JP4492083B2 - Ｉｃカードを用いたサービスの認証方法およびシステム - Google Patents

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Description

本発明は、ＩＣカードを用いたサービスの認証方法およびシステムに係る。
ＩＣカードは、大量の情報が記録可能であり、かつ高度なセキュリティを有するため、磁気カードに代わる新しい情報記録媒体として近年普及しつつある。ＩＣカードの持つ高いセキュリティを活かしクレジットカードや電子マネーなどの金融分野での応用が期待されている。本願において用いられるＩＣカードには、一般にＣＰＵとメモリと通信処理部から構成されるメモリカードあるいはマイクロプロセッサカードである。ＩＳＯ７８１６準拠カードやＪＩＣＳＡＰ準拠カードに代表されるメモリカードでは、データの読み書きのみ可能であり、ファイルとして利用されるＩＣカードである。Ｊａｖａ（登録商標）ｃａｒｄ規格やＭＵＬＴＯＳ規格に代表されるマイクロプロセッサカードは、プログラムを搭載し実行可能なＩＣカードである。
従来、ＩＣカードを用いたシステムにおいて、セキュリティを考慮した業務処理を実施する場合、ＩＣカードとホスト計算機の間で相互認証を実施し、ＩＣカードとホスト計算機の間で安全な通信路（セキュアチャネル）を確立してから、業務処理を実施する方式が取られてきた。具体的には、ＩＣカードとサーバ計算機間で相互認証を実施するための秘密情報を共有し、この秘密情報の共有を確認することで相互認証を実現する方法が取られる。
特許文献１は、無線通信可能なメモリカードを利用し、乗車時及び降車時に、自動改札機でメモリカードのデータを読み取り、そのデータを処理し書き戻す技術を開示する。
また、ＨＳＭ（ハードウェアセキュリティーモジュール）と呼ばれる技術が存在する。ＨＳＭとは、温度変化や気圧の変化を検出し、分解したり、衝撃を加えたりすると装置内のデータが消失する仕掛けにより、物理的に暗号モジュール等の機密性を保護する装置である。また、ＨＳＭに対するアタック方法としては、一般に、ＨＳＭは、認証局（CA: Certificate Authority）の秘密鍵の生成、保管、署名操作やユーザーの秘密鍵を保管する。これらの操作をHSMではなくコンピュータ内で行う場合、コンピュータ自身の損壊、不当な侵入による鍵の盗難、不正な複製などのリスクがあり、証明書等の信頼性が無くなる。耐タンパ性の基準では、アメリカのＦＩＰＳ ＰＵＢ(Federal Information ProcessingStandard Publication) 140-1 が有名である。
HSMを利用する技術の一例として、特許文献２は、加盟店に設置されたＰＣが、通信部及び外部通信回線を介してカード発行会社との間で、ＨＳＭ２０を利用してセキュリティを確保しながらデータ交換を実行する旨を開示する。
ユーザーの所持するＩＣカードなどの記憶媒体に対する読み出しや書き込みなどアクセスが可能なキオスク端末を利用する技術として、特許文献３は、キオスク端末がＩＣカードにアプリケーションプログラムを搭載する技術を開示する。
ＩＣカードの計算能力、通信速度を補う技術として、特許文献４は、有料の高速道路の料金収受システムについて、車載機器がＩＣカードを代行する技術を開示する。
以下では、図１に従い特許文献１における実施例を説明する。ＩＣカード（ICC）１００とサーバ計算機（RSE）１０２の間に、代理計算機（OBU）１０１を設置する。代理計算機１０１とＩＣカード１００は、認証用の暗号鍵Ki１１０、１１１を各々保持している。さらにＩＣカード１００は、サーバ１０２の業務サービスサーバプログラム１１８の実行に必要な情報として代行用情報１１３を保持している。なお、先願の料金収受システムにおいては、サーバ計算機が実行する業務処理は認証処理である。
まず代理計算機１０１は、共通の認証用情報Ｋｉ１１０、１１１を用いて、ＩＣカード１００を認証する（ステップ１１２）。認証が成功すると、ＩＣカード１００は自己が保持するサーバ計算機との代行用情報１１３を、代理計算機１０１に転送する（ステップ１１４）。代理計算機１０１は、受け取った代行用情報１１６を用いて自計算機上の業務サービス用クライアントプログラム（ＡＰＣＬ）１１５を起動し、サーバ計算機１０２上の業務サービスサーバプログラム１１８と情報をやり取りし、クライアント・サーバ形式に則った業務処理を実行する（ステップ１１７）。この方式において、代理計算機１０１がＩＣカード１００より高性能であれば、全体の処理性能の向上が見込めることとなる。
特開平１０−２９３８６７
特開２００３−２０３２０７ 特開２００２−３２４２１３ 特開平１０−１４３６９５
特許文献１においてはメモリカードに記憶されたデータの自動改札機における秘匿性を保つことは考慮されておらず、特許文献４においても、車載器には多数の異なるカードが挿入される可能性は低いため、不特定多数の人間が使用することによる個人情報の漏洩を防ぐことが考慮されていない。
本発明は、ＩＣカード機能を不特定多数の人間が使用する情報キオスク端末に代行させることにより高速なサービスの提供を可能とすることを目的とする。さらに、ＩＣカード外に個人情報を出す、不特定多数の人間が使用すること等による個人情報の漏洩を防ぐことを課題とする。更に、メモリカードにおいても、マイクロプロセッサカードと同様のカードサービスを実施可能とし且つ個人情報の漏洩を防ぐことを課題とする。
また、代理計算器を共通鍵暗鍵で認証する場合における、利用者数が増加するにつれて認証鍵のデータ格納領域が過大になり、認証処理自体の速度が低下を防ぐことを課題とする。
また、ＩＣカードの認証情報について有効であるのか失効しているのかを示す有効あるいは失効情報の利用者数が増加による、上述と同様にデータ格納領域が過大になり、認証処理自体の速度が低下を防ぐことを課題とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
クライアント・サーバ形式の業務処理を実行する計算機システムにおける代行サーバ計算機であって、前記業務処理のクライアント処理部分の実行に用いる業務実行用情報と、第１相互認証鍵とを有するＩＣカードと接続するＩＣカードリーダ・ライタと、耐タンパ性を持つＨＳＭと、
前記ＩＣカード、前記HSMと、前記業務処理のサーバ処理部分を実行する業務サーバ計算機、及び、第２相互認証鍵を有する認証サーバ計算機とに接続される制御計算機を有し、前記HSMは、前記認証サーバから前記ＩＣカードと前記第１、２相互認証鍵を用いて相互認証を行って生成した第１セッション暗号鍵を受信し、前記ＩＣカードから前記相互認証の際に生成した第２セッション暗号鍵と前記受信した第１セッション暗号鍵を用いて、前記ＩＣカードとの間に第１セキュアチャネルを確立し、前記ＩＣカードから前記業務実行用データを受信し、前記第１セッション暗号鍵を受信した前記業務サーバと、前記第１セッション暗号鍵を用いて第２セキュアチャネルを確立し、前記HSMと前記業務サーバ計算機とで前記業務実行用データを用い所定の業務処理を行うことを特徴とする代行サーバ計算機である。
上記構成により、ＩＣカード機能を不特定多数の人間が使用する情報キオスク端末に代行させることにより高速なサービスの提供を可能とし、さらに、ＩＣカード外に個人情報を出す、不特定多数の人間が使用すること等による個人情報の漏洩を防ぐ。
本発明によれば、認証サーバ計算機の認証処理結果を利用して、計算処理速度の遅いＩＣカードに代わって、代理サーバ計算機に効率的且つセキュアにに業務処理を代行させることができる。
本願発明を簡単に説明すると、情報サービスシステムにおいて、クライアントとして耐タンパ性を持ち演算処理、入出力処理に優れる演算モジュールであるハードウェアセキュリティーモージュール（ＨＳＭ）を用い、サーバー、ＩＣカード、ＨＳＭの間で相互認証を行い、ＩＣカードからＨＳＭに個人情報等の必要な情報を受け渡し、ＨＳＭをＩＣカードの代行者としてＩＣカードにおける秘匿性を保ったままたサービスを開始する。サービス終了後にはＨＳＭからＩＣカードに情報を書き戻す。
本願においては、ＩＣカードからＨＳＭに受け渡され、実施例において業務実行用データ、個人情報と呼んでいるものは、氏名、年齢、性別、体重、嗜好、個人属性情報、クーポン情報、電子マネーのバリュー、その他秘匿性が必要とされる情報である。
本発明の第一の実施例を図２に従い説明する。まず、本実施例の構成について説明する。本実施例のＩＣカードシステムは、ＩＣカード（ICC）２０１と、代行サーバ計算機（TAP）２０２と、業務サーバ計算機（SV）２０３と、認証サーバ計算機（AS）２０４とから構成される。
ＩＣカード２０１は、ＣＰＵとメモリと通信処理部から構成されるメモリカードあるいはマイクロプロセッサカードである。
代行サーバ計算機２０２、業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４は、ともに通常のコンピュータであり、互いで通信路により接続されて情報を交換する。
ＩＣカード２０１、代行サーバ計算機２０２、業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４は、クライアント・サーバ形式の業務処理を実行する計算機システムを形成する。本願におけるＩＣカードを用いた電子マネーサービス等のサービスは、クライアント・サーバ形式のコンピュータプログラムで実現される。このプログラムのサーバ部分が業務サーバプログラムであり、業務サーバ計算機２０３で実行される。このプログラムのクライアント部分が業務クライアントプログラムであり、ＩＣカード２０１あるいは代行サーバ計算機２０２で実行される。代行サーバ計算機２０２は、ハードウェアセキュリティモジュール（ＨＳＭ）２０５と呼ばれる耐タンパー性を有する計算機を内蔵し、ＨＳＭ２０５とは別に、ＩＣカード２０１及び業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４、ＨＳＭ２０５との入出力を行う制御計算機を有する。
ＨＳＭ２０５と制御計算機は通信路により接続されて、データ交換を行う。代行サーバ計算機２０３は上述のように制御計算機とＨＳＭ２０５を内蔵するが、以降の説明では代行サーバ計算機２０２は制御計算機、ＩＣカードリーダ・ライタ等のＨＳＭ２０５以外の部分を表すものとし、ＨＳＭ２０５とは分けて説明するものとする。
本願のＨＳＭが有する耐タンパー性とは、代表的には、攻撃に耐える仕組みを指す物理的耐タンパ性、内部秘密情報の推測に役立つ情報を外部に漏らさない機能を持つものをサイドチャネルアタックに対する耐タンパ性、外部から強制的に誤作動させ内部の秘密情報を漏らさなくする耐タンパ性を表すが、それに制限されない。物理的耐タンパ性とは、物（装置、回路基板、半導体部品等）を解析し辛くするとか、解析しようと分解すると、何らかの方法で分解を検知し動作しなくしたり、外部に漏れるよりは秘密情報を積極的に消したりする機構を設けて実現する。サイドチャネルアタックに対する耐タンパ性とは、暗号を処理する装置（回路基板、半導体集積回路）における、暗号処理時間のデータ(or 秘密情報)依存性や、暗号動作時の消費電流変化/漏洩電磁波を測定し、必要なら統計的処理を施して、装置内の秘密情報を推定する手法に対するタンパ性である。
ＩＣカード２０１と代行サーバ計算機２０２は、代行サーバ計算機２０２の入出力チャネルに接続されたＩＣカードリーダ・ライタを介して接続されて、データ交換を行う。また、代行サーバ計算機２０２は、業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４とにネットワーク、専用線等を介し、接続される。
従い、ＩＣカード２０１は、代行サーバ計算機２０２を介して、業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４、HSM２０５に接続する。HSM２０５も、代行サーバ２０２を介して、業務サーバ計算機２０３、認証サーバ計算機２０４、ＩＣカード２０２に接続する。
認証サーバ計算機２０４は認証サービスを提供する事業者がデータセンタに設置運用する。業務サーバ計算機２０３は当該業務サービスを実施する事業者がデータセンタに設置運用する。代行サーバ計算機２０２は、情報キオスクを想定しており、業務サービスを実施する事業者あるいは、第3者事業者が、街頭あるいは公共スペースなどに設置運用する。
次に本実施例の動作について説明する。ＩＣカード２０１は、相互認証鍵（Kicc）２１０と、業務処理のクライアント処理部分の業務実行に用いる代行用情報である業務実行用データ（Dapp）２２０を事前に保持する。代行サーバ計算機２０２内のＨＳＭ２０５は、ＩＣカード２０１の保持する業務実行用情報２２０を用いるクライアント処理部分を代理実行するため、業務クライアントプログラム（ＡＰＣＬ）２２１を保持する。業務サーバ計算機２０３は、業務処理のサーバ処理部分を実行するため、業務サーバプログラム（ＡＰＳＶ）２２４を保持する。認証サーバ計算機２０４は、ＩＣカード２０１を認証するため、ＩＣカード２０１の相互認証鍵（Kicc）２１１を事前に保持する。
まず、ＩＣカード２０１は代行サーバ計算機２０２を経由して、認証サーバ２０４にアクセスする。両者は相互認証鍵Kicc２１０、２１１を用いて相互認証を実施する（ステップ２１２）。相互認証が成功すると、ＩＣカード２０１と認証サーバ２０４は、各々一時的な暗号鍵であるセッション暗号鍵を生成する。具体的には、ＩＣカード２０１はセッション暗号鍵（Kssn）２１３を生成保持する。一方、認証サーバ２０４はセッション暗号鍵（Kssn）２１４を生成保持する。
ここで、相互認証鍵とセッション暗号鍵について説明する。相互認証鍵は、異なる計算機間で相互の正当性を確認するために使用する共通暗号鍵である。セッション暗号鍵は異なる計算機間で情報を交換する際に、当該交換情報の秘匿性あるいは完全性を満たすために使用する共通暗号鍵である。本実施例では、セッション暗号鍵Ｋｓｓｎは、ＩＣカード２０１と認証サーバ２０４が相互認証２１２を実施した際に交換される乱数と、相互認証鍵Ｋｉｃｃ２１０を入力として、鍵派生アルゴリズムを用いて生成される。
本願に実施例において相互認証鍵、セッション鍵は共通鍵暗号を用いるが公開鍵暗号を用いることも可能である。
認証サーバ２０４は、セッション暗号鍵２１４を、代行サーバ計算機２０２に転送する（ステップ２１７）。代行サーバ計算機２０２は、セッション暗号鍵２１４を、図示されない内部転送プログラムを介して中継し（ステップ２５５）、ＨＳＭ２０５に転送する（ステップ２６５）。
さらに、認証サーバ２０４は、セッション暗号鍵２１４を業務サーバ計算機２０３に送付する（ステップ２１７）。但し、認証サーバ２０４とＨＳＭ２０５及び業務サーバ計算機との間では、専用線によるセキュアな情報転送が行われる。
以上によりセッション暗号鍵ＫｓｓｎがＩＣＣ２０１とＨＳＭ２０５、ＡＳ２０４で共有された状態になる。
ＩＣカード２０１は、セッション暗号鍵２１３を用いて、代行サーバ計算機２０２を介して、ＨＳＭ２０５と安全な通信経路（セキュアチャネル）を確立する（ステップ２５９、２１９）。ここで、セキュアチャネルと確立と呼んでいるものは、セッションキーを使用してのデータに署名、暗号化が可能をなったことを意味するものとする。
ここでＨＳＭ２０５は、認証サーバ計算機２０４から送付されたセッション暗号鍵２１６を使用してセキュアチャネルを確立する。ＩＣカード２０１は、確立されたセキュアチャネル２１９を介して、業務実行用データ（Dapp）２２０をＨＳＭ２０５内のＡＰＣＬ２２１に送付する（ステップ２２２）。
次にＨＳＭ２０５は、セッション暗号鍵２１６を用いて、代行サーバ計算機２０２を介して、業務サーバ計算機２０３とセキュアチャネルを確立する（ステップ２６３、２５３、２２３）。ここで業務サーバ計算機２０３は、認証サーバ計算機２０４から送付されたセッション暗号鍵２１８を使用してセキュアチャネルを確立する。ＨＳＭ２０５上の業務クライアントプログラム２２１は、確立されたセキュアチャネル２２２を介して、業務実行用データ２２２を用いて、業務サーバ計算機２０３上の業務サーバプログラム（ＡＰＳＶ）２２４にアクセスし、所定の業務サービスを実行する。
ここで所定の業務サービス実行の内容について、電子マネーシステムにおける支払いのプロセスを例として詳細に説明する。業務実行用データ２２３で示される電子マネーのバリューは、業務サーバ２０３に転送され、業務サーバプログラム２２４内で減算されて、更新された電子マネー値（D'app）２２７としてＨＳＭ２０５上の業務クライアントプログラム２２１に書き戻される。このようにＨＳＭ内のデータを用いてサーバ側で業務が実行される。別のケースとしてＡＰＣＬ自体が減算処理命令を実行可能であれば、ＡＰＳＶ２２４はＡＰＣＬ２２１に減算処理を指令し、ＡＰＣＬ内のＤａｐｐ２２２を減算させ、Ｄ‘ａｐｐ２２７にする。
業務処理が終了すると、代行サーバ計算機２０２上のＨＳＭ２０５は、更新された業務実行用データ（D'app）２２７を、代行サーバ計算機２０２を介して、ＩＣカード２０１に書き戻す（ステップ２７５、２２５）。また、更新された業務実行用データは、ＨＳＭ２０５内に保持することも可能であるし、削除することも可能である。ＩＣＣ２０１には処理実施後の代行用情報が、Ｄ‘ａｐｐ２２６として格納され、次回の業務実行に備えられる。
ＩＣカード２１０として、データの書込み読出し機能のみと有するメモリカードを使用する場合には、サーバ業務プログラムＡＰＳＶは、メモリカードに対応して書込み読出し機能のみを利用する業務サーバプログラムでなければならない。別な言い方をすれば、プログラムを実行可能なプロセッサ型ＩＣカードを対象とし、当該カード上で実行されるカード用プログラムを対象とする業務サーバプログラムは利用できない。
しかし、本実施例で示したように、ＨＳＭ２０５上の業務クライアントプログラムＡＰＣＬ２２１がＩＣカードの代行者として働く場合、ＡＰＣＬ２２１としてプロセッサ型のＩＣカード上のカードプログラムと同一の機能を有するプログラムを搭載すれば、ＩＣＣ２０１がメモリカードであっても、業務サーバ上で実行され、プロセッサカード対応の業務サーバプログラムを利用することが可能となる。
また、ＩＣカード２０１内の個人情報である業務データ２２０の代行サーバ計算機への転送経路はセキュアチャネルで保護されており、代行サーバ計算機２０２上のＩＣカードの代行者であるＨＳＭは代行者は耐タンパ性を具備するため、業務機能サーバ２０３と業務を実行することが、またＨＳＭ２０５は耐タンパ性を具備するため、個人情報である業務実行データ２２０のセキュリティーを確保した状態で実行することが可能となる。
本発明により、ＨＳＭ２０５の演算能力はＩＣカードのようにサイズによる制限はないためＩＣカードに比べ演算能力を高めることが可能である。特に、高速演算を望めないＩＣカード２０１では不可能な、ＩＣカード内の個人情報に基くに基くデータベースの検索、クーポン発行処理を高速に行うことが可能となり、ＩＣカード外に個人情報を出すことにより秘匿性の喪失も防ぐことが可能である。また、データベースの検索に際しては、個人情報に加え、代行サーバ計算機への利用者からの入力、及び代行サーバ計算機の利用履歴等も用いることができる。
また、ＨＳＭ内のメモリ領域を区分けすることにより不特定多数のユーザーの業務実行データ２２２、２２７を格納することも可能である。
また、更新された業務実行用データ２２７をＨＳＭ２０５から削除することにすれば、業務処理中以外は、個人情報である業務実行データ２２２、２２７が代行サーバ計算機内に存在せず、ＩＣカード内のみとなるのでより秘匿性が増す。
本発明のおいては、ＩＣカード２０１、認証サーバ計算機２０４間における認証を行ったのち、認証サーバ計算機から送付されるセッション鍵２１５を用いてＩＣカード２０１、ＨＳＭ２０５間の認証を行っている。従い、共通鍵暗号を用いる際にも、ＨＳＭ２０５を利用する可能性のある全てのＩＣカードの認証鍵を、ＨＳＭ２０５が保持しなければならないといった問題は生じない。この問題がある場合には、利用する可能性のある全てのＩＣカードが増加するにつれて、認証鍵のデータ格納領域が過大になり、ＨＳＭ２０５の認証処理自体の速度が低下するという問題が生じる。
また、盗難あるいは紛失のケースには当該カードは失効扱いとなり、たとえ電子的な動作が正常であっても、利用できない状態とする必要がある。
また、更に、認証サーバ計算機２０４が、各ＩＣカード２０１の認証情報について有効であるのか失効しているのかを示す有効あるいは失効情報を管理し、ＩＣカード２０１の認証時に当該カードの有効性をチェックすることが可能であるため、ＨＳＭ２０５が有効あるいは失効情報を管理する必要がない。従い、利用する可能性のある全てのＩＣカードが増加するにつれて、有効あるいは失効情報のデータ格納領域が過大になり、ＨＳＭ２０５の処理自体の速度が低下するという問題が生じない。
本発明の第二の実施例を図３に従い説明する。本実施例では、前記第一の実施例と異なる箇所についてのみ説明する。
ＨＳＭが相互認証鍵Khsm３３０を保持し、認証サーバ計算機３０４が相互認証鍵Khsm３３０に対応する相互認証鍵Khsm３３１を保持し、ＩＣカード３０１と認証サーバ計算機３０４との相互認証３１２に先立って、代行サーバ計算機３０２上のＨＳＭ２０５と認証サーバ計算機３０４の間で相互認証を実施する（ステップ３３２、３５２、３６２）。この相互認証で確立したセキュアチャネル２１５、２５５、２６５を介して、セッション暗号鍵Ｋｓｓｎ２１４が、ＡＳ２０４からＨＳＭ２０５に送付される。これにより安全にセッション暗号鍵の転送が可能となる。
前記第一の実施例では、ＡＳ２０４とＨＳＭ２０５の間に専用線によるセキュアな情報転送が必要であった。本実施例では、ＨＳＭ２０５がＡＳ２０４と相互認証することで、公衆網に接続されたＴＡＰ２０２についても実施例１と同様の効果が達成されることを示す。以上で本発明の第二の実施例の説明を終える。
実施例２においては、実施例１に比べ、認証サーバ２０４とＨＳＭ２０５及び業務サーバ計算機との間では、専用線によるセキュアな情報転送を行わなくても良い。
本発明の第三の実施例を図４に従い説明する。本実施例のＩＣカードシステムは、ＩＣカード（ICC）４０１と、代行サーバ計算機（TAP）４０２と、業務サーバ計算機（SV）４０３と、認証サーバ計算機（AS）４０４とから構成される。各サーバが通常のコンピュータであること、代行サーバ計算機４０２は、ハードウェアセキュリティモジュール（ＨＳＭ）４０５を持つことなど、実施例１に準じる。本実施例が実施例１と異なるのは、各サーバが相互認証鍵を作成する方法である。次に本実施例の動作について説明する。
ＩＣカード４０１は、相互認証鍵（Kicc）４１０と、業務実行に用いる業務実行用データ（Dapp）４２０を事前に保持する。代行サーバ計算機４０２上のＨＳＭ４０５は、業務クライアントプログラム４２１を保持している。業務サーバ計算機４０３は、業務サーバプログラム４２４を保持している。認証サーバ計算機４０４は、ＩＣカード４０１の相互認証鍵（Kicc）４１１を事前に保持する。まずＩＣカード４０１は、代行サーバ計算機４０２を経由して、認証サーバ４０４にアクセスする。両者は相互認証鍵Kicc４１０、４１１をもちいて相互認証を実施する（ステップ４１２）。相互認証が成功すると、ＩＣカード４０１は第一のセッション暗号鍵（Kssn１）４１３と第二のセッション暗号鍵（Kssn２）４３０とを生成保持し、認証サーバ４０４は第一のセッション暗号鍵（Kssn１）４１４と第二のセッション暗号鍵（Kssn２）４３１とを生成保持する。
認証サーバ４０４は、第一のセッション暗号鍵４１４を代行サーバ計算機４０２を介してＨＳＭ４０５に送付する（ステップ４１５、４５５、４６５）。さらに、認証サーバ４０４は、第二のセッション暗号鍵４３１を業務サーバ計算機４０３に送付する（ステップ４１７）。
ＩＣカード２０１は、第一のセッション暗号鍵４１３を用いて、代行サーバ計算機４０２を介してＨＳＭ４０５と安全な通信経路（セキュアチャネル）を確立する（ステップ４５９、４１９）。ここで代行サーバ計算機４０２上のＨＳＭ４０５は、認証サーバ計算機４０４から送付された第一のセッション暗号鍵４１６を使用する。ＩＣカード４０１は、確立されたセキュアチャネル４１９を介して、第二のセッション暗号鍵４３０と業務実行用データ（Dapp）４２０を、代行サーバ計算機４０２を介して、ＨＳＭ４０５上の業務クライアントプログラム４２１に送付する（ステップ４２１）。
ＨＳＭ４０５は、第二のセッション暗号鍵４３３を用いて、業務サーバ計算機４０３と安全な通信経路（セキュアチャネル）を確立する（ステップ４６３、４５３，４２３）。ここで業務サーバ計算機４０３は、認証サーバ計算機４０４から送付された第二のセッション暗号鍵４１８を使用してセキュアチャネルを確立する。ＨＳＭ４０５上の業務クライアントプログラム４２１は、確立されたセキュアチャネル４２２を介して、業務実行用データ４２２を用いて、業務サーバ計算機２０３上の業務サーバプログラム（ＡＰＳＶ）４２４にアクセスし、所定の業務サービスを実行する。
以上説明したように、本実施例では、実施例１と異なり、ＩＣＣ４０１とＡＳ４０４は異なる2つのセッション暗号鍵Ｋｓｓｎ１とＫｓｓｎ２を生成する。セッション暗号鍵Ｋｓｓｎ１は、ＩＣＣ４０１とＨＳＭ４０５の相互認証に用いられ、セッション暗号鍵Ｋｓｓｎ２は、ＳＶ４０３とＨＳＭ４０５の相互認証に用いられる。実施例1では、単一のセッション暗号鍵を使用したため、ＨＳＭ２０５がＩＣＣ２０１からの業務実行用情報Ｄａｐｐ２２０の受信を待たずに業務サーバ２０３をアクセスできる可能性などが考えられる。しかし、本実施例では、上述のようにセッション暗号鍵を２つ用意することで、ＨＳＭ４０５が独断で業務サーバ４０３にアクセスできない仕組みとなり、セキュリティが向上している。以上で本発明の第三の実施例の説明を終える。
本発明の第四の実施例を図５に従い説明する。本実施例では、前記第一の実施例と異なる箇所についてのみ説明する。
まず、代行サーバ計算機５０２上のＨＳＭ４０５が相互認証鍵Khsm５４０を保持し、認証サーバ計算機４０４が相互認証鍵Khsm５４１を保持する。
ＩＣカード４０１と認証サーバ計算機４０４との相互認証４１２に先立って、代行サーバ計算機４０２上のＨＳＭ４０５と認証サーバ計算機４０４の間で相互認証を実施する（ステップ５０７、５５７、５５８）。この相互認証で確立したセキュアチャネル２１５、２５５、２６５を介して、セッション暗号鍵Ｋｓｓｎ２１４が、ＡＳ２０４からＨＳＭ２０５に送付される。
前記第三の実施例では、ＡＳ４０４とＨＳＭ４０５の間に専用線によるセキュアな情報転送が必要であった。本実施例では、ＨＳＭ４０５がＡＳ４０４と相互認証することで、公衆網に接続されたＴＡＰ４０２についても実施例３と同様の効果が達成されることを示す。以上で本発明の第四の実施例の説明を終える。
本発明の第五の実施例を図６に従い説明する。図６は本発明の実施例１から４で提示した代行処理方式を適用した情報検索システムである。本システムは、カード利用者７０１とＩＣカード７０２と代行サーバ計算機（情報キオスク）７０７とネットワーク７２１と業務サーバ計算機（業務サーバ）７２７と認証サーバ計算機（認証サーバ）７２４から構成される。
情報キオスク７０７は、情報キオスク制御計算機７１０と、耐タンパ性をもつハードウェアセキュリティモジュール（HSM）７１５から構成される。情報キオスク制御計算機７１０は、カード利用者７０１やネットワーク７２１との入出力を実施する役割を果たしており、本発明の実施例１から４で提示した代行サーバ計算機（ＴＡＰ）２０２、４０２に相当する。耐タンパ性をもつハードウェアセキュリティモジュール（HSM）７１５は、本発明の実施例１から４で提示したハードウェアセキュリティモジュール（HSM）２０５、４０５に相当する。ＩＣカード７０２は、本発明の実施例１から４で提示したＩＣカード（ＩＣＣ）２０１、４０１に相当する。認証サーバ（ＡＳ）７２４は、認証サーバ計算機７２５から構成され、本発明の実施例１から４で提示した認証サーバ（ＡＳ）２０４、４０４に相当する。業務サーバ（ＳＶ）７２７は、業務サーバ計算機７２９から構成され、本発明の実施例１から４で提示した業務サーバ（ＳＶ）２０３、４０３に相当する。
以下では、本システムを用いた情報検索処理の上記実施例１の流れについて説明する。まず、カード利用者７０１はＩＣカード７０２を用い、代行サーバ計算機７０７にログインする。カード利用者は情報キオスク制御計算機７１０の情報探索業務クライアントプログラム７１１に、自分の検索したい飲食店の検索条件（たとえば店の位置情報）を入力する。情報探索業務クライアントプログラム７１１は、ネットワーク７２１を介して業務サーバ７２７にアクセスし、業務サーバ計算機上７２８上の情報探索一次業務プログラム７２９に、検索条件である店の位置情報を送付する。情報探索一次業務プログラム７２９は例えば業務サーバ計算機上のデータベースを参照して検索結果情報７３０を得る。検索結果情報７３０はネットワーク７２１を介して情報キオスク制御計算機７１０に送付され、HSM７１５内の情報探索二次業務プログラム７３１に、店舗情報７１８として格納される。
一方、ＩＣカード７０２内の業務代行委託プログラム７０３は、情報キオスク７０７を介して、認証サーバ７２４上の認証サーバ計算機７２５内の認証プログラム７２６と相互認証を実施する（ステップ２１２、４１２）。その結果、業務代行委託プログラム７０３と認証プログラム７２６はセッション暗号鍵情報（２１３、２１４、４１３、４３０、４１４、４３１）を生成する。認証プログラム７２６は、生成したセッション暗号鍵情報をHSM７１５内の業務代行受付プログラム７１６に送付する（ステップ２５５、２６５、４５５、４６５）。
ＩＣカード７０２上の業務代行委託プログラム７０３は、生成したセッション暗号鍵情報を用いて、情報キオスク制御計算機７１０上の業務代行中継プログラム７１２を介して、HSM７１５上の業務代行受付プログラム７１６とセキュアチャネルを確立する(ステップ２５９、２１９)。このセキュアチャネルを介してＩＣカード７０２内の探索業務カードプログラム７０４内の個人情報７０５が、HSM７１５内の情報探索二次プログラム７３１に送付され、個人情報７１７として格納される（ステップ２２２、４２２）。
情報探索二次プログラム７３１は、自己の保持する情報配送規則７１９に基づいて、個人情報７１７と店舗情報７１８のマッチングを実施する。この例では「個人情報７１７の嗜好」が「店舗情報７１８の分野」と一致するのでマッチングが成立し（ステップ２６３、２５３、２２３、４６３、４５３、４２３）、店舗情報がＩＣカード７０２に送付され、店舗情報７０６として格納される（ステップ２２５、２７５）。
このように、本発明によれば、ＩＣカード７０２に格納された個人情報７０５は、HSM７１５のみに転送され個人情報７１７として保持格納され、マッチング処理が実施される。即ちプライバシ情報７０５が、耐タンパ性をもつＩＣカード７０２とHSM７１５以外のシステムに流出しないため、カード利用者７０１のプライバシが保護される。さらに業務サービスである検索処理がＩＣカードに比して高い処理能力を具備するＨＳＭにより実行され、高速化できる利点がある。以上で本発明の第五の実施例の説明を終える。
本発明の第６の実施例について、図７に従い説明する。本実施例では、前記第1の実施例と異なる点についてのみ説明する。
ＨＳＭ２０５上には、ＨＳＭ２０５の代行処理サービスの利用時間に応じてＩＣカードの利用者に課金する課金プログラムＡＰＨＳＭＣＨＲＧ６１１が用意されている。ＡＰＣＬ２１１が動作するとパス６１０を介して課金開始がＡＰＨＳＭＣＨＲＧ６１１に指示される。代行処理が終了し、ＡＰＣＬ６１２がＤ‘ａｐｐ２２７をＩＣＣ２０１に書き戻す際に、パス６１３を介してＡＰＨＳＭＣＨＲＧ６１４に課金終了が指示される。ＡＰＨＳＭＣＨＲＧ６１４は図示されない課金プログラムにより課金金額を算定しする。算定結果は、ＩＣＣ２０１の課金プログラムＡＰＣＬＣＨＲＧ６１７に課金情報として格納される（ステップ６１４）。
本実施例に拠れば、代行サーバ２０２を利用した時間あるいは通信回数、あるいは転送データ量等に応じて、利用に対する課金を課すことが可能となり、レンタル形式のビジネスモデルが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、携帯電話、PDA等の携帯端末に本願のＩＣカードと同様の機能を持たせ、本願ＩＣカードの代わりとさせることも可能である。
従来のＩＣカードシステムにおける代理実行方式。 本発明の第一の実施例における代行処理方法。 本発明の第二の実施例における代行処理方法。 本発明の第三の実施例における代行処理方法。 本発明の第四の実施例における代行処理方法。 本発明の代行処理方式を適用した情報検索システムの構成。 本発明の代行処理方式を適用した課金システムの構成。
符号の説明
１００、２０１、３０１、４０１、５０１、７０２・・・ＩＣカード、
１０１、２０２、３０２、４０２、５０２、７１５・・・代行サーバ計算機、
１０２、２０３、３０３、４０３、５０３、７２８・・・業務サーバ計算機、
２０４、３０４、４０４、５０４、７２５・・・認証サーバ計算機。

Claims (8)

  1. 業務処理のクライアント処理部分を代理実行する代行サーバ計算機であって、
    前記業務処理のクライアント処理部分の実行に用いる業務実行用データと、第１相互認証鍵とを保持するＩＣカードと接続するＩＣカードリーダ・ライタと、
    耐タンパ性を持つハードウェアセキュアモジュールと、
    前記ハードウェアセキュアモジュールとの入出力を行う制御計算機を有し、
    前記ICカードと前記代行サーバ計算機は、前記ICカードリーダを介し接続し、
    前記業務処理のサーバ処理部分を実行する業務サーバ計算機と、前記代行サーバ計算機は、通信路を介し接続し、
    第２相互認証鍵を保持する認証サーバ計算機と、前記代行サーバ計算機は、通信路を介し接続し、
    前記業務サーバ計算機と前記代行サーバ計算機は、通信路を介し接続し、
    前記ハードウェアセキュアモジュールは、
    前記ＩＣカードと前記認証サーバ計算機が前記第１、２相互認証鍵を用いた相互認証により生成した第１セッション暗号鍵を保持する前記認証サーバ計算機から前記第１セッション暗号鍵を受信し、
    前記ＩＣカードと前記認証サーバ計算機が前記第１、２相互認証鍵を用いた相互認証により生成した第２セッション暗号鍵を保持するＩＣカードとの間に、前記受信した第１セッション暗号鍵を用いて、第１セキュアチャネルを確立し、
    前記ＩＣカードから前記業務実行用データを受信し、
    前記第１セッション暗号鍵を用いて、前記認証サーバ計算機から前記第１セッション暗号鍵を受信した前記業務サーバ計算機との間に第２セキュアチャネルを確立し、
    前記ハードウェアセキュアモジュールと前記業務サーバ計算機との間で前記業務実行用データを用い所定の業務処理を行うことを特徴とする代行サーバ計算機。
  2. 請求項１記載の代行サーバ計算機であって、
    前記ハードウェアセキュアモジュールは、前記業務処理にて更新された業務実行用データを、前記第１セキュアチャネルを介してＩＣカードに書き戻し、前記ハードウェアセキュアモジュールから消去することを特徴とする代行サーバ計算機。
  3. 請求項１または２記載の代行サーバ計算機であって、
    前記ハードウェアセキュアモジュールは、第３相互認証鍵を有し、
    前記ＩＣカードと前記認証サーバ計算機との前記相互認証に先立って、前記ハードウェアセキュアモジュールは、前記第３相互認証鍵と前記認証サーバ計算機が有する第４相互認証鍵とを用いて前記認証サーバ計算機と相互認証を行い、第３セキュアチャネルを確立し、
    前記認証サーバ計算機より、前記第３セキュアチャネルを介して、第１セッション暗号鍵を受け取ることを特徴とする代行サーバ計算機。
  4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の代行サーバ計算機であって、
    前記業務実行用データは、秘匿性を有するデータであることを特徴する代行サーバ計算機。
  5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の代行サーバ計算機であって、
    前記ハードウェアセキュアモジュールが、
    ユーザーにより前記代行サーバ計算機へ入力される検索条件と、秘匿性を有する前記業務実行用データとに基づき、前記検索条件に合致する検索を行うことを特徴とする代行サーバ計算機。
  6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の代行サーバ計算機であって、
    前記代行サーバ計算機が、ユーザーの使用時間に応じて課金をおこなうことを特徴とする代行サーバ計算機。
  7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の代行サーバ計算機であって、
    前記代行サーバ計算機及び前記認証サーバ計算機とにネットワーク介し接続されることを特徴とする代行サーバ計算機。
  8. 業務処理のクライアント処理部分の実行に用いる業務実行用データと、第１相互認証鍵とを保持するＩＣカードと、
    前記業務処理のサーバ処理部分を実行する業務サーバ計算機と、
    第２相互認証鍵を有して、前記ＩＣカードを認証する認証サーバ計算機と、
    前記ＩＣカードの保持する業務実行用データを用いるクライアント処理部分を代理実行し、且つ耐タンパ性を持つハードウェアセキュアモジュールを有する代理計算機を用いるクライアント・サーバ形式の業務処理を実行する実行方法であって
    前記ＩＣカードと前記認証サーバに、前記第１、２相互認証鍵にて相互認証を実施し、
    前記相互認証が成功すると、前記ＩＣカードは第１セッション暗号鍵を生成し、前記認証サーバは前記第１セッション暗号鍵に対応する第２セッション暗号鍵を生成し、
    前記認証サーバが、前記第２セッション暗号鍵を前記代行サーバ計算機を介して前記ハードウェアセキュアモジュールに、及び、前記業務サーバ計算機に送付し、
    前記ＩＣカードと前記ハードウェアセキュアモジュールが、前記第１、２セッション暗号鍵を用いて、前記代行サーバ計算機を介した安全な第１通信経路を確立し、
    前記ＩＣカードが、前記第１通信経路を介して、業務実行用データを、前記ハードウェアセキュアモジュールに送付し、
    前記ハードウェアセキュアモジュールと前記業務サーバ計算機が、第２セッション暗号鍵を用いて、代行サーバ計算機を介した安全な第２通信経路を確立し、
    前記ハードウェアセキュアモジュールが前記業務サーバ計算機にアクセスし所定の業務サービスを実行し、
    前記ハードウェアセキュアモジュールが、前記業務サービスにて更新された業務実行用データを、前記第１通信経路を介して、前記ＩＣカードに書き戻し前記ハードウェアセキュアモジュールから消去することを特徴とする実行方法。
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