JP2004015665A - 電子チケット流通システムにおける認証方法およびｉｃカード - Google Patents

電子チケット流通システムにおける認証方法およびｉｃカード Download PDF

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Abstract

【課題】電子チケット流通システムにおける購入時、譲渡、利用時等の認証処理において、ベアラや改札の能力や要求される処理速度などの要求条件に応じて認証方式の切替を可能にする。
【解決手段】ＩＣカード１とチケットサーバ２との間で、電子チケット購入時には高いセキュリティを要求されるため公開鍵暗号方式を利用した認証を行い、セキュアチャネル上で改札機と電子チケットとの秘密情報も電子チケットと共に配信する。電子チケットの改札に際しては、ＩＣカード１と改札機６との通信インタフェースにより、公開鍵暗号方式の認証処理を行うか、共通鍵暗号方式を利用した認証処理を行うかの判断を行い、後者の場合は事前に交換している秘密情報を用いて認証処理を行う。前者の場合は、チケット購入時と同様の公開鍵暗号方式を利用した認証を行う。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機能を有する端末に装着されたＩＣカードと同様のＩＣカードまたはＩＣカード相当の耐タンパー装置との間の暗号通信に用いる電子チケット流通システムにおける認証方法およびＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、“Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｄｒａｆｔ　Ｔｈｅ　ＳＳＬ　ＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅｒｓｉｏｎ　３．０”や“ＲＦＣ２２４６　Ｔｈｅ　ＴＬＳ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．０”に規定されている暗号通信技術は、既存のネットワーク技術やネットワークプロトコルに大きく変更を加えずに、インターネットなどの安全性が考慮されていないネットワーク上でやり取りされる個人情報やクレジットカード番号などきわめてクリティカルな情報を暗号化して通信する技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術は、認証に通用する暗号アルゴリズムを変更することは可能であっても、認証時のベアラや要求される処理速度などの条件に応じて認証方式自体を変更することはできない。
【０００４】
しかしながら、ＩＣカードを利用して電子チケットを購入し、購入した電子チケットを他人に譲渡したり、使用するために改札機に通したりする電子チケットの流通実態を考慮すると、ＩＣカード間、ＩＣカードとそれに相当する機能を有する装置との間の暗号通信には、シチュエーションに応じて高いセキュリティを求められるが処理速度はそれほど高い必要はない場合もあれば、逆に高速処理が必要とされる場合もある。
【０００５】
例えば、電子チケットの購入時には、決済処理も必要であるために高いセキュリティを求められるが、処理速度はそれほど高い必要がない。一方、購入した電子チケットを使用するために改札機に通す時には、改札機の設置場所によってはそれを使用するユーザ群が長蛇の列をなさないために、高速な改札処理が必要とされることがある。
【０００６】
本発明はこのような従来の技術的課題を解決するためになされたもので、電子チケットの購入時の認証には公開鍵暗号方式を使った認証処理を行い、電子チケットと同時にＳｈａｒｅｄ　Ｓｅｃｒｅｔ（秘密情報）を交換し、処理速度が要求される場合には、その秘密情報を用いて共通鍵暗号方式の認証処理を行うことで、各装置間のベアラや要求されるセキュリティの度合い、さらには要求される処理速度を判断し、またはユーザの設定によりＩＣカード内の認証方式切替機能によって認証方式を動的に切り替えられる電子チケット流通システムにおける認証方法およびそれに用いることができるＩＣカードを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電子チケットを販売、発行する耐タンパー装置を持つサーバと、電子チケットを購入し格納する非接触インタフェースおよび／または接触インタフェースを持つＩＣカードと、当該ＩＣカードを装着可能な、通信機能を有する利用者端末と、電子チケットの利用時に電子チケットを回収する改札機とから構成される電子チケット流通システムにおける認証方法であって、各装置間のベアラ、要求されるセキュリティの度合いおよび要求される処理速度を判断し、または予め決められた設定に基づき、ＩＣカード内の認証アルゴリズムを切り替えて認証続きを実施することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の電子チケット流通システムにおける認証方法は、電子チケットの発行に際して、前記サーバとＩＣカードとの間で公開鍵暗号方式を利用し、電子チケットの改札に際して、前記改札機とＩＣカードとの間で共通鍵暗号方式を利用することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明のＩＣカードは、複数種の暗号アルゴリズムを記憶し、通信相手との認証時に交換する暗号アルゴリズム情報に基づき、認証手続きおよび通信文の秘匿に用いる暗号アルゴリズムを選択して用いる機能を備えたものである。
【００１０】
請求項４の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法は、利用者端末に装着されたＩＣカードから、サーバ内の耐タンパー装置に対して、ＩＣカードの証明書と認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報を送信するステップ（１）と、前記サーバ内の耐タンパー装置が前記ユーザの証明書の有効／失効を確認するために認証局の認証サーバに当該証明書を送信してその有効／失効を確認するステップ（２）と、前記ＩＣカードの証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記サーバ内の耐タンパー装置の証明書と暗号アルゴリズムの情報と当該耐タンパー装置で発生させた乱数（Ｉ）を前記ＩＣカードの公開鍵で暗号化したものとを前記ＩＣカードに送信するステップ（３）と、前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置の証明書の有効／失効を確認するために、当該証明書を前記認証サーバに送信してその有効／失効を確認するステップ（４）と、前記耐タンパー装置の証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記ＩＣカードで生成した乱数（ＩＩ）を前記耐タンパー装置の公開鍵で暗号化したものと当該ＩＣカードの秘密鍵で復号した前記乱数（Ｉ）にＩＣカードの秘密鍵で署名を生成したものを前記耐タンパー装置に送信するステップ（５）と、前記耐タンパー装置が、前記署名を前記ＩＣカードの公開鍵で検証し、当該署名が正しければ前記耐タンパー装置の公開鍵で前記乱数（ＩＩ）を復号し、当該耐タンパー装置の秘密鍵で当該乱数（ＩＩ）に対する署名を生成して前記ＩＣカードに送信するステップ（６）と、前記ＩＣカードが、前記署名を前記耐タンパー装置の公開鍵で検証し、当該署名が正しければ相互認証を成立させるステップ（７）とを有するものである。
【００１１】
請求項５の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法は、利用者端末に装着されたＩＣカードから、サーバ内の耐タンパー装置に対して、ユーザの証明書と認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報を送信するステップ（１）と、前記サーバ内の耐タンパー装置が前記ユーザの証明書の有効／失効を確認するために認証局の認証サーバに当該証明書を送信してその有効／失効を確認するステップ（２）と、前記ユーザの証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記サーバ内の耐タンパー装置の証明書と暗号アルゴリズムの情報と当該耐タンパー装置で発生させた乱数（Ｉ）を前記ＩＣカードの公開鍵で暗号化したものとを前記ＩＣカードに送信するステップ（３）と、前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置の証明書の有効／失効を確認するために、当該証明書を前記認証サーバに送信してその有効／失効を確認するステップ（４）と、前記耐タンパー装置の証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記ＩＣカードで生成した乱数（ＩＩ）を前記耐タンパー装置の公開鍵で暗号化したものを前記耐タンパー装置に送信するステップ（５）と、前記耐タンパー装置が、当該耐タンパー装置の公開鍵で前記乱数（ＩＩ）を復号するステップ（６）と、前記耐タンパー装置が、前記ステップ（１）、（３）、（５）のメッセージを連結したものを共通鍵で暗号化して前記ＩＣカードに送信するステップ（７）と、前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置から送られてきた暗号化された情報を共通鍵で復号し、前記ステップ（１）、（３）、（５）のメッセージを連結したものと照合して正しければ相互認証を成立させるステップ（８）とを有するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１、図２は本発明の１つの実施の形態の電子チケット流通システムの構成を示している。本実施の形態の電子チケット流通システムは、電子チケットを販売、発行する耐タンパー装置を持つチケットサーバ２、このチケットサーバ２から依頼を受けて電子チケットを発行する発行サーバ３、公開鍵、電子署名の認証を行う認証サーバ４、電子チケットを購入しメモリに格納する非接触インタフェースおよび／または接触インタフェースを持つＩＣカード１，１′、当該ＩＣカード１，１′を装着可能で、情報ネットワークを利用した通信機能を有する利用者端末５，５′、電子チケットの利用時に電子チケットを回収する改札機６，６′から構成される。
【００１３】
本実施の形態の電子チケット流通システムでは、チケットサーバ２がユーザのＩＣカード１と通信を行い、電子チケットを配信する時には、ＩＣカード１とチケットサーバ２との間でセキュリティが高い公開鍵暗号方式を利用した認証を行い、セキュアチャンネル上で改札機と電子チケットとの秘密情報を含む改札処理に必要な情報をカプセル化した鍵実体も電子チケットと共にＩＣカード１に配信する。チケットサーバ２は、ＩＣカード１と認証が成立すれば、発行サーバ３にチケット発行依頼を送信し、発行サーバ３は電子バリューである電子チケットをＩＣカード１に対して送信する。ＩＣカード１は、購入した電子チケットをそのメモリに格納する。またユーザ間で電子チケットを譲渡することもあるが、その場合にも、ＩＣカード１，１′間で公開鍵暗号方式の認証処理を行う。ユーザが改札機６，６′でその電子チケットを使用する時には、ＩＣカード１と改札機６，６′との通信インタフェースに応じて、公開鍵暗号方式の認証処理を行うか共通鍵暗号方式を利用した認証処理を行うかの判断を行う。
【００１４】
ここで、共通鍵暗号方式の認証処理を行うと判断した場合には、事前に交換してある秘密情報を用いて認証処理を行う。他方、認証処理に公開鍵暗号方式を利用すると判断した場合には、チケット購入時と同様の公開鍵暗号方式を利用した認証を行う。なお、電子チケットの授受は、ＩＣカード１，１′間、またはＩＣカード１，１′とサーバ２に備えられたＩＣカード相当の耐タンパー装置２ａとの間のみで行うものである。
【００１５】
上記の電子チケット流通システムにおいて、ユーザが電子チケットを購入する手続きは、次の通りである。ユーザは利用者端末５を利用し、電子チケット購入のためにチケットサーバ２にアクセスし、利用者端末５内のＩＣカード１とチケットサーバ２内のＩＣカード相当の耐タンパー装置２ａとの間で公開鍵暗号方式に基づく双方向認証（例えば、ＳＳＬの双方向認証）を行う（ステップＳ１）。
【００１６】
相互認証が成功した後、ユーザは電子チケットに対する対価の支払方法等を提示し、購入依頼を行う。チケットサーバ２では、支払方法に基づき決済処理を行った後、発行サーバ３に電子チケットの発行を依頼する（ステップＳ２）。また、高速改札処理を必要とする改札機６に対しては、共通鍵暗号方式で必要となる共通鍵またはこの共通鍵の作成に利用する秘密情報を送信する（ステップＳ３）。この電子チケットには、チケットの内容（タイトル、期間、金額など）と権利情報または権利情報へのポインタに加え、利用時に使用する秘密情報（Ｓｈａｒｅｄ　Ｓｅｃｒｅｔ）が含まれ、それに対して電子署名が付されるが、これらをチケットサーバ２から利用者端末５内のＩＣカード１に送信される。
【００１７】
電子チケット発行の依頼を受けた発行サーバ３は、該当する電子チケットの電子データをユーザのＩＣカード１に送信する（ステップＳ４）。なお、利用者端末５では、電子チケットは直接ＩＣカード１のメモリに格納され、利用者端末５内にとどまることはない。これにより、複数のユーザが同じ利用者端末５を用いて異なったＩＣカードで同じイベントあるいは異なったイベントの電子チケットその他の電子バリューを購入することができる。
【００１８】
ユーザが他のユーザに電子チケットを譲渡する場合は、譲渡先の利用者端末５′に直接電話をかけ、双方のＩＣカード１，１′同士が公開鍵暗号方式の相互認証を行い、電子チケットの譲渡を行う（ステップＳ５）。
【００１９】
電子チケットを利用する場合は、利用時の改札機により、例えば、改札機５が非接触インタフェースを持ち、かつ処理速度を要求する場合には、ＩＣカード１と改札機６との間で、チケット購入時にチケットサーバ２とＩＣカード１との間で交換した秘密情報を利用し共通鍵暗号方式を利用した２パスの相互認証を行う。そして認証が成立すれば、ＩＣカード１内の電子チケットを改札機６側に転送する（ステップＳ６）。
【００２０】
他方、改札機６′が高速処理を要求せず、高いセキュリティを要求するものである場合、例えば、高価な電子チケットであったり、多数のユーザが一度に改札機を利用するものではないような場合には、ＩＣカード１，１′間での電子チケットの譲渡のときと同様に、公開鍵暗号方式を利用して改札手続きを行う。
【００２１】
この何れの暗号方式を利用するかは、ＩＣカード１に電子チケットを購入する際に発行者側が識別指標を送り、予め設定することができる。また、ＩＣカード１が改札機６，６′と認証を開始するときに相互間で利用可能な暗号方式を選択することにより決定することもできる。この暗号方式の選択手順は、後述する。
【００２２】
上記の暗号方式の選択機能を実現するために、ＩＣカード１は図３に示す諸機能がソフトウェアとして組み込んである。ＩＣカード１はＯＳその他の固定的なプログラムやデータを保持するＲＯＭ、作業領域としてのＲＡＭ、アプリケーションを保持する電気的消去が可能なＥＥＰＲＯＭ、そして演算処理を実行するＣＰＵで構成されるＩＣチップ１ａを内蔵し、また、この外部の端末と通信するための非接触型インタフェース１ｂおよび接触型インタフェースを有する。
【００２３】
ユーザが電子チケットを購入する際には、ＩＣカード１を利用者端末５のスロットに装着して利用者端末１１側のインタフェースと接触型インタフェース１ｂを接触させて電気的接続を行い、この利用者端末５側をネットワークに接続し、電子チケットサーバ２にアクセスし、利用者端末５によって必要な購入手続きをとる。これによって、電子チケットはＩＣカード１のＩＣチップ１ａのメモリ内に転送され、保存されることになる。この電子チケットの情報には、改札機との相互認証のために暗号鍵、通信秘匿のための暗号鍵が付され、これらがＩＣチップ２のメモリに保存されることになる。
【００２４】
これらの暗号鍵は、交互認証に必要な公開鍵暗号方式のユーザの秘密鍵、電子チケットサーバの公開鍵、改札機と公開鍵暗号方式で暗号通信するのであれば同じくユーザの秘密鍵、改札機側の公開鍵、また改札機と共通鍵暗号方式で暗号通信するのであれば共通鍵あるいは共通鍵を作成するために取得した秘密情報である。
【００２５】
図３に示すように、ＩＣチップ１ａにアプリケーションとして組み込まれる認証処理切替機能１１は、複数種の認証方式Ａ，Ｂ，…のいずれかを選択し、選択した認証方式を利用して、ＩＣチップ１ａ内で暗号化したデータに対して一定の通信プロトコルのデータに変換して通信プロトコル処理部１２に渡し、また通信プロトコル処理部１２の受信した一定の通信プロトコルのデータを元の暗号化されたデータに逆変換する処理を行う。通信プロトコル処理部１２は一定の固定的な通信プロトコルにより他の装置と有線又は無線の通信を行う。
【００２６】
ＩＣカード１が電子チケットサーバ２と電子チケット購入のために通信する場合、他のＩＣカード１′と利用者端末５，５′を介して電子チケット譲渡のために通信する場合、また改札機６，６′を通る場合等に利用する認証方式は、電子チケットサーバ２の種類により、改札機６，６′の種類により、またＩＣカード１の種類によって異なることがある。
【００２７】
この認証方式に利用する暗号アルゴリズムを例示すれば、共通鍵暗号方式である「Ｃａｍｅｌｌｉａ」、「ＡＥＳ」、公開鍵暗号方式である「トリプルＤＥＳ」、その他がある。そして、ＩＣカードの種類に応じて、あるいは改札機の種類に応じて、相互の暗号通信に利用する暗号アルゴリズムに優先順位を設ける。これは、機器性能により、また電子チケットの種類により、速度を優先するか、安全性を優先するかにより決定される。そして、各装置間の認証開始時にＩＣカード間またはＩＣカードとＩＣ力―ド相当の耐タンパー装置との間で認証に用いる暗号アルゴリズムおよび通信内容の秘匿に用いる暗号アルゴリズムについて、対応可能な暗号アルゴリズムの種類と優先順位のリストを交換し、それぞれが双方で対応可能でかつ優先順位の高い暗号アルゴリズムを選択する。このリストデータは、ＩＣカード１については、そのＩＣチップ１ａのＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに格納されている。
【００２８】
次に、本実施の形態の電子チケット流通システムによる認証方法について、図４および図５を用いて説明する。電子チケットを購入しようとするユーザＡは、規定の認証を受け、したがって自己の公開鍵暗号方式での通信に利用する公開鍵を既にＩＣカードに格納している。そこでユーザＡは、ＩＣカード１を利用者端末５に装着し、この利用者端末５により移動網、インターネット等の情報ネットワーク７を通じてチケットサーバ２にアクセスし、電子チケット販売ページにログインする。
【００２９】
＜Ｉ＞チケットサーバとＩＣカードとの相互認証手続き
ログイン手続きの後の電子チケット購入までの手続きは、図４に示すシーケンス図の通りである。以下の図４に基づく説明では、チケットサーバをＢ、ユーザＡが規定の認証を受けたＩＣカード１を利用者端末５に装着した状態で利用する当該利用者端末５を利用者端末Ａとして識別している。しかしながら、認証処理そのものは利用者端末５に装着されたＩＣカード１とチケットサーバ２のＩＣカード相当の耐タンパー装置２ａとの間で実行されるものである。
【００３０】
図４に示したシーケンスは、利用者端末ＡとチケットサーバＢとの間のトランザクションを可能な限り少なくした方法である。
【００３１】
（１）利用者端末５の中のＩＣカード１から（以下、「利用者端末Ａ」と称する）、サーバ２内の耐タンパー装置２ａ（以下、「サーバＢ」と称する）に対して、ユーザの証明書Ａと認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報（以下、「暗号アルゴリズム情報Ａ」と称する）、そしてユーザＡの公開鍵Ｋ＿ＡをサーバＢに送る。
【００３２】
（２）サーバＢは証明書Ａが失効していないかどうかを確認するために、オンラインで接続されている認証サーバ４（以下、「認証局」と称する）に証明書ＩＤＡを送る。
【００３３】
（３）認証局は、証明書Ａの有効／失効状況を確認し、サーバＢに返答する。
【００３４】
（４）サーバＢは、証明書Ａが正しくかつ有効期限内であることを確認すれば、サーバＢの証明書Ｂと、暗号アルゴリズム情報Ｂと、サーバＢの公開鍵Ｋ＿Ｂと、サーバＢで発生させた乱数ＢをユーザＡの公開鍵Ｋ＿Ａで暗号化したものＥＰＫ＿Ｂ（乱数Ｂ）を利用者端末Ａに送る。
【００３５】
（５）利用者端末Ａは、証明書Ｂの失効状況を確認するために、証明書ＩＤＢを認証局の認証サーバに送る。
【００３６】
（６）認証局は、サーバＢの証明書Ｂの有効／失効状況を確認し、利用者端末Ａに返答する。
【００３７】
（７）利用者端末Ａは、証明書Ｂが正しくかつ有効期限内であることを確認すれば、利用者端末Ａで生成した乱数ＡをサーバＢの公開鍵Ｋ＿Ｂで暗号化したものＥＰＫ＿Ｂ（乱数Ａ）と、ユーザＡの秘密鍵ＳＫ＿Ａで復号した乱数ＢにユーザＡの秘密鍵ＳＫ＿Ａにデジタル署名したものｓｉｇｎＳＫ＿Ａ（乱数Ｂ）とをサーバＢに送る。
【００３８】
（８）サーバＢでは、乱数Ｂに対するユーザＡのデジタル署名を利用者端末Ａの公開鍵ＰＫ＿Ａで検証する。
【００３９】
（９）サーバＢは、ユーザＡのデジタル署名が正しければ、サーバＢの公開鍵ＰＫ＿Ｂで乱数Ａを復号し、さらにサーバＢの秘密鍵ＳＫ＿Ｂでこの乱数Ａにデジタル署名したものｓｉｇｎＳＫ＿Ｂ（乱数Ａ）をユーザＡに送る。
【００４０】
（１０）利用者端末Ａでは、サーバＢの公開鍵ＰＫ＿Ｂで乱数Ａに対するサーバＢのデジタル署名を検証し、正しければ相互認証が成立する。
【００４１】
この相互認証成立後は、（１）と（４）で交換した暗号アルゴリズム情報の中で共通な暗号アルゴリズムのうち優先順位の高い暗号アルゴリズムを用い、交換した乱数Ａ、乱数Ｂをハッシュ関数に入れた計算結果を共通鍵として暗号通信を行い、電子チケットの購入手続きを相互に実行する。
【００４２】
なお、ＩＣカード１に格納されている電子チケットを他のユーザのＩＣカード１′に譲渡する場合にも、利用者端末５，５′間で公開鍵暗号方式を利用して交互認証を実施する。ただし、当事者双方は相手方の公開鍵情報を事前に取得し、ＩＣカードに格納しているものとする。
【００４３】
これによって、利用者端末とチケットサーバとの間で、トランザクションを少なくして相互認証手続きを実施することができる。
【００４４】
＜ＩＩ＞改札機とＩＣカードとの相互認証手続き
電子チケットを使用する場合、ＩＣカードと相互認証する改札機がその使用場所の状況その他の要因のために高速処理が要求され、あるいは装置の種類によって公開鍵暗号方式を利用するのでは認証処理が遅くなりすぎるような状況では、利用者端末Ａと改札機Ｂとの間で共通鍵暗号方式を用いた２パスの相互認証を利用した認証を行う。この場合の相互認証手続きは、図５のシーケンスに示すようなものとなる。
【００４５】
（１）利用者端末Ａは乱数Ａを生成し、乱数Ａを改札機Ｃへ送る。
【００４６】
（２）改札機Ｃは電子チケット購入時に交換している秘密情報を鍵Ｋとして乱数Ａを共通鍵暗号アルゴリズムで暗号化し、この暗号化された乱数ＥＫ（乱数Ａ）を改札機Ｃで生成した乱数Ｃと共に利用者端末Ａに送る。
【００４７】
（３）ユーザＡは秘密情報を鍵Ｋとして暗号化された乱数ＥＫ（乱数Ａ）が復号できることを確認する。
【００４８】
（４）乱数Ａが復号できたことが確認できると、秘密情報を鍵Ｋとして共通鍵暗号アルゴリズムを用いて乱数Ｃを暗号化し、この暗号化された乱数ＥＫ（乱数Ｃ）を改札機Ｃに送る。
【００４９】
（５）改札機Ｃでは、秘密情報を鍵Ｋとして暗号化された乱数ＥＫ（乱数Ｃ）が正しく暗号化されたことを確認する。
【００５０】
（６）改札機Ｃは、暗号化された乱数ＥＫ（乱数Ｃ）が正しく暗号化されたことを確認できれば、相互認証が成立したものとしてＯＫを利用者端末Ａに送信する。
【００５１】
こうして共通鍵暗号方式による相互認証が成立すれば、認証手続き中に交換した乱数Ａ、乱数Ｂをハッシュ関数に入れた計算結果を共通鍵として、その後の改札手続きの暗号通信に利用する。
【００５２】
なお、図１、図２に示した高機能な、若しくは設置場所として高速処理を要求されない場所に設置された改札機６′に対してＩＣカード１の電子チケットを改札させる場合には、公開鍵暗号方式を利用することができる。このような場合、電子チケットにその購入時に改札も公開鍵暗号方式を利用して行うという情報を含め、あるいはＩＣカード１と改札機６′とを非接触型インタフェースで若しくは接触型インタフェースで通信を開始する最初に暗号方式の情報交換を規定の通信プロトコルによって行い、ＩＣカード１側の認証方式切替機能１１により公開鍵暗号方式による認証手続きを選択させることによって可能となる。そして、公開鍵暗号方式を利用したＩＣカード１と改札機６′との間の認証手続きには、上記＜Ｉ＞の手続きが踏襲される。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態の電子チケット流通システムにおける認証方法について、図６を用いて説明する。第２の実施の形態の認証方法は、公開鍵暗号方式を利用したものであるが、第１の実施の形態のものとはデジタル署名を用いない点が異なっており、手続き的には簡素なものである。
【００５４】
（１）利用者端末Ａの中のＩＣカード１から（以下、「利用者端末Ａ」と称する）、サーバＢ内の耐タンパー装置２ａ（以下、「サーバＢ」と称する）に対してユーザの証明書Ａと、認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報（以下、「暗号アルゴリズム情報Ａ」と称する）をサーバＢに送る。
【００５５】
（２）サーバＢは証明書Ａが失効していないかどうかを確認するために、オンラインで接続されている認証サーバ４（以下、「認証局」と称する）に証明書ＩＤＡを送る。
【００５６】
（３）認証局は、証明書Ａの有効／失効状況を確認し、サーバＢに返答する。
【００５７】
（４）サーバＢは、証明書Ａが正しくかつ有効期限内であることを確認すれば、サーバＢの証明書Ｂと、暗号アルゴリズム情報Ｂと、サーバＢの公開鍵Ｋ＿Ｂと、サーバＢで発生させた乱数ＢをユーザＡの公開鍵Ｋ＿Ａで暗号化したものＥＰＫ＿Ｂ（乱数Ｂ）を利用者端末Ａに送る。
【００５８】
（５）利用者端末Ａは、証明書Ｂの失効状況を確認するために、証明書ＩＤＢを認証サーバに送る。
【００５９】
（６）認証局は、サーバＢの証明書Ｂの有効／失効状況を確認し、利用者端末Ａに返答する。
【００６０】
（７）利用者端末Ａは、証明書Ｂが正しくかつ有効期限内であることを確認すれば、利用者端末Ａで生成した乱数ＡをサーバＢの公開鍵Ｋ＿Ｂで暗号化したものＥＰＫ＿Ｂ（乱数Ａ）をサーバＢに送る。
【００６１】
（８）サーバＢでは（１），（４），（７）で受け取ったメッセージを連結したデータに対して、鍵Ｋ＿ＡＢとして利用してＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ　Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ）を計算し、それを利用者端末Ａに送り、利用者端末Ａは（１），（４），（７）で送信したメッセージに対してサーバＢと同様の計算を行い、サーバＢからのＭＡＣと同じ結果であれば，相互認証が成立する。
【００６２】
こうして、相互認証が成立した後は、（１）と（４）で交換した暗号アルゴリズム情報の中で共通な暗号アルゴリズムのうち優先順位の高い暗号アルゴリズムを用い、交換した乱数Ａ，乱数Ｂをハッシュ関数に入れた計算結果を共通鍵として暗号通信を行い、電子チケットの購入手続きを進めることになる。
【００６３】
取得した電子チケットの譲渡、改札機での使用における認証手続きについては、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
これによっても利用者端末とチケットサーバとの間で、トランザクションを少なくして相互認証手続きを実施することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、同じＩＣカードを用いながらも、改札処理に速度を要する場合は共通鍵暗号方式を利用した認証手続きを行い、その必要がなく、セキュリティを高める必要がある場合は公開鍵暗号方式を利用した認証手続きを行うことにより、シームレスな認証が可能である。
【００６６】
特に、請求項１の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法によれば、各装置間のベアラ、要求されるセキュリティの度合いおよび要求される処理速度を判断し、または予め決められた設定に基づき、ＩＣカード内の認証アルゴリズムを切り替えて認証続きを実施することができる。
【００６７】
また、請求項２の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法によれば、電子チケットの発行に際して、サーバとＩＣカードとの間で公開鍵暗号方式を利用し、電子チケットの改札に際して、改札機とＩＣカードとの間で共通鍵暗号方式を利用するので、電子チケットの発行手続にはセキュリティの高い公開鍵暗号方式を利用した認証手続きができ、電子チケットの改札に際しても高速処理が可能な共通鍵暗号方式による認証手続きができる利便性がある。
【００６８】
請求項３の発明のＩＣカードによれば、複数種の暗号アルゴリズムを記憶し、通信相手との認証時に交換する暗号アルゴリズム情報に基づき、認証手続きおよび通信文の秘匿に用いる暗号アルゴリズムを選択することができる。
【００６９】
請求項４の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法によれば、利用者端末に装着されたＩＣカードとチケットサーバ内の耐タンパー装置との間の相互認証手続きをトランザクションの少ない方法で実施することができる。
【００７０】
請求項５の発明の電子チケット流通システムにおける認証方法によれば、利用者端末に装着されたＩＣカードとチケットサーバ内の耐タンパー装置との間の相互認証手続きをトランザクションの少ない方法で実施することができ、デジタル署名を必要としないため、公開鍵暗号方式による認証手続きではあっても高速処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の電子チケット流通システムのシステム構成のブロック図。
【図２】上記の実施の形態の電子チケット流通システムの詳しいシステム構成のブロック図。
【図３】上記の実施の形態の電子チケット流通システムに用いるＩＣカードの機能構成のブロック図。
【図４】上記の実施の形態の電子チケット流通システムによる公開鍵暗号方式を利用した認証方法のシーケンス図。
【図５】上記の実施の形態の電子チケット流通システムによる共通鍵暗号方式を利用した認証方法のシーケンス図。
【図６】上記の実施の形態の電子チケット流通システムによる別の公開鍵暗号方式を利用した認証方法のシーケンス図。
【符号の説明】
１，１′　ＩＣカード
１ａ　ＩＣチップ
１ｂ　非接触型インタフェース／接触型インタフェース
２　チケットサーバ
２ａ　耐タンパー装置
３　チケット発行サーバ
４　認証サーバ
５，５′　利用者端末
６，６′　改札機
１１　認証方式切替機能
１２　通信プロトコル処理部

Claims (5)

  1. 電子チケットを販売、発行する耐タンパー装置を持つサーバと、電子チケットを購入し格納する非接触インタフェースおよび／または接触インタフェースを持つＩＣカードと、当該ＩＣカードを装着可能な、通信機能を有する利用者端末と、電子チケットの利用時に電子チケットを回収する改札機とから構成される電子チケット流通システムにおける認証方法であって、
    各装置間のベアラ、要求されるセキュリティの度合いおよび要求される処理速度を判断し、または予め決められた設定に基づき、ＩＣカード内の認証アルゴリズムを切り替えて認証続きを実施することを特徴とする電子チケット流通システムにおける認証方法。
  2. 電子チケットの発行に際して、前記サーバとＩＣカードとの間で公開鍵暗号方式を利用し、電子チケットの改札に際して、前記改札機とＩＣカードとの間で共通鍵暗号方式を利用することを特徴とする請求項１に記載の電子チケット流通システムにおける認証方法。
  3. 複数種の暗号アルゴリズムを記憶し、通信相手との認証時に交換する暗号アルゴリズム情報に基づき、認証手続きおよび通信文の秘匿に用いる暗号アルゴリズムを選択して用いる機能を備えたことを特徴とするＩＣカード。
  4. 利用者端末に装着されたＩＣカードから、サーバ内の耐タンパー装置に対して、ユーザの証明書と認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報を送信するステップ（１）と、
    前記サーバ内の耐タンパー装置が前記ＩＣカードの証明書の有効／失効を確認するために認証サーバに当該証明書を送信してその有効／失効を確認するステップ（２）と、
    前記ＩＣカードの証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記サーバ内の耐タンパー装置の証明書と暗号アルゴリズムの情報と当該耐タンパー装置で発生させた乱数（Ｉ）を前記ＩＣカードの公開鍵で暗号化したものとを前記ＩＣカードに送信するステップ（３）と、
    前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置の証明書の有効／失効を確認するために、当該証明書を前記認証局の認証サーバに送信してその有効／失効を確認するステップ（４）と、
    前記耐タンパー装置の証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記ＩＣカードで生成した乱数（ＩＩ）を前記耐タンパー装置の公開鍵で暗号化したものと当該ＩＣカードの秘密鍵で復号した前記乱数（Ｉ）にＩＣカードの秘密鍵で署名を生成したものを前記耐タンパー装置に送信するステップ（５）と、
    前記耐タンパー装置が、前記署名を前記ＩＣカードの公開鍵で検証し、当該署名が正しければ前記耐タンパー装置の公開鍵で前記乱数（ＩＩ）を復号し、当該耐タンパー装置の秘密鍵で当該乱数（ＩＩ）に対する署名を生成して前記ＩＣカードに送信するステップ（６）と、
    前記ＩＣカードが、前記署名を前記耐タンパー装置の公開鍵で検証し、当該署名が正しければ相互認証を成立させるステップ（７）とを有することを特徴とする電子チケット流通システムにおける認証方法。
  5. 利用者端末に装着されたＩＣカードから、サーバ内の耐タンパー装置に対して、ユーザの証明書と認証後の暗号通信に使う暗号アルゴリズムの情報を送信するステップ（１）と、
    前記サーバ内の耐タンパー装置が前記ユーザの証明書の有効／失効を確認するために認証局の認証サーバに当該証明書を送信してその有効／失効を確認するステップ（２）と、
    前記ユーザの証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記サーバ内の耐タンパー装置の証明書と暗号アルゴリズムの情報と当該耐タンパー装置で発生させた乱数（Ｉ）を前記ＩＣカードの公開鍵で暗号化したものとを前記ＩＣカードに送信するステップ（３）と、
    前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置の証明書の有効／失効を確認するために、当該証明書を前記認証サーバに送信してその有効／失効を確認するステップ（４）と、
    前記耐タンパー装置の証明書が正しくかつ有効期限内であれば、前記ＩＣカードで生成した乱数（ＩＩ）を前記耐タンパー装置の公開鍵で暗号化したものを前記耐タンパー装置に送信するステップ（５）と、
    前記耐タンパー装置が、当該耐タンパー装置の公開鍵で前記乱数（ＩＩ）を復号するステップ（６）と、
    前記耐タンパー装置が、前記ステップ（１）、（３）、（５）のメッセージを連結したものを共通鍵で暗号化して前記ＩＣカードに送信するステップ（７）と、
    前記ＩＣカードが、前記耐タンパー装置から送られてきた暗号化された情報を共通鍵で復号し、前記ステップ（１）、（３）、（５）のメッセージを連結したものと照合して正しければ相互認証を成立させるステップ（８）とを有することを特徴とする電子チケット流通システムにおける認証方法。
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