JPH0556037A - データ処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣカードと端末とのデータ伝送方式におい
て、データの機密性を低下させることなく処理時間を短
縮する。 【構成】 ＩＣカード１２保持者が入力した暗証コード
ＰＩＮ１を予め定めた鍵データＲｄに従い暗号化し、鍵
データＫ１を生成する。預金残高等をあらわす電文デー
タＤ１に付加データＣＥＲ１を付加した合成電文データ
Ｍ１を、鍵データＫ１に従い暗号化し、暗号電文データ
ＭＥを生成する。この暗号合成電文データＭＥは、電文
データＤ１と暗証コードＰＩＮ１との情報を有する。暗
号合成電文データＭＥを復号化し、さらに電文データＤ
２と付加データＣＥＲ２に分離する。分離した付加デー
タＣＥＲ２を、予めＩＣカード１２に格納された付加デ
ータＣＥＲ１と比較する。この結果により、暗証コード
ＰＩＮ１と電文データＤ２との正当性を判断する。よっ
て、暗号化・復号化の回数、および、端末１１とＩＣカ
ード１２とのデータの送受信の回数を減少させ、セッシ
ョンに要する時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータ処理方式、詳しく
はＩＣカードとカードデータ処理装置において使用され
る通信データの機密性を保護するデータ処理方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報通信の分野において、不正行
為による通信電文の盗聴、偽造等のいわゆるセキュリテ
ィ・リスクを防止する手段として通信電文の暗号化、電
子署名等の技術が用いられてきた。例えば、公開特許公
報昭５６−１３６０５８号に示す「送信装置および受信
装置間で機密データを電送する方法および装置」等のよ
うなデータ処理方式が案出されてきた。

【０００３】図３は、このような従来のデータ処理方式
の一例を示す概略ブロック図である。このデータ処理方
式は、例えば端末（送信側）３１と、ＩＣカード（受信
側）３２とを有して構成されている。このデータ処理方
式は、ＩＣカード３２保持者が暗証コードＰＩＮ１を端
末３１に入力すると、預貯金残高等の電文データＤ１が
ＩＣカード３２に電文データＤ２としてＩＣカード３２
に書き込まれるものである。

【０００４】端末３１においては、ランダムにその値を
変更し得る標準鍵データＲが暗号化手段３１１により暗
号化され、固有鍵データＲ１が生成される。この標準鍵
データＲは送受信手段３１６により送信され、ＩＣカー
ド３２の送受信手段３２６を介して暗号化手段３２１に
入力される。この暗号化手段３２１は、標準鍵データＲ
に基づいて固有鍵データＲ２を生成する。

【０００５】この標準鍵データＲを各セッション（端末
とＩＣカードとの間のデータ通信）毎にランダムに変更
することにより、固有鍵データＲ１，Ｒ２が第三者に知
られることを困難にし、電文データＤ１等の盗聴、ＩＣ
カード３２の偽造等の不正な行為を防止している。ま
た、万一、あるセッションにおいて固有鍵データＲ１、
Ｒ２が第三者に知られた場合にも、標準鍵データＲはラ
ンダムに変更されるため、他のセッションにおける固有
鍵データＲ１、Ｒ２まで知られることはない。

【０００６】続いて、端末３１においては、暗証コード
ＰＩＮ１は暗号化手段３１２により、上記固有鍵データ
Ｒ１を鍵として暗号化され、暗号暗証コードＡＶ１が生
成される。この暗号暗証コードＡＶ１は、送受信手段３
１６、送受信手段３２６を介して復号化手段３２２に入
力される。すると、暗号暗証コードＡＶ１は、上記固有
鍵データＲ２を鍵として復号化され、暗証コードＰＩＮ
２が生成される。復号化された暗証コードＰＩＮ２を、
比較手段３２３は、予めＩＣカード３２に格納されてい
た暗証コードＰＩＮ１と比較する。そして、暗証コード
ＰＩＮ２が暗証コードＰＩＮ１と一致しているかどうか
をあらわす結果データＣ１をＩＣカード３２は端末３１
に出力する。

【０００７】結果データＣ１は、送受信手段３２６、３
１６を介して判断手段３１３に入力される。判断手段３
１３は、結果データＣ１より暗証コードＰＩＮ２が暗証
コードＰＩＮ１と一致しないと判断した場合には、当該
セッションを中断し、ＩＣカード３２を端末３１から排
出する。一方、暗証コードＰＩＮ２が暗証コードＰＩＮ
１に一致していると判断手段３１３が判断した場合に
は、次の処理が続いて行われる。

【０００８】電文データＤ１は、上記固有鍵データＲ１
を鍵として暗号化手段３１４により暗号化され、暗号化
電文データＤＥが生成される。暗号化電文データＤＥ
は、送受信手段３１６、３２６を介して復号化手段３２
４に入力される。暗号化電文データＤＥは、上記固有鍵
データＲ２を鍵として復号化手段３２４により復号化さ
れ、電文データＤ２が生成される。

【０００９】電文データＤ２は、ＩＣカード３２内のメ
モリ（図示されていない）に書き込まれる。判断手段３
２５は、電文データＤ２の書き込み等の処理が正常に行
われたかどうかを判断し、結果データＣ２を送受信手段
３１５、３２６を介して判断手段３１５に送信する。判
断の結果、電文データＤ２の書き込み等の処理が正常で
あれば当該セッション処理を終了し、正常でなければＩ
Ｃカード３２を端末３１から排出する。

【００１０】なお、上記暗号化手段３１２、３１４、復
号化手段３２２、３２４においては、ＤＥＳ（Ｄａｔａ
Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＦＥＡ
Ｌ、ＲＳＡ等の暗号化アルゴリズムが用いられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
データ処理方式においては、受信側であるＩＣカードに
は、実装空間等の制約から処理速度の比較的遅い８ビッ
トクラスのＣＰＵが主に搭載されている。このため、上
記従来技術に係るデータ処理方式に示される処理を行っ
た場合、電文データの伝送回数が多いこと、暗号化、復
号化の回数が多いことにより、全体としてその処理時間
として長時間（数秒）を要するため、実用に適しないと
いう問題があった。また、処理時間を短縮する目的によ
り、データ処理方式を簡易な方式にて実現した場合に、
電文データ、認証コード、固有鍵データ等のデータの機
密性が低下し、セキュリテイ・リスクが発生しやすくな
るという問題が生じていた。

【００１２】

【発明の目的】そこで、本発明はデータの機密性を低下
させることなく処理時間を短縮できるデータ処理方式を
提供することをその目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るデータ処理方式は、送信側装置で電文データを暗号
化し、該暗号化された電文データを受信側装置に送信
し、受信側装置では該暗号化された電文データを復号化
することにより、該電文データを送受するデータ処理方
式において、上記送信側装置は、上記電文データに識別
データを付加し、合成電文データを生成するデータ付加
手段と、暗証コードを予め定められた第１の鍵データに
より暗号化し、第２の鍵データを生成する第１の暗号化
手段と、上記合成電文データを、上記第２の鍵データに
より暗号化し暗号合成電文データを生成する第２の暗号
化手段と、上記暗号合成電文データを上記受信側装置に
送信する送信手段と、を有するとともに、上記受信側装
置は、上記送信手段から送信された暗号合成電文データ
を受信する受信手段と、上記暗号合成電文データを、上
記第２の鍵データに対応した第３の鍵データに従い復号
化し、復号合成電文データを生成する復号化手段と、上
記復号合成電文データを、復号電文データと復号識別デ
ータとに分離するデータ分離手段と、上記復号付加デー
タと上記付加データとを比較し、上記復号付加データと
上記付加データとが一致する場合には上記暗証コード、
および、上記復号電文データは正当であると判断し、上
記復号付加データと上記付加データとが一致しない場合
には上記暗証コード、および、上記復号電文データは不
正であると判断する比較判断手段と、を有することを特
徴とするデータ処理方式である。

【００１４】請求項２記載の発明に係るデータ処理方式
は 上記第３の鍵データは、認証コードと第１の鍵デー
タにより、予め生成され、記憶装置に保持されてなるこ
とを特徴とする請求項１記載のデータ処理方式である。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明に係るデータ処理方式は、
送信側においては、予め定められた（カードに応じて決
定される）第１の鍵データに従い認証コードを暗号化し
て、第２の鍵データを生成する。また、送信すべき内容
を示す電文データには付加データを付加し、合成電文デ
ータを生成する。そして、この合成電文データを上記第
２の鍵データに基づいて暗号化し、暗号合成電文データ
を生成する。この暗号合成電文データは、送信手段を介
して受信側に送信される。

【００１６】受信側においては、受信手段を介して上記
暗号合成電文データを受信する。この暗号合成電文デー
タは、第３の鍵データにより復号化され、復号合成電文
データを生成する。この復号合成電文データは、復号電
文データと、復号識別データとに分離される。この復号
識別データと上記識別データとを比較し、上記復号識別
データと上記識別データとが一致する場合には、上記認
証コード、および、上記復号電文データは正当であると
判断する。この後、例えばこの電文データは受信側装置
であるＩＣカードに書き込まれることとなる。逆に、上
記復号識別データと上記識別データとが一致しない場合
には、上記認証コード、および、上記復号電文データは
不正であると判断する。この場合は電文データをＩＣカ
ードに書き込まない。

【００１７】このように、電文データを識別データとと
もに暗号化して送信するため、従来のように、電文デー
タの送信とは別に認証コードのみを送信してその認証を
行うルーチンを省略することができ、電文データの送信
の効率が高められている。また、識別データと電文デー
タとを同時に暗号化、復号化しているため、暗号化、復
号化のステップも、従来の場合に比べて少なくなり、そ
のデータ伝送処理の効率が高められる。さらに、この場
合、受信側に固有の認証コードを用いて電文データを暗
号化しているため、送信する電文データについてのセキ
ュリティは従来の標準キーをセッション毎に変更すると
した場合と同様の程度にまで高められている。

【００１８】請求項２記載の発明に係るデータ処理方式
は 上記第３の鍵データは、認証コードと第１の鍵デー
タにより、予め生成され、上記受信側装置の記憶装置に
保持されている。このため、送信側装置から受信側装置
への上記第３の鍵データの送信を行う必要がなく、セッ
ションに要する時間を短縮することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１実施例に係るデータ
処理方式の概略を示すそのブロック図である。このデー
タ処理方式は、例えば端末（送信側）１１と、ＩＣカー
ド（受信側）１２とを有して構成されている。この実施
例では、ＩＣカード１２として例えば銀行用キャッシュ
カードを、端末としては銀行のホストコンピュータにオ
ンライン接続された端末を、用いた場合について説明す
る。この場合、認証コードはカード毎に異なる固有のも
のであり、カード保持者のみが知っているものとする。
したがって、以下、カード保持者が認証コードＰＩＮ１
を端末３１に入力し、さらに所定の操作を端末により行
い、一定金額の預金を引出した場合について説明する。
預金引出し処理は端末、および、ホストコンピュータに
より実行され、預金残高が演算され、この預金残高をカ
ードに書き込む必要がある。この結果、ホストコンピュ
ータより預金残高およびその書き込みを示す電文データ
Ｄ１が端末３１に送信され、端末はこの電文データをＩ
Ｃカードに送信するものである。

【００２１】送信側装置を構成する端末１１において
は、第１の暗号化手段１１を有している。この第１の暗
号化手段１１は、入力された認証コードＰＩＮ１をカー
ド発行時に決定された秘密のコードである鍵データＲｄ
に従い暗号化し、鍵データＫ１を生成するものである。
また、この第１の暗号化手段１１は、例えばＤＥＳ、Ｆ
ＥＡＬ、ＲＳＡ等の公開された暗号化アルゴリズムを用
いることにより構成されている。

【００２２】また、端末１１は、上記電文データＤ１に
識別データＣＥＲ１を付加し、合成電文データＭ１を生
成するデータ付加手段１１２と、合成電文データＭ１を
暗号化し、暗号合成電文データＭＥを生成する第２の暗
号化手段１１３と、ＩＣカード１２との間でデータの送
受信を行う送受信手段（Ｉ／Ｏ回路）１１４と、を有し
て構成されている。第２の暗号化手段１１３も上記第１
の暗号化手段と同一の公開型暗号化アルゴリズムによっ
て構成している。

【００２３】一方、ＩＣカード１２は、８ビットＣＰＵ
等を含んで構成されており、このＣＰＵは以下の処理手
段によって示される処理を行っている。すなわち、ＩＣ
カード１２は、端末１１との間にてデータの送受信を行
う送受信手段（Ｉ／Ｏ回路）１２４と、暗号合成電文デ
ータを予め定められた鍵データＫ２に従い復号化し、合
成電文データＭ２を生成する復号化手段１２１と、合成
電文データＭ２を電文データＤ２と識別データＣＥＲ２
とに分離するデータ分離手段１２２と、識別データＣＥ
Ｒ２と識別データＣＥＲ１とを比較し、認証コードＰＩ
Ｎ１、電文データＭ２が正しいかどうかを判断する比較
判断手段１２３と、を有して構成されている。さらに、
このＩＣカード１２は、図示していないが、上記預金残
高等のデータが格納されたＥＥＰＲＯＭを有して構成さ
れている。

【００２４】上記復号化手段１２１は、上記暗号化手段
１１３の逆関数の処理を行うものであり、これらの復号
化手段１２１、暗号化手段１１３は上記と同様にＤＥ
Ｓ、ＦＥＡＬ、ＲＳＡ等の暗号化アルゴリズムを用いる
ことができる。また、上記データ付加手段１１２、デー
タ分離手段１２２における処理は、電文データＤ２と識
別データＣＥＲ２とが分離可能である限り、どのような
処理方式を用いてもよい。

【００２５】なお、上記端末は判断手段１１５を有して
おり、この判断手段は上記ＩＣカードからのレスポンス
に基づいて電文データ、認証コードの正、不正を判断し
て、例えば正しい場合はホストコンピユータにその旨の
出力をなすとともに、不正の場合には当該ＩＣカードの
端末からの排出処理等を指令する。

【００２６】次に本実施例に係るデータ処理方式の作用
を図２のフローチャートを参照しながら説明する。この
フローチャートにおいて、Ｓ２０１〜Ｓ２０４は端末１
１側の処理を示し、Ｓ２０５〜Ｓ２１１はＩＣカード側
の処理を示している。

【００２７】ＩＣカード保持者により認証コードＰＩＮ
１が端末１１に入力される。認証コードＰＩＮ１は、カ
ード発行時に決定された鍵データＲｄにしたがい暗号化
手段１１１により暗号化し、鍵データＫ１を生成する
（Ｓ２０１）。そして、ホストコンピュータからの預金
残高等を示す電文データＤ１については、その電文デー
タＤ１に識別データＣＥＲ１をデータ付加手段１１２に
より付加し（例えばパリティビットを付加する）、合成
電文データＭ１を生成する（Ｓ２０２）。

【００２８】さらに、この合成電文データＭ１を、上記
鍵データＫ１に従い暗号化し、暗号合成電文データＭＥ
を生成する（Ｓ２０３）。この暗号合成電文データＭＥ
は送受信手段１１４を介してＩＣカード１２に送信され
る（Ｓ２０４）。この結果、ＩＣカード１２は送受信手
段１２４を介してこの暗号合成電文データを受信する。

【００２９】受信された暗号合成電文データＭＥは鍵デ
ータＫ２に従い復号化手段１２１により復号化され、合
成電文データＭ２が生成される（Ｓ２０５）。鍵データ
Ｋ２は上記鍵データＫ１に対応した値を有しており、復
号化手段１２１は上記暗号化手段１１３と逆の動作手順
に従い復号化処理を行う。なお、ＤＥＳ等の対象鍵方式
の暗号化アルゴリズムを使用することにより、鍵データ
Ｋ２は上記鍵データＫ１と等価なデータを使用すること
もでき、この鍵データＫ２はセッション開始後、端末１
１から受信するようにしてもよい。さらに、ＩＣカード
１２の発行時に定められた値をＩＣカード１２に格納し
ていてもよく、例えば各カード発行時に入力される認証
コード（暗証番号）を予め各カードに応じて設定された
第１の鍵データである鍵データＲｄにより暗号化された
鍵データＫ２を予めＩＣカード１２に格納していてもよ
い。鍵データＫ２をＩＣカード１２に格納した場合に
は、端末１１とＩＣカード１２とのデータの送受信の回
数が減るため、より一層の高速処理を図ることができ
る。

【００３０】さらに、この合成電文データＭ２は、デー
タ分離手段１２２により、電文データＤ２と識別データ
ＣＥＲ２とに分離される（Ｓ２０６）。比較判断手段１
２３は、分離された識別データＣＥＲ２を、ＩＣカード
発行時にＩＣカード１２に格納された識別データＣＥＲ
１と比較する（Ｓ２０７）。なお、ＩＣカード１２に格
納された識別データＣＥＲ１は上記端末１１に格納され
た識別データＣＥＲ１と等価である。

【００３１】比較の結果、分離された識別データＣＥＲ
２が識別データＣＥＲ１と一致した場合には（Ｓ２０７
でＹＥＳ）、上記認証コードＰＩＮ１、および、電文デ
ータＤ２は正しいと判断する（Ｓ２０８）。その結果、
この預金残高を示す電文データＤ２はＩＣカード１２の
ＥＥＰＲＯＭに書き込まれるとともに（Ｓ２０９）、正
常処理を示す結果データＣ０を送受信手段１２４を介し
て送受信手段１１４に送信する。判断手段１１５は、こ
の結果データＣ０にしたがいＩＣカード１２と端末１１
とのセッションを終了させる。

【００３２】比較の結果、分離された識別データＣＥＲ
２が識別データＣＥＲ１と一致しない場合には（Ｓ２０
７でＮＯ）、上記認証コードＰＩＮ１、および、電文デ
ータＤ２は正しくないと判断する（Ｓ２１０）。すなわ
ち、認証コードＰＩＮ１は当該セッション中のＩＣカー
ド１２の認証コードではなく、電文データＤ２はホスト
コンピュータで処理された結果としての電文データＤ１
と異なっていると判断する。したがって、この電文デー
タＤ２をＩＣカード１２に書き込むことなく、異常処理
を示す結果データＣ０を送受信手段１２４を介して送受
信手段１１４に送信する。この結果、判断手段１１５が
ＩＣカード１２を端末１１から排出し（Ｓ２１１）、セ
ッションを終了させる。この結果、ＩＣカード１２への
不正な書き込みは防止される。

【００３３】以上、説明したように本実施例において
は、電文データＤ１を、認証コードＰＩＮ１より生成し
た鍵データＫ１に従い暗号化し、暗号合成電文データＭ
Ｅを生成している。よって、暗号合成電文データＭＥは
電文データＤ１に加えて認証コードＰＩＮ１の情報をも
有していることになる。このため、本実施例に係るデー
タ処理方式は、従来のデータ処理方式にて行われていた
ように認証コードＰＩＮ１と電文データＤ１を別々に暗
号化・復号化を行う必要がない。また、本実施例に係る
データ処理方式を従来のデータ処理方式と比較すると、
端末とＩＣカードとの間のデータの送受信は４回から２
回へと、暗号化・復号化の回数は６回から２回へと減少
している。したがって、本実施例によれば、端末とＩＣ
カードとの間のセッションに要する時間を、数ｓｅｃか
ら数百ｍｓｅｃへと大幅に減少することができる。

【００３４】また、鍵データＫ１はＩＣカード毎に異な
る認証コードＰＩＮ１を暗号化することにより生成され
ている。このため、仮に、一枚のＩＣカード１２の認証
コードＰＩＮ１が第三者に知られたとしても、他のＩＣ
カード１２の鍵データＫ１は知られないため、他のＩＣ
カード１２のデータの機密性が低下することはない。よ
って、他のＩＣカードのデータの機密性までも損なわれ
ることはなく、いわゆるセキュリティ・リスクによる被
害を最小限に抑えることができる。さらに、第三者が他
人のＩＣカード１２を取得した場合にも、第三者が該Ｉ
Ｃカードの認証コードを知らなければデータの暗号化、
復号化は不可能である。

【００３５】したがって、本実施例に係るデータ処理方
式は、従来のデータ処理方式と比較してデータの機密性
を低下させることなく、セッションに要する時間を短縮
することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばデータの機密性を低下させることなく処理時間を短縮
できるデータ処理方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るデータ処理方式を示
す概略ブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るデータ処理方式の動
作を示すフローチャートである。

【図３】従来のデータ処理方式の一例を示す概略ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１ 端末システム（送信側） １２ ＩＣカード（受信側） １１１ 第１の暗号化手段 １１２ データ付加手段 １１３ 第２の暗号化手段 １１４ 送受信手段（送信手段） １２１ 復号化手段 １２２ データ分離手段 １２３ 比較判断手段 １２４ 送受信手段（受信手段） Ｄ１ 電文データ Ｄ２ 電文データ（復号電文データ） ＰＩＮ１ 認証コード ＣＥＲ１ 識別データ ＣＥＲ２ 識別データ（復号識別データ） Ｍ１ 合成電文データ Ｍ２ 合成電文データ（復号合成電文データ） Ｒｄ 鍵データ（第１の鍵データ） Ｋ１ 鍵データ（第２の鍵データ） Ｋ２ 鍵データ（第３の鍵データ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側装置で電文データを暗号化し、該
   暗号化された電文データを受信側装置に送信し、受信側
   装置では該暗号化された電文データを復号化することに
   より、該電文データを送受するデータ処理方式におい
   て、 上記送信側装置は、上記電文データに識別データを付加
   し、合成電文データを生成するデータ付加手段と、 暗証コードを予め定められた第１の鍵データにより暗号
   化し、第２の鍵データを生成する第１の暗号化手段と、 上記合成電文データを、上記第２の鍵データにより暗号
   化し暗号合成電文データを生成する第２の暗号化手段
   と、 上記暗号合成電文データを上記受信側装置に送信する送
   信手段と、を有するとともに、 上記受信側装置は、上記送信手段から送信された暗号合
   成電文データを受信する受信手段と、 上記暗号合成電文データを、上記第２の鍵データに対応
   した第３の鍵データに従い復号化し、復号合成電文デー
   タを生成する復号化手段と、 上記復号合成電文データを、復号電文データと復号識別
   データとに分離するデータ分離手段と、 上記復号付加データと上記付加データとを比較し、上記
   復号付加データと上記付加データとが一致する場合には
   上記暗証コード、および、上記復号電文データは正当で
   あると判断し、上記復号付加データと上記付加データと
   が一致しない場合には上記暗証コード、および、上記復
   号電文データは不正であると判断する比較判断手段と、
   を有することを特徴とするデータ処理方式。
2. 【請求項２】 上記第３の鍵データは、認証コードと第
   １の鍵データにより、予め生成され、上記受信側装置の
   記憶装置に保持されてなることを特徴とする請求項１記
   載のデータ処理方式。