allocated to that provider, read only, write only, both read and write. Permission information such as “possible”, a PIN, and a version of the PIN.
【００１８】例えば、プロバイダ番号００は、各プロバ
イダ共通のものとされ、そのブロック割り付け情報に
は、共通領域としてのエリア５１のアドレスが書き込ま
れている。また、その許可情報としては、共通領域とし
てのエリア５１に対してアクセス可能な情報が規定され
ている。さらに、その暗号鍵とそのバージョンとして
は、共通領域としてのエリア５１に対してアクセスする
のに必要な暗号鍵と、そのバージョンが規定されてい
る。For example, the provider number 00 is common to all providers, and the address of the area 51 as a common area is written in the block allocation information. Further, as the permission information, information that allows access to the area 51 as a common area is defined. Further, as the encryption key and its version, the encryption key required to access the area 51 as the common area and its version are defined.
【００１９】エリア５４は、システムＩＤブロックとさ
れ、このＩＣカード３を適用するシステムのＩＤが書き
込まれる。The area 54 is a system ID block, in which the ID of the system to which the IC card 3 is applied is written.
【００２０】なお、コントローラ１のメモリ１１には、
この図２に示す、プロバイダ番号、許可情報、暗号鍵バ
ージョン、および暗号鍵が記憶されている。In the memory 11 of the controller 1,
The provider number, permission information, encryption key version, and encryption key shown in FIG. 2 are stored.
【００２１】図３は、縮退処理部１３（または縮退処理
部３２）の構成例を示している。ただし、この処理は、
実際には、ソフトウエアにより行われる。FIG. 3 shows a configuration example of the degeneration processing unit 13 (or the degeneration processing unit 32). However, this process
In reality, this is done by software.
【００２２】すなわち、縮退処理部１３または３２にお
いては、ＩＣカード３にｎ個の暗号鍵が存在する場合、
２入力縮退回路８１−１乃至８１−（ｎ−１）の（ｎ−
１）個の回路が設けられており、それぞれに２つのデー
タが入力され、１つのデータを出力するようになされて
いる。２入力縮退回路８１−１には、プロバイダ１（鉄
道会社１）の暗号鍵とプロバイダ２（鉄道会社２）の暗
号鍵が入力されている。２入力縮退回路８１−１は、こ
の２つの暗号鍵から１つの縮退鍵を生成し、後段の２入
力縮退回路８１−２に供給する。２入力縮退回路８１−
２は、２入力縮退回路８１−１より入力された縮退鍵
と、プロバイダ３（鉄道会社３）の暗号鍵を縮退処理し
て、後段の２入力縮退回路８１−３（図示せず）に出力
する。以下、同様の処理が、各２入力縮退回路８１−ｉ
において行われ、最後の２入力縮退回路８１−（ｎ−
１）で生成された縮退鍵が、最終的な１つの縮退鍵とさ
れる。That is, in the degeneration processing unit 13 or 32, when n encryption keys are present in the IC card 3,
In the 2-input compression circuits 81-1 to 81- (n-1), (n-
1) A number of circuits are provided, each of which inputs two data and outputs one data. The encryption key of the provider 1 (railroad company 1) and the encryption key of the provider 2 (railroad company 2) are input to the 2-input degeneration circuit 81-1. The 2-input degeneration circuit 81-1 generates one degenerate key from the two encryption keys and supplies it to the 2-input degeneration circuit 81-2 at the subsequent stage. 2-input compression circuit 81-
2 performs degeneration processing of the degeneration key input from the 2-input degeneration circuit 81-1 and the encryption key of the provider 3 (railroad company 3), and outputs it to the 2-input degeneration circuit 81-3 (not shown) in the subsequent stage. To do. Hereinafter, the same processing is performed for each 2-input compression circuit 81-i.
In the last two-input degeneration circuit 81- (n-
The degenerate key generated in 1) is the final one degenerate key.
【００２３】なお、ｎ＝１の場合（暗号鍵が１個の場
合）、入力された暗号鍵が、そのまま縮退鍵として出力
される。When n = 1 (when there is one encryption key), the input encryption key is output as it is as a degenerate key.
【００２４】図４乃至図６は、図３に示した２入力縮退
回路８１−ｉの構成例を表している。図４の暗号化回路
８１−ｉは、前段からの入力を、予め用意されている暗
号鍵に対応して暗号化し、後段に出力するようになされ
ている。例えば、２入力縮退回路８１−１を、この暗号
化回路８１−ｉで構成する場合、プロバイダ１の暗号鍵
がデータとして入力され、プロバイダ２の暗号鍵が暗号
鍵として入力される。そしてプロバイダ２の暗号鍵を用
いて、プロバイダ１の暗号鍵（データ）を暗号化して、
２入力縮退回路８１−２に出力する。4 to 6 show examples of the configuration of the 2-input compression circuit 81-i shown in FIG. The encryption circuit 81-i in FIG. 4 is configured to encrypt the input from the preceding stage in correspondence with the encryption key prepared in advance and output it to the subsequent stage. For example, when the 2-input degeneration circuit 81-1 is configured by this encryption circuit 81-i, the encryption key of the provider 1 is input as data and the encryption key of the provider 2 is input as the encryption key. Then, using the encryption key of provider 2, the encryption key (data) of provider 1 is encrypted,
It outputs to the 2-input compression circuit 81-2.
【００２５】図５の暗号化回路８１−ｉは、前段からの
入力を暗号鍵として受け取り、予め用意されている暗号
鍵をデータとして受け取り、暗号化処理を行って、後段
に出力する。例えば、この暗号化回路８１−ｉを、図３
の２入力縮退回路８１−１に応用すると、プロバイダ２
の暗号鍵がデータとして入力され、プロバイダ１の暗号
鍵が暗号鍵として入力される。そして、プロバイダ２の
暗号鍵をプロバイダ１の暗号鍵を利用して暗号化し、縮
退鍵として、後段の２入力縮退回路８１−２に出力す
る。The encryption circuit 81-i of FIG. 5 receives an input from the preceding stage as an encryption key, receives a prepared encryption key as data, performs an encryption process, and outputs it to the subsequent stage. For example, this encryption circuit 81-i is shown in FIG.
When applied to the 2-input degeneration circuit 81-1 of
The encryption key of is input as data, and the encryption key of the provider 1 is input as the encryption key. Then, the encryption key of the provider 2 is encrypted by using the encryption key of the provider 1 and is output as the degenerate key to the 2-input degeneration circuit 81-2 in the subsequent stage.
【００２６】なお、図４と図５に示す暗号化方法として
は、例えば、ＤＥＳ(Data Encryption Standard)，ＦＥ
ＡＬ(Fast Data Encipherment Algorithm）などを用い
ることができる。The encryption methods shown in FIGS. 4 and 5 include, for example, DES (Data Encryption Standard) and FE.
AL (Fast Data Encipherment Algorithm) or the like can be used.
【００２７】図６では、暗号化回路８１−ｉが、排他的
論理和回路（ＸＯＲ）により構成されている。例えば、
この暗号化回路８１−ｉを、図３の２入力縮退回路８１
−１に応用すると、プロバイダ１の暗号鍵とプロバイダ
２の暗号鍵の排他的論理和が演算され、その演算結果
が、縮退鍵として、後段の２入力縮退回路８１−２に出
力されることになる。In FIG. 6, the encryption circuit 81-i is composed of an exclusive OR circuit (XOR). For example,
This encryption circuit 81-i is replaced with the 2-input compression circuit 81 of FIG.
When applied to -1, the exclusive OR of the encryption key of the provider 1 and the encryption key of the provider 2 is calculated, and the calculation result is output to the 2-input compression circuit 81-2 at the subsequent stage as a compression key. Become.
【００２８】図３において、各プロバイダの暗号鍵は、
例えば、３０バイトで表されるディジタルデータのうち
の１つとされる、この場合、縮退鍵も同一のバイト数の
ディジタルデータとなる。暗号鍵は、３０バイトで規定
される数字の中の１つであるから、すべての組み合わせ
の中から所定の１つの数字を選択し、順番にテストして
行けば、暗号鍵を見破ることは、理論的には可能であ
る。しかしながら、その演算を行うのには、膨大な時間
がかかり、３０バイトで表される数字のどれが、実際の
暗号鍵であるのかを調べるのは実質的には不可能であ
る。In FIG. 3, the encryption key of each provider is
For example, it is one of the digital data represented by 30 bytes. In this case, the degenerate key also has the same number of bytes of digital data. The encryption key is one of the numbers defined by 30 bytes, so if you select a predetermined number from all combinations and test it in order, you will not be able to see the encryption key. In theory it is possible. However, it takes an enormous amount of time to perform the operation, and it is virtually impossible to find out which of the numbers represented by 30 bytes is the actual encryption key.
【００２９】次に、図７のタイミングチャートを参照し
て、その動作について説明する。なお、コントローラ１
とリーダライタ２は、ここでは別の装置として示されて
いるが、一体的な装置とすることも可能である。Next, the operation will be described with reference to the timing chart of FIG. The controller 1
The reader / writer 2 and the reader / writer 2 are shown here as separate devices, but they may be integrated devices.
【００３０】コントローラ１の制御部１４は、ステップ
Ｓ１において、通信部１２を制御し、リーダライタ２に
対して充分短い周期（ＩＣカード３を所持するユーザ
が、鉄道駅の改札口を通過するのを検知できる周期）で
ポーリングを指令する。リーダライタ２の制御部２４
は、通信部２１を介してこの指令を受けたとき、ステッ
プＳ２において、通信部２１を制御し、ＩＣカード３に
対するポーリングを実行する。ＩＣカード３の制御部３
６は、通信部３３を介してリーダライタ２の通信部２１
からポーリングの指令を受けたとき、ステップＳ３にお
いて、自己の存在を通知する。リーダライタ２の制御部
２４は、通信部２１を介して、ＩＣカード３からこの通
知を受けたとき、ステップＳ４において、ＩＣカード３
の存在をコントローラ１に通知する。In step S1, the control unit 14 of the controller 1 controls the communication unit 12 so that the reader / writer 2 has a sufficiently short cycle (a user who has the IC card 3 passes through the ticket gate of the railway station. Polling is instructed at a cycle that allows detection of. Control unit 24 of reader / writer 2
When receiving this instruction via the communication unit 21, controls the communication unit 21 and executes polling for the IC card 3 in step S2. Control unit 3 of IC card 3
6 is a communication unit 21 of the reader / writer 2 via the communication unit 33.
When a polling command is received from the device, the presence of itself is notified in step S3. When the control unit 24 of the reader / writer 2 receives this notification from the IC card 3 via the communication unit 21, in step S4, the IC card 3
Is notified to the controller 1.
【００３１】コントローラ１の制御部１４は、通信部１
２を介してこの通知を受けたとき、ステップＳ５で縮退
処理部１３を制御し、ＩＣカード３のメモリ３１のう
ち、アクセスすべきエリアの暗号鍵をメモリ１１から読
み出させる。例えば、図１の例においては、エリア１、
エリア２、およびエリア４にアクセスするため、暗号鍵
１、暗号鍵２、および暗号鍵４が、縮退処理部１３に呼
び出されている。縮退処理部１３は、この３つの暗号鍵
を用いて縮退処理を行う。すなわち、図３に示したよう
に、２入力縮退回路８１−１において、暗号鍵１を暗号
鍵２で暗号化し、２入力縮退回路８１−２に出力する。
２入力縮退回路８１−２は、２入力縮退回路８１−１よ
り供給された暗号鍵１と暗号鍵２を縮退した結果得られ
た縮退鍵を、暗号鍵３で暗号化する。そして、得られた
縮退鍵が、最終的な縮退鍵とされる。The control unit 14 of the controller 1 is the communication unit 1
When this notification is received via 2, the degeneration processing unit 13 is controlled in step S5, and the encryption key of the area to be accessed in the memory 31 of the IC card 3 is read from the memory 11. For example, in the example of FIG. 1, area 1,
The encryption key 1, the encryption key 2, and the encryption key 4 are called by the degeneration processing unit 13 to access the areas 2 and 4. The degeneracy processing unit 13 performs degeneracy processing using these three encryption keys. That is, as shown in FIG. 3, the 2-input compression circuit 81-1 encrypts the encryption key 1 with the encryption key 2 and outputs it to the 2-input compression circuit 81-2.
The 2-input degeneration circuit 81-2 encrypts the degenerate key obtained as a result of degenerating the encryption key 1 and the encryption key 2 supplied from the 2-input degeneration circuit 81-1 with the encryption key 3. Then, the obtained degenerate key is set as the final degenerate key.
【００３２】制御部１４は、このように１つの縮退鍵が
生成されると、これをプロバイダ番号（鍵の番号）とプ
ロバイダの数（鍵の数）、および縮退処理の順序ととも
に、ステップＳ６において、リーダライタ２に通知させ
る。リーダライタ２の制御部２４は、通信部２１を介し
てコントローラ１の通信部１２から、この情報の入力を
受けたとき、ステップＳ７において、乱数生成部２３
に、乱数ｒ１を生成させる。制御部２４はこの乱数ｒ１
を、ステップＳ８で通信部２１からＩＣカード３に、通
知させる。このとき、制御部２４は、コントローラ１か
ら提供を受けたプロバイダ数とプロバイダ番号も、合わ
せてＩＣカード３に通知する。When one degenerate key is generated in this way, the control unit 14 determines the number of the degenerate key together with the provider number (key number), the number of providers (the number of keys), and the degeneration process order in step S6. , The reader / writer 2 is notified. When receiving this information from the communication unit 12 of the controller 1 via the communication unit 21, the control unit 24 of the reader / writer 2 receives the random number generation unit 23 in step S7.
To generate a random number r1. The control unit 24 uses this random number r1
Is notified to the IC card 3 from the communication unit 21 in step S8. At this time, the control unit 24 also notifies the IC card 3 of the number of providers and the provider number provided from the controller 1.
【００３３】ＩＣカード３の制御部３６は、このような
通知を受けたとき、ステップＳ９で、まず縮退鍵生成処
理を実行する。すなわち、制御部３６は、リーダライタ
２から転送されてきたプロバイダ番号（鍵番号）に対応
する暗号鍵をメモリ３１から読み出し、これを縮退処理
部３２に供給し、縮退処理を実行させる。図１の例の場
合、暗号鍵１、暗号鍵２、および暗号鍵４に対応するプ
ロバイダ番号が転送されてくるので、縮退処理部３２
は、これらのプロバイダ番号に対応する暗号鍵１、暗号
鍵２、および暗号鍵４をメモリ３１から読み出し、縮退
処理部３２に供給する。縮退処理部３２は、これらの３
つの暗号鍵を、指定された順序（例えば、入力されたプ
ロバイダの順序）で縮退処理し、最終的に１つの縮退鍵
を生成する。これにより、コントローラ１が、ステップ
Ｓ５で生成した縮退鍵と同一の縮退鍵が、ＩＣカード３
において生成されたことになる。Upon receiving such a notification, the control unit 36 of the IC card 3 first executes a degenerate key generation process in step S9. That is, the control unit 36 reads the encryption key corresponding to the provider number (key number) transferred from the reader / writer 2 from the memory 31, supplies it to the degeneration processing unit 32, and causes the degeneration process to be executed. In the case of the example of FIG. 1, since the provider numbers corresponding to the encryption key 1, the encryption key 2, and the encryption key 4 are transferred, the degeneration processing unit 32.
Reads the encryption key 1, the encryption key 2, and the encryption key 4 corresponding to these provider numbers from the memory 31 and supplies them to the degeneration processing unit 32. The degeneration processing unit 32 uses these 3
One encryption key is subjected to degeneration processing in a specified order (for example, the order of input providers), and finally one degenerate key is generated. As a result, the controller 1 generates the same degenerate key as the degenerate key generated in step S5, in the IC card 3
It was generated in.
【００３４】次に、ステップＳ１０で、制御部３６は、
リーダライタ２から通知を受けた乱数ｒ１と、縮退処理
部３２で生成された縮退鍵を暗号化部３４に出力し、乱
数ｒ１を縮退鍵で暗号化させる。そして、暗号化した乱
数Ｒ１を生成させる。Next, in step S10, the control unit 36
The random number r1 notified from the reader / writer 2 and the degenerate key generated by the degenerate processing unit 32 are output to the encryption unit 34, and the random number r1 is encrypted with the degenerate key. Then, the encrypted random number R1 is generated.
【００３５】次に、ステップＳ１１において、制御部３
６は、乱数生成部３５で、所定の乱数ｒ２を生成させ
る。そして、ステップＳ１２において、制御部３６は、
通信部３３を制御し、ステップＳ１０で、暗号化した乱
数Ｒ１と、ステップＳ１１で生成した乱数ｒ２をリーダ
ライタ２に転送させる。Next, in step S11, the controller 3
A random number generator 35 generates a predetermined random number r2. Then, in step S12, the control unit 36
The communication unit 33 is controlled to transfer the encrypted random number R1 and the random number r2 generated in step S11 to the reader / writer 2 in step S10.
【００３６】リーダライタ２の制御部２４は、通信部２
１を介して、乱数ｒ２と暗号化された乱数Ｒ１の供給を
受けたとき、ステップＳ１３で、暗号化部２２を制御
し、暗号化されている乱数Ｒ１をコントローラ１より供
給を受けた縮退鍵を利用して復号化させる。制御部２４
は、復号化した結果得られた乱数が、ステップＳ７で生
成した乱数ｒ１と等しいか否かをさらにチェックし、等
しくない場合、ＩＣカード３は適正なＩＣカードではな
いとして、ステップＳ１４において、コントローラ１に
対して、その旨を通知する。このとき、コントローラ１
はエラー処理を実行する（例えば、ユーザの改札口の通
過を禁止する）。The control unit 24 of the reader / writer 2 has the communication unit 2
When the random number r2 and the encrypted random number R1 are supplied via 1, the degenerate key that controls the encryption unit 22 and supplies the encrypted random number R1 from the controller 1 in step S13. Use to decrypt. Control unit 24
Further checks whether or not the random number obtained as a result of the decryption is equal to the random number r1 generated in step S7. If not, the IC card 3 is regarded as not a proper IC card, and in step S14, the controller Notify 1 to that effect. At this time, the controller 1
Performs error processing (for example, prohibits passage of a user's ticket gate).
【００３７】これに対して、ステップＳ１３において、
復号化された乱数と乱数ｒ１が等しいと判定された場
合、ステップＳ１５に進み、制御部２４は、暗号化部２
２を制御し、ＩＣカード３より供給を受けた乱数ｒ２
を、コントローラ１より供給を受けた縮退鍵を用いて暗
号化させ、暗号化された乱数Ｒ２を生成させる。さら
に、制御部２４は、このようにして生成した、暗号化し
た乱数Ｒ２を、ステップＳ１６で、ＩＣカード３に転送
させる。On the other hand, in step S13,
When it is determined that the decrypted random number and the random number r1 are equal, the process proceeds to step S15, and the control unit 24 causes the encryption unit 2
Random number r2 that controls 2 and is supplied from the IC card 3
Are encrypted using the degenerate key supplied from the controller 1 to generate an encrypted random number R2. Further, the control unit 24 transfers the encrypted random number R2 thus generated to the IC card 3 in step S16.
【００３８】ＩＣカード３の制御部３６は、このように
暗号化された乱数Ｒ２の供給を受けたとき、ステップＳ
１７で、暗号化部３４を制御し、暗号化されている乱数
Ｒ２を、ステップＳ９で生成した縮退鍵を用いて復号化
させる。そして、復号化された乱数が、ステップＳ１１
で生成した乱数ｒ２と等しいか否かを判定する。そし
て、判定した結果を、ステップＳ１８で、通信部３３を
介してリーダライタ２に転送させる。When the control section 36 of the IC card 3 receives the supply of the random number R2 encrypted as described above, the step S
In step 17, the encryption unit 34 is controlled to decrypt the encrypted random number R2 using the degenerate key generated in step S9. Then, the decrypted random number is used in step S11.
It is determined whether it is equal to the random number r2 generated in. Then, the determined result is transferred to the reader / writer 2 via the communication unit 33 in step S18.
【００３９】リーダライタ２の制御部２４は、ＩＣカー
ド３から認証結果の通知を受けたとき、ステップＳ１９
で、これをさらに通信部２１からコントローラ１に通知
する。When the control unit 24 of the reader / writer 2 receives the notification of the authentication result from the IC card 3, the control unit 24 proceeds to step S19.
Then, the communication unit 21 further notifies the controller 1 of this.
【００４０】コントローラ１の制御部１４は、通信部１
２を介して、この通知を受けたとき、この通知がＮＧで
あるとされている場合には、エラー処理を実行する。こ
れに対してＯＫであるとされている場合（ＩＣカード３
が適正なものである場合）には、ステップＳ２０におい
て、読み出しまたは書き込みなどの必要なコマンドをリ
ーダライタ２に出力する。リーダライタ２は、このコマ
ンドの転送を受けたとき、ステップＳ２１で、さらにＩ
Ｃカード３に対して、読み出しまたは書き込みの指令を
出力する。いまの場合、このようにして、ＩＣカード３
のエリア１、エリア２、およびエリア４の読み出しまた
は書き込みが指令される。The controller 14 of the controller 1 is the communication unit 1
When this notification is received via 2, if this notification is determined to be NG, error processing is executed. On the other hand, if it is determined to be OK (IC card 3
Is appropriate), the necessary command for reading or writing is output to the reader / writer 2 in step S20. When the reader / writer 2 receives the transfer of this command, in step S21,
A read or write command is output to the C card 3. In this case, IC card 3
The reading or writing of area 1, area 2, and area 4 is instructed.
【００４１】その結果、ＩＣカード３の制御部３６は、
エリア１、エリア２、またはエリア４に書き込みが指令
されている場合には、書き込み処理を実行する。そし
て、読み出しが指令されている場合には、読み出し処理
を実行する。読み出されたデータは、ステップＳ２２
で、ＩＣカード３からリーダライタ２に転送され、さら
に、リーダライタ２からコントローラ１に、ステップＳ
２３で転送される。As a result, the control unit 36 of the IC card 3
When the writing is instructed to the area 1, the area 2, or the area 4, the writing process is executed. Then, when the reading is instructed, the reading process is executed. The read data is processed in step S22.
Then, the data is transferred from the IC card 3 to the reader / writer 2, and further, from the reader / writer 2 to the controller 1, step S
23.
【００４２】以上のように、複数のエリアにアクセスす
る場合に、個々に必要となる暗証鍵を個々に認証するの
ではなく（例えば図１の例の場合、暗号鍵１、暗号鍵
２、暗号鍵４について、個々に認証処理を行う（すなわ
ち、合計３回の認証処理を行う）のではなく）、複数の
暗証鍵から１つの縮退鍵を生成し、この１つの縮退鍵で
１回だけ認証処理を行うようにしたので、迅速な認証処
理が可能となる。As described above, when accessing a plurality of areas, the passwords required individually are not individually authenticated (for example, in the case of the example of FIG. 1, the encryption key 1, the encryption key 2, and the encryption key). For key 4, authentication processing is not performed individually (that is, authentication processing is performed three times in total), but one degenerate key is generated from a plurality of secret keys, and authentication is performed only once with this one degenerate key. Since the processing is performed, a quick authentication processing can be performed.
【００４３】なお、縮退鍵は、暗号鍵と同一のバイト数
（長さ）としたが、異なるバイト数とすることも可能で
ある。ただし、この縮退鍵は、認証に用いるだけなの
で、その縮退鍵から元の複数の暗号鍵を復元することが
可能である必要はない。The degenerate key has the same number of bytes (length) as the encryption key, but may have a different number of bytes. However, since this degenerate key is used only for authentication, it is not necessary to be able to restore a plurality of original encryption keys from the degenerate key.
【００４４】図８は、縮退鍵を生成する他の方法を表し
ている。この例においては、プロバイダ１乃至プロバイ
ダｎそれぞれに、暗号鍵Ｋ１乃至Ｋｎが割り当てられる
他、最初の２入力縮退回路８１−１に、予め含められた
秘密（各プロバイダに共通のデータとされるので、必ず
しも秘密でなくともよいが）のデータＤ０が入力され、
２入力縮退回路８１−１は、このデータＤ０を、プロバ
イダ１の暗号鍵Ｋ１に基づいて暗号化するようになされ
ている。そして、２入力縮退回路８１−２が、２入力縮
退回路８１−１の出力Ｄ１を、プロバイダ２の暗号鍵Ｋ
２に基づいて暗号化するようになされている。以下、順
次、同様の処理が、２入力縮退回路８１−ｉにおいて行
われ、最終段の２入力縮退回路８１−ｎの出力が最終的
な縮退鍵とされる。FIG. 8 shows another method for generating a degenerate key. In this example, the encryption keys K1 to Kn are assigned to the providers 1 to n, respectively, and the secret (previously included as data common to all providers is included in the first 2-input degeneration circuit 81-1. , Data D0 of (not necessarily secret) is input,
The 2-input compression circuit 81-1 is configured to encrypt this data D0 based on the encryption key K1 of the provider 1. Then, the 2-input compression circuit 81-2 outputs the output D1 of the 2-input compression circuit 81-1 to the encryption key K of the provider 2.
It is designed to be encrypted based on 2. Thereafter, similar processing is sequentially performed in the 2-input compression circuit 81-i, and the output of the final-stage 2-input compression circuit 81-n is used as the final compression key.
【００４５】図３に示すように縮退鍵を生成する場合、
プロバイダ２は、プロバイダ１の暗号鍵を知らないと、
縮退鍵を生成することができない。基本的に、各プロバ
イダは独立しているので、所定のプロバイダの暗号鍵を
他のプロバイダに知らせるようにすることは、秘密性を
確保する上で好ましいことではない。When a degenerate key is generated as shown in FIG. 3,
If the provider 2 does not know the encryption key of the provider 1,
Unable to generate degenerate key. Basically, since each provider is independent, making the cryptographic key of a given provider known to other providers is not preferable for ensuring confidentiality.
【００４６】これに対して、図８に示すように縮退鍵を
生成すると、自分自身の暗号鍵を他のプロバイダに通知
しなくても、他のプロバイダは、縮退鍵を生成すること
ができる。On the other hand, when a degenerate key is generated as shown in FIG. 8, another provider can generate a degenerate key without notifying the other provider of its own encryption key.
【００４７】図９乃至図１１は、図８に示すように、縮
退鍵を生成する場合のプロバイダ１、プロバイダ２、ま
たはプロバイダ４の、コントローラ１およびリーダライ
タ２と、ＩＣカード３の構成例を表している。FIGS. 9 to 11 show an example of the configuration of the controller 1, the reader / writer 2, and the IC card 3 of the provider 1, the provider 2, or the provider 4 when generating the degenerate key, as shown in FIG. It represents.
【００４８】これらの図に示すように、ＩＣカード３に
は、メモリ３１に、エリア１乃至エリア５に対応する暗
号鍵Ｋ１乃至暗号鍵Ｋ５の他、所定のデータ（共通デー
タ）Ｄ０が予め記憶されている。As shown in these figures, in the IC card 3, in addition to the encryption keys K1 to K5 corresponding to the areas 1 to 5, predetermined data (common data) D0 is stored in the memory 31 in advance. Has been done.
【００４９】そして、プロバイダ１のメモリ１１には、
自分自身の暗号鍵Ｋ１とデータＤ０２４が記憶されてお
り（図９）、プロバイダ２のメモリ１１には、自分自身
の暗号鍵Ｋ２とデータＤ０１４が記憶されており（図１
０）、プロバイダ４のメモリ１１には、自分自身の暗号
鍵Ｋ４とデータＤ０１２が記憶されている（図１１）。Then, in the memory 11 of the provider 1,
The own encryption key K1 and the data D024 are stored (FIG. 9), and the memory 11 of the provider 2 stores the own encryption key K2 and the data D014 (FIG. 1).
0), the memory 11 of the provider 4 stores its own encryption key K4 and data D012 (FIG. 11).
【００５０】これらのデータ（個別データ）Ｄ０２４，
Ｄ０１４，Ｄ０１２は、図１２乃至図１４に示す方法で
生成されたものである。These data (individual data) D024,
D014 and D012 are generated by the method shown in FIGS.
【００５１】すなわち、プロバイダ１は、データＤ０２
４を得るために、予め定めたデータＤ０を、プロバイダ
２により、その暗号鍵Ｋ２を用いて、２入力縮退回路８
１−１で縮退して、データＤ０２を生成してもらう。そ
して、このデータＤ０２をプロバイダ４に提供して、そ
の暗号鍵Ｋ４で２入力縮退回路８１−２で縮退して、デ
ータＤ０２４を生成してもらう。プロバイダ１は、この
データＤ０２４をプロバイダ４から提供を受け、メモリ
１１に記憶させる。That is, the provider 1 uses the data D02.
In order to obtain 4, the predetermined data D0 is used by the provider 2 by using the encryption key K2 of the two-input degeneration circuit 8
Degenerate at 1-1 and have data D02 generated. Then, the data D02 is provided to the provider 4 and is degenerated by the 2-input degeneration circuit 81-2 with the encryption key K4 to generate the data D024. The provider 1 receives this data D024 from the provider 4 and stores it in the memory 11.
【００５２】なお、この場合、データＤ０を先にプロバ
イダ４に提供し、暗号鍵Ｋ４で縮退して、データＤ０４
を生成してもらい、このデータＤ０４をプロバイダ２に
提供して、暗号鍵Ｋ２で縮退して、データＤ０４２を生
成してもらい、これをメモリ１１に記憶させるようにし
てもよい。そこで、プロバイダ１は、いずれの順序で縮
退を行ったのかを示す縮退の順番もメモリ１１に記憶し
ておく。In this case, the data D0 is provided to the provider 4 first, and the data D04 is degenerated by the encryption key K4.
May be generated, the data D04 may be provided to the provider 2, degenerate with the encryption key K2, and the data D042 may be generated and stored in the memory 11. Therefore, the provider 1 also stores in the memory 11 the degeneration order indicating in which order the degeneration is performed.
【００５３】また、図１３に示すように、プロバイダ２
は、プロバイダ１に依頼して、その暗号鍵Ｋ１でデータ
Ｄ０を縮退したデータＤ０１を生成してもらう。そし
て、このデータＤ０１をプロバイダ４に提供して、暗号
鍵Ｋ４で縮退してもらい、データＤ０１４を生成しても
らう。そして、このデータＤ０１４をメモリ１１に記憶
させる。なお、この場合も、先にプロバイダ４に縮退処
理を依頼して、暗号鍵Ｋ４を用いて生成されたデータＤ
０４をプロバイダ１に提供し、これをさらに暗号鍵Ｋ１
を用いて縮退してもらい、データＤ０４１を得て、これ
をメモリ１１に記憶させるようにしてもよい。プロバイ
ダ２は、縮退の順番もメモリ１１に記憶させる。As shown in FIG. 13, the provider 2
Requests the provider 1 to generate the data D01, which is the data D0 degenerated with the encryption key K1. Then, the data D01 is provided to the provider 4 to be degenerated with the encryption key K4, and the data D014 is generated. Then, this data D014 is stored in the memory 11. Even in this case, the data D generated by using the encryption key K4 by requesting the degeneracy process to the provider 4 first.
04 is provided to the provider 1, and this is further provided with the encryption key K1.
May be used to obtain the data D041, and the data D041 may be stored in the memory 11. The provider 2 also stores the degeneration order in the memory 11.
【００５４】さらに、図１４に示すように、プロバイダ
４は、プロバイダ１に依頼して、データＤ０を暗号鍵Ｋ
１を用いて縮退し、データＤ０１を生成してもらう。そ
して、このデータＤ０１をプロバイダ２に提供して、暗
号鍵Ｋ２を用いて縮退し、データＤ０１２を生成しても
らう。このデータＤ０１２をメモリ１１に記憶させる。
この場合も同様に、先にプロバイダ２にデータＤ０を暗
号鍵Ｋ２を用いて縮退し、データＤ０２を生成し、この
データＤ０２をプロバイダ１により暗号鍵Ｋ１を用いて
縮退し、データＤ０２１を生成してもらうようにしても
よい。プロバイダ４も、縮退の順序をメモリ１１に記憶
させておく。Further, as shown in FIG. 14, the provider 4 requests the provider 1 to transfer the data D0 to the encryption key K.
Degenerate using 1 and have data D01 generated. Then, the data D01 is provided to the provider 2 and degenerated by using the encryption key K2 to generate the data D012. This data D012 is stored in the memory 11.
Also in this case, similarly, the data D0 is first degenerated to the provider 2 using the encryption key K2 to generate the data D02, and the data D02 is degenerated to the provider 1 using the encryption key K1 to generate the data D021. You may ask for it. The provider 4 also stores the degeneration order in the memory 11.
【００５５】各プロバイダは、次のように認証処理を行
うことができる。例えば、プロバイダ１においては、図
９に示すように、制御部１４が縮退処理部１３を制御
し、メモリ１１からデータＤ０２４と暗号鍵Ｋ１を読み
出し、縮退鍵を生成させる。この縮退鍵は、リーダライ
タ２に転送される。このとき、リーダライタ２には、プ
ロバイダの数（この例の場合、３）、プロバイダ番号
（いまの場合、プロバイダ１、プロバイダ２、およびプ
ロバイダ４）、並びに、縮退の順序（いまの場合、プロ
バイダ２、プロバイダ４、プロバイダ１の順）を通知す
る。制御部２４は、通信部２１を制御し、コントローラ
１の制御部１４から転送されてきたこれらのプロバイダ
数、プロバイダ番号、および縮退順序の情報を、ＩＣカ
ード３に通知する。Each provider can perform the authentication process as follows. For example, in the provider 1, as shown in FIG. 9, the control unit 14 controls the degeneration processing unit 13 to read the data D024 and the encryption key K1 from the memory 11 and generate the degeneration key. This degenerate key is transferred to the reader / writer 2. At this time, the reader / writer 2 includes the number of providers (3 in this example), the provider number (in this case, the provider 1, the provider 2, and the provider 4), and the degeneration order (in this case, the providers). 2, provider 4, provider 1). The control unit 24 controls the communication unit 21 and notifies the IC card 3 of the information on the number of providers, the provider number, and the degeneration order transferred from the control unit 14 of the controller 1.
【００５６】ＩＣカード３においては、通信部３３でこ
れらの情報を受信すると、制御部３６は、これらの情報
に対応して縮退処理部３２を制御し、縮退鍵を生成させ
る。縮退処理部３２は、メモリ３１からデータＤ０を読
み出し、これを指定された順序と指定されたプロバイダ
の番号の暗号鍵を用いて、順次縮退する。すなわち、デ
ータＤ０を暗号鍵Ｋ２を用いて縮退し、データＤ０２を
得る。このデータＤ０２を暗号鍵Ｋ４を用いて縮退し、
データＤ０２４を得る。さらに、このデータＤ０２４を
暗号鍵Ｋ１を用いて、縮退鍵を生成する。このようにし
て生成された縮退鍵は、コントローラ１の縮退処理部１
３が生成した縮退鍵と同一の縮退鍵となっている。In the IC card 3, when the communication section 33 receives the information, the control section 36 controls the degeneration processing section 32 in accordance with the information to generate a degenerate key. The degeneration processing unit 32 reads out the data D0 from the memory 31, and sequentially degenerates the data D0 using the encryption key of the designated order and the designated provider number. That is, the data D0 is degenerated using the encryption key K2 to obtain the data D02. Degenerate this data D02 using the encryption key K4,
The data D024 is obtained. Further, a degenerate key is generated from this data D024 by using the encryption key K1. The degenerate key generated in this way is used by the degeneration processing unit 1 of the controller 1.
It is the same degenerate key as the degenerate key generated by 3.
【００５７】従って、以下、図７を参照して説明した場
合と同様に、ステップＳ１０以降の処理を行って、認証
処理を行うことができる。そして、プロバイダ１のリー
ダライタ２は、ＩＣカード３のメモリ３１のエリア１、
エリア２、およびエリア４にアクセスすることが可能と
なる。Therefore, as in the case described with reference to FIG. 7, the processing after step S10 can be performed to perform the authentication processing. Then, the reader / writer 2 of the provider 1 uses the area 1 of the memory 31 of the IC card 3,
It becomes possible to access the area 2 and the area 4.
【００５８】一方、プロバイダ２においては、図１０に
示すように、制御部１４は、縮退処理部１３を制御し、
メモリ１１からデータＤ０１４を読み出し、これを、や
はりメモリ１１から読み出した暗号鍵Ｋ２を用いて縮退
させる。そして、生成した縮退鍵をリーダライタ２に転
送する。このとき、リーダライタ２には、プロバイダ数
（いまの場合、３）、プロバイダ番号（いまの場合、プ
ロバイダ１、プロバイダ２、およびプロバイダ４）、お
よび縮退処理の順番（いまの場合、プロバイダ１、プロ
バイダ４、プロバイダ２の順番）が、リーダライタ２に
通知される。On the other hand, in the provider 2, as shown in FIG. 10, the control unit 14 controls the degeneration processing unit 13,
The data D014 is read from the memory 11 and degenerated by using the encryption key K2 also read from the memory 11. Then, the generated degenerate key is transferred to the reader / writer 2. At this time, in the reader / writer 2, the number of providers (3 in this case), the provider number (in this case, provider 1, provider 2, and provider 4), and the order of degeneration processing (in this case, provider 1, The order of the provider 4 and the provider 2) is notified to the reader / writer 2.
【００５９】リーダライタ２は、これらの情報をＩＣカ
ード３に転送する。ＩＣカード３においては、これらの
情報に対応して、縮退鍵が生成される。The reader / writer 2 transfers these pieces of information to the IC card 3. In the IC card 3, a degenerate key is generated corresponding to these pieces of information.
【００６０】すなわち、ＩＣカード３の縮退処理部３２
は、メモリ３１から、データＤ０を読み出し、これを最
初に暗号鍵Ｋ１を用いて縮退し、データＤ０１を得る。
そして、このデータＤ０１がさらに暗号鍵Ｋ４を用いて
縮退され、データＤ０１４が生成される。このデータＤ
０１４は、さらに暗号鍵Ｋ２を用いて縮退される。この
ようにして生成された縮退鍵は、コントローラ１におい
て生成された縮退鍵と同一の縮退鍵となっている。従っ
て、プロバイダ２のリーダライタ２は、ＩＣカード３の
メモリ３１のエリア１、エリア２、およびエリア４に対
してアクセスすることができる。That is, the degeneration processing unit 32 of the IC card 3
Reads the data D0 from the memory 31 and first degenerates the data D0 using the encryption key K1 to obtain the data D01.
Then, this data D01 is further degenerated by using the encryption key K4, and data D014 is generated. This data D
014 is further degenerated by using the encryption key K2. The degenerate key generated in this way is the same degenerate key as the degenerate key generated in the controller 1. Therefore, the reader / writer 2 of the provider 2 can access the areas 1, 2, and 4 of the memory 31 of the IC card 3.
【００６１】さらに、図１１に示すように、プロバイダ
４においても、コントローラ１の制御部１４が縮退処理
部１３を制御し、メモリ１１に記憶されているデータＤ
０１２を暗号鍵Ｋ４を用いて縮退鍵を生成し、これをリ
ーダライタ２に転送する。このとき、プロバイダ数（い
まの場合、３）、プロバイダ番号（いまの場合、プロバ
イダ１、プロバイダ２、およびプロバイダ４）、および
縮退順序（いまの場合、プロバイダ１、プロバイダ２、
プロバイダ４の順番）が通知される。これらの情報は、
ＩＣカード３に転送される。ＩＣカード３は、これらの
情報に基づいて、縮退処理を実行する。Further, as shown in FIG. 11, in the provider 4 as well, the control unit 14 of the controller 1 controls the degeneration processing unit 13 so that the data D stored in the memory 11 is stored.
A degenerate key of 012 is generated using the encryption key K4, and this is transferred to the reader / writer 2. At this time, the number of providers (3 in this case), the provider number (provider 1, provider 2, and provider 4 in this case), and the degeneration order (provider 1, provider 2, in this case).
The order of the provider 4) is notified. This information is
It is transferred to the IC card 3. The IC card 3 executes the degeneration process based on these pieces of information.
【００６２】すなわち、縮退処理部３２は、メモリ３１
からデータＤ０を読み出し、これを暗号鍵Ｋ１を用いて
データＤ０１を生成する。次に、このデータＤ０１を暗
号鍵Ｋ２を用いて縮退し、データＤ０１２を生成する。
そして、このデータＤ０１２が、さらに暗号鍵Ｋ４を用
いて縮退され、最終的な縮退鍵が生成される。このよう
にして生成された縮退鍵は、コントローラ１において生
成された縮退鍵と同一となっている。従って、リーダラ
イタ２は、ＩＣカード３のメモリ３１のエリア１、エリ
ア２、およびエリア４に対してアクセスすることができ
る。That is, the degeneracy processing section 32 uses the memory 31.
The data D0 is read from the data D0 and the data D01 is generated using the encryption key K1. Next, this data D01 is degenerated using the encryption key K2 to generate data D012.
Then, this data D012 is further degenerated by using the encryption key K4, and a final degenerate key is generated. The degenerate key generated in this way is the same as the degenerate key generated in the controller 1. Therefore, the reader / writer 2 can access the areas 1, 2, and 4 of the memory 31 of the IC card 3.
【００６３】図１５は、さらに他の縮退鍵生成の方法を
表している。この方法においては、最終的な縮退鍵を生
成する２入力縮退回路８１−ｎに入力されるデータＤｎ
−１と、ＩＣカード３が予め保持しているＩＤ番号とを
演算して、その演算結果に対して暗号鍵Ｋｎを用いて縮
退鍵を生成するようにしている。その他の処理は、図８
における場合と同様である。FIG. 15 shows still another method of generating a degenerate key. In this method, the data Dn input to the 2-input degeneration circuit 81-n for generating the final degenerate key is used.
-1 and the ID number previously stored in the IC card 3 are calculated, and the degenerate key is generated using the encryption key Kn for the calculation result. Other processing is shown in FIG.
It is similar to the case in.
【００６４】図１６は、図１５に示す方法に従って、縮
退鍵を生成する場合のコントローラ１、リーダライタ
２、およびＩＣカード３の構成例を表している。なお、
この構成は、プロバイダ４の構成を表している。同図に
示すように、コントローラ１のメモリ１１は、データＤ
０１２と暗号鍵Ｋ４、並びに縮退順序を記憶している。
リーダライタ２は、通信部２１が受信したデータからＩ
Ｄを取得するＩＤ取得部２１１を有している。また、Ｉ
Ｃカード３は、メモリ２０１（メモリ３１と同一のメモ
リとすることもできる）に、ＩＣカード３に固有のＩＤ
番号が予め記憶されている。FIG. 16 shows a configuration example of the controller 1, the reader / writer 2, and the IC card 3 when generating a degenerate key according to the method shown in FIG. In addition,
This configuration represents the configuration of the provider 4. As shown in the figure, the memory 11 of the controller 1 stores data D
012, the encryption key K4, and the degeneration order are stored.
The reader / writer 2 receives the I from the data received by the communication unit 21.
It has an ID acquisition unit 211 that acquires D. Also, I
The C card 3 has an ID unique to the IC card 3 in the memory 201 (may be the same memory as the memory 31).
The number is stored in advance.
【００６５】このように、ＩＤ番号を用いて認証処理を
行うようにすると、同一のプロバイダの組み合わせ（例
えばプロバイダ１、プロバイダ２、およびプロバイダ４
の組み合わせ）のＩＣカードを所持している複数のユー
ザが、近接した状態で、所定のプロバイダの改札口を通
過するような場合の混乱を避けることができる。As described above, when the authentication process is performed using the ID number, the same combination of providers (for example, provider 1, provider 2, and provider 4) is used.
It is possible to avoid confusion when a plurality of users possessing IC cards of (combination) are passing through the ticket gate of a predetermined provider in a close state.
【００６６】すなわち、複数のＩＣカード３が所定のプ
ロバイダのリーダライタ２の近傍を通過するとき、リー
ダライタ２からの要求に対して、複数のＩＣカード３が
それぞれ応答することになり、リーダライタ２がいずれ
のＩＣカードからの応答であるのかを判別することがで
きず、誤った処理が行われるおそれがある。これに対し
て、ＩＤ番号を用いると、このような混乱を避けること
ができる。That is, when the plurality of IC cards 3 pass near the reader / writer 2 of a predetermined provider, the plurality of IC cards 3 respond to the request from the reader / writer 2, and the reader / writer 2 It is not possible to determine from which IC card 2 is the response, and erroneous processing may occur. On the other hand, use of the ID number can avoid such confusion.
【００６７】例えば、図１７に示すように、ＩＣカード
３ＡとＩＣカード３Ｂが、リーダライタ２の近傍を通過
しようとすると、リーダライタ２が、ステップＳ４１に
おいて、ＩＣカード３に対してＩＤを要求する。この要
求は、ＩＣカード３Ａの通信部３３だけでなく、ＩＣカ
ード３Ｂの通信部３３でも受信される。ＩＣカード３Ａ
の制御部３６は、このようにしてＩＤ要求信号を受信す
ると、ステップＳ４２において、乱数生成部３５を制御
し、所定の乱数を発生させる。そして、ステップＳ４３
において、発生された乱数に対応するタイムスロットの
割当処理を実行する。すなわち、リーダライタ２とＩＣ
カード３の間の通信は、時分割多重動作で行われ、ＩＣ
カード３Ａは、その複数のタイムスロットのうち、発生
された乱数に対応するタイムスロットを、自己の通信の
タイムスロットとして割り当てる。そして、割り当てた
タイムスロットのタイミングにおいて、ＩＣカード３Ａ
の制御部３６がメモリ２０１から読み出したＩＤ番号
（ＩＤA）を、通信部３３を介して、ステップＳ４４で
リーダライタ２に送信させる。For example, as shown in FIG. 17, when the IC card 3A and the IC card 3B try to pass near the reader / writer 2, the reader / writer 2 requests the ID from the IC card 3 in step S41. To do. This request is received not only by the communication unit 33 of the IC card 3A but also by the communication unit 33 of the IC card 3B. IC card 3A
When receiving the ID request signal in this way, the control unit 36 controls the random number generation unit 35 to generate a predetermined random number in step S42. Then, step S43
At, the time slot allocation process corresponding to the generated random number is executed. That is, the reader / writer 2 and the IC
Communication between the cards 3 is performed by time division multiplex operation, and IC
The card 3A allocates the time slot corresponding to the generated random number among the plurality of time slots as a time slot for its own communication. Then, at the timing of the allocated time slot, the IC card 3A
The control unit 36 causes the reader / writer 2 to transmit the ID number (ID A ) read from the memory 201 via the communication unit 33 in step S44.
【００６８】同様の処理が、他のＩＣカード３Ｂにおい
ても実行される。すなわち、ＩＣカード３Ｂの制御部３
６は、リーダライタ２からＩＤ要求信号を受信すると、
ステップＳ４５で乱数生成部３５を制御し、乱数を発生
させる。そして、ステップＳ４６において、生成された
乱数に対応するタイムスロットを、自己のタイムスロッ
トとして割り当てる。ステップＳ４７において、メモリ
２０１に記憶されているＩＤ番号（ＩＤB）を読み出
し、割り当てられたタイムスロットのタイミングで、リ
ーダライタ２に転送する。Similar processing is executed in the other IC card 3B. That is, the control unit 3 of the IC card 3B
6 receives the ID request signal from the reader / writer 2,
In step S45, the random number generator 35 is controlled to generate a random number. Then, in step S46, the time slot corresponding to the generated random number is assigned as its own time slot. In step S47, the ID number (ID B ) stored in the memory 201 is read and transferred to the reader / writer 2 at the timing of the assigned time slot.
【００６９】リーダライタ２においては、ＩＣカード３
Ａ，３Ｂから送信されてきたＩＤ番号を通信部２１で受
信すると、これをＩＤ取得部２１１に供給し、記憶させ
る。そして、ステップＳ４８において、制御部２４は、
乱数生成部２３を制御し、乱数ｒ１を生成させる。さら
に、ステップＳ４９において、制御部２４は、取得した
ＩＤのうち、例えば先に取得した方を選択する。制御部
２４は、さらに、コントローラ１のメモリ１１から、デ
ータＤ０１２、暗号鍵Ｋ４、および縮退順序の情報の提
供を受ける。そして、これらの情報に対応して、縮退鍵
を生成する。In the reader / writer 2, the IC card 3
When the communication unit 21 receives the ID numbers transmitted from A and 3B, the ID numbers are supplied to the ID acquisition unit 211 and stored therein. Then, in step S48, the control unit 24
The random number generator 23 is controlled to generate the random number r1. Further, in step S49, the control unit 24 selects, for example, one acquired earlier from the acquired IDs. The control unit 24 further receives the data D012, the encryption key K4, and information on the degeneration order from the memory 11 of the controller 1. Then, a degenerate key is generated corresponding to these pieces of information.
【００７０】最初に、制御部２４は、データＤ０１２
に、この選択したＩＤ（例えば、ＩＣカード３のＩ
ＤA）に対して、所定の演算を施す。この演算は、加
算、排他的論理和の演算などとすることができる。制御
部２４は、この演算結果を暗号鍵Ｋ４を用いて縮退し、
縮退鍵を生成する。First, the control unit 24 determines that the data D012
This selected ID (for example, I of IC card 3
A predetermined calculation is performed on D A ). This operation can be addition, exclusive OR operation, or the like. The control unit 24 degenerates this calculation result using the encryption key K4,
Generate a degenerate key.
【００７１】さらに、ステップＳ５０において、プロバ
イダ数、プロバイダ番号、縮退順序、および乱数ｒ１
が、ＩＣカード３に送信される。この情報は、ＩＣカー
ド３Ａと、ＩＣカード３Ｂの両方において受信される。
ＩＣカード３Ｂは、この情報を受信したとき、ステップ
Ｓ５１で、指定された順序に従って、データＤ０を暗号
鍵Ｋ１で縮退し、データＤ０１を得、これを暗号鍵Ｋ２
で縮退して、データＤ０１２を得る。そして、さらに、
メモリ２０１からＩＤBを読み取り、データＤ０１２と
演算した結果を、暗号鍵Ｋ４で縮退する。Further, in step S50, the number of providers, the provider number, the degenerate order, and the random number r1.
Is transmitted to the IC card 3. This information is received by both the IC card 3A and the IC card 3B.
When receiving this information, the IC card 3B degenerates the data D0 with the encryption key K1 according to the designated order in step S51 to obtain the data D01, which is the encryption key K2.
Then, the data D012 is obtained. And further,
The ID B is read from the memory 201, and the operation result with the data D012 is degenerated with the encryption key K4.
【００７２】このようにして生成した縮退鍵を用いて、
暗号化部３４が、暗号化されている乱数ｒ１を復号化す
る。しかしながら、この乱数ｒ１は、ＩＤAを用いて生
成した縮退鍵で暗号化されているため、ＩＤBを用いて
生成した縮退鍵では復号化することができない。従っ
て、ＩＣカード３Ｂは、以後、リーダライタ２からの送
信に対して応答しない。Using the degenerate key generated in this way,
The encryption unit 34 decrypts the encrypted random number r1. However, since this random number r1 is encrypted with the degenerate key generated using ID A , it cannot be decrypted with the degenerate key generated using ID B. Therefore, the IC card 3B does not respond to the transmission from the reader / writer 2 thereafter.
【００７３】これに対して、ＩＣカード３Ａにおいて
は、ステップＳ５２で、制御部３６が、リーダライタ２
から転送されてきた情報に対応して、縮退鍵を生成す
る。すなわち、指定された縮退順序に従って、ＩＣカー
ド３Ａの縮退処理部３２は、最初にメモリ３１から読み
出したデータＤ０を、エリア１から読み出した暗号鍵Ｋ
１を用いて縮退し、データＤ０１を生成する。そして、
このデータＤ０１をエリア２から読み出した暗号鍵Ｋ２
を用いて縮退し、データＤ０１２を生成する。さらに、
このデータＤ０１２とメモリ２０１から読み出したＩＤ
番号（ＩＤA）とに対して所定の演算を施し、その演算
結果に対して、メモリ３１のエリア４から読み出した暗
号鍵Ｋ４を用いて縮退処理を行い、縮退鍵を生成する。
このようにして生成した縮退鍵は、リーダライタ２がス
テップＳ４９で生成した縮退鍵と同一の縮退鍵となる。On the other hand, in the IC card 3A, in step S52, the control unit 36 controls the reader / writer 2
A degenerate key is generated corresponding to the information transferred from. That is, according to the specified degeneration order, the degeneration processing unit 32 of the IC card 3A reads the data D0 initially read from the memory 31 from the encryption key K read from the area 1.
Degenerate using 1 to generate data D01. And
Encryption key K2 obtained by reading this data D01 from area 2
To generate data D012. further,
This data D012 and the ID read from the memory 201
A predetermined operation is performed on the number (ID A ) and the operation result is subjected to the degeneracy process using the encryption key K4 read from the area 4 of the memory 31 to generate a degenerate key.
The degenerate key thus generated is the same degenerate key as the degenerate key generated by the reader / writer 2 in step S49.
【００７４】従って、以後、ステップＳ５３乃至ステッ
プＳ５９に示す、図７におけるステップＳ１０乃至ステ
ップＳ１７に対応する処理を実行して、認証処理を行う
ことができる。その処理は、図７において説明した場合
と同様であるので、その説明は省略する。Therefore, thereafter, the processing corresponding to steps S10 to S17 in FIG. 7 shown in steps S53 to S59 can be executed to perform the authentication processing. The processing is similar to that described with reference to FIG. 7, and thus the description thereof is omitted.
【００７５】図１８は、暗号鍵を変更する方法を表して
いる。例えば、プロバイダ１がその暗号鍵Ｋ１を変更し
ようとする場合、所定の乱数ｅ１を発生し、これを新た
な鍵Ｋ１’とする。このように、自分自身の暗号鍵を変
更したとき、プロバイダ１は、自分自身のリーダライタ
２を利用するユーザのＩＣカード３のメモリ３１に記憶
されているエリア１の暗号鍵Ｋ１は、適宜自分でこれを
更新することができる。しかしながら、他のプロバイダ
２、またはプロバイダ４のリーダライタ２を使用するユ
ーザのＩＣカード３の暗号鍵Ｋ１も更新する必要があ
る。この場合、プロバイダ１は、他のプロバイダ２また
はプロバイダ４に対して、新たな暗号鍵Ｋ１’を教えず
に、暗号鍵Ｋ１を新たな暗号鍵Ｋ１’に更新させること
ができる。FIG. 18 shows a method of changing the encryption key. For example, when the provider 1 tries to change the encryption key K1, a predetermined random number e1 is generated and this is used as a new key K1 ′. In this way, when the encryption key of its own is changed, the provider 1 appropriately changes the encryption key K1 of the area 1 stored in the memory 31 of the IC card 3 of the user who uses the reader / writer 2 of his own. You can update this with. However, it is also necessary to update the encryption key K1 of the IC card 3 of the user who uses the reader / writer 2 of the other provider 2 or the provider 4. In this case, the provider 1 can update the encryption key K1 to the new encryption key K1 ′ without telling the other providers 2 or 4 the new encryption key K1 ′.
【００７６】この場合、プロバイダ１は、最初に次式を
演算して、データＣ１，Ｃ２を生成する。
Ｃ１＝Ｅ（ｅ１，Ｋ１）
Ｃ２＝Ｅ（ｅ２，Ｋ１）In this case, the provider 1 first calculates the following equation to generate the data C1 and C2. C1 = E (e1, K1) C2 = E (e2, K1)
【００７７】なお、ここで、Ｅ（Ａ，Ｂ）は、データＡ
を鍵Ｂを用いて暗号化することを意味する。暗号化の方
法としては、ＤＥＳ，ＦＥＡＬなどを用いることができ
る。Here, E (A, B) is the data A
Is encrypted using the key B. As the encryption method, DES, FEAL or the like can be used.
【００７８】また、ｅ２は、次式を満足する値である。 ｅ１＋ｅ２＝ＦFurther, e2 is a value that satisfies the following equation. e1 + e2 = F
【００７９】なお、この値Ｆは、予め定められている値
であり、他のプロバイダ２、プロバイダ４も、自分自身
の暗号鍵を変更する場合に用いるものとして知っている
値であり、ＩＣカード３にも、メモリ３１に予め記憶さ
れている。The value F is a predetermined value, which is also known by other providers 2 and 4 as a value to be used when changing their own encryption key. 3 is also stored in the memory 31 in advance.
【００８０】プロバイダ１は、このようにして、データ
Ｃ１，Ｃ２を生成すると、この値を、自分自身の暗号鍵
Ｋ１に割り当てられている鍵番号（いまの場合、鍵番号
１）とともに、他のプロバイダに通知する。各プロバイ
ダは、これらのデータを用いて、そのリーダライタ２を
使用するＩＣカード３のメモリ３１内の鍵Ｋ１を、次の
ようにして更新する。この更新処理について、プロバイ
ダ４を例として次に説明する。When the provider 1 thus generates the data C1 and C2, this value is used together with the key number (in this case, the key number 1) assigned to the encryption key K1 of its own. Notify the provider. Each provider uses these data to update the key K1 in the memory 31 of the IC card 3 using the reader / writer 2 as follows. This updating process will be described below by taking the provider 4 as an example.
【００８１】すなわち、プロバイダ４のリーダライタ２
は、ＩＣカード３に対して、データＣ１，Ｃ２を送信す
る。ＩＣカード３の暗号化部３４は、次式を演算して、
ｅ１，ｅ２を求める。
ｅ１＝Ｄ（Ｃ１，Ｋ１）
ｅ２＝Ｄ（Ｃ２，Ｋ１）That is, the reader / writer 2 of the provider 4
Transmits data C1 and C2 to the IC card 3. The encryption unit 34 of the IC card 3 calculates the following equation,
Find e1 and e2. e1 = D (C1, K1) e2 = D (C2, K1)
【００８２】なお、ここで、Ｄ（Ａ，Ｂ）は、データＡ
を鍵Ｂを用いて復号化することを意味する。Here, D (A, B) is the data A
Is decrypted using the key B.
【００８３】すなわち、ＩＣカード３は、メモリ３１に
記憶されている鍵Ｋ１を用いて、データＣ１，Ｃ２を復
号化し、データｅ１，ｅ２を得ることができる。That is, the IC card 3 can obtain the data e1 and e2 by decrypting the data C1 and C2 using the key K1 stored in the memory 31.
【００８４】制御部３６は、さらに、以上のようにして
得たｅ１とｅ２を加算し、その加算結果がメモリ３１に
予め記憶されている所定の値Ｆと等しいか否かを判定す
る。等しい場合には、データＣ１を復号して得られるデ
ータｅ１を、鍵Ｋ１に代わる新たな鍵Ｋ１’として更新
する。The control unit 36 further adds e1 and e2 obtained as described above, and determines whether or not the addition result is equal to a predetermined value F stored in the memory 31 in advance. If they are equal, the data e1 obtained by decrypting the data C1 is updated as a new key K1 ′ replacing the key K1.
【００８５】これに対して、ｅ１とｅ２の和がＦと異な
る場合、不正な更新の要求であるとして、更新処理を行
わないようにする。On the other hand, when the sum of e1 and e2 is different from F, it is determined that the request is an unauthorized update, and the update process is not performed.
【００８６】例えば、悪意を持ったプロバイダが、プロ
バイダ１の暗号鍵Ｋ１を改ざんしようとして、次式を演
算して、ｅ１’，ｅ２’を得たとする。
ｅ１’＝Ｄ（Ｃ１’，Ｋ１）
ｅ２’＝Ｄ（Ｃ２’，Ｋ１）For example, it is assumed that a malicious provider tries to falsify the encryption key K1 of the provider 1 and calculates the following equation to obtain e1 'and e2'. e1 '= D (C1', K1) e2 '= D (C2', K1)
【００８７】このＣ１’，Ｃ２’は、改ざんを試みたプ
ロバイダが適当に設定した値である。These C1 'and C2' are values appropriately set by the provider who tried to falsify.
【００８８】しかしながら、このようにして生成された
ｅ１’とｅ２’を加算しても、その加算結果は、一般的
には、値Ｆには等しくならない。この値Ｆになるｅ
１’，ｅ２’の組み合わせを発見するには、相当の時間
を必要とし、実質的には極めて困難である。従って、第
３者が、他人の暗号鍵を改ざんすることが防止される。However, even if the e1 'and e2' generated in this way are added, the addition result is generally not equal to the value F. E which becomes this value F
It takes a considerable amount of time to find a combination of 1 ′ and e2 ′, and it is practically extremely difficult. Therefore, it is possible to prevent the third party from tampering with the encryption key of another person.
【００８９】なお、プロバイダ２も同様の処理を行っ
て、そのリーダライタ２を利用するＩＣカード３のメモ
リ３１の暗号鍵Ｋ１を更新する。The provider 2 also performs the same processing to update the encryption key K1 of the memory 31 of the IC card 3 which uses the reader / writer 2.
【００９０】なお、以上のようにして、プロバイダ１の
暗号鍵Ｋ１が変更された場合、プロバイダ１、プロバイ
ダ２、およびプロバイダ４は、図１２乃至図１４を参照
して説明した場合と同様の処理を再び行い、それぞれに
記憶するデータＤ０２４，Ｄ０１４，Ｄ０１２を更新す
る。When the encryption key K1 of the provider 1 is changed as described above, the provider 1, the provider 2, and the provider 4 perform the same processing as that described with reference to FIGS. 12 to 14. Is performed again, and the data D024, D014, D012 stored in each is updated.
【００９１】図１９は、認証処理のさらに他の方法を示
している。なお、この図１９のリーダライタ２は、プロ
バイダ４のリーダライタを表している。FIG. 19 shows still another method of authentication processing. The reader / writer 2 of FIG. 19 represents the reader / writer of the provider 4.
【００９２】この例においては、制御部２４が、メモリ
１１に記憶されている暗号鍵Ｋ４とデータＤ０１２を用
いて、縮退鍵Ｋｓを生成する。そして、制御部２４は、
例えば、暗号鍵Ｋ４の偶数ビットと縮退鍵Ｋｓの奇数ビ
ットとを合成し、第１の縮退鍵Ｋ4s1を生成し、暗号鍵
Ｋ４の奇数ビットと縮退鍵Ｋｓの偶数ビットとを合成
し、第２の縮退鍵Ｋ4s2を生成する。In this example, the control unit 24 uses the encryption key K4 and the data D012 stored in the memory 11 to generate the degenerate key Ks. Then, the control unit 24
For example, the even-numbered bits of the encryption key K4 and the odd-numbered bits of the degenerate key Ks are combined to generate a first degenerate key K4s1 , the odd-numbered bits of the encryption key K4 and the even-numbered bits of the degenerate key Ks are combined, and A degenerate key K 4s2 of 2 is generated.
【００９３】第１の縮退鍵Ｋ4s1は、暗号化部２２の暗
号化部２２Ａに入力され、乱数生成部２３で生成された
乱数を暗号化するのに用いられる。この暗号化された乱
数は、ＩＣカード３に送信される。また、このとき、上
述した場合と同様にして、縮退鍵を生成するのに必要な
情報が、同時にＩＣカード３に送信される。The first degenerate key K 4s1 is input to the encryption unit 22A of the encryption unit 22 and is used to encrypt the random number generated by the random number generation unit 23. The encrypted random number is transmitted to the IC card 3. Further, at this time, similarly to the case described above, the information necessary for generating the degenerate key is simultaneously transmitted to the IC card 3.
【００９４】ＩＣカード３は、この情報を用いて、メモ
リ３１からデータＤ０を読み出し、さらに暗号鍵Ｋ１，
Ｋ２，Ｋ４を順次適用して、縮退鍵Ｋｓを生成する。こ
の縮退鍵Ｋｓは、リーダライタ２が生成した縮退鍵Ｋｓ
と同一の値となっている。The IC card 3 uses this information to read the data D0 from the memory 31, and further to use the encryption key K1,
The degenerate key Ks is generated by sequentially applying K2 and K4. This degenerate key Ks is the degenerate key Ks generated by the reader / writer 2.
It has the same value as.
【００９５】制御部３６は、リーダライタ２と同様の処
理を行うことで、第１の縮退鍵Ｋ4s 1と第２の縮退鍵Ｋ
4s2を生成する。The control unit 36 performs the same processing as that of the reader / writer 2 so that the first degenerate key K 4s 1 and the second degenerate key K 4
Generate 4s2 .
【００９６】そして、暗号化部３４の復号化部３４Ｂ
は、リーダライタ２より送信されてきた暗号化されてい
る乱数を復号化し、この復号化した乱数を暗号化部３４
Ａに転送する。暗号化部３４Ａにおいては、第２の縮退
鍵Ｋ4s2を用いて暗号化し、リーダライタ２に送信す
る。Then, the decryption unit 34B of the encryption unit 34
Decrypts the encrypted random number transmitted from the reader / writer 2, and encrypts the decrypted random number with the encryption unit 34.
Transfer to A. The encryption unit 34A encrypts the second degenerate key K 4s2 and sends it to the reader / writer 2.
【００９７】リーダライタ２においては、暗号化部２２
の復号化部２２Ｂで、ＩＣカード３より送信されてきた
暗号化されている乱数を、第２の縮退鍵Ｋ4s2を用いて
復号化する。復号結果は、制御部２４に転送される。In the reader / writer 2, the encryption unit 22
The encrypted random number transmitted from the IC card 3 is decrypted by the decryption unit 22B of the above using the second degenerate key K 4s2 . The decryption result is transferred to the control unit 24.
【００９８】このようにして復号された乱数は、ＩＣカ
ード３が適正なものであれば、乱数生成部２３で生成し
た乱数と同一の乱数となっている。従って、この受信し
た乱数が生成した乱数と等しいか否かを調べることで、
認証処理を行うことができる。The random number thus decrypted is the same as the random number generated by the random number generator 23 if the IC card 3 is proper. Therefore, by checking whether this received random number is equal to the generated random number,
Authentication processing can be performed.
【００９９】[0099]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
ＩＣカードからの応答に対し、誤った処理を行うという
ような混乱を避けることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to avoid the confusion such that an erroneous process is performed on responses from a plurality of IC cards.
【図１】本発明の認証システムの構成例を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an authentication system of the present invention.
【図２】図１のメモリ３１のデータ構造の例を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing an example of a data structure of a memory 31 of FIG.
【図３】図１の縮退処理部１３の構成例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a degeneration processing unit 13 in FIG.
【図４】図３の２入力縮退回路の構成例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a 2-input compression circuit of FIG.
【図５】図３の２入力縮退回路の構成例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a 2-input compression circuit of FIG.
【図６】図３の２入力縮退回路の構成例を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a 2-input compression circuit of FIG.
【図７】図１の認証システムの動作を説明するタイミン
グチャートである。FIG. 7 is a timing chart explaining the operation of the authentication system in FIG.
【図８】図１の縮退処理部１３の他の構成例を示す図で
ある。8 is a diagram showing another configuration example of the degeneration processing unit 13 in FIG.
【図９】図８に示す構成例で縮退鍵を生成する場合にお
けるプロバイダ１の認証システムの構成例を示すブロッ
ク図である。9 is a block diagram showing a configuration example of an authentication system of a provider 1 in the case of generating a degenerate key in the configuration example shown in FIG.
【図１０】図８に示す構成例で縮退鍵を生成する場合に
おけるプロバイダ２の認証システムの構成例を示すブロ
ック図である。10 is a block diagram showing a configuration example of an authentication system of a provider 2 in the case of generating a degenerate key in the configuration example shown in FIG.
【図１１】図８に示す構成例で縮退鍵を生成する場合に
おけるプロバイダ４の認証システムの構成例を示すブロ
ック図である。11 is a block diagram showing a configuration example of an authentication system of a provider 4 in the case of generating a degenerate key in the configuration example shown in FIG.
【図１２】図９のメモリ１１に記憶するデータの生成を
説明する図である。12 is a diagram illustrating generation of data to be stored in the memory 11 of FIG.
【図１３】図１０のメモリ１１に記憶するデータの生成
を説明する図である。13 is a diagram illustrating generation of data stored in the memory 11 of FIG.
【図１４】図１１のメモリ１１に記憶するデータの生成
を説明する図である。14 is a diagram illustrating generation of data to be stored in the memory 11 of FIG.
【図１５】図１の縮退処理部１３のさらに他の構成例を
示す図である。15 is a diagram showing still another configuration example of the degeneration processing unit 13 in FIG.
【図１６】図１５に示す方法で縮退鍵を生成する場合の
プロバイダ４の認証システムの構成例を示すブロック図
である。16 is a block diagram showing a configuration example of an authentication system of a provider 4 when a degenerate key is generated by the method shown in FIG.
【図１７】図１６の例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。17 is a timing chart illustrating the operation of the example of FIG.
【図１８】鍵を変更する場合の動作を説明する図であ
る。FIG. 18 is a diagram illustrating an operation when changing a key.
【図１９】他の認証処理を説明するブロック図である。FIG. 19 is a block diagram illustrating another authentication process.
【図２０】従来の認証システムの構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a conventional authentication system.
１ コントローラ， ２ リーダライタ， ３ ＩＣカ
ード， １１ メモリ， １２ 通信部， １３ 縮退
処理部， １４ 制御部， ２１ 通信部，２２ 暗号
化部， ２３ 乱数生成部， ２４ 制御部， ３１
メモリ， ３２ 縮退処理部， ３３ 通信部， ３４
暗号化部， ３５ 乱数生成部，３６ 制御部1 controller, 2 reader / writer, 3 IC card, 11 memory, 12 communication unit, 13 degeneration processing unit, 14 control unit, 21 communication unit, 22 encryption unit, 23 random number generation unit, 24 control unit, 31
Memory, 32 degeneration processing unit, 33 communication unit, 34
Encryption unit, 35 random number generation unit, 36 control unit
フロントページの続き (72)発明者 高田 昌幸 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B058 KA31 5J104 AA07 AA16 EA01 EA04 EA15 EA18 EA22 EA26 JA03 KA02 KA04 KA06 KA15 MA01 NA02 NA35 NA37 NA40 NA41 PA14Continued front page (72) Inventor Masayuki Takada 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni -Inside the corporation F-term (reference) 5B058 KA31 5J104 AA07 AA16 EA01 EA04 EA15 EA18 EA22 EA26 JA03 KA02 KA04 KA06 KA15 MA01 NA02 NA35 NA37 NA40 NA41 PA14
Claims (4)
第２のＩＣカードがとの間の認証方法において、 リーダライタが前記第１のＩＣカードおよび前記第２の
ＩＣカードにそれぞれＩＤ番号を要求する工程と、 前記第１のＩＣカードおよび前記第２のＩＣカード内で
タイムスロットの割当処理を実行し、割当られたタイム
スロットで前記第１のＩＣカードおよび前記第２のＩＣ
カードがそれぞれ第１のＩＤ番号および第２のＩＤ番号
を前記リーダライタに送信する工程と、 前記リーダライタが前記第１のＩＤ番号および前記第２
のＩＤ番号をそれぞれ受信する工程と、 前記リーダライタ内で生成した第１の乱数と、前記リー
ダライタ内で受信した前記第１のＩＤ番号または前記第
２のＩＤ番号に演算を施した結果を前記リーダライタが
有する暗号鍵を用いて第１の縮退鍵を生成する工程と、 前記第１の乱数と、前記第１のＩＣカードまたは前記第
２のＩＣカードのうちの一方に記憶されている複数の鍵
から生成する縮退鍵の生成に関する情報を前記第１のＩ
Ｃカードおよび前記第２のＩＣカードに送信する工程
と、 前記情報を受信した前記第１のＩＣカードまたは前記第
２のＩＣカード内で、前記情報から第２の縮退鍵を生成
する工程と、 前記第２の縮退鍵を用いて前記第１の乱数を暗号化して
前記リーダライタに送信する工程と、 受信され暗号化された前記第１の乱数を前記第１の縮退
鍵で復号化する工程と、 復号化された前記第１の乱数と前記第１の乱数を比較す
る工程とを含むことを特徴とする認証方法。1. An authentication method between a reader / writer and a first IC card or a second IC card, wherein the reader / writer requests an ID number to each of the first IC card and the second IC card. And a time slot allocation process is performed in the first IC card and the second IC card, and the first IC card and the second IC are allocated in the allocated time slot.
A card transmitting a first ID number and a second ID number to the reader / writer, respectively; and the reader / writer transmitting the first ID number and the second ID number.
Each of the ID numbers of the first and the second random numbers generated in the reader / writer, and the first ID number or the second ID number received in the reader / writer. A step of generating a first degenerate key using an encryption key possessed by the reader / writer; the first random number; and the first random number stored in one of the first IC card and the second IC card. Information about generation of a degenerate key generated from a plurality of keys
Transmitting to a C card and the second IC card, and generating a second degenerate key from the information in the first IC card or the second IC card that has received the information, Encrypting the first random number using the second degenerate key and transmitting it to the reader / writer; and decrypting the received and encrypted first random number with the first degenerate key. And a step of comparing the decrypted first random number with the first random number.
ドまたは前記第２のＩＣカード内で第２の乱数を生成
し、暗号化された前記第１の乱数とともに前記リーダラ
イタに送信する工程と、 受信された前記第２の乱数を前記第１の縮退鍵を用いて
暗号化して前記第１のＩＣカードまたは前記第２のＩＣ
カードに送信する工程と、 受信され暗号化された前記第２の乱数を前記第２の縮退
鍵で復号化する工程と、 復号化された前記第２の乱数と前記第２の乱数を比較す
る工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載
の認証方法。2. A step of generating a second random number in the first IC card or the second IC card that has received the information, and transmitting the second random number to the reader / writer together with the encrypted first random number. And encrypting the received second random number using the first degenerate key to generate the first IC card or the second IC.
Transmitting to the card, decrypting the received and encrypted second random number with the second degenerate key, and comparing the decrypted second random number and the second random number The authentication method according to claim 1, further comprising a step.
号化され、前記第２の縮退鍵で復号化されることを特徴
とする請求項１または２に記載の認証方法。3. The authentication method according to claim 1, wherein the first random number is encrypted with the first degenerate key and decrypted with the second degenerate key.
鍵は、それぞれ２つの縮退鍵からなり、前記リーダライ
タまたは前記第１のＩＣカードおよび前記第２のＩＣカ
ード内で生成した乱数の暗号化および復号化に用いるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の認証方法。4. The first degenerate key and the second degenerate key each include two degenerate keys, and a random number generated in the reader / writer or the first IC card and the second IC card. The authentication method according to claim 1, wherein the authentication method is used for encryption and decryption.
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