JP2007124031A - Time and location authentication device, method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線放送を用いて放送源の時刻情報と位置情報が配信される移動端末の時刻及び位置認証装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a time and location authentication apparatus, method, and program for a mobile terminal to which time information and location information of a broadcast source are distributed using wireless broadcasting.
現在、ＧＰＳ(Global Positioning System)と呼ばれるシステムにより、電波放送による位置情報の提供が行われている（例えば、非特許文献１参照）。このシステムは、上空約２万ｋｍを周回する約３０個のＧＰＳ衛星、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成される。受信機は、原則として４個以上のＧＰＳ衛星からの距離を同時に知ることにより、受信位置及び受信時刻を高精度で決定可能となっている。ＧＰＳ衛星からの距離は、ＧＰＳ衛星から発信された情報（以下、発信情報ともいう）が受信機に到達するまでに要した時間に基づいて、算出される。この発信情報には、電波放送の正確な発信時刻と発信位置が含まれている。受信機の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と受信時刻（ｔ）との４個の未知変数を求めるには、独立な４つの方程式が必要となるため、前述したように４個以上のＧＰＳ衛星の発信情報が必要となる。 Currently, position information is provided by radio wave broadcasting using a system called GPS (Global Positioning System) (see, for example, Non-Patent Document 1). This system is composed of about 30 GPS satellites orbiting about 20,000 km above the sky, a control station for tracking and controlling GPS satellites, and a user receiver for positioning. In principle, the receiver can determine the reception position and the reception time with high accuracy by simultaneously knowing the distances from four or more GPS satellites. The distance from the GPS satellite is calculated based on the time required for information transmitted from the GPS satellite (hereinafter also referred to as transmission information) to reach the receiver. This transmission information includes an accurate transmission time and transmission position of the radio broadcast. In order to obtain four unknown variables of the receiver position coordinates (x, y, z) and the reception time (t), four independent equations are required. Satellite transmission information is required.
係るＧＰＳを利用したシステムとして、カーナビゲーションシステム、携帯端末による位置情報提供サービスシステム、地質調査システム、精密測位システム、時刻合わせシステム、などが挙げられる。ＧＰＳの長所として、電波放送を受信可能であれば、時と場所を選ばずに情報を取得可能であることが挙げられる。この長所は、任意の場所に持ち運び可能な携帯端末に対し、時刻情報や位置情報を提供する手段として好適である。 Examples of such a system using GPS include a car navigation system, a position information providing service system using a portable terminal, a geological survey system, a precision positioning system, and a time setting system. As an advantage of GPS, if radio broadcast can be received, information can be acquired regardless of time and place. This advantage is suitable as a means for providing time information and position information to a portable terminal that can be carried anywhere.
しかしながら、現在のＧＰＳは、放送通信に対する典型的な攻撃である偽造攻撃及び再送攻撃に対する防御対策がなされていない。なお、偽造攻撃とは、正当な位置情報と区別できない不正な位置情報を偽造して受信機に提供する攻撃を意味する。再送攻撃とは、過去に放送された正当な情報を後にそのままの形で不正流用する攻撃を意味する。 However, the current GPS does not take countermeasures against counterfeit attacks and replay attacks, which are typical attacks on broadcast communications. The forgery attack means an attack that forges illegal position information that cannot be distinguished from legitimate position information and provides it to the receiver. A replay attack means an attack that illegally diverts legitimate information broadcast in the past as it is.
現在のＧＰＳは、偽造攻撃及び再送攻撃に対する防御対策が無いことから、受信者に提供された時刻情報及び位置情報の正当性を技術的に保証できない不都合がある。 Since current GPS has no defense against counterfeiting attacks and retransmission attacks, there is a disadvantage that the validity of the time information and position information provided to the receiver cannot be technically guaranteed.
しかしながら、この不都合を解消する観点から、先行技術文献情報ではないが、本発明者により出願された特許文献１がある。特許文献１に記載の技術は、（ｉ）ディジタル署名などに基づく認証子を放送情報に持たせて受信者がこの認証子を検証し各々の放送源の正当性を判別することにより偽造攻撃を防止する提案、及び（ｉｉ）放送情報により算出される受信時刻と、耐タンパー技術により保護された受信機の内部時計が提供する時刻情報とを比較することにより、再送攻撃を防止する提案によって構成されている。
However, from the viewpoint of eliminating this inconvenience, there is
このような特許文献１に記載の技術は、偽造攻撃を根本的に防止でき、且つ多くの場合の再送攻撃を防止できる内容となっている。「多くの場合の再送攻撃」とは、４つの放送源の発信情報を１つに合わせた情報に対し遅延時間を発生させる場合、すなわち４つの放送源の各発信情報に対し完全に等しい遅延時間を発生させる場合の再送攻撃を意味している。
しかしながら、以上のような特許文献１に記載の技術は、多くの場合の再送攻撃を防止するものの、本発明者の検討によれば、さらに巧妙で強力な場合の再送攻撃に対し、新たな対策が必要と考えられる。「さらに巧妙で強力な場合の再送攻撃」とは、４つの放送源の発信情報それぞれに対し異なる遅延時間を発生させるような、より一般化された場合の再送攻撃を想定している。
However, although the technique described in
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、無線を用いた位置認証に対する一般化された再送攻撃を阻止し、信頼性を向上し得る時刻及び位置認証装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a time and position authentication apparatus, method and program capable of preventing a general retransmission attack for position authentication using radio and improving reliability. With the goal.
第１の発明は、電子ファイルを認証時点の時刻及び位置で認証する時刻及び位置認証装置であって、外部の複数の放送源から無線で送信される送信時刻情報、放送源位置情報、及び放送源固有の認証子を含む無線放送を受信する受信手段と、前記認証子に基づいて、前記無線放送の偽造の有無を判定する偽造判定手段と、内部時刻情報を提供する内部時計装置と、前記無線放送の受信時刻を示す受信時刻情報を取得する受信時刻取得手段と、前記受信時刻情報と前記内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、前記無線放送の再送の有無を判定する第１の再送判定手段と、前記無線放送に基づいて、自装置の位置情報を算出する位置算出手段と、前記各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、前記算出した自装置の位置情報が含まれる場合、前記無線放送を再送無しと判定する第２の再送判定手段と、前記偽造判定手段による判定の結果が偽造無しを示し、且つ前記第１及び第２の再送判定手段による判定結果がいずれも再送無しを示す場合、前記内部時刻情報及び前記自装置の位置情報に基づいて、前記電子ファイルのデジタル署名を生成する署名生成手段と、前記デジタル署名を前記電子ファイルに付加する署名付加手段とを備えた時刻及び位置認証装置である。 1st invention is the time and position authentication apparatus which authenticates an electronic file with the time and position at the time of authentication, Comprising: Transmission time information transmitted from a plurality of external broadcast sources, broadcast source position information, and broadcast Receiving means for receiving a wireless broadcast including a source-specific authenticator; forgery determining means for determining whether the wireless broadcast is forged based on the authenticator; an internal clock device for providing internal time information; and The reception time acquisition means for acquiring reception time information indicating the reception time of the radio broadcast is compared with the reception time information and the internal time information, and the presence / absence of retransmission of the radio broadcast is determined based on the difference between the two. Of the first retransmission determination means, the position calculation means for calculating the position information of the device itself based on the wireless broadcast, and the broadcast source position information of each of the broadcast sources, the three broadcast source position information and the center of the earth Consisting of position When the calculated position information of the own device is included in the boundary or inner region of the pyramid, the second retransmission determination unit that determines that the wireless broadcast is not retransmitted, and the determination result by the forgery determination unit indicates that the counterfeit is not forged. And a signature for generating a digital signature of the electronic file based on the internal time information and the location information of the device when both of the determination results by the first and second retransmission determination means indicate no retransmission It is a time and location authentication device comprising a generating means and a signature adding means for adding the digital signature to the electronic file.
（作用）
第１の発明は、偽造判定手段により偽造攻撃を阻止し、第１の再送判定手段により、多くの場合の再送攻撃を阻止した上で、第２の再送判定手段により、一般化された場合の再送攻撃を阻止している。
(Function)
In the first invention, the counterfeit attack is prevented by the counterfeit determination means, the retransmission attack in many cases is blocked by the first retransmission determination means, and then generalized by the second retransmission determination means. Blocking replay attacks.
ここで図２７に、一般化された再送攻撃を示す。このような攻撃を用いるとき、攻撃者は個々の標準放送源に対してそれぞれ異なる遅延時間を適当に選ぶことにより、受信情報から算出される受信時刻と真の受信時刻とを一致させ、かつ算出される受信位置を真の受信位置とは異なる座標に改ざんすることが可能となる。図２７においては、攻撃者は真の受信位置座標ｐ→（実際はｐの真上に→の表記）で放送源１〜４の放送源情報を横取りし、各放送源に対して異なる適切な遅延時間δｉを発生させた上でこれらを改めて組み合わせ、真の受信位置ｐ→において受信機に同時に受信させることにより、算出される受信時刻と真の受信時刻を一致させ、かつ算出位置座標を偽の位置ｑ→（≠ｐ→）に不正に変更することができる（なお、ｑ→，ｐ→は実際にはｑ，ｐの真上に→の表記）。ただしこのとき、光速をｃとし、放送源ｉと偽の受信位置ｑ→との間の距離をｅｉとし、放送源ｉと真の受信位置ｐ→との間の距離ｄｉとすると、図２７においてｅｉ−ｄｉ＝ｃδｉ（≧０）の関係が成り立たなければならない。攻撃者がこのような巧妙な再送攻撃を行うとき、特許文献１に記載の技術を用いた偽造判定手段と第１の再送判定手段では、不正を検出することができない。
FIG. 27 shows a generalized retransmission attack. When using such an attack, the attacker appropriately selects different delay times for each standard broadcast source, thereby matching the reception time calculated from the reception information with the true reception time, and calculating The received reception position can be altered to a coordinate different from the true reception position. In FIG. 27, the attacker intercepts the broadcast source information of the
ここで本発明者の研究によれば、攻撃者により算出される受信時刻と真の受信時刻とが一致させられるとき、再送攻撃の定義から、再送攻撃による偽の受信位置ｑ→と個々の標準放送源ｉとの距離ｅｉは、真の受信位置ｐ→と個々の標準放送源ｉとの距離ｄｉより必ず大きくなければならない。この事実に基づき、算出される受信時刻が真の受信時刻と一致し、かつ３つの放送源位置座標と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、前記領域を定義する３つを含む４つの放送源位置座標から算出された位置座標が存在するならば、偽造攻撃が防止される前提のもと、算出された位置座標は再送攻撃によらない真の受信位置であることが必ず言える。
Here, according to the research of the present inventor, when the reception time calculated by the attacker is matched with the true reception time, the fake reception position q → due to the retransmission attack and the individual standards are determined from the definition of the retransmission attack. The distance e i to the broadcast source i must be greater than the distance d i between the true
これに基づき、第１の発明では、特許文献１に記載の技術を用いて、偽造攻撃を防止し、かつ算出される受信時刻が真の受信時刻と一致することを検証したうえで、新たに第２の再送判定手段により、各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、自装置の位置情報が含まれる場合、無線放送を再送無しと判定するので、一般化された再送攻撃をも防止することができる。
Based on this, in the first invention, the technique described in
従って、第１の発明は、無線を用いた位置認証に対する一般化された再送攻撃を阻止し、算出位置情報と算出時刻情報の信頼性を向上させることができる。 Therefore, the first invention can prevent a general retransmission attack for position authentication using radio and improve the reliability of the calculated position information and the calculated time information.
以上説明したように本発明によれば、無線を用いた位置認証に対する一般化された再送攻撃を阻止し、信頼性を向上できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent a general retransmission attack for position authentication using radio and improve reliability.
以下、本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る時刻及び位置認証装置を内蔵した移動端末の構成を示す模式図である。この移動端末１０は、カメラ付き携帯電話であり、内部時計１１、内部時計更新時刻情報格納部１２、耐タンパー性保証パラメータ格納部１３、受信部１４、受信情報格納部１５、復調部１６、認証子検証部１７、時刻／位置情報算出部１８、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９、時刻情報格納部２０、スイッチ２１、タイミング制御部２２、シャッター２３、撮像素子２４、電子ファイル生成部２５、ハッシュ値生成部２６、ディジタル署名生成部２７、署名付き電子ファイル格納部２８及び耐タンパー保護領域２９を備えている。なお、移動端末１０は、各機能を実現するためのハードウェア構成、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ構成として実現されている。ソフトウェアは、予め記憶媒体又はネットワークからインストールされ、その機能を実現させるためのプログラムからなる。ソフトウェアで実現可能な要素としては、例えば、復調部１６、認証子検証部１７、時刻／位置情報算出部１８、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９、電子ファイル生成部２５、ハッシュ値生成部２６及びディジタル署名生成部２７が挙げられる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a mobile terminal incorporating a time and location authentication device according to the first embodiment of the present invention. The
ここで、内部時計１１は、耐タンパー保護領域２９内で動作し、各放送源ｉの持つ時計と同期する高精度な時計であり、内部時刻情報を時刻情報格納部２０に提供する機能と、不正操作を検知すると直ちに正常動作を停止する機能をもっている。なお、利用者による内部時計１１の操作は禁止されている。また、放送源ｉとしては、ＧＰＳ衛星等の人工衛星に限らず、地上の基地局でもよく、船上の移動局でもよい。詳しくは、放送源ｉとしては、送信時刻情報及び放送源位置情報と、ＭＡＣ(Message Authentication Code)あるいはディジタル署名方式が用いられる認証子と、を無線放送で発信するものであればよい。ＭＡＣによる認証子は、放送源ｉ及び移動端末１０間の共通秘密鍵とハッシュ関数に基づいて生成される。ディジタル署名方式による認証子は、放送源ｉの署名鍵と公開検証鍵とに基づいて生成される。
Here, the
内部時計更新時刻情報格納部１２は、管理センタにより更新記憶されるメモリであり、管理センタが内部時計１１を同期させた時刻を示す同期時刻情報及び有効期限を保持し、撮影毎に、同期時刻情報及び有効期限をそれぞれディジタル署名生成部２７及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能をもっている。
The internal clock update time
耐タンパー性保証パラメータ格納部１３は、耐タンパー保護領域２９に設けられ、耐タンパー性保証パラメータを格納するものであり、耐タンパー保護領域２９に外部から不正操作が行われた場合、この不正操作を検知してただちに耐タンパー性保証パラメータをゼロ値にする機能をもっている。
The tamper resistance guarantee
受信部１４は、外部の放送源から無線で送信される送信時刻情報、放送源位置情報、及び放送源固有の認証子を含む無線放送を受信して受信情報を生成する機能を有し、具体的には無線による標準放送と補正放送のための高感度受信回路から成る。
The receiving
ここで、標準放送とは、例えばＧＰＳ測位衛星の送信情報のように、高精度な「放送源の位置情報」と「放送の発信時刻情報」の２つが含まれた無線放送を指す。さらに、送信情報の放送源を識別しその正当性を保証するため、例えば発信情報の内容を反映したディジタル署名など、放送源に固有な認証子が付加されている。相対測位システムを用いる場合、これに加え、予め正確な位置情報を知る基地局ｊが補正座標値を放送する。本実施形態では、この補正座標値を補正放送と呼ぶ。ここで、補正放送には、基地局ｊが補正放送を送信した正確な時刻と、補正座標値・送信時刻を反映したディジタル署名などの基地局ｊ固有の認証子が付加されている。 Here, the standard broadcast refers to a radio broadcast including two pieces of high-accuracy “position information of a broadcast source” and “broadcast transmission time information”, such as transmission information of a GPS positioning satellite. Further, in order to identify the broadcast source of the transmission information and guarantee its validity, an authenticator unique to the broadcast source, such as a digital signature reflecting the content of the transmission information, is added. In the case of using the relative positioning system, in addition to this, the base station j that knows accurate position information in advance broadcasts the corrected coordinate values. In the present embodiment, this correction coordinate value is called correction broadcast. Here, the correct broadcast is appended with an authenticator specific to the base station j such as a digital signature reflecting the correct coordinate value and transmission time, and an accurate time when the base station j transmits the corrected broadcast.
受信情報格納部１５は、タイミング制御部２２から要求を受けると、直ちに受信部１４から受信情報を取得・記憶する機能をもっている。
The reception
復調部１６は、受信情報格納部１５内の受信情報を読出可能なデータ形式へ復調し、受信情報を認証子検証部１７に送出する機能をもっている。
The
認証子検証部１７は、復調部１６から受けた受信情報の認証子に基づいて無線放送の偽造の有無を判定する機能を有するものであり、具体的には、復調部１６から受けた受信情報に対し、標準放送源ｉからのものであるか、伝搬経路において改ざんされていないか、の２点に関して認証子を用いて検証する。ここでは具体例として初めに、認証子が公開鍵暗号方式に基づくディジタル署名である場合を考える。各放送源ｉと各基地局ｊは、それぞれが固有に持つ秘密鍵を用いて、送信情報のハッシュ値を復号してディジタル署名を生成し、このディジタル署名を認証子として送信情報のメッセージ部に付加する。認証子検証部１７は、予め保持した各放送源ｉと各基地局ｊの正当な公開鍵を用いて、受信情報に含まれる認証子を暗号化し、得られた暗号化認証子と、受信情報のメッセージ部のハッシュ値とを比較し、両者が等しい場合、受信情報を正当と認める。
The
次に、現在ＧＰＳ衛星が発信する放送にはディジタル署名が付加されていないため、ディジタル署名を用いないＧＰＳシステムで使用可能な代替方法を考える。移動端末１０はＧＰＳ受信情報を一時的に記憶し、過去の正当なＧＰＳ衛星データを格納しているデータベース等を参照し、受信情報に含まれるＧＰＳ衛星の時計修正情報・軌道情報が一致しているか否かを確認し、放送源ｉの正当性と改ざんの有無を検証する。但し、正しいＧＰＳ衛星データは一般に公開されているため、この方法ではディジタル署名を用いる場合に比べて安全性ははるかに劣る。
Next, since a digital signature is not added to a broadcast currently transmitted by a GPS satellite, an alternative method that can be used in a GPS system that does not use a digital signature is considered. The
時刻／位置情報算出部１８は、認証子検証部１７により正当と認められた標準放送の受信情報から、受信時刻を示す受信時刻情報と移動端末１０の位置情報を算出するものであり、受信時刻情報を算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９に送出する機能と、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９からの制御により、位置情報をディジタル署名生成部２７及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能をもっている。
The time / position
ここで、時刻／位置情報算出部１８における算出過程について補足説明する。ある放送源をｉとすると、標準放送には放送源ｉの位置情報（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）と放送の送信時刻情報ｔｉが含まれている。電磁波の速度をｃ、移動端末１０の位置を（ｘ，ｙ，ｚ）、受信時刻をｔとすると、放送源ｉと移動端末１０の間には次式の関係が成り立つ。
上式において、ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ，ｔｉは放送源ｉから標準放送によって与えられる既知数、ｃは既知の物理定数、ｘ，ｙ，ｚ，ｔは未知数である。未知数は全部で４つあるので独立な式が４つ以上あればこの連立方程式は解ける。従って、４つ以上の放送源から受信情報を得て連立方程式を解き、移動端末１０の位置情報と受信時刻情報を取得する。
In the above formula, x i, y i, z i, t i is the number of known given by standard broadcast from a broadcast source i, c is a known physical constants, x, y, z, t is unknown. Since there are four unknowns, this simultaneous equation can be solved if there are four or more independent equations. Therefore, the reception information is obtained from four or more broadcast sources, the simultaneous equations are solved, and the position information and the reception time information of the
ここで、標準放送による位置情報と時刻情報をリアルタイムで得る方法には、図２に示す如き単独測位システムと、図３に示す如き相対測位システムがある。 Here, there are a single positioning system as shown in FIG. 2 and a relative positioning system as shown in FIG. 3 as a method for obtaining position information and time information by standard broadcasting in real time.
単独測位システムとは、標準放送源ｉと移動端末１０のみを用いて行う方法である。位置情報・時刻情報の測定に、理想的には十分であるが、現実には電離層における光速の変動など様々な外的要因によって情報にゆらぎが加わるため、単独測位システムでは測定精度に限界がある。
The independent positioning system is a method that uses only the standard broadcast source i and the
相対測位システムとは、単独測位システムに加え、予め正確に位置情報を把握している基地局ｊを媒介として、加わる情報のゆらぎをリアルタイムに観測し、その座標補正値を放送によって移動端末１０へ送るものである。相対測位システムはかなり高い測定精度を期待できるが、移動端末１０が基地局ｊから離れるほど精度が下がるので、移動端末１０の移動範囲の側に基地局ｊが存在しなければならない。
In the relative positioning system, in addition to the single positioning system, fluctuation of the added information is observed in real time through the base station j that accurately grasps the position information in advance, and the coordinate correction value is broadcast to the
算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、時刻情報に基づく検証と、位置情報に基づく検証とを実行可能なものである。算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、時刻情報に基づく検証に関しては、時刻／位置情報算出部１８で標準放送から算出された受信時刻情報と時刻情報格納部２０が取得した内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、無線放送の再送の有無を判定するものであり、具体的には、２つの時刻の差分が予め設定した しきい値Δｔth以下であるか否かを検証する機能をもっている。なお、しきい値Δｔth以下の場合、無線放送の再送無しを意味し、しきい値Δｔthを超える場合、無線放送の再送有りを意味する。また、認証により保証される位置情報の距離精度をΔL、攻撃者の再送までにかかる処理時間をαとすると、しきい値Δｔthは次式のように定義される。
この検証で差分がΔｔth以下の場合、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、後述する領域検証でも再送無しの結果を得た後に、時刻／位置情報算出部１８に位置情報をディジタル署名生成部２７へ送るように要求し、時刻情報格納部２０に内部時刻情報をディジタル署名生成部２７へ送るように要求する機能をもっている。なお、差分の検証によって再送攻撃を防ぐためには、内部時計１１の更新間隔をＴとすると、使用する内部時計１１の単位時間毎誤差Δτは次式の関係を満たさなくてはならない。
逆に内部時計１１の誤差Δτが与えられたとき、保証される距離精度ΔLは、ΔL＝ｃ（ＴΔτ−α）と求められる。具体例としては、攻撃者が必要最小限な信号処理のみを行い伝送に高速専用ケーブル２を用いると仮定し、標準的な処理時間はα＝１×１０-7［ｓ］程度であり、ｃ＝３×１０8［ｍ／ｓ］，Δτ＝１×１０-11［ｓ］，Ｔ＝８６４００［ｓ］＝（１［day］）と仮定する。このとき、保証される距離精度ΔLは次のようになる。
但し、移動端末１０は、短時間内に移動しながら使用されるため固定された高速専用ケーブル２を用いることが難しく、無線やインターネットを用いたデータ伝送を想定するのが一般的であり、生じる余分な遅延時間αが大幅に増加する。
However, since the
このように、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９が位置情報の正当性を保証するには、内部時計１１の精度の高さが本質的である。高精度な内部時計の現実的な候補として、２００４年アメリカのＮＩＳＴ（米国標準技術局）によって開発された超小型原子時計が挙げられる。ＮＩＳＴの発表によれば、この超小型原子時計は、製造工程において従来のＭＥＭＳ(micro-electro-mechanical systems)向け生産技術がそのまま適用可能であるため、量産化に適している。また、超小型原子時計は、占有体積も非常に小さく、腕時計や携帯電話などの小型移動端末の組み込みにも適している。さらに、超小型原子時計は、単位時間毎誤差が２００４年８月の発表ではΔτ＝１×１０-10［ｓ］程度とされ、現在はΔτ＝１×１０-11［ｓ］程度での安定動作を目標に開発中としている。
Thus, in order for the calculated reception time information / calculated position
ここで、日本のＡＩＳＴ（産業技術総合研究所）により開発され２００３年６月に発表されたレーザー冷却を用いる原子時計が既にΔτ＝１．４×１０-15［ｓ］以下の時刻精度を実現していることを念頭に、携帯端末１０に組み込み可能な小型原子時計が近い将来Δτ＝１×１０-14［ｓ］程度の時刻精度を実現した場合を考える。この場合、位置認証の距離精度を先の見積もりと同程度とすると、内部時計１１の必要更新間隔は２年半以上にもおよぶので、管理者による内部時計１１の更新操作を省略可能となる。また、想定する攻撃者の処理能力が低く、処理時間がα＝１×１０-3［ｓ］より大きいと分かっている場合も、Δτ＝１×１０-11［ｓ］であれば、内部時計の必要更新間隔が２年半以上となり、同様に管理者の更新操作を省略可能である。
Here, the atomic clock using laser cooling developed by AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) in Japan and announced in June 2003 has already achieved a time accuracy of Δτ = 1.4 × 10 -15 [s] or less. In consideration of this, a case will be considered where a small atomic clock that can be incorporated into the
また一方、スイスのオシロクォーツ社では、単位月毎誤差がΔτ＝１×１０-8［ｓ］であり、且つ、０．２秒−１０秒間の短時間安定性がσ（τ）＜５×１０-11［ｓ］である超高精度な水晶発振器（OCXO 8711/8712シリーズ）を２００３年３月編集の技術仕様書に掲載している（インターネット：www.oscilloquartz.com）。このような水晶発振器に基づく水晶時計は、高精度な内部時計１１にも十分に適用可能となっている。
On the other hand, in the Swiss oscillating quartz company, the unit monthly error is Δτ = 1 × 10 −8 [s] and the short-term stability of 0.2 seconds to 10 seconds is σ (τ) <5 ×. The 10 -11 [s] ultra-high-precision crystal oscillator (OCXO 8711/8712 series) is published in the technical specifications edited in March 2003 (Internet: www.oscilloquartz.com). A quartz timepiece based on such a quartz oscillator is sufficiently applicable to a highly accurate
算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、相対測位システムの場合、標準放送に加えて補正放送に対しても、内部時計１１から取得された受信時刻情報と、補正放送が含む発信（送信）時刻情報とを比較し、差分が規定値以下であるか否かを検証する機能をもっている。この規定値は標準放送に対するしきい値とは異なる設定値で、基地局ｊの補正放送の更新頻度を適切に考慮していればよく、具体的には１［min］程度といったものが想定される。
In the case of a relative positioning system, the calculated reception time information / calculated position
一方、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、位置情報に基づく検証（領域検証）に関しては、各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、算出した自装置の位置情報が含まれる場合、無線放送の再送の無しを判定結果とする機能をもっている。
On the other hand, the calculated reception time information / calculated position
時刻情報格納部２０は、タイミング制御部２２から要求を受けると直ちに内部時計１１から時刻情報を取得・記憶するものであり、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９から許可を得た後、取得した時刻情報をディジタル署名生成部２７に与える機能をもっている。
The time
スイッチ２１は、オン状態においてシャッター２３を作動させ、同時にタイミング制御部２２へオン状態であることを知らせる。
The
タイミング制御部２２は、スイッチ２１がオン状態になると直ちに、受信情報格納部１５が受信情報を、時刻情報格納部２０が内部時計１１の内部時刻情報を、それぞれ同時に取得・記憶するよう制御を行う。
As soon as the
シャッター２３は、スイッチ２１により作動する開閉機構である。
撮像素子２４は、シャッター２３が開状態のとき、前方の被写体を撮像し、撮像結果を含む出力信号を電子ファイル生成部２５に送出するものである。
The
When the
電子ファイル生成部２５は、シャッター２３作動後、撮像素子２４から受けた出力信号に基づいて、画像を表す電子ファイルを生成する機能と、電子ファイルをハッシュ値生成部２６及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能とをもっている。
The electronic
なお、スイッチ２１、シャッター２３、撮像素子２４、電子ファイル生成部２５及び署名付き電子ファイル格納部２８は、カメラ付き携帯電話のカメラに対応する要素である。
Note that the
ハッシュ値生成部２６は、電子ファイル生成部２５から受けた電子ファイルから一方向性関数と見なせる演算を用いてハッシュ値を生成し、得られたハッシュ値をディジタル署名生成部２７へ送出する機能をもっている。
The hash
ディジタル署名生成部２７は、認証子検証部１７による判定の結果が偽造無しを示し、且つ算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９による判定結果が再送無しを示す場合、内部時刻情報及び自装置の位置情報に基づいて、電子ファイルのデジタル署名を生成するものである。
When the determination result by the
具体的にはディジタル署名生成部２７は、ハッシュ値生成部２６から受けたハッシュ値に対し、時刻／位置情報算出部１８から受けた位置情報と、時刻情報格納部２０から受けた内部時刻情報と、内部時計更新時刻情報格納部１２から受けた同期時刻情報及び有効期限とを付加して署名対象データを作成し、この署名対象データに対し、移動端末１０固有の秘密鍵に基づいて復号処理を実行してディジタル署名を生成し、得られたディジタル署名を署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能をもっている。
Specifically, the digital
署名付き電子ファイル格納部２８は、電子ファイル生成部２５から受けた電子ファイルに対し、時刻／位置情報算出部１８から受けた位置情報と、時刻情報格納部２０から受けた内部時刻情報と、内部時計更新時刻情報格納部１２から受けた同期時刻情報及び有効期限と、ディジタル署名生成部２７から受けたディジタル署名とを付加し、これら電子ファイル、位置情報、内部時刻情報、同期時刻情報、有効期限及びディジタル署名を１組として記憶する機能をもっている。
The electronic
耐タンパー保護領域２９は、内部時計１１、内部時計更新時刻情報格納部１２、耐タンパー性保証パラメータ格納部１３、受信部１４、受信情報格納部１５、復調部１６、認証子検証部１７、時刻／位置情報算出部１８、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９、時刻情報格納部２０、タイミング制御部２２、電子ファイル生成部２５、ハッシュ値生成部２６、ディジタル署名生成部２７に耐タンパー性を持たせて保護するものであり、具体的には、耐タンパー保護領域２９に外部から不正操作が行われた場合、この不正操作を検知してただちに前述した各要素１１〜２０，２２，２５〜２７を無効にする機能をもっている。ここで、無効にする機能は、各要素のデータ又はプログラムを消去すればよい。
The tamper
次に、以上のように構成された移動端末の動作を説明する。ここでは、単独測位システムの場合について図４に示す。相対測位システムについても本質的に同様である。但し内部時計１１の更新期間が端末使用期間に比べて長いとき、内部時計１１の時刻更新操作及び管理センタ４０は必ずしも必要でない。
Next, the operation of the mobile terminal configured as described above will be described. Here, FIG. 4 shows the case of a single positioning system. The same applies to the relative positioning system. However, when the update period of the
［１］ 管理センタ４０による移動端末１０の内部時計１１の時刻更新
管理センタ４０は、移動端末１０の内部時計１１を標準放送源ｉに同期させる。同期のための時刻情報を得る方法は、管理センタ４０が標準放送に同期した標準時計を保有してその標準時計から得てもよく、又は標準放送を受信して受信時刻を算出することから得てもよい。管理センタ４０は、いずれにしても移動端末１０の内部時計１１を標準放送源ｉの時刻に同期させた後、移動端末１０を利用者へ貸し出す。
[1] Time update of the
The
［２］ 利用者による移動端末１０の使用
移動端末１０は、管理センタ４０から利用者に貸し出され、利用者の操作により、管理センタ４０が定めた有効期限の間、任意の時刻と場所で撮影を行い、電子ファイルを作成する。移動端末１０は、標準放送及び補正放送によって、移動端末１０自身の位置情報と時刻情報を得る。
[2] Use of
The
移動端末１０は、利用者の操作により、電子ファイルのハッシュ値に位置情報、内部時刻情報、同期時刻情報及び有効期限を付加して署名対象データを作成し、この署名対象データからディジタル署名を生成し、このディジタル署名を電子ファイルに付加して記憶する。
The
［３］ 管理センタ４０による携帯端末の検証
移動端末１０は、有効期間内に利用者により管理センタ４０へ返却される。管理センタ４０は、移動端末１０の耐タンパー性保証パラメータを検証し、不正操作の無いことを確認し、移動端末１０から電子ファイルとディジタル署名とを出力させる。
[3] Verification of mobile terminal by
The
また、利用者は、有効期限が過ぎると、再び管理センタ４０へ有効期限の更新を依頼する。以下同様に、上記［１］〜［３］の動作が繰り返し実行される。
When the expiration date has passed, the user requests the
続いて、上記［２］における検証動作を詳細に説明する。
［位置情報の検証手順］
図５及び図６に示す手順で検証を行い、標準放送と補正放送に対する「偽造攻撃」及び「再送攻撃」を防止することを以下のように説明する。
Next, the verification operation in [2] will be described in detail.
[Location information verification procedure]
It will be described as follows that verification is performed according to the procedure shown in FIGS. 5 and 6 to prevent “forgery attacks” and “retransmission attacks” on standard broadcasts and corrected broadcasts.
スイッチ２１は、利用者の操作により、オン状態においてシャッター２３を開状態に作動させ、同時にタイミング制御部２２へオン状態であることを知らせる。
The
撮像素子２４は、シャッター２３が開状態のとき、前方の被写体を撮像し、撮像結果を含む出力信号を電子ファイル生成部２５に送出する。
When the
電子ファイル生成部２５は、この出力信号に基づいて、画像を表す電子ファイルを生成し（ＳＴ１）電子ファイルをハッシュ値生成部２６及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する。
The electronic
一方、タイミング制御部２２は、スイッチ２１がオン状態になると直ちに、受信情報格納部１５が受信情報を、時刻情報格納部２０が内部時計１１の内部時刻情報を、それぞれ同時に取得・記憶するよう制御を行う（ＳＴ２，ＳＴ３）。
On the other hand, as soon as the
復調部１６は、受信情報格納部１５内の受信情報を読出可能なデータ形式へ復調し（ＳＴ４）、受信情報を認証子検証部１７に送出する。
認証子検証部１７は、この受信情報の認証子に基づいて無線放送の偽造の有無、すなわち、認証子が正当か否かを判定する（ＳＴ５）。なお、ステップＳＴ５の判定は、ステップＳＴ４とＳＴ３１との間であれば、いつ行ってもよく、例えばステップＳＴ２０の後に行ってもよい。また、ステップＳＴ５の判定結果が正当を示さなければ処理を中止するが（ＳＴ６）、ここでは受信情報を正当と認めた場合を述べる。
The
時刻／位置情報算出部１８は、標準放送・補正放送の各放送源からの各受信情報について、各受信情報に含まれる送信時刻情報と、耐タンパー保護領域２９にある内部時計１１の提供する受信時刻情報とを個別に比較し、送信時刻と受信時刻との差分が最大許容範囲内か否かを検証し（ＳＴ７）、不合格の受信情報を廃棄する（ＳＴ８）。
The time / position
次に、時刻／位置情報算出部１８は、ステップＳＴ７の検証に合格した受信情報が４個以上あるか否かを判定し（ＳＴ９）、否の場合には、移動端末１０が得た受信情報を全て不正とみなし、ステップＳＴ６に移行して全処理を終了する。
Next, the time / position
ステップＳＴ９の判定の結果、合格した受信情報が４個以上ある場合、時刻／位置情報算出部１８は、合格した複数の受信情報の中から４個１組として未検証の組を任意に選択する（ＳＴ１０）。
As a result of the determination in step ST9, when there are four or more pieces of received information that have passed, the time / position
しかる後、時刻／位置情報算出部１８は、受信時刻を示す標準放送受信時刻情報を算出し（ＳＴ１１）、補正放送から補正放送受信時刻を算出し（ＳＴ１２）、移動端末１０の位置情報を算出し（ＳＴ１３）、これら算出結果を算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９に送出する。
Thereafter, the time / position
算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、算出された標準放送受信時刻情報と時刻情報格納部２０が取得した内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、無線放送の再送の有無を判定、すなわち、２つの時刻の差分が予め設定した しきい値Δｔth以下であるか否かを検証し（ＳＴ１４）、しきい値Δｔthを超えていれば無線放送の再送有りとして処理を中止する。続いて、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、合格した受信情報から選択可能な組のうち、全ての組を検証したか否かを判定し（ＳＴ１５）、検証した場合には処理を中止して終了し（ＳＴ１６）、否の場合にはステップＳＴ１０に戻って別の組を選択する。
The calculated reception time information / calculated position
一方、ステップＳＴ１４の検証の結果、しきい値Δｔth以下の場合、標準放送に加えて補正放送に対しても、内部時計１１から取得された時刻情報と、算出された補正放送受信時刻情報とを比較し、差分が規定値以下であるか否かを検証し（ＳＴ１７）、規定値を超えていれば処理を中止してステップＳＴ１５に戻る。
On the other hand, if the result of the verification in step ST14 is equal to or less than the threshold value Δt th, the time information acquired from the
一方、規定値以下の場合、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、算出された移動端末１０の位置座標が地球表面上あるいはその近傍にあることを検証する（ＳＴ１８）。
On the other hand, if it is equal to or less than the specified value, the calculated reception time information / calculated position
ステップＳＴ１８の検証に合格した場合、選択された４個の受信情報から未試行の３個の受信情報を選択し（ＳＴ１９）、図７に示すように、選択した各座標Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3と地球の中心位置Ｏとで囲まれる三角錐の境界又は内側領域に受信機の位置座標ｘが含まれるか否かを検証する（ＳＴ２０）。 If the verification in step ST18 is passed, three unsuccessful reception information is selected from the selected four reception information (ST19), and as shown in FIG. 7, the selected coordinates P1, P2, P3 and It is verified whether or not the position coordinate x of the receiver is included in the boundary or inner region of the triangular pyramid surrounded by the center position O of the earth (ST20).
ステップＳＴ２０の領域検証により、４つの放送源からの受信情報それぞれに対し異なる遅延時間を発生させる一般化された再送攻撃を原理的に防止できる。ここで、領域検証の原理を図７及び図８を用いて説明する。いま、攻撃者の受信機Ｘが４個の放送源Ｐ1〜Ｐ4のうち、３個の放送源のＰ1，Ｐ2，Ｐ3の地球表面上への射影点に囲まれた領域にあるとする。但し、説明の便宜上、図８においては、Ｐ4の記載を省略し、放送源Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3をそれぞれＰ，Ｑ，Ｒと呼ぶ。 By the area verification in step ST20, a generalized retransmission attack that generates different delay times for each of the received information from the four broadcast sources can be prevented in principle. Here, the principle of region verification will be described with reference to FIGS. Now, it is assumed that the receiver X of the attacker is in an area surrounded by projection points on the earth surface of P1, P2, and P3 of three broadcast sources among the four broadcast sources P1 to P4. However, for convenience of explanation, the description of P4 is omitted in FIG. 8, and the broadcast sources P1, P2, and P3 are referred to as P, Q, and R, respectively.
偽造攻撃が認証子の検証により必ず防止され、さらに受信情報から算出される移動端末の受信時刻が真の受信時刻と一致する場合、再送攻撃が可能であるためには、次の条件［＃］（以下、再送攻撃可能な条件ともいう）が受信機と、全ての各放送源との間で成り立たなければならない。
［♯］（偽の受信機の位置と、ある放送源との間の距離）≧（真の受信機の位置と、ある放送源との間の距離）。
If a forgery attack is surely prevented by verification of the authenticator and the reception time of the mobile terminal calculated from the received information matches the true reception time, the following condition [#] (Hereinafter also referred to as “retransmission attack possible condition”) must be established between the receiver and all the broadcast sources.
[#] (Distance between a fake receiver position and a certain broadcast source) ≧ (Distance between a true receiver position and a certain broadcast source).
この条件［＃］は、再送攻撃の定義が、受信情報を保持した直後に再送信してこの受信情報を微小時間だけ遅延させる攻撃であることに起因する。電磁波の伝搬時間を用いた２点間の距離の測定において、光速は一定であるから、再送攻撃による電磁波の遅延を伴う場合、得られる距離の測定値は距離の真値より必ず大きくなる。ここで、攻撃者が算出受信時刻を真の受信時刻に一致させる場合、攻撃者が発生させなければならない遅延時間は各放送源の位置変化が無視できる程度に微小であることが言える。このため、放送の偽造が防止されるとき、受信情報に含まれる放送源の位置は常に正確に与えられると見なせる。したがって、与えられたこれら放送源の位置を起点として見るとき、再送攻撃によって得られる偽の受信位置は真の受信位置より必ず遠くになくてはならないという関係がある。この関係を正確に表したのが条件［＃］である。なお、条件［＃］は、図２７を参照して述べた関係ｅｉ−ｄｉ＝ｃδｉ（≧０）に基づいて、ｅｉ＝ｄｉ＋ｃδｉ及びｃδｉ≧０から得られる関係ｅｉ≧ｄｉを表すとも言える。 This condition [#] is due to the fact that the definition of a retransmission attack is an attack in which retransmission is performed immediately after holding reception information and this reception information is delayed by a minute time. In the measurement of the distance between two points using the propagation time of electromagnetic waves, the speed of light is constant, so that when the electromagnetic wave is delayed due to a replay attack, the measured distance value is always greater than the true value of the distance. Here, if the attacker matches the calculated reception time with the true reception time, it can be said that the delay time that must be generated by the attacker is so small that the position change of each broadcast source can be ignored. For this reason, when the forgery of the broadcast is prevented, it can be considered that the position of the broadcast source included in the received information is always given accurately. Therefore, when viewing the position of these given broadcast sources as a starting point, there is a relationship that the false reception position obtained by the retransmission attack must be far from the true reception position. The condition [#] accurately represents this relationship. The condition [#] is a relationship e obtained from e i = d i + cδ i and cδ i ≧ 0 based on the relationship e i -d i = cδ i (≧ 0) described with reference to FIG. It can also be said that i ≧ d i .
ここで仮に、図８に示すように、算出して得られた受信機の位置Ｘが領域Ｐ-Ｑ-Ｒに含まれる場合、Ｘを再送攻撃による偽の受信機の位置と仮定すると、真の位置Ｘ’がどこにあろうと、再送攻撃可能な条件［＃］を満たさない放送源が必ず１つ以上存在することになり、これは明らかに矛盾する。ゆえに、Ｘを再送攻撃による偽の受信機の位置であるとした前記の仮定は成り立たないことがわかる。 Here, as shown in FIG. 8, if the calculated position X of the receiver is included in the region PQR, assuming that X is the position of a fake receiver due to a retransmission attack, it is true. Wherever X's position X 'is, there will always be at least one broadcast source that does not satisfy the condition [#] that allows retransmission attacks, which is clearly contradictory. Therefore, it can be seen that the above assumption that X is the position of a fake receiver due to a retransmission attack does not hold.
したがって、偽造攻撃が防止されている前提のもと、算出された位置Xが領域に含まれるならば、X は再送情報に基づかない受信機の位置情報であることが言える。以上が領域検証の原理である。 Therefore, if the calculated position X is included in the area under the premise that the forgery attack is prevented, it can be said that X is the position information of the receiver not based on the retransmission information. The above is the principle of region verification.
ステップＳＴ２０の領域検証の結果、３個の受信情報に基づく領域に位置座標が含まれない場合（ＳＴ２０；ＮＯ）、一つ前のステップＳＴ１９で選択された４個の受信情報の全ての組み合わせを試行したか否かを判定し（ＳＴ３０）、まだ未試行の組み合わせがあれば（ＳＴ３０；ＮＯ）、ステップＳＴ１９に戻って３個の組み合わせを選択し直し、ステップＳＴ２０の領域検証を再試行する。未試行の３個の組み合わせがこれ以上無い場合（ＳＴ３０；ＮＯ）、ステップＳＴ１５に移行して未検証の組があれば（ＳＴ１５；ＮＯ）、未検証の組を対象にしてステップＳＴ１０〜ＳＴ３０の処理を再実行する。ステップＳＴ１５に移行して未検証の組が無ければ（ＳＴ１５；ＹＥＳ）、移動端末１０が得た受信情報を全て不正と見なし、処理を中止して終了する（ＳＴ１６）。
As a result of the area verification in step ST20, when the position coordinates are not included in the area based on the three pieces of reception information (ST20; NO), all combinations of the four pieces of reception information selected in the previous step ST19 are obtained. It is determined whether or not an attempt has been made (ST30). If there is still an unretrieved combination (ST30; NO), the process returns to step ST19 to select three combinations again, and the region verification in step ST20 is retried. If there are no more three untested combinations (ST30; NO), the process proceeds to step ST15, and if there is an unverified pair (ST15; NO), steps ST10 to ST30 are performed for the unverified group. Re-execute processing. If there is no unverified pair after moving to step ST15 (ST15; YES), all the received information obtained by the
一方、ステップＳＴ２０の領域検証の結果、３個の受信情報に基づく領域に位置座標が含まれる場合（ＳＴ２０；ＹＥＳ）、合格した３個の受信情報を含むステップＳＴ１０で選択された４個の受信情報、及びそこから算出された時刻情報・位置情報を、正当と認める。 On the other hand, if the position coordinates are included in the region based on the three pieces of reception information as a result of the region verification in step ST20 (ST20; YES), the four receptions selected in step ST10 including the three pieces of reception information passed. The information and the time information / position information calculated therefrom are recognized as valid.
すなわち、標準放送・補正放送から算出された位置情報の正当性を確定し（ＳＴ３１）、位置情報の検証を終了する。 That is, the validity of the position information calculated from the standard broadcast / corrected broadcast is confirmed (ST31), and the verification of the position information is finished.
以下、前述同様に、移動端末１０は、電子ファイルのハッシュ値に位置情報、内部時刻情報、同期時刻情報及び有効期限を付加して署名対象データを作成し、署名対象データからディジタル署名を生成し、このディジタル署名を電子ファイルに付加して記憶する。
Hereinafter, as described above, the
上述したように本実施形態によれば、無線で送信される送信時刻情報及び放送源位置情報に、放送源固有の認証子を付与し、この認証子に基づいて偽造の有無を判定することにより、偽造攻撃を阻止できる。さらに、無線放送の受信時刻を示す受信時刻情報と、内部時計１１の内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて再送の有無を判定することにより、多くの場合の再送攻撃を阻止できる。従って、無線を用いた位置認証に対する偽造攻撃及び再送攻撃を阻止し、信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the transmission source information transmitted wirelessly and the broadcast source position information are given the authenticator specific to the broadcast source, and the presence or absence of forgery is determined based on the authenticator. Can prevent counterfeit attacks. Furthermore, by comparing the reception time information indicating the reception time of the radio broadcast with the internal time information of the
これに加え、各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、自装置の位置情報が含まれる場合、無線放送を再送無しと判定するので、前述した偽造攻撃の防止および受信時刻の比較による再送攻撃の防止では防御不能な、算出された受信時刻情報と内部時計１１の内部時刻情報とが一致する一般化された再送攻撃をも防止することができる。従って、無線を用いた位置認証に対する一般化された再送攻撃をも阻止し、信頼性を向上させることができる。
In addition to this, when the position information of the own device is included in the boundary or inner area of the triangular pyramid composed of the three broadcast source position information and the center position of the earth among the broadcast source position information of each broadcast source, wireless broadcasting Therefore, it is generalized that the calculated reception time information coincides with the internal time information of the
詳しくは、移動体通信に用いる移動端末１０に関して、放送等の一方向通信に含まれた時刻情報や位置情報を位置を固定することなく移動端末１０で取得する。偽造攻撃に対しては、送信情報に付加された放送源ｉ固有の認証子が正当か否か、あるいは放送源ｉ自身の位置情報と時刻情報が公開された正しい情報と一致するか否か、を検証して防止する。多くの場合の再送攻撃に対しては、移動端末１０の内部時計１１と送信情報に含まれた時刻情報との差分が設定されたしきい値以下であるか否かを検証して防止する。また、一般化された再送攻撃に対しては、各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、自装置の位置情報が含まれるか否かを検証して防止する。
Specifically, regarding the
従って、移動端末１０の時刻情報と位置情報及び移動端末１０が生成する電子ファイルに付加された時刻情報と位置情報の正当性を技術的に保証することができる。また、ＧＰＳ等の放送型通信を利用して、電子ファイル生成を端末側で行い、端末を定位置に固定する必要がなくネットワーク接続の必要もない、偽りの位置情報を許さない安全な位置認証を実現することができる。
Therefore, it is possible to technically guarantee the time information and position information of the
また、本実施形態によれば、時刻情報及び位置情報の正当性を保証できるので、デジタルデータの生成時刻・位置の保証、物流における時刻情報及び位置情報の記録証明、自動車の走行記録証明など、提供される時刻情報及び位置情報の正当性が要求される種々のサービスを実現できる。例えば、定位置に固定されない携帯受信端末等を用いた種々のサービスを実現できる。 In addition, according to the present embodiment, the validity of the time information and position information can be guaranteed, so the digital data generation time / position guarantee, the time information and position information record certification in logistics, the driving record certification of the car, etc. Various services that require validity of the time information and position information provided can be realized. For example, various services using a mobile receiving terminal that is not fixed in place can be realized.
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について前述した図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、図１に示す算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９が、図６に述べたステップＳＴ２０を、図９に示すステップＳＴ２１〜ＳＴ２７のように実行する構成となっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings described above.
This embodiment is a specific example of the first embodiment, and the calculated reception time information / calculated position
次に、以上のように構成された算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９を備えた移動端末の動作を説明する。
移動端末１０においては、前述した通り、ステップＳＴ１〜ＳＴ１９までの処理を実行する。続いて、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、「三角錐の境界又は内側領域に、算出された位置情報を含むか否かを検証する」旨のステップＳＴ２０を開始する。
Next, the operation of the mobile terminal provided with the calculated reception time information / calculated position
In the
算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、地球の中心を原点Ｏとし、選択した３個の放送源についてＰ1，Ｐ2，Ｐ3と割り当てる。
ここで、判定値Ｖの絶対値は、３つの辺ＯＰｉ，ＯＰｊ，ＯＸが張る平行６面体の体積を表す。判定値Ｖの符号は、図１０に示すように、点Ｏ，Ｐｉ，Ｐｊを含む平面ＰＬ１を基準としたとき、算出された位置Ｘが平面ＰＬ１の法線ベクトルｎ→（実際はｎの真上に→の表記）と同じ向きの側にある場合に正、逆の向きの側にある場合に負、同じ平面上に含まれる場合に０となる。この性質を利用して、前述したステップＳＴ２０の領域検証を実行することができる。領域検証の状況としては、次の（ア）〜（ウ）のいずれかの場合がある。 Here, the absolute value of the determination value V represents the volume of a parallelepiped spanned by the three sides OPi, OPj, and OX. As shown in FIG. 10, the sign of the determination value V is based on the plane PL1 including the points O, Pi, Pj, and the calculated position X is a normal vector n → (actually just above n) of the plane PL1. It is positive when it is on the same orientation side, negative when it is on the opposite side, and 0 when included on the same plane. Using this property, the above-described region verification in step ST20 can be executed. As the status of the area verification, there is one of the following cases (a) to (c).
（ア）算出された位置Ｘが三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3に含まれるとき、全てのｉについて、判定値Ｖの符号は常に同じとなる（図１１〜図１３参照）。符号は全て正でもよく、全て負でもよい。 (A) When the calculated position X is included in the triangular pyramid O-P1-P2-P3, the sign of the determination value V is always the same for all i (see FIGS. 11 to 13). All signs may be positive or all negative.
（イ）算出された位置Ｘが三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3に含まれないとき、あるｉの値のときの判定値Ｖの符号は、残り二通りのｉの値のときのＶの符号とは異なる（図１４〜図１６参照）。 (A) When the calculated position X is not included in the triangular pyramid O-P1-P2-P3, the sign of the determination value V for a certain i value is the sign of V for the remaining two i values. It is different from the reference numerals (see FIGS. 14 to 16).
（ウ）算出された位置Ｘが三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3の境界面上に含まれるとき、あるｉの値の判定値Ｖの符号は０となり、残り二通りのｉの値のＶの符号は互いに同じとなる（図１７〜図１９参照）。 (C) When the calculated position X is included on the boundary surface of the triangular pyramid O-P1-P2-P3, the sign of the determination value V of a certain i value is 0, and the remaining two i values V Are the same as each other (see FIGS. 17 to 19).
したがって（ア）〜（ウ）をまとめると、ｉ＝１，２，３について、判定値Ｖの全ての値が０以上あるいは全ての値が０以下であれば、算出された位置Ｘが領域に含まれる旨を判定できる。 これにより、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、判定値Ｖの全ての値が０以上あるいは０以下か否かを判定し（ＳＴ２３）、判定値Ｖの全ての値が０以上あるいは０以下の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれる旨を判定し（ＳＴ２４）、判定結果“ＹＥＳ”を出力する。
Therefore, when (a) to (c) are summarized, if all the determination values V are 0 or more or all the values are 0 or less for i = 1, 2, 3, the calculated position X is in the region. It can be determined that it is included. Thereby, the calculated reception time information / calculated position
一方、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、ステップＳＴ２３の判定結果が否の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれない旨を判定し（ＳＴ２６）、判定結果“ＮＯ”を出力する。
以下、前述同様に、移動端末１０は、ステップＳＴ３０又はＳＴ３１以降の処理を実行する。
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、１回のベクトル外積及びベクトル内積の演算により算出される判定値Ｖを３個算出し、この３個の判定値Ｖの符号に基づいて領域検証を実行する構成により、簡易且つ高速な領域検証を実現することができる。
On the other hand, the calculated reception time information / calculated position
Hereinafter, as described above, the
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, three determination values V calculated by one calculation of vector outer product and vector inner product are calculated, and these three determination values are calculated. With the configuration in which region verification is performed based on the sign of V, simple and high-speed region verification can be realized.
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について前述した図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、第１の実施形態の他の具体例であり、図１に示す算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９が、図６に述べたステップＳＴ２０を、図２０に示すステップＳＴ２１〜ＳＴ２７のように実行する構成となっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings described above.
This embodiment is another specific example of the first embodiment. The calculated reception time information / calculated position
すなわち、本実施形態は、三次元コンピュータグラフィックス（３Ｄ−ＣＧ）の分野で効率的な計算法として知られる交差判定アルゴリズム（T. Moeller and B. Trumbore: Fast, minimum storage ray-triangle intersection, Journal of Graphics Tools, Vol.2, No.1, pp21-28, 1997.を参照）を用いて、前述したステップＳＴ２０の領域検証を行う構成となっている。 次に、以上のように構成された算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９を備えた移動端末の動作を説明する。
移動端末１０においては、前述した通り、ステップＳＴ１〜ＳＴ１９までの処理を実行する。続いて、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、「三角錐の境界又は内側領域に、算出された位置情報を含むか否かを検証する」旨のステップＳＴ２０を開始する。
That is, the present embodiment is based on an intersection determination algorithm (T. Moeller and B. Trumbore: Fast, minimum storage ray-triangle intersection, Journal known as an efficient calculation method in the field of three-dimensional computer graphics (3D-CG). of Graphics Tools, Vol.2, No.1, pp21-28, 1997.), the region verification in step ST20 described above is performed. Next, the operation of the mobile terminal provided with the calculated reception time information / calculated position
In the
始めに、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、前述同様に、地球の中心を原点Ｏとし、選択した３個の放送源についてＰ1，Ｐ2，Ｐ3と割り当てる。各放送源Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3の位置座標をＰ1→，Ｐ2→，Ｐ3→（のベクトル情報）と置き、受信機の位置Ｘの座標をｘ→（のベクトル情報）と置く（ＳＴ２１）。
First, the calculated reception time information / calculated position
次に、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、下記式のように、位置座標ｘ→とその絶対値｜ｘ→｜との比ｄ→（実際はｄの真上に→の表記）を計算し（ＳＴ２２Ａ−１）、この計算結果ｄ→と位置座標Ｐ1→，Ｐ2→，Ｐ3→とに基づいて、判定値ｕ，ｖを計算する（ＳＴ２２Ａ−２）。
ここで、図２１に示すように、直線ＯＸを地球外側に延長した点をＥとし、三角形Ｐ1−Ｐ2−Ｐ3を含む平面ＰＬ２と直線ＯＥとの交点をＹとするならば、ｓが線分ＯＹの長さを表し、点Ｙが三角形Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3の内部に含まれるか境界線上にあるとき、ｕ，ｖは、ｕ≧０，ｖ≧０，ｕ＋ｖ≦１を満たす。 Here, as shown in FIG. 21, if E is a point obtained by extending the straight line OX to the outside of the earth, and Y is the intersection of the plane PL2 including the triangle P1-P2-P3 and the straight line OE, s is a line segment. This represents the length of OY, and u and v satisfy u ≧ 0, v ≧ 0, and u + v ≦ 1 when the point Y is included in the triangle P1-P2-P3 or on the boundary line.
また、点Ｙの定義と各点Ｏ，Ｘ，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3との位置関係により、「点Ｘが三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3に含まれるか境界面上にあること」と、「点Ｙが三角形Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3の内部に含まれるか境界線上にあること」は同値である。従って、ｕ，ｖを計算し、得られた値がｕ≧０，ｖ≧０，ｕ＋ｖ≦１を満たせば、点Ｘは領域に含まれるものと判定できる。 Further, according to the definition of the point Y and the positional relationship between the points O, X, P1, P2, and P3, “the point X is included in the triangular pyramid O-P1-P2-P3 or on the boundary surface”; "The point Y is included in the triangle P1-P2-P3 or on the boundary" is equivalent. Therefore, if u and v are calculated and the obtained values satisfy u ≧ 0, v ≧ 0, and u + v ≦ 1, it can be determined that the point X is included in the region.
これにより、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、判定値Ｖの全ての値が０以上あるいは０以下か否かを判定し（ＳＴ２３）、判定値Ｖの全ての値が０以上あるいは０以下の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれる旨を判定し（ＳＴ２４）、判定結果“ＹＥＳ”を出力する。
Thereby, the calculated reception time information / calculated position
一方、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、ステップＳＴ２３の判定結果が否の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれない旨を判定し（ＳＴ２６）、判定結果“ＮＯ”を出力する。
以下、前述同様に、移動端末１０は、ステップＳＴ３０又はＳＴ３１以降の処理を実行する。
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、効率的な計算法である交差判定アルゴリズムに基づいて領域検証を実行する構成により、効率的な領域検証を実現することができる。
On the other hand, the calculated reception time information / calculated position
Hereinafter, as described above, the
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, efficient region verification is realized by a configuration in which region verification is performed based on an intersection determination algorithm that is an efficient calculation method. be able to.
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について前述した図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、図１に示す算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９が、図９に述べたステップＳＴ２２，ＳＴ２３を、図２２に示すステップＳＴ２２Ｂ，ＳＴ２３Ｂのように実行する構成となっている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings described above.
The present embodiment is a modification of the second embodiment, in which the calculated reception time information / calculated position
次に、以上のように構成された算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９を備えた移動端末の動作を説明する。
移動端末においては、前述した通り、ステップＳＴ１〜ＳＴ１９までの処理を実行する。続いて、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、ステップＳＴ２０を開始し、前述した通り、ステップＳＴ２１を実行する。
Next, the operation of the mobile terminal provided with the calculated reception time information / calculated position
In the mobile terminal, the processes from step ST1 to ST19 are executed as described above. Subsequently, the calculated reception time information / calculated position
続いて、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、下記式のように、位置座標Ｐ1→，Ｐ2→，Ｐ3→，ｘ→に基づいて、判定値Ｄを計算する（ＳＴ２２Ｂ）。
ここで、図２３に示すように、三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3を、点Ｘを含みｘ→を法線ベクトルとする平面で切って得られる断面の三角形をＱ1-Ｑ2-Ｑ3とする。点Ｘが三角形Ｑ1-Ｑ2-Ｑ3の内部あるいはその周上にあるとき、図２４に示すベクトルＸＱ1→，ＸＱ2→，ＸＱ3→，ＸＯに基づいて、下記式のように計算した値Ｄ’は、全て同符号あるいは０となることが言える。
ここで、「点Ｘが三角錐Ｏ-Ｐ1-Ｐ2-Ｐ3に含まれること」は「点Ｘが三角形Ｑ1-Ｑ2-Ｑ3の内部あるいはその周上にあること」と同値である。 Here, “the point X is included in the triangular pyramid O-P1-P2-P3” is equivalent to “the point X is inside or on the circumference of the triangle Q1-Q2-Q3”.
従って、上述した判定値Ｄが全て同符号あるいは０であれば、算出された位置Ｘは領域に含まれるものと判定できる。 Therefore, if all the determination values D described above have the same sign or 0, it can be determined that the calculated position X is included in the region.
これにより、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、全ての判定値Ｄが同符号あるいは０であるか否かを判定し（ＳＴ２３Ｂ）、全ての判定値Ｄが同符号あるいは０の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれる旨を判定し（ＳＴ２４）、判定結果“ＹＥＳ”を出力する。
Thereby, the calculation reception time information / calculation position
一方、算出受信時刻情報／算出位置情報検証部１９は、ステップＳＴ２３の判定結果が否の場合、算出された位置Ｘが領域に含まれない旨を判定し（ＳＴ２６）、判定結果“ＮＯ”を出力する。
以下、前述同様に、移動端末１０は、ステップＳＴ３０又はＳＴ３１以降の処理を実行する。
上述したように本実施形態によれば、２回のベクトル外積及び１回のベクトル内積の演算により算出される判定値Ｄを３個算出し、この３個の判定値Ｄの符号に基づいて領域検証を実行する構成としても、第２の実施形態と同様に、簡易且つ高速な領域検証を実現することができる。
On the other hand, the calculated reception time information / calculated position
Hereinafter, as described above, the
As described above, according to the present embodiment, three determination values D calculated by calculating two vector outer products and one vector inner product are calculated, and a region is determined based on the sign of the three determination values D. As a configuration for executing verification, simple and high-speed area verification can be realized as in the second embodiment.
（第５の実施形態）
図２５は本発明の第５の実施形態に係る時刻及び位置認証装置を内蔵した移動端末の構成を示す模式図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 25 is a schematic diagram showing the configuration of a mobile terminal incorporating a time and location authentication device according to the fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. However, here, the different parts are mainly described. In the following embodiments, the same description is omitted.
本実施形態は、第１〜第４の各実施形態の変形例であり、移動端末１０ａとして、タクシー料金メータを用いた構成となっている。これに伴い、図１のスイッチ２１、シャッター２３及び撮像素子２４に代えて、料金確定スイッチ２１ａ及び料金カウント部３０を備え、電子ファイル生成部２５ａがタクシー料金に関する電子ファイルを生成するものとなっている。
This embodiment is a modification of each of the first to fourth embodiments, and has a configuration using a taxi fare meter as the
ここで、料金確定スイッチ２１ａは、既に作動中である料金カウント部３０をオン状態において停止させて料金を確定し、タイミング制御部２２へオン状態であることを知らせるものである。
Here, the
料金カウント部３０は、運転手の操作により、客の乗車時に料金メータ開始スイッチ（図示せず）がオン状態にされると、タクシー料金をカウントし、降車時に料金確定スイッチ２１ａがオン状態にされると、確定した料金を示す確定データを電子ファイル生成部２５ａに送出するものである。
The
電子ファイル生成部２５ａは、料金カウント部３０内の確定データを表す電子ファイルを生成する機能と、電子ファイルをハッシュ値生成部２６及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能とをもっている。
The electronic
なお、料金確定スイッチ２１ａ、料金カウント部３０、電子ファイル生成部２５ａ及び署名付き電子ファイル格納部２８は、主にタクシー料金メータに対応し、他の要素１１〜２０，２２〜２４，２６〜２８が主に時刻及び位置認証装置に対応する。
The
次に、以上のように構成された移動端末の動作を説明する。
タクシー会社（管理センタ４０）は、業務開始前に移動端末（タクシー料金メータ）１０ａの内部時計１１を時刻同期させる。運転手は、客の乗車時に料金メータ開始スイッチ（図示せず）をオン状態にし、降車時に料金メーターの料金確定スイッチ２１ａをオン状態にし、料金を確定させると同時に客の乗車・降車の位置情報と時刻情報、乗車料金、内部時計１１の更新時刻、有効期限、に対して料金メータ固有のディジタル署名を生成し、これらデータに付加した上で１組とし、記憶する。
Next, the operation of the mobile terminal configured as described above will be described.
The taxi company (management center 40) synchronizes the time of the
タクシーが業務終了後に入庫してから、タクシー会社は耐タンパー性保証パラメータを検証後、記憶データを出力し、次回業務開始までに再び移動端末（タクシー料金メータ）１０ａの内部時計１１の時刻同期を行う。
After the taxi arrives at the end of the business, the taxi company verifies the tamper resistance guarantee parameters, outputs the stored data, and synchronizes the time of the
上述したように本実施形態によれば、移動端末をタクシー料金メータに適用した構成としても、第１〜第４の各実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to this embodiment, even when the mobile terminal is applied to a taxi fare meter, the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained.
（第６の実施形態）
図２６は本発明の第６の実施形態に係る時刻及び位置認証装置を内蔵した移動端末の構成を示す模式図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 26 is a schematic diagram showing a configuration of a mobile terminal incorporating a time and location authentication device according to the sixth embodiment of the present invention.
本実施形態は、第１〜第４の各実施形態の変形例であり、移動端末１０ｂとして、配送用精算機を用いた構成となっている。これに伴い、図１のスイッチ２１、シャッター２３及び撮像素子２４に代えて、受領書発行スイッチ２１ｂ及び精算データ入力端末３１を備え、電子ファイル生成部２５ｂが精算データに関する電子ファイルを生成するものとなっている。
This embodiment is a modification of each of the first to fourth embodiments, and has a configuration using a delivery settlement machine as the mobile terminal 10b. Accordingly, in place of the
ここで、受領証発行スイッチ２１ｂは、オン状態において精算データ入力端末３１の入力データを電子ファイル生成部２５へ送り、タイミング制御部２２へオン状態であることを知らせるものである。
Here, the
精算データ入力端末３１は、クレジットカードもしくは手入力により精算データを入力するものであり、受領書発行スイッチ２１ｂがオン状態にされると、確定した精算データを電子ファイル生成部２５ｂに送出するものである。
The settlement
電子ファイル生成部２５は、精算データ入力端末３１から確定された精算データを受けると、精算データに対応する受領証を表す電子ファイルを生成する機能と、電子ファイルをハッシュ値生成部２６及び署名付き電子ファイル格納部２８に送出する機能とをもっている。
The electronic
なお、受領書発行スイッチ２１ｂ、精算データ入力端末３１、電子ファイル生成部２５ｂ及び署名付き電子ファイル格納部２８は、主に配送用精算機に対応し、他の要素１１〜２０，２２〜２４，２６〜２８が主に時刻及び位置認証装置に対応する。
The
次に、以上のように構成された移動端末の動作を説明する。
配送会社（管理センタ４０）は、業務開始前に移動端末（配送用精算機）１０ｂの内部時計１１の時刻同期を行い、移動端末１０ｂを配送者に渡す。
Next, the operation of the mobile terminal configured as described above will be described.
The delivery company (management center 40) synchronizes the time of the
配送者は荷物を届けた段階で決済処理を行い、受領証発行スイッチ２１ｂをオン状態にすると、クレジットカード番号等の決済処理情報、決済を行う際の位置情報と時刻情報、内部時計１１の更新時刻情報と有効期限、に対して移動端末１０ｂ固有のディジタル署名を生成し、これらデータに付加した上で１組とし、記憶する。
When the delivery person performs the payment process at the stage of delivering the package and turns on the
配送者は業務終了時に移動端末（配送用精算機）１０ｂを配送会社に渡す。配送会社は耐タンパー性保証パラメータを検証し、記憶データを出力し、次回業務開始前までに再び移動端末１０ｂの内部時計１１の時刻同期を行う。
The delivery person delivers the mobile terminal (delivery settlement machine) 10b to the delivery company at the end of the business. The delivery company verifies the tamper resistance guarantee parameter, outputs the stored data, and synchronizes the time of the
上述したように本実施形態によれば、移動端末を配送用精算機に適用した構成としても、第１〜第４の各実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained even when the mobile terminal is applied to a payment settlement machine.
なお、上記各実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。 The method described in each of the above embodiments is a program that can be executed by a computer, such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), a magneto-optical disk ( MO), and can be stored and distributed in a storage medium such as a semiconductor memory.
また、この記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であっても良い。 In addition, as long as the storage medium can store a program and can be read by a computer, the storage format may be any form.
また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。 In addition, an OS (operating system) operating on the computer based on an instruction of a program installed in the computer from the storage medium, MW (middleware) such as database management software, network software, and the like implement the present embodiment. A part of each process may be executed.
さらに、本発明における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。 Further, the storage medium in the present invention is not limited to a medium independent of a computer, but also includes a storage medium in which a program transmitted via a LAN, the Internet, or the like is downloaded and stored or temporarily stored.
また、記憶媒体は１つに限らず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であっても良い。 Further, the number of storage media is not limited to one, and the case where the processing in the present embodiment is executed from a plurality of media is also included in the storage media in the present invention, and the media configuration may be any configuration.
尚、本発明におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であっても良い。 The computer according to the present invention executes each process according to the present embodiment based on a program stored in a storage medium, and includes a single device such as a personal computer or a system in which a plurality of devices are connected to a network. Any configuration may be used.
また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。 In addition, the computer in the present invention is not limited to a personal computer, but includes an arithmetic processing device, a microcomputer, and the like included in an information processing device, and is a generic term for devices and devices that can realize the functions of the present invention by a program. .
なお、本願発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１０，１０ａ，１０ｂ…移動端末、１１…内部時計、１２…内部時計更新時刻情報格納部、１３…耐タンパー性保証パラメータ格納部、１４…受信部、１５…受信情報格納部、１６…復調部、１７…認証子検証部、１８…時刻／位置情報算出部、１９…算出受信時刻情報／算出位置情報検証部、２０…時刻情報格納部、２１，２１ａ，２１ｂ…スイッチ、２２…タイミング制御部、２３…シャッター、２４…撮像素子、２５…電子ファイル生成部、２６…ハッシュ値生成部、２７…ディジタル署名生成部、２８…署名付き電子ファイル格納部、２９…耐タンパー保護領域。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
外部の複数の放送源から無線で送信される送信時刻情報、放送源位置情報、及び放送源固有の認証子を含む無線放送を受信する受信手段と、
前記認証子に基づいて、前記無線放送の偽造の有無を判定する偽造判定手段と、
内部時刻情報を提供する内部時計装置と、
前記無線放送の受信時刻を示す受信時刻情報を取得する受信時刻取得手段と、
前記受信時刻情報と前記内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、前記無線放送の再送の有無を判定する第１の再送判定手段と、
前記無線放送に基づいて、自装置の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、前記算出した自装置の位置情報が含まれる場合、前記無線放送を再送無しと判定する第２の再送判定手段と、
前記偽造判定手段による判定の結果が偽造無しを示し、且つ前記第１及び第２の再送判定手段による判定結果がいずれも再送無しを示す場合、前記内部時刻情報及び前記自装置の位置情報に基づいて、前記電子ファイルのデジタル署名を生成する署名生成手段と、
前記デジタル署名を前記電子ファイルに付加する署名付加手段と
を備えたことを特徴とする時刻及び位置認証装置。 A time and position authentication device for authenticating an electronic file with the time and position at the time of authentication,
Receiving means for receiving wireless broadcasts including transmission time information, broadcast source position information, and broadcast source-specific authenticators transmitted wirelessly from a plurality of external broadcast sources;
Forgery determination means for determining the presence or absence of forgery of the wireless broadcast based on the authenticator;
An internal clock device that provides internal time information;
Reception time acquisition means for acquiring reception time information indicating the reception time of the wireless broadcast;
A first retransmission determination unit that compares the reception time information with the internal time information and determines the presence / absence of retransmission of the wireless broadcast based on a difference therebetween;
Position calculation means for calculating position information of the own device based on the wireless broadcast;
When the calculated position information of the own device is included in the boundary or inner region of the triangular pyramid composed of the three broadcast source position information and the center position of the earth among the broadcast source position information of each of the broadcast sources, the wireless Second retransmission determination means for determining that the broadcast is not retransmitted;
Based on the internal time information and the position information of the own device when the determination result by the forgery determination unit indicates no forgery and the determination results by the first and second retransmission determination units both indicate no retransmission. Signature generating means for generating a digital signature of the electronic file;
A time and position authentication device comprising: a signature adding means for adding the digital signature to the electronic file.
外部の複数の放送源から無線で送信される送信時刻情報、放送源位置情報、及び放送源固有の認証子を含む無線放送を受信する受信工程と、
前記認証子に基づいて、前記無線放送の偽造の有無を判定する偽造判定工程と、
前記無線放送の受信時刻を示す受信時刻情報を取得する受信時刻取得工程と、
前記受信時刻情報と前記内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、前記無線放送の再送の有無を判定する第１の再送判定工程と、
前記無線放送に基づいて、自装置の位置情報を算出する位置算出工程と、
前記各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、前記算出した自装置の位置情報が含まれる場合、前記無線放送を再送無しと判定する第２の再送判定工程と、
前記偽造判定工程による判定の結果が偽造無しを示し、且つ前記第１及び第２の再送判定工程による判定結果がいずれも再送無しを示す場合、前記内部時刻情報及び前記自装置の位置情報に基づいて、前記電子ファイルのデジタル署名を生成する署名生成工程と、
前記デジタル署名を前記電子ファイルに付加する署名付加工程と
を備えたことを特徴とする時刻及び位置認証方法。 A time and position authentication method for authenticating an electronic file with a time and position at the time of authentication by a time and position authentication device provided with an internal clock device that provides internal time information,
A reception step of receiving a wireless broadcast including transmission time information transmitted from a plurality of external broadcast sources by radio, broadcast source position information, and a broadcast source-specific authenticator;
Forgery determination step for determining the presence or absence of forgery of the wireless broadcast based on the authenticator;
A reception time acquisition step of acquiring reception time information indicating the reception time of the wireless broadcast;
A first retransmission determination step of comparing the reception time information with the internal time information and determining whether or not the wireless broadcast is retransmitted based on a difference between the two,
A position calculating step for calculating position information of the device based on the wireless broadcast;
When the calculated position information of the own device is included in the boundary or inner region of the triangular pyramid composed of the three broadcast source position information and the center position of the earth among the broadcast source position information of each of the broadcast sources, the wireless A second retransmission determination step for determining that the broadcast is not retransmitted;
Based on the internal time information and the position information of the own device when the determination result by the forgery determination step indicates no forgery and the determination results by the first and second retransmission determination steps indicate no retransmission A signature generating step for generating a digital signature of the electronic file;
And a signature adding step of adding the digital signature to the electronic file.
前記コンピュータを、
前記受信回路により受信された認証子に基づいて、前記無線放送の偽造の有無を判定する偽造判定手段、
前記無線放送の受信時刻を示す受信時刻情報を取得する受信時刻取得手段、
前記受信時刻情報と前記内部時刻情報とを比較し、両者の差に基づいて、前記無線放送の再送の有無を判定する第１の再送判定手段、
前記無線放送に基づいて、自装置の位置情報を算出する位置算出手段、
前記各放送源の放送源位置情報のうち、３つの放送源位置情報と地球の中心位置とからなる三角錐の境界又は内側領域に、前記算出した自装置の位置情報が含まれる場合、前記無線放送を再送無しと判定する第２の再送判定手段、
前記偽造判定手段による判定の結果が偽造無しを示し、且つ前記第１及び第２の再送判定手段による判定結果がいずれも再送無しを示す場合、前記内部時刻情報及び前記自装置の位置情報に基づいて、前記電子ファイルのデジタル署名を生成する署名生成手段、
前記デジタル署名を前記電子ファイルに付加する署名付加手段、
として機能させるためのプログラム。 A receiving circuit for receiving wireless broadcasts including transmission time information, broadcast source position information, and broadcast source-specific authenticators transmitted wirelessly from a plurality of external broadcast sources; and an internal clock device for providing internal time information A time and position authentication device for authenticating an electronic file with the time and position at the time of authentication, a program used in a computer of the time and position authentication device,
The computer,
Forgery determination means for determining the presence or absence of forgery of the wireless broadcast based on the authenticator received by the receiving circuit;
Reception time acquisition means for acquiring reception time information indicating the reception time of the wireless broadcast;
A first retransmission determination unit that compares the reception time information with the internal time information, and determines whether or not the wireless broadcast is retransmitted based on a difference between the reception time information and the internal time information;
Position calculating means for calculating position information of the own device based on the wireless broadcast;
When the calculated position information of the own device is included in the boundary or inner region of the triangular pyramid composed of the three broadcast source position information and the center position of the earth among the broadcast source position information of each of the broadcast sources, the wireless Second retransmission determination means for determining that the broadcast is not retransmitted;
Based on the internal time information and the position information of the own device when the determination result by the forgery determination unit indicates no forgery and the determination results by the first and second retransmission determination units both indicate no retransmission. Signature generating means for generating a digital signature of the electronic file,
Signature adding means for adding the digital signature to the electronic file;
Program to function as.
前記第２の再送判定手段は、
前記地球の中心位置を原点として、前記３つの放送源位置情報をそれぞれ第１乃至第３放送源位置ベクトル情報とすると共に、前記自装置の位置情報を自装置位置ベクトル情報とし、前記第１乃至第３放送源位置ベクトル情報及び前記自装置位置ベクトル情報に基づいて、下記式により、３つの判定値Ｖを算出する手段、
前記３つの判定値Ｖがいずれも０以上又は０以下であるとき、前記無線放送の再送無しの判定結果を得る手段、
を含んでいることを特徴とするプログラム。
The second retransmission determination means includes
With the center position of the earth as the origin, the three broadcast source position information are set as first to third broadcast source position vector information, and the position information of the own apparatus is set as own apparatus position vector information. Means for calculating three determination values V according to the following formula based on the third broadcast source position vector information and the own apparatus position vector information;
Means for obtaining a determination result indicating that there is no retransmission of the wireless broadcast when all of the three determination values V are 0 or more or 0 or less;
The program characterized by including.
前記第２の再送判定手段は、
前記地球の中心位置を原点として、前記３個の放送源位置情報をそれぞれ第１乃至第３放送源位置ベクトル情報とすると共に、前記自装置の位置情報を自装置位置ベクトル情報とし、前記第１乃至第３放送源位置ベクトル情報及び前記自装置位置ベクトル情報に基づいて、下記式により、判定値ｕ，ｖを算出する手段、
前記判定値ｕ，ｖがいずれも０以上（ｕ≧０，ｖ≧０）で且つ前記判定値ｕ，ｖ同士の和が１以下（ｕ＋ｖ≦１）であるとき、前記無線放送の再送無しの判定結果を得る手段、
を含んでいることを特徴とするプログラム。
The second retransmission determination means includes
With the center position of the earth as the origin, the three broadcast source position information is set as first to third broadcast source position vector information, and the position information of the own apparatus is set as own apparatus position vector information. Thru | or the calculation means u and v by the following formula based on 3rd broadcast source position vector information and the said own apparatus position vector information,
When the determination values u and v are both 0 or more (u ≧ 0, v ≧ 0) and the sum of the determination values u and v is 1 or less (u + v ≦ 1), the wireless broadcast is not retransmitted. Means for obtaining the determination result;
The program characterized by including.
前記第２の再送判定手段は、
前記地球の中心位置を原点として、前記３個の放送源位置情報をそれぞれ第１乃至第３放送源位置ベクトル情報とすると共に、前記自装置の位置情報を自装置位置ベクトル情報とし、前記第１乃至第３放送源位置ベクトル情報及び前記自装置位置ベクトル情報に基づいて、下記式により、３つの判定値Ｄを算出する手段、
前記３つの判定値Ｄがいずれも同符号又は０であるとき、前記無線放送の再送無しの判定結果を得る手段、
を含んでいることを特徴とするプログラム。
The second retransmission determination means includes
With the center position of the earth as the origin, the three broadcast source position information is set as first to third broadcast source position vector information, and the position information of the own apparatus is set as own apparatus position vector information. Thru | or the 3rd broadcast source position vector information and the said apparatus position vector information based on the following formula, the means which calculates three determination values D,
Means for obtaining a determination result of no retransmission of the wireless broadcast when all the three determination values D are the same sign or 0;
The program characterized by including.
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