JP2883243B2 - 相手認証／暗号鍵配送方式 - Google Patents

相手認証／暗号鍵配送方式

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信ネットワークの情
報保全技術に係り、特にはパーソナル移動通信システム
において通信ネットワークの不正利用を防ぐために相手
の認証および暗号鍵を配送する相手認証／暗号鍵配送方
式に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】通信ネットワーク（以下、ネットワーク
という）において、システムの情報保全を図る技術には
大別して、(a) 利用者が正当かどうかを確認して不正な
アクセスを防ぐ相手認証技術と、(b) 実際に通信が行な
われている回線上の通信内容を秘匿して、第三者による
盗聴を防止する暗号化技術がある。(a)の認証技術にお
いては、ＣＣＩＴＴでは将来のパーソナル通信技術用の
認証技術として、ネットワーク、利用者すべてに同一の
暗号装置を用いて、パスワードのような個人の秘密情報
を情報伝送路としての回線上に出すことなくネットワー
クが利用者を認証する図５に示すような方式が提案され
ている。即ち、利用者ｉの識別信号ＩＤをＩＤi 、その
秘密情報をＳi とし、Ｓi は利用者とネットワークのみ
が秘密に保持しているものとする。もし利用者ｉがネッ
トワークを利用したいときには、まず識別信号ＩＤi を
ネットワークに示す。次にネットワークは乱数ｒu を発
生して利用者ｉに送る。利用者ｉは暗号装置を用いて、
秘密情報Ｓi を秘密鍵として乱数ｒu を暗号化し、ネッ
トワークに返す。最後にネットワークは自分で保持して
いる利用者ｉの秘密情報を取り出して同じくこれを秘密
鍵として乱数ｒu を暗号化し、この値が利用者ｉから送
ってきた値と一致すれば利用者ｉを正当な利用者として
認証するという方式である。この方式では利用者のネッ
トワークへの識別信号ＩＤの呈示を含めて、利用者とネ
ットワーク間で計３回の通信のやりとりが行なわれてい
る。その後(b) を実現するために何らかの鍵配送方式を
用いて、ネットワークと利用者の間で鍵共有を実現す
る。最後に共有された秘密の鍵を用いて通信文を暗号化
し、両者間で通信を開始する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の項で述べた
ように、これまではネットワークが利用者を認証する機
能にのみ主眼がおかれていた。これはネットワークは常
に正しいという認識でシステムが設計されていた点によ
る。しかしながらパーソナル通信においては、極く小さ
な通信範囲のみをカバーする基地局が利用者との通信や
利用者の移動に伴う位置登録を行なうことが想定される
ため、不正を働こうとするものが、偽の基地局を設けて
無線回線を通じて利用者にアクセスすることが考えられ
る。このような事態が生じた場合、利用者は不正なネッ
トワークが故意に選ぶ適当な数字を自分の秘密情報を鍵
として暗号化し、不正ネットワークに送り返すことにな
る。これはいわゆる選択平文攻撃であり、暗号システム
に対する各種攻撃のなかでももっとも強力なものであ
る。暗号方式の選択によっては幾度かの選択平文攻撃に
より利用者の秘密情報が露呈する危険性が文献（E. Bih
am and A. Shamir:"Differential cryptoanalysis of D
ES-l ike cryptosystems",'90 EUROCRYPTO, August 199
0.）により指摘されている。また今後は一社のみならず
複数の業者がパーソナル通信サービスを提供することが
想定されるため、利用者は現在どの業者のサービスを受
けているのかを正確に把握する必要がある。また、従来
の方式では、暗号化通信を行なうために必要な鍵配送の
為に、さらにネットワークと利用者の間でやり取りを行
なう必要があった。
【０００４】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、ネットワークが利用者を認証すると共
に、利用者もネットワークを認証し、さらに暗号通信の
ための鍵配送をも、ネットワーク−利用者間の少ないや
り取りのなかでおこなうことができる相手認証／暗号鍵
配送方式を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、本発明による相手認証／暗号鍵配送方式は次に列挙
する新規な特徴的構成を有する。
【０００６】（１）通信ネットワークとその全利用者の
各々間毎に必要な情報の相互秘密配信を具現するため
に、前記通信ネットワーク側と前記全利用者側の各々に
それぞれ配置されたネットワーク側装置と利用者側装置
及び該ネットワーク側装置・該利用者側装置間に配 置さ
れた情報伝送路が備えられ、前記全利用者の各々に当該
利用者ｉを表示するためにそれぞれ識別符号ＩＤ i が該
通信ネットワーク内に公開されて割当てられており、該
ネットワーク側装置に前記全利用者の前記識別符号ＩＤ
i と該識別符号ＩＤ i に付随した秘密鍵Ｓ i とが保管さ
れるとともにネットワーク側認証用乱数ｒ u と前記ネッ
トワーク側装置・前記利用者側装置間の暗号通信に秘密
の共通鍵として用いることになる乱数ｒ c とを発生する
ネットワーク側の乱数発生器が備えられており、さらに
前記利用者側装置に当該利用者側装置の利用者ｉの前記
識別符号ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i が保管される
とともに利用者側の認識用乱数ｒ n の乱数発生器が備え
られており、 前記利用者側装置から前記ネットワーク側
装置に前記情報伝送路を介して当該利用者側装置の前記
利用者ｉを表示する前記識別符号ＩＤ i が送付され、 該
ネットワーク側装置から該利用者側装置に、該識別符号
ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i を鍵として前記乱数ｒ
c を暗号化した暗号化信号Ｅ si ( ｒ c ) と前記ネットワ
ーク側の認証用乱数ｒ u とが前記情報伝送路を介して配
付され、 前記利用者側装置では、前記配付された暗号化
信号Ｅ si （ｒ c ) から前記秘密鍵Ｓ i を鍵として前記乱
数ｒ c を復号するとともに、前記配付された前記ネット
ワーク側の認証用乱数ｒ u を前記秘密鍵Ｓ i を鍵として
暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ u ) を、さらに前記復号
された前記乱数ｒ c を鍵として暗号化した暗号化信号Ｅ
rc （Ｅ si （ｒ u ))を、該利用者側装置から、前記利用者
側の認識用の乱数ｒ n とともに前記情報伝送路を介し
て、前記ネットワーク側装置に送付し、 前記ネットワー
ク側装置では、該送付された暗号化信号Ｅ rc ( Ｅ si （ｒ
u ))を前記保管された前記秘密情報Ｓ i 及び前記共通鍵
暗号ｒ c とを鍵として復号して得られる前記認証用乱数
ｒ u と該ネットワーク側装置に保管された元の前記認証
用乱数ｒ u とが一致する比較結果が得られたときに前記
利用者側装置を正当であると認証し、 さらに、 前記ネッ
トワーク側装置から、前記一致する比較結果が得られた
ときに、前記送付された認証用乱数ｒ n を前記秘密鍵Ｓ
i を鍵として暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ n ) が前記
情報伝送路を介して前記利用者側装置に返送され、 該利
用者側装置では、前記秘密情報Ｓ i を鍵として前記利用
者側の認証用乱数ｒ n を暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ
n ) と前記返送された暗号化信号Ｅ si （ｒ n ) とが一致
する比較結果が得られたときに前記ネットワーク側装置
を正当であると認証し、 前記乱数ｒ c は、前記ネットワ
ーク側装置および前記利用者側装置において、前記ネッ
トワーク側装置・前記利用者側装置間の暗号通信に秘密
の共通鍵として用いられる。
【０００７】（２）通信ネットワークとその全利用者の
各々間毎に必要な情報の相互秘密配信を具現するため
に、前記通信ネットワーク側と前記全利用者側の各々に
それぞれ配置されたネットワーク側装置と利用者側装置
及び該ネットワーク側装置・該利用者側装置間に配置さ
れた情報伝送路が備えられ、前記全利用者の各々に当該
利用者ｉを表示するためにそれぞれ識別符号ＩＤ i が該
通信ネットワーク内に公開されて割当てられており、該
ネットワーク側装置に前記全利用者の前記識別符号ＩＤ
i と該識別符号ＩＤ i に付随した秘密鍵Ｓ i とが保管さ
れるとともにネットワーク側の認証用乱数ｒ u と前記ネ
ットワーク側装置・前記利用者側装置間の暗号通信に秘
密の共通鍵として用いることになる乱数ｒ c とを発生す
るネットワーク側の乱数発生器が備えられており、さら
に前記利用者側装置に当該利用者側装置の利用者ｉの前
記識別符号ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i が保管され
るとともに利用者側の認識用乱数ｒ n の乱数発生器が備
えられており、 前記利用者側装置から前記ネットワーク
側装置に前記情報伝送路を介して当該利用者側装置の前
記利用者ｉを表示する前記識別符号ＩＤ i と前記利用者
側の認証用乱数ｒ n が送付され、 前記ネットワーク側装
置では、入力（ｘ，ｙ）により出力Ｆ( ) が一意に決ま
る入出力条件を有する関数器により前記乱数ｒ c と前記
配付された認証用乱数ｒ n とを処理した出力Ｆ（ｒ c ，
ｒ n ）を、前記秘密鍵Ｓ i を鍵として暗号化し、得られ
た暗号化信号Ｅ si （Ｆ（ｒ c ，ｒ n ））に前記認証用乱
数ｒ u が付加され、該ネットワーク側装置から該前記情
報伝送路を介して該利用者側装置に配付さ れ、 該利用者
側装置では、前記保管された前記秘密情報Ｓ i を鍵とし
て前記配付された暗号化信号Ｅ si （Ｆ（ｒ c ，ｒ n ））
を復号して得られる復号化信号Ｆ（ｒ c ，ｒ n ）を、入
力Ｆ( ) により出力（ｘ，ｙ）が一意に決まる入出力条
件を有する逆関数器により処理した出力ｒ c ，ｒ n のう
ちの乱数ｒ n と前記保管された元の前記認証用乱数ｒ n
とが一致する比較結果が得られたときに前記ネットワー
ク側装置を正当であると認証し、さらに、前記利用者側
装置から前記ネットワーク側装置に、前記配付された認
証用乱数ｒ u を前記秘密情報Ｓ i を鍵として暗号化した
暗号化信号Ｅ si （ｒ u ) が、前記情報伝送路を介して送
付され、 前記ネットワーク側装置では、該送付された暗
号化信号Ｅ si （ｒ u ) と前記保管された前記秘密情報Ｓ
i を鍵として該ネットワーク側装置に保管された元の前
記認証用乱数ｒ u とを暗号化した暗号化信号Ｅ
si （ｒ u ) とが一致する比較結果が得られたときに前記
利用者装置を正当であると認証し、前記乱数ｒ c は、前
記ネットワーク側装置および前記利用者側装置におい
て、前記ネットワーク側装置・前記利用者側装置間の暗
号通信に秘密の共通鍵として用いられる。
【０００８】
【実施例１】以下に図１及び図２を用いて本発明の第１
の実施例を詳細に説明する。１００は利用者側装置、２
００はネットワーク側装置であり、これら相互間には必
要な情報を相互伝達するための情報伝送路３００が設け
られている。ここで、ネットワーク内で利用者ｉの秘密
鍵Ｓ i を保管しているのは、正当なネットワーク側装置
２００と利用者ｉの利用者側装置１００のみである。ま
ず利用者ｉは利用者側装置１００から情報伝送路３００
を介して自分の名前を示す識別符号ＩＤi をネットワー
ク装置２００に伝送する。次にネットワーク装置２００
は利用者側装置１００を認証するためのネットワーク側
の認証用の乱数ｒu と、ネットワークと利用者ｉとの間
（すなわちネットワーク装置２００と利用者側装置１０
０間）の暗号通信に秘密の共通鍵として用いることにな
る乱数ｒc を乱数発生器２から発生する。続いてネット
ワーク装置 ２００は、利用者ｉの名前を示す識別符号Ｉ
Ｄi に基づきＩＤ i −Ｓ i リスト１から秘密鍵Ｓ i を検
索し、その秘密鍵Ｓ i を暗号器３の鍵として前記の乱数
ｒcを暗号化し、認証用乱数ｒu と暗号化された暗号化
信号Ｅｓi （ｒc ）を情報伝送路３００を介して利用者
ｉに送る。利用者側装置１００では、送付された暗号化
信号Ｅｓ i （ｒ c ）を復号器４に入力する。このとき秘
密鍵Ｓi を知っている利用者ｉのみが、複号器４の鍵Ｓ
i を設定することができるので、その復号器４の入力Ｅ
ｓi （ｒc ) から共通鍵として用いる乱数ｒc を得るこ
とができる。つづいて、利用者側装置１００は前記のよ
うにネットワーク装置２００から送られてきた認証用乱
数ｒ u を、鍵をＳ i に設定した暗号器６に入力して暗号
化して得られた出力Ｅｓ i ( ｒ u ) を、鍵を乱数ｒ c に
設定した暗号器７に入力して、暗号化した出力Ｅｒ
c （Ｅｓ i （ｒ u ))を得る。利用者側装置１００は、さ
らにネットワーク装置２００を認証するための利用者側
の乱数器５にて乱数ｒ n を作成し、その乱数ｒn と暗号
化した暗号化信号Ｅｒc （Ｅｓi （ｒu ))を情報伝送路
３００を介してネットワーク装置２００に送り返す。こ
れを受けてネットワーク装置２００は、鍵を秘密鍵Ｓ i
に設定した復号器８に利用者側装置１００から送られて
きた暗号化信号Ｅｒ c （Ｅｓ i （ｒ u ))を入力して復号
化して得られた暗号化信号Ｅｓ i ( ｒ u ) を、鍵を前記
のように乱数発生器２で発生した乱数ｒ c に設定した複
号器９に入力してれられた出力ｒ u と、先に乱数発生器
２で発生した元の乱数ｒu とを比較器１０で比較して両
者が一致すれば利用者ｉを正当な利用者として認証す
る。もしもこれらが一致しなければ、利用者は正当な秘
密鍵Ｓi を持っていないことになるから、ネットワーク
装置２００は、利用者ｉの利用者側装置１００が正当で
はなかったと判断して、このセッションを終了する。そ
の後ネットワーク装置２００は、利用者側装置１００を
正当と判断した場合のみ、秘密鍵Ｓ i を設定した暗号器
１１に前記のように利用者側装置１００から送られてき
た認証用乱数ｒ n を入力して得られた暗号化信号Ｅｓ i
(ｒ n ) を利用者側装置１００に送り返す。利用者側装
置１００は、鍵を秘密鍵Ｓ i に設定した暗号器１２に前
記のように乱数器５で発生した認証用ｒ n を入力して得
られた暗号化信号Ｅｓi （ｒn ) と前記のようにネット
ワーク側装置２００から送ってきた暗号化信号Ｅｓ i
(ｒ n ) とを比較器１３で比較して、両者が一致すればネ
ットワーク側装置２００が秘密鍵Ｓ i を持っていたこと
を利用者側装置１００で確認できたことになるため、利
用者側装置１００はネットワーク側装置２００を正当で
あると判断し、復号器４から得られた乱数ｒ c を、その
後の利用者側装置１００とネットワーク側装置２００と
の間の暗号通信の秘密の共通鍵として用いることができ
る。もしも比較器１３で一致の比較結果が得られなけれ
ば、ネットワーク側装置２００は利用者ｉの正当な秘密
鍵Ｓi を持っていないことになるから、利用者側装置１
００はこのネットワーク側装置２００を不正と判断し、
このセッションを終了する。このようにすれば、従来方
式より一回の通信が多くなるだけで、即ちネットワーク
への利用者の識別符号ＩＤの呈示を含めて図１，図２の
ように計４回の通信のやりとりを行なうのみで、(1) ネ
ットワークによる利用者の認証、(2) 利用者によるネッ
トワークの認証、(3) ネットワークから利用者への共通
鍵ｒ c の配信の３機能をすべて安全に実現することがで
きる。
【０００９】さらに通信回数を少なくし、従来方式と同
じネットワークへの識別符号ＩＤの呈示を含めて計３回
の通信のやりとりを行なうのみで、(1) ネットワークに
よる利用者の認証、(2) 利用者によるネットワークの認
証、(3) ネットワークから利用者への共通鍵の配信の３
機能をすべて安全に実現することを可能とする第２の実
施例を次に示す。
【００１０】
【実施例２】以下に図３及び図４を用いて本発明の第２
の実施例を詳細に説明する。図３の実施例において、第
１の実施例と同様に、１００ａは利用者側の装置、２０
０ａはネットワーク装置、３００は両者間の情報伝送路
である。この実施例においても、ネットワーク内で利用
者ｉの秘密鍵Ｓ i を保管しているのは、正当なネットワ
ーク側装置２００ａと利用者ｉの利用者側装置１００ａ
のみである。まず利用者ｉの利用者側装置１００ａは、
乱数発生器２０にてネットワーク側装置２００ａを認証
するために発生される利用者側の認証用乱数ｒn を発生
する。利用者ｉの利用者側装置１００ａは、その利用者
ｉの名前を示す識別符号ＩＤi と乱数発生器２０で発生
された認証用の乱数ｒn を情報伝送路３００を介してネ
ットワーク側装置２００ａに伝送する。 これに対し、ネ
ットワーク側装置２００ａは、先ずＩＤ i −Ｓ i リスト
２１から利用者ｉの秘密鍵Ｓ i を検索し、次にネットワ
ークと利用者ｉとの間（すなわちネットワーク側装置２
００ａと利用者側装置１００ａ間）の通信に共通鍵とし
て用いることになる乱数ｒc を乱数発生器２２により発
生し、認証情報処理関数器２３に利用者側装置１００ａ
から伝送された前記乱数ｒ n と乱数発生器２２で発生し
た乱数ｒ c を入力し、得られた出力Ｆ（ｒc , ｒn )
を、鍵を秘密鍵Ｓ i に設定した暗号器２４に入力し、得
られた暗号化信号Ｅｓi （Ｆ（ｒc , ｒn ))と乱数発生
器２２により利用者側装置１００ａを認証するために発
生するネットワーク側の認証用の乱数ｒ u を情報伝送路
３００を介して利用者側装置１００ａに送る。これに対
し、利用者側装置１００ａは、利用者ｉの秘密鍵Ｓi を
鍵として設定した復号器２５にネットワーク側装置２０
０ａから送られてきた暗号化信号Ｅｓ i （Ｆ（ｒ c , ｒ
n ))を入力し、得られた復号化出力Ｆ（ｒ c , ｒ n ) を
認証情報処理逆関数器２６に入力して得られた出力
ｒ c , ｒ n のうちの乱数ｒ n と利用者側装置１００ａが
前記のように送った認証用の乱数ｒ u との比較器２７で
の比較結果が一致であれば、利用者側装置１００ａはネ
ットワーク側装置２００ａを正当として判断し、乱数ｒ
c を利用者側装置１００ａとネットワーク側装置２００
ａ間の暗号化通信用の共通鍵とする。もしも比較器２７
で一致の比較結果が得られなければ、ネットワーク側装
置２００ａはその利用者ｉの正当な秘密鍵Ｓiを持って
いないことになるから、その利用者側装置１００ａはネ
ットワーク側装置２００ａを不正と判断し、このセッシ
ョンを終了する。
【００１１】続いて利用者ｉの利用者側装置１００ａ
は、ネットワーク側装置２００ａを正当として判断した
場合のみ、鍵として利用者ｉの秘密鍵Ｓi を設定した暗
号器２９にネットワーク側装置２００ａから送られてき
た乱数ｒ u を入力し、その出力の暗号化信号Ｅｓi (ｒ
u ) を情報伝送路３００を介してネットワーク側装置２
００ａに送り返す。これを受けたネットワーク側装置２
００ａは、前記のように乱数発生器２２で発生した乱数
ｒ u を、鍵として利用者ｉの秘密鍵Ｓi を設定した暗号
器２８に入力し、得られた暗号化信号Ｅｓi (ｒu ) と
利用者側装置１００ａから送ってきた暗号化信号Ｅｓ i
(ｒ u ) とが一致するか否かを比較器３０で比較し、一
致すれば、ネットワーク側装置２００ａはその利用者側
装置１００ａを正当な利用者として認証するとともに、
乱数発生器２２で前記のように発生した乱数ｒ c を、そ
の後のネットワーク側装置２００ａと利用者側装置１０
０ａとの間の暗号化通信用の共通鍵として用いることが
できる。もしも比較器３０による比較により「一致す
る」結果がえられなければ、利用者ｉの利用者側装置１
００ａは正当な秘密鍵Ｓi を持っていないことになるか
ら、ネットワーク側装置２００ａはこのセッションを終
了する。このようにすれば、ネットワーク側装置２００
ａへの利用者の識別符号ＩＤの呈示を含めて計３回の通
信のやりとりを行なうのみで、(1) ネットワークによる
利用者の認証、(2) 利用者によるネットワークの認証、
(3) ネットワークから利用者への共通鍵ｒ c の配信の３
機能をすべて安全に実現することができる。
【００１２】なお、本例で用いた関数Ｆ( ) は次の「関
数Ｆ( ) の条件」を満たす必要がある。 「関数Ｆ( ) の条件」 条件１ ｘ，ｙが決定したとき、ｚ＝Ｆ（ｘ，ｙ）を満
たすｚは一意に決定されること。 条件２ ｚが決定したとき、ｚ＝Ｆ（ｘ，ｙ）を満たす
ｘ，ｙは一意に決定されること。 条件３ あるｘが与えられ、ランダムなｒを確率的変数
とした時、Ｅｓi （Ｆ(ｒ，ｘ))の出力値を２進数展開
した系列のどの一部をとっても固定のパターンとなる確
率は小さいこと。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を用
いると不正な利用者がネットワークを利用することを防
ぐのみならず、不正なネットワークが利用者から鍵情報
を盗みだそうとしてもその行為を防止できるため、シス
テムの安全性を向上させる効果が大である。さらに、本
発明では、利用暗号関数に対する選択平文攻撃を不可能
としており、安全性を大幅に向上させている。しかも本
方式は従来の共通鍵暗号技術で具備すべき暗号装置のみ
で実現できるうえに、通信回数も従来技術と全く同じ
か、あるいは一回多いだけでありながら、暗号通信のた
めに必要となる暗号鍵の配信も同時に行なうことができ
る。したがって本発明を導入してもシステムに余分にか
かる負担は極めて軽微であるといえるため、今後のネッ
トワークセキュリティに寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
【図２】本発明の第１の動作を示すフローチャートであ
る。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
【図４】本発明の第２の動作を示すフローチャートであ
る。
【図５】従来例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＩＤi −Ｓi リスト ２ 乱数発生器 ３ 暗号器 ４ 復号器 ５ 乱数発生器 ６ 暗号器 ７ 暗号器 ８ 復号器 ９ 復号器 １０ 比較器 １１ 暗号器 １２ 暗号器 １３ 比較器 ２１ ＩＤi −Ｓi リスト ２２ 乱数発生器 ２３ 認証情報処理関数器 ２４ 暗号器 ２５ 復号器 ２６ 認証情報処理逆関数器 ２７ 比較器 ２８ 暗号器 ２９ 暗号器 ３０ 比較器１００ 利用者側装置 １００ａ 利用者側装置 ２００ ネットワーク側装置 ２００ａ ネットワーク側装置 ３００ 情報伝送路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｅ (56)参考文献 椿山英樹他“ＩＣカードを利用した相 互認証／暗号鍵配送システム”1993年電 子情報通信学会春季大会講演論文集，Ａ −284，（1993年３月15日) 椿山英樹他“安全な相互認証／暗号鍵 配送方式およびＩＣカード実験システム への実装”電子情報通信学会論文誌Ｄ− ▲Ｉ▼，Ｖｏｌ．Ｊ76−Ｄ−▲Ｉ▼，Ｎ ｏ．12，（1993年12月），ｐ．695− 697. 椿山英樹他“相互認証／暗号鍵配送方 式”電子情報通信学会論文誌Ｄ−▲Ｉ ▼，Ｖｏｌ．Ｊ76−Ｄ−▲Ｉ▼，Ｎｏ. 12，（1993年12月），ｐ．698−701 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04K 1/00 - 3/00 H04L 9/00 - 9/38 H04Q 7/02 - 7/38 G09C 1/00 - 5/00 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信ネットワークとその全利用者の各々
    間毎に必要な情報の相互秘密配信を具現するために、前記通信ネットワーク側と前記全利用者側の各々にそれ
    ぞれ配置されたネットワーク側装置と利用者側装置及び
    該ネットワーク側装置・該利用者側装置間に配置された
    情報伝送路が備えられ、前記全利用者の各々に当該利用
    者ｉを表示するためにそれぞれ識別符号ＩＤ i が該通信
    ネットワーク内に公開されて割当てられており、該ネッ
    トワーク側装置に前記全利用者の前記識別符号ＩＤ i と
    該識別符号ＩＤ i に付随した秘密鍵Ｓ i とが保管される
    とともにネットワーク側の認証用乱数ｒ u と前記ネット
    ワーク側装置・前記利用者側装置間の暗号通信に秘密の
    共通鍵として用いることになる乱数ｒ c とを発生するネ
    ットワーク側の乱数発生器が備えられており、さらに前
    記利用者側装置に当該利用者側装置の利用者ｉの前記識
    別符号ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i が保管されると
    ともに利用者側の認識用乱数ｒ n の乱数発生器が備えら
    れており、 前記利用者側装置から前記ネットワーク側装置に前記情
    報伝送路を介して当該利用者側装置の前記利用者ｉを表
    示する前記識別符号ＩＤ i が送付され、 該ネットワーク側装置から該利用者側装置に、該識別符
    号ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i を鍵として前記乱数
    ｒ c を暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ c ) と 前記ネット
    ワーク側の認証用乱数ｒ u とが前記情報伝送路を介して
    配付され、 前記利用者側装置では、前記配付された暗号化信号Ｅ si
    （ｒ c ) から前記秘密鍵Ｓ i を鍵として前記乱数ｒ c を
    復号するとともに、前記配付された前記ネットワーク側
    の認証用乱数ｒ u を前記秘密鍵Ｓ i を鍵として暗号化し
    た暗号化信号Ｅ si （ｒ u ) を、さらに前記復号された前
    記乱数ｒ c を鍵として暗号化した暗号化信号Ｅ rc ( Ｅ si
    （ｒ u ))を、該利用者側装置から、前記利用者側の認識
    用乱数ｒ n とともに前記情報伝送路を介して、前記ネッ
    トワーク側装置に送付し、 前記ネットワーク側装置では、該送付された暗号化信号
    Ｅ rc （Ｅ si （ｒ u ))を 前記保管された前記秘密情報Ｓ i
    及び前記共通鍵暗号ｒ c とを鍵として復号して得られる
    前記認証用乱数ｒ u と該ネットワーク側装置に保管され
    た元の前記認証用乱数ｒ u とが一致する比較結果が得ら
    れたときに前記利用者側装置を正当であると認証し、 さらに、 前記ネットワーク側装置から、前記一致する比較結果が
    得られたときに、前記送付された利用者側の認証用乱数
    ｒ n を前記秘密鍵Ｓ i を鍵として暗号化した暗号出力Ｅ
    si （ｒ n ）が前記情報伝送路を介して前記利用者側装置
    に返送され、 該利用者側装置では、前記秘密情報Ｓ i を鍵として前記
    利用者側の認証用乱数ｒ n を暗号化した暗号化信号Ｅ si
    （ｒ n ) と前記返送された暗号化信号Ｅ si （ｒ n ) とが
    一致する比較結果が得られたときに前記ネットワーク側
    装置を正当であると認証し、 前記乱数ｒ c は、前記ネットワーク側装置および前記利
    用者側装置において、前記ネットワーク側装置・前記利
    用者側装置間の暗号通信に秘密の共通鍵として用いられ
    る 相手認証／暗号鍵配送方式。
  2. 【請求項２】 通信ネットワークとその全利用者の各々
    間毎に必要な情報の相互秘密配信を具現するために、前記通信ネットワーク側と前記全利用者側の各々にそれ
    ぞれ配置されたネットワーク側装置と利用者側装置及び
    該ネットワーク側装置・該利用者側装置間に配置された
    情報伝送路が備えられ、前記全利用者の各々に当該利用
    者ｉを表示するためにそれぞれ識別符号ＩＤ i が該通信
    ネットワーク内に公開されて割当てられており、該ネッ
    トワーク側装置に前記全利用者の前記識別符号ＩＤ i と
    該識別符号ＩＤ i に付随した秘密鍵Ｓ i とが保管される
    とともにネットワーク側の認証用乱数ｒ u と前記ネット
    ワーク側装置・前記利用者側装置間の暗号通信に秘密の
    共通鍵として用いることになる乱数ｒ c とを発生するネ
    ットワーク側の乱数発生器が備えられており、さらに前
    記利用者側装置に当該利用者側装置の利用者ｉの前記識
    別符号ＩＤ i に付随した前記秘密鍵Ｓ i が保管されると
    ともに利用者側の認識用乱数ｒ n の乱数発生器が備えら
    れており、 前記利用者側装置から前記ネットワーク側装置に前記情
    報伝送路を介して当該利用者側装置の前記利用者ｉを表
    示する前記識別符号ＩＤ i と前記利用者側の認証用乱数
    ｒ n が送付され、 前記ネットワーク側装置では、入力（ｘ，ｙ）により出
    力Ｆ( ) が一意に決まる入出力条件を有する関数器によ
    り前記乱数ｒ c と前記配付された認証用乱数ｒ n とを処
    理した出力Ｆ（ｒ c ，ｒ n ）を、前記秘密鍵Ｓ i を鍵と
    して暗号化し、得られた暗号化信号Ｅ si ( Ｆ（ｒ c ，ｒ
    n ））に前記認証用乱数ｒ u が付加され 、該ネットワー
    ク側装置から該前記情報伝送路を介して該利用者側装置
    に配付され、 該利用者側装置では、前記保管された前記秘密情報Ｓ i
    を鍵として前記配付された暗号化信号Ｅ si （Ｆ（ｒ c ，
    ｒ n ））を復号して得られる復号化信号Ｆ（ｒ c ，
    ｒ n ）を、入力Ｆ( ) により出力（ｘ，ｙ）が一意に決
    まる入出力条件を有する逆関数器により処理した出力ｒ
    c ，ｒ n のうちの乱数ｒ n と前記保管された元の前記認
    証用乱数ｒ n とが一致する比較結果が得られたときに前
    記ネットワーク側装置を正当であると認証し、さらに、
    前記利用者側装置から前記ネットワーク側装置に、前記
    配付された認証用乱数ｒ u を前記秘密情報Ｓ i を鍵とし
    て暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ u ) が、前記情報伝送
    路を介して送付され、 前記ネットワーク側装置では、該送付された暗号化信号
    Ｅ si （ｒ u ) と前記保管された前記秘密情報Ｓ i を鍵と
    して該ネットワーク側装置に保管された元の前記認証用
    乱数ｒ u とを暗号化した暗号化信号Ｅ si （ｒ u ) とが一
    致する比較結果が得られたときに前記利用者装置を正当
    であると認証 し、前記乱数ｒ c は、前記ネットワーク側装置および前記利
    用者側装置において、前記ネットワーク側装置・前記利
    用者側装置間の暗号通信に秘密の共通鍵として用いられ
    る 相手認証／暗号鍵配送方式。
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