JP2005050292A - 時刻補正をして、ワンタイムパスワードを生成する、電波時計内臓の情報端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワンタイムパスワード認証システムにおいて、従来は、情報端末に内蔵している時計の精度が悪いので、数分間有効なパスワードを発行していた。そのため、第３者が不正にシステムに侵入する恐れがあった。
【解決手段】 電波時計を情報端末に内蔵させ、時刻補正した正確な時刻情報をもとにワンタイムパスワードを生成して、認証サーバーに接続の許可を得る。時刻情報として秒単位を採用することができるので、第３者の不正なシステムへの侵入を阻止できる。
【選択図】 図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、情報通信ネットワークシステムにおける認証システムに関するものである。特に、時刻補正を行い、補正した正確な時刻情報に基づいてワンタイムパスワードを生成して認証を得る情報端末に関するものである。

従来、営業マンが営業先から情報端末で商品の在庫を確認する場合、情報端末を会社に設置してあるサーバーに通信回線を介して接続していた。その際、営業マンがパスワードを入力することによって、正規の接続者であることを認証サーバーが証明して接続を許可していた。この方法によってセキュリティーが保たれていた。しかし、常に同じパスワードを使用していると、いずれ悪意のある第三者にパスワードを発見される恐れがあった。そこで、接続のたびにパスワードを変更するワンタイムパスワード方式を採用した。

現在の代表的なワンタイムパスワード認証システムには、時間同期方式がある。

時間同期方式は、情報端末と認証サーバーがそれぞれワンタイムパスワード生成部を有し、ワンタイムパスワード生成部は共通のアルゴリズムを保持している。情報端末のワンタイムパスワード生成部は、時刻をもとにアルゴリズムによりワンタイムパスワードを生成する。認証サーバー側でも、情報端末からの接続要求があったときの時刻をもとにアルゴリズムによりワンタイムパスワードを生成し、情報端末から送られてきたワンタイムパスワードと比較して認証を行う。情報端末側の時計と認証サーバー側の時計のずれを考慮して、時刻は分までを用いる。また、認征サーバーでは認証サーバーの時刻、１分前後の時刻あるいは数分前後内の時刻をすべて分間隔でワンタイムパスワードを生成し、この内のどれかと一致すれば有効なパスワードとする。

発明が解決しようとする課題

従来の時間同期方式では、パスワードが数分間有効なため厳密な意味ではワンタイムパスワードではない。このため、第三者が回線上を盗聴することにより、ただちにこのパスワードを用いてログインすることが可能となる。

パスワードの有効時間を短くすればセキュリティは高くなるが、情報端末側の時計と認証サーバー側の時計のずれの発生によって正規ユーザがログインできなくなる可能性が高まる。

情報端末は、通常、水晶振動子を搭載して時刻を得ている。しかし、情報端末は、内蔵する水晶振動子の精度により、時刻の精度が確定するため、時刻精度を上げるためには、精度の高い水晶振動子を用いることが必要であるが、情報端末の性格上、自動車内など高温や、低温になる場所におかれることがあり、情報端末自体の保証温度範囲は広範囲になっている。

そのため、実際の使用形態の中には、温度などによる水晶振動子の振動周波数のずれによる時刻のずれを発生させており、また情報端末の発信周波数の精度にも、情報端末に内蔵されている水晶振動子のずれにより、影響がでる場合がある。

現在、時刻情報は、ＮＨＫの時報情報や、電波によるデジタル時刻情報配信サービスがあるため、それらの時刻情報を１日一回現在時刻取得部で受信し、タイマの時刻のずれを修正することも可能である。しかし、この場合、ユーザーが時刻修正の動作を行わなければならないので、ユーザーに負担をかけることになり、好ましい方法ではない。

本発明の目的は、時間同期方式において、高い精度で正確な時刻を得ることにより、パスワードの有効時間を短くしてセキュリティーを高くするワンタイムパスワード認証システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

上記目的を達成するため、本発明は、電波時計を情報端末に内蔵させ、時刻補正した正確な時刻情報をもとにワンタイムパスワードを生成して、認証サーバーに接続の許可を得るものである。

その結果、時刻情報として秒単位を採用することができるので、セキュリティーの高いワンタイムパスワードを生成することができる。

本実施の形態では、情報端末として携帯電話機を例にとって説明をする。
（実施の形態１）

図１は、実施の形態１における認証システムの構成を示す図である。携帯電話機１と認証サーバー８とからなる。携帯電話機１と認証サーバ８は、ワンタイムパスワードを生成するための共通のアルゴリズムを格納している。そして、携帯電話機１、認証サーバー８の時刻を同期させ、時刻情報からワンタイムパスワードを生成する。認証サーバー８は、携帯電話機１から送られてくるワンタイムパスワードを自機で生成したワンタイムパスワードと比較して一致したら接続を許可する。

図１に示すように、携帯電話機１は、電波時計部２と、内部時計３と、ワンタイムパスワード生成部４からなる。さらに、ワンタイムパスワード生成部４は、時刻情報取得部５と、アルゴリズム記憶部６と、からなる。

携帯電話機１の電波時計部２は、極めて正確な時刻情報を伝える電波を受信し、復調して、内部時計３の時刻を補正する。内部時計３は、水晶振動子による時計である。ワンタイムパスワード生成部４の時刻情報取得部５は、内部時計３から時刻情報を取得するものである。アルゴリズム記憶部６は、時刻情報からワンタイムパスワードを生成するためのアルゴリズム（具体的には、計算プログラム）を記憶するものである。

図１で示すように、認証サーバー８は、ワンタイムパスワード生成部９と、内部時計１３と、時刻修正部１４と、ワンタイムパスワード受信部１６と、照合・認証部１５とからなる。

認証サーバー８のワンタイムパスワード生成部９は、構成および機能が携帯電話機１のものと同等である。時刻修正部１４は、伝送路１７より取得する正確な時刻情報により内部時計１３を修正するものである。ワンタイムパスワード受信部１６は、携帯電話機１から送られてくるワンタイムパスワードを伝送路１７から受け取るものである。照合・認証部１５は、ワンタイムパスワード受信部１６で受け取った携帯電話機１のワンタイムパスワードと、認証サーバー８自機がワンタイムパスワード生成部９で生成したワンタイムパスワードを照合し、接続を許可するか否かを決定するものである。

図２は、実施の形態１における認証システムの処理フローを示す図である。まず、携帯電話機１では、接続許可要求信号を認証サーバー８に対して送信する（ステップＳ１００）。接続許可要求信号は、認証サーバー８に伝送路１７経由で受信される（ステップＳ１０７）。認証サーバー８は、接続許可要求信号を受信すると、時刻情報を取得ためのトリガー（引き金）信号を発生する（ステップＳ１０８）。トリガー信号を基にして認証サーバー８自機の内部時計１３から時刻情報取得部１２が時刻情報を取得する（ステップＳ１０９）。続いて、ワンタイムパスワード生成部８でワンタイムパスワードを生成する（ステップＳ１１０）。

また、トリガー信号を受け取った（ステップＳ１０１）携帯電話機１でも、時刻情報を取得する（ステップＳ１０２）。認証サーバー８と同様に、ワンタイムパスワード生成部４でワンタイムパスワードを生成する（ステップＳ１０３）。ワンタイムパスワードを認証サーバー８に送信する（ステップＳ１０４）。認証サーバー８は、ワンタイムパスワードを受信する（ステップＳ１１１）。そして、認証サーバー８自機で生成したワンタイムパスワードと比較する（ステップＳ１１２）。一致した場合（ステップＳ１１３のＹｅｓ）、接続許可を携帯電話機１に送信し（ステップＳ１１４）、業務処理を実行する（ステップＳ１１５）。一致しない場合は、携帯電話機１と認証サーバー８の間の時計のわずかなずれが原因と考えられるので、時刻情報を±数秒とし、ワンタイムパスワードを計算し直す。計算した結果の中に一致すれものがあればユーザ認証成功であり、一致するものがない場合は失敗とし、処理を終了する。

図３は、ワンタイムパスワード生成の詳細フローを示す図である。アルゴリズム記憶部に記憶されている計算プログラムによって生成する。まず、内部時計３から時刻情報を取得する（ステップＳ２００）。時刻情報は、電波時計部２によって正確な時刻に補正されたものである。時刻情報は、現在時刻を秒単位で表現したものである。時刻情報は、分単位でもかまわないが、ワンタイムパスワードの有効時間を短くすればセキュリティは高くなるという観点から、秒単位の方が好ましい。時刻情報を取得したら、ワンタイムパスワード生成部４は、アルゴリズム記憶部６に記憶されている計算プログラムに時刻を代入する。（ステップＳ２０１）。得られた結果が、ワンタイムパスワードとなる（ステップＳ２０２）。

図４は、電波時計部の詳細図である。従来の携帯電話機は、水晶振動子による発振周波数を逓倍し、カウントして時計の時刻表示を行ってきた。これに対して、本発明の携帯電話機１は、図４に示すように、長波標準電波を受信する部分を内蔵している。詳細としては、長波用アンテナ２０及び、長波用受信ＬＮＡ（ローノイズアンプ）２１にて、長波標準電波を受信して、受信パルス抽出回路２２にて、受信した長波標準信号内の基準マーカーを検出し、パルス信号として時刻信号生成回路２３及び時刻差測定回路２４に送られる。

一方、内蔵されている水晶振動子２８による発振器から生成されるクロックは、内部時計３で計時され、測定用時刻信号発生回路２５を経て、時刻差測定回路２４へ送られる。時刻差測定回路２４では、受信した長波標準電波からの時刻と、内部時計３からの時刻の差を測定し、測定した時刻差を、補正信号発生回路２６へ送る。補正信号発生回路２６は、時刻差に応じた補正信号を内部時計３に送り時刻を補正する。このループ制御により正確な時刻を得ることができる。

なお、携帯電話機だけが正確な時刻情報を取得しても認証サーバーと同期できないことが生じ、その結果、正規の情報端末でも接続を許可されないことになる。したがって、認証サーバーも、正確な時刻情報を取得する必要がある。認証サーバーも、電波時計部を内蔵するか、または、情報通信ネットワークに接続されているので、情報通信ネットワーク経由のＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の時刻同期機能により内部時計のずれを補正しなければならない。
（実施の形態２）

図５は、実施の形態１の時刻補正方法に関して他の方法を示すためのブロック図である。携帯電話機は、ＣＤＭＡ方式に対応するものである。ＣＤＭＡ方式では、ＣＤＭＡ携帯電話および／または自動車電話用基地局から送信される電波に時刻情報が重畳されている。したがって、この電波を受信し、時刻情報を取り出し時刻を補正するものである。

図５を参照しながら動作を説明する。アンテナ３０は、ＣＤＭＡ携帯電話用基地局（図示省略）から送信される電波を受信する。ここで受信するのはＣＤＭＡ携帯電話のパイロットチャネルの信号電波であり、高周波受信部３１によってダウンコンバートする。

逆拡散用ミキサー３２は、このパイロットチャネルの信号に局部信号発生部３４からのＰＮソースをミキシングすることで逆拡散し、デジタルフィルタ３３を通してデインターリーブおよび復号化部３５によりデインタリーブおよび復号化する。また、特定のＷＡＬＳＨコードをあててＣＤＭＡのシンクチャネルをデインタリーブおよび復号化する。

時刻情報抽出部３６は、デインターリーブおよび復号化部３５から出力されるシンクチャネルの信号からシステムタイムの情報を抽出して保持し、時刻信号判定部３７において時刻情報の判定を行うようにする。

内部時計４１は、測定用時刻信号発生部４０に測定用時刻情報として出力する。

時刻差測定部３８は、時刻信号判定部３７によって得た時刻情報と測定用時刻情報を比較して時刻差を測定する。補正信号発生部３９は、前記時刻差に基づいて補正信号を生成して内部時計４１に送り、この内部時計４１における時刻情報を補正する。

発明の効果

本発明においては、情報端末が、ワンタイムパスワード生成部と電波時計部を内蔵することにより、認証サーバーと秒単位の同期をとることができ、セキュリティーの高い認証システムを提供することができる。

実施の形態１における認証システムの構成を示す図である。 実施の形態１における認証システムの処理フローを示す図である。 ワンタイムパスワード生成の詳細フローを示す図である。 実施の形態１における電波時計部のブロック図である。 実施の形態２における電波時計部のブロック図である。

符号の説明

１携帯電話機、２電波時計部、３内部時計、４ワンタイムパスワード生成部、５時刻情報取得部、６アルゴリズム記憶部、８認証サーバー、９ワンタイムパスワード生成部、１０アルゴリズム記憶部、１２時刻情報取得部、１３内部時計、１４時刻修正部、１５照合・認証部、１６ワンタイムパスワード受信部、１７伝送路、２０長波用アンテナ、２２受信パルス抽出回路、２３時刻信号生成回路、２４時刻差測定回路、２５測定用時刻信号発生回路、２６補正信号発生回路、２８水晶振動子、３０アンテナ、３１高周波受信部、３２逆拡散用ミキサ、３３デジタルフィルタ、３４局部信号発生部、３５デインターリーブおよび復号化部、３６時刻情報抽出部、３７時刻信号判定部、３８時刻差測定部、３９補正信号発生部、４０測定用時刻信号発生部、４１内部時計。

Claims (5)

1. 情報端末と、情報端末に接続する認証サーバーとからなるワンタイムパスワード認証システムであって、情報端末は、ワンタイムパスワード生成部と、電波時計部とを有し、電波時計部で補正された正確な時刻情報をもとにワンタイムパスワード生成部で生成したワンタイムパスワードにより認証サーバーに接続の許可を得ることを特徴とするワンタイムパスワード認証システム。
2. 請求項１記載の情報端末において、ワンタイムパスワード生成部が、電波時計部で補正された正確な時刻情報を取得する時刻情報取得部と、ワンタイムパスワードを生成するためのアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部と、からなり、電波時計部で補正された正確な時刻情報を時刻情報取得部が取得し、アルゴリズム記憶部に記憶されているワンタイムパスワードを生成するためのアルゴリズムを用いて取得した正確な時刻情報からワンタイムパスワードを生成することを特徴とする情報端末。
3. 請求項１、２記載の情報端末において、電波時計部が、長波標準電波を受信できる手段を有し、受信した長波標準電波から、時刻情報を抽出し、情報端末の内部時計を補正する機能を有することを特徴とする電波時計内蔵の情報端末。
4. 請求項１、２記載の情報端末において、電波時計部が、内部時計手段と、基地局から送信された電波を受信する受信手段と、受信した電波に含まれる時刻情報を復調する時刻情報復調手段と、内部時計手段の時刻情報と時刻情報復調手段の時刻情報に基づいて時刻差を測定する時刻差測定手段と、測定した時刻差情報に基づいて内部時計手段の時刻情報のずれを補正する内部時計補正手段を備えた情報端末において、前記受信手段は、ＣＤＭＡ携帯電話および／または自動車電話用基地局から送信される電波を受信するように構成し、前記時刻情報復調手段は、受信した電波に重畳されている時刻情報を復調するように構成したことを特徴とする電波時計内蔵の情報端末。
5. 請求項１、２、３、４に記載の情報端末が、携帯電話機、ＰＨＳ、パーソナルコンピュータ、ノートパソコン、ＰＤＡのいずれかであることを特徴とするワンタイムパスワード認証システム。

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