JP2020017928A

JP2020017928A - 認証システム、認証装置、被認証装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2020017928A
Application number: JP2018141631A
Authority: JP
Inventors: 榎本　寿; Hisashi Enomoto; 寿榎本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2038-07-27
Also published as: JP7109295B2; US11657167B2; US20200034554A1

Abstract

【課題】セキュリティ性能を確保しつつ、認証のために格納する秘密データの数を抑えることができる技術を提供する。【解決手段】認証システムの認証装置は、認証装置と同じ第１バージョンから、その後の第２バージョンまでの被認証装置を認証するための第１認証秘密データと、第２バージョンより後のバージョンの被認証装置を認証するための第２認証秘密データと、を保持し、被認証装置は、被認証装置と同じ第３バージョンから、その前の第４バージョンまでの認証装置による認証ための、バージョンそれぞれに対応する複数の第１被認証秘密データと、第４バージョンより１つ前の第５バージョンから、その前の第６バージョンまでの認証装置による認証のための、バージョンそれぞれに対応する１つの第２被認証秘密データと、を保持している。【選択図】図３

Description

本発明は、認証装置による被認証装置の認証技術に関する。

特許文献１は、交換部品であるトナーカートリッジを画像形成装置が認証する方法を開示している。具体的には、トナーカートリッジが装着されると、画像形成装置は、当該トナーカートリッジが有する認証情報を読み出し、自装置が有する認証情報と比較することで、トナーカートリッジを認証している。また、特許文献２は、画像形成装置及びカートリッジそれぞれに複数の秘密鍵を格納しておき、画像形成装置の使用状態に応じて認証に使用する１つの秘密鍵を選択し、選択した秘密鍵に基づきカートリッジの認証を行う構成を開示している。また、特許文献３は、複数の異なる画像形成装置で共通して使用できるトナーカートリッジを開示している。

特開２００９−１６３２０８号公報特開２０１３−０６２７８０号公報特開２００３−０８４６３１号公報

セキュリティ性能を向上させるため、被認証装置であるトナーカートリッジに認証のための秘密データを、複数、格納する構成を考える。この場合、認証装置である画像形成装置は、トナーカートリッジに格納されている複数の秘密データのうちの１つの秘密データに基づき当該トナーカートリッジを認証する。この様に構成することで、認証が必ず成功するトナーカートリッジの模造品を製造するには、複数の秘密データの総てを取得しなければならず、セキュリティ性能を向上させることができる。しかしながら、複数の秘密データとして同じ値を使い続けると、時間の経過共に、総ての秘密データの値の流出の可能性が増大する。

一方、市販される画像形成装置には時代と共に改良が加えられ、新たな機種として、つまり、新たなバージョンの画像形成装置としてリリースされる。トナーカートリッジの様な交換ユニットも、画像形成装置のバージョンが変更される際に、新たなバージョンの画像形成装置に合わせてバージョンアップが行われ得る。上述した様に、複数の秘密データとして同じ値を使い続けると、総ての秘密データの値が流出し得るため、バージョンアップの際（世代交代の際）に、複数の秘密データの値は、通常、変更される。

しかしながら、画像形成装置の利用期間は、交換ユニットの利用期間より長いため、交換ユニットには後方互換性が求められる。つまり、交換ユニットは、同じバージョンの画像形成装置のみならず、以前のバージョンの画像形成装置でも使用できる様に設計される。後方互換性の確保のため、新たなバージョンの交換ユニットに、同じバージョンのみならず、以前のバージョンの画像形成装置による認証のための複数の秘密データを格納すると、交換ユニットに格納すべき秘密データの数が増加し、交換ユニットがコスト高となる。また、以前のバージョンの画像形成装置による認証のための複数の秘密データの流出の可能性は高くなっているため、セキュリティ性能を確保できない可能性もある。

本発明は、セキュリティ性能を確保しつつ、認証のために格納する秘密データの数を抑えることができる技術を提供するものである。

本発明の一態様によると、認証システムは、認証装置と被認証装置とを含み、前記認証装置は、前記認証装置と同じ第１バージョンから前記第１バージョンより後の第２バージョンまでの前記被認証装置を認証するための１つの第１認証秘密データと、前記第２バージョンより後のバージョンの前記被認証装置を認証するための１つの第２認証秘密データと、を保持し、前記被認証装置は、前記被認証装置と同じ第３バージョンから前記第３バージョンより前の第４バージョンまでの前記認証装置による認証ための、前記第３バージョンから前記第４バージョンまでのバージョンそれぞれに対応する複数の第１被認証秘密データと、前記第４バージョンより１つ前の第５バージョンから前記第５バージョンより前の第６バージョンまでの前記認証装置による認証のための、前記第５バージョンから前記第６バージョンまでのバージョンそれぞれに対応する１つの第２被認証秘密データと、を保持していることを特徴とする。

本発明によると、セキュリティ性能を確保しつつ、認証のために格納する秘密データの数を抑えることができる。

一実施形態による認証システムの構成図。一実施形態による認証部及び被認証部の構成図。一実施形態による画像形成装置とトナーカートリッジとの互換関係を示す図。一実施形態によるトナーカートリッジ及び画像形成装置が保持する情報を示す図。一実施形態による認証処理のフローチャート。一実施形態による画像形成装置とトナーカートリッジとの互換関係を示す図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
以下、電子写真方式の画像形成装置を認証装置とし、画像形成装置の交換ユニットであるトナーカートリッジを被認証装置として、本実施形態について説明する。なお、被認証装置は、トナーカートリッジに限定されず、感光体を含むユニットや、定着器を含むユニットや、中間転写ベルトを含むユニット等、画像形成装置の本体から着脱可能な任意の交換ユニットを被認証装置とすることができる。また、認証装置は、電子写真方式の画像形成装置に限定されず、例えば、インクジェット方式の画像形成装置を認証装置とすることができる。その場合、例えば、交換ユニットであるインクカートリッジを被認証装置とすることができる。さらに、本発明は、画像形成装置及びその交換ユニットを、それぞれ、認証装置及び被認証装置とすることに限定されず、任意の装置と、当該装置の交換ユニットに対して本発明を適用することができる。

図１は、本実施形態による認証システムの構成図である。被認証装置であるトナーカートリッジ１００（以下、カートリッジとも表記する）は、後述する被認証部１０１を有する。被認証部１０１は、例えば、メモリタグ等の集積回路（ＩＣ）である。カートリッジ１００は、認証装置である画像形成装置１０２の交換ユニットであり、画像形成装置１０２に装着されて使用される。画像形成装置１０２の通信部１０３は、装着されたカートリッジ１００の被認証部１０１と通信する。制御部１０４は、画像形成装置１０２の全体を制御する。また、制御部１０４は、装着されているカートリッジ１００を認証して、カートリッジ１００が正規品であるか否かを判定する。画像形成装置１０２は、後述する認証部１０５及び検証部１０６を有する。認証部１０５は、例えば、メモリタグ等の集積回路（ＩＣ）である。

被認証部１０１及び認証部１０５の構成は同様であり、その構成を図２に示す。プログラムメモリ２０２は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムを格納する。非公開メモリ２０３は、秘密にするデータを格納する。非公開メモリ２０３に格納されたデータは、被認証部１０１／認証部１０５の外部から読み出すことはできない。公開メモリ２０４は、外部からの読出しが可能なデータを格納する。通信部２０５は、被認証部１０１においては画像形成装置１０２の通信部１０３と通信し、認証部１０５においては制御部１０４と通信する。なお、プログラムメモリ２０２、非公開メモリ２０３及び公開メモリ２０４は、物理的に異なるメモリであっても、物理的に同じメモリであっても良い。

以下、画像形成装置１０２には、図３に示す様に、画像形成装置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の３つのバージョンが存在するものとする。例えば、画像形成装置Ｐ２は、画像形成装置Ｐ１の後継機種であり、画像形成装置Ｐ３は、画像形成装置Ｐ２の後継機種である。同様に、カートリッジ１００には、図３に示す様に、カートリッジＴ１、Ｔ２及びＴ３の異なる３つのバージョンが存在するものとする。例えば、カートリッジＴ１は、画像形成装置Ｐ１と共にリリースされ、カートリッジＴ２は、画像形成装置Ｐ２と共にリリースされ、カートリッジＴ３は、画像形成装置Ｐ３と共にリリースされている。以下では、画像形成装置Ｐ１及びカートリッジＴ１のバージョンをバージョンＡとし、画像形成装置Ｐ２及びカートリッジＴ２のバージョンをバージョンＢとし、画像形成装置Ｐ３及びカートリッジＴ３のバージョンをバージョンＣとする。

上述した様に、消耗品であるカートリッジ１００は後方互換性を有する。つまり、カートリッジＴ２は、共にリリースされた画像形成装置Ｐ２のみならず、前にリリースされた画像形成装置Ｐ１でも使用可能な様に設計される。同様に、カートリッジＴ３は、共にリリースされた画像形成装置Ｐ３のみならず、前にリリースされた画像形成装置Ｐ１及びＰ２でも使用可能な様に設計される。図３の直線は、カートリッジ１００と画像形成装置１０２との互換性を示している。本例において、カートリッジＴ１は、画像形成装置Ｐ１のみで利用可能である。また、カートリッジＴ２は、画像形成装置Ｐ１及びＰ２で利用可能であるが、画像形成装置Ｐ３では利用できない。さらに、カートリッジＴ３は、画像形成装置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３で利用可能である。

また、図３は、各画像形成装置１０２及びカートリッジ１００に格納される認証鍵も示している。なお、本実施形態において、認証鍵とは、後述する様にカートリッジ１００に格納される被認証秘密データ及び被認証公開データと、画像形成装置１０２に格納される認証秘密データの総称である。つまり、１つの認証鍵に対応する被認証秘密データ、被認証公開データ及び認証秘密データが存在し、被認証秘密データ及び被認証公開データはカートリッジ１００に格納され、認証秘密データは、画像形成装置１０２に格納される。以下の説明において、画像形成装置１０２やカートリッジ１００に認証鍵が格納されるとの表現は、画像形成装置１０２やカートリッジ１００に当該認証鍵に対応する秘密データが格納されるとの意味とする。

図３に示す様に、本実施形態において、バージョンＡのカートリッジＴ１には、Ａ１１〜Ａ１ｎの計ｎ個の認証鍵が格納される。カートリッジＴ２には、認証鍵Ｂ１１〜Ｂ１ｎと、Ａ２０の計（ｎ＋１）個の認証鍵が格納される。カートリッジＴ３には、Ｃ１１〜Ｃ１ｎと、Ａ２０と、Ｂ２０の計（ｎ＋２）個の認証鍵が格納される。また、画像形成装置Ｐ１には、認証鍵Ａ１〜Ａ１ｎから選択した１つの認証鍵（選択認証鍵）と、Ａ２０の２つの認証鍵が格納される。画像形成装置Ｐ２には、Ｂ１〜Ｂ１ｎのいずれか１つの認証鍵（選択認証鍵）と、Ｂ２０の２つの認証鍵が格納される。画像形成装置Ｐ３には、Ｃ１〜Ｃ１ｎのいずれか１つの認証鍵（選択認証鍵）と、Ｃ２０の２つの認証鍵が格納される。

したがって、画像形成装置Ｐ１は、カートリッジＴ１が装着された際には、その認証に、認証鍵Ａ１ｉ（ｉは１からｎまでのいずれか１つの整数）を使用する。また、画像形成装置Ｐ２は、カートリッジＴ２が装着された際には、その認証に、認証鍵Ｂ１ｉを使用し、画像形成装置Ｐ３は、カートリッジＴ３が装着された際には、その認証に、認証鍵Ｃ１ｉを使用する。以下、画像形成装置１０２に同じバージョンのカートリッジ１００が装着された際に使用され得る認証鍵を第１認証鍵と呼ぶものとする。つまり、認証鍵Ａ１〜Ａ１ｎは、バージョンＡの第１認証鍵であり、認証鍵Ｂ１１〜Ｂ１ｎは、バージョンＢの第１認証鍵であり、認証鍵Ｃ１〜Ｃ１ｎは、バージョンＣの第１認証鍵である。

また、画像形成装置Ｐ１は、カートリッジＴ２又はＴ３が装着された際には、その認証に、認証鍵Ａ２０を使用する。さらに、画像形成装置Ｐ２は、カートリッジＴ３が装着された際には、その認証に、認証鍵Ｂ２０を使用する。以下、画像形成装置１０２に、当該画像形成装置１０２より新しいバージョンのカートリッジ１００が装着された際に使用される認証鍵を第２認証鍵と呼ぶものとする。つまり、認証鍵Ａ２０は、バージョンＡの第２認証鍵であり、認証鍵Ｂ２０は、バージョンＢの第２認証鍵であり、認証鍵Ｃ２０は、バージョンＣの第２認証鍵である。

図４（Ａ）は、カートリッジＴ２の被認証部１０１の非公開メモリ２０３及び公開メモリ２０４に格納される情報を示している。カートリッジＴ２の非公開メモリ２０３には、認証鍵Ａ２０及びＢ１１〜Ｂ１ｎそれぞれについての被認証秘密データが格納される。以下、図４（Ａ）に示す様に、カートリッジＴ２が保持する認証鍵Ａ２０に対応する被認証秘密データをＳ＿Ｔ２＿Ａ２０とする。また、カートリッジＴ２が保持する認証鍵Ｂ１ｋ（ｋは１からｎまでの整数）に対応する被認証秘密データをＳ＿Ｔ２＿Ｂ１ｋとする。カートリッジＴ２の公開メモリ２０４には、認証鍵Ａ２０及びＢ１１〜Ｂ１ｎそれぞれについての被認証公開データが格納される。以下、図４（Ａ）に示す様に、カートリッジＴ２が保持する認証鍵Ａ２０に対応する被認証公開データをＯ＿Ｔ２＿Ａ２０とし、認証鍵Ｂ１ｋに対応する被認証公開データをＯ＿Ｔ２＿Ｂ１ｋとする。また、図４（Ａ）では省略しているが、カートリッジＴ２の公開メモリ２０４には、認証鍵Ａ２０及びＢ１１〜Ｂ１ｎそれぞれの識別子も格納される。以下では、認証鍵Ｘの識別子を、識別子Ｘ＿ＩＤと表記する。カートリッジＴ２の公開メモリ２０４には、さらに、署名データＳｉｇが格納される。署名データは、カートリッジ１００に格納される第２認証鍵それぞれに対応して公開メモリ２０４に格納される。例えば、カートリッジＴ２には第２認証鍵として認証鍵Ａ２０のみが格納されるため、カートリッジＴ２には、認証鍵Ａ２０に対する署名データのみが格納される。一方、カートリッジＴ３には第２認証鍵として認証鍵Ａ２０及びＢ２０が格納されるため、カートリッジＴ３には、認証鍵Ａ２０及びＢ２０に対する署名データそれぞれが格納される。カートリッジＴ２が保持する認証鍵Ａ２０に対応する署名データＳｉｇは、認証鍵Ａ２０の被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ａ２０及び識別子Ａ２０＿ＩＤの連結データを、秘密鍵でメッセージ復元型署名したメッセージ復元型署名データである。なお、当該秘密鍵に対応する検証鍵は、画像形成装置１０２の検証部１０６に格納される。

図４（Ｂ）は、画像形成装置Ｐ１の認証部１０５の非公開メモリ２０３及び公開メモリ２０４に格納される情報を示している。画像形成装置Ｐ１の非公開メモリ２０３には、認証鍵Ａ２０及びＡ１ｉ（ｉは、１からｎのいずれか１つの整数）に対応する認証秘密データが格納される。以下、図４（Ｂ）に示す様に、画像形成装置Ｐ１が保持する認証鍵Ａ２０に対応する認証秘密データをＳ＿Ｐ１＿Ａ２０とし、認証鍵Ａ１ｉに対応する認証秘密データをＳ＿Ｐ１＿Ａ１ｉとする。画像形成装置Ｐ１の公開メモリ２０４には、認証鍵Ａ２０及びＡ１ｉの識別子が格納される。

図４（Ｃ）は、画像形成装置Ｐ２の認証部１０５の非公開メモリ２０３及び公開メモリ２０４に格納される情報を示している。画像形成装置Ｐ２の非公開メモリ２０３には、認証鍵Ｂ２０及びＢ１ｉ（ｉは、１からｎのいずれか１つの整数）に対応する認証秘密データが格納される。以下、図４（Ｃ）に示す様に、画像形成装置Ｐ２が保持する認証鍵Ｂ２０に対応する認証秘密データをＳ＿Ｐ２＿Ｂ２０とし、認証鍵Ｂ１ｉに対応する認証秘密データをＳ＿Ｐ２＿Ｂ１ｉとする。画像形成装置Ｐ２の公開メモリ２０４には、認証鍵Ｂ２０及Ｂ１ｉの識別子が格納される。

本実施形態において、カートリッジ１００が格納する認証鍵Ｘの被認証秘密データは、カートリッジ１００が格納する認証鍵Ｘの被認証公開データと、画像形成装置が格納する認証鍵Ｘの認証秘密データと、を一方向性関数の入力として生成したものとする。例えば、認証鍵Ｘの被認証秘密データをＴＳＸとし、被認証公開データＴＯＸとし、認証秘密データをＰＳＸとし、一方向性関数をｆ（）とすると、
ＴＳＸ＝ｆ（ＰＳＸ，ＴＯＸ）
である。図４（Ａ）に示すカートリッジＴ２が格納する被認証秘密データで述べると、
Ｓ＿Ｔ２＿Ａ２０＝ｆ（Ｓ＿Ｐ１＿Ａ２０，Ｏ＿Ｔ２＿Ａ２０）（１）
である。また、
Ｓ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉ＝ｆ（Ｓ＿Ｐ２＿Ｂ１ｉ，Ｏ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉ）（２）
である。

図５は、本実施形態において、制御部１０４が実行する認証処理のフローチャートである。制御部１０４は、画像形成装置１０２にカートリッジ１００が装着された際に図５の処理を実行する。制御部１０４は、Ｓ１０で、自装置の認証部１０５が有する第１認証鍵及び第２認証鍵と、カートリッジ１００が有する第１認証鍵及び第２認証鍵のどちらが一致するかを判定する。具体的には、制御部１０４は、Ｓ１０で、カートリッジ１００から、その公開メモリ２０４に格納された認証鍵の識別子及び被認証公開データを取得する。例えば、カートリッジ１００がカートリッジＴ２であるものする。この場合、制御部１０４は、図４（Ａ）に示す様に、認証鍵Ａ２０及びＢ１ｋ（ｋは、１からｎまでの整数）の識別子Ａ２０＿ＩＤ及びＢ１ｋ＿ＩＤと、被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ａ２０及びＯ＿Ｔ２＿Ｂ１ｋを取得する。また、制御部１０４は、Ｓ１０で、自装置の認証部１０５の公開メモリ２０４に格納された認証鍵の識別子を取得し、カートリッジ１００から取得した識別子と比較することで第１認証鍵が一致するか第２認証鍵が一致するかを判定する。例えば、画像形成装置１０２が画像形成装置Ｐ２であると、自装置の公開メモリ２０４には、図４（Ｃ）に示す様に、認証鍵Ｂ２０及びＢ１ｉの識別子が格納されている。したがって、制御部１０４は、認証鍵Ｂ１ｉが一致すると判定、つまり、第１認証鍵が一致すると判定する。

Ｓ１０での判定結果が、第1認証鍵の一致である場合、制御部１０４は、Ｓ１１で、一致した第１認証鍵に基づきカートリッジ１００を認証する。例えば、画像形成装置１０２が画像形成装置Ｐ２であり、カートリッジ１００がカートリッジＴ２とする。この場合、制御部１０４は、例えば、認証鍵Ｂ１ｉを使用することをカートリッジＴ２に通知すると共に、任意のデータＭｓｇを生成してカートリッジＴ２に送信する。カートリッジＴ２の被認証部１０１のＣＰＵ２０１は、指定された認証鍵Ｂ１ｉに対応する被認証秘密データＳ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉと受信したＭｓｇを一方向性関数ｇ（）の入力として以下の式（３）に従い応答データＲ１を演算する。そして、ＣＰＵ２０１は、演算結果を画像形成装置Ｐ２に送信する。
Ｒ１＝ｇ（Ｓ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉ，Ｍｓｇ）（３）

同様に、制御部１０４は、認証鍵Ｂ１ｉを使用することを認証部１０５に通知すると共に、データＭｓｇと、Ｓ１０で取得した認証鍵Ｂ１ｉに対応する被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉを認証部１０５に送信する。認証部１０５のＣＰＵ２０１は、指定された認証鍵Ｂ１ｉに対応する認証秘密データＳ＿Ｐ２＿Ｂ１ｉと、受信した被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉを一方向性関数ｆ（）の入力とし、上記式（２）から、被認証秘密データＳ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉを生成する。そして、認証部１０５のＣＰＵ２０１は、生成した被認証秘密データＳ＿Ｔ２＿Ｂ１ｉと、Ｍｓｇとに基づき式（３）の演算を行って応答データＲ２を生成し、演算結果を制御部１０４に送信する。制御部１０４は、Ｓ１５で、カートリッジＴ２から受信した応答データＲ１と認証部１０５から受信した応答データＲ２とを比較し、一致すると、カートリッジＴ２の認証成功と判定し、一致しないとカートリッジＴ２の認証不成功と判定する。

一方、画像形成装置１０２が、画像形成装置Ｐ１であると、その公開メモリ２０４には、図４（Ｂ）に示す様に、認証鍵Ａ２０及びＡ１ｉの識別子が格納されている。したがって、Ｓ１０で、画像形成装置Ｐ１は、認証鍵Ａ２０が一致すると判定、つまり、第２認証鍵が一致すると判定する。Ｓ１０での判定結果が第２認証鍵の一致である場合、制御部１０４は、Ｓ１２で、カートリッジ１００から、その公開メモリ２０４に格納された、一致する第２認証鍵に対応する署名データＳｉｇを取得して、その検証を行う。具体的には、制御部１０４は、カートリッジＴ２から取得した署名データＳｉｇ並びに認証鍵Ａ２０の被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ａ２０及び識別子Ａ２０＿ＩＤを検証部１０６に通知する。検証部１０６は、保持している検証鍵で署名データＳｉｇの妥当性の確認及び元データの復元を行う。検証部１０６は、署名データＳｉｇが妥当であり、かつ、署名データＳｉｇから復元されたデータが、認証鍵Ａ２０の被認証公開データＯ＿Ｔ２＿Ａ２０及び識別子Ａ２０＿ＩＤを連結したものであると、検証成功と判定する。一方、それ以外の場合、検証部１０６は、検証不成功と判定する。検証部１０６は、検証結果を、Ｓ１３で制御部１０４に通知する。検証部１０６から通知される検証結果が不成功であると、制御部１０４は、認証不成功と判定する。一方、検証部１０６から通知される検証結果が成功であると、制御部１０４は、Ｓ１４で、第２認証鍵Ａ２０に基づく認証を行う。なお、第２認証鍵Ａ２０による認証方法は、Ｓ１１で説明した第１認証鍵による認証方法と同様である。

以上、本実施形態において、画像形成装置１０２には、同じバージョンのカートリッジ１００の認証に使用する１つの第１認証鍵と、より新しいバージョンのカートリッジ１００の認証に使用する１つの第２認証鍵とを格納しておく。一方、カートリッジ１００には、当該カートリッジ１００のバージョンに対応する複数の第１認証鍵と、以前のバージョンに対応する第２認証鍵とを格納する。なお、カートリッジ１００に格納する第２認証鍵の数は、何世代前までの画像形成装置１０２で当該カートリッジ１００を使用させるかに依存する。具体的には、ｑ（ｑは１以上の整数）個前のバージョンまでの画像形成装置１０２との互換性を確保する場合、各バージョンに対応する合計ｑ個の第２認証鍵がカートリッジ１００には格納される。

カートリッジ１００は、複数の第１認証鍵を有し、同じバージョンの画像形成装置１０２に装着された際には、当該画像形成装置１０２の固体に応じた第１認証鍵による認証が行われる。したがって、同じバージョンの任意の画像形成装置１０２での認証を成功させるためには、複数の第１認証鍵の総てを取得しなければならずセキュリティ性能を向上させることができる。また、本実施形態では、以前のバージョンの画像形成装置１０２での認証を成功させるため、以前のバージョンで使用していた複数の第１の認証鍵を、新たなバージョンのカートリッジ１００に格納する代わりに１つの第２認証鍵を格納する。具体的には、カートリッジＴ２には、認証鍵Ａ１１〜Ａ１ｎを格納する代わりに認証鍵Ａ２０を格納する。

これは、認証鍵Ａ１１〜Ａ１ｎそれぞれの流出の可能性は、時間の経過共に高くなるため、カートリッジＴ２のリリース以降も互換性確保のために認証鍵Ａ１１〜Ａ１ｎを使用し続けることはセキュリティ性能を低下させる要因になるからである。また、互換性を確保する世代の総ての第１認証鍵をカートリッジ１００に格納することはカートリッジ１００のメモリ容量を増加させ、カートリッジ１００のコストを増加させることも理由の１つである。例えば、３世代前まで互換性を確保する場合、互換性を確保する世代の総ての第１認証鍵をカートリッジ１００に格納する構成では、３ｎ個の認証鍵をカートリッジ１００に追加で格納する必要が生じる。本実施形態では、１つの世代に対して１つの第２認証鍵をカートリッジに格納するのみであり、３世代前までの互換性を確保する場合においても３つの第２認証鍵をカートリッジ１００に追加で格納すれば良い。

また、あるバージョン（世代）の第２認証鍵は、同じバージョンの画像形成装置１０２に格納されているが、同じバージョンのカートリッジ１００には格納されず、より新しいバージョンとしてリリースされるカートリッジカート１００に格納される。したがって、バージョンの更新により、以前のバージョンの第２認証鍵による認証が開始されたときに第２認証鍵が流出している可能性は大変低く、セキュリティ性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、第２認証鍵に対応する署名データＳｉｇをカートリッジ１００に格納しておき、第２認証鍵による認証の際には、認証を実行する前に、対応する署名データＳｉｇに基づく検証を行う。署名データＳｉｇを生成するための秘密鍵は、カートリッジ１００にも画像形成装置１０２にも格納されない。なお、画像形成装置１０２は、当該秘密鍵に対応する検証鍵（公開鍵）で署名データＳｉｇを検証するが、検証鍵が流出しても秘密鍵は安全である。この構成により、第２認証鍵による認証の信頼性をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態において、署名データＳｉｇは、第２認証鍵の被認証公開データ及び識別子の両方を含む連結データを、秘密鍵でメッセージ復元型署名したデータであるものとした。しかしながら、第２認証鍵の被認証公開データ及び識別子のいずれかを秘密鍵でメッセージ復元型署名したデータとすることもできる。なお、被認証公開データ及び識別子を別の値とするのではなく、認証鍵に対応する被認証公開データそのものを当該認証鍵の識別子とすることもできる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態において、画像形成装置１０２は、同じバージョン（世代）のカートリッジ１００の認証には第１認証鍵を使用し、以前のバージョンのカートリッジ１００の認証には第２認証鍵を使用した。しかしながら、世代交代の期間が短い場合、画像形成装置１０２は、同じバージョンから所定数だけ前のバージョンまでのカートリッジ１００の認証には第１認証鍵を使用する構成とすることができる。この場合、画像形成装置１０２は、前記所定数だけ前のバージョンより１つ以上前のバージョンのカートリッジ１００の認証には第２認証鍵を使用する。図６は、画像形成装置１０２が、同じバージョンと1つ前のバージョンの認証には第1認証鍵を使用し、２つ以上前のバージョンの認証には第２認証鍵を使用する場合を示している。画像形成装置Ｐ１〜Ｐ３に格納される認証鍵は第一実施形態と同様である。また、カートリッジＴ１に格納される認証鍵も第一実施形態と同様である。一方、本実施形態では、カートリッジＴ２には、認証鍵Ａ１１〜Ａ１ｎ及びＢ１１〜Ｂ１ｎの計２ｎ個の認証鍵が格納される。カートリッジＴ３には、Ｂ１１〜Ｂ１ｎ及びＣ１１〜Ｃ１ｎと、Ａ２０の計２ｎ＋１個の認証鍵が格納される。

したがって、画像形成装置Ｐ１は、同じバージョンのカートリッジＴ１及び１つ後のバージョンのカートリッジＴ２が装着された際には、その認証に、認証鍵Ａ１ｉ（ｉは１からｎまでのいずれか１つの整数）を使用する。一方、画像形成装置Ｐ１は、２つ後のバージョンのカートリッジＴ３が装着された際には、その認証に、認証鍵Ａ２０を使用する。その他の構成や、認証方法は、第一実施形態と同様である。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：認証装置、１０１：被認証部、１０２：被認証装置、１０５：認証部、２０１：ＣＰＵ、２０３：非公開メモリ、２０４：公開メモリ

Claims

認証装置と被認証装置とを含む認証システムであって、
前記認証装置は、前記認証装置と同じ第１バージョンから前記第１バージョンより後の第２バージョンまでの前記被認証装置を認証するための１つの第１認証秘密データと、前記第２バージョンより後のバージョンの前記被認証装置を認証するための１つの第２認証秘密データと、を保持し、
前記被認証装置は、前記被認証装置と同じ第３バージョンから前記第３バージョンより前の第４バージョンまでの前記認証装置による認証ための、前記第３バージョンから前記第４バージョンまでのバージョンそれぞれに対応する複数の第１被認証秘密データと、前記第４バージョンより１つ前の第５バージョンから前記第５バージョンより前の第６バージョンまでの前記認証装置による認証のための、前記第５バージョンから前記第６バージョンまでのバージョンそれぞれに対応する１つの第２被認証秘密データと、を保持していることを特徴とする認証システム。
前記被認証装置は、前記第５バージョンから前記第６バージョンそれぞれに対応する署名データをさらに保持しており、
前記第１バージョンが、前記第５バージョンから前記第６バージョンまでのいずれかのバージョンであると、
前記認証装置は、前記第１バージョンに対応する署名データを前記被認証装置から取得して検証し、前記署名データの検証が成功すると、前記１つの第２認証秘密データに基づき前記被認証装置の認証を行うことを特徴とする請求項１に記載の認証システム。
認証装置と被認証装置とを含む認証システムであって、
前記認証装置は、前記認証装置と同じ第１バージョンの前記被認証装置を認証するための１つの第１認証秘密データと、前記第１バージョンより後のバージョンの前記被認証装置を認証するための１つの第２認証秘密データと、を保持し、
前記被認証装置は、前記被認証装置と同じ第２バージョンの前記認証装置による認証ための複数の第１被認証秘密データと、前記第２バージョンより１つ前の第３バージョンから前記第３バージョンより前の第４バージョンまでの前記認証装置による認証のための、前記第３バージョンから前記第４バージョンまでのバージョンそれぞれに対応する１つの第２被認証秘密データと、を保持していることを特徴とする認証システム。
第１バージョンの第１認証鍵に対応する認証秘密データと、前記第１バージョンの第２認証鍵に対応する認証秘密データと、を保持する保持手段と、
被認証装置と通信して、前記被認証装置が、前記第１バージョンの前記第１認証鍵に対応する被認証秘密データと、前記第１バージョンより前の第２バージョンの前記第２認証鍵に対応する被認証秘密データとを保持する第１被認証装置であるか、前記第１バージョンより後の第３バージョンの前記第１認証鍵に対応する被認証秘密データと、前記第１バージョンの前記第２認証鍵に対応する被認証秘密データとを保持する第２被認証装置であるか、を判定する判定手段と、
前記被認証装置が前記第１被認証装置であると判定すると、前記第１バージョンの前記第１認証鍵に基づき前記被認証装置を認証し、前記被認証装置が前記第２被認証装置であると判定すると、前記第１バージョンの前記第２認証鍵に基づき前記被認証装置を認証する認証手段と、
を備えていることを特徴とする認証装置。
複数の第１認証鍵から選択された選択認証鍵に対応する第１秘密データと、第２認証鍵に対応する第２秘密データと、を保持する保持手段と、
被認証装置と通信して、前記被認証装置が前記選択認証鍵に対応する第３秘密データと前記第２認証鍵に対応する第４秘密データのいずれを有するかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に応じて前記選択認証鍵又は前記第２認証鍵に基づく前記被認証装置の認証を行う認証手段と、
前記被認証装置が保持する署名データを検証する検証手段と、
を備え、
前記被認証装置が前記第４秘密データを有する場合、前記検証手段は、前記署名データを検証し、前記認証手段は、前記検証手段による前記署名データの検証が成功すると、前記第２認証鍵に基づく前記被認証装置の認証を行うことを特徴とする認証装置。
前記被認証装置が前記第３秘密データを有する場合、前記検証手段は、前記署名データの検証を行うことなく、前記選択認証鍵に基づく前記被認証装置の認証を行うことを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
前記被認証装置は、前記第３秘密データを有する場合、前記選択認証鍵に対応する第１公開データを有し、
前記第３秘密データは、前記第１秘密データと前記第１公開データとを一方向性関数の入力として生成されたものであり、
前記認証手段は、前記第３秘密データに基づく第１演算結果を前記被認証装置から取得し、前記第１公開データを前記被認証装置から取得し、前記第１秘密データ及び前記第１公開データに基づく第２演算結果と前記第１演算結果とを比較することで、前記第１認証鍵に基づく前記被認証装置の認証を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の認証装置。
前記被認証装置は、前記第４秘密データを有する場合、前記第２認証鍵に対応する第２公開データを有し、
前記第４秘密データは、前記第２秘密データと前記第２公開データとを一方向性関数の入力として生成されたものであり、
前記認証手段は、前記第４秘密データに基づく第３演算結果を前記被認証装置から取得し、前記第２公開データを前記被認証装置から取得し、前記第２秘密データ及び前記第２公開データに基づく第４演算結果と前記第３演算結果とを比較することで、前記第２認証鍵に基づく前記被認証装置の認証を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の認証装置。
前記署名データは、前記第２認証鍵の識別子及び前記第２公開データのいずれか、或いは、両方を含むデータの、メッセージ復元型署名データであることを特徴とする請求項８に記載の認証装置。
前記複数の第１認証鍵及び前記第２認証鍵は第１バージョンに対応し、
前記被認証装置は、前記第４秘密データを有する場合、前記第１バージョンより後の第２バージョンの複数の第１認証鍵それぞれに対応する秘密データを有することを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の認証装置。
前記被認証装置は、前記第３秘密データを有する場合、前記第１バージョンより前の第３バージョンの前記第２認証鍵に対応する秘密データを有することを特徴とする請求項１０に記載の認証装置。
請求項４から１１のいずれか１項に記載の認証装置を有する画像形成装置。
前記被認証装置は、前記画像形成装置から着脱可能なユニットであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
第１バージョンの複数の第１認証鍵それぞれに対応する複数の被認証秘密データと、前記第１バージョンより前の第２バージョンの第２認証鍵に対応する被認証秘密データと、を保持する保持手段と、
認証装置と通信して、前記認証装置が、前記第１バージョンであると、前記認証装置による認証のため、前記複数の第１認証鍵のうちの１つの第１認証鍵に対応する被認証秘密データに基づく演算を実行し、前記認証装置が、前記第２バージョンであると、前記認証装置による認証のため、前記第２認証鍵に対応する被認証秘密データに基づく演算を実行する演算手段と、
を備えていることを特徴とする被認証装置。
複数の第１認証鍵それぞれに対応する複数の第１秘密データと、第２認証鍵に対応する第２秘密データと、署名データと、を保持する保持手段と、
前記保持手段が保持する前記複数の第１秘密データ及び前記第２秘密データを識別する情報を認証装置に送信する送信手段と、
前記複数の第１秘密データのうちの１つの第１秘密データ及び前記第２秘密データのいずれを使用して認証を行うかの前記認証装置による判定結果に基づき、前記複数の第１秘密データのうちの前記１つの第１秘密データ又は前記第２秘密データに基づく演算を行う演算手段と、
を備え、
前記認証装置が前記第２秘密データを使用して認証を行うと判定すると、前記送信手段は、前記署名データを前記認証装置に送信することを特徴とする被認証装置。
前記保持手段は、前記複数の第１認証鍵それぞれに対応する複数の第１公開データと、前記第２認証鍵に対応する第２公開データと、を保持し、
前記送信手段は、前記複数の第１秘密データのうちの前記１つの第１秘密データを使用して認証を行うと前記認証装置が判定すると、当該１つの第１秘密データに対応する第１認証鍵に対応する第１公開データを前記認証装置に送信し、前記第２秘密データを使用して認証を行うと前記認証装置が判定すると、前記第２公開データを前記認証装置に送信することを特徴とする請求項１５に記載の被認証装置。
前記署名データは、前記第２認証鍵の識別子及び前記第２公開データのいずれか、或いは、両方を含むデータの、メッセージ復元型署名データであることを特徴とする請求項１６に記載の被認証装置。
前記複数の第１認証鍵は第１バージョンであり、
前記第２認証鍵は、前記第１バージョンより前の第２バージョンであることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の被認証装置。
前記被認証装置は、画像形成装置から着脱可能なユニットであることを特徴とする請求項１８に記載の被認証装置。